KR100881294B1

KR100881294B1 - 파일럿 및 비파일럿 데이터를 이용하여 채널 특성을추정하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100881294B1
Application number: KR1020037009889A
Authority: KR
Inventors: 센도나리스앤드류; 선다레산라예쉬
Original assignee: 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 2001-01-26
Filing date: 2002-01-23
Publication date: 2009-02-03
Also published as: US20020167923A1; KR20030074746A; WO2002060139A2; US6947475B2; MXPA03006659A; WO2002060139A3; EP1354452A2

Abstract

본 발명은 통신 링크의 특성 (진폭 및 위상) 의 추정을 개선시키기 위해, 파일럿 심볼에 따라 비파일럿 심볼을 일체화하는 기술에 관한 것이다. 파일럿 필터는 서로 다른 계수 세트로 파일럿 심볼 및 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플을 가중하며, 그 계수는 검출된 샘플의 신뢰도에 대응하여 결정되는 값을 갖는다. 통상적으로, 파일럿 심볼에 대응하는 샘플은 높은 신뢰도에 관련되며, 높게 가중된다 (즉, 1.0 의 가중). 통상적으로, 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플은 낮은 신뢰도에 관련되며, 샘플내의 신뢰도 (0.0 내지 1.0 의 범위의 가중) 에 의존적이며 가변적일 수도 있는 값으로 가중된다. 가중은 MAP 추정기, MLE, 또는 다른 추정기와 같은 특정 추정기에 기초하여 갱신된다.

Description

파일럿 및 비파일럿 데이터를 이용하여 채널 특성을 추정하는 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR ESTIMATING CHANNEL CHARACTERISTICS USING PILOT AND NON-PILOT DATA}

배경

기술분야

본 발명은 일반적으로 데이터 통신에 관한 것이며, 좀 더 상세히 설명하면 파일럿 및 비파일럿 데이터를 사용하여 통신 링크의 특성 (즉, 진폭 및 위상) 을 추정하는 기술에 관한 것이다.

배경기술

무선 통신 시스템은 보이스, 패킷 데이터 등과 같은 각종 통신 유형을 제공하도록 폭넓게 사용된다. 이들 시스템은 코드 분할 다중 접속 (CDMA), 시 분할 다중 접속 (TDMA), 또는 다른 변조 기술에 기초할 수도 있다. CDMA 시스템은 다른 유형의 시스템에 비해 개선된 시스템 성능을 포함한 다소의 이점을 제공한다.

많은 무선 통신 시스템에 있어서, 파일럿은 송신기 유닛으로부터 수신기 유닛으로 시그널링 및 트래픽 데이터 (즉, 보이스 및/또는 패킷 데이터) 와 함께 송신된다. 통상적으로, 파일럿은 종래의 방법으로 프로세스 및 변조되는 종래의 데이터 패턴이다. 또한, 시그널링 및 트래픽 데이터는 각각의 방식을 통해 프로세스 및 변조되며, 프로세싱된 파일럿과 결합되며, 수신기 유닛으로 송신된다. 송신 파일럿은 수신기 유닛이 시그널링 및 트래픽 데이터를 송신하도록 사용되는 통신 링크를 추정하도록 허여한다.

수신기 유닛에서, 레이크 수신기는 송신 파일럿, 시그널링, 및 트래픽 데이터를 리커버하도록 종종 사용된다. 송신 신호는 다중 신호 경로 (즉, 다중경로) 를 통해 수신될 수도 있으며, 각각 수신된 다중경로는 각각의 레이크 수신기의 핑거 프로세서에 의해 프로세싱된다. 각각의 핑거 프로세서는 상보적인 방법으로 파일럿을 프로세싱하여, 다중경로의 특성에 의해 결정되는 진폭 및 위상을 갖는 파일럿 레퍼런스를 유도한다. 통상적으로, 파일럿 레퍼런스는, 파일럿과 함께 송신되며 전파 경로에 의해 유사하게 왜곡되는, 시그널링 및 트래픽 데이터를 코히어런트하게 (coherently) 복조하도록 사용된다. 또한, 수신 다중경로에 대한 파일럿 레퍼런스는 송신된 시그널링 및 트래픽 데이터의 개선된 추정을 유도하기 위해 복조된 다중경로를 결합하도록 사용된다.

파일럿 레퍼런스의 품질은 복조 프로세스의 수행에 직접적으로 영향을 미치고, 차례로 통신 시스템의 성능을 결정한다. 고품질 파이럿 레퍼런스는 더 높은 송신 전력 레벨로 송신기 유닛으로부터 파일럿을 송신함으로써 얻어질 수도 있다. 그러나, 이용가능한 송신 전력의 양은 제한되어 있기 때문에, 더 높은 전력 레벨로 파일럿을 송신하는 것은 많은 리소스를 소비하며, 시그널링 및 트래픽 데이터에 이용가능한 전력량을 감소시킨다.

그러므로, 송신된 파일럿, 시그널링, 및 (가능한) 트래픽 데이터에 기초하여 고품질 파일럿 레퍼런스를 제공할 수 있는 기술이 필요하게 된다.

발명의 요약

본 발명의 양태는 통신 링크의 특성 (진폭 및 위상) 의 추정을 개선시키기 위해 파일럿 심볼과 비파일럿 심볼을 일체화하는 기술에 관한 것이다. 파일럿 필터는 서로 다른 계수 세트로 파일럿 심볼 및 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플을 가중하며, 그 계수는 검출된 샘플의 신뢰도에 대응하여 결정되는 값이다. 통상적으로, 파일럿 심볼에 대응하는 샘플은 높은 신뢰도에 관련되며, 높게 가중된다 (즉, 1.0 의 가중). 통상적으로, 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플은 낮은 신뢰도에 관련되며, 샘플내의 신뢰도 (0.0 내지 1.0 의 범위의 가중) 에 의존적이고 가변적일 수 있는 값으로 가중된다. 가중은 MAP (Maximum a Posteriori) 추정기, MLE (Maximum Likelihood Estimator), 또는 다른 추정기와 같은 특정 추정기에 기초하여 갱신된다.

본 발명의 실시형태는 통신 링크의 특성 (즉, 진폭 및 위상) 을 나타내는 파일럿 추정을 생성하는 방법을 제공한다. 본 방법에 따르면, 초기에 파일럿 심볼 및 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플이 수신된다. 파일럿 심볼에 대응하는 샘플은 하나 이상의 계수의 제 1 세트에 따라 가중되어 제 1 가중된 샘플로 제공되며, 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플은 하나 이상의 계수의 제 2 세트에 따라 가중되어 제 2 가중된 샘플로 제공된다. 그 후, 파일럿 추정이 제 1 및 제 2 가중된 샘플에 기초하여 이루어진다.

파일럿 심볼에 대한 계수는 동일한 크기를 가지며 (즉, 1.0), 비파일럿 심볼에 대한 계수는 파일럿 심볼 계수의 크기 이하의 크기를 갖는다. 비파일럿 심볼에 대한 계수는 특정 함수에 따라 갱신될 수 있고, (1) 비파일럿 심볼에 대응하는 수신된 샘플, (2) 파일럿 추정, 및 (3) 계수를 갱신하도록 사용되는 수신된 샘플의 품질을 나타내는 항에 기초하여 갱신될 수 있다. 이러한 방법으로, 샘플의 품질이 높은 경우 비파일럿 심볼에 대한 계수가 더 크도록 갱신될 수 있고, 샘플의 품질이 낮은 경우 더 작도록 갱신될 수 있다.

