KR100625686B1

KR100625686B1 - 효율적인 ｃｎｉｒ 측정이 가능한 이동 단말 장치 및 그장치에서의 ｃｎｉｒ 측정 방법

Info

Publication number: KR100625686B1
Application number: KR1020040109445A
Authority: KR
Inventors: 남상우; 방승찬
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2024-12-21
Also published as: KR20060070815A; US7420957B2; US20060133260A1

Abstract

본 발명은 효율적인 CNIR 측정이 가능한 이동 단말 장치 및 그 장치에서의 CNIR 측정 방법에 관한 것으로, 특히 이동 단말 장치에서는 주파수 옵셋 및 프레임 탐색기가 수신 신호로부터 프레임 타이밍 정보와 주파수 옵셋을 탐색하고, 복조기가 탐색된 프레임 타이밍 정보와 주파수 옵셋을 사용하여 수신 신호를 복조한다. 부채널 분리기는 복조기에서 출력되는 심볼에서 해당 이동 단말 장치에 할당된 부채널에 해당되는 데이터 심볼을 분리하고, 채널 추정 및 등화기는 부채널 분리기에 의해 분리된 데이터 심볼로부터 해당 부채널에 대한 채널을 추정하고 등화시켜 출력한다. CNIR 측정기는 이전에 측정된 CNIR에 따라 상기 채널 추정 및 등화기에서 출력되는 데이터 심볼과 기지국과의 사이에 미리 정해진 파일롯 중 어느 하나를 선택하여 채널 추정 및 등화기에서 출력되는 데이터 심볼과 함께 사용하여 현재의 CNIR을 측정하여 기지국으로 송신한다. 본 발명에 따르면, 다중경로 페이딩 채널 환경에서 이동 단말에서의 CNIR 측정을 위해 기지국이 미리 정해진 메시지를 송신하는 경우를 줄여서 전체 시스템의 부하가 감소되고, 이로 인해 전체 시스템의 용량이 증대될 수 있다.

OFDM 시스템, CNIR, SNR, 파일롯, 이동 단말

Description

효율적인 ＣＮＩＲ 측정이 가능한 이동 단말 장치 및 그 장치에서의 ＣＮＩＲ 측정 방법{MOBILE TERMILE APPARATUS CAPABLE OF EFFICIENTLY MEASURING CNIR AND CNIR MEASURING METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 효율적인 CNIR 측정이 가능한 이동 단말 장치의 블록도이다.

도 2는 도 1에 도시된 CNIR 측정기의 상세 블록도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말 장치에서의 CNIR 측정 방법의 순서도이다.

도 4, 도 5, 도 6 및 도 7은 각 채널 상황에 따른 여러 SNR 값에 따라 Training mode와 DD mode를 사용한 방법의 측정값을 비교한 그래프이다

본 발명은 직교주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반의 이동통신 시스템에서 CNIR(Carrier to Noise and Interference Ratio)을 효율적으로 측정하고 운용하는 이동 단말 장치 및 그 장치에서의 CNIR 측정 방법에 관한 것이다.

고품질, 초고속 및 멀티미디어 등 다양한 서비스 제공을 할 수 있는 차세대 이동통신 시스템을 위해서 여러 가지 전송 방식이 제안되고 있다. 그러나 무선 이동통신 환경에서는 다중 경로 페이딩(Multipath Fading) 채널 및 간섭으로 인해 성능 열화를 극복하고 최적의 상태로 전송을 해야 하는 어려움이 있다. 최근 적은 복잡도를 가지고 이러한 다중 경로 페이딩 등의 채널 상태로 인한 성능 열화를 효율적으로 해결할 수 있는 OFDM 방식에 많은 관심이 집중되고 있다.

이러한 OFDM 기반의 방식은 직교주파수 분할 다중 방식으로 하나의 OFDM 심볼 안에서 총 N개의 부반송파들을 중복되지 않게 그룹으로 나누어 이 그룹 (또는 부채널) 중의 하나 이상을 각 이동국 사용자에게 할당하는 방식이다.

