KR100430136B1 - 제 3 세대 이동 무선전화기 시스템의 레이크 수신기 - Google Patents

제 3 세대 이동 무선전화기 시스템의 레이크 수신기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 및/고정 트랜시버 사이에서 무선통신하는 무선통신 시스템, 특히 3세대 무선 이동 시스템용의 레이크 수신기에 관한 것이다.
이동 및/고정 트랜시버 사이에서 무선통신하는 무선통신 시스템, 특히 3세대 무선 이동 시스템용의 레이크 수신기를 개선하기 위해, 기존의 레이크 수신기와 비교하여 기능 블록 및 논리 게이트를 줄일 수 있는 방식으로, 각각의 계산 단계가 파이프라인에서 처리되는 파이프라인 구조가 제공된다.

Description

제 3 세대 이동 무선전화기 시스템의 레이크 수신기 {RAKE RECEIVER IN THIRD GENERATION MOBILE RADIOTELEPHONE SYSTEMS}
이동 및/또는 고정 트랜시버 사이에서 무선 통신하는 통신 시스템은 예를 들어 기지국 및 이동부가 메시지 처리 및 전송을 위한 트랜시버로서 사용되는 메시지 소스 및 메시지 싱크 사이의 정보 전송 링크를 포함하는 특정 통신 시스템이며, 이는 또한 다음과 같은 특성을 갖는다.
1) 메시지 처리 및 메시지 전송은 우선되는 전송 방향(심플렉스 모드) 또는 양 전송 방향(듀플렉스 모드)에서 발생한다.
2) 메시지 처리는 바람직하게 디지털이다.
3) 긴-거리 링크를 이용하는 메시지 전송은 여러 메시지 전송 방법인, FDMA(주파수 분할 다중 액세스), TDMA(시분할 다중 액세스) 및/또는 CDMA(코드 분할 다중 액세스)를 기초로 무선식으로 발생하며, 상기 전송 방법은 다음의 무선 표준을 따른다.
DECT[ETSI publication ETS 300175-1 ... 9, October 1992 및 DECTpublication of the DECT Forum, February 1997, 페이지 1에서 16과 관련하여 Digital Enhanced(이전에는 European) Cordless Telecommunication; Nachrichtentechnik Elektronik 42 (1992) 1월/2월 No. 1, 베를린, 독일; U. Pilger "Struktur des DECT-Standards" [Structure of the DECT standard], 페이지 23에서 29의 비교],
GSM[Group Speciale Mobile or Global System for Mobile Communication; the publication telekom praxis 4/1993, P. Smolka "GSM-Funkschnittstelle - Elemente und Funktionen"[GSM radio interface - elements and functions], 페이지 17에서 24와 관련하여 Informatik Spektrum 14 (1991) 6월, No.3, 베를린, 독일; A. Mann: "Der GSM-Standard - Grundlage fuer digitale europaeische Mobilfunknetze" [The GSM standard - The basis for digital European mobile radio networks], 페이지 137에서 152 비교],
UMTS[Universal Mobile Telecommunication System; 하기의 내용들을 비교한다. (1): Nachrichtentechnik Elektronik, 베를린 45, 1995 vol. 1, 페이지 10에서 14 및 vol.2, 페이지 24에서 27; P. Jung, B. Steiner: "Konzept eines CDMA-Mobilfunksystems mit gemeinsamer Detektion fuer die dritte Mobilfunkgeneration" [Concept of a CDMA mobile radio system with joint detection for the third mobile radio generation]; (2): Nachrichten technik Elektronik, 베를린 41, 1991, vol. 6, 페이지 223에서 227 및 페이지 234; P.W. Baier, P. Jung, A. Klein: "CDMA - ein guenstiges Vielfachzugriffsverfahren fuer frequenzselektive und zeitvariante Mobilfunkkanaele" [CDMA - an advantageous multiple access method for frequency-selective and time-variant mobile radio channels]; (3): IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences, vol. E79-A, No. 12, 12월 1996, 페이지 1 930에서 1 937; P.W. Baier, P, Jung: "CDMA Myths and Realities Revisited"; (4): IEEE Personal Communications, 2월 1995, 페이지 38에서 47; A. Urie, M. Streeton, C. Mourot: "An Advanced TDMA Mobile Access System for UMTS"; (5): telekom praxis, 5/1995, 페이지 9에서 14; P.W. Baier: "Spread-Spectrum-Technik und CDMA - eine urspruenglich militaerische Technik erobert den zivilen Bereich" [Spread-Spectrum technology and CDMA - a technology originally from the military domain conquers the civil domain]; (6): IEEE Personal Communications, February 1995, 페이지 48에서 53; P.G. Andermo, L.M. Ewerbring: "A CDMA-Based Radio Access Design for UMTS"; (7): ITG Fachberichte 124 (1993), Berlin, Offenbach: VDE Verlag ISBN 3-8007-1965-7, 페이지 67에서 75; Dr.T. Zimmerman, Siemens AG: "Anwendurng von CDMA in der Mobilkommunikation" [Application of CDMA in mobile communication]; (8) telcom report 16, (1993), vol.1, 페이지 38에서 41; Dr. T. Ketseoglou, Siemens AG and Dr. T. Zimmermann, Siemens AG: "Effizienter Teilnehmerzugriff fuer die 3. Generation der Mobilkommunikation - Vielfachzugriffsverfahren CDMA macht Luftschnittstelle flexibler" [Efficient subscriber access for the 3rd-generation mobile communication - CDMA multiple access method makes the interface more flexible]; (9): Funkschau 6/98: R. Sietmann "Ringen um die UMTS-Schnittstelle" [Tug-of-war for the UMTS interface], 페이지 76에서 81] WACS 또는 PACS, IS-54, IS-95, PHS, PDC 등. [IEEE Communications Magazine, January 1995, 페이지 50에서 57 비교; D.D. Falconer등: "Time Division Multiple Access Methods for Wireless Personal Communications"].
