KR100318959B1 - 부호분할다중접속통신시스템의서로다른부호간의간섭을제거하는장치및방법 - Google Patents

부호분할다중접속통신시스템의서로다른부호간의간섭을제거하는장치및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 직교부호(OC: Orthogonal Code)와 더불어 준직교부호(QOC: Quasi-Orthogonal Code)를 사용하여 통신채널을 구분하는 부호분할 다중접속 (CDMA: Code Division Multiple Access) 방식의 통신시스템에서 직교부호와 준직교부호사이의 비직교성으로 인하여 발생하는 준직교부호채널에 대한 직교부호채널의 간섭을 제거하는 수신 방식에 관한 것이다.

Description

부호분할다중접속 통신시스템의 서로 다른 부호간섭 제거하는 장치 및 방법
본 발명은 부호분할 다중접속(Code Division Multiple Access: 이하 "CDMA"라 한다) 통신시스템의 간섭제거 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 직교부호와 준직교부호들을 혼용하는 CDMA 통신시스템에서 직교부호와 준직교부호들의 상호 간에 간섭을 제거하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 직교부호(orthogonal code)의 직교성을 이용하여 채널을 구분하는 CDMA 통신시스템에서 최대 가용한 유효 채널의 수는 사용하는 가장 긴 직교부호의 크기에 의해 결정된다. 여기서 상기 직교부호는 통상적으로 월시부호(Walsh code)를 사용하며, 이하 상기 직교부호가 월시부호라고 가정한다. 상기와 같이 직교성을 가지는 직교 채널을 송수신기에 호 설정에서 호 해제까지 독점적으로 할당하는 경우, 가용할 채널의 수가 한정되어 채널을 사용할 수 없는 문제점이 있었다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 비록 직교성은 보장할 수 없지만 다른 부호에 비하여 직교성 훼손을 최소화시킨 준직교부호(QOC: Quasi-Orthogonal Code)라는 것이 제안되었다.
상기의 준직교부호는 직교성 손실을 최소화하기 위하여 시스템에서 사용하는 직교부호중에서 가장 길이가 긴 직교부호와 같은 길이의 준직교부호 마스크(QOC Mask)를 배타적 논리합 연산(XOR: eXclusive OR)을 수행함으로써 생성한다. 상기 2진 준직교부호 마스크(binay Quasi-Orthogonal code mask)의 생성, 준직교부호의 생성 및 사용에 관한 설명은 본원출원인에 의해 선출원된 대한민국 1997-46402에 개시되어 있다. 준직교부호의 특성은 하기와 같이 동일한 준직교부호 마스크를 사용하는 직교부호심볼 간의 직교성은 유지하고, 다른 준직교부호 마스크를 사용하는 준직교부호에 의한 직교성 손실은 다른 부호에 비하여 최소화한다는 것이다.
W
F1XOR W
F2XOR W
F3XOR W
●
●
●
FMXOR W
상기와 같은 준직교부호에서 W=N＊N 의 월시부호 매트릭스(Walsh Matrix)이고, Fi=1＊N의 행 벡터(Row Vector)이다.
여기서 첫 번째로 크기가 512인 준직교부호 마스크를 16진수로 나타내면 다음과 같다.
F1 = 77B4B477 774BB488 87BB4478 78BBBB78 77B44B88 774B4B77 784444788744BB78
77B4B477 774BB488 87BB4478 78BBBB78 77B44B88 774B4B77 78444478 8744BB78
F2 = 7E4DDBE8 17244D7E D41871BD 428E18D4 D4E77142 BD8EE7D4 7EB2DB17 E824B27E
7E4DDBE8 17244D7E D41871BD 428E18D4 D4E77142 BD8EE7D4 7EB2DB17 E824B27E
F3 = 417214D8 7DB1281B EB274172 D7E47DB1 B17DE4D7 8DBED814 1B28B17D 27EB8DBE
417214D8 7DB1281B EB274172 D7E47DB1 B17DE4D7 8DBED814 1B28B17D 27EB8DBE
F4 = 144EE441 B114BEE4 4EEBBEE4 144E1BBE 8D287D27 D78DD87D D78D2782 72D77D27
144EE441 B114BEE4 4EEBBEE4 144E1BBE 8D287D27 D78DD87D D78D2782 72D77D27
F5 = 488B7B47 1DDED1ED B88474B7 EDD1DE1D 122EDE1D 477B74B7 1DDE2E12 488B84B8
488B7B47 1DDED1ED B88474B7 EDD1DE1D 122EDE1D 477B74B7 1DDE2E12 488B84B8
F6 = 1DB78BDE D17B4712 1D488B21 2E7BB812 2E7B47ED 1D4874DE D17BB8ED1DB77421
1DB78BDE D17B4712 1D488B21 2E7BB812 2E7B47ED 1D4874DE D17BB8ED 1DB77421
두 번째로 크기가 256인 준직교부호 마스크를 16진수로 나타내면 다음과 같다.