한편, 이동통신 시스템에서 CNIR에 대한 정보는 여러 가지 목적으로 사용될 수 있다. 터보 디코더 등의 채널 디코더에서는 이러한 정보를 이용하여 성능을 향상 시키는데 사용된다. 아울러, 여러 채널 환경에서 최적의 비트 로딩을 얻을 수 있다. 다시 말해, 기지국은 이동국에서 측정된 CNIR 또는 SNR(Signal to Noise Ratio)에 따라 채널 상태가 좋지 않을 경우에는 낮은 비트율로 전송하고, 채널 상태가 좋을 경우에는 높은 비트율로 전송시켜 최적의 시스템 용량을 가질 수 있다. 이와 같이, 기지국에서의 채널 상태에 따른 최적의 비트 로딩을 위해 이동국은 각 해당 이동국에 할당된 부채널에서의 CNIR을 측정하여 기지국에 보고해야 한다. 그러나, 이 때 CNIR은 이동국의 복조기에서 거의 모든 복조처리를 하고 난 신호에 대해 측정되어야 보다 정확한 비트 로딩을 할 수 있기 때문에, 시간 및 주파수 동기용으로 할당된 프리앰블이나 파일롯을 이용할 수 없게 된다. 따라서 별도로 이동 국 복조기에서 이용할 수 있도록 미리 알려진 파일롯 등의 메시지를 필요시 마다 전송해야 한다. 특히, IEEE 802.16 규격의 OFDMA에서는 대부분 한 이동국이 순방향링크의 한 OFDM 심볼내에 존재하는 주파수 대역중 일부 부채널만 사용하기 때문에 각 이동국에 대한 CNIR 측정을 부채널별로 해야한다. 이는 시스템 입장에서는 상당한 부하로 작용한다.

CNIR 측정에 관한 선행 기술로 미국 공개특허공보 2003/0002471 A1 "Method for estimating carrier-to-noise-plus-interference ratio(CNIR) for OFDM waveforms and the use thereof for diversity antenna branch selection"가 있으며, 여기서는 CNIR을 측정하여 다이버시티 선택을 위해 사용하는 내용이 개시되어 있을 뿐, 효율적인 CNIR 측정을 위한 기술에 대해서는 개시되어 있지 않다.

한편, 시스템의 부하를 줄이거나 어쩔수 없이 미리 정해진 메시지를 사용하지 않고 CNIR을 측정하는 방법이 있다. 이러한 방법은 상기한 방식을 Traning Mode라고 부르는 반면에, 블라이드(Blind) 방법으로 불리우고, 가장 손쉽고 고전적인 방법 중의 하나로 Decision Directed(DD) 방법이다. 즉, 복조과정을 다거친후 판정 블록에서 심볼 판정을 한후 그 판정 결과를 마치 기지국에서 미리 정해진 메시지로 보고 CNIR을 측정하는 방식을 말한다. 이러한 DD 방법에 대한 선행 기술로는 C.H Aldana의 "Accurate Noise Estimates in Multicarrier Systems"(IEEE VTC 2000, pp. 444-438, 2003.9)가 있으며, 여기서는 CNIR을 측정하는데 있어서, 미리 정해진 파일롯을 보내서 측정하는 방법과 미리 정해지지 않은 데이터 심볼을 전송후 심볼 판정을 한 다음 이 판정된 심볼을 미리 정해진 파일롯이라고 간주하고 CNIR을 측정하는 DD 방법과의 차이를 분석 및 시뮬레이션한 내용이 개시되어 있다. 그러나, 이 선행 논문에서도 시스템의 부하를 줄이면서 CNIR을 효율적으로 측정할 수 있는 기술에 대해서는 개시하고 있지 않다.

그러나, 상기한 DD 방식의 경우에는 측정된 CNIR이 아주 높은 경우에는 상당히 정확한 측정을 보여주나 그렇지 않은 경우에는 에러로 인해 그 측정치가 정확하지 않다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 기술적 과제는 상기한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 다중경로 페이딩 채널 환경에서 정확한 CNIR 측정뿐만 아니라 상대적으로 이동통신시스템에서의 부하 감소를 위해 별도의 CNIR 측정용 메시지의 필요성을 최소화하는 효율적인 CNIR 측정이 가능한 이동 단말 장치 및 그 장치에서의 CNIR 측정 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 OFDM 기반의 이동 단말 장치는,

