KR20010089814A

KR20010089814A - Ｃｄｍａ 수신기에서의 위상 불연속의 존재시의 파일럿필터링

Info

Publication number: KR20010089814A
Application number: KR1020017008770A
Authority: KR
Inventors: 아그라왈아브니쉬; 벤더폴이; 블레센뜨루까; 버틀러브라이언케이; 모띠왈라퀴드
Original assignee: 밀러 럿셀 비; 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 1999-01-11
Filing date: 2000-01-11
Publication date: 2001-10-08
Also published as: ID29990A; RU2001122577A; CN1337098A; US6594303B1; EP1142146A1; JP2002535870A; CA2355837A1; BR0007438A; WO2000042713A1; IL143890A0; AU2607500A

Abstract

위상 불연속의 존재시에 코히어런트 복조를 위한 신규하고 향상된 방법 및 장치가 설명되어 있다. 파일럿 신호는 2 개의 필터를 사용하여 최적의 코히어런트 복조용으로 만들어지는데, 제 1 필터는 위상불연속의 효과를 견딜 수 있고, 제 2 필터는 위상 불연속이 존재하지 않는 한 더 우월한 필터링 성능을 제공한다. 2 개 필터 모두 동시에 작동된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 슬라이딩 윈도우 필터 (410) 는 위상 불연속의 부존재시 더 우월한 필터링 성능을 위해 채용되고 블록 필터 (440) 는 위상 불연속의 존재시 사용하기 위해 채용된다.

Description

ＣＤＭＡ 수신기에서의 위상 불연속의 존재시의 파일럿 필터링{PILOT FILTERING IN THE PRESENCE OF PHASE DISCONTINUITIES IN A CDMA RECEIVER}

셀룰러, 위성 및 지점-지점간 통신 시스템은 변조된 무선 주파수 (RF) 신호로 이루어진 무선 링크를 사용하여 2 시스템 사이에 데이터를 전송한다. 무선 링크의 사용은 유선 통신 시스템과 비교할 때, 향상된 이동성 및 감소된 내부구조 요구조건 등의 다양한 이유로 바람직하다. 무선 링크를 사용하는데 있어서 일 결점은 사용가능한 RF 밴드폭의 제한된 양에서 유발되는 제한된 통신 용량이다. 이 제한된 통신 용량은 추가적인 유선 접속을 설치함으로써 추가적인 용량이 추가될 수 있는 유선 기반 통신 시스템과는 대조된다.

RF 밴드폭의 제한된 성질을 인식하게 되면서, 무선 통신 시스템이 사용가능한 RF 밴드폭을 이용하는 효율성을 증가시키기 위해서 다양한 신호 처리 기술이 개발되었다. 이러한 대역폭 효율성 신호 처리 기술의 널리 받아들여진 일 예는 Telecommunication Industry Association (TIA) 에 의해 공표되고 셀룰러 원격통신시스템내에서 주로 사용되는 에어 인터페이스 표준에 대한 IS-95, 및 IS-95-A 및 ANSI J-STD-008 와 같은 파생물 (이하, 총괄하여 IS-95 표준이라 함) 이다. IS-95 표준은 동일한 RF 대역폭에 대해 동시에 다중 통신을 행하는 코드분할 다중 액세스 (CDMA) 신호 변조 기술을 포함한다. 완전한 전력 제어와 결합되었을 때, 동일한 대역폭에 대해 다중 통신을 행하는 것은, 다른 것보다, 다른 무선 통신 기술과 비교하여 주파수 재사용을 증가시킴으로써, 무선 통신 시스템에서 행할 수 있는 통화 및 다른 통신의 총수를 증가시킨다. 다중 액세스 통신 시스템에서의 CDMA 기술의 사용은 미국 특허 번호 제 4,901,307호, 발명의 명칭 "SPREAD SPECTRUM COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OF TERRESTRIAL REPEATERS", 및 미국 특허 번호 제 5,103,459호, 발명의 명칭 "SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM" 에 개시되어 있고, 둘다 본 발명의 양수인에게 양수되어 참조로 여기에 인용되었다.

도 1 은 IS-95 표준의 사용에 따라 구성된 셀룰러 전화 시스템의 매우 간단한 설명을 제공한다. 작동시, 일련의 가입자 유니트 (10A~D) 는 CDMA 변조된 RF 신호를 사용하여 일 이상의 기지국 (12A~D) 과 일 이상의 RF 인터페이스를 확립함으로써 무선 통신을 행한다. 기지국 (12) 과 가입자 유니트 (10) 사이의 각 RF 인터페이스는 기지국 (12) 으로부터 송신된 포워드 링크 신호, 및 가입자 유니트로부터 송신된 리버스 링크 신호로 이루어진다. 이 RF 인터페이스들을 사용하여, 다른 사용자와의 통신은 이동 전화 교환국 (MTSO; Mobile Telephone Switching Office) (14) 및 공중 교환 전화망 (PSTN; Public Switching TelephoneNetwork) 에 의해 통상 행해진다. 기지국 (12), MTSO (14) 및 PSTN (16) 사이의 링크는 유선 접속을 통해 통상 이루어지지만, 추가적인 RF 또는 마이크로파 링크의 사용이 또한 알려져 있다.

