KR19990051096A

KR19990051096A - Non-prediction method of bit energy vs. interference power

Info

Publication number: KR19990051096A
Application number: KR1019970070335A
Authority: KR
Inventors: 하정석
Original assignee: 곽치영; 주식회사 데이콤; 이계철; 한국전기통신공사; 정선종; 한국전자통신연구원
Priority date: 1997-12-19
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 1999-07-05

Abstract

본 발명은 CDMA방식을 이용하는 무선통신에서 기지국 복조기에서 비트 에너지 대 간섭전력의 비를 예측하는 방법에 관한 것이다. 그 목적은 파일롯 채널의 역확산 결과의 확률적인 특성을 이용하여 복조기에 인가된 전체 간섭량과 복조하고자 하는 신호의 전력비를 예측하기 위한 비트 에너지 대 간섭전력의 비 예측방법을 제공하는 데에 있다. 그 특징은 입력된 제 1 신호와 제 2 신호에 채널 예측기의 출력을 곱한 후, 이들을 합하는 제 1 단계와, 그 제 1 단계의 결과의 평균의 제곱을 구하는 제 2 단계와, 그 제 1 단계의 결과의 제곱의 평균을 구하는 제 3 단계와, 그 제 3 단계의 결과로부터 그 제 2 단계의 결과를 빼는 제 4 단계 및 그 제 2 단계의 결과를 그 제 4 단계의 결과로 나누는 제 5 단계로 이루어지는 데에 있다. 그 효과는 아날로그 신호 처리부인 중간 주파수 처리부에서 디지털 신호 처리부로 수신전력 세기를 보고할 필요가 없을 뿐 아니라 실측치와의 차이를 보정하기 위한 매핑 테이블을 구할 필요가 없다는 데에 있다.The present invention relates to a method for predicting a ratio of bit energy to interference power in a base station demodulator in a wireless communication using a CDMA scheme. The purpose is to provide a method of predicting the ratio of bit energy to interference power for estimating the total power applied to the demodulator and the power ratio of the signal to be demodulated using the stochastic characteristics of the despreading result of the pilot channel. The characteristic is the first step of multiplying the input signal and the second signal by the output of the channel predictor, and then adding them, the second step of obtaining the square of the mean of the result of the first step, and the first step of A third step of calculating the average of the squares of the results; a fourth step of subtracting the result of the second step from the result of the third step and a fifth step of dividing the result of the second step by the result of the fourth step It's about to happen. The effect is that not only does not need to report the received power strength from the intermediate frequency processor, which is an analog signal processor, to the digital signal processor, but also does not need to obtain a mapping table for correcting the difference from the measured value.

Description

Non-prediction method of bit energy vs. interference power

본 발명은 비트 에너지 대 간섭전력의 비 예측방법에 관한 것으로서, 특히 CDMA방식을 이용하는 무선통신에서 기지국 복조기에서 비트 에너지 대 간섭전력의 비를 예측하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of predicting the ratio of bit energy to interference power, and more particularly, to a method of predicting the ratio of bit energy to interference power in a base station demodulator in a wireless communication using a CDMA scheme.

