KR20070086972A - 듀얼-모드 능동 탭 마스크 생성기 및 파일럿 기준신호 진폭제어유닛을 갖는 적응형 등화기 - Google Patents

듀얼-모드 능동 탭 마스크 생성기 및 파일럿 기준신호 진폭제어유닛을 갖는 적응형 등화기 Download PDF

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Abstract

복수의 수신 신호로부터 유도된 샘플 데이터 스트림을 처리하기 위해 사용되는 등화기 필터 및 탭 계수 생성기를 포함하는 적응형 등화기가 개시되어 있다. 탭 계수 생성기는 등화기 필터의 동적 범위를 최소화하기 위해 사용되는 등화기 탭 업데이트 유닛, 벡터 놈 제곱 추정기, 능동 탭 마스크 생성기, 스위치 및 파일럿 진폭 기준 유닛을 포함한다. 등화기 탭 업데이트 유닛에 공급되는 오차 신호를 생성하기 위하여, 등화기 필터에 의해 출력된 마스킹되지 않은 신호가 스위치에 의해 선택되면, 등화기 탭 업데이트 유닛에 의해 생성된 능동 탭을 마스킹하기 위해 동적 마스크 벡터가 이용된다. 오차 신호를 생성하기 위하여, 등화기 필터에 의해 출력되는 마스킹된 신호가 이용되면, 등화기 탭 업데이트 유닛에 의해 생성되는 능동 탭을 마스킹하기 위해 고정 마스크 벡터가 이용된다.
적응형 등화기, 등화기 필터, 동적 범위, 동적 마스크 벡터, 고정 마스크 벡터

Description

듀얼-모드 능동 탭 마스크 생성기 및 파일럿 기준신호 진폭 제어유닛을 갖는 적응형 등화기{ADAPTIVE EQUALIZER WITH A DUAL-MODE ACTIVE TAPS MASK GENERATOR AND A PILOT REFERENCE SIGNAL AMPLITUDE CONTROL UNIT}
본 발명은 정규화된 최소평균제곱(NLMS : normalized least mean square) 칩-레벨 등화(CLE : chip-level equalization) 수신기에 이용되는 적응형 등화기(adaptive equalizer)에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 적응형 등화기의 출력 전력을 제어하는 파일럿 진폭 기준 유닛과, 정적 필터 탭 마스킹 모드 또는 동적 필터 탭 마스킹 모드가 실행될 경우에 능동 탭 마스크를 생성하는 능동 탭 기준 유닛에 관한 것이다.
NLMS 기반의 수신기와 같은 적응형 등화기 기반의 수신기는 주파수 분할 듀플렉스(FDD : frequency division duplex) 고속 다운링크 패킷 액세스(HSDPA : high speed downlink packet access) 또는 레이크(Rake) 수신기를 통한 코드 분할 다중 액세스(CDMA : code division multiple access) 2000 에볼루션 데이터 음성(EV-DV : evolution data voice)과 같은 높은 데이터 레이트(data rate)의 서비스에 대해 우수한 성능을 제공한다. 통상적인 NLMS 수신기는 등화기 필터 및 탭 계 수 생성기를 갖는 등화기를 포함한다. 등화기 필터는 통상적으로 유한 임펄스 응답(FIR : finite impulse response) 필터이다. 등화기의 탭 계수 생성기는 등화기 필터를 위한 적절한 탭 계수를 생성하고, NLMS 알고리즘을 이용하여 시간에 기반하여 탭 계수를 적절하게 그리고 반복적으로 업데이트한다. 탭 계수 가중치가 평균적으로 최저평균제곱오차(MMSE : minimum mean square error)의 해답(solution)에 도달하도록 탭 계수 가중치를 반복적으로 업데이트 함으로써, NLMS 알고리즘은 MMSE 해답으로의 수렴을 시도한다.
통상적으로, 탭 계수를 생성 및 업데이트하기 위해서는, 오차 신호 연산, 벡터 놈(norm) 계산 및 누설 적분(leaky integration)이 필요하다. 최적의 등화기 필터 탭 계수가 하나 이상의 제로(zero) 값을 포함하고 있으면, NLMS 알고리즘이 탭 값을 제로로 설정하는 것을 시도하도록 하기보다는, 탭을 마스킹(masking) 함으로써, 등화기 필터로부터 탭의 일부를 효과적으로 제거하는 것이 더욱 바람직할 것이다. 시스템을 교란하는 일부의 노이즈가 항상 존재하고, 시간에 따라 변동하는 채널에서는 스텝(step) 크기가 작아질 수 없으므로, NLMS 알고리즘은 탭 값을 작게 하는 것만 할 수 있다. 탭을 마스킹 함으로써, 특히, 작은 지연 확산 채널(spread channel) 또는 희소 채널(sparse channel)을 만날 때, 적응형 등화기 기반의 수신기의 전체 성능이 개선될 것이다.
본 발명은 복수의 수신된 신호로부터 유도된 샘플 데이터 스트림을 처리하기 위해 이용되는 등화기 필터 및 탭 계수 생성기를 갖는 적응형 등화기를 포함하는 적응형 NLMS CLE 수신기에 관한 것이다.
탭 계수 생성기는 등화기 필터의 동적 범위를 최소화하기 위해 이용되는 등화기 탭 업데이트 유닛, 벡터 놈 제곱 추정기, 능동 탭 마스크 생성기, 스위치 및 파일럿 진폭 기준 유닛을 포함한다. 등화기 탭 업데이트 유닛에 공급되는 오차 신호를 생성하기 위하여, 등화기 필터에 의해 출력되는 비-마스킹(unmasked)된 신호가 스위치에 의해 선택될 때, 등화기 탭 업데이트 유닛에 의해 생성되는 능동 탭을 마스킹하기 위하여 동적 마스크 벡터가 이용된다. 오차 신호를 생성하기 위하여, 등화기 필터에 의해 출력되는 마스킹된 신호가 이용될 때, 등화기 탭 업데이트 유닛에 의해 생성되는 능동 탭을 마스킹하기 위하여 고정 마스크 벡터가 이용된다.
첨부 도면을 참조할 경우에 이해할 수 있는, 예로서 주어진 다음의 설명으로부터 본 발명을 더욱 구체적으로 이해할 것이다.
복수의 수신 신호로부터 유도된 샘플 데이터 스트림을 처리하기 위해 사용되는 등화기 필터 및 탭 계수 생성기를 포함하는 적응형 등화기가 개시되어 있다.
도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명할 것이며, 도면의 전반에 걸쳐 동일한 번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
이하에서 언급할 때, 용어 "무선 송신/수신 유닛"(WTRU : wireless transmit/receive unit)은, 다음의 것으로 한정되지는 않지만, 이용자 장비(UE : user equipment), 이동국(mobile station), 고정 또는 이동 가입자 유닛, 페이저(pager), 또는 무선 환경에서 동작할 수 있는 임의의 다른 종류의 장치를 포함한다.
이하에서 언급할 때, 용어 "트랜시버(transceiver)"는, 다음의 것으로 한정되지는 않지만, 기지국(base station), WTRU, 노드-B, 액세스 포인트(AP : access point), 또는 신호를 다른 트랜시버에 송수신하는 임의의 다른 무선 통신 장치를 포함한다.
이하에서 언급할 때, 용어 "겉보기 채널 속도" 및 "채널의 겉보기 속도"는, 다음의 것으로 한정되지는 않지만, 제1 트랜시버(예를 들어, WTRU, 기지국 등)와 적어도 하나의 다른 트랜시버 사이에 확립된 채널의 임펄스 응답 변화의 관찰 및/또는 측정 레이트를 포함한다. 채널 임펄스 응답의 변화는 하나 이상의 트랜시버의 이동, 적어도 하나의 트랜시버에서 발생하는 오실레이터 오차, 및 적어도 하나의 트랜시버가 동작하는 환경에서의 대상물(object)의 이동에 의해 야기될 수 있다.
본 발명의 특징부는 집적회로(IC : integrated circuit)에 일체화되거나, 다량의 상호접속 부품을 포함하는 회로에서 구성될 수 있다.
이하, NLMS 알고리즘을 위한 다양한 수신기의 방법을 참조하여 본 발명을 설 명할 것이다. 그러나, NLMS 알고리즘은 하나의 예로서 이용되고, 최소평균제곱(LMS : least mean square), 그리피스 알고리즘(Griffith's algorithm), 채널 추정(channel estimation) 기반의 NLMS(CE-NLMS), 및 다른 반복(iterative) 또는 귀납(recursive) 알고리즘과 같은 임의의 다른 적응형 등화 또는 필터링 알고리즘이 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 구성된 예시적인 NLMS CLE 수신기(100)의 하이-레벨 블록도이다. NLMS CLE 수신기(100)는 하나의 적응형 등화기 필터(120)를 이용하는 합동 처리(joint processing)용 NLMS 수신기이다. NLMS CLE 수신기(100)는 복수의 안테나(102A, 102B), 복수의 샘플러(104A, 104B), 멀티플렉서(108), 승산기(114) 및 NLMS 등화기(118)를 포함한다. NLMS 등화기(118)는 등화기 필터(120) 및 탭 계수 생성기(122)를 포함한다.
도 1에 도시된 것과 같이, 안테나(102A, 102B)에 의해 수신되는 신호는 2배속(2x) 칩 레이트로 샘플링되는 각각의 샘플 데이터 스트림(106A, 106B)을 생성하기 위한 샘플러(104A, 104B)에 각각 입력된다. 샘플 데이터 스트림(106A, 106B)은 멀티플렉서(108)에 의해 하나의 샘플 데이터 스트림(110)으로 병합(merge)되어, 승산기(114)의 제1 입력으로 공급된다. 각각의 샘플 데이터 스트림(106A, 106B)에서는 2배의 칩 레이트로 샘플이 발생하므로, 샘플 데이터 스트림(110)에서는 4배속(4x)의 칩 레이트로 샘플이 발생할 것이다. 샘플 데이터 스트림(110)에서 발생하는 각 샘플은 샘플 데이터 스트림(106A 또는 106B) 중의 하나에서 출발하였다. 등화기 필터(120)의 효율적인 레이트는 4배속(4x) 칩 레이트이다.
도 1은 NLMS CLE 수신기(100)가 2배속(2x) 칩 레이트로 2개의 안테나로부터 수신된 신호를 샘플링할 수 있는 것으로 예시하고 있지만, NLMS CLE 수신기(100)는 임의의 수의 안테나를 포함할 수 있고, 안테나에 의해 수신된 신호는 임의의 원하는 레이트로 샘플링될 수 있음에 유의해야 한다.
NLMS 등화기(118)의 등화기 필터(120)는 필터 계수를 갖는 복수의 탭을 포함한다. FIR 필터가 등화기 필터(120)로서 활용될 수도 있다. 등화기 필터(120)의 탭의 수는 상이한 전력-지연 프로파일 및 매체 속도의 특정 다중경로 채널에 대해 최적화될 수도 있다. 탭 계수 생성기(122)는 벡터 놈 제곱 추정기(132), 등화기 탭 업데이트 유닛(134), 스텝-크기 추정기(136), BFC 유닛(138), 능동 탭 마스크 생성기(140), 파일럿 진폭 기준 유닛(142), 스위치(147), 승산기(123, 124, 126, 128) 및 가산기(130)를 포함한다.
BFC 유닛은 회전 위상자(phasor)를 출력하고, 이 위상자는 승산기(114)의 제2 입력에 공급되어 샘플 데이터 스트림(110)의 주파수를 보정하며, 이에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 아래에서 상세하게 설명할 것이다. 승산기(114)는 NLMS 등화기(118)의 등화기 필터(120)의 입력에 공급되는 주파수 보정된 샘플 데이터 스트림(116)을 생성한다.
