(57)【要約】【課題】ワイブロ中継器から微細発振を検出する方法及びその装置と、その装置を備えたワイブロ中継器を提供する。【解決手段】中継器に入力される信号の自己相関値(autocorrelation)を計算する段階と、入力信号のエネルギーを計算する段階と、計算された自己相関値を前記計算されたエネルギーで割って発振量を計算する段階と、計算された発振量と所定の臨界値とを比べて、前記中継器の微細発振の有無を判断する段階と、を含むことを特徴とするワイブロ中継器からの微細発振を検出する方法。これにより、入力信号に対する情報が分からないか、ループ遅延を正確にわからない場合にも、微細発振の有無をより正確に測定できる。【選択図】図４
2007074735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイブロ中継器からの微細発振を検出する方法において、
前記中継器に入力される信号の自己相関値(autocorrelation)を計算する段階と、
前記入力信号のエネルギーを計算する段階と、
前記計算された自己相関値を前記計算されたエネルギーで割って発振量を計算する段階と、
前記計算された発振量と所定の臨界値とを比べて、前記中継器の微細発振の有無を判断する段階と、を含むことを特徴とする微細発振の検出方法。
【請求項２】
前記自己相関値を計算する段階は、
前記中継器に入力される信号と、前記中継器からの信号遅延によって引き延びになった信号を有して、自己相関値を計算することを特徴とする請求項１に記載の微細発振の検出方法。
【請求項３】
前記エネルギーを計算する段階は、
前記中継器からの信号遅延によって引き延びになって出力される信号の絶対値の大きさを計算することによって、エネルギーを計算することを特徴とする請求項１に記載の微細発振の検出方法。
【請求項４】
前記エネルギーを計算する段階は、
複素数の大きさを計算するのにあって、前記複素数の実数部と虚数部の各々の絶対値の中の最大値と、前記複素数の実数部と虚数部の各々の絶対値の中の最小値とを所定の値で割った値を加えることによって、近似化してエネルギーを計算することを特徴とする請求項１に記載の微細発振の検出方法。
【請求項５】
前記エネルギーを計算する段階は、
次の数によって絶対値の大きさを近似化して、エネルギーを計算することを特徴とする請求項４に記載の微細発振の検出方法。
【数１】
2007074735.tif 000011
【請求項６】
前記自己相関値及びエネルギーを計算する段階は、
前記中継器からの復数のループ遅延を考慮して、複数個の引き延びになった出力を入力されて自己相関値及びエネルギーを計算することを特徴とする請求項１に記載の微細発振の検出方法。
【請求項７】
前記エネルギーを計算する段階は、
前記入力信号にＤＣ値が含まれている場合を考慮して、前記エネルギーの計算後に前記ＤＣ値より大きい値に設定されたオフセットを加えることを特徴とする請求項１に記載の微細発振の検出方法。
【請求項８】
シフトレジスターと、
前記シフトレジスターに入力される信号の自己相関値(autocorrelation)を計算する自己相関値計算部と、
前記入力信号のエネルギーを計算するエネルギー計算部と、
前記計算された自己相関値を前記計算されたエネルギーで割って発振量を計算して、その計算された発振量と所定の臨界値とを比べて、前記中継器の微細発振の有無を判断する判断部と、を含むことを特徴とする微細発振の検出装置。
【請求項９】
前記自己相関値計算部は、
前記シフトレジスターに入力される信号と、前記入力信号が前記シフトレジスターを通過した時の信号とを有して、自己相関値を計算することを特徴とする請求項８に記載の微細発振の検出装置。
【請求項１０】
前記エネルギー計算部は、
前記シフトレジスターを通過して出力される信号の絶対値の大きさを計算することによって、エネルギーを計算することを特徴とする請求項８に記載の微細発振の検出装置。
【請求項１１】
前記エネルギー計算部は、
複素数の大きさを計算するのにあって、前記複素数の実数部と虚数部の各々の絶対値の中の最大値と、前記複素数の実数部と虚数部の各々の絶対値の中の最小値とを所定の値で割った値を加えることによって、近似化してエネルギーを計算することを特徴とする請求項８に記載の微細発振の検出装置。
【請求項１２】
前記エネルギー計算部は、