"메시지"는 의미(정보) 및 물리적인 표현(신호)을 모두 나타내는 고차원적인 용어이다. 메시지의 동일한 의미에도 불구하고 - 즉, 동일 정보 - 서로 다른 신호가 발생될 수 있다. 그러므로 예를 들어, 객체와 연관된 메시지가 다음과 같이 전송될 수 있다.
(1) 이미지의 형태
(2) 말하여진 워드
(3) 쓰여진 워드
(4) 암호화된 워드 또는 이미지
(1)...(3)을 따르는 전송 형태는 일반적으로 연속(아날로그) 신호에 의해 일반적으로 규정되는 반면, (4)을 따르는 전송 형태는 일반적으로 불연속 신호(예를 들면, 펄스, 디지털 신호)이다.
UMTS 시나리오(3세대 이동 무선 또는 각각 IMT 2000)에는 두 부분의 시나리오가 존재한다. 예를 들면 인쇄물 Funkschau 6/98: R. Sietmann "Ringen um die UMTS-Schnittstelle" [Tug-of-war for the UMTS interface], 페이지 76에서 81. 첫 번째 시나리오에서, 허가된 통합 이동 무선 통신은 WCDMA(광대역 코드 분할 다중 액세스)을 따르며 GSM내에서와 같이 FDD(주파수 분할 듀플렉스) 모드로 동작하는 반면, 두 번째 시나리오에서 허가되지 않으며 통합되지 않은 이동 무선 통신은 TD-CDMA(시분할 코드 분할 다중 액세스)를 기초로 하며 DECT내에서와 같이 TDD(시분할 듀플렉스) 모드로 동작한다.
범용 이동 무선통신 시스템의 WCDMA/FDD 동작시, 무선 통신 시스템의 공중 인터페이스는 각각 인쇄된 다음 문서에 따라 무선 통신의 업링크 및 다운링크에서 다수의 물리 채널을 포함한다. 문서 ETSI STC SMG2 UMTS-L1, Tdoc SMG2 UMTS-L1 16/98: "UTRA Physical Layer Description FDD Parts" vers. 0.3, 1998-05-29. 채널중에서 제 1 물리 채널, 소위 전용 물리 제어 채널 DPCCH, 및 제 2 물리 채널, 소위 전용 물리 데이터 채널 DPDCH는 도 1 및 도 2에서 그 프레임 구조가 도시되어 있다.
ETSI 및 ARIB에 의한 WCDMA/FDD 시스템의 다운링크(기지국으로부터 이동국으로의 무선 링크)에서, 전용 물리 채널(DPCCH) 및 전용 물리 데이터 채널(DPDCH)은 업링크시 시분할 멀티플렉싱되며, I/Q 멀티플렉스가 수행되고, DPDCH는 I 채널에서 전송되며, DPCCH는 Q 채널에서 전송된다.
DPCCH는 채널 추정용 Npilot파이롯 비트, 고속 전력 제어용 NPTC비트, 비트율, 서비스 타입, 에러 보호 코딩 타입등을 나타내는 NTFI포맷 비트(NTFI; TFI = 트래픽 포맷 지시자)를 포함한다.
도 3은 GSM 무선 시나리오 및 FDMA/TDMA/CDMA 무선 시나리오를 기초로 도시되며, GSM 무선 시나리오는 두 개의 무선 셀 및 이에 배치된 베이스 트랜시버국, 즉 제 1 무선 셀(FZ1)에 전방향으로 도시된 제 1 베이스 트랜시버국(BTS1) 및 제 2 무선 셀(FZ2)에 전방향으로 도시된 제 2 베이스 트랜시버국(BTS2)을 포함한다. FDMA/TDMA/CDMA 무선 시나리오에서 베이스 트랜시버국(BTS1, BTS2)은 무선 단방향 또는 양방향 업링크 UL 및/또는 다운링크 DL - FDMA/TDMA/CDMA 무선 시나리오를 위한 설계된 에어 인터페이스를 통하여 해당 전송 채널 TRC에서의 통신에 의해 무선 셀(FZ1, FZ2)에 위치한 다수의 이동국(MS1 ... MS5)에 접속될 수 있다. 베이스 트랜시버국(BTS1, BTS2)은 베이스 트랜시버국을 제어시 주파수 관리 및 스위칭 기능을 담당하는 기지국 제어기(BSC)에 통상적인 방식(GSM 통신 시스템과 비교)으로 접속된다. 기지국 제어기(BSC)는 다음으로 이동 교환국(MSC)을 통하여 고차 통신 네트워크, 예를 들면 PSTN(공중 전화교환망)에 접속된다. 이동 교환국(MSC)은 도시된 통신 시스템용의 관리국이다. 이는 완전한 호출 관리 및 부착된 레지스터(도시되지 않음)와 함께 통신 가입자의 인증 및 네트워크에서의 위치 모니터링을 수행한다.
