KR20100085762A - Receiver of mobile communications system and receiving method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이동통신시스템의 수신기에 관한 것으로서, 특히 이동통신시스템에서의 등화기와 레이크 수신기를 이용한 하이브리드 수신기에 관한 것이다.The present invention relates to a receiver of a mobile communication system, and more particularly, to a hybrid receiver using an equalizer and a rake receiver in a mobile communication system.
도 1은 종래의 하이브리드 수신기의 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional hybrid receiver.
종래의 하이브리드 수신기는 이퀄라이저와 레이크 핑거가 병렬로 결합되어 있는 형태이다. 도 1을 참조하여 종래 하이브리드 수신기의 동작을 설명하면 다음과 같다. 수신기(10)로부터 들어오는 신호는 이퀄라이저(20)와 레이크 핑거(30)로 각각 들어가서 처리된다. 이퀄라이저(20)는 수신된 스트림을 이퀄라이즈 하고 ‘후 프로세서(40)’에서 PN 코드의 역확산을 수행하고 하나 이상의 채널화 코드들에 디커버링을 수행하도록 구성될 수 있다. 레이크 핑거(30)는 수신된 신호를 심볼로 복구하기 위해 하나 이상의 다중경로들을 프로세싱하도록 핑거 프로세서가 설계된다. 각 핑거 프로세서는 샘플 스트림에 대해 PN(Pseudo Noise) 역확산 및 채널 디커버링을 수행하여 다중경로에 대한 간섭성 복조를 수행한다. 그 다음 레이크는 수신된 신호들에 대한 복구된 심볼들을 생성하도록 수신된 신호의 모든 다중경로에 대해 복조된 심볼들을 결합한다. 레이크는 레이크 수신기로부터 제공된 전체 복구된 심볼들을 제공하도록 모든 신호들에 대해 복구된 심볼들을 결합하도록 한다. 후 프로세서(40) 및 레이크로부터 복구된 심볼들은 스위치(50)에서 하나를 선택하여 디인터리버(70)에 제공하고 디코더(80)에서 디코딩 된다. 콘트롤러(60)는 이퀄라이저(20) 또는 레이크 핑거(30)에서 수신된 신호들의 S/N비를 계산하여 더 나은 심볼을 선택하도록 스위치(50)를 동작시킨다.In a conventional hybrid receiver, an equalizer and a rake finger are coupled in parallel. Referring to Figure 1, the operation of the conventional hybrid receiver will be described. The signal from the
한편, 종래 하이브리드 수신기에서 이퀄라이저는 항상 동작하는 것이 아니라 이퀄라이저(20)가 레이크(30)보다 양호하게 수행되는 것이 기대되는 경우에 동작하게 함으로써, 하이브리드 수신기 시스템의 전력을 절감시킨다. 하이브리드 이퀄라이저는 일반적으로 느린 페이딩 조건 또는 높은 SINR 에서 더 양호하게 수행한다. 따라서, 이퀄라이저의 동작은 수신 파일럿 심볼들의 상관 통계량을 평가함으로써 느린 페이딩 환경에서 동작시키거나, 수신 신호가 높은 SINR 일 경우 동작하도록 한다.On the other hand, in the conventional hybrid receiver, the equalizer does not always operate, but operates when the equalizer 20 is expected to perform better than the
도 2는 종래 하이브리드 수신기에서 레이크 및 하이브리드 이퀄라이저를 구현하는 동작을 나타내는 상태도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 레이크 모드와 이퀄라이저 및 레이크 모드(하이브리드 모드), 2개의 모드가 있다. 2 개의 모드들은 레이크 모드로만 또는 레이크 및 이퀄라이저 모드(하이브리드 모드)로 구성된다. 최초 작동은 레이크 모드에서만 시작한다. 이퀄라이저가 추가로 동작해서 충분한 이득을 얻기 전까지는 레이크 모드를 유지한다. 레이크 모드에서 하이브리드 모드로 천이가 일어나기 위해서 두 가지 조건을 고려한다. 첫 번째로 SINR이 특정 임계 점보다 커지면 하이브리드 모드로 천이가 일어난다. 하이브리드 모드에서는 레이크와 이퀄라이저의 수신 SINR을 계속 측정하고 있으며 레이크의 SINR이 이퀄라이저의 SINR보다 커지면 다시 레이크 모드로 천이를 시킨다. 두 번째 방법은 파일럿 버스트들 사이의 상호 상관을 측정하여 채널의 속도, 즉 이동국이 얼마나 빠르게 이동하는지를 결정하여 낮은 상호 상관에서 이퀄라이저 모드가 작동되도록 한다.2 is a state diagram illustrating an operation of implementing a rake and a hybrid equalizer in a conventional hybrid receiver. As shown in Fig. 2, there are two modes, a rake mode, an equalizer and a rake mode (hybrid mode). The two modes consist of rake mode only or rake and equalizer mode (hybrid mode). Initial operation starts only in rake mode. Remain in rake mode until the equalizer is further activated to gain sufficient gain. Two conditions are considered in order to transition from rake mode to hybrid mode. First, when the SINR is above a certain threshold, a transition occurs in hybrid mode. In hybrid mode, the receiver SINR of the rake and equalizer is continuously measured. When the SINR of the rake is greater than the SINR of the equalizer, the receiver shifts back to the rake mode. The second method measures the cross-correlation between pilot bursts to determine the speed of the channel, ie how fast the mobile station is moving, so that the equalizer mode is activated at low cross-correlation.
