KR20070012311A

KR20070012311A - 수신 신호 내의 간섭을 줄이기 위한 방법, 수단 및 제품

Info

Publication number: KR20070012311A
Application number: KR1020067007123A
Authority: KR
Inventors: 소우셍 헤
Original assignee: 텔레호낙티에볼라게트 엘엠 에릭슨(피유비엘)
Priority date: 2003-10-14
Filing date: 2004-10-08
Publication date: 2007-01-25
Also published as: HK1103487A1; WO2005041511A1; CN1969517A; EP1673913B1; JP2007508758A; EP1673913A1; JP4621684B2; CN100542146C; US7289583B2; US20050078777A1

Abstract

단일 안테나 간섭 제파(SAIR) 완화를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 수신 신호(received signal)의 동기화 및 화이트닝의 수행에 의해 수신 신호 내의 간섭이 감소된다. 동기화 및 화이트닝은 다음의 단계들을 적어도 한번 수행하는 것을 포함한다: 1) 간섭 모델을 생성하기 위해 입력 신호의 동기화 및 벡터-노이즈-상관 추정을 수행하는 단계; 및 2) 갱신된 수신 신호를 생성하기 위해 간섭 모델 및 입력 신호를 이용하여 STW(spatio-temporal whitening) 동작을 수행하는 단계. 동기화 및 벡터-노이즈-상관 추정을 수행하는 단계가 첫 번째로 행해질 때, 입력 신호는 수신 신호이다. 동기화 및 벡터-노이즈-상관 추정을 수행하는 단계가 첫 번째 다음으로 수행될 때, 입력 신호는 갱신된 수신 신호이다.

단일 안테나 간섭 제파 완화, 동기화, 화이트닝, 간섭 모델, 벡터-노이즈-상관

Description

수신 신호 내의 간섭을 줄이기 위한 방법, 수단 및 제품{SINGLE ANTENNA INTERFERENCE REJECTION BY MEANS OF ITERATIVE INTERFERENCE ESTIMATION AND SPATIO-TEMPORAL WHITENING}

관련 출원

본 특허 출원은 본건과 동일자로 출원된 "Method of Apparatus for Noise whitening Filtering"이란 제목의 미국 특허 출원 제10/684,598호에 관련되며, 그것의 전체 개시가 참조에 의해 통합된다.

발명의 분야

본 발명은 일반적으로 디지털 시분할 다중 접속 통신 시스템 내에서의 단일 안테나 간섭 제파(Single Antenna Interference Rejection, SAIR)에 관한 것이며, 보다 구체적으로 GSM(Global System of Mobile communication)에 따라 동작하는 통신 시스템 내에서의 SAIR에 관한 것이다.

예를 들어, GSM, EDGE(Enhanced Data GSM Evolution), 및 DAMPS(Digital Advanced Mobile Service)에 따라 동작하는 것들과 같은 무선 디지털 시분할 다중 접속(TDMA) 통신 시스템 내에서의 수신기 성능은 종종 간섭에 의해 제한받는다. 예를 들어, 간섭은 다른 사용자로부터 올 수 있다. 인접한 반송파 주파수 상에서 동작하는 사용자들은 ACI(adjacent-channel interference)를 발생시킬 수 있는 한편, 이웃 셀 내의 동일한 반송파 주파수 상에서 동작하는 사용자들은 CCI(co-channel interference)를 발생시킬 수 있다.

통신 시스템의 네트워크 성능은 수신기의 CCI 및 ACI 성능을 따라야 하는 셀룰러 주파수 계획에 의해 제한받는다. 그러므로, 수신기 CCI 또는 ACI 성능에의 임의의 실질적인 개선은 네트워크 성능을 현격하게 증가시킬 수 있다. SAIR은 네트워크 성능을 증가시키기 위해 이용되는 접근법이다.

예를 들어, GSM 시스템에서 SAIR은 간섭의 복소수 영역에서의 일차원 특성을 이용한다. 수신된 복소수 신호의 실수 및 허수 샘플들은 상이한 전파 채널들로부터의 실수 및 허수 샘플인 것처럼 취급된다. 시공간적인 디버시티(spatio-temporal diversity)를 활용하여, 간섭을 막는다.

도 1은 현재의 SAIR 프로세스를 예시하는 기능 블럭도이다. 도 1에서, ⇒는 종속 관계를 나타낸다. 도 1에 도시된 변수들은 다음과 같다:

수신 신호(received signal)

갱신된 수신 신호

트레이닝 시퀀스(training sequence)

n+m 탭 채널 추정

간섭 모델

동기화 위치

심볼 추정

SAIR 프로세스(100)는 동기화 블럭(102)에서 수신 신호

의 버스트 동기화(burst synchronization)에 의해 시작된다. GLS(Generalized Least Square) 채널 STW(Spatio-Temporal Whitening) 추정 블럭(104)에서, m차 간섭 VAR(Vectorized Auto-Recursive) 모델

과 (n+m)차 채널 추정

의 결합 추정(joint estimation)이 수행된다. 간섭 모델

은 GLS 채널 STW 추정 블럭(104)으로부터 STW 필터 블럭(106)으로 출력된다. 수신 신호

도 또한 STW 필터 블럭(106)으로 출력된다. 수신 신호

이 행렬 다항식의 계수에 의해 STW 필터 블럭(106)에서 필터링되어, 갱신된 수신 신호

가 생성된다.

등화기(108)도 또한 GLS 채널 STW 추정 블럭(104)으로부터 간섭 모델

을 수신한다. 등화기(108)는 전송의 데이터 심볼을 추정하여 심볼 추정

를 생성한다.