도 4는 트랜시버로서 구성된 베이스 트랜시버국(BTS1, BTS2)의 기본 구성을 도시하며, 도 5는 또한 트랜시버로서 구성된 이동국(MS1 ... MS5)의 기본 구성을 도시한다. 베이스 트랜시버국(BTS1, BTS2)은 이동국(MS1...MS5)으로부터 무선 메시지를 수신하며, 이동국(MS1...MS5)으로 무선 메시지를 전송하는 것을 담당하며, 이동국(MTS1...MTS5)은 베이스 트랜시버국(BTS1, BTS2)으로부터 무선 메시지를 수신하며 베이스 트랜시버국(BTS1, BTS2)으로 무선 메시지를 전송하는 것을 담당한다. 이를 위해, 기지국은 전송 안테나(SAN) 및 수신 안테나(EAN)를 가지며, 이동국(MS1...MS5)은 안테나 스위치(AU)에 의해 제어될 수 있는 전송 및 수신용 공통 안테나(ANT)를 가진다. 업링크(수신 경로)에서, 베이스 트랜시버국(BTS, BTS2)은 적어도 하나의 이동국(MS1...MS5)으로부터 FDMA/TDMA/CDMA 성분을 가지는 적어도 하나의 무선 메시지(FN)를 수신 안테나(EAN)을 통하여 수신한다. 이동국(MS1...MS5)은 다운 링크(수신 경로)에서 적어도 하나의 베이스 트랜시버국(BTS1, BTS2)으로부터 FDMA/TDMA/CDMA 성분을 가지는 적어도 하나의 무선 메시지(FN)를 공통 안테나(ANT)를 통하여 수신한다. 무선 메시지 FN은 데이터 심볼로 구성된 정보 아이템으로 변조된 광대역 확산 스펙트럼 캐리어 신호로 구성된다.
무선 수신기(FEE)에서, 수신된 캐리어 신호는 후에 샘플링 및 양자화되는 중간 주파수로 필터링 및 다운 믹싱된다. 아날로그/디지털 변환후에, 무선 경로에서 다중 경로에 의해 왜곡된 신호는 이 왜곡을 크게 이퀄라이징(동기화)하는 이퀄라이저(EQL)에 공급된다.
이 후, 채널 추정기(KS)는 무선 메시지(FN)가 전송되는 전송 채널(TRC)의 전송 특성을 추정한다. 채널의 전송 특성은 시간 영역에서의 채널 임펄스 응답에 의해 규정된다. 채널 임펄스 응답을 추정할 수 있도록, 소위 미드앰블의 형태이며 트레이닝 정보 시퀀스로서 디자인된 특별 보충 정보 아이템은 각각 송신단에서 무선 메시지(FN)에 할당된다(이동국(MS1...MS5)에 의해 또는 베이스 트랜시버국(BTS1, BTS2)에 의해).
개별 이동국-특정 신호 성분은 공통 신호에 포함되며, 모든 수신 신호에 공통인 다음의 데이터 검출기(DD)에서 공지된 방식으로 이퀄라이징 및 분리된다. 이퀄라이제이션 및 분리후에, 데이터 심볼은 심볼 대 데이터 변환기(SDW)에서 이진 데이터로 변환된다. 이 후, 원래의 비트 스트림은 개별 시간 슬롯이 정확한 논리 채널에 할당되고 그에 따라서 디멀티플렉서(DMUX)에서 다른 이동국에 할당되기 전에 복조기(DMOD)에서 중간 주파수로부터 획득된다.
획득된 비트 시퀀스는 채널 코덱(KC)의 채널에 의해 디코딩된 채널이다. 채널에 따라, 비트 정보는 제어 및 시그널링 시간슬롯 또는 음성 시간슬롯에 할당되며, 베이스 트랜시버국(도 4)의 경우에, 제어 및 시그널링 데이터와 음성 데이터는 기지국 제어기(BSC)로의 전송을 위해 시그널링 및 음성 코딩/디코딩(음성 코덱)을 담당하는 인터페이스(SS)에 공동으로 전송된다. 한편, 이동국(도 5)의 경우에, 제어 및 시그널링 데이터는 이동국의 완전한 시그널링 및 제어를 담당하는 제어 및 시그널링 유니트(STSE)에 전송되며 음성 데이터는 음성 입력 및 출력을 위해 디자인된 음성 코덱(SPC)에 전송된다.
베이스 트랜시버국(BTS1, BTS2)의 인터페이스(SS)의 음성 코덱에서, 음성 데이터는 소정의 데이터 스트림으로 변환된다(예를 들면, 네트워크의 방향에서는 64-kbit/s 스트림이며 네크워크에서의 방향에서는 13kbit/s 스트림).
베이스 트랜시버국(BTS1, BTS2)의 완전한 제어는 제어 유니트(STE)에서 수행된다.
