KR20030055652A - Rake receiver capable of compensating channel estimating delay - Google Patents

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KR20030055652A
KR20030055652A KR1020010085694A KR20010085694A KR20030055652A KR 20030055652 A KR20030055652 A KR 20030055652A KR 1020010085694 A KR1020010085694 A KR 1020010085694A KR 20010085694 A KR20010085694 A KR 20010085694A KR 20030055652 A KR20030055652 A KR 20030055652A
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장경희
유창완
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한국전자통신연구원
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Abstract

PURPOSE: A rake receiver capable of compensating channel estimation delay is provided to use a finite impulse response filter, and to install a data buffer for buffering data during channel estimation and compensation periods, thereby according a channel value by a pilot signal from a shared pilot channel or a dedicated physical control channel with demodulated data. CONSTITUTION: Many fingers(100) estimate and compensate channels by spreading receiving signals, and output symbols. A combiner(200) combines the outputted symbols. A decoder(300) decodes output data of the combiner(200). Each of the fingers(100) comprises as follows. A despreader(110) receives wireless signals including a shared pilot signal and a traffic signal, and despreads the wireless signals. A channel estimating device(A) selectively outputs a channel estimation value estimated by the shared pilot signal and a dedicated physical control pilot signal, and buffers a traffic signal of the despread signals to output the buffered signal. An multiplier(160) multiplies the channel estimation value by the buffered value, and outputs a data value whose channel influence is compensated.

Description

채널 추정 지연 보상이 가능한 레이크 수신기{RAKE RECEIVER CAPABLE OF COMPENSATING CHANNEL ESTIMATING DELAY}RAKE RECEIVER CAPABLE OF COMPENSATING CHANNEL ESTIMATING DELAY}

본 발명은 레이크 수신기(rake receiver)에 관한 것으로, 특히 채널 추정 지연 보상이 가능한 레이크 수신기에 관한 것이다.The present invention relates to a rake receiver, and more particularly to a rake receiver capable of channel estimation delay compensation.

무선 이동 통신 시스템을 통하여 데이터를 송신 할 때에 전송 채널의 여러 인자에 의하여 다중 경로, 페이딩(fading) 등에 의하여 수신 신호가 왜곡되게 된다.When transmitting data through the wireless mobile communication system, the received signal is distorted due to multipath, fading, etc. due to various factors of the transmission channel.

비동기 IMT-2000 시스템에서는 공통 파일럿 채널이나 파일럿 신호라는 이미 알고 있는 신호를 데이터에 삽입(전용 물리 제어 채널 내의 파일럿)하여 신호를 송신하고, 그 신호를 코히런트(coherent) 검출하여 신호의 왜곡을 보상한다.In the asynchronous IMT-2000 system, a signal known as a common pilot channel or a pilot signal is inserted into data (pilot in a dedicated physical control channel) to transmit a signal, and the signal is coherently detected to compensate for signal distortion. do.

공통 파일럿 채널은 각 기지국마다 하나씩 할당되어 단말기에 위상 기준을 제공하고, 주변 기지국의 신호를 비교하는 수단을 제공하여 핸드오프(handoff)를 결정하도록 한다. 이와 같이 채널 추정 및 보상 장치는 전송된 데이터의 복조와 수신기 성능 향상을 위하여 반드시 필요한 것이다.One common pilot channel is assigned to each base station to provide a phase reference to the terminal and to provide a means for comparing the signals of neighboring base stations to determine handoff. As such, the channel estimation and compensation device is necessary for demodulation of the transmitted data and for improving receiver performance.

도 1은 종래의 채널 추정기의 일례를 나타낸 블록 구성도이다.1 is a block diagram illustrating an example of a conventional channel estimator.

도 1에 도시한 바와 같이 종래 채널 추정기는 파일럿 채널 추정부(100), 트래픽 채널 추정부(110), 제1곱셈기(120), 제2곱셈기(130) 및 가산기(140)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the conventional channel estimator includes a pilot channel estimator 100, a traffic channel estimator 110, a first multiplier 120, a second multiplier 130, and an adder 140.

상기한 구성에서, 파일럿 채널 추정부(100)는 파일럿 채널을 이용하여 채널을 추정하고, 트래픽 채널 추정부(110)는 트래픽 채널을 이용하여 채널을 추정한다. 그리고 제1 및 제2곱셈기(120, 130)는 각각 파일럿 채널 추정부(100) 및 트래픽 채널 추정부(110)에서 출력되는 추정값들에 소정 값들을 곱하고, 가산기(140)는 곱한 결과를 가산한다.In the above configuration, the pilot channel estimator 100 estimates the channel using the pilot channel, and the traffic channel estimator 110 estimates the channel using the traffic channel. The first and second multipliers 120 and 130 multiply predetermined values by the estimated values output from the pilot channel estimator 100 and the traffic channel estimator 110, respectively, and the adder 140 adds the multiplied result. .

이와 같이 종래 기술은 파일럿 채널과 트래픽 채널을 함께 사용하여 시간 지연이 없는 채널 추정을 수행함으로써 파일럿 채널만을 이용한 채널 추정보다 성능을 향상시킨다.As described above, the conventional technology improves performance over channel estimation using only the pilot channel by performing channel estimation using a pilot channel and a traffic channel together without time delay.

