KR100682121B1 - 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 다중 반송파 직접 시퀀스 코드분할 다원접속 시스템에 의해 수신되는 다수 사용자의 신호를 다수 개의 전송로 상에서 하향 주파수로 변환하는 단계; 상기 하향 주파수로 변환된 다수 사용자의 신호들 중 대 신호 전력을 갖는 사용자 신호를 검출 선택하는 단계; 상기 선택된 사용자 신호를, 상기 하향 주파수로 변환된 다수 사용자의 신호와 감산하여 대 신호 전력의 사용자 신호에 의한 간섭 성분을 제거하는 단계; 및 상기 간섭 성분이 제거된 다수 사용자의 신호를 소정의 결합 방식에 따라 합산하는 단계; 를 포함하여 이루어져, 수신되는 신호들 중 간섭 성분으로 작용하게 되는 대(大) 신호 전력을 갖는 사용자 신호를 검출 및 선택하여, 수신 신호와 감산하는 감산 및 궤환 동작을 순차적으로 반복함으로써, 다중 반송파 전송 방식과, 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 방식이 결합 적용되는 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속(Multi-carrier DS/CDMA) 시스템에서의 전체 성능을 제한시키는 주요 원인인 다원 접속 간섭(MAI)을 효율적으로 제거시킬 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.
다중 반송파, 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속, 다원 접속 간섭, 대 신호 전력, 동 이득 결합
Description
도 1은 본 발명에 따른 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템의 송신기에 대한 구성을 도시한 것이고,
도 2는 본 발명에 따른 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템의 수신기에 대한 구성을 도시한 것이고,
도 3은 본 발명에 따른 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템의 수신기에서의 일부 상세 구성을 도시한 것이고,
도 4는 본 발명에 따른 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 비트오류확률(BER: Bit Error Ratio)을 그래프로 도시한 것이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 전력제어 및 확산부 11 : 칩파(Chip Wave) 정형 여파기
12 : 부반송파 전송부 21 : 주파수 변환부
22 : 다원 접속 간섭 제거부 23 : 다이버시티 합산부(Combiner)
24 : 결정(Decision)부
본 발명은, 다중 반송파(Multi-carrier) 전송 방식과 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속(DS/CDMA: Direct Sequence Code Division Multiple Access) 방식이 결합 적용되는 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 장치 및 방법에 관한 것이다.
우선, 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속(DS/CDMA) 방식은, 널리 알려진 바와 같이, 비동기 접속능력, 사용자 할당의 유연성, 다중률 전송의 지원성 및 보안성, 그리고 외부 간섭신호에 대한 강인성 등과 같은 장점을 갖고 있어, 여러 전송로와 다원접속이 요구되는 통신환경에 적합한 부호화 방식으로서, 이미 오래 전부터 연구 개발되어 오고 있다.
한편, 멀티미디어 데이터를 무선 전송로(Wireless Channel)를 통해 고속으로 전송하기 위하여 제안된 전송 방식의 하나인 다중 반송파 전송 방식은, 서로 다른 주파수 대역을 갖는 다수의 반송파를 이용하여, 멀티미디어 데이터를 다수 개의 부반송파 전송로(Sub-carrier Channel)를 통해 고속으로 전송하게 되는 것으로, 상기 다중 반송파 전송 방식은, 동일한 주파수 대역의 단일반송파(Single-carrier)를 이용하여 데이터를 전송하게 되는 단일반송파 전송 방식에서의 주파수선택성 페이딩(Frequency-selective fading)을 회피하게 됨과 아울러, 주파수평탄 페이딩(Frequency-flat fading)을 통해 멀티미디어 데이터의 고속 전송이 가능하게 되는 것으로 널리 알려져 있다.
이에 따라, 최근 제안되고 있는 제3 세대 이동통신시스템, 즉 음성 서비스는 물론 고속의 멀티미디어 데이터 서비스가 요구되는 제3 세대 이동통신시스템에서는, 상기 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 방식과 다중 반송파 전송 방식이 결합 적용되는 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속(Multi-carrier DS/CDMA) 시스템이 채택될 것으로 기대되고 있다.