그런데, 종래 하이브리드 수신기는 레이크와 이퀄라이저가 병렬로 구성되어 있다. 이러한 구성은 하이브리드 모드에서, 이퀄라이저와 레이크 핑거는 동시에 동작을 한다. 이러한 경우, 즉 이퀄라이저 및 레이크 모드로 동작할 경우, 수신기는 항상 이퀄라이저와 레이크를 같이 동작시키고 있으면서 각각의 SINR을 측정하여 수신 성능이 좋은 쪽(이퀄라이저 또는 레이크 핑거)을 선택하게 된다. 즉, 이퀄라이저와 레이크 핑거 함께 동작하지만, 수신 성능이 좋은 이퀄라이저 또는 레이크 핑거를 선택됨으로써, 선택되지 않은 것은 불필요한 전력을 소모하게 된다. 따라서, 종래 수신기는 시스템의 복잡도가 증가될 뿐만 아니라, 전력 소모량도 훨씬 증가하게 된다. 한편, 낮은 SINR에서는 레이크 모드만 동작할 수 있게 되어, 시스템 운영 선택의 폭이 적어 시스템의 효율상의 실익이 크지 않은 기술적 한계가 있다.In the conventional hybrid receiver, a rake and an equalizer are configured in parallel. In this configuration, in the hybrid mode, the equalizer and the rake finger operate simultaneously. In this case, that is, when operating in the equalizer and the rake mode, the receiver always operates the equalizer and the rake together and measures each SINR to select the one having the best reception performance (equalizer or rake finger). That is, by selecting an equalizer or a rake finger that works together with the equalizer and the rake finger, the unselected one consumes unnecessary power. Thus, the conventional receiver not only increases the complexity of the system, but also greatly increases the power consumption. On the other hand, in the low SINR it is possible to operate only the rake mode, there is a technical limitation that the system operating choices are small and the benefits of the efficiency of the system is not large.
따라서, 본 발명의 목적은 효율적인 하이브리드 수신기를 구현하기 위해, 이퀄라이저와 레이크 핑거를 직렬로 구성함으로써, 시스템의 효율성 및 전력 소모를 낮출 수 있는 하이브리드 수신기를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a hybrid receiver capable of lowering the efficiency and power consumption of a system by configuring an equalizer and a rake finger in series to implement an efficient hybrid receiver.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 하이브리드 수신기는, 이동통신시스템의 하이브리드 수신기에 있어서,In order to achieve the above object, a hybrid receiver according to the present invention is a hybrid receiver of a mobile communication system,
다중경로의 수신신호를 레이크 핑거별로 검출하고, 상기 각 레이크 핑거별로 검출한 수신 신호의 제1 채널과 상기 제1 채널에 인접하는 제2 채널 및 제3 채널을 추정하는 채널 탐색 및 채널 추정기와; 상기 채널 탐색 및 채널 추정기가 검출 및 추정한 상기 제1 채널과 상기 제2 채널 및 제3 채널을 이퀄라이징하는 이퀄라이저와; 채널 상태에 따라 레이크 핑거별로 상기 이퀄라이저를 On 또는 Off를 제어하는 이퀄라이저 컨트롤러와; 상기 이퀄라이저 컨트롤러의 제어에 의해 상기 이퀄라이저의 On 또는 Off에 따라, 레이크 모드 또는 하이브리드 모드로 상기 수신 신호를 처리하는 핑거프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A channel search and channel estimator for detecting a multipath received signal for each rake finger and estimating a first channel of the received signal detected for each rake finger and a second channel and a third channel adjacent to the first channel; An equalizer for equalizing the first channel, the second channel, and the third channel detected and estimated by the channel search and channel estimator; An equalizer controller for controlling the equalizer on or off according to a channel state according to a channel state; And a finger processor for processing the received signal in a rake mode or a hybrid mode according to the on or off of the equalizer under the control of the equalizer controller.
