KR101156876B1

KR101156876B1 - 확산 스펙트럼 수신기에서의 지연 선택 장치, 방법 및컴퓨터 프로그램 제품

Info

Publication number: KR101156876B1
Application number: KR1020077008596A
Authority: KR
Inventors: 더글라스 에이. 케언스; 그레고리 비. 보톰레이; 알리 에스. 카이랄
Original assignee: 텔레호낙티에볼라게트 엘엠 에릭슨(피유비엘)
Priority date: 2004-10-06
Filing date: 2005-10-04
Publication date: 2012-06-20
Also published as: JP4829239B2; ES2425225T3; EP2605415A1; US20050078742A1; DK1800417T3; EP1800417B1; WO2006037593A1; CN101069362A; EP1800417A1; JP2008516491A; US7769078B2; CN101069362B; KR20070060116A

Abstract

합성 신호(composite signal)에 대한 채널 및 상관 특성이 결정된다. 결정된 채널 및 상관 특성에 기초하여 복수의 후보 지연의 각각의 지연에 대해 합성 신호로부터의 정보에 대한 각각의 결합 가중치(combining weight)가 결정된다. 일군의 지연, 예를 들어 RAKE 상관기 지연 또는 칩 등화기 필터 탭(chip equalizer filter tap)이, 결정된 가중치에 기초하여 복수의 후보 지연으로부터 선택된다. 선택된 지연에 대한 합성 신호로부터의 정보가 확산 코드에 따라 처리되어, 심볼 추정치를 발생한다. 본 발명은 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있다.

확산 스펙트럼, RAKE 상관기, 확산 코드, CDMA

Description

확산 스펙트럼 수신기에서의 지연 선택 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품{APPARATUS, METHODS AND COMPUTER PROGRAM PRODUCTS FOR DELAY SELECTION IN A SPREAD-SPECTRUM RECEIVER}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 확산 스펙트럼 통신 신호를 처리하는 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.

코드 분할 다중 접속(CDMA) 셀룰러 전화 네트워크 등의 통신 시스템에서 확산 스펙트럼 신호 전송 기술이 널리 사용되고 있다. 도 1을 참조하면, 정보 심볼은 일반적으로, 이 심볼이 전송 신호에서 다수의 칩(chip)으로 표현되도록, 전송 스테이션(transmitting station)(110)으로부터 전송하기 이전에 확산 시퀀스(spread sequence)에 의해 변조된다. 수신기(120)에서, 수신 신호는, 일반적으로 확산 코드의 공액(conjugate)인, 역확산 코드(despreading code)에 의해 역확산된다. 수신기(120)는 기저대역 프로세서(124)에 제공되는 기저대역 신호(baseband signal)를 생성하기 위해 다운컨버전(downconversion), 필터링 및/또는 다른 동작을 수행하는 무선 프로세서(122)를 포함한다. 기저대역 프로세서(124)는 부가적인 프로세서(126)(이 프로세서는 에러 정정 디코딩 등의 부가적인 신호 처리 동작을 수행할 수 있음)에 제공되는 심볼 추정치를 생성하기 위해 기저대역 신호를 역확산 한다.

코히런트 직접-시퀀스 CDMA(DS-CDMA) 시스템에서, 코히런트 RAKE 수신이 통상 사용된다. 이 유형의 수신기는 추정된 채널 계수에 따라 가중 결합되는(weightedly combined) 역확산 값을 생성하기 위해 칩 시퀀스와 상관시킴으로써 수신 신호를 역확산한다. 이 가중은 채널의 위상 회전을 제거하고 또 전송 심볼을 나타내는 "소프트" 값(soft value)을 제공하기 위해 역확산 값을 스케일링한다.

전송 신호의 다중경로 전파는 시간 분산(time dispersion)을 야기할 수 있으며, 이는 전송 신호의 다수의 분해가능한 에코가 수신기에 도달하게 만든다. 종래의 RAKE 수신기에서, 상관기는 일반적으로 원하는 신호의 선택된 에코와 정렬되어 있다. 각각의 상관기는 상기한 바와 같이 가중 결합된 역확산 값을 생성한다. RAKE 수신기가 어떤 상황에서는 효과적일 수 있을지라도, 자체 및 다중 사용자 간섭(self and multi-user interference)은 확산 시퀀스 정의 채널(spreading-sequence defined channel)들 간의 직교성의 상실을 야기함으로써 성능을 열화시킬 수 있다.

이러한 간섭 환경에서 개선된 성능을 제공하기 위해 "일반화된" RAKE(G-RAKE) 수신기가 제안되었다. 종래의 G-RAKE 수신기는 일반적으로 채널 계수 및 간섭 신호에 관련한 정보를 포함하는 노이즈 공분산(noise covariance)의 함수인 결합 가중치를 사용한다. 이들 가중치

는 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.

여기서,

은 노이즈 공분산 행렬이고,

는 채널 계수 벡터이다.

G-RAKE 수신기에 대한 일반적인 기저대역 프로세서가 도 2에 도시되어 있다. 칩 샘플이 핑거 배치 유닛(finger placement unit)(230)에 제공되고, 이 핑거 배치 유닛은 상관 유닛(210)에 의해 핑거(하나 이상의 안테나에 대한 지연을 선택함)를 어디에 배치할지를 결정한다. 상관 유닛(210)은 하나 이상의 트래픽 채널을 역확산하고 트래픽 역확산 값을 생성한다. 선택된 경로는 또한 가중치 계산기(240)에 제공되고, 이 가중치 계산기는 소프트 값을 생성하기 위해 결합기(220)에서 역확산 값을 결합하는 데 사용되는 결합 가중치를 계산한다.

도 3에 도시한 바와 같은 칩 등화기 구조를 사용하여 유사한 기능이 제공될 수 있다. 이러한 구조에서, 유한 임펄스 응답(FIR) 필터(310)에 대한 필터 탭(즉, 하나 이상의 안테나에 대해 어느 지연)을 어디에 배치할지를 결정하는 탭 배치 유닛(330)에 칩 샘플이 제공된다. 선택된 탭 위치는 또한 필터(310)에 대한 필터 계수(또는 가중치)를 계산하는 가중치 계산기(340)에 제공된다. 필터(310)는 심볼 추정치를 생성하기 위해 상관기(320)에 의해 역확산되는 신호를 생성하기 위해 칩 샘플을 필터링한다.

G-RAKE 수신기에 대한 종래의 가중치 계산기가 도 4에 도시되어 있다. 초기 역확산 값을 생성하기 위해 파일럿 또는 트래픽 채널로부터의 심볼을 역확산하는 상관 유닛(410)에 신호 샘플이 제공된다. 변조 제거기(modulation remover)(420)에 의해 이들 값으로부터 심볼 변조가 제거되고, 그 결과 얻어지는 값이 채널 추정치를 발생하는 채널 추적기(channel tracker)(430)에 제공된다. 역확산 값 및 채널 추정치는 노이즈 공분산 추정기(noise covariance estimator)(450)에 제공되고, 이 추정기(450)는 사용 중인 일련의 지연의 노이즈 공분산의 추정치를 생성한다. 채널 추정치 및 노이즈 공분산 추정치는 가중치 계산기(440)에 제공되고, 이 계산기(440)는 그로부터 결합 가중치(필터 계수)를 계산한다.

G-RAKE 수신기는, 원하는 신호의 에코에 대응하는 지연 이외의 지연을 고려한다는 점에서, 종래의 RAKE 수신기와 다르다. 이들 다른 지연은 일반적으로 수신기가 간섭을 억압할 수 있도록 간섭에 관한 정보를 제공하기 위해 선택된다.

실제의 RAKE 수신기(종래의 RAKE 또는 G-RAKE)에서, 하드웨어 및/또는 소프트웨어 제약은 일반적으로 임의의 주어진 시간에 사용될 수 있는 "핑거"의 수를 제한한다. 종래의 RAKE 수신기에서, 이들 핑거는 일반적으로, 최대량의 원하는 신호 에너지가 수집되도록 선택된다. 그렇지만, G-RAKE 수신기에서, 핑거 선택 기준은 또한 원하는 양의 간섭 억압이 달성될 수 있도록 간섭 신호 정보를 수집할 수 있다.

