KR100790140B1

KR100790140B1 - 3차원 디지털 변조 및 복조 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100790140B1
Application number: KR1020010015142A
Authority: KR
Inventors: 김헌기
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2007-12-31
Also published as: KR20020074992A

Abstract

본 발명에 따른 송신장치가, 3개의 채널신호들을 입력하며, 상기 입력된 3개의 채널신호들을 선형 조합하여 2개의 신호를 출력하는 선형조합기와, 상기 선형조합기로부터의 상기 2개의 신호를 확산 및 변조하여 송신하는 확산변조기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

3차원, 변조, 복조, 가중치, 필터

Description

3차원 디지털 변조 및 복조 장치 및 방법{3-DIMENSIONAL DIGITAL MODULATION AND DEMODULATION APPARATUS AND METHOD}

도 1은 종래기술에 따른 이동통신시스템의 변조장치를 도시하는 도면.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신시스템의 변조 및 복조장치를 도시하는 도면.

본 발명은 통신시스템의 변조 및 복조 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 3개의 채널신호를 선형 조합하여 2개의 신호로 만든 후 확산 변조하여 송신하기 위한 3차원 변조 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 디지털 대역통과 변조(Digital bandpass modulation) 방식은 정보를 포함하고 있는 신호들을 정현파의 형태로 변환해주는 것을 의미하며, 예들들어 PSK(Phase Shift Keying), FSK(frequency shift keying), ASK, QAM(Quadrature Amplifier Modulation) 등의 있다. 상기한 변조 방식들은 신호를 위상, 주파수, 진폭을 조절하거나 또는 하이브리드(Hybrid) 형태로 서로 다른 정현파를 구별할수 있게 한다. 한편, 상기 변조방식은 2차원 선형적 표현인 -1 과 1을 나타낼수 있는 방법과 2차원 평면적 표현으로 데이터를 전송할수 있는 방법이 있다. 상기 2차원적 방법은 M-ary 시그널링(signalling)으로서 M개의 데이터를 전송하며, 두개의 I 및 Q채널(Basis function)에 의해 표현가능한 신호들을 나타내게 된다.

일반적으로, 부호분할다중접속(CDMA : Code Division Multiple Access) 이동통신시스템은 음성을 위주로 하는 통신규격에서 음성뿐만 아니라 고속 데이터 전송이 가능하도록 발전하고 있다. 차세대 이동통신 규격에서는 음성, 동화상, 인터넷 검색 등의 서비스가 가능하다.

현재 부호분할다중접속 이동통신시스템의 L1 채널 구조는 파일롯채널(pilot channel), 페이징 채널(Paging channel), 기본 채널(Fundamental channel) 등 복수개의 보조채널들로 이루어져 있다. 그리고, 이러한 보조채널들은 직교부호인 월시코드(walsh code)에 의해 구별된다. 한편, 상기 왈시 코드에 의해 확산된 채널 신호들은 PN(pseudo-noise)부호에 의해 복소 확산되고, 상기 복소 확산된 신호는 반송파에 실려 송신된다. 상기와 같은 송신과정을 첨부된 도면 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 채널부호기(channel encoder) 100은 입력되는 비트를 부호화하여 심볼을 출력한다. 여기서, 채널부호기는 예를 들어, 길쌈부호기 및 터보부호기 등을 사용한다. 인터리버(interleaver) 101은 버스트 에러 등의 발생을 방지하기 위해 상기 채널부호기 100으로부터의 상기 심볼을 인터리빙하여 출력한다. 신호사상기 (signal mapper) 102는 상기 인터리버 101로부터의 출력을 신호매핑(signal mapping)하고 병렬 변환하여 출력한다. 예를 들어, 입력 데이타가 0 인 경우 +1로 변환하고 1 인경우 -1로 변환하여 출력하고, 홀수번째 신호와 짝수번째 신호로 분리하여 병렬 출력한다. 직교확산기 103 및 104는 각각 상기 신호변환기 102로부터 입력되는 신호와 제공되는 왈시코드(Wi)를 곱해 직교확산하여 출력한다. 복소 PN확산기(complex PN spreader) 105는 상기 직교확산기 103 및 104로부터 출력되는 신호를 주어진 PN부호(PNi 및 PNq)를 복소확산하여 출력한다. 곱셈기 106 및 107은 각각 상기 복소 PN확산기 105로부터 출력되는 신호와 주어진 반송파(coswct 및 sinwct)를 곱하여 출력한다. 그리고, 가산기 108은 상기 곱셈기 106 및 107로부터 출력되는 신호를 가산하여 출력한다.