바람직하게는, 상기 제1 채널은 주경로 채널이고,Preferably, the first channel is a main path channel,
상기 제2 채널은 상기 제1 채널의 1/2 칩 앞선 인접채널이고,The second channel is an adjacent channel that is one-half chip ahead of the first channel,
상기 제3 채널은 상기 제1 채널의 1/2 칩 뒤지는 인접채널인 것을 특징으로 한다.The third channel may be an adjacent channel behind 1/2 chip of the first channel.
바람직하게는, 상기 채널 탐색 및 추정기는Advantageously, said channel search and estimator
상기 수신신호를 처리하여 획득한 심볼의 에너지를 산출하는 에너지 검출기와; 상기 심볼의 위상값을 산출하는 위상검출기와; 상기 수신신호의 다중경로를 결정하여 다중경로의 신호 H Set을 상기 이퀄라이저로 보내는 다중경로선택기를 포함하는 한다.An energy detector which calculates energy of a symbol obtained by processing the received signal; A phase detector for calculating a phase value of the symbol; And determining a multipath of the received signal and sending a multipath signal H Set to the equalizer.
바람직하게는, 상기 이퀄라이저가 On 인 경우, Preferably, when the equalizer is On,
상기 이퀄라이저는 상기 다중경로 선택기로부터 받은 상기 H Set으로부터 채널의 역행렬을 계산하고, 이를 FIR 필터 계수로 입력하여 RX 데이터를 이퀄라이징하는 것을 특징으로 한다.The equalizer calculates an inverse of a channel from the H set received from the multipath selector, and inputs it as an FIR filter coefficient to equalize RX data.
바람직하게는, 상기 이퀄라이저가 On 인 경우,Preferably, when the equalizer is On,
상기 핑거프로세서는 PN 역확산을 수행하고 채널 추정과 위상 보상은 동작하지 않는 것을 특징으로 한다.The finger processor performs PN despreading, and channel estimation and phase compensation do not operate.
바람직하게는, 상기 이퀄라이저가 Off 인 경우,Preferably, when the equalizer is Off,
상기 이퀄라이저는 상기 제1 채널에 해당하는 h 값만을 상기 핑거프로세서에 보내고, 상기 이퀄라이저는 동작하지 않는 것을 특징으로 한다.The equalizer sends only the h value corresponding to the first channel to the finger processor, and the equalizer does not operate.
바람직하게는, 상기 이퀄라이저가 Off 인 경우,Preferably, when the equalizer is Off,
핑커프로세서는 PN 역확산을 수행 한 후, 채널 보상을 수행하는 것을 특징으로 한다.The pinker processor may perform channel compensation after performing PN despreading.
바람직하게는, 상기 이퀄라이저와 상기 핑거프로세서는 직렬로 연결되고,Preferably, the equalizer and the finger processor are connected in series,
상기 다중경로의 수신신호를 처리하는 적어도 하나이상의 상기 이퀄라이저와 상기 핑거프로세서로 구성된 세트인 것을 특징으로 한다.And a set comprising at least one of the equalizer and the finger processor for processing the multi-path received signal.
바람직하게는, 상기 이퀄라이저가 On인 경우는 하이브리드 모드이고,Preferably, when the equalizer is On, the hybrid mode,
상기 이퀄라이저가 Off인 경우는 레이크 모드인 것을 특징으로 한다.When the equalizer is Off, it is characterized in that the rake mode.
바람직하게는, 상기 이퀄라이저 컨트롤러는Preferably, the equalizer controller
상기 제1 채널과, 상기 제1 채널의 인접채널인 상기 제2 채널 및 상기 제3 채널의 각 채널 파워의 합을 계산하고,Calculating a sum of powers of the first channel and each channel of the second channel and the third channel, which are adjacent to the first channel,
상기 제1 채널 내지 상기 제3 채널의 채널 파워 합과 상기 제1 채널의 채널 파워의 값을 비교하고,Comparing the channel power sum of the first channel to the third channel with the value of the channel power of the first channel,
상기 채널 파워의 합이 상기 제1 채널 파워의 값에 비하여 기 설정된 값보다 크면 상기 이퀄라이저를 On으로 제어하고,If the sum of the channel power is greater than the predetermined value compared to the value of the first channel power, the equalizer is controlled to On.
