KR100364758B1 - Apparatus and method channel estimation in communication system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 통신 시스템의 채널 추정에 관한 것으로 특히 채널 추정에 사용되는 파일럿 채널에 파일럿 신호와 순방향 전력제어 비트가 전송되었을 경우에 정확한 복조가 가능한 통신 시스템의 채널 추정 장치 및 방법에 관한 것이다. 이와 같은 통신 시스템의 채널 추정 장치는 파일롯 채널의 월시 코드로 상관을 취하여 전송된 신호를 검출하는 파이롯 채널 상관기와, 해당 목표 채널의 월시 코드로 상관을 취하여 목표 채널을 통하여 전송된 신호를 검출하는 목표 채널 상관기와, 부가정보비트와 상기 파일롯 채널 상관기의 출력 신호를 이용하여 채널 추정을 수행하는 제 1, 제 2 필터부와, 상기 제 2 필터부와 제 1 필터부의 출력신호를 가산하여 출력하는 가산기와, 상기 파일롯 채널 상관기의 출력신호와 제 2 필터부의 출력신호를 복조하는 전력 제어 복조기 및 상기 가산기의 출력신호와 상기 목표 채널 상관기의 출력신호를 복조하는 트래픽 채널 복조기로 구성된 핑거와, 상기 복수개 핑거(Finger)의 각각의 전력제어 복조기의 출력을 콤바인하여 상기 부가정보비트(PCB)를 출력하는 제 1 콤바이너와, 상기 복수개 핑거의 각각의 트래픽 채널 복조기의 출력을 콤바인하여 디코더로 전송하는 제 2 콤바이너로 구성된다.The present invention relates to channel estimation of a communication system, and more particularly, to an apparatus and method for channel estimation of a communication system capable of accurate demodulation when a pilot signal and a forward power control bit are transmitted to a pilot channel used for channel estimation. The channel estimation apparatus of such a communication system detects a signal transmitted through a target channel by correlating with a Walsh code of a pilot channel and a pilot channel correlator to detect a transmitted signal. Adding and outputting first and second filter units for performing channel estimation using a target channel correlator, additional information bits, and output signals of the pilot channel correlator, and output signals of the second filter unit and the first filter unit. A plurality of fingers comprising an adder, a power control demodulator for demodulating the output signal of the pilot channel correlator and the output signal of the second filter unit, and a traffic channel demodulator for demodulating the output signal of the adder and the output signal of the target channel correlator, Combining the output of each power control demodulator of the finger to output the additional information bits (PCB) 1 Tu combiner, combines the output of each traffic channel of said plurality of demodulator fingers and consist of a second combiner for transmitting to the decoder.
Description
본 발명은 통신 시스템의 채널 추정(Estimation)에 관한 것으로 특히 채널 추정에 사용되는 파일럿 채널에 파일럿 신호와 순방향 전력제어 비트가 전송되었을 경우에 정확한 복조가 가능한 통신 시스템의 채널 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to channel estimation of a communication system, and more particularly, to an apparatus and method for channel estimation of a communication system capable of accurate demodulation when a pilot signal and a forward power control bit are transmitted to a pilot channel used for channel estimation. .
일반적으로, CDMA 방식에서 기지국에서 이동국으로 통신하는 순방향 링크에서는 기지국이 하나의 파일럿 채널로 동일한 신호를 전송할 수 있으므로 각 이동국은 이를 이용하여 채널에 대한 정보를 얻을 수 있다. 이 정보를 이용하여 순방향 링크에서는 동기(Synchronous) 방식을 이용하여 신호를 검출한다.In general, in a CDMA scheme, in a forward link in which a base station communicates with a mobile station, the base station can transmit the same signal through one pilot channel, and thus each mobile station can obtain information about the channel using the same signal. Using this information, the forward link detects a signal using a synchronous method.
반면, 이동국에서 기지국으로 통신하는 역방향 링크에서는 파일럿 채널을 이용할 경우 전력의 소모가 크므로 파일럿 채널을 사용하지 않았다. 이 같이 파일럿 채널의 파일럿 정보를 이용할 수 없으므로 채널의 정보를 알아내는 것이 어렵고 복잡하게 된다. 그러므로 역방향 링크에서는 채널에 대한 정보 없이 신호를 검출하는 비동기(Asynchronous) 방식을 이용하고 있다.On the other hand, in the reverse link communicating from the mobile station to the base station, the pilot channel is not used because the power consumption is large when using the pilot channel. As such, since pilot information of the pilot channel is not available, it is difficult and complicated to find out the channel information. Therefore, the reverse link uses an asynchronous method that detects a signal without information about a channel.
비동기 수신방식은 간단하다는 장점을 가지고 있지만 성능이 떨어지는 단점이 있다. 또한 현재 셀룰러 이동 통신 시스템은 셀의 반경이 점차 작아지는 추세에 있으므로 이동국이 필요로 하는 출력 신호 크기의 부담도 줄어들고 있다. 이에 따라 현재 개발 중인 여러 셀룰러 시스템에서는 역방향 링크에서 파일럿 채널을 사용하려는 추세이며, 신호의 검출은 파일럿 신호를 이용하는 동기 방식을 이용하려는 추세이다.The asynchronous reception method has the advantage of being simple, but has the disadvantage of poor performance. In addition, in the current cellular mobile communication system, the radius of the cell is gradually decreasing, and the burden on the output signal size required by the mobile station is also reduced. Accordingly, many cellular systems currently under development tend to use pilot channels on the reverse link, and signal detection tends to use a synchronous method using pilot signals.