RAKE 수신기에 대한 핑거를 선택하는 다양한 전략이 제안되었다. Dent 등의 미국 특허 제5,572,552호는 채널 계수, 전력 레벨, 및, 선택적으로, 확산 코드의 함수로서 계산되는 신호대 잡음비(SNR) 메트릭에 따라 핑거가 배치되는 프로세스에 대해 기술하고 있다. Bottomley의 미국 특허 제6,363,104호는 각각의 후보 조합에 대한 채널 추정치 및 손상 상관 행렬 추정치(impairment correlation matrix estimate)의 함수로서 핑거 위치의 서로 다른 조합에 대한 SNR을 추정하는 것, 및 SNR을 최대로 하는 핑거 조합을 선택하는 것에 대해 기술하고 있다. Ottosson 등의 미국 특허 제6,683,924호는 시간 미분(time differential) 및 신호 경로의 상대 신호 세기에 기초한 핑거 선택 프로세스에 대해 기술하고 있다. Kutz 등의 "Low complexity implementation of a downlink CDMA generalized RAKE receiver(다운링크 CDMA 일반화된 RAKE 수신기의 저복잡도 구현)" 및 "On the performance of a practical downlink CDMA generalized RAKE receiver(실제 다운링크 CDMA 일반화된 RAKE 수신기의 성능에 관해)"(Proc. IEEE Veh. Technol. Conf., Vancouver, Canada)(2002년 9월 24일-28일)은 다른 선택 기술에 대해 기술하고 있다.

본 발명의 어떤 실시예들에 따르면, 하나 이상의 소스로부터의 신호를 포함하는 합성 신호로부터 신호를 복원하는 방법이 제공된다. 합성 신호에 대한 채널 및 상관 특성이 결정된다. 결정된 채널 및 상관 특성에 기초하여 복수의 후보 지연의 개별적인 지연에 대해 합성 신호로부터의 정보에 대한 개별적인 결합 가중치가 결정된다. 일군의 지연, 예를 들어 RAKE 상관기 지연 또는 칩 등화기 필터 탭이, 결정된 가중치에 기초하여, 복수의 후보 지연으로부터 선택된다. 선택된 지연에 대한 합성 신호로부터의 정보가 확산 코드에 따라 처리되어, 심볼 추정치를 발생한다.

본 발명의 어떤 실시예들에서, 시간-영역 채널 응답 및 분량 상관(quantity correlation)이 결정될 수 있고, 개별적인 가중치가 시간-영역 채널 응답 및 분량 상관으로부터 결정될 수 있다. 분량 상관은 노이즈 공분산(noise covariance)일 수 있다. 선택된 일군의 지연은 최대 관련 가중치(greatest associated weight)를 갖는 일군의 지연, 예를 들어 상관기 지연 또는 칩 등화기 필터 탭을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예들에서, 상관기 지연 및/또는 칩 등화기 필터 탭에 대한 가중치를 결정하기 위해 주파수 영역 방법이 사용될 수 있다. 노이즈 정보를 포함하는 가중치 주파수 응답이 결정되고, 예를 들어, 유효 채널 응답을 시간 영역으로 변환하여 대응하는 시간 영역 유효 채널 모델의 계수를 결정함으로써, 가중치 주파수 응답으로부터 개별적인 가중치가 결정된다. 최대 계수를 갖는 지연이 선택될 수 있다.

본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 일군의 지연에 포함시키기 위한 지연들이 점차 증가하게 선택될 수 있다. 일군의 지연에 대한 제1 지연이, 예를 들어 상기한 기술들 또는 어떤 다른 선택 기술을 사용하여, 선택된다. 제1 지연과 연관된 가중치로부터 제2 지연에 대해 신호 및 노이즈 내용 추정치가 추정된다. 발생된 신호 및 노이즈 내용 추정치에 기초하여 일군의 지연에 대해 제2 지연이 선택된다. 제1 지연에 대한 합성 신호 정보와 제2 지연에 대한 합성 신호 정보 간의 상관이 결정될 수 있으며, 제1 지연과 연관된 상관 및 가중치로부터 제2 지연에 대한 신호 및 노이즈 내용 추정치가 결정될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 노이즈 공분산 행렬을 반전시키지 않고 신호 및 노이즈 내용 추정치가 발생될 수 있다.

본 발명의 어떤 실시예들에서, 복수의 제2 지연의 개별적인 지연에 대한 개별적인 신호 및 노이즈 내용 추정치가 제1 지연과 연관된 가중치로부터 발생될 수 있다. 발생된 신호 및 노이즈 내용 추정치에 기초하여 일군의 지연에 대한 제2 지연을 선택하는 것은 신호 및 노이즈 내용 추정치에 기초하여 복수의 제2 지연 중에서 선택하는 것을 포함한다. 이러한 프로세스는 반복적으로 행해질 수 있다, 예를 들어, 제2 지연들 중 첫번째 지연이 선택될 수 있으며, 뒤이어서 제2 지연들 중 선택된 첫번째 지연을 포함하는 선택된 일군의 지연의 개별적인 지연에 대한 새로운 개별적인 가중치를 결정하고, 아직 선택되지 않은 복수의 제2 지연의 개별적인 지연에 대한 새로운 신호 및 노이즈 내용 추정치를 발생하며, 이 새로운 신호 및 노이즈 내용 추정치에 기초하여 제2 지연들 중 두번째 지연을 선택한다. 새로운 후보 지연의 선택은 신호 및 노이즈 내용 추정치들의 비교에 기초하여 선택된 일군의 지연 중 이전에 선택된 지연을 대체하는 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 또다른 측면에서, 지연, 예를 들어 RAKE 상관기 지연 및/또는 칩 등화기 필터 탭은 종합하여, 예를 들어 "수퍼 핑거(super finger)"로서 평가될 수 있다. 일련의 지연에 대해 종합적 신호 및 노이즈 내용 추정치가 발생된다. 종합적 신호 및 노이즈 내용 추정치에 기초하여 선택된 일군의 지연에 포함시키기 위한 이 일련의 지연이 평가된다.

본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 합성 신호에 대해 채널 및 상관 특성이 결정된다. 결정된 채널 및 상관 특성에 기초하여 복수의 후보 지연의 개별적인 지연에 대해, 합성 신호로부터의 정보에 대한 개별적인 가중치가 결정된다. 미리 정해진 기준을 만족시키는 가중치를 갖는 복수의 후보 지연으로부터 일군의 지연이 선택된다. 선택된 지연에 대한 합성 신호로부터의 정보가 확산 코드에 따라 처리되어, 심볼 추정치를 발생한다.

본 발명의 또다른 부가적인 실시예에서, 합성 신호로부터 신호가 복원된다. 합성 신호에 대해 채널 및 상관 특성이 결정된다. 결정된 채널 및 상관 특성에 기초하여 복수의 후보 지연의 개별적인 지연에 대해, 합성 신호로부터의 정보에 대한 개별적인 결합 가중치가 결정된다. 일군의 지연에 포함시키기 위한 제1 지연이 선택된다. 제1 지연과 연관된 가중치로부터 제2 지연에 대해 신호 및 노이즈 내용 추정치가 발생된다. 발생된 신호 및 노이즈 내용 추정치에 기초하여 일군의 지연에 포함시키기 위한 제2 지연이 선택된다. 선택된 지연에 대한 합성 신호로부터의 정보가 확산 코드에 따라 처리되어, 심볼 추정치를 발생한다.

본 발명의 다른 실시예들에서, 확산 스펙트럼 통신 수신기는 복수의 소스로부터의 신호를 포함하는 무선 신호를 수신하고 복수의 소스로부터의 신호를 포함하는 합성 기저대역 신호를 생성하도록 구성된 무선 프로세서를 포함한다. 이 수신기는 합성 신호에 대한 채널 및 상관 특성을 결정하고, 결정된 채널 및 상관 특성에 기초하여 복수의 후보 지연의 개별적인 지연에 대한 합성 신호로부터의 정보에 대한 개별적인 가중치를 결정하며, 결정된 가중치에 기초하여 복수의 후보 지연으로부터 일군의 지연을 선택하고, 또 선택된 지연에 대한 합성 신호로부터의 정보를 확산 코드에 따라 처리하여 심볼 추정치를 발생하도록 구성되어 있는 기저대역 프로세서를 더 포함한다.

본 발명의 부가적인 실시예에 따르면, 컴퓨터 프로그램 제품은, 합성 신호에 대한 채널 및 상관 특성을 결정하도록 구성된 코드, 결정된 채널 및 상관 특성에 기초하여 복수의 후보 지연의 개별적인 지연에 대해 합성 신호로부터의 정보에 대한 개별적인 결합 가중치를 결정하도록 구성된 코드, 결정된 결합 가중치에 기초하여 복수의 후보 지연으로부터 일군의 지연을 선택하도록 구성된 코드, 및 선택된 지연에 대한 합성 신호로부터의 정보를 처리하여, 심볼 가중치를 발생하도록 구성된 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 코드를 포함한다.

도 1은 종래의 확산 스펙트럼 통신 시스템을 나타낸 블록도.

도 2는 일반화된 RAKE 구조를 갖는 종래의 기저대역 프로세서를 나타낸 블록도.

도 3은 칩 등화기 구조를 갖는 종래의 기저대역 프로세서를 나타낸 블록도.

도 4는 일반화된 RAKE 수신기에 대한 가중치 계산기를 나타낸 블록도.

도 5는 본 발명의 어떤 실시예들에 따른 신호 처리 장치를 나타낸 블록도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 무선 수신기를 나타낸 블록도.