다운링크(전송 경로)에서, 베이스 트랜시버국(BTS1, BTS2)은 적어도 하나의 이동국(MS1...MS5)으로 FDMA/TDMA/CDMA 성분을 가지는 적어도 하나의 무선 메시지 FN를 전송 안테나(SAN)를 통하여 전송하며, 이동국(MS1...MS5)은 적어도 하나의 베이스 트랜시버국(BTS1, BTS2)으로 FDMA/TDMA/CDMA 성분을 가지는 적어도 하나의 무선 메시지(FN)를 통하여 업링크(전송 경로)에서 공통 안테나(ANT)를 통하여 전송한다.
전송 경로는 채널 코덱(KC)의 제어 및 시그널링 시간슬롯 또는 음성 시간슬롯에 할당된 인터페이스(SS)를 통하여 기지국 제어기(BSC)에 의해 수신된 제어 및 시그널링 데이터와 음성 데이터에 의해 도 4의 베이스 트랜시버국(BTS1, BTS2)에서 시작하며, 상기 시간슬롯은 비트 시퀀스에서 채널별로 코딩된다.
전송 경로는 음성 코덱(SPC)로부터 수신된 음성 데이터와 제어 및 시그널링 유니트(STSE)로부터 수신된 제어 및 시그널링 데이터에 의해 도 5의 이동국(MS1...MS5)에서 시작하며, 상기 시그널링 유니트(STSE)는 채널 코덱(KC)의 제어 및 시그널링 시간슬롯 또는 음성 시간슬롯에 할당되고, 이 시간슬롯들은 비트 시퀀스내에서 채널별로 코딩된다.
기지국(BTS1, BTS2) 및 이동국(MS1...MS5)에서 획득된 비트 시퀀스는 각각 데이터-심볼 변환기(DSW)에서 데이터 심볼로 변환된다. 다음으로 데이터 심볼은 각각 확산기(SPE)의 가입자-연관 코드와 함께 확산된다. 버스트 어셈블러(BZS) 및 멀티플렉서(MUX)로 구성된 버스트 생성기(BG)에서, 미드앰블 형태인 트레이닝 정보 시퀀스는 각각 채널 추정을 위해 버스트 어셈블러(BZS)의 확산 데이터 심볼에 추가되며, 이 방식으로 획득된 버스트 정보는 각각 멀티플렉서(MUX)의 정확한 시간슬롯에 세팅된다. 획득된 버스트는 이 후 변조기(MOD)에서 무선-주파수 변조되며, 이 방식으로 획득된 신호가 각각 무선 메시지(FN)로서 무선 송신기(FSE)를 통하여 전송 안테나(SAN) 또는 공통 안테나(ANT)에서 방사되기 전에 디지털/아날로그 변환된다.
CDMA 기반의 시스템에서, 다중 수신의 문제, 소위 지연 확산은 에코가 존재할 경우 탐색의 신뢰성을 높이기 위해 수신된 신호를 서로 결합함으로써 상기 시스템의 극소 칩 또는 비트 시간 및 큰 밴드폭에도 불구하고 해결될 수 있다. 기본적으로, 채널 특성은 이를 위해 공지되어야 한다. 이들을 결정하기 위해, 모든 가입자에게 공통인 파일롯 시퀀스가 이용되며(도 1 및 2 비교), 메시지 시퀀스에 의한 변조없이 증가된 전송 전력과 함께 독립적으로 추가 방사된다. 이의 수신은 수신기에 얼마나 많은 경로가 동시 수신 상황에 포함되며 어떤 지연 시간이 발생하였는가에 관한 정보를 제공한다.
레이크 수신기에서, 개별 경로를 통하여 입력되는 신호는 개별 수신기에서 획득되며, 레이크 수신기의 "핑거"는 검출되어 에코의 위상 쉬프트 및 지연 시간에 대한 보상 이후에 웨이팅된 추가 섹션에서 추가된다.
특히, 레이크 수신기는 CDMA 성분을 가지는 무선 수신 신호의 디지털 데이터를 복구하기 위해 사용된다. 채널에 의해 왜곡되고 다중경로 전파를 통하여 중첩된 신호는 복구되며, 개별 전파 경로의 심볼 에너지는 누산된다.
레이크 수신기에 대한 이론은 충분하게 설명되어 있다(J.G. Proakis: "Digital Communications"; McGraw-Hill, Inc.; 제 3 판, 1995; 페이지 728에서 739 및 K.D. Kammeyer: "Nachrichtenuebertragung" [Information transmission];B: G. Teubner Stuttgart, 1996; 페이지 658에서 669 비교).
본 발명은 이동 및/또는 고정 트랜시버 사이에서 무선 통신하는 무선 시스템 특히, 제 3 세대 이동 무선 시스템용 레이크 수신기에 관한 것이다.
도 1은 제 1 및 제 2 물리 채널의 프레임 구조를 도시한다.
도 2는 제 1 및 제 2 물리 채널의 프레임 구조를 도시한다.
도 3은 GSM 무선 시나리오를 기초로 두 개의 무선 셀 및 이에 배치된 베이스 트랜시버국을 도시한다.
도 4는 트랜시버로서 구성된 베이스 트랜시버국(BTS1, BTS2)의 기본 구성을 도시한다.
도 5는 트랜시버로서 구성된 이동국(MS1 ... MS5)의 기본 구성을 도시한다.