계수를 갱신하고 수신된 샘플을 가중하는 계산을 간략히 하도록, 각종 근사화를 사용할 수도 있다. 예를 들어, 계수가 5 비트 이하로 양자화될 수도 있고, 계수를 갱신하는데 사용되는 함수가 피스-와이즈 (piece-wise) 선형 함수로 근사화될 수도 있고, 함수의 하나 이상의 항이 상수로 근사화될 수도 있다.

여기에 설명한 기술들은 파일럿 및 비파일럿 심볼이 송신되는 (즉, 시분할 멀티플렉싱된 방법으로) 어떠한 통신 시스템에서도 사용될 수도 있고, 각종 CDMA 시스템 (즉, cdma2000 시스템, W-CDMA 시스템, 및 다른 시스템들) 에서 사용되는 것이 바람직할 수도 있다.

하기에서 더 자세히 설명하는 바와 같이, 본 발명은 각종 양태, 실시형태, 및 특징을 구현하는 다른 방법, 장치, 요소를 더 제공한다.

도면의 간단한 설명

본 발명의 특징, 성질, 및 이점은 도면을 참조하여 자세히 설명하는 것에 의해 더욱 명백해지며, 도면 중 동일한 도면 부호는 도면 전체에 걸쳐서 동일한 부분을 나타낸다.

도 1 은 다수의 사용자를 지원하고 본 발명의 각종 양태를 구현할 수 있는 무선 통신 시스템의 도면이다.

도 2 은 원격 터미널로부터 기지국으로 업링크 송신을 하는 프로세싱에 대한 개략화된 블록도이다.

도 3 은 W-CDMA 표준에서 규정된 업링크 전용 물리적 채널에 대한 프레임 포맷과 슬롯 포맷의 도면이다.

도 4A 내지 도 4C 은 파일럿 및 비파일럿 데이터에 기초하여 채널 특성의 개선된 추정을 제공할 수 있는 파일럿 필터의 3 개의 실시형태에 대한 도면이다.

도 5 은 본 발명의 각종 양태를 구현할 수 있는 레이크 수신기의 실시형태에 대한 블록도이다.

도 6 은, 파일럿 필터의 계수를 유도하도록 사용될 수 있는, tanh 함수의 피스-와이즈 근사화 및 tanh 함수의 곡선을 도시한다.

발명의 상세한 설명

도 1 은 다수의 사용자를 지원하고 본 발명의 각종 양태를 구현할 수 있는 무선 통신 시스템 (100) 의 도면이다. 시스템 (100) 은 각각 대응 기지국 (104) 에 의해 서비스되는 다수의 셀에 통신을 제공한다. 또한, 기지국은 총칭하여 기지국 송수신기 시스템 (BTS) 이라 칭한다. 각종 원격 터미널 (106) 은 시스템에 걸쳐서 산재되어 있다. 원격 터미널이 활성인지 여부 및 소프트 핸드오프 상태인지 여부에 따라서, 각각의 원격 터미널 (106) 은 어떤 특정 순간에 다운링크 및 업링크상에서 하나 이상의 기지국 (104) 과 통신할 수도 있다. 다운링크 (즉, 순방향 링크) 는 기지국 (104) 으로부터 원격 터미널 (106) 로의 송신을 칭하며, 업링크 (즉, 역방향 링크) 는 원격 터미널 (106) 로부터 기지국 (104) 으로의 송신을 칭한다. 도 1 에 도시한 바와 같이, 기지국 (104a) 은 원격 터미널 (106a, 106b, 106c, 및 106d) 과 통신하며, 기지국 (104b) 은 원격 터미널 (106d, 106e, 및 106f) 와 통신한다. 원격 터미널 (106d) 은 소프트 핸드오프 상태에 있으며, 동시에 기지국 (104a 및 104b) 과 통신한다.

시스템 (100) 에서, 기지국 제어기 (102; BSC) 는 기지국 (104) 에 접속하며, 개략화를 위해 도 1 에 도시하지 않은 이동 전화 교환국 (MSC) 을 통해 일반 전화 교환망 (PSTN) 에 접속한다. 또한, BSC 은 도 1 에 도시하지 않은 패킷 데이터 서빙 노드 (PDSN) 를 통해 패킷 데이터에 접속할 수 있다. BSC (102) 은 이에 접속된 기지국에 조정 (coordination) 및 제어를 제공한다. BSC (102) 은, 기지국 (104) 을 통해 원격 터미널들 (106) 사이에서 그리고, PSTN (즉, 종래의 전화) 및 패킷 네트워크에 접속된 사용자들과 원격 터미널 (106) 사이에서의 전화 호출 (call)의 라우팅 (routing) 을 제어한다.

시스템 (100) 은 IS-95, IS-98, cdma2000, W-CDMA, 다른 CDMA 표준, 또는 그것들의 결합과 같은 하나 이상의 CDMA 표준을 지원하도록 설계될 수 있다. 이들 CDMA 표준은 종래에 알려져 있으며, 여기에서 그 내용을 참조한다.

본 발명의 각종 양태 및 실시형태는 무선 통신 시스템의 업링크 및 다운링크 양자에 적용될 수 있다. 명료함을 위해, 본 발명의 각종 양태 및 실시형태는 W-CDMA 시스템의 업링크에 대해 좀 더 상세하게 설명된다.

도 2 은 원격 터미널 (106) 으로부터 기지국 (104) 으로의 업링크 송신을 하는 프로세싱의 개략화된 블록도이다. 원격 터미널 (106) 에서, 보이스 및/또는 패킷 데이터 (즉, 트래픽 데이터) 및 제어 데이터 (즉, 시그널링) 는, 하나 이상의 코딩 방식으로 데이터를 포맷 및 인코딩하여 코딩된 데이터를 생성하는 송신 (TX) 데이터 프로세서 (212) 에 제공된다. 각각의 코딩 방식은 순환 잉여 검사 (cyclic redundancy check; CRC), 컨벌루셔널, 터보, 블록, 및 다른 코딩의 임의의 결합을 포함하거나, 어떠한 코딩도 포함하지 않는다. 통상적으로, 보이스, 패킷, 및 제어 데이터는 다른 방식을 사용하여 코딩되며, 또한 다른 유형의 제어 데이터가 다르게 코딩될 수도 있다.

그 후, 코딩된 데이터는 변조기 (MOD; 214) 에 제공되며, 더 프로세싱되어 (즉, 커버되며, 짧은 PN 시퀀스로 확산되며, 사용자 터미널에 할당된 긴 PN 시퀀스로 스크램블됨) 변조된 데이터를 생성한다. 통상적으로, 파일럿 데이터는 또 다른 방식에 따라 프로세스되어, 변조된 파일럿을 제공한다. 변조된 데이터 및 파일럿은 결합되고 송신기 유닛 (TMTR; 216) 에 제공되며 조절되어 (즉, 하나 이상의 아날로그 신호로 변환, 증폭, 필터링, 및 직교위상 변조되어), 안테나 (220) 를 통해 기지국 (104) 으로 송신되는 업링크 신호를 생성한다.

