KR100563383B1 - Ｍｉｍｏ 수신기 및 그 수신방법 - Google Patents

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가부시키가이샤 엔.티.티.도코모
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Abstract

유저수가 많은 경우에 등화 개시 타이밍 등화범위, 채널추정의 정밀도를 높게 한다.
각 유저신호마다의 등화 개시 타이밍(t0), 등화범위(te), 채널(H)추정을 행하고, 이것 등에 의해 각 유저의 수신신호 레플리카(Re1∼ReN)를 생성하고, 이것 등 레플리카를 수신신호로부터 공제하여 오차신호(Es)로 하고, 이 Es에 Re1∼ReN 을 가산해서 각각 간섭억압된 유저(1∼N)의 수신신호로 하고, 이것들에 대해 t0, te, H, Re1∼ReN을 생성하여 다시 Es를 만들어 동일한 것을 반복해서 t0, te, H의 정밀도를 향상시킨다.
레플리카, 등화범위, 채널수정, 트레이닝심볼, 인터리빙, 변조수단, 적응등화, 복호기, 시프트 레지스터.

Description

ＭＩＭＯ 수신기 및 그 수신방법{MIMO RECEIVER AND METHOD OF RECEPTION THEREFOR}
도 1은 터보 수신기에 대응하는 송신기의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 2는 MIMO 터보 수신기의 기능구성예를 도시하는 도면이다.
도 3은 MIMO 적응 등화부의 기능구성예를 도시하는 도면이다.
도 4는 싱글 유저용 적응 등화기의 기능구성을 도시하는 도면이다.
도 5a는 종래의 심볼 동기타이밍의 결정방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5b는 종래의 등화범위의 결정방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 제안되어 있는 MIMO 수신기의 구성을 도시하는 도면이다.
도 7은 동기타이밍 생성부의 기능구성예를 도시하는 도면이다.
도 8은 개시 타이밍·범위 후보 생성부의 기능구성예를 도시하는 도면이다.
도 9는 채널추정부의 기능구성예를 도시하는 도면이다.
도 10은 제안되어 있는 안테나간 공통의 등화 개시 타이밍 신호, 등화범위 후보 신호의 생성을 행하는 MIM0 수신기의 기능구성을 도시하는 도면이다.
도 11은 도 10중의 동기타이밍 생성부의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 12는 도 10중의 개시 타이밍·범위 후보 생성부의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제 1 실시예의 수신기의 기능구성을 도시하는 도면이다.
도 14는 도 13중의 처리단(42s)의 기능구성예를 도시하는 도면이다.
도 15는 도 14중의 레플리카 생성기(45)의 기능구성예를 도시하는 도면이다.
도 16은 본 발명의 제 2 실시예의 처리단(42s)의 기능구성예를 도시하는 도면이다.
도 17은 도 16중의 채널추정부(28)의 기능구성예를 도시하는 도면이다.
도 18은 본 발명의 제 3 실시예의 수신기의 기능구성예를 도시하는 도면이다.
도 19는 본 발명의 제 4 실시예의 수신기의 기능구성예를 도시하는 도면이다.
도 20은 도 19중의 처리단(42s)의 기능구성예를 도시하는 도면이다.
도 21a는 본 발명의 제 5 실시예에서의 처리수순 검출부(48)의 기능구성예를 도시하는 도면이다.
도 21b는 그 밖의 예를 도시하는 도면이다.
도 22는 제 5 실시예에서의 처리단(42s)의 기능구성예를 도시하는 도면이다.
도 23은 본 발명의 제 6 실시예의 수신기의 기능구성예를 도시하는 도면이다.
도 24는 제 6 실시예에서의 처리수순 검출부(48)의 기능구성예를 도시하는 도면이다.
도 25는 본 발명의 제 7 실시예의 처리단(42s)의 기능구성예를 도시하는 도면이다.
도 26은 처리부를 반복 사용하여 각 처리단으로 하는 구성예를 도시하는 도면이다.
도 27은 본 발명의 제 8 실시예의 기능구성의 주요부를 도시하는 도면이다.
도 28은 제 1 내지 제 4 실시예에 대응하는 본 발명의 방법의 처리수순의 예를 도시하는 흐름도이다.
도 29는 제 5 실시예에 대응하는 본 발명의 방법의 처리수순의 예를 도시하는 흐름도이다.
도 30은 제 6 실시예에 대응하는 본 발명의 방법의 처리수순의 예를 도시하는 흐름도이다.
도 31은 제 7 실시예에 대응하는 본 발명의 방법의 처리수순의 예를 도시하는 흐름도이다.
본 발명은 동일 주파수대를 사용하여 동일 시각에 송신을 행하는, 2이상의 정수(N)개의 송신기로부터의 신호를, 2이상의 정수(M)개의 안테나로 수신한 수신신호에 대하여, 적응 등화처리를 행하여 복호처리를 행하는 다입력 다출력(MIM0) 수신기 및 수신방법에 관한 것이다.
이동체 통신사업의 과제는 한정된 주파수상에서 어떻게 고품질로 다수의 유저를 수용할 수 있는가라는 것에 있다. 이와 같은 과제를 해결하는 수단으로서, 다입력 다출력(Multi-Input Multi-Output: MIMO)시스템이 있다. 이 시스템에서는 제 1 내지 제 N 송신기가 동일 주파수대를 사용하고, 동일한 시간에 각각 제 1∼제 N 심볼 계열 신호의 송신을 행하고, 이들의 송신신호를 복수의 안테나(#1∼#M)를 구비한 MIMO 수신기로 수신하고, MIMO 수신기는 수신신호를 처리하고, 제 1∼제 N 송신기로부터의 제 1∼제 N 송신심볼을 추정하여 출력단자(Out1∼0utN)에 송신기별로 출력한다.
MIMO 시스템에서의 1개의 송신기의 구성을 도 1에 도시한다. 정보 비트에 대해 채널부호기(51)로 오류정정 부호화를 행하고, 오류정정 부호화에 의해 얻어진 부호화 비트 계열을, 인터리빙 수단(52)에서 인터리빙한 후, 매핑수단(53)에서 심볼로 매핑하여 송신한다. 그 변조수단(53)으로부터의 심볼 계열전에 수신측이 이미 알고 있고, 또한 각 송신기에 고유의 트레이닝 심볼 계열 생성수단(54)으로부터의 트레이닝 심볼 계열을 다중화 수단(55)에서 부가하여 송신한다. 이 송신신호계열은 고주파 신호로 되어서 안테나로부터 전파로서 방사된다.
MIMO 수신기는 예를 들면 유럽 특허출원 공개 EP12335655 A2호 공보(2002년 8월 21일 발행)에 개시되어 있다. 종래의 MIMO 수신기의 구성을 도 2에 도시한다. 안테나(#1∼#M)로부터 수신신호는 베이스밴드 신호로 변환되고, 수신신호(r1∼rM)로서 MIMO 적응등화부(35)에서 등화처리되고, MIMO 적응등화부(35)로부터의 각 송신 계열마다의 출력이 복호부(621∼62N)에서 각각 복호된다. MIMO 적응등화부(35)의 구성을 도 3에 도시한다. 이 적응등화부(35)에는 베이스밴드의 샘플링된 수신신호(r1∼rM), SISO 복호기(63)로부터 피드백(귀환)되는 사전정보 계열(2, λ21∼λ2N), 채널상태(전반로 특성) 추정값(H)이 입력되어, 레플리카 생성부(65)에서 사전정보 계열(2) 및 채널추정값에 의해 수신신호의 레플리카를 재생하고, 감산부(66)에서 이것을 수신신호로부터 공제함으로써 ISI(부호간 간섭), MAI(채널간 간섭)를 저감한다. 또한, 이 저감처리를 행한 후에 남겨지는 ISI 및 MAI를 MMSE 필터(67)에 의해 처리하고, 그 처리결과에 대하여 각 심볼의 대수우도비(對數尤度比: LLR(log likelihood ratio))를 LLR 생성부(68)에서 계산해서 사전정보 계열(1, λ11∼λ1N)로서 출력한다. 도 2중의 각 유저(송신기)와 대응하는 복호부(621∼62N)에서는, MIM0 적응등화부(35)에서 계산된 각 심볼의 사전정보 계열(1)을, 도면에 도시하고 있지 않은 디매핑부에 의해 비트 계열로 변환하고, 그 비트 계열을 디인터리버(69)로 디인터리빙 하여, 이 디인터리빙된 계열을 SIS0 복호기(63)로 복호한다. SIS0 복호기(63)로부터의 판정 출력값 계열을, 인터리버(71)로 인터리빙 하고, 그 인터리버(71)의 출력을 도면에 도시하고 있지 않은 매핑부로 더 매핑해서 연판정 심볼 계열로서 MIMO 적응등화부(35)에의 사전정보 계열(2, λ21∼λ2N)로서 공급한다. 이 MIMO 적응등화부(35) 및 SISO 복호부(621∼62N)에서의 처리를 복수회 반복하여, 최종적인 복호결과를 판정 비트 계열(Bseq1∼BseqN)으로서 출력한다. 또한 송신측에서 심볼 계열에 대해 인터리빙를 행하고 있는 경우는, 신호계열 복호부에서도 심볼 계열의 사전정보 계열(1,2)에 대하여, 디인터리빙, 인터리빙을 행한다.
MIMO 적응등화부(35)에서 양호한 등화, 즉 부호간 간섭이나 채널간 간섭의 제거를 충분히 행하는 경우는, 수신신호의 샘플링 타이밍의 검출, 심볼 동기타이밍의 검출, 등화범위의 결정, 즉 프레임 동기를 포함하는 동기타이밍의 검출이 중요하다. 그러나 이 점에 대해서는 상기 유럽 특허출원 공개 공보에는 개시되어 있지 않다. 1유저(송신기)가 1채널(전송로)을 독점하여 송신을 행하는 경우인 종래의 적응 등화기를 도 4에 도시한다. 등화 개시타이밍 신호, 등화범위 신호, 채널상태 추정값의 생성을 위해 적응등화부(61)의 전단에 동기채널 생성부(81)가 설치된다. 도면에 도시하고 있지 않지만 송신측에서는 각 프레임마다, 수신측에서 송신심볼 패턴을 이미 알고 있는 긴 트레이닝 심볼 계열(동기 워드 신호)을 먼저 송신하고, 이것에 계속하여 송신하고자 하는 정보내용을 나타내는 데이터를 송신한다. 수신측에서는 도면에 도시하고 있지 않지만 송신측으로부터의 수신전파, 즉 안테나로부터 수신된 신호는 증폭, 회복되고, 베이스밴드의 수신신호로 되어, 입력단자(11)에 입력된다. 이 수신신호와, 트레이닝 계열 생성부(13)로부터의 트레이닝심볼 계열(TSS)과의 상관(相關)이 샘플링 신호 생성부(19)에서 취해지고, 그 상관값이 최대가 되는 타이밍, 즉 수신신호 파워가 강한 패스의 수신신호의 타이밍을 샘플링 타이밍으로 하여, 샘플링 신호 생성부(19)로부터의 이 샘플링 타이밍에 생성한 샘 플링 신호로 수신신호를 샘플링부(20)에서 샘플링하여 디지털 계열의 수신신호로 된다. 이 디지털 계열의 수신신호와, 트레이닝 계열 생성부(13)로부터의 트레이닝 심볼 계열(TSS)과의 상관이 동기타이밍 생성부(12)에서 구해진다. 이 동기타이밍 생성부(12)에서의 상기 상관신호는 예를 들면 도 5a에 도시하는 바와 같이 변화하고, 상관신호(Sigc)가 최대로 되는 타이밍(ts)을 검출하여, 이것을 심볼 동기타이밍(ts)으로 한다. 이 타이밍(ts)에 생성한 심볼 동기타이밍 신호, 디지털화된 수신신호, 트레이닝 심볼 계열(TSS)이 개시 타이밍·범위후보 생성부(21)에 입력되고, 이것으로부터 등화 개시 타이밍 신호와, 등화범위 신호가 생성되어, 이들 신호와 샘플링 수신신호가 채널추정부(28)에 입력되고, 채널추정부(28)에서 전송로 특성(채널상태)이 추정되고, 이 추정 채널상태, 샘플링 수신신호, 등화 개시 타이밍 신호, 등화범위 신호가 적응등화부(61)에 입력되고, 이 적응등화부(61)에서 샘플링 수신신호가 적응등화처리되어, 판정 심볼 계열이 출력된다.
