KR20010064802A - Aapparatus for demodulating signal by selecting mode in CDMA System using Antenna Diversity - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A mode selective demodulator for a CDMA system using transmit antenna diversity is provided to receive data in both modes of using and not using transmit diversity by controlling a receiver simply. CONSTITUTION: A demodulator consists of a channel estimator(301), a despreader(302), switches(303,307), a DEMUX(304), an STTD(Space Time block coding Transmit antenna Diversity) decoder(305), a MUX(306), and a multiplier(308). The channel estimator(301) calculates estimation values from a received signal and outputs them to the STTD decoder(305). The despreader(302) executes despreading for the received signal using a spreading code taking propagation delay into consideration. The switches(303,307) are switched by STTD in an STTD mode and by ND(Non Diversity) in an ND mode. The STTD decoder(305) receives the output of the DEMUX(304) and the output of the channel estimator(301) and outputs STTD-decoded symbols. The MUX(306) executes multiplexing for the symbols outputted from the STTD decoder(305) and outputs them to the switch(307). The multiplier(308) multiplies the output of the despreader(302) by the pair complex of the output of the channel estimator(301) and outputs a result to the switch(307). The switch(307) selects either the output signal of the MUX(306) or the output signal of the multiplier(308) and outputs the selected one as the input of a symbol combiner.

Description

송신 안테나 다이버서티를 사용하는 코드분할다중접속 시스템을 위한 모드 선택형 수신신호 복조장치{Aapparatus for demodulating signal by selecting mode in CDMA System using Antenna Diversity}Apparatus for demodulating signal by selecting mode in CDMA System using Antenna Diversity

본 발명은 송신 안테나 다이버서티를 사용하는 코드분할다중접속 시스템을 위한 모드 선택형 수신신호 복조장치에 관한 것으로, 특히 에스티티디(STTD : Space Time block coding based Transmit antenna Diversity) 모드의 송신 안테나 다이버서티를 사용하는 코드분할다중접속 시스템을 위한 모드 선택형 수신신호 복조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a mode-selective received signal demodulator for a code division multiple access system using a transmit antenna diversity, and more particularly, to a transmit antenna diversity in a space time block coding based Transmit antenna Diversity (STTD) mode. The present invention relates to a mode selective reception signal demodulation device for a code division multiple access system.

종래에는 코드분할다중접속 시스템을 위한 수신신호 복조장치에서 송신 안테나 다이버서티를 이용하는 기지국에서 전송하는 신호를 수신하여 복조할 수 있으면서 송신 안테나 다이버서티를 사용하지 않는 기지국에서의 전송 신호도 수신하여 복조를 수행할 수 있는 간단한 수신신호 복조장치가 구현되어 있지 않은 문제점이 있었다.Conventionally, a reception signal demodulation apparatus for a code division multiple access system can receive and demodulate a signal transmitted from a base station using a transmission antenna diversity while receiving and demodulating a transmission signal from a base station not using a transmission antenna diversity. There is a problem that a simple reception signal demodulation device that can be performed is not implemented.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 송신 다이버서티를 사용하는 경우와 사용하지 않는 경우의 두 모드에 따라 수신기의 간단한 제어로 두 경우 모두 데이터를 수신할 수 있는 모드 선택형 수신신호 복조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and mode-selective reception capable of receiving data in both cases with simple control of a receiver according to two modes of using and not using transmit diversity. It is an object of the present invention to provide a signal demodulation device.

도 1 은 일반적인 송신 안테나 다이버서티를 사용하는 코드분할다중접속 시스템의 신호모델을 나타내는 일예시도.1 is an exemplary diagram illustrating a signal model of a code division multiple access system using a general transmit antenna diversity.

도 2 는 본 발명이 적용되는 수신기의 구성예시도.2 is an exemplary configuration diagram of a receiver to which the present invention is applied.