기지국 (104) 에서, 업링크 신호는 안테나 (250) 에 의해 수신되며, 수신기 유닛 (RCVR; 254) 에 제공된다. 수신기 유닛 (254) 은 수신된 신호를 조절하며 (즉, 필터링, 증폭, 다운변환, 및 디지털화), 샘플을 제공한다. 복조기 (DEMOD; 256) 는 샘플을 수신 및 프로세스 (역확산, 디커버, 및 파일럿 복조) 하여 리커버된 심볼을 제공한다. 복조기 (256) 는 수신된 신호의 다중 인스턴스를 프로세스하며 결합된 심볼을 생성하는 레이크 수신기를 구현할 수도 있다. 그 후, 수신 (RX) 데이터 프로세서 (258) 는 심볼을 디코딩하여, 업링크상에서 송신되었던 트래픽 데이터 및 시그널링을 리커버한다. 복조기 (256) 및 RX 데이터 프로세서 (258) 에 의한 프로세싱은 원격 터미널 (106) 에서 수행된 것과 상보적이다. 복조기 (256) 는 이하에서 더 설명한다.

일부 무선 시스템에 있어서, 파일럿은 기지국으로부터 원격 터미널로, 또는 그 역으로 시그널링 및 트래픽 데이터와 함께 송신된다. 송신된 파일럿은 파일럿과 함께 송신된 시그널링 및 트래픽 데이터를 코히어런트하게 복조하도록 수신 유닛에 의해 사용된다.

도 3 은 W-CDMA 표준에 규정된 업링크 전용 물리적 채널에 대한 프레임 포맷 및 슬롯 포맷의 도면이다. 일반적으로, 다른 프레임 포맷이 업링크 및 다운링크에 대한 W-CDMA 표준에 의해 규정되며, 또 다른 프레임 포맷이 전용 물리적 채널 (DPCH) 와 같은 각각의 물리적 채널에 대해 더 규정된다. 각각의 물리적 채널상에 전송될 트래픽 데이터는, 슬롯 0 내지 슬롯 14 로 라벨링된 15 개의 슬롯을 포함하는 각각의 무선 프레임으로 분할된다. 각각의 슬롯은, 트래픽, 제어, 및 파일럿 데이터를 전송하는데 사용되는 하나 이상의 필드로 더 분할된다.

도 3 에 도시한 바와 같이, 업링크 전용 물리적 채널은 변조된 업링크 신호의 동상 (I) 및 직교위상 (Q) 성분으로 각각 송신된 전용 물리적 데이터 채널 (DPDCH) 및 전용 물리적 제어 채널 (DPCCH) 을 포함한다. DPDCH 은 사용자-전용 패킷 데이터를 전송하며, DPCCH 은 제어 데이터 (파일럿 데이터를 포함) 를 전송한다. DPCCH 의 각 슬롯은 송신 전력 제어 (transmit power control; TPC) 필드, 피드백 정보 (feedback information; FBI) 필드, 선택적 전송 포맷 결합 지시자 (transport format combination indicator; TFCI) 필드, 및 파일럿 필드를 포함한다. TPC 필드는, 다운링크 채널상의 송신 전력을 업 또는 다운으로 조정하도록 기지국에 직접 전력 제어 정보를 전송하는데 사용되어, 간섭을 최소화하면서 원하는 성능을 달성한다. TFCI 필드는 업링크 DPDCH 상에서 멀티플렉싱되는 전송 채널의 순시 파라미터 (즉, 비트 레이트, 채널화 코드 등등) 를 전송하는데 사용된다. FBI 필드는 사용자 터미널과 기지국 사이의 피드백을 요구하는 각종 송신 다이버시티 모드와 같은 기술을 지원하는데 사용된다. 파일럿 필드는 전용 물리적 채널에 대한 파일럿 데이터를 전송하는데 사용된다.

제한된 시스템 리소스 때문에, 파일럿 데이터와 트래픽/제어 데이터를 전송하기 위해 채널을 사용하여, 그 사이에 교환 (tradeoff) 이 이루어진다. 다수의 신규한 CDMA 시스템은 물리적 채널상의 다른 제어 데이터와 함께 시분할 멀티플렉싱된 (TDM) 방법으로 파일럿을 송신한다. 실제로, 파일럿 심볼은 물리적 채널상에 송신된 비트래픽 심볼의 일부분 (즉, 20% 내지 50%) 으로 구성될 수도 있다. 파일럿 심볼은 종래의 데이터 패턴에 관련되며, 통신 링크의 특성을 추정하는데 사용될 수 있다. 통상적으로, 다른 제어 심볼은 기지국에 의해 미리 알져지지 않는다.

간단한 설계에서, 파일럿 심볼만이 파일럿 필터에 의해 프로세스되어, 트래픽 데이터를 코히어런트하게 복조하는데 사용되는 파일럿 레퍼런스를 리커버한다. 이 설계에서, 다른 제어 심볼은 단순히 무시되며, 파일럿 필터는 비파일럿 심볼 주 기동안 유지된다 (즉, 갱신되지 않는다). 그러나, 비트래픽 심볼의 큰 퍼센트 (즉, 50%) 가 파일럿 심볼이 아닌 경우, 연속적인 파일럿 심볼들 사이의 갭 (5 개의 비파일럿 심볼까지) 이 있을 수도 있기 때문에, 파일럿 필터의 성능은 현저하게 감소할 수도 있다.

본 발명의 양태에 따르면, 또한 파일럿 필터의 수행을 개선시키는데 비파일럿 심볼을 사용한다. 추정기는 가능한한 많은 정보를 사용하여 원하는 채널 품질을 추정하는데 이용되고, 데이터 복조에 대한 채널 품질은 데이터 송신에 사용되는 채널의 이득 및 위상이다.

수신된 신호는 프로세스 및 디지털화되어, (복소값) 샘플을 제공한다. 하기에서 더 설명하는 바와 같이, 각각의 수신된 다중경로에 대응하는 샘플은 레이크 수신기의 할당된 핑거 프로세서에 의해 프로세스될 수도 있다. N_P 샘플이 파일럿 심볼에 대응하며 나머지 샘플은 비파일럿 심볼에 대응하는 N_T 개의 정기적인 (ontime) 샘플 (시간적으로 적절하게 배열됨) 이 있으면, 샘플은 하기의 식과 같이 표현되며,

여기서, n_i 은 n_i∼CN(0,σ²) 및 독립/식별가능한 분산 (independent and identically distributed; iid) 의 특성을 갖는 채널 잡음이며, b_i 은 비파일럿 심볼 (즉, b_i∈{-1,1}) 및 iid 의 값이며, A 및

은 각각 진폭 및 위상이다. 통상적으로, 위상 (

) 은 레이크 수신기의 핑거 프로세서에서 데이터로부터 위상 모호성 (phase ambiguity) 을 제거하도록 사용되며, 진폭 (A) 은 다중 할당 핑거 프로세서로부터의 결과를 적절하게 결합하도록 사용된다. 양 (A 및

) 은 MAP 추정기, MLE, 또는 다른 추정기를 사용하여 추정될 수도 있다. MAP 추정기는 다른 추정기로부터의 추정과 비교하여 양 (A 및

) 에 대한 최적의 추정을 제공한다.

MAP 추정기는 하기의 식에 대한 솔루션을 제공하고,

여기서,

은 N_T 샘플의 벡터이며 (

),

은

에 따른 A 및

의 조인트 확률 분포 함수 (probability distribution function; pdf) 이다. 식 2 은 하기와 같이 계산될 수도 있다.

