KR100307004B1 - 보간 동기 검출 방법 및 무선 통신 시스템 - Google Patents

Abstract

위상 점을 알고 있는 파일럿 심볼을 정보 신호에 주기적으로 삽입하여 수신측에서 보간 동기 검출을 가능하게 하는 무선 통신 시스템에서의 보간 동기 검출 방법은, 정보 신호의 전후에 각각 위치된 파일럿 심볼들로부터 추정된 전달 함수를 선형적으로 추정함으로써 파일럿 심볼들 사이의 정보의 동기 검출을 수행하고, 정보 신호의 전후에 각각 위치된 파일럿 심볼들 사이의 중간점에서 동기 검출용으로 사용되는 수신 샘플링 점 타이밍을 갱신하는 것을 포함한다. 또한, 무선 통신 시스템이 개시된다.

Description

보간 동기 검출 방법 및 무선 통신 시스템{INTERPOLATION SYNCHRONOUS DETECTION METHOD AND RADIO COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템의 전송 회로용의 파일럿 보간 동기 검출 방법에 관한 것으로, 보다 자세히는, 예컨대 파일럿 동기 검출 확산 스펙트럼 방식에 사용될 수 있는 보간 동기 검출 방법 및 무선 통신 시스템에 관한 것이다.

최근, 파일럿 보간 동기 검출 확산 스펙트럼 방식은, 이동 통신 방식들 중 하나로서 ARIB(Association of Radio Industries and Business)의 RCS 94-98 'Characteristics of Interpolation Detection RAKE in DS-CDMA' 에 제안되었다.

파일럿 보간 동기 검출에 있어서, 위상 점들을 이미 알고 있는 제1 및 제2 파일럿 신호를 정보 신호에 주기적으로 또는 정기적으로 삽입하여 프레임을 구성하고, 알고 있는 제1 및 제2 파일럿 신호 사이의 구간에서 멀티패스 레일리 페이딩으로 인해 변동된 전송 경로를 추정한다. Z1 및 Z2를 알고 있는 제1 및 제2 파일럿 신호로부터 추정된 계수 (전달 함수)라 하면, 정보 신호의 N개의 심볼 중 k번째 심볼에서의 전송 경로를 추정함으로써 얻게 되는 계수 (전달 함수) Z(k)는, 알고 있는 제1 및 제2 신호 계수 Z1 및 Z2의 1차 보간:

Z(k) = [(N - k)/N]Z1 ; [k/N]Z2

에 의해 얻을 수 있다.

더욱이, 파일럿 보간 동기 검출로 얻게 되는 k번째 복조 데이터 Sk는:

Sk = [αi x Z*i,k* x ri,k]

i = 1로부터 i = p까지의 프로덕트 섬(product sum)이다. 여기서, p는 RAKE 수신을 수행한 지연파의 수, αi는 i번째 지연파에 대한 가중 계수, Z*i, k*는 i번째 지연파에 관하여 추정된 계수 Z1 및 Z2를 기초로 하여 추정된 i번째 지연파를 보간함으로써 추정되고 1차 보간된 계수 위상의 공액 복소수, 및 ri, k는 i번째 지연파의 수신 신호 각각을 역확산함으로써 얻은 신호이다.

상기 방식으로 역확산함으로써 멀티패스 영향이 서로 분리될 수 있는 경우, 수학식 2에 나타난 바와 같이 RAKE 합성 전에 각각 역확산된 신호마다 알고 있는 심볼들을 이용하여 보간 동기 검출을 수행할 수 있다.

만일 멀티패스 지연차가 역확산에 의한 멀티패스 영향의 분리를 허용하는 지연차인 ±1 칩보다 더 큰 경우, 보간 동기 검출에 의해서 각각의 전송 경로마다 동기 검출을 수행할 수 있다. 그러나, 만일 멀티패스 지연차가 역확산에 의한 멀티패스 영향의 분리를 허용하는 지연차인 ±1 칩조다 작은 경우, 후술될 이유로 역확산된 심볼 각각마다 알고 있는 심볼을 이용하여 보간 동기 검출을 수행하는 것은 곤란하다. 비록 지연차는 작지만, 다른 전송 경로의 영향은 독립적이다. 그러므로, 기본적으로, 전송 경로 추정은 독립적으로 수행되어야 한다.

