KR19990052334A

KR19990052334A - 직접확산 코드분할 다중접속 시스템의 다중사용자 검파장치 및 방법

Info

Publication number: KR19990052334A
Application number: KR1019970071797A
Authority: KR
Inventors: 서경삼
Original assignee: 서평원; 엘지정보통신 주식회사
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 1999-07-05
Also published as: CN1221272A; US6192042B1; CN1135769C

Abstract

본 발명은 다중사용자 검파장치의 구현회로가 간단할 뿐만 아니라 실시간에 실시할 수 있는 직접확산 코드분할 다중접속 시스템의 다중사용자 검파장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 (a)다중사용자에 의해 각각 전송되는 다중사용자의 확산코드에 의해 대역확산된 신호를 수신한 후 상기 다중사용자의 확산코드의 켤레복소수로 상기 수신신호를 역확산시켜 상기 다중사용자의 각 메시지를 복원하는 과정과, (b)상기 각 다중사용자의 복원된 메시지를 상기 확산코드로 확산시키고 이어 상기 확산코드의 켤레복소수로 역확산시키고 필터링한 상기 다중사용자의 메시지 y=(y₁, y₂....y_k)를 비트동기하여서 감산시켜 상기 메시지 y에 포함된 다중사용자 확산코드간의 교차상관계수에 따른 다중접속 간섭신호Qy(단, Q는 다중사용자 확산코드간의 교차상관계수를 원소로 하고 대각항이 0인 행렬)를 추출하는 과정과, 상기 다중사용자의 메시지 y에 상기 (b)과정에서 추출 다중접속 간섭신호 Qy의 부(-)의 값을 비트동기하고 가산하여 다중접속 간섭신호가 제거된 각 다중사용자의 메시지 Z를 복원하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

Description

직접확산 코드분할 다중접속 시스템의 다중사용자 검파장치 및 방법

본 발명은 직접확산 코드분할 다중접속(Direct Sequence-Code Division Multiple Access : DS-CDMA) 시스템의 다중사용자 검파장치 및 검파방법에 관한 것으로, 특히 직접확산 코드분할 다중접속 시스템에서 발생되는 다중접속 간섭(Multiple Access Interference : MAI)을 실시간으로 제거하는 비상관 다중사용자 검파장치 및 검파방법에 관한 것이다.

직접확산 코드분할 다중접속 방식은 송신기에서 송신할 데이터를 사용자마다 각기 식별가능하게 할당된 의사잡음(Pseudo Noise : PN)부호 혹은 확산신호(코드)로 직접대역 확산시킴으로써 자신의 메세지를 변조시켜서 전송하고, 수신기에서는 송신신호를 수신하여 송신기의 PN 부호(또는 확산신호(코드))로 역확산시키는 검파에 의해 원래의 송신 데이터를 복원하는 방식이다.

이 직접확산 코드분할 다중접속 방식은 다경로 감쇄현상(Multipath Fading)에 강하고, 음성활성주기(Voice Activity Cycle)를 잘 이용하며, 기지국간에 소프트 핸드오프(Soft Hand Off)가 가능할 뿐만 아니라, 잼(Jam)에 강하고, 한 주파수 대역을 재사용하므로써 기존의 시스템 보다 더 큰 용량(Capacity)을 가질수 있는 등의 많은 장점을 가지고 있어서, 최근에 셀룰라 통신(Cellular Communication)이나 개인 휴대통신(Personal Communication Service)을 구현하는데 많은 각광을 받아왔다.

직접확산 코드분할 다중접속 방식은 상술한 바와 같은 여러 가지의 장점을 가지고 있음에도 불구하고 수신시에 동시 사용자수가 많거나 SNR(Signal to Noise Ratio)이 클 때는 소위 다중접속간섭에 의해 성능이 제한되기 때문에 상기 다중접속 간섭을 제거하기 위한 노력이 꾸준히 경주되어 지금까지 여러 가지 다중사용자 검파기가 제안되었다.

