KR20000003240A - 무선통신 시스템의 송수신 장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술 분야
본 발명은 무선통신 시스템의 송수신 장치 및 그 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하고자 하는 과제
본 발명은 송신단으로부터 수신한 신호를 비선형 필터링하여, 잡음은 발생시키지 않고 손실된 신호만을 효율적을 보상하여 줄 수 있는 송수신 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
3.발명의 해결방법의 요지
본 발명은 펄스형태의 데이터 정보를 필터링하여 성형화하는 펄스 성형 필터링수단; 상기 펄스 성형 필터링수단으로부터 전달된 신호에 잡음 및 다중 경로 페이딩(fading)을 삽입하여 가상의 채널 환경을 설정하는 채널 환경 설정수단; 외부로부터 입력된 잡음과 상기 채널 환경 설정수단으로부터 전달된 신호를 가산하기 위한 가산수단; 상기 가산수단으로부터 전달된 신호를 필터링하기 위한 필터링수단; 및 상기 필터링수단으로부터 신호를 입력받아, 손실된 신호를 보상하기 위한 신호 보상수단을 포함한다.
4.발명의 중요한 용도
본 발명은 무선통신 시스템에서 송수신되는 신호의 잡음을 제거하는데 이용됨.
Description
본 발명은 무선통신 시스템의 송수신 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 송신단으로부터 수신한 신호의 잡음을 제거하고 손실된 신호를 보상하여 주는 송수신 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 무선통신 시스템의 송수신 장치의 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 무선통신 시스템의 송수신 장치는, 신호 발생부(110)와, 펄스 성형 필터(120)와, 채널 환경 설정부(130)와, 가산기(140)와, 정합필터(150)를 구비한다. 여기서, 신호 발생부(110)와 펄스 성형 필터(120)는 송신단에 배치되고, 정합필터(150)는 수신단에 배치된다.
상기한 바와 같은 구조를 갖는 종래의 무선통신 시스템의 송수신 장치의 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
펄스 성형 필터(120)가 신호 발생부(110)로부터 발생된 펄스형태의 데이터 정보를 성형화하여 채널 환경 설정부(130)로 전달하면, 채널 환경 설정부(130)는 펄스 성형 필터(120)로부터 전달된 성형화된 펄스형태의 신호에 잡음 및 다중 경로 페이딩(fading) 등의 환경을 설정해준 다음, 이 잡음 및 다중 경로 페이딩 등이 삽입된 신호를 가산기(140)로 전달한다. 이때, 잡음 및 다중 경로 페이딩 등의 환경을 설정해주는 이유는, 무선통신 시스템에서 송신단으로부터 수신단으로 신호가 전송되는 도중에, 신호에 삽입될 수 있는 잡음 및 다중 경로 페이딩 등을 가상으로 설정하여 준 것이다.
이어서, 가산기(140)는 채널 환경 설정부(130)로부터 전달된 신호와 사용자로부터 입력된 잡음을 가산하여, 가산한 신호를 수신단의 정합필터(150)로 전달한다. 여기서, 사용자가 가산기(140)에 입력하는 잡음은 일반적인 통신 환경에서 만들어지는 잡음이다.
이와 같은 과정을 거쳐 송신단으로부터 수신단으로 신호가 전달되면, 수신단의 정합필터(140)는 수신한 신호를 필터링하여 신호대 잡음비가 최대가 되도록 한다.
그러나, 종래의 무선통신 시스템의 송수신 장치에 사용되는 수신단의 정합필터는 신호파워와 잡음파워가 비슷해지면 수신성능이 저하되어서 올바른 수신을 할 수 없게 되고, 또한 이동 통신에서 고려하는 페이딩에 의한 인접심볼간의 간섭으로 인한 신호의 왜곡에 아무런 영향을 미치지 못하는 문제점이 있었다. 예컨데, 대역 제한된 채널에서 고속 디지털 이동 통신을 수행함에 있어, 상기와 같은 정합필터를 사용하는 경우 수신 신호의 파워가 상당히 작아지면, 즉 간섭신호들의 총 파워가 원하는 신호의 파워보다 크거나 잡음의 파워가 신호의 파워와 비슷해질 경우, 신호와 원치 않는 신호 및 잡음을 구별하는 것이 불가능하여 통신 품질이 떨어지고, 통신 용량 감소되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 급증하는 무선통신 시스템의 통신수요를 충족시키기 위해 제안된 것으로, 비선형 필터링 기법을 채용하여 이동통신과 같은 시변환 신호환경에 적용이 가능하도록 수신단 후단부에 적응적으로 변화되는 간섭 및 채널을 보상하여 주는 송수신 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 무선통신 시스템의 송수신 장치의 블록도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선통신 시스템의 송수신 장치의 블록도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무선통신 시스템의 송수신 과정을 나타내는 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
210: 신호 발생부 220: 펄스 성형 필터
230: 채널 환경 설정부 240: 가산기
250: 저역필터 260: 비선형 적응 등화기
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명은, 무선통신 시스템의 송수신 장치에 있어서, 전송하기 위한 펄스형태의 데이터 정보를 필터링하여 성형화하는 펄스 성형 필터링수단; 상기 펄스 성형 필터링수단으로부터 전달된 신호에 잡음 및 다중 경로 페이딩(fading)을 삽입하여 가상의 채널 환경을 설정하는 채널 환경 설정수단; 외부로부터 입력된 잡음과 상기 채널 환경 설정수단으로부터 전달된 신호를 가산하기 위한 가산수단; 상기 가산수단으로부터 전달된 신호를 필터링하여 잡음을 제거하기 위한 필터링수단; 및 상기 필터링수단으로부터 신호를 입력받아, 손실된 신호를 보상하기 위한 신호 보상수단을 포함한다.
