KR100488102B1 - 병렬 간섭제거기를 사용하는 채널추정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직접 순차 코드분할 다중접속(DS CDMA, Direct Sequence Code Division Multiple Access) 수신기에서 채널 추정에 관한 것으로, 특히 채널 추정 오류를 최소화 하기 위해 병렬 간섭제거기를 사용하여 간섭이 제거된 신호를 채널추정기에 입력하는 채널추정 장치에 관한 것이다.

본 발명은 직접 순차 코드분할 다중접속 수신기에 있어서, 데이터의 복원을 위해 역확산하는 데이터상관기와; 데이터상관기를 통해 역확산된 신호를 양자화하는 양자화기와; 수신 신호를 재생성하는 재생성기와; 다른 사용자에 의한 재생성된 신호를 수신신호로부터 제거하는 간섭제거기가 다단으로 구성되는 수신기에 있어서, 마지막 단의 간섭제거기로부터 수신 신호에서 간섭이 제거된 신호를 입력받아채널을 추정하는 채널추정기로 구성된다.

이러한 본 발명은 채널추정기의 성능을 향상시켜 다단 병렬 간섭제거기로부터 유발되는 부가적인 잡음의 양을 크게 줄여 수신기의 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

병렬 간섭제거기를 사용하는 채널추정 장치{Channel Estimate Device Using a Parallel Interference Cancellation}

본 발명은 직접 순차 코드분할 다중접속(DS CDMA, Direct Sequence Code Division Multiple Access) 수신기에서 채널 추정에 관한 것으로, 특히 채널 추정 오류를 최소화 하기 위해 병렬 간섭제거기를 사용하여 간섭이 제거된 신호를 채널추정기에 입력하는 채널추정 장치에 관한 것이다.

도 1은 종래의 병렬 간섭제거기를 사용하는 수신기 구조를 나타낸 블록도이다.

이에 도시된 바와 같이, 다단 병렬 간섭제거기를 사용하는 직접 순차 코드분할 다중접속(DS CDMA) 수신기는 크게 데이터의 복원을 위해 역확산하는 데이터상관기(10)와; 데이터상관기를 통해 역확산된 신호를 양자화하는 양자화기(20)와; 수신신호를 재생성하는 재생성기(30)와; 다른 사용자에 의한 재생성된 신호를 제거하는 간섭제거기(40)와; 데이터의 복원 및 수신신호 재생성을 위한 채널추정기(50)로 구성된다.

여기서, 데이터상관기(10)는 전송단에서 확산한 신호를 역확산하는 과정으로, 이와 같이 역확산된 신호는 채널추정기(50)로부터 얻는 채널추정치를 이용하여 위상 복원을 통해 전송 신호를 복원한다.

또한, 채널추정기(50)는 역확산 과정을 통해서 채널 응답, 수신 전력등의 중요 파라미터에 대한 추정을 위해 사용한다.

일반적으로 간섭제거기를 사용하지 않는 수신기의 경우, 크게 데이터상관기(10)와 채널추정기(50)로서 구성될 수 있다.

하지만 간섭제거기(40)를 사용할 경우, 상기 두가지와 더불어 재생성기(30)를 필요로 한다.

양자화기(20)는 데이터상관기(10)를 통해 역확산된 신호를 양자화한다.

그리고 재생성기(30)는 데이터상관기(10)로부터 얻어지는 데이터와 채널추정기(50)로부터 얻어지는 채널 추정치를 이용하여 수신기에 입력되는 사용자의 수신 신호를 재생성한다.

재생성기에 대하여 자세히 설명하면, 코드분할 다중접속 시스템은 다수의 사용자가 시간과 주파수를 공유하면서 신호를 송수신하기 때문에 한 사용자에 대하여 수신신호를 복원하려고 할때 다른 사용자의 신호는 간섭으로 작용하게 된다.