종래의 다중사용자 검파기중 전형적인 것으로는 도 1에 도시된 바와 같은 비상관 다중사용자 검파기(Decorrelating Multiuser Detector)가 있으며, 이 검파기는 복수의 곱셈기(CO₁-CO_K), 적분기(I₁-I_K) 및 스위치(SW₁-SW_K)를 구비하여 입력되는 다중사용자의 대역확산 코드로 형성되는 수신신호 r(t)를 역확산시켜 다중사용자의 각 메세지의 샘플출력을 발생하는 정합필터 블록(10)과, 상기 정합필터 블록(10)의 복수샘플 출력을 필터링하여 각 다중사용자의 샘플출력에 포함된 다중접속 간섭신호를 제거하는 R^-1필터(11)와, 상기 R^-1필터(11)의 다중사용자의 송신 데이터에 상응하는 복수출력(Z₁-Z_K)을 문턱값과 각각 비교하여 2진 출력(b₁-b_K)을 결정하는 복수의 결정기(DC₁-DC_K)로 형성하는 2진 데이터 결정부(12)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 비상관 다중사용자 검파기의 작동에 대하여 설명한다.

수신기의 비상관 다중사용자 검파기에 입력되는 수신신호 r(t)는 정합 필터(10)의 곱셈기(CO₁-CO_K), 적분기(I₁-I_K) 및 스위치(SW₁-SW_K)로 형성되는 복수개의 정합필터를 통하여 수신되는 대역 확산신호를 역확산함으로써 다중사용자의 각 메세지를 복원하며, 이 정합필터(10)의 출력(y₁-y_K)를 행렬형태로 나타내면 수학식 1과 같다.

여기서,

a_i는번째 사용자의 수신 진폭이며, A는 수신된 신호의 진폭행렬, b는 전송된 데이터 비트벡터, n은 가우시언 잡음벡터를 나타낸 것이며, R행렬의 인자 P_ij는 i번째와 j번째 사용자 확산코드 사이의 교차상관 계수를 나타낸 것이다.

그리고 상기 수학식 1로 표현된 정합필터(10)의 출력 y가 R^-1필터(11)에 입력되면 수학식 2와 같은 출력Z가 얻어진다.

여기서, 수학식 2로 표현되는 R^-1필터로 형성되는 비상관 검파기(11)의 출력은 2진 결정기(DC₁-DC_K)로 구성되는 2진 데이터 결정부(12)를 거쳐 각 다중사용자 2진 데이터가 복원된다.

이와 같은 종래의 비상관 다중사용자 검파기에 의하면 정합필터(10)의 출력 y에 포함되어 있는 0이 아닌 교차상관값을 가지는 다중사용자에 의해 발생되는 다중접속 간섭신호를 R^-1필터(11)를 통하여 완전히 제거할 수 있어, 수신신호의 품질을 대폭적으로 향상시킬 수 있다는 등의 장점이 있으나, 상기 R^-1필터는 수학식 3과 같은 R의 역행렬을 계산하여야 하고 이러한 계산은 사용자의 수가 많아 행렬의 차원이 커질수록 매우 복잡하다.

여기서 대각항 b₁₁=1-(K-1)(K-2)/2개의 교차상관계수의 2차항 + O(P³), b₂₂=1-(K-1)(K-2)/2개의 교차상관계수의 2차항 + O(P³)으로 표현되고 나머지 대각항 b_ii도 같은 식으로 표현되며, 대각항이 아닌 항들은 각각 b₁₂=-P₁₂+(K-2)개의 교차상관계수의 2차항 + O(P³), b₁₃=-P₁₃+(K-2)개의 교차상관계수의 2차항 + O(P³)으로 표현되고 나머지 대각항이 아닌 항들도 비슷한 식으로 표현된다. 상기 O(P³)는 3차 이상의 교차상관 계수의 다항식을 나타낸 것이다. 따라서 R^-1필터는 과다한 계산량으로 인해 실제 회로 구현이 불가능하다는 문제점이 있었다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해서 제안된 기술이 Shimon Moshavi 등의 논문 "DS-CDMA 시스템용 다단 선형수신기(Multistage Linear Receiver for DS-CDMA Systems)" (International journal of wireless Information Networks, vol. 3. NO. 1 1996.)에 개시되어 있다.

