KR100281254B1 - 비동기 cdma 시스템용 데이타 복원 장치 및 방법 - Google Patents

비동기 cdma 시스템용 데이타 복원 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

비동기 CDMA 통신 시스템에서 여러 사용자로부터의 비트들을 복원하기 위하여, 수신된 신호의 샘플들은 코드 계수들의 블럭들을 사용하여 처리된다. 각각의 코드 계수 블럭은 수신된 신호 샘플들로부터 형성된 각각의 사용자를 위한 코드 계수들의 시퀀스를 포함한다. 각각의 시퀀스는 코드 계수들의 동일한 수를 가지며, 이 수는 소정의 비트 간격당 코드 계수들치 수와 비트 간격들의 선정된 수의 곱과 동일하다. 상기 블럭 형성을 사용하는 수신된 신호 샘플들의 처리는 소위 리딩(leading) 및 지연(lagging) 엣지 영향을 포함하는 간섭을 완전히 제거하고, 하나 이상의 비트 간격들에서 코드 계수들을 포함하는 블럭들로 구현될 수 있다.

Description

비동기 CDMA 시스템용 데이타 복원 장치 및 방법
제1도는 제1시간 간격 동안 비동기 CDMA 시스템의 기지국에서 각각의 사용자의 인입 칩 스트림들(incoming chip streams)을 표시한 도면.
제2도는 제1시간 간격을 포함하며 보다 큰 제2시간 간격 동안 비동기 CDMA 시스템의 기지국에서 각각의 사용자의 인입 칩 스트림들을 표시한 도면.
제3도는 본 발명의 제1실시예에 따른 수신기 회로의 블럭도.
제4도는 본 발명의 제2실시예에 따른 수신기 회로의 블럭도.
제5도 내지 제7도는 제3도 또는 제4도의 회로와 함께 이용될 수 있는 교체 부가 회로(alternate additional circuitry)의 블럭도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
304 : 제어기 307 : 디스프레더(despreader)
310 : 간섭 제거기 317 : FIR 필터
319 : 스프레더(spreader)
[기술분야]
본 발명은 코드 분할 다중 액세스(Code Division Multiple Access, CDMA) 시스템의 수신기에 전송된 데이타를 복원하는 것에 관한 것으로, 특히, 각각의 사용자가 기지국에 비동기적으로 신호를 전송하는 시스템에 관한 것이다.
[발명의 배경]
CDMA는 셀룰러 및 무선 통신 시스템들과 같은 다양한 응용 기술(applications)에 이용되는 신호 변조 기술이다. 이러한 시스템에 있어서, 다수의 사용자들은 특이하게 코드화된 신호를 전송하는 각각의 사용자와 기지국 사이를 마음대로 통신한다. 따라서, 기지국에 수신된 신호는 많은 서로 다른 코드화된 신호들을 합성한 것(a composite of many differently coded signals)이 된다. 각각의 코드화된 신호는 연속된 디지탈 데이터 심볼들 각각을 하나 이상의 계수로 곱하는 처리(multiplying)에 의해 형성된다. 하나의 코드 계수에 각각의 심볼을 곱한 적(product)은 “칩(chip)”이 되고, 각각의 칩은 칩 간격으로서 알려진 심볼 간격의 부분을 통해 연장된다. 수신기에서, 각각의 사용자의 엔코드된 디지탈 심볼들은 각각의 사용자에 의해 사용된 심볼들을 복사(replicate)하는 코드 계수들을 사용하는 인입 합성 신호로부터 복원된다.
전송하는 동안에 실질적인 간섭 양이 다른 코드화된 신호들로부터 각각의 코드화된 신호에 도입될 수 있고, 이러한 간섭이 이해할 수 있는 통신에서 설명 되여야 한다는 점은 오랫동안 인식되어 왔다. 이러한 간섭을 줄이기 위하여, 종래 시스템 중 한 형태는 우선적으로 복원된 다른 사용자의 심볼들을 사용하는 각각의 사용자의 복원된 심볼들로 동작하는 간섭 감소 기술이 사용되어 왔다(예를 들어, 1992년 8월 4일자 허여된 명칭이 “Method and Apparatus for Reducing Effects of Multiple Access Interference in a Radio Receiver in a Code Division Multiple Access Conmmunications System”인 미국 특허 제5,136,612호 참조). 이러한 종래 기술이 갖는 문제점에 있어서, 임의 코드화된 심볼 내에 도입된 간섭은 다른 코드화된 심볼들의 이전 및 미래의 값들 모두를 포함하고, 미래의 간섭 소스에서는 보상이 제공되지 않는다는 것이다. 종래 기술의 시스템의 다른 종류는 코드 계수들의 블럭들을 이용하는 시간 간격을 통해 수신된 합성 신호에 동작하는 방법을 이용하는데, 여기서, 각각의 블럭은 시간 간격에 해당하는 각각의 사용자의 코드 계수들을 포함한다(예를 들어, 1990년 4월 4일, I.E.E.E Transactions on Communications, Vol. 38, No. 4, 공보 명칭 “Near-Far Resistance of Multiuser Detectors in Asynchronous Channels”참조). 이러한 방법이 갖는 문제점에 있어서, 비동기 통신 특성으로 인하여, 각각의 사용자의 신호들은 다른 사용자들의 신호들에 대해서 임의의 시간에 도달한다는 것이다. 결과적으로, 시간 간격의 엣지로부터 수신된 신호 샘플들이 처리되고, 그러한 샘플들은 블럭 처리 동안에 고려되지 않거나 복원되지 않는 사용자 신호를 포함한다. 이는 이후에 “리딩 및 지연 엣지 영향(leading and lagging edge effects”로 지칭되는 에러를 발생한다.