코드분할 다중접속(CDMA)를 기반으로한 기지국 복조기에서 비트 에너지 대 간섭전력의 비(E_b/I_o)의 예측은 전력제어 및 시스템의 성능분석을 위한 중요한 작업중의 하나이다. 기존의 IS-95를 기반으로 제작된 기지국 복조기는 중간 주파수 대역(Intermediate Frequency)에서 측정한 전체 수신전력과 복조기 내부의 상관기 출력을 이용하여 E_b/I_o을 예측하는 방법을 사용한다. 기존의 방식은 총 수신전력을 근사적으로 전체 간섭량으로 가정하고 상관기 출력과 총 수신전력의 비를 E_b/I_o라고 가정한 후, 실측치와의 차이를 매핑 테이블(Mapping Table)을 이용하여 보정하는 방법을 사용하였다. 따라서, 아날로그 신호 처리부인 중간 주파수 처리부에서 디지털 신호 처리부로 수신전력 세기를 보고해야 하며 실측치로부터 매핑 테이블을 구하여야 하므로 처리과정이 복잡하다는 문제점이 있었다.In base station demodulators based on code division multiple access (CDMA), the prediction of the ratio of bit energy to interference power (E _b / I _o ) is one of the important tasks for power control and system performance analysis. The base station demodulator based on the existing IS-95 uses the method of predicting E _b / I _o using the total received power measured in the intermediate frequency and the correlator output inside the demodulator. The conventional method assumes the total received power as the total amount of interference and assumes the ratio of the correlator output to the total received power as E _b / I _o , and then corrects the difference from the measured value using the mapping table. Method was used. Therefore, there is a problem in that the process is complicated because the intermediate frequency processing unit, which is an analog signal processing unit, needs to report the received power strength to the digital signal processing unit and obtains a mapping table from the measured value.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 파일롯 채널의 역확산 결과의 확률적인 특성을 이용하여 복조기에 인가된 전체 간섭량과 복조하고자 하는 신호의 전력비를 예측하기 위한 비트 에너지 대 간섭전력의 비 예측방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention uses a probabilistic characteristic of the despreading result of a pilot channel to estimate a ratio of bit energy to interference power for estimating the total amount of interference applied to a demodulator and the power ratio of a signal to be demodulated. The purpose is to provide.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 입력된 제 1 신호와 제 2 신호를 각각 제 1 중간 주파수와 제 2 중간 주파수로 복조하여 합하는 제 1 단계와, 그 제 1 단계의 결과의 평균의 제곱을 구하는 제 2 단계와, 그 제 1 단계의 결과의 제곱의 평균을 구하는 제 3 단계와, 그 제 3 단계의 결과로부터 그 제 2 단계의 결과를 빼는 제 4 단계 및 그 제 2 단계의 결과를 그 제 4 단계의 결과로 나누는 제 5 단계로 이루어지는 데에 있다. 여기서, 제 1 중간 주파수의 신호와 제 2 중간 주파수의 신호는 각각 채널 예측기의 출력신호들이다. 제 1 단계는 제 1 중간 주파수의 신호와 제 1 신호를 곱하여 제 1 복조신호를 생성하는 과정과, 제 2 중간 주파수의 신호와 제 2 신호를 곱하여 제 2 복조신호를 생성하는 과정 및 그 제 1 복조신호와 그 제 2 복조신호를 합하는 과정으로 이루어진다.A feature of the present invention for achieving the above object is a first step of demodulating and summating an input first signal and a second signal into a first intermediate frequency and a second intermediate frequency, respectively, and the square of the average of the results of the first stage. The second step of obtaining the, the third step of calculating the average of the square of the result of the first step, the fourth step and the result of the second step to subtract the result of the second step from the result of the third step The fifth step is to divide the result of the fourth step. Here, the signal of the first intermediate frequency and the signal of the second intermediate frequency are output signals of the channel predictor, respectively. The first step is a process of generating a first demodulated signal by multiplying a signal of a first intermediate frequency by a first signal, generating a second demodulated signal by multiplying a signal of a second intermediate frequency by a second signal, and the first The demodulation signal and the second demodulation signal are added together.

도 1은 CDMA 채널 구조도.1 is a CDMA channel structure diagram.

도 2는 복조기의 구성예를 도시한 도면.2 is a diagram showing a configuration example of a demodulator.

도 3은 E_b/I_o을 예측하기 위한 장치의 실시예를 도시한 도면.3 shows an embodiment of an apparatus for predicting E _b / I _o .

이하, 본 발명을 바람직한 실시예와 함께 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with preferred embodiments.

도 1은 CDMA 채널 구조도이다. 도 1를 참조하여 CDMA 채널 구조를 설명하면 다음과 같다.1 is a CDMA channel structure diagram. A CDMA channel structure will be described with reference to FIG. 1 as follows.

동기방식으로 복조하는 CDMA 역방향 무선링크의 구조는 통신채널을 예측하기 위한 파일롯 채널과 실질적인 데이터를 전송하는 트래픽 채널로 구분된다. 트랙픽 채널과 파일롯 채널은 왈시코드(Walsh code)의 직교성을 사용하여 상호간에 구분하는데, 그 채널구조를 도 1에 나타내었다. 파일롯 채널의 데이터 값(101)은 항상 일정한 값을 인가하는데, 여기서는 편이상 디지털 값 0을 인가하는 것으로 한다. 기저대역 필터(102)는 송신기가 사용하고자 하는 대역을 벗어난 신호가 없도록 신호를 필터링하는 역할을 수행한다. 제 1 결합기(103)는 트래픽 채널의 신호와 파일롯 채널의 신호를 결합하는 역할을 수행한다. 제 2 결합기(104)직교 변조된 신호를 합하는 결합기이다. 역방향 링크 시퀀스(105)는 R_c(n)로서, 다중 사용자 접속을 위하여 각 사용자에게 상이하게 지정된 확산신호이다. 트래픽 신호와 파일롯 신호는 서로 직교하는 신호들(W_n, …, W_n+3)로 구분된다. 도면에 나타난 바와 같은 신호를 수식으로 표현하면 아래의 수학식 1과 같다.The structure of a CDMA reverse radio link demodulated in a synchronous manner is divided into a pilot channel for predicting a communication channel and a traffic channel for transmitting substantial data. The traffic channel and the pilot channel are distinguished from each other by using the orthogonality of Walsh code. The channel structure is shown in FIG. 1. The data value 101 of the pilot channel always applies a constant value. Herein, it is assumed that the digital value 0 is applied more than one. The baseband filter 102 filters the signal so that there is no signal out of band to be used by the transmitter. The first combiner 103 combines the signal of the traffic channel and the signal of the pilot channel. Second combiner 104 is a combiner that sums the orthogonal modulated signals. Reverse link sequence 105 is R _c (n), which is a spread signal assigned differently to each user for multi-user connection. The traffic signal and the pilot signal are divided into signals W _n ,..., W _{n + 3} orthogonal to each other. If the signal as shown in the figure is expressed by the equation (1) below.