IS-95 표준에 따라 각 가입자 유니트 (10) 는 일련의 속도 설정치에서 어떤 속도 설정치가 선택되느냐에 따라 9.6 또는 14.4 kbits/sec 의 최대 데이터 속도에서 단채널, 논코히러런트 (non-coherent), 리버스 링크 신호를 통해 사용자 데이터를 송신한다. 논코히어런트 링크는 위상 정보가 수신된 시스템에 의해 이용되지 않는 링크이다. 코히어런트 링크는 수신기가 처리시 캐리어 신호 위상의 지식을 이용하는 링크이다. 위상 정보는 파일럿 신호의 형태를 통상 취하지만, 송신된 데이터로부터 계산될 수도 있다.

코히어런트 리버스 링크 CDMA 시스템은 1996년 5월 28일 출원된, 미국 코펜딩 (co-pending) 출원 번호 제 08/654,443호, 발명의 명칭 "HIGH DATA RATE CDMA WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM" 에 기재되어 있고, 본 발명의 양수인에게 양수되어 참조로 여기에 인용되었다. 이 시스템에서, 오쏘고날 파형 주기당 소수의 PN 확산 칩을 갖는 일련의 오쏘고날 서브채널 코드의 사용을 통해 일련의 개별적으로 이득 조절된 가입자 채널이 형성된다. 이 시스템의 바람직한 실시예에서, 파일럿 데이터가 제 1 송신 채널을 통해 송신되고 전력 제어 데이터가 제 2 송신 채널을 통해 송신된다. 나머지 2 개의 송신 채널은 사용자 데이터 또는 시그널링 데이터, 또는 둘다를 포함하는 비특정 디지털 데이터를 송신하는데 사용된다. 파일럿 채널은 데이터 채널의 복조를 하게 하는 위상 정보를 결정하는데 사용되는파일럿 신호를 반송한다.

복조의 사용전, 파일럿 신호는 가능한 한 많이 송신으로 인한 왜곡을 제거하기 위해 필터링되어야 한다. 통상, 저역통과 필터는 파일럿 신호에 사용된다. 디지털 신호 처리의 분야에서 블록 필터는 널리 알려져 있다. 일정 조건하에서 블록 필터에 더 좋은 성능을 부여하는 슬라이딩 윈도우 필터 또한 알려져 있다. 슬라이딩 윈도우 필터의 탁월한 성능의 하나의 중요한 조건은 위상 불연속의 부족이다.

파일럿 신호가 위상 정보를 제공하기 위해 존재하기 때문에, 이상적으로는 위상 불연속은 신호내에 존재하지 않는다. 그러나, 실제적으로는, 가입자 유니트에서의 비용상 효율적인 전력 증폭기의 사용은 이러한 위상 불연속을 도입시킨다. 이러한 형태의 통상의 전력 증폭기는 피스와이즈 (piece-wise) 선형 증폭기일 수도 있고, 바이어스점이 스위칭될 때마다 불연속을 만든다. 따라서, 위상 불연속의 존재시 효과적으로 복조할 수 있는 복조기를 설계할 필요가 있다.

본 발명은 통신에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 위상 불연속의 존재시에 코히어런트 데이터를 복조하기 위한 신규하고 개량된 방법 및 장치에 관한 것이다.

동일한 도면 부호가 전체를 통해 동일한 것을 나타내는 도면을 참조하여 이하에서 상세하게 설명함으로써 본 발명의 특징, 목적 및 이점들이 더욱 명확해진다.

도 1 은 셀룰러 전화 시스템의 블록도,

도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성된 송신기와 수신기의 블록도,

도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성된 파일럿 필터의 블록도,

도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성된 파일럿 필터의 상세 블록도, 및

도 5 는 본 발명을 수행하는 단계를 설명하는 흐름도이다.

위상 불연속의 존재시에 코히어런트 복조를 위한 신규하고 개량된 방법 및 장치를 설명한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 복조를 수행하는 수신기가 위상 불연속이 발생하는 시기를 선험적으로 인식한다. 대체 실시예에서, 불연속 위치는 복조되는 신호를 발생시키는 송신기에 의해 사전에 수신기로 전송된다. 파일럿 신호는 2 개의 필터, 즉, 위상 불연속의 효과를 견딜 수 있는 제 1 필터, 및 위상 불연속이 존재하지 않는 동안 제 1 필터보다 우월한 필터링 성능을 제공하는 제 2 필터의 사용에 의해 최적의 코히어런트 복조에 대해 만들어진다. 2 개의 필터는 동시에 작동된다. 그러나, 우월한 성능의 필터는 가능할 때마다 복조의 사용을 위해 선택된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 슬라이딩 윈도우 필터는 위상 불연속이 존재하지 않는 우월한 성능의 필터를 위해 채용되고, 블록 필터는 위상 불연속이 존재할 때 사용하기 위해 채용된다. 슬라이딩 윈도우 필터가 위상 불연속에 대해 적분한다는 것을 수신기가 검출할 때에만, 수신기는 코히어런트 복조에서 채용되는 파일럿 신호로서 사용하기 위해 슬라이딩 윈도우 필터의 출력보다 블록 필터의 출력을 선택한다.

