KR20030001348A - 데이터를 수신하는 무선국 및 그 수신 방법 - Google Patents

Abstract

본 장치는 다수의 경로(T1 내지 TN)를 따라 심볼로 송신된 데이터를 처리하기 위한 지연 라인(L1 내지 LN)과, 정렬 모듈(30)에 선행하는 상기 지연 회로로부터 정보를 발생시키는 심볼 처리 회로(40)를 포함하는, 레이크 수신기로 칭해지는 수신기를 포함한다. 이 처리 회로(40)는 지연 회로에서 주로 발견되는 심볼을 처리한다. 이러한 방식으로 그 값이 보다 정확하게 추정된다.

Description

데이터를 수신하는 무선국 및 그 수신 방법{RADIO STATION COMPRISING A RECEIVER FOR RECEIVING DATA TRANSMITTED ALONG VARIOUS PATHS AND RECEIVING METHOD IMPLEMENTED IN SUCH A RECEIVER}

본 발명은 다수의 경로를 따라 심볼로 송신된 데이터를 수신하는 수신기를 포함하는 무선국(a radio station)에 관한 것으로, 상기 수신기는 각각의 경로로부터 유입되는 데이터를 수신하는 다수의 지연 회로와, 상기 지연 회로로부터 정보를 생성하는 처리 장치를 포함한다.

또한, 본 발명은 이러한 수신기에서 실행되는 수신 방법에 관한 것이다.

본 발명은 CDMA 모드로 동작하는 국(stations)에 대한 흥미로운 응용을 발견한다. 이러한 모드에서, 송신기로부터 전송되고 상이한 기간의 경로를 따라 수신된 데이터가 처리된다. 레이크 수신기라는 이름으로 알려진 수신기는 이 모드로 동작하고, 데이터 및 이러한 정보를 복수개의 이들 경로를 고려하면서 처리한다. 이러한 처리된 경로들은 지연 라인을 필요로 한다.

이러한 유형의 국(station)은 미국 특허 제 5,537,438 호로부터 공지되어 있다. 이러한 간행물은 이퀄라이제이션 방법(equalization method)의 사용에 의한정보 블록(information block)의 수신의 개선과 관련된다.

본 발명은 이퀄라이제이션 방법 외의 다른 방법을 사용함으로써 마찬가지로 데이터의 수신을 개선하도록 하는, 서문에서 언급된 유형의 국(station)을 제안한다.

그러한 국(station)은 처리 회로가 지연 회로에서 주로 발견되는 심볼을 처리하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 의해 추천된 방법에 따라, 이들 지연 회로에 따르는 처리는 표시된 이러한 심볼이 추정에 가장 많은 공헌을 하기 때문에, 처리될 심볼을 이용하여 보다 더 우수한 결과 제공할 것이다.

본 발명의 이러한 측면 및 다른 측면은 이하 기술될 실시예를 참조하여, 비한정적인 예로부터 명백해 지고 그러한 예에 의해 상세히 설명될 것이다.

도 1은 전송 시스템의 일부를 형성하는 본 발명에 따른 장치,

도 2는 전송될 심볼의 시퀀스를 도시한 도면,

도 3은 여러 전파 경로(propagation paths)를 따라 수신기에서 획득된 상관 피크(correlation peak)의 곡선,

도 4는 선형 모듈(an alignment module)에 의해 획득된 결과를 도시한 도면,

도 5는 지연 라인(delay lines)의 배치(arrangement)를 도시한 도면,

도 6 및 도7 은 제 1 경우에서 이들 라인의 점유의 전개를 도시한 도면,

도 8은 제 1 경우의 타이밍(timing)의 분해(breakdown)를 도시한 도면,

도 9는 제 2 경우에서의 이들 라인의 점유의 전개를 도시한 도면,

도 10은 제 2 경우에서의 타이밍의 분해를 도시한 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1, 10 : 국12 : 송신부

