KR100874507B1 - 슬롯 코드분할 다중접속 시스템의 멀티 셀 결합 검출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티-셀 결합 검출 방법에 관한 것이며, 슬롯 CDMA 시스템 중의 동일 주파수 인접 셀 신호 간의 상호 간섭에 대해 멀티-셀 구조 정보에 근거한 결합 검출방법이다. 본 발명은 멀티 코드집합의 채널추정방법을 채용하여 각 인접 셀의 채널추정결과를 얻고, 각 인접 셀의 코드 채널에 대해 코드 채널 그룹화하며, 그 중에는 코드 채널이 속하는 셀에 근거한 그룹화, 코드 채널 파워 또는 진폭의 강약에 근거한 그룹화, 코드 채널 연관성 강약에 근거한 그룹화방법이 포함되며, 이상의 방법에 근거한 혼합그룹화방법을 채용할 수도 있으며, 채널추정결과와 코드 채널그룹의 결과를 이용하여 결합 검출을 진행하며 검출 결과를 출력한다. 본 발명은 멀티-셀 신호의 구조 정보를 충분히 이용하고, 동일 주파수 인접 셀의 다중접속 간섭을 유효하게 억제하며, 이렇게 함으로써 동일 주파수 인접 셀에서 작동할 때의 시스템의 성능을 크게 향상시킨다. 본 발명은 슬롯 CDMA 시스템 또는 유사한 신호 구조를 채용하는 무선 통신 시스템에 사용할 수 있다.

Description

슬롯 코드분할 다중접속 시스템의 멀티 셀 결합 검출방법{Multicell joint detection method in slotted code division multiple access system}

본 발명은 이동통신 기술분야의 결합 검출방법에 관한 것이며, 더 상세하게는 슬롯 코드분할 다중접속(a slot CDMA) 시스템 또는 이와 유사한 신호 구조를 채택하는 무선 통신 시스템의 멀티 셀 결합 검출방법에 관한 것이다.

CDMA 이동통신 시스템은 심한 다중접속 간섭과 부호 간 간섭이 존재한다. 슬롯 CDMA시스템에서는 수신한 로컬 셀 신호에 대해 결합 검출방법을 채용하여 다중 접속 간섭과 부호 간 간섭을 제거한다. 결합 검출방법은 로컬 셀의 모든 사용자의 전송신호 및 그 채널 응답정보를 이용하여 신호 검출을 하나의 통일된, 상호 연관된 결합 검출과정으로 하여 완성한다. 결합 검출방법이 유효하게 부호 간 간섭과 로컬 셀의 다중 접속 간섭을 억제하기 때문에 코드분할 다중접속 시스템의 성능을 대폭 향상시키고 있다.

시분할 동기 코드분할 다중접속(TD-SCDMA)시스템은 로컬 셀의 멀티 사용자 신호에 대해 결합 검출방법을 채용한 일종의 슬롯 CDMA시스템이다. TD-SCDMA시스템에서의 일반 슬롯의 버스트 신호 구조는 도 1에 도시한 바와 같다. 도 1에서는 버스트 신호 중간의 미드앰블 코드(midamble code)(또는 채널추정코드라고 함)를 사용하여 채널 추정을 하며 양쪽의 데이터 블록은 서비스 데이터를 전송함에 사용된다.

TD-SCDMA 시스템의 단일 셀 결합 검출의 구체적 과정은 다음과 같다.

우선, 타임슬롯 CDMA 시스템 단일 셀 수신기에서 수신한, 다음 수학식 1과 같은 신호 모델을 얻는다.

여기서, e는 수신기가 수신한 신호의 샘플링 데이터이며, d는 전송데이터, n은 수신된 잡음이며, 행렬A는 전송행렬이다. 전송행렬A는 각 코드 채널의 조합 응답 벡터 b^(k)로부터 구성되며, k는 코드 채널 일련 번호이며, 전체 K개의 코드 채널(b^(k)에 근거하여 A행렬을 계산할 수 있으며, b^(k)는 행렬 중에서 대각선의 각 블록 중의 1개 열에 분포되어 있다)이 있다고 가정한다.

각 벡터 b^(k)는 다음 수학식 2와 같은 코드 채널 일련 번호가 k인 사용자 코드 채널의 조합 채널 응답에 대응한다.

여기서, C^(k)는 대응하는 코드 채널 번호가 k인 사용자 코드 채널의 주파수 확산 코드이며,

는 합성 곱 연산자이고, h^(k)는 대응하는 코드 채널 번호가 k인 사용자 코드 채널 채널응답이며, 미드앰블 코드를 이용하여 채널 추정을 진행하여 얻게 된다.

그 다음으로, 상기 정보를 이용하면 결합 검출을 진행할 수 있다. 결합 검출 알고리즘에는 여러 가지가 있으며, 간섭 제거방법(interference concellation method), 블록 선형등화 방법(block linear equalizer method), 그리고 이 2가지의 혼합 방법일 수도 있다. 블록 선형등화 방법에 대해, 복조 후의 전송데이터 d에 의해 추정된 소프트(soft) 출력 값은 다음 수학식 3과 같다.

그 중, 행렬 T는 다음 수학식 4로부터 얻을 수 있다.

상기 수학식 3 및 4에서, *T는 수반 행렬(conjugation transposition)이며, R_d=E{d·d^*T}는 데이터 시퀀스 d의 공분산 행렬이며, 서로 독립된 데이터 시퀀스에 대해서는 Rd=I이고, R_n=E{n·n^*T}는 잡음 시퀀스 n의 공분산 행렬이다. 서로 독립되고 안정한 잡음 시퀀스(백색잡음)에 대해서는 Rn=σ²I이며, I는 단위 행렬을 나타낸다.

Rd=I와 Rn=σ²I의 조건 하에서 상기 수학식 3 및 4는 다음 수학식 5 및 6과같이 간략하여 표시할 수 있다.