수신 신호로부터 프레임 타이밍 정보와 주파수 옵셋을 탐색하는 주파수 옵셋 및 프레임 탐색기; 상기 주파수 옵셋 및 프레임 탐색기에 의해 탐색된 프레임 타이밍 정보와 주파수 옵셋을 사용하여 상기 수신 신호를 복조하는 복조기; 상기 복조기에서 출력되는 심볼에서 해당 이동 단말 장치에 할당된 부채널에 해당되는 데이터 심볼을 분리하여 출력하는 부채널 분리기; 상기 부채널 분리기에 의해 분리된 데이터 심볼로부터 해당 부채널에 대한 채널을 추정하고 등화시켜 출력하는 채널 추정 및 등화기; 및 특정의 기준 심볼－여기서 기준 심볼은 이전에 측정된 CNIR에 따라 상기 채널 추정 및 등화기에서 출력되는 데이터 심볼과 기지국과의 사이에 미리 정해진 파일롯 중 어느 하나로 선택됨－과 상기 채널 추정 및 등화기에서 출력되는 데이터 심볼을 사용하여 현재의 CNIR을 측정하여 상기 기지국으로 송신하는 동시에, 상기 측정된 CNIR을 다음의 CNIR 측정을 위해 사용될 상기 특정 기준 심볼을 결정하는데 사용하는 CNIR 측정기를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 OFDM 기반의 이동 단말 장치에서의 CNIR 측정 방법은,

a) 수신 신호를 복조하여 대응되는 데이터 심볼을 출력하는 단계; b) 특정의 기준 심볼－여기서 기준 심볼은 이전에 측정된 CNIR에 따라 복조된 데이터 심볼과 상기 기지국과의 사이에 미리 정해진 파일롯 중 어느 하나로 결정됨－과 상기 복조된 데이터 심볼을 사용하여 현재의 CNIR을 측정하는 단계; 및 c) 상기 측정된 CNIR을 기지국으로 송신하는 동시에, 다음의 CNIR 측정을 위해 사용될 상기 특정 기준 심볼을 결정하는데 사용하는 단계를 포함한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부 분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 효율적인 CNIR 측정이 가능한 이동 단말 장치에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 효율적인 CNIR 측정이 가능한 이동 단말 장치는 주파수 옵셋 및 프레임 탐색기(100), OFDM 복조기(200), 부채널 분리기(300), 채널 추정 및 등화기(400) 및 CNIR 측정기(500)를 포함한다.

주파수 옵셋 및 프레임 탐색기(100)는 기지국에서 송신되어 수신되는 신호로부터 프레임 타이밍 정보와 주파수 옵셋을 탐색하여 한다.

OFDM 복조기(200)는 주파수 옵셋 및 프레임 탐색기(100)에 의해 탐색된 프레임 타이밍 정보와 주파수 옵셋을 사용하여 수신 신호를 복조한다. 이 때, OFDM 복조기(200)는 수신 신호에서 OFDM 심볼 보호 구간을 제거하고 FFT(Fast Fourier Transform) 처리를 하여 복조를 수행한다.

부채널 분리기(300)는 OFDM 복조기(200)에서 출력되는 OFDM 심볼에서 해당 이동국에 할당된 부채널에 해당되는 데이터 심볼들만 분리하여 출력한다.

채널 추정 및 등화기(400)는 부채널 분리기에 의해 분리된 데이터 심볼들을 해당 부채널에 대해 채널을 추정하고 등화시켜 출력한다. 이러한 등화 결과 채널에 의한 진폭 및 위상 왜곡이 보상된다. 또한, 채널 추정 및 등화기(400)에서 출력되는 데이터 심볼들은 기지국에서 송신된 원래이 데이터로 복원되기 위한 복호 수행을 위해 출력된다. 즉, 출력 신호들은 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 디매퍼(Demapper) 및 채널 복호기로 출력된다.

CNIR 측정기(500)는 채널 추정 및 등화기(400)에서 출력되는 데이터 심볼들을 사용하여 CNIR을 측정하고, 그 결과인 CNIR 측정값을 별도의 채널을 통해 기지국으로 송신하여 추후의 비트 로딩에 사용되도록 한다.

일반적으로 CNIR(

)은 다음의 [수학식 1]과 같이 계산된다.