그러나, 이 채널 추정기는 파일럿 채널 추정부 및 트래픽 채널 추정부가 무한 임펄스 응답 필터를 사용하므로, 무한 임펄스 응답 필터의 특성상 선형 위상 응답 특성을 가지지 못한다는 단점이 있다. 즉, 무한 임펄스 응답 필터에 의한 채널 추정과 보상 방법은 필터링 후의 추정치에서 위상 오류가 발생하게 된다.However, this channel estimator has a disadvantage in that since the pilot channel estimator and the traffic channel estimator use an infinite impulse response filter, they do not have a linear phase response characteristic due to the characteristics of the infinite impulse response filter. That is, in the channel estimation and compensation method using the infinite impulse response filter, a phase error occurs in the estimated value after the filtering.

또한 이 방법은 망각 인자(forgetting factor)를 사용하여 평균화의 양을 결정하므로, 정확한 개수의 평균화를 할 수가 없다. 또한 필터 지연에 있어서도 자유롭지 못하다는 문제점이 있다.In addition, this method uses forgetting factors to determine the amount of averaging, so that the exact number cannot be averaged. In addition, there is a problem that the filter delay is not free.

종래의 채널 추정과 보상 방법에 대한 다른 예로는 대한민국 특허 제2001-0077512호(명칭: "코드분할 다중 접속 시스템의 채널 추정 장치 및 방법", 2000. 2.3)가 있다. 이 특허에 기술된 채널 추정 장치는, 수신 신호를 채널 직교코드 주기의 정수배 주기만큼 적분하는 채널적분기, 상기 채널적분된 수신신호의 시간당 채널변화율을 계산하여 복조주기 지연된 총채널 변화량을 보상하는 복조주기 지연 보상부, 및 상기 복조주기 지연 보상된 채널과 상기 수신신호를 복소 곱셈하여 채널 보상하는 복소 곱셈기로 구성되어, 코드분할 다중접속 시스템의 채널 추정시에 수신 채널의 적분주기 동안 발생하는 복조주기 지연에 따른 채널오차를 보상하여 줌으로써 임의의 시점에서 정확한 채널 적분값을 획득할 수 있도록 하여 채널 추정의 오차를 개선한다.Another example of a conventional channel estimation and compensation method is Korean Patent No. 2001-0077512 (name: "Channel Estimation Apparatus and Method of Code Division Multiple Access System", 2000. 2.3). The channel estimating apparatus described in this patent includes a channel integrator that integrates a received signal by an integer multiple of a channel orthogonal code period, and a demodulation period that compensates the total amount of channel change delayed by demodulating a period by calculating a channel change rate per hour of the channel-integrated received signal. A delay compensator and a complex multiplier configured to complex-compensate the demodulated-period delay-compensated channel and the received signal by performing a channel compensation, wherein a demodulation cycle delay occurs during an integration period of a receive channel during channel estimation of a code division multiple access system. By compensating for the channel error according to the present invention, an accurate channel integration value can be obtained at an arbitrary time point, thereby improving the error of channel estimation.

하지만, 이 채널 추정 장치는 공통 트래픽 채널에 의한 채널 추정이 고려되지 않고, 채널 추정 기간 동안의 지연을 고려하지 않으므로 수신기의 성능 향상을 기대할 수 없는 문제점이 있다.However, this channel estimating apparatus does not consider channel estimation by a common traffic channel and does not consider the delay during the channel estimation period, so there is a problem in that the performance improvement of the receiver cannot be expected.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 선형 위상 응답 특성을 가지는 유한 임펄스 응답 필터를 사용하고, 역확산된 데이터의 왜곡을 제거하기 위하여 채널 추정 및 보상 기간 동안에 데이터를 버퍼링(buffering)하는 데이터 버퍼를 두어 공통 파일럿 채널 또는 전용 물리 제어 채널의 파이럿 신호에 의한 채널값과 복조된 데이터를 일치시킴으로써 전체 오류 확률을 감소시키는 채널 추정 지연 보상이 가능한 레이크 수신기를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and uses a finite impulse response filter having a linear phase response characteristic, and uses data during channel estimation and compensation periods to remove distortion of despread data. A rake receiver capable of channel estimation delay compensation that reduces the overall error probability by matching a demodulated data with a channel value of a pilot signal of a common pilot channel or a dedicated physical control channel by having a buffering data buffer. .

도 1은 종래의 채널 추정기의 일례를 나타낸 블록 구성도이다.1 is a block diagram illustrating an example of a conventional channel estimator.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 추정 장치를 구비한 레이크 수신기의 전체 블록 구성도이다.2 is a block diagram illustrating an entire rake receiver having a data estimating apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 데이터를 복원하기 위한 채널 추정 장치를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a channel estimating apparatus for restoring data according to an embodiment of the present invention.