도 6은 파이프라인 구조를 가지는 레이크 수신기를 도시한다.
본 발명의 목적은 이동 및/또는 고정 트랜시버 사이에서 무선 통신하는 무선 통신 시스템용 특히, 제 3 세대 이동 무선 시스템용 레이크 수신기를 설명하는 것이며, 공지된 레이크 수신기와 비교하여 적은 수의 기능 블록 및/또는 논리 게이트를 가능하게 한다.
상기의 목적은 청구항 제 1 항의 특징부에 의해 달성된다.
본 발명은 다수의 파이프라인 단계(파이프라인 구조)를 포함하는 파이프라인 구조가 구현되고, 개별 신호 처리 단계 또는 계산 단계가 파이프라인에서 처리된다. 그 결과, 청구항 제 3 항을 따라 사용된 하드웨어 회로가 시간-분할 멀티플렉서에서 사용될 수 있다.
청구항 제 2 항에 따라, 세 개의 파이프라인 단계를 사용하는 것은 유리하다. 청구항 제 3 항에 따라, 만일 세 개의 파이프라인 단계에서 다른 처리 속도로 인해 파이프라인 단계에서의 어떠한 직접적인 파이프라이닝도 가능하지 않다면 두 개의 레지스터에 의해 파이프라인 단계에서의 처리를 버퍼링하는 것은 유리하다.
제 1 파이프라인 단계에서, 데이터 -예를 들어, 오버샘플링의 경우 칩 또는 서브칩-는 메모리, 예를 들어 듀얼-포트 RAM(DP-RAM)으로부터 판독된다. 정확한 위상에서 개별 신호 경로의 심볼을 중첩(코드 결합)하기 위해, 해당 경로 지연이 고려되어야 한다. 어드레스가 또한 제 1 단계에서 계산된다. 지연 시간은 오프셋의 형태로 현재의 어드레스에서 계산된다. 예를 들어, "L"개의 오프셋이 있으면, "L"은 레이크 수신기의 핑거수와 일치하며, 다른 오프셋이 각각의 클록 시간에 요구된다. 그러므로 메모리는 매 클록 시간마다 액세스된다.
게다가 적어도 하나의 코드 생성기에 의해 생성된 코드, 디스크램블링에 요구되는 스크램블링 코드 및/또는 확산 코드는 제 1 파이프라인 단계에서 듀얼-포트 RAM의 현재 값에 의해 곱해진다. 이 연산은 복소 스크램블링 코드의 경우에 있어 두 개의 추가적인 가산 및 신호 연산만을 포함하기 때문에 상대적으로 단순하다.
또한 소프트 핸드오버는 제 1 파이프라인 단계에서 취급된다. 소프트 핸드오버의 경우, 레이크 수신기는 예를 들어 베이스 트랜시버국의 서로 다른 스크램블링 및 확산 코드와 함께 전송되는 신호를 수신한다. 최대 가능수의 레이크 핑거는 수신 품질에 따라 베이스 트랜시버국간에 공유되어야 한다. 이러한 이유로, 코드 생성기는 레이크 핑거에 따라 스위칭된다. 스위칭을 수행하는 멀티플렉서는 최대 L*W MHz에서 동작한다. 베이스 트랜시버국의 수를 증가시키기 위해, 다른 코드 생성기가 추가될 수 있다.
제 2 파이프라인 단계에서, 각각의 값은 가중치에 의해 곱해진다. 상기의 가중치는 각각의 핑거에 따라 다르며, 매 클록 주기에 따라 변화한다. 특히, "L" 단계 후에 반복된다. 보간의 경우, 델타 값은 가중치를 형성하기 위해 누산된다.
끝으로, 제 3 파이프라인 단계에서, 개별 레이크 핑거의 칩 에너지는 심볼 에너지(Usymb)를 형성하기 위해 누산된다.
; SF = 확산 인자, L = 레이크 핑거수.
레이크 파이프라인 구조의 이점 및 특성
1. 레이크 파이프라인 구조의 시간-분할 멀티플렉싱
공지된 구조에서, 레이크 수신기의 각 핑거는 개별적으로 수행되며, 칩들은 심볼을 형성하기 위해 누산되고, 끝으로 모든 핑거에 대한 합이 형성된다. "L"개의 핑거의 경우, 이는 다음과 같은 하드웨어 요구조건을 요구한다.
●L+1개의 가산기 및
●2*L개의 곱셈기(복소곱)
만일 레이크 핑거 신호 처리 체인이 하나의 파이프라인으로서 셋업된다면, 단일 파이프라인형 레이크 핑거는 시분할 멀티플렉싱의 완전한 레이크 수신기를 에뮬레이션할 수 있다. 이는 이용가능 기술의 핑거수 및 최대 클록율에 의해서만 제한된다. 이는 복잡도를 다음과 같이 줄인다.
●1개의 가산기
●2개의 곱셈기 및
●b+2*m개의 추가 레지스터
"b"는 소프트 핸드오버에 포함된 베이스 트랜시버국의 최대 수이며 "m"은 빠른-늦은 트래킹을 위해 보정되는 핑거수이다.