실제로, ±1 칩 이내의 지연 차를 가진 멀티패스 신호는 심볼간 간섭과 함께 수신측에서 수신되고, 확산 스펙트럼 통신 방식 이외의 일반적인 무선 통신 방식에서 상기 간섭의 영향을 감소시키는 것은 어려운 일이어서, 멀티패스 전송에 기인한 전송 경로 왜곡의 영향은 제거될 수 없다.

이러한 이유로, 역확산 및 보간 동기 검출이 n개의 점 (후술될 경우에서는 a 내지 d까지의 4개의 점)에서 오버샘플링된 수신 신호들로부터 선정된 사이클 내에 있는 하나의 최적의 수신 샘플링 점 (예를 들어, 수신 신호의 아이 패턴이 가장 잘 보이는 샘플링 점)에 의해 수행될 때, ±1 칩 이내의 지연차를 나타내는 전송 경로들이 있으면, 선택될 수신 샘플링 점은 변화한다. 게다가, 각각의 수신 샘플링 점에서의 전송 경로의 영향이 독립인 것으로 간주될 수 있으므로, 보간 동기 검출가 적절하게 수행되지 않을 수 있다.

또한, 무선 통신 시스템에서, 수신 신호 전력의 동적 범위는 일반적으로 매우 넓다. 특히, 단말기 무선 통신 유닛에서의 수신부는, 이득이 단계적으로 변화하는 이득 제어부와 이득이 연속적으로 변화하는 이득 제어부를 조합함으로써 넓은 동적 범위를 실현시키는 방법을 이용한다. 이러한 경우, 전체 수신부의 이득은 진폭 범위 전환 동작의 종류에 따라 광범위하게 연속적으로 변화될 수 있다.

이득이 연속적으로 변화할 때, 수신기 내의 수신 신호의 위상 회전량은, 이득이 단계적으로 변화하는 이득 제어부를 전환함으로써 범위 전환이 수행되는 점에서 불연속적으로 변화할 수 있다. 이는, n개의 점에서 오버샘플링된 수신 신호들로부터 선정된 사이클 내에서 하나의 최적의 수신 샘플링 점 (예를 들어, 수신 신호의 아이 패턴이 가장 잘 보이는 샘플링 점)을 선택함으로써 역확산 및 보간 동기 검출을 수행하는 상기의 경우와 같이, 정상적인 보간 동기 검출을 수행하지 못하게 할 수도 있다. 상기 설명은 일례로서 수신부에서의 이득 변화를 고려하여 설명한 것이다. 그러나, 명백하게, 이것은 다른 부분의 송신부에 적용한다.

상기 문제들을 도 1의 (A) 내지 (C)를 참조하여 이하 상세히 설명한다. 도 1의 (A)는 보간 동기 검출을 위한 파일럿 심볼을 각각 포함하는 수신 신호 프레임들의 일 프레임 구성 및 오버샘플링 타이밍을 도시한다. 이러한 경우, 4배 오버샘플링은 점 a, b, c, 및 d에서 수행된다. 도 1의 (B)는 복조를 위한 최적 샘플링 점 (예를 들어, 수신 아이 패턴이 가장 잘 보이는 샘플링 점)은 4배 오버샘플링이수행된 점들로부터 선택되는 타이밍을 도시한다. 도 1의 (C)는 각각의 샘플링 점에 대한 기준 위상점의 천이를 도시한다. 도 1의 (C)를 참조하면, 점 q 및 c를 지나는 직선은 샘플링 점 c에서의 기준 위상 천이를 나타내고, 점 r 및 t를 지나는 직선은 샘플링 점 b에서의 기준 위상 천이를 나타낸다. 세로 좌표 (위상)에 관하여 이들 직선 간의 차 Ф는, 샘플링 점 b에 해당하는 타이밍에서 수신부에 도달하는 경로와, 샘플링 점 c에 해당하는 타이밍에서 수신부에 도달하는 경로 간의 상대적인 위상 차를 나타낸다.

복조를 위한 최적 샘플링 타이밍이 b로부터 c에서 b까지 변화한다고 가정하자. 이러한 경우, 종래에는, 도 1의 (B)에 도시된 바와 같이, 샘플링 타이밍이 파일럿 심볼 전 (또는 후)에 즉시 갱신되면, 각각의 갱신 타이밍에서 측정된 기준 위상들이 p, q, 및 t로 나타난다.