식 3 의 첫번째 등식은 베이즈 정리 (Bayes' Theorem) 및 A 와

가 독립적이라는 사실에 기인하며, 두번째 등식은

이 일정하고

이 A 와

의 함수가 아니라는 사실에 기인하며, 세번째 등식은 A 와

에 따라 y_i 가 독립적이라는 사실에 기인한다. 식 3 의 인수 (argument) 에 대해 자연로그를 취하면 하기의 식을 구할수도 있다.

여기에서, g(A) 는 다음과 같다.

A 와

의 최적의 추정을 찾기 위해, 식 5 를 푼다. 하기와 같이, 이것은 우선

에 대해 식 5 를 미분하여 미분값을 영으로 설정함으로써 구할 수 있다.

다음으로, 식 5 를 A 에 대해 미분하여 영으로 설정하면, 다음과 같다.

여기에서 g'(A) 는 다음과 같다.

표기를 간단히 하기 위해, 하기의 식과 같이 정의된다.

그러면, A 와

에 대한 1차 조건들은 하기와 같이 나타낼 수 있다.

식 10 의 f(A,

) 은, 샘플 (y_i) 이 파일럿 심볼 또는 비파일롯 심볼에 대응 여부에 따라서 다르게 가중되는 일반화된 파일럿 필터를 나타낸다. i = 1, …, N_P 에 있어서, 샘플은 파일럿 심볼에 대응하며, 1.0 만큼 가중된다. i = N_P + 1, …, N_T 에 있어서, 샘플은 비파일럿 심볼에 대응하며,

만큼 가중된다.

식 10 은 가중된 결정 피드백 필터를 나타낸다. 신호대잡음-플러스-간섭비 (signal-to-noise-plus-interference ratio; SNR) 가 높은 경우 (즉, σ² 은 낮은 경우), 비파일럿 심볼이 정확하게 수신될 가능성이 높아지며, 심볼은 더 가중된다 (즉, 가중치가 ±1.0 에 근사). 반대로, SNR 이 낮은 경우 (즉, σ²은 높은 경우), 비파일럿 심볼이 정확하게 수신될 가능성이 낮아지며, 심볼은 덜 가중된다 (즉, 가중치가 ±0.0에 근사). 따라서, 파일럿 필터는 심볼 결정의 사인을 유지하지만, 검출된 심볼값에서 신뢰도에 관계되는 값만큼 심볼의 크기를 가중한다.

식 11 및 12 은 반복적으로 풀수도 있다. 식 11 로부터 위상 (

) 은 하기와 같이 나타낼 수 있고,

여기서,

은 x 의 위상을 표시한다. 식 12 및 13 은 하기의 식을 나타내도록 결합될 수도 있다.

식 13 및 14 은, A 와

의 초기 추정에 따라, A 와

의 연속적인 추정이 하기와 같이 유도될 수도 있음을 나타낸다.

각각

및

로 표시되는 A 와

의 초기 추정은 N_p 파일럿 심볼을 사용하거나 현재의 파일럿 필터 출력으로서 유도될 수도 있다. MLE 추정에 있어서, 식 9 에서 주어진 바와 같이,

이며,

이다.

MAP 추정에 있어서, 또한 식 9 에서 주어진 바와 같이,

이며,

이다.

그 결과, 식 15 은 하기와 같이 나타낸다.

여기서

는 다음과 같다.

식 17 로부터, σ² →1 및 λ→1 함에 따라, MAP 솔루션은 MLE 솔루션에 근접하고 있음을 알 수 있다. 일반적으로, MLE 솔루션은 MAP 솔루션의 특수한 경우이다.

명료함을 위해, MLE 솔루션에 대한 구현예를 하기에 나타낸다. 식 17 에 나타낸 바와 같이, MAP 솔루션이 더 복잡하지만, 구현될 수도 있다. MLE 솔루션에 있어서, λ= 1 이면, 식 16 은

와 같이 나타낼 수 있고,

그것은

을 의미한다.

그 후, 식 10 은,

와 같이 다시 쓸 수 있고, 그것은

, 또는 하기식과 같이 간단하게 나타낼 수 있다.

식 18 에 나타낸 바와 같이, 파일럿 필터 출력 (f_k) 은 크기 및 위상 추정 (

및

) 을 얻도록 반복적으로 풀 수 있다. 또한, 식 18 은, 파일럿 심볼에 대해 실행되는 좌측 합산, 비파일럿 심볼에 대해 실행되는 우측 합산인 2 개의 합산으로 분해될 수도 있다.

일반화된 필터 구조는 식 18 에 대한 합산을 실행하도록 설계될 수도 있다. 특히, 식 18 은 유한 임펄스 응답 (FIR) 필터, 무한 임펄스 응답 (IIR), 또는 다른 필터 구조로 구현될 수도 있다.

FIR 파일럿 필터 구현예에 있어서, 식 18 은 하기와 같이 나타낼 수도 있다.

여기서,

는 다음과 같다.

식 19 의 인덱스 k 은 순반복 (pure iteration) 인덱스로부터 하이브리드 반복/순시 시간 인덱스의 표기로 변경될 수도 있다. (인과 (causal) FIR 필터에 있어서) 순시 시간 k 에서의 파일럿 필터 출력은 하기와 같이 나타낼 수 있고,

여기서,

은 식 20 에서 주어진다. 식 21 은 각종 방법으로 구현될 수도 있으며, 그것들중 일부는 하기에서 설명한다.

도 4A 은 FIR 파일럿 필터 (410a) 의 실시형태에 대한 도면이며, 그것은 파일럿 및 비파일럿 심볼에 대응하는 심볼에 기초하여 채널 특성의 개선된 추정을 제공하도록 사용될 수도 있다. 파일럿 및 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플 (y_i) 은 직렬로 접속된 N_T-1 개의 지연 요소 (412a 내지 412m) 에 제공된다. 각각의 지연 요소 (412) 는 하나의 지연 샘플을 제공한다. 각각의 순시시간 (k) 에서, 샘플 (y_i) 및 지연 요소 (412a 내지 412m) 의 출력이 각각 곱셈기 (414a 내지 414n) 에 제공된다. 또한, 각각의 곱셈기 (414) 는 대응계수 (

) 를 수신하며, 수신된 샘플과 계수를 승산하며, 가산기 (416a) 에 가중된 샘플을 제공한다. 가산기 (416a) 은 곱셈기 (414a 내지 414n) 으로부터의 N_T 개의 가중된 샘플을 합산하며, 가중된 합산치를 제공한다. 그 후, 분할기 (418a) 는, FIR 필터 (410a) 의 길이를 나타내는 N_T 의 인자로 가중된 합산치를 수신 및 스케일링하여, 순시시간 (k) 에서의 파일럿 필터 출력 (f_k) 을 제공한다.

특정 구현예에 따라서, FIR 파일럿 필터 (410a) 는 각각의 입력 샘플 또는 각각의 N_T 샘플 그룹에 대해 파일럿 필터 출력값을 제공할 수 있다 (예를 들어, 각 슬롯마다 한번씩). 각각의 N_T 샘플 그룹에 하나의 파일럿 필터 출력값을 제공하기 위해, N_T 샘플은 지연 요소 (412a 내지 412m) 로 로딩된다. 모든 N_T 샘플이 로딩되면, 샘플은 계수로 가중되며, 합산되며, N_T 로 스케일링된다. 곱셈기 (412a 내지 412m) 에 대한 계수는 갱신되나, 그들의 위치는 변하지 않는다. 예를 들어, 곱셈기 (414a) 에 대한 계수는 비파일럿 심볼에 대응할 수도 있는 반면, 곱셈기 (414n) 에 대한 계수는 파일럿 심볼에 대응할 수도 있다.