그러나, 상기 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템에서는, 다원접속에 따른 간섭(MAI: Multiple Access Interference)이 발생하게 되는 데, 상기 다원 접속 간섭(MAI)은, 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템의 전체 성능을 제한시키게 되는 주요 원인이 되므로, 이를 효과적으로 제거할 수 있는 방안이 시급히 요구되고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여 창작된 것으로서, 다수 개의 부반송파 전송로를 통해 고속으로 전송 수신되는 다수 사용자의 데이터 신호 중 간섭 성분으로 작용하게 되는 대(大) 신호 전력을 갖는 사용자의 데이터 신호 또는 소정 레벨 이상의 신호 전력을 갖는 사용자의 데이터 신호를 순차적으로 제거하여, 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템의 전체 성능을 제한시키게 되는 다원 접속 간섭(MAI)을 효과적으로 제거할 수 있는 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 장치 및 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 방법은, 다중 반송파 직접 시퀀스 코드분할 다원접속 시스템에 의해 수신되는 다수 사용자의 신호를 다수 개의 전송로 상에서 하향 주파수로 변환하는 단계; 상기 하향 주파수로 변환된 다수 사용자의 신호들 중 대 신호 전력을 갖는 사용자 신호를 검출 선택하는 단계; 상기 선택된 사용자 신호를, 상기 하향 주파수로 변환된 다수 사용자의 신호와 감산하여 대 신호 전력의 사용자 신호에 의한 간섭 성분을 제거하는 단계; 및 상기 간섭 성분이 제거된 다수 사용자의 신호를 소정의 결합 방식에 따라 합산하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며,
또한, 본 발명에 따른 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 방법은, 다중 반송파 직접 시퀀스 코드분할 다원접속 시스템에 의해 수신되는 다수 사용자의 신호를 다수 개의 전송로 상에서 하향 주파수로 변환하는 단계; 상기 하향 주파수로 변환된 다수 사용자의 신호들 중 소정 레벨 이상의 신호 전력을 갖는 사용자 신호를 검출 선택하는 단계; 상기 선택된 사용자 신호를, 상기 하향 주파수로 변환된 다수 사용자의 신호와 감산하여 대 신호 전력의 사용자 신호에 의한 간섭 성분을 제거하는 단계; 및 상기 간섭 성분이 제거된 다수 사용자의 신호를 소정의 결합 방식에 따라 합산하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며,
또한, 본 발명에 따른 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 장치는, 다중 반송파 전송 방식과, 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 방식이 결합 적용되는 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템의 수신기에 있어서, 상기 다중 반송파 전송 방식에 의해 수신되는 다수 사용자의 데이터 신호를 소정 주파수 대역으로 각각 하향 변환하는 주파수 변환 수단; 상기 하향 변환된 소정 주파수 대역의 신호들 중 대 신호 전력의 사용자 신호를 검출하여, 상기 신호와 감산하여, 간섭 성분의 사용자 신호를 제거하는 간섭 제거 수단; 상기 간섭 성분이 제거된 다수 사용자의 신호를, 소정의 결합 방식에 따라 합산하는 합산 수단; 및 상기 합산 출력되는 신호를 적분 및 복조하여 검출하고자 하는 사용자 데이터 신호를 결정 및 추출하는 결정 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 장치 및 방법에 대한 바람직한 실시예에 대해, 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
우선, 도 1은 본 발명에 따른 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 송신기에 대한 일부 구성을 도시한 것으로, 상기 송신기에는, 다수의 사용자로부터 수신되는 데이터 신호( b1 ∼ bk )에 신호 전력(∼ )과 확산수열(a1(t)∼ak(t))을 순차적으로 승산하여, 전력제어(Power Control) 및 확산(Spreading) 출력하는 전력제어 및 확산부(101∼10k); 상기 전력제어 및 확산된 데이터 신호를 다수 개의 칩파(Chip Wave)로 분할 및 정형 여파하는 칩파 정형 여파기(111∼11k); 그리고 상기 칩파 정형 여파기에 의해 분할 출력되는 다수 개의 칩파에, 서로 다른 주파수의 반송파(∼)를 승산한 후, 이를 합산 출력하는 부반송파 전송부(121∼12k)가 포함 구성된다.
