KR20040021188A

KR20040021188A - 시공간 블록 코딩이 사용된 ｄｓ／ｃｄｍａ 통신 시스템을위한 적응 간섭 완화 수신 장치

Info

Publication number: KR20040021188A
Application number: KR1020020052764A
Authority: KR
Inventors: 최인경; 정영호; 김성락; 홍승철; 이용훈
Original assignee: 한국전자통신연구원; 한국과학기술원
Priority date: 2002-09-03
Filing date: 2002-09-03
Publication date: 2004-03-10
Also published as: KR100450849B1; US7136410B2; US20040047403A1

Abstract

본 발명은 DS/CDMA 통신 시스템의 적응 간섭 완화 수신 장치에 관한 것이다. 본 발명은 시공간 블록 코딩 후 사용자 별로 다른 확산 코드로 확산되어 전송되는 신호를 다중경로 페이딩 채널을 통하여 수신하여 역확산하는 DS/CDMA 통신 시스템의 적응 간섭 완화 수신 장치에 있어서, 전송 신호를 수신하는 둘 이상의 수신 안테나에 각각 접속되며, 상기 각 수신 안테나의 수신 신호 중 해당 코딩 블록의 전송 부호가 차지하는 부분만을 모아 출력하는 둘 이상의 입력신호 생성부; 상기 둘 이상의 입력신호 생성부에 각각 접속되며, 적어도 하나의 제약 조건을 갖는 평균제곱오차 최소화 기준(constraint MMSE criterion)에 근거하여 갱신되는 탭 계수(tab weight)에 상기 입력신호 생성부에서 출력되는 복소신호를 필터링하여 출력하는 동시에, 상기 필터링 출력을 이용하여 특정 사용자 채널의 위상 성분과 진폭 성분을 추정하여 채널 추정 신호를 출력하는 적응 필터 블록부－여기서 적응 필터 블록부는 상기 입력신호 생성부 하나당 다중경로의 수만큼 구비되는 것을 특징으로 함－; 상기 적응 필터 블록부에서 출력되는 채널 추정 신호 및 필터링 출력 신호를 모든 다중 경로 성분에 대하여 결합하여 상기 특정 사용자가 전송하고자 한 원래의 신호를 복원하는 신호 복원부; 기지의 학습 데이터 신호와 상기 신호 복원부에 의해 복원된 신호 중 어느 하나의 신호를 선택하여 제공하는 신호 선택부; 및 상기 적응 필터 블록부에서 출력되는 채널 추정 신호 및 필터링 출력 신호와 상기 신호 선택부로부터 제공되는 신호를 대비하여 두 신호간의 에러를 산출하여 상기 적응 필터블록부에서의 탭 계수 갱신을 위해 제공하는 에러 생성부－여기서 에러 생성부의 개수는 상기 적응 필터 블록부의 개수와 동일한 것을 특징으로 함－를 포함한다.

Description

시공간 블록 코딩이 사용된 ＤＳ／ＣＤＭＡ 통신 시스템을 위한 적응 간섭 완화 수신 장치 {Adaptive Interference Suppression Apparatus for Space-Time Block Coded Direct Sequence/Code Division Multiple Access Communication System}

본 발명은 다수 송수신 안테나(MIMO: Multiple-Input Multiple-Output) 코드 분할 다중 접속(CDMA: Code Division Multiple Access) 시스템의 수신기에 관한 것으로, 특히 시공간 블록 코딩이 사용된 DS(Direct Sequence)/CDMA 통신 시스템을 위한 적응형 MMSE(Minimum Mean Square Error) 간섭 완화 수신 장치에 관한 것이다.

일반적으로 다수 송수신 안테나 시스템은 시공간 블록 코딩 된 데이터를 사용자 별로 각기 다른 코드로 확산 한 후 여러 개의 송신 안테나를 이용하여 전송하고, 여러 개의 수신 안테나를 이용하여 각 사용자의 데이터를 수신하는 통신 시스템이다.

이러한 시공간 블록코딩이 사용된 다수 송수신 안테나 시스템을 위한 수신기의 구조에 관련된 종래의 기술로는 [논문 1 : S.M. Alamounti, A simple transmitter diversity scheme for wireless communications,IEEE J. Select. Atras Commun.,vol. 16, pp.1451-1458, Oct. 1998.], [논문 2 : V. Tarokh, H. Jafarkhani, and A.R. Calderbank, Space-time block codes from orthogonal designs,IEEE Trans. Inform. Theory,vol. 45, pp.1456-1467, July 1999.] 및 [논문 3 : A. F. Naguib, N. Seshadri, and A.R. Calderbank, Increasing Data Rate Over Wireless Channels,IEEE Signal Processing Magazine,vol.17, No.3, pp.76-92, May 2000.]이 있다.

[논문 1]과 [논문 2]에서는 각각 2개의 송신 안테나를 사용한 시공간 블록 코딩이 사용된 TDMA 시스템과, 2개 이상의 송신 안테나를 사용하는 시스템을 위한 최적 블록코딩 전송 기법 및 이를 위한 최대 우도(maximum likelihood) 수신기를 제안하고 있다.

상기 두 논문에서 제안한 최대 우도 수신기는 송신 안테나 수와 수신 안테나 수의 곱에 비례하는 안테나 다이버시티(diversity) 이득을 제공하므로 일반적인 레이크(RAKE) 수신기에 비하여 우수한 데이터 검출 성능을 보인다.

그러나 이러한 최대 우도 수신기는 원하는 사용자의 전송 신호 이외의 간섭신호와 배경 잡음을 모두 가산성 정규 백색잡음(AWGN: Additive White Gaussian Noise)으로 가정하고 유도한 수신기이므로 다수 사용자 간섭(MAI: Multiple Access Interference)이 존재하는 상황에서는 이로 인한 성능 저하가 발생하게 된다.

한편, [논문 3]에서는 TDMA 시스템에서 시공간 블록 코딩 후 전송하는 여러 명의 사용자가 존재하는 경우 다른 사용자의 간섭 신호를 제거 함으로서 수신 성능을 높이고자 하였으나 제거하는 간섭 신호 수 만큼의 수신 안테나 다이버시티 차수(order)의 손실이 존재하므로 이로 인한 수신 성능 저하가 존재한다.

TDMA 시공간 블록 코딩 전송 시스템을 위한 위의 수신 방법들은 약간의 변형만으로 DS/CDMA 시공간 블록 코딩 전송 시스템을 위한 수신 기법으로 확장 가능하다. 하지만 최대 우도 수신기의 경우에는 같은 채널을 여러 사용자가 공유하는 CDMA 환경에서 필수적으로 발생하는 다수 사용자 간섭으로 인한 성능 저하가 발생하게 되고, [논문 3]의 간섭 완화 수신 기법은 다이버시티 이득의 손실로 인한 데이터 검출 성능 저하가 존재하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 보완하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 시공간 블록 코딩이 사용된 DS/CDMA 시스템에서 실제 이동통신 채널 환경인 다중경로 페이딩 채널환경에서도 우수한 데이터 검출 성능을 갖는 적응형 MMSE 간섭 완화 수신 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 2개의 송신 안테나를 이용한 시공간 블록 코딩이 사용된 DS/CDMA 시스템의 예이다.