즉, 상기 논문에 개시된 비상관 다중사용자 검파장치는, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 다중사용자(multiuser)로 전송되는 수신신호 r(t)에 송신단 확산코드의 컬레복수수(g₀ ^※(t)∼g_k-1 ^※(t))을 곱한후 저역통과필터(LPF)를 통과시켜 수신신호 r(t)를 역학산시키는 정합필터블럭 G와, 상기 정합필터블럭 G의 출력(y₀∼ y_k-1)에 송신단의 확산코드{g₀(t) ∼ g_k-1(t)}를 곱하여 합산 한후 다시 송신단 확산코드의 켤레복소수(g₀ ^※(t)∼g_k-1 ^※(t))를 곱한후 저역통과필터(LPF)를 통과시키도록 구성한 교차상관계수행렬 구현블럭(R)을 다단계(R,R.....)로 형성한 최소자승평균오차검출부를 구비하고 상기 정합필터 블록G의 출력(y₀∼ y_k-1) 및 각 단계에서의 출력에 최소자승평균오차의 기준에 의해 산출된 계수값인 가중치(W₀, W₁, W₂, ......)를 곱하고 1비트시간 지연을 시키는 지연소자(Tb)를 통하여 각 단계에서의 시간지연을 보상하도록한후 상기 최소자승평균오차검출부의 교차상관계수행렬 구현 블록(R,R...)의 다단계에서 출력하는 신호를 가산하여 종래의 비상관 검파기의 근사화된 출력를 얻도록 구성되어 있으며, 상기 종래예는 복잡성을 피하기 위해 최소자승평균오차검출부는 교차상관계수행렬 구현블럭이 2단으로만 구성된 예이다.

상기 구성에 의하면 최소자승평균오차검출부의 교차상관계수행렬 구현블럭(R)을 1단계 통과할때마다 Ry, R²y,......값을 출력하고 이 출력값에 가중치 W₀, W₁, W₂를 곱하고 시간보상을 행하여 비트동기를 시킨 출력를 얻기 때문에, 교차상관계수행렬 R의 역행렬 R^-1을 근사적으로 구현할 수가 있다.

그러나 상기 종래기술은 교차상관계수행렬이 시간에 따라 빠르게 변하는 환경, 즉 롱코드를 사용하거나 비동기 방식의 시스템, 그리고 동시사용자수가 빠르게 변할 때 등에서는 상기 가중치(W₀, W₁, W₂)를 최소자승 평균오차기준에 따라 다시 계산하여야 하므로 이를 계산하기 위한 추가적인 회로블럭이 필요할 뿐만 아니라 실제 시스템에서 실시간으로 구현하기가 어렵다는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 발명한 것으로, 본 발명의 목적은 다중사용자 검파장치의 구현회로가 간단할 뿐만 아니라 실시간에 실시할 수 있는 직접확산 코드분할 다중접속 시스템의 다중사용자 검파장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 다중접속 간섭효과를 크게 줄일 수 있어 사용자용량을 크게 할 수 있음과 동시에 비트오율(bit error rate : BER)이 낮은 직접확산 코드분할 다중접속 시스템의 다중사용자 검파장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

도 1 및 도 2는 종래의 직접확산 코드분할 다중접속 시스템의 다중사용자 검파장치를 개략적으로 나타낸 블록도,

도 3은 본 발명의 직접확산 코드분할 다중접속 시스템의 다중사용자 검파장치를 개략적으로 나타낸 블록도,

도 4는 본 발명과 종래의 다중사용자 검파장치 성능을 나타낸 그래프이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 20 : 정합필터 블록 11 : R^-1필터

