KR20020027699A

KR20020027699A - 다중률 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭제거 장치

Info

Publication number: KR20020027699A
Application number: KR1020000058274A
Authority: KR
Inventors: 김진영; 이상연
Original assignee: 조정남; 에스케이 텔레콤주식회사
Priority date: 2000-10-04
Filing date: 2000-10-04
Publication date: 2002-04-15
Also published as: KR100675907B1

Abstract

본 발명은, 다중률 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 간섭 제거 장치에 관한 것으로, 무선 전송로를 통해 수신되는 신호를, 송신측 사용자의 확산 시퀀스를 이용하여, 다중 경로상에서 역확산 처리하는 다중 경로 처리 수단; 상기 역확산 처리된 신호들간에 상호 상관성을 제거하는 역상관 여파 수단; 상기 상호 상관성이 제거된 신호들에 포함되어 있는 유색 가우시안 잡음을 백색 가우시안 잡음 레벨로 변환하는 백색화 여파 수단; 및 상기 백색 가우시안 잡음 레벨로 변환 출력되는 신호들을 결합한 후, 그 결합된 신호에 근거하여, 송신측 신호를 결정하는 결합 및 결정 수단을 포함하여 구성되어, 다중 전송 경로를 통해 수신된 신호에 포함되어 있는 유색 가우시안 잡음을 백색 가우시안 잡음 레벨로 변환하여, 송신측의 신호를 검출함으로써, 고속의 데이터 신호가 저속의 데이터 신호에 강한 간섭 노이즈로 작용하게 되는 다원 접속 간섭을 효율적으로 제거할 수 있게 되어, 제 3 이동통신 시스템에 적용이 기대되고 있는 다중률 코드 분할 다원 접속 시스템의 전체 성능을 향상시킬 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

다중률 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 장치 {Apparatus for cancelling a multi access interference in multi-rate code division multiple access system}

본 발명은, 다중률 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다중률 코드 분할 다원 접속 시스템의 수신기측에서, 다원 접속 간섭(MAI: Multiple Access Interference)을 제거하는 다중률 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 장치에 관한 것이다.

우선, 코드 분할 다원 접속(CDMA: Code Division Multiple Access) 방식은, 널리 알려진 바와 같이, 사용자 할당의 유연성, 다중률 전송의 지원성 및 보안성, 그리고 외부 간섭 신호에 대한 강인성 등과 같은 장점을 갖고 있어, 여러 전송로와 다원 접속이 요구되는 통신 환경에 적합한 부호화 방식으로서, 이미 오래 전부터 연구 개발되어 오고 있다.

한편, 최근 제 3 세대 이동통신 시스템에서는, 음성 데이터는 물론, 비디오 데이터와 같은 멀티미디어 데이터를, 무선 전송로(Wireless Channel)를 통해 고속으로 전송해야 하므로, 저속의 데이터 신호와 고속의 데이터 신호가 상호 공존하게 되는 다중률 코드 분할 다원 접속(Multi-rate CDMA) 방식이 채택 적용될 것으로 기대되고 있다.

그러나, 상기와 같은 다중률 코드 분할 다원 접속 방식에서는, 고속의 데이터 신호가, 저속의 데이터 신호에 강한 간섭 노이즈로 작용하게 되는 다원 접속 간섭(MAI)이 발생하게 되는 데, 상기 다원 접속 간섭은, 다중률 코드 분할 다원 접속 시스템의 전체 성능을 제한시키게 되는 주요 원인이 되므로, 이를 효과적으로 제거할 수 있는 방안이 시급히 요구되고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여 창작된 것으로서, 다중 전송 경로를 통해 수신된 신호에 포함되어 있는 유색 가우시안 잡음을 백색 가우시안 잡음 레벨로 변환하여, 다원 접속 간섭을 효율적으로 제거함으로써, 다중률 코드 분할 다원 접속 시스템의 전체 성능을 향상시킬 수 있도록 한 다중률 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 장치를 제공하는 데, 그 목적이 있는 것이다. `

도 1 은 본 발명에 따른 다중률 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 장치가 적용되는 수신기에 대한 전체 구성을 도시한 것이고,

도 2 는 본 발명에 따른 다중률 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 장치가 적용되는 수신기에 포함 구성되는 다중 경로 처리기에 대한 상세 구성을 도시한 것이고,

도 3 은 본 발명에 따른 다중률 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 장치가 적용되는 수신기에 포함 구성되는 백색화 여파기에 대한 상세 구성을 도시한 것이고,

도 4 및 도 5 는 본 발명에 따른 다중률 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 장치가 적용되는 수신기에서의 신호 대 잡음비에 대한 비트 에러 확률(BER: Bit Error Ratio)을 그래프로 도시한 것이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 다중 경로 처리기20 : 역상관 여파기