상기한 바와 같이, 종래 기술에서 사용되는 변조 기술은, I와 Q, 2개의 채널에 의한 2차원(2-dimensional) 평면 전송에 기반을 두고 있다. 즉, I채널 및 Q채널의 두 개의 채널로 한정되기 때문에, 각각의 채널에 연결되는 채널의 수를 확장시키기가 어렵다. 이는 전송속도와 밀접한 관계를 가지는데 예를 들어, 한정된 파워를 가지고 전송속도를 높이기 위해서는 짧은 월시코드의 사용이 필요하데, 상기 두 개의 I채널 및 Q채널에 사용될 수 있는 월시코드의 수는 한정적이기 때문에 파워를 증가시키지 않는 한 데이터의 전송속도를 향상시킬 수 없다.

따라서, 본 발명의 목적은 통신시스템에서 세 개의 채널신호를 선형 조합한 후 확산변조하여 송신하기 위한 3차원 변조 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 송신장치가, 3개의 채널신호들을 입력하며, 상기 입력된 3개의 채널신호들을 선형 조합하여 2개의 신호를 출력하는 선형조합기와, 상기 선형조합기로부터 출력된 상기 2개의 신호를 확산 및 변조하여 송신하는 확산변조기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른, 송신기에서 3개의 채널신호들(I,Q,Z)을 주어진 가중치 행렬에 의해 선형 조합하여 2개의 신호로 만들고, 상기 2개의 신호들을 확산변조하여 송신하며, 상기 송신기로부터의 신호를 수신하기 위한 수신장치가, 수신신호를 주파수 변환하여 기저대역신호로 만들고, 상기 기저대역 신호를 역확산하여 2개의 채널신호들을 출력하는 역확산 및 복조기와, 상기 역확산 및 복조기로부터의 상기 두 개의 채널신호들을 상기 가중치 행렬의 역행렬에 의해 선형 조합하여 2개의 추정 채널신호를 출력하는 선형조합부와, 상기 역확산 및 복조기로부터의 상기 2개의 채널신호들 중 정해진 하나의 신호를 가지고 상기 송신기에 입력된 상기 3개의 채널신호들 중 하나의 채널신호를 추정하는 채널신호 검출기와, 상기 채널신호 검출기로부터의 상기 추정된 하나의 채널신호와 상기 송신기에서 사용된 상기 가중치 행렬과 상기 역확산 및 복조기로부터의 상기 2개의 채널신호들을 가지고 상기 송신기에 입력된 신호 중 송신되지 않은 가상의 신호를 추정하는 가상신호 검출기와, 상기 선형조합부로부터의 상기 2개의 추정 채널신호들과 상기 역행렬과 상기 가상신호 검출기로부터의 상기 추정된 가상신호를 가지고 상기 채널신호 검출기에서 추정된 채널신호 외의 나머지 2개의 채널신호를 검출하는 필터를 포함 하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하 본 발명은 3개의 채널신호들을 특정 가중치 행렬 필터(W)를 통해 2개의 신호로 선형조합하고, 상기 2개의 신호를 복소확산 및 주파수 변환하여 송신하는 3차원 진폭 변조(3-dimensional amplitude modulation) 방식에 대해 기술한다. 여기서, 상기 2개의 신호는 3차원 신호를 포함하게 된다. 수신단에서는 수신된 두 개의 채널신호를 복원필터(V 및

)에 의해 3차원으로 재분류한다. 여기서, 핵심은 W=V^-1 관계를 유지한다는 것이다. 상기 가중치 행렬 필터는 출력이 두 개이기 때문에 3×2의 행렬 구조가 되어 3×3 역행렬을 구할 수 없다. 하지만, 상기 가중치 행렬 필터(W)에서 출력되는 가상신호(C)를 수신단에서 정확히 예측한다면 3×3의 가중치 행렬 필터(W)와 이의 역행렬 필터(V)를 만들 수 있다. 이에 따라 임의의 송신단의 3개의 채널신호들은 수신단에서 각각 독립된 3개의 출력으로 분류할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 변조방식을 사용하는 송신기 및 수신기의 구성을 보여준다.

