KR20070087216A

KR20070087216A - 후검출 컨스텔레이션 보정을 위한 무선 통신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20070087216A
Application number: KR1020077017104A
Authority: KR
Inventors: 필립 제이 피에트라스키
Original assignee: 인터디지탈 테크날러지 코포레이션
Priority date: 2003-11-12
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2007-08-27
Also published as: US7106811B2; EP1690338B1; KR20060107854A; NO20062730L; CN1954496A; ATE408271T1; TWI355836B; JP2007511179A; KR100977262B1; WO2005048468A2; EP1993208A1; TW200525909A; US7715498B2; EP1690338A2; US20060280265A1; US20090074111A1; CA2545468A1; US20050100110A1; KR100736197B1; CN1954496B

Abstract

본 발명은 수신된 복수의 개별 심볼의 컨스텔레이션 패턴과 관련된 데이터의 위상 및 이득을 보정하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 각 심볼은 실수 심볼 성분들과 허수 심볼 성분들로 분할된다. 각 심볼의 실수 심볼 성분들과 허수 심볼 성분들의 부호가 결정되고, 결정된 부호는 각 심볼이 컨스텔레이션 패턴의 제1 사분면 또는 제3 사분면에 존재하는지의 여부와 각 심볼이 컨스텔레이션 패턴의 제2 사분면 또는 제4 사분면에 존재하는지의 여부를 판단하는 기준으로 사용된다. 실수 심볼 성분들과 허수 심볼 성분들의 절대값들이 결정되고, 이는 제1 합과 제2 합을 생성하는 데 사용된다. 위상 조정값(θ)과 상기 이득 조정값(G)은 제1 합과 제2 합으로부터 도출되며, 복소수의 생성에 이용된다. 보정된 컨스텔레이션 패턴 데이터를 제공하기 위하여, 수신된 개별 심볼은 각각 생성된 복소수와 곱하여진다.

Description

후검출 컨스텔레이션 보정을 위한 무선 통신 방법 및 장치 {WIRELESS COMMUNICATION METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING POST-DETECTION CONSTELLATION CORRECTION}

본 발명은 무선 통신 수신기에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 불완전 채널 추정이 존재하는 경우의 무선 신호의 수신에 관한 것이다.

다중 경로 환경에서 전송이 이루어질 때, 전파 채널(propagating channel)은 전송되는 신호에 왜곡을 유발하고, 이로 인하여 수신기에서의 신호 품질이 저하된다. 다양한 무선 통신 시스템에서, 적절하게 전송을 복조하기 위하여 채널 상태에 대한 정보가 요구된다. 그러므로, 수신기에서는 채널 추정(channel estimate)이 수행되고, 채널 추정의 결과는 데이터의 복조를 위하여 사용된다.

직교 진폭 변조(QAM, quadrature amplitude modulation)는 두 개의 진폭 변조된(AM) 신호를 하나의 채널로 결합하여 유효 대역폭을 두 배로 만드는 방법이다. 디지털 시스템에서, 특히 무선 응용에서 QAM은 펄스 진폭 변조(PAM, pulse amplitude modulation)와 함께 사용된다. 하나의 QAM 신호에는 두 개의 부반송파가 존재한다. 이 부반송파들은 같은 주파수를 갖지만 90°(즉, 한 주기의 1/4, 이 로부터 "직교(quadrature)"라는 용어가 기인한다)의 위상차를 갖는다. 하나의 신호는 실수 신호 또는 동위상(I)(in-phase) 신호로 일컬어지고, 다른 신호는 허수 신호 또는 직교(Q) 신호로 일컬어진다. 수학적으로, 이들 신호 중의 하나는 사인파로, 다른 하나는 코사인파로 표현될 수 있다. 두 개의 변조 반송파는 전송을 위하여 소스에서 결합된다. 목적지에서 반송파들은 분리되고, 데이터가 각각의 부반송파로부터 추출된 후 원래의 변조 정보로 결합된다.

디지털 응용에서 변조 신호는 일반적으로 동위상 성분과 직교 성분의 두 성분에서 양자화된다. x-y 그래프 상에 도시된 바와 같이 진폭들의 가능한 조합들의 집합은 QAM 컨스텔레이션(constellation)으로 알려진 점들의 패턴이다. 이 컨스텔레이션과, 동시에 전송될 수 있는 비트수는 보다 높은 비트율과 보다 신속한 처리율(throughput)을 얻기 위하여 증가되거나, 보다 적은 비트 에러를 갖는 보다 신뢰성 있는 전송을 위하여 감소될 수 있다. 컨스텔레이션에서 "점"의 수는 QAM에 앞서 주어지는 수이며, 주로 2의 정수 제곱수, 특히 2¹(2QAM) 내지 2¹²(4096QAM)과 같은 수일 수 있다.

