KR100684023B1

KR100684023B1 - 레이크 수신기에서 간섭 제거를 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100684023B1
Application number: KR1020017004205A
Authority: KR
Inventors: 바텀리그레고리이.
Original assignee: 에릭슨 인크.
Priority date: 1998-10-02
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2007-02-20
Also published as: JP2002527927A; EP1392000B1; JP2004112805A; HK1041991B; IL142281A0; DE69928822T2; JP3561689B2; WO2000021208A3; JP4283626B2; CN1192504C; AU1309200A; AU760066B2; CN1323465A; IL142281A; CN1551522A; ATE354886T1; BR9914231A; ATE312438T1; EP1392000A1; HK1041991A1

Abstract

수신된 대역 확산 신호를 역확산 시키기 위한 시스템 및 방법이 기술된다. 역확산은 채널 추정치 및 손상 상관 계수 추정치를 모두 사용하여 수행될 수 있다. 또한, 관련 지연을 선택하기 위한 기술은 역확산 메커니즘과 함께 설명되고, 관련 지연에서만 수행되므로서 전력을 절약한다.

역확산, 대역 확산, 채널 추정치, 손상 상관 계수, 지연

Description

레이크 수신기에서 간섭 제거를 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR INTERFERENCE CANCELLATION IN A RAKE RECEIVER}

본 발명은 레이크 수신기에서 간섭을 제거하기 위한 방법 및 장치에 관한것이다.

무선 스펙트럼이 상업적 용도로 사용할 수 있게 되고 셀룰러 전화가 일반화 됨에 따라 무선 전화 통신은 놀랄만한 속도로 확장되고 있다. 예를 들어, 미합중국에서는 셀룰러(800 MHz) 및 PCS(1900 MHz) 대역 모두에서 무선 전화 서비스가 제공된다.

게다가, 현재는 아날로그 통신에서 디지털 통신으로 발전하고 있다. 음성은 일련의 비트로 나타내는데, 일련의 비트는 변조되어 기지국에서 전화로 전송된다. 전화는 수신된 파형을 복조하여 비트를 복원(recover)시킨 후, 음성으로 다시 변환시킨다. 또한, 디지털 통신을 필요로 하는 이-메일(e-mail) 및 인터넷 접속과 같은 데이터 서비스 수요가 증가하고 있다.

많은 유형의 디지털 통신 시스템이 있다. 통상적으로, 주파수-분할-다중-접근(FDMA) 방식은 스펙트럼을 서로 다른 반송 주파수에 대응하는 다수의 무선 채널로 분할하는데 사용된다. 또한, 이러한 반송파는 D-AMPS, PDC 및 GSM 디지털 셀룰 러 시스템에서 행해지는 바와 같이 타임 슬롯을 분할할 수 있어, 시분할-다중-접근(TDMA)이라 불린다. 대안적으로, 무선 채널이 충분히 광대역이라면, 대역 확산 기술 및 코드-분할-다중-접속(CDMA)을 사용하여 많은 사용자가 동일한 채널을 이용할 수 있다.

통상적으로 직접 시퀀스(DS) 확산-스펙트럼 변조는 CDMA 시스템에서 사용되는데, 여기서 각각의 정보 기호는 다수의 "칩"으로 나타낸다. 다수의 칩으로 하나의 기호를 나타내는 것은 "확산"을 유발하고, 통상적으로 확산은 전송하는데 넓은 대역폭을 필요로 한다. 칩 시퀀스는 확산 코드 또는 시그네쳐(signature) 시퀀스로 불린다. 수신기에서 수신된 신호는 통상적으로 켤레 확산 코드인 역확산 코드를 사용하여 역확산된다. IS-95 및 J-STD-008는 DS CDMA 표준의 일예이다.

DS CDMA 시스템의 경우, 코히어런트(coherent) 레이크 수신이 통상적으로 사용된다. 수신된 신호는 칩 시퀀스와 상관시키므로서 역확산되고, 역확산 값은 켤레 채널 계수 추정치로 가중되고, 채널의 위상 로테이션(rotation)을 제거하고 소프트 또는 신뢰 값을 지시하도록 진폭을 가중한다. 다경로 전파가 있을 때, 진폭이 상당히(dramatically) 변할 수 있다. 또한, 다경로 전파는 시간 분배도 할 수 있어, 수신된 신호의 다수의 분해 가능한(resolvable) 에코를 유발한다. 상관기는 서로 다른 에코와 정렬된다. 역확산 값이 일단 가중되면, 역확산 값은 합산된다. 이러한 가중 및 합산 연산을 통상적으로 레이크 결합(Rake combining)이라 한다.

통상적인 디지털 통신 시스템(100)이 도 1에 도시된다. 디지털 기호가 송신기(101)에 제공되어, 기호를 전송 매체 또는 채널(예를 들어, 무선 채널)에 적당한 표시로 맵(map)하고, 안테나(102)를 통하여 신호를 전송 매체에 결합시킨다. 송신기 신호는 채널(103)을 통하여 안테나(104)에 수신된다. 수신된 신호는 수신기(105)에 전달된다. 수신기(105)는 무선 프로세서(106), 베이스밴드(baseband) 신호 프로세서(110) 및 후처리 유니트(112)를 포함한다.

무선 프로세서는 바람직한 대역과 바람직한 반송 주파수를 동조시킨 후, 신호를 베이스밴드까지 증폭시키고, 혼합하며 필터링한다. 어떤 포인트에서, 신호는 샘플링되고 양자화되며, 결국 베이스밴드 수신 샘플의 시퀀스를 제공한다. 원래의 무선 신호는 동위상(I) 및 직교(Q) 성분을 샘플링하기 때문에, 통상적으로 베이스밴드 샘플 및 I와 Q 성분은 복소 베이스밴드 샘플을 발생시킨다.