GSM 시스템에서, 예를 들어, 간섭 모델의 차수는 식별가능성 및 복잡도의 이유로 매우 낮아야만 한다(예를 들어, m < 3). 프로세스(100)에는 적어도 두 개의 결점이 있다. 첫째, 수신 신호

의 구성 채널(즉, 등화기에 보여지는 채널)의 폭이 프로세스(100)에 의해 n 심볼에서 (n+m) 심볼로 확장된다. DFSE(Decision Feedback Sequence Estimation) 등화기에 대해서는, 피드백 폭 확장이 복잡도를 엄청나게 증가시키지 않기 때문에 채널 확장은 핵심적인 결점이 아니다. 그러나, MLSE(Maximum Likelihood Sequence Estimator) 등화기에 대해서는, 프로세스(100)에 의한 복잡도 증가가 기하급수적이다. 여러 일반 플랫폼에서와 같이, MLSE 등화기에 대한 비터비 프로세서(Viterbi processor)가 전용 하드웨어에 미리 구축되어 있으면, (불가능하지 않다면) 확장은 프로세스(100)에 도시된 것과 같은 SAIR의 구현을 매우 어렵게 한다.

둘째, 간섭 모델

과 n+m 탭 채널 추정

의 결합 GLS 추정은 계산적으로 값비싸고 종종 부정확하다. 부정확성은, 예를 들어 강한 간섭이 존재하지 않거나 고레벨 배경 노이즈를 갖지 않을 때와 같은 여러 채널 조건하에서 수신기 성능을 저하시킨다. 배경 노이즈는 열 노이즈와 같은 물리적인 방해와, 예를 들어 양자화 노이즈와 같은 비이상적인(non-ideal) 구현 요소에 의해 유발될 수 있다. 이외에, 결합 추정의 수치적인 속성도 또한 결정적으로 좋지 않은 상태일 수 있고, 이에 의해 알고리즘의 고정 소수점 구현에 매우 큰 노력이 필요하게 될 수 있다. GLS 추정에서, 매우 큰 행렬(예를 들어, 최대 13×13)의 역행렬을 구해야만 한다. 실제 채널 조건하에서, 행렬은 라운딩 에러(rounding error) 또는 절단 에러로 인해 고정 소수점 계산을 불안정하게 만드는 특이 행렬에 가깝다.

발명의 요약

이러한 결점 및 다른 결점들은 SAIR 완화의 방법 및 그것을 위한 장치를 제공하는 본 발명의 실시예에 의해 극복된다. 수신 신호 내의 간섭을 줄이는 방법은 동기화 위치를 생성하기 위해 수신 신호의 동기화를 수행하는 단계, 및 동기화 위 치 및 수신 신호를 이용하여 갱신된 수신 신호를 결정하는 단계를 포함한다. 갱신된 수신 신호를 결정하는 단계는 간섭-모델 추정 및 STW를 반복적으로 수행하는 것을 포함한다. 갱신된 수신 신호의 갱신된 동기화 위치가 결정된다. 갱신된 동기화 위치 및 갱신된 수신 신호를 이용하여 채널 추정이 결정된다.

수신 신호 내의 간섭을 줄이는 방법은 수신 신호의 동기화 및 화이트닝(whitening)을 수행하는 단계를 포함한다. 동기화 및 화이트닝은 다음의 단계들을 적어도 한번 수행하는 것을 포함한다: 1) 간섭 모델을 만들기 위해 입력 신호의 동기화 및 벡터-노이즈-상관 추정을 수행하는 단계, 및 2) 갱신된 수신 신호를 생성하기 위해 간섭 모델 및 입력 신호를 이용하여 STW 동작을 수행하는 단계. 동기화 및 벡터-노이즈-상관 추정을 수행하는 단계가 적어도 한번 중 처음으로 수행될 때, 입력 신호는 수신 신호이다. 입력 신호는 동기화 및 벡터-노이즈-상관 추정을 수행하는 단계가 적어도 한번 중 처음으로 수행된 이후에 수행될 때, 입력 신호는 갱신된 수신 신호이다. 갱신된 수신 신호를 이용하여 채널 추정이 결정된다.

수신 신호 내의 간섭을 줄이기 위한 장치는 동기화 위치를 생성하기 위해 수신 신호의 동기화를 수행하기 위한 수단, 및 동기화 위치 및 수신 신호를 이용하여 갱신된 수신 신호를 결정하기 위한 수단을 포함한다. 갱신된 수신 신호를 결정하기 위한 수단은 간섭-모델 추정 및 STW를 반복적으로 수행하기 위한 수단을 포함한다. 이 장치는 또한 갱신된 수신 신호의 갱신된 동기화 위치를 결정하기 위한 수단, 및 갱신된 동기화 위치와 갱신된 수신 신호를 이용하여 채널 추정을 결정하기 위한 수단도 포함한다.

수신 신호 내의 간섭을 줄이기 위한 장치는 수신 신호의 동기화 및 화이트닝을 수행하기 위한 수단을 포함한다. 동기화 및 화이트닝을 위한 수단은 다음의 단계들을 적어도 한번 수행하도록 적응된다: 1) 간섭 모델을 생성하기 위해 입력 신호의 동기화 및 벡터-노이즈-상관 추정을 수행하는 단계, 및 2) 갱신된 수신 신호를 생성하기 위해 간섭 모델 및 입력 신호를 이용하여 STW 동작을 수행하는 단계. 동기화 및 벡터-노이즈-상관 추정을 수행하는 단계가 적어도 한번 중 처음으로 수행될 때, 입력 신호는 수신 신호이다. 동기화 및 벡터-노이즈-상관 추정을 수행하는 단계가 적어도 한번 중 처음으로 수행된 이후에 수행될 때, 입력 신호는 갱신된 수신 신호이다. 이 장치는 또한 갱신된 수신 신호를 이용하여 채널 추정을 결정하기 위한 수단도 포함한다.

