KR100452790B1 - 무선 통신 시스템에서 적응성 어레이 가중치들을 추정하기위한 개선된 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 적응성 어레이 가중치들을 추정하기위한 개선된 방법 Download PDF

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Abstract

전송기(300)는 적응성 어레이 안테나(302)내의 안테나 엘리먼트들(1...n)에 결합된 복수의 엘리먼트 통신 신호들을 생성하기 위해 통신 신호(TCH1)의 이득과 위상을 수정하기 위해 적응성 어레이 가중치들을 사용한다. 상기 통신 신호는 적응성 어레이 안테나(302)내의 엘리먼트 중 하나에 결합된 엘리먼트 파일롯 신호(P1...Pn)와 함께 전송된다. 수신기에서, 통신 신호가 수신되고, 엘리먼트 파일롯 신호가 수신된다. 그후, 수신된 통신 신호의 특성들에 대한 수신된 엘리먼트 파일롯 신호(P1...Pn)의 특성들의 비교에 응답하여 전송기(300)에서 사용된 적응성 어레이 가중치들이 추정된다.

Description

무선 통신 시스템에서 적응성 어레이 가중치들을 추정하기 위한 개선된 방법{An improved method for estimating adaptive array weights in a wireless communication system}
무선 통신 시스템들을 설계하는데 있어서의 빈번한 목적은 통신 시스템에 의해 동시에 지원 받을 수 있는 사용자들의 수를 증가시키는 것이다. 이는 시스템 용량 증가에 관련될 수 있다.
코드 분할 다중 접속(CDMA) 무선 통신 시스템들에서, 베이스 트랜시버에서 적응성 어레이 안테나들을 사용하는 것이 시스템 용량 증가 방법으로서 제안되어 왔다. 적응성 어레이 안테나는 개별 엘리먼트들에 대한 필드들이 조합되어 소정 방향으로 보다 큰 강도를 가지는 필드를 생성하고, 나머지 방향들로는 보다 작은 강도를 가지는 필드를 생성하도록 하는 치수, 간격, 방위 및 일루미네이션 시퀀스들(illumination sequences)을 가지는 둘 이상의 방사 엘리먼트들을 포함한다. 적응성 어레이 안테나는 이 필드 패턴 또는 방사 패턴(복수의 빔들 또는 로브들을 포함할 수 있음)이 선택된 사용자를 위해 의도된 신호들이 선택된 사용자에 대한 전파 경로의 방향을 가리키는(pointed) 보다 높은 이득의 안테나 로브들 내에 있는 반면, 안테나 패턴내의 널들(nulls)은 나머지 선택되지 않은 사용자들을 향할 수 있도록 구성될 수 있다. 따라서, 선택된 사용자를 위해 의도된 신호들은 선택되지 않은 사용자를 향해서는 보다 낮은 전력 수준으로 보내질 수 있다. 이는 선택된 사용자의 신호가 섹터 또는 셀 내의 모든 선택되지 않은 사용자들에게 보다 높은 안테나 이득으로 전송되지 않으며, 따라서, 선택되지 않은 사용자들의 수신기 성능을 열화시키지 않기 때문에, 용량을 증가시킨다. 일부 선택되지 않은 사용자들이 보다 높은 이득의 로브 내에 있을 수 있지만, 다른 선택되지 않는 사용자들은 그렇지 않고, 이는 모든 사용자들이 그들 의도된 신호들을 통계적으로 보다 양호하게 수신할 수 있게 한다.
사용자마다에 기초하여 그 패턴들을 조정하는 적응성 어레이 전송기들을 위한 종래의 제안들에서, 고전력, 사용자 당 파일롯(per-user pilot)이 통상적으로 사용된다. 이는 적절한 동기 복조가 트래픽 채널과 동일 위상에 있는 파일롯을 필요로 하기 때문이다. 따라서, 파일롯이 트래픽 채널과 동일한 안테나 패턴으로 전송되지 않는 경우에는 파일롯 위상이 트래픽 채널의 위상에 대해 편이되게 되며, 이는 복조를 위한 기준으로서 사용될 수 없다는 것을 의미한다. 각 사용자에 대한 파일롯을 가진 적응성 어레이 시스템에서, 각 사용자의 파일롯은 사용자의 트래픽 채널에 부가되고, 사용자의 트래픽 채널 일루미네이션 시퀀스를 생성하기 위해 사용되는 가중치들(즉, 이득들 및 위상들)에 따라 수정된다.
각 사용자의 신호에, 그 전력이 복조 기준으로서 사용하기에 충분하게 높은 파일롯을 추가하는 것의 단점들은, (1) 파일롯을 가진 각 사용자에 의해 유발되는 시스템 오버헤드로 인한 시스템 용량을 감소시킨다는 점과; (2) 각 파일롯을 식별하기 위해 보다 긴 파일롯 시퀀스들을 필요로 한다는 점과; (3) 보다 긴 파일롯 시퀀스들로 인해 가입자 유닛 내의 파일롯 검색기의 복잡성을 증가시킨다는 점과; (4) 현존하는 CDMA 셀룰러(IS-95) 가입자 유닛들과의 백워드 호환성(backward compatibility)을 제거한다는 점과; (5) 소프트 핸드오프 동안 사용자당 부가 파일롯의 할당으로 인해 소프트 핸드오프 복잡성을 증가시킨다는 점을 포함한다.
복조 기준을 위한 사용자 파일롯 당 고전력을 추가하는 것은 적응성 어레이를 사용함으로써 얻어진 이득을 효율적으로 제거할 수 있다. 브로드캐스트 파일롯이 총 전송 전력의 7%를 점유하고, 사용자당 파일롯들이 마찬가지로 총 전송 전력의 7%를 점유하는 경우를 가정하면, 핸드오프를 위해 브로드캐스트 파일롯들이 여전히 필요하기 때문에, 7%의 용량이 손실된다.
고전력 사용자당 파일롯 없이 적응성 어레이 안테나로부터 전송된 신호를 복조하기 위해서는, 복조기를 위한 위상 기준을 제공하기 위해 파일롯이 생성되거나, 수신기에 합성되어야만 한다. 파일롯을 합성하기 위해서, 안테나 어레이에서 각 안테나에 적용된 신호들을 생성하기 위해 전송기에서 어떠한 "가중치들(weights)"가 사용되었는지를 아는 것이 유용하다. 이들 가중치들은 각 안테나 엘리먼트 신호를 생성하기 위해 사용자의 신호에 대해 이루어진 이득 및 위상 수정들의 세트를 나타낸다. 안테나 엘리먼트 신호들은 안테나 어레이의 전송 패턴을 형성하기 위해 상호 작용한다.
전송기에서 사용된 가중치들을 수신기에 알려주는 한가지 방법은 가중치들을 나타내는 메시지를 전송하는 것이다. 가중치들을 신속히 변경하는 시스템에서, 너무 많은 메시지들을 전송하는 오버헤드는 사용자 트래픽을 전송하는 시스템 용량을 감소시킨다. 그 외에도, 이런 메시지 스트림은 에러율을 가지게 될 것이고, 가중치 메시지내의 에러는, 잘못된 가중치 가정들(assumptions)이 파일롯을 합성하기 위해 사용되기 때문에, 수신기가 보다 많은 전력을 요구하게 됨으로써 용량을 더 열화시킬 수 있으며, 다른 정확한 복조를 위한 충분한 전력을 가진 신호를 복조하는데 에러들을 유발한다.
본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템들에 관한 것으로, 특히, 무선 통신 시스템에서 수신기에 신호를 전송하는데 사용된 적응성 어레이 가중치들(adaptive array weights)을 추정하기 위한 개선된 방법 및 시스템에 관한 것이다.
도 1은 적응성 어레이 안테나를 사용하여 신호를 송수신하는 작업과 방법을 예시하는 하이-레벨 논리 흐름도.
도 2는 적응성 어레이 안테나로 전송된 신호를 복조하기 위해 파일롯을 합성하는 가입자 유닛을 도시하는 도면.
도 3은 도 2에 도시된 파일롯 합성기와 채널 추정기를 보다 세부적으로 도시하는 상세도.
도 4는 도 2에 도시된 가중치 계산기를 보다 세부적으로 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 시스템 및 방법에 따른 적응성 어레이 안테나를 사용하는 베이스 트랜시버를 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 시스템 및 방법에 따라 추정된 적응성 어레이 가중치들을 사용하여 파일롯을 합성하는 가입자 유닛을 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 시스템 및 방법에 따라 무선 통신 시스템에서 전송기로부터 수신기로 통신 신호를 전송하기 위해 전용 파일롯이 사용될 때, 적응성 어레이 가중치들을 추정하는 방법 및 동작을 도시하는 하이-레벨 논리 흐름도.
도 8은 본 발명의 시스템 및 방법에 따라 무선 통신 시스템에서 전송기로부터 수신기로 통신 신호를 전송하기 위해 전용 파일롯이 사용될 때, 적응성 어레이 가중치를 추정하는 방법 및 동작을 도시하는 하이-레벨 논리 흐름도.
도 9는 본 발명의 시스템 및 방법에 따라 무선 통신 시스템에서 전송기로부터 수신기로 통신 신호를 전송하기 위해 전용 파일롯이 사용될 때, 적응성 어레이 가중치를 추정하는 수신기의 부분들의 하이-레벨 블록도.
도 10은 본 발명의 시스템 및 방법에 따라 무선 통신 시스템에서 전송기로부터 수신기로 통신 신호를 전송하기 위해 전용 파일롯이 사용될 때, 적응성 어레이 가중치를 추정하는 수신기의 부분들의 하이-레벨 블록도.
가중치 메시지들이 없는 경우에, 전송기에서 사용된 적응성 어레이 전송 가중치들을 추정하기 위한 능력이 수신기의 파일롯 합성 프로세스에 유용하다. 가중치 추정은 메시징의 오버헤드를 회피하며, 가중치 메시지를 잘못 수신하는 결과를 회피할 수 있다. 따라서, 무선 통신 시스템에서 수신기에 신호를 전송하기 위해 사용되는 적응성 어레이 가중치들을 추정하는 시스템 및 방법에 대한 필요성이 존재하고 있다는 것은 명백하며, 여기서, 전송기는 베이스 트랜시버와 가입자 유닛 사이의 고용량의 복잡한 시그널링 또는 고전력 사용자당 파일롯들을 사용하지 않는다.
