KR20020035133A - 코드 분할 다중 접속 통신 시스템에서의 안테나 어레이를이용한 전송 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수 개의 송신 안테나를 사용하여 데이터 신호를 송신 및 수신하는 것이다. 각 안테나는 의사 랜덤 칩 코드 시퀀스를 갖는 상이한 파일럿 신호를 송신한다. 수신기는 상기 파일럿의 칩 코드를 사용하여 송신된 각각의 파일럿을 필터링한다. 상기 필터링된 파일럿은 가중화되고 합성된다. 각 파일럿의 가중치는 합성된 신호의 품질면에서 일부 적응적으로 조정된다. 데이터 신호의 상이한 확산 스펙트럼이 각 송신 안테나로부터 송신되도록 데이터 신호가 송신된다. 수신시, 각 형태는 그의 연관 칩 코드로 필터링된다. 상기 필터링된 형태는 각 안테나의 파일럿 신호와 연관된 조정 가중치에 따라 가중화된다.

Description

코드 분할 다중 접속 통신 시스템에서의 안테나 어레이를 이용한 전송{TRANSMISSION USING AN ANTENNA ARRAY IN A CDMA COMMUNICATION SYSTEM}
종래의 CDMA 통신 시스템이 도 1에 도시되어 있다. 상기 통신 시스템은 복수 개의 기지국(20-32)을 가지고 있다. 각 기지국(20)은 그의 동작 영역 내에 있는 사용자 장치들(UE)(34-38)과 스펙트럼 확산 CDMA를 사용하여 통신한다. 상기 기지국(20)으로부터 각 사용자 장치(UE)(34-38)로의 통신을 다운링크(downlink) 통신이라 하고, 각 사용자 장치(UE)(34-38)로부터 기지국(20)으로의 통신을 업링크(uplink) 통신이라 한다.
간략화된 CDMA 송신기 및 수신기가 도 2에 도시되어 있다. 일정한 대역폭을 갖는 데이터 신호는 믹서기(40)에 의해 의사 랜덤 칩 코드 시퀀스와 혼합되어 안테나(42) 전송용의 디지털 스펙트럼 확산 신호를 생성한다. 안테나(44)에 신호가 수신되면, 상기 데이터는 믹서기(46)에서 데이터 전송시 사용된 것과 동일한 의사 랜덤 칩 코드 시퀀스와의 상관(correlation)을 거쳐 재생된다. 서로 다른 의사 랜덤칩 코드 시퀀스를 사용함으로써 많은 데이터 신호는 동일한 채널 대역폭을 사용한다. 특히, 기지국(20)은 동일한 대역폭에서 복수의 사용자 장치(UE)(34-38)와 신호를 주고 받을 것이다.
수신기와의 타이밍 동기를 위하여 미변조된 파일럿(pilot) 신호가 사용된다. 상기 파일럿 신호에 의해 각 수신기는 소정의 송신기와 동기될 수 있고, 이로 인하여 상기 수신기에서 데이터 신호가 역확산된다. 통상의 CDMA 시스템에 있어서, 각 기지국(20)은 통신 영역 내에 있는 모든 사용자 장치들(34-38)에 의해 수신되는 유일한 파일럿 신호를 송신함으로써 순방향 링크 전송을 동기시킨다. 반면에, B-CDMA(등록 상표임) 에어 인터페이스와 같은 일부 CDMA 시스템에서는 각 사용자 장치(UE)(34-38)가 유일하게 할당된 파일럿 신호를 송신하여 역방향 링크 전송을 동기시킨다.
사용자 장치(UE)(34-36) 또는 기지국(20-32)이 특정 신호를 수신하고 있을 때, 동일한 대역폭 내에 있는 다른 모든 신호들은 상기 특정 신호에 대해 잡음과 유사하다. 1개 신호의 전력 레벨을 증가시키면 동일한 대역폭 내에 있는 다른 모든 신호들이 감쇠된다. 그러나, 전력 레벨을 과도하게 감소시키면 수신된 신호 품질이 바람직하지 않게 된다. 수신된 신호의 품질을 측정하는 하나의 지표로 신호 대 잡음비(SNR)라는 것이 있다. 수신기에서, 소망하는 수신 신호의 크기가 수신된 잡음의 크기와 비교된다. SNR이 크게 수신되는 송신 신호 내의 데이터는 수신기에서 용이하게 재생된다. 작은 SNR은 데이터 손실을 초래한다.