등화 개시 타이밍(ts), 등화범위(TE)로서는, 도 5b에 도시하는 바와 같이, 검출된 심볼 동기타이밍(ts)을 중심으로 하여, 전후 Ns 심볼간의 패스(수신신호 샘플)중, 트레이닝 심볼 계열과의 상관 출력(Sigc)이 일정한 임계값(TH1)을 초과하면 패스(샘플)를 유효패스로 하고, 선두의 유효패스(샘플) 위치를 등화 개시 타이밍(t0)으로 하여, 선두의 유효패스(샘플) 위치로부터 최후의 유효패스(샘플) 위치(te)까지를 등화범위 신호(TE)로서 출력한다. 여기에서, 각 패스가 유효패스인지를 판정하는 방법으로서, 예를 들면 패스(샘플)중, 최대 상관전력값(MAX)에 대해 1/Cp배(Cp는 미리 설정된 정수)를 임계값(TH1)으로 하고, 이 TH1 이상의 샘플을 유효패스로 하는 규범을 사용할 수 있다.
MIMO 수신기에서의 심볼 동기타이밍 및 등화 개시 타이밍, 등화범위의 결정법에 대해서는, 현재까지 충분한 검토가 행해져 있지 않다.
본 발명의 목적은 신호계열(유저)이 많은 경우에도 효율적으로 적어도 등화 개시 타이밍을 적절하게 검출하여 양호한 적응 등화처리를 가능하게 하는 MIM0 수신기 및 MIMO 수신방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일면에 의하면 심볼 동기타이밍의 검출 및 채널추정을 행하여, 그 검출된 심볼 동기타이밍과 추정된 채널상태로부터, 각 송신기로부터의 송신신호의 수신신호에서의 트레이닝 심볼의 레플리카를 생성하고, 목적으로 하는 송신기 이외의 적어도 1개의 송신기로부터의 수신 트레이닝심볼의 레플리카를 수신신호로부터 공제한 간섭억압 신호를 생성하고, 그 간섭억압 신호를 처리하여 상기 목적으로 하는 송신기로부터의 수신신호의 등화처리에 사용하는 등화 개시 타이밍, 필요에 따라서 등화범위의 검출을 행한다.
이 구성에 의해, 복수의 송신신호계열이 동시각 동일 주파수대에 혼재하고 있어도, 등화 개시 타이밍의 검출 및 채널상태 추정을 정밀도 좋게 행할 수 있다.
(실시예)
본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 일본 특허출원(공지로 되어 있지 않음)에서 제안한, 동기타이밍의 검출 및 채널상태 추정, 즉 동기·채널 생성부(81) 를 포함하는 MIM0 수신기를 우선 설명한다.
도 6에 이 제안된 MIMO 수신기의 구성예를 도시한다.
복수의 안테나로 수신된 입력단자(111∼11M)로부터의 수신신호(베이스밴드 신호가 샘플링된 디지털값 계열)에 대해, 안테나마다의 이 수신신호와, 수신기로 생성한 트레이닝 심볼 계열을 사용하여, 동기타이밍 생성부(121∼12M)에서 프레임의 선두를 나타내는 타이밍 신호와, 각 심볼과 동기한 심볼 동기타이밍 신호의 검출을 행한다. 이하, 프레임의 선두 타이밍 및 심볼의 타이밍 양자를 포함해서 단지 동기타이밍이라고 한다.
도 7에, 안테나(Am(m=1,…,M))의 수신신호(rm)에 대한 동기타이밍 생성부(12m)의 구성예를 도시한다. 동기타이밍 신호의 생성에 대하여 유저(1)의 송신기(TX1)의 송신신호(이하 단지 유저(1)의 신호라고 적음)를 예로 설명하면, 안테나(Am)로부터의 입력단자(11m)를 경유한 수신신호(rm)와, 트레이닝 계열 생성부(131)로부터의, 송신기(TX1)가 송신하는 트레이닝심볼 계열과 동일한 트레이닝심볼 계열(TSS1)과의 상관을 상관부(141)에서 구하고, 이 상관 출력을 에너지 지표 생성부(371)의 시프트 레지스터(151)에 입력하고, 그 시프트 레지스터(151)의 각 시프트 단의 출력에 가중치(W1,…,We)를 승산부(161)에서 승산하고, 가산부(17 1)에서 가산하고, 즉 상관 출력에 대해 일정시간에 걸쳐 가중 가산을 행하여, 수신에너지 지표를 구한다. 이 수신에너지 지표에 대해 최대값 검출처리를 최대값 검출부(181)에서 행하고, 수신에너지 지표가 최대가 되는 타이밍에, 안테나(Am)로부터의 수신신호중의 유저(1)의 신호에 대한 동기타이밍 신호(ts1-m)를 출력한다.
다음에, 이 동기타이밍과 수신신호를 사용하여, 도 6중의 개시 타이밍·범위 후보 생성부(211∼21M)에서 모든 입력신호계열(수신된 송신기 송신신호계열)의 등화 개시 타이밍(t01∼t0N)과 등화범위 후보(te1∼teN)의 판정을 행한다. 도 8에 개시 타이밍·범위 후보 생성부(21m)의 구성예를 도시한다. 여기에서도 유저(1)의 신호를 예로 설명하면, 안테나(Am(입력단자(11m))로부터의 수신신호(rm)와 유저(1)의 트레이닝 계열 생성부(131)로부터의 트레이닝심볼 계열(TSS1)과의 상관을 상관부(141)에서 구하고, 이 상관 출력과 임계값(Tha)을 비교부(221)에서 비교한다. 비교부(221)는, 상관 출력이 임계값(Tha)보다도 큰 경우는 "1"을, 상관 출력이 임계값(Tha)보다도 작은 경우는"0"을 출력하고, 이 비교부(221)의 출력은 시프트 레지스터(231)에 입력된다. 시프트 레지스터(231)는, 심볼 동기타이밍 신호를 입력으로 하는 시프트 제어부(241)에 의해, 심볼 동기타이밍 신호(ts1-m)의 타이밍에 대해 전후 Ns 심볼의 시각 비교부(221)의 출력이 시프트 레지스터(231)내에 입력되도록 제어된다. 개시 타이밍 등화범위 후보 검출부(251)에서, 시프트 레지스터(231)내의 그 ts1-m±Ns 심볼중에서 가장 빠른 타이밍에 있는 "1"의 타이밍에, 안테나(Am)의 수신신호중의 유저(1)의 신호에 대한 등화 개시 타이밍 신호(t01-m)를 출력하고, t01-m으로부터 가장 느린 타이밍에 있는 "1"의 타이밍까지의 길이를 나타내는 신호를 등화범위 후보 신호(te1-m)로서 출력한다. 전체 송신기의 송신신호에 대한 각 안테나 수신신호마다 얻어지는 모든 등화범위 후보 신호는, 등화범위 신호 생성수단(27)(도 6)에 입력되고, 이들 N×M 개의 등화범위 후보 신호중에서 가장 큰 것이 등화범위 신호(TE)로서 출력된다.
도 6중의 채널추정부(28)에서는, 등화범위 신호, 등화 개시 타이밍 신호와 수신신호가 입력되어, 각 송신기와 각 안테나간의 채널상태(전반로 특성, 임펄스 응답)(H)가 추정된다. 도 9에 채널추정부(28)의 구성예를 도시한다. 채널추정부(28)에서는, 트레이닝 계열 생성부(13)로부터의 모든 송신기의 트레이닝 심볼 계열(TSS1,…,TSSN)에 대해, 등화 개시 타이밍 신호(t01∼t0N )를 사용하여 송신기 송신신호간의 수신 타이밍의 어긋남이 오프셋 보상부(29)에서 보상된다. 수신 타이밍의 어긋남이 보상된 트레이닝 심볼 계열에 대한, 적응 알고리즘부(33)로부터의 채널상태(H)의 콘벌루션 적분을 콘벌루션 적분기(31)에 의해 행하여 수신신호의 레플리카(Re)를 작성하고, 그 수신신호의 레플리카를 수신신호로부터 감산부(32)에서 공제하여, 오차신호를 구한다. 적응 알고리즘부(33)에서, 적응 알고리즘에 의해, 오차신호, 등화범위 신호, 반복처리에서의 전회의 채널추정값을 사용하여, 채널추정값을 축차 갱신한다. 이 적응 알고리즘으로서는, 예를 들면 RLS 알고리즘을 사용할 수 있다. 도 6의 설명으로 돌아와서, 개시 타이밍·범위 후보 생성부(211∼21M)로부터의 등화 개시 타이밍 신호와 등화범위 생성부(27)로부터의 등화범위 신호와 채널추정부(28)로부터의 추정된 채널상태, 수신신호가 MIMO 적응등화부(35)에 입력되어 수신신호가 MIMO 적응 등화처리되고, 추정된 각 송신기의 송신심볼이 출력된다.
이 MIMO 적응등화부(35)의 기능구성은 예를 들면 도 3에 도시한 것이다. 도 3에 대한 이전의 설명에서는 행하지 않았지만, 도 3중에 파선으로 도시하는 바와 같이 심볼 오프셋 보상부(64)에서 사전정보 계열(2)에 대해, 등화 개시 타이밍 신호에 의해, 유저 수신신호간의 어긋남을 보상하여 레플리카 생성부(65)에 공급하고, 또 등화범위 신호(TE)를 레플리카 생성부(65), MMSE 필터(67)에 공급한다. 적응등화부(35)에서 등화 분리된 각 유저 수신신호는, 예를 들면 도 2중에 도시한 기능구성의 신호계열 복호부(62)에 의해 각각 복호된다.
더욱이 상기 일본 특허출원에서 제안되어 있는 심볼 동기검출방법, 등화범위 결정방법에 대하여 설명한다. 도 10에 그 MIM0 수신기의 다른 구성예를 도시한다. 이 구성예에서는, 안테나(A1∼AM)의 수신신호간에 동기타이밍, 등화 개시 타이밍, 등화범위 후보가 동일하다고 간주할 수 있는 경우에 있어서, 이들을 안테나의 수신신호간에 공통으로 하고, 모든 안테나로 수신된 신호를 사용하여 구한다. 도 11에 유저(1)의 신호에 대한 동기타이밍 생성부(12)의 구성을 도시한다. 먼저, 입력단자(111∼11M)로부터의 각 안테나로 수신된 신호(r1∼rM)와 유저(1)의 트레이닝 계열 생성부(131)로부터의 트레이닝심볼 계열(TSS1)과의 상관 출력을 상관부(141∼14 M)에서 각각 구하고, 이들 상관 출력에 대해, 에너지 지표 생성부(371∼37M)에서 각각 일정시간에 걸쳐서 가중 가산을 행하여 에너지지표를 생성한다. 다음에, 각 수신신호의 샘플 시점에서 안테나 수신신호마다 얻어진 에너지 지표의 총계를 가산부(38)에서 구하고, 이 에너지 지표의 총계가 최대가 되는 타이밍을 최대값 검출부(18)에서 검출하고, 그 타이밍에 유저(1)의 신호에 대한 동기타이밍 신호(ts1)를 출력한다.