상기 수학식 4 및 6에서, MF는 정합 필터링 방법에 상응하는 정합 필터이고, ZF-BLE는 제로 포싱 블록선형등화(Zero-Forcing Block Linear Equalizer)의 방식이며 대응되는 것은 최대 우도 선형 해이다. MMSE-BLE는 최소 평균 제곱 오차 블럭 선형등화(Minimum Mean-Square-Error Block Linear Equalizer)의 방식이며 대응하는 것은 최소 평균 제곱 오차의 선형 해이다. 상기 T의 값을 구하는 방식 중 하나를 선택하면 되며, 일반적으로 두 번째 ZF-BLE 혹은 세 번째 MMSE-BLE 방식을 선택한다.

단일 셀 결합 검출방법은 셀의 모든 사용자 전송 신호의 구조 정보(확산 주파수 코드와 채널 응답을 포함함), 즉, 로컬 셀의 신호들의 구조 정보를 이용하 며, 이 경우, 검출방법은 기타 셀의 간섭신호를 모두 시간의 백색 가우스 잡음으로 처리한다. 그리하여 단일 셀 결합 검출산법은 부호 간 간섭과 로컬 셀의 다중접속 간섭을 억제함에 있어서 강한 파워를 가지고 있다. 단일 셀 결합 검출방법은 단일 셀 혹은 다른 주파수 네트워킹을 채택하는 코드 분할 다중접속 시스템에 대해 시스템의 성능을 최대한 향상시킬 수 있다.

인접한 셀에 대해 동일 주파수(intra-frequency) 네트워크를 채택한 슬롯 CDMA 시스템에 대해, 단일 셀 결합 검출 방법은 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다. 그러나 동일 주파수 네트워크일 경우, 동일 주파수 인접 셀 신호 간에 강한 간섭이 존재하며 동일 주파수 인접 셀 간의 간섭은 시스템의 성능에 아주 큰 영향을 준다. 특히, 동일 주파수 인접 셀의 경계에서 동일 주파수 간섭은 항상 가장 중요한 간섭으로 된다. 이 경우, 단일 셀 결합 검출방법은 동일 인접 셀의 간섭을 제거하기 어려우며 동일 주파수 인접 셀 간섭이 존재할 경우, 시스템 성능은 현저하게 떨어진다.

예를 들면, 셀 경계에 동일 주파수 인접 셀 사용자가 여러 코드 채널에서 작동하는 경우, 특히 확산 주파수 증폭(Spreading Gain)이 비교적 작은 시스템이면 인접 셀 사용자 신호는 로컬 셀 사용자 신호에 대해 아주 큰 간섭을 초래하게 된다. 이 경우, 단일 셀 결합 검출방법은 시스템의 성능을 극히 악화시킨다.

그러므로 슬롯 CDMA 셀 이동 통신 시스템이 동일 주파수 인접 셀에서 작동할 경우, 단일 셀 결합 검출방법 시스템을 채용하면 성능이 현저하게 떨어지고, 일반적으로는 시스템의 성능에 대한 요구에 도달하지 못하게 되며, 성능이 보다 좋은 결합 검출방법을 제공하여야 한다. 만약, 동일 주파수 인접 셀의 구조정보를 이용할 수 있다면 결합 검출방법을 단일 셀로부터 동일 주파수 멀티-셀로 확장하여 슬롯 CDMA 시스템이 동일 주파수 네트워크일 경우의 성능을 현저하게 제고할 수 있다.

로컬 셀 이외의 동일 주파수 인접 셀의 구조정보를 얻기 위하여 많은 선험적(apriori) 정보를 필요로 하며, 그 중에서 아주 중요한 부류의 선험적 정보는 바로 로컬 셀 이외의 동일 주파수 인접 셀의 채널 추정결과, 즉 멀티-셀 채널 추정결과이다. 그 원인은, 채널 추정 코드를 생성할 때 각 인접 셀에 서로 다른 미드앰블 코드를 지정하여 기본 코드로 하고, 셀의 다른 사용자는 이 기본 코드와 다른 순환 시프트 버전을 채용하여 채널 추정 코드로 하며, 이렇게 함으로써 하나의 셀의 이러한 다른 순환 시프트 버전은 하나의 코드집합이라고 할 수 있게 되며, 복수의 셀은 여러 코드 집합이 있으므로 하여 멀티 코드집합의 채널추정이 바로 멀티-셀의 채널 추정으로 되기 때문이다.

본 출원인은 중국 특허 출원 번호가 0300670.1이고 발명 명칭이 "코드분할 다중접속 시스템 멀티 코드집합 채널 추정방법"인 슬롯 코드분할 다중접속 시스템 중의 멀티 코드집합 채널 추정방법 즉 멀티-셀 채널 추정방법을 공개하였다.

상기 방법은 단일 코드집합 채널 추정 결과에 대해 제한시간 판결 처리를 진행하며 비교적 강한 신호 응답을 가진 유한 개수의 탭만 남기며 이를 통하여 기타 코드집합 간섭신호를 복구하고 간섭신호를 제거하며, 각 코드 집합의 순수(net) 신호를 얻어 다시 각 코드집합의 순수 신호에 대해 단일 코드집합 채널추정을 진행 하고 반복횟수에 도달할 때까지 전술한 처리를 반복하여 멀티 코드집합 즉 멀티-셀 채널 추정 결과를 출력한다.

본 발명의 목적은 슬롯 코드분할 다중접속 시스템 멀티-셀 결합 검출방법을 제공하는 것이며, 동일 주파수 멀티-셀 상호 간섭이 존재하는 상황에 대해 멀티-셀 구조 정보를 이용하여 멀티-셀 결합 검출을 구현함에 있다. 본 발명이 제공하는 방법은 슬롯 CDMA 시스템의 동일 주파수 인접 셀에서 작동할 때의 시스템 성능을 현저하게 향상시킨다.

