KR20000039423A - 통신 시스템의 데이터 심볼 검출 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야

본 발명은 통신 시스템의 데이터 심볼 검출 장치 및 그 방법에 관한 것임.

2. 발명이 해결하고자하는 과제

본 발명은 다중의 확산코드를 사용하는 DS/CDMA 시스템의 수신단에서 데이터 심볼을 검출시 송신단에서의 비선형 왜곡 및 페이딩 의한 채널 왜곡에 의한 성능 열화를 줄일 수 있는 데이터 심볼 검출 장치 및 그 방법을 제공함에 목적이 있다.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 수신 심볼 시퀀스의 각 성분에 대한 원래의 비트값을 판정하는 비트 판정수단; 시퀀스의 출력을 제어하는 시퀀스 제어수단; 멀티코드와 비선형 전달특성에 의해 왜곡을 추정하는 왜곡 추정수단; 및 계산한 가중치 계산값을 왜곡 시퀀스의 각 심볼에 승산하는 이득 가중수단을 포함한다.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 멀티코드 DS/CDMA 방식을 이용하는 통신 시스템에 이용됨.

Description

통신 시스템의 데이터 심볼 검출 장치 및 그 방법

본 발명은 통신 시스템의 데이터 심볼 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 멀티코드 직접확산 코드분할다중접속(Direct Sequence/Code Division Multiple Access : 이하 DS/CDMA라 칭함) 방식을 이용하는 통신 시스템의 수신단에서 데이터 심볼을 검출하기 위한 데이터 심볼 검출 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 무선통신을 위해 확산코드에 의한 변조를 통한 전송방식은 DS/CDMA 방식이라 하며, 여러 개의 코드가 이용될 수 있다. 이러한, 전송방식을 사용하는 시스템을 멀티코드 DS/CDMA 시스템이라고 한다.

이에 반해, 하나의 확산코드를 이용하여 확산변조하는 시스템은 일반적인 DS/CDMA 시스템으로써 멀티코드를 사용하는 시스템에 대응하여 단일코드 DS/CDMA 시스템이라 한다.

그리고, DS/CDMA 시스템은 그것이 갖는 기술적 특성으로 인해 주파수분할다중접속 및 시분할다중접속 방식에 비해 무선채널에 있어서 보다 우수한 성능을 나타내고 있지만, 데이터 전송율이 증가하게 되면 무선채널의 다경로 특성으로 인해 전송되는 심볼간의 간섭이 발생하여 시스템의 전송성능이 심하게 열화된다.

이와 같은, 전송 열화 현상은 다경로 채널이 갖는 첫 번째 경로와 마지막 경로간의 시간차로 정의되는 지연확산이 심볼구간을 훨씬 초과하기 때문에 수신기에서 수신되는 이전 심볼과 현재의 심볼이 서로 중첩되는 결과로써 발생하는 것으로서, 동화상 등과 같은 고속의 데이터를 전송하게 되는 경우 심볼간 간섭은 더욱 심해져 전송 시스템으로의 기능을 수행할 수 없는 문제점이 있었다.

전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래의 데이터 심볼 검출 장치를 도 1의 일반적인 멀티코드 코드분할다중접속 통신 시스템을 참조하여 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 멀티코드 코드분할다중접속 통신 시스템은, 크게 송신단과 수신단으로 나뉘어진다.

상기 송신단은, 데이터 비트를 데이터 심볼로 변조하는 데이터심볼 발생부(111)와, 데이터심볼 발생부(111)로부터 전달된 고속의 심볼열을 여러개의 저속 심볼열로 변환하는 직/병렬 변환부(112)와, 개별적인 코드에 의해 직/병렬 변환부(112)로부터 전달된 신호를 확산변조하는 확산 변조부(121 내지 12k)들과, 확산 변조부(121 내지 12k)들에 의해 확산변조신호들을 가산하는 가산부(113)와, 가산부(113)의 출력신호를 비선형 처리하여 상기 수신단으로 전송하는 비선형 처리부(114)로 구성된다.

이와 같은 구조를 갖는 상기 송신단의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.

동화상 등과 같은 데이터 비트는 데이터심볼 발생부(111)에서 디지틀 변조된 심볼로 변환된다.

예를 들면, 데이터 비트를 위상으로 변조하는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 방식의 경우 데이터 심볼 발생부(111)는 입력비트 '00'에 대해서는 π/4, 데이터 비트 '01'에 대해서는 3π/4, 데이터 비트 '11'에 대해서는 -3π/4, 데이터비트 '10'에 대해서는 -π/4 위상을 가지며 크기가 1인 데이터 심볼을 출력한다.