F1 = 77B4B477 774BB488 87BB4478 78BBBB78 77B44B88 774B4B77 78444478 8744BB78
F2 = 7E4DDBE8 17244D7E D41871BD 428E18D4 D4277142 BD8EE7D4 7EB2DB17 E824B27E
F3 = 417214D8 7DB1281B EB274172 D7E47DB1 B17DE4D7 8DBED814 1B28B17D 27EB8DBE
F4 = 144EE441 B114BEE4 4EEBBEE4 144E1BBE 8D287D27 D78DD87D D78D2782 72D77D27
F5 = 488B7B47 1DDED1ED B88474B7 EDD1DE1D 122EDE1D 477B74B7 1DDE2E12 488B84B8
F6 = 1DB78BDE D17B4712 1D488B21 2E7BB812 2E7B47ED 1D4874DE D17BB8ED 1DB77421
세 번째로 크기가 128인 준직교부호 마스크를 16진수로 나타내면 다음과 같다.
F1 = 17DBBD71 E8DB4271 17DBBD71 E8DB4271
F2 = 72824EBE BEB17D72 72824EBE BEB17D72
F3 = 2DEE87BB 8744D2EE 2DEE87BB 8744D2EE
네 번째로 크기가 64인 준직교부호 마스크를 16진수로 나타내면 다음과 같다.
F1 = 17DBBD71 E8DB4271
F2 = 72824EBE BEB17D72
F3 = 2DEE87BB 8744D2EE
상기와 같은 준직교부호 마스크를 이용하여 생성한 준직교부호와 월시부호사이의 상관 값은 아래의 <표 1>과 같다. 하기 <표 1>에서 상관 값이 0인 경우에는 두 부호 심볼 간의 직교성이 존재한다는 것을 나타내며, 두 부호 내의 임의의 두 부호 심볼 간의 직교성이 존재할 경우에 두 부호 사이에 직교성이 있다고 한다.
여기서 기본 직교부호라 함은 상기와 같은 준직교부호 마스크와의 배타적 논리합 연산에 의하여 준직교부호를 만드는 직교부호로 정의하며, 본 발명의 설명에서 상기 기본 직교부호는 상기한 바와 같이 월시부호를 나타낸다. 본 발명에 사용되는 월시부호는 각 채널 간의 직교성을 유지시키기만 하면 서로 다른 길이를 가지는 계층 구조의 월시부호를 사용할 수 있다. 그러나 상기 <표 1>에서 주어진 상관 특성을 최대한 활용하기 위하여 가능한 한 기본 직교부호는 시스템에서 사용하는월시부호 중에서 가장 낮은 계층 또는 가장 길이가 긴 월시부호를 사용한다. 여기서 상기 기본 직교부호의 크기가 L이라고 정의한다.
도 1은 상기의 준직교부호를 사용하는 CDMA 통신시스템에 대한 간략화된 송신기 구조의 구성 예를 도시하고 있다.
상기 도 1을 참조하면, 참조번호 140 및 170은 일반적인 채널부호화기 및 인터리버(channel encoder & interleaver)를 나타낸다. 신호 변환기(signal mapping part) 112, 142 및 172는 입력되는 데이타의 0 및 1의 논리 값을 실제 전송하고자하는 신호 레벨 +1 및 -1로 변환하는 기능을 수행한다. 역다중화기(demultiplexer)144 및 174는 트래픽 채널의 송신하고자 하는 정보를 QPSK로 전송하기 위하여 I채널과 Q채널에 보내고자 하는 데이터를 분배하는 기능을 수행한다. 상기 역다중화기144 및 174는 직병렬 변환기(Serial to Parallel Converter)를 사용할 수도 있다. 상기 트래픽 채널의 데이타를 BPSK로 변조하여 전송할 경우에는 상기의 역다중화기144 및 174는 생략되고, 데이터가 I채널과 Q채널로 보내진다.
월시부호심볼 W＃O 발생기116은 파일롯 채널(pilot channel)을 위한 기본 직교부호에 속하는 월시부호심볼 W＃0을 생성한다. 상기의 파일롯 채널은 수신기에서 채널 추정(channel estimation)을 위하여 사용된다. 혼합기 118은 상기의 월시부호심볼 W＃0발생기116의 출력과 신호변환기 112의 출력을 곱하여 상기 파일럿 채널의 신호를 직교 환산하며, 이를 합산기 162로 보낸다. 월시부호심볼 W＃A 발생기 146은 기본 직교부호에 속하는 월시부호심볼 W＃A를 생성하는 기능을 수행한다. 혼합기 148, 158은 각각 상기의 월시부호심볼 W＃A 발생기146의 출력과 역다중화기 144의 출력인 I채널과 Q채널의 데이터를 곱하여 확산된 신호를 만들어 낸다. 이득제어기 150, 160은 파일롯 채널에 대한 트래픽채널의 상대적인 이득을 제어한다.
월시부호심볼 W＃a 발생기 176은 기본 직교부호에 속하는 월시부호심볼 W＃a를 생성한다. 준직교부호 마스크 M＃m 발생기 186은 기본 직교부호를 준직교부호로 변환하기 위하여 사용되는 준직교부호 마스크를 생성한다. 혼합기 178 및 188은 각각 상기의 월시부호심볼 W＃a 발생기176의 출력과 준직교부호 마스크 M＃m발생기186의 출력을 곱하여 준직교부호 Q[m]에 속하는 심볼 Q[m]＃a을 생성하고, 역다중화기 174의 출력인 I채널과 Q채널의 데이터를 곱하여 준직교부호에 의하여 확산된 신호를 만들어 낸다. 이득제어기 180 및 190은 파일롯 채널에 대한 준직교부호로 확산된 트래픽채널의 상대적인 이득을 제어하기 위한 장치이다. 합산기 162, 192는 각각 상기의 I채널 신호들과 Q채널 신호들을 채널별로 합하며, 출력은 각각 S_I[n], S_Q[n]이 된다. PN 부호 발생기(PN code generator) 120은 복소 PN 확산을 위한 두 개의 PN시퀀스 PN_I[n]와 PN_Q[n]을 생성한다. 복소 PN 확산기(complex PN spreading part) 130은 합산기 162, 192의 출력과 PN 부호 발생기 120의 출력을 이용하여 다음과 같은 복소 PN확산을 수행한다.