수신 신호 내의 간섭을 줄이기 위한 제품은 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능 매체 및 그것에 포함된 프로세서 명령을 포함한다. 프로세서 명령은 적어도 하나의 프로세서에 의해 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능 매체로부터 판독가능하도록 구성된다. 프로세서 명령은 적어도 하나의 프로세서가 1) 동기화 위치를 생성하기 위해 수신 신호의 동기화를 수행하고, 2) 동기화 위치 및 수신 신호를 이용하여 갱신된 수신 신호를 결정하고, 3) 갱신된 수신 신호의 갱신된 동기화 위치를 결정하고, 4) 갱신된 동기화 위치 및 갱신된 수신 신호를 이용하여 채널 추정을 결정하도록 동작하게 한다. 갱신된 수신 신호를 결정하는 단계는 간섭-모델 추정 및 STW를 반복적으로 수행하는 딘계를 포함한다.

수신 신호 내의 간섭을 줄이기 위한 제품은 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능 매체 및 그것에 포함된 프로세서 명령을 포함한다. 프로세서 명령은 하나의 프로세서에 의해 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능 매체로부터 판독가능하도록 구성된다. 적어도 하나의 프로세서는 수신 신호의 동기화 및 화이트닝을 수행하도록 동작하게 된다. 동기화 및 화이트닝은 다음의 단계들을 적어도 한번 수행하는 것을 포함한다: 1) 간섭 모델을 생성하기 위해 입력 신호의 동기화 및 벡터-노이즈-상관추정을 수행하는 단계, 및 2) 갱신된 수신 신호를 생성하기 위해 간섭 모델 및 입력 신호를 이용하여 STW 동작을 수행하는 단계. 동기화 및 벡터-노이즈-상관 추정을 수행하는 단계가 적어도 한번 중 처음으로 수행될 때, 입력 신호는 수신 신호이다. 동기화 및 벡터-노이즈-상관 추정을 수행하는 단계가 적어도 한번 중 처음으로 수행된 이후에 수행될 때, 입력 신호는 갱신된 수신 신호이다. 적어도 하나의 프로세서는 또한 갱신된 수신 신호를 이용하여 채널 추정을 결정하도록 동작하게 된다.

본 발명의 실시예들은 첨부된 도면에 관련하여 다음의 실시예를 참조함으로써, 보다 완벽하게 이해될 수 있으며, 도면에서 동일한 참조번호가 동일하거나 유사한 구성을 나타낸다.

도 1(이미 설명됨)은 예시적인 SAIR 프로세스를 나타내는 기능 블럭도.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 예시적인 SAIR 프로세스를 나타내는 기능 블럭도.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 예시적인 SAIR 프로세스를 나타내는 기능 블럭도.

도 4는 본 발명의 원리에 따라 기지국과 통신하는 예시적인 GSM EDGE-호환성 이동국을 나타내는 도면.

본 발명의 원리를 나타내는 것을 돕기 위해, 장치 및 방법은 GSM 이동국에 관련하여 제시된다. 본 발명의 영역은 본원에 제시된 예들에 한정되도록 의도되지 않는다. 당업자는 본 발명의 원리를 수많은 다른 형태의 통신 시스템에도 적용할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 예시적인 SAIR 프로세스를 나타내는 기능 블럭도이다. 도 2에서 ⇒는 종속 관계를 나타낸다. 도 2에 나타낸 변수들은 다음과 같다:

수신 신호

갱신된 수신 신호

트레이닝 시퀀스

동기화 위치

갱신된 동기화 위치

n 탭 채널 추정

노이즈 상관화

간섭 모델

심볼 추정

SAIR 프로세스(200)는 동기화 블럭(102)에서, 수신 신호

의 버스트 동기화에 의해 시작된다. 수신 신호

은 또한 완화에 의한 STW 셋업 & 프로세싱 블럭(STW 블럭, 202)에 입력된다. 병렬 계산 및 이 응용예에서, 완화란 용어는 계산의 데이터 종속성을 제거하는 것을 설명하기 위해 이용된다. 동기화 블럭(102)은 STW 블럭(202)에 동기화 위치

를 출력한다.

STW 블럭(202)에 의해 출력된 갱신된 수신 신호

는 동기화 조정 블럭(204), 채널 추정 블럭(206) 및 등화기(108)에 제공된다. STW 블럭(202) 이후 동기화 조정 블럭(204)은 동기화 위치를 조정한다. 동기화 조정 블럭(204)에 의한 동기화 지점 조정은 심볼 확장이 회피될 수 있게 한다. 동기화 조정 블럭(204)이 강한 간섭으로 인해 획득된, 임의의 에러를 발생시키기 쉬운 동기화를 교정하고 동기화 위치를 조정함으로써, 지정된 폭을 가진 수신 신호

에 대한 구성 채널이 수신 신호

의 대부분의 에너지를 포괄할 수 있게 된다.

동기화 조정 블럭(204)에서의 동기화 조정 이후, 채널 추정 블럭(206)에서 n 탭 채널 추정이 행해진다. 어떤 심볼 확장도 일어나지 않았기 때문에, 계산적으로 보다 효율적인 LS(least squares) 추정이 직접적으로 적용될 수 있다. 등화기(108)가 갱신된 수신 신호

및 n 탭 채널 추정

을 수신하고 전송의 데이터 심볼을 추정함으로써, 심볼 추정

가 생성된다.