따라서, 보다 정확하고, 손쉽게 구현 가능한 데이타 복원 기술이 CDMA 시스템에 개발된다면 바람직하게 될 것이다.
[발명의 개요]
종래 기술의 CDMA 데이타 복원 기술의 단점은, 본 발명에 따라, 코드 계수들의 관련된 블럭을 사용하는 시간 간격에서 형성되어 수신된 신호 샘플들을 처리함으로써 해소된다. 그러한 코드 계수 블럭은 시간 간격 동안 각각의 사용자를 위한 코드 계수들의 시퀀스를 포함하고, 각각의 시퀀스는 동일한 수의 계수들을 갖는다. 이러한 계수들의 수는 심볼 간격당 코드 계수들의 수와 심볼 간격들의 선정된 수의적(product)과 동일하게 된다. 유리하게도, 이러한 방법으로 수신된 신호 샘플들의 처리는 소위 리딩 및 지연 엣지 영향의 완벽한 제거에 용이하게 하고, 하나 이상의 선택된 사용자 심볼 간격들과 관련된 코드 계수들을 포함하는 블럭으로 구현될 수 있다.
상술한 실시예에서, 수신된 신호 샘플들 및 코드 계수 블럭들은 중복된 시간 간격들에 대응하여 처리된다. 코드 계수들의 각각의 블럭은 수신된 신호 샘플들을 처리하는데 사용되는 두 부분으로 분리된다.
[상세한 설명]
제1도는 비동기 CDMA 통신 시스템의 기지국에 도달하는 사용자들 (n)의 칩 스트림의 시간-선 표시(time-line representation)(100)를 도시한 도면으로서, 여기서, n은 소정의 정수이다. 각각의 사용자의 칩 스트림은 하나의 수평선으로 표시되고 각각의 라인에 대해, 비트 간격[101-0 내지 101-(k+1)]이 도시되어 있다. 공지된 형태에 있어서, 각각의 심볼 간격 내의 각각의 사용자의 심볼들은 다수의 코드 계수들을 포함하는 스프레딩 코드(spreading code)를 사용하여 스프레드된다. 상술한 실시예에 있어서, 각각의 심볼은 한 비트이고, 그 스프레딩 과정은 다수의 코드 계수들을 각각의 비트에 곱하여 칩들을 생성하는 것이다. 제1도에 있어서, 각각의 스프레딩 코드에는 m이 1 보다 큰 소정의 정수인 m 코드 계수들이 사용되기 때문에, m 코드 계수들 또는 각각의 비트에 관련된 칩들이 존재하게 된다. 각각의 칩은 비트 간격의 약수 1/m이 되는 칩 간격에 걸쳐 연장된다. 전형적으로, 각각의 스프레딩 코드는 의사 랜덤(pseudorandom) 생성기를 사용하여 발생되기 때문에, 스프레딩 코드는 각각의 사용자에게 모두 유일하게 되고, 임의 사용자에 대해 비트간격에서 비트 간격으로 변화한다.
서로 다른 사용자들과 기지국 사이의 통신의 비동기 특성으로 인하여, 각각의 사용자의 전송은 n 사용자 중 한 사용자에 관련된 어떤 임의의 시간에 도달한다는 것에 주목해야 한다. 이러 지연은 사용자(1)에 대한 사용자(2 내지 n)의 비트 스트림을 오프셋(offsetting)함으로써 표시된다. 제1도에 있어서, 사용자들이 1 내지 n의 수로 할당되어, 사용자 수는 2 내지 n으로 증가하고, 코드화된 신호들은 사용자(1)에 대한 비트 스트림보다 점진적으로 늦게 도달한다고 가정한다. 그러한 지연은 i가 1 내지 n의 정수인 어떤 사용자(i)에 대하여 시간 간격(102-i)으로 표시할 수 있다. 사용자(1)에 대한 그러한 간격은 102-1이 되고, 물론, 0과 동일하게 된다. 제1도에 있어서, 두 개의 시간 간격들(102-i)이 도시되어 있다. 특히, 사용자(2)에 대한 비트 간격(101-1)은(103 및 104)로 표시된 2개의 칩을 포함하는 시간 간격(102-2) 만큼 사용자(1)의 비트 간격(101-1)을 지연시킨다. 마찬가지로, 사용자(n)에 대한 비트 간격(101-1)은 106, 107, 108, 109 및 110으로 표시된 5개의 칩들을 포함하는 시간 간격(102-n) 만큼 사용자(1)에 대한 비트 간격(101-1)을 지연시킨다. 일반적으로, 어떤 사용자들과 관련된 시간 간격(102-i)내에 포함된 칩의 수는 m의 부분 집합 즉, 0 내지(m-1)인 정수이다.