주파수 분할 이중(FDD, frequency division duplex) 시스템, 시분할 이중(TDD) 시스템, 그리고 IEEE 802.11 시스템과 같은 다양한 무선 시스템에서, 채널 추정은 파일럿 신호와 같은 알려진 전송에 기초하여 수행된다. 그러나 채널 상태는 시간 주기에 걸쳐 변화하므로, 이로 인하여 대부분의 전송 과정 중의 채널 추정은 더 이상 정확한 추정값일 수 없게 될 수 있다. 부분적으로 채널 편차(channel drift)의 영향은 수신된 심볼 패킷의 컨스텔레이션도 상에서 명백한 비가우시안 잡음(non-Gaussian noise) 또는 컨스텔레이션 지점의 왜곡으로 나타날 수 있다.

채널 편차를 보상하기 위한 하나의 방법은 빠른 속도로 채널 추정을 수행하는 것이다. 파일럿 신호가 데이터와 함께 시간 다중화된 경우에는 이러한 방법을 이용하기 어렵다. 파일럿 신호가 지속적으로 전송될 때, 임의의 속도로 채널 추정을 수행할 수는 있지만, 이는 심각한 계산상의 부하 또는 처리 지연을 발생시킬 수 있다.

정규화 최소 평균 제곱(NLMS, normalized least mean squared) 등화기(equalizer)와 같은 적응적 수신기(adaptive receiver)들도 연속적인 파일럿 신호가 존재하는 경우조차, 컨스텔레이션도 상에 나타날 수 있는 품질 저하를 겪을 수 있다. 이때, 왜곡의 발생은 현재 채널 추정이 불충분하기 때문이라기보다는 수신기가 트랙킹(tracking) 상태로 유지되는 현상에 기인한 것으로, 발생된 왜곡은 수렴하지 않는다. 이러한 효과는 생성된 후 시간이 지남에 따라 점점 신뢰할 수 없게 되는 채널 추정값을 갖는 수신기들에 대한 위의 서술에 상응한다. 이는 적응적 수신기는 항상 지연되며, 그로 인하여 현재의 채널 상태를 완벽하게 반영할 수 없는 내재된 채널 추정값을 갖기 때문이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 수신된 복수의 개별 심볼의 컨스텔레이션 패턴과 관련된 데이터의 위상 및 이득을 보정하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 복수의 수신된 개별 심볼의 컨스텔레이션 패턴과 관련된 데이터의 위상과 이득을 보정하기 위한 무선 통신 방법 및 장치에 관한 것이다. 이 장치는 수신기, 무선 송수신 유닛(WTRU, wireless transmit/receive unit), 그리고/또는 집적 회로(IC, integrated circuit)일 수 있다.

본 발명에 따르면, 각각의 개별 심볼은 실수 심볼 성분들과 허수 심볼 성분들로 나누어진다. 각 심볼의 실수 심볼 성분들과 허수 심볼 성분들의 부호가 결정되고, 결정된 부호는 해당 심볼이 컨스텔레이션 패턴의 제1 사분면 또는 제3 사분면(즉, 제1 사분면 합집합(quadrant union))에 속하는지의 여부, 또는 제2 사분면 또는 제4 사분면(즉, 제2 사분면 합집합)에 속하는지의 여부를 결정하는 기준으로 사용된다. 제1 및 제2 사분면 합집합은 컨스텔레이션 공간을 분할한다. 실수 심볼 성분들과 허수 심볼 성분들의 절대값들은 제1 합과 제2 합을 생성하는 데 사용된다. 합의 비율(m)은 제1 합을 제2 합으로 나눈 값으로 결정된다. 위상 조정값(θ)을 결정하기 위하여, 합의 비율(m)에 대하여 미리 결정된 함수가 실행된다. 이득 조정값(G)은 제1 합과 제2 합을 더한 값으로 결정된다. 복소수는 위상 조정 값(θ)과 이득 조정값(G)에 기초하여 생성된다. 수신된 각각의 개별 심볼들과 생성된 복소수를 곱함으로써, 보정된 컨스텔레이션 패턴 데이터가 얻어진다.