또한, 본 발명은, 무선통신 시스템의 송수신 장치에 적용되는 송수신 방법에 있어서, 송신하기 위한 펄스형태의 데이터 정보를 필터링하여 성형화하는 제 1 단계; 상기 성형화된 신호에 잡음 및 다중 경로 페이딩(fading)을 삽입하여 가상의 채널 환경을 설정하는 제 2 단계; 외부로부터 입력된 잡음과 상기 채널 환경이 설정된 신호를 가산하는 제 3 단계; 상기 가산된 신호를 필터링하여 잡음을 제거하는 제 4 단계; 및 상기 잡음이 제거된 신호의 데이터 정보를 읽는 횟수에 따라, 상기 잡음이 제거된 신호의 간섭 및 채널을 보상하는 제 5 단계를 포함한다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선통신 시스템의 송수신 장치의 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 무선통신 시스템의 송수신 장치는, 송신단의 신호 발생부(210)와, 입력단이 신호 발생부(210)의 출력단에 연결된 송신단의 펄스 성형 필터(220)와, 입력단이 펄스 성형 필터(220)의 출력단에 연결된 채널 환경 설정부(230)와, 일입력단이 채널 환경 설정부(230)의 출력단에 연결되고 외부로부터 타입력단을 통해 잡음을 입력받는 가산기(240)와, 입력단이 가산기(240)의 출력단에 연결된 저역 필터(250)와, 입력단이 저역 필터(250)의 출력단에 연결된 비선형 적응 등화기(260)를 구비한다. 여기서, 저역 필터(250)와 비선형 적응 등화기(260)는 수신단에 위치한다. 여기서, 저역 필터(250)는 종래의 정합 필터보다 훨씬 적은 대역폭을 갖는다. 또한, 비선형 적응 등화기(260)는 손실된 신호를 보상하여주는 기능을 한다.
상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명의 무선통신 시스템의 송수신 장치의 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
펄스 성형 필터(220)가 신호 발생부(210)로부터 발생된 펄스형태의 데이터 정보를 성형화하여, 성형화한 데이터 정보(I())를 채널 환경 설정부(230)로 전달하면, 채널 환경 설정부(230)는 펄스 성형 필터(220)로부터 전달된 성형화된 펄스형태의 신호에 발생될 수 있는 잡음 및 다중 경로 페이딩(fading) 등의 환경을 설정해준 다음, 이 잡음 및 다중 경로 페이딩 등이 삽입된 신호를 가산기(240)로 전달한다. 여기서, 채널 환경 설정부(230)의 임펄스응답은 다음 [수학식 1]과 같다.
단,및 M은 각각 델타 함수, n번째 경로의 실이득, n번째 경로의 도달시간, n번째 경로의 위상 및 경로의 개수를 나타낸다.
이어서, 가산기(240)는 채널 환경 설정부(230)로부터 전달된 신호와 사용자로부터 입력된 부가성잡음을 가산하여, 가산한 신호를 수신단의 저역필터(250)로 전달한다. 여기서, 사용자가 가산기(240)에 입력하는 부가성잡음은 일반적인 통신 환경에서 만들어지는 잡음이다. 그리고, 가산기(240)로부터 출력되는 신호는 다음 [수학식 2]와 같다.