(S_I[n]+jS_Q[n])＊(PN_I[n]+jPN_Q[n])
=(S_I[n]＊PN_I[n]-S_Q[n]＊PN_Q[n]) + j(S_I[n]＊PN_Q[n]+S_Q[n]＊PN_I[n])
상기 복소 PN 확산신호 중에서 I채널 신호인 (S_I[n]＊PN_I[n]-S_Q[n]＊PN_Q[n])는 저역여파기 164의 입력이 되고, Q채널 신호인 (S_I[n]＊PN_Q[n]+S_Q[n]＊PN_I[n])는 저역여파기 194의 입력이 된다. 증폭기 166 및 196은 송신 신호의 크기를 원하는 크기로 맞추는 기능을 수행한다. 반송파 발생기 122는 송신신호를 고주파대역으로 천이시키기 위하여 필요한 반송파를 생성한다. 90°위상변환기 124는 I채널과 Q채널간의 위상차 90°를 생성한다. 혼합기 168 및 196은 각각 증폭기 166 및 196의 출력과 상기의 반송파를 곱하여 송신신호를 변조한다. 합산기 126은 상기의 변조된 I채널신호와 Q채널신호를 합하며, 송신안테나 128은 상기 합산기 126의 출력을 송출하는 안테나이다.
도 2는 상기의 준직교부호를 사용하는 시스템에 대한 간략화된 종래의 수신기 구조의 일 예를 도시하고 있다.
상기 도 2를 참조하면, 수신 안테나 228은 송신기에서 전송되는 변조된 신호를 수신하여 복조기로 보낸다. 반송파 발생기 222는 상기 안테나228을 통해 수신되는 신호를 기저대역으로 천이시키기 위하여 필요한 반송파를 생성하며, 90°위상변환기 224는 I채널과 Q채널간의 위상차 90°를 생성한다. 혼합기 268 및 296은 수신된 신호에 상기의 반송파를 곱하여 복조하며, 저역 여파기 264 및 294는 상기의 복조 과정에서 발생되는 고주파 성분을 제거하고, 기저대역 신호만을 통과시킨다.
이동통신시스템 환경에서 송신기에서 전송된 신호가 수신기에 도달되는 경로는 복수개가 존재할 수 있고, 각 경로에 대한 수신구조는 동일하기 때문에 한 경로에 대한 수신 구조만을 설명한다. 한 경로에 대한 수신구조는 다음과 같다.
PN 부호 발생기 220은 수신된 신호와 동기추적과정을 거쳐 동기가 맞추어진 PN 시퀀스 PN_I[n], PN_Q[n]을 생성하는 장치이다. 복소 PN 역확산기 230은 상기의저역 여파된 신호와 상기의 PN 시퀀스를 이용하여 아래의 연산을 수행한다.
{(S_I[n]＊PN_I[n]-S_Q[n]＊PN_Q[n])+ j(S_I[n]＊PN_Q[n]+S_Q[n]＊PN_I[n])}＊(PN_I[n]+jPN_Q[n])
= (S_I[n]+jS_Q[n])＊(PN_I[n]+jPN_Q[n])＊(PN_I[n]+jPN_Q[n])
= S_I[n]+jS_Q[n]
월시부호심볼 W＃0로 보내진 파일롯 채널을 이용하여 각 경로에 대한 채널추정을 수행한다. 상기 채널추정은 채널추정기(channel estimator) 210에서 수행된다. 월시부호심볼 W＃0 발생기 216은 상기의 파일롯 채널용 월시부호심볼 W＃0을 생성하는 장치이다. 혼합기 214는 복소 PN 역확산기 230의 출력과 월시부호심볼 W＃0 발생기 216의 출력을 복소수 연산에 의하여 곱한다. 누적기 212는 상기 혼합기 214의 출력을 특정 구간 단위로 누적하여 채널 추정 값을 추출한다. 상기 채널 추정 값의 추출을 위하여 누적기 212를 사용하지 않고 저역여파기를 사용할 수도 있다. 상기의 채널 추정 값을 이용하여 트래픽 채널을 동기 검파한다. 트래픽 채널의 데이터는 복소 PN 역확산기 230의 출력에 트래픽 채널용 준직교부호심볼 Q[m]＃a를 곱하여 획득한다.
혼합기 254는 트래픽 채널용 준직교부호심볼 Q[m]＃a를 생성하기 위하여 월시부호심볼 W＃a 발생기 276의 출력과 준직교부호 마스크 M＃m 발생기 286의 출력을 곱하고, 복소 PN 역확산기 230의 출력을 곱한다. 누적기 252는 상기 혼합기 254의 출력을 데이터 심볼 구간 단위로 누적한다. 지연기 250은 채널추정기 210이 채널추정하는 시간동안 누적기 252의 출력을 지연시킨다. 채널추정기 210의 출력인채널추정값은 동기검파를 위하여 켤레복소수화기(complex conjugate) 206을 이용하여 켤레복소수화한다. 혼합기 204는 상기의 켤레 복소수화된 채널 추정 값과 지연기 250의 출력을 곱하여 동기 검파된 신호를 생성한다.