12 : 2진 데이터 결정부 21 : 다중접속 간섭신호 추출부

21', 21'' : 제 1 및 제 2 근사 비상관 검출기

22 : 다중접속 간섭신호 제거부 22', 22'' : 제 1 및 제 2 제거부

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 직접확산 코드분할 다중접속 시스템의 다중사용자 검파방법은 (a)다중사용자에 의해 각각 전송되는 다중사용자의 확산코드에 의해 대역확산된 신호를 수신한 후 상기 다중사용자의 확산코드의 켤레복소수로 상기 수신신호를 역확산시켜 상기 다중사용자의 각 메시지를 복원하는 과정과, (b)상기 각 다중사용자의 복원된 메시지를 상기 확산코드로 확산시키고 이어 상기 확산코드의 켤레복소수로 역확산시키고 필터링한 상기 다중사용자의 메시지 y=(y₁, y₂....y_k)를 비트동기하여서 감산시켜 상기 메시지 y에 포함된 다중사용자 확산코드간의 교차상관계수에 따른 다중접속 간섭신호Qy(단, Q는 다중사용자 확산코드간의 교차상관계수를 원소로 하고 대각항이 0인 행렬)를 추출하는 과정과, 상기 다중사용자의 메시지 y에 상기 (b)과정에서 추출 다중접속 간섭신호 Qy의 부(-)의 값을 비트동기하고 가산하여 다중접속 간섭신호가 제거된 각 다중사용자의 메시지 Z를 복원하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 다른 양태의 직접확산 코드분할 다중접속 시스템의 다중사용자 검파장치는 다중사용자의 수신신호를 다중사용자의 확산코드로 역확산시켜서 다중사용자 메시지를 복원하는 정합필터 블록과, 상기 정합필터 블록의 출력을 상기 확산코드를 이용하여 확산시킨 후 다시 역확산시켜서 상기 다중사용자의 확산코드간의 교차상관계수에 따른 다중접속 간섭신호를 추출하는 근사비상관 검출기를 가지는 다중접속 간섭신호 추출부와, 상기 다중접속 간섭신호추출부의 출력의 부(-)값을 상기 정합필터 블록의 출력에 가산하여 상기 다중접속 간섭신호를 제거하는 다중접속 간섭신호 제거부를 구비함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부 도면에 근거하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예를 도시한 블록도로서, 본 발명의 직접확산 코드분할 다중접속 시스템의 다중사용자 검파장치는, 다중사용자의 수신신호를 다중사용자의 확산코드로 역확산시켜 다중사용자의 메시지 y=(y₁.... y_k)를 복원하는 정합필터블럭(20)과, 상기 정합필터블럭(20) 출력 y을 상기 확산코드로 확산하고 이어 역확산을 행한후 필터링하여 상기 다중사용자의 확산코드간의 교차상관계수에 따른 다중접속 간섭신호를 추출하는 근사비상관 검출기(21',21")를 소정단으로 직렬접속하여 형성한 다중접속 간섭신호 추출부(21)와, 상기 다중접속 간섭신호 추출부(21)의 각단의 출력(Qy, Q²y.....)을 상기 정합필터블럭(20)의 출력 y에 가산하여 다중접속 간섭신호를 제거하는 다중접속 간섭신호 제거부(22)로 구성되어 있다.

상기 정합필터블럭(20)은 상기 수신신호 r(t)와 상기 다중사용자의 확산코드의 켤레복소수(C₁ ^※(t)∼C_K ^※(t))를 입력으로 하는 K개의 곱셈기(CO₁, CO₂, .... CO_0K)와 상기 곱셈기(CO₁, CO₂, ..... CO_OK)의 출력을 저역통과시키는 저역통과필터(LPF₁∼ LPF_OK)로 형성되어 있다.

상기 다중접속 간섭신호 추출부(21)는 제 1 근사비상관검출기(21′)와 제 2 근사비상관 검출기(21′)를 직렬접속하도록 구성되어 있으며, 제 1 근사비상관검출기(21′)는 상기 정합필터블럭(20)의 출력 y과 상기 확산코드(C₁(t) ∼ C_K(t))를 입력으로하는 복수의 곱셈기(CO'₁₁, CO'₁₂, ....... CO'_1K)와, 상기 곱셈기(CO'₁₁, CO'₁₂, ....... CO'_1K)의 각 출력을 합산하는 합산기(SUM₁)와, 상기 합산기(SUM₁)의 출력과 상기 확산코드의 켤레복소수((C₁ ^※(t)∼C_k ^※(t))를 입력으로 하는 복수의 곱셈기(CO₁₁∼ CO_1K)와, 상기 곱셈기(CO₁₁∼ CO_1K)의 출력을 각각 필터링하는 저역통과필터(LPF₁₁∼ LPF_1K)와, 상기 다중사용자의 복원된 메시지 y을 각각 1비트만큼 시간지연시키는 복수의 지연소자(Tb ∼ Tb)와 상기 복수의 지연소자(Tb ∼ Tb) 출력의 부(-)값을 상기 저역통과필터(LPF₁₁∼ LPF_1K)의 출력에 각각 가산하는 복수의 가산기(AD₁₁∼ AD_1K)로 구성되어 있다.