종래 기술에 있어서, 어떤 시간 간격 동안 수신된 신호 샘플들은 칩들의 블럭들을 사용하는 기지국에서 처리되었다. 각각의 블럭은 시작 시간부터 종료 시간까지 연장하는 시간 간격 동안 수신된 신호 샘플들 내의 코드 계수들에 포함한다. 제1도에 있어서, 그와 같은 종래 기술에서의 블럭(120)이 도시되어 있는데, 그 블럭은 시작 시간(150)에서 종료 시간(160)까지 연장되어 있다. 시작 시간(150)은 사용자(1)에 대한 비트 간격(101-1)의 시각으로 정렬되고, 종료 시간(160)은 사용자(n)에 대한 비트 간격(101-k)의 종료로 정렬된다. 결과적으로, 블럭은 코드화된 신호들 즉,(101-1) 내지 (101-k)로 표시된 k 비트 간격들 내의 사용자(1)의 관련된 코드 계수들 및 비트들에 (111-1)로 표시된 비트 간격[101-(k+1)]의 일부 내의 것들을 합한 것을 포함한다. 제1도에 있어서 간격(111-1)내에서 112 내지 116으로 표시된 5개의 칩이 존재한다. 마찬가지로, 사용자(n)에 대하여, 블럭(120)은 비트 간격[(101-1) 내지 (101-k)]내의 관련된 코드 계수들 및 비트들에 간격(102-n)내의 칩들(106 내지 110)을 엔코드하는데 사용되는 것들을 합한 것을 포함한다. 따라서, 종래 기술의 블럭(120)은 비트 간격들의 비정수에 비트 간격당 칩의 수를 곱한 것과 동일한 각각의 사용자에 대한 코드 계수들의 수를 포함한다는 것을 주목한다.
비트 간격들[(101-1) 내지(101-k)]내의 칩들에 의해 표시된 비트들을 결정하기 위해 연속된 블럭들(120)의 처리에 따른 문제점은 코드 계수들의 블럭이 시작시간(150)과 종료 시간(160) 사이에 연장하는 시간 간격으로부터 수신된 신호의 샘플을 처리하기 위해 사용되는 동안, 지연 엣지(lagging edge)내의 코드 계수들 즉, 간격들(102-i) 및 리딩 엣지(111-i)가 사용되고, 그러한 코드 계수들은 결정되는 비트들과 관련이 없다는 것이다. 이러한 에러의 소스는 k 값을 증가시켜 감소될 수 있지만, 이는 실질적으로 계산 부담(computational burden)을 증가시킨다.
이러한 단점을 해소하기 위하여, 본 발명에 따라, 각각의 블럭은 비트 간격당 칩의 수(m)에 비트 간격들의 선정된 정수(k)를 곱한 것과 실제로 동일한 각각의 사용자에 대한 코드 계수들의 수를 포함하지 위하여 설정된다. 따라서, 따라서, 본 발명에 따라, 블럭(140)은 각각의 사용자에 대해 km 코드 계수를 포함하여 사용된다.
종래 기술과 비교하여 블럭 형성에 있어 그러한 변화는 종료 시간(160)이 위치(170)로의 이동으로 나타난다. 또한, 후에 논의되는 것 처럼, 그러한 연속되는 블럭들이 형성되고, 각각의 블럭은 별개의 선택된 사용자에 대하여 형성된다. 제1도에 있어서, 선택된 사용자는 사용자(1)이고, 그러한 사용자에 있어서 블럭의 시작 및 종료 시간은 비트 간격들[(101-1) 및 (101-k)]의 시작 및 종료 시간으로 각각 정렬된다. 선택된 사용자에 있어서, 블럭은 비트 간격들[(101-1) 내지 (101-k)]에 걸쳐서 완전히 연장되는 것을 주목한다. 그러나, 비선택된 각각의 사용자들 즉, 사용자(2 내지 n)에 있어서, 비트 간격(101-k)의 한 부분만이 블럭내에 포함된다. 제1도에 있어서, 그들 부분들은 사용자들(2 및 n)에 대해(117-2) 및 (117-n)으로 나타낸다. 리딩 엣지 영향 에러들에 의한 에러들을 제거하기 위하여, 최종 비트 간격(101-k)의 부분만이 비선택된 사용자들 각각에 대해 처리되기 때문에, 후에 논의되는 것 처럼, 그 블럭으로부터 복원된 그들 간격들 내의 사용자들에 대한 비트의 평가치(estimate)는 다음의 연속된 블럭의 처리로부터 양호하게 폐기 및 복원된다. 또한, 지연 엣지 영향을 제거하기 위하여, 본 발명에 따라, 한 블럭내의 각각의 사용자에 대한 코드 계수들의 시퀀스는 제1 및 제2부분으로 분리되는데, 제2부분은 간격들(102-i)내의 그들 계수들에 해당하고, 제1부분 내의 계수만이 디스프레딩 및 간섭 제거에 사용된다.
각각의 블럭내의 코드 계수들에 대해 설명한다. 우선, i가 사용자이면서 1 내지 n의 임의 정수인 i번째 사용자에 대한 코드 계수들은 코드 계수(ci)의 시퀀스를 형성하며 다음 식(1)과 같이 나타낼 수 있다.
시퀀스(ci)내의 각각의 코드 계수의 두 번째 아래 첨자는 시퀀스 내의 계수의 위치를 나타낸다. 설명한 실시예에 있어서, 각각의 코드 계수는 -1 또는 +1 중 하나이며, M은 k에 m을 곱한 것과 동일하고, 각각의 시퀀스 내의 샘플들의 수를 나타낸다. 선택된 사용자에 대한 각각의 사용자의 양자화된 지연을 Pi(여기서, i=1, 2. ...n)로 나타낼 것이다. 물론, 선택된 사용자에 대한 양자화된 지연은 0 이고, 임의 비선택된 사용자에 대한 양자화된 지연은 1 내지 (m-1)인 정수값으로 취할 수 있다. 제1도를 참조하면, 그러한 양자화된 지연은 간격(102-i)내의 코드 계수들의 수와 동일하다. 각각의 시퀀스(ci)는 양자화된 지연(Pi)에 따라 차수(dimension) M의 (k+1) 벡터로 분리될 수 있다. 이러한 분리를 실행하면, 다음 식(2 및 3)을 얻는다.