본 발명의 실시예에 의하면, 심각한 계산상의 부하 또는 처리 지연을 발생시키지 않고, 심볼에 대한 판정 에러를 줄일 수 있는 데이터의 위상 및 이득을 보정하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

이하, 본 명세서에서 "WTRU"라는 용어는 사용자 장비(UE, user equipment), 이동국, 고정 또는 이동 가입자 유닛(subscriber unit), 무선 호출기일 수 있으나, 이들에 한정되지 않고 무선 환경에서 운영할 수 있는 다양한 형태의 장치일 수 있다.

본 발명은 범용 이동 통신 시스템(UMTS, universal mobile telecommunications system) TDD(UMTS-TDD) 및 FDD, 시분할 동기 코드 분할 다중 접속(TD-SCDMA, time division synchronous code division multiple access), CDMA 2000, 그리고 일반적인 CDMA를 비롯한 다양한 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다. CDMA 2000에 있어서는, 본 발명은 EV-DO(data only) 및 EV-DV(data and voice)에 구현될 수 있다.

본 발명의 특징은 집적 회로에 통합될 수 있으며, 다수의 서로 연결된 구성요소를 포함하는 회로 상에 설계될 수 있다.

본 발명은 채널 추정기를 포함하는 전형적인 수신기에 널리 적용할 수 있을 뿐만 아니라 적응적 수신기에도 적용할 수 있다. 채널 추정값이 계산되면, 추정값은 충분히 정확하게 유지된다는 가정 하에, 이후의 상당한 기간 동안 사용된다. 그러나 3GPP(3rd generation partmetship project) VA120 채널 모델(즉, 120km/h의 속도로 이동하는 이동국에 대한 채널 모델)에 있어서, 이동국의 빠른 이동으로 인하여 채널 추정값의 업데이트 속도보다 채널이 빠르게 변화하는 경우에는 가정된 채널 추정값은 부정확해질 수 있다. 이는 검출된 수신기 심볼의 컨스텔레이션 패턴이 위상 오차, 이득 오차 및 비가우시안 특성을 보일 수 있기 때문이다.

도 1은 컨스텔레이션 보정이 이루어지지 않은 상태의 VA120 모델 채널에 대한 후검출 16QAM 컨스텔레이션을 나타낸 것이다. 도 1에 나타낸 컨스텔레이션은 비가우시안 왜곡과 감소된 신호 대 잡음비(SNR)를 갖는다.

도 2는 고속 이동(high velocity mobile) IEEE 802.11(a) 시스템에서 "스테일 채널 추정"을 사용한 효과를 나타낸 것으로, 도 2의 컨스텔레이션도에도 한 16QAM 상에 비가우시안 잡음 분포가 명백하게 나타나 있다. "스테일 채널 추정"은 채널이 채널 추정값의 갱신 속도보다 빠르게 변하는 상태를 말하는 것이다. 즉, 마지막으로 채널 추정이 수행된 후 실질적으로 변경된 채널이 "스테일 채널 추정"이다.

잡음 분포는 복소 평면에서 봉우리를 갖는 경향이 있으며, 이는 본 발명에 따라서 채널 추정이 이루어진 시점을 t=0으로 하는 시간 t의 단순 함수로 나타낼 수 있다. 예를 들어 3GPP VA120 채널 모델에서 포스트 다수 사용자 검색기(post multi-user detector) 심볼에 대한 극좌표계에서의 봉우리의 위치는 아래의 수학식 1 및 수학식 2에 의하여 표현될 수 있다.

여기서, t는 채널 추정 후의 경과된 시간, r(t)는 원점으로부터의 거리,

는 각거리이다.

와

는 각각 진폭과 위상을 의미하며,

과

은 각각 진폭 편차와 위상 편차를 의미한다. 일반적으로, t의 거듭제곱에 대응되는 추가적인 항들이 포함될 수 있다.

도 3은 수학식 1과 수학식 2에 반영된 컨스텔레이션 보정 절차에 기초하는 본 발명에 따라 구현된 절차를 적용하여 얻어진 컨스텔레이션을 나타낸 것이다.

도 3에 나타낸 컨스텔레이션의 특성은 컨스텔레이션 점들이 각각의 기준 컨스텔레이션 점들에 근접해 있고, 그 분포가 가우시안에 보다 근사하다는 면에서, 도 1 및 도 2에 도시된 컨스텔레이션의 특성보다 우수하다. 그러므로, 비트 에러 확률은 감소되고 SNR은 현저히 증가된다.