그리고 제 2 근사비상관검출기(21″)는 제 1 근사비상관검출기(21′)의 구성과 동일하며 상기 제 2 근사비상관검출기(21″)의 곱셈기(CO'₂₁∼ CO'_2K), 합산기(SUM₂,SUM₁)에, 곱셈기(CO₂₁∼ CO_2K), 저역통과필터(LPF₁₁∼ LPF_2K) 및 가산기(AD₁₁∼ AD_1K)는 상기 제 1 근사비상관검출기(21')의 곱셈기(CO'₁₁∼ CO'_1K), 합산기(SUM₁), 곱셈기(CO₁₁∼ CO_1K), 저역통과필터(LPF₁₁∼ LPF_2K) 및 가산기(AD₁₁∼ AD_1K)에 각각 대응하여 동일기능을 가지고 있으므로 이들에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

그리고 다중접속 간섭신호제거부(22)는 제 1 제거부(21′)와 제 2 제거부(22″)로 구성되어 있고, 상기 제 1 제거부(22′)는 상기 정합필터블럭(20)의 출력 y를 각각 1비트만큼 시간지연시키는 지연소자(Tb ∼ Tb)와, 상기 지연소자(Tb ∼ Tb)의 출력에 상기 제 1 근사비상관검출기(21')의 출력Qy의 부(-)값을 각각 가산하는 가산기(AD'₁₁∼ AD'_1k)로 구성되어 있으며, 제 2 제거부(22″)는 상기 제 1 제거부(21′)의 출력을 각각 1비트 시간지연시키는 지연소자(Tb ∼ Tb)와 상기 지연소자(Tb ∼ Tb)의 출력에 상기 제 2 근사비상관검출기(21″)의 출력(Q²y)을 가산하는 가산기(AD'₂₁∼ AD'_2K)로 구성되어 있다.

본 실시예는 근사비상관검출기를 2단으로 직렬접속하도록한 경우에 대한 것이나 필요에 따라서 근사비상관검출기를 소정갯수까지 연이어 직렬접속하고 상기 다중접속 간섭신호처리부(22)는 상기 근사비상관검출기가 하나씩 출력될 때마다 상기 제 1 제거부(22′)나 또는 제 2 제거부(22″)와 같은 구조를 갖는 제거부를 직렬로 접속하도록 구성하고, 각 근사비상관 검출기의 출력은 홀수번째에는 부(-)의 값을, 그리고 짝수번째에는 정(+)의 값을 제거부의 가산기에 각각 가산하도록 구성할 수도 있고 근사비상관검출기 하나만을 사용하여 구성할 수도 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 직접확산 코드분할 다중접속 시스템의 다중사용자 검파장치의 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 정합필터블럭(20)은 수신신호 r(t)를 다중사용자의 확산코드의 켤레복소수(C₁ ^※(t)∼C_K ^※(t))을 입력으로 하여 곱셈기(CO₁∼ CO_OK)에서 곱하여 수신신호 r(t)를 역확산시킨 후, 저역통과필터(LPF₁∼ LPF_0K)를 통하여 필터링하여 다중사용자의 메시지 y=(y₁∼ y_K)를 복원한다.

이때 메시지 y에는 다중사용자 확산코드간의 교차상관계수에 따른 다중접속 간섭신호가 포함되어 있다.

다중접속 간섭신호추출부(21)의 제 1 근사 비상관 검출기(21′)는 곱셈기(CO'₁₁∼ CO'_1K)에서 상기 메시지 y와 상기 확산코드{C₁(t) ∼ C_K(t)}를 입력으로 하여 곱함으로써 상기 메시지 y를 확산시킨 후 합산기(SUM₁)를 통하여 합산하고 이 합산기(SUM₁)의 출력과 상기 확산코드의 켤레복소수(C₁ ^※(t)∼C_K ^※(t))을 곱셈기(CO₁₁∼ CO_1K)에서 곱함으로써 합산기(SUM₁)의 출력을 역확산시킨 후 저역통과필터(LPF₁₁∼ LPF_1K)에서 필터링하고, 상기 메시지 y를 지연소자(Tb ∼ Tb)를 통하여 각각 1비트씩 시간지연시켜 비트 동기시킨 후 가산기(AD₁₁∼ AD_1K)에서 상기 필터링된 결과값에 비트동기된 메시지 y의 부(-)값을 가산함으로써, 상기 다중사용자의 확산코드의 교차상관계수에 따른 다중접속 간섭신호 Qy를 1차적으로 추출해 낸다.

