KR100683328B1 - Slicing apparatus and method in receiver - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동통신 시스템에 있어서, 특히 수신기 내의 슬라이싱 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a slicing device and method in a receiver, in particular in a mobile communication system.
본 발명은 다중 경로로 입력되는 채널 추정 값으로부터 숏텀 구간 또는 롱텀 구간에 대한 채널 게인 값을 각각 구한 후, 채널 데이터의 속도에 따라 선택적으로 숏텀 채널 게인 값 또는 롱텀 채널 게인 값에 의해 슬라이서에서의 채널 데이터의 결정 레벨을 정의하고 또 채널 데이터 분포를 최소 분해능을 가지도록 함으로써, 디코더의 입력 비트를 결정해 줄 수 있도록 함에 있다.The present invention obtains channel gain values for the short term section or the long term section from channel estimation values input through the multipath, respectively, and then selectively converts the channel in the slicer by the short term channel gain value or the long term channel gain value according to the speed of the channel data. By defining the decision level of the data and making the channel data distribution have the minimum resolution, it is possible to determine the input bit of the decoder.
슬라이서, 디코더, 비트 선택Slicer, Decoder, Bit Selection
Description
도 1은 본 발명에 따른 수신기 내의 슬라이싱 장치를 나타낸 구성도.1 is a block diagram showing a slicing device in a receiver according to the present invention.
도 2는 본 발명에 다른 슬라이서의 상세 구성도.Figure 2 is a detailed block diagram of a slicer according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 수신기 내의 슬라이싱 방법을 나타낸 플로우 챠트.3 is a flow chart illustrating a slicing method in a receiver according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10a~10n...다중 경로 심볼 추정부 101...디스크램블러10a to 10n ...
102...채널 추정기 103,106,113,115,125,143...승산기102 ... channel estimator 103,106,113,115,125,143 ... multiplier
111,112,133,134...가산기 104...채널 추정기111,112,133,134 ... Adder 104 ... Channel estimator
105...복소수부 114...롱텀 평균기105
120...채널 전력 계산부 130...슬라이서120 ...
131...실수부 추출부 132...허수부 추출부131 ... Imperial Extraction Unit 132 ... Imaginary Extraction Unit
135,136...쉬프트 레지스터 137,138...비트 선택부135,136 ... Shift Register 137,138 ... Bit Selection
139...부호 추출부 140...절대값 추출기139 ...
141a~141n...비교기 142a~142m...감산기141a ~ 141n
144...실수부 출력부 145...허수부 출력부144 ...
본 발명은 이동통신 시스템에 있어서, 특히 수신기 내의 슬라이싱 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a slicing device and method in a receiver, in particular in a mobile communication system.
CDMA(Code Division Multiple Access) 모뎀에서 슬라이싱 동작은 채널 복호기 전단에 위치하고, 이것의 역할은 채널 복호기 입력 비트수에 맞추어 역확산된 심볼의 비트를 saturation 및 truncation하는 것이다(이하 비트 선택 이라함). In a code division multiple access (CDMA) modem, the slicing operation is located in front of the channel decoder, and its role is to saturate and truncate the bits of the despread symbol to the number of channel decoder input bits (hereinafter referred to as bit selection).
일반적으로 QPSK(Quadrature (Quaternary) Phase Shift Keying) 슬라이싱 방법은 동작 영역의 모든 신호의 분포를 미리 측정하여 고정된 비트 선택을 하거나, 신호의 세기를 측정하여 신호의 크기에 따라 비트를 선택하는 방법이 있다.In general, QPSK (Quadrature (Quaternary) Phase Shift Keying) slicing method is a method that selects a fixed bit by measuring the distribution of all signals in the operating area in advance, or selects a bit according to the signal size by measuring the signal strength. have.
QPSK 신호에 대해서 실제 동작 영역의 신호 분포를 미리 예측한 후, 고정된 위치에서 비트를 포화(Saturation)하고 절단(truncation)하는 방법은 신호의 세기가 가장 큰 경우에 맞추어 포화하기 때문에 실제 양자화하는 분해능이 비효율적이다. After pre-predicting the signal distribution of the actual operating region for the QPSK signal, the method of saturating and truncating the bits at a fixed position saturates to the case where the signal intensity is the largest, so that the actual quantization resolution This is inefficient.
본 발명의 제 1목적은 신호의 속도에 따라 채널 게인 값을 숏텀 또는 롱텀으로 구분하여 슬라이서에서의 비트 선택을 조절할 수 있도록 함에 있다.The first object of the present invention is to divide the channel gain value into short or long term according to the speed of the signal to adjust bit selection in the slicer.
본 발명의 제 2목적은 슬라이서에서 채널 추정된 값 또는 채널 추정 값에 채널 전력 비가 곱해진 숏텀 채널 게인값 또는 채널 추정 값을 일정 개 누적 평균값 으로 롱텀 채널 게인 값 중에서 어느 하나를 선택적으로 적용함으로써, 채널 데이터에 대하여 구간을 결정해 주고, 최소 분해능 값에 의한 비트 간격을 동일하게 할 수 있도록 함에 있다. The second object of the present invention is to selectively apply either the long-term channel gain value or the short-term channel gain value obtained by multiplying the channel estimated value or the channel estimated value by the channel power in the slicer as a predetermined cumulative average value, The interval is determined for the channel data, and the bit interval by the minimum resolution value can be equalized.
