KR20000074904A - 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 적응 필터를 이용한재밍제거장치 - Google Patents

Abstract

가. 본 발명의 청구범위가 속하는 기술분야

부호분할다중접속 이동통신시스템에서 적응성 필터를 이용한 재밍 제거장치.

나. 본 발명이 해결하고자 하는 과제

부호분할다중접속 이동통신시스템에서 적응성 필터를 이용한 재밍 제거장치를 제공함에 있다.

다. 본 발명의 기술적 요지

부호분할다중접속 이동통신시스템의 수신기에 있어서, 데이터 수신 시 상기 수신 데이터의 간섭잡음을 검출하는 간섭잡음 검출부와, 상기 간섭잡음 검출 여부에 따라 리셋 신호 또는 구동신호를 출력하는 적응 필터구동부와, 상기 구동신호를 입력받아 상기 수신 데이터에 포함된 간섭잡음을 제거하여 출력하고, 상기 리셋 신호 입력 시 리셋되는 잡음 제거부로 이루어짐을 특징으로 한다.

라. 본 발명의 중요한 용도

직접확산 부호분할다중접속 이동통신시스템에 이용한다.

Description

부호분할다중접속 이동통신시스템에서 적응 필터를 이용한 재밍 제거장치{APPARATUS FOR REDUCING JAMMING USING ADAPTIVE FILTER IN CDMA MOBILE COMMUNICAION SYSTEM}

본 발명은 부호분할다중접속 이동통신시스템의 에러 제거장치에 관한 것으로, 특히 재밍 에러를 제거하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 부호분할다중접속 이동통신시스템은 확산 기법에 따라 직접 시퀀스(Direct Sequence: DS), 주파수 도약(Frequency Hopping: FH), 시간도약(Timing Hopping: TH), 하이브리드 등으로 구분할 수 있다. 이들 중 가장 많이 사용되는 기법으로 직접 시퀀스와 주파수 도약 방법이다. 직접 시퀀스 기법은 원하는 정보신호에 의사잡음(Pseudo Noise: PN)에 의해 확산 변조하여 주파수 대역을 확산시키는 방법이고, 주파수 도약기법은 직접 시퀀스 기법과는 다르게 변조된 신호의 반송주파수를 주기적으로 변화시켜 전송신호의 주파수 대역을 확산시키는 방법이다. 이중에서도 직접 시퀀스 기법은 계산성(Calculation)이 좋고, 수신단에서 복조하기 쉬운 이점으로 인해 더 많이 사용되고 있다.

이하 도1 내지 도3을 참조하여 일반적인 직접 시퀀스 기법을 사용하는 부호분할다중접속 이동통신시스템을 간략하게 설명한다.

도 1은 송신 시스템과 수신시스템간의 구성을 개념적으로 나타내고 있다. 송신시스템(101)은 데이터를 입력받아 PN 코드에 의해 확산 변조하여 에어(Air) 상으로 송신한다. 가산기(103)는 상기 송신 시스템에서 송신된 데이터에 잡음 n(t)과 간섭에 의한 재밍 J(t)가 가산된 채널 환경을 나타내고 있다. 수신시스템(105)는 상기 잡음 n(t)과 재밍 J(t)가 포함된 송신 데이터를 수신하여 역확산 변조하여 원상의 데이터를 출력함을 나타내고 있다. 도 2는 수신시스템(105)에서 데이터 복구를 위한 구성을 개념적으로 나타낸 도면이다. 타이밍 동기부(109)는 데이터를 수신하여 타이밍을 복원한다. 데이터 복원부(107)는 상기 타이밍 동기부(109)에서 동기된 타이밍에 따라 데이터를 복원하여 출력한다. 도 3은 채널 잡음과 페이딩을 극복하기 위해서 다중 경로 컴바이너(113)가 구비된 수신시스템의 구성을 나타내고 있다.