도 4a 및 도 4b는 4개의 심볼을 평균화하는 채널 추정기와 8개의 심볼을 평균화하는 채널 추정기의 성능을 비교한 도면이다.4A and 4B are diagrams comparing the performance of the channel estimator averaging four symbols and the channel estimator averaging eight symbols.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비트 오류 확률 특성을 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a bit error probability characteristic according to an embodiment of the present invention.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 레이크 수신기는,Rake receiver of the present invention for achieving the above object,

수신 신호를 확산시켜 채널을 추정하고 보상하여 심볼을 출력하는 복수의 핑거; 상기 복수의 핑거에서 출력되는 심볼을 결합하는 결합기; 및 상기 결합기의 출력 데이터를 복호화하는 복호기를 포함하며, 상기 복수의 핑거는 공통 파일럿 신호와 트래픽 신호가 포함된 무선 신호를 수신하여 역확산시키는 역확산부; 상기 역확산된 신호 중 공통 파일럿 신호와 전용 물리 제어 파일럿 신호에 의해 각각 추정된 채널 추정값을 선택적으로 출력하는 동시에, 상기 역확산된 신호 중 트래픽 신호를 버퍼링하여 출력하는 채널 추정 장치; 및 상기 채널 추정 장치에서 선택적으로 출력되는 채널 추정값과 상기 버퍼링된 출력값을 승산하여 채널에 의한 영향력이 보상된 데이터 값을 출력하는 승산부를 각각 포함한다.A plurality of fingers for spreading a received signal to estimate and compensate a channel to output a symbol; A combiner for combining the symbols output from the plurality of fingers; And a decoder for decoding the output data of the combiner, wherein the plurality of fingers include a despreader for receiving and despreading a radio signal including a common pilot signal and a traffic signal; A channel estimating apparatus for selectively outputting channel estimates respectively estimated by a common pilot signal and a dedicated physical control pilot signal among the despread signals, and buffering and outputting a traffic signal among the despread signals; And a multiplier for multiplying the channel estimation value selectively output from the channel estimating apparatus and the buffered output value to output a data value compensated for by the channel.

상기 채널 추정 장치는 상기 역확산된 신호 중 공통 파일럿 신호에 의해서심볼 단위로 채널을 추정하고 보상하는 공통 파일럿 채널 추정부; 상기 역확산된 신호 중 전용 물리 제어 파일럿 신호를 트래픽 신호와 분리하여 채널을 슬롯 단위로 추정하고 보상하는 전용 물리 제어 신호 채널 추정부; 상기 공통 파일럿 채널 추정부에 의해 보상된 신호와 상기 전용 물리 제어 신호 채널 추정부에 의해 보상된 신호 중 하나의 신호를 선택하는 선택부; 및 상기 역확산된 신호 중 트래픽 채널을 버퍼링하는 데이터 버퍼를 포함한다.The channel estimating apparatus includes: a common pilot channel estimator for estimating and compensating a channel in symbol units based on a common pilot signal among the despread signals; A dedicated physical control signal channel estimator for estimating and compensating a channel in slot units by separating a dedicated physical control pilot signal from the despread signal with a traffic signal; A selector for selecting one of the signal compensated by the common pilot channel estimator and the signal compensated by the dedicated physical control signal channel estimator; And a data buffer for buffering a traffic channel among the despread signals.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 데이터를 복원하기 위한 채널 추정 장치를 구비한 레이크 수신기의 전체 블록 구성도이다.2 is a block diagram illustrating an entire rake receiver having a channel estimating apparatus for recovering data according to an embodiment of the present invention.

도 2에서, 레이크 수신기는 핑거(finger)(100), 컴바이너(combiner)(200) 및 복호기(300)를 포함한다. 상기 핑거(100)는 수신기 내부에 여러 개가 존재하며, 본 실시예에서는 4개로 설정한다.In FIG. 2, the rake receiver includes a finger 100, a combiner 200, and a decoder 300. There are several fingers 100 inside the receiver, and in this embodiment, four are set.

각각의 핑거(100)는 역확산기(110), 채널 추정 장치(A) 및 승산기(160)를 구비하며, 채널 추정 장치(A)는 역확산된 파일럿 신호에 의해서 심볼 단위로 채널을 추정하고 보상하는 공통 파일럿 채널 추정부(120), 전용 물리 제어 신호를 트래픽 신호와 분리하여 채널을 슬롯 단위로 추정하고 보상하는 전용 물리 제어 신호 채널추정부(130), 수신된 트래픽 신호를 채널 추정 기간동안 버퍼링하는 데이터 버퍼(140) 및 상기 채널 추정부(120, 130)의 출력을 선택 출력하는 선택기(150)를 포함한다.Each finger 100 includes a despreader 110, a channel estimator A and a multiplier 160, and the channel estimator A estimates and compensates the channel in symbols by the despread pilot signal. The common pilot channel estimator 120 separates the dedicated physical control signal from the traffic signal and estimates and compensates the channel in slot units, and then buffers the received traffic signal during the channel estimation period. A data buffer 140 and a selector 150 for selectively outputting the outputs of the channel estimators 120 and 130.

각각의 핑거(100)에는 각기 다른 채널을 통과한 경로 신호가 할당이 된다. 비동기 IMT-2000 시스템에서는 위상 기준을 위하여 공통 파일럿 신호가 트래픽 신호와 동시에 전송이 된다. 이렇게 전송이 된 여러 코드분할 다중접속 신호는 역확산기(110)를 거치면서 역확산 된다.Each finger 100 is assigned a path signal through different channels. In the asynchronous IMT-2000 system, a common pilot signal is transmitted simultaneously with a traffic signal for phase reference. The multiple code division multiple access signals thus transmitted are despread while passing through the despreader 110.