前記入力信号にＤＣ値が含まれている場合を考慮して、前記エネルギーの計算後に前記ＤＣ値より大きい値に設定されたオフセットを加えることを特徴とする請求項８に記載の微細発振の検出装置。
【請求項１３】
請求項８ないし請求項１２のうち、何れか一項に記載の微細発振の検出装置を備えたワイブロ中継器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイブロシステムに関し、より詳細には、ワイブロ中継器から微細発振を検出する方法及びその装置と、その装置を備えたワイブロ中継器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイブロ(Wireless Broadband Internet、WiBro)システムは、停止及び移動の中でも、いつ、どこででも高速で無線インターネット接続が可能なサービスを提供する。現在の携帯電話は、広範囲なカバレッジと移動性を支援するが、ＩＰ基盤の高速データサービスを支援するには效果的ではなくて、超高速インターネットと無線ランはＩＰ基盤の高速データサービスを支援するが、サービスカバレッジが狭いか移動性が落ちるという制約を有する。一方、ワイブロシステムは、携帯電話に比べて、ＩＰ基盤の汎用コンテンツを利用するという点と経済的であるという長所を有し、超高速インターネットや無線ランに比べてサービス提供地域を広げることができ、移動通信環境に相応しいという長所がある。
【０００３】
このようなワイブロシステムで中継器は、携帯インターネットをサービスする地域のうち、特に建物内のサービス不良及び陰影地域を解消して、サービス品質を改善させるために使われる。言い換えれば、中継器は、建物内またはサービス不良地域で、移動通信端末機と基地局との間に設置されて電波を效率的でなだらかに中継してサービス品質を改善させて陰影地域を解消する。
【０００４】
一方、中継器は、入力された信号を増幅した後、出力する装置であるために入力信号と出力信号とが充分に隔離されていなければ、出力信号が入力信号にフィードバックされることによって、発振が発生できる、発振が発生すれば、入力信号が続いて大きくなるために中継器を損傷させうる。したがって、発振が発生する前にこれを感知して増幅器の利得を減らすことによって、発振が発生することをあらかじめ防止しなければならない。このように実際発振が発生する前に出力信号の一部が入力信号にフィードバックされて発振が始まる現象を微細発振とし、中継器からのこのような微細発振をあらかじめ検出すると中継器の損傷を防止できる。
【０００５】
図１は、微細発振がある場合、フェージングチャンネルのスペクトラムを示したグラフである。
【０００６】
一般的に、微細発振を検出するためには、出力信号のスペクトラムを観察して、スペクトラム大きさの最大値と最小値の差である偏差を測定することによって分かるが、スペクトラム分析器を常に使わなければならないために、このような方法は実験室のみで使われうる。それに実際フェージングチャンネルでは、図１に示したように、その偏差が一定していないために、スペクトラムの大きさの偏差を測定することだけでは微細発振を検出できない。
【０００７】
図２は、微細発振がある場合、ＯＦＤＭＡスペクトラムを示したグラフである。
【０００８】
ワイブロでは、多重接続(multiple access)方式として、ＯＦＤＭＡ(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)を使う。ＯＦＤＭＡは、ユーザーをサブキャリア(subcarrier)別に割り当てすることで、すべてのサブキャリアにデータがあるのではなく、一部のサブキャリアにのみデータが割り当てされうる。したがって、図２に示したように、一部のサブキャリアにのみデータがある場合には、スペクトラムの模様だけを見てからは微細発振の有無を判断できない。
【０００９】