도 1을 계속 참조하면, 등화기 필터(120)는 능동 탭 마스킹이 실행될 경우에 제공되는 마스킹된 등화기 출력(masked_eq_out) 신호(144)와, 능동 탭 마스킹이 실행되지 않을 경우에 제공되는 마스킹되지 않은 등화기 출력(unmasked_eq_out) 신호(146)와, 항상 제공되는 등화기 탭핑된 지연 라인(TDL : tapped delay line)(TDL_joint_vec_out) 신호(148)를 출력한다. 마스킹된 등화기 출력 신호(144)는, 승산기(124)를 통해 스크램블 코드 공액(scrambling code conjugate)(scrambling_code_conu) 신호(150)와 승산되어, 스위치(147)의 제1 입력에 공급되는 디스크램블(descrambled) 마스킹된 등화기 출력 신호(152)(즉, 언스크램블(unscrambled) 송신 칩의 추정값)를 생성하는 칩 레이트 신호이다. 마스킹되지 않은 등화기 출력 신호(146)는 승산기(123)를 통해 스크램블 코드 공액 신호(150)와 승산되어, 스위치(147)의 제2 입력에 공급되는 디스크램블 마스킹되지 않은 등화기 출력 오차 신호(154)를 생성한다.
등화기 TDL 신호(148)는 승산기(126)를 통해 스크램블 코드 공액 신호(150)와 승산되어 값 X를 갖는 벡터 신호(156)(즉, 디스크램블 등화기 TDL 신호)를 생성한다. 벡터 신호(156)는 벡터 놈 제곱 추정기(132)와, 등화기 탭 업데이트 유닛(134)의 제1 입력에 입력된다. 벡터 놈 제곱 추정기(132)는 벡터 정규화 신호(158)를 생성한다. 벡터 놈 제곱 추정기(132)는 벡터 정규화 신호(158)를 등화기 탭 업데이트 유닛(134)의 제2 입력과, 파일럿 진폭 기준 유닛(142)에 공급한다.
도 1을 계속 참조하면, 능동 탭 마스크 생성기(140)가 동적 필터 탭 마스킹 모드일 때, 벡터 놈 제곱 추정기(132)는 벡터 신호(156)의 값 X의 놈 제곱
Figure 112007049427434-PAT00001
과 동일하거나, 등화기 TDL 신호(148)와 동일한 값을 갖는 벡터 정규화 신호(158)를 생성한다. 능동 탭 마스크 생성기(140)가 정적 필터 탭 마스킹 모드일 때, 벡터 놈 제곱 추정기(132)는 벡터 신호(156)의 값 X에 M이 요소별로(element-wise) 승산된 값의 놈 제곱,
Figure 112007049427434-PAT00002
과 동일한 값을 갖는 벡터 정규화 신호(158)를 생성하며, 여기서 M은 능동 탭 마스크이다.
마스킹 모드 신호(164)는 능동 탭 마스크 생성기, 스위치(147) 및 벡터 놈 제곱 추정기(132)에 공급된다. 마스킹 모드 신호(164)는 동적 또는 정적 필터 탭 마스킹 모드가 이용 중인지를 나타낸다. 마스킹 모드 신호(164)가 정적 필터 탭 마스킹 모드가 이용 중임을 나타내면, 스위치(147)는 가산기(130)의 제1 입력에 공급될 선택 출력 신호(166)로서 신호(152)를 선택한다. 마스킹 모드 신호(164)가 동적 필터 탭 마스킹 모드가 이용 중임을 나타내면, 스위치(147)는 선택 출력 신호(166)로서 신호(154)를 선택한다. 능동 탭 마스크 생성기(140)의 구성은 도 5 및 도 6을 참조하여 아래에서 더욱 상세하게 설명한다.
파일럿 진폭 기준 유닛(142)에 의해 생성된 파일럿 기준 진폭 신호(168)는 파일럿 기준 신호(172)의 진폭을 변화함으로써 NLMS 등화기(118)의 평균 출력 전력을 조절하기 위해 이용되며, 파일럿 기준 신호(172)는 파일럿 기준 진폭 신호(168)와 스케일링된(scaled) 파일럿(즉, 공통 파일럿 채널(CPICH : common pilot channel)) 채널화 코드(170)를 승산하는 승산기(128)에 의해 생성된다. 파일럿 기준 진폭 신호(168)는 벡터 정규화 신호(158), 등화기 필터 탭 계수(162) 및 전력 목표 신호(176)에 기초하여 유도된다. 파일럿 기준 신호(172)는 가산기(130)의 제2 입력에 입력된다. 파일럿 진폭 기준 유닛(142)은 도 7을 참조하여 아래에서 더욱 상세하게 설명한다.
선택 출력 신호(166)는 가산기(130)에 의해 파일럿 기준 신호(172)로부터 감산되어, 등화기 탭 업데이트 유닛(134)의 제3입력에 입력되는 오차 신호(174)를 생성한다. 외부 신호(150 및 170)는 더 상위 계층(higher layer)으로부터 전송된 정보에 기초하여 구성 및 생성된다.
신호(156, 158, 135, 137 및 174)에 기초하여, 등화기 탭 업데이트 유닛(134)은 등화기 필터(120), 스텝-크기 추정기(136), BFC 유닛(138), 능동 탭 마스크 생성기(140) 및 파일럿 진폭 기준 유닛(142)에 입력되는 등화기 필터 탭 계수(162)를 생성한다.
등화기 필터 탭 계수(162)에 기초하여, 능동 탭 마스크 생성기(140)는 벡터 놈 제곱 추정기(132) 및 등화기 필터(120)에 공급되는 능동 탭 마스크 벡터(160)를 생성한다.
등화기 필터 탭 계수(162)는 등화기 필터(120)에 의해 이용되는 탭 값을 나타낸다. 소정의 시간에, 등화기 필터 탭 계수(162)는 등화기 필터 탭 계수(162)의 현재 값, 벡터 신호(156), 벡터 정규화 신호(158), 오차 신호(174), 그리고, 아래에서 도 4를 참조하여 상세하게 설명될 CPICH 신호-잡음 비율(SNR : signal-to-noise ratio) 입력(139)에 기초하여 스텝-크기 추정기(136)에 의해 제공되는, 스텝-크기인 파라미터(135)
Figure 112007049427434-PAT00003
("mu")와, 필터 탭 누설 인자(factor)인 파라미터(137)
Figure 112007049427434-PAT00004
("alpha")에 기초하여 연산된다. 이하, 등화기 필터 탭 계수(162)를 업데이트 하는 것에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
오차 신호(174)는 디스크램블 마스킹된 등화기 출력 신호(152) 또는 디스크램블 마스킹되지 않은 등화기 출력 신호(154) 중의 어느 하나에 기초한 것이다. 디스크램블 마스킹된 등화기 출력 신호(152)는 능동 탭 마스크 생성기(140)의 능동 탭 알고리즘이 능동 탭 마스크를 동적으로 업데이트하고 있지 않을 경우(즉, 정적 필터 탭 마스킹 모드)의 선택 출력 신호(166)로서 이용된다. 능동 탭 마스크 생성기(140)의 능동 탭 알고리즘이 탭 마스크를 동적으로 업데이트할 때, 디스크램블 마스킹되지 않은 등화기 출력 신호(154)는 선택 출력 신호(166)로서 이용된다. 동적 필터 탭 마스킹 모드의 동작 중에는, 능동 탭 알고리즘이 탭의 값에 기초하여 어느 탭을 마스킹 할 것인지에 대해 판정한다. 디스크램블 마스킹된 등화기 출력 신호(152)가 디스크램블 마스킹되지 않은 신호(154) 대신에 이용되어 오차 신호(174)를 생성하면, 마스킹된 탭의 값을 적당하게 구동할 능동 탭 알고리즘에 피드백 메커니즘이 존재하지 않게 될 것이다. 그러므로, 능동 필터 탭 알고리즘은 적당하게 기능하지 않을 것이다. 반대로, 정적 필터 탭 마스킹 모드의 동작 중에는, 능동 탭 알고리즘이 마스크에 대해 임의의 변화를 주지 않으므로, 마스킹된 탭의 거동(behavior)이 올바른지가 중요하지 않다. 따라서, 등화기 필터 탭 계수(162)는 등화기 출력 신호(즉, 신호(152))를 제공하기 위해 이용되는 탭을 생성하도록 최적화될 것이므로, 마스킹된 등화기 출력 신호(154)에 기초하여 오차 신호(174)를 이용하는 것이 요구된다.
등화기 필터 탭 계수(162)는 등화기 탭 업데이트 유닛(134)에 의해 다음과 같이 업데이트 된다.
Figure 112007049427434-PAT00005
, 수식(1)
여기서,
Figure 112007049427434-PAT00006
은 등화기 필터(120)에 대해 정의된 가중치 벡터이고, n은 업데이트 또는 시간 지수(index),
Figure 112007049427434-PAT00007
은 안테나(102A, 102B)로부터 수신된 샘플에 기초한 벡터,
Figure 112007049427434-PAT00008
는 각각 적응 스텝-크기, 탭 누설을 제어하고, 제로(또는 제로 근처)의 수에 의한 나누기(division)를 방지하기 위해 선택된 파라미터이다.
Figure 112007049427434-PAT00009
는 제로로 나누어지는 것을 방지하기 위해 이용되는 작은 수이다. 누설 파라미터
Figure 112007049427434-PAT00010
(alpha)는 가중 파라미터이며,
Figure 112007049427434-PAT00011
이다. 스텝-크기 파라미터
Figure 112007049427434-PAT00012
는 오차에 관한 스케일 인자이다. 등화기 필터(120)는
Figure 112007049427434-PAT00013
및
Figure 112007049427434-PAT00014
의 내적(inner product)
Figure 112007049427434-PAT00015
을 연산하는 간단한 FIR 구조이다. 내적의 결과는 마스킹되지 않은 등화기 출력 신호(146)이다. 또한, 능동 탭 마스크 생성기(140)가 정적 필터 탭 마스킹 모드일 때, 등화기 필터(120)는 마스크 M을 포함하는 또 다른 마스킹된 등화기 출력 신호(144)를 생성한다. 마스킹된 등화기 출력 신호(144)는 먼저,
Figure 112007049427434-PAT00016
또는
Figure 112007049427434-PAT00017
중의 하나의 구성요소별 곱(product)을 취하고, 그 다음, 내적
Figure 112007049427434-PAT00018
을 취하여 연산되며, 여기서,
Figure 112007049427434-PAT00019
는 특수한 가중치이고, X는 특수한 수신 샘플이며, M은 능동 탭 마스크 생성기(140)에 의해 생성된 능동 탭 마스크 벡터에 포함되는 능동 탭 마스크이다. 본 발명은 적응형 등화기와 관련한 수신 다이버시티를 구현한 것이며, 이것은 수신기 성능을 크게 향상시킨다. 이하, 본 발명에 따른 합동 등화기 필터 계수 벡터 적응방식에 대해 설명한다. 합동 등화기는 명료함을 위하여 act_taps 마스크 없이 컨텍스트(context)에서 공식화된다. 그러나, 이러한 마스킹은 수신 다이버시티와 조합하여 포함될 수도 있다.
합동 가중치 벡터
Figure 112007049427434-PAT00020
는 다수 성분 가중치 벡터의 결합인 등화기 필터에 대해 정의된다. 각각의 성분 가중치 벡터는 상이한 안테나에 의해 수집된 데이터에 대응한다. 성분 벡터로부터의 구성요소의 임의의 순열(permutation)은, 이 순열이 데이터가 합동 NLMS 등화기에 입력하는 순서를 적당하게 반영하기만 하면, 합동 가중치 벡터를 포함할 수도 있다. 이들은 수학적으로 등가이므로, 순열은 표시 편의를 위해 선택될 수도 있다. 예를 들어, 2개의 안테나에 대해, 합동 가중치 벡터
Figure 112007049427434-PAT00021
는 다음과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112007049427434-PAT00022
수식(2)
여기서,
Figure 112007049427434-PAT00023
는 전치 연산을 표시한다. 등화기 필터의 전체 탭 수는 L로 표시된다.
