KR100373337B1 - 무선통신 시스템에서 다운링크 수신기의 적응 채널 추정기 - Google Patents

무선통신 시스템에서 다운링크 수신기의 적응 채널 추정기 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 무선통신 시스템에서 다운링크 수신기의 적응 채널 추정기에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 파일롯 채널을 이용하여 탭 계수를 채널 상황에 따라 갱신(update)하여 채널 왜곡을 보상함으로써, 채널의 급격한 변화에 효과적으로 대응하기 위한 무선통신 시스템에서 다운링크 수신기의 적응 채널 추정기를 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 무선통신 시스템 다운 링크 수신기의 채널 추정기에 있어서, 다운링크 채널에서 사용된 동일한 스크램블링 코드를 위상 일치시켜 입력 코드분할다중접속(CDMA) 신호를 디스크램블링하기 위한 디스크램블링수단; 다운링크 송신기에서 공통파일롯채널(CPICH)을 확산하기 위해 사용한 직교가변확산인자(OVSF) 코드를 사용하여, 상기 디스크램블링수단의 출력을 역확산해서 파일롯 신호를 얻기 위한 제1 역확산수단; 필터링수단을 통한 파일롯 신호와 외부로부터의 기준 파일롯 신호간 오차신호를 계산하기 위한 오차계산수단; 상기 오차계산수단의 출력과 업데이트 속도 조절을 위한 이득(Δ)을 승산하기 위한 승산수단; 상기 승산수단의 출력과 상기 제1 역확산수단의 출력을 이용하여 탭 계수를 채널 상황에 따라 갱신하고, 갱신된 탭 계수를 이용하여 상기 제1 역확산수단의 출력을 필터링하기 위한 상기 필터링수단; 상기 디스크램블링수단의 출력을 상기 필터링수단의 지연 시간만큼 시간 지연시키기 위한 지연수단; 상기 지연수단의 출력과 상기 필터링수단의 출력을 복소 승산하여, 채널 왜곡에 의해 발생된 이득과 위상 오차를 보상하기 위한 채널왜곡 보상수단; 및 상기 공통파일롯채널(CPICH)을 제외한 다른 채널들의 데이터를 역확산하기 위한 코드로, 상기 채널왜곡 보상수단의 출력을 역확산하기 위한 제2 역확산수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 IMT-2000 시스템 등에 이용됨.

Description

무선통신 시스템에서 다운링크 수신기의 적응 채널 추정기{Adaptive channel estimator of downlink receiver in wireless telecommunication system}
본 발명은 3세대 이동통신 시스템(IMT-2000 : International Mobile Telecommunications-2000)에서 다운링크(down link) 수신기의 채널 추정기에 관한 것으로, 특히 탭 계수를 채널 상황에 따라 갱신(update)하여 채널 왜곡을 보상하도록 함으로써, 채널의 급격한 변화에 효과적으로 대응할 수 있는 적응 채널 추정기에 관한 것이다.