これによって、微細発振を検出するための方法として、多重経路を抽出してループ遅延に該当する多重経路が存在するのか確認する方法が開示されている。しかし、この方法を使うためには、多重経路を抽出するために入力された信号に対する情報が必要なので、プリアンブルに対してのみ適用できるだけで、上向リンクのように決まったデータがない場合には、このような方法を使いにくい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が果たそうとする技術的課題は、入力されたデータについての情報がない場合にも、微細発振の有無を検出しうる、ワイブロ中継器からの微細発振の検出方法及びその装置、そして、それを備えたワイブロ中継器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記技術的課題は本発明によって、ワイブロ中継器からの微細発振を検出する方法において、前記中継器に入力される信号の自己相関値(autocorrelation)を計算する段階と、前記入力信号のエネルギーを計算する段階と、前記計算された自己相関値を前記計算されたエネルギーで割って発振量を計算する段階と、前記計算された発振量と所定の臨界値とを比べて、前記中継器の微細発振の有無を判断する段階と、を含むことを特徴とする微細発振の検出方法によって達成される。
【００１２】
前記自己相関値を計算する段階は、前記中継器に入力される信号と、前記中継器からの信号遅延によって引き延びになった信号とを有して、自己相関値を計算することが望ましい。
【００１３】
前記エネルギーを計算する段階は、前記中継器からの信号遅延によって引き延びになって出力される信号の絶対値の大きさを計算することによって、エネルギーを計算することが望ましい。
【００１４】
また、前記エネルギーを計算する段階は、複素数の大きさを計算するのにあって、前記複素数の実数部と虚数部の各々の絶対値の中の最大値と、前記複素数の実数部と虚数部の各々の絶対値の中の最小値とを所定の値で割った値を加えることによって、近似化してエネルギーを計算することが望ましい。
【００１５】
また、前記自己相関値及びエネルギーを計算する段階は、前記中継器からの複数のループ遅延を考慮して、複数個の引き延びになった出力を入力されて自己相関値及びエネルギーを計算することが望ましい。
【００１６】
また、前記エネルギーを計算する段階は、前記入力信号にＤＣ値が含まれている場合を考慮して、前記エネルギー計算後に前記ＤＣ値より大きい値に設定されたオフセットを加えることが望ましい。
【００１７】
一方、本発明の他の分野によれば、前記技術的課題はシフトレジスターと、前記シフトレジスターに入力される信号の自己相関値(autocorrelation)を計算する自己相関値計算部と、前記入力信号のエネルギーを計算するエネルギー計算部と、前記計算された自己相関値を前記計算されたエネルギーで割って発振量を計算して、その計算された発振量と所定の臨界値とを比べて、前記中継器の微細発振の有無を判断する判断部と、を含むことを特徴とする微細発振の検出装置によっても達成される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、入力信号に対する情報が分からなくても、プリアンブルだけではなく、アップリンクデータに対する微細発振の有無を判断できる。また、複素数の計算を近似化することによって、乗算器の数を減らすことができ、ループ遅延を正確にわからない場合にも、微細発振の有無をより正確に測定しうる效果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施形態について詳しく説明する。
【００２０】
図３は、本発明の望ましい実施形態による微細発振検出部を備えたワイブロ中継器の簡略化したブロック図である。
【００２１】
ワイブロ中継器は、増幅器３１０と微細発振検出部３２０を備える。例えば、基地局から送信される信号をｙ（ｉ）とし、増幅器３１０からのループ遅延(loop delay)をＤとし、増幅器からのループ利得(loop gain)をαとし、増幅器３１０に入力されるｉ番目の入力データをｒ（ｉ）とすれば、ｒ（ｉ）は、次の数式（１）のように表現される。
【００２２】
【数１】
2007074735.tif 000003
【００２３】
本発明からの微細発振アルゴリズムでは、ループ遅延が分かっていると仮定する。ループ遅延は、中継器のフィルターなどによる引き延ばしによって発生し、中継器ごとにループ遅延は決まっている。ループ遅延が分かっているという仮定の下で、ループ遅延ほど落ちた入力データｒ（ｉ−Ｄ）を有して、自己相関(autocorrelation)を取ることによって、微細発振の有無を判断できる。数式（１）で、ｙ（ｉ）は、微細発振とは関係ない入力信号であり、微細発振を検出するためには発振量αを計算しなければならない。したがって、次の数式（２）によって、入力された信号を自己相関を取って、これをエネルギーで割って発振量αを計算する。