역확산된 신호는 채널 추정 장치를 거치면서 전송 채널의 추정과 추정치의 편차 보상이 이루어지는 한편 채널 추정 및 보상 기간 동안에 트래픽 채널의 데이터는 버퍼링(buffering)되어 공통 파일럿 채널 또는 전용 물리 제어 채널의 파이럿 신호에 의한 채널값과 트래픽 채널의 데이터가 일치된다.The despread signal passes through the channel estimator to compensate for the estimation of the transmission channel and the deviation of the estimate, while the data of the traffic channel is buffered during the channel estimation and compensation periods so that the pilot signal of the common pilot channel or the dedicated physical control channel The channel value by and the data of the traffic channel match.

상세하게는, 역확산된 신호 중 공통 파일럿 신호는 공통 파일럿 채널 추정부(120)의 심볼 단위의 공통 파일럿 채널 추정기(121)를 통하여 전송 채널을 추정하고, 채널 보상 필터(WMA 필터)(123)를 거쳐서 여러 심볼을 평균화하여 추정치의 편차를 줄인다. 한편, 역확산된 신호 중 폐쇄 루프 전송 다이버시티를 위한 전용 물리 제어 신호의 파일럿은 전용 물리 제어 신호 채널 추정부(130)의 슬롯 단위의 전용 물리 제어 채널 추정기(131)와 채널 보상 필터(WMA 필터)(133)를 통과한다. 각각 채널 보상 필터(123, 133)를 거친 두 채널 추정기(121, 131)의 출력은 선택기(160)에 의해서 선택되어 출력된다.In detail, the common pilot signal among the despread signals is estimated by the common pilot channel estimator 121 in the symbol unit of the common pilot channel estimator 120, and the channel compensation filter (WMA filter) 123 is used. By averaging several symbols, we reduce the deviation of the estimate. Meanwhile, the pilot of the dedicated physical control signal for the closed loop transmission diversity among the despread signals includes the dedicated physical control channel estimator 131 and the channel compensation filter (WMA filter) in units of slots of the dedicated physical control signal channel estimator 130. Through 133). The outputs of the two channel estimators 121 and 131 which have passed through the channel compensation filters 123 and 133 respectively are selected and output by the selector 160.

상기한 채널 추정 장치의 구성 요소 중 두 채널 추정부(120, 130)에 대하여는 도 3과 관련하여 후술하기로 한다.The two channel estimators 120 and 130 among the components of the channel estimating apparatus will be described later with reference to FIG. 3.

이와 같이 공통 파일럿 신호와 전용 물리 제어 신호의 파일럿을 이용하여 채널을 추정하는 동안 트래픽 채널은 데이터 버퍼(140)에 버퍼링되고, 선택기(150)에서 출력되는 채널 추정값과 승산기(160)에서 승산되어 채널에 의한 영향력이 보상된 데이터 값이 출력된다. 이 데이터 값은 첫 번째 핑거의 값으로 나머지 핑거(도시하지 않음)도 상기와 동일한 과정을 거쳐서 데이터 값을 출력하고, 출력된 데이터 값들은 컴바이너(200)에서 결합되고, 복호기(300)에서 복호화 된다.As such, while estimating a channel using a pilot of a common pilot signal and a dedicated physical control signal, the traffic channel is buffered in the data buffer 140 and multiplied by the multiplier 160 by a channel estimate value output from the selector 150. The data value whose influence is compensated for is output. This data value is the value of the first finger, and the remaining fingers (not shown) also output data values through the same process as above, and the output data values are combined in the combiner 200 and in the decoder 300. Decoded.

이하, 채널 추정 장치의 두 채널 추정부(120, 130)에 대하여 설명한다.Hereinafter, two channel estimators 120 and 130 of the channel estimating apparatus will be described.

도 2에 도시한 바와 같이, 공통 파일럿 채널 추정부(120)는 공통 파일럿 채널 추정기(121)와 채널 보상 필터(123)로 이루어지고, 전용 물리 제어 신호 채널 추정부(130)는 전용 물리 제어 채널 추정기(131)와 채널 보상 필터(133)로 이루어진다. 두 채널 추정부(120, 130)은 각각 심볼 단위와 슬롯 단위로 처리되는 것을 제외하면 그 구성은 동일하므로, 도 3에는 공통 파일럿 채널 추정부(120)에 대한 통 파일럿 채널 추정기(121)와 채널 보상 필터(123)의 구체적 구성을 도시하였다.As shown in FIG. 2, the common pilot channel estimator 120 includes a common pilot channel estimator 121 and a channel compensation filter 123, and the dedicated physical control signal channel estimator 130 includes a dedicated physical control channel. An estimator 131 and a channel compensation filter 133. Since the two channel estimators 120 and 130 have the same configuration except that they are processed in symbol units and slot units, respectively, in FIG. 3, the full pilot channel estimator 121 and the channel for the common pilot channel estimator 120 are shown. The specific configuration of the compensation filter 123 is shown.