결합기(combiner) 202는 상기의 수신구조를 통하여 동기 검파된 각 경로의 신호를 결합한다. 디인터리버/채널복호화기(deinterleaver ＆ channel decoder) 200은 상기의 결합기 202의 출력을 디인터리빙 및 채널복호화를 수행한다.
상기와 같은 구조를 갖는 수신기에서는 직교부호와 준직교부호가 공존함으로 인하여 채널 간의 직교성이 손실되는 문제점이 있다.즉 상기와 같은 종래의 수신기 구조는 직교부호가 준직교부호에 미치는 간섭 및 상기 준직교부호가 직교부호에 미치는 간섭을 줄일 수 없는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 부호분할다중접속 통신시스템의 수신장치가 수신되는 신호의 간섭을 제거할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 직교부호와 준직교부호를 혼용하는 부호분할다중접속 통신시스템에서 수신장치가 수신되는 신호의 직교성 손실로 인하여 발생하는 직교부호가 준직교부호에 미치는 간섭을 제거할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 직교부호와 준직교부호를 사용하는 부호분할다중접속 통신시스템에서 수신장치가 수신되는 신호의 직교성 손실로 인하여 발생하는 준직교부호가 직교부호에[게] 미치는 간섭을 제거하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
도 1은 종래의 직교부호와 준직교부호를 사용하는 부호분할다중접속 통신시스템의 송신기의 구성을 도시하는 도면
도 2는 종래의 직교부호와 준직교부호를 사용하는 부호분할다중접속 통신시스템의 수신기의 구성을 도시하는 도면
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 직교부호를 사용하는 파일롯 채널이 준직교부호를 사용하는 트래픽 채널에 미치는 간섭을 제거하는 수신기의 구성 예를 도시하는 도면
도 4은 본 발명의 이 실시 예에 따른 직교부호를 사용하는 파일롯 채널이 준직교부호를 사용하는 트래픽 채널에 미치는 간섭을 제거하는 수신기의 구성 예를 도시하는 도면
도 5은 본 발명의 실시 예에 따른 직교부호를 사용하는 채널이 준직교부호를 사용하는 트래픽 채널에 미치는 간섭을 제거하는 수신기의 구성 예를 도시하는 도면
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 준직교부호를 사용하는 채널이 직교부호를 사용하는 트래픽 채널에 미치는 간섭을 제거하는 수신기의 구성 예를 도시하는 도면
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
본 발명의 실시예에 따른 수신기는 상기 직교부호와 준직교부호를 혼용하는 CDMA 통신시스템에서 상기 직교부호 및 준직교부호들 간의 간섭을 제거하며, 이런 경우 수신기는 동일한 송신기의 송신전력에 대하여 보다 나은 수신품질을 획득할 수 있으며, 동일한 수신품질을 획득하기 위하여 송신기의 송신전력이 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 직교부호를 사용하는 파일롯 채널이 준 직교부호를 사용하는 트래픽 채널에 미치는 간섭을 제거하는 수신기의 구성도를 나타낸 것이다.
상기 도 3을 참조하면, 수신 안테나 228은 송신기에서 전송되는 변조된 신호를 수신하여 복조기로 보낸다. 반송파 발생기 222는 상기 안테나228을 통해 수신되는 신호를 기저대역으로 천이시키기 위하여 필요한 반송파를 생성하며, 90°위상변환기 224는 I채널과 Q채널간의 위상차 90°를 생성한다. 혼합기 268 및 298은 수신된 신호에 상기의 반송파를 곱하여 복조하며, 저역 여파기 264 및 294는 상기의 복조 과정에서 발생되는 고주파 성분을 제거하고, 기저대역 신호만을 통과시킨다.
여기서 상기한 바와 같이 이동통신시스템 환경에서 송신기에서 전송된 신호가 수신기에 도달되는 경로는 복수개가 존재할 수 있고, 각 경로에 대한 수신구조는 동일하기 때문에 한 경로에 대한 수신 구조만을 설명한다. 한 경로에 대한 수신구조는 다음과 같다.
PN 부호 발생기 220은 수신된 신호와 동기 추적 과정을 거쳐 동기가 맞추어진 PN 시퀀스 PN_I[n], PN_Q[n]을 생성하는 장치이다. 복소 PN 역확산기 230은 상기의 저역 여파된 신호와 상기의 PN 시퀀스를 이용하여 아래의 연산을 수행한다.
{(S_I[n]＊PN_I[n]-S_Q[n]＊PN_Q[n]) +j(S_I[n]＊PN_Q[n]+S_Q[n]＊PN_I[n])}＊(PN_I[n]+jPN_Q[n])
= (S_I[n]+jS_Q[n])＊(PN_I[n]+jPN_Q[n])＊(PN_I[n]+jPN_Q[n])
= S_I[n]+jS_Q[n]
월시부호심볼 W＃0로 보내진 파일롯 채널을 이용하여 각 경로에 대한 채널추정을 수행한다. 상기 채널추정은 채널추정기 210에서 수행된다. 월시부호심볼 W＃0 발생기 216은 상기의 파일롯 채널용 월시부호심볼 W＃0을 생성하는 장치이다. 혼합기 214는 복소 PN 역확산기 230의 출력과 월시부호심볼 W＃0 발생기 216의 출력을 복소수 연산에 의하여 곱한다. 누적기 212는 상기 혼합기 214의 출력을 특정 구간 단위로 누적하여 채널 추정 값을 추출한다. 상기 채널 추정 값의 추출을 위하여 누적기 212를 사용하지 않고 저역여파기를 사용할 수도 있다. 상기의 채널 추정 값을 이용하여 트래픽 채널을 동기 검파한다. 트래픽 채널의 데이터는 복소 PN 역확산기 230의 출력에 트래픽 채널용 준직교부호심볼 Q[m]＃a를 곱하여 획득한다.