여기서, j = 1,2,...,k이고, 윗첨자(T)는 벡터의 전환(transpose)을 의미한다.
각각의 벡터[ci (j)]는 M 요소들(elements)을 갖는데, 다만 m 요소들은 0 이 아니다. 또한, 각각의 벡터[ci (j)]에 대해 0이 아닌 항(terms) 전후의 식(2)내의 0의 수는 pi의 값과, 비트 간격당 칩의 수인 m과 pi의 값 사이의 차이와 각각 동일하다. 예를 들어, ci (1)은 첫 번째 m 위치들 내의 0이 아닌 요소들을 가지며, 그 밖에는 0 요소들을 갖는 벡터이다. 상기 표시법(notation)을 기초하여, 식(4)과 같이 기재할 수 있다.
상기 식들로부터, 식(5 및 6)과 같은 두 개의 코드 계수 매트릭스를 구성할 수 있다.
여기서, C는 M행(row) 및 km 열(columns)을 갖는 매트릭스이고, D는 M행 및 n 열을 갖는 매트릭스이며, 벡터(d1)는 M 차수의 모든 0 벡터이다. 따라서, 매트릭스(C)는 선택된 사용자에 대해 간격[(101-1) 내지 (101-k)]내의 코드 계수들과 간격[(101-1) 내지 101-(k-1)]내의 각각 비선택된 사용자에 대한 코드 계수를 포함하고, 블럭(140)에 포함된 간격(101-k)의 부분 집합을 포함한다. 또한, 매트릭스(D)는 임의 사용자에 대한 간격(102-i)내의 코드 계수들을 포함하고, 한 블럭 즉, 블럭(140)의 선택된 사용자에 대해 모두 0 이며, d1은 모두 0 이다.
각각의 블럭이 간격[(101-1) 내지 (101-k)내의 모든 사용자 비트들을 복원하기 위해 사용되기 때문에, 매트릭스(C)는 검출될 간격 내의 모든 사용자 비트들에 대응하는 코드 계수들을 포함하는 반면에, 매트릭스(D)는 바로 이전의 간격(101-1)내의 코드 계수들의 부분을 포함한다. 그러한 바로 이전의 간격은 간격(101-0)으로 제1도에 표시되어 있다.
매트릭스(D)내의 칩 계수들과 관련된 비트들을 벡터(so)로 표시할 수 있다.
식(7)에 있어서, 각각의 성분이 간격(101-0)내의 서로 다른 사용자 비트가 되는 n 벡터 성분들이 존재한다. 각각의 벡터 성분의 윗첨자(0)는 비트 간격을 나타내고, 아래 첨자는 각각의 비트와 관련된 사용자를 나타낸다.
또한, 매트릭스(C)내의 코드 계수들과 관련된 메세지 비트들을 벡터(S)로 나타낼 수 있다.
식(8)에 있어서, 각각의 벡터 성분리 윗첨자는 k 비트 간격 중 하나를 나타내고, 아래 첨자는 n 사용자들 중 하나를 나타낸다. 상술한 식들을 이용하면, 기지국에서 수신된 신호 샘플들(x)은 다음과 같이 표시할 수 있다.
여기서, x는 블럭(140) 동안 얻어진 M 연속 수신된 신호 샘플들의 진폭을 나타내는 M 차수의 벡터이고, 각각의 샘플은 서로 다른 칩에 대응한다. 항(n)은 수신된 신호 내의 가우시안(Gaussian) 노이즈를 나타낸다. 이 노이즈는 제로(zero mean) 및 임의 공분산(covariance)을 갖는다. 벡터(X)를 다음과 같이 표시할 수 있다.
일반적으로, 식(9)을 풀면 다음 식(11)을 얻을 수 있다.
여기서, I는 가우시안 노이즈의 이미 공지된 공분산 매트릭스이고, 윗첨자(T)는 매트릭스의 전환을 나타내며,은 벡터(s)의 평가치이고, CTΓ-1C은 일반화된 상관 매트릭스이다.
가우시안 노이즈가 화이트(white)이고 변화하지 않은 특별한 경우를 고려하면, 식(11)을 다음과 같이 나타낼 수 있다.
이는 식(13)으로 다시 표시될 수 있다.
여기서, 윗첨자(T)는 매트릭스의 전환을 나타내고,는 벡터(S)의 평가치를 나타내며, 매트릭스(C) 내의 코드 계수들의 상관 매트릭스로 표시된 R은 CTC와 동일하다.
식(11 또는 13)은 본 발명을 포함하는 수신기 회로에 의해 이용될 수 있다. 그러나, 화이트 및 변화하지 않는 가우시안 노이즈가 보다 공통적이기 때문에, 설명을 위하여, 상술한 실시예는 그 노이즈 특성을 가정하여 설명하게 된다. 이러한 회로에 대한 논의에 앞서, 본 발명에 따라 형성된 연속적인 블럭들을 설명하는 제2도를 참조하는 것이 유리하다. 제2도를 참조하여, 제1도에 도시된 블럭(140)을 설명한다. 형성된 다음 블럭은 블럭(240)으로 나타내고, 그 블럭에 대해 선택된 사용자는 사용자(2)가 된다. 블럭(240)은 사용자(2)에 대해 k 비트 간격들[(101-k) 내지 (101-2k)]를 완전히 포함한다. 블럭(240)에 대해 선택된 사용자는 사용자(2)이지만, 블럭(140)에 대해 선택된 사용자는 사용자(1)가 된다. 즉, 블럭(140) 이후의 각각의 블럭에서 선택된 사용자 수는 사이클 형태로 하나씩 증가한다. 따라서, 형성된 n번째 블럭에 대해서, 선택된 사용자는 사용자(n)이고, (n+1)번째에 대해 선택된 사용자는 사용자(1)가 된다.