그리고, 신호처리를 편리하게 하기 위해 보통 비트는 논리값 '0'은 '1'로 그리고 논리값 '1'은 '-1'로 각각 사용된다.

직/병렬 변환부(112)에 입력된 데이터 심볼은 순차적으로 k개의 병렬가지 각각 배정된다.

그러므로, 확산변조부(121 내지 12k)들에 입력되는 심볼 구간은 데이터 심볼의 심볼구간 T_d 보다 훨씬 큰 T_s(=KT_d) 을 갖게 된다.

확산변조부(121 내지 12k)들는 고유한 길이가 N인 확산코드를 가지고 있고 이것을 병렬로 변환된 데이터 심볼에 곱한다. 보통 상관기로 구성되는 상기 확산 변조부를 통해 하나의 데이터 심볼은 보다 작은 구간을 갖는 N개의 칩심볼 T_c(=T_s/N) 로 출력된다.

결국, 이와 같은 과정에서 데이터 심볼의 대역폭 W_s(=1/T_s) 이 N배의 대역폭 W_c(=1/T_c) 으로 확산된다.

이러한, 과정은 각각의 확산 변조부에서 동시에 이루어진다.

각각의 확산변조부에서 출력되는 확산변조된 신호는 칩 심볼 단위로 가산부(113)를 통해 더해진 후, 하나의 멀티코드 신호로 만들어져 비선형 처리부(114)로 입력된다.

그리고, 멀티코드 신호는 k개의 칩레벨 신호가 합해진 것이기 때문에 각각의 칩 신호가 갖는 위상에 따라 다양한 크기로 나타날 수 있다.

그러므로, 입력과 출력간 부정비례관계를 갖는 비선형 처리부(114)의 출력신호는 입력의 크기에 따라 다른 형태의 왜곡을 갖게 된다. 이외에도, 실제의 송신단에는 송신 처리부와 안테나가가 포함된다.

따라서, 비선형 처리부(114)의 출력신호는 송신 처리부와 안테나를 통해 전송된다.

상기 수신단은, k개의 레이크(RAKE) 결합부(131 내지 13k)들과 데이터 심볼 검출부(141)로 이루어진다.

L개의 경로를 통해 전송되는 신호를 수신하는 레이크 결합부(131 내지 13k)들은 L개의 역확산부와 1개의 다이버시티결합부로 구성된다.

데이터 심볼 검출부(141)는 복조된 심볼로부터 전송 심볼을 복원하는 기능으로 구성된다.

그리고, 상기 수신단은 상기 송신단과 반대의 기능을 수행한다.

이러한, 구조를 갖는 상기 수신단의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 수신된 신호는 복조를 위해 먼저 동일하게 레이크 결합부(131 내지 13k)들로 입력된다. 레이크 결합부(131 내지 13k)들은 각각 해당되는 데이터 심볼을 복조한다.

예를 들면, 첫 번째 레이크 결합부(131)는 송신단의 첫 번째 확산 변조부(121)를 통해 확산변조된 병렬 데이터 심볼을 복조한다.

이와 같은, 과정은 송신단에서 사용된 것과 동일한 확산코드에 의해 이루어지며 최대의 심볼 에너지를 얻기 위해 L개의 경로성분 각각에 대해 역확산된다. k번째 레이크 결합부(13k)의 역확산부는 입력된 수신신호에 k번째 확산코드를 곱한후 N구간에 걸쳐서 더욱 다음 출력한다.

그리고, 동일 심볼의 다른 L-1개의 경로성분을 얻기 위해서는 이미 결정된 지연시간 τ_i(=iT_c) 만큼 지연시킨 동일코드가 사용된다.

다이버시티 결합부로 입력된 경로별로 역확산된 L개의 신호성분은 각 경로별로 추정된 채널이득에 의해 곱해지는 최대비 결합을 통해 출력된다.

레이크 결합부(131 내지 13k)들에서 이용되는 지연시간과 추정 채널이득은 독립적으로 수행되는 일반적인 채널추정부로부터 추정된 것으로 사용될 수 있다.

이러한, 과정은 나머지 레이크 결합부에 대해서 동일하게 이루어진다. 레이크 결합부(131 내지 13k)들에서 복조된 데이터 심볼은 데이터 심볼 검출부(141)를 통해 송신기에서 전송된 심볼로써 복원된다.

레이크 결합부(131 내지 13k)들의 출력인 k개의 심볼을 하나의 심볼 시퀀스라고 하면, 일반적으로는 수신된 심볼 시퀀스를 전송 가능한 모든 시퀀스와의 평가를 통해 심볼간 오차가 가장 적은 심볼시퀀스를 선택하는 과정을 통해 심볼 검출이 이루어진다.