이 기술은 수신기가 위상 불연속이 일어날 것 같은 시기를 인식할 때마다 사용될 수 있다. 위상 불연속은 주기적으로 발생할 수 있을 수도 있고 수신기는 위상 불연속이 도착하는 시간을 계산할 수도 있다. 대안으로서, 송신기는 위상 불연속이 일어날 때 신호를 전송한다. 유사하게도, 송신기가 이러한 경우가 발생하는 위상 불연속에 후속하는 신호를 전송한다면, 수신기는 도착하는 위상 불연속 정보의 설명에 필요한 시간만큼 복조를 지연시킴으로써 이 효과를 보상할 수 있다.

위상 불연속의 존재시에 코히어런트 복조를 위한 신규하고 개량된 방법 및 장치가 셀룰러 원격통신 시스템의 리버스 링크 송신부와 관련하여 설명되어 있다. 본 발명이 셀룰러 전화 시스템의 다지점-지점간 리버스 링크 송신부내에서 사용하기 위해 특히 채택되었지만, 본 발명은 포워드 링크 송신부에 똑같이 응용할 수 있다. 또한, 위성 기반 무선 통신 시스템, 지점-지점간 무선 통신 시스템, 및 동축 또는 다른 광대역 케이블의 사용을 통해 무선 주파수 신호를 전송하는 시스템을 포함하여 많은 다른 무선 통신 시스템에 본 발명을 응용할 수 있다.

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따라 가입자 유니트, 또는 송신기 (100), 및 기지국, 또는 수신기 (200) 로 구성된 수신 및 송신 시스템의 블록도이다. 파일럿 신호 및 관련된 코히어런트 데이터는 안테나 (101) 를 통해 수신기 (200) 로 송신되고 안테나 (201) 를 통해 수신된다. 통상의 동작시, 다중 가입자는 단일 기지국과 통신하고 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예의 신호의 변조 형태는 상술한 '443 애플리케이션에 개시된 형태이다. 수신기 (200) 의 다음과 같은 설명은 임의의 코히어런트 변조 시스템에 적용될 수 있고, 이는 당업자에게 명백하다.

안테나 (201) 로부터 수신된 신호는 아날로그 수신기 체인 (210) 에서 처리된다. 통상의 아날로그 수신기 체인은 변조된 신호를 베이스밴드로 다운컨버팅하는 다운컨버터, 필터 및 IF 믹서를 구비한다. 결과로서의 신호는 디지털 형태로 종종 변환되고, 다운컨버젼의 일정 부분이 디지털 신호 처리 기술을 사용하여 종료될 수도 있다. 이 다운컨버젼 처리를 완성하는 다양한 기술은 당해 기술분야에서 알려져 있고 본 발명을 구현하는데 사용될 수 있다.

코히어런트 복조기 (220) 및 파일럿 필터 (240) 는 도 2 의 분리된 블록으로 나타나 있다. 각각은 아날로그 수신기 체인 (210) 으로부터 출력을 수신하도록 도시되어 있다. 파일럿 필터 (240) 를 향하게 되어 있는 아날로그 수신기 체인 (210) 으로부터의 출력은 로 (raw) 파일럿 신호 (280) 로 명명된다. 파일럿 필터 (240) 는 필터링된 파일럿 신호 (230) 로 명명된 출력 신호를 만드는데, 코히어런트 복조기 (220) 에 입력으로서 접속되어 있다. 이 구성은 본 발명이 분리되고 별개인 블록에 제한되도록 제안하는 것이 아님을 의미하며, 본 발명의 설명을 위해 도시되어 있는 것이다. 실제적으로, 코히어런트 복조기 (220) 와 파일럿 필터 (240) 의 기능은 당해 기술분야에서 복조기 또는 다른 유사한 용어로서 알려진 물체내에 결합될 수도 있다. 이 구성 및 다른 유사한 구성은 본 발명의 단순한 실시예라는 것이 분명해진다.

또한, 로 파일럿 신호 (280) 는 복조하기 위해 코히어런트 복조기 (220) 로송신되는 명확한 신호일 필요는 없다. 아날로그 수신기 체인 (210) 내의 데이터로부터 파일럿을 분리하는 것이 편리할 수도 있지만, 필수적인 것은 아니다. 통상의 CDMA 확산 스펙트럼 시스템에서, 파일럿 신호는 복조기에서 분리되어야 하는 신호 성분의 하나일 뿐이다. 바람직한 실시예에서, 상술한 '443 응용기구에서 설명한 바와 같이, 아날로그 수신기 체인 (210) 의 출력은 디지털 형태로 베이스밴드 수신된 신호의 동위상 및 직교위상 성분으로 이루어진다. 이러한 성분들의 각 샘플은 IQ 쌍으로 알려져 있고, IQ 쌍의 동일한 디지털 스트림은 파일럿 필터 (240) 및 코히어런트 복조기 (220) 둘다로 전송된다.

