KR19980032939A - 간섭신호 제거장치 - Google Patents

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미쯔루 우에수기
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모리시타 요이치
마쓰시타덴키산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 CDMA 이동 통신 시스템에 사용되는 간섭신호 제거장치에 관한 것으로, 특히 간섭을 억압으로서 통신용량을 증가시킬 수 있는 간섭신호 제거장치에 대한 것이다.
본 발명의 간섭신호 제거장치는, 각 코드마다 배열된, 정합필터(105)와 식별기(107)를 가진 통상의 CDMA 복조기; 상기 각 CDMA 복조기에 대한 우도 계산기(108)를 포함하여 구성된다. 또한 본 장치는, 잠정 판정치를 저장하기 위한 버퍼(103); 우도를 저장하기 위한 또다른 버퍼(109); 상기 우도의 순위에 따라 순위를 결정하기 위한 순위 결정기(110); 재 확산기에 의해 결정된 순위에 따라 재 확산을 수행하는 재 확산기(111); 수신신호를 지연시키기 위한 지연기(102); 그리고, 상기 지연기에 의해 지연된 신호의 데이터로부터 재 확산의 결과를 감산하기 위한 감산기(112)를 포함하여 구성된다. 각 심볼에 대하여, 가장 큰 우도가 선정되고, 이를 사용하여 레플리카라 생성된다. 소망하는 성능은 잠정 판정과 복조를 수행하여 달성된다. 그러므로, 연산의 복잡성이 감소되고 실현이 용이하다.

Description

간섭신호 제거장치
본 발명은 CDMA 이동 통신 시스템에 사용되는 간섭신호 제거장치에 관한 것으로, 특히 간섭을 억압으로서 통신용량을 증가시킬 수 있는 간섭신호 제거장치에 대한 것이다.
종래, 간섭신호 제거장치의 예로서, 일본 특허 공개공보 7-13182호와 7-273713호가 알려져 있다.
상기 예에서, 간섭 제거 동작을 수회 반복하면, 정확도가 점차로 증가한다. 복수의 사용자들로 인한 상호간섭을 제거함에 따라 에러율이 개선되고, 용량이 증가한다.
도 7은 종래 기술의 간섭 제거장치의 구성을 보인 블록도이다. 도 7에서, 수신신호(1)는 지연기(2)와 정합필터(9)들에 입력된다. 각 정합필터(9)의 출력은 계수승산기(10)에서 입력신호의 상호-상관 행렬(cross-correlation matrix)의 고유치(eigenvalue) λ로 승산된 후, 일단계 상관제거회로(7)에 입력된다. 상기 출력은 이 회로의 재확산기(11)와 지연기(13)에 입력된다. 상기 재확산기(11)의 출력은 감산기(12)에서 상기 지연기(2)의 출력으로부터 감산된다.
복수의 코드가 사용되는 경우에는, 모든 코드에 대하여 감산이 수행된다. 상기 감산의 결과는, 입력신호의 상호-상관 행렬의 고유치 λ로 승산되기 위하여, 역확산기(14)를 통하여 계수승산기(15)로 입력된다. 상기 승산의 결과와 지연기(13)의 출력은 가산기(16)에서 서로 가산되어 1단계 복조결과(17)로서 출력된다.
지연기(2)의 출력은 지연기(3)를 통하여 1단계 지연 수신신호(4)로서 출력된다. M단계 상관제거회로(8)가 1단계 상관제거회로(7)에 종속접속된다. M단계 입력신호(5)는 M단계 복조입력(18)과 함께 M단계 상관제거회로(8)에 입력되어, M단계 지연신호(6)와 M단계 복조결과(19)로 출력된다.
도 7을 참조하여 종래 기술의 동작예를 설명하고자 한다. 수신신호(1)는 CDMA 다중신호이다. 정합필터(9)는 사용자의 확산코드에 상관하여, 타 사용자의 신호와 열잡음 신호를 억제하면서, 상대방 사용자의 신호를 취출한다. 이 신호는 계수승산기(10)에서 사용자간의 입력신호의 상호-상관 행렬의 고유치 λ로 승산된다. 승산결과는 재확산기(11)에서 재확산되고, 또한 지연기(13)에 입력된다.
지연기(2)에서 수신신호(1)를 지연시켜 얻은 신호로부터, 재확산된 각 사용자의 신호가 감산기(12)에서 감산된다. 상기 감산기의 출력은 역확산기(14)에서 역확산된다. 역확산된 결과는 계수승산기(15)에서 입력신호의 상호-상관 행렬의 고유치 λ로 승산된다. 승산된 결과와 지연기(13)의 출력은 가산기(16)에서 가산되고, 1단계 복조결과(17)로서 출력된다. 이러한 결과는 사용자 수만큼 이루어진다.
지연기(2)의 출력은 지연기(3)에서 다시 지연되어, 1단계 지연수신신호(4)로서 출력된다. 지연기(2)와 승산기(10)의 출력을 수신하고, 1단계 지연수신신호(4)와 1단계 복조결과(17)를 출력하는 블록은 1단계 상관제거회로(7)를 구성한다.
1단계 상관제거회로(7)와 마찬가지로 M단계 상관제거회로(8)가 구성되며, 1단계 상관제거회로(7)의 뒤에 종속접속된다. 종속접속된 단계의 수가 증가할수록, 성능이 향상된다. 그러므로, 고성능을 얻기 위하여 보통 2내지 3이상의 회로가 접속된다.
