KR20130075888A - 무선통신 시스템에서 등화기 수신기 및 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에서 등화기 기반의 수신기 및 그 동작 방법에 관한 것으로서, 상기 등화기 기반의 수신기는, 수신 신호를 미리 설정된 기준에 따라 그룹화하여 다수의 지연 클러스터로 분류하고, 상기 다수의 지연 클러스터의 위치를 추정하는 수신 다중 경로 검출기와, 상기 위치 추정 결과를 이용하여 상기 다수의 지연 클러스터들이 미리 설정된 임계 범위 내에 존재하는지 여부를 검사하여 상기 등화기 수신기의 동작 모드를 제어하는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 다수의 지연 클러스터 간의 간섭을 제거하는 모드 및 지연 클러스터에 대한 다이버시티 기법을 적용하는 모드 중 어느 하나를 수행하는 등화 수신기를 포함하여, 다중 경로 신호의 지연 클러스터 분포에 따라 수신기의 동작 방식을 제어함으로써, 다중 경로 페이딩의 지연 확산이 큰 셀 경계 혹은 도심과 같은 수신환경에서 성능 손실을 감소시켜 고속의 수신 성능을 얻을 수 있다.

Description

무선통신 시스템에서 등화기 수신기 및 동작 방법{EQUALIZER RECEIVER AND OPERATING METHOD IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선통신 시스템에서 등화기 수신기의 구조 및 동작 방법에 관한 것이다.
최근 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)와 같이 고속의 데이터 전송을 요구하는 고속의 이동통신 시스템이 규격화되고 상용화되면서 고속 수신에 적합한 등화기 기반의 수신기가 여러 가지 형태로 연구 개발되고 있다.
종래에 제공되는 상기 등화기 기반의 수신기는 다중 경로 수신 채널의 지연 프로파일이 길게 나타내는 상황에 대비하여 충분히 긴 길이의 다중-탭을 가지는 다중 탭(multi-tap) 채널 추정기와 등화기를 포함하여 구성된다. 그러나, 실제 채널 수신 환경에서 긴 길이의 지연 프로파일이 항상 나타나는 것은 아니므로, 종래의 수신기에서는 채널 환경을 고려하여 다중 탭을 선택적으로 사용하고 있다. 예를 들어, 수신기에서는 다중 경로에 따른 수신 신호의 지연 프로파일을 추정하여 다중 탭 중에서 필요한 탭 만을 활성화시키고, 나머지 탭들은 비활성화시켜 신호를 수신하는 방식을 이용하고 있다. 하지만, 상기와 같이 다중 탭 중에서 일부 탭 만을 선택하여 사용하는 기법은 성능 보장을 위해서 여전히 긴 길이의 다중 탭을 가져야 하는 근본적인 단점을 가진다.
또한, 종래 기술에 따른 상기 등화기 기반의 수신기는 단말이 서빙 셀 (Serving Cell 또는 Own Cell) 신호 중에서 등화기의 윈도우 크기에 해당하는 다중 경로 페이딩에 대한 송신 신호와 수신 신호를 통계적으로 모델링한 후, 모델링된 신호를 이용하여 등화기 탭 계수를 계산하는 방식으로 동작하고, SNR(Signal to Noise Ratio)을 추정하여 AWGN(Additive White Gaussian Noise)로 모델링함으로써 잡음 및 간섭에 대한 특성을 나타내는 잡음 신호를 생성하는 방식을 사용한다. 상기와 같이 종래의 수신기는 단말이 단일 셀의 신호를 수신하는 환경을 고려하여 도 1의 (a)에 나타낸 바와 같이, 지연 확산이 작은 환경에서 등화기의 윈도우 크기 내에 다중 경로 페이딩 신호가 수신되는 경우를 모델링하여 동작하고 있다. 이에 따라, 등화기의 윈도우 크기보다 큰 지연 확산(Delay Spread)을 가지는 다중 경로 페이딩 수신 환경에서, 도 1의 (b)에 나타낸 바와 같이, 등화기 윈도우 외부에 지연 클러스터(Delay Cluster)(110)가 존재하는 경우, 상기 지연 클러스터(110)에 의한 수신 전력 손실(Energy Loss) 및 간섭 (Interference)으로 인해 상기 수신기의 수신 성능이 열화되는 문제점이 발생한다. 물론, 이 경우 상기 등화기 윈도우 크기를 증가시켜 상기 다중 경로 페이딩 수신 환경에서의 문제점을 극복할 수도 있으나, 상기 등화기 윈도우 크기 증가는 등화기 적응(Equalizer Adaptation) 연산의 복잡도를 기하급수적으로 증가시킬 뿐만 아니라, 지연 확산이 작은 페이딩 수신 신호가 수신되는 환경에서는 비효율적인 문제점이 발생한다.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 무선통신 시스템에서 등화기 수신기의 구조 및 동작 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선통신 시스템에서 다중 경로 페이딩 환경에서 수신되는 다중 경로 지연 신호를 다수의 지연 클러스터로 구분하고, 상기 다수의 지연 클러스터 분포에 따라 수신기의 동작 방식을 제어하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신 시스템의 수신기에서 다수의 지연 클러스터 중에서 수신 전력이 가장 큰 지연 클러스터에 대한 다른 지연 클러스터들의 간섭을 제거하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신 시스템의 수신기에서 다수의 지연 클러스터 각각에 대한 다른 지연 클러스터들의 간섭을 제거하고, 그 결과를 결합하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신 시스템에서 다수의 지연 클러스터에 대해 다이버시티 수신 기법을 적용하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 등화기 기반의 수신기는, 수신 신호를 미리 설정된 기준에 따라 그룹화하여 다수의 지연 클러스터로 분류하고, 상기 다수의 지연 클러스터의 위치를 추정하는 수신 다중 경로 검출기와, 상기 위치 추정 결과를 이용하여 상기 다수의 지연 클러스터들이 미리 설정된 임계 범위 내에 존재하는지 여부를 검사하여 상기 등화기 수신기의 동작 모드를 제어하는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 