KR20060116212A - 2ｄ 레이크 수신기, 무선 신호 2ｄ 레이크 처리 방법 및이동 단말기 - Google Patents

2ｄ 레이크 수신기, 무선 신호 2ｄ 레이크 처리 방법 및이동 단말기 Download PDF

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KR20060116212A
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얀종 다이
루즈호우 수
얀 리
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

기준 신호 및 다수의 안테나 소자에 의해 수신된 무선 신호에 따라서, 상기 무선 신호에 관한 다중경로 정보를 생성하는 제어 모듈과, 상기 다중경로 정보에 따라서, 상이한 안테나 소자에 대응하는 상기 수신된 무선 신호의 대응하는 가중 인자를 계산하는 가중 인자 계산 유닛과, 다수의 1D 레이크 수신기 - 각각의 1D 레이크 수신기는 대응하는 안테나 소자로부터 무선 신호를 수신하고 상기 레이크 수신기에 의해 수신된 상기 무선 신호를 대응하는 가중 인자로 가중함 - 와, 상기 다수의 1D 레이크 수신기로부터 출력된 상기 가중된 무선 신호를 결합하여 결합된 신호를 출력하는 결합 유닛을 포함하는 2D 레이크 수신기가 제안된다.

Description

2Ｄ 레이크 수신기, 무선 신호 2Ｄ 레이크 처리 방법 및 이동 단말기{A 2D RAKE RECEIVER FOR USE IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS}
본 발명은 전반적으로 무선 통신 시스템에서 사용하는 수신기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 무선 통신 시스템에서 사용하는 2D 레이크 수신기(2D Rake receiver)에 관한 것이다.
무선 통신에 있어서, 전달 채널에서의 반사 및 회절로 인해, 소스로부터의 신호는 다중경로를 통해서 다중 방향으로 다양하게 지연되어 목적지에 도달할 것이다. 그래서, 목적지 단말기에 의해 수신된 신호는 상이한 경로로부터의 다중경로 신호로 구성되며, 이에 따라 소위 다중경로 효과가 유발되는데, 이 효과는 흔히 채널 상태의 극적 열화 및 시스템 성능 열화를 가져온다. 시스템 성능에 대한 다중경로 효과의 영향을 완화시키기 위한 많은 수신 기술이 제안된다. 이러한 수신 기술은 두 가지 유형으로 분류될 수 있는데, 한 가지는 다중경로 신호가 시간 다이버시티(time diversity)로 처리되는 레이크 수신기 기술이고, 다른 한 가지는 다중경로 신호가 공간 다이버시티로 처리되는 스마트 안테나 기술이다.
레이크 수신기는 2G 무선 통신 시스템에서 시스템 성능에 대한 다중경로 효과의 영향을 완화시키기 위한 기술이다. 이 수신기는 상이한 다중경로 신호가 다양하게 지연된 채 안테나에 도달하는 시간 특성을 이용하여, 이러한 다중경로 신호를 시간 다이버시티로 조합하여 시간 다이버시티 이득을 달성하게 한다. 도 1은 레이크 수신기의 일반적인 구조를 나타낸다. 도 1이 나타내고 있는 바와 같이, 먼저 레이크 수신기가 매칭 필터(Match Filter) 유닛(100)에 MF1, MF2, MF3, ...를 사용하여 지정된 지연을 갖는 다중경로 신호를 입력 신호에 각각 매칭시키고, 이어서 조합 제어 유닛(120)이 MF1, MF2, MF3, ...로부터 출력된 다중경로 신호와 기준 신호(예를 들어, TD-SCDMA의 SYNC_DL 및 미드앰블(midamble)과, CDMA IS95, CDMA2000 및 WCDMA의 파일럿 정보 및 스프레딩 코드)에 따라 각 다중경로 신호의 가중 인자를 계산하며, 그 후 가중 유닛(130)이 MF1, MF2, MF3, ...로부터 출력된 다중경로 신호를 대응하는 계산된 가중 인자로 승산하고, 마지막으로 결합 유닛(140)이 가중 유닛(130)으로부터 출력된 각각의 가중된 다중경로 신호를 결합하여 출력 신호를 얻는다.