이와 같이, 종래 기술의 간섭신호 제거장치는 간섭을 억제할 수 있고 용량을 증가시킬 수 있다.
하지만 상술한 종래 기술의 예에 있어서, 소망하는 성능을 얻기 위해서는 간섭제거 동작을 반복하여야 한다. 즉, 확산 및 역확산과 같이 큰 연산량을 요구하는 처리가 반복되므로, 연산량이 증대되어, 소망하는 성능을 구현하기 곤란한 문제점이 나타난다.
본 발명은 종래 기술의 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 소망하는 성능을 얻기 위해 간섭제거 동작을 반복하지 않고도 간섭을 제거할 수 있는 간섭신호 제거장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 간섭신호 제거장치의 구성을 보인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 우도(likelihood) 계산기의 구성을 보인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 우도 계산기의 구성을 보인 블록도이다.
도 4A와 도 4B는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 우도 계산기의 동작을 설명하는 설명도이다.
도 5A와 도 5B는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 간섭신호 제거장치의 구성을 보인 블록도이다.
도 6은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 우도 계산기의 구성을 보인 블록도이다.
도 7은 종래 기술의 간섭 제거장치의 구성을 보인 블록도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1, 101, 401; 수신신호2, 3, 13, 102, 402; 지연기
4; 1단계 지연수신신호5; M단계 입력신호
6; M단계 지연신호7; 1단계 상관제거회로
8; M단계 상관제거회로9,105,405; 정합필터
10, 15; 계수승산기11, 111, 411; 재 확산기
12, 112, 225, 412; 감산기14; 역 확산기
16; 가산기17; 1단계 복조결과
18; M단계 복조입력19; M단계 복조결과
103, 403; 판정치 버퍼104, 404; 복조 데이터
106, 406; RAKE 합성기107, 407; 식별기
108, 408; 우도 계산기109, 409; 우도 버퍼
110, 410; 순위 결정기113, 413; 간섭제거후의 신호
201, 211, 221, 301, 311, 321, 501, 512; 식별기출력
202, 204, 212, 222, 302, 304, 312, 322, 502, 505, 511; RAKE 합성출력
114, 414; 선택 스위치203, 205; 위상오차
213, 313, 323, 513; 승산기214, 314, 324, 514; 공액생성기
215, 223, 224; 아크탄젠트 계산기216, 226, 515, 516; 절대치 계산기
217, 227, 317, 327; 우도303, 305; 오차등고선
315; 우도 부가 ROM325; I*Q 연산기
415; 파일럿 심볼503, 506, 517; I측 우도
504, 507, 518; Q 측 우도
본 발명에 따르면, 단위시간내에, 전 사용자의 전 심볼이 잠정 판정되고, 잠정 판정된 심볼에 우도가 부가되고, 각각, 각 심볼은 감소순위의 확률로 복호되고, 잔여 신호로부터 레플리카(replica)를 감산하여, 단계를 반복하지 않고도 소망하는 성능을 얻을 수 있도록 한다. 본 발명의 장치는 롱 코드(long code)를 사용하는 경우에, 특히 업링크 회선에서 문제가 되는 것으로서, 지연파가 존재하여, 사용자마다 다른 타이밍을 갖는 경우에도 만족스럽게 동작할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 예에 따르면, 각 코드마다 배열된, 정합필터와 식별기를 가진 통상의 CDMA 복조기; 상기 각 CDMA 복조기에 대한 우도 계산기를 포함하여 구성되며, 또한 잠정 판정치를 저장하기 위한 버퍼; 우도를 저장하기 위한 또다른 버퍼; 상기 우도의 순위에 따라 순위를 결정하기 위한 순위 결정기; 재 확산기에 의해 결정된 순위에 따라 재 확산을 수행하는 재 확산기; 수신신호를 지연시키기 위한 지연기; 그리고, 상기 지연기에 의해 지연된 신호의 데이터로부터 재 확신의 결과를 감산하기 위한 감산기를 포함하여 구성되어, 우도가 감소하는 순위로 코드를 복조하는 동안 간섭이 제거되는 것을 특징으로 하는 간섭신호 제거장치가 제공된다. 우도가 감소하는 순위로 코드가 복조되는 동안 간섭이 제거되기 때문에, 본 발명은 반복 동작을 필요로 하지 않고도 성능이 향상되는 기능을 갖는다.
본 발명에 따른 제 2 예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 제 1 예에 있어서, 상기 우도 계산기는 공액생성기와, 승산기와, 아크 탄젠트 계산기와, 절대치 계산기로 이루어진 하나의 세트 또는 아크 탄젠트 계산기와, 감산기와 절대치 계산기로 이루어진 하나의 세트를 포함하여 구성되어; 상기 식별기의 입력과 출력간의 위상차의 절대값을 출력하는 우도 계산기인 것을 특징으로 하는 간섭신호 제거장치가 제공된다. 상기 식별기의 입력과 출력간의 위상차의 절대치가 출력되기 때문에, 본 발명은 점차로 큰 우도를 갖는 순위의 심볼의 발생시키는 기능을 갖는다.
본 발명에 따른 제 3 예에 따르면, 본 발명에 따른 상긴 제 1 예의 상기 우도 계산기는, 공액생성기와, 승산기와, 우도 부가 ROM으로 이루어진 하나의 세트 또는 공액생성기와, 승산기와, I*Q 연산기와, 절대치, 계산기로 이루어진 하나의 세트를 포함하여 구성되어; 상기 식별기의 입력이 I-축과 Q-축으로부터 떨어질수록 우도가 크게 정해지도록 구성된다. 상기 식별기의 입력이 I-축과 Q-축으로부터 떨어질수록 우도가 크게 정해지기 때문에, 수신된 신호의 진폭이 변화하는 경우에서도 점차로 큰 우도를 갖는 순위의 심볼을 발생시키는 기능을 갖는다.