블럭(140)이 비선택된 사용자들의 각각에 대해 간격(101-k)내의 칩들의 부분만을 포함하기 때문에, 블럭(240)내의 제1비트 간격은 블럭(140)내의 비선택된 사용자들 각각에 대한 비트 간격(101-k)이 된다. 그러나, 비트 간격(101-k)이 블럭(140)내에 선택된 사용자에 대해 완전히 포함되기 때문에, 블럭(240)내의 사용자에 대한 제1비트 간격은 비트 간격[101-(k+1)]에서 시작한다.
제3도는 본 발명의 제1실시예에 따른 수신기 회로(300)의 블럭 선도를 도시한 도면이다. 이미 공지된 장치(도시하지 않음)를 이용하여 비트 간격당 m 샘플들과 동일한 샘플링 속도로 형성된 수신 신호의 샘플들은 리드(301)에 결합되어 있다. 동기화 트랙킹 유닛(302)은 각각의 블럭 간격 동안 선택된 사용자와 관련된 각각의 사용자의 신호들의 지연을 결정한다. 코드 계수 발생기(303-1 내지 303-n)는 블럭 간격(140)동안 코드 계수들을 각각 발생한다. 이들 n 시퀀스 각각은 동기화 트랙킹 유닛(302)에 의해 결정된 지연들을 사용하는 두 부분으로 분리된다. 한 부분은 C 매트릭스 내의 각각의 사용자의 코드 계수들에 해당하고, 그 부분은 제어기(304)를 통하여 메모리 유닛(305)에 루트(route)된다. 마찬가지로, D 매트릭스 내의 대응하는 코드 계수들의 다른 부분은 제어기(304)를 통하여 메모리 유닛(306)에 접속된다.
디스프레더(despreader)(307)는 n 사용자들의 각각의 비트 간격들[(101-1) 내지 (101-k)]내의 nk 비트들의 임시 평가치를 얻기 위해 각각의 블럭에 수신된 신호 샘플들을 디스프레드(despread)한다. 각각의 평가치는 Yi,j로 나타내는데, 여기서, i = 1,2,...,n 이면서 사용자를 나타내고, j= 1,2....,k 이면서 블럭내의 비트 간격을 나타낸다. 디스프레더(307)는, 각각의 블럭내의 모든 계수들, 즉 C 및 D 매트릭스 내의 모든 계수들을 사용하는 종래 기술과 반대되는 것으로 C 매트릭스 내의 코드 계수들만을 사용하는 것을 제외하고, 이미 공지된 형태로 동작하는 nk 승산기(multipliers, 308) 및 nk 합산기(summers, 309)를 포함한다. 식(2)에 의해 정의되는 시퀀스들[ci (j)] 중 별개의 시퀀스가 제공되는 각각의 승산기는 별개의 합산기에 직렬로 접속된다.
실질적인 응용에 있어서, 임시 평가치(Yi,,j)들 중 각각의 평가치는 간섭을 포함하는데, 그와 같은 간섭을 제거하기 위하여, 회로(300)는 간섭 제거기(310)를 바람직하게 포함한다. 이러한 제거기는 동일한 nk 및 이미 공지된 프로세서(311)들을 포함하는데, 여기서, 각각의 프로세서는 각각의 블럭내에 수신된 비트들의 nk 평가치를 버스(314)를 통하여 수신한다. 각각의 프로세서 내에서, nk 평가치(Yi, j)들의 각각은 별개의 가중 인자(weighting factor)로 곱해진다. 이들 가중 인자는 Wi,j로 표시되는데, 여기서, i = 1.2,...,n 및 j= 1,2,...,k가 된다.
매트릭스 승산기(312) 및 매트릭스 인버터(313)의 동작에 의해 각각의 블럭에 대한 C 매트릭스에 저장된 코드 계수들로부터 매트릭스(R-1)가 형성된다. 매트릭스 승산기(312)는 R 즉, 적 매트릭스(Product matrix)(CT)를 매트릭스(C)에 곱한 값을 발생하지만, 매트릭스 인버터(313)는 매트릭스(R)를 반전시켜 R-1를 발생한다. 매트릭스(R)가 반전될 수 없을 때, 즉 단일 매트릭스일 때, 인버터(313)는 매트릭스(R)의 의사-반전(pseudoinverse)시킨다. 매트릭스(R-1)내의 값은 버스(315)를 통하여 각각의 프로세서에 결합된다. 각각의 프로세서에서 별개의 가중 인자는 공지된 형태로 매트릭스(R-1)의 서로 다른 행을 사용하여 형상된다. 각각의 임시 평가치(Yi.j)의 nk 적(product)과 그와 관련된 가중 인자(Wi,j)는 합산기(314)를 통하여 함께 부가된다. nk 프로세서들의 각각의 출력은 각각의 블럭내의 nk 비트들의 실질적으로 간섭이 없는 평가치(Si,j)가 된다. 이득 평가치는 비선택된 사용자들 각각에 대해 비트 간격(101-k)내의 그들 비트 평가치들을 유리하게 제거하는 메모리 장치 및 제어기(316)를 통하여 결합된다. 따라서, n-1 평가치들은 제거되고, 버스(322)는 nk-(n-1) 평가치들을 제공한다. n-1 제거된 평가치들은 한 블럭내의 최종 비트 간격의 비선택된 사용자 비트들의 평가치이다. 이와 같은 제거는 유리한데, 그 이유는 수신기가 간격(101-k)내의 m 수신된 신호 샘플들 모두를 처리하지 못하고, 또한, 비선택된 사용자들에 대해 그 비트 간격 내의 m 칩들 모두를 사용할 수 없기 때문이다. 결과적으로, 제거된 평가치들은 에러가 되기 쉬운 평가치들이고, 비트간격(101-k)내의 비선택된 사용자 비트의 최종 평가치들은 다음에 형성되는 블럭을 처리한 이후에 출력된다.
