KR100586587B1 - Pipelined successive interference canceller for code division multiple access system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파이프라인화를 통해 다수의 스테이지로 구성된 구조에서 비트 오율의 증가없이 복호 지연을 줄일 수 있는, 코드 분할 다중 접속 시스템을 위한 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기를 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명은 다수의 스테이지로 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기에 있어서, 각 사용자의 수신 신호 전력에 응답하여 채널을 통해 수신된 수신 신호의 순위를 결정하기 위한 전력순위결정수단; 상기 파이프라인의 스테이지 수만큼의 단위 지연부를 통해 상기 수신 신호를 임의의 시간만큼 차례로 지연하기 위한 시간지연수단; 상기 전력순위결정수단으로부터 출력되는 전력 순위 정보에 응답된 시간 지연, 위상 옵셋의 추정치 및 확산 코드에 응답하여 확산 동작을 수행하고, 연판정 및 경판정 함수를 거쳐 재생성 신호를 출력하기 위한, 각 사용자별 상기 파이프라인의 스테이지 수만큼의 단위 간섭 제거기; 및 상기 시간지연수단의 단위 지연부로부터 각각 출력되는 지연된 수신신호로부터 해당 사용자의 신호만을 걸러내기 위한 다수의 제1 누적수단을 포함하여 이루어지며, 상기 다수의 제1 누적수단 각각으로부터 간섭이 제거된 신호가 출력되어 해당 사용자의 그다음 스테이지의 상기 단위 간섭 제거기로 입력되도록 구성된다.The present invention is to provide a pipelined serial interference canceller for code division multiple access system that can reduce the decoding delay without increasing the bit error rate in the structure consisting of a plurality of stages through the pipeline. The present invention provides a serial interference canceller pipelined to a plurality of stages, the serial interference canceller comprising: power ranking means for ranking received signals received through a channel in response to received signal power of each user; Time delay means for sequentially delaying the received signal by a predetermined time through a unit delay unit corresponding to the number of stages in the pipeline; Each user for performing a spreading operation in response to a time delay, an estimate of a phase offset, and a spreading code in response to the power ranking information output from the power ranking means, and outputting a regenerated signal via a soft decision and a hard decision function. Unit interference cancellers as many as stages of the pipeline; And a plurality of first accumulating means for filtering only a signal of a corresponding user from delayed received signals respectively output from the unit delay units of the time delay means, wherein interference is removed from each of the plurality of first accumulating means. And a signal is output and input to the unit interference canceller of the next stage of the user.
코드 분할 다중 접속 시스템, 파이프라인, 직렬 간섭 제거기, 연판정, 경판정Code Division Multiple Access System, Pipeline, Series Interference Canceller, Soft Decision, Hard Decision
Description
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기에 대한 블록도.1 is a block diagram of a pipelined serial interference canceller in accordance with an embodiment of the present invention.
도 2는 i번째 사용자의 j번째 스테이지에 해당되는 단위 간섭 제거기의 내부 블록도.2 is an internal block diagram of a unit interference canceller corresponding to a j th stage of an i th user;
도 3은 임시 판정부의 임시 판정을 위한 연판정 및 경판정 함수의 그래프.3 is a graph of soft decision and hard decision functions for the provisional decision of the provisional decision section.
도 4는 종래의 다수의 스테이지로 구성된 직렬 간섭 제거기를 본 발명과 같이 파이프라인화하는 것을 개념적으로 도시한 도면.FIG. 4 conceptually illustrates the pipelined serial interference canceller comprised of a conventional multiple stage as in the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명* Description of the main parts of the drawing
100 : 전력 순위기 110 : 시간 지연부100: power ranker 110: time delay unit
ICU : 단위 간섭 제거기 120, 200, : 누적기ICU:
201, 240 : 제산 및 적분기201, 240: division and integrator
220 : 정합 여파기 230 : 임시 판정부220: matching filter 230: temporary judgment unit
본 발명은 코드 분할 다중 접속 시스템(Code Division Multiple Access System)에 관한 것으로, 특히 코드 분할 다중 접속 시스템에서 필연적으로 발생하는 다중 접속 간섭을 효율적으로 제거하는 간섭 제거기(Interference Cancellation Unit)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
현재 사용되고 있는 이동 통신 표준인 IS(Interim Standard)-95 및 IMT(International Mobile Telecommunication)-2000은 다중 접속 방식으로 코드 분할 다중 접속 방식을 채택하여, 필연적으로 다중 접속 간섭의 문제가 발생하게 된다. 이러한 다중 접속 간섭을 제거하기 위한 것이 간섭 제거기이다.Currently used mobile communication standards IS (Interim Standard) -95 and IMT (International Mobile Telecommunication) -2000 adopt a code division multiple access scheme as a multiple access scheme, inevitably causes a problem of multiple access interference. The interference canceller is for removing such multiple access interference.
