KR100431418B1 - 무선 통신 시스템 - Google Patents

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Abstract

무선 통신 시스템들
제 3 세대 제너럴 파트너쉽 프로그램 무선 통신 시스템 또는 유니버셜 이동 전화 시스템은 광대역 코드 분할 다중 엑세스 시스템을 사용한다.
다른 소스들로 부터의 다양한 입력 신호들 내의 코드들은 코드 정합 필터를 사용하는 교차 상관에 의해 식별된다. 멀티플렉서는 입력 신호들 내의 코드들의 칩 레이트의 P배로 각각의 P개의 소스들로 부터의 신호들을 샘플링한다. 이 멀티플렉서는 수신된 신호들을 시간 멀티플렉싱하고 이들을 각각이 P개의 소자들을 갖는 N개의 스테이지들을 구성하는 단일 지연 라인에 공급한다. 그러므로, 각각의 스테이지는 각각의 P개의 소스들로부터의 한 샘플을 저장할 것이다.
각각의 스테이지 내의 선택된 소자는, 차례로 각각의 입력 신호에 대해 교차-상관이 설정되게 하기 위해 코드 정합 필터 도트-프로덕트 가산기 체인의 대응하는 입력을 공급하는 출력을 가진다.

Description

무선 통신 시스템{Radio communication systems}
(기술 분야)
본 발명은 제 3 세대 제너럴 파트너쉽 프로그램 표준(3GPP)을 이용하거나, 코드 분할 다중 엑세스 시스템들(WCDMA)을 사용하여 동작하는 무선 통신 시스템들에 관한 것이다.
(종래기술의 설명)
도 1에 도시된 바와 같이, 이동 전화 시스템들은 일련의 베이스 스테이션들 내에 배치되며 각 베이스 스테이션(2)은 그가 동작하는 구역 내에서 복수의 이동 전화들(4)과 통신한다. 각 베이스 스테이션은 자신의 구역 내의 각 이동 스테이션으로 신호들을 전송하고 각 이동 스테이션으로부터 신호들을 수신하기 위한 안테나의 배열을 사용한다.
각 구역은 3개의 섹션들(A, B 및 C)로 세분될 수 있으며 각각은 베이스 스테이션 주위로 120° 범위를 갖고 한쌍의 이격된 안테나(6,8,10,12,14 및 16)가 각 섹터 내에서 동작한다. 일반적으로, 한 섹터(C) 내의 각 이동 스테이션(4)은 가장 인접한 섹터(A) 내의 두 안테나(10,12)에 신호들을 전송할 뿐만 아니라 자신의 섹터 내의 두 안테나(6,8)에도 신호들을 전송할 것이다. 4개의 전송들 각각은 다른 경로 및 십중팔구 다른 전파 시간을 가질 것이다.
WCDMA 시스템들로, 베이스 스테이션(2)은 각 이동 스테이션(4)이 상기 이동 스테이션에 유일한 캐리어 코드를 전송하도록 하고, 베이스 스테이션이 상기 코드를 저장하기 때문에, 베이스 스테이션은 수신된 캐리어 코드와 저장된 코드를 상관시켜 4개의 다른 안테나(6,8,10 및 12)에 의해 수신된 동일한 이동 스테이션으로 부터의 4개의 신호들 각각에 의해 겪는 지연을 결정할 수 있다. 이것은 더 강력한 합성 신호를 생성하기 위해 4개의 신호들이 결합될 수 있도록 한다.
교차 상관(cross correlation)이 코드 정합 필터(code matched filter)에 의해 수행된다. 코드 정합 필터들은 많은 양의 하드웨어 자원을 요구하므로, 일반적인 접근은 동일한 코드 정합 필터 하드웨어를 사용하여 이것이 모든 4개의 대체 안테나 소스들의 검색들을 수행할 수 있도록 하는 것이다. 도 2는 코드 정합 필터의 한 실시예를 도시한다.