본 발명에 따른 제 4 예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 제 1 예에서 제 3 예의 상기 재 확산기의 재 확산에 있어서, 사용자가 별개의 타이밍을 갖거나 지연파가 존재하는 경우, 송신/수신 필터의 임펄스 응답을 콘볼류션하여 얻어진 임펄스 응답을 대역제한으로 인한 영향을 고려하여 추정한 회선에 콘볼류션하여 재확산함에 의해 성능을 향상시키도록 구성된다. 송신/수신 필터의 임펄스 응답을 콘볼류션하여 얻어진 임펄스 응답을 대역제한으로 인한 영향을 고려하여 추정한 회선에 콘볼류션하여 재확산이 수행되기 때문에, 본 발명은 성능향상의 기능을 갖는다.
본 발명에 따른 제 5 예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 제 1 예에서 제 4 예의 상기 순위 결정기의 순위 결정에 있어서, 어느 프레임이 알려진 신호를 포함하는 경우, 그 알려진 신호에 최우선을 부여하여 순위를 결정함으로서, 성능을 향상시키도록 구성된다. 어느 프레임이 알려진 신호를 포함하는 경우, 그 알려진 신호에 최우선을 부여하는 순위를 결정되기 때문에, 본 발명은 성능향상의 기능을 갖는다.
본 발명에 따른 제 6 예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 제 1 예에서 제 5 예의 상기 우도 계산기에 있어서, 상기 계산기는 공액생성기, 승산기, 그리고 절대치 계산기와, 승산의 결과로서 얻어진 실수부와 허수부의 기초하에 I-축 및 Q-축에 각각 부가된 독립 우도들을 포함하여 구성되어; 상기 순위 결정기에서, 상기 I-축 및 Q-축이 독립적으로 취급되며, 상기 재 확산기와 상기 감산기에서, 상기 순위 결정기에 의해 결정된 순위에 따라 독립된 순위로 상기 I-축 및 Q-축이 처리된다.
본 발명에 따르면, 승산의 결과로서 얻어진 실수부와 허수부의 기초하에 I-축 및 Q-축에 독립 우도들이 각각 부가되며; 상기 순위 결정기에서, 상기 I-축 및 Q-축이 독립적으로 취급되며, 상기 재 확산기와 상기 감산기에서, 상기 순위 결정기에 의해 결정된 순위에 따라 독립된 순위로 상기 I-축 및 Q-축이 처리된다. 따라서, 본 발명은 성능향상의 기능을 갖는다.
본 발명의 상술한 목적과 기타의 특징들은 첨부한 도면과 이하의 설명을 참조함으로서 더욱 명백해질 것이다.
이하에서, 본 발명의 실시예들을 도 1에서 도 6을 참조하여 설명한다.
[제 1 실시예]
도 1은 본 발명에 따른 간섭신호 제거장치의 구성을 보인 블록도이다. 도 1에서, 선택스위치(114)는 수신신호(101) 또는 간섭제거된 신호(113)를 선택한다. 선택된 신호는 지연기(102)와 정합필터(105)들에 입력된다. 각 정합필터(105)의 출력은 RAKE 합성기(106)를 통하여, 식별기(107)와 우도(likelihood) 계산기(108)에 입력된다. 식별기(107) 출력은 우도 계산기(108)와 판정치 버퍼(103)에 입력된다. 우도 계산기(108)의 출력은 우도 버퍼(109)에 입력된다. 우도 버퍼(109)의 출력은 순위 결정기(110)에 입력된다. 순위 결정기(110)의 출력은 판정치 버퍼(103)의 출력과 함께 재 확산기(111)에 입력된다. 재 확산기(111)의 출력과 지연기(102)의 출력은 감산기(112)에 입력된다. 판정치 버퍼(103)는 복조 데이터(104)를 출력한다.
다음으로, 본 발명의 간섭신호 제거장치의 작동을 설명한다.
도 1을 참조하여, 먼저, 선택스위치(114)는 수신신호(101)를 선택한다. 각 사용자마다의 정합필터(105)는 각 사용자에 대한 확산 코드와 상관하여, 타 사용자의 신호와 열잡음을 억압하면서, 당해 사용자의 신호를 취출한다. RAKE 합성기(106)는 신호의 품질을 향상시키기 위하여 RAKE 합성을 수행한다. 합성의 결과는 식별기(107)에서 잠정 판정된다.
통상의 CDMA 수신기에서는, 상기 결과가 수신결과로서 출력된다. 하지만, 복수 사용자의 확산 코드가 서로 직교하지 않는 경우에는, 정합필터(105)들은 상기 코드들을 완전히 분리할 수 없다. 지연파가 존재하는 경우에는, 시간 상관(temporal correlation)이 영향을 미친다. 게다가, 사용자들이 서로 다른 타이밍을 갖는 경우에는, 확산 코드가 서로 직교하더라도, 시간 상관이 0이 얻어지지 않는 한 간섭이 발생한다. 이러한 이유로 하여, 식별기(107)의 출력은 사용자의 수가 다수가 될수록 품질이 열화된다.