먼저, 송신기를 살펴보면, 선형조합부 200은 입력되는 세 개의 채널신호들(I 채널, Q채널, Z채널)을 주어진 규칙에 의해 선형조합하여 출력한다. 상기 선형조합부 200은 먼저 입력되는 채널신호에 소정 가중치를 곱해 해당 가산기로 제공한다. 도시된 바와 같이, 상기 I채널신호는 가중치 w₁, w₄및 w₇곱해져 각각 해당 가산기로 제공된다. 상기 Q채널신호는 가중치 w₂, w₅ 및 w₈이 곱해져 각각 해당 가산기로 제공된다. 상기 Z채널신호는 가중치 w₃, w₆ 및 w₉가 곱해져 각각 해당 가산기로 제공된다.

제1가산기201은 상기 가중치 w₁이 곱해진 I채널신호와 상기 가중치 w₂가 곱해진 Q채널 신호와 가중치 w₃이 곱해진 Z채널신호를 가산하여 신호 A를 출력한다. 제2가산기 202는 가중치 w₄가 곱해진 I채널신호와 상기 가중치 w₅가 곱해진 Q채널신호와 가중치 w₆이 곱해진 Z채널신호를 가산하여 신호 B를 출력한다. 제3가산기 203은 가중치 w₇이 곱해진 I채널신호와 가중치 w₈이 곱해진 Q채널신호와 가중치 w₉가 곱해진 Z채널신호를 가산하여 가상신호를 출력한다. 여기서, 상기 제3가산기 203은 가상의 것으로 실제로 존재하지는 않는다. 확산 및 변조부(spreading & Carrier Mod.) 210은 상기 선형조합부 200으로부터의 상기 신호 A 및 B를 복소 확산하고, 상기 복소 확산된 신호를 반송파에 실어 송신한다.

다음으로, 수신기를 살펴보면, 역확산 및 복조부(Despreading & Carrier Demod.) 220은 수신신호를 반송파를 이용해 기저대역신호로 만들고, 상기 기저대역신호를 역확산하여 신호 A 및 B를 출력한다. 선형조합부 230은 상기 역확산 및 복 조부 220으로부터의 상기 A신호 및 B신호를 주어진 규칙에 의해 선형 조합하여 추정 I채널신호(I_e) 및 Q채널신호(Q_e)를 출력한다.

상기 선형조합부 230은 입력되는 상기 A신호 및 B신호에 소정 가중치를 곱해 해당 가산기로 제공한다. 도시된 바와 같이, 상기 A신호는 가중치 v₁, v₄ 및 v₇이 곱해져 각각 해당 가산기로 제공된다. 상기 B신호는 가중치 v₂, v₅ 및 v₈이 곱해져 각각 해당 가산기로 제공된다. 상기 제1가산기231은 상기 가중치 v₁이 곱해진 A신호와 상기 가중치 v₂가 곱해진 B신호와 가중치 v₃이 곱해진 C신호를 가산하여 상기 추정 I채널신호(I_e)를 출력한다. 상기 제2가산기 232는 가중치 v₄가 곱해진 A신호와 상기 가중치 v₅가 곱해진 B신호와 가중치 v₆이 곱해진 C신호를 가산하여 추정 Q채널신호(Q_e)를 출력한다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 선형조합부 230은 송신단의 선형조합부 200의 동작을 규정하는 가중치 행렬의 역행렬에 의해서 동작된다. 여기서, 상기 가중치 행렬 및 역행렬은 시스템 초기 설계시 혹은 시스템과 이동국 사이의 교섭을 통해 미리 정해진다.