또한, 도 2 에는 마이크로프로세서 (260) 및 메모리 (270) 가 도시되어 있고, 이들은 접속되어 있다. 통상, 수신기 또는 송신기를 포함하는 통신 시스템은 통신 시스템의 작동을 위해 다수의 기능을 실행하는 마이크로프로세서를 구비한다. 도시되어 있는 마이크로프로세서 (260) 는 본 발명에 요구되는 유일한 목적을 위해 사용될 수 있고, 또한 다른 기능에 사용될 수도 있다. 유사한 논의가 메모리 (270) 에도 적용된다. 명확히 하기 위해, 마이크로프로세서 (260) 및 메모리 (270) 는 본 발명의 이해를 위해 필요한 것으로 설명된 것뿐이지만, 통신 시스템의 다양한 직무를 위해 일 이상의 마이크로프로세서 및 일 이상의 메모리를 사용하는 기술은 당해 기술분야에서 널리 알려져 있다. 마이크로프로세서 (260) 는 내장 프로그래밍된 기능 또는 서브루틴을 수행하기 위해 메모리 (270) 와 접속되어 있다. 이러한 기능 및 서브루틴은 다음 문단에서 더욱 자세히 설명한다. 대안으로서, 다른 특별한 목적 하드웨어는 마이크로프로세서 (260) 에 의해 행해지는 것으로 설명된 기능을 수행하도록 구현될 수 있고, 이는 당업자에게 분명하며, 그 결과는 단순히 본 발명의 대체적인 실시예이다.

본 발명에서, 마이크로프로세서 (260) 는 "불연속적 경계 (250)" 라고 명명된 출력을 만든다. 이 신호는 실제의 위상 불연속의 존재를 나타내거나, 또는 대안으로서 위상 불연속이 허용될 때 신호로 사용될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 이 신호는 반 프레임 경계상의 프레임당 2 회 주기적인 방식으로 발생된다. 각 반 프레임 경계상의 위상 불연속이 있는지는 수신기에 의해서는 알려져 있지 않다. 그러나, 송신기가 전력 증폭기 바이어스점 (명세서내에서 정의됨) 을 변화시키는 것이 허용되는 경우가 있고, 그 결과는 위상 불연속을 만드는 경향이 있다. 다른 알고리즘은 상이한 주기, 상이한 경계, 또는 채용될 수 있는 코히어런트 변조의 형태에 적당한 다른 계산을 사용하는 본 발명에서 용이하게 채용될 수 있다. 이러한 채용은, 본 발명의 범위내에서 이루어지고 메모리 (270) 와 결합하여 마이크로프로세서 (260) 에 의해, 또는 상술한 바와 같은 동등한 전용 하드웨어내에서 계산될 수도 있다.

대체 실시예는 신호 불연속적 경계 (250) 를 발생시키는 다른 다양한 기술을 채용한다. 일 실시예에서, 송신기 (100) 는 위상 불연속이 임박하고 불연속의 시기에 위치한 수신기 (200) (도시되어 있지는 않지만 당해 기술분야에서 용이하게 유용할 수 있는 통상의 신호 기술을 통해서) 에 앞서 신호를 전송한다. 다른 실시예에서, 송신기는 하나가 발생할 때까지 불연속의 위치를 송신할 수 없을 수도 있다. 본 발명을 채용한 시스템은, 입력 데이터의 처리를 지연시키는 버퍼링하고, 불연속을 준비할 시간을 제공하고, 결국 "불연속적 경계 (250)" 라고 명명된 신호의 활성화되게 하는 것과 같은 기술을 사용함으로써 이를 설명하도록 설계될 수 있다. 이러한 기술은 모두 불연속이 참으로 존재할 때 불연속적 경계 (250) 가 활성화될 뿐이라는 것에 공통점을 갖는다. 이 기술들의 다른 유사한 변화가 당업자에게는 즉각 명백하다. 불연속 센시티브 (sensitive) 필터를 최대로 사용하여 최적화가 충분한 이점을 제공할 때, 이 기술들은 유용하다. 바람직한 실시예에서, 불연속적 경계 (250) 가 위상 불연속을 포함하지 않는 반 프레임 경계동안 활성화될 수도 있지만, 최적이지 않은 불연속 인센시티브 (insensitive) 필터의 사용에 추가되는 총 시간의 부분이 중요하지 않다.

파일럿 필터 (240) 가 불연속적 경계 (250) 와 결합하여 로 파일럿 신호 (280) 상에 동작하여, 필터링된 파일럿 신호 (230) 를 만든다. 필터링된 파일럿 신호 (230) 는 코히어런트 복조기 (220) 에의 입력으로서 접속된다. 아날로그 수신기 체인 (210) 에 의해 제공되는 베이스밴드 신호를 코히어런트하게 복조하는데 사용된다. 코히어런트 복조 시스템에서, 파일럿 신호의 왜곡은 복조에 악영항을 미칠 수 있다. 이 악영향을 없애기 위해서 파일럿 필터 (240) 의 상세한 설명 및 본 발명의 구성을 이하에서 설명한다.

마이크로프로세서 (260) 가 복조를 포함하여, 수신기의 다른 기능의 제어하에 있을 수도 있다. 이 실시예에서 어떠한 접속도 도시되어 있지 않지만, 교대적인 위상 불연속 신호 기술을 채용할 경우, 신호 불연속적 경계 (250) 를 만드는데 필요한 정보가 마이크로프로세서 (260) (또는 대신에 사용되는 임의의 동등한특정의 회로) 에 의해 중계된다.