본 발명의 목적을 실현하는 기술 방안은 다음과 같다. 슬롯 코드분할 다중접속 시스템 멀티-셀 결합 검출방법으로서, 여러 동일 인접 셀의 구조정보를 이용하여 결합 검출을 진행하며 그 특징은 아래와 같은 절차를 포함한다.

멀티 코드집합의 채널 추정방법을 이용하여 각 인접 셀의 채널 추정 결과를 얻는 단계; 소정의 코드 채널 그룹화 방법으로부터 적어도 하나의 그룹화 방법을 선택하고 각 인접 셀의 코드 채널들을 그룹화하는 단계; 및 각 인접 셀의 채널 추정 결과와 코드 채널 그룹화의 결과를 기초로 결합 검출방법으로 결합 검출을 진행하여 검출 데이터를 얻는 단계를 포함한다.

본 발명은 멀티 코드집합 채널 추정방법을 이용하여 각 인접 셀의 채널 추정결과를 얻고, 각 인접 셀의 코드 채널에 대해 본 발명의 그룹화방법에 따라 코드 채널 그룹화를 진행하며, 본 그룹화 방법에는 코드 채널에 속하는 셀에 근거한 그룹화, 코드 채널 파워 또는 진폭의 강약에 근거한 그룹화, 코드 채널 연관성 강약에 근거한 그룹화 및 상기 그룹화방법의 혼합그룹화방법을 포함하며, 각 인접 셀의 채널추정결과 및 코드 채널 그룹화 결과를 이용하여 결합 검출을 진행한다. 결합 검출과정에는 구체적으로 A행렬 구성, 정합 필터링과 멀티-셀 결합 검출을 최종 완성하는 것이 포함된다. 서로 다른 코드 채널 그룹화방법을 이용할 때 구성한 A행렬이 다를 수 있으며 그리하여 채널 추정 결과 및 코드 채널 그룹화 결과를 이용하여 결합 검출을 함에 있어서 차이가 발생하게 된다.

본 발명은 결합 검출기술을 동일 주파수 멀티-셀 슬롯 CDMA 시스템에 채용할 수 있다. 본 발명은 단일 셀 결합 검출방법에 비해, 다수 셀 신호의 구조정보를 충분히 이용하고, 멀티-셀 결합 검출을 진행할 수 있으며, 그리하여 동일 주파수 인접 셀의 다중 접속 간섭을 크게 억제한다. 본 발명은 슬롯 CDMA 시스템이 동일 주파수 인접 셀에서 작동할 때의 시스템 성능을 크게 제고한다.

도 1은 TD-SCDMA 서비스 슬롯 버스트 구조를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬롯 CDMA 시스템 멀티-셀 결합 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 셀 코드 채널 그룹화에 기초한 멀티-셀 결합 검출을 도시하는 블록도이다.

도 4는 멀티-셀 결합 검출이 코드 채널의 진폭 또는 파워 그룹화 또는 코드 채널 연관성 그룹화에 기초한 멀티-셀 결합 검출을 도시하는 블록도이다.

본 발명은 슬롯 CDMA 시스템에서 동일 주파수 인접 셀 신호 간의 상호 간섭을 고려한 멀티-셀 구조 정보에 기초한 결합 검출방법을 제공한다. 본 발명의 바람직한 실시 예는 도 2에 도시한 바와 같다.

첫 번째 단계(1)는 멀티-셀 채널 추정이다. 배경 기술에서 소개한 멀티 코드집합의 채널추정방식을 이용하여 각 인접 셀의 채널 추정 결과를 얻는다. 그 원인은, 채널추정코드가 생성 시, 각 인접 셀이 서로 다른 미드앰블 코드를 지정하여 기본 코드로 하고, 셀의 다른 사용자는 이 기본 코드의 다른 순환 시프트 버전을 채용하여 채널 추정 코드로 하며, 하나의 셀의 이러한 기본 코드의 다른 순환 시프트 버전은 하나의 코드집합이라고 할 수 있으며 복수의 셀에는 복수의 코드집합이 있으므로 하여, 멀티 코드집합의 채널추정이 바로 멀티-셀의 채널추정으로 되기 때문이다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 멀티-셀 채널추정은 특허출원 031006701호의 멀티 코드집합 채널 추정기술을 이용하여 동일 주파수 멀티-셀 작동 시 존재하는 멀티 코드집합 채널 추정코드 응답 신호의 상황에 대하여 제한 시간 위치 판정 피드백처리의 멀티 코드집합 결합 채널 반복 추정방법을 이용하여 복수의 셀의 채널 추정결과를 얻는다. 채널추정의 멀티-셀은 인접 셀이며 인접 셀은 검출 사용자가 속하는 로컬 셀 및 현재 셀의 지역 위치에서의 가장 가까이 인접된 셀을 포함한다.

두 번째 단계(2)는 코드 채널 그룹화이다. 우선 코드 채널 그룹화방법을 확정하고 그 다음으로 선택한 종류의 그룹화방법에 따라 각 인접 셀의 코드 채널에 대해 코드 채널 그룹화를 진행한다. 본 발명에서 확정하는 코드 채널 그룹화의 구 체적인 방안은 다음과 같다.

첫 번째 방안은 코드 채널이 속하는 셀의 그룹화 방법에 근거한 것으로서 여러 개의 동일 주파수 셀이 있으면 동일 개수의 그룹으로 설정하며, 그리하여 각 그룹 내의 코드 채널이 바로 대응하는 셀의 코드 채널로 되는 것이다.