스마트 안테나는 3G 무선 통신 시스템에서 시스템 성능에 대한 다중경로 효과의 영향을 완화시키기 위한 기술이다. 이 안테나는 다양한 DOS(Direction of Arrival)를 가진 채 안테나에 도달하는 공간 특성을 이용하여, 이러한 다중경로 신호를 하나의 신호로 결합하여 공간 다이버시티 이득을 달성하게 한다. 도 2는 스마트 안테나의 일반적인 구조를 나타낸다. 도 2가 나타내는 바와 같이, 먼저, 스마트 안테나가 2개의 안테나 소자(도면에는 도시하지 않음)를 통해서 2개의 입력 신호(1, 2)를 수신하고, 이어서 조합 제어 유닛(150)이 기준 신호(예를 들어, TD-SCDMA의 SYNC_DL 및 미드앰블과, CDMA IS95, CDMA2000 및 WCDMA의 파일럿 정보 및 스프레딩 코드) 및 피드백 신호(즉, 스마트 안테나의 출력)에 따라서 입력 신호(1)와 입력 신호(2)의 가중 인자를 계산하며, 그 후 가중 유닛(160)이 입력 신호(1)와 입력 신호(2)를 조합 제어 유닛(150)에 의해 계산된 대응하는 가중 인자로 승산하고, 마지막으로 결합 유닛(170)이 가중 유닛(160)으로부터 출력된 가중된 입력 신호(1)와 가중된 입력 신호(2)를 결합하여 출력 신호를 얻고, 이 출력 신호를 피드백 신호로서 조합 제어 유닛(150)에 되돌린다.
상기의 레이크 수신기 및 스마트 안테나의 사용은 소정 범위까지는 시스템 성능에 대한 다중경로 신호의 영향을 완화시킬 수 있지만, 그 결과가 충분히 이상적인 것은 아니다. SINR(Signal-to-Interference-Noise Ratio)을 더욱 개선하고 BER(Bit-Error_rate)을 더욱 감소시키기 위해서, 또는 전력 소비를 감소시키면서 동일한 시스템 성능을 얻기 위해서, 2D 레이크 수신기가 제안된다. 2D 레이크 수신기는 레이크 수신기와 스마트 안테나의 기술을 사용하지만, 레이크 수신기와 스마트 안테나의 단순 결합 이상의 것이다. 2D 레이크 수신기의 시스템 성능은 1차원 처리 방법(스마트 안테나 또는 레이크 수신기) 또는 잇따른 처리 방법(먼저 스마트 안테나 처리를 하고 난 후 레이크 수신기 처리, 또는 먼저 레이크 수신기 처리를 하고 난 후 스마트 안테나 처리)보다 더 양호하다.
도 3은 기존의 2D 레이크 수신기의 구조를 나타낸다. 도 3에 도시한 바와 같이, 먼저, 안테나 어레이(180)가 N개의 안테나 소자를 사용하여 N개의 신호를 수 신한다. 이어서, DOA 추정 유닛(190)이 안테나 어레이(180)에 의해 수신된 N개의 신호에 따라서 각 전달 경로의 DOA를 추정하고, 다중경로 검색 유닛(200)은 전달 경로로부터 최강의 전력을 갖는 K개의 전달 경로를 찾아내는데, 이 최강 전력의 전달 경로의 DOA는 전력 내림차순으로 ω1, ω2, ..., ωK로 배치된다. 그 후, 빔 형성 유닛 그룹(210)의 빔 형성 유닛 BF1, ..., BFK이 안테나 어레이(180)에 의해 수신된 N개의 신호에 따라 전달 경로로부터의 다중경로 신호를 각각 ω1, ω2, ..., ωK인 DOA와 결합시킨다. 그 다음, 레이크 수신기(140)의 레이크 핑거 RF1, ..., RFK는 각각 빔 형성 유닛 그룹(220) 내의 BF1, ..., BFK의 출력에 가중치를 부여한다. 마지막으로, 결합 유닛(230)은 레이크 수신기(220) 내의 각 레이크 핑거로부터 출력된 신호를 결합하여 사용자 신호를 얻는다.
통상적인 2D 레이크 수신기에 대한 상기의 설명은, 먼저 다수의 빔 형성 유닛이 공간-도메인 처리에 필요하고, 그 다음에 레이크 수신기가 시간-도메인에서의 신호 처리에 사용되어 사용자 신호를 얻음을 나타낸다. 따라서, 이러한 구조는 비교적 복잡하고 처리 방법은 충분히 유연하지는 않다.
기존의 2D 레이크 수신기에서의 복잡한 구조 및 유연하지 못한 처리 방법의 단점을 극복하고, 시스템 성능을 더욱 개선하기 위해서, 본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 사용되는 새로운 2D 레이크 수신기가 제안된다.
본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 사용되는 2D 레이크 수신기를 제공하는 것이다. 2D 레이크 수신기는, 더 이상 공간-도메인 처리용 빔 형성 유닛을 사용하지 않고, 안테나 어레이에 의해 수신된 입력 신호에 대해서 결합 시간-공간 처리를 수행한다. 기존의 2D 레이크 수신기에 비해서, 제안되는 새로운 2D 레이크 수신기는 더욱 간단한 구조와 더욱 유연한 처리 방법을 가지며, 보다 양호한 시스템 성능을 달성할 수 있다.