도 1 은 일반적인 IMT-2000 시스템 다운링크(down link) 물리채널(physical channel) 송신기의 구조도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 수신기에서의 down link 위상 기준으로 삼을 수 있는 CPICH(Common PIlot CHannel)의 직렬 형태 데이터를 입력받아 병렬 형태로 변환하는 제1 직렬/병렬 변환부(1)와, 상기 제1 직렬/병렬 변환부(1)의 출력을 타 채널 사이의 간섭을 최소화하기 위해 직교성을 가지는 OVSF(Orthogonal Variable Spreading Factor) 코드(OVSF1)로 확산하는 제1 스프레딩부(10)와, 상기 제1 스프레딩부(10)의 출력을 스크램블링 코드로 스크램블링(scrambling)을 수행하는 제1 스크램블링부(20)와, 데이터 전송을 위한 DPCH(Dedicated Physical CHannel)의 직렬 형태 데이터를 입력받아 병렬 형태로 변환하는 제2 직렬/병렬 변환부(2)와, 상기 제2 직렬/병렬 변환부(2)의 출력을 타 채널 사이의 간섭을 최소화하기 위해 직교성을 가지는 OVSF 코드(OVSF2)로 확산하는 제2 스프레딩부(11)와, 상기 제2 스프레딩부(11)의 출력을 스크램블링 코드로 스크램블링을 수행하는 제2 스크램블링부(21)와, 기지국 탐색에 사용되는 P-SCH(Primary Synchronization CHannel)와 S-SCH(Secondary Synchronization CHannel)의 직렬 형태 데이터를 각각 입력받아 병렬 형태의 데이터로 변환하는 제3 및 제4 직렬/병렬 변환부(3,4)와, 상기 제3 직렬/병렬 변환부(3)의 출력을 스프레딩하는 제3 스프레딩부(12)와, 상기 제4 직렬/병렬 변환부(4)의 출력을 스프레딩하는 제4 스프레딩부(13)와, 상기 제3 및 제4 스프레딩부(12,13)의 출력을 가산하는 가산기(14)와, 상기 제1 및 제2 스크램블링부(20,21)의 출력과 상기 가산기(14)의 출력을 합산하는 합산기(30)와, 상기 합산기(30)의 출력을 필터링하는 송신 필터(31)와, 상기 송신 필터(31)의 출력을 주파수 상향 변환하여 출력하는 QPSK 업 컨버터(32)로 구성된다.
상기와 같은 일반적인 IMT-2000 시스템 다운링크(down link) 물리채널(physical channel) 송신기의 동작을 설명하면 다음과 같다.
물리채널 송신기는, 수신기에서 down link 위상 기준으로 삼을 수 있는 CPICH(Common PIlot CHannel), data와 control 정보를 보내는 DPCH(Dedicated Physical CHannel), cell search에 사용되는 P-SCH(Primary Synchronization CHannel), S-SCH(Secondary Synchronization CHannel)와 그 이외의 여러 채널들로 구성되어 있다. SCH를 제외한 채널들은 타 채널 사이의 간섭을 최소화하기 위해 직교성을 가지는 OVSF 코드로 확산되고 Gold code에 의해 스크램블링(scrambling)된다. 그리고 송신 필터를 거친 후 IF 채널로 상향 변환(up conversion)되어 전송된다.
그러면, 수신기에서 스크램블링의 역과정인 디스크램블링(de-scrambling)을 수행하고 검출하고자 하는 채널에 맞는 OVSF 코드를 이용한 역확산(de-sreading) 과정을 수행하면 원하는 채널 정보를 얻을 수 있다. 채널 추정기는 일정한 상수가 계속 전송되는 CPICH를 이용하여 채널 왜곡을 추정 보상한다(open loop 구조).
도 2 는 일반적인 IMT-2000 시스템 고정 탭 계수 채널 추정기의 구성도이고, 도 3 은 상기 도2의 고정 탭 필터의 상세 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 일반적인 IMT-2000 시스템의 채널 추정기는 open loop 시스템이 존재하였으나, 이는 탭 계수가 고정되어 있는 open loop 구조로서, 채널 변화에 효과적으로 대응하지 못하게 되는 문제가 있었다. 더욱이, IMT-2000 시스템과 같은 고속으로 움직이는 이동통신 환경에서는 열악한 성능을 보일 수 밖에 없다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 파일롯 채널을 이용하여 탭 계수를 채널 상황에 따라 갱신(update)하여 채널 왜곡을 보상함으로써, 채널의 급격한 변화에 효과적으로 대응하기 위한 무선통신 시스템에서 다운링크 수신기의 적응 채널 추정기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 파일롯 채널 및 모든 채널의 신호를 이용하여 탭 계수를 갱신하여 채널 왜곡을 보상함으로써, 채널의 급격한 변화에 효과적으로 대응하기 위한 무선통신 시스템에서 다운링크 수신기의 적응 채널 추정기를 제공하는데 다른 목적이 있다.
도 1 은 일반적인 IMT-2000 시스템 다운링크(down link) 물리채널(physical channel) 송신기의 구조도.