즉, 수신입력신호의 데이터상관기 통과시 한 사용자에 대한 복원신호뿐만 아니라 간섭으로 작용하는 다른 사용자들의 수신신호도 같이 복원이 되므로 상기 재생성기(30)를 사용하여 다른 사용자들과 함께 섞인 데이터상관기(10) 통과후의 역확산된 신호에 대하여 한 사용자의 신호를 데이터상관기 통과전의 신호 즉, 역확산하기전의 신호로 재생성하게 된다.

그리고 이렇게 재생성된 한 사용자의 신호는 다른 사용자의 신호복원에서 간섭으로 작용하므로 다른 사용자에 대한 수신신호 복원시 간섭제거기로 들어가 제거된다.

코드분할 다중접속 시스템에서 한 사용자의 신호에 대하여 다른 사용자의 신호는 간섭으로 작용할 수 있으므로 한 사용자의 신호를 복원하는데 있어 간섭으로 작용하는 다른 사용자의 신호를 제거해 주는 단계가 필요하다.

상기 단계에 해당하는 것이 바로 간섭제거기(30)로서 수신 입력신호에서 다른 사용자들에 의한 재생성된 신호를 빼는 역할을 하므로써 한 사용자의 수신입력신호를 얻을 수 있다.

이와 같이 다른 사용자에 의한 간섭이 제거된 한 사용자의 수신입력신호는 다음단으로 넘어가 다시 데이터상관기(10)를 통하여 상기과정을 반복하면서 한차원 더 높은 신뢰도의 데이터를 복원할 수 있다.

이러한 과정은 다단 병렬 간섭제거기를 사용하는 직접 순차 다중분할 접속방식 수신기의 한 단으로서 수신기의 성능을 향상시키기 위해 다단의 구조로 사용되어진다.

일반적으로 다단 병렬 간섭제거기는 앞단에서 결정된 데이터로부터 신호를 재생성하는 과정을 거치기 때문에 앞단의 데이터의 신뢰도에 큰 영향을 받는다.

그래서 앞단에서 이루어지는 데이터 결정 과정의 신뢰도를 높이기 위한 많은 연구들이 진행되어져 왔다.

그러나 다단 병렬 간섭 제거는 다수의 사용자가 존재하는 환경하에서, 재생성된 다중 사용자의 신호를 동시에 제거하는 과정을 거치게 되므로, 앞단에서의 데이터의 신뢰도가 아무리 높다고 하여도 채널 추정치에 오류가 존재하는 경우에 많은 잡음 성분이 동시에 수신기의 입력신호로서 작용하게 된다.

또한 채널추정기로 입력되는 신호는 많은 간섭 신호를 포함하고 있으므로 채널추정기를 통과하여 얻게되는 채널 추정치 역시 데이터와 마찬가지로 많은 잡음 성분을 포함하게 된다.

그러므로 사용자가 많아지는 경우에 있어서 채널추정기의 성능이 점차 저하되는 문제점이 발생한다.

그리고 상기 저하된 성능을 갖는 채널추정기는 간섭 제거 과정에서 많은 잡음을 부가하게 되므로 다단 병렬 간섭제거기를 사용하는 수신기의 성능이 크게 떨어져 데이터에 대한 복원 또한 심화시키는 문제점이 발생한다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 다수의 사용자가 존재하는 환경의 다단 병렬 간섭제거기를 사용하는 수신기에서 채널 추정 오류를 최소화하기 위해, 간섭이 제거된 신호를 이용하여 채널추정기를 동작시키도록 함에 그 목적이 있다.

본 발명은 직접 순차 코드분할 다중접속 수신기에 있어서, 데이터의 복원을 위해 역확산하는 데이터상관기와; 데이터상관기를 통해 역확산된 신호를 양자화하는 양자화기와; 수신 신호를 재생성하는 재생성기와; 다른 사용자에 의한 재생성된 신호를 수신신호로부터 제거하는 간섭제거기가 다단으로 구성되는 수신기에 있어서, 마지막 단의 간섭제거기로부터 수신 신호에서 간섭이 제거된 신호를 입력받아채널을 추정하는 채널추정기로 구성된다.