2. 듀얼-포트 RAM 액세스에 의한 코드 결합
정확한 위상으로 개별 신호 경로의 심볼을 중첩(코드 결합)할 수 있도록, 해당 경로 지연이 고려되어야 한다. 해결책을 위한 여러 공지된 접근 방식은 상기 목적을 위한 상대적으로 정교한 멀티플렉서 로직과 쉬프트 레지스터를 이용한다.
해결책을 위한 제안된 접근방식에서는 간단한 듀얼-포트 RAM(DP-RAM)이 사용된다. 코드 결합은 서로 다른 전파 경로사이에서의 지연에 해당하는 어드레스 오프셋을 선택적으로 사용하여 수행된다.
듀얼-포트 RAM대신, DP-RAM을 에뮬레이션하는 SRAM, SDRAM 또는 SSRAM이 사용될 수 있다.
3. 가중치 보간
복소 공액 계수(가중치)를 계산하기 위한 채널 추정수를 감소시키기 위해 또는 상기의 추정 이상 값의 작은 시간 편차를 획득하기 위해, 보간에 의해 두 개의 추정 사이의 계수를 결정할 수 있다. 채널 추정시의 이와 같은 단순함을 파이프라인 구조에 쉽게 통합할 수 있다.
4. 레이크 핑거의 빠른-늦은 트래킹
용인될 수 있는 비트 에러율에 대한 전제조건은 가능한 정확하게 레이크 핑거를 위치시키는 것이다. 개별 레이크 핑거의 위치는 정교한 정합 필터에 의해 결정된다. 채널의 길이, 핑거의 위치설정상 요구되는 정확도 및 수행된 계산시의 주파수는 정합 필터에 대한 비용을 결정한다. 큰 시간 간격에서 수행된 핑거 위치 에 대한 보다 부정확한 초기 결정은 정합 필터에 대한 비용의 상당한 감소를 가져온다. 생성된 저하를 막기 위해, 소위 빠른/늦은 트래킹이 사용된다. 빠른 핑거는 레이크 핑거(주요 핑거)가 위치설정되기 이전에 위치설정된 1/2 칩이며, 늦은 핑거는 레이크 핑거(주요 핑거)가 위치설정된 후에 위치설정된 1/2 칩이다. 빠른 그리고 늦은 핑거의 에너지는 레이크 수신기의 마지막 단계에서 계산되며, 이는 복잡하지 않다. 만일 2 핑거의 에너지가 거의 0과 같다면, 즉 거의 동일하게 낮은 에너지를 가진다면 - 둘러싸인 주요 핑거는 거의 최적의 위치를 가진다. 만일 트래킹 핑거의 에너지가 대략적으로 0과 같지 않거나 0이 아니라면, 재위치설정이 W/n 간격에서 수행되며, 여기에서 "W"는 칩 주파수이고 "n"은 오버샘플링율이다.
5. 소프트 핸드오버
소프트 핸드오버에서, 레이크 수신기는 다수의 베이스 트랜시버국으로부터의 서로 다른 스크램블링/확산 코드와 함께 전송된 신호를 수신한다. 레이크 핑거의 최대 수는 수신 품질에 따라 베이스 트랜시버국간에 공유되어야 한다. 이는 레이크 핑거에 의존하는 코드 생성기의 스위칭을 필요로 한다. 스위칭을 수행하는 멀티플렉서는 최대 L*W MHz로 동작하며, 빠른/늦은 핑거를 고려한다.
소프트 핸드오버동안, 관련된 베이스 트랜시버국은 동일한 사용자 데이터를 이동국에 전송한다. 이동국의 전송 전력을 제어하기 위해, 이동국은 추가적으로 정보 아이템, 소위 TPC(전송 전력 제어, 도 1 및 2 비교) 비트를 수신하며, 상기 비트는 전송 전력이 증가되는지 감소되는지를 나타낸다. 이를 위해, 서로 다른 베이스 트랜시버국-의존 TPC 비트가 디코딩되어야 한다. 이를 위해 처리 파이프라인의 마지막 부분은 수신된 베이스 트랜시버국에 따라 분리된 TPC 비트를 나타내는 심볼을 누산한다.
6. 워드폭, 클록율 및 병렬 처리에 대한 구조의 유연성
통신 링크의 요구 품질(예를 들어, 비트 에러율) 및 적용 분야(데이터, 음성등)에 따라, 서로 다른 수의 레이크 핑거 및 워드폭은 신호 처리 경로에서 요구된다. 제안된 구조는 단순한 적용을 가능하게 한다. 큰 워드폭은 개별 처리 유니트의 낮은 클록율을 요구하며, 나머지 기술은 동일하다. 레이크 파이프라인 구조의 처리 전력은 크게 증가된 회로 복잡도없이 병렬 처리 브랜치를 삽입함으로써 증가될 수 있다. 이는 높은 클록율을 제공한다.
그러나 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 레이크 수신기의 수행시에, 소프트웨어 및 하드웨어에서 적당하게 맵핑하여 그 복잡도를 감소시키거나 또는 사용된 기능 블록수에 대하여 절약할 수 있으며, 파라미터화 - 예를 들어 레이크 핑거수에서의 큰 유연성을 획득할 수 있다.