각각의 심볼에 대한 경판정의 수행에 있어서, 각 심볼에 대한 이득 오차 및 위상 오차가 발생한다. 본 발명은 각 심볼에 대하여 추정된 오차에 기초하여 파라미터

와

를 추정하고(즉, 선형 회귀의 변법들 또는 곡선 맞추기(curve fitting)에 사용되는 다른 방법들에 의하여), 그 추정값에 기초하여 컨스텔레이션 전체에 대하여 보정이 이루어진다.

컨스텔레이션이 정확할수록 심볼에 대한 경판정 에러가 적게 발생하므로, 유효성을 높이기 위하여 필요한 경우에는 전술한 절차가 반복될 수 있다.

파라미터

와

를 추정에 있어서, 검출된 모든 심볼을 사용하거나 모든 심볼에 동일한 가중치를 줄 필요는 없다. 채널 추정의 시점에 가장 근접하여 추정된 심볼이 양호하기 때문에 이들 심볼들에 대해서는 정확한 경판정 결과를 얻을 수 있는 것으로 고려되어 높은 가중치가 부여될 수 있다. 다른 심볼들을 고려하지 않은 채 '새로운' 채널 추정과 관련된 심볼들의 부분 집합들만이 사용될 수 있다.

본 발명의 기술적 사상은 주파수 분할 다중화(FDM, frequency division multiplexing)가 채택된 경우(예를 들어, OFDM, DMT, COFDM, MC-CDMA 등)에도 확장 적용될 수 있다. 이러한 경우에 채널 추정값들은 특정한 시간 구간뿐만 아니라 특정한 주파수 구간에 한정될 수 있다. 예를 들어, IEEE 802.11(a) 시스템에서 파일럿 신호들은 선택된 시간과 주파수에서 제공된다.

수학식 1 및 수학식 2에 따른 컨스텔레이션 보정 방법은 FDM 시스템과 관련된 잡음 분산의 유형에도 적용될 수 있다. 시간(t) 영역과 주파수(f) 영역의 고차 항을 포함하는 수학식 1과 수학식 2의 보다 일반적인 형태는 아래와 같이 표현될 수 있다.

0차 보정만이 필요한 특별한 경우(즉, 시간에 종속적이지 않은 벌크 위상/이득 항)에 있어서, 본 발명의 복잡성을 감소시키기 위하여 단순화가 이루어질 수 있다. 본 발명은 특히 적응적 수신기에서 유용하며, 경판정을 수행하지 않은 상태에서 다양한 종류의 컨스텔레이션에 적용할 수 있다. 이득의 보정에 있어서는, 이득 오차를 발견하고 보정하기 위해서는 컨스텔레이션 점들의 실수 성분과 허수 성분의 크기를 평균하는 과정만이 필요하다. 위상을 획득하고 보정하기 위해서는 실수 성분들과 허수 성분들의 추가적인 분류(심볼들의 부호 즉, 심볼이 위치하는 사분면에 기초하여)가 필요하지만, 이러한 추가 과정은 복잡성의 증가에 거의 영향을 미치지 않는다. 컨스텔레이션의 벌크 위상 오차는 두 개의 이러한 카테고리로의 분할 비율(ratio)로부터 계산된다. 위상 오차는 이 분할 비율에 대한 간단한 함수를 이용하여 근사될 수 있다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 입력되는 데이터를 분할하고, 이득 보정값과 위상 보정값을 계산하여, 이득 보정값과 위상 보정값을 컨스텔레이션 상의 심볼에 적용하기 위한 수신기(400)의 블록도이다.

수신기(400)는 심볼 성분 분할기(405), 실수 성분 부호 검출기(410A), 허수 성분 부호 검출기(410B), 사분면 합집합 검출기(415), 절대값 유닛(420A, 420B), 논리 라우터(425), 합산기(summer)(430A, 430B), 비율 계산 유닛(435), 비율 함수 유닛(445), 복소수 생성기(460), 그리고 곱셈기(470)를 포함한다.

도 5a와 도 5b는 후검출 컨스텔레이션의 보정을 위하여 도 4의 수신기(400)에 의하여 구현되는 방법 단계들을 포함하는 절차(500)를 나타내는 흐름도이다.

