KR100290490B1 - 선택적으로 광선을 결합할 수 있는 레이크 수신기 - Google Patents

선택적으로 광선을 결합할 수 있는 레이크 수신기 Download PDF

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KR100290490B1 KR1019930703594A KR930703594A KR100290490B1 KR 100290490 B1 KR100290490 B1 KR 100290490B1 KR 1019930703594 A KR1019930703594 A KR 1019930703594A KR 930703594 A KR930703594 A KR 930703594A KR 100290490 B1 KR100290490 B1 KR 100290490B1
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Abstract

칩 샘플들은 RF 수신기(11)과 I와 Q 버퍼(12a, 12b)들을 통해 도달되는데, 이 경우에 이들은 멀티플렉서(13)로 패스된다. 멀티플렉서(13)는 동일하거나 상이한 채널들로부터 칩 샘플들의 2개의 독립적인 범위들을 선택한다. 멀티플렉서(13)의 출력들은 복소수 상관기(14a, 14b) 내에서 공지된 시퀀스와 상관되는데, 이들의 출력들은 차례로, 복소수 승산기(15)들 내에서 복소수 가중치들만큼 곱해진다. 곱들이 누산기(16)로 패스된 다음에, 이들의 출력은 임계 결정 디바이스(17)로 보내져서, 수신된 신호로부터 추출된 2진수 데이타를 생성한다.

Description

[발명의 명칭]
선택적으로 광선을 결합할 수 있는 레이크 수신기
[발명 분야]
본 발명은 셀룰라 무선 전화 통신 시스템에서의 코드 분할 다중 액세스(CDMA)의 이용에 관한 것으로, 특히 수신된 신호 샘플들과 디스프레딩 코드 시퀀스를 상관시켜 수신된 데이타 시퀀스들을 판별하는 레이크(RAKE) 수신기 방안에 관한 것이다.
[발명의 배경]
CDMA 또는 스프레드 스펙트럼 통신은 2차 세계 대전때부터 이용되어 왔다. 이는 일찍부터 군대에서 널리 이용되었다. 그러나, 오늘날에는 스프레드 스펙트럼 시스템을 상업적으로 이용하는 것에 대한 관심이 높아지고 있다. 몇가지 예를 들면, 디지탈 셀룰라 무선기, 육상 이동 무선기, 및 실내외 개인용 통신망들이 있다.
셀룰라 전화 산업은 미국에서 뿐만 아니라 다른 모든 나라에서도 상업적으로 운영하는데 있어서 크게 진보되어 왔다. 주요 도시에서의 이들 성장은 기대치를 훨씬 넘어섰고 시스템 용량을 앞지르고 있다. 이러한 추세가 계속된다면, 빠른 성장의 결과는 곧 매우 작은 규모의 시장에까지 이를 것이다. 높은 서비스질을 유지하는 것 뿐만 아니라 증가하는 시스템 용량에 대한 수요를 충족시키고 가격 상승을 피하기 위해서는 혁신적인 해결책이 요구된다.
전 세계적으로, 셀룰라 시스템에서 한가지 중요한 진보는 아날로그 전송 방식에서 디지탈 전송 방식으로 바뀌었다는 것이다. 마찬가지로, 차세대 셀룰라 기술을 구현하기 위해서는 효율적인 디지탈 전송 체계를 선택하는 것도 중요하다. 더우기, 저가격, 포켓 사이즈, 그리고 가정, 사무실, 거리, 자동차 등에서 쉽게 이동될 수 있고 호출 발신 또는 수신에 사용될 수 있는 무선 전화를 채택하는 제1 세대 개인용 통신망(PCN)은, 다음 세대의 디지탈 셀룰라 시스템 하부 구조와 셀룰라 주파수를 이용하는 셀룰라 반송파에 의해 제공될 것으로 여겨진다. 이들 새로운 시스템에 요구되는 주요 특징은 트래픽 용량의 증가이다.
현재, 채널 액세스는 주파수 분할 다중 액세스(FDMA) 방식과 시분할 다중 액세스(TDMA) 방식을 이용하여 달성된다. FDMA 시스템에 있어서, 통신 채널은 단일 무선 주파수 대역인데, 이 대역으로 신호의 전송 전력이 집중된다. 인접 채널들 간의 간섭은 특정 주파수 대역 내의 신호 에너지만을 통과시키는 대역 통과 필터를 사용하여 억제된다. 따라서, 상이한 주파수가 할당되는 각각의 채널에 있어서, 시스템 용량은 채널 재사용에 의해 부과되는 제한 뿐만 아니라 가용(available) 주파수에 의해서도 제한된다. TDMA 시스템에 있어서, 채널은 동일 주파수에 대해 시간 간격들의 주기적인 트레인(train)으로 되어 있는 타임 슬롯으로 구성되어 있다. 타임 슬롯들의 각각의 주기는 프레임으로 불리운다. 주어진 신호의 에너지는 이들 타임 슬롯들 중 1개의 타임 슬롯으로 제한된다. 인접 채널 간섭은, 적절한 시간에 수신된 신호 에너지만을 통과시키는 시간 게이트 또는 다른 동기화 소자를 사용함으로써 제한된다. 따라서, 서로 다른 상대적인 신호 강도 레벨로 인한 간섭 문제점은 감소된다.
TDMA 시스템에서의 용량은 전송 신호를 더 짧은 타임 슬롯으로 압축시킴으로써 증가된다. 그 결과, 정보는 이에 따라 더 빠른 버스트율(burst rate)로 전송되어야 하는데, 이로 인해 점유되는 스펙트럼의 양이 비례적으로 증가한다.
FDMA 또는 TDMA 시스템 또는 하이브리드FDMA/TDMA 시스템에 있어서는, 2개의 잠재적으로 간섭하는 신호들이 동시에 동일 주파수를 점유하지 않도록 하는 것을 목표로 한다. 이와 달리, 코드 분할 다중 액세스(CDMA)에서는, 신호들이 시간과 주파수 둘 다에서 중첩될 수 있게 해준다. 따라서, 모든 CDMA 신호는 동일 주파수 스펙트럼을 공유한다. 주파수 또는 시간 영역에서는, 다중 액세스 신호들은 서로의 선단부에 나타난다.
CDMA 통신 기술과 관련된 장점들은 매우 많다. CDMA-기반 셀룰라 시스템들의 용량 한계는, 개선된 코딩 이득/변조 밀도, 음성 활성 게이팅(voice activity gating), 구획화, 및 모든 셀 내의 동일 스펙트럼의 재사용과 같은 광대역 CDMA 시스템의 특성의 결과로서, 현존하는 아날로그 기술의 용량 한계보다 20배까지 커진다. 높은 비트율의 디코더에 의한 음성 CDMA 전송으로 인해 우수하고 실재적인 음질이 보장된다. 또한, CDMA는 가변 데이타율을 제공하여서, 여러가지 상이한 음질 등급을 제공할 수 있게 해준다. CDMA의 스크램블링된(scramble) 신호 포맷은 누화를 완전히 제거하여 통화를 도청하거나 추적하는 것을 매우 어렵게 하고 또한 비용이 많이 들도록 하기 때문에, 호출자의 사생활을 한층 더 보장하고 교신 중에 엿듣는 것을 방지할 수 있다.
원리적으로, CDMA 시스템에 있어서, 전송될 정보 데이타 스트림은 신호 시퀀스로서 알려진 더 높은 비트율의 데이타 스트림 상에 제공된다. 전형적으로, 신호 시퀀스 데이타는 비트 스트림을 제공하는 2진수이다. 이러한 신호 시퀀스를 발생시키는 한가지 방법은, 랜덤하게 나타나지만 승인된 수신기에 의해 복제될 수 있는 의사-잡음(pseudo-noise:PN) 프로세스를 이용하는 것이다. 정보 데이타 스트림과 높은 비트율 신호 시퀀스 스트림은, 서로 승산됨으로써 결합되는데, 이들 2개의 비트 스트림의 2진수 값은 +1 또는 -1로 표시되는 것으로 가정할 수 있다. 높은 비트율 신호 시퀀스 스트림과 낮은 비트율 데이타 스트림을 결합시키는 것을, 정보 데이타 스트림 신호의 코딩 또는 스프레딩이라고 칭한다. 각각의 정보 데이타 스트림 또는 채널은 고유한 스프레딩 코드로 할당된다.
다수의 코드화된 정보 신호들은 예를 들어, 직교 위상 시프트 키잉(quadrature phase shift keying; QPSK)에 의해 무선 주파수 반송파를 변조시키고, 수신기에서 복합 신호로서 함께 수신된다. 각각의 코드화된 신호들은 주파수와 시간 둘 다에 대해 잡음-관련 신호들 뿐만 아니라, 그 밖의 다른 코드화된 신호들 전부를 중첩시킨다. 수신기가 승인되면, 복합 신호는 고유한 코드들 중 하나와 상관되어, 대응하는 정보 신호가 분리되어 디코딩될 수 있다.
“직접적인 스프레딩이 가능한 전형적인 CDMA”로 불리우는 하나의 CDMA 기술에서는 신호 시퀀스를 이용하여 1 비트의 정보를 표현한다. 전송된 시퀀스 또는 그의 보수(전송된 2진 시퀀스값들)를 수신하면 정보 비트가 “0” 또는 “1”인지가 나타난다. 보통, 신호 시퀀스는 N개의 비트를 포함하고, 각각의 비트는 “칩”으로 불리운다. 전체 N-칩 시퀀스, 또는 그의 보수는 전송된 심볼로서 칭해진다. 수신기는 수신된 신호와 자신의 신호 시퀀스 발생기의 공지된 신호 시퀀스를 상관시켜 -1 내지 +1 범위의 정규화된 값을 생성한다. 큰 양(+)의 상관관계 값이 발생하면, “0”이 검출되고; 큰 음(-)의 상관관계 값이 발생하면, “1”이 검출된다.
“직접적인 스프레딩이 가능한 개선된 CDMA”로 불리우는 다른 CDMA 기술에서는, 각각의 전송된 시퀀스가 1 비트 이상의 정보를 나타내 수 있다. 한 세트의 코드 워드들, 전형적으로는 직교 코드 워드 또는 2중 직교 코드 워드는, 정보 비트들의 그룹을 더 긴 코드 시퀀스 또는 코드 심볼로 코드화시키는 데 이용된다. 신호 시퀀스 또는 스크램블 마스크는 전송 전에 2진 코드 시퀀스에 가산되는 모듈로-2이다. 수신기측에서, 공지된 스크램블 마스크는 수신된 신호를 디스크램블하는 데 이용되는데, 그 후 이 수신된 신호는 모든 가능한 코드 워드들과 상관된다. 최대 상관관계 값을 갖는 코드 워드는, 어떤 코드 워드가 전송되었을 가능성이 가장 큰 지를 나타내어서 어떤 정보 비트가 전송되었을 가능성이 가장 큰 지를 나타낸다. 하나의 공통 직교 코드는 월쉬-하다마드(Walsh-Hadamard;WH) 코드이다.
전형적인 CDMA와 개선된 CDMA 둘 다에 있어서, 상기와 같이 지칭된 “정보 비트”들은 코드화된 비트들일 수도 있으며, 여기에서 사용된 코드는 블록 또는 콘벌루션 코드이다. 1개 이상의 정보 비트들은 데이타 심볼을 형성할 수 있다. 또한, 신호 시퀀스 또는 스크램블 마스크는 단일 코드 시퀀스보다 더 길 수 있으며, 이 경우에 신호 시퀀스 또는 스크램블 마스크는 계속해서 코드 시퀀스에 가산된다.
많은 무선 통신 시스템에 있어서, 수신된 신호는 2개의 성분을 갖는데, 하나는 I(in-phase : 동위상) 성분이고, 다른 하나는 Q(quadrature : 직교 위상) 성분이다. 이러한 결과는, 전송된 신호가 2개의 성분들을 갖거나, 채널 개입 또는 코히어런트 반송파 기준의 결핍으로 인해 전송된 신호가 I 성분과 Q 성분으로 분리되는 것으로 인해 발생된다. 디지탈 신호 처리를 이용하는 전형적인 수신기에 있어서, 수신된 I와 Q 성분의 신호들은 Tc초 마다 샘플링되어 저장되는데, 여기에서 Tc는 칩의 지속 시간이다.