STW 블럭(202)은 간섭-모델 추정 및 STW 프로세싱을 수행한다. 일률적인-모델 추정(lumped-model estimation)이 미리 정해진 순서로 일률적인 STW 프로세싱이 수행되기 전에 수행되는 프로세스(100)와는 대조적으로, VNC(Vectorized Noise Correlation)에 기초한 완화 접근법이 채용된다. STW & 프로세싱 완화 블럭(202)에서, 제1 순위의 VNC 추정 및 STW 프로세싱 프로세스는 m번 반복된다. STW 셋업 & 프로세싱 완화 블럭(202)에 구현된 프로세스는 다음의 예시적인 의사 코드(pseudo-code)로 나타내질 수 있으며, 여기서 //는 코드가 아닌 코맨트를 나타낸다:

SAIR 프로세스(200)에서와 같은 제2 동기화 및 채널 추정에 의해, STW 프로세싱으로 인한 수신 신호

의 심볼 확장을 막을 수 있다. 그러므로, SAIR 구현은 등화기가 고정된 구성 채널 폭을 가진 전용 하드웨어로 구축된 수신기 아키텍처로 구현될 수 있다. 현재 모든 행렬 연산이 실수 성분을 가진 2×2로 제한되어 있기 때문에, SAIR 블럭(202) 내에서 채용된 완화 접근법은 계산적인 복잡성을 상당히 줄인다. 채널 모델 추정이 간섭 모델 추정으로부터 제거된다. 개선된 추정 조건으로 인해, 제안된 SAIR 알고리즘은 배경 노이즈가 실질적인 레벨에 있는 채널 조건에서 개선된 성능을 보인다.

갱신된 노이즈 추정으로 반복을 멈출지가 보다 올바르게 판정되기 때문에, 차수-적응은 STW 블럭(202)의 루프에 쉽게 도입될 수 있다. 도 2에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 접근법은 성능의 관점에서 Whittle-Wiggins-Robinson 알고리즘과 같은 노이즈 갱신이 없는 다른 차수-적응 접근법에 비해 낫다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 예시적인 SAIR 프로세스를 나타내는 기능 블럭도이다. 도 3에서 ⇒는 종속 관계를 나타낸다. 도 3에 나타낸 변수들은 다음과 같다:

수신 신호

갱신된 수신 신호

트레이닝 시퀀스

동기화 위치

n 탭 채널 추정

간섭 모델

심볼 추정

노이즈 플러스 간섭(noise plus interference)

SAIR 프로세스(300)는 스위치(308)를 통해 동기화 및 벡터 노이즈 상관 추정 블럭(SVNC 추정 블럭, 302) 및 STW 프로세싱 블럭(304)에 입력되는 수신 신호

에 의해 시작된다. SVNC 추정 블럭(302), STW 프로세싱 블럭(304), 스위치(308), 스위치(310) 및 스위치(306)는 반복 제어 루프를 형성한다. 반복 제어 루프에 도입된 동기화에 의해, 각각의 1차 STW 화이트닝 이후의 동기화 위치가 조정된다. 동기화 위치의 조정은 구성 채널 확장을 효율적으로 막는다. 반복 제어 루프가 강한 간섭으로 획득된, 임의의 에러를 발생시키기 쉬운 동기화를 교정하고 동기화 위치를 조정함으로써, 지정된 폭을 가진 구성 채널이 대부분의 신호 에너지를 포괄할 수 있게 된다.

수신 신호

이 스위치(308)를 통해 SVNC 추정 블럭(302) 및 STW 프로세싱 블럭(304)에 입력된 후, 스위치(308)는 도 3에 나타낸 바와 같이 제2 위치로 이동할 수 있다. 도 3에 나타낸 위치에 있는 스위치(308), 도 3에 나타낸 위치에 있는 스위치(306) 및 STW 프로세싱 블럭(304)에 연결된 스위치(310)에 의해, 반복 제어 루프가 폐쇄되고 반복적인 추정-화이트닝 프로세싱이 구현된다. 수신 신호

이 이미 충분히 화이트닝하면, 스위치(308)를 수신 신호

을 수신하도록 설정하고, 스위치(310)를 도 3에 나타낸 것처럼 설정하고, 스위치(306)를 채널 추정 블 럭(206) 및 등화기(108)에 연결되도록 설정함으로써, 수신 신호

은 SVNC 추정 블럭(302) 또는 STW 프로세싱 블럭(304)을 통하지 않고서도 채널 추정 블럭(206) 및 등화기(108)에 직접적으로 입력될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 도 3에 나타낸 바와 같은 반복적인 추정-화이트닝 프로세싱을 이용하며, 이 프로세싱은 다음과 같은 의사 코드로 나타내질 수 있다:

복잡한 기저 대역 수신기 신호는 무선 채널의 벡터값의 FIR(vector-valued finite-impulse response) 모델로 모델링될 수 있다.

이 때, 행 벡터에서, 수신 신호는

이고, 무선 채널은

이고, 노이즈 플러스 간섭은

이다. 동일 위상 및 직각 위상 채널로부터의 간섭의 자기-상관 및 교차-상관 속성 모두를 이용하는 본 발명에 따른 STW 프로세싱은 수신 신호를 행렬 다항식으로 필터링함으로써 수행된다(여기서 각각의 계수는 2×2 행렬임):

GLS를 이용하는 이전 접근법에서는, 화이트닝 필터

의 행렬 계수가 결합 구성 채널/행렬 계수 추정에 의해 획득되는 반면, 본 발명의 원리에 따르면, 계수가 보다 단순한 VNC 추정을 통해 획득된다.

수학식(1)의 시공간적인 성질의 노이즈는 VAR(Vector-valued Auto-Regressive) 프로세스로서 모델링될 수 있다. 1차 VAR 모델은 다음과 같이 작성될 수 있다:

여기서 전달 함수

는 선두 유닛 탭(leading unit tap)을 가진 지연 연산자의, 2×2 항등 행렬로 표현되는 행렬 다항식이다.