본 발명의 특징인 것으로 간주되는 신규한 특징들이 첨부된 청구항에 기재되어 있다. 그러나, 본 발명 자체와, 양호한 사용 모드, 부가적인 목적들 및 그 장점들은 첨부된 도면과 관련하여 양호한 실시예에 관한 하기의 상세한 설명을 참조함으로써 보다 명확하게 이해할 수 있을 것이다.도면들, 특히 도 1을 참조하면, 복조 기준으로서 사용될 파일롯을 합성하는 수신기와 전송기의 동작을 예시하는 논리 흐름도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 프로세스는 블록(100)에서 시작하고, 그후, 블록(102)으로 진행하며, 여기서, 상기 시스템은 베이스 트랜시버에 있는 적응성 어레이 안테나 내에서 각 엘리먼트에 대한 상이한 엘리먼트 파일롯을 가입자에게 전송한다. 파일롯은 가입자 유닛이 라디오 주파수(RF) 채널을 특징지울 수 있도록 가입자 유닛에 대한 기준을 제공할 목적으로, 베이스 트랜시버로부터 가입자 유닛으로 전송되는 신호이다. 또한, 파일롯은 동조 복조를 위한 위상 기준을 제공할 수 있다. CDMA 시스템에서, 파일롯은 직접-시퀀스 확산 스펙트럼(direct-sequence spread spectrum) 신호로 구현될 수 있다.
엘리먼트 파일롯들은 낮은 상호 상관(cross correlation)을 갖도록 구성된다. IS-95에 사용되는 이들은 월시 하다마드(Walsh-Hadamard) 같은 직교 시퀀스(orthogonal sequence)로 구성되는 것이 적합하지만(워싱턴 디.씨. 20006, 노쓰웨스턴, 2001 아이 스트리트 소재의 전자 산업 협회(EIA)에서 1995년 3월 발간된 TIA/EIA/IS-95-A,Mobile Station-Base Station Capability Standard for Dual Mode Wide Band Spread Spectrum Cellular System참조), 의사 노이즈(PN; pseudonoise) 시퀀스의 상이한 오프셋 같은 저 상관 관계 시퀀스로 형성될 수도 있다.
다음에, 가입자 유닛은 블록(104)에 도시된 바와 같이, 각 안테나 엘리먼트로부터 가입자 유닛으로 연장하는 각 채널의 채널 임펄스 응답을 추정한다. 이들 각 채널의 임펄스 응답은 안테나 엘리먼트와 가입자 유닛 사이의 상이한 경로들에 걸쳐 각각 전파하는 다수의 몇 가지 레이(ray)들을 포함할 수 있다. 각 채널 임펄스 응답은 각 엘리먼트 파일롯에 부합되는 정합 필터(matched filter)를 사용함으로써 추정될 수 있다. 이들 정합 필터들은 엘리먼트 파일롯들의 시간-반전 복소 공액(time-reversed complex conjugate)인 임펄스 응답을 가진다. 정합 필터 길이들은 노이즈를 평균화하기에 충분히 긴 길이이면서, 필터들이 채널내의 변화들에 응답할 수 있는 충분히 짧은 길이로 설정된다.
채널 임펄스 응답 추정 후에, 가입자 유닛은 블록(106)에 도시된 바와 같이 전송기 제어 데이터를 베이스 트랜시버로 전송한다. 전송기 제어 데이터는 가입자 유닛의 특정 위치에 대한 안테나 어레이의 이득을 강화시키는 방식으로 트래픽 채널 신호들을 수정하기 위해 필요한 베이스 트랜시버 정보를 제공한다. 양호한 실시예에서, 전송기 제어 데이터는 가입자 유닛이 베이스 트랜시버의 각 안테나 엘리먼트들에 대한 위상 및 이득 수정을 위하여 요청한 적응성 어레이 가중치들이다.
가중치들을 전송하는 대신, 전송기 제어 데이터는 선택될 수 있는 모든 가중치들의 세트를 포함하는 "코드북(code book)"으로부터 선택된 소정 가중치들의 세트를 식별하는 식별자일 수 있다. 엘리먼트 당 단일의 가중치가 사용될 때, 가중치들의 세트는 "가중치 벡터(weight vector)"로서 지칭될 수도 있다. 코드북은 가입자 유닛과 베이스 트랜시버 양자 모두에 알려져 있다. 소정 적응성 어레이 가중치들의 세트는 코드북으로서 지칭될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 전송기 제어 데이터는 가입자 유닛과 각 안테나 엘리먼트 사이의 각 채널의 양자화된 채널 임펄스 응답 측정치이다. 또 다른 실시예에서, 전송기 제어 데이터는 가중치들의 최근 선택의 유효성에 관한 베이스 트랜시버로의 피드백을 제공하는 에러율 지표일 수 있다.
전송기 제어 데이터 전송 후에, 프로세스는 흐름도의 평행한 경로들에 도시된 바와 같이 가입자 유닛에서, 그리고, 베이스 트랜시버에서 다양한 단계들을 수행한다. 베이스 트랜시버에서, 프로세스는 블록(108)에 도시된 바와 같이, 전송기 제어 데이터를 사용하여 안테나 어레이 내의 각 엘리먼트로부터 전송된 엘리먼트 트래픽 신호들을 수정하기 위해 적응성 어레이 가중치들을 결정한다. 양호한 실시예에서, 베이스 트랜시버는 안테나 어레이 내의 각 엘리먼트를 구동하기 위해 가입자 유닛에 의해 요청된 전송 적응성 어레이 가중치들을 사용한다. 대안적으로, 이들 적응성 어레이 가중치들은 가입자 유닛 내에 파일롯을 합성하는데 사용된 파일롯 합성 가중치들의 계산을 참조하여 후술될 바와 유사한 방식으로 산출될 수 있다.
이제 가입자 유닛내의 동작을 참조하면, 하나의 파일롯 합성 가중치들의 세트가 블록(110)에 도시된 바와 같이, 가입자 유닛과 각 안테나 엘리먼트 사이의 채널의 추정 임펄스 응답에 기초하여 계산된다. 양호한 실시예에서, 이들 파일롯 합성 가중치들은 가입자에게 최대 전력을 전달하도록 산출된다. 유닛 당 하나의 적응성 어레이 가중치가 사용될 때, 최대 전력을 전달하는 파일롯 합성 가중치들은 채널 임펄스 응답 샘플 자동 상관 매트릭스(RA)의 최대 고유치에 대응하는 고유 벡터의 엘리먼트들이며, 채널 임펄스 응답 샘플 자동 상관 매트릭스는 하기와 같이 정의된다.
여기서, M은 채널 임펄스 응답의 탭들의 수이고, N은 안테나 어레이 내의 엘리먼트들의 수이며, w는 적응성 어레이 가중치 벡터이고, αi(j)는 지연 j에서, i 번째 안테나 엘리먼트로부터 가입자로의 채널의 추정 채널 임펄스응답의 값이고, λmax는 최대 고유치이며, emax는 최대 고유치에 대응하는 고유 벡터이다. 또한, 이 수학식은 적응성 어레이가 이동국에서의 수신을 위해서 사용될 때에도 적용된다. 이 경우에, A 매트릭스의 각 열은 특정 안테나상의 지연에 대응한다. 따라서, 이동국에서 L개의 수신 안테나들이 존재하는 경우에, A내의 LM열들과 N행들은 다음과 같다.
여기서, αi,j(k)는 지연 k에서 i번째 전송 안테나로부터 j번째 수신 안테나로의 응답이다.
엘리먼트 당 다수의 가중치들이 사용될 때, 적응성 어레이 가중치들은 정규화된 채널 임펄스 추정들의 복소 공액이 될 수 있다. 이 경우에, 엘리먼트 i에서의 가중치들의 벡터는 하기와 같이 기재된다.
여기서, "*"는 복소 공액을 나타낸다.
본 발명의 중요한 특성에 따라서, 엘리먼트 트래픽 신호들을 수정하기 위해 베이스 트랜시버에서 적응성 어레이 가중치들을 계산하는 방법은 가입자 유닛이 파일롯 합성 가중치들을 계산하기 위해 사용하는 방법과 수학적으로 연계되어 있거나, 그와 조화된 것이다.
파일롯 합성 가중치들을 계산한 후에, 프로세스는 블록(112)에 도시된 바와 같이, 파일롯 합성 가중치들을 사용하여 파일롯을 합성한다. 이 "합성된 파일롯(synthesized pilot)"은 추정 채널 임펄스 응답들의 가중된 버전들을 합산함으로써 생성된다. 따라서, 합성된 파일롯은 "컴포지트(composite)" 채널의 이득과 위상을 나타내며, 이는 모든 안테나 엘리먼트들과 가입자 유닛 사이의 모든 레이들의 모든 경로들을 포함한다. 합성된 파일롯이 컴포지트 채널을 보다 완전하게 나타내는 정보를 포함하기 때문에, 합성된 파일롯은 가입자 유닛에서 수신된 트래픽 채널을 동조적으로 복조하기 위한 양호한 기준이다.
전송 및 복조에 가중치들을 사용하는 것의 타이밍이나 동기는 베이스 트랜시버와 가입자 유닛 사이에서 반드시 주의 깊게 조정(coordinating)되어야 한다. 예로서, 가입자 유닛이 파일롯 합성 가중치들을 계산하고 파일롯을 합성하기 이전에 트랜시버가 엘리먼트 트래픽 신호를 수정하기 위한 적응성 어레이 가중치들을 변경하는 경우에, 가중치들은 실질적으로 서로 달라질 수 있으며, 가입자 유닛에서 에러들이 발생하기 쉽다. 따라서, 블록(114)에 도시된 바와 같이, 프로세스는 가입자 유닛이 새롭게 산출된 적응성 어레이 가중치들로 가중되어 있는 가중된 엘리먼트 트래픽 신호들을 수신할 준비가 되어 있는지를 결정하는 단계를 포함한다. 가입자 유닛이 준비되지 않은 경우에, 프로세스는 블록(116)에 도시된 바와 같이 지연된다. 도 1에 도시된 실시예는 느린 가입자 유닛을 위한 기본 가중치들을 가정한 것이라는 것을 주목하여야 한다. 본 발명의 대안적인 실시예에서, 새로운 가중치들로의 전이를 동기화하는 이 단계는 가입자 유닛이 베이스 트랜시버를 위해 기다리는 것을 필요로 한다. 소정의 경우에, 보다 느린 유닛이 새롭게 산출된 가중치들을 사용할 준비가 되었다는 것을 보다 신속한 유닛에 통지할 수 있거나, 두 개의 유닛들이 어느 한쪽 유닛에서 가중치들을 계산하는데 필요한 시간을 초과하는 소정 시간 기간 동안 전이 이전의 지연에 동의하게 될 수 있다. 따라서, 결정 준비 단계는 전이를 동기화하기 위해 필요한 기간 동안의 지연이나 준비를 나타내기 위한 메시지를 포함한다.