채널신호 검출기260은 상기 역확산 및 복조부 220으로부터의 상기 A신호를 가지고 송신기의 선형조합부200으로 입력되는 Z채널신호를 추정하여 출력한다. 상기 B신호를 가지고도 송신기의 선형조합부200으로 입력되는 Z채널신호를 추정할 수 있다는 것은 자명한 사실이다. 가상신호 검출기250은 상기 A신호, B신호, 가중치 행렬(W) 및 상기 추정된 Z채널신호 가지고 상기 C신호를 추정하여 출력한다. 라운 드 필터 240은 상기 선형조합기 230으로부터의 상기 추정 I채널 및 Q채널신호, 역행렬(가중치 v₃, v₆) 그리고 상기 가상신호 검출기 250으로부터의 추정된 가상신호 (

)를 가지고 I채널신호 및 Q채널신호를 검출하여 출력한다.

상기한 도 2의 구성에 따른 동작과 선형조합기의 가중치들을 설정하는 조건식을 구체적인 수식을 가지고 설명하면 다음과 같다.

< 송신기 >

먼저, 상기 제1가산기 201로 출력되는 신호 A와 상기 제2가산기 202로 출력되는 신호 B를 각각 수식으로 나타내면 하기 <수학식 1>과 같다.

한편, 가상신호 C는 하기 수학식 2를 만족하며, 수신기의 가상신호 검출기 250에 의해 예측된다.

여기서, 가중치 행렬(W)의 선택에서 가장 중요한 것은, 역행렬이 존재해야 한다는 것과, 수신기가 수신된 A신호를 가지고 정확한 Z를 예측할 수 있어야 한다는 것이다. 이상적으로, w₁과 w₂를 '0'으로 하고, w₃을 상기 w_1, w₃보다 상대적으로 큰 값으로 정한다면 정확한 Z값을 예측할 수 있겠지만, 상기 w₁과 w₂를 모두 '0'으 로 하면 W의 역행렬이 존재하지 않으므로 둘중 적어도 하나는 '0'이 아닌 값을 갖도록 한다. 따라서, w₁과 w₂ 중 하나는 '0'으로 정하고, 다른 하나는 제로(0)가 아닌 값으로 정한다. 이때 상기 제로가 아닌 값은 보조채널의 개수와 상관이 있다, 즉 보조채널를 구분하기 위해 쓰이는 월시 코드의 가장 큰 개수로 표현된 상기 입력 채널들의 값과 상기 제로가 아닌 가중치를 곱한 값이 최대 0.5를 넘지 않도록 설정해 준다면 사사오입으로 값을 정하는 라운드 필터에 의해 제거가 가능하다. 즉 상기 조건을 만족하는 값으로 가중치 w1, w2을 정해준다면 그 값은 송신신호에 거의 영향을 주지 않는 값이 된다. 일반적으로, 상기 라운드 필터는 정수값을 중심으로 -0.5에서 0.5까지를 처리할 수 있는 필터를 말한다. 이를 수식으로 나타내면 하기 수학식 3과 같다.

상기한 바와 같이, 만약

이고,

이면 상기 수학식 3의 조건을 만족한다. 이는 에러를 발생시키지 않는 가장 이상적인 값이지만 실제 mean(I) APPROX 0 이기 때문에 응용 시스템의 성능에 따라 w1을 상향조정할 수도 있다.

상기 w₃은 임의의 정수 값인 Z의 구성 값들 사이의 최소 거리(dmin)를 지정하는 것이므로 사용 가능한 최대 파워(Pmax_A)에 따라 결정된다.

과

값이 0에 가깝다면 는 다음의 식을 만족한다.

이상에서와 같이 상기 A는 w₃에 지배적(dominant)이므로 역으로 상기 Z는 상기 A에 크게 의존하게 된다. 즉, 수신단에서 수신된 A를 필터링하여 Z를 얻을 수 있고 상기 Z와 A, B를 이용하여 C를 예측할 수 있다.

상기

은 B신호(I,Q,Z)의 가중치를 나타내며 B단의 최대 전송 파워 (

)는 다음의 관계를 만족한다.

일반적으로

는 같거나 비슷한 값을 갖도록 하고,

은 0이거나 상대적으로 작은 값을 갖도록 정한다.