이러한 방법은, 잡음만이 존재하는 채널에서 가장 좋은 성능을 나타낸다. 또 다른 심볼 검출방법은, 레이크 결합부들로부터 출력된 심볼에 대해 심볼이 갖는 본래의 값(즉, +1 또는 -1임)으로 판정하는 방법이다.

그러나, 상기한 바와 같이 데이터 심볼 검출하는 종래의 경우, 송신단의 비선형 처리부로 인한 왜곡이 증가하는 경우나 또는 페이딩 채널에서 사용되는 경우 멀티코드 DS/CDMA 시스템의 성능이 상당히 열화되며, 또한 높은 데이터 전송율을 위해 수개 이상의 확산코드가 사용되는 경우 데이터 심볼 검출부에서 수신된 심볼 시퀀스와 비교 평가될 시퀀스의 갯수와 그 계산의 복잡도가 기하 급수적으로 증가하여 종래의 검출 방법으로는 실시간 처리를 할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

다중의 확산코드를 사용하는 DS/CDMA 시스템의 수신단에서 데이터 심볼을 검출함에 있어, 전송 가능성이 있는 심볼 시퀀스는 참조 시퀀스로부터 오류발생 가능성이 가장 큰 시퀀스로써 생성하고, 비선형 전달특성과 채널이득을 이용하여 전송중에 야기된 왜곡을 갖는 왜곡 시퀀스로 추정하고 또한 수신심볼 시퀀스와의 유사성 평가를 통해 심볼시퀀스를 선정하므로써, 송신단에서의 비선형 왜곡 및 페이딩 의한 채널 왜곡에 의한 성능 열화를 줄일 수 있는 데이터 심볼 검출 장치 및 그 방법, 그리고 그를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 데이터 심볼 검출 장치를 구비한 일반적인 멀티코드 코드분할다중접속 통신 시스템의 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 통신 시스템의 데이터 심볼 검출 장치의 일실시예 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 통신 시스템의 데이터 심볼 검출 방법에 대한 일실시예 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

211: 비트 판정부 212: 시퀀스 제어부

213: 왜곡 추정부 214: 이득 가중부

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 통신 시스템의 수신단에서 수신 심볼을 검출하는 데이터 심볼 검출 장치에 있어서, 상기 수신 심볼을 일시적으로 판정하고, 소정의 임계치를 기준으로 하여 상기 수신 심볼 시퀀스의 각 성분에 대한 원래의 비트값을 판정하는 비트 판정수단; 상기 수신 심볼을 입력받아 상기 수신 심볼의 왜곡 추정에 이용하기 위한 원형 시퀀스를 생성하고, 상기 수신심볼 시퀀스와 가중왜곡 시퀀스간의 유사성을 평가하여 평가 결과에 따라 새로운 참조 시퀀스를 선정하여, 새로 선정한 참조 시퀀스와 소정의 시퀀스를 비교하여 비교 결과에 따라 시퀀스의 출력을 제어하는 시퀀스 제어수단; 상기 시퀀스 제어수단의 출력신호를 입력받아 멀티코드와 비선형 전달특성에 의해 왜곡을 추정하는 왜곡 추정수단; 및 상기 왜곡 추정수단으로부터 전달된 채널이득 정보를 이용하여 시퀀스의 가중치를 계산하고, 계산한 가중치 계산값을 왜곡 시퀀스의 각 심볼에 승산하여 승산값을 상기 시퀀스 제어수단으로 출력하는 이득 가중수단을 포함한다.

그리고, 본 발명은, 통신 시스템의 수신단에서 수신 심볼을 검출하는 데이터 심볼 검출 방법에 있어서, 수신심볼 시퀀스를 입력받아 소정의 임계치를 기준으로 하여 상기 수신 심볼 시퀀스의 각 성분에 대한 원래의 비트값을 판정한 후, 상기 수신심볼 시퀀스와 가중왜곡 시퀀스간의 유사성을 평가하여 평가 결과에 따라 새로운 제 1 참조 시퀀스를 선정하는 제 1 단계; 상기 제 1 참조 시퀀스를 모태로 하여 원형 시퀀스를 생성하고, 멀티코드와 비선형 전달특성을 이용하여 왜곡 추정을 위한 왜곡 시퀀스를 생성하며, 측정한 경로이득 집합을 이용하여 채널이득을 계산하여 계산한 채널이득값과 상기 왜곡 시퀀스를 승산하는 제 2 단계; 상기 수신심볼 시퀀스와 상기 가중왜곡 시퀀스간의 유사성을 평가하여 평가 결과에 따라 최소거리를 갖는 왜곡 시퀀스를 선정하여 선정한 왜곡 시퀀스의 원형시퀀스를 새로운 제 2 참조 시퀀스로 지정하는 제 3 단계; 및 상기 제 1 및 제 2 참조 시퀀스의 동일 여부에 따라 상기 제 1 참조 시퀀스를 출력하는 제 4 단계를 포함한다.