각각의 샘플 (y_i) 에 대한 하나의 파일럿 필터 출력값을 제공하기 위해, 샘플이 지연 요소 (412a 내지 412m) 로 다시 로딩된다. 각각의 새로운 입력 샘플에 있어서, N_T 샘플은 계수로 가중되며, 함께 합산되며, N_T 로 스케일링된다. 곱셈기 (414a 내지 414m) 에 대한 계수는 갱신되며 (이전에는 각각의 N_T 샘플 그룹에 대해), 우측으로 시프트되어, 그들의 대응하는 샘플을 추적한다. 예를 들어, 순시시간 (k) 에서, 샘플 (yi) 은 곱셈기 (414a) 에 의해 계수 (

) 로 가중된다. 다음 순시시간 (k+1) 에서, 이와 동일한 샘플이 지연 요소 (412a) 로부터 제공되며, 곱셈기 (414b) 에 의해 동일한 계수로 가중된다.

계수 조정 유닛 (420a) 은 샘플 (yi) 및 파일럿 필터 출력 (f_k) 을 수신하며, 식 20 에 따라 그 수신된 샘플 및 파일럿 필터 출력에 기초하여 FIR 필터 (410a) 에 대한 계수를 갱신한다. 특히, i 번째 계수 (

) 에 대해, 이전 순시시간 (k-1) 에 대한 파일럿 필터 출력 (f_k-1) 은 샘플의 복소결합 (

) 과 승산된다. 그 후, 그 결과의 실수부는 σ² 로 스케일링된다 (즉, 나누어진다). 그 후, 실수부의 tanh 가 결정되며, 결과적인 출력은 i 번째 계수 (

) 를 포함한다.

도 4B 은 FIR 파일럿 필터 (410x) 의 또 다른 실시형태에 대한 도면이며, 파일럿 필터는 파일럿 및 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플에 기초하여 채널 특성의 개선된 추정을 제공하도록 사용될 수도 있다. 한번에 하나의 샘플 (y_i) 을 곱셈기 (414x) 에 제공한다. 또한, 각각의 샘플 주기에 있어서, 곱셈기 (414x) 는 계수 조정 유닛 (420x) 으로부터 대응하는 계수 (

) 를 수신한다. 곱셈기 (414x) 는 수신된 샘플을 계수로 가중하며, 가산기 (416x) 및 기억 요소 (424a) 에 가중된 샘플을 제공한다. 또한, 가산기 (416x) 는 가산기 (426x) 로부터 출력을 수신하며, 버퍼 (422x) 에 누산값 (accumulated total) 을 제공한다. 버퍼 (422x) 는 N_T가중된 샘플의 합을 나타내는 누산값을 유지한다. 각각의 순시시간 (k) 에서, 분할기 (418x) 는 합산된 샘플의 수를 나타내는 N_T 의 인자로 누산값을 수신 및 스케일링하여, 파일럿 필터 출력 (f_k) 을 제공한다. 각각의 입력 샘플에 있어서, 가산기 (426x) 는 기억 요소 (424) 로부터 가장 오래된 가중된 샘플 (

) 을 수신하며, 버퍼 (422x) 로부터 기억된 누산값으로부터 이 가중된 샘플을 차감하여, 가장 최근의 (N_T-1) 가중된 샘플에 누산값을 제공한다. FIR 파일럿 필터 (410x) 는 각각의 입력 샘플에 하나의 파일럿 필터 출력을 제공한다.

계수 조정 유닛 (420x) 은 도 4A 의 유닛 (420a) 과 유사한 방법으로 동작한다. 계수 조정 유닛 (420x) 은 샘플 (y_i) 및 파일럿 필터 출력 (f_k) 을 수신하며, 식 20 에 따라 그 수신된 샘플 및 파일럿 필터 출력에 기초하여 FIR 필터 (410x) 에 대한 계수를 갱신한다. 각각의 수신된 샘플에 대한 적절한 계수가 갱신되며, 수신된 샘플에 대한 적절한 계수가 곱셈기에 제공되는 것을 보증하도록, 제어 신호를 제공한다.

도 4B 의 FIR 파일럿 필터 (410x) 는 구현하기 위해 하나의 곱셈기를 요구하고, 도 4A 에 도시한 바와 같이 구현하는 것이 바람직할 수도 있다. 각각의 샘플 (y_i) 이 수신된 때, 샘플은 1.0 (파일럿 심볼에 대응하는 경우) 또는

(비파일럿 심볼에 대응하는 경우이며, 여기서 f_k-1 은 이전의 파일럿 필터 출력임) 만큼 가중된다. 그 후, 가중된 샘플이 누산되어, 새로운 파일럿 필터 출력값을 생성한다.

IIR 파일럿 필터 구현예에 있어서, 식 18 은 하기와 같이 나타내며,

여기서,

은 식 20 에서 주어지며, 인덱스 (i 및 k) 는 IIR 구현예에 대한 동일한 시간 인스턴스에 대응한다. 인자 (

) 는 IIR 에 대한 시간 상수를 결정한다.

보다 더 작은 값 (0 에 근접) 은 더 작은 인자만큼 샘플 (y_i) 을 가중하여, IIR 필터에 대한 더 긴 시간 상수가 된다. 반대로,

보다 더 큰 값 (1 에 근접) 은 더 큰 인자만큼 샘플 (y_i) 을 가중하여, IIR 에 대한 더 짧은 시간 상수가 된다.

도 4C 은 IIR 파일럿 필터 (410y) 의 실시형태에 대한 도면이며, 파일럿 필터는 파일럿 및 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플에 기초하여 채널 특성의 개선된 추정을 제공하도록 사용된다. 한번에 하나의 샘플 (y_i) 을 곱셈기 (414y) 에 제공한다. 각각의 입력 샘플에 있어서, 또한 곱셈기 (414y) 는 계수 조정 유닛 (420y) 로부터 대응하는 스케일링된 계수 (

) 를 수신한다. 그 후, 곱셈기 (414y) 는 수신된 샘플을 계수로 가중하며, 그 가중된 샘플을 가산기 (416y) 에 제공한다. 또한, 가산기 (416y) 는 곱셈기 (428y) 로부터 출력을 수신하며, 2 개의 곱셈기로부터의 출력을 합산하여, 파일럿 필터 출력 (f_k) 을 제공한다. 버퍼 (422y) 는 파일럿 필터 출력 (f_k) 을 수신 및 기억한다. 또한, 버퍼 (422y) 는 하나의 샘플 지연을 제공하며, 그 지연된 파일럿 필터 출력 (f_k-1) 을 곱셈기 (428y) 에 제공한다. 곱셈기 (428y) 는 그 지연된 출력 (f_k-1) 을 1-

의 스케일링 인자로 스케일링한다. IIR 파일럿 필터 (410y) 는 각각의 입력 샘플에 파일럿 필터 출력을 제공할 수 있다.

계수 조정 유닛 (420y) 은 도 4B 의 유닛 (420x) 과 유사한 방법으로 동작한다. 계수 조정 유닛 (420y) 은 샘플 및 파일럿 필터 출력을 수신하며, 식 20 에 따라 그 수신된 입력 샘플 및 파일럿 필터 출력에 기초하여 IIR 필터 (410y) 에 대한 계수를 갱신한다.