도 3 은 파일럿 필터 (240) 의 더 상세한 설명을 제공한다. 로 파일럿 신호 (280) 는 파일럿 필터 (240) 로 들어가고 센시티브 필터 (300) 및 인센시티브 필터 (310) 로 명명된 2 개의 서로 다른 필터의 입력에 접속된다. 이 문맥에서 센시티브 및 인센시티브의 의미는 필터에 의한 위상 불연속에의 센시티비티이다. 어떠한 위상 불연속이 존재하지 않더라도 센시티브 필터가 인센시티브 필터보다 더 우수한 파일럿 필터링 성능을 제공하도록 선택된 필터인 경우, 본 발명은 성능의 증가를 달성한다. 당연히, 상관관계로서, 인센시티브 필터는 위상 불연속이 존재할 때 센시티브 필터보다 더 우월한 파일럿 필터링 성능을 제공하지만, 그렇지 않은 경우 열등한 성능을 제공한다. 바람직한 실시예에서, 센시티브 필터 (300) 는 슬라이딩 윈도우 필터로 선택되고 인센시티브 필터 (310) 는 블록 필터로 선택된다.

센시티브 필터 (300) 와 인센시티브 필터 (310) 양자의 출력은 멀티플렉서 (320) 의 입력으로서 접속된다. 불연속적 경계 (250) 가 비활성일 때마다 출력 필터링된 파일럿 신호 (230) 상에 전달하기 위해, 멀티플렉서 (320) 는 불연속적 경계 (250) 에 의해 제어되어 센시티브 필터 (300) 의 출력을 선택한다. 위상 불연속이 존재하거나 존재하도록 하는 것을 의미하는, 불연속적 경계 (250) 가 활성일 때, 인센시티브 필터 (310) 의 출력은 출력 필터링된 파일럿 신호 (230) 상으로 출력하기 위해 멀티플렉서 (320) 에 의해 출력용으로 선택된다. 바람직한 실시예에서, 불연속에 대해 적분을 수행할 때, 슬라이딩 윈도우 필터는 양호하게수행하지 않는다. 따라서, 불연속적 경계 (250) 는 불연속 위로 적분이 발생할 때마다 항상 활성화되어 블록 필터의 출력을 선택한다. 다른 모든 경우, 슬라이딩 윈도우 필터의 출력은 선택된다.

대체적인 필터링 기술은 다양한 윈도우 크기로 슬라이딩 윈도우 필터를 채용하여, 불연속이 접근함에 따라 윈도우 크기가 감소되고 발생에 후속으로 증가되어 시간의 더 큰 부분에 대해 슬라이딩 윈도우 필터를 사용할 수 있도록 한다.

2 개보다 많은 다수의 필터가 본 발명의 범위내에서 채용될 수 있다는 것이 당업자에게 분명하다. 이는, 2 개의 필터보다 많을 때마다, 각각이 일련의 특유하고 가능한 상황하에서 최적의 파일럿 필터링을 제공한다는 점에서 유용하다. 신호 불연속적 경계 (250) 가 유용한 필터중의 어느 필터가 그 상황하에서 최적인지를 결정하기에 충분한 정보를 포함한다. 디지털 시스템에서, 이는, 다수 비트 신호가 멀티플렉서 (320) 의 선택 입력으로서 단일 비트 신호 대신에 사용된다는 것을 의미한다. 당해 기술분야에서 널리 알려져 있는 다른 유사한 제어 도구가 본 발명의 범위내에서 가능하다.

도 4 는 파일럿 필터 (240)의 바람직한 실시예를 나타낸다. 상술한 바와 같이, 채용된 위상 불연속 센시티브 필터는 슬라이딩 필터이고, 위상 불연속 인센시티브 필터는 블록 필터이다. 설명하는 바와 같이, 이 2 개의 필터는 병렬로 작동한다.

로 파일럿 신호 (280) 는, 상술한 바와 같이, Pilot_I 및 Pilot_Q 로 명명된 IQ 쌍으로서 입력된다. 어큐뮬레이터 (400 및 405) 는 선택적이다. 어큐뮬레이터는 입력되는 로 파일럿 샘플을 적분하고 서브-샘플링하는데 채용된다. 바람직한 실시예에서, 적분은 256 개의 칩에 대한 것이다. 다른 적분의 구간은 선택될 수 있고, 예를 들어, 64 개의 칩에 대한 적분이 모든 데이터의 심볼에 대한 샘플을 제공한다. 슬라이딩 필터에 대한 메모리 요구조건은 서브-샘플링의 선택에 의해 영향을 받는다.

바람직한 실시예에서의 슬라이딩 윈도우 필터 (410) 는 일정한 크기를 갖는 윈도우를 사용한다. 이는 필터링 계산이 간단한 적분 기능을 하게 한다. 당해 기술분야에서 알려진 바와 같이, 다른 윈도우 형상은 선택될 수 있지만, 가산 및 승산이 요구된다. 메모리는 2 개의 M 단계 쉬프트 레지스터 (412 및 414) 로서 사용되어, 하나는 동위상 경로로서, 하나는 직교위상 경로로서 각각 사용된다. 이 메모리의 크기는 상술한 샘플링 레이트에 따라 좌우된다. 슬라이딩 윈도우 필터는 이전의 결과의 적분으로 이루어지는 필터의 각각의 새로운 출력으로 시간의 구간에 대해 적분하고, 그 결과로부터 가장 오래된 샘플이 제거되어야 한다. 이와 같은 방법으로, 윈도우는 샘플들을 교차하여 일 샘플을 일시에 슬라이딩한다. 그 적분이 그 안에 위상 불연속을 가진 데이터를 포함할 때에도, 이 필터는 슬라이딩 기능을 지속적으로 작동한다. 분명하게도, 그 결과는 이 기간동안에는 최적이지 못하다. 예를 들어, 파일럿 스트림의 중간에서의 180 도 위상 쉬프트는 0 의 출력을 제공할 수 있다. 본 발명은, 데이터가 위상 불연속의 존재 때문에 신뢰성이 없을 때 슬라이딩 윈도우 필터의 출력을 무시함으로써 악영향을 피한다.