상기 채널 파워의 합이 상기 제1 채널 파워의 값에 비하여 기 설정된 값보다 작으면 상기 이퀄라이저를 Off으로 제어하는 것을 특징으로 한다.The equalizer may be controlled to be off when the sum of the channel powers is smaller than a preset value compared to the value of the first channel power.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 이동통신시스템의 수신방법은,In addition, the reception method of the mobile communication system according to the present invention in order to achieve the above object,
(A) 무선을 통하여 다중경로로 수신한 수신신호를 레이크 핑거별로 검출하고, 상기 각 레이크 핑거별로 검출한 수신 신호의 제1 채널과 상기 제1 채널에 인접하는 제2 채널 및 제3 채널을 추정하는 단계와; (B) 상기 수신한 제1 채널 내지 상기 제3 채널의 파워를 산출하고, 그 산출한 결과에 기초하여 레이크 핑거별로 상기 이퀄라이저를 On 또는 Off를 제어하는 단계와; (C) 상기 이퀄라이저의 On 또는 Off에 따라, 상기 이퀄라이저와 상기 레이크 핑거를 통하여 상기 수신신호를 처리 하는 단계;를 포함하되 상기 이퀄라이저와 상기 레이크 핑거는 직렬로 연결된 것을 특징으로 하는 한다.(A) Receiving a received signal received in a multipath via radio for each rake finger and estimating a first channel of the received signal detected for each rake finger and a second channel and a third channel adjacent to the first channel Making a step; (B) calculating power of the received first to third channels, and controlling the equalizer on or off for each rake finger based on the calculated result; (C) processing the received signal through the equalizer and the rake finger according to whether the equalizer is on or off; wherein the equalizer and the rake finger are connected in series.
바람직하게는, 상기 (B) 단계는Preferably, step (B) is
상기 제1 채널과, 상기 제1 채널의 인접채널인 상기 제2 채널 및 상기 제3 채널의 각 채널 파워의 합을 계산하는 단계와;Calculating a sum of powers of the first channel and each channel of the second channel and the third channel, which are adjacent to the first channel;
상기 제1 채널 내지 상기 제3 채널의 채널 파워 합과 상기 제1 채널의 채널 파워의 값을 비교하는 단계와;Comparing a channel power sum of the first channel to the third channel with a value of the channel power of the first channel;
상기 채널 파워의 합이 상기 제1 채널 파워의 값에 비하여 기 설정된 값보다 크면 상기 이퀄라이저를 On으로 제어하고,If the sum of the channel power is greater than the predetermined value compared to the value of the first channel power, the equalizer is controlled to On.
상기 채널 파워의 합이 상기 제1 채널 파워의 값에 비하여 기 설정된 값보다 작으면 상기 이퀄라이저를 Off으로 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.And controlling the equalizer to Off when the sum of the channel powers is smaller than a preset value relative to the value of the first channel power.
바람직하게는, 상기 (B) 단계에서Preferably, in the step (B)
상기 이퀄라이저가 On 인 경우,If the equalizer is On,
상기 수신신호인 제1 채널 내지 제3 채널은 상기 이퀄라이저에서 이퀄라이징되어 상기 레이크 핑거로 보내는 단계와; 상기 레이크 핑거에서 상기 수신신호는 PN 역확산을 수행하는 단계;를 더포함하는 것을 특징으로 한다.First to third channels, which are the received signals, are equalized by the equalizer and sent to the rake finger; And performing the PN despreading of the received signal at the Rake finger.
바람직하게는, 상기 (B) 단계에서Preferably, in the step (B)
상기 이퀄라이저가 Off 인 경우,If the equalizer is Off,
상기 이퀄라이저는 동작하지 않고 상기 제1 채널을 상기 레이크 핑거로 보내는 단계와; 상기 레이크 핑거는 상기 제1 채널을 전달받아 PN 역확산을 하고 채널 보상을 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Sending the first channel to the rake finger without the equalizer operating; The rake finger may further include performing PN despreading and channel compensation by receiving the first channel.