이동 통신 시스템에 있어서, 전형적으로, 기지국과 이동국 간에 전송되는 신호들은 예를 들면, 큰 빌딩들 또는 인접 산맥들로부터의 신호 반사에 의해 발생된 에코(echo) 왜곡 또는 시간 분산에 의해 피해를 받는다. 다중 경로 분산은, 신호가 하나의 경로가 아니라 많은 경로를 따라 수신기로 전송되어 올 때에 발생되므로, 수신기는, 상이하고 무작위로 변하는 지연과 진폭을 갖는 많은 에코를 갖게 된다. 따라서, CDMA 시스템 내에 다중 경로 시간 분산이 존재하면, 수신기는 전송된 심볼의 여러 버젼의 복합 신호를 수신하는데, 이 신호는 하나의 심볼 주기 보다 짧은 상대적인 시간 지연이 생기는 서로 다른 경로[“광선(ray)”으로 칭함]들을 따라 전송되었다. 각각의 신호 이미지가 N-칩 시퀀스이기 때문에, 각각의 구별가능한 “광선”은 일정한 상대적 도달 시간 kTc 초와, I 및 Q 칩 샘플의 범위(span) N을 갖는다. 다중 경로 시간 분산의 결과로서, 상관기는 1개의 큰 스파이크가 아니라 몇 개의 작은 스파이크들을 출력한다. 심볼 주기 후에(즉, 반사에 의해 발생된 시간 지연이 1개의 심볼 주기를 초과하면), 수신되는 각각의 광선은 통신 시스템의 전체 용량을 감소시키는 비상관 간섭 신호로서 나타난다. 전송된 심볼(비트)들을 최적으로 검출하기 위해서, 수신된 스파이크들을 결합시켜야 한다. 전형적으로, 이러한 것은 레이크 수신기에 의해 이루어지는데, 이는 다중 경로 컨트리뷰션(multipath contributions) 전체를 함께 “레이크(rake)”시키기 때문에 붙여진 이름이다.
레이크 수신기는 여러가지 수신된 신호 경로들, 즉 여러가지 신호 광선들로 부터 신호 에너지를 수집하기 위해 조합되는 다이버시티(diversity)의 형태를 이용한다. 다이버시티는 중복 통신 채널들을 제공하므로, 몇몇 채널들이 페이드되더라도 페이드되지 않은 채널들을 통해 계속 통신된다. CDMA 레이크 수신기는, 상관 방법을 개별적으로 사용하여 에코 신호들을 검출하고 이들을(동일 부호를 사용하여) 대수적으로 가산시킴으로써 페이딩을 제거하려 하는 것이다. 더우기, 심볼 간의 간섭을 방지하기 위해서는, 적절한 시간 지연을 각각의 검출된 에코들 사이에 삽입하여서, 이들이 다시 보조를 맞춰 진행하게 한다.
레이크 수신기의 한 형태에 있어서, 상이한 시간 지연들에서 수신된 신호와의 신호 시퀀스의 상관관계 값들은, 예기된 시간 지연(dt)들, 즉 수신하는 에코들 사이의 예기된 시간에 탭(tapped)되는 지연 라인을 통해 패스된다. 그 다음에, 레이크 탭들에서의 출력들은 적절한 가중치로 결합된다. 이러한 수신기는 T0에 탭을 배치시킴으로써 최초의 광선을 서치(search)하고, T0+dt에 탭을 배치시킴으로써 dt만큼 지연된 광선을 서치하는 등, 계속해서 이와 같이 서치한다. 충분한 에너지를 갖는 레이크 탭 출력들은 적절히 가중되고 조합되어, 수신된 신호를 잡음과 간섭비에 대해 최대화시킨다. 따라서, 지연 라인의 전체 시간 지연은 서치될 수 있는 도달 시간 지연량을 판별한다.
상이한 광선들을 코히어런트 조합시키는 사후(post)-상관기를 사용하는 종래의 레이크 수신기를 제1도에 도시한다. 수신된 무선 신호는 예를 들어, 코사인파와 사인파와 함께 복합시키고 RF 수신기(1)에서 신호를 필터링시킴으로써 변조되어, I 및 Q 칩 샘플을 생성한다. 이들 칩 샘플들은 버퍼에 의해 버퍼링되는데, 이 버퍼는 2개의 버퍼들로 구성되며, 그 하나는 I(동위상) 샘플(2a)들을 위한 것이고, 다른 하나는 Q(직교 위상) 샘플(2b)들을 위한 것이다. 버퍼(2a와 2b)들 각각의 하부는 때 맞춰 가장 최근에 수신된 칩 샘플들을 포함한다.
멀티플렉서(3)은 버퍼링된 칩 샘플들을 수신하고, 복소수 상관기(complex correlator; 4a와 4b)에 일정 범위의 I 칩 샘플들과 동일 범위의 Q 칩 샘플들을 보낸다. 선택된 범위는 소정의 시간에 도달하는 N-칩 시퀀스에 대응하는 N개의 샘플들을 포함한다. 예를 들면, I와 Q 버퍼(2a와 2b)들 각각이 159개의 칩 샘플(0-158)들을 포함하고, N이 128이면, 멀티플렉서(3)은 I 버퍼(2a)로부터의 i 내지 (i+127)개의 칩 샘플들과 Q 버퍼(2b)로부터의 i 내지 (i+127)개의 칩 샘플들을 상관기(4a)에 보내는데, 여기에서 i는, 버퍼들이 먼저 채워지는 때부터의 신호 광선들의 이산 시간 지수이다.
복소수 상관관계 값은, 2개 세트의 신호 샘플들, I와 Q를 공지된 신호 시퀀스(코드)에 상관시키는 각각의 복소수 상관기(4a와 4b)에 의해 형성된다. 상이한 복소수 상관기들은 상이한 수신된 샘플 범위들, 이에 따른 상이한 신호 광선들에 대응한다. 멀티플렉서(3)은 수신된 샘플들을 직렬로 또는 병렬로 제공할 수 있다.
일반적으로, 복소수 상관기는 복소수 입력스트림(1+jQ 샘플들)을 공지된 복소수 시퀀스에 상관시켜, 복소수 상관 관계 값을 생성한다. 신호 시퀀스가 복소수가 아니면, 각각의 복소수 상관기는 병렬의 2개의 스칼라 상관기들로서 구현될 수 있는데, 이는 “반-복소수(half-complex)” 상관기로 정의된다. 신호 시퀀스가 복소수이면, 복소수 상관기는 복소수 입력을 복소수 시퀀스에 상관시켜, “전-복소수(full-complex)” 상관기를 발생시킨다. “복소수 상관기”라는 용어는 본 명세서에 사용되어 상기 각각의 시나리오에 관련된다.
상관 후에는, 복소수 상관관계 값들은, 이들이 복소수 레이크 탭으로서 칭해지는 복소수 가중치만큼 곱해지는 승산기(5)에 전달된다. 각각의 레이크 탭은 실수부와 허수부로 구성되는 복소수이다. 복소수 상관기(4a)는 한 세트의 데이타를 공지된 신호 시퀀스에 상관시킨다. 전형적으로, 복소수 상관관계 값들과 레이크 탭값들과의 곱의 실수부만이 누산기(6)에 전달된다. 누산기(6)은 처리된 모든 신호 광선에 대한 가중 상관관계 결과치를 합산하여, 누산된 결과를 임계 디바이스(7)에 보낸다. 임계 디바이스(7)은 입력이 임계값보다 클 경우에 2진수 “0”을 검출하고, 입력이 임계값보다 작을 경우에는 2진수 “1”을 검출한다.
수식에 있어서, X(n) = I(n) + jQ(n)이 수신기에 의해 수신된 칩 샘플들이라고 가정하면, 여기에서 I(n)은 I 성분 샘플들이고, Q(n)은 Q 성분 샘플들이며, n은 각각의 이산 시간에 대응하는 칩 샘플 지수이다. 제1도에서, I(n)은 버퍼(2a)에 저장되고 Q(n)은 버퍼(2b)에 저장된다. 멀티플렉서(3)은 동일 광선에 대응하는 I 샘플들의 범위와 Q샘플들의 범위를 선택한다. M(k, n) = MI(k, n) + jMQ(k, n)이 N개의 샘플(n=0, N-1)들을 제공하는, 광선 k에 대한 멀티플렉서 출력이라면, M(k, n) = X(n+k)이고, MI(k, n) = I(n+k)이며, MQ(k, n) = Q(n+k)이다.
복소수 상관기(4a)는 멀티플렉서(3)으로부터의 데이타 샘플들의 범위를 공지된 코드 시퀀스로 상관시킨다. 데이타 샘플 X(k), X(k+1), ·····, X(k+N-1)들을 고려하면, 이는 수신된 데이타의 이산 시간 샘플들이다. 수신기가 N개의 값(보통은, ±1 값)들로 구성되는 코드 시퀀스 C(0), C(1), ·····, C(N-1)를 검출하려고 하면, 상관기는 다음과 같이, 몇몇 세트의 N개의 데이타 값들을 N개의 코드 시퀀스 값들과 상관시킨다:
여기에서, 지수 k는 데이타 시퀀스가 시작하는 곳을 나타낸다. 이것은 신호 도달의 상대적 시간에 대응한다. 상이한 도달 시간들은 상이한 신호 광선들에 대응한다. 따라서, 광선 k는 필요한 데이타 값들의 범위에 상당한다: ｛X(k), X(k+1), ····, X(k+N-1)｝. N이 크면, 광선 k와 k+1은 사실상 중첩되는 범위들에 해당된다.
R(k)의 계산은 입력 데이타 범위를 병렬 또는 직렬로 액세스함으로써 실행될 수 있다. 제2도에서는 병렬 방법을 나타낸다. 데이타 버퍼(53)는 수신된 신호의 연속적인 시간 샘플 X(n)들을 저장한다. 멀티플렉서(54)는 N개의 데이타 값｛X(k), X(k+1), ····, X(k+N-1)｝들의 범위를 선택하는데, 이 값들은 상관기(55)에 보내진다. 상관기의 각각의 입력에 대응하는 승산기(56)는 대응하는 코딩 시퀀스 값과 각각의 입력 값을 승산한다. 승산된 값들은 가산기(57)에서 함께 합산되어 상관 관계 값 R(k)를 형성한다.
제3도는 R(k)를 계산하기 위해서 입력 범위를 직렬로 액세스하는 것을 도시한다. 입력 버퍼(58)는 수신된 데이타 샘플들을 저장한다. 한번에 1개의 샘플만이 상관되기 때문에 버퍼는 1개의 샘플 길이일 수 있다. 버퍼가 1개의 샘플 길이보다 길면, 멀티플렉서(59)는 특정 샘플 X(k+i)를 선택하는데 필요하며, 여기에서 i는 제어 프로세서(60)에 의해 판별된다. 선택된 값은 상관기(61)에 보내진다. 상관기(61)은 먼저 코드 시퀀스의 한 소자 C(i)와 입력 X(k+i)의 곱을, 승산기(62)를 이용하여 계산한다. 그 다음에, 이 곱은 앞의 곱들을 저장하고 있는 누산기(64)에 가산된다. 누산기(64)는 처음에 0으로 설정된 다음에, i는 0부터 N-1까지 진행하므로써, N개의 곱들이 누산된다. N개의 곱들이 누산된 후에, 이 누산 값들은 상관기로부터 출력되어 상관관계 값 R(k)를 제공한다. 상관은 병렬 또는 직렬로 실행되며, 각각의 데이타 값 X(n)은 b개의 비트들로 구성된다. 이 비트들은 한번에 전부(병렬 계산), 또는 한번에 1개씩(비트 직렬 방법) 액세스되어 사용된다.