본 발명의 제 3목적은 슬라이서 내에서 비트 선택시 비교기 및 감산기를 적용하여 양자화 값을 구함으로써, 별도의 나눗셈기를 사용하지 않을 수 있도록 함에 있다. A third object of the present invention is to obtain a quantization value by applying a comparator and a subtractor when selecting bits in a slicer, so that a separate divider is not used.
상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 수신기 내의 슬라이싱 장치는,Slicing device in the receiver according to the present invention for achieving the above object,
다중 경로로 수신된 채널 보상된 신호의 부호 및 크기를 각각 검출하는 부호 및 크기 검출 수단과;Code and magnitude detection means for detecting the magnitude and the magnitude of the channel compensated signal received in the multipath, respectively;
상기 크기 검출 수단에 의해 검출된 신호 크기 값과 최소 분해능 값의 비교 연산을 통해 n비트를 선택하여 출력하는 비트 선택 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. And bit selection means for selecting and outputting n bits through a comparison operation between the signal magnitude value detected by the magnitude detection means and the minimum resolution value.
바람직하게, 상기 채널 속도에 따라 결정되는 최소 분해능 값은 숏텀 채널 게인 값 또는 롱텀 채널 게인 값인 것을 특징으로 한다. Preferably, the minimum resolution value determined according to the channel rate is a short term channel gain value or a long term channel gain value.
바람직하게, 상기 비트 선택 수단은 2n-1-1(n=비트 수) 개의 비교기와 2n-1-2(n=비트 수)개의 감산기로 이루어진 것을 특징으로 한다. Preferably, the bit selecting means is composed of 2 n-1 -1 (n = number of bits) comparators and 2 n -1 -2 (n = number of bits) subtractors.
바람직하게, 상기 비트 선택 수단은 상기 크기 검출 수단에 의해 검출된 신호 크기 값과 상기 최소 분해능 값의 비교를 통해 상기 신호의 크기 값이 클 경우 양의 정수 값에 대해 각각 출력하는 다수개의 비교기 및, 상기의 비교기들 사이에 연결되며 전단의 비교기로부터 크기 값을 입력받아 최소 분해능 값으로 감산한 후 후단의 비교기로 출력하는 다수개의 감산기를 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the bit selecting means comprises a plurality of comparators for outputting a positive integer value when the magnitude value of the signal is large by comparing the signal magnitude value detected by the magnitude detecting means with the minimum resolution value, and And a plurality of subtractors connected between the comparators and receiving a magnitude value from the comparator at the front end and subtracting the magnitude value to the minimum resolution value and outputting the comparator at the rear end.
바람직하게, 상기 숏텀 채널 게인 값은 다중 경로로 입력되는 다수의 채널 추정된 값을 가산한 값인 것을 특징으로 한다. Preferably, the short-term channel gain value is a value obtained by adding a plurality of channel estimated values input through a multipath.
바람직하게, 상기 숏텀 채널 게인 값은 다중 경로로 입력되는 다수의 채널 추정값을 가산한 값과 데이터채널과 파일럿 채널의 전력비를 이용하여 구해지는 것을 특징으로 한다. Preferably, the short-term channel gain value is obtained by using a value obtained by adding a plurality of channel estimation values input through a multipath and a power ratio of a data channel and a pilot channel.
바람직하게, 상기 롱텀 채널 게인 값은 다중 경로로 입력되는 다수의 채널 추정된 값을 M개의 심볼 동안 합산하여 평균을 구하고, 이 평균값과 데이터 채널과 파일럿 채널의 전력비를 이용하여 구해지는 것을 특징으로 한다. Preferably, the long-term channel gain value is obtained by summing a plurality of channel estimated values inputted through a multi-path for M symbols, and calculating the average using the average value and the power ratio of the data channel and the pilot channel. .