본 발명에 따른 하이브리드 수신기는 이퀄라이저와 레이크 핑거가 직렬로 결합되어 있기 때문에, 채널 환경에 따라 레이크만 동작하거나 이퀄라이저와 레이크를 함께 동작시켜 수신 성능을 향상시킬 수 있다. 이는 종해 레이크 수신기의 다중경로 환경에서의 성능 저하 문제를 해결하고 이퀄라이저를 핑거별로 따로따로 동작시켜 전체 소모 전력을 줄일 수 있는 방법을 제공한다.In the hybrid receiver according to the present invention, since the equalizer and the rake fingers are coupled in series, only the rake may be operated or the equalizer and the rake may be operated according to the channel environment to improve reception performance. This solves the performance degradation problem in the multipath environment of the vertical rake receiver and provides a way to reduce the total power consumption by operating the equalizer separately for each finger.
본 발명은 이동통신시스템에서의 하이브리드 수신기에 적용된다. 그러나, 본 발명은 이에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 유무선통신의 수신기에 적용될 수도 있다.The present invention is applied to a hybrid receiver in a mobile communication system. However, the present invention is not limited thereto and may be applied to a receiver of wired and wireless communication to which the technical idea of the present invention can be applied.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항복들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. The term and / or includes any item of a plurality of related listed items or a plurality of related listed yields.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may be present in between. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 거이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described on the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present disclosure does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않 는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and, unless expressly defined in this application, are construed in ideal or excessively formal meanings. It doesn't work.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. The description will be omitted.
본 발명의 기본 개념은, 등화기와 레이크 수신기를 이용한 하이브리드 수신기에 관한 설계 기법으로서, 다중경로로 수신되는 각 경로의 수신신호와 그 인접한 1/2 칩의 앞뒤 인접신호를, 채널 상태에 따라 이퀄라이징하고 PN 역확산 및 채널 보상을 하는 것이다. 특히, 본 발명은 이퀄라이저와 레이크 핑거를 직렬로 연결하여 전대역에 대하여 이퀄라이징하는 것이 아니라, 각 레이크 핑거별 즉 각경로의 채널과 2개의 인접채널(가장 간섭이 큰 채널)을 이퀄라이징하여 하이브리드 모드로 수신하거나, 또는 종래 레이크 수신기로 선택적으로 동작함으로써, 이동통신(예를 들어, WCDMA HSDPA) 수신기의 성능을 향상시켜는 것이다.The basic concept of the present invention is a design technique for a hybrid receiver using an equalizer and a rake receiver, and equalizes a received signal of each path received in a multipath and front and rear adjacent signals of adjacent 1/2 chips according to channel conditions. PN despreading and channel compensation. In particular, the present invention does not equalize the entire band by connecting an equalizer and rake fingers in series, but equalizes each rake finger, i.e., a channel of each path and two adjacent channels (channels with the most interference) to receive in a hybrid mode. Alternatively, or by selectively operating as a conventional rake receiver, the performance of a mobile communication (eg WCDMA HSDPA) receiver is improved.
또한, 본 발명은 기존 레이크 수신기에서 사용되는 채널 탐색기는 다중경로 검출 뿐만 아니라 1/2 칩 채널 추정기 역할도 수행하여 칩 레벨 이퀄라이저에서 사용되어질 수 있도록 한다. 칩레벨 이퀄라이저는 각 레이크 핑거에 독립적으로 동작하며 이퀄라이저 컨트롤러가 채널 상태에 따라 레이크 모드 또는 이퀄라이저 + 레이크 모드(일명, 하이브리드 모드)를 선택할 수 있도록 설계한다.In addition, according to the present invention, the channel searcher used in the conventional rake receiver may serve as a half chip channel estimator as well as multipath detection so that the channel searcher may be used in the chip level equalizer. The chip-level equalizer operates independently for each rake finger and is designed so that the equalizer controller can choose rake mode or equalizer + rake mode (aka hybrid mode) based on channel conditions.