최근, CDMA 셀룰러 이동 통신 시스템에서는 역방향 링크의 파일럿 채널 상에 파일럿 신호뿐만 아니라 또 다른 부가 정보 비트를 첨가시킬 수 있다는 제안이 나오고 있다. 이에 따라 보다 정확한 채널 추정 장치 및 방법이 요구되고 있는 실정이다.Recently, a proposal has been made that in a CDMA cellular mobile communication system, not only a pilot signal but also additional side information bits may be added on a pilot channel of a reverse link. Accordingly, a more accurate channel estimation apparatus and method are required.
이하 첨부된 도면을 참조하여 종래 통신 시스템의 채널 추정 장치 및 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, an apparatus and method for estimating a channel of a conventional communication system will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래 기술에 따른 CDMA 채널 추정 장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 FIR 필터의 내부 구조를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a block diagram showing a CDMA channel estimating apparatus according to the prior art, and FIG. 2 is a diagram showing an internal structure of the FIR filter shown in FIG.
도 1은 미국특허청에 5,737,327(1998년 4월 7일)호로 등록된 특허를 나타낸 것으로, 종래 CDMA 채널 추정 장치(20)는 파일럿 채널에서 파일럿 신호만이 존재하는 경우에 고려하여 만든 것으로, 안테나와 필터회로부(10), 역확산기(21), 파일롯 채널 상관기(22), 안티-코셜(Anti-Causal) 필터인 제 1 필터부(24)와, 코셜(Causal) 필터인 제 2 필터부(25), 가산기(30), 제 1, 제 2 컨쥬게이트(29,31), 목표채널 상관기(23), 지연부 소자인 제 1, 제 2지연부(26,27), 전력 제어 복조기(32), 트래픽 채널 복조기(33) 및 컴바이너(40)로 구성된다.1 shows a patent registered with the U.S. Patent Office as 5,737,327 (April 7, 1998). The conventional CDMA channel estimating apparatus 20 is made in consideration of the case where only a pilot signal exists in a pilot channel. The filter circuit unit 10, the despreader 21, the pilot channel correlator 22, the first filter unit 24 which is an anti-Causal filter, and the second filter unit 25 that is a common filter ), Adder 30, first and second conjugates 29 and 31, target channel correlator 23, first and second delay units 26 and 27 as delay elements, power control demodulator 32 And a traffic channel demodulator 33 and combiner 40.
여기서, 제 1, 제 2 필터부(24,25)는 각각 유한 충격 응답 필터(Finite Impulse Response filter ; 이하 FIR 필터라 약칭함)로 구성되어 있다.Here, the first and second filter units 24 and 25 are each composed of finite impulse response filters (hereinafter, abbreviated as FIR filters).
이와 같은 종래 채널 추정장치에서는 파일럿 신호에 파일롯 채널 상관기(22)에서 상관을 취하여 나온 값을 제 2 필터부(25)의 FIR 필터와, 제 1 필터부(24)의 FIR 필터를 이용하여 채널환경에 의하여 발생되는 위상 쉬프트(Phase Shift) 및 감쇄 성분을 추정(Estimation)하여 목표(target) 채널, 즉 해당 트래픽(traffic) 채널에 적용한다.In the conventional channel estimator, the pilot signal is correlated to the pilot signal using the FIR filter of the second filter unit 25 and the FIR filter of the first filter unit 24. Phase shift and attenuation components generated by the E-Stimulation are estimated and applied to a target channel, that is, a corresponding traffic channel.
이와 같은 방법은 채널 추정을 위한 채널 관찰 구간이 작으면 채널 추정이 정확하지 않으므로 FIR 필터를 이용하여 채널 추정을 위한 관찰 구간을 늘린 것으로, 목표채널의 데이터 부분에 대해서는 제 2 필터부(25)의 코셜(Causal) 포션(portion)에 대한 FIR 필터를 추가함으로써 보다 더 정확한 채널 추정이 가능하다.In this method, since the channel estimation is not accurate when the channel observation interval for channel estimation is small, the observation interval for channel estimation is increased by using an FIR filter. For the data portion of the target channel, the second filter unit 25 More accurate channel estimation is possible by adding an FIR filter for the common portion.
그리고 도면에 나타낸 바와 같이, 제 2 필터부(25)에서 FIR 필터를 사용하는 경우에는 데이터 경로에 대한 지연을 시켜야 하기 때문에 부가정보비트(PCB)에 대해서 제 1 필터부(24)의 안티-코셜 포션(Portion)에 대한 FIR 필터 결과만을 이용하여 지연 없이 빠르게 적용시킨다.As shown in the figure, when the FIR filter is used in the second filter unit 25, the delay for the data path must be delayed. Therefore, the anti-coal of the first filter unit 24 is applied to the additional information bit (PCB). Only using the FIR filter results for the potion can be applied quickly without delay.