베이스밴드 프로세서(110)는 전송된 디지털 기호를 검출하는데 사용된다. 또한, 그것은 소프트(soft) 정보를 발생시킬 수도 있어, 검출된 기호 값의 우도(likelihood)에 관한 정보를 제공한다.

후처리 유니트(112)는 특정 통신 방식에 따라 상당히 달라지는 기능을 수행한다. 예를 들어, 소프트 검출된 값을 사용하여 순방향 오류 정정 디코딩 또는 오류 정정 디코딩을 수행할 수 있다. 음성 디코더를 사용하여 디지털 기호를 음성으로 변환할 수 있다.

코히어런트 검출은 송신기, 채널 및/또는 무선 프로세서에 의해 기호가 얼마나 변경되었는가 하는 추정치를 필요로 한다. 전술된 바와 같이, 전송 매체는 다경로 전파의 결과로서 신호의 위상 및 진폭 변화를 초래한다. 또한 신호는 분산되어 신호 에코를 유발하고, 각각의 에코는 신호와 관련된 위상 및 진폭을 가지며, 복소 채널 계수로 표시된다. 또한, 각각의 에코는 신호와 관련된 지연(delay)을 가진다. 코히어런트 복조는 이러한 지연 및 계수 추정치를 필요로 한다. 통상적으로, 채널은 서로 다른 지연에 할당된 채널 계수로 이산형 레이(ray)로서 형성된다.

통상적인 베이스밴드 프로세서(200)는 도 2에 도시된다. 이런 것이 통상적인 코히어런트 레이크 수신기 내의 표준 베이스밴드 프로세서이다. 베이스밴드 신호는 상관기 뱅크(correlators of bank)(202)에 제공되어 수신 신호의 서로 다른 지연을 역확산 코드에 상관시켜, 역확산 값이라 불리기도 하는 상관 관계를 발생시킨다. 상기 지연은 채널 지연 추정기(204)에 의해 제공되는데, 이는 큰 역확산 값을 제공하는 지연을 찾는(finding delay) 것과 같은, 지연을 추정하는 공지된 방법을 사용한다. 서로 다른 지연에 대응하는 역확산 값은 가중된 합을 사용하여 결합기(206)에서 결합된다. 가중값은 채널 계수 추정기(208)에 의해 제공되는 켤레 채널 계수 추정치이다. 예를 들어, 파일럿 신호 상관 관계는 채널 계수를 획득하는데 사용될 수 있다.

간단한 예를 들어보면, 하나의 기호 주기 동안 수신된 칩-이격된 베이스밴드 샘플은 r(k)로 표시된다. 이러한 샘플은 다음과 같이 모델링된다:

r(k) = bc₀s(k) + bc₁s(k-1) + w(k) (1)

여기에서, b는 전송된 기호이고, c₀ 및 c₁ 는 채널 계수이고, 지연은 0 및 1 칩 주 기이고, s(k)는 기호를 확산시키는데 사용된 칩 시퀀스이고, w(k)는 손상(잡음 + 간섭) 샘플의 시퀀스이다.

상관기 뱅크는 2개의 역확산 값을 발생시키는데, 상기 값은 x₀ 및 x₁ 로 표시되며, 2개의 레이에 대응한다. 이러한 것은 다음과 같이 나타낼 수 있다:

(2)

여기서, 어깨 글자 "^*" 는 복소공액을 나타내고, L은 역확산 인자이다. L로 나누는 것은 명백하게 하기 위하여 설명되었고, 연산에서 나눗셈이 생략되는 경우 결과가 어떻게 되는지 잘 공지되어 있다.

(3)

결합기는 채널 계수의 추정치를 사용하여

및

으로 표시되는 2개의 역확산 값을 결합하여 정보 기호에 대응하는 검출 통계량을 발생시킨다. 이러한 것은 다음과 같이 표현될 수 있다.

(4)

z 에 가장 근접한 기호 값은 검출된 값

을 제공한다. BPSK 변조에서, b는 +1 또는 -1 중 하나이고, 검출된 값은 z의 부호에 의해 제공된다.

채널 계수는 표준 방식을 사용하여 독립적으로(separately) 추정될 수 있다. 예를 들어, 최소 평균 제곱(LMS) 추정치 c₀ 에 대해서 다음 식(5)를 사용하여 시간 변화 추정치

를 형성하는데,

(5)

여기서, n은 기호 주기를 표시하는 지수이고, μ는 LMS 스텝 사이즈(step size)이다. 또한,

는 검출된 기호 값이다.

통상적인 코히어런트 레이크 수신기는 손상 샘플이 상관되지 않을 때 가장 바람직하다고 할 수 있다. 그러나, 셀룰러 통신 시스템에서, 손상은 다른 기지국으로 부터의 간섭 뿐만 아니라 자신의 기지국으로 부터의 간섭을 포함한다. 이러한 간섭은 통상적으로 송신기에서 잡음 같은 것이다. 그러나, 수신기에서 간섭은 분산 채널을 경유하여, 상관 관계를 유발한다. 그러므로, 셀룰러 시스템에서 손상 샘플에 상관되고, 통상적인 레이크 수신기가 더이상 최적이 아니라는 것은, 1993년 5월 18일-20일에 발간된 Bottomley에 의한 Proc. 43^rd IEEE Veh.Technol. Conf.(VTC '93), Secaucus, NJ 에 있는, "Optimizing the Rake receiver for the CDMA downlink" 에서 알 수 있다.