도 7은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 일반화된 RAKE 구조를 갖는 신호 처리 장치를 나타낸 블록도.

도 8은 본 발명의 부가적인 실시예들에 따른 칩 등화기 구조를 갖는 신호 처리 장치를 나타낸 블록도.

도 9는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 프로빙 핑거 유닛(probing finger unit)을 갖는 신호 처리 장치를 나타낸 블록도.

도 10 내지 도 16은 본 발명의 여러가지 실시예들에 따른 여러가지 상관기 핑거 및 필터 탭 선택 동작을 나타낸 플로우차트.

도 17은 확산 스펙트럼 통신 시스템에 대한 시스템 모델을 나타낸 블록도.

도 18은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 상관기 핑거 및 필터 탭 선택 동작을 나타낸 플로우차트.

도 19는 비파라미터형 노이즈 공분산 추정기(nonparametric noise covariance estimator)를 나타낸 블록도.

도 20은 파라미터형 노이즈 공분산 추정기를 나타낸 블록도.

이제, 본 발명의 실시예들이 도시되어 있는 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 대해 이후부터 보다 상세히 기술한다. 그렇지만, 본 발명은 본 명세서에 기술된 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 이들 실시예는 이 설명이 철저하고 완전하도록 또한 당업자에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하도록 제공된 것이다. 유사한 참조 번호는 본 명세서 전체에 걸쳐 유사한 구성요소를 말한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "포함하는", "포함한다", "구비한다" 및 "구비하는"은 개방 형식(open-ended)이다, 즉 하나 이상의 기재되지 않은 구성요소, 단계 및/또는 기능을 배제시키지 않고 하나 이상의 기재된 구성요 소, 단계 및/또는 기능을 말한다. 또한, 용어 "및/또는"이, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 열거된 관련 항목 중 하나 이상의 모든 가능한 조합을 말하고 이를 포함한다는 것을 잘 알 것이다. 또한, 전송, 통신 또는 다른 상호작용이 요소들 "사이에" 일어나는 것으로 기술되어 있을 때, 이러한 전송, 통신 또는 다른 상호작용이 단방향적 및/또는 양방향적일 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

본 발명의 실시예들에 따른 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품의 블록도 및/또는 동작 설명도를 참조하여 본 발명에 대해 이하에 기술한다. 블록도 및/또는 동작 설명도의 각각의 블록, 및 블록도 및/또는 동작 설명도에서의 블록들의 조합이 아날로그 및/또는 디지털 하드웨어 및/또는 컴퓨터 프로그램 명령어에 의해 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 명령어는, 컴퓨터 및/또는 다른 프로그램가능 데이터 처리 장치의 프로세서를 통해 실행될 때, 이들 명령어가 블록도 및/또는 동작 설명도에 지정된 기능/동작을 구현하는 수단을 생성하도록, 범용 컴퓨터의 프로세서, 특수 목적 컴퓨터, ASIC, 및/또는 다른 프로그램가능 데이터 처리 장치에 제공될 수 있다. 어떤 대안적인 구현에서, 도면에 나타낸 기능/동작이 블록도 및/또는 동작 설명도에 나타낸 순서와 다르게 행해질 수 있다. 예를 들어, 연속하여 일어나는 것으로 도시된 2개의 동작이 실제로는 거의 동시에 실행될 수 있거나, 동작들이 연관된 기능/동작에 따라서는 때때로 역순으로 실행될 수 있다.

본 발명의 어떤 실시예들에 따르면, 전자 장치는 본 명세서에 기술된 동작들을 제공하도록 구성된 무선 수신기를 포함할 수 있다. 이러한 수신기는, 셀룰러 핸드셋 및 다른 무선 단말기, 셀룰러 기지국 또는 다른 유형의 무선 네트워크 노드, 및 유선 수신기 장치(이에 한정되지 않음)를 포함하는 다수의 유형의 장치들 중 임의의 장치에 포함될 수 있다. 본 발명의 동작들을 수행하는 컴퓨터 프로그램 코드가 객체 지향 프로그래밍 언어, 절차적 프로그래밍 언어, 또는 어셈블리어 및/또는 마이크로코드 등의 하위-레벨 코드로 작성될 수 있다. 프로그램 코드는 전적으로 단일 프로세서 상에서 및/또는 다수의 프로세서에 걸쳐, 독립형 소프트웨어 패키지로서 또는 다른 소프트웨어 패키지의 일부로서 실행될 수 있다.

본 발명의 여러가지 실시예들에 따르면, 지연, 예를 들어, RAKE 상관기 핑거 또는 등화기 필터 탭 등의 신호 경로의 결정은 합성 신호에 대한 채널 및 상관 특성으로부터 후보 지연에 대한 가중치를 결정함으로써 달성될 수 있다. 어떤 예시적인 실시예에서, 상관기 지연 및/또는 등화기 필터 탭을 선택하기 위해 최대 가중치 기준이 사용될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 바람직한 지연 또는 탭을 식별하기 위해 가중치로부터 도출되는 신호대 잡음비 메트릭이 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 최대 가중치 또는 다른 기준에 의해 선택될 수 있는 가중치를 계산하기 위해 채널 주파수 응답이 사용될 수 있다.

도 5는 본 발명의 어떤 실시예들에 따른 신호 처리 장치(500)를 나타낸 것이다. 이 장치(500)는 심볼 추정기(510), 예를 들어 일반화된 RAKE 수신기 아키텍처에서 사용되는 상관 유닛과 결합기의 조합 또는 칩 등화기에서 사용되는 FIR 필터와 상관기의 조합을 포함한다. 심볼 추정기(510)는, 지연 선택기(520)에 의해 복수의 후보 지연으로부터 선택된, 지연, 예를 들어 상관기 지연 또는 필터 탭을 사 용하여 확산 코드에 따라 합성 신호를 처리한다. 지연 선택기(520)는 가중치 결정기(530)에 의해 발생되는 결합 가중치에 응답하여 지연을 선택한다. 채널 및 상관 결정기(540)에 의해 결정되는 채널 및 상관 특성에 응답하여 결합 가중치(530)가 발생된다.

이하에서 상세히 기술되는 바와 같이, 장치(500)를 참조하여 기술된 라인을 따라 있는 장치 및 동작은 본 발명의 여러가지 실시예들에 따른 다수의 서로 다른 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 여러가지 실시예들에 따르면, 지연, 예를 들어 상관기 핑거 지연, 등화기 필터 탭 및/또는 신호 소스(예를 들어, 서로 다른 안테나)의 선택이 최대 가중치 기준에 기초하여 행해진다. 다른 예시적인 실시예에서, 바람직한 상관기 지연(핑거) 또는 탭을 식별하기 위해 이러한 가중치로부터 도출된 신호대 잡음비 메트릭이 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 최대 가중치 또는 다른 기준에 의해 선택될 수 있는 가중치를 계산하기 위해 채널 주파수 응답이 사용될 수 있다.

본 발명의 여러가지 실시예에 따른 장치 및 방법이 일반적으로 아날로그 및/또는 디지털 전자 회로를 사용하여 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 예를 들어, 마이크로프로세서 또는 디지털 신호 처리기(DSP) 등의 데이터 처리 장치 상에서 또는 통신 ASIC 등의 특수 목적 전자 장치에 포함되어 있는 데이터 처리 회로에서 실행되는 프로그램 코드를 사용하여 기능 블록(510-540)이 구현될 수 있다. 본 발명은 또한, 데이터 처리 장치 상에서 실행될 때, 상기한 동작을 제공하도록 구성된 컴퓨터 코드로서 구현될 수 있다.

도 6은 도 5에 도시된 라인을 따라 있는 신호 처리 장치를 포함하는 수신기(600)를 나타낸 것이다. 다수의 전송 소스로부터의 정보를 포함할 수 있는 무선 신호는 안테나(670)에 의해 수신되고 필터링, 다운컨버전, 및 합성 기저대역 신호를 생성하는 다른 프로세스를 수행하는 무선 프로세서(650)에 제공된다. 도 5를 참조하여 상기한 대응하는 항목들과 동일하게 동작할 수 있는, 심볼 추정기(610), 지연 선택기(620), 채널 및 상관 결정기(640), 및 가중치 결정기(630)를 포함하는 기저대역 프로세서에 기저 신호가 제공된다. 에러 정정 디코딩 등의 다른 신호 처리 기능을 수행할 수 있는 부가적인 프로세서(660)에, 심볼 추정기(610)에 의해 생성되는 심볼 추정치가 제공된다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 신호 처리 장치(700)를 나타낸 것이다. 이 장치(700)는 합성 신호를 처리하여 심볼 추정치를 발생하는 심볼 추정기(710)를 포함한다. 심볼 추정기(710)는 상관 유닛(712) 및 결합기(714)를 포함한다. 상관 유닛(712)은, 가중치 결정기(730)에 의해 결정된 가중치에 응답하여 상관 지연 선택기(720)에 의해 후보 지연들로부터 선택된 상관 지연을 사용하여, 합성 신호를 확산 코드와 상관시킨다. 가중치 결정기(730)는 채널 및 상관 특성, 예를 들어, 채널 및 상관 결정기에 의해 결정된, 노이즈 공분산 추정치 등의 채널 추정치 및 분량 상관 추정치의 조합에 응답하여 가중치를 결정한다.

