KR20180027460A - Apparatus and method for receiving signal in wireless communication system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 무선 통신 시스템에서 신호 수신을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to an apparatus and method for receiving signals in a wireless communication system.
주파수 자원의 효율적인 이용을 위해서는 고차 변조(modulation) 기법이 이용된다. 이 경우, 동기 복조(coherent demodulation) 방식의 수신기가 일반적으로 필요하다. 상기 동기 복조를 위해서는 채널 추정이 요구된다. 상기 채널 추정을 위해, 송수신단 간 동일하게 알고 있는 신호, 예를 들어, 파일럿 신호(pilot signal)가 송신단에서 수신단으로 전송된다. 상기 수신단은 상기 파일럿 신호의 송신 값을 알고 있으므로, 상기 파일럿 신호의 수신 값을 이용하여 채널을 추정할 수 있다.Higher order modulation techniques are used for efficient use of frequency resources. In this case, a receiver of a coherent demodulation scheme is generally required. Channel estimation is required for the synchronous demodulation. In order to perform the channel estimation, a signal, for example, a pilot signal, which is the same between the transmitting and receiving ends, is transmitted from the transmitting end to the receiving end. Since the receiver knows the transmission value of the pilot signal, it can estimate the channel using the reception value of the pilot signal.
3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution), WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 등 4G(4th Generation) 통신 시스템에 주로 채택하고 있는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/OFDMA(Orthogonal Frequency Division MultipleAccess) 방식은 간단한 구현을 통해 다중 경로(multipath)에 효율적으로 대처할 수 있다. 주파수 효율을 증대시키기 위해, 현재의 통신 시스템들의 수신단은 동기 복조를 지원하기 위해 상기 파일럿 신호를 송신한다.(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) / OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) scheme, which is mainly adopted for 4G (4th generation) communication systems such as 3GPP LTE (Long Term Evolution) and WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) A simple implementation can efficiently cope with multipath. In order to increase the frequency efficiency, the receiving end of current communication systems transmits the pilot signal to support synchronous demodulation.
일반적인 통신 시스템의 신호 송신 과정은 다음과 같다. 전송 과정에서 발생되는 오류를 검출하기 위해 CRC(Cyclic redundancy check)가 사용되며, 오류를 정정하기 위해 FEC(Forward Error Corretion)가 사용된다. 채널 부호화된 비트들은 각각의 사용자에게 할당된 변조 심벌의 개수와 일치되도록 전송률 정합(rate matching)을 거친 후, 신호 성좌점(constellation)으로 맵핑된다. 그리고, 채널 추정에 이용되는 송신단 및 수신단이 미리 알고 있는 신호(예 : 파일럿 신호, 참조 신호(reference signal)가 생성된다. 정보 신호 및 파일럿 신호는 주파수 축으로 배치되고, IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산을 통해 시간축 신호로 변환된 후, 송신된다.The signal transmission process of the general communication system is as follows. A CRC (Cyclic Redundancy Check) is used to detect an error occurring in the transmission process, and FEC (Forward Error Correction) is used to correct the error. The channel encoded bits are rate matched to the number of modulation symbols assigned to each user and then mapped to a constellation of signals. A pilot signal and a reference signal are generated by a transmitter and a receiver that are used for channel estimation in advance. The information signal and the pilot signal are arranged in a frequency domain, and an IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) Converted into a time-base signal through an operation, and then transmitted.
상술한 신호 송신 과정에 대응하는 신호 수신 과정은 다음과 같다. 수신 안테나를 통해 수신된 신호에 대한 FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 시간축 신호는 주파수축 신호로 변환된다. 파일럿 신호의 위치에 해당하는 수신 신호가 추출되고, 상기 수신 신호에서 검출된 채널 성분을 이용하여 데이터가 전달된 위치의 채널 값이 추정된다. 이후, 상기 데이터가 전달된 위치에서의 수신 신호는 상기 채널 추정 값을 기반으로 복조(demodulation) 및 복호화(decoding)된다.The signal reception process corresponding to the above-described signal transmission process is as follows. The time-base signal is converted to a frequency-axis signal through a Fast Fourier Transform (FFT) operation on the signal received via the receive antenna. The received signal corresponding to the position of the pilot signal is extracted and the channel value of the position where the data is transmitted is estimated using the channel component detected in the received signal. Thereafter, a received signal at a position where the data is transmitted is demodulated and decoded based on the channel estimation value.
상술한 바와 같이, 파일럿 신호를 기반으로 하는 동기 복조(coherent detection)가 수행될 수 있다. 단말의 제조에 있어서, 전력 배선(power wiring), 부적절한 차폐(inadequate shielding), 부적절한 마이크 또는 센서 케이블의 그라운딩(inadequate grounding of microphone or sensor cables), 전력 선 또는 변압기 근처에 위치한 마이크 또는 센서(placement of the microphones or sensors near power lines or transformers) 등을 원인으로 부반송파(subcarrier) 단위로 영향을 미치는 협대역 간섭이 발생할 수 있다. 상기 부반송파 단위로 영향을 미치는 협대역 간섭은 '톤 간섭(tone interference)'이라 지칭될 수 있다. 만일, 상기 톤 간섭이 상기 파일럿 신호의 위치에서 발생하는 경우, 채널 추정 단계에서 오류가 발생하므로, 치명적인 성능 열화가 야기된다. 구체적인 예로, LTE 시스템의 경우, 상기 톤 간섭이 존재하면 1개의 송신 안테나 시스템에서는 1/6의 확률로 상기 파일럿 신호 및 상기 톤 간섭의 위치가 일치하며, 2개 이상의 송신 안테나 시스템에서는 1/3의 확률로 상기 파일럿 신호 및 상기 톤 간섭의 위치가 일치한다.As described above, coherent detection based on the pilot signal can be performed. In the manufacture of terminals, power wiring, inadequate shielding, inadequate grounding of microphone or sensor cables, power lines or a microphone or sensor located near the transformer narrowband interference affecting subcarrier units may occur due to the microphones or sensors near power lines or transformers. Narrowband interference affecting the subcarrier unit may be referred to as 'tone interference'. If the tone interference occurs at the position of the pilot signal, an error occurs in the channel estimation step, resulting in a fatal performance deterioration. As a specific example, in the case of the LTE system, the presence of the tone interference coincides with the position of the pilot signal and the tone interference with a probability of 1/6 in one transmission antenna system, The position of the pilot signal and the tone interference match with probability.
따라서, 상기 파일럿 신호를 이용하여 복조를 수행하는 무선 통신 시스템에서 상기 톤 간섭으로 인한 성능 열화를 개선하기 위한 대안이 제시되어야 한다.Therefore, an alternative to improve performance degradation due to tone interference in a wireless communication system that performs demodulation using the pilot signal should be presented.
따라서, 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 톤 간섭으로 인한 수신 성능 열화를 개선하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is therefore an object of the present invention to provide an apparatus and method for improving reception performance degradation due to tone interference in a wireless communication system.
본 발명의 다른 목적은 무선 통신 시스템에서 톤 간섭을 겪은 파일럿 신호에 대한 채널 값을 보상하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for compensating a channel value for a pilot signal that has undergone tone interference in a wireless communication system.
본 발명의 또 다른 목적은 무선 통신 시스템에서 톤 간섭이 발생한 위치를 검출하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide an apparatus and method for detecting a position where a tone interference occurs in a wireless communication system.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 무선 통신 시스템에서 수신단 장치는, 시간축 신호를 주파수축 신호로 변환하는 연산부와, 상기 주파수축 신호 중 파일럿 신호를 전달하는 위치들의 채널 값들을 생성하는 추출부와, 상기 채널 값들 중 톤 간섭이 발생하지 아니한 위치의 적어도 하나의 채널 값을 이용하여 상기 톤 간섭이 발생한 위치의 채널 값을 보상하는 보상부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a receiving apparatus in a wireless communication system, including: an operation unit for converting a time-base signal into a frequency-axis signal; And a compensator for compensating a channel value at a position where the tone interference occurs using at least one channel value of a position where no tone interference occurs among the channel values.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 무선 통신 시스템에서 수신단의 동작 방법은, 시간축 신호를 주파수축 신호로 변환하는 과정과, 상기 주파수축 신호 중 파일럿 신호를 전달하는 위치들의 채널 값들을 생성하는 과정과, 상기 채널 값들 중 톤 간섭이 발생하지 아니한 위치의 적어도 하나의 채널 값을 이용하여 상기 톤 간섭이 발생한 위치의 채널 값을 보상하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of operating a receiver in a wireless communication system, the method comprising: converting a time-base signal to a frequency-axis signal; And compensating for a channel value at a position where the tone interference occurs using at least one channel value at a position where no tone interference occurs among the channel values.