상술한 바와 같이 에어 상에서 발생하는 일반잡음 n(t)나 다중 경로에 의한 페이딩 현상은 수신시스템(105)의 필터 내지 등화기(Equalizer)에 의해 극복할 수 있다. 그러나 직접 시퀀스 부호분할다중접속 시스템은 간섭잡음에 대해서는 극복할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 직접 시퀀스 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 적응 필터를 이용하여 간섭잡음을 제거할 수 있는 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 부호분할다중접속 이동통신시스템의 수신기에 있어서, 데이터 수신 시 상기 수신 데이터의 간섭잡음을 검출하는 간섭잡음 검출부와, 상기 간섭잡음 검출 여부에 따라 리셋 신호 또는 구동신호를 출력하는 적응 필터구동부와, 상기 구동신호를 입력받아 상기 수신 데이터에 포함된 간섭잡음을 제거하여 출력하고, 상기 리셋 신호 입력 시 리셋되는 잡음 제거부로 이루어짐을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 이동통신시스템의 블록 구성도를 나타낸 도면.

도 2는 일반적인 이동통신시스템 수신기의 블록 구성도를 나타낸 도면.

도 3은 일반적인 이동통신시스템 수신기에서 채널 잡음과 페이딩 극복을 위한 블록 구성도를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 블록 구성도를 나타낸 도면.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 적응 필터부의 구성을 나타낸 도면.

도 6은 상기 도 5의 적응 필터 구성을 나타낸 도면.

도7은 상기 도 6의 재밍 전력 검출부의 구성을 나타낸 도면.

도 8은 상기 도 6의 재밍 카운터부의 구성을 나타낸 도면.

도 9는 상기 도 6의 계수 락킹부의 구성을 나타낸 도면.

도 10a는 상기 도 7의 제1비교기에서 출력되는 신호의 파형도.

도 10b는 상기 도 8의 카운터에서 출력되는 신호의 파형도.

도 10c는 상기 도 6의 리셋부에서 출력되는 신호의 파형도.

도 10d는 상기 도 9의 래치부에서 출력되는 신호의 파형도.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 블록 구성도를 나타낸 도면이다.

이하 도 4를 참조하여 설명하면, 적응 필터부(121)는 잡음 n(t)과 간섭잡음 J(t)를 포함하는 수신 데이터를 입력받아 상기 간섭잡음 J(t)를 제거하여 출력한다. 필터(111)는 상기 적응 필터부(121)에서 출력되는 수신 데이터를 입력받아 잡음 n(t)을 제거하여 데이터 복원부(107)로 출력한다. 타이밍 동기부(109)는 상기 필터(111)에서 출력되는 수신 데이터를 입력받아 타이밍을 복원하여 상기 데이터 복원부(107)와 컴바이너(113)로 타이밍 클럭을 제공한다. 상기 데이터 복원부(107)는 상기 필터(111)에서 출력되는 수신 데이터와 복원된 타이밍 클럭을 입력받아 원상의 데이터를 복원하여 출력한다. 컴바이너(113)는 다중 경로 컴바이너로서, 데이터 복원부(107)에서 출력되는 데이터와 타이밍 동기부(109)에서 출력되는 타이밍 클럭을 입력받아 다중 경로에 의해 발생한 데이터 에러를 보상하여 출력한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 적응 필터부의 구성을 개념적으로 나타낸 도면이다. 이하 본원 발명을 설명함에 있어서 일반 잡음 n(t)은 생략하고, 간섭잡음 J(t)에 대해서만 설명한다.

이하 도 5를 참조하여 설명하면, 에어 상의 가산기(103)에서 간섭잡음 J(t)가 가산된 수신 데이터는 적응 필터(123)로 입력한다. 적응 필터(123)는 소정의 간섭잡음을 입력받아 간섭잡음이 제거된 수신 데이터를 감산기(125)와 도4의 필터(111)로 출력한다. 감산기(125)는 상기 적응 필터(123)에서 출력되는 수신 데이터와 간섭잡음이 포함되어 있는 수신 데이터를 입력받아 감산하여 간섭잡음만을 상기 적응 필터(123)로 피드백 시킨다.