도 2는 도 1에 도시된 시공간 블록 코딩이 사용된 DS/CDMA MIMO 안테나 시스템을 위한 적응 간섭 완화 수신기의 상세 블록도이다.

도 3은 도 2에 도시된 적응 필터 블록을 도시한 도면이다.

도 4는 도 2에 도시된 적응 필터 블록의 다른 예를 도시한 도면이다.

도 5는 도 2에 도시된 결합기의 상세 블록도이다.

도 6은 도 5에 도시된 에너지 계산 블록을 도시한 도면이다.

도 7은 도 2에 도시된 데이터 결정기의 상세 블록도이다.

도 8은 도 2에 도시된 에러 생성 블록을 도시한 도면이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 시공간 블록코딩이 사용된 DS/CDMA 시스템을 위한 적응 간섭 완화 수신기의 성능 모의 실험 결과 그래프를 도시한 도면이다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 시공간 블록코딩이 사용된 DS/CDMA 시스템을 위한 적응 간섭 완화 수신기의 성능 모의 실험 결과 그래프를 도시한 도면이다.

**** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****

10 : 시공간 블록 코딩 20 : 확산

30 : 송신 안테나 40 : 수신 안테나

50 : 수신기

210, 220 : 칩 정합 필터

310, 320 : 입력신호 생성 버퍼

410, 420, 430, 440 : 적응필터 블록

510, 520, 530, 540 : 에러 생성 블록

600 : 결합기 700 : 데이터 결정기

800 : 기준신호 선택기

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 DS/CDMA 통신 시스템의적응 간섭 완화 수신 장치는,

시공간 블록 코딩 후 사용자 별로 다른 확산 코드로 확산되어 전송되는 신호를 다중경로 페이딩 채널을 통하여 수신하여 역확산하는 DS/CDMA 통신 시스템의 적응 간섭 완화 수신 장치로서,

전송 신호를 수신하는 둘 이상의 수신 안테나에 각각 접속되며, 상기 각 수신 안테나의 수신 신호 중 해당 코딩 블록의 전송 부호가 차지하는 부분만을 모아 출력하는 둘 이상의 입력신호 생성부; 상기 둘 이상의 입력신호 생성부에 각각 접속되며, 적어도 하나의 제약 조건을 갖는 평균제곱오차 최소화 기준(constraint MMSE criterion)에 근거하여 갱신되는 탭 계수(tab weight)에 상기 입력신호 생성부에서 출력되는 복소신호를 필터링하여 출력하는 동시에, 상기 필터링 출력을 이용하여 특정 사용자 채널의 위상 성분과 진폭 성분을 추정하여 채널 추정 신호를 출력하는 적응 필터 블록부－여기서 적응 필터 블록부는 상기 입력신호 생성부 하나당 다중경로의 수만큼 구비되는 것을 특징으로 함－; 상기 적응 필터 블록부에서 출력되는 채널 추정 신호 및 필터링 출력 신호를 모든 다중 경로 성분에 대하여 결합하여 상기 특정 사용자가 전송하고자 한 원래의 신호를 복원하는 신호 복원부; 기지의 학습 데이터 신호와 상기 신호 복원부에 의해 복원된 신호 중 어느 하나의 신호를 선택하여 제공하는 신호 선택부; 및 상기 적응 필터 블록부에서 출력되는 채널 추정 신호 및 필터링 출력 신호와 상기 신호 선택부로부터 제공되는 신호를 대비하여 두 신호간의 에러를 산출하여 상기 적응 필터 블록부에서의 탭 계수 갱신을 위해 제공하는 에러 생성부－여기서 에러 생성부의 개수는 상기 적응 필터 블록부의 개수와 동일한 것을 특징으로 함－를 포함한다.

또한, 상기 적응 필터 블록부는 상기 탭 계수에 따라 상기 입력신호 생성부의 출력신호를 필터링하여 출력하는 적응 필터; 상기 적응 필터의 필터링 출력신호와 상기 신호 선택부의 출력신호를 사용하여 단순 평균 채널 추정을 수행하는 단순 평균 채널 추정기; 및 상기 에러 생성부에 의해 산출된 에러신호와 상기 적응 필터의 출력신호를 사용하며, 둘 이상의 제약 조건을 갖는 평균제곱오차 최소화 기준에 근거하여 상기 적응 필터의 탭 계수를 조절하는 복수 제약 조건 필터계수 갱신기를 포함한다.

여기서, 상기 둘 이상의 제약조건을 갖는 평균제곱오차 최소화 기준은, 하기 수학식으로 정의되며,m번째 수신 안테나의l번째 다중 경로 성분을 위한 상기 적응 필터 블록부의 탭 계수()와 해당 다중 경로 성분의 확산 코드 벡터()의 내적이 실질적으로 1로 제한되고, 상기 탭 계수()와 다른 다중 경로 성분의 확산 코드 벡터() 사이의 내적이 0으로 제한되어, 상기 에러 생성부에 의해 산출되는 에러를 최소화하는 것을 특징으로 한다.

여기서,E는 평균값이고,은 첫 번째 송신 안테나와m번째 수신 안테나 사이의l번째 다중 경로 성분에 대한 추정된 채널이며,은 두 번째 송신 안테나와m번째 수신 안테나 사이의l번째 다중 경로 성분에 대한 추정된 채널이고,은 해당 코딩 블록에 대한 상기 신호 선택부의 출력신호이며,은 n번째 코딩 블록의 홀수 번째 송신 심볼이 수신되는 구간에 해당하는 벡터이고,은 n번째 코딩 블록의 짝수 번째 송신 심볼이 수신되는 구간에 해당하는 벡터이며,은l번째 항은 1 나머지는 모두 0인L×1 크기의 벡터로서 주파수 선택적 페이딩 채널에서 각 다중 경로별로 동기가 맞는 신호만 추출하고 원하는 사용자의 다른 다중 경로들의 영향을 제거하기 위해서 첨가된 조건이고,이며, 윗첨자 H는 허미션(Hermitian) 연산임.

또한, 상기 적응 필터 블록부는, 상기 평균제곱오차 최소화 기준을 만족하는 탭 계수()의 최적해가 동일한 것을 이용하여 하기 수학식과 같이 각 심볼에 관한 에러를 결합하고 하나 이상의 제약 조건을 만족하도록 투영하여 상기 탭 계수()를 갱신하는 것을 특징으로 한다.

여기서,로 정의되며 모든 벡터를 C에 직교하는 공간으로 투영시키는 직교 투영 행렬이고,

이며,

μ는 탭 계수를 어느 정도 빠르기로 변화시킬 것인지를 결정하는 스텝 크기(step size)이고, 윗첨자 *는 복소 공액(complex conjugate) 연산을 의미함.

또한, 상기 단순 평균 채널 추정기는, 수신되는 일정 개수의 파일럿 심볼에대하여, 상기 적응 필터의 필터링 출력신호에 상기 신호 선택부의 출력신호의 공액 복소수를 곱한 후 평균하여 각 송신 안테나와 m번째 수신 안테나 사이의 l번째 다중 경로 성분의 채널을 추정하는 것을 특징으로 한다.