본 발명에 따른 2D 레이크 수신기는, 기준 신호 및 다수의 안테나 소자에 의해 수신된 무선 신호에 따라서, 상기 무선 신호에 관한 다중경로 정보를 생성하는 제어 모듈과, 상기 다중경로 정보에 따라서, 상이한 안테나 소자에 대응하는 상기 수신된 무선 신호의 대응하는 가중 인자를 계산하는 가중 인자 계산 유닛과, 다수의 1D 레이크 수신기 - 각각의 1D 레이크 수신기는 대응하는 안테나 소자로부터 무선 신호를 수신하고 상기 레이크 수신기에 의해 수신된 상기 무선 신호를 대응하는 가중 인자로 가중함 - 와, 상기 다수의 1D 레이크 수신기로부터 출력된 상기 가중된 무선 신호를 결합하여 결합된 신호를 출력하는 결합 유닛을 포함한다.
도 1은 통상적인 레이크 수신기의 일반적인 구조를 예시한 블록도,
도 2는 통상적인 스마트 안테나의 일반적인 구조를 예시한 블록도,
도 3은 통상적인 2D 레이크 수신기의 구조를 예시한 블록도,
도 4는 본 발명의 실시예에서의 2D 레이크 수신기의 구조를 예시한 블록도,
도 5는 본 발명의 실시예에서의 다중경로 신호에 대한 가중 인자를 계산하는 원리를 예시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에서의 TD-SCDMA 무선 단말기에서 사용되는 제안된 2D 레이크 수신기를 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 무선 통신 시스템에서 사용되는 2D 레이크 수신기를 예시하는 블록도이다. 2D 레이크 수신기는 TD-SCDMA, WCDMA, CDMA IS95 및 CDMA2000에 적용될 수 있다. 설명의 간소성을 위하여, 2D 레이크 수신기가 단 2개의 입력 신호를 처리하는 상황을 제공한다. 2개 이상의 입력 신호를 처리하는 원리는 동일하다.
이하에서는, 이동 단말기에서 사용되는 제안된 2D 레이크 수신기에 대해서 도 4와 관련하여 상세히 설명한다.
1. 안테나 어레이로부터의 입력 신호 캐싱(Caching the input signals from the antenna array)
이동 단말기의 2D 레이크 수신기(330) 내의 제 1 레벨 버퍼(10, 20)는 각각 안테나 어레이(도면에는 도시하지 않음) 내의 상이한 소자로부터 입력 신호(1) 및 입력 신호(2)를 수신하고 캐싱한다.
2. 동기화 처리 및 채널 추정
2D 레이크 수신기(330)에서, 동기화 제어 및 채널 추정 유닛(242)은 기준 신호(예를 들어, TD-SCDMA의 SYNC_DL 및 미드앰블(midamble)과, CDMA IS95, CDMA2000 및 WCDMA의 파일럿 정보 및 스프레딩 코드)와 입력 신호(1) 및 입력 신호(2)에 따라서 동기화 제어 정보를 생성하고, 이 동기화 제어 신호를 제 1 레벨 버퍼(10, 20) 및 제 2 레벨 버퍼(11, 12, 13, 21, 22, 23)에 제공한다.
또한, 동기화 제어 정보를 이용하여 입력 신호(1) 및 입력 신호(2)를 동기화한 후, 동기화 제어 및 채널 추정 유닛(242)은 공급된 기준 신호에 따라 동기화된 입력 신호(1) 및 동기화된 입력 신호(2)에 포함된 다중경로 정보를 검색하고, 가중 인자 계산 유닛(256) 및 레이크 수신기(252, 254)에 다중경로 정보를 제공하는데, 여기서 다중경로 정보는 다중경로의 수, 다중경로 지연 정보 및 각 전달 경로의 추정된 진폭(전송된 무선 신호의 진폭에 대한 상이한 전달 경로의 추정된 영향)과 관련된다.
3. 신호의 각 다중경로 성분을 분리(Separating each multipath component of the signal)
2D 레이크 수신기(330)에서는, 동기화 제어 및 채널 추정 유닛(242)으로부터의 동기화 제어 정보를 활용함으로써, 제 1 레벨 버퍼(10, 20)가 입력 신호(1)와 입력 신호(2)의 동기화를 조정하여, 동기화된 입력 신호(1) 및 동기화된 입력 신호(2)를 레이크 수신기(252) 및 레이크 수신기(254)에 출력한다.
레이크 수신기(252) 및 레이크 수신기(254)는 양측 모두 1차원적이다. 제 1 레벨 버퍼(10, 20)에 의해서 동기화된 입력 신호(1) 및 입력 신호(2)를 수신한 후에, 레이크 수신기(252)는 입력 신호(1)에 포함된 다중경로 신호를 동기화 제어 및 채널 추정 유닛(242)으로부터의 다중경로 정보에 포함된 다중경로 개수 및 다중경로 지연 정보에 따라서 레이크 핑거 S11, S12, S13 내로 전달한다. 여기서, 레이크 핑거의 수는 다중경로의 개수와 대응한다. 본 발명의 실시예에서, 레이크 수신기에 의해 수신되는 신호는 2개의 경로를 통해서 전달된다고 가정한다. 마찬가지로, 레이크 수신기(254)는 입력 신호(2)에 포함된 다중경로 신호를 S21, S22, S23에 전달한다.