도 8은 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 대안적인 칩 등화기 구조를 갖는 신호 처리 장치(800)를 나타낸 것이다. 장치(800)는 합성 신호를 처리하여 심볼 추정치를 발생하는 심볼 추정기(810)를 포함한다. 심볼 추정기(810)는 합성 신호 를 필터링하는 필터(812) 및 필터(812)의 출력을 확산 코드와 상관시키는 상관기(814)를 포함한다. 가중치 결정기(830)에 의해 발생된 결합 가중치에 응답하여 필터 탭 선택기(820)에 의해 복수의 후보 탭으로부터 필터(812)의 탭이 선택된다. 필터(812)의 계수는 선택된 탭에 대한 계수(즉, 가중치)에 대응한다. 계수 결정기(830)는 채널 및 상관 결정기(840)에 의해 결정되는 합성 신호의 채널 및 상관 특성에 응답하여 계수를 결정한다.

도 5 내지 도 8에 도시된 장치 등의 신호 처리 장치에 제공되는 후보 지연, 예를 들어 상관기 지연 및/또는 필터 탭이 다수의 서로 다른 방식 중 임의의 방식으로 발생될 수 있다. 2001년 4월 30일자로 출원된 상기한 미국 특허 출원 제09/845,950호(미국 특허 출원 공개 US 2001/0028677로서 공개됨)에 기술된 라인을 따라서 후보 지연을 발생하기 위해, 예를 들어, "프로빙 핑거(probing finger)" 방법이 사용될 수 있다.

이러한 구현이 도 9에 도시되어 있다. 도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 어떤 실시예들에 따른 신호 처리 장치(900)는 합성 신호를 트래픽 채널 확산 코드와 상관시키는 상관 유닛(912), 및 상관기(912)에 의해 생성된 상관들을 가중 결합하는 결합기(914)를 포함하는 심볼 추정기(910)를 포함한다. 상관기(912)는 가중치 결정기(930)에 의해 발생된 가중치에 응답하여 상관 지연 선택기(920)에 의해 복수의 후보 지연 중에서 선택된 지연을 사용한다. 이 가중치는 채널 및 상관 결정기(940)에 의해 발생된 채널 및 상관 특성에 기초하여 발생된다. 상관 지연 선택기(920)에 제공되는 후보 지연들은 프로빙 유닛(probing unit)(950)에 의해 발생 된다. 상기한 미국 특허 출원 제09/845,950호에 기술한 바와 같이, 프로빙 유닛(950)은, 예를 들어, 합성 신호를 파일럿 채널 코드에 상관시킴으로써 후보 지연들을 식별할 수 있다. 후보 지연 또는 필터 탭을 식별하는 다른 방식들도 역시 본 발명에서 사용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

도 10은 본 발명의 어떤 실시예들에 따른 예시적인 신호 처리 동작들을 나타낸 플로우차트이다. 하나 이상의 전송 소스로부터의 간섭 신호와 함께 원하는 신호를 포함하는 합성 신호에 대해 채널 및 상관 특성이 결정된다(블록 1010). 합성 신호에 대한 채널 및 상관 특성에 기초하여 후보 지연들의 개별적인 지연에 대해 개별적인 가중치가 결정된다(블록 1020). 예를 들어, 최대의 연관된 가중치 또는 가중치로부터 도출된 바람직한 신호대 잡음 추정치를 갖는 지연을 선택함으로써, 가중치에 기초하여 일군의 후보 지연이 선택된다(블록 1030). 여기에서, "최대의 연관된 가중치"는 최대 크기, 최대 크기 제곱, 기타 등등으로 해석될 수 있다. 선택된 지연 중에서 합성 신호로부터의 정보는 확산 코드에 따라 처리되어 합성 신호에서의 원하는 신호에 대한 심볼 추정치를 발생한다(블록 1040).

본 발명의 어떤 측면들에 따르면, 지연, 예를 들어, G-RAKE 상관기 지연 또는 칩 등화기 필터 탭을 선택하기 위해 최대 가중치 기준이 사용될 수 있다. G-RAKE 구조와 관련하여 말하면, 일련의 N개의 후보 상관기 지연이 식별되는 것으로 가정하면 또한 상관 특성이 노이즈 공분산 행렬

의 형태로 주어지고 채널 특성이 N개의 후보 지연에 대한 채널 계수 벡터

형태로 주어지면, 후보 지연들에 대 한 결합 가중치

는 수학식 2로 주어질 수 있다.

결합 가중치

는 예를 들어, 선형 연립 방정식(예를 들어, Guass-Seidel법)을 풀기 위한 직접 역행렬 연산(direct matrix inversion) 또는 다른 방법을 사용하여 결정될 수 있다. 본 발명의 어떤 실시예들에 따르면, 최대의 연관된 가중치를 갖는 지연을 선택함으로써, N개의 후보 지연의 서브셋이 선택될 수 있다.

도 11은 이러한 방법에 따른 예시적인 신호 처리 동작을 나타낸 것이다. 일련의 후보 지연 및 합성 신호에 대한 채널 계수 및 공분산 행렬이 결정된다(블록 1110). 채널 계수 및 공분산 행렬로부터 후보 지연에 대한 가중치가 발생된다(블록 1120). 최대 가중치를 갖는 후보 지연이 선택된다(블록 1130). 합성 신호가 선택된 지연으로 확산 코드와 상관된다(블록 1140). 생성된 상관들이 재계산된 가중치에 따라 결합되어 심볼 추정치를 발생한다(블록 1150). 수학식 2를 사용하여 재계산이 수행될 수 있다(단, N은 선택된 지연의 수로 대체됨).

도 12는 대안적인 칩 등화기 구현에서의 예시적인 동작을 나타낸 것이다. 일련의 후보 필터 탭 및 합성 신호에 대한 공분산 행렬 및 채널 계수가 결정된다(블록 1210). 채널 계수 및 공분산 행렬로부터 후보 필터 탭에 대한 가중치가 발생된다(블록 1220). 최대 가중치를 갖는 후보 필터 탭이 선택된다(블록 1230). 선택된 탭에 대해서만 영이 아닌 계수를 갖는 유한 임펄스 응답(FIR) 필터를 사용하 여 합성 신호가 필터링된다(블록 1240). 예를 들어, 프로그램가능 지연을 갖는 필터를 사용하여, 이것이 구현될 수 있다. 가중치를 재계산함으로써 필터 계수가 획득된다. FIR 필터의 출력은 확산 시퀀스와 상관되어 심볼 추정치를 발생한다(블록 1250).

지연 선택이 본 발명의 범위 내에서 다수의 서로 다른 방식으로 행해질 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 예를 들어, 가중치가 크기의 올림차순 또는 내림차순으로 정렬(sort)될 수 있고 또 처음(또는 마지막) M개의 지연이 선택될 수 있다. 다른 대안으로서, 반복적 검색 기술이 사용될 수 있다. 예를 들어, 최대 크기 가중치를 검색하고, 연관된 지연을 선택하며, 그 지연(및 가중치)을 고려하지 않을 수 있다. 또한, 노이즈 공분산 이외에 "분량 상관(quantity correlation)"이 사용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 예를 들어, 최소 평균 제곱 오차(minimum mean square error, MMSE) 결합의 경우, 파일럿 역확산 값에 대응하여 발생된 데이터 상관 행렬이 사용될 수 있다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, RAKE 상관기 지연, 칩 등화기 필터 탭 또는 다른 지연이, 특정의 지연 또는 일련의 지연을 부가하는 것과 연관된 신호 및 노이즈 내용 변화를 결정함으로써, 점점 증가하게 선택될 수 있다. 이하의 설명을 위해, G-RAKE 구조가 가정되고, 일군의 M개의 후보 핑거가 이미 선택되었다. 이러한 일련의 M개의 핑거에 대해, M x 1 벡터

는 대응하는 채널 탭을 포함하고, M x M 행렬

은 대응하는 상관 계수를 포함한다. 행렬

은 에르미트 행렬(Hermitian)이고, 퇴화(degenerate) 경우를 제외하고는 가역 행렬(invertible)이 다. M x 1 벡터

는 개별적인 M개의 핑거에 대한 결합 가중치를 포함한다. 결합기 출력 z는 M x 1 벡터

로 표현된 역확산 값의 가중 합이다.

주어진 결합 가중치 벡터

에 대해, 신호대 잡음비(SNR)는 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.