무선 통신 시스템에서 파일럿 신호가 전달되는 위치에서 톤 간섭이 발생한 경우, 톤 간섭에 의한 왜곡을 보상함으로써, 채널 추정 성능을 향상시키고, 나아가, 데이터 수신 성능을 향상시킬 수 있다.In a wireless communication system, when tone interference occurs at a position where a pilot signal is transmitted, distortion due to tone interference is compensated for, thereby improving channel estimation performance and further improving data reception performance.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 모든 단말이 공통으로 사용하는 파일럿 신호 및 1개의 톤 간섭을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 모든 단말이 공통으로 사용하는 파일럿 신호 및 2개의 톤 간섭들을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 특정 단말만 사용하는 파일럿 신호 및 1개의 톤 간섭을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 특정 단말만 사용하는 파일럿 신호 및 RB(Resource Block) 외곽에서 발생한 1개의 톤 간섭을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 CDM(Code Divison Multiplxing)이 적용된 특정 단말만 사용하는 파일럿 신호 및 1개의 톤 간섭을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 CDM이 적용된 특정 단말만 사용하는 파일럿 신호 및 RB 외곽에서 발생한 1개의 톤 간섭을 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 수신단의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 제1실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 수신단의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 수신단의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 수신단의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템의 성능을 도시하는 도면.FIG. 1 is a diagram illustrating a pilot signal and a tone interference common to all terminals in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 is a diagram illustrating a pilot signal and two tone interferences commonly used by all UEs in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a pilot signal and a tone interference used only in a specific terminal in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a pilot signal used only by a specific terminal in a wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present invention, and one tone interference occurring outside the RB (Resource Block)
5 is a diagram illustrating a pilot signal and a tone interference used only by a specific terminal to which a CDM (Code Division Multiplexing) is applied in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a pilot signal used only by a specific terminal to which a CDM is applied in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention, and one tone interference generated in an RB subframe;
7 is a block diagram of a receiving end in a wireless communication system according to the first embodiment of the present invention;
8 is a flowchart illustrating an operation procedure of a receiver in a wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
9 is a diagram showing a block configuration of a receiving end in a wireless communication system according to a second embodiment of the present invention;
10 is a flowchart illustrating an operation procedure of a receiving end in a wireless communication system according to a second embodiment of the present invention.
11 is a diagram illustrating the performance of 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 무선 통신 시스템에서 톤 간섭으로 인한 수신 성능 열화를 개선하기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 LTE 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. For convenience of explanation, the present invention uses terms and names defined in the LTE standard. However, the present invention is not limited by the above-mentioned terms and names, and can be equally applied to systems conforming to other standards.
파일럿 신호는 모든 UE(User Equipment)들이 공통으로 이용할 수 있는 신호 및 특정 UE만 이용할 수 있는 신호로 구분된다. 예를 들어, 상기 공통으로 이용할 수 있는 파일럿 신호는 모든 UE들이 수신해야하는 데이터들과 함께 송신될 수 있다. 또한, 상기 특정 UE만 이용할 수 있는 파일럿 신호는 해당 UE을 목적지로 하는 데이터와 함께 송신될 수 있다. 이 경우, 상기 특정 UE만 이용할 수 있는 파일럿 신호 및 데이터는 프리코딩(precoding)될 수 있다. 상기 공통으로 이용할 수 있는 신호는 셀 특정 참조 신호(cell specific reference signal)'로, 상기 특정 UE 만이 이용할 수 있는 신호는 'UE 특정 참조 신호(UE specific reference signal)'라 지칭될 수 있다.The pilot signal is divided into a signal that can be commonly used by all UEs (User Equipment) and a signal that can be used only by a specific UE. For example, the commonly available pilot signal may be transmitted with data that all UEs should receive. In addition, a pilot signal available only to the specific UE may be transmitted together with data having the UE as a destination. In this case, the pilot signal and data available only to the specific UE may be precoded. The commonly available signal may be referred to as a cell specific reference signal and the signal available only to the particular UE may be referred to as a UE specific reference signal.
이하 설명의 편의를 위해, 본 발명은 파일럿 신호가 전달되는 부반송파의 위치를 '파일럿 위치'로, 데이터 신호가 전달되는 부반송파의 위치를 '데이터 위치'로 지칭한다.For convenience of explanation, the position of a subcarrier to which a pilot signal is transmitted is referred to as a 'pilot position', and the position of a subcarrier to which a data signal is transmitted is referred to as a 'data position'.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 모든 단말이 공통으로 사용하는 파일럿 신호 및 1개의 톤 간섭을 도시하고 있다. 즉, 상기 도 1은 톤 간섭(110)이 셀 특정 참조 신호 중 1개의 파일럿 위치와 일치하는 경우의 FFT 결과, 파일럿 추출 결과, 보상(compensation) 결과를 도시하고 있다. FIG. 1 shows a pilot signal and a tone interference common to all terminals in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. 1 shows an FFT result, a pilot extraction result, and a compensation result when the tone interference 110 coincides with one pilot position among cell-specific reference signals.
상기 파일럿 추출은 FFT 출력 중 파일럿 위치의 수신 값에 송신 값을 보상함으로써 상기 파일럿 위치의 채널 값을 추정하는 과정을 포함한다. 상기 채널 값는 하기 <수학식 1>과 같이 추정될 수 있다.The pilot extraction includes estimating a channel value of the pilot position by compensating a transmission value for a reception value of the pilot position during FFT output. The channel value can be estimated as Equation (1) below.
상기 <수학식 1>에서, 상기 hk는 k번째 파일럿 위치의 채널 값, 상기 Pk는 k번째 파일럿 위치의 수신 신호, 상기 xk는 k번째 파일럿 위치의 송신 신호이다.In Equation (1), h k is a channel value of a k-th pilot position, P k is a received signal of a k-th pilot position, and x k is a transmitted signal of a k-th pilot position.
파일럿 신호가 의 조건을 만족하는 경우, 상기 <수학식 1>은 하기 <수학식 2>와 같이 표현될 수 있다.If the pilot signal The above Equation (1) can be expressed as Equation (2) below. &Quot; (2) "
상기 <수학식 1>에서, 상기 hk는 k번째 파일럿 위치의 채널 값, 상기 Pk는 k번째 파일럿 위치의 수신 신호, 상기 xk는 k번째 파일럿 위치의 송신 신호, 상기 (xk)*는 xk의 켤래 복소수(complex conjugate)를 의미한다.The <Equation 1>, wherein h k is the k-th channel values of the pilot position, and the P k is the k-th received signal, wherein the x k of the pilot position is the k-th transmission signal of the pilot locations, the (x k) * Denotes a complex conjugate of x k .
상기 도 1을 참고하면, 톤 간섭(110)이 발생한 위치의 h3에 대한 보상이 필요하다. 상기 보상은 주변 파일럿 위치의 채널 값을 이용하여 수행될 수 있다. 구체적인 보상의 알고리즘은 실시 예에 따라 다양하게 정의될 수 있다. 예를 들어, 상기 보상은 보간법(interpolation), 외삽법(extrapolation), 확장법(extention), MMSE(Minimum Mean Square Error) 기법 등에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 보간법이 사용된 경우, 상기 h3은 하기 <수학식 3>과 같이 보상될 수 있다.Referring to FIG. 1, it is necessary to compensate for h 3 at the position where the tone interference 110 occurs. The compensation may be performed using a channel value of a neighboring pilot position. The algorithm of the specific compensation can be variously defined according to the embodiment. For example, the compensation may be performed by an interpolation method, an extrapolation method, an extension method, a minimum mean square error (MMSE) method, or the like. For example, when the interpolation method is used, h 3 can be compensated as shown in Equation (3).