4. 각각의 레이크 핑거에 대응하는 2D 시간-공간 가중 인자를 계산(Calculating the 2D time-space weight factor corresponding to each Rake finger)
2D 레이크 수신기(330)에서, 가중 인자 계산 유닛(256)은 관련 알고리즘을 채택하여, 입력 신호(1) 및 입력 신호(2)에 포함된 각각의 다중경로 신호에 대응하는 2D 시간-공간 가중 인자를 동기화 제어 및 채널 추정 유닛(242)에 의해 공급되는 다중경로 정보에 따라서 계산하며, 계산된 2D 가중 인자를 각각의 대응하는 레이크 핑거에 제공한다.
2D 가중 인자가 계산되는 경우에는 두 가지 방법이 채택될 수 있다.
제 1 방법에 있어서, 가중 인자 계산 유닛(256)은 기준 신호에 기초하여 각 각의 레이크 핑거의 최초 가중 인자를 계산한다. 즉, 전달 경로에 대응하는 각각의 레이크 핑거의 최초 가중 인자는, 동일한 전달 경로로부터 상이한 안테나 소자에 의해 수신된 신호를 사용하며 동기화 제어 및 채널 추정 유닛(242)에 의해 공급되는 다중경로 지연 정보에 따라서, 예를 들어 MMSE에 기초한 알고리즘으로 계산될 수 있다. 그러면, 전달 경로에 대응하는 각각의 레이크 핑거의 2D 시간-공간 가중 인자는, 동기화 제어 및 채널 추정 유닛(242)에 의해 공급되는 각각의 추정된 경로 진폭에 따라서, 전달 경로에 대응하는 각각의 레이크 핑거의 최초 가중 인자를 추정된 경로 진폭에 승산함으로써 획득될 수 있다.
다음의 섹션에서는 본 발명의 실시예에 따라서 도 5와 관련하여 2D 시간-공간 가중 인자를 계산하는 제 1 방법을 설명할 것이다. 설명의 명료성을 위해서, 단 2개의 레이크 핑거 S11 및 S21이 가중 인자를 계산하고 가중 인자와의 가중된 조합을 수행하는 동작 절차를 나타내도록 예시되며, 다른 레이크 핑거는 가중 인자를 계산하고 가중 인자와의 가중된 조합을 수행하는 유사한 동작 절차를 채용한다. 실시예에서, S11 및 S21에 의해 수신된 다중경로 신호는 동일한 전달 경로로부터 수신되는 것임을 가정한다. 가중 인자 계산 유닛(256)은, 동기화 제어 및 채널 추정 유닛(242)에 의해 제공되는 다중경로 지연 정보에 따라서, MMSE 규칙에 기초한 S11 및 S21의 최초 인자를 계산할 수 있다. 그 후, 가중 인자 계산 유닛(256)은 S11 및 S21의 최초 인자를 동기화 제어 및 채널 추정 유닛(242)에 의해 제공되는 대응하는 전달 경로의 추정된 진폭에 승산하여, 레이크 핑거 S11 및 S21의 대응하는 2D 시간-공간 가중 인자 W11 및 W21을 얻는다.
마찬가지로, 가중 인자 계산 유닛(256)은 기준 신호에 기초하며, 동기화 제어 및 채널 추정 유닛(242)에 의해 제공되는 각 경로의 다중경로 진폭 정보 및 추정된 진폭에 따라서, 다른 레이크 핑거 S12, S13, S22 및 S23의 2D 시간-공간 가중 인자 W12, W13, W22 및 W23을 각각 계산할 수 있다.
제 2 방법에 있어서, 가중 인자 계산 유닛(256)은, 먼저, 기준 신호 대신에 각각의 레이크 핑거의 출력 신호를 피드백 신호로서 사용하여 각 레이크 핑거의 최초 가중 인자를 계산한다. 즉, 전달 경로에 대응하는 각 레이크 핑거의 최초 가중 인자는, 동일한 전달 경로로부터 상이한 안테나 소자에 의해 수신된 신호에 기초하며 동기화 제어 및 채널 추정 유닛(242)에 의해 제공되는 다중경로 지연 정보에 따라서, 블라인드 적응적 알고리즘과 같은 알고리즘으로 계산될 수 있다. 그러면, 전달 경로에 대응하는 각 레이크 핑거의 2D 시간-공간 가중 인자는, 동기화 제어 및 채널 추정 유닛(242)에 의해 제공되는 각 경로의 추정된 진폭에 따라서, 전달 경로에 대응하는 각 레이크 핑거의 최초 가중 인자를 추정된 경로 진폭에 승산함으로써 획득될 수 있다.