G-RAKE 구현의 경우, 이론적으로 SNR을 최대로 하는 결합 가중치는 수학식 5로 주어질 수 있다.

따라서, SNR은 수학식 6으로 주어질 수 있다.

선택된 그룹에 새로운 핑거를 추가하는 것이 요망되는 경우, 새로운 핑거를 추가하는 것의 SNR에 대한 효과는 이전에 선택된 핑거에 대한 가중치 및 노이즈 공분산으로부터 결정될 수 있다. 새로운 핑거를 갱신된 채널 탭 벡터

의 마지막에 배치하면, 수학식 7이 얻어지고,

여기서,

는 새로운 핑거에 대응하는 새로운 채널 탭을 나타낸다. 새로운 상관 행렬

은 수학식 8과 같이 쓰여질 수 있고,

여기서, M x 1 벡터

는 이전의 핑거와 새로운 핑거 간의 상관 계수를 포함하고,

는 새로운 핑거의 노이즈 분산이다. 새로운 상관 행렬

의 역행렬

은 수학식 9와 같이 쓰여질 수 있고,

여기서,

이다.

수학식 9를 사용하면, 새로운 최적의 가중치 벡터가 수학식 11과 같이 주어질 수 있고,

여기서, 가중치 증분 벡터

는 수학식 12로 주어지며,

새로운 핑거의 추가로 인한 이전의 최적 가중치에 대한 변화를 나타낸다. 새로운 핑거의 가중치

는 수학식 13으로 주어질 수 있다.

"노이즈" 핑거, 즉 원하는 신호의 에코에 대응하지 않는 핑거가 추가를 위해 평가되고 있는 것으로 가정하면, 채널 탭

이 0으로 설정될 수 있고, 따라서 수학식 14가 된다.

이러한 경우에, 수학식 12는 수학식 15로 간략화될 수 있고,

수학식 13은 수학식 16으로 간략화될 수 있다.

수학식 9 및 10을 사용하면, 새로운 SNR

은 이전의 SNR

의 항으로 표현될 수 있고,

여기서, SNR 증분

은 수학식 18로 주어질 수 있다.

SNR 증분

은 새로운 핑거의 추가로 인한 SNR의 변화를 나타낸다.

수학식 18을 분석해보면 새로운 상관 벡터

를 이전의 가중치 벡터

와 일치시킴으로써 분자가 최대로 될 수 있고 또 새로운 상관 벡터

가 이전의 상관 역행렬

과 일치될 때 최소로 될 수 있다는 것을 보여준다. 따라서, SNR 증분

을 최대로 하기 위해, 새로운 상관 벡터

는 이전의 상관 역행렬

의 최대 고유 값의 고유벡터를 따라 있을 수 있다. 이전의 상관

이 가역 행렬이기 때문에, 이는 영 공간(null space)을 갖지 않으며, 따라서 이 최적 조건에 대해, 새로운 상관 벡터

는 이전의 상관

의 영 공간에 있는 것과 비슷하다. 이것은 새로운 핑거가 기존의 핑거에 의해 제대로 처리되지 않는 차원에 관한 정보를 제공해야만 함을 의미하는 것으로 해석될 수 있다.

본 발명의 어떤 실시예들에 따르면, 역행렬 연산을 필요로 하지 않는 SNR 증분을 결정하는 간소화된 기술이 제공될 수 있다. 새로운 가중치에 대한 1차 근사값

은 수학식 19로 주어질 수 있다.

수학식 13을 사용하여 새로운 핑거에 대한 가중치

를 설정하는 대신에,

에 대해 SNR

을 최대로 하는 가중치

에 대한 값이 결정될 수 있다. 수학식 4, 8 및 14를 사용하면, 수학식 20이 얻어진다.

수학식 20의 분자는 가중치

에 의존하지 않는다. 분모는 수학식 21에 의해 최소로 될 수 있으며,

이 결과 근사 SNR

에 대한 최대값이 수학식 22로 주어진다.

근사 SNR 증분

은 수학식 23으로 주어질 수 있다.

이 식은 수학식 18보다 계산하기가 더 쉬울 수 있는데, 그 이유는 역행렬 연산을 필요로 하지 않기 때문이다. 이론적으로, 근사 SNR

은 수학식 17에 따라 계산된 SNR

보다 작아야만 한다. 이전의 핑거의 수가 그다지 작지 않은 경우, 근사 SNR

은 수학식 17에 따라 계산된 SNR

에 아주 가까울 수 있다. 따라서, 근사 SNR

(또는 증분

)이 새로운 핑거를 평가하는 데 사용될 수 있다.

도 13은 본 발명의 어떤 실시예들에 따라 G-RAKE 핑거를 점점 증가하게 선택하는 예시적인 동작을 나타낸 것이다. 일련의 지연 중의 하나 이상의 구성원이 선 택되었고 연관된 가중치 및 공분산 행렬이 결정된 것으로 가정한다(블록 1310). 이전에 선택된 지연에 대한 미리 정해진 가중치 및 공분산 행렬로부터 하나 이상의 후보 지연에 대해 SNR 추정치가 발생된다(블록 1320). SNR 추정치에 기초하여 하나 이상의 새로운 지연이 선택되고(블록 1330), 합성 신호를 처리하기 위해 새로운 지연(들)이 사용된다(블록 1340). 이 선택이 추가적일 수 있고 및/또는 이전에 선택된 지연의 대체를 포함할 수 있다, 예를 들어, "이전의" 지연이 증분적 프로세스에 의해 추가된 경우, 그의 SNR 추정치가 메모리에 보유되어 있고 이전의 지연을 새로운 지연으로 대체할지 여부를 결정하기 위해 새로운 후보 핑거에 대한 새로 결정된 SNR 추정치와 비교될 수 있다.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지연을 점점 증가하게 선택하는 예시적인 동작을 나타낸 것이다. 다시 말하면, 일련의 M개의 지연이 복수의 L개의 후보 지연 중에서 이미 선택되어 있고 또 연관된 가중치 및 공분산 행렬이 결정되어 있는 것으로 가정한다(단계 1410). L-M개의 나머지 후보 지연에 대한 SNR 추정치가 M개의 지연으로부터의 가중치 및 공분산 행렬로부터 발생된다(블록 1420). 이들 SNR 추정치는 일련의 M개의 이미 선택된 지연 및 하나의 부가적인 지연에 대응한다. 일련의 선택된 지연은 최대 SNR 추정치를 갖는 나머지 후보 지연을 선택함으로써 갱신되고(블록 1430), 이 갱신된 일련의 지연을 사용하여 합성 신호를 처리한다(블록 1440).

본 발명의 다른 실시예들에 따른 대안적인 증분적 방식이 도 15에 나타내어져 있다. 일련의 M개의 지연이 복수의 L개의 후보 지연으로부터 선택되고, 연관된 가중치 및 공분산 행렬이 결정된다(블록 1510). 나머지 후보 지연에 대한 SNR 추정치는 이전에 선택된 지연에 대한 가중치 및 공분산 행렬로부터 발생된다(블록 1520). 최상의 SNR 추정치를 갖는 지연이 선택된다(블록 1530). 원하는 수의 새로운 지연이 선택된 경우(블록 1540), 갱신된 일군의 선택된 지연이 합성 신호를 처리하는 데 사용된다(블록 1550). 그렇지만, 그렇지 않은 경우, 새로 선택된 지연을 포함하는 선택된 일군의 지연에 대해 새로운 가중치 및 새로운 공분산 행렬이 계산되고(블록 1560, 1510), 나머지 후보 지연에 대한 새로운 SNR 추정치가 발생되며(블록 1520), 또하나의 새로운 지연이 선택된다(블록 1530). 도 15에 나타낸 방식은 도 14의 동작보다 더 계산 집중적일 수 있지만, 더 많은 정보를 필요로 할 수 있고, 따라서 더 정확한 결과를 제공할 수 있다, 예를 들어, 중복 선택을 피하는 일을 더 잘 할 수 있다.

본 발명의 부가적인 실시예들에 따르면, 지연 또는 탭을 선택하는 증분적 방식은 일군의 지연을 종합적으로, 즉 "수퍼 핑거(super finger)"로서 취급함으로써 구현될 수 있다. 복잡도 고려 사항으로 인해, 수신기는 모든 핑거를 개별적으로 평가하지 못할 수 있다. 복잡도를 감소시키기 위해, 수신기는 그룹으로서 평가될 핑거의 그룹들을 식별할 수 있다. 그룹이 전체로서 원하는 레벨의 SNR 개선을 나타내는 경우, 그 그룹의 각각의 핑거를 개별적으로 평가하지 않고, 그 그룹은 전체로서 선택된 일련의 핑거에 추가될 수 있다.