대부분의 CDMA 시스템은 최소의 송신 전력 레벨에서 소망하는 신호 대 잡음비를 유지하기 위하여 특정 형태의 적응성 전력 제어를 사용한다. 송신 전력을 최소화함으로써 동일한 대역폭 내에서의 신호간 잡음이 감소된다. 따라서, 동일한 대역폭 내에서 소망하는 신호 대 잡음비로 수신되는 신호들의 최대 수가 증가된다.
적응성 전력 제어에 의해 동일한 대역폭 내에서의 신호간 간섭은 감소되지만, 시스템의 성능을 제한하는 간섭은 여전히 존재한다. 동일한 무선 주파수(RF) 스펙트럼을 사용하여 신호의 개수를 증가시키는 한가지 기술로 섹터화(sectorization)를 사용하는 것이 있다. 섹터화에 있어서, 기지국은 지향성 안테나를 사용하여 기지국의 동작 영역을 여러 개의 섹터로 분할한다. 결국, 상이한 섹터 내의 신호들간 간섭이 감소된다. 그러나, 동일한 섹터 내에서 동일한 대역폭 내에 있는 신호들은 서로 간섭을 일으킨다. 또한, 섹터화된 기지국이 통상 인접한 섹터에 서로 다른 주파수를 할당함으로써 일정한 주파수 대역폭에 대한 스펙트럼 효율을 감소시킨다. 따라서, 송신기의 전력 레벨을 증가시키지 않으면서 수신된 신호의 신호 품질을 더욱 향상시키는 시스템이 필요하다.
본 발명은 무선 코드 분할 다중 접속(CDMA) 통신 시스템에서의 신호 전송 및 수신에 관한 것으로서, 특히 무선 CDMA 통신 시스템에 있어서 신호 수신을 향상시키기 위하여 안테나 어레이를 사용하는 전송 시스템 및 전송 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 무선 확산 스렉트럼 CDMA 통신 시스템.
도 2는 종래의 확산 스펙트럼 CDMA 송신기 및 수신기.
도 3은 본 발명의 송신기.
도 4는 복수의 데이터 신호를 송신하는 본 발명의 송신기.
도 5는 본 발명의 파일럿 신호 수신 회로.
도 6은 본 발명의 데이터 신호 수신 회로.
도 7은 파일럿 신호 수신 회로에 대한 실시예.
도 8은 최소 평균의 제곱 가중화 회로.
도 9는 도 7의 파일럿 신호 수신 회로와 함께 사용되는 데이터 수신 회로.
도 10은 각 레이크(RAKE)의 출력이 가중화되는 파일럿 신호 수신 회로에 대한 실시예.
도 11은 도 10의 파일럿 신호 수신 회로와 함께 사용되는 데이터 신호 수신 회로.
도 12는 송신 안테나 어레이가 근접 배치된 파일럿 신호 수신 회로에 대한 실시예.
도 13은 도 12의 파일럿 신호 수신 회로와 함께 사용되는 데이터 신호 수신회로.
도 14는 CDMA 통신 시스템에서의 빔 조향(beam steering)을 도시한 도면.
도 15는 빔 조향 송신기.
도 16은 복수의 데이터 신호를 송신하는 빔 조향 송신기.
도 17은 도 14의 송신기와 함께 사용되는 데이터 수신 회로.
도 18은 업링크 및 다운링크 신호가 동일한 주파수를 사용할 때 사용되는 파일럿 신호 수신 회로.
도 19는 도 18의 파일럿 신호 수신 회로와 함께 사용되는 송신 회로.
도 20은 도 18의 파일럿 신호 수신 회로와 함께 사용되는 데이터 신호 수신 회로.
본 발명은 복수 개의 송신 안테나를 사용하여 데이터 신호를 송신하고 수신하는 기술을 제공한다. 각각의 안테나는 의사 랜덤 칩 코드 시퀀스를 갖는 서로 다른 파일럿 신호를 송신한다. 수신기는 상기 파일럿의 칩 코드를 사용하여 송신된 각각의 파일럿을 필터링시킨다. 상기 필터링된 파일럿은 가중화되고 합성된다. 각 파일럿 신호의 가중치는 합성된 신호의 신호 품질면에서 일부 적응성 있게 조정된다. 데이터 신호의 상이한 확산 스펙트럼 형태가 각 송신 안테나로부터 송신되도록데이터 신호가 송신된다. 각각의 형태는 상이한 칩 코드 식별자를 갖는다. 수신시 각각의 형태는 그와 연관된 칩 코드에 의해 필터링된다. 상기 필터링된 형태는 각 안테나의 파일럿 신호와 연관되어 조정된 가중치에 따라 가중화된다.
