KR20150027461A - 무선 통신 시스템에서 신호 수신 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

무선 통신 시스템에서 신호 수신 방법 및 장치가 개시된다. 신호 수신 방법은, 수신 신호를 기반으로 프레임의 시작점을 인지하는 단계, 프레임의 시작점을 기반으로 고속 푸리에 변환의 시작점을 인지하는 단계, 미리 설정된 옵셋 값을 기반으로 고속 푸리에 변환의 시작점이 사이클릭 프리픽스 상에 위치하도록 고속 푸리에 변환의 시작점을 재설정하는 단계, 재설정된 고속 푸리에 변환의 시작점을 기준으로 고속 푸리에 변환을 수행하는 단계 및 고속 푸리에 변환이 수행된 결과에 상기 미리 설정된 옵셋 값에 대한 위상 보상을 수행하는 단계를 포함한다. 따라서, 채널 추정 성능의 열화를 방지할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 신호 수신 방법 및 장치{METHOD FOR RECEIVING SIGNAL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND APPARATUS THEREFOR}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 신호의 수신 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시간의 동기오차에 의해 발생하는 채널 추정 성능의 열화를 보상하기 위한 신호 수신 방법 및 장치에 관한 것이다.
직교 주파수 분할 다중(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) 기반의 무선 통신 시스템에 있어서, 수신단은 수신 시간의 동기를 획득한 후 프레임(frame)이나 심볼(symbol)의 시작점을 인지하고 그에 따라 해당 위치의 데이터(data)를 목적에 맞게 사용한다.
획득된 수신 시간에 동기 오차가 존재하는 경우 수신 성능이 저하되는 문제가 발생할 것이지만, OFDM 기반의 무선 통신 시스템은 수신 시간의 동기 오차에 강인한 장점을 가진다. 즉, 획득된 수신 시간에 동기 오차가 존재하는 경우에도, 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix, CP) 내의 임의의 위치를 시작점으로 고속 푸리에 변환(fast fourier transform, FFT)을 수행하면 수신 성능은 저하되지 않는다. 이때, 간단한 최소 제곱법(least square, LS)을 사용하여 채널을 추정하는 경우에도 수신 성능은 저하되지 않는다.
한편, OFDM 기반의 무선 통신 시스템은 반송파 간의 간섭(inter-carrier interference, ICI)에 약하기 때문에, FFT 시작 시점이 CP 구간이 아닌 데이터 구간에서 시작하는 경우 ICI가 발생하여 수신 성능이 저하되는 문제가 발생한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 주파수 축에서의 위상 보상을 통해 채널 추정 성능의 열화를 방지하기 위한 신호 수신 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 주파수 축에서의 위상 보상을 통해 채널 추정 성능의 열화를 방지하기 위한 신호 수신 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 방법은, 수신 신호를 기반으로 프레임의 시작점을 인지하는 단계, 상기 프레임의 시작점을 기반으로 고속 푸리에 변환의 시작점을 인지하는 단계, 미리 설정된 옵셋 값을 기반으로 상기 고속 푸리에 변환의 시작점이 사이클릭 프리픽스 상에 위치하도록 상기 고속 푸리에 변환의 시작점을 재설정하는 단계, 재설정된 고속 푸리에 변환의 시작점을 기준으로 고속 푸리에 변환을 수행하는 단계 및 고속 푸리에 변환이 수행된 결과에 상기 미리 설정된 옵셋 값에 대한 위상 보상을 수행하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 신호 수신 방법은, 위상 보상이 수행된 결과에 최소 제곱법을 적용하여 채널을 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 고속 푸리에 변환의 시작점을 재설정하는 단계는, 상기 고속 푸리에 변환의 시작점을 상기 미리 설정된 옵셋 값만큼 사이클릭 프리픽스 방향으로 이동시킬 수 있다.
여기서, 상기 위상 보상을 수행하는 단계는, 상기 미리 설정된 옵셋 값에 의해 발생된 위상의 역수를 상기 고속 푸리에 변환이 수행된 결과에 곱할 수 있다.