게다가, 보간 동기 검출이 수행되면, 파일럿 심볼들 간의 추정된 기준 위상의 천이는 선분 p - q 및 q - t로 표시된다. 이러한 경우, 실제 샘플링 점에서의 위상 천이는 선분 p - r 및 q - s로 표시된다. 결과적으로, 추정된 기준 오차들의 적분값은 그 각각이 다음

(1/2)·Ф·L

과 같이 제시되는 삼각형 prq 및 qst의 면적으로부터 계산된다. 그러므로, 이러한 면적은 오차 성분과 합치되고, 선형 보간 추정 전달 함수의 오차가 증가하여, 그 결과, 복조 데이터의 정확성이 떨어지게 된다.

상기 설명은 확산 스펙트럼 통신 방식에 관한 것이다. 그러나, 이것은 역확산 처리를 제외한, 확산 스펙트럼 통신 방식외의 보간 동기 통신 시스템에 적용된다.

본 발명은 상기 경우를 고려하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 송신/수신부에서 추정된 기준 위상 오차의 적분값을 감소시킴으로써 보간 전송 경로 시스템에서의 전달 함수 오차를 최소화하여 복조 데이터의 정확성을 향상시키는 동기 검출 방법 및 이 방법을 구현하는 무선 통신 시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 특징에 따르면, 위상 점을 알고 있는 파일럿 심볼들을 정보 신호에 주기적으로 삽입하여 수신측에서 보간 동기 검출을 가능하게 하는 무선 통신 시스템에서의 보간 동기 검출 방법에 있어서, 상기 정보 신호의 전후에 각각 위치된 상기 파일럿 심볼들로부터 추정된 전달 함수를 선형적으로 보간함으로써 상기 파일럿 심볼들 간의 상기 정보의 동기 검출을 수행하고, 상기 정보 신호의 전후에 각각 위치된 상기 파일럿 심볼들 사이의 중간점에서 상기 동기 검출용으로 사용되는 수신 샘플링 점 타이밍을 갱신하는 보간 동기 검출 방법이 제공된다.

본 발명의 제2 특징에 따르면, 위상 점을 알고 있는 파일럿 심볼들을 정보 신호에 주기적으로 삽입하여 수신측에서의 보간 동기 검출을 가능하게 하는 무선 통신 시스템의 보간 동기 검출 방법에 있어서, 무선 통신 시스템에 사용되는 송신/수신부에서 이득 제어가 단계적으로 수행될 때, 상기 이득 제어가 무선 신호의 전후에 각각 위치된 파일럿 신호들 사이의 중간점에서 수행하는 보간 동기 검출 방법이 제공된다.

본 발명의 제3 특징에 따르면, 위상 점을 알고 있는 파일럿 심볼들을 선정된 비트를 가진 정보 신호의 양단에 주기적으로 삽입하여 수신측에서 보간 동기 검출을 가능하게 하는 무선 통신 시스템에 있어서, 상기 수신측에서 상기 정보 신호의 전후에 각각 위치된 상기 파일럿 심볼들로부터 추정된 전달 함수를 선형적으로 보간함으로써 상기 파일럿 심볼들 간의 상기 정보 신호의 동기 검출을 수행하기 위한 보간 수단, 상기 선형적으로 보간된 전달 함수의 공액 복소수를 사용함으로써 보간 동기 검출을 수행하기 위한 수단, 및 상기 파일럿 심볼들 사이의 중간점에서, 수신 신호를 이산적으로 오버샘플링함으로써 얻은 결과로부터 아이 패턴이 가장 잘 보이는 샘플링 점을 선택하여 상기 수신 신호를 복조하기 위한 처리 수단을 포함하는 무선 통신 시스템이 제공된다.

본 발명의 제4 특성에 따르면, 위상 점을 알고 있는 파일럿 심볼들을 선정된 비트를 가진 정보 신호의 양단에 주기적으로 삽입하여 수신측에서 보간 동기 검출을 가능하게 하는 무선 통신 시스템에 있어서, 상기 무선 통신 시스템의 송신/수신부의 전달 함수를 단계적으로 변화시키기 위한 전달 함수 가변부, 및 상기 파일럿 심볼들 사이의 중간점에서 상기 전달 함수 가변부의 전달 함수를 변화시키기 위한 전달 함수 제어부를 포함하는 무선 통신 시스템이 제공된다.