여기서, N_P는 채널 추정에 사용하는 연이은 파일럿 심볼 수이고, Q는 파일럿 심볼 삽입 주기임.

또한, 상기 적응 필터 블록부는, 상기 탭 계수에 따라 상기 입력신호 생성부의 출력신호를 필터링하여 출력하는 적응 필터; 상기 적응 필터의 필터링 출력신호와 상기 신호 선택부의 출력신호를 사용하여 최대 우도 채널 추정을 수행하는 최대 우도 채널 추정기; 및 상기 에러 생성부에 의해 산출된 에러신호와 상기 적응 필터의 출력신호를 사용하며, 하나의 제약 조건을 갖는 평균제곱오차 최소화 기준에 근거하여 상기 적응 필터의 탭 계수를 조절하는 단일 제약 조건 필터계수 갱신기를 포함한다.

여기서, 상기 하나의 제약조건을 갖는 평균제곱오차 최소화 기준은, 하기 수학식으로 정의되며,m번째 수신 안테나의l번째 다중 경로 성분을 위한 상기 적응 필터 블록부의 탭 계수()와 해당 다중 경로 성분의 확산 코드 벡터()의 내적이 실질적으로 1로 제한되어 상기 에러 생성부에 의해 산출되는 에러를 최소화하는 것을 특징으로 한다.

여기서,E는 평균값이고,은 첫 번째 송신 안테나와m번째 수신 안테나 사이의l번째 다중 경로 성분에 대한 추정된 채널이며,은 두 번째 송신 안테나와m번째 수신 안테나 사이의l번째 다중 경로 성분에 대한 추정된 채널이고,은 해당 코딩 블록에 대한 상기 신호 선택부의 출력신호이며,은 n번째 코딩 블록의 홀수 번째 송신 심볼이 수신되는 구간에 해당하는 벡터이고,은 n번째 코딩 블록의 짝수 번째 송신 심볼이 수신되는 구간에 해당하는 벡터이며, 윗첨자 H는 허미션(Hermitian) 연산임.

또한, 상기 적응 필터 블록부는, 상기 평균제곱오차 최소화 기준을 만족하는 탭 계수()의 최적해가 동일한 것을 이용하여 하기 수학식과 같이 각 심볼에 관한 에러를 결합하고 상기 하나의 제약 조건을 만족하도록 투영하여 상기 탭 계수()를 갱신하는 것을 특징으로 한다.

여기서,로 정의되며 모든 벡터를에 직교하는 공간으로 투영시키는 직교 투영 행렬이고,

이며,

μ는 탭 계수를 어느 정도 빠르기로 변화시킬 것인지를 결정하는 스텝크기(step size)이고, 윗첨자 *는 복소 공액(complex conjugate) 연산을 의미함.

또한, 상기 최대 우도 채널 추정기는, 수신되는 일정 개수의 파일럿 심볼에 대하여, 상기 적응 필터의 필터링 출력신호에 상기 신호 선택부의 출력신호의 공액 복소수를 곱한 후 평균하여 각 송신 안테나와 m번째 수신 안테나 사이의 다중 경로 성분의 채널을 추정하는 것을 특징으로 한다.

여기서,

임.

또한, 상기 신호 복원부는, 상기 적응 필터에서 출력되는 신호와 채널 추정 결과 신호()를 받아서 모든 다중 경로 성분에 대하여 결합하여 결합신호()를 출력하는 결합기; 및 상기 결합기에서 출력되는 결합신호()를 사용하여 특정 사용자가 전송하고자 한 원래의 신호()를 하기의 수학식에 의해 복원하는 데이터 결정기를 포함한다.

여기서,는 결합신호()에 해당되는 성상도 상의 부호임.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 2개의 송신 안테나를 이용한 시공간 블록 코딩이 사용된 DS/CDMA 시스템의 예이다.

도 1에 도시된 바와 같이 시공간 블록코딩이 사용된 DS/CDMA MIMO 안테나 시스템은 그 송신기에서 전송할 데이터를 시공간 블록 코딩(10) 및 확산(20) 처리한 후 2개의 송신 안테나(30)를 통해 전송하고, 수신기(50)에서M개(M은 2 이상의 자연수)의 수신 안테나(40)를 사용하여 전송 데이터()를 수신하여 수신 데이터로 복원한다.

이러한 시스템의 시간t에서의 페이딩 채널은 아래의 [수학식 1]과 같다.

[수학식 1]

여기서은i번째 송신 안테나(40)로부터m번째 수신 안테나로 수신되는l번째 다중경로의 채널 계수이고,은l번째 다중경로의 전송지연으로 편의상(여기서T _c 는 칩 주기)로 가정한다.

각 코딩 블록이 전송되는 구간 내에서는 채널이 변하지 않는다고 가정하면, 심볼 주기를T라고 할 때 2nT = t<(2n+1)T 내에서는로 일정하다고 할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 시공간 블록 코딩이 사용된 DS/CDMA MIMO 안테나 시스템을 위한 적응 간섭 완화 수신기(50)의 상세 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 적응 간섭 완화 수신기(50)는 칩 정합 필터(210, 220), 입력신호 생성 버퍼(310, 320), 적응 필터 블록(410, 420, 430, 440), 에러 생성 블록(510, 520, 530, 540), 결합기(600), 데이터 결정기(700) 및 기준신호 선택기(800)를 포함한다.

먼저, 칩 정합 필터(210, 220)는M개의 안테나(40)에서 수신된 신호를 칩 주기를 기준으로 정합 필터링하여 출력한다.

입력신호 생성 버퍼(310, 320)는 칩 정합 필터(210, 220)에서 출력되는 신호 블록에 해당되는 벡터를 생성하여 심볼 주기에 맞춰 출력한다.

적응 필터 블록(410, 420, 430, 440)은 특정 주기로 조절되는 탭 계수(tab weight)에 따라 입력신호 생성 버퍼(310, 320)에서 출력되는 신호를 필터링하여 출력한다.

결합기(600)는 적응 필터 블록(410, 420, 430, 440)에서 출력되는 신호들을 모든 다중 경로 성분에 대하여 결합하여 출력한다.

데이터 결정기(700)는 결합기(600)에 의해 출력되는 신호를 사용하여 특정 사용자가 전송하고자 한 원래의 신호를 복원한다.

기준신호 선택기(800)는 데이터 결정기(700)에서 출력되는 신호와 기지의 학습 데이터 신호 중 어느 하나를 선택하여 출력한다.

에러 생성 블록(510, 520, 530, 540)은 기준신호 선택기(800)에서 출력되는신호와 적응 필터 블록(410, 420, 430, 440)에서 출력되는 신호를 사용하여 적응 필터 블록(410, 420, 430, 440)에서 사용되는 탭 계수를 조절하는 오차 신호를 생성한다.

여기서, 적응 필터 블록(410, 420, 430, 440)은 에너지를 모으고자 하는 다중 경로 성분의 수가L개이고 수신 안테나(40) 수가M개인 경우 모두L×M개가 된다.