동일한 구성 요소는 전부 동일한 번호에 의해 표시된 도면을 참고하여 바람직한 실시예가 설명될 것이다. 도 3은 본 발명의 송신기이다. 상기 송신기는 안테나(48-52)의 어레이를 구비하며, 바람직하게는 3개 또는 4개의 안테나를 구비한다. 각 안테나(48-52)를 식별하는 데에 사용되는 서로 다른 신호가 각 안테나(56-60)와 연관된다. 각 안테나와 연관시키기에 바람직한 신호는 도 3에 도시된 바와 같은 파일럿 신호이다. 상이한 의사 랜덤 칩 코드 시퀀스를 사용하는 파일럿 신호 발생기(56-60)에 의해 각각의 확산 파일럿 신호가 생성되며, 합성기(62-66)에 의해 각 확산 데이터 신호와 합성된다. 각 확산 데이터 신호는 데이터 신호 생성기(54)에 의해 생성된 데이터 신호를 믹서기(378-382)에서 안테나(48-52)별로 서로 다른의사 랜덤 칩 코드 시퀀스인 D1-DN와 혼합시킴으로써 생성된다. 합성된 신호는 소망의 반송 주파수로 변조되어 상기 어레이의 안테나(48-52)를 통해 방사된다.
송신기는 안테나 어레이를 사용함으로써 공간 다이버시티(diversity)를 사용한다. 각 안테나(48-52)가 충분히 이격되어 있는 경우, 각 안테나(48-52)에 의해 방사되는 신호들은 소정의 수신기로 전송되는 동안 상이한 다중 경로 왜곡의 영향을 받을 것이다. 안테나(48-52)에 의해 송신된 각 신호는 복수의 경로를 거쳐 소정의 수신기에 이를 것이기 때문에, 수신된 각 신호는 다수의 다중 경로 성분을 갖게 될 것이다. 이러한 성분들에 의해 송신기의 각 안테나(48-52)와 수신기 사이에 가상의 통신 채널이 형성된다. 1개의 안테나(48-52)에 의해 송신된 신호가 소정 수신기로의 가상 채널에서 페이딩(fading)될 때, 높은 수신 SNR을 유지하기 위해 다른 안테나(48-52)로부터의 신호가 사용되는 것이 효과적이다. 이러한 결과는 송신된 신호에 대한 수신기에서의 적응성 합성에 의해 달성된다.
도 4는 복수의 데이터 신호를 송신하는 기지국(20)용 송신기를 도시한다. 각 확산 데이터 신호는 믹서기(360-376)에서 생성기(74-78)로부터의 대응하는 데이터 신호와 상이한 의사 랜덤 칩 코드 시퀀스인 D11-DNM를 혼합시킴으로써 생성된다. 따라서, 각 데이터 신호는 안테나(48-52)당 서로 다른 의사 랜덤 칩 코드 시퀀스인, 총 N ×M 코드 시퀀스에 의해 확산된다. N은 안테나의 개수이고, M은 데이터 신호의 개수이다. 그 다음, 각 확산 데이터 신호는 안테나(48-52)와 연관된 확산 파일럿 신호와 합성된다. 상기 합성된 신호는 변조되어 어레이의 안테나(48-52)에 의해방사된다.
파일럿 신호 수신 회로가 도 5에 도시되어 있다. 송신된 각각의 파일럿 신호는 안테나(80)에 의해 수신된다. 각 파일럿 신호에 대해, 대응 파일럿 신호에 대한 의사 랜덤 칩 코드 시퀀스의 복사본(replica)를 사용하여 각 파일럿 신호를 역확산시키는 데에 도 5에 도시된 레이크(82-86)와 같은 역확산 장치 또는 벡터 상관기가 사용된다. 또한, 상기 역확산 장치는 통신 채널에서의 다중 경로를 보정한다. 복원된 각 파일럿 신호는 가중화 장치(88-92)에 의해 가중화된다. 가중치는 신호의 크기와 위상 전부에 관련된다. 상기 가중화는 레이크(RAKE)에 결합되는 것으로 도시되었지만, 상기 가중화 장치가 상기 레이크의 각 핑거(finger)를 가중화하는 것도 바람직하다. 가중화 이후, 가중화된 모든 재생 파일럿 신호는 합성기(combiner)(94)에서 합성된다. 에러 신호 생성기(96)를 사용하여 에러 신호를 생성하는 데에, 가중화된 합성에 의해 제공되는 파일럿 신호의 추정이 사용된다. 상기 에러 신호를 근거로 최소 평균 제곱(LMS: least mean squares) 또는 귀납적 최소 제곱(RLS: recursive least squares)과 같은 적응성 알고리즘에 의해 에러 신호가 최소가 되도록 각 가중화 장치(88-92)의 가중치가 조정된다. 결국, 합성된 신호의 신호 품질이 최대화된다.