이 때 Q는 상기 각 다중사용자 확산코드간의 교차상관계수를 원소(entry)로 하고 대각항이 0인 행렬이다.

그 다음 상기 다중접속 간섭신호제거부(22)의 제 1제거부(22′)에서는 상기 지연소자(Tb ∼ Tb)를 통하여 상기 메시지y=(y₁∼ y_k)가 1비트 시간지연되게 비트동기된 후 가산기(AD'₁₁∼ AD'_1K)를 통하여 상기 비트동기된 상기 메시지 y에 상기 다중접속 간섭신호 추출부(21)의 제 1 근사비상관검출기(21′)에서 1차적으로 추출한 다중접속 간섭신호 Qy의 부(-)값을 가산함으로써 1차적으로 다중접속 간섭신호가 제거된 메시지 Z'=(Z'₁∼ Z'_K)를 얻게 된다.

이어서 같은 방법으로 다중접속 간섭신호추출부(21)의 제 2 근사비상관검출기(21″)에서 상기 제 1 근사비상관검출기(21′)의 출력 Qy를 입력으로하여 2차적인 다중접속 간섭신호 Q²y를 추출해 낸다.

그리고 다중접속 간섭신호제거부(22)의 제 2 제거부(22′)에서 1차적으로 다중접속 간섭신호가 제거된 메시지신호 Z'=(Z'₁, . . . ,Z'_K)가 지연소자(Tb ∼ Tb)를 통하여 1비트씩 시간지연되어 비트동기된 후, 가산기(AD'₂₁∼ AD'_2K)에서 상기 2차적인 다중접속 간섭신호 Q²y와 가산되어 최종출력 Z=(Z₁∼ Z_K)를 얻게 된다.

즉, 상기 최종출력 Z를 행렬로 표시하면 수학식 4와 같이 된다.

단, I는 대각항이 1인 항등행렬이고, Q는 대각항이 0이고 다른항은 각 다중사용자 확산코드간의 교차상관계수를 원소(entry)로 갖는 행렬이다.

한편, 상술한 역행렬 R^-1는 테일러급수로 전개하면 수학식 5과 같다.

따라서 수학식 4로 표현된 본 발명의 실시예는 상기 수학식 5로부터 확인된 바와 같이 테일러급수의 2차항까지만을 취한 근사값임을 알 수 있다.

본 실시예에서는 근사 비상관검출기(행렬 Q를 구현하는 블록 Q)를 2개까지만 가지는 구조로 되어 있으나, 근사 비상 검출기를 소정개까지 구비하고 전술한 바와 같이 근사 비상관검출기의 홀수번째 출력은 부(-)출력값을, 짝수번째 출력은 정(+)출력값을 각각 비트동기하에 상기 다중접속 간섭제거부(22)의 상응하는 번째의 제거부의 가산기에 가산함으로써 수학식 5로 표현되는 다중사용자 검파장치를 구현할 수 있다.

그리고, 필요에 따라서는 근사 비상관 검출기를 하나만 사용하여 다중사용자 검파장치를 구현하여도 된다.

한편, 본 발명의 직접확산 코드분할 다중접속 시스템의 검파방법에 대하여 설명한다.

먼저, 다중사용자에의해 각각 전송되는 다중사용자의 확산코드에 의해 대역확산된 신호 r(t)를 수신한 후 이 수신신호 r(t)를 다중사용자의 확산코드의 켤레복소수{C₁ ^※(t)∼C_K ^※(t)}로 곱하여 역확산시킨 후 필터링하므로써 다중사용자의 메시지 y=(y₁∼ y_k)를 복원한다.

상기 복원된 메시지 y를 상기 확산코드{C₁(t) ∼ C_K(t)}로 곱하여 확산시키고 그 결과 값을 합산한다.

이어, 상기 합산된 값에 상기 확산코드의 켤레복소수{C₁ ^※(t)∼C_K ^※(t)}로 곱하여 역확산시키고 저역통과 필터를 이용하여 필터링한다.

그 다음 상기 필터링된 값에 1비트 지연으로 비트동기된 메시지 y의 부(-)의 값을 가산하여 다중사용자의 메시지에 포함된 1차 다중접속 간섭신호 Qy를 추출한다.

