KR20090086105A - 무선 통신을 위한 반복 검출 및 소거 - Google Patents

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Abstract

간섭 전송들의 존재하에서 요구되는 전송을 복원하기 위한 기술들이 제시된다. 반복적인 검출 및 소거에 대하여, 코드 채널들의 복수의 그룹들은 적어도 하나의 섹터에 대한 복수의 코드 채널들에 대하여 형성된다. 프로세싱은 복수의 반복들에서 코드 채널들의 복수의 그룹들에 대하여 수행된다. 각각의 반복에 대하여, 데이터 검출 및 신호 소거는 예를 들어 가장 강한 그룹에서 가장 약한 그룹으로 시작하는 시퀀스 순서로 복수의 스테이지들에서 코드 채널들의 복수의 그룹들에 대하여 수행된다. 각각의 반복의 각각의 스테이지는 데이터 검출, 신호 재구성, 그리고 신호 소거를 수행할 수 있다. 각각의 반복의 각각의 스테이지는 또한 등화, 데이터 검출, 신호 재구성, 그리고 신호 소거를 수행할 수 있다.

Description

무선 통신을 위한 반복 검출 및 소거{ITERATIVE DETECTION AND CANCELLATION FOR WIRELESS COMMUNICATION}
본 명세서는 일반적으로 통신에 관한 것이고, 그리고 더욱 상세하게는 무선 통신에서 전송을 복원하기 위한 기술에 관한 것이다.
무선 다중-액세스 통신 시스템은 복수의 무선 장치들 예를 들어, 셀룰러 전화들과 동시에 통신할 수 있다. 이러한 다중-액세스 시스템들의 예들은 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 시스템들, 시 분할 다중 액세스(TDMA) 시스템들, 주파수 분할 다중 액세스(FDMA) 시스템들, 및 직교 FDMA(OFDMA) 시스템들을 포함한다.
무선 다중-액세스 시스템은 일반적으로 큰 지리적 영역에 대한 통신 커버리지를 제공하는 많은 기지국들을 포함한다. 각각의 기지국은 그것의 커버리지 영역에 위치한 하나 이상의 무선 장치들로 데이터를 전송할 수 있다. 주어진 무선 장치는 이웃에 위치한 기지국들로부터의 간섭 전송들뿐만 아니라 서빙 기지국으로부터 요구되는 전송을 수신할 수 있다. 이러한 간섭 전송들은 이웃에 위치한 기지국들의 커버리지 영역들 내에서 위치한 다른 무선 장치들을 위해 의도된 것이 아니지만, 이러한 주어진 무선 장치에 간섭으로서 작용한다. 간섭은 요구되는 전송을 복원하기 위한 무선 장치들의 능력을 방해하고, 성능에 큰 영향을 미친다.
그러므로 무선 통신 시스템에서 간섭 전송들의 존재하에서 요구되는 전송을 복원하기 위한 기술들이 본 기술분야에서 필요하다.
간섭하는 전송의 존재하에서 요구되는 전송을 복원하기 위한 기술들이 여기서 설명된다. 일 실시예에서, 코드 채널들의 복수의 그룹들(이는 또한 사용자 그룹들로 지칭됨)은 적어도 하나의 섹터에 대한 복수의 코드 채널들을 위해 형성된다. 각각의 그룹은 하나의 섹터에 대해 모든 코드 채널들, 하나의 섹터에 대한 모든 코드 채널들의 서브셋, 또는 복수의 섹터들에 대한 복수의 코드 채널들을 포함할 수 있다. 프로세싱은 복수의 반복들에서 코드 채널들의 복수의 그룹들을 위해 수행된다. 각각의 반복에 대해, 데이터 검출 및 신호 소거가 복수의 스테이지들에서 코드 채널들의 복수의 그룹들에 대해 수행되고, 예를 들어, 가장 강한 수신된 전력들을 가진 제 1 그룹으로 시작하고, 가장 약한 수신된 전력들을 가진 마지막 그룹으로 종료되는 시퀀셜 순서로 수행된다.
일 실시예에서, 각각의 반복의 각각의 스테이지에 대해, 데이터 검출은 상기 스테이지에 의해 처리되는 코드 채널들의 그룹에 대해 검출된 신호를 획득하기 위해 수행된다. 코드 채널들의 그룹에 대한 신호는 검출된 신호에 기반하여 재구성(reconstruct)된다. 재구성된 신호는 스테이지에 대한 출력 신호를 획득하기 위해 소거된다. 다른 실시예에서, 각각의 반복의 각각의 스테이지에 대해, 등화(equalization)는 스테이지에 의해 처리되는 코드 채널들의 그룹에 대한 등화된 신호를 획득하기 위해 수행된다. 그러고 나서 데이터 검출이 코드 채널들의 그룹에 대한 검출된 신호를 획득하기 위해 등화된 신호에 대하여 수행된다. 코드 채널들의 그룹에 대한 신호는 검출된 신호에 기반하여 재구성된다. 재구성된 신호는 스테이지에 대한 출력 신호를 획득하기 위해 소거된다.
인과 소거 또는 인과 및 비-인과 소거 둘 다는 반복 프로세싱에 앞서 수행될 수 있다. 소개 및 반복 프로세싱의 다양한 상세한 설명들이 아래에서 설명된다. 명세서의 다양한 양상들 및 실시예들은 또한 아래에서 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 CDMA 시스템을 도시한다.
도 2는 기지국 및 무선 장치의 블록 다이어그램을 도시한다.
도 3은 CDMA 변조기의 블록 다이어그램을 도시한다.
도 4는 반복 검출 및 소거를 위한 프로세서를 도시한다.
도 5는 검출 및 소거를 수행하는 스테이지를 도시한다.
도 6은 등화, 검출 및 소거를 수행한다.
도 7은 반복 검출 및 인과 및 비-인과 소거를 이용한 소거를 위한 프로세서를 도시한다.
도 8은 코드 채널 이득 추정 유닛을 도시한다.
도 9는 반복 검출 및 소거를 수행하기 위한 프로세스를 도시한다.
도 10은 하나의 스테이지에 대한 검출 및 소거 프로세스를 도시한다.
도 11은 하나의 스테이지에 대한 등화, 검출 및 소거 프로세스를 도시한다.
여기서 설명된 기술들은 CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA 및 싱글-캐리어 FDMA(SC-FDMA) 시스템들과 같은 다양한 통신 시스템들을 위해 이용될 수 있다. CDMA 시스템은 cdma2000, W-CDMA 등과 같은 무선 기술을 구현할 수 있다. cdma2000은 IS-2000, IS-856, IS-95 표준들을 커버링한다. TDMA 시스템은 GSM과 같은 무선 기술을 구현할 수 있다. 이러한 다양한 무선 기술들 및 표준들은 종래 기술로서 알려져 있다. W-CDMA 및 GSM은 "3rd Generation Partnership Project(3GPP)"로 명명된 기관으로부터의 문서들에 설명되어있다. cdma2000은 "3rd Generation Partnership Project 2(3GPP2)"로 명명된 기관으로부터의 문서들에 설명되어 있다. 3GPP 및 3GPP2 문서들은 공개적으로 이용 가능하다. OFDMA 시스템은 직교 주파수 서브캐리어 상의 주파수 도메인에서 심벌들을 전송하기 위해 OFDM을 이용한다. SC-FDMA 시스템은 직교 주파수 서브캐리어 상의 시간 도메인에서 심벌들을 전송한다. 명확함을 위해, 기술들은 CDMA 시스템에 대해 아래서 설명되고, 이는 cdma2000 시스템 또는 W-CDMA 시스템일 수 있다.
도 1은 복수의 기지국들(110) 및 복수의 무선 장치들(120)을 포함하는 CDMA 시스템(100)을 도시한다. 기지국은 일반적으로 무선 장치들과 통신하는 고정된 스테이션이고, 또한 노드 B, 액세스 포인트, 또는 몇몇의 다른 용어로 지칭될 수 있다. 각각의 기지국(110)은 특정 지리적 영역(102)에 대한 통신 커버리지를 제공한다. 용어 "셀(cell)"은 이 용어가 사용되는 문맥에 따라서 기지국 및/또는 그것의 커버리지를 지칭할 수 있다. 시스템 용량을 개선하기 위해, 기지국 커버리지 영역은 복수의 더 작은 영역들 예를 들어, 3개의 더 작은 영역들(104a, 104b 및 104c) 로 분할될 수 있다. 각각의 더 작은 영역은 각각의 베이스 송수신 서브시스템(BTS)에 의해 서빙된다. 용어 "섹터(sector)"는 이 용어가 사용되는 문맥에 따라서 BTS 및/또는 그것의 커버리지 영역을 지칭할 수 있다. 섹터화된 셀에 대해, 상기 셀의 모든 섹터들에 대한 BTS들은 일반적으로 셀에 대한 기지국 내에서 코-로케이트(co-locate)된다. 시스템 제어기(130)는 기지국들(110)에 연결되고, 이러한 기지국들에 대한 조정 및 제어를 제공한다.
여기서 설명되는 기술들은 섹터화되지 않은 셀들을 포함하는 시스템들뿐만 아니라 섹터화된 셀들을 포함하는 시스템들에 대해 이용될 수 있다. 다음의 설명에서, 용어 "섹터"는 (1) 섹터화된 셀들을 포함하는 시스템에 대한 BTS 및/또는 그것의 커버리지 영역을 지칭할 수 있고, (2) 섹터화되지 않은 셀들을 포함하는 시스템에 대한 기지국 및/또는 그것의 커버리지 영역을 지칭할 수 있다. 용어들 "섹터" 및 "기지국"은 여기서 상호 교환 가능하게 사용된다.
무선 장치들(120)은 일반적으로 시스템 전체에 걸쳐 산재되어 있고, 무선 장치는 고정형 또는 이동형일 수 있다. 무선 장치는 또한 이동국, 사용자 장비, 단말, 스테이션, 가입자 유닛, 또는 몇몇의 다른 용어로 지칭될 수 있다. 무선 장치는 셀룰러 전화, PDA, 무선 모뎀 카드, 핸드헬드 장치, 랩톱 컴퓨터 등일 수 있다. 무선 장치는 임의의 주어진 순간에 순방향 및 역방향 링크들을 통해 0개(zero), 하나, 또는 복수의 기지국들과 통신할 수 있다. 순방향 링크(또는 다운링크)는 기지국들에서 단말들로의 통신 링크를 지칭하고, 역방향 링크(또는 업링크)는 단말들에서 기지국들로의 통신 링크를 지칭한다. 간결함을 위해, 도 1은 오직 순방향 링크 를 통한 전송들을 도시한다.
도 2는 기지국(110) 및 무선 장치(120)의 블록 다이어그램을 도시하고, 이는 도 1에서 도시된 기지국들의 하나 및 무선 장치들의 하나일 수 있다. 간결함을 위해, 도 2는 하나의 송신 안테나를 구비하는 기지국(110) 및 하나의 수신 안테나를 구비하는 무선 장치(120)를 도시한다. 일반적으로, 기지국(110) 및 무선 장치(120)는 임의의 개수의 안테나들을 각각 구비할 수 있다. 간결함을 위해, 도 2는 오직 순방향 링크를 통한 데이터 전송을 위한 프로세싱 유닛들을 도시한다.