사용된 상관 방법에 관계없이, 상관기(4a)는 광선 k에 대해 멀티플렉서 출력 M(k, n)을 실 코드 시퀀스 C(n)에 상관시켜, 복소수 상관관계 값 R(k) = RI(k) + jRQ(k)를 다음과 같이 생성한다:
RAKE 결합기는 레이크 탭 W(k) = WI(k) + jWQ(k)를 사용하여 상관관계 값들을 승산시켜 그 결과치를 다음과 같이, 결정 통계치 Z로 누산시킨다:
그 다음에, 수치 Z는 임계 디바이스(7)에서 임계값로 되어, “0” 또는 “1”이 보내졌는지의 여부를 판별한다.
종래의 레이크 수신기는, 주어진 신호 광선에 있어서, 신호 에너지가 I와 Q 채널들에 존재한다는 가정하에 설계된다. 실제로, 매번 이러한 경우와 같지는 않다. 주어진 신호 광선에 대한 에너지의 전부 또는 대부분이 I 채널 상에 있다면, I와 Q 채널 둘 다를 상관시키는 것은 비능률적이다. 이것은 처리 시간을 비능률적으로 사용하게 하며, 이 처리 시간을 수신기 내의 다른 곳에 사용하는 것이 더 나을 것이다. 요구된 레벨의 성능에 있어서, 종래의 레이크 수신기는 필요한 것보다는 더 많은 처리 시간을 필요로 한다. 처리 시간이 제한되면, 이용되는 수신 신호 전력의 손실이 발생되어, 성능에서의 손실, 즉 검출 에러가 증가된다.
다음의 예들은 종래의 레이크 수신기가 2가지 시나리오 하에서 어떻게 동작하는지를 도시한다. 4개의 신호 광선들이 있으며 하나의 라인 오브 사이트(line-of-sight) 광선과 세 개의 에코의 신호 광선이 존재하며 이들은 테이블 1에서 복소수 가중치(RAKE 탭으로 칭함)로 결합되는 것으로 가정한다.
[테이블 1]
진폭과 각도는 레이크 탭들의 극성(polar) 형태를 나타내고, I와 Q 탭들은 I와 Q를 각각 곱하는데 사용되는 데카르트(Cartesian) 형태를 제공한다. 각각의 신호 광선에서의 에너지는 진폭의 제곱, 또는 I 레이크 탭의 제곱과 Q 레이크 탭의 제곱의 합으로 그 크기가 정해진다. 전체 신호 전력(진폭들의 제곱의 합)이 1이 되도록 진폭들은 정규화되었다.
제1 시나리오에 있어서, 레이크 수신기가 2개의 레이크 탭들로 제한되는 것으로 가정하는데, 이 2개의 레이크 탭은 2개의 가장 강한 광선들, 즉 광선 0과 1을 결합시키는데 사용될 것이다. 광선 2와 3에서의 에너지는 검출 프로세스에서 사용되지 않는다. 전체 신호 전력 레이크'd는 0. 6252+ 0. 52= 0. 2142+ 0. 5872+ 0. 4332+ 0. 2502= 0. 64 또는 전체 신호 전력의 64%이다. 본 발명의 목적은 검출 프로세스에 사용되는 신호 전력을 증가시켜, 시스템 성능을 향상시키는 것이다.
제2 시나리오에 있어서, 레이크 수신기가 소정의 성능 레벨을 제공하도록 요구되는 것으로 가정하는데, 이 성능 레벨은 검출 중에, 신호 에너지의 일정 퍼센티지의 레벨, 예를 들면 75% 내에서의 레이킹(RAKing)에 해당한다. 종래의 레이크 수신기에 있어서, 4개의 광선들 중에서 3개를 처리해야 한다. 이러한 처리는 일정 양의 계산을 필요로 하는데, 이는 소정량의 하드웨어(3개의 복소수 상관기) 또는 소정량의 처리 시간(하나의 상관기가 3번 사용되는데 걸리는 시간)에 대응한다. 본 발명의 다른 목적은 계산을 적게 하면서 동일한 시스템 성능 레벨을 달성하는 것인데, 이 계산은 나중에 기술될 하드웨어 또는 처리 시간에 대응하는 것이다.
[발명의 요약]
본 발명은 변형된 형태의 레이크 수신기(본 명세서에서 WRAKE 수신기로 칭함)를 이용하여 상기 문제점을 해결하는데, WRAKE 수신기에서는, I와 Q 성분들을 독립적으로 취급하고 서로 다른 광선들로부터의 I와 Q 탭들을 동시에 처리한다. WRAKE 수신기는, 2개 이상의 광선들을 포함하는 중첩 전송된 변조 반송파 신호들의 복합 신호를 수신하고, 그 복합 신호를 복조하여 각각의 광선 내의 전송된 심볼들을 복구시키기 위한 수단과, 각각의 광선에 대한 동위상(I)과 직교 위상(Q) 신호들을 샘플링하여 각각의 전송된 심볼에 대한 I와 Q 샘플들을 생성하기 위한 수단과, 각각이 상기 광선들중 하나로부터의 I 또는 Q 샘플들을 포함하는, 상이한 샘플들의 그룹들을 선택하는 수단과, 그룹화된 샘플들을 공지된 코드 시퀀스들과 상관시키기 위한 수단과, 상관관계 값들을 결합시키기 위한 수단과, 상기 결합된 상관관계 값들과 임계값을 비교하여 각각의 전송된 심볼에 대응하는 각각의 데이타 심볼을 판별하는 수단을 포함한다. 하나의 양호한 실시예에서, 2개의 샘플 그룹만이 선택되는데, 여기서 한 그룹은 I 샘플들을 포함하고 다른 그룹은 Q 샘플들을 포함한다.
양호한 실시예들에서는, 상관 수단으로서, 단일 복소수 상관기, 한 세트의 복소수 상관기, 단일 스칼라 상관기, 및 한 세트의 스칼라 상관기를 사용할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 고속 월쉬 변환 계산 수단이, 한 세트의 공지된 코드 시퀀스들을 샘플들과 상관시키는데 사용된다. 단일 코드 시퀀스는, 동일한 수신기들 또는 다른 수신기들과 관련된 다른 코드 시퀀스들과의 비직교, 직교, 또는 2중 직교 시퀀스일 수 있다.
다른 실시예에서는 감산 CDMA 시스템에 레이크 수신기를 사용한다. 디스크램블러(descrambler)가 각각의 샘플을 디스크램블시킨 후, 상관 수단이 디스크램블링된 샘플들을 코드 시퀀스들과 상관시킨다. 검출 수단은 수신된 코드 시퀀스를 검출한다. 그 후, 검출된 신호는 복합 신호로부터 감산되어 잔여 복합 신호를 남기는데, 잔여 복합 신호가 상관 도메인 내에서 감산되는 경우에는, 역 상관되고 리스크램블되어 검출된 신호보다 적은 본래의 복합 신호를 생성하게 된다. 그 후, 잔여 복합 신호는, 모든 정보 신호들이 복합 신호로부터 추출될 때까지 반복적으로 디코딩된다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 종래의 레이크 수신기의 개략적 기능도이다.
제2도는 예시적인 병렬 상관기의 개략적 기능도이다.
제3도는 예시적인 직렬 상관기의 개략적 기능도이다.
제4도는 본 발명에 따른 WRAKE 수신기의 실시예를 도시한 개략적 기능도이다.
제5도는 본 발명에 따른 멀티플렉서 동작 실시예를 도시한 개략적 기능도이다.
제6도는 본 발명에 따른 멀티플렉서 동작의 다른 실시예를 도시한 개략적 기능도이다.
제7도는 본 발명에 따른 WRAKE 수신기의 다른 실시예를 도시한 개략적 기능도이다.
제8도는 본 발명에 따른 멀티플렉서 동작의 또 다른 실시예를 도시한 개략적 기능도이다.
제9도는 사전 필터링된 종래의 레이크 수신기의 개략적 기능도이다.
제10도는 본 발명에 따른 사전 필터링된 WRAKE 수신기의 실시예를 도시한 개략적 기능도이다.
제11도는 본 발명에 따른 WRAKE 수신기의 다른 실시예를 도시한 개략적 기능도이다.
제12도는 제11도의 실시예에서 다른 소자들을 도시하는 개략적 기능도이다.
[양호한 실시예의 상세한 설명]
이하의 설명들이 휴대용 또는 이동가능 무선 전화기들 및/또는 개인용 통신망들을 포함하는 셀룰라 통신 시스템에 관한 것이라도, 본 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 다른 통신 응용에도 적용될 수 있다는 것을 알 것이다.
WRAKE 수신기로서 칭해진 본 발명은 종래의 레이크 수신기들과는 상이한 방식으로 신호 에너지를 결합시킨다. 신호 에너지 성분들을 I와 Q 성분들을 갖는 신호 광선들로서 취급하는 것이 아니라, WRAKE 수신기는 “파(wave)”로서 칭해지는 낮은 레벨의 성분을 취급하는데, 여기에서 각각의 파는 신호 광선 번호와 채널 규격(I 또는 Q)을 갖는다.
예를 들면, 상기 테이블 1의 예에서 가장 강한 파는 신호 광선 0, 즉 Q 채널(가중치 0. 587를 가짐) 상에 존재한다. 테이블 1의 예에 있어서, 파들을 에너지가 감소되는 순서대로 테이블 2에 도시한다.
[테이블 2]
파 레벨에서 신호 에너지 성분들을 결합할 때, 한가지 방법은 가장 높은 신호 에너지를 포함하는 파들을 결합시키는 것이다. 광선들이 존재할 때보다 2배의 파들이 존재하기 때문에, 이러한 방법은 비효율적으로 보일 수도 있다. 그러나, 복소수 상관기들이 2개의 상관을 병렬로 수행할 수 있기 때문에, 2개의 파들이 동일 복소수 상관기 내에서 함께 처리될 수 있다. 제1도의 종래 레이크 수신기와는 달리, 이러한 파들은 동일 신호 광선으로부터 발생될 필요는 없고(즉, 함께 처리된 파들이 상이한 시간에 도달할 수 있고), 이들 파는 2개의 상이한 채널들로부터 발생되지 않아도 된다(즉, 이러한 파들 둘 다가 I 채널 또는 Q 채널로부터 발생될 수 있다). 동일 복소수 상판기에 의해 처리되는 한 쌍의 파들을 “레이(WRAY)”로서 정의 한다.
본 발명은 가장 높은 신호 에너지를 포함하는 파들을 처리한다. 예를 들면, 가장 강한 파는 동일 복소수 상관기 내에서 다음으로 강한 파와 함께 처리될 수 있고, 계속해서 이런 식으로 처리된다. 가장 강한 파들이 처리되는 한, 특별한 방법의 WRAKE 쌍짓기는 사용될 필요가 없다. 테이블 3은 상기 방법의 쌍짓기를 도시하는데, 여기에서 가장 강한 파는 다음으로 강한 파와 함께 처리된다. 각각의 쌍을 “레이(WRAY)”로 칭한다.
[테이블 3]
상기 예에 있어서와 같이, 종래의 레이크 수신기에서는 64%의 신호 에너지가 처리되는 2개의 복소수 상관들로 제한되었었다. 역시, 2개의, 복소수 상관들로 제한된 WRAKE 수신기는 “레이” 0과 1을 처리할 것이다. 따라서, 포함된 전체 신호 에너지는0. 5872+ 0. 4332+ 0. 3692+ 0. 3582= 0. 796 또는 전체 신호 전력의 79. 6%이다. 따라서, 예를 들면, 종래 시스템에 비해서 수집된 신호 에너지의 증가량은 이용가능한 전체 에너지의 15. 6%이다. 수집된 신호의 증가가 더 큰 경우의 다른 예들도 있을 수 있다. 따라서, 수행된 복소수 상관들의 수가 제한되면, WRAKE 수신기는 더 많은 신호 에너지를 수집하여, 더 나은 수신기 성능을 제공한다.