여기서, 상기 미리 설정된 옵셋 값은, 상기 사이클릭 프리픽스 보다 작은 값을 가질 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 장치는, 수신 신호를 기반으로 프레임(frame)의 동기를 획득하는 동기 획득부, 상기 프레임의 동기 정보를 기반으로 고속 푸리에 변환의 시작점을 인지하고, 미리 설정된 옵셋 값을 기반으로 상기 고속 푸리에 변환의 시작점이 사이클릭 프리픽스 상에 위치하도록 상기 고속 푸리에 변환의 시작점을 재설정하는 시작점 설정부, 재설정된 고속 푸리에 변환의 시작점을 기준으로 고속 푸리에 변환을 수행하는 푸리에 변환부 및 고속 푸리에 변환이 수행된 결과에 상기 미리 설정된 옵셋 값에 대한 위상 보상을 수행하는 위상 보상부를 포함한다.
여기서, 상기 신호 수신 장치는, 위상 보상이 수행된 결과에 최소 제곱법을 적용하여 채널을 추정하는 채널 추정부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 시작점 설정부는, 상기 고속 푸리에 변환의 시작점을 상기 미리 설정된 옵셋 값만큼 사이클릭 프리픽스 방향으로 이동시킬 수 있다.
여기서, 상기 위상 보상부는, 상기 미리 설정된 옵셋 값에 의해 발생된 위상의 역수를 상기 고속 푸리에 변환이 수행된 결과에 곱할 수 있다.
여기서, 상기 미리 설정된 옵셋 값은, 상기 사이클릭 프리픽스 보다 작은 크기를 가질 수 있다.
본 발명에 의하면, 고속 푸리에 변환을 수행한 후에 주파수 축에서 위상을 보상함으로써 채널 추정 성능의 열화를 방지할 수 있다.
도 1은 신호 수신 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 고속 푸리에 변환의 시작점을 도시한 개념도이다.
도 3은 신호 수신 장치의 성능을 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 푸리에 변환의 시작점을 도시한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 장치를 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 장치의 성능을 도시한 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
아래에서 설명되는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 신호 수신 방법 및 장치는 직교 주파수 분할 다중(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) 기반의 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다.
신호 수신 장치는 무선 통신 시스템에서 수신단으로서, 단말의 일부분 또는 단말 그 자체를 의미할 수 있다. 이 경우 신호 수신 방법은 단말에서 수행될 수 있다.
단말(Terminal)은 이동국(Mobile Station), 이동 단말(Mobile Terminal), 가입자국(Subscriber Station), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station), 사용자 장치(User Equipment), 접근 단말(Access Terminal) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, 이동국, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
여기서, 단말로 통신이 가능한 데스크탑 컴퓨터(Desktop Computer), 랩탑 컴퓨터(Laptop Computer), 태블릿(Tablet) PC, 무선전화기(Wireless Phone), 모바일폰(Mobile Phone), 스마트폰(Smart Phone), e-book 리더기, PMP(Portable Multimedia Player), 휴대용 게임기, 네비게이션(Navigation) 장치, 디지털 카메라(Digital Camera), DMB (Digital Multimedia Broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(Digital Audio Recorder), 디지털 음성 재생기(Digital Audio Player), 디지털 영상 녹화기(Digital Picture Recorder), 디지털 영상 재생기(Digital Picture Player), 디지털 동영상 녹화기(Digital Video Recorder), 디지털 동영상 재생기(Digital Video Player) 등을 사용할 수 있다.
한편, 신호 수신 장치는 무선 통신 시스템의 송신단으로부터 전송되는 신호를 수신할 수 있으며, 송신단은 기지국을 의미할 수 있다. 여기서, 기지국(Base Station)은 접근점(Access Point), 무선 접근국(Radio Access Station), 노드B(Node B), 고도화 노드B(evolved NodeB), 송수신 기지국(Base Transceiver Station), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 기지국, 접근점, 무선 접근국, 노드B, eNodeB, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
도 1은 신호 수신 장치를 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템에서 신호 수신 장치는 RF(radio frequency) 수신부(10), ADC(analog-to-digital converter)(20), 동기 획득부(30), 시작점 설정부(40), 푸리에 변환부(50) 및 채널 추정부(70)를 포함할 수 있다. 신호 수신 장치는 OFDM 기반의 무선 통신 시스템에서 수신단을 의미한다.
