KR20010093452A - Improved rake receiver and receiving method for direct sequence code division multiple access - Google Patents

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    • H04B1/711—Interference-related aspects the interference being multi-path interference
    • H04B1/7115—Constructive combining of multi-path signals, i.e. RAKE receivers
    • H04B1/712—Weighting of fingers for combining, e.g. amplitude control or phase rotation using an inner loop

Abstract

PURPOSE: An improved DS/CDMA rake receiver and method therefor is provided to decrease performance degradation according to the output of a finger including many errors and improve a BER(Bit Error Rate) performance by multiplying the output of each finger by a weight value according to the reliability of the output of each finger. CONSTITUTION: Each finger(200-202) generates a code having a code phase suitable for a specific path, multiplies the generated code by a received signal to obtain a moving average, and estimates a channel to compensate the channel. Each slicer(210-212) slices an output value of each finger(200-202). The first adder(220) adds the output of each finger(200-202). The second slicer(221) slices an output of the first adder(220). A weight value determining unit(230) discriminates reliability to the output of each slicer(210-212) and determines a weight value according to the discriminated result. A plurality of multipliers(240-242) multiply the weight value determined in the weight value determining unit(230) by the output of each finger(200-202). The second adder(250) adds an output of each multiplier(240-242). The third slicer(260) slices the added value.

Description

개선된 직접 시퀀스 코드분할다중접속 레이크 수신기 및 그 방법{Improved rake receiver and receiving method for direct sequence code division multiple access}Improved rake receiver and receiving method for direct sequence code division multiple access

본 발명은 개선된 직접 시퀀스 코드분할다중접속 레이크 수신기 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 레이크 수신기에 포함되는 핑거들의 출력에 가중치를 주어서 그 결과값을 슬라이싱하는 직접 시퀀스 코드분할다중접속 레이크 수신기 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an improved direct sequence code division multiple access rake receiver and a method thereof, and in particular, a direct sequence code division multiple access rake receiver and method for weighting an output of the fingers included in the rake receiver and slicing the resulting value. It is about.

직접 시퀀스 코드분할다중접속(DS/CDMA) 시스템은 서로 다른 코드(code)를 사용하여 각 사용자나 채널을 구분한다. DS/CDMA 신호는 무선 채널을 통과하여 수신된다. 그러므로 수신된 신호는 서로 다른 지연(delay) 및 감쇠를 겪은 신호의 합으로 표현된다.Direct Sequence Code Division Multiple Access (DS / CDMA) systems use different codes to distinguish each user or channel. DS / CDMA signals are received over a wireless channel. The received signal is therefore represented as the sum of the signals which have undergone different delays and attenuations.

종래의 DS/CDMA 수신기는 수신신호를 복원하기위하여 레이크 수신기에 근간을 둔 핑거(finger) 구조를 사용한다. 즉, 핑거 구조의 레이크 수신기를 사용하여 다중경로(multipath) 무선 채널을 겪은 수신신호로부터 송신 신호를 복원한다. 핑거는 각 경로로부터 수신된 신호를 분리하고, 해당 경로가 겪은 채널을 추정하여 보상한다. 수신기는 추정된 채널이 보상된 결과를 결합함으로써 다중경로를 통과한 신호를 복원하게된다.The conventional DS / CDMA receiver uses a finger structure based on the rake receiver to recover the received signal. That is, a rake receiver of a finger structure is used to recover a transmission signal from a received signal that has undergone a multipath radio channel. The finger separates the signal received from each path and estimates and compensates for the channel experienced by that path. The receiver combines the compensated results of the estimated channels to recover the signal through the multipath.

도 1은 종래의 DS/CDMA 레이크 수신기에 대한 블록도이다. 도 1에 따른 레이크 수신기는 복수의 핑거들(100 내지 102), 가산기(110) 및 슬라이서(120)로 구성된다.1 is a block diagram of a conventional DS / CDMA rake receiver. The rake receiver according to FIG. 1 consists of a plurality of fingers 100 to 102, an adder 110 and a slicer 120.