도 4A 내지 도 4C 는 개선된 채널 추정을 제공할 수 있는 파일럿 필터의 3 개의 서로 다른 설계를 도시한다. 또한, 비파일럿 심볼을 일체화하는 파일럿 필터에 대한 다른 설계도 본 발명의 범위내에서 고려할 수 있다.

식 20 에 나타낸 바와 같이, 필터 계수 (

) 는 잡음의 분산 (σ²) 에 대한 항을 포함한다. σ² 의 값은 다양한 방법으로 추정할 수도 있고, 그중 일부는 하기에서 설명한다.

통상적인 수신기 구현예에 있어서, 자동 이득 제어 (AGC) 회로는 아날로그/디지털 변환기 (ADC) 로 입력 신호의 진폭을 설정하여, 디지털화된 샘플 (I_ADC 및 Q_ADC) 이 특정값 (즉, I₀) 에서 분산 세트를 갖도록 사용된다. 좀 더 상세히 설명하면, ADC 입력 신호는

으로 설정될 수도 있으며, 여기서 E[x] 은 x 의 기대값 (또는 평균) 을 나타내며, I₀ 은 예를 들어 4-비트 ADC 샘플에 있어서 18 로 선택될 수도 있다.

수신된 에너지 (I₀) 는 칩 (E_c) 당 수신된 심볼 에너지 및 총잡음 에너지 (N_t)(즉,

) 로 이루어진다. 비파일럿 심볼의 프로세싱 이득은 N_c 이고 수신된 심볼에 대한 이득이 g 인 경우, 잡음 분산 (σ²) 은 하기와 같이 나타낼 수도 있으며,

여기서, 실수부를 구하기 위해, 식 23 의 2 로의 분할은

의 투영 (projection) 으로부터 발생한다. 따라서, 수신기가 N_t 에 대한 추정기를 이용하는 경우 (종래의 N_t 에 대한 추정기 유형) , σ² 의 값은 식 23 을 사용하여 결정될 수 있다. 선택적으로, σ² 은 상수로 근사화될 수도 있다. 즉, 통상적으로, 수신된 심볼 에너지 (E_c) 은 I₀ 의 작은 부분이며,

인 경우, 식 23 은 하기와 같이 나타낼 수도 있다.

식 24 에 나타낸 것과 다른 구현예를 사용할 수도 있다. 일반적으로, 잡음 분산은 하기와 같이 결정될 수도 있으며,

여기서, h 은 특정 양수값이다.

식 20 에서 tanh 함수에 대한 인수의 평가를 간략히 하기 위해, 1/σ² 은 하기와 같이 나타낼 수도 있으며,

여기서, k 및 n 은 원하는 정밀도를 달성하도록 선택된다. 식 26 의 근사화를 사용함으로써, tanh 함수에 대한 인수 (

) 의 평가는 항 (

) 의 좌우 시프트의 특정 개수로 간단히 나타낸다.

파일럿 필터의 복잡성을 감소시키기 위해, 각종 단순화가 이루어질 수도 있다. 일 실시형태에서, 제한된 필터 계수가 사용될 수도 있다. 예를 들어, (1.0 의 값을 갖는) 제 1 계수는 파일럿 심볼에 사용되며, (식 20 에 나타낸 바와 같이 계산된) 제 2 계수는 비파일럿 심볼에 사용될 수도 있다. 제 2 계수는, (1) 비파일럿 심볼에 대응하는 각각의 샘플에 대하여 한번, (2) 비파일럿 심볼에 대응하는 그룹 샘플에 한번, 및 (3) 비파일럿 심볼에 대응하는 각각의 N_T-N_P 샘플 그룹에 한번과 같은 각종 방법으로 갱신될 수 있다.

제한된 수의 계수를 사용하는 경우, 다른 단순화가 파일럿 필터에 대해 또한 실행될 수도 있다. 예를 들어, 다수의 샘플 (y_i) 이 계수와의 승산이전에 합산될 수도 있다. 이것은 요구되는 곱셈기의 개수 및/또는 승산화를 감소시킨다.

도 6 은 파일럿 필터에 대한 계수 (

) 를 유도하기 위해 식 20 에서 사용된 tanh 함수에 대한 곡선이다. tanh 함수는 룩-업 테이블과 같은 다양한 방법으로 구현될 수도 있다. 파일럿 필터의 복잡성을 감소시키기 위해, tanh 함수 (곡선 (610)) 는 피스-와이즈 선형 함수 (곡선 (612)) 로 근사화될 수도 있다.

파일럿 필터의 구현예를 더 간략히 하기 위해, 파일럿 필터에 대한 계수가 L 비트로 양자화될 수도 있고, 여기서 L 은 곱셈기/승산화의 복잡성을 감소시키도록 선택되는 정수일 수 있다. 예를 들어, L 은 5 로 선택될 수도 있으며, 계수는 ±{0, 1/4, 1/2, 3/4, 및 1} 의 9 개의 가능치로 양자화될 수도 있다. 계수의 양자화는 파일럿 필터에서 곱셈기/승산화를 매우 간략히 할 수 있다. 피스-와이즈 선형 함수로 tanh 함수의 근사화 및 9 개의 가능치로의 계수의 양자화는, 있다해도, 사소한 양만큼 파일럿 필터의 성능을 감소시키고 있음을, 시뮬레이션은 나타내고 있다.

여기에서 설명한 파일럿 필터는 다른 계수 세트만큼 샘플 (y_i) 을 가중시킬 수 있는 필터로서 간주될 수 있으며, 그 계수 세트는 검출된 값의 신뢰도에 의해 결정되며 대응하는 값을 갖는다. 통상적으로, 파일럿 심볼에 대응하는 심볼은 높은 신뢰도에 관련되며, 더 가중된다 (즉, 1.0 의 가중). 통상적으로, 비파일럿 심볼에 대응하는 심볼은 낮은 신뢰도에 관련되며, 샘플 (0.0 내지 1.0 , 또는

범위의 가중) 의 신뢰도에 따라 변할 수도 있는 값으로 가중된다.

파일럿 필터의 파일럿 심볼에 따른 비파일럿 심볼의 사용은 채널 진폭 및 위상의 추정을 개선시킬 수 있다. 실제로, W-CDMA 시스템에 적용가능한 어떤 동작 조건에 있어서, 파일럿 필터 출력에 대한 SNR 의 1.0㏈ 까지의 개선은 파일럿 필터에서 비파일럿 심볼을 일체화함으로써 달성될 수도 있다. 고 파일럿 SNR 은 개선된 시스템 수행을 제공할 수 있으며, 개선된 코딩된 비트 오차율 (BER) 또는 프레임 오차율 (FER) 의 관점에서 양자화될 수도 있다.

도 5 은 레이크 수신기 (256a) 의 실시형태에 대한 블록도이며, 수신기는 도 2 의 복조기 (256) 에 대한 구체적인 설계이다. 또한, 레이크 수신기 (256a) 는 본 발명의 각종 양태를 구현할 수 있다. 다중 경로 및 다른 현상 때문에, 송신된 신호는 다중 신호 경로를 통해 기지국에 도달할 수도 있다. 개선된 성능을 위해 , 레이크 수신기 (256a) 는 수신된 신호 (또는 다중경로) 의 다중 (통상적으로, 가장 강한) 인스턴스를 처리할 성능을 갖도록 설계된다. 레이크 수신기 (256a) 는, 레이크 수신기의 핑거를 포함하고 특정 다중경로를 프로세스 하도록 할당될 수 있는, 다수의 핑거 프로세서 (510) 를 구비한다.