는 화이트 노이즈의 벡터이고,

는 동일 위상(in-phase) 및 직각 위상(quadrature phase) 채널로부터의 노이즈의 공간적인 상관을 나타내는 공분산 행렬이다. 수학식(3)에

를 곱하고 확률을 구하자.

,

이므로, 다음의 Yule-Walker 방정식이 획득된다:

여기서

은 동일 위상 및 직각 위상 채널로부터의 노이즈의 자기 상관 및 교차 상관의 행렬이다. 수학식(6)으로부터, 1차 STW 필터의 전달 함수는 다음과 같이 쉽게 획득된다:

강한 간섭의 존재로 인해 초기 채널 추정의 질이 좋지 않기 때문에, 일률적인 VNC 접근법은 수학식(1) 내의 노이즈 추정이 부정확하다는 단점을 갖는다. 그러나, 본 발명의 원리에 따르면, 상기 의사 코드에 나타난 바와 같이, 수신 신호의 1차 화이트닝이 성공적으로 수행된다. 반복이 각각의 VNC 추정에 대한 노이즈 샘플을 업그레이드시키므로, 이에 따라 화이트닝 필터의 품질이 향상된다. 반복적인 STW 프로세싱 이후, 노이즈는 시간적으로 화이트하고, 공간적인 무상관(spatio de-correlation)이 I 및 Q 채널들로부터의 노이즈를 무상관화할 필요가 있다. 공간적인 무상관은 Cholesky 인수분해를 이용해 STW의 마지막 반복에 통합될 수 있다. 수학식(6) 내의 제1 방정식으로부터, 노이즈 상관 행렬은 다음처럼 표현된다:

Cholesky 인수분해를 노이즈 상관 행렬의 역에 적용시키면,

마지막 STW 반복의 전달 함수는 다음과 같은 형태를 갖게 된다.

VNC 프로세싱은 노이즈 샘플의 초기 추정에 의해 시작된다. 본 발명의 원리에 따르면, 동기화 잔차(residue)의 추정은 3-심볼 동기화 절차로부터 획득된다. 동기화는 트레이닝 시퀀스를 복잡한 수신 신호와 상관화함으로써 수행된다:

동기화는 전파 채널(propagation channel)의 폭에 걸친 최대 에너지 축적에 의해 결정된다:

다중-경로 전파 채널에 의해 유발되는 ISI(Inter-Symbol Interferences)에도 불구하고, 트레이닝 시퀀스 내의 심볼들 모두는 수학식(12)에 이용된다. SAIR의 작업 공간에서, 상관 내의 트레이닝 시퀀스의 선두 및 꼬리 심볼의 포함으로 인한 ISI의 손상은 강한 간섭 내의 추정 이득에 의해 커진다.

수학식(12)에 의해 생성된 상관은 또한 방정식에서 이용되기에는 충분히 정확하지 않은 것으로 고려되는 대략의 채널 추정으로서 이용될 수 있다. 그러나, 강한 간섭을 갖는 채널에서, 이 대략의 채널 추정을 이용하여, 보다 나은 동기화 잔차를 계산할 수 있는 것으로 밝혀졌다.

여기서 M은 전형적으로 하드웨어로 구현된 등화기에 의해 한정되는 채널 폭을 나타낸다. 동기화 잔차는 현재의 접근법에서와 같이 LS 기반 추정에 의해 획득된 노이 즈 추정보다 덜 바이어스된 것으로 입증됐다.

동기화 잔차의 추정으로 노이즈의 추정을 대체하는 것은 계산적인 복잡도를 단지 약간만 감소시키지만, 채널 추정에서 각각의 트레이닝 시퀀스 및 상이한 채널 폭에 대해 저장되어야만 하는 미리-계산된 복귀자(regressor) 표가 더 이상 필요하지 않기 때문에, 코드 크기를 상당히 줄일 수 있다. 동기화 잔차를 이용하는 것의 또다른 이점은, 반복 횟수의 선택을 더욱 자유롭게 하는 3-심볼 간격에 걸쳐 동기화 위치를 조정함으로써 구성 채널의 폭이 일정하게 유지될 수 있다는 점이다.

일률적인-모델 추정이 미리 정해진 순서로 일률적인 STW 프로세싱 이전에 수행되는 현재 접근법과는 대조적으로, 프로세스(300)에서는, VNC(vectorized noise correlation)에 기초한 완화 접근법이 이용된다. 프로세스(300)의 완화 접근법에서, 1차 VNC 추정/STW 프로세싱은 m번 반복된다. 도 3에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 알고리즘은 다음의 의사 코드에 의해 나타내질 수 있으며, 여기서 //는 코드가 아닌 코맨트를 나타낸다:

반복 제어 루프에 통합된 동기화에 의해, 등화기가 오직 고정된 구성 채널 폭만을 수용할 수 있는 전용 하드웨어로 구현되는 현재 수신기 아키텍처 내에서의 SIAR 구현을 허용하는 구성 채널 확장을 피할 수 있다. 모든 행렬 연산이 차수상 2×2로 제한되어 있기 때문에, 프로세스(300)에 따른 완화 접근법은 계산적인 복잡도를 현격하게 줄일 뿐만 아니라, GLS 모델 추정에서보다 훨씬 양호한 수치상의 조건을 생성한다. 개선된 추정 조건으로 인해, SAIR 프로세스는 배경 노이즈가 실제적인 레벨(예를 들어, 20dB < SNR < 30dB)에 있는 채널 조건에서 개선된 성능을 나타낸다. 배경 노이즈가 그러한 실제적인 레벨에 있을 때, 추정될 매개변수가 너무 많음으로 인한 추정 부정확성 때문에 GLS 추정은 잘 수행되지 않는다. 대조적으로, 본 발명의 원리에 따른 완화 접근법에서는, 추정될 매개변수의 개수가 훨씬 적다. 각각의 반복 이후, 간섭 레벨이 감소하고 동기화 위치가 조정되어, 보다 나은 채널 추정이 행해진다. 본 발명의 실시예에 따르면, 노이즈 추정은 계산적인 복잡도를 증가시키지 않으면서 성능을 향상시키는 동기화 잔차 추정으로 대체된다.

