KR100539628B1 - 수신기, 송신기, 통신 시스템 및 통신 방법 - Google Patents

수신기, 송신기, 통신 시스템 및 통신 방법 Download PDF

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Abstract

수신기는 각 데이터 채널에 대한 확산 코드를 이용하여 복수의 데이터 채널 상에서 전송되며 상이한 주파수를 갖는 하위 캐리어 상에서 전송되는 복수의 데이터 심볼을 곱하여 얻어지는 신호를 수신하도록 구성되는 복수의 안테나, 상기 복수의 안테나가 수신하는 수신 신호를, 그 수신 신호에 대응하는 상기 데이터 채널에 대한 확산 코드를 이용하여 곱하도록 구성되는 확산 코드 곱셈기(spreading code multiplier), 각 안테나가 수신한 수신 신호에 곱해지는 안테나 가중치와, 각 하위 캐리어 상의 수신 신호에 곱해지는 하위 캐리어 가중치를 조정하도록 구성되는 가중치 제어기(weight controller), 상기 가중치 제어기에 의해서 조정된 상기 안테나 가중치 및 상기 하위 캐리어 가중치를 상기 수신 신호에 곱하도록 구성되는 가중치 곱셈기, 그리고 상기 가중치 제어기에서 상기 안테나 가중치 및 상기 하위 캐리어 가중치를 곱한 수신 신호를 상기 안테나 사이와 상기 확산 코드의 확산 코드 구간(spreading code duration)에 걸쳐 결합시키는 결합부를 포함한다.

Description

수신기, 송신기, 통신 시스템 및 통신 방법 {RECEIVER, TRANSMITTER, COMMUNICATION SYSTEM, METHOD OF COMMUNICATION}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 여기에 인용되어 본 발명의 내용을 이루는 일본 특허 출원 제 P2001-401418호의 우선권에 기초하여 우선권의 이익을 주장한다.
본 발명은 수신기, 송신기, 통신 시스템 및 통신 방법에 관한 것이다.
다중 캐리어(multi-carrier) 코드 분할 다중 접속(code division multiple access, CDMA) 전송 방법은 MULTI-CARRIER CDMA IN INDOOR WIRELESS RADIO NETWORKS(N. Yee 등, 1993 IEEE Personal Indoor and Mobile Radio Communications)에서 1993년에 제안되었으며, 그 이후로 이동 통신 시스템에 대하여도 동일한 응용에 관한 연구가 진행되고 있다.
다중 캐리어 CDMA 전송 방법은 데이터 심볼(data symbol)이 주파수축의 방향으로 복사되는 전송 방법이다. 각각의 복사된 데이터 심볼은 확산 코드의 하나의 칩(chip)과 곱해져 확산되고, 확산된 데이터 신호는 상이한 주파수를 갖는 복수의 하위 캐리어 상에서 병렬로 전송된다.
다중 캐리어 CDMA 전송 방식은 복수의 데이터 심볼을 동시에 전송할 수 있다. 다중 캐리어 CDMA 전송 방식에 따르면, 데이터 심볼은 주파수 축의 방향으로 확산 코드에 곱해진다. 따라서, 다중 캐리어 CDMA 전송 방식에 따르면, 데이터 심볼들에 서로 직교하는 확산코드를 곱함으로써 복수의 데이터 심볼을 코드 분할 다중화할 수 있다.
또한, 다중 캐리어 CDMA 방식은 복수의 하위 캐리어를 이용하여 병렬 전송이 이루어지므로 낮은 심볼 속도 및 높은 심볼 길이를 달성할 수 있다. 그 결과, 다중 캐리어 CDMA 전송 방식은 이동 통신 환경에서 문제가 되는 소위 다중 경로 간섭(multipath interference)의 영향을 감소시킬 수 있다. 다중 경로 간섭은 복수의 상이한 경로(다중 경로)를 통하여 상이한 시간에 수신기에 도달할 때 전송 신호 사이에 발생하는 간섭 그리고 신호 전송 특성의 열화로 인한 간섭이다. 다중 경로에서, 주파수에 따라 경로의 변동이 발생하는 주파수 선택성 페이딩(frequency-selective fading)이 일어나며, 신호 전송 특성은 주파수에 따라 변한다. 다중 캐리어 CDMA 전송 방식에 따르면, 데이터 신호는 주파수의 축 방향으로 확산된다. 따라서, 다중 캐리어 CDMA 전송 방식에 있어서, 주파수 다이버시티 효과(frequency diversity effect)는 신호 전송 특성에서 변화의 영향을 감소시켜 신호 전송 특성을 개선시킨다. 다중 캐리어 CDMA 전송 방식은 상기한 바와 같은 많은 이점을 가지고 있다.
하지만, 다중 캐리어 CDMA 전송 방식은 다음과 같은 문제가 있다. 도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이, 수신기는 데이터 채널(#1)과 데이터 채널(#2) 상에서 다중화되고 전송되는 신호를 수신한다. 수신기는 수신 신호에 주파수 방향으로 확산 코드를 곱하며, 확산 코드는 송신기에서 곱해진 것과 동일하다. 이어, 수신기는 확산 코드의 확산 코드 구간(spreading code duration)에 걸쳐 각 하위 캐리어의 수신 신호를 결합하여 역확산(despreading)을 행한다.
도 1a에 도시한 바와 같이, 하위 캐리어의 전파 경로 변화값(propagation path variation value)이 일정한 경우, 개별 데이터 채널에서의 데이터 심볼 상에서 곱해진 확산 코드는 서로 직교한다. 따라서, 개별 데이터 채널(#1, #2)에서의 데이터 심볼은 역확산 후 수신 신호에서 완전히 복원된다. 하지만, 실제로는 하위 캐리어가 도 1b에 도시한 바와 같이 상이한 진폭 변화 및 위상 변화에 종속되므로, 전파 경로 변화값은 일정하지 않다. 따라서, 다중 경로의 전파 후에 수신된 개별 데이터 채널에 있는 수신 신호 상에서 곱해진 확산 코드의 직교성은 파괴된다. 그 결과, 개별 데이터 채널(#1, #2)에서의 데이터 심볼은 역확산 후에 수신 신호로부터 완전히 복원되지 않으며, 데이터 채널(#1-#n)의 데이터 심볼은 서로 간섭하여 남아 있으며 이는 전송 특성을 열화시킨다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 수신기는 각 하위 캐리어 상의 수신 신호에 가중치(weight)를 곱하고 신호를 결합하여 데이터 심볼 사이의 간섭을 줄이는 방법은 예를 들면, Design and Performance of Multicarrier CDMA System in Frequency-Selective Rayleigh Rading Channels (S. Hara 등., IEEE TRANSCTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY, pp. 1584-1595, VLO. 48, NO. 5, September 1999)에서 제안되었다.
다이버시티 결합(diversity combining)은 상기한 주파수 선택성 페이딩 효과에 의하여 주파수에 따라 신호 전송 특성이 변화하는 영향을 감소시키고 신호 전송 특성을 개선시키는 기술이다. 다이버시티 결합 중 한 방법은 복수의 안테나가 신호를 수신하고 각 안테나에서 수신한 신호에 가중치를 곱하여 결합하는 안테나 다이버시티 결합이다. 예를 들면, 안테나 다이버시티 결합에서 가중치를 부여하는 방법은 Linear Diversity Combining Techniques(D.G. Brennan, Proc. IRE, pp. 1075-1102, VOL. 47, NO. 6, June 1959)에서 제안되었다.
최근, 안테나 다이버시티 결합을 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) 다중 캐리어 전송 방식(CO-CHANNEL INTERFERENCE SUPPRESSION ASSISTED ADAPTIVE OPDM IN INTERFERENCE LIMITED ENVIRONMENTS(M. Munster 등., IEEEE Vehicular Technology conference-Fall, 1999))에 적용하려는 제안이 있었다.
하지만, OFDM 다중 캐리어 전송 방식에 안테나 다이버시티를 적용하는 연구가 이루어지고 있지만, CDMA 전송 방식에서의 안테나 다이버시티를 적용하려는 연구는 전무한 상태이다.
본 발명의 목적은 다중 캐리어 CDMA 전송 방식에 안테나 다이버시티 결합을 적절하게 적용하여 데이터 채널 사이의 간섭의 영향을 감소시키고 신호 전송 특성을 개선하는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 수신기는 복수의 안테나, 확산 코드 곱셈기, 가중치 제어기, 가중치 곱셈기 및 결합부를 포함한다. 복수의 안테나는 각 데이터 채널에 대한 확산 코드를 이용하여 복수의 데이터 채널 상에서 전송되는 복수의 데이터 심볼을 곱하여 획득되는 신호를 수신하도록 구성되며 상기 데이터 심볼은 상이한 주파수를 갖는 복수의 하위 캐리어 상에서 전송된다. 확산 코드 곱셈기는 상기 수신 신호에 대응하는 데이터 채널에 대한 확산 코드를 이용하여 수신 신호에 상기 복수의 안테나를 곱하도록 구성된다. 가중치 제어기는 각 안테나가 수신하는 수신 신호에 곱해지는 각 안테나의 가중치와 하위 캐리어 상에서 수신되는 수신 신호에 곱해지는 하위 캐리어 가중치를 조정하도록 구성된다. 가중치 곱셈기는 상기 가중치 제어기로 조정된 안테나 가중치 및 하위 캐리어 가중치를 수신 신호에 곱하도록 구성되며, 결합부(combining unit)는 안테나 들 사이의 가중치 곱셈기에서 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 곱한 수신 신호를 확산 코드 중 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시킨다.
상기 수신기에서, 복수의 안테나는 상이한 주파수를 갖는 복수의 하위 캐리어 상에서 전송되는 각각의 데이터 채널에 대한 확산 코드를 이용하여 복수의 데이터 심볼을 곱하여 획득된 신호를 수신한다. 확산 코드 곱셈기는 수신 신호에 대응하는 데이터 채널에 대한 확산 코드를 이용하여 수신 신호를 곱한다. 가중치 곱셈기는 가중치 제어기로 조정된 안테나 가중치를 수신 신호에 곱한다. 결합부는 안테나 들 사이의 가중치 곱셈기에서 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 곱한 수신 신호를 확산 코드 중 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시킨다.
따라서, 수신 신호에는 가중치 제어기로 조정된 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치가 곱해진다. 따라서, 수신 신호에 곱해지는 각 데이터 채널에 대한 확산 코드는 서로 직교한다. 그 결과, 데이터 심볼은 확산 코드 사이의 직교성 파괴로 인한 데이터 채널 사이의 간섭에 의하여 영향을 덜 받는다. 상기한 바와 같이, 수신기는 다중 캐리어 CDMA 전송 방법에 안테나 다이버시티 결합을 적절하게 적용시켜 신호 전송 특성을 개선시킬 수 있다.
[제1 실시예]
(통신 시스템)
도 2에 도시한 바와 같이, 통신 시스템(1)은 송신기(4) 및 수신기(5)를 포함한다. 송신기(4)는 예를 들면 기지국(2)에 배치된다. 수신기(5)는 예를 들면 단말 장치에 배치된다. 송신기(4)는 복수의 데이터 채널(#1-#n) 상에서 전송된 복수의 데이터 심볼에 확산 코드를 곱하여 얻은 신호가 상이한 주파수를 갖는 복수의 하위 캐리어 상에서 전송되는 다중 캐리어 CDMA 전송 방식을 이용하여 신호를 전송한다. 수신기(5)는 다중 캐리어 CDMA 전송 방식에 따라 송신기(4)가 전송한 신호를 수신한다. 통신 시스템은 도 2에 도시한 것과 같이 송신기(4)와 수신기(5) 사이의 일대일 통신에 한정되지 않으며, 1개의 송신기(4)와 복수의 수신기(5) 사이의 통신, 복수의 송신기(4)와 한 개의 수신기(5) 또는 복수의 송신기(4)와 복수의 수신기(5) 사이의 통신을 허용하는 통신 시스템을 사용할 수 있다. 이와는 달리, 통신 시스템은 송신기(4) 또는 수신기(5)는 다른 송신기(4) 또는 수신기(5)로 신호를 중계하는 시스템일 수 있다.
(송신기)
도 3에 도시한 바와 같이, 송신기(4)는 복수의 신호 처리부(4l1-4ln), 파일럿 심볼 삽입부(pilot signal inserting unit)(4lh) 및 신호 결합부(42), 주파수/시간 변환기(43), 가드 인터벌 삽입부(guard interval inserting unit)(44) 및 안테나(45)를 포함한다. 신호 처리부(4l1-4ln)는 복수의 데이터 채널(#1-#n) 만큼 배치된다. 데이터 채널(#1-#n)과 연관된 신호 처리부(4l1-4ln)는 그 데이터 채널(#1-#n) 상에서 전송되는 데이터 신호 및 파일럿 신호와 같은 전송 신호를 처리한다.
신호 처리부(4l1-4ln)는 데이터 심볼 발생부(41a), 에러 보정 인코더(error-correction-encoder)(41b), 데이터 변조기(41c), 직렬/병렬 변환기(41d), 확산 코드 발생부(41e), 복수의 심볼 복제기(symbol copier)(41f), 그리고 복수의 확산 코드 곱셈기(41g)를 포함한다.
데이터 심볼 발생부(41a)는 그와 연관된 데이터 채널(#1-#n) 상에서 전달되는 데이터 심볼을 발생시키고, 특히 개별 신호 처리부(4l1-4ln)의 데이터 심볼 발생부(41a)는 개별 데이터 채널(#1-#n)과 연관된 데이터 심볼을 발생시킨다. 데이터 발생부(41a)는 단말 장치(3)로 전송되는 영상과 소리와 같은 데이터의 데이터 심볼을 발생시킨다. 예를 들면, 데이터 심볼을 발생시키는 데이터 심볼 발생 회로는 데이터 심볼 발생부(41)로 사용될 수 있다.
에러 보정 인코더(41b)는 데이터 심볼 발생부(41a)에서 발생된 데이터 심볼 상에서 에러 보정 인코딩을 수행한다. 에러 보정 인코더(41b)는 예를 들면, 터보 인코딩(turbo encoding) 또는 컨벌루션 인코딩(convolution encoding)을 수행한다. 따라서, 수신기(5)는 에러 보정 인코딩을 수행할 수 있다. 따라서, 수신기(5)는 통신 품질을 개선하는 인코딩 이득(에러 보정 인코딩을 적용하여 얻어지는 수신에 필요한 전력의 절감인 개선 품질)을 얻을 수 있다.
데이터 변조기(41c)는 에러 보정 인코딩에 종속된 데이터 심볼 상에서 데이터 변조 처리를 수행한다. 데이터 변조기(41c)는 16-QAM(quadrature amplitude modulation)과 64-QAM과 같은 다중값 QAM, BPSK(binary phase shift keying) 변조, 또는 QPSK(quadrature pahse shift keying) 변조를 수행한다.
직렬/병렬 변환기(41d)는 하나의 데이터 심볼을 복수의 데이터 심볼로 분할시키는 분할기이다. 직렬/병렬 변환기(41d)는 데이터 심볼을 변환하여 동시에 복수의 데이터 심볼을 전송한다. 특히, 직렬/병렬 변환기(41d)는 데이터 변조기(41c)로부터의 직렬 데이터 심볼 입력을 일정한 간격으로 분할시킨 후 주파수 축 방향으로 병렬로 배열되는 데이터 심볼로 변환시킨다.
심볼 복제기(41f)는 데이터 심볼이 전송되는 데이터 채널(#1-#n)에 대응하는 확산 코드의 확산 코드 구간과 동일한 양으로 직렬/병렬 변환기(41d)에서 직렬/병렬 변환 및 분할로 얻어진 복수의 데이터 심볼을 복제한다.
확산 코드 발생부(41e)는 개별 데이터 채널(#1-#n)에 대응하며 그 데이터 채널(#1-#n)에 할당된 확산 코드를 발생시킨다. 확산 코드 발생부(41e)는 확산 코드 곱셈기(41g)로 확산 코드를 입력시킨다.
확산 코드 곱셈기(41g)는 데이터 심볼이 전송되는 데이터 채널(#1-#n)에 대응하는 확산 코드를 이용하여 심볼 복제기(41f)로 복제한 데이터 심볼을 곱하여 데이터 신호를 제공한다. 확산 코드 곱셈기(41g)는 주파수 축 방향으로 확산 코드 발생부(41e)로부터의 확산 코드 입력을 이용하여 개별적으로 복제된 데이터 심볼을 곱한다. 확산 코드 곱셈기(41g)는 데이터 심볼이 전송되는 데이터 채널(#1-#n)에 대응하는 확산 코드의 확산 코드 구간의 수와 동일한 양만큼 제공된다.
확산 코드 곱셈기(41g)는 확산 코드를 이용하여 데이터 심볼을 곱하여 얻어지는 데이터 신호를 신호 결합부(42)로 입력시킨다.
파일럿 심볼 삽입부(41h)는 데이터 심볼에 파일럿 심볼을 삽입하여 파일럿 신호와 다중화되는 데이터 신호인 전송 신호(6)를 발생시킨다. 파일럿 심볼은 진폭 및 위상이 수신기(5)에 알려진 심볼이다. 파일럿 심볼은 수신 신호(7)에서 전파 경로 변화 그리고 확산 후 수신 신호(7)와 전송 신호(6) 사이의 오차를 추정하기 위하여 수신기(5)에 의하여 사용된다.
파일럿 심볼에 있어서, 통상의 파일럿 심볼은 복수의 데이터 채널(#1-#n)에서 사용될 수 있으며, 이와는 달리 상이한 파일럿 심볼을 데이터 채널(#1-#n)에 사용할 수도 있다.
전파 경로 변화는 수신기(5)가 수신하기 전에 송신기(4)와 수신기(5) 사이의 전파 경로에서 전파될 때 동시에 발생하는, 송신기(4)에 의해 전송되는 신호의 위상 및 진폭의 변경이다. 즉, 전파 경로 변화는 송신기(4)와 수신기(5) 사이의 전파 경로에 전파된 후 수신기(5)가 수신하기 전에 송신기(4)가 전송한 신호의 위상 및 진폭이 얼마나 변경되었는지를 나타낸다. 수신 신호(7)에서의 그러한 전파 경로 변화의 추정은 "채널 추정(channel estimation)"이라 한다. 따라서, 채널 추정을 통해 얻은 수신 신호(7)에서의 전파 경로 변화는 특히 "채널 추정값"이라 불린다.
송신기(4)는 확산 코드 축 방향으로 파일럿 신호 및 데이터 신호를 다중화하도록 코드 분할 다중화를 수행한다. 파일럿 신호 삽입부(41h)는 데이터 채널(#1-#n)의 신호 처리부(411-41n)는 물론 신호 처리부(411-41n)의 입력과는 상이한 확산 코드를 이용하여 파일럿 심볼을 곱하여 얻은 파일럿 신호의 입력을 결합부(42)에 제공한다. "파일럿 심볼의 삽입"이란 용어는 있는 그대로의 파일럿 심볼을 삽입하는 것은 물론 확산 코드를 이용하여 이들을 곱하여 파일럿 신호로 변환시킨 후에 파일럿 심볼을 삽입하는 것을 의미한다.
신호 결합부(42)는 개별 데이터 채널(#1-#n)의 신호 처리부()의 확산 코드 곱셈기(41g)로부터의 개별 데이터 채널(#1-#n) 입력에서의 데이터 신호를 결합하여 이를 코드 분할 다중화한다. 개별 데이터 채널(#1-#n)의 데이터 신호는 물론 파일럿 신호도 파일럿 신호 삽입부(41h)에 의하여 송신기(4)의 신호 결합부(42)로 입력된다. 따라서, 신호 결합부(42)는 데이터 신호와 파일럿 신호를 결합하여 코드 분할 다중화를 수행한다.
주파수/시간 변환기(43)는 데이터 신호를 전송하기 위하여 상이한 주파수를 갖는 복수의 하위 캐리어 상에서 신호 결합부(42)에 의하여 코드 분할 다중화되는 확산 코드 곱셈기(41g)에서의 확산 코드를 이용하여 곱해지는 데이터 신호를 확산시키도록 구성되는 확산부이다. 주파수/시간 변환기(43)는 데이터 신호 상에서 주파수/시간 신호 변환을 수행하여 상이한 주파수를 갖는 복수의 하위 캐리어에 데이터 신호를 할당하여 다중 캐리어 CDMA 신호를 발생한다. 예를 들면, IFFF(inverse fast fourier transform) 장치는 신속한 푸리에 역변환 처리를 수행하는 주파수/시간 변환기(43)로 사용될 수 있다.
가드 간격 삽입부(44)는 주파수/시간 변환기(43)에 의하여 복수의 하위 캐리어에 확산된 각각의 데이터 신호에 가드 간격을 삽입한다. 가드 간격은 데이터 신호 사이에 삽입되어 데이터 신호들 사이에 간섭을 방지한다. 가드 간격을 삽입하면 다중 경로 전파의 결과로서 수신기(5)에 도달할 때의 지연에 기인하는 데이터 신호 사이의 간섭을 영향을 줄일 수 있다. 가드 간격으로서, 가드 간격 삽입부(44)는 데이터 신호 파형의 일부를 복제하여 얻은 신호 또는 소정 패턴을 갖는 신호를 삽입할 수 있다. 가드 간격의 길이는 지연 시간을 고려하여 결정될 수 있다.
안테나(45)는 가드 간격이 삽입된 다중 캐리어 CDMA 신호를 전송 신호(6)로서 수신기(5)로 전송한다. 파일럿 신호 및 데이터 신호는 송신기(4)에서 코드 분할 다중화되므로, 도 4a에 도시한 바와 같이 확산 코드 축 방향으로 상이한 확산 코드로 파일럿 신호(62a)와 데이터 신호(61a)가 코드 분할 다중화되는 전송 신호(6)를 제공한다. 전송 신호(6a)는 주파수 축 방향으로 확산되는, 즉 복수의 하위 캐리어 주파수 상에서 확산되는 다중 캐리어 CDMA 신호이다. 따라서, 파일럿 신호(62a)와 데이터 신호(61a)가 코드 분할 다중화되는 경우, 전송 신호(6a)의 한 프레임 구간은 개선된 프레임 효율을 달성하도록 짧아지게 된다.
파일럿 신호 및 데이터 신호는 시간 축 방향으로 다중화하는 시간 분할 다중화될 수 있다. 시간 분할 다중화가 행해지는 경우, 예를 들어 도 5에 도시한 송신기(204)를 사용할 수 있다. 송신기(204)에서, 파일럿 신호 및 데이터 신호는 시간 분할 다중화된다. 송신기(204)에서, 각각의 신호 처리부(2411-241n)의 데이터 심볼 생성부(41a), 에러 보정 인코더(41b), 데이터 변조기(41c) 그리고 확산 코드 생성부(41e), 주파수/시간 변환기(43), 가드 간격 삽입부(44) 및 안테나는 도 3에 도시한 송신기(4)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 5에서, 송신기와 유사한 기호를 사용하며 여기서는 설명하지 않는다.
파일럿 심볼 삽입부(241h)는 데이터 변조기(41c)는 직렬/병렬 변환기(241d)로 데이터 심볼을 입력시킬 때 상이한 시간에 직렬/병렬 변환기(241d)로 파일럿 심볼을 입력시킨다. 따라서, 데이터 심볼 및 파일럿 심볼은 시간 분할 다중화된다. 특히, 데이터 변조기(41c)에 의한 데이터 심볼 출력과 파일럿 심볼 삽입부(241h)에 의한 파일럿 심볼 출력은 스위칭 동작을 기초로 직렬/병렬 변환기(241d)로 데이터 심볼 및 데이터 심볼을 입력시키는 스위칭부(241i)에 의하여 상이한 시간에 직렬/병렬 변환기(241d)로 입력된다.
직렬/병렬 변환기(241d)는 직렬/병렬 변환기(41d)와 유사하게 시간 분할 다중화된 데이터 심볼 및 파일럿 심볼 상에서 직렬/병렬 변환을 행한다. 심볼 복제기(241f)는 심볼 복제기(41f)와 유사하게 시간 분할 다중화된 데이터 심볼 및 파일럿 심볼을 복제한다. 확산 코드 곱셈기(241g)는 확산 코드 곱셈기(41d)와 유사하게 확산 코드를 이용하여 시간 분할 다중화된 데이터 심볼 및 파일럿 심볼을 곱하여 시간 분할 다중화된 데이터 신호 및 파일럿 신호를 제공한다. 각 데이터 채널(#1-#n)의 확산 코드 곱셈기는 확산 코드를 이용하여 곱해지고 시간 분할 다중화된 데이터 신호 및 파일럿 신호를 신호 결합부(242)로 입력시킨다. 신호 결합부(242)는 각각의 데이터 채널(#1-#n)의 신호 처리부(2411-241n)의 확산 코드 곱셈기(41d)로부터 입력되는 개별 데이터 채널(#1-#n)에서의 시간 분할 다중화된 데이터 신호 및 파일럿 신호를 결합하여 코드 분할 다중화를 행한다.
그 결과, 송신기(204)에서 전송되는 전송 신호(6b)는 도 4b에 도시한 바와 같이 파일럿 신호(62b)와 데이터 신호(61b)가 시간 축 방향으로 시간 분할 다중화되는 전송 신호(6)이다. 시간 분할 다중화 데이터 신호 및 파일럿 신호는 확산 코드를 이용하여 곱해지고 코드 분할 다중화되므로, 전송 신호(6c)는 파일럿 신호(62b)는 물론 데이터 신호(61b)도 코드 분할 다중화되는 다중 캐리어 CDMA 신호가 된다. 따라서, 파일럿 신호(62b)와 데이터 신호(61b)가 시간 분할 다중화될 때, 도 4b에 도시한 바와 같이 코드 사이(inter-code)에는 간섭이 개입되지 않는다. 따라서, 파일럿 신호를 이용하여 확산 후 수신되는 수신 신호(7)와 전송 신호(6) 사이의 오차와 전파 경로 변화를 추정하기 위한 수신기(5)의 추정 정확도를 개선시킬 수 있다.
파일럿 신호와 데이터 신호는 주파수 축 방향으로 다중화되는 주파수 분할 다중화를 통하여 다중화될 수 있다. 주파수 분할 다중화가 행해지는 경우, 예를 들면 도 7에 도시한 송신기(304)를 사용할 수 있다. 송신기(304)에서, 파일럿 신호 및 데이터 신호는 주파수 분할 다중화된다. 송신기(304)에서, 각각의 신호 처리부(3411-341n)데이터 심볼 발생부(41a), 에러 보정 인코더(41b), 데이터 변조기(41c), 직렬/병렬 변환기(41d), 확산 코드 발생부(41e), 심볼 복제기(41f), 주파수/시간 변환기(43), 가드 간격 삽입부(44) 및 안테나(45)는 도 3에 도시한 송신기(4)와 실질적으로 유사하다. 따라서, 도 7에서의 송신기(304)와 유사한 도면 부호를 나타내며 여기서는 설명하지 않는다.
파일럿 심볼 삽입부(341h)는 확산 코드 곱셈기(341g)로 파일럿 심볼을 입력시킨다. 복수의 모든 확산 코드 곱셈기(341g)로 파일럿 심볼을 입력시키는 대신, 파일럿 심볼 삽입부(341h)는 일부 확산 코드 곱셈기(341g)를 생략하여 제공되는 간격으로 입력시킨다. 즉, 파일럿 심볼 삽입부(341h)는 복수의 확산 코드 곱셈기(341g) 중 일부에 파일럿 심볼을 입력시킨다. 따라서, 파일럿 심볼은 일부만 소정 주파수로 삽입되어 데이터 심볼과 파일럿 심볼을 주파수 분할 다중화시킨다. 파일럿 심볼이 입력되는 확산 코드 곱셈기(341g)에서, 데이터 심볼 및 파일럿 심볼은 확산 코드 곱셈기(41g)에서처럼 확산 코드를 이용하여 곱해진다. 각 데이터 채널(#1-#n)의 확산 코드 곱셈기(341g)는 확산 코드를 이용하여 곱한 주파수 분할 다중화된 데이터 및 파일럿 신호를 신호 결합부(342)로 입력시킨다. 신호 결합부(342)는 개별 데이터 채널(#1-#n)의 시호 처리부(341-341n)의 확산 코드 곱셈기(341g)로부터 입력되는 데이터 채널(#1-#n)에서의 주파수 분할 다중화된 데이터 신호 및 파일럿 신호를 결합하여 코드 분할 다중화한다.
그 결과, 송신기(304)로부터의 전송 신호(6c)는 도 4c에 도시한 바와 같이 주파수 축 방향으로 파일럿 신호(62c)와 데이터 신호(61c)가 다중화되는 전송 신호이다. 주파수 분할 다중화된 데이터 신호 및 파일럿 신호는 코드 분할 다중화되므로, 전송 신호(6c)는 파일럿 신호(62c)는 물론 데이터 신호(61c)도 코드 분할 다중화되는 다중 캐리어 CDMA 신호이다. 따라서, 파일럿 신호(62c) 및 데이터 신호(61c)가 주파수 분할 다중화될 때, 전송 신호(6c)의 한 프레임 구간은 짧게 유지되어 개선된 프레임 효율을 달성할 수 있다.
파일럿 신호는 데이터 신호와 상이한 신호 포맷으로 전송될 수 있다. 파일럿 심볼이 곱해지는 확산 코드에 있어서, 통상의 확산 코드는 복수의 데이터 채널(#1-#n)에 이용될 수 있고, 이와는 달리, 데이터 채널(#1-#n)에서 상이한 확산 코드가 사용될 수 있다.
그러한 송신기(4, 204, 304)에서, 직렬/병렬 변환기(41d, 241d)는 복수의 데이터 채널(#1-#n) 상에서 전달되는 데이터 심볼 각각을 복수의 데이터 심볼로 분할한다. 심볼 복제기(41f, 241f)는 데이터 심볼이 전송되는 데이터 채널(#1-#n)에 대응하는 확산 코드의 확산 코드 구간의 수와 동일한 양으로 데이터 심볼을 복제한다. 확산 코드 발생부(41e)는 데이터 채널(#1-#n)에 대응하는 확산 코드를 발생한다. 확산 코드 곱셈기(41g, 241g, 341g)는 확산 코드를 이용하여 복제된 데이터 심볼을 곱하여 데이터 신호를 얻는다. 주파수/시간 변환기(43)는 상이한 주파수를 갖는 복수의 하위 캐리어 상에서 데이터 신호 및 파일럿 신호를 확산시킨다. 가드 간격 삽입부(44)는 복수의 하위 캐리어 상에 확산된 데이터 신호 각각에서 가드 간격을 삽입한다. 따라서, 송신기(4, 204, 304)는 상이한 주파수를 갖는 복수의 하위 캐리어 상에서 복수에 데이터 채널(#1-#n)에서 복수의 데이터 신호를 동시에 전송할 수 있다. 송신기(4, 204, 304)는 다중 경로 전파의 결과 수신기에 도달할 때 데이터 신호의 지연에 기인하는 복수의 데이터 신호 사이에 간섭의 영향을 감소시킬 수 있다. 따라서, 송신기(4, 204, 304)는 개선된 신호 전송 특성을 제공할 수 있다.