Figure 112007049427434-PAT00024
는 열벡터(column vector)이다.
수식(2)의 선택된 표시에 대하여, 합동 업데이트 벡터
Figure 112007049427434-PAT00025
의 표시는 다음과 같이 정의된다.
Figure 112007049427434-PAT00026
수식(3)
여기서,
Figure 112007049427434-PAT00027
는 각각 안테나 1 및 안테나 2로부터 수신된 샘플에 기초한 벡터이다.
Figure 112007049427434-PAT00028
는 행벡터(row vector)이다.
다음으로, NLMS 등화기에 대한 통상적인 방식으로 합동 NLMS 등화기에 대한 필터 계수 적응이 처리될 수 있다. 예를 들어, 업데이트된 계수 벡터는 다음과 같이 얻어질 수 있다.
Figure 112007049427434-PAT00029
수식(4)
여기서,
Figure 112007049427434-PAT00030
는 전치 공액(transpose conjugate) 연산을 나타내고, d[n]은 NLMS에 대한 기준 신호이며,
Figure 112007049427434-PAT00031
는 제로로 나누어지는 것을 방지하기 위해 이용되는 작은 수이다. 파라미터
Figure 112007049427434-PAT00032
는 가중 파라미터이며,
Figure 112007049427434-PAT00033
는 오차 신호의 스케일 인자이다.
Figure 112007049427434-PAT00034
는 채널 속도와, 신호 대 간섭 및 잡음 비율(SINR : signal-to-interference and noise ratio)에 기초하여 추정될 수 있고, 연속 추정값을 얻도록 보간(interpolation)될 수 있다.
파일럿-지향(pilot-directed) NLMS를 위하여, d[n]은 파일럿 신호, 훈련 신호(training signal), 또는, 미리 결정된 역확산(despread) 인자에 의해 역확산되거나, 비-역확산된 다른 공지된 패턴 신호일 수 있다. 이와 유사하게, 데이터-지향 NLMS를 위하여, d[n]은 완전히, 또는 부분적으로 역확산되거나, 또는 역확산되지 않은 데이터 심볼(symbol)일 수 있다. 탭 보정 항(term)
Figure 112007049427434-PAT00035
은 다음과 같이 연산된 다.
Figure 112007049427434-PAT00036
수식(5)
여기서, 인자
Figure 112007049427434-PAT00037
는 합동 오차 신호이며, 기준 신호 d[n]으로부터 등화기 필터 출력을 감산함으로써, 다음과 같이 연산된다.
Figure 112007049427434-PAT00038
수식(6)
다음 반복처리(iteration)를 위한 새로운 탭 계수는 탭 보정 항
Figure 112007049427434-PAT00039
을 이전 반복처리의 (누설을 제공하도록 가중치 부여가 가능한) 탭 계수에 가산함으로써 얻어진다. 가중 메커니즘은 다음과 같이 공식화되는 파라미터
Figure 112007049427434-PAT00040
에 의해 특징지어 질 수 있다.
Figure 112007049427434-PAT00041
수식(7)
도 2는 도 1의 NLMS CLE 수신기(100)에서 잔여 자동 주파수 제어(AFC) 오차를 제거하기 위해 이용되는 BFC 유닛(138)의 블록도이다. BFC 유닛(138)은 주파수 오차 추정기(206), 제어기(208) 및 수치 제어 오실레이터(NCO : numerically controlled oscillator)(210)를 포함한다. 도 1의 NLMS CLE 수신기(100)의 NLMS 등화기(118)에서의 등화기 필터(120)는 승산기(114)를 통해 샘플 데이터 스트림(110)을 처리한다. 등화기 필터(120)에 의해 이용되는 등화기 필터 탭 계수(162)는 주파수 오차 추정기(206)에 입력으로 제공된다. 주파수 오차 추정기(206)는 추정 주파 수 오차 신호(216)를 생성한다. AFC 이후의 잔여 주파수 오차는 등화기 필터(120)에서의 적어도 하나의 탭 값의 관찰에 전적으로 기초한 BFC에 의해, 또는 몇 개의 탭 값의 조합(예를 들어, 합)에 의해, 또는 레이크 핑거(Rake finger) 복소 가중치 추정(complex weight estimation)과 같은 부분 채널 추정에 의해 크게 감소될 수 있다. 등화기 필터(120)에서의 하나 이상의 탭의 관찰에 기초하여 주파수 오차를 추정하고, 복소 정현곡선(또는 회전 위상자)으로 구성된 보정 신호를 생성하며, 위상자를 승산하여 입력 샘플 데이터 스트림을 보정하며, 주파수 보정된 샘플(116)을 폐루프(closed loop) 방식으로 등화기 필터(120)의 입력에 인가함으로써, BFC가 달성된다.
잔여 주파수 오차는 등화기 필터(120)의 하나 이상의 탭 값의 위상 변화를 주기적으로 측정함으로써(또는 부분 채널 추정에 의해) 추정된다. 매 샘플마다 등화기 필터 탭 계수(162)에 대해 측정된 다량의 위상 변화는 잡음 및 페이딩(fading)으로 인한 것이다. 그러나, 페이딩 및 잡음으로 인한 위상 변화는 제로 평균이다(예를 들어, 제로의 평균값을 가진다). 따라서, 전체적인 위상 변화로부터 위상 변화의 잡음 및 페이딩 성분을 감소시키고, 주파수 오차(잔여 AFC 오차)로 인한 서서히 변동되는 위상 변화를 복구하기 위하여, 필터링이 이용될 수 있다.
주파수 오차 추정기(206)에 의해 주파수 오차가 일단 추정되면, 제어기(208)는 추정 주파수 오차 신호(216)를 처리하여 주파수 조절 신호(220)를 생성한다. 제어기(208)는 추정 주파수 오차 신호(216)에 단순히 이득을 제공하거나, 더욱 복잡한 알고리즘(예를 들어, 비례-적분-미분(PID : proportional-integral- derivative))으로 추정 주파수 오차 신호(216)를 처리할 수도 있다. 주파수 조절 신호(220)는 회전 위상자(112)를 생성하는 NCO(210)에 공급된다. 승산기(114)는 회전 위상자(112)를 샘플 데이터 스트림(110)과 승산하여, 등화기 필터(120)에 입력되는 주파수 보정된 샘플(116)을 생성한다.
잔여 AFC 오차는 기저대역에서 기저대역 신호의 승산 오차임을 명백히 증명하고 있고, g(t) * exp(j*2pi*f*t)와 같은 복소 정현곡선의 형태를 가지며, 상기 수식에서 g(t)는 의도한 손상되지 않은(uncorrupted) 기저대역 신호이고, exp(j*2pi*f*t)는 오차를 나타내는 복소 정현곡선이다. exp(-j*2pi*f*t)를 승산함으로써, 복소 사인곡선은 의도한 신호 g(t)만을 남기고 상쇄한다. 추정 주파수 오차 신호(216)는 제어기(208)에 입력되고, 그 다음으로, 제어기(208)는 예를 들어, 스케일링된(즉, 비례하는) 입력의 버전(version), 예를 들어, 추정 주파수 오차 신호(216)의 4배의 값일 수 있는 신호(220)를 출력한다. 또한, 제어기(208)의 출력 신호(220)는 추정 주파수 오차 신호(216)의 적분 및/또는 미분에 비례하는 항과 같은 다른 항을 포함할 수도 있다. 더욱 일반적으로, 출력 신호(220)는 일부 범위 내에 들도록 제한될 수도 있고, 그것에 적용되는 이러한 다른 비선형 함수를 가질 수도 있다. NCO(210)는 주파수 값을 입력으로서 취하고, 입력의 값과 동일한 순간 주파수를 갖는 일정한 진폭 복소 신호, 예를 들어, exp(j*2pi*f*t)를 출력하며, 상기 수식에서 f는 입력 주파수이다.
도 3은 도 2의 BFC 유닛에서 이용되는 주파수 오차 추정기(206)의 블록도이다. 주파수 오차 추정기(206)는 탭 추출 유닛(302), 지연 유닛(304), 공액 생성 기(306), 승산기(308, 310), 아크탄젠트(arctangent) 유닛(312), 진폭 검출기(314), 평균화 필터(316), 위상 변화 필터(318) 및 비교기(320)를 포함한다. NLMS 등화기(118)의 등화기 탭 업데이트 유닛(134)은 주파수 오차 추정기(206)에 공급되는 등화기 필터 탭 계수(162)를 생성한다.
주파수 오차 추정기(206)에서, 탭 추출 유닛(302)은 주파수 추정의 수행에 이용하기 위하여, 적절한 탭 값, 또는 등화기 필터 탭 계수(162)로부터(또는 채널 추정기로부터) 출력 신호(303)까지의 탭 값의 평균을 추출 및 출력한다. 예를 들어, 특수한 채널에서의 첫 번째 중요 경로(FSP : first significant path)에 대응하는 적어도 하나의 적절한 탭 값이 등화기 필터 탭 계수(162)로부터 추출될 수도 있다. 탭 추출 유닛(302)은 큰 값의 탭의 이동을 추적하고, 이 탭을 추출 탭 값으로 선택할 수도 있다.
추출 탭 값(303)은 지연 유닛(304) 및 공액 유닛(206)에 전달된다. 지연 유닛(304)은 305에 지연 탭 값을 출력하여 추출 탭 값(303)을 소정의 시간 기간 동안 지연시킨다. 공액 생성기는 추출 탭 값(303)의 공액(307)을 생성하기 위해 이용된다. 승산기(308)는 지연 탭 값(305)을 공액 탭 값(307)과 승산한다. 승산기(308)의 출력(309)은 지연 탭 값(305) 및 공액 탭 값(307) 사이의 위상차와 동일한 위상 값을 가진다. 이 위상 값은 신호(303)의 평균 주파수에 비례하므로, 샘플 데이터 스트림(110)의 평균 주파수에도 비례한다.
아크탄젠트 유닛(312)은 승산기(308) 출력(309)의 각도 값(313)을 측정한다. 각도 값(313)은 신호(305) 및 신호(307) 사이의 위상차와 동일하다. 그러므로, 각 도 값(313)을 평균화하는 것은 신호(305) 및 신호(307) 사이의 위상차를 평균화하는 것과 동등하다. 각도 값(313)은 각도 값(313)을 평균화하기 위한 위상 변화 필터(318)에 의해 필터링된다. 측정된 평균 위상차 및 공지된 지연은 추정 주파수 오차 신호(316)를 생성하기 위해 이용된다.
예를 들어, 지연 D(sec) 및 라디안(radian)으로 측정된 위상에 있어서, 주파수 오차 추정기(206)의 이득은 1/(2*PI*D)이다. "이득(gain)"은 (신호(110)에 의해 표시되는 것과 같이) 순 주파수 오차를 갖는 신호의 변환(conversion)을 말하며, 추정 주파수 오차 신호(216)의 관찰 값을 말한다. 신호(110)가 1Hz의 평균 주파수를 가지면, 추정 주파수 오차 신호(216)의 출력 값은 1/(2*PI*D)가 될 것이다.
진폭 검출 유닛(314)은 승산기(308) 출력(309)의 진폭을 계산하고, 계산된 진폭 값(315)을 비교기(320)의 제1 입력 X와, 평균화를 위한 평균화 필터(316)에 송신한다. 승산기(310)는 평균화 필터(316)의 출력 신호(317)(즉, 신호(315)의 평균값)와, 임계 인자 값(319)(예를 들어, 값 T를 갖는 스케일링 인자)를 승산하여, 비교기(320)의 제2 입력 Y에 송신되는 임계 신호(322)를 생성한다. 임계 신호(322)의 값은 승산기(308) 출력(309)의 평균 진폭의 분수(fraction)로 설정될 수도 있다. 임계 인자 값 T는 예를 들어 1/3로 설정될 수도 있다. 비교기(320)는 계산된 진폭 값(315)과 임계 신호(322)의 값을 비교하고, 계산된 진폭 값(315)이 임계 신호(322)의 값보다 작으면, 위상 변화 필터(318)에 유지 신호(321)를 송신한다.