도 3은 일반적인 CDMA 채널 추정을 위한 송신측의 일부 구성과 파일럿의 프레임 구성을 나타낸 도면으로 특히 CDMA-2000 시스템의 역방향 링크의 파일럿 채널의 구성을 나타낸 것으로써, 하나의 PCG(Power Control Group)을 4부분으로 나누어 처음 3/4는 파일럿 시그널을 보내고, 나머지 1/4는 순방향 전력 비트를 위한 전력 비트를 다중화시킨다.FIG. 3 is a diagram illustrating some configurations of a transmitter and a frame configuration of a pilot for general CDMA channel estimation. In particular, FIG. 3 illustrates a configuration of a pilot channel of a reverse link of a CDMA-2000 system. The first three quarters send a pilot signal, while the other quarter multiplexes the power bits for the forward power bits.
CDMA 채널 추정 장치에 대해 송신측은 파일럿 비트 및 파일럿 비트 이외의 또 다른 부가정보비트(PCB)를 파일럿 채널을 통해 보통 한 프레임당 4개의 PN 칩(Chip)으로 분리하여 전송한다. 여기서, 상기 부가정보비트는 수(1∼2bit) 비트 이내이며, 일반적인 통화 데이터 비트나 전력제어 비트 등과 같은 CDMA 채널에 대한 보다 구체적인 정보를 담고 있게 된다.For the CDMA channel estimating apparatus, the transmitting side separately transmits pilot bits and other additional information bits (PCBs) other than the pilot bits to four PN chips per frame through a pilot channel. Here, the additional information bits are within a number (1 to 2 bits) bits, and contain more specific information on the CDMA channel such as general call data bits or power control bits.
CDMA 채널 추정에 필요한 파일럿 비트와 부가정보비트는 멀티플렉서(42)를 통해 다중화되어 송출되는데, 파일럿 비트는 보통 '+1'의 부호(Sign)를 갖게 되며, 부가 정보비트는 신뢰성을 높이기 위해 파일럿 채널을 통한 프레임마다 동일한 비트를 복수회 반복하여 다중화된다.The pilot bits and additional information bits necessary for CDMA channel estimation are multiplexed and transmitted through the multiplexer 42. The pilot bits usually have a sign of '+1', and the additional information bits are pilot channels to increase reliability. The same bit is repeated multiple times for each frame through multiplexing.
이와 같은 종래 통신 시스템의 채널 추정 장치 및 방법에 있어서는 파일럿 채널에 파일럿 신호만이 존재하는 경우에 대해서 고려하여 만들어졌으므로 파일럿 채널에 파일럿 신호와 순방향 전력제어 비트가 존재하는 경우에는 채널 추정기의 성능이 떨어질 수 있다. 즉 기존에는 파일럿 채널에 어떤 정보가 실려오는지 수신기가 알고 있으므로 그대로 파일럿 코드로 상관을 취한 후 그 값을 채널의 정보로 이용하면 되었다. 하지만 파일럿 채널에 파일럿 이외의 신호가 들어있을 경우에는 수신기에서 그 정보가 어떤 정보인지 알 수 없으므로 기존 채널 추정기를 그대로 사용하면 성능이 저하되는 문제점이 있었다.The channel estimating apparatus and method of the conventional communication system are made in consideration of the case in which only a pilot signal exists in a pilot channel. Therefore, when the pilot signal and the forward power control bit exist in the pilot channel, the performance of the channel estimator may be degraded. Can be. In other words, since the receiver knows what information is loaded on the pilot channel, it is correlated with the pilot code and used as the channel information. However, when a pilot channel contains a signal other than a pilot, the receiver does not know what information the information has, and there is a problem in that performance is degraded when the existing channel estimator is used as it is.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 채널 추정에 사용되는 파일럿 채널에 파일럿 신호와 순방향 전력제어 비트가 전송되었을 경우에 정확한 복조가 가능한 통신 시스템의 채널 추정 장치 방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention has been devised in view of the above-mentioned problems of the prior art, and a channel estimation apparatus of a communication system capable of accurate demodulation when a pilot signal and a forward power control bit are transmitted to a pilot channel used for channel estimation. It is to provide a method.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 파일롯 채널의 월시 코드로 상관을 취하여 전송된 신호를 검출하는 파이롯 채널 상관기와, 해당 목표 채널의 월시 코드로 상관을 취하여 목표 채널을 통하여 전송된 신호를 검출하는 목표 채널 상관기와, 부가정보비트와 상기 파일롯 채널 상관기의 출력 신호를 이용하여 채널 추정을 수행하는 제 1, 제 2 필터부와, 상기 제 2 필터부와 제 1 필터부의 출력신호를 가산하여 출력하는 가산기와, 상기 파일롯 채널 상관기의 출력신호와 제 2 필터부의 출력신호를 복조하는 전력 제어 복조기 및 상기 가산기의 출력신호와 상기 목표 채널 상관기의 출력신호를 복조하는 트래픽 채널 복조기로 구성된 핑거와, 상기 복수개 핑거(Finger)의 각각의 전력제어 복조기의 출력을 콤바인하여 상기 부가정보비트(PCB)를 출력하는 제 1 콤바이너와, 상기 복수개 핑거의 각각의 트래픽 채널 복조기의 출력을 콤바인하여 디코더로 전송하는 제 2 콤바이너로 구성된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a pilot channel correlator that detects a transmitted signal by correlating with a Walsh code of a pilot channel, and correlates with a Walsh code of a corresponding target channel to target a target channel. A target channel correlator for detecting a signal transmitted through the first channel filter, a first and second filter unit for performing channel estimation using the additional information bits and the output signal of the pilot channel correlator, and the second filter unit and the first filter unit An adder for adding and outputting an output signal, a power control demodulator for demodulating the output signal of the pilot channel correlator and the output signal of the second filter unit, and a traffic channel demodulator for demodulating the output signal of the adder and the output signal of the target channel correlator And the additional information by combining the output of the power control demodulator of each of the plurality of fingers (Finger) Bit (PCB) a first combiner for outputting a Tu, to combine an output of each traffic channel of said plurality of demodulator fingers is comprised of a second combiner for transmitting to the decoder.