도 3 은 본 발명에 따른 송신 안테나 다이버서티를 사용하는 코드분할다중접속 시스템을 위한 모드 선택형 수신신호 복조장치에 대한 일실시예 구성도.3 is a block diagram of a mode-selective received signal demodulation device for a code division multiple access system using a transmission antenna diversity according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

301 : 채널추정기 302 : 역확산기301: channel estimator 302: despreader

303 : 제1 스위치 304 : 역다중화기303: first switch 304: demultiplexer

305 : STTD 디코더 306 : 다중화기305: STTD decoder 306: multiplexer

307 : 제2 스위치 308 : 곱셈기307: second switch 308: multiplier

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 송신 안테나 다이버서티를 사용하는 코드분할다중접속 시스템을 위한 모드 선택형 수신신호 복조장치에 있어서, 수신신호를 입력받아 채널경로의 복소진폭을 추정하여 채널신호를 얻기 위한 채널추정수단; 상기 수신신호를 입력받아 역확산을 수행하기 위한 역확산수단; 상기 수신신호가 송신기에서 송신 안테나 다이버서티가 수행된 신호인지에 따라 상기 역확산수단에서 역확산된 신호를 입력받아 스위칭하기 위한 제1 스위칭수단; 송신 안테나 다이버서티가 수행되어 상기 역확산수단에서 역확산된 신호를 상기 제1 스위칭수단을 통해 입력받아 상기 채널추정수단으로부터 입력된 추정된 상기 채널신호와 함께 복조를 수행하기 위한 복조수단; 송신 안테나 다이버서티가 수행되지 않고 전송되어 상기 역확산수단에서 역확산된 신호를 상기 제1 스위칭수단을 통해 입력받아 상기 채널추정수단으로부터 입력된 추정된 상기 채널신호와 함게 콘볼루션을 취하기 위한 곱셈 연산수단; 및 상기 수신신호가 송신 안테나 다이버서티가 수행된 신호인가에 따라 상기 복조수단이나 상기 곱셈 연산수단으로부터 출력된 신호를 선택하여 출력하기 위한 제2 스위칭수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a mode selective reception signal demodulator for a code division multiple access system using transmission antenna diversity, wherein the received signal is input to estimate a complex amplitude of a channel path to obtain a channel signal. Channel estimation means for; Despreading means for receiving the received signal and performing despreading; First switching means for receiving and switching the despread signal from the despreading means according to whether the received signal is a signal for which transmit antenna diversity has been performed at the transmitter; Demodulation means for performing transmission antenna diversity to receive a signal despread by the despreading means through the first switching means and to perform demodulation together with the estimated channel signal inputted from the channel estimating means; A multiplication operation for performing a convolution with the estimated channel signal inputted from the channel estimating means by receiving a signal that is transmitted without transmitting antenna diversity and despread by the despreading means through the first switching means. Way; And second switching means for selecting and outputting a signal output from the demodulation means or the multiplication operation means according to whether the received signal is a signal for which transmission antenna diversity has been performed.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 일반적인 송신 안테나 다이버서티를 사용하는 코드분할다중접속 시스템의 신호모델을 나타내는 일예시도이다.1 is a diagram illustrating a signal model of a code division multiple access system using a general transmit antenna diversity.

제 3세대 이동통신 시스템에서 순방향 링크에 송신 안테나 다이버서티를 채택하고 있다. 도 1 은 기지국에서 단말기로의 순방향 링크에서 STTD를 사용하는 코드분할다중접속(CDMA : Code Division Multiple Access) 시스템의 신호모델이다.The third generation mobile communication system employs transmit antenna diversity for the forward link. 1 is a signal model of a code division multiple access (CDMA) system using STTD in a forward link from a base station to a terminal.