각각의 값을 정하는 방법을 살펴보면, 첫번째,

가 같은 값을 갖도록 하는 방법이 있다. 상기 식에서

이므로, 만약

가 같은 값을 가지고,

이 0이면 상기 수학식 5는 하기 수학식 6과 같이 간단해 질 수 있다.

그 이유는 이미 Z의 정보는 A에 충분히 반영되었으므로 그렇지 않은 I와 Q를 더 크게 반영해야 하기 때문이다.

두번째로,

가 서로 다르고,

값은

보다 작게 정하면,

의 최대값은 하기 수학식 7과 같이 표현할 수 있다.

상기

도 같은 방법으로 구할 수 있다. 이를 정리하면,

(1)

일 때,

(2)

일 때,

그리고, 상기

는 C를 예측할 때 사용되며 C는 가상 출력이므로 전송파워에 의존하지 않는다. 그러므로

는 W의 역행렬이 존재할 수 있는 임의의 값 중에서

값의 최대값을 넘지않도록 정해주면 된다.

< 수신기 >

먼저, 선형조합기 230은 2개의 입력(A신호 및 B신호)을 하기 수학식 8에 따라 선형 조합하여

의 3개 추정신호들을 출력한다.

실제 시스템에선

를 사용하지 않는다. 그 이유는, 상기 채널신호 추정기 260에서 미리 A를 이용하여 Z를 구했기 때문이다. 여기서 V는 W의 역행렬이고 수신기에서는 W와 마찬가지로 꼭 알고 있어야 하는 값이다.

상기 채널신호 추정기 260은 A 크기에 따라 Z를 검출한다. 자세한 이해를 위해 간단한 예를 통해 살펴본다.

라 하면, 수신기에서는 상기한 바와 같이, A는 (W의 첫째 열) 거의 Z에 의존해야 하기 때문에

는 0,

는 0.1,

은 2(=

)로 정하면, Z는 임의의 정수이므로 잡음과 I를 제거하기 위해 라운드 필터링을 하여 Z를 얻을 수 있다. 이를 수식으로 나타내면 하기 수학식 9와 같다.

만약, 잡음이 초과 발생할시 (overflow), 예를 들어 noise = 1.5 이고,

= 3,

=1 이라면,

가 된다. 실제 원하는 A는 3이였지만 잡음의 초과에 의해 4가 된 것이다. 하지만 이는 최종 라운드 필터링에 의해 정확한 Z를 구할 수 있다. 여기서,

의 증가는 A단의 전송 파워를 증가시키므로 사용 가능한 파워와 잡음의 정도에 따라 적절히 선정할 필요가 있다.

한편, 가상신호추정기 250은 하기 수학식 10에 따라 가상신호 C는 추정한다.

여기의 w는 송수신기가 이미 알고 있는 값이고, A, B는 수신된 값이며

은 상기 채널신호 추정기 260에서 구한 값이다. 만약 잡음에 의해 오염 된 경우 그 값을 기준으로 라운드 필터링한다.

라운드 필터240은 하기 수학식 11에 따라 I와 Q 값을 결정하여 출력한다. 만약 잡음에 의해 오염 된 경우 그 값을 기준으로 라운드 필터링한다.

이하, 상기한 동작 과정을 구체적인 수치대입으로 예를들어 설명하면 다음과 같다.

먼저, 입력을 I=3, Q=-5 그리고 Z=-5라 가정한다. 그리고, 가중치 행렬(weighted Matrix) W및 상기 가중치 행렬의 역행렬 V을 하기와 같이 가정한다.

그러면, 상기 선형조합기 200에서 출력되는 A신호 및 B신호는 각각 다음과 같이 구해진다.

A= w₁I + w₂Q + w₃Z = 0.1×3 + 2×(-5) = -9.7

B=w₄I + w₅Q + w₆Z = 2×3 + 2×(-5) + 5= 1

한편, 수신단에서, 채널신호 추정기260는 수신된 A 신호를 이용해 Z를 검출한다.

Z=round(A/w3)=round(-4.85)= -5

한편, 가상신호 추정기 250은 하기와 같이 가상신호 C신호를 추정한다.

이 값(=8)은 송신기에서 전송되지 않은 가상 출력 C(=w₇I+w₈Q+w₉Z=3-2×(-5)-5=8)와 동일하다.