그리고 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따르면, 무선 주파수 신호를 수신하고 의사잡음(PN) 코드로 역확산하여 전송신호를 출력하는 단계, 상기 전송신호를 월쉬코드로 역확산하여 부가정보비트와 파일럿 채널 신호를 검출하는 단계, 상기 전송신호를 월쉬코드로 역확산하여 목표채널의 신호를 검출하는 단계, 채널추정을 위해 상기 검출된 파일럿 채널 신호와 부가정보비트를 필터링하는 단계, 상기 파일럿 채널 신호와 부가 정보비트의 필터링 결과를 이용하여 상기 목표 채널의 신호를 복조하는 단계를 포함하여 이루어진다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, receiving a radio frequency signal and despreading with a pseudo noise (PN) code to output a transmission signal, despreading the transmission signal with a Walsh code Detecting an additional information bit and a pilot channel signal, despreading the transmission signal with a Walsh code, detecting a signal of a target channel, and filtering the detected pilot channel signal and the additional information bit for channel estimation And demodulating the signal of the target channel by using the result of filtering the pilot channel signal and the additional information bits.
도 1은 종래 기술에 따른 CDMA 채널 추정 장치를 나타낸 블록 구성도1 is a block diagram showing a CDMA channel estimation apparatus according to the prior art
도 2는 도 1에 나타낸 FIR 필터의 내부 구조를 나타낸 도면FIG. 2 is a diagram showing an internal structure of the FIR filter shown in FIG.
도 3은 일반적인 CDMA 채널 추정을 위한 송신측의 일부 구성과 파일럿의 프레임 구성을 나타낸 도면3 is a diagram illustrating some components of a transmitter and a frame structure of a pilot for general CDMA channel estimation;
도 4는 본 발명 제 1 실시예에 따른 CDMA 채널 추정 장치를 나타낸 블록 구성도4 is a block diagram illustrating a CDMA channel estimating apparatus according to a first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 FIR 필터의 내부 구조를 나타낸 도면5 is a view showing the internal structure of the FIR filter according to the present invention
도 6은 본 발명 제 2 실시예에 따른 CDMA 채널 추정 장치를 나타낸 블록 구성도6 is a block diagram illustrating a CDMA channel estimating apparatus according to a second embodiment of the present invention.
도 7a부터 도7d는 본 발명 CDMA 채널 추정 방법에서 잠정 판정값 결정을 설명하기 위한 도면7A to 7D are diagrams for explaining the determination of the provisional determination value in the CDMA channel estimation method of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
50 : 필터 회로부 51 : 역확산기50: filter circuit 51: despreader
52 : 파일롯 채널 상관기 53 : 목표 채널 상관기52: pilot channel correlator 53: target channel correlator
54, 55 : 필터부 56,58,63 : 지연부54, 55: filter section 56, 58, 63: delay section
57,60 : 컨쥬게이트 59 : 가산기57, 60: conjugate 59: adder
61 : 전력제어 복조기 62 : 합산기61: power control demodulator 62: summer
64 : 트래픽 채널 복조기 65 : 핑거부64: traffic channel demodulator 65: finger portion
66,68 : 콤바이너 67 : 결정부66,68: Combiner 67: Decision unit
이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a configuration and an operation according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명 제 1 실시예에 따른 CDMA 채널 추정 장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 FIR 필터의 내부 구조를 나타낸 도면이며, 도 7a부터 도7d는 본 발명 CDMA 채널 추정 방법에서 잠정 판정 값 결정을 설명하기 위한 도면이다.4 is a block diagram illustrating a CDMA channel estimating apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 5 is a diagram illustrating an internal structure of an FIR filter according to the present invention, and FIGS. 7A to 7D illustrate the present invention. It is a figure for demonstrating provisional determination value determination in a method.