본 발명의 제5 특성에 따르면, 전달 함수 가변부 및 전달 함수 제어부는 각각 가변 이득 범위를 전환할 수 있는 이득 가변부 및 이득 제어부를 포함한다.

본 발명의 특징에 따르면, 파일럿 심볼들을 이용하여 보간 동기 검출을 수행할 때, 추정된 기준 위상 오차 및 변조 오차 사이에는 상관 관계가 있다. 즉, 추정된 기준 위상 오차가 작으면 작을수록, 복조 오차는 작아진다. 이러한 이유로, 정보 신호의 전후에 각각 위치된 파일럿 심볼들로부터 추정된 전달 함수를 선형적으로 보간함으로써 파일럿 심볼들 사이의 정보 신호의 동기 검출을 수행하고, 정보 신호의 전후에 각각 위치된 파일럿 심볼들 사이의 중간점에서 동기 검출용으로 이용되는 수신 샘플링 점 타이밍을 갱신하여, 재생 데이터 오차율을 최소화시킨다.

본 발명의 원리를 구체화한 바람직한 실시예가 예시적인 예로서 보이는 후술될 상세한 설명 및 첨부된 도면을 참조로 할 때, 본 발명의 상기 목적들과, 그외의 다른 여러 목적들, 특성들, 및 장점들은 본 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다.

도 1의 (A) 내지 (C)는 보간 동기 검출용의 파일럿 심볼을 각각 포함하는 수신 신호 프레임들의 일 프레임 구성, 종래 기술의 동기 검출용 샘플링의 갱신 타이밍, 및 이러한 시기에 (동기 검출용) 기준 위상에 관하여 선형 보간에 의해 추정된 전달 함수의 오차를 개별적으로 도시하는 그래프.

도 2의 (A) 내지 (C)는 보간 동기 검출용의 파일럿 심볼을 각각 포함하는 수신 신호 프레임들의 일 프레임 구성, 본 발명의 일 실시예의 동기 검출용 샘플링의 갱신 타이밍, 및 이러한 시기에 (동기 검출용) 기준 위상에 관하여 선형 보간에 의해 추정된 전달 함수의 오차를 개별적으로 도시하는 그래프.

도 3은 본 발명에 따른 파일럿 보간 동기 검출 방식을 구현하기 위한 수신 유닛과 연관된 제1 실시예의 주요부의 구성을 도시하는 블럭도.

도 4는 본 발명에 따른 파일럿 보간 동기 검출 방식을 구현하기 위한 수신 유닛과 연관된 제2 실시예의 주요부의 구성을 도시하는 블럭도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : A/D 컨버터

20 : 전달 함수 보간부

30 : 공액부

40 : 복조부

50, 60 : 타이밍 제어부

70 : 무선부

100 : 수신 베이스밴드 신호

110 : 디지털 베이스밴드 신호

120 : 추정된 전달 함수

130 : 샘플링 타이밍 제어부

140 : 보간 제어 신호

150 : 공액 복소수 신호

160 : 복조부 제어 신호

170 : 복조 결과

180 : 무선부 제어 신호

190 : 수신 신호

본 발명의 몇몇 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 이하 상세히 설명된다.

도 2의 (A)는 보간 동기 검출용의 파일럿 심볼을 각각 포함하는 수신 신호 프레임들의 일 프레임 구성 및 프레임들이 오버샘플링되는 타이밍을 도시한다. 이 경우, 4배 오버샘플링이 점 a, b, c, 및 d에서 수행된다. 도 2의 (B)는 (예를 들어, 수신 아이 패턴이 가장 잘 보이는) 복조를 위한 최적 샘플링 점이 4배 샘플링이 수행된 점들로부터 다시 선택되는 타이밍을 도시한다. 도 2의 (C)는 각각의 샘플링 점으로부터 기준 위상 점의 천이를 도시하되, 점 u 및 w를 지나는 직선은 샘플링 점 c에서의 기준 위상 천이를 나타내고, 점 v 및 x를 지나는 직선은 샘플링점 b에서의 기준 위상 천이를 나타낸다. 세로 좌표 (위상)에 관하여 이러한 직선들 사이의 차 Ф는 샘플링 점 b에 대응하는 타이밍에서 수신부에 도달하는 경로와, 샘플링 점 c에 대응하는 타이밍에서 수신부에 도달하는 경로 간의 상대적인 위상차를 나타낸다.