도 6은 상기 도 5의 적응 필터 구성을 나타낸 도면으로서, 이하 도 6을 참조하여 적응 필터(123)의 동작을 상세히 설명한다.

전력 검출부(137)는 간섭잡음이 포함된 수신 데이터의 전력을 검출한다. 상기 전력 검출부(137)는 수신 데이터의 전력이 검출되면 검출된 전력 값이 미리 설정되어 있는 기준치보다 큰지를 비교한다. 전력 검출부(137)는 비교 결과에 따른 간섭잡음 검출 신호를 출력한다. 상기 전력 검출부(137)는 검출된 수신 데이터의 전력 값이 설정된 기준치보다 크면 상기 수신 데이터에 간섭잡음이 포함된 것으로 간주하여 간섭잡음 검출신호를 하이 값(1)으로 출력하며, 작으면 간섭잡음이 포함되지 않은 것으로 판단하여 간섭잡음 검출신호를 로우 값(-1)으로 출력한다.

카운터부(139)는 상기 전력 검출부(137)에서 출력되는 하이 값을 가지는 간섭잡음 검출신호를 입력받아 카운트한다. 또한 상기 카운터부(139)는 상기 카운트되고 있는 카운트 값이 미리 설정된 기준치보다 큰지를 비교한다. 상기 카운터부(139)는 상기 비교 결과에 따라 간섭잡음 연속 검출 신호를 출력한다. 상기 간섭잡음 연속 검출 신호는 상기 간섭잡음 검출 신호와 같이 카운트된 값이 기준치보다 크면 하이 값(1)을 출력하며, 작으면 로우 값(-1)의 값을 출력한다. 상기 카운터부(139)는 간섭잡음의 지속성 여부를 검출하기 위한 것이다. 이는 순간적인 간섭잡음에 대해서는 후술할 LMS부(131)를 구동시키지 않기 위한 것이다.

구체적으로, 상기 전력 검출부(137)는 간섭잡음의 순간적인 크기만을 검출하고, 카운터부(139)는 일정 시간동안 간섭잡음의 검출여부를 판단하여 실질적인 간섭잡음이 포함되어 있는지를 판단하는 것으로, 상기 LMS부(131)의 계산량을 줄이기 위한 것이다. 즉, 상기 전력 검출부(137)와 카운터부(139)는 수신 데이터의 실질적인 간섭잡음을 검출하기 위한 것이다.

리셋부(133)는 상기 간섭잡음 검출 여부 신호를 입력받고, 상기 간섭잡음 검출 신호가 로우 값을 가질 때 리셋 신호를 출력한다. 계수 락킹부(135)는 상기 전력 검출부(137)에서 출력되는 간섭잡음 검출 신호와 카운터부(135)에서 출력되는 간섭잡음 연속 검출 신호를 입력받고, 상기 간섭잡음 검출신호와 간섭잡음 연속 검출 신호가 모두 하이 값을 가질 때 계수값을 락킹하여 출력한다. 상기 리셋부(133)과 계수 락킹부(135)는 후술할 LMS부(131)의 동작 여부를 결정하기 위한 적응 필터 구동부의 역할을 수행한다.