또한, 본 발명은, 프로세서를 구비한 데이터 심볼 검출 장치에, 수신심볼 시퀀스를 입력받아 소정의 임계치를 기준으로 하여 상기 수신 심볼 시퀀스의 각 성분에 대한 원래의 비트값을 판정한 후, 상기 수신심볼 시퀀스와 가중왜곡 시퀀스간의 유사성을 평가하여 평가 결과에 따라 새로운 제 1 참조 시퀀스를 선정하는 제 1 기능; 상기 제 1 참조 시퀀스를 모태로 하여 원형 시퀀스를 생성하고, 멀티코드와 비선형 전달특성을 이용하여 왜곡 추정을 위한 왜곡 시퀀스를 생성하며, 측정한 경로이득 집합을 이용하여 채널이득을 계산하여 계산한 채널이득값과 상기 왜곡 시퀀스를 승산하는 제 2 기능; 상기 수신심볼 시퀀스와 상기 가중왜곡 시퀀스간의 유사성을 평가하여 평가 결과에 따라 최소거리를 갖는 왜곡 시퀀스를 선정하여 선정한 왜곡 시퀀스의 원형시퀀스를 새로운 제 2 참조 시퀀스로 지정하는 제 3 기능; 및 상기 제 1 및 제 2 참조 시퀀스의 동일 여부에 따라 상기 제 1 참조 시퀀스를 출력하는 제 4 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 통신 시스템의 데이터 심볼 검출 장치의 일실시예 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 데이터 심볼 검출 장치는, 수신 심볼을 일시적으로 판정하고, 소정의 임계치를 기준으로 하여 수신 심볼 시퀀스의 각 성분에 대한 원래의 비트값을 판정하는 비트 판정부(211)와, 수신 심볼을 입력받아 수신 심볼의 왜곡 추정에 이용하기 위한 원형 시퀀스를 생성하고, 수신심볼 시퀀스와 가중왜곡 시퀀스간의 유사성을 평가하여 평가 결과에 따라 새로운 참조 시퀀스를 선정하여, 새로 선정한 참조 시퀀스와 소정의 시퀀스를 비교하여 비교 결과에 따라 시퀀스의 출력을 제어하는 시퀀스 제어부(212)와, 시퀀스 제어부(212)의 출력신호를 입력받아 멀티코드와 비선형 전달특성에 의해 왜곡을 추정하는 왜곡 추정부(213)와, 왜곡 추정부(213)로부터 전달된 채널이득 정보를 이용하여 시퀀스의 가중치를 계산하고, 계산한 가중치 계산값을 왜곡 시퀀스의 각 심볼에 승산하여 승산값을 시퀀스 제어부(212)로 출력하는 이득 가중부(214)를 구비한다.

그리고, 도면에서 블록간 ⇒ 표시는 K개의 심볼이 병렬로 전달되는 것을 나타낸다.

왜곡 추정부(213)는, 멀티코드로 상기 원형 시퀀스를 동시에 확산변조시키고 멀티코드 신호를 직렬로 변환하여 출력하는 멀티코드 확산부와, 상기 멀티코드 변환부의 출력신호를 비선형 처리하여 이득 가중부(214)로 출력하는 비선형 처리부와, 상기 멀티코드 확산부로부터 입력된 멀티코드 신호열과 각 확산코드를 동시에 승산한 후, 코드별로 각각 누적시켜 복조된 심볼을 출력하는 멀티코드 역확산부로 구성된다.

상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명의 데이터 심볼 검출 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

레이크(RAKE) 결합부의 출력을 수신심볼 시퀀스라 하고, 왜곡추정을 위해 생성되는 심볼 시퀀스를 원형 시퀀스라 한다.

그리고, 생성된 원형시퀀스의 모태(seed)가 되는 심볼 시퀀스를 참조 시퀀스라 하고, 또한 왜곡된 멀티코드 신호로부터 복조된 심볼 시퀀스를 왜곡 시퀀스라고 한다. 여기서, 심볼 시퀀스는 심볼열을 의미한다.

비트 판정부(211)는 수신심볼 시퀀스 즉, 상기 도 1의 레이크 결합부의 출력 시퀀스를 일시적으로 판정한다.