여기서,

는 k번째 부반송파의 채널,

는 k번째 부반송파의 추정된 채널,

는 k번째 부반송파의 송신 데이터 심볼,

는 k번째 부반송파의 간섭 및

는 k번째 부반송파의 노이즈를 의미한다.

한편, 기지국으로부터 송신된 메시지 중 CNIR을 측정하기 위한 전용의 데이터 심볼이 존재하지 않는 경우에는 다음의 [수학식 2]와 같이 상기 [수학식 1]의

를 수신 신호의 하드 판정(hard decision)시킨

로 대체하여 CNIR(

)를 구할 수 있다.

그러나 [수학식 2]에 의한 decision directed(DD) 방법은 CNIR이 높을 경우에는 [수학식 1]에 의한 방법과 유사하나, CNIR이 낮은 경우에는 하드 판정에 의한 오류로 인해 실제 CNIR 값보다 더 큰 값을 가지게 된다. 따라서 기지국에서 채널 상태보다 더 많은 비트 로딩을 수행하여 결과적으로 시스템 성능을 열화 시키게 된다.

반면에, [수학식 1]을 사용한 측정 방법을 사용하면, 기지국에서 주기적으로 CNIR을 측정하기 위한 미리 정해진 메시지를 이동 단말로 보내야 하기 때문에 실제 전송량이 줄어들 게 된다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 CNIR 측정기(500)가 도 2에 도시된 바와 같은 구성을 가지고 동작한다.

도 2는 도 1에 도시된 CNIR 측정기(500)의 상세 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, CNIR 측정기(500)는 기준 심볼 제공부(510), 감산기(520), 노이즈 및 간섭 측정기(530), CNIR 계산기(540), IIR(Infinite Impulse Response) 필터(550) 및 CNIR 비교기(560)를 포함한다.

기준 심볼 제공부(510)는 CNIR 비교기(560)의 결과값에 따라 채널 추정 및 등화기(400)에서 출력되는 데이터 심볼을 감산기(520)로 출력하거나 또는 미리 정해진 파일롯을 생성하여 감산기(520)로 출력한다.

이러한 기준 심볼 제공부(510)는 CNIR 비교기(560)의 결과값에 따라 채널 추정 및 등화기(400)에서 출력되는 데이터 심볼을 받아서 하드 판정하여 감산기(520)로 출력하는 데이터 심볼 판정기(511) 및 CNIR 비교기(560)의 결과값에 따라 미리 정해진 파일롯을 생성하여 감산기(520)로 출력하는 파일롯 생성기(512)를 포함한다.

감산기(520)는 채널 추정 및 등화기(400)에서 출력되는 데이터 심볼과 기준 심볼 제공부(510)에서 출력되는 데이터 심볼의 차이를 구하여 출력한다.

노이즈 및 간섭 측정기(530)는 감산기(520)에서 출력되는 차이를 사용하여 노이즈 및 간섭을 측정한다.

CNIR 계산기(540)는 노이즈 및 간섭 측정기(530)에서 측정된 노이즈 및 간섭 값을 사용하여 CNIR을 계산한다.

이 때, 기준 심볼 제공부(510)의 데이터 심볼 판정기(511)에서 출력되는 데이터 심볼과의 차이를 가지고 CNIR을 계산하는 것은 상기한 [수학식 2]에 해당하고, 파일롯 생성기(512)에서 출력되는 파일롯과의 차이를 가지고 CNIR을 계산하는 것은 상기한 [수학식 1]에 해당한다.

IIR 필터(550)는 CNIR 계산기(540)에서 계산된 CNIR 값을 시간에 대해 평균화하여 CNIR 측정값으로 기지국으로 출력한다.

CNIR 비교기(560)는 IIR 필터(550)에서 출력되는 CNIR 측정값과 미리 정해진 특정 임계값을 비교하여 그 결과값을 기준 심볼 제공부(510)로 출력한다. 즉, IIR 필터(550)에서 출력되는 CNIR 측정값이 특정 임계값보다 크면 기준 심볼 제공부(510)의 데이터 심볼 판정기(511)가 사용되어 데이터 심볼이 CNIR을 측정하는데 사용된다. 다시 말하면, CNIR 측정값이 특정 임계값보다 크면 기지국이 이동 단말에서의 CNIR 측정을 위해서 미리 정해진 파일롯에 해당하는 메시지를 보낼 필요 없이 정상적인 데이터를 보내도 된다.