즉, 일반적인 수신기 구조에서의 채널추정기가 수신된 신호를 이용하여 채널 추정을 하는 것과는 달리 마지막 단의 간섭제거기를 통과한 신호를 이용하여 채널 추정을 하므로써 채널 추정치에 부가되는 다중 사용자 간섭 잡음이 제거되는 형태를 취하게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 병렬 간섭제거기를 사용하는 수신기 구조를 나타낸 블록도이다.

이에 도시된 바와 같이, 전송단에서 확산한 신호를 역확산 하는 데이터상관기(10)와; 역확산된 신호를 양자화 하는 양자화기(20)와; 수신기에 입력되는 사용자의 수신 신호를 재생성하는 재생성기(30)와; 다른 사용자에 의한 재생성된 신호를 수신 신호로부터 제거하는 간섭제거기(40)와; 상기 마지막 단의 간섭제거기의 출력을 입력받아 채널을 추정하는 채널추정기(50)로 구성된다.

여기서, 데이터상관기(10)는 전송단에서 확산한 신호를 역확산하는 과정이다.

상기 역확산된 신호는 채널추정기(50)로부터 얻는 채널 추정치를 이용하여 위상 복원을 통해 전송 신호를 복원한다.

양자화기(20)는 데이터상관기(10)를 통해 역확산된 신호를 양자화한다.

또한, 재생성기(30)는 데이터상관기(10)로부터 얻어지는 데이터와 채널추정기(50)로부터 얻어지는 채널 추정치를 이용하여 수신기에 입력되는 사용자의 수신 신호를 재생성한다.

코드분할 다중접속 시스템은 다수의 사용자가 시간과 주파수를 공유하면서 신호를 송수신하기 때문에 한 사용자에 대하여 수신신호를 복원하려고 할때 다른 사용자의 신호는 간섭으로 작용하게 된다.

즉, 수신입력신호의 데이터상관기 통과시 한 사용자에 대한 복원신호뿐만 아니라 간섭으로 작용하는 다른 사용자들의 수신신호도 같이 복원이 되므로 상기 재생성기(30)를 사용하여 다른 사용자들과 함께 섞인 데이터상관기(10) 통과후의 역확산된 신호에 대하여 한 사용자의 신호를 데이터상관기(10) 통과전의 신호 즉, 역확산하기전의 신호로 재생성한다.

그리고 이렇게 재생성된 한 사용자의 신호는 다른 사용자의 신호복원에서 간섭으로 작용하므로 다른 사용자에 대한 수신신호 복원시 간섭제거기로 들어가 제거된다.

간섭제거기(40)는 수신신호에서 다른 사용자들에 의한 재생성된 신호를 제거하여 사용자가 겪게 되는 간섭 신호로부터의 성능저하를 피하게 한다.

그리고 상기 간섭제거기(40)를 통과한 한 사용자의 수신입력신호는 다음단으로 넘어가 다시 데이터상관기(10)를 통하여 상기과정을 반복하면서 한차원 더 높은 신뢰도의 데이터를 복원할 수 있다.

이때 일반적인 수신기 구조에서의 채널추정기가 수신된 신호를 이용하여 채널 추정을 하는 것과는 달리 본 발명에서는 마지막 단의 간섭제거기를 통과한 신호가 채널추정기로 입력된다.

그러면, 채널 추정기는 다른 사용자들에 의한 간섭신호가 어느정도 제거된 신호를 이용하여 채널 추정을 하므로써 채널 추정치에 부가되는 잡음을 줄여 보다 정확한 복원을 할 수 있다.

도 2를 자세히 설명하면 다음과 같다.

DS CDMA의 전송단을 통해 전송된 수신신호가 데이터상관기(10)로 입력된다.

이때 사용자의 수가 M명이라고 할때 첫번째 사용자의 수신신호를 1, 두번째 사용자의 수신신호를 2, 세번째 사용자의 수신신호를 3, ..., M번째 사용자의 수신신호를 M이라고 하자.