LMS부(131)는 LMS(Least Mean-square: 최소 제곱평균 - 이하 "간섭잡음 제거부"라 함) 알고리즘을 수행하는 블록으로서 순환구조를 갖는다. 즉, 간섭잡음 제거부(131)는 수신되는 데이터와 상기 계수 락킹부(135)에서 출력하는 계수를 입력받아 수신되는 간섭잡음이 포함된 수신 데이터의 간섭잡음을 제거하여 출력하고, 동시에 수신 데이터에 포함되어 있는 간섭잡음을 검출하여 입력단으로 피드백 한다. 또한 상기 간섭잡음 제거부(131)는 상기 리셋부(133)로부터 리셋 신호를 입력받아 리셋된다. 스위치부(141)는 상기 간섭잡음이 포함된 수신 데이터와 간섭잡음 제거부(131)에서 출력되는 간섭잡음이 제거된 수신 데이터를 입력받고, 상기 전력 검출부(137)에서 출력되는 간섭잡음 검출 신호에 의해 상기 두 수신 데이터를 스위칭하여 출력한다. 즉, 전력 검출부(137)에서 출력되는 간섭잡음 검출 신호가 하이 값이면 간섭잡음 제거부(131)에서 출력되는 수신 데이터를 도5의 필터(111)로 출력하고, 상기 간섭잡음 검출 신호가 로우 값이면 에어 상에서 수신되는 수신 데이터를 상기 필터(111)로 출력한다. 이때, 리셋부(133)에서 출력하는 리셋 신호에 의해 간섭잡음 제거부(131)는 리셋된다.

도7은 상기 도 6의 전력 검출부(137)의 구성을 나타낸 도면이다. 상기 전력 검출부(137)는 수신 데이터를 입력받고 상기 수신 데이터의 전력을 검출하는 전력 측정부(143)와, 상기 전력 측정부(143)에서 측정된 수신 데이터의 전력과 미리 설정되어 있는 기준치와 비교하여 측정된 수신 데이터의 전력이 크면 간섭잡음 검출 신호를 하이 값으로 출력하고 작으면 간섭잡음 검출 신호를 로우 값으로 출력하는 제1비교기(145)로 구성된다.

도 8은 상기 도 6의 카운터부(139)의 구성을 나타낸 도면이다. 상기 카운터부(139)는 도 7의 제1비교기(145)에서 출력되는 하이 값의 간섭잡음 검출 신호를 카운트하는 카운터(147)와, 상기 카운터(147)에서 카운터된 카운트 값을 입력받고 미리 설정된 기준치와 비교하여 크면 간섭잡음 연속 검출 신호로 하이 값을 출력하고, 작으면 간섭잡음 연속 검출 신호로 로우 값을 출력하는 제2비교기(149)로 구성된다.

도 9는 상기 도 6의 계수 락킹부(135)의 구성을 나타낸 도면이다. 상기 계수 락킹부(135)는 상기 도 7의 제1비교기(145)에서 출력되는 간섭잡음 검출 신호와 도 8의 제2비교기(149)에서 출력되는 간섭잡음 연속 검출 신호를 입력받아 래치하여 출력하는 래치부(151)와, 도 6의 리셋부(133)에서 출력되는 리셋 신호를 인버팅하는 인버터(152)와, 상기 인버터(152)에서 출력되는 인버팅된 리셋 신호와 상기 래치부(151)에서 출력되는 신호를 앤드 게이팅하여 출력하는 앤드 게이트로 구성된다. 상기 래치부(151)는 상기 간섭잡음 검출 신호와 간섭잡음 연속 검출 신호 모두 1일 때 락킹된 계수 값을 간섭잡음 제거부(131)로 출력한다. 이때, 출력되는 락킹된 계수값은 1이다.

도 10은 본 발명의 적응 필터(123)의 각 구성에서 출력되는 신호의 파형도를 나타낸 도면이다. 도 10a는 도 7의 제1비교기(145)에서 출력되는 신호의 파형도를 나타낸 것이고, 도 10b는 도 8의 카운터(147)에서 출력되는 신호의 파형도를 나타낸 것이고, 도 10c는 도 6의 리셋부(133)에서 출력되는 신호의 파형도를 나타낸 것이며, 도 10d는 도 9의 래치부(151)에서 출력되는 신호의 파형도를 나타낸 것이다. 이러한 도 10의 파형도는 샘플주파수 1, Pts =1000, 포인트 =313, 시간 313sec 실험환경 조건에 수행되었다.