R_c(n)은 도 1의 참조번호 105로 나타난 확산신호이다. 이후, 계산의 편이를 위하여 λ²+ξ²= 1로 가정한다. 또한,로 가정한다.R _c (n) is a spread signal indicated by reference numeral 105 in FIG. 1. After that, it is assumed that λ ² + ξ ² = 1 for ease of calculation. Also, Assume

신호가 레일레이 페이딩(Rayleigh Fading) 채널을 통과한 후, 수신기에서 받아본 신호는 수학식 2와 같은 형태로 표현할 수 있다.After the signal passes through the Rayleigh Fading channel, the signal received by the receiver may be expressed as in Equation 2.

도 2는 복조기의 구성예를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하여 복조기의 구성예를 설명하면 다음과 같다.2 is a diagram illustrating an exemplary configuration of a demodulator. A configuration example of a demodulator will be described with reference to FIG. 2.

이 신호를 복조할 경우 도 2와 같은 수신기를 사용할 수 있다. 수신기는 L개의 경로 중l번째 경로신호만을 복조하고l번째 경로신호에 대하여 완벽한 동기가 이루어졌다고 가정한다. 도 2에서 α_i(n)과 ψ_i(n)은 통신채널의 다중경로 중l번째 경로의 전송감쇄와 위상지연치를 PN칩 단위로 샘플링한 값을 의미하고,와는l번째 경로의 전송감쇄와 위상지연치의 예측값이다. 또한, 정합필터(matched filter)(201)은 시간영역에서의 특성은 송신기의 기저대역 필터와 동일하다. 누적기(202)는 트래픽 신호를 복원하기 위하여 사용되는 누적기로서 Processing Gain (N)만큼의 심볼을 누적하여 트랙픽 데이터를 복조한다. 누적기(203)는 누적기(202)와 동일한 기능을 가지나 파이롯 데이터를 복조하는 용도로 사용된다. 그런데, 파일롯 데이터는 도 1에서 본 것과 같이 항상 동일한 값을 가진다. 그러므로, 누적기(204)와 같은 누적기를 이용하여 Np 구간 동안 평균을 취하여 신호 대 잡음 비를 Np배 증가시켜 정확하게 채널의 특성을 예측할 수 있다. 채널 예측기 누적기(204)의 입력은와로 나타내었다.,,,,및는 각각 채널 예측기의 I, Q출력에 대한 잡음과 복조기 I, Q 최종출력의 잡음 그리고 파일롯 채널의 I와 Q의 최종출력의 잡음을 나타낸다. 위에서 열거한 잡음들 중에서와는 확률적으로 독립적이면서 동일한 성질을 가지고와사이와와사이에도 확률적으로 독립적이면서 동일한 성질을 가진다. 또한,, 를 만족한다. 본 실시예에서 구하고자 하는 것은===이다.When demodulating this signal, a receiver as shown in FIG. 2 can be used. The receiver demodulates only the l-th path signal of the L paths, assuming a perfect synchronization jyeotdago made with respect to the l-th path signal. In FIG. 2, α _i (n) and ψ _i (n) refer to values obtained by sampling the transmission attenuation and phase delay values of the l- th path of the multipath of the communication channel in units of PN chips. Wow Is the predicted transmission attenuation and phase delay values of the l- th path. Also, matched filter 201 has the same characteristics in time domain as the baseband filter of the transmitter. The accumulator 202 is an accumulator used to recover a traffic signal and accumulates as many symbols as Processing Gain (N) to obtain traffic data. Demodulate. The accumulator 203 has the same function as the accumulator 202 but is used for demodulating pilot data. However, the pilot data always have the same value as seen in FIG. Therefore, an accumulator, such as accumulator 204, can be averaged over the Np interval to increase the signal-to-noise ratio by Np times to accurately predict the characteristics of the channel. The input of channel predictor accumulator 204 is Wow Represented by. , , , , And Denotes the noise of the I and Q outputs of the channel predictor, the noise of the demodulators I and Q final outputs, and the noise of the final outputs of I and Q of the pilot channel, respectively. Among the noises listed above Wow Are stochastic independent and have the same properties Wow Between and Wow It is also stochastic independent and identical in nature. Also, , Satisfies. What is desired in this embodiment = = = to be.

