KR100415359B1 - 신호사용가능성의판정시에왜곡효과를감소시키기위한방법및장치 - Google Patents

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Description

신호 사용 가능성의 판정시에 왜곡 효과를 감소시키기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MITIGATION DISTORTING EFFECTS IN THE DETERMINATION OF SIGNAL USABILITY}
통신 자원을 지리적으로 재사용하는 통신 시스템이 당 기술에 공지되어 있다. 이들 시스템들은 선정된 셋트의 통신 자원을 하나의 지리적 영역에 할당하고 하나 이상의 지리적 영역들에서 동일한 세트의 통신 자원을 재사용한다. 이 재사용 기술은 몇 개의 작은 지리적 영역들로 구성된 큰 지리적 영역에 통신 서비스를 제공하는데 필요한 통신 자원의 수를 최소화함으로써 통신 용량을 개선시킨다.
통신 자원을 지리적으로 재사용하는 가장 일반적인 두 개의 통신 시스템은 셀룰라 및 트렁크 이동 통신 시스템이다. 양자의 통신 시스템에서는, 통신 장치가 통신 서비스를 요청하는 경우 통신 자원의 할당이 시작된다. 자원 이용가능성 및 신호 사용 가능성에 기초하여, 자원 제어기는 주파수 채널 또는 시간 슬롯과 같은 통신 자원을 통신 장치에 할당한다. 대화 또는 팩시밀리 송신과 같은 통신이 통신 장치와 다른 통신 장치 사이 또는 통신 장치와 공중 서비스 전화망의 가입자 사이의 통신 자원 상에서 발생한다. 통신은 서비스의 종료 또는 서비스가 중단될 때까지 계속된다. 통신을 결정할 때, 자원 제어기는 통신 자원을 검색하여, 통신 자원을 다른 통신에 이용가능하게 한다.
허용가능한 통신 자원을 식별하는데 있어서 중요한 파라미터는 신호 사용 가능성이다. 무선 통신 시스템에서, 통신 자원은 통상적으로 소정의 대역폭을 점유하는 무선 주파수(RF) 채널이다. 정보 신호들이 RF 채널(통신 자원) 상에 송신될 때, 간섭 및 노이즈와 같은 원하지 않는 채널 효과, 및 송신기 및 수신기의 왜곡은 송신 및 수신 중에 정보 신호를 변경시킨다. 따라서, 통신 장치, 또는 기지국의 수신기에 의해 수신된 정보 신호들은 간섭 채널 및 왜곡 효과에 의해 변조된다. 이용가능한 통신 자원 상에서 간섭 및 노이즈의를 확인함으로써, 가장 신뢰할 수 있는 통신 자원이 통신을 위해 선택될 수 있다. 이 표시는 신호 사용 가능성으로서 공지된다.
지리적 재사용 통신 시스템에서는, 신호 사용 가능성이 통상적으로 RF 채널 상에 존재하는 동일 채널 혼신량에 의해 제한된다. 동일 채널 혼신은 수신기가 원하는 RF 채널로서 동일한 채널을 통해 송신하는 인접한 통신 장치, 또는 기지국들로부터 원하지 않는 정보 신호를 수신하는 경우에 발생한다. 원하는 신호(C) 대 동일 채널 혼신(I)과 노이즈(N)의 합산량의 비에 기초하여 신호 사용 가능성을 판정하는 방법에 대한 상세한 설명은 "A Method And Apparatus For Determining Signal Usability"라는 명칭의 모토롤라사에 양도된 미국 특허 출원 제 5,440,582호를 참조한다. 이기술이 많은 장점을 제공하기는 하지만, 이는 송신기 및 수신기 왜곡 효과에 의해 판정된 신호 사용 가능성에 부과된 동적 범위 제한에 대한 기술적 관심을 말하는 것은 아니다.
왜곡 효과들은 하나의 공통적인 결과를 초래하는 몇 가지 원인을 갖는데, 이들은 최대 성취가능한 신호 사용 가능성 (C/(I+N))을 제한하는 경향이 있다. 왜곡 효과는 캐리어 대 간섭 + 노이즈 비의 분모에 간섭 항목을 부가하여 신호 사용 가능성 의 새로운 표시, C(I+N+D)를 생성한다(여기서, D는 수신기 및 송신기 양자에 의해서 생성된 왜곡 효과를 나타냄). 전형적으로, 동일 채널 혼신은 왜곡 효과들보다 훨씬 커서, 왜곡 효과는 무시할 수 있고 신호 사용 가능성의 표시는 캐리어 대 간섭 + 노이즈 비를 평가함으로써 획득될 수 있다. 그러나, 동일 채널 혼신이 작아지는 경우, 왜곡 효과는 신호 사용 가능성에 악영향을 주고 실제 신호 사용 가능성과 캐리어 대 간섭 + 노이즈 비 간의 선형적인 상호 관계를 막는다. 따라서, 왜곡 효과의 통지가 없으면, 캐리어 대 간섭 + 노이즈 비를 평가함으로써 판정되는 정확한 신호 사용 가능성 표시의 범위는 왜곡 효과의 연루로 인해 최대값으로 제한된다. 대수 표시에서, 최대 측정가능한 캐리어 대 간섭 + 노이즈 비는 현존하는 기술의 본래의 왜곡으로 인해 전형적으로 25dB 보다 작다. 그러나, 어떤 주파수 재사용 통신 시스템들은 최적의 시스템 동작을 위해 30dB을 초과하는 최대 신호 사용 가능성 표시를 필요로 한다. 이들 광역 동적 범위 시스템에서는, 왜곡 효과를 평가하는 것이 신호 사용 가능성의 정확한 표시를 획득하고 시스템 기능을 향상시키는데 결정적이다.