혼합기 254는 트래픽 채널용 준직교부호심볼 Q[m]＃a를 생성하기 위하여 월시부호심볼 W＃a 발생기 276의 출력과 준직교부호 마스크 M＃m 발생기 286의 출력을 곱하고, 복소 PN 역확산기 230의 출력을 곱한다. 누적기 252는 상기 혼합기 254의 출력을 데이터 심볼 구간 단위로 누적한다. 지연기 250은 채널추정기 210이 채널추정하는 시간동안 누적기 252의 출력을 지연시킨다. 채널추정기 210의 출력인 채널추정값은 동기검파를 위하여 켤레복소수화기 206을 이용하여 켤레복소수화한다. 혼합기 204는 상기의 켤레 복소수화된 채널 추정 값과 지연기 250의 출력을 곱하여 동기 검파된 신호를 생성한다.
혼합기 310은 채널추정기 210의 출력인 채널추정값의 크기의 제곱을 생성하기 위하여 채널추정값과 채널추정값의 켤레복소수를 곱하여 채널 추정값의 에너지를 구한다.이후 상기와 같이 채널 추정값과 켤레 복소수의 곱한 값과에 (-1)을 곱한 값을 곱한다. 여기서은 상기 파일롯 채널용 월시부호심볼 W＃0과 준직교부호 마스크 M#m를 이용하여 생성한 준직교부호심볼 Q[m]＃a의 상관값이 된다.상기 혼합기310의 출력은 월시부호심볼 W＃0을 사용하는 파일롯 채널이 준직교부호심볼Q[m]＃a를 사용하는 트래픽 채널에 미치는 간섭 성분이 된다.
합산기 320은 상기 혼합기 310의 출력인 파일롯 채널이 준직교부호심볼Q[m]＃a를 사용하는 트래픽 채널의 신호에 미치는 간섭의 추정갑을 혼합기 204의 출력인 동기 검파된 트래픽 채널의 신호에서 제거한다. 따라서 상기 합산기 320은 월시부호심볼 W＃0을 사용하는 파일롯 채널이 준직교부호심볼 Q[m]＃a를 사용하는 트래픽 채널에 미치는 간섭을 제거하며, 이렇게 간섭이 제거된 신호는 결합기202에 입력된다.
상기 결합기 202는 상기의 수신구조를 통하여 동기 검파된 각 경로의 신호를 결합한다. 디인터리버/채널복호화기 200은 상기의 결합기 202의 출력을 디인터리빙 및 채널복호화를 수행한다.
상기 도 3을 참조하면, 혼합기 310은 채널추정기 210의 출력인 채널 추정 값의 크기의 제곱을 생성하기 위하여 채널추정값과 채널추정값의 켤레복소수를 곱하고, 하기 <수학식 1>과 같이 정의되는 파일롯 채널용 월시부호심볼 W＃0과 준직교부호 마스크 M＃m를 이용하여 생성한 준직교부호심볼 Q[m]＃a의 상관값에 (-1)을 곱한 값을 곱한다.
[수학식 1]
그러면 상기 합산기 320은 혼합기 310의 출력인 파일롯 채널이 준직교부호심볼 Q[m]＃a를 사용하는 트래픽 채널의 신호에 미치는 간섭의 추정값을 혼합기 204의 출력인 동기 검파된 트래픽 채널의 신호에서 제거한다. 상기의 월시부호심볼 W＃0을 사용하는 파일롯 채널이 준직교부호심볼 Q[m]＃a를 사용하는 트래픽 채널에 미치는 간섭을 제거한 신호는 종래의 방식과 같이 결합기 202에 입력된다. 따라서 상기 도 3과 같은구조를 갖는 수신기는 파일럿 채널이 준직교부호를 사용하는 채널에 미치는 간섭을 추정한 후, 동기 검파된 준직교부호를 사용하는 채널에 상기 추정된 파일럿 채널에 의한 간섭을 제거하는 구조이다.
상기와 같은 간섭 제거 동작 과정을 제외한 모든 과정은 상기 도 2와 동일한 방식으로 수행된다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예로써, 직교부호를 사용하는 파일롯 채널이 준직교부호를 사용하는 트래픽 채널에 미치는 간섭을 제거하는 수신기의 구성도를 나타낸 것이다. 도 3의 수신기 구조에서 변경된 점은 채널 추정 값의 크기의 제곱을 생성하기 위하여, 채널추정값과 채널추정값의 켤레복소수를 곱하는 방식을 취한 도 3의 방식과 달리 채널추정값을 이용하여 직접 채널추정값의 크기의 제곱을 생성하는 장치인 참조번호 410을 구비하고 있다는 것이다. 상기 구성을 제외한 나머지 구성은 상기 도3 과 동일하며, 동작도 동일하다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 직교부호를 사용하는 채널이 준직교부호를 사용하는 트래픽 채널에 미치는 간섭을 제거하는 수신기의 구성도를 나타낸 것이다. 상기 도 5의 설명에서 일반적인 수신기 동작의 설명은 생략하고, 직교부호를 사용하는 채널이 준직교부호를 사용하는 채널에 미치는 간섭을 제거하는 동작을 중심을 살펴본다.
