KR101530536B1 - 광대역 무선통신 시스템에서 레인징 신호를 이용한 채널 품질 측정 장치 및 방법 - Google Patents

광대역 무선통신 시스템에서 레인징 신호를 이용한 채널 품질 측정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 레인징(ranging) 신호를 이용한 채널 품질 측정에 관한 것으로, 기지국의 동작은, 레인징 채널을 통해 수신되는 레인징 신호의 시간 오프셋(offset)을 측정하는 과정과, 상기 시간 오프셋을 포함하는 레인징 신호를 이용하여 채널 품질을 측정하는 과정과, 상기 시간 오프셋을 이용하여 측정된 채널 품질의 왜곡 발생 여부를 판단하는 과정과, 상기 측정된 채널 품질의 왜곡을 보상하는 과정을 포함하며, 왜곡된 채널 품질 정보의 사용으로 인한 시스템 성능 열화를 방지할 수 있다.
레인징(ranging), 채널 품질 측정, 채널 품질 왜곡, 시간 오프셋(offset)

Description

광대역 무선통신 시스템에서 레인징 신호를 이용한 채널 품질 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING CHANNEL QUALITY BY USING RANGING SIGNAL IN A BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTME}
본 발명은 광대역 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 광대역 무선통신 시스템에서 레인징(ranging) 신호를 이용한 채널 품질 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation, 이하 '4G'라 칭함) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 이용하여 다양한 서비스 품질(Quality of Service, 이하 'QoS' 칭함)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 4G 통신 시스템에서는 무선 근거리 통신 네트워크 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크 시스템과 같은 광대역 무선 접속(BWA : Broadband Wireless Access) 통신 시스템에 이동성과 QoS을 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 또한, 그 대표적인 통 신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 시스템이다.
상기 IEEE 802.16 시스템과 같은 광대역 무선통신 시스템에서, 단말과 기지국과의 초기 접속 시, 단말은 미리 약속된 레인징(ranging) 신호를 기지국으로 송신한다. 그리고, 상기 기지국은 수신된 레인징 신호를 이용하여 상기 단말의 시간 오프셋(offset)을 측정하고, 시간 오프셋 정보를 상기 단말에게 알린다. 이로 인해, 상기 단말은 시간 오프셋을 고려하여 신호를 송신함으로써, 시간 오프셋이 보정된다. 또한, 상기 기지국은 상기 레인징 신호를 이용하여 채널 품질을 측정하고, 측정된 채널 품질을 이후의 전력 제어 등에 활용한다. 예를 들어, 상기 채널 품질은 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)이다.
상술한 바와 같이, 상기 기지국은 단말로부터 수신되는 레인징 신호를 이용하여 시간 오프셋 및 채널 품질을 측정한다. 하지만, 채널 품질 측정 시, 상기 기지국은 상기 시간 오프셋을 포함한 레인징 신호를 이용하여 채널 품질을 측정한다. 그리고, 상기 레인징 신호를 이용하여 측정된 채널 품질은 시간 오프셋 보정된 이후의 통신 수행 시 활용된다. 따라서, 상기 레인징 신호를 이용하여 측정된 채널 품질은 시간 오프셋으로 인해 실제 채널 품질보다 낮다. 즉, 왜곡된 채널 품질 정보를 이용하여 통신을 위한 제어를 수행함으로써, 시스템 성능이 열화되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 왜곡된 채널 품질 정보로 인한 시스템 성능 열화를 방지하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 레인징(ranging) 신호를 이용하여 채널 품질을 측정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 시간 오프셋(offset)을 갖는 레인징 신호를 이용하여 측정된 채널 품질 정보의 왜곡을 보상하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 레인징(ranging) 신호를 이용한 기지국의 채널 품질 측정 방법은, 레인징 채널을 통해 수신되는 레인징 신호의 시간 오프셋(offset)을 측정하는 과정과, 상기 시간 오프셋을 포함하는 레인징 신호를 이용하여 채널 품질을 측정하는 과정과, 상기 시간 오프셋을 이용하여 측정된 채널 품질의 왜곡 발생 여부를 판단하는 과정과, 상기 측정된 채널 품질의 왜곡을 보상하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 레인징 신호를 이용하여 채널 품질을 측정하는 기지국 장치는, 레인징 채널을 통해 수신되는 레인징 신호의 시간 오프셋을 측정하는 오프셋 측정기와, 상기 시간 오프셋을 포함하는 레인징 신호를 이용하여 채널 품질을 측정하는 채널품질 측정기와, 상기 시간 오프셋을 이용하여 측정된 채널 품질의 왜곡 발생 여부를 판단하고, 상기 측정된 채널 품질의 왜곡을 보상하는 채널품질 보상기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
광대역 무선통신 시스템에서 시간 오프셋(offset)을 갖는 레인징(ranging) 신호를 이용하여 측정된 채널 품질 정보의 왜곡을 보상함으로써, 왜곡된 채널 품질 정보의 사용으로 인한 시스템 성능 열화를 방지할 수 있다.
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.
이하 본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 시간 오프셋(offset)을 갖는 레인징(ranging) 신호를 이용하여 측정된 채널 품질 정보의 왜곡을 보상하기 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.
먼저, 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템의 레인징 신호 구조에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서, 통신은 프레임(frame) 단위로 수행되며, 하나의 프레임은 시간축에서 하향링크(downlink) 부프레임(subframe) 및 상향링크 부프레임으로 구분되며, 상기 하향링크 부프레임 및 상기 상향링크 부프레임은 시간축에서 OFDM 심벌들로 구분된다. 상기 하향링크 부프레임은 기지국에서 단말로의 신호 송신을 위한 구간이며, 상기 상향링크 부프레임은 단말에서 기지국으로의 신호 송신을 위한 구간이다.
이때, 상기 단말은 상기 상향링크 부프레임에 할당된 레인징 채널을 이용하여 레인징 신호를 송신한다. 여기서, 상기 레인징은 초기 접속을 위한 초기 레인징(initial ranging) 및 주기적 레인징(periodic ranging)으로 구분된다. 상기 초기 레인징 채널은 2개 OFDM 심벌들로 구성된 구간에 할당되며, 상기 주기적 레인징 채널은 1개의 OFDM로 구성된 구간에 할당된다.
따라서, 초기 레인징 시, 단말은 2개의 심벌들로 구성된 구간을 통해 도 1의 (a)와 같이 동일한 2개의 레인징 신호들을 연속하여 송신한다. 상기 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 첫번째 심벌은 시간영역 신호의 뒷부분을 복사하여 만들어진 CP(Cyclic Prefix)를 앞부분에 포함하고, 두번째 심벌은 시간영역 신호의 앞부분을 복사하여 만들어진 CP를 뒷부분에 포함한다. 그리고, 주기적 레인징 시, 단말은 1개의 심벌로 구성된 구간을 통해 도 1의 (b)와 같이 레인징 신호를 송신한다. 상기 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 하나의 심벌은 시간영역 신호의 뒷부분을 복사하여 만들어진 CP를 앞부분에 포함한다.
상기 초기 레인징 신호와 같이 2개의 심벌들로 구성된 레인징 신호를 추출하는 경우, 기지국은 시스템의 설정에 따라 첫번째 신호만을 추출하거나, 두번째 신호만을 추출하거나, 또는, 2개의 신호들을 모두 추출한다. 각 경우에서, 시간 오프셋으로 인해 채널 품질이 왜곡되는 상황은 다음과 같다. 여기서, 상기 2개의 신호들을 모두 추출하는 경우, 레인징 신호를 이용한 채널 품질은 2개의 레인징 신호들 각각에 의해 측정된 채널 품질의 평균이다.
첫번째 신호만을 추출하는 경우, 시간 오프셋의 발생에 따른 추출 영역의 변화는 도 2와 같다. 시간 오프셋이 없는 경우, 레인징 신호의 추출 범위는 상기 도 2의 (a)와 같이 첫번째 신호 구간과 정확하기 일치하며, 채널 품질의 왜곡은 발생하지 않는다. 시간 오프셋이 양수인 경우, 레인징 신호의 추출 범위는 상기 도 2의 (b)와 같이 첫번째 신호의 앞부분 일부를 벗어나고, 두번째 신호의 앞부분 일부를 포함한다. 하지만, 레인징 신호의 추출은 레인징 채널 구간 내에서 이루어지므로, 채널 품질의 왜곡은 발생하지 않는다. 시간 오프셋이 음수이지만, 시간 오프셋의 절대값이 CP의 시간 길이보다 작거나 같은 경우, 레인징 신호의 추출 범위는 상기 도 2의 (c)와 같이 첫번째 신호의 뒷부분 일부를 벗어나고, 첫번째 신호의 CP의 일부를 포함한다. 하지만, 레인징 신호의 추출은 레인징 채널 구간 내에서 이루어지므로, 채널 품질의 왜곡은 발생하지 않는다. 마지막으로, 시간 오프셋이 음수이며, 시간 오프셋의 절대값이 CP의 시간 길이보다 큰 경우, 레인징 신호의 추출 범위는 상기 도 2의 (d)와 같이 첫번째 신호의 뒷부분 일부를 벗어나고, 첫번째 신호의 CP를 포함하며, 레인징 채널 구간 외의 구간을 포함한다. 따라서, 레인징 신호의 추출 범위가 레인징 채널 구간 외의 구간을 포함하므로, 채널 품질의 왜곡이 발생한다.