동일한 예에서, 성능 요구 조건에서는 수행된 복소수 상관들의 수를 판별한다고 가정한다. 시스템의 성능 조건이 신호 에너지의 75%가 수집되는 조건이라면, 성능 기준은 단지 2개의 복소수 상관들만으로도 충족된다. 이 예에서 실제로, WRAKE 수신기는 단지 2개의 복소수 상관들만으로도 79%의 에너지를 수집한다. 그 결과로, 성능 기준을 만족시키기 위해 3개의 복소수 상관들을 필요로 하는 종래의 레이크 수신기에 비해서 하드웨어 또는 처리 시간의 감소가 달성된다.
종래의 레이크 수신기의 논의에 따라 결정 통계치 Z의 수학적 수치는 종래의 레이크 수신기와 본 발명의 WRAKE 수신기를 구별하기 위해서 조절될 수 있다:
다시 표시 하면:
W(k) ≠ 0 + j0은 W(k)의 1개 이상의 성분이 0이 아니지만, 반드시 둘 다일 필요는 없다는 것을 의미하기 때문에, 각각의 합산에서 몇몇 성분 탭들은 0이거나 0으로 정량화될 수 있다. 대응하는 상관관계 값의 계산은 0이 승산되기 때문에, 이는 계산자원의 낭비일 수 있다. WRAKE 수신기에 따르면, 0이 아닌 성분 탭 값들에 의해 가중되는 성분 상관들만이 계산된다. 레이크 수신기가 레이크 탭들의 일정한 수 N으로 제한되면, 종래의 레이크 수신기에서 결합될 수 있는 광선들의 수로 제한된다. 성능을 최적화시키기 위해서는, 최대 레이크 탭 크기 또는 제곱된 크기를 갖는 L개의 광선들이 사용된다. ki가 이들 광선에 대응하면(i = 0, ····, L-1), 종래의 레이크 수신기에 대한 Z는 다음과 같다:
WRAKE 수신기는 2가지 방식으로 더 많은 신호 에너지를 결합시킨다. 먼저, 병렬로 결합된 각각의 성분에 대한 동일 광선은 사용되지 않아도 되고, 둘째로 병렬로 되어 있는 상이한 성분(I와 Q)들은 결합될 필요가 없다. 예를 들면, 앞에서의 합산에서 i=1이면, 광선 1, I 성분과, 광선 2, I 성분을 결합시킬 수 있다. 수식적으로, WRAKE 수신기는 다음 관계를 형성한다:
여기에서, c1 i와 c2 i는 성분 I 또는 Q를 나타내고, k1 i와 k2 i는 광선을 나타내며, i는 “레이(WRAY)”를 나타낸다. 종래의 레이크 수신기와는 달리 c1 i와 c2 i는 상이하지 않아도 되고, k1 i와 k2 i는 동일하지 않아도 된다. 종래의 레이크 수신기에 있어서, 광선 컨트리뷰션(ray contributions)의 합계로 구성된 Z는 특정 광선 지수 k와 한 쌍의 상이한 성분(I와 Q)들에 대응한다. 그러나, WRAKE 수신기는, 반드시 상이하지는 않은 2개의 성분(c1과 c2)들 그리고 반드시 동일하지는 않은 관련된 광선(k1과 k2)들을 각각 갖는 “레이”들을 결합시킨다.
본 발명은 제4도의 블록도를 참조하여 설명된다. 종래의 레이크 수신기와 마찬가지로, 무선 신호는 수신기(11)에 의해 수신되고 샘플되어, 칩 샘플 I(n)과 Q(n)들을 생성한다. 이러한 칩 샘플들은 버퍼에서 버퍼링되는데, 이는 2개의 버퍼로서 보여질 수 있는데, 하나는 I(n) 샘플(12a)들을 위한 것이고, 다른 하나는 Q(n) 샘플(12b)들을 위한 것이다.
버퍼링된 칩 샘플들은 멀티플렉서(13)에 전달된다. 멀티플렉서(13)는 2개의 독립적인 범위의 칩 샘플들을 선택한다. 선택된 칩 샘플들은 동일하거나 혹은 상이한 채널들로부터 생길 수 있다. M(k1, c1, k2, c2, n)이 2개의 샘플 범위들로 구성되는 “레이”에 대한 멀티플렉서(13)의 출력을 나타내는 것으로 하는데, 그중 하나는 성분 c1으로부터, 다른 하나는 성분 c2로부터 나오며, 여기에서 c1은 I 또는 Q이며, c2또한 I 또는 Q이다. c1과 c2의 4개의 조합(I,I), (I,Q), (Q,I) 및 (Q,Q)들이 모두 가능하다. 그러나, 몇몇 조합은 부적합하다. 예를 들면, c1=c2이면, 이는 k1=k2에 맞지 않는데, 그 이유는 이러한 결과가 2배의 동일 신호 에너지 내에서의 광선킹에 대응하기 때문이다. 성분 c1으로부터의 샘플들의 범위는 광선 k1에 대응하고, 성분 c2로부터의 범위는 광선 k2에 대응한다. k1과 k2의 값들은 반드시 동일하지는 않다. 멀티플렉서의 출력은 다음과 같이 주어진다:
멀티플렉서의 출력들은 복소수 상관기(14a와 14b)들 내에서 공지된 시퀀스로 상관된다. “레이” i에 있어서, 상관기(14a)의 출력은 다음과 같다:
상관기(14a와 14b)들의 출력은 승산기(15) 내에서 복소수 가중치들에 의해 곱해진다. 전형적으로, 이러한 곱의 실수부만이 필요한데, 이는 2개의 스칼라 승산기와 가산기에 의해 얻어질 수 있다. 이것은 “반-복소수(half-complex)” 승산기로서 칭한다. 그러나, 많은 경우에 있어서 “전-복소수(full-complex)” 승산기로 칭하는 실수 승산기가 필요하다. 예를 들어, 2개의 신호들이 90도의 위상차를 갖고 반송파들 상에 전달되면, 이들은 전-복소수 승산기가 사용되는 경우에 함께 복조될 수 있다. 여기에서 사용된 복소수 승산기들은 반-복소수 또는 전-복소수 승산기들을 일컫는 것이다. 코드 시퀀스가 복소수일 가능성은, I 채널 신호 시퀀스와 Q 채널 신호 시퀀스가 다를 경우에 해당한다. 이 경우에, C*(n)은 상기 상관기 출력에 대한 식에 사용된다.
다음에, 곱들은 이들이 누산되는 경우에 누산기(16)에 보내진다. 누산된 결과는 다음과 같다:
또는
결정 통계치 Z는, 누산된 결과를 선정된 임계값과 비교하므로써 수신된 2진수 정보 비트를 결정하는 임계 결정 디바이스(17)로 패스된다.
일반적으로, 모든 상관들은 한번 이상 동일 상관기들을 사용하여, 병렬(제4도에 도시) 또는 직렬로 수행될 수 있다 이용가능한 상관기들의 수와 형태(복소수 대 실수)는, 멀티플렉서가 제공해야 하는(상관된 “파”당 한 세트) 수신된 샘플 범위들의 수를 결정한다. 따라서, WRAKE 수신기의 멀티플렉서는 1개의 범위의 데이타 값들(단일 스칼라 상관기), 2개의 범위들의 데이타 값들(단일 복소수 상관기 또는 2개의 스칼라 상관기들), 또는 그 이상의(2개 이상의 스칼라 상관기들 또는 1개 이상의 복소수 상관기) 범위들의 데이타 값들을, 데이타 버퍼로부터 상관기(들)로 제공한다. 병렬로 범위들의 증가는 멀티플렉서에 필요한 회로의 증가에 따른다.
1개의 범위만이 요구되면, 예를 들어 단일 스칼라 상관기가 사용될 때에 멀티플렉서는 간단해진다. 이러한 실시예의 간단한 예는 제5도에 도시되며, 각각의 채널 버퍼는 3개의 샘플 길이이고, 필요한 샘플들의 범위(즉, 데이타가 상관되는 정보 시퀀스의 길이)는 2개이다. 3개의 복소수 샘플들이 I(n) + jQ(n)으로 표시되면(여기에서 n은 이산 시간 지수임), 다음과 같은 데이타 값들의 4개의 가능한 범위들이 존재한다: I(1) 내지 I(2), I(2) 내지 I(3), Q(1) 내지 Q(2), 및 Q(2) 내지 Q(3). 이러한 값들은 채널에 의해 버퍼(43a와 43b)에 저장된다. 4개의 가능한 범위들 중 1개는 멀티플렉서(44)에 의해 선택되며, 제어 비트(c1과 c2)들은 시작 시간과 채널을 각각 선택한다. 그 다음에, 선택된 범위는 스칼라 상관기(45)에 보내진다.
반드시 상이한 채널들로부터는 아니지만, 1개 이상의 범위를 제공하는 몇몇 방법이 있다. 예를 들어, 모든 멀티플렉서 출력들이 병렬로 제공되면, 1개 이상의 범위를 제공하기 위한 한 “억지(brute force)” 방법은 제6도에 도시된 바와 같이, 제5도의 멀티플렉서를 중복시킨다. 데이타 버퍼(46a와 46b)들은 멀티플렉서(48a와 48b)를 포함하는 멀티플렉서(47)에 접속되어, 상이한 범위의 가능한 오버랩핑되는 데이타 값들을 각각 제공한다. 2개와 범위의 데이타 값들은 2개의 상이한 스칼라 상관기(50a와 50b)들에 보내진다.
수행된 상관들의 전체 수는 에코들의 수와 관련되어 있는 레이들의 수에 좌우된다. 수신기가 전송기에 대해 이동하면, 파들의 수가 변하므로, 실제로 수행된 상관들의 수는 시간에 따라 변한다. 예를 들어, 어느 한 시간 주기 동안에, 단일 파는 처리되는 반면에, 다른 시간 주기 동안에는 다중 파가 처리될 수 있다.
WRAKE 수신기는 다른 형태의 채널 다이버시티에 채택될 수 있다. 예를 들어, 안테나 다이버시티가 존재하면, 다중 I와 Q 채널들이 존재한다. WRAKE 수신기는, 신호 광선, I/Q 채널, 및 파들이 발생되는 안테나와 관계없이, 가장 강한 파들을 계속 처리한다. 또한, 반-복소수 승산기들 대신에 전-복소수 승산기들을 사용하므로써, WRAKE 수신기는 반송파들이 90도 정도 분리되어 있는 2개의 신호들을 병렬로 복조시킬 수 있다. 다른 형태의 채널 다이버시티는 이들로 국한되지는 않지만, 주파수 다이버시티(동일한 메시지를 상이한 주파수 채널들 상에 보냄), 시간 다이버시티(동일한 메시지를 상이한 시간에 보냄), 명시적 경로 또는 공간 다이버시티(보통, 상이한 송신 및/또는 수신 안테나들을 사용하여, 메시지를 일부러 상이한 경로들 상에 보냄), 및 편파 다이버시티를 포함한다.
다른 양호한 실시예에서는 제4도에 도시된 다중 상관기들이 1개의 복소수 상관기로 대체된다. 이러한 구성에 있어서, 단일 복소수 상관기는 다중 시간에 사용되고, 그 결과치들은 누산된다. 종래의 수신기에 비해, 단일 복소수 상관기가 동일한 시간 동안 사용되면, WRAKE 수신기의 복소수 상관기는 종래의 레이크 수신기 보다 더 많은 신호 에너지를 처리한다. 따라서, 주어진 성능 레벨에 있어서, WRAKE 수신기는 단일 복소수 상관기를 더 짧은 시간 동안 사용하므로, 처리 시간을 절약할 수 있다.
