KR101236044B1 - 수신기에서의 간섭 억제를 제어하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

무선 통신 수신기는 수신기가 현재 유색 잡음/간섭 환경에서 동작하고 있는지 또는 아닌지 평가에 응답하여 선택적인 기조로 관심 대상인 수신 신호에 대한 간섭을 억제하도록 구성된다. 예를 들면, 예시적인 코드 분할 다중 접속(CDMA) 이동국은 이 관계에서 얼마나 많은 다운링크 전력이 다중경로 전파를 통해 동일 셀 간섭으로 변환되는지의 척도로서 작용하는 직교 인수를 판정 및 평가한 것에 응답하여 간섭 억제를 활성화 또는 비활성화시킨다. 직교 인수는 잡음 플러스 간섭 유색화의 표시자로서 작용한다. 하나 이상의 예시적인 실시예에서, 예시적인 수신기 회로는 직교 인수를 판정하고 이를 평가하고, 그 평가에 기초하여 수신 신호 백색화를 선택적으로 인에이블 또는 디스에이블하도록 구성된다. 예시적인 수신기 회로 및 연관된 백색화 방법은 여러 수신기 구조 및 신호 유형에 사용될 수 있다.

무선 통신, 수신기, 잡음, 간섭, 백색화, 선택적, 직교 인수

Description

수신기에서의 간섭 억제를 제어하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING INTERFERENCE SUPPRESSING RECEIVERS}

본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 무선 통신 수신기에서 간섭 억제를 제어하는 것에 관한 것이다.

간섭 억제는 신호 검출 신뢰도를 개선하기 위해 무선 통신 수신기에서 사용되는 더 중요한 메커니즘 중 하나를 말한다. 예를 들면, 코드 분할 다중 접속(CDMA) 무선 통신 수신기는 종종 일정 형태의 간섭 억제를 가지고 구성된다. 실상, 더 높은 데이터 레이트 무선 통신 시스템에서 사용되고 있는 더 복잡한 변조 형태 중 일부는 최소한 어떤 좋지 않은 채널 상태 아래에서는, 수신기에서 간섭 억제 없이는 수용가능한 에러 레이트로 복조될 수가 없다.

간섭 억제를 하면, 수신기는 하나 이상의 통계적 성질을 추정하는 것과 같이 수신 신호 잡음 및 간섭을 특성화하려고 시도한다. 수신기는 간섭 및 잡음의 최소한 일부를 억제하기 위해서, 변화하는 수신 상태를 반영하기 위해 동적으로 갱신되는 이러한 특성을 사용한다. 예로서, 수신기는 수신 신호를 백색화하는 매칭 필터가 계속해서 동적으로 갱신되게 하여 유색 잡음 및 간섭을 억제하도록 구성될 수 있어서, 복조 성능을 개선한다.

그러나, 이러한 처리는 최소한 일부 상태에서는 별로 이익이 없다. 예를 들면, 수신 신호의 간섭 플러스 잡음 스펙트럼이 플랫, 즉 백색이면, 간섭 억제 처리는 수신기 성능을 개선하지 못할 수 있다. 또한, 불필요한 상태에서의 간섭 억제의 사용은 작동 전력 및 계산 오버헤드 면에서 불필요한 소모를 가져온다.

본 발명은 무선 통신 수신기에서 간섭 억제를 제어하는 방법 및 장치를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 선택적인 간섭 억제는 이러한 백색화가 현재 수신된 신호 상태에 대해 적절한지 아닌지 평가에 응답하여 수신 신호를 선택적으로 백색화하는 단계를 포함한다. 예시적인 판정은 수신 신호의 잡음 플러스 간섭 스펙트럼이 유색화되었는지 아닌지의 평가를 포함한다. 수신 신호 상태의 변화에 응답하여 백색화 처리를 선택적으로 사용함으로써, 예시적인 수신기는 그 수신 성능을 개선, 전력을 절약 및/또는 그 계산 오버헤드를 감소시킨다. 또한, 이러한 간섭 억제의 선택적인 사용은 수신기가 라디오 전송기 사이의 소프트 핸드오버 중에 있을 때 간섭 억제를 디스에이블하는 것과 같이 동작 상태(operational conditions)에 의존적이 되도록 할 수 있다.

그러므로, 본 발명은 수신된 신호에 대한 직교 인수(orthogonality factor) 계산에 기초하여 무선 통신 수신기에서 수신 신호를 처리하고 직교 인수에 기초하여 수신 신호를 선택적으로 백색화하는 방법을 포함한다. 일실시예에서, 직교 인수에 기초하여 수신 신호를 선택적으로 백색화하는 단계는 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 위(above)일 때 수신 신호를 백색화하는 단계와, 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 아래(below)일 때 수신 신호를 백색화하지 않는 단계를 포함한다.

무선 통신 수신기 회로는, 본 발명에 따르면, 수신 신호에 대한 직교 인수를 계산하도록 구성된 직교 인수 계산 회로와, 직교 인수에 기초하여 수신 신호를 선택적으로 백색화하도록 구성된 하나 이상의 수신 신호 처리 회로를 포함한다. 일실시예에서, 하나 이상의 수신 신호 처리 회로는 RAKE 수신기를 포함한다. 일반화된 RAKE 수신기로서 구성된 RAKE 수신기는 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 위일 때 수신 신호의 RAKE 결합을 위한 백색화 RAKE 결합 가중치들을 생성하고, 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 아래일 때 수신 신호의 RAKE 결합을 위한 비백색화 RAKE 결합 가중치들을 생성한다.