RF 수신부(10)는 임의의 송신단에서 전송되는 신호를 수신할 수 있고, 수신된 신호를 ADC(20)에 제공할 수 있다. ADC(20)는 아날로그 디지털 변환기를 의미하며, RF 수신부(10)로부터 제공받은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. ADC(20)는 변환된 디지털 신호를 동기 획득부(30)와 푸리에 변환부(50)에 제공할 수 있다.
동기 획득부(30)는 수신 신호를 기반으로 프레임(frame)의 시작점을 인지할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 시스템이 LTE(long term evolution)인 경우, 동기 획득부(30)는 프라이머리 동기 신호(primary synchronization signal, PSS) 및 세컨더리 동기 신호(secondary sychronization signal, SSS)를 기반으로 셀(cell)의 프레임 동기(즉, 하향링크 프레임의 시작점)를 획득할 수 있다. 동기 획득부(30)는 획득된 프레임의 시작점을 시작점 설정부(40)에 제공할 수 있다.
시작점 설정부(40)는 프레임의 시작점을 기반으로 고속 푸리에 변환(fast fourier transform, FFT)의 시작점을 인지할 수 있고, 미리 설정된 옵셋(offset) 값을 기반으로 고속 푸리에 변환의 시작점이 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix, CP) 상에 위치하도록 고속 푸리에 변환의 시작점을 재설정할 수 있다.
도 2는 고속 푸리에 변환의 시작점을 도시한 개념도이다.
도 2를 참조하면, OFDM 기반의 무선 통신 시스템에서 1 심볼은 사이클릭 프리픽스(CP) 및 데이터를 포함할 수 있다. 1 심볼은 1152 샘플(samples)의 크기를 가질 수 있으며, 이 경우 사이클릭 프리픽스(CP)는 128 샘플의 크기를 가질 수 있고 데이터는 1024 샘플의 크기를 가질 수 있다.
시작점 설정부(40, 도 1)는 프레임의 시작점을 기반으로 [d = 0] 인 FFT 시작점을 획득할 수 있다. 시작점 설정부(40)는 FFT 시작점을 미리 설정된 옵셋 값만큼 사이클릭 프리픽스 방향으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 미리 설정된 옵셋 값이 [d = - 10] 인 경우 시작점 설정부(40)는 FFT 시작점(즉, d = 0)을 사이클릭 프리픽스 방향으로 10 샘플만큼 이동시킬 수 있고, 미리 설정된 옵셋 값이 [d = -15] 인 경우 시작점 설정부(40)는 FFT 시작점(즉, d = 0)을 사이클릭 프리픽스 방향으로 15 샘플만큼 이동시킬 수 있다. 한편, 미리 설정된 옵셋 값이 [d = +5] 인 경우 시작점 설정부(40)는 FFT 시작점(즉, d = 0)을 데이터 방향으로 5 샘플만큼 이동시킬 수 있다.
여기서, [d = 0] 은 데이터의 시작점을 의미하고, [d = -10] 은 데이터의 시작점으로부터 사이클릭 프리픽스(CP) 방향으로 10 샘플만큼 이동한 지점을 의미하고, [d = -15] 는 데이터의 시작점으로부터 사이클릭 프리픽스(CP) 방향으로 15 샘플만큼 이동한 지점을 의미하고, [d = +5] 는 데이터의 시작점으로부터 데이터 방향으로 5 샘플만큼 이동한 지점을 의미한다.
