KR20050027248A - Ｈ-ａｒｑ 패킷 재전송시 전송 심볼들을 회복하기 위한수신기 및 방법 - Google Patents

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Abstract

H-ARQ 패킷 재전송시 전송 심볼들을 회복하기 위한 수신기 및 방법이 개시된다. 상기 방법은 통신 신호를 수신하는 단계(304); 원하는 심볼들로 간주되지 않는 신호의 성분들을 결정하는 단계(306); 수정된 통신 신호를 발생하도록 신호에서 원하지 않는 성분들을 제거하는 단계(308); 수정된 통신 신호에 대한 유효 채널 임펄스 응답을 결정하는 단계(310); 유효 채널 임펄스 응답을 사용하여 블록 필터를 발생하는 단계(312); 및 수정된 통신 신호 내 코드간 간섭을 제거하고(313), 원하는 심볼들을 회복하도록 블록 필터를 사용하여 수정된 통신 신호를 필터링하는 단계를 포함한다.

Description

Ｈ-ＡＲＱ 패킷 재전송시 전송 심볼들을 회복하기 위한 수신기 및 방법{Receiver for and method of recovering transmitted symbols in a H-ARQ packet retransmission}
본 발명은 일반적으로 통신 시스템 분야, 특히 H-ARQ 패킷 재전송의 통신 신호 내 전송 심볼들을 회복하기 위한 수신기와 방법에 관한 것이다.
고속 데이터 서비스는 16-QAM과 같은 고레벨 변조들과 보다 작은 확산 인자들을 갖는 다중 채널화 코드들(multiple channelization codes)을 사용함으로써 1X EV-DV("Physical Layer Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems, Release C) 또는 HSDPA("High Speed Downlink Packet Access: Physical Layer Aspects," 3GPP TR 25.858)에서 지원된다. 채널화 코드들간의 감소된 직교성에 의해 야기된 코드간 및 심볼간 간섭들 때문에, 종래의 RAKE 수신기를 사용하는 16-QAM 변조 심볼들의 수신은 다중경로(분산) 환경에서 매우 취약하다. 이 구조적 간섭들은 시스템 피크 데이터 율/처리율을 매우 제한한다. 그러나, 고속 데이터 서비스는 다중경로 채널이 일반적인 도시 지역에서 대부분 응용된다. 그러므로, 코드간 및 심볼간 간섭들을 완화시키는 능력들을 갖춘 수신기가 필요하다. 이를 위해, 특허출원으로서 동일한 양수인에게 양도된 공동계류중인 특허출원번호 60/360382에서 상기 수신기가 제안된다.
하이브리드 ARQ(H-ARQ)는 묵시적 링크 적응 기술이다. 적응성 변조 및 코딩(adaptive modulation and coding;AMC)에 있어서, 간섭 대 명시적 캐리어(C/I) 측정들이나 유사한 측정들이 변조 및 코딩 형식을 설정하도록 사용된다. H-ARQ에 있어서, 링크 계층 응답들은 재전송 결정들을 위해 사용된다. 체이스 결합(Chase combining), RCPT(Rate compatible Punctured Turbo) 코드들, 및 증분식 리던던시(incremental redundancy)와 같이 H-ARQ를 구현하는 다수의 체계들이 있다. 증분식 리던던시나 H-ARQ-type-Ⅱ는 전체 코딩 패킷의 간단한 반복들을 송신하는 것 대신, 코딩이 제1 시도시에 실패하는 경우 부가적인 중복 정보가 증분적으로 전송되는 H-ARQ 기술의 또다른 구현이다.