도 6은 파일럿 신호 복원 회로에 의해 결정된 가중치를 사용하는 데이터 신호 수신 회로를 도시한다. 송신된 데이터 신호는 안테나(80)에 의해 복원된다. 송신 어레이의 각 안테나(48-52)에 대해, 레이크(82-86)로 도시된 대응하는 역확산 장치로부터의 가중치는 대응하는 송신 안테나에 사용된 데이터 신호 확산 코드의복사본을 사용하여 데이터 신호를 필터링하는 데에 사용된다. 각 가중화 장치(106-110)는 각 안테나의 파일럿 신호에 대해 결정된 가중치를 사용하여 대응 파일럿과 연관된 가중치로 상기 레이크(RAKE)의 역확산 신호를 가중화한다. 예컨대, 가중화 장치(88)는 파일럿 신호 1에 대한 송신 안테나(48)에 대응된다. 파일럿 레이크(82)에 의해 파일럿 신호 1에 대해 결정된 가중치는 도 6의 가중화 장치(106)에도 인가된다. 또한, 레이크 핑거의 가중치들이 대응하는 파일럿 신호들의 레이크(82-86)에 대해 조정될 경우, 동일한 가중치가 데이터 신호의 레이크(100-104) 핑거에 인가될 것이다. 가중화 이후, 상기 가중화된 신호들은 합성기(112)에 의해 합성되어 본래의 데이터 신호가 복원된다.
각 레이크(82-86)는 각 안테나의 파일럿 신호와 함께 사용된 데이터 신호용의 가중치와 동일한 가중치를 사용함으로써, 각 안테나 신호가 겪게 되는 채널 왜곡을 보상한다. 결국, 상기 데이터 신호 수신 회로는 각각의 가상 채널을 통한 데이터 신호의 수신을 최적화한다. 각 가상 채널의 최적화된 신호를 가장 바람직하게 합성함으로써, 수신된 데이터 신호의 품질이 향상된다.
도 7은 파일럿 신호 복원 회로에 대한 실시예를 도시한다. 송신된 각각의 파일럿은 수신기 안테나(80)에 의해 복원된다. 각 레이크(82-86)는 각각의 파일럿을 역확산시키기 위하여 대응하는 파일럿의 의사 랜덤 칩 코드 시퀀스의 복사본(P1-PN)을 사용한다. 각 파일럿 신호의 지연 형태는 지연 장치(114-124)에 의해 생성된다. 각각의 지연 형태는 믹서기(126-142)에 의해 수신된 신호와 혼합된다. 혼합된 신호는 썸 앤 덤프(sum and dump) 회로(424-440)를 경유하고, 믹서기(144-160)에서 가중치 조정 장치(170)에 의해 결정된 양으로 가중화된다. 각 파일럿에 대해 가중화된 다중 경로 성분들은 합성기(162-164)에 의해 합성된다. 각 파일럿의 합성 출력은 합성기(94)에 의해 합성된다. 파일럿 신호는 데이터를 가지고 있기 않기 때문에, 합성된 파일럿 신호는 1 + j0의 값을 가져야 한다. 상기 합성된 파일럿 신호는 감산기(168)에서 이상적인 값인 1 + j0 과 비교된다. 상기 이상적인 값과 합성 파일럿 신호의 편차에 근거하여, 가중화 장치(144-160)의 가중치는 가중치 조정 장치(170)의 적응성 알고리즘에 의해 조정된다.
가중치를 생성하는 데 사용되는 LMS 알고리즘이 도 8에 도시되어 있다. 감산기(168)의 출력은 믹서기(172)에 의해 대응하는 파일럿의 역확산 지연 형태와 곱해진다. 상기 곱셈의 결과는 증폭기(174)에 의해 증폭되고, 적분기(176)에 의해 적분된다. 상기 적분된 결과는 레이크 핑거를 가중화(W1M)하는 데 사용된다.