14 : 수신부17 : 액세스 단자

20 : 송신부25 : 경로 모듈

30 : 시변 정렬 모듈35 : 테이블

40 : 심볼 처리 모듈

도 1에는 시스템(5)의 일부를 형성하는 본 발명에 따른 장치(1)가 도시되어 있다. 이 도면에는 장치(1)가 코드 확산 스펙트럼 링크(a code spread spectrum link)를 따라 통신하는 제 2 장치(10)가 도시되어 있다. 이들 2개의 국간의 링크는 일정한 스트림의 심볼을 전송한다. 각각의 전송된 심볼은 칩 형태의 확산 스펙트럼 코드에 의해서 찹핑된(chopped) 이진 소자에 의해서 형성된다. 예컨대,국(10)의 송신부(12)로부터 국(1)의 수신부(14)로 발생하는 전송은 여러 경로를 가진다. 따라서, 송신부(12)의 액세스 단자(17)에 인가되는 데이터는 수신부(14)의 출력 액세스 단자(19)에서 발견된다. 단지 큰 경로, 즉 경로 T1, T2, T3, ..., TN만이 고려된다. 이들 다양한 경로는 다경로 전파 채널(a multipath propagation channel)(T1, T2, ..., TN)을 형성하며, 여기서 숫자 N과 특성은 시간에 따라 변한다. 결과적으로, 국(1)은 시간에 대해 시프트(shift)된, 전송된 심볼의 스트림의 소정 수의 복제(replica)를 수신한다. 수신부(14)는 이들 N 경로를 처리한다. 반대로, 국(1)은 송신부(20)를 포함하고, 국(10)은 수신부(22)를 포함한다. 아래에서는 국(10)에서 국(1)으로의 전송만이 고려될 것이며, 이는 상기 언급한 다양한 경로 T1 내지 TN을 의미한다. 이러한 목적에서, 수신부(14)는 경로를 검출하여 전파 채널 내에 존재하는 N개의 경로를 독립적으로 처리하도록 이들을 동기화하는 경로 모듈(path module)(25)에 의해서 이전에 동기화된, N개의 라인 L1, L2, ... , LN 또는 지연 회로를 가진다. 기술된 예의 프레임워크(framework) 내에서, 이들 각각의 라인은 이들이 동기화되는 경로의 상관 해제 동작(decorrelation operation)을 수행한다. 이들 N 라인의 출력에서, 시스템의 모든 라인이 상호 동기화되도록 하기 위하여 시변 정렬 모듈(a time-dependent alignment module)(30)은 시간의 함수로서의 라인 L1, L2, ... , LN의 출력 신호를 정렬시킨다.

모듈(25)의 동작은 도 2 및 도 3에 의해서 설명된다. 도 2는 A, B, C, D, ... , F, G, ... 의 순서로 나타나는, 주기 Ts를 가지는 전송된 심볼의 시퀀스를 나타낸다. 코드 확산 스펙트럼(CDMA)이 이용되므로, 이들 데이터에 대해 실시되는이들 심볼의 상관(correlation)은 상관 피크(correlation peak)가 전파 경로에 의존하는 수만큼 발생하도록 한다. 이것이 도 3에 도시되어 있다. 제 1 상관 피크 P1 이후에, 전파 시간 τ1이 지난 후 제 2 피크 P2가 수신되며, 전파 시간 τ2가 지난 후에 피크 P3이 수신되고, 전파 시간 τ3이 지난 후에 피크 P4가 수신된다. 다양한 전파 시간에 의해서, 다양한 지연 라인 L1 내지 LN에 진입하는 심볼들의 테이블(a table of symbols)을 확립하는 것이 가능하다. 예컨대, 도 2에 도시된 시퀀스에서는, 심볼 A가 기준으로 고려된다. 상관 피크 P1을 주는 제 1 신호인 이러한 심볼은 라인 L1에 리턴(return)되며, 심볼은 피크 P1이 나타난 이후의 경과된 시간에 따라 라인 Li에 리턴된다.

Ts < τi < 2Ts이면, 라인에 저장되는 심볼은 B일 것이다.

2Ts < τi < 3Ts이면, 라인에 저장되는 심볼은 C일 것이다.