두번째 신호만을 추출하는 경우, 시간 오프셋의 발생에 따른 추출 영역의 변화는 도 3와 같다. 시간 오프셋이 없는 경우, 레인징 신호의 추출 범위는 상기 도 3의 (a)와 같이 두번째 신호 구간과 정확하기 일치하며, 채널 품질의 왜곡은 발생하지 않는다. 시간 오프셋이 음수인 경우, 레인징 신호의 추출 범위는 상기 도 3의 (b)와 같이 두번째 신호의 뒷부분 일부를 벗어나고, 첫번째 신호의 뒷부분 일부를 포함한다. 하지만, 레인징 신호의 추출은 레인징 채널 구간 내에서 이루어지므로, 채널 품질의 왜곡은 발생하지 않는다. 시간 오프셋이 양수이지만, 시간 오프셋의 절대값이 CP의 시간 길이보다 작거나 같은 경우, 레인징 신호의 추출 범위는 상기 도 3의 (c)와 같이 두번째 신호의 앞부분 일부를 벗어나고, 두번째 신호의 CP의 일부 또는 전부를 포함한다. 하지만, 레인징 신호의 추출은 레인징 채널 구간 내에서 이루어지므로, 채널 품질의 왜곡은 발생하지 않는다. 마지막으로, 시간 오프셋이 양수이며, 시간 오프셋의 절대값이 CP의 시간 길이보다 큰 경우, 레인징 신호의 추 출 범위는 상기 도 3의 (d)와 같이 두번째 신호의 앞부분 일부를 벗어나고, 두번째 신호의 CP를 포함하며, 레인징 채널 구간 외의 구간을 포함한다. 따라서, 레인징 신호의 추출 범위가 레인징 채널 구간 외의 구간을 포함하므로, 채널 품질의 왜곡이 발생한다.
두 개의 신호들을 모두 추출하는 경우, 시간 오프셋의 발생에 따른 추출 영역의 변화는 도 4와 같다. 시간 오프셋이 없는 경우, 레인징 신호의 추출 범위는 상기 도 4의 (a)와 같이 첫번째 신호 및 두번째 신호 구간과 정확하기 일치하며, 채널 품질의 왜곡은 발생하지 않는다. 시간 오프셋이 양수이며, 시간 오프셋의 절대값이 CP의 시간 길이보다 작거나 같은 경우, 레인징 신호의 추출 범위는 상기 도 4의 (b)와 같이 첫번째 신호 구간의 앞부분 일부를 벗어나고, 두번째 신호 구간을 포함하며, 두번째 신호의 CP 구간 일부 또는 전체를 포함한다. 하지만, 레인징 신호의 추출은 레인징 채널 구간 내에서 이루어지므로, 채널 품질의 왜곡은 발생하지 않는다. 시간 오프셋이 음수이며, 시간 오프셋의 절대값이 CP의 시간 길이보다 작거나 같은 경우, 레인징 신호의 추출 범위는 상기 도 4의 (c)와 같이 두번째 신호 구간의 뒷부분 일부를 벗어나고, 첫번째 신호 구간을 포함하며, 첫번째 신호의 CP 구간 일부를 포함한다. 하지만, 레인징 신호의 추출은 레인징 채널 구간 내에서 이루어지므로, 채널 품질의 왜곡은 발생하지 않는다. 시간 오프셋이 양수이며, 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 큰 경우, 레인징 신호의 추출 범위는 상기 도 4의 (d)와 같이 첫번째 신호 구간의 앞부분 일부를 벗어나고, 두번째 신호 구간 및 두번째 신호의 CP 구간을 포함하며, 레인징 채널 구간 외의 구간을 포함한 다. 따라서, 레인징 신호의 추출 범위가 레인징 채널 구간 외의 구간을 포함하므로, 채널 품질의 왜곡이 발생한다. 시간 오프셋이 음수이며, 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 큰 경우, 레인징 신호의 추출 범위는 상기 도 4의 (e)와 같이 두번째 신호 구간의 뒷부분 일부를 벗어나고, 첫번째 신호 구간 및 첫번째 신호의 CP 구간을 포함하며, 레인징 채널 구간 외의 구간을 포함한다. 따라서, 레인징 신호의 추출 범위가 레인징 채널 구간 외의 구간을 포함하므로, 채널 품질의 왜곡이 발생한다.
상기 주기적 레인징 신호와 같이 1개의 심벌로 구성된 레인징 신호를 추출하는 경우, 시간 오프셋으로 인해 채널 품질이 왜곡되는 상황은 다음과 같다.
시간 오프셋의 발생에 따른 추출 영역의 변화는 도 5와 같다. 시간 오프셋이 없는 경우, 레인징 신호의 추출 범위는 상기 도 5의 (a)와 같이 신호 구간과 정확하기 일치하며, 채널 품질의 왜곡은 발생하지 않는다. 시간 오프셋이 음수이며, 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 작거나 같은 경우, 레인징 신호의 추출 범위는 상기 도 5의 (b)와 같이 레인징 신호의 뒷부분 일부를 벗어나고, CP 구간의 일부를 포함한다. 하지만, 레인징 신호의 추출은 레인징 채널 구간 내에서 이루어지므로, 채널 품질의 왜곡은 발생하지 않는다. 시간 오프셋이 음수이며, 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 큰 경우, 레인징 신호의 추출 범위는 상기 도 5의 (c)와 같이 레인징 신호의 뒷부분 일부를 벗어나고, CP 구간을 포함하며, 레인징 채널 구간 외의 구간을 포함한다. 따라서, 레인징 신호의 추출 범위가 레인징 채널 구간 외의 구간을 포함하므로, 채널 품질의 왜곡이 발생한다. 시 간 오프셋이 양수인 경우, 레인징 신호의 추출 범위는 상기 도 5의 (d)와 같이 레인징 신호의 앞부분 일부를 벗어나고, 레인징 채널 구간 외의 구간을 포함한다. 따라서, 레인징 신호의 추출 범위가 레인징 채널 구간 외의 구간을 포함하므로, 채널 품질의 왜곡이 발생한다.
상술한 바와 같이, 상기 도 2의 (d), 상기 도 3의 (d), 상기 도 4의 (d) 및 (e), 상기 도 5의 (c) 및 (d)와 같은 경우, 레인징 신호를 이용한 채널 품질 측정 시 왜곡이 발생한다. 이에 따라, 본 발명에 따르는 기지국은 상기 왜곡을 발생시키는 경우를 인지하고, 각 경우에 대응되는 방식으로 채널 품질의 왜곡을 보상한다. 상기 각 경우에 대응되는 보상 방식을 수식을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 이하 설명에서, 상기 채널 품질은 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)을 예로 들어 설명하지만, 이하 수식들은 SNR(Signal to Noise Ratio), SINR(Sinal to Interference and Noise Ratio) 등을 사용하는 경우에도 유사하게 적용될 수 있다.
상기 도 2의 (d)와 같은 경우, 즉, 시간 오프셋이 음수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간 시간 길이보다 큰 경우, 기지국은 하기 <수학식 1>과 같이 채널 품질의 왜곡을 보상한다.
Figure 112009011894286-pat00001
상기 <수학식 1>에서, 상기 CINRcpsed는 보상된 CINR, 상기 CINRmsed는 측정된 CINR, 상기 NFFTSize는 FFT(Fast Fourier Transform) 크기, 즉, 레인징 신호 구간의 시간 길이, 상기 α는 레인징 채널 구간 외의 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, 상기 GS(Guard Sample)은 CP 구간의 시간 길이, 상기 Toffsetmsed는 측정된 시간 오프셋을 의미한다. 여기서, 상기 Toffsetmsed는 상기 GS보다 큰 절대값을 갖는 음수이다.
상기 <수학식 1>에서 고려된 레인징 채널이 초기 레인징 채널이고, 상기 초기 레인징 채널의 앞에 하향링크 부프레임으로부터 상향링크 부프레임으로 전환하기 위한 RTD(Round Trip Delay) 구간이 존재하는 경우, 상기 α는 하기 <수학식 2>와 같이 정의된다.
Figure 112009011894286-pat00002
상기 <수학식 2>에서, 상기 α는 레인징 채널 구간 외의 구간 대 레인징 채널 구간의 전력 비, 상기 PNI,RTD는 RTD 구간의 잡음 및 간섭 전력, 상기 PNI,intRNT는 초기 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력을 의미한다.
상기 도 3의 (d)와 같은 경우, 즉, 시간 오프셋이 양수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간 시간 길이보다 큰 경우, 기지국은 하기 <수학식 3>과 같이 채널 품질의 왜곡을 보상한다.