또한, 송신기(4, 204, 304)는 데이터 심볼에 파일럿 심볼을 삽입하는 각각의 파일럿 심볼 삽입부(41h, 241h, 341h)를 구비한다. 송신기(4, 204, 304)는 데이터 심볼과 함께 수신기(5, 205)에 파일럿 심볼을 전송할 수 있으며, 파일럿 심볼은 수신기(5, 205)에 알려진 진폭과 위상을 갖는다. 따라서, 수신기는 수신된 파일럿 심볼과 송신기(4, 204, 304)가 전송한 알려진 진폭 및 위상을 갖는 파일럿 심볼을 비교하여 파일럿 심볼에서의 전파 경로 변화와 수신된 파일럿 심볼과 전송된 파일럿 심볼의 오차를 찾아낸다. 수신기는 파일럿 심볼에서 전파 경로 변화를 이용하여 채널 추정을 행할 수 있다. 수신기는 파일럿 심볼의 오차를 이용하여 확산 후 수신 신호(7)와 전송 신호(6) 사이의 오차를 추정할 수 있다.
(수신기)
도 8에 도시한 바와 같이, 수신기(5)는 복수의 안테나(511-51n), 복수의 신호 처리기(521-52n), 가중치 제어기(8), 안테나 신호 결합부(53), 복수의 하위 캐리어 가중치 곱셈기(54), 복수의 심볼 결합부(57), 에러 보정 디코더(58) 및 데이터 심볼 복원부(59)를 포함한다.
복수의 안테나(5l1-5ln)는 송신기(4)가 전송한 복수의 데이터 심볼을 곱하여 얻은 신호와 데이터 채널(#1-#n) 각각에 대한 확산 코드를 이용하여 복수의 데이터 채널(#1-#n) 상에서 전송되고 상이한 주파수를 갖는 복수의 하위 캐리어 상에서 전송되는 신호인 다중 캐리어 CDMA 신호를 수신한다. 이하에서는 안테나(5l1-5ln)가 수신하는 신호를 수신 신호(7)라 한다. 수신 신호(7)는 데이터 신호는 물론 파일럿 신호 및 가드 간격을 포함한다.
신호 처리부(521-52n)는 복수의 안테나(5l1-5ln)의 수만큼 배치된다. 각각의 안테나(5l1-5ln)와 연관되어 있는 신호 처리부(521-52n)는 안테나(5l1-5ln)가 수신한 다중 캐리어 CDMA 신호를 처리한다. 신호 처리부(521-52n)는 심볼 타이밍 검출기(52a), 가드 간격 제거부(52b), 시간/주파수 변환기(52c), 확산 코드 발생부(52d), 복수의 확산 코드 곱셈기(52e) 및 복수의 안테나 가중치 곱셈기(52f)를 포함한다.
심볼 타이밍 검출기(52a)는 복수의 안테나(5l1-5ln)가 수신한 수신 신호(7) 각각에 대한 심볼 타이밍을 검출한다. 가드 간격 제거부(52b)는 수신 신호(7) 사이에 삽입된 가드 간격을 제거한다.
시간/주파수 변환기(52c)는 수신 신호(7) 상에서 시간/주파수 변환을 행하여 하위 캐리어 각각의 수신 신호(7)에 상이한 주파수를 갖는 복수의 하위 캐리어 상에 확산된 수신 신호(7)를 역다중화한다(demultiplex). 예를 들면, 빠른 푸리에 변환(FFT) 장치를 시간/주파수 변환기(52c)로 사용하여 빠른 푸리에 변환 처리를 행할 수 있다.
확산 코드 생성부(52d)는 수신 신호(7)가 곱해지는 확산 코드와 동일한 확산 코드를 생성한다. 특히, 확산 코드 생성부(52d)는 수신 신호(7)를 전송하는 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드를 생성한다. 확산 코드 생성부(52d)는 생성된 확산 코드를 확산 코드 곱셈기(52e)에 입력시킨다.
확산 코드 곱셈기(52e)는 복수의 안테나(5l1-5ln)가 수신한 수신 신호(7)를 수신 신호(7)에 대응하는 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드를 이용하여 곱한다. 확산 코드 곱셈기(52e)는 시간/주파수 변환기(52c)에 의하여 역다중화된 각각의 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)를 주파수 축 방향으로 수신 신호(7)를 전송하는 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드를 이용하여 곱한다. 확산 코드를 이용하여 수신 신호(7)를 곱함으로써, 송신기(4)에서 곱해지는 확산 코드의 효과가 제거된다. 그 결과, 수신 신호(7)에 포함된 데이터 신호 및 파일럿 신호는 데이터 심볼 및 파일럿 심볼이 된다. 확산 코드 곱셈기(52e)는 하위 캐리어와 동일한 수만큼 배치된다. 각각의 확산 코드 곱셈기(52e)는 개별 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)를 곱한다. 확산 코드 곱셈기(52e)는 확산 코드를 이용하여 곱해진 수신 신호(7)를 안테나 가중치 곱셈기(52f)에 입력시킨다.
가중치 제어기(8)는 각 안테나(5l1-5ln)가 수신한 신호가 곱하여지는 가중치(이하, "안테나 가중치"라 한다)와 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 곱해지는 가중치(이하, "하위 캐리어 가중치"라 한다)를 조정한다. 안테나 가중치는 각 하위 캐리어로 역다중화되기 전에 각 안테나(5l1-5ln)에서 수신 신호(7)가 곱해지는 가중치와 각 하위 캐리어로 역다중화된 후에 각 안테나(5l1-5ln)에서 수신 신호(7)가 곱해지는 가중치를 포함한다. 하위 캐리어 가중치는 안테나(5l1-5ln) 사이에서 신호가 결합되기 전에 각 하위 캐리어에서 수신 신호(7)가 곱해지는 가중치와 안테나(5l1-5ln) 사이에서 신호가 결합된 후에 각 하위 캐리어세서 수신 신호(7)가 곱해지는 가중치를 포함한다.
발명자는 안테나 다이버시티 결합을 다중 캐리어 CDMA 전송 방식에 적용하는 연구를 행하여 수신기가 안테나(5l1-5ln) 각각의 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 가중치를 곱한 후에 다음과 같은 문제가 있음을 발견하였다. 안테나(5l1-5ln) 각각에서 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 가중치를 단지 곱하고 도 9에 도시한 바와 같이 안테나(5l1-5ln) 사이에서 결합을 행하면, 안테나(5l1-5ln) 사이에서 결합 후 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)의 전력은 안테나(5l1-5ln) 사이의 결합 전의 전력과 주파수 방향에서 상당히 변경될 수 있다. 이는 데이터 신호에 곱해지는 확산 코드 사이의 직교성을 상당히 파괴한다. 안테나(5l1-5ln) 사이의 결합 후의 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 확산 코드가 곱해지고 그 신호는 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐서 결합됨으로써 역확산되며, 역확산 후의 결과 데이터 심볼은 확산 코드 사이의 직교성 파괴에 기인한 데이터 채널(#1-#n) 사이의 증가된 간섭을 받는다. 즉, 다중 캐리어 CDMA 전송 방식에 단순히 안테나 다이버시티 결합을 적용하면, 신호 전송 특성을 매우 열화시킬 수 있다.
따라서, 가중치 제어기(8)는 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정하여 복수의 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드가 서로 직교하도록 하는 것이 중요하다. 따라서, 가중치 제어기(8)는 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정하여 복수의 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드가 서로 직교하도록 유지한다. 가중치 제어기(8)는 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정하여 복수의 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드가 서로 직교하도록 하며 가능한 큰 신호 대 잡음비를 달성하도록 하는 것이 바람직하다. 그 결과, 수신 신호(7)의 신호 대 잡음비가 클 수 있으므로, 수신기(5)는 잡음에 의하여 영향을 덜 받으며, 따라서 신호 전송 특성을 더욱 개선시킬 수 있다.
가중치 제어기(8)는 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정하여 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 별개로 결정한다. 가중치 제어기는 안테나 가중치 제어기(81) 및 하위 캐리어 가중치 제어기(82)를 포함한다. 안테나 가중치 제어기(81)는 안테나 가중치를 결정하여 안테나 가중치 곱셈기(52f)로 입력시킨다. 하위 캐리어 가중치 제어기(8)는 하위 캐리어 가중치를 결정하여 하위 캐리어 가중치 제어기(54)에 입력시킨다.
안테나 가중치 곱셈기(52f) 및 하위 캐리어 가중치 곱셈기(54)는 수신 신호(7)에 가중치 제어기(8)로 조정된 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 곱하도록 구성되는 가중치 곱셈기로 이루어진다. 안테나 신호 결합부(53)와 심볼 결합부(55)는 안테나(5l1-5ln) 사이의 가중치 곱셈기에서 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 곱한 수신 신호(7)와 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시킨다.
안테나 가중치 곱셈기(52f)는 안테나(5l1-5ln) 각각에서 수신한 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱한다. 안테나 가중치 곱셈기(52f)는 신호 처리부(521-52n)가 처리한 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱한다. 안테나 가중치 곱셈기(52f)는 하위 캐리어와 동일한 수로 배치된다. 각각의 안테나 가중치 곱셈기(52f)는 각각의 확산 코드 곱셈기(52e)로부터 입력되는 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱한다. 각 신호 처리부의 안테나 가중치 곱셈기(52f)는 안테나 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 안테나 신호 처리부(521-52n)에 입력시킨다.
하위 캐리어 가중치 곱셈기(54)는 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱한다. 하위 캐리어 가중치 곱셈기(54)는 하위 캐리어와 동일한 수로 배치된다. 각 하위 캐리어 가중치 곱셈기(54)는 안테나 신호 결합부(55)로부터 입력되는 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱한다. 각 하위 캐리어 가중치 곱셈기는 하위 캐리어 가중치를 곱한 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)를 심볼 결합부(55)에 입력시킨다.
안테나 신호 결합부(53)는 안테나(5l1-5ln)들 사이의 수신 신호(7)를 결합한다. 안테나 신호 결합부는 안테나(5l1-5ln) 사이의 신호 처리부(521-52n)의 안테나 가중치 곱셈기로부터 입력되는 수신 신호(7)를 결합한다. 따라서, 안테나 다이버시티 결합은 각 안테나(5l1-5ln)가 수신한 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱하고 안테나(5l1-5ln) 사이의 신호를 결합하여 행해진다. 심볼 결합부(55)는 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 수신 신호(7)를 결합한다. 복수의 심볼 결합부(55)는 하위 캐리어 가중치 곱셈기(54)로부터 입력되는 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)를 그 수신 신호(7)에 대응하는 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시킨다. 따라서, 확산 코드를 이용하여 곱해지는 하위 캐리어 각각의 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱하고 그 신호를 확산 코드 구간에 결합하여 역확산을 행한다. 심볼 결합부()는 결합된 수신 신호(7)를 직렬/병렬 변환기(56)에 입력시킨다.
수신기(5)에서, 확산 코드 곱셈기(52e)는 확산 코드를 이용하여 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)를 곱하며, 안테나 가중치 곱셈기(52f)는 이어 각 안테나(5l1-5ln)가 수신한 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱한다. 안테나 신호 결합부(53)는 안테나(5l1-5ln) 사이의 수신 신호(7)를 결합하여 안테나 다이버시티 결합을 행한다. 이어, 하위 캐리어 가중치 곱셈기(54)는 안테나(5l1-5ln) 사이에서 결합된 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱한다. 마지막으로, 심볼 결합부(55)는 확산 코드 구간에 걸쳐 수신 신호(7)를 결합하여 역확산을 행한다. 심볼 결합부(55)에서 결합을 한 결과, 데이터 심볼은 송신기(4)에서 확산 코드를 곱하기 이전과 동일한 상태로 복원된다.
직렬/병렬 변환기(56)는 심볼 결합부(55)에서 확산 코드 구간에 걸쳐 결합되어 복원되는 데이터 심볼에 대하여 직렬/병렬 변환을 행한다. 직렬/병렬 변환기(56)는 복수의 데이터 심볼을 단일 데이터 심볼에 연결시키는 접속부이다. 직렬/병렬 변환기(56)는 일정 간격으로 분할되며 주파수 축 방향으로 병렬로 배치되는 데이터 심볼을 연결하여 단일의 직렬 데이터 심볼로 변환한다.
데이터 복조기(57)는 직렬/병렬 변환기(56)에서 직렬/병렬 변환의 결과 얻어지는 데이터 심볼에 대하여 데이터 복조 처리를 행한다. 데이터 복조기(57)는 송신기(4, 204, 304)의 데이터 변조기(41c)에 의하여 수행된 복조에 따라 데이터 복조 처리를 행한다.
에러 보정 디코더(error-correction-decoder)(58)는 데이터 복조기(57)에서 데이터 복조의 결과 얻어지는 데이터 심볼에 대하여 에러 보정 디코딩 처리를 행한다. 에러 보정 디코더(58)는 송신기(4)의 에러 보정 인코더가 행한 에러 보정 코딩에 따라 에러 보정 디코딩 처리를 행한다. 따라서, 수신기(5)는 코딩 이득을 얻을 수 있으며, 개선된 통신 품질을 얻을 수 있다.
데이터 심볼 복원부(59)는 표시장치 또는 스피커와 같은 출력 장치로 출력시킬 수 있는 상태로 에러 보정 디코더(58)에서 에러 보정 디코딩되는 데이터 심볼을 복원시켜 출력 장치로 내보낸다. 따라서, 영상 및 소리와 같은 데이터가 출력된다.
다음, 안테나 가중치 제어기(81) 및 하위 캐리어 가중치 제어기(82)에 대하여 상세히 설명한다. 도 10a, 10b 및 10c에 도시한 안테나 가중치 제어기(81)는 예를 들어 안테나 가중치 제어기로 사용될 수 있다.
도 10a에 도시한 바와 같이, 안테나 가중치 제어기(811)는 신호 전력 비교기(811a) 및 선택기(811b)로 사용된다. 신호 전력 비교기(811a)는 복수의 안테나(511-51n)가 수신한 수신 신호(7)의 전력을 검출하여 비교한다. 수신 신호(7)의 전력으로서, 신호 전력 비교기(811a)는 수신 신호(7) 자체()의 전력과 수신 신호(7)()로부터 잡음 등의 영향을 제거하여 얻어지는 신호의 전력을 검출하고 비교한다.
신호 전력 비교기(811a)는 최대 전력을 갖는 수신 신호(7)를 갖는 안테나(5l1-5ln)로부터의 수신 신호(7)에는 가중치 "1"을 부여하고 나머지 안테나(5l1-5ln)에는 가중치"0"을 부여하도록 안테나 가중치를 결정한다. 선택기(811b)는 안테나 가중치에 따라 "1"의 가중치가 부여된 안테나(5l1-5ln)로부터의 수신 신호(7)를 선택한다. 따라서, 선택기(811b)는 최대 전력을 갖는 수신 신호(7)를 갖는 안테나(5l1-5ln)로부터의 수신 신호(7)만을 선택한다.
안테나 가중치 제어기(811)는 결정된 안테나 가중치(811c)를 안테나 가중치 곱셈기(52f)로 입력시킨다. 그 결과, 선택된 안테나(5l1-5ln)로부터의 수신 신호(7)만을 안테나 신호 결합부(53)로 입력시키고, 안테나 신호 결합부(53)에서 안테나(511-51n)를 결합하여 얻은 수신 신호(7)가 출력된다. 이하에서는 안테나 가중치(811c)를 결정하고 안테나(5l1-5ln) 사이의 가중치를 결합하는 것을 "선택적 결합 방법(selective combining method)"이라 한다. 이러한 안테나 가중치 제어기(811)는 단순한 구성을 허용한다는 점에서 유리하다.
도 10b에 도시한 바와 같이, 안테나 가중치 제어기(812)는 가중치 저장부(weight storage unit)(812a)를 갖는다. 가중치 저장부(812a)는 소정값의 가중치를 저장한다. 안테나 가중치 제어기(812)는 가중치 저장부(812a)에 저장된 일정한 값을 안테나(5l1-5ln)에 곱해지는 안테나 가중치(812b)로서 결정한다. 따라서, 모든 안테나(5l1-5ln)로부터의 수신 신호(7)에는 동일한 안테나 가중치가 곱해진다.
안테나 가중치 제어기(812)는 소정값을 갖는 결정된 안테나 가중치(812b)를 안테나 가중치 곱셈기(52f)로 입력시킨다. 안테나 가중치 곱셈기(52f)에서 소정값을 갖는 안테나 가중치가 곱해지는 수신 신호(7)는 안테나 신호 결합부(53)로 입력되고 안테나 신호 결합부에서 안테나를 결합하여 얻은 수신 신호(7)가 출력된다. 이하에서는 안테나 가중치를 결정하고 안테나(5l1-5ln) 사이를 결합하는 방법을 "동일 이득 결합(equal gain combining, EGC)" 방법이라 한다. 이러한 안테나 가중치 제어기(812)는 다음과 같은 이점을 갖는다. 최대 전력을 갖지 못하는 일부 수신 신호(7)는 높은 신호 전력대 잡음 전력비를 갖는다. 따라서, 신호에 동일한 안테나 가중치(812b)를 곱하는 동안 모든 안테나(511-51n)에서 수신 신호(7)를 결합함으로써 더 높은 신호 전력 대 잡음 전력을 달성할 수 있다.
도 10c에 도시한 바와 같이, 안테나 가중치 제어기(813)는 신호 전력 검출기(813a)를 포함한다. 신호 전력 검출기(813a)는 복수의 안테나(511-51n)가 수신한 수신 신호(7)의 전력을 검출한다. 수신 신호(7)의 전력으로서, 신호 전력 검출기(813a)는 수신 신호(7) 자체의 전력과 그 수신 신호(7)로부터 잡음 등의 영향을 배제하여 얻은 수신 신호(7)의 전력을 검출한다. 안테나 가중치 제어기(813)는 신호 전력 검출기(813a)가 검출한 안테나(5l1-5ln)의 전력에 비례하는 가중치를 각 안테나(511-51n)에 곱해지는 안테나 가중치로 결정한다.
안테나 가중치 제어기(813)는 안테나(511-51n)에서 수신 신호(7)에 전력에 비례하는 안테나 가중치를 각 안테나(511-51n)의 안테나 가중치 곱셈기(52f)로 입력시킨다. 수신 신호(7)는 안테나 가중치 곱셈기(52f)에서 수신 신호(7)의 전력에 비례하는 안테나 가중치(813b)가 곱해진 후 안테나 신호 결합부(53)에 입력되며, 안테나 신호 결합부(53)에서 안테나(511-51n) 사이의 결합으로 얻어진 수신 신호(7)가 이어 출력된다. 이하에서는 안테나 가중치를 결정하고 안테나(5l1-5ln) 사이를 결합하는 방법을 "최대 비율 결합(maximum ratio combining, MRC)" 방법이라 한다.
그러한 안테나 가중치 제어기는 다음과 이점을 갖는다. 안테나(511-51n)들 사이의 결합으로 수신 신호(7)를 얻음으로써 수신 신호(7)들 사이에서 잡음 전력에 가까운 전력을 갖는 수신 신호(7)의 영향을 감소시킬 수 있으며, 높은 전력을 갖는 수신 신호(7)의 영향을 증대시킬 수 있다. 따라서, 더 큰 신호 대 잡음 전력비를 얻을 수 있다.
안테나 가중치 제어기는 수신 신호(7)의 전력과 같은 수신 신호(7)에 관한 데이터를 검출하여, 선택적 결합 방법을 이용하는 안테나 가중치 제어기 또는 MRC를 이용하는 안테나 가중치 제어기(813)를 안테나 가중치 제어기로 이용하는 경우에 알 수 있듯이 안테나 가중치를 결정한다. 안테나 가중치를 결정하는데 필요한 수신 신호(7)에 대한 데이터를 이하에서는 "안테나 가중치 데이터"라 한다. 안테나 가중치 데이터는 수신 신호(7) 자체의 전력, 잡음 등의 영향을 배제하여 얻은 수신 신호(7)의 전력 그리고 가드 간격, SNR, SIR 및 신호의 캐리어 대 간섭 신호 전력비(carrier to interference power ratio, CIR)를 제거한 후의 신호 전력을 포함한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 수신기(5)의 안테나 제어기(81)는 가드 간격 제거부(52b)에서 가드 간격이 제거되며 시간/주파수 변환기(52c)에서 시간/주파수 변환 처리를 거치지 않아도 되는 수신 신호(7)로부터 안테나 가중치 데이터를 획득한다. 따라서, 안테나 가중치 제어기는 시간/주파수 변환기(52c)에서 각 안테나(511-51n)의 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)로 역다중화되지 않는 단일 수신 신호(7)로부터 안테나 가중치 데이터를 획득하는데만 필요하다. 따라서, 안테나 가중치 제어기(81)에서의 처리는 단순화될 수 있다. 안테나 가중치 제어기(81)는 시간/주파수 변환기에서 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)로 역다중화되지 않으며 확산 코드 곱셈기에서 확산 코드를 이용하여 곱해지지 않은 수신 신호(7)로부터 안테나 가중치 데이터를 얻을 수 있다.
도 11에 도시한 수신기(205)에서, 안테나 가중치 제어기(81)는 확산 코드 곱셈기(52e)에서 확산 코드를 이용하여 곱해지고 안테나 가중치 곱셈기(52f)에서 안테나 가중치가 곱해지지 않은 수신 신호(7)로부터 안테나 가중치 데이터를 얻을 수 있다. 수신기(205)는 가중치가 상이한 위치에서 수신 신호(7)에 대한 데이터를 획득하는 것을 제외하고는 도 9에 도시한 수신기(205)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 수신기(205)에서 유사한 기호가 반복 설명을 피하기 위하여 도 11에 도시되었다.
수신기(205)에서, 안테나 가중치 제어기(8)는 확산 코드를 곱하여 송신기(4)에서 확산 코드의 곱셈의 영향을 차단하는 수신 신호(7)로부터 안테나 가중치 데이터를 획득할 수 있다. 안테나 가중치 제어기(81)가 송신기(4)에서 확산 코드의 곱셈의 영향을 받지 않는 안테나 가중치 데이터에 기초하여 안테나 가중치를 결정하는 경우, 안테나 가중치 데이터는 확산 코드를 이용하여 아직 곱하지 않은 수신 신호(7)로부터 안테나 가중치 데이터를 얻는다면, 안테나 가중치 데이터에 기초한 확산 코드를 이용하여 신호를 곱한 후에 안테나 가중치 데이터를 얻을 필요가 있다. 이러한 처리는 수신기(205)에서는 필요하지 않으며, 안테나 가중치 제어기(81)에서 행해지는 처리는 단순화될 수 있다.
하위 캐리어 가중치 제어기(82)에서 하위 캐리어 가중치를 결정하는 방법은 도 12a 내지 12d를 참조하여 설명한다. 하위 캐리어 가중치 제어기(82)는 직교성 재저장 결합(orthogonality restore combining, ORC), 최대 비율 결합(MRC), 동일 이득 결합(EGC), 최소 평균 제곱 오차 결합(minimum means square error combining, MMSEC)과 같은 방법을 이용하여 하위 캐리어 가중치를 결정한다.
ORC는 도 12a에 도시한 바와 같이 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)의 전파 경로 변화값(9)의 역수가 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 곱해지는 하위 캐리어 가중치(821c)로 결정되는 방법이다. 전파 경로 변화값은 송신기(4)와 수신기(5) 사이에서의 전파의 결과 위상 및 진폭이 변경되는, 송신기(4)에 의해서 전송되는 전송 신호(6)인 수신 신호(7)의 전력값이다. ORC는 수신 신호(7)가 하위 캐리어 가중치가 곱해진 후 일정한 전파 경로 변화값을 가지며 복수의 데이터 채널(#1-#n)에 확산 코드가 서로 직교하는 점에서 유리하다.
MRC는 도 12b에 도시한 바와 같이 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)의 전파 경로 변화값이 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 곱해지는 하위 캐리어 가중치(822b)로서 결정되는 방법이다. MRC를 이용하는 경우, 작은 SNR을 갖는 하위 캐리어에는 작은 하위 캐리어 가중치가 곱해지며 큰 SNR을 갖는 하위 캐리어에는 큰 하위 캐리어 가중치가 곱해진다. 이는 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)를 결합하여 얻어지는 데이터 심볼의 SNR이 최대가 될 수 있다는 점에서 유리하다.
EGC는 도 12c에 도시한 바와 같이, 소정값을 갖는 하위 캐리어 가중치가 전파 경로 변화값(9)에 무관하게 모든 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)용으로 사용되는 방법이다. EGC를 이용하는 경우, 모든 하위 캐리어 상에 수신 신호(7)에는 동일한 하위 캐리어 가중치가 곱해진다. 이는 각 하위 캐리어 상에 수신 신호(7)를 결합하여 얻어지는 데이터 심볼의 신호 전력 대 잡음 전력비를 개선시킬 수 있으며 복수의 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드를 서로 직교하게 유지시킬 수 있다는 점에서 유리하다.
MMSEC는, 도 12에 도시한 바와 같이 하위 캐리어 가중치가 확산 코드를 이용하여 수신 신호(7)를 곱하고 확산 코드 구간에 걸쳐 결합하여 역확산시켜 얻어지는 수신 신호(7)와 송신기(4)에 의하여 전송되는 전송 신호(6) 사이의 제곱 평균 오차를 최소화하도록 결정된다. MMSEC를 이용하는 경우, 하위 캐리어 가중치는 매 순간 변화하는 전파 경로의 조건에 따라 계산될 수 있다. 이는 전파 경로의 조건을 고려한다는 점, 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)를 결합하여 얻은 데이터 심볼의 SNR을 개선시킬 수 있다는 점, 그리고 복수의 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드를 서로 직교하도록 유지할 수 있다는 점에서 유리하다.
하위 캐리어 가중치를 결정하는 그러한 방법들을 실행하는 소정의 하위 캐리어 가중치 제어기(82)는 예를 들면 도 13a 내지 도 13g에 도시한 바와 같은 하위 캐리어 가중치 제어기(821-828)를 포함한다.
도 13a에 도시한 바와 같이, 하위 캐리어 가중치 제어기(821)는 전파 경로 변화 검출기(821a) 및 역수 계산부(inverse number caculating unit)(821b)를 포함한다. 전파 경로 변화 검출기(821a)는 수신 신호(7)로부터 전파 경로 변화값(9)을 검출한다. 역수 계산부(821b)는 전파 경로 변화 검출기(821a)가 검출한 전파 경로 변화값의 역수를 계산하며 계산된 전파 경로 변화값(9)의 역수를 하위 캐리어 가중치(821c)로 결정한다. 그러한 하위 캐리어 가중치 제어기는 ORC를 이용하여 하위 캐리어 가중치(821c)를 계산할 수 있다.
도 13b에 도시한 바와 같이, 하위 캐리어 가중치 제어기(822)는 전파 경로 변화 검출기(822a)를 포함한다. 전파 경로 변화 검출기(822a)는 수신 신호(7)로부터 전파 경로 변화값(9)을 검출하며 검출된 전파 경로 변화값(9)을 있는 그대로 하위 캐리어 가중치(822c)로 결정한다. 이러한 하위 캐리어 가중치 제어기(822)는 MRC를 이용하여 하위 캐리어 가중치를 결정할 수 있다.
도 13c에 도시한 바와 같이, 하위 캐리어 가중치 제어기(823)는 가중치 저장부(823a)를 포함한다. 가중치 저장부(823a)는 소정값을 갖는 가중치를 저장한다. 하위 캐리어 가중치 제어기(823)는 가중치 제어부로(823)부터 소정값을 갖는 가중치를 획득하며 모든 하위 캐리 상에 수신 신호(7)용으로 동일하게 사용되는 하위 캐리어 가중치로 소정값을 갖는 가중치를 결정한다. 이러한 하위 캐리어 가중치 제어기는 EGC를 이용하여 하위 캐리어 가중치(823b)를 결정할 수 있다.
도 12d에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(824)는 오차 추정기(824a), 기준 심볼 저장부(824b) 및 가중치 계산부(824c)를 포함한다. 기준 심볼 저장부(824b)는 기준 심볼을 저장한다. 기준 심볼은 송신기(4) 및 수신기(5)에 위상 및 진폭이 알려진 심볼이다. 여기서 이용되는 심볼은 송신기(4)가 전송하는 파일럿 심볼(72)과 동일하다. 오차 추정기(824a)는 송신기(4)에 의하여 전송되며 수신기(5)가 수신하는 수신 신호(7)에 포함된 역확산 후의 파일럿 심볼(72)을 획득한다. 오차 추정기(824a)는 기준 심볼 저장부(824b)로부터 기준 심볼을 획득한다. 오차 추정기(824a)는 이어 파일럿 심볼(72)과 기준 심볼의 위상 및 진폭을 비교하여 송신기(4)에 의하여 전송되는 파일럿 심볼(72)과 실제로 수신되는 역확산 후의 파일럿 심볼(72) 사이의 오차를 얻는다.
오차 추정기(824a)는 역확산 후에 얻어지는 파일럿 심볼(72)과 송신기(4)가 전송하는 파일럿 심볼(72) 사이의 오차가 역확산 후의 수신 신호(7)와 전송 신호(6)의 오차라고 가정한다. 오차 검출기는 역확산 후의 수신 신호(7)와 전송 신호(6) 사이의 추정된 오차값을 가중치 계산부(824c)(824c)로 입력시킨다. 가중치 계산부(824c)는 역확산 후의 수신 신호(7)와 전송 신호(6) 사이의 추정된 오차값으로부터 평균 제곱값을 계산하며 최소 제곱 평균 오차를 낳는 하위 캐리어 가중치를 계산한다. 수신 신호(7)를 먼저 수신하는 경우, 가중치 계산부(824c)는 추정 오차에 필요한 역확산 후에는 파일럿 심볼(72)이 존재하지 않으므로 미리 설정되 초기값으로 하위 캐리어 가중치(824d)를 설정한다.
하위 캐리어 가중치 제어기(824)는 MMSEC를 이용하여 하위 캐리어 가중치(824d)를 결정할 수 있다. 수신된 파일럿 심볼(72)과 기준 심볼을 이용하면 역확산 후의 수신 신호(7)와 실제 전파 경로를 고려한 전송 신호(6)(6) 사이의 오차를 획득함으로써 최적의 하위 캐리어 가중치를 결정할 수 있다.
