KR20050087895A - 무선 통신시스템의 데이터율 검출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템의 수신단에서의 고속 데이터 채널의 레이트 검출 방법에 있어서, 디코딩이 종료된 후, 각 레이트에 대한 심볼 에러 레이트값을 비교하여 가장 낮은 심볼 에러 레이트값을 가지는 레이트를 선택하는 제 1 과정과,상기 선택된 레이트의 순환 중복 검사 비트 결과를 확인하여, 양호한 값을 갖는 레이트를 최종 레이트로 판단하는 제 2 과정을 포함함을 특징으로 한다.

Description

무선 통신시스템의 데이터율 검출 방법{METHOD FOR DETECTING DATA RATE IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 데이터율을 검출하기 위한 방법에 관한 것이다.

기존의 IS-95 패밀리(또는 JSTD-008) CDMA 시스템에서는 음성 서비스에 비중을 두고 있으며, 낮은 레이트의 데이터 서비스도 수행하고 있다. 이러한, IS-95 패밀리 CDMA 시스템에서는 송신단에서 데이터를 전송하는 경우, 데이터의 수량에 따라서 데이터 레이트를 가변하여 전송하는데, 이것을 가변 레이트 서비스(variable rate service)라고 한다. 이와 같이 가변 레이트 서비스를 수행하려면 수신단에서 수신된 프레임에 대한 데이터 레이트를 결정해야 한다.

또한, IS-95 패밀리의 순방향 링크와 역방향 링크 모두 가변 레이트 서비스를 수행한다. IS-95 패밀리(또는 JSTD-008) CDMA 시스템에서는 9,6kbps(또는 14.4kbps)로 전송하는 경우를 풀 레이트(Full-rate)라 하고, 4.8kbps(또는 7.2kbps), 2.4kbps(또는 3.6kbps), 1.2kbps(또는 1.8kbps)로 전송하는 경우를 각각 하프 레이트(half-rate), 쿼터 레이트(quarter-rate), 그리고 에이쓰 레이트(eighth-rate)라고 한다. 각 경우에 대하여 변조 심볼의 레이트는 19.2kbps로 동일하다. 그 이유는 인코딩된 데이터를 19.2kbps로 맞추기 위해 심볼 반복(symbol repetition)을 수행하기 때문이다.

이때, IS-95 패밀리(또는 JSTD-008) CDMA 시스템에서 순방향 링크의 경우에는 반복된 모든 심볼을 전송하지만, 역방향 링크인 경우에는 시간을 온/오프시켜서 전송한다.

풀 레이트(Full-rate)인 경우에는 모두 심볼을 전송하지만, 하프 레이트(half-rate), 쿼터 레이트(quarter-rate), 그리고 에이쓰 레이트(eighth-rate)인 경우에는 16개의 파워 제어 그룹(Power Control Group : PCG)에 대해서 8PCG, 4PCG, 2PCG만을 각각 전송한다.

이와 같이 전송된 신호는 수신단의 복조기에서 수신을 하여 변조된 심볼을 수신단의 디코더에게 전달한다. 디코더에서는 해당 프레임에 대한 데이터 레이트를 결정하기 위하여 블라인드 검출(Blind Detection)을 수행한다.

도 1은 일반적인 이동 통신시스템의 송수신단의 블록 구성도 이다. 도 1을 참조하면, 인코더(1)에 입력되는 정보는 가변 데이터 레이트로 입력되며, 각 프레임마다 입력되는 데이터 개수가 다르다. 예를 들면, IS-95 CDMA 시스템에서 풀 레이트에서는 20ms 프레임 당 172bits, 하프 레이트에서는 20ms 프레임 당 80bits, 쿼터 레이트에서는 20ms 프레임 당 40bits, 마지막으로 에이쓰 레이트에서는 20ms 프레임 당 16bits를 전송한다.

이와 같은 데이터는 인코더(1)에 의해 인코딩 되고, 그 출력은 반복기(2)에 입력되어, 입력 데이터가 풀 레이트이면 바로 출력하고, 하프 레이트(half-rate), 쿼터 레이트(quarter-rate), 그리고 에이쓰 레이트(eighth-rate)는 각각 1,3,7번 심볼 반복을 수행한다. 그 결과, 풀 레이트와 동일한 심볼 레이트를 가지게 된다.

그리고, 반복기(2)의 출력은 인터리버(interleaver)(3)에 입력되어 인터리빙 되며, 인터리빙된 신호는 변조기(4)에서 변조된 후 안테나(ANT1)를 통하여 송신된다.

이와 같이 전송된 신호는 수신단의 안테나(ANT2)를 통하여 복조기(5)에 입력되어 복조되며, 그 복조기(5)에서 복조되어 소프트 결정(soft decision)된 심볼은 디코더(6)에서 입력되어 디코딩 된다.