이러한 문제를 해결하는 방식은 Dent 등에게 허여된 미합중국 특허 제.5,572,552호에 있다. 결합 가중값 포메이션(formation)을 보자. 우선, IIR 필터링 접근방식에서, 검출 통계량은 역확산 값의 가중값 결합 및 다른 검출 통계량의 가중값 결합을 사용하여 형성된다. 두번째로, FIR 접근 방식이 주어지는데. 두 IIR 및 FIR 접근방식은 각각의 기지국으로 부터 수신기까지 채널 응답, 잡음 및 간섭 전력 레벨을 추정할 수 있다. 이러한 것은 복잡도를 증가시키는 다중의 추정 프로세스를 필요로 한다. 마지막 접근방식으로, 완전히 적응가능한 계획이 주어지면, 결합 가중값은 결정 피드백을 사용하여 직접적으로 추적(track)된다. 그러나, 이러한 방식은 수렴(converge)하는데 시간이 걸리고, 변동을 반드시 양호하게 추적하는 것은 아니다. 그러므로, 개선된 결합 가중값 계산이 필요한다.

다음으로, 지연 추정치 또는 상관기 배치를 고려해 보자. 전술된 특허 문서에서, SNR 판정 기준은 채널 응답, 잡음력 및 간섭력 추정치에 따라 달라지는 탭 배치용으로 사용된다. 다시 말해, 많은 양이 추정되어야 하고, 복잡도는 증가한다. 그러므로, 상관기 배치에는 덜 복잡한 방식이 필요하다.

전술된 문제점은 레이크 핑거(Rake finger) 사이에 적응 가능한 화이트닝(whitening) 연산을 사용하므로서 본 발명에 의해 해결되어, 분산 채널의 영향을 받는 간섭이 제거된다. 상기 방식은 종래 방식 보다 더 적은 양을 추정하여, 잡음 및 간섭을 하나의 손상 프로세스로 총괄하여, 탭 위치간의 상관 관계가 추정된다.

본 발명의 특징 및 이점은 도면과 함께 실시예를 읽으므로서 이해될 수 있다.

도 1은 통상적인 디지털 통신 시스템이고;

도 2는 선행 기술에 따른 베이스밴드 프로세서이고;

도 3은 본 발명에 따른 베이스밴드 프로세서이고;

도 4는 본 발명에 따른 상관기 배치 추정을 위한 프로세스이고;

도 5는 본 발명에 따른 상관기 배치 추정에 사용하기 위한 메트릭 계산 프로세스이고; 그리고,

도 6은 본 발명에 따른 금지-제어 슬라이딩 상관기이다.

무선 통신에서, 송신기는 안테나로 부터 전자기 파형을 방출하고, 매체(medium)는 무선 전파 환경이고, 수신기는 하나 이상의 안테나를 채용하여 전송된 신호를 복원시킨다. 본 발명은 무선 통신의 문맥(context)으로 기술되었지만, 이러한 시스템에 한정하려는 것은 아니다. 유선 통신 및 자기 기억 시스템에도 적용할 수 있다. 이러한 적용에서, 무선 프로세서는 전송 또는 기억 매체에서 데이터 를 추출하는 장치로 일반화 된다.

본 발명에서, 수신기는 일반적으로 서로 다른 상관기 상의 손상(잡음 + 간섭)이 상관되었다는 사실을 이용한다. 이러한 상관 관계가 추정되어 결합 프로세스에서 사용된다. 따라서, 중복 간섭 성분은 제거된다. 반드시, 화이트닝 연산이 발생되어 중복 간섭 성분을 제거한다.

본 발명에 따른 베이스밴드 프로세서(300)가 도 3에 도시된다. 처음부터 끝까지, 동일한 참조 번호는 동일한 소자를 나타낸다. 베이스밴드 신호가 상관기의 뱅크(202)에 제공되어, 수신된 신호의 서로 다른 지연을 확산 코드에 상관시킨다. 지연은 상관기 배치 추정기(304)에 의해 제공된다. 서로 다른 지연에 대응하는 역확산 값은 변형된 결합기(306)에서 결합된다. 변형된 결합기(306)는 채널 계수 추정기(208)에서 부터 채널 계수 추정치 및 손상 상관 관계 추정기(310)에서 부터 손상 상관 관계 추정치를 사용하여, 검출된 기호 출력이 형성되도록 역확산 값을 결합시킨다.

손상 상관 관계 추정기(310)는 서로 다른 상관기 출력 상의 손상 사이에 상관 관계를 추정한다. 종래에 Bottomley에게 허여된 미합중국 특허 제. 5,680,419호 에 개시된 것 처럼, 서로 다른 안테나 신호 사이에 손상 상관 관계는 MLSE(Maximum Likelihood Sequence Estimation) 수신으로 사용되어 간섭을 제거하고, 상기 문서는 본원에 참조된다. 본 발명으로, 레이크 수신기에서 동일한 안테나 신호로 부터의 서로 다른 역확산 값 사이의 상관 관계가 사용된다.

손상 상관 관계를 추정하기 위한 방식은 서로 다른 안테나에서 부터 수신된 샘플 대신에 동일한 안테나로 부터의 역확산 값이 사용된다는 것을 제외하고는 Bottomley 특허에 있는 방식과 유사하다. 예를 들어, 서로 다른 상관기의 오류 신호가 사용될 수 있다. 2-레이를 예를 들면, 이러한 오류 신호는 다음과 같다:

(6)

(7)

여기서,

는 검출된 기호 값이다. 파일럿 기호가 있다면, 공지된 값을 사용할 수 있다. 파이럿 채널이 있다면, 통상적으로 +1인 효과적인 기호 값이 있다.