각 핑거(100 내지 102)는 다중경로를 통해 지연 및 감쇠를 겪은 수신신호에 대해 각 경로에 해당하는 채널을 추정하고 보상한다. 가산기(110)는 각 핑거(100 내지 102)의 출력을 가산하고, 슬라이서(120)는 기준값에 대해 가산기(110)의 출력값을 슬라이싱하여 데이터를 복원한다.Each finger 100 to 102 estimates and compensates a channel corresponding to each path for a received signal that has undergone delay and attenuation through multipath. The adder 110 adds the output of each finger 100 to 102, and the slicer 120 slices the output value of the adder 110 with respect to the reference value to restore the data.

그러나 상기 핑거들(100 내지 102)의 출력에는 다중경로로 인한 간섭성분과 다중 접속(multiple access)으로 인한 간섭성분이 남아있다. 수신신호는 서로 다른 감쇠를 겪은 신호의 합이므로, 감쇠가 큰 경로를 통과한 수신신호는 감쇠가 작은 경로를 통과한 신호보다 다중경로로 인한 간섭이 크게 된다. 그러므로 감쇠가 큰 경로를 통과한 신호를 복원한 핑거의 출력은 그만큼 신뢰도가 떨어지게 된다. 따라서, 핑거 출력의 신뢰도에 상관없이 모든 핑거의 출력을 결합한다면 다중경로 간섭으로인한 성능저하를 유발할 수 있다.However, interference components due to multiple paths and interference components due to multiple access remain at the outputs of the fingers 100 to 102. Since the received signal is the sum of the signals that have undergone different attenuations, the received signal that passes through the path with high attenuation has more interference due to multipath than the signal that has passed through the path with low attenuation. Therefore, the output of the finger that restored the signal that passed through the path with high attenuation is less reliable. Therefore, combining the outputs of all fingers regardless of the reliability of the finger outputs may cause performance degradation due to multipath interference.

또한, 감쇠가 큰 경로를 겪은 수신신호는 다중경로로 인한 간섭이 크기 때문에 정확한 채널 추정이 어렵게되어 채널에 대한 보상이 적절하지 못할 수 있다.In addition, since a received signal that has undergone a large attenuation path has a large amount of interference due to multipath, accurate channel estimation may be difficult, and thus compensation for a channel may not be appropriate.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 각 핑거의 출력의 신뢰도에 따라 각각 서로 다른 가중치를 두어서 결합하여 신호를 복원하는 DS/CDMA 레이크 수신기 및 그 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a DS / CDMA rake receiver and a method for restoring a signal by combining different weights according to the reliability of the output of each finger.

도 1은 종래의 DS/CDMA 레이크 수신기에 대한 블록도이다.1 is a block diagram of a conventional DS / CDMA rake receiver.

도 2는 본 발명에 따른 DS/CDMA 레이크 수신기에 대한 구성도이다.2 is a block diagram of a DS / CDMA rake receiver according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 DS/CDMA 레이크 수신기의 다른 실시예에 대한 구성도이다.3 is a block diagram of another embodiment of a DS / CDMA rake receiver according to the present invention.

상기 기술적 과제를 이루기위한, 본 발명은 다중경로를 통해 수신된 신호에 대해 각 경로에 해당하는 채널을 추정하여 보상하는 복수의 핑거; 각 핑거의 출력을 가산하고, 가산된 결과를 슬라이싱하는 임시 결정부; 상기 각 핑거의 출력을 슬라이싱하고, 슬라이싱한 결과를 상기 임시 결정부의 출력값과 비교하여 그 결과에 따라 상기 각 핑거의 출력에 가중치를 주는 가중치 결정부; 및 상기 가중치 결정부에서 결정된 각 가중치에 따라 해당 슬라이서의 출력을 가중하고, 가중결과를 가산하며, 가산결과를 슬라이싱하여 데이터를 복원하는 데이터 복원부를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a plurality of fingers for estimating and compensating for a channel corresponding to each path for a signal received through a multipath; A temporary determination unit for adding the output of each finger and slicing the added result; A weight determination unit for slicing an output of each finger and comparing the slicing result with an output value of the temporary determination unit and weighting an output of each finger according to the result; And a data recovery unit for weighting the output of the corresponding slicer according to each weight determined by the weight determination unit, adding a weighting result, and slicing the addition result to restore data.