Figure 112009011894286-pat00003
상기 <수학식 3>에서, 상기 CINRcpsed는 보상된 CINR, 상기 CINRmsed는 측정된 CINR, 상기 NFFTSize는 FFT 크기, 즉, 레인징 신호 구간의 시간 길이, 상기 α는 레인징 채널 구간 외의 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, 상기 GS은 CP 구간의 시간 길이, 상기 Toffsetmsed는 측정된 시간 오프셋을 의미한다. 여기서, 상기 Toffsetmsed는 상기 GS보다 큰 절대값을 갖는 양수이다.
상기 <수학식 3>에서 고려된 레인징 채널이 초기 레인징 채널이고, 상기 초기 레인징 채널 뒤에 트래픽(traffic) 채널 또는 주기적 레인징 채널이 존재하는 경우, 상기 α는 하기 <수학식 4>와 같이 정의된다.
Figure 112009011894286-pat00004
상기 <수학식 4>에서, 상기 α는 레인징 채널 구간 외의 구간 대 레인징 채널 구간의 전력 비, 상기 PNI,(prdRNG or TRF)는 주기적 레인징 채널 구간 또는 트래픽 채 널 구간의 잡음 및 간섭 전력, 상기 PNI,intRNT는 초기 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력을 의미한다.
상기 도 4의 (d)와 같은 경우, 즉, 첫 번째 심벌과 두 번째 심벌 결합 시, 시간 오프셋이 양수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간 시간 길이보다 큰 경우, 기지국은 하기 <수학식 5>와 같이 채널 품질의 왜곡을 보상한다. 그리고, 상기 도 4의 (e)와 같은 경우, 즉, 시간 오프셋이 음수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간 시간 길이보다 큰 경우, 기지국은 하기 <수학식 6>과 같이 채널 품질의 왜곡을 보상한다.
Figure 112009011894286-pat00005
상기 <수학식 5>에서, 상기 CINRcpsed는 보상된 CINR, 상기 NFFTSize는 FFT 크기, 즉, 레인징 신호 구간의 시간 길이, 상기 1stCINRmsed는 첫번째 레인징 신호를 이용하여 측정된 CINR, 상기 2ndCINRmsed는 두번째 레인징 신호를 이용하여 측정된 CINR, 상기 α1은 레인징 채널 뒤에 위치한 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, 상기 GS은 CP 구간의 시간 길이, 상기 Toffsetmsed는 측정된 시간 오프셋을 의미한다. 여기서, 상기 Toffsetmsed는 상기 GS보다 큰 절대값을 갖는 양수이 다.
Figure 112009011894286-pat00006
상기 <수학식 6>에서, 상기 CINRcpsed는 보상된 CINR, 상기 NFFTSize는 FFT 크기, 즉, 레인징 신호 구간의 시간 길이, 상기 1stCINRmsed는 첫번째 레인징 신호를 이용하여 측정된 CINR, 상기 2ndCINRmsed는 두번째 레인징 신호를 이용하여 측정된 CINR, 상기 α2는 레인징 채널 앞에 위치한 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, 상기 GS은 CP 구간의 시간 길이, 상기 Toffsetmsed는 측정된 시간 오프셋을 의미한다. 여기서, 상기 Toffsetmsed는 상기 GS보다 큰 절대값을 갖는 음수이다.
상기 <수학식 5> 및 상기 <수학식 6>에서 고려된 레인징 채널이 초기 레인징 채널이고, 상기 초기 레인징 채널 앞에 RTD 구간이 존재하고, 상기 초기 레인징 채널 뒤에 트래픽(traffic) 채널 또는 주기적 레인징 채널이 존재하는 경우, 상기 α1 및 상기 α2는 하기 <수학식 7>과 같이 정의된다.
Figure 112009011894286-pat00007
상기 <수학식 7>에서, 상기 α1은 레인징 채널 뒤에 위치한 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, 상기 PNI,RTD는 RTD 구간의 잡음 및 간섭 전력, 상기 PNI,intRNT는 초기 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력, 상기 α2은 레인징 채널 앞에 위치한 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, 상기 PNI,(prdRNG or TRF)는 주기적 레인징 채널 구간 또는 트래픽 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력을 의미한다.
상기 도 5의 (c)와 같은 경우, 즉, 주기적 레인징 시, 시간 오프셋이 음수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 상기 CP 구간 시간 길이보다 큰 경우, 기지국은 하기 <수학식 8>와 같이 채널 품질의 왜곡을 보상한다. 그리고, 상기 도 5의 (d)와 같은 경우, 즉, 시간 오프셋이 양수인 경우, 기지국은 하기 <수학식 9>과 같이 채널 품질의 왜곡을 보상한다.
Figure 112009011894286-pat00008
상기 <수학식 8>에서, 상기 CINRcpsed는 보상된 CINR, 상기 CINRmsed는 측정된 CINR, 상기 NFFTSize는 FFT 크기, 즉, 레인징 신호 구간의 시간 길이, 상기 α2은 레인징 채널 앞에 위치한 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, 상기 GS은 CP 구간의 시간 길이, 상기 Toffsetmsed는 측정된 시간 오프셋을 의미한다. 여기서, 상기 Toffsetmsed는 상기 GS보다 큰 절대값을 갖는 음수이다.
Figure 112009011894286-pat00009
상기 <수학식 9>에서, 상기 CINRcpsed는 보상된 CINR, 상기 CINRmsed는 측정된 CINR, 상기 NFFTSize는 FFT 크기, 즉, 레인징 신호 구간의 시간 길이, 상기 α1은 레인징 채널 뒤에 위치한 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, 상기 GS은 CP 구간의 시간 길이, 상기 Toffsetmsed는 측정된 시간 오프셋을 의미한다. 여기서, 상기 Toffsetmsed는 상기 GS보다 큰 절대값을 갖는 양수이다.
상기 <수학식 8> 및 상기 <수학식 9>에서 고려된 레인징 채널이 주기적 레인징 채널이고, 상기 주기적 레인징 채널 앞에 초기 레인징 채널이 존재하고, 상기 초기 레인징 채널 뒤에 트래픽 채널이 존재하는 경우, 상기 α1 및 상기 α2는 하기 <수학식 10>과 같이 정의된다.
Figure 112009011894286-pat00010
상기 <수학식 10>에서, 상기 α1은 레인징 채널 뒤에 위치한 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, 상기 PNI,TRF는 트래픽 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력, 상기 PNI,prdRNT는 주기적 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력, 상기 α2은 레인징 채널 앞에 위치한 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, 상기 PNI,intRNT는 초기 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력을 의미한다.
상기 <수학식 1>, 상기 <수학식 3>, 상기 <수학식 5>, 상기 <수학식 6>, 상기 <수학식 8> 및 상기 <수학식 9>을 참고하면, 보상된 채널 품질 값은 측정된 채널 품질 값 및 나머지 항들의 곱으로써 표현된다. 상기 나머지 항은, 상기 <수학식 1>의 경우
Figure 112009011894286-pat00011
이고, 상기 <수학식 3>의 경우
Figure 112009011894286-pat00012
, 상기 <수학식 5>의 경우
Figure 112009011894286-pat00013
이고, 상기 <수학식 6>의 경우
Figure 112009011894286-pat00014
이고, 상기 <수학식 8>의 경우
Figure 112009011894286-pat00015
, 상기 <수학식 9>의 경우,
Figure 112009011894286-pat00016
이다. 즉, 각 수학식에서, 측정된 채널 품질 및 나머지 항들의 곱의 결과가 보상된 채널 품질이므로, 상기 나머지 항들은 상기 측정된 채널 품질을 보상하는 값으로서의 지위를 갖는다. 따라서, 이하 본 발명은 상기 각 수학식에서 나타나는 측정된 채널 품질을 제외한 나머지 항을 '보상 계수'라 칭한다.
상기 각 수학식의 보상 계수들을 살펴보면, 상기 보상 계수의 분자는 FFT 크기로서, 레인징 신호 구간의 시간 길이를 의미한다. 그리고, 상기 보상 계수의 분모는 오프셋 길이를 포함하는 항 및 FFT 크기의 합 또는 차로서, 상기 FFT 크기보다 작은 절대값을 가지는 양수이다. 즉, 상기 보상 계수의 분모는, 상기 <수학식 1>의 경우
Figure 112009011894286-pat00017
, 상기 <수학식 3>의 경우
Figure 112009011894286-pat00018
, 상기 <수학식 5>의 경우
Figure 112009011894286-pat00019
, 상기 <수학식 6>의 경우
Figure 112009011894286-pat00020
, 상기 <수학식 8>의 경우
Figure 112009011894286-pat00021
, 상기 <수학식 9>의 경우
Figure 112009011894286-pat00022
이다. 상기 보상 계수의 분모는 레인징 신호 구간의 시간 길이에서 오프셋으로 인해 추출된 레인징 신호 외 신호의 간섭 및 잡음을 곱을 감산한 값으로서, 측정된 채널 품질 값에 기여한 레인징 신호의 일부 구간 길이, 및 상기 간섭 및 잡음을 고려한 다른 신호의 유효(effective) 길이의 합을 의미한다. 따라서, 이하 본 발명은 상기 보정 계수의 분모를 '유효 측정 길이'라 칭한다.
이하 본 발명은 상술한 방식에 따라 레인징 신호를 이용하여 측정된 채널 품질을 보상하는 기지국의 동작 및 구성을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 레인징 신호를 이용한 채널 품질 측정 절차를 도시하고 있다.