본 발명 제 1 실시예에 따른 CDMA 채널 추정 장치는 안테나에서 수신된 무선주파수(RF) 신호를 기저대역(baseband) 신호로 변환하는 필터 회로부(50)와, 상기 필터 회로부(50)의 기저대역 신호를 복조(demodulating)하는 복수개의 핑거부(65a,65b ···65k)중 제 1 핑거부(65a)를 예로 들어 설명하면, 필터 회로부(50)에서 변환된 기저대역 신호를 국부 발진기(도시하지 않음)를 통하여 발생된 PN 코드로 역확산(despreading)하는 역확산기(51)와, 상기 역확산된 신호를 파일롯 채널의 월시 코드로 상관을 취하여 전송된 신호를 검출하는 파이롯 채널 상관기(52)와, 역시 역확산된 신호를 받아 해당 목표 채널의 월시 코드로 상관(correlation)을 취하여 목표 채널을 통하여 전송된 신호를 검출해내는 목표 채널 상관기(53)와, 상기 파일롯 채널 상관기(52)의 출력 신호인 파일롯 심볼(symbol)을 각각의 FIR 필터를 통하여 채널 추정(estimation)을 수행하는 제 1, 제 2 필터부(54,55)와, 상기 제 2 필터부(55)의 출력신호를 컨쥬게이팅(conjugating)하는 제 1 컨쥬게이트(57)와, 상기 제 2 필터부(55)의 출력신호를 설정된 시간동안 지연후 출력시키는 제 3 지연부(58)와, 상기 제 3 지연부(58)의 출력신호와 제 1 필터부(54)의 출력신호를 가산하여 출력하는 가산기(59)와, 상기 가산기(59)의 출력신호를 컨쥬게이팅(conjugating)하는 제 2 컨쥬게이트(58)와, 상기 파일롯 채널 상관기(52)의 출력신호를 설정된 시간동안 지연 후 출력시키는 제 1 지연부(56)와, 상기 제 1 지연부(56)의 출력신호와, 제 1 컨쥬게이트(57)의 출력신호를 복조하는 전력제어 복조기(61)와, 상기 전력 제어 복조기(61)의 출력신호를 합산하는 합산기(62)와, 상기 합산기(62)의 출력을 콤바인하는 제 1 콤바이너(66)와, 상기 제 1 콤바이너(66)의 출력값에 따라 부가정보비트(PCB)를 결정하는 결정부(67)와, 상기 목표 채널 상관기(53)의 출력값을 일정시간 지연후 출력하는 제 2 지연부(63)와, 상기 제 2 지연부(63)와 제 2 컨쥬게이트(60)의 출력신호를 복조하는 트래픽 채널 복조기(64)와, 상기 트래픽 채널 복조기의 출력을 콤바인하는 제 2 콤바이너(68)로 구성된다.The CDMA channel estimating apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a filter circuit unit 50 for converting a radio frequency (RF) signal received from an antenna into a baseband signal, and a baseband signal of the filter circuit unit 50. The first finger portion 65a of the plurality of finger portions 65a, 65b ... 65k that demodulates is described as an example, and the baseband signal converted by the filter circuit portion 50 is illustrated by a local oscillator (not shown). A despreader 51 despreading the PN code generated through the PN code, and a pilot channel correlator 52 correlating the despread signal with the Walsh code of the pilot channel to detect the transmitted signal. And a target channel correlator 53 which receives the despread signal and takes a correlation with the Walsh code of the target channel to detect a signal transmitted through the target channel, and an output of the pilot channel correlator 52. Pilot symbol that is a signal First and second filter units 54 and 55 for performing channel estimation through respective FIR filters, and a first conjugate for conjugating the output signal of the second filter unit 55. 57, a third delay unit 58 for outputting the output signal of the second filter unit 55 after a delay for a predetermined time, an output signal of the third delay unit 58, and a first filter unit ( An adder 59 for adding and outputting the output signal of 54, a second conjugate 58 for conjugating the output signal of the adder 59, and an output signal of the pilot channel correlator 52; The first delay unit 56 for outputting after a delay for a set time, the power control demodulator 61 for demodulating the output signal of the first delay unit 56, and the output signal of the first conjugate (57); A summator 62 for summing output signals of the power control demodulator 61, and a first combiner 66 for combining the outputs of the summator 62; And a second delay unit for determining an additional information bit (PCB) according to an output value of the first combiner 66 and a second delay outputting the output value of the target channel correlator 53 after a predetermined time delay. A traffic channel demodulator 64 for demodulating the output signal of the second delay unit 63 and the second conjugate 60, and a second combiner that combines the outputs of the traffic channel demodulator. It consists of 68.