또한, 본 발명 실시 예에 따른 수신기 내의 슬라이싱 장치는,In addition, the slicing apparatus in the receiver according to an embodiment of the present invention,
각 경로로 입력되는 채널 데이터 신호에 대해 디스크램블링 및 역확산을 통해 심볼을 생성하고 채널 추정된 값의 복소수 곱을 통해 채널을 보상하는 채널 보상부와, 다중 경로에 대한 채널 값을 추정하고 상기 추정된 채널 값과 복소수를 곱하여 출력하는 채널 추정값 출력부를 포함하는 다중경로 심볼 추정 수단과; 각 경로의 채널 보상된 값을 컴바인하여 출력하는 제 1가산기 및 각 경로에서 채널 추정된 값을 가산하는 제 2가산기와; 상기 제 2가산기의 출력을 일정 개의 심볼동안 합산하여 평균을 구하는 롱텀 평균기와; 상기 제 2가산기의 출력과 데이터 채널 및 파일럿 채널의 전력비를 승산하여 숏텀 채널 게인 값으로 출력하는 제 1승산기와; 상기 롱텀 평균기의 출력과 데이터 채널 및 파일럿 채널의 전력비를 승산하여 롱텀 채널 게인 값으로 출력하는 제 2승산기와; 채널 속도에 따라 상기 숏텀 채널 게인 값 또는 롱텀 채널 게인 값을 입력받아 상기 컴바인된 채널 데이터의 I 채널 및 Q채널 분포에 대한 구간을 결정하여 비트 선택하는 슬라이서와; 상기 슬라이서에 의해 선택된 비트를 입력받아 디코딩하는 디코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.A channel compensator for generating a symbol through descrambling and despreading for the channel data signal input to each path and compensating the channel through a complex multiplication of the channel estimated value, and estimating a channel value for the multipath and estimating the estimated channel value. Multipath symbol estimation means including a channel estimate value output unit for multiplying a channel value and a complex number; A first adder for combining and outputting channel compensated values of each path, and a second adder for adding channel estimated values in each path; A long term averaging unit for calculating an average by summing outputs of the second adder for a predetermined symbol; A first multiplier configured to multiply the output ratio of the second adder by the power ratio of the data channel and the pilot channel and output the short term channel gain value; A second multiplier for multiplying the output of the long term averager by the power ratio of the data channel and the pilot channel and outputting the long term channel gain value; A slicer which receives the short-term channel gain value or the long-term channel gain value according to a channel speed, and selects and selects a bit for the I channel and Q channel distribution of the combined channel data; And a decoder which receives and decodes the bit selected by the slicer.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수신기 내의 슬라이싱 방법은, On the other hand, the slicing method in the receiver according to another embodiment of the present invention,
다중 경로로 수신되는 채널 보상된 신호에 대한 부호 및 크기를 검출하는 단계; 상기 검출된 신호 크기 값에 최소 분해능 값을 이용한 비교 연산을 통해 입력 비트 수를 선택하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. Detecting a sign and magnitude for a channel compensated signal received in a multipath; And selecting and outputting the number of input bits through a comparison operation using the minimum resolution value to the detected signal magnitude value.
바람직하게, 상기 최소 분해능 값은 다중 경로로 수신된 채널 추정값에 의해 구해지는 숏텀 채널 게인 값인 것을 특징으로 한다. Preferably, the minimum resolution value is a short-term channel gain value obtained by a channel estimate received in a multipath.
바람직하게, 상기 최소 분해능 값은 다중 경로로 수신된 채널 추정 값에 의해 구해지는 롱텀 채널 게인 값인 것을 특징으로 한다. Preferably, the minimum resolution value is a long term channel gain value obtained by a channel estimate value received in a multipath.
바람직하게, 상기 최소 분해능 값은 채널 보상된 신호에 더해지기 위해 2n-1비트만큼 쉬프트 라이트되며, 상기 신호 크기와의 비교를 위해 2n-2비트만큼 쉬프트 라이트된 값인 것을 특징으로 한다. Preferably, the minimum resolution value is shift written by 2 n-1 bits to be added to the channel compensated signal and shifted by 2 n-2 bits for comparison with the signal magnitude.
이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings as follows.
도 1은 본 발명에 따른 수신기 내의 슬라이싱 장치를 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing a slicing device in a receiver according to the present invention.
도 1을 참조하면, N개 경로의 채널 데이터(Rx Data)를 디스크램블링하는 디 스크램블러(Descrambler)(101)와, 디스크램블링된 데이터를 역확산하는 역확산기(Despreader)(102)와, N개의 경로의 채널 값을 추정하는 채널 추정기(channel estimator)(104)와, 채널 추정된 값을 복소수로 취하는 복소수부(conjugate)(105)와, 상기 역확산된 심볼 값과 상기 복소수부 출력 값을 승산하여 채널 데이터를 보상하는 제 1승산기(103)와, 상기 각 경로의 채널 값과 복소수부 값을 곱하는 제 2승산기(106)를 포함하는 다중경로 심볼 추정부(10a~10n)와;Referring to FIG. 1, a
전체 N개의 채널 보상된 값을 컴바이닝하는 제 1가산기(111)와, N개의 제 2승산기(106)의 출력 값을 가산하는 제 2가산기(112)와, 상기 제 2가산기(112)의 출력 값에 채널 게인(channel gain) 값(C)을 승산하여 숏텀 채널 게인 값(a)으로 출력하는 제 3가산기(113)와, 상기 제 2가산기(112)의 출력 값을 누적 평균하는 롱텀(long term) 평균기(114)와, 상기 롱텀 평균기(114)의 출력에 채널 게인 값(C)을 승산하여 롱텀 채널 게인 값(b)으로 출력하는 제 4승산기(115)와, 상기 제 1가산기(111)의 출력(i) 값과 제 3 및 제 4승산기(113,115)의 출력(a,b) 값을 입력받아 n비트를 선택하여 출력하는 슬라이서(slicer)(130)와, 상기 슬라이서(130)의 출력 n비트 값(o)을 디코딩하는 디코더(160)를 포함하는 구성이다.A
상기 채널 게인 값은 채널 전력 계산부(120)에 의해 구해지며, 채널 전력 계산부(120)는 데이터 파워 추정기(Data Power estimator)(121)에 의해 추정된 데이터 파워와 채널 파워 추정기(CPICH Power estimator)(122)에 의해 추정된 채널 파워를 스퀘어 루트(square root) 처리하는 스퀘어 루트 연산부(123)와, 상기 스퀘어 루트 연산부(123)의 출력과 변조방식(modulation)과 다중 코드(multicode)에 의한 인수(F)를 곱하여 채널 게인 값(C)으로 출력하는 제 5승산기(125)로 구해진다.The channel gain value is obtained by the
그리고 도 2는 본 발명에 따른 슬라이서의 상세 구성도이다.2 is a detailed configuration diagram of the slicer according to the present invention.