도 5 에 도시한 바와 같이, 수신기 (254) 로부터의 복소 샘플 (I_IN 및 Q_IN) 은 다수의 핑거 프로세서 (510a 내지 510l) 에 제공된다. 각각 할당된 핑거 프로세서 (510) 내에서, I_IN 및 Q_IN 샘플은 PN 시퀀스 (PNI 및 PNQ) 를 수신하는 PN 역확산기 (520) 에 제공된다. 복소 PN 시퀀스는 구현된 CDMA 시스템의 특정한 설계에 따라서 생성되며, 어떤 CDMA 시스템에서는, 곱셈기 (538a 및 538b) 에 의해 짧은 IPN 및 QPN 시퀀스와 긴 PN 시퀀스를 승산함으로써 생성된다. 짧은 IPN 및 QPN 시퀀스는 송신하는 원격 터미널에서 데이터를 확산하는데 사용되며, 긴 PN 시퀀스는 원격 터미널에 할당되며, 데이터를 스크램블하는데 사용될 수도 있다. PNI 및 PNQ 시퀀스는 핑거 프로세서에 의해 프로세싱되는 다중경로의 시퀀스에 대응하는 시간 오프셋으로 생성된다.

PN 역확산기 (520) 는 복소 I_IN 및 Q_IN 샘플과 복소 PN 시퀀스를 복소 승산하며, 복소 역확산 I_DES 및 Q_DES 샘플을 디커버 요소 (522 및 532) 에 제공한다. 디 커버 요소 (522) 는, 데이터를 커버하고 커버된 복소 샘플을 생성하도록 사용되었던 하나 이상의 채널화 코드 (즉, 왈쉬코드) 로 역확산 샘플을 디커버한다. 그 후, 디커버된 샘플은 채널화 코드의 길이에 걸쳐서 샘플을 누산하여 디커버된 심볼을 생성하는 심볼 누산기 (524) 에 제공된다. 그 후, 디커버된 심볼은 파일럿 복조기 (526) 에 제공된다.

어떤 CDMA 시스템에 있어서, 파일럿 레퍼런스는 업링크 송신 부분 (즉, 도 3 에 나타낸 바와 같이) 동안 송신된다. 따라서, 디커버 요소 (532) 는, 원격 터미널에서 파일럿을 커버하도록 사용되었던 특정 채널화 코드 (즉, 어떤 CDMA 코드에 있어서 왈쉬코드 0, W-CDMA 코드에 있어서 OVSF 코드 0) 로 역확산 샘플을 디커버한다. 그 후, 디커버된 파일럿 샘플은 누산기 (534) 에 제공되며, 특정 시간 구간에 걸쳐서 누산되어, 파일럿 심볼에 대응하는 샘플 (y_i, i = 1, …, N_P) 을 생성한다. 누산 시간 구간은 파일럿 채널화 코드의 주기, 전체 파일럿 레퍼런스의 주기, 또는 어떤 다른 시간 주기일 수 있다. 그 후, 파일럿 심볼에 대응하는 샘플 (y_i) 은 파일럿 필터 (410) 에 제공된다.

유사하게, 비파일럿 주기동안, 디커버 요소 (532) 는 원격 터미널에서 비파일럿 심볼을 커버하는데 사용되는 특정 채널화 코드로 역확산 샘플을 디커버한다. 디커버된 비파일럿 샘플은 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플 (y_i, i = N_P+1, …, N_T) 을 생성하기 위해 특정 시간 구간에 걸쳐서 누산기 (534) 에 의해 누산될 수도 있다. 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플에 사용되는 누산 시간 간격은 파일럿 심볼 에 대응하는 샘플에 사용되는 누산 시간 간격과 동일하거나 다를 수도 있다. 또한, 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플 (y_i) 은 파일럿 필터 (410) 에 제공된다.

파일럿 필터 (410) 는 도 4A 내지 도 4C 에서 설명한 파일럿 필터 설계 중 어느 하나, 또는 다른 설계로 구현될 수도 있다. 파일럿 필터 (410) 는 파일럿 및 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플 (y_i) 에 기초하여 파일럿 추정을 생성하며, 그 파일럿 추정을 파일럿 복조기 (526) 에 제공한다. 도 5 에 도시하지 않았지만, 파일럿 필터 (410) 는 파일럿 추정을 생성하기 위해 (심볼 누산기 (524) 로부터) 다른 데이터 심볼에 대한 샘플을 더 수신 및 이용할 수도 있다. 통상적으로, 파일럿 필터 (410) 는 복조될 각각의 데이터 샘플에 파일럿 추정을 제공한다. 특정 구현예에 따라서, 파일럿 필터 (410) 는 FIR 또는 IIR 필터 출력 (f_k) 상에서 내삽 (interpolation) 을 수행하여, 요구되는 파일럿 추정을 생성할 수도 있다.

파일럿 복조기 (526) 는 파일럿 필터 (536) 로부터의 파일럿 추정으로 심볼 누산기 (524) 로부터의 디커버된 심볼의 코히어런트한 복조를 실행하며, 복조된 심볼을 심볼 결합기 (540) 에 제공한다. 코히어런트한 복조는 파일럿 추정과 디커버된 심볼의 내적 및 외적을 실행함으로써 달성될 수 있다. 내적 및 외적은 데이터의 위상 복조를 효과적으로 실행하며, 리커버된 파일럿의 상대적인 강도만큼 결과적인 출력을 더 스케일링한다. 파일럿으로의 스케일링은 효율적인 결합에 대한 다중경로의 품질에 따라 다른 다중경로부터의 분산을 가중한다. 따라서, 내적 및 외적은 코히어런트한 레이크 수신기의 특성인 위상 투영 및 신호 가중의 이중 역할을 실행한다.

심볼 결합기 (540) 는 모든 할당된 핑거 프로세서 (510) 로부터 복조된 심볼을 수신 및 코히어런트하게 결합하여, 레이크 수신기에 의해 프로세스되는 특정 수신 신호에 대한 리커버된 심볼을 제공한다. 그 후, 모든 수신된 신호에 대한 리커버된 심볼은 후속하는 프로세싱 요소에 제공되는 모든 리커버된 심볼을 생성하도록 결합될 수도 있다.

탐색기 요소 (512) 는 다수의 시간 오프셋에서 수신된 신호의 강한 다중경로를 탐색하도록 설계될 수 있고, 가장 높은 신호 품질 측정을 갖는 다중경로가 선택된다. 그 후, 이용가능한 핑거 프로세서 (510) 는 이들 다중경로를 프로세스 하도록 할당된다.

간략하게는, 파일럿 필터의 각종 양태 및 실시형태는 CDMA 시스템의 기지국에서의 특정 구현예를 설명하였다. 또한, 파일럿 필터는 CDMA 시스템의 원격 터미널에서 구현 및 사용될 수도 있다. 일반적으로, 여기에서 설명된 파일럿 필터는, 파일럿이 불연속적인 방법으로 송신되고 다른 정보가 이용가능한 임의의 무선 통신 시스템에서 사용되는 것이 바람직할 수도 있다.