두 번째 방안은 코드 채널 파워 또는 진폭에 근거한 그룹화 방법이다. 멀티-셀 채널 추정 결과를 이용하여 각 코드 채널의 조합채널응답을 얻을 수 있거나 또는 각 코드 채널 정합 필터링의 출력 결과에 따라 각 코드 채널 신호의 진폭 또는 파워(파워는 진폭을 제곱하는 것을 통하여 얻게 된다)를 추산해낼 수 있으며, 그 다음으로, 진폭 또는 파워의 강약에 근거하여 그룹화를 진행한다. 예를 들면, 진폭 또는 파워의 임계값을 확정하여 코드 채널 신호의 진폭 또는 파워가 이 임계값보다 크면 강으로, 작으면 약으로 구분하며, 진폭 또는 파워가 강한 코드 채널을 하나의 그룹으로 하고, 파워 또는 진폭이 약한 코드 채널을 다른 하나의 그룹으로 한다.

세 번째 방안은 코드 채널 연관성에 근거한 그룹화 방법이다. 우선, 멀티-셀 채널 추정 결과를 이용하여 각 코드 채널의 조합 채널응답을 얻으며, 각 코드 채널의 조합 채널응답으로 멀티-셀 신호 중의 각 코드 채널 간의 연관성을 추산하고, 그 다음으로, 연관성의 강약에 따라 모든 코드 채널에 대해 그룹화를 진행한다. 예를 들면, 하나의 연관성 임계값을 확정하고 코드 채널간의 연관성이 이 임계값보다 크면 강으로, 이 임계값보다 작으면 약으로 구분하며, 연관성이 강한 코드 채널을 하나의 그룹으로 하고 연관성이 약한 코드 채널을 하나의 그룹으로 한다. 여러 코드 채널의 연관성은 평균적인 연관성이거나, 최대의 연관성 혹은 최소의 연관성일 수 있다.

상기 방안의 혼합 방법을 채용하여 그룹화하거나 기타 원칙에 근거하여 그룹화할 수도 있다.

세 번째 단계(3)는 결합 검출로서 멀티-셀 채널 추정 결과 및 코드 채널 그룹화의 결과를 이용하여 결합 검출을 진행하며 멀티-셀 결합 검출 결과를 얻는다.

전술한 바와 같이, 결합 검출방법은 간섭 제거방법, 블록 선형등화 방법이거나 또는 이 2가지 방법의 혼합 방법일 수도 있다. 예를 들면, 각 그룹 내에서는 블록 선형등화의 결합 검출방법을 채용하고 다른 코드 채널 그룹간에서는 간섭 제거의 방식을 이용할 수 있다.

본 발명의 멀티-셀 결합 검출방법에서, 코드 채널 그룹화에 참여하는 코드 채널은 각 인접 셀에서 미리 할당한 코드 채널(활성화 처리가 필요없이 그룹화를 진행함)일 수도 있으며, 상기의 인접 셀의 모든 코드 채널에 대해 활성화 검출처리를 진행한 후 보류된 활성화 코드 채널(활성화 처리를 한 후 그룹화를 진행)일 수도 있다. 마찬가지로, 결합 검출에 참여하는 코드 채널은 각 인접 셀이 미리 할당한 코드 채널(활성화 처리가 필요없이 코드 채널 그룹화에 따라 결합 검출을 진행함)일 수도 있으며, 상기의 인접 셀의 모든 코드 채널에 대해 활성화 검출처리를 진행한 후 보류된 활성화 코드 채널(우선 활성화 처리한 후 코드 채널그룹화에 따라 결합 검출을 진행함)일 수도 있다. 실시함에 있어서, 2차 활성화 검출을 진행 할 수도 있다. 즉 그룹화하기 전에 1차 활성화 검출처리를 거친 활성화 코드 채널에 대해 그룹화한 후, 정합 필터링을 거쳐 다시 2차 활성화 검출을 진행하며 2차 활성화 검출을 거친 코드 채널에 대해 결합 검출을 진행한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 코드 채널에 대한 그룹화는 아래와 같은 의의가 있다. 동일 주파수 인접 셀이 동작하고, 다수의 인접 셀이 다량의 코드 채널을 할당했을 경우, 이러한 코드 채널에 대해 우선 활성화 검출처리를 진행할 수 있으며, 일반적으로 활성화 검출처리를 한 후의 멀티-셀에는 여전히 다량의 활성화 코드 채널이 존재하며, 비교적 낮은 비용과 양호한 성능으로 멀티-셀 결합 검출을 실현하기 위하여, 활성화 검출 처리 후 보류된 이러한 활성화 코드 채널에 대해 그룹화하고 다음으로 그룹화 결합 검출의 방법을 수행한다.

도 3을 참조하여, 3개의 동일 주파수 인접 셀을 예로, 첫 번째 방안인 셀 코드 채널에 근거하여 그룹화할 때의 본 발명의 바람직한 실시 예를 구체적으로 설명한다.

상기 수학식 1의 원리에 의하면, 로컬 셀 및 2개의 동일 주파수 셀의 멀티 사용자 신호는 다음 수학식 7과 같이 표시할 수 있다.

여기서, A₀과 d₀은 각각 로컬 셀 사용자의 전송 행렬과 전송 데이터이다. A_i와 d_i는 각각 제i 번째 인접 셀의 전송 행렬과 전송 데이터이다. n₀은 인접한 2개의 셀의 간섭을 제거한 후의 간섭과 잡음 파워(백색잡음)이다.

단계 31에서, 멀티 사용자 신호 e에 대해 데이터 분할을 진행하고, 즉 도 1에 도시한 일반 슬롯 버스트 구조에 대해 분할하며, 분할한 미드앰블 코드 부분 e_m (미드앰블 코드의 수신 신호 또는 채널 추정 코드의 응답신호라고 함)은 멀티-셀 채널 추정에 전달하며 분할한 데이터 부호부분 e_d는 정합 필터링에 전달한다.