새롭게 산출된 가중치들로의 전이를 동기화한 후에, 베이스 트랜시버는 블록(118)에 도시된 바와 같이, 엘리먼트 트래픽 신호들을 수정하기 위한 결정된 적응성 어레이 가중치들에 따라 각 엘리먼트 트래픽 신호의 이득과 위상을 수정한다. 다음에, 베이스 트랜시버는 블록(120)에 도시된 바와 같이 가중된 엘리먼트 트래픽 신호를 전송하기 시작한다. 조화된 시간에서, 가입자 유닛은 그후 블록(122)에 도시된 바와 같이 합성된 파일롯을 사용하여 가중된 엘리먼트 트래픽 신호들을 복조하기 시작한다. 그후, 프로세스는 반복적으로 블록(104)으로 복귀하며, 여기서, 채널 임펄스 응답 측정치가 갱신되고, 적응성 어레이와 파일롯 합성 가중치들이 재계산되며, 새롭게 계산된 가중치들로의 전이가 상술한 바와 같이 동기화된다.
이제 도 2를 참조하면, 파일롯 신호를 합성하는 시스템 및 방법을 수행하기 위한 가입자 유닛이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 가입자 유닛(200)은 베이스 트랜시버로부터, 그리고, 베이스 트랜시버로 신호를 수신 및 전송하기 위한 안테나(201)를 포함한다.
안테나(201)는 채널 추정기(204)에 결합되어 있으며, 채널 추정기는 안테나(201)와 트랜시버 기지국에 있는 각 안테나 엘리먼트 사이의 각 채널을 위한 채널 임펄스 응답을 추정하도록 사용된다. 채널 추정기(204)로의 입력들은 파일롯 생성기(206)에 결합되며, 파일롯 생성기는 베이스 트랜시버의 안테나의 각 엘리먼트 상에 사용된 엘리먼트 파일롯들에 대응하는 파일롯 신호들(P1, Pn)을 생성한다.
채널 추정기(204)의 전력은 각 베이스 트랜시버 안테나 엘리먼트와 가입자 안테나(201) 사이의 채널들의 임펄스 응답을 나타내는 벡터들의 그룹이다. 이들 벡터들은 파일롯 합성기(208), 가중치 계산기(210) 및 메시지 프로세서(212)의 입력에 결합된다.
메시지 프로세서(212)는 적응성 어레이 가중치들을 결정하기 위해 사용된 전송기 제어 데이터를 베이스 트랜시버로 보낸다. 이 전송기 제어 데이터는 가입자 유닛에서 계산된 요청 적응성 어레이 가중치들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 전송기 제어 데이터는 채널 추정기(204)로부터의 채널 임펄스 응답 측정치의 표시가 될 수 있다. 이들 표시들은 채널 임펄스 응답 벡터들의 양자화된 표시일 수 있다. 이들 표시들은 채널 임펄스 응답 벡터들의 양자화된 표시들일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 전송기 제어 데이터는 채널 에러율을 나타내는 메시지일 수 있으며, 이는 적응성 어레이의 세트들의 유효성과, 가입자 유닛과 베이스 트랜시버에서 선택된 파일롯 합성 가중치들의 유효성을 각각 나타내도록 사용될 수 있다.
가중치 계산기(210)는 채널 임펄스 응답 벡터들을 입력으로서 수신하고, 가입자 유닛이 파일롯을 합성하기 위해 사용하는 가중치들을 계산한다. 양호한 실시예에서, 가중치 계산기(210)는 요청된 적응성 어레이 가중치들을 계산하고, 메시지 프로세서(212)와 가중치 계산기(210) 사이의 점선으로 도시된 바와 같이 요청된 가중치들을 메시지 프로세서(212)로 보낼 수도 있다. 순차적으로, 메시지 프로세서(212)는 트랜시버가 그들을 엘리먼트 트래픽 신호들을 전송하는데 사용할 수 있도록 요청된 가중치들을 베이스 트랜시버로 통신한다.
가중치 계산기(210)에 의해 출력된 파일롯 합성 가중치들은 파일롯 합성기(208)로 전달되기 이전에 지연 회로(214)에 의해 지연될 수 있다. 이 지연의 목적은 베이스 트랜시버와 가입자 유닛 양자 모두에서 기존의 가중치들의 세트로부터 새롭게 계산된 가중치들의 세트로의 전이를 동기화하기 위한 것이다. 소정 실시예에서, 베이스 트랜시버가 가중치 계산기(210)내의 파일롯 합성 가중치들을 계산하기 위해 가입자 유닛(200)을 기다리고 있기 때문에 지연(214)의 기간은 0이 될 수 있다.
동기화 지연에 이어, 계산된 파일롯 합성 가중치들은 파일롯 합성기(208)로 입력되고, 여기서, 파일롯이 합성되며, 트래픽 신호를 복조하기 위해 복조기(216)에서 사용된다. 복조기(216)내에서, 합성된 파일롯(218)은 동조 복조를 위한 기준으로서 사용된다. 복조기(216)는 RAKE 수신기로 구현될 수 있으며, 이 경우에, 복조기(216)의 전력은 RAKE 핑거들(fingers)의 역확산 기저 대역 조합(despread baseband combination)이다.
복조기(216)의 전력은 비터비 디코더로 구현될 수 있는 디코더(220)에 결합된다. 디코더(220)의 전력은 트래픽 채널 데이터이며, 이는 음성 또는 사용자 데이터를 나타낼 수 있으며, 적절한 방식으로 가입자 유닛 사용자에게 표시된다.
이제 도 3을 참조하면, 도 2에 도시된 바와 같은 파일롯 합성기와 채널 추정기의 보다 세부적인 도면이 도시되어 있다. 채널 추정기(204)로의 입력은 안테나(201)로부터의 기저 대역 신호(r(t)) 이다. RF를 기저 대역 신호(r(t))로 다운컨버트하는 다운컨버션 프로세스는 도시되어 있지 않다. 채널 추정기(204)내에서, 기저 대역 신호(r(t))는 정합 필터들(250)에 결합된다. 이 정합 필터들은 또한 파일롯들(P1-Pn)로서 도 3에 도시된 파일롯 발생기들(206)로부터의 입력을 갖는다.
정합 필터(250)는 상술한 바와 같이 파일롯들(P1, Pn)과 기저 대역 반전 신호(r(t))를 사용하여 정합 필터 동작을 수행한다. 각 정합 필터(250)의 전력은 각 안테나 엘리먼트로부터 가입자 유닛으로의 채널의 채널 임펄스 응답 추정이다.
채널 임펄스 응답 추정은 그후 파일롯 합성기(208)로 결합된다. 파일롯 합성기(208)는 지연(214)에 의해 출력되는 파일롯 합성 가중치들(W1- WN)로 채널 임펄스 응답 추정들을 필터링하는 필터들(252)을 포함한다. W1- WN은 상술한 수학식의 w1- wN에 대응한다. 엘리먼트 당 하나의 적응성 어레이 가중치가 있는 경우에, w1- wN은 스칼라이고, 엘리먼트 당 다수의 탭들이 있는 경우에, 이들은 벡터들이다. 이 실시예에서, 사용된 가중치들은 베이스 트랜시버로 전달된 것들이다. 필터들(252)은 단일 탭 필터로 구현될 수 있으며, 이 경우에, 임펄스 응답 추정들은 각각 파일롯 합성 가중치들(W1- WN)에 의해 승산된다.
필터들(252)의 전력은 모든 전력들을 합산하는 합산기(254)로 결합된다. 합산기(254)의 전력은 합성된 파일롯(218)이며, 이는 가중치들(W1- WN)을 사용하여 적응성 어레이로 전송된 단일 파일롯과 등가이다.
이제 도 4를 참조하면, 도 2에 도시된 가중치 계산기(210)의 보다 세부적인 예가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 가중치 계산기(210)는 샘플 채널 자동 상관 매트릭스 계산기(270)를 포함한다. 매트릭스 계산기(270)는 채널 추정기(204)로부터 채널 임펄스 응답 추정들을 수신하며, 상술한 바와 같이 샘플 채널 자동 상관 매트릭스(RA; 272)를 계산한다.
그후, 매트릭스(RA; 272)는 샘플 채널 자동 상관 매트릭스(RA; 272)의 최대 고유치에 대응하는 고유 벡터를 계산하는 최대 고유벡터 계산기(274)로 입력된다. 최대 고유벡터 계산기(274)의 전력은 본 명세서에서 W1- WN으로서 예시된, 파일롯 합성 가중치들인 최대 고유벡터의 엘리먼트들이다.
이제 도 5를 참조하면, 적응성 어레이 안테나를 사용하여 신호의 통신을 전송 및 동기화하기 위한 베이스 트랜시버가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 베이스 트랜시버(300)는 하나 이상의 사용자들을 위한, TCH1- TCHL로 도시된, 트래픽 채널 데이터를 포함한다. 각 트래픽 채널은 N-엘리먼트 안테나 어레이(302)내의 각 엘리먼트를 위한 트래픽 채널 데이터의 소스를 제공하도록 N-계열로 분할된다.
신호를 N-계열로 분할한 후에, N개의 신호들의 각각은 필터(304)로 입력되고, 이들은 안테나 어레이(302)의 각 엘리먼트를 위한 가중된 엘리먼트 트래픽 신호들을 생성하기 위해 사용된다. 필터들(304)은 가중치 계산기(306)로부터 적응성 어레이 가중치들을 수신한다.
가중치 계산기(306)에 의해 출력된 적응성 어레이 가중치들은 전송기 제어 데이터 수신기(308)에 의해 수신된 전송기 제어 데이터에 기초하여 결정된다. 전송기 제어 데이터 수신기(308)는 안테나 어레이(302)의 엘리먼트일 수도 있고 아닐 수도 있는 안테나(310)로부터의 입력을 수신한다. 양호한 실시예에서, 전송기 제어 데이터 수신기(308)는 가입자 유닛(200)으로부터 요청된 적응성 어레이 가중치들을 수신한다. 가중치 계산기(306)는 그후 필터들(304)을 제어하기 위해 요청된 적응성 어레이 가중치들을 사용한다.