도 2는 도 1에 보인 디코더의 실시 예를 보인 블록 구성도 이다. 도 2를 참조하면, 제 1비터비(Viterbi) 디코더(48)는 입력 심볼이 풀 심볼을 디코딩하고, 제 2, 제 3, 제 4비터비 디코더(50,52,54)는 각각 입력 심볼이 하프 레이트, 쿼터 레이트, 그리고 에이쓰 레이트 심볼로 하여 디코딩 하며, 각각 디코딩된 비트를 다시 인코딩하여 심볼 에러 비율(Symbol Error Rate : SER)을 구하고 순환 중복 검사(Cyclic Redundancy Check :CRC) 및 야마모또 품질 메트릭(Yamamoto Quality Metric)을 사용하여 데이터의 레이트를 결정한다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래 기술에서는 데이터율 판단 시 SER값과 CRC값을 이용하는데 그 우선 순위를 CRC에 두고 있다. 하지만 CRC의 확률적인 특성상 제대로 디코딩되지 않았더라도 CRC를 Good으로 판단하는 경우가 있다. 실제 실험 결과 CRC 검사에 사용하는 비트 수에 따라 6비트일 때는 1/64 의 확률로, 8비트일 때는 1/256 의 확률로, 12 비트일 때는 1/4096 의 확률로 잘못된 레이트에서도 CRC의 결과가 Good이 나오는 것이 확인되었다. 만약 원래 전송되어진 레이트에서 CRC가 Good이 나왔는데, 다른 레이트에서 함께 CRC가 Good이 나올 경우에는 SER값을 이용해 둘 중 하나를 선택하게 되어있으므로 별 문제가 되지 않는다.

하지만 채널 환경이 열악하여 원래의 데이터율에서 CRC가 Bad가 발생하는데, 다른 레이트에서 위와 같은 이유에서 CRC가 Good이 나오게 될 경우 디코더는 더 이상의 추가적인 확인없이 잘못된 데이터율로 판단하게 된다. 이럴 경우 상위 통신 레이어 상에서 오류를 수정하기 위한 추가적인 작업이 필요하게 되어 시스템의 전체적인 효율이 떨어지게 된다. 이에 따라 이러한 데이터율 판단 오류의 발생을 감소시켜야 할 필요가 있다.

따라서, 상술한 문제점을 극복하기 위한 본 발명의 목적은 실제 수신된 데이터의 특성으로부터 정확한 전송률을 검출하기 위한 방법을 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예는 이동 통신 시스템의 수신단에서의 고속 데이터 채널의 레이트 검출 방법에 있어서, 디코딩이 종료된 후, 각 레이트에 대한 심볼 에러 레이트값을 비교하여 가장 낮은 심볼 에러 레이트값을 가지는 레이트를 선택하는 제 1 과정과, 상기 선택된 레이트의 순환 중복 검사 비트 결과를 확인하여, 양호한 값을 갖는 레이트를 최종 레이트로 판단하는 제 2 과정을 포함함을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 상세 동작 및 구조에 대하여 상세히 설명한다. 도면들 중 참조번호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명은 수신기에서 블라인트 레이트를 검출함에 있어 심볼 에러 레이트(SER)을 먼저 체크하고, 다음으로 CRC를 체크하여 정확한 블라인드 레이트를 검출하는 것을 제안한다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 데이터율 검출 장치의 블록 구성도 이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 고속 데이터 채널의 레이트 검출 장치는 안테나를 통하여 무선 신호를 수신하는 수신부(31)와, 수신부(31)의 출력신호를 기저대역의 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환기(32)와, 아날로그/디지털 변환기(32)의 출력신호와 국부 PN 코드 발생기(미도시)에서 제공되는 국부 PN 코드를 서로 상관하는 PN 상관기(33)와, PN 상관기(33)의 출력신호를 해당 채널에 할당된 왈시 코드(Walsh code)와 상관하는 채널 상관기(34)와, PN 상관기(33)의 출력신호를 저 대역 필터링 하여 출력하는 파일럿 필터(35)와, 채널 상관기(34)의 출력 신호에 대한 위상 쉬프트와 신호 감쇄를 파일럿 필터(35)를 이용하여 실시하는 코히런트 검출기(36)와, 코히런트 검출기(36)의 출력신호를 각각 입력하여 디코딩하고, 데이터에 포함된 CRC를 검사하는 다수개의 디코더(37a~37d)와, 다수개의 디코더(37a~37d)의 검사 결과와 디코딩된 비트를 수신하여 데이터의 전송 레이트를 결정하는 마이크로 프로세서(38)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 이동 통신 시스템에서 고속 데이터 채널의 레이트 검출 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 3을 참조하면 수신된 RF CDMA신호는 수신부(31)에서 IF 신호로 다운 변환하고 그 IF 신호를 필터링한 후 A/D변환기(32)로 출력하고, A/D 변환기(32)는 디지털 신호로 변환하여 기저대역 신호로 만들다.

그러면, 기저대역 신호는 PN 상관기(33)에 입력되어 PN코드 발생기로부터 생성된 PN코드와 상관되어 채널 상관기(34) 및 파일롯 필터(35)로 입력된다. 채널 상관기(34)는 해당 채널의 데이터를 복원하기 위해 해당 채널에 할당된 왈시 코드와 상관을 취하여 코히런트 검출기(36)로 출력한다.