프래임 내 일부 비트들이 이동 유닛에서 정확히 수신되지 않는 경우, H-ARQ 재전송이 1X EV-DV/HSDPA에서 사용된다. 재전송 프레임은 이전 프레임의 정확한 복제(체이스 결합), 이전 프레임의 서브셋트(부분적 체이스 결합), 또는 상이한 비트들을 갖는 상이한 복제(증분식 리던던시)일 수 있다. 그러나, 이 모든 재전송 프레임들은 동일한 조직적 비트들(systematic bits)에서 유래하여, 이동 유닛에서 예측 가능하다. 이 여분의 정보를 사용하여, 강화된 결정 피드백 균등화(enhanced decision feedback equalization) 체계는 보다 나은 성능 향상을 위해 H-ARQ 재전송 프래임들의 수신시에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 수신기 부속물의 블록도.
도 2는 본 발명의 양호한 실시예에 따라 H-ARQ 패킷 재전송의 통신 신호 내 전송 심볼들을 회복하는 방법을 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명의 양호한 실시예에 따라 H-ARQ 패킷 재전송의 통신 신호 내 전송 심볼들을 회복하는 방법의 흐름도.
본 발명은 H-ARQ 패킷 재전송의 통신 신호 내 전송 심볼들을 회복하기 위한 수신기 및 방법을 제공한다. 본 발명은 통신 신호를 수신하는 단계; 원하는 전송 심볼들로 간주되지 않는 신호의 원하지 않는 성분들을 결정하는 단계; 수정된 통신 신호를 발생하도록 신호에서 원하지 않는 성분들을 제거하는 단계; 유효 채널 임펄스 응답(effective channel impulse response)을 결정하는 단계; 유효 채널 임펄스 응답을 사용하여 블록 필터를 발생하는 단계; 및 수정된 통신 신호 내 코드간 간섭을 제거하고, 원하는 심볼들을 회복하기 위해 블록 필터를 사용하여 수정된 통신 신호를 필터링하는 단계를 포함한다.
수신기는, H-ARQ 패킷 재전송의 전송 신호를 수신하고, 전송 신호를 기저대역 신호로 변환하는 수신기 전단; 수정된 기저대역 신호를 필터링하기 위해 상기 수신기 전단에 동작가능하게 결합된 기저대역 신호 처리 블록으로서, 기저대역 신호를 수신하고, 원하는 심볼들로 간주되지 않는 신호의 원하지 않는 성분들을 결정하며, 수정된 기저대역 신호를 발생하도록 신호에서 원하지 않는 성분들을 제거하고, 유효 채널 임펄스 응답을 결정하며, 유효 채널 임펄스 응답을 사용하여 블록 필터를 발생하고, 전송 심볼들을 회복하기 위해 수정된 기저대역 신호 내 코드간 간섭을 제거하도록 블록 필터를 사용함으로써, 기저대역 신호 내 전송 심볼들을 회복하는, 상기 기저대역 신호 처리 블록; 및 상기 기저대역 신호 처리 블록에 동작가능하게 결합되어, 상기 회복된 심볼들을 수신하고 상기 심볼들을 의도된 애플리케이션으로 라우팅하기 위한 후단을 포함한다.
도 1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 수신기(100) 부속물의 블록도이다. 수신기(100)는 이동국의 수신기, PC 카드, 고정 무선 시스템의 수신기들 등일 수 있다. 수신기(100)는 RF 전단(102), 기저대역 신호 처리 블록(104), 및 기저대역 후단(106)을 포함한다. RF 전단(102)은 전송 장치로부터 신호들을 수신하고, 무선 주파수(RF) 통과대역 신호들로부터의 신호들을 기저대역 신호들로 변환한다. 기저대역 신호 처리 블록(104)은 본 발명에 따라 H-ARQ 패킷 재전송의 전송 심볼들을 회복하도록 기저대역 신호들을 수신하고, 상기 신호들을 처리한다. 회복된 데이터는 기저대역 후단(106)으로 송신되고, 의도된 애플리케이션(예컨대, 웹 브라우저, 비디오 서비스, FTP(File Transfer Protocol) 서비스 등)으로 출력된다.