다른 실시예에서, 하나 이상의 수신 신호 처리 회로는 수신 신호 등화기를 포함한다. 등화기는 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 위일 때 수신 신호를 등화하기 위한 백색화 등화기 필터 계수들을 생성하도록 구성되고, 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 아래일 때 수신 신호를 등화하기 위한 비백색화 등화기 필터 계수들을 생성하도록 구성된다.

다른 실시예에서, 하나 이상의 수신 신호 처리 회로는 RAKE 수신기 회로 및 오버백색화(over-whitening) 필터를 포함한다. 오버 백색화 필터 기능은 RAKE 수신기 회로 앞에 두고, 필터는 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 위일 때 수신 신호를 오버백색화하도록 구성되고, 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 아래일 때 수신 신호를 오버백색화하지 않도록 구성된다.

직교 인수는 수신 신호에 대해 계산된 매체 채널 계수들에 기초하여 계산될 수 있다. 더 구체적으로, 직교 인수는 매체 채널 계수들의 평균 전력에 기초한 시간 평균된 값으로서, 지속적으로(on an ongoing basis), 동적으로 계산될 수 있다.

물론, 본 발명은 전술된 특징들 및 장점들에 한정되지 않는다. 당업자는 이하 상세한 설명과, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일한 참조번호가 부여된 첨부된 도면을 보고 본 발명의 추가적인 특징들 및 장점들을 인지할 것이다.

도 1은 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따른 예시적인 수신기.

도 2는 선택적으로 인에이블되는 간섭 억제를 위한 예시적인 처리 로직의 도면.

도 3은 일반화된 RAKE 수신기 회로에 기초한 선택적인 수신 신호 백색화의 도면.

도 4는 수신 신호(칩 이격) 등화기에 기초한 선택적인 수신 신호 백색화의 도면.

도 5는 RAKE 수신기 및 선택적으로 인에이블된 오버백색화 필터에 기초한 선택적인 수신 신호 백색화의 도면.

도 6은 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따른 선택적인 수신 신호 백색화를 포함하는, 예를 들면 이동국인 무선 통신 디바이스의 도면.

도 7은 매체 채널 계수를 판정하고 직교 인수를 그로부터 계산하는 예시적인 처리 로직의 도면.

도 8은 예시적인 RAKE 핑거의 상세도.

도 9는 본 발명의 하나 이상의 다른 실시예에 따른 선택적인 수신 신호 백색화를 포함하는, 예를 들면 이동국인 무선 통신 디바이스의 도면.

무선 통신 시스템에서 선형 간섭 억제는 고전적인 "유색화 잡음에서의 매칭 필터" 문제로서 보여질 수 있다. 이 문제에 대한 최적의 (SINR) 해(solution)는 다음처럼 주어진다.

여기서 P(ω)는 전송 펄스 성형 필터의 주파수 응답을 나타내고, G(ω)는 매체 전파 채널의 주파수 응답을 나타내고, I_or는 기지국 총 전송전력을 나타내고, Φ(ω)는 셀간 간섭 플러스 잡음의 전력 스펙트럼 밀도(PSD)를 나타낸다. 통상적으로 아날로그 하드웨어에 별도로 구현된 해당 수신 펄스 성형 필터가 있어서, 최적의 해 부분이 존재하는 것으로 가정된다.

수학식 1의 개념적 측면은 유색화 잡음을 백색화하여 복합 채널에 매칭하는 것이다. 이 측면에서 수학식 1은 최소한 개념적으로 도시하기 위해 이하 도시된 것처럼 별도의 백색화 및 매칭 필터로 분할될 수 있다.

수학식 1은 심볼 레이트 또는 칩 레이트에서 직접 구현될 수 있다는 것에 유의한다.

이하 설명하는 것처럼, 본 발명의 선택적인 수신 신호 백색화 사용은 선택적 백색화 등화기 회로에서와 같이 칩 레이트에서 사용될 수 있다. 대안적으로, 본 발명은 선택적인 백색화 일반화 레이트(G-RAKE) 수신기 회로에서와 같이 심볼 레이트 처리를 위해 구현될 수 있다.

넓은 의미에서, 본 발명은 수신 신호 처리에 대하여 백색화가 요구되는지 판정하고, 그 판정에 응답하여 수신 신호 백색화를 선택적으로 인에이블 또는 디스에이블하는 방법 및 장치를 포함한다. 종종 "직교 인수(orthogonality factor)"로 지칭되는 척도는 무선 통신 기술에서 공지되어 있고, 이는 주어진 기지국 또는 기지국들로부터 얼마나 많은 다운링크 전력이 셀간 간섭으로 변환되는지의 척도로서 작용한다. 관심 대상인 수신 신호의 직교 인수의 계산을 위한 폐쇄 형식(closed-form)의 수식이 알려져 있고, 직교 인수를 계산하는 예시적인 방법은 다음과 같이 주어진다.

여기서

는 시간 평균된 직교 인수와 같고, a₁는 명목적으로 0.827로 설정된 상수값과 같고, a₂는 명목적으로 0.755로 설정된 상수값과 같고, δ는 다음과 같다.

여기서, g_i는 제i 매체 채널 계수들의 평균 전력을 나타내고 다음과 같이 표현된다.

여기서 c_i는 제i 전파 채널 계수와 같고, 이는 이 설명에서 h_i로도 지칭될 수 있다.