도 4와 도 5a를 참조하면, 수신기(400)는 입력단(402)에서 복수의 개별 심볼을 포함하는 컨스텔레이션 데이터를 수신한다(단계 505). 각 심볼은 실수 심볼 성분과 허수 심볼 성분을 포함하는 복소수이다. 단계(510)에서, 각각의 개별 심볼은 심볼 성분 분할기(405)에서 실수 심볼 성분과 허수 심볼 성분으로 분할(즉, 분리)된다. 단계(515)에서, 실수 성분 부호 검출기(410A)와 허수 성분 부호 검출기(410B)는 각각 심볼 성분 분할기(405)에서 출력된 실수 심볼 성분들과 허수 심볼 성분들의 부호(즉, 극성)를 결정한다. 단계(520)에서, 사분면 합집합 검출기(415)는 실수 성분 부호 검출기(410A)와 허수 성분 부호 검출기(410B)의 출력값에 기초하여, 각 개별 심볼이 컨스텔레이션의 제1 사분면 또는 제3 사분면(즉, 제1 사분면 합집합)과 연관되는지 또는 컨스텔레이션의 제2 사분면 또는 제4 사분면(즉, 제2 사분면 합집합)과 연관되는지를 결정한다.

도 4를 참조하면, 심볼 성분 분할기(405)로부터 출력된 실수 심볼 성분들과 허수 심볼 성분들은, 각각 실수 심볼 성분들의 절대값들(422A)을 출력하는 절대값 유닛(420A)과 허수 심볼 성분들의 절대값들(422B)을 출력하는 절대값 유닛(420B)으로 전달된다. 절대값들(422A, 422B)은 각각 별개의 입력값으로서, 논리 라우터(425)로 입력된다. 각각의 개별 심볼 성분이 어느 사분면 집합과 관련이 있는지를 나타내는 사분면 합집합 검출기(415)의 출력값(418)에 기초하여, 각각의 절대값(422A, 422B)은 두 합산기(430A, 430B) 중의 하나로 입력된다.

도 4와 도 5a를 참조하면, 단계(525)에서 하나의 합산기(430A)는 제2 사분면 합집합과 관련된 실수 심볼 성분들의 절대값들과 제1 사분면 합집합과 관련된 허수 심볼 성분들의 절대값들의 합인 제1 합(sum A)을 생성한다.

단계(530)에서, 다른 하나의 합산기(430B)는 제1 사분면 합집합과 관련된 실수 심볼 성분들의 절대값들과 제2 사분면 합집합과 관련된 허수 심볼 성분들의 절대값들의 합인 제2 합(sum B)을 생성한다.

두 개의 합산기(430A, 430B)가 sum A와 sum B를 생성하는 방법에 대하여 아래에서 설명한다. 전술한 바와 같이, 수신기(400)의 입력단(402)에서 수신된 데이터는 심볼들의 집합(즉, 복소수들)을 포함한다. 심볼들은 심볼 성분 분할기(405)에 의하여 실수 심볼 성분과 허수 심볼 성분으로 "분리"되어 두 그룹의 수로 분류된다:

1) 그룹 A - 수의 실수 심볼 성분 집합

2) 그룹 B - 수의 허수 심볼 성분 집합

그리고, 분할된 성분에 대해서는 절대값 유닛(420A, 420B)에 의하여 절대값이 취해진다. 각 심볼 성분에 대해서, 논리 라우터(425)는 "실수 심볼 성분" 그룹 에 속하는 일부의 수를 "허수 심볼 성분" 그룹에 속하는 대응되는 수들과 교환한다. 사분면 합집합 검출기(415)의 판정 결과로 볼 때, 대응되는 심볼이 제1 사분면 또는 제3 사분면에 있는 경우에 이와 같은 교환이 이루어지므로, 사분면 합집합 검출기(415)의 출력(418)은 논리 라우터(425)를 제어한다.

예를 들어, 입력단(402)을 거쳐 수신기(400)에 수신된 첫번째 심볼이 제1 사분면 또는 제3 사분면에 있다면, 실수 심볼 성분 그룹 A의 첫번째 수는 허수 심볼 그룹 B의 첫번째 수와 교환된다. 만약, 입력단(402)을 거쳐 수신기(400)에 수신된 두번째 심볼이 제2 사분면 또는 제4 사분면에 있다면, 그룹 A와 그룹 B의 두번째 수 사이의 교환은 일어나지 않는다. 이러한 과정은 수신된 모든 심볼에 적용된다.

그룹 A에 속하는 모든 수는 합산기(430A)에서 더해지고, 그룹 B에 속하는 모든 수는 합산기(430B)에서 더해진다. 논리 라우터(425)로부터 각각의 합산기(430A, 430B)에 제공되는 입력은 수의 그룹인 반면, 각각의 합산기(430A, 430B)의 출력은 하나의 수이다.