한편,를m번째 수신 안테나(40)의 수신신호에 대한 칩 정합 필터(210, 220) 출력으로서 가정하는 경우, 이 신호는 입력신호 생성 버퍼(310, 320)의 입력으로 들어가고, 입력신호 생성 버퍼(310, 320)에서는 칩 정합 필터(210, 220) 출력들 중에서n번째 코딩 블록의 홀수 번째 송신 심볼이 수신되는 구간에 해당하는 벡터과 짝수 번째 송신 심볼이 수신되는 구간에 해당하는 벡터를 생성하여 심볼 주기에 맞추어 해당 적응 필터 블록(410, 420, 430, 440)으로 전송한다.

원하는 사용자의l번째 다중 경로에 대한 표준화된(normalized) 확산 코드를,l번째 경로에 대한 확산코드를(은l×1 0벡터)라고 정의하면n번째 코딩블록에 대한m번째 안테나의 (N+M-1)×2 수신 신호행렬은 다음과 같이 [수학식 2]로 표시된다.

[수학식 2]

여기서은 (N+M-1)×2 크기의 행렬로서 다수 사용자 간섭(MAI), 심볼 간 간섭(ISI), AWGN이 모두 더해진 신호이다. 편의상 먼저 도착하는 다중 경로 성분이 순서가 앞선(즉 인덱스(index) 값이 작은) 적응 필터 블록에 의해 처리된다고 가정한다.

주파수 선택적 페이딩 채널 환경에서 시공간 블록 코딩(10)이 사용된 CDMA MIMO 안테나 시스템을 위한 최대 우도 수신기는 [논문1] 및 [논문2]의 수신기를 확장하여 다음과 같이 유도 가능하다.에 대한 2L×1 크기의 정합 필터 출력 벡터은 아래와 같이 [수학식 3]으로 표시된다.

[수학식 3]

은 AWGN과 다중 사용자 간섭, 심볼간 간섭이 더해진 것으로, 이를 정규 분포로 가정하면 최대 우도 수신기는 다음의 [수학식 4]와 같이 TDMA 시스템에서와 동일한 형태로 유도된다.

[수학식 4]

위의 목적 함수(cost function)는 정리하면 아래의 [수학식 5]와 같이각각에 관련된 두 개의 목적 함수식으로 나눌 수 있으므로 각각을 이용하여 데이터를 검출 할 수 있다.

[수학식 5]

한편, 최대 우도 수신기에서처럼 확산코드를 이용하여 역확산을 하는 경우에는과 같이 AWGN 뿐만 아니라 다수 사용자 간섭과 다중 경로간 간섭이 역확산 신호에 더해지게 되므로 성능저하가 발생하게 된다.

본 발명의 실시예에서는 확산 코드 대신 제한 최소평균제곱오차(CMMSE: Constrained Minimum Mean Square Error) 관점에서 최적인 적응 필터 계수를 이용하여 역확산함으로서 모든 간섭 신호를 효과적으로 제거하여 수신 성능을 높이도록 하였다.

제1 실시예에서는m번째 안테나의l번째 다중 경로 성분을 위한 홀수 번째 수신신호를 위한 적응 필터 계수를, 짝수 번째 수신신호를 위한 적응 필터 계수를라 할 때 각 적응 필터의 탭 가중치들은 아래 [수학식 6]의 제한 MMSE 비용 함수를 최소화시키도록 만들어진다.

즉,m번째 수신 안테나의l번째 다중 경로 성분을 위한 적응 필터의 계수()와 해당 다중 경로 성분의 확산 코드 벡터의 내적이 실질적으로1로 제한되고, 또한 필터 계수()와 다른 다중 경로 성분의 확산 코드 벡터사이의 내적이 0으로 제안되어 제한 MMSE 비용 함수를 최소화시킨다.

[수학식 6]

여기서,E는 평균값이고,은 첫 번째 송신 안테나와m번째 수신 안테나 사이의l번째 다중 경로 성분에 대한 추정된 채널이며,은 두 번째 송신 안테나와m번째 수신 안테나 사이의l번째 다중 경로 성분에 대한 추정된 채널이고,은 해당 코딩 블록에 대한 기준신호 선택기(800)의 출력신호이며,은l번째 항은 1 나머지는 모두 0인L×1 크기의 벡터로서 주파수 선택적 페이딩 채널에서 각 다중 경로별로 동기가 맞는 신호만 추출하고 원하는 사용자의 다른 다중 경로들의 영향을 제거하기 위해서 첨가된 조건이고,이며, 윗첨자 H는 허미션(Hermitian) 연산을 의미한다.

이를 통하여 다수 사용자 간섭 뿐만 아니라 원하는 사용자의 다른 다중 경로로 인한 다중 경로간 간섭을 제거함으로서, 적응 필터 출력을 이용하여 단순 평균 채널 추정 방법을 사용하더라도 치우침(bias) 없는 채널 추정치를 얻을 수 있어 수신 성능을 높일 수 있다.

위에서 주어진 제한 비용 함수를 최소화하는 최적 필터 계수과은 Lagrangian multiplier 방법을 이용하여 구하면 다음의 [수학식 7]과 같다.

[수학식 7]

여기서이고, 이를 풀어쓰면 다음의 [수학식 8]과 같이 두 값이 동일한 값을 가지므로 동일한 최적해를 갖는다.

[수학식 8]

[수학식 8]에서와 같이 두 개의 적응 필터가 같은 최적해를 가지므로 각각의 필터를 따로 적응시키는 것보다 두 개의 오차값을 평균하여 필터 계수 갱신에 이용하는 것이 보다 효과적이다.

따라서m번째 수신 안테나의l번째 다중 경로 성분을 위한 적응 필터 계수을 홀수 번째 심볼과 짝수 번째 심볼에 대한 필터링에 모두 이용하며 필터 계수의 갱신은 홀수 번째 수신 신호와 짝수번째 수신 신호의 적응 필터 출력과 기준신호 사이의 오차값을 적절히 결합하여 다음의 [수학식 9]와 같이 필터 계수를 갱신한다.

[수학식 9]

여기서로 정의되며, 모든 벡터를 C에 직교하는 공간으로 투영시키는 직교 투영 행렬이고,

이다.

여기서 mu는 적응 필터의 탭 계수를 어느 정도 빠르기로 변화시킬지를 결정하는 스텝 크기(step size)이고, 윗첨자 *는 복소 공액(complex conjugate) 연산을의미한다.

도 2의 에러 생성 블록(510, 520, 530, 540)에서는 적응 필터 블록(410, 420, 430, 440)의 출력()과, 기준신호 선택기(800)의 출력(b(n))을 결합하여 위의 두 에러 신호()를 생성하는 역할을 한다.

한편, 수신기(50)의 송신 데이터의 결정은 적응 필터 블록(410, 420, 430, 440)의 출력 신호를 이용하여 최대 우도 수신기의 데이터 결정 과정과 동일한 과정으로 데이터를 결정한다.

도 3은 도 2에 도시된 적응 필터 블록을 도시한 도면으로,m번째 수신 안테나의l번째 경로를 위한 적응 필터 블록을 가정하여 나타내었다.