이에 따라, 특정 사용자, 예를 들어 사용자 K 로부터 수신되는 데이터 신호 bk 는, 상기 전력제어 및 확산부(10k)에 의해 전력 증폭 및 확산되어, 상기 칩파 정형 여파기(11k)로 입력된 후, M 개의 칩파로 분할 및 정형 여파된다.
이후, 상기 분할 및 정형 여파된 M 개의 칩파는, 상기 부반송파 전송부(12k)에 의해 서로 다른 전송로 상에서 M 개의 서로 다른 주파수의 반송파와 승산된 후, 송신기의 출력단으로 합산 출력되는 데, 상기와 같이, 출력되는 사용자 K 의 데이터 신호는, 도 1에 도시한 바와 같이, 상기와 같은 과정을 통해 출력되는 또다른 사용자의 데이터 신호들과 합산되어 전송된다.
따라서, 다수 사용자의 데이터 신호는, 서로 다른 주파수의 반송파에 의해 분할 및 정형 여파되므로, 전술한 바와 같이, 단일반송파 전송 방식에서 야기되는 주파수선택성 페이딩을 회피하게 됨과 아울러, 주파수평탄 페이딩을 통해 다수 사 용자의 데이터 신호를 고속으로 전송할 수 있게 되는 데, 이때 전송되는 다수 사용자의 데이터 신호는, 서로 다른 전송경로를 거쳐 전송되므로, 전송경로상의 거리 차에 따른 신호 전력의 차가 발생하게 되어, 다수 사용자의 데이터 신호들간에 신호 전력 차로 인한 간섭 즉, 다원 접속 간섭(MAI)이 발생하게 되는 것이다.
이하, 상기와 같은 다중 반송파 전송 방식에 의해 발생되는 다원 접속 간섭을 제거하는 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 수신기에 대한 구성 및 동작에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 도 2는 본 발명에 따른 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 수신기에 대한 구성을 도시한 것으로, 상기 수신기에는, 다중 반송파 전송 방식이 적용되는 송신기로부터 전송 수신되는 수신 신호(r(t))에 서로 다른 M 개의 정현파( ∼ )를 승산하여, 소정 주파수 대역의 신호로 각각 하향 변환시키는 주파수 변환부(211∼21k); 상기 하향 변환된 소정 주파수 대역의 신호를 M 개의 부전송파 가지(Sub-carrier Branch) 각각에서 역확산 및 적분 출력함과 아울러, 상기 적분된 신호들 중 대 신호 전력의 사용자 신호를 검출 및 선택하여, 수신 신호와 순차적으로 감산 제거하는 다원 접속 간섭 제거부(MAI Canceller)(221∼22k); 상기 다원 접속 간섭 제거부로부터 출력되는 신호들을 사전에 설정된 소정의 결합 방식에 따라 합산 출력하는 다이버시티 합산부(Diversity Combiner)(23); 그리고 상기 다이버시티 합산부로부터 각각 출력되는 신호들을 적 분 및 복조하여, 검출하고자 하는 사용자의 데이터 신호를 결정 및 추출하는 결정부(24)가 포함 구성된다.
한편, 상기 다원 접속 간섭 제거부(221)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 주파수 변환부(211)의 정현파( )에 의해 하향 변환된 소정 주파수 대역의 신호에 K 개의 역확산 코드(A1∼Ak)를 승산하여 역환산하고, 이를 다수 개의 적분기(Integrator)를 이용하여 적분한 후, 상기 다이버시티 합산부(23)로 출력하게 되는 데, 이때 가장 큰 신호 전력을 갖는 사용자의 신호, 또는 소정 레벨 이상의 사용자 신호는, 선택기(Selector)에 의해 검출 및 선택 궤환되어, 상기 정현파에 의해 하향 변환된 소정 주파수 대역의 수신 신호와 감산되는 궤환루프 구조를 갖는 다.