상기 기술적 과제를 이루기위한, 본 발명은 다중경로를 통해 수신된 신호에 대해 각 경로에 해당하는 채널을 추정하여 보상하는 복수의 핑거; 각 핑거의 출력에서 파일럿 심볼의 에러 수를 검출하는 파일럿 에러 검출부; 검출된 에러 수에 따라 서로 다른 가중치를 주는 가중치 결정부; 및 결정된 가중치에 따라 각 핑거의 해당 출력을 가중하고, 가중 결과를 가산하며, 가산 결과를 슬라이싱하여 데이터를복원하는 데이터 복원부를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a plurality of fingers for estimating and compensating for a channel corresponding to each path for a signal received through a multipath; A pilot error detector for detecting an error number of pilot symbols at an output of each finger; A weight determination unit for giving different weights according to the detected number of errors; And a data reconstruction unit for weighting a corresponding output of each finger according to the determined weight, adding a weighting result, and slicing the addition result to restore data.

상기 기술적 과제를 이루기위한, 본 발명은 (a) 다중경로를 통해 수신된 신호에 대해 각 경로에 해당하는 채널을 추정하여 보상하는 단계; (b) 채널이 보상된 각 신호의 신뢰도를 판별하고, 판별된 신뢰도에 따라 상기 채널이 보상된 각 신호를 서로 다르게 가중하는 단계; 및 (c) 가중된 신호를 가산하고 슬라이싱하여 데이터를 복원하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention comprises the steps of (a) estimating and compensating for a channel corresponding to each path for the signal received through the multipath; (b) determining a reliability of each signal whose channel is compensated, and weighting each of the signals compensated by the channel differently according to the determined reliability; And (c) adding and slicing the weighted signal to restore the data.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 DS/CDMA 레이크 수신기에 대한 구성도이다. 도시된 DS/CDMA 레이크 수신기는 복수의 핑거(200 내지 202), 제1가산기(220)와 제2슬라이서(221)로 구성되는 임시 결정부, 복수의 슬라이서(210 내지 212), 가중치 결정부(230), 복수의 곱셈기(240 내지 242)와 제2가산기(250)와 제3슬라이서(260)로 구성되는 데이터 복원부를 포함한다.2 is a block diagram of a DS / CDMA rake receiver according to the present invention. The illustrated DS / CDMA rake receiver includes a temporary determiner consisting of a plurality of fingers 200 to 202, a first adder 220 and a second slicer 221, a plurality of slicers 210 to 212, and a weight determiner ( 230, a data recovery unit including a plurality of multipliers 240 to 242, a second adder 250, and a third slicer 260.

각 핑거(200 내지 202)는 다중경로를 통해 지연 및 감쇠를 겪은 수신신호에 대해 각 경로에 해당하는 채널을 추정하고 보상한다. 즉, 각 핑거(200 내지 202)는 특정 경로에 적합한 코드 위상(code phase)을 갖는 코드를 생성하고, 생성된 코드를 수신된 신호에 곱한 후 이동평균(moving average)를 취한다. 그리고 채널을 추정하여 보상한다.Each finger 200 to 202 estimates and compensates a channel corresponding to each path for a received signal that has undergone delay and attenuation through multipath. That is, each finger 200-202 generates a code having a code phase suitable for a particular path, multiplies the generated code by the received signal and takes a moving average. The channel is estimated and compensated.