도 13d에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(825)는 오차 추정기(825a), 비트 스트링 저장부(bit string storage unit)(825b), 기준 심볼 생성부(825c) 및 가중치 계산부(825d)를 포함한다. 비트 스트링 저장부(825b)는 송신기 및 수신기에 진폭 및 위상이 알려진 기준 심볼에 기초하는 비트 스트링을 저장한다. 기준 심볼 생성부(825c)는 비트 스트링 저장부(825b)로부터 비트 스트링을 획득하고 비트 스트링을 변조하여 기준 심볼을 발생시킨다. 즉, 기준 심볼 생성부(825c)는 비트 스트링을 변조하여 송신기가 전송하는 파일럿 심볼(72)과 동일한 기준 심볼을 생성한다.
오차 추정기(825a)는 기준 심볼 생성부(825c)로부터 기준 심볼을 획득하는 것을 제외하고는 도 12d에 도시한 오차 추정기(824a)와 실질적으로 동일하다. 가중치 계산부(825c)는 도 12에 도시한 가중치 계산부(824c)와 실질적으로 동일하다. 하위 캐리어 가중치 제어기는 MMSEC를 이용하여 하위 캐리어 가중치를 결정할 수 있다. 수신된 파일럿 심볼(72)과 기준 심볼을 이용하여 발생시키면 역확산 후의 수신 신호(7)와 실제 전파 경로를 고려한 전송 신호(6) 사이의 오차를 얻음으로써 최적의 하위 캐리어 가중치를 결정할 수 있다.
도 13e에 도시한 하위 캐리어 가중치(826)는 채널 추정기(826a), 잡음 전력 추정기(826b), 다중화 코드 수 추정기(826c) 그리고 가중치 계산부(826d)를 포함한다. 채널 추정기(826a), 잡음 전력 추정기(826b) 및 다중화 코드 수 추정기(826c)는 기준 심볼로서 송신기에 의하여 전송되는 파일럿 심볼(72)과 동일한 심볼을 저장한다.
채널 추정기(826a)는 송신기(4)에 의하여 전송되며 수신기(5)에 의하여 수신되는 수신 신호(7)에 포함되는 파일럿 심볼(72)을 획득한다. 채널 추정기(826a)는 획득된 파일럿 심볼(72)과 기준 심볼의 위상과 진폭을 비교하여 파일럿 심볼(72)의 전파 경로 변화를 얻는다. 채널 추정기(826a)는 파일럿 심볼(72)의 전파 경로 변화를 이용하여 채널 추정을 행하여 채널 추정값을 얻는다. 채널 추정기(826a)는 수신 신호(7)에 포함된 파일럿 신호와 기준 신호를 비교하여 채널 추정값을 얻을 수 있다.
잡음 전력 추정기(826b)는 송신기(4)가 전송하며 실제 수신기(5)가 수신하는 수신 신호(7)에 포함된 파일럿 심볼(72)을 획득한다. 잡음 전력 추정기(826b)는 획득된 파일럿 심볼(72)과 기준 심볼을 비교하여 파일럿 심볼(72)의 변화값을 얻는다. 잡음 전력 추정기(826b)는 획득된 변화값을 이용하여 수신 신호(7)의 하위 캐리어 당 잡음 전력을 추정한다. 잡음 전력 추정기(826b)는 수신 신호(7)에 포함된 파일럿 신호와 기준 신호를 비교하여 파일럿 신호의 변화값을 얻는다.
다중화 코드 수 추정기(826c)는 송신기가 전송하며 수신기가 실제로 수신하는 수신 신호(7)에 포함된 파일럿 심볼(72)과 데이터 심볼(71)을 획득한다. 다중화 코드 수 추정기(826c)는 파일럿 심볼(72)의 전력과 데이터 심볼(71)의 전력 사이의 비율을 계산한다. 다중화 코드 수 추정기(826c)는 파일럿 심볼(72)과 데이터 심볼(71)의 전력 사이에 계산된 비율로부터 다중화 코드의 수를 추정한다. 확산 코드는 데이터 채널(#1-#n)에 대응하는 수만큼 생성된다. 따라서, 다중화 코드 수는 코드 분할 다중화되는 데이터 채널(#1-#n)의 수에 대응한다. 따라서, 다중화 코드 수 추정기(826c)는 수신 신호(7)에 포함된 파일럿 신호와 데이터 신호에 기초하여 다중화된 코드의 수를 추정할 수 있다.
채널 추정기(826a), 잡음 전력 추정기(826b) 및 다중화 코드 수 추정기(826c)는 채널 추정값, 잡음 전력의 추정값 및 다중화 코드 수의 추정값을 가중치 계산부(826d)에 각각 입력시킨다. 가중치 계산부(826d)는 수학식 1에서 수신 신호(7)의 채널 추정값, 잡음 전력의 추정값 및 다중화 코드 수의 추정값을 대체하여 하위 캐리어 가중치(826e)를 계산한다.
수학식 1은 역확산시키기도록 확산 코드를 이용하여 수신 신호(7)에 곱함으로써 얻어지는 수신 신호(7)와 실제 송신기가 전송하는 전송 신호(6) 사이의 최소 제곱 평균 오차를 생성하는 하위 캐리어 가중치(826e)를 계산하는 식이다. 수학식 1에서, wm은 하위 캐리어 가중치, hm은 채널 추정값, N은 잡음 전력, Cmax 는 다중화 코드의 수를 나타낸다. m은 하위 캐리어의 수를 나타낸다. 예를 들면, 하위 캐리어 가중치를 계산하는 방법은 Design and Performance of Multicarrier CDMA System in Frequency-Selective Rayleigh Fading Channels(S. Hara 등, IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY, pp 1584-1595, VOL. 48, N.5, September 1999)에 기재되어 있다.
하위 캐리어 가중치 제어기(824)는 MMSEC를 이용하여 하위 캐리어 가중치(826e)를 얻을 수 있다. 실제로 수신되는 파일럿 심볼(72)과 데이터 심볼(71) 및 기준 심볼을 사용하므로, 하위 캐리어 가중치 제어기(824)는 최적의 하위 캐리어를 획득할 수 있도록 실제 전파 경로의 조건을 고려한 채널 추정값, 잡음 전력 및 다중화 코드 수를 얻을 수 있다.
도 13f에 도시한 하위 캐리어 가중치(827)는 오차 추정기(827a), 기준 심볼 저장부(827b) 및 가중치 갱신부(weight updating unit)(827c)를 포함한다. 오차 추정기(827a) 및 기준 심볼 저장부(827b)는 도 12d에 도시한 오차 추정기(824a) 및 기준 심볼 저장부(824b)와 유사하다.
가중치 갱신부(827c)는 적응성 알고리즘(adaptive algorithm)에서 역확산 후의 수신 신호(7)와 전송 신호(6) 사이의 추정 오차를 대체한다. 가중치 갱신부(827c)는 적응성 알고리즘을 실행하여 점차로 갱신되는 하위 캐리어 가중치(827d)를 얻는다. 적응성 알고리즘은 오차의 제곱 평균 오차가 최소가 되도록 역확산 후의 수신 신호(7)와 전송 신호(6) 사이의 추정 오차에 기초하여 하위 캐리어 가중치를 점차로 갱신키는 알고리즘이다. 예를 들면, LMS(least mean square) 또는 RLS(recursive least square) 알고리즘을 적응성 알고리즘으로 이용할 수 있다. 예를 들면, 적응성 알고리즘은 orthogonal multi-carrier techniques applied to direct sequence CDMA system(A. Chouly 등, 1993 IEEEE Global Telecommunication Conference)에 기재되어 있다.
수신 신호(7)를 먼저 수신한 경우, 가중치 갱신부(827c)는 오차를 추정하기 위한 파일럿 심볼(72)이 없으므로 미리 설정된 초기값을 하위 캐리어 가중치(827d)로 설정한다. 이러한 하위 캐리어 가중치 제어기(824)는 MMSEC를 이용하여 하위 캐리어 가중치를 결정할 수 있게 한다. 수신된 파일럿 심볼(72)과 기준 심볼을 이용하면 가중치 갱신부가 역확산 후의 수신 신호(7)와 실제 전파 경로를 고려한 전송 신호(6) 사이의 오차를 얻음으로써 최적의 하위 캐리어 가중치를 결정할 수 있도록 한다. 또한, 가중치 갱신부(827c)는 하위 캐리어 갱신부(827d)를 점차 갱신하여 역확산 후의 수신 신호(7)와 적응성 알고리즘을 이용한 전송 신호(6) 사이의 제곱 평균 오차를 최소화할 수 있다.
도 13g에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(828)는 오차 추정기(828a), 비트 스트링 저장부(828b), 기준 심볼 생성부(828c) 및 가중치 갱신부(828d)를 포함한다. 오차 추정기(828a), 비트 스트링 저장부(828b) 및 기준 심볼 생성부(828c)는 도 13d에 도시한 오차 추정기(828a), 비트 스트링 저장부(828b) 및 기준 심볼 생성부(828c)와 실질적으로 동일하다. 가중치 갱신부(828d)는 도 13f에 도시한 가중치 갱신부(827c)와 실질적으로 동일하다.
이러한 하위 캐리어 가중치 제어기(828)는 MMSEC를 이용하여 하위 캐리어 가중치(828e)를 결정할 수 있게 한다. 수신기(5)가 수신한 파일럿 심볼(72)과 생성된 기준 심볼을 이용하면, 역확산 후의 수신 신호(7)와 실제 전파 경로를 고려한 송신 신호 사이의 오차를 얻음으로써 최적의 하위 캐리어 가중치를 하위 캐리어 가중치 제어기(828)가 결정할 수 있도록 한다. 또한, 하위 캐리어 가중치 제어기(828)는 역확산 후의 수신 신호(7)와 전송 신호(6) 사이의 제곱 평균 오차가 적응성 알고리즘을 이용하여 최소가 되게 하도록 하위 캐리어 가중치(828e)를 점차로 갱신시킬 수 있다.
역확산 후의 수신 신호(7)와 전송 신호(6) 사이의 오차를 추정함에 있어서, 도 12d, 13d, 13f 및 13g에 도시한 오차 추정기(824a, 825a, 827a, 828a)는 역확산 후의 파일럿 심볼(72)과 데이터 심볼(71) 사이의 오차, 즉 역확산 후의 수신 신호(7) 그 자체와 기준 신호 사이의 오차를 얻을 수 있어 역확산 후의 수신 신호(7)와 전송 신호(6)의 오차를 오차로 가정할 수 있다. 그 결과, 가중치 계산부(824c, 825d)와 가중치 갱신부(827c, 828d)는 역확산 후 실제 수신되는 신호와 전송 신호(6) 사이의 추정된 오차를 사용할 수 있어 더욱 적절한 하위 캐리어 가중치(824d, 825e, 827d, 828e)를 얻을 수 있다. 이 경우, 오차 추정기(824a, 825a, 827a, 828a)가 기준 신호를 획득하도록 피드백 결정부(determination feedback part)를 배치할 수 있다. 피드백 결정부는 심볼 결합부에서 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 결합된 수신 신호(7)를 얻는다. 피드백 결정부는 수신 신호(7)에 기초하여 전송 신호(6)의 속성을 결정하여 이를 오차 추정기(824a, 825a, 827a, 828a)로 입력시킨다. 오차 추정기(825a)는 피드백 결정부에 결정한 대로의 전송 신호(6)를 기준 신호로 사용한다.
하위 캐리어 가중치 제어기(82)는 ORC를 이용한 하위 캐리어 가중치, MRC를 이용한 하위 캐리어 가중치 또는 MMSEC를 이용한 하위 캐리어 가중치 제어기를 하위 캐리어 가중치 제어기로 이용하는 경우에, 수신 신호(7)의 전파 경로 변화값(9), 파일럿 심볼(72) 또는 파일럿 신호의 위상 및 진폭, 그리고 데이터 심볼(71) 또는 데이터 신호의 전력과 같은 수신 신호(7)에 대한 검출 데이터에 의하여 하위 캐리어 가중치를 얻을 수 있다. 하위 캐리어를 결정하는데 필요한 수신 신호(7)에 대한 이러한 데이터를 이하에서는 "하위 캐리어 가중치 데이터"라 한다. 하위 캐리어 가중치 데이터는 수신 신호(7)의 전파 경로 변화값(9), 파일럿 심볼(72) 또는 파일럿 신호의 위상 및 진폭, 데이터 심볼(71) 또는 데이터 신호 자체의 전력, 그리고 수신 신호(7)로부터 잡음의 영향과 가드 간격을 제거한 후의 수신 신호(7)의 전파 경로 변화값(9), 파일럿 심볼(72) 또는 파일럿 신호의 위상 및 진폭, 데이터 심볼(71) 또는 데이터 신호 자체의 전력을 포함하는 데이터를 포함한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 수신기(5)의 하위 캐리어 가중치 제어기(82)는 안테나 신호 결합부(53)에서 안테나 가중치를 곱하여 수신 신호(7)를 안테나에 결합하여 얻으며 하위 캐리어 가중치 곱셈기(54)에서 하위 캐리어 가중치가 곱해지지 않은 신호로부터 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻는다. 따라서, 하위 캐리어 가중치 제어기(54)는 안테나 신호 결합부에서 복수의 안테나(5l1-5ln) 사이에서 행해진 결합을 통해 얻어지는 수신 신호(7)로부터 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻는다. 따라서, 하위 캐리어 가중치 제어기(54)는 복수의 안테나(511-51n) 사이의 신호 처리부(521-52n)로부터 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻는데 필요하지 않으므로 단순하게 처리를 할 수 있다.
또한, 하위 캐리어 가중치 제어기(82)는 안테나 가중치를 곱하고 복수의 안테나(5l1-5ln) 사이에 행해진 결합을 통하여 얻어진 수신 신호(7)로부터 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻을 수 있다. 따라서, 하위 캐리어 가중치 제어기(82)는 수신 신호(7)에 대한 안테나 가중치의 곱셈의 영향과 수신 신호(7) 상에서 안테나(5l1-5ln) 사이의 결합의 영향을 고려하여 하위 캐리어 가중치를 얻을 수 있다. 또한, 하위 캐리어 가중치 제어기(82)는 이 경우에 확산 코드를 이용하여 곱해지는 수신 신호(7)로부터 하위 캐리어 가중치 데이터를 획득하므로, 송신기에서 곱해지는 확산 코드의 영향을 받지 않는 수신 신호(7) 상의 데이터를 이용하여 더욱 적절한 하위 캐리어 가중치를 얻을 수 있다.
하위 캐리어 제어기(82)는 안테나 가중치 곱셈기에서 안테나 가중치가 곱해지며 안테나 신호 결합부에서 수신 신호(7)로 결합되지 않는 수신 신호(7)로부터 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻을 수 있다. 따라서, 하위 캐리어 가중치 제어기(82)는 안테나 가중치가 곱해지는 수신 신호(7)로부터 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻을 수 있으므로 수신 신호(7)에 대한 안테나 가중치의 곱셈의 영향을 고려하여 하위 캐리어 가중치를 얻을 수 있다. 이 경우, 하위 캐리어 가중치 제어기(82)는 안테나 가중치 곱셈기에서 안테나 가중치를 곱하고 안테나 신호 결합부에서 수신 신호(7)로 안테나(5l1-5ln)를 결합시키지 않은 수신 신호(7)로부터 획득한 하위 캐리어 가중치 데이터에 기초하여 안테나(5l1-5ln)를 결합시킨 후 하위 캐리어 가중치 데이터를 추정할 수 있다. 하위 캐리어 가중치 제어기(82)는 추정한 데이터로부터 하위 캐리어 가중치를 얻을 수 있다.
또한, 이 경우, 하위 캐리어 가중치 제어기(82)는 확산 코드를 이용하여 곱해진 수신 신호(7)로부터 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻으므로, 송신기에서 곱해지는 확산 코드의 영향이 없는 수신 신호(7) 상의 데이터를 이용하여 더욱 적절한 하위 캐리어 가중치를 얻을 수 있다.
하위 캐리어 가중치 제어기(82)는 시간/주파수 변환기(52c)와 확산 코드 곱셈기(52e) 사이에 위치하는 수신 신호(7) 또는 확산 코드 곱셈기(52e)와 안테나 가중치 곱셈기(52f) 사이에 위치하는 수신 신호(7)로부터 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻을 수 있다.
도 12d, 13d, 13f 및 13g에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(824, 825, 827, 828) 중 어느 것이라도 하위 캐리어 가중치 제어기(82)로 사용될 수 있는 경우, 역확산 후의 파일럿 심볼(72) 또는 역확산 후의 수신 신호(7)를 이용하여 하위 캐리어 가중치를 획득하여야 한다. 따라서, 이 경우, 하위 캐리어 가중치 제어기(82)는 심볼 결합부(55)에 의하여 역확산된 수신 신호(7)로부터 하위 캐리어 가중치를 얻는 것이 바람직하다. 이 경우, 하위 캐리어 가중치 제어기(82)는 있는 그대로 하위 캐리어 가중치를 획득할 수 있으므로, 처리를 단순화시킬 수 있다.
도 13e에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(826)를 하위 캐리어 가중치 제어기(82)로 사용하는 경우, 하위 캐리어 가중치 데이터는 도 9에 도시한 각 하위 캐리어로 역다중화된 수신 신호(7)로부터 얻어지는 지는 것이 바람직하다. 하위 캐리어 가중치 제어기(82)는 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 기초한 하위 캐리어 가중치를 결정하는 것이 바람직하다. 따라서, 채널 추정기(826a), 잡음 전력 추정기(826b) 및 다중화 코드 수 추정기(826c)는 채널 추정값, 잡음 전력 추정값 및 다중화 코드 수 추정값을 각 하위 캐리어에 대하여 얻을 수 있다.
안테나 가중치 제어기(81) 및 하위 캐리어 가중치 제어기(82)는 전술한 바와 같은 상이한 위치에서 안테나 가중치 데이터와 하위 캐리어 가중치 데이터를 각각 획득하는 경우, 안테나 가중치 제어기(81) 및 하위 캐리어 가중치 제어기(82)는 정확하게 제어할 수 있게 하는 최적의 위치에서 안테나 가중치 및 하위 캐리어 가중치를 결정하도록 데이터를 얻을 수 있다.
가중치 제어기(8)는 안테나 가중치 데이터 및 하위 캐리어 데이터로서 한 위치에서 수신 신호(7) 상의 공통 데이터를 획득하여 공통 데이터를 안테나 가중치 제어기(81) 및 하위 캐리어 가중치 제어기(82)가 사용할 수 있도록 한다. 이 경우, 가중치 제어기(8)는 한 번에 안테나 가중치 데이터 및 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻을 수 있다. 따라서, 가중치 제어기(8)에서의 처리가 단순화될 수 있다. 수신기(5)의 구성도 또한 단순화된다.
도 9 및 도 11에 도시한 수신기(5, 205)에서, 안테나 가중치 곱셈기(52f)는 각 안테나의 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱하고, 안테나 신호 결합부(53)는 안테나(5l1-5ln) 사이에 안테나 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 결합하는 안테나 다이버시티 결합을 행하며, 하위 캐리어 가중치 곱셈기(54)는 각 하위 캐리어 상의 확산 코드를 이용하여 곱해진 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱하고, 심볼 결합부(55)는 역확산을 행하여 하위 캐리어 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시킨다. 이 때, 하위 캐리어 가중치 제어기(82)는 안테나 가중치를 곱한 수신 신호(7)의 상태를 유지할 것인지 또는 다시 안테나 가중치를 곱한 수신 신호(7)의 상태를 변경할 것인지를 결정하는데, 이는 수신 신호(7)를 먼저 곱한 안테나 가중치에 기초하여 행한다. 하위 캐리어 가중치 제어기(82)는 결정의 결과에 기초하여 하위 캐리어 가중치를 조정하는 것이 바람직하다. 이 때, 안테나 가중치 제어기(82)는 EGC 방법을 이용하여 안테나 가중치를 결정하는 것이 바람직하며, 하위 캐리어 가중치 제어기(82)는 MMSEC 방법이나 EGC 방법 중 하나를 이용하여 하위 캐리어 가중치를 결정하는 것이 바람직하다.
(통신 방법)
통신 방법을 설명한다. 먼저, 도 3에 도시한 송신기(4)를 이용하여 전송 신호(6)를 전송하는 것에 대하여 설명한다. 도 14에 도시한 바와 같이, 송신기(4)는 각 데이터 채널(#1-#n) 상에서 전송되는 데이터 심볼을 생성한다(S101). 송신기(4)는 생성된 데이터 심볼에 대하여 에러 보정 인코딩을 행한다(S102). 송신기는 데이터 변조 처리되어 복수의 데이터 심볼로 분할되는 데이터 심볼에 대하여 직렬/병렬 변환을 행한다(S104).
다음, 송신기(4)는 직렬/병렬 변환 및 분할을 통하여 얻은 복수의 데이터 심볼을 복제하여 데이터 심볼을 전송하는 데이터 채널(#1-#n)에 대응하는 확산 코드의 확산 코드 구간과 동일한 수만큼의 복제본을 제공한다(S105). 송신기(4)는 데이터 채널(#1-#n)에 할당되는 데이터 채널(#1-#n) 각각에 대응하는 확산 코드를 생성한다. 송신기(4)는 이어 데이터 심볼을 전송하도록 데이터 채널(#1-#n)에 대응하는 확산 코드를 이용하여 복제된 데이터 심볼을 곱하여(S106) 데이터 신호를 얻는다.
다음, 송신기(4)는 데이터 신호에 파일럿 신호를 삽입한다(S107). 송신기(4)는 데이터 채널(#1-#n) 각각에서 데이터 신호와 파일럿 신호를 결합하여 코드 분할 다중화를 행한다(S108). 송신기(4)는 코드 분할 다중화된 데이터 신호를 데이터 신호를 전송하기 위한 상이한 주파수를 갖는 복수의 하위 캐리어 상에 확산시킨다(S109). 특히, 송신기(4)는 데이터 신호에 대하여 주파수/시간 신호 변환을 행하여 상이한 주파수를 갖는 복수의 하위 캐리어에 데이터 신호를 할당함으로써 다중 캐리어 CDMA 신호를 생성한다. 송신기(4)는 복수의 하위 캐리어 사이에 확산된 각 데이터 신호 사이에 가드 간격을 삽입한다(S110). 이어, 송신기(4)는 전송 신호(6)로서 수신기(5)에 삽입된 가드 간격을 갖는 다중 캐리어 CDMA 신호를 전송한다(S111).
도 8에 도시한 수신기(5)를 이용하여 수신 신호(7)를 수신하는 것에 대하여 설명한다. 도 15에 도시한 바와 같이, 수신기(5)의 복수의 안테나(511-51n)는 송신기(4)가 전송하는 다중 캐리어 CDMA 신호를 수신한다(S201). 수신기(5)는 안테나(5l1-5ln)가 수신한 수신 신호(7) 각각에 대한 심볼 타이밍을 검출한다(S202). 수신기(5)는 수신 신호(7)에 삽입된 가드 간격을 제거한다(S203).
다음, 수신기(5)는 수신 신호(7)에 대하여 시간/주파수 변환을 행하여 상이한 주파수를 갖는 복수의 하위 캐리어 상에 확산되어 있는 수신 신호(7)를 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)로 역다중화시킨다(S204). 이어, 수신기(5)는 수신 신호(7)에 곱해지는 확산 코드와 동일한 확산 코드를 생성한다. 수신기(5)는 복수의 안테나(511-51n)가 수신한 수신 신호(7)에 그 수신 신호(7)와 연관된 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드를 이용하여 곱한다(S205).
다음, 수신기(5)는 안테나 가중치를 결정하여 각 안테나(5l1-5ln)의 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱한다(S206). 수신기(5)는 수신 신호(7)를 안테나(5l1-5ln) 사이에 결합시킨다(S207). 따라서, 안테나 다이버시티 결합을 행한다. 수신기(5)는 하위 캐리어 가중치를 결정하고 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱한다(S208). 수신기(5)는 수신 신호(7)를 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시킨다(S209). 이리하여 역확산을 행한다. 따라서, 데이터 심볼은 송신기(4)에서 확산 코드를 이용하여 곱하기 전의 상태로 복원된다.
다음, 수신기(5)는 확산 코드 구간 상의 결합을 통하여 복원된 데이터 심볼에 대하여 병렬/직렬 변환을 행한다(S210). 수신기(5)는 병렬/직렬 변환된 데이터 심볼에 대하여 데이터 복조 처리를 행한다(S211). 수신기(5)는 데이터 복조 처리를 행한 데이터 심볼에 대하여 에러 보정 디코딩 처리를 행한다(S211). 마지막으로, 수신기(5)는 표시장치나 스피커와 같은 출력 장치에 출력될 수 있는 상태로 에러 보정 디코딩을 한 데이터 심볼을 복원하고 이를 출력 장치로 내보낸다(S213).
통신 시스템(1), 수신기(5, 205) 및 전술한 통신 방법은 다음과 같은 이점을 제공할 수 있다. 수신기(5, 205)에서, 복수의 안테나(5l1-5ln)는 데이터 채널(#1-#n) 각각에 대하여 확산 코드를 이용하여 복수의 데이터 심볼을 곱하여 얻은 신호이자 상이한 주파수를 갖는 복수의 하위 캐리어 상에 전송되는 전송 신호(6)를 수신한다. 확산 코드 생성부는 수신 신호(7)에 대응하는 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드를 생성한다. 확산 코드 곱셈기는 확산 코드를 이용하여 수신 신호(7)를 곱한다. 가중치 제어기는 복수의 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드가 서로 직교하도록 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정한다. 안테나 가중치 곱셈기(52f) 및 하위 캐리어 가중치 곱셈기(54)는 수신 신호(7)에 가중치 제어기로 조정된 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 곱한다. 마지막으로, 안테나 신호 결합부(53)와 심볼 결합부(55)는 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치가 곱해진 수신 신호(7)를 안테나(5l1-5ln) 사이에 결합시키고 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시킨다.
수신 신호(7)는 가중치 제어기로 조정된 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 곱하여 데이터 채널(#1-#n)에 대응하는 복수의 데이터 채널(#1-#n)이 서로 직교하도록 한다. 따라서, 수신 신호(7)에 곱해지는 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드는 서로 직교한다. 그 결과, 수신기(5)가 획득한 데이터 심볼은 확산 코드 사이의 직교성 파괴로 인한 데이터 채널(#1-#n) 사이의 간섭에 의한 영향을 덜 받는다. 따라서, 안테나 다이버시티 결합은 수신기(5)에서 다중 캐리어 CDMA 전송 방식에 적절하게 적용될 수 있다. 결과적으로, 높은 신호 전력 대 잡음 전력비는 수신기에서 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 대하여 달성될 수 있으며, 이는 개선 신호 전송 특성을 달성할 수 있게 한다.
가중치 제어기(8)는 안테나 가중치 제어기(81)와 하위 캐리어 가중치 제어기(82)를 포함한다. 가중치 제어기(8)는 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 별개로 조정한다. 수신기(5)는 각 안테나(5l1-5ln)에서의 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱하도록 구성되는 안테나 가중치 곱셈기(52f), 그리고 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱하도록 구성되는 하위 캐리어 가중치 곱셈기(54)를 포함한다. 또한, 수신 신호(7)를 안테나(5l1-5ln) 사이에 결합시키도록 구성되는 안테나 신호 결합부(53)와 수신 신호(7)를 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시키는 심볼 결합부(55)가 배치된다.
따라서, 수신기는 안테나 가중치를 결정하는 처리, 안테나(5l1-5ln)에서 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱하는 처리, 그리고 안테나(5l1-5ln) 사이에 수신 신호(7)를 결합하는 처리 및 하위 캐리어 가중치를 결정하는 처리, 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱하는 처리, 그리고 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 수신 신호(7)를 결합하는 처리를 개별적으로 행할 수 있다. 그 결과, 안테나 가중치 제어기(81)는 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱하는 처리와 이를 확산 코드 구간에 결합시키는 처리를 고려하여 안테나 가중치를 결정할 수 있으며, 하위 캐리어 가중치 제어기(82)는 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱하는 처리와 이를 안테나(5l1-5ln) 사이에 결합시키는 처리를 고려하여 하위 캐리어 가중치를 결정할 수 있다.
안테나 가중치 곱셈기(52f)가 각 안테나(5l1-5ln)에서 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱하고 안테나 신호 결합부(53)가 수신 신호(7)를 안테나(5l1-5ln) 사이에 결합시키는 안테나 다이버시티 결합을 행한 후, 하위 캐리어 가중치 곱셈기(54)는 하위 캐리어 각각의 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱하며 수신 신호(7)는 확산 코드를 이용하여 곱하여 진다. 안테나 다이버시티 결합을 행한 후, 심볼 결합부(53)는 하위 캐리어 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 확산 코드의 확산 코드 구간에 결합시켜 역확산을 행한다. 따라서, 하위 캐리어 가중치 곱셈기(54)와 심볼 결합부(53)는 복수의 안테나(5l1-5ln)에서 수신 신호(7) 각각에 하위 캐리어 가중치를 곱하는 처리와 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 수신 신호(7)를 결합하는 처리를 별개로 행할 필요가 없다. 즉, 하위 캐리어 가중치 곱셈기(54)와 심볼 결합부(53)는 복수의 안테나(5l1-5ln) 사이에 결합하여 얻은 수신 신호(7)에 대하여 하위 캐리어 곱셈 처리와 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 수신 신호(7)를 결합하는 처리를 함께 행할 수 있다.
[제2 실시예]
본 발명의 제2 실시예에 따른 통신 시스템과 통신 방법에 대하여 설명한다. 제2 실시예의 통신 시스템은 도 16에 도시한 바와 같은 수신기(305)를 구비한다.
(수신기)
도 16에 도시한 바와 같이, 수신기(305)는 복수의 안테나(511-51n), 복수의 신호 처리부(3521-352n)(521-52n), 가중치 제어기(308), 안테나 신호 심볼 결합부(353), 직렬/병렬 변환기(56), 데이터 복조기(57), 에러 보정 디코더(58) 및 데이터 심볼 복원부(59)를 포함한다. 신호 처리부(3521-352n)는 심볼 타이밍 검출기(52a), 확산 코드 생성부(52b), 복수의 확산 코드 곱셈기(52e) 및 복수의 전체 가중치 곱셈기(collective weight multiplier)(352f)를 구비한다.