상기와 같이, WRAKE 수신기는 병렬 또는 직렬로 범위들을 쌍들로 처리하도록 구성된다. 스칼라 상관기들이 사용되면(사전 필터링 WRAKE 수신기의 경우에 샘플 승산기들에 의해 스칼라 샘플이 처리되면), 범위들은 한번에 하나씩 처리되므로, 처리된 범위들의 전체 수는 짝수 또는 홀수가 된다. 따라서, 파들의 수가 홀수이면, 처리된 범위들의 수는 정확히 파들의 수와 같다. WRAKE 수신기가 범위들을 쌍들로 처리하도록 구성되고, 파들의 수가 홀수이면, 최종 파는 임의의 범위와 쌍이 될 수 있어 “레이(WRAY)”를 완성하고, 임의의 범위와 관련된 가중치는 0으로 설정된다. 일반적으로, WRAKE 수신기는 데이타의 J 범위들을 처리하도록 구성될 수 있어, 가능하면 다중 세트들의 J 범위들로부터의 결과치들을 누산시킨다. 파들의 수가 다중의 J 범위가 아니면, 관계없는 처리 소자들에는 0들이 제공되거나, 임의의 범위들이 제공되며, 이들의 결과치들은 0으로 가중된다.
[제한된 WRAKE]
제한된 WRAKE 수신기라 불리우는 본 발명의 다른 양호한 실시예는 제7도에 도시된다. 제7도의 동일 소자들은 후술하는 것을 제외하고는 제4도의 소자들과 동일하게 기능한다. 제한된 WRAKE 수신기는 정규 WRAKE 수신기와 다른데, 그 이유는 제한된 WRAKE 수신기의 복소수 상관기가 I 값들의 범위와 Q 값들의 범위를 수신하여야 하기 때문이다. 이 범위들은 계속해서 독립적이지만, WRAKE 수신기와 대비하여, 제한된 WRAKE 수신기에서의 2개의 범위들은 상이한 채널들로부터 생겨야 한다. 멀티플렉서(13)은 계속해서 제7도에 도시된 바와 같이, I와 Q 채널들로부터 독립적인 범위들을 선택한다.
제한된 WRAKE 수신기는 가장 강한 I 파들과 가장 강한 Q 파들을 처리하지만, I 파들은 Q 파들과 쌍을 이루어야 한다. 상기 예에 따르면, 테이블 4는 가장 강한 I 파와 가장 강한 Q 파를 쌍을 짓고 계속해서 이런 식으로 쌍을 짓는 결과치들을 도시한다.
[테이블 4]
2개의 가장 강한 “레이”들을 처리하면, 0. 4332+ 0. 5872+ 0. 3692+ 0. 3012= 0. 759 또는 전체 신호 전력의 75. 9%가 생성된다. 이 실시예에서, 제한된 WRAKE 수신기는 종래의 레이크 수신기보다 11. 9% 더 많은 신호 에너지를 제공한다. 또한, 성능 기준의 75%를 만족시키기 위해서, 제한된 WRAKE 수신기에 의해 처리된 신호 에너지는 2개의 복소수 상관들만을 필요로 한다. 따라서, 제한된 WRAKE 수신기도 종래의 레이크 수신기에 비해 여전히 개선된 것이다.
제한된 WRAKE 방법에 대한 동기들 중 하나는, 단지 1개의 복소수 상관기, 즉 2개의 스칼라 상관기들이 사용되는 경우에 특히, 멀티플렉서들이 더 간단해 지는 것이다. 이 경우에, 2개의 표준 멀티플렉서들이 필요한데, 하나는 I 채널용이고, 또 하나는 Q 채널용이다. 각각에 대한 제어는 독립적이므로, 값들의 독립적인 범위들이 선택된다.
특히, 제한된 WRAKE 수신기에 유용한, 멀티플렉싱의 다른 방법은 입력 버퍼를 사용하여 제8도에 도시된 바와 같이, 범위를 선택한다. I와 Q 데이타 버퍼들은 독립적인 시프트 레지스터들이므로, 고정된 범위의 데이타 버퍼 위치들로의 한 세트의 접속들에 의해 액세스용 장소로 데이타를 시프트시킨다. I와 Q 버퍼(51a와 51b)들은 이러한 시프트 레지스터들이다. 단일의 상향 시프트가 명령되면, 장소 D의 내용들은 장소 C로 이동되고, 장소 C의 내용들은 장소 B로 이동되며, 이런 식으로 계속 수행된다. 제8도에 도시된 내용에 따르면, 범위 I(1) 내지 I(2)가 범위 Q(1) 내지 Q(2)에서와 같이, 상관에 대해 선택된다. 상이한 범위, 즉 범위 I(2) 내지 I(3)과 Q(1) 내지 Q(2)들을 선택하기 위해서, I 버퍼는 한번 상향으로 시프트되고, Q 버퍼는 변하지 않고 남아 있다.
[사전-필터링 WRAKE]
레이크 수신기 내에서 수신된 신호를 처리하는 순서는 변경될 수 있다. 제9도는 칩 샘플들이 레이크 탭들을 사용하여 필터된 다음에, 공지된 시퀀스로 상관되는 종래의 레이크 수신기를 도시한다. 이러한 구현을 위해서, 1개의 스칼라 상관기가 필요하다.
본 발명의 다른 양호한 실시예는 제10도에 도시된 바와 같은 사전-필터링된 WRAKE 수신기이다. 무선 신호는 I와 Q 채널들용의 정량화된 칩 샘플들을 생성하는 수신기(21)에 의해 수신된다. 이들 샘플들은 버퍼 내에서 버퍼되는데, 이는 2개의 버퍼들을 가지며, 하나는 I 샘플(22a)들용이고, 다른 하나는 Q 샘플(22b)들용이다.
버퍼링된 칩 샘플들은 멀티플렉서(23)로 패스된다. 제9도의 사전-필터링된 종래의 레이크 수신기에 있어서, 멀티플렉서(23)는 샘플 승산기(24)에 의한 샘플을 I 값들의 범위와 Q 값들의 동일 범위로 제공한다. 승산기(24)는 제9도에 도시된 바와 같이 샘플 승산기들에 의한 일련의 샘플을 포함할 수 있거나, 다중 시간들에 사용된 샘플 승산기에 의해 단일 샘플을 단순화시킬 수 있다. 승산기(24)는 각각의 샘플 I + jQ를 취할 수 있고 이를 복소수 가중치만큼 승산시켜, 곱의 실수부만을 계산한다. 따라서, 승산기로의 입력이 N개의 I 샘플들과 N개의 Q 샘플들이면, 출력은 N개의 스칼라 샘플들이다.
제10도의 WRAKE 수신기에 있어서, 멀티플렉서(23)은 I 또는 Q 값들의 한 범위와 I 또는 Q 값들의 다른 범위를 샘플-바이-샘플(sample-by-sample) 승산기(24)에 제공한다. 승산기는 각각의 칩 샘플을 복소수 가중치만큼 승산하여, 전-복소수 곱, 또는 곱의 실수부만을 계산한다. 곱의 실수부만이 필요하면, 복소수 샘플 단위 승산기는 2개의 스칼라 샘플-바이-샘플 승산기들로서 구현될 수 있는데, 이들에는 누산기가 수반된다. 1개의 스칼라 샘플-바이-샘플 승산기만이 이용가능하면, 이는 곱을 실현시키기 위해서 2번 사용될 수 있다. 누산기 기능은 가산기(25)에 의해 제공될 수 있다.
샘플-바이-샘플 가산기(25)는 승산기(24)의 다중 샘플-바이-샘플 승산기들로부터의 결과치들을 가산시켜, 결과치를 스칼라 상관기(26)로 패스시킨다. 단일 샘플-바이-샘플 승산기가 다중 시간에 사용되면, 샘플-바이-샘플 가산기는 결과치들을 스칼라 상관기(26)로 패스시키기 전에 이들을 누산시킨다. 스칼라 상관기(26)는 결과치를 공지된 신호 시퀀스로 상관시킨다. 상관 결과는 임계 결정 디바이스(27)로 보내진다. 임계 결정 디바이스(27)는 상관된 결과를 임계값과 비교하여 전달된 데이타를 판별한다. 샘플-바이-샘플 복소수 승산기(24a와 24b)들이 복소수 출력들을 생성하면, 상관기는 복소수 상관기이므로, 실수부 샘플들을 어느 한 시퀀스로 상관시키고 허수부 샘플들을 다른 시퀀스로 상관시킨다(예를 들면, 2개의 신호들을 동시에 검출시에, 2개의 신호들은 90도 차가 있는 반송파들과 함께 전송된다).
본 발명의 사전 필터링된 WRAKE 수신기에 의해 몇 가지 장점들이 실현된다. 예를 들어, 고정된 수의 샘플-바이-샘플 복소수 승산기들에 있어서, WRAKE 수신기는 종래의 레이크 수신기보다 더 많은 신호 에너지를 수집한다. 또한, 고정된 성능 레벨에 있어서, WRAKE 수신기는 더 적은 샘플-바이-샘플 복소수 승산기들을 필요로 한다. 따라서, 단일 샘플-바이-샘플 승산기가 다중 시간에 사용되면, WRAKE 수신기는 더 적은 시간 동안 복소수 승산기를 사용하므로, 처리 시간을 감소시킬 수 있다.
[감산 CDMA 시스템 내에서의 WRAKE 수신기]
본 발명의 다른 양호한 실시예에 있어서, WRAKE 수신기는 폴 더블류. 덴트(Paul W. Dent)의 미합중국 특허 제5, 151, 919호, “CDMA Subtractive Demodulation”와 대응 부분 계속 미합중국 특허 출원 제739, 446호에 기재된 형태의 감산 CDMA 시스템 내에 사용된다. 감산 CDMA 시스템 내에 사용된 본 발명의 WRAKE 수신기의 블록도가 제11도에 도시된다.
제4도의 WRAKE 수신기와 유사하게, 복합 신호는 수신기(31)에 의해 수신되고 샘플되어, I와 Q 칩 샘플들을 생성한다. 샘플들은 버퍼 내에서 버퍼되는데, 이는 각각 I 샘플들과 Q 샘플들용인 2개의 버퍼(32a와 32b)들을 갖는다. 정규 WRAKE 방법을 사용하여, 멀티플렉서(33)은 반드시 상이한 성분(I와 Q)들에 대응하지는 않지만, 샘플들의 2개의 범위들을 선택한다. 제한된 WRAKE 방법을 사용하여, 멀티플렉서(33)은 I 샘플들의 범위와 Q 샘플들의 범위를 선택한다. 2간지 경우에 있어서, 선택된 샘플 범위들은 서로 독립적이다.
디스크램블러(34)는 스크램블 코드의 비트 부호에 의존하여, 각각의 칩 샘플을 반전시키거나 반전시키지 않으므로써 샘플들로부터의 어느 한 스크램블 코드를 제거시킨다. 다음에, 샘플들은 병렬로 단일 상관기(35)에 전송되며, 이 상관기는 고속 월쉬 변환 알고리즘을 사용하여 샘플들을 몇몇 공지된 코드 시퀀스들로 동시에 상관시킨다. 각각의 시퀀스 상관 결과치는 승산기(36) 내에서 복소수 가중치만큼 곱해진 다음에, 이 결과치들은 누산기(37) 내에서 개별적으로 누산된다.
다중 레이들을 누산시키기 위해서, 멀티플렉서 윈도우들은 이동되고, 상관, 가중, 및 누산 처리들은 반복된다. 마지막으로, 결정 디바이스(38)은 최대 누산 결과치를 결정한다. 최대 누산 결과치의 지수는 시퀀스가 검출되었으므로 신호가 디코딩되었음을 나타낸다.