도 4와 도 5를 참조하면, 단계(535)에서, 비율 계산 유닛(435)은 합산기(430A, 430B)의 출력단으로부터 sum A와 sum B를 수신한다. 그리고 비율 계산 유닛(435)은 비율 함수 유닛(445)으로 출력할 합의 비율(m)을 얻기 위하여, sum A를 sum B로 나눈다. 단계(540)에서, 라디안 단위로 나타내는 컨스텔레이션의 위상인 위상 조정값(θ)(450)을 추정하기 위하여, 비율 함수 유닛(445)은 m에 대하여 미리 설정된 간단한 함수(예를 들어, (m-1)/2)를 실행한다. 단계(545)에서, 컨스텔레이션의 추정된 이득인 이득 조정값(G)(445)을 얻기 위하여, 덧셈기(440)는 합 산기(430A, 430B)의 출력을 더한다.

단계(550)에서, 위상 조정값(θ)(450)과 이득 조정값(G)(445)은 복소수(465)를 생성하기 위하여 복소수 함수를 실행하는 복소수 생성기(460)로 입력된다. 복소수 생성기(460)에서 생성되는 복소수(465)는 예를 들어, 이득 조정값(G)(445)의 역수와 동일한 진폭을 갖고, 위상 조정값(θ)(450)와 동일한 위상을 갖는 복소수(즉,

)일 수 있다. 단계(555)에서, 컨스텔레이션과 관련된 데이터는 곱셈기(470)가 입력단(420)에서 수신된 데이터 심볼들을 생성된 복소수(465)와 곱하여 보정된 데이터(475)를 출력함으로써 보정된다. 마지막으로, 단계(560)에서, 보정이 더 필요한 경우에는 보정된 데이터(475)는 단계(505)의 입력단(402)을 통하여 수신되는 컨스텔레이션으로 사용되어, 단계(510) 내지 단계(555)가 반복된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 범위를 벗어나지 않은 상태에서 다양한 변화들이 이루어질 수 있음은 물론이다.

도 1은 컨스텔레이션 보정이 없는 종래의 후검출 채널(post-detection channel)에 대하여 수신된 패킷 심볼들에 대한 16QAM 컨스텔레이션도를 나타낸 것이다.

도 2는 "스테일 채널 추정(stale channel estimate)"을 사용하는 종래의 IEEE 802.11 후검출 채널에 대하여 수신된 패킷 심볼들에 대한 16QAM 컨스텔레이션도를 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 컨스텔레이션 보정이 이루어진 후의 후검출 채널의 16QAM 컨스텔레이션 표현을 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 입력되는 데이터를 분할하고, 이득 보정값과 위상 보정값을 추정하여, 이득 보정값과 위상 보정값을 컨스텔레이션 상의 심볼에 적용하는 수신기의 블록도이다.

도 5a와 도 5b는 도 4의 수신기에 의하여 구현되는 방법 단계들을 포함하는 절차를 나타내는 흐름도이다.

Claims

복수의 수신된 개별 심볼들의 컨스텔레이션 패턴 - 상기 컨스텔레이션 패턴은 제1 사분면과 제3 사분면을 포함하는 제1 사분면 합집합(union)과, 제2 사분면과 제4 사분면을 포함하는 제2 사분면 합집합을 포함함 - 과 관련된 데이터의 위상 및 이득을 보정하는 방법에 있어서,

(a) 상기 제2 사분면 합집합과 관련된 실수 심볼 성분들의 절대값들과, 상기 제1 사분면 합집합과 관련된 허수 심볼 성분들의 절대값들로부터 제1 합을 생성하는 단계;

(b) 상기 제1 사분면 합집합과 관련된 실수 심볼 성분들의 절대값들과, 상기 제2 사분면 합집합과 관련된 허수 심볼 성분들의 절대값들로부터 제2 합을 생성하는 단계;

(c) 상기 제1 합을 상기 제2 합으로 나누어 합의 비율(m)을 결정하는 단계;

(d) 위상 조정값(θ)를 결정하기 위하여 상기 합의 비율(m)에 대하여, 미리 결정된 함수를 실행하는 단계;

(e) 상기 제1 합과 상기 제2 합을 더하여 이득 조정값(G)를 결정하는 단계;