STTD 인코더는 순차적으로 입력되는 두개의 심볼 S1과 S2를 인코딩하여, 안테나1에는 S1과 S2를, 안테나2에는 -S2*와 S1*를 순차적으로 출력한다. 여기서, S1과 S2는 변조심볼을 나타내며 일반적으로 복소수이다. 그리고, Z*는 복소수 Z의 켤레복소수(conjugate)를 나타낸다.The STTD encoder encodes two symbols S1 and S2 which are sequentially input, and sequentially outputs S1 and S2 to antenna 1 and -S2 * and S1 * to antenna 2. Here, S1 and S2 represent modulation symbols and are generally complex numbers. And Z * represents the conjugate complex of the complex Z.

STTD 인코더를 통해 인코딩된 변조심볼은 확산코드 c(t)에 의해 각각 확산되어 안테나1과 안테나2를 통하여 송신된다.The modulation symbols encoded by the STTD encoder are spread by the spreading code c (t) and transmitted through the antenna 1 and the antenna 2.

각 안테나에서 송신된 신호는 서로 다른 특성을 갖는 무선 다경로채널을 거쳐 수신기의 안테나에 도달한다. 수신기에 수신되는 신호를 다음의 [수학식 1]과 같이 표현할 수 있다.The signal transmitted from each antenna reaches the antenna of the receiver via a wireless multipath channel having different characteristics. The signal received by the receiver can be expressed as Equation 1 below.

여기서, h1(t;τ)와 h2(t;τ)는 각각 안테나1과 안테나2로부터 수신기까지의 무선 다경로채널에 대한 임펄스응답을 나타내며,는 콘볼루션 연산을 나타내고, T는 심볼구간을 나타낸다. 무선 다경로채널의 임펄스응답은, 두 안테나로부터 수신기까지의 전파지연시간이 동일하다고 가정하여, 다음의 [수학식 2]와 같이 모델링할 수 있다.Where h 1 (t; τ) and h 2 (t; τ) represent impulse responses for the radio multipath channel from antenna 1 and antenna 2 to the receiver, respectively. Denotes a convolution operation, and T denotes a symbol interval. The impulse response of the wireless multipath channel can be modeled as shown in Equation 2 below, assuming that propagation delay times from two antennas to a receiver are the same.

여기서, al (i)와 τl (i)는 안테나i(i=1, 2)와 수신기 사이의 채널 임펄스응답에서l번째 채널경로의 복소진폭과 전파지연을 각각 나타낸다.Here, a l (i) and τ l (i) represent the complex amplitude and propagation delay of the l- th channel path in the channel impulse response between the antenna i ( i = 1, 2) and the receiver, respectively.

[수학식 2]의 무선 다경로채널 모델 가정하에서 수신신호는 다음의 [수학식 3]과 같이 표현할 수 있다.Under the assumption of the wireless multipath channel model of Equation 2, the received signal may be expressed as Equation 3 below.

도 2 는 본 발명이 적용되는 수신기의 구성예시도이다.2 is an exemplary configuration diagram of a receiver to which the present invention is applied.

도 2 는 수신기의 전체구조를 나타내고 있다. 그림에서 수신신호는 안테나를통해 수신된 고주파신호가 주파수영역에서 하향변환(down-conversion)되고, 중간주파수대역이나 기저대역에서 아날로그에서 디지털로 변환(A/D 변환)된 후의 신호를 나타낸다. 수신기는 검색기(210), 다수의 복조기(221 내지 223), 심볼결합기(230)와 제어프로세서(240)로 구성된다.2 shows the overall structure of the receiver. In the figure, the received signal represents a signal after the high-frequency signal received through the antenna is down-converted in the frequency domain and converted from analog to digital (A / D conversion) in the intermediate frequency band or baseband. The receiver is composed of a searcher 210, a plurality of demodulators 221 to 223, a symbol combiner 230 and a control processor 240.

제어프로세서(240)는 검색기(210), 복조기(221 내지 223)와 심볼결합기 (230)를 포함한 모든 수신기의 각 구성요소들을 제어한다.The control processor 240 controls the components of all receivers including the searcher 210, the demodulators 221 to 223, and the symbol combiner 230.