이에 따라, 다중 반송파 전송 방식이 적용되는 송신기로부터 수신되는 수신 신호(r(t)), 즉 서로 다른 전송경로 상에서의 거리 차에 의해 발생되는 신호 전력 차로 인한 다원 접속 간섭(MAI)이 존재하게 되는 수신 신호(r(t))는, 상기 주파수 변환부(211∼21k)에 의해 소정 주파수 대역의 신호로 각각 하향 변환된 후, 상기 다원 접속 간섭 제거부(221∼22k)로 입력되고, 상기 다원 접속 간섭 제거부에서의 역확산 코드 즉, 와 같이 확산 시퀀스와 위상의 곱 형태로 주어지는 역확산 코드에 의해 역확산된 후 적분되어, 상기 다이버시티 합산부(24) 로 출력된다.
한편, 전술한 바와 같이, 상기 다원 접속 간섭 제거부(221∼22k)에서, 역확산 및 적분된 신호들 중 가장 큰 신호 전력을 갖는 사용자의 신호는, 상기 다원 접속 간섭 제거부내에 각각 포함 구성된 선택기(미부호)에 의해 비교 및 선택되어, 역확산 이전의 사용자 신호로 재발생(Regenerate)된 후, 상기 주파수 변환부로부터 출력되는 다수 사용자 신호와 감산되는 과정을 거치게 된다.
따라서, 상기 주파수 변환부로부터 각각 출력되는 다수 사용자의 신호 중 간섭 성분으로 작용하게 되는 대(大) 신호 또는 큰 신호 전력의 사용자 신호를, 우선적으로 감산하게 되는 데, 상기 동작을 순차적으로 반복함으로써, 다원 접속에 따른 간섭 성분을 효과적으로 제거하게 된다.
참고로, 상기 주파수 변환부로부터 출력되는 다수 사용자의 신호들 중 간섭 성분으로 작용하게 되는 대부분의 사용자 신호는, 사실상 대 신호 전력을 갖는 소정 개수의 사용자 신호이므로, 상기 감산 동작을 소정 회수만 수행하더라도 대부분의 간섭 성분을 제거할 수 있게 되며, 또는 소정 레벨 이상의 사용자 신호들만을 제거하여도 거의 유사한 간섭 성분 제거 효과가 나타나게 된다.
한편, 상기와 같은 과정을 거쳐 간섭 성분이 제거된 다수 사용자의 신호들은, 상기 다이버시티 합산부(23)에서의 결합 방식, 예를 들어, 최대 비 결합(MRC: Maximal Ratio Combining) 또는 동 이득 결합(EGC: Equal Gain Combining) 방식에 의해 결합된 후 결정부(24)로 출력되므로, 결국 상기 결정부(15)에서는 이를 각각 적분 및 복조한 후, 검출하고자 하는 사용자의 데이터 신호를 각각 결정 및 추출하게 되므로, 현재 시스템을 공유하고 있는 다수 사용자의 데이터 신호를, 다원 접속 간섭(MAI) 없이 동시에 검출할 수 있게 된다.
한편, 상기와 같이 구성 및 동작되어 다원 접속 간섭을 제거하게 되는, 본 발명에 따른 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 비트 오류 확률(BER: Bit Error Ratio)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 다원 접속 간섭 제거 장치를 적용함에 따라 개선되는 데, 특히 다이버시티 합산부(23)에서 최대 비 결합(MRC) 방식을 사용하는 경우, 동 이득 결합(EGC) 방식을 사용하는 경우 보다 양호한 비트 오류 확률을 얻을 수 있게 된다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허 청구 범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 장치 및 방법은, 다중 반송파 전송 방식에 의해 전송 수신되는 신호들 중 간섭 성분으로 작용하게 되는 대(大) 신호 전력을 갖는 사용자 신호를 검출 및 선택하여, 수신 신호와 감산하는 감산 및 궤환 동작을 순차적으로 반복함으로써, 다중 반송파 전송 방식과, 직접 시퀀스 코 드 분할 다원 접속 방식이 결합 적용되는 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속(Multi-carrier DS/CDMA) 시스템에서의 전체 성능을 제한시키는 주요 원인인 다원 접속 간섭(MAI)을 효율적으로 제거시킬 수 있게 되어, 음성 서비스는 물론 고속의 멀티미디어 데이터 서비스가 요구되는 제 3 세대 이동 통신 시스템에 적합한 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템을 제공할 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.