도 2 는 일반적인 IMT-2000 시스템 고정 탭 계수 채널 추정기의 구성도.
도 3 은 상기 도 2의 고정 탭 필터의 상세 구성도.
도 4 는 본 발명에 따른 open loop 적응 채널 추정기의 일실시예 구성도.
도 5 는 상기 도 4의 적응 필터의 일실시예 상세 구성도.
도 6 은 본 발명에 따른 closed loop 적응 채널 추정기의 일실시예 구성도.
도 7 은 상기 도 6의 적응 필터의 일실시예 상세 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
400 : 디스크램블링부 410 : 적응 필터
420 : 제1 역확산부 430 : 오차계산용 가산기
440 : 곱셈기 450 : 제2 역확산부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선통신 시스템 다운 링크 수신기의 채널 추정기에 있어서, 다운링크 채널에서 사용된 동일한 스크램블링 코드를 위상 일치시켜 입력 코드분할다중접속(CDMA) 신호를 디스크램블링하기 위한 디스크램블링수단; 다운링크 송신기에서 공통파일롯채널(CPICH)을 확산하기 위해 사용한 직교가변확산인자(OVSF) 코드를 사용하여, 상기 디스크램블링수단의 출력을 역확산해서 파일롯 신호를 얻기 위한 제1 역확산수단; 필터링수단을 통한 파일롯 신호와 외부로부터의 기준 파일롯 신호간 오차신호를 계산하기 위한 오차계산수단; 상기 오차계산수단의 출력과 업데이트 속도 조절을 위한 이득(Δ)을 승산하기 위한 승산수단; 상기 승산수단의 출력과 상기 제1 역확산수단의 출력을 이용하여 탭 계수를 채널 상황에 따라 갱신하고, 갱신된 탭 계수를 이용하여 상기 제1 역확산수단의 출력을 필터링하기 위한 상기 필터링수단; 상기 디스크램블링수단의 출력을 상기 필터링수단의 지연 시간만큼 시간 지연시키기 위한 지연수단; 상기 지연수단의 출력과 상기 필터링수단의 출력을 복소 승산하여, 채널 왜곡에 의해 발생된 이득과 위상 오차를 보상하기 위한 채널왜곡 보상수단; 및 상기 공통파일롯채널(CPICH)을 제외한 다른 채널들의 데이터를 역확산하기 위한 코드로, 상기 채널왜곡 보상수단의 출력을 역확산하기 위한 제2 역확산수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.또한, 본 발명은 무선통신 시스템 다운 링크 수신기의 채널 추정기에 있어서, 다운링크 채널에서 사용된 동일한 스크램블링 코드를 위상 일치시켜 입력 코드분할다중접속(CDMA) 신호를 디스크램블링하기 위한 디스크램블링수단; 승산수단의 출력과 상기 디스크램블링수단의 출력을 이용하여 탭 계수를 채널 상황에 따라 갱신하고, 갱신된 탭 계수를 이용하여 상기 디스크램블링수단의 출력을 필터링하기 위한 필터링수단; 다운링크 송신기에서 공통파일롯채널(CPICH)을 확산하기 위해 사용한 직교가변확산인자(OVSF) 코드를 사용하여, 상기 필터링수단의 출력을 역확산해서 파일롯 신호를 얻기 위한 제1 역확산수단; 상기 제1 역확산수단에서 출력되는 파일롯 신호와 외부로부터의 기준 파일롯 신호간 오차신호를 계산하기 위한 오차계산수단; 상기 오차계산수단의 출력과 업데이트 속도 조절을 위한 이득(Δ)을 승산하기 위한 상기 승산수단; 및 상기 공통파일롯채널(CPICH)을 제외한 다른 채널들의 데이터를 역확산하기 위한 코드로, 상기 필터링수단의 출력을 역확산하여 상기 공통파일롯채널(CPICH)을 제외한 다른 채널들을 얻기 위한 제2 역확산수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.본 발명은 탭 계수를 채널 상황에 따라 가변시켜 채널 왜곡을 보상할 수 있는 open loop 구조와 closed loop 구조의 적응 채널 추정기를 제안한다. 즉, 본 발명은 기존의 채널 추정기와는 달리 탭 계수가 채널 상황에 따라 가변하는 closed loop, open loop 두 가지 구조의 적응 채널 추정기를 제안한다. 이는 기존의 채널 추정기의 탭 계수가 고정되어 있어 여러 채널에 대한 적응력이 떨어지는 단점을 보완한 것이다. 또한, 기존 IMT-2000 시스템을 위한 채널 추정기는 open loop 시스템만 존재하였으나, 본 발명은 closed loop 구조도 제안한다.상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에서는 pilot 신호를 이용하여 채널 변화에 따라 탭 계수가 변하는 open loop 구조와 closed loop 구조의 channel estimator를 제안한다.