계속해서 도 5를 참조하면, 레이크 핑거 S11 및 S21에 의해 수신된 다중경로 신호는 동일한 전달 경로로부터의 신호인 것으로 가정된다. 가중 인자 계산 유닛(256)은, 동기화 제어 및 채널 추정 유닛(242)에 의해 제공되는 다중경로 지연 정보에 따라서, 블라인드 적응적 알고리즘에 기초한 S11 및 S21의 최초 가중 인자를 계산할 수 있다. 그 후, 가중 인자 계산 유닛(256)은 S11 및 S21의 최초 인자를 동기화 제어 및 채널 추정 유닛(242)에 의해 제공되는 대응하는 전달 경로의 추 정된 진폭으로 승산하여, 레이크 핑거 S11 및 S21의 대응하는 2D 시간-공간 가중 인자 W11 및 W21을 얻는다.
마찬가지로, 가중 인자 계산 유닛(256)은, 동기화 제어 및 채널 추정 유닛(242)에 의해 제공되는 각 경로의 다중경로 지연 정보 및 추정된 진폭에 따라서, 다른 레이크 핑거 S12, S13, S22, S23의 2D 시간-공간 가중 인자 W12, W13, W22 및 W23을 각각 계산할 수 있다.
5. 다중경로 신호를 가중(Weighting the multipath signals)
레이크 수신기(252) 내의 레이크 핑거 S11, S12 및 S13은 각각 자신이 수신한 다중경로 신호를 가중 인자 계산 유닛(256)에 의해서 계산된 대응하는 2D 시간-공간 가중 인자 W11, W12 및 W13에 승산하여, 각각의 가중된 다중경로 신호를 2D 레이크 수신기(330) 내의 제 2 레벨 버퍼(11, 12, 13)(제 2 레벨 버퍼의 개수는 레이크 수신기(252) 내의 레이크 핑거의 개수와 대응해야 함)에 전달한다. 마찬가지로, 레이크 수신기(254)의 레이크 핑거 S21, S22 및 S23은 각각 자신이 수신한 다중경로 신호를 가중 인자 계산 유닛(256)에 의해 계산된 대응하는 2D 시간-공간 가중 인자 W21, W22 및 W23에 승산하여, 각각의 가중된 다중경로 신호를 2D 레이크 수신기(330) 내의 제 2 버퍼(21, 22, 23)에 전송한다.
6. 각각의 가중된 다중경로 신호의 시간 지연을 정렬(Aligning the time delay of each weighted multipath signal)
2D 레이크 수신기(330) 내의 제 2 레벨 버퍼(11, 12, 13, 21, 22, 23)는, 레이크 수신기(252, 254)로부터 출력된 다중경로 신호를 각각 수신한 후, 동기화 제어 및 채널 추정 유닛(242)에 의해 전송된 동기화 제어 정보 및 다중 경로 정보에 따라 수신된 다중경로 신호의 시간 지연을 조정하여, 이러한 다중경로 신호가 시간 정렬될 수 있게 한다.
7. 결합(Combining)
결합 유닛(260)은 제 2 버퍼(11, 12, 13, 21, 22, 23)로부터 출력된 시간 정렬 다중경로 신호를 결합하여 출력 신호를 얻는다.
도 6은 TD-SCDMA 무선 단말기에서 사용되는 제안된 2D 레이크 수신기의 실시예를 나타낸다. 상세한 설명은 도 6과 관련하여 이하에서 실시예에 대해 주어질 것이다.
무선 단말기에 전력이 공급된 후, 기저대역 MODEM 유닛(340)은 셀 검색 절차 동안에 MF를 사용하여 각각의 하위프레임 내의 DwPTS에서 셀의 SYNC_DL(다운링크 동기화 코드)을 찾는다. 무선 단말기가 기지국과의 통신을 설립하고 있는 경우, 기저대역 MODEM(340)은 그 무선 단말기에 대한 기지국에 의해 할당되는 미드앰블을 획득한다. 그 후, 기저대역 MODEM 유닛(340)은 데이터 버스(360)를 통해서 2D 그 무선 단말기로 할당된 미드앰블 및 획득된 SYNC_DL을 레이크 수신기(330)에 전송하 여, 기준 신호로서 2D 레이크 수신기(330)에 제공한다.
기지국이 무선 단말기와 통신하고 있는 경우, 무선 단말기 내의 2D 레이크 수신기(330)는 사용자 신호를 포함하는 입력 신호(1) 및 입력 신호(2)를 수신하고, 이 입력 신호를 2D 레이크 수신기(330) 내의 제 1 버퍼에 각각 캐싱한다. 입력 신호(1) 및 입력 신호(2)는 안테나 어레이(300)의 상이한 소자로부터의 신호이며, RF 처리 유닛(310) 및 AD/DA 처리 유닛(320)에 의해서 처리되고 있다.