본 발명의 제 1 실시예에서, 특정 지역(예를 들면, 한 슬롯 구간)내의 모든 사용자로부터의 신호 전부가 통상의 CDMA와 동일한 방법으로 수신되고, 식별기(107)의 출력이 판정치 버퍼(103)에 저장된다. 각 식별기(107)의 입력과 출력은 모두, 해당하는 우도 계산기(108)에 입력되고, 우도가 계산된다. 우도는 그 심볼의 확률을 표시하는 지표를 말한다. 예를 들어, 식별기(107)의 입력과 출력의 유클리드 거리가 우도로서 사용된다.
특정 지역의 사용자로부터의 모든 신호에 대한 우도 계산기(108)의 출력은 우도 버퍼(109)에 입력된다. 각 출력들은 순위 결정기(110)에서 그 크기가 비교되고, 우도가 감소하는 순위로 그 순위가 결정된다.
가장 높은 순위의 출력에 대하여, 잠정 판정치가 복조 데이터(104)로서 출력된다. 동시에, 식별기(107)에서 잠정 판정된 값을 기초로하여, 가장 높은 순위의 출력이 재 확산기(111)에서 재 확산된다. 지연기(102)에서 지연된 수신신호로부터 재 확산기(111)의 출력이 감산기(112)에서 감산되므로, 간섭제거된 신호(113)를 얻는다. 만일 잠정 판정치가 정확하면, 당해 심볼이 영향을 미치는 간섭이 완전히 제거된다. 그 후, 선택스위치(114)는 간섭제거된 신호(113)를 선택한다.
상술한 바와 같이 잠정 판정치의 재 확산에 의해 영향받은 심볼들만이, 상술한 바와 동일하게 재 연산 수행된다. 식별기(107)의 결과는 판정치 버퍼(103)에 저장되고, 우도 계산기(108)의 출력은 우도 버퍼(109)에 저장된다.
그 후, 각 출력들은 순위 결정기(110)에서 그 크기가 비교되고, 우도가 감소하는 순위로 그 순위가 결정된다. 이 과정에서, 최초에 선택되었던 심볼은 제외된다. 가장 높은 순위의 출력에 대하여, 잠정 판정치가 복조 데이터(104)로서 출력된다. 동시에, 식별기(107)에서 잠정 판정된 값에 기초하여, 회선의 임펄스 응답을 사용하여, 가장 높은 순위의 출력이 재 확산기(111)에서 재 확산된다. 지연기(102)에서 지연된 수신신호로부터 재 확산기(111)의 출력이 감산기(112)에서 감산되므로, 간섭제거된 신호(113)를 얻는다. 이 시점에서, 두 개의 심볼에 의한 간섭이 제거된다. 그 후, 전 심볼에 대하여 이러한 동작이 수행된다.
회선의 임펄스 응답은 RAKE 수신에 필요하다. 그러므로, 기존의 CDMA 수신기에서 행해지고 있는 방법을 그대로 사용한다. 가장 큰 우도를 갖는 심볼은 품질이 양호하므로, 정확도의 확률이 높다. 따라서, 재 확산된 신호로부터 감산함으로서, 간섭의 제거가 정확히 수행될 수 있다.
또한 롱 코드를 사용하는 경우, 심볼마다 간섭량이 다르다. 따라서, 다수의 심볼 중에서, 간섭이 없는 것이 발생할 가능성이 높다. 잠정 판정을 거치는 심볼의 품질은 매우 양호하다. 그러므로, 본 장치에 따르면, 품질을 향상시키기 위하여 스테이지의 수를 증가시키지 않고도 소망하는 성능을 얻을 수 있다.
[제 2 실시예]
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 우도 계산기의 구성을 보인 블록도이다. 도 2의 우측부분에서, 우도 계산기의 제 1 구성형태는, 승산기(213), 공액(conjugate)생성기(214), 아크 탄젠트 계산기(215), 그리고 절대치 계산기(216)를 포함하여 구성된다. 또한 우도 계산기의 제 2 구성형태는 아크 탄젠트 계산기(223, 224), 감산기(225), 그리고 절대치 계산기(226)를 포함하여 구성된다.
다음으로, 본 발명의 제 2 실시예의 동작을 설명한다.
도 2의 좌측을 참조하여, 식별기 출력(201)은 RAKE 합성출력(202, 204)으로 부터 가장 높은 확률을 갖는 송신 심볼을 재생함에 의해 얻어진다. 예를 들어, QPSK에서는, RAKE 합성출력(202, 204)의 사분면(quadrants)에 의하여, 4종류의 위상(45도, 135도, 225도, 315도) 중에서 송신이 수행된 위상을 판단하는 것이 가능하다. RAKE 합성출력(202)은 1사분면이므로, 식별기 출력(201)은 45도에 있다. 그 결과로, RAKE 합성출력과 식별기 출력(201)간의 위상오차(203)가 얻어진다. 위상오차가 작을수록, 우도는 높다.
RAKE 합성출력(204)은 진폭은 다르지만 역시 제 1사분면에 있다. 따라서, 식별기 출력(201)은 45도이다. 그 결과로, RAKE 합성출력과 식별기 출력(201)간의 위상오차(205)가 얻어진다. 통상의 CDMA에서 특히 업 링크 신호는, 각 사용자의 신호 레벨이 서로 동등하도록 파워 콘트롤이 이루어진다. 그러므로 이 경우에서, 위상오차만을 기초로 하여 우도를 판단하여도 충분한 성능이 얻어질 수 있다. 이 경우에, 위상오차가 작아질수록, 우도가 높은 것을 가정하였다.