단,와는 각각번째 심볼 주기에 수신단에 수신한 등가 저역 신호 및 부가적 잡음이고, h(n)={h(0}, ···, h(M-1)}은 전체 통신 채널을 나타내는 인자로써, 이동통신의 송신 시스템, 통신채널 및 수신 시스템에 의해서 결정된다. 또한,번째 심볼 주기에는 I()만이 수신이 되어야 하는데, 상기 [수학식 2]에서와 같이이 수신한다. 이와 같은, 통신 채널의 특성은 주파수 선택적 페이딩 채널로 모델링할 수 있다. 상기 [수학식 2]에서와 같이 송신된 신호는 채널상에서 지연과 확산으로 인하여 이전의 모든 신호들과 서로 상호 간섭을 일으켜 수신측에 도달한다.
이와 같은 과정을 거쳐 송신단으로부터 수신단의 저역필터(250)로 잡음이 부가된가 전달되면, 저역필터(250)는 가산기(240)로부터 전달된 신호에 섞인 잡음을 제거하여, 잡음이 제거된 신호를 비선형 적응 등화기(260)로 출력한다. 이때, 저역필터(250)는 종래의 정합필터에 비해 매우 적은 대역폭을 가지므로, 당연히 잡음이 통과할 수 있는 대역폭이 감소되어 종래의 정합필터에 의해 제거되는 잡음보다 훨씬 더 많은 잡음이 제거한다. 그리고, 상호 간섭의 정도를 나타내는 계수 h(n)은 시간에 따라 변하므로, 저역필터(250)에 의해 잡음이 제거된 신호는 다음 [수학식 3]과 같다.
여기서,는 시간에 따라 변화하는 상호 간섭의 정도를 나타내는 계수이며, 이 계수값을 적절하게 설정해 주면 다중경로 페이딩 채널이 적절히 모델링된다. 상기 [수학식 3]는 시간에 따라 변하는 탭 계수를 가진 선형 필터로 모델링된 것으로 볼 수 있다. 이때,를 결정하는 것이 채널의 특성을 정확히 결정하는 것이므로, 결정짓는 여러 가지 인자는 거리에 따른 손실, 페이딩 및 다중경로 전달 등이 있다. 따라서, 이러한 모든 요인들을 고려하여를 결정하여야 한다.
비선형 적응 등화기(260)는 저역필터(250)로부터 전달된 신호를 비선형 필터링하여, 저역필터(260)로 인하여 발생한 인접신호간의 간섭과 이동 통신 채널의 다중경로로 인하여 발생한 인접신호간 간섭을 보상하여 준다. 이때, 비선형 적응 등화기(260)는 비선형 필터링를 하므로써, 손실된 잡음은 보상하여 주지 않는다.
따라서, 본 발명의 무선통신 시스템의 송수신 장치를 이동통신 환경에 적용하게 되면, 기존의 정합필터에서는 고려할 수 없었던 인접신호간의 간섭을 고려함과 동시에 최소의 잡음을 보장할 수 있게 되어, 수신 성능에 있어서 일정한 오율을 가정하였을 경우, 기존의 수신 시스템보다 수신 성능이 2dB정도 향상된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무선통신 시스템의 송수신 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 송신단으로부터 전달된 데이터 정보가 채널 환경 설정부(230)와 가산기(240)를 차례로 거쳐 수신단으로 수신되고(301), 수신단의 저역필터(250)는 전달된 데이터 정보에 섞인 잡음을 제거하여 비선형 적응 등화기(260)로 전달한다(302). 이어서, 비선형 적응 등화기(260)는 수신한 모든 데이터를 읽는 횟수(A)가 수신한 데이터중에 알고 있는 데이터만을 읽는 횟수(Y)보다 적은지를 판단하여(303), 수신한 모든 데이터를 읽는 횟수(A)가 적으면, 초기 채널의 추정에 필요한 신호행렬식을 생성한(304) 다음, 이 신호행렬식을 이용하여 초기 채널을 추정한다(305). 이때, 추정한 초기 채널은 이동통신 환경하에서 시간에 따라 변환되는 시변환 채널이므로, 이를 보상하여 주기 위해 비선형 적응 등화기(260)는 채널 추정치를 갱신하고(306), 갱신한 채널 추정치와 수신한 데이터를 내적하여 간섭 및 채널을 보상하여준다(307).
한편, 비선형 적응 등화기(260)는 데이터를 읽는 횟수의 판단 과정(303)에서, 수신한 모든 데이터를 읽는 횟수(A)가 수신한 데이터중에 알고 있는 데이터만을 읽는 횟수보다 크면, 곧바로 갱신한 채널 추정치와 수신한 데이터를 내적하여 간섭 및 채널을 보상하여 주는 과정(307)을 수행한다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 무선통신 시스템에 있어서, 종래의 정합 필터보다 대역폭이 훨씬 적은 대역폭을 이용하여 송신단으로부터 수신한 신호의 잡음을 제거하므로써, 보다 많은 잡음을 제거할 수 있고, 또한 송신단으로부터 수신한 신호를 비선형 필터링하여, 잡음은 발생시키지 않고 손실된 신호만을 효율적을 보상하여 줄 수 있다.