또한, 메모리 장치 및 제어기(316)는 버스(323)상에 n 평가치들을 출력한다. 이들 평가치들은 블럭내의 최종 비트 간격에서 선택된 사용자 비트의 평가치와 블럭내의 다음 최종 비트 간격에서 비선택된 사용자 비트들의 n-1 평가치를 포함한다. 식(13)에서 적(Dso)은 여러 FIR 필터(317) 및 피드백 프로세서(318)의 동작에 의해 제공된다. 여러 필터(317)는 버스(323)상의 n 출력된 최종 평가치들에 따라 평활 동작을 한다. 그후, 그들 평활된 최종 평가치들은 스프레더(spreader, 319)에 의해 디스프레딩되고 그후, 가산기(320)에 의해 합산된다. 스프레더는, D 매트릭스내의 계수들을 이용하는 것을 제외하고, 각각의 사용자의 송신기 내의 스프레더와 같은 형태로 동작한다. 가산기(321)에서는 각각 수신된 신호 샘플들로부터 적(Dso)을 공제한다. 제2도를 다시 참고하면, 블럭(240)에 대해서, s0는 비트 간격(101-k)에서 사용자(1)의 비트 평가치와 비트 간격[101-(k-1)]에서 사용자들(2 내지 n)에 대한 비트 평가치를 포함한다. 마찬가지로, 블럭(240) 바로 다음의 블럭에 있어서, so는 비트 간격(101-k)에서 사용자들(1 및 2)에 대한 비트 평가치들과 비트 간격[101(2k-1)]에서 사용자들(3 내지 n)의 비트 평가치들을 포함한다. 그러나, 임의 블럭내의 선택된 사용자에 대한 D 매트릭스 성분이 모두 제로가 되기 때문에, 항(Dso)을 형성하는 피드백 루프는 가장 최근의 비트 간격에서 각각 비선택된 사용자의 비트 평가치의 적(product)과 관련된 D 매트릭스 코드 계수들을 제공한다.
식(12)은 다음과 같이 다시 표시될 수 있다.
본 발명의 제2실시예는 식(13)을 구현하고, 제4도에 도시되어 있다. 제4도에 도시된 바와 같이, 수신기 회로(400)는, 제1실시예에 도시된 동일한 성분들을 이용하지만, 식(13)에 일치되도록 그들 성분들을 재배열하였다. 또한, 제1도의 두 개의 디스프레더는 제4도의(307-1) 및(307-2)로 표시되어 있고, 제1도의 두 개의 간섭 제거기는 제4도의(310-1) 및(310-2)로 표시되어 있다.
도시된 바와 같이, 코드 계수들[(303-1) 내지 (303-n)], 동기화 트랙킹 유닛(302) 및 제어기(304)는 제3도에서와 같이 메모리 유닛(305 및 306) 각각에 C 매트릭스 및 D 매트릭스 계수들을 결합하도록 동작한다. 디스프레더(307) 및 간섭 제거기(310)에는 C 매트릭스 코드 계수들이 공급되어 버스(471)상에 항(R-1CTx)을 형성한다. 가산기(402)는 버스(404)상의 평가치들을 버스(401)상의 평가치들을 조합하여 버스(403)상에 출력을 제공한다. 메모리 장치 및 제어기(316)는 제3도와 같은 기능을 하여 버스(322) 상에 nk-(n-1) 평가치들을 제공한다.
식(13)의 두 번째 항 즉, R-1CTDso는 버스(403)상에 나타나고, 직렬 접속된 FIR 필터(317), 피드백 프로세서(318), 디스프레더(307) 및 간섭 제거기(310)를 통하여 메모리 장치 및 제어기(316)로부터의 n 평가치들을 버스(323)상에 제공하므로써 형성된다. 메모리 유닛(305)으로부터의 C 매트릭스 코드 계수들은 간섭 제어기(310-2) 및 디스프레더(307)에 공급되지만, 메모리 유닛(306)내의 D 매트릭스 코드 계수들은 피드백 프로세서(318)에 공급된다.
제3도 또는 제4도의 회로는 평가기로서 간주될 수 있으며, 출력되는 평가치는 실제값 신호들이 된다. 그들 출력들을 2진 출력들로 변환시키기 위하여, 제5도 또는 제6도에 도시된 회로는 출력 버스(322)에 결합될 수 있다. 제5도는 채널 디코더(502)에 직렬 접속된 다중-입력 양자화기(multi-input quantizer, 501)를 포함하는 “하드(hard)” 결정 디코딩 장치로서 일반적으로 지칭되는 장치가 도시되어 있다. “소프트(soft)” 결정 디코딩 장치는 제6도에 도시되어 있으며, 버스(322)에 채널 디코더(601)를 접속함으로써 제공된다. 제3도 및 제4도의 회로의 다른 이용은 그들 도면들 중 한 도면과 제7도를 조합하여 실현될 수 있다. 이에 대해서, 제3도 및 제4도의 출력은 수신된 신호의 순간 전력을 표시되는 것을 주목한다. 제7도에 도시된 FIR 필터(701)에 그들 출력 중 한 출력을 결합시킴으로써, 순간 전력의 통합(integration)이 제공된다. 따라서, 제3도 및 제7도 또는 제4도 및 제7도의 조합은 전력 평가기를 형성한다.