반복 제어 루프가 갱신된 노이즈 추정으로 반복을 멈출지를 보다 올바르게 판정할 가능성이 있기 때문에, 차수-적응이 반복 제어 루프에 쉽게 도입될 수 있다. 과다 매개변수화(over-parameterization)로 인한 화이트 노이즈만이 존재할 경우, 화이트닝의 모든 형태가 등화기 성능을 저하시킨다는 것은 잘 알려져 있다. 이 저하를 다소 경감시키기 위해 적응성이 도입되어야만 한다. 본 발명의 원리에 따르면, SAIR의 순서는 VNC 추정/STW 프로세싱의 반복 횟수에 의해 결정된다. 그러므로, "전부 또는 아무것도 아님(none or all)의" 조정은 프로세싱의 두 번째 반복에 통합될 수 있다. 동기화 잔차의 에너지 감소에 의해 측정된 STW 이득이 충분히 크지 않으면,

STW 필터링 프로세싱은 종료된다. STW 필터링 프로세싱이 종료될 것이라고 판정되면, 수신 신호

은, 도 3에 나타낸 위치에 있는 스위치(310), 및 수신 신호

을 등화기(108) 및 채널 추정 블럭(206)에 직접적으로 연결시키기 위한 위치에 놓인 스위치(306)를 통해, 채널 추정 블럭(206) 및 등화기(108)에 직접적으로 입력된다. 신호 크기 변화로 인한 동기화 잔차 추정 에러를 막기 위해, STW 필터의 행렬 계수는 정규화되어야만 한다. 정규화는 또한 고정 소수점 구현에의 오버플로우 가능성 을 줄인다.

동기화 조정 이후, 갱신된 수신 신호

는 스위치(306 및 310)를 통해 채널 추정 블럭(206) 및 등화기(108)에 출력된다. 채널 추정 블럭(206)에서, 제2 n 탭 채널 추정이 수행된다. 화이트닝 프로세싱을 고려할 필요가 없기 때문에, 보다 계산적으로 효율적인 LS 추정이 직접적으로 적용될 수 있다. n 탭 채널 추정

은 채널 추정 블럭(206)으로부터 등화기(108)로 출력된다. 등화기(108)는 전송의 데이터 심볼을 추정하고 심볼 추정

를 생성한다.

도 3에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 접근법은 성능의 관점에서 노이즈 갱신이 없는 다른 차수-적응 접근법에 비해 낫다. 다른 차수-적응 접근법의 예는 Whittle-Wiggins-Robinson 알고리즘이다.

도 4는 본 발명의 원리에 따라 기지국(412)과 통신하는 예시적인 GSM EDGE-호환성 이동국(400)을 예시하는 블럭도이다. 이동국(400)은 384 kbit/s까지의 속도로 신뢰적인 데이터 통신을 제공하도록 의도된다. 이동국(400)은 신호 프로세싱 회로(406), 기저 대역 코덱(408) 및 RF 회로(410)로 나뉘는 전송기(402) 및 수신기(404)를 포함한다.

전송 방향에서, 신호 프로세싱 회로(406)는 채널(414)을 통해 전송기(402)로부터 기지국(412)으로 신뢰적인 통신을 제공하기 위해 데이터를 보호하도록 기능한다. CRC(cyclic redundancy code) 생성, 컨벌루션 코딩(convolutional coding), 인터리빙(interleaving) 및 버스트 어셈블리(burst assembly)를 포함하는, 채널 코 딩 블럭(416)에 의해 수행되는 몇몇의 프로세스들을 이용하여, 사용자 데이터(418)를 보호한다. 결과 데이터가 버스트로 어셈블리되고, 이에 따라 버스트 중간에 추가되는 트레이닝 시퀀스 미드엠블(training sequence midamble) 이외에 안내 및 꼬리 심볼들이 추가된다. 사용자 데이터(418) 및 시그널링 정보에도 유사한 프로세싱이 행해진다. 어셈블링된 버스트는 변조기(420)에 의해 변조된다.

수신 방향에서, 기저 대역 코덱(408)의 출력이 복조기(422)를 이용하여 복조된다. 신호 프로세싱 회로(406) 내에서 채널 디코딩 블럭(424)에 의해 수행되는 몇몇의 프로세스들은 변조기(422)의 변조된 출력에 적용된다. 수행되는 프로세스는 버스트 디스어셈블리, 본 발명의 원리에 따른 간섭 감소, 균등화, 디인터리빙(deinterleaving), 컨벌루션 디코딩 및 CRC 체크를 포함한다.

기저 대역 코덱(408)은 전송 및 수신 데이터를 각각 디지털-대-아날로그(D/A) 변환기(426) 및 아날로그-대-디지털(A/D) 변환기(428)를 통해 아날로그 및 디지털 신호로 변환시킨다. D/A 변환기(426)는 RF 회로 섹션(410)에서 아날로그 기저 대역 I 및 Q 신호를 전송기(430)에 제공한다.