다음에, 이와 같이 하여 얻어진 각 유저의 신호마다의 동기타이밍과 수신신호를 사용하여, 개시 타이밍·범위 후보 생성부(21)(도 10)에서 모든 입력신호계열의 등화 개시 타이밍과 등화범위 후보의 판정을 행한다. 도 12에 유저(1)의 신호에 대한 개시 타이밍·범위 후보 생성부(21)의 구성을 도시한다. 입력단자(111∼11M)로부터의 각 안테나의 수신신호(r1∼rM)와 트레이닝 계열 생성부(131)로부터의 유저(1)의 트레이닝 심볼 계열과의 상관을 상관부(141∼14M )에서 각각 구하고, 각 샘플 시점에서 모든 안테나 수신신호에 대한 상관 출력의 총계를 가산부(39)에서 구한다. 이 상관 출력의 총계와 임계값(Tha)을 비교부(22)에서 비교하고, 비교부(22)는 상관 출력이 임계값(Tha)보다도 큰 경우는 "1"을, 상관 출력이 임계값(Tha)보다도 작은 경우는 "0"을 출력하고, 이 비교부(22)의 출력은 시프트 레지스터(23)에 입력된다. 시프트 레지스터(23)는, 동기타이밍 신호를 입력으로 하는 시프트 제어부(24)에 의해, 동기타이밍(ts1)에 대한 전후 Ns 심볼의 시 각 비교부(22)의 출력이 시프트 레지스터(23)내에 입력되도록 제어된다. 개시 타이밍 신호·등화 범위 후보 검출부(25)에 의해 ts1±Ns 심볼 기간내에 가장 빠른 타이밍에 있는 "1"의 타이밍에 유저(1)의 신호에 대한 등화 개시 타이밍 신호(t01)로서 출력하고, t01로부터 가장 느린 타이밍에 있는 "1"의 타이밍까지의 범위를 나타내는 신호를 등화범위 후보 신호(te1)로서 출력한다.
각 송신기에 대한 전체 안테나의 수신신호에 대한 등화범위 후보 신호는, 범위 생성부(27)(도 10)에 입력되고, 입력된 모든 등화범위 후보 신호중에서 가장 큰 것이 등화범위 신호로서 출력된다. 이후는 안테나의 수신신호마다 등화 개시 타이밍 신호와 등화범위 신호를 구한 경우와 동일하게, 채널추정부(28)에서, 범위 생성부(27)로부터의 등화범위 신호, 개시 타이밍·범위 후보 생성부(21)로부터의 등화 개시 타이밍 신호와 수신신호를 사용하여, 각 송신기와 각 안테나간의 채널상태를 추정하고, 더욱 이들 등화 개시 타이밍 신호와 등화범위 신호와 추정된 채널상태를 사용하여 MIM0 적응등화부(35)에서 수신신호를 MIM0 적응 등화처리를 행하고, 각 송신기의 송신심볼을 추정하여 각각 별개로 출력하고, 더욱 이들 출력을 신호계열 복호부(62)에서 각각 복호한다.
상기의 제안되어 있는 동기타이밍 검출방법 및 등화범위 결정법에서도 동기타이밍 및 등화범위를 상당히 틀릴 우려가 있다. 등화범위가 불필요하게 길어지면 필요없는 계산량의 증가의 원인이 되고, 또 등화범위가 너무 짧아지면 등화 능력저하의 원인이 된다. 특히 송신신호계열의 수(N)가 증가한 경우는 동기확립 정밀도, 등화범위결정 정밀도, 채널의 추정정밀도의 입력신호계열간의 간섭에 의한 열화는 커진다고 생각된다. 이 때문에, 수신하는 송신신호계열이 1개인 경우에 비해, MIMO 시스템에서는, 일정한 신호 특성을 얻는데 필요한 트레이닝심볼 수를 증가시키지 않으면 안된다. 이하에 본 발명의 실시예를 설명한다.
제 1 실시예
송신측에서 각 N개의 송신기(TX1∼TXN)가 동일 주파수 동일 시각에 신호의 송신을 행한다. 또, 각 송신기는 수신측에서 송신 심볼 패턴을 이미 알고 있는, 각 송신기에 고유한 트레이닝 심볼 계열을 송신한다. 도 13에 본 발명의 제 1 실시예를 도시한다. 여기에서는, 수신신호로서 회복하여 베이스밴드 신호로 되고, 또한 디지털 계열로 된 신호가 입력단자(111∼11M)에 입력되는 것으로 한다. 복수의 안테나로 수신된 수신신호에 대해, 동기·채널 생성부(81)에서 안테나(Am(m=1,…,M)마다 설치된 반복처리부(41m)에 의해, 등화 개시 타이밍 신호의 생성, 등화범위 신호의 생성 및 채널추정이 각각 행해진다. 각 반복처리부(41m)는 종속적으로 접속된 복수의 처리단(處理段; 42s(s=1,…,S))으로 구성된다. 각 처리단(42s)에서는 그 직전의 처리단(42s-1)에서 생성된 수신신호 레플리카와, 이들 수신신호 레플리카를 수신신호로부터 공제한 오차신호(Es)를 입력으로 하여, 전체 송신기로부터의 수신신호의 등화 개시 타이밍 신호, 등화범위 신호, 채널상태, 수신 레플리카를 생성하고, 등화범위 신호를 출력하고, 또한, 다음 처리단(42s+1)에 대해, 생성한 수신신호 레플리카와, 이들 수신신호 레플리카를 수신신호로부터 공제한 오차신호(Es)를 출력한다. 또, 등화범위는 전체 안테나의 수신신호에 대해 동일하게 하는 것이 바람직하기 때문에, 각 처리단(42s) 마다 반복처리부(411∼41M)에 대해 공통의 등화범위 신호 생성부(43s)를 설치하고, 각 반복처리부(411∼41M)의 각 처리단(42s)으로부터 등화범위 후보 신호를 등화범위 신호 생성부(43s)에 입력하고 등화범위 신호 생성부(43s)로부터 이들 후보중 가장 긴 것을 등화범위 신호로 결정하여 반복처리부(411∼41M)의 각 처리단(42s)으로 되돌린다.
도 14에 안테나(Am)의 수신신호에 대한 반복처리부(41m)에서의 제 s 처리단(42s)의 기능구성예를 도시한다. 여기에서는, 유저(1)의 신호(송신기(TX1)로부터의 수신신호)에 대한 처리를 예로서 설명한다. 처음에 제 s-1 처리단(전처리단)(42s-1)에서 생성된 전체 유저 수신신호의 수신신호 레플리카를 수신신호로부터 공제한 오차신호에 전처리단(42s-1)에서 생성된 유저(1)의 신호에 대한 수신신호 레플리카(이하, 유저(1)의 수신신호 레플리카라고 하며, 다른 것도 동일한 명명법을 사용함)(Re1)를 가산부(441)에서 가산한다. 이 가산 출력신호는, 수신신호로부터 유저(1) 이외의 수신신호 레플리카(Re2∼ReN)를 공제한 간섭억압(유저(1))수신신호(rIC1)로 되고, 이 간섭억압 수신신호(rIC1)를 사용하여, 동기타이밍 생성부(121)에서 동기타이밍 신호를 생성한다. 더욱이, 이 생성된 동기타이밍 신호와, 가산부(441)로부터의 간섭억압 수신신호를 입력으로 하여, 개시 타이밍·범위 후보 생성부(211)에서 등화 개시 타이밍 신호(t01)와 등화범위 후보 신호(te1)를 생성한다. 동기타이밍 생성부(121)와, 개시 타이밍·범위 후보 생성부(211)는, 각각 예를 들면 앞에서 설명한 도 7중의 동기타이밍 신호(ts1-m)를 검출하는 부분과, 도 8중의 등화 개시 타이밍 신호(t01-m) 및 등화범위 후보 신호(te1-m)를 검출하는 부분에 도시한 것과 동일한 구성으로 할 수 있다.
이상에 의해 생성된 등화범위 후보 신호는, 타유저(2∼N)의 간섭억압 수신신호(rIC2∼rICN)에 대해 개시 타이밍·범위 후보 생성부(212∼21N )로부터 얻어진 등화범위 후보 신호와, 타안테나 수신신호에 대한 제 s 처리단(42s)에서 동일하게 하여 얻어진 등화범위 후보 신호와 함께 등화범위 생성부(43s)에 입력되고, 등화범위 생성부(43s)는 입력된 모든 등화범위 후보 신호중에서 가장 등화범위 후보가 긴 것을 등화범위 신호로서 출력한다. 이 등화범위 신호는, 등화 개시 타이밍, 수신신호와 함께 채널추정부(28)에 입력되어, 채널상태가 추정된다. 채널추정부(28)의 구성에 대해서도, 도 9에 도시한 것과 동일한 구성으로 할 수 있다.
등화 개시 타이밍 신호(t01)와 추정 채널상태(H)와 유저(1)의 트레이닝 심볼 계열(TSS1)이 레플리카 생성기(451)에 입력되어, 레플리카 생성기(451)에서 유저(1)(송신기(TX1)로부터)의 수신신호 레플리카(Re1)가 작성된다. 도 15에 레플리카 생성기(45)의 구성예를 도시한다. 채널추정부(28)로부터의 채널상태 추정값과 트레이닝 계열 생성부(13)로부터의 트레이닝 심볼 계열(TSSn)(n=1,…,N)을 콘벌루션 적분기(31)에 의해 콘벌루션 적분하고, 이 출력에 대하여, 등화 개시 타이밍 신호(t0n-m)를 사용하여 유저 수신신호간의 동기타이밍의 어긋남을, 오프셋 보상부(29)에서 보상함으로써 유저(n)의 수신신호에 대한 레플리카를 생성한다. 이와 같이 하여 레플리카 생성기(451∼45N)에서 생성된 전체 유저(1∼N)(송신기(TX1∼TXN)로부터)의 수신신호에 대한 레플리카가 오차신호 생성부(46)에서 안테나(Am)의 수신신호로부터 공제되어 오차신호가 생성된다.
이상과 같이 생성된 채널상태값, 각 유저신호중의 트레이닝 심볼에 대한 레플리카(Re1∼ReN), 및 수신신호로부터 레플리카(Re1∼ReN)을 공제한 오차신호(Es)가 다음 처리단(42s+1)에 공급된다. 처리단(42s+1)에서도 상기의 처리를 반복함으로써, 수신신호중의 트레이닝심볼의 레플리카를 갱신함으로써, 등화 개시 타이밍 신호와 등화범위의 검출 정밀도와 채널상태 추정값의 추정 정밀도를 향상시킨다.
최종 처리단(42s)에서 생성된 각 유저 수신신호의 등화 개시 타이밍 신호, 채널상태 추정값과 등화범위 신호와, 수신신호가 MIMO 적응등화부(35)(도 13)에 입력되고, 각 유저(송신기)의 송신심볼이 추정되어 출력된다.
제 1 처리단(최초단)(421)은 도 14중의 가산부(441∼44N)가 생략되고, 입력단자(11m)로부터의 수신신호가 파선으로 도시하는 바와 같이 반복처리부(41m)의 동기 타이밍 생성부(121∼12N), 개시 타이밍·범위 후보 생성부(211∼21N )에 각각 공급되고, 제 S 처리단(42)(최종 처리단)은 등화 개시 타이밍 신호, 채널상태 추정값(H), 등화범위 신호만을 출력한다. 처리단(42)로서는 적어도 2단는 설치한다.
제 2 실시예
제 1 실시예에서는 채널상태 추정에 입력단자(11m)로부터의 수신신호를 사용하여, 전체 유저 수신신호에 대해 일괄하여 행했다. 본 발명의 제 2 실시예에서는, 제 2 처리단(422) 이후의 채널추정부에서는, 수신신호로부터, 원하는 유저 수신신호 이외의 수신신호 레플리카를 공제한 간섭억압 수신신호(rIC)를 사용하여, 유저 수신신호마다 채널상태를 추정한다. 이와 같이 유저 수신신호마다 채널상태를 추정함으로써, 추정하는 파라미터 수를 유저신호수분의 1로 할 수 있기 때문에, 채널상태 추정값의 수렴속도를 조속히 할 수 있어, 보다 작은 트레이닝 심볼 수로 채널상태 추정이 가능하게 된다.
도 16에 제 2 실시예에서의 제 2 처리단(422) 이후의 처리단의 기능구성을, 도 14와 대응하는 부분에 동일한 참조번호를 붙여서 도시한다. 제 1 실시예와 다른 점은 채널추정부가 유저신호마다 채널추정부(281∼28N)로서 설치되어 있는 점뿐이고, 다른 구성은 도 14에 도시한 것과 동일하다.