이와 같이, 고속 푸리에 변환의 시작점을 미리 정의된 옵셋 값만큼 사이클릭 프리픽스 방향으로 이동시킴으로써, 반송파 간의 간섭(inter-carrier interference, ICI) 발생을 감소시킬 수 있다. 더불어, 무선 통신 시스템의 수신단에서 수신 성능을 향상시킬 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 시작점 설정부(40)는 재설정된 고속 푸리에 변환의 시작점을 푸리에 변환부(50)에 제공할 수 있다. 푸리에 변환부(50)는 사이클릭 프리픽스 상에 위치하는 재설정된 고속 푸리에 변환의 시작점에서 고속 푸리에 변환을 수행할 수 있다. 푸리에 변환부(50)는 고속 푸리에 변환 결과를 채널 추정부(70)에 전송할 수 있다.
채널 추정부(70)는 고속 푸리에 변환 결과를 기반으로 채널을 추정할 수 있으며, 이때 최소 제곱법(least square, LS)을 적용하여 채널을 추정할 수 있다.
여기서, 동기 획득부(30), 시작점 설정부(40), 푸리에 변환부(50) 및 채널 추정부(70)가 수행하는 기능은 처리부에서 수행될 수 있다. 처리부는 프로세서(processor) 및 메모리(memory)를 포함할 수 있다. 프로세서는 범용의 프로세서(예를 들어, CPU(central processing unit) 등) 또는 신호를 수신하기 위한 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리에는 신호를 수신하기 위한 프로그램 코드(program code)가 저장될 수 있다. 즉, 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램 코드를 독출할 수 있고, 독출된 프로그램 코드를 기반으로 신호를 수신할 수 있다.
도 3은 신호 수신 장치의 성능을 도시한 그래프이다.
도 3을 참조하면, 64 QAM(quadrature amplitude modulation)에서 신호 수신 장치에 대한 성능을 도시한 그래프로서, 가로축은 비트에너지(Eb)와 No(noise)의 비를 나타내고 세로축은 코딩되지 않은 비트에러율(bit error ration, BER)을 나타낸다.
도 1의 신호 수신 장치를 기초로 채널을 추정하는 경우 미리 설정된 옵셋 값(d)에 따라 채널 추정 성능이 변하지 않아야 하나, 미리 설정된 옵셋 값이 [d = -15] 인 경우 무시하지 못할 만큼의 성능 차이를 보이고 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 방법은, 수신 신호를 기반으로 프레임의 시작점을 인지하는 단계(S100), 프레임의 시작점을 기반으로 고속 푸리에 변환의 시작점을 인지하는 단계(S110), 미리 설정된 옵셋 값을 기반으로 고속 푸리에 변환의 시작점이 사이클릭 프리픽스 상에 위치하도록 고속 푸리에 변환의 시작점을 재설정하는 단계(S120), 재설정된 고속 푸리에 변환의 시작점을 기준으로 고속 푸리에 변환을 수행하는 단계(S130) 및 고속 푸리에 변환이 수행된 결과에 미리 설정된 옵셋 값에 대한 위상 보상을 수행하는 단계(S140)를 포함한다. 더불어, 신호 수신 방법은 위상 보상이 수행된 결과에 최소 제곱법을 적용하여 채널을 추정하는 단계(S150)를 더 포함할 수 있다.
신호 수신 방법은 도 6에 도시된 신호 수신 장치에서 수행될 수 있다. 도 6은 OFDM 기반의 무선 통신 시스템의 수신단을 도시한 것으로, 신호 수신 장치는 동기 획득부(30), 시작점 설정부(40), 푸리에 변환부(50) 및 위상 보상부(60)를 포함할 수 있다. 더불어, 신호 수신 장치는 채널 추정부(70)를 더 포함할 수 있다.
신호 수신 장치는 수신 신호를 기반으로 프레임의 시작점을 인지할 수 있다(S100). 예를 들어, 무선 통신 시스템이 LTE인 경우, 신호 수신 장치는 프라이머리 동기 신호(PSS) 및 세컨더리 동기 신호(SSS)를 기반으로 셀의 프레임 동기(즉, 하향링크 프레임의 시작점)를 획득할 수 있다.