테이블(35)(도 1)은 라인 L1 내지 LN에 포함된 심볼의 시퀀스를 확립하는 것을 가능하게 한다.

본 발명에 따르면, 이러한 모듈의 제한과 관련된 문제를 해결할 수 있도록 하는 심볼 처리 모듈(40)이 제공된다. 지연 라인 L1 내지 LN에 존재하는 심볼 수의 함수로서 측정될 심볼이 고려될 것이다.

도 4는 I에서 라인 L1 내지 LN의 입력 신호를 나타낸다. 이들 신호는 모듈(30)의 입력에서 나타나는 A, B, C, D, E, F, G, ...순번의 심볼에 의해서 형성된 다양한 데이터를 나타낸다. II는 정렬 모듈(30)의 출력에서의 신호를 나타낸다.

각각의 라인은 수신된 경로를 독립적으로 처리하고, 이러한 동일하지만 시간에 대하여 시프트된 심볼 시퀀스를 찾는다. 실제로, 도 4의 I에서, 라인 LN이 심볼 A를 수신하는 동안에, 라인 L1은 이미 심볼 D를 처리한다. 따라서, 모든 경로(라인)의 최종 정렬 프로세스를 바르게 수행하기 위하여, 각각의 심볼은 가장 지연된 경로가 그 차례에서 처리될 때까지 각각의 라인 상에 저장된다. 일단 소정의 심볼에 대하여 최종 경로가 처리되면, 정렬 모듈의 출력은 이 심볼에 대하여 활성화되고, 동기식 정렬 프로세스가 수행될 수 있다. 도 4의 II는 일단 라인 LN에 의해서 처리되면 정렬 모듈의 출력에서 유효한 심볼 A에 대하여 순간 tA에서의 이러한 원리를 나타낸다.

통신 중에, 만나는 전파 현상을 따라 경로가 랜덤하게 나타나거나 사라질 수 있다. 반면에, 새로운 경로의 출현 또는 오래된 경로의 소멸이 이미 시스템에 의해서 이용된 다른 경로의 전, 또는 그 사이, 또는 그보다 지연되어 발생할 수 있다.

아래에서는 설명의 명료성을 위하여 단지 4개의 지연 라인이 언급될 것이다.

도 5에 나타난 정렬 모듈은 경로의 출현 또는 소멸의 효과를 처리하는 것을 가능하게 한다. 이것은

- 각각의 라인의 출력으로부터 신호를 지연시키는 데에 이용되는 16개의 시프트 레지스터[D11 내지 D44]의 뱅크와,

- 모듈의 출력에서 동일한 심볼에 상응하는 4개의 신호(예를 들면, 4A, 4B, ...)를 유효하게 하는 4개의 버스 멀티플렉서와,

- 멀티플렉서와 시프트 레지스터의 뱅크를 관리하는 1개의 관리 모듈이다.

각 라인에 있어서의 시프트 레지스터 뱅크의 수는 메모리에 저장될 수 있는 심볼의 수를 나타내며, 결과적으로 처리된 제 1 경로와 마지막 경로 사이에 존재할 수도 있는 최대 지연을 나타낸다. 이 수는, 시스템 설계 동안 고정되며, 따라서 채널에 대한 관찰된 전파 조건의 함수로서 설정된다.

각각의 레지스터 뱅크 [D11, ... D44; D21, ..., D24; D31, ..., D34; D41, ..., D04]는 각 라인에 대해 독립적으로 제어되는 반면에, 레지스터 뱅크 [D01, ..., D04]는 모든 라인에 대해 동기적으로 제어됨에 주의하라.

이 모듈의 동작은 예시를 위한 것이다.

도 6 및 도 7에 도시한 예는 정렬 모듈(alignment module)의 동작을 도시한 것으로서, 이 예는 상기 시스템과 관련된 제한에 따른 문제점을 보여주며, 본 발명의 목적을 이루는 원리의 설명을 돕는다.