각 슬라이서(210 내지 212)는 각 핑거(200 내지 202)의 출력값을 슬라이싱한다. 제1가산기(220)는 각 핑거(200 내지 202)의 출력을 가산하고 제2슬라이서(221)는 제1가산기(220)의 출력을 슬라이싱한다.Each slicer 210-212 slices an output value of each finger 200-202. The first adder 220 adds the output of each finger 200 to 202 and the second slicer 221 slices the output of the first adder 220.

가중치 결정부(230)는 제2슬라이서(221)의 출력을 참조하여 각 슬라이서(210 내지 212)의 출력에 대해 신뢰도를 판별하고 그에 따른 가중치를 결정한다. 예를 들어, 각 슬라이서(210 내지 212)의 출력과 제2슬라이서(221)의 출력과의 차를 수 단계로 구분하고, 그 구분에 따라 가중치를 서로 다르게 할 수 있다.The weight determination unit 230 determines the reliability of the output of each slicer 210 to 212 with reference to the output of the second slicer 221 and determines the weight accordingly. For example, the difference between the outputs of the slicers 210 to 212 and the outputs of the second slicers 221 may be divided into several steps, and weights may be different according to the classification.

복수의 곱셈기(240 내지 242)는 가중치 결정부(230)에서 결정된 가중치와 각 핑거(200 내지 202)의 출력을 곱한다. 제2가산기(250)는 각 곱셈기(240 내지 242)의 출력을 가산하고, 제3슬라이서(260)는 가산된 값을 슬라이싱한다.The multipliers 240 to 242 multiply the weights determined by the weight determiner 230 and the outputs of the respective fingers 200 to 202. The second adder 250 adds the output of each of the multipliers 240 to 242, and the third slicer 260 slices the added value.

도 3은 본 발명에 따른 DS/CDMA 레이크 수신기의 다른 실시예에 대한 구성도이다. 도 3에 따른 DS/CDMA 레이크 수신기는 복수의 핑거(300 내지 302), 복수의 파일럿 에러 검출기(310 내지 312), 가중치 결정부(330), 복수의 곱셈기(340 내지 342)와 가산기(350)와 슬라이서(360)로 구성되는 데이터 복원부를 포함한다.3 is a block diagram of another embodiment of a DS / CDMA rake receiver according to the present invention. The DS / CDMA rake receiver according to FIG. 3 includes a plurality of fingers 300 to 302, a plurality of pilot error detectors 310 to 312, a weight determiner 330, a plurality of multipliers 340 to 342, and an adder 350. And a data recovery unit consisting of a slicer 360.

각 핑거(300 내지 302)의 동작은 도 2에 도시된 각 핑거(200 내지 302)의 동작과 동일하다. 파일럿 에러 검출기(310 내지 312)는 각 핑거(300 내지 302)의 출력에 포함된 파일럿 심볼과 기준 파일럿 심볼을 비교하여 각 핑거(300 내지 302)의 출력에 포함된 파일럿 심볼에 에러가 발생된 수를 검출한다.The operation of each finger 300 to 302 is the same as the operation of each finger 200 to 302 shown in FIG. The pilot error detectors 310 to 312 compare the pilot symbols included in the outputs of the respective fingers 300 to 302 with the reference pilot symbols to determine the number of errors generated in the pilot symbols included in the outputs of the respective fingers 300 to 302. Detect.

가중치 결정부(330)는 각 파일럿 에러 검출기(310 내지 312)에서 검출된 에러 수에 따라 각 핑거(200 내지 202)의 출력에 대해 가중치를 결정한다. 파일럿 심볼에 발생한 에러 수에 따라 가중치를 다르게 하는 이유는 파일럿 심볼에 에러가 발생한 만큼 사용자 데이터에 에러가 발생할 확률이 높기 때문이다. 가중치는 예를들어, 다음 표와 같이 결정된다.The weight determiner 330 determines weights for the outputs of the fingers 200 to 202 according to the number of errors detected by the pilot error detectors 310 to 312. The weight is changed according to the number of errors occurring in the pilot symbol because the error in the user symbol is high as the error occurs in the pilot symbol. The weight is determined, for example, as shown in the following table.