상기 <수학식 3>에서, 상기 hk는 k번째 파일럿 위치의 채널 값을 의미한다.In Equation (3), h k denotes a channel value of the kth pilot position.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 모든 단말이 공통으로 사용하는 파일럿 신호 및 2개의 톤 간섭들을 도시하고 있다. 즉, 상기 도 2는 2개의 톤 간섭들(211, 212)이 셀 특정 참조 신호 중 2개의 파일럿 위치와 일치하는 경우의 FFT 결과, 파일럿 추출 결과, 보상 결과를 도시하고 있다. FIG. 2 illustrates a pilot signal and two tone interferences commonly used by all terminals in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. That is, FIG. 2 shows the FFT result, the pilot extraction result, and the compensation result when two tone interferences 211 and 212 coincide with two pilot positions of the cell-specific reference signal.
상기 도 2를 참고하면, 상기 톤 간섭들(211, 212)이 발생한 위치의 h2 및 h3에 대한 보상이 필요하다. 예를 들어, 상기 보상을 위해 보간법이 사용된 경우, 상기 h2 및 상기 h3는 하기 <수학식 4>과 같이 보상될 수 있다.Referring to FIG. 2, it is necessary to compensate for h 2 and h 3 at positions where the tone interference 211 and 212 occur. For example, when interpolation is used for the compensation, h 2 and h 3 can be compensated as shown in Equation (4).
상기 <수학식 4>에서, 상기 hk는 k번째 파일럿 위치의 채널 값을 의미한다.In Equation (4), h k denotes a channel value of the k-th pilot position.
상기 <수학식 4>의 경우, 다른 채널 값들과의 주파수축 상 거리가 고려되었다. 하지만, 주파수축 상 거리의 고려 없이, 하기 <수학식 5>와 같이 평균 값이 이용될 수도 있다.In Equation (4), frequency-axis distances from other channel values are considered. However, without considering the distance on the frequency axis, an average value may be used as shown in Equation (5) below.
상기 <수학식 5>에서, 상기 hk는 k번째 파일럿 위치의 채널 값을 의미한다.In Equation (5), h k denotes a channel value of the k-th pilot position.
다른 예로, 상기 보상을 위해 MMSE 방식이 사용되는 경우, 상기 h3는 하기 <수학식 6>과 같이 보상될 수 있다.As another example, when the MMSE scheme is used for the compensation, the h 3 can be compensated as shown in Equation (6).
상기 <수학식 6>에서, 상기 hk는 k번째 파일럿 위치의 채널 값을 의미하며, 상기 w1 및 상기 w2는 하기 <수학식 7>과 같이 정의된다.In Equation (6), h k denotes a channel value of a k-th pilot position, and w 1 and w 2 are defined as Equation (7).
상기 <수학식 7>에서, cij는 E[hihj *], 상기 SNR은 채널의 신호 대 잡음비를 의미한다.In Equation (7), c ij denotes E [h i h j * ], and the SNR denotes a signal-to-noise ratio of a channel.
상기 도 1 및 상기 도 2를 참고하여 설명한 보상은 주파수 상의 채널의 연속성을 전제하여 인접한 파일럿 위치에서의 채널 값을 이용한다. 상기 UE 특정 참조 신호의 경우, RB(Resource Block) 단위로 프리코딩이 적용되므로, 서로 다른 RB 간에 채널의 연속성이 보장되지 아니한다. 따라서, 보상 시, 서로 다른 RB에 포함되는 파일럿 위치의 채널 값을 이용할 수 없다. 단, RB가 상이하더라도 동일한 프리코딩이 적용되는 경우가 있다. 이 경우, 상위 계층 시그널링(signaling)을 통해 각 RB에 적용된 프리코딩을 알 수 있다면, 동일 프리코딩이 적용된 서로 다른 RB들의 채널 값들이 보상을 위해 이용될 수 있다.The compensation described with reference to FIG. 1 and FIG. 2 uses a channel value at an adjacent pilot position, assuming continuity of the channel on the frequency. In the case of the UE specific reference signal, since precoding is applied in units of RBs (Resource Blocks), channel continuity between different RBs is not ensured. Therefore, at the time of compensation, channel values of pilot positions included in different RBs can not be used. However, even if the RBs are different, the same precoding may be applied. In this case, if precoding applied to each RB is known through higher layer signaling, channel values of different RBs to which the same precoding is applied can be used for compensation.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 특정 단말만 사용하는 파일럿 신호 및 1개의 톤 간섭을 도시하고 있다. 즉, 상기 도 3은 1개의 톤 간섭(310)이 UE 특정 참조 신호 중 1개의 파일럿 위치와 일치하는 경우의 FFT 결과, 파일럿 추출 결과, 보상 결과를 도시하고 있다. FIG. 3 illustrates a pilot signal and a tone interference used only by a specific terminal in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. That is, FIG. 3 shows a FFT result, a pilot extraction result, and a compensation result when one tone interference 310 coincides with one pilot position among UE specific reference signals.
상기 도 3을 참고하면, 톤 간섭(310)이 발생한 위치의 h1에 대한 보상이 필요하다. 이때, 상기 톤 간섭(310)이 RB1에서 발생하였으므로, 상기 RB1에 속하는 위치의 채널 값들인 h0, h2 만이 상기 h1의 보상을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 보상을 위해 보간법이 사용된 경우, 상기 h1은 하기 <수학식 8>과 같이 보상될 수 있다.Referring to FIG. 3, it is necessary to compensate for h 1 of the position where the tone interference 310 occurs. At this time, since the tone interference 310 occurs in RB1, only channel values h 0 and h 2 of positions belonging to the RB 1 can be used for compensation of h 1 . For example, when interpolation is used for the compensation, h 1 can be compensated as shown in Equation (8) below.
상기 <수학식 8>에서, 상기 hk는 k번째 파일럿 위치의 채널 값을 의미한다.In Equation (8), h k denotes a channel value of the k-th pilot position.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 특정 단말만 사용하는 파일럿 신호 및 RB 외곽에서 발생한 1개의 톤 간섭을 도시하고 있다. 즉, 상기 도 4는 1개의 톤 간섭(410)이 UE 특정 참조 신호 중 1개의 파일럿 위치와 일치하는 경우의 FFT 결과, 파일럿 추출 결과, 보상 결과를 도시하고 있다. FIG. 4 illustrates a pilot signal used only by a specific terminal in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention, and one tone interference generated in an RB subframe. That is, FIG. 4 shows an FFT result, a pilot extraction result, and a compensation result when one tone interference 410 coincides with one pilot position among UE specific reference signals.
상기 도 4를 참고하면, 톤 간섭(410)이 발생한 위치의 h2에 대한 보상이 필요하다. 이때, 상기 톤 간섭(410)이 RB1에서 발생하였으므로, 상기 RB1에 속하는 위치의 채널 값들인 h0, h1 만이 상기 h2의 보상을 위해 사용될 수 있다. 따라서, 상기 <수학식 3>과 같은 보간법은 적용될 수 없으며, 확장법 또는 외삽법이 적용되어야 한다. 상기 확장법이 적용된 경우, 상기 h2는 상기 <수학식 8>과 같이 보상될 수 있다.Referring to FIG. 4, compensation for h 2 at the position where the tone interference 410 occurs is required. At this time, since the tone interference 410 occurs in RB1, only channel values h 0 and h 1 of positions belonging to the RB 1 can be used for compensation of h 2 . Therefore, the interpolation method such as Equation (3) can not be applied and the expansion method or extrapolation method should be applied. When the expansion method is applied, h 2 can be compensated as in Equation (8).
상기 <수학식 9>에서, 상기 hk는 k번째 파일럿 위치의 채널 값을 의미한다.In Equation (9), h k denotes a channel value of a k-th pilot position.
단, 상기 RB1 및 RB2가 동일한 프리코딩을 적용받은 경우, 상기 h2는 하기 <수학식 10>와 같이 보간법에 의해서 보상될 수 있다.However, if the received the RB1 and RB2 apply the same pre-coding, wherein the h 2 may be compensated by the interpolation as follows <Equation 10>.