(f) 상기 위상 조정값(θ)과 상기 이득 조정값(G)에 기초하여 복소수를 생성하는 단계; 및

(g) 보정된 컨스텔레이션 패턴 데이터를 제공하기 위하여, 상기 수신된 개별 심볼들 각각을 상기 생성된 복소수와 곱하는 단계

를 포함하는 데이터의 위상 및 이득 보정 방법.
제1항에 있어서,

상기 합의 비율(m)에 대하여 실행되는 상기 미리 결정된 함수는 (m-1)/2인, 데이터의 위상 및 이득 보정 방법.
제1항에 있어서,

상기 생성된 복소수는 상기 이득 조정값(G)의 역수와 동일한 진폭과, 상기 위상 조정값(θ)과 동일한 위상을 갖는 것인, 데이터의 위상 및 이득 보정 방법.
제1항에 있어서,

상기 방법은 주파수 분할 다중(FDM) 시스템에 의해 구현되고,

상기 컨스텔레이션 패턴 데이터는 시간과 주파수의 함수로서 보정되는 것인, 데이터의 위상 및 이득 보정 방법.
수신기에 대한 입력에 의하여 수신된 복수의 개별 심볼들의 컨스텔레이션 패턴 - 상기 컨스텔레이션 패턴은 제1 사분면과 제3 사분면을 포함하는 제1 사분면 합집합과, 제2 사분면과 제4 사분면을 포함하는 제2 사분면 합집합을 포함함 - 과 관련된 데이터의 위상 및 이득을 보정하는 상기 수신기에 있어서,

(a) 상기 제2 사분면 합집합과 관련된 실수 심볼 성분들의 절대값들과, 상기 제1 사분면 합집합과 관련된 허수 심볼 성분들의 절대값들로부터 제1 합을 생성하는 제1 합산기(summer);

(b) 상기 제1 사분면 합집합과 관련된 실수 심볼 성분들의 절대값들과, 상기 제2 사분면 합집합과 관련된 허수 심볼 성분들의 절대값들로부터 제2 합을 생성하는 제2 합산기;

(c) 상기 제1 합산기 및 상기 제2 합산기와 통신하고, 상기 제1 합을 상기 제2 합으로 나누어 합의 비율(m)을 결정하는 비율 계산 유닛;

(d) 상기 비율 계산 유닛과 통신하고, 위상 조정값(θ)을 결정하기 위하여 상기 합의 비율(m)에 대하여, 미리 결정된 함수를 실행하는 비율 함수 유닛;

(e) 상기 제1 합산기 및 상기 제2 합산기와 통신하고, 상기 제1 합과 상기 제2 합을 더하여 이득 조정값(G)을 결정하는 덧셈기(adder);

(f) 상기 덧셈기 및 상기 비율 함수 유닛과 통신하고, 상기 위상 조정값(θ)과 상기 이득 조정값(G)에 기초하여 복소수를 생성하는 복소수 생성기; 및

(g) 상기 수신기에 대한 입력 및 상기 복소수 생성기와 통신하고, 상기 수신된 각각의 개별 심볼들을 상기 생성된 복소수와 곱하여 보정된 컨스텔레이션 패턴 데이터를 출력하는 곱셈기

를 포함하는 수신기.
제5항에 있어서,

상기 합의 비율(m)에 대하여 실행되는 상기 미리 결정된 함수는 (m-1)/2인, 수신기.
제5항에 있어서,

상기 생성된 복소수는 상기 이득 조정값(G)의 역수와 동일한 진폭과, 상기 위상 조정값(θ)과 동일한 위상을 갖는 것인, 수신기.
제5항에 있어서,

주파수 분할 다중(FDM) 시스템과 관련되어 동작하고,

상기 컨스텔레이션 패턴 데이터는 시간과 주파수의 함수로서 보정되는 것인, 수신기.
무선 송수신 유닛(WTRU)에 대한 입력에 의하여 수신된 복수의 개별 심볼들의 컨스텔레이션 패턴 - 상기 컨스텔레이션 패턴은 제1 사분면과 제3 사분면을 포함하는 제1 사분면 합집합과, 제2 사분면과 제4 사분면을 포함하는 제2 사분면 합집합을 포함함 - 과 관련된 데이터의 위상 및 이득을 보정하는 상기 무선 송수신 유닛에 있어서,

(a) 상기 제2 사분면 합집합과 관련된 실수 심볼 성분들의 절대값들과, 상기 제1 사분면 합집합과 관련된 허수 심볼 성분들의 절대값들로부터 제1 합을 생성하는 제1 합산기(summer);

(b) 상기 제1 사분면 합집합과 관련된 실수 심볼 성분들의 절대값들과, 상기 제2 사분면 합집합과 관련된 허수 심볼 성분들의 절대값들로부터 제2 합을 생성하는 제2 합산기;