도시된 바와 같이, 관련된 4개의 안테나(6 내지 12)로 부터의 4개의 입력 신호들(S#1,S#2,S#3 및 S#4)이 멀티플렉싱 시스템(18)의 4개의 분리된 입력들 중 각각의 입력들에 공급된다. 멀티플렉서(18)는 4개의 출력들을 갖고 이 4개의 출력들은 4개의 지연 라인들(20,22,24 및 26)의 개별적인 입력들에 연결된다. 각 지연 라인은 N개의 스테이지들로 구성되고 이 스테이지들의 각 스테이지는 텝된 쉬프트 레지스터의 형식일 수 있다. 멀티플렉서에 의해 수신되는 각각의 신호(S#1 내지 S#4)는 서로서로들 상에 중첩되는 일련의 코드들로 구성된 복합 신호이다. 각 코드는 다른 이동 스테이션에 의해 생성되며, 그래서 상기 이동 스테이션에 의해 전송된 데이터를 축출하기 위해 베이스 스테이션은 먼저 상기 코드와 상관시켜 코드를 검색해야 한다. 코드들은 일련의 소위 동일 지속 기간의 칩들로 구성된다. 동작에서, 멀티플렉서(18)는 신호(#1)를 샘플링하고 제 1 샘플을 지연 라인(20)의 제 1 스테이지(20A)에 삽입한다. 멀티플렉서(18)는 신호(#2)를 샘플링하고 제 1 샘플을 제 2 지연 라인(22)의 제 1 스테이지(22A)에 삽입한다. 그후, 멀티플렉서(18)는 신호(#3)의 제 1 샘플을 샘플링하고 이것을 제 3 지연 라인(24)의 제 1 스테이지(24A)에 삽입한다. 그후, 멀티플렉서(18)는 제 1 샘플 신호(#4)를 샘플링하고 이것을 제 4 지연 라인(26)의 제 1 스테이지(26A)에 삽입한다. 그후, 이 사이클이 4개의 신호들(#1 내지 #4)의 제 2 및 연속적인 샘플들에 대해 각 라인의 각 스테이지가 채워질 때까지 반복된다. 4개의 제 1 스테이지(20A 내지 26A)들은 멀티플렉서(28A)에 의해 서비스되고 각 연속적인 4개의 스테이지들은 개별적인 멀티플렉서(28A 내지 28N)에 의해 서비스며, 여기서 N은 포함된 스테이지들의 수이다. 멀티플렉서들(28A 내지 28N)은 제 1 신호(#1)의 모든 샘플들을 동시에 같이 샘플링하고, 다음으로 제 2 신호(#2)의 모든 샘플들을 동시에 같이 샘플링하고, 다음으로 제 3 신호(#3)의 모든 샘플들을 동시에 같이 샘플링하고, 다음으로 제 4 신호(#4)의 모든 샘플들을 동시에 같이 샘플링하기 위해 동작하고, 여기서 이 사이클은 샘플링 레이트로 반복된다.
멀티플렉서들(28A 내지 28N)의 출력들은 디코드될 필요가 있는 신호의 코드와 상관 동작을 수행하는 코드 정합 필터(CMF) 도트-프로덕트 가산기 체인에 동시에 공급된다. 그후, 상기 샘플들은 새로운 샘플이 4개의 제 1 스테이지들(20A 내지 26A)에 들어가면서 각 라인을 따라 쉬프트되고 4개의 마지막 스테이지들(20N 내지 26N) 내의 샘플들은 버려진다. 상관이 성취될 때까지 상관 동작이 샘플링 레이트와 동일한 간격들로 반복되며, 이 시점에서 각각의 1개의 신호들(S#1 내지 S#4) 내의 코드의 타이밍이 설정될 수 있고 디멀티플렉서(32)에서의 디멀티플렉싱 후에 적절한 프로세싱이, 선택된 이동 스테이션(4)에 기인하는 4개의 신호들(S#1 내지 S#4)로부터의 데이터를 축출하고 부가적으로 결합하도록 작동할 수 있다.