도 17에 유저신호마다의 채널추정부(28n)의 구성을 도시한다. 도 9에 도시한 유저신호의 채널상태 추정을 행하는 채널추정부와 다른 점은, 입력되는 등화 개 시 타이밍 신호 및 생성하는 트레이닝 심볼 계열, 채널상태 추정값, 수신신호 레플리카가 원하는 유저(n)의 신호에 대한 것뿐이라는 점이다. 다른 구성·동작에 대해서는 전체 유저 수신신호의 채널상태 추정을 행하는 경우와 동일하다.
제 3 실시예
본 발명의 제 3 실시예는 제 2 실시예의 채널상태 추정에서, 각 유저신호마다 구해진 등화범위 후보 신호를 사용하여 채널상태 추정을 행한다. 도 18에 이 경우의 구성을 도시한다. 제 2 실시예의 구성과 다른 점은 각 처리단(42s) 마다의 등화범위 생성부(43s)가 생략되고, 제 s 처리단(42s)의 구성은 도 16중에 파선으로 도시하는 바와 같이, 각 유저마다의 개시 타이밍·범위 후보 생성부(211∼21N)로부터의 등화범위 후보 신호가 각각 채널추정부(281∼28N)에 입력된다. 그 밖의 구성은 제 2 실시예와 동일하다. 각 등화범위 후보 신호는 제 S 처리단(최종 처리단)(42s)만이 도 18중의 등화범위 생성부(43)에 공급된다.
제 4 실시예
제 1 실시예에서 동일유저 수신신호에 대하여 보면, 안테나간에 심볼 동기타이밍 신호, 등화 개시 타이밍 신호, 등화범위 후보 신호가 각각 거의 동일하다고 간주할 수 있는 경우에는, 이들 신호를 안테나간에 동일유저 수신신호에 대하여 공통으로 하여, 모든 안테나로 수신된 신호를 1개의 반복처리부(41)에서 처리할 수 있다. 이와 같이 한 것이 본 발명의 제 4 실시예이고, 도 19에 그 구성예를 도시 한다. 제 1 실시예의 구성과 다른 점은, 반복처리부(41)가 안테나의 수신신호마다 설치되어 있는 것이 아니라, 전체 안테나로부터 수신신호를 1개의 반복처리부(41m)가 일괄하여 처리하는 점이다. 도 20에 이 경우의 제 s 처리단(42s)의 구성예를 도시한다. 전체의 구성은 제 1 실시예에서의 제 s 처리단(42s)와 동일한데, 제 1 실시예에서는 1개의 안테나(Am)의 수신신호만이 입력됐지만, 이 제 4 실시예에서는 안테나(A1∼AM)로부터의 수신신호, 즉, 입력단자(111∼11M)로부터의 수신신호의 전부가 입력된다. 여기에서 사용되는 동기타이밍 생성부(121∼12N), 개시 타이밍·범위 후보 생성부(211∼21N)는, 그 유저(1)의 수신신호에 대한 것에 관하여 보면 각각 예를 들면 도 11, 도 12에 도시한 구성과 동일한 것으로 할 수 있다. 또, 레플리카 생성기는, 제 1 실시예에서의 도 15에 도시한 처리를 각 안테나마다 전체 안테나분량 행하면 좋다. 이와 같이 전체 안테나로부터의 수신신호를 일괄처리하는 것은, 도 16에 도시한 제 2 실시예와 동일하게 채널추정부(28)를 유저마다 설치하는 경우에도 적용할 수 있다.
제 5 실시예
이상의 실시예에서 반복처리부(41)의 제 1 처리단(421)에서는 수신신호중에서 수신신호 레플리카가 공제되지 않고 동기검출이 행해진다. 이 경우는 수신전력이 강한 유저신호에 영향받아서 수신전력이 약한 유저신호의 동기검출부(82n)에서의 프레임 동기를 포함한 동기검출처리가 오동작하여 동기타이밍이 크게 어긋나고, 그 결과로서 다른 유저신호의 등화 개시 타이밍, 등화범위 검출 정밀도의 열화로 이어질 우려가 있다.
특히 유저(송신기) 신호간의 수신전력의 차이가 큰 경우, 수신전력이 큰 유저(송신기)신호인 쪽이 구한 등화 개시 타이밍, 등화범위 검출 및 채널추정의 각 정밀도가 높기 때문에, 수신전력이 큰 유저신호로부터 순서로 등화 개시 타이밍, 등화범위 검출 및 채널추정을 행하는 쪽이 보다 정밀도 좋게 등화 개시 타이밍 및 등화범위를 얻을 수 있다고 기대된다. 본 발명의 제 5 실시예는 이 생각에 기초하는 것이다.
제 5 실시예의 전체적인 구성은 도 18에 도시한 것과 거의 동일한데, 각 처리단(42)에서는 각 유저마다의 처리가 병렬이 아니라 직렬로 행해진다. 그 직렬 처리의 순번을 붙이기 위해, 도 18중에 파선으로 도시하는 바와 같이 적어도 제 1 처리단(421)에 처리수순 검출부(48)가 설치되고, 동기검출, 즉 심볼 동기타이밍 신호, 등화 개시 타이밍 신호, 등화범위 신호 생성 및 채널추정을 행하기 전에, 예를 들면, 도 7에 도시한 기능구성을 사용해서, 각 유저신호의 수신에너지 지표의 최대값을 검출하고, 수신에너지 지표의 최대값이 큰 순서로 유저신호를 순위매김한다. 예를 들면 도 21a에 도시하는 바와 같이, 도 7 또는 도 11중의 상관부(14) 및 에너지 지표 생성부(37)와 그 생성한 에너지 지표의 최대값을 검출하는 부분으로 이루어지는 상관·지표검출부(48a1,…,48aN)에 의해, 각 유저(1) 트레이닝심볼 계열(TSS1,…,유저(n)) 트레이닝심볼 계열(TSSN)과 수신신호에 대해 각각 처리되고, 각 유저 수신신호의 에너지 지표의 최대값이 각각 검출되고, 이들 최대값의 크기의 순서로 유저신호에 대한 처리의 순번이 순서결정부(48b)에서 결정된다.
여기에서는, 수신에너지 지표의 최대값이 큰 순서를 유저(1), 유저(2), …, 유저(N)로 한다. 도 22에 처리단(42s)의 구성을 도시한다. 처리단(42s)에서는, 수신에너지 지표의 최대값이 큰 순서, 이 경우는 유저(1)의 신호로부터 동기타이밍 신호와 등화 개시 타이밍 신호(t01)와 등화범위 신호(te1)의 생성, 즉 동기검출 및 채널상태(H1)의 추정이 행해진다. 처음에, 제 s-1 처리단(42s-1)에서 생성된 전체 유저의 수신신호 레플리카를 공제한 수신신호, 즉 오차신호(Es)에 전처리단(42s-1)에서 생성된 유저(1)의 수신신호 레플리카(Re1)를 가산부(441)에서 가산한다. 이 가산된 신호는, 수신신호로부터 유저(1) 이외의 수신신호 레플리카(Re2∼ReN)를 공제한 간섭억압 유저(1) 수신신호가 되고, 이 간섭억압 유저(1) 수신신호(rIC1)를 사용하여, 동기타이밍 생성부(121)에서 동기타이밍 신호를 생성한다. 더욱이, 이 심볼 동기타이밍 신호와, 간섭억압 유저(1) 수신신호(rIC1)를 입력으로 하여 개시 타이밍·범위 후보 생성부(211)에서 등화 개시 타이밍 신호와 등화범위 후보 신호를 생성한다. 동기타이밍 생성부(121)와 개시 타이밍·범위 후보 생성부(211)는, 그 유저(1)의 신호에 대한 구성이 예를 들면 도 7, 도 8에 각각 도시한 것과 동일한 구성으로 되도록 할 수 있다. 이들 등화 개시 타이밍 신호, 등화범위 후보 신호, 가산부(441)로부터의 간섭억압 유저(1) 수신신호를 채널추정부(281)에 입력하여 채널상태 추정값(H1)을 구하고, 이들 채널상태 추정값(H1), 등화 개시 타이밍 신호(t01)와 유저(1)의 트레이닝심볼 계열(TSS1)을 사용하여 레플리카 생성기(451 )에서 유저(1)의 수신신호 레플리카(Re1)를 생성한다. 이 제 s 처리단(42s)에서 생성된 유저(1)의 수신신호 레플리카를, 가산부(44l)로부터의 간섭억압 유저(1) 수신신호로부터 감산부(491)에서 공제한다. 이 신호는, 수신신호로부터 제 s 처리단(42s)에서 생성된 유저(1)의 수신신호 레플리카와 제 s-1 처리단(42s-1)에서 생성된 유저(1) 이외의 수신신호 레플리카를 공제한 오차신호가 된다. 이 오차신호에 대하여, 수신에너지 지표의 최대값이 다음에 큰 수신신호에 대한 제 s-1 처리단(42s-1)로부터의 수신신호 레플리카, 이 예에서는 유저(2) 수신신호 레플리카가 가산부(442)에서 가산되고, 간섭억압 유저(2) 수신신호가 생성되고, 이것이 동기타이밍 생성부(122), 개시 타이밍·범위 후보 생성부(212), 채널추정부(282)에 공급되고, 동일한 처리가 행해지고, 레플리카 생성기(452)에서 유저(2) 수신신호의 레플리카가 생성되고, 이것이 간섭억압 유저(2) 수신신호로부터 감산부(492)에서 공제되어서 오차신호가 생성되고, 이 오차신호가 가산부(443)에 공급된다. 유저(3) 이후에 대한 신호처리에 대해서도 동일하게 행해진다.
또한 제 1 처리단(421)에 있어서는, 수신에너지 지표 최대값이 가장 큰 유저(1)의 수신신호에 대한 처리, 즉 동기타이밍 생성부(121), 개시 타이밍·범위 후보 생성부(211), 채널추정부(281), 감산부(491)에 파선으로 도시하는 바와 같이 수신신호가 직접 공급되고, 유저(1) 신호의 채널상태 추정, 유저(1) 레플리카 생성이 행해지고, 수신에너지 지표 최대값이 다음에 큰 유저(2)의 수신신호에 대해서는, 레플리카 생성기(451)에서 생성된 유저(1)의 수신신호 레플리카가 감산부(491)에서 수신신호로부터 공제되어 동기타이밍 생성부(122), 개시 타이밍·범위 후보 생성부(212), 채널추정부(282), 감산부(492)에 공급된다. 이하 동일하게 처리된다.
또 제 1 처리단(421)중의 처리수순 검출부(48)(도 18)에서는 도 21a에 도시하는 바와 같이 전환부(48c)에, 단자(11m)로부터의 수신신호가 입력되고, 동기타이밍 생성부(121,…,12N)중의, 순서결정부(48b)에서 결정된 처리순서중 1번째의 유저의 신호처리에 대한 것, 이 예에서는 유저(1)의 신호처리에 대한 동기타이밍 생성부(121)에 출력된다. 또 감산부(491,…,49N)의 각 출력이 직렬 접속부(48d)에 입력되고, 순서결정부(48b)에서 결정된 처리순으로 각 유저신호에 대한 처리가 순차적으로 행해지도록, 동기타이밍 생성부(121,…,12N)에 공급되는, 이 예에서는 감산부(491,…,49N-1)의 각 출력이, 동기타이밍 생성부(122,…,12N )에 각각 공급되게 된다.
제 2 처리단(422) 이후도, 제 1 처리단(421)에서 정한 처리순으로 처리해도 좋지만, 제 2 처리단(422) 이후에도 처리수순 검출부(48)를 설치하여, 처리수순를 다시정해도 좋다. 이 경우는, 도 21a중의 각 상관·지표 검출부(48an(n=1,…,N)에는, 수신신호가 아니라, 가산부(44n)의 출력신호가 입력된다. 또 이 제 2 처리단(422) 이후에서의 처리수순 검출부(48)에서는 도 21b에 도시하는 바와 같이, 전처리단(42s-1)에서 생성한 각 유저(n) 채널상태 추정값(Hn)을 수신에너지 계산부(48en)에 각각 공급하고, 그 각 채널상태 추정값(임펄스 응답)의 각 계수의 2승의 합을 구하여 수신에너지를 구하고, 순서결정부(48b)로 이들 수신에너지가 큰 순서로 유저신호에 대한 처리수순를 결정해도 좋다. 또는 도 21a에서 상관·지표 검출부(48a1,…,48aN)에 의해 에너지 지표의 최대값이 아니라, 상관 출력, 즉 도 7중의 상관부(141,…,14N)의 각 출력의 각 최대값을 검출하여 순서결정부(48b)에 공급해도 좋다.