도 7의 실시예와 함께 사용되는 데이터 수신 회로가 도 9의 기지국 수신기에 대해 도시되어 있다. 상기 수신된 신호는 어레이의 각 안테나(48-52)와 연관된 레이크 세트(100-104)로 전송된다. 각 레이크(100-104)는 지연 장치(178-188)를 사용하여 수신된 신호의 지연 형태를 생성한다. 상기 지연된 형태는 대응 안테나의 파일럿 신호용으로 결정된 가중치를 근거로 믹서기(190-206)에 의해 가중화된다. 소정의 레이크(100-104)에 대해 가중화된 데이터 신호는 합성기(combiner)(208-212)에 의해 합성된다. 각 합성기(208-212)는 N개의 각 송신 안테나(48-52)와 연관되어있다. 상기 합성된 신호는 믹서기(214-230)에 의해 송신기에서 M 개의 확산 데이터 신호를 생성하는 데 사용된 확산 코드의 복사본인, D11-DNM와 혼합됨으로써 M 번 역확산된다. 역확산된 각 데이터 신호는 썸 앤 덤프 회로(232-248)를 경유한다. 각각의 데이터 신호에 대하여, 대응하는 썸 앤 덤프 회로(232-248)의 결과는 합성기(250-254)에 의해 합성되어 각 데이터 신호를 복원한다.
다른 파일럿 신호 수신 회로가 도 10에 도시되어 있다. 이 수신 회로의 역확산 회로(82-86)는 도 7의 것과 동일하다. 각 레이크(82-86)의 출력은 역확산 파일럿 신호와 합성되기 이전에 믹서기(256-260)에 의해 가중화된다. 상기 합성 이후에, 합성된 파일럿 신호는 이상적인 값과 비교되고, 비교의 결과를 사용하여 적응성 알고리즘에 의해 각 레이크 출력의 가중치가 조정된다. 각 레이크(82-86) 내에서의 가중치를 조정하기 위하여, 각 레이크(82-86)의 출력은 감산기(262-266)에 의해 이상적인 값과 비교된다. 상기 비교 결과에 기초하여, 각 가중화 장치(144-160)의 가중치는 가중치 조정 장치(268-272)에 의해 결정된다.
도 10의 실시예와 함께 사용되는 데이터 수신 회로가 도 11에 도시되어 있다. 이 회로는 도 9의 데이터 신호 수신 회로에 각 썸 앤 덤프 회로(232-248)의 출력을 가중화하는 믹서기(274-290)를 추가한 것과 유사하다. 각 썸 앤 덤프 회로(232-248)의 출력은 대응하는 파일럿의 레이크(82-86)가 가중화된 것과 동일한 양으로 가중화된다. 또한, 각 레이크의 합성기(208-212) 출력은 혼합된 후 가중화되는 대신에, 믹서기(214-230)에 의해 혼합되기에 앞서 대응 파일럿의 레이크(82-86) 양으로 가중화된다.
송신 어레이에 있어서 안테나(48-52)간의 간격이 작을 경우, 각 안테나 신호는 유사한 다중 경로 환경을 겪게 될 것이다. 그와 같은 경우, 도 12의 파일럿 수신 회로가 사용된다. 상기 파일럿 신호 중에서 선택된 것에 대한 가중치는 도 10에서의 경우와 마찬가지로 결정된다. 그러나, 각 파일럿은 동일한 가상 채널을 통과하기 때문에, 회로를 간략화하기 위해서는 다른 파일럿 신호를 역확산시키는 데에 동일한 가중치가 사용된다. 지연 장치(292-294)는 수신 신호에 대한 지연 형태를 생성한다. 선택된 파일럿 신호의 대응하는 지연 형태를 가중화하는 것과 동일한 가중치에 의해 각 지연 형태가 믹서기(296-300)에서 가중화된다. 가중화 장치의 출력은 합성기(302)에 의해 합성된다. 상기 합성된 신호는 파일럿 신호의 의사 랜덤 칩 코드 시퀀스의 복사본인 P2-Pn을 사용하여 믹서기(304-306)에 의해 역확산된다. 각 파일럿의 믹서기(304-306) 출력은 썸 앤 덤프 회로(308-310)를 통과한다. 도 10에서와 동일한 방법으로, 각 역확산 파일럿은 가중화되고 합성된다.
도 12의 실시예와 함께 사용되는 데이터 신호 복원 회로가 도 13에 도시되어 있다. 지연 장치(178-180)는 수신된 신호에 대한 지연 형태를 생성한다. 각각의 지연 형태는 도 12에서의 파일럿 신호에 의해 사용된 것과 동일한 가중치에 의해 믹서기(190-194)에서 가중화된다. 상기 믹서기의 출력은 합성기(208)에 의해 합성된다. 합성기(208)의 출력은 도 13의 각 데이터 신호 역확산기에 입력된다.
본 발명은 도 14에 도시된 적응성 빔 조향 기술도 제공한다. 안테나 어레이에 의해 전송된 각 신호는 상기 어레이의 각 안테나(48-52)에 대해 제공된 가중치에 근거한 형태로 보강 간섭되거나 상쇄 간섭될 것이다. 결국, 적절한 가중치의 선택에 의해 안테나 어레이의 빔(312-316)은 원하는 방향으로 지향된다.