bk(n)이 인덱스 n에서 코드 채널 k의 변조 심볼을 나타낸다고 하자. 벡터 b(n)Kx1=[b1(n) b2(n) …bK(n)]T는 인덱스 n에서 K 코드 채널들의 변조 심볼들을 나타낸다. sk(n)이 인덱스 n에서 코드 채널 k에 대한 채널화 코드(전송기 특정 스크램블링 코드(transmitter specific scrambling code)와 왈시 코드(Walsh code)를 결합함)를 나타낸다고 하자. 장코드(즉, 코드 주기가 심볼 기간보다 김)가 1xEV-DV 및 HSDPA에서와 같이 스크림블링을 위해 사용되는 경우, sk(n)은 심볼 인덱스 n의 함수이다. 단코드(즉, 코드 주기가 심볼 기간과 동일함)가 스크램블링을 위해 사용되는 경우, sk(n)는 모든 인덱스들 n에서 동일할 것이다. sk(n)의 확산 길이는 칩 단위로 P이다.
K 채널들의 채널화 코드들은 행렬 S(n)=[s1(n) s2(n) …sK(n)]PxK 로 그룹화될 수 있다. 대각 행렬 A은 코드 채널들의 진폭들을 나타내는데 사용된다,
여기서, ak, 1≤k ≤K는 코드 채널 k의 진폭을 나타낸다. 코드 채널들의 진폭들은 패킷 전송시에 변경하지 않아서, 행렬 A와 ak, 1≤k ≤K는 n으로 인덱싱되지 않는다. 전송 기저대역 신호는 K채널들의 채널화 코드들, 코드 채널들의 진폭들, 및 코드 채널들의 변조 심볼들의 곱이나, u(n)=S(n)·A·b(n)으로 표현될 수 있다. 벡터 h=[h(0) h(1) …h(L)]1x(L+1)는 기저대역 전송기(도 1에 도시되지 않음)와 기저대역 신호 처리 블록(104) 사이의 유효 기저대역 채널 임펄스 응답(전송기 필터, 다중경로 채널 임펄스 응답, 및 수신기 필터의 컨벌루션)을 나타내는데, 복소 변수 h(i), 0≤i≤L는 지연 i에서 경로의 진폭 및 위상 응답을 나타내고, L은 칩 단위의 최대 지연이다. 설명의 간략화를 위해, 정수 칩 단위의 지연들만이 여기서 고려된다; 그러나, 서브-칩 지연들에 대한 일반화는 간단하고, 당업자에 의해 인지될 것이다. 채널 행렬들은 이 후, 이하와 같이 h로부터 구성될 수 있다:
여기서 는 x와 같거나 x보다 큰 최소 정수를 나타낸다. 이 표시들로, A·b(n)에 관한 정보는 에 완전히 포함되고, 이것은 이하 일련의 식들로 나타낼 수 있다.
여기서 은 코드간 간섭을 야기하고, 은 원하는 심볼들 b(n) 이외의 심볼들에 의해 야기된 원하지 않는 성분들을 구성하며, 은 공분산 행렬 σ2IKxK(여기서 IKxK는 KxK 단위 행렬이다)를 갖는 AWGN(additive white Gaussian noise)을 나타낸다.
그러므로, 이전 식들로부터,
이다.
이라 하자.
(도 2에서 204로 도시된 바와 같음), 여기서 은 패킷의 이전 전송(들)로부터 b(n)의 추정이고, 은 이외의 심볼들에 의해 야기된 성분들을 갖지 않는 기저대역 신호이다. 인덱스 n에서 수신되거나 추정된 심볼인 이 b(n)과 동일하다면, 식(4) 및 (5)로부터,
이하와 같이 을 스택팅하면,
가 얻어진다.