에러 수(x)Error count (x) 가중치weight 0≤x≤x1 0≤x≤x 1 x1≤x≤x2 x 1 ≤x≤x 2 ：： ：： xk-1≤x≤xk x k-1 ≤x≤x k

여기서, x1<x2…<xk이고,<…<이다.Where x 1 <x 2 ... <x k , < … < to be.

복수의 곱셈기(340 내지 342)는 가중치 결정부(330)에서 결정된 가중치와 각 핑거(200 내지 202)의 출력을 곱하고, 가산기(350)는 각 곱셈기(340 내지 342)의 출력을 가산한다. 슬라이서(360)는 가산기(350)의 출력을 슬라이싱하여 복원된 신호를 출력한다.The multipliers 340 to 342 multiply the weights determined by the weight determiner 330 with the outputs of the respective fingers 200 to 202, and the adder 350 adds the outputs of the multipliers 340 to 342. The slicer 360 slices the output of the adder 350 and outputs a restored signal.

본 발명에 따르면, 각 핑거 출력에 각 핑거 출력의 신뢰도에 따른 가중치를 곱하여 결합함으로써 에러가 보다 많이 포함된 핑거의 출력에 의한 성능 저하를 줄일 수 있으며, 그에 따라 DS/CDMA 수신기의 비트오율(BER) 성능을 개선할 수 있다. 또한 차량이동 속도의 변화 등으로 인한 도플러(doppler) 변화에 영향을 보다 덜 받는다.According to the present invention, by combining each finger output multiplied by the weight according to the reliability of each finger output, it is possible to reduce the performance degradation due to the output of the finger that contains more errors, thereby reducing the bit error rate (BER) of the DS / CDMA receiver. Can improve performance. It is also less susceptible to changes in Doppler due to changes in vehicle travel speed.

또한, 코드 추적(code tracking)시 핑거 출력의 신뢰도에 따라서 코드 추적의 온/오프를 결정함으로써 코드 추적의 오동작을 방지할 수 있다.In addition, malfunction of code tracking can be prevented by determining on / off of code tracking according to the reliability of finger output during code tracking.

Claims (6)