이와 같이 각 유저신호에 대한 처리를 직렬에 행하는 것은 도 19 및 도 20에 도시하는 모든 안테나 수신신호를 일괄처리하는 경우에도 적용할 수 있다. 그 경우는 도 20에서 채널추정부(28)는 각 유저마다 설치하고, 또 도 19중의 적어도 제 1 처리단(421)에 처리수순 검출부(48)를 파선으로 도시하도록 설치한다.
제 6 실시예
제 5 실시예에서는, 반복 처리단(41m)의 구성으로서 특히 유저 사이의 수신전력의 차이가 큰 경우에 동기타이밍, 등화 개시 타이밍 및 등화범위의 검출 정밀도와 채널상태 추정 정밀도의 향상이 기대되는 방법으로서 직렬형의 구성으로, 순차적으로 생성한 트레이닝 심볼 계열의 수신신호 레플리카를 수신신호로부터 순차적으로 공제하는 방법을 들었다. 이 방법을 사용한 경우 제 1 처리단(421)에서 빠른 단에서 검출이 행해지는 간섭억압 수신신호(레플리카가 공제된 수신신호)는, 그것보다 후인 단에서 생성되는 다른 유저의 수신신호 레플리카가 공제되어 있지 않은 상태에서 처리되기 때문에, 동기타이밍, 등화 개시 타이밍 및 등화범위에 오차가 생기기 쉬워진다는 문제가 생긴다. 특히 1번째와 2번째에 큰 수신전력의 차이가 근소한 경우는, 1번째의 유저신호에 대하여 검출한 등화 개시 타이밍 및 등화범위에 비교적 큰 오차가 생기면, 그 유저의 수신신호 레플리카가, 그 유저 수신신호와 크게 달라지게 되고, 이것이 다른 유저 수신신호에 대한 처리에 크게 영향을 준다.
본 발명의 제 6 실시예는 이 문제를 해결하기 위해, 도 23에 도시하는 바와 같이 제 1 처리단(421)만 병렬형의 동기검출부 및 채널추정부를 사용하고, 제 2 처리단(422) 이후에는 직렬형의 동기검출부 및 채널추정부를 사용함으로써 그 영향을 경감한다. 이 병렬형의 처리단이 구성으로서는, 도 19에 도시한 구성을, 직렬형의 처리단의 구성으로서는 도 21에 도시한 구성을 각각 사용할 수 있다. 이제 6 실시예에서도, 도 19, 도 2O에 도시한 제 4 실시예와 같이 모든 안테나 수신신호를 일 괄처리하도록 할 수도 있다.
제 7 실시예
제 5 및 제 6 실시예에서는, 반복 처리단(41m)의 구성으로서 특히 유저 사이의 수신전력의 차이가 큰 경우에 등화 개시 타이밍 및 등화범위의 검출 정밀도와 채널상태 추정 정밀도의 향상이 기대되는 점에서 직렬형의 구성으로 트레이닝 심볼 계열의 수신신호 레플리카를 수신신호로부터 공제하는 방법을 채용했다. 그러나, 이 방법을 사용한 경우 유저마다의 처리를 병렬적으로 행할 수 없기 때문에, 처리지연이 커진다는 문제가 생긴다.
본 발명의 제 7 실시예는 이 문제를 해결하는 방법으로서, 병렬형의 이점과 직렬형의 이점을 겸비한 복합형의 구성으로 한다. 이 제 7 실시예의 전체구성은 도 18에 도시한 것과 동일하게 할 수 있다. 또, 등화 개시 타이밍 신호, 등화범위 신호 생성 및 채널추정을 행하기 전에, 처리수순 검출부(48)에 의해 예를 들면, 도 7에 도시한 에너지 지표 생성부(37)를 사용하여, 각 유저의 수신에너지 지표의 최대값을 검출하고, 수신에너지 지표의 최대값이 큰 순서로 NG1, NG2, NG3, … , NGx개(NG1, NG2, NG3, … , NGx는 자연수)씩의 그룹으로 나눈다. 여기에서 각 그룹은, G1, G2, G3, …, GX로 한다. 이 그룹의 분할방법은, 예를 들면 도 24에 도시하는 바와 같이 도 21a중의 상관·지표 검출부(48a1∼48aN)로부터 유저(n)의 수신에너지 지표의 최대값(IEmax1∼IEmaxN)중의 최대값 IEMax를 최대값 검출부(48f)에서 검출하고, 그룹선택부(48g)에서, 그룹의 수를 X로 하면, IEMax×(X-1)/X 이상의 최대값 IEmaxn의 유저를 그룹(G1)에 속하게 하고, 이들 유저를 제외하고, IEMax×(X-2)/X 이상의 IEmaxn의 유저를 그룹(G2)에 속하게 하고, 이하 동일하게 하여 그룹분할을 행한다. 처리단(421∼42s)은 각각 그룹마다 병렬처리되지만, 그 병렬처리는 그룹(G1)으로부터 G2, G3, …, GX라는 순서로 행해진다. 도 25에 이 복합형, 즉 병렬형과 직렬형을 포함하는 반복 처리단(41m)의 구성을 도시한다. 제 s 처리단(42s)에서는 제 s-1 처리단(42s-1)로부터의 오차신호와 그룹(G1)에 속하는 유저 수신신호 레플리카가 병렬처리부(51G1)에 입력되고, 그룹(G1)의 병렬처리부(51G1)에서는 오차신호에 그룹(G1)의 각 유저 수신신호 레플리카가 각각 가산되어 NGl개의 간섭억압 신호를 생성하고, 이들에 대해, 즉 그룹(G1)에 속하는 유저 수신신호에 대한, 각 동기 타이밍 신호, 등화 개시 타이밍 신호, 등화범위 후보 신호, 채널상태 추정값을 각각 검출하고, 더욱 각 수신신호 레플리카를 생성한다. 이 그룹(G1)에 속하는 NG1개의 유저신호에 대한 처리는 이와 같이 병렬로 행한다. 이들 NG1개의 수신신호 레플리카를, 상기 생성한 NG1개의 간섭억압 수신신호와 가산한 신호로부터 공제한 신호(오차신호)를 다음 그룹(G2)의 병렬처리부(51G2)에 공급한다. 이 병렬처리부(51G2)에는 제 s-1 처리단(42s-1)으로부터의 그룹(G2)에 속하는 유저 수신신호 레플리카가 입력 되고, 병렬처리부(51G2)는 이들 유저 수신신호 레플리카와 병렬처리부(51G1)로부터의 오차신호를 병렬처리부(51G1)와 동일하게 처리하여 그룹(G2)에 속하는 유저의 동기타이밍 신호, 등화 개시 타이밍 신호, 등화범위 후보 신호, 채널상태 추정값, 수신신호 레플리카의 검출, 생성을 병렬로 행하고, 이 병렬처리부(51G2)에서 생성한 NG2개의 간섭억압 수신신호를 가산한 신호로부터 이 병렬처리부(51G2)에서, 생성한 G2에 속하는 수신신호 레플리카를 공제하고, 오차신호를 생성하여, 다음 그룹(G3)의 병렬처리부(51G3)에 출력한다. 이하 동일한 처리를 행한다.
각 병렬처리부(51G1∼51Gx)의 구성은 도 14, 도 16 및 도 18에 도시한 제 1∼3 실시예와 동일한 것으로 하면 좋다. 이 경우는 제 1 처리단(421)에서도 도 14에 도시한 구성으로 하고, 최초의 그룹(G1)의 병렬처리부(51G1)에서는 오차신호 및 전 단의 그룹(G1)에 속하는 수신신호 레플리카가 입력되지 않고, 수신신호가 입력되고, 이것에 대해 처리가 이루어지고, 생성한 G1에 속하는 유저 수신신호 레플리카를 수신신호로부터 공제하여 병렬처리부(51G2)에 처리 대상 수신신호로서 공급한다. 이하 각 병렬처리부(51G2∼51Gx)에서 순차적으로 동일한 처리를 행한다.
전환부(48c)에 입력된 수신신호를, 동기타이밍 생성부(121,…,12N)중의, 도 24에 도시한 처리수순 검출부(48)에 의해, 결정된 그룹(G1)의 각 유저에 대한 것에 공급하고, 직병렬접속부(48h)에 입력된 감산부(491,…,49N)의 각 출력중의 그룹(G1)의 각 유저에 대한 것을, 동기타이밍 생성부(121,…,12N)중의, 처리순 검출부(48)에 의해 결정된 다음 그룹(G2)의 각 유저에 대한 것에 각각 공급하고, 그 그룹(G2)의 각 유저에 대한 감산부(49)의 출력을 다음 그룹(G3)의 각 유저에 대한 동기타이밍 생성부(12)에 각각 공급하고, 이하 동일하게 하여 각 그룹마다의 처리가 순차적으로 행해지도록 한다. 제 2 처리단(422) 이후에서도, 복합형 처리로 하는 경우는 상관·지표검출부(48a1,…,48aN)에 수신신호 대신에 가산부(441,…,44N )의 각 출력을 공급하면 좋다. 또는 상관·지표 검출부로 바꾸어서 도 21b에 도시한 수신에너지 계산부(48e1,…,48eN)를 사용해도 좋다. 또는 도 24에서 상관·지표 검출부(48a1 ,…,48aN)에서, 에너지 지표의 최고값으로 바꾸고, 상관 출력, 즉 도 7중의 상관부(141,…,14N)의 출력의 최고값을 최대값 검출부(48f) 및 그룹 선택부(48g)에 공급해도 좋다.
제 5∼제 7 실시예는 각 안테나(A1∼AM)의 각 수신신호를 각각 반복 처리단(411∼41M)에 의해 처리했지만, 제 4 실시예와 동일하게, 전체 안테나로부터의 수신신호를 일괄하여 1개의 반복처리부(41)에 의해 처리하는 경우에도, 직렬형 구성이나 직렬형과 병렬형의 복합구성으로 해도 좋다.
더욱이 제 1∼제 S 처리단(421∼42s)은 이들을 각각 하드웨어 구성으로서 설 치하지 않아도 좋고, 예를 들면 도 14, 도 16, 도 2O, 도 22, 도 25에 도시하는 각 처리단(42)중 1개를, 도 26에 도시하는 바와 같이 동기·채널 생성부(81)에 설치하고, 이것을 반복하여 사용해도 좋다. 단 도 20에 도시하는 것 이외는 정확하게는 각 반복처리부(41)마다 1개의 처리단(42)을 설치한다. 반복 제어부(91)에 의하고 입력 전환부(92)를 제어하여 우선, 안테나 수신신호를 처리단(42)의 동기검출부(821∼82N)(도 24에서는 동기검출부(821)만, 도 25에서는 병렬처리부(51G1 )만)에 공급하여 수신신호를 처리하고, 제 1 처리단(421)으로서 작용시키고, 그 처리결과, 즉 각 수신신호 레플리카(Re1∼ReN)를 가산부(441∼44N)에 각각 공급하고, 또 입력 전환부(92)를 전환하여 오차신호(Es)를 가산부(441∼44N)에 공급하여(도 22에서는 가산부(441)만, 도 25에서는 병렬처리부(51G1)만), 제 2 처리단(422)으로서 작용시키고, 이하 동일하게 1개의 처리단(42)을 반복 사용하고, 제 S회째에서는 처리단(42)을 제 S 처리단(42s)으로서 작용시키고, 그 처리결과중의 등화 개시 타이밍 신호, 등화범위 신호, 채널상태 추정값을 MIM0 적응등화부(35)에 출력하면 좋다. 상술한 각 실시예에서 전 단의 처리단(42s-1)에서 얻어진 채널추정값을 처리단(42s)의 대응하는 채널추정부에 입력 사용해도 좋다. 이와 같이 하면 채널상태가 신속히 수렴된다.