그리고, 상기 추정된 가상신호

를 가지고 I 및 Q채널신호를 다음과 같이 구한다.

먼저, 상기 선형 조합기 230의 출력 추정 I채널신호(I_e) 및 Q채널신호(Q_e)는 다음과 같다.

I_e= v₁×A + v₂×B= 0.3333×1= 0.3333

Q_e=v₄×A + v₅×B = 0.25×(-9.7)+0.15853×1= 2.2667

따라서, I채널 신호 및 Q채널신호는 다음과 같이 구해진다.

I= round(I_e + v₃×

)=round(0.3333+0.3333×8)=3

Q=round(Q_e +v₆×

)=round(-2.2667 - 0.3417×8)=-5

즉, 이상에서 살펴본 바와 같이, I채널신호, Q채널신호, Z채널신호를 정확히 추정할수 있다. 가중치 행렬(W)은 시스템의 환경에 맞게 다르게 설계될 수 있으며, 특히 가중치 w₃는 Z의 정확한 예측을 위해 구해져야 하고, w₁과 w₂는 보조채널 개수를 고려하여 정한다.

상기한 바와 같이, 3차원 신호를 2차원으로 전송하여 다시 재분류 함으로써 발생되는 효과는 데이터의 전송 속도 향상, 전송 파워의 절약 등이 있으며, 뿐만 아니라 현재 진행중인 3세대 무선통신(IMT-2000)에 활용된다면 더욱 큰 효과를 볼 수 있다. 그 이유는 먼저 1개의 채널에서 사용할 수 있는 보조 채널의 수는 왈쉬 코드에 의해 제한 받고 있다. 이에 따라 현재 2개의 채널에 접속된 보조채널의 수는 포화 상태를 보여 전송 속도를 향상시키거나 더 많은 단말을 접속시키는데 어려움을 겪고 있다. 이에 한 개의 채널이 더 이용 가능하게 되면 새로운 수많은 보조 채널을 사용할 수 있는 것은 당연한 효과라 할 수 있다.

상기 3개의 독립된 신호를 운영하는 방법은 크게 3가지로 구분할 수 있다.

첫째, 3개의 독립된 신호를 전송하는 방법이다. 이 경우는 각각의 3개 채널을 독립적으로 운영하는 것이다. 둘째, 2개의 채널과 1개의 독립된 채널을 전송하는 방안이다. 이 경우는 기존에 사용되고 있는 I 와 Q 2개 채널에 의한 2차원 평면 전송을 하고 나머지 1개의 채널은 독립적으로 다른 신호를 전송하는 방법이다. 셋째, 3개의 채널을 3차원 신호로 보내는 방안이다. 이 경우는 초고속으로 데이터를 전송할 때 가장 좋은 방법으로 비트입력(Bit stream)을 3차원으로 매핑(Mapping)함으로써 기존의 2차원 디지털 변조방식 보다 향상된 성능을 가져올 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정 해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 3차원 변조 방식을 사용함으로써, 보조 채널의 부족으로 파생되는 문제점들을 해결할 수 있고, 이에 따라 전송 속도의 향상, 접속 가능한 단말의 수 증가 등 많은 효과를 가져올 수 있다. 뿐만 아니라 현재 진행중인 고속 데이터 전송을 위한 차세대 무선통신에 활용된다면 더욱 큰 효과를 볼수 있다.

Claims

3개의 채널신호들을 입력하며, 상기 입력된 3개의 채널신호들을 선형 조합하여 2개의 신호를 출력하는 선형조합기와,

상기 선형조합기로부터의 상기 2개의 신호를 확산 및 변조하여 송신하는 확산변조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신장치.
제1항에 있어서,

상기 선형조합기는, 하기 수학식 12에 의해 상기 입력 채널신호에 이미 설정된 가중치를 곱하고, 가중치가 곱해진 입력 채널신호들을 소정 규칙에 의해 가산하여 상기 2개의 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 송신장치.