그러나, IIR 필터(550)에서 출력되는 CNIR 측정값이 특정 임계값 이하이면, 기준 심볼 제공부(510)의 파일롯 생성기(512)가 사용되어 미리 정해진 파일롯이 CNIR을 측정하는데 사용된다. 다시 말하면, CNIR 측정값이 특정 임계값이하이면 기지국은 이동 단말에서의 CNIR 측정을 위해서 미리 정해진 파일롯에 해당하는 메시지를 보내야한다.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말 장치에서의 효율적인 CNIR 측정 방법에 대해 설명한다.

먼저, 기지국에서 송신되어 이동 단말에서 수신되는 신호는 주파수 옵셋 및 프레임 탐색기(100)에 의해 그 프레임 타이밍 정보와 주파수 옵셋이 탐색되고(S100), 탐색된 프레임 타이밍 정보와 주파수 옵셋이 사용되어 OFDM 복조기(200)에서 수신 신호가 복조된다(S110). 이 때, 수신 신호는 OFDM 복조기(200)에 의해 OFDM 심볼 보호 구간이 제거되고 FFT 처리되어 출력된다.

다음, OFDM 복조기(200)에서 복조된 심볼은 부채널 분리기(300)에서 해당 이동국에 할당된 부채널에 해당되는 데이터 심볼들만 분리되어 출력되고(S120), 이 데이터 심볼들은 채널 추정 및 등화기(400)에서 해당 부채널에 대해 채널이 추정되고 등화가 수행되어 채널에 의한 진폭 및 위상 왜곡이 보상된 데이터 심볼로써 원래의 신호로의 복호를 위해 뒷단의 QAM 디매퍼 및 채널 복호기(도시되지 않음)로 출력된다(S130).

한편, 채널 추정 및 등화기(400)에서 출력되는 데이터 심볼들은 CNIR 측정기(500)로 입력되고, CNIR 비교기(560)에서 이전에 이미 측정된 CNIR 측정값이 임계값보다 큰 지의 여부가 판단된다(S140). 여기서, 이전의 데이터 심볼 또는 미리 정해진 파일롯에 의해 CNIR 측정값이 산출되어 CNIR 비교기(560)에서 임계값과 비 교되어 이미 기준 심볼 제공부(510)에 제공되는 것으로 가정하되, CNIR 비교기(560)에서 CNIR 측정값이 임계값 이하여서 기지국에서는 미리 정해진 파일롯에 대응되는 메시지를 이동 단말로 송신하고, 기준 심볼 제공부(510)에서는 파일롯 생성기(512)에서 생성된 미리 정해진 파일롯을 감산기(520)로 제공하는 것으로 가정하여 설명한다.

즉, 상기 단계(S140)에서 CNIR 측정값이 임계값 이하이므로 기준 심볼 제공부(510)의 파일롯 생성기(512)에서 생성된 미리 정해진 파일롯이 출력되어 감산기(520)에서 채널 추정 및 등화기(400)에서 출력되는 데이터 심볼과의 차이가 계산되고(S150), 이 차이는 노이즈 및 간섭 측정기(530)에서 노이즈 및 간섭이 측정되는데 사용된다(S160). 그 후, 측정된 노이즈 및 간섭은 CNIR 계산기(540)에서 상기한 [수학식 1]을 사용하여 CNIR을 계산하는데 사용되고(S170), 계산된 CNIR은 IIR 필터(550)에서 시간에 대해 평균화하여 CNIR 측정값으로 기지국으로 출력된다(S180). 따라서, 기지국은 이동 단말의 CNIR 측정기(500)에서 출력되는 CNIR 측정값을 받아서 또한 CNIR 비교기(560)에서 사용되는 임계값과의 비교를 통해 추후의 CNIR 측정을 위해 미리 정해진 파일롯을 보낼지 아니면 정상적인 데이터를 보낼지를 결정하게 된다.