다음에, 방금 검출된 코드화된 신호의 감산이 발생하고; 처리 과정은 제11도와 제12도에 도시된다. 검출 처리와 마찬가지로, 멀티플렉서는 신호 에너지가 존재하는 경우에, I 샘플들의 범위와 Q 샘플들의 범위를 선택한다. 이들 범위들은 둘다 디스크램블러(34) 내에서 디스크램블되고 상관기(35)를 통해 보내진다. 상관기 출력들을 복소수 승산기들로 보내는 대신에, 제11도에서와 같이, 상관기 출력들은 제12도에 도시된 바와 같은 게이팅 디바이스(39)에 보내진다. 사전에 수행된 검출 처리로 부터, 결정 디바이스(38)의 출력은 게이팅 디바이스(39) 내의 대응 스위치를 개방시키므로써 복소수 상관관계 값이 0으로 설정되는 것을 판별한다. 게이팅 디바이스(39)는 모든 값들을, 사전에 검출된 지수에 대응하는 라인을 제외한 라인들을 통해 패스시킨다. 이것은 1개를 제외한 모든 스위치를 폐쇄시키므로써 실행된다. 폐쇄되지 않은 라인은 효과적으로 0 값을 패스시킨다. 따라서, 최대 상관관계 값에 대응하는 라인은 결정 디바이스(38)에 의해 결정된 바와 같이, 게이팅 디바이스(39) 내의 대응하는 스위치를 개방시킴으로써 0으로 설정된다. 이러한 방식에 있어서, 디코드화된 신호의 어느 한 영상은 복합 신호로부터 감산된다. 제12도에 도시된 바와 같이, 한 성분이 제거된 복합 신호의 나머지 스펙트럼이 역 고속 월쉬 변환 회로(40)에서 처리되고 리스크램블러(41)에 의해 동일한 스크램블 코드로 다시 스크램블되어, 방금 감산된 신호 영상만큼을 뺀 본래의 신호 샘플들을 재구성한다. 리스크램블러(41)의 출력은 I와 Q 버퍼(32)들 내에서 본래의 데이타를 중복 기입하는데 사용된다. 이 공정은 모든 또는 대부분의 신호 에너지가 제거될 때까지 I와 Q 샘플들의 다른 범위들에 대해 반복된다. 따라서, 각각의 정보 신호는 디코드된 후에 복합신호로부터 제거된다.
게이팅 디바이스(39)에 의해 패스되지 않은 상관관계 값들은 그 대신에 정렬 프로세서(42)에 보내지며, 이 프로세서는 상이한 에코들로부터의 이들 값들을 결합시켜 신호 세기의 추정치를 형성한다. 그 다음에, 정렬 프로세서(42)는 신호 세기들과 관련 스크램블 코드들을 최대에서 최소로 정렬시킨다. 최대 크기에 대응하는 코드는 먼저 신호 복조를 위해 디스크램블러(34)로 전송된다. 이러한 정렬 방법은 다른 방법들에 비해 양호한데, 그 이유는 가장 강한 신호를 디코딩시킨 다음에 이 신호를 복합 신호로부터 감산시킴으로써 간섭이 최소화되기 때문이다. 일단, 가장 강한 신호가 복합 신호로부터 제거되면, 다음으로 강한 신호는 가장 강한 신호의 간섭에 대해 설명하지 않더라도, 쉽게 검출될 수 있다.
감산 복조 기술에 의해 제거된 제1 디코드화된 신호를 갖는 잔여 복합 신호는 디코드화될 제2 신호의 디스크램블 코드를 사용하여 디스크램블러(34)에 의해 다시 디스크램블되고, 디코딩 등을 위해 상관기(35)로 패스되어 제2 고속 월쉬 변환에 의해 상관된다. 신호들이 디코드화되고 감산되는 순서는 디스크램블 코드들이 사용되는 순서에 의해 좌우되는데, 이들 양호한 실시예들은 신호 세기들의 내림차순으로 행해진다.
원치않는(예를 들어, 간섭하는) 신호들의 참여는, 디지탈 스프레딩 코드들이 직교인 경우에 더욱 최소화될 수 있다. 2개의 코드들은 정확하게 비트들의 1/2이 상이한 경우에 직교이다. 이 외에도, 코드 워드들과 이들의 보수들이 사용되는 경우에 2중 직교 코드들은 디지탈 스프레딩 코드들로서 사용될 수 있기 때문에, 정보의 추가 비트는 코드워드당 전달될 수 있다. 단지 특정 수의 직교 코드 워드들이 유한 워드 길이에 대해 존재하고, 직교성이 2개의 신호들 사이의 상대적 시간 얼라인먼트가 엄격히 유지되는 경우에만 유지될 수 있다는 것은 이해되어 진다. 모든 스프레딩 코드들이 동시에 상관되는 경우에, 고속 월쉬 변환은 효과적으로 직교 블록 코드 워드들을 사용한다.
제4도, 제7도, 제10도 및 제11도에 도시된 WRAKE 필터링 동작들의 구현은 몇 가지 방식으로 실행될 수 있다. 이 동작들은 VLSI 기술을 사용하여, 하드웨어 내에서 직접 구현될 수 있다. 다른 대안적인 방법은, 마이크로프로세서 또는 디지탈 신호 프로세서(DSP)와 같이, 다중-용도 프로그램가능 프로세서 내에서 몇몇 또는 모든 동작들을 구현하는 것이다. 이 실시예에서, 멀티플렉싱은 특정 어드레스들과 함께 메모리 액세스된다. 상관과 승산 동작들은, 결과치들을 누산시키기 위해 레지스터들 또는 다른 메모리를 사용하여, 프로세서의 산술 논리 유니트(ALU) 내에서 수행될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예들이 설명되고 기술되었더라도, 이에 제한되지 않으며, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고도, 다양한 변형들이 첨부된 특허 청구의 범위 내에서본 분야의 숙련자들에 의해 가능하다.

Claims (60)

  1. 송신기가 데이타 신호를 수신기에 전송하는 스프레드 스펙트럼 통신 시스템에 있어서, 상기 수신기는, 2개 이상의 데이터 신호의 광선(ray)을 수신하여 상기 각각의 광선에 대한 동위상(in-phase : I)과 직교 위상(quadrature : Q) 성분들을 생성하는 수단; 상기 I 및 Q 성분들을 샘플링하여 상기 각각의 광선에 대한 하나 이상의 I 샘플과 하나 이상의 Q 샘플을 생성하는 수단; 2 개 이상의 상기 샘플의 레이(WRAY)를 선택하는 수단 - 상기 각 레이는 두 개의 파(wave)를 포함하며, 상기 각 파는 상기 광선중 임의의 하나로부터의 I 샘플 또는 Q 샘플로 구성됨 - ; 및 상기 선택된 레이 각각의 상기 샘플들을 결합시켜서 상기 전송된 데이터 신호를 복구하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스프레드 스펙트럼 통신 시스템.
  2. 데이타 심볼들의 시퀀스를 수신기에 전송하기 위한 코드 분할 다중 액세스 시스템에 있어서, 송신기가 각각의 데이터 심볼과 공지된 코드 시퀀스를 결합시켜 각각의 전송된 심볼을 형성하며, 상기 수신기는, 2개 이상의 광선을 포함하는 중첩 변조된 반송파 신호들의 복합 신호를 수신하고, 상기 복합 신호를 복조하여 상기 각각의 광선 내의 상기 전송된 심볼들을 복구하고 상기 각각의 광전에 대한 동위상(I)과 직교 위상(Q) 성분들을 생성하는 수단; 상기 I 및 Q 성분들을 샘플링하여 상기 각각의 전송된 심볼에 대한 하나 이상의 I 샘플과 하나 이상의 Q 샘플을 생성하는 수단; 2 개 이상의 상기 샘플의 레이(WRAY)를 선택하는 수단 - 상기 각 레이는 두 개의 파(wave)를 포함하며, 상기 각 파는 상기 광선중 임의의 하나로부터의 I 샘플 또는 Q 샘플로 구성됨 - ; 상기 선택된 레이 각각의 상기 샘플들을 공지된 코드 시퀀스와 상관시켜서 상관관계 값들을 발생시키는 수단; 상기 상관관계 값들을 결합시켜 결합된 값을 발생시키는 수단; 및 상기 결합된 값과 임계값을 비교하여 상기 각각의 전송된 심볼에 대응하는 각각의 데이타 심볼을 판별하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 선택 수단은 2개의 서로 다른 레이(WRAY)들로부터 상기 샘플들을 선택하되, 제1 레이는 상기 광선들 중 하나의 광선으로부터의 I 샘플을 포함하고, 제2 레이는 상기 광선들 중 하나의 광선로부터의 Q 샘플을 포함하는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 결합된 값을 발생시키는 수단은, 상기 각각의 상관관계 값을 대응하는 가중치와 승산하여 다수의 가중화된 값을 생성하는 수단; 및 상기 가중화된 값들을 합산하여 상기 결합된 값을 생성하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  5. 제2항에 있어서, 상기 상관 수단은, 상기 각각의 선택된 레이를 상기 공지된 코드 시퀀스와 상관시키기 위한 단일 복소수 상관기를 포함하는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  6. 제2항에 있어서, 상기 상관 수단은 상기 각각의 선택된 레이를 상기 공지된 코드 시퀀스와 상관시키기 위한 단일 스칼라 상관기를 포함하는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  7. 제2항에 있어서, 상기 상관 수단은 상기 각각의 선택된 레이를 상기 공지된 코드 시퀀스와 상관시키기 위한 다수의 복소수 상관기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  8. 제2항에 있어서, 상기 상관 수단은 상기 각각의 선택된 레이를 상기 공지된 코드 시퀀스와 상관시키기 위한 다수의 스칼라 상관기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  9. 데이타 심볼들의 시퀀스를 수신기에 전송하기 위한 코드 분할 다중 액세스 시스템에 있어서, 송신기가 각각의 데이타 심볼을 공지된 코드 시퀀스와 결합시켜, 각각의 전송된 심볼을 형성하며, 상기 수신기는, 2개 이상의 광선을 포함하는 중첩 변조된 반송파 신호의 복합 신호를 수신하고 상기 복합 신호를 복조하여 상기 각각의 광선 내의 상기 전송된 심볼을 복구하며 상기 각각의 광선에 대한 동위상(I)과 직교 위상(Q) 성분들을 생성하는 수단; 상기 I 및 Q 성분들을 샘플링하여 상기 각각의 전송된 심볼에 대한 하나 이상의 I 샘플과 하나 이상의 Q 샘플을 생성하는 수단; 2 개 이상의 상기 샘플의 레이(WRAY)를 선택하는 수단 - 상기 각 레이는 두 개의 파(wave)를 포함하며, 상기 각 파는 상기 광선중 임의의 하나로부터의 I 샘플 또는 Q 샘플로 구성됨 -; 상기 선택된 레이들 각각의 상기 샘플들을 결합시켜 결합된 샘플들의 그룹을 생성하는 수단; 상기 결합된 샘플 그룹들을 공지된 코드 시퀀스와 상관시켜 상관관계 값을 생성하는 수단; 및 상기 상관관계 값을 임계값과 비교하여 상기 각각의 전송된 심볼에 대응하는 각각의 데이타 심볼을 판별하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 선택 수단은 2개의 서로 다른 레이로부터 상기 샘플들을 선택하되, 제1 레이는 상기 광선들 중 하나로부터의 I 샘플들을 포함하며, 제2 레이는 상기 광선들중 하나로부터의 Q 샘플을 포함하는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 결합 수단은 상기 각각의 샘플을 대응하는 가중치와 승산하여 다수의 가중화된 값들을 생성하는 수단; 및 상기 가중화된 값들을 합산하여 상기 결합된 샘플들의 그룹을 생성하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 승산 수단은, 상기 각각의 샘플을 상기 대응하는 가중치와 승산하기 위한 단일 복소수 샘플-바이-샘플(sample-by-sample) 승산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 승산 수단은, 상기 각각의 샘플을 상기 대응하는 가중치와 곱하기 위한 단일 스칼라 샘플-바이-샘플 승산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  14. 제11항에 있어서, 상기 승산 수단은, 상기 각각의 샘플을 상기 대응하는 가중치와 곱하기 위한 다수의 복소수 샘플-바이-샘플 승산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  15. 제11항에 있어서, 상기 승산 수단은, 상기 각각의 샘플을 상기 대응하는 가중치와 승산하기 위한 다수의 스칼라 샘플-바이-샘플 승산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  16. 