단계 32에서, 멀티-셀 채널 추정을 수행한다. 3개의 동일 주파수 셀의 채널 추정 코드 부분은 각각 3개의 코드집합의 채널추정코드 신호 e_m1, e_m2, e_m3에 대응되기 때문에, 수신한 전체 채널 추정코드 부분은 e_m=e_m1+e_m2+e_m3이며, e_m에 대해 멀티 코드 집합 채널추정의 방법을 채용하면 3개의 동일 주파수 인접 셀의 채널 추정결과(구체적인 방법은, CN03100670.1,2003.05.09 (타임슬롯 코드분할 다중접속 시스템 멀티 코드집합 채널추정방법)을 참조)를 얻을 수 있다.

단계 37에서, 코드 채널을 그룹화한다. 3개의 셀의 코드 채널에 대해 그룹화를 진행한다.

본 발명의 첫 번째 방안인 코드 채널이 속하는 셀에 근거한 그룹화 방법에 의하면, 코드 채널을 셀의 개수에 따라 3개의 그룹으로 나눌 수 있다. 상기 수학식 7의 원리에 의해, 그룹화 후의 데이터 부호 전체 수신신호 e_d는 다음 수학식 8과 같이 표시할 수 있다.

단계 38에서, b^(k)을 이용하여 수학식 8 내지 10 중의 전송 행렬A（상기 수학식 2에 근거하여 h^(k)로부터 b^(k)을 얻는다)를 구성한다. 채용한 그룹화 방법에 따라, 수학식 8 내지 10 중 대응되는 전송행렬A를 구성한다. 첫 번째 그룹화 방법을 채용하면, 구성된 전송행렬A는 바로 3개의 셀의 전송행렬 A_0, A_1, A₂로 된다. 구성된 3개의 셀의 전송행렬 A₀, A₁, A₂은 각각 단계 39의 결합 검출에 전송된다.

단계 39에서 멀티-셀 결합 검출을 최종 완성한다. 결합 검출은 "블록 선형등화 + 간섭 제거"를 채용할 수 있다. 즉 3개 그룹 내에는 블록 선형등화의 결합 검출방법을 채용하고 3개의 그룹 간에는 간섭 제거를 채용하는 결합 검출방법을 채용할 수 있다. 구체적으로 아래와 같은 서브-단계를 포함한다.

1) 각 그룹은 데이터 부호 수신 신호 e_d에 대해 블록 선형등화의 결합 검출방법으로 각자 그룹화의 검출을 진행한다. 즉 각 그룹에 대해 단일 셀 결합 검출산법을 채용하여 검출을 진행한다. 상기 수학식 8에 근거하면, e_d= A₀d₀+A₁d₁+A₂d₂+n₀은 간섭 셀 1에 대해 단일 셀 결합 검출 시, e_d= A₁d₁ +（A₀d₀+A₂d₂+n₀）= A₁d₁ + n₁이라고 인식한다. 여기에서, n₁는 비간섭 셀 1 신호의 간섭이며, 단일 셀 결합 검출방법(상기 수학식 3)을 이용하여 d₁을 얻고, 마찬가지로 d₂를 얻는다.

2) 검출한 각 그룹 결과로부터 간섭 복구를 진행하며 각각 간섭 셀 1, 간섭 셀 2가 로컬 셀 사용자에 대한 간섭 A₁d₁, A₂d₂을 얻는다.

3) 전체 데이터 부호 수신신호 e_d중에서 현재 그룹의 간섭이 아닌 간섭 A₁d₁, A₂d₂을 제거하고 현재 그룹의 순수신호 A₀d₀+n₀=e_d -（A₁d₁+A₂d₂)을 얻는다.

4) 검출 대기 사용자가 속하는 그룹의 순수 신호에 대해 블록 선형등화의 결합 검출을 진행하여 검출 대기 사용자의 전송 신호 결과 d₀(상기 수학식 3)를 얻는다. 여기에서 얻은 d₀는 직접 1)에서 단일 셀 결합 검출의 방식으로 얻은 d₀보다 동일 인접 셀 간섭을 제거하였기 때문에 더욱 정확하다.

상기 과정은 1차의 간섭제거만 사용한 과정이지만, 여러 차례의 간섭제거를 진행하는 과정을 채용할 수도 있다. 1차 혹은 여러 차례의 제거가 필요 시의 구체적인 실시방법은 반복 횟수를 설정하고 "블록 선형등화+간섭제거"를 순환하여 진행하는 것으로 완성할 수 있다. 반복 횟수는 즉 간섭 제거의 횟수이다. 그 절차는 아래와 같다.

a) 블록 선형등화 방법을 채용하여 각 코드 채널그룹에 대해 단일 셀 결합 검출을 각각 진행하며 각 그룹의 결합 검출결과를 검출하고 반복 횟수에 도달하였는가를 판정하며, 만약 도달하였다면 검출 대기 사용자가 속하는 그룹의 결합 검출결과를 출력하고, 그렇지 않다면 2)로 진행한다.

b) 각 그룹의 결합 검출 결과로부터 각 그룹 신호 응답으로 인한 간섭성분 을 복구한다.

c) 수신 신호는 비 현재그룹의 간섭성분을 제거하여 각 그룹의 순수신호를 얻는다.

d) 순수 신호를 다음 스텝에서 처리하는 그룹화 결과로 한 후, a)로 되돌아 간다.

상기 블록 선형등화를 채용하는 방법은 상기 수학식 3에 따라 검출 데이터를 얻는 것이며, 상기 수학식 3에 있는 e는 간섭제거 후의 순수신호이다.