송신기 및 수신기에서 일반적으로 직면하는 왜곡 효과는 디지탈 수신기들의타이밍 에러, 캐리어 피드쓰루(feedthrough), 필터 왜곡, 및 증폭기 비선형성을 포함한다. 타이밍 에러는 수신된 신호의 부적절한 샘플링으로부터 기인하고 심볼간 간섭을 증대시킨다. 캐리어 피드쓰루(carrier feedthrough)는 RF 캐리어 에너지의 일부를 변조된 정보 신호로 바꿈으로써 원하는 신호를 저하시킨다. 필터 왜곡은 그들 본래의 다양한 크기 및 그룹 지연 주파수 응답으로 인해 원하는 신호의 크기 및 위상을 변형시킨다. 상호 변조 왜곡과 같은 증폭기 비선형성은 원하지 않는 RF 에너지를 원하는 신호의 대역폭으로 도입시킨다.
신호 사용 가능성의 판정시에 왜곡 효과를 보정하는 한 접근 방법이 "Method And Apparatus For Mitigating Distortion Effects In The Determination Of Signal Usability"라는 명칭의 모토롤라사에 양도된 미국 특허 제 5,406,588호에 개시되어 있다. 이 접근 방식에서는, 신호 사용 가능성 판정을 수행하는 수신기가 송신기 및 수신기에 의해 도입된 왜곡에 대한 사전에 설정된 정보를 사용하여 수신된 정보 심볼의 원하지 않는 성분(즉, 간섭, 노이즈, 및 왜곡을 포함하는 성분)을 필터링하고 스케일링하여, 신호 사용 가능성 판정에 관한 왜곡의 영향을 감소시킨다. 그러나, 이 접근 방식이 송신기 및 수신기에서 생성되는 일반적인 왜곡 효과를 감안한 것이기는 하지만, 정보 신호에 포함되어 있는 특정 데이타에 기초한 정보 신호들에 영향을 끼치는 다양한 왜곡 레벨을 완전하게 고려한 것은 아니다. 예를 들면, 정보 신호가 16진 직교 진폭 변조(QAM) 심볼 배열내 하나 이상의 심볼 위치에 대응하는 정보 심볼들을 포함하는 경우, 특정 심볼에 관한 수신기 및 송신기에 의해 도입된 왜곡의 레벨은 그 심볼의 원하는 성분(즉, 간섭, 노이즈, 및 왜곡이작은 데이타)의 크기에 기초하여 변한다. 따라서, 미국 특허 제5,406,588호의 일반적인 왜곡 감소 접근 방식은 원하는 신호 사용 가능성의 동적 범위를 충분히 성취할 만큼 수신된 심볼의 왜곡을 감소시키지 않을 수 있다. 기존의 기술의 부족은 특히 수신된 심볼의 원하는 성분의 크기가 클 때 명백하며, 송신 및 수신 과정 중에 큰 왜곡 레벨에 영향을 받는다.
따라서, 송신된 정보 심볼의 데이타 내용에 기초하여 송신기 및 수신기에 의해 도입된 왜곡 효과를 감소시킴으로써 신호 사용 가능성 판정의 동적 범위를 더욱 향상시키는 방법 및 장치가 요구된다.
본 발명은 일반적으로 통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 통신 자원을 지리적으로 재사용하는 통신 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 무선 송신기 및 무선 수신기를 포함하는 통신 시스템의 블럭도.
도 2는 도 1의 무선 송신기에 의해 송신될 수 있는 정보 심볼의 16진 직교 진폭 변조 배열을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 정보 심볼 스트림을 포함하는 수신된 신호 서브채널을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 저장 장치에 저장되어 있는 도 3의 서브채널들 내에 수신된 정보 심볼들의 원하는 성분의 평가치를 도시하는 도면.
도 5는 도 2의 배열 내의 원하는 성분 평가 위치의 함수로서 양호한 스케일링 계수의 조사표.
도 6은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 신호 사용 가능성의 판정시에 왜곡효과를 감소시키도록 실행되는 단계들의 논리 흐름도.
도 7은 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 신호 사용 가능성의 판정시에 왜곡 효과를 감소시키도록 실행되는 단계들의 논리 흐름도.
일반적으로, 본 발명은 수신기 내의 왜곡 효과를 감소시키고 신호 사용 가능성 판정을 향상시키는 방법 및 장치를 포함한다. 수신기는 정보 심볼 스트림을 포함하는 이산 정보 신호를 수신한다. 스트림의 각 정보 심볼은 두 가지의 성분 : 원하는 성분 및 간섭 및 왜곡을 포함하는 원하지 않는 성분을 포함한다. 수신기는 정보 심볼의 원하는 성분 평가치 및 정보 심볼 자체 및 자신의 원하는 성분 평가치에 기초하는 정보 심볼의 원하지 않는 성분 평가치를 판정한다. 그 다음, 원하지 않는 성분 평가치는 원하는 성분 평가치에 기초하는 스케일링 계수에 의해 스케일링된다. 수신된 심볼에 대한 신호 사용 가능성의 향상된 판정도는 마침내 스케일링된 원하지 않는 성분 평가치에 기초하여 판정된다. 신호 사용 가능성 판정도의 향상은 심볼의 원하는 성분 평가의 특성(즉, 크기)에 기초하여 수신된 심볼의 원하지 않는 성분 평가치에 존재하는 왜곡의 효과를 최소화함으로써 성취된다. 이런 방식으로, 각 수신된 정보 심볼에 대한 향상된 신호 사용 가능성 판정도는 원하지 않는 성분 평가치에 존재하는 작은 왜곡만으로 간섭의 함수에 접근하여, 기존의 신호 사용 가능성 판정 기술보다 광범위한 동적 범위 통신 시스템에 더욱 적용가능하다.