이러한 방식에 대한 예시적인 동작이 도 16에 나타내어져 있다. 일련의 M개의 지연이 복수의 L개의 후보 지연으로부터 선택되고, 연관된 가중치 및 공분산 행 렬이 결정된다(블록 1610). 나머지 후보 지연들의 그룹(또는 그룹들)에 대한 종합적 SNR 추정치가 이전에 선택된 지연에 대한 가중치 및 공분산 행렬로부터 발생된다(블록 1620). 최상의 SNR 추정치를 갖는 일군의 R개의 지연이 선택된다(블록 1630). 선택된 지연의 갱신이 완료되면(단계 1640), 선택된 일군의 R개의 지연을 포함하는 갱신된 일련의 지연이 합성 신호를 처리하는 데 사용된다(블록 1650). 그렇지 않은 경우, 갱신된 가중치 및 새로운 공분산 행렬이 결정되고(블록 1660, 1610), 새로운 SNR 추정치가 발생되며(블록 1620), 새로운 일련의 지연이 선택된다(블록 1630). 완료에 대한 한가지 기준은 이용가능한 핑거의 총수가 사용된 것이다. 도 16에 나타낸 그룹-기반 방식이 도 15의 개별적인 평가 방식과 결합될 수 있음을, 예를 들어 수퍼 핑거가 개별적인 핑거와 함께 평가될 수 있음을 잘 알 것이다.

유의할 점은, 수퍼 핑거에 대한 채널 탭 및 상관 파라미터를 결정함에 있어서, 통합 프로세스(aggregation process)가 수퍼 핑거에서의 개별적인 핑거와 연관된 유용한 정보를 파괴할 수 있다는 것이다. 환언하면, 성분 핑거(component finger)가 이미 선택된 핑거에의 유용한 상관을 나타내는 것이 가능하지만, 그 상관이 수퍼 핑거 통합에서 상쇄될 수 있다. 수퍼 핑거에 대해, 정확한(예를 들어, 수학식 18) 또는 근사(예를 들어, 수학식 23) SNR 추정치가 사용될 수 있다. SNR 추정치가 큰 경우에, 이는 그룹 또는 서브그룹이 관심사임을 나타낸다. 수신기가 계산 여력이 있는 경우, 수신기는 그 그룹 내의 개별적인 핑거를 상세히 조사하기로 결정할 수 있다. 다른 대안으로서, 수신기는 장래의 평가에서 보다 자세히 조 사하기 위한 그룹을 식별할 수 있다. SNR 개선이 적은 경우, 수신기는 그 그룹을 버릴 수 있다. 수퍼 핑거가 상당한 SNR 개선을 제공하는 경우, 그 수퍼 핑거가 G-RAKE 결합기에서 직접 사용될 수 있다, 즉 결합기에서 성분 핑거를 개별적으로 처리할 필요가 없는데, 그 이유는 동일한 가중이 각각의 핑거에 적용될 수 있기 때문이다.

수퍼 핑거는 다수의 핑거의 평균으로 볼 수 있다. 또한, 수퍼 핑거는, 핑거의 수가 증가함에 따라 정보 손실의 증가를 가져올 수 있는 저역 통과 결합으로 볼 수 있다. 이 측면은 Hadamard 유사 구조를 사용하여 확장될 수 있다. 예를 들어, 그룹이 2^j개의 핑거를 포함하는 것으로 가정하면, +1/-1 가중치 벡터가 핑거들에 적용될 수 있고 그 결과가 합산될 수 있다. Hadamard 시퀀스는 모두 (2^j-1)개 평형 시퀀스(동일 수의 +1 및 -1)를 제공한다. 이들은 상당한 SNR 개선을 갖는 수퍼 핑거를 획득하려고 시도하는 데 사용될 수 있다. 이것은 +1 및 -1만을 사용하는 한 형태의 간단화된 사전 결합(pre-combining)으로 볼 수 있다.

본 발명의 또다른 측면에 대해 칩 등화기 구조의 관점에서 기술될 수 있지만, 이들 방식은 G-RAKE 상관기 지연의 선택에도 적용가능하다. G-RAKE 수신기에서 결합 핑거를 선택하는 것은, 작은 서브셋에 대한 경우를 제외하고는, 칩 등화기 FIR 필터의 계수 전부를 0으로 설정하는 것과 유사한 것으로 볼 수 있다. 칩 등화기의 공식화는 주파수 영역에서 수행될 수 있다.

도 17은 단일의 기지국과 연결된 단말기에 대한 확산-스펙트럼 신호(예를 들 어, IS-2000 및 CDMA)의 대표적인 다운링크 구조를 나타낸 것이다. 도 17에서 사용되는 명칭은 다음과 같다.

는 i번째 사용자의 확산/스크램블된 신호를 나타내고,

는 i번째 사용자의 신호의 심볼당 에너지를 나타내며,

는 전송 필터의 임펄스 응답이고,

는 시변적인 채널 응답이며,

는 수신 필터의 임펄스 응답이고,

는 분산

을 갖는 복소 부가적 백색 가우시안 노이즈(complex additive white Gaussian noise)이다.

도 17의 시스템에 대한 유색 노이즈 정합 필터(colored noise matched filter)는 수학식 24로 주어지며,

여기서,

는

의 푸리에 변환이고,

는

의 푸리에 변환이며,

는

의 푸리에 변환이고,

이다.

칩 등화기의 가정된 구조 및 추정된 시스템 모델과 관련하여, 수학식 24의 항들은 수신기 필터, FIR 필터 또는 가중 필터, 및 상관기와 연관되어 있을 수 있 다. 이들 항은 검사에 의해 획득될 수 있다.

수신기 필터 --

FIR 필터 --

상관기 --

문제는 가중 필터에서의 가중치 주파수 응답을 어떻게 계산하느냐이다. 이 가중 필터는 수학식 26으로 주어질 수 있다.

주어진 시스템의 경우, 곱

은 순 채널 계수(net channel coefficient)의 푸리에 변환

이다.

는 일반적으로 수신기에서 정확하게 또는 근사적으로 알려져 있다. 따라서,

는 수학식 27과 같이 계산될 수 있고,

주파수 응답

을 계산하는 데 신호 에너지

및 노이즈 분산

만이 필요하다. 신호 에너지

및 노이즈 분산

의 추정치를 획득하기 위해, 예 를 들어, 2005년 9월 17일자로 출원된, 발명의 명칭이 "CDMA 수신기의 방법 및 장치(Method and Apparatus for CDMA Receivers)"인 Douglas A. Cairns 및 Leonid Krasny의 미국 특허 출원 제10/943,274호에 기술된 절차가 사용된다.

도 18은 본 발명의 어떤 실시예들에 따른 가중치 주파수 응답을 사용하여 상관기 지연 또는 필터 탭을 선택하는 예시적인 실시예를 나타낸 것이다. 채널 계수, 수신기 필터 응답, 신호 에너지, 및 노이즈 분산이 결정된다(블록 1810). 가중치 주파수 응답(예를 들어, 수학식 26)이 이 인자들로부터 결정된다(블록 1820). 이 가중치 주파수 응답은 시간 영역으로 변환되어 시간-영역 가중치 주파수 응답을 생성한다(블록 1830). 가중치에 기초하여 상관기 지연 또는 FIR 필터 탭이 선택된다(블록 1840). 선택된 지연 또는 탭을 사용하여 합성 신호가 처리된다(블록 1850).

도 5 내지 도 16 및 도 18의 블록 및 흐름도는 본 발명의 여러가지 실시예들에 따른 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품의 가능한 구현의 아키텍처, 기능 및 동작을 나타낸 것이다. 또한, 유의할 점은, 어떤 대안적인 구현에서, 도면들에 나타낸 동작이 도면에 나타낸 것과 다른 순서로 행해질 수 있다는 것이다. 예를 들어, 연속하여 도시된 2개의 동작이 실제로는 거의 동시에 실행될 수 있거나, 동작들이, 연관된 기능에 따라, 때때로 역순으로 실행될 수 있다.

상기한 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품에 대한 추가적인 변형도 역시 본 발명의 범위 내에 속한다. 예를 들어, "분량 상관", 예를 들어 노이즈 공분산 또는 데이터 상관을 사용하는 기술이 파라미터형 또는 비파라미터형 방식을 사용하 여 이러한 상관을 획득할 수 있다. 비파라미터형 방식은, 예를 들어, 일련의 프로빙 핑거 또는 기존의 핑거를 사용하여 분량 상관을 측정하는 것을 포함할 수 있다. 파라미터형 방식은, 예를 들어, 채널 추정치 및/또는 다른 양을 사용하여 노이즈 상관을 계산하는 것을 포함할 수 있다.

Bottomley 등의 미국 특허 제6,363,104에 기술되어 있는 본 발명에서 사용될 수 있는 종래의 비파라미터형 노이즈 공분산 추정기가 도 19에 도시되어 있다. 채널 추정치가 (변조 제거된) 역확산 값으로부터 채널 추정치를 감산하여 에러 값을 형성하는 신호 제거 유닛(1910)에 제공된다. 에러 프로세서(1920)는 에러 값을 수신하고, 에러가 다른 에러의 공액과 곱해져 노이즈 상관 값을 생성하는 노이즈 상관 계산기(1922)를 포함한다. 이들 노이즈 상관값은 이어서 시간에 따른, 예를 들어 다수의 슬롯에 걸친 값들을 평균하는 평활기(smoother, 1924)에 제공된다.