도 4 는 본 발명에 따른 open loop 적응 채널 추정기의 일실시예 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 open loop 적응 채널 추정기는, 다운링크 채널에서 사용된 동일한 스크램블링 코드를 위상 일치시켜 입력 CDMA 신호를 디스크램블링(de-scrambling)하는 디스크램블링부(100)와, downlink 송신기에서 CPICH 채널을 확산(spreading)하기 위해 사용한 OVSF 코드를 사용하여, 상기 디스크램블링부(100)의 출력을 역확산해서 pilot 신호를 얻는 제1 역확산부(110)와, 적응필터(120)를 통한 파일롯 신호와 외부로부터의 기준 파일롯 신호간 오차신호를 계산하는 오차계산용 가산기(130)와, 상기 오차계산용 가산기(130)의 출력과 업데이트 속도 조절을 위한 이득(Δ)을 곱하는 곱셈기(140)와, 상기 곱셈기(140)의 출력과 상기 제1 역확산부(110)의 출력을 이용하여 탭 계수를 채널상황에 따라 갱신하고, 갱신된 탭 계수를 이용하여 상기 제1 역확산부(110)의 출력을 필터링하는 적응 필터(120)와, 상기 디스크램블링부(100)의 출력을 상기 적응 필터(120)의 지연 시간만큼 시간 지연시키는 지연부(150)와, 상기 지연부(150)의 출력과 상기 적응 필터(120)의 출력을 복소 곱셈하여, 채널 왜곡에 의해 발생된 이득과 위상 오차를 보상하는 복소 곱셈기(160)와, 상기 복소 곱셈기(160)의 출력을 상기 CPICH를 제외한 다른 채널들의 데이터를 역확산하기 위한 코드로 역확산하는 제2 역확산부(170)를 포함한다.
상기 제1 역확산부(110)는, 상기 디스크램블링부(100)의 출력과 downlink 송신기에서 CPICH 채널을 확산(spreading)하기 위해 사용한 OVSF 코드를 곱하는 곱셈기(111)와, 상기 곱셈기(111)의 출력을 N chips동안 누적하여 누적값을 출력하는 누적값 계산부(sum dump)(112)와, 상기 누적값 계산부(112)에서 출력되는 누적값을 N으로 정규화하여 평균값을 계산하는 평균값 계산부(113)를 포함한다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 open loop 적응 채널 추정기의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
다운링크 채널에서 사용한 동일한 scrambling code(long code or short code)를 위상을 일치시켜 수신기에서 de-scrambling한다. downlink 송신기에서 CPICH 채널을 확산(spreading)하기 위해 사용한 OVSF1 코드를 사용하여 역확산하면 pilot 신호를 얻을 수 있다. 이 파일롯 신호는 실수부와 허수부로 구성된 복소 신호이다. 이 파일롯 신호를 제1 역확산부(110)의 누적값 계산부(sum dump)(112)에서는 N chips 동안 누적하고 N chips당 한 번 누적값을 내보내고, 평균값 계산부(113)에서는 이 누적값을 N으로 정규화하여 평균값을 계산한다.