직교 인수를 위한 전술한 수학식은 최소한 독립적 레이리 페이딩 경로(Rayleigh fading paths)에 대해서 유효하고 본 발명의 하나 이상의 실시예는 이 를 무선 통신 수신기의 간섭 억제 동작을 제어하는데 사용한다.

본 발명의 하나 이상의 실시예에서, 수신 신호 백색화는 직교 인수의 계산 및 평가에 기초하여 사용되거나 사용되지 않는다. 그러나, 선택적인 백색화 판단 실시를 위해 다른 척도가 사용될 수 있고 선택적인 백색화 판정을 위해 다른 계산이 동일 또는 유사 직교 인수를 얻기 위해 수행될 수 있음을 알아야 한다. 그러므로, 본 발명은 현재 수신 상태에서 이러한 처리가 바람직한지에 대한 평가, 예를 들면, 이러한 처리가 현재 바람직한지 판정하기 위해 수신 신호 및/또는 그 잡음 및 간섭 성질을 계산 평가한 것에 응답하여 무선 통신 수신기의 하나 이상의 간섭 억제 처리를 인에이블 및 디스에이블하기 위해 널리 사용함을 알아야 한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 간섭 억제의 선택적인 사용은 소프트 핸드오프 상태, 즉 둘 이상의 망 전송기 사이의 소프트 핸드오버에 수신기가 있는지 판정한 것에 기초할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 간섭 억제는 소프트 핸드오버 동안 디스에이블된다.

간섭 억제는 소프트 핸드오버 동안 바람직하지 않을 수 있지만, 이는 일반적으로, 동일셀 간섭으로도 불리는, 셀내 간섭이 수신 신호 간섭에 있어서 상대적으로 큰 요소인 수신 상태 동안 바람직하다. 이러한 상태 유형은 직교 인수를 계산하고 이를 정의된 임계값과 비교하는 것에 기초하여 수신기에서 인식될 수 있다. 예를 들면, 수신기는 직교 인수가 임계값 이상일 때 바람직한 간섭 억제를 수행하고, 직교 인수가 임계값 아래일 때 바람직하지 않은 간섭 억제를 수행하도록 구성될 수 있다. 직교 인수는 원격 전송기와 관심 대상인 수신기 사이의 전파 채널이 전파성이 아니거나, 채널의 열적 잡음이 한정되어 있으면 낮을 것이다. 이 관계에서, "바람직하지 않은"이라는 말은 단순히 간섭 억제(수신 신호 백색화)가 불필요하게 수행되거나 이익이 적은 일반적인 신호 상태를 의미할 수 있다.

전술한 내용을 염두에 두고, 도 1은, 예를 들면 이동국에 포함될 수 있는 예시적인 무선 통신 수신기(10)의 최소한 부분도이다. 수신기(10)는 직교 인수 계산 회로(12) 및 그에 응답하는 하나 이상의 수신된 신호 처리 회로(14)를 포함하는 수신기 회로를 포함한다. 수신기(10)는 필요하면 추가적인 처리 회로(16)(예, 디코더 또는 다른 기저대역 처리 회로)를 더 포함할 수 있다.

직교 인수 계산 회로(12)는 수신 신호에 대한 직교 인수를 계산하도록 구성되고, 하나 이상의 수신 신호 처리 회로(14)는 직교 인수에 기초하여 수신 신호를 선택적으로 백색화하도록 구성된다. 그렇게 구성되어, 수신기(10)는 수신 신호 처리가 수신 신호에 대한 직교 인수 계산 단계와 직교 인수에 기초하여 수신 신호를 선택적으로 백색화하는 단계를 포함하는 방법을 지원한다. 직교 인수에 기초하여 수신 신호를 선택적으로 백색화하는 단계는 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 위이면 수신 신호를 백색화하는 단계와, 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 아래이면 수신 신호를 백색화하지 않는 단계를 포함한다.

수신 신호 처리 회로(들)(14)의 전력 소모는 수신 신호 백색화를 수행하는지 하지 않는 지의 함수로서 변할 수 있다는 것에 유의한다. 예를 들면, 수신 신호 처리 회로(14)는 디지털 로직 회로에 대해 공통인 클럭화된 회로로서 구현되고, 클럭 속도는 백색화가 활성화되지 않을 때마다 전력을 절약하기 위해 감소될 수 있 다. 클럭 속도를 줄이는 능력은 백색화를 실시하지 않을 때 수신 신호 처리에 있어서 일반적으로 낮춰진 계산 부하(computational overhead)를 반영한다.

백색화 수행과 연관된 회로(예, 필터, 선택된 계산 유닛 등)가 최소한 기능적으로 분리되어 있으면, 전력 절약은 이러한 회로가 필요없을 때 전력을 폐쇄하여 달성될 수 있다. 예를 들면, 백색화를 위해 활성화된 회로 소자는 백색화가 비활성일 때 비활성화되거나 아니면 전력이 꺼진다. 대안적으로, 백색화가 활성화되지 않을 때 쓰지 않는 계산 용량은 수신 신호 처리에서 다른 곳에 사용될 수 있어서, 수신 신호 처리의 일부 다른 형태를 강화하거나 다른 진행 계산 및 처리 태스크를 도울 수 있다.

이러한 선택적 강화에 상관없이, 도 2는 관심 대상인 수신 신호와 연관된 직교 인수를 동적으로 평가한 것에 기초하여 간섭 억제를 인에이블 또는 디스에이블할지 판정하기 위한 예시적인 처리 로직을 도시한다. 처리는 실제 전파 채널을 모델링하는 매체 채널 계수의 계산에서 시작한다(단계 100). 이렇게 계산된 매체 채널 계수를 가지고, 직교 인수 계산 회로(12)는 직교 인수를 계산한다(단계 102). 전술한 것처럼, 직교 인수 계산 회로(12)는 수신 신호의 모든 슬롯 또는 프레임과 같이, 반복적으로 갱신되는 시간 평균된 직교 인수를 유지할 수 있다.