오류 신호가 벡터 e(n) 가 되면, 여기에서 n은 기호 주기이고, 손상 상관 관계 행렬

은 다음 식을 사용하여 업데이트(update) 될 수 있다:

(8)

여기에서, 어깨 글자 "H" 는 에르미트 전치행렬(Hermitian transpose)을 나타낸다.

은 에르미트, 즉

이어서, 대각 및 비대각 삼각형(off diagonal triangle) 중 하나(상위 또는 하위)만 추정되고 업데이트 될 필요가 있다는 점을 주목하자. 2-레이의 예를 들면, 행렬 R 은 다음과 같다:

(9)

여기서 ρ₀₀ 및 ρ₁₁ 은 실수(허수부는 0)이다. 이러한 행렬의 역행렬은 결합하는데 사용된다는 점에 주목하자. 역행렬은 공지된 역행렬 보조정리를 사용하여 직접적으로 업데이트될 수 있다. "손상 상관 관계" 항은 상관 관계 뿐만 아니라, 상관 관계 역행렬과 같은 어떤 관련된 양을 인용하는데 사용된다.

그 후, 변형된 결합기(306)는 채널 계수 및 손상 상관 관계를 모두 사용하여 역확산 값을 결합하여 검출 통계량을 발생시킨다. 결합 연산은 다음과 같이 표시될 수 있다:

(10)

여기에서, 채널 계수도 벡터로 된다. 검출 통계량은 검출된 기호 값을 발생시키도록 또 처리될 수 있다. 다른 프로세싱을 하기 위한 소프트 값으로서도 사용될 수 있다.

결합은 다양한 방법으로 실현될 수 있다. 역확산 값은 우선 손상 상관 관계 행렬로 결합된 후 채널 계수로 결합될 수 있다. 대안적으로, 채널 계수 및 손상 상관 관계는 미리 결합되여 다음의 가중값을 발생시킬 수 있다:

(11)

그 후, 검출 통계량은 다음과 같이 표현될 수 있다:

z' = w^Hx (12)

대안적으로, 손상 상관 관계 행렬 추정치 및 채널 계수 추정치의 결합은 함께 행해질 수 있다. 2-레이의 예를 들어, 이러한 것은 다음과 같이 표현될 수 있다:

(13)

여기에서,

(14)

이다.

또한, 제곱근 인수분해를 사용하여 역손상 상관관계 행렬 추정치(inverse impairment correlation matrix estimate)를 인수분해 할 수 있고, 2개의 인자가 다음과 같이 주어진다:

(15)

그러므로, 결합 연산은 다음과 같이 표현될 수 있다.

z' = g^Hy (16)

여기서,

y = Qx (17)

및

(18)

이다.

역확산 값에 Q를 곱하여서 손상을 화이트닝(whitening) 할 수 있지만, 모든 채널 응답은 변화한다. 그 결과, 채널 계수도 변형되어야 한다.

칼만 필터링(Kalman filtering) 제곱근을 근거로, 손상 상관 관계의 또 다른 형태인 제곱근 행렬 Q 를 추정하고 추적할 수 있다. 그 후, 검출하는데 사용되는 역확산 값 및 채널 계수를 추정하는데 사용되는 역확산 값이 먼저 화이트닝될 수 있다. 화이트닝된 역확산 값에 적용되는 표준 채널 계수 추정치에 의해 g가 구해진다. 대안적으로, 전술된 바와 같이 먼저 채널을 추적한 후 채널 계수 추정치의 제곱근을 구할 수 있다.

상관기 배치 유니트(304)의 연산은 어떤 통상적인 지연 추정치 방식을 채용할 수 있다. 예를 들어, 상기 유니트(304)는 1998년 1월 12일자 "Multiple Delay Estimation for Direct Sequence Spread Systems" 라는 미합중국 특허 출원 중인 제.09/005,580호에 개시된 방식을 채용할 수 있고, 상기 문서는 전체적으로 본문에 참조되었다. 그러나, 상관기 배치 유니트(304)는 대안적으로 메트릭을 변형하여 손상 상관 관계 행렬의 추정치를 포함하는 것과 같은 전술된 특허 출원중인 문서에 있는 방식을 변형하는 것을 근거로 하는 다른 방식을 사용할 수 있다.

예를 들어, 상기 방식 중 하나는 도 4에 기술된다. 프로세스는 시작 블록(402)에서 시작한다. 그 후, 단계(404)에서 서로 다른 지연에 대응하는 역확산 값이 발생되고 저장된다. 단계(406)에서, 가정된(hypothesizes) 탭 위치 또는 지연이 만들어진다. 단계(408)에서, 메트릭이 계산되어 이러한 지연 세트에 대응한다. 단계(410)에서, 메트릭은 이전 것과 비교된다. 메트릭이 더욱 양호하면, 그것은 새로운 최상의 메트릭으로서 저장되고, 또한, 대응하는 지연 결합도 저장된다. 그 후, 단계(412)에서, 지연 결합이 모두 다 되었는지를(exhaust) 판정한다. 만일 그렇지 않다면, 다음 결합은 단계(406)에서 고려된다. 다시 말해서, 지연 추정치는 최상의 메트릭에 대응하는 것을 획득하고, 프로세스는 단계(418)에서 끝난다.