우도 값을 구하는 우도 계산기에 대하여 설명한다. 우도 계산기의 제 1 구성형태에서, RAKE 합성출력(211)은 식별기 출력(212)으로부터 공액생성기(214)가 구한 공액값과 승산기(213)에서 승산된다. 아크 탄젠트 계산기(215)는 상기 승산결과의 위상을 구하고, 절대치 계산기(216)는 그 절대치를 구한다. 이 절대치는 우도(217)로서 출력된다.
우도 계산기의 제 2 구성형태에서, RAKE 합성출력(221)과 식별기 출력(222)의 위상은 각각 아크 탄젠트 계산기(223, 224)에서 계산된다. 각 위상의 차를 감산기(225)에서 구하고, 그 차의 절대치를 절대치 계산기(226)에서 구한다. 이 절대치가 우도(217)로서 출력된다. 이와 같은 구성에 따라서, 제 1 실시예에서 설명한 간섭신호 제거장치의 우도 계산기가 구현될 수 있다.
[제 3 실시예]
도 3은 본 발명의 제 3 실시예로서 우도 계산기의 구성을 보인 블록도이다. 도 3의 우측부분에서, 우도 계산기의 제 1 구성형태는, 승산기(313), 공액(conjugate)생성기(314), 그리고 우도 부가 롬(ROM)(315)을 포함하여 구성된다. 또한 우도 계산기의 제 2 구성형태는 승산기(323), 공액생성기(324), 그리고 I*Q 연산기(325)를 포함하여 구성된다.
다음으로, 본 발명의 제 3 실시예의 동작을 설명한다.
도 3의 좌측을 참조하면, 식별기 출력(301)은 RAKE 합성출력(302, 304)으로부터 가장 높은 확률을 갖는 송신 심볼을 재생함에 의해 얻어진다. 예를 들어, QPSK에서는, RAKE 합성출력(302, 304)의 사분면(quadrants)에 따라서, 4종류의 위상(45도, 135도, 225도, 315도) 중에서 송신이 수행된 위상을 판단하는 것이 가능하다. RAKE 합성출력(302)은 제 1 사분면 내에 있으므로, 식별기 출력(301)은 45도이다. 예를 들어, 파워 콘트롤의 정밀도가 떨어지는 경우, 사용자마다 진폭이 다르다. 그러므로, 진폭 정보도 역시 사용하여 우도를 구하는 것이 바람직하다. 에러율과 직결되는 우도는, I-축과 Q-축으로부터의 분리도에 있다. 그러므로, 식별기 출력(301)에서 사분면이 확정되고, 오차 등고선(303)에 해당하는 우도가 출력된다. I-축과 Q-축에서 멀리 떨어질수록 우도는 높다.
RAKE 합성출력(304)은 진폭은 다르지만 역시 제 1 사분면에 있다. 따라서, 식별기 출력(301)은 45도이다. 이 경우에, 진폭이 작으므로, 오차 등고선(305)에서 얻어진 우도는 RAKE 합성출력(302)에서 얻어진 우도보다 작다. 예를 들어, 오차 등 고선은 |I| * |Q| = Z 일 때를 표준으로 하여, 동일한 Z 값을 갖는 출력은 동일한 우도를 갖는 것으로 설정되고, Z가 커질수록 우도가 커지도록, 결정되는 것도 가능하다. 이 경우에, 그 값이 커질수록, 우도가 커지는 것으로 가정하였다.
우도값을 구하는 우도 계산기에 대하여 설명한다. 우도 계산기의 제 1 구성 형태에 있어서, RAKE 합성출력(311)은, 공액생성기(314)가 식별기 출력(312)으로부터 구한 공액값과, 승산기(313)에서 승산된다. 그러므로, RAKE 합성출력(311)은 제 1 사분면으로 이동되고, 출력값에 기초하여 우도 부가 롬(315)이 오차 등고선의 높이를 출력하여, 우도(317)를 얻는다.
우도 계산기의 제 2 구성형태에 있어서, RAKE 합성출력(321)은, 공액생성기(324)가 식별기 출력(322)으로부터 구한 공액값과, 승산기(323)에서 승산된다. 그러므로, RAKE 합성출력(321)은 제 1 사분면으로 이동된다. 이 결과로, I*Q 연산기(325)는 I*Q의 값을 연산한다. 이 연산값은 우도(327)로서 출력된다. 따라서, |I| * |Q| = Z 일 때를 표준으로 하여, 동일한 Z값을 갖는 출력은 동일한 우도를 갖는 것으로 설정되고, Z가 커질수록 우도가 커지도록 구현될 수 있다. 이러한 구성에 따라, 예를 들어 파워 콘트롤에 에러가 있는 경우에, 제 2 실시예에서 얻어지는 성능보다 고성능을 얻을 수 있다.
[제 4 실시예]
도 4A와 도 4B는 본 발명에 따른 제 4 실시예를 설명하는 설명도이다. 도 4A는 4명의 사용자로부터의 수신타이밍을 보이는 것으로서, 진하게 표시한 부분은 심볼이 영향을 끼치는 영역과 그 심볼을 가리키고 있으며, 도 4B는 대역제한의 결과로서 구한 임펄스 응답을 보이고 있다.
다음으로, 본 발명의 제 4 실시예의 동작을 설명한다.