도 2를 참조하면, 슬라이서(130)는 입력 복소수 신호(i)가 전달되면 실수부(real)를 추출하는 실수부 추출부(131) 및 허수부(image)를 추출하는 허수부 추출부(132)와, 숏텀 채널 게인 값(a) 또는 롱텀 채널 게인 값(b)을 입력받아 소정 비트씩 라이트 쉬프트하는 제 1 및 제 2쉬프트 레지스터(135,136)와, 상기 제 1쉬프트 레지스터(shift register)(135)의 출력 값을 실수부 및 허수부와 각각 가산시키는 제 3 및 제 4가산기(133,134)와, 상기 제3 및 제 4가산기(133,134)의 출력 값과 쉬프트된 하나의 채널 게인 값을 이용하여 I/Q 신호의 비트를 선택하는 I/Q채널 비트 선택부(137,138)와, 상기 비트 선택부(137,138)의 실수 및 허수부를 각각 추출하여 최종 결정된 비트를 출력하는 실수부 및 허수부 출력부(144,145)를 포함하는 구성이다.Referring to FIG. 2, the
상기 I/Q채널 비트 선택부(137)(138)는 부호 추출부(139), 절대값 추출기(140), 2n-1-1개의 비교기(141a~141n) 및 2n-1-2개의 감산기(142~142m), 상기 비교기(141a~141n)의 출력과 부호 값을 승산하여 출력하는 제 6승산기(143)로 구성된다. The I / Q
상기와 같이 구성되는 본 발명 실시 예에 따른 WCDMA 모뎀의 슬라이싱 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, the slicing apparatus of the WCDMA modem according to the embodiment of the present invention configured as described above is as follows.
도 1을 참조하면, 각 경로(1~N path) 마다의 수신 데이터 신호(Rx Data)는 시간적으로 정렬된 N개의 경로의 수신 필터의 출력 신호를 입력받는다. 각 경로의 신호는 다중 경로 심볼 추정부(10a~10n)에 입력되어 디스크램블러(101)와 역확산기(102)를 통해 심볼이 만들어지게 되고, 이 심볼과 채널 추정기(104)로 추정한 채널 값의 복소수부(105)의 출력 값을 곱하여 채널이 보상된 심볼을 만들게 된다.Referring to FIG. 1, the reception data signals Rx Data for each
즉, 다중 경로 심볼 추정부(10a~10n)는 N개의 경로의 채널 데이터 값을 각각 추정 및 보상하게 된다. 이를 위해 다중 경로 심볼 추정부(10a~10n)는 디스크램블러(101), 역확산기(102), 제 1 및 제 2승산기(103,106), 채널 추정기(104), 복소수부(105)로 구성된다.That is, the
상기 디스크램블러(101)는 각 경로마다 수신되는 채널 데이터를 디스크램블링하게 되며, 디스크램블링된 데이터 신호는 역확산기(102)에 의해 역확산된 데이터 심볼 값으로 구해지며, 제 1승산기(103)에 의해 채널이 보상된다.The
채널 추정기(104)는 CPICH(Common Pilot Channel) 채널을 이용하여 N개의 경로의 채널 값을 각각 추정하고, 채널 추정된 값은 복소수부(105)에 의해 복소수 값으로 제 1승산기(103) 및 제 2승산기(106)로 출력된다. 즉, 제 1승산기(103)에서는 역확산된 데이터 심볼 값과 복소수부(105)의 출력 값을 곱하여 채널 보상을 수행하게 되며, 제 2승산기(106)는 채널 추정 값을 복소수부 ( 105)의 출력 값과 제곱하여 출력하게 된다.The
N개의 다중경로 심볼 추정부(10a~10n)의 제 1승산기(103)로 출력된 각 경로의 채널 보상된 값은 제 1가산기(111)에 의해 컴바인되고 슬라이서(130)로 입력되며, 제 2승산기(106)로 출력된 N개의 채널 추정된 값은 제 2가산기(112)에 의해 더해진다.The channel compensated values of the respective paths output to the
이때, 제 2가산기(112)의 출력은 롱텀 평균기(114) 및 제 3승산기(113)에 입력되는데, 상기 롱텀 평균기(114)는 각 경로의 채널 추정 값이 더해진 후 M개의 심볼동안 합산하여 평균을 구하고 제 4승산기(115)에 전달하게 된다. 여기서, M은 페이딩 채널에서의 롱텀 평균 값을 얻는 데 필요한 심볼 수이다. At this time, the output of the
제 3승산기(113)는 M개의 심볼동안 합산하여 구해진 채널 추정값과 데이터 채널 및 CPICH 간의 전력 비에 의해 구해진 값을 곱하여 출력하게 되며, 제 4승산기(115)는 상기 롱텀 평균기(114)의 출력 값과 데이터 채널 및 CPICH 간의 전력비에 의해 구해진 값을 곱하여 출력하게 된다.The