물론, 본 발명이 예시된 실시예를 통해서 설명되었지만, 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 다른 장치들을 얻을 수 있음을 주목한다. 첫째로, 예를 들어, 상술한 실시예에서는 가우시안 노이즈가 화이트이고 변화하지 않는 상황에서 동작하지만, 본 발명은 식(11)을 구현하기 위한 회로 동작을 변형시킴으로써 다른 잡음 특성들에 응용될 수 있다. 이는 단지, 제3도 및 제4도의 실시예의 상관 매트릭스 대신에 일반화된 상관 매트릭스가 사용되는 것이 요구된다. 두 번째로, 상술한 블럭 형성에 있어서 연속된 블럭들 사이의 하나의 비트 간격이 중복되어 있지만, 다수의 비트 간격들의 중복이 이용될 수 있다. 이러한 이용은 동일한 사용자 비트의 다중 평가치들이 제공될 때 검출 과정에서의 개선점을 제공할 수 있다. 전형적으로, 두 개의 그러한 평가치가 동일하지 않을 때, 후에 얻어지는 평가치는 선택된다. 또한, 동일한 비트 간격에서 동일한 사용자 비트의 두 개의 평가치가 동일하지 않을 때, 이러한 상태는 검출 과정에서 문제점의 존재를 나타내는 것으로 이용될 수 있다. 세 번째로, 상술한 실시예에서는 사용자 비트들이 코드화된 CDMA 시스템에 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 사용자 심볼들, 즉 다수의 비트들을 나타내는 각각의 심볼이 코드화된 그와 같은 시스템에 응용될 수도 있다. 최종적으로, 상술한 실시예에서는 분리된 장치들을 이용하였지만, 그들 장치들은 하나 이상의 적당히 프로그램된 일반-목적 프로세서들 또는 특정-목적 집적 회로 또는 디지탈 프로세서 또는 그들 장치들 중 임의 아날로그 또는 하이브리드 장치(counterpart)를 이용하여 구현될 수 있다.

Claims (21)

  1. 다수의 사용자들 각각이 코드화된 사용자 신호를 전송하고, 각각의 코드화된 사용자 신호가 코드 계수 시퀀스를 이용하는 사용자의 심볼들 각각을 스프레딩에 의해 형성되며, 수신된 신호가 전송 코드화된 사용자 신호들을 합성한 것(a composite of the transmitted coded user signals)을 포함하는 CDMA 시스템용 장치에 있어서, 상기 수신된 신호의 샘플들을 임의 시간 간격에서 수신하기 위한 수단과; 상기 수신된 신호 샘플들에 응답하여, 상기 시간 간격에서 사용자의 적어도 하나의 심볼을 평가하기 위한 수단으로서, 상기 시간 간격에서 상기 다수의 사용자들의 코드 계수 시퀀스들의 제1부분에 응답하여 상기 수신된 신호 샘플들을 변경하고, 상기 다수의 사용자들의 코드 계수 시퀀스의 제2부분에 응답하여 변경되어 수신된 신호 샘플들을 처리하며, 상기 제1및 제2부분이 서로 다르게 되어 있고, 상기 제1부분은 상기 시간 간격에서 상기 다수의 사용자들의 코드 계수 시퀀스들 내의 모든 코드 계수들 보다 적게 되어 있는 평가 수단을 포함하는 CDMA 시스템용 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 코드 계수들의 각각의 시퀀스는 의사-랜덤 시퀀스인 CDMA 시스템용 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2부분은 상기 시간 간격에서 상기 다수의 사용자들의 코드 계수 시퀀스들 내의 모든 코드 계수들 보다 적게 피어 있는 CDMA 시스템용 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 평가 수단은 상기 제1부분에 응답해서도 상기 변경되어 수신된 신호 샘플들을 처리하는 CDMA 시스템용 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2부분은 상기 시간 간격에서 하나의 코드 계수 시퀀스의 비중복된 부분들을 포함하는 CDMA 시스템용 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 평가 수단은 상기 제1부분에 응답하여 상기 수신된 신호 샘플들을 변경하기 위한 하나의 섹션과, 상기 제2부분에 응답하여 상기 변경되어 수신된 신호 샘플들 내의 간섭을 디스프레딩 및 제거하기 위한 다른 섹션을 포함하는 CDMA 시스템용 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 하나의 섹션은 상기 다른 섹션에 대한 피드백 경로를 형성하는 CDMA 시스템용 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 시간 간격은 다수의 연속된 시간 간격들 중 하나의 간격이고, 상기 수신 및 평가 수단은 상기 수신된 신호의 샘픔들을 각각 수신하고, 상기 다수의 시간 간격들 각각에서 상기 사용자의 적어도 하나의 심볼을 평가하는 CDMA 시스템용 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 다수의 연속된 시간 간격들은 선정된 양만큼 서로 중복되어 있는 CDMA 시스템용 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 선정된 양은 적어도 하나의 샘플 간격인 CDMA 시스템용 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 평가 수단은 신호 디스프레딩 수단(signal despreading means)을 포함하는 CDMA 시스템용 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 평가 수단은 간섭 제거 수단을 더 포함하는 CDMA 시스템용 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 평가 수단은 상기 시간 간격에서 각각의 사용자의 심볼들의 평가치들을 형성하고, 상기 평가 수단은 그들 평가치들 중 적어도 하나의 평가치를 버리는 CDMA 시스템용 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 평가 수단에 접속되어 모든 사용자 심볼 평가치들을 디코딩하는 디코딩 수단을 더 포함하는 CDMA 시스템용 장치.