임의의 경우에, 직교 인수 계산 회로(12)는 수신 신호 처리가 간섭 억제 동작, 예를 들면 백색화를 포함해야 하는지 판정하기 위해 직교 인수의 현재 값을 평가한다(단계 104). 포함해야 한다면, 간섭 억제는 인에이블되고, 수신 신호 백색화 처리가 수행된다(단계 106). 포함하지 않아도 된다면, 수신 신호 비백색화 처 리가 수행된다(단계 108).

예를 들면, 전술한 선택적 백색화 방법은 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 위일 때 수신 신호를 RAKE 결합하기 위한 백색화 RAKE 결합 가중치들을 생성하는 단계와, 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 아래일 때 수신 신호를 RAKE 결합하기 위한 비백색화 RAKE 결합 가중치들을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 이 실시예를 보완하여, 도 3은 RAKE 역확산기 및 RAKE 결합 회로(22), 결합 가중치 생성기(24)를 포함하는 일반화된 RAKE(G-RAKE) 수신기(20)로서 구현된 처리 회로(14)를 도시한다.

동작에서, 결합 가중치 생성기(24)는 직교 인수 계산 회로(12)에 의해 계산된 직교 인수에 따라 비백색화 결합 가중치 또는 백색화 결합 가중치로서 수신 신호를 RAKE 결합하기 위한 결합 가중치를 생성한다. 예를 들면, 결합 가중치 생성기(24)에 제공된 직교 인수(OF)의 표시자 신호의 상태는 결합 가중치 생성이 수신 신호를 백색화하는데 기초한 것인지 여부를 제어하기 위해 사용될 수 있다.

더 구체적으로, 결합 가중치 생성기(24)는 그것이 다양한 RAKE 핑거 출력을 RAKE 결합하기 위해 사용될 때 간섭 억제된(백색화된) RAKE 결합 신호를 생성하는 백색화 결합 가중치를 생성하도록 그 결합 가중치 생성을 변경한다. 이러한 백색화 결합 가중치 생성을 포함하는 RAKE 수신기는 여기서 G-RAKE 수신기로서 지칭된다.

G-RAKE 동작에서, 하나 이상의 "핑거"를 수신 신호의 다중 경로 성분에 놓는 것 외에, 추가적인 핑거가 수신 간섭을 측정하기 위해 사용되어, 결합 가중치는 표 준 RAKE 수신에서처럼 단지 채널 계수의 복소 공액을 나타내는 것이 아니라 통계적 간섭 및 잡음 성질을 포함한다. 다른 예시적인 G-RAKE 상세설명을 위해, 본 명세서에 참조로서 포함된 미국 출원 제09/344,899호를 인용할 수 있다.

RAKE 수신기(20)는 직교 인수 계산 회로(12)의 제어 신호 출력에 의해 이 예시적인 실시예에서 표시된 것처럼 간섭 억제가 사용되어야 하는지 평가에 따라 표준 RAKE 수신기 또는 G-RAKE 수신기로서 동작한다. 그 회로의 예시적인 구성을 위해, 직교 인수가 높을 때, 즉 동일 셀 간섭이 높을 때 G-RAKE 동작이 지시되고, 열적 잡음이 우세하거나 채널이 전파성이 아닌 경우, 즉, 직교 인수가 낮을 때 표준 RAKE 동작이 지시된다. 여기서, "높은" 및 "낮은"은 계산된 직교 인수를 하나 이상의 정의된 직교 인수 임계값에 비교하여 판정된 상대적인 수준을 나타낼 수 있다.

다른 실시예에서, 선택적인 백색화는 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 위일 때 수신 신호를 등화하기 위한 백색화 등화기 필터 계수들을 생성하는 단계와 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 아래일 때 수신 신호를 등화하기 위한 비백색화 등화기 필터 계수들을 생성하는 단계를 포함한다. 이 실시예를 보완하여, 도 4는 필터 계수 생성기(34)에 의해 생성된 등화기 필터 계수에 기초하여 수신 신호 등화를 제공하는 등화기 회로(32)를 포함하는 (칩 이격(chip-spaced)) 등화기(30)로서 구현된 수신 신호 처리 회로(14)를 도시한다.

동작에서, 필터 계수 생성기(34)는 직교 인수 계산 회로(12)에 의해 계산된 직교 인수에 따라 비백색화 필터 계수로서 또는 백색화 필터 계수로서 수신 신호를 등화하기 위한 등화기 필터 계수들을 생성한다. 예를 들면, 필터 계수 생성기(34)에 제공된 직교 인수(OF)의 표시자 신호의 상태는 필터 계수 생성이 수신 신호를 백색화하는 것에 기초한 것인지 여부를 제어하기 위해 사용될 수 있다.

다른 실시예에서, 선택적인 백색화는 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 위일 때 수신 신호의 RAKE 결합에 앞서 수신 신호에 오버백색화 필터를 사용하는 단계와, 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 아래일 때 수신 신호에 오버백색화 필터를 사용하지 않는 단계를 포함한다. 이 실시예를 보완하여, 도 5는 오버백색화 필터(40) 및 RAKE 수신기 회로(42)로서 구현된 수신 신호 처리 회로(14)를 도시한다.