본 발명을 도 1 내지 도 7을 참조하여 보다 완전하게 설명하겠다. 도 1은 통신 시스템(100)에서, 무선 주파수(RF) 채널(122)을 통해 심볼 스트림을 무선 수신기(102)에 송신하는 무선 송신기(101)를 도시한다. 심볼 스트림은 본래의 송신기 왜곡, RF 채널(122)의 노이즈 및 간섭, 본래의 수신기 왜곡에 의해 자신의 경로를 통해 송신기(101)로부터 수신기(102)로 변경된다. 따라서, 수신기의 신호 수신기(104)로의 입력부에 있는 변경된 심볼 스트림의 각 심볼은 원하는 성분과 원하지 않는 성분을 포함하는데, 원하는 성분은 원래 변경되지 않은 심볼을 포함하고 원하지 않는 성분은 채널 간섭 및 노이즈, 및 송신기(101) 및 수신기(102) 각각으로부터의 왜곡을 포함한다.
도 2는 송신기(101)에 의해 송신될 가능한 심볼들의 셋트를 양호하게 형성하는 복소 심볼 공간(200) 내의 선정된 심볼 위치(201 내지 216)의 예시적 세트를 도시한다. 특히, 도 2는 송신기(101)에 의해서 송신될 수 있는 정보 심볼들의 16진 직교 진폭 변조 (QAM) 배열을 도시한다. 이 배열의 각 정보 심볼 또는 심볼 위치 201 내지 216은 2차원이고 복소 심볼 공간(200)내 자신의 위치에 의해 정의된 값을 갖는다.
당 기술에 공지되어 있는 바와 같이, 이산 정보 심볼 스트림을 포함하는 신호는 RF 송신 채널(122)과 같은 통신 자원을 통해 송신될 수 있고 수신기(102)에 의해서 수신된다. 송신기(101) 및 수신기(102)의 왜곡 및 송신 채널(122)의 간섭, 노이즈, 및 추가적 왜곡의 존재로 인해, 각 정보 심볼(201 내지 216)의 수신된 값은 통상적으로 변경된다. 송신 채널(122)의 추가 왜곡을 배제하면, 이 변경은 통상적으로 송신된 스트림의 각 정보 심볼(201 내지 216) 상에 중첩되는 대략적으로 제로 민 랜덤 프로세스(zero mean random process)로 구성된다. 따라서, 각 정보 심볼 201 내지 216에 대한 수신된 값들은 대응하는 송신된 정보 심볼의 값에 대하여 중심이 되는 값들의 범위 내에 나타난다.
그러나, 송신기(101) 및 수신기(102)의 다양한 왜곡들로 인해, 심볼 스트림의 각 심볼 201 내지 216 각각은 서로 다른 레벨의 왜곡에 직면할 수 있다. 예를 들면, "Communication Signal Having A Time Domain Pilot Component"라는 명칭의 모토롤라사에 양도된 미국 특허 제5,519,730호에 개시되어 있고, 도 3에 도시되어 있는 바와 같은 다중 무선 서브채널 시스템에서는, 캐리어 주파수(fc)에 대하여 중심이 되는 하나 또는 네 개 이상의 서브 채널들 301 내지 304로 전달된 호송된 정보 심볼들은 다른 무선 서브채널들에 의해 전달된 정보 심볼들보다 왜곡이 덜 되어 변조될 수 있다. 또한, 송신기 및 수신기 왜곡은 복소 심볼 공간(200)내의 그들의 위치에 따라서 다른 것들보다 몇몇 정보 심볼 위치들을 변조시킨다. 즉, 복소 심볼 공간(200) 내의 심볼 위치들 201 내지 216은 복소 심볼 공간(200)내 그들의 각각의 위치에 기초한 다양한 왜곡 레벨에 영향을 받는다. 도 2에 도시되어 있는 16진 QAM 배열에서는, 10의 제곱의 크기를 갖는 심볼 위치(205 내지 212)를 참조하여, 기준 심볼 위치들(205 내지 212)보다 더 큰 크기를 갖는 심볼 위치들(213 내지 216)은 송신기(101) 및 수신기(102)에 의해 큰 왜곡 레벨에 영향을 받는 반면에, 기준 심볼 위치들(205 내지 212)보다 더 작은 크기를 갖는 심볼 위치들(201 내지 204)은 낮은 왜곡 레벨에 영향을 받는다. 따라서, 수신기(102)의 왜곡 최소화 프로세스를 향상시키기 위해서, 본 발명은 송신된 심볼들의 심볼 위치(원하는 성분)의 평가치에 기초하는 왜곡(원하지 않는 성분들)을 포함하는 심볼 성분들에 가변 무게를 인가한다.
신호 수신기(104), 원하는 성분 판정기(106), 데이터 버퍼(108), 채널 추정기(110), 승산기(112), 원하지 않는 성분 판정기(114), 데이타베이스(116), 스케일러(118) 및 신호 사용 가능성 판정기(120)를 포함하는 수신기(102)는 변경된 심볼 스트림을 처리하고 심볼 스트림 사용가능성의 표시를 제공하는데 사용된다. 신호 수신기(104)는 변경된 심볼 스트림을 수신하고 증폭하고 필터링하여 원하는 성분 판정기(106), 원하지 않는 성분 판정기(114), 및 채널 추정기(110)에 의해 처리될 수 있는 기저대 심볼 스트림으로 변환시킨다. 신호 수신기(104)는 전형적으로 수신된 심볼 스트림 내의 심볼들의 평가치를 신뢰성 있게 획득하는데 필요한 RF 프론트-엔드, 필터 주파수 다운 컨버터, 아날로그-디지탈 컨버터, 및 디지탈 신호 처리를 포함한다. 많은 상황에서, 신호 수신기(104)의 필터들 및 다른 소자들은 상술한 수신기 왜곡의 근원이다.