기지국(110)에서, 송신(TX) 데이터 프로세서(210)는 무선 장치가 서빙되기 위한 트래픽 데이터를 수신하고, 데이터 심벌들을 생성하기 위해 트래픽 데이터를 처리(예를 들어, 인코딩, 인터리빙, 그리고 심벌 매핑)하고, 그리고 CDMA 변조기(220)로 데이터 심벌들을 제공한다. 여기서 사용된 것처럼, 데이터 심벌은 데이터를 위한 변조 심벌이고, 파일럿 심벌은 파일럿을 위한 변조 심벌이며, 변조 심벌은 신호 배열(constellation)(예를 들어, M-PSK 또는 M-QAM)에서의 포인트를 위한 복소수 값이고, 심벌은 일반적으로 복소수 값이며, 파일럿은 기지국들 및 무선 장치들 둘다에게 선험적으로 알려진 데이터이다. CDMA 변조기(220)는 아래서 설명된 것처럼 데이터 심벌들 및 파일럿 심벌들을 처리하고, 출력 칩들을 제공한다. 송신기(TMTR, 230)는 출력 칩 스트림을 처리(예를 들어, 아날로그로 변환, 증폭, 필터링, 그리고 주파수 업컨버팅)하고, 안테나(232)로부터 전송되는 순방향 링크 신호를 생성한다.
무선 장치(120)에서, 안테나(252)는 다른 기지국들뿐만 아니라 기지국(110) 으로부터의 순방향 링크 신호들을 수신하고, 수신된 신호를 제공한다. 수신기(RCVR, 254)는 수신된 신호를 처리(예를 들어, 필터링, 증폭, 주파수 다운컨버팅, 그리고 디지털화)하고, 프로세서(260)로 수신된 샘플들을 제공한다. 프로세서(260)는 아래서 설명된 것처럼 반복 검출 및 소거를 수행할 수 있다. 안테나(252)는 하나 이상의 신호 경로들을 통해 기지국(110)으로부터 순방향 링크 신호를 수신할 수 있고, 수신된 신호는 기지국(110)을 위한 하나 이상의 신호 인스턴스들(또는 다중 경로)을 포함할 수 있다. 레이크(rake) 수신기(270)는 관심있는 모든 다중 경로들을 처리하기 위해 이용될 수 있다. 프로세서(260) 또는 레이크 수신기(270)는 데이터 심벌 추정치들을 제공하고, 이는 무선 장치(120)로 기지국(110)에 의해 전송된 데이터 심벌들의 추정치들이다. 수신(RX) 데이터 프로세서(280)는 데이터 심벌 추정치들을 처리(예를 들어, 심벌 디매핑, 디인터리빙, 그리고 디코딩)하고, 디코딩된 데이터를 제공한다. 일반적으로, 프로세서(260)/레이크 수신기(270) 및 RX 데이터 프로세서(280)에 의한 프로세싱은 기지국(110)에서 CDMA 변조기(220) 및 TX 데이터 프로세서(210) 각각에 의한 프로세싱과 상보적이다.
제어기들/프로세서들(240, 290)은 각각 기지국(110) 및 무선 장치(120)에서 동작을 지시한다. 메모리들(242, 292)은 각각 기지국(110) 및 무선 장치(120)에 대한 데이터 및 프로그램 코드들을 저장한다.
CDMA에서, 복수의 직교 코드 채널들은 상이한 직교 코드들로 획득될 수 있다. 코드 채널들은 또한 트래픽 채널들, 물리 채널들, 데이터 채널들 등으로 지칭 될 수 있다. 예를 들어, 복수의 직교 트래픽 채널들은 cdma2000에서 상이한 왈시(Walsh) 코드들을 이용하여 획득되고, 그리고 복수의 직교 물리 채널들은 W-CDMA에서 상이한 직교 변수 확산 팩터(OVSF) 코드들을 이용하여 획득된다. 코드 채널들은 데이터(예를 들어, 트래픽 데이터, 방송 데이터, 제어 데이터, 파일럿 등)의 상이한 타입들 그리고/또는 상이한 사용자들에 대한 트래픽 데이터를 전송하기 위해 이용될 수 있다. 코드 채널들에 대한 데이터는 전체 시스템 대역폭의 전체에 걸쳐 스케일되고, 결합되며, 그리고 스펙트럼하게(spectrally) 확산된다. 스펙트럼 확산은 확산 코드를 이용하여 수행되고, 이는 cdma2000에서의 의사-랜덤 수(PN) 코드이고, W-CDMA에서의 스크램블링 코드이다. cdma2000에서, 왈시 코드들을 이용한 채널화는 "커버링(covering)"으로 지칭되고, 그리고 스펙트럼 확산은 "확산(spreading)"으로 지칭된다. W-CDMA에서, OVSF 코드들을 이용한 채널화는 "확산(spreading)"으로 지칭되고, 그리고 스펙트럼 확산은 "스크램블링(scrambling)"으로 지칭된다. 명확함을 위해, cdma2000 용어(예를 들어, 커버링, 확산, 왈시 코드들, 및 PN 코드)는 다음의 설명에서 사용된다.
도 3은 기지국(110) 내에서 CDMA 변조기(220)의 블록 다이어그램을 도시한다. 간결함을 위해, 다음의 설명은 N개의 코드 채널들이 각각의 섹터에 대해 이용 가능하고, 그리고 각각의 코드 채널이 길이 N의 상이한 왈시 코드를 할당받음을 가정하고, 여기서 N은 16, 32, 64, 128, 256, 또는 몇몇의 다른 값일 수 있다. 일반적으로, 상이한 길이들의 직교 코드들은 코드 채널들에 대해 이용될 수 있고, 그리고 N은 가장 긴 직교 코드의 길이에 대응할 수 있다. 간결함을 위해, 다음의 설명 은 N개의 코드 채널들이 N개(명)의 사용자들을 위해 존재함을 가정하고, 용어들 "채널들" 및 "사용자들"은 상호 교환 가능하게 사용된다. 실제로, 몇몇의 코드 채널들은 오버헤드, 예를 들어, 파일럿, 제어 데이터, 방송 데이터 등을 위해 이용될 수 있다.
CDMA 변조기(220)는 N개의 코드 채널들에 대해 N개의 코드 채널 프로세서들(310a 내지 310n)을 포함한다. 각각의 코드 채널 프로세서(310) 내에서, 멀티플라이어(multiplier, 312)는 g k, n의 이득을 가진 섹터(k)의 코드 채널(n)에 대한 데이터 또는 파일럿 심벌들을 수신하고 스케일링하며, 스케일링된 심벌들을 제공한다. 이득(g k,n )은 만약 코드 채널(n)이 섹터(k)에 의해 사용되지 않는다면 영으로 설정될 수 있다. 왈시 커버 유닛(314)은 코드 채널(n)에 대해 왈시 코드(w n )를 이용하여 스케일링된 심벌들을 채널화한다. 유닛(314)은 N개의 복제된(replicate) 심벌들을 생성하기 위해 각각의 스케일링된 심벌을 반복함으로써 커버링을 수행하고, 스케일링된 심벌에 대해 N개의 데이터 칩들을 생성하기 위해 왈시 코드(w n )의 N개의 칩들을 이용하여 N개의 복제된 심벌들을 멀티플라잉(multiply)을 수행함으로써 커버링을 수행한다. 결합기(320)는 모든 N개의 코드 채널들을 위해 데이터 칩들을 수신하고 가산한다. PN 확산기(322)는 섹터(k)에 할당되는 PN 코드(c k )를 이용하여 결합된 데이터 칩들을 멀티플라이하고, 출력 칩들을 생성한다.
하나의 심벌 주기에서 섹터(k)에 대한 출력 칩들은 다음의 매트릭스 형태로 표현될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00001
, 등식(1) 여기서, d k 는 섹터(k)의 N개의 코드 채널들에 대하여 전송된 데이터 심벌들의 N × 1 벡터, G k 는 섹터(k)의 N개의 코드 채널들에 대한 이득들의 N × N 대각 매트릭스이며, W 는 N개의 열(column)들에서 N개의 왈시 코드들을 포함하는 N × N 하다마드(Hardamard) 매트릭스이고, C k 는 섹터(k)에 대한 PN 코드의 N개의 칩들을 포함하는 N × N 대각 매트릭스이며, A k는 데이터 벡터 d k에 대한 N × N 프로세싱 매트릭스이고, 그리고 s k 는 섹터(k)에 대한 출력 칩들의 N × 1 벡터이다.
명확함을 위해, 벡터들은 굵게 표시되고 밑줄 그어진 소문자(예를 들어, d )로 표시되고, 매트릭스들은 굵게 표시되고 밑줄 그어진 대문자(예를 들어, G )로 표시된다. 대각 매트릭스는 대각선을 따라 가능한 영(zero)이 아닌 값을 포함하고 그 외의 다른 곳에서 영들을 포함한다.
벡터( d k )는 하나의 심벌 주기에서 N개의 코드 채널들에서 동시적으로 전송되는 N개의 데이터 심벌들을 포함한다. 매트릭스( G k )는 대각선을 따라 N개의 코드 채 널들에 대한 N개의 이득들 및 그 외의 다른 곳에서는 영(0)들을 포함한다. N개의 이득들이 N개의 코드 채널들에 대해 이용되는 전송 전력의 양을 결정한다. 매트릭스( W )는 N개의 열들에서 N개의 코드 채널들에 대한 N개의 왈시 코드들을 포함한다. 만약 코드 채널들이 상이한 왈시 코드 길이들을 가진다면, N은 모든 코드 채널들에 대한 가장 긴 왈시 코드 길이와 동일하며, 각각의 더 짧은 왈시 코드는 매트릭스( W )에서 반복된다. 동일한 왈시 매트릭스( W )는 모든 섹터들에 대해 사용되기 때문에, 아래 첨자 k는 W 에 대해 사용되지 않는다. 매트릭스( C k )는 대각선을 따라 N개의 PN 칩들을 포함하고 그 이외의 곳에서는 영(0)들을 포함한다. 이러한 PN 칩들은 하나의 심벌 주기에 대해 섹터(k)에 대한 PN 코드로부터 비롯될 수 있다. 벡터( s k )는 하나의 심벌 주기에서 모든 N개의 코드 채널들에 대한 섹터(k)에 의해 전송되는 N개의 출력 칩들을 포함한다.
매트릭스( A k)는 데이터 벡터에 의해 관찰된 모든 프로세싱을 나타내고, 다음과 같이 표현된다:
Figure 112009036003173-PCT00002
. 등식(2) A k의 열들은 코드 채널들/사용자들을 나타내고, d k 의 행들은 시간을 나타낸다.
무선 장치(120)는 K개의 섹터들로부터 순방향 링크 신호들을 수신하고, 이는 간섭 섹터들뿐만 아니라 서빙 섹터를 포함한다. 일반적으로, K는 임의의 값일 수 있다. 잡음이 없는 각각의 섹터(k)에 대한 수신된 신호는 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00003
등식(3) 여기서, H k 는 섹터(k)에 대한 (N+△) × N 채널 응답 매트릭스이고, x k 는 섹터(k)에 대한 수신된 샘플들의 (N+△) × 1 벡터이며, 그리고 △는 칩들의 단위(unit)들로, 무선 채널의 지연 확산이다.