수신 방향에서, 기지국(412)이 채널(414)을 통해 전송한 신호는 수신기 회로(432)에 수신된다. 수신기 회로(432)로부터 출력된 아날로그 신호 I 및 Q는 A/D 변환기(428)를 통해 디지털 데이터 스트림으로 다시 변환된다. A/D 변환기(428)로부터의 I 및 Q 디지털 데이터 스트림은 필터링되고, 채널 디코딩 블럭(424)에 입력되기 전에 복조기(422)에 의해 복조된다. 그 후 신호 프로세싱 회로(406)에 의해 수행되는 몇몇의 프로세스는 복조기(422)의 복조된 출력에 적용된다.

예를 들어, 이동국(400)은 또한 동기화, 주파수 및 시간 입수 및 트레킹, 모니터링, 수신 신호 세기의 측정 등의 다른 기능을 수행한다. 사용자 인터페이스 조작, 이동국(400)과 네트워크 간의 시그널링, SIM 인터페이스 등의 다른 기능들도 포함한다. 본 발명의 실시예가 이동국에 관련하여 설명되어 있지만, 본 발명의 원리는, 예를 들어 기지국과 같은 다른 엔티티에도 적용될 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 실시예는 집적 회로 또는 칩 세트, 무선 구현 및 수신기 시스템 제품에도 구현될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터는 본 발명의 복조 기술을 수행하도록 적응된 소프트웨어를 실행시키도록 동작한다. 소프트웨어가, 예를 들어 디스크 드라이브 유닛 내의 자기 디스크와 같은 컴퓨터 판독가능 매체 상에 상주하도록 적응된다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 또한 플래시 메모리 카드, EEPROM 기반 메모리, 버블 메모리 저장소(bubble memory storage), ROM 저장소 등도 포함할 수 있다. 본 발명의 원리에 따라 수행되도록 적응된 소프트웨어도 또한 정적인 또는 동적인 메인 메모리 내에, 또는 프로세서 내의 펌웨어(즉, 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서 또는 마이크로컴퓨터 내부 메모리) 내에 전체적으로 또는 부분적으로 상주할 수 있다. 본 발명의 원리는 또한 집적 회로, FPGA(field programmable gate arrays), 칩 세트 또는 ASIC(application specific integrated circuits), 무선 구현 및 다른 통신 시스템 제품에 구현되도록 적응될 수 있다.

본 발명의 실시예(들)가 첨부된 도면들에 나타내지고 상기 실시예에 설명되어 있지만, 본 발명은 개시된 실시예(들)에 한정되지 않으며, 다음의 청구항에 의해 정의된 본 발명을 벗어나지 않으면서 다양하게 재배치, 수정 및 대체될 수 있 다.

Claims

수신 신호 내의 간섭을 줄이는 방법에 있어서,

동기화 위치를 생성하기 위해 상기 수신 신호의 동기화를 수행하는 단계;

상기 동기화 위치 및 상기 수신 신호를 이용하여 갱신된 수신 신호를 결정하는 단계- 상기 갱신된 수신 신호를 결정하는 단계는 간섭-모델 추정 및 시공간적인 화이트닝(spatio-temporal whitening)을 반복적으로 수행하는 것을 포함함 -;

상기 갱신된 수신 신호의 갱신된 동기화 위치를 결정하는 단계; 및

상기 갱신된 동기화 위치 및 상기 갱신된 수신 신호를 이용하여 채널 추정을 결정하는 단계

를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,

등화기에 상기 채널 추정을 제공하는 단계;

상기 등화기에 상기 갱신된 수신 신호를 제공하는 단계; 및

상기 등화기에 의해 심볼 추정을 출력하는 단계

를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 갱신된 수신 신호를 결정하는 단계는 차수 적응(order adaptation), 및 1차 벡터-노이즈-상관 추정을 수행하는 것을 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 수신 신호의 심볼 확장이 회피되는 방법.
제1항에 있어서, 상기 방법은 단일-안테나-간섭-제파 응용에 채용되는 방법.
수신 신호 내의 간섭을 줄이는 방법에 있어서,

상기 수신 신호의 동기화 및 화이트닝을 수행하는 단계; 및

갱신된 수신 신호를 이용하여 채널 추정을 결정하는 단계

를 포함하고,

상기 동기화 및 화이트닝은 적어도 한번,

간섭 모델을 생성하기 위해 입력 신호의 동기화 및 벡터-노이즈-상관 추정을 수행하는 단계; 및

갱신된 수신 신호를 생성하기 위해 상기 간섭 모델 및 상기 입력 신호를 이용하여 시공간적인 화이트닝 동작을 수행하는 단계- 상기 동기화 및 벡터-노이즈-상관 추정을 수행하는 단계가 상기 적어도 한번 중 처음으로 수행될 때, 상기 입력 신호는 상기 수신 신호이고, 상기 동기화 및 벡터-노이즈-상관 추정을 수행하는 단계가 상기 적어도 한번 중 처음으로 수행된 이후에 수행될 때, 상기 입력 신호는 상기 갱신된 수신 신호임 -

를 수행하는 것을 포함하는 방법.
제6항에 있어서,

등화기에 상기 채널 추정을 제공하는 단계;

상기 등화기에 상기 갱신된 수신 신호를 제공하는 단계; 및

상기 등화기에 의해 심볼 추정을 출력하는 단계

를 더 포함하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 시공간적인 화이트닝 동작을 수행하는 단계는 동기화 잔차들(synchronization residues)을 통해 1차 벡터-노이즈-상관 추정을 수행하는 단계를 포함하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 수신 신호의 심볼 확장이 회피되는 방법.
제6항에 있어서, 상기 방법은 단일-안테나-간섭-제파 응용에 채용되는 방법.
수신 신호 내의 간섭을 줄이기 위한 장치에 있어서,

동기화 위치를 생성하기 위해 상기 수신 신호의 동기화를 수행하기 위한 수단;