한편, 상기에서 이전의 데이터 심볼 또는 미리 정해진 파일롯에 의해 CNIR 측정값이 산출되어 CNIR 비교기(560)에서 임계값과 비교되어 이미 기준 심볼 제공부(510)에 제공되는 것으로 가정하되, CNIR 비교기(560)에서 CNIR 측정값이 임계값 보다 커서 기지국에서는 미리 정해진 파일롯을 보내는 것이 아니라 정상적인 데이 터를 이동 단말로 송신하고, 기준 심볼 제공부(510)에서는 데이터 심볼 판정기(511)에서 하드 판정된 데이터 심볼을 감산기(520)로 제공하는 것으로 가정하여 설명한다.

즉, 상기 단계(S140)에서 CNIR 측정값이 임계값보다 크므로, 기준 심볼 제공부(510)의 데이터 심볼 판정기(511)가 채널 추정 및 등화기(400)에서 출력되는 데이터 심볼을 하드 판정하여 감산기(520)로 출력하고, 감산기(520)에서 채널 추정 및 등화기(400)에서 출력되는 데이터 심볼과의 차이가 계산되며(S150), 이 차이는 노이즈 및 간섭 측정기(530)에서 노이즈 및 간섭이 측정되는데 사용된다(S160).

그 후, 측정된 노이즈 및 간섭은 CNIR 계산기(540)에서 상기한 [수학식 2]을 사용하여 CNIR을 계산하는데 사용되고(S170), 계산된 CNIR은 IIR 필터(550)에서 시간에 대해 평균화하여 CNIR 측정값으로 기지국으로 출력된다(S180). 따라서, 기지국은 이동 단말의 CNIR 측정기(500)에서 출력되는 CNIR 측정값을 받아서 또한 CNIR 비교기(560)에서 사용되는 임계값과의 비교를 통해 추후의 CNIR 측정을 위해 미리 정해진 파일롯을 보낼지 아니면 정상적인 데이터를 보낼지를 결정하게 된다.

한편, 도 4, 도 5, 도 6 및 도 7은 각 채널 상황에 따른 여러 SNR 값에 따라 [수학식 1] (Training mode)과 [수학식 2] (DD mode)를 사용한 방법의 측정값을 비교한 그래프이다.

도 4 내지 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 변조 방식이 QPSK(Quadrature Phase Shitf Keying)의 경우에는 다른 변조 방식, 예를 들어 QAM의 경우에 비해 상기한 [수학식 1]과 [수학식 2]에 따른 두 방법간의 차이가 아주 미미하다. 아울러 SNR 값이 아주 좋을 경우에는 더욱 그 차이가 근소하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따라 이동 단말에서 측정된 CNIR이 임계값보다 크면 기지국에서 정상적인 데이터를 송신하여 CNIR이 측정되도록 하고, 상기 CNIR이 임계값 이하이면 정해진 파일롯을 송신하여 CNIR이 측정되도록 운용할 때, [수학식 2]에 따라 정상적인 데이터를 사용하여 CNIR을 측정하는 경우에는 여러 변조 방식을 사용할 수도 있지만, 바람직하게는 QPSK 변조 방식을 사용한 데이터를 송수신하여 CNIR을 측정하도록 하는 것이 좋다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 그 외의 다양한 변경이나 변형이 가능하다.

본 발명에 따르면, 다중경로 페이딩 채널 환경에서 이동 단말에서의 CNIR 측정을 위해 기지국이 미리 정해진 메시지를 송신하는 경우를 줄여서 전체 시스템의 부하가 감소되고, 이로 인해 전체 시스템의 용량이 증대될 수 있다.

또한, 기지국이 미리 정해진 메시지를 송신하는 경우를 줄임에도 불구하고 이동 단말에서 CNIR을 정확하게 측정할 수 있다.