도 3에 도시된 바와 같이, 적응 필터 블록은 적응 필터(411), 단순 평균 채널 추정기(412) 및 복수 제약 조건 필터계수 갱신기(413)를 포함한다.

먼저, 적응 필터(411)는 입력신호 생성 버퍼(310, 320, 330, 340)에서 출력되는 신호()를 받아서 m번째 안테나 수신 신호에 대한 적응 필터 신호()를 출력한다. 이러한 신호들로 구성된 벡터를이라 하면 이는 아래의 [수학식 10]과 같이 표시할 수 있다.

이러한 벡터을 구성하는 필터 출력은 입력 신호에 탭 계수를 적용한 것으로라 정의하며, 이하로 정의한다.

[수학식 10]

여기서은 수신신호에서 다수 사용자 간섭과 경로간 간섭이 제거되고 남은 잡음 신호이므로 AWGN으로 생각할 수 있다.

따라서 위 신호 모델로부터 간섭 완화 수신기가 사용된 경우의 최대 우도 수신기는 아래의 [수학식 11]과 같이 간단히 유도되며,

[수학식 11]

위의 목적 함수(cost function)는 [수학식 12]와 같이각각에 관련된 두 개의 목적 함수식으로 나눌 수 있으므로 이들 각각을 이용하여 데이터를 검출 할 수 있다.

[수학식 12]

한편, 단순 평균 채널 추정기(412)에서는 송신기에서 전송한 파일럿 심볼을 이용하여 채널 파라미터를 추정한다.

제1 실시예에서는 다음과 같은 [수학식 13]을 사용하여에 대한 추정치인을 구한다. 잡음에 대한 영향을 줄이기 위해 여러 개의파일럿 심볼을 이용하여 얻은 임시 채널 추정치를 평균하여 최종 채널 추정 값을 구한다.

[수학식 13]

여기서N _P 는 채널 추정에 사용하는 연이은 파일럿 심볼 수이고,Q는 파일럿 심볼 삽입 주기이다.

위의 채널 추정치는 치우침이 없으며(unbiased) 다수의 제약조건을 갖는 적응 필터를 이용하여 채널을 추정한다는 가정 하에서 최우(ML) 채널 추정치이다.

한편, 복수 제약 조건 필터계수 갱신기(413)는 에러 생성 블록(510, 520, 530, 540)의 출력인와 적응 필터(411)의 출력인을 이용하여 [수학식 9]에 따라 적응 필터(411)의 필터 계수인을 갱신한다.

도 5는 도 2에 도시된 결합기(600)의 상세 블록도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 결합기(600)는 적응 필터 블록(410, 420, 430, 440)의 출력y_ml (n)과 채널 추정 결과를 이용하여 [수학식 12]의부분과부분을 산출하기 위한 것으로,L×M개의 에너지 계산 블록(610, 620, 630, 640) 및 2개의 덧셈기(650, 660)를 포함한다.

도 6은 도 5에 도시된 에너지 계산 블록(610, 620, 630, 640)을 도시한 도면으로,m번째 수신 안테나의l번째 경로를 위한 에너지 계산 블록을 가정하여 나타내었다.

도 6에 도시된 바와 같이, 에너지 계산 블록(610, 620, 630, 640)은 3개의 공액 복소수 계산기(611, 612, 613), 4개의 곱셈기(614, 615, 616, 617) 및 2개의 덧셈기(618, 619)를 포함한다.

먼저, 공액 복소수 계산기(611, 612, 613)는 각각 적응 필터(411)의 출력, 단순 평균 채널 추정기(412)의 출력에 대한 공액 복소수를 계산하여 출력한다.

곱셈기(614)는 공액 복소수 계산기(611, 612)의 각 출력을 곱셈 연산하여을 출력하고, 곱셈기(615)는 적응 필터(411)의 출력과 공액 복소수 계산기(612)의 출력을 곱셈 연산하여을 출력하며, 곱셈기(616)는 적응 필터(411)의 출력과 공액 복소수 계산기(613)의 출력을 곱셈 연산하여을 출력하고, 곱셈기(617)는 공액 복소수 계산기(611, 613)의 각 출력을 곱셈 연산하여을 출력한다.

덧셈기(618)는 곱셈기(614, 616)의 각 출력을 덧셈 연산하고, 그 연산 결과인을 덧셈기(650)로 출력하고, 덧셈기(619)는 곱셈기(615, 617)의 각 출력을 덧셈 연산하고, 그 연산 결과인을 덧셈기(660)로 출력한다.

마지막으로, 덧셈기(650)는 에너지 계산 블록(610, 620, 630, 640)의 출력을L개의 다중 경로 성분의 수와M개의 수신 안테나(40) 수에 대해 모두 합산 연산하여을으로 출력하고, 덧셈기(660)는 에너지 계산 블록(610, 620, 630, 640)의 출력을L개의 다중 경로 성분의 수와M개의 수신 안테나(40) 수에 대해 모두 합산 연산하여을으로 출력한다.

도 7은 도 2에 도시된 데이터 결정기(700)의 상세 블록도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 이러한 데이터 결정기(700)는 결합기(600)의 출력인와 각 성상도 상의 부호 사이의 거리를 계산하여 최소 거리를 갖는 부호로 데이터를 결정하며, [수학식 12]의 나머지 부분을 산출하기 위한 것으로, 실수 계산기(710), 허수 계산기(720), 거리 계산기(730) 및 부호 선택기(740)를 포함한다.

먼저, 실수 계산기(710)는 결합기(600)로부터 출력되어 데이터 결정기(700)로 입력되는 복소 신호로부터 실수부를 추출하여 출력하고, 허수 계산기(720)는 허수부를 추출하여 출력한다.

거리 계산기(730)는 실수 계산기(710) 및 허수 계산기(720)의 출력 신호를 입력받아서 변조 성상도(constellation) 상의 모든 부호와의 거리를 계산하여 출력한다.

부호 선택기(740)는 거리 계산기(730)에서 계산된 거리에서 가장 작은 편차를 갖는 부호로 결정하여 해당 부호가 갖는 복소값을 출력한다.

일반적으로 적응형 수신기가 최적해로 수렴하기 위해서는 필터의 계수를 적응시키는 학습(training) 과정이 필요하다. 도 2에 도시된 기준신호 선택기(800)는 학습 구간 또는 파일럿 전송 구간에는 수신기(50)가 전송 부호값을 알고 있으므로 데이터 결정기(700)의 출력 데이터와 상관없이 알고 있는 데이터인 d(n)을 선택하여 b(n)으로 출력하고, 학습 구간이 아닐 때에는 데이터 결정기(700)의 출력을 선택하여 b(n)으로 출력한다. 본 발명의 실시예에서는 학습 데이터로 일정하게 삽입된 파일럿 심볼을 이용하기 때문에, 일반적인 적응형 수신기에 필요한 부가적인 학습 데이터가 필요없다.

도 8은 도 2에 도시된 에러 생성 블록(510, 520, 530, 540)을 도시한 도면으로,m번째 수신 안테나의l번째 경로를 위한 에러 생성 블록을 가정하여 나타내었다.