2004년 3월 12일자로 출원된, 발명의 명칭이 "일반화된 레이크 수신기에서의 파라미터 추정 방법 및 장치(Method and Apparatus for Parameter Estimation in a Generalized Rake Receiver)"인 미국 특허출원 제10/800,167호에 기술되어 있는 파라미터형 노이즈 공분산 추정기가 도 20에 도시되어 있다. 신호 제거 유닛(2010)은 서브프로세서(2020)의 노이즈 상관 계산기(2022)에서 노이즈 상관 측정을 수행하는 데 사용되는 에러 신호를 생성한다. 이들 측정은 구조 요소 계산기(2024)에 의해 제공되는 구조 요소 및 G-RAKE 파라미터 추정기(2026)에 의해 결정되는 스케일링 파라미터를 포함하는 노이즈 공분산의 모델로 근사화된다. 스케일링 파라미터 및 구조 요소가 노이즈 공분산 계산기(2028)에 의해 결합되어 노이즈 공분산 추 정치를 생성한다.

비파라미터형 방식의 경우, 데이터 또는 노이즈 상관을 측정하기 위해 후보 지연들에 핑거가 배치될 수 있다. 칩 등화기의 경우, 후보 지연에 기초하여 샘플들이 다른 샘플들과 상관될 수 있다. 파라미터형 방식의 경우, "가상" 프로빙 핑거의 개념이 도입될 수 있다, 즉 파라미터형 방식은, 실제의 대응하는 물리적 지연 또는 탭으로부터의 정보가 이용가능하지 않은 경우에도, 후보 지연 또는 탭의 평가를 가능하게 해줄 수 있다.

또한, 본 발명이 다수의 수신 안테나가 사용되는 실시예도 포함한다는 것을 잘 알 것이다. 예를 들어, 안테나별로 핑거 또는 탭 선택이 행해질 수 있거나, 다수의 안테나로부터의 지연을 선택하기 위해 결합된 분량 상관이 사용될 수 있다. 본 발명은 또한 전송 다이버시티가 제공되는 실시예를 포함한다. 예를 들어, 피드백을 갖는 전송 다이버시티의 경우, 합성 채널 추정치를 계산하기 위해 다수의 전송 안테나로부터의 파일럿이 사용될 수 있다. 소프트 핸드오버의 경우, 가중치 해가 따로 따로 계산되어, 병합된 일련의 후보 지연으로부터 선택하는 데 사용될 수 있다. 다른 대안으로서, 결합 SNR 메트릭(joint SNR metric)이 사용될 수 있다. Alamouti 코드를 사용하는 전송 다이버시티의 경우, 전송 신호 둘다에 대해 동일한 핑거 선택이 사용될 수 있다. 다중 입력, 다중 출력(multiple input, multiple output, MIMO) 응용의 경우, 지연 선택이 각각의 신호에 대해 따로 따로 수행될 수 있거나 최소 SNR을 최대로 하는 방식이 사용될 수 있다.

도면 및 명세서에서, 본 발명의 일반적인 예시적인 실시예들에 기술되어 있 으며, 특정의 용어가 이용되고 있지만, 이들 용어는 제한을 위한 것이 아니라 일반적이고 설명적인 의미로만 사용되고, 본 발명의 범위는 이하의 청구 범위에 기술되어 있다.

Claims

하나 이상의 소스로부터의 신호를 포함하는 합성 신호로부터 신호를 복원하는 방법으로서,

상기 합성 신호에 대한 채널 및 상관 특성을 결정하는 단계,

상기 결정된 채널 및 상관 특성에 기초하여 복수의 후보 지연의 개별적인 지연에 대해 상기 합성 신호로부터의 정보에 대한 개별적인 결합 가중치를 결정하는 단계,

최대의 대응하는 결합 가중치를 갖는 상기 복수의 후보 지연으로부터 일군의 지연(a group of delays)을 선택하는 단계, 및

상기 선택된 지연에 대한 상기 합성 신호로부터의 정보를 확산 코드에 따라 처리하여, 심볼 추정치를 발생하는 단계

를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 채널 및 상관 특성을 결정하는 단계는 시간-영역 채널 응답 및 분량 상관(quantity correlation)을 식별하는 단계를 포함하며,

상기 개별적인 결합 가중치를 결정하는 단계는 상기 시간-영역 채널 응답 및 분량 상관으로부터 상기 개별적인 결합 가중치를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
제2항에 있어서,

상기 분량 상관은 노이즈 공분산(covariance)을 포함하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 채널 및 상관 특성을 결정하는 단계는 노이즈 정보를 포함하는 가중치 주파수 응답을 결정하는 단계를 포함하며,

상기 개별적인 결합 가중치를 결정하는 단계는 상기 가중치 주파수 응답으로부터 상기 개별적인 결합 가중치를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
제4항에 있어서,

상기 가중치 주파수 응답을 결정하는 단계는,

채널 주파수 응답을 결정하는 단계,

상기 복수의 소스에 대한 백색 노이즈 분산(white noise variance) 및 종합적 신호 에너지(aggregate signal energy)를 결정하는 단계, 및

상기 채널 주파수 응답, 상기 백색 노이즈 분산, 및 상기 종합적 신호 에너지로부터 상기 가중치 주파수 응답을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
제4항에 있어서,

상기 가중치 주파수 응답으로부터 상기 개별적인 결합 가중치를 결정하는 단계는, 상기 가중치 주파수 응답을, 복수의 신호 탭 및 대응하는 계수를 포함하는 시간-영역 가중치 모델로 변환하는 단계를 포함하고,

상기 최대의 대응하는 결합 가중치를 갖는 상기 복수의 후보 지연으로부터 일군의 지연을 선택하는 단계는 상기 계수에 기초하여 상기 복수의 신호 탭으로부터 일군의 신호 탭을 선택하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 선택된 지연에 대한 상기 합성 신호로부터의 정보를 확산 코드에 따라 처리하여 심볼 추정치를 발생하는 단계는,

상기 선택된 지연의 개별적인 지연에 대해 상기 합성 신호의 상기 확산 코드와의 개별적인 상관을 발생하는 단계, 및

상기 발생된 상관들을 결합하여 상기 심볼 추정치를 발생하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 선택된 지연에 대한 상기 합성 신호로부터의 정보를 확산 코드에 따라 처리하여 심볼 추정치를 발생하는 단계는,

상기 선택된 지연의 개별적인 지연에 대응하는 필터 탭을 갖는 필터를 사용하여 상기 합성 신호를 필터링하는 단계, 및

상기 필터링된 확산 스펙트럼 통신 신호를 상기 확산 코드와 상관시켜 상기 심볼 추정치를 발생하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 합성 신호에 대한 채널 및 상관 특성을 결정하는 단계는 파라미터형으로(parametrically) 또는 비파라미터형으로(non-parametrically) 상기 상관 특성을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 합성 신호에 대한 채널 및 상관 특성을 결정하는 단계는 상기 복수의 후보 지연에서의 상기 합성 신호의 상관으로부터 상기 상관 특성을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
하나 이상의 소스로부터의 신호를 포함하는 합성 신호로부터 신호를 복원하는 방법으로서,

상기 합성 신호에 대한 채널 및 상관 특성을 결정하는 단계,

상기 결정된 채널 및 상관 특성에 기초하여 복수의 후보 지연의 개별적인 지연에 대해 상기 합성 신호로부터의 정보에 대한 개별적인 결합 가중치를 결정하는 단계,

일군의 지연에 포함시키기 위해 상기 복수의 후보 지연으로부터 제1 지연을 선택하는 단계,

상기 제1 지연과 연관된 가중치로부터 제2 지연에 대한 신호 및 노이즈 내용 추정치를 발생하는 단계,

상기 발생된 신호 및 노이즈 내용 추정치에 기초하여 상기 일군의 지연에 포함시키기 위한 상기 제2 지연을 선택하는 단계, 및

상기 선택된 지연에 대한 상기 합성 신호로부터의 정보를 확산 코드에 따라 처리하여 심볼 추정치를 발생하는 단계를 포함하는 방법.
제11항에 있어서,

상기 제1 지연과 연관된 가중치로부터 제2 지연에 대한 신호와 노이즈 내용 추정치를 발생하는 단계는,

상기 제1 지연에 대한 합성 신호 정보 및 상기 제2 지연에 대한 합성 신호 정보 사이의 상관을 결정하는 단계, 및

상기 제1 지연과 연관된 상기 상관 및 상기 가중치로부터 상기 제2 지연에 대한 상기 신호 및 노이즈 내용 추정치를 발생하는 단계를 포함하는 방법.
제11항에 있어서,