매트릭스 H k 는 대각선을 따라 섹터(k)에 대한 채널 이득들을 포함하고, 그 외의 곳에서는 영(0)들을 포함한다. 벡터( x k )는 잡음이 없을 때는 하나의 심벌 주기에 대해 섹터(k)에 대한 N+△개의 수신된 샘플들을 포함한다. 간결함을 위해, 여기에서의 설명은 d k 가 하나의 심벌 주기를 커버링하는 경우에 대한 것이다. d k 는 또한, 심벌간 간섭(ISI)을 초래하는 복수의 심벌 주기들(예를 들어, 이전의, 현재의, 그리고 다음의 심벌 주기들)을 커버링할 수 있다. 이러한 경우에, 다른 매트릭스들의 디멘존들이 상응하도록 증가할 것이다.
모든 K개의 섹터들에 대한 무선 장치(120)에서 수신된 샘플들은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00004
, 등식(4) 여기서, y 는 무선 장치(120)에서의 수신된 샘플들의 (N+△) × 1 벡터이고, n 은 무선 장치(120)에서의 잡음의 (N+△) × 1 벡터이다.
간결함을 위해, 잡음은 영 평균 벡터(zero mean vector) 및
Figure 112009036003173-PCT00005
의 공분산(covariance) 벡터를 가진 부가 백색 가우시안 잡음(AWGN)인 것으로 가정될 수 있고, 여기서
Figure 112009036003173-PCT00006
는 잡음의 분산이고, I 는 대각선을 따라 1들 및 그 외의 곳에서는 0들을 가진 단위(identity) 매트릭스이다.
무선 장치(120)는 하나 이상의 섹터들로부터 하나 이상의 전송들을 복원하기 위해 반복 검출 및 소거를 수행할 수 있다. 반복 검출 및 소거에 대해, K개의 섹터들에서의 사용자들(또는 K개의 섹터들에 대한 코드 채널들)은 성능을 개선하기 위해 반복적으로 많이 처리된다. 각각의 반복에 대해, K개의 섹터들에서의 사용자들은 복수의 스테이지들에서 처리된다. 각각의 스테이지는 사용자들의 하나의 그룹에 대한 검출 및 소거를 수행하고 다음의 스테이지로 소거된 출력을 제공한다. 사용자 그룹들은 수신된 전력들에 기반하여 정렬될 수 있다. 각각의 반복에 대해, 제 1 스테이지는 가장 강한 사용자 그룹을 처리할 수 있고, 제 2 스테이지는 두 번째로 강한 사용자 그룹을 처리할 수 있고, 다른 스테이지들도 이와 동일한 방식으로 처리하며, 그리고 마지막 스테이지는 가장 약한 사용자 그룹을 처리할 수 있다. 각각의 스테이지는 아래서 설명된 것처럼 다양한 기술들을 이용하여 사용자 그룹을 처리할 수 있다.
K개의 섹터들에서 사용자들은 M개의 그룹들로 배열될 수 있고, 여기서 M은 임의의 값일 수 있다. 일반적으로, 각각의 사용자 그룹은 K개의 섹터들에서 임의의 수의 사용자들 및 사용자들 중 누구나를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 각각 의 그룹은 미리 결정된 사용자들의 수, 예를 들어 L개(명)의 사용자들을 포함하고, 여기서 L은 임의의 정수 값이다. 사용자 그룹들은 다양한 방식으로 형성될 수 있다.
섹터-기반 프로세싱으로 지칭되는, 일 실시예에서, 각각의 그룹은 하나의 섹터에서 모든 사용자들을 포함한다. 이러한 실시예에서, M개의 사용자 그룹들은 각각의 사용자 그룹이 하나의 섹터에서 L개(명)의 사용자들을 포함하도록 형성될 수 있고, 여기서 M=K 및 L=N이다. K개의 섹터들은 가장 강한 것부터 가장 약한 것 순으로 정렬될 수 있다. 제 1 그룹은 가장 강한 섹터에서의 모든 사용자들을 포함할 수 있고, 제 2 그룹은 다음의 강한 섹터에서의 모든 사용자들을 포함할 수 있으며, 다른 그룹들도 이와 동일한 방식으로 사용자들을 포함하고, 마지막 그룹은 가장 약한 섹터에서의 모든 사용자들을 포함할 수 있다.
글로벌 프로세싱으로 지칭되는, 다른 실시예에서, 모든 사용자에 대한 수신된 전력들이 결정된다. 사용자들은 가장 강한 것부터 가장 약한 것 순으로 정렬되고 리스트에 저장된다. 제 1 그룹은 리스트에 L개의 가장 강한 사용자들을 포함할 수 있고, 제 2 그룹은 L개의 다음으로 강한 사용자들을 포함할 수 있으며, 나머지 그룹도 이와 동일하게 사용자들을 포함하고, 마지막 그룹은 리스트에 L개의 가장 약한 사용자들을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 주어진 그룹은 동일한 섹터 또는 상이한 섹터들에 사용자들을 포함할 수 있다.
로컬 프로세싱으로 지칭되는, 또 다른 실시예에서, 각각의 그룹이 하나의 섹터에서 사용자들의 서브셋을 포함한다. 사용자들은 그들의 수신된 전력들에 기반 하여 정렬될 수 있다. 제 1 그룹은 동일한 섹터에서 L개의 가장 강한 사용자들을 포함할 수 있고, 제 2 그룹은 동일한 섹터에서 L개의 강한 나머지 사용자들을 포함할 수 있고, 나머지 그룹들도 이와 동일한 방식으로 사용자들을 포함할 수 있다.
잡음이 없는 사용자 그룹(m)에 대한 수신된 신호는 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00007
, 등식 (5) 여기서, d m 은 그룹(m)에서 L개(명)의 사용자들에 대한 L × 1 데이터 벡터이고, G m 은 그룹(m)에서 사용자들에 대한 L × L 이득 매트릭스이며, W m 은 그룹(m)에서 사용자들에 대한 왈시 코드들의 N × L 매트릭스이고, C m 은 그룹(m)에서 사용자들에 대한 N × N PN 매트릭스이며, H m 은 그룹(m)에서 사용자들에 대한 (N+△) × N 채널 응답 매트릭스이고, T m 은 데이터 벡터 d m 에 대한 (N+△) × L 시스템 매트릭스이며, x m 은 사용자 그룹(m)에 대한 수신된 샘플들의 (N+△) × 1 벡터이다.
벡터( d m ) 및 매트릭스( G m , W m )는 그룹(m)에서 사용자들에 대한 데이터 심벌들, 이득들, 및 왈시 코드들을 각각 포함한다. 이러한 사용자들은 동일한 섹터 또는 상이한 섹터들에 속할 수 있다. 매트릭스( W m )는 만약에 그룹(m)에서 복수의 사용자들이 동일한 왈시 코드를 이용하여 코드 채널들을 할당받으면 복제된 열들을 포함할 수 있다. C m 은 그룹(m)에서 사용자들로 전송하는 모든 섹터들에 대한 PN 칩들을 포함할 수 있다. H m 은 그룹(m)에서 사용자들에 대한 복소 채널 이득들을 포함한다. 만약 그룹(m)에서 사용자들이 하나의 섹터에 속한다면, C m 및 H m 은 하나의 섹터에 대한 PN칩들 및 채널 이득들을 포함한다. 만약 그룹(m)에서 사용자들이 복수의 섹터들에 속한다면, C m 및 H m 은 이러한 복수의 섹터들에 대한 PN 칩들 및 채널 이득들 및 각각의 섹터에 대한 하나의 대각 채널 이득 매트릭스 및 하나의 대각 PN 매트릭스를 포함하는 블록 대각 매트릭스들이다. x m 은 잡음이 없을 때는 그룹(m)에서 모든 사용자들에 대한 수신된 샘플들을 포함한다.
사용자 그룹(m)에 대한 시스템 매트릭스는 다음과 같이 주어질 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00008
. 등식 (6) 시스템 매트릭스( T m )는 데이터 벡터( d m )에 의해 관찰되는 채널 응답뿐만 아니라 모든 프로세싱을 나타낸다. T m 의 높이(height)는 시간(칩들의 개수)과 관련되고 T m 의 폭은 그룹(m)에서의 사용자들의 수에 의해 결정된다. 단일 시스템 매트릭스( T )는 모든 K개의 섹터들에서 모든 MㆍL명의 사용자들에 대해 정의될 수 있다. 그러나 이러한 단일의 큰 시스템 매트릭스( T )에 대한 프로세싱은 계산적인 측면에서 집중적일 것이다.
M개의 사용자 그룹들에 대한 무선 장치(120)에서의 수신된 샘플들은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00009
. 등식(7)
제 1 반복에 대해, 각각의 스테이지는 그것의 입력 신호에 기반하여 데이터 검출을 수행하고, 상기 스테이지에 의해 처리된 사용자 그룹에 대한 검출된 신호를 획득한다. 각각의 스테이지는 또한 그것의 사용자 그룹에 대한 신호를 재구성(reconstruct)하고, 다음 스테이지에 대한 입력 신호인 이러한 스테이지에 대한 출력 신호를 획득하기 위해 그것의 입력 신호로부터 상기 재구성된 신호를 감산(subtract)한다. 일 예로서, M=3인 경우에 대해, 수신된 신호는 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00010
. 등식(8) 수신된 신호( y )는 제 1 반복의 제 1 스테이지에 대한 입력 신호( y 1 ,0)이거나, 또는 y 1 ,0= y 이다.
제 1 반복에서, 3개의 사용자 그룹들에 대한 3개의 스테이지들에 의한 프로세싱은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00011
, 등식(9)
Figure 112009036003173-PCT00012
, 그리고
Figure 112009036003173-PCT00013
, 여기서,
Figure 112009036003173-PCT00014
내지
Figure 112009036003173-PCT00015
는 각각 사용자 그룹들 1 내지 3에 대한 검출된 신호들,
Figure 112009036003173-PCT00016
내지
Figure 112009036003173-PCT00017
는 각각 스테이지들 1 내지 3으로부터의 출력 신호들이며,
Figure 112009036003173-PCT00018
내지
Figure 112009036003173-PCT00019
은 각각 사용자 그룹들 1 내지 3에 대한 남은 에러들이다.
등식 세트 (9)의 각각의 라인은 하나의 스테이지에 의한 프로세싱을 나타낸다. 각각의 스테이지(m)는
Figure 112009036003173-PCT00020
를 획득하기 위해 데이터 검출을 수행하고, 그러고 나서
Figure 112009036003173-PCT00021
과 같은 사용자 그룹(m)에 대한 신호를 재구성하며, 그리고 나서 출력 신호
Figure 112009036003173-PCT00022
을 획득하기 위해 입력 신호
Figure 112009036003173-PCT00023
로부터 상기 재구성된 신호를 감산한다. 나머지 에러(
Figure 112009036003173-PCT00024
)는 실제의 신호 및 재구성된 신호의 차이거나, 또는
Figure 112009036003173-PCT00025
이다.
제 2 반복은 그 후 3개의 사용자 그룹들에 대해 수행될 수 있다. 제 1 반복의 마지막 스테이지로부터의 출력 신호( y 1 ,3)는 제 2 반복의 제 1 스테이지에 대한 입력 신호( y 2 ,0)로서 이용되거나, 또는
Figure 112009036003173-PCT00026
이다.
제 2 반복에서, 제 1 스테이지는 제 1 사용자 그룹에 대한 재구성된 신호를 다시 입력 신호에 부가할 수 있고, 다음과 같다:
Figure 112009036003173-PCT00027
등식 (10) 여기서, r 2 , 1는 다른 사용자 그룹들 및 잡음에 대한 나머지 에러들뿐만 아니라 제 1 사용자 그룹에 대한 신호를 포함하는 재구성(reconstitute)된 신호이다. r 2 ,1이 다른 사용자 그룹들에 대한 실제 신호들 대신에 나머지 에러들을 포함하고 있기 때문 에 r 2 ,1에서의 제 1 사용자 그룹의 신호는 y 에서보다 더 높은 품질을 가질 가능성이 클 것이다.