도 10a는 검출된 수신 데이터의 전력이 미리 설정된 기준치를 넘었을 때 간섭잡음이 상기 수신 데이터에 포함되어 있다고 판단하여 간섭신호 검출 신호를 하이 레벨 값(1)으로 출력하고, 검출된 수신 데이터의 전력이 기준치를 넘지 않았을 때 수신 데이터에 간섭잡음이 없거나, 사라졌다고 판단하여 간섭신호 검출신호를 로우 레벨 값(-1)으로 출력함을 보이고 있다. 도 10b는 카운터(147)에서 출력되는 신호로서, 제1비교기(145)에서 출력되는 하이 값의 간섭잡음 검출신호를 카운트하므로 그 값이 증가함을 보이고 있다. 도 10c는 상기 도 10a의 파형도의 폴링 에지에서 리셋 신호가 순간적으로 출력됨을 보이고 있다. 도 10d는 상기 도 10a에서 간섭잡음 검출 신호가 하이 레벨 값을 가지고 도 10b에서 카운터(147)가 기준치 500을 넘었을 때 래치되어 하이 레벨 값을 출력함을 보이고 있다.

상기한 바와 같이 본 발명은 수신 데이터에 일정 시간동안 연속해서 포함되어 입력되는 간섭잡음을 제거함으로써 통화 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (14)

1. 부호분할다중접속 이동통신시스템의 수신기에 있어서,

   데이터 수신 시 상기 수신 데이터의 간섭잡음을 검출하는 간섭잡음 검출부와,

   상기 간섭잡음 검출 여부에 따라 리셋 신호 또는 구동신호를 출력하는 적응 필터구동부와,

   상기 구동신호를 입력받아 상기 수신 데이터에 포함된 간섭잡음을 제거하여 출력하고, 상기 리셋 신호 입력 시 리셋되는 간섭잡음 제거부로 이루어짐을 특징으로 하는 적응 필터를 이용한 간섭잡음 제거장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 간섭잡음 검출부가,

   상기 수신 데이터의 순간적인 간섭잡음을 검출하여 간섭잡음 검출 신호를 출력하는 전력 검출부와,

   상기 간섭잡음 검출 신호를 카운트하고, 상기 카운트 값이 일정 기준치 이상일 때 간섭잡음 연속 검출 신호를 출력하는 카운터부로 이루어짐을 특징으로 하는 적응 필터를 이용한 간섭잡음 제거장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 전력 검출부가,

   상기 수신 데이터의 전력을 측정하는 전력 측정부와,

   상기 측정된 수신 데이터의 전력과 일정 레벨의 기준치를 비교하여 상기 수신 데이터의 전력이 크면 순간적인 간섭잡음이 존재하는 것으로 판단하여 간섭잡음 검출 신호를 출력하는 제1비교기로 이루어짐을 특징으로 하는 적응 필터를 이용한 간섭잡음 제거장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 카운터부가,

   상기 간섭잡음 검출 신호를 입력받아 카운트하는 카운터와,

   상기 카운트 값과 일정 레벨의 기준치를 비교하여 상기 카운트 값이 크면 간섭잡음이 연속적으로 존재하는 것으로 판단하여 간섭잡음 연속 검출 신호를 출력하는 제2비교기로 이루어짐을 특징으로 하는 적응 필터를 이용한 간섭잡음 제거장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 적응 필터 구동부가,

   상기 간섭잡음 검출 신호를 입력받아 리셋 신호를 출력하는 리셋부와,

   상기 간섭잡음 검출 신호와 간섭잡음 연속 검출 신호와 리셋신호를 입력받아 락킹된 구동신호를 출력하는 계수 락킹부로 이루어짐을 특징으로 하는 적응 필터를 이용한 간섭잡음 제거장치.
6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 구동신호가 락킹된 계수값임을 특징으로 하는 적응 필터를 이용한 간섭잡음 제거장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 계수 락킹부가,