동작에서, 오버백색화 필터(40)는 직교 인수 계산 회로(12)에 의해 계산된 직교 인수에 따라 RAKE 수신기 회로(42)로의 입력으로서 수신 신호의 오버백색화 버전을 제공하거나 수신 신호를 RAKE 수신기 회로(42)(즉, 필터링 없이)에 전달한다. 예를 들면, 오버백색화 필터(40)는 직교 인수(OF) 표시자 신호의 상태 또는 하나 이상의 동작 상태(핸드오프 상태와 같은)에 응답하여 "꺼지고" "켜질" 수 있다. 즉, 오버백색화 필터(40)는 주어진 OF 신호값(또는 범위)에 대해 신호를 오버백색화하고 주어진 OF 신호값(또는 범위)에 대해 신호를 오버백색화하지 않도록 구성될 수 있다.

선택적 백색화에 대해, 본 발명에 따라 하나 이상의 형태로 구현될 수 있는 예시적인 주파수 영역 필터가 다음과 같이 주어진다.

여기서 G^*(ω)는 매체 채널 응답의 복소 공액이고, P^*(ω)는 전송 펄스 성형 필터의 복소 공액이고, α는 전송 기지국 전력에 비례(즉, 전송 기지국의 에너지에 비례)하고, Φ(ω)는 전송 기지국으로부터 발신되지 않는 모든 것의 전력 스펙트럼 밀도(즉, 이는 간섭 에너지의 측정치)이다. 또한, 항

은 동일 셀 간섭을 나타낸다.

구체적으로, 오버백색화 필터(40)는 인에이블되면 다음과 같이 수신 신호 백색화를 구현하도록 구성될 수 있고,

RAKE 수신기 회로(42)는 채널 응답의 복소 공액 G^*(ω)을 사용하여 오버백색화 필터 회로(40)에 의해 출력된 신호에 RAKE 결합을 수행하도록 구성될 수 있다. 당업자는 신호 백색화의 특정 구현예는 각 설계의 특정 회로 구성 및 개별 요구에 따라 변동될 수 있음을 알 것이다.

그러므로, 특정한 상세설명에 상관없이, 본 발명은 수신 신호의 특성의 평가 또는 더 넓게 현재 수신 상태의 평가에 따라 수신기 회로 간섭 억제를 한다. 본 발명에 따라 구성된 수신기 회로는 이러한 사용이 바람직하다고 고려되는 환경에서 간섭 억제를 사용하고 이러한 사용이 불필요하다고 고려되는 환경에서는 간섭 억제를 사용하지 않는다.

더 상세한 G-RAKE 예에 본 발명의 개념을 적용하여, 도 6은, 예를 들면 라디오 셀룰러 전화와 같은 이동국일 수 있는 예시적인 무선 통신 디바이스(50)를 도시한다. 디바이스(50)는 안테나 어셈블리(52), 스위치 및/또는 이중화기(54), 수신기(56), 전송기(58), 기저대역 신호 처리 및 시스템 제어 회로(60), 입출력 인터페이스 회로(62)를 포함하는 사용자 인터페이스(UI), 마이크로폰(64), 스피커(66), 표시기(68), 키패드(70)를 포함한다. 이러한 사용자 인터페이스 소자들은 디바이스(50)의 의도된 사용에 의존하고, 이들 모두가 구현되어 하는 것이 아니고, 명시되지 않은 다른 유형의 인터페이스 소자들이 본 발명의 기능에 상관없이 구현될 수 있음을 알아야 한다.

수신기(56)는 수신기 전단 회로(72), 지연 탐색기(74), 핑거 배치 회로(76), 파일럿 신호 상관기(78) 및 트래픽 신호 상관기(80)를 구비한 복수의 RAKE 핑거, 망 채널 추정 회로(82), 결합 가중치 생성기(24)와 동일하거나 유사하게 구성될 수 있는 결합 가중치 생성기(84), 합산 회로(86), 및 매체 채널 추정 회로(88)를 포함하는 직교 인수 계산 회로(12)의 실시예를 포함한다.

전단 회로(72)는 들어오는(incoming) 안테나 신호를 본 발명에 따라 처리하기 위한 디지털화 다운변환(예, 기저대역) 수신 신호로 변환하는데 필요한 것으로 서, 증폭기, 필터, 믹서, 국부 발진기, 아날로그 대 디지털 변환기 회로 중 하나 이상을 포함한다. 그리하여, 하나 이상의 예시적인 실시예에서, 전단(72)의 출력은 시간 가변 안테나 수신 신호에 해당하는 디지털 값의 스트림을 포함하는 수신 신호 r이다. 당업자는 수신 신호를 전송하는데 사용되는 변조 형태에 따라, 샘플링된 수신 신호 r이 동위상(I) 및 직교위상(Q) 디지털 스트림을 포함할 수 있음을 알 것이다. 여하튼, 수신 신호 r 처리의 견지에서 다양한 수신기 소자들의 예시적인 동작은 도 7을 참조하여 이하 설명된다.

도 7에 따르면, 예시적인 수신기 처리는 지연 탐색기(74)를 통한 수신 신호에 대한 경로 지연을 판정하는 것에서 시작한다(단계 110). 지연 탐색기(74)에 의해 판정된 지연의 준비 세트를 가지고, 지연 정보는 RAKE 핑거[즉, 상관기(78, 80)] 중 하나 이상을 배치하기 위해 핑거 배치 회로(76)에 의해 사용된다. 도 8은 백색화 및 비백색화 결합 가중치를 사용하는 트래픽 상관기(80)에 대한 예시적인 RAKE 핑거(상관기)의 예시적인 구성을 도시한다. 도시에서, 트래픽 상관기(80)는 지연 소자(90), 상관기(92), 가중 회로(94)를 포함한다.