도 3은 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 이퀄라이저와 레이크 핑거를 직렬로 결합한 하이브리드 수신기 블록도이다. 한편, 이하, 채널 탐색기 및 채널 추정기(100)는, 그 기능에 따라 채널 탐색기 또는 채널 추정기로 기재하기로 한다. 또한, 일련의 핑거프로세서(300)는 레이크 핑거와 같은 기능을 수행하며 동시에 각 칩 레벨 이퀄라이저로부터 이퀄라이징된 신호를 수신하여 처리한다. 따라서, 핑커프로세서는, 레이크핑거로 명명하여 설명할 수도 있다. 본 발명의 실시 예에서는 설명의 편의상, 하나의 칩 레벨 이퀄라이저와 그에 대응하는 핑거프로세서를 통하여 처리되는 신호를 중심으로 설명하기로 한다.3 is a block diagram of a hybrid receiver in which an equalizer and a rake finger are coupled in series according to an embodiment of the present invention. Meanwhile, hereinafter, the channel searcher and the
도 3을 참조하면, 종래 레이크 수신기의 채널 탐색기와는 달리, 본 발명의 채널 탐색기 및 채널 추정기(100)는 다중경로 검출뿐만 아니라, 1/2 칩 채널 추정기 역할도 수행하여 칩 레벨 이퀄라이저(200)에서 사용되어질 수 있도록 한다. 칩레벨 이퀄라이저는 각 레이크 핑거(300)에 독립적으로 동작하며 이퀄라이저 컨트롤러(400)가 채널 상태에 따라 레이크 모드 또는 이퀄라이저 + 레이크 모드(이하, 편의상 ‘하이브리드 모드’라 한다)를 선택할 수 있도록 설계한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 하이브리드 수신기로 수신되는 수신신호의 다중경로 검출 및 1/2 칩 채널 추정을 통한 신호는 각각의 칩 레벨 이퀄라이저(200)으로 입력된다. 그리고, 각 칩 레벨 이퀄라이저(200)를 통해 이퀄라이징된 신호가 각 핑거프로세서(300)에서 독립적으로 처리(동작)된다.Referring to FIG. 3, unlike the channel searcher of the conventional rake receiver, the channel searcher and the
도 4는 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 채널 탐색기 및 채널 추정기의 구성도이다. 도 4는 도 3에서 채널탐색기 및 채널추정기(100)를 보다 상세히 도시한 블록도이다.4 is a diagram illustrating a channel searcher and a channel estimator according to an embodiment of the present invention. 4 is a block diagram illustrating in more detail the channel finder and the
도 4를 참조하면, 채널 탐색은 최대 지연시간 동안 1/2 칩 간격으로 동작하 며 CPICH 채널을 이용하여 역확산을 수행한다. SC 코드 생성기에서 CPICH 스크램블 코드를 생성하여 RX 데이터와 디스크램블을 수행한 후 N 심볼 동안 버퍼에 누적한 후 채널 추정기(100)에서 심볼의 에너지와 위상 값을 산출한다. 이때, 심볼의 에너지는 에너지 검출기(101)가, 심볼의 위상값은 위상검출기(102)가 각각 산출을 한다. 다중경로 선택기(103)에서 임의의 크기 이상의 경로만을 선택하여 다중경로를 결정하게 된다. 이때, 다중경로로 결정되거나 혹은 다중경로가 아닌 것으로 결정됨에 따라 이퀄라이저 컨트롤러(400)가 이퀄라이저의 On/Off를 제어한다. 보다 상세히 설명하면, 이퀄라이저 컨트롤러(400)는 채널 추정기(100)로부터 들어오는 주경로 채널과 그 주경로 채널의 1/2 칩 앞과 뒤의 두 채널(즉, 1/2 칩 앞과 뒤의 두 채널은 주경로에 간섭영향이 가장 큰 채널이다) 파워 크기를 더한 값(즉, 3개의 채널 파워의 값)이 주 경로에 비해 임의의 값(이 값은 네트워크 환경에 따라 실험에 의해 결정된다)보다 크면 동작시킨다.Referring to FIG. 4, the channel search operates at half chip intervals for the maximum delay time and performs despreading using the CPICH channel. The SCICH generator generates a CPICH scramble code, descrambles the RX data, accumulates in a buffer for N symbols, and then calculates energy and phase values of the symbol in the
즉, 이퀄라이저 컨트롤러(400) 명령에 따라 이퀄라이저(200)가 동작하지 않을 경우, 선택된 위치 1개의 경로(h2)(즉, 주경로)를 레이크 핑거(300)에 넘겨주고, 이퀄라이저가 동작하는 경우에는 상기 경로 앞 뒤 경로(즉, 주경로의 1/2 칩 앞과 뒤의 경로)까지 총 3개의 (h1~h3) 값을 칩 레벨 이퀄라이저(200)에 넘겨주어 인접 채널간의 간섭을 제거한다.That is, when the
칩레벨 이퀄라이저(200)는 채널 추정기(100)로부터 수신된 전체 채널 응답(H)를 각 레이크 핑거별로 따로따로 수행하는 방식이다. 채널 추정기로부터 들어오는 전체 수신 신호를 매트릭스로 표현하면 수학식(1)과 같다.The
이 수신 신호를 채널 H Set 단위로 나누면 수학식(2)와 같이 표현할 수 있다. 전체 H 채널을 3개씩 할당하여 매트릭스를 나누고 따로따로 역행렬을 구하여 이퀄라이저를 수행하는 방식이다. 이때, 가운데 h(예를 들어 수학식(1)에서, H 행렬의 1행의 h2)가 주 경로이며 양쪽의 h 들(예를 들어 수학식(1)에서, H 행렬의 1행의 h1 및 h3)은 1/2 칩 떨어져 있는 채널로써 주 경로에 가장 영향이 큰 채널이다.When the received signal is divided into channel H set units, it can be expressed as in Equation (2). This method divides the matrix by allocating all three H channels and calculates the inverse matrix separately. In this case, the center h (e.g., h2 in one row of the H matrix in Equation (1)) is the main path and both h (e.g., h1 and one row in the H matrix in the Equation (1). h3 ) is a channel that is half a chip apart and is the most influential channel in the main path.