Claims (5)
- 무선통신 시스템의 송수신 장치에 있어서,전송하기 위한 펄스형태의 데이터 정보를 필터링하여 성형화하는 펄스 성형 필터링수단;상기 펄스 성형 필터링수단으로부터 전달된 신호에 잡음 및 다중 경로 페이딩(fading)을 삽입하여 가상의 채널 환경을 설정하는 채널 환경 설정수단;외부로부터 입력된 잡음과 상기 채널 환경 설정수단으로부터 전달된 신호를 가산하기 위한 가산수단;상기 가산수단으로부터 전달된 신호를 필터링하여 잡음을 제거하기 위한 필터링수단; 및상기 필터링수단으로부터 신호를 입력받아, 손실된 신호를 보상하기 위한 신호 보상수단을 포함하여 이루어진 무선통신 시스템의 송수신 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 필터링수단은,대역폭이 적은 저역 필터인 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템의 송수신 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 신호 보상수단은,상기 필터링수단으로부터 전달된 신호를 비선형 필터링하여, 잡음은 발생시키지 않고 손실된 신호만을 보상하는 비선형 적응 등화기인 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템의 송수신 장치.
- 무선통신 시스템의 송수신 장치에 적용되는 송수신 방법에 있어서,송신하기 위한 펄스형태의 데이터 정보를 필터링하여 성형화하는 제 1 단계;상기 성형화된 신호에 잡음 및 다중 경로 페이딩(fading)을 삽입하여 가상의 채널 환경을 설정하는 제 2 단계;외부로부터 입력된 잡음과 상기 채널 환경이 설정된 신호를 가산하는 제 3 단계;상기 가산된 신호를 필터링하여 잡음을 제거하는 제 4 단계; 및상기 잡음이 제거된 신호의 데이터 정보를 읽는 횟수에 따라, 상기 잡음이 제거된 신호의 간섭 및 채널을 보상하는 제 5 단계를 포함하여 이루어진 무선통신 시스템의 송수신 방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 제 5 단계는,상기 잡음이 제거된 신호의 모든 데이터를 읽는 횟수가 상기 잡음이 제거된 신호의 데이터중에 알고 있는 데이터만을 읽는 횟수보다 적은지를 판단하는 제 6 단계;상기 제 6 단계에서 상기 잡음이 제거된 신호의 모든 데이터를 읽는 횟수가 상기 잡음이 제거된 데이터중에 알고 있는 데이터만을 읽는 횟수보다 적으면, 초기 채널의 추정에 필요한 신호행렬식을 생성하는 제 7 단계;상기 생성한 신호행렬식을 이용하여 초기 채널을 추정하는 제 8 단계;상기 추정한 초기 채널이 시간에 따라 변환되는 것을 보상하여 주기 위해, 채널 추정치를 갱신하는 제 9 단계;상기 갱신한 채널 추정치와 상기 수신한 데이터를 내적하여 간섭 및 채널을 보상하는 제 10 단계; 및상기 제 6 단계에서 상기 잡음이 제거된 신호의 모든 데이터를 읽는 횟수가 상기 잡음이 제거된 데이터중에 알고 있는 데이터만을 읽는 횟수보다 많으면, 상기 잡음이 제거된 신호의 간섭 및 채널을 보상하는 제 11 단계를 포함하여 이루어진 무선통신 시스템의 송수신 방법.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019980024435A KR100321717B1 (ko) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | 무선통신시스템에서비선형필터링기법을이용한수신장치및그방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980024435A KR100321717B1 (ko) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | 무선통신시스템에서비선형필터링기법을이용한수신장치및그방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20000003240A true KR20000003240A (ko) | 2000-01-15 |
| KR100321717B1 KR100321717B1 (ko) | 2002-03-08 |
Family
ID=19540991
Family Applications (1)
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| KR1019980024435A KR100321717B1 (ko) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | 무선통신시스템에서비선형필터링기법을이용한수신장치및그방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100321717B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110093480A (ko) * | 2010-02-12 | 2011-08-18 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자, 발광소자의 제조방법 및 발광소자 패키지 |
-
1998
- 1998-06-26 KR KR1019980024435A patent/KR100321717B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110093480A (ko) * | 2010-02-12 | 2011-08-18 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자, 발광소자의 제조방법 및 발광소자 패키지 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100321717B1 (ko) | 2002-03-08 |
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