공용 파일럿 채널 추정부의 경우, 역확산기(110)가 알고 있는 파일럿에 의해서 수신신호 r(t)를 역확산하여 공통 파일럿 채널 추정기(121)로 출력하면, 적분기(121a)에서 심볼 주기로 적분을 하며, 샘플러(121b)에서 심볼 단위로 샘플링하여 결합기(121c)에서 축척한 채널 추정치Chest_Out를 출력한다.In the case of the common pilot channel estimator, when the despreader 110 despreads the received signal r (t) by the pilot known and outputs it to the common pilot channel estimator 121, the integrator 121a integrates the symbols at a symbol period. The sampler 121b samples the symbol unit and outputs the channel estimate Chest_Out scaled by the combiner 121c.

공통 파일럿 채널 추정기(121)의 출력Chest_Out은 심볼 단위(256칩)로 수신된 신호를 직교 확산 코드를 곱하여 역확산한 후에 공통 파일럿 패턴의 공액 복소를 곱한 것으로 수학식 1과 같이 나타낼 수가 있다.The output Chest_Out of the common pilot channel estimator 121 is multiplied by the orthogonal spreading code and despread the signal received in symbol units (256 chips), and then multiplied by the conjugate complex of the common pilot pattern.

여기서,Scr_OVSF는 비동기 IMT-2000 시스템에서의 직교 확산 코드이며,r_chip은 DFE(digital front end)를 통과한 수신 신호를 나타내고,CPICH_pilot은 수신기에서 알고 있는 공통 파일럿 패턴이다.Here, Scr_OVSF is an orthogonal spreading code in an asynchronous IMT-2000 system, r_chip represents a received signal passing through a digital front end (DFE), and CPICH_pilot is a common pilot pattern known to the receiver.

한편, 도시하지는 않았지만 전용 물리 제어 채널 추정부(130)의 경우도 상기한 공용 파일럿 채널 추정부(120)와 동일한 과정을 거쳐, 전용 물리 제어 채널 추정기(131)에서 채널 추정치Chest_Dpch를 출력한다.Although not illustrated, the dedicated physical control channel estimator 130 also outputs the channel estimate Chest_Dpch through the same process as the common pilot channel estimator 120 and the dedicated physical control channel estimator 131.

이 때, 채널 추정기(130)의 출력Chest_Dpch는 전용 채널에서 파일럿 신호(r_pilot)를 추출한 후에 수신기에서 알고 있는 파일럿(pilot)을 복소 곱한 후에 슬롯 단위의 결합기를 통과하여 얻을 수 있으며, 수학식 2는 이 과정을 나타낸 것이다.At this time, the channel estimator 130 output Chest_Dpch may be obtained through a bonding group of slots after the pilot signal (r_pilot) Pilot (pilot) known by the receiver, after extracting from the dedicated channel complex multiplied, Equation (2) This is illustrated.

이와 같이 채널 추정에서 얻어진 추정치Chest_Out는 편차를 줄여서 변조기의 성능을 향상시키기 위하여 채널 보상 필터(123)를 통과하게 된다. 마찬가지로 채널 추정기(130)의 출력Chest_Dpch는 역시 그 세부 구성은 도시하지는 않았지만 채널 보상 필터(133)를 통과함으로써 편차가 줄어든다.As such, the estimated Chest_Out obtained from the channel estimation is passed through the channel compensation filter 123 to reduce the deviation and improve the performance of the modulator. Likewise, the output Chest_Dpch of the channel estimator 130 also reduces its deviation by passing through the channel compensation filter 133 although its detailed configuration is not shown.

본 발명에서는 종래의 무한 임펄스 응답 필터의 비선형 특성의 문제점을 보완하고, 정확한 개수의 심벌을 평균화하기 위하여 채널 보상 필터(123)로서 유한 임펄스 응답 필터를 사용하였다. 특히, 본 실시예에서는 필터의 길이를 8로 하여 8개의 심벌을 평균화함으로써 복잡도-성능면에서 최적의 필터를 설계하였다.In the present invention, a finite impulse response filter is used as the channel compensation filter 123 to compensate for the problem of nonlinearity of the conventional infinite impulse response filter and to average the correct number of symbols. In particular, in the present embodiment, an optimal filter was designed in terms of complexity-performance by averaging eight symbols with a length of eight.

도 4a 및 도 4b는 4 개의 심볼을 평균화(K=4)하는 채널 보상 필터와 8개의 심볼을 평균화(K=8)하는 채널 보상 필터의 성능을 비교한 도면으로써, 다른 셀의 파워에 대한 전체 수신 파워비(Ior/Ioc)가 9 dB일 때, 이동국의 속도가 120km/h인 경우(도 2a)와 300km/h인 경우(도 2b)에 대하여 모두 8개의 심볼을 평균화하는 채널 보상 필터가 0.5 ~ 0.6 dB 더 우수한 성능을 보이는 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명에서는 8개의 심볼을 평균화하는 채널 보상 필터를 사용하였다.4A and 4B compare the performance of a channel compensation filter that averages four symbols (K = 4) and a channel compensation filter that averages eight symbols (K = 8), and compares the overall power to the power of other cells. When the received power ratio (Ior / Ioc) is 9 dB, a channel compensation filter that averages eight symbols for the case where the speed of the mobile station is 120 km / h (Fig. 2a) and 300 km / h (Fig. 2b) 0.5 to 0.6 dB shows better performance. Therefore, in the present invention, a channel compensation filter that averages eight symbols is used.