데이타 심볼을 수신기에 전송하는 코드 분할 다중 액세스 시스템에 있어서, 송신기가 데이타 심볼 스트림을 코드 심볼 스트림으로 맵핑하고 상기 각각의 코드 심볼을 하나의 스크램블 비트 시퀀스와 결합시켜 각각의 전송된 스크램블 코드 심볼 스트림을 형성하고, 상기 수신기는, 2개 이상의 광선을 포함하는 중첩 변조된 반송파 신호들의 복합 신호를 수신하고 상기 복합 신호를 복조하여 상기 각각의 광선 내의 상기 전송된 스크램블 코드 심볼을 복구하고 상기 각각의 광선에 대한 동위상(I)과 직교 위상(Q) 성분들을 생성하는 수단; 상기 I 및 Q 성분들을 샘플링하여 상기 각각의 전송된 스크램블 코드 심볼에 대한 하나 이상의 I 샘플과 하나 이상의 Q 샘플을 생성하는 수단; 2 개 이상의 상기 샘플의 레이(WRAY)를 연속적으로 선택하는 수단 - 상기 각 레이는 두 개의 파(wave)를 포함하며, 상기 각 파는 상기 광선중 임의의 하나로부터의 I 샘플 또는 Q 샘플로 구성됨 - ; 상기 스크램블 비트 시퀀스를 갖는 상기 샘플들의 각 레이를 연속해서 디스크램블링하는 수단; 상기 선택된 레이 내의 상기 디스크램블링된 샘플들을 공지된 코드 시퀀스 세트와 연속적으로 상관시켜서 상관관계 값들을 생성하는 수단; 상기 상관관계 값들을 연속해서 결합시켜서 결합된 값들을 생성하는 수단; 및 상기 결합된 값들을 서로 연속적으로 비교하여 상기 각각의 전송된 스크램블코드 심볼을 검출하는 수단을 포함하되, 상기 검출된 스크램블 코드 심볼들은 상기 데이타 심볼 스트림에 대응하는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 선택 수단은 2개의 서로 다른 레이로부터 상기 샘플들을 연속적으로 선택하되, 제1 레이는 상기 광선들 중 하나의 광선으로부터의 I 샘플을 포함하며, 제2 레이는 상기 광선들 중 하나의 광선으로부터의 Q 샘플을 포함하는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  18. 제16항에 있어서, 상기 복합 신호로부터 상기 코드 심볼들 중 검출된 하나의 심볼에 대응하는 상기 코드 심볼들 중 선택된 하나의 심볼을 연속적으로 제거하여 잔여 복합 신호를 생성하는 수단; 및 상기 잔여 복합 신호로부터 상기 선택된 코드 심볼보다 작은 본래의 복합 신호 샘플들을 연속적으로 재구성하여 상기 샘플들을 상기 선택 수단으로 전송하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 재구성 수단은, 상기 잔여 복합 신호를 역 상관시키는 수단; 및 상기 스크램블 비트 시퀀스를 이용하여 상기 검출된 코드 심볼에 대응하는 상기 코드 심볼없이 상기 본래의 복합 신호를 재구성하기 위해 상기 잔여 복합 신호를 다시 스크램블하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 상관 수단은 고속 월쉬 변환(Walsh transform)을 계산하여 샘플들을 공지된 월쉬-하다마드(Walsh-Hadamard) 시퀀스와 상관시키는 수단을 포함하며, 상기 역 상관 수단은 역 고속 월쉬 변환을 계산하여 상기 잔여 복합 신호의 샘플들을 재구성하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  21. 제18항에 있어서, 상기 비교 수단은 어떤 결합 값이 가장 큰 지를 판별하며, 상기 제거 수단은 상기 복합 신호로부터, 가장 큰 상관관계 값에 대응하는 코드 심볼을 제거하여 상기 잔여 복합 신호를 형성하는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  22. 제16항에 있어서, 상기 상관 수단은 상기 샘플들을 공지된 월쉬-하다마드(Walsh-Hadamard)시퀀스와 상관시키기 위해 고속 월쉬 변환을 계산하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  23. 제16항에 있어서, 상기 공지된 코드 시퀀스 세트는 직교 블록 코드로부터의 코드 워드인 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  24. 제16항에 있어서, 상기 공지된 코드 시퀀스 세트는 이중-직교(bi-orthogonal) 블록 코드로부터의 코드 워드인 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  25. 데이타 심볼을 수신기에 전송하기 위한 코드 분할 다중 액세스 시스템에 있어서, 송신기가 데이타 심볼 스트림을 코드 심볼 스트림으로 맵핑하고 상기 각각의 코드 심볼과 하나의 스크램블 비트 시퀀스를 결합시켜 각각의 전송된 스크램블 코드 심볼 스트림을 형성하며, 상기 수신기는, 2개 이상의 광선(ray)을 포함하는 중첩 변조된 반송파 신호의 복합 신호를 수신하고 상기 복합 신호를 복조하여 상기 각각의 광선 내의 전송된 스크램블 코드 심볼들을 복구하고, 상기 각각의 광선에 대한 동위상(I)과 직교 위상(Q) 성분들을 생성하는 수단; 상기 I 및 Q 성분들을 샘플링하여 상기 각각의 전송된 스크램블 코드 심볼에 대한 하나 이상의 I 샘플과 하나 이상의 Q 샘플을 생성하는 수단; 2 개 이상의 상기 샘플의 레이(WRAY)를 연속적으로 선택하는 수단 - 상기 각 레이는 두 개의 파(wave)를 포함하며, 상기 각 파는 상기 광선중 임의의 하나로 부터의 I 샘플 또는 Q 샘플로 구성됨 - ; 상기 스크램블 비트 시퀀스를 갖는 상기 샘플들의 각 레이를 연속해서 디스크램블링하는 수단; 상기 디스크램블된 샘플들의 레이들을 연속해서 결합시켜서 결합된 샘플 그룹을 생성하는 수단; 상기 결합된 샘플 그룹을 공지된 코드 시퀀스 세트와 연속해서 상관시키고 상기 각각의 시퀀스에 대해 다수의 상관관계 값들을 생성하는 수단; 및 상기 상관관계 값들을 서로 연속해서 비교하여 상기 각각의 전송된 스크램블 코드 심볼을 검출하는 수단을 포함하되, 상기 검출된 스크램블 코드 심볼들은 상기 데이타 심볼 스트림에 대응하는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  26. 제25항에 있어서, 상기 선택 수단은 2개의 서로 다른 레이로부터 상기 샘플들을 선택하되, 제1 레이는 상기 광선들 중 한 광선으로부터의 I 샘플을 포함하며, 제2 레이는 상기 광선들 중 한 광선으로부터의 Q 샘플을 포함하는 것을 특징으로 하는 코드분할 다중 액세스 시스템.
  27. 제25항에 있어서, 상기 상관 수단은 상기 샘플들을 공지된 월쉬-하다마드 시퀀스와 상관시키기 위해서 고속 월쉬 변환을 계산하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  28. 제25항에 있어서, 상기 공지된 코드 시퀀스 세트는 직교 블록 코드로 된 코드 워드인 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  29. 제25항에 있어서, 상기 공지된 코드 시퀀스 세트는 2중 직교 블록 코드로 된 코드 워드인 것을 특징으로 하는 코드 분할 다중 액세스 시스템.
  30. 코드 분할 다중 액세스 시스템에서, 데이터 심볼 시퀀스를 수신기에 전송하는 방법에 있어서, 송신기가 상기 각 데이터 심볼을 공지된 코드 시퀀스와 결합시킴으로써 각각의 전송되는 심볼을 형성하고, 상기 방법은, 2개 이상의 광선(ray)을 포함하는 중첩 변조된 반송파 신호의 복합 신호를 수신하는 단계; 상기 복합 신호를 복조하여 상기 각각의 광선 내의 전송된 심볼들을 복구하고 상기 각각의 광선에 대한 동위상(I)과 직교 위상(Q) 성분들을 생성하는 단계; 상기 I 및 Q 성분들을 샘플링하여 상기 각각의 전송된 심볼에 대한 하나 이상의 I 샘플과 하나 이상의 Q 샘플을 생성하는 단계; 2 개 이상의 상기 샘플의 레이(WRAY)를 선택하는 단계 - 상기 각 레이는 두 개의 파(wave)를 포함하며, 상기 각 파는 상기 광선중 임의의 하나로부터의 I 샘플 또는 Q 샘플로 구성됨 - ; 상기 선택된 레이 각각 내의 상기 샘플들을 공지된 코드 시퀀스와 상관시켜 상관관계 값들을 발생하는 단계; 상기 상관관계 값들을 결합시켜 결합된 값을 생성하는 단계; 및 상기 결합된 값을 임계값과 비교하여 상기 각각의 전송된 심볼에 대응하는 각각의 데이타 심볼을 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제30항에 있어서, 상기 선택 단계는 2개의 서로 다른 레이로부터 상기 샘플들을 선택하는 단계를 포함하되, 제1 레이는 상기 광선들 중 한 광선으로부터의 I 샘플들을 포함하고 제2 레이는 상기 광선들 중 한 광선으로부터의 Q 샘플들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제30항에 있어서, 상기 결합 단계는, 상기 각 상관관계 값을 대응하는 가중치와 승산하여 다수의 가중화된 값들을 생성하는 단계; 및 상기 가중화된 값들을 합산하여 상기 결합된 값을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제30항에 있어서, 상기 상관 단계는 단일 복소수 상관기를 이용하여 상기 각 선택된 레이를 상기 공지된 코드 시퀀스와 상관시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제30항에 있어서, 상기 상관 단계는 단일 스칼라 상관기를 이용하여 상기 각 선택된 레이를 상기 공지된 코드 시퀀스와 상관시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제30항에 있어서, 상기 상관 단계는 다수의 복소수 상관기를 이용하여 상기 각 선택된 레이를 상기 공지된 코드 시퀀스와 상관시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제30항에 있어서, 상기 상관 단계는 다수의 스칼라 상관기를 이용하여 상기 각 선택된 레이를 상기 공지된 코드 시퀀스와 상관시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  37. 코드 분할 다중 액세스 시스템에서, 데이터 심볼 시퀀스를 수신기에 전송하는 방법에 있어서, 송신기가 각 데이터 심볼을 공지된 코드 시퀀스와 결합시켜서 전송되는 각 심볼을 형성하고, 상기 방법은, 2개 이상의 광선을 포함하는 중첩 변조된 반송파 신호의 복합 신호를 수신하는 단계; 상기 복합 신호를 복조하여 상기 각각의 광선 내의 상기 전송된 심볼을 복구하고 상기 각각의 광선에 대한 동위상(I)과 직교 위상(Q) 성분들을 생성하는 단계; 상기 I 및 Q 성분을 샘플링하여 상기 각각의 전송된 심볼에 대한 하나 이상의 I 샘플과 하나 이상의 Q 샘플을 생성하는 단계; 2 개 이상의 상기 샘플의 레이(WRAY)를 선택하는 단계 - 상기 각 레이는 두 개의 파(wave)를 포함하며, 상기 각 파는 상기 광선중 임의의 하나로부터의 I 샘플 또는 Q 샘플로 구성됨 - ; 상기 샘플들의 레이들을 결합시켜서 결합된 샘플 그룹들을 생성하는 단계; 상기 결합된 샘플 그룹들을 공지된 코드 시퀀스와 상관시켜 상관관계 값을 생성하는 단계; 및 상기 상관관계 값을 임계값과 비교하여 상기 각각의 전송된 심볼에 대응하는 각각의 데이타 심볼을 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  38. 제37항에 있어서, 상기 선택 단계는 2개의 서로 다른 레이로부터 상기 샘플들을 선택하는 단계를 포함하되, 제1 레이는 상기 광선들 중 한 광선으로부터의 I 샘플들을 포함하며, 제2 레이는 상기 광선들 중 한 광선으로부터의 Q 샘플들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  39. 