이렇게 하면 인접한 3개의 채널만을 사용하여 역행렬을 구하고 이퀄라이저를 수행할 수 있다. 이렇게 나누어 역행렬을 구하면 역행렬 연산을 따로따로 해주어야 하기 때문에, 한번에 전체 채널에 대해 역행렬을 구하는 방식과 차이가 있다. 그러나, h를 3개만 선택해서 역행렬을 구하기 때문에 전체 N의 길이를 작게 잡아도 된다. 또한, 채널 상태에 따라서 레이크 핑거별로 이퀄라이저를 On/Off를 선택해서 수행할 수 있기 때문에, 전체적으로 연산량을 줄일 수 있게 된다. 이퀄라이저는 제로포싱 또는 LMMSE 등 어떤 방식을 사용하여도 된다. 수학식(4)는 제로포싱을 사용하여 레이크 핑거별로 이퀄라이저를 수행하는 것을 예로 나타낸다.This allows the inverse and equalizer to be performed using only three adjacent channels. When the inverse matrix is obtained in this manner, the inverse matrix operation must be performed separately, which is different from the method of obtaining the inverse matrix for all channels at once. However, since the inverse is obtained by selecting only three h's, the total length of N may be made small. In addition, since the equalizer can be selected on and off for each rake finger according to the channel state, the amount of computation can be reduced overall. The equalizer may use any method such as zero forcing or LMMSE. Equation (4) shows an example of performing an equalizer for each rake finger using zero forcing.
도 5는 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 칩 레벨 이퀄라이저의 실시 예이다. 이하, 칩 레벨 이퀄라이저가 On 모드일 때와, Off 모드일때로 구분하여 그 동작을 설명한다.5 illustrates an embodiment of a chip level equalizer according to the present invention. Hereinafter, the operation of the chip level equalizer in the on mode and the off mode will be described.
첫째, 이퀄라이저가 On 모드일 경우, 다중경로 선택기로부터 받은 H Set으로 부터 채널의 역행렬을 계산하여 이를 FIR 필터 계수로 입력하여 RX 데이터를 이퀄라이징 한다. 레이크 핑거에서는 PN 역확산만을 수행하고 채널 추정과 위상 보상은 동작하지 않는다.First, when the equalizer is in the on mode, the inverse matrix of the channel is calculated from the H set received from the multipath selector and inputted as an FIR filter coefficient to equalize the RX data. In the Rake finger, only PN despreading is performed and channel estimation and phase compensation do not operate.