상기 <수학식 10>에서, 상기 hk는 k번째 파일럿 위치의 채널 값을 의미한다.In Equation (10), h k denotes a channel value of a k-th pilot position.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 CDM(Code Divison Multiplxing)이 적용된 특정 단말만 사용하는 파일럿 신호 및 1개의 톤 간섭을 도시하고 있다. 즉, 상기 도 5은 1개의 톤 간섭(510)이 CDM이 적용된 UE 특정 참조 신호 중 1개의 파일럿 위치와 일치하는 경우의 FFT 결과, 파일럿 추출 결과, 보상 결과를 도시하고 있다.FIG. 5 illustrates a pilot signal and a tone interference used only by a specific terminal to which a Code Division Multiple (CDM) is applied in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. That is, FIG. 5 shows the FFT result, the pilot extraction result, and the compensation result when one tone interference 510 coincides with one pilot position among the UE-specific reference signals to which the CDM is applied.
LTE 시스템의 경우, 안테나 포트(antenna port) 7 및 8에 대응되는 UE 특정 참조 신호는 인접 OFDM 심벌들 간 CDM이 적용된다. 이 경우, 각 파일럿 위치에서의 수신 신호는 하기 <수학식 11>과 같다.In the LTE system, UE specific reference signals corresponding to antenna ports 7 and 8 are applied CDM between adjacent OFDM symbols. In this case, the received signal at each pilot position is expressed by Equation (11).
상기 <수학식 11>에서, 상기 Pjk는 j번째 심벌의 k번째 파일럿 위치의 수신 신호, 상기 hjk는 안테나 포트 j의 k번째 파일럿 위치의 채널 값, 상기 xk는 j번째 심벌의 k번째 파일럿 위치의 송신 신호를 의미한다. 상기 m은 파일럿 위치에 따라 짝수 또는 홀수의 값으로 설정된다.In Equation (11), P jk is a reception signal of the kth pilot position of the jth symbol, h jk is a channel value of the kth pilot position of the antenna port j, and x k is a kth Means a transmission signal of a pilot position. The m is set to an even or odd number according to the pilot position.
상기 CDM이 적용된 경우, 파일럿 신호가 의 조건을 만족하면, 파일럿 위치의 채널 값은 하기 <수학식 12>과 같이 추정된다.When the CDM is applied, The channel value of the pilot position is estimated as shown in Equation (12). &Quot; (12) "
상기 <수학식 12>에서, 상기 Pjk는 j번째 심벌의 k번째 파일럿 위치의 수신 신호, 상기 hjk는 안테나 포트 j의 k번째 파일럿 위치의 채널 값, 상기 xk는 j번째 심벌의 k번째 파일럿 위치의 송신 신호, 상기 (xjk)*는 xjk의 켤래 복소수를 의미한다. 상기 m은 파일럿 위치에 따라 짝수 또는 홀수의 값으로 설정된다.In Equation (12), P jk is a received signal at a kth pilot position of a jth symbol, h jk is a channel value of a kth pilot position of an antenna port j, and x k is a kth The transmission signal of the pilot position, (x jk ) * means the complex conjugate of x jk . The m is set to an even or odd number according to the pilot position.
상기 도 5를 참고하면, 톤 간섭(510)이 발생한 위치의 h71 및 h81에 대한 보상이 필요하다. 이때, 상기 톤 간섭(510)이 RB1에서 발생하였으므로, 상기 RB1에 속하는 위치의 채널 값들만이 상기 h71 및 상기 h81의 보상을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 보상을 위해 보간법이 사용된 경우, 상기 h71 및 상기 h81은 하기 <수학식 13>과 같이 보상될 수 있다.Referring to FIG. 5, compensation for h 71 and h 81 at the position where the tone interference 510 occurs is required. At this time, since the tone interference 510 occurs at RB1, only channel values at positions belonging to the RB1 can be used for compensating the h 71 and the h 81 . For example, when interpolation is used for the compensation, h 71 and h 81 can be compensated as shown in Equation (13).
상기 <수학식 13>에서, 상기 hjk는 안테나 포트 j의 k번째 파일럿 위치의 채널 값을 의미한다.In Equation (13), h jk denotes a channel value of the kth pilot position of the antenna port j.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 CDM이 적용된 특정 단말만 사용하는 파일럿 신호 및 RB 외곽에서 발생한 1개의 톤 간섭을 도시하고 있다. 즉, 상기 도 6은 1개의 톤 간섭(610)이 CDM이 적용된 UE 특정 참조 신호 중 1개의 파일럿 위치와 일치하는 경우의 FFT 결과, 파일럿 추출 결과, 보상 결과를 도시하고 있다. FIG. 6 illustrates a pilot signal used only for a specific terminal to which a CDM is applied in a wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present invention, and one tone interference generated in the subframe of the RB. That is, FIG. 6 shows the FFT result, the pilot extraction result, and the compensation result when one tone interference 610 coincides with one pilot position among the UE-specific reference signals to which the CDM is applied.
상기 도 6을 참고하면, 톤 간섭(610)이 발생한 위치의 h72 및 h82에 대한 보상이 필요하다. 이때, 상기 톤 간섭(610)이 RB1에서 발생하였으므로, 상기 RB1에 속하는 위치의 채널 값들만이 상기 h72 및 상기 h82의 보상을 위해 사용될 수 있다. 따라서, 상기 <수학식 13>과 같은 보간법은 적용될 수 없으며, 확장법 또는 외삽법이 적용되어야 한다. 상기 확장법이 적용된 경우, 상기 h72 및 상기 h82는 상기 <수학식 14>와 같이 보상될 수 있다.6, it is necessary to compensate for h 72 and h 82 of the position where the tone interference 610 occurs. At this time, since the tone interference 610 occurs in RB1, only channel values of positions belonging to the RB1 can be used for compensation of h 72 and h 82 . Therefore, the interpolation method such as Equation (13) can not be applied, and the expansion method or the extrapolation method should be applied. When the expansion method is applied, h 72 and h 82 can be compensated as shown in Equation (14).
상기 <수학식 9>에서, 상기 hjk는 안테나 포트 j의 k번째 파일럿 위치의 채널 값을 의미한다.In Equation (9), h jk denotes a channel value of the kth pilot position of the antenna port j.
단, 상기 RB1 및 RB2가 동일한 프리코딩을 적용받은 경우, 상기 h72 및 상기 h82는 하기 <수학식 15>와 같이 보간법에 의해서 보상될 수 있다.However, when the same precoding is applied to the RB1 and the RB2, the h 72 and the h 82 can be compensated by interpolation as shown in Equation (15).
상기 <수학식 15>에서, 상기 hjk는 안테나 포트 j의 k번째 파일럿 위치의 채널 값을 의미한다.In Equation (15), h jk denotes a channel value of the kth pilot position of the antenna port j.
이하 본 발명은 상술한 바와 같이 파일럿 위치의 채널 값을 보상하는 수신단의 구성 및 동작을 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings as to the configuration and operation of a receiver for compensating a channel value of a pilot position as described above.