기저대 심볼 스트림의 각 심볼(d)은 원하는 성분 및 원하지 않는 성분의 기저대 표시를 포함한다. 채널 추정기(110)는 기저대 심볼 스트림의 각 심볼을 억셉트하고, RF 채널에 의해 각 송신된 심볼 상에 도입된 이득 및 위상을 평가하고, 이득 및 위상 평가치를 반영하는 채널 페이딩 신호(h)(128)를 생성한다. 원하는 성분 판정기(106)는 또한 기저대 심볼 스트림의 각 심볼을 허용하고 자신들의 각각 원하는 성분을 평가한다. 임의의 특정 수신된 정보 심볼의 원하는 성분 평가치(D)(126)는 양호하게는 복소 심볼 공간(200) 내의 본래 송신된 심볼의 심볼 위치이다. RF 채널의 효과를 평가하고 원하는 성분 평가치(126)를 판정하는 방법에 대한 상세한설명은 미국 특허 제 5,519,739호 및 5,440,582호에 제공되어 있고, 이들 둘 다는 여기서 참조로서 사용된다.
양호한 실시예에서, 복수의 수신된 정보 심볼들의 원하는 성분 평가치(126)는 데이타 버퍼(108) 내에 저장된다. 데이타 버퍼(108)는 랜덤 억세스 메모리(RAM)와 같은 기억 장치를 포함한다. 데이타 버퍼(108) 내의 예시적인 엔트리들 (401 내지 404)은 도 4에 나타나 있다. 엔트리(401 내지 404)는 소정 시간(즉, 0,001초) 동안 도 3에 나타내어 있는 네 개의 서브채널들(301 내지 304) 각각에 수신된 네 개의 정보 심볼들의 원하는 성분 평가치(126)를 포함한다. 데이타 버퍼(108) 내에 저장되어 있는 원하는 성분 평가치(126)는 Dij로 표시하고, i는 서브채널 기준 인덱스이며 j는 정보 심볼 인덱스이다.
각 원하는 성분 평가치(126)는 데이타 버퍼(108)로부터 승산기(112)에 송신되는데, 원하는 성분 평가치(126)는 특정한 원하는 성분 평가치(126)가 생성되었던 기저대 정보 심볼(d)에 대응하는 채널 페이딩 신호(128)와 승산된다. 원하지 않는 성분 판정기(114)는 기저대 정보 심볼 및 승산기(112)의 출력을 수신하고 기저대 심볼(d)로부터 채널 변조된 원하는 성분 평가치(Dh)를 감산함으로써 기저대 심볼의 원하지 않는 성분을 양호하게 평가한다. 그 다음 RF 채널(122)로부터의 간섭 및 노이즈와 수신기 및 송신기 왜곡들을 포함하는 원하지 않는 성분 평가치(130)는 스케일러(118)에 공급된다.
스케일러(118)는 데이타베이스(116)에 저장되어 있는 스케일링 계수(132)에 기초하여 원하지 않는 성분 평가치(130)를 스케일링하여 스케일링된 원하지 않는성분 평가치(134)를 생성한다. 양호한 실시예에서, 데이타베이스(116)는 도 5에 도시한 조사표(500)를 포함한다. 조사표(500)는 세 개의 스케일링 계수들(501 내지 503)을 포함하는데, 이들 각각은 도 2의 예시적 복소 심볼 공간(200)내 심볼 위치의 세 개의 캐티고리들에 대한 것이다. 제1 스케일링 계수 501(즉, 1.19)은 셋트에서 심볼 위치(201 내지 216) 중의 가장 작은 크기를 갖는 심볼 위치(201 내지 204)(+/-1, +/-j)에 대응하여, 송신기 및 수신기 왜곡의 가장 낮은 왜곡 레벨에 영향을 받는다. 제2 스케일링 계수(502)(즉, 1.0)는 셋트에서 심볼 위치(201 내지 216) 중의 중간 크기를 갖는 심볼 위치(205 내지 212)(+/-1, +/-3j 및 +/-3, +/-j)에 대응하여, 송신기 및 수신기 왜곡의 중간 레벨에 영향을 받는다. 제3 스케일링 계수(503)(즉, 0.375)는 셋트에서 심볼 위치(201 내지 216) 중의 가장 큰 크기를 갖는 심볼 위치(213 내지 216)(+/-3, +/-3j)에 대응하여, 송신기 및 수신기 왜곡의 가장 높은 레벨에 영향을 받는다.
스케일링 계수(501 내지 503)는 양호하게는 다음의 방식으로 판정된다. 송신기 및 수신기 왜곡의 중간 레벨에 영향을 받는 심볼 위치(205 내지 212)는 기준 위치로서 선택된다. 따라서, 기준 심볼 위치들(205 내지 212) 중의 어느 하나의 크기는 (크기들이 모두 동일하기 때문에) 기준값으로서 판정되고 선택된다. 그러면, 기준값은 심볼 위치의 다른 모든 캐티고리와 관련된 크기들에 의해 분할되어 기준 스케일링 계수를 생성한다. 예를 들면, 심볼 위치들의 제1 캐티고리에 대한 기준 스케일링 계수는 특정한 경우 SQRT { 10 } (즉, ｜1+j3｜)인 기준값 대 특정한 경우, SQRT { 2 } (즉, ｜1+j1｜)인 제1 캐티고리의 심볼 위치들(201 내지 204) 중의 하나의 크기의 비를 형성함으로써 판정된다. 비의 결과는 기준 스케일링 계수이다. 따라서, 심볼 위치들(즉, 내부 심볼 위치)(201 내지 204)의 제1 캐티고리에 대한 기준 스케일링 계수는 SQRT { 5 } 또는 약 2.24이다. 유사한 방식으로, 심볼 위치들(205 내지 216)(즉, 중간 및 외부 심볼 위치)의 다른 두 개의 캐티고리들에 대한 기준 스케일링 계수들은 기준값 대 각 캐티고리 각각에서의 심볼 위치들 중의 하나의 크기의 비를 형성함으로써 판정된다. 따라서, 이 경우, 중간 심볼 위치들(205 내지 212)에 대한 기준 스케일링 계수는 1.0이고 외부 심볼 위치들(213 내지 216)에 대한 기준 스케일링 계수는 SQRT { { 5 } OVER { 9 } } 또는 0.74이다. 상술한 바와 같이, 각 기준 스케일링 계수는 자신의 각 심볼 위치의 크기(즉, 원하는 성분 평가치)에 반비례한다는 것을 주지한다.