Claims

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반의 이동통신 시스템에서 부채널의 CNIR(Carrier to Noise and Interference Ratio)을 측정하는 이동 단말 장치에 있어서,

수신 신호로부터 프레임 타이밍 정보와 주파수 옵셋을 탐색하는 주파수 옵셋 및 프레임 탐색기;

상기 주파수 옵셋 및 프레임 탐색기에 의해 탐색된 프레임 타이밍 정보와 주파수 옵셋을 사용하여 상기 수신 신호를 복조하는 복조기;

상기 복조기에서 출력되는 심볼에서 해당 이동 단말 장치에 할당된 부채널에 해당되는 데이터 심볼을 분리하여 출력하는 부채널 분리기;

상기 부채널 분리기에 의해 분리된 데이터 심볼로부터 해당 부채널에 대한 채널을 추정하고 등화시켜 출력하는 채널 추정 및 등화기; 및

특정의 기준 심볼－여기서 기준 심볼은 이전에 측정된 CNIR에 따라 상기 채널 추정 및 등화기에서 출력되는 데이터 심볼과 기지국과의 사이에 미리 정해진 파일롯 중 어느 하나로 선택됨－과 상기 채널 추정 및 등화기에서 출력되는 데이터 심볼을 사용하여 현재의 CNIR을 측정하여 상기 기지국으로 송신하는 동시에, 상기 측정된 CNIR을 다음의 CNIR 측정을 위해 사용될 상기 특정 기준 심볼을 결정하는데 사용하는 CNIR 측정기

를 포함하는 OFDM 기반의 이동 단말 장치.
제1항에 있어서,

상기 CNIR 측정기는,

상기 측정된 CNIR에 따라 상기 채널 추정 및 등화기에서 출력되는 데이터 심볼과 상기 정해진 파일롯 중 하나를 선택하여 출력하는 기준 심볼 제공부;

상기 채널 추정 및 등화기에서 출력되는 데이터 심볼과 상기 기준 심볼 제공부에서 출력되는 데이터 심볼의 차이를 구하여 출력하는 감산기;

상기 감산기에서 출력되는 차이를 사용하여 노이즈 및 간섭을 측정하는 노이즈 및 간섭 측정기;

상기 노이즈 및 간섭 측정기에서 측정된 노이즈 및 간섭 값을 사용하여 CNIR을 계산하는 CNIR 계산기;

상기 CNIR 계산기에서 계산된 CNIR을 시간에 대해 평균화하여 최종 측정된 CNIR을 산출하여 상기 기지국으로 출력하는 필터; 및

상기 필터에서 출력되는 CNIR과 특정된 임계값을 비교하여 그 결과값을 상기 기준 심볼 제공부로 출력하여, 상기 기준 심볼 제공부가 상기 채널 추정 및 등화기에서 출력되는 데이터 심볼과 상기 정해진 파일롯 중 하나를 선택하도록 하는 CNIR 비교기

를 포함하는 OFDM 기반의 이동 단말 장치.
제2항에 있어서,

상기 기준 심볼 제공부는,

상기 CNIR 비교기의 결과값에 따라 상기 채널 추정 및 등화기에서 출력되는 데이터 심볼을 받아서 하드 판정(hard decision)하여 상기 감산기로 출력하는 데이터 심볼 판정기; 및

상기 CNIR 비교기의 결과값에 따라 상기 정해진 파일롯을 생성하여 상기 감산기로 출력하는 파일롯 생성기

를 포함하는 OFDM 기반의 이동 단말 장치.
제2항에 있어서,

상기 CNIR 비교기에서 사용되는 특정된 임계값은 상기 기지국에서 송신하는 미리 정해진 파일롯을 사용하여 상기 CNIR을 측정할 것인지 또는 상기 기지국에서 송신하는 상기 파일롯 이외의 정상적인 데이터를 사용하여 상기 CNIR을 측정할 것인지의 여부를 결정하는 기준이 되는 값인 OFDM 기반의 이동 단말 장치.
제4항에 있어서,

상기 기지국에서 송신하는 정상적인 데이터를 사용하여 상기 CNIR을 측정하는 경우, 상기 기지국에서 송신되는 정상적인 데이터는 QPSK(Quadrature Phase Shitf Keying) 변조 방식을 사용하여 변조 처리된 데이터인 것을 특징으로 하는 OFDM 기반의 이동 단말 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 측정된 CNIR은 상기 기지국이 상기 이동 단말 장치에서의 CNIR 측정을 위해 상기 정해진 파일롯을 상기 이동 단말 장치로 송신할 것인지 또는 상기 정해진 파일롯 이외의 정상적인 데이터를 상기 이동 단말 장치로 송신할 것인지의 여부를 결정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 OFDM 기반의 이동 단말 장치.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반의 이동통신 시스템의 이동 단말 장치에서 부채널의 CNIR(Carrier to Noise and Interference Ratio)을 측정하는 방법에 있어서,