복수의 안테나(511-51n), 직렬/병렬 변환기(56), 데이터 복조기(57), 에러 보정 디코더(58), 데이터 심볼 복원부(59), 심볼 타이밍 검출기(52a), 가드 간격 제거부(52b), 시간/주파수 변환기(52c), 확산 코드 생성부(52d) 및 확산 코드 곱셈기(52e)는 도 8에 도시한 수신기(305)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 16에서 동일한 부호로 나타내며 그에 대한 설명은 생략한다.
복수의 안테나(511-51n)에서 전송 신호(6)를 수신한 후, 확산 코드 곱셈기(52e)에서 확산 코드를 이용하여 수신 신호(7)를 곱하는 과정까지는 도 8에 도시한 수신기(5)와 동일하다. 확산 코드 곱셈기(52e)는 확산 코드를 이용하여 곱한 후 수신 신호(7)를 전체 가중치 제어기(352f)에 입력시킨다.
가중치 제어기(308)는 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 제어하여 복수의 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드가 서로 직교하도록 하며 각 안테나(5l1-5ln)에서 각 하위 캐리어에 대한 수신 신호(7)가 전체적으로 곱해지는 가중치를 결정한다(이하, "전체 가중치"라 한다). 가중치 제어기(308)는 복수의 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드가 서로 직교하도록 하며 큰 SNR을 얻을 수 있도록 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정하여 전체 가중치를 결정하는 것이 바람직하다. 따라서, 수신기(305)는 큰 신호 전력 대 잡음 전력비를 얻을 수 있어 개선된 신호 전송 특성을 달성할 수 있다.
가중치 제어기(308)는 선택적 결합 방법, EGC 방법 또는 MRC 방법 등을 이용하여 안테나 가중치를 조정하고 ORC, MRC, EGC 또는 MMSEC 등의 방법을 이용하여 하위 캐리어 가중치를 조정하여 전체 가중치를 결정한다. 가중치 제어기(308)는 도 10a, 10b 및 10c에 도시한 안테나 가중치 제어기(811-813) 중 어느 하나와 도 12d와 도 13a 내지 도 13g에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(821-828) 중 어느 하나의 구성을 갖는다. 가중치 제어기(308)는 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정하여 전체 가중치를 직접 결정한다.
도 17에 도시한 가중치 제어기(408)는 전체 가중치를 결정하는 가중치 제어기(408)로 사용될 수 있다. 가중치 제어기(408)는 안테나 가중치 제어기(481), 하위 캐리어 가중치 제어기(482) 및 전체 가중치 제어기(483)를 포함한다. 안테나 가중치 제어기(481)는 안테나 가중치를 결정한다. 하위 캐리어 가중치 제어기(482)는 하위 캐리어 가중치를 결정한다. 안테나 가중치 제어기(481)는 전술한 바와 같이 선택적 결합 방법, EGC 방법 또는 MRC 방법 등을 이용하여 안테나 가중치를 결정한다. 예를 들면, 도 10a 내지 도 10c에 도시한 안테나 가중치 제어기(811)는 안테나 가중치 제어기(481)로 사용될 수 있다. 하위 캐리어 가중치 제어기(482)는 전술한 바와 같이 ORC, MRC 또는 MMSEC 등을 이용하여 하위 캐리어 가중치를 결정한다. 예를 들면, 도 12d와 도 13a 내지 도 13g에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(821-828)는 하위 캐리어 가중치 제어기(482)(482)로 사용될 수 있다. 안테나 가중치 제어기(481)와 하위 캐리어 가중치 제어기(482)는 결정된 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 전체 가중치 제어기(483)에 입력시킨다.
전체 가중치 제어기(483)는 안테나 가중치 제어기(481)로 결정되는 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치 제어기(482)로 결정되는 하위 캐리어 가중치를 조정하여 전체 가중치를 결정한다. 따라서, 가중치 제어기(408)는 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 개별적으로 결정한 후 이들에 기초하여 전체 가중치를 결정한다.
전체 가중치 곱셈기(352f)는 각 안테나(5l1-5ln)의 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 가중치 제어기(308 또는 408)로 조정된 전체 가중치를 전체적으로 곱한다. 전체 가중치 곱셈기(352f)는 신호 처리부에 의한 처리를 위하여 안테나(5l1-5ln)가 수신한 수신 신호(7)에 전체 가중치를 곱한다. 전체 가중치 곱셈기(352f)는 하위 캐리어의 수만큼 배치된다. 각각의 전체 가중치 곱셈기(352f)는 각각의 확산 코드 곱셈기로부터 입력되는 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 전체 가중치를 곱한다. 신호 처리부 각각의 전체 가중치 곱셈기(352f)는 전체 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 안테나 신호 심볼 결합부(353)에 입력시킨다.
안테나 신호 심볼 결합부(353)는 전체 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 안테나 사이와 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 전체적으로 결합시키는 결합부이다. 안테나 신호 심볼 결합부(353)는 각 신호 처리부의 전체 가중치 곱셈기(352f)로부터 입력되는 수신 신호(7)를 안테나(5l1-5ln) 사이와 그 수신 신호(7)에 연관된 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시킨다. 따라서, 다이버시티 결합과 역확산은 전체적으로 행해진다.
수신기(305)에서, 확산 코드 곱셈기(52e)는 그 수신 신호(7)와 연관된 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드를 이용하여 수신 신호(7)를 곱하고 전체 가중치 곱셈기(352f)는 이어 각 안테나(5l1-5ln)의 하위 캐리어 각각에 대한 수신 신호(7)에 전체 가중치를 곱한다.
안테나 신호 심볼 결합부(353)는 안테나(5l1-5ln) 사이와 역확산 코드의 역확산 코드 구간에 걸쳐 수신 신호(7)를 전체적으로 결합시킨다. 안테나 신호 심볼 결합부(353)에서의 결합의 결과, 데이터 심볼은 송신기에 확산 코드를 곱하기 이전의 상태로 복원된다.
안테나 신호 심볼 결합부(353)에서의 결합의 결과 얻어지는 수신 신호(7)는 직렬/병렬 변환기(52c)로 입력된다. 이어, 도 8에 도시한 것과 유시한 처리를 행하여 데이터 심볼을 출력한다.
가중치 제어기(308, 408)는 선택적 결합 방법,MRC 방법, ORC, MMSEC 등을 이용하는 경우 안테나 가중치 데이터와 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻는다. 도 16에 도시한 바와 같이, 가중치 제어기(308, 408)는 확산 코드 곱셈기(52e)에서 확산 코드를 이용하여 곱하고 전체 가중치 곱셈기(352f)에서 전체 가중치를 곱하지 않은 수신 신호(7)로부터 안테나 가중치 데이터와 하위 캐리어 가중치 데이터를 전체적으로 얻는다. 이는 가중치 제어기(308, 408)에서 행해지는 처리를 단순화시킨다. 또한, 가중치 제어기(308, 408)는 송신기(4)에서 확산 코드를 이용하여 곱한 영향을 제거하도록 확산 코드를 이용하여 곱한 수신 신호(7)로부터 안테나 가중치 데이터와 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻는다. 따라서, 가중치 제어기(408)는 적절한 전체 가중치를 얻을 수 있다.
가중치 제어기(408)는 시간/주파수 변환기(52c)와 확산 코드 곱셈기 (52e)사이에 위치한 수신 신호(7)로부터 안테나 가중치 데이터와 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻을 수 있다. 가중치 제어기(308, 408)는 가드 간격 제거부(52b)에 의하여 가드 간격이 제거되고 시간/주파수 변환기(52c)에서 시간/주파수 변환이 행해지지 않은 수신 신호(7)로부터 안테나 가중치 데이터와 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻을 수 있다. 이는 가중치 제어기(308, 408)가 시간/주파수 변환기에 의하여 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)로 역다중화되기 전에 각 안테나의 단일 수신 신호(7)로부터 안테나 가중치 데이터와 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻을 수 있게 하여 안테나 가중치에 의한 처리를 단순화시킨다.
가중치 제어기(308, 408)는 도 12d, 13d, 13f 및 13g에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(824, 825, 827, 828)에 의하여 행해진 것처럼 역확산 후의 파일럿 심볼 또는 역확산 후의 수신 신호(7)를 이용하여 전체 가중치를 결정하도록 하위 캐리어를 조정할 수 있다. 이 경우, 가중치 제어기(308, 408)는 안테나 신호 심볼 결합부(353)에 의하여 역확산된 수신 신호(7)로부터 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻는 것이 바람직하다. 이는 획득한 하위 캐리어 가중치 데이터를 있는 그대로 이용할 수 있으므로 하위 캐리어 가중치 제어기(82)에서의 처리를 단순화시킬 수 있다.
가중치 제어기(308, 408)는 도 13e에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(826)가 행했던 것처럼 전체 가중치를 결정하도록 하위 캐리어 가중치를 조정할 수 있다. 이 경우, 가중치 제어기(308, 408)는 하위 캐리어마다 역다중화된 수신 신호(7)로부터 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻는 것이 바람직하다. 이는 채널 추정기(826a), 잡음 전력 추정기(826b) 및 다중화 코드 수 추정기(826c)가 각각 채널 추정값, 잡음 전력 추정값 및 각 하위 캐리어에 대한 다중화 코드 수의 추정값을 얻을 수 있게 한다.
가중치 제어기(308, 408)는 상이한 위치에서 안테나 가중치 데이터와 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻을 수 있다. 이는 매우 정확한 제어를 할 수 있게 하는 최적의 위치에서 가중치 제어기가 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 결정하기 위한 데이터를 얻을 수 있게 한다.
(통신 방법)
도 16에 도시한 수신기(305)를 이용한 수신 신호(7)의 수신에 대하여 설명한다. 도 18에 도시한 바와 같이, 수신기(305)는 단계(S301 내지 S305)를 수행한다. 단계(S301 내지 단계305)는 도 15에 도시한 단계(S201 내지 S205)와 실질적으로 유사하다.
다음, 수신기(305)는 전체 가중치를 결정하고 각 안테나 각각의 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 결정된 전체 가중치를 곱한다(S306). 수신기(305)는 전체 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 안테나(5l1-5ln) 사이와 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 전체적으로 결합시킨다(S307). 따라서, 안테나 다이버시티 결합 및 역확산은 전체적으로 행해진다. 따라서, 데이터 심볼은 송신기에서 확산 코드를 이용하여 곱해지기 이전의 상태로 복원된다. 다음, 수신기(305)는 도 18에 도시한 단계(S308 내지 S311)를 수행한다. 단계(S308 내지 S311)는 도 15에 도시한 단계(S210 내지 S213)와 실질적으로 유사하다.
전술한 통신 시스템, 수신기(305) 및 통신 방법은 다음과 같은 이점을 제공할 수 있다. 가중치 제어기(308)는 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정하여 복수의 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드가 서로 직교하도록 하며 수신 신호(7)가 전체적으로 곱해지는 전체 가중치를 결정하게 한다. 전체 가중치는 곱셈기는 각 안테나의 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 전체 가중치를 곱한다. 안테나 신호 심볼 결합부는 전체 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 안테나(5l1-5ln) 사이와 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 전체적으로 결합시킨다.
따라서, 수신 신호(7)는 가중치 제어기(308)에서 복수의 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드가 서로 직교하도록 조정된 전체 가중치가 곱해진다. 수신 신호(7)에 곱해지는 복수의 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드는 서로 직교한다. 그 결과, 수신기(305)가 획득한 데이터 심볼은 확산 코드 사이의 직교성 파괴로 인한 데이터 채널(#1-#n) 사이의 간섭에 의하여 영향을 덜 받는다. 수신기(305)에서, 안테나 다이버시티 결합은 다중 캐리어 CDMA 전송 방식에 적절하게 적용될 수 있다. 그 결과, 수신기(305)에서 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 대하여 큰 신호 전력 대 잡음 전력비를 얻을 수 있어 개선된 신호 전송 특성을 제공할 수 있다.
또한, 수신기(305)는 전체 가중치를 결정하는 처리, 전체 가중치를 곱하는 처리 그리고 수신 신호(7)를 결합하는 처리를 전체적으로 행할 수 있다. 이는 수신기(305)가 행하는 처리를 단순화시킬 수 있다. 또한 수신기(305)의 구성도 간단해진다.
[제3 실시예]
본 발명의 제3 실시예에 따른 통신 시스템 및 통신 방법에 대하여 설명한다. 제3 실시예의 통신 시스템은 도 19에 도시한 수신기(505)를 구비한다.
(수신기)
도 19에 도시한 바와 같이, 수신기(505)는 복수의 안테나(511-51n), 복수의 신호 처리부(5521-552n), 가중치 제어기(508), 복수의 안테나 곱셈기(553), 안테나 신호 결합부(554), 직렬/병렬 변환기(56), 데이터 복조기(57), 에러 보정 디코더(58) 및 데이터 심볼 복원부(59)를 포함한다. 신호 처리부는 심볼 타이밍 검출기(52a), 가드 간격 제거부(52b), 시간/주파수 변환기(52c), 확산 코드 생성부(52d), 복수의 확산 코드 곱셈기(52f), 복수의 하위 캐리어 가중치 곱셈기(552f) 및 복수의 심볼 결합부(552g)를 구비한다. 복수의 안테나(511-51n), 직렬/병렬 변환기(52c), 확산 코드 생성부(52d) 및 확산 코드 곱셈기(52f)는 도 8에 도시한 것과 실질적으로 유사하다. 따라서, 도 19에서도 동일한 도면 부호로 나타내며 여기서는 설명하지 않는다.
복수의 안테나(511-51n)가 전송 신호(6)를 수신한 후, 도 8에 도시한 수신기(5)에 대하여도 동일한 처리가 확산 코드 곱셈기(52f)를 이용하여 수신 신호(7)를 곱하기까지 행해진다. 확산 코드 곱셈기(52f)는 확산 코드를 이용하여 곱한 후 수신 신호(7)를 하위 캐리어 가중치 곱셈기(552f)로 입력시킨다.
가중치 제어기(508)는 안테나 가중치 제어기(581)와 하위 캐리어 가중치 제어기(582)를 포함한다. 가중치 제어기(508)는 복수의 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드가 서로 직교하도록 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정한다. 가중치 제어기(508)는 복수의 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드가 서로 직교하며 큰 신호 전력 대 잡음 전력비를 얻을 수 있도록 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정하는 것이 바람직하다. 가중치 제어기(508)는 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정하여 이를 개별적으로 결정한다.
안테나 가중치 제어기(581) 선택적 결합 방법, EGC 방법 또는 MRC 방법 등을 이용하여 안테나 가중치를 결정한다. 도 10a, 10b 및 10c에 도시한 안테나 가중치 제어기(811-813)는 안테나 가중치 제어기(581)로 사용될 수 있다. 하위 캐리어 가중치 제어기(581)는 ORC, MRC 또는 MMSEC 등을 이용하여 하위 캐리어 가중치를 결정한다. 도 12d와 도 13a 내지 13g에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(508)(821-828)는 하위 캐리어 가중치 제어기(582)로 사용될 수 있다.
각 신호 처리부의 하위 캐리어 가중치 곱셈기(552f)는 신호 처리부에 의하여 처리되며 안테나(5l1-5ln)가 수신하는 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱한다. 하위 캐리어 가중치 곱셈기(552f)는 하위 캐리어와 동일한 수로 배치된다. 각 하위 캐리어 가중치 곱셈기(552f)는 각 확산 코드 곱셈기(52f)로부터 입력되는 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱한다. 각 하위 캐리어 가중치 곱셈기는 하위 캐리어 가중치를 곱한 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)를 심볼 결합부(552g)로 입력시킨다.
각 신호 처리부의 심볼 결합부(552g)는 신호 처리부(5521-552n)에 의하여 처리되며 각 안테나(5l1-5ln)가 수신한 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)를 그 수신 신호(7)와 연관된 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드의 확산 코드 구산 상에 결합시킨다. 심볼 결합부(552g)는 하위 캐리어 가중치를 곱한 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)를 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시킨다. 이리하여 역확산이 행해진다. 심볼 결합부(552g)는 결합을 통하여 얻어진 수신 신호(7)를 안테나 가중치 곱셈기로 입력시킨다.
안테나 가중치 곱셈기(553)는 각 신호 처리부의 심볼 결합부(552g)로부터 입력되는 역확산 후의 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱한다. 안테나 가중치 곱셈기(553)는 모든 신호 처리부의 안테나 신호 결합부의 수와 동일한 수만큼 배치된다. 안테나 신호 결합부는 안테나 가중치 곱셈기(553)로부터 입력되는 수신 신호(7)를 안테나 사이에 결합시킨다. 이리하여 안테나 다이버시티 결합이 이루어진다.
수신기(505)에서, 확산 코드 곱셈기(52e)는 확산 코드를 이용하여 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)를 곱하고 하위 캐리어 가중치 곱셈기(552f)는 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱한다. 다음, 심볼 결합부(552g)는 하위 캐리어 가중치를 곱한 수신 신호(7)에 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시켜 이를 역확산시킨다. 데이터 심볼은 송신기에서 확산 코드를 이용하여 곱하기 이전의 상태로 복원된다. 이어, 안테나 가중치 곱셈기(553)는 각 안테나에서 확산 코드 구간에 걸쳐 결합된 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱한다. 안테나 신호 결합부는 안테나 다이버시티 결합을 행하여 역확산 후의 안테나 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 안테나 사이에 결합시킨다.
안테나 신호 결합부에 의하여 결합된 수신 신호(7)는 직렬/병렬 변환기로 입력된다. 이어, 도 8에 도시한 것과 유사한 처리를 행하여 데이터 심볼을 출력한다.
도 19에 도시한 수신기(505)에서, 하위 캐리어 가중치 곱셈기(552f)는 각 하위 캐리어 상에서 확산 코드를 이용하여 곱해진 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱하며, 심볼 결합부(552g)는 역확산을 행하여 하위 캐리어 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시키고, 이어 안테나 가중치 곱셈기(553)는 각 안테나의 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱하며, 안테나 신호 결합부는 안테나 다이버시티 결합을 행하여 수신 신호(7)를 안테나 사이에 결합시킨다. 이 때, 안테나 가중치 제어기(508)는 수신 신호(7)에 처음 곱해지는 하위 캐리어 가중치에 기초하여 하위 캐리어 가중치를 곱한 수신 신호(7)의 상태를 유지할 것인지 다시 수신 신호(7)의 상태를 조정할 것인지를 결정한다. 안테나 가중치 제어기(508)는 결정의 결과에 따라 안테나 가중치를 조정한다. 이 경우, 하위 캐리어 가중치 제어기(508)는 MMSEC 방법을 이용하여 하위 캐리어 가중치를 결정하는 것이 바람직하며 안테나 가중치 제어기(508)는 EGC 방법을 이용하여 안테나 가중치를 결정하는 것이 바람직하다.
가중치 제어기(508)는 선택적 결합 방법, ORC, MRC 또는 MMSEC를 이용하는 경우 수신 신호(7)로부터 안테나 가중치 데이터와 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻는다. 도 19에 도시한 바와 같이, 안테나 가중치 제어기(508)는 심볼 결합부(552g)에 의하여 확산 코드 구간에 걸쳐 결합된 각 안테나에서의 수신 신호(7)로부터 안테나 가중치 데이터를 획득한다. 안테나 가중치 제어기(508)는 심볼 결합부(552g)에 의하여 확산 코드 구간에 걸쳐 결합된 각 안테나에서의 수신 신호(7)에 기초하여 안테나 가중치를 결정한다. 따라서, 안테나 가중치 제어기(508)는 실제 하위 캐리어 가중치가 곱해지고 확산 코드 구간에 걸쳐 결합되는 수신 신호(7) 상에 데이터 채널(#1-#n) 사이의 간섭의 영향을 고려하여 안테나 가중치를 결정할 수 있다. 이는 데이터 심볼에 대하여 데이터 채널(#1-#n) 사이의 간섭의 영향을 보다 적절하게 감소시켜 더 높은 전송 특성을 얻을 수 있다.
안테나 가중치 제어기(508)는 하위 캐리어 가중치 곱셈기(552f)에 의하여 하위 캐리어 가중치를 곱하며 신호 결합부(552g)에 의하여 아직 결합되지 않은 수신 신호(7)로부터 안테나 가중치 데이터를 얻을 수 있다. 이는 송신기에서 확산 코드를 이용하여 곱하는 영향을 제거하며 하위 캐리어 가중치를 곱한 후의 안테나 가중치 데이터에 기초하여 안테나 가중치를 결정할 수 있다. 따라서, 안테나 가중치 제어기(508)는 하위 캐리어 가중치를 수신 신호(7)에 곱한 영향을 고려하여 안테나 가중치를 결정할 수 있으며, 수신 신호(7)는 확산 코드를 이용하여 곱한 영향을 받지 않으므로 더욱 적절한 안테나 가중치를 얻을 수 있다.
안테나 가중치 제어기(508)는 확산 코드 곱셈기(52f)에서 확산 코드를 이용하여 곱해지며 하위 캐리어 가중치 곱셈기(552f)에서 아직 곱해지지 않은 수신 신호(7), 가드 간격 제거기(52b)에서 가드 간격이 제거되고 시간/주파수 변환기(52c)에서 시간/주파수 변환 처리를 행하지 않은 수신 신호(7) 또는 시간/주파수 변환기(52c)에서 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)로 역다중화되고 확산 코드 곱셈기(52f)에서 확산 코드를 이용하여 곱해지지 않은 수신 신호(7)로부터 안테나 가중치 데이터를 얻을 수 있다.
도 19에 도시한 바와 같이, 하위 캐리어 가중치 제어기(508)는 확산 코드 곱셈기(52f)에서 확산 코드를 이용하여 곱해지고 하위 캐리어 가중치 곱셈기(552f)에서 하위 캐리어 가중치를 아직 곱하지 않은 수신 신호(7)로부터 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻는다.
따라서, 하위 캐리어 가중치 제어기(508)는 송신기(4)에서 확산 코드를 이용하여 곱하여진 영향을 제거한 수신 신호(7)로부터 얻은 하위 캐리어에 기초하여 더욱 적절한 안테나 가중치를 결정할 수 있다. 하위 캐리어 가중치 제어기(508)는 시간/주파수 변환기(52c)와 확산 코드 곱셈기(52e) 사이의 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻을 수 있다.
도 12d, 13d, 13f 및 13g에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(825, 827, 828) 중 어느 하나를 하위 캐리어 가중치 제어기(508)로 사용할 경우, 하위 캐리어 가중치 데이터는 심볼 결합부(552g)에 의하여 역확산되는 수신 신호(7)로부터 얻어진다. 따라서, 하위 캐리어 가중치 제어기(508)에서의 처리는 얻은 하위 캐리어 데이터를 있는 그대로 사용하기 때문에 단순화될 수 있다.
도 13e에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(508)를 하위 캐리어 가중치 제어기(582)로 사용할 경우, 하위 캐리어 가중치 데이터는 개별 하위 캐리어로 역다중화된 수신 신호(7)로부터 얻는 것이 바람직하다. 하위 캐리어 가중치 제어기(582)는 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 기초하여 하위 캐리어 가중치를 결정하는 것이 바람직하다. 따라서, 채널 추정기(826a), 잡음 전력 추정기(826b) 및 다중화 코드 수 추정기(826c)는 채널 추정값, 잡음 전력의 추정값 및 다중화 코드 수 추정값을 하위 캐리어마다 개별적으로 얻을 수 있다
(통신 방법)
도 19에 도시한 수신기(505)를 이용한 수신 신호(7)의 수신에 대하여 설명한다. 도 19에 도시한 바와 같이, 수신기(505)는 단계(S401 내지 S405)를 수행한다. 단계(S401 내지 S405)는 도 15에 도시한 단계(S201 내지 S205)와 실질적으로 유사하다.
다음, 수신기(505)는 하위 캐리어 가중치를 결정하고 안테나(511-51n)에서 수신한 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱한다(S406). 이어, 수신기(505)는 수신 신호(7)를 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시킨다(S407). 따라서, 데이터 심볼은 송신기에서 확산 코드를 이용하여 곱하기 이전의 상태로 복원된다. 다음, 수신기(505)는 안테나 가중치를 결정하고 각 안테나(511-51n)의 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱한다. 이어, 수신기(505)는 수신 신호(7)를 안테나 사이에 결합시킨다. 따라서, 안테나 다이버시티 결합이 수행된다(S409). 다음, 수신기(505)는 도 20에 도시한 바와 같은 단계(S401 내지 S413)를 수행한다. 단계(S410 내지 S413)는 도 15에 도시한 단계(S210 내지 S213)와 실질적으로 유사하다.
이러한 통신 시스템, 수신기(505) 및 통신 방법은 도 2, 8 및 15에 도시한 통신 시스템(1), 수신기(505)(5) 및 통신 방법에서 제공하는 이점과 동일한 이점을 제공한다. 또한, 안테나 가중치 곱셈기(553)는 확산 코드 곱셈기가 그 수신 신호(7)에 대응하는 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드를 이용하여 수신 신호(7)를 곱한 후 각 안테나의 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱하고, 하위 캐리어 가중치 곱셈기는 각 하위 캐리어의 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱하며, 심볼 결합부(552g)는 하위 캐리어 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시킨다. 안테나 신호 결합부(554)는 안테나 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 역확산이 행해진 후 안테나 사이에 결합시켜 안테나 다이버시티 결합을 행한다.
따라서, 안테나 가중치 제어기(581)는 확산 코드를 이용하여 곱해지고 하위 캐리어를 곱하고 확산 코드의 확산 코그 구간 상에 결합되는 수신 신호(7), 즉 역확산된 수신 신호(7)에 대한 데이터 채널(#1-#n) 사이의 간섭의 영향을 고려하여 안테나 가중치를 결정할 수 있다. 마지막으로, 안테나 신호 결합부(554)는 데이터 채널(#1-#n) 간 간섭의 영향을 고려하여 결정되는 안테나 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 안테나 사이에 결합시킨다. 따라서, 수신기(505)는 데이터 심볼 상의 데이터 채널(#1-#n) 사이의 간섭의 영향을 적절하게 감소시킬 수 있으므로, 개선된 신호 전송 특성을 달성할 수 있다.
[제4 실시예]
본 발명의 제4 실시예에 따른 통신 시스템 및 통신 방법에 대하여 설명한다. 제4 실시예의 통신 시스템은 도 21에 도시한 수신기(605)를 구비한다.
(수신기)
도 21에 도시한 바와 같이, 수신기(605)는 복수의 안테나(511-51n), 복수의 신호 처리부(6521-652n), 가중치 제어기(608), 안테나 신호 결합부(653), 시간/주파수 변환기(654), 확산 코드 생성부(655), 복수의 확산 코드 곱셈기(656), 복수의 하위 캐리어 가중치 곱셈기(657), 복수의 심볼 결합부(658), 직렬/병렬 변환기(56), 데이터 복조기(57), 에러 보정 디코더(58) 및 데이터 심볼 복원부(59)를 구비한다. 신호 처리부(6521-652n)는 심볼 타이밍 검출기(52a), 가드 간격 제거부(52b) 및 안테나 가중치 곱셈기(652c)를 구비한다. 복수의 안테나(511-51n), 직렬/병렬 변환기(52c), 데이터 복조기(57), 에러 보정 디코더(58), 데이터 심볼 복원부(59), 심볼 타이밍 검출기(52a) 및 가드 간격 제거부(52b)는 도 8에 도시한 수신기(605)와 실질적으로 유사하다. 따라서, 도 21에서 동일한 참조 부호를 사용하였으며 여기서는 설명하지 않는다.
복수의 안테나(511-51n)가 전송 신호(6)를 수신한 후에는 가드 간격 제거부(52b)에서 가드 간격을 제거하기까지 도 8에 도시한 처리와 유사한 처리를 행한다.
가중치 제어기(608)는 안테나 가중치 제어기(608)와 하위 캐리어 가중치 제어기(608)를 구비한다. 가중치 제어기(608)는 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드가 서로 직교하도록 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정한다. 가중치 제어기(608)는 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드가 서로 직교하며 큰 SNR을 달성하도록 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정하는 것이 바람직하다. 가중치 제어기(608)는 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정하며 개별적으로 이들을 결정한다.
안테나 가중치 제어기(608)는 선택적 결합 방법, EGC 방법 또는 MRC 방법 등을 이용하여 안테나 가중치를 결정한다. 도 10a, 10b 및 10c에 도시한 안테나 가중치 제어기(608)(811-813)는 안테나 가중치 제어기(608)로 사용될 수 있다. 하위 캐리어 가중치 제어기(608)는 ORC, MRC, EGC 또는 MMSEC를 이용하여 하위 캐리어 가중치를 결정한다. 도 12d 및 도 13a 내지 도 13g에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(608)는 하위 캐리어 가중치 제어기(608)로 사용될 수 있다. 안테나 가중치 제어기(608)는 각 신호 처리부의 안테나 가중치 곱셈기로 입력시킨다. 하위 캐리어 가중치 제어기(608)는 하위 캐리어 가중치 곱셈기(657)로 하위 캐리어 가중치를 입력시킨다.
신호 처리부(6521-652n)의 안테나 가중치 곱셈기(652c)는 신호 처리부(6521-652n)에서 처리되며 안테나(5l1-5ln)가 수신하는 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱한다. 각 안테나의 신호 처리부(6521-652n)의 하위 캐리어 가중치 곱셈기(657)는 안테나 중 하나가 수신한 하나의 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱하는 데에만 필요하다. 따라서, 각 신호 처리부(6521-652n)에는 오직 하나의 그러한 장치가 필요하다. 따라서, 신호 처리부(6521-652n)의 구성이 단순해진다. 각 신호 처리부(6521-652n)의 안테나 가중치 곱셈기는 안테나 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 안테나 신호 결합부(653)에 입력시킨다.
안테나 신호 결합부(653)는 각 신호 처리부(6521-652n)의 안테나 가중치 곱셈기(652c)로부터 입력되는 수신 신호(7)를 안테나 사이에 결합시킨다. 이리하여 안테나 다이버시티 결합이 행해진다. 안테나 신호 결합부(653)는 안테나 사이에 결합된 수신 신호(7)를 시간/주파수 변환기(654)로 입력시킨다. 시간/주파수 변환기(654)는 안테나 사이에 결합시킨 후 수신 신호(7)에 대하여 시간/주파수 변환을 행하여 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)로 역다중화시킨다. 시간/주파수 변환기(654)는 각 하위 캐리어마다 역다중화된 수신 신호(7)를 확산 코드 곱셈기로 입력시킨다.