상술한 각 실시예에서, 검출된 타이밍의 신뢰성이 낮은 경우는 그 타이밍을 사용해서 생성하는 레플리카를 출력하지 않는 것이 바람직하다. 이 경우는 예를 들면 도 14중에 파선으로 도시하는 바와 같이, 동기타이밍 생성부(12n)(n=1,…,N)로부터의 유저(n)의 수신 트레이닝 심볼 계열 신호의 에너지 지표(도 7중의 에너지 지표 생성부(37n)의 출력) 또는 유저(n)의 트레이닝 심볼 계열과의 상관신호(도 7 중의 상관부(14n)의 출력)를 신뢰성 판정부(75n)에서 임계값 격납부(76n)로부터의 임계값(Tr)과 비교하고, 임계값(Tr) 이하이면 신뢰성이 없다고 판정하고, 신뢰성 판정부(75n)의 출력으로 스위치부(77n)를 오프로 하여 레플리카 생성부(45n)로부터의 레플리카가 출력되지 않도록 한다. 동기타이밍 생성부(12n)에서 검출한 타이밍의 신뢰성이 낮다고 판정되면, 그 유저(n)의 신호에 대한 등화 개시 타이밍, 등화범위의 검출, 채널추정을 행하고 레플리카 생성은 행하지 않고, 레플리카가 출력되지 않도록 하면 된다.
검출한 타이밍의 신뢰성이 낮은지 아닌지의 판정은, 도 16중에 파선으로 도시하는 바와 같이, 전 단 처리부(42s-1)에서의 채널추정부(28n)에서 추정한 채널상태(임펄스 응답)(Hn)의 각 계수의 2승의 합을 수신에너지 산출부(78n)에서 산출하고, 이 수신에너지가 임계값(Tr) 이하이면 신뢰성 판정부(75n)의 출력에 의해 스위치부(77n)를 끊어도 좋다. 어느 경우도, 임계값(Tr)으로서는 고정값을 사용해도 좋고, 또는 전회의 채널상태 추정값의 임펄스 응답 계수의 2승의 합에 정수(X)(0<X<1, 비교적 신뢰성이 높으므로 0.5 이상)를 승산한 값, 또는 모든 수신신호계열의 각 에너지 지표 또는 상관 출력중의 최대값은 정수(X)(0<X<1, 이 경우는 0.5 이하가 좋음)를 승산한 값으로 할 수 있다. 이상의 타이밍의 신뢰성이 낮은 경우에 대응하는 레플리카를 출력하지 않는 것은, 다른 실시예에도 적용할 수 있고, 대응하는 도면중에 파선으로 그 기능구성을 도시하고, 설명은 생략한다.
제 8 실시예
본 발명의 제 8 실시예에서는 복호 판정 비트열에 오류가 검출되면, 이 검출을 동기·채널 생성부의 동기검출부로 귀환하여, 미리 구해 놓은 동기타이밍의 다음 제 1후보를 사용한다. 제 8 실시예의 기능구성을 도 27에 도시한다. 동기·채널 생성부(81), 예를 들면 도 13, 도 18, 도 19중 어느 하나에 도시한 것에서의 동기검출부(82n)(n=1,…,N)중의 최종 처리단(42s)에서의 동기타이밍 생성부(12n )에서, 그 에너지 지표(도 7중의 에너지 지표 생성부(37n)의 출력과 대응한 것) 또는 상관 출력(도 7중의 상관부(14n)의 출력과 대응한 것)이 극대값으로 되는 타이밍을 그 큰 순서로 tsn-m1, tsn-m2, tsn-m3, …로 검출하고, 그 2번째 이후를 제 2후보,제 3후보, …로서 타이밍 후보 기억부(83n)에 격납해 두고, 최초는 최대값(tsn-m1)을 사용하여 등화 개시 타이밍 신호, 등화범위 신호, 및 채널상태 추정값을 생성하고, MIM0 적응등화부(35)에서 수신신호에 대한 적응 등화처리를 행하고, 그 신호계열 복호부(62)에서 반복 복호에서의 제 1회째의 유저(1∼N)의 판정 비트 계열을 생성하고, 이들 유저(1∼N)의 판정 비트 계열에 대하여 오류검출부(841,…,84N)에서 오 류검출처리를 행한다. 이 오류검출처리에서 예를 들면 유저(n)의 복호 판정 비트 계열에 오류가 검출되면, 그 검출 출력을 동기·채널 생성부(81)의 유저(n) 신호에 대한 동기검출부(82n)에 피드백하고, 타이밍 후보 기억부(83n)로부터의 다음 타이밍 후보, 이 경우는 tsn-m2를 취출하고, 이 타이밍의 신호를 사용하여 등화 개시 타이밍 신호, 등화범위 신호, 더욱이 채널상태 추정값을 생성하고 이들을 사용하여, 수신신호에 대한 적응 등화처리를 유저(n) 신호에 대하여, 신호계열(n)용 등화부(69n)(도 3 참조)에서 행하고, 그 등화 출력을 신호계열 복호부(62)의 신호계열(n)용 복호부(62n)(도 2 참조)에서 복호처리하여 유저(n)의 판정 비트 계열을 구한다. 이 판정 비트 계열에 대해서도 오류검출처리를 행하고, 다시 오류가 검출되면, 다음 타이밍 후보(tsn-m3)를 사용하여 동일한 처리를 행한다. 이하 동일하게 한다. 또한 오류검출처리는 예를 들면 CRC법(Cyclic Redundancy Check)을 사용할 수 있다. 도 27은 동기·채널 생성부(81)에서의 반복처리부(41)의 처리단(42)으로서는 도 13에 도시한 것을 상정했지만, 도 16, 도 20, 도 22, 도 25에 도시한 것이라도 좋다.
제 9 실시예
다음에 본 발명의 방법을 설명한다. 도 28은 제 1 내지 제 4 실시예에 대응한 방법인 제 9 실시예의 처리수순를 도시한다. 스텝(S1)에서 수신신호로부터 각 송신기 신호에 대해, 대응하는 트레이닝 심볼 계열을 사용하고, 등화 개시 타이밍(t0)의 검출, 등화범위 후보(te)의 검출, 채널상태(H)의 추정, 더욱이 수신 신호 레플리카(Ren)(n=1,…,N)의 생성을 병렬적으로 행하고, 다시 이들 수신신호 레플리카를 수신신호로부터 공제하고, 오차신호(Es)를 생성한다.
스텝(S2)에서 처리 회수 파라미터(s)를 2로 초기화하고, 스텝(S3)에서 s-1회째의 처리에서 생성한 수신신호 레플리카(Re1∼ReN)와 오차신호(Es)를 받아들이고, 스텝(S4)에서 그 받아들인 오차신호(Es)에 레플리카(Re1∼ReN)를 각각 가산하여 간섭억압 수신신호(rIC1∼rICN)를 생성하고, 이들 간섭억압 수신신호에 대해 대응하는, 트레이닝 심볼 계열을 사용하여 등화 개시 타이밍(t0)의 검출, 등화범위 후보(te)의 검출, 채널상태(H)의 추정을 행한다.
스텝(S5)에서 s가 S와 동일한지를 조사하여 동일하지 않으면 스텝(S6)에서 스텝(S4)에서 생성한 t0, te, H 및 각 트레이닝 심볼 계열을 사용하여, 수신신호 레플리카(Re1∼ReN)를 생성하고, 또 이들을 사용하여 오차신호(Es)를 생성한다. 그 후 스텝(S7)에서 s를 +1하고 스텝(S3)으로 되돌아간다. 스텝(S5)에서 s가 S와 동등하면 스텝(S8)에서 그 때의 t0, te, H를 MIM0 적응등화부(35)에 출력한다. 스텝(S9)에서 t0, te, H를 사용하여 수신신호에 대하여, 적응 등화처리를 행하고, 스텝(S10)에서, 등화처리된 각 신호계열(송신기 신호)에 대하여, 복호처리를 행한다.
제 8 실시예에서의 오류검출을 행하는 경우는, 스텝(S4)에서 검출한 복수의 타이밍 후보(tsn-m2,tsn-m3) 등을 기억해 두고, 파선으로 도시하는 바와 같이 스텝(S11)에서 복호된 각 신호계열에 대하여 오류검출처리를 행하고, 오류가 검출되면, 스텝(S4)으로 되돌아가고, 기억해 놓은 타이밍 후보(tsn-m2)를 사용하여 등화 개시 타이밍(t0), 등화범위(te)의 검출을 행한다. 또 신뢰성이 낮은 검출 타이밍과 대응하는 레플리카를 사용하지 않는 경우는 도 28중에 파선으로 도시하는 바와 같이 스텝(S1-1)에서 각 송신기 신호에 대하여 t0, te의 검출을 행하고, H를 추정하고, 또 검출 타이밍의 신뢰성 판정을 행한다. 상기 실시예에서는 그 송신기 신호와 대응하는 수신신호(또는 간섭억압 신호)의 에너지 지표 또는 트레이닝 심볼 계열과의 상관 출력, 또는 전회의 처리에서 추정한 채널상태의 계수의 2승의 합이 소정치 이하라면 신뢰성이 낮다고 판정한다. 스텝(S1-2)에서, 레플리카(Re1∼ReN)중의 검출 타이밍의 신뢰성이 낮다고 판정된 이외의 대응하는 것을 생성하고, 이들을 수신신호로부터 공제하여 오차신호(Es)로서 스텝(S2)으로 이동한다. 스텝(S6) 대신에, 스텝(S6-1)에서 검출 타이밍의 신뢰성을 판정하고, 스텝(S6-2)에서 신뢰성이 낮지 않은 레플리카만 생성하고, 이것을 수신신호로부터 공제(Es)를 생성하여 스텝(S7)으로 이동하도록 해도 좋다.
스텝(S1 및 S4)에서 제 1 및 제 4 실시예와 대응하는 경우는, 채널상태(H)의 추정은 일괄하여 행하고, 제 2 및 제 3 실시예와 대응하는 경우는 각 송신기 트레이닝 심볼 계열마다 행한다. 적응 등화처리에서의 타이밍 오프셋의 보상은 등화 개시 타이밍중의 가장 빠른 것을 기준으로 하고, 적응 등화처리에 사용하는 등화범위(TE)는 각 등화범위 후보(te)중의 가장 긴 것을 사용하는 것은 먼저 기술한 경우 와 동일하다.
제 10 실시예
도 29를 참조하여 제 5 실시예와 대응하는 방법의 제 10 실시예를 설명한다.스텝(S1)에서 처리신호 파라미터로서의 오차신호(Es)를 수신신호(Rm)로 초기화하고, 스텝(S2)에서 처리 회수의 파라미터(s)를 1로 초기화하고, 스텝(S3)에서 N개의 송신기의 송신신호에 대해 각각 1심볼당의 수신에너지를 측정하고, 그 큰 순서로 송신기 트레이닝 심볼 계열을 순번매김한다. 여기에서는 그 순번은 n=1,2,…,N의 순서인 것으로 한다. 스텝(S4)에서 s가 1인지를 조사하고, 1이면, 스텝(S5)에서 수신에너지가 큰 순서의 파라미터(n)를 1로 초기화하고, 다음에 스텝(S6)에서 s가 1인지를 조사하고, 1이라면, 스텝(S7)에서 오차신호(Es)에 대하여 트레이닝 심볼 계열(TSSn)을 사용하여 t0, te의 검출, Hn을 추정하고, 이들과 트레이닝 심볼 계열(TSSn)을 사용하여 레플리카(Ren)의 생성을 행하고, 그 Ren을 Es로부터 공제하고, 그 결과로 Es를 갱신하고, Ren을 기억한다. 스텝(S8)에서 n이 N과 동일한지를 조사하고, 동일하지 않으면 스텝(S9)에서 n을 플러스 1하고 스텝(S6)으로 되돌아간다. 스텝(S8)에서 n이 N과 동일하면, 스텝(S10)에서 s가 S와 동일한지 조사하여, 동일하지 않으면 스텝(S11)에서 s를 플러스 1하여 스텝(S12)로 이동한다. 스텝(S8)에서 n=N의 경우, 오차신호(Es)는 수신신호로부터 모든 레플리카(Re1∼ReN)를 공제한 오차신호로 되어 있다. 스텝(S4)에서 s가 1이 아니면 스텝(S12)으로 이동한다. 스텝(S12)에서 s-1회째 처리로 생성한 수신신호 레플리카(Rel∼ReN)와 오차신호(Es)를 받아들여서 스텝(S5)으로 이동한다. 스텝(S6)에서 s가 1이 아니면, 스텝(S13)에 있어서, 스텝(S12)에서 받아들인 Es에 Ren을 가산하여 간섭억압 수신신호(rIC1)를 생성하고, 이 간섭억압 수신신호에 대하여 t0, te, 트레이닝심볼 계열(TSSn)을 사용하여, 검출하고, H를 추정하고, 이들과 트레이닝심볼 계열(TSSn)을 사용하여, 수신신호 레플리카(Ren)를 생성, 기억하고, 또 이 Ren을 간섭억압 수신신호로부터 공제하고, 오차신호(Es)를 생성하고, Es를 이것으로 갱신하고 스텝(S8)으로 이동한다.