이러한 배치는 G-RAKE 처리가 수행될 것이라는 가정에서 수행되거나, 직교 인수 평가에 따라 RAKE 또는 G-RAKE 처리에 따라 수행될 수 있다. 파일럿 상관기(78)의 신호 출력은 망 채널 추정치를 생성하기 위해서 망 채널 추정 회로(82)에 의해 사용된다.

망 채널 추정치의 계산은, 언급된 바와 같이, 전송/수신 펄스 성형 필터의 효과를 포함하고, 다음에 따라 L 지연에 대해 예시적인 방식으로 계산될 수 있다.

여기서 h는 경로 지연에 대응하는 망 채널 계수의 벡터이고, y _i는 제i 심볼 시간에 대한 역확산된 파일럿 심볼의 벡터이다. (L 지연은 수신 신호의 하나 이상의 다중경로 지연 및 G-RAKE 잡음/간섭 억제에서 사용되는 하나 이상의 경로 밖 지연에 대응한다는 것에 유의한다.)

L 매체 채널 계수는 다음을 통해 예시적인 방식으로 망 채널 계수로부터 얻어질 수 있다.

여기서, τ_i는 지연 탐색기에 의해 표시된 제i 채널 지연이고, E_CPICH는 광대역 CDMA(WCDMA) 무선 통신망에서 사용될 수 있는, 공통 파일럿 채널(CPICH)의 에너 지 측정치와 같고, g_j는 제j 매체 계수와 동일하고, R_p(τ)는

로 주어진 펄스 성형 상관 함수를 나타낸다. 수학식 9는 다음처럼 표현되는 매체 채널 계수로 상수 인수 E_CPICH를 흡수하면서 벡터 행렬 표현으로 다시 쓸 수 있다.

수학식 10은 직접 행렬 역변환 또는 이러한 가우스 세이달과 같은 반복 기술의 사용에 의해 풀 수 있다. 해는 경로 지연에서 매체 채널 계수를 산출하고, 이는 수학식 1 및 2에 따라 직교 인수를 계산하기 위해서 사용될 수 있고, 이는 시간 평균된 직교 인수의 계산을 위해 매체 채널 계수를 사용한다.

물론, 본 발명은 그리드 기반 접근법 또는 최소 제곱 추정 (LSE) 프로세스의 사용을 통하는 것과 같은, 매체 채널 계수를 푸는 다른 방법의 사용을 포함한다. 도 6에 도시된 직교 인수 계산 회로(12)의 매체 채널 추정 회로(88)는 임의의 이러한 방법에 따라 구성될 수 있어, 수신기(56)의 동작 동안 필요한 것으로서 매체 채널 계수를 푼다(단계 112).

이렇게 사용가능하게 된 매체 채널 계수를 가지고, 직교 인수 계산 회로(12)는 수신 신호에 대한 현재 직교 인수를 계산하는데, 예를 들면 이는 가장 최근의 매체 채널 계수들에 기초하여 시간 평균된 직교 인수

를 갱신한다(단계 114). 회로(12)는 간섭 억제가 현재 요구되는지 판정하기 위해서 그 직교 인수를 평가한 다. 이 평가를 수행하는데, 회로(12)의 예시적인 실시예는 이하 로직에 따라 정의된 직교 임계값 γ에

를 비교한다(단계 116).

간섭 억제 디스에이블, 예로서 표준 RAKE 결합 가중치들을 계산.

간섭 억제 인에이블, 예로서 G-RAKE 결합 가중치들을 계산.

임계값 γ은 실험적 또는 이론적으로 판정되어 디바이스(50) 내 메모리에 고정된 값으로서 저장되거나, 측정된 수신기 성능에 기초하여 동적으로 조정될 수 있다. 물론, 전술한 임계값 비교는 비한정적인 예로서 이해되어야 한다. 그러므로, 높은 임계값 및 낮은 임계값이 사용될 수 있고, 히스테리시스(hysteresis)가 구현될 수 있는 등이다.

여하튼, 예시적인 직교 인수 계산 회로(12)는 계산된 직교 인수의 평가에 응답하여 제어 신호 또는 다른 표시자를 어서트 또는 디어서트한다[각각 단계 118 또는 120]. 이러한 제어 신호 조작은 결합 가중치 생성기(84)를 위한 인에이블/디스에이블 제어 메커니즘으로서 사용될 수 있어서, 이는

이 정의된 임계값 이상일 때 백색화 결합 가중치의 추정치를 생성하고,

가 정의된 임계값 아래일 때 비백색화 결합 가중치를 생성한다.

전술한 것처럼, 인에이블되거나 디스에이블된 상태 표시는 신호 백색화 동작과 연관된 처리 회로들에 대해 회로 전력을 게이트로 제어하도록 하는데 사용될 수 있어, 백색화가 디스에이블될 때 전력이 절약된다. 마찬가지로, 인에이블/디스에 이블 표시자는 클럭화된 처리 회로의 동작 주파수를 낮추기 위해 사용될 수 있어서, 낮은 전력 동작 속도는 백색화 동작이 수행되지 않을 때 사용된다.