여기서, N이 2의 멱승이면 평균값 계산부(113)는 shift 연산으로 간단히 구현할 수 있다. 이 파일롯 신호와 기준 파일롯 신호(ref. pilot)와의 차가 오차 신호가 되고, 여기에 이득 Δ가 곱해져서 탭 계수를 갱신한다. 이 적응 필터(120) 출력 신호를 적응 필터 시간 지연만큼 시간 지연된 de-scrambled 신호에 복소 곱셈을 취하면 채널 왜곡에 의해 발생된 이득과 위상 오차를 보상할 수 있다.
여기서, 도 4의 open loop 적응 필터(120)에 대해 상세히 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 open loop 적응 필터(120)는, 상기 제1 역확산부(110)의 출력을 소정 시간 동안 각각 지연시켜 각 탭으로 희망 신호를 제공해주는 다수개의 지연기(200,201)와, 상기 제1 역확산부(110)의 출력과 상기 다수개의 지연기(200,201)의 각 출력을 상기 곱셈기(140)의 출력과 각각 곱하는 다수개의 곱셈기(210,211,212)와, 상기 다수개의 곱셈기(210,211,212)의 각 출력을 이전 상태의 값과 덧셈하여 해당 탭의 계수를 갱신하는 다수개의 가산기(220,221,222)와, 상기 제1 역확산부(110)의 출력과 상기 다수개의 지연기(200,201)의 각 출력 중 해당 출력을, 상기 다수개의 가산기(220,221,222)에서 출력되는 탭 계수와 곱하여 필터링을 수행하는 다수개의 곱셈기(240,241,242)와, 상기 다수개의 곱셈기(240,241,242)의 출력을 모두 합하여 상기 오차 계산용 가산기(130)로 출력하는 합산기(250)로 구성된다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 open loop 적응 필터(120)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, de-scrambled 신호를 x(t), 파일롯 신호를 xp(t), 탭 계수를 w(n), 탭 수를 M, 적응 필터 출력 신호를 y(n), 기준 파일롯 신호를 p(상수), 기준 파일롯과 적응 필터 출력 신호의 차를 e(n), 그리고 업데이트 속도를 조절하는 이득을 Δ라 정의 하면, 적응 필터(120) 출력은 하기의 [수학식 1]과 같다.
상기 [수학식 1]에서, 탭 계수 벡터(vector) w(n)과 입력 파일롯 벡터 xp(n)는 각각 하기의 [수학식 2] 및 [수학식 3]과 같다.
w(n) = [w0(n) w1(n) ... wM-1(n)]T
xp(n) = [xp(n) xp(n-1) ... xp(n-M+1)]T
상기 [수학식 2]와 [수학식 3]에서, T는 transpose matix를 의미한다.
오차 신호는 하기의 [수학식 4]와 같이 나타나고, 적응 필터(120) 출력은 하기의 [수학식 5]와 같다.
e(n) = p - y(n)
w(n+1) = w(n) + Δe(n)xp(n)
채널 보상된 신호 z(n)은 하기의 [수학식 6]과 같다. z(n) = x(n)y(n)
도 5에서 각 탭 사이의 시간 지연은 N chips이며, N chips마다 한 번 업데이트되어 채널 보상을 한다. 적응 필터(120)의 동작 클럭은 (chip rate / N)이다. N은 CPICH채널의 pilot 신호를 얻기 위해 de-spreading하는 누적값 계산부(sum dump)(112)의 누적 주기이다.
도 6 은 본 발명에 따른 closed loop 적응 채널 추정기의 일실시예 구성도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 closed loop 적응 채널 추정기는, 다운링크 채널에서 사용된 동일한 스크램블링 코드를 위상 일치시켜 입력 CDMA 신호를 디스크램블링(de-scrambling)하는 디스크램블링부(400)와, 곱셈기(440)의 출력과 상기 디스크램블링부(400)의 출력을 이용하여 탭 계수를 채널상황에 따라 갱신하고, 갱신된 탭 계수를 이용하여 상기 디스크램블링부(400)의 출력을 필터링하는 적응 필터(410)와, downlink 송신기에서 CPICH 채널을 확산(spreading)하기 위해 사용한 OVSF 코드를 사용하여, 상기 적응 필터(410)의 출력을 역확산해서 pilot 신호를 얻는 제1 역확산부(420)와, 상기 제1 역확산부(420)에서 출력되는 pilot 신호와 외부로부터의 기준 파일롯 신호간 오차신호를 계산하는 오차계산용 가산기(430)와, 상기 오차계산용 가산기(430)의 출력과 업데이트 속도 조절을 위한 이득(Δ)을 곱하는 곱셈기(440)와, 상기 CPICH를 제외한 다른 채널들의 데이터를 역확산하기 위한 코드로, 상기 적응 필터(410)의 출력을 역확산하여 상기 CPICH를 제외한 다른 채널들을 얻는 제2 역확산부(450)를 포함한다.