이와 같은 본 발명 채널 추정 장치는 수신된 무선주파 신호는 필터 회로부(50)를 통하여 기저대역(baseband) 신호로 변환되고, 변환된 신호는 국부 발진기(도시하지 않음)를 통하여 발생된 의사잡음(PN) 코드로 역확산(despreading)한다.In the channel estimation apparatus of the present invention, the received radio frequency signal is converted into a baseband signal through the filter circuit unit 50, and the converted signal is pseudo noise generated through a local oscillator (not shown). ) Despreading with code
그러면, 파일롯 채널 상관기(52)는 그 역확산된 신호, 즉 출력신호를 받아 파일롯 채널의 월시 코드로 상관(correlation)을 취하여 파일롯 채널을 통하여 전송된 신호 즉 부가정보비트(PCB)와 파일럿 채널 신호(파일롯 심볼)를 검출해 낸다.Then, the pilot channel correlator 52 receives the despread signal, that is, the output signal, takes a correlation with the Walsh code of the pilot channel, and transmits it through the pilot channel, that is, the additional information bit (PCB) and the pilot channel signal. Detect (pilot symbol)
목표 채널 상관기(53)는 그 역확산된 신호를 받아 해당 목표 채널의 월시 코드로 상관(correlation)을 취하여 목표 채널을 통하여 전송된 신호를 검출해낸다. 이때, 앞에서 부가정보비트(PCB)와 파일럿 채널 신호(파일롯 심볼)에는 각종 채널 환경에 의하여 야기된 위상 쉬프트 및 감쇄성분을 포함하고 있다. 이러한 성분을 제거시키기 위해서 파일롯 채널 상관기(52)의 출력인 파일롯 심볼을 두 개의 FIR 필터를 통하여 채널 추정(estimation)을 수행한다. 즉 필터링을 수행한다.여기서, 제 1 필터부(54)는 지연된 목표채널의 심볼에 비하여 지연없이 안티 코셜 포션(Anti-Causal portion)의 신호 성분을 가지고 FIR 필터링을 수행하고, 반면에 제 2 필터부(55)는 지연된 목표 채널의 심볼과 동일한 지연을 사용함으로서 코셜 포션(Causal portion)의 신호 성분을 가지고 FIR 필터링을 수행한다.The target channel correlator 53 receives the despread signal and performs correlation with the Walsh code of the target channel to detect a signal transmitted through the target channel. At this time, the additional information bit (PCB) and the pilot channel signal (pilot symbol) include phase shift and attenuation components caused by various channel environments. In order to remove such components, channel estimation is performed on the pilot symbols that are the outputs of the pilot channel correlator 52 through two FIR filters. That is, the filtering is performed. Here, the first filter unit 54 performs FIR filtering with a signal component of an anti-common portion without delay compared to a symbol of a delayed target channel, whereas the second filter is performed. The unit 55 performs FIR filtering with the signal component of the common portion by using the same delay as the symbol of the delayed target channel.
여기서 두 개의 FIR 필터(제 1, 제 2 필터부(54,55))의 출력을 가산기(59)에서 더한 후 제 2 컨쥬게이트(60)로 보내면 제 2 컨쥬게이트(60)는 복합 컨쥬게이트를 취하여 목표 채널의 신호와 복합 멀티플렉스 시킴으로 상기에서 언급한 위상 쉬프트 및 감쇄성분을 효과적으로 제거할 수 있게 된다.Here, the outputs of the two FIR filters (the first and second filter parts 54 and 55) are added by the adder 59, and then sent to the second conjugate 60, and the second conjugate 60 produces a complex conjugate. By taking a complex multiplex with the signal of the target channel, the above-mentioned phase shift and attenuation components can be effectively removed.
이때, 파일롯 채널을 통하여 수신된 부가정보비트(PCB)는 코셜 포션만을 사용한 제 2 필터부(55)의 FIR필터의 출력만으로 채널 추정한다. 이와 같이 코셜 포션 만을 사용하여 채널 추정하는 이유는 지연없이 부가정보비트를 결정하는 것이 전력제어 효과를 높일 수 있으며, 그로 인하여 전체 시스템의 성능을 향상시킬 수 있기 때문이다.In this case, the additional information bit (PCB) received through the pilot channel is estimated by using only the output of the FIR filter of the second filter unit 55 using the common portion. The reason for the channel estimation using only the common potion is that determining the additional information bits without delay can increase the power control effect, thereby improving the performance of the entire system.
그리고 각 핑거부(65a,65b ···65k)로부터 수신된 부가정보비트(PCB)는 제 1 콤바이너(66)를 통하여 결정된다. 그 결정된 부가정보비트(PCB)는 송신단의 송신전력을 업/다운시키는데 사용되며, 본 특허에서는 FIR의 계수(coefficient)의 정보로도 사용된다. 그 사용되는 일 예는 도면 7에서 설명한다.And the additional information bits (PCB) received from the respective finger portions 65a, 65b ... 65k are determined via the first combiner 66. The determined additional information bit (PCB) is used to up / down the transmit power of the transmitting end, and is also used as information of the coefficient of the FIR in this patent. One example thereof is described in FIG.
본 발명 제 1 실시예에 따른 CDMA 채널 추정 장치는 종래의 구성과 유사하지만 부가정보비트(PCB)가 들어오는 부분이 다른 것으로, FIR 필터로 구성되는 제 1, 제 2 필터부(54,55)의 FIR 구성을 나타낸 도 5를 보면, 다수의 지연소자(Z-1)의 출력 값이 다수의 곱셈기 각각의 가중치(Weighting Value) w(w1,w2,···wn)에 a(a1,a2,···an)의 값을 곱하고, 곱셈기의 결과 값을 합산하는 가산기 부분이 있다.The CDMA channel estimating apparatus according to the first embodiment of the present invention is similar to the conventional configuration, but has a different portion from which the additional information bits (PCB) are input. Referring to FIG. 5 showing the FIR configuration, the output values of the plurality of delay elements Z −1 are equal to a (a1, a2, There is an adder part that multiplies the values of an) and sums the result of the multiplier.