도 2(요소 202)에 도시된 바와 같이, 블록 필터 는 이 후 수신 신호들을 역상관(decorrelate)(코드간 간섭을 제거)하도록 사용될 수 있다,
상기 연산에 사용된 양 은 패킷의 이전 전송(들)로부터 추정된다. 코딩율과 결합 기술들에 따라, 패킷의 이전 전송(들)을 디코딩하여 발생된 결과들은 적당히 펑쳐링(puncture)된다. H-ARQ 패킷 재전송시의 비트들은 이하의 추정을 발생하도록 변조시에 예측 및 사용된다.
도 3은 본 발명의 양호한 실시예의 흐름도이다. 단계 302에서, 방법은 인덱스 n을 1로 초기화한다. 단계 304에서, 방법은 기저대역 신호를 수신한다:
단계 306에서, 방법은 b(n)이외의 심볼들로 간주되는 의 성분들을 결정한다. 단계 304에서 결정된 기저대역 신호로부터, 우리는 (1) b(n) 이외의 심볼들로 간주되는 y(n)의 성분들은 이고; (2) b(n) 이외의 심볼들로 간주되는 y(n+1)의 성분들은 이며; (3) b(n) 이외의 성분들로 간주되는 의 성분들은 임을 안다. 단계 308에서, 방법은 수정된 기저대역 신호들 을 발생하도록 수신 기저대역 신호 로부터 b(n) 이외의 심볼들로 간주되는 성분들을 제거한다. 양호한 실시예에서, 방법은 수정된 기저대역 신호 를 발생하도록 단계 304에서 수신된 수신 기저대역 신호 에서 단계 306에서 결정된 성분들을 감한다. 특히,
이다.
단계 310에서, 방법은 유효 채널 임펄스 응답 행렬,을 결정한다.
단계 312에서, 블록 필터는 으로 발생된다. 블록 필터는 이 후, 단계 313에서 수신 신호를 역상관하도록 사용될 수 있다. 특히, 단계 313에서, 방법은 전송 심볼들을 회복하도록 코드간 간섭을 제거하기 위해, 308에서 수정된 기저대역 신호로부터 발생된 스택된 수정된 수신 기저대역 신호(stacked modified received baseband signal),를 필터링한다. 즉, 블록 필터 은 이하와 같이, 전송 심볼들을 생성하도록 스택된 수정된 수신 기저대역 신호 으로 곱해진다:
여기서 은 회복된 심볼들이다.
다음, 단계 314에서, 방법은 후속하는 재전송들에서 심볼들을 회복하는데 사용되도록 그들로부터 발생된 회복된 심볼들 이나 디코딩 결과들을 저장한다. 단계 316에서, 방법은 모든 전송 심볼들이 회복되는지를 결정한다. 양호한 실시예에서, 방법은 "n"이 패킷의 길이와 동일한지를 결정한다. "n"이 패킷의 길이와 동일한 경우, 모든 심볼들이 회복되고, 방법은 단계 302에서 종료한다. "n"이 패킷의 길이와 동일하지 않은 경우, 방법은 단계 318에서 "n"을 증가시키고, 회복 처리를 반복하도록 단계 304로 진행한다.
본 발명은 패킷의 H-ARQ 재전송시 회복된 심볼들을 지원하도록 패킷의 이전 재전송으로부터 획득된 정보를 사용하는 방법을 제안한다. 패킷의 이전 전송으로부터 획득된 정보를 사용함으로써, 본 발명에서 전술된 바와 같은 강화된 결정 피드백 균등화가 코드간 및 심볼간 간섭으로부터 심볼들을 보다 우수하게 회복하도록 사용될 수 있다. 이것은 수신기의 성능을 향상시킬 수 있고, 결국 네트워크의 용량을 증가시킨다.
특정 실시예가 도면에서 예로써 도시되고 본원에서 상세히 기술되지만, 본 발명은 다양한 변경들과 대안적인 형태들로 수용될 수 있다. 그러나, 본 발명은 개시된 특정 형태들로 제한되지 않도록 의도된다는 점이 이해될 것이다. 또한, 본 발명은 이하 첨부된 청구범위에 의해 규정된 바와 같이 본 발명의 의도 및 범위 내 모든 변경들, 동등물들, 대안들을 포함한다.