  15. 제1항에 있어서, 직렬로 접속된 양자화 수단과, 상기 평가 수단에 접속된 디코딩 수단을 더 포함하는 CDMA 시스템용 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 사용자의 심볼들의 평가치들을 적분하는 수단을 더 포함하는 CDMA 시스템용 장치.
  17. 수신된 신호가 다수의 사용자들에 의해 전송된 신호들을 포함하고, 상기 수신된 신호는 다수의 사용자들로부터 전송 신호들을 합성한 것(a composite of transmitted signals from a plurality of users)이 되고, 각각의 사용자 전송된 신호는 상기 사용자의 심볼들을 관련된 코드 계수 시퀀스로 스프레딩에 의해 형성되는 CDMA 시스템용 장치에 있어서, 상기 수신된 신호의 샘플들의 시퀀스를 수신하기 위한 수단으로서, 상기 샘플들은 연속되는 시간 간격들 각각 동안에 형성되는 시퀀스 수신 수단; 상기 하나의 시간 간격 이전의 한 시간 간격으로부터 복원된 사용자 신호 평가치들에 응답하여 상기 연속의 하나의 시간 간격에서 형성되어 수신된 신호 샘플들의 상기 시퀀스를 변경하는 수단과; 상기 수신된 신호 샘플들의 변경된 시퀀스를 이용하는 상기 하나의 시간 간격에서 형성된 상기 수신된 신호 샘플들에 포함된 상기 다수의 사용자들에 의해 전송된 신호들을 평가하는 수단을 포함하는 CDMA 시스템용 장치.
  18. 다수의 전송된 사용자 신호들 각각이 각각의 사용자에 대한 코드화된 신호를 형성하기 위해 다수의 코드 계수들에 의해 심볼 간격을 통해 연장하는 각각의 사용자의 심볼을 처리하여 형성되고, 수신된 신호는 상기 다수의 코드화된 사용자 신호들을 합성한 것을 포함하는 CDMA 시스템에서의 이용 방법에 있어서, 각각의 시퀀스가 별개의 관련된 시간 간격에 대응하고, 각각 관련된 시간 간격이 바로 이전 시간 간격을 선정된 양만큼 중복되는, 연속된 수신 신호 샘플 시퀀스들을 수신하는 단계와; 각각의 시간 간격에서 사용자의 심볼의 평가치를 형성하기 위하여 각각 관련된 시간 간격에 대응하는 상기 사용자들의 코드 계수들을 이용하는 수신된 신호 샘플들의 각각의 시퀀스를 처리하는 단계를 포함차는 CDMA 시스템에서의 이용 방법.
  19. 수신된 신호가 다수의 사용자에 의해 전송된 신호들을 포함하는 CDMA 시스템용 장치에 있어서, 제1 및 제2입력과 출력을 갖는 신호 조합기로서, 상기 제1입력에는 상기 수신된 신호가 연결되어 있는 신호 조합기; 각각의 전송된 사용자 신호의 평가치를 형성하기 위하여 상기 신호 조합기의 출력을 처리하는 디스프레더(despreader)와; 각각의 전송된 사용자 신호의 형성된 평가치에 응답하여 상기 신호 조합기의 제2입력에 신호를 제공하는 수단을 포함하는 CDMA 시스템용 장치.
  20. 수신된 신호가 다수의 사용자에 의해 전송된 신호들을 포함하는 CDMA 시스템용 장치에 있어서, 제1 및 제2입력과, 각각 전송된 각각의 사용자 신호의 평가치들을 제공하는 출력을 갖는 신호 조합기; 수신된 신호 샘플들에 응답하고, 상기 제1입력에 접속되고, 직렬 접속된 디스프레더 및 간섭 제거기를 포함하는 제1수단과; 상기 출력 및 상기 제2입력에 접속되고, 다른 직렬 접속된 디스프레더 및 간섭 제거기를 포함하는 제2수단을 포함하는 CDMA 시스템용 장치.
  21. 다수의 전송된 사용자 신호들의 각각이 각각의 사용자를 위한 코드화된 신호를 형성하기 위하여 다수의 코드 계수들로 심볼 간격을 통해 연장하는 각각의 사용자의 심볼을 처리하여 형성되고, 수신된 신호는 상기 다수의 코드화된 사용자 신호들을 합성한 것을 포함하는 CDMA 시스템에서의 이용 방법에 있어서, 하나의 시간 간격에서 상기 수신된 신호의 샘플들을 수신하는 단계; 상기 수신된 신호 샘플들에 응답하여 상기 시간 간격에서 사용자의 적어도 하나의 심볼과 상기 시간 간격에 대응하는 각각의 사용자를 위한 코드 계수 시퀀스를 평가하는 단계로서, 각각의 시퀀스가 코드 계수들의 동일한 수를 포함하고, 상기 수는 심볼 간격들의 선정된 정수를 곱한 상기 다수의 코드 계수들과 동일하게되어 있는, 코드 계수 시퀀스 평가 단계를 포함하는 CDMA 시스템에서의 이용 방법.
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