복조를 위한 최적 샘플링 타이밍이 b로부터 c에서 b까지 변화한다고 가정하자. 본 발명에 있어서, 샘플링 타이밍은, 도 1의 (B)에 도시된 경우와는 달리, 파일럿 심볼 직전의 시점으로부터 분리되면 D에 의해 갱신된다. 이러한 경우, 개별적으로 갱신된 타이밍에서 측정된 기준 위상들은 p, q, 및 t로 나타난다.

게다가, 보간 동기 검출이 수행되면, 파일럿 심볼들 사이의 추정된 기준 위상 천이는 선분 p - q 및 q - t로 표시된다. 실제 샘플링 점에서의 위상 천이는 선분 p - v, u - q, q - w, 및 x - t로 표시된다. 추정된 기준 위상 오차들의 적분값은 삼각형 pvr 및 ruq의 면적의 합과, 삼각형 qws 및 sxt의 면적의 합으로부터 계산될 수 있다. Ф를 샘플링 점 b에 대응하는 pvxt에 의해 표시되고 수신부에 도달하는 경로, 및 샘플링 점 c에 대응하는 uqw에 의해 표시되고 수신부에 도달하는 경로 간의 상대적인 위상차라 하고, L을 파일럿 및 데이터에 대응하는 1-프레임 기간이라 하면, 개별적으로 추정된 기준 위상 오차들의 적분값은

(1/2)·{(Ф/L)·D·D + (Ф/L)·(L - D)·(L - D)}

로 주어진다.

이러한 삼각형은 D = L/2일 때 최소 면적을 가지며, 이 시점에서 추정된 기준 위상 오차의 적분값으로서의 면적은

(1/4)·Ф·L

로 주어진다.

즉, 선형 보간 및 진정한 기준 위상에 의해 추정된 기준 위상 (전달 함수) 간의 오차는, 파일럿 심볼들 사이의 중간점에서 선택될 샘플링 점을 변화시킴으로써 최소화될 수 있다.

이는 임의의 점에서도 수신부 내부의 전달 함수에서의 변화에 적용할 수 있다. 보다 명확히 말하자면, 수신부의 전달 함수가 이산적으로 변화될 때, 즉 수신부의 이득 범위가 단계적으로 전환될 때, 기준 위상도 또한 이산적으로 변화된다. 선택될 샘플링 점이 변화되는 경우에 대하여 상기 설명으로부터 명백해진 바와 같이, 수신부의 전달 함수가 이산적으로 변화되는 경우 (예를 들어, 이득 범위가 단계적으로 전환되는 경우)에도 파이럿 심볼들 사이의 중간점에서 샘플링 점을 변화시킴으로써, 추정된 기준 위상 오차가 최소화될 수 있다. 더욱이, 명백하게도, 이는 송신부의 전달 함수가 이산적으로 변화되어야 하는 경우에도 적용될 수 있다.

이러한 연산은 수학식들을 이용함으로써 간단하게 설명된다. 통신 시스템에 의해 추정된 전달 함수 Z(k)는 다음과 같은 선형 보간에 따른 1차 보간으로 얻을 수 있다:

Z(k) = [(N - k)/N]Z1 + [k/N]Z2.

여기서, Z1 및 Z2는 제1 및 제2 선정된 패턴을 가진 파일럿 신호들의 전달 함수이다. 이러한 경우, 각각의 파일럿 신호는 N개의 심볼들로 구성된 정보 신호이고, k번째 심볼에서의 전파 경로가 추정된다.

이러한 방법으로, 파일럿 보간 동기 검출 후, k번째 복조 데이터 Sk는:

Sk = [αi x Z*i, k* x ri, k]

i = 1로부터 i = p까지의 프로덕트 섬이다. 그러므로, 정확한 복조 데이터가 출력될 수 있다.