상기 동기화 위치 및 상기 수신 신호를 이용하여 갱신된 수신 신호를 결정하기 위한 수단- 상기 갱신된 수신 신호를 결정하기 위한 수단은 간섭-모델 추정 및 시공간적인 화이트닝을 반복적으로 수행하기 위한 수단을 포함함 -;

상기 갱신된 수신 신호의 갱신된 동기화 위치를 결정하기 위한 수단; 및

상기 갱신된 동기화 위치 및 상기 갱신된 수신 신호를 이용하여 채널 추정을 결정하기 위한 수단

을 포함하는 장치.
제11항에 있어서,

등화기에 상기 채널 추정을 제공하기 위한 수단;

상기 등화기에 상기 갱신된 수신 신호를 제공하기 위한 수단; 및

상기 등화기에 의해 심볼 추정을 출력하기 위한 수단

을 더 포함하는 장치.
제11항에 있어서, 상기 갱신된 수신 신호를 결정하기 위한 수단은 차수 적응을 위한 수단, 및 1차 벡터-노이즈-상관 추정을 수행하기 위한 수단을 포함하는 장치.
제11항에 있어서, 상기 수신 신호의 심볼 확장이 회피되는 장치.
제11항에 있어서, 상기 장치는 단일-안테나-간섭-제파를 이용하는 장치.
수신 신호 내의 간섭을 줄이기 위한 장치에 있어서,

상기 수신 신호의 동기화 및 화이트닝을 수행하기 위한 수단; 및

갱신된 수신 신호를 이용하여 채널 추정을 결정하기 위한 수단

을 포함하고,

상기 동기화 및 화이트닝을 위한 수단은 적어도 한번,

간섭 모델을 생성하기 위해 입력 신호의 동기화 및 벡터-노이즈-상관 추정을 수행하는 단계; 및

갱신된 수신 신호를 생성하기 위해 상기 간섭 모델 및 상기 입력 신호를 이용하여 시공간적인 화이트닝 동작을 수행하는 단계- 상기 동기화 및 벡터-노이즈-상관 추정을 수행하는 단계가 상기 적어도 한번 중 처음으로 수행될 때, 상기 입력 신호는 상기 수신 신호이고, 상기 동기화 및 벡터-노이즈-상관 추정을 수행하는 단계가 상기 적어도 한번 중 처음으로 수행된 이후에 수행될 때, 상기 입력 신호는 상기 갱신된 수신 신호임 -

를 수행하도록 적응된 장치.
제16항에 있어서,

등화기에 상기 채널 추정을 제공하기 위한 수단;

상기 등화기에 상기 갱신된 수신 신호를 제공하기 위한 수단; 및

상기 등화기에 의해 심볼 추정을 출력하기 위한 수단

을 더 포함하는 장치.
제16항에 있어서, 상기 시공간적인 화이트닝 동작을 수행하는 단계는 동기화 잔차들을 통해 1차 벡터-노이즈-상관 추정을 수행하는 단계를 포함하는 장치.
제16항에 있어서, 상기 수신 신호의 심볼 확장이 회피되는 장치.
제16항에 있어서, 상기 장치는 단일-안테나-간섭-제파를 이용하는 장치.
제16항에 있어서, 상기 시공간적인 화이트닝 동작은 동기화 잔차의 에너지 감소가 충분히 크지 않다는 판정에 따라 종료되는 장치.
수신 신호 내의 간섭을 줄이기 위한 제품에 있어서,

적어도 하나의 컴퓨터 판독가능 매체; 및

상기 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능 매체에 포함된 프로세서 명령들

을 포함하며,

상기 프로세서 명령들은, 적어도 하나의 프로세서에 의해 상기 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능 매체로부터 판독가능하도록 구성되며, 이에 따라 상기 적어도 하나의 프로세서가,

동기화 위치를 생성하기 위해 상기 수신 신호의 동기화를 수행하고,

상기 동기화 위치 및 상기 수신 신호를 이용하여 갱신된 수신 신호를 결정하고- 상기 갱신된 수신 신호를 결정하는 것은 간섭-모델 추정 및 시공간적인 화이트 닝을 반복적으로 수행하는 것을 포함함 -,

상기 갱신된 수신 신호의 갱신된 동기화 위치를 결정하고,

상기 갱신된 동기화 위치 및 상기 갱신된 수신 신호를 이용하여 채널 추정을 결정하도록 동작하게 하는 것인 제품.
수신 신호 내의 간섭을 줄이기 위한 제품에 있어서,

적어도 하나의 컴퓨터 판독가능 매체; 및

상기 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능 매체에 포함된 프로세서 명령들

을 포함하며,

상기 프로세서 명령들은, 적어도 하나의 프로세서에 의해 상기 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능 매체로부터 판독가능하도록 구성되어, 이에 따라 상기 적어도 하나의 프로세서가,

상기 수신 신호의 동기화 및 화이트닝을 수행하고,

갱신된 수신 신호를 이용하여 채널 추정을 결정하도록 동작하게 하는 것이고,

상기 동기화 및 화이트닝은 적어도 한번,

간섭 모델을 생성하기 위해 입력 신호의 동기화 및 벡터-노이즈-상관 추정을 수행하는 단계; 및

갱신된 수신 신호를 생성하기 위해 상기 간섭 모델 및 상기 입력 신호를 이용하여 시공간적인 동작을 수행하는 단계- 상기 동기화 및 벡터-노이즈-상관 추정 을 수행하는 단계가 상기 적어도 한번 중 처음으로 수행될 때, 상기 입력 신호는 상기 수신 신호이고, 상기 동기화 및 벡터-노이즈-상관 추정을 수행하는 단계가 상기 적어도 한번 중 처음으로 수행된 이후에 수행될 때, 상기 입력 신호는 상기 갱신된 수신 신호임 -

를 수행하는 것을 포함하는 제품.