전술한 것에 따라, 디바이스(50)의 수신기(56)는 현재 일반적인 간섭 상태에 의존하여 G-RAKE 또는 RAKE 수신기로서 선택적으로 동작한다. 이 방식에서, 합산 회로(86)에 의해 출력된 RAKE 결합된 신호는 수신 신호 상태 평가에 따라 간섭 억제의 선택적인 사용을 나타낸다.

도 9는 도 6의 선택적인 RAKE/G-RAKE 결합 가중치 생성기 실시예보다 선택적인 간섭 억제를 위해 사용된다. 동작에서, 디바이스(50)의 수신된 신호 처리 체인에 명시된 오버백색화 필터(40) 및 RAKE 수신기(42)의 기능은 도 5의 관계에서 설명된 것과 동일하거나 유사하다. 그러므로, 수신기(56)는 수신된 신호 백색화가 불필요하다고 고려될 때 오버백색화 필터 회로(40)를 디스에이블하여 표준 RAKE 수신기로서 동작하고, 수신된 신호 백색화가 바람직하다고 고려될 때 오버백색화 필터 회로(40)를 인에이블하여 오버백색화 추가 RAKE 수신기로서 동작할 수 있다.

또한, 도 6의 관계에서 상세하게 설명된 것과 같이 (1) 경로 지연에 대한 위치 탐색, (2) 매체 채널 계수의 계산, (3) 직교 인수 계산, (4) 간섭 억제의 선택적인 인에이블 또는 디스에이블의 처리는 이 관계에서 사용될 수 있다. 중요한 것은, 도 9의 실시예에서 유일한 차이는 선택적인 간섭 억제가 결합 가중치 생성을 변동시켜 얻어지는 것이 아니라 RAKE 수신기(42) 앞에 배치된 오버백색화 필터(40)를 선택적으로 인에이블 또는 디스에이블하여 얻어진다는 점이다.

그러므로, 디바이스(50)가 선택적인 간섭 억제를 수행하도록 구성하는 것은 다수의 예시적인 실시예 중 임의의 것에 따라 수행될 수 있다. 또한, 본 발명은 특정 회로 구성 또는 처리 단계의 특정 세트에 한정되지 않음을 이해해야 한다. 예를 들면, 직교 인수 계산 회로(12)와 수신 신호 처리 회로(14) 중 하나 또는 둘은 하드웨어 또는 소프트웨어 또는 그 결합으로 구현될 수 있음을 알아야 한다. 비한정적 예를 통해, 이러한 회로는 하나 이상의 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA), 주문형 집적 회로(ASIC) 또는 컴플렉스 프로그램가능 로직 디바이스(CPLD)인 다른 유형으로 구현된 하드웨어 기반 처리 로직일 수 있다. 대안적으로, 이러한 회로는 디지털 신호 처리기(DSP), 마이크로처리기, 마이크로제어기, 또는 다른 유형의 디지털 처리 로직에서 실행할 컴퓨터 프로그램 명령으로서 구현된 기능일 수 있다.

이러한 상세설명에 상관없이, 본 발명은 광범위하게는 이러한 백색화가 현재 요구되는지 판정하는 함수로서 선택적으로 수신 신호 백색화를 수행하는 단계를 포함한다. 예시적인 사용은 이에 한정되지는 않지만 셀룰러 전화, PDA, 호출기 또는 임의의 다른 유형의 "보급형" 계산 디바이스일 수 있는 이동국을 포함한다. 이처럼 본 발명은 전술한 설명 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니라 이하 청구의 범위 및 그의 합당한 등가물에 의해서만 한정되는 것이다.

Claims (32)

1. 무선 CDMA 통신 수신기에서 수신 신호를 처리하는 방법으로서,

   상기 수신 신호에 대한 직교 인수(orthogonality factor)를 계산하는 단계 - 상기 직교 인수는 상기 수신 신호에 대한 동일-셀 간섭(same-cell interference)의 영향을 나타냄 - 와,

   상기 직교 인수에 기초하여 상기 수신 신호를 선택적으로 백색화하는(whitening) 단계

   를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 직교 인수에 기초하여 상기 수신 신호를 선택적으로 백색화하는 단계는

   상기 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 위(above)일 경우 - 동일-셀 간섭의 영향이 높을 때임을 나타냄 - 상기 수신 신호를 백색화하는 단계와,

   상기 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 아래(below)일 경우 - 동일-셀 간섭의 영향이 낮을 때임을 나타냄 - 상기 수신 신호를 백색화하지 않는 단계를 포함하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 직교 인수에 기초하여 상기 수신 신호를 선택적으로 백색화하는 단계는 상기 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 위일 경우 상기 수신 신호를 RAKE 결합하기 위한 백색화 RAKE 결합 가중치들(whitening RAKE combining weights)을 생성하는 단계와, 상기 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 아래일 경우 상기 수신 신호를 RAKE 결합하기 위한 백색화 비적용(non-whitening) 용의 RAKE 결합 가중치들을 생성하는 단계를 포함하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 직교 인수에 기초하여 상기 수신 신호를 선택적으로 백색화하는 단계는 상기 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 위일 경우 상기 수신 신호를 등화하기(equalizing) 위한 백색화 등화기 필터 계수들을 생성하는 단계와, 상기 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 아래일 경우 상기 수신 신호를 등화하기 위한 백색화 비적용 용의 등화기 필터 계수들(non-whitening equalizer filter coefficients)을 생성하는 단계를 포함하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 직교 인수에 기초하여 상기 수신 신호를 선택적으로 백색화하는 단계는 상기 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 위일 경우 상기 수신 신호를 RAKE 결합하기 전에 상기 수신 신호에 오버백색화 필터(over-whitening filter)를 적용하는 단계와, 상기 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 아래일 경우 상기 수신 신호에 오버백색화 필터를 적용하지 않는 단계를 포함하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 수신 신호에 대한 직교 인수를 계산하는 단계는 상기 수신 신호에 연관된 매체 채널 계수들(medium channel coefficients)의 평균 전력에 기초하여 시간 평균(time-averaged)된 직교 인수를 계산하는 단계를 포함하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 수신 신호에 대한 직교 인수를 계산하는 단계는 상기 수신 신호에 연관된 매체 채널 계수를 계산하는 단계와, 상기 매체 채널 계수로부터 상기 직교 인수를 계산하는 단계를 포함하는 방법.
8. 무선 CDMA 통신 수신기 회로로서,