입력 신호를 수신한 후에, 2D 레이크 수신기(330) 내의 동기화 제어 및 채널 추정 유닛은, 기저대역 MODEM 유닛(340)으로부터 무선 단말기로 할당된 미드앰블 및 SYNC_DL에 따라서, 전술한 동기화 처리 및 제어 추정 방식으로 동기화 제어 및 다중경로 정보를 생성한다. 전술한 방법에 따르면, 2D 레이크 수신기(330)는, 각각의 다중 경로 신호를 분리하는 단계와, 다중경로 신호마다 각 레이크 핑거의 2D 시간-공간 가중 인자를 계산하는 단계와, 각각의 레이크 핑거의 다중경로 신호를 가중하는 단계와, 각각의 레이크 핑거의 가중된 다중경로 신호를 시간 정렬하는 단계와, 각각의 레이크 핑거의 시간 정렬된 다중경로 신호를 결합하는 단계를 수행한다.
기저대역 MODEM 유닛(340)은 JD(결합 검출), 비터비 디코딩 또는 터보 디코딩 기법을 이용하여 2D 레이크 수신기(330)로부터의 사용자 신호에 대한 채널 디코딩을 수행하며, 디코딩된 신호를 소스 디코드 및 기저대역 제어 유닛(350)에 전송한다.
소스 디코드 및 기저대역 제어 유닛(350)은 기저대역 MODEM 유닛(340)으로부 터의 채널 디코딩된 신호에 대한 소스 디코딩을 수행하며, 소스 디코딩된 사용자 신호에 대한 추가의 관련 처리를 실행한다.
도 6으로부터는, 제안된 2D 레이크 수신기가 스프레딩/디스프레딩 모듈, MODEM 모듈, 비터비/터보 디코딩 모듈 등과 같은 기존 시스템의 거의 모든 소프트웨어 모듈을 재사용할 수 있음을 알 수 있다. 더욱이, 2D 레이크 수신기의 인터페이스는 기존의 표준 기저대역 MODEM 유닛의 인터페이스와 호환가능하여, 표준 기저대역 MODEM 유닛이 재사용될 수 있고, 2D 레이크 수신기 및 기저대역 MODEM 유닛이 데이터 버스를 통해서 SYNC_DL 및 미드앰블에 관한 정보를 전달할 수 있게 한다.
본 발명의 유익한 결과
전술한 바와 같이, 무선 통신 시스템에서의 사용을 위한 제안된 2D 레이크 수신기에서, 다중 레이크 수신기는 안테나 어레이 내의 상이한 소자에 의해 수신되는 입력 신호를 직접 가중하는 데 사용된다. 따라서, 기존의 2D 레이크 수신기에 비해서, 각각의 다중경로 신호를 처리하기 위한 빔 형성 유닛이 더 이상 필요치 않으며, 이에 따라, 제안된 2D 레이크 수신기는 더욱 간단한 구조와 더욱 유연한 처리 방법을 가지며, 보다 양호한 시스템 성능을 달성할 수 있다.
또한, 제안된 2D 레이크 수신기는 기존 시스템의 거의 모든 소프트웨어 및 하드웨어 모듈을 재사용할 수 있는데, 이는 기존 시스템을 거의 수정하지 않고 관련된 응용 비용을 적게 들이게 된다.
당업자라면, 본 명세서에서 설명한 무선 통신 시스템에서의 사용을 위한 제 안된 2D 레이크 수신기는 TD-SCDMA, WCDMA, CDMA IS95 및 CDMA2000에 적용될 수 있으며, 동시에 칩셋 및 구성소자, 이동 무선 통신 단말기 및 WLAN 단말기 등으로 확장될 수 있을 이해할 수 있을 것이다.
바람직한 실시예에 대한 전술한 설명은 당업자가 본 발명을 제작하거나 사용할 수 있게 하도록 제공된다. 실시예에 대한 다양한 수정은 당업자에게는 용이하게 식별될 것이며, 본 명세서에서 규정한 특유한 원리는 본 발명의 권한의 사용 없이 다른 실시예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 나타낸 실시예로 한정되도록 의도된 것이 아니라 본 명세서에서 개시한 원리 및 신규한 특징과 부합되는 가장 넓은 범주에 대해 허용될 것이다.