도 4를 참조하여, 두 번째 방안인 코드 채널 진폭 또는 파워에 근거하여 그룹화할 때 또는 세 번째 방안인 코드 채널 연관성에 근거하여 그룹화할 때의 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 단계 31 및 32는 도 3의 절차는 동일하다. 단계 33에서, 두 번째 방안인 코드 채널 진폭 또는 파워의 그룹화 방법에 따르면, 우선 채널 추정결과에 근거하여 각 코드 채널의 조합 채널응답을 얻고, 이로부터 각 코드 채널 신호의 진폭 또는 파워를 얻거나, 혹은 각 코드 채널 정합 필터링의 출력결과에 따라 각 코드 채널 신호의 파워를 추산하며, 다음으로, 파워의 강약에 따라 모든 코드 채널을 2개의 그룹으로 그룹화하고. 검출(결합 검출) 대기 사용자의 코드 채널 및 파워가 비교적 강한 간섭의 코드 채널을 결합 검출에 참여하는 코드 채널그룹에 할당시키며, 검출 대기 사용자를 포함하지 않고, 또한 파워가 비교적 약한 간섭코드 채널은 간섭코드 채널그룹에 할당시킨다. 간섭코드 채널은 검출대기 사용자 코드 채널을 제외한 기타 사용자 코드 채널을 가리키며, 로컬 셀의 기타 사용자 코드 채널과 동일 주파수 인접 셀의 사용자 코드 채널을 포함한다. 상기 수학식 7의 원리에 따라, 그룹화 후의 데이터 부호의 전체 접수신호 e_d는 다음 수학식 9와 같이 표시할 수 있다.

그 중, A_s와 d_s는 결합 검출에 참여하는 코드 채널그룹의 전송행렬과 전송데이터이다. A_I와 d_I는 간섭 코드 채널그룹의 전송행렬과 전송데이터이다.

세 번째 방안인 코드 채널 연관성에 근거한 그룹화 방법에 따르면, 우선 각 인접 셀의 채널 추정결과로부터 각 코드 채널의 조합 채널응답을 얻고, 이로부터 모든 비 검출 대기 사용자 코드 채널과 검출 대기 사용자의 모든 코드 채널의 연관성의 평균치를 추산하며, 재차 연관성 평균치의 강약에 따라 상기 모든 코드 채널을 2개의 그룹으로 나누며, 검출 대기 사용자의 모든 코드 채널과 그 코드 채널에 평균적인 연관성이 비교적 강한 모든 코드 채널을 결합 검출에 참여하는 코드 채널그룹에 할당시키며, 검출 대기 사용자를 포함하지 않으며 평균적인 연관성이 비교적 약한 남은 코드 채널들을 간섭코드 채널그룹에 할당시킨다. 상기 수학식 7의 원리에 따라, 그룹화 후의 데이터 부호의 전체 수신 신호 e_d는 다음 수학식 10과 같이 표시할 수 있다.

그 중, A_s와 d_s는 결합 검출에 참여하는 코드 채널그룹의 전송행렬과 전송데이터이다. A_I와 d_I는 간섭 코드 채널그룹의 전송행렬과 전송데이터(두 번째와 세 번째 그룹화 방법은 그룹화한 후의 데이터 부호 전체 수신 신호 e_d에 대해 동일한 표현식을 채용한다)이다.

단계 34에서, b^(k)를 이용하여 상기 수학식 8 내지 10중의 전송행렬A（상기 수학식 2에 근거하여，h^(k)로부터 b^(k)을 얻는다) 를 구성한다. 채용하는 그룹화 방법에 근거하여 상기 수학식 8 내지 10중의 대응하는 전송행렬A를 구성한다.

두 번째, 세 번째 그룹화 방법을 이용하여 구성한 전송행렬A가 바로 A_S (결합 검출에 참여하는 코드 채널그룹의 전송행렬), A_I(결합 검출에 참여하지 않는 간섭코드 채널그룹의 전송행렬)이다.

그 중, A_S는 단계 35의 정합 필터링에 전송되며, A_S, A_I는 단계 36의 결합 검출에 전달된다.

단계 35에서, 전송데이터 d가 추정한 소프트 출력 값을 구하는 상기 수학식 3에 의하여, 식 중의 A^{* T}R_n ^-1e를 구하는 과정이 정합 필터링 과정이다. 그 중에 서 e는 데이터 분할 후의 데이터 부호 부분 e_d이며, A는 구조의 행렬이다. 정합 필터링 과정에서 A는 바로 A_S이다. R_n은 유색잡음 시퀀스 n의 공분산 행렬이다.

단계 36에서 멀티-셀 결합 검출을 최종적으로 완성한다. 다른 코드 채널그룹화 방법과 구성한 서로 다른 전송행렬에 대하여 멀티-셀 결합 검출을 완성한다. 즉 상기 수학식 4에서의 방식을 이용하여 T를 얻고, 또 정합 필터링 d^{^}이 A^*TR_n ^-1e_d를 얻은 기초 상에서 상기 수학식 3을 완성한다.

두 번째와 세 번째 코드 채널그룹화 방법을 채용 시, 결합 검출에 참여하는 코드 채널그룹에 대하여, 블록 선형등화의 결합 검출방법을 채용하여 검출을 진행한다. 전송행렬A를 구성할 때 얻은 A_S, A_I에서, A_S는 로컬 셀 현재 사용자 코드 채널에 로컬 셀 또는 인접 셀 파워 또는 연관성이 큰 코드 채널을 가하여 구성한 전송행렬로서 멀티 사용자 결합 검출에 사용되고, A_I은 로컬 셀의 기타 사용자 또는 인접 셀 파워 또는 연관성이 작은 코드 채널로 구성한 전송행렬로서 R_n 계산에 사용된다.

이로부터, 상기 수학식 3에 근거하여 복조한 후의 전송데이터 d_S가 추정한 소프트 출력 값은 다음 수학식 11과 같다.

그 중, 행렬 T_s는 다음 수학식 12에서 얻어진다(그 중 하나의 방법을 선택한다).