승산기(308) 출력(309)의 진폭이 측정되어 승산기(308) 출력(309)의 평균 진폭의 분수와 비교됨으로써, 승산기(308) 출력(309)의 진폭이 임계값 아래로 떨어질 때마다 위상 변화 필터(318)가 정지된다. 필터(318)가 정지되면, 추정 주파수 오차 신호(216)는 변화하지 않고 (즉, 신호(216)가 업데이트되지 않음), 입력(313)이 이용되지 않으며, 필터(318)의 내부 상태가 변화하지 않는다. 신호(309)가 상대적으로 작을 때마다 유지 신호(321)는 "참(true)"이다. 이것은 신호(313)의 각도 값에 잡음이 많을 때마다 신호(313)의 각도 값을 무시하는 효과를 가지며, 채널이 깊은 페이드(fade)를 지날 때, 추정 주파수 오차 신호(216)를 개선시킨다.
다른 방안으로서, 승산기(308) 출력(309)의 평균 전력 (즉, 제곱한 진폭)을 계산하기 위하여, 진폭 검출기(314)를 전력 검출기(도시하지 않음)로 대체할 수도 있으며, 이에 따라, 출력(309)의 순간 전력은 평균 전력의 일부의 분수와 비교된다. 다른 변형도 가능하다.
본 발명은 적응형 등화기의 적응 스텝-크기를 제어한다. 적응 스텝-크기
Figure 112007049427434-PAT00042
의 값은 (WTRU 속도와 관련되어 있는 도플러 확산(Doppler spread)과 같은) 채널 변화 레이트 및 채널의 SNR에 의존한다. 고속 채널을 위해서는, 적응형 등화기가 채널 변형을 신속하게 추적하도록 하는 더 큰 스텝-크기를 이용하는 것이 요구된다. 반대로, 저속 채널을 위해서는, 오류조절 오차(misadjustment error)를 감소시키기 위하여 더 낮은 스텝-크기가 요구되며, 이에 따라, 적응형 등화기의 성능을 개선시킨다.
SNR에 대한 적응 스텝-크기 파라미터
Figure 112007049427434-PAT00043
의 의존성과 관련하여, 높은 SNR에서, 적응 스텝-크기 파라미터
Figure 112007049427434-PAT00044
의 값이 높아지는 경향이 있는 반면, 낮은 SNR에서 는, 적응 스텝-크기 파라미터
Figure 112007049427434-PAT00045
가 통상적으로 작다. 추가적인 입력이 적절하게 이용될 수도 있다(예를 들어, 등화기 필터의 지연 확산 및 액티브 탭 수). 본 발명은 겉보기 채널 속도(apparent channel speed)의 추정을 통해 수렴 속도 및 정확도 사이의 이상적인 균형을 유지하기 위해 이용된다.
도 4는 겉보기 채널 속도 추정기(401)를 포함하는 스텝-크기 추정기(136)의 블록도이다. 스텝-크기 추정기(136)는 겉보기 채널 속도 추정기(401), 스텝-크기 맵핑 유닛(440) 및 SNR 평균화기(445)를 포함한다. 겉보기 채널 속도 추정기(401)는 스텝-크기 추정기(136)를 포함하는 제1 트랜시버와, 제2 트랜시버 사이에 확립된 채널의 속도를 추정한다. 등화기 필터 탭 계수(162)는 도 1에 도시된 등화기 탭 업데이트 유닛(134)에 의해 겉보기 채널 속도 추정기(401)에 입력된다. 등화기 필터 탭 계수(162)는 등화기(118)의 입력 샘플 시퀀스(sequence)와 승산되는 복소값(complex value)이다. 등화기 탭 업데이트 유닛(134)에 의해 출력되는 각각의 등화기 필터 탭 계수(162)는 2개의 벡터의 내적을 구함으로써 생성된다. 하나의 벡터는 등화기 탭 업데이트 유닛(134) 내의 탭핑된 지연 라인(TDL)의 상태(출력)이고, 또 다른 벡터는 등화기 탭 업데이트 유닛(134)에 의해 이용되는 등화기 필터 탭 계수(162)의 벡터(또는 그 계수의 공액)이다.
도 4를 참조하면, 겉보기 채널 속도 추정기(401)는 탭 계수 추출기(404), 각도 계산기(408), TDL(416), 위상차 함수 생성기(420), 평균화 필터(424), 정규화 유닛(428), 지연 계산기(432) 및 속도 맵핑 유닛(436)을 포함한다.
본 발명에 따르면, 등화기 탭 업데이트 유닛(134)에 의해 이용되는 필터 계 수의 이력(history)으로부터 속도 정보가 추출된다. 이 절차는, 등화기 탭 업데이트 유닛(134)이 파일럿 신호와 같은 기준 신호를 검출하기 위하여 최저평균제곱오차(MMSE : minimum mean square error) 해답(solution)을 적응적으로 추정하기 때문에 가능하다. 그렇게 함에 있어서, 최종 등화기 탭 업데이트 유닛(134)은 채널의 역(inverse)에 근접한다. 채널의 변화 레이트(즉, 그 겉보기 속도)를 반영하는 등화기 탭 업데이트 유닛(134)에 의해 이용되는 하나 이상의 필터 탭 값의 변화 레이트를 추적함으로써, 속도 추정이 수행될 수도 있다.
탭 계수 추출기(404)는 등화기 탭 업데이트 유닛(134)으로부터 수신된 등화기 필터 탭 계수(162)로부터 적어도 하나의 탭 계수를 추출하고, 추출된 탭 계수(406)를 각도 계산기(408)에 송신한다.
통상적인 채널 임펄스 응답은 (분해된) 지연 및 스케일링된 임펄스의 유한 세트에 의해 일반적으로 특징지어질 수 있다. 각각의 이러한 임펄스의 위치는 경로(path)라고 한다(즉, "다중-경로(multi-path)" 채널의 성분). FSP에 대한 각 경로의 위치 및 평균 전력은 등화기 탭 가중치의 위치 및 진폭을 결정한다.
추출된 탭 계수(406)는 FSP, 가장 중요한 경로(MSP : most significant path), 몇 개의 탭의 평균 또는 임의의 다른 경로에 대응하는 계수일 수도 있다. 추출된 탭 계수(406)는 복소수로 구성되며, 따라서, 진폭 및 위상(또는 등가적으로 각도 값)을 가진다. 각도 계산기(408)는 추출된 탭 계수(406)의 위상(410)을 TDL(416) 및 위상차 함수 생성기(420)에 출력한다.
TDL(416)의 전체 길이는 N보다 더 클 수도 있다(즉, 모든 지연이 반드시 탭 을 가지지는 않을 것이다). TDL(416)의 길이는 적어도 D(N)이어야 하며, 이것은 TDL(416)의 입력으로부터 가장 긴 지연을 갖는 탭에 대응한다. TDL(416)의 입력으로부터 출력 n(0<n<N+1)까지의 지연은 D(n)일 것이다. TDL(416)은 첫 번째 클록 틱(clock tick)의 다음 지연 요소를 통해 그 다음 클록 틱의 다음 지연 요소까지 입력으로부터의 데이터를 시프트한다. TDL(416)은 시프트 레지스터(shift register)와 유사한 방식으로 동작한다.
N 지연 값 D(1) ... D(N)을 포함하는 지연 벡터(414) D(k)는 TDL(416)에 입력된다. TDL(416)은 지연 벡터(414)와, 추출된 탭 계수(406)의 위상(410)에 따라, N 지연 샘플(418) X(i-D(k)), k=1...N을 생성한다. 지수 변수 "i"는 시간 지수로서 이용되고 그 후에는 결국 억압된다.
위상차 함수 생성기(420)는 TDL(416)에 의해 출력되는 각각의 N 지연 샘플(418)과, 각도 계산기(408)에 의해 출력되는 위상(410)에 기초하여, 자동-상관-유사(auto-correlation-like) 위상차 함수의 N 샘플을 생성한다. 더욱 구체적으로, 지연 벡터(414)의 각 요소에 대해 하나씩, N 위상차 함수 값(422)이 생성된다. 바람직한 함수는
Figure 112007049427434-PAT00046
이며, 여기서,
Figure 112007049427434-PAT00047
는 x의 절대값이지만, 그 외의 이러한 함수가 이용될 수 있다.
평균화 필터(424)는 복수의 요소, avg_phase_dif(k), k=1...N을 갖는 평균 위상차 함수 벡터(426)를 생성하기 위하여, N 위상차 함수 값(422)의 진폭을 평균화한다. 필수적으로, 평균화 필터(424)는 이동하는 평균 필터 또는 간단한 무한 임 펄스 응답(IIR : infinite impulse response) 필터와 같은 고정된 저역통과 필터의 뱅크이다.
정규화 유닛(428)은 복수의 요소를 갖는 정규화된 위상차 함수 벡터(430)를 생성하기 위하여, 평균 위상차 함수 벡터(426)의 요소를 정규화한다. 측정값은 작은 지연으로 측정된 함수값으로 정규화된다. 평균 위상차 함수 벡터(426)의 첫 번째 요소는 평균 위상차 함수 벡터(426)의 모든 요소를 분할하도록 이용되어, 정규화 처리를 완료한다. 평균 위상차 함수 벡터(426)의 첫 번째 요소는 TDL(416)에서의 최소 지연에 대응한다. 잡음에 의한 무작위적인 위상 변화를 보상하기 위하여, 위상(410)과 N 지연 샘플의 첫 번째 요소 사이의 임의의 위상차가 잡음만으로 인한 것이며 채널에서의 변화로 인한 것이 아닌 것이 되도록 하기에 충분히 작은 지연을 갖도록 특별히 선택된다.
예를 들어, 평균 위상차 벡터(426)의 각 요소를 첫 번째 요소로 다음과 같이 분할함으로써, 정규화가 수행된다: norm_phase_dif(k)=avg_phase_dif(k)/avg_phase_dif(1), k=1...N, 여기서 avg_phase_dif는 평균화된 위상차 함수값의 벡터이다.
다음으로, 정규화된 위상차 함수 벡터(430)의 각 요소는 지연 계산기(432)에 의해 임계값과 비교되어, 임계값에서의 지연을 생성한다. 정규화된 위상차 함수 벡터(430)는 (적어도 첫 번째 2개가) 감소하는 수의 벡터이며, (적어도 원점 근처에서) 역시 감소하는 곡선의 샘플에 대응하는 1.0에서 시작한다.
지연 계산기(432)의 목적은 곡선이 임계값과 동일한 값을 지나는 (시간/지연 에 있어서의) 거리를 추정하는 것이다. 임계값이 정규화된 위상차 함수 벡터(430)에서의 최소값보다 더 크면, 선형 보간(linear interpolation)을 이용하여 추정이 수행된다. 임계값이 정규화된 위상차 함수 벡터(430)에서의 최소값보다 작으면, 선형 외삽(linear extrapolation)을 이용하여 추정이 수행된다.
임계값 지연(434)은 미리 정의된 맵핑 함수에 따라 속도 맵핑 유닛(436)에 의해 속도 추정값(438)으로 맵핑된다. 스텝-크기 추정기(136)의 SNR 평균화기(445)는 CPICH_SNR 입력(139)에 기초하여 CPICH SNR 추정값(446)을 생성하고, CPICH SNR 추정값(446)을 스텝-크기 맵핑 유닛(440)으로 송신한다. 다음으로, 속도 추정값(438) 및 CPICH SNR 추정값(446)은 스텝-크기 맵핑 유닛(440)에 의해 스텝-크기
Figure 112007049427434-PAT00048
, 파라미터(135)와, 필터 탭 누설 인자
Figure 112007049427434-PAT00049
, 등화기 탭 업데이트 유닛(134)을 위한 파라미터(137)로 맵핑된다.