스텝(S10)에서 s가 S와 동일하면 스텝(S14)에서 그 때의 t0, te, H를 MIM0 적응등화부(35)에 출력한다. 또한 s=S회째의 처리에서는 스텝(S13)에서, 수신신호 레플리카(Ren)의 생성은 행하지 않고, 또한 n=N에서는 Es의 생성은 행하지 않는다. 스텝(S15)에서 MIMO 적응등화부(35)에서 수신신호를 적응 등화처리하고, 스텝(S16)에서 분리된 심볼 계열을 신호계열 복호부(62)로 복호한다.
제 8 실시예와 대응한 처리를 행하는 경우는 스텝(S13)에서 타이밍 후보(tsn-m2,tsn-m3) 등을 기억해 두고, 스텝(S17)에서 오류검출처리를 행하고, 오류가 검출되면, 스텝(S18)에서 그 송신기 신호의 처리 순번대로 n을 설정하여 스텝(S13)으로 이동한다. 각 처리 회수마다 처리하는 송신기 신호의 순서를 다시 설정하는 경우는 도 29중에 파선으로 도시하는 바와 같이, 스텝(S11)의 후에 스텝(S3)으로 되돌아간다. s=2 이후에서의 스텝(S3)에서의 수신에너지 측정은, 오 차신호(Es)에 각각 전회의 처리에서 얻어진 레플리카(Re1∼ReN)에 대해서 행한다.
제 11 실시예
도 30을 참조하여 제 6 실시예와 대응하는 방법의 제 11 실시예를 설명한다.스텝(S1)에서 수신신호로부터 t0, te를 검출하고, H를 추정하고, Rel∼Ren, Es를 생성한다.
스텝(S2)에서 N개의 송신기 신호에 대해 각각 1심볼당의 수신에너지를 측정하고, 그 큰 순서로 송신기 트레이닝 심볼 계열을 순번매김한다. 여기에서는 그 순번은 n=1, 2, …, N의 순서로 한다. 스텝(S3)에서 s를 2로 초기화하고, 스텝(S4)에서 s-1회째의 수신신호 레플리카(Re1∼ReN)와 오차신호(Es)를 받아들이고, 스텝(S5)에서 n을 1로 초기화하고, 스텝(S6)에서 받아들인 Es에 Ren을 가산하여 간섭억압 수신신호(rIC1)를 생성하고, 이 간섭억압 수신신호에 대하여 t0, te를 검출하고, Hn을 추정하고, 이들을 사용하여, 수신신호 레플리카(Ren)를 생성, 기억하고, 또 이 Ren을 간섭억압 수신신호(rICn)로부터 공제하여, 오차신호(Es)를 생성하고, Es를 이것으로 갱신한다.
스텝(S7)에서 n이 N과 동일한지를 조사하고, 동일하지 않으면 스텝(S8)에서 n을 플러스 1하여 스텝(S6)으로 되돌아간다. 스텝(S7)에서 n이 N과 동일하면, 스텝(S9)에서 s가 S와 동일한지 조사하고, 동일하지 않으면 스텝(S10)에서 s를 플러스 1하여 스텝(S4)으로 되돌아간다. 스텝(S9)에서 s는 S와 동일하면 스텝(S11)에 서 그 때의 t0, te, H를 MIM0 적응등화부(35)에 출력한다. 또한 s=S회째의 처리에서는 스텝(S6)에서, 수신신호 레플리카(Ren)의 생성은 행하지 않고, 또한 n=N에서는 Es의 생성은 행하지 않는다. 스텝(S12)에서 수신신호에 대해 MIMO 적응 등화처리를 행하고, 스텝(S13)에서, 그 등화처리된 심볼 계열을 신호계열로 복호한다. 이 경우도 특별히 도시하지 않지만 오류검출처리를 행하고, 오류가 있으면 타이밍 후보를 사용하여 te, H를 구하도록 할 수도 있다.
제 12 실시예
다음에 도 31을 참조하여 제 7 실시예와 대응한 방법의 제 12 실시예를 설명한다. 스텝(S1)에서 오차신호 파라미터(Es)를 수신신호(Rm)에서 초기화하고, 스텝(S2)에서 처리회수 파라미터(s)를 1로 초기화하고, 스텝(S3)에서 N개의 송신기의 트레이닝 심볼 계열에 대하여 각각의 심볼당의 수신에너지를 측정하고, 그 큰 순서로 송신 트레이닝 신호계열을 복수개씩의 그룹(G1∼GX)으로 나눈다. 스텝(S4)에서 s가 1인지를 조사하고, 1이면, 스텝(S5)에서 그룹 파라미터(x)를 1로 초기화하고, 스텝(S6)에서 s가 1인지를 조사하고, 1이면 스텝(S7)에서 그룹(GX)에 속하는 트레이닝심볼 계열을 사용해서 오차신호(수신신호)(Es)에 대하여 병렬처리하여 각각 t0, te를 검출하고, H를 추정하고, 더욱이 이들을 사용하여 각 수신신호 레플리카(Ren)를 생성하고, 기억하고, 또 오차신호(Es)로부터 생성한 각 레플리카(Ren)를 공제하고, 그 결과로 Es를 갱신한다.
스텝(S8)로 x가 X와 동일한지를 조사하고, 동일하지 않으면 스텝(S9)에서 x 를 +1하여 스텝(S6)으로 되돌아가고, 스텝(S8)에서 x와 X가 동일하면 스텝(S10)에서 s가 S와 동일한지를 조사하고, 동일하지 않으면 스텝(S11)에서 s를 +1하여 스텝(S12)으로 이동한다. 또 스텝(S4)에서 s가 1이 아니면 스텝(S12)으로 이동한다. 스텝(S12)에서 s-1회째에 생성한 Re1∼ReN과 Es를 받아들여 스텝(S5)으로 이동한다. 스텝(S6)에서 s가 1이 아니면, 스텝(S13)에 있어서, 그룹(GX)에 속하는 트레이닝 심볼 계열과 대응하는 각 Ren을 각각 오차신호(Es)에 가산하여 복수의 간섭억압 수신신호를 생성하고, 이들 복수의 간섭억압 수신신호를 그 그룹(GX)에 속하는 트레이닝심볼 계열을 사용하여 병렬처리해서 각각 t0, te를 검출하고, H를 추정하고, 더욱이 이들을 사용하여 각 수신신호 레플리카(Ren)을 생성하고, 갱신 기억하고, 또 복수의 간섭억압 수신신호로부터 대응하는 생성한 레플리카(Ren)를 각각 공제하여 Es를 생성하고, 그 Es에 Es를 갱신하여 스텝(S8)으로 이동한다. 스텝(S10)에서 s가 S와 동일하면, 스텝(S14)에서 그 때의 t0, te, H를 MIM0 적응등화부(35)에 공급한다. 또한 스텝(S13)에 있어서 S회째에서는, Ren의 생성은 행하지 않고, 또한 x=X인 경우는 Es의 생성은 행하지 않는다. 스텝(15)에서 수신신호를 적응 등화처리하고, 스텝(16)에서, 그 등화처리된 심볼 계열에 대하여 복호처리한다. 도면에 도시하고 있지 않지만, 필요에 따라서 오류검출처리를 행하여 오류가 있으면, 타이밍 후보를 사용하여, t0, te, H를 구하도록 할 수도 있다.
더욱이 도 29∼도 31에서 특별히 도시하지 않았지만, 이들 방법에서도, 검출 타이밍의 신뢰성을 판정하고, 신뢰성이 낮은 타이밍과 대응하지 않는 레플리카만을 출력하도록 해도 좋다. 상술에서는 등화범위의 검출을 행했지만, 등화범위는 고정 길이로 하여, 이 검출을 행하지 않아도 된다.
상술에서는 동기 타이밍 생성부(12n) 및 개시 타이밍·범위 후부 생성부(21n)에서, 트레이닝심볼 계열(TSSn)과 수신신호의 상관을 각각 구했지만, 동기 타이밍 생성부(12n)에서 생성한 상관을 기억해 두고, 이것을 개시 타이밍·범위 후부 생성부(21n)에서 이용해도 좋다.
도 22 및 도 25에 도시하는 바와 같이 직렬형 및, 복합형 처리단(42)에서 동기검출, 체널추정을 행하는 경우에, 예를 들면 직렬형에서는 제 1 처리단(421)에서 유저마다 채널의 추정을 행하는 채널 추정정밀도의 열화가 발생한다고 생각된다. 이것은, 예를 들면, 유저(1)의 수신신호(수신전력이 가장 큼)의 검출을 행할 때에, 유저마다의 채널추정수단에서, 도 17에 도시한 구성으로 행하면, 사용하는 수신신호중에 유저(2)∼유저(N)의 수신신호가 포함되어 있기 때문이다. 덧붙여서, 제 2 처리단(422) 이후에는, 채널추정에 사용하는 수신신호중에는, 타유저의 수신신호가 캔슬되어 있기 때문에, 큰 채널추정 정밀도의 열화로는 이어지지 않는다고 생각된다. 따라서, 이 문제를 해결하는 수단으로서, 제 1 처리단(421)에서는 도 22중에 파선으로 도시하는 바와 같이 동기검출부(821∼82N)에서 검출된 전체 유저의 동기 개시 타이밍과, 트레이닝심볼 계열(TSS1∼TSSN)과 수신신호(레플리카에 의한 캔슬이 행해지지 않은 신호)를 채널추정부(28)(도 9에 도시한 것과 동일한 구성)에 입력하고, 전체의 채널상태(H)를 추정하여, 이것을 레플리카 생성기(451∼45n)에 공급하도록 하면 좋다.
이상 기술한 바와 같이, 본 발명에 의해, MIMO 수신기에서의 채널상태의 추정 정밀도, 등화 개시 타이밍의 검출 정밀도, 및 등화범위의 결정 정밀도를 높일 수 있다. 특히 패킷 통신에 있어서는, 프레임마다 채널상태의 추정, 등화 개시 타이밍의 검출, 및 등화범위의 결정을 행할 필요가 있다고 생각되고, 그러한 경우에는, 본 발명에 의해 채널추정용, 동기용의 트레이닝 심볼 계열을 짧게 하는 것이 가능하게 되고, 그만큼 전송하는 정보량을 증가시킬 수 있다.