중요한 차이점은 메트릭이 어떻게 계산되는냐 하는 것이다. 메트릭 계산 단계(408)는 도 5에 더욱 자세하게 기술된다. 지연 결합에 있어서, 채널 계수의 세트는 단계(502)에서 표준 방식을 사용하여 추정된다. 이러한 채널 계수는 전송, 매체 및 수신 필터 응답에 대응하는 "합성(composite)" 채널 계수이어야 한다. 전송 및/ 또는 수신 필터 응답 지식 형태의 부정보(side information)는, Sourour 등에게 허여된 미합중국 특허 출원중인 전술된 문서에서 처럼 추정치를 개선시키는데 사용될 수 있다. 그 후, 단계(504)에서, 손상 상관 관계는 전술된 방식을 사용하여 추정된다. 마지막으로, 단계(506)에서, 메트릭은 채널 계수 추정치 및 손상 상관 관계 추정치를 모두 사용하여 계산된다. 바람직한 메트릭은 다음과 같이 표현될 수 있다:

(19)

상기 식은 메트릭의 SNR 핑거에 대응한다.

유사하게, 1997년 12월 27일에 발간된 Bottomley 및 Chennakeshu 에 의한 미합중국 특허 출원중인 제.08/773,560 호에 개시된 바와 같이, 서로 다른 안테나 신호 사이의 손상 상관 관계는 동기화를 사용하고, 상기 문서는 전체적으로 본원에 참조되어 있다. 본 발명으로, 동일한 안테나 신호를 형성하는 서로 다른 역확산 값 사이의 상관 관계는 레이크 수신기에서 상관기 또는 "핑거" 배치를 결정하는데 사용된다.

먼저 통상적인 지연 추정치를 연산한 후, 통상적인 지연 추정치의 부근내의 지연을 고려한다는 것이 이점이 될 수 있다. 최강의 레이 지연 추정치 M 을 유지한 후, 남아있는 지연 추정치 P 에 대한 대안을 고려하는 것도 바람직할 수 있다.

도 3으로 돌아가서, 상관기 뱅크(202)는 여러 방법으로 실현될 수 있다. 통 합 및 덤프(dump) 상관기 그룹이 될 수 있다. 그것은 단일 슬라이딩 상관기를 사용하여 실현될 수도 있다. 이러한 경우, 슬라이딩 상관기의 출력을 선택하는 것에 대응하는 상관기 뱅크와 관련된 지연은 계속하여 또 다른 프로세스를 처리한다. 제 3 방식은 도 6에 개시된 바와 같이 금지 슬라이딩 상관기를 선택적으로 사용하게 된다.

데이터 샘플은 지연 소자(604a 내지 604c)를 포함하는 지연 라인(602)에 제공된다. 이러한 예에서, 샘플링 속도는 2샘플/칩 이고, 역확산 코드 섹션 길이는 3이라고 가정하자. 본 기술 분야의 숙련자는 본 발명의 이러한 양상은 어떤 샘플링 속도 및 어떤 역확산 길이로도 확장될 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 지연(604a)은 생략될 수 있고, 입력 샘플이 어떻게 발생되느냐에 따라 달라진다는 것에 주목하자.

지연 샘플은 분리 칩 유니트(608a 내지 608c) 및 가산기(610)를 포함하는 프로세싱 엔진(606)에 제공된다. 지연 샘플은 분리 칩 유니트(608a 내지 608c)에 제공되어, 역확산 칩 값은 샘플에서 제거되어 변형된 샘플을 발생시킨다. 예를 들어, 수신된 샘플은 켤레 역확산 칩 값으로 곱해진다. 칩 값이 +1 또는 -1 일 때, 칩 분리는 간단히 수신된 샘플을 취소하거나 취소하지 않는다. 변형된 샘플은 가산기(610)에서 다같이 더해져서 역확산 값을 발생시킨다.

프로세싱 엔진(606)의 연산과 통상적인 슬라이딩 상관기와 구별되는 점은 프로세싱 엔진(606)에서는 소자의 연산이 선택적으로 금지될 수 있어, 역확산 값이 필요하지 않을 때 전력이 절약된다는 것이다. 그러므로, 분리 칩 유니트(608a 내지 608c) 및 가산기(610)는 제어 입력부를 포함하여, 연산이 수행되었는지 여부를 판정한다.

프로세싱 엔진(606)은 금지 유니트(612)에 의해 제어되어, 사용된 지연을 근거로 한 제어 신호를 발생시킨다. 반드시, 금지 제어 유니트(612)는 프로세싱 엔진(606)에 지시하여, 이러한 관련된 지연에 대해서만 역확산 값을 발생시킨다. 금지 제어 유니트(612)는 다른 모든 지연에 대해서는 지연된 샘플을 발생시키지 않도록 프로세싱 엔진(606)에 지시한다.

지연 라인(602)는 원형 버퍼로서 효율적으로 실현될 수 있다. 이러한 것은 데이터 기호를 반복적으로 시프트하는데 필요한 전력 소비를 회피한다.

이러한 방식은 4 통합-덤프 상관기 뱅크가 4 지연까지 검사 할 수 있다는 문제를 극복한다. 많은 전력을 소비하는 슬라이딩 상관기가 가진 문제점도 해결된다. 금지-제어 슬라이딩 상관기는 초기 획득 및 지연 추적으로 뿐만 아니라 통상적인 레이크 결합에 사용될 수 있다.

도 3으로 돌아가서, 공지된 안테나 어레이 프로세싱 방식에 근거한 상관 관계 결합의 다른 형태가 사용될 수 있다. 예를 들어, 손상 상관 관계 추정치는 역확산 상관 관계 추정치로 대체될 수 있는데, 여기서 오류 신호 e는 행렬

이 형성될 때 x 로 대체된다. "소프트" 결정 통계량이 주어진 바람직한 실시예에서 만큼 연속되는 프로세싱에서 양호하기 동작하지 않는다 할 지라도, 이러한 방식은 간섭을 제거할 수 있다.