가산기 (416 및 418) 에서, M 단계 쉬프트 레지스터 (412 및 414) 에서 출력되는 가장 오래된 샘플은 어큐뮬레이터 (400 및 405) 로부터 도착하는 새로운 샘플에서 차산된다. 동위상 및 직교위상 파일럿 경로에 대해 현재의 필터 어큐뮬레이션은 레지스터 (424 및 426) 에 각각 저장된다. 이 결과들은 현재의 어큐뮬레이션값을 가산기 (416 및 418) 에서 계산된 차와 합함으로써 가산기 (420 및 422) 를 통해 업데이팅된다. 많은 실시예에서, 이와 같이, 구현상의 특정의 이유 때문에 값을 특정의 범위 및 비트 폭으로 포화시키고 절단하는 것이 바람직할 수도 있다. 이는 선택적이고, 포화 및 절단 블록 (428 및 430) 으로 도시되어 있다. 슬라이딩 윈도우로부터의 I 및 Q 출력이 도시되어 있고 I_PILOT_SWN 및 Q_PILOT_SWN 으로 각각 명명된다.

블록 필터 (440) 는 I 및 Q 어큐뮬레이터 (442 및 444) 를 채용한다. 바람직한 실시예에서, 어큐뮬레이터는 1.25 ms 경계에 대해 동작한다. 각 1.25 ms 경계는 전력 제어 그룹을 포함하고, 전력 제어 그룹의 정수는 반 프레임 경계로 일치시킨다. 상술한 바와 같이, 위상 불연속이 반 프레임 경계상에서만 발생하도록 된다. 블록 필터는 일 블록의 데이터에 대해 적분함으로써 작동하고, 상술한 이유 때문에, 그 블록의 데이터는 불연속에 대해 적분하지 않도록 선택된다. 적분 구간의 신중한 선택은 이것이 발생하지 않는 것을 확실하게 한다. 선택된 구간이 본 발명에서 채용될 수 있는 가능한 구간의 서브셋뿐이라는 것은 당업자에게는 분명하다. 동일한 발명의 많은 치환이 분명하다. 예를 들어, 블록 필터내에서 적분된 블록은 주기적일 필요는 없다. 또한, 단일 적분기 필터와는다른 필터가 용이하게 사용될 수 있다.

쉬프터 (446 및 448) 는 선택적이다. 바람직한 실시예에서 k 비트만큼 레프트 쉬프팅하여 스케일링을 제공하는데 사용될 수 있다. 이 실시예에서 스케일링 팩터 k 는 슬라이딩 윈도우 길이를 블록 윈도우 길이로 나눈 비율이다. 이 구간은 강제적이지는 않다. 이 예에서 슬라이딩 윈도우 구간은 2.5 ms 이고 블록 필터 구간은 1.25 ms 이다. I 및 Q 출력은 I_PILOT_BLK 및 Q_PILOT_BLK 로 각각 명명된다.

슬라이딩 윈도우 필터의 출력, 즉, I_PILOT_SWN 및 Q_PILOT_SWN, 및 블록 필터의 출력, 즉, I_PILOT_BLK 및 Q_PILOT_BLK 는 도시된 바와 같이 멀티플렉서 (450 및 460) 에 입력된다. 신호 불연속적 경계는 상술한 바와 같이 슬라이딩 윈도우 필터의 출력과 블록 필터의 출력 중에서 선택하는데 사용된다. 이 결과는 도시된 바와 같이 레지스터 (480 및 490) 의 입력으로 제공된다. 이 레지스터는 멀티플렉서 (470) 의 출력에 의해 인에이블되고, 멀티플렉서는 슬라이딩 윈도우 필터에 대해 적당한 주파수에서의 인에이블 신호, 즉, SWN_EN 를 선택하거나, 블록 필터에 대해 적당한 주파수에서의 인에이블 신호, 즉, BLK_EN 를 선택한다. 그 선택은 신호 불연속적 경계 (250) 에 의해 제어된다. 레지스터 (480 및 490) 의 출력은 필터링된 파일럿 신호 (230) 를 제공하는데, 이 실시예에서는 I_PILOT 및 Q_PILOT 으로 명명된다. 이 구성으로 도시된 바와 같은 레지스터는 당연히 예시적일 뿐이다. 당업자는 파일럿 필터를 인터페이싱하는 회로를 다양하게 구현함으로써 본 발명을 구성할 수 있다.