de-sreading된 신호가 적응 필터(410)로 입력이 되고, 적응 필터(410) 동작 클럭은 chip rate(clk1)이다. 적응 필터(410) 출력에서 CPICH를 얻기 위해 OVSF1 코드를 이용해 역확산(de-spread 1)을 한다. 제1 역확산부(420)의 역확산을 통해 수신 pilot 신호를 추출한다.
그리고, 이 수신 pilot 신호와 기준 pilot 신호와의 차가 오차 신호 e(n)이 되고, 이 오차 신호에 업데이트 속도를 조절하는 이득 Δ이 곱해져서 탭 계수 갱신에 사용된다.
여기서, closed loop 적응 필터(410)에 대해 상세히 설명한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 적응 필터(410)는, N 칩당 한 번 탭 계수가 갱신되도록, 상기 디스크램블링부(400)의 출력을 N개 단위로 소정 시간을 각각 지연시키는 M개의 N개 지연기(500)-(500+M)와, 상기 1번째 부터 M-1번째까지의 N개 지연기(500~500+(M-1))의 각 입력 데이터를 각각 모두 더하는 M-1개의 에더(adder)(510~510+(M-1))와, 상기 M번째 N개 지연기(500+M)의 각 출력 데이터를 모두 더하는 에더(510+M)와, 상기 M개의 에더(510~510+M)의 출력과 상기 곱셈기(440)의 출력을 각각 곱하는 M개의 곱셈기(520~520+M)와, 상기 M개의 곱셈기(520~520+M)의 각 출력을 이전 상태의 값과 덧셈하여 해당 탭의 계수를 갱신하는 M개의 가산기(530~530+M)와, 상기 M개의 에더(510~510+M) 중 해당 에더(510,511,510+M)의 출력과 상기 M개의 가산기(530~530+M) 중 해당 가산기(530,531,530+M))의 출력을 곱하여 필터링을 수행하는 M개의 곱셈기(550~550+M)와, 상기 M개의 곱셈기(550~550+M)의 출력을 모두 합하여 상기 제1 역확산부(420)와 상기 제2 역확산부(450)로 제공하는 에더(560)를 포함한다.
상기 제1 역확산부(420)는, 상기 적응 필터(410)의 출력과 downlink 송신기에서 CPICH 채널을 확산(spreading)하기 위해 사용한 OVSF 코드(OVSF1)를 곱하는 곱셈기(421)와, 상기 곱셈기(421)의 출력을 N chips동안 누적하여 누적값을 출력하는 누적값 계산부(sum dump)(422)와, 상기 누적값 계산부(422)에서 출력되는 누적값을 N으로 정규화하여 평균값을 계산하여 평균값 계산부(423)를 포함한다.
상기에서, N은 CPICH 채널의 pilot 신호를 얻기 위해 de-spreading하는 누적값 계산부(sum dump)(422)의 누적 주기이고, 상기 M은 탭의 수이다.
de-scrambled 신호를 x(t), 파일롯 신호를 xp(t), 탭 계수를 w(n), 탭 계수 갱신에 사용되는 탭 수를 M, 적응 필터 출력 신호를 y(n), 기준 파일롯 신호를 p, 기준 파일롯 신호와 적응 필터 출력 신호의 차를 e(n), 그리고 업데이트 속도를 조절하는 이득을 Δ라 정의하면, 적응 필터 출력 y(n)은 하기의 [수학식 7]과 같다.