둘째, 이퀄라이저가 Off 모드일 경우에는, 레이크 핑거에 가운데 h 값만을 넘겨주고 이퀄라이저는 동작하지 않으며 채널 보상은 레이크 핑거에서 역확산을 수행 한 후 실시하며 기존의 레이크 수신기와 같은 동작을 한다. 이와 같은 수신기는 레이크 핑거 개수만큼 구성되며 이퀄라이저 콘트롤러(400)는 채널 상태에 따라 각각의 ON 또는 Off 동작을 관리한다.Second, when the equalizer is in the Off mode, only the h value is passed to the rake finger, the equalizer is not operated, and channel compensation is performed after despreading at the rake finger and operates like the conventional rake receiver. Such a receiver is configured by the number of rake fingers and the
도 6은 본 발명에 따른 하이브리드 수신기의 동작 상태도이다. 도 6을 참조하면, 이퀄라이저는 채널 추정기(100)로부터 들어오는 채널로부터 채널 상태에 따라 이퀄라이저(200)를 On 또는 Off 시킨다. ITU(International Telegraph Union) PA3, PB3 채널과 같이 다중경로 채널이 1/2 칩 이내에 존재하여 레이크 핑거로 구분할 수 없을 때 이퀄라이저를 동작시키면 효과적으로 채널을 보상해 줄 수 있다. 본 발명에서 이퀄라이저 동작 방식은 주 경로 1/2 칩 앞과 뒤의 채널 파워 크기를 더한 값이 주 경로에 비해 임의의 값(이 값은 네트워크 환경에 따라 실험에 의해 결정된다)보다 크면 동작시키는 방식이다.6 is an operational state diagram of the hybrid receiver according to the present invention. Referring to FIG. 6, the equalizer turns on or off the
동작의 예를 들면, 본 발명에 따른 하이브리드 수신기는 최초 레이크 모드로 동작을 시작한다. 그리고 채널탐색기(100)에서 만든 H Set에서 h2가 채널의 주 경로라고 하고 h1과 h3가 인접 채널이라고 할 때, h1과 h3의 파워가 h2 파워보다 α 배 이상으로 크게 측정되면 이퀄라이저 + 레이크 모드(일명, 하이브리드 모드)로 동작을 하도록 이퀄라이저를 On 시키고, 그리고 계속 측정된 값이 위와 같다면 하이브리드 모드 상태가 유지된다. 한편, 수신된 인접 채널의 파워가 α배 이하로 떨어지면, 이퀄라이저를 Off 시키고 레이크 모드로만 동작한다. 채널 컨트롤러(이퀄라이저 컨트롤러)(400)는 각 수신기를 독립적으로 동작시켜 채널 상태가 좋을 때는 이퀄라이저(200) 동작을 멈추게 하여 불필요한 전력 소모를 줄이도록 한다. 여기서, 상기 α 의 값은 네트워크 환경에 따라서 실험에 의해 결정된다.As an example of operation, a hybrid receiver in accordance with the present invention starts operation in an initial rake mode. In the H set made by the
한편, 여기까지 설명된 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장 매체(예를 들어, 이동 단말기 내부 메모리, 플래쉬 메모리, 하드 디스크, 기타 등등)에 저장될 수 있고, 프로세서(예를 들어, 이동 단말기 내부 마이크로 프로세서)에 의해서 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 코드들 또는 명령어들로 구현될 수 있다.On the other hand, the method according to the invention described so far may be implemented in software, hardware, or a combination thereof. For example, the method according to the present invention may be stored in a storage medium (eg, mobile terminal internal memory, flash memory, hard disk, etc.) and may be stored in a processor (eg, mobile terminal internal microprocessor). It may be implemented as codes or instructions in a software program that can be executed by.
이상, 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.In the above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is merely exemplary, and those skilled in the art may realize various modifications and other equivalent embodiments therefrom. I will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
도 1은 종래의 하이브리드 수신기의 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional hybrid receiver.
도 2는 종래 하이브리드 수신기에서 레이크 및 하이브리드 이퀄라이저를 구현하는 동작을 나타내는 상태도이다.2 is a state diagram illustrating an operation of implementing a rake and a hybrid equalizer in a conventional hybrid receiver.
도 3은 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 이퀄라이저와 레이크 핑거를 직렬로 결합한 하이브리드 수신기 블록도이다.3 is a block diagram of a hybrid receiver in which an equalizer and a rake finger are coupled in series according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 채널 탐색기 및 채널 추정기의 구성도이다.4 is a diagram illustrating a channel searcher and a channel estimator according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 칩 레벨 이퀄라이저의 실시 예이다.5 illustrates an embodiment of a chip level equalizer according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 하이브리드 수신기의 동작 상태도이다.6 is an operational state diagram of the hybrid receiver according to the present invention.
Claims (14)
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KR1020090005221A KR20100085762A (en) | 2009-01-21 | 2009-01-21 | Receiver of mobile communications system and receiving method thereof |
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KR101521403B1 (en) * | 2011-10-05 | 2015-05-20 | 퀄컴 인코포레이티드 | Apparatus and method for selection between receivers in a wireless communication system |
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US9294937B2 (en) | 2011-10-05 | 2016-03-22 | Qualcomm Incorporated | Apparatus and method for selection between receivers in a wireless communication system |
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