여기서, 채널 전력 계산부(120)는 데이터 파워 추정기(121), CPICH 파워 추정기(122), 스퀘어 루트부(123), 제 5승산기(125)로 구성되는데, 스퀘어 루트부(123)는 데이터 파워 추정기(121)에 의해 추정된 데이터 파워와, CPICH 파워 추정기(122)에 의해 추정된 CPICH 파워 추정 값을 루트 처리한 다음, 출력하게 된다.Here, the
여기서, 스퀘어 루트부(123)는 채널 파워에 대해 구하게 되는데, 상기 A는 데이터 파워 추정 값이며, 상기 B는 CPICH 파워 추정 값이다.Here, the
제 5승산기(125)는 상기 스퀘어 루트부(123)의 출력 값과 변조방식과 다중코드에 의한 인수(F)(124)를 곱하여, 채널 전력비 값으로 제 3 및 제 4승산기(113,115)로 출력하게 된다.The
제 3승산기(113)는 제 5승산기(125)로부터 출력된 채널 전력비의 값과 채널 추정 값을 곱셈하여 슬라이서(130)에 출력하고, 제 4승산기(115)는 제 5승산기(125)의 출력 값과 평균 채널 추정 값을 곱셈하여 슬라이서(130)에 출력하게 된다. 여기서, 제 5승산기(125)는 슬라이서 입력 데이터 신호 분포의 양수 부분의 중간 위치에 존재할 수 있도록 다중코드 및 변조 방식의 인자 값으로 조정된다.The
상기 슬라이서(130)는 QPSK(Quadrature (Quaternary) Phase Shift Keying) 또는 MPSK(M-array Phase Shift Keying)로 이루어진 복조기로서, 디코더(160)에 입력되는 입력 비트 수(n bits)에 맞추어 비트 선택을 하게 된다. 즉, 디코더(160) 예를 들면, 터보 디코더의 입력 비트 수가 고정되어 있으므로, 페이딩이 존재하는 무선 채널에서 안정적이고 효과적인 비트 선택을 해 준다. The
상기 슬라이서(130)는 선택적으로 제 3 또는 제 4승산기(113,115)의 출력 신호를 입력받아서 입력 데이터 신호(i)에 대해 슬라이싱을 함으로써, 비트 선택을 수행하게 된다. 상기 슬라이서(130)에 의해 비트 선택된 n비트는 디코더(160)에 입력되므로, 원하는 신호를 디코딩하여 출력하게 된다.The
이를 위해, 슬라이서(130)는 비트의 구간을 정의하기 위해서 채널 추정 값만을 이용할 수도 있으며, 또는 채널 수신 속도가 일정 이하 또는 이상일 경우 채널 추정값에 전력 비가 보상된 숏텀 채널 게인 값 또는 롱텀 채널 게인 값을 취하게 된다. To this end, the
이에 따라 숏텀 또는 롱텀 채널 게인 평균값을 이용하여 실제 하드웨어 비트 선택에 사용하게 되며, 특히 롱텀 채널 게인 평균(b) 값을 이용하여 속도가 높은 페이딩 채널에서도 안정적인 비트 선택을 할 수 있게 된다. 여기서 비트 선택은 디코더의 입력 비트수에 맞추어 슬라이서 입력을 잘라주는 것이다(saturation & truncation).Accordingly, the average hardware bit is selected by using the short-term or long-term channel gain average value. In particular, the long-term channel gain average (b) value is used to enable stable bit selection even in a high fading channel. The bit selection here is to trim the slicer input to the number of input bits of the decoder (saturation & truncation).
다시 말하면, QPSK인 경우 송신 신호는 I채널과 Q채널이 각각 (-8 ~ 7)이라고 가정하면 수신기에서는 이 값을 결정해야 한다. 페이딩 채널을 통과한 신호는 왜곡을 갖게 되고, 채널 보상이 완벽하게 이루어졌다고 가정하면 수신기에서는 한 가지의 결정 레벨을 정의하고 그것을 이용하여 신호를 결정하게 된다. QPSK의 경우 결정 레벨은 0 구간이다. 즉, 0은 (-8, 7)을 구분하게 된다. In other words, in the case of QPSK, the receiver should determine this value assuming that the I channel and the Q channel are (-8 to 7), respectively. The signal passing through the fading channel will be distorted, and assuming that channel compensation is complete, the receiver will define one decision level and use it to determine the signal. In the case of QPSK, the decision level is 0 intervals. That is, 0 distinguishes (-8, 7).