또한, 칩 디자인(예를 들어, ASIC, FPGA)의 분야에서 고속 기술의 이용가능성은 하드웨어의 필수부분이 시분할 멀티플렉싱에 사용될 수 있게 하며, 따라서 논리 게이트의 필요한 수를 감소시킨다.
본 발명의 전형적인 실시예는 도 6을 참조로 설명된다.
도 6은 레이크 수신기의 파이프라인 구조를 블럭도로 도시한다.도 6은 L=8인 핑거, 두 개의 베이스 트랜시버국을 포함하는 소프트 핸드오버 및 빠른/늦은 트래킹을 위한 세 개의 파이프라인 단계, 즉 제 1 파이프라인 단계(PLS1), 제 2 파이프라인 단계(PLS2) 및 L=8 핑거를 위한 제 3 파이프라인 단계(PLS3)로 구성된다. 도시된 파이프라인 구조는 하나의 핑거에 대하여 디자인되어 있지만, 모든 핑거가 연속적으로 트래킹될 수 있다. 클록율은 레이크 수신기에 따라 규정되며, 따라서 4096 MChip의 칩 주파수의 배수이다. 신호 처리 체인내에서 규정된 워드폭은 UMTS 표준화를 위한 경계 조건으로부터 유도된다(SMG2 UMTS Physical Layer Expert Group: "UTRA Physical Layer Description FDD Parts" vers. 0.4, 1998-06-25).
원칙적으로, 기술된 구조는 소프트 핸드오버 및 빠른/늦은 트래킹을 위한 2*L 핑거의 경우에 있어서, 임의의 핑거수 "L" 및 "b"개의 가능한 베이스 트랜시버국에 대해 서로 다른 칩 주파수 "W"로 확장될 수 있다. 유사하게, 이 구조는 신호 처리 경로에서 이용된 워드폭의 선택에 대하여 유연하다.
수신된 신호 r(t)은 4096*n MHz의 주파수로 듀얼-포트 RAM(DP-RAM) DPR에 기록된다(n은 오버샘플링율). 듀얼-포트 RAM DPR에 입력 데이터(칩)를 저장하기 위한 어드레스는 제 1 어드레스 카운터(AZ1)에 의해 생성된다.
듀얼-포트 RAM DPR로부터 수신된 칩을 판독하기 위해, 어드레스(8*4096 MHz 클록)는 프리-러닝 제 2 어드레스 카운터(AZ2)와 레이크 핑거를 따르는 오프셋의 합산으로 계산된다. 이 오프셋은 오프셋 레지스터에 위치한다. 빠른/늦은 트래킹을 수행하기 위해, 두 개의 오프셋 레지스터가 빠른 그리고 늦은 핑거를 위치설정하는데 사용될 수 있다. 심볼을 복구하기 위해, 판독된 데이터는 적어도 하나의 코드 생성기 - 도 6의 두 개의 코드 생성기(CG1, CG2)에 의해 발생된 확산 코드 - 및/또는 디스크램블링에 필요한 스크램블링 코드에 의해 제 1 곱셈기(MUL1)에서 곱해진다. 단순한 코드의 경우에 이것은 신호 연산이지만, 복잡한 코드에서는 추가의 합산이 추가된다.
소프트 핸드오버의 경우, 레이크 수신기는 두 개의 베이스 트랜시버국, 즉 베이스 트랜시버국 1 및 베이스 트랜시버국 2로부터 서로 다른 스크램블링/확산 코드와 함께 전송된 신호를 수신한다. 최대 가능수의 레이크 핑거는 수신 품질에 따라 베이스 트랜시버국간에 공유되어야 한다. 스크램블링/확산 코드는 코드 결합/소프트 핸드오버 회로(CCSHS)에서 선택된다. 이는 레이크 핑거에 따라 코드 생성기(CG1, CG2)가 스위칭될 필요가 있는 이유이다. 스위칭을 수행하는 멀티플렉서(MUX)는 이 경우 최대 8*4096 MHz로 동작한다. 또한, 해당 경로 지연이 상기 회로(CCSHS)에서 정확한 위상으로 개별 신호 경로의 심볼을 중첩(코드 결합)할 수 있도록 고려되어야 한다.
전송에 필요한 채널은 신호를 왜곡시킨다. 제 2 파이프라인 단계(PLS2)에서, 채널 추정자는 수신된 파일롯 시퀀스로부터의 왜곡을 수정하는데 필요한 복소 공액 채널 계수(가중치)를 계산한다. 그러므로 수신기는 제 2 곱셈기(MUL2)에서 개별 레이크 핑거의 복구된 심볼에 그 가중치 Ci*를 곱한다. 상기의 가중치는 링 메모리에 저장된다.
계산적으로 집중되는 처리로 인한 채널에 대한 잦은 추정을 피하기 위해, 그리고 이상 값으로부터의 계수의 작은 시간 편차를 달성하기 위해, 가중치가 보간 수단(IPM)의 두 개 추정 사이에서 보간된다. 이는 델타 값의 연속적인 합산을 초래한다.
마지막 파이프라인 단계, 즉 제 3 파이프라인 단계(PLS3)에서, 심볼에 속하는 레벨과 개별 핑거의 칩 에너지는 하나의 심볼의 주기에 대해 연속적으로 누산기(AK)에서 누산된다. TPC(전송 전력 제어) 비트를 나타내는 심볼은 수신된 베이스 트랜시버국에 의해 분리되어 누산되어야 한다. 각각의 심볼 이후에, 누산기(AK)가 리셋되어야 한다.