속도 및 SNR로부터의 맵핑은 경험적으로 결정된다. 이것은 수신기의 성능을 스텝-크기
Figure 112007049427434-PAT00050
("mu"), 파라미터(135)와, 필터 탭 누설 인자
Figure 112007049427434-PAT00051
("alpha"), 각종 속도 및 SNR을 위한 파라미터(137)로 시뮬레이션 함으로써 실행된다. 각각의 속도 및 SNR 값에서,
Figure 112007049427434-PAT00052
및
Figure 112007049427434-PAT00053
의 값은 성능을 최적화하는 그러한 값(예를 들어, 최저 BER 또는 최고 스루풋(throughput))을 선택함으로써 결정된다. {속도, SNR} 및 {
Figure 112007049427434-PAT00054
,
Figure 112007049427434-PAT00055
} 사이의 관계가 시뮬레이션된 포인트에 대해 일단 결정되면, 기존의 2차원(2-D) 곡선 맞춤(curve fitting) 기술에 의해 더욱 일반적인 함수가 구해질 수 있다. 수식이 일단 설정되면, 수식을 직접 실행하거나(또는 그 근사화), 룩업 테이블 (LUT : look up table)을 참조하거나, 또는 두 가지를 모두 행하여 맵핑 절차가 실행될 수도 있다.
필터 탭 누설 인자
Figure 112007049427434-PAT00056
는 다음과 같이 정의된다.
Figure 112007049427434-PAT00057
수식(8)
여기서,
Figure 112007049427434-PAT00058
=1은 탭 누설이 없음을 나타낸다. 필터 탭 누설 인자
Figure 112007049427434-PAT00059
를 계산하는 것이 요구되지 않으면(즉, 그것이 "선택사항"이면),
Figure 112007049427434-PAT00060
는 1로 설정된다. 속도 추정값(438) 및 CPICH SNR 추정값(446)에 기초하여,
Figure 112007049427434-PAT00061
파라미터(135) 및
Figure 112007049427434-PAT00062
파라미터(137)가 선택된다.
일반적인 LMS 알고리즘에서의 필터 계수의 적응은 다음과 같이 기재할 수 있다.
Figure 112007049427434-PAT00063
수식(9)
여기서, 벡터
Figure 112007049427434-PAT00064
은 등화기 탭 업데이트 유닛(134)에 의해 이용되는 필터 계수의 현재의 값을 나타내고,
Figure 112007049427434-PAT00065
은 등화기 탭 업데이트 유닛(134)에 의해 이용되는 필터 계수의 새로운 값을 나타내며, 벡터
Figure 112007049427434-PAT00066
은 등화기 탭 업데이트 유닛(134)의 LMS 알고리즘의 일부로서 생성되는 오차 신호를 나타낸다. 등화기 탭 업데이트 유닛(134)은 등화기 필터 탭 계수(162)를 생성하고, 그 각각은 L 요소를 갖는 벡터 신호이며, L은 탭의 수와 동일하다.
도 5는 NLMS CLE 수신기(100) 내에 능동 탭 마스크 생성기(140)를 통합한 것 을 도시하는 하이-레벨 블록도이다. 등화기 필터(120)는 지연 라인(예를 들어, TDL)(502) 및 처리 유닛(506)을 포함한다. 주파수 보정된 샘플 데이터 스트림(116)(data_merge_rot)은 등화기 필터(120)의 지연 라인(502)에 입력된다. 지연 라인(502)의 데이터를 의도한 샘플링 레이트로 샘플링하면, 데이터 벡터(504)(data_vec)가 생성된다. 처리 유닛(506)은, 지연 라인(502)의 출력(data_vec)(504)과, 등화기 탭 업데이트 유닛(134)에 의해 생성된 (마스킹되지 않은) 등화기 필터 탭 계수(162)
Figure 112007049427434-PAT00067
, 또는 능동 탭 마스크 생성기(140)에 의해 생성된 능동 탭 마스크 벡터(160)(act_taps x
Figure 112007049427434-PAT00068
) 중의 어느 하나 사이의 내적을 계산하기 위해 이용된다.
도 5는 등화기 필터(120)가 마스킹된 등화기 출력 신호(144) 및 마스킹되지 않은 등화기 출력 신호(146)를 출력하는 것을 도시한 것이다. 마스킹된 등화기 출력 신호(144)는, 승산기(124)를 통해 스크램블 코드 공액(scrambling_code_conj) 신호(150)와 승산되어, 스위치(147)의 제1 입력에 공급되는 디스크램블 마스킹된 등화기 출력 신호(152)(즉, 언스크램블 송신 칩의 추정값)를 생성하는 칩 레이트 신호이다. 마스킹되지 않은 등화기 출력 신호(146)는 승산기(123)를 통해 스크램블 코드 공액 신호(150)와 승산되어, 스위치(147)의 제2 입력에 공급되는 디스크램블 마스킹되지 않은 등화기 출력 신호(154)를 생성한다.
능동 마스크 알고리즘이 능동 탭 마스크 생성기(140)에서 실행 중이면, 디스크램블 마스킹되지 않은 등화기 출력 신호(154)는 선택 출력 신호(166)로서 이용되 므로, 모든 탭은 마스크가 없는 것처럼 업데이트 된다. 따라서, 능동 탭 알고리즘은, 어느 탭이 마스킹 또는 비-마스킹 되어야 하는지를 결정할 수 있도록 모든 탭이 업데이트 될 때, 이 모든 탭을 검사할 수 있다. 능동 마스크 알고리즘이 비활성이면(예를 들어, 정지 상태이면), 오차 신호(174)가 능동 탭만을 반영하도록, 등화기의 마스킹된 출력에 대응하는 신호를 이용하는 것이 바람직하다. 능동 탭 마스크 생성기(140)의 능동 탭 알고리즘이 실행 중일 경우에는, 디스크램블 마스킹된 등화기 출력 신호(152)가 신호(166)로서 선택되고, 능동 탭 마스크 생성기(140)의 능동 탭 알고리즘이 정지된 경우에는, 디스크램블 마스킹되지 않은 등화기 출력 신호(154)가 신호(166)로서 선택되도록, 마스킹 모드 신호(164)는 스위치(147)를 제어한다.
마스킹되지 않은 등화기 출력 신호(146)는 데이터 벡터(504)의 벡터-벡터 내적이며, 탭 업데이트 수식(10)에 의해 다음과 같이 표현된다.
Figure 112007049427434-PAT00069
수식(10)
여기서, data_vec는 지연 라인(502)에 의해 생성된 데이터 벡터(504)이고,
Figure 112007049427434-PAT00070
은 등화기 탭 업데이트 유닛(134)에 의해 생성된 등화기 필터 탭 계수(162)의 값이며, (*)는 벡터-벡터 내적을 표시한다. 마스킹된 등화기 출력 신호(144)도 데이터 벡터(504)의 벡터-벡터 내적이며, 탭 업데이트 수식(11)에 의해 다음과 같이 표현된다.
Figure 112007049427434-PAT00071
수식(11)
여기서, act_taps는 등화기 필터 탭 계수(162)의 값을 마스크하기 위해 이용되는 벡터이고, (*)는 벡터-벡터 내적을 표시하며, (ㆍ)는 벡터-벡터 요소별 곱을 표시한다. 마스크 벡터는 탭 요소를 이용할 경우보다 출력의 품질에 더욱 해로운 것으로 인식되는 탭 요소의 기여도를 제거 또는 감소시키기 위해 이용된다. 2개의 별도의 등화기 출력 신호(144, 146)를 생성하는 등화기 필터(120)에 의해, 탭을 이용하지 않으면서 탭을 감시할 수도 있다.
능동 탭 마스크 벡터(160)는 몇 개의 방법으로 생성될 수도 있다. 간단한 방법으로는, 탭 가중치의 진폭이 임계값과 비교된다. 그 값이 임계값보다 더 크면, 능동 탭 마스크 벡터(160)에서의 대응하는 요소는 1로 설정되고, 그렇지 않으면, 0으로 설정된다. 마스크 벡터 요소는 탭 요소를 완전히 차단하는 것보다는 특정 탭 요소를 강조하지 않도록 설정될 수도 있다. 그 경우, 능동 탭 마스크 벡터(160)는 0 내지 1의 범위에 있을 수 있는 값을 취한다. 그 값은 급격하게 변화하는 것이 아니라 서서히 변화될 수도 있다.
SNR, 도플러 확산 또는 지연 확산과 같은 추가적인 정보(508)가 마스크 값을 설정함에 있어서 이용될 수도 있다. 예를 들어, 지연 확산이 작은 것으로 알려져 있으면, 전체적인 논-제로(non-zero) 요소의 수가 제한될 수 있다.
먼저, 탭 진폭(또는 다른 디스턴스 메트릭(distance metric))의 시간-평균을 행하고, 임계값을 설정하기 위해 이 정보를 이용함으로써, 임계값이 고정 또는 결정될 수 있다. 히스테리시스(hysteresis)가 요구되지 않으면, 하나의 임계값만 필요하다. 히스테리시스가 있다면, 상부 및 하부의 적어도 2개의 임계값이 필요하다. 탭 요소가 상부 임계값을 초과하면, 대응하는 마스크 요소는 '1'로 설정되거나, '1'을 향해 증가하도록 허용된다. 탭 요소가 하부 임계값 아래로 가면, 대응하는 마스크 요소는 '0'으로 설정되거나, '0'을 향해 감소하도록 허용된다.
임계값은 도플러 확산과 같은 추가적인 정보에 의해 영향을 받을 수도 있다. 예를 들어, 도플러 확산이 큰 것으로 알려지면, 적응 등화기는 더욱 큰 추적 및 오류조절 오차를 가지게 될 것이므로, 임계값을 올리는 것이 바람직할 수도 있다.
능동 탭 마스크 생성기(140)는 마스킹 모드 신호(164)를 설정하기 위해 이용되는 인에이블(enable)/디스에이블(disable) 파라미터에 의해 제어된다. 정적 필터 탭 마스킹 모드 또는 동적 필터 탭 마스킹 모드 중의 어느 하나일 경우, 능동 탭 마스크 생성기(140)는 등화기 필터(120)에서의 능동 탭의 수 및 위치를 제어한다. 정적 필터 탭 마스킹 모드에서는, 고정 마스크 벡터가 생성되고, 이에 따라, 탭을 마스킹(즉, 탭을 제로로 함)하기 위해 이용된다. 동적 필터 탭 마스킹 모드에서는, 마스킹된 등화기 출력 신호(144)가 등화기 필터 탭 계수(162)를 생성하기 위해 이용된다. 동적 필터 탭 마스킹 모드에서는, 동적 마스크 벡터가 생성되어, 탭을 마스킹하기 위해 이용된다. 정적 필터 탭 마스킹 모드에서는, 마스킹되지 않은 등화기 출력 신호(146)가 등화기 필터 탭 계수(162)를 생성하기 위해 이용된다.
도 5를 참조하면, 정적 및 동적 필터 탭 마스킹 모드 사이의 선택은 스위치(147)의 위치에 의해 결정되며, 이 위치는 마스킹 모드 신호(164)에 의해 제어된다. 도 1에 대하여 상술한 것과 같이, 마스킹 모드 신호(164)가 정적 필터 탭 마스킹 모드가 이용 중임을 나타내면, 스위치(147)는 가산기(130)에 출력될 선택 출력 신호(166)로서, 디스크램블 마스킹된 등화기 출력 신호(152)를 선택한다. 마스킹 모드 신호(164)가 동적 필터 탭 마스킹 모드가 이용 중임을 나타내면, 스위치(147)는 선택 출력 신호(166)로서, 디스크램블 마스킹되지 않은 등화기 출력 신호(154)를 선택한다. 동적 필터 탭 마스킹 모드에서는, 필터 탭이 감시되고, 마스킹될 탭이 선택됨으로써, 이에 따라, 능동 탭 마스크 벡터(160)가 능동 탭 마스크 생성기(140)에 의해 생성된다.