양호한 실시예에서, 중간 심볼 위치들(205 내지 212)의 기준 스케일링 계수는 조사표(500) 내에 저장되어 있는 중간 심볼 위치들(205 내지 212)에 대한 스케일링 계수(502)를 구성한다. 그러나, 다른 심볼 위치들(201 내지 204), (213 내지 216)에 대한 기준 스케일링 계수는 조사표(500) 내에 저장되어 있는 심볼 위치들 (201 내지 204), (213 내지 216)의 스케일링 계수(501, 503)를 구성하지 않는다. 더욱이, 내부 및 외부 심볼 위치들의 양호한 스케일링 계수들(501, 503)은 대응하는 기준 스케일링 계수보다 작은 값들을 포함한다. 기준 스케일링 계수 미만의 스케일링 계수(503)를 이용하는 것은 원하는 성분 평가치가 외부 심볼 위치(213 내지 216)를 포함하는 경우에 존재하는 왜곡을 감소시키는데 특히 중요한데, 이는 외부 심볼 위치들(213 내지 216)이 도 2에 도시된 심볼 위치들(201 내지 216)의 가장 큰왜곡 레벨에 영향을 받기 때문이다. 기준 배율보다 작은 스케일링 계수를 사용함으로써, 본 발명은 신호 사용 가능성의 판정시, 특히 외부 심볼 위치들(213 내지 216)로서 평가되는 원하는 성분을 갖는 수신된 정보 심볼들에 대한 왜곡의 영향을 최소화하려고 하였다. 외부 심볼 위치들(213 내지 216)에 대한 스케일링 계수(503)는 분모를 증가시키거나(즉, 외부 심볼 위치(213 내지 216)의 크기보다 더 큰 값에 의해 기준값 분할) 기준 스케일링 계수를 생성시키도록 형성된 비의 분자(즉, 기준값)를 감소시킴으로써 자신의 대응하는 기준 스케일링 계수보다 작게 되도록 만들어진다.
대안적인 실시예에서, 스케일링 계수(501 내지 503)는 심볼 위치(원하는 성분 평가치)의 각 캐티고리에 대한 기준 스케일링 계수를 포함할 수 있다. 본 실시예는 원하지 않는 성분 평가치(130)의 더 큰 부분이 신호 사용 가능성 판정시에, 특히 외부 심볼 위치들(213 내지 216)에 대하여 사용되도록 허용한다. 따라서, 본 실시예는 양호한 실시예가 요구하는 것보다 신호 사용 가능성 판정의 더 작은 동적 범위를 요하는 시스템에서 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 스케일링 계수(501 내지 503)는 데이타 버퍼(108) 내에 저장되어 있는 하나 이상의 원하는 성분 평가치(126)에도 기초할 수 있다. 예를 들면, 도 4의 원하는 성분 평가치 D11에 대응하는 원하지 않는 성분 평가치(130)의 스케일링 계수가 D11로 표시되는 심볼 위치의 크기뿐만 아니라, 버퍼(108) 내에 저장되어 있는 하나 이상의 다른 원하는 평가치를 나타내는 심볼 위치 또는 위치들의 크기에 기초할 수 있다. 따라서, 하나의 원하지 않는 성분 평가(130)에 적용될 스케일링 계수는 둘 이상의 서브 채널들(301 내지 304), 즉, 원하지 않는 성분 평가치의 대응하는 원하는 성분을 포함하는 서브 채널과 적어도 하나의 다른 서브 채널로부터 원하는 성분 평가치의 크기들에 기초할 수 있다. 이런 방식으로 스케일링 계수를 획득함으로써, 서브채널들(301 내지 304)에 걸친 왜곡 변화가 신호 사용 가능성의 판정시에 고려될 수 있으며 감소될 수 있다.
양호한 실시예에서, 스케일러의 요청에 따라, 데이타베이스(116)는 스케일링될 특정한 원하지 않는 성분 평가치(130)를 생성하도록 사용되는 정보 심볼의 원하는 성분 평가치(126)를 수신하고, 원하는 성분 평가치에 대응하는 적절한 스케일링 계수를 선택하고, 이 스케일링 계수(132)를 스케일러(118)에 제공한다. 예를 들면, 스케일링될 원하지 않는 성분 평가치(130)에 대응하는 원하는 성분 평가치(126)가 외부 심볼 위치들 213 내지 216 중의 하나(즉, -3, j3)이면, 데이타베이스(116)는 요청에 응답하여 스케일링 계수 0.375를 스케일러(118)에 제공한다.
스케일링 계수(132)를 수신할 때, 스케일러(118)는 스케일링 계수(132)에 의해서 원하지 않는 성분 평가치(130)를 스케일링(즉, 승산)하고 스케일링된 원하지 않는 성분 평가치(134)를 신호 사용 가능성 판정기(120)에 제공한다. 신호 사용 가능성 판정기(120)는 미국 특허 제 5,440,582호에 개시되어 있는 기술에 따른 정보 심볼의 스케일링된 원하지 않는 성분 평가치(134) 및 채널 페이딩 신호(128)에 기초하여 수신된 정보 심볼(124)의 신호 사용 가능성(136)(즉, C/(I+N))을 양호하게 판정한다. 그러면, 신호 사용 가능성(136)은 공지된 기술에 따라 핸드오프 처리 알고리즘에 제공된다. 양호한 실시예에서는, 상술한 처리가 각 수신된 정보 심볼에대하여 반복되어 각 수신된 정보 심볼 및 수신된 심볼 스트림의 신호 사용 가능성을 판정한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 송신된 데이타 심볼의 함수로서 신호 사용 가능성의 판정시에 왜곡 효과를 감소시키는 기술을 제공한다. 신호 사용 가능성을 판정하는 기존의 접근 방식은 송신기 및 수신기에 의해 도입된 왜곡을 고려하지 않거나 송신된 데이타 심볼에 관계없이 왜곡을 감소시키는 것이다. 후자 접근의 경우, 수신기는 실제로 송신된 데이타 심볼에 관계없이 수신된 정보 심볼들의 모든 원 하지 않는 성분들에 동일한 필터링 또는 스케일링을 적용한다. 이와는 반대로, 본 발명은 수신된 심볼들의 원하는 성분들의 평가치에 서로 다르게 기초하여 수신된 정보 심볼들의 원하지 않는 성분들을 스케일링한다. 이 방식으로, 본 발명은 신호 사용 가능성 판정 중에 송신된 정보 심볼들의 각각 또는 그룹에 영향을 주는 다양한 왜곡 레벨을 감소시킨다. 송신된 데이타 심볼들(원하는 성분들)의 평가치에 기초하여 원하지 않는 성분 평가치들을 스케일링함으로써, 본 발명은 송신된 데이타 심볼들의 크기들에 무관한 신호 사용 가능성 판정의 더 큰 동적 범위를 허용한다.