신호 수신 장치는 프레임의 시작점을 기반으로 고속 푸리에 변환의 시작점을 인지할 수 있다(S110). 그 후, 신호 수신 장치는 미리 설정된 옵셋 값을 기반으로 고속 푸리에 변환의 시작점이 사이클릭 프리픽스 상에 위치하도록 고속 푸리에 변환의 시작점을 재설정할 수 있다(S120).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고속 푸리에 변환의 시작점을 도시한 개념도이다.
도 5를 참조하면, OFDM 기반의 무선 통신 시스템에서 1 심볼은 사이클릭 프리픽스(CP) 및 데이터를 포함할 수 있다. 1 심볼은 1152 샘플의 크기를 가질 수 있으며, 이 경우 사이클릭 프리픽스(CP)는 128 샘플의 크기를 가질 수 있고 데이터는 1024 샘플의 크기를 가질 수 있다.
단계 S110을 통해, 신호 수신 장치는 프레임의 시작점을 [d = +5] 인 FFT 시작점으로 인지할 수 있다. 여기서, [d = +5] 는 데이터의 시작점으로부터 데이터 방향으로 5 샘플만큼 이동한 지점을 의미한다. 단계 S120에서, 미리 설정된 옵셋 값이 -20인 경우 신호 수신 장치는 고속 푸리에 변환의 시작점을 [d = -15] 로 재설정할 수 있다. 즉, 신호 수신 장치는 고속 푸리에 변환의 시작점을 미리 설정된 옵셋 값만큼 사이클릭 프리픽스 방향으로 이동시킬 수 있다. 여기서, [d = -15]는 데이터의 시작점으로부터 사이클릭 프리픽스(CP) 방향으로 15 샘플만큼 이동한 지점을 의미한다.
미리 설정된 옵셋 값은 사용자의 설정에 따라 달라질 수 있으며, 사이클릭 프리픽스의 크기보다 작은 값을 가질 수 있다. 또한, 미리 설정된 옵셋 값은 최초 인지된 고속 푸리에 변환의 시작점을 사이클릭 프리픽스(CP) 상에 위치시킬 수 있는 크기를 가지는 것이 바람직하다.
다시 도 4를 참조하면, 신호 수신 장치는 재설정된 고속 푸리에 변환의 시작점을 기준으로 고속 푸리에 변환을 수행할 수 있다(S130). 즉, 신호 수신 장치는 도 5에서 [d = -15] 인 재설정된 FFT 시작점을 기준으로 고속 푸리에 변환을 수행할 수 있다.
신호 수신 장치는 고속 푸리에 변환이 수행된 결과에 미리 설정된 옵셋 값에 대한 위상 보상을 수행할 수 있다(S140). 즉, 신호 수신 장치는 미리 설정된 옵셋 값에 의해 발생된 위상의 역수를 고속 푸리에 변환이 수행된 결과에 곱함으로써 위상 보상을 수행할 수 있다.
아래 수학식 1은 보상위상값을 산출하는 방법을 나타낸다.
Figure pat00001
여기서, FPSO는 미리 설정된 옵셋 값을 의미하고, k는 서브캐리어 인덱스(subcarrier index)를 의미하고, N은 고속 푸리에 변환의 크기를 의미한다. 신호 수신 장치는 상기 수학식 1을 통해 산출된 보상위상값을 고속 푸리에 변환이 수행된 결과에 곱합으로써 위상 보상을 수행할 수 있다.
신호 수신 장치는 위상 보상이 수행된 결과에 최소 제곱법(LS)을 적용하여 채널을 추정할 수 있다(S150). 이때, 신호 수신 장치는 간단한 최소 제곱법(LS)을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 장치를 도시한 블록도이다.
도 6을 참조하면, OFDM 기반의 무선 통신 시스템의 수신단은 RF 수신부(10), ADC(20), 동기 획득부(30), 시작점 설정부(40), 푸리에 변환부(50), 위상 보상부(60) 및 채널 추정부(70)를 포함할 수 있다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 장치는 동기 획득부(30), 시작점 설정부(40), 푸리에 변환부(50) 및 위상 보상부(60)를 포함할 수 있고, 채널 추정부(70)를 더 포함할 수 있다.