상기 도 6을 참조하면, 상기 기지국은 601단계에서 레인징 신호가 수신되는지 확인한다. 즉, 상기 기지국은 레인징 채널 구간에 수신되는 신호가 존재하는지 확인한다. 여기서, 상기 레인징 채널은 상기 도 1의 (a)와 같이 2개의 OFDM 심벌 구간으로 정의될 수도 있고, 또는, 상기 도 1의 (b)와 같이 1개의 OFDM 심벌 구간으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 초기 레인징 채널의 경우 2개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되며, 주기적 레인징 채널의 겨우 1개의 OFDM 심벌 구간으로 정의된다.
상기 레인징 신호가 수신되면, 상기 기지국은 603단계로 진행하여 상기 레인징 신호를 이용하여 시간 오프셋을 측정한다. 상세히 설명하면, 상기 기지국은 레인징 채널 구간에 수신된 신호를 미리 약속된 레인징 신호와 상호 상관(cross correlation) 연산을 수행하고, 상호 상관 그래프에서 최대값(peak)의 발생 지점을 확인함으로써, 시간 오프셋을 측정한다.
상기 시간 오프셋을 측정한 후, 상기 기지국은 605단계로 진행하여 상기 레인징 신호를 이용하여 채널 품질을 측정한다. 여기서, 상기 채널 품질은 CINR, SINR, SNR 중 적어도 하나를 포함하는 의미이다. 이때, 상기 605단계에서 측정되는 채널 품질은 시간 오프셋을 포함하는 레인징 신호를 이용하여 측정된다. 만일, 다수의 레인징 신호들을 이용하여 채널 품질을 측정하는 경우, 상기 기지국은 다수의 레인징 신호들 각각을 이용하여 측정된 채널 품질을 평균화한다.
상기 채널 품질을 측정한 후, 상기 기지국은 607단계로 진행하여 상기 603단계에서 측정된 시간 오프셋이 채널 품질 왜곡 발생 범위에 포함되는지 확인한다. 다시 말해, 상기 기지국은 상기 레인징 신호의 추출 범위가 상기 레인징 채널 구간 외의 구간을 포함되는지 여부를 확인한다. 만일, 상기 시간 오프셋이 채널 품질 왜곡 발생 범위에 포함되지 않으면, 상기 기지국은 본 절차를 종료한다. 여기서, 상기 채널 품질 왜곡 발생 범위는 레인징 채널의 형태, 추출하고자하는 레인징 신호의 위치에 따라 달라진다.
예를 들어, 레인징 채널이 2개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되고, 첫번째 레인징 신호를 추출하는 경우, 상기 기지국은 607단계에서 상기 도 2의 (d)와 같이 시간 오프셋이 음수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 큰지 확인한다. 또는, 레인징 채널이 2개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되고, 두번째 레인징 신호를 추출하는 경우, 상기 기지국은 607단계에서 상기 도 3의 (d)와 같이 시간 오프셋이 양수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 큰지 확인한다. 또는, 레인징 채널이 2개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되고, 2개의 레인징 신호를 모두 추출하는 경우, 상기 기지국은 607단계에서 상기 도 4의 (d)와 같이 상기 시간 오프셋이 양수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 큰지, 또는, 상기 도 4의 (e)와 같이 상기 시간 오프셋이 음수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 큰지 확인한다. 또는, 레인징 채널이 1개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되는 경우, 상기 기지국은 607단계에서 상기 도 5의 (c)와 같이 상기 시간 오프셋이 음수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 큰지, 또는, 상기 도 5의 (d)와 같이 상기 시간 오프셋이 양수인지 확인한다.
반면, 상기 시간 오프셋이 채널 품질 왜곡 발생 범위에 포함되면, 상기 기지국은 609단계로 진행하여 레인징 채널 구간 외의 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율을 계산한다. 즉, 상기 기지국은 상기 607단계에서 확인된 결과에 따라 채널 품질의 왜곡을 발생시킨 구간이 레인징 채널 구간 앞에 위치한 구간인지 또는 레인징 채널 구간 뒤에 위치한 구간인지 확인하고, 확인된 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율을 계산한다.
이어, 상기 기지국은 611단계로 진행하여 상기 레인징 채널 구간 외의 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, CP 구간의 시간 길이, FFT 크기, 시간 오프셋을 이용하여 상기 605단계에서 측정된 채널 품질의 시간 오프셋으로 인한 왜곡을 보상한다. 상세히 설명하면, 상기 기지국은 상기 잡음 및 간섭 전력 비율과 레인징 신호 추출 범위 중 레인징 채널 구간 외의 구간의 시간 길이를 곱하고, 곱셈 결과와 레인징 신호 구간의 시간 길이를 합산함으로써, 상기 잡음 및 간섭 전력 비율을 고려한 레인징 신호 추출 구간의 유효 측정 길이를 계산한다. 그리고, 상기 기지국은 상기 레인징 신호 구간의 시간 길이를 상기 레인징 신호 추출 구간의 유효 측정 길이로 나눔으로써, 보상 계수를 계산한다. 마지막으로, 상기 기 지국은 상기 보상 계수를 상기 측정된 채널 품질 값과 곱함으로써, 보상된 채널 품질 값을 획득한다. 여기서, 상기 왜곡 보상을 위한 구체적인 수식의 예는 레인징 채널의 형태, 추출하고자하는 레인징 신호의 위치에 따라 달라진다.
예를 들어, 레인징 채널이 2개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되고, 첫번째 레인징 신호를 추출하는 경우, 상기 기지국은 609단계에서 상기 <수학식 1>과 같이 채널 품질의 왜곡을 보상한다. 또는, 레인징 채널이 2개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되고, 두번째 레인징 신호를 추출하는 경우, 상기 기지국은 609단계에서 상기 <수학식 3>과 같이 채널 품질의 왜곡을 보상한다. 또는, 레인징 채널이 2개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되고, 2개의 레인징 신호를 모두 추출하는 경우, 상기 기지국은 609단계에서 상기 <수학식 5> 또는 상기 <수학식 6>과 같이 채널 품질의 왜곡을 보상한다. 또는, 레인징 채널이 1개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되는 경우, 상기 기지국은 609단계에서 상기 <수학식 8> 또는 상기 <수학식 9>와 같이 채널 품질의 왜곡을 보상한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF(Radio Frequency)수신기(702), OFDM복조기(704), 부반송파디매핑기(706), 심벌복조기(708), 복호화기(710), 제어부(712), 레인징오프셋측정기(714), 레인징채널품질측정기(716), 트래픽채널품질측정기(718), 레인징채널품질보상기(720)를 포함하여 구성된다.
상기 RF수신기(702)는 안테나를 통해 수신되는 RF대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 상기 OFDM복조기(704)는 상기 RF수신기(702)로부터 제공되는 신호를 OFDM 심벌 단위로 구분한 후, CP를 제거하고, FFT 연산을 통해 주파수 영역에 매핑된 복소심벌들을 복원한다. 상기 부반송파디매핑기(706)는 주파수 영역에 매핑된 복소심벌들을 처리 경로에 따라 분류한다. 즉, 상기 부반송파디매핑기(706)는 수신되는 신호들 중 레인징 채널을 통해 수신되는 레인징 신호를 상기 레인징오프셋측정기(714) 및 상기 레인징채널품질측정기(716)로 제공하고, 트래픽 신호를 상기 트래픽채널품질측정기(718)로 제공한다.
상기 심벌복조기(708)는 복소심벌들을 복조하여 비트열로 변환한다. 상기 복호화기(710)는 상기 비트열을 채널 복호화(channel decoding)하여 정보 비트열을 복원한다. 상기 제어부(712)는 상기 기지국의 전반적인 제어를 수행한다. 예를 들어, 상기 제어부(712)는 상기 레인징채널품질보상기(720)로부터 제공되는 레인징 신호를 이용하여 측정된 단말의 채널 품질 정보를 이용하여 원활한 통신을 위한 제어를 수행한다.
상기 레인징오프셋측정기(714)는 수신된 레인징 신호를 이용하여 시간 오프셋을 측정한다. 상세히 설명하면, 상기 레인징오프셋측정기(714)는 레인징 채널 구간에 수신된 신호를 미리 약속된 레인징 신호와 상호 상관 연산을 수행하고, 상호 상관 그래프에서 최대값의 발생 지점을 확인함으로써, 시간 오프셋을 측정한다.
상기 레인징채널품질측정기(716)는 상기 레인징 신호를 이용하여 채널 품질을 측정한다. 여기서, 상기 채널 품질은 CINR, SINR, SNR 중 적어도 하나를 포함하 는 의미이다. 이때, 상기 레인징채널품질측정기(716)에 의해 측정되는 채널 품질은 시간 오프셋을 포함하는 레인징 신호를 이용하여 측정된다. 만일, 다수의 레인징 신호들을 이용하여 채널 품질을 측정하는 경우, 상기 레인징채널품질측정기(716)는 다수의 레인징 신호들 각각을 이용하여 측정된 채널 품질을 평균화한다.