도 4A에서, #1에서 #4는 각각 별개 사용자의 신호를 보인다. 각 사용자의 타이밍은 서로 동기되지 않으므로, 각 신호는 서로 시프트된 것처럼 보인다. 이 예에서, 사용자의 수는 4명이지만, 이 실시예의 동작은 사용자의 수에 관계없이 마찬가지이다. 제 1 사용자의 4번째 심볼이 가장 큰 우도를 갖는 경우에, 그 심볼이 영향을 끼치는 영역은 제 2 및 제 4 사용자의 3번째와 4번째 심볼이며, 제 3 사용자의 4번째와 5번째 심볼이다.
반면, 송신되는 신호의 대역은 보통 제한된다. 따라서, 임펄스 응답은 도 4B에서 보인 바와 같이 신호의 중심에 대하여 대칭이다. 통상 사용되는 CDMA 수신기에 있어서, 회선의 추정은 칩(chip) 시간간격만에 의해서 수행되므로, 레플리카(replica)를 생성시키기 위한 재 확산은 회선의 임펄스 응답만에 의해서 수행된다. 반대로 재 확산은, 대역 제한으로 인한 임펄스 응답을 콘볼류팅(convolution)함에 의하여 얻어진 임펄스 응답을, 회선의 임펄스 응답으로 콘볼류팅함에 의하여 수행된다. 그러므로, 더욱 정확한 레플리카가, 칩의 식별 타이밍이 아닌 타이밍에서 생성될 수 있으므로, 성능이 향상된다.
대역 제한으로 인한 임펄스 응답은 송신/수신 필터의 특성에 따라 결정된다. 그러므로, 회선의 임펄스 응답과 대역제한으로 인한 임펄스 응답을 콘볼류션한 결과, 임펄스 응답의 길이가 긴 경우에는, 레플리카가 하나의 심볼의 영역을 초과하는 영역에서 생성되어, 수신신호에서 제거된다. 이러한 구성에 따라서, 본 실시예는 통상의 레플리카 발생과 달리, 사용자들의 타이밍 차이 및, 칩 길이의 정수배가 아닌 지연파에 대해서도 대처할 수 있다.
[제 5 실시예]
도 5A와 도 5B에서, 도 5A는 프레임 포맷을 보이며, 도 5B는 본 발명에 따른 제 5 실시예의 구성을 보인 블록도이다. 도 5를 참조하면, 선택스위치(414)는 수신신호(401) 또는 간섭제거된 신호(413)를 선택한다. 선택된 신호는 지연기(402)와 정합필터(405)들에 입력된다. 각 정합필터(405)의 출력은 RAKE 합성기(406)를 통하여, 식별기(407)와 우도 계산기(408)에 입력된다. 식별기(407) 출력은 우도 계산기(408)와 판정치 버퍼(403)에 입력된다. 우도 계산기(408)의 출력은 우도 버퍼(409)에 입력된다. 우도 버퍼(409)의 출력은 순위 결정기(410)에 입력된다. 순위 결정기(410)의 출력은 판정치 버퍼(403)의 출력과 함께 재 확산기(411)에 입력된다. 재 확산기(411)의 출력과 지연기(402)의 출력은 감산기(412)에 입력된다. 판정치 버퍼(403)는 복조 데이터(404)를 출력한다. 도면 부호 415는 파일럿 심볼을 가리킨다.
다음으로, 본 발명의 제 5 실시예의 동작을 설명한다.
도 5A와 도 5B를 참조하면, 먼저, 선택스위치(414)는 수신신호(401)를 선택한다. 각 사용자마다의 정합필터(405)는 각 사용자에 대한 확산 코드와 상관하여, 타 사용자의 신호와 열잡음을 억압하면서, 당해 사용자의 신호를 취출한다. RAKE 합성기(406)는 신호의 품질을 향상시키기 위하여 RAKE 합성을 수행한다. 합성의 결과는 식별기(407)에서 잠정 판정된다.
통상의 CDMA 수신기에서는, 상기 결과가 수신결과로서 출력된다. 하지만, 복수 사용자의 확산 코드가 서로 직교하지 않는 경우에는, 정합필터(405)들은 상기 코드들을 완전히 분리할 수 없다. 지연파가 존재하는 경우에는, 시간 상관이 영향을 미친다. 게다가, 사용자들이 서로 다른 타이밍을 갖는 경우에는, 확산 코드가 서로 직교하더라도, 시간 상관이 0이 얻어지지 않는 한 간섭이 발생한다. 이러한 이유로 하여, 식별기(407)의 출력은 사용자의 수가 다수가 될수록 품질이 열화된다.
본 발명의 제 5 실시예에서, 특정 지역(예를 들어, 한 슬롯 구간) 내의 모든 사용자로부터의 신호 전부가 통상의 CDMA와 동일한 방법으로 수신되고, 식별기(407)의 출력이 판정치 버퍼(403)에 저장된다. 각 식별기(407)의 입력과 출력은 모두, 해당하는 우도 계산기(408)에 입력되고, 우도가 계산된다. 우도는 그 심볼의 확률을 표시하는 지표를 말한다. 예를 들어, 식별기(407)의 입력과 출력의 유클리드 거리가 유도로서 사용된다.
특정 지역의 사용자로부터의 모든 신호에 대한 우도 계산기(408)의 출력은 우도 버퍼(409)에 입력된다. 각 출력들은 순위 결정기(410)에서 그 크기가 비교되고, 우도가 감소하는 순위로 그 순위가 결정된다.