다시 말해, 채널 보상 필터(123))는 7개의 지연기(123a), 8개의 가중치 승산기(123b) 및 축적기(123c)로 이루어지는 길이가 8개의 탭인 유한 임펄스 응답 필터로 구성된다.In other words, the channel compensation filter 123 is composed of a finite impulse response filter having eight taps of length consisting of seven delayers 123a, eight weight multipliers 123b, and an accumulator 123c.

채널 보상 필터 입력은 지연 없는 입력과, 직렬로 연결된 7개의 지연기(123a)를 거치면서 8개의 심볼이 입력되고, 각각이 가중치 승산기(123b)에 의해 가중치가 곱해지고, 축적기(123c)를 거쳐서 채널 추정 보상값을 출력한다. 수학식 3은 채널 추정 보상값을 나타내는 수학식이다.In the channel compensation filter input, eight symbols are inputted through a delay-free input and seven delayers 123a connected in series, each of which is multiplied by a weight multiplier 123b, and accumulates the accumulator 123c. Channel estimation compensation value Outputs Equation 3 is an equation representing the channel estimation compensation value.

여기서,Chest_Out(x)는 채널 추정치로 심볼 단위로 지연된 필터의 상태를 나타내며,Wx는 필터의 가중치를 나타낸다. 본 발명에서는 사용한 필터의 가중치는 표 1과 같다.Here, Chest_Out (x) represents a state of the filter delayed in symbol units as a channel estimate, and Wx represents a weight of the filter. In the present invention, the weights of the filters used are shown in Table 1.

WW 00 WW 1One WW 22 WW 33 WW 44 WW 55 WW 66 WW 77 가중치weight 1One 44 1212 1515 1515 1212 44 1One

즉, 본 발명에서는 표 1에서와 같은 필터 가중치를 사용한 대칭형 유한 임펄스 응답 필터를 사용하였다.That is, in the present invention, a symmetric finite impulse response filter using filter weights as shown in Table 1 is used.

이와 같은 채널 추정과 채널 추정 보상 필터링을 거치는 동안 트래픽 신호는 도 1에서 언급한 데이터 버퍼(140)에 저장되었다가 채널 추정 보상 필터 출력시간과 일치하여 이 값과 승산하게 된다. 데이터 버퍼는 확산 인자와 채널을 추정하는 신호 종류(채널 추정 모드)의 함수가 되며, 표 2는 최적의 복잡도-성능에 따른 가장 알맞은 데이터 버퍼량을 나타내고 있다.During such channel estimation and channel estimation compensation filtering, the traffic signal is stored in the data buffer 140 mentioned in FIG. 1 and multiplied by this value in accordance with the channel estimation compensation filter output time. The data buffer becomes a function of the spreading factor and the signal type (channel estimation mode) for estimating the channel, and Table 2 shows the most suitable data buffer amount according to the optimum complexity-performance.

채널추정모드Channel Estimation Mode 확산인자Diffusion factor 데이터 버퍼량(심볼 단위)Data buffer amount (symbol unit) 공통 파일럿 신호Common pilot signal 512512 2.52.5 공통 파일럿 신호Common pilot signal 256256 55 공통 파일럿 신호Common pilot signal 128128 1010 공통 파일럿 신호Common pilot signal 6464 2020 공통 파일럿 신호Common pilot signal 3232 4040 공통 파일럿 신호Common pilot signal 1616 4040 공통 파일럿 신호Common pilot signal 88 4040 공통 파일럿 신호Common pilot signal 44 4040 전용물리제어신호Dedicated physical control signal 512512 55 전용물리제어신호Dedicated physical control signal 256256 1010 전용물리제어신호Dedicated physical control signal 128128 2020 전용물리제어신호Dedicated physical control signal 6464 4040 전용물리제어신호Dedicated physical control signal 3232 4040 전용물리제어신호Dedicated physical control signal 1616 4040 전용물리제어신호Dedicated physical control signal 88 4040 전용물리제어신호Dedicated physical control signal 44 4040

표 2에서 보는 바와 같이 공통 파일럿 신호에 의한 채널 추정에서 확산인자가 16, 8, 4 등의 고속 전송율에서는 성능과 복잡도를 고려하여 데이터 버퍼량을 40 심볼로 하였을 때 복잡도-성능면에서 최적의 결과를 보인다.As shown in Table 2, the optimum results in terms of complexity and performance when the spreading factor is 40 symbols in consideration of performance and complexity at spread rates of 16, 8, 4, etc. Seems.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비트 오류 확률 특성을 나타낸 도면으로, 확산 인자 16인 경우에 데이터 버퍼량(K)이 32인 경우와 64인 경우의 차이가 거의 없다는 것을 보임으로써, 데이터 버퍼량은 40으로 결정한 도면이다.5 is a diagram illustrating bit error probability characteristics according to an exemplary embodiment of the present invention. In the case of the spreading factor 16, the data buffer amount K is almost the same as that of the 32 and 64 data buffers. The amount is 40 determined.