30 : 백색화 여파기40 : 다이버시티 결합기

50 : 데이터 결정기

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중률 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 장치는, 무선 전송로를 통해 수신되는 신호를, 송신측 사용자의 확산 시퀀스를 이용하여, 다중 경로 상에서 역확산 처리하는 다중 경로 처리 수단; 상기 역확산 처리된 신호들간에 상호 상관성을 제거하는 역상관 여파 수단; 상기 상호 상관성이 제거된 신호들에 포함되어 있는 유색 가우시안 잡음을 백색 가우시안 잡음 레벨로 변환하는 백색화 여파 수단; 및 상기 백색가우시안 잡음 레벨로 변환 출력되는 신호들을 결합한 후, 그 결합된 신호에 근거하여, 송신측 신호를 결정하는 결합 및 결정 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 다중률 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 장치에 대한 바람직한 실시예에 대해, 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

우선, 도 1은 본 발명에 따른 다중률 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 장치가 적용되는 수신기에 대한 전체 구성을 도시한 것으로, 무선 전송로를 통해 수신되는 고속의 데이터 신호 또는 저속의 데이터 신호(r(t))는, 다수 개의 다중 경로 처리기(10₁∼10_K)로 통해 각각 역확산된 후, 역상관 여파기(20)로 입력되는 데, 예를 들어, K 번째 다중 경로 처리기(10_K)로 입력된 수신 신호(r(t))는, 도 2에 도시한 바와 같이, 송신측 사용자 K의 확산 시퀀스 S_K(t)와 곱해진 후, 적분기 1에 의해 적분 출력되며, 또한 다수 개의 지연 소자(D₁∼D_L-1)를 순차적으로 통과하여, 단일 칩 지속시간(1 Chip Duration) 만큼씩 지연된 각각의 신호들은, 상기 송신측 사용자 K의 확산 시퀀스 S_K(t)와 각각 곱해진 후, 적분기 2 ∼ 적분기 L 에 의해 각각 적분 출력되므로, 결국 송신측 사용자 K의 확산 시퀀스에 의해 역확산된 후, 적분 출력되는 각각의 신호들은, L 개의 다중 전송 경로를 통해, 상기 역상관 여파기(20)로 입력된다.

한편, 상기 역상관 여파기(20)에서는, 상기와 같이 L 개의 다중 전송 경로를 통해 각각 수신되는 신호들간에 상호 상관성(Cross Correlation)을 제거한 후, L 개의 입/출력 경로를 갖는 L×L 백색화 여파기(30₁∼30_L)로 각각 출력하게 되는 데, 상기 L×L 백색화 여파기(30₁∼30_L)에서는, 상기 역상관 여파기(20)를 통과한 후, L 개의 다중 전송 경로를 통해 수신되는 신호에 포함되어 있는 유색 가우시안 잡음(Colored Gaussian Noise)을 제거하기 위하여, 신호 레벨을 백색 가우시안 잡음(White Gaussian Noise) 레벨로 조절하는 백색화(Whitening) 과정을 수행하게 된다.

즉, 일반적으로 널리 알려진 '신호 검출 이론'에서와 같이, 유색 가우시안 잡음 하에서 신호를 검출하는 것 보다, 백색 가우시안 잡음 하에서 신호를 검출하는 것이 보다 용이하고, 수학적으로도 간단하므로, 다중 전송 경로를 통해 수신된 신호에 포함되어 있는 유색 가우시안 잡음을 백색 가우시안 잡음 레벨로 변환하게 되는 데, 예를 들어, L 번째 백색화 여파기(30_L)로 입력된 수신 신호는, 도 3 에 도시한 바와 같이, 다중 전송 경로에 대한 임펄스 응답 계수의 역수로 설정되는 백색화 여파기의 계수 f₁과 곱해진 후, 합산기(∑)로 출력되고, 다수 개의 지연 소자(D₁∼D_L-1)를 순차적으로 통과하여 단일 칩 지속시간(T_C ^-1) 만큼씩 지연된 각각의 신호들은, 상기 백색화 여파기의 계수 f₂∼ f_L과 곱해진 후, 상기 합산기(∑)로 출력되므로, 결국 백색 가우시안 잡음 레벨로 변환된 신호가, 상기 L×L 백색화 여파기(30_L)에 포함 구성된 합산기(∑)를 통해 다이버시티 결합기(Diversity Combiner)로 출력된다.