확산 코드 생성부(655)는 수신 신호(7)에 곱해지는 확산 코드와 유사한 확산 코드를 생성한다. 확산 코드 생성부(655)는 생성된 확산 코드를 확산 코드 곱셈기로 입력시킨다. 확산 코드 곱셈기는 시간/주파수 변환기(654)에서 역다중화되며 안테나 사이에 결합된 후의 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)를, 그 수신 신호(7)가 주파수 축 방향으로 전송되는 데이터 채널(#1-#n)의 확산 코드를 이용하여 곱한다. 이와 같이, 확산 코드를 이용하여 곱함으로써, 송신기에서 확산 코드를 이용하여 곱하는 영향은 신호로부터 제거될 수 있다. 확산 코드 곱셈기는 하위 캐리어와 동일한 수만큼 제공된다. 각 확산 코드 곱셈기는 안테나 사이에 결합시킨 후 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 확산 코드를 곱한다. 확산 코드 곱셈기는 확산 코드를 이용하여 곱한 수신 신호(7)를 하위 캐리어 가중치 곱셈기(657)로 입력시킨다.
하위 캐리어 가중치 곱셈기(657)는 각 확산 코드 곱셈기(656)로부터 입력되는 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱한다. 하위 캐리어 가중치 곱셈기(657)는 하위 캐리어와 동일한 수만큼 구비된다. 각 하위 캐리어 가중치 곱셈기(657)는 하위 캐리어 가중치를 곱한 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)를 심볼 결합부(658)로 입력시킨다. 심볼 결합부(658)는 하위 캐리어 가중치 곱셈기(657)로부터의 안테나 입력 사이에 결합 시킨 후 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)를 수신 신호(7)와 연관된 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시킨다. 따라서, 역확산이 행해진다.
수신기(605)에서, 각 신호 처리부(6521-652n)의 안테나 가중치 제어기(608)는 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱하며, 안테나 신호 결합부(653)는 이를 안테나 사이에 결합시킨다. 이어, 시간/주파수 변환기(654)는 안테나 사이에 결합시킨 후 수신 신호(7)를 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)로 역확산시킨다. 확산 코드 곱셈기(656)는 안테나 사이에 결합시킨 후 확산 코드를 이용하여 수신 신호(7)를 곱한다. 마지막으로, 하위 캐리어 가중치 곱셈기(657)는 안테나 사이에 결합시킨 후 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱하며, 심볼 결합부(658)는 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 수신 신호(7)를 결합시킨다. 따라서, 역확산이 행해진다. 심볼 결합부(658)에서의 결합의 결과, 데이터 심볼은 송신기에 확산 코드를 이용하여 곱하기 이전의 상태로 복원된다.
심볼 결합부(658)에서 결합된 수신 신호(7)는 직렬/병렬 변환기로 입력된다. 이어, 도 8에 도시한 것과 유사한 처리를 행하여 데이터 심볼을 출력한다.
도 21에 도시한 수신기(605)에서, 안테나 가중치 곱셈기(652c)는 각 안테나의 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱하며, 안테나 신호 결합부(653)는 안테나 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 안테나 사이에 결합시키는 안테나 다이버시티 결합을 행하고, 하위 캐리어 가중치 곱셈기(657)는 각 하위 캐리어 상의 확산 코드를 곱한 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱하며, 심볼 결합부(658)는 하위 캐리어 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시킨다.
이 경우, 하위 캐리어 가중치 제어기(608)는 처음 수신 신호(7)에 곱해지는 안테나 가중치를 기초로 안테나 가중치를 곱한 수신 신호(7)의 상태를 유지할 것인지 또는 다시 안테나 가중치를 곱할 것인지를 결정한다. 하위 캐리어 가중치 제어기(608)는 결정의 결과에 기초하여 하위 캐리어 가중치를 결정하는 것이 바람직하다. 이 때, 안테나 가중치 제어기(608)는 EGC 방법을 이용하여 안테나 가중치를 결정하는 것이 바람직하며, 하위 캐리어 가중치 제어기(608)는 MMSEC 방법 또는 EGC 방법 중 하나를 이용하여 하위 캐리어 가중치를 결정하는 것이 바람직하다.
가중치 제어기(608)는 선택적 결합 방법, 최대율 결합 방법, ORC, MRC 또는 MMSEC 등을 이용하는 경우 수신 신호(7)로부터 안테나 가중치 데이터와 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻는 것이 바람직하다. 도 21에 도시한 바와 같이, 안테나 가중치 제어기(608)는 가드 간격 제거부(52b)에서 가드 간격이 제거되고 안테나 가중치 곱셈기(652c)에서 아직 안테나 가중치를 곱하지 않은 수신 신호(7)로부터 안테나 가중치 데이터를 얻는다.
하위 캐리어 가중치 제어기(608)는 안테나 신호 결합부(653)에서 안테나 사이에 결합되며 시간/주파수 변환기(654)에서 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)로 역다중화되며 확산 코드 곱셈기에서 확산 코드를 이용하여 곱해지고 하위 캐리어 가중치 곱셈기(657)에서 하위 캐리어 가중치를 아직 곱하지 않은 수신 신호(7)에 기초하여 하위 캐리어 가중치를 결정한다. 따라서, 하위 캐리어 가중치 제어기(608)는 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱하고 안테나 사이에 결합시킨 영향을 고려하여 하위 캐리어 가중치를 결정할 수 있다. 또한, 하위 캐리어 가중치 제어기(608)는 송신기에서 확산 코드를 이용한 곱셈의 영향을 제거한 수신 신호(7)로부터 얻은 하위 캐리어 가중치 데이터를 이용할 수 있다. 따라서, 더욱 적절한 하위 캐리어 가중치를 얻을 수 있다. 하위 캐리어 가중치 제어기(608)는 시간/주파수 변환기(654)에서 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)로 역다중화되며 확산 코드 곱셈기에서 확산 코드를 이용하여 아직 곱해지지 않은 수신 신호(7)로부터 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻을 수 있다.
도 12d, 13d, 13f 및 13g에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(608)(824, 825, 827, 828)가 하위 캐리어 가중치 제어기(608)(682)로 사용되는 경우, 하위 캐리어 가중치 데이터는 심볼 결합부(658)에서 역확산되는 수신 신호(7)로부터 얻는다. 이는 하위 캐리어 가중치 데이터를 있는 그대로 사용하기 때문에 하위 캐리어 가중치 제어기(608)에서의 처리를 단순화시킨다.
도 13e에 도시한 하위 캐리어 가중치를 하위 캐리어 가중치 제어기(608)로 사용할 경우, 하위 캐리어 가중치 데이터는 각 하위 캐리어마다 역다중화된 수신 신호(7)로부터 얻는 것이 바람직하다. 하위 캐리어 가중치 제어기(608)는 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 기초하여 하위 캐리어 가중치를 결정하는 것이 바람직하다. 이는 채널 추정기, 잡음 전력 추정기, 다중화 코드 수 추정기가 채널 추정값, 잡음 전력 추정값, 다중화 코드 수 추정값을 각 하위 캐리어 대하여 개별적으로 얻을 수 있게 한다.
수신기(605)에서, 시간/주파수 변환기(654)는 각 신호 처리부(6521-652n)에서 안테나 가중치 곱셈기(652c)의 다운스트림(down stream)으로 제공될 수 있다. 이 때, 각 신호 처리부(6521-652n)의 시간/주파수 변환기(654)는 각 하위 캐리어 상으로 역다중화된 수신 신호(7)를 안테나 신호 결합부(653)로 입력시킨다. 이러한 구성에서, 안테나 가중치 곱셈기(652c)는 안테나 중 하나가 수신하는 하나의 수신 신호(7)만을 곱하면 되고, 이는 신호 처리부(6521-652n)에서 그러한 장치를 하나만 구비하면 된다. 이는 신호 처리부(6521-652n)의 구성을 단순화시킨다.
(통신 방법)
도 21에 도시한 수신기를 이용하여 수신 신호(7)의 수신에 대하여 설명한다. 도 22에 도시한 바와 같이, 수신기는 단계(S501-S503)를 수행하며, 단계(S501-S503)는 도 15에 도시한 단계(S201-S203)와 실질적으로 유사하다.
다음, 수신기(605)는 안테나 가중치를 결정하고 각 안테나의 수신 신호(7)에 결정된 안테나 가중치를 곱한다(S504). 이어, 수신기(605)는 안테나 사이에 수신 신호(7)를 결합시킨다(S505). 따라서, 안테나 다이버시티 결합이 이루어진다. 다음, 수신기(605)는 수신 신호(7)에 대하여 시간/주파수 변환을 행하여 상이한 주파수를 갖는 복수의 하위 캐리어 사이에 확산된 수신 신호(7)를 하위 캐리어마다의 수신 신호(7)로 역확산시킨다(S506). 수신기(605)는 수신 신호(7)에 곱해지는 확산 코드와 유사한 확산 코드를 생성한다. 이어, 수신기(605)는 그 수신 신호(7)와 연관된 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드를 이용하여 복수의 안테나(5l1-5ln)가 수신하는 수신 신호(7)를 곱한다(S507).
다음, 수신기(605)는 하위 캐리어 가중치를 결정하고 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 결정된 하위 캐리어 가중치를 곱한다(S508). 이어 수신기(605)는 수신 신호(7)를 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시킨다(S509). 따라서, 역확산이 행해진다. 데이터 심볼은 송신기에서 확산 코드를 곱하기 이전의 상태로 복원된다. 다음, 수신기(605)는 도 22에 도시한 단계(S510-S513)를 수행한다. 단계(S510-S513)는 도 15에 도시한 단계(S210-S213)와 실질적으로 유사하다.
이러한 통신 시스템, 수신기(605) 및 통신 방법은 도 2, 8 및 15에 도시한 통신 시스템(1), 수신기(5) 및 통신 방법과 실질적으로 유사한 이점을 제공할 수 있다. 또한, 안테나 가중치 곱셈기(652c)는 시간/주파수 변환기(654)에서 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)로 역다중화되기 이전에 각 안테나의 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱하고, 안테나 신호 결합부(653)는 안테나 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 안테나 사이에 결합시킨다. 이어, 시간/주파수 변환기(654)는 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)로 역다중화시킨다. 하위 캐리어 가중치 곱셈기(657)는 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱한다. 마지막으로, 심볼 결합부(658)는 하위 캐리어 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시킨다.
따라서, 시간/주파수 변환기(654), 하위 캐리어 가중치 곱셈기(657) 및 심볼 결합부(658)는 수신 신호(7)를 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)로 역다중화시키는 처리, 즉, 시간/주파수 변환기(654), 하위 캐리어 가중치 곱셈기(657) 및 심볼 결합부(658)는 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)로 수신 신호(7)를 역다중화하는 처리, 하위 캐리어 가중치를 곱하는 처리, 그리고 복수의 안테나 사이에 전체적으로 결합하여 얻은 수신 신호(7)에 대하여 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 수신 신호(7)를 결합하는 처리를 수행할 수 있다.
[제5 실시예]
본 발명의 제5 실시예에 따른 통신 시스템에 대하여 설명한다. 본 발명의 제5 실시예에 따른 통신 시스템은 도 23에 도시한 송신기(404) 또는 도 25에 도시한 송신기(504)를 구비한다.
(송신기)
도 23에 도시한 바와 같이, 송신기(404)는 복수의 신호 처리부(4411-441n), 신호 결합부(442)(442), 주파수/시간 변환기(43), 가드 간격 삽입부(44) 및 안테나(45)를 포함한다. 신호 처리부(4411-441n)는 데이터 심볼 생성부(41a), 에러 보정 인코더(41b), 데이터 변조기(41c), 직렬/병렬 변환기(241d), 확산 코드 생성부(41e), 복수의 심볼 복제기(241f), 복수의 확산 코드 곱셈기(241g), 전파 경로 변화 추정 파일럿 심볼 삽입부(441h), 가중치 갱신 파일럿 신호 삽입부(441i) 및 데이터 채널 신호 결합부(441j)를 구비한다.
데이터 심볼 생성부(41a), 에러 보정 인코더(41b), 데이터 변조기(41c), 확산 코드 생성부(41e), 주파수/시간 변환기(43) 및 가드 간격 삽입부(44)는 도 3에 도시한 송신기의 구성과 실질적으로 유사하다. 직렬/병렬 변환기(241d), 복수의 심볼 복제기(241f) 및 복수의 확산 코드 곱셈기(241g)는 도 5에 도시한 송신기의 구성과 실질적으로 유사하다. 따라서, 도 23에서는 이에 대한 설명을 생략한다.
전파 경로 변화 추정 파일럿 심볼 삽입부(441h)는 전파 경로 변화를 추정하기 위한 파일럿 심볼을 데이터 심볼에 삽입한다. 따라서, 전송 신호(6)는 전파 경로 변화를 추정하기 위한 데이터 신호 및 파일럿 신호가 다중화되어 생성된다. 진폭 및 위상이 수신기에 알려진 심볼은 전파 경로 변화를 추정하기 위한 파일럿 심볼로 사용된다. 전파 경로 변화 추정용 파일럿 심볼은 수신기(5)에 의하여 수신 신호(7)의 전파 경로 변화를 추정하기 위하여 사용된다.
가중치 갱신 파일럿 신호 삽입부(441i)는 가중치를 갱신하기 위한 파일럿 신호를 데이터 신호에 삽입한다. 따라서, 전송 신호(6)는 가중치를 갱신하기 위한 데이터 신호와 파일럿 신호가 다중화되어 생성된다. 위상 및 진폭이 수신기에 알려진 심볼은 가중치를 갱신하는 파일럿 심볼로 사용된다. 가중치 갱신용 파일럿 신호는 역확산 후의 수신 신호(7)와 하위 캐리어 가중치를 갱신시키는 전송 신호(6) 사이에 오차를 추정하는 신호로 사용된다. 공통 파일럿 심볼은 전파 경로 변화를 추정하는 파일럿 심볼과 가중치를 갱신하기 위한 파일럿 신호로서 복수의 데이터 채널(#1-#n)에서 사용되며 상이한 파일럿 심볼은 이와는 달리 각 데이터 채널(#1-#n)에서 사용될 수 있다.
데이터 채널 신호 결합부(441j)는 데이터 신호, 전파 경로 변화 추정용 파일럿 신호와 가중치 갱신용 파일럿 신호를 각 데이터 채널(#1-#n)에서 결합시킨다. 송신기(404)에서, 가중치 갱신용 파일럿 신호와 데이터 신호는 확산 코드 축 방향으로 다중화되는 코드 분할 다중화를 이용하여 다중화된다. 송신기(404)에서, 코드 분할 다중화되는 가중치 갱신용 파일럿 신호와 데이터 신호는 시간 축 방향으로 다중화되는 시간 분할 다중화를 이용하여 전파 경로 변화 추정용 파일럿 신호로 다중화된다.
데이터 심볼 생성부(41a)에서 데이터 변조기(41c)는 도 3에 도시한 송신기(404)의 구성과 유사한 처리를 수행한다. 데이터 변조기(41c)와 전파 경로 변화 추정 파일럿 심볼 삽입부는 데이터 심볼 및 전파 경로 추정용 파일럿 심볼을 서로 다른 시간에 직렬/병렬 변환기(241d)로 입력시킨다. 따라서, 데이터 심볼 및 전파 경로 추정용 파일럿 심볼은 시간 분할 다중화된다. 특히, 데이터 심볼 및 전파 경로 추정용 파일럿 심볼은 데이터 변조기(41c)로부터의 입력과 전파 경로 추정 파일럿 심볼 삽입부로부터의 입력을 스위칭하는 스위칭부에 의하여 서로 다른 시간에 직렬/병렬 변환기(241d)로 입력된다.
직렬/병렬 변환기(241d) 내지 확산 코드 곱셈기(241g)는 확산 코드 곱셈기(241g)가 전파 경로 추정용 파일럿 심볼 및 데이터 심볼에 상이한 확산 코드를 곱하는 것을 제외하고는 도 5에 도시한 유사한 처리를 행한다. 확산 코드 곱셈기(241g)는 확산 코드를 이용하여 곱해지고 시간 분할 다중화되는 데이터 심볼 및 전파 경로 추정용 파일럿 심볼을 데이터 채널 신호 결합부(441j)로 입력시킨다.
데이터 채널 신호 결합부(441j)는 데이터 심볼 및 전파 경로 추정용 파일럿 심볼을 각 데이터 채널(#1-#n) 상에 결합시킨다. 데이터 채널 신호 결합부(441j)는 결합된 데이터 심볼 및 전파 경로 추정용 파일럿 심볼을 신호 결합부(442)에 입력시킨다.
가중치 갱신 파일럿 신호 삽입부(441i)는 가중치 갱신용 파일럿 신호를 신호 결합부(442)로 입력시키며, 그 신호는 신호 처리부(4411-441n)에서 전파 경로 추정용 파일럿 심볼신호 처리부(4411-441n)에서 전파 경로 추정용 파일럿 심볼에 곱했던 것과 동일한 확산 코드를 가중치 갱신용 파일럿 심볼에 곱하여 얻어진다. 신호 결합부(442)는 코드 분할 다중화에 기초한 데이터 채널 신호 결합부(441j)로부터 입력되는 전파 경로 추정용 파일럿 심볼과 연관되는 각 데이터 채널(#1-#n)의 신호 처리부(4411-441n)의 데이터 채널 신호 결합부(441j)로부터 입력되는 시간 분할 다중화된 데이터 신호 및 전파 경로 추정용 파일럿 신호를 다중화시킨다. 이어, 주파수/시간 변환기(43) 내지 안테나(45)는 도 3에 도시한 송신기(404)와 유사한 처리를 행한다.
그 결과, 도 24에 도시한 전송 신호(6)를 얻는다. 전송 신호(6)에서, 데이터 신호 및 가중치 갱신용 파일럿 신호는 확산 코드 축 방향으로 코드 분할 다중화되며, 가중치 갱신용 파일럿 신호 및 데이터 신호는 시간 축 방향으로 시간 분할 다중화되는 전파 경로 추정용 파일럿 신호로 다중화된다. 전파 경로 변화 추정용 파일럿 신호 및 가중치 갱신용 다중화 신호는 동일한 확산 코드를 이용하여 다중화된다. 전송 신호(6)는 주파수 축 방향으로 확산되어 다중 캐리어 CDMA 신호가 된다.
따라서, 전파 경로 변화 추정 파일럿 신호 삽입부(441h)와 가중치 갱신 파일럿 신호 삽입부(441i)는 송신기(404)에 별개로 배치된다. 따라서, 송신기(404)는 역확산 후의 수신 신호(7)와 전송 신호(6) 사이의 오차를 허용하는 최적의 전파 경로 변화 추정용 파일럿 심볼과 최적의 가중치 갱신용 파일럿 심볼을 전송할 수 있다. 또한, 송신기(404)는 각 파일럿 심볼에 적절한 다중화 방법을 이용하여 전송 신호(6)를 생성할 수 있다. 예를 들면, 가중치 갱신용 파일럿 신호는 도 24에 도시한 바와 같은 긴 구간을 가지므로, 데이터 신호와 함께 시간 분할 다중화될 때는 프레임 효율을 떨어뜨린다. 따라서, 프레임 효율은 가중치 갱신용 파일럿 신호를 위한 코드 분할 다중화를 이용하여 개선될 수 있다. 전파 경로 변화 추정용 파일럿 신호는 짧은 구간을 갖는다. 따라서, 시간 분할 다중화는 전파 경로 변화 추정용 파일럿 신호에서 코드 간 간섭을 방지하기 위하여 시간 분할 다중화를 사용할 수 있다. 이는 수신기가 행하는 전파 경로 변화 추정의 정확성을 개선시킬 수 있다.
도 25에 도시한 바와 같이, 전파 경로 변화 추정용 파일럿 신호와 가중치 갱신용 파일럿 신호와 함께 데이터 신호를 시간 분할 다중화시키기 위하여, 각 데이터 채널(#1-#n)의 신호 처리부(5411-541n)는 직렬/병렬 변환기(241d)에 전파 경로 변화 추정용 파일럿 심볼을 삽입하기 위한 전파 경로 변화 추정 파일럿 심볼 삽입부(441h)와 가중치 갱신용 파일럿 심볼을 삽입하기 위한 가중치 갱신 파일럿 심볼 삽입부(541i)를 배치할 수 있다. 또한, 전파 경로 변화 추정용 파일럿 신호와 가중치 갱신용 파일럿 신호와 함께 데이터 신호를 시간 분할 다중화시키기 위하여, 신호 결합부에 전파 경로 변화 추정 파일럿 신호를 삽입시키는 전파 경로 변화 추정 파일럿 신호 삽입부(541h)와 가중치 갱신용 파일럿 신호를 신호 결합부에 삽입시키는 가중치 갱신 파일럿 신호 삽입부(441i)를 배치할 수 있다.
이러한 송신기(504)에서, 적절한 다중화 방법을 선택하여 다중화된 데이터 신호, 가중치 갱신용 파일럿 신호 및 전파 경로 변화 추정용 파일럿 신호에 결합시킨다. 송신기(504)는 따라서 최적의 전송 신호(6)를 생성할 수 있다.
(수신기)
도 8, 11, 19 및 21에 도시한 수신기(5, 205, 505, 605) 중 어느 것이라도 송신기(404, 505)로부터 전파 경로 변화 추정용 파일럿 신호와 가중치 갱신용 파일럿 신호를 포함하는 수신 신호(7)를 수신하는 경우, 도 26에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(829)는 하위 캐리어 가중치 제어기(82, 282, 482, 582, 682)로 사용될 수 있다. 하위 캐리어 가중치 제어기(829)의 특징은 도 16에 도시한 가중치 제어기에서 제공될 수 있다.
도 26에 도시한 바와 같이, 하위 캐리어 가중치 제어기(829)는 채널 추정기(829a), 잡음 전력 추정기(829b), 다중화 코드 수 추정기(829c), 가중치 계산부(829d), 오차 추정기(829e), 기준 심볼 저장부(829f), 가중치 갱신부(829g) 및 스위칭부(829h)를 구비한다.
채널 추정기(829a), 잡음 전력 추정기 및 다중화 코드 수 추정기(829c)는 관심있는 각 값을 추정하기 위하여 전파 경로 변화 추정용 파일럿 신호를 사용한다는 점을 제외하고는 도 13e에 도시한 채널 추정기(826a), 잡음 전력 추정기(826b) 및 다중화 코드 수 추정기(826c)와 동일하다.
오차 추정기(829e)는 오차를 추정하기 위하여 가중치 갱신용 파일럿 신호를 사용한다는 점을 제외하고는 하위 캐리어 가중치 제어기(829)의 오차 추정기(827a)와 실질적으로 유사하다. 기준 심볼 저장부(829f)는 송신기가 전송하는 가중치 갱신용 파일럿 심볼을 기준 심볼로 유지한다. 가중치 갱신부(829g)는 송신기에 의하여 결정되는 하위 캐리어 가중치를 스위칭부(829h)로 입력시킨다. 가중치 갱신부(829g)는 먼저 수신 신호(7)를 수신한 경우에는 하위 캐리어 가중치를 결정하지 않는데, 이는 오차를 추정하는데 필요한 역확산 후의 파일럿 신호가 없기 때문이다. 가중치 갱신부(829g)는 이를 제외하면 도 13f에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(829)의 가중치 갱신부(829g)와 실질적으로 유사하다.
스위칭부(829h)는 가중치 계산부(829d)로부터 입력되는 하위 캐리어 가중치와 가중치 갱신부(829g)로부터 입력되는 하위 캐리어 가중치를, 스위칭에 기초하여 도 8, 11 및 19에 도시한 수신기(5, 205, 505, 605)의 하위 캐리어 가중치 곱셈기(54, 552f, 657)와 도 16에 도시한 수신기의 전체 가중치 곱셈기(352f)로 입력시킨다.
수신 신호(7)를 먼저 수신한 경우, 오차를 추정하는데 필요한 파일럿 심볼이 없으므로, 스위칭부(829h)는 가중치 계산부(829d)에서 결정된 하위 캐리어 가중치를 하위 캐리어 가중치 곱셈기(54, 552f, 657)로 또는 전체 가중치 곱셈기(352f)로 초기값으로 입력시킨다. 이어, 가중치 갱신부(829g)에서 결정된 하위 캐리어 가중치를 하위 캐리어 가중치 곱셈기(54, 552f, 657) 또는 전체 가중치 곱셈기(352f)로 입력시킨다. 이는 하위 캐리어 가중치로서 더욱 적절한 초기값을 수신 신호(7)에 곱할 수 있게 한다.
스위칭부(829h)는 가중치 계산부(829d) 또는 가중치 갱신부에 의하여 얻어지는 하위 캐리어 가중치를 하위 캐리어 가중치 곱셈기 또는 전체 가중치 곱셈기로 입력시키도록 적절하게 설정할 수 있다. 따라서, 스위칭 시스템은 전술한 것에 제한되지 않는다.
이러한 하위 캐리어 가중치 제어기(829)는 전파 경로 변화 추정을 위한 최적의 전파 경로 변화 추정을 위한 파일럿 심볼을 보다 적절하게 이용하여 채널 추정값, 잡음 전력 추정값 및 다중화 코드 수 추정값을 얻을 수 있게 한다. 하위 캐리어 가중치 제어기(829)는 역확산 후의 수신 신호(7)와 송신 신호 사이의 오차를 추정하는데 최적인 가중치 갱신용 파일럿 심볼을 이용하여 보다 적절하게 오차를 추정할 수 있다. 하위 캐리어 가중치 제어기(829)는 상황에 따라 하위 캐리어 가중치 계산부(829d) 또는 가중치 갱신부(829g)에 의하여 결정되는 하위 캐리어 가중치를 적절하게 사용할 수 있다. 하위 캐리어 가중치 제어기(824, 825, 827, 828)는 가중치 갱신용 파일럿 심볼(72b)을 사용할 수 있으며, 도 12d와 13d 내지 13g에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(824-828) 중 어느 하나를 도 8, 11, 19 및 21에 도시한 수신기(5, 205, 505, 605)의 하위 캐리어 가중치 제어기(829) 중 어느 하나로 사용하거나 또는 도 16에 도시한 수신기의 가중치 제어기(382)가 하위 캐리어 가중치 중 어느 하나의 특징을 갖는 경우, 전파 경로 변화 추정용 파일럿 심볼을 사용할 수 있다.
전술한 바와 같은 통신 시스템 및 송신기(404, 505)는 도 2, 3, 5 및 7에 도시한 통신 시스템(1) 및 송신기(4, 204, 504)와 실질적으로 유사한 이점을 제공할 수 있다. 또한, 전파 경로 변화 추정 파일럿 심볼 삽입부(411h)와 전파 경로 변화 추정 파일럿 신호 삽입부(541h)는 가중치 갱신 파일럿 신호 삽입부(441i)와 가중치 갱신 파일럿 심볼 삽입부(541i)와는 별개로 배치되므로, 송신기(404, 505)는 전파 경로 변화 추정용 파일럿 심볼과 가중치 갱신용 파일럿 신호를 별개로 전송할 수 있다. 또한, 송신기(404, 505)는 각각의 파일럿 심볼 형태에 맞는 다중화 방법을 이용하여 전송 신호(6)를 생성할 수 있다. 수신기는 전파 경로 변화 추정용 파일럿 심볼을 이용하여 채널 추정값, 잡음 전력 추정값 및 다중화 코드 수 추정값을 더욱 적절하게 얻을 수 있으며 가중치 갱신용 파일럿 신호를 이용하여 더욱 적절하게 오차를 추정할 수 있다.
[제6 실시예]
본 발명의 제6 실시예에 따른 통신 시스템에 대하여 설명한다. 제6 실시예의 통신 시스템은 도 27에 도시한 수신기(705)를 구비한다.
(수신기)
수신기(705)는 복수의 안테나(511-51n), 복수의 신호 처리부(7521-752n), 판단부(752), 구성 스위칭부(configuration switching unit)(753), 다이버시티 결합 후 역확산부(754), 역확산 후 다이버시티 결합부(755), 직렬/병렬 변환기(56), 데이터 복조기(57), 에러 보정 인코더(58) 및 데이터 심볼 복원부(59)를 포함한다. 신호 처리부(7521-752n)는 심볼 타이밍 검출기(52a), 가드 간격 제거부(52b) 및 신호 신호 상태 계측부(751)를 구비한다.
복수의 안테나(511-51n), 직렬/병렬 변환기(56), 데이터 복조기(57), 에러 보정 인코더(58), 데이터 심볼 복원부(59), 가드 간격 제거부(52b)는 도 8에 도시한 수신기(5)의 구성과 실질적으로 유사하다. 따라서, 도 27에서는 동일한 참조 부호를 사용하며 여기서는 설명하지 않는다.
수신 신호(7) 상태 계측부(751)는 수신 신호(7)의 상태를 계측하는 계측부이다. 수신 신호(7) 상태 계측부(751)는 수신 신호(7)의 상태로서 수신 신호(7)의 전력과 페이딩 상관(fading correlation)을 계측한다. 수신 신호(7) 상태 계측부(751)는 안테나와 동일한 수 만큼 배치된다. 수신기(705)에서, 안테나와 연관된 신호 처리부(7521-752n)는 복수의 안테나(5l1-5ln)가 수신한 수신 신호(7)의 상태를 계측하도록 구성되는 수신 신호(7) 상태 계측부(751)를 구비한다. 수신 신호(7) 상태 계측부(751)는 수신 신호(7)의 전력 또는 페이딩 상관을 계측할 수 있으며, 수신 신호(7)를 나타내는 다른 파라미터를 계측할 수도 있다.
신호 처리부(7521-752n)의 수신 신호(7) 상태 계측부(751)는 안테나(5l1-5ln)가 수신하는 전력과 페이딩 상관 계수를 각각 측정한다. 수신 신호(7) 상태 계측부(751)는 수신 신호(7)의 전력값과 상관 계수를 판단부(752)로 입력시킨다. 신호 처리부(7521-752n)의 수신 신호(7) 상태 계측부(751)는 안테나(5l1-5ln)가 수신한 수신 신호(7)를 구성 스위칭부(753)로 입력시킨다.
판단부(752)는 확산 코드를 이용하여 곱한 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱하는 순서, 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)를 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시키는 순서, 각 안테나의 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱하는 순서 그리고 각 안테나의 수신 신호(7)를 안테나 사이에 결합시키는 순서를 제어한다. 판단부(752)는 역확산과 안테나 다이버시티 결합 순서를 제어한다. 특히, 판단부(752)는 하위 캐리어 가중치 곱셈기에서 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱하고 심볼 결합부에서하위 캐리어 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시키는 처리 순서(역확산)와, 안테나 가중치 곱셈기에서 각 안테나의 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱하고 안테나 신호 결합부에서 안테나 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 안테나 사이에 결합시키는 처리 순서(안테나 다이버시티 결합)를 제어한다.
판단부(752)는 신호 처리부(7521-752n)의 수신 신호(7) 상태 계측부(751)에서 입력되는, 안테나(5l1-5ln)가 수신하는 수신 신호(7)의 상태에 기초하여 역확산과 안테나 다이버시티 결합의 순서를 제어한다.