고속 아다마르 변환기 (Fast Hadamard Transformer) 530는 복소 PN 역확산기230의 출력을 입력으로 하여 하기 〈수학식 2〉와 같이 연산을 수행한다.
[수학식2]
CDMA 통신시스템에서는 항상 상기 <수학식 2>에 표시된 기본 직교부호들을 전부 사용하고 있는 것은 아니다. 따라서 사용하지 않는 월시부호심볼에 의한 상기 고속 아다마르 변환기530의 출력값은 잡음에 의하여 발생된 값이며, 이런 잡음 성분은 사용하는 월시부호심볼에 의한 값에 비하여 작은 값을 가진다. 그러므로 상기 고속 아다마르 변환기 530의 출력을 수신하는 판정기 520은 미리 설정된 기준값 θ와 비교하여 작은 값을 가지는 원소(element)는 잡음에 의한 값으로 판정한다. 즉, 상기 월시부호심볼이 기준값 θ 보다 작으면 상기 원소의 값을 "0"으로 설정함으로써 잡음의 영향을 줄인다(이면 해당하는 d=0으로 한다.)
이후 연산기 510은 하기 <수학식 3>과 같이 상기의 과정을 거친 판정기 520의 출력값의 벡터와 트래픽 채널의 준직교부호 Q[m]＃a에 대응하는 월시부호와의 상관값에 (-1)을 곱한 값의 벡터를 곱한다.
[수학식 3]
혼합기 310은 켤레복소수화기 206의 출력인 채널추정값의 켤레복소수와, 상기 월시부호에 의한 준직교부호를 사용하는 트래픽 채널에 미치는 간섭의 추정치에 (-1)을 곱한 값을 출력하는 연산기 510의 장치의 출력값을 곱한다. 여기서 상기 혼합기310의 출력은 다수의 직교부호 채널들이 준직교부호 채널에 미치는 간섭을 추정한 값이 된다. 그러면 합산기 320은 상기의 혼합기 310의 출력과 혼합기 204의출력인 동기 검파된 트래픽 채널의 신호를 더하여 월시부호를 사용하는 채널에 의하여 상기의 준직교부호를 사용하는 트래픽 채널에 미치는 간섭을 제거한다. 상기와 같이 간섭이 제거된 준직교부호를 사용하는 트래픽 채널의 신호는 결합기 202에 입력된다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 준직교부호를 사용하는 채널이 월시부호를 사용하는 트래픽 채널에 미치는 간섭을 제거하는 수신기의 구성도를 나타낸 것이다.
상기 도 6과 같은 수신기의 구조는 월시부호를 사용하는 트래픽 채널의 정보를 수신하고자 하기 때문에 수신기에서 도 5의 준직교부호 마스크 발생기 286이 생략된다. 상기 고속 아다마르 변환기(Fast Hadamard Transformer) 630는 복소 PN 역확산기230의 출력을 입력으로 하여 하기의 수학식 4와 같은 연산을 수행한다.
[수학식 4]
상기 도 5의 설명에서와 마찬가지로 시스템에서 항상 상기 <수학식 4>에 표시된 준직교부호를 전부 사용하고 있는 것은 아니다. 따라서 사용하지 않는 준직교부호심볼에 의한 고속 아다마르 변환기630의 출력 값은 잡음에 의하여 발생된 값이며, 이런 잡음 성분은 사용하는 준직교부호심볼에 의한 값에 비하여 작은 값을 가진다. 따라서 상기 고속 아다마르 변환기 630의 출력을 수신하는 판정기620은 이를미리 설정된 기준값 θ와 비교하여 작은 값을 가지는 원소(element)는 잡음에 의한 값으로 판정한다. 즉, 상기 준직교부호 심볼이 상기 기준값 θ보다 작으면, 상기 원소의 값을 "0"으로 설정함으로써 잡음의 영향을 줄인다. (이면 해당하는 {으로 한다.)
이후 연산기610은 하기의 <수학식 5>와 같은 과정을 거친 판정기620의 출력값의 백터와, 트래픽 채널의 월시부호심볼와 준직교부호 마스크에 의하여 생성된 준직교부호와의 상관값에(-1)을 곱한 값의 백터를 곱한다.
[수학식 5]
이때 상기 준직교부호는 준직교부호 마스크를 달리함으로써 하나의 기본 직교부호로부터 많은 준직교부호를 생성할 수 있고, 상기와 같이 생성된 준직교부호는 시스템내에서 대응되는 직교부호와 사용될 수 있다. 복수의 준직교부호가 사용되었을 경우에 상기의 구조는 사용된 준직교부호 마스크의 수에 비례하여 존재할 수 있다. 합산기 640은 복수의 준직교부호가 사용되었을 때 제거하고자 하는 준직교부호를 사용하는 채널에 의한 월시부호심볼 W＃A를 사용하는 트래픽 채널에 미치는 간섭량의 추정치에 (-1)을 곱한 값을 모두 더한다. 혼합기 310은 켤레복소수화기 206의 출력인 채널추정값의 켤레복소수와 도면 참조번호 510의 장치의 출력값을곱한다.