상기 추출된 1차 다중접속 간섭신호의 부(-)값-Qy을 1비트 시간지연으로 비트동기된 메시지 y에 가산하여 다중사용자의 메시지에 포함된 다중접속 간섭신호를 1차적으로 제거한 다중사용자의 메시지(I-Q)y를 구한다.

그 다음 상기 1차적으로 추출된 다중접속 간섭신호 Qy를 입력으로 하여 상술한 바와 동양으로 다중사용자의 확산코드를 이용하여 확산과 역확산 및 필터링을 행한 후 1차적으로 추출한 다중접속 간섭신호의 부(-)값을 가산하여 2차적인 다중접속 간섭신호 Q²y를 추출한다.

상술한 일차적으로 다중접속 간섭신호가 제거된 다중사용자 메시지(I-Q)y는 1비트 시간지연되어 비트동기된후 상기 2차적으로 추출된 다중접속 간섭신호가 더하여져서, 최종의 다중사용자의 메시지 Z=(I-Q+Q²)y가 출력된다.

상기 검파방법의 실시예에서는 순차적으로 2번에 걸쳐 다중접속 간섭신호를 추출한 후 다중사용자의 메시지에 첫번째 추출된 다중접속 간섭신호의 부(-)의 값을 가산하고 두번째 추출된 다중접속 간섭신호의 정(+)의 값을 더하여 주도록 하고 있으나, 본 발명은 이것에 한하는 것이 아니라 필요에 따라서는 신호품질이 다소 떨어지더라도 시스템의 구성을 간단하게 하기 위하여 첫번째에 추출된 다중접속 간섭신호의 부(-)값만을 다중사용자의 메시지에서 가산하도록 다중사용자 검파 방법을 구현하여도 되며, 신호품질을 더욱 높이기 위해 다중접속 간섭신호의 추출을 순차적으로 복수회 행하고 그 결과를 각각의 전단계에서 다중접속 간섭신호를 제거하도록 하여 얻어진 다중사용자의 메시지를 비트동기하에서 가산하되, 홀수번째 다중접속 간섭신호의 추출값에 대하여서는 그의 부(-)값을 짝수번째의 추출값에 대하여서는 그의 정(+)의 값을 비트동기하에서 가산하도록 다중 사용자 검파방법을 구현하여도 된다.

도 4(a) 및 도 4(b)는 확산코드 길이가 2¹³-1, 처리이득(processing gain)이 31, 다중사용자수가 K=0일 때의 각 검파장치의 성능을 나타낸 것으로 도 4(a)는 이상적인 전력제어의 경우, 도 4(b)는 레일리 감쇄환경의 경우에 있어서의 Eb/No(dB)에 대한 평균 BER에 대한 시뮬레이션의 결과를 나타낸 그래프로 A는 종래의 다중사용자 검파장치로서 도 1에서 정합필터 블럭(10)만을 사용한 검파장치이고, B, C, D는 근사 비상관 검출기를 각각 1, 2, 3개 사용한 경우이며, E는 이상적이나 실현불능의 역행렬 R^-1필터를 사용하는 가상검파장치에 대한 것으로서, 도 4(a) 및 도 4(b)에서 확인되는 바와 같이, 본 발명은 근사 비상관 검출기를 하나만 사용하는 경우에도 종래의 경우보다 성능이 뛰어남을 알 수 있고, 여기에 1개나 2개를 추가하는 경우, 특히 2개를 추가하는 경우에는 이상적인 역행렬 R^-1필터를 구현한 검파장치와 성능면에서 크게 떨어지지 아니함을 알 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 종래의 최소자승 평균오차의 기준에 의해 산출된 계수 Wi를 사용하여 다중사용자의 검파장치를 구현하지 않기 때문에 시스템 구성이 간단할 뿐만 아니라 그의 성능면에 있서서도 이상적인 R^-1필터를 이용하는 가상의 비상관 다중사용자 검파장치의 성능에 근접하여 있어, 다중접속 간섭신호를 크게 줄일 수 있으므로 사용자 용량을 크게 증가시킬 수 있고, 비트오율(bit error rate :BER)을 크게 낮출 수 있는등 뛰어난 효과가 있다.