도 8에 도시된 바와 같이, 에러 생성 블록(510, 520, 530, 540)은 2개의 공액 복소수 계산기(511, 512), 4개의 곱셈기(513, 514, 515, 516) 및 2개의 덧셈기(517, 518)를 포함한다.

먼저, 공액 복소수 계산기(511, 512)는 기준신호 선택기(800)의 출력에 대한 공액 복소수를 계산하여 각각 출력한다.

곱셈기(513, 514)는 단순 평균 채널 추정기(412)의 출력과 기준신호 선택기(800)의 출력을 각각 곱셈 연산하여과을 출력하고, 곱셈기(515, 516)는 공액 복소수 계산기(511, 512)의 출력에 단순 평균 채널 추정기(412)의 출력을 각각 곱하여과을 출력한다.

덧셈기(517)는 곱셈기(513, 514)의 두 출력을 덧셈 연산하고, 여기에서 적응필터(411)의 출력을 뺄셈 연산하여을 오차 신호로써 복수 제약 조건 필터계수 갱신기(413)로 출력하고, 덧셈기(518)는 곱셈기(516)의 출력에서 곱셈기(515)의 출력과 적응 필터(411)의 출력을 뺄셈 연산하여을 오차 신호로써 복수 제약 조건 필터계수 갱신기(413)로 출력한다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 적응 필터 블록을 도시한 도면으로,m번째 수신 안테나의l번째 경로를 위한 적응 필터 블록을 가정하여 나타내었으며, 적응 필터(411), 최대 우도 채널 추정기(414) 및 단일 제약 조건 필터계수 갱신기(415)를 포함한다. 여기서, 도 3을 참조하는 제1 실시예에서 동일한 기능을 갖는 동일 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하였다. 즉 도 3 및 도 4에서의 적응 필터의 기능은 동일한 것을 의미한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제2 실시예는 적응 필터 계수의 갱신 방법과 채널 추정 방법을 제외하고는 제1 실시예와 동일하다.

m번째 안테나의l번째 다중 경로 성분을 위한 홀수 번째 수신신호를 위한 적응 필터 계수를, 짝수 번째 수신신호를 위한 적응 필터 계수를라 할 때 각 적응 필터의 탭 가중치들은 아래 [수학식 14]의 제한 MMSE 비용함수를 최소화시키도록 만들어진다.

[수학식 14]

여기서 주어진 제한 비용함수를 최소화하는 최적 필터 계수과은 Lagrangian multiplier 방법을 이용하여 구하면 다음의 [수학식 15]와 같다.

[수학식 15]

여기서,이고, 이를 풀어쓰면 다음의 [수학식 16]과 같이 두 값이 동일한 값을 가지므로 동일한 최적해를 갖는다.

[수학식 16]

[수학식 16]에서와 같이, 두 개의 적응 필터가 같은 최적해를 가지므로 각각의 필터를 따로 적응시키는 것보다 두 개의 오차값을 평균하여 필터 계수 갱신에 이용하는 것이 보다 효과적이다.

따라서m번째 수신 안테나의l번째 다중 경로 성분을 위한 적응 필터 계수 을 홀수 번째 심볼과 짝수 번째 심볼에 대한 필터링에 모두 이용하며, 필터 계수의 갱신은 홀수 번째 수신 신호와 짝수 번째 수신 신호의 적응 필터 출력과 기준신호 사이의 오차 값을 적절히 결합하여 다음의 [수학식 17]과 같이 필터 계수를 갱신한다. 이러한 필터 계수 갱신은 단일 제약 조건 필터계수 갱신기(415)에 의해 이루어진다.

[수학식 17]

여기서로 정의되며 모든 벡터를벡터에 직교하는 공간으로 투영시키는 직교 투영 행렬이고,는 제1 실시예와 동일하다.

상기 [수학식 17]에 따라 적응 필터(411)를 적응시킬 경우, 해당 다중 경로를 위한 적응 필터(411)의 계수와 원하는 사용자의 다른 다중 경로 성분 사이의 내적 값이 0이 되는 것을 보장할 수 없으므로, 제1 실시예에서 사용된 [수학식 13]과 같은 단순 평균 채널 추정 방법을 사용할 경우 아래의 [수학식 18]과 같은 치우침(bias)이 남으므로 채널 추정 성능 저하로 인한 성능 저하가 발생하게 된다.

[수학식 18]

따라서 제2 실시예에서는 다음의 [수학식 19]와 같은 최대 우도 채널 추정 방법을 이용하여 치우침없는 채널 추정치를 얻으며, 이러한 채널 추정은 최대 우도 채널 추정기(414)에 의해 수행된다.

[수학식 19]

여기서,

와 같다.

한편, 2개가 넘는 전송 안테나를 이용한 [논문 2]의 시공간 블록 코딩 전송을 사용한 DS/CDMA 시스템을 위한 적응 간섭 완화 수신기는 본 발명의 제1 실시예와 제2 실시예를 적절히 변형하여 구현할 수 있다. 입력신호 생성 버퍼(310, 320)에서는 전체 코딩 블록의 각 심볼에 해당하는 신호가 수신되는 구간을 구분하여 심볼 주기에 맞추어 적응 필터 블록으로 전송하게 되고, 결합기(600)에서는 각 코딩방법에 맞는 결합 신호를 생성하기 위하여 적절히 변형된다. 각 채널 추정기(412, 414)는 송신 안테나 수 만큼의 적응 필터 출력과 기준신호를 적절히 결합하여 제1 실시예와 제2 실시예에서 설명한 방식과 유사한 방법으로 채널 추정을 수행하게 된다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 시공간 블록코딩이 사용된 DS/CDMA 시스템을 위한 적응 간섭 완화 수신기(50)의 성능 모의 실험 결과 그래프를 도시한 도면으로, [논문 2]의 최대 우도 수신기와의 비교 결과(비트오류율)를 나타낸다.

모의실험에서는 다중 경로 수 1개(도 9의 (a) 참조) 또는 3개(도 9의 (b) 참조)인 레일리 페이딩(Rayleigh fading) 채널, 동일한 전송 전력을 갖는 사용자 50명, 주기가 256칩인 3GPP 짧은 스크램블링 코드(short scrambling code)가 확산코드로 사용 되었고, 도플러 주파수(f _D )와 부호 주기(T)의 곱(f _D T)으로 표시되는 페이딩 변화 속도가 10^-3인 상황에 대하여 수신 안테나 수를 1개, 2개로 바꾸어 가며 실시되었다.

도 9의 (a) 및 (b)에서 A는 [논문 2]의 최대 우도 수신기(1 수신 안테나)의 경우, B는 본 발명에 따른 간섭 완화 수신기(1 수신 안테나)의 경우, C는 [논문 2]의 최대 우도 수신기(2 수신 안테나)의 경우, B는 본 발명에 따른 간섭 완화 수신기(2 수신 안테나)의 경우의 성능 결과이다.