검색기(210)는 제어프로세서(240)의 제어에 의해 수신신호로부터 무선 다경로채널의 경로지연과 각 경로지연에 해당하는 신호의 크기를 추정하여 제어프로세서(240)로 출력한다.The searcher 210 estimates the path delay of the wireless multipath channel and the magnitude of the signal corresponding to each path delay from the received signal under the control of the control processor 240 and outputs the signal to the control processor 240.

복조기(221 내지 223)는 제어프로세서(240)의 제어와 역확산부호 정보에 의해 각 채널경로를 통과한 수신신호에 대해 역확산 및 복조를 수행한다. 각 복조기의 출력은 심볼결합기(230)로 출력된다.The demodulators 221 to 223 perform despreading and demodulation on the received signals that have passed through each channel path by the control of the control processor 240 and the despreading code information. The output of each demodulator is output to the symbol combiner 230.

심볼결합기(230)는 제어프로세서(240)의 제어에 의해 해당되는 복조기(230)의 출력심볼을 최대비결합방식(maximal ratio combining)에 의해 신호에너지에 비례하는 계수를 곱한 후 복조심볼들을 결합한다.The symbol combiner 230 multiplies the output symbols of the corresponding demodulator 230 under the control of the control processor 240 by a coefficient proportional to the signal energy by a maximum ratio combining method, and then combines the demodulation symbols. .

도 3 은 본 발명에 따른 송신 안테나 다이버서티를 사용하는 코드분할다중접속 시스템을 위한 모드 선택형 수신신호 복조장치에 대한 일실시예 구성도이다.FIG. 3 is a diagram illustrating an embodiment of a mode-selective received signal demodulation device for a code division multiple access system using a transmission antenna diversity according to the present invention.

도 3 은 본 발명에 따른 복조기의 구조를 나타내고 있다. 복조기는 에스티티디(STTD : Space Time block coding based Transmit antenna Diversity) 모드와 논 다이버서티(ND : Non Diversity) 모드의 두 모드로 동작된다.3 shows a structure of a demodulator according to the present invention. The demodulator operates in two modes: Space Time block coding based Transmit antenna Diversity (STTD) mode and Non Diversity (ND) mode.

STTD 모드는 송신기에서 STTD를 사용하여 신호를 전송하는 경우에 해당하며, ND 모드는 송신기가 STTD를 사용하지 않고 하나의 안테나만을 사용하여 신호를 전송하는 경우에 해당한다. 이 두 모드는 수신단말기가 제어채널을 복조함으로써 알 수 있으며, 제어프로세서(240)가 각 복조기(221내지 223)의 모드를 제어한다.The STTD mode corresponds to a case in which the transmitter transmits a signal using the STTD, and the ND mode corresponds to a case in which the transmitter transmits a signal using only one antenna without using the STTD. The two modes can be known by demodulating the control channel by the receiving terminal, and the control processor 240 controls the modes of each demodulator 221 to 223.

복조기는 채널추정기(301), 역확산기(302), 스위치(303과 307), 역다중화기(DEMUX, 304), STTD 디코더(305), 다중화기(MUX, 306)와 곱셈기(308)로 구성된다.The demodulator consists of channel estimator 301, despreader 302, switches 303 and 307, demultiplexer (DEMUX, 304), STTD decoder 305, multiplexer (MUX, 306) and multiplier 308. .

채널추정기(301)는 수신신호로부터 al (1)과 al (2)의 추정치과를 계산하여 STTD 디코더(305)의 입력으로 출력한다. 역확산기(302)는 수신신호에 전파지연 τl을 고려한 확산코드 c(t-τl)로 역확산을 수행하여 출력한다. 스위치(303과 307)는 STTD 모드에서는 STTD로 스위칭되며, ND 모드에서는 ND로 스위칭된다. 역다중화기(DEMUX, 304)의 출력 심볼 Zl,1과 Zl,2는 다음의 [수학식 4]와 같이 표현될 수 있다.Channel estimator 301 estimates a l (1) and a l (2) from the received signal. and Is calculated and output to the input of the STTD decoder 305. The despreader 302 performs despreading with the spreading code c (t−τ l ) in consideration of the propagation delay τ l to the received signal and outputs the despreader. Switches 303 and 307 are switched to STTD in STTD mode and to ND in ND mode. The output symbols Z l, 1 and Z l, 2 of the demultiplexer DEMUX 304 may be expressed as Equation 4 below.