RF 수신부(10)는 임의의 송신단에서 전송되는 신호를 수신할 수 있고, 수신된 신호를 ADC(20)에 제공할 수 있다. ADC(20)는 아날로그 디지털 변환기를 의미하며, RF 수신부(10)로부터 제공받은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. ADC(20)는 변환된 디지털 신호를 동기 획득부(30)와 푸리에 변환부(50)에 제공할 수 있다.
동기 획득부(30)는 수신 신호를 기반으로 프레임의 시작점을 인지할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 시스템이 LTE인 경우, 동기 획득부(30)는 프라이머리 동기 신호(PSS) 및 세컨더리 동기 신호(SSS)를 기반으로 셀의 프레임 동기(즉, 하향링크 프레임의 시작점)를 획득할 수 있다. 동기 획득부(30)는 획득된 프레임의 시작점을 시작점 설정부(40)에 제공할 수 있다.
시작점 설정부(40)는 프레임의 시작점을 기반으로 고속 푸리에 변환의 시작점을 인지할 수 있고, 미리 설정된 옵셋 값을 기반으로 고속 푸리에 변환의 시작점이 사이클릭 프리픽스(CP) 상에 위치하도록 고속 푸리에 변환의 시작점을 재설정할 수 있다. 도 5에서, 시작점 설정부(40)는 프레임의 시작점을 [d = +5]인 FFT 시작점으로 인지할 수 있고, 미리 설정된 옵셋 값이 -20인 경우 고속 푸리에 변환의 시작점을 [d = -15] 로 재설정할 수 있다. 시작점 설정부(40)는 재설정된 고속 푸리에 변환의 시작점을 푸리에 변환부(50)에 제공할 수 있고, 고속 푸리에 변환의 시작점을 재설정하는데 사용한 미리 설정된 옵셋 값을 위상 보상부(60)에 제공할 수 있다.
푸리에 변환부(50)는 재설정된 고속 푸리에 변환의 시작점을 기준으로 고속 푸리에 변환을 수행할 수 있다. 즉, 푸리에 변환부(50)는 도 5에서 [d = -15] 인 재설정된 FFT 시작점을 기준으로 고속 푸리에 변환을 수행할 수 있다.
위상 보상부(60)는 고속 푸리에 변환이 수행된 결과에 미리 설정된 옵셋 값에 대한 위상 보상을 수행할 수 있다. 구체적으로, 위상 보상부(60)는 미리 설정된 옵셋 값에 의해 발생된 위상의 역수를 고속 푸리에 변환이 수행된 결과에 곱함으로써 위상 보상을 수행할 수 있다. 즉, 위상 보상부(60)는 상기 수학식 1을 통해 산출된 보상위상값을 고속 푸리에 변환이 수행된 결과에 곱합으로써 위상 보상을 수행할 수 있다.
채널 추정부(70)는 위상 보상이 수행된 결과에 최소 제곱법(LS)을 적용하여 채널을 추정할 수 있다. 이때, 신호 수신 장치는 간단한 최소 제곱법(LS)을 사용할 수 있다.
여기서, 동기 획득부(30), 시작점 설정부(40), 푸리에 변환부(50), 위상 보상부(60) 및 채널 추정부(70)가 수행하는 기능은 처리부에서 수행될 수 있다. 처리부는 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다. 프로세서는 범용의 프로세서(예를 들어, CPU 등) 또는 신호를 수신하기 위한(즉, 채널 추정 성능의 보상 수행을 위한) 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리에는 채널 추정 성능의 보상을 수행하기 위한 프로그램 코드가 저장될 수 있다. 즉, 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램 코드를 독출할 수 있고, 독출된 프로그램 코드를 기반으로 채널 추정 성능의 보상을 수행할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 장치의 성능을 도시한 그래프이다.