그러면 수신신호는 첫번째 사용자의 수신신호에서부터 M번째 사용자의 신호까지 모두 더해져 1+2+3+...+M 와 같은 형태로 한꺼번에 입력된다.

먼저 첫번째 사용자의 수신신호의 입장에서 살펴보자.

상기 수신신호들(1+2+3+...+M)이 데이터상관기(10)를 통과하면 역확산과정을 거치고 양자화기(20)를 통과함으로써 양자화되어 복호가 된다.

상기 복호된 신호가 재생성기(30)에 입력되면 재생성기에서는 첫번째 사용자신호의 입장에서 볼때 자신의 신호인 첫번째 신호만을 역확산 이전의 신호로 재생성한다.

즉, 복호전의 신호로 복원한다.

그래서 상기 재생성된 첫번째 사용자의 신호는 두번째 사용자에서 M번째 사용자까지의 신호복원시 간섭제거기에 들어가 원래의 전송된 수신신호입력에서 빼지게 된다.

왜냐하면 두번째 사용자에서 M번째 사용자까지의 신호(2,3,4,...,M)입장에서 상기 첫번째 사용자의 신호는 간섭으로 작용하므로 간섭제거기에서 제거시키게 되는 것이다.

또한 첫번째 사용자의 신호복원입장에서 볼때 간섭제거기(40)에서는 원래 전송단에서 전송된 수신신호입력(1+2+3+...+M)에서 다른 사용자들에 의한 재생성된 두번째부터 M번째까지의 신호 즉, 2+3+...+M 신호들을 간섭으로 보아 제거하게 된다.

그 다음으로 두번째 사용자의 수신신호의 입장에서 살펴보자.

수신입력신호들(1+2+3+...+M)이 데이터상관기(10)를 통과하면 역확산과정을 거치고 양자화기(20)를 통과함으로써 양자화되어 복호가 된다.

상기 복호된 신호가 재생성기(30)에 입력되면 재생성기에서는 두번째 사용자신호의 입장에서 볼때 자신의 신호인 두번째 신호만을 역확산 이전의 신호로 재생성한다.

즉, 복호전의 신호로 복원한다.

그래서 상기 재생성된 두번째 사용자의 신호는 첫번째 사용자에서 M번째 사용자까지의 신호복원시 간섭제거기에 들어가 원래의 전송된 수신신호입력에서 빼지게 된다.

왜냐하면 첫번째 사용자에서 M번째 사용자까지의 신호(1,3,4,...,M)입장에서 상기 두번째 사용자의 신호는 간섭으로 작용하므로 간섭제거기에서 제거시키게 되는 것이다.

또한 두번째 사용자의 신호복원입장에서 볼때 간섭제거기(40)에서는 원래 전송단에서 전송된 수신신호입력(1+2+3+...+M)에서 다른 사용자들에 의한 재생성된 첫번째부터 M번째까지의 신호 즉, 1+3+...+M 신호들을 간섭으로 보아 제거하게 된다.

그리고 마지막으로 M번째 사용자의 수신신호의 입장에서 살펴보자.

수신입력신호들(1+2+3+...+M)이 데이터상관기(10)를 통과하면 역확산과정을 거치고 양자화기(20)를 통과함으로써 양자화되어 복호가 된다.

상기 복호된 신호가 재생성기(30)에 입력되면 재생성기에서는 M번째 사용자신호의 입장에서 볼때 자신의 신호인 M번째 신호만을 역확산 이전의 신호로 재생성한다.

즉, 복호전의 신호로 복원한다.

그래서 상기 재생성된 M번째 사용자의 신호는 첫번째 사용자에서 (M-1)번째 사용자까지의 신호복원시 간섭제거기에 들어가 원래의 전송된 수신신호입력에서 빼지게 된다.