제 1 스테이지는 제 1 사용자 그룹에 대한 개선된 검출된 신호를 획득하기 위해 재구성된 신호( r 2,1)에 대하여 데이터 검출을 수행한다. 제 1 사용자 그룹으로 인한 신호는 제 1 스테이지에 대한 출력 신호를 획득하기 위해 재구성되고 재구성된 신호로부터 소거될 수 있다.
제 2 반복에 대하여, 3개의 사용자 그룹들에 대한 3개의 스테이지들에 의한 프로세싱은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00028
등식 (11) 여기서, r 2 ,1 내지 r 2 ,3은 각각 스테이지들 1 내지 3에 대한 재구성된 신호들이고,
Figure 112009036003173-PCT00029
내지
Figure 112009036003173-PCT00030
은 각각 사용자 그룹들 1 내지 3에 대한 검출된 신호들이며, y 2,1 내지 y 2 , 3는 각각 스테이지들 1 내지 3으로부터의 출력 신호들이고, 그리고 e 2,1 내지 e 2 , 3는 각각 사용자 그룹들 1 내지 3에 대한 나머지 에러들이다.
등식 세트(11)에서의 각각의 라인은 하나의 스테이지에 의한 프로세싱을 나 타낸다. 각각의 스테이지(m)는 이전 반복으로부터 재구성된 신호(
Figure 112009036003173-PCT00031
)를 다시 부가함으로써 재구성된 신호( r 2 ,m)를 생성하고, 그리고 나서
Figure 112009036003173-PCT00032
을 획득하기 위해 데이터 검출을 수행하며, 그러고 나서
Figure 112009036003173-PCT00033
와 같은 사용자 그룹(m)에 대한 신호를 재구성(reconstruct)하고, 그러고 나서 출력 신호( y 2 ,m)를 획득하기 위해 재구성된 신호( r 2 ,m)로부터 재구성(reconstruct)된 신호를 감산한다. 나머지 에러는 실제의 신호 및 새롭게 재구성된 신호 간의 차이거나, 또는
Figure 112009036003173-PCT00034
이다. 제 2 반복에서의 검출된 신호(
Figure 112009036003173-PCT00035
)는 제 1 반복에서의 검출된 신호(
Figure 112009036003173-PCT00036
)보다 더욱 정확해야 한다. 그러므로 제 2 반복에서의 나머지 에러( e 2,m)는 제 1 반복에서의 나머지 에러( e 1,m)보다 더 작아야 한다.
일반적으로, 임의의 수의 반복들이 M개의 사용자 그룹들에 대해 수행될 수 있다. 주어진 반복(i)의 마지막 스테이지로부터의 출력 신호는 다음 반복(i+1)의 제 1 스테이지에 대한 입력 신호로서 이용될 수 있다. 제 2 반복 및 그 이후에서의 각각의 스테이지에 대하여, 사용자 그룹에 대한 재구성(reconstruct)된 신호는 재구성(reconstitute)된 신호를 획득하기 위해 상기 스테이지에 대한 입력 신호에 다시 부가된다. 각각의 반복에 대한 각각의 스테이지에 대하여, 다음 스테이지에 대한 출력 신호를 획득하기 위해 사용자 그룹에 대한 신호는 검출되고, 재구성(reconstruct)되며, 상기 스테이지에 대한 입력/재구성(reconstitute)된 신호로 부터 감산된다. 신호 품질은 일반적으로 각각의 반복 후에 개선된다. 그러므로 검출된 신호들은 일반적으로 각각의 반복 이후에 더욱 정확해진다.
도 4는 반복 검출 및 소거에 대한 프로세서(260a)의 블록 다이어그램을 도시하고, 이는 도 2에서의 프로세서(260)의 일 실시예이다. 프로세서(260a)는 M개의 사용자 그룹들에 대한 M개의 프로세싱 스테이지들(420a 내지 420M)을 포함한다. 섹터-기반 프로세싱에 대하여, 각각의 스테이지는 하나의 섹터에 대한 프로세싱을 수행한다. 만약 모든 섹터들이 처리된다면 M은 K와 동일할 수 있거나, 또는 만약 더 적은 섹터들이 처리되면, 예를 들어 약한 섹터들이 건너뛰어지면 M은 K보다 작을 수 있다.
멀티플렉서(410)는 하나의 입력으로 수신된 신호( y ) 및 다른 입력으로 마지막 스테이지(420M)로부터 출력 신호( y i ,M)를 제공받고, 여기서 아래 첨자(i)는 반복 횟수를 나타낸다. 멀티플렉서(410)는 제 1 반복에 대한 수신된 신호( y )를 제공하고, 각각의 연속하는 반복에 대한 출력 신호( y i ,M)를 제공한다.
M개의 스테이지들(420a 내지 420M)은 종속적으로(cascade) 연결되고, 각각의 스테이지의 출력은 다음 스테이지의 입력으로 제공된다. 각각의 스테이지(420)는 자신의 입력 신호( y i ,m-1)에 기반하여 재구성된 신호( r i,m)를 얻고, 상기 스테이지에 의해 처리되는 사용자 그룹(m)에 대한 검출된 신호(
Figure 112009036003173-PCT00037
)를 획득하기 위해 재구성된 신호에 대하여 데이터 검출을 수행한다. 각각의 스테이지(420)는 또한 사용자 그 룹(m)에 대한 신호를 재구성하고, 스테이지에 대한 출력 신호( y i,m)를 획득하기 위해 재구성(reconstitute)된 신호로부터 재구성된 신호(
Figure 112009036003173-PCT00038
)를 감산한다.
메모리(430)는 M개의 스테이지들로부터 초래되는 중간 생성물(intermediate), 예를 들어 검출된 신호들, 재구성된 신호들 등을 저장한다. 중간 생성물 결과들은 칩들, 심벌들 등의 형식으로 저장될 수 있다. 메모리(430)는 필요에 따라 M개의 스테이지들로 중간 생성물 결과들을 제공한다.
각각의 스테이지는 검출 및 소거 기법 그리고 등화, 검출 및 소거 기법과 같은 다양한 기법들을 이용하여 자신의 사용자 그룹에 대한 프로세싱을 수행할 수 있다. 이러한 기법들은 아래에서 설명된다.
도 5는 검출 및 소거를 수행하는 스테이지(420x)의 일 실시예를 도시한다. 스테이지(420x)는 도 4에서 M개의 스테이지들(420a 내지 420M)의 각각에 대해 이용될 수 있다. 다음의 설명에서, 스테이지(420x)는 스테이지(m)로 지칭되고, 사용자 그룹(m)에 대한 프로세싱을 수행한다.
스테이지(m) 내에서, 합산기(summer, 510)는 스테이지(m)에 대한 입력 신호( y i,m-1) 및 이전 반복으로부터 스테이지(m)에 대한 재구성된 신호(
Figure 112009036003173-PCT00039
)를 수신한다. 합산기(510)는 2개의 신호들을 합산하고, 스테이지(m)에 대한 재구성된 신호( r i,m)를 제공하며, 다음과 같이 표현된다:
Figure 112009036003173-PCT00040
등식(12) 여기서
Figure 112009036003173-PCT00041
이다.
제 1 반복에 대하여, 입력 신호( y i ,m-1)는 사용자 그룹(m)에 대한 신호를 포함하고,
Figure 112009036003173-PCT00042
는 영(zero)과 동일하며, 그리고 재구성된 신호는 입력 신호와 동일하거나,
Figure 112009036003173-PCT00043
이다. 각각의 연속하는 반복에 대하여, 입력 신호는 사용자 그룹(m)에 대한 나머지 에러( e i -1,m )를 포함하고, 그리고 이전의 반복(i-1)으로부터의 사용자 그룹(m)에 대한 재구성된 신호(
Figure 112009036003173-PCT00044
)는 재구성된 신호( r i,m )를 획득하기 위해 입력 신호( y i ,m-1 )로 다시 부가되고, 그러고 나서 이는 사용자 그룹(m)에 대한 신호를 포함한다.
블록(514)은 재구성된 신호( r i,m )에 대하여 데이터 검출을 수행하고, 그리고 사용자 그룹(m)에 대한 검출된 신호(
Figure 112009036003173-PCT00045
)를 제공한다. 데이터 검출은 아래에서 설명되는 것처럼 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 블록(516)은 검출된 신호에 기반하여 사용자 그룹(m)에 대한 신호를 재구성하고, 그리고 사용자 그룹(m)에 대한 재구성된 신호(
Figure 112009036003173-PCT00046
)를 제공하며, 이는 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00047
. 등식(13)
합산기(518)는 재구성된 신호로부터 재구성된 신호를 감산하고, 스테이지(m)에 대한 출력 신호( y i ,m )를 제공하며, 이는 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00048
. 등식(14)
반복(i)에서 스테이지(m)에 대한 재구성된 신호( r i,m )는 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00049
, 등식(15) 여기서, v i,m 은 반복(i)에서 스테이지(m)에 대한 전체 잡음 및 간섭이다.
전체 잡음 및 간섭( v i,m )은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00050
제 1 반복에 대하여, 그리고 등식(16)
Figure 112009036003173-PCT00051
반복 i>1에 대하여. 등식(17)
제 1 반복에 대하여, v i,m 은 더 뒤의 스테이지들에서 처리될 사용자 그룹들(m+1 내지 M)에 대한 신호들(
Figure 112009036003173-PCT00052
)뿐만 아니라 이전의 스테이지들에서 소거되었던 사용자 그룹들(1 내지 m-1)에 대한 나머지 에러들( e 1 ,j )을 포함한다. 각각의 연속하는 반복에 대하여, v i,m 은 이전의 반복(i-1)으로부터 사용자 그룹들(m+1 내지 M)에 대한 나머지 에러들( e i -1,j )뿐만 아니라 현재의 반복(i)으로부터의 사용자 그룹들(1 내지 m-1)에 대한 나머지 에러들( e i ,j )을 포함한다.
선형 MMSE(minimum mean square error), 최소 자승(least squares), 또는 몇 몇의 다른 데이터 검출 기법을 이용하여 데이터 검출이 재구성된 신호에 대하여 수행된다. 데이터 검출은 선형 MMSE 기법에 기반하여 사용자 그룹(m)에 대하여 수행될 수 있고, 다음과 같다:
Figure 112009036003173-PCT00053
, 등식 (18) 여기서,
Figure 112009036003173-PCT00054
은 사용자 그룹(m)에 대한 데이터 신호( d m )의 공분산이고,
Figure 112009036003173-PCT00055
은 전체 잡음 및 간섭 벡터( v i,m )의 공분산이며, E{}는 기대값 연산을 나타내고, 그리고 " H "는 컨쥬게이트(conjugate) 전치를 나타낸다.
d m 에서의 데이터 심벌들은 상호 연관되지 않은 것으로 가정될 수 있고, 그 결과
Figure 112009036003173-PCT00056
이다. 전체 잡음 및 간섭( v i,m )은 AWGN으로 가정될 수 있고, 그 결과
Figure 112009036003173-PCT00057
이며, 여기서
Figure 112009036003173-PCT00058
는 반복(i)에서의 사용자 그룹(m)에 대한 전체 잡음 및 간섭의 분산이다.