도 6은 본 발명에 따른 예시적인 능동 탭 마스크 생성기(140)의 블록도이다. 등화기 탭 업데이트 유닛(134)에 의해 생성된 등화기 필터 탭 계수(162)는 능동 탭 마스크 생성기(140)에 입력된다. 등화기 필터 탭 계수(162)의 요소의 각각(또는 요소의 서브세트(subset))에 대하여, 절대값 계산기(602)에 의해 절대값(또는 그 외의 약간의 거리 측정값)이 연산된다. 절대값 계산기(602)는 탭 절대값(ABS : absolute values)의 벡터(604)를 출력한다. 평균화 필터(606)에 의해, 탭 ABS 벡터(604)의 각 요소에 대해 평균화 처리가 수행되어, 탭 평균 벡터(608)를 생성한다.
상부 임계값(UT : upper threshold)(612) 및 하부 임계값(LT : lower threshold)(614)은 탭 평균 벡터(608)(각각 UT 및 LT)에 기초하여 임계 유닛(610)에 의해 생성된다. UT(612) 및 LT(614)는 탭 평균 벡터(608)에서의 모드 요소의 평균의 분수(즉, 퍼센트), 또는 최대 요소의 분수, 또는 일부의 다른 함수로서 설정될 수도 있다. LT 및 UT 중의 적어도 하나를 설정하기 위해, (스텝-크기, 도플러 확산 또는 SNR과 같은) 추가적인 선택 정보(607)가 이용될 수도 있다.
UT(612)는 제1 마스크 벡터 생성기(620)에 공급되고, LT(614)는 제2 마스크 벡터 생성기(624)에 공급된다. 탭 ABS 벡터(604)도 제1 마스크 벡터 생성기(620) 및 제2 마스크 벡터 생성기(624)에 공급된다.
메모리(626)에 기억된 마스크 벡터는 능동 탭 추정을 위한 시작 마스크 벡터(632)가 된다. 벡터 초기화기(628)는 메모리(626)에 기억될 등화기 필터 탭 계수(162)와 동일한 길이의 모든 '1' 벡터(630)를 생성한다. 시작 마스크 벡터(632)는 메모리(626)로부터 제1 마스크 벡터 생성기(620)에 직접 전달되거나, 이와 달리, 벡터 트리머(616)에 의해 트리밍(trim) 된 후에 트리밍된 마스크 벡터(618)로서 전달된다.
시작 마스크 벡터(632)의 요소는 (채널 추정 또는 채널 지연 확산과 같은) 추가적인 정보(615)에 따라 하나의 종단 또는 양 종단에서 벡터 트리머(616)에 의해 제로로 될 수도 있다. 예를 들어, 채널 지연 확산이 작으면, 시작 마스크 벡터(632)는 시작 마스크 벡터(632)의 하나의 종단 또는 양 종단을 제로로 하여 트리밍될 수도 있다.
탭 ABS 벡터(604)에서의 대응하는 요소가 UT보다 크면, 제1 마스크 벡터 생성기(620)는 시작 마스크 벡터(632)(또는 트리밍된 마스크 벡터(618))에서의 요소를 '1'로 설정한다. 다음으로, 제1 마스크 벡터 생성기(620)는 중간 마스크 벡터(622)를 출력한다.
도 6을 계속 참조하면, 능동 탭 마스크 벡터(625)를 생성하기 위하여, 탭 ABS 벡터(604)에서의 대응하는 요소가 LT(614)보다 작으면, 제2 마스크 벡터 생성 기(624)는 중간 마스크 벡터(622)에서의 요소를 '0'으로 설정한다. 능동 탭 마스크 벡터(625)는 다음 반복처리를 위하여 메모리(626)에 기억된다. 마스킹 모드 신호(164)에 의해 제어되는 래치(latch)(650)는 정적 또는 동적 필터 탭 마스킹 모드의 어느 것이 이용되는 것인지를 결정하여, 마스크 M을 등화기 필터(120) 및 벡터 놈 제곱 추정기(132)가 이용 가능하게 한다. 마스킹 모드 신호(164)가 정적 필터 탭 마스킹 모드가 실행되어야 함을 나타내는 경우, 래치(650)는 마스킹 모드가 정적인 경우에 갖는 값으로 능동 탭 마스크 벡터(625)의 값을 일정하게 래치(즉, 유지)한다. 마스킹 모드 신호(164)가 동적 필터 탭 마스킹 모드가 실행되어야 함을 나타내면, 능동 탭 마스크 벡터(625)는 래치(650)를 통과하여, 능동 탭 마스크 벡터 신호(160)를 등화기 필터(120) 및 벡터 놈 제곱 추정기(132)에 제공한다.
다시 도 1을 참조하면, 등화기 필터 탭 계수(162)는 선택 출력 신호(166)를 파일럿 기준 신호(172)와 비교함으로써 유도된다. 선택 출력 신호(166)는 복수의 중첩 성분을 포함하고, 그 중에서 오직 하나만 파일럿 신호에 대응하므로, NLMS 알고리즘은 등화기 출력 전력을 직접 제어하지 않는다. 따라서, 몇 개의 인자는 페이딩 채널과 연관된 일반적인 문제 이상의 것을 요구하는 필터 및 역확산 구현의 고정 소수점(fixed-point) 설계 요건을 행하는 것에 기여한다. 이러한 것들 중에서, 전체 전력 송신에 대한 파일럿 전력의 가능한 큰 스팬(span)과, 전체 전력 송신에 대한 퍼-코드(per-code) 데이터 전력의 가능한 큰 스팬이 있다. 파일럿 기준 신호(172)의 진폭은 부동 소수점(floating-point) 환경에서 다소 임의로 설정될 수 있다. 그러나, 고정 소수점 문제가 고려되면, 진폭 설정은 중요할 수 있다. 고정 소수점 문제는 등화기 필터 자체에서 야기되며, 이후의 역확산기에서도 야기된다.
또한, 본 발명은 등화기 필터, 역확산기, 또는 그 양자의 조합의 고정 소수점 요건을 최소화할 수 있도록 기준 신호 진폭을 제어하기 위한 수단을 제공한다. 또한, 본 발명은 직교 진폭 변조(QAM : quadrature amplitude modulation)가 채용될 때, 좌표 스케일링 절차(constellation scaling procedure)에 대한 필요성을 제거하기 위한 수단을 제공한다.
등화기 필터 출력에서의 평균 전력은 전체 송신된 전력에 대한 파일럿 전력의 비율과, 파일럿 기준 진폭에 의존한다. NLMS 등화기의 부산물로서, 그 처리를 통한 전체 입력 전력과 국소적으로 생성된 파일럿 전력 레벨 사이의 관계는 전체 입력 전력(Io)에 의해 나누어진 칩 당 CPICH 에너지, Ec/Io를 추정하기 위해 이용될 수도 있으며, 상기 Ec/Io는 서비스 중인 셀 전력 레벨을 위한 강도 표시자(strength indicator)로서 이용될 수도 있다. 상술한 등화 방법을 이용하는 WTRU는 서비스 중인 셀 CPICH SINR을 추정하기 위하여, 추가적인 하드웨어, 소프트웨어 및 복잡성을 필요로 하지 않는다. 서비스하는 셀 CPICH SINR이 간단한 전력 계산에 의해 이용 가능하므로, 주기적인 인접 셀 측정값은 부분적으로 단순화될 것이다. 정상적인 배치 시나리오에서는, 신호의 파일럿 부분에 대한 신호의 데이터 부분의 비율은 변동하도록 되어 있다. 그러므로, 등화기 필터의 출력에서의 신호의 전체 동적 범위도 변동한다. 또한, CDMA 시스템에서, 역확산기는 이용된 코드의 수에 있어서의 변화에 의해 야기되는 변동 외에도, 상기한 변동도 대처해야 한다. 본 발명은 등화기 필터 출력에서 신호의 동적 범위를 감소하기 위한 수단을 제공한다.
도 1의 파일럿 진폭 기준 유닛(142)은 기준 신호 진폭을 제어하며, 이에 따라, 고정 소수점 요건을 경감하도록 등화기 필터(120)의 출력 전력을 제어한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 추정된 필터 입력 전력 및 탭 가중치는 출력 전력을 추정하기 위해 이용된다. 추정된 출력 전력은 파일럿 기준 진폭 신호(168)를 조절하기 위해 이용되므로, NLMS CLE 수신기(100)는 당연히 탭 가중치를 조절하여 전력 레벨을 원하는 범위로 가져 간다.
도 7은 본 발명에 따라 등화기 필터(120)의 동적 범위를 최소화하기 위하여, 도 1의 NLMS CLE 수신기(100)에 파일럿 진폭 기준 유닛(142)을 통합한 것을 도시하는 하이-레벨 블록도이다. 파일럿 진폭 기준 유닛(142)은 벡터 정규화 신호(158) 및 등화기 필터 탭 계수(162)를 수신한다. 벡터 놈 제곱 유닛(702)은 등화기 필터 탭 계수(162)에 대하여 벡터 놈 제곱 함수를 수행하고, 그 결과를 승산기(704)의 제1 입력에 출력한다. 벡터 정규화 신호(158)는 승산기(704)의 제2 입력에 공급된다. 승산기(704)는 벡터 놈 제곱 유닛의 출력과 벡터 정규화 신호(158)를 승산하여, PEQ의 값을 갖는 등화기 출력 전력 신호(706)를 생성한다.
도 7에 도시된 것과 같이, 파일럿 진폭 기준 유닛(142)은 폐루프 방식으로 파일럿 기준 진폭 신호(168)의 진폭을 제어하기 위해 이용된다. 목표 전력 측정 신호(176)의 값 PTARGET은 분할기(divider)(708)에 의해 등화기 출력 전력 신호(706)의 값 PEQ으로 나누어져서, 값 PTARGET/PEQ을 갖는 몫 결과(quotient result) 측정 신호(710)를 생성한다. 몫 결과 측정 신호(710)는 승산기(712) 및 지연 유닛(714)을 포함하는 루프 필터에 의해 필터링됨으로써, 승산기(712)는 지연 유닛(714)의 출력(716)과 몫 결과 측정 신호(710)를 승산하여, 파일럿 기준 진폭 신호(168)를 생성한다.
등화기(120)의 동적 출력 범위는 전력 비율 측정에 기초하여 조절된다. 파일럿 진폭 기준 유닛(142)은 등화기 필터 출력을 수신하고, 전체 전력에 대한 파일럿 전력의 비율, PilotPower/TotalPower를 계산한다. 다음으로, 파일럿 진폭 기준 유닛(142)은, 파일럿 기준 신호(172)를 생성하기 위하여, 승산기(128)에 의해 스케일링된 파일럿(즉, CPICH) 채널화 코드(170)와 승산되는 비율에 기초하여, 파일럿 기준 진폭 신호(168)를 생성한다. 이와 같은 방식으로, 등화기 필터(120) 출력의 동적 범위는 최소화된다. 도 1을 참조하면, 파일럿 진폭 기준 유닛(142)은 승산기(128) 및 가산기(130)를 통해 등화기 탭 업데이트 유닛(134)에 공급한다. 다음으로, 등화기 탭 업데이트 유닛(134)은 등화기 필터 탭 계수(162)를 등화기 필터(120)에 제공한다. 등화기 필터(120)의 출력 전력이 증가하면, 파일럿 진폭 기준 유닛(142)에 의해 검출될 것이고, 파일럿 기준 신호(172)의 진폭을 감소시킴으로써 응답할 것이다. 이것은 탭 업데이트 유닛(134)이 더 작은 탭을 생성하게 할 것이며, 이에 따라, 등화기 필터(120)의 출력 전력이 감소될 것이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 구성된 예시적인 NLMS CLE 수신기(800)의 하이-레벨 블록도이다. NLMS CLE 수신기(800)는 하나의 적응형 등화기 필터(120)를 이용하는 합동 처리용 NLMS 수신기이다. NLMS CLE 수신기(800)는 복수의 안테나(102A, 102B), 복수의 샘플러(104A, 104B), 멀티플렉서(108), 승산 기(114) 및 NLMS 등화기(818)를 포함한다. NLMS 등화기(818)는 등화기 필터(120) 및 탭 계수 생성기(822)를 포함한다.