【００２４】
【数２】
2007074735.tif 000004
【００２５】
前記数式（２）で、y（ｉ）とｒ（ｉ−Ｄ）とは、相関度がないので、Σｙ（ｉ）ｒ＊（ｉ−Ｄ）は、Σ｜ｒ（ｉ−Ｄ）｜２に比べて、相対的に小さいと仮定した。このように求めた発振量を臨界値(threshold)と比べて、微細発振の有無を判断する。微細発振が発生したと判断されれば、増幅器３１０の利得を減らして発振がこれ以上発生しないようにする。以下では、図４ないし図６を参照して、微細発振部のさまざまな具現方法について詳しく説明する。
【００２６】
図４は、本発明の望ましい実施形態による微細発振検出部の第１実施形態のブロック図である。
【００２７】
前述した数式（２）によって、微細発振の有無を検出する微細発振検出部は、シフトレジスター４１０、第１乗算器４２０、第１累算器４３０、比較器４４０、共役複素数計算部４５０、第２乗算器４６０、第２累算器４７０及び第３乗算器４８０を含む。
【００２８】
シフトレジスター４１０に入力された信号ｒ（ｉ）は、ｒ（ｉ）とループ引き延びになった信号ｒ（ｉ−Ｄ）に出力されて、共役複素数計算部４５０からはループ引き延びになった信号ｒ（ｉ−Ｄ）に対する共役複素数ｒ＊（ｉ−Ｄ）を計算する。そして、第１乗算器４２０と第１累算器４３０を通じて自己相関値Σｒ（ｉ）ｒ＊（ｉ−Ｄ）を計算する。第１乗算器４２０と第１累算器４３０とを合わせて自己相関値計算部と言う。
【００２９】
また、第２乗算器４６０と第２累算器４７０を通じてエネルギーΣ｜ｒ（ｉ−Ｄ）｜２が計算される。したがって、共役複素数計算部４５０、第２乗算器４６０と第２累算器４７０を合わせてエネルギー計算部と言う。このように計算された自己相関値とエネルギーを臨界値と比べて、発振量を計算する。すなわち、計算されたエネルギーと臨界値とを第３乗算器４８０によって掛けて、この値と自己相関値とを比較器４４０が比べて、発振量αを計算する。
【００３０】
図５は、本発明の望ましい他の実施形態による微細発振検出部の第２実施形態のブロック図である。
【００３１】
前述した数式（２）と図４を参照した微細発振検出部は、二つの複素数の乗算器４２０、４６０を使うために、乗算器の数を減らすために数式（２）を次の数式（３）のように変形する。
【００３２】
【数３】
2007074735.tif 000005
【００３３】
ここで、絶対値は、次の数式（４）のように近似化される。
【００３４】
【数４】
2007074735.tif 000006
【００３５】
数式（３）と数式（４）によって、発振量αを計算するために近似値計算部５６０が存在する。近似値計算部５６０は、数式（４）によって、複素数の絶対値を計算する。残りの構成要素は、図４に示した微細発振検出部の構成と等しい。
【００３６】
図６は、本発明の望ましいまた他の実施形態による微細発振検出部の第３実施形態のブロック図である。
【００３７】
ループ遅延は、主にフィルターの遅延など部品の引き延ばしによって発生し、その値を正確に分かりにくい場合が多い。したがって、ループ遅延Ｄの値に誤差がある場合、前述した、図４または図５の構成はいくつかのループ遅延を考慮する形態で変形されなければならない。したがって、共役複素数計算部４５０に入力される信号ｚ（ｉ）は、次の数式（５）によって、いくつかのデータが加わって構成され、この信号ｚ（ｉ）を有して、数式（６）によって自己相関値を計算する。
【００３８】
【数５】
2007074735.tif 000007
【００３９】
【数６】
2007074735.tif 000008
【００４０】
すなわち、合算部６９０は、数式（５）のように、複数個のループ遅延の入力を合わせて、この値を有して、図５の構成と同一な過程によって発振量αを計算する。
【００４１】
以上では、微細発振の検出のための構成について説明した。一方、微細発振がない場合には、自己相関値の大きさがエネルギーより小さくなければならない。しかし、入力信号にＤＣ値が含まれている場合には、この影響で実際の自己相関値より大きい一定な値の自己相関値が計算され、したがって、入力信号なしに雑音のみある場合にも微細発振があると判断される可能性が高くなる。雑音をｎ（ｉ）とし、ＤＣ値をＤＣとすれば、増幅器に入力されるｉ番目の入力データｒ（ｉ）は、ＤＣ ＋ ｎ（ｉ）になって、この際、自己相関値とエネルギーの計算は、次の数式（７）によってなされる。
【００４２】
【数７】