도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 수신단의 블록 구성을 도시하고 있다.7 is a block diagram of a receiving end in a wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
상기 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 수신단은 RF(Radio Frequency)처리부(702), FFT연산부(704), 복조부(demodulator)(706), 전송률역정합부(rate dematching unit)(708), FEC디코더(FEC decoder)(710), CRC검사부(CRC unit)(712), 파일럿추출부(pilot extractor)(714), 파일럿보상부(pilot compensator)(716), 채널추정부(channel estimator)(718)를 포함하여 구성된다.7, the receiver includes an RF (Radio Frequency)
상기 RF처리부(702)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(702)는 안테나를 통해 수신된 RF 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(702)는 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), ADC(Analog to Digital Convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 FFT연산부(704)는 상기 RF처리부(702)로부터 제공되는 신호를 OFDM 심벌 단위로 구분하고, OFDM 심벌에 대하여 FFT 연산을 수행함으로써 시간축 신호를 주파수 축 상의 신호로 변환한다. The
상기 복조부(706)는 상기 채널추정부(718)로부터 제공되는 상기 데이터 위치의 채널 값을 이용하여 상기 FFT연산부(704)로부터 제공되는 데이터 위치의 신호에 대한 LLR(Log Likelihood Ratio)들을 생성한다. 상기 전송률역정합부(708)는 송신단에서 수행된 전송률 정합에 대응하여 상기 LLR 값들에 대한 전송률 역정합을 수행한다. 즉, 상기 전송률역정합부(708)는 천공된 위치에 0을 삽입하거나, 반복된 값을 압축함으로써, 부호화율에 일치하는 LLR 값들을 생성한다. 상기 FEC디코더(710)는 상기 LLR 값들을 이용하여 정보 비트들을 복원한다. 다시 말해, 상기 FEC디코더(710)는 상기 LLR 값들에 대한 채널 복호화 및 오류 정정을 수행한다. 예를 들어, 길쌈 코드(convolutional codes) 혹은 터보 코드(turbo codes), LDPC(Low Density Parity Code) 등이 사용될 수 있다. 상기 CRC검사부(712)는 복호화된 정보 비트들의 오류 여부를 판단한다. 추가적으로, 상기 CRC검사부(712)는 상기 오류 여부에 따라 재전송 요청 여부를 판단할 수 있다.The
상기 파일럿추출부(714)는 상기 FFT연산부(704)에 의해 생성된 주파수축 신호들 중 파일럿 위치의 신호를 추출하고, 파일럿 신호의 송신 값을 이용하여 파일럿 위치의 채널 값들을 생성한다. 상기 파일럿 신호는 미리 정해진 방식으로 변형될 수 있다. LTE 시스템의 경우, 셀 ID(Cell IDentifier), CP 타입(Cyclc Prefix Type), 슬롯 번호(slot number),프레임 번호(frame number)에따라 초기 상태(initial state)가 변경되는 골드 시퀀스(Gold sequence)에 의해 상기 파일럿 신호가 변형될 수 있다. 또한, 상기 파일럿 위치는 셀 ID, 송신 안테나 수에 따라 배치 방법이 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 채널 값들을 생성하기 위해, 상기 파일럿추출부(714)는 상기 파일럿 위치의 수신 신호 및 약속된 파일럿 신호 값의 켤레 복소수의 곱셈을 수행할 수 있다. 만일, 인접한 OFDM 심벌들 간 CDM이 적용된 경우, 상기 파일럿추출부(714)는 인접한 OFDM 심벌들의 파일럿 위치의 신호들을 이용하여 상기 파일럿 위치의 채널 값들을 생성한다. 예를 들어, 상기 채널 값들을 생성하기 위해, 상기 파일럿추출부(714)는 제1심벌에서 상기 파일럿 위치의 수신 신호 및 약속된 파일럿 신호 값의 켤레 복소수의 곱을 산출하고, 제2심벌에서 상기 파일럿 위치의 수신 신호 및 약속된 파일럿 신호 값의 켤레 복소수의 곱을 산출한다. 그리고, 상기 파일럿추출부(714)는 2개의 곱셈 결과를 합산하고 2로 나누거나, 또는, 2개의 곱셈 결과를 감산하고 2로 나누고 1 또는 -1을 곱할 수 있다.The
상기 파일럿보상부(716)는 상기 파일럿추출부(714)에 생성된 파일럿 위치의 채널 값들 중 톤 간섭이 발생한 위치의 채널 값을 보상한다. 송신단에서 프리코딩이 수행된 경우, 상기 파일럿보상부(716)는 상기 톤 간섭이 발생한 위치와 동일한 프리코딩을 적용받은 범위 내의 적어도 하나의 톤 간섭 없는 채널 값을 이용하여 상기 톤 간섭 받은 채널 값을 보상한다. 상기 톤 간섭은 상기 수신단의 하드웨어 특성에 따라 발생하는 것이므로, 언제나 같은 위치에서 발생한다. 따라서, 상기 톤 간섭은 사전 실험 등을 통해 미리 결정될 수 있으며, 상기 파일럿보상부(716)는 미리 결정된 톤 간섭의 발생 위치를 저장하고 있다. 따라서, 상기 파일럿보상부(716)는 미리 결정된 톤 간섭의 발생 위치에 따라 보상할 채널 값을 결정하고, 결정된 채널 값을 보상한다. 상기 파일럿보상부(716)는 상기 톤 간섭이 없는 적어도 하나의 채널 값을 이용하여 해당 채널 값을 보상한다. 예를 들어, 상기 보상을 위해, 보간법, 확장법, 외삽법, MMSE 기법 등이 사용될 수 있다. 상기 파일럿보상부(716)는 보상된 채널 값을 포함한 모든 파일럿 위치의 채널 값들을 상기 채널추정부(718)로 제공한다.The
상기 채널추정부(718)는 상기 파일럿보상부(716)로부터 보상된 채널 값을 포함한 모든 파일럿 위치의 채널 값들을 제공받고, 데이터 위치의 채널 값들을 추정한다. 이때, 상기 채널추정부(718)는 상기 파일럿보상부(716)로부터 제공된 파일럿 위치의 채널 값들을 이용하여 상기 파일럿 위치의 채널 값들을 보다 정확하게 추정하고, 상기 데이터 위치의 채널 값들을 추정할 수 있다. 예를 들어, 보다 높은 정확도의 채널 추정을 위해, 상기 채널추정부(718)는 MMSE 및 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)를 기반으로 시간 축 상에서의 CIR(channel impulse response) 추정을 기반으로 하는 기법을 사용할 수 있다. 이때, 상기 파일럿 위치의 채널 값 추정 및 상기 데이터 위치의 채널 값 추정은 별도의 절차가 아니라 하나의 절차로서 수행될 수 있다. 그리고, 상기 채널추정부(718)는 상기 데이터 위치의 채널 값들을 상기 복조부(706)로 제공한다.The
도 8은 본 발명의 제1실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 수신단의 동작 절차를 도시하고 있다.FIG. 8 illustrates an operation procedure of a receiver in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
상기 도 8을 참고하면, 상기 수신단은 801단계에서 FFT 연산을 통해 수신 신호를 부반송파별 신호로 변환한다. 구체적으로, 상기 수신단은 안테나를 통해 수신된 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환하고, 상기 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 구분하고, OFDM 심벌에 대하여 FFT 연산을 수행함으로써 시간축 신호를 주파수 축 상의 신호로 변환한다.Referring to FIG. 8, in
이어, 상기 수신단은 803단계로 진행하여 상기 주파수축 신호들 중 파일럿 신호들, 즉, 파일럿 위치의 신호들을 추출하고, 파일럿 신호의 송신 값을 이용하여 파일럿 위치의 채널 값들을 생성한다. 상기 파일럿 위치는 송신단 및 수신단 간 미리 약속된다. 단, 상기 파일럿 신호의 위치는 셀 ID, 송신 안테나 수에 따라 배치 방법이 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 채널 값들을 생성하기 위해, 상기 수신단은 상기 파일럿 위치의 수신 신호 및 약속된 파일럿 신호 값의 켤레 복소수의 곱셈을 수행할 수 있다. 만일, 인접한 OFDM 심벌들 간 CDM이 적용된 경우, 상기 수신단은 인접한 OFDM 심벌들의 파일럿 위치의 신호들을 이용하여 상기 파일럿 위치의 채널 값들을 생성한다. 예를 들어, 상기 채널 값들을 생성하기 위해, 상기 수신단은 제1심벌에서 상기 파일럿 위치의 수신 신호 및 약속된 파일럿 신호 값의 켤레 복소수의 곱을 산출하고, 제2심벌에서 상기 파일럿 위치의 수신 신호 및 약속된 파일럿 신호 값의 켤레 복소수의 곱을 산출한다. 그리고, 상기 수신단은 2개의 곱셈 결과를 합산하고 2로 나누거나, 또는, 2개의 곱셈 결과를 감산하고 2로 나누고 1 또는 -1을 곱할 수 있다.In
이후, 상기 수신단은 805단계로 진행하여 톤 간섭이 발생한 파일럿 위치의 채널 값을 보상한다. 다시 말해, 상기 수신단은 상기 파일럿 위치의 채널 값들 중 톤 간섭이 발생한 위치의 적어도 하나의 채널 값을 보상한다. 만일, 송신단에서 프리코딩이 수행된 경우, 상기 수신단은 상기 톤 간섭이 발생한 위치와 동일한 프리코딩을 적용받은 범위 내의 적어도 하나의 톤 간섭 없는 채널 값을 이용하여 상기 톤 간섭 받은 채널 값을 보상한다. 상기 수신단은 미리 결정된 톤 간섭의 발생 위치를 저장하고 있다. 따라서, 상기 수신단은 미리 정의된 위치의 채널 값을 보상한다. 구체적으로, 상기 수신단은 상기 톤 간섭이 없는 적어도 하나의 채널 값을 이용하여 해당 채널 값을 보상한다. 예를 들어, 상기 보상을 위해, 보간법, 확장법, 외삽법, MMSE 기법 등이 사용될 수 있다.Thereafter, the receiver proceeds to step 805 to compensate the channel value of the pilot position where the tone interference occurred. In other words, the receiver compensates at least one channel value of the position where the tone interference occurs among the channel values of the pilot position. If precoding is performed in the transmitter, the receiver compensates the tone interfered channel value using at least one tone interference free channel value within a range to which precoding is applied, which is the same as the position at which the tone interference occurred. The receiver stores a predetermined tone interference occurrence position. Therefore, the receiver compensates the channel value of the predefined position. Specifically, the receiver compensates the corresponding channel value using at least one channel value without the tone interference. For example, interpolation, expansion, extrapolation, MMSE, etc. may be used for the compensation.