여기서 상기 혼합기 310의 출력은 준직교부호를 사용하는 채널들이 대응되는 직교부호를 사용하는 채널에 미치는 간섭성분이 된다. 합산기320은 상기의 혼합기 310의 출력과 혼합기 204의 출력인 동기 검파된 트래픽 채널의 신호를 더하여 준직교부호를 사용하는 채널에 의하여 월시부호심볼 W＃A를 사용하는 트래픽 채널에 미치는 간섭을 제거한다. 간섭이 제거된 트래픽 채널의 신호는 결합기 202에 입력된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 수신기는 직교부호와 준직교부호들을 혼용하는 CDMA 통신시스템에서 채널들 간의 직교성이 손실됨으로써 발생되는 직교부호가 준직교부호에 미치는 간섭 및 준직교부호가 직교부호에 미치는 간섭 성분을 검출한 후, 이를 해당하는 채널의 신호에 제거하는 구조글 갖는다. 그러면 본 발명의 실시예에 따른 간섭제거 방식을 이용하여 직교성이 깨어지는 채널 상호간에 미치는 간섭을 수신기가 제거하면, 동일한 송신기의 송신전력에 대하여 보다 나은 수신품질을 획득 할 수 있거나 동일한 수신품질을 획득하기 위하여 낮은 송신 전력이 필요함으로 인하여 간섭량에 위해 제한되는 CDMA시스템의 용량이 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (15)

  1. 직교부호와 준직교부호를 사용하는 부호분할다중접속 방식 통신시스템에 있어서,
    직교부호로 확산된 파일럿 채널의 신호를 역확산하여 채널추정값을 발생하는 채널추정기와,
    상기 준직교부호로 확산된 채널의 신호를 수신하여 역확산한 후 상기 채널추정값을 이용하여 동기검파하는 준직교채널수신기와.
    파일럿채널의 직교부호와 준직교부호 마스크를 이용하여 생성한 준직교부호의 상관값을 연산하여 상기 파일럿채널이 준직교부호를 사용하는 채널에 끼친 간섭값을 추정하는 간섭추정기와,
    상기 간섭추정치를 상기 준직교채널수신기의 출력에서 제거하는 간섭제거기로 구성되는 부호분할다중접속 통신시스템의 수신장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 간섭제거기가,
    상기 채널추정기의 출력으로부터 켤레복수소를 계산하는 켤레복소수화기와,
    상기 채널추정기의 출력과 상기 켤레복소수를 곱하는 제1곱셈기와,
    상기 상관값과 상기 제1곱셈시의 출력을 곱하여 파일럿채널이 준직교부호 채널에 끼친 간섭 값을 추정하는 제2곱셈기로 구성되는 부호분할다중접속 통신시스템의 수신장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 간섭제거기가,
    상기 채널추정기의 출력을 제곱하는 제곱기와,
    상기 상관값과 상기 제곱기의 출력을 곱하여 파일럿채널이 준직교부호 채널에 끼친 간섭 값을 추정하는 곱셈기로 구성되는 부호분할다중접속 통신시스템의 수신장치.
  4. 제 2항 또는 제3항에 있어서. 상기 상관없이 하기<수학식11>에 의해 연산되는 부호분할다중접속 통신시스템의 수신장치.
    [수학식]
    상기 <수학식11>에서 i는 파일럿채널에 사용되는 월시부호, j는 준직교부호에 사용된 기본직부호, m은 준직교부호 마스크, L은 직교부호의 길이임.
  5. 직교부호 및 준직교부호를 사용하는 부호분할다중접속 통신시스템의 수신장치에 있어서,
    수신되는 신호를 PN 역확산하는 PN역확산기와,
    PN 역확산 신호를 상기 준직교부호로 역확산하는 준직교채널수신기와,
    PN 역확산된 신호를 수신하며, 상기 PN 역확산신호로부터 기본 직교부호가상기 준직교부호 채널에 미치는 간섭을 추정하는 간섭추정기와,
    상기 간섭 추정치를 상기 준직교채널 수신기의 출력에서 제거하는 간섭제거기로 구성되는 부호분할다중접속 통신시스템의 수신장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 간섭추정기가.
    사용된 직교부호 심볼들과 사용하지 않는 직교부호 심볼들을 구별하는 고속 아다마르 연산기와.
    상기 고속 아다마르 연산기의 출력을 미리 설정된 기준값과 비교하여 사용하지 않는 심볼들을 제거하는 판정기와.
    상기 판정기의 출력 백터와 준직교채널의 준직교부호에 대응되는 직교부호간의 상관값 벡터를 수신하여 곱하여 상기 직교부호가 준직교부호를 사용하는 채널에 끼친 간섭 추정치를 발생하는 연산기로 구성되는 부호분할다중접속 통신시스템의 수신장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 고속아다마르 연산자가 하기<수학식 12>에 의해 사용되지 않는 직교부호 심볼들을 구별하며, 상기 연산기가 하기 <수학식 13>에 의해간섭 추정치를 연산하는 부호분할다중접속 통신시스템의 수신장치.
    상기 <수학식 12> 및 <수학식 13> 에서 m은 준직교부호 마스크 번호, a는 준직교부호의 기본직교부호, L은 직교부호의 길이임.
  8. 제6항에 있어서, 상기 간섭제거기가.