도 2에서 나타낸 수식으로를 구하는 방법은 아래와 같다.With the formula shown in Figure 2 How to obtain is as follows.

먼저, 수학식 3에서 복조한다.First, demodulation is performed in equation (3).

수학식 3을 평균을 취하여 서로 더하면 수학식 4와 같다.Equation 3 is averaged and added to each other.

수학식 3은,를 이용하여 다음의 수학식 5와 같이 간략화할 수 있다.Equation 3 is , By using the equation (5) can be simplified.

수학식 5의 분산치의 합을 계산하면 수학식 (6)과 같이 된다.The sum of the variances of Equation 5 is calculated as Equation (6).

여기서, 구하고자 하는은 다음의 수학식 7과 같은 방법으로 구할 수 있다.Where you want to get Can be obtained in the same manner as in Equation 7 below.

수학식 7로부터 다중경로 중 특정경로l로 전송된 신호의 간섭전력대 잡음전력의 비(E_b/I_o)를 예측할 수 있음을 알 수 있다. 본 발명은 종래의 기술이 사용하는 것과 같이 총수신 전력을 측정할 필요가 없을 뿐 아니라 계산의 정확성을 증진시키기 위하여 사용하는 매핑 테이블(Mapping Table)과 같은 보조수단을 필요치 않고 단지 상관기의 출력치만을 이용하여 수신된 비트 에너지 대 간섭전력의 비를 계산할 수 있다.It can be seen from Equation 7 that the ratio (E _b / I _o ) of the interference power to the noise power of the signal transmitted in the specific path l of the multipath can be predicted. The present invention does not need to measure the total received power as used in the prior art, and does not require any supplementary means such as a mapping table used to improve the accuracy of the calculation. The ratio of received bit energy to interference power can be calculated.

도 3은 E_b/I_o을 예측하기 위한 장치의 실시예를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하여, E_b/I_o을 예측하기 위한 장치의 실시예를 설명한다.3 is a diagram illustrating an embodiment of an apparatus for predicting E _b / I _o . 3, an embodiment of an apparatus for predicting E _b / I _o will be described.

이는 수학식 3 ∼ 7의 과정을 도면으로 표현한 것이다. 누적기(301)은 Z값의 평균치를 구하기 위하여 사용되며, 자승기(302)는 평균의 제곱을 구하기 위하여 사용되고, 자승누적기(304)는 Z의 제곱의 평균을 구하기 위한 누적기이다.This represents the process of Equations 3 to 7 in the drawings. The accumulator 301 is used to calculate the mean value of Z, the square 302 is used to calculate the square of the mean, and the square accumulator 304 is an accumulator for obtaining the mean of the squares of Z.

상술한 바와 같은 본 발명은 아날로그 신호 처리부인 중간 주파수 처리부에서 디지털 신호 처리부로 수신전력 세기를 보고할 필요가 없을 뿐 아니라 실측치로부터 매핑 테이블을 구할 필요가 없다는 데에 그 효과가 있다. 또한, 수신기 내부의 상관기 중 파일롯 채널을 담당하는 상관기의 출력만을 이용하여 수신 비트 에너지 대 간섭 전력의 비를 정확하게 예측할 수 있다. 예측된 값은 전력제어 및 수신기의 성능평가를 위하여 유용하게 사용할 수 있다.As described above, the present invention has the effect that it is not necessary to report the received power strength from the intermediate frequency processor, which is an analog signal processor, to the digital signal processor, and to obtain a mapping table from the measured value. In addition, the ratio of the received bit energy to the interference power can be accurately estimated using only the output of the correlator in charge of the pilot channel among the correlators inside the receiver. The predicted value can be useful for power control and performance evaluation of the receiver.

Claims

A first step of demodulating and adding the input first signal and the second signal to a first intermediate frequency and a second intermediate frequency, respectively;

A second step of obtaining a square of the mean of the results of the first step;

A third step of calculating an average of squares of the results of the first step;

A fourth step of subtracting the result of the second step from the result of the third step; And

And a fifth step of dividing the result of the second step by the result of the fourth step.

The method of claim 1,

And the first intermediate frequency signal and the second intermediate frequency signal are output signals of a channel predictor, respectively.

The method of claim 1,

The first step,

Generating a first demodulated signal by multiplying the signal of the first intermediate frequency by the first signal;

Generating a second demodulated signal by multiplying the signal of the second intermediate frequency by the second signal; And

And a step of summing the first demodulated signal and the second demodulated signal.