상기 [수학식 7]에서, 탭 계수 벡터 W(n)과 입력 파일롯 벡터 X(n)은 각각 하기의 [수학식 8] 및 [수학식 9]와 같다.
상기 [수학식 8]에서, w0(n)의 개수는 N개이고, w1(n)의 개수도 N개이며, 마찬가지로 wM-1(n)의 개수도 N개이다.
x(n) = [x(n) x(n-1) ... x(n-(M-1))]T
탭 계수는 N tap 동안 일정하다.
오차 신호 e(n)은 하기의 [수학식 10]과 같고, 탭 계수 갱신식은 하기의 [수학식 11]과 같다.
e(n) = p - xp(n)
W(n+1) = W(n) + Δe(n)x(n)
상기 [수학식 11]에서, 탭 계수 갱신 주기는 N chip당 한 번(chip rate / N = clk2)이다. N은 CPICH 채널의 pilot 신호를 얻기 위해 de-spreading 하는 sum dump의 누적 주기이다. 채널 보상된 신호의 출력 y(n)을 이용해서 검출하고자 하는 채널의 확산 코드(OVSF2, PSC, SSC 등)로 역확산을 하면 CPICH 이외의 채널 데이터들을 추출할 수 있다.이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 파일롯 채널을 이용하여 탭 계수를 채널 상황에 따라 open loop 구조로 갱신(update)하여 채널 왜곡을 보상하고, 또한 파일롯 채널 및 모든 채널의 신호를 이용하여 closed loop 구조로 탭 계수를 갱신하여 채널 왜곡을 보상함으로써, 채널의 급격한 변화에 효과적이고 능동적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 무선통신 시스템 다운 링크 수신기의 채널 추정기에 있어서,
    다운링크 채널에서 사용된 동일한 스크램블링 코드를 위상 일치시켜 입력 코드분할다중접속(CDMA) 신호를 디스크램블링하기 위한 디스크램블링수단;
    다운링크 송신기에서 공통파일롯채널(CPICH)을 확산하기 위해 사용한 직교가변확산인자(OVSF) 코드를 사용하여, 상기 디스크램블링수단의 출력을 역확산해서 파일롯 신호를 얻기 위한 제1 역확산수단;
    필터링수단을 통한 파일롯 신호와 외부로부터의 기준 파일롯 신호간 오차신호를 계산하기 위한 오차계산수단;
    상기 오차계산수단의 출력과 업데이트 속도 조절을 위한 이득(Δ)을 승산하기 위한 승산수단;
    상기 승산수단의 출력과 상기 제1 역확산수단의 출력을 이용하여 탭 계수를 채널 상황에 따라 갱신하고, 갱신된 탭 계수를 이용하여 상기 제1 역확산수단의 출력을 필터링하기 위한 상기 필터링수단;
    상기 디스크램블링수단의 출력을 상기 필터링수단의 지연 시간만큼 시간 지연시키기 위한 지연수단;
    상기 지연수단의 출력과 상기 필터링수단의 출력을 복소 승산하여, 채널 왜곡에 의해 발생된 이득과 위상 오차를 보상하기 위한 채널왜곡 보상수단; 및
    상기 공통파일롯채널(CPICH)을 제외한 다른 채널들의 데이터를 역확산하기 위한 코드로, 상기 채널왜곡 보상수단의 출력을 역확산하기 위한 제2 역확산수단
    을 포함하는 무선통신 시스템에서 다운링크 수신기의 open loop 적응 채널 추정기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 역확산수단은,
    상기 디스크램블링수단의 출력과 다운링크 송신기에서 공통파일롯채널(CPICH)을 확산하기 위해 사용한 직교가변확산인자(OVSF) 코드를 곱하는 곱셈기;
    상기 곱셈기의 출력을 N(N은 자연수임) 칩(chips) 동안 누적하여 누적값을 출력하는 누적값 계산부; 및
    상기 누적값 계산부에서 출력되는 누적값을 N으로 정규화하여 평균값을 계산하는 평균값 계산부
    를 포함하는 무선통신 시스템에서 다운링크 수신기의 open loop 적응 채널 추정기.