알 수 있는 바와 같이, 이 시스템의 구현은 4개의 지연 라인들, 다른 지연 라인들의 다른 스테이지들에 상호 연결들을 갖는 각각의 N개의 스테이지들 및 N개의 멀티플렉서들을 요구한다. 이것은 상당한 양의 하드웨어를 나타낸다.
본 발명의 목적은 향상된 무선 통신 시스템을 제공하는 것이다.
도 1은 베이스 스테이션 셀 내의 이동 스테이션의 개략도.
도 2는 이전에 제안된 코드 정합 필터의 블록도.
도 3은 본 발명을 구현하는 코드 정합 필터의 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
2 : 베이스 스테이션 4 : 이동 전화
6 : 안테나 20 : 지연 라인
(발명의 간단한 설명)
본 발명에 따라, 무선 통신 시스템이 제공되며, 상기 무선 통신 시스템은,
광대역 코드 분할 다중 엑세스 멀티플렉싱 기술을 사용하여 서로 통신하기 위해 배치되는 베이스 스테이션과 복수의 이동 스테이션들을 포함하고, 상기 베이스 스테이션은 공지된 샘플링 레이트로 동작하고 각 이동 스테이션으로부터 시간 변위된 신호를 수신하도록 각각 배치되는 복수의 P개의 분리 안테나들을 가지며,
상기 샘플링 레이트의 P배의 레이트로 상기 안테나의 출력들을 멀티플렉싱하여 각각의 상기 P개의 안테나의 출력으로부터 취해진 제 1 샘플이 P개의 제 1 샘플들의 연속으로 발생하고 그다음 P개의 제 2 샘플들 등으로 후속 샘플들로 진행하여 발생하게 하기 위한 멀티플렉싱 시스템과,
각각의 P 번째 소자가 텝된 출력을 가지면서 상기 멀티플렉서 시스템의 상기 출력에 연결된 P x N 직렬 연결된 소자들을 갖는 텝된 지연 라인과,
상기 지연 라인의 N개의 출력들에 연결되고 국부적으로 발생된 코드 신호와 상기 텝된 지연 라인으로 부터의 출력들을 교차 상관하도록 동작하는 N 입력 상관 수단을 포함한다.
(최선 실시예의 설명)
본 발명을 구현하는 무선 통신 시스템이 첨부된 도식적인 도면들을 참고로 예시적인 방법으로 설명될 것이다.
본 발명을 구현하는 코드 정합 필터가 도 3에 도시된다.
도시된 바와 같이, 4개의 입력 신호들(S#1 내지 S#4)이 멀티플렉서(18)의 속도의 4배 즉, 칩 레이트의 4배로 동작하는 멀티플렉서(40)의 4개의 입력들 중 개별적인 입력들에 공급된다. 이 4개의 입력들은 N개의 스테이지들(42A 내지 42N)을 갖는 단일 지연 라인(42)의 입력을 공급하는 신호 출력으로 멀티플렉싱된다.
각 스테이지(42A)는 4개의 소자 레지스터를 포함하고 각각의 스테이지의 마지막 소자는 코드 정합 필터 도트-프로덕트 가산기 체인의 개별적인 입력에 출력을 공급한다.
지연 라인(42)이 채워짐에 따라, 각각의 레지스터 내의 마지막 소자가 차례로 4개의 신호들(S#1 내지 S#4) 각각의 모든 칩들을 연속적으로 포함할 것으로 이해될 것이다.
따라서, 이미 제안된 시스템의 체인(30)의 주파수의 4배로 CMF 도트-프로덕트 가산기 체인(44)을 동작시켜, CMF 도트-프로덕트 가산기 체인(44)이 실질적으로 입력 멀티플렉서(40)에 의해 시간 멀티플렉싱되는 입력 샘플들과 동일한 순서로 시간 멀티플렉싱된다.