본 발명은 어떠한 유형의 채널 계수 추적 알고리즘도 사용할 수 있다. 예를 들어, LMS, KLMS(예를 들어, 1997년 8월에 발간된 Jamal 등에 의한 IEEE Trans. Veh. Technol.의 제 46권의 634-641페이지에 나와 있는 "Adaptive MLSE performance on the D-AMPS 1900 channel" 을 참조), RLS 및 칼만 추적 알고리즘이 적당한다. 예로서 칩-이격된 레이가 사용되고, 레이는 분수 간격을 포함하는 임의의 간격을 가질 수 있다. 또한, 채널 계수 추정치는 파일럿 기호 섹션 사이에 삽입하므로서 행해질 수 있다. 유사하게, 본 발명은 손상 상관 관계 추정치에 대한 많은 방식을 사용할 수 있다. 파이럿 기호 섹션 사이에 손상 상관 관계가 추적되거나 삽입될 수 있다. 수신기 양이 추적될 때, PSP(per survivor processing)는 가정된 기호 값 당 채널 계수 추정치 및 손상 상관 관계 추정치를 유지하므로서 성능을 개선시키는데 사용될 수 있다.

변형된 방식이 가능하고, 역확산 값을 결합하는데 사용되는 손상 상관 관계 추정치는 손상 상관 관계 추정치와 고정값의 결합이다. 이러한 것은 통상적인 방식(고정값은 단위 행렬이다)과 본 발명 사이에 적절한 스위칭(switching) 방식을 제공한다. 또한, 적응 가능한 추정치와 공지된 구조 사이에 스위칭하는 데에도 사용될 수 있다. 예를 들어, 간섭이 분산되지 않는다면, 손상은 단지 수신 필터에 의해서만 영향을 받는다. 그러므로, 고정 행렬은 펄스 모양 자기상관 값의 행렬이 될 수 있고, 잡음력의 추정치에 의해 측정(scale)될 수 있다. 적응 가능한 잡음력 추정치에 의해 측정된 펄스 모양의 자기 상관 행렬을 사용하므로서 "고정 행렬"도 적응될 수 있다.

본 발명은 다경로 방식에 사용될 수 있다. 데이터 프레임(data frame)에 대 응하는 역확산 값은 저장될 수 있다. 종래의 프로세싱 위상에서 전진-오류-수정 및 전진-오류-검출 디코딩은 오류를 정정하거나 검출하는데 사용될 수 있다. 그 후, 재-인코딩(re-encoding)은 더욱 양호한 매개 변수를 추정하기 위하여 제 2 경로에 참조 기호를 제공하는데 사용될 수 있다. 다경로 복조는 Dent에게 허여된 미합중국 특허 제.5,673,291호에 기술되어 있고, 상기 문서는 본원에 참조되었다.

또한, 본 발명은 다경로 수신 안테나와 연계되어 사용될 수 있다. Jonas Karlsson 및 Sara Mazur 에 의한 "Code division multiple access mobile station interference suppression" 이란 명칭의 미합중국 특허 출원중인 제.08/992,174호에서, 특정 지연에 대응하는 다경로 안테나 역확산 값은 안테나의 손상 추정치를 사용하여 결합된다. 본 발명으로, 모든 안테나로 부터의 역확산 값은 하나의 역확산 값 세트로 되고, 본 발명에 따라서 결합된다. 그러므로, 안테나 및 지연의 손상 상관 관계는 추정되어, 결합시키는데 사용된다.

혼성(hybrid) 방식이 가능하여, 역확산 값의 그룹은 본 발명을 사용하여 결합된 후, 이러한 그룹은 간단하게 모두 더해져 검출 통계량을 형성한다. Karlsson 등에 의한 전술된 문서와는 달리, 그룹은 서로 다른 안테나를 제외하고는 반드시 동일한 지연에 대응될 필요는 없다.

본 발명은 변조된 단일 트래픽 채널의 문맥으로 기술된다. 그러나, 본 발명은 IS-95 다운링크(downlink)와 같은 파이럿 기호 또는 파일롯 채널을 가진 시스템에서도 적용될 수 있다. 파일럿 기호를 가지고, 기호 값은 공지되어 있어, 채널 계수 추정치 및 손상 추정치는 검출된 기호 값 대신에 공지된 기호 값을 사용할 수 있다. 파일럿 채널으로, 파일럿 채널은 공지된 기호 값(통상적으로 모두 +1)의 연속적인 시퀀스로 볼 수 있다. 그러므로, 이러한 공지된 기호 값이 사용될 수 있다.

본 기술 분야의 숙련자는 본 발명은 본문의 설명을 위해 기술된 특정 실시예로 제한하려는 것이 아니라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 본 발명의 사상은 전술된 상세한 설명 이외에도 첨부된 청구 범위로 설명되고, 청구 범위의 의도와 모순되지 않는 모든 균등한 것은 본문에 포함되게 된다.

Claims

정보 기호에 대응하는 검출 통계량을 발생시키기 위한 방법에 있어서,

신호를 수신하여 이 신호로부터 데이터 샘플을 발생시키는 단계;

역확산 값을 발생시키도록 상기 데이터 샘플을 코드에 상관시키는 단계;

채널 계수 추정치를 발생시키도록 채널 응답을 추정하는 단계;

손상 상관 관계 추정치를 발생시키도록 상기 수신된 신호의 서로 다른 지연 사이에 손상 상관 관계를 추정하는 단계; 및

상기 채널 계수 추정치 및 상기 손상 상관 관계 추정치를 사용하여 검출 통계량을 발생시키도록 상기 역확산 값을 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 검출 통계량 발생 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 채널 응답 추정 단계는:

파일럿 채널 역확산 값을 발생시키도록 파일럿 채널에 상관시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검출 통계량 발생 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 채널 응답 추정 단계는:

파일럿 기호 역확산 값을 발생시키도록 파일럿 기호에 상관시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검출 통계량 발생 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 채널 응답 추정 단계는 기호 값을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 검출 통계량 발생 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 기호 값은 파일럿 기호 값에 대응하는 것을 특징으로 하는 검출 통계량 발생 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 기호 값은 검출된 기호 값에 대응하는 것을 특징으로 하는 검출 통계량 발생 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 기호 값은 재-인코딩된 기호 값에 대응하는 것을 특징으로 하는 검출 통계량 발생 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 손상 상관 관계 추정 단계는:

파일럿 채널 역확산 값을 발생시키도록 파일럿 채널에 상관시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검출 통계량 발생 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 손상 상관 관계 추정 단계는:

파일럿 기호 역확산 값을 발생시키도록 파일럿 기호에 상관시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검출 통계량 발생 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 손상 상관 관계 추정 단계는:

기호 값을 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검출 통계량 발생 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 기호 값은 파일럿 기호 값에 대응하는 것을 특징으로 하는 검출 통계량 발생 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 기호 값은 검출된 기호 값에 대응하는 것을 특징으로 하는 검출 통계량 발생 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 기호 값은 재-인코딩된 기호 값에 대응하는 것을 특징으로 하는 검출 통계량 발생 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 서로 다른 지연 사이의 손상 상관 관계 추정 단계는:

상기 채널 계수 추정치를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검출 통계량 발생 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 역확산 값 결합 단계는:

가중값을 발생시키도록 상기 채널 계수 추정치와 상기 손상 상관 관계 추정치를 결합시키는 단계; 및,

상기 검출 통계량을 발생시키도록 상기 가중값과 상기 역확산 값을 결합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검출 통계량 발생 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 역확산 값 결합 단계는:

변형된 역확산 값을 발생시키도록 상기 역확산 값과 상기 손상 상관 관계 추 정치를 결합시키는 단계; 및,

검출 통계량을 발생시키도록 상기 채널 계수 추정치와 상기 변형된 역확산 값을 결합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검출 통계량 발생 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 역확산 값은 화이트닝된 역확산 값을 발생시키도록 상기 손상 상관 관계 추정치와 결합되는 것을 특징으로 하는 검출 통계량 발생 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 서로 다른 지연 사이의 손상 상관 관계 추정 단계는:

역 손상 상관 관계 행렬의 성분을 추정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검출 통계량 발생 방법.
대역 확산 수신기에 있어서:

신호를 수신하여 이 신호로부터 데이터 샘플을 발생시키기 위한 수단;

역확산 값을 발생시키도록 상기 데이터 샘플을 코드에 상관시키기 위한 수단;

채널 계수 추정치를 발생시키도록 채널 응답을 추정하기 위한 수단;

손상 상관 관계 추정치를 발생시키도록 상기 수신된 신호의 서로 다른 지연 사이의 손상 상관 관계를 추정하기 위한 수단; 및,

상기 채널 계수 추정치 및 상기 손상 상관 관계 추정치를 사용하여 검출 통계량을 발생시키도록 상기 역확산 값을 결합시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 대역 확산 수신기.
제 19 항에 있어서,

상기 채널 응답 추정 수단은:

파일럿 채널 역확산 값을 발생시키도록 파일럿 채널에 상관시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대역 확산 수신기.
제 19 항에 있어서,

상기 채널 응답 추정 수단은:

파일럿 기호 역확산 값을 발생시키도록 파일럿 기호에 상관시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대역 확산 수신기.
제 19 항에 있어서,

상기 채널 응답 추정 수단은 기호 값을 수신하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대역 확산 수신기.
제 22 항에 있어서,

상기 기호 값은 파일럿 기호 값에 대응하는 것을 특징으로 하는 대역 확산 수신기.
제 22 항에 있어서,

상기 기호 값은 검출된 기호 값에 대응하는 것을 특징으로 하는 대역 확산 수신기.
제 22 항에 있어서,

상기 기호 값은 재-인코딩된 기호 값에 대응하는 것을 특징으로 하는 대역 확산 수신기.
제 19 항에 있어서,

상기 손상 상관 관계 추정 수단은:

파일럿 채널 역확산 값을 발생시키도록 파일럿 채널에 상관시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대역 확산 수신기.
제 19 항에 있어서,

상기 손상 상관 관계 추정 수단은:

파일럿 기호 역확산 값을 발생시키도록 파일럿 기호에 상관시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대역 확산 수신기.
제 19 항에 있어서,

상기 손상 상관 관계 추정 수단은:

상기 기호 값을 수신하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대역 확산 수신기.
제 28 항에 있어서,

상기 기호 값은 파일럿 기호 값에 대응하는 것을 특징으로 하는 대역 확산 수신기.
제 28 항에 있어서,

상기 기호 값은 검출된 기호 값에 대응하는 것을 특징으로 하는 대역 확산 수신기.
제 28 항에 있어서,

상기 기호 값은 재-인코딩된 기호 값에 대응하는 것을 특징으로 하는 대역 확산 수신기.
제 19 항에 있어서,

상기 서로 다른 지연 사이의 손상 상관 관계 추정 수단은:

상기 채널 계수 추정치를 수신하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대역 확산 수신기.
제 19 항에 있어서,

상기 역확산 값 결합 수단은:

가중값을 발생시키도록 상기 채널 계수 추정치와 상기 손상 상관 관계 추정치를 결합시키기 위한 수단; 및,

상기 검출 통계량을 발생시키도록 상기 가중값과 상기 역확산 값을 결합시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대역 확산 수신기.
제 19 항에 있어서,

상기 역확산 값 결합 수단은:

변형된 역확산 값을 발생시키도록 상기 역확산 값과 상기 손상 상관 관계 추정치를 결합시키기 위한 수단; 및

검출 통계량을 발생시키도록 상기 채널 계수 추정치와 상기 변형된 역확산 값을 결합시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대역 확산 수신기.
제 19 항에 있어서,

상기 역확산 값은 화이트닝된 역확산 값을 발생시키도록 상기 손상 상관 관계 추정치와 결합되는 것을 특징으로 하는 대역 확산 수신기.
제 19 항에 있어서,

상기 서로 다른 지연 사이의 손상 상관 관계를 추정하기 위한 수단은:

손상 상관 관계 역 행렬의 성분을 추정하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대역 확산 수신기.
역확산 지연을 추정하기 위한 방법에 있어서:

후보 지연 세트를 발생시키는 단계;

상기 후보 지연 세트에 대응하는 채널 계수 추정치를 발생시키도록 채널 응답을 추정하는 단계;

손상 상관 관계 추정치를 발생시키도록 후보 지연에 대응하는 수신된 신호의 지연 사이에 손상 상관 관계를 추정하는 단계;

상기 후보 지연 세트에 대응하는 메트릭을 발생시키도록 상기 채널 계수 추정치와 상기 손상 상관 관계 추정치를 결합시키는 단계; 및,

상기 메트릭을 사용하여 역확산 지연 추정치를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 역확산 지연 추정 방법.
제 37 항에 있어서,

상기 채널 응답 추정 단계는:

상기 채널 계수 추정치로서, 전송 필터 응답 특성, 매체 응답 특성 및 수신기 필터 특성에 대응하는 값을 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 역확산 지연 추정 방법.
제 37 항에 있어서,

상기 채널 응답 추정 단계는:

하나 이상의 전송 및 수신기 필터 응답 특성의 지식을 사용하여 상기 채널 계수 추정치를 개선시키기 위한 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 역확산 지연 추정 방법.
수신된 신호를 처리하도록 추정된 역확산 지연을 사용하는 수신기에 있어서:

후보 지연 세트를 발생시키기 위한 수단;

상기 후보 지연 세트에 대응하는 채널 계수 추정치를 발생시키도록 채널 응답을 추정하기 위한 수단;

손상 상관 관계 추정치를 발생시키도록 후보 지연에 대응하는 수신된 신호의 지연 사이에 손상 상관 관계를 추정하기 위한 수단;

상기 후보 지연 세트에 대응하는 메트릭을 발생시키도록 상기 채널 계수 추정치와 상기 손상 상관 관계 추정치를 결합시키기 위한 수단; 및,

상기 메트릭을 사용하여 역확산 지연 추정치를 발생시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 추정된 역확산 지연을 사용하는 수신기.
제 40 항에 있어서,

상기 채널 응답 추정 수단은:

상기 채널 계수 추정치로서, 전송 필터 응답 특성, 매체 응답 특성 및 수신기 필터 특성에 대응하는 값을 발생시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 추정된 역확산 지연을 사용하는 수신기.
제 40 항에 있어서,

상기 채널 응답 추정 수단은:

하나 이상의 전송 및 수신기 필터 응답 특성의 지식을 사용하여 상기 채널 계수 추정치를 개선시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 역확산 지연을 사용하는 수신기.
수신된 신호를 역확산하기 위한 방법에 있어서:

다수의 데이터 샘플을 저장하는 단계;

상기 저장된 데이터 샘플과 칩 값을 결합시키므으로서 상기 저장된 데이터 샘플을 선택적으로 처리하는 단계; 및,

역확산 값을 발생시키도록 상기 결과를 합산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신된 신호를 역확산시키기 위한 방법.
제 43 항에 있어서,

상기 선택적으로 처리하는 단계는:

각각의 샘플 주기 동안 상기 저장된 데이터 샘플과 상기 칩 값을 선택적으로 결합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신된 신호를 역확산시키기 위한 방법.
제 43 항에 있어서,

상기 선택적으로 처리하는 단계는:

관련된 지연에 대해서만 상기 저장된 데이터 샘플을 선택적으로 결합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신된 신호를 역확산시키기 위한 방법.
슬라이딩 상관기에 있어서:

상기 슬라이딩 상관기에 입력되는 데이터 샘플 스트림을 지연시키기 위한 다수의 지연 소자를 포함하는 지연 라인;

상기 지연된 데이터 샘플로 부터 칩을 분리하기 위하여 상기 다수의 지연 소자들중 한 소자의 출력과 각각 관련되는 다수의 분리 칩 유니트;

상기 다수의 분리 칩 유니트로 부터의 출력을 수신하고, 상기 출력을 모두 더하기 위한 가산기; 및,

상기 다수의 분리 칩 유니트 중 하나 이상의 분리 칩 유니트 및 상기 가산기가 선택적으로 기능하기 위한 금지 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 상관기.
제 46 항에 있어서,

상기 지연 라인은 원형 버퍼인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 상관기.
제 46 항에 있어서,

상기 금지 유니트는 관련된 지연에 대해서만 상기 다수의 분리 칩 유니트중 하나 이상의 분리 칩 유니트와 상기 가산기를 기능시키도록 동작하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 상관기.
제 46 항에 있어서,

상기 금지 유니트는 상기 다수의 분리 칩 유니트와 상기 가산기 모두가 선택적으로 기능하거나 기능하지 못하도록 하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 상관기.
제 1 항에 있어서,

상기 신호 수신 단계는:

다수의 안테나 신호에 대응하는 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검출 통계량 발생 방법.
제 19 항에 있어서,

상기 신호 수신 수단은:

다수의 안테나 신호에 대응하는 신호를 수신하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대역 확산 수신기.