   상기 간섭잡음 검출 신호와 간섭잡음 연속 검출 신호를 래치하여 출력하는 래치부와,

   상기 리셋 신호를 인버팅하여 출력하는 인버터와,

   상기 래치부에서 출력되는 래치 값과 상기 인버팅된 리셋 신호를 입력받아 앤드 게이팅하여 출력하는 앤드 게이트로 이루어짐을 특징으로 하는 적응 필터를 이용한 간섭잡음 제거장치.
8. 부호분할다중접속 이동통신시스템의 수신기에 있어서,

   데이터 수신 시 상기 수신 데이터의 간섭잡음을 검출하는 간섭잡음 검출부와,

   상기 간섭잡음 검출 여부에 따라 리셋 신호 또는 구동신호를 출력하는 적응 필터구동부와,

   상기 구동신호를 입력받아 상기 수신 데이터에 포함된 간섭잡음을 제거하여 출력하고, 상기 리셋 신호 입력 시 리셋되는 잡음 제거부와,

   상기 수신 데이터와 상기 잡음 제거부에서 출력되는 수신 데이터를 입력받고, 상기 간섭잡음 검출 여부에 따라 상기 수신 데이터와 상기 잡음 제거부에서 출력되는 수신 데이터를 스위칭하는 스위칭부로 이루어짐을 특징으로 하는 적응 필터를 이용한 간섭잡음 제거장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 간섭잡음 검출부가,

   상기 수신 데이터의 순간적인 간섭잡음을 검출하여 간섭잡음 검출 신호를 출력하는 전력 검출부와,

   상기 간섭잡음 검출 신호를 카운트하고, 상기 카운트 값이 일정 기준치 이상일 때 간섭잡음 연속 검출 신호를 출력하는 카운터부로 이루어짐을 특징으로 하는 적응 필터를 이용한 간섭잡음 제거장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 전력 검출부가,

    상기 수신 데이터의 전력을 측정하는 전력 측정부와,

    상기 측정된 수신 데이터의 전력과 일정 레벨의 기준치를 비교하여 상기 수신 데이터의 전력이 크면 순간적인 간섭잡음이 존재하는 것으로 판단하여 간섭잡음 검출 신호를 출력하는 제1비교기로 이루어짐을 특징으로 하는 적응 필터를 이용한 간섭잡음 제거장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 카운터부가,

    상기 간섭잡음 검출 신호를 입력받아 카운트하는 카운터와,

    상기 카운트 값과 일정 레벨의 기준치를 비교하여 상기 카운트 값이 크면 간섭잡음이 연속적으로 존재하는 것으로 판단하여 간섭잡음 연속 검출 신호를 출력하는 제2비교기로 이루어짐을 특징으로 하는 적응 필터를 이용한 간섭잡음 제거장치.
12. 제9항에 있어서, 상기 적응 필터 구동부가,

    상기 간섭잡음 검출 신호를 입력받아 리셋 신호를 출력하는 리셋부와,

    상기 간섭잡음 검출 신호와 간섭잡음 연속 검출 신호와 리셋신호를 입력받아 락킹된 구동신호를 출력하는 계수 락킹부로 이루어짐을 특징으로 하는 적응 필터를 이용한 간섭잡음 제거장치.
13. 제8항 또는 제12항에 있어서, 상기 구동신호가 락킹된 계수값임을 특징으로 하는 적응 필터를 이용한 간섭잡음 제거장치.
14. 제12항에 있어서, 상기 계수 락킹부가,

    상기 간섭잡음 검출 신호와 간섭잡음 연속 검출 신호를 래치하여 출력하는 래치부와,

    상기 리셋 신호를 인버팅하여 출력하는 인버터와,

    상기 래치부에서 출력되는 래치 값과 상기 인버팅된 리셋 신호를 입력받아 앤드 게이팅하여 출력하는 앤드 게이트로 이루어짐을 특징으로 하는 적응 필터를 이용한 간섭잡음 제거장치.