도면에는 정렬 모듈의 출력에 레지스터 뱅크 [D01, ..., D04]의 출력 및 레지스터 뱅크 [D11, ..., D44]의 출력이 나타나 있다. 이것은 직사각형(ST0)으로 도시되어 있다. 상기 절차의 시변 과정의 여러 단계들이 직사각형(ST1 내지 STn)으로 각각 표시된 1 내지 n 단계로 표현되어 있다.

선택된 구성은 라인당 4 개의 레지스터 뱅크 및 4 개의 독립 라인이다(N=4). 상기 프로세스의 시작시, 전파 채널에는 단지 3 개의 경로만이 존재한다.

단계 1에서, 제 1 심볼 A가 제 1 라인 상에 수신된다. 이것은 단계 3까지 정렬 모듈의 출력에서 확인되지 않는데, 이는 제 3 라인과 최종 라인 상의 동일 심볼 A의 도착에 대응한다. 그 다음에 세 개의 A(3A)가 심볼 처리 모듈(40)로 송신된다.

단계 4에서, 세 개의 B가 모듈의 출력에서 확인되고, 그 다음에 세 개의 C가 단계 5에서 확인된다. 단계 6에서, 3 개가 처리되기 전에 도달하는 네 번째 라인이 새로운 경로 상에서 활성화된다. 이 새로운 경로는 마지막 라인에 심볼 G로 표시되어 있다. 첫번째 라인만이 심볼 F를 처리함에 유의하자. 네 번째 경로는, 네 개의 G가 정렬 모듈의 출력에서 활성화될 때 단계 9에서 고려된다.

단계 10에서, 모듈의 출력에서 네 개의 H가 확인된다.

단계 11에서 세 번째 경로가 사라지며, 이것은 다른 세 개가 처리되기 전에 한번 더 나타나는 새로운 경로로 대체된다. 도 7의 단계 13 내지 17은, 전술한 프로세스가 유지되면 이 경로를 이용하는 것이 가능해지는 때를 나타낸다. 실제로는, 얻어진 심볼들의 시퀀스는 항상 3K, 3L, 3M, 4N, 4O 대신에 3K, 3L, 3M, 3N, 3O ...로 유지된다.

문제점의 설명 및 채용된 해법의 제시 - 이중 결정(double decision)

여기에 개시된 문제점은 이러한 레지스터 뱅크의 구조를 갖는 임의의 시스템과 관련한 제한에 따른 문제점이다. 본 예에서는, 제 4 라인이 이미 최종 레지스터 뱅크와 정렬되어 다른 경로 전에 도달하는 새로운 경로를 고려하는 것을 어렵게 한다는 사실로부터 문제가 발생한다. 따라서, 레지스터 뱅크 [Di5, ..., D45]가 필요한 경우, 시스템의 유연하지 않은 성질 때문에 이 부가적인 레지스터 뱅크를부분적으로 삽입하는 것이 불가능하다.

전술한 본 발명의 목적을 형성하는 방법은 시스템의 구조 및 전송된 심볼의 시퀀스를 변형하지 않고, 또한 링크의 품질을 변화시키지 않고 상기 문제를 해결할 수 있도록 한다.

상기 방법은 도 7의 레지스터의 구성의 관측에 기인한다. 실제로는, 단계 15에서, 레지스터 뱅크 내에 3M 및 4N이 모두 배치되어 있음을 감지할 수 있다. 이 예에서는, 올바른 데이터의 스트림을 위해, 4N이 아니라 3M에 대한 판정이 이루어져야 한다. 본 발명의 사상은 3M 및 4N 모두에 대하여 이중 결정을 하는 것이다. 그 다음, 단계 16에서, 4O에 대해 계속 진행되고, 그 다음에 단계 17에서 4P에 대해 진행되는 등 보통의 타이밍으로 계속 진행될 수 있게 된다. 이 방법은 원래의 데이터의 사용에 전적으로 기초하며 링크의 품질을 전혀 변경하지 않는다는 것이 다시 한번 관측된다.

도 8은 타이밍의 분해(breakdown)를 나타낸다. 심볼 M 및 N은 모두 한 주기(TS) 내에 처리된다.