  3. 무선통신 시스템 다운 링크 수신기의 채널 추정기에 있어서,
    다운링크 채널에서 사용된 동일한 스크램블링 코드를 위상 일치시켜 입력 코드분할다중접속(CDMA) 신호를 디스크램블링하기 위한 디스크램블링수단;
    승산수단의 출력과 상기 디스크램블링수단의 출력을 이용하여 탭 계수를 채널 상황에 따라 갱신하고, 갱신된 탭 계수를 이용하여 상기 디스크램블링수단의 출력을 필터링하기 위한 필터링수단;
    다운링크 송신기에서 공통파일롯채널(CPICH)을 확산하기 위해 사용한 직교가변확산인자(OVSF) 코드를 사용하여, 상기 필터링수단의 출력을 역확산해서 파일롯 신호를 얻기 위한 제1 역확산수단;
    상기 제1 역확산수단에서 출력되는 파일롯 신호와 외부로부터의 기준 파일롯 신호간 오차신호를 계산하기 위한 오차계산수단;
    상기 오차계산수단의 출력과 업데이트 속도 조절을 위한 이득(Δ)을 승산하기 위한 상기 승산수단; 및
    상기 공통파일롯채널(CPICH)을 제외한 다른 채널들의 데이터를 역확산하기 위한 코드로, 상기 필터링수단의 출력을 역확산하여 상기 공통파일롯채널(CPICH)을 제외한 다른 채널들을 얻기 위한 제2 역확산수단
    을 포함하는 무선통신 시스템에서 다운링크 수신기의 closed loop 적응 채널 추정기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 필터링수단은,
    N(N은 자연수임) 칩당 한 번 탭 계수가 갱신되도록, 상기 디스크램블링수단의 출력을 N개 단위로 소정 시간을 각각 지연시키는 M(M은 자연수임)개의 N개 지연기;
    상기 M개의 N개 지연기 중 1번째 부터 M-1번째까지의 N개 지연기의 각 입력 데이터를 각각 모두 더하는 M-1개의 에더;
    상기 M개의 N개 지연기 중 M번째 N개 지연기의 각 출력 데이터를 모두 더하는 M번째 에더;
    상기 M-1개의 에더 및 상기 M번째 에더, 즉 M개의 에더의 출력과 상기 승산수단의 출력을 각각 곱하는 제1 M개의 곱셈기;
    상기 제1 M개의 곱셈기의 각 출력을 이전 상태의 값과 덧셈하여 해당 탭의 계수를 갱신하는 M개의 가산기;
    상기 M개의 에더 중 해당 에더의 출력과 상기 M개의 가산기 중 해당 가산기의 출력을 곱하여 필터링을 수행하는 제2 M개의 곱셈기; 및
    상기 제2 M개의 곱셈기의 출력을 모두 합하여 상기 제1 역확산수단과 상기 제2 역확산수단으로 제공하는 에더
    를 포함하는 무선통신 시스템에서 다운링크 수신기의 closed loop 적응 채널 추정기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 N은 공통파일롯채널(CPICH)의 파일롯 신호를 얻기 위해 역확산하는 누적값 계산부의 누적 주기이고, 상기 M은 탭의 수를 나타내는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 다운링크 수신기의 closed loop 적응 채널 추정기.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 역확산수단은,
    상기 필터링수단의 출력과 다운링크 송신기에서 공통파일롯채널(CPICH)을 확산하기 위해 사용한 직교가변확산인자(OVSF) 코드를 곱하는 곱셈기;
    상기 곱셈기의 출력을 N(N은 자연수임) 칩 동안 누적하여 누적값을 출력하는 누적값 계산부; 및
    상기 누적값 계산부에서 출력되는 누적값을 N으로 정규화하여 평균값을 계산하는 평균값 계산부
    를 포함하는 무선통신 시스템에서 다운링크 수신기의 closed loop 적응 채널 추정기.
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