수학식 4는 확산 스펙트럼 방식의 전파와 연관되며, 이 수학식에 있어서, p는 RAKE 수신을 하게 되는 지연파의 수이고, αi는 i번째 지연파에 대한 가중 계수이며, Z*i, k*는 i번째 지연파에 관하여 추정된 전달 함수들 Z1 및 Z2를 기초로 하여 추정된 i번째 지연파를 보간함으로써 추정되고 1차 보간되는 계수 위상의 공액 복소수이며, ri, k는 i번째 지연파의 수신 신호 각각을 역확산함으로써 얻게 되는 신호이다.

이러한 방법으로, 파일럿 심볼들 사이의 중간점에서 무선 통신 시스템의 송신 및 수신부의 전달 함수를 이산적으로 변화시킴으로써 전송 오차가 최소화될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예를 도시한다. 도 3을 참조하면, 송신부 (도시되지 않음)는 송신 변조단에서 A/D 컨버터(10)로의 입력이며 BPSK, QPSK, FSK, 또는 QAM과 같은 변조 방식에 따라 송신될 수신 베이스밴드 신호(100)의 데이터를 변조한다. 변조된 신호는 RF 신호로 변환되고 전력-증폭되어 안테나로부터 방사된다. 방사된 송신 신호는 다수의 공간 전송 경로를 통해 이동 유닛 또는 기지국의수신 안테나에 의해 수신된다. 그 다음, 수신된 신호는 수신부에 의해 RF 증폭단, 밴드-패스 필터, 믹서, IF 증폭단, 및 검출 수단의 베이스 밴드 복조단을 통해 수신 베이스밴드 신호로 변환된다. 그러므로, 이러한 수신 베이스밴드 신호(100)에서, 전달 함수는 개별적인 전송 시스템에 따라 송신 변조단으로부터 베이스밴드 복조단까지의 경로들을 통해 복잡하게 된다. 게다가, 만일 이동 유닛이 포함되면, 전달 함수가 끊임없이 변화하므로, 심볼 각각의 추정된 전달 함수는 선정된 패턴을 가진 파일럿 신호들을 기초로 하여 얻어지고, 다수의 심볼들 각각의 양측에 배치되어, 도 2의 (A) 내지 (C)에 도시된 바와 같이 최적 샘플링 타이밍이 b로부터 c에서 b까지 변화하게 된다.

도 3을 참조하면, 상기 환경 하에서 수신 베이스밴드 신호(100)는 A/D 컨버터(10)에 의해 디지털 베이스밴드 신호(110)로 변환된다. 그 다음, 디지털 베이스밴드 신호(110)는 전달 함수 보간부(20) 및 복조부(40)로 입력된다. 전달 함수 보간부(20)는 입력 디지털 베이스밴드 신호(110)에 포함되는 파일럿 부분을 이용하여, 전달 함수 보간부(20)로의 전달 함수를 보간 처리에 의해 추정하고, 추정된 전달 함수(120)를 출력한다. 또한, 추정된 전달 함수(120)는 공액부(30)에 의해 공액 복소수 신호(150)로 전환된다. 한편, 복조부(40)는 디지털 베이스밴드 신호(110) 및 공액 복소수 신호(150)를 이용함으로써 전송 경로 전달 함수의 영향을 없애고, 복조 결과(170)를 출력한다. 타이밍 제어부(50)는 샘플링 타이밍 제어부(130), 보간 제어 신호(140), 및 복조부 제어 신호(160)를 출력함으로써 성분 각각의 동작을 제어한다.

보간 동기 검출은 전달 함수 보간부(20), 공액부(30), 및 복조부(40)에 의해 구현되며, 보간 수단은 전달 함수 보간부를 표시한다는 것에 주의해야 한다. 게다가, 수신 샘플링 점 타이밍은, A/D 컨버터(10)에 공급되는 배타적 OR(103)를 주로 갱신함으로써, 또한, 보간 제어 신호(140) 및 복조부 제어 신호(160)를 갱신함으로써 갱신된다.

더욱이, 실제로 전달 함수를 선형적으로 연속적으로 변화시키는 것은 어려운 일이므로, 추정된 전달 함수는 전달 함수 보간부(20)에 의해 단계적으로 변화한다. 이러한 동작은, 전달 함수가 0 dB로부터 20 dB까지 선형적으로 변화된 다음, 그 기저가 전달 함수를 20 dB로부터 40 dB까지 선형적으로 변화시키도록 상승되며, 전달 함수가 60 dB로부터 80 dB까지 순차적으로 변화되는 것 등을 지시한다. 게다가, 송수신 회로 및 송수신부의 전달 함수를 단계적으로 변화시키는 것은, 전송 경로 시스템 내에서 수신 베이스밴드 신호로 전원을 온/오프-동작시킴으로써 스루 회로를 가진 수신 RF 증폭기의 이득, 위상 등을 단계적으로 변화시켜 추정된 전달 함수를 변화시키게 된다.