도 6은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 신호 사용 가능성의 판정시에 왜곡 효과를 감소시키도록 실행되는 단계들의 논리 흐름도(600)를 도시한다. 논리 흐름은 601에서 시작되고 603에서 정보 심볼 스트림을 수신하는데, 각 정보 심볼은 송신된 데이타를 포함하는 원하는 성분과 간섭, 노이즈, 및 왜곡을 포함하는 원하지 않는 성분을 포함한다. 그러면, 수신기는 16진 QAM 심볼 배열에서 심볼 위치로서 수신된 정보 심볼들 중의 하나의 원하는 성분을 평가한다(605). 수신기는 또한 수신된 정보 심볼로부터 채널 보상된 원하는 성분 평가치를 감산함으로써 수신된 정보 심볼의 원하지 않는 성분을 평가한다(607).
특정한 수신된 정보 심볼의 원하는 성분 및 원하지 않는 성분들 양자를 평가하기 전 또는 평가한 후에, 수신기는 왜곡의 중간 레벨(즉, 심볼 위치(1, 3j))에 의해 영향을 받는 16진 QAM 심볼 위치의 크기를 판정하여 기준값을 생성한다(609). 수신기는 원하는 성분 평가치의 크기에 의해 기준값을 분할하여 기준 스케일링 계수를 생성한다(611). 기준 스케일링 계수의 생성은 수신된 정보 심볼의 실시간 처리 중에 성취될 수 있거나, 양호한 실시예에서와 같이, 수신된 정보 심볼 처리 전에 성취될 수 있다. 즉, 양호한 실시예에서, 16진 QAM 심볼 배열의 모든 심볼 위치들에 대한 기준 스케일링 계수들은 정보 스트림 심볼의 수신 전에 산출되어 데이타베이스에 저장된다.
기준 스케일링 계수, 원하는 성분 평가치, 및 원하지 않는 성분 평가치가 모두 판정되면, 수신기는 원하는 성분 평가치가 중간 레벨의 왜곡보다 더 큰 왜곡 레벨에 영향을 받는 심볼 위치를 나타내는지를 판정한다. 양호한 실시예에서, 수신기는 원하는 성분 평가치가 16진 QAM 심볼 배열내 외부 심볼 위치인지를 판정한다. 원하는 성분 평가치가 왜곡의 중간 레벨보다 큰 왜곡 레벨에 영향을 받는 심볼 위치를 나타내는 경우, 수신기는 기준 스케일링 계수보다 작은 스케일링 계수에 의해서 원하지 않는 성분 평가치를 스케일링한다(615). 예를 들면, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, 16진 QAM 심볼 배열내 외부 심볼 위치에 대한 기준 스케일링 계수는 0.74이고, 외부 심볼 위치에 대한 양호한 스케일링 계수는 0.375이다.
원하는 성분 평가치가 왜곡의 중간 레벨보다 큰 왜곡 레벨에 영향을 받는 심볼 위치를 나타내지 않으면, 수신기는 기준 스케일링 계수보다 작은 스케일링 계수에 의해서 원하지 않는 성분 평가치를 스케일링한다(621). 예를 들면, 도 1 내지 도 5를 참조하여 상술한 바와 같이, 16진 QAM 심볼 배열내 중간 심볼 위치에 대한 기준 스케일링 계수는 1.0이고 중간 심볼 위치에 대한 양호한 기준 스케일링 계수도 1.0이다. 그러나, 16진 QAM 심볼 배열내 내부 심볼 위치에 대한 기준 스케일링 계수는 2.23인 반면, 내부 심볼 위치에 대한 양호한 스케일링 계수는 1.19이다. 양호한 실시예에서, 자신의 대응하는 기준 스케일링 계수 아래의 외부 심볼 위치에 인가된 스케일링 계수의 감소는 자신의 대응하는 기준 배열 아래의 내부 심볼 위치에 인가된 스케일링 계수의 감소보다 더 중요한데, 왜냐하면 수신된 외부 심볼 위치의 원하지 않는 성분에 존재하는 왜곡의 고 레벨이 수신된 내부 심볼 위치의 원하지 않는 성분에 존재하는 왜곡의 더 낮은 레벨보다 심볼 사용가능성의 판정에 더 큰 나쁜 영향을 갖기 때문이다.
원하지 않는 성분 평가치를 스케일링할 때, 수신기는 미국 특허 제 5,440,582호에 개시한 바와 같이 스케일링된 원하지 않는 성분 평가치에 기초하여 심볼 스트림 사용가능성의 표시를 판정하고(617) 논리 흐름은 종료된다(619).