대안적인 실시예에서, 전송기 제어 데이터 수신기(308)는 가입자(200)로부터의 양자화된 채널 임펄스 응답 추정을 수신할 수 있으며, 이들은 그후, 도 4 및 도 5를 참조로 설명한 바와 같이 가입자 유닛(200)내의 파일롯 합성 가중치들의 계산과 유사한 방식으로 적응성 어레이 가중치들을 계산하기 위해 가중치 계산기(306)를 통과하게 된다.
동기화 제어기(312)는 가입자 유닛이 새로 결정된 적응성 어레이 가중치들로 수정된 엘리먼트 트래픽 신호들을 수신할 준비가 되어 있는지 아닌지를 결정한다. 가입자 유닛이 준비되어 있을 때, 동기화 제어기(312)는 가중치 계산기(306)내에서 새롭게 계산된 적응성 어레이 가중치들로의 변경을 시작한다. 따라서, 동기화 제어기(312)에 의해 결정된 시기에, 새로운 적응성 어레이 가중치들이 필터(304)에 사용된다.
필터들(304)에 의해 엘리먼트 트래픽 신호들이 가중된 후, 엘리먼트 파일롯들(P1- PN)이 합산기(314)에 의해 가중된 트래픽 엘리먼트 신호들에 가산된다. 파일롯들(P1- PN)은 안테나 어레이(302)내의 안테나 엘리먼트(1-N)에 대응한다. 가입자 유닛(200)에서, 안테나 엘리먼트들(1-N)과 연계된 채널들은 파일롯들(P1- PN)을 서로 구분하는 기능에 의해 고유하게 특징지워진다.
합산기(314)에 이어서, 합산기(316)는 다른 L 트래픽 채널들로부터의 L개의 가중된 엘리먼트 트래픽 신호들을 가산하여 안테나 어레이(302)내의 각 엘리먼트를 거쳐 전송될 N개의 신호들을 형성한다.
합산기(316)의 전력들에는 업컨버터들(318)이 결합되어 있으며, 업컨버터들은 합산기들(316)에 의해 출력된 신호를 전송에 적합한 라디오 주파수 신호로 변환하기 위해 사용된다.
상술한 적응성 어레이 안테나 통신 시스템에서, 가입자 유닛(200)과 베이스 트랜시버(300)는 에러 없이 적응성 어레이 가중치들을 사용하는 것을 통신 및 동기화할 수 있는 것으로 가정하였다. 보다 양호한 결과를 달성하기 위해서, 가입자 유닛 또는 수신기는 보다 명확히 후술할 바와 같이 적응성 어레이 안테나로부터의 신호를 전송하기 위해 사용된 가중치들을 독립적으로 추정할 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 시스템 및 방법에 따라 파일롯을 합성하기 위해 적응성 어레이 가중치들의 추정을 사용하는 수신기의 하이-레벨 블록도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 수신기(600)는 도 2에 도시된 수신기(200)에 사용된 것과 다수의 동일한 기능 블록들을 포함한다. 기능 블록들이 동일한 부분에는 도 2에 도시된 바와 동일한 참조 부호를 사용한다.
도 2에 포함되어 있지 않는 새로운 기능 블록은 가중치 추정기(602)이다. 본 발명의 중요한 특징에 따라서, 파일롯 합성기(208)는 가중치 추정기(602)에 의해 출력된 추정된 가중치들을 사용하여 파일롯(218)을 합성한다. 지연(214)을 통해 가중치 계산기(210)에 의해 출력된 가중치들을 사용하는 대신 추정된 가중치들이 파일롯 합성을 위해 사용된다. 추정된 가중치들을 사용함으로써, 합성된 파일롯(218)은 가중치 계산기(210)에 의해 계산되어 불완전한 메시징 업링크를 경유하여 통신된 가중치들을 사용할 때 보다, 더 정확하게 실제로 선택되어 전송기에서 사용된 가중치들에 기초할 수 있다. 이는 기지국이 가중치 계산기(210)에 의해 요청된 가중치들을 선택하지 않거나, 또는, 메시지 프로세서(212)로부터의 가중치들이 잘못 전달되는 경우에, 합성된 파일롯(218)이 신호를 전송하기 위해 기지국에서 실제로 사용된 것에 기초하기 때문에, 복조를 위한 보다 양호한 기준이 된다는 것을 의미한다.
가중치 추정기(602)의 동작에 관한 세부 설명이 후술되어 있으며, 도 7 내지 도 10에 예시되어 있다. 도 7 및 도 9의 실시예에서, 가중치 추정기(602)는 가중치들을 추정하기 위한 전용의 파일롯에 의존한다. 도 9에서, 참조 부호 708은 가중치 추정기(602)내의 전용 파일롯 수신기를 도시하며, 이는 안테나(201)에 결합되어 있다.
도 8 및 도 10의 실시예에서, 가중치 추정기(802)는 전용 파일롯을 사용하지 않지만, 대신 가중치들을 추정할 때 프로세싱된 복조기 전력을 사용한다.
이제 도 7을 참조하면, 무선 통신 시스템에서 전송기로부터 수신기로 동신 신호를 전송하기 위해 전용 파일롯이 사용될 때, 적응성 어레이 가중치들을 추정하는 동작 및 방법을 도시하는 하이-레벨 논리 흐름도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 프로세스는 블록(400)에서 시작하며, 그후, 블록(402)으로 진행하고, 여기서 수신기는 특정 가입자 유닛을 위해 의도된 전용 파일롯 신호를 수신한다. 전용 파일롯은 가입자의 트래픽을 위해 사용된 적응성 어레이 가중치들을 사용하여 전송된 공지된 신호이다. 또한, 전용 파일롯은 특정 가입자 유닛에도 할당되어 있다. 전용 파일롯은 코드나 예정된 시간, 또는 코드와 예정된 시간의 조합과 같은 공지된 수단에 의해 전송된다. 도 5의 베이스 트랜시버(300)에서, 전용 파일롯 신호는 사용자들의 트래픽 신호들인 신호들(TCH1- TCH2)의 콤포넌트이다. 전용 파일롯은 사용자들의 신호로 코드 분할 또는 시간 분할 다중화될 수 있다.
전용 파일롯을 수신한 후, 프로세스는 블록(404)에 도시된 바와 같이, 현재의 슬롯의 시간 기간에 걸쳐 엘리먼트 파일롯 전력에 대한 전용 파일롯 전력의 비를 추정한다. 본 실시예에서, 엘리먼트 파일롯 전력들은 동일한 것으로 가정한다. 상이한 전력들이 사용되는 경우에, 상기 비는 상이한 전력들을 위해 보상되는 방식으로 추정될 수 있다. 전용 파일롯 전력 및 엘리먼트 파일롯 전력들은 전용 파일롯과 엘리먼트 파일롯을 위한 역확산 코드들을 사용하여 역확산하고, 슬롯에 걸쳐 역확산 전력을 평균화함으로써 측정될 수 있다. 양호한 실시예에서, 슬롯은 전력 제어 그룹들과 동일하며, 이는 전송된 전력이 슬롯에 걸쳐 일정하다는 것을 의미한다. 엘리먼트 파일롯 전력들이 동등할 때의 비의 추정시, 엘리먼트 파일 전력은 엘리먼트 파일롯 전력들의 평균으로서 계산될 수 있다.
엘리먼트 파일롯 전력에 대한 전용 파일롯 전력의 비가 추정되고 나면, 블록(406)에 도시된 바와 같이 현재 시간 슬롯에 걸친 수신된 엘리먼트 파일롯을 사용함으로써, 가정된 전용 파일롯들이 적응성 어레이 가중치들의 각 후보들에 대하여 계산된다. 각 가정된 전용 파일롯 계산은 도 5에서 안테나 어레이(302)의 각 엘리먼트를 위한 가중된 엘리먼트 트래픽을 생성하기 위해 전송기에서 선택될 수 있는 가중치들의 세트를 가정한다.
다음에, 프로세스는 블록(408)에 도시된 바와 같이 엘리먼트 파일롯 전력에 대한 전용 파일롯 전력의 추정 비를 사용하여 가정된 전용 파일롯들을 정규화한다. 가정된 전용 파일롯을 정규화하는 것은 그들이 비교될 수 있도록 그 진폭을 수신된 전용 파일롯에 정합시킨다.
정규화 후에, 프로세스는 거리 함수(distance function)를 계산하며, 거리 함수는 블록(410)에 도시된 바와 같이 적응성 어레이 가중치들의 후보 세트들과 연계된 각 가정된 전용 파일롯과 수신된 전용 파일롯 사이의 거리 메트릭(distance metric)을 생성한다. 이 거리 함수는 가정된 전용 파일롯이 가정된 가중치들의 후보 세트가 전송을 위해 사용되는 경우에 수신된 전용 파일롯과 매우 유사할 때, 최소화된다. 거리 함수의 복잡성은 수신기가 정방향 및 역방향 링크 채널들 주변에 가지는 사전 정보의 양과, 채널의 에러 가능성 및 다른 인자들에 의존하여 변화할 것이다. 거리 산출의 제 1 실시예에서, 거리는 가능성으로서 계산된다. 제 2 실시예에서, 거리는 에러 전력으로서 계산된다.
거리 산출의 제 1 실시예에서, 사용된 j 번째 가중치들의 후보 세트가 전송에 사용되었을 가능성는 엘리먼트 파일롯 전력들이 동등할 때, 하기의 수학식을 사용하여 계산된다.
여기서, det(), exp(), ∥∥2는 각각 행렬식, 지수함수, 및 벡터 2 노르만 함수들이다.
Σ는 하기의 형태의 대각 매트릭스이다.
σi은 i 번째 경로상의 노이즈의 표준 편차이다.
d는 채널 임펄스 응답에 M 탭들이 있을 때 이동국에서 L 수신 엘리먼트로 수신된 전용 파일롯 신호들의 벡터이다.
γ2은 엘리먼트 파일롯들 상의 전력에 대한 전용 파일롯상의 전송된 전력의 비이다.
는 기지국에서 사용된 가중치들의 추정들의 j 번째 벡터이다.
는 가중치들가 전송기에 사용되었을 때 주어지는 전용 파일롯이 수신된 가능성이다.
는 주어진 w가 요청된 가중치가 전송기에서 사용되는 가능성이다. 피드백 패널이 공지된 피드백 에러 가능성을 가지고 있고, 피드백 비트 에러가 독립적인 것을 가정하는 것이 정당한 경우가 많다. 이들 조건들 하에서,가 계산될 수 있다.