여기서, 상기 A 및 B는 상기 2개의 출력신호를 나타내고, w₁ 내지 w₆은 소정 가중치를 나타내며, I, Q, Z은 상기 3개의 채널신호들을 나타냄.
제2항에 있어서,

상기 가중치 w₁, w₂중 하나는 제로로 설정하고, 나머지 하나는 상기 입력 채널의 최대값과 곱한 값이 최대 0.5를 넘지 않는 제로에 가까운 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 송신장치.
제3항에 있어서,

상기 제로가 아닌 값은 보조채널의 개수에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 송신장치.
제2항에 있어서,

상기 가중치 w3는 상기 가중치 w1, w2보다 상대적으로 큰 값이며, 상기 입력채널이 갖는 값의 최소거리로서 결정되는 것을 특징으로 하는 송신장치.
제2항에 있어서,

상기 가중치 w₆는 상기 가중치 w₄ 및 w₅ 보다 상대적으로 작은 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 송신장치.
송신기에서, 3개의 채널신호들(I,Q,Z)을 주어진 가중치 행렬(W)에 의해 선형조합하여 2개의 신호들로 만들고, 상기 2개의 신호들을 확산 변조하여 송신하며, 상기 송신기로부터의 신호를 수신하기 위한 수신장치에 있어서,

수신신호를 주파수 변환하여 기저대역 신호로 만들고, 상기 기저대역 신호를 역확산하여 2개의 채널신호들(A,B)을 출력하는 역확산 및 복조기와,

상기 역확산 및 복조기로부터의 상기 두 개의 채널신호들(A,B)을 상기 가중치 행렬의 역행렬에 의해 선형 조합하여 2개의 추정 채널신호(I_e, Q_e)를 출력하는 선형조합부와,

상기 역확산 및 복조기로부터의 상기 2개의 채널신호들(A,B)중 정해진 하나의 신호(A)를 가지고 상기 송신기의 상기 3개의 채널신호들 중 하나의 채널신호(Z)를 추정하는 채널신호 검출기와,

상기 채널신호 검출기로부터의 상기 추정된 하나의 채널신호(Z)와 상기 송신기에서 사용된 상기 가중치 행렬(W)과 상기 역확산 및 복조기로부터의 상기 2개의 채널신호들(A,B)을 가지고 상기 송신기에서 송신되지 않은 가상의 신호를 추정하는 가상신호 검출기와,

상기 선형조합부로부터의 상기 2개의 추정 채널신호들(I_e,Q_e)과 상기 역행렬(V)과 상기 가상신호 검출기로부터의 상기 추정된 가상신호(
)를 가지고 상기 채널신호 검출기에서 추정된 채널신호 외의 나머지 두개의 채널신호(I,Q)를 검출하는 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제7항에 있어서,

상기 채널신호 검출기는, 하기 수학식 13에 의해 상기 하나의 채널신호를 추정하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.

여기서, z는 채널신호를 나타내고, "Round filter"는 사사오입으로 값을 정하는 필터이며, A는 상기 역확산 및 복조기로부터 출력되는 2개의 채널신호들 중 정해진 하나의 신호이고, w₃는 상기 가중치 행렬을 구성하는 가중치값들중 정해진 하나의 가중치값을 나타냄.
제7항에 있어서,

상기 가상신호 검출기는, 하기 수학식 14에 의해 상기 가상신호를 추정하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.

여기서, 상기
는 추정된 가상신호를 나타내고, 상기 가중치 w₁내지 w₉은 상기 가중치 행렬을 구성하는 가중치값들을 나타내며, 상기 A 및 B는 상기 역확산 및 복조기로부터 출력되는 2개의 신호들을 나타내고, 상기
는 상기 채널신호 검출기에서 검출된 채널신호를 나타냄.
제7항에 있어서,

상기 필터는 하기 수학식 15에 의해 상기 채널신호 검출기에서 추정된 채널신호 외의 나머지 두 채널신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.

여기서, 상기 I 및 Q는 검출되는 채널신호를 나타내고, I_e 및 Q_e는 상기 선형조합부에서 추정된 2개의 채널신호를 나타내며, v₃ 및 v₆는 상기 역행렬을 구성하는 가중치값들중 정해진 두 개의 가중치값들이고, 상기
는 상기 가상신호 검출기에서 추정된 가상신호를 나타냄.
3개의 채널신호들을 선형 조합하여 2개의 신호를 생성하는 과정과,

상기 2개의 신호를 확산 및 변조하여 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 송신기의 송신방법.
제11항에 있어서,

상기 2개의 신호는 하기 수학식 16에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 송신기의 송신방법.