상기 제1 실시예에서, 도 1의 (A) 내지 (C)를 참조하여 설명한 바와 같이, 샘플링 점 b 및 c에 따라 추정된 전달 함수가 파일럿 신호의 시작점 또는 그 이후의 파일럿 신호의 끝점에서 갱신되는 종래의 기술과 비교할 때, 오차 확률은 매우 낮다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 통신 시스템의 수신부의 구성을 도시한다. 도 4에 따르면, 안테나로부터 수신된 수신 신호(190)가 무선부(70)에 입력된다. 이동 유닛 또는 기지국 (도시되지 않음)의 송신부는 송신 변조단에서 BPSK, QPSK, FSK, 또는 QAM과 같은 변조 방식에 따라 송신될 데이터를 변조한다. 변조된 신호는 RF 신호로 변환되고, 전력-증폭되며, 안테나로부터 방사된다. 방사된 송신 신호는 다수의 공간 전송 경로를 통해서 이동 유닛 또는 기지국의 수신 안테나에 의해 수신된다. 결과적으로, 수신 신호(190)가 얻어진다. 무선부(70)는 검출 수단으로써 RF 증폭단, 밴드-패스 필터, 국부 발진기, 주파수 변환 믹서, IF 증폭단, 및 베이스밴드 복조단을 포함한다. 베이스밴드 복조로부터의 출력은 수신 베이스밴드 신호이다.

무선부(70)로부터의 출력인 수신 베이스밴드 신호(100)에 있어서, 전달 함수는 개별적인 전송 시스템에 따라 송신 변조단으로부터 베이스밴드 복조단으로의 경로를 통해 복잡하게 된다. 게다가, 이동 유닛이 포함되면, 그 전달 함수가 끊임없이 변화하므로, 심볼 각각의 추정된 전달 함수는, 선정된 패턴을 갖고 다수의 심볼들 각각의 양단에 배치된 파일럿 신호들을 기초로 하여 선정된 패턴을 가진 수신측에서 얻게 되며, 최적 샘플링 타이밍은 도 2의 (A) 내지 (C)에 도시된 바와 같이 b로부터 c에서 b까지 변화된다.

이러한 경우, 수신 베이스밴드 신호(100)는 A/D 컨버터(10)에 의해 디지털 베이스밴드 신호(110)로 변환된다. 그 다음, 디지털 베이스밴드 신호(110)는 전달 함수 보간부(20) 및 복조부(40)에 입력된다. 전달 함수 보간부(20)는 입력 디지털 베이스밴드 신호(110)에 포함된 파일럿 부분을 이용하여, 전달 함수 보간부(20)로의 전달 함수, 예를 들어 상기 설명한 수학식 3의 전달 함수들 Z1 및 Z2를 보간 처리에 의해 추정하고, 추정된 전달 함수(120)를 출력한다.

한편, 복조부(40)는 디지털 베이스밴드 신호(110) 및 공액 복소수 신호(150)를 이용하여 전송 경로 전달 함수의 영향을 없애고, 송신 데이터와 일치시킨 복조 결과(170)를 출력한다.

타이밍 제어부(60)는 샘플링 타이밍 제어부(130), 보간 제어 신호(140), 및 복조부 제어 신호(160)를 출력함으로써 성분 각각의 동작을 제어한다. 또한, 타이밍 제어부(60)는 무선부 제어 신호(180)를 이용하여 무선부(70)를 제어한다. 이 때, 타이밍 제어부(60)는, 전달 함수 보간부(20)용의 보간 제어 신호(140) 및 A/D 컨버터(10)용의 샘플링 타이밍 제어 신호(130)를 이용함으로써, 도 2의 (A) 내지 (C)를 참조하여 설명한 샘플링 점 갱신 동작을 구현한다. 동시에, 시간 제어부(60)는 필요하다면 무선부(70) 내에 포함된 이득 제어부의 가변 이득 범위를 전환시킨다.