상기 트래픽채널품질측정기(718)는 트래픽 신호를 이용하여 트래픽 채널의 채널 품질을 측정한다. 즉, 상기 트래픽채널품질측정기(718)는 레인징 신호를 이용한 채널 품질의 왜곡을 보상하기 위해 필요한 레인징 채널 구간에 인접한 구간의 잡음 및 간섭 전력을 측정하고, 레인징 채널 구간에 인접한 구간의 잡음 및 간섭 전력 정보를 상기 레인징채널품질보상기(720)로 제공한다.
상기 레인징채널품질보상기(720)는 상기 레인징오프셋측정기(714)로부터 제공되는 시간 오프셋 정보에 근거하여 상기 레인징채널품질측정기(716)에 의해 측정된 채널 품질 정보의 왜곡 여부를 판단한다. 즉, 상기 레인징채널품질보상기(720)는 상기 시간 오프셋이 채널 품질 왜곡 발생 범위에 포함되는지 여부를 확인한다. 여기서, 상기 채널 품질 왜곡 발생 범위는 레인징 채널의 형태, 추출하고자하는 레인징 신호의 위치에 따라 달라진다.
예를 들어, 레인징 채널이 2개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되고, 첫번째 레인징 신호를 추출하는 경우, 상기 레인징채널품질보상기(720)는 상기 도 2의 (d)와 같이 시간 오프셋이 음수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 큰지 확인한다. 또는, 레인징 채널이 2개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되고, 두번째 레인징 신호를 추출하는 경우, 상기 레인징채널품질보상기(720)는 상기 도 3 의 (d)와 같이 시간 오프셋이 양수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 큰지 확인한다. 또는, 레인징 채널이 2개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되고, 2개의 레인징 신호를 모두 추출하는 경우, 상기 레인징채널품질보상기(720)는 상기 도 4의 (d)와 같이 상기 시간 오프셋이 음수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 큰지, 또는, 상기 도 4의 (e)와 같이 상기 시간 오프셋이 양수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 큰지 확인한다. 또는, 레인징 채널이 1개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되는 경우, 상기 레인징채널품질보상기(720)는 상기 도 5의 (c)와 같이 상기 시간 오프셋이 음수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 큰지, 또는, 상기 도 5의 (d)와 같이 상기 시간 오프셋이 양수인지 확인한다.
그리고, 왜곡이 발생되었다고 판단되는 경우, 상기 레인징채널품질보상기(720)는 상기 레인징채널품질측정기(716)에 의해 측정된 채널 품질의 왜곡을 보상하고, 왜곡이 발생되지 않았다고 판단되는 경우, 상기 레인징채널품질측정기(716)에 의해 측정된 채널 품질 정보를 상기 제어부(712)로 전달한다. 상기 채널 품질의 왜곡을 보상하는 상기 레인징채널품질보상기(720)의 동작은 다음과 같다.
먼저, 레인징채널품질보상기(720)는 레인징 채널 구간 외의 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율을 계산한다. 즉, 상기 레인징채널품질측정기(716)는 채널 품질의 왜곡을 발생시킨 구간이 레인징 채널 구간 앞에 위치한 구간인지 또는 레인징 채널 구간 뒤에 위치한 구간인지 확인하고, 확인된 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율을 계산한다. 그리고, 상기 레인징채널품 질측정기(716)는 상기 레인징 채널 구간 외의 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, CP 구간의 시간 길이, FFT 크기, 시간 오프셋을 이용하여 상기 레인징채널품질측정기(716)에 의해 측정된 채널 품질의 시간 오프셋으로 인한 왜곡을 보상한다. 상세히 설명하면, 상기 레인징채널품질보상기(720)는 상기 잡음 및 간섭 전력 비율과 레인징 신호 추출 범위 중 레인징 채널 구간 외의 구간의 시간 길이를 곱하고, 곱셈 결과와 레인징 신호 구간의 시간 길이를 합산함으로써, 상기 잡음 및 간섭 전력 비율을 고려한 레인징 신호 추출 구간의 유효 측정 길이를 계산한다. 그리고, 상기 레인징채널품질보상기(720)는 상기 레인징 신호 구간의 시간 길이를 상기 레인징 신호 추출 구간의 유효 측정 길이로 나눔으로써, 보상 계수를 계산한다. 마지막으로, 상기 레인징채널품질보상기(720)는 상기 보상 계수를 상기 측정된 채널 품질 값과 곱함으로써, 보상된 채널 품질 값을 획득한다. 여기서, 상기 왜곡 보상을 위한 구체적인 수식의 예는 레인징 채널의 형태, 추출하고자하는 레인징 신호의 위치에 따라 달라진다.
예를 들어, 레인징 채널이 2개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되고, 첫번째 레인징 신호를 추출하는 경우, 상기 레인징채널품질보상기(720)는 상기 <수학식 1>과 같이 채널 품질의 왜곡을 보상한다. 또는, 레인징 채널이 2개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되고, 두번째 레인징 신호를 추출하는 경우, 상기 레인징채널품질보상기(720)는 상기 <수학식 3>과 같이 채널 품질의 왜곡을 보상한다. 또는, 레인징 채널이 2개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되고, 2개의 레인징 신호를 모두 추출하는 경우, 상기 레인징채널품질보상기(720)는 상기 <수학식 5> 또는 상기 <수학식 6>과 같이 채널 품질의 왜곡을 보상한다. 또는, 레인징 채널이 1개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되는 경우, 상기 레인징채널품질보상기(720)는 상기 <수학식 8> 또는 상기 <수학식 9>와 같이 채널 품질의 왜곡을 보상한다.
상술한 본 발명의 실시 예에 따르면, 기지국은 레인징 신호를 이용하여 채널 품질을 측정한 후, 상기 <수학식 1>, 상기 <수학식 3>, 상기 <수학식 5>, 상기 <수학식 6>, 상기 <수학식 8> 및 상기 <수학식 9> 중 하나에 따라 채널 품질의 왜곡을 보상한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 기지국은 미리 저장된 테이블을 이용하여 채널 품질의 왜곡을 보상할 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시 예에 따르는 경우, 상기 기지국은 상기 <수학식 1>, 상기 <수학식 3>, 상기 <수학식 5>, 상기 <수학식 6>, 상기 <수학식 8> 및 상기 <수학식 9>에 따라 산출된 보상된 채널 품질 값들을 포함하는 테이블을 저장하고 있으며, 측정된 채널 품질 및 오프셋의 조합에 대응되는 보상된 채널 품질 값을 검색한다.
상기 테이블은 측정된 채널 품질 및 오프셋의 조합들에 대응되는 보상된 채널 품질 값들을 저장한다. 상기 <수학식 1>, 상기 <수학식 3>, 상기 <수학식 5>, 상기 <수학식 6>, 상기 <수학식 8> 및 상기 <수학식 9>을 참고하면, 상기 보상된 채널 품질 값들을 산출하기 위해, 레인징 채널 구간 외의 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율이 사용된다. 상기 잡음 및 간섭 전력 비율의 가능한 값들은 매우 다양하므로, 본 발명은 실제 통신 환경에서 관측되는 채널 환경들의 비 율에 따른 통계적인 잡음 및 간섭 전력 비율을 기준으로 산출된 채널 품질 값들을 이용한다. 따라서, 상기 기지국은 상기 잡음 및 간섭 전력 비율의 고려 없이, 상기 측정된 채널 품질 및 상기 오프셋 만을 이용하여 상기 테이블을 검색한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 레인징 신호를 이용한 채널 품질 측정 절차를 도시하고 있다.
상기 도 8을 참조하면, 상기 기지국은 801단계에서 레인징 신호가 수신되는지 확인한다. 즉, 상기 기지국은 레인징 채널 구간에 수신되는 신호가 존재하는지 확인한다. 여기서, 상기 레인징 채널은 상기 도 1의 (a)와 같이 2개의 OFDM 심벌 구간으로 정의될 수도 있고, 또는, 상기 도 1의 (b)와 같이 1개의 OFDM 심벌 구간으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 초기 레인징 채널의 경우 2개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되며, 주기적 레인징 채널의 겨우 1개의 OFDM 심벌 구간으로 정의된다.
상기 레인징 신호가 수신되면, 상기 기지국은 803단계로 진행하여 상기 레인징 신호를 이용하여 시간 오프셋을 측정한다. 상세히 설명하면, 상기 기지국은 레인징 채널 구간에 수신된 신호를 미리 약속된 레인징 신호와 상호 상관 연산을 수행하고, 상호 상관 그래프에서 최대값의 발생 지점을 확인함으로써, 시간 오프셋을 측정한다.
상기 시간 오프셋을 측정한 후, 상기 기지국은 805단계로 진행하여 상기 레인징 신호를 이용하여 채널 품질을 측정한다. 여기서, 상기 채널 품질은 CINR, SINR, SNR 중 적어도 하나를 포함하는 의미이다. 이때, 상기 805단계에서 측정되는 채널 품질은 시간 오프셋을 포함하는 레인징 신호를 이용하여 측정된다. 만일, 다수의 레인징 신호들을 이용하여 채널 품질을 측정하는 경우, 상기 기지국은 다수의 레인징 신호들 각각을 이용하여 측정된 채널 품질을 평균화한다.