    상기 연산기의 출력과 파일럿채널으로 구해지는 채널추정값의 켤레복소수를 곱하는 곱셈기와,
    상기 준직교부호채널의 출력에서 곱셈기의 출력을 제거하는 가산기로 구성되는 부호분할다중접속 통신시스템의 수신장치.
  9. 직교부호 및 준직교부호를 사용하는 부호분할다중접속 통신시스템의 수신장치에 있어서,
    수신되는 신호를 PN 역환산 하는 PN 역환산기와,
    PN 역환산 신호를 상기 직교부호로 역확산하는 직교채널수신기와,
    PN 역환산된 신호를 수신하며, 상기 PN 역환산신호로부터 상기 준직교부호가 기본 직교부호의 채널에 미치는 간섭을 추정하는 간섭추정기와.
    상기 간섭 추정치를 상기 직교채널 수신기의 출력에서 제거하는 간섭제거기로 구성되는 부호분할다중접속 통신시스템의 수신장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 간섭추정기가,
    PN복소 역산화된 신호의 준직교부호 심볼들을 연산하여 사용하지 않는 준직교부호 심볼들을 구별하는 구별하는 고속 아다마르 연산기와,
    상기 고속 아다마르 연산기의 출력을 미리 설정된 기준값과 비교하여 사용하지 않는 심볼들을 제거하는 판정기와.
    상기 판정기의 출력 벡터와 직교부호에 대응되는 준직교부호 간의 상관값 벡터를 수신하여 곱하여 상기 준직교부호가 직교부호를 사용하는 채널에 끼친 간섭추정치를 발생하는 연산기로 구성되는 부호분할다중접속 통신시스템의 수신장치.
  11. 제10항에 있어서. 상기 고속아다마르 연산기가 하기 <수학식 14>에 의해 사용되지 않는 준직교부호 심볼들을 구별하며, 상기 연산기가 하기 <수학식 15>에 의해 간섭 추정치를 연산하는 부호분할다중접속 통신시스템의 수신장치.
    상기 <수학식 14>및 <수학식 15>에서 m은 준직교부호 마스크 번호, A는 직교채널 수신기의 직교부호, L은 직교부호의 길이임.
  12. 제10항에 있어서, 상기 간섭제거가,
    상기 연산자의 출력과 파일럿채널 추정값의 켤레복소수를 곱하는 곱셈기와,
    상기 직교부호채널의 출력에서 상기 곱셈기의 출력을 제거하는 가산기로 구성되는 부호분할다중접속 통신시스템의 수신장치.
  13. 직교부호 및 준직교부호를 사용하는 부호분할다중접속 통신시스템의 수신장치의 부호간의 간섭을 제거하는 방법에 있어서,
    직교부호로 확산된 파일럿 채널의 신호를 역확산하여 채널추정값을 발생하는 과정과,
    상기 준직교부호로 확산된 채널의 신호를 수신하여 역확산한 후 상기 채널추정값을 이용하여 동기 검파하는 과정과,
    파일럿채널의 직교부호와 준직교부호 마스크를 이용하여 생성한 준직교부호의 상관값과 상기 채널추정값을 계산하여 상기 파일럿채널이 준직교부호를 사용하는 채널에 끼친 간섭값을 추정한 후, 상기 준직교채널수신기의 출력에서 상기 간섭값을 제거하는 과정으로 이루어지는 부호분할다중접속 통신시스템의 수신장치의 간섭제거 방법.
  14. 직교부호 및 준직교부호를 사용하며, 상기 준직교부호로 확산된 채널의 신호를 수신하는 부호분할다중접속 통신시스템의 수신장치의 부호간의 간섭제거방법에 있어서,
    PN복소 역확산된 신호를 고속 아다마르 연산하여 사용하지 않는 직교부호들을 구별하는 과정과,
    상기 고속 아다마르 연산된 신호를 미리 설정된 기준값과 비교하여 사용하지 않는 부호들을 제거하는 과정과,
    상기 사용하지 않는 부호들이 제거된 신호들의 벡터와 준직교채널의 준직교부호에 대응되는 직교부호간의 상관값 벡터를 곱하여 상기 직교부호가 준직교부호를 사용하는 채널에 끼친 간섭 추정치를 발생하는 과정과,
    상기 간섭 추정치를 상기 준직교채널 수신기의 출력에서 제거하는 과정으로 이루어지는 부호분할다중접속 통신시스템의 수신장치의 간섭 제거 방법.
  15. 직교부호및 준직교부호를 혼용하며, 상기 준직교부호로 확산된 채널의 신호를 수신하는 부호분할다중접속 통신시스템의 수신장치의 부호간 간섭제거 방법에 있어서,
    PN복소 역확산된 신호를 고속 아다마르 연산하여 사용하지 않는 준직교부호들을 구별하는 과정과,
    상기 고속 아다마르 연산된 출력을 미리 설정된 기준값과 비교하여 사용하지 않는 직교부호들을 제거하는 과정과,
    상기 사용하지 않는 부호들이 제거된 신호의 출력 벡터와 직교채널에서 사용되는 직교부호에 대응되는 준직교부호간의 상관값 벡터를 수신하여 곱하여 상기 준직교부호가 직교부호를 사용하는 채널에 끼친 간섭 추정치를 발생하는 과정과,
    상기 간섭 추정치를 상기 직교채널 수신기의 출력에서 제거하는 과정으로 이루어지는 부호분할다중접속 통신시스템의 수신장치의 간섭 제거 방법.
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