본 발명에 의한 신호처리를 용이하게 하기 위해 논리값 '0'에 해당하는 비트는 '1'로 표기되고, 논리값 '1'에 해당하는 비트는 '-1'로 표기된다. 그러므로, 비트 판정부(211)로 입력되는 심볼 시퀀스를 수신 시퀀스 z₁,z₂,...,z_k(=Z) 라고 하면, I채널 성분인 a_k 와 Q채널 성분인 b_k 로 구성되는 심볼은 다음 [수학식 1]과 같이 표현된다.

z_k=a_k+jb_kk=1,...,K

여기서, 각 성분에 대해 '0'을 보다 클경우 '1'로 판정되고, '0'보다 작을 경우 '-1'로 판정된다.

이와 같은 과정으로 판정된 심볼 시퀀스, 즉 참조 시퀀스는 시퀀스 제어부(212)로 전달된다.

시퀀스 제어부(212)는 참조 시퀀스로부터 원형 시퀀스를 생성하고, 이득 가중부(214)로부터 입력된 2K개의 왜곡 추정 시퀀스와 수신심볼 시퀀스간의 유클리드(Euclid) 거리를 각각 계산하고 그중 가장 작은 값을 갖는 왜곡 추정 시퀀스를 선정하며, 그리고 선정한 시퀀스의 왜곡추정 이전의 것에 해당하는 원형 시퀀스가 참조 시퀀스와 동일한지를 비교하고 새로운 참조 시퀀스를 결정한다.

여기서, 원형 시퀀스 생성 기능은 참조 시퀀스와 단지 한 비트만이 다른 시퀀스, 즉 원형시퀀스를 만드는 것이다.

이러한, 원형 시퀀스를 생성하는 과정에 의해 표현 방법을 바꿔서 예를 들면 다음과 같다.

즉, 참조 시퀀스의 k번째 심볼은 다음 [수학식 2]와 같다.

r_k=r_i,k+jr_q,k

여기서, 참조 시퀀스를 벡터 R=[r_1,i,r_1,q,r_2,i,r_2,q,....,r_k,i,r_k,q] 로 표현될 수 있다고 하면, 첫 번째 원소만 다른 값을 갖는 벡터는 S(1)= [s_1,i,r_1,q,r_2,i,r_2,q,....,r_k,i,r_k,q] 로 표현된다.

그리고, 모든 원소는 '1' 또는 '-1' 값을 가지고 있기 때문에, 원소 s_1,i 는 원소 r_1,i 과 반대인 값을 갖게 된다.

또한, 벡터 S(2)의 경우도 벡터 R의 두 번째 원소만 다른 값을 갖는다.

따라서, 참조시퀀스와 단지 한 비트 다른 벡터는 2K개가 존재하며 시퀀스제어부(212)는 2K개, 즉 한 벌의 원형 시퀀스를 생성하여 순차적으로 왜곡 추정부(213)로 출력한다.

시퀀스 제어부(212)의 계산 및 선정 과정은 이득 가중부(214)로부터 전달된 2K개의 왜곡 시퀀스와 수신심볼 시퀀스가 얼마나 닮았는지, 즉 시퀀스간 유사성으로써 다음과 같은 유클리드 거리를 통해 평가하는 것으로 이루어진다.

입력된 왜곡 시퀀스를 U_i(=u₁ ⁱ,u₂ ⁱ...,u_k ⁱ) 라고 하면, 이것과 수신신볼 시퀀스간의 유클리드 거리는 다음 [수학식 3]을 통해 계산된다.

D_i=U_i-Z²

이것을 심볼간의 거리로 바꾸면, 다음 [수학식 4]와 같이 계산될 수도 있다.

시퀀스 제어부(212)는 입력된 2K개의 왜곡 시퀀스에 대해 상기와 같이 계산하고 이들 중 가장 작은 D값의 왜곡 시퀀스를 선정한다.

이어서, 시퀀스 제어부(212)는 선정한 시퀀스의 원형 시퀀스를 참조 시퀀스와 비교하여, 동일하지 않다면 시퀀스 제어부(212)는 선정된 원형시퀀스를 새로운 참조 시퀀스로 지정하고 상기의 원형시퀀스 생성과정을 반복한다.

만약, 비교 결과 동일하다면, 이미 지정되어 있는 참조 시퀀스를 출력하고 시퀀스 제어부의 모든 메모리를 초기화시킨다.

왜곡 추정부(213)의 비선형 처리부는 상기 도 1의 송신단에서 사용되는 비선형 처리부와 동일한 전달특성을 가진다.

왜곡 추정부(213)의 멀티코드 확산부와 멀티코드 역확산부는 상기 도 1의 레이크 결합부에서 사용되는 것과 동일한 확산코드를 사용한다.

원형 시퀀스를 S=[s₁,s₂,...,s_k] 라하고 하자.

그리고, 길이가 N인 k번째 확산코드를 C_k=[c_1, ^(k),c₂ ^(k),...,s_N ^(k)] 라고 하면 확산코드 집합은 다음 [수학식 5]와 같이 표현된다.