빠른/늦은 트래킹을 위해, 두 개의 분리된 누산기 레지스터(AKR)는 각각의 빠른/늦은 핑거에 추가로 제공되어야 한다.
각각의 타임 슬롯에서, 오프플로우 검출기(UD)는 생성된 비트 오버플로우를 저장하며, 새로운 시간슬롯의 시작부에서 이를 제거한다.
만일 오버플로우가 발생한다면, AGC 제어 ACGR은 입력 이득이 감소되었음을 알려야 한다.
심볼()의 추정값은 레이크 수신기의 출력부에 제공된다.
다음의 설명은 수신된 심볼의 추정값()의 일반적인 계산을 나타낸다.
여기에서 r(t)은 수신된 신호이며,는 가중값이며, q(t)는 확산/스크램블링 코드이다. "L"은 레이크 핑거수를 나타내며, "1/W"는 한 개 칩의 지속시간이다.
세 개의 파이프라인 단계(PLS1...PLS3)를 가지는 파이프라인 구조에서, 두 개의 레지스터(RG1, RG2)는 파이프라인 단계의 서로 다른 처리 속도로 인해 어떠한 직접 파이프라이닝도 가능하지 않기 때문에 데이터 버퍼링을 위한 파이프라인 단계들 사이에서 접속된다.

Claims (9)

  1. 3세대 무선 이동 시스템을 포함하는 이동 및/고정 트랜시버 사이에서 무선 통신하는 무선통신 시스템용 레이크 수신기로서,
    개별 신호 처리 단계 또는 계산 단계가 파이프라인에서 처리되는 다수의 파이프라인 단계(PLS1 ... PLS3)를 포함하는 파이프라인 구조를 포함하며,
    상기 파이프라인 단계들 사이에 데이터 버퍼링을 위한 레지스터(RG1, RG2)를 포함하며,
    제 1 파이프라인 단계(PLS1)에서 시분할 멀티플렉싱을 위해 사용되는 듀얼-포트 RAM(DPR), 누산기(AK) 및 누산기-레지스터(AKR)를 포함하며,
    상기 듀얼-포트 RAM으로부터 수신된 칩의 판독을 위해 프리-러닝 어드레스의 값을 레이크-핑거 의존 오프셋에 합산함으로써 어드레스가 계산되는 레이크 수신기.
  2. 제 1 항에 있어서, 세 개의 파이프라인 단계(PLS1 ... PLS3)가 존재하는 것을 특징으로 하는 레이크 수신기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 파이프라인 단계(PLS1)에서 소프트 핸드오버를 지원하는 코드 조합/소프트-핸드오버-회로(CCSHS)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이크 수신기.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 파이프라인 단계(PLS1)에서 코드 결합을 제공하는 제 2 하드웨어인 코드 조합/소프트-핸드오버-회로(CCSHS)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이크 수신기.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 2 파이프라인 단계(PLS2)에서는 두 개의 채널 추정들 사이에서 보간에 의해 복소 공액 계수를 결정할 수 있는 보간 수단(IPM)을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이크 수신기.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 파이프라인 구조는 병렬 처리 브랜치를 삽입함으로써 워드폭 및 클록율에 유연하게 적용될 수 있는 것을 특징으로 하는 레이크 수신기.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 3 파이프라인 단계(PLS 3)에서 레이크 핑거의 저비용 빠른/늦은 트래킹을 제공하는 누산기(AK) 및 누산기-레지스터(AKR)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이크 수신기.
  8. 삭제
  9. 삭제
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6771693B2 (en) * 2001-12-27 2004-08-03 Interdigital Technology Corporation Enhanced rake structure
FR2845217B1 (fr) * 2002-09-27 2004-12-17 St Microelectronics Sa Procede de traitement d'un signal incident au sein d'un recepteur "rake" a plusieurs doigts, et recepteur "rake" correspondant
DE10316800B4 (de) * 2003-04-11 2005-07-07 Infineon Technologies Ag Verlustleistungsoptimierte Funkempfänger-Architektur
US7957453B2 (en) * 2008-03-20 2011-06-07 Raytheon Company Method for operating a rake receiver

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5303261A (en) * 1991-11-29 1994-04-12 General Electric Company High-throughput pipelined communication channel for interruptible data transmission
US5710768A (en) 1994-09-30 1998-01-20 Qualcomm Incorporated Method of searching for a bursty signal
US5654979A (en) 1995-01-13 1997-08-05 Qualcomm Incorporated Cell site demodulation architecture for a spread spectrum multiple access communication systems
GB2300545B (en) 1995-05-03 1999-10-27 Motorola Ltd A method for processing signals
US6011787A (en) * 1996-03-21 2000-01-04 Ntt Mobile Communications Network Inc. CDMA mobile communication scheme with effective use of sector configuration
US6064649A (en) * 1997-01-31 2000-05-16 Nec Usa, Inc. Network interface card for wireless asynchronous transfer mode networks
US6470000B1 (en) * 1998-10-14 2002-10-22 Agere Systems Guardian Corp. Shared correlator system and method for direct-sequence CDMA demodulation

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