일반적으로, 다중 접속 간섭을 제거하기 위한 간섭 제거기는 그 구조에 따라 직렬 간섭 제거기(Successive Interference Cancellation, SIC)와 병렬 간섭 제거기(Parallel Interference Cancellation, PIC)로 나누어진다. In general, an interference canceller for canceling multiple access interference is divided into a serial interference canceller (SIC) and a parallel interference canceller (PIC) according to its structure.
구체적으로, 직렬 간섭 제거기는 각 사용자의 수신 신호 전력을 큰 순서대로 나열하여 큰 것부터 차례로 검파한 후 간섭 제거를 수행함으로써, 다중 경로 페이딩(multipath fading) 환경에서 좋은 성능을 나타낸다. 그러나, 다수의 스테이지(multistage)로 구성될 경우 복호 지연(decoding delay)이 큰 단점이 있다.In particular, the serial interference canceller performs good interference in a multipath fading environment by performing the interference cancellation after sequentially receiving the received signal power of each user in a large order. However, the decoding delay is a big disadvantage when composed of multiple stages.
반면, 병렬 간섭 제거기는 다수의 스테이지로 구성된 경우에 복호 지연이 상 대적으로 작지만, 수신 신호 전력의 크기를 고려하지 않고 간섭 제거를 수행하기 때문에, 다중 경로 페이딩 환경에서의 성능이 떨어진다.On the other hand, the parallel interference canceller has a relatively small decoding delay in the case of a plurality of stages, but performs interference cancellation without considering the magnitude of the received signal power.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 파이프라인화를 통해 다수의 스테이지로 구성된 구조에서 비트 오율의 증가없이 복호 지연을 줄일 수 있는, 코드 분할 다중 접속 시스템을 위한 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, and pipelined serial for code division multiple access system, which can reduce the decoding delay without increasing the bit error rate in a structure composed of multiple stages through pipelined Its purpose is to provide an interference canceller.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수의 스테이지로 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기에 있어서, 각 사용자의 수신 신호 전력에 응답하여 채널을 통해 수신된 수신 신호의 순위를 결정하기 위한 전력순위결정수단; 상기 파이프라인의 스테이지 수만큼의 단위 지연부를 통해 상기 수신 신호를 임의의 시간만큼 차례로 지연하기 위한 시간지연수단; 상기 전력순위결정수단으로부터 출력되는 전력 순위 정보에 응답된 시간 지연, 위상 옵셋의 추정치 및 확산 코드에 응답하여 확산 동작을 수행하고, 연판정 및 경판정 함수를 거쳐 재생성 신호를 출력하기 위한, 각 사용자별 상기 파이프라인의 스테이지 수만큼의 단위 간섭 제거기; 및 상기 시간지연수단의 단위 지연부로부터 각각 출력되는 지연된 수신신호로부터 해당 사용자의 신호만을 걸러내기 위한 다수의 제1 누적수단을 포함하여 이루어지며, 상기 다수의 제1 누적수단 각각으로부터 간섭이 제거된 신호가 출력되어 해당 사용자의 그다음 스테이지의 상기 단위 간섭 제거기로 입력되도록 구성된다.The present invention for achieving the above object is, in the serial interference canceller pipelined to a plurality of stages, power ranking means for ranking the received signal received through the channel in response to the received signal power of each user ; Time delay means for sequentially delaying the received signal by a predetermined time through a unit delay unit corresponding to the number of stages in the pipeline; Each user for performing a spreading operation in response to a time delay, an estimate of a phase offset, and a spreading code in response to the power ranking information output from the power ranking means, and outputting