여기서, nl,1과 nl,2는 가산성 잡음에 의한 성분이다.Where n l, 1 and n l, 2 are components due to additive noise.

STTD 디코더(305)는 역다중화기(DEMUX)의 출력 Zl,1과 Zl,2과 채널추정기(301)의 출력과를 입력받아 다음의 [수학식 5]의 연산을 통해 STTD 디코딩된 심볼와를 출력한다.The STTD decoder 305 outputs the outputs Z l, 1 and Z l, 2 of the demultiplexer (DEMUX) and the channel estimator 301. and Receives the STTD decoded symbol through the operation of Equation 5 below. Wow Outputs

다중화기(MUX, 306)는 STTD 디코더(305)에서 출력된 심볼에 대해 다중화를 수행하여 스위치(307)로 출력한다.The multiplexer (MUX) 306 multiplexes the symbols output from the STTD decoder 305 and outputs them to the switch 307.

곱셈기(308)는 ND 모드에서 역확산기(302)의 출력신호와 채널추정기(301)의 출력의 켤레복소수를 곱하여 스위치(307)로 출력한다.The multiplier 308 multiplies the output signal of the despreader 302 by the complex conjugate of the output of the channel estimator 301 and outputs it to the switch 307 in the ND mode.

스위치(307)는 다중화기(306)의 출력 신호나 곱셈기(308)의 출력신호를 선택하여 심볼결합기(230)의 입력으로 출력한다.The switch 307 selects the output signal of the multiplexer 306 or the output signal of the multiplier 308 and outputs it to the input of the symbol combiner 230.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary knowledge.

상기한 바와 같은 본 발명은, 송신 안테나 다이버서티를 사용하는 코드분할다중접속 시스템의 수신기에 적합하며, STTD 모드와 ND 모드가 있어 송신 다이버서티를 사용하는 경우와 사용하지 않는 경우에 간단한 제어로 데이터 복조가 가능한 효과가 있다.As described above, the present invention is suitable for a receiver of a code division multiple access system using a transmission antenna diversity, and has a STTD mode and an ND mode, so that data can be controlled with simple control when using a transmission diversity or not. Demodulation is possible.

Claims (4)