상기 제1 지연과 연관된 가중치로부터 제2 지연에 대한 신호 및 노이즈 내용 추정치를 발생하는 단계는 상기 제1 지연과 연관된 상기 가중치로부터 상기 복수의 제2 지연의 개별적인 지연에 대한 개별적인 신호 및 노이즈 내용 추정치를 발생하는 단계를 포함하고,

상기 발생된 신호 및 노이즈 내용 추정치에 기초하여 상기 일군의 지연에 포함시키기 위한 상기 제2 지연을 선택하는 단계는 상기 신호 및 노이즈 내용 추정치에 기초하여 상기 복수의 제2 지연 중에서 선택하는 단계를 포함하는 방법.
제13항에 있어서,

상기 신호 및 노이즈 내용 추정치에 기초하여 상기 복수의 제2 지연 중에서 선택하는 단계는 상기 제2 지연들 중 첫번째 지연을 선택하는 단계를 포함하고,

상기 결정된 채널 및 상관 특성에 기초하여 복수의 후보 지연의 개별적인 지연에 대해 상기 합성 신호로부터의 정보에 대한 개별적인 결합 가중치를 결정하는 단계는, 상기 제2 지연들 중 상기 선택된 첫번째 지연을 포함하는 상기 선택된 일군의 지연의 개별적인 지연에 대한 새로운 개별적인 결합 가중치를 결정하는 단계를 포함하며,

상기 제1 지연과 연관된 상기 가중치로부터 상기 복수의 제2 지연의 개별적인 지연에 대한 개별적인 신호 및 노이즈 내용 추정치를 발생하는 단계는, 아직 선택되지 않은 상기 복수의 제2 지연의 개별적인 지연에 대한 새로운 신호 및 노이즈 내용 추정치를 발생하는 단계를 포함하고,

상기 신호 및 노이즈 내용 추정치에 기초하여 상기 복수의 제2 지연 중에서 선택하는 단계는, 상기 새로운 신호 및 노이즈 내용 추정치에 기초하여 상기 제2 지연들 중 두번째 지연을 선택하는 단계를 포함하는 방법.
제14항에 있어서,

상기 새로운 신호 및 노이즈 내용 추정치에 기초하여 상기 제2 지연들 중 두번째 지연을 선택하는 단계는, 신호 및 노이즈 내용 추정치들의 비교에 기초하여 상기 선택된 일군의 지연 중 이전에 선택된 지연을 상기 제2 지연들 중 상기 두번째 지연으로 대체(substituting)하는 단계를 포함하는 방법.
제13항에 있어서,

상기 신호 및 노이즈 내용 추정치에 기초하여 상기 복수의 제2 지연 중에서 선택하는 단계는,

제2 지연들의 세트에 대한 종합적 신호 및 노이즈 내용 추정치를 발생하는 단계, 및

상기 종합적 신호 및 노이즈 내용 추정치에 기초하여 상기 일군의 선택된 지연에 포함시키기 위한 상기 제2 지연들의 세트를 선택할지 여부를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
제11항에 있어서,

상기 선택된 지연에 대한 상기 합성 신호로부터의 정보를 확산 코드에 따라 처리하여, 심볼 추정치를 발생하는 단계는,

상기 선택된 지연의 개별적인 지연에 대한 상기 합성 신호의 상기 확산 코드와의 개별적인 상관을 발생하는 단계, 및

상기 발생된 상관들을 결합하여 상기 심볼 추정치를 발생하는 단계를 포함하는 방법.
제11항에 있어서,

선택된 지연에 대한 상기 합성 신호로부터의 정보를 확산 코드에 따라 처리하여 심볼 추정치를 발생하는 단계는,

상기 선택된 지연의 개별적인 지연에 대응하는 필터 탭을 갖는 필터를 사용하여 상기 합성 신호를 필터링하는 단계, 및

상기 필터링된 확산 스펙트럼 통신 신호를 상기 확산 코드와 상관시켜 상기 심볼 추정치를 발생하는 단계를 포함하는 방법.
확산 스펙트럼 통신 수신기로서,

하나 이상의 소스로부터의 신호를 포함하는 무선 신호를 수신하고 하나 이상의 소스로부터의 신호를 포함하는 합성 기저대역 신호를 생성하도록 구성되어 있는 무선 프로세서, 및

상기 합성 신호에 대한 채널 및 상관 특성을 결정하고, 상기 결정된 채널 및 상관 특성에 기초하여 복수의 후보 지연의 개별적인 지연에 대해 상기 합성 신호로부터의 정보에 대한 개별적인 결합 가중치를 결정하며, 최대의 대응하는 결합 가중치를 갖는 상기 복수의 후보 지연으로부터 일군의 지연을 선택하고, 상기 선택된 지연에 대한 상기 합성 신호로부터의 정보를 확산 코드에 따라 처리하여 심볼 추정치를 발생하도록 구성되어 있는 기저대역 프로세서

를 포함하는 확산 스펙트럼 통신 수신기.
제19항에 있어서,

상기 기저대역 프로세서는 시간-영역 채널 응답 및 분량 상관을 식별하고 상기 시간-영역 채널 응답 및 분량 상관으로부터 상기 개별적인 결합 가중치를 결정하도록 동작하는 확산 스펙트럼 통신 수신기.
제19항에 있어서,

상기 기저대역 프로세서는 노이즈 정보를 포함하는 가중치 주파수 응답을 결정하고 상기 가중치 주파수 응답으로부터 상기 개별적인 결합 가중치를 결정하도록 동작하는 확산 스펙트럼 통신 수신기.
제19항에 있어서,

상기 기저대역 프로세서는 상기 선택된 지연의 개별적인 지연에 대해 상기 합성 신호의 상기 확산 코드와의 개별적인 상관을 발생하고 상기 발생된 상관들을 결합시켜 상기 심볼 추정치를 발생하도록 동작하는 확산 스펙트럼 통신 수신기.
제19항에 있어서,

상기 기저대역 프로세서는 상기 선택된 지연의 개별적인 지연에 대응하는 필터 탭을 갖는 필터를 사용하여 상기 합성 신호를 필터링하고 상기 필터링된 확산 스펙트럼 통신 신호를 상기 확산 코드와 상관시켜 상기 심볼 추정치를 발생하도록 동작하는 확산 스펙트럼 통신 수신기.
확산 스펙트럼 통신 수신기로서,

하나 이상의 소스로부터의 신호를 포함하는 무선 신호를 수신하고 하나 이상의 소스로부터의 신호를 포함하는 합성 기저대역 신호를 생성하도록 구성되어 있는 무선 프로세서, 및

상기 합성 신호에 대한 채널 및 상관 특성을 결정하고, 상기 결정된 채널 및 상관 특성에 기초하여 복수의 후보 지연의 개별적인 지연에 대해 상기 합성 신호로부터의 정보에 대한 개별적인 결합 가중치를 결정하며, 일군의 지연에 포함시키기 위해 상기 복수의 후보 지연으로부터 제1 지연을 선택하고, 상기 제1 지연과 연관된 가중치로부터 제2 지연에 대한 신호 및 노이즈 내용 추정치를 발생하며, 상기 발생된 신호 및 노이즈 내용 추정치에 기초하여 상기 일군의 지연에 포함시키기 위해 상기 제2 지연을 선택하고, 상기 선택된 지연에 대한 상기 합성 신호로부터의 정보를 확산 코드에 따라 처리하여 심볼 추정치를 발생하도록 구성되어 있는 기저대역 프로세서

를 포함하는 확산 스펙트럼 통신 수신기.
제24항에 있어서,

상기 기저대역 프로세서는, 상기 제2 지연들의 세트에 대한 종합적 신호 및 노이즈 내용 추정치를 발생하고, 상기 종합적 신호 및 노이즈 내용 추정치에 기초하여 상기 일군의 선택된 지연에 포함시키기 위해 상기 제2 지연들의 세트를 선택할지 여부를 결정하도록 동작하는 확산 스펙트럼 통신 수신기.
제24항에 있어서,

상기 기저대역 프로세서는, 상기 선택된 지연의 개별적인 지연에 대해 상기 합성 신호의 상기 확산 코드와의 개별적인 상관을 발생하고, 상기 발생된 상관들을 결합시켜 상기 심볼 추정치를 발생하도록 동작하는 확산 스펙트럼 통신 수신기.
제24항에 있어서,

상기 기저대역 프로세서는, 상기 선택된 지연의 개별적인 지연에 대응하는 필터 탭을 갖는 필터를 사용하여 상기 합성 신호를 필터링하고, 상기 필터링된 확산 스펙트럼 통신 신호를 상기 확산 코드와 상관시켜 상기 심볼 추정치를 발생하도록 동작하는 확산 스펙트럼 통신 수신기.
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