여기서,는 j 번째 안테나상의, 기지국에서 사용된 가중치의 추정이다.
k는가 w 대신 이동국에 의해 요청된 것을 결정하기 위해 기지국을 위한 가중치 피드백에 필요한 비트 에러들의 수이다.
n은 피드백 채널상의 어레이 가중치들을 특징짓기 위해 필요한 비트들의 수이다.
q는 피드백 비트 에러의 가능성이다.
제 2 거리 산출 실시예는 제 1 거리 산출 실시예의 단순화된 형태이며, 피드백 에러의 가능성이 상기 추정 절차에 명시적으로 사용되지 않는다. 이 제 2 접근 방식에서는, 가정된 전용 파일롯들과 수신된 전용 파일롯들 사이의 에러 전력이 사용된다.
여기서, 각 e(j)는 j 번째 가정된 가중치를 위해 계산된다. 계산된 거리 함수는 수신된 전용 파일롯과 가정된 전용 파일롯 사이의 편차에 대한 크기를 가지는 척도를 생성한다.
블록(410)에서의 계산은 상기 세트가 적응성 어레이 가중치들의 다수의 후보 세트들과 같은 다수의 값들을 가지는 경우의 거리 값들의 세트를 초래한다. j에 걸친 에러 전력 기반 거리 함수를 최소화하는 것은 모든 피드백 에러 시퀀스들이 균등하게 유사한 것을 가정하는 제 1 가능성 기반 거리 함수를 최대화하는 것과 등가라는 것을 알 수 있다. 이 접근 방식은 피드백 채널 에러 가능성들에 대한 불충분한 정보가 있을 때나, 다른 인자들이 기지국이 수신기에 의해 요청된 가중치 세트를 사용하는 가능성을 추정하기 위한 수신기의 기능을 제한할 때 유용하다. 이 제 2 척도는 다소 적은 정보를 필요로 하기 때문에, 이를 사용하는 것이 적합하다.
무상관 다중 경로들의 수가 전송 안테나들의 수와 동일할 때 같이 A가 가역적인 경우에, 수신기는 사용되는 코드북의 자료를 필요로 하지 않는다는 것을 알 수 있다. 이들 조건들 하에서,의 단순 선형 최소 제곱 추정들이 하기와 같이 사용된다.
여기서, 상첨자 #은 의사 역함수를 나타낸다.
가중치들의 세트가 정확하게 추정될 수 있는지 아닌지를 테스트할 때, 프로세스는 블록(412)에 도시된 바와 같이 최소 거리 값에 대한 에러 전력 기반 최대 거리 값의 비를 계산한다. 블록(414)에 도시된 바에서, 계산된 비가 소정 임계값을 초과하는 경우에, 프로세스는 블록(416)에 도시된 바와 같이 블록(410)에서 계산된 최대 거리 값에 대응하는 적응성 어레이 가중치들의 후보 세트들을 선택한다.
가능성 기반 거리 메트릭이 사용되는 경우에, 최대 가능성과 최소 가능성을 가진 추정들 사이의 편차가 임계값에 대해 비교될 수 있다.
블록(412)에서 계산된 비가 소정 임계값을 초과하지 않는 경우에, 프로세스는 적응성 어레이 가중치들의 추정을 확신하지 않고, 블록(418)에 도시된 바와 같이, 부정확한 추정의 위험 대신, 프로세스는 선택된 슬롯을 위해 수신기가 요청한 적응성 어레이 가중치들의 세트를 선택한다.
가중치 추정 품질을 나타내기 위해 거리 값의 확산을 측정하는 다른 방법들이 사용되거나, 가중치 추정 품질이 열악한지를 결정하기 위해 다른 측정들이 사용될 수 있다. 예로서, 수신된 전용 파일롯의 측정된 신호-대-노이즈 비가 소정 임계값 아래인 경우에, 프로세스는 블록(418)에 도시된 바와 같이, 수신기가 선택된 슬롯을 위해 요청한 적응성 어레이 가중치들의 세트를 선택할 수 있다.
적응성 어레이 가중치들의 후보를 선택하거나, 대안적으로, 수신기에 의해 요청된 적응성 어레이 가중치들의 세트를 선택한 후에, 프로세스는 블록(420)에 도시된 바와 같이 적응성 어레이 가중치 추정을 종료한다.
이제, 도 8을 참조하면, 통신 신호를 전송하기 위해 사용된 적응성 어레이 가중치들을 추정하는 작업 및 방법이 도시되어 있고, 여기서, 통신 신호는 전용 파일롯을 포함하지 않는다. 예시된 바와 같이, 프로세스는 블록(500)에서 시작하고, 그후, 블록(502)을 통과하며, 여기서, 프로세스는 현재 슬롯의 시간에 걸친 추정 파일롯 전력에 대한 트래픽 채널 전력의 비를 추정한다. 이는 도 7에서 블록(404)에 도시된 프로세스와 유사하다.
상기 비를 추정한 후, 프로세스는 블록(504)에 도시된 바와 같이 통신 신호를 전송하기 위해 전송기에서 사용되었을 수 있는 가중치 세트들의 그룹으로부터 제 1 후보 가중치 세트를 선택한다.
가중치 세트가 선택되고 나면, 프로세스는 블록(506)에 도시된 바와 같이 선택된 후보 가중치 세트와 수신된 엘리먼트 파일롯들을 사용하여 현재 슬롯을 위한 가정된 전용 파일롯을 합성한다. 이 파일롯 합성은 도 3에서 파일롯 합성기(208)를 참조로 도시 및 설명된 바와 같이 구현될 수 있다.
다음에, 프로세스는 블록(508)에 도시된 바와 같이 복조된 심볼들을 생성하기 위해 가정된 전용 파일롯을 기준으로서 사용하여 수신된 통신 신호를 복조한다.
심볼들이 생성된 후, 프로세스는 블록(510)에 도시된 바와 같이 복조된 심볼들을 사용하여 수신된 신호로부터 변조를 제거한다. 변조 제거는 복조된 심볼들의 역으로 수신된 신호들을 승산함으로써 이루어질 수 있다.
변조의 제거에 이어, 잔여 신호는 노이즈가 부가된 상태의, 채널에 의해 조합된 안테나 엘리먼트들로부터 전송된 신호를 나타낸다.
다음에, 프로세스는 블록(512)에 도시된 바와 같이 현재 슬롯에 걸쳐 무변조 신호를 평균화한다. 이 평균화는 노이즈와 심볼 에러의 영향을 감소시킨다. 평균화된 무변조 신호는 비교적 저 전력 전용 파일롯과 마찬가지로 전송 가중치들에 의해 조합된 채널의 다소 노이즈가 있거나 열화된 추정을 제공하도록 사용될 수 있다. 또한, 이는 가중치들의 추정을 허용하기 위해 비교적 저전력 전용 파일롯이 사용될 때와 동일한 방식으로 사용될 수 있다.
다음에, 프로세스는 블록(514)에 도시된 바와 같이, 블록(502)으로부터의 추정 비로부터의 정보를 사용하여 가정된 전용 파일롯을 정규화한다.
가정된 전용 파일롯을 정규화한 후, 프로세스는 블록(516)에 도시된 바와 같이, 무변조 신호와 가정된 전용 파일롯 사이의 거리를 계산한다. 그후, 이 계산된 거리는 블록(522)과 관련하여 후술될 바와 같이 추후의 분석을 위해 저장된다.
그후, 프로세스는 전송기에서 선택될 수 있는 모든 가중치들의 세트들이 상술한 바와 같이 블록(506 내지 516)을 통해 테스트되었는지 아닌지를 결정한다. 블록(518)에 도시된 바와 같이, 모든 가중치 세트들이 테스트되지 않았다면, 프로세스는 520에 도시된 바와 같이 다음 후보 가중치 세트를 선택하고, 추가적인 프로세싱을 위해 블록(506)으로 복귀한다.
각 후보 가정된 세트들과 합성된 정규화된 가정된 전용 파일롯과 무변조 신호 사이의 거리를 계산하는 것을 포함하여, 프로세스가 블록(518)에서 모든 가중치 세트들이 테스트된 것으로 결정한 경우에, 프로세스 블록(522)에 도시된 바와 같이 최대와 최소 거리를 비교한다. 거리 함수가 에러 전력 기반인 경우에, 최소 거리에 대한 최대 거리의 비는 가중치 추정 프로세스에 에러가 존재하기 쉬운지의 여부를 나타낸다. 보다 큰 비는 후보 가중치들의 세트가 적어도 다른 후보 가중치들의 세트보다는 명확하다는 것을 나타낸다.
이 가능성 기반 거리 메트릭이 사용되는 경우에, 최대 가능성과 최소 가능성을 가진 추정들 사이의 편차가 임계값과 비교될 수 있다.
블록(524)에 도시된 바와 같이, 계산된 비가 임계값을 초과하는 경우에, 프로세스는 블록(526)에 도시된 바와 같이 최소 계산 거리에 대응하는 적응성 어레이 가중치들의 후보 세트를 선택한다. 그러나, 가중치 추정 프로세스의 확신의 결핍을 나타내는, 상기 비가 임계값을 초과하지 않는 경우에, 프로세스는 블록(528)에서 도시된 바와 같이 선택된 슬롯을 위해 수신기에 의해 요청된 적응성 어레이 가중치들의 세트를 선택한다.
블록들(526 또는 528) 중 어느 한쪽에서의 적응성 어레이 가중치들의 세트의 선택에 이어서, 블록(530)에 도시된 바와 같이, 통신 신호를 전송하기 위해 사용된 적응성 어레이 가중치들의 추정 프로세스는 종료된다.
이제, 도 9를 다시 참조하면, 본 발명의 시스템 및 방법에 따라, 무선 통신 시스템에서 전송기로부터 수신기로 통신 신호를 전송하기 위해 전용 파일롯이 사용될 때, 적응성 어레이 가중치들을 추정하는 수신기(700)의 부분들의 하이-레벨 블록도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 안테나(201)로부터의 신호들은 버퍼(702), 채널 추정기(204), 트래픽 채널 전력 계산기(704), 엘리먼트 전력 계산기(706) 및 가중치 추정기(602)내에 위치된 전용 파일롯 수신기(708)에 결합된다.