a regenerated signal via a soft decision and a hard decision function. Unit interference cancellers as many as stages of the pipeline; And a plurality of first accumulating means for filtering only a signal of a corresponding user from delayed received signals respectively output from the unit delay units of the time delay means, wherein interference is removed from each of the plurality of first accumulating means. And a signal is output and input to the unit interference canceller of the next stage of the user.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. do.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기에 대한 블록도로서, 사용자수가 6명이고, 파이프라인 횟수가 4회인 경우를 예로서 도시한 도면이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a pipelined serial interference canceller according to an embodiment of the present invention, and illustrates a case where the number of users is six and the number of pipelines is four.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기는 각 사용자의 수신 신호 전력에 응답하여 최초로 채널을 통과하여 수신된 신호(r(t))의 순위를 결정하는 전력 순위기(100), 수신된 신호(r(t))를 4개의 단위 지연부를 통해 임의의 시간(Tb)만큼 차례로 지연하는 시간 지연부(110), 전력 순위기(100)로부터 출력되는 전력 순위 정보(power ordering information)에 응답된 시간 지연 τk, 위상 옵셋(Phase offset) φk의 추정치 및 확산 코드 ck(t)에 따른 확산 동작과 연판정 및 경판정 함수를 거쳐 재생성 신호를 출력하는 사용자별 파이프라인 수만큼의 단위 간섭 제거기(ICU) 및 상기 시간 지연부(110)의 단위 지연부로부터 각각 출력되는 지연된 수신신호(r(t))로부터 해당 사용자의 신호만을 걸러내기 위한 다수의 누적기(accumulator)(120)로 이루어지며, 상기 누적기(120)로부터 간섭이 제거된 신호가 출력되어 해당 사용자의 그다음 스테이지의 단위 간 섭 제거기(ICU)로 입력된다.As shown in FIG. 1, the pipelined serial interference canceller according to an embodiment of the present invention ranks the received signal r (t) first through the channel in response to the received signal power of each user. Determining
구체적인 단위 간섭 제거기(ICU)의 내부 블록도는 도 2에 도시되어 있다.An internal block diagram of a specific unit interference canceller (ICU) is shown in FIG.
도 2는 i번째 사용자의 j번째 스테이지에 해당되는 단위 간섭 제거기의 내부 블록도로서, i는 사용자의 인덱스이고, j는 스테이지의 인덱스이다. 2 is an internal block diagram of the unit interference canceller corresponding to the j th stage of the i th user, i is the index of the user, and j is the index of the stage.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 단위 간섭 제거기는 이전 스테이지 즉, (j-1)번째 스테이지로부터 출력되는 재생성 신호()와 누적기(120)로부터 출력되는 간섭이 제거된 신호()를 입력받아 누산하여 i번째 사용자의 신호만을 걸러내기 위한 누적기(200), 상기 누적기(200)로부터 출력되는 합성 신호()와 전력순위기(100)의 전력순위정보에 응답된 i번째 사용자의 확산 코드(ci(t-τi)[cosφi/sinφi])를 곱한 후 한 주기동안 적분하여 합성 신호()를 역확산하는 제산 및 적분기(210), 역확산된 합성 신호를 입력받아 i번째 사용자의 확산 코드 방향으로의 신호만을 걸러내기 위한 정합 여파기(Matched filter)(220), 상기 정합 여파기(220)로부터 출력되는 결정 변수에 대해 연판정 또는 경판정 함수를 수행하는 임시 판정을 위한 임시 판정부(230) 및 상기 임시 판정부(230)로부터 출력된 신호와 전력순위기(100)의 전력순위정보에 응답된 i번째 사용자의 확산 코드(ci(t-τi)[cosφi/sinφi])를 곱한 후 한 주기동안 적분하여 재확산 동작을 통해 다음 스테이지, 즉 (j+1)번째 스테이지의 입력이 되는 재생성 신 호()를 출력하는 제산 및 적분기(240)로 이루어진다. 여기서, 해당 ICU가 최종 스테이지일 경우 정합 여파기(220)로부터 출력된 결정 변수 는 그대로 경판정 장치(도면에 도시되지 않음)로 보내지게 된다.As shown in FIG. 2, the unit interference canceller of the present invention includes a regenerated signal output from a previous stage, that is, the (j-1) th stage. ) And the signal from which the interference output from the