즉 일반적으로 파일럿 채널에 파일럿 신호이외의 데이터를 첨가할 경우에 미리 설정한 영역에 첨가하므로 수신기에서는 지금 처리하는 데이터가 파일럿 신호인지 그 외의 정보신호인지를 알 수가 있다.That is, in general, when data other than the pilot signal is added to the pilot channel, the data is added to a predetermined area so that the receiver can know whether the data to be processed is a pilot signal or other information signal.
하지만 파일럿 신호처럼 보내는 정보가 무엇인지는 알 수가 없다. 즉 지금 송신된 데이터가 파일럿 신호인지 아닌지에 대하여는 분간할 수 있으나, 파일럿 신호가 아닌 정보이면 이것이 1의 정보를 보낸 것인지 0의 정보를 보낸 것인지 알 수가 없다.However, it is impossible to know what information is sent like a pilot signal. In other words, it is possible to distinguish whether the data transmitted now is a pilot signal or not, but if the information is not a pilot signal, it is not known whether the information of 1 or 0 is sent.
만약 1의 정보를 보낸 것이면 파일럿 신호와 똑같이 처리하면 되고, 0의 정보가 보낸 것이면 부호가 반대로 온 것이므로 FIR필터(제 1, 제 2 필터부(54,55))에서는 부호를 반대로 하여 처리를 하여야 한다. 그러므로 파일럿 신호가 아닌 신호가 들어왔을 경우에 먼저 그 부호를 판단하여 FIR필터(제 1, 제 2 필터부(54,55))에서 알려주어야 정확한 채널을 추정할 수가 있다.If the information of 1 is sent, the process is the same as that of the pilot signal. If the information of 0 is sent, the sign is reversed. Therefore, the FIR filters (first and second filter units 54 and 55) need to reverse the processing. do. Therefore, when a signal other than a pilot signal is input, the sign must first be determined and informed by the FIR filters (first and second filter units 54 and 55) to estimate the correct channel.
그래서 본 발명에서는 각 핑거부(65a,65b ···65k)로부터 나온 부가정보비트(PCB)의 정보를 결합한 후, 그 판단한 결과를 a(k)에 적용시킨다. 즉, a(k) 값은 도 7a부터 도 7d에 나타낸 도면에 적용시킨다.Thus, in the present invention, after combining the information of the additional information bits (PCB) from the finger portions 65a, 65b ... 65k, the determined result is applied to a (k). That is, the value of a (k) is applied to the drawings shown in Figs. 7A to 7D.
즉 도 7a는 FIR필터 안으로 처음으로 PCB가 들어오는 경우이다. 이 경우에는 처음으로 유입되는 부가정보비트(PCB)영역에 대해서 a(k)를 제로(zero)로 취하여 FIR필터링을 수행함으로 아직 부가정보비트(PCB)에 대한 결정(decision)이 끝나지 않았으므로 그 부가정보비트(PCB)영역에 대해서는 FIR필터에 적용시키지 않는다.That is, FIG. 7A illustrates a case where the PCB enters into the FIR filter for the first time. In this case, FIR filtering is performed by taking a (k) as zero for the first additional information bit (PCB) area to be introduced, so that the decision on the additional information bit (PCB) has not yet been completed. The additional information bit (PCB) area is not applied to the FIR filter.
그러나 이전 PCG(Power Control Group)내에 존재하는 부가정보비트(PCB)에 대해서는 이미 부가정보비트(PCB)값에 대한 결정(decision)이 끝난 상태이므로, 그 결정(decision)에 의한 결과를 a(k)에 적용시켜서 FIR필터를 구동시키고 파일롯 신호(pilot signal)영역에 대해서는 a(k)=1의 값으로 적용하면 된다.However, since the decision on the value of the additional information bit (PCB) has already been made for the additional information bit (PCB) existing in the previous power control group (PCG), the result of the determination is a (k). ) To drive the FIR filter and apply a value of a (k) = 1 to the pilot signal region.
도 7b에서도 도 7a와 마찬가지로 아직 모든 부가정보비트(PCB)가 수신기로 유입되지 않았으므로 부가정보비트(PCB) 결정(decision)이 끝나지 않은 상태이다.그에 해당하는 a(k) 벡터(vector)값은 도 7b에 나타냈다.In FIG. 7B, as in FIG. 7A, all the additional information bits (PCB) have not been introduced to the receiver, and thus the additional information bit (PCB) decision has not been completed. Corresponding a (k) vector value Is shown in Figure 7b.
그리고 도 7c와 도 7d에서는 이미 모든 부가정보비트(PCB)가 유입되었으며 그에 대한 결정(decision)도 끝난 상태이다. 그러므로 부가정보비트(PCB) 결정(decision) 결과를 a(k)에 적용시킨다.In FIG. 7C and FIG. 7D, all additional information bits (PCBs) have already been introduced and a decision thereof has been completed. Therefore, the result of the additional information bit (PCB) decision is applied to a (k).