한편, 파일롯 필터(35)로 입력된 신호는 로우패스 필터링된 후에 코히런트 검출기(36)에 입력됨으로써, 코히런트 검출기(36)는 채널 환경에 의해서 발생된 신호에 대한 위상 쉬프트와 신호의 감쇄를 파일롯 필터(35) 출력을 이용하여 제거시킨다. 그리고, 코히런트 검출기(36)의 출력은 1x, 2x, 4x, 8x에 해당하는 디코더(37a,37b,37c,37d)에 각각 입력되어 디코딩되고 CRC를 검사하고 그 결과와 디코드된 비트를 마이크로 프로세서(38)에 입력해 준다.

그러면, 마이크로 프로세서(38)는 모든 레이트에 대한 논리적 전송 유닛(LTU)에 포함된 CRC를 검사하고, 상기 논리적 전송 유닛(LTU)에 포함된 CRC에 대한 에러 구하고, 미리 설정된 순서로 에러 레이트가 가장 작은 것을 찾아서 데이터 레이트를 결정하게 된다.

여기서, IMT-2000 표준의 미디엄 액세스 제어(Medium Access Channel : MAC) 계층 내에는 다중화 서브 레이어(Multiplex Sublayer)가 있는데, 이 서브 레이어에서는 상위 레이어 시그널링이나 데이터 서비스, 음성 서비스 등 다양한 데이터들로부터 정보를 결합시켜 물리 계층으로 전달하는 기능을 제공한다. 또한, 물리 계층으로부터 전달된 정보로부터 다양한 서비스에 해당되는 데이터를 분리해 내서 상위 계층으로 전달하는 기능도 제공한다.

그러면, 상술한 바와 같은 장치에서의 데이터율을 검출하기 위한 방법을 도 4를 참조하여 살펴보기로 한다.

도 4를 참조하면, 디코딩이 종료되면 상기 마이크로 프로세서(38)는 100 단계에서 가장 먼저 각 레이트에 대한 SER값을 차례로 비교하여 가장 낮은 SER값을 가지는 레이트를 선택한다. 그런 후, 상기 마이크로 프로세서(38)은 200 단계에서 상기 선택된 레이트의 CRC 결과를 확인한다. 상기 200 단계의 확인 결과, Good이 나왔을 경우, 마이크로 프로세서(38)는 300 단계에서 선택된 레이트로 최종 판단하게 된다. 그러나, 상기 200 단계의 확인 결과, Bad가 나왔을 경우, 마이크로 프로세서(38)는 400 단계에서 잘못된 레이트라고 판단하여 Blank Rate로 최종 판단하게 된다.

CRC를 먼저 체크한 후, 나중에 SER값을 체크할 경우, CRC는 확률적으로 잘못된 Rate에서도 Good이 나올 수 있음에도 불구하고 CRC결과 하나만을 가지고 판단할 가능성이 있어 문제가 있다.

반면에 SER값을 먼저 체크한 후, 나중에 CRC결과를 체크할 경우, 잘못된 레이트에서 SER값이 낮게 나올 확률이 상대적으로 적고, 만약 잘못 나왔더라도 CRC로 추가적인 검증을 할 수 있게 되므로 신뢰성이 향상되게 된다.

하기의 <표 1>은 위와 같은 방법으로 BRD(Blind Rate Detection)을 수행하는 과정에 대한 시뮬레이션 결과를 보여 주고 있다.

시뮬레이션 환경 : RC3 기준 전송 레이트 - 9.6 kbps Full Rate(Ec/Io = -12dB), 1/2 Rate(-14dB), 1/4 Rate(-15dB), 1/8 Rate(-17dB) FER 1% Target

상술한 바와 같이 본 발명은 SER값을 먼저 체크한 후, 나중에 CRC결과를 체크할 경우, 잘못된 레이트에서 SER값이 낮게 나올 확률이 상대적으로 적고, 만약 잘못 나왔더라도 CRC로 추가적인 검증을 할 수 있게 되므로 신뢰성이 향상되게 된다.

도 1은 일반적인 이동 통신시스템의 송수신단의 블록 구성도.

도 2는 도 1에 보인 디코더의 실시 예를 보인 블록 구성도.

도 3은 데이터율 검출 장치의 블록 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 데이터율 검출 방법을 설명하기 위한 플로우 차트.

Claims (2)

1. 이동 통신 시스템의 수신단에서의 고속 데이터 채널의 레이트 검출 방법에 있어서,

   디코딩이 종료된 후, 각 레이트에 대한 심볼 에러 레이트값을 비교하여 가장 낮은 심볼 에러 레이트값을 가지는 레이트를 선택하는 제 1 과정과,

   상기 선택된 레이트의 순환 중복 검사 비트 결과를 확인하여, 양호한 값을 갖는 레이트를 최종 레이트로 판단하는 제 2 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 선택된 레이트의 순환 중복 검사 비트 결과를 확인하여, 양호하지 않은 값을 갖는 레이트를 비정상 레이트라고 판단하는 제 3 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.