여기서, 상기 A 및 B는 상기 2개의 출력신호를 나타내고, w₁ 내지 w₆은 소정 가중치를 나타내며, I, Q, Z은 상기 3개의 채널신호들을 나타냄.
제12항에 있어서,

상기 가중치 w₁, w₂중 하나는 제로로 설정하고, 나머지 하나는 상기 입력 채널의 최대값과 곱한 값이 최대 0.5를 넘지 않는 제로에 가까운 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 송신방법.
제13항에 있어서,

상기 제로가 아닌 값은 보조채널의 개수에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 송신기의 송신방법.
제12항에 있어서,

상기 w3는 상기 w1,w2보다 상대적으로 큰 값이며, 상기 입력채널이 갖는 값의 최소거리로서 결정되는 것을 특징으로 하는 송신방법.
제12항에 있어서,

상기 가중치 w₆는 상기 가중치 w₄ 및 w₅ 보다 상대적으로 작은 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 송신방법.
송신기에서, 3개의 채널신호들(I,Q,Z)을 주어진 가중치 행렬에 의해 선형조합하여 2개의 신호들로 만들고, 상기 2개의 신호들을 확산변조하여 송신하며, 상기 송신기로부터의 신호를 수신하기 위한 수신기의 수신방법에 있어서,

수신신호를 주파수 변환하여 기저대역신호로 만들고, 상기 기저대역 신호를 역확산하여 2개의 채널신호들을 출력하는 과정과,

상기 두 개의 채널신호들을 상기 가중치 행렬의 역행렬에 의해 선형 조합하여 2개의 추정 채널신호들을 출력하는 과정과,

상기 2개의 역확산 채널신호들 중 정해진 하나의 신호를 가지고 상기 송신기의 상기 3개의 채널신호들 중 하나의 채널신호를 추정하는 과정과,

상기 추정된 하나의 채널신호와 상기 송신기에서 사용된 상기 가중치 행렬과 상기 2개의 역확산 채널신호들을 가지고 상기 송신기에서 송신되지 않은 가상의 신호를 추정하는 과정과,

상기 2개의 추정 채널신호들과 상기 역행렬과 상기 추정된 가상신호를 가지고 상기 추정된 하나의 채널신호 외의 나머지 두 개의 채널신호를 검출하는 과정을 포함하는 것을 수신 방법.
제17항에 있어서,

상기 하나의 채널신호는 하기 수학식 17에 의해 추정되는 것을 특징으로 하는 수신 방법.

여기서, z는 채널신호를 나타내고, "Round filter"는 사사오입으로 값을 정하는 필터이며, A는 역확산 및 복조기로부터 출력되는 2개의 신호들중 정해진 하나의 신호이고, w₃는 상기 가중치 행렬을 구성하는 가중치값들중 정해진 하나의 가중치값을 나타냄.
제17항에 있어서,

상기 가상신호는 하기 수학식 18에 의해 추정되는 것을 특징으로 하는 수신 방법.

여기서, 상기
는 추정된 가상신호를 나타내고, 상기 가중치 w₁내지 w₉은 상기 가중치 행렬을 구성하는 가중치값들을 나타내며, 상기 A 및 B는 역확산 및 복조기로부터 출력되는 2개의 신호들을 나타내고, 상기
는 채널신호 검출기에서 검출된 채널신호를 나타냄.
제17항에 있어서,

상기 나머지 두 개의 채널신호들은 하기 수학식 19에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 수신 방법.

여기서, 상기 I 및 Q는 검출되는 채널신호를 나타내고, I_e 및 Q_e는 선형조합부에서 추정된 2개의 채널신호를 나타내며, v₃ 및 v₆는 상기 역행렬을 구성하는 가중치값들중 정해진 두 개의 가중치값들이고, 상기
는 가상신호 검출기에서 추정된 가상신호를 나타냄.