(c) 상기 제1 합산기 및 상기 제2 합산기와 통신하고, 상기 제1 합을 상기 제2 합으로 나누어 합의 비율(m)을 결정하는 비율 계산 유닛;

(d) 상기 비율 계산 유닛과 통신하고, 위상 조정값(θ)을 결정하기 위하여 상기 합의 비율(m)에 대하여, 미리 결정된 함수를 실행하는 비율 함수 유닛;

(e) 상기 제1 합산기 및 상기 제2 합산기와 통신하고, 상기 제1 합과 상기 제2 합을 더하여 이득 조정값(G)을 결정하는 덧셈기(adder);

(f) 상기 덧셈기 및 상기 비율 함수 유닛과 통신하고, 상기 위상 조정값(θ)과 상기 이득 조정값(G)에 기초하여 복소수를 생성하는 복소수 생성기; 및

(g) 상기 무선 송수신 유닛에 대한 입력 및 상기 복소수 생성기와 통신하고, 상기 수신된 각각의 개별 심볼들을 상기 생성된 복소수와 곱하여 보정된 컨스텔레이션 패턴 데이터를 출력하는 곱셈기

를 포함하는 무선 송수신 유닛.
제9항에 있어서,

상기 합의 비율(m)에 대하여 실행되는 상기 미리 결정된 함수는 (m-1)/2인, 무선 송수신 유닛.
제9항에 있어서,

상기 생성된 복소수는 상기 이득 조정값(G)의 역수와 동일한 진폭과, 상기 위상 조정값(θ)과 동일한 위상을 갖는 것인, 무선 송수신 유닛.
제9항에 있어서,

주파수 분할 다중(FDM) 시스템과 관련되어 동작하고,

상기 컨스텔레이션 패턴 데이터는 시간과 주파수의 함수로서 보정되는 것인, 무선 송수신 유닛.
집적 회로(IC)에 대한 입력에 의하여 수신된 복수의 개별 심볼들의 컨스텔레이션 패턴 - 상기 컨스텔레이션 패턴은 제1 사분면과 제3 사분면을 포함하는 제1 사분면 합집합과, 제2 사분면과 제4 사분면을 포함하는 제2 사분면 합집합을 포함함 - 과 관련된 데이터의 위상 및 이득을 보정하는 상기 집적 회로에 있어서,

(a) 상기 제2 사분면 합집합과 관련된 실수 심볼 성분들의 절대값들과, 상기 제1 사분면 합집합과 관련된 허수 심볼 성분들의 절대값들로부터 제1 합을 생성하는 제1 합산기(summer);

(b) 상기 제1 사분면 합집합과 관련된 실수 심볼 성분들의 절대값들과, 상기 제2 사분면 합집합과 관련된 허수 심볼 성분들의 절대값들로부터 제2 합을 생성하는 제2 합산기;

(c) 상기 제1 합산기 및 상기 제2 합산기와 통신하고, 상기 제1 합을 상기 제2 합으로 나누어 합의 비율(m)을 결정하는 비율 계산 유닛;

(d) 상기 비율 계산 유닛과 통신하고, 위상 조정값(θ)을 결정하기 위하여 상기 합의 비율(m)에 대하여, 미리 결정된 함수를 실행하는 비율 함수 유닛;

(e) 상기 제1 합산기 및 상기 제2 합산기와 통신하고, 상기 제1 합과 상기 제2 합을 더하여 이득 조정값(G)을 결정하는 덧셈기(adder);

(f) 상기 덧셈기 및 상기 비율 함수 유닛과 통신하고, 상기 위상 조정값(θ)과 상기 이득 조정값(G)에 기초하여 복소수를 생성하는 복소수 생성기; 및

(g) 상기 집적 회로에 대한 입력 및 상기 복소수 생성기와 통신하고, 상기 수신된 각각의 개별 심볼들을 상기 생성된 복소수와 곱하여 보정된 컨스텔레이션 패턴 데이터를 출력하는 곱셈기

를 포함하는 집적 회로.
제13항에 있어서,

상기 합의 비율(m)에 대하여 실행되는 상기 미리 결정된 함수는 (m-1)/2인, 집적 회로.
제13항에 있어서,

상기 생성된 복소수는 상기 이득 조정값(G)의 역수와 동일한 진폭과, 상기 위상 조정값(θ)과 동일한 위상을 갖는 것인, 집적 회로.
제13항에 있어서,

주파수 분할 다중(FDM) 시스템과 관련되어 동작하고,

상기 컨스텔레이션 패턴 데이터는 시간과 주파수의 함수로서 보정되는 것인, 집적 회로.