하드웨어 구현시, 디코더의 입력 비트 수는 제한되어 있다. 입력 비트수가 4비트라면 채널 추정 값(h(t))은 시간에 따라 변하는 값이기 때문에 결정 레벨도 시간에 따라 변화된다. 이 값은 채널 보상된 신호(x, y) = (-h(t)*(h(t), h(t)*h(t))이고 결정 레벨은 h(t)*h(t)이면 hh : 4 = x : ( )를 통해서 x 비트 값을 결정할 수 있다. 또 hh : 4 = y : ()를 통해 y 비트 값이 결정된다.In hardware implementations, the number of input bits of the decoder is limited. If the number of input bits is 4 bits, the channel estimation value h (t) is a value that changes with time, so the decision level also changes with time. If this value is channel compensated signal (x, y) = (-h (t) * (h (t), h (t) * h (t)) and the decision level is h (t) * h (t) The x bit value can be determined by hh: 4 = x: (), and the y bit value can be determined by hh: 4 = y: ().
이러한 슬라이서(130)는 도 2에 도시된 바와 같다. 여기서, 설명의 편의를 위해 입력 데이터의 실수부 신호 처리를 기준으로 설명하며, 또 디코더(160)의 입력 비트 수(n=4)를 4로 가정하여 설명하기로 한다.This
도 2를 참조하면, 슬라이서(130)는 실수부 및 허수부 추출부(131,132), 제 3 및 제 4가산기(133,134), 비트 검출부(137,138), 실수 출력부(144) 및 허수 출력부(145), 복수개의 쉬프트 레지스터(135,136)로 구성된다.Referring to FIG. 2, the
상기 실수부 및 허수부 추출부(131,133)는 입력 데이터 신호(i)로부터 실수부(real)와 허수부(image)를 각각 추출하게 되며, 실수부는 I 채널 비트 선택부(137)에 입력되고, 허수부는 Q 채널 비트 선택부(138)로 각각 입력된다.The real part and
제 1쉬프트 레지스터(135)는 예를 들면, n=4일 경우 3비트 쉬프트 라이트 레지스터(shift right register)로 구성된다. 즉, 제 1쉬프트 레지스터(135)는 1/(2n-1)로 구해진다. 제 2쉬프트 레지스터(136)는 예를 들면, n = 4비트일 경우 2비트 쉬프트 레지스터로 구성된다. 즉, 제 2쉬프트 레지스터(136)는 1/(2n-2)로 구해진다. 여기서, n은 디코더의 입력 비트 수이다. The
상기 제 1쉬프트 레지스터(135)는 입력 데이터에 영향을 미치도록 제 3가산기(133) 및 제 4가산기(134)에 전달되며, 제 2쉬프트 레지스터(136)는 비트 선택부(137,138)의 비교기(141a~141n) 및 감산기(142a~142m)에 출력된다.The
만약, a가 선택되면 채널 신호에는 a/8의 값으로 전달되며, 비트 선택부(137)에는 a/4가 전달됨으로써, 채널 데이터 신호에 a/8가 더해지므로 신호 구간으로부터 0의 구간(-a/8 ~ a/8)이 결정되며, a/4로 비트 선택부에 인가되어 a/4 간격으로 신호 분포를 나누어준다.If a is selected, the channel signal is transmitted with a value of a / 8, and the
또는, 채널 속도가 빠르거나 채널 분포 구간이 천천히 변할 때 롱텀 평균 게인 값을 이용하게 되므로, b가 선택되면 b/4가 채널 신호에 전달되어 실제적으로 I/Q채널의 0의 구간(-a/4 ~ a/4)으로 정해주게 되며, b/4가 입력되므로 채널 신호 분포를 일정한 간격에 해당되는 b/4만큼으로 분해시켜 준다.Alternatively, when the channel speed is fast or the channel distribution section is slowly changed, the long-term average gain value is used. When b is selected, b / 4 is transmitted to the channel signal so that an interval of 0 of the I / Q channel (-a / 4 ~ a / 4), and b / 4 is input, so the channel signal distribution is decomposed by b / 4 corresponding to a certain interval.