그 중, 유색 잡음이 간섭하는 공분산 행렬 R_n은 간섭코드 채널 그룹화 및 배경 잡음으로 계산할 수 있으며, 그 표현은 다음 수학식 13과 같다.

R_n의 구체적인 계산방법에는 일반적으로 아래와 같은 2가지 방법이 있다.

한 가지 방법은, 엄격히 상기 수학식 13에 따라 계산하는 것이다. 즉 우선 간섭 코드 채널그룹 중의 코드 채널의 조합 채널응답(상기 수학식 2에서 정의)으로 간섭 코드 채널 그룹화의 전송행렬 A_I을 구성하고, 그 다음으로, A_IA_I ^*T와 배경 잡음 파워 σ²를 계산하고, 마지막으로 R_n= A_IA_I ^*T+σ²I를 얻는다.

다른 한 가지 방법은, 간섭코드 채널그룹 중의 동일 주파수 간섭을 백색잡음으로 간략하여 처리한다. 이는 다음 수학식 14와 같다.

즉, 간섭 코드 채널그룹 중의 각 코드 채널의 파워를 계산하고 그 합을 구하여 σ_I ²(σ_I ²I도 A_IA_I ^*T의 대각행렬이다)를 얻고，그 다음으로, 배경잡음 파워 σ²을 얻으며，마지막으로 R_n=(σ_I ²+σ²)I를 얻는다.

도 3중의 단계 32, 33, 34, 35, 36 및 도 4중의 단계 32, 37, 38, 39는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 멀티-셀 결합 검출 과정을 나타낸다. 즉, 도 2중의 단계 1, 2, 3이다.

본 발명은 슬롯 CDMA 시스템 또는 유사한 신호 구조를 채용하는 무선통신시스템에 사용할 수 있다.

Claims (17)

1. 슬롯 코드분할 다중접속 시스템(slot CDMA system)의 멀티-셀 결합 검출방법에 있어서, 여러 개의 동일 주파수 인접 셀의 구조정보를 이용하여 결합 검출을 진행하며,

   (A) 멀티 코드 집합의 채널추정 방법을 이용하여 각각의 인접 셀의 채널 추정결과를 얻는 단계;

   (B) 미리 결정된 코드 채널 그룹화방법들로부터 그룹화방법을 선택하여, 각각의 인접 셀의 코드 채널에 대해 코드 채널 그룹화를 진행하는 단계; 및

   (C) 상기 각각의 인접 셀의 채널 추정결과와 상기 코드 채널 그룹화 결과를 이용하고 결합 검출방법으로 결합 검출을 진행하여, 검출 데이터를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬롯 코드분할 다중접속 시스템의 멀티-셀 결합 검출방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 (B)단계에서, 상기 선택한 그룹화 방법은,

   코드 채널이 속하는 셀에 근거한 그룹화방법이며, 코드 채널 그룹화 수는 동일 주파수 셀 수와 같으며, 각각의 그룹 내의 코드 채널이 대응하는 셀의 코드 채널인 것을 특징으로 하는 슬롯 코드분할 다중접속 시스템의 멀티-셀 결합 검출방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 (C) 단계는,

   각각의 그룹 내에서는 단일 셀 블록 선형등화를 채용하고, 그룹 간에서는 간섭제거를 채용하는 결합 검출방법인 것을 특징으로 하는 슬롯 코드분할 다중접속 시스템의 멀티-셀 결합 검출방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 각각의 그룹 내에서는 단일 셀 블록 선형등화를 채용하고, 그룹 간에서는 간섭제거를 채용하는 결합 검출방법은,

   (C11) 상기 각각의 그룹에 대해 단일 셀 결합 검출을 각각 진행하고, 각 그룹의 결합 검출결과를 검출하며, 반복횟수에 도달하였는가를 판정하며, 만약 도달하였다면 검출 대기 사용자가 속하는 그룹의 결합 검출결과를 출력하고, 도달하지 않은 경우 (C12) 단계를 진행하고,

   (C12) 검출된 각각의 그룹의 결합 검출결과에 따라 각 그룹 신호응답으로 인한 간섭 성분을 복구하는 단계;

   (C13) 수신 신호가 현재 그룹에 속하지 않는 간섭 성분을 제거하여 각 그룹의 순수 신호를 얻는 단계; 및

   (C14) 상기 순수 신호를 다음 단계에서 처리하는 그룹화 결과로 한 후, 상기 단계 (C11)로 진행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬롯 코드분할 다중접속 시스템의 멀티-셀 결합 검출방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 (C11)에서,

   상기 (A) 단계에서 얻은 각 인접 셀의 채널추정결과를 이용하여 각각의 코드 채널의 조합채널응답을 계산하고, 다시 이 조합채널응답으로 각각의 인접 셀의 전송행렬을 구성하며, 전송행렬 및 수신 신호에서 분할한 데이터 부분에 대해 정합 필터링을 진행하고, 정합 필터링의 결과에 대해 단일 셀 블록 선형등화를 진행하는 것으로 각각의 그룹의 결합 검출결과를 얻는 것을 특징으로 하는 슬롯 코드분할 다중접속 시스템의 멀티-셀 결합 검출방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 (B) 단계에서 선택한 그룹화방법은,

   코드 채널 진폭 또는 파워에 근거한 그룹화방법이며, 코드 채널 진폭 또는 파워의 강약에 따라 결합 검출에 참여하는 코드 채널 그룹과 간섭 코드 채널그룹으로 나뉘는 것을 특징으로 하는 슬롯 코드분할 다중접속 시스템의 멀티-셀 결합 검출방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 코드 채널 진폭 또는 파워의 강약에 따른 그룹화는,