도 7을 참조하면, 64 QAM에서 신호 수신 장치에 대한 성능을 도시한 그래프로서, 가로축은 비트에너지(Eb)와 No(noise)의 비 값을 나타내고 세로축은 코딩되지 않은 비트에러율(BER)을 나타낸다. 여기서, FFT 시작점 옵셋 값(FFT_START_POINT_OFFSET)(즉, 미리 설정된 옵셋 값)은 20 샘플(samples)로 설정되고, SSP(symbol synchronization point)는 심볼 동기 포인트를 의미하고, COMP(compensation mode)는 보상 모드(즉, 미리 설정된 옵셋 값에 대한 위상 보상을 수행)를 의미하고, PSNC(perfect synchronization and no compensation)는 완벽한 동기로 위상 보상이 없음을 의미한다.
신호 수신 장치에 대한 성능 그래프에서, 위상 보상(COMP)을 수행한 경우는 위상 보상을 수행하지 않은 경우에 비해 더 적은 비트에러율을 가지는 것을 알 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: RF 수신부
20: ADC
30: 동기 획득부
40: 시작점 설정부
50: 푸리에 변환부
60: 위상 보상부
70: 채널 추정부

Claims (10)

  1. 수신 신호를 기반으로 프레임(frame)의 시작점을 인지하는 단계;
    상기 프레임의 시작점을 기반으로 고속 푸리에 변환(fast fourier transform)의 시작점을 인지하는 단계;
    미리 설정된 옵셋(offset) 값을 기반으로 상기 고속 푸리에 변환의 시작점이 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix) 상에 위치하도록 상기 고속 푸리에 변환의 시작점을 재설정하는 단계;
    재설정된 고속 푸리에 변환의 시작점을 기준으로 고속 푸리에 변환을 수행하는 단계; 및
    고속 푸리에 변환이 수행된 결과에 상기 미리 설정된 옵셋 값에 대한 위상 보상을 수행하는 단계를 포함하는 신호 수신 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 신호 수신 방법은,
    위상 보상이 수행된 결과에 최소 제곱법(least square)을 적용하여 채널을 추정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 수신 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 고속 푸리에 변환의 시작점을 재설정하는 단계는,
    상기 고속 푸리에 변환의 시작점을 상기 미리 설정된 옵셋 값만큼 사이클릭 프리픽스 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 신호 수신 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 위상 보상을 수행하는 단계는,
    상기 미리 설정된 옵셋 값에 의해 발생된 위상의 역수를 상기 고속 푸리에 변환이 수행된 결과에 곱하는 것을 특징으로 하는 신호 수신 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 미리 설정된 옵셋 값은,
    상기 사이클릭 프리픽스 보다 작은 값을 가지는 것을 특징으로 하는 신호 수신 방법.
  6. 수신 신호를 기반으로 프레임(frame)의 동기를 획득하는 동기 획득부;
    상기 프레임의 동기 정보를 기반으로 고속 푸리에 변환(fast fourier transform)의 시작점을 인지하고, 미리 설정된 옵셋(offset) 값을 기반으로 상기 고속 푸리에 변환의 시작점이 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix) 상에 위치하도록 상기 고속 푸리에 변환의 시작점을 재설정하는 시작점 설정부;
    재설정된 고속 푸리에 변환의 시작점을 기준으로 고속 푸리에 변환을 수행하는 푸리에 변환부; 및
    고속 푸리에 변환이 수행된 결과에 상기 미리 설정된 옵셋 값에 대한 위상 보상을 수행하는 위상 보상부를 포함하는 신호 수신 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 신호 수신 장치는,
    위상 보상이 수행된 결과에 최소 제곱법(least square)을 적용하여 채널을 추정하는 채널 추정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 수신 장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 시작점 설정부는,
    상기 고속 푸리에 변환의 시작점을 상기 미리 설정된 옵셋 값만큼 사이클릭 프리픽스 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 신호 수신 장치.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 위상 보상부는,
    상기 미리 설정된 옵셋 값에 의해 발생된 위상의 역수를 상기 고속 푸리에 변환이 수행된 결과에 곱하는 것을 특징으로 하는 신호 수신 장치.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 미리 설정된 옵셋 값은,
    상기 사이클릭 프리픽스 보다 작은 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 신호 수신 장치.
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