따라서, 시퀀스 제어부(212)로부터 입력되는 원형 시퀀스 S는 K개의 확산코드로 구성된 코드집합 C에 의해 상기 멀티코드 확산부에서 동시에 다음 [수학식 6]과 같이 확산변조된다.

X=S·C

여기서, X= [X₁,X₂,...,X_N] 는 확산변조를 통해 다음 [수학식 7]과 같이 형성된 신호이다.

상기 멀티코드 확산부는 이것을 순차적으로 각각 출력한다.

상기 비선형 처리부는 그가 가지고 있는 전달특성을 통해 상기 멀티코드 확산부로부터 입력된 멀티코드 신호를 처리한 후 상기 멀티코드 역확산부로 전달한다.

상기 멀티코드 역확산부는 상기 멀티코드 확산부에서 처리되는 역과정을 수행한다.

상기 비선형 처리부로부터 입력된 N개의 멀티코드 신호에 대해 상기 멀티코드 역확산부는 k번째 확산코드를 각 비트별로 곱한다.

상기 멀티코드 역확산부는 이것을 모두 누적하여 k번째 심볼을 복원하고, 다른 심볼을 위해 나머지 확산코드에 의한 상기 과정이 동일하게 이루어진다.

따라서, 상기 멀티코드 역확산부는 전술한 바와 같은 과정을 동시에 수행하고 복원된 심볼시퀀스, 즉 왜곡 시퀀스를 출력한다.

이와 같은 과정을 통해 상기 비선형 처리부의 전달특성에 의한 멀티코드 신호의 왜곡을 재생할 수 있기 때문에 왜곡 추정부(213)를 통해 송신단의 비선형 처리부가 송신심볼 시퀀스에 야기시킨 왜곡에 대한 정확한 추정이 가능하다.

이득 가중부(214)는 무선채널로 인한 왜곡을 고려하기 위해 수신단의 다시버시티 결합부에서 사용되는 채널이득을 곱하는 과정이다.

수신단을 위해 별도로 이용할 수 있는 채널 추정부로부터 T_s 마다 한번씩 추정된 채널이득이 주어는데, 이득 가중부(214)는 왜곡 추정부(213)에서 전달된 왜곡 시퀀스에 대해 상기 채널이득을 승산하고, 왜곡 시퀀스를 위한 채널이득의 값은 레이크 결합부에 있는 상기 멀티코드 역확산부의 수로 결정된다.

즉, g₁,g₂,...,g_L 는 채널 추정부에서 추정한 각 경로의 채널이득이며 이들의 제곱의 합이 심볼에너지에 해당된다.

따라서, 이득 가중부(214)는 다음 [수학식 8]과 같이 계산된 채널 이득을 상기 왜곡 시퀀스의 각 심볼에 곱해서 이득을 갖는 왜곡 시퀀스를 만들고 이것을 시퀀스 제어부(213)로 전달한다.

도 3은 본 발명에 따른 통신 시스템의 데이터 심볼 검출 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 먼저, 전송된 심볼을 복원 검출하기 위해 수신심볼 시퀀스를 레이크 복조부로부터 전달받는다(301). 심볼 검출부로 입력된 심볼 시퀀스는 비트 판정부(211)에 의해 '1'또는 '-1'로 각각 판정되고, 이 판정은 모든 심볼의 각 성분에 대해 이루어지고 판정을 위한 임계치가 주어지며, 일시 판정된 시퀀스는 참조시퀀스 R로 지정한다(302).

그리고, 생성된 참조 시퀀스를 모태(seed)로 이용하여 전송되었을 것으로 가정되는 원형 시퀀스를 생성한(303) 후, 멀티코드와 비선형 전달특성을 이용하여 왜곡원을 구성하고 심볼시퀀스에 나타난 왜곡을 생성한다(304). 이때, 채널왜곡을 고려하기 위해 채널이득을 곱한다(305).

입력된 수신심볼 시퀀스와 승산 과정(305)에서 승산된 출력 시퀀스간의 유사성을 평가하기 위해 유클리드 거리 D를 계산한다(306). 여기서, 2K개의 거리 값이 계산된다.

이어서, 이들 중에서 가장 작은 값의 D를 갖는 왜곡 시퀀스를 선정하고 이것의 원형 시퀀스를 새로운 참조 시퀀스 Rs로 지정한다(307).

그리고, 참조 시퀀스 R과 D가 최소인 참조 시퀀스 R_s 가 동일한지를 비교하여(308), 동일하면 참조시퀀스 R을 출력한(309) 후, 다음번에 입력되는 수신심볼 시퀀스에 대한 검출을 위해 수신심볼 시퀀스 입력 과정(301)으로 넘어간다. 이때, 참조 시퀀스의 심볼은 직렬로 출력된다.