판단부(752)는 안테나에서 수신 신호(7)의 페이딩 상관 계수의 계측값에 기초하여 순서를 제어한다. 특히, 안테나에서의 수신 신호(7)가 큰 페이딩 상관 계수를 갖는 경우, 판단부(752)는 안테나 다이버시티 결합 후에 역확산할 것인지를 판단한다. 안테나에서의 수신 신호(7)가 작은 페이딩 상관 계수를 갖는 경우, 판단부(752)는 역확산 다음에 안테나 다이버시티 결합을 할 것인지를 판단한다.
따라서, 안테나 다이버시티 결합의 이득을 감소시키는 큰 페이딩 상관 계수가 있는 경우, 안테나 다이버시티 결합 후에 역확산을 행함으로써 채널 추정의 정확성을 개선시킬 수 있다. 따라서, 하위 캐리어 가중치 제어기는 안테나 다이버시티 이득의 감소가 있더라도 높은 정확성을 가지고 채널 추정을 수행할 수 있으며, 이는 최적의 하위 캐리어 가중치를 결정할 수 있게 한다. 따라서, 수신기(705)는 최종 신호 전송 특성을 개선시킬 수 있다. 낮은 페이딩 상관이 있는 경우, 안테나 다이버시티 결합은 역확산 후에 행해지며 이는 역확산 후의 수신 신호(7)에 대한 데이터 채널(#1-#n) 간의 간섭의 영향, 즉 확산 코드의 직교성의 영향을 고려하여 안테나 가중치 제어기가 안테나 가중치를 결정하게 한다. 따라서, 수신기(705)는 신호 전송 특성을 개선시킬 수 있다.
판단부(752)는 안테나에서 수신 신호(7)의 전력 계측값에 기초하여 순서를 제어할 수 있다. 특히, 안테나에서의 수신 신호(7)의 전력값이 작은 경우, 판단부(752)는 안테나 다이버시티 결합 후에 역확산을 할 것인지를 판단한다. 안테나에서의 수신 신호(7)의 전력값이 작은 경우, 판단부(752)는 역확산 후에 안테나 다이버시티 결합을 할 것인지를 결정한다.
따라서, 수신 신호(7)가 채널 추정의 정확성을 감소시키는 낮은 전력을 갖는 겨우, 안테나 다이버시티 결합 후에 역확산을 행하여 채널 추정의 정확성을 높일 수 있다. 이는 하위 캐리어 가중치 제어기가 높은 정확성을 가지고 채널 추정을 행하게 하여 최적의 하위 캐리어 가중치를 결정하게 한다. 따라서, 수신기(705)는 최종 신호 전송 특성을 개선시킬 수 있다. 수신 신호(7)의 전력이 큰 경우, 채널 추정의 정확성 또한 높아진다. 따라서, 안테나 다이버시티 결합은 역확산 후의 수신 신호(7)에 대한 데이터 채널(#1-#n)간 간섭의 영향, 즉 확산 코드의 직교성의 영향을 고려하여 안테나 가중치를 결정하게 한다. 따라서, 수신기(705)는 신호 전송 특성을 개선시킬 수 있다.
판단부(752)는 수신 신호(7)의 페이딩 상관 계수와 전력 모두에 기초하여 역확산과 안테나 다이버시티 결합 순서를 제어할 수 있다. 예를 들면, 판단부(752)는 역확산과 안테나 다이버시티 결합의 순서를 결정할 때 기준으로 사용되는 페이딩 상관 계수용 임계값과 전력용 임계값을 저장한다. 먼저, 판단부(752)는 수신 신호(7) 상태 계측부(751)로부터 입력되는, 안테나(5l1-5ln)가 수신하는 수신 신호(7)의 페이딩 상관 계수의 계측값과 페이딩 상관 계수용 임계값을 비교한다. 안테나(5l1-5ln)가 수신한 수신 신호(7)의 페이딩 상관 계수의 계측값이 페이딩 상관 계수용 임계값보다 큰 경우, 판단부(752)는 안테나 다이버시티 결합 후에 역확산을 행한다고 판단한다.
수신 신호(7) 상태 계측부(751)로부터 입력되며 안테나(5l1-5ln)가 수신하는 수신 신호(7)의 페이딩 상관 계수의 계측값이 페이딩 상관 계수용 임계값과 같거나 작을 경우, 판단부(752)는 수신 신호(7)의 전력에 기초하여 순서를 판단하여 결정한다. 수신 신호(7)의 페이딩 상관 계수가 임계값과 같거나 작은 경우, 판단부(752)는 수신 신호(7) 상태 계측부(751)로부터 입력되는 안테나의 모두가 수신하는 수신 신호(7)의 전력의 계측값과 전력의 임계값을 비교한다. 안테나 모두가 수신하는 수신 신호(7)의 전력의 계측값이 임계값보다 작은 경우, 판단부(752)는 안테나 다이버시티 결합 후에 역확산한다고 판단한다. 안테나 모두가 수신하는 수신 신호(7)의 전력 계측값 중 어느 것이라도 전력용 임계값과 동일하거나 큰 경우, 역확산 후에 안테나 다이버시티 결합을 할 것이라고 판단한다. 판단부(752)는 역확산 및 안테나 다이버시티 결합의 순서를 구성 스위칭부(753)로 입력시킨다.
구성 스위칭부(753)는 수신 신호(7)의 입력을 스위칭한다. 안테나(5l1-5ln)가 수신하는 수신 신호(7)는 신호 처리부(7521-752n)의 수신 신호(7) 상태 계측부(751)로부터 구성 스위칭부(753)로 입력된다. 역확산과 안테나 다이버시티 결합의 순서는 또한 구성 스위칭부(753)로 입력된다. 판단부(752)로부터 입력되는 역확산 및 안테나 다이버시티 결합 순서에 기초하여, 구성 스위칭부(753)는 안테나에서의 수신 신호(7)를 다이버시티 결합 후 역확산부(755)와 다이버시티 결합후 역확산부 중 하나로 입력시킨다.
역확산 후 안테나 다이버시티 결합을 하는 순서의 경우, 구성 스위칭부(753)는 도 27에 굵은 선으로 나타낸 것처럼 안테나에서의 수신 신호(7)를 다이버시티 결합 후 역확산부(755)로 입력시킨다. 안테나 다이버시티 결합 후 역확산을 하는 순서의 경우, 구성 스위칭부(753)는 점선으로 나타낸 것처럼 안테나에서의 수신 신호(7)를 다이버시티 결합 후 역확산부(754)로 입력시킨다.
다이버시티 결합 후 역확산부(754)는 안테나 다이버시티 결합 후 역확산을 행하는 구성을 포함한다. 다이버시티 결합 후 역확산은 시간/주파수 변환기, 확산 코드 생성부, 복수의 확산 코드 곱셈기, 가중치 제어기, 복수의 안테나 가중치 곱셈기, 안테나 신호 결합부, 복수의 하위 캐리어 가중치 곱셈기 및 복수의 심볼 결합부를 포함한다. 가중치 제어기는 안테나 가중치 제어기와 하위 캐리어 가중치 제어기를 포함한다. 다이버시티 결합 후 역확산부(754)에서, 그러한 특징들은 안테나 다이버시티 결합 후 역확산을 행하도록 배치된다. 특히, 시간/주파수 변환기, 확산 코드 생성부, 가중치 제어기, 복수의 안테나 가중치 곱셈기, 가중치 제어기, 복수의 안테나 가중치 곱셈기, 안테나 신호 결합부, 복수의 하위 캐리어 가중치 곱셈기 및 복수의 심볼의 결합부는 도 8, 11 및 21에 도시한 수신기(5, 205, 605)와 유사하게 배치될 수 있다.
안테나에서의 수신 신호(7)가 판단부(752)의 제어에 따라 구성 스위칭부(753)로부터 입력되는 경우, 다이버시티 결합 후 역확산부는 수신 신호(7)를 처리한다. 특히, 다이버시티 결합 후 역확산부(754)는 안테나 가중치 곱셈기는 각 안테나의 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱하며, 안테나 결합부는 안테나 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 안테나 사이에 결합하여 안테나 다이버시티 결합을 행한다. 다음, 다이버시티 결합 후 역확산부(754)의 하위 캐리어 가중치 곱셈기는 확산 코드를 곱한 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱하며, 심볼 결합부는 하위 캐리어 가중치를 곱한 수신 신호(7)에 확산 코드 구간에 걸쳐 결합하여 역확산을 행한다.
다이버시티 결합후 역확산부(754)는 결합된 수신 신호(7)를 직렬/병렬 변환기(56)에 입력시킨다. 이어, 도 8에 도시한 수신기(5)에서와 유사한 처리를 행하여 데이터 심볼을 출력한다.
역확산 후 다이버시티 결합부(755)는 역확산 후 안테나 다이버시티 결합을 행하는 구성을 포함한다. 역확산 후 다이버시티 결합부(755)는 시간/주파수 변환기, 확산 코드 생성부, 복수의 확산 코드 곱셈기, 가중치 제어기, 복수의 안테나 가중치 곱셈기, 안테나 신호 결합부, 복수의 하위 캐리어 가중치 곱셈기 및 복수의 심볼 결하부를 포함한다. 가중치 제어기는 안테나 가중치 제어기와 하위 캐리어 가중치 제어기를 포함한다. 역확산 후 다이버시티 결합부(755)에서, 이러한 요소들은 역확산 후 안테나 다이버시티 결합을 하도록 배치된다. 특히, 시간/주파수 변환기, 확산 코드 생성부, 복수의 안테나 가중치 곱셈기, 안테나 신호 결합부, 복수의 하위 캐리어 가중치 곱셈기 및 복수의 심볼 결합부는 도 19에 도시한 수신기와 유사하게 배치된다.
안테나에서의 수신 신호(7)가 판단부(752)의 제어에 따라 구성 스위칭부(753)로부터 입력되는 경우, 역확산 후 다이버시티 결합부(755)는 수신 신호(7)를 처리한다. 특히, 역확산 후 다이버시티 결합부(755)의 하위 캐리어 가중치 곱셈기는 확산 코드를 곱한 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱하며, 심볼 결합부는 하위 캐리어 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시켜 역확산을 행한다. 다음, 안테나 가중치 곱셈기는 각 안테나의 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱하며 안테나 신호 결합부는 안테나 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 안테나 사이에 결합시켜 안테나 다이버시티 결합을 행한다. 역확산 후 다이버시티 결합부(755)는 결합된 수신 신호(7)를 직렬/병렬 변환기에 입력시킨다. 이어, 도 8에 도시한 것과 유사한 처리를 행하여 데이터 심볼을 출력시킨다.
판단부(752)가 역확산 및 안테나 다이버시티 결합 순서를 제어하는 경우, 이는 본 발명에 한정되지 않는다. 판단부(752)는 역확산에 관계되는 처리, 즉 확산 코드를 곱한 각 캐리어 상의 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱하고 확산 코드 구간에 걸쳐 결합하는 처리(역확산할 때 결합) 순서와, 안테나 다이버시티 결합에 관계되는 처리, 즉 각 안테나에서의 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱하고 안테나 사이에 결합시키는 처리(안테나 다이버시티 결합할 때 결합) 순서를 제어할 수 있다.
(통신 방법)
도 27에 도시한 수신기(705)를 이용하는 수신 신호(7)의 수신에 대하여 설명한다. 도 28에 도시한 바와 같이, 수신기(705)는 안테나(5l1-5ln)가 수신하는 각 수신 신호(7)의 전력과 페이딩 상관 계수를 계측한다(S601). 수신기(705)는 수신 신호(7)의 페이딩 상관 계수의 계측값과 역확산 및 안테나 다이버시티 결합 순서를 결정할 때 기준으로 사용되는 상관 계수용 임계값을 비교한다(S602). 수신 신호(7)의 페이딩 상관 계수의 계측값이 상관 계수용 임계값보다 큰 경우, 수신기(705)는 안테나 다이버시티 결합 후 역확산할 것이라고 판단한다. 이어, 수신기(705)는 안테나 다이버시티 결합 후에 역확산을 수행한다(S604).
수신 신호(7)의 페이딩 상관 계수의 계측값이 단계(S602)에서 상관 계수용 임계값과 동일하거나 작을 경우, 수신기(705)는 안테나(5l1-5ln)가 수신한 수신 신호(7)의 전력의 계측값과 전력용 임계값을 비교한다(S603). 모든 안테나(5l1-5ln)가 수신하는 수신 신호(7)의 전력의 계측값이 단계(S603)에서 전력용 임계값보다 작을 경우, 수신기(705)는 안테나 다이버시티 결합 후 역확산을 할 것이라고 판단한다. 이어, 수신기(705)는 안테나 다이버시티 결합 후에 역확산을 행한다(S604). 모든 안테나(5l1-5ln)가 수신하는 수신 신호(7)의 전력의 계측값 중 어느 것이든 단계(S603)에서의 전력용 임계값과 동일하거나 큰 경우, 수신기(705)는 역확산 후 안테나 다이버시티 결합을 할 것이라고 판단한다. 이어, 수신기(705)는 역확산 후에 안테나 다이버시티 결합을 행한다(S605).
전술한 통신 시스템, 수신기(705) 및 통신 방법에서, 판단부(752)는 수신 신호(7) 상태 계측부에서 계측된 수신 신호(7)의 상태에 기초하여 역확산 및 안테나 다이버시티 결합 순서를 제어한다. 판단부(752)의 제어에 따라, 구성 스위칭부(753)는 안테나로부터의 수신 신호(7)를 다이버시티 결합 후 역확산부와 역확산후 다이버시티 결합부로 입력시킨다. 다이버시티 결합 후 역확산부(754)와 역확산 후 다이버시티 결합부(755)는 판단부의 제어에 따른 순서로 역확산과 안테나 다이버시티 결합을 행한다.
따라서, 수신기(705)는 안테나로부터의 수신 신호(7)의 상태에 따른 적절한 순서로 역확산과 안테나 다이버시티 결합을 수행할 수 있다. 따라서, 수신기(705)는 신호 전송 특성을 더 개선시킬 수 있다.
[제7 실시예]
본 발명의 제7 실시예에 따른 통신 시스템 및 통신 방법에 대하여 설명한다. 제7 실시예의 통신 시스템은 도 29에 도시한 수신기(805)를 구비한다.
(수신기)
도 29에 도시한 바와 같이, 수신기(805)는 복수의 안테나(511-51n), 복수의 신호 처리부(8521-852n), 가중치 제어기(808), 복수의 안테나 가중치 곱셈기(553), 안테나 신호 심볼 결합부(554), 직렬/병렬 변환기(56), 데이터 복조기(57), 에러 보정 디코더(58) 및 데이터 심볼 변환부(59)를 포함한다. 신호 처리부(8521-852n)는 심볼 타이밍 검출기(52a), 가드 간격 제거부(52b), 전파 경로 상태 추정기(851), 시간/주파수 변환기(52c), 확산 코드 생성부(52d), 복수의 확산 코드 곱셈기(52e), 복수의 하위 캐리어 가중치 곱셈기(552f), 복수의 심볼 결합부(552g) 및 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)를 포함한다.
복수의 안테나(511-51n), 복수의 안테나 가중치 곱셈기(553), 안테나 신호 결합부(554), 직렬/병렬 변환기(56), 데이터 복조기(57), 에러 보정 디코더(58), 데이터 심볼 복원부(59), 심볼 타이밍 검출기(52a), 가드 간격 제거부(52b), 시간/주파수 변환기(52c), 확산 코드 생성부(52d), 복수의 확산 코드 곱셈기(52e), 복수의 하위 캐리어 가중치 곱셈기(552f) 및 심볼 결합부(552g)는 도 19에 도시한 구성과 실질적으로 유사하다. 따라서, 도 29에서 유사한 참조 부호를 사용하였으며 여기서는 설명하지 않는다.
복수의 안테나(511-51n)가 전송 신호(6)를 수신한 후, 도 19에 도시한 수신기(805)에서와 유사한 처리를, 가드 간격 제거부(52b)가 수신 신호(7)에서 가드 간격을 제거하는 과정까지 행한다.
전파 경로 상태 추정기(851)는 송신기가 전송하는 신호가 전파되는 전파 경로 상태 또는 전송 신호(6)와 수신 신호(7) 사이의 전파 경로 상태를 추정한다. 전파 경로 상태 추정기(851)는 지연 확산, 경로 수, 최대 도플러 주파수와 같은 전파 경로 상태를 추정한다. 전파 경로 상태 추정기(851)는 안테나의 수만큼 배치된다. 수신기(805)에서, 안테나와 연관된 신호 처리부(8521-852n)는 안테나(5l1-5ln)가 수신한 수신 신호(7)가 전파된 경로의 상태를 추정하는 전파 경로 상태 추정기(851)를 구비한다. 전파 경로 상태 추정기(851)는 안테나(5l1-5ln)가 수신하는 수신 신호(7)에 기초하여, 안테나(5l1-5ln)가 수신하는 수신 신호(7)가 전파되는 전파 경로 상태를 추정한다. 전파 경로 상태 추정기(851)는 전파 경로 상태의 추정값을 가중치 제어기(808)로 입력시킨다. 전파 경로 상태 추정기(851)는 수신 신호(7)를 시간/주파수 변환기(52c)로 입력시킨다.
시간/주파수 변환기(52c)가 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)로 수신 신호(7)를 역다중화시킨 후, 확산 코드 구간에 걸쳐 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)를 결합시킬 때까지 도 19에 도시한 수신기에서와 유사한 처리를 행한다.
신호 대 간섭 전력비 추정기(852)는 수신 신호(7) 사이의 간섭 상태를 추정하는 간섭 상태 추정기이다. 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)는 수신 신호(7)의 간섭 상태로서 수신 신호(7)의 SIR을 추정한다. 신호 대 간섭 전력 추정기(852)는 심볼 결합부(552g)에 의하여 확산 코드 구간에 걸쳐 결합된 수신 신호(7)의 SIR을 추정한다. 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)는 안테나와 동일한 수만큼 배치된다. 수신기(805)에서, 안테나와 연관된 신호 처리부(8521-852n)는 안테나(5l1-5ln)가 수신하는 수신 신호(7)의 SIR을 추정하기 위한 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)를 포함한다. 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)는 안테나(5l1-5ln)가 수신한 수신 신호(7)에 기초하여 안테나(5l1-5ln)가 수신한 수신 신호(7)의 SIR을 추정한다. 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)는 수신 신호(7)의 SIR의 추정값을 가중치 제어기로 입력시킨다. 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)는 수신 신호(7)를 안테나 가중치 곱셈기(553)로 입력시킨다.
가중치 제어기(808)는 안테나 가중치 제어기(881)와 하위 캐리어 가중치 제어기(882)를 포함한다. 가중치 제어기(808)는 복수의 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드가 서로 직교하도록 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정한다. 가중치 제어기(808)는 복수의 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드가 서로 직교하며 SNR을 증가시키도록 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정하는 것이 바람직하다. 가중치 제어기(808)는 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 개별적으로 조정한다.
가중치 제어기(808)는 전파 경로 상태 추정기(851)로 얻은 전파 경로 상태의 추정값에 기초하여 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정한다. 가중치 제어기(808)는 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)로 얻은 간선 상태의 추정값인 SIR의 추정값에 기초하여 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정한다.
먼저, 하위 캐리어 가중치 제어기(882)는 ORC, MRC, EGC 또는 MMSEC를 이용하여 하위 캐리어 가중치를 결정한다. 도 12, 도 13a 내지 도 13g에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어부는 하위 캐리어 가중치 제어부(882)로 사용될 수 있다. 하위 캐리어 가중치 제어기(882)는 MMSEC를 이용하여 하위 캐리어 가중치를 결정하는 것이 바람직하며, 특히 도 13e에 도시한 하위 캐리어 가중치를 사용하는 것이 바람직하다.
다음, 안테나 가중치 제어기(881)는 전파 경로 상태의 추정값에 기초하여 안테나 가중치를 결정한다. 특히, 안테나 가중치 제어기(881)는 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치의 조정을 위한 기준으로 사용되는 전파 경로 상태의 임계값을 제어한다. 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치의 조정을 위한 기준으로 사용되는 전파 경로 상태의 임계값으로서, 안테나 가중치 제어기(881)는 수신 신호(7)에 곱해지는 안테나 가중치가 수신 신호(7)에 이전에 곱해지는 하위 캐리어 가중치에 대하여 최적화되도록 안테나 가중치를 결정하는 기준으로서 사용될 임계값을 제어한다.
전파 경로 상태의 임계값은 불량한 전파 경로 상태의 경우에 EGC 또는 MRC를 이용하여 안테나 가중치가 결정되도록 하며 양호한 전파 경로 상태의 경우에는 안테나 가중치가 SIR의 추정값에 비례하도록 제어되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 지연 확산이 전파 경로 상태에서 추정되는 경우, 임계값보다 추정된 지연 확산이 큰 경우에는 EGC 또는 MRC를 이용하여 안테나 가중치를 결정하도록 하며 임계값보다 추정된 지연 확산이 같거나 작은 경우에는 안테나 가중치가 SIR에 비례하도록 제어한다.
안테나 가중치 제어기(881)는 수신 신호(7)의 변조 형태, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수 및 다른 셀의 간섭(the other cell interference) 중 적어도 어느 하나에 기초하여 전파 경로 상태에 대한 임계값을 제어한다. 안테나 가중치 제어기(881)는 수신 신호(7)로부터 변조 형태, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수 또는 다른 셀의 간섭을 얻는다. 다른 셀의 간섭은 수신기(805)가 구비되어 있는 셀 이외의 다른 하나의 셀로부터 수신기(805)와 간섭하는 양이다.
값, 즉 지연 확산이 감소하기 때문에 양호한 전파 경로 상태를 나타내는 전파 경로 상태 파라미터의 경우, 변조 방식의 다중값의 수, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수 및 다른 셀의 간섭이 작아질수록 안테나 가중치 제어기(881)는 전파 경로 상태에 대한 임계값을 감소시킨다. 변조 방식의 다중값의 수, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수 및 다른 셀의 간섭이 커질수록 안테나 가중치 제어기(881)는 전파 경로 상태에 대한 임계값을 증가시킨다.
따라서, QPSK 및 BPSK와 같은 작은 다중값의 수에 관계되는 변조 방식의 경우, 전파 상태 경로에 대한 임계값은 감소된다. 16QAM 및 64QAM과 같은 큰 다중값의 경우, 전파 경로 상태에 대한 임계값은 증가된다. 반대로, 값이 증가하면서 양호한 전파 경로 상태를 나타내는 전파 경로 상태 파라미터의 경우, 변조 방식의 다중값의 수, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수 및 다른 셀의 간섭이 커질수록 안테나 가중치 제어기(881)는 전파 경로 상태에 대한 임계값을 감소시킨다.
안테나 가중치 제어기(881)는 변조 방식, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수 및 다른 셀의 간섭에 기초하여 안테나 가중치 및 하위 캐리어 가중치 조정을 위한 기준으로 사용되는 전파 경로 상태에 대한 임계값을 조정하므로, 안테나 가중치 및 하위 캐리어 가중치는 변조 방식, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수 및 다른 셀의 간섭을 고려하여 조정될 수 있다.
다음, 안테나 가중치 제어기(881)는 전파 경로 상태에 대한 제어된 임계값과 전파 경로 상태 추정기(851)로부터 입력되는 각 안테나의 전파 경로 상태의 추정값을 비교한다. 안테나 가중치 제어기(881)는 그 비교 결과에 기초하여 안테나 가중치를 결정한다.
예를 들면, 전파 경로 상태가 바람직하지 못한 경우, 예를 들면, 지연 확산의 추정값이 임계값보다 큰 경우, 안테나 가중치 제어기(881)는 EGC 또는 MRC를 이용하여 안테나 가중치를 결정한다. 예를 들면, 도 10b 및 10c에 도시한 안테나 가중치 제어기(812, 813)는 안테나 가중치 제어기(881)로 사용될 수 있다.
전파 경로 상태가 양호한 경우, 예를 들면, 지연 확산의 추정값이 임계값과 같거나 작은 경우, 안테나 가중치 제어기(881)는 각 안테나의 추정값에 비례하는 각 안테나에 대한 안테나 가중치를 결정한다. 안테나 가중치 제어기(881)는 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)로부터 입력되는 각 안테나의 SIR의 추정값을 사용하여 추정된 SIR값에 비례하는 안테나 가중치를 결정한다.
전술한 바와 같이, 가중치 제어기(808)는 안테나 가중치 곱셈기가 전파 경로 상태의 추정값 및 SIR과 같은 간섭 상태의 추정값에 기초하여 하위 캐리어 가중치 제어기(882)가 이전에 결정한 하위 캐리어 가중치를 곱한 수신 신호(7)에 곱하는 안테나 가중치를 조정한다. 따라서, 가중치 제어기(808)는 전파 경로 상태의 추정값과 SIR과 같은 간섭 상태의 추정값에 기초하여 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정할 수 있다.
이어, 안테나 가중치 곱셈기는 확산 코드 구간에 걸쳐 결합된 각 안테나의 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱한다. 안테나 신호 결합부는 안테나 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 안테나 사이에 결합시킨다. 안테나 신호 결합부에서 결합된 수신 신호(7)는 직렬/병렬 변환기로 입력된다. 다음, 도 19에 도시한 수신기(805)에서와 유사한 처리를 행하여 데이터 심볼을 출력한다.
수신기(805)는 신호 대 간섭 전력비 추정기(852) 대신에 수신 신호(7) 사이의 간섭 상태로서 수신 신호(7)의 CIR 또는 간섭 전력을 추정하는 간섭 상태 추정부(interference state estimating unit)를 포함할 수 있다. 이 경우, 전파 경로 상태가 양호한 경우, 예를 들면, 지연 확산의 추정값이 임계값과 같거나 작은 경우, 안테나 가중치 제어기(881)는 CIR에 비례하는 또는 간섭 전력의 역수에 비례하는 안테나 가중치를 결정한다. 수신기(805)에서, 안테나 다이버시티 결합은 역확산 후에 행하여지므로, 하위 캐리어 가중치를 먼저 결정한다. 수신기(805)가 안테나 다이버시티 결합 후 역확산을 행하는 경우, 안테나 가중치 제어기(881)는 안테나 가중치를 먼저 결정한다. 이어, 안테나 신호 결합부는 안테나 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 안테나 사이에 결합시킨다. 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)는 안테나 사이에 결합된 수신 신호(7)의 SIR의 추정한다. 이어, 하위 캐리어 가중치 제어기(882)는 안테나 가중치를 곱한 수신 신호(7)에 전파 경로 상태의 추정값과 SIR의 추정값에 기초하여 하위 캐리어 가중치를 조정한다.
신호 대 간섭 전력비 추정기(852)는 심볼 결합부(552g)에 의하여 확산 코드 구간에 걸쳐 결합된 수신 신호(7)의 SIR 대신에 심볼 결합부(552g)에 의한 확산 코드 구간에 걸쳐 결합되기 이전의 각 캐리어 상의 수신 신호(7)의 SIR의 추정값을 추정할 수 있다. 이와는 달리, 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)는 심볼 결합부(552g)에 의하여 확산 코드 구간에 걸쳐 결합되는 수신 신호(7)의 SIR 및 결합되기 이전의 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)의 SIR을 추정할 수 있다. 가중치 제어기(808)는 높은 정확도의 SIR을 이용하여 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 제어하도록 결합 전후의 추정 SIR값을 비교할 수 있다.
수신기(805)에서, 안테나 가중치 제어기(881)는 안테나 가중치 데이터로서 수신 신호(7)의 변조 방식, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수, 다른 셀의 간섭, 전파 경로 상태의 추정값 및 SIR과 같은 간섭 상태의 추정값을 얻는다. 안테나 가중치 제어기(881)는 EGC 또는 MMSEC를 이용하여 안테나 가중치를 얻는 경우, 도 19에 도시한 수신기(505)와 유사하게 심볼 결합부에 의하여 확산 코드 구간에 걸쳐 결합된 각 안테나로부터의 수신 신호(7)로부터 안테나 가중치 데이터를 얻는다. 하위 캐리어 가중치 제어기(882)는 도 19에 도시한 수신기(505)와 동일한 방식으로 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻을 수 있다.
(통신 방법)
도 29에 도시한 수신기(805)를 이용한 수신 신호(7)의 수신에 대하여 설명한다. 도 30에 도시한 바와 같이, 수신기(805)의 안테나는 다중 캐리어 CDMA 신호인 전송 신호(6)를 수신한다(S701). 다음, 안테나(5l1-5ln)가 수신한 수신 신호(7)에 기초하여, 수신기(805)는 안테나(5l1-5ln)가 수신하는 수신 신호(7)가 전파된 전파 경로 상태로서 지연 확산을 추정한다(S702). 다음, 수신기(805)는 안테나(5l1-5ln)가 수신한 수신 신호(7) 각각에 대하여 하위 캐리어마다 잡음 전력의 추정값, 다중화 코드 수 추정값 및 채널 추정값을 얻는다. 이어, 수신기(805)는 MMSEC를 이용하여 하위 캐리어 가중치를 결정한다(S703).
수신기(805)는 안테나(5l1-5ln)가 수신한 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)에 결정된 하위 캐리어 가중치를 곱한다(S704). 수신기(805)는 확산 코드 구간에 걸쳐 결합된 수신 신호(7)의 SIR을 추정한다(S705). 수신기(805)는 추정된 지연 확산과 SIR을 이용하여 각 안테나에 대한 안테나 가중치를 결정한다(S706). 특히, 수신기(805)는 지연 확산에 대한 임계값과 추정값을 비교한다. 지연 확산의 추정값이 지연 확산의 임계값보다 큰 경우, 수신기(805)는 EGC 또는 MRC를 이용하여 안테나 가중치를 결정한다. 지연 확산의 추정값이 지연 확산의 임계값과 같거나 작은 경우, 수신기(805)는 안테나에서 수신 신호(7)의 SIR의 추정값에 비례하는 안테나 가중치를 결정한다. 마지막으로, 수신기(805)는 확산 코드 구간에 걸쳐 결합된 각 안테나의 수신 신호(7)에 결정된 안테나 가중치를 곱하여 안테나 사이에 결합시킨다(S707).
전술한 바와 같은 통신 시스템, 수신기(805) 및 통신 방법은 도 2, 8 및 15에 도시한 통신 시스템(1), 수신기(5) 및 통신 방법과 실질적으로 유사한 이점을 제공한다. 또한, 전파 경로 상태 추정기(851)는 전파 경로 상태를 추정한다. 신호 전력 대 간섭 전력비 추정부(852)는 수신 신호(7)의 SIR과 같은 간섭 상태를 추정한다. 가중치 제어기(808)는 전파 경로 상태의 추정값과 간섭 상태의 추정값에 기초하여 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정한다. 따라서, 수신기(805)는 수신 신호(7) 사이의 전파 경로 상태와 간섭 상태에 기초하여 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정한다. 이는 수신기(805)가 전송 신호(6) 특성을 더욱 개선시키도록 한다. 수신기(805)는 상대적으로 단순한 구성으로 배치되어 단순한 제어 지연으로 용이하게 제어될 수 있다.