상기 제 3가산기(133) 및 제 4가산기(134)에서는 실수부 및 허수부의 값과 제 1쉬프트 레지스터(135)에 의해 출력된 채널 게인 평균값(a 또는 b)의 1/8 값을 각각 더한다. 제 3가산기(133)의 출력은 I채널 비트 선택부(137)로 입력되며, 제 4가산기(134)의 출력은 Q채널 비트 선택부(138)로 각각 입력된다.The
상기 비트 선택부(137,138)는 부호 검출부(139) 및 절대값 검출부(140), 다수개의 비교기(141a~141n) 및 감산기(142~142m), 곱셈기(143)로 구성된다.The
상기 부호 검출부(139)는 실수부의 부호(+,-)를 검출하며, 절대값 검출부(140)는 실수부의 크기를 검출하게 된다. 이때의 실수부 부호(sign)와 크기가 임시로 저장된다.The
상기 실수부의 크기가 검출되면 비교기(141a~141n)에 의해 각각 비교되고, 감산기(142a~142m)에 의해 감산된다. When the size of the real part is detected, it is compared by the
여기서, 비교기(141a~141n) 및 감산기의 개수는 디코더의 입력 비트에 관련이 있다. 상기 비교기(141a~141n)는 2n-1-1이며, 감산기(142a~142m)는 2n-1-2로 구해진다. 예를 들면, n=4일 경우 비교기는 7개이고, 감산기는 6개로 구현된다. Here, the number of
먼저, 제 1비교기(141a)는 절대값 검출부(140)의 출력 실수부 크기(x)와 제 2쉬프트 레지스터(136)의 출력 y값을 비교하게 된다. 상기 x>y인가를 판단하여, x가 y보다 작으면 0을 내보내고, x가 y값 크면 제 1감산기(142a)로 출력된다. 제 1감산기(142a)는 실수부의 크기 값에서 y값을 감산하게 된다. 즉, x=x-y값으로 구해지며, 구해진 x값은 제 2비교기(141b)에 의해 y를 초과하는 값인지를 다시 비교하게 된다. x가 y 보다 작으면 1을 내 보내고, x가 y 보다 크면 다음 제 2감산기(142b)를 거쳐 제 3비교기에 비교되고 x가 y보다 작으면 1을 출력하게 된다. 제 3비교기에서는 x가 y보다 작으면 2를 내보내고, 크면 다시 제 3감산기에서 감산하고 제 4비교기에서 비교된다. 이러한 수순으로 나머지의 비교기 및 감산기, 그리고 비교기를 통해 비교된다. First, the
여기서, 마지막 제 7비교기(141n)에서는 x값이 y 값 보다 작으면 6을 내 보내고 크면 7를 내 보내게 된다. 여기서, 어느 하나의 비교기에서 비교기의 값이 내보내지면 후속하는 비교 연산은 중지된다. 즉, 연산 과정은 디코더의 입력 비트 수에 의해서 정해지는 비교 연산 횟수만큼 행해진다.Here, in the last
이와 같이 비교기에서 구해진 양의 정수 값이 상기 부호 검출부(139)와 곱해져서 정 또는 부의 값을 갖는 실수부가 출력된다. 마찬가지로 상기한 방식으로 허수부도 구해진다.In this way, the positive integer value obtained by the comparator is multiplied by the
다시 말하면, 디코더의 입력 비트수 n을 4로 가정하고, 롱 텀 채널 게인 값을 4로 나누어서 최소 분해능 값 y를 설정하게 된다. 먼저, 제 1쉬프트 레지스터에 의해 롱 텀 채널 게인 값을 8로 나누고, 슬라이서(130)의 입력 값과 가산된다. 이렇게 하면 최소분해능 y를 1이라고 가정할 때, -0.5~0.5(간격 1)를 0, 0.5~1.5(간격 1)를 1, ㅇ, 5.5~6.5를 6으로 판단하고(음수부분도 동일), 이것은 동일한 간격 1을 유지할 수가 있다. 반면에 a/8(또는 b/8)을 통해 0의 구간을 정해주지 않으면, -1~1(간격 2)을 0으로 판단하고, 1~2(간격 1)를 1로 판단하게 되어 동일한 간격을 되지 않아서 양자화 과정에서 에러를 유발할 수가 있다. In other words, it is assumed that the number of input bits n of the decoder is 4, and the minimum resolution value y is set by dividing the long term channel gain value by 4. First, the long term channel gain value is divided by 8 by the first shift register and added to the input value of the
이렇게 얻은 값의 부호와 절대값을 구한다. 상기 절대값이 최소분해능 y 보다 크면 y를 빼고, 크지 않으면 0을 승산기(143)에 내보낸다. 그리고, 출력 신호 x가 최소분해능 y보다 크면 y를 빼주고, 그렇지 않으면 1을 승산기(143)에 내보낸다. 승산기(143)는 비교기(141a~141n)의 출력에 부호를 곱셈해주게 된다. 예컨대, 비트 수가 4라고 가정했기 때문에 총 7회의 크기 비교와 6회의 뺄셈을 하면 나눗셈과 동일한 결과를 얻을 수가 있다. 7번째 크기 비교에서 y보다 큰 값은 모두 7로 saturation이 이루어지게 된다. Obtain the sign and absolute value of the values thus obtained. If the absolute value is greater than the minimum resolution y, then y is subtracted, and if not, 0 is sent to the
이와 같이, 슬라이서는 예를 들면, 4비트 기준으로 만들어져 있기 때문에 7개의 비교기와 6개의 뺄셈기로 구성되어 있으며, 최종 승산기(143)에서는 부호 값과 특정 비교기에서 구한 양의 정수 값을 곱하여 원하는 출력을 만든다.Thus, since the slicer is made on a 4-bit basis, for example, the slicer is composed of seven comparators and six subtractors. In the
이와 같이, 소프트웨어의 도움 없이 QPSK 슬라이서를 통해 자체적으로 안정적이고 효과적인 비트 선택을 함으로써 빠른 프로세싱 시간과 불필요한 메모리 사용을 줄 일 수 있다. 즉, 소프트웨어 도움이란 것은 소프트웨어가 신호의 세기를 판단하여 비트 선택을 조절하는 것이며, 소프트웨어가 관여하게 되면 전체 프로세싱 시간이 길어지게 된다. 이에 따라 종래에는 프로세싱 시간이 보통 1슬롯이 걸린다면 1슬롯 분량의 데이터를 저장하고 있어야 하기 때문에 메모리를 낭비하게 된다. In this way, the QPSK slicer can make its own stable and effective bit selection without the help of software, thus reducing fast processing time and unnecessary memory usage. In other words, software help means that the software determines the strength of the signal and adjusts the bit selection. When software is involved, the overall processing time becomes longer. Accordingly, conventionally, if the processing time usually takes one slot, memory is wasted because one slot of data must be stored.