버퍼(702)는 버퍼가 최종적으로 새로운 샘플들의 세트로 재기록되기 이전에, 다양한 시간들에서의 프로세싱을 위해 신호의 표시를 가능하게 할 수 있도록 계산 신호들의 샘플들을 저장한다.
채널 추정기(204)는 트랜시버 기지국의 각 안테나 엘리먼트와 안테나(201) 사이의 각 채널을 위한 채널 임펄스 응답을 추정한다. 채널 추정기(204)는 도 2 및 도 3을 참조로 보다 명확히 상술되어 있다.
트래픽 채널 전력 계산기(704)는 트래픽 채널내의 전력을 계산한다. 이는 트래픽 채널을 역확산하고, 특정 슬롯을 위한 트래픽 채널 전력을 계산하기 위해 슬롯의 지속 기간에 걸쳐 전력을 평균화함으로써 수행된다.
엘리먼트 전력 계산기(706)는 슬롯의 지속기간에 걸쳐 엘리먼트 파일롯들 내의 전력을 계산한다. 이는 상술한 바와 같은 트래픽 채널 전력 계산기(704)와 같은 방식으로 구현될 수 있다.
버퍼(702)는 심볼 복조기(216)에 결합된다. 심볼 복조기(216)는 트래픽 심볼들을 복조하며, RAKE 수신기로 구현될 수 있다.
심볼 복조기(216)(216)는 파일롯 합성기(208)로부터 복조 기준을 수신한다. 심볼 복조기(216)와 파일롯 합성기(208) 양자 모두는 상술되어 있다.
가중치 추정기(602)내에 도시된 바와 같이, 전용 파일롯 수신기(708)도 안테나(201)에 결합된다. 전용 파일롯 수신기(708)는 특정 사용자를 위한 전용 파일롯을 수신하고, 거리 산출기(710)에 결합된 전용 파일롯 신호 전력을 제공한다. 거리 산출기(710)는 전용 파일롯 수신기로부터의 전용 파일롯과, 가정 파일롯 합성기(712)에 의해 합성된 가정된 전용 파일롯 사이의 거리 함수를 산출한다. 거리 산출기(710)는 위에서, 도 7의 블록(410)에 관련하여 설명된 바와 같이 구현될 수 있다.
가정 파일롯 합성기(712)는 위에서 도 7의 블록(406)에 관하여 설명한 바와 같이 구현될 수 있다.
또한, 거리 산출기(710)는 비 추정기(714)로부터의 입력을 포함하며, 이는 현재 시간 슬롯에 걸친 엘리먼트 파일롯 전력에 대한 가정된 파일롯 전력의 비의 추정을 제공한다. 이 비는 가정 파일롯 수신기(708)에 의해 제공된 가정된 파일롯을 스케일링하기 위해 거리 산출기(710)에 의해 사용된다. 비 추정기(714)는 트래픽 채널 전력 계산기(704)와 엘리먼트 파일롯 전력 계산기(706)로부터의 전력의 추정들을 수신한다.
거리 산출기(710)의 전력은 거리 프로세서(716)에 통신된 거리 값이다. 거리 프로세서(716)는 거리 산출기(710)로부터 값들을 수집하고, 도 7의 블록(412)에 관련하여 상술한 바와 같이, 거리 메트릭이 가능성 기반인지 에러 전력 기반인지에 의해 결정된 방식으로 최대와 최소 거리를 비교한다.
거리 프로세서(716)에 의한 비교 전력은 가중치 선택기(718)로 입력되며, 이는 가중치 추정기(602)를 위한 제어 함수로서 작용한다. 가중치 선택기(718)는 가중치 세트 메모리(720)에 결합되고, 가중치 세트 메모리는 전송기에서 선택될 수 있는 적응성 어레이 가중치 세트들에 관해 수신기(700)가 알고있는 정보를 저장하고 있다. 가중치 세트 메모리(720)는 코드북 시스템이 통신 시스템에서 전송기와 수신기에 사용되는 경우에, 코드북을 저장한다. 가중치 선택기(718)는 전송기에서 사용될 수 있는 다양한 가중치 세트들을 선택하고, 도7의 블록(406)에 관련하여 설명된 바와 같이 적응성 어레이 가중치들의 각 후보 세트와 수신된 엘리먼트 파일롯들을 사용하여 가정된 전용 파일롯이 합성될 수 있도록 이들 가중치 세트들을 가정 파일롯 합성기(712)로 보낸다.
또한, 가중치 선택기(718)는 심볼 복조기(216)내의 심볼들을 복조하기 위한 합성 파일롯을 생성하기 위해 파일롯 합성기(208)에 의해 사용되는 추정 가중치 세트를 위한 최종 선택을 한다. 최종 가중치 선택은 거리 프로세서(716)로부터의 거리 비 관련 정보와, 수신기(700)가 전송기가 사용할 것을 요청한 지연된 요청 가중치들에 기초하여 이루어진다. 요청된 가중치들은 전송기에 의해 그들이 사용되는 슬롯과 그들이 요청한 슬롯을 동기화하기 위해 지연된다. 최종 가중치 선택은 블록들(414 내지 418)에 관련하여 도 7에 설명되어 있다.
수신기(700)가 파일롯 합성기(208)를 위한 가중치 세트 추정기를 형성하기 위해서 가중치 추정기(602)의 전용 파일롯을 사용한다는 것을 주목하여야 한다. 따라서, 수신기(700)는 도 7의 흐름도에 도시된 방식으로 동작한다. 파일롯 신호가 전송기에서 사용되지 않을 때, 도 8의 흐름도에 도시된 가중치 추정 방법이 사용된다.
이제 도 10을 참조하면, 무선 통신 시스템에서 전송기로부터 수신기로 통신 신호를 전송하기 위해 전용 파일롯이 사용되지 않을 때, 적응성 어레이 가중치들을 추정하는 전용 수신기(800)가 도시되어 있다. 수신기(800)는 도 9의 수신기(700)에 도시된 것들과 동일한 다수의 기능 블록들을 포함한다. 실질적으로 동일한 기능 블록들에는 동일한 참조 부호를 사용한다. 수신기 800과 700 사이의 차이는 주로 가중치 추정기(802)에 있으며, 이는 변조 제거기(804)와 심볼 복조기(806)를 포함한다.
가중치 추정기(802)에서, 거리 산출기(710)는 거리 메트릭을 산출하기 위해, 가정 파일롯 합성기(712)로부터 출력된 가정된 전용 파일롯과, 변조 제거기(804)의 전력을 비교한다. 변조 제거기(804)는 안테나(201)에 의해 수신되고 버퍼(702)에 의해 버퍼링된 신호로부터 심볼들이 제거된 후에 남아있는 잔여 신호를 생성한다. 상기 신호로부터 제거되는 심볼들은 가정 파일롯 합성기(712)에 의해 출력된 가정된 전용 파일롯을 사용하는 심볼 복조기(806)에 의해 결정된다.
가중치 선택기(718)는 일련의 가정된 정의 파일롯들을 생성하기 위해 가중치 세트 메모리(720)로부터 어레이를 선택하기 위한 수집기로서 동작한다.
심볼 복조기(806)는 상술한 심볼 복조기(216)와 유사한 방식으로 구현될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 심볼 복조기 806과 심볼 복조기 216은 동일한 디지털 신호 프로세서 상에서 다중 프로세스들로서 구동하는 소프트웨어에서 구현될 수 있다.
변조 제거기(804)는 도 8의 블록(510)에 관련하여 설명된 바와 같이 분할 함수로 구현될 수 있다.
도 9에 도시된 수신기(700)와 마찬가지로, 도 10에 도시된 수신기(800)는 가중치 세트 추정으로서 최종 가중치들의 세트를 선택한다. 이들 추정된 가중치들은 가중치 선택기(718)에 의해 출력되고, 슬롯내의 심볼들을 최종적으로 복조하는 심볼 복조기(216)내로 입력된다.
전송기에서 사용된 가중치들을 추정함으로써, 수신기(700, 800)는 복조를 위한 보다 정확한 기준을 생성하는 파일롯을 합성하기가 보다 용이하다. 이는 추정된 가중치들에 기초한 합성된 파일롯이 수신기로부터 전송된 정보에 기초한 가중치들을 전송기가 사용하는 것으로 가정하는 것 보다 전송기에 의해 실제 사용된 가중치들에 기초하게 되기가 쉽기 때문이다. 이는 수신기로부터 전송된 정보가 업링크 채널 내에서 열화되거나, 다른 방식으로 잘못 전달되어 전송기가 수신기에 의해 기대되지 않은 적응성 어레이 가중치들을 사용하게 할 수 있기 때문이다. 본 발명이 보다 정확한 복조 기준을 제공하기 위해 사용될 때, 전송기가 수신기로 정확한 복조를 제공하기 위해 신호 전력을 사용하지 않기 때문에 용량이 증가될 수 있다. 이 절감된 신호 전력은 사용자의 트래픽 신호들에 전용될 수 있다.
도 7 및 도 9에 관련하여 설명된 본 발명의 실시예에서, 전용 파일롯이 전송되고, 수신기에 의해 전송기에서 사용된 적응성 어레이 가중치들을 추정하는데 사용될 수 있다. 전용 파일롯 신호는 전송기에서 사용된 적응성 어레이 가중치들을 나타내기 위해, 더 변경될 수 있다. 예로서, 전용 파일롯은 전송기에 의해 사용된 가중치를 포함하는 코드북 엔트리를 나타내는 심볼로 변조될 수 있다. 대안적으로, 전용 파일롯들의 세트 중 하나가 전송기에서 사용된 적응성 어레이 가중치들을 나타내도록 선택될 수 있다.
전송기에서 사용된 적응성 어레이 가중치들을 통신하기 위해 전용 파일롯을 변경하는 시스템에서, 수학식 7의 가능성 기반 거리 메트릭은 하기와 같아진다.
사용된 변수들은 Δj(t), T, 및 d(t)를 제외하고는 수학식 7에서와 동일하다. Δj(t)는 전용 파일롯 상의 시간 순간(t)을 위한 코드북 엔트리(j)와 연계된 변조 심볼이고, T는 시간 슬롯 당 복조 심볼들의 수이며, d(t)는 Δj(t)가 전송되는 동안 관측된 수신된 전용 파일롯 신호들의 벡터이다. 예로서, 코드북 내에 두 개의 가중치 세트들이 있고, 슬롯 당 단지 두 개의 변조 전용 파일롯 심볼들만이 존재하는 경우에, 제 1 및 제 2 코드북 엔트리에 대하여, 각각 Δ1(1) 은 +1일 수 있고, Δ1(2)은 -1 일 수 있으며, Δ2(1)은 -1일 수 있고, Δ2(2)는 1일 수 있다. 거리 메트릭이 계산되고 나면, 프로세스의 나머지는 변화되지 않는다.