가장 높은 순위의 출력에 대하여, 잠정 판정치가 복조 데이터(404)로서 출력된다. 동시에, 식별기(407)에서 잠정 판정된 값을 기초로하여, 가장 높은 순위의 출력이 재 확산기(411)에서 재 확산된다. 지연기(402)에서 지연된 수신신호로부터 재 확산기(411)의 출력이 감산기(412)에서 감산되므로, 간섭제거된 신호(413)를 얻는다. 만일 잠정 판정치가 정확하면, 당해 심볼이 영향을 미치는 간섭이 완전히 제거된다. 그 후, 선택스위치(414)는 간섭제거된 신호(413)를 선택한다.
이 경우, 도 5A에서 보인 바와 같은 송신 포맷을 사용하는 것을 가정하였다. 회선을 추정하기 위한 파일럿 심볼이 두 데이터 사이에 삽입된다. 파일럿 심볼은 회선을 추정하기 위하여 사용되어야 하므로 그 값이 알려져 있어야 하며, 가장 큰우도를 가진다. 그러므로, 회선이 정확히 알려지면, 데이터 영역에 파일럿 심볼을 삽입함에 의한 영향이 완전히 제거되어야 하다. 따라서, 우도 버퍼(409)에서, 가장 큰 우도가 파일럿 심볼(415)의 우도로서 설정된다. 이러한 구성에 따라서, 데이터의 양단부의 품질이 향상된다.
그 후, 상술한 바와 같이 잠정 판정치의 제 확산에 의해 영향받은 심볼들만이 상술한 바와 동일하게 재 연산 수행된다. 식별기(407)의 결과는 판정치 버퍼(403)에 저장되고, 우도 계산기(408)의 출력은 우도 버퍼(409)에 저장된다. 각 출력들은 순위 결정기(410)에서 그 크기가 비교되고, 우도가 감소하는 순위로 그 순위로 결정된다. 이 과정에서, 최초에 선택되었던 심볼은 제외된다.
가장 높은 순위의 출력에 대하여, 잠정 판정치가 복조 데이터(404)로서 출력된다. 동시에, 식별기(407)에서 잠정 판정된 값에 기초하여, 회선의 임펄스 응답을 사용하여, 가장 높은 순위의 출력이 재 확산기(411)에서 재 확산된다. 지연기(402)에서 지연된 수신신호로부터 재 확산기(411)의 출력이 감산기(412)에서 감산되므로, 간섭제거된 신호(413)를 얻는다. 이 시점에서, 두 개의 심볼에 의한 간섭이 제거된다.
회선의 임펄스 응답은 RAKE 수신에 필요하다 그러므로, 기존의 CDMA 수신기에서 행해지고 있는 방법을 그대로 사용한다. 가장 큰 우도를 갖는 심볼은 품질이 양호하므로, 정확도의 확률이 높다. 따라서, 재 확산된 신호로부터 감산함으로서, 간섭의 제거가 정확히 수행될 수 있다.
또한 롱 코드를 사용하는 경우, 심볼마다 간섭량이 다르다. 따라서, 다수의 심볼 중에서, 간섭이 없는 것이 발생할 가능성이 높다. 잠정 판정을 거치는 심볼의 품질은 매우 양호하다. 본 실시예에 있어서, 데이터의 양 단부의 품질이 먼저 향상된다. 따라서, 본 실시예는 제 1 실시예보다 더 높은 품질 향상이 기대된다.
[제 6 실시예]
도 6은 본 발명의 제 6 실시에에 따른 우도 계산기의 구성을 보인 블록도이다. 도 6은 하부를 참조하면, 이 우도 계산기는 승산기(513), 공액생성기(514), 그리고 절대치 계산기(515, 516)를 포함하여 구성된다.
다음으로, 본 발명의 제 6 실시예의 동작에 대하여 설명한다.
도 6의 하부를 참조하면, 식별기 출력(501)은 RAKE 합성출력(502, 505)으로 부터 가장 높은 확률을 갖는 송신 심볼을 재생함에 의해 얻어진다. 예를 들어, QPSK에서는, RAKE 합성출력(502, 505)의 사분면(quadrants)에 의하여, 4종류의 위상(45도, 135도, 225도, 315도) 중에서 송신이 수행된 위상을 판단하는 것이 가능하다. RAKE 합성출력(502)은 1사분면이므로, 식별기 출력(501)은 45도에 있다.
QPSK 변조 등에 있어서, 하나의 심볼에서 두 개의 비트가 송신된다. 이 경우에, 복조된 신호의 I-성분과 Q-성분은 서로 독립이다. 데이터는, I-성분에 대한 부호는 Q-측에 대하여 판정되고, Q-성분에 대한 부호는 I-축에 대해서 판정된다. 따라서, I-성분과 Q-성분은 별개의 우도를 갖는다.
특히, 도 6의 RAKE 합성출력(502)의 우도는 I-성분에 대해서는 낮고, Q-성분에 대해서는 높다. 반대로, RAKE 합성출력(505)에 있어서, I-성분은, Q-성분보다 우도가 높다. I-성분과 Q-성분은 서로 독립이기 때문에, 별개의 우도에 기초하여 별개의 순위를 제공하고, 각 성분에 대하여 레플리카를 생성함에 의하여 성능 향상이 얻어진다.
우도는 각 식별을 행하는 축으로부터의 거리에 의하여 주어진다. 도 6을 참조하면, RAKE 합성출력(502)에서, I-측 우도(503)는 I-축상의 크기 LIA로 정해지고, Q-측 우도(504)는 Q-축 상의 크기 LQA로 정해진다. 마찬가지로, RAKE 합성출력(505)에서, I-축 우도(506)는 I-축 상의 크기 LIB로 정해지고, Q-측 우도(507)는 Q-축 상의 크기 LQB로 정해진다. 이 경우에, 그 크기값이 클수록 우도가 크다.