Figure 112009036003173-PCT00059
은 아래에서 설명된 것처럼 추정될 수 있다.
그러고 나서 등식(18)은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00060
등식(19) 여기서,
Figure 112009036003173-PCT00061
는 반복(i)에서 사용자 그룹(m)에 대한 MMSE 데이터 검출 필터이다. 등식(19)은 위에서 설명된 R dd ,m 및 R vv ,i,m 에 대한 matrix inverse lemma 및 가정들을 이용하여 등식(18)으로부터 얻을 수 있다.
데이터 검출은 또한 최소 자승 기법에 기반하여 사용자 그룹(m)에 대하여 수행될 수 있고, 다음과 같다:
Figure 112009036003173-PCT00062
등식(20) 여기서,
Figure 112009036003173-PCT00063
는 반복(i)에서 사용자 그룹(m)에 대한 최소 자승 데이터 검출이다.
도 6은 등화, 검출 및 소거를 수행하는 스테이지(420y)의 일 실시예를 도시한다. 스테이지(420y)는 또한 도 4에서의 M개의 스테이지들(420a 내지 420M)의 각각에 대하여 이용될 수 있다. 다음의 설명에서, 스테이지(420y)는 스테이지(m)로 지칭되고 사용자 그룹(m)에 대한 프로세싱을 수행한다.
스테이지(m) 내에서, 합산기(610)는 입력 신호( y i,m-1 ) 및 재구성된 신호(
Figure 112009036003173-PCT00064
)를 수신하고, 상기 2개의 신호를 합산하며, 그리고 스테이지(m)에 대한 재구성된 신호( r i,m )를 제공한다. 블록(612)은 재구성된 신호( r i,m )에 대하여 등화를 수행하고, 그리고 사용자 그룹(m)에 대하여 등화된 신호(
Figure 112009036003173-PCT00065
)를 제공한다. 블록(614)은 등화된 신호에 대하여 데이터 검출을 수행하고, 사용자 그룹(m)에 대한 검출된 신호(
Figure 112009036003173-PCT00066
)를 제공한다. 블록(616)은 검출된 신호에 기반하여 사용자 그룹(m)에 대한 신호를 재구성하고, 사용자 그룹(m)에 대한 재구성된 신호(
Figure 112009036003173-PCT00067
)를 제 공한다. 합산기(618)는 재구성(reconstitute)된 신호로부터 재구성(reconstruct)된 신호를 감산하고, 스테이지(m)에 대한 출력 신호( y i ,m )를 제공한다.
등화는 선형 MMSE, 최소 자승, 또는 몇몇의 다른 등화 기법을 이용하여 수행될 수 있다. 등화 매트릭스는 선형 MMSE 기법에 기반하여 얻을 수 있고, 다음과 같다:
Figure 112009036003173-PCT00068
, 등식(21) 여기서,
Figure 112009036003173-PCT00069
는 반복(i)에서 사용자 그룹(m)에 대한 MMSE 등화 매트릭스이다. H m 은 사용자 그룹(m)에 대한 섹터(들)로부터 수신된 파일럿에 기반하여 추정될 수 있다.
Figure 112009036003173-PCT00070
는
Figure 112009036003173-PCT00071
의 함수이고, 상이한 반복들에 대해 상이할 수 있다.
등화 매트릭스는 또한 최소 자승 기법에 기반하여 얻을 수 있고, 다음과 같다:
Figure 112009036003173-PCT00072
, 등식(22) 여기서,
Figure 112009036003173-PCT00073
는 사용자 그룹(m)에 대한 최소 자승 등화 매트릭스이다.
등화는 다음처럼 사용자 그룹(m)에 대하여 수행될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00074
등식(23) 여기서, M m 은 사용자 그룹(m)에 대한 등화 매트릭스이고, V i,m 은 사용자 그룹(m)에 대한 전체 잡음 및 간섭의 매트릭스이며, 그리고
Figure 112009036003173-PCT00075
는 반복(i)에서 사용자 그룹(m)에 대한 등화된 신호이다. 등화 매트릭스( M i ,m )는 선형 MMSE 또는 최소 자승 기법을 이용하여 얻을 수 있다.
Figure 112009036003173-PCT00076
는 사용자 그룹(m)에 대한 데이터 신호( s m )의 추정치이다.
등식(23)은 다음과 같이 근사화될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00077
. 등식(24)
전체 잡음 및 간섭( V i,m )은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00078
. 등식(25)
데이터 검출은 선형 MMSE, 최소 자승, 또는 몇몇의 다른 데이터 검출 기법을 이용하여 등화된 신호에 대하여 수행될 수 있다. 데이터 검출은 선형 MMSE 기법에 기반하여 사용자 그룹(m)에 대하여 수행될 수 있고, 다음과 같다:
Figure 112009036003173-PCT00079
등식(26) 여기서, R vv ,i,m 은 전체 잡음 및 간섭( V i,m )에 대한 공분산 매트릭스이다. 이득 매트릭스( G m ) 및 공분산 매트릭스( R vv ,i,m )는 아래에서 설명되는 것처럼 결정될 수 있다.
전체 잡음 및 간섭 매트릭스( V i,m )는 백색(white)으로 근사화될 수 있다. 그러고 나서 데이터 검출은 다음과 같이 수행될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00080
등식(27) 여기서,
Figure 112009036003173-PCT00081
는 백색으로서 근사화되는 사용자 그룹(m)에 대한 MMSE 데이터 검출 필터이다.
Figure 112009036003173-PCT00082
는 대각 매트릭스이기 때문에, 역(inverse) 연산은 단순한 스칼라 연산이고, 등식(26)에서의 역 매트릭스는 회피될 수 있다.
데이터 검출은 또한 최소 자승 기법에 기반하여 사용자 그룹(m)에 대해 수행될 수 있고, 다음과 같다:
Figure 112009036003173-PCT00083
, 등식(28) 여기서,
Figure 112009036003173-PCT00084
는 사용자 그룹(m)에 대한 최소 자승 데이터 검출 필터이다.
도 5 및 6에서 도시된 실시예들에서, 재구성된 신호(
Figure 112009036003173-PCT00085
)는 메모리(430)에 저장되고, 다음 반복에서 합산기(510 또는 610)로 제공된다. 다른 실시예에서, 검출된 신호(
Figure 112009036003173-PCT00086
)는 메모리(430)에 저장되고, 다음 반복에서 재구성된 신호(
Figure 112009036003173-PCT00087
)를 생성하기 위해 이용된다. 검출된 신호(
Figure 112009036003173-PCT00088
)를 저장하는 것은 적은 메모리를 이용한다. 그러나 재구성된 신호(
Figure 112009036003173-PCT00089
)를 저장하는 것은
Figure 112009036003173-PCT00090
로부터
Figure 112009036003173-PCT00091
의 재생성을 회피한다.
주어진 섹터에 의해 전송된 순방향 링크 신호는 하나 이상의 신호 경로들을 통해 무선 장치에 도달할 수 있다. 이러한 신호 경로들은 시선(line-of-sight) 경로 및/또는 반사된 경로들을 포함할 수 있고, 상기 반사된 경로들은 환경에서 전파(radio wave)들의 반사들에 의해 생성된다. 다중 경로 효과는 ISI를 유발하고, ISI는 수신된 신호에서 데이터 심벌이 시간에 걸쳐 흐려(smear)지고, 수신된 신호에서 하나 이상의 다른 심벌들로의 왜곡으로서 동작하는 현상이다.
이전, 현재, 그리고 다음 심벌 주기들에 대한 데이터는 ISI를 캡쳐 (capture)하고 제거하기 위해 동시에 처리될 수 있다. 수신된 신호는 그러고 나서 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00092
, 등식(29) 여기서 d p , d c 및 d n 은 3개의 심벌 주기들에 대한 데이터 벡터들이고, 그리고 T p, T c 및 T n은 3개의 심벌 주기들에 대한 시스템 매트릭스들이다.
데이터 벡터( d c )는 현재의 심벌 주기("c")에 대한 모든 K개의 섹터들에 대한 데이터 심벌들을 포함한다. 시스템 매트릭스( T c)는 현재의 심벌 주기에 대한 모든 K개의 주기들에서의 모든 사용자들을 커버링한다. 유사하게, d p 및 T p는 이전의 심벌 주기("p")에 대한 모든 사용자들을 커버링하고, d n 및 T n은 다음의 심벌 주기("n")에 대한 모든 사용자들을 커버링한다.
등식(29)은 시스템 매트릭스의 열 공간에서의 3개의 폴드(fold)의 증가 및 대응하는 계산 복잡도 증가가 이전, 현재, 그리고 다음 심벌 주기들을 동시에 고려하는 것으로부터 초래될 것임을 나타낸다.
일 실시예에서, 이는 인과 소거로 지칭되고, 이전의 심벌 주기에 대한 검출된 심벌들은 반복적인 프로세싱 이전에 수신된 신호로부터 감산된다. 이러한 실시예는 이전의 심벌로 인한 ISI에 대해 설명하는 동시에 계산의 증가를 완화한다. 심벌 주기(t)에 대한 검출된 심벌들은 다음의 심벌 주기(t+1)에서 저장될 수 있고 이용될 수 있다. 심벌 주기(t+1)에서, 이전의 심벌 주기(t)에 대한 저장된 검출된 심벌들은 입력 신호로부터 감산될 수 있고, 다음과 같다:
Figure 112009036003173-PCT00093
, 등식(30) 여기서,
Figure 112009036003173-PCT00094
는 이전의 심벌 주기에 대한 모든 사용자들에 대한 검출된 심벌들의 벡터이고, 그리고 y c 은 인과 소거를 이용한 수신된 신호이다.
다른 실시예에서, 이는 인과 및 비-인과 소거로 지칭되고, 이전, 현재, 그리고 다음 심벌 주기들에 대한 검출된 심벌들은 반복적인 프로세싱에 앞서 수신된 신호로부터 감산된다. 프로세싱의 하나의 라운드(round)가 관심 있는 모든 심벌 주기들에 대하여 검출된 심벌들을 획득하기 위해 예를 들어, 인과 소거를 이용한 수신된 신호( y c )에 대하여 수행될 수 있다. 인과 및 비-인과 소거를 이용한 수신된 신호가 다음과 같이 획득될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00095
, 등식(31) 여기서
Figure 112009036003173-PCT00096
는 이전 심벌 주기에 대하여 모든 사용자들에 대한 검출된 심벌들의 벡터이고, 그리고 y cn 는 인과 및 비-인과 소거를 이용한 수신된 신호이다.
프로세싱의 두 번째 라운드에서, 현재의 심벌 주기에 대하여, 이전의 심벌 주기에 대하여 이번 라운드에서 획득된 검출된 심벌들(
Figure 112009036003173-PCT00097
) 및 현재 그리고 다음의 심벌 주기에 대하여 제 1 라운드에서 획득된 검출된 심벌들(
Figure 112009036003173-PCT00098
및
Figure 112009036003173-PCT00099
)이 y n 을 획득하기 위해 수신된 신호로부터 감산된다. 반복적인 프로세싱은 그러고 나서 현재의 심벌 주기에 대한 검출된 심벌들(
Figure 112009036003173-PCT00100
)을 획득하기 위해 y cn 에 대하여 수행된다.
Figure 112009036003173-PCT00101
는 다음의 심벌 주기에서 수신된 신호로부터 감산된다.