다중경로를 통해 수신된 신호에 대해 각 경로에 해당하는 채널을 추정하여 보상하는 복수의 핑거;A plurality of fingers estimating and compensating for a channel corresponding to each path with respect to the signal received through the multipath; 각 핑거의 출력을 가산하고, 가산된 결과를 슬라이싱하는 임시 결정부;A temporary determination unit for adding the output of each finger and slicing the added result; 상기 각 핑거의 출력을 슬라이싱하고, 슬라이싱한 결과를 상기 임시 결정부의 출력값과 비교하여 그 결과에 따라 상기 각 핑거의 출력에 가중치를 주는 가중치 결정부; 및A weight determination unit for slicing an output of each finger and comparing the slicing result with an output value of the temporary determination unit and weighting an output of each finger according to the result; And 상기 가중치 결정부에서 결정된 각 가중치에 따라 해당 슬라이서의 출력을 가중하고, 가중결과를 가산하며, 가산결과를 슬라이싱하여 데이터를 복원하는 데이터 복원부를 포함하는 직접 시퀀스 코드분할다중접속 레이크 수신기.And a data recovery unit for weighting the output of the corresponding slicer according to each weight determined by the weight determination unit, adding a weighting result, and slicing the addition result to restore the data. 제1항에 있어서, 상기 가중치 결정부는The method of claim 1, wherein the weight determination unit 각 핑거의 출력을 슬라이싱하는 복수의 슬라이서; 및A plurality of slicers for slicing the output of each finger; And 각 슬라이서의 출력과 상기 임시 결정부의 출력을 비교하여 신뢰도를 결정하고, 결정된 신뢰도에 따라 상기 각 슬라이서의 출력에 대한 가중치를 결정하는 가중치 결정부를 구비하는 직접 시퀀스 코드분할다중접속 레이크 수신기.And a weight determination unit for comparing the output of each slicer with the output of the temporary determination unit to determine reliability and determining a weight for the output of each slicer according to the determined reliability. 다중경로를 통해 수신된 신호에 대해 각 경로에 해당하는 채널을 추정하여 보상하는 복수의 핑거;A plurality of fingers estimating and compensating for a channel corresponding to each path with respect to the signal received through the multipath; 각 핑거의 출력에서 파일럿 심볼의 에러 수를 검출하는 파일럿 에러 검출부;A pilot error detector for detecting an error number of pilot symbols at an output of each finger; 검출된 에러 수에 따라 서로 다른 가중치를 주는 가중치 결정부; 및A weight determination unit for giving different weights according to the detected number of errors; And 결정된 가중치에 따라 각 핑거의 해당 출력을 가중하고, 가중 결과를 가산하며, 가산 결과를 슬라이싱하여 데이터를 복원하는 데이터 복원부를 포함하는 직접 시퀀스 코드분할다중접속 레이크 수신기.And a data recovery unit for weighting a corresponding output of each finger according to the determined weight, adding a weighting result, and slicing the addition result to restore data. (a) 다중경로를 통해 수신된 신호에 대해 각 경로에 해당하는 채널을 추정하여 보상하는 단계;(a) estimating and compensating for a channel corresponding to each path with respect to the signal received through the multipath; (b) 채널이 보상된 각 신호의 신뢰도를 판별하고, 판별된 신뢰도에 따라 상기 채널이 보상된 각 신호를 서로 다르게 가중하는 단계; 및(b) determining a reliability of each signal whose channel is compensated, and weighting each of the signals compensated by the channel differently according to the determined reliability; And (c) 가중된 신호를 가산하고 슬라이싱하여 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 직접 시퀀스 코드분할다중접속 레이크 수신 방법.and (c) adding and slicing the weighted signal to restore the data. 제4항에 있어서, 상기 (b)단계는The method of claim 4, wherein step (b) (b1) 상기 채널이 보상된 각 신호를 슬라이싱하는 단계;(b1) slicing each signal whose channel is compensated for; (b2) 상기 채널이 보상된 각 신호를 가산하고 슬라이싱하여 데이터를 임시 복원하는 단계;(b2) temporarily restoring data by adding and slicing each signal compensated for by the channel; (b3) 임시 복원된 데이터와 상기 (b1)단계에서 슬라이싱된 데이터를 비교하는 단계; 및(b3) comparing the temporarily restored data with the sliced data in step (b1); And (b4) 비교결과에 따라 상기 채널이 보상된 각 신호를 서로 다르게 가중하는 단계를 구비하는 직접 시퀀스 코드분할다중접속 레이크 수신 방법.and (b4) directly weighting each signal compensated by the channel according to a comparison result. 제4항에 있어서, 상기 (b)단계는The method of claim 4, wherein step (b) (b1) 상기 채널이 보상된 신호에 포함된 파일럿 심볼과 기준 파일럿 심볼을 비교하여 에러가 발생한 파일럿 심볼 수를 추출하는 단계; 및(b1) extracting a pilot symbol number having an error by comparing a pilot symbol included in the signal compensated for the channel with a reference pilot symbol; And (b2) 추출된 에러 수에 따라 상기 채널이 보상된 신호를 각각 다르게 가중하는 단계를 구비하는 직접 시퀀스 코드분할다중접속 레이크 수신 방법.(b2) a method for receiving a direct sequence code division multiple access rake, comprising differently weighting the compensated signal according to the extracted error number.
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