도 7은 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 신호 사용 가능성의 판정시에 왜곡 효과를 감소시키도록 실행되는 단계들의 논리 흐름도 700을 도시한다. 논리 흐름은 701에서 시작되고 703에서 수신기가 정보 심볼의 스트림을 수신(703)하는데,각 정보 심볼은 송신된 데이타를 포함하는 원하는 성분 및 간섭, 노이즈, 및 왜곡을 포함하는 원하지 않는 성분을 포함한다. 그 다음 수신기는 각각의 수신된 정보 심볼들의 원하는 성분을 (즉, 복소 심볼 공간에서의 심볼 위치로서) 평가한다(705). 수신기는 또한 수신된 정보 심볼로부터 대응하는 채널 보상된 원하는 성분 평가치를 감산함으로써 각 수신된 정보 심볼의 원하지 않는 성분을 평가한다(707).
수신된 심볼 스트림에서 각 정보 심볼의 원하는 성분 및 원하지 않는 성분 평가치를 판정할 때, 수신기는 각 원하는 성분 평가치에 기초하여 원하지 않는 성분 평가치에 대한 스케일링 계수를 판정한다(709). 이 판정은 상술하였던 실시간 산출 또는 데이타베이스의 조회를 통해서 성취될 수 있다. 그러면 수신기는 그들의 각각의 스케일링 계수에 의해서 원하지 않는 성분 평가치를 스케일링 하고(711) (미국 특허 제 5,440,582에서 설명한 방법을 이용하여) 스케일링된 원하지 않는 성분 평가치에 기초하여 심볼 스트림 사용가능성의 표시를 판정하며(713) 논리 흐름은 종료된다(715).
본 발명은 수신기에서의 왜곡 효과를 감소시키고 신호 사용 가능성 판정을 향상시키는 방법 및 장치를 포함한다. 본 발명을 이용하여, 신호 사용 가능성 판정에 관한 동적 범위 제한은, 수신된 심볼 스트림의 원하지 않는 성분의 왜곡의 존재로 인해, 30dB을 초과하는 최대 신호 사용 가능성 표시가 송신된 데이타에 관계없이 성취 가능하도록 상당히 개선되었다. 계산식의 분모(I+N+왜곡)에 존재하는 왜곡을 감소시킴으로써, 참 신호 사용 가능성, C(I+N)를 측정하여 산출하는 이전의 시도들은 왜곡의 데이타 의존도를 고려하지 않기 때문에(즉, 특정 송신된 데이타 심볼들이 송신된 다른 데이타 심볼들보다 더 높은 레벨로 왜곡되기 때문에), 그들의 목적을 성취하지 못했다. 본 발명은 송신된 테이타의 구실로서 왜곡 기간의 전력을 상당히 감소시킴으로써 모든 송신된 데이타 심볼에 대한 신호 사용 가능성 표시의 동적 범위를 증가시켜서, 모든 송신된 데이타 심볼에 대하여 측정된 캐리어의 최대값 대 간섭+노이즈 비를 더 크게 하는 것을 가능케 한다. 또한, 본 발명은 원하는 성분 크기의 함수로서 왜곡의 효과를 감소시킴으로써 신호 사용 가능성 판정의 일관성, 또는 가변성을 향상시킨다.
본 발명이 특정하게 도시되었고 특정한 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 당 기술에 통상의 지식을 가진 자에게는 본 발명의 사상과 범주 내에서 다양한 변형이 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다.

Claims (10)

  1. 왜곡 효과(distortion effects)를 감소시켜 신호 사용 가능성 판정도(signal usability determination)를 향상시키는 방법에 있어서,
    정보 심볼들의 스트림(a stream of information symbols)을 수신하여 심볼 스트림(symbol stream)을 생성하는 단계 - 상기 심볼 스트림의 각각의 정보 심볼은 원하는 성분(desired component) 및 원하지 않는 성분(undesired component)을 포함하며, 각각의 정보 심볼의 상기 원하지 않는 성분은 왜곡(distortions)을 포함함 -,
    상기 심볼 스트림의 제1 정보 심볼의 원하는 성분을 평가하여 원하는 성분 평가치(desired component estimate)를 생성하는 단계 - 상기 제1 정보 심볼은 복수개의 무선 서브 채널들(a plurality of radio subchannels) 중 제1 무선 서브 채널로 수신됨 -,
    상기 제1 정보 심볼 및 상기 원하는 성분 평가치에 기초하여 상기 제1 정보심볼의 원하지 않는 성분을 평가하여 원하지 않는 성분 평가치(undesired component estimate)을 생성하는 단계,
    상기 원하는 성분 평가치 및 상기 심볼 스트림의 제2 정보 심볼에 기초하는 스케일링 계수(scaling factor)로 상기 원하지 않는 성분 평가치를 스케일링하여 스케일링된 원하지 않는 성분 평가치(scaled undesired component estimate)를 생성하는 단계 - 상기 제2 정보 심볼은 상기 복수개의 무선 서브 채널들 중 제2 무선서브 채널로 수신됨 -,
    상기 스케일링된 원하지 않는 성분 평가치에 기초하여 심볼 스트림 사용 가능성의 지표(indicia of symbol stream usability)를 판정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 기설정된 시간(predetermined time period) 동안 수신된 상기 정보 심볼들의 스트림의 복수개의 정보 심볼들의 원하는 성분 평가치들을 저장하는 단계를 더 포함하고,
    상기 복수개의 정보 심볼들은 상기 제1 정보 심볼 및 상기 제2 정보 심볼을 포함하며, 상기 스케일링 단계는 상기 원하는 성분 평가치 및 상기 제2 정보 심볼의 원하는 성분 평가치에 기초하는 스케일링 계수로 상기 원하지 않는 성분 평가치를 스케일링하는 단계를 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스케일링 계수는 상기 원하는 성분 평가치에 반비례하는 방법.