상기 적어도 하나의 채널 값을 보상한 후, 상기 수신단은 807단계로 진행하여 보상된 채널 값을 포함한 모든 파일럿 위치의 채널 값들을 이용하여 데이터 위치의 채널 값들을 추정한다. 이때, 상기 수신단은 상기 파일럿 위치의 채널 값들을 보다 정확하게 추정하고, 상기 데이터 위치의 채널 값들을 추정할 수 있다. 예를 들어, 보다 높은 정확도의 채널 추정을 위해, 상기 수신단은 MMSE 및 IDFT를 기반으로 시간 축 상에서의 CIR 추정을 기반으로 하는 기법을 사용할 수 있다. 이때, 상기 파일럿 위치의 채널 값 추정 및 상기 데이터 위치의 채널 값 추정은 별도의 절차가 아니라 하나의 절차로서 수행될 수 있다. After compensating the at least one channel value, the receiver proceeds to step 807 and estimates the channel values of the data position using the channel values of all pilot positions including the compensated channel value. At this time, the receiver can estimate the channel values of the pilot position more accurately and estimate the channel values of the data position. For example, for higher accuracy channel estimation, the receiving end may use a technique based on CIR estimation on the time axis based on MMSE and IDFT. At this time, the estimation of the channel value of the pilot position and the estimation of the channel value of the data position may be performed as one procedure, not as a separate procedure.
상기 데이터 위치의 채널 값들을 추정한 후, 상기 수신단은 809단계로 진행하여 정보 비트들을 복원한다. 구체적으로, 상기 수신단은 상기 데이터 위치의 채널 값들을 이용하여 데이터 위치의 신호에 대한 LLR(Log Likelihood Ratio)들을 생성하고, 전송률 역정합을 수행한 후, 상기 LLR 값들을 이용하여 정보 비트들을 복원한다. 추가적으로, 상기 수신단은 CRC를 이용하여 정보 비트들의 오류 여부를 판단할 수 있다.After estimating channel values of the data positions, the receiving terminal proceeds to step 809 and restores information bits. Specifically, the receiver generates LLRs (Log Likelihood Ratio) for the signal of the data position using the channel values of the data position, performs the rate reverse registration, and then restores the information bits using the LLR values . In addition, the receiver can determine whether the information bits are erroneous using the CRC.
도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 수신단의 블록 구성을 도시하고 있다.9 shows a block diagram of a receiving end in a wireless communication system according to a second embodiment of the present invention.
상기 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 수신단은 RF처리부(902), FFT연산부(904), 복조부(906), 전송률역정합부(908), FEC디코더(910), CRC검사부(912), 톤간섭검출부(914), 파일럿추출부(916), 파일럿보상부(918), 채널추정부(920)를 포함하여 구성된다.9, the receiving end includes an RF processing unit 902, an
상기 RF처리부(902)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(902)는 안테나를 통해 수신된 RF 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(902)는 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), ADC(Analog to Digital Convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 FFT연산부(904)는 상기 RF처리부(902)로부터 제공되는 신호를 OFDM 심벌 단위로 구분하고, OFDM 심벌에 대하여 FFT 연산을 수행함으로써 시간축 신호를 주파수 축 상의 신호로 변환한다. The RF processor 902 performs a function for receiving a signal through a wireless channel such as band conversion and amplification of a signal. That is, the RF processor 902 down-converts the RF signal received through the antenna to a baseband signal. For example, the RF processor 902 may include an amplifier, a mixer, an oscillator, and an ADC (Analog to Digital Converter). The
상기 복조부(906)는 상기 채널추정부(920)로부터 제공되는 상기 데이터 위치의 채널 값을 이용하여 상기 FFT연산부(904)로부터 제공되는 데이터 위치의 신호에 대한 LLR(Log Likelihood Ratio)들을 생성한다. 상기 전송률역정합부(908)는 송신단에서 수행된 전송률 정합에 대응하여 상기 LLR 값들에 대한 전송률 역정합을 수행한다. 즉, 상기 전송률역정합부(908)는 천공된 위치에 0을 삽입하거나, 반복된 값을 압축함으로써, 부호화율에 일치하는 LLR 값들을 생성한다. 상기 FEC디코더(910)는 상기 LLR 값들을 이용하여 정보 비트들을 복원한다. 다시 말해, 상기 FEC디코더(910)는 상기 LLR 값들에 대한 채널 복호화 및 오류 정정을 수행한다. 예를 들어, 길쌈 코드(convolutional codes) 혹은 터보 코드(turbo codes), LDPC(Low Density Parity Code) 등이 사용될 수 있다. 상기 CRC검사부(912)는 복호화된 정보 비트들의 오류 여부를 판단한다. 추가적으로, 상기 CRC검사부(912)는 상기 오류 여부에 따라 재전송 요청 여부를 판단할 수 있다.The
상기 톤간섭검출부(914)는 톤 간섭이 발생하는 부반송파의 위치를 검출한다. 상기 톤 간섭이 발생하는 위치는 구체적인 실시 예에 따라 다양한 방식으로 검출될 수 있다. 예를 들어, 상기 톤 간섭이 발생하는 위치는 기준 신호를 수신 경로에 통과시키고, 상기 수신 경로를 통과한 기준 신호에 대한 스펙트럼(spectrum) 분석을 통해 검출될 수 있다. 이 경우, 상기 톤간섭검출부(914)는 상기 RF처리부(902)의 전단에 상기 기준 신호를 입력하고, 상기 FFT연산부(904)의 전단에서 상기 기준 신호를 추출한 후, 상기 기준 신호에 대한 스펙트럼 분석을 수행한다. 그리고, 상기 톤간섭검출부(914)는 상기 스펙트럼 분석 결과로부터 상기 톤 간섭이 발생하는 위치를 판단하고, 상기 톤 간섭의 위치가 적어도 하나의 파일럿 위치와 일치하면, 상기 톤 간섭의 위치를 상기 파일럿보상부(918)로 통지한다. 상기 톤 간섭 위치 검출은 일정 주기에 따라 수행될 수 있다.The
상기 파일럿추출부(916)는 상기 FFT연산부(904)에 의해 생성된 주파수축 신호들 중 파일럿 위치의 신호를 추출하고, 파일럿 신호의 송신 값을 이용하여 파일럿 위치의 채널 값들을 생성한다. 상기 파일럿 신호는 미리 정해진 방식으로 변형될 수 있다. LTE 시스템의 경우, 셀 ID, CP 타입, 슬롯 번호, 프레임 번호에 따라 초기 상태가 변경되는 골드 시퀀스에 의해 상기 파일럿 신호가 변형될 수 있다. 또한, 상기 파일럿 위치는 셀 ID, 송신 안테나 수에 따라 배치 방법이 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 채널 값들을 생성하기 위해, 상기 파일럿추출부(916)는 상기 파일럿 위치의 수신 신호 및 약속된 파일럿 신호 값의 켤레 복소수의 곱셈을 수행할 수 있다. 만일, 인접한 OFDM 심벌들 간 CDM이 적용된 경우, 상기 파일럿추출부(916)는 인접한 OFDM 심벌들의 파일럿 위치의 신호들을 이용하여 상기 파일럿 위치의 채널 값들을 생성한다. 예를 들어, 상기 채널 값들을 생성하기 위해, 상기 파일럿추출부(916)는 제1심벌에서 상기 파일럿 위치의 수신 신호 및 약속된 파일럿 신호 값의 켤레 복소수의 곱을 산출하고, 제2심벌에서 상기 파일럿 위치의 수신 신호 및 약속된 파일럿 신호 값의 켤레 복소수의 곱을 산출한다. 그리고, 상기 파일럿추출부(916)는 2개의 곱셈 결과를 합산하고 2로 나누거나, 또는, 2개의 곱셈 결과를 감산하고 2로 나누고 1 또는 -1을 곱할 수 있다.The pilot extractor 916 extracts a signal of a pilot signal among frequency-axis signals generated by the