송신 안테나 다이버서티를 사용하는 코드분할다중접속 시스템을 위한 모드 선택형 수신신호 복조장치에 있어서,A mode selective reception signal demodulation device for a code division multiple access system using a transmission antenna diversity, 수신신호를 입력받아 채널경로의 복소진폭을 추정하여 채널신호를 얻기 위한 채널추정수단;Channel estimating means for receiving a received signal and estimating the complex amplitude of the channel path to obtain a channel signal; 상기 수신신호를 입력받아 역확산을 수행하기 위한 역확산수단;Despreading means for receiving the received signal and performing despreading; 상기 수신신호가 송신기에서 송신 안테나 다이버서티가 수행된 신호인지에 따라 상기 역확산수단에서 역확산된 신호를 입력받아 스위칭하기 위한 제1 스위칭수단;First switching means for receiving and switching the despread signal from the despreading means according to whether the received signal is a signal for which transmit antenna diversity has been performed at the transmitter; 송신 안테나 다이버서티가 수행되어 상기 역확산수단에서 역확산된 신호를 상기 제1 스위칭수단을 통해 입력받아 상기 채널추정수단으로부터 입력된 추정된 상기 채널신호와 함께 복조를 수행하기 위한 복조수단;Demodulation means for performing transmission antenna diversity to receive a signal despread by the despreading means through the first switching means and to perform demodulation together with the estimated channel signal inputted from the channel estimating means; 송신 안테나 다이버서티가 수행되지 않고 전송되어 상기 역확산수단에서 역확산된 신호를 상기 제1 스위칭수단을 통해 입력받아 상기 채널추정수단으로부터 입력된 추정된 상기 채널신호와 함게 콘볼루션을 취하기 위한 곱셈 연산수단; 및A multiplication operation for performing a convolution with the estimated channel signal inputted from the channel estimating means by receiving a signal that is transmitted without transmitting antenna diversity and despread by the despreading means through the first switching means. Way; And 상기 수신신호가 송신 안테나 다이버서티가 수행된 신호인가에 따라 상기 복조수단이나 상기 곱셈 연산수단으로부터 출력된 신호를 선택하여 출력하기 위한 제2 스위칭수단Second switching means for selecting and outputting a signal output from the demodulation means or the multiplication operation means according to whether the received signal is a signal for which transmission antenna diversity has been performed; 을 포함하는 모드 선택형 수신신호 복조장치.Mode selectable receiving signal demodulation device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복조수단은,The demodulation means, 상기 송신 안테나 다이버서티에 의한 에스티티디(STTD : Space Time block coding based Transmit antenna Diversity) 모드의 상기 수신신호의 복조를 위해 상기 역확산수단에서 역확산된 신호를 상기 제1 스위칭수단을 통해 입력받아 역다중화하기 위한 역다중화수단;In order to demodulate the received signal in a space time block coding based Transmit antenna Diversity (STTD) mode by the transmitting antenna diversity, the despreading signal is inputted through the first switching means. Demultiplexing means for multiplexing; 상기 역다중화수단에서 출력된 역다중화된 소정수의 신호와 상기 채널추정수단에서 출력된 소정수의 상기 추정된 채널신호를 입력받아 STTD 복조를 수행하기 위한 디코딩수단; 및Decoding means for performing STTD demodulation by receiving a predetermined number of demultiplexed signals output from the demultiplexing means and a predetermined number of estimated channel signals output from the channel estimating means; And 상기 디코딩수단에서 출력된 복조된 신호를 받아 다중화하기 위한 다중화수단Multiplexing means for multiplexing the demodulated signal output from the decoding means 을 포함하는 모드 선택형 수신신호 복조장치.Mode selectable receiving signal demodulation device comprising a. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 디코딩수단은,The decoding means, 상기 역다중화수단으로부터 출력된 제1 역다중화 신호(Zl,1)와 제2 역다중화 신호(Zl,2)를 상기 채널추정수단으로부터 출력된 상기 제1 채널신호()와 제2채널신호()를 입력받아 하기 수학식의 연산을 통해 STTD 디코딩된 심볼 (,)를 출력하는 것을 특징으로 하는 모드 선택형 수신신호 복조장치.The first demultiplexing signal Z l, 1 and the second demultiplexing signal Z l, 2 output from the demultiplexing means are output from the channel estimating means. ) And the second channel signal ( ) STTD decoded symbol ( , Mode selection-type received signal demodulation device, characterized in that for outputting. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 제1 스위칭수단은,The first switching means, 상기 수신신호가 상기 송신기에서 송신안테나 다이버서티가 수행된 STTD 모드의 신호이면 상기 복조수단으로 스위칭하여 신호를 출력하고, 상기 수신신호가 상기 송신기에서 송신안테나 다이버서티가 수행되지 않은 논다이버서티(ND : NonDiversity) 모드의 신호이면 상기 곱셈 연산수단으로 스위칭하여 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 모드 선택형 수신신호 복조장치.If the received signal is a signal of the STTD mode in which the transmit antenna diversity is performed in the transmitter, the signal is switched to the demodulation means to output a signal, and the received signal is a non-diversity in which the transmit antenna diversity is not performed in the transmitter (ND). : Mode selection type receiving signal demodulation device, characterized in that for outputting the signal by switching to the multiplication operation means if the signal of NonDiversity mode.
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