결국, 도 4에서 부가정보비트(PCB)가 들어오는 구간에는 부가정보비트(PCB)에 대해서는 두 개의 필터(제 1, 제 2 필터부(54,55))에 유입되어 있던 신호를 통하여 채널 상태를 추정하여 목표 채널(target channel)의 위상 쉬프트(phase shift)와 감쇄 성분을 보상해준다.As a result, in the section in which the additional information bits PCB are input in FIG. 4, the channel state is determined through signals introduced into two filters (the first and second filter units 54 and 55) with respect to the additional information bits PCB. The estimation compensates for the phase shift and the attenuation components of the target channel.
결국, 그 필터의 길이(length)가 n일 때, (n-(PCB가 유입된 tap수+1))에 대해서만 FIR필터를 구동시키고 그 PCG구간에 대한 부가정보비트(PCB)가 모두 FIR필터에 유입되고 부가정보비트(PCB) 결정(decision)이 끝난 이후에는 그 부가정보비트(PCB)의 결정(decision)결과를 그 해당부분의 가중치(weighting value)에 적용시켜서 다시 그 FIR필터를 전체 구간(span)에 대해서 구동시킨다.After all, when the length of the filter is n, the FIR filter is driven only for (n- (number of taps into which the PCB is introduced + 1)), and all of the additional information bits (PCB) for the PCG interval are FIR filters. After the decision is made, the decision of the additional information bit (PCB) is completed, and the result of the decision of the additional information bit (PCB) is applied to the weighting value of the corresponding part, and the FIR filter is again applied to the entire section. Drive for (span).
또한 부가정보비트(PCB)에 대해서는 하나의 필터에 대해서 (n-(PCB가 유입된 tap수+1))에 대해서만 FIR필터를 구동하여 위상 쉬프트(phase shift)와 감쇄 성분을 보상해준다.In addition, for the additional information bit (PCB), the FIR filter is driven only for (n-(number of taps into which the PCB is introduced) + 1) for one filter to compensate for phase shift and attenuation components.
그리고 채널의 추정을 정확성을 더하기 위해서는 관찰하는 채널의 구간이 현재의 추정하고자 하는 값의 양쪽으로 관찰을 하면 정확한 값을 추정할 수가 있다. 채널의 관찰 구간을 양쪽으로 하려면 즉, 먼저 들어온 데이터뿐만 아니라 나중에 들어올 데이터까지 관찰하여야 한다. 그러기 위해서는 현재 목표(target)채널로들어오는 데이터를 메모리(제 2 지연부(63))에 저장하여 지연시켜 주어야 한다.In order to increase the accuracy of the estimation of the channel, it is possible to estimate the correct value by observing the interval of the observed channel to both sides of the current value to be estimated. In order to make the observation section of the channel both sides, it is necessary to observe not only the first data but also the data coming later. To this end, the data entering the current target channel must be stored in the memory (second delay unit 63) and delayed.
즉 채널 변화 관찰 구간의 반만 지연을 시켜주어 처리를 하면 현재 추정된 채널의 값은 채널 추정 시점에서 양쪽의 채널 변화를 관찰하여 처리한 것이므로 채널 추정 값은 정확하고 그에 따라 데이터 복조를 정확하게 할 수 있다. 하지만 데이터 지연을 위해서는 메모리가 필요하므로 비용이 증가할 수 있으며, 실시간으로 처리하는 경우에 문제가 발생할 수 있으므로 설계시 성능과 비용 또는 서비스에 따라 판단하여 지연의 길이가 0에서 채널 관찰구간까지 변화시킬 수 있다.In other words, if the half-delay of the channel change observation section is processed, the estimated channel value is obtained by observing and processing both channel changes at the time of channel estimation, so that the channel estimation value is accurate and data demodulation can be performed accordingly. . However, because data delay requires memory, the cost can be increased and problems can occur when processing in real time. Therefore, the delay length can be changed from 0 to the channel observation interval based on performance, cost, or service. Can be.
그리고 도 6은 도 5의 두 개의 FIR필터(제 1, 제 2 필터부(54,55))를 하나의 FIR필터(제 1 필터부(74))를 사용하고 코셜 포션(Causal portion)을 취하기 위하여 지연부(delay)를 이용하여 구현한 것이다. 그 FIR 필터 내부 구조는 도 5와 동일하다.6 illustrates the use of two FIR filters (first and second filter parts 54 and 55) of FIG. 5 using one FIR filter (first filter part 74) and a common portion. In order to achieve this, the delay unit is implemented. The FIR filter internal structure is the same as in FIG.
이상의 설명에서와 같은 본 발명에 따른 통신 시스템의 채널 추정에 있어서는 파일럿 채널에 파일럿 신호이외의 다른 신호가 첨가되어 있을 경우 파일럿 신호뿐만 아니라 그 이외의 신호 모두를 이용하여 채널을 추정하므로 정확한 채널 추정을 통해 수신기의 품질을 향상시킬 수 있다.In the channel estimation of the communication system according to the present invention as described above, when a signal other than the pilot signal is added to the pilot channel, the channel is estimated using not only the pilot signal but also all other signals, thereby obtaining accurate channel estimation. This can improve the quality of the receiver.
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