상기 채널 품질을 측정한 후, 상기 기지국은 807단계로 진행하여 상기 803단계에서 측정된 시간 오프셋이 채널 품질 왜곡 발생 범위에 포함되는지 확인한다. 다시 말해, 상기 기지국은 상기 레인징 신호의 추출 범위가 상기 레인징 채널 구간 외의 구간을 포함되는지 여부를 확인한다. 만일, 상기 시간 오프셋이 채널 품질 왜곡 발생 범위에 포함되지 않으면, 상기 기지국은 본 절차를 종료한다. 여기서, 상기 채널 품질 왜곡 발생 범위는 레인징 채널의 형태, 추출하고자하는 레인징 신호의 위치에 따라 달라진다.
예를 들어, 레인징 채널이 2개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되고, 첫번째 레인징 신호를 추출하는 경우, 상기 기지국은 807단계에서 상기 도 2의 (d)와 같이 시간 오프셋이 음수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 큰지 확인한다. 또는, 레인징 채널이 2개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되고, 두번째 레인징 신호를 추출하는 경우, 상기 기지국은 807단계에서 상기 도 3의 (d)와 같이 시간 오프셋이 양수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 큰지 확인한다. 또는, 레인징 채널이 2개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되고, 2개의 레인징 신호를 모두 추출하는 경우, 상기 기지국은 807단계에서 상기 도 4의 (d)와 같이 상기 시간 오프셋이 음수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 큰지, 또는, 상기 도 4의 (e)와 같이 상기 시간 오프셋이 양수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 큰지 확인한다. 또는, 레인징 채널이 1개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되는 경우, 상기 기지국은 807단계에서 상기 도 5의 (c)와 같이 상기 시간 오프셋이 음수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 큰지, 또는, 상기 도 5의 (d)와 같이 상기 시간 오프셋이 양수인지 확인한다.
반면, 상기 시간 오프셋이 채널 품질 왜곡 발생 범위에 포함되면, 상기 기지국은 809단계로 진행하여 상기 시간 오프셋 및 상기 측정된 채널 품질의 조합에 대응되는 보상된 채널 품질 값을 테이블에서 검색한다. 여기서, 상기 테이블은 상기 <수학식 1>, 상기 <수학식 3>, 상기 <수학식 5>, 상기 <수학식 6>, 상기 <수학식 8> 및 상기 <수학식 9>과 같이 시간 오프셋 및 잡음 및 간섭으로부터 얻어지는 유효 측정 길이를 분모로 갖는 보상 계수 및 측정된 채널 품질 값의 곱을 통해 산출되는 채널 품질 값들을 포함한다.
상기 도 8에 도시된 본 발명의 실시 예에 따르는 경우, 상기 도 7에 도시된 기지국을 구성하는 각 블럭의 동작은 다음과 같다.
상기 RF수신기(702)는 안테나를 통해 수신되는 RF대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 상기 OFDM복조기(704)는 상기 RF수신기(702)로부터 제공되는 신호를 OFDM 심벌 단위로 구분한 후, CP를 제거하고, FFT 연산을 통해 주파수 영역에 매핑된 복소심벌들을 복원한다. 상기 부반송파디매핑기(706)는 주파수 영역에 매핑된 복소심벌들을 처리 경로에 따라 분류한다. 즉, 상기 부반송파디매핑기(706)는 수신되는 신호들 중 레인징 채널을 통해 수신되는 레인징 신호를 상기 레인징오프셋측정기(714) 및 상기 레인징채널품질측정기(716)로 제공하고, 트래픽 신호를 상기 트래픽채널품질측정기(718)로 제공한다.
상기 심벌복조기(708)는 복소심벌들을 복조하여 비트열로 변환한다. 상기 복호화기(710)는 상기 비트열을 채널 복호화하여 정보 비트열을 복원한다. 상기 제어부(712)는 상기 기지국의 전반적인 제어를 수행한다. 예를 들어, 상기 제어부(712)는 상기 레인징채널품질보상기(720)로부터 제공되는 레인징 신호를 이용하여 측정된 단말의 채널 품질 정보를 이용하여 원활한 통신을 위한 제어를 수행한다.
상기 레인징오프셋측정기(714)는 수신된 레인징 신호를 이용하여 시간 오프셋을 측정한다. 상세히 설명하면, 상기 레인징오프셋측정기(714)는 레인징 채널 구간에 수신된 신호를 미리 약속된 레인징 신호와 상호 상관 연산을 수행하고, 상호 상관 그래프에서 최대값의 발생 지점을 확인함으로써, 시간 오프셋을 측정한다.
상기 레인징채널품질측정기(716)는 상기 레인징 신호를 이용하여 채널 품질을 측정한다. 여기서, 상기 채널 품질은 CINR, SINR, SNR 중 적어도 하나를 포함하는 의미이다. 이때, 상기 레인징채널품질측정기(716)에 의해 측정되는 채널 품질은 시간 오프셋을 포함하는 레인징 신호를 이용하여 측정된다. 만일, 다수의 레인징 신호들을 이용하여 채널 품질을 측정하는 경우, 상기 레인징채널품질측정기(716)는 다수의 레인징 신호들 각각을 이용하여 측정된 채널 품질을 평균화한다.
상기 트래픽채널품질측정기(718)는 트래픽 신호를 이용하여 트래픽 채널의 채널 품질을 측정한다. 즉, 상기 트래픽채널품질측정기(718)는 레인징 신호를 이용 한 채널 품질의 왜곡을 보상하기 위해 필요한 레인징 채널 구간에 인접한 구간의 잡음 및 간섭 전력을 측정하고, 레인징 채널 구간에 인접한 구간의 잡음 및 간섭 전력 정보를 상기 레인징채널품질보상기(720)로 제공한다.
상기 레인징채널품질보상기(720)는 상기 레인징오프셋측정기(714)로부터 제공되는 시간 오프셋 정보에 근거하여 상기 레인징채널품질측정기(716)에 의해 측정된 채널 품질 정보의 왜곡 여부를 판단한다. 즉, 상기 레인징채널품질보상기(720)는 상기 시간 오프셋이 채널 품질 왜곡 발생 범위에 포함되는지 여부를 확인한다. 여기서, 상기 채널 품질 왜곡 발생 범위는 레인징 채널의 형태, 추출하고자하는 레인징 신호의 위치에 따라 달라진다.
예를 들어, 레인징 채널이 2개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되고, 첫번째 레인징 신호를 추출하는 경우, 상기 레인징채널품질보상기(720)는 상기 도 2의 (d)와 같이 시간 오프셋이 음수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 큰지 확인한다. 또는, 레인징 채널이 2개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되고, 두번째 레인징 신호를 추출하는 경우, 상기 레인징채널품질보상기(720)는 상기 도 3의 (d)와 같이 시간 오프셋이 양수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 큰지 확인한다. 또는, 레인징 채널이 2개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되고, 2개의 레인징 신호를 모두 추출하는 경우, 상기 레인징채널품질보상기(720)는 상기 도 4의 (d)와 같이 상기 시간 오프셋이 음수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 큰지, 또는, 상기 도 4의 (e)와 같이 상기 시간 오프셋이 양수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 큰지 확인한다. 또는, 레인징 채널이 1개의 OFDM 심벌 구간으로 정의되는 경우, 상기 레인징채널품질보상기(720)는 상기 도 5의 (c)와 같이 상기 시간 오프셋이 음수이고, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 큰지, 또는, 상기 도 5의 (d)와 같이 상기 시간 오프셋이 양수인지 확인한다.
그리고, 왜곡이 발생되었다고 판단되는 경우, 상기 레인징채널품질보상기(720)는 상기 레인징채널품질측정기(716)에 의해 측정된 채널 품질의 왜곡을 보상하고, 왜곡이 발생되지 않았다고 판단되는 경우, 상기 레인징채널품질측정기(716)에 의해 측정된 채널 품질 정보를 상기 제어부(712)로 전달한다. 상기 채널 품질의 왜곡을 보상하기 위해, 상기 레인징채널품질보상기(720)는 상기 레인징오프셋측정기(714)에 의해 측정된 시간 오프셋 및 상기 레인징채널품질측정기(716)에 의해 측정된 채널 품질의 조합에 대응되는 보상된 채널 품질 값을 테이블에서 검색한다. 즉, 상기 레인징채널품질보상기(720)는 보상된 채널 품질 값들을 포함하는 테이블을 저장하고 있거나, 또는, 보상된 채널 품질 값들을 포함하는 테이블을 저장하고 있는 저장 수단에 접근 가능하다. 여기서, 상기 테이블은 상기 <수학식 1>, 상기 <수학식 3>, 상기 <수학식 5>, 상기 <수학식 6>, 상기 <수학식 8> 및 상기 <수학식 9>과 같이 시간 오프셋 및 잡음 및 간섭으로부터 얻어지는 유효 측정 길이를 분모로 갖는 보상 계수 및 측정된 채널 품질 값의 곱을 통해 산출되는 채널 품질 값들을 포함한다.
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.