상기 모의실험 결과 본 발명이 다중 경로의 수에 상관없이 [논문 2]의 종래 최대 우도 수신기에 비하여 월등한 데이터 검출 성능을 갖는 것을 알 수 있었다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 시공간 블록코딩이 사용된 DS/CDMA 시스템을 위한 적응 간섭 완화 수신기(50)의 성능 모의 실험 결과 그래프를 도시한 도면으로, [논문 1]의 최대 우도 수신기 및 [논문 3]의 수신기를 CDMA 환경으로 확장한 수신기와의 비교 결과(비트오류율)를 나타낸다.

모의실험에서 채널환경은 도플러 주파수(f _D )와 부호 주기(T)의 곱(f _D T)으로 표시되는 페이딩 변화 속도가 10^-3인 단일경로 페이딩 채널을 가정하였고, 수신안테나 수는 2개, 원하는 사용자 1명과 100배의 전력을 갖는 1명의 간섭 사용자를 가정하였다. 확산코드로는 주기 63의 골드코드(Gold code)를 사용하였다.

도 10에서 E는 [논문 1]의 최대 우도 수신기의 경우, F는 [논문 3]의 수신기를 CDMA 환경으로 확장한 수신기의 경우, G는 본 발명에 따른 간섭 완화 수신기(2 수신 안테나)의 경우의 성능 결과이다.

상기 모의실험 결과 본 발명이 [논문 1]의 최대 우도 수신기 및 [논문 3]의 수신기를 CDMA 환경으로 확장한 수신기에 비하여 월등한 데이터 검출 성능을 갖는 것을 알 수 있었다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은, CDMA 수신기에 적용할 경우, 실제 이동통신 환경인 다중 경로 페이딩 채널 환경에서 기존의 최대 우도 수신기 등에 비하여 데이터 검출 성능이 향상되어 고속 및 양질의 서비스를 제공할 수 있으며, 하나의 기지국으로 보다 넓은 지역을 서비스할 수 있다.

또한, 본 발명은 수신 다이버시티 이득의 손실 없이도 다수 사용자 간섭을 효과적으로 제거할 수 있다.

또한, 본 발명은 단말기의 송신 전력을 낮출 수 있기 때문에 단말기의 배터리 수명이 길어지며, 다수 사용자 간섭이 제거되므로 엄격한 전력 제어가 필요 없는 등의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 모든 사용자의 신호에 관한 정보를 필요로 하지 않고 원하는 사용자 신호에 관한 정보(확산 코드, 동기 정보)만을 필요로 하므로 기지국에서 뿐만 아니라 단말기에서도 동시 적용하기에 용이한 효과가 있다.

Claims

시공간 블록 코딩 후 사용자 별로 다른 확산 코드로 확산되어 전송되는 신호를 다중경로 페이딩 채널을 통하여 수신하여 역확산하는 DS(Direct Sequence)/CDMA(Code Division Multiple Access) 통신 시스템의 적응 간섭 완화 수신 장치에 있어서,

전송 신호를 수신하는 둘 이상의 수신 안테나에 각각 접속되며, 상기 각 수신 안테나의 수신 신호 중 해당 코딩 블록의 전송 부호가 차지하는 부분만을 모아 출력하는 둘 이상의 입력신호 생성부;

상기 둘 이상의 입력신호 생성부에 각각 접속되며, 적어도 하나의 제약 조건을 갖는 평균제곱오차 최소화 기준(constraint MMSE criterion)에 근거하여 갱신되는 탭 계수(tab weight)에 상기 입력신호 생성부에서 출력되는 복소신호를 필터링하여 출력하는 동시에, 상기 필터링 출력을 이용하여 특정 사용자 채널의 위상 성분과 진폭 성분을 추정하여 채널 추정 신호를 출력하는 적응 필터 블록부－여기서 적응 필터 블록부는 상기 입력신호 생성부 하나당 다중경로의 수만큼 구비되는 것을 특징으로 함－;

상기 적응 필터 블록부에서 출력되는 채널 추정 신호 및 필터링 출력 신호를 모든 다중 경로 성분에 대하여 결합하여 상기 특정 사용자가 전송하고자 한 원래의 신호를 복원하는 신호 복원부;

기지의 학습 데이터 신호와 상기 신호 복원부에 의해 복원된 신호 중 어느하나의 신호를 선택하여 제공하는 신호 선택부; 및

상기 적응 필터 블록부에서 출력되는 채널 추정 신호 및 필터링 출력 신호와 상기 신호 선택부로부터 제공되는 신호를 대비하여 두 신호간의 에러를 산출하여 상기 적응 필터 블록부에서의 탭 계수 갱신을 위해 제공하는 에러 생성부－여기서 에러 생성부의 개수는 상기 적응 필터 블록부의 개수와 동일한 것을 특징으로 함－

를 포함하는 DS/CDMA 통신 시스템의 적응 간섭 완화 수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 적응 필터 블록부가,

상기 탭 계수에 따라 상기 입력신호 생성부의 출력신호를 필터링하여 출력하는 적응 필터;

상기 적응 필터의 필터링 출력신호와 상기 신호 선택부의 출력신호를 사용하여 단순 평균 채널 추정을 수행하는 단순 평균 채널 추정기; 및

상기 에러 생성부에 의해 산출된 에러신호와 상기 적응 필터의 출력신호를 사용하며, 둘 이상의 제약 조건을 갖는 평균제곱오차 최소화 기준에 근거하여 상기 적응 필터의 탭 계수를 조절하는 복수 제약 조건 필터계수 갱신기

를 포함하는 DS/CDMA 통신 시스템의 적응 간섭 완화 수신 장치.
제2항에 있어서,

상기 둘 이상의 제약조건을 갖는 평균제곱오차 최소화 기준은,

하기 수학식으로 정의되며,m번째 수신 안테나의l번째 다중 경로 성분을 위한 상기 적응 필터 블록부의 탭 계수()와 해당 다중 경로 성분의 확산 코드 벡터()의 내적이 실질적으로 1로 제한되고, 상기 탭 계수()와 다른 다중 경로 성분의 확산 코드 벡터() 사이의 내적이 0으로 제한되어, 상기 에러 생성부에 의해 산출되는 에러를 최소화하는

것을 특징으로 하는 DS/CDMA 통신 시스템의 적응 간섭 완화 수신 장치.

여기서,E는 평균값이고,은 첫 번째 송신 안테나와m번째 수신 안테나 사이의l번째 다중 경로 성분에 대한 추정된 채널이며,은 두 번째 송신 안테나와m번째 수신 안테나 사이의l번째 다중 경로 성분에 대한 추정된 채널이고,은 해당 코딩 블록에 대한 상기 신호 선택부의 출력신호이며,은 n번째 코딩 블록의 홀수 번째 송신 심볼이 수신되는 구간에 해당하는 벡터이고,은 n번째 코딩 블록의 짝수 번째 송신 심볼이 수신되는 구간에 해당하는 벡터이며,은l번째 항은 1 나머지는 모두 0인L×1 크기의 벡터로서 주파수 선택적 페이딩 채널에서 각 다중 경로별로 동기가 맞는 신호만 추출하고 원하는 사용자의 다른 다중 경로들의 영향을 제거하기 위해서 첨가된 조건이고,이며, 윗첨자 H는 허미션(Hermitian) 연산임.
제3항에 있어서,

상기 적응 필터 블록부가,

상기 평균제곱오차 최소화 기준을 만족하는 탭 계수()의 최적해가 동일한 것을 이용하여 하기 수학식과 같이 각 심볼에 관한 에러를 결합하고 하나 이상의 제약 조건을 만족하도록 투영하여 상기 탭 계수()를 갱신하는

것을 특징으로 하는 DS/CDMA 통신 시스템의 적응 간섭 완화 수신 장치.