Claims (26)

  1. 기준 신호 및 다수의 안테나 소자에 의해 수신된 무선 신호에 따라서, 상기 무선 신호에 관한 다중경로 정보를 생성하는 제어 모듈과,
    상기 다중경로 정보에 따라서, 상이한 안테나 소자에 대응하는 상기 수신된 무선 신호의 대응하는 가중 인자를 계산하는 가중 인자 계산 유닛과,
    다수의 1D 레이크 수신기 - 각각의 1D 레이크 수신기는 대응하는 안테나 소자로부터 무선 신호를 수신하고 상기 레이크 수신기에 의해 수신된 상기 무선 신호를 대응하는 가중 인자로 가중함 - 와,
    상기 다수의 1D 레이크 수신기로부터 출력된 상기 가중된 무선 신호를 결합하여 결합된 신호를 출력하는 결합 유닛을 포함하는
    2D 레이크 수신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 1D 레이크 수신기는 모두 다수의 레이크 핑거 - 각각의 레이크 핑거는 대응하는 전달 경로에 대응하며 자신이 수신한 무선 신호를 대응하는 가중 인자로 가중함 - 를 포함하는
    2D 레이크 수신기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 다중경로 정보는 적어도 다중경로 지연 정보 및 다중경로 진폭 추정 정보를 포함하는
    2D 레이크 수신기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가중 인자 계산 유닛은 상기 기준 신호 및 상기 다중경로 정보에 따라서 상기 다수의 1D 레이크 수신기 내의 대응하는 레이크 핑거의 입력 신호를 계산하며, 상기 계산 결과 및 상기 대응하는 레이크 핑거의 추정된 진폭에 따라서 상기 대응하는 레이크 핑거의 대응하는 가중 인자를 계산하되, 상기 대응하는 레이크 핑거는 상기 다수의 1D 레이크 수신기에서 동일한 전달 경로로부터 전달되는 무선 신호를 수신하기 위한 레이크 핑거인
    2D 레이크 수신기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가중 인자 계산 유닛은 MMSE(최소 평균 평방 오차) 값에 기초한 알고리즘을 채택함으로써 상기 대응하는 레이크 핑거의 상기 입력 신호를 계산하는
    2D 레이크 수신기.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 가중 인자 계산 유닛은 상기 다중경로 정보 및 상기 다수의 1D 레이크 수신기 내의 대응하는 레이크 핑거의 출력 신호에 따라서 상기 대응하는 레이크 핑거의 입력 신호를 계산하며, 상기 계산 결과 및 상기 대응하는 레이크 핑거의 추정된 진폭에 따라서 상기 대응하는 레이크 핑거의 대응하는 가중 인자를 계산하되, 상기 대응하는 레이크 핑거는 상기 다수의 1D 레이크 수신기에서 동일한 전달 경로로부터 전달되는 무선 신호를 수신하기 위한 레이크 핑거인
    2D 레이크 수신기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 가중 인자 계산 유닛은 상기 대응하는 레이크 핑거의 상기 입력 신호를 블라인드 적응적 알고리즘으로 계산하는
    2D 레이크 수신기.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 기준 신호 및 상기 다수의 안테나 소자에 의해 수신된 상기 무선 신호에 따라서 동기화 제어 정보를 생성하되,
    상기 2D 레이크 수신기는,
    상기 동기화 제어 정보에 따라서 상기 다수의 안테나 소자에 의해 수신된 상기 무선 신호를 동기화하여, 상기 다수의 1D 수신기 내로 입력된 상기 무선 신호가 동기화를 유지할 수 있게 하는 다수의 제 1 레벨 버퍼를 더 포함하는
    2D 레이크 수신기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기준 신호는 다운링크 동기화 코드 및 미드앰블 코드인
    2D 레이크 수신기.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 기준 신호는 파일럿 정보 및 스프레딩 코드인
    2D 레이크 수신기.
  11. 수신된 무선 신호를 2D 레이크 처리하는 방법으로서,
    (a) 기준 신호 및 다수의 안테나 소자에 의해 수신된 상기 무선 신호에 따라서 상기 무선 신호에 관한 다중경로 정보를 생성하는 단계와,
    (b) 상기 다중경로 정보에 따라서 상기 다수의 안테나 소자에 대응하는 상기 수신된 무선 신호의 대응하는 가중 인자를 계산하는 단계와,
    (c) 상기 대응하는 가중 인자에 따라서, 상기 다수의 안테나 소자로부터 다수의 레이크 핑거에 의해 수신된 상기 무선 신호를 가중하는 단계와,
    (d) 상기 다수의 레이크 핑거로부터 출력된 상기 가중된 무선 신호를 결합하여, 결합된 신호를 출력하는 단계를 포함하는
    방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 다중경로 정보는 적어도 다중경로 지연 정보 및 다중경로 진폭 추정 정보를 포함하는
    방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 단계(b)는,
    (b1) 상기 기준 신호 및 상기 다중경로 정보에 따라서 상기 다수의 레이크 핑거 내의 대응하는 레이크 핑거의 입력 신호를 계산하되, 상기 대응하는 레이크 핑거는 동일한 전달 경로로부터 전송되는 무선 신호를 수신하기 위한 레이크 핑거인 단계와,
    (b2) 상기 계산 결과 및 상기 대응하는 레이크 핑거의 추정된 진폭에 따라서 상기 대응하는 레이크 핑거의 대응하는 가중 인자를 계산하는 단계를 포함하는
    방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    MMSE 규칙에 기초한 알고리즘은 상기 대응하는 레이크 핑거의 상기 입력을 계산하도록 채택되는
    방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 단계(b)는,
    (b1) 상기 다중경로 정보 및 상기 다수의 레이크 핑거의 출력 신호에 따라서 대응하는 레이크 핑거의 입력 신호를 계산하되, 상기 대응하는 레이크 핑거는 동일한 전달 경로로부터 전달되는 무선 신호를 수신하기 위한 레이크 핑거인 단계와,
    (b2) 상기 계산 결과 및 상기 대응하는 레이크 핑거의 추정된 진폭에 따라서 상기 대응하는 레이크 핑거의 대응하는 가중 인자를 계산하는 단계를 포함하는
    방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 대응하는 레이크 핑거의 상기 입력 신호는 블라인드 적응적 알고리즘으로 계산되는
    방법.