도 7은 인과 및 비-인과 소거를 이용한 반복적인 검출 및 소거에 대한 프로세서(260b)의 블록 다이어그램을 도시하고, 이는 도 2의 프로세서(260)의 다른 실시예이다. 제 1 라운드에 대해, 블록(702)은 예를 들어 등식 (30)에서 나타난 것처럼 메모리(730)로부터 재구성된 신호(
Figure 112009036003173-PCT00102
)에 기반하여 수신된 신호( y )에 대하여 인과 소거를 수행하고, 인과 소거를 이용하는 수신된 신호( y c )를 제공한다. 제 2 라운드에 대해, 블록(704)은 예를 들어 등식 (31)에서 나타난 것처럼 메모리(730)로부터의 재구성된 신호들(
Figure 112009036003173-PCT00103
및
Figure 112009036003173-PCT00104
)에 기반하여 수신된 신 호에 대하여 인과 및 비-인과 소거를 수행하고, 인과 및 비-인과 소거를 이용한 수신된 신호( y cn )를 제공한다.
멀티플렉서(710)는 하나의 입력으로 블록(702)으로부터 수신된 신호( y c )를, 다른 입력으로 블록(704)으로부터 수신된 신호( y cn )를, 그리고 세 번째 입력으로 마지막 스테이지(720M)로부터의 출력 신호( y i,M )를 제공받는다. 멀티플렉서(710)는 제 1 라운드의 제 1 반복에 대해 수신된 신호( y c ), 제 2 라운드의 제 1 반복에 대해 수신된 신호( y cn ), 그리고 각각의 연속하는 반복에 대해 출력 신호( y i,M )를 제공한다. 프로세싱 스테이지들(720a 내지 720M)은 위에서 설명한 것처럼 멀티플렉서(710)로부터의 신호를 처리한다. 예를 들어, 각각의 프로세싱 스테이지(720)는 도 5 또는 6에서 도시된 것처럼 구현될 수 있다. 메모리(730)는 검출된 신호 및/또는 재구성된 신호를 저장하고, 블록(702), 블록(704), 그리고 스테이지들(720)로 적절히 이러한 신호들을 제공한다.
각각의 반복에서, M개의 사용자 그룹들은 가장 강한 사용자 그룹에서 가장 약한 사용자 그룹으로 순차적으로 처리될 수 있다. 더 강한 사용자 그룹들 (만약 있다면)로부터의 신호들이 소거되었기 때문에 이것은 각각의 사용자 그룹에 대한 검출 성능을 개선할 수 있다. 사용자 그룹들은 또한 다른 순서들로 처리될 수 있다. 일반적으로, 더 앞서 처리된 사용자 그룹들로부터의 간섭 신호들이 제거되었기 때문에, 사용자 그룹들의 순차적인 프로세싱은 각각의 처리된 사용자 그룹에 대 해 점진적으로 개선되는 신호 품질을 가져올 수 있다.
무선 장치는 단일 섹터로부터 신호를 복원(recover)하도록 요구할 수 있다. 일 실시예에서, 요구되는 신호를 포함하는 사용자 그룹은 다른 사용자 그룹들로부터의 신호들을 소거한 후에 마지막 스테이지에서 처리된다. 다른 실시예에서, M개의 사용자 그룹들은 위에서 설명한 것처럼 가장 강한 것부터 가장 약한 것 순으로 처리된다. 만약 요구되는 사용자 그룹이 처리되는 마지막 사용자 그룹이 아니라면, 그 후 요구되는 사용자 그룹에 대한 재구성된 신호는 요구되는 사용자 그룹에 대한 재구성된 신호를 획득하기 위해 마지막 스테이지로부터 다시 출력 신호로 부가될 수 있다. 재구성된 신호는 그러고 나서 요구되는 신호를 검출하기 위해 처리될 수 있다.
무선 장치는 예를 들어 소프트 핸드오프를 위해 복수의 섹터들로부터의 신호들을 복원하도록 요구할 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 섹터들로부터 요구되는 신호들을 포함하는 사용자 그룹들은 다른 사용자 그룹들로부터의 신호들을 소거한 후에 마지막 몇 개의 스테이지에서 처리된다. 다른 실시예에서, M개의 사용자 그룹들은 위에서 설명한 것처럼 가장 강한 것부터 가장 약한 것 순으로 처리된다. 각각의 요구되는 사용자 그룹에 대하여, 상기 사용자 그룹에 대한 재구성된 신호는 마지막 스테이지로부터 출력 신호로 다시 부가될 수 있고, 재구성된 신호는 상기 사용자 그룹으로부터 신호를 복원하기 위해 처리될 수 있다.
M개의 사용자 그룹들의 연속하는 프로세싱은, 한 번에 하나의 사용자 그룹씩, 특정한 이점들을 가질 수 있다. 첫째로, 하나의 사용자 그룹에 대한 벡터들 및 매트릭스들의 크기가 풀(full) 다중-사용자 검출(MUD)에서 모든 사용자들에 대한 벡터들 및 매트릭스들의 크기보다 훨씬 작을 수 있다. 둘째로, M개의 사용자 그룹들의 연속하는 프로세싱은 각각의 순차적으로 처리된 사용자 그룹에 대해 점진적으로 개선되는 신호 품질을 가져올 수 있다. M개의 사용자 그룹들의 반복적인 프로세싱은 추가적으로 검출 성능을 개선한다.
등식 (19)에서, 반복(i)에서 사용자 그룹(m)에 대한 전체 잡음 및 간섭의 분산,
Figure 112009036003173-PCT00105
은 다음과 같이 추정될 수 있다. 무선 장치에서의 전체 수신된 전력, P total_rx 은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00106
, 등식(32) 여기서 h k ,i 는 섹터(k)의 신호 경로(i)에 대한 채널 이득이다. 각각의 섹터는 무선 환경에 의존하여 무선 장치에서의 신호 경로들의 임의의 개수와 관련될 수 있다.
제 1 반복에서 각각의 스테이지(m)에 대하여, 이전의 스테이지에 의해 처리된 사용자 그룹들의 전력들이 제거되었고(완벽하지 않음에도 불구하고), 스테이지(m)에 의해 처리된 사용자 그룹의 전력은 잡음 전력의 부분이 아니다. 전체 수신된 전력은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00107
, 등식(33) 여기서,
Figure 112009036003173-PCT00108
,
Figure 112009036003173-PCT00109
, 및
Figure 112009036003173-PCT00110
는 이전, 현재, 그리고 나중의 스테이지들에 의해 각각 처리되는 사용자 그룹들의 전력들이다.
Figure 112009036003173-PCT00111
는 또한 처리되지 않은 그룹들의 전력들을 포함할 수 있다. 전력들은 제 1 반복 및 각각의 순차적인 반복 간의 차이일 수 있다.
이상적으로, 이전의 스테이지들의 전력들이 제거되었기 때문에
Figure 112009036003173-PCT00112
이다.
Figure 112009036003173-PCT00113
는 그 후 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00114
, 등식(34) 여기서 K m 및 N m 은 이어지는 스테이지들에 의해 처리되는 모든 사용자 그룹들이다.
각각의 순차적인 반복에 대하여,
Figure 112009036003173-PCT00115
은 이전의 반복(i-1)으로부터의 사용자 그룹들(m+1 내지 M)에 대한 나머지 에러들( e i -1,j )뿐만 아니라 현재 반복(i)으로부터 사용자 그룹들(1 내지 m-1)에 대한 나머지 에러들( e i,j )에 의해 결정된다.
등식 (34)에서의 온도 잡음(
Figure 112009036003173-PCT00116
)은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00117
. 등식(35)
등식(26) 및 (27)에서, 공분산 매트릭스( R vv ,i,m )는 다음과 같이 추정될 수 있다. 등식 (23)은 다음과 같이 다시 쓰일 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00118
, 등식(36) 여기서
Figure 112009036003173-PCT00119
.
Figure 112009036003173-PCT00120
,
Figure 112009036003173-PCT00121
, 및
Figure 112009036003173-PCT00122
의 공분산들은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00123
. 등식 (37)
Figure 112009036003173-PCT00124
의 공분산은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00125
, 등식 (38) R ss,i,m 은
Figure 112009036003173-PCT00126
의 외적(outer product)을 계산하고 복수의 심벌 주기들을 평균함으로써 추정될 수 있다.
B i ,m 의 공분산은 다음과 같이 추정될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00127
. 등식 (39)
Figure 112009036003173-PCT00128
,
Figure 112009036003173-PCT00129
및
Figure 112009036003173-PCT00130
는 R bb ,i,m 을 얻기위해 추정되고 이용될 수 있다.
V i,m 의 공분산은 그 후 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00131
. 등식 (40)
각각의 섹터에서 각각의 사용자(또는 코드 채널)의 이득은 각각의 사용자 그룹에 대한 이득 매트릭스( G m )를 형성하기 위해 추정되고 이용될 수 있다. 이득들을 추정하기 위해, 수신된 신호( y )가 다음과 같이 처리될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00132
등식 (41) 여기서
Figure 112009036003173-PCT00133
, v k 는 섹터(k)에 대한 잡음 및 간섭의 벡터이고, 그리고 q k 는 섹터(k)에 대한 디커버링(decover)된 심벌들의 벡터이다.
q k 의 구성 요소들은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00134
, 등식 (42) 여기서 q k ,n 은 q k 의 n-번째 구성요소, α k,n 은 및 g k,n 은 각각 Ω k 및 G k 의 n-번째 대각 구성요소들이고, 그리고
Figure 112009036003173-PCT00135
는 v k 의 분산이다. 등식 (42)에서의 제곱 연산 및 기대값 연산은 d k 에서 데이터 심벌들을 제거하고, 이는 상호 관련되지 않은 것으로 가정된다.
잡음 및 간섭 분산(
Figure 112009036003173-PCT00136
)은 연속적인 심벌 주기들에 대한 파일럿 채널에 대하여 q k ,pilot 의 차를 취하고, 상기 차의 제곱한 크기를 계산하며, 그리고
Figure 112009036003173-PCT00137
의 추정치를 획득하기 위해 상기 제곱한 크기를 필터링함으로써 추정될 수 있다. 그러고 나서 추정된
Figure 112009036003173-PCT00138
는
Figure 112009036003173-PCT00139
의 추정치를 획득하기 위해
Figure 112009036003173-PCT00140
로부터 감산될 수 있고, 다음과 같다:
Figure 112009036003173-PCT00141
, 등식 (43) 여기서, G k ,n 은 코드 채널(n)의 스케일링된 전력 이득이다.
그러고 나서 코드 채널들에 대한 스케일링된 이득들은 다음과 같이 얻을 수 있다:
Figure 112009036003173-PCT00142
, 등식(44) 여기서, g k,pilot 및 G k ,pilot 은 각각 섹터(k)에 대한 파일럿 채널의 이득 및 전력 이득이다.
등식 (44)에서, 코드 채널들의 이득들은 파일럿 채널의 이득(g k,pilot )에 대하여 주어진다. 채널 응답 매트릭스( H k )가 또한 파일럿에 기반하여 얻어지고, 등식(44)으로부터 스케일링된 이득들에 의해 소거될 파일럿 채널의 이득(g k,pilot )을 포함하기 때문에, 이것은 바람직한 형식이다.
등식들 (43) 내지 (44)에서 나타난 프로세싱은 각각의 섹터에 대하여 수행될 수 있다. 각각의 사용자 그룹에 대한 이득 매트릭스( G m )는 상기 그룹에서 사용자들에 대하여 추정되는 이득들에 기반하여 형성될 수 있다.