CMF 도트-프로덕트 가산기 체인은 고려되는 이동 스테이션을 식별하는 코드에 의해 결정되는 계수로 각각의 입력에 도달하는 신호를 승산하기 위한 승산기(도시하지 않음)를 포함한다. 합산 수단(도시하지 않음)은 각각의 입력에 대한 결과 프로덕트들(resultant products)을 합산하고, 임계 장치(도시하지 않음)는 프로덕트의 합을 모니터링하고 상기 프로덕트의 합이 미리 정해진 임계값을 초과할 때 상관이 성취되는 것을 나타내는 신호를 생성한다.
이러한 장치로, 상당한 지연 라인 멀티플렉싱 회로들이 더 이상 필요하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 이것은 하드웨어 자원을 절약하고 이것이 아니라면 지연들을 프로세싱 체인 내에 도입하게 했을 디지털 로직의 계층을 제거한다.
검색 프로세스에 부가하여, 이 장치는 WCDMA 수신기 내의 다른 수신기 유닛에 이익이 될 것이다. 특히, 3GPP 표준은 위에서 설명한 시간-분할 방법으로 멀티플렉싱되는 신호들을 사용하는 랜덤-엑세스 채널을 포함한다. 이와 동일한 접근이 3GPP 표준에서의 랜덤 엑세스 채널 수신기/검출기의 설계를 실현하기 위해 요구되는 하드웨어를 상당히 감소하기 위해 적용될 수 있다.
본원의 명세서에서 앞서 설명한 바와 도면들에 도시된 바와 같은 소자들의 장치와 이들의 조합에 의해 많은 변화들이 만들어질 수 있으므로, 변화들은 다음의 청구항들에서 정의되는 실시예와 본발명의 범위 및 정신에서 벗어나지 않고서 설명된 실시예에서 만들어 질 수 있다는 것을 이해 할 수 있을 것이다.

Claims (3)

  1. 무선 통신 시스템에 있어서,
    광대역 코드 분할 다중 엑세스 멀티플렉싱 기술을 사용하여 서로 통신하기 위해 배치되는 베이스 스테이션과 복수의 이동 스테이션들을 포함하고, 상기 베이스 스테이션은 공지된 샘플링 레이트로 동작하고 각 이동 스테이션으로부터 시간 변위된 신호를 수신하기 위해 각각 배치되는 복수의 P개의 분리 안테나들을 가지고,
    상기 샘플링 레이트의 P배의 레이트로 상기 안테나의 출력들을 멀티플렉싱하여 각각의 상기 P개의 안테나의 출력으로부터 취해진 제 1 샘플이 P개의 제 1 샘플들의 연속으로 발생하고 그다음 P개의 제 2 샘플들 등으로 후속 샘플들로 진행하여 발생하게 하기 위한 멀티플렉싱 시스템과,
    각각의 P 번째 소자가 텝된 출력을 갖는 상기 멀티플렉서 시스템의 출력에 연결된 P x N 직렬 연결된 소자들을 갖는 텝된 지연 라인과,
    상기 지연 라인의 N개의 출력들에 연결되고 국부적으로 발생된 코드 신호와 상기 텝된 지연 라인으로 부터의 출력들을 교차 상관하도록 동작하는 N 입력 상관 수단을 포함하는 무선 통신 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상관 수단은, 상기 국부적으로 생성된 코드에 의해 결정되는 계수와 각각의 입력에 도달하는 신호를 승산하기 위한 승산수단과, 각각의 상기 입력들에 대한 결과 프로덕트들을 합산하는 합산 수단과, 상관의 표시를 제공하기 위해 각각의 합이 미리 정해진 임계값을 초과할 때를 모니터링하기 위한 임계 수단을 포함하는 무선 통신 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 P는 4로서, 4개의 안테나 중 2개는 상기 베이스 스테이션에 의해 할당된 하나의 120°세그먼트 내에서 동작하고 나머지 2개의 안테나는 상기 베이스 스테이션에 의해 할당된 인접한 120°세그먼트 내에서 동작하는 무선 통신 시스템.
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