도 8의 NLMS CLE 수신기(800)는, 수신기(800)가 벡터 놈 제곱 추정기(132)로부터 정규화 신호(158)를 수신하는 것이 아니라, 등화기 필터로부터 직접 마스킹된 등화기 출력 신호(144)를 수신하는 파일럿 진폭 기준 유닛(842)을 포함한다는 점에서, 도 1의 NLMS CLE 수신기(100)와 상이하다.
도 9는 도 8의 NLMS CLE 수신기(800)에 파일럿 진폭 기준 유닛(842)을 통합한 것을 도시하는 상세한 블록도이다. 전력 측정 유닛(902)에 의해, 파일럿-훈련 적응형 등화기인 마스킹된 등화기 출력 신호(144)에 대해 전력 또는 다른 측정이 수행되어, PEQ의 값을 갖는 등화기 출력 전력 측정 신호(904)를 생성한다. 예를 들어, 마스킹된 등화기 출력 신호(144)의 전력은 다음의 수식(12)에 기초하여 전력 측정 유닛(902)에서 추정될 수도 있다.
Figure 112007049427434-PAT00072
수식(12)
여기서, x는 마스킹된 등화기 출력 신호(144)의 진폭이고, PEQ는 등화기 출력 전력 측정 신호(904)의 값이며, FP는 0.0 및 1.0 사이의 필터 파라미터이다.
도 9에 도시된 것과 같이, 파일럿 진폭 기준 유닛(842)은 폐루프 방식으로 파일럿 기준 진폭 신호(168)의 진폭을 제어하기 위해 이용된다. 목표 전력 측정 신호(176)의 값 PTARGET은 분할기(906)에 의해 등화기 출력 전력 측정 신호(904)의 값 PEQ로 나누어져서, 값 PTARGET/PEQ을 갖는 몫 결과 측정 신호(908)를 생성한다. 몫 결과 측정 신호(908)는 승산기(910) 및 지연 유닛(912)을 포함하는 루프 필터에 의해 필터링됨으로써, 승산기(910)는 지연 유닛(714)의 출력(914)과 몫 결과 측정 신호(908)를 승산하여, 파일럿 기준 진폭 신호(168)를 생성한다.
역확산기와 관련하여, 역확산기 동적 범위는 측정에 기초하여 최적화될 수도 있다. 의도한 WTRU를 위한 전체 전력에 대한 파일럿 전력의 비율이 추정된다. 다음으로, 이용되는 코드의 수가 추정 또는 취득된다. 다음으로, 이러한 파라미터(예를 들어, sqrt(NumCodes*PilotPower/TotalPower)/SF)에 기초한 인자에 의해 기준 진폭이 조절되며, 여기서, SF는 확산 인자(즉, 각 심볼을 확산하기 위해 이용되는 칩의 수)이고, NumCodes는 등화기 수신기에 의해 수신되도록 한 HS-DSCH 데이터를 확산하기 위해 이용되는 코드의 수이다. 이와 같은 방식으로, 동적 범위는 역확산기에 대해 최소화되며, (충분히 정확하다면), 좌표 스케일링의 필요성을 제거할 수 있다.
다른 방안으로서, 역확산기 동적 범위는 좌표 스케일링 피드백에 기초하여 최적화될 수도 있다. 좌표 스케일링에 의해 생성된 스케일링 인자는 기준 진폭을 제어하고 특정된(예를 들어, 단위 전력) 심볼 좌표를 유지하기 위해 피드백으로서 이용될 수도 있다.
본 발명의 특징 및 구성요소에 대해 바람직한 실시예에서 특수한 조합으로 설명하지만, 각 특징 또는 구성요소는 다른 특징 및 구성요소 없이 단독으로 이용 되거나, 본 발명의 다른 특징 및 구성요소의 유무에 따라 다양한 다른 조합으로 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 예시적인 NLMS CLE 수신기의 하이-레벨(high-level) 블록도이다.
도 2는 도 1의 NLMS CLE 수신기에서 잔여 자동 주파수 제어(AFC : automatic frequency control) 오차를 제거하기 위해 이용되는 주파수 오차 추정기를 포함하는 기저대역 주파수 보정(BFC : baseband frequency correction) 유닛의 블록도이다.
도 3은 도 2의 BFC 유닛에서 이용되는 주파수 오차 추정기의 예시적인 블록도이다.
도 4는 도 1의 수신기에서 이용되는 겉보기(apparent) 채널 속도 추정기를포함하는 스텝-크기 추정기의 예시적인 블록도이다.
도 5는 도 1의 NLMS CLE 수신기 내에 능동 탭 마스크 생성기를 통합한 것을 도시하는 하이-레벨 블록도이다.
도 6은 도 5의 능동 탭 마스크 생성기의 상세한 블록도이다.
도 7은 도 1의 NLMS CLE 수신기에 파일럿 진폭 기준 유닛을 통합한 것을 도시하는 상세한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 구성된 예시적인 NLMS CLE 수신기의 하이-레벨 블록도이다.
도 9는 도 8의 NLMS CLE 수신기에 파일럿 진폭 기준 유닛을 통합한 것을 도시하는 상세한 블록도이다.

Claims (28)

  1. 적응형 등화기에 있어서,
    (a) 마스킹된(masked) 등화기 출력 신호 및 마스킹되지 않은(unmasked) 등화기 출력 신호를 출력하는 등화기 필터;
    (b) 상기 등화기 필터의 제1 입력에 공급되는 등화기 필터 탭 계수를 생성하는 등화기 탭 업데이트 유닛;
    (c) 상기 등화기 탭 업데이트 유닛 및 상기 등화기 필터와 통신하는 벡터 놈 제곱 추정기(vector norm square estimator);
    (d) 상기 등화기 필터 탭 계수를 생성하기 위해 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 의해 이용되는 오차 신호를 생성하기 위하여, 상기 마스킹된 또는 마스킹되지 않은 등화기 출력 신호 중의 하나를 선택하는 스위치; 및
    (e) 상기 등화기 필터의 제2 입력에 공급되는 능동 탭 마스크를 생성하는 능동 탭 마스크 생성기를 포함하고,
    상기 오차 신호를 생성하기 위하여 상기 마스킹되지 않은 등화기 출력 신호가 이용될 때, 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 의해 생성된 능동 탭을 마스킹하기 위해 동적 마스크 벡터가 이용되고, 상기 오차 신호를 생성하기 위하여 상기 마스킹된 등화기 출력 신호가 이용될 때, 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 의해 생성된 능동 탭을 마스킹하기 위해 고정 마스크 벡터가 이용되는, 적응형 등화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    (f) 상기 벡터 놈 제곱 추정기 및 상기 등화기 탭 업데이트 유닛과 통신하며, 상기 적응형 등화기의 출력 전력을 조절하기 위해 이용되는 기준 진폭 신호를 생성하도록 구성되는 파일럿 진폭 기준 유닛;
    (g) 파일럿 기준 신호를 생성하기 위하여, 파일럿 기준 진폭 신호와 스케일링된 파일럿 채널화 코드를 승산하는 제1 승산기; 및
    (h) 등화기 탭 업데이트 신호를 생성하기 위하여, 상기 파일럿 기준 신호로부터 상기 스위치에 의해 출력된 신호를 감산하는 가산기를 더 포함하는, 적응형 등화기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스케일링된 파일럿 채널화 코드 신호는 공통 파일럿 채널(CPICH) 채널화 코드 신호인, 적응형 등화기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 등화기 필터는, 디스크램블링되어(descrambled) 상기 벡터 놈 제곱 추정기 및 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 공급되는 값 X를 갖는 등화기 탭핑된 지연 라인(TDL) 신호를 출력하는, 적응형 등화기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 벡터 놈 제곱 추정기는, 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 의해 생성된 능동 탭을 마스킹하기 위해 상기 동적 마스크 벡터가 이용될 때, 디스크램블링된 등화기 TDL 신호의 값 X의 놈 제곱,
    Figure 112007049427434-PAT00073
    과 동일한 값을 갖는 정규화 신호를 생성하고, 상기 벡터 놈 제곱 추정기는, 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 의해 생성된 능동 탭을 마스킹하기 위해 상기 고정 마스크 벡터가 이용될 때, 디스크램블링된 등화기 TDL 신호의 값 X에 능동 탭 마스크인 M이 요소별로 승산된 값의 놈 제곱
    Figure 112007049427434-PAT00074
    과 동일한 값을 갖는 정규화 신호를 생성하는, 적응형 등화기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 정규화 신호는 상기 등화기 탭 업데이트 유닛 및 상기 파일럿 진폭 기준 유닛에 공급되는, 적응형 등화기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 파일럿 진폭 기준 유닛은,
    (f1) 벡터 놈 제곱 출력 신호를 생성하기 위하여, 상기 등화기 필터 탭 계수에 대해 벡터 놈 제곱 함수를 수행하도록 구성된 벡터 놈 제곱 유닛;
    (f2) PEQ의 값을 갖는 등화기 출력 전력 신호를 생성하기 위하여, 상기 벡터 놈 제곱 출력 신호와 상기 정규화 신호를 승산하기 위한 제2 승산기;
    (f3) 값 PTARGET/PEQ를 갖는 몫 결과 측정 신호를 생성하기 위하여, 값 PTARGET를 갖는 전력 목표 측정 신호를 상기 등화기 출력 전력 신호의 값 PEQ에 의해 나누기 위한 전력 분할기; 및
    (f4) 상기 전력 분할기와 결합되어, 상기 몫 결과 측정 신호에 기초하여 상기 기준 진폭 신호를 생성하도록 구성된 루프 필터를 포함하는, 적응형 등화기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    (f) 상기 등화기 필터 및 상기 등화기 탭 업데이트 유닛과 통신하는 파일럿 진폭 기준 유닛을 더 포함하고,
    상기 파일럿 진폭 기준 유닛은,
    (f1) 상기 마스킹된 등화기 출력 신호를 수신하고, 상기 마스킹된 등화기 출력 신호의 전력을 측정하며, 값 PEQ를 갖는 등화기 출력 전력 측정 신호를 생성하기 위한 전력 측정 유닛;
    (f2) 값 PTARGET/PEQ를 갖는 몫 결과 측정 신호를 생성하기 위하여, 값 PTARGET를 갖는 전력 목표 측정 신호를 상기 등화기 출력 전력 신호의 값 PEQ에 의해 나누기 위한 분할기; 및
    (f3) 상기 몫 결과 측정 신호에 기초하여 상기 기준 진폭 신호를 생성하도록 구성된 루프 필터를 포함하는, 적응형 등화기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 값 PTARGET/PEQ는 인접 셀 측정을 보조하기 위하여, 서비스 중인 셀 신호의 강도를 추정하기 위해 이용되는, 적응형 등화기.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 등화기 필터는, 디스크램블링되어 상기 벡터 놈 제곱 추정기 및 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 공급되는 값 X를 갖는 등화기 탭핑된 지연 라인(TDL) 신호를 출력하는, 적응형 등화기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 벡터 놈 제곱 추정기는, 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 의해 생성된 능동 탭을 마스킹하기 위해 상기 동적 마스크 벡터가 이용될 때, 디스크램블링된 등화기 TDL 신호의 값 X의 놈 제곱
    Figure 112007049427434-PAT00075
    과 동일한 값을 갖는 정규화 신호를 생성하고, 상기 벡터 놈 제곱 추정기는, 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 의해 생성된 능동 탭을 마스킹하기 위해 상기 고정 마스크 벡터가 이용될 때, 디스크램블링된 등화기 TDL 신호의 값 X에 능동 탭 마스크인 M이 요소별로 승산된 값의 놈 제곱
    Figure 112007049427434-PAT00076
    과 동일한 값을 갖는 정규화 신호를 생성하는, 적응형 등화기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 정규화 신호는 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 공급되는, 적응형 등화 기.