  4. 왜곡 효과를 감소시켜 신호 사용 가능성 판정도를 향상시키는 방법에 있어서,
    정보 심볼들의 스트림을 수신하여 심볼 스트림을 생성하는 단계 - 상기 심볼 스트림의 각각은 원하는 성분 및 원하지 않는 성분을 포함하고, 각각의 정보 심볼의 상기 원하지 않는 성분은 왜곡을 포함하며, 상기 심볼 스트림의 정보 심볼 각각의 원하는 성분은 복소 심볼 공간(complex symbol location) 내의 기설정된 심볼 위치들의 집합(a set of predetermined symbol locations) 중 하나의 심볼 위치이고, 상기 기설정된 심볼 위치들의 집합은 상기 복소 심볼 공간 내의 각 위치들에 기초한 가변 왜곡 레벨(varying level of distortion)을 겪게 됨 -,
    상기 심볼 스트림의 제1 정보 심볼의 원하는 성분을 평가하여 원하는 성분 평가치(desired component estimate)을 생성하는 단계,
    상기 제1 정보 심볼 및 상기 원하는 성분 평가치에 기초하여 상기 제1 정보 심볼의 원하지 않는 성분을 평가하여 원하지 않는 성분 평가치(undesired component estimate)를 생성하는 단계,
    상기 기설정된 심볼 위치들의 집합 중, 상기 가변 왜곡 레벨 중 중간 왜곡 레벨(a median level of distortion)에 의해 영향을 받는 심볼 위치의 크기(magnitude)를 판정하여 기준값(reference value)을 생성하는 단계,
    상기 원하는 성분 평가치의 크기로 상기 기준값을 나누어 기준 스케일링 계수(reference scaling factor)를 생성하는 단계,
    상기 원하는 성분이 상기 기설정된 심볼 위치들의 집합 중 상기 중간 왜곡 레벨보다 큰 레벨의 왜곡을 받는 심볼 위치인 경우, 상기 기준 스케일링 계수보다 작은 스케일링 계수로 상기 원하지 않는 성분 평가치를 스케일링하는 단계,
    상기 스케일링된 원하지 않는 성분 평가치에 기초하여 심볼 스트림의 사용 가능성 지표를 판정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 기설정된 심볼 위치들의 집합은 16-ary 직교 진폭 변조 심볼 컨스털레이션(16-ary quadrature amplitude modulation symbol constellation)의 심볼 위치를 구성하고, 상기 원하는 성분은 상기 16-ary 직교 진폭 변조 심볼 컨스털레이션에서 가장 큰 크기를 갖는 심볼의 위치인 방법.
  6. 정보 심볼들의 스트림을 수신하여 심볼 스트림을 생성하는 신호 수신기 - 상기 심볼 스트림의 정보 심볼 각각은 원하는 성분과 원하지 않는 성분을 포함하고, 상기 정보 심볼 각각의 원하지 않는 성분은 왜곡을 포함함 -,
    상기 신호 수신기에 결합되고 상기 심볼 스트림의 제1 정보 심볼의 원하는 성분을 평가하여 원하는 성분 평가치를 생성하는 원하는 성분 판정기(a desired component determinater),
    상기 원하는 성분 판정기 및 상기 신호 수신기에 결합되고, 상기 제1 정보 심볼 및 상기 원하는 성분 평가치에 기초하여 상기 제1 정보 심볼의 원하지 않는 성분을 평가하여 원하지 않는 성분 평가치를 생성하는 원하지 않는 성분 판정기(a undesired component determinater),
    상기 원하는 성분 판정기 및 상기 원하지 않는 성분 판정기에 결합되고 상기 원하는 성분 평가치에 기초하는 스케일링 계수로 상기 원하지 않는 성분 평가치를 스케일링하여 스케일링된 원하지 않는 성분 평가치를 생성하는 스케일러 - 상기 스케일링 계수는 상기 원하는 성분 평가치의 크기에 대한 기준값(reference value)의 비를 나타냄 -,
    상기 스케일러에 결합되고 상기 스케일링된 원하지 않는 성분 평가치에 기초하여 심볼 스트림 사용 가능성의 지표를 판정하는 신호 사용 가능성 판정기
    를 포함하는 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 원하는 성분 판정기와 상기 스케일러 사이에 결합되고, 상기 스케일러에 의해 상기 원하지 않는 성분 평가치를 스케일링하는데 사용되는 적어도 하나의 스케일링 계수를 저장하는 데이타베이스를 더 포함하는 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 심볼 스트림의 각 정보 심볼의 상기 원하는 성분은 복소 심볼 공간내에서 기설정된 심볼 위치들의 집합 중 하나의 심볼 위치이고, 상기 기설정된 심볼 위치들의 집합은 상기 복소 심볼 공간내에서 각각의 위치에 기초한 가변 왜곡 레벨을 받으며, 상기 스케일링 계수 중 적어도 하나는 실수값인 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 심볼 스트림의 각 정보 심볼의 원하는 성분은 복소 심볼 공간내에서 기설정된 심볼 위치들의 집합 중 하나의 심볼 위치이고, 상기 기설정된 위치들의 집합은 상기 복소 심볼 공간내에서 각각의 위치에 기초한 가변 왜곡 레벨을 받으며, 상기 원하는 성분이 상기 기설정된 심볼 위치들의 집합 중 상기 가변 왜곡 레벨들 중 중간 왜곡 레벨보다 큰 레벨의 왜곡을 받는 심볼 위치인 경우,상기 기준값은 상기 기설정된 심볼 위치들의 집합 중 상기 중간 왜곡 레벨에 영향을 받는 심볼 위치인 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 원하는 성분 판정기, 상기 원하지 않는 성분 판정기 및 상기 데이타베이스에 결합되고, 상기 정보 심볼들의 스트림의 복수개의 정보 심볼들의 원하는 성분 평가치를 저장하는 기억장치 - 상기 복수개의 정보 심볼들은 상기 적어도 하나의 스케일링 계수를 생성하는데 사용되는 상기 제1 정보 심볼 및 상기 원하는 성분 추정치를 포함함 - 를 더 포함하는 장치.
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