Claims (9)

  1. H-ARQ 패킷 재전송의 통신 신호 내 전송 심볼들을 회복하는 방법에 있어서,
    통신 신호를 수신하는 단계;
    원하는 심볼들로 간주되지 않는 상기 신호의 원하지 않는 성분들을 결정하는 단계;
    수정된 통신 신호(modified communication signal)를 발생하도록 상기 신호에서 상기 원하지 않는 성분들을 제거하는 단계;
    유효 채널 임펄스 응답(effective channel impulse response)을 결정하는 단계;
    상기 유효 채널 임펄스 응답을 사용하여 블록 필터를 발생하는 단계; 및
    상기 수정된 신호 내의 코드간 간섭을 제거하고 상기 원하는 심볼들을 회복하도록, 상기 블록 필터를 사용하여 상기 수정된 통신 신호를 필터링하는 단계를 포함하는, 전송 심볼들의 회복 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 회복된 심볼들(recovered symbols) 중 하나를 저장하는 단계와, 후속하는 H-ARQ 패킷 재전송에서 심볼들을 회복하는데 사용하기 위해 회복된 심볼들을 사용하는 결과들을 디코딩하는 단계를 더 포함하는, 전송 심볼들의 회복 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 통신 신호를 수신하는 단계는 기저대역 신호 를 수신하는 단계를 포함하고, 는 심볼간 간섭에 기여하는 심볼들의 최대수를 나타내는, 전송 심볼들의 회복 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 원하는 심볼들로 간주되지 않는 상기 신호의 성분들을 결정하는 단계는 b(n) 이외의 심볼들로 간주되는 의 상기 성분들을 결정하는 단계를 포함하는, 전송 심볼들의 회복 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 수정된 통신 신호를 발생하도록 상기 신호로부터 상기 원하지 않는 성분들을 제거하는 단계는, 수정된 기저대역 신호 를 발생하도록 b(n) 이외의 심볼들로 간주되는 의 성분들을 감하는 단계를 포함하는, 전송 심볼들의 회복 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 유효 채널 임펄스 응답을 결정하는 단계는 을 결정하는 단계를 포함하는, 전송 심볼들의 회복 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 유효 채널 임펄스 응답을 사용하여 블록 필터를 발생하는 단계는 을 결정하는 단계를 포함하는, 전송 심볼들의 회복 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 수정된 통신 신호를 필터링하는 단계는 상기 원하는 심볼들을 회복하도록 블록 필터 에 스택된 수정된 기저대역 신호 를 곱하는 단계를 포함하는, 전송 심볼들의 회복 방법.
  9. 전송 신호를 수신하고, 상기 신호를 기저대역 신호로 변환하는 수신기 전단;
    상기 수신기 전단에 동작가능하게 결합된 기저대역 신호 처리 블록으로서, 상기 기저대역 신호를 수신하고, 원하는 심볼들로 간주되지 않는 상기 기저대역 신호의 성분들을 결정하며, 수정된 신호를 발생하도록 상기 기저대역 신호에서 상기 원하지 않는 성분들을 제거하고, 유효 채널 임펄스 응답을 결정하며, 상기 유효 채널 임펄스 응답을 사용하여 블록 필터를 발생하고, 상기 수정된 신호 내 코드간 간섭을 제거하고 상기 전송 심볼들을 회복하도록 상기 블록 필터를 사용함으로써 H-ARQ 패킷 재전송의 통신 신호 내 전송 심볼들을 회복하는, 상기 기저대역 신호 처리 블록; 및
    상기 기저대역 신호 처리 블록에 동작가능하게 결합되어, 상기 회복된 심볼들을 수신하고, 상기 심볼들을 의도된 애플리케이션으로 라우팅하는 후단(back end)을 포함하는 수신기.
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