상기 파일럿보상부(918)는 상기 파일럿추출부(916)에 생성된 파일럿 위치의 채널 값들 중 상기 톤간섭검출부(914)에 의해 통지되는 파일럿 위치의 채널 값을 보상한다. 상기 파일럿보상부(918)는 상기 톤 간섭이 없는 적어도 하나의 채널 값을 이용하여 해당 채널 값을 보상한다. 송신단에서 프리코딩이 수행된 경우, 상기 파일럿보상부(918)는 상기 톤 간섭이 발생한 위치와 동일한 프리코딩을 적용받은 범위 내의 적어도 하나의 톤 간섭 없는 채널 값을 이용하여 상기 톤 간섭 받은 채널 값을 보상한다. 예를 들어, 상기 보상을 위해, 보간법, 확장법, 외삽법, MMSE 기법 등이 사용될 수 있다. 상기 파일럿보상부(918)는 보상된 채널 값을 포함한 모든 파일럿 위치의 채널 값들을 상기 채널추정부(920)로 제공한다.The
상기 채널추정부(920)는 상기 파일럿보상부(918)로부터 보상된 채널 값을 포함한 모든 파일럿 위치의 채널 값들을 제공받고, 데이터 위치의 채널 값들을 추정한다. 이때, 상기 채널추정부(920)는 상기 파일럿보상부(918)로부터 제공된 파일럿 위치의 채널 값들을 이용하여 상기 파일럿 위치의 채널 값들을 보다 정확하게 추정하고, 상기 데이터 위치의 채널 값들을 추정할 수 있다. 예를 들어, 보다 높은 정확도의 채널 추정을 위해, 상기 채널추정부(920)는 MMSE 및 IDFT를 기반으로 시간 축 상에서의 CIR 추정을 기반으로 하는 기법을 사용할 수 있다. 이때, 상기 파일럿 위치의 채널 값 추정 및 상기 데이터 위치의 채널 값 추정은 별도의 절차가 아니라 하나의 절차로서 수행될 수 있다. 그리고, 상기 채널추정부(920)는 상기 데이터 위치의 채널 값들을 상기 복조부(906)로 제공한다.The
도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 수신단의 동작 절차를 도시하고 있다.FIG. 10 illustrates an operation procedure of a receiver in a wireless communication system according to a second embodiment of the present invention.
상기 도 10을 참고하면, 상기 수신단은 톤 간섭이 발생하는 부반송파의 위치를 검출한다. 상기 톤 간섭이 발생하는 위치는 구체적인 실시 예에 따라 다양한 방식으로 검출될 수 있다. 예를 들어, 상기 톤 간섭이 발생하는 위치는 기준 신호를 수신 경로에 통과시키고, 상기 수신 경로를 통과한 기준 신호에 대한 스펙트럼 분석을 통해 검출될 수 있다. 이 경우, 상기 수신단은 상기 RF 프론트 엔드(front end)의 전단에 상기 기준 신호를 입력하고, 상기 FFT 연산이 수행되는 부분의 전단에서 상기 기준 신호를 추출한 후, 상기 기준 신호에 대한 스펙트럼 분석을 수행한다. 그리고, 상기 수신단은 상기 스펙트럼 분석 결과로부터 상기 톤 간섭이 발생하는 위치를 판단한다. 상기 1001단계의 톤 간섭 위치 검출은 일정 주기에 따라 수행될 수 있다.Referring to FIG. 10, the receiving end detects a position of a subcarrier in which tone interference occurs. The position at which the tone interference occurs may be detected in various manners in accordance with a specific embodiment. For example, the location at which the tone interference occurs may be detected through spectral analysis of a reference signal passing through the receive path and a reference signal through the receive path. In this case, the receiving end inputs the reference signal to the front end of the RF front end, extracts the reference signal from the front end of the part where the FFT operation is performed, and then performs spectrum analysis on the reference signal do. Then, the receiving end determines a location where the tone interference occurs from the spectrum analysis result. The tone interference position detection in
상기 수신단은 1003단계에서 FFT 연산을 통해 수신 신호를 부반송파별 신호로 변환한다. 구체적으로, 상기 수신단은 안테나를 통해 수신된 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환하고, 상기 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 구분하고, OFDM 심벌에 대하여 FFT 연산을 수행함으로써 시간축 신호를 주파수 축 상의 신호로 변환한다.In
이어, 상기 수신단은 1005단계로 진행하여 상기 주파수축 신호들 중 파일럿 신호들, 즉, 파일럿 위치의 신호들을 추출하고, 파일럿 신호의 송신 값을 이용하여 파일럿 위치의 채널 값들을 생성한다. 상기 파일럿 위치는 송신단 및 수신단 간 미리 약속된다. 단, 상기 파일럿 신호의 위치는 셀 ID, 송신 안테나 수에 따라 배치 방법이 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 채널 값들을 생성하기 위해, 상기 수신단은 상기 파일럿 위치의 수신 신호 및 약속된 파일럿 신호 값의 켤레 복소수의 곱셈을 수행할 수 있다. 만일, 인접한 OFDM 심벌들 간 CDM이 적용된 경우, 상기 수신단은 인접한 OFDM 심벌들의 파일럿 위치의 신호들을 이용하여 상기 파일럿 위치의 채널 값들을 생성한다. 예를 들어, 상기 채널 값들을 생성하기 위해, 상기 수신단은 제1심벌에서 상기 파일럿 위치의 수신 신호 및 약속된 파일럿 신호 값의 켤레 복소수의 곱을 산출하고, 제2심벌에서 상기 파일럿 위치의 수신 신호 및 약속된 파일럿 신호 값의 켤레 복소수의 곱을 산출한다. 그리고, 상기 수신단은 2개의 곱셈 결과를 합산하고 2로 나누거나, 또는, 2개의 곱셈 결과를 감산하고 2로 나누고 1 또는 -1을 곱할 수 있다.In
이후, 상기 수신단은 1007단계로 진행하여 톤 간섭이 발생한 파일럿 위치의 채널 값을 보상한다. 다시 말해, 상기 수신단은 상기 파일럿 위치의 채널 값들 중 톤 간섭이 발생한 위치의 적어도 하나의 채널 값을 보상한다. 만일, 송신단에서 프리코딩이 수행된 경우, 상기 수신단은 상기 톤 간섭이 발생한 위치와 동일한 프리코딩을 적용받은 범위 내의 적어도 하나의 톤 간섭 없는 채널 값을 이용하여 상기 톤 간섭 받은 채널 값을 보상한다. 상기 수신단은 상기 1001단계에서 검출한 바에 따라 상기 톤 간섭이 발생한 위치를 판단한다. 구체적으로, 상기 수신단은 상기 톤 간섭이 없는 적어도 하나의 채널 값을 이용하여 해당 채널 값을 보상한다. 예를 들어, 상기 보상을 위해, 보간법, 확장법, 외삽법, MMSE 기법 등이 사용될 수 있다.In
상기 적어도 하나의 채널 값을 보상한 후, 상기 수신단은 1009단계로 진행하여 보상된 채널 값을 포함한 모든 파일럿 위치의 채널 값들을 이용하여 데이터 위치의 채널 값들을 추정한다. 이때, 상기 수신단은 상기 파일럿 위치의 채널 값들을 보다 정확하게 추정하고, 상기 데이터 위치의 채널 값들을 추정할 수 있다. 예를 들어, 보다 높은 정확도의 채널 추정을 위해, 상기 수신단은 MMSE 및 IDFT를 기반으로 시간 축 상에서의 CIR 추정을 기반으로 하는 기법을 사용할 수 있다. 이때, 상기 파일럿 위치의 채널 값 추정 및 상기 데이터 위치의 채널 값 추정은 별도의 절차가 아니라 하나의 절차로서 수행될 수 있다. After compensating the at least one channel value, the receiver proceeds to step 1009 and estimates the channel values of the data position using the channel values of all the pilot positions including the compensated channel value. At this time, the receiver can estimate the channel values of the pilot position more accurately and estimate the channel values of the data position. For example, for higher accuracy channel estimation, the receiving end may use a technique based on CIR estimation on the time axis based on MMSE and IDFT. At this time, the estimation of the channel value of the pilot position and the estimation of the channel value of the data position may be performed as one procedure, not as a separate procedure.