   인접 셀의 채널 추정결과로부터 각각의 코드 채널의 조합채널응답을 얻거나 각 코드 채널 정합 필터링의 출력결과에 따라 각각의 코드 채널신호의 진폭 또는 파워를 추산하는 것과, 검출대기사용자의 코드 채널 및 진폭 또는 파워가 임계값보다 큰 간섭코드 채널을 결합 검출에 참여하는 코드 채널그룹에 할당시키며 검출대기사용자를 포함하지 않고 진폭 또는 파워가 임계값보다 작은 간섭코드 채널을 간섭코드 채널그룹에 할당시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬롯 코드분할 다중접속 시스템의 멀티-셀 결합 검출방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 (B) 단계에서 선택한 그룹화방법은,

   코드 채널 연관성에 근거한 그룹화방법이며, 코드 채널 연관성의 강약에 따라 결합 검출에 참여하는 코드 채널그룹과 간섭코드 채널그룹으로 나뉘는 것을 특징으로 하는 슬롯 코드분할 다중접속 시스템의 멀티-셀 결합 검출방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 코드 채널 연관성의 강약에 따른 그룹화는,

   인접 셀의 채널추정결과로부터 각각의 코드 채널의 조합채널응답을 얻고 인접 셀 신호 중의 각 코드 채널 간의 연관성을 추정하는 것과, 모든 검출대기사용자의 코드 채널과 연관성이 임계값보다 큰 간섭코드 채널을 결합 검출에 참여하는 코드 채널그룹에 할당시키고 검출대기사용자를 포함하지 않고 연관성이 임계값보다 작은 간섭코드 채널을 간섭코드 채널그룹에 할당시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬롯 코드분할 다중접속 시스템의 멀티-셀 결합 검출방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 코드 채널 간의 연관성은,

    평균 연관성, 최대 연관성 및 최소 연관성을 포함하며, 이 중에서 하나의 연관성을 선택하고, 상기 연관성의 크기에 따라 그룹화하는 것을 특징으로 하는 슬롯 코드분할 다중접속 시스템의 멀티-셀 결합 검출방법.
11. 제 6 항 또는 제 8 항에 있어서,

    상기 (C) 단계는,

    결합 검출에 참여하는 코드 채널그룹에 대해 블록 선형등화의 결합 검출방법을 채용하여 검출을 진행하는 것을 특징으로 하는 슬롯 코드분할 다중접속 시스템의 멀티-셀 결합 검출방법.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 (C) 단계는,

    결합 검출에 참여하는 코드 채널 그룹에 대해 블록 선형등화의 결합 검출방법을 채용하여 검출을 하며,

    (C21) 각각의 코드 채널의 조합채널응답을 이용하여 결합 검출에 참여하는 코드 채널그룹의 전송행렬과 간섭코드 채널그룹의 전송행렬을 구성하는 단계;

    (C22) 결합 검출에 참여하는 코드 채널그룹의 전송행렬, 유색 잡음간섭의 공분산 행렬 및 수신 신호 중에서 분할한 데이터 부분에 대해 정합 필터링을 진행하는 단계; 및

    (C23) 블록 선형등화의 방법을 채용하여 정합 필터링 결과에 대해 결합 검출을 진행하여 얻은 전송데이터가 추정한 소프트 추정 값을 검출데이터로 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬롯 코드분할 다중접속 시스템의 멀티-셀 결합 검출방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 (C22) 단계에서의 유색 잡음간섭의 공분산 행렬은,

    간섭코드 채널그룹 및 배경잡음에 근거하여 계산한 것이며, 구체적으로는, 상기 간섭코드 채널그룹의 전송행렬과 상기의 배경 잡음 파워로 간섭의 공분산 행렬을 계산하는 것을 특징으로 하는 슬롯 코드분할 다중접속 시스템의 멀티-셀 결합 검출방법.
14. 제 12 항에 있어서,

    상기 (C22) 단계에서의 유색 잡음간섭의 공분산 행렬은,

    간섭코드 채널그룹 및 배경잡음에 근거하여 계산한 것이며, 구체적으로는, 간섭코드 채널그룹 중의 동일 주파수 간섭을 백색잡음으로 하여 처리하며, 간섭 코 드 채널그룹 중의 각각의 코드 채널의 파워의 합을 계산하는 것과 상기의 파워의 합과 배경 잡음파워의 합을 계산하여 간섭의 공분산 행렬로 하는 것을 특징으로 하는 슬롯 코드분할 다중접속 시스템의 멀티-셀 결합 검출방법.
15. 제 1 항에 있어서,

    상기 (B) 단계에서,

    코드 채널그룹화에 참여하는 코드 채널은 각 인접 셀이 미리 할당한 코드 채널이거나, 각각의 인접 셀의 모든 코드 채널에 대해 활성화 검출처리를 한 후 보류된 활성화 코드 채널인 것을 특징으로 하는 슬롯 코드분할 다중접속 시스템의 멀티-셀 결합 검출방법.
16. 제 1 항에 있어서,

    상기 (C) 단계에서,

    결합 검출에 참여하는 코드 채널은 각각의 인접 셀이 미리 할당한 코드 채널이거나, 각각의 인접 셀의 모든 코드 채널에 대해 활성화 검출처리를 한 후 보류된 활성화 코드 채널인 것을 특징으로 하는 슬롯 코드분할 다중접속 시스템의 멀티-셀 결합 검출방법.
17. 제 1 항에 있어서,

    상기 (B) 단계에서, 각각의 인접 셀의 모든 코드 채널에 대해 활성화 검출처 리를 진행하고 보류된 활성화 코드 채널로 코드 채널 그룹화에 참여하며,

    상기 (C) 단계에서, 각각의 인접 셀의 모든 활성화 코드 채널에 대해 다시 활성화 검출처리를 진행하며, 보류된 활성화 코드로 결합 검출에 참여하는 것을 특징으로 하는 슬롯 코드분할 다중접속 시스템의 멀티-셀 결합 검출방법.

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