여기서,로 정의되며 모든 벡터를 C에 직교하는 공간으로 투영시키는 직교 투영 행렬이고,

이며,

μ는 탭 계수를 어느 정도 빠르기로 변화시킬 것인지를 결정하는 스텝 크기(step size)이고, 윗첨자 *는 복소 공액(complex conjugate) 연산을 의미함.
제3항 또는 제4항에 있어서,

상기 단순 평균 채널 추정기가,

수신되는 일정 개수의 파일럿 심볼에 대하여, 상기 적응 필터의 필터링 출력신호에 상기 신호 선택부의 출력신호의 공액 복소수를 곱한 후 평균하여 각 송신 안테나와 m번째 수신 안테나 사이의 l번째 다중 경로 성분의 채널을 추정하는

것을 특징으로 하는 DS/CDMA 통신 시스템의 적응 간섭 완화 수신 장치.

여기서, N_P는 채널 추정에 사용하는 연이은 파일럿 심볼 수이고, Q는 파일럿 심볼 삽입 주기임.
제1항에 있어서,

상기 적응 필터 블록부가,

상기 탭 계수에 따라 상기 입력신호 생성부의 출력신호를 필터링하여 출력하는 적응 필터;

상기 적응 필터의 필터링 출력신호와 상기 신호 선택부의 출력신호를 사용하여 최대 우도 채널 추정을 수행하는 최대 우도 채널 추정기; 및

상기 에러 생성부에 의해 산출된 에러신호와 상기 적응 필터의 출력신호를 사용하며, 하나의 제약 조건을 갖는 평균제곱오차 최소화 기준에 근거하여 상기 적응 필터의 탭 계수를 조절하는 단일 제약 조건 필터계수 갱신기

를 포함하는 DS/CDMA 통신 시스템의 적응 간섭 완화 수신 장치.
제6항에 있어서,

상기 하나의 제약조건을 갖는 평균제곱오차 최소화 기준은,

하기 수학식으로 정의되며,m번째 수신 안테나의l번째 다중 경로 성분을 위한 상기 적응 필터 블록부의 탭 계수()와 해당 다중 경로 성분의 확산 코드 벡터()의 내적이 실질적으로 1로 제한되어 상기 에러 생성부에 의해 산출되는 에러를 최소화하는

것을 특징으로 하는 DS/CDMA 통신 시스템의 적응 간섭 완화 수신 장치.

여기서,E는 평균값이고,h_1ml (n)은 첫 번째 송신 안테나와m번째 수신 안테나 사이의l번째 다중 경로 성분에 대한 추정된 채널이며,은 두 번째 송신 안테나와m번째 수신 안테나 사이의l번째 다중 경로 성분에 대한 추정된 채널이고,은 해당 코딩 블록에 대한 상기 신호 선택부의 출력신호이며,은 n번째 코딩 블록의 홀수 번째 송신 심볼이 수신되는 구간에 해당하는 벡터이고,은 n번째 코딩 블록의 짝수 번째 송신 심볼이 수신되는 구간에 해당하는 벡터이며, 윗첨자 H는 허미션(Hermitian) 연산임.
제7항에 있어서,

상기 적응 필터 블록부가,

상기 평균제곱오차 최소화 기준을 만족하는 탭 계수()의 최적해가 동일한 것을 이용하여 하기 수학식과 같이 각 심볼에 관한 에러를 결합하고 상기 하나의 제약 조건을 만족하도록 투영하여 상기 탭 계수()를 갱신하는

것을 특징으로 하는 DS/CDMA 통신 시스템의 적응 간섭 완화 수신 장치.

여기서,로 정의되며 모든 벡터를에 직교하는 공간으로 투영시키는 직교 투영 행렬이고,

이며,

μ는 탭 계수를 어느 정도 빠르기로 변화시킬 것인지를 결정하는 스텝 크기(step size)이고, 윗첨자 *는 복소 공액(complex conjugate) 연산을 의미함.
제7항 또는 제8항에 있어서,

상기 최대 우도 채널 추정기가,

수신되는 일정 개수의 파일럿 심볼에 대하여, 상기 적응 필터의 필터링 출력신호에 상기 신호 선택부의 출력신호의 공액 복소수를 곱한 후 평균하여 각 송신 안테나와 m번째 수신 안테나 사이의 다중 경로 성분의 채널을 추정하는

것을 특징으로 하는 DS/CDMA 통신 시스템의 적응 간섭 완화 수신 장치.

여기서,

임.
제2항 또는 제6항에 있어서,

상기 신호 복원부가,

상기 적응 필터에서 출력되는 신호()와 채널 추정 결과 신호()를 받아서 모든 다중 경로 성분에 대하여 결합하여 결합신호()를 출력하는 결합기; 및

상기 결합기에서 출력되는 결합신호()를 사용하여 특정 사용자가 전송하고자 한 원래의 신호()를 하기의 수학식에 의해 복원하는 데이터 결정기

를 포함하는 DS/CDMA 통신 시스템의 적응 간섭 완화 수신 장치.

여기서,는 결합신호()에 해당되는 성상도 상의 부호임.
제10항에 있어서,

상기 결합기가,

상기 적응 필터에서 출력되는 신호와 채널 추정 결과 신호를 받아서 각 수신 안테나에 대해 각 다중 경로 에너지 계산을 수행하는 에너지 계산부－여기서 에너지 계산부의 개수는 상기 적응 필터 블록부의 개수와 동일한 것을 특징으로 함－; 및

상기 에너지 계산부에 의해 계산된 에너지를 더하여 출력하는 덧셈기－여기서 덧셈기의 개수는 송신 안테나의 개수와 동일한 것을 특징으로 함－

를 포함하는 DS/CDMA 통신 시스템의 적응 간섭 완화 수신 장치.
제10항에 있어서,

상기 데이터 결정기가,

상기 결합기에서 출력되는 결합신호로부터 실수부를 추출하여 출력하는 실수 계산기;

상기 결합기에서 출력되는 결합신호로부터 허수부를 추출하여 출력하는 허수 계산기;

상기 실수 계산기 및 허수 계산기의 출력 신호를 입력받아서 변조 성상도 상의 모든 부호와의 거리를 계산하여 출력하는 거리 계산기; 및

상기 거리 계산기에서 계산된 거리에서 가장 작은 편차를 갖는 부호로 결정하여 해당 부호가 갖는 복소값을 상기 신호 선택부로 출력하는 부호 선택기

를 포함하는 DS/CDMA 통신 시스템의 적응 간섭 완화 수신 장치.