Claims (7)
- 다중 반송파 직접 시퀀스 코드분할 다원접속 시스템에 의해 수신되는 다수 사용자의 신호를 다수 개의 전송로 상에서 하향 주파수로 변환하는 단계;상기 하향 주파수로 변환된 다수 사용자의 신호들 중 대 신호 전력을 갖는 사용자 신호를 검출 선택하는 단계;상기 선택된 사용자 신호를, 상기 하향 주파수로 변환된 다수 사용자의 신호와 감산하여 대 신호 전력의 사용자 신호에 의한 간섭 성분을 제거하는 단계; 및상기 간섭 성분이 제거된 다수 사용자의 신호를 소정의 결합 방식에 따라 합산하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 방법.
- 다중 반송파 직접 시퀀스 코드분할 다원접속 시스템에 의해 수신되는 다수 사용자의 신호를 다수 개의 전송로 상에서 하향 주파수로 변환하는 단계;상기 하향 주파수로 변환된 다수 사용자의 신호들 중 소정 레벨 이상의 신호 전력을 갖는 사용자 신호를 검출 선택하는 단계;상기 선택된 사용자 신호를, 상기 하향 주파수로 변환된 다수 사용자의 신호와 감산하여 대 신호 전력의 사용자 신호에 의한 간섭 성분을 제거하는 단계; 및상기 간섭 성분이 제거된 다수 사용자의 신호를 소정의 결합 방식에 따라 합산하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 소정 레벨 이상의 사용자 신호에 의한 간섭성분이 제거될 때까지 대 신호전력의 검출 및 감산을 반복하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 소정의 결합 방식은, 최대 비 결합 방식인 것을 특징으로 하는 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 방법.
- 다중 반송파 전송 방식과, 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 방식이 결합 적용되는 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템의 수신기에 있어서,상기 다중 반송파 전송 방식에 의해 수신되는 다수 사용자의 데이터 신호를 소정 주파수 대역으로 각각 하향 변환하는 주파수 변환 수단;상기 하향 변환된 소정 주파수 대역의 신호들 중 대 신호 전력의 사용자 신호를 검출하여, 상기 신호와 감산하여, 간섭 성분의 사용자 신호를 제거하는 간섭 제거 수단;상기 간섭 성분이 제거된 다수 사용자의 신호를, 소정의 결합 방식에 따라 합산하는 합산 수단; 및상기 합산 출력되는 신호를 적분 및 복조하여 검출하고자 하는 사용자 데이터 신호를 결정 및 추출하는 결정 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 간섭 제거 수단은, 상기 하향 변환된 소정 주파수 대역의 신호로부터 가장 큰 신호 전력의 사용자 신호를 검출하여 감산하고, 간섭 성분의 사용자 신호가 모두 제거될 때까지 상기 가장 큰 신호전력의 검출 및 감산을 반복하는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 간섭 제거 수단은, 상기 하향 변환된 소정 주파수 대역의 신호들 중 소정 레벨 이상의 신호 전력을 갖는 사용자 신호를 검출하여, 상기 신호와 감산한 후, 상기 소정 레벨 이상의 신호 전력이 검출되지 않을 때까지 반복하여 간섭 성분 의 사용자 신호를 제거하는 것을 특징으로 하는 다중 반송파 직접 시퀀스 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 장치.
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- 2000-08-25 KR KR1020000049738A patent/KR100682121B1/ko not_active IP Right Cessation
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KR20020016434A (ko) | 2002-03-04 |
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