Claims (10)

  1. MIMO 수신기에 있어서, 상기 MIMO 수신기는
    송신신호계열에서의 트레이닝 심볼 계열과 동일한, 서로 다른 트레이닝 심볼 계열을 생성하는 트레이닝 계열 생성부 및
    다수의 처리단을 포함하고 있으며,
    제1 처리단은,
    상기 트레이닝 심볼 계열중의 하나와 수신 신호를 입력으로서 수신하여 등화 개시 타이밍 신호 및 등화 범위 신호를 생성하는 제1 동기 검출부를 포함하고,
    모든 처리단은,
    상기 트레이닝 심볼 계열중의 하나, 현재 처리단에서 생성된 상기 등화 개시 타이밍 신호 및 상기 등화 범위 신호, 및 상기 수신 신호를 입력으로서 수신하여 채널상태를 추정하는 채널 추정부,
    상기 트레이닝 심볼 계열중의 하나, 현재 처리단에서 생성된 상기 등화 개시 타이밍 신호, 및 상기 추정된 채널 상태를 입력으로서 수신하여 상기 트레이닝 심볼 계열의 수신 신호의 레플리카를 생성하는 레플리카 생성부, 및
    상기 수신 신호 및 상기 레플리카를 입력으로서 수신하여, 상기 수신 신호로부터 상기 레플리카를 감산하여 오차신호를 생성하는 오차신호 생성부를 포함하고,
    상기 제1 처리단 이외의 처리단은,
    적어도 1개의 목적으로 하는 상기 송신 신호 계열에서의 트레이닝 심볼 계열에 대한, 이전 처리단으로부터의 오차 신호 및 상기 이전 처리단으로부터의 레플리카를 입력으로서 수신하여 이들을 가산하여 목적으로 하는 송신신호계열의 수신 신호 이외의 수신 신호가 억압된 간섭억압 수신신호를 생성하는 가산부, 및
    상기 가산부로부터 출력된 상기 간섭억압 수신신호와 상기 트레이닝 심볼 계열중의 하나를 입력으로 수신하여, 등화 개시 타이밍 신호와 등화범위 신호를 더 생성하는 제 2 동기검출부를 포함하고 있으며,
    상기 MIMO 수신기는,
    동일 주파수 대역으로 송신된 2이상의 정수(N)개의 송신신호계열을 2 이상의 정수(M)개의 안테나로 수신한 신호가 마지막 처리단에서 생성된 상기 등화 개시 타이밍 신호 및 상기 등화범위 신호, 채널상태 추정값을 사용하여 적응 등화처리하여 N개의 송신기에 대응하는 N개의 출력 심볼 계열로 분리하는 MIMO 적응등화부와,
    상기 MIMO 적응 등화부로부터의 상기 N개의 출력 심볼 계열을 복호처리하는 신호계열 복호부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MIMO 수신기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 동기검출부, 상기 레플리카 생성부, 상기 오차 신호 생성부, 상기 가산부 및 상기 제 2 동기검출부의 동일 세트가 상기 N개의 송신신호계열의 각각에 설치되고, 상기 오차 신호 생성부는 상기 수신 신호로부터 상기 N 개의 송신 신호 계열에 대응하는 레플리카들을 감산하도록 적용되어 있는 것을 특징으로 하는 MIMO 수신기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 동기 검출부의 각각에 연결되어, 상기 제1 및 제2 동기 검출부의 각각에 의해 검출된 검출 타이밍의 신뢰성을 판정하는 신뢰성 판정부와, 상기 신뢰성 판정부에서 신뢰성이 낮다고 판정된 검출 타이밍에 대응하는 레플리카를 전달시키지 않는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MIMO 수신기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 각 N개의 송신신호계열에 대하여, 심볼당의 수신에너지를 측정하고, 상기 수신에너지의 크기의 순서를 결정하는 처리수순 검출부를 더 포함하고,
    제 1 처리단은,
    상기 제 1 동기검출부와, 상기 채널추정부와, 상기 레플리카 생성부와, 상기 레플리카 생성부로부터의 레플리카를 상기 제 1 동기검출부에 입력되는 신호로부터 감산하는 감산부를 각각 포함하는 N개의 송신신호계열 처리부가 상기 결정된 순서로 종속 접속되어 있고, 상기 종속 접속된 상기 제1 송신신호계열 처리부 이외의 송신신호계열 처리부의 각각에서의 제1 동기 검출부는 입력으로서, 종속 접속된 바로 앞의 송신신호계열 처리부의 감산부로부터의 출력을 수신하고,
    상기 제1 처리단 이외의 처리단의 각각은,
    가산부, 상기 제2 동기 검출부, 상기 채널 추정부, 레플리카 생성부, 상기 레플리카 생성부로부터의 레플리카를 상기 제2 동기 검출부에 입력되는 신호로부터 감산하는 감산부를 각각 포함하는 N개의 송신계열 처리부가 상기 결정된 순서로 종속 접속되어 있고, 상기 종속 접속된 제1 송신계열 신호 처리부의 가산부는 이전 처리단에서의 이전 송신신호계열 처리부로부터의 레플리카와 이전 처리단으로부터의 오차신호를 가산하는 가산부로서 역할하고, 상기 가산부로부터의 출력은 현재 송신신호계열 처리부내의 제2 동기 검출부에 제공되고,
    각각의 처리단에서 종속 접속된 마지막 송신신호계열 처리부의 감산기로부터의 출력신호가 오차 신호 발생기로부터의 오차 신호로서 획득되고,
    상기 가산기에 입력되는 트레이닝 심볼 계열에 대한 레플리카는 심볼당 최대 수신 에너지를 가지는 것임을 특징으로 하는 MIMO 수신기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 N개의 송신신호계열의 각각의 심볼당의 수신에너지를 측정하고, 그 큰 순서로 상기 N개의 송신신호계열을 복수개의 송신신호계열을 각각 가지는 그룹으로 나누는 처리수순 검출부를 구비하고,
    상기 각각의 그룹에 대해, 상기 제 1 동기검출부, 상기 채널추정부, 상기 레플리카 생성부를 각각 포함하는, 상기 복수의 송신신호계열에 대한 복수의 송신신호계열 처리부로 구성되고, 처리를 병렬적으로 행하는 병렬처리부가 존재하고,
    상기 병렬처리부들은, 상기 레플리카 생성부로부터의 레플리카를 상기 병렬처리부의 하나의 제1 동기 검출부에 입력되는 입력신호로부터 감산하여 직렬 접속된 다음 병렬처리부로 공급되도록 하는 감산부를 통해 상기 큰 순서의 그룹으로 직렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 MIMO 수신기.
  6. MIMO 수신 방법에 있어서, 상기 방법은
    송신신호계열에서의 트레이닝 심볼 계열과 동일한, 서로 다른 트레이닝 심볼 계열을 생성하는 단계 및
    다수의 처리단에서 처리를 행하는 단계를 포함하고 있으며,
    제1 처리단에서는,
    각각의 송신신호계열에 대해 개별적으로 결정된 상기 트레이닝 심볼 계열중의 하나와 수신 신호를 이용하여 등화 개시 타이밍 및 등화 범위를 검출하는 제1 동기 검출단계를 포함하고,
    모든 처리단에서는,
    상기 수신신호, 상기 각각의 송신신호계열에 대해 개별적으로 제공된 상기 트레이닝 심볼 계열, 및 현재 처리단에서 생성된 상기 등화 개시 타이밍 및 상기 등화 범위를 이용하여 채널상태를 추정하는 단계,
    상기 각각의 송신신호계열에 대해 개별적으로 제공된 상기 트레이닝 심볼 계열, 현재 처리단에서 생성된 상기 등화 개시 타이밍, 및 상기 추정된 채널 상태를 이용하여 상기 트레이닝 심볼 계열에 대한 수신 신호의 레플리카를 생성하는 단계, 및
    상기 수신 신호로부터 상기 레플리카를 감산함으로써 에러 신호를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 처리단 이외의 각각의 처리단에서는,
    적어도 1개의 목적으로 하는 상기 송신 신호 계열에서의 트레이닝 심볼 계열에 대한, 이전 처리단으로부터의 레플리카를 상기 이전 처리단으로부터의 오차 신호에 가산하여 목적으로 하는 송신신호계열의 수신 신호 이외의 수신 신호가 억압된 간섭억압 수신신호를 생성하는 단계, 및
    상기 간섭억압 수신신호와 상기 간섭억압 수신신호에 대응하는 상기 트레이닝 심볼 계열을 이용하여 등화 개시 타이밍과 등화범위를 더 검출하는 제2 동기 검출단계를 포함하고 있으며,
    상기 MIMO 수신 방법은,
    동일 주파수 대역으로 송신된 2이상의 정수(N)개의 송신신호계열을 2 이상의 정수(M)개의 안테나로 수신한 신호를 상기 마지막 처리단에서 검출된 상기 등화 개시 타이밍 및 상기 등화범위, 및 상기 추정된 채널 상태를 이용하여 등화하고 분리하는 단계,
    상기 N개의 심볼 계열을 각각 복호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MIMO 수신 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 제1 처리단에서, 상기 제1 동기 검출단계 및 상기 레플리카를 생성하는 단계를 각각 포함하는 N개의 송신신호처리단계가 상기 N개의 송신신호계열에 대해 병렬적으로 각각 수행되고, 상기 생성된 N개의 레플리카는 오차 신호를 생성하는 단계에서 오차 신호를 생성하기 위해 수신신호로부터 감산되고,
    제1 처리단 이외의 처리단의 각각에서는,
    상기 간섭억압 수신신호를 생성하는 단계는 목적으로 하는 N개의 송신신호계열중의 하나에 대한 레플리카를 상기 오차 신호에 각각 가산함으로써 병렬적으로 수행되고, 상기 생성된 N개의 간섭억압 수신신호에 작동하는 제2 동기 검출 단계는 병렬적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 MIMO 수신 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 각각의 처리단은
    제1 및 제2 동기 검출 단계의 각각에 의해 검출된 상기 등화 개시 타이밍의 신뢰성을 판정하는 단계 및 신뢰성이 낮다고 판정된 등화 개시 타이밍에 대응하는 송신신호계열에 대한 레플리카의 사용을 금지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MIMO 수신 방법.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 각 N개의 송신신호계열에 대하여, 심볼당의 수신에너지를 측정하고, 상기 수신에너지의 크기의 순서를 결정하는 단계를 더 포함하고,
    제 1 처리단에서는,
    상기 제 1 동기 검출, 상기 채널 추정, 상기 레플리카의 생성 및 상기 오차 신호의 생성 단계를 각각 포함하는 N개의 송신신호계열 처리 단계가 상기 N개의 송신신호계열에 대한 상기 결정된 순서로 수행되고, 상기 각 송신신호계열 처리 단계에서 생성된 오차 신호가 현재 송신신호계열 처리 단계에서 사용되는 수신신호와 가산되어 다음 송신신호계열 처리 단계에서 사용될 수신 신호를 제공하고,
    제1 처리단 이외의 상기 N개의 처리단의 각각에서는,
    상기 간섭억압 수신신호 생성, 상기 제2 동기 검출, 상기 채널 추정, 상기 레플리카의 생성 및 상기 오차 신호의 생성 단계를 각각 포함하는 N개의 송신신호계열 처리 단계가 상기 N개의 송신신호계열에 대한 상기 결정된 순서로 수행되고, 상기 간섭억압 수신신호는 이전 처리단에서의 이전 송신신호계열 처리단계로부터의 레플리카와 이전 처리단에서의 마지막 송신신호계열 처리 단계로부터의 오차 신호를 가산함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 MIMO 수신 방법.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 N개의 송신신호계열의 각각의 심볼당의 수신에너지를 측정하고, 그 큰 순서로 상기 N개의 송신신호계열을 복수개의 송신신호계열을 각각 가지는 그룹으로 나누는 단계,
    상기 각각의 그룹에 대해, 상기 제 1 동기 검출, 상기 채널추정, 상기 레플리카 생성 단계를 각각 포함하여, 상기 그룹내의 상기 복수의 송신신호계열에 대한 복수의 송신신호계열 처리 단계를 병렬적으로 행하는 단계, 및
    상기 그룹중의 하나에 대한 상기 송신신호계열 처리 단계에 의해 생성된 레플리카를 상기 그룹에 대한 상기 송신신호계열 처리 단계에 대한 수신 신호로부터 감산하여 오차 신호를 생성하고, 상기 오차 신호가 다음 그룹에 대한 상기 송신신호계열 처리 단계에서 수신 신호로 사용되도록, 상기 수신 에너지가 큰 순서로 상기 그룹에 대한 상기 송신신호계열 처리 단계를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MIMO 수신 방법.
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