  17. 제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 신호 및 상기 다수의 안테나 소자에 의해 수신되는 상기 무선 신호에 따라서 동기화 제어 정보를 생성하는 단계와,
    상기 동기화 제어 정보에 따라서 상기 다수의 안테나 소자에 의해 수신된 상기 무선 신호를 각각 동기화하여, 상기 다수의 레이크 핑거 내로 입력된 상기 무선 신호가 동기화를 유지할 수 있게 하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 기준 신호는 다운링크 동기화 코드 및 미드앰블 코드인
    방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 기준 신호는 파일럿 정보 및 스프레딩 코드인
    방법.
  20. 다수의 안테나 소자 - 각각의 안테나 소자는 무선 신호를 수신하고 전송하기 위한 것임 - 와,
    상기 다수의 안테나 소자로부터 무선 신호를 수신하고, 상기 다수의 안테나 소자에 의해 수신되는 상기 무선 신호를 출력 신호로 결합하는 2D 레이크 수신기와,
    상기 2D 레이크 수신기의 출력 신호를 기저대역 복조하고, 전송될 신호를 기저대역 변조하며, 이러한 신호를 상기 안테나 소자를 통해서 전송하는 기저대역 MODEM 유닛을 포함하는
    이동 단말기.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 2D 레이크 수신기는
    기준 신호 및 상기 다수의 안테나 소자에 의해 수신된 무선 신호에 따라서, 상기 무선 신호에 관한 다중경로 정보를 생성하는 제어 모듈과,
    상이한 안테나 소자에 대응하는 상기 수신된 무선 신호의 대응하는 가중 인자를 계산하는 가중 인자 계산 유닛과,
    다수의 1D 레이크 수신기 - 각각의 1D 레이크 수신기는 대응하는 안테나 소자로부터 무선 신호를 수신하고, 상기 레이크 수신기에 의해 수신된 상기 무선 신호를 상기 대응하는 가중 인자로 가중함 - 와,
    상기 다수의 1D 레이크 수신기에 의해 출력되는 상기 가중된 무선 신호를 결합하여, 결합된 신호를 출력하는 결합 유닛을 포함하는
    이동 단말기.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 다중경로 정보는 적어도 다중경로 지연 정보 및 다중경로 진폭 추정 정보를 포함하는
    이동 단말기.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 가중 인자 계산 유닛은 상기 기준 신호 및 상기 다중경로 정보에 따라서 상기 다수의 1D 레이크 수신기 내의 대응하는 레이크 핑거의 입력 신호를 계산하며, 상기 계산 결과 및 상기 대응하는 레이크 핑거의 추정된 진폭에 따라서 상기 대응하는 레이크 핑거의 대응하는 가중 인자를 계산하되, 상기 대응하는 레이크 핑거는 상기 다수의 1D 레이크 수신기에서 동일한 전달 경로로부터 전달되는 무선 신호를 수신하기 위한 레이크 핑거인
    이동 단말기.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 가중 인자 계산 유닛은 MMSE 규칙에 기초한 알고리즘으로 상기 대응하는 레이크 핑거의 입력 신호를 계산하는
    이동 단말기.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 가중 인자 계산 유닛은 상기 다중경로 정보 및 상기 다수의 1D 레이크 수신기 내의 대응하는 레이크 핑거의 출력 신호에 따라서 상기 대응하는 레이크 핑 거의 입력 신호를 계산하며, 상기 계산 결과 및 상기 대응하는 레이크 핑거의 추정된 진폭에 따라서 상기 대응하는 레이크 핑거의 대응하는 가중 인자를 계산하되, 상기 대응하는 레이크 핑거는 상기 다수의 1D 레이크 수신기에서 동일한 전달 경로로부터 전달되는 무선 신호를 수신하기 위한 레이크 핑거인
    이동 단말기.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 가중 인자 계산 유닛은 상기 대응하는 레이크 핑거의 상기 입력 신호를 블라인드 적응적 알고리즘으로 계산하는
    이동 단말기.
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