2007074735.tif 000009
【００４３】
ＤＣ値が存在する時、数式（７）の値は、０に近い値にならずに一定の値を有する。したがって、エネルギー値に一定の値（ＤＣ値に比べて大きい値）を加えて、ＤＣ成分による影響を排除する。それにより、数式（７）は次の数式（８）のようになる。
【００４４】
【数８】
2007074735.tif 000010
【００４５】
この際、オフセットは、予想可能な最大のＤＣ値が入力されても微細発振が検出されないように設定する。この場合、図４ないし図６の構成で、第２累算器４７０の出力にオフセットを加えて構成する。
【００４６】
図７は、本発明の望ましい実施形態による微細発振の検出方法のフローチャートである。
【００４７】
まず、入力された信号の自己相関値を計算する（Ｓ７１０）。そして、入力された信号のエネルギーを計算する（Ｓ７２０）。自己相関値の計算とエネルギーの計算は、前述した数式（１）ないし数式（６）を参照してなされる。そして、計算された自己相関値をエネルギーで割って発振量を計算して（Ｓ７３０）、これを臨界値と比べて、微細発振の有無を判断する（Ｓ７４０）。この過程で数式（４）によって、複素数値の絶対値を近似化して計算でき、多数のループ遅延を考慮して、数式（５）のように、ループ遅延がいくつかある入力信号について自己相関値及びエネルギーを計算できる。また、数式（７）及び数式（８）に表したようにＤＣ値が入力信号に含まれた場合についても、計算できる。
【００４８】
一方、前述した微細発振の検出方法は、コンピュータプログラムで作成可能である。前記プログラムを構成するコード及びコードセグメントは当該分野のコンピュータプログラマーによって容易く推論されうる。また、前記プログラムは、コンピュータが読めることができる情報貯蔵媒体(computer readable media)に貯蔵されて、コンピュータによって読まれて実行されることによって、微細発振の検出方法を具現する。前記情報貯蔵媒体は、磁気記録媒体、光記録媒体、及びキャリアウエーブ媒体を含む。
【００４９】
今まで、本発明について、その望ましい実施形態を中心に説明した。当業者は、本発明が、本発明の本質的な特性から脱しない範囲で変形された形態に具現されることを理解できるであろう。したがって、開示された実施形態は、限定的な観点ではなく、説明的な観点で考慮されなければならない。本発明の範囲は、前述した説明ではなく、特許請求範囲に表われており、それと同等な範囲内にあるすべての差異点は、本発明に含まれたものと解釈されなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
ワイブロシステム関連の技術分野に好適に適用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】微細発振がある場合のフェージングチャンネルのスペクトラムを示したグラフである。
【図２】微細発振がある場合のＯＦＤＭＡスペクトラムを示したグラフである。
【図３】本発明の望ましい実施形態による微細発振検出部を備えたワイブロ中継器の簡略なブロック図である。
【図４】本発明の望ましい実施形態による微細発振検出部の第１実施形態のブロック図である。
【図５】本発明の望ましい他の実施形態による微細発振検出部の第２実施形態のブロック図である。
【図６】本発明の望ましいまた他の実施形態による微細発振検出部の第３実施形態のブロック図である。
【図７】本発明の望ましい実施形態による微細発振の検出方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
３１０：増幅器
３２０：微細発振検出部
４１０：シフトレジスター
４２０：第１乗算器
４３０：第１累算器
４４０：比較器
４５０：共役複素数計算部
４６０：第２乗算器
４７０：第２累算器
４８０：第３乗算器
５６０：近似値計算部
６９０：合算部
【図１】
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【図２】
2007074735.tif 000013
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2007074735.tif 000017
【図７】
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