마찬가지로, 수학식 9의 에러 전력 기반 거리 메트릭은 하기와 같다.
상술한 본 발명의 양호한 실시예의 설명은 예시와 설명의 목적으로 제시된 것이다. 이것이 본 발명의 모두이거나, 본 발명을 본 명세서에 포함된 특정 형태에 제한하기 위한 것은 아니다. 변형들 또는 변용들이 상술한 개념안에서 이루어질 수 있다. 실시예는 본 발명의 원리를 가장 잘 예시하는 것과 그 실제 응용 분야를 제공하기 위해 선택 및 설명된 것이며, 본 기술 분야의 숙련자들은 필요한 특정 용도에 적절할 때, 다양한 실시예들의 본 발명을 활용하고, 다양하게 변화시킬 수 있을 것이다. 이런 변형들 및 변용들은 공정하게, 준법적으로, 공명하게 부여된 범위에 따라 해석될 때, 첨부된 청구항에 의해 정의되는 본 발명의 범주내에 존재한다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템에서의 전송기로부터 통신 신호를 전송하기 위해 사용된 적응성 어레이 가중치들을 수신기에서 추정하는 방법으로서, 상기 전송기는 적응성 어레이 안테나 내의 안테나 엘리먼트들에 결합된 복수의 엘리먼트 통신 신호들을 생성하도록 상기 통신 신호의 이득과 위상을 수정하기 위해 적응성 어레이 가중치들을 사용하는, 상기 적응성 어레이 가중치들 추정 방법에 있어서,
    상기 적응성 어레이 안테나로 전송하는 상기 전송기로부터 전송된 상기 통신 신호를 수신하는 단계;
    상기 적응성 어레이 안테나 내의 엘리먼트로부터 전송된 엘리먼트 파일롯 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 엘리먼트 파일롯 신호와 상기 수신된 통신 신호에 응답하여 상기 전송기에서 사용된 상기 적응성 어레이 가중치들을 추정하는 단계를 포함하는 적응성 어레이 가중치들 추정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 추정된 적응성 어레이 가중치들에 응답하여 파일롯을 합성하기 위한 파일롯 합성 가중치들을 결정하는 단계를 더 포함하는 적응성 어레이 가중치들 추정 방법
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적응성 어레이 가중치들은 적응성 어레이 가중치들의 복수의 소정 세트들로부터 선택되고, 상기 전송기에서 사용된 상기 적응성 어레이 가중치를 추정하는 단계는 상기 수신된 엘리먼트 파일롯 신호와 상기 수신된 통신 신호에 응답하여 상기 적응성 어레이 가중치들의 소정 세트들 중 하나를 선택하는 단계를 더 포함하는, 적응성 어레이 가중치들 추정 방법
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송기에서 사용된 상기 적응성 어레이 가중치들을 추정하는 단계는 수신된 엘리먼트 파일롯 신호의 특성들을 상기 수신된 통신 신호의 특성들과 비교함으로써 상기 전송기에서 사용된 상기 적응성 어레이 가중치들을 추정하는 단계를 더 포함하는, 적응성 어레이 가중치들 추정 방법
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 수신된 엘리먼트 파일롯 신호의 특성들과 상기 수신된 통신 신호의 특성들은, 상기 수신된 엘리먼트 파일롯 신호로부터 유도된 채널 추정과 상기 수신된 통신 신호의 평균 표시(representation)를 각각 포함하는, 적응성 어레이 가중치들 추정 방법
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 수신된 엘리먼트 파일롯 신호의 특성들과 상기 수신된 통신 신호의 특성들은, 상기 수신된 엘리먼트 파일롯 신호로부터 유도된 채널 추정과, 상기 수신된 통신 신호의 공지된 시퀀스로부터 유도된 특성을 각각 포함하는, 적응성 어레이 가중치들 추정 방법
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 수신된 엘리먼트 파일롯 신호의 특성들과 상기 수신된 통신 신호의 특성들은, 상기 수신된 엘리먼트 파일롯 신호로부터 유도된 채널 추정과, 상기 수신된 통신 신호의 공지된 시퀀스의 변조로부터 유도된 특성을 각각 포함하는, 적응성 어레이 가중치들 추정 방법
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 추정된 적응성 어레이 가중치들에 응답하여 파일롯을 합성하기 위한 파일롯 합성 가중치들을 결정하는 단계는,
    상기 추정된 적응성 어레이 가중치들의 품질을 결정하는 단계; 및
    상기 추정된 적응성 어레이 가중치들의 품질이 임계 품질보다 아래로 떨어지는 것에 응답하여, 적응성 어레이 가중치들의 대안적 세트를 상기 파일롯 합성 가중치들로서 선택하는 단계를 더 포함하는, 적응성 어레이 가중치들 추정 방법
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 수신된 엘리먼트 파일롯 신호의 특성들을 상기 수신된 통신 신호의 특성들과 비교함으로써 상기 전송기에서 사용된 상기 적응성 어레이 가중치들을 추정하는 단계는,
    후보(candidate) 적응성 어레이 가중치들의 세트를 선택하는 단계;
    상기 후보 적응성 어레이 가중치들의 선택된 세트와 상기 수신된 엘리먼트 파일롯으로부터 유도된 채널 추정에 응답하여 가정된(hypothesized) 전용 파일롯을 계산하는 단계;
    상기 수신된 통신 신호에 응답하여 전용 파일롯을 추정하는 단계;
    상기 가정된 전용 파일롯과 상기 추정된 전용 파일롯에 응답하여 거리 메트릭(distance metric)을 계산하는 단계; 및
    상기 거리 메트릭에 응답하여 상기 추정된 적응성 어레이 가중치들을 선택하는 단계를 더 포함하는, 적응성 어레이 가중치들 추정 방법
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 후보 적응성 어레이 가중치들의 선택된 세트와, 상기 수신된 엘리먼트 파일롯으로부터 유도된 채널 추정에 응답하여 가정된 전용 파일롯을 계산하는 단계는,
    상기 수신된 통신 신호의 전력에 대한 상기 수신된 엘리먼트 파일롯 신호의 전력의 비를 추정하는 단계; 및
    상기 추정된 비에 응답하여 상기 추정된 전용 파일롯에 대해 상기 가정된 전용 파일롯을 스케일링(scaling)하는 단계를 더 포함하는, 적응성 어레이 가중치들 추정 방법
  11. 무선 통신 시스템에서의 전송기로부터 통신 신호를 전송하기 위해 사용된 적응성 어레이 가중치들을 수신기에서 추정하는 시스템으로서, 상기 전송기는 적응성 어레이 안테나 내의 안테나 엘리먼트들에 결합된 복수의 엘리먼트 통신 신호들을 생성하도록 통신 신호의 이득과 위상을 수정하기 위해 적응성 어레이 가중치들을 사용하는, 상기 적응성 어레이 가중치들 추정 시스템에 있어서,
    상기 적응성 어레이 안테나로 전송하는 상기 전송기로부터 전송된 상기 통신 신호를 수신하는 수단;
    상기 적응성 어레이 안테나 내의 엘리먼트로부터 전송된 엘리먼트 파일롯 신호를 수신하는 수단; 및
    상기 수신된 엘리먼트 파일롯 신호와 상기 수신된 통신 신호에 응답하여 상기 전송기에서 사용된 상기 적응성 어레이 가중치들을 추정하는 수단을 포함하는 적응성 어레이 가중치들 추정 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 추정된 적응성 어레이 가중치들에 응답하여 파일롯을 합성하기 위한 파일롯 합성 가중치들을 결정하는 수단을 더 포함하는 적응성 어레이 가중치들 추정 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 적응성 어레이 가중치들은 적응성 어레이 가중치들의 복수의 소정 세트로부터 선택되고, 상기 전송기에서 사용된 상기 적응성 어레이 가중치를 추정하는 수단은 상기 수신된 엘리먼트 파일롯 신호와 상기 수신된 통신 신호에 응답하여 상기 적응성 어레이 가중치들의 소정 세트들 중 하나를 선택하는 수단을 더 포함하는, 적응성 어레이 가중치들 추정 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 전송기에서 사용된 상기 적응성 어레이 가중치들을 추정하는 수단은, 상기 수신된 엘리먼트 파일롯 신호의 특성들을 상기 수신된 통신 신호의 특성들과 비교함으로써 상기 전송기에서 사용된 상기 적응성 어레이 가중치들을 추정하는 수단을 더 포함하는, 적응성 어레이 가중치들 추정 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 수신된 엘리먼트 파일롯 신호의 특성들과 상기 수신된 통신 신호의 특성들은, 상기 수신된 엘리먼트 파일롯 신호로부터 유도된 채널 추정과 상기 수신된 통신 신호의 평균 표시를 각각 포함하는, 적응성 어레이 가중치들 추정 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 수신된 엘리먼트 파일롯 신호의 특성들과 상기 수신된 통신 신호의 특성들은, 상기 수신된 엘리먼트 파일롯 신호로부터 유도된 채널 추정과, 상기 수신된 통신 신호의 공지된 시퀀스로부터 유도된 특성을 각각 포함하는, 적응성 어레이 가중치들 추정 시스템.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 수신된 엘리먼트 파일롯 신호의 특성들과 상기 수신된 통신 신호의 특성들은, 상기 수신된 엘리먼트 파일롯 신호로부터 유도된 채널 추정과, 상기 수신된 통신 신호의 공지된 시퀀스의 변조로부터 유도된 특성을 각각 포함하는, 적응성 어레이 가중치들 추정 시스템.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 추정된 적응성 어레이 가중치들에 응답하여 파일롯을 합성하기 위한 파일롯 합성 가중치들을 결정하는 수단은,
    상기 추정된 적응성 어레이 가중치들의 품질을 결정하는 수단; 및
    상기 추정된 적응성 어레이 가중치들의 품질이 임계 품질보다 아래로 떨어지는 것에 응답하여, 적응성 어레이 가중치들의 대안적 세트를 상기 파일롯 합성 가중치들로서 선택하는 수단을 더 포함하는, 적응성 어레이 가중치들 추정 시스템.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 수신된 엘리먼트 파일롯 신호의 특성들을 상기 수신된 통신 신호의 특성들과 비교함으로써 상기 전송기에서 사용된 상기 적응성 어레이 가중치들을 추정하는 수단은,
    후보 적응성 어레이 가중치들의 세트를 선택하는 수단;
    상기 후보 적응성 어레이 가중치들의 선택된 세트와 상기 수신된 엘리먼트 파일롯으로부터 유도된 채널 추정에 응답하여 가정된 전용 파일롯을 계산하는 수단;
    상기 수신된 통신 신호에 응답하여 전용 파일롯을 추정하는 수단;
    상기 가정된 전용 파일롯과 상기 추정된 전용 파일롯에 응답하여 거리 메트릭을 계산하는 수단; 및
    상기 거리 메트릭에 응답하여 상기 추정된 적응성 어레이 가중치들을 선택하는 수단을 더 포함하는, 적응성 어레이 가중치들 추정 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 후보 적응성 어레이 가중치들의 선택된 세트와, 상기 수신된 엘리먼트 파일롯으로부터 유도된 채널 추정에 응답하여 가정된 전용 파일롯을 계산하는 수단은,
    상기 수신된 통신 신호의 전력에 대한 상기 수신된 엘리먼트 파일롯 신호의 전력의 비를 추정하는 수단; 및
    상기 추정된 비에 응답하여 상기 추정된 전용 파일롯에 대해 상기 가정된 전용 파일롯을 스케일링하는 수단을 더 포함하는, 적응성 어레이 가중치들 추정 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6115406A (en) * 1999-09-10 2000-09-05 Interdigital Technology Corporation Transmission using an antenna array in a CDMA communication system
US6278726B1 (en) * 1999-09-10 2001-08-21 Interdigital Technology Corporation Interference cancellation in a spread spectrum communication system
JP3317286B2 (ja) * 1999-09-21 2002-08-26 日本電気株式会社 復調方法及び復調回路
JP2001111464A (ja) * 1999-10-08 2001-04-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 基地局装置及び無線送信方法
US6466165B2 (en) * 2000-06-16 2002-10-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Adaptive array antenna
US7180956B1 (en) * 2000-08-02 2007-02-20 Via Telecom Co., Ltd. Method and apparatus for applying overlaid perturbation vectors for gradient feedback transmit antenna array adaptation
US7236538B1 (en) * 2000-08-02 2007-06-26 Via Telecom Co., Ltd. Method and apparatus for improving transmit antenna weight tracking using channel correlations in a wireless communication system
US7433416B1 (en) * 2000-08-02 2008-10-07 Via Telecom Co., Ltd. Method and apparatus for generating transmit adaptive antenna weights with nulling using binary gradient feedback
US6952455B1 (en) * 2000-08-02 2005-10-04 Via Telecom, Co., Ltd. Adaptive antenna method and apparatus
US6711208B2 (en) * 2000-12-04 2004-03-23 Qualcomm, Incorporated Estimation of traffic-to-pilot ratios