한편, 도 1에 도시한 바와 같이, 다수 개의 다이버시티 결합기(40₁∼40_L)에서는, 각 경로를 통해 수신되는 신호들을 각각 결합하여, 다수 개의 데이터 결정기(50₁∼50_L)로 출력하게 되고, 상기 데이터 결정기(50₁∼50_L)에서는, 이를 수신하여 무선 전송로를 통해 송신측에서 전송한 고속의 데이터 신호 또는 저속의 데이터 신호를 추정하게 되는 데, 상기와 같이 다중 전송 경로를 통해 수신된 신호에 포함되어 있는 유색 가우시안 잡음이, 신호 검출에 보다 용이한 백색 가우시안 잡음 레벨로 변환되어 있어, 정확한 신호의 추정이 가능하게 된다.

따라서, 고속의 데이터 신호와 저속의 데이터 신호가 공존하게 되는 다중률 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 전체 성능을 제한하게 되는 다원 접속 간섭, 즉 고속의 데이터 신호가, 저속의 데이터 신호에 강한 간섭 노이즈로 작용하게 되는 다원 접속 간섭을 효과적으로 제거할 수 있게 되는 것이다.

한편, 다중률 코드 분할 다원 접속 시스템에서 전송할 수 있는 전체 데이터 전송율을 고정시킨 상태에서, 도 4 에 도시한 바와 같이, 사용자의 수를 조정하는 경우, 예를 들어, 기본 데이터 전송률(R)을 갖는 사용자의 수를 16 명으로 하는 경우, 상기 기본 데이터 전송률(R)의 16 배가 되는 전송률을 갖는 사용자 1 명이 있을 때 보다 더 열화된 성능이 나타나게 되는 데, 이를 통해 데이터 전송률보다는사용자의 수가 시스템 성능에 더 큰 영향을 끼치게 되는 것을 알 수 있다.

그리고, 도 5 에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 다원 접속 간섭 제거 장치가 구비된 상태에서, 기본 데이터 전송률(R)을 갖는 사용자 16 명과, 기본 데이터 전송률(R)의 4 배를 갖는 사용자 4 명의 경우가, 다원 접속 간섭 제거 장치가 구비되어 있지 않은 상태에서, 기본 데이터 전송률(R)을 갖는 사용자 16 명과, 기본 데이터 전송률(R)의 4 배를 갖는 사용자 4 명의 경우 보다 비트 에러 확률(BER: Bit Error Ratio)이 훨씬 작아지게 되는 데, 이를 통해 다원 접속 간섭 제거 장치가 구비된 상태에서 시스템 성능이 더 좋아지게 됨을 알 수 있다.

이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 다중률 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 간섭 제거 장치는, 다중 전송 경로를 통해 수신된 신호에 포함되어 있는 유색 가우시안 잡음을 백색 가우시안 잡음 레벨로 변환하여, 송신측의 신호를 검출함으로써, 고속의 데이터 신호가 저속의 데이터 신호에 강한 간섭 노이즈로 작용하게 되는 다원 접속 간섭을 효율적으로 제거할 수 있게 되어, 제 3 이동통신 시스템에 적용이 기대되고 있는 다중률 코드 분할 다원 접속 시스템의 전체 성능을 향상시킬 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims

무선 전송로를 통해 수신되는 신호를, 송신측 사용자의 확산 시퀀스를 이용하여, 다중 경로상에서 역확산 처리하는 다중 경로 처리 수단;

상기 역확산 처리된 신호들간에 상호 상관성을 제거하는 역상관 여파 수단;

상기 상호 상관성이 제거된 신호들에 포함되어 있는 유색 가우시안 잡음을 백색 가우시안 잡음 레벨로 변환하는 백색화 여파 수단; 및

상기 백색 가우시안 잡음 레벨로 변환 출력되는 신호들을 결합한 후, 그 결합된 신호에 근거하여, 송신측 신호를 결정하는 결합 및 결정 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다중률 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 장치.
제 1항에 있어서,

상기 다중 경로 처리 수단은,

상기 수신된 신호와, 다수 개의 지연 소자를 순차적으로 통과시켜 단일 칩 지속시간 만큼씩 지연된 각각의 신호들을, 송신측 사용자의 확산 시퀀스와 곱한 후, 각각 적분 출력하는 것을 특징으로 하는 다중률 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 장치.
제 1항에 있어서,

상기 백색화 여파 수단은,

상기 상호 상관성이 제거된 신호와, 다수 개의 지연 소자를 순차적으로 통과시켜 단일 칩 지속시간 만큼씩 지연된 각각의 신호들을, 다중 전송 경로에 대한 임펄스 응답 계수의 역수로 설정되는 백색화 여파기의 계수와 곱한 후, 그 신호들을 각각 합산 출력하는 것을 특징으로 하는 다중률 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 다원 접속 간섭 제거 장치.