파일럿 필터는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 다른 그것들의 결합에서 구현될 수도 있다. 하드웨어 설계에 있어서, 파일럿 필터는 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 반도체 (ASIC), 프로세서, 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 필드 프로그래머블 게이트 어레이 (FPGA), 프로그래머블 로직 장치, 다른 전자 유닛, 또는 그것들의 결합으로 구현될 수도 있다. 소프트웨어 또는 펌 웨어 설계에 있어서, 파일럿 필터는 프로세서 (즉, 도 2 의 제어기 (230 또는 270)) 에 의해 실행되는 코드로 구현될 수도 있다.

개시된 실시형태에 대한 전기의 설명은 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 제공된다. 이들 실시형태에 대한 각종 변형은 당업자에게 자명하며, 여기에서 정의된 일반적인 원리는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 다른 실시형태에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태에 제한되지 않으며, 여기에 개시된 원리 및 신규한 특징과 일치하는 가장 광범위한 범위를 부여하려는 것이다.

Claims

통신 링크의 특성을 나타내는 파일럿 추정을 생성하는 방법으로서,

파일럿 심볼 및 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플을 수신하는 단계;

제 1 가중된 샘플을 제공하기 위해서, 제 1 세트의 하나 이상의 계수에 따라, 상기 파일럿 심볼에 대응하는 샘플을 가중하는 단계;

제 2 가중된 샘플을 제공하기 위해서, 제 2 세트의 하나 이상의 계수에 따라, 상기 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플을 가중하는 단계; 및

상기 제 1 및 제 2 가중된 샘플에 기초하여 상기 파일럿 추정을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 파일럿 추정의 생성 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플에 기초하여 상기 제 2 세트의 하나 이상의 계수를 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 파일럿 추정의 생성 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 제 2 세트의 하나 이상의 계수는 상기 파일럿 추정에 더 기초하여 갱신되는 것을 특징으로 하는, 파일럿 추정의 생성 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 제 2 세트의 하나 이상의 계수는, 상기 제 2 세트의 하나 이상의 계수를 갱신하는데 사용되는 상기 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플의 품질을 나타내는 값에 더 기초하여 갱신되는 것을 특징으로 하는, 파일럿 추정의 생성 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 제 2 세트의 하나 이상의 계수는, 상기 제 2 세트의 하나 이상의 계수를 갱신하는데 사용되는 상기 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플의 신호 대 잡음-플러스-간섭 (SNR) 을 나타내는 값에 더 기초하여 갱신되는 것을 특징으로 하는, 파일럿 추정의 생성 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 제 2 세트의 계수는, 상기 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플의 품질이 높은 경우 더 큰 값으로 갱신되며, 상기 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플의 품질이 낮은 경우 더 작은 값으로 갱신되는 것을 특징으로 하는, 파일럿 추정의 생성 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 세트의 하나 이상의 계수는 하기와 같이 갱신되며,

여기서, f_k-1 은 이전의 시간 인스턴스 (k-1) 에 대한 파일럿 추정이며, y_i 은 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플이며, 1/σ² 은 상기 계수를 갱신하는데 사용되는 샘플의 품질을 나타내는 것을 특징으로 하는, 파일럿 추정의 생성 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 tanh 함수는 피스-와이즈 (piece-wise) 선형 함수로 근사화되는 것을 특징으로 하는, 파일럿 추정의 생성 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 1/σ² 항은 상수로 근사화되는 것을 특징으로 하는, 파일럿 추정의 생성 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 세트의 계수는 L 비트로 양자화되며,

여기서, L 은 5 이하인 것을 특징으로 하는, 파일럿 추정의 생성 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 세트의 계수의 크기는 상기 제 1 세트의 계수의 크기 이하인 것을 특징으로 하는, 파일럿 추정의 생성 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 세트의 계수들은 동일한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는, 파일럿 추정의 생성 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 파일럿 및 비파일럿 심볼은 CDMA 데이터 송신에서 시분할 멀티플렉싱되는 것을 특징으로 하는, 파일럿 추정의 생성 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 CDMA 데이터 송신은 W-CDMA 표준에 따르는 것을 특징으로 하는, 파일럿 추정의 생성 방법.
하나 이상의 제 1 계수로 파일럿 심볼에 대응하는 샘플을 수신 및 가중하여 제 1 가중된 샘플을 제공하며, 하나 이상의 제 2 계수로 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플을 수신 및 가중하여 제 2 가중된 샘플을 제공하는 하나 이상의 곱셈기; 및

상기 하나 이상의 곱셈기에 접속되며, 상기 제 1 가중된 샘플과 상기 제 2 가중된 샘플을 수신 및 결합하여 파일럿 추정을 제공하는 합산기를 구비하는 것을 특징으로 하는, 무선 통신 시스템의 파일럿 필터.
제 15 항에 있어서,

상기 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플 및 상기 파일럿 추정을 수신하며, 수신된 상기 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플 및 상기 파일럿 추정에 기초하여 상기 하나 이상의 제 2 계수를 갱신하는 계수 조정 유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 무선 통신 시스템의 파일럿 필터.
제 16 항에 있어서,

상기 계수 조정 유닛은, 상기 하나 이상의 제 2 계수를 갱신하는 데 사용되는 상기 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플의 품질에 기초하여 상기 하나 이상의 제 2 계수를 갱신하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는, 무선 통신 시스템의 파일럿 필터.
제 15 항에 있어서,

상기 파일럿 필터는 유한 임펄스 응답 (FIR) 필터 구조로 구현되는 것을 특징으로 하는, 무선 통신 시스템의 파일럿 필터.
제 15 항에 있어서,

상기 파일럿 필터는 무한 임펄스 응답 (IIR) 필터 구조로 구현되는 것을 특징으로 하는, 무선 통신 시스템의 파일럿 필터.
제 15 항에 있어서,

상기 제 1 계수 및 제 2 계수는 L 비트로 양자화되며,

여기서, L 은 5 이하인 것을 특징으로 하는, 무선 통신 시스템의 파일럿 필터.
제 15 항에 있어서,

파일럿 및 비파일럿 심볼에 대응하는 상기 샘플은 CDMA 데이터 송신으로부터 유도되는 것을 특징으로 하는, 무선 통신 시스템의 파일럿 필터.
수신된 신호의 각각의 인스턴스를 각각 프로세스하도록 구성된 복수의 핑거 프로세서를 구비하고,

각각의 핑거 프로세서는,

하나 이상의 의사-잡음 (PN) 시퀀스에 따라 디지털화된 샘플을 수신 및 역확산하도록 구성되어, 역확산된 샘플을 제공하는 역확산기;

상기 역확산기에 접속되고, 상기 역확산된 샘플을 수신 및 프로세스하도록 구성되어, 제 1 샘플을 제공하는 제 1 프로세서;

상기 역확산기에 접속되고, 상기 역확산된 샘플을 수신 및 프로세스하도록 구성되어, 제 2 샘플을 제공하는 제 2 프로세서;

상기 제 2 프로세서에 접속되고, 상기 제 2 샘플을 수신 및 필터링하도록 구성되어, 파일럿 추정을 제공하는 파일럿 필터; 및

상기 제 1 프로세서 및 상기 파일럿 필터에 접속되고, 파일럿 추정으로 상기 제 1 샘플을 수신 및 복조하도록 구성되어 리커버된 심볼을 제공하는 파일럿 복조기를 구비하고,

상기 파일럿 필터는 하나 이상의 제 1 가중 세트로 파일럿 심볼에 대응하는 샘플을 가중하며, 하나 이상의 제 2 가중 세트로 비파일럿 심볼에 대응하는 샘플을 가중하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는, 무선 통신 시스템의 레이크 수신기.
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