만일, 비교 과정(308)에서 비교 결과 동일하지 않으면, 원형 시퀀스 생성 과정(303)으로 넘어간다.

전술한 바와 같은 과정을 통해, 비트판정으로 인한 판정 오류를 개선할 수 있고, 또한 심볼 검출과정에서 유사성 평가에 사용되는 원형시퀀스의 개수를 상당히 줄일 수 있다.

예를들면, 멀티코드 개수 K가 4인 경우 일반적인 검출방법은 2^2K 개의 원형시퀀스를 생성하여 처리해야 하지만, 본 발명을 사용할 경우는 2K· N_r(N_r〈32) 개만을 생성하는 것으로 가능하다.

실제로, N_r 은 '10'이하이다. 이와 같은 결과는, 본 발명에서 보이는 있는 원형 시퀀스 생성과정이 오류발생이 가장 큰 심볼 시퀀스부터 순서대로 생생시키는데서 기인한다.

이것은, 어떤 심볼 시퀀스가 다른 심볼 시퀀스로 바뀔 가능성이 한 비트가 다른 경우에서 가장 크고 모든 비트가 다른 경우에서 가장 작다는 사실에서 확인할 수 있다.

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, 멀티코드와 비선형 전달특성과 채널이득을 이용하여 전송중에 야기된 왜곡을 갖는 왜곡 시퀀스로 추정하고 또한 수신심볼 시퀀스와의 유사성 평가를 통해 심볼 시퀀스를 선정하므로써, 비선형 전달 특성으로 인한 왜곡과 채널 왜곡이 있는 경우 수신 심볼의 오류를 줄여 멀티코드 DS/CDMA 통신 시스템의 성능을 개선시킬 수 있고, 오류발생 가능성이 가장 큰 원형 시퀀스를 우선적으로 생성하여 처리하기 때문에 평가되는 시퀀스의 갯수와 계산의 복잡도를 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 통신 시스템의 수신단에서 수신 심볼을 검출하는 데이터 심볼 검출 장치에 있어서,

   상기 수신 심볼을 일시적으로 판정하고, 소정의 임계치를 기준으로 하여 상기 수신 심볼 시퀀스의 각 성분에 대한 원래의 비트값을 판정하는 비트 판정수단;

   상기 수신 심볼을 입력받아 상기 수신 심볼의 왜곡 추정에 이용하기 위한 원형 시퀀스를 생성하고, 상기 수신심볼 시퀀스와 가중왜곡 시퀀스간의 유사성을 평가하여 평가 결과에 따라 새로운 참조 시퀀스를 선정하여, 새로 선정한 참조 시퀀스와 소정의 시퀀스를 비교하여 비교 결과에 따라 시퀀스의 출력을 제어하는 시퀀스 제어수단;

   상기 시퀀스 제어수단의 출력신호를 입력받아 멀티코드와 비선형 전달특성에 의해 왜곡을 추정하는 왜곡 추정수단; 및

   상기 왜곡 추정수단으로부터 전달된 채널이득 정보를 이용하여 시퀀스의 가중치를 계산하고, 계산한 가중치 계산값을 왜곡 시퀀스의 각 심볼에 승산하여 승산값을 상기 시퀀스 제어수단으로 출력하는 이득 가중수단

   을 포함하여 이루어진 통신 시스템의 데이터 심볼 검출 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 왜곡 추정수단은,

   멀티코드로 상기 원형 시퀀스를 동시에 확산변조시키고 멀티코드 신호를 직렬로 변환하여 출력하는 멀티코드 확산수단;

   상기 멀티코드 변환수단의 출력신호를 비선형 처리하여 상기 이득 가중수단으로 출력하는 비선형 처리수단; 및

   상기 멀티코드 확산수단로부터 입력된 멀티코드 신호열과 각 확산코드를 동시에 승산한 후, 코드별로 각각 누적시켜 복조된 심볼을 출력하는 멀티코드 역확산수단

   을 포함하여 이루어진 통신 시스템의 데이터 심볼 검출 장치.
3. 통신 시스템의 수신단에서 수신 심볼을 검출하는 데이터 심볼 검출 방법에 있어서,

   수신심볼 시퀀스를 입력받아 소정의 임계치를 기준으로 하여 상기 수신 심볼 시퀀스의 각 성분에 대한 원래의 비트값을 판정한 후, 상기 수신심볼 시퀀스와 가중왜곡 시퀀스간의 유사성을 평가하여 평가 결과를 새로운 제 1 참조 시퀀스를 선정하는 제 1 단계;