도 8은 코드 채널 이득 추정 유닛(800)의 블록 다이어그램이다. 도 8은 하나의 섹터(k)에 대한 N개의 코드 채널들의 이득들을 추정하기 위한 프로세싱을 도시한다. 이득 추정 유닛(800) 내에서, 유닛(810)은 채널 매칭된 필터링을 수행하고, 섹터(k)에 대한 H k 내에서 복소수 컨쥬게이트된 채널 이득들로 y 에서 수신된 샘플들을 멀티플라이한다. 멀티플라이어(812)는 섹터(k)에 대하여 복소수 컨쥬게이 트된 PN 칩들로 유닛(810)의 출력을 멀티플라이하고, 역확산 샘플들을 제공한다. 유닛(814)은 각각의 심벌 주기에 대하여 N개의 역확산 샘플들에 대하여 N-포인트 FHT(fast Hadamard transform)을 수행하고, q k 의 N개의 구성요소들인 N개의 코드 채널들에 대하여 N개의 디커버링된 심벌들을 제공한다. 유닛(814)은 모든 N개의 코드 채널들에 대한 왈시 디커버링을 효율적으로 수행한다.
유닛(820a)은 각각의 코드 채널에 대하여 디커버링된 심벌의 제곱한 크기를 계산한다. 필터(822a)는 각각의 코드 채널에 대한 유닛(820a)의 출력을 필터링한다. 필터(822a)의 출력은 등식 (42)에서 기대값(expected value)의 추정치이다.
잡음 및 간섭 분산은 파일럿 채널에 대한 디커버링된 심벌들에 기반하여 추정된다. 유닛(816)은 파일럿 채널에 대한 각각의 디커버링된 심벌에 대하여 하나의 지연 심벌 주기를 제공한다. 합산기(818)는 현재의 디커버링된 심벌로부터 지연된 디커버링된 심벌을 감산되고, 그 차를 제공한다. 파일럿 심벌은 일정하기 때문에, 상기 차를 취하는 것은 심벌 주기에서 심벌 주기로 랜덤한 것으로 가정되는 잡음 및 간섭을 캡쳐하는 동시에 파일럿 변조를 제거한다. 유닛(820b)은 합산기(818)로부터 상기 차의 제곱한 크기를 계산하고, 추가적으로 합산기(818)에 의한 차 연산을 설명하기 위해 2로 그 결과를 나눈다. 필터(822b)는 유닛(820b)의 출력을 필터링하고, 추정된 잡음 및 간섭 분산(
Figure 112009036003173-PCT00143
)을 제공한다.
유닛(824)은 필터(822a)의 출력으로부터 잡음 및 간섭 분산을 감산하고, 각각의 코드 채널에 대한 스케일링된 전력 이득(G k ,n )을 제공한다. 유닛(826)은 파일 럿 채널에 대한 스케일링된 전력 이득(G k ,pilot )에 기반하여 스케일링 팩터(1/G k,pilot )를 결정한다. 멀티플라이어(828)는 스케일링 팩터로 각각의 코드 채널에 대한 스케일링된 전력 이득을 멀티플라이하고, 각각의 코드 채널에 대하여 G k,n /G k,pilot 을 제공한다. 유닛(830)은 각각의 코드 채널에 대하여 G k,n /G k,pilot 의 제곱근을 계산하고, 상기 코드 채널에 대한 스케일링된 이득(g k,n /g k,pilot )을 제공한다.
각각의 코드 채널에 대한 수신된 전력은 상기 코드 채널에 대한 스케일링된 이득(g k,n ) 및 섹터(k)에 대한 수신된 전력에 기반하여 결정될 수 있고, 다음과 같다:
Figure 112009036003173-PCT00144
, 등식 (45) 여기서, P k ,pilot 은 섹터(k)에 대한 수신된 파일럿 전력이고, 그리고 P k,n 는 섹터(k)의 코드 채널(n)에 대한 수신된 전력이다.
도 9는 반복적인 검출 및 소거를 수행하기 위한 프로세스(900)의 일 실시예를 도시한다. 코드 채널들의 복수의 그룹들은 적어도 하나의 섹터에 대한 복수의 코드 채널들에 대하여 형성된다(블록 (910)). 각각의 그룹은 하나의 섹터에 대한 모든 코드 채널들(섹터-기반 프로세싱을 위해), 하나의 섹터에 대한 모든 코드 채널들의 서브셋(로컬 프로세싱을 위해), 또는 복수의 섹터들에 대한 복수의 코드 채널들(글로벌 프로세싱을 위해)을 포함할 수 있다. 프로세싱은 복수의 반복들에서 코드 채널들의 복수의 그룹들에 대하여 수행된다(블록 (920)). 각각의 반복에 대하여, 데이터 검출 및 신호 소거는 예를 들어 가장 강한 수신 전력들을 갖는 제 1 그룹으로 시작하고 가장 약한 수신 전력들을 갖는 마지막 그룹으로 종료하는 시퀀셜 순서로 복수의 스테이지들에서 코드 채널들의 복수의 그룹들에 대하여 수행된다(블록 (930)).
도 10은 하나의 반복에서 하나의 스테이지에 의해 수행되는 검출 및 소거 프로세스(1000)의 일 실시예를 도시한다. 프로세스(1000)는 도 9에서의 블록(930)에 대해 이용될 수 있다. 데이터 검출은 스테이지에 의해 처리되는 코드 채널들의 그룹에 대한 검출된 신호를 획득하기 위해 수행된다(블록 (1012)). 코드 채널들의 그룹에 대한 신호는 검출된 신호에 기반하여 재구성된다(블록(1014)). 재구성된 신호는 스테이지에 대한 출력 신호를 획득하기 위해 소거된다(블록(1016)).
블록(1012)에서 데이터 검출에 대하여, 시스템 매트릭스는 코드 채널들의 그룹에 대하여 결정될 수 있다. 코드 채널들의 그룹에 대한 잡음 및 간섭의 분산이 또한, 추정될 수 있다. 코드 채널들의 그룹에 대한 데이터 검출 필터는, 그 후 예를 들어 각각 등식 (19) 또는 (20)에서 나타난 선형 MMSE 또는 최소 자승 기법에 따라, 시스템 매트릭스 및 가능한 경우 잡음 및 간섭의 분산에 기반하여 얻어질 수 있다. 데이터 검출은 그 후 예를 들어 등식 (19) 또는 (20)에서 나타난 것처럼 코드 채널들의 그룹에 대한 검출된 신호를 획득하기 위해 데이터 검출 필터로 수행된다.
도 11은 하나의 반복에서의 하나의 스테이지에 의해 수행되는 등화, 검출 및 소거 프로세스(1100)의 일 실시예를 도시한다. 프로세스(1100)는 또한 도 9에서의 블록(930)에 대하여 이용될 수 있다. 등화는 스테이지에 의해 수행되는 코드 채널들의 그룹에 대한 등화된 신호를 획득하기 위해 수행된다(블록(1110)). 데이터 검출은 그 후 코드 채널들의 그룹에 대한 검출된 신호를 획득하기 위해 등화된 신호에 대하여 수행된다(블록(1112)). 코드 채널들의 그룹에 대한 신호는 검출된 신호에 기반하여 재구성된다(블록(1114)). 재구성된 신호는 스테이지에 대한 출력 신호를 획득하기 위해 소거된다(블록(1116)).
블록(1110)에서의 등화에 대하여, 등화기 매트릭스는 예를 들어 각각 등식 (21) 또는 (22)에서 나타난 것처럼 선형 MMSE 또는 최소 자승 기법들에 따라, 코드 채널들의 그룹에 대하여 얻어질 수 있다. 등화는 그 후 등화된 신호를 획득하기 위해 등화기 매트릭스를 이용하여 수행된다.
블록(1112)에서의 데이터 검출에 대하여, 이득 매트릭스는 코드 채널들의 그룹에 대하여 추정될 수 있다. 코드 채널들의 그룹에 대한 잡음 및 간섭의 공분산은 또한, 추정될 수 있다. 코드 채널들의 그룹에 대한 데이터 검출 필터는, 그 후 예를 들어 각각 등식 (27) 또는 (28)에 나타난 것처럼 선형 MMSE 또는 최소 자승 기법에 따라, 이득 매트릭스 및 가능한 경우 잡음 및 간섭의 공분산에 기반하여 얻어질 수 있다. 데이터 검출은 그 후 예를 들어, 등식 (27) 또는 (28)에서 나타난 것처럼 코드 채널들의 그룹에 대한 검출된 신호를 획득하기 위해 데이터 검출 필터를 이용하여 수행된다.
도 10에서의 프로세스(1000) 및 도 11에서의 프로세스(1100)에 대하여, 제 1 반복 이후에 각각의 순차적인 반복에 대하여, 코드 채널들의 그룹에 대한 이전의 반복에서 획득된 재구성(reconstruct)된 신호는, 재구성(reconstitute)된 신호를 획득하기 위해 스테이지에 대한 입력 신호에 다시 부가될 수 있다. 데이터 검출 및 신호 소거는 그 후 재구성(reconstitute)된 신호에 기반하여 코드 채널들의 그룹에 대하여 수행될 수 있다.
다시 도 9에서, 인과 소거에 대하여, 이전의 심벌 주기에 대한 신호는 수신된 신호로부터 제거될 수 있다. 그 후 블록들(920, 930)에서의 프로세싱은 이전의 심벌 주기에 대한 신호를 제거한 후에 수행될 수 있다. 인과 및 비-인과 소거에 대하여, 이전의 심벌 주기에 대한 신호 및 다음의 심벌 주기에 대한 신호는 수신된 신호로부터 제거될 수 있다. 그 후 블록들(920, 930)에서의 프로세싱은 이전 그리고 다음의 심벌 주기들에 대한 신호들을 제거한 후에 수행될 수 있다.
여기서 설명한 기술들은 다양한 수단들에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 이러한 기술들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 대하여, 여기서 설명한 프로세싱을 수행하기 위해 사용되는 프로세싱 유닛들은 하나 이상의 애플리케이션 특정 집적 회로(ASIC)들, 디지털 신호 프로세서(DSP)들, 디지털 신호 프로세싱 장치(DSPD)들, 프로그래머블 로직 장치(PLD)들, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA)들, 프로세서들, 제어기들, 마이크로-제어기들, 마이크로프로세서들, 전자 장치들, 여기서 설명한 기능들을 수행하기 위해 설계된 다른 전자 유닛들, 또는 이들의 임의의 조합 내에서 구현될 수 있다.