도 15는 빔 조향 송신 회로를 도시한다. 상기 회로는 도 3의 회로에 가중화 장치(318-322)를 추가한 것과 유사하다. 목표 수신기는 상기 어레이에 의해 송신된 파일럿 신호를 수신할 것이다. 상기 목표 수신기는 도 5의 파일럿 신호 수신 회로를 사용하여 각 파일럿의 레이크 출력을 조정하는 가중치를 결정한다. 이들 가중치는 시그널링(signaling) 채널 등에 의해 송신기에 전송된다. 상기 가중치들은 도 15에 도시된 확산 데이터 신호에 부가된다. 각 안테나에 있어서, 목표 수신기에서 안테나의 파일럿 신호를 조정하여 공간 이득을 제공하는 데 사용된 가중치에 대응하는 가중치가 가중화 장치(318-322)에 의해 확산 데이터 신호에 제공된다. 결국, 방사된 데이터 신호는 상기 목표 수신기 쪽으로 집중될 것이다. 도 16은 기지국에서 사용되는 것으로서, 복수의 데이터 신호를 송신하여 목표 수신기를 식별하는 빔 조향 송신기를 도시한다. 목표 수신기에 의해 수신된 가중치는 가중화 장치(324-340)에 의해 대응하는 데이터 신호에 인가될 것이다.
도 17은 도 15 및 도 16의 빔 조향 송신기에 대한 데이터 신호 수신 회로를 도시한다. 송신된 신호는 이미 가중화되어 있기 때문에, 상기 데이터 수신 회로에서는 도 6의 가중화 장치(106-110)가 요구되지 않는다.
본 발명의 빔 조향에 대한 장점은 2배가 된다. 상기 송신된 데이터 신호는 목표 수신기쪽으로 집중되어 수신 신호의 신호 품질을 향상시킨다. 반면에, 상기데이터 신호는 다른 수신기들로는 집중되지 않기 때문에 그들 신호와의 간섭이 감소된다. 이러한 모든 요인들로 인하여, 본 발명의 빔 조향을 사용하는 시스템의 성능이 향상된다. 또한, 상기 파일럿 신호 수신 회로에 의해 사용되는 적응성 알고리즘에 의해 가중치가 동적으로 조정된다. 상기 가중치를 조정함으로써 데이터 신호 빔은 다중 경로 환경의 변화에 대해서 뿐만 아니라 이동성 수신기 또는 송신기에 대해 동적으로 응답할 것이다.
시분할 듀플렉스(TDD: Time Divisional Duplex)와 같이, 다운링크 및 업링크 신호에 대하여 동일한 주파수가 사용되는 시스템에 있어서, 다른 실시예가 사용된다. 상호성(reciprocity)에 기인하여 다운링크 신호는 동일한 주파수상에서 업링크 신호가 통신하는 것과 동일한 다중 경로 환경을 겪는다. 상호성을 이용하여 기지국 수신기에 의해 결정된 가중치는 기지국 송신기에 인가된다. 이러한 시스템에 있어서, 도 18의 기지국 수신 회로는 도 19의 송신 회로와 함께 기지국 내에 배치된다.
도 18의 수신 회로에 있어서, 각 안테나(48-52)는 사용자 장치(UE)에 의해 송신된 각 파일럿 신호를 수신한다. 각 파일럿은 레이크(RAKE)(406-410)에 의해 필터링되고, 가중화 장치(412-416)에 의해 가중화된다. 상기 가중화 및 필터링된 파일럿 신호는 합성기(418)에 의해 합성된다. 에러 신호 생성기(420) 및 가중치 조정 장치(422)를 사용하여, 상기 가중화 장치(412-416)와 연관된 가중치들이 적응성 알고리즘에 의해 조정된다.
도 19의 송신 회로는 데이터 신호를 생성하는 데이터 신호 생성기(342)를 구비한다. 상기 데이터 신호는 믹서기(384)에 의해 확산된다. 상기 확산 데이터 신호는 각 가상 채널에 대하여 도 19의 수신 회로에서 결정된 가중화 장치(344-348)에 의해 가중화된다.
도 20의 회로는 기지국에서 데이터 신호 수신용 회로로 사용된다. 송신된 데이터 신호는 복수의 안테나(48-52)에 의해 수신된다. 데이터 레이크(392-396)가 각 안테나(48-52)에 결합되어 상기 데이터 신호를 필터링한다. 상기 필터링된 데이터 신호는 가중화 장치(398-402)에 의해 대응 안테나의 수신 파일럿에 대해 결정된 가중치로 가중화되고, 합성기(404)에서 합성되어 상기 데이터 신호를 복원한다. 도 19의 송신기 회로는 최적의 가중치를 갖는 데이터 신호를 송신하기 때문에, 사용자 장치(UE)에서 복원 데이터 신호의 신호 품질은 종래에 제공되는 것보다 더욱 높을 것이다.