[제8 실시예]
본 발명의 제8 실시예에 따른 통신 시스템 및 통신 방법에 대하여 설명한다. 제8 실시예의 통신 시스템은 도 31에 도시한 수신기(905)를 구비한다.
(수신기)
도 31에 도시한 바와 같이, 수신기(905)는 복수의 안테나(511-51n), 복수의 신호 처리부(9521-952n), 가중치 제어기(908), 복수의 안테나 가중치 곱셈기(553), 안테나 신호 결합부(554), 직렬/병렬 변환기(56), 데이터 복조기(57), 에러 보정 디코더(58), 데이터 심볼 복원부(59)를 구비한다. 신호 처리부(9521-952n)는 심볼 타이밍 검출기(52a), 가드 간격 제거부(52b), 시간/주파수 변환기(52c), 확산 코드 생성부(52d), 복수의 확산 코드 곱셈부(52e), 복수의 하위 캐리어 가중치 곱셈기(552f), 복수의 심볼 결합부(552g) 및 신호 대 간섭 전력 추정기(852)를 포함한다.
복수의 안테나(511-51n), 복수의 안테나 가중치 곱셈기(553), 안테나 신호 결합부(554), 직렬/병렬 변환기(56), 데이터 복조기(57), 에러 보정 디코더(58), 데이터 심볼 복원부(59), 심볼 타이밍 검출기(52a), 가드 간격 제거부(52b), 시간/주파수 변환기(52c), 확산 코드 생성부(52d), 복수의 확산 코드 곱셈기(52f), 복수의 하위 캐리어 가중치 곱셈기(552f) 및 심볼 결합부(552g)는 도 19에 도시한 수신기(505)와 실질적으로 동일하다. 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)는 도 29에 도시한 수신기(505)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 31에서 동일한 참조 부호를 사용하였으며 여기서는 설명하지 않는다.
복수의 안테나(511-51n)가 전송 신호(6)를 수신한 후, 심볼 결합부(552g)에서 확산 코드 상에 수신 신호(7)를 결합하는 처리까지 도 19에 도시한 수신기(505)에서와 동일한 처리를 행한다. 다음, 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)는 심볼 결합부(552g)에서 확산 코드 구산 상에 결합된 수신 신호(7)의 SIR을 추정하고 수신 신호(7)의 추정된 SIR 값을 가중치 제어기로 입력시킨다. 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)는 수신 신호(7)를 안테나 가중치 곱셈기(553)로 입력시킨다.
가중치 제어기(908)는 안테나 가중치 제어기(981)와 하위 캐리어 가중치 제어기(982)를 구비한다. 가중치 제어기(908)는 복수의 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드가 서로 직교하도록 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정한다. 가중치 제어기(908)는 복수의 데이터 채널(#1-#n)에 대한 확산 코드가 서로 직교하도록 하며 큰 SNR을 얻을 수 있도록 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정하는 것이 바람직하다. 가중치 제어기(908)는 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정하며 개별적으로 이들을 결정한다.
가중치 제어기(908)는 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)로 얻은 SIR의 추정값에 기초하여 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정한다. 먼저, 하위 캐리어 가중치 제어기(982)는 ORC, MRC, EGC 또는 MMSEC를 이용하여 하위 캐리어 가중치를 결정한다. 도 12d 및 도 13a 내지 도 13g에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(982)는 하위 캐리어 가중치 제어기(982)로 사용될 수 있다. 하위 캐리어 가중치 제어기(982)는 MMSEC를 이용하여 하위 캐리어 가중치를 결정하는 것이 바람직하며, 특히 도 13e에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(982)를 사용하는 것이 바람직하다.
이어, 안테나 가중치 제어기(981)는 추정된 SIR값에 기초하여 안테나 가중치를 결정한다. 특히, 안테나 가중치 제어기(981)는 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정하기 위한 기준으로 사용될 안테나 사이의 SIR 차이에 대한 임계값을 먼저 제어한다. 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정하기 위한 기준으로 사용될 안테나 사이의 SIR 차이에 대한 임계값으로서, 안테나 가중치 제어기(981)는 수신 신호(7)에 곱해지는 안테나 가중치가 수신 신호(7)에 이전에 곱해진 하위 캐리어 가중치와 맞도록 안테나 가중치를 결정할 때의 기준으로 사용될 임계값을 제어한다. 안테나 사이의 SIR 차이의 임계값은 안테나 사이의 SIR 차이가 작은 경우에는 EGC 또는 MRC를 이용하여 안테나 가중치를 결정하고 SIR 차이가 큰 경우에는 SIR에 비례하는 안테나 가중치를 제어하는 것이 바람직하다.
안테나 가중치 제어기(981)는 수신 신호(7)의 변조 방식, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수, 그릭 다른 셀의 간섭 중 적어도 어느 하나에 기초하여 안테나 사이의 SIR 차이에 대한 임계값을 제어하는 것이 바람직하다. 안테나 가중치 제어기(981)는 수신 신호(7)로부터 변조 방식, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수 또는 다른 셀의 간섭을 얻는다. 안테나 가중치 제어기(981)는 변조 방식의 다중값의 수, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수 및 다른 셀의 간섭이 작을수록 안테나 사이의 SIR 차이에 대한 임계값을 감소시킨다. 안테나 가중치 제어기(981)는 변조 방식의 다중값의 수, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수 및 다른 셀의 간섭이 커질수록 안테나 사이의 SIR 차이에 대한 임계값을 증가시킨다.
안테나 가중치 제어기(981)는 변조 방식, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수 및 다른 셀의 간섭에 기초하여 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정하기 위한 기준으로 사용될 안테나 사이의 SIR 차이에 대한 임계값을 제어하므로, 안테나 가중치 및 하위 캐리어 가중치는 변조 방식, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수 및 다른 셀의 간섭을 고려하여 조정될 수 있다.
다음, 안테나 가중치 제어기(981)는 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)로부터 입력되는 각 안테나의 추정된 SIR값에 기초하여 안테나의 SIR 사이의 차이를 계산한다. 예를 들면, 안테나 가중치 제어기(981)는 안테나의 추정된 최대 및 최소 SIR 사이의 차이를 계산한다. 다음, 안테나 가중치 제어기(981)는 안테나 사이의 SIR에 대한 제어된 임계값을 안테나의 추정된 SIR값 사이의 차이와 비교한다. 안테나 가중치 제어기(981)는 그 비교 결과에 기초하여 안테나 가중치를 결정한다.
안테나 가중치 제어기(981)는 안테나의 추정된 SIR값 사이의 추정된 차이가 안테나 사이의 SIR 차이에 대한 임계값과 같거나 작은 경우 EGC 또는 MRC를 이용하여 안테나 가중치를 결정한다. 안테나의 추정된 SIR값 사이의 계산된 차이가 안테나 사이의 SIR 차이에 대한 임계값을 초과하는 경우, 안테나 가중치 제어기(981)는 안테나 각각의 추정된 SIR값에 비례하는 각 안테나에 대한 안테나 가중치를 결정한다.
예를 들면, 안테나의 추정된 최대 및 최소 SIR 값 사이의 계산된 차이가 안테나 사이의 SIR 차이에 대한 임계값과 같거나 작은 경우, 안테나 가중치 제어기(981)는 EGC 또는 MRC를 이용하여 안테나 가중치를 결정한다. 예를 들면, 도 10b 및 10c에 도시한 안테나 가중치 제어기(812, 813)는 안테나 가중치 제어기(981)로 사용될 수 있다. 안테나의 추정된 SIR값 사이의 계산된 차이가 안테나 사이의 SIR 차이에 대한 임계값을 초과하는 경우, 안테나 가중치 제어기(981)는 안테나 각각의 추정된 SIR값에 비례하는 각 안테나에 대한 안테나 가중치를 결정한다.
따라서, 가중치 제어기(908)는 추정된 SIR값에 기초하여 하위 캐리어 가중치 제어기(982)로 미리 결정된 하위 캐리어 가중치를 곱한 수신 신호(7)에 대하여 안테나 가중치 제어기(981)에서 곱해질 안테나 가중치를 조정한다. 이는 추정된 SIR값에 기초하여 안테나 가중치 및 하위 캐리어 가중치를 조정할 수 있게 한다.
이어, 안테나 가중치 곱셈기(553)는 확산 코드 구간에 걸쳐 결합된 각 안테나의 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱한다. 안테나 신호 결합부(554)는 안테나 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 안테나 사이에 결합시킨다. 안테나 신호 결합부(554)에서 결합된 수신 신호(7)는 직렬/병렬 변환기(56)로 입력된다. 도 19에 도시한 수신기(905)에서와 유사한 처리를 행하여 데이터 심볼을 출력한다.
수신기(905)는 신호 대 간섭 전력비 추정기(852) 대신에 수신 신호(7) 사이의 간섭 상태로서 수신 신호(7)의 CIR 또는 수신 신호(7)의 간섭 전력을 추정하는 간섭 상태 추정기를 구비할 수 있다. 이 경우, 안테나 가중치 제어기(981)는 안테나 사이의 간섭 전력에서 CIR 차이 또는 차이들을 계산한다. 계산된 안테나 사이의 CIR 차이 또는 간섭 전력 차이값이 안테나 사이의 간섭 전력에 있어서 차이에 대한 임계값 또는 CIR 차이에 대한 임계값과 같거나 작은 경우, 안테나 가중치 제어기(981)는 EGC 또는 MRC를 이용하여 안테나 가중치를 결정한다. 안테나 사이의 CIR 차이 또는 간섭 전력 차이의 계산값이 안테나 사이의 CIR 차이에 대한 임계값 또는 안테나 차이의 간섭 전력 차이에 대한 임계값을 초과하는 경우, 안테나 가중치 제어기(981)는 추정된 CIR값 또는 간섭 전력의 역수에 비례하는 안테나 가중치를 결정한다.
수신기(905)에서, 역확산 후에 안테나 다이버시티 결합을 행하므로 하위 캐리어 가중치를 먼저 결정한다. 수신기(905)가 안테나 다이버시티 결합 후 역확산을 행하는 경우, 안테나 가중치 제어기(981)는 안테나 가중치를 먼저 결정한다. 이어, 안테나 신호 결합부(554)는 안테나 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 안테나 사이에 결합시킨다. 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)는 안테나 사이에 결합된 수신 신호(7)의 SIR을 추정한다. 하위 캐리어 가중치 제어기(982)는 안테나 가중치를 곱한 수신 신호(7)는 추정된 SIR값에 기초하여 곱해질 하위 캐리어 가중치를 조정한다.
수신기(905)에서, 안테나 가중치 제어기(981)는 수신 신호(7)의 변조 방법, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수, 다른 셀의 간섭 및 SIR과 같은 간섭 상태의 추정값을 안테나 가중치데이터로서 얻는다. 안테나 가중치 제어기(981)가 EGC 또는 MRC를 이용하여 안테나 가중치를 결정하는 경우, 도 19에 도시한 수신기(905)에서 행한 것과 같이 심볼 결합부에 의하여 확산 코드 구간에 걸쳐 결합된 각 안테나에서의 수신 신호(7)로부터 안테나 가중치 데이터를 얻는다. 하위 캐리어 가중치 제어기(982)는 도 19에 도시한 수신기(905)에서 한 것처럼 하위 캐리어 가중치 데이터를 얻을 수 있다.
(통신 방법)
도 31에 도시한 수신기를 이용한 수신 신호(7)의 수신에 대하여 설명한다. 도 32에 도시한 바와 같이, 수신기(905)는 단계(S801-S804)를 행한다. 단계(S801-S804)는 도 30에 도시한 단계(S701)와 단계(S703-S705)와 실질적으로 유사하다.
다음, 수신기(905)는 추정된 SIR을 이용하여 각 안테나에 대한 안테나 가중치를 결정한다(S805). 특히, 수신기(905)는 안테나 사이의 SIR 차이에 대한 임계값과 안테나 사이의 추정된 SIR값 사이의 차이를 비교한다. 안테나 사이의 추정된 SIR값 사이의 차이가 임계값과 같거나 작은 경우, 수신기(905)는 EGC 또는 MRC를 이용하여 안테나 가중치를 결정한다. 안테나 사이의 추정된 SIR값 사이의 차이가 임계값을 초과하는 경우, 수신기(905)는 각 안테나의 수신 신호(7)의 추정된 SIR값에 비례하는 안테나 가중치를 결정한다. 마지막으로, 수신기(905)는 확산 코드 구간에 걸쳐 결합된 각 안테나에서의 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱하고 안테나 사이의 결합을 행한다(S806).
통신 시스템, 수신기(905) 및 전술한 통신 방법은 도 2, 8 및 15에 도시한 통신 시스템(1), 수신기(5) 및 통신 방법과 실질적으로 유사한 이점을 제공할 수 있다. 또한, 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)는 수신 신호(7)의 SIR을 추정한다. 가중치 제어기(908)는 추정된 SIR값에 기초하여 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정한다. 따라서, 수신기(905)는 수신 신호(7)의 SIR과 같은 간선 상태에 따라 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 적절하게 결정할 수 있다. 이는 수신기(905)가 신호 전송 특성을 더욱 개선할 수 있게 한다. 수신기(905)는 확산 코드 구간에 걸쳐 결합된 수신 신호(7)의 추정된 SIR값을 이용하여 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정하므로, 높은 정확도를 가지고 조정될 수 있다. 수신기(905)는 상대적으로 단순한 구성으로 제공될 수 있으며 작은 제어 지연으로 용이하게 제어될 수 있다.
[제9 실시예]
본 발명의 제9 실시예에 따른 통신 시스템과 통신 방법에 대하여 설명한다. 제9 실시예의 통신 시스템은 도 33에 도시한 수신기(105)를 구비한다.
(수신기)
도 33에 도시한 바와 같이, 수신기(105)는 복수의 안테나(511-51n), 복수의 신호 처리부(1521-152n), 가중치 제어기(108), 복수의 안테나 가중치 곱셈기(553), 안테나 신호 결합부(554), 직렬/병렬 변환기(56), 데이터 복조기(57), 에러 보정 디코더(58), 데이터 심볼 복원부(59) 및 수신 품질 계측부(151)를 포함한다. 신호 처리부(1521-152n)는 심볼 타이밍 검출기(52a), 가드 간격 제거부(52b), 시간/주파수 변환기(52c), 확산 코드 생성부(52d), 복수의 확산 코드 곱셈기(52e), 복수의 하위 캐리어 가중치 곱셈기(552f), 복수의 심볼 결합부(552g) 및 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)를 포함한다.
복수의 안테나(511-51n), 복수의 안테나 가중치 곱셈기(553), 안테나 신호 결합부(554), 직렬/병렬 변환기(56), 데이터 복조기(57), 에러 보정 디코더(58), 데이터 심볼 복원부(59), 심볼 타이밍 검출기(52a), 가드 간격 제거부(52b), 시간/주파수 변환기(52c), 확산 코드 생성부(52e), 복수의 확산 코드 곱셈기(52e), 복수의 하위 캐리어 가중치 곱셈기(552f) 및 심볼 결합부(552g)는 도 19에 도시한 수신기(505)와 실질적으로 유사하다. 따라서, 이들은 유사한 참조 부호로 나타내며 여기서는 설명하지 않는다.
복수의 안테나(511-51n)가 전송 신호(6)를 수신한 후, 심볼 결합부(552g)에서 확산 코드 구간에 걸쳐 수신 신호(7)를 결합시키는 처리까지 도 19에 도시한 수신기(505)에서와 동일한 처리를 행한다. 다음, 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)는 심볼 결합부(552g)에서 확산 코드 구간에 걸쳐 결합된 수신 신호(7)의 SIR을 추정하고 수신 신호(7)의 추정된 SIR값을 가중치 제어기(108)로 입력시킨다. 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)는 수신 신호(7)를 안테나 가중치 곱셈기(553)로 입력시킨다.
이어, 안테나 가중치 곱셈기(553)는 확산 코드 구간에 걸쳐 결합된 수신 신호(7)에 안테나 가중치를 곱한다. 안테나 신호 결합부(554)는 안테나 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 안테나 사이에 결합시킨다. 안테나 신호 결합부(554)에 의하여 결합된 수신 신호(7)는 직렬/병렬 변환기(56)로 입력된다. 이어, 데이터 심볼 복원부(59)에 이르기까지 도 19에 도시한 수신기(505)에서와 유사한 처리가 행해진다. 데이터 심볼 복원부(59)는 출력 장치로 출력될 수 있는 상태로 에러 보정 디코딩 처리를 한 데이터 심볼을 복원하여 수신 품질 계측부(151)로 입력시킨다.
수신 품질 계측부(151)는 수신 신호(7)에서 복원된 데이터 심볼의 수신 품질을 계측한다. 수신 품질 계측부(151)는 데이터 심볼의 수신 품질로서 비트 오차율(bit error rate, BER) 및 프레임 오차율(frame error rate, FER)을 측정한다. 수신 품질 계측부(151)는 데이터 심볼의 측정값을 가중치 제어기(108)로 입력시킨다. 수신 품질 계측부(151)는 또한 데이터 심볼을 출력한다.
가중치 제어기(108)는 안테나 가중치 제어기(181)와 하위 캐리어 가중치 제어기(182)를 포함한다. 가중치 제어기(108)는 복수의 안테나 채널에 대한 확산 코드가 서로 직교하도록 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정한다. 가중치 제어기(108)는 복수의 안테나 채널에 대한 확산 코드가 서로 직교하도록 하며 큰 SNR을 갖도록 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정하는 것이 바람직하다. 가중치 제어기(108)는 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정하고 이를 개별적으로 결정한다.
가중치 제어기(108)는 수신 품질 계측부(151)에서 얻은 수신 품질의 측정값에 기초하여 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정한다. 가중치 제어기(108)는 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)에서 얻은 추정된 SIR값에 기초하여 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정한다.
먼저, 하위 캐리어 가중치 제어기(182)는 ORC, MRC, EGC 또는 MMSEC를 이용하여 하위 캐리어 가중치를 결정한다. 도 12d 및 도 13a 내지 13g에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(182)는 하위 캐리어 가중치 제어기(182)로 사용될 수 있다. 하위 캐리어 가중치 제어기(182)는 MMSEC를 이용하여 하위 캐리어 가중치를 결정하는 것이 바람직하며, 특히 도 13에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(182)를 사용하는 것이 바람직하다.
다음, 안테나 가중치 제어기(181)는 수신 품질의 측정값에 기초하여 안테나 가중치를 결정한다. 특히, 안테나 가중치 제어기(181)는 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정하기 위한 기준으로서 사용되는 수신 품질 변환에 대한 임계값을 먼저 제어한다. 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정하기 위한 기준으로서 사용되는 수신 품질 변환에 대한 임계값으로서, 안테나 가중치 제어기(181)는 수신 신호(7)에 곱해지는 안테나 가중치가 이전에 수신 신호(7)에 곱한 하위 캐리어 가중치에 맞도록 안테나 가중치를 결정할 때의 기준으로 사용되는 임계값을 제어한다.
수신 품질의 더 큰 증가가 수신 품질의 더 큰 감소를 나타내는 경우, 수신 품질 변화에 대한 임계값은, 수신 품질의 큰 증가의 경우에는 이전에 결정된 안테나 가중치와 다른 안테나 가중치를 결정하고 수신 품질의 작은 증가의 경우에는 이전에 결정된 안테나 가중치와 동일한 안테나 가중치를 결정하도록 제어되는 것이 바람직하다. 예를 들면, BER 또는 FER을 수신 품질로서 계측되는 경우, 임계값을 초과하는 BER 또는 FER 증가의 경우에는 이전에 결정된 안테나 가중치와는 다른 안테나 가중치를 결정하고 임계값과 같거나 작은 BER 또는 FER 증가의 경우에는 이전에 결정된 안테나 가중치와 동일한 안테나 가중치를 결정하도록 제어한다. 반대로, 수신 품질의 큰 감소가 수신 품질의 큰 감소를 나타내는 경우, 수신 신호(7) 품질에 대한 임계값은, 수신 품질의 큰 감소의 경우에는 이전에 결정된 안테나 가중치와 다른 안테나 가중치를 결정하고 수신 품질의 작은 감소의 경우에는 이전에 결정된 안테나 가중치와 동일한 안테나 가중치를 결정하도록 제어되는 것이 바람직하다.
안테나 가중치 제어기(181)는 수신 신호(7)의 변조 방식, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수 또는 다른 셀의 간섭 중 적어도 어느 하나에 기초하여 수신 품질 변화에 대한 임계값을 제어하는 것이 바람직하다. 안테나 가중치 제어기(181)는 수신 신호(7)의 변조 방식, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수 또는 다른 셀의 간섭을 얻는다. BER 또는 FER과 같이 수신 품질의 큰 증가가 수신 품질의 큰 감소를 나타내는 경우, 안테나 가중치 제어기(181)는 변조 방식의 다중값(multi-value)의 수, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수 또는 다른 셀의 간섭이 작을수록 수신 품질 증가에 대한 임계값을 작게 설정한다. 안테나 가중치 제어기(181)는 변조 방식의 다중값의 수, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수 또는 다른 셀의 간섭이 커질수록 수신 품질 증가에 대한 임계값을 크게 설정한다. 반대로, 수신 품질의 큰 감소가 수신 품질의 큰 감소를 나타내는 경우, 안테나 가중치 제어기(181)는 변조 방식의 다중값의 수, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수 또는 다른 셀의 간섭이 작을수록 수신 품질 감소에 대한 임계값을 작게 설정한다. 안테나 가중치 제어기(181)는 변조 방식의 다중값의 수, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수 또는 다른 셀의 간섭이 커질수록 수신 품질 감소에 대한 임계값을 크게 설정한다.
따라서, 안테나 가중치 제어기(181)는 변조 방식, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수 또는 다른 셀의 간섭에 기초하여 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정하기 위한 기준으로서 사용되는 수신 품질 변화에 대한 임계값을 제어하며, 이는 변조 방식, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수 또는 다른 셀의 간섭을 고려하여 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 조정할 수 있게 한다. 안테나 가중치 제어기(181)는 또한 수신 품질에 대한 기준값을 보유한다.
다음, 안테나 가중치 제어기(181)는 수신 품질에 대한 기준값과 수신 품질 계측부(151)로부터 입력되는 데이터 심볼의 수신 품질의 계측값을 비교한다. 수신 품질의 계측값이 수신 품질에 대한 기준값을 충족하는 경우, 안테나 가중치 제어기(181)는 이전에 결정된 안테나 가중치와 동일한 안테나 가중치를 결정한다. 수신 품질의 계측값이 수신 품질에 대한 기준값을 충족하지 않는 경우, 안테나 가중치 제어기(181)는 수신 품질의 계측값의 변화를 계산한다. 안테나 가중치 제어기(181)는 수신 품질의 이전 계측값을 보유하며 수신 품질 계측부(151)로부터 새로이 입력되는 수신 품질의 계측값과 이전 값 사이의 차이를 계산한다.
다음, 안테나 가중치 제어기(181)는 수신 품질 변화에 대한 제어된 임계값과 수신 품질의 계측값의 계산된 변화값을 비교한다. 안테나 가중치 제어기(181)는 비교의 결과에 기초하여 안테나 가중치를 결정한다. BER 또는 FER과 같은 수신 품질의 측정값의 증가가 수신 품질의 변화에 대한 임계값보다 큰 경우, 안테나 가중치 제어기(181)는 이전에 결정된 안테나 가중치와는 다른 안테나 가중치를 결정한다. 예를 들면, EGC 또는 MRC를 이용하여 이전 안테나 가중치를 결정한 경우, 안테나 가중치 제어기(181)는 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)로부터 입력되는 각 안테나에 대한 추정된 SIR값을 사용하고 추정된 SIR값에 비례하는 안테나 가중치를 결정한다. 이전 안테나 가중치가 추정된 SIR값에 비례하여 결정되는 경우, 안테나 가중치 제어기(181)는 EGC 또는 MRC를 이용하여 안테나 가중치를 결정한다.
BER 또는 FER과 같은 수신 품질의 측정값의 증가가 수신 품질 변화에 대한 임계값과 같거나 작은 경우, 안테나 가중치 제어기(181)는 이전에 결정된 안테나 가중치와 동일한 안테나 가중치를 결정한다. 예를 들면, 이전 안테나 가중치가 EGC 또는 MRC를 이용하여 결정되는 경우, 안테나 가중치 제어기(181)는 EGC 또는 MRC를 이용하여 안테나 가중치를 결정한다. 이전 안테나 가중치가 추정된 SIR값에 비례하여 결정되는 경우, 안테나 가중치 제어기(181)는 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)로부터 입력되는 각 안테나에 대한 추정된 SIR값을 사용하고 추정된 SIR값에 비례하는 안테나 가중치를 결정한다.
따라서, 안테나 가중치 제어기(181)는 데이터 심볼의 수신 품질의 계측값 또는 추정된 SIR값에 기초하여 하위 캐리어 가중치 제어기(182)에 의하여 미리 결정되는 하위 캐리어 가중치를 곱한 수신 신호(7)에 곱해지는 안테나 가중치를 제어한다. 이는 데이터 심볼의 수신 품질의 계측값 또는 추정된 SIR값에 기초하여 안테나 가중치와 하위 캐리어 가중치를 안테나 제어기가 조정할 수 있게 한다.
수신기(105)는 신호 대 간섭 전력비 추정기(852) 대신에 수신 신호(7) 사이의 간섭 상태로서 수신 신호(7)의 CIR 또는 간섭 전력을 추정하는 간섭 상태 추정기를 구비할 수 있다. 이 경우, 안테나 가중치 제어기(181)는 간섭 전력의 역수에 비례하는 안테나 가중치 또는 추정된 CIR에 비례하는 안테나 가중치를 결정한다.
수신기(105)에서, 하위 캐리어 가중치는 역확산 후에 안테나 다이버시티 결합을 행하므로 먼저 하위 캐리어 가중치를 결정한다. 수신기(105)가 안테나 다이버시티 결합 후에 역확산을 행하는 경우, 안테나 가중치 제어기(181)는 안테나 가중치를 먼저 결정한다. 이어, 안테나 신호 결합부(554)는 안테나 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 안테나 사이에 결합시킨다. 신호 대 간섭 전력비 추정기(852)는 안테나 사이에 결합된 수신 신호(7)의 SIR을 추정한다. 하위 캐리어 가중치 제어기(182)는 데이터 심볼의 수신 품질의 계측값 또는 추정된 SIR값에 기초하여 안테나 가중치를 곱한 수신 신호(7)에 곱해지는 하위 캐리어 가중치를 조정한다.
수신기(105)에서, 안테나 가중치 제어기(181)는 수신 신호(7)의 변조 방식, 확산 코드 구간, 다중화 코드 수, 다른 셀의 간섭 및 SIR과 같은 간섭 상태의 추정값을 안테나 가중치 데이터로서 얻는다. 안테나 가중치 제어기(181)가 EGC 또는 MRC를 이용하여 안테나 가중치를 결정하는 경우, 도 19에 도시한 수신기(505)에서처럼 심볼 결합부(552g)에 의하여 확산 코드 구간에 걸쳐 결합된 각 안테나에서의 수신 신호(7)로부터 안테나 가중치 데이터를 얻는다.
(통신 방법)
도 33에 도시한 수신기를 이용한 수신 신호(7)의 수신에 대하여 설명한다. 도 34에 도시한 바와 같이, 수신기(105)는 단계(S901-S904)를 수행한다. 단계(S901-S904)는 도 32에 도시한 단계(S801-S804)와 실질적으로 유사하다.
다음, 수신기(105)는 BER 또는 FER과 같은 데이터 심볼의 수신 품질의 계측값 및 추정된 SIR을 이용하여 각 안테나에 대한 안테나 가중치를 결정한다(S905). 특히, 수신기(105)는 수신 품질에 대한 임계값과 데이터 심볼의 수신 품질의 계측값을 비교한다. 수신 품질의 계측값이 수신 품질에 대한 기준값을 충족시키는 경우, 수신기(105)는 이전에 결정된 안테나 가중치와 동일한 안테나 가중치를 결정한다.
다음, 수신기(105)는 확산 코드 구간에 걸쳐 결합된 각 안테나의 수신 신호(7)에 결정된 안테나 가중치를 곱하고 안테사 사이에 결합시킨다(S906). 마지막으로, 수신기(105)는 역확산을 통하여 복원된 데이터 심볼의 수신 품질을 계측한다(S907). 단계(S907)에서 얻은 수신 품질의 계측값은 단계(S905)에서 다음 안테나 가중치를 결정하는데 사용된다.
통신 시스템, 수신기(105) 및 통신 방법은 도 2, 8 및 15에 도시한 통신 시스템(1), 수신기(5) 및 통신 방법과 실질적으로 유사한 이점을 제공할 수 있다. 또한, 수신 품질 계측부는 복원된 데이터 심볼의 수신 품질을 계측한다. 신호 대 간섭 전력비 추정기(552)는 수신 신호(7)의 SIR을 추정한다. 가중치 제어기(108)는 데이터 심볼의 수신 품질 및 수신 신호(7)의 SIR과 같은 간섭 상태에 따라 안테나 가중치 및 하위 캐리어 가중치를 조정한다. 따라서, 수신기(105)는 데이터 심볼의 수신 품질 및 수신 신호(7)의 SIR과 같은 간섭 상태에 따라 안테나 가중치 및 하위 캐리어 가중치를 조정할 수 있다. 이는 수신기(105)로 하여금 전송 신호(6) 특성을 더욱 개선시킬 수 있게 한다. 특히, 수신기(105)는 복원된 데이터 심볼의 수신 품질 피드백(feedback)으로 안테나 가중치 및 하위 캐리어 가중치를 결정할 수 있으므로, 안테나 가중치 및 하위 캐리어 가중치를 보다 적절하게 결정할 수 있다.