Claims

a) 다중사용자에 의해 각각 전송되는 다중사용자의 확산코드에 의해 대역확산된 신호를 수신한 후 상기 다중사용자의 확산코드의 켤레복소수로 상기 수신신호를 역확산시켜 상기 다중사용자의 각 메시지 y를 복원하는 과정과,

b) 상기 각 다중사용자의 복원된 메시지를 상기 확산코드로 확산시키고 합산한후 이어 상기 확산코드의 켤레복소수로 역확산시키고 저역통과 필터링한 후 상기 다중사용자의 메시지 y를 비트동기하에서 감산시켜 각 메시지 y에 포함된 다중사용자 확산코드간의 교차상관계수에 따른 다중접속 간섭신호 Qy를 1차적으로 추출하는 과정과,

c) 상기 다중사용자의 메시지 y에, 상기 b)과정에서 추출한 다중접속 간섭신호 Qy의 부(-)값을 비트동기하에서 가산하여 다중접속 간섭신호가 1차적으로 제거된 각 다중사용자의 메시지, (단, Q는 대각항이 0인 각 사용자확산코드간의 교차상관계수을 원소(entry)로하는 행렬, I는 대각항이 1인 항등행렬이고, Z=[Z₁,------Z_K], y=[y₁------y_K])를 복원하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 직접확산 코드분할 다중접속시스템의 검파방법.
제 1 항에 있어서,

d) 상기 b)과정에서 1차적으로 추출한 다중접속 간섭신호 Qy를 입력으로하여 상기 확산코드로 확산시키고 합산한후 이어 상기 확산코드의 켤레복소수로 역확산시켜 저역통과필터링한 후 그 결과값에 상기 1차적으로 추출된 다중접속간섭신호 Qy의 부(-)값을 비트동기하에서 가산하여 2차적으로 다중접속 간섭신호 Q²y를 추출하는 과정과,

e) 상기 c)과정에서 복원된 메시지에 비트동기하에서 상기 다중접속 간섭신호 Q²y를 가산하여 다중사용자의 메시지를 복원하는 과정을 더 구비함을 특징으로하는 직접확산 코드분할 다중접속시스템의 검파방법.
제 2 항에 있어서

f) 전단계에서 추출한 다중접속 간섭신호를 새로운 입력으로하여 d)과정과 동양의 방법으로 확산코드로 확산과 역확산을 각각 수행하여 다중접속 간섭신호 Q³y, Q⁴y, 를 소정회수까지 추출하는 과정과,

g) 전단계에서 복원된 다중사용자의 메시지에 비트동기하에서 상기 f)단계에서 추출한 다중접속 간섭신호를 Q의 차수가 홀수인 경우에는 그의 부(-)값을, 짝수인 경우에는 그의 정(+)값을 가산하도록하여 새로운 다중사용자의 메시지를 복원하는 과정을 더 구비함을 특징으로하는 직접확산 코드분할 다중접속시스템의 검파방법.
다중사용자의 수신신호를 다중사용자의 확산코드로 역확산시켜 다중사용자의 메시지를 복원하는 정합필터 블록과,

상기 정합필터블럭의 출력을 상기 확산코드를 이용하여 확산과 역확산시킨후 필터링하여 상기 다중사용자의 확산코드간의 교차상관계수에 따른 다중접속 간섭신호를 추출하는 근사비상관검출기를 소정단으로 직렬접속하여 형성한 다중접속 간섭신호 추출부와,

상기 다중접속 간섭신호 추출부의 각 단의 출력을 상기 정합필터 블록의 출력에 가감산하여 상기 다중접속 간섭신호를 제거하는 다중접속 간섭신호 제거부를 구비함을 특징으로 하는 직접확산 코드분할 다중접속 시스템의 검파장치.
제 4 항에 있어서,

상기 근사 비상관 검출기는,

상기 정합필터 블록으로 부터 출력되는 각 다중사용자의 메시지와 다중사용자의 각 확산코드를 입력으로 하는 제 1 곱셈기와,

상기 제 1 곱셈기의 각 출력을 합산하는 합산기와,

상기 합산기의 출력과 상기 확산코드의 켤레복소수를 입력으로 하는 제 2 곱셈기와,

상기 제 2 곱셈기의 출력을 각각 필터링하는 저역통과 필터와,

상기 메시지를 각각 1비트씩 지연시키는 지연소자와,

상기 저역통과 필터의 출력에 상기 지연소자의 출력의 부(-)값을 가산하는 가산기로 구성됨을 특징으로 하는 직접확산 코드분할 다중접속 시스템의 검파장치.