도 1 및 도 2를 참조하면, 최초로 채널을 통과하여 수신된 신호(r(t))는 전력순위기(100)에서 각 사용자의 수신 신호 전력에 따라 그 순위가 결정되게 된다. 이러한 순위 결정을 위해서 전력순위기(100)로 각 사용자의 확산 코드가 입력되어야 하며, 출력인 전력순위정보를 사용자별 파이프라인 수만큼의 단위 간섭 제거기(ICU)로 보낸다. 단위 간섭 제거기(ICU)는 전력순위기(100)로부터의 전력순위정보에 의해 각 사용자의 단위 간섭 제거기(ICU)에 입력되는 시간 지연 τk, 위상 옵셋(Phase offset) φk의 추정치 및 확산 코드 ck(t)의 종류를 결정하게 된다.1 and 2, the signal r (t) first received through the channel is determined by the
한편, 합성 신호()는 제산 및 적분기(210)에서 i번째 사용자의 확산 코드(ci(t-τi)[cosφi/sinφi])에 의해 역확산(despread)이 이루어지며, 상기 역확산된 신호는 정합 여파기(220)의 입력이 된다. 따라서, 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기에서 단위 간섭 제거기(ICU)는 해당 사용자의 확산 코드 방향으로의 신호만을 걸러내게 된다. 최종적으로, 정합 여파기(220)로부터 출력된 결정 변수는 도 3에 도시된 바와 같은 연판정(도 3의 (a)) 또는 경판정 함수(도 3의 (b))를 수행하는 임시 판정을 위한 임시 판정부(230)를 통과한 후 제산 및 적분기(240)에서 재확산(respread)됨으로써 다음 스테이지, 즉 (j+1)번째 스테이지의 입력이 되는 재생 성 신호()를 만들게 된다. On the other hand, the composite signal ( ) Is despread by the spreading code c i (t-τ i ) [cosφ i / sinφ i ] of the i th user in the division and
도 4는 종래의 다수의 스테이지로 구성된 직렬 간섭 제거기를 본 발명과 같이 파이프라인화하는 것을 개념적으로 도시한 도면이다.4 is a diagram conceptually illustrating a pipelined serial interference canceller composed of a plurality of conventional stages as in the present invention.
도 4를 참조하면, 다수의 스테이지로 구성된 직렬 간섭 제거기에서 큰 복호 지연이 발생하는 이유는 한 사용자가 검파되는 동안 다른 사용자는 아무런 동작을 하지 않으면서 그대로 시간을 낭비하기 때문임을 알 수 있는 데, 본 발명에서와 같이 파이프라인화하는 경우에 낭비되는 시간을 이용할 수 있게 된다. 즉, 다수의 스테이지로 구성된 직렬 간섭 제거기에서는 매 비트 간격마다 오직 다른 한 사용자에 의한 간섭만이 제거되는 데 비해 본 발명의 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기에서는 매 비트 간격마다 다수명의 사용자에 의한 간섭이 제거되므로 다음 스테이지에 좀 더 신뢰성있는 데이터를 넘겨줄 수 있고, 같은 복호 지연에서 보다 좋은 성능을 낼 수 있다. Referring to FIG. 4, it can be seen that a large decoding delay occurs in a serial interference canceller composed of multiple stages because one user is wasting time without any operation while one user is detected. As in the present invention, wasteful time can be utilized when pipelined. In other words, in the serial interference canceller composed of multiple stages, only interference by one user is eliminated every bit interval, whereas in the pipelined serial interference canceller of the present invention, interference by multiple users is detected every bit interval. This eliminates more reliable data for the next stage and gives better performance at the same decoding delay.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 직렬 간섭 제거기의 다중 경로 페이딩 특성을 그대로 유지하는 동시에 비트 오율의 증가없이 복호 지연을 줄일 수 있는 효과가 있다.
The present invention as described above has the effect of reducing the decoding delay without increasing the bit error rate while maintaining the multipath fading characteristics of the serial interference canceller.
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