   수신 신호에 대한 직교 인수를 계산하도록 구성된 직교 인수 계산 회로와 - 상기 직교 인수는 상기 수신 신호에 대한 동일-셀 간섭의 영향을 나타냄 - ,

   상기 직교 인수에 기초하여 상기 수신 신호를 선택적으로 백색화하도록 구성된 하나 이상의 수신 신호 처리 회로

   를 포함하는 무선 CDMA 통신 수신기 회로.
9. 제8항에 있어서, 상기 하나 이상의 수신 신호 처리 회로는 상기 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 위일 경우 - 동일-셀 간섭의 영향이 높을 때임을 나타냄 - 상기 수신 신호를 백색화하고, 상기 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 아래일 경우 - 동일-셀 간섭의 영향이 낮을 때임을 나타냄 - 상기 수신 신호를 백색화하지 않음으로써, 상기 직교 인수에 기초하여 상기 수신 신호를 선택적으로 백색화하도록 구성되는 무선 CDMA 통신 수신기 회로.
10. 제8항에 있어서, 상기 하나 이상의 수신 신호 처리 회로는 상기 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 위일 경우 상기 수신 신호를 RAKE 결합하기 위한 백색화 RAKE 결합 가중치들을 생성하도록 구성되고, 상기 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 아래일 경우 상기 수신 신호를 RAKE 결합하기 위한 백색화 비적용(non-whitening) 용의 RAKE 결합 가중치들을 생성하도록 구성된 RAKE 수신기를 포함하는 무선 CDMA 통신 수신기 회로.
11. 제8항에 있어서, 상기 하나 이상의 수신 신호 처리 회로는 상기 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 위일 경우 상기 수신 신호를 등화하기 위한 백색화 등화기 필터 계수들을 생성하도록 구성되고, 상기 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 아래일 경우 상기 수신 신호를 등화하기 위한 백색화 비적용 용의 등화기 필터 계수들(non-whitening equalizer filter coefficients)을 생성하도록 구성된 수신 신호 등화기를 포함하는 무선 CDMA 통신 수신기 회로.
12. 제8항에 있어서, 상기 하나 이상의 수신 신호 처리 회로는 RAKE 수신기 회로 및 상기 RAKE 수신기 회로 앞에 배치된 오버백색화 필터를 포함하고, 상기 오버백색화 필터는 상기 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 위일 경우 상기 수신 신호를 오버백색화하고, 상기 직교 인수가 정의된 직교 인수 임계값 아래일 경우 상기 수신 신호를 오버백색화하지 않도록 구성되는 무선 CDMA 통신 수신기 회로.
13. 제8항에 있어서, 상기 직교 인수 계산 회로는 상기 수신 신호와 연관된 매체 채널 계수들의 평균 전력에 기초하여 시간 평균된 직교 인수를 계산하도록 구성되는 무선 CDMA 통신 수신기 회로.
14. 제8항에 있어서, 상기 직교 인수 계산 회로는 상기 수신 신호에 대해 결정된 매체 채널 계수들에 기초하여 상기 직교 인수를 계산하도록 구성되는 무선 CDMA 통신 수신기 회로.
15. 제8항에 있어서, 상기 하나 이상의 수신 신호 처리 회로는 상기 수신 신호가 백색화되고 있지 않으면 처리 클럭 속도를 감소시키도록 구성되는 무선 CDMA 통신 수신기 회로.
16. 제8항에 있어서, 상기 하나 이상의 수신 신호 처리 회로는 상기 수신 신호가 백색화되고 있지 않으면 백색화와 연관된 하나 이상의 회로 소자를 디스에이블하여 전력을 절약하도록 구성되는 무선 CDMA 통신 수신기 회로.
17. 무선 CDMA 통신망에서 사용하기 위한 이동국으로서,

    상기 망과 무선으로 통신하기 위한 무선 통신 송수신기를 포함하고,

    상기 무선 통신 송수신기는 제8항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 무선 통신 수신기 회로를 포함하는 이동국.
18. 제1항에 있어서, 상기 수신 신호를 선택적으로 백색화하는 단계는, 상기 수신기가 소프트 핸드오버 상태(soft handover condition)에 있는지에 대해 판정하는 단계 및 상기 판정에 응답하여 상기 백색화를 디스에이블하는 단계를 포함하는 방법.
19. 제1항에 있어서, 상기 수신 신호를 선택적으로 백색화하는 단계는, 상기 수신기가 현재 유색화 잡음 환경(colored noise environment)에서 동작하는지에 대해 판정하는 단계 및 상기 판정에 응답하여 상기 수신 신호를 백색화하는 단계를 포함하는 방법.
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제
26. 삭제
27. 삭제
28. 삭제
29. 삭제
30. 삭제
31. 삭제
32. 삭제

Images