도 3은 본 발명에 따른 CDMA 모뎀의 슬라이싱 방법을 나타낸 플로우 챠트이다.3 is a flowchart illustrating a slicing method of a CDMA modem according to the present invention.
도 3을 참조하면, 채널 분포에 따른 구간 범위를 결정하기 위해서, 다중 경로로 채널 보상된 입력 데이터 신호를 실수부와 허수부로 나누고(S111), 채널 속도에 따라 채널 숏텀 또는 롱텀 채널 게인 평균값 중 하나의 채널 게인 값을 최소 분해능 값으로 설정되며(S113), 또 숏텀 또는 롱텀 채널 게인 값을 1/2n-1만큼 나누고 실수부 및 허수부에 가산된다(S115). 즉, 채널 속도가 일정 속도 이하이면 숏텀 채널 게인 값을 실수부 및 허수부에 채널 분포에 따라 상기 숏텀 채널 게인 값만큼 쉬프트시켜 주어 QPSK의 결정레벨인 0의 구간을 설정해 주고, 채널 속도가 일정 속도 이상이면 롱텀 채널 게인 값으로 실수부 및 허수부에 가산시켜 주어 채널 분포를 롱텀 채널 게인 값만큼 쉬프트시켜 주어 최소 분해능의 결정레벨인 0의 구간을 설정해 준다.Referring to FIG. 3, in order to determine the interval range according to the channel distribution, the input data signal compensated with the multipath is divided into a real part and an imaginary part (S111), and one of channel short-term or long-term channel gain average values according to channel speed. The channel gain is set to the minimum resolution value (S113), and the short or long term channel gain value is divided by 1/2 n-1 and added to the real part and the imaginary part (S115). That is, if the channel speed is less than or equal to a certain speed, the short-term channel gain value is shifted by the short-term channel gain value according to the channel distribution in the real part and the imaginary part to set a section of 0, which is the determination level of QPSK, and the channel speed is a constant speed. If this is the case, the long term channel gain value is added to the real part and the imaginary part to shift the channel distribution by the long term channel gain value, thereby setting the section of 0, which is the determination level of the minimum resolution.
이후, 숏텀 또는 롱텀 채널 게인 값이 가산된 입력 데이터의 부호 및 크기를 검출하고(S117), 입력 데이터 크기를 채널 게인의 최소 분해능 값과 비교 연산을 수행하여 채널 분포에 대해 일정한 간격 즉, 최소 분해능(1/2n-2)간격으로 비트 구간을 결정해 준다(S119). 이후, 상기 비교 연산 결과 값에 부호를 곱셈하여 주어 디코더의 입력 비트를 선택하게 된다(S121). Thereafter, the sign and size of the input data to which the short or long term channel gain value is added are detected (S117), and the input data size is compared with the minimum resolution value of the channel gain to perform a constant interval, that is, the minimum resolution for the channel distribution. The bit section is determined at an interval of (1/2 n-2 ) (S119). Thereafter, the comparison result is multiplied by a sign to select an input bit of the decoder (S121).
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시 예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains to the detailed description of the present invention and other forms of embodiments within the essential technical scope of the present invention. Could be implemented. Here, the essential technical scope of the present invention is shown in the claims, and all differences within the equivalent range will be construed as being included in the present invention.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 수신기 내의 슬라이싱 장치 및 방법에 의하면, QPSK 변조 방식을 채택하고 있어, 페이딩이 존재하는 무선 채널에서 본 발명의 슬라이싱 장치를 효과는 다음과 같다. As described above, according to the slicing apparatus and method in the receiver according to the present invention, the QPSK modulation scheme is adopted, and the slicing apparatus of the present invention has the following effects in a radio channel in which fading exists.
첫 번째, 소프트웨어의 도움 없이 자체적으로 안정적이고 효과적인 비트 선택을 함으로써 빠른 프로세싱 시간과 불필요한 메모리 사용을 줄 일 수 있다. 즉, 소프트웨어 도움이란 것은 소프트웨어가 신호의 세기를 판단하여 비트 선택을 조절하는 것이다. 이에 따라 종래에는 소프트웨어가 관여하게 되면 전체 프로세싱 시간이 길어지게 된다. 프로세싱 시간이 보통 1슬롯이 걸린다면 1슬롯 분량의 데이터를 저장하고 있어야 하기 때문에 메모리를 낭비하게 된다. First, it can reduce its fast processing time and unnecessary memory usage by making its own stable and effective bit selection without the help of software. In other words, software help means that the software determines the signal strength and adjusts the bit selection. Accordingly, when software is involved in the related art, the overall processing time becomes long. If the processing time usually takes one slot, it will waste memory because it must store one slot of data.
두 번째, 슬라이서에 나눗셈기를 사용하지 않고 감산기로 구현함으로써, 하드웨어 구현을 용이하게 할 수 있고 최소 분해능의 간격을 동일하게 할 수 있다.
Second, by implementing a subtractor without using a divider in the slicer, hardware implementation can be facilitated and the minimum resolution interval can be equal.
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