펌웨어 및/또는 소프트웨어 구현에 대하여, 기술들은 여기서 설명된 기능들을 수행하는 모듈들(예를 들어, 절차들, 기능들 등)을 이용하여 구현될 수 있다. 펌웨어 및/또는 소프트웨어 코드들은 메모리(예를 들어, 도 2에서의 메모리(292))에 저장될 수 있고, 프로세서(예를 들어, 프로세서(290))에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내에서 또는 프로세서의 외부에서 구현될 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 이전의 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (30)

  1. 장치로서,
    복수의 반복(iteration)들에서 코드 채널들의 복수의 그룹들에 대한 프로세싱을 수행하고, 그리고 각각의 반복에 대해, 복수의 스테이지들에서 코드 채널들의 상기 복수의 그룹들에 대한 데이터 검출 및 신호 소거를 수행하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    각각의 반복의 각각의 스테이지에서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 코드 채널들의 그룹에 대한 검출된 신호를 획득하기 위해 데이터 검출을 수행하고, 상기 검출된 신호에 기반하여 코드 채널들의 상기 그룹에 대한 신호를 재구성(reconstruct)하며, 그리고 상기 스테이지에 대한 출력 신호를 획득하기 위해 상기 재구성된 신호를 소거하도록 구성되는, 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 코드 채널들의 상기 그룹에 대한 시스템 매트릭스를 결정하고, 상기 시스템 매트릭스에 기반하여 코드 채널들의 상기 그룹에 대한 데이터 검출 필터를 획득하며(derive), 그리고 코드 채널들의 상기 그룹에 대한 상기 검출된 신호를 획득하기 위해 상기 데이터 검출 필터를 이용하여 데이터 검출을 수행하도록 구성되는, 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 코드 채널들의 상기 그룹에 대한 잡음 및 간섭의 분산(variance)을 추정하고, 그리고 상기 잡음 및 간섭의 분산에 추가적으로 기반하여 상기 데이터 검출 필터를 획득하도록 구성되는, 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 선형 MMSE(minimum mean square error) 또는 최소 자승(least squares) 기법에 따라 상기 데이터 검출 필터를 획득하도록 구성되는, 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    각각의 반복의 각각의 스테이지에 대하여,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 코드 채널들의 그룹에 대한 등화된 신호를 획득하기 위해 등화(equalization)를 수행하고, 코드 채널들의 상기 그룹에 대한 검출된 신호를 획득하기 위해 상기 등화된 신호에 대하여 데이터 검출을 수행하며, 상기 검출된 신호에 기반하여 코드 채널들의 상기 그룹에 대한 신호를 재구성하고, 그리고 상기 스테이지에 대한 출력 신호를 획득하기 위해 상기 재구성된 신호를 소거하도록 구성되는, 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 코드 채널들의 상기 그룹에 대한 등화기 매트릭스를 획득하고, 그리고 상기 등화된 신호를 획득하기 위해 상기 등화기 매트릭스를 이용하여 등화를 수행하도록 구성되는, 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 선형 MMSE 또는 최소 자승 기법에 따라 상기 등화기 매트릭스를 획득하도록 구성되는, 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 코드 채널들의 상기 그룹에 대한 이득 매트릭스를 추정하고, 상기 이득 매트릭스에 기반하여 코드 채널들의 상기 그룹에 대한 데이터 검출 필터를 획득하고, 그리고 코드 채널들의 상기 그룹에 대한 상기 검출된 신호를 획득하기 위해 상기 데이터 검출 필터를 이용하여 상기 등화된 신호에 대하여 데이터 검출을 수행하도록 구성되는, 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 코드 채널들의 상기 그룹에 대한 잡음 및 간섭의 공분산(covariance)을 추정하고, 그리고 상기 잡음 및 간섭의 공분산에 추 가적으로 기반하여 상기 데이터 검출 필터를 얻도록 구성되는, 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    첫 번째 반복 후에 각각의 반복의 각각의 스테이지에 대하여,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 제 2 신호를 획득하기 위해 입력 신호에 코드 채널들의 그룹에 대한 이전의 반복에서 획득된 제 1 신호를 부가하고, 그리고 상기 제 2 신호에 기반하여 코드 채널들의 상기 그룹에 대한 데이터 검출 및 신호 소거를 수행하도록 구성되는, 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 이전 심벌 주기에 대한 신호를 제거하고, 그리고 상기 이전 심벌 주기에 대한 상기 신호를 제거한 후에 복수의 반복들에서 코드 채널들의 상기 복수의 그룹들에 대하여 프로세싱을 수행하도록 구성되는, 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 이전 심벌 주기에 대한 신호 및 다음 심벌 주기에 대한 신호를 제거하고, 그리고 상기 이전 및 다음 심벌 주기들에 대한 상기 신호들을 제거한 후에 복수의 반복들에서 코드 채널들의 상기 복수의 그룹들에 대하여 프로세싱을 수행하도록 구성되는, 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    코드 채널들의 상기 복수의 그룹들의 각각에 대하여,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 그룹에서 상기 코드 채널들에 대한 디커버링(decover)된 심벌들을 획득하고, 상기 그룹에서 각각의 코드 채널에 대한 상기 디커버링된 심벌들의 평균된 제곱 크기를 결정하며, 그리고 상기 코드 채널에 대한 상기 디커버링된 심벌들의 상기 평균된 제곱 크기에 기반하여 상기 그룹에서 각각의 코드 채널에 대한 이득을 결정하도록 구성되는, 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    코드 채널들의 상기 복수의 그룹들의 각각에 대하여,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 파일럿 채널에 대한 디커버링된 심벌들에 기반하여 잡음 및 간섭의 분산을 추정하고, 그리고 상기 잡음 및 간섭의 상기 분산에 추가적으로 기반하여 각각의 코드 채널에 대한 상기 이득을 결정하도록 구성되는, 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 적어도 하나의 섹터에 대한 복수의 코드 채널들의 수신된 전력들을 결정하고, 그리고 상기 수신된 전력들에 기반하여 코드 채널들의 상기 복수의 그룹들을 형성하도록 구성되는, 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 가장 강한 수신 전력들을 갖는 제 1 그룹으로 시작하고 가장 약한 수신 전력들을 갖는 마지막 그룹으로 종료되는 각각의 반복에 대한 시퀀스 순서로, 코드 채널들의 상기 복수의 그룹들에 대한 데이터 검출 및 신호 소거를 수행하도록 구성되는, 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    각각의 그룹은 하나의 섹터에 대한 모든 코드 채널들을 포함하는, 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    각각의 그룹은 하나의 섹터에 대한 모든 코드 채널들의 서브셋을 포함하는, 장치.
  20. 제1항에 있어서,
    각각의 그룹은 복수의 섹터들에 대한 복수의 코드 채널들을 포함하는, 장치.
  21. 방법으로서,
    복수의 반복들에서 코드 채널들의 복수의 그룹들에 대한 프로세싱을 수행하는 단계; 및
    각각의 반복에 대한 복수의 스테이지들에서 코드 채널들의 상기 복수의 그룹들에 대한 데이터 검출 및 신호 소거를 수행하는 단계를 포함하는 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 데이터 검출 및 신호 소거를 수행하는 단계는, 각각의 반복의 각각의 스테이지에 대하여,
    코드 채널들의 그룹에 대한 검출된 신호를 획득하기 위해 데이터 검출을 수행하는 단계;
    상기 검출된 신호에 기반하여 코드 채널들의 상기 그룹에 대한 신호를 재구성하는 단계; 및
    상기 스테이지에 대한 출력 신호를 획득하기 위해 상기 재구성된 신호를 소거하는 단계를 포함하는, 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 데이터 검출 및 신호 소거를 수행하는 단계는, 각각의 반복의 각각의 스테이지에 대하여,
    코드 채널들의 그룹에 대한 등화된 신호를 획득하기 위해 등화를 수행하는 단계;
    코드 채널들의 상기 그룹에 대한 검출된 신호를 획득하기 위해 상기 등화된 신호에 대하여 데이터 검출을 수행하는 단계;
    상기 검출된 신호에 기반하여 코드 채널들의 상기 그룹에 대한 신호를 재구성하는 단계; 및
    상기 스테이지에 대한 출력 신호를 획득하기 위해 상기 재구성된 신호를 소거하는 단계를 포함하는, 방법.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 데이터 검출 및 신호 소거를 수행하는 단계는, 첫 번째 반복 이후에 각각의 반복의 각각의 스테이지에 대하여,
    제 2 신호를 획득하기 위해 입력 신호에 코드 채널들의 그룹에 대한 이전 반복에서 획득된 제 1 신호를 부가하는 단계; 및
    상기 제 2 신호에 기반하여 코드 채널들의 상기 그룹에 대한 데이터 검출 및 신호 소거를 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
  25. 제21항에 있어서,
    적어도 하나의 섹터에 대한 복수의 코드 채널들의 수신된 전력들을 결정하는 단계; 및
    상기 수신된 전력들에 기반하여 코드 채널들의 상기 복수의 그룹들을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 데이터 검출 및 신호 소거를 수행하는 단계는, 가장 강한 수신된 전력들을 갖는 제 1 그룹으로 시작하고 가장 약한 수신된 전력들을 갖는 마지막 그룹으 로 종료하는 각각의 반복에 대한 시퀀스 순서로, 코드 채널들의 상기 복수의 그룹들에 대한 데이터 검출 및 신호 소거를 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
  26. 장치로서,
    복수의 반복들에서 코드 채널들의 복수의 그룹들에 대한 프로세싱을 수행하기 위한 수단; 및
    각각의 반복에 대한 복수의 스테이지들에서 코드 채널들의 상기 복수의 그룹들에 대한 데이터 검출 및 신호 소거를 수행하기 위한 수단을 포함하는, 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 데이터 검출 및 신호 소거를 수행하기 위한 수단은, 각각의 반복의 각각의 스테이지에 대하여,
    코드 채널들의 그룹에 대한 검출된 신호를 획득하기 위해 데이터 검출을 수행하기 위한 수단;
    상기 검출된 신호에 기반하여 코드 채널들의 상기 그룹에 대한 신호를 재구성하기 위한 수단; 및
    상기 스테이지에 대한 출력 신호를 획득하기 위해 상기 재구성된 신호를 소거하기 위한 수단을 포함하는, 장치.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 데이터 검출 및 신호 소거를 수행하기 위한 수단은, 각각의 반복의 각각의 스테이지에 대하여,
    코드 채널들의 그룹에 대한 등화된 신호를 획득하기 위해 등화를 수행하기 위한 수단;
    코드 채널들의 상기 그룹에 대한 검출된 신호를 획득하기 위해 상기 등화된 신호에 대하여 데이터 검출을 수행하기 위한 수단;
    상기 검출된 신호에 기반하여 코드 채널들의 상기 그룹에 대한 신호를 재구성하기 위한 수단; 및
    상기 스테이지에 대한 출력 신호를 획득하기 위해 상기 재구성된 신호를 소거하기 위한 수단을 포함하는, 장치.
  29. 제26항에 있어서,
    상기 데이터 검출 및 신호 소거를 수행하기 위한 수단은, 첫 번째 반복 이후에 각각의 반복의 각각의 스테이지에 대하여,
    제 2 신호를 획득하기 위해 입력 신호에 코드 채널들의 그룹에 대하여 이전 반복에서 획득된 제 1 신호를 부가하기 위한 수단; 및
    상기 제 2 신호에 기반하여 코드 채널들의 상기 그룹에 대하여 데이터 검출 및 신호 소거를 수행하기 위한 수단을 포함하는, 장치.
  30. 제26항에 있어서,
    적어도 하나의 섹터에 대하여 복수의 코드 채널들의 수신된 전력들을 결정하기 위한 수단; 및
    상기 수신된 전력들에 기반하여 코드 채널들의 상기 복수의 그룹들을 형성하기 위한 수단을 더 포함하고,
    상기 데이터 검출 및 신호 소거를 수행하기 위한 수단은, 가장 강한 수신된 전력들을 갖는 제 1 그룹으로 시작하고 가장 약한 수신된 전력들을 갖는 마지막 그룹으로 종료되는 각각의 반복에 대한 시퀀스 순서로, 코드 채널들의 상기 복수의 그룹들에 대한 데이터 검출 및 신호 소거를 수행하기 위한 수단을 포함하는, 장치.
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