도 1은 광대역 무선통신 시스템에서 레인징 신호의 구조 예를 도시하는 도면,
도 2는 광대역 무선통신 시스템에서 2개의 심벌들로 구성된 레인징 채널에서 첫번째 레인징 신호를 추출하는 경우 시간 오프셋에 대한 추출 범위 변화를 도시하는 도면,
도 3은 광대역 무선통신 시스템에서 2개의 심벌들로 구성된 레인징 채널에서 두번째 레인징 신호를 추출하는 경우 시간 오프셋에 대한 추출 범위 변화를 도시하는 도면,
도 4는 광대역 무선통신 시스템에서 2개의 심벌들로 구성된 레인징 채널에서 2개의 레인징 신호들을 모두 추출하는 경우 시간 오프셋에 대한 추출 범위 변화를 도시하는 도면,
도 5는 광대역 무선통신 시스템에서 1개의 심벌들로 구성된 레인징 채널에서 레인징 신호를 추출하는 경우 시간 오프셋에 대한 추출 범위 변화를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 레인징 신호를 이용한 채널 품질 측정 절차를 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 의 레인징 신호를 이용한 채널 품질 측정 절차를 도시하는 도면.

Claims (22)

  1. 광대역 무선통신 시스템에서 레인징(ranging) 신호를 이용한 기지국의 채널 품질 측정 방법에 있어서,
    레인징 채널을 통해 수신되는 레인징 신호의 시간 오프셋(offset)을 측정하는 과정과,
    상기 시간 오프셋을 포함하는 레인징 신호를 이용하여 채널 품질을 측정하는 과정과,
    상기 시간 오프셋을 이용하여 결정된, 상기 레인징 신호의 추출 범위가 레인징 채널 구간 외의 구간을 포함하는지 여부에 기초하여, 측정된 채널 품질의 왜곡 발생 여부를 결정하는 과정과,
    상기 측정된 채널 품질의 왜곡을 보상하는 과정을 포함하고,
    상기 레인징 채널 구간은, 시간 축으로 하나의 심볼을 포함하는 주기적 레인징 신호 및 시간 축으로 두 개의 심볼을 포함하는 초기 레인징 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정된 채널 품질의 왜곡 발생 여부를 결정하는 과정은,
    상기 레인징 신호의 추출 범위가 상기 레인징 채널 구간 외의 구간을 포함하면, 상기 왜곡이 발생하였다고 결정하는 과정과,
    상기 레인징 신호의 추출 범위가 상기 레인징 채널 구간 외의 구간을 포함하지 않으면, 상기 왜곡이 발생하지 않았다고 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 측정된 채널 품질의 왜곡 여부를 결정하는 과정은,
    상기 레인징 채널이 2개의 심벌 구간으로 정의되고, 첫번째 레인징 신호를 추출하는 경우, 상기 시간 오프셋이 음수이고, 동시에, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP(Cyclic Prefix) 구간의 시간 길이보다 크면, 상기 왜곡이 발생하였다고 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 측정된 채널 품질의 왜곡 여부를 결정하는 과정은,
    상기 레인징 채널이 2개의 심벌 구간으로 정의되고, 두번째 레인징 신호를 추출하는 경우, 상기 시간 오프셋이 양수이고, 동시에, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 크면, 상기 왜곡이 발생하였다고 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 측정된 채널 품질의 왜곡 여부를 결정하는 과정은,
    상기 레인징 채널이 2개의 심벌 구간으로 정의되고, 2개의 레인징 신호를 모두 추출하는 경우, 상기 시간 오프셋이 음수 또는 양수이고, 동시에, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 크면, 상기 왜곡이 발생하였다고 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 측정된 채널 품질의 왜곡 여부를 결정하는 과정은,
    상기 레인징 채널이 1개의 심벌 구간으로 정의되는 경우, 상기 시간 오프셋이 음수이고, 동시에 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 크거나, 또는, 상기 시간 오프셋이 양수이면, 상기 왜곡이 발생하였다고 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 왜곡을 보상하는 과정은,
    레인징 신호 추출 범위에 포함된 상기 레인징 채널 구간 외의 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, CP 구간의 시간 길이, 레인징 신호 구간의 시간 길이 및 시간 오프셋 중 적어도 하나를 이용하여 산출되는 채널 품질 값들을 포함하는 테이블에서 상기 시간 오프셋 및 상기 측정된 채널 품질의 조합에 대응되는 하나의 보상된 채널 품질 값을 검색하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보상된 채널 품질 값들은, 상기 시간 오프셋 및 상기 잡음 및 간섭 전력 비율로부터 얻어지는 유효 측정 길이를 분모로 갖는 보상 계수 및 상기 측정된 채널 품질 값의 곱을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 왜곡을 보상하는 과정은,
    레인징 신호 추출 범위에 포함된 상기 레인징 채널 구간 외의 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율을 계산하는 과정과,
    상기 잡음 및 간섭 전력 비율, CP 구간의 시간 길이, 레인징 신호 구간의 시간 길이, 시간 오프셋 중 적어도 하나를 이용하여 상기 채널 품질의 왜곡을 보상하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 왜곡을 보상하는 과정은,
    상기 잡음 및 간섭 전력 비율과 상기 레인징 신호 추출 범위에 포함된 레인징 채널 구간 외의 구간의 시간 길이를 곱셈하는 과정과,
    상기 곱셈의 결과와 상기 레인징 신호 구간의 시간 길이를 합산함으로써, 상기 잡음 및 간섭 전력 비율을 고려한 레인징 신호 추출 구간의 유효 측정 길이를 계산하는 과정과,
    상기 레인징 신호 구간의 시간 길이를 상기 레인징 신호 추출 구간의 유효 측정 길이로 나눔으로써, 보상 계수를 계산하는 과정과,
    상기 보상 계수를 상기 측정된 채널 품질 값과 곱함으로써, 보상된 채널 품질 값을 획득하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제8항 또는 제10항에 있어서,
    상기 보상된 채널 품질 값은, 하기 <수학식 11> 내지 <수학식 16> 중 하나와 같이 산출되는 것을 특징으로 하는 방법,
    Figure 112009011894286-pat00023
    상기 <수학식 11>에서, 상기 CINRcpsed는 보상된 채널 품질, 상기 CINRmsed는 측정된 채널 품질, 상기 NFFTSize는 FFT(Fast Fourier Transform) 크기, 즉, 레인징 신호 구간의 시간 길이, 상기 α는 레인징 채널 구간 외의 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, 상기 GS(Guard Sample)은 CP 구간의 시간 길이, 상기 Toffsetmsed는 측정된 시간 오프셋을 의미하고, 상기 Toffsetmsed는 상기 GS보다 큰 절대값을 갖는 음수임,
    Figure 112009011894286-pat00024
    상기 <수학식 12>에서, 상기 CINRcpsed는 보상된 채널 품질, 상기 CINRmsed는 측정된 채널 품질, 상기 NFFTSize는 FFT 크기, 즉, 레인징 신호 구간의 시간 길이, 상기 α는 레인징 채널 구간 외의 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, 상기 GS은 CP 구간의 시간 길이, 상기 Toffsetmsed는 측정된 시간 오프셋을 의미하고, 상기 Toffsetmsed는 상기 GS보다 큰 절대값을 갖는 양수임,
    Figure 112009011894286-pat00025
    상기 <수학식 13>에서, 상기 CINRcpsed는 보상된 채널 품질, 상기 NFFTSize는 FFT 크기, 즉, 레인징 신호 구간의 시간 길이, 상기 1stCINRmsed는 측정된 첫번째 레인징 신호의 채널 품질, 상기 2ndCINRmsed는 두번째 레인징 신호를 이용하여 측정된 채널 품질, 상기 α1은 레인징 채널 뒤에 위치한 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, 상기 GS은 CP 구간의 시간 길이, 상기 Toffsetmsed는 측정된 시간 오프셋을 의미하고, 상기 Toffsetmsed는 상기 GS보다 큰 절대값을 갖는 양수임,
    Figure 112009011894286-pat00026
    상기 <수학식 14>에서, 상기 CINRcpsed는 보상된 채널 품질, 상기 NFFTSize는 FFT 크기, 즉, 레인징 신호 구간의 시간 길이, 상기 1stCINRmsed는 첫번째 레인징 신호를 이용하여 측정된 채널 품질CINR, 상기 2ndCINRmsed는 두번째 레인징 신호를 이용 하여 측정된 채널 품질, 상기 α2는 레인징 채널 앞에 위치한 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, 상기 GS은 CP 구간의 시간 길이, 상기 Toffsetmsed는 측정된 시간 오프셋을 의미하고, 상기 Toffsetmsed는 상기 GS보다 큰 절대값을 갖는 음수임,
    Figure 112009011894286-pat00027
    상기 <수학식 15>에서, 상기 CINRcpsed는 보상된 채널 품질, 상기 CINRmsed는 측정된 채널 품질, 상기 NFFTSize는 FFT 크기, 즉, 레인징 신호 구간의 시간 길이, 상기 α1은 레인징 채널 뒤에 위치한 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, 상기 GS은 CP 구간의 시간 길이, 상기 Toffsetmsed는 측정된 시간 오프셋을 의미하고, 상기 Toffsetmsed는 상기 GS보다 큰 절대값을 갖는 양수임,
    Figure 112009011894286-pat00028
    상기 <수학식 16>에서, 상기 CINRcpsed는 보상된 채널 품질, 상기 CINRmsed는 측정된 채널 품질, 상기 NFFTSize는 FFT 크기, 즉, 레인징 신호 구간의 시간 길이, 상 기 α2은 레인징 채널 앞에 위치한 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, 상기 GS은 CP 구간의 시간 길이, 상기 Toffsetmsed는 측정된 시간 오프셋을 의미하고, 상기 Toffsetmsed는 상기 GS보다 큰 절대값을 갖는 음수임.