비록, 본 발명이 가장 실제적이며 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 상기 개시된 실시예에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위 내에 속하는 다양한 변형 및 등가물들도 포함한다.Although the present invention has been described with reference to the most practical and preferred embodiments, the present invention is not limited to the above disclosed embodiments, but also includes various modifications and equivalents within the scope of the following claims.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 채널 추정 장치는 채널 추정을 보상하기 위한 필터로서 8개 심볼의 가중치 평균화 필터(유한 임펄스 응답 필터)를 사용하고, 이를 위한 필터의 가중치를 제시함으로써 최적의 채널 추정이 가능하다.As described above, the channel estimating apparatus of the present invention uses a weighted averaging filter (finite impulse response filter) of eight symbols as a filter for compensating for channel estimation, and provides an optimal channel estimation by presenting a weight of the filter therefor. This is possible.

또한, 데이터 버퍼를 두고, 공통 파일럿 신호와 전용 물리 제어 신호에 대한 확산 인자에 따른 데이터 버퍼의 사이즈를 적절히 설정함으로써 전체 오류 확률을 낮출 수 있다.In addition, the overall error probability can be lowered by appropriately setting the size of the data buffer according to the spreading factor for the common pilot signal and the dedicated physical control signal with the data buffer.

아울러, 상기한 채널 추정 장치를 레이크 수신기에 채용하면 페이딩 환경에서 수신 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, when the channel estimation apparatus is employed in the rake receiver, the reception performance may be improved in a fading environment.

Claims (10)