우도 값을 구하는 우도 계산기에 대하여 설명한다.
RAKE 합성출력(511)은, 공액생성기(514)가 식별기 출력(512)으로부터 구한 공액값과, 승산기(513)에서 승산된다. 그러므로, RAKE 합성출력(511)은 1 사분면으로 이동된다. 절대치 계산기(515)는 제 1 사분면으로 이동한 RAKE 합성출력의 실수부의 절대치를 I-측 우도(517)로서 구하고, 절대치 계산기(516)는 그 허수부의 절대치를 Q-측 우도(518)로서 구한다. 그 후, 상기 우도에 기초하여 I-측과 Q-측의 순위를 독립적으로 하여 간섭이 제거된다. 그 결과로, 본 실시예는 제 5 실시예보다 더 높은 성능 향상을 얻을 수 있다.
이상의 설명에서 명백히 나타난 바와 같이, 본 발명에 따르면, 코드 사이의 우도를 억압함에 의하여 CDMA 이동 통신 시스템의 가입자의 허용 수가 증대될 수 있다. 본 발명은 또한, 화산 코드로서 롱 코드가 사용되거나 지연파가 존재하거나 하여, 코드들이 서로 동기되지 않는 경우 등에 있어서 동일한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대한 이상의 설명은 도시 및 설명의 목적으로 행해질 것이다. 이는 앞서 개시된 바로서 본 발명을 제한하거나 총망라하고자 하는 의도가 아니며, 상기 제안된 범위로부터 개조 및 변형이 가능하며, 본 발명을 구현하면서 개조 및 변형이 가능할 수도 있다. 실시예는 본 발명의 원리를 설명하기 위하여 선택되어 기술된 것이며, 당업자가 그 원리를 다양한 실시예와 다양한 개조로서 특별한 용도로서 사용할 수 있도록 실제적 적용이 선택되어 기술된 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위와 그 균등범위에 의하여 한정되도록 의도되었다.

Claims (6)

  1. 각 코드마다 배열된, 정합필터와 식별기를 가진 CDMA 복조기;
    상기 각 CDMA 복조기에 대한 우도 계산기;
    잠정 판정치를 저장하기 위한 제 1 버퍼;
    우도를 저장하기 위한 제 2 버퍼;
    상기 제 2 버퍼에 저장된 우도의 순위에 따라 순위를 결정하기 위한 순위 결정기;
    재 확산기에 의해 결정된 순위에 따라 재 확산을 수행하는 재 확산기;
    수신신호를 지연시키기 위한 지연기; 그리고,
    상기 지연기에 의해 지연된 신호의 데이터로부터 재 확산의 결과를 감산하기 위한 감산기를 포함하여 구성되어, 우도가 감소하는 순위로 코드를 복조하는 동안 간섭이 제거되는 것을 특징으로 하는 간섭신호 제거장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 우도 계산기는 공액생성기와, 승산기와, 아크 탄젠트 계산기와, 절대치 계산기로 이루어진 하나의 세트 또는 아크 탄젠트 계산기와, 감산기와 절대치 계산기로 이루어진 하나의 세트를 포함하여 구성되어;
    상기 식별기의 입력과 출력간의 위상차의 절대값을 출력하는 우도 계산기인 것을 특징으로 하는 간섭신호 제거장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 우도 계산기는 공액생성기와, 승산기와, 우도 부가 ROM으로 이루어진 하나의 세트 또는 공액생성기와, 승산기와, I*Q 연산기와, 절대치 계산기로 이루어진 하나의 세트를 포함하여 구성되어;
    상기 식별기의 입력이 I-축과 Q-축으로부터 떨어질수록 우도가 크게 정해지는 것을 특징으로 하는 간섭신호 제거장치.
  4. 제 1 항의 상기 재 확산기의 재 확산에 있어서,
    사용자가 별개의 타이밍을 갖거나 지연파가 존재하는 경우, 송신/수신 필터의 임펄스 응답을 콘볼류션하여 얻어진 임펄스 응답을 대역제한으로 인한 영향을 고려하여 추정한 회선에 콘볼류션하여 재확산함에 의해 성능을 향상시키는 것을 특징으로 하는 간섭신호 제거장치.
  5. 제 1 항의 상기 순위 결정기의 순위 결정에 있어서,
    어느 프레임이 알려진 신호를 포함하는 경우, 그 알려진 신호에 최우선을 부여하는 순위를 결정함으로서, 성능을 향상시키는 것을 특징으로 하는 간섭신호 제거장치.
  6. 제 1 항의 상기 우도 계산기에 있어서,
    상기 계산기는 공액생성기, 승산기, 그리고 절대치 계산기와, 승산의 결과로서 얻어진 실수부와 허수부의 기초하에 I-측 및 Q-측에 각각 부가된 독립 우도들를 포함하여 구성되어;
    상기 순위 결정기에서, 상기 I-측 및 Q-측이 독립적으로 취급되는 것을 특징으로 하며,
    상기 재 확산기와 상기 감산기에서, 상기 순위 결정기에 의해 결정된 순위에 따라 독립된 순위로 상기 I-측 및 Q-측이 처리되는 것을 특징으로 하는 간섭신호 제거장치.
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