상기 데이터 위치의 채널 값들을 추정한 후, 상기 수신단은 1011단계로 진행하여 정보 비트들을 복원한다. 구체적으로, 상기 수신단은 상기 데이터 위치의 채널 값들을 이용하여 데이터 위치의 신호에 대한 LLR(Log Likelihood Ratio)들을 생성하고, 전송률 역정합을 수행한 후, 상기 LLR 값들을 이용하여 정보 비트들을 복원한다. 추가적으로, 상기 수신단은 CRC를 이용하여 정보 비트들의 오류 여부를 판단할 수 있다.After estimating the channel values of the data position, the receiver proceeds to step 1011 and restores the information bits. Specifically, the receiver generates LLRs (Log Likelihood Ratio) for the signal of the data position using the channel values of the data position, performs the rate reverse registration, and then restores the information bits using the LLR values . In addition, the receiver can determine whether the information bits are erroneous using the CRC.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템의 성능을 도시하고 있다. 상기 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 파일럿 보상이 적용된 시스템 및 종래 기술에 따른 시스템의 모의 실험 결과를 나타내는 그래프이다. 상기 모의 실험은 LTE 시스템을 전제하였으며, 5MH 대역폭에 3RB PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)가 할당되고, MCS(Modulation and Coding Scheme) 26이 적용된 환경을 가정하였다. 상기 그래프에서, 가로축은 채널의 신호 대 잡음비를, 세로축은 프레임 오류율(FER : Frame Error Rate)을 나타낸다. 상기 도 11을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 파일럿 보상을 실시한 경우, 상기 파일럿 보상이 없는 경우에 비하여 오류율이 현저히 감소함이 확인된다.11 illustrates performance of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. 11 is a graph showing simulation results of a system to which pilot compensation is applied and a system according to the prior art according to an embodiment of the present invention. The simulation assumes an LTE system, a 3 RB physical downlink shared channel (PDSCH) is allocated to a 5 MHz bandwidth, and an MCS (Modulation and Coding Scheme) 26 is applied. In the graph, the horizontal axis represents the signal-to-noise ratio of the channel, and the vertical axis represents the frame error rate (FER). Referring to FIG. 11, when the pilot compensation according to the embodiment of the present invention is performed, it is confirmed that the error rate is significantly reduced as compared with the case where the pilot compensation is not performed.
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.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of various modifications within the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the illustrated embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.
Claims (6)
채널을 추정하기 위한 다수의 기준 신호들 및 데이터 신호들을 포함하는 신호를 수신하는 수신부와,
상기 다수의 기준 신호들 중 톤 간섭이 발생한 미리 정해진 부반송파에 위치한 기준 신호에 대한 채널 값을, 적어도 하나의 다른 부반송파에 위치한 기준 신호에 의해 추정된 적어도 하나의 채널 값을 이용하여 보상하고, 상기 보상된 채널 값 및 상기 적어도 하나의 채널 값에 기초하여 데이터 신호들을 복호하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하며,
상기 톤 간섭은, 물리적 자원 상의 고정된 위치에서 발생하며,
상기 톤 간섭은, 상기 수신단의 내부 회로에 의해 발생하는 장치.
A receiving terminal apparatus in a wireless communication system,
A receiver for receiving a signal including a plurality of reference signals and data signals for estimating a channel;
Compensates a channel value for a reference signal located in a predetermined subcarrier where tone interference occurs among the plurality of reference signals using at least one channel value estimated by a reference signal located in at least one other subcarrier, And at least one processor for decoding data signals based on the at least one channel value and the at least one channel value,
The tone interference occurs at a fixed location on the physical resource,
Wherein the tone interference is caused by an internal circuit of the receiving end.
상기 적어도 하나의 프로세서는, 송신단에서 프리코딩이 수행된 경우, 상기 미리 정해진 부반송파에 위치한 기준 신호와 동일한 프리코딩을 적용받은 범위 내에 속하는 다른 기준 신호의 채널 값을 이용하여 상기 채널 값을 생성하는 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the at least one processor generates the channel value using a channel value of another reference signal belonging to a range within which the same precoding as the reference signal located in the predetermined subcarrier is applied, .
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 적어도 하나의 다른 부반송파에 위치한 기준 신호에 의해 추정된 채널 값 및 상기 보상된 채널 값을 이용하여 상기 데이터 신호들의 복호를 위한 채널 값들을 생성하는 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the at least one processor generates channel values for decoding the data signals using a channel value estimated by a reference signal located in the at least one other subcarrier and the compensated channel value.
채널을 추정하기 위한 다수의 기준 신호들 및 데이터 신호들을 포함하는 신호를 수신하는 과정과,
상기 다수의 기준 신호들 중 톤 간섭이 발생한 미리 정해진 부반송파에 위치한 기준 신호에 대한 채널 값을, 적어도 하나의 다른 부반송파에 위치한 기준 신호에 의해 추정된 적어도 하나의 채널 값을 이용하여 보상하는 과정과,
상기 보상된 채널 값 및 상기 적어도 하나의 채널 값에 기초하여 데이터 신호들을 복호하는 과정을 포함하며,
상기 기준 신호는, 톤 간섭에 의한 간섭을 제거하기 위해 보상되고, 상기 톤 간섭이 발생한 미리 정해진 부반송파에 위치하며,
상기 톤 간섭은, 물리적 자원 상의 고정된 위치에서 발생하며,
상기 톤 간섭은, 상기 수신단의 내부 회로에 의해 발생하는 방법.
A method of operating a receiver in a wireless communication system,
Comprising: receiving a signal including a plurality of reference signals and data signals for estimating a channel;
Compensating a channel value for a reference signal located in a predetermined subcarrier in which tone interference occurs among the plurality of reference signals using at least one channel value estimated by a reference signal located in at least one other subcarrier;
And decoding the data signals based on the compensated channel value and the at least one channel value,
Wherein the reference signal is compensated for eliminating interference due to tone interference and is located in a predetermined subcarrier in which the tone interference occurs,
The tone interference occurs at a fixed location on the physical resource,
Wherein the tone interference is caused by an internal circuit of the receiving end.
상기 채널 값을 보상하는 과정은,
송신단에서 프리코딩이 수행된 경우, 송신단에서 프리코딩이 수행된 경우, 상기 미리 정해진 부반송파에 위치한 기준 신호와 동일한 프리코딩을 적용받은 범위 내에 속하는 다른 기준 신호의 채널 값을 이용하여 상기 채널 값을 생성하는 과정을 포함하는 방법.
The method of claim 4,
The step of compensating the channel value comprises:
When precoding is performed in a transmitter, when the transmitter performs precoding, the channel value is generated using a channel value of another reference signal belonging to a range within which the same precoding as the reference signal located in the predetermined subcarrier is applied ≪ / RTI >
상기 데이터 신호들을 복호하는 과정은,
상기 적어도 하나의 다른 부반송파에 위치한 기준 신호에 의해 추정된 채널 값 및 상기 보상된 채널 값을 이용하여 상기 데이터 신호들의 복호를 위한 채널 값들을 생성하는 과정을 포함하는 방법.The method of claim 4,
The decoding of the data signals comprises:
And generating channel values for decoding the data signals using the channel values estimated by the reference signals located in the at least one other subcarrier and the compensated channel values.
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