수신 신호를 확산시켜 채널을 추정하고 보상하여 심볼을 출력하는 복수의 핑거;A plurality of fingers for spreading a received signal to estimate and compensate a channel to output a symbol; 상기 복수의 핑거에서 출력되는 심볼을 결합하는 결합기; 및A combiner for combining the symbols output from the plurality of fingers; And 상기 결합기의 출력 데이터를 복호화하는 복호기A decoder for decoding the output data of the combiner 를 포함하며,Including; 상기 복수의 핑거가,The plurality of fingers, 공통 파일럿 신호와 트래픽 신호가 포함된 무선 신호를 수신하여 역확산시키는 역확산부;A despreading unit configured to receive and despread a radio signal including a common pilot signal and a traffic signal; 상기 역확산된 신호 중 공통 파일럿 신호와 전용 물리 제어 파일럿 신호에 의해 각각 추정된 채널 추정값을 선택적으로 출력하는 동시에, 상기 역확산된 신호 중 트래픽 신호를 버퍼링하여 출력하는 채널 추정 장치; 및A channel estimating apparatus for selectively outputting channel estimates respectively estimated by a common pilot signal and a dedicated physical control pilot signal among the despread signals, and buffering and outputting a traffic signal among the despread signals; And 상기 채널 추정 장치에서 선택적으로 출력되는 채널 추정값과 상기 버퍼링된 출력값을 승산하여 채널에 의한 영향력이 보상된 데이터 값을 출력하는 승산부A multiplier for multiplying a channel estimate value selectively output from the channel estimating apparatus and the buffered output value to output a data value compensated for by the channel; 를 각각 포함하는 레이크 수신기.Rake receiver each comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 채널 추정 장치가The channel estimating apparatus 상기 역확산된 신호 중 공통 파일럿 신호에 의해서 심볼 단위로 채널을 추정하고 보상하는 공통 파일럿 채널 추정부;A common pilot channel estimator for estimating and compensating a channel in symbol units based on a common pilot signal among the despread signals; 상기 역확산된 신호 중 전용 물리 제어 파일럿 신호를 트래픽 신호와 분리하여 채널을 슬롯 단위로 추정하고 보상하는 전용 물리 제어 신호 채널 추정부;A dedicated physical control signal channel estimator for estimating and compensating a channel in slot units by separating a dedicated physical control pilot signal from the despread signal with a traffic signal; 상기 공통 파일럿 채널 추정부에 의해 보상된 신호와 상기 전용 물리 제어 신호 채널 추정부에 의해 보상된 신호 중 하나의 신호를 선택하는 선택부; 및A selector for selecting one of the signal compensated by the common pilot channel estimator and the signal compensated by the dedicated physical control signal channel estimator; And 상기 역확산된 신호 중 트래픽 채널을 버퍼링하는 데이터 버퍼A data buffer buffering a traffic channel among the despread signals 를 포함하는 레이크 수신기.Rake receiver comprising a. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 공통 파일럿 채널 추정부가The common pilot channel estimator 상기 공통 파일럿 신호로부터 심볼 단위로 전송 채널을 추정하는 채널 추정기-여기서 채널 추정기가A channel estimator for estimating a transmission channel in symbol units from the common pilot signal, wherein the channel estimator 상기 공통 파일럿 신호를 심볼 주기로 적분하는 적분부;An integrating unit for integrating the common pilot signal in a symbol period; 상기 적분기의 출력을 심볼단위로 샘플링하는 샘플링부; 및A sampling unit sampling the output of the integrator in symbol units; And 상기 샘플링부의 출력을 결합하여 채널 추정치를 축적하는 결합부A combiner for combining channel outputs to accumulate channel estimates 를 포함함-; 및Including; And 상기 채널 추정기의 추정치의 편차를 줄이는 심볼 단위의 유한 임펄스 응답 필터로 이루어지는 채널 보상 필터A channel compensation filter comprising a finite impulse response filter in symbol units for reducing the deviation of the estimated value of the channel estimator 를 포함하는 레이크 수신기.Rake receiver comprising a. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 채널 추정치(Chest_Out)는 심볼 단위로 수신된 신호에 직교 확산 코드가 곱해져 역확산된 후에 공통 파일럿 패턴의 공액 복소수가 곱해져 축적되어 얻어지며, 아래의 관계식The channel estimate Chest_Out is obtained by multiplying the complex signal of the common pilot pattern after multiplying by orthogonal spreading code and despreading the received signal in symbol units. 여기서,Scr_OVSF는 이동통신 시스템에서의 직교 확산 코드,Here, Scr_OVSF is an orthogonal spreading code in a mobile communication system, r_chip은 DFE(digital front end)를 통과한 수신 신호, r_chip is a received signal passing through the digital front end (DFE), CPICH_pilot은 레이크 수신기에서 알고 있는 공통 파일럿 패턴임. CPICH_pilot is a common pilot pattern known to the rake receiver. 을 따르는 것을 특징으로 하는 레이크 수신기.Rake receiver, characterized in that follows. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 전용 물리 제어 신호 채널 추정부가The dedicated physical control signal channel estimator 상기 전용 물리 제어 신호로부터 슬롯 단위로 채널을 추정하는 채널 추정기-여기서 채널 추정기가A channel estimator for estimating a channel in slot units from the dedicated physical control signal, wherein the channel estimator 상기 전용 물리 제어 신호를 슬롯 주기로 적분하는 적분부;An integrating unit for integrating the dedicated physical control signal at a slot period; 상기 적분부의 출력을 슬롯 단위로 샘플링하는 샘플링부; 및A sampling unit sampling the output of the integrating unit in slot units; And 상기 샘플링부의 출력을 결합하여 채널 추정치를 축적하여 출력하는 결합부A combiner for combining and outputting the sampling unit to accumulate and output a channel estimate 를 포함함-; 및Including; And 상기 채널 추정기의 추정치의 편차를 줄이는 슬롯 단위의 유한 임펄스 응답 필터로 이루어지는 채널 보상 필터A channel compensation filter comprising a finite impulse response filter in slot units to reduce the deviation of the estimate of the channel estimator 를 포함하는 레이크 수신기.Rake receiver comprising a. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 채널 추정치(Chest_Dpch)가 전용 채널에서 파일럿 신호(r_pilot)를 추출한 후에 수신기에서 알고 있는 파일럿(pilot)을 복소수 곱하여 축적하여 얻어지며, 아래의 관계식The channel estimate (Chest_Dpch) that becomes the pilot (pilot) known by the receiver after the extraction of the pilot signal (r_pilot) in a dedicated channel, obtained by the accumulation is multiplied by a complex number, the following equations 을 따르는 것을 특징으로 하는 레이크 수신기.Rake receiver, characterized in that follows. 제3항 또는 제5항에 있어서,The method according to claim 3 or 5, 상기 채널 보상 필터는 8개의 심볼을 평균화하는 유한 임펄스 응답 필터이며,The channel compensation filter is a finite impulse response filter that averages eight symbols, 입력되는 심볼을 소정 시간 지연시켜 출력하며, 상호 직렬 연결된 제1 내지 제7 지연부;First to seventh delay units connected to each other in series by delaying and outputting an input symbol by a predetermined time; 지연 없이 입력되는 심볼을 수신하여 가중치를 곱하는 제1 가중치 승산부;A first weight multiplier configured to receive an input symbol without delay and multiply the weight; 상기 제1 내지 제7 지연부를 각각 통과한 지연된 심볼을 수신하여 소정의 가중치를 곱하는 제2 내지 제8 가중치 승산부; 및Second to eighth weight multipliers configured to receive delayed symbols passing through the first to seventh delay units, respectively, and multiply predetermined weights; And 상기 제1 내지 제8 가중치 승산부의 출력을 축적하는 축적부An accumulator that accumulates an output of the first to eighth weight multipliers 를 포함하는 레이크 수신기.Rake receiver comprising a. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1 내지 제8 가중치 승산부가 각각 1, 4, 12, 15, 15, 12, 4, 1의 가중치를 갖는 것을 특징으로 하는 레이크 수신기.And the first to eighth weight multipliers have weights of 1, 4, 12, 15, 15, 12, 4, and 1, respectively. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 데이터 버퍼는 그 크기가 확산 인자와 채널 추정 모드의 함수인 것을 특징으로 하는 레이크 수신기.And the data buffer is sized as a function of spreading factor and channel estimation mode. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 데이터 버퍼의 크기는 채널 추정 모드의 확산 인자가 32 이하인 경우에 대략 40 심볼인 것을 특징으로 하는 레이크 수신기.And the size of the data buffer is approximately 40 symbols when the spreading factor of the channel estimation mode is 32 or less.
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