도 5 는 본 발명을 실행하는 단계를 설명하는 흐름도이다. 블록 (500) 은 센시티브 필터의 출력이 선택된 초기 상태를 나타낸다. 실제는, 통신 세션의 시작시, 초기화 시퀀스가 후속함으로써 인센시티브 필터가 그 세션을 초기화하는데 사용되는 것이 요구될 수도 있다. 이 초기화가 종료될 때, 즉, 대기 상태시, 가장 최적인 선택이 센시티브 필터의 선택이 되고 흐름도가 시작되는 곳이다. 초기 상태로부터, 다음 위상 불연속 경계가 계산되는 블록 (510A), 및 경계 정보가 송신기로부터 수신되는 블록 (510B) 을 포함하는 교대적인 블록들을 포함하는 것으로 도시되어 있는 블록 (510) 으로 진행한다. 바람직한 실시예에서, 블록 (510A) 은 블록 (510) 으로서 채용되지만, 510A, 510B 중의 하나, 또는 이 둘의 조합이 블록 (510) 내에 채용될 수 있다고 상정한다. 일단 경계가 알려지면, 불연속이 센시티브 필터의 동작을 곧 방해하려 하는가에 대한 결정이 블록 (520) 에서 이루어지고, 이는 유용한 필터중에서 더이상 최적의 선택이 아님을 의미한다. 이 조건이 아직 충족되지 않는 경우, 충족될 때까지 흐름은 지속적으로 블록 (520) 으로 역순환한다. 그 후, 블록 (530) 으로 진행하고 인센시티브 필터를 선택한다. 블록 (540) 으로 진행한다. 인센시티브 필터와 비교하여 덜 최적이 되도록 지속하게 하는 방법으로 위상 불연속이 센시티브 필터를 지속적으로 방해하는지를 결정한다. 이 조건이 지속되는 한, 블록 (540) 으로 역순환한다. 이 조건이 더이상 참이 아니라면, 한 번 더 센시티브 필터 및 보다 최적인 필터를 선택하고 블록 (510) 으로 귀환하여 다음 위상 불연속을 대기 및/또는 계산한다.

이와 같이, 위상 불연속의 존재시에 코히어런트 복조를 위한 방법 및 장치를설명하였다. 이 설명은 당업자가 본 발명을 만들거나 사용할 수 있도록 제공된다. 당업자에게는 이 실시예들에 대한 다양한 변형이 즉시라도 가능하고, 혁신적인 설비를 사용하지 않고도 여기에서 설명된 일반적인 원칙이 다른 실시예로 적용될 수도 있다. 즉, 본 발명이 여기에서 나타낸 실시예에 제한되고자 하는 것은 아니고, 여기에서 개시된 원칙 및 신규한 특징과 상응하는 가장 넓은 범위로 받아들여 지고자 하는 것이다.

Claims

파일럿 신호내의 위상 불연속의 존재시에 사용하기 위한 통신 시스템으로서,

파일럿 신호를 가진 신호를 송신하는 송신기; 및

상기 신호를 수신하는 수신기를 구비하며,

상기 수신기는,

상기 파일럿 신호를 필터링하는 제 1 필터;

상기 파일럿 신호를 필터링하는 제 2 필터로서, 위상 불연속이 상기 파일럿 신호내에 존재할 때 상기 제 1 필터보다 더 우월한 성능을 제공하는 제 2 필터; 및

위상 불연속이 상기 파일럿 신호에 존재하지 않을 때 상기 제 2 필터의 출력을 선택하고, 위상 불연속이 상기 파일럿 신호내에 존재할 때 상기 제 1 필터의 출력을 선택하고, 복조시 사용하기 위해 상기 선택된 출력을 제공하는 선택기를 구비하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 파일럿 신호내의 상기 위상 불연속의 위치가 상기 위상 불연속의 발생시 상기 수신기에 선험적으로 알려진 주기적인 경계에 제한되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 위상 불연속의 위치는 상기 송신기로부터 상기 수신기로 전송되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 필터는 블록 필터이고, 상기 제 2 필터는 슬라이딩 윈도우 필터인 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 제 1 필터는 블록 필터이고, 상기 제 2 필터는 슬라이딩 윈도우 필터인 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 제 1 필터는 블록 필터이고, 상기 제 2 필터는 슬라이딩 윈도우 필터인 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
파일럿 신호를 송신하는 송신기로서,

위상 불연속이 소정의 경계상에서만의 상기 파일럿 신호내에 허용되는 것을 특징으로 하는 송신기.
파일럿 신호를 송신하는 송신기로서,

임의의 위상 불연속의 위치가 상기 파일럿 신호내에 발생하는 것을 특징으로 하는 송신기.
파일럿 신호를 코히어런트하게 수신하는 수신기로서,

상기 파일럿 신호를 필터링하는 제 1 필터;

상기 파일럿 신호를 필터링하는 제 2 필터로서, 위상 불연속이 상기 파일럿 신호내에 존재할 때 상기 제 1 필터보다 더 우월한 성능을 제공하는 제 2 필터; 및

위상 불연속이 상기 파일럿 신호내에 존재하지 않을 때 상기 제 2 필터의 출력을 선택하고, 위상 불연속이 상기 파일럿 신호내에 존재할 때 상기 제 1 필터의 출력을 선택하고, 복조시 사용하기 위해 상기 선택된 출력을 제공하는 선택기를 구비하는 것을 특징으로 하는 수신기.
제 9 항에 있어서,