US20020128026A1 (en) * 2001-01-15 2002-09-12 Derryberry Roy Thomas System and method for channel prediction for closed loop diversity
US6826241B2 (en) * 2001-02-21 2004-11-30 Motorola, Inc. Apparatus and method for filtering maximum-length-code signals in a spread spectrum communication system
FR2821502A1 (fr) * 2001-02-27 2002-08-30 Thomson Csf Procede et dispositif d'estimation d'un canal de propagation a partir de ses statistiques
US7224758B1 (en) * 2001-03-23 2007-05-29 Via Telecom Co., Ltd. Multiple transmit antenna weighting techniques
US8290098B2 (en) * 2001-03-30 2012-10-16 Texas Instruments Incorporated Closed loop multiple transmit, multiple receive antenna wireless communication system
US6996380B2 (en) * 2001-07-26 2006-02-07 Ericsson Inc. Communication system employing transmit macro-diversity
US6996375B2 (en) * 2001-07-26 2006-02-07 Ericsson Inc. Transmit diversity and separating multiple loopback signals
US7224942B2 (en) 2001-07-26 2007-05-29 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Communications system employing non-polluting pilot codes
US7197282B2 (en) * 2001-07-26 2007-03-27 Ericsson Inc. Mobile station loop-back signal processing
US7209511B2 (en) * 2001-08-31 2007-04-24 Ericsson Inc. Interference cancellation in a CDMA receiving system
JP2003124856A (ja) * 2001-10-10 2003-04-25 Hitachi Kokusai Electric Inc アダプティブアレイアンテナ指向性制御システム
US7155231B2 (en) * 2002-02-08 2006-12-26 Qualcomm, Incorporated Transmit pre-correction in a wireless communication system
US7986672B2 (en) * 2002-02-25 2011-07-26 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for channel quality feedback in a wireless communication
US7444161B2 (en) * 2002-03-22 2008-10-28 Huawei Technologies Co., Ltd. Self & minus; adaptive weighted space time transmitting diversity method and system thereof
US7363057B2 (en) * 2002-04-03 2008-04-22 Nec Corporation Mobile communication system, mobile station, base station, communication path quality estimation method used for the same
US7342912B1 (en) * 2002-06-28 2008-03-11 Arraycomm, Llc. Selection of user-specific transmission parameters for optimization of transmit performance in wireless communications using a common pilot channel
US6873606B2 (en) * 2002-10-16 2005-03-29 Qualcomm, Incorporated Rate adaptive transmission scheme for MIMO systems
EP1568155A4 (en) * 2002-10-29 2011-06-22 Nokia Corp LIGHT COMPLEXITY BEAMMER FOR MULTIPLE TRANSMITTERS AND RECEIVERS
US20040125865A1 (en) * 2002-12-30 2004-07-01 Frank Colin D. Maximum signal-to-interference-and-noise spread spectrum rake receiver and method
EP1447927A1 (en) * 2003-02-17 2004-08-18 France Telecom Signal processing apparatus and method
JP3933597B2 (ja) * 2003-03-27 2007-06-20 三洋電機株式会社 送信方法およびそれを利用した無線装置
EP1727292A4 (en) * 2004-02-27 2010-04-21 Nec Corp APPARATUS AND PROCESS OF CDMA RECEPTION APPARATUS
US7499452B2 (en) * 2004-12-28 2009-03-03 International Business Machines Corporation Self-healing link sequence counts within a circular buffer
US7640019B2 (en) * 2005-03-31 2009-12-29 Adc Telecommunications, Inc. Dynamic reallocation of bandwidth and modulation protocols
US7583735B2 (en) * 2005-03-31 2009-09-01 Adc Telecommunications, Inc. Methods and systems for handling underflow and overflow in a software defined radio
US7398106B2 (en) * 2005-03-31 2008-07-08 Adc Telecommunications, Inc. Dynamic readjustment of power
US20060222020A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-05 Adc Telecommunications, Inc. Time start in the forward path
US20060227805A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-12 Adc Telecommunications, Inc. Buffers handling multiple protocols
US7423988B2 (en) * 2005-03-31 2008-09-09 Adc Telecommunications, Inc. Dynamic reconfiguration of resources through page headers
US7593450B2 (en) * 2005-03-31 2009-09-22 Adc Telecommunications, Inc. Dynamic frequency hopping
US20060223514A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-05 Adc Telecommunications, Inc. Signal enhancement through diversity
US7835702B1 (en) * 2005-09-15 2010-11-16 Magnolia Broadband Inc. Calculating a diversity parameter adjustment according to previously applied diversity parameter adjustments
US7570210B1 (en) 2005-12-12 2009-08-04 Marvell International Ltd. Steering matrix feedback for beamforming
US7764462B1 (en) 2006-01-13 2010-07-27 Marvell International Ltd. Thermal solution for drive systems such as hard disk drives and digital versatile discs
EP1811678A3 (en) 2006-01-23 2012-08-01 LG Electronics Inc. Radio frequency signal transmission/reception apparatus and radio frequency signal transmission/reception method
US8412271B2 (en) * 2008-03-28 2013-04-02 Marvell World Trade Ltd. Boosted, dedicated reference signal
US8411765B2 (en) 2008-10-10 2013-04-02 Ziva Corporation Techniques and systems for wireless communications
US8412203B2 (en) * 2008-10-31 2013-04-02 Avaya Inc. Next generation cell phone
US8498658B2 (en) * 2009-09-03 2013-07-30 Ziva Corporation Techniques and systems for providing data over power in communications based on time reversal
US8660598B2 (en) * 2009-11-06 2014-02-25 Nec Laboratories America, Inc. Systems and methods for prioritizing beams to enable efficient determination of suitable communication links
US8831164B2 (en) * 2011-09-15 2014-09-09 Exelis Inc Method and apparatus for cooperative communications between groups of communication units using a time reversed channel response
US8781424B2 (en) * 2012-02-27 2014-07-15 Intel Mobile Communications GmbH Radio receiver apparatus of a cellular radio network
US9059787B1 (en) * 2013-06-12 2015-06-16 Marvell International Ltd. Estimating transmission power and noise level of received signal in a CDMA receiver
US10211528B2 (en) * 2015-05-18 2019-02-19 William Marsh Rice University Fully programmable digital-to-impulse radiating array
CN111183593B (zh) 2017-10-02 2022-10-18 联想(新加坡)私人有限公司 上行链路功率控制

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3717814A (en) * 1971-09-23 1973-02-20 Bell Telephone Labor Inc Cophasing diversity communication system with pilot feedback
US5812542A (en) * 1996-03-18 1998-09-22 Motorola, Inc. Method for determining weighting coefficients in a CDMA radio receiver
DE69637911D1 (de) * 1995-07-19 2009-06-04 Nec Corp Diversity-Übertragungssystem mit Kodevielfachzugriff
GB2313261B (en) * 1996-05-17 2000-08-30 Motorola Ltd Devices for transmitter path weights and methods therefor
JP3497672B2 (ja) * 1996-09-18 2004-02-16 株式会社東芝 アダプティブアンテナおよびマルチキャリア無線通信システム
US5923700A (en) * 1997-02-24 1999-07-13 At & T Wireless Adaptive weight update method and system for a discrete multitone spread spectrum communications system
US5982327A (en) * 1998-01-12 1999-11-09 Motorola, Inc. Adaptive array method, device, base station and subscriber unit
US6067324A (en) * 1998-06-30 2000-05-23 Motorola, Inc. Method and system for transmitting and demodulating a communications signal using an adaptive antenna array in a wireless communication system
US6115406A (en) * 1999-09-10 2000-09-05 Interdigital Technology Corporation Transmission using an antenna array in a CDMA communication system

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