에지 효과(edge effect)의 다른 케이스 - 결정이 없는 경우

도 9는 경로가 이미 처리된 후에 항상 나타나는 경우에 적용된 동일한 에지 효과를 나타낸다. 1 내지 5의 제 1 단계는 도 6의 선행 단계들과 동일하다. 단계 6에서 이미 처리된 경로들에 대해 지연된 새로운 경로가 고려된다. 만약 어떠한 특정 프로세스도 적용되지 않으면, 이 새로운 경로는 그 출력에서 확인될 수 없을것이다. 단계 6에서 D 상에서 결정이 이루어지는 4C 및 3D 모두를 얻는 것을 보여주는 레지스터 뱅크의 구성의 관측도 있다. 단계 7에서, E 상의 결정을 갖는 4D 및 3E를 갖는다. 단계 6에서 아무런 결정도 이루어지지 않으면, 단계 7에서 4D를 복원하고 그 다음 단계 8에서 4E를 복원할 수 있게 되는 등으로 된다. 또한 이제 도 10에 표시될 수 있는 데이터 스트림 내에 어떠한 변경도 이루어지지 않는다.

이들 명백한 타이밍 분해는 흔히 사용되는 회로를 불편하게 하지 않는다. 실제로, 이들 심볼은 심볼 처리 회로(40)에서 평가된다.

본 발명에서 수행되는 방법은 다음의 단계들을 통해 다음과 같은 방식으로 요약될 수도 있다.

- 제 1 심볼의 수신 결정,

- 제 1 지연 회로 내에 상기 제 1 심볼 기록,

- 각각의 지연 회로 내에 상기 제 1 심볼 다음에 수신된 N 개의 심볼을 기록,

- 경로의 출현 및/또는 소멸시 시퀀스의 심볼 중 과반수(majority)를 검사,

- 심볼을 사용하는 때 상기 출현/소멸의 함수로서 보다 빠르거나 느린 타이밍으로 공급.

본 장치는 다수의 경로를 따라 심볼로 송신된 데이터를 처리하기 위한 지연 라인과, 정렬 모듈에 선행하는 상기 지연 회로로부터 정보를 발생시키는 심볼 처리회로를 포함하는 수신기를 포함한다. 본 발명의 처리 회로는 지연 회로에서 주로 발견되는 심볼을 처리하고, 이러한 방식으로 그 값이 보다 정확하게 추정된다.

Claims (5)

1. 다수의 경로를 통해 심볼로 송신된 데이터를 수신하기 위한 수신기를 포함하는 무선국에 있어서,

   상기 수신기는 각각의 경로로부터 나오는 데이터를 수신하기 위한 다수의 지연 회로와, 상기 지연 회로로부터 정보를 발생시키는 처리 회로를 포함하며,

   상기 처리 회로는 상기 지연 회로에서 주로 발견되는 심볼을 처리하는

   무선국.
2. 제 1 항에 있어서,

   시퀀스의 심볼 랭크(rank of a symbol of a sequence)는 첫번쩨로 수신된 심볼로부터 앞으로(onwards) 계수되는 시간에 의해 규정되는 무선국.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   과반수 결정(majority decision)이 새로운 경로로 인한 심볼의 출현 동안에 행해지는 무선국.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   과반수 결정이 새로운 경로로 인한 심볼의 소멸 동안 행해지는 무선국.
5. 청구항 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항의 무선국에서 실행되는 수신 방법에 있어서,

   제 1 심볼의 수신을 결정하는 단계와,

   제 1 지연 회로 내에 상기 제 1 심볼을 기록하는 단계와,

   각각의 지연 회로에서 상기 제 1 심볼 다음에 수신된 N개 심볼을 기록하는 단계와,

   경로의 출현 및 소멸시에 시퀀스의 심볼 중 과반수를 조사하는 단계와,

   심볼을 사용하는 때 상기 출현 및 소멸의 함수로서 고속 혹은 저속 타이밍으로 공급하는 단계를 포함하는

   수신 방법.