제37항에 있어서, 상기 결합 단계는, 상기 각각의 샘플을 대응하는 가중치와 승산하여 다수의 가중화된 값들을 생성하는 단계; 및 상기 가중화된 값들을 합산하여 상기 결합된 샘플 그룹들을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  40. 제39항에 있어서, 상기 승산 단계는 단일 복소수 샘플-바이-샘플 승산기를 이용하여 상기 각각의 샘플을 상기 대응하는 가중치와 승산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  41. 제39항에 있어서, 상기 승산 단계는 단일 스칼라 샘플-바이-샘플 승산기를 이용하여 상기 각각의 샘플을 상기 대응하는 가중치와 승산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  42. 제39항에 있어서, 상기 승산 단계는 다수의 복소수 샘플-바이-샘플 승산기를 이용하여 상기 각각의 샘플을 상기 대응하는 가중치와 승산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  43. 제39항에 있어서, 상기 곱셈 단계는 다수의 스칼라 샘플-바이-샘플 승산기를 이용하여 상기 각각의 샘플을 상기 대응하는 가중치와 승산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  44. 코드 분할 다중 액세스 시스템에서, 데이타 심볼을 수신기에 전송하는 방법에 있어서, 송신기가 데이타 심볼 스트림을 코드 심볼 스트림으로 맵핑하고 상기 각각의 코드 심볼과 하나의 스크램블 비트 시퀀스를 결합시켜서 각각의 전송된 스크램블 코드 심볼 스트림을 형성하고, 상기 방법은, 2개 이상의 광선을 포함하는 중첩 변조된 반송파 신호의 복합 신호를 수신하고 상기 복합 신호를 복조하여 상기 각각의 광선 내의 상기 전송된 스크램블 코드 심볼들을 복구하는 단계; 상기 각각의 광선에 대한 동위상(I)과 직교 위상(Q) 성분들을 생성하는 단계; 상기 I 및 Q 성분들을 샘플링하여 상기 각각의 전송된 스크램블 코드 심볼에 대한 하나 이상의 I 샘플과 하나 이상의 Q 샘플을 생성하는 단계; 2 개 이상의 상기 샘플의 레이(WRAY)를 연속적으로 선택하는 단계 - 상기 각 레이는 두 개의 파(wave)를 포함하며, 상기 각 파는 상기 광선중 임의의 하나로 부터의 I 샘플 또는 Q 샘플로 구성됨 -; 상기 스크램블 비트 시퀀스를 갖는 상기 샘플의 각 레이를 연속적으로 디스크램블링하는 단계; 상기 선택된 레이들내의 상기 디스크램블 샘플들을 공지된 코드 시퀀스 세트와 연속적으로 상관시켜 상관관계 값들을 생성하는 단계; 상기 상관관계 값들을 연속적으로 결합시켜 결합된 값들을 생성하는 단계; 및 상기 결합된 값들을 서로 연속적으로 비교하여 상기 각각의 전송된 스크램블코드 심볼을 검출하는 단계를 포함하되, 상기 각각의 검출된 스크램블 코드 심볼은 상기 데이타 심볼 스트림에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
  45. 제44항에 있어서, 상기 연속적으로 선택하는 단계는 2개의 서로 다른 레이로부터 상기 샘플들을 연속적으로 선택하는 단계를 포함하되, 제1 레이는 상기 광선들 중 한 광선으로 부터의 I 샘플들을 포함하고, 제2 레이는 상기 광선들 중 한 광선으로부터의 Q 샘플들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  46. 제44항에 있어서, 상기 복합 신호로부터 상기 코드 심볼들 중 상기 검출된 심볼에 대응하는 상기 코드 심볼들 중 선택된 하나의 심볼을 연속적으로 제거하여 잔여 복합 신호를 생성하는 단계; 상기 잔여 복합 신호로부터 상기 선택된 코드 심볼보다 작은 본래의 복합 신호 샘플들을 연속해서 재구성하여 상기 샘플들을 상기 선택 수단에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  47. 제46항에 있어서, 상기 재구성 단계는, 상기 잔여 복합 신호를 역 상관시키는 단계; 및 상기 스크램블 비트 시퀀스를 이용하여 상기 검출된 코드 심볼에 대응하는 코드 심볼없이 상기 본래의 복합 신호를 재구성하기 위해 상기 잔여 복합 신호를 다시 스크램블하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 제47항에 있어서, 상기 상관 단계는 상기 샘플들을 공지된 월쉬-하다마드 시퀀스에 상관시키기 위해서 고속 월쉬 변환을 계산하는 단계를 포함하며, 상기 역 상관 단계는 상기 잔여 복합 신호의 상기 샘플들을 재구성하기 위해 역 고속 월쉬 변환을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 제46항에 있어서, 상기 비교 단계에서는 어떤 결합 값이 가장 큰 지를 판별하고, 상기 제거 단계에서는 상기 잔여 복합 신호를 형성하기 위해 상기 복합 신호로부터 가장 큰 상관관계 값에 대응하는 코드 심볼을 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.
  50. 제44항에 있어서, 상기 공지된 코드 시퀀스 세트는 직교 블록 코드로부터의 코드 워드인 것을 특징으로 하는 방법.
  51. 제44항에 있어서, 상기 공지된 코드 시퀀스 세트는 2중 직교 블록 코드로부터의 코드 워드인 것을 특징으로 하는 방법.
  52. 제44항에 있어서, 상기 상관 단계는 상기 샘플들을 공지된 월쉬-하다마드 시퀀스와 상관시키기 위하여 고속 월쉬 변환을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  53. 코드 분할 다중 액세스 시스템에서, 데이타 심볼을 수신기에 전송하는 방법에 있어서, 송신기가 데이타 심볼 스트림을 코드 심볼 스트림으로 맵핑하고 상기 각각의 코드 심볼과 하나의 스크램블 비트 시퀀스를 결합시켜서 각각의 전송된 스크램블 코드 심볼 스트림을 형성하고, 상기 방법은, 2개 이상의 광선을 포함하는 중첩 변조된 반송파 신호의 복합 신호를 수신하고, 상기 복합 신호를 복조하여 상기 각각의 광선 내의 상기 전송된 스크램블 코드 심볼을 복구하고, 상기 각각의 광선에 대한 동위상(I)와 직교 위상(Q) 성분들을 발생하는 단계; 상기 I 및 Q 성분들을 샘플링하여 상기 각각의 전송된 스크램블 코드 심볼에 대한 하나 이상의 I 샘플과 하나 이상의 Q 샘플을 생성하는 단계; 2 개 이상의 상기 샘플의 레이(WRAY)를 연속적으로 선택하는 단계 - 상기 각 레이는 두 개의 파(wave)를 포함하며, 상기 각 파는 상기 광선중 임의의 하나로 부터의 I 샘플 또는 Q 샘플로 구성됨 -; 상기 스크램블 비트 시퀀스를 갖는 상기 샘플의 각 레이를 연속해서 디스크램블링하는 단계; 상기 샘플들의 디스크램블 레이들을 연속해서 결합시켜서 결합된 샘플 그룹들을 생성하는 단계; 상기 결합된 샘플 그룹들을 공지된 코드 시퀀스 세트와 연속해서 상관시키고 상기 각각의 시퀀스에 대해 다수의 상관관계 값들을 생성하는 단계; 및 상기 상관관계 값들을 서로 연속해서 비교하여 각각의 전송된 스크램블 코드 심볼을 검출하는 단계를 포함하되, 상기 검출된 스크램블 코드 심볼은 상기 데이타 심볼 스트림에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
  54. 제53항에 있어서, 상기 선택 단계는 2개의 서로 다른 레이로부터 상기 샘플들을 선택하는 단계를 포함하되, 제1 레이는 상기 광선들 중 한 광선으로부터의 I 샘플들을 포함하고, 제2 레이는 상기 광선들 중 한 광선으로부터의 Q 샘플들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  55. 제53항에 있어서, 상기 상관 단계는 상기 샘플들을 공지된 월쉬-하다마드 시퀀스와 상관시키기 위해 고속 월쉬 변환을 계산하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  56. 제53항에 있어서, 상기 공지된 코드 시퀀스 세트는 직교 블록 코드로 된 코드 워드인 것을 특징으로 하는 방법.
  57. 제53항에 있어서, 상기 공지된 코드 시퀀스 세트는 2중 직교 블록 코드로 된 코드 워드인 것을 특징으로 하는 방법.
  58. 스프레드 스펙트럼 통신 시스템에서, 스프레드 스펙트럼 정보 신호를 수신하고 수신된 데이타 시퀀스를 판별하는 방법에 있어서, 중첩 전송된 신호들의 복합 신호를 수신하는 단계; 상기 복합 신호를 샘플링하는 단계; 2개 이상의 상기 복합 신호의 샘플의 레이(WRAY)를 선택하는 단계; I 성분 샘플 또는 Q 성분 샘플일 수 있는 상기 2개 이상의 복합 신호 샘플의 레이(WRAY)를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 레이들 각각의 상기 복합 신호 샘플들을 결합시켜서 상기 전송 데이터 신호를 복구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  59. 데이타 심볼 시퀀스를 수신기에 전송하기 위한 코드 분할 다중 액세스 시스템에 있어서, 송신기가 상기 각 데이터 심볼을 공지된 시퀀스와 결합시켜 각각의 전송되는 심볼을 형성하며, 상기 수신기는, 2개 이상의 광선을 포함하는 중첩 변조된 반송파 신호들의 복호 신호를 수신하고 상기 복합 신호를 복조하여 상기 각각의 광선 내의 상기 전송된 심볼을 복구하고, 상기 각각의 광선에 대한 동위상(I)과 직교 위상(Q) 성분들을 생성하는 수단; 상기 I 및 Q 성분들을 샘플링하여 상기 각각의 전송된 심볼에 대한 하나 이상의 I 샘플과 하나 이상의 Q 샘플을 생성하는 수단; 신호 에너지가 감소되는 순서로 상기 샘플들의 순서를 매기는 수단; 이전에 선택되지 않았던 샘플중 가장 높은 신호 에너지를 갖는 2개 이상의 I 및 Q 샘플의 레이(WRAY)를 선택하는 수단; 상기 선택된 레이 각각의 상기 샘플들을 공지의 코드 시퀀스와 상관시켜서 상관값을 생성하는 수단; 상기 상관값들을 결합시켜 결합된 값을 생성하는 수단; 및 상기 결합된 값을 임계값과 비교하여 상기 각 전송된 심볼에 대응하는 각 데이터 심볼을 판별하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  60. 코드 분할 다중 액세스 시스템에서, 데이터 심볼 시퀀스를 수신기에 전송하는 방법에 있어서, 송신기가 상기 각 데이터 심볼을 공지된 코드 시퀀스와 결합시켜 각각의 전송된 심볼을 형성하고, 상기 방법은, 2개 이상의 광선(ray)을 포함하는 중첩 변조된 반송파 신호와 복합 신호를 수신하는 단계; 상기 복합 신호를 복조하여 상기 각 광선 내의 상기 전송된 심볼을 복구하며, 상기 각 광선에 대한 동 위상(I) 및 직교 위상(Q) 성분을 생성하는 단계; 상기 I 및 Q 성분을 샘플링하여 상기 각 전송된 심볼에 대한 하나 이상의 I 샘플 및 하나 이상의 Q 샘플을 생성하는 단계; 신호 에너지가 감소되는 순서로 상기 샘플들의 순서를 매기는 단계; 이전에 선택되지 않았던 샘플중 가장 높은 신호 에너지를 갖는 2개 이상의 I 및 Q 샘플의 레이(WRAY)를 선택하는 단계; 상기 선택된 레이 각각의 상기 샘플을 공지의 코드 시퀀스와 상관시켜서 상관값을 생성하는 단계; 상기 상관값들을 결합시켜 결합된 값을 생성하는 단계; 및 상기 결합된 값을 임계값과 비교하여 상기 각 전송된 심볼에 대응하는 각 데이터 심볼을 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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