위상 불연속의 위치를 결정하고 상기 선택기의 출력을 제어하는 프로세서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수신기.
제 9 항에 있어서,

상기 제 1 필터는 블록 필터이고, 상기 제 2 필터는 슬라이딩 윈도우 필터인 것을 특징으로 하는 수신기.
제 10 항에 있어서,

상기 제 1 필터는 블록 필터이고, 상기 제 2 필터는 슬라이딩 윈도우 필터인 것을 특징으로 하는 수신기.
제 9 항에 있어서,

상기 선택된 출력을 수신하는 복조기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수신기.
파일럿 신호를 처리하는 제 1 필터;

상기 제 1 필터와 병렬로 상기 파일럿 신호를 처리하는 제 2 필터로서, 상기 파일럿 신호가 위상 불연속을 포함할 때 상기 제 1 필터보다 더 우월한 성능을 제공하는 제 2 필터; 및

파일럿 필터내의 위상 불연속의 부존재를 표시하는 선택 신호에 응답하여 상기 제 2 필터의 출력을 출력하고, 상기 파일럿 신호내의 위상 불연속의 존재를 표시하는 상기 선택 신호에 응답하여 상기 제 1 필터의 출력을 출력하는 멀티플렉서를 구비하는 것을 특징으로 하는 파일럿 필터.
제 14 항에 있어서,

상기 제 1 필터는 블록 필터이고, 상기 제 2 필터는 슬라이딩 윈도우 필터인것을 특징으로 하는 파일럿 필터.
제 15 항에 있어서,

상기 블록 필터는 적분기이고, 상기 슬라이딩 윈도우 필터는 슬라이딩 적분기인 것을 특징으로 하는 파일럿 필터.
제 16 항에 있어서,

상기 슬라이딩 적분기는,

각 입력 샘플을 저장함으로써 샘플의 윈도우 길이를 저장하는 쉬프트 레지스터; 및

상기 입력 샘플을 어큐뮬레이팅하고 상기 쉬프트 레지스터에서 가장 오래된 샘플을 감산하는 어큐뮬레이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 파일럿 필터.
통신 시스템에서의 파일럿 신호를 필터링하는 방법으로서,

a) 제 1 필터 및 제 2 필터로 파일럿 신호를 동시에 필터링하는 단계로서, 상기 제 2 필터는 상기 파일럿 신호내에 위상 불연속의 존재시에 상기 제 1 필터보다 더 우월한 성능을 제공하는 단계;

b) 위상 불연속 위치를 계산하고, 상기 불연속이 상기 제 2 필터의 성능을 방해할 때를 표시하는 선택 신호를 만드는 단계;

c) 상기 파일럿 필터의 출력용으로, 상기 선택 신호가 긍정일 때 상기 제 2필터의 출력을 선택하는 단계; 및

d) 상기 파일럿 필터의 출력용으로, 상기 선택 신호가 부정일 때 상기 제 1 필터의 출력을 선택하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
통신 시스템에서의 파일럿 신호를 필터링하는 방법으로서,

a) 제 1 필터 및 제 2 필터로 파일럿 신호를 동시에 필터링하는 단계로서, 상기 제 2 필터는 상기 파일럿 신호내에 위상 불연속의 존재시에 상기 제 1 필터보다 더 우월한 성능을 제공하는 단계;

b) 위상 불연속 위치를 수신하고, 상기 불연속이 상기 제 2 필터의 성능을 방해할 때를 표시하는 선택 신호를 만드는 단계;

c) 상기 파일럿 필터의 출력용으로, 상기 선택 신호가 긍정일 때 상기 제 2 필터의 출력을 선택하는 단계; 및

d) 상기 파일럿 필터의 출력용으로, 상기 선택 신호가 부정일 때 상기 제 1 필터의 출력을 선택하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
파일럿 신호내에 위상 불연속의 존재시에 사용하기 위한 통신 시스템으로서,

상기 파일럿 신호를 가진 신호를 송신하는 송신기; 및

상기 신호를 수신하는 수신기를 구비하며,

상기 수신기는,

상기 파일럿 신호를 필터링하는 제 1 필터;

상기 파일럿 신호를 필터링하는 제 2 필터로서, 위상 불연속이 상기 파일럿 신호내에 존재할 때 상기 제 1 필터보다 더 우월한 성능을 제공하는 제 2 필터; 및

상기 제 2 필터의 출력과 상기 제 1 필터의 출력 중에서 선택하고 복조시 사용하기 위한 선택된 출력을 제공하는 선택기를 구비하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제 20 항에 있어서,

상기 선택기는, 상기 위상 불연속이 상기 파일럿 신호내에 존재하지 않을 때 상기 제 2 필터의 출력을 선택하고, 상기 위상 불연속이 상기 파일럿 신호내에 존재할 때 상기 제 1 필터의 출력을 선택하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제 21 항에 있어서,

가능한 위상 불연속이 소정의 횟수만큼 발생하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제 22 항에 있어서,

가능한 위상 불연속이 주기적으로 발생하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
제 21 항에 있어서,

가능한 위상 불연속의 위치가 상기 송신기로부터 상기 수신기로 전송되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.