Claims (23)

  1. 복수 개의 송신 안테나가 구비된 스펙트럼 확산 통신 시스템에서의 통신 방법에 있어서,
    각 송신 안테나로부터 그 안테나와 유일하게 연관된 의사 랜덤 칩 코드 시퀀스를 갖는 파일럿(pilot) 신호의 송신 단계와,
    상기 송신된 모든 파일럿 신호를 수신기에서 수신하는 단계와,
    상기 파일럿 신호의 의사 랜덤 칩 코드 시퀀스를 사용하여 상기 송신된 각 파일럿 신호를 필터링하는 단계와,
    상기 필터링된 각 파일럿 신호를 특정 가중치로 가중화하는 단계와,
    상기 가중화된 파일럿 신호를 합성된 신호로 합성하는 단계와,
    상기 합성된 신호의 품질면에 일부 근거하여 상기 각 파일럿 신호의 특정 가중치를 적응적으로 조정하는 단계와,
    데이터 신호의 상이한 스펙트럼 확산 형태가 각 안테나로부터 송신되고, 각 형태는 각 송신 안테나에 대한 상이한 칩 코드 식별자를 갖는 것인 데이터 신호의 송신 단계와,
    연관된 칩 코드로 각 형태를 필터링하여 데이터 신호를 수신하고, 필터링된 형태를 합성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 상이한 데이터 신호 형태는 각 안테나의 파일럿 신호와 연관된 조정 가중치에 따라 가중화되는 것인 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 상이한 데이터 신호 형태는 전송되기 이전에 조정된 가중치에 따라 가중화되는 것인 통신 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 상이한 데이터 신호 형태는 수신된 이후에 조정된 가중치에 따라 가중화되는 것인 통신 방법.
  4. 제1항에 있어서, 적응형 조정은 최소 평균 제곱 알고리즘을 사용하는 것인 통신 방법.
  5. 제1항에 있어서, 적응형 조정은 귀납적 최소 제곱 알고리즘을 사용하는 것인 통신 방법.
  6. 제1항에 있어서, 적응형 조정은 합성된 신호를 이상적인 값과 비교하여 에러 신호를 생성하고, 상기 에러 신호에 일부 근거하여 상기 각 파일럿 신호의 특정 가중치를 조정하는 것인 통신 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 이상적인 값은 1 + j0인 것인 통신 방법.
  8. 제1항에 있어서, 필터링 및 가중화 단계는 동시에 발생되는 것인 통신 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 각각의 송신된 파일럿 신호와 상기 각각의 데이터 신호 형태를 필터링하는 단계는 레이크(RAKE)에 의해 수행되는 것인 통신 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 각각의 송신된 파일럿 신호와 상기 각각의 데이터 신호 형태를 필터링하는 단계는 벡터 상관기에 의해 수행되는 것인 통신 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 각 파일럿 신호의 가중화 단계는 상기 파일럿의 레이크에 대한 각 핑거(finger)를 특정 양으로 가중화하는 것이고, 상기 데이터 신호 레이크의 각 형태에 대한 각 핑거의 가중화 단계는 각 안테나의 파일럿 신호에 대해 파일럿 신호의 레이크에 있어서의 각 핑거와 연관된 조정 가중치에 따른 것인 통신 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 각 파일럿 신호의 가중화는 상기 파일럿의 레이크에서의 각 핑거를 가중화하고, 상기 파일럿의 레이크에서의 출력을 가중화하는 것이며, 상기 데이터 신호의 각 형태에 대한 가중화는 데이터 신호 레이크의 각 형태에 대한 출력과 각 핑거를 각 안테나의 파일럿 신호에 대한 파일럿 신호 레이크의 출력 및 각 핑거와 연관된 조정 가중치에 따라 가중화하는 것인 통신 방법.