  13. (a) 마스킹된 등화기 출력 신호 및 마스킹되지 않은 등화기 출력 신호를 출력하는 등화기 필터;
    (b) 상기 등화기 필터의 제1 입력에 공급되는 등화기 필터 탭 계수를 생성하는 등화기 탭 업데이트 유닛;
    (c) 상기 등화기 탭 업데이트 유닛 및 상기 등화기 필터와 통신하는 벡터 놈 제곱 추정기;
    (d) 상기 등화기 필터 탭 계수를 생성하기 위해 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 의해 이용되는 오차 신호를 생성하기 위하여, 상기 마스킹된 또는 마스킹되지 않은 등화기 출력 신호 중의 하나를 선택하는 스위치; 및
    (e) 상기 등화기 필터의 제2 입력에 공급되는 능동 탭 마스크를 생성하는 능동 탭 마스크 생성기를 포함하고,
    상기 오차 신호를 생성하기 위하여 상기 마스킹되지 않은 등화기 출력 신호가 이용될 때, 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 의해 생성된 능동 탭을 마스킹하기 위해 동적 마스크 벡터가 이용되고, 상기 오차 신호를 생성하기 위하여 상기 마스킹된 등화기 출력 신호가 이용될 때, 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 의해 생성된 능동 탭을 마스킹하기 위해 고정 마스크 벡터가 이용되는, 집적회로.
  14. 제 13 항에 있어서,
    (f) 상기 벡터 놈 제곱 추정기 및 상기 등화기 탭 업데이트 유닛과 통신하며, 상기 등화기 필터의 출력 전력을 조절하기 위해 이용되는 기준 진폭 신호를 생성하는 파일럿 진폭 기준 유닛;
    (g) 파일럿 기준 신호를 생성하기 위하여, 파일럿 기준 진폭 신호와 스케일링된 파일럿 채널화 코드를 승산하는 제1 승산기; 및
    (h) 등화기 탭 업데이트 신호를 생성하기 위하여, 상기 파일럿 기준 신호로부터 상기 스위치에 의해 출력된 신호를 감산하는 가산기를 더 포함하는, 집적회로.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 스케일링된 파일럿 채널화 코드 신호는 공통 파일럿 채널(CPICH) 채널화 코드 신호인, 집적회로.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 등화기 필터는, 디스크램블링되어 상기 벡터 놈 제곱 추정기 및 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 공급되는 값 X를 갖는 등화기 탭핑된 지연 라인(TDL) 신호를 출력하는, 집적회로.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 벡터 놈 제곱 추정기는, 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 의해 생성된 능동 탭을 마스킹하기 위해 상기 동적 마스크 벡터가 이용될 때, 디스크램블링된 등화기 TDL 신호의 값 X의 놈 제곱
    Figure 112007049427434-PAT00077
    과 동일한 값을 갖는 정규화 신호를 생성하고, 상기 벡터 놈 제곱 추정기는, 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 의해 생성된 능동 탭을 마스킹하기 위해 상기 고정 마스크 벡터가 이용될 때, 디스크램블링된 등화기 TDL 신호의 값 X에 능동 탭 마스크인 M이 요소별로 승산된 값의 놈 제곱
    Figure 112007049427434-PAT00078
    과 동일한 값을 갖는 정규화 신호를 생성하는, 집적회로.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 정규화 신호는 상기 등화기 탭 업데이트 유닛 및 상기 파일럿 진폭 기준 유닛에 공급되는, 집적회로.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 파일럿 진폭 기준 유닛은,
    (f1) 벡터 놈 제곱 출력 신호를 생성하기 위하여, 상기 등화기 필터 탭 계수에 대해 벡터 놈 제곱 함수를 수행하도록 구성된 벡터 놈 제곱 유닛;
    (f2) PEQ의 값을 갖는 등화기 출력 전력 신호를 생성하기 위하여, 상기 벡터 놈 제곱 출력 신호와 상기 정규화 신호를 승산하기 위한 제2 승산기;
    (f3) 값 PTARGET/PEQ를 갖는 몫 결과 측정 신호를 생성하기 위하여, 값 PTARGET를 갖는 전력 목표 측정 신호를 상기 등화기 출력 전력 신호의 값 PEQ에 의해 나누기 위한 전력 분할기; 및
    (f4) 상기 전력 분할기와 결합되어, 상기 몫 결과 측정 신호에 기초하여 상기 기준 진폭 신호를 생성하도록 구성된 루프 필터를 포함하는, 집적회로.
  20. 제 13 항에 있어서,
    (f) 상기 등화기 필터 및 상기 등화기 탭 업데이트 유닛과 통신하는 파일럿 진폭 기준 유닛을 더 포함하고,
    상기 파일럿 진폭 기준 유닛은,
    (f1) 상기 마스킹된 등화기 출력 신호를 수신하고, 상기 마스킹된 등화기 출력 신호의 전력을 측정하며, 값 PEQ를 갖는 등화기 출력 전력 측정 신호를 생성하기 위한 전력 측정 유닛;
    (f2) 값 PTARGET/PEQ를 갖는 몫 결과 측정 신호를 생성하기 위하여, 값 PTARGET를 갖는 전력 목표 측정 신호를 상기 등화기 출력 전력 신호의 값 PEQ에 의해 나누기 위한 분할기; 및
    (f3) 상기 몫 결과 측정 신호에 기초하여 상기 기준 진폭 신호를 생성하도록 구성된 루프 필터를 포함하는, 집적회로.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 값 PTARGET/PEQ는 인접 셀 측정을 보조하기 위하여, 서비스 중인 셀 신호 의 강도를 추정하기 위해 이용되는, 집적회로.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 등화기 필터는, 디스크램블링되어 상기 벡터 놈 제곱 추정기 및 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 공급되는 값 X를 갖는 등화기 탭핑된 지연 라인(TDL) 신호를 출력하는, 집적회로.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 벡터 놈 제곱 추정기는, 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 의해 생성된 능동 탭을 마스킹하기 위해 상기 동적 마스크 벡터가 이용될 때, 디스크램블링된 등화기 TDL 신호의 값 X의 놈 제곱
    Figure 112007049427434-PAT00079
    과 동일한 값을 갖는 정규화 신호를 생성하고, 상기 벡터 놈 제곱 추정기는, 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 의해 생성된 능동 탭을 마스킹하기 위해 상기 고정 마스크 벡터가 이용될 때, 디스크램블링된 등화기 TDL 신호의 값 X에 능동 탭 마스크인 M이 요소별로 승산된 값의 놈 제곱
    Figure 112007049427434-PAT00080
    과 동일한 값을 갖는 정규화 신호를 생성하는, 집적회로.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 정규화 신호는 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 공급되는, 집적회로.
  25. (a) 마스킹된 등화기 출력 신호를 출력하는 등화기 필터;
    (b) 상기 마스킹된 등화기 출력 신호를 수신하고, 상기 마스킹된 등화기 출력 신호의 전력을 측정하며, 값 PEQ를 갖는 등화기 출력 전력 측정 신호를 생성하기 위한 전력 측정 유닛;
    (c) 값 PTARGET/PEQ를 갖는 몫 결과 측정 신호를 생성하기 위하여, 값 PTARGET를 갖는 전력 목표 측정 신호를 상기 등화기 출력 전력 신호의 값 PEQ에 의해 나누기 위한 분할기; 및
    (d) 상기 몫 결과 측정 신호에 기초하여, 상기 등화기 필터의 동적 출력 범위를 제어하는 기준 진폭 신호를 생성하도록 구성된 루프 필터를 포함하는, 적응형 등화기.
  26. (a) 벡터 놈 제곱 추정기;
    (b) 디스크램블링되어 상기 벡터 놈 제곱 추정기에 공급되는 값 X를 갖는 등화기 탭핑된 지연 라인(TDL) 신호를 출력하는 등화기 필터; 및
    (c) 상기 등화기 필터 및 상기 벡터 놈 제곱 추정기와 통신하며, 상기 등화기 필터에 공급되는 능동 탭 마스크를 생성하도록 구성된 능동 탭 마스크 생성기를 포함하고,
    상기 벡터 놈 제곱 추정기는, 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 의해 생성된 능동 탭을 마스킹하기 위해 동적 마스크 벡터가 이용될 때, 디스크램블링된 등화기 TDL 신호의 값 X의 놈 제곱
    Figure 112007049427434-PAT00081
    과 동일한 값을 갖는 정규화 신호를 생성하고, 상기 벡터 놈 제곱 추정기는, 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 의해 생성된 능동 탭을 마스킹하기 위해 고정 마스크 벡터가 이용될 때, 디스크램블링된 등화기 TDL 신호의 값 X에 능동 탭 마스크인 M이 요소별로 승산된 값의 놈 제곱
    Figure 112007049427434-PAT00082
    과 동일한 값을 갖는 정규화 신호를 생성하는, 적응형 등화기.
  27. (a) 마스킹된 등화기 출력 신호를 출력하는 등화기 필터;
    (b) 상기 마스킹된 등화기 출력 신호를 수신하고, 상기 마스킹된 등화기 출력 신호의 전력을 측정하며, 값 PEQ를 갖는 등화기 출력 전력 측정 신호를 생성하기 위한 전력 측정 유닛;
    (c) 값 PTARGET/PEQ를 갖는 몫 결과 측정 신호를 생성하기 위하여, 값 PTARGET를 갖는 전력 목표 측정 신호를 상기 등화기 출력 전력 신호의 값 PEQ에 의해 나누기 위한 분할기; 및
    (d) 상기 몫 결과 측정 신호에 기초하여, 상기 등화기 필터의 동적 출력 범위를 제어하는 기준 진폭 신호를 생성하도록 구성된 루프 필터를 포함하는, 집적회로.
  28. (a) 벡터 놈 제곱 추정기;
    (b) 디스크램블링되어 상기 벡터 놈 제곱 추정기에 공급되는 값 X를 갖는 등화기 탭핑된 지연 라인(TDL) 신호를 출력하는 등화기 필터; 및
    (c) 상기 등화기 필터 및 상기 벡터 놈 제곱 추정기와 통신하며, 상기 등화기 필터에 공급되는 능동 탭 마스크를 생성하도록 구성된 능동 탭 마스크 생성기를 포함하고,
    상기 벡터 놈 제곱 추정기는, 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 의해 생성된 능동 탭을 마스킹하기 위해 동적 마스크 벡터가 이용될 때, 디스크램블링된 등화기 TDL 신호의 값 X의 놈 제곱
    Figure 112007049427434-PAT00083
    과 동일한 값을 갖는 정규화 신호를 생성하고, 상기 벡터 놈 제곱 추정기는, 상기 등화기 탭 업데이트 유닛에 의해 생성된 능동 탭을 마스킹하기 위해 고정 마스크 벡터가 이용될 때, 디스크램블링된 등화기 TDL 신호의 값 X에 능동 탭 마스크인 M이 요소별로 승산된 값의 놈 제곱
    Figure 112007049427434-PAT00084
    과 동일한 값을 갖는 정규화 신호를 생성하는, 집적회로.
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