  12. 광대역 무선통신 시스템에서 레인징(ranging) 신호를 이용하여 채널 품질을 측정하는 기지국 장치에 있어서,
    레인징 채널을 통해 수신되는 레인징 신호의 시간 오프셋(offset)을 측정하는 오프셋 측정기와,
    상기 시간 오프셋을 포함하는 레인징 신호를 이용하여 채널 품질을 측정하는 채널품질 측정기와,
    상기 시간 오프셋을 이용하여 상기 레인징 신호의 추출 범위가 레인징 채널 구간 외의 구간을 포함하는지 여부를 결정하고, 측정된 채널 품질의 왜곡 발생 여부를 결정하고, 상기 측정된 채널 품질의 왜곡을 보상하는 채널품질 보상기를 포함하고,
    상기 레인징 채널 구간은, 시간 축으로 하나의 심볼을 포함하는 주기적 레인징 신호 및 시간 축으로 두 개의 심볼을 포함하는 초기 레인징 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 채널품질 보상기는,
    상기 레인징 신호의 추출 범위가 상기 레인징 채널 구간 외의 구간을 포함하면, 상기 왜곡이 발생하였다고 결정하고,
    상기 레인징 신호의 추출 범위가 상기 레인징 채널 구간 외의 구간을 포함하지 않으면, 상기 왜곡이 발생하지 않았다고 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 채널품질 보상기는,
    상기 레인징 채널이 2개의 심벌 구간으로 정의되고, 첫번째 레인징 신호를 추출하는 경우, 상기 시간 오프셋이 음수이고, 동시에, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP(Cyclic Prefix) 구간의 시간 길이보다 크면, 상기 왜곡이 발생하였다고 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 채널품질 보상기는,
    상기 레인징 채널이 2개의 심벌 구간으로 정의되고, 두번째 레인징 신호를 추출하는 경우, 상기 시간 오프셋이 양수이고, 동시에, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 크면, 상기 왜곡이 발생하였다고 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 채널품질 보상기는,
    상기 레인징 채널이 2개의 심벌 구간으로 정의되고, 2개의 레인징 신호를 모두 추출하는 경우, 상기 시간 오프셋이 음수 또는 양수이고, 동시에, 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 크면, 상기 왜곡이 발생하였다고 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 채널품질 보상기는,
    상기 레인징 채널이 1개의 심벌 구간으로 정의되는 경우, 상기 시간 오프셋이 음수이고, 동시에 상기 시간 오프셋의 절대값이 CP 구간의 시간 길이보다 크거나, 또는, 상기 시간 오프셋이 양수이면, 상기 왜곡이 발생하였다고 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 채널품질 보상기는, 레인징 신호 추출 범위에 포함된 상기 레인징 채널 구간 외의 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, CP 구간의 시간 길 이, 레인징 신호 구간의 시간 길이 및 시간 오프셋 중 적어도 하나를 이용하여 산출되는 채널 품질 값들을 포함하는 테이블에서 상기 시간 오프셋 및 상기 측정된 채널 품질의 조합에 대응되는 하나의 보상된 채널 품질 값을 검색하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 보상된 채널 품질 값들은, 상기 시간 오프셋 및 상기 잡음 및 간섭 전력 비율로부터 얻어지는 유효 측정 길이를 분모로 갖는 보상 계수 및 상기 측정된 채널 품질 값의 곱을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 채널품질 보상기는, 레인징 신호 추출 범위에 포함된 상기 레인징 채널 구간 외의 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율을 계산하고, 상기 잡음 및 간섭 전력 비율, CP 구간의 시간 길이, 레인징 신호 구간의 시간 길이, 시간 오프셋 중 적어도 하나를 이용하여 상기 채널 품질의 왜곡을 보상하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 채널품질 보상기는,
    상기 잡음 및 간섭 전력 비율과 상기 레인징 신호 추출 범위에 포함된 레인징 채널 구간 외의 구간의 시간 길이를 곱셈하고, 상기 곱셈의 결과와 상기 레인징 신호 구간의 시간 길이를 합산함으로써 상기 잡음 및 간섭 전력 비율을 고려한 레인징 신호 추출 구간의 유효 측정 길이를 계산하고, 상기 레인징 신호 구간의 시간 길이를 상기 레인징 신호 추출 구간의 유효 측정 길이로 나눔으로써 보상 계수를 계산한 후, 상기 보상 계수를 상기 측정된 채널 품질 값과 곱함으로써 보상된 채널 품질 값을 획득하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제19항 또는 제21항에 있어서,
    상기 보상된 채널 품질 값은, 하기 <수학식 17> 내지 <수학식 22> 중 하나와 같이 산출되는 것을 특징으로 하는 장치,
    Figure 112009011894286-pat00029
    상기 <수학식 17>에서, 상기 CINRcpsed는 보상된 채널 품질, 상기 CINRmsed는 측정된 채널 품질, 상기 NFFTSize는 FFT(Fast Fourier Transform) 크기, 즉, 레인징 신호 구간의 시간 길이, 상기 α는 레인징 채널 구간 외의 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, 상기 GS(Guard Sample)은 CP 구간의 시간 길이, 상기 Toffsetmsed는 측정된 시간 오프셋을 의미하고, 상기 Toffsetmsed는 상기 GS보다 큰 절대값을 갖는 음수임,
    Figure 112009011894286-pat00030
    상기 <수학식 18>에서, 상기 CINRcpsed는 보상된 채널 품질, 상기 CINRmsed는 측정된 채널 품질, 상기 NFFTSize는 FFT 크기, 즉, 레인징 신호 구간의 시간 길이, 상기 α는 레인징 채널 구간 외의 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, 상기 GS은 CP 구간의 시간 길이, 상기 Toffsetmsed는 측정된 시간 오프셋을 의미하고, 상기 Toffsetmsed는 상기 GS보다 큰 절대값을 갖는 양수임,
    Figure 112009011894286-pat00031
    상기 <수학식 19>에서, 상기 CINRcpsed는 보상된 채널 품질, 상기 NFFTSize는 FFT 크기, 즉, 레인징 신호 구간의 시간 길이, 상기 1stCINRmsed는 측정된 첫번째 레 인징 신호의 채널 품질, 상기 2ndCINRmsed는 두번째 레인징 신호를 이용하여 측정된 채널 품질, 상기 α1은 레인징 채널 뒤에 위치한 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, 상기 GS은 CP 구간의 시간 길이, 상기 Toffsetmsed는 측정된 시간 오프셋을 의미하고, 상기 Toffsetmsed는 상기 GS보다 큰 절대값을 갖는 양수임,
    Figure 112009011894286-pat00032
    상기 <수학식 20>에서, 상기 CINRcpsed는 보상된 채널 품질, 상기 NFFTSize는 FFT 크기, 즉, 레인징 신호 구간의 시간 길이, 상기 1stCINRmsed는 첫번째 레인징 신호를 이용하여 측정된 채널 품질CINR, 상기 2ndCINRmsed는 두번째 레인징 신호를 이용하여 측정된 채널 품질, 상기 α2는 레인징 채널 앞에 위치한 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, 상기 GS은 CP 구간의 시간 길이, 상기 Toffsetmsed는 측정된 시간 오프셋을 의미하고, 상기 Toffsetmsed는 상기 GS보다 큰 절대값을 갖는 음수임,
    Figure 112009011894286-pat00033
    상기 <수학식 21>에서, 상기 CINRcpsed는 보상된 채널 품질, 상기 CINRmsed는 측정된 채널 품질, 상기 NFFTSize는 FFT 크기, 즉, 레인징 신호 구간의 시간 길이, 상기 α1은 레인징 채널 뒤에 위치한 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, 상기 GS은 CP 구간의 시간 길이, 상기 Toffsetmsed는 측정된 시간 오프셋을 의미하고, 상기 Toffsetmsed는 상기 GS보다 큰 절대값을 갖는 양수임,
    Figure 112009011894286-pat00034
    상기 <수학식 22>에서, 상기 CINRcpsed는 보상된 채널 품질, 상기 CINRmsed는 측정된 채널 품질, 상기 NFFTSize는 FFT 크기, 즉, 레인징 신호 구간의 시간 길이, 상기 α2은 레인징 채널 앞에 위치한 구간과 레인징 채널 구간의 잡음 및 간섭 전력 비율, 상기 GS은 CP 구간의 시간 길이, 상기 Toffsetmsed는 측정된 시간 오프셋을 의미하고, 상기 Toffsetmsed는 상기 GS보다 큰 절대값을 갖는 음수임.
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