  13. 송신기 및 수신기를 특징으로 하는 스펙트럼 확산 통신 시스템에 있어서,
    상기 송신기는
    복수 개의 송신 안테나와,
    각 송신 안테나로부터 그 안테나와 유일하게 연관된 의사 랜덤 칩 코드 시퀀스를 갖는 파일럿 신호를 송신하는 수단과,
    데이터 신호의 상이한 스펙트럼 확산 형태가 각 송신 안테나로부터 송신되도록 데이터 신호를 송신하는 수단으로서, 각 형태는 각 송신 안테나에 대한 상이한 칩 코드 식별자를 갖는 것인 상기 데이터 신호의 송신 수단을 포함하고,
    상기 수신기는
    수신 안테나와,
    상기 수신 안테나에 결합되어 상기 파일럿 신호의 의사 랜덤 칩 코드 시퀀스로 상기 송신된 파일럿 신호를 필터링하고, 상기 필터링된 파일럿 신호를 특정 가중치로 가중화하는 수단과,
    상기 가중화된 파일럿 신호를 합성된 신호를 합성하는 수단과,
    상기 합성된 신호의 신호 품질면에 일부 근거하여 상기 각 파일럿 신호의 특정 가중치를 적응적으로 조정하는 수단과,
    각 형태를 그의 연관 칩 코드로 필터링하고, 필터링된 형태를 합성하여 데이터 신호를 수신하는 수단으로서, 상이한 데이터 신호 형태는 각 안테나의 파일럿 신호와 연관되어 조정된 가중치에 따라 가중화되는 것인 상기 데이터 신호의 수신 수단
    을 포함하는 것인 스펙트럼 확산 통신 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 송신기는 상기 상이한 데이터 신호 형태를 조정된 가중치에 따라 가중화하는 수단을 더 포함하는 것인 스펙트럼 확산 통신 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 상기 수신기는 상기 상이한 데이터 신호 형태를 상기 조정된 가중치로 가중화하는 수단을 더 포함하는 것인 스펙트럼 확산 통신 시스템.
  16. 제13항에 있어서, 상기 적응형 조정 수단은 최소 평균 제곱 알고리즘을 사용하여 상기 각 신호의 특정 가중치를 적응적으로 조정하는 것인 스펙트럼 확산 통신 시스템.
  17. 제13항에 있어서, 상기 적응형 조정 수단은 귀납적 최소 제곱 알고리즘을 사용하여 상기 파일럿 신호의 특정 가중치를 적응적으로 조정하는 것인 스펙트럼 확산 통신 시스템.
  18. 제13항에 있어서, 상기 적응형 조정 수단은 상기 합성된 신호를 이상적인 값과 비교하여 에러 신호를 생성하는 수단을 포함하고, 상기 각 파일럿 신호의 특정 가중치에 대한 적응형 조정은 상기 에러 신호에 일부 근거하는 것인 스펙트럼 확산 통신 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 이상적인 값은 1 + j0인 것인 스펙트럼 확산 통신 시스템.
  20. 제13항에 있어서, 상기 파일럿 신호의 필터링 및 가중화 수단은 상기 송신된 각각의 파일럿 신호를 각각 필터링하는 복수 개의 레이크(RAKE)를 포함하고, 상기 데이터 수신 회로는 데이터 신호의 각 형태를 각각 필터링하는 복수 개의 레이크를 포함하는 것인 스펙트럼 확산 통신 시스템.
  21. 제13항에 있어서, 상기 파일럿 신호의 필터링 및 가중화 수단은 상기 송신된 각각의 파일럿 신호를 각각 필터링하는 복수 개의 벡터 상관기를 포함하고, 상기 데이터 수신 회로는 상기 데이터 신호의 각 형태를 각각 필터링하는 복수 개의 벡터 상관기를 포함하는 것인 스펙트럼 확산 통신 시스템.
  22. 제20항에 있어서, 상기 파일럿 신호의 필터링 및 가중화 수단은 상기 파일럿의 레이크에서의 각 핑거(finger)를 특정 양으로 가중화함으로써 상기 파일럿 신호를 가중화하고, 상기 데이터 신호의 레이크에서의 각 형태에 대한 각 핑거의 가중화는 각 안테나의 파일럿 신호에 대한 상기 파일럿 신호 레이크의 각 핑거와 연관된 조정 가중치에 따른 것인 스펙트럼 확산 통신 시스템.
  23. 제20항에 있어서, 상기 파일럿 신호의 필터링 및 가중화 수단은 상기 파일럿의 레이크에서의 각 핑거를 평가하고, 파일럿의 레이크 출력을 가중화함으로써 상기 각 파일럿 신호를 가중화하고, 상기 데이터 신호의 각 형태에 대한 가중화는 각 안테나의 파일럿 신호에 대한 파일럿 신호의 레이크 출력 및 각 핑거와 연관된 조정 가중치에 따라 상기 데이터 신호 레이크의 각 형태의 출력과 각 핑거를 평가하는 것인 스펙트럼 확산 통신 시스템.
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