왜냐하면 첫번째 사용자에서 (M-1)번째 사용자까지의 신호(1,2,3,...,(M-1))입장에서 상기 M번째 사용자의 신호는 간섭으로 작용하므로 간섭제거기에서 제거시키게 되는 것이다.

또한 M번째 사용자의 신호복원입장에서 볼때 간섭제거기(40)에서는 원래 전송단에서 전송된 수신신호입력(1+2+3+...+M)에서 다른 사용자들에 의한 재생성된 첫번째부터 (M-1)번째까지의 신호 즉, 1+2+...+(M-1) 신호들을 간섭으로 보아 제거하게 된다.

이와 같은 방식으로 상기 간섭제거기(40)를 통과한 신호는 이상적인 경우 복원하고자 하는 사용자의 신호만이 남게 되지만 실제로는 수신기가 이상적이지 못하므로 간섭제거기를 통과하여도 다른 사용자들의 신호가 어느정도 남아있다.

그러므로 상기 간섭제거기(40)의 출력이 다시 데이터상관기(10)에 입력되는 단계로 넘어가는 다단 구조의 형식을 취한다.

다시 말해서, 데이터상관기(10)와 양자화기(20)와 재생성기(30)와 간섭제거기(40)로 구성된 부분이 1단이고, 간섭제거기의 출력이 다음단의 데이터상관기로 입력되면서 2단이 시작된다.

그리고 상기의 과정을 거쳐 마지막단의 간섭제거기를 통과한 신호가 채널추정기의 입력으로 들어가는 것을 본 발명에서 제안하고 있다.

이렇게 간섭제거기를 통과한 신호가 채널추정기(50)에 입력되므로써 채널 추정 오류를 줄여 보다 정확한 채널추정치를 얻을 수 있다.

그리고 상기 채널추정기(50)의 채널추정치가 다시 다단수신기의 데이터상관기와 재생성기에 입력되어 상기의 1단부터 M단까지의 복호과정을 다시 거치는 과정을 반복하므로써 전체 수신기의 수신신호복원에 신뢰도를 높일 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에서는, 다수의 사용자가 존재하고 다단 병렬 간섭제거기를 사용하는 직접 순차 코드분할 다중접속수신기에서, 다른 사용자들에 의한 간섭을 제거한 신호를 이용하여 채널추정기를 동작시킴으로써 채널 추정 오류를 최소화하여 전체 수신기의 성능을 향상시킬 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 병렬 간섭제거기를 사용하는 채널추정 장치는 사용자의 용량을 증가시키고 시스템의 성능을 향상시키기 위해 다단 병렬 간섭제거기가 사용될 경우 간섭 제거된 신호를 이용하여 채널을 추정하므로써 채널추정기의 성능을 향상시켜 보다 정확한 채널추정치를 이용하여 수신신호를 복원하므로써 수신기의 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 병렬 간섭제거기를 사용하는 수신기 구조를 나타낸 블록도

도 2는 본 발명에 따른 병렬 간섭제거기를 사용하는 수신기 구조를 나타낸 블록도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 데이터상관기 40 : 간섭제거기

20 : 양자화기 50 : 채널추정기

30 : 재생성기

Claims (2)

1. 삭제
2. 데이터의 복원을 위해 역확산하는 데이터상관기와; 데이터상관기를 통해 역확산된 신호를 양자화하는 양자화기와; 수신 신호를 재생성하는 재생성기와; 다른 사용자에 의한 재생성된 신호를 수신신호로부터 제거하는 간섭제거기가 다단으로 구성되는 직접 순차 코드분할 다중접속 수신기에 있어서,

   상기 다단 중 마지막 단의 간섭제거기로부터 수신 신호에서 간섭이 제거된 신호를 입력받아 채널을 추정하는 채널추정기가 포함되어 구성되며,

   상기 채널추정기의 채널 추정치가 다시 상기 다단으로 구성된 각각의 데이터 상관기와 재생성기에 입력되어 복호과정을 다시 거치도록 함을 특징으로 하는 병렬 간섭제거기를 사용하는 채널추정장치.