   상기 제 1 참조 시퀀스를 모태로 하여 원형 시퀀스를 생성하고, 멀티코드와 비선형 전달특성을 이용하여 왜곡 추정을 위한 왜곡 시퀀스를 생성하며, 측정한 경로이득 집합을 이용하여 채널이득을 계산하여 계산한 채널이득값과 상기 왜곡 시퀀스를 승산하는 제 2 단계;

   상기 수신심볼 시퀀스와 상기 가중왜곡 시퀀스간의 유사성을 평가하여 평가 결과에 따라 최소거리를 갖는 왜곡 시퀀스를 선정하여 선정한 왜곡 시퀀스의 원형시퀀스를 새로운 제 2 참조 시퀀스로 지정하는 제 3 단계; 및

   상기 제 1 및 제 2 참조 시퀀스의 동일 여부에 따라 상기 제 1 참조 시퀀스를 출력하는 제 4 단계

   를 포함하여 이루어진 통신 시스템의 데이터 심볼 검출 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 1 단계는,

   상기 수신심볼 시퀀스를 입력받는 제 5 단계;

   상기 소정의 임계치를 기준으로 하여 입력된 상기 수신 심볼 시퀀스의 각 성분에 대한 원래의 비트값을 판정하는 제 6 단계; 및

   상기 수신심볼 시퀀스와 상기 가중왜곡 시퀀스간의 유사성을 평가하여 평가 결과에 따라 새로운 제 1 참조 시퀀스를 선정하는 제 7 단계

   를 포함하여 이루어진 통신 시스템의 데이터 심볼 검출 방법.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 2 단계는,

   상기 제 1 참조 시퀀스를 모태로 하여 원형 시퀀스를 생성하는 제 5 단계;

   상기 멀티코드와 비선형 전달특성을 이용하여 왜곡 추정을 위한 상기 왜곡 시퀀스를 생성하는 제 6 단계; 및

   상기 측정한 경로이득 집합을 이용하여 채널이득을 계산하여 계산한 채널이득값과 상기 왜곡 시퀀스를 승산하는 제 7 단계

   를 포함하여 이루어진 통신 시스템의 데이터 심볼 검출 방법.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 3 단계는,

   상기 수신심볼 시퀀스와 상기 가중왜곡 시퀀스간의 유사성을 평가하여 평가 결과에 따라 최소거리를 갖는 왜곡 시퀀스를 선정하는 제 5 단계; 및

   상기 선정한 왜곡 시퀀스의 원형시퀀스를 새로운 상기 제 2 참조 시퀀스로 지정하는 제 6 단계

   를 포함하여 이루어진 통신 시스템의 데이터 심볼 검출 방법.
7. 제 3 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 4 단계는,

   상기 제 1 및 제 2 참조 시퀀스가 동일한지 비교하는 제 8 단계;

   상기 제 8 단계의 비교 결과 상기 제 1 및 제 2 참조 시퀀스가 동일하면, 상기 제 1 참조 시퀀스를 출력하는 제 9 단계; 및

   상기 제 8 단계의 비교 결과 상기 제 1 및 제 2 참조 시퀀스가 동일하지 않으면, 상기 제 2 단계로 넘어가는 제 10 단계

   를 포함하여 이루어진 통신 시스템의 데이터 심볼 검출 방법.
8. 프로세서를 구비한 데이터 심볼 검출 장치에,

   수신심볼 시퀀스를 입력받아 소정의 임계치를 기준으로 하여 상기 수신 심볼 시퀀스의 각 성분에 대한 원래의 비트값을 판정한 후, 상기 수신심볼 시퀀스와 가중왜곡 시퀀스간의 유사성을 평가하여 평가 결과를 새로운 제 1 참조 시퀀스를 선정하는 제 1 기능;

   상기 제 1 참조 시퀀스를 모태로 하여 원형 시퀀스를 생성하고, 멀티코드와 비선형 전달특성을 이용하여 왜곡 추정을 위한 왜곡 시퀀스를 생성하며, 측정한 경로이득 집합을 이용하여 채널이득을 계산하여 계산한 채널이득값과 상기 왜곡 시퀀스를 승산하는 제 2 기능;

   상기 수신심볼 시퀀스와 상기 가중왜곡 시퀀스간의 유사성을 평가하여 평가 결과에 따라 최소거리를 갖는 왜곡 시퀀스를 선정하여 선정한 왜곡 시퀀스의 원형시퀀스를 새로운 제 2 참조 시퀀스로 지정하는 제 3 기능; 및

   상기 제 1 및 제 2 참조 시퀀스의 동일 여부에 따라 상기 제 1 참조 시퀀스를 출력하는 제 4 기능

   을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.