[제10 실시예]
본 발명에 의한 시뮬레이션(simulation)에 대하여 설명한다. 역확산은 도 8에 도시한 수신기를 이용한 안테나 다이버시티 결합 후에 행해진다. 안테나 다이버시티 결합은 최대율 결합 방법을 이용하여 행해지며, 역확산은 3가지 방법, 즉 MMSEC, EGC 및 ORC[그 방법은 이하에서는 MRC(Div.)/MMSEC(Desp.), MRC(Div.)/EGC(Desp.) 및 MRC(Div.)/ORC(Desp.)로 표현한다]로 행해진다. 안테나 다이버시티 결합은 동일 이득 결합 방법을 이용하여 행해지며, 역확산은 2가지 방법, 즉 MMSEC 및 EGC[그 방법은 EGC(Div.)/MMSEC(Desp.)와 EGC(Div.)/EGC(Desp.)로 나타낸다]로 행해진다. 안테나 다이버시티 결합은 도 19에 도시한 수신기(505)를 이용한 역확산 후에 행해진다. 역확산은 MMSEC를 이용하여 행해지며, 안테나 다이버시티 결합은 동일 이득 결합 방법[그 방법은 이하에서는 MMSEC(Desp.)/EGC(Div.)으로 나타낸다]을 이용하여 행해진다. 비교를 위하여, 역확산은 단지 MMSEC 및 EGC를 이용하여 행해진다. 시뮬레이션은 확산 계수(SF=32), 전체 경로수(L=24) 및 지연 확산(s=0.29㎲)에 기초하여 수행된다.
도 35는 다중화 코드 수(Cmux=8)일 때, 평균 수신 Eb/No(데이터 비트 당 신호 전력 대 잡음 전력의 밀도비) 대 평균 패킷 오차율(average packet error rate)을 나타낸다. 도 35에 도시한 바와 같이, MMSEC에 따라 도 19에 도시한 수신기(505)를 이용하여 역확산을 행하는 MMSEC(Desp.)/EGC(Div.)에 의하여 최상의 특성을 달성할 수 있으며, 따라서 안테나 다이버시티는 동일 이득 결합 방법으로 수행된다. 수신기(505)에서, 확산 코드 사이의 직교성 파괴에 기인하는 코드 간 간섭은 각 안테나에서 MMSEC를 이용하는 역확산을 채용함으로써 독립적으로 각 안테나에서 감소될 수 있다. 후속하는 안테나 다이버시티 결합은 안테나 사이의 코드 간 간섭에서의 차이를 반영하는 결합을 허용한다.
MMSEC 및 EGC를 이용한 단순한 역확산과 비교하면, MRC(Div.)/MMSEC(Desp.), MRC(Div.)/EGC(Desp.), MRC(Div.)/ORC(Desp.), EGC(Div.)/MMSEC(Desp.) 및 EGC(Div.)/EGC(Desp.) 방법의 어느 것에 의하여도 높은 특성을 달성할 수 있다.
도 36은 다중화 코드 수에 대하여 평균 패킷 오차율(=10-2)을 충족시키는 안테나 특성마다 평균 수신 Eb/No를 도시한다. 도 36에 도시한 바와 같이, MMSEC에 따라 도 19에 도시한 수신기(505)를 이용하여 역확산을 행하는 MMSEC(Desp.)/EGC(Div.) 방법에 의하여 큰 지연 확산이 있을 때에도 다중화 코드 수에 관계없이 뛰어난 특성을 달성할 수 있으며, 이어 안테나 다이버시티 결합은 EGC에 따라 행해진다. 안테나 다이버시티 결합 후 역확산을 행하는 EGC(Div.)/EGC(Desp.) 및 EGC(Div.)/MMSEC(Desp.) 방법으로 상대적으로 양호한 특성을 달성할 수 있다.
Cmux < 8인 영역에서, 다중화 코드 수가 작은 경우, MRC(Div.)/EGC(Desp.) 방법은 도 8에 도시한 수신기(5)를 이용한 안테나 다이버시티 결합 후 역확산을 행하는 양호한 특성을 제공할 수 있다. 전술한 것에서 명백한 바와 같이, 수신기(5)를 사용하는 경우, 코드간 간섭의 영향이 적은 영역에서 다이버시티 결합에 대한 큰 다이버시티 이득을 제공하는 MRC를 사용하고 MRC에 기인한 각 하위 캐리어에서 잡음 전력에 관하여 고려할 필요가 없는 EGC를 이용하여 역확산을 행하는 것이 바람직하다.
도 37은 확산 계수(SF)에 대하여 평균 패킷 오차율(=10-2)을 충족시키는 요구되는 평균 수신 Eb/No 특성을 도시한다. 도 37은 확산 계수에 의하여 정규화되는 다중화 코드 수(Cmux/SF)가 1일 때 달성되는 특성을 도시한다. 도 37에 도시한 바와 같이, MMSEC에 따라 도 19에 도시한 수신기(505)를 이용하여 역확산을 행하는 MMSEC(Desp.)/EGC(Div.) 방법에 관계없이 우수한 특성을 달성할 수 있으며, 이어 EGC를 이용하여 안테나 다이버시티 결합을 행한다. 다중화 코드 수가 확산 계수에 비하여 작은 경우, 수신기(505)를 이용하여 행해지며 안테나 사이의 코드 간 간섭 차이를 반영하는 MMSEC(Desp.)/EGC(Div.) 방법으로 상당히 개선된 특성을 달성할 수 있다.
도 38은 안테나 사이의 페이딩 상관 계수에 대하여 평균 패킷 오차율(=10-2)을 충족시키는 요구되는 평균 수신 Eb/No 특성을 도시한다. 도 38은 다중화 코드 수(Cmux)가 8인 경우에 달성되는 특성을 도시한다. 도 38에 도시한 바와 같이, MMSEC에 따라 도 19에 도시한 수신기(505)를 이용하여 역확산을 행하는 MMSEC(Desp.)/EGC(Div.) 방법으로 상관 계수가 작은 경우에 양호한 특성을 달성할 수 있으며, 이어 EGC를 이용하여 안테나 다이버시티 결합을 행한다.
[변형]
본 발명은 전술한 제1 내지 제10 실시예에 한정되지 않으며 여러 가지 방식으로 변형될 수 있다. 예를 들면, 송신기는 도 39에 도시한 다중화 코드 수 데이터 생성부(41i) 및 데이터 생성부(41j)를 구비할 수 있다. 다중화 코드 수 데이터 생성부(41i)는 코드 분할 다중화되는 데이터 채널(#1-#n)의 수에 대응하는 다중화 코드 수에 관한 데이터(이하에서는 "다중화 코드 수 데이터"라 한다)를 생성하여 데이터 심볼 생성부(41a)로 입력시킨다.
데이터 생성부(41j)는 다중화 코드 수 데이터 이외의 데이터, 즉 단말 장치로 전송되는 영상 데이터 및 음성 데이터를 생성하여 데이터 심볼 생성부(41a)에 입력시킨다. 다중화 코드 수 데이터 생성부(41i)로부터 입력되는 다중화 코드 수 데이터 및 데이터 생성부(41j)로부터 입력되는 다중화 코드 수 데이터 이외의 데이터에 기초하여 데이터 심볼 생성부(41a)는 양 데이터 모두를 포함하는 데이터 심볼을 생성한다. 송신기는 다중화 코드 수 데이터를 포함하는 데이터 신호를 수신기로 전송한다.
따라서, 수신기는 수신 신호(7)에 포함되는 데이터 신호로부터 다중화 코드 수 데이터를 얻을 수 있다. 이는 도 13e 및 26에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(826, 829)에서 다중화 코드 수를 추정할 필요가 없으므로, 다중화 코드 수 추정부(826c, 829c)에 필요를 없애어 처리 및 구성을 단순화시킬 수 있다. 하위 캐리어 가중치 제어기(826, 829)는 추정값 대신에 실제의 정확한 값의 다중화 코드 수를 이용하여 하위 캐리어 가중치를 얻을 수 있다. 이는 하위 캐리어 가중치 제어기(826, 829)가 더욱 적절한 하위 캐리어 가중치를 얻을 수 있게 한다.
도 40에 도시한 바와 같이, 수신기는 복수의 덧셈부(adding unit)를 구비할 수 있다. 각 확산 코드 곱셈기는 확산 코드를 곱한 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)를 덧셈부(52g)로 입력시킨다. 덧셈부(52g)로 입력되는 하위 캐리어마다의 수신 신호(7)는 #1부터 #n(n은 자연수)까지 번호를 매긴다. 각 덧셈부는 입력되는 수신 신호(7)를 1부터 n까지 더하여 주파수 방향으로 평균을 낸다. 덧셈부(52g)는 더해진 수신 신호(7)를 안테나 가중치 곱셈기로 입력시킨다. 덧셈부(52g)로 입력되는 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)의 수는 각 덧셈부마다 상이하다.
따라서, 덧셈부(52g)는 확산 코드 곱셈기(52e)에서 확산 코드를 곱한 수신 신호(7)를 더하여 주파수 방향으로 평균화한다. 따라서, 덧셈부(52g)에서 수신 신호(7)를 더하고 평균화한 후, 안테나 가중치 곱셈기, 하위 캐리어 가중치 곱셈기 및 전체 가중치 곱셈기는 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치, 안테나 가중치 및 전체 가중치를 곱한다. 따라서, 가중치 제어기는 안테나 가중치, 하위 캐리어 가중치 및 전체 가중치를 감소시킬 수 있으며, 가중치를 결정하는 부하를 줄일 수 있다. 안테나 가중치 곱셈기, 하위 캐리어 가중치 곱셈기 및 전체 가중치 곱셈기의 수를 줄일 수 있으므로, 수신기의 구성을 단순화시킬 수 있다. 특히, 도 13f, 13g 및 26에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(827-829)가 하위 캐리어 가중치 제어기로 제공되고 적응성 알고리즘을 이용하여 하위 캐리어 가중치를 얻는 경우, 가중치 갱신부(827c, 828d 및 829g)에 의해 수행되는 계산량은 하위 캐리어 가중치의 수와 함께 증가된다[이는 충분한 구성요소를 가질 때 가중치 제어기(308)에 적용된다. 따라서, 결정되는 하위 캐리어 수를 감소시키면 가중치 갱신부(827c, 828d, 829g)에 의해 수행되는 계산량을 감소시키고 부하를 감소시킬 수 있다.
도 41에 도시한 바와 같이, 수신기는 복수의 지연 장치(52h)와 복수의 덧셈부(52i)를 포함할 수 있다. 확산 코드 곱셈기(52e)는 확산 코드를 곱한 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)를 지연 장치(52h)와 덧셈부(52i)로 입력시킨다. 입력되는 각 하위 캐리어 상의 m(m은 자연수)개의 수신 신호(7)를 시간축으로 더하기 위하여 복수의 지연 장치(52h)는 (n-1)시간 시프트되는 (m-1)개의 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)를 생성한다.
확산 코드 곱셈기(52e)에서 직접 입력되는 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)는 최종 신호로 사용된다. 따라서, (m-1)개의 지연 장치(52h)가 구비된다. 각 지연 장치(52h)는 소정 시간(Ts) 만큼 입력되는 수신 신호(7)를 지연시켜 다음 지연 장치(52h) 및 덧셈부(52i)로 입력시킨다. 지연 시간(Ts)은 하나의 심볼 길이로 설정된다.
덧셈부(52i)는 시간축 방향으로 상이한 시간에 입력되는 각 하위 캐리어 상의 m개의 수신 신호(7)를 더하고 시간축 방향으로 평균화한다. 덧셈부(52i)는 더해진 수신 신호(7)를 안테나 가중치 곱셈기로 입력시킨다. 덧셈부(52i)로 입력되는 각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)의 수는 각 덧셈부(52i)마다 다를 수 있다.
각 하위 캐리어 상의 수신 신호(7)는 시간축 방향으로 평균화되므로, 수신 신호(7)의 신호 대 잡음 전력비(SNR)는 확산 코드 구간에 걸쳐 평균화된 수신 신호(7)를 결합시키고 역확산시킴으로써 증가될 수 있다. 특히, 도 13f, 13g 및 26에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(826-829)는 하위 캐리어 가중치로 제공되며 하위 캐리어 가중치가 적응성 알고리즘을 이용하여 얻어지는 경우, 하위 캐리어 가중치를 결정하는데 사용되는 역확산 후의 신호 대 잡음 전력비는 증가한다[이는 충분한 구성요소를 가질 때 가중치 제어기(308)에 적용된다]. 이는 증가된 속도로 증가된 정확성으로 하위 캐리어 가중치를 결정할 수 있게 한다.
수신기는 하위 캐리어 가중치 제어기와 하위 캐리어 가중치 곱셈기로서 도 42에 도시한 하위 캐리어 가중치 제어기(830)와 하위 캐리어 가중치 곱셈기(52j)를 구비할 수 있다. 이와는 달리, 하위 캐리어 가중치 제어기(830)의 구성을 갖는 가중치 제어기를 사용할 수 있으며, 하위 캐리어 가중치 곱셈기(52j)의 위치에 전체 가중치를 곱하는 전체 가중치 곱셈기를 사용할 수 있다.
하위 캐리어 가중치 제어기(830)는 비트 스트링 저장부(bit string storage unit)(830a), 기준 심볼 생성부(830b), 복수의 심볼 복제부(830c), 확산 코드 곱셈기(830d), 주파수/시간 변환기(830e), 오차 추정기(830f) 및 가중치 갱신부(830g)를 구비한다. 비트 스트링 저장부(830a)와 기준 심볼 생성부(830b)는 도 13d에 도시한 비트 스트링 저장부(825b)와 기준 심볼 생성부(825c)와 실질적으로 유사하다.
기준 심볼 생성부(830b)는 기준 심볼을 심볼 복제부(830c)에 입력시킨다. 심볼 복제부(830c)는 확산 코드의 확산 코드 구간만큼 기준 심볼을 복제한다. 확산 코드 곱셈기(830d)는 복제된 기준 심볼에 확산 코드를 곱하여 기준 신호를 얻는다. 주파수/시간 변환기(830e)는 기준 신호에 대하여 주파수/시간 변환을 행하여 복수의 하위 캐리어 상에 확산되는 기준 신호(이하에서는 "기준 다중 캐리어 CDMA 신호"라 한다)를 생성한다. 주파수/시간 변환기(830e)는 기준 다중 캐리어 CDMA 신호를 오차 추정기(830f)로 입력시킨다.
하위 캐리어 가중치 곱셈기(52j)는 시간/주파수 변환기(52c)의 업스트림(upstream)으로 제공된다. 하위 캐리어 가중치 곱셈기(52j)는 수신 신호(7)에 하위 캐리어 가중치를 곱한다. 하위 캐리어 가중치 곱셈기(52j)는 하위 캐리어 가중치를 곱한 수신 신호(7)를 오차 추정기(830f)와 시간/주파수 변환기(52c)로 입력시킨다. 오차 추정기(830f)는 하위 캐리어 가중치를 곱하고 시간/주파수 변환기(52c)에서 시간/주파수 변환 처리를 하지 않은 수신 신호(7) 사이와 기준 다중 캐리어 CDMA 신호 사이의 오차를 추정한다. 가중치 갱신부(830g)는 적응성 알고리즘을 이용하여 오차 추정기(830f)로부터 입력되는 하위 캐리어 가중치를 곱하고 시간/주파수 변환기(52c)에서 시간/주파수 변환 처리를 하지 않은 수신 신호(7)와 기준 다중 캐리어 CDMA 신호 사이의 오차의 제곱 평균 오차를 최소화하도록 점차 갱신시키는 가중치를 얻는다. 하위 캐리어 가중치 제어기는 얻은 하위 캐리어 가중치를 하위 캐리어 가중치 곱셈기(52j)에 입력시킨다.
이는 시간/주파수 변환기(52c)에서 시간/주파수 변환 처리를 하지 않은 수신 신호(7)와 전송 신호(6) 사이의 제곱 평균 오차를 최소화하도록 하위 캐리어 가중치를 갱신할 수 있다. 그 결과, 하위 캐리어 가중치 제어기는 역확산 후의 수신 신호(7)와 전송 신호(6) 사이의 오차가 최소가 되도록 하위 캐리어 가중치를 갱신하는 것과 유사한 효과를 얻을 수 있다.
따라서, 본 발명은 다중 캐리어 CDMA 전송 방식에 안테나 다이버시티 결합을 적절하게 적용하여 데이터 채널 사이의 간섭의 영향을 감소시키고 신호 전송 특성을 개선할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 다중 캐리어 CDMA 전송 방식을 도시한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 통신 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 송신기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4a, 4b 및 4c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전송 신호를 도시한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다른 송신기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 본 발명의 제1 실시예에 따른 입력 심볼의 스위칭을 도시한다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다른 송신기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수신기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9는 다중 캐리어 CDMA 전송 방식에 안테나 다이버시티 결합을 단순하게 적용한 것을 도시한다.
도 10a, 10b 및 10c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 안테나 가중치 제어기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다른 수신기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 12a 내지 12d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하위 캐리어 가중치를 결정하는 방법을 도시한다.
도 13a 내지 도 13g는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하위 캐리어 가중치 제어기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 14는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전송 신호를 전송하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수신 신호를 수신하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수신기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다른 가중치 제어기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 18은 본 발명의 제2 실시예에 따른 수신 신호를 수신하는 과정을 나타내는 블록도이다.
도 19는 본 발명의 제3 실시예에 따른 수신기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 20은 본 발명의 제3 실시예에 따른 수신 신호를 수신하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 21은 본 발명의 제4 실시예에 따른 수신기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 22는 본 발명의 제4 실시예에 따른 수신 신호를 수신하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 23은 본 발명의 제5 실시예에 따른 송신기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 24는 본 발명의 제5 실시예에 따른 송신 신호를 도시한다.
도 25는 본 발명의 제5 실시예에 따른 다른 송신기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 26은 본 발명의 제5 실시예에 따른 하위 캐리어 가중치 제어기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 27은 본 발명의 제6 실시예에 따른 수신기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 28은 본 발명의 제6 실시예에 따른 수신 신호를 수신하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 29는 본 발명의 제7 실시예에 따른 수신기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 30은 본 발명의 제7 실시예에 따른 수신 신호를 수신하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 31은 본 발명의 제8 실시예에 따른 수신기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 32는 본 발명의 제8 실시예에 따른 수신 신호를 수신하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 33은 본 발명의 제9 실시예에 따른 수신기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 34는 본 발명의 제9 실시예에 따른 수신 신호를 수신하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 35는 본 발명의 제10 실시예에 따른 시뮬레이션의 평균 패킷 오차율을 나타내는 그래프이다.
도 36은 복수의 다중화 코드와 연관된 본 발명의 제10 실시예에 따른 시뮬레이션의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 37은 확산 계수(spreading factor)와 연관된 본 발명의 제10 실시예에 따른 시뮬레이션 특성을 나타내는 그래프이다.
도 38은 상관 계수(correlation factor)와 연관된 본 발명의 제10 실시예에 따른 시뮬레이션의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 39는 본 발명의 변형에 따른 복수의 다중화 코드 생성부 및 데이터 생성부를 도시한다.
도 40은 본 발명의 변형에 따른 주파수 축 방향으로 수신 신호를 평균화하는 과정을 도시한다.
도 41은 본 발명의 변형에 따른 시간 축 방향으로 수신 신호를 평균화하는 과정을 도시한다.
도 42는 본 발명의 변형에 따른 하위 캐리어 가중치 및 하위 캐리어 가중치 곱셈기의 구성을 나타내는 도면이다.

Claims (40)

  1. 다중 캐리어 CDMA 전송용 수신기로서,
    복수의 데이터 채널 상에서 전송되며 상이한 주파수를 갖는 하위 캐리어 상에서 전송되는 복수의 데이터 심볼에 각 데이터 채널에 대한 확산 코드를 곱하여 얻어지는 신호를 수신하도록 구성되는 복수의 안테나,
    상기 복수의 안테나가 수신한 수신 신호에, 그 수신 신호에 대응하는 상기 데이터 채널에 대한 확산 코드를 곱하도록 구성되는 확산 코드 곱셈기(spreading code multiplier),
    상기 복수의 데이터 채널에 대한 확산 코드가 서로 직교하도록, 각 안테나가 수신한 수신 신호에 곱해지는 안테나 가중치와 각 하위 캐리어 상에서 수신한 수신 신호에 곱해지는 하위 캐리어 가중치를 조정하도록 구성되는 가중치 제어기(weight controller),
    상기 가중치 제어기에 의해서 조정된 상기 안테나 가중치 및 상기 하위 캐리어 가중치를 상기 수신 신호에 곱하도록 구성되는 가중치 곱셈기,
    상기 가중치 제어기에서 상기 안테나 가중치 및 상기 하위 캐리어 가중치를 곱한 수신 신호를 상기 안테나 사이와 상기 확산 코드의 확산 코드 구간(spreading code duration)에 걸쳐 결합하여 안테나 다이버시티 결합 및 역확산을 수행하도록 구성되는 결합부, 및
    상기 확산 코드를 이용하여 곱해진 상기 각 하위 캐리어 상의 수신 신호에 상기 하위 캐리어 가중치를 곱하며, 상기 각 하위 캐리어 상의 수신 신호를 상기 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시키고, 상기 각 안테나의 수신 신호에 상기 안테나 가중치를 곱하며, 그리고 상기 각 안테나의 수신 신호를 상기 안테나 사이에 결합시키는 순서를 제어하는 판단부(judging unit)
    를 포함하고,
    상기 가중치 곱셈기 및 상기 결합부는 상기 판단부의 제어에 따라 역확산(despreading) 및 안테나 다이버시티 결합(antenna diversity combining)을 수행하는 것을 특징으로 하는 수신기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에서,
    상기 복수의 안테나가 수신하는 수신 신호의 상태를 계측하는 계측부(measuring unit)를 더 포함하며,
    상기 판단부는 상기 계측부가 계측한 수신 신호의 상태에 기초하여 상기 역확산 및 안테나 다이버시티 결합을 행하는 순서를 제어하는
    수신기.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제1항에서,
    전송된 신호가 전파된 전파 경로를 추정하도록 구성되는 전파 경로 상태 추정기(propagation path state estimator)를 더 포함하며,
    상기 가중치 제어기는 상기 전파 경로 상태 추정기에 의하여 추정된 전파 경로 상태의 추정값에 기초하여 상기 안테나 가중치 및 상기 하위 캐리어 가중치를 조정하는
    수신기.
  13. 제1항에서,
    상기 수신 신호 사이의 간섭 상태를 추정하도록 구성되는 간섭 상태 추정부(interference state estimating unit)를 더 포함하며,
    상기 가중치 제어기는 상기 간섭 상태 추정부에 의하여 추정된 간섭 상태의 추정값에 기초하여 상기 안테나 가중치 및 상기 하위 캐리어 가중치를 조정하는
    수신기.
  14. 제1항에서,
    상기 수신 신호로부터 복원되는 데이터 심볼의 수신 품질(reception quality)을 계측하도록 구성되는 수신 품질 계측부를 더 포함하며,
    상기 가중치 제어기는 상기 수신 품질 계측부에 의하여 계측된 수신 품질의 계측값에 기초하여 상기 안테나 가중치 및 상기 하위 캐리어 가중치를 조정하는
    수신기.
  15. 제1항에서,
    상기 각 하위 캐리어 상의 수신 신호를 더하여 주파수축 또는 시간축 방향으로 평균화하는 덧셈부(adding unit)를 더 포함하는
    수신기.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 송신기와 수신기를 포함하는 다중 캐리어 CDMA 전송용 통신 시스템으로서,
    상기 송신기는 복수의 데이터 채널 상에서 전송되는 복수의 데이터 심볼에 상기 각 데이터 채널에 대한 확산 코드를 곱하여 얻은 신호를, 상이한 주파수를 갖는 복수의 하위 캐리어를 이용하여 전송하고,
    상기 수신기는
    상기 송신기에 의하여 전송되는 상기 신호를 수신하도록 구성되는 복수의 안테나,
    상기 복수의 안테나가 수신한 수신 신호에, 그 수신 신호에 대응하는 상기 데이터 채널에 대한 확산 코드를 곱하도록 구성되는 확산 코드 곱셈기,
    상기 복수의 데이터 채널에 대한 확산 코드가 서로 직교하도록, 각 안테나가 수신한 수신 신호에 곱해지는 안테나 가중치와 각 하위 캐리어 상에서 수신한 수신 신호에 곱해지는 하위 캐리어 가중치를 조정하도록 구성되는 가중치 제어기,
    상기 가중치 제어기에 의하여 조정된 상기 안테나 가중치 및 상기 하위 캐리어 가중치를 상기 수신 신호에 곱하도록 구성되는 가중치 곱셈기,
    상기 가중치 제어기에서 상기 안테나 가중치 및 상기 하위 캐리어 가중치를 곱한 수신 신호를 상기 안테나 사이와 상기 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 결합하여 안테나 다이버시티 결합 및 역확산을 수행하도록 구성되는 결합부, 그리고
    상기 확산 코드를 이용하여 곱해진 상기 각 하위 캐리어 상의 수신 신호에 상기 하위 캐리어 가중치를 곱하며, 상기 각 하위 캐리어 상의 수신 신호를 상기 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시키고, 상기 각 안테나의 수신 신호에 상기 안테나 가중치를 곱하며, 그리고 상기 각 안테나의 수신 신호를 상기 안테나 사이에 결합시키는 순서를 제어하는 판단부(judging unit)
    를 포함하고,
    상기 가중치 곱셈기 및 상기 결합부는 상기 판단부의 제어에 따라 역확산(despreading) 및 안테나 다이버시티 결합(antenna diversity combining)을 수행하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  20. 다중 캐리어 CDMA 전송을 위한 통신 방법으로서,
    복수의 데이터 채널 상에서 전송되며 상이한 주파수를 갖는 하위 캐리어 상에서 전송되는 복수의 데이터 심볼에 각 데이터 채널에 대한 확산 코드를 곱하여 얻어지는 신호를 수신기의 복수의 안테나가 수신하는 단계,
    상기 수신기에서 상기 복수의 안테나가 수신한 수신 신호에, 그 수신 신호에 대응하는 데이터 채널에 대한 확산 코드를 곱하는 단계,
    상기 복수의 데이터 채널에 대한 상기 확산 코드가 서로 직교하도록, 각 안테나에 의하여 수신된 신호에 곱해지는 안테나 가중치와 각 하위 캐리어 상에서 수신된 신호에 곱해지는 하위 캐리어 가중치를 조정하는 단계,
    상기 조정 단계에서 조정된 상기 안테나 가중치 및 상기 하위 캐리어 가중치를 상기 수신 신호에 곱하는 단계, 그리고
    상기 안테나 가중치 및 상기 하위 캐리어 가중치를 곱한 상기 수신 신호를 상기 안테나 사이 및 상기 확산 코드의 확산 코드 구간에 걸쳐 결합하는 단계;
    상기 확산 코드를 이용하여 곱해진 상기 각 하위 캐리어 상의 수신 신호에 상기 하위 캐리어 가중치를 곱하고, 상기 각 하위 캐리어 상의 수신 신호를 상기 확산 코드 구간에 걸쳐 결합시키고, 상기 각 안테나의 수신 신호에 상기 안테나 가중치를 곱하며, 상기 각 안테나의 수신 신호를 상기 안테나 사이에 결합시키는 순서를 제어하는 단계; 및
    상기 제어 단계에 의한 제어 하에 역확산 및 안테나 다이버시티 결합을 수행하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 제20항에서,
    상기 수신기는 상기 복수의 안테나에 의하여 수신되는 상기 수신 신호의 상태를 계측하고, 상기 수신 신호의 상태에 기초하여 역확산 및 안테나 다이버시티 결합의 순서를 제어하는 통신 방법.
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 제20항에서,
    상기 수신기는 상기 수신 신호에 곱해지는 상기 안테나 가중치에 기초하여 상기 안테나 가중치를 곱한 상기 수신 신호의 상태를 유지할 것인지 또는 상기 수신 신호의 상태를 다시 조정할 것인지를 결정하고, 그 결정의 결과에 기초하여 상기 하위 캐리어 가중치를 조정하는
    통신 방법.
  32. 제20항에서,
    상기 수신기는 동일 이득 결합 방법(equal gain combining method)를 이용하여 상기 안테나 가중치를 결정하고, 최소 평균 제곱 오차 결합(minimum mean square error combining) 방법 또는 동일 이득 결합 방법을 이용하여 상기 하위 캐리어 가중치를 결정하는
    통신 방법.
  33. 제20항에서,
    상기 수신기는 상기 수신 신호에 곱해지는 상기 하위 캐리어 가중치에 기초하여 상기 하위 캐리어 가중치를 곱한 상기 수신 신호의 상태를 유지할 것인지 또는 상기 수신 신호의 상태를 다시 조정할 것인지를 결정하고, 그 결정의 결과에 기초하여 상기 안테나 가중치를 조정하는
    통신 방법.
  34. 제20항에서,
    상기 수신기는 최소 제곱 평균 오차 결합 방법을 이용하여 상기 하위 캐리어 가중치를 결정하고, 동일 이득 결합 방법을 이용하여 상기 안테나 가중치를 결정하는
    통신 방법.
  35. 제20항에서,
    상기 수신기는 전송 신호가 전파된 전파 경로 상태를 추정하며, 상기 추정된 전파 경로 상태의 추정값에 기초하여 상기 안테나 가중치 및 상기 하위 캐리어 가중치를 조정하는
    통신 방법.
  36. 제20항에서,
    상기 수신기는 안테나 가중치 및 상기 하위 캐리어 가중치를 조정하기 위한 기준으로 사용되는 전파 경로 상태의 임계값과 상기 전파 경로 상태의 추정값을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 상기 안테나 가중치 및 상기 하위 캐리어 가중치를 조정하는
    통신 방법.
  37. 제20항에서,
    상기 수신기는 상기 수신 신호의 간섭 상태를 추정하고, 상기 간섭 상태의 추정값에 기초하여 상기 안테나 가중치 및 상기 하위 캐리어 가중치를 조정하는
    통신 방법.
  38. 제37항에서,
    상기 수신기는 상기 안테나 가중치 및 상기 하위 캐리어 가중치를 조정하기 위한 기준으로 사용되는 안테나간 간섭 상태의 차이에 대한 임계값과 안테나간 상기 간섭 상태의 추정값의 차이를 비교하고, 비교 결과에 기초하여 상기 안테나 가중치 및 상기 하위 캐리어 가중치를 조정하는
    통신 방법.
  39. 제20항에서,
    상기 수신기는 상기 수신 신호로부터 복원되는 상기 수신 신호의 수신 품질을 계측하고, 상기 수신 품질의 계측값에 기초하여 상기 안테나 가중치 및 상기 하위 캐리어 가중치를 조정하는
    통신 방법.
  40. 제39항에서,
    상기 수신기는 상기 안테나 가중치 및 상기 하위 캐리어 가중치를 조정하기 위한 기준으로 사용되는 상기 수신 품질 변화의 임계값과 상기 수신 품질의 계측값의 변화를 비교하고, 비교 결과에 기초하여 상기 안테나 가중치 및 상기 하위 캐리어 가중치를 조정하는
    통신 방법.
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