무선부(70) 내에 포함된 이득 제어부는 안테나와 임피던스-매칭을 위한 매칭 유닛, 신호 레벨을 조정하기 위한 가변 감쇠기, 이득을 변화시킬 수 있는 RF 증폭부, 수신 대역폭을 변화시킬 수 있는 가변 밴드-패스 필터, 이득을 변화시킬 수 있는 IF 증폭부 등을 포함한다. 이러한 이득 제어부는 무선부 제어 신호(180)를 상기 성분들 중의 임의의 한 성분에 적용함으로써 이득 범위 및/또는 위상 특성을 변화시킬 수 있다.

보간 동기 검출 방법 및 이 방법을 구현하는 무선 통신 시스템에 의하여, 송신/수신부에서 추정된 기준 위상 오차의 적분값을 감소시킴으로써 보간 전송 경로 시스템에서의 전달 함수 오차를 최소화하여 복조 데이터의 정확성을 향상시킨다.

Claims (6)

1. 위상 점을 알고 있는 파일럿 심볼들을 정보 신호에 주기적으로 삽입하여 수신측에서 보간 동기 검출을 가능하게 하는 무선 통신 시스템에서의 보간 동기 검출 방법에 있어서,

   상기 정보 신호의 전후에 각각 위치된 상기 파일럿 심볼들로부터 추정된 전달 함수를 선형적으로 보간함으로써 상기 파일럿 심볼들 간의 상기 정보의 동기 검출을 수행하는 단계; 및

   상기 정보 신호의 전후에 각각 위치된 상기 파일럿 심볼들 사이의 중간점에서 상기 동기 검출용으로 사용되는 수신 샘플링 점 타이밍을 갱신하는 단계

   를 포함하는 보간 동기 검출 방법.
2. 위상 점을 알고 있는 파일럿 심볼들을 정보 신호에 주기적으로 삽입하여 수신측에서 보간 동기 검출을 가능하게 하는 무선 통신 시스템에서의 보간 동기 검출 방법에 있어서,

   상기 무선 통신 시스템에 사용되는 송신/수신 회로의 전달 함수가 단계적으로 변화할 때, 상기 정보 신호의 전후에 각각 위치된 상기 파일럿 심볼들 사이의 중간점에서 상기 송신/수신 회로의 전달 함수를 변화시키는 단계를 포함하는 보간 동기 검출 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 전달 함수는 상기 무선 통신 시스템에 사용되는 송신/수신부의 이득 범위를 전환함으로써 단계적으로 변화되는 것을 특징으로 하는 보간 동기 검출 방법.
4. 위상 점을 알고 있는 파일럿 심볼들을 선정된 비트를 가진 정보 신호의 양단에 주기적으로 삽입하여 수신측에서 보간 동기 검출을 가능하게 하는 무선 통신 시스템에 있어서,

   상기 수신측에서 상기 정보 신호의 전후에 각각 위치된 상기 파일럿 심볼들로부터 추정된 전달 함수를 선형적으로 보간함으로써 상기 파일럿 심볼들 간의 상기 정보 신호의 동기 검출을 수행하기 위한 보간 수단;

   상기 선형적으로 보간된 전달 함수의 공액 복소수를 사용함으로써 보간 동기 검출을 수행하기 위한 수단; 및

   상기 파일럿 심볼들 사이의 중간점에서, 수신 신호를 이산적으로 오버샘플링함으로써 얻은 결과로부터 아이 패턴이 가장 잘 보이는 샘플링 점을 선택하여 상기 수신 신호를 복조하기 위한 처리 수단

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
5. 위상 점을 알고 있는 파일럿 심볼들을 선정된 비트를 가진 정보 신호의 양단에 주기적으로 삽입하여 수신측에서 보간 동기 검출을 가능하게 하는 무선 통신 시스템에 있어서,

   상기 무선 통신 시스템의 송신/수신부의 전달 함수를 단계적으로 변화시키기 위한 전달 함수 가변부; 및

   상기 파일럿 심볼들 사이의 중간점에서 상기 전달 함수 가변부의 전달 함수를 변화시키기 위한 전달 함수 제어부

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
6. 제5항에 있어서, 상기 전달 함수 가변부는 가변 이득 범위를 전환할 수 있는 이득 가변부를 포함하고, 상기 전달 함수 제어부가 이득 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.