a) 수신 신호를 복조하여 대응되는 데이터 심볼을 출력하는 단계;

b) 특정의 기준 심볼－여기서 기준 심볼은 이전에 측정된 CNIR에 따라 복조된 데이터 심볼과 상기 기지국과의 사이에 미리 정해진 파일롯 중 어느 하나로 결정됨－과 상기 복조된 데이터 심볼을 사용하여 현재의 CNIR을 측정하는 단계; 및

c) 상기 측정된 CNIR을 기지국으로 송신하는 동시에, 다음의 CNIR 측정을 위해 사용될 상기 특정 기준 심볼을 결정하는데 사용하는 단계

를 포함하는 OFDM 기반의 이동 단말 장치에서의 CNIR 측정 방법.
제7항에 있어서,

상기 b) 단계는,

i) 상기 이전에 측정된 CNIR이 특정된 임계값보다 큰 지의 여부를 판단하는 단계;

ii) 상기 i) 단계에서 상기 이전에 측정된 CNIR이 상기 특정된 임계값보다 큰 경우, 상기 복조된 데이터 심볼을 상기 특정의 기준 심볼로 결정하는 단계;

iii) 상기 i) 단계에서 상기 이전에 측정된 CNIR이 상기 특정된 임계값 이하인 경우, 상기 정해진 파일롯을 상기 특정의 기준 심볼로 결정하는 단계; 및

iv) 상기 결정된 특정의 기준 심볼과 상기 복조된 데이터 심볼을 사용하여 상기 현재의 CNIR을 측정하는 단계;

를 포함하는 OFDM 기반의 이동 단말 장치에서의 CNIR 측정 방법.
제8항에 있어서,

상기 iv) 단계는,

상기 복조된 데이터 심볼과 상기 특정의 기준 심볼의 차이를 계산하는 단계;

상기 계산된 차이를 사용하여 노이즈 및 간섭을 측정하는 단계;

상기 측정된 노이즈 및 간섭 값을 사용하여 현재의 CNIR을 계산하는 단계; 및

상기 계산된 현재의 CNIR을 시간에 대해 평균화하여 최종 측정된 CNIR을 산출하는 단계

를 포함하는 OFDM 기반의 이동 단말 장치에서의 CNIR 측정 방법.
제8항에 있어서,

상기 iv) 단계에서, 상기 정해진 파일롯을 상기 특정의 기준 심볼로 사용하는 경우, 상기 현재의 CNIR(
)은 다음의 관계식

여기서,
는 k번째 부반송파의 채널,
는 k번째 부반송파의 추정된 채널,
는 k번째 부반송파의 송신 데이터 심볼,
는 k번째 부반송파의 간섭 및
는 k번째 부반송파의 노이즈임.

에 의해 측정되는 OFDM 기반의 이동 단말 장치에서의 CNIR 측정 방법.
제10항에 있어서,

상기 iv) 단계에서, 상기 복조된 데이터 심볼을 상기 특정의 기준 심볼로 사용하는 경우, 상기 현재의 CNIR(
)은 다음의 관계식

여기서,
는 상기 정해진 파일롯을 상기 특정의 기준 심볼로 사용하는 경우 측정되는 CNIR 및
는 복조된 데이터 심볼인
를 하드 판정(hard decision)시킨 값임.

에 의해 측정되는 OFDM 기반의 이동 단말 장치에서의 CNIR 측정 방법.
제7항에 있어서,

상기 a) 단계는,

i) 수신 신호로부터 프레임 타이밍 정보와 주파수 옵셋을 탐색하는 단계;

ii) 상기 탐색된 프레임 타이밍 정보와 주파수 옵셋을 사용하여 상시 수신 신호를 복조하는 단계;

iii) 상기 복조된 심볼에서 해당 부채널에 대응되는 데이터 심볼을 분리하는 단계; 및

iv) 상기 분리된 데이터 심볼로부터 해당 부채널에 대한 채널을 추정하고 등화하는 단계

를 포함하는 OFDM 기반의 이동 단말 장치에서의 CNIR 측정 방법.