다수의 지연 클러스터 간의 간섭을 제거하는 모드 및 지연 클러스터에 대한 다이버시티 기법을 적용하는 모드 중 어느 하나를 수행하는 등화 수신기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 등화기 기반의 수신기의 동작 방법은, 수신 신호를 미리 설정된 기준에 따라 그룹화하여 다수의 지연 클러스터로 분류하는 과정과, 상기 다수의 지연 클러스터의 위치를 추정하는 과정과, 상기 위치 추정 결과를 이용하여 상기 다수의 지연 클러스터들이 미리 설정된 임계 범위 내에 존재하는지 여부를 검사하는 과정과, 상기 검사 결과에 따라 상기 다수의 지연 클러스터 간의 간섭을 제거하는 모드 및 지연 클러스터에 대한 다이버시티 기법을 적용하는 모드 중 어느 하나의 모드로 동작하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다중 경로 페이딩 환경의 무선통신 시스템에서, 다중 경로 신호의 지연 클러스터 분포에 따라 수신기의 동작 방식을 제어하여 상기 다중 경로 신호를 수신함으로써, 적응 등화기의 연산 복잡도가 증가하는 것을 방지하면서 다중 경로 페이딩의 지연 확산이 큰 셀 경계 혹은 도심과 같은 수신환경에서 성능 손실을 감소시켜 고속의 수신 성능을 얻을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 등화기 기반 수신기의 성능 손실을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 등화기 기반 수신기의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 등화기 기반 수신기의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 등화기 기반 수신기의 동작 방식을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 지연 클러스터 간의 간섭을 제거하는 등화 수신기의 상세한 구성을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 PN 생성기 및 다중 클러스터 채널 추정기의 상세한 구성을 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 클러스터 적응 등화기의 상세한 구성을 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 지연 클러스터 간의 간섭을 제거하고 결합하는 등화 수신기의 상세한 구성을 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 클러스터 적응 등화기의 상세한 구성을 도시하는 도면,
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 클러스터 등화기 FIR 필터 및 다중 클러스터 결합기의 상세한 구성을 도시하는 도면,
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 지연 클러스터에 대한 다이버시티 기법을 적용하는 등화 수신기의 상세한 구성을 도시하는 도면,
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 다중 클러스터 다이버시티 적응 등화기의 상세한 구성을 도시하는 도면, 및
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 다중 클러스터 등화기 FIR 필터 및 다중 클러스터 결합기의 상세한 구성을 도시하는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 본 발명에서는 무선통신 시스템에서 다중 경로 페이딩 환경에서 수신되는 다중 경로 지연 신호를 다수의 지연 클러스터로 구분하고, 상기 다수의 지연 클러스터의 분포에 따라 수신기의 동작 방식을 제어하는 방법 및 장치에 관해 설명할 것이다. 여기서, 상기 지연 클러스터는 다중 지연 신호 그룹을 의미한다.
도 2는 본 발명에 따른 등화기 기반 수신기의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 2를 참조하면, 상기 등화기 기반 수신기는 안테나(201), 수신 회로(210), 정합 필터(Matched Filter)(220), 수신 다중 경로 검출기(230), 제어부(240), 적응적 등화 수신기(210), 역스크램블링 및 역확산기(260) 및 추가 프로세싱부(270)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 정합 필터(220)는 상기 안테나(201) 및 수신부(210)를 통해 수신된 신호(211)와 기 저장된 기준 신호 간에 정합 필터링을 수행하여 상기 수신 다중 경로 검출기(230)로 제공한다.
상기 수신 다중 경로 검출기(230)는 상기 정합 필터(220)로부터의 신호(221)를 분석하여 다중 경로 지연 신호를 검출하고, 상기 다중 경로 지연 신호를 미리 설정된 기준에 따라 그룹화하여 다수의 지연 클러스터로 분류한다. 특히, 상기 수신 다중 경로 검출기(230)는 다중 지연 클러스터의 위치를 검색하여, 상기 다중 지연 클러스터가 미리 설정된 윈도우 범위 내에 존재하는지 검사하고, 검사 결과를 상기 제어부(240)로 제공한다. 여기서, 상기 미리 설정된 윈도우 범위는 하기 도 11에서 나타낸 다중 클러스터 지연기(1110)의 출력 지연 윈도우 크기로 설정될 수 있다.
상기 제어부(240)는 상기 수신 다중 경로 검출기(230)로부터 제공되는 검사 결과에 따라 등화 수신기(250)의 동작 방식을 제어한다. 즉, 상기 제어부(240)는 상기 다중 지연 클러스터가 상기 미리 설정된 윈도우 범위 내에 존재하지 않을 시, 상기 등화 수신기(250)가 지연 클러스터 간섭 제거 모드 혹은 지연 클러스터 간섭 제거 및 결합 모드로 동작하도록 제어하고, 상기 다중 지연 클러스터가 상기 미리 설정된 윈도우 범위 내에 존재할 시, 상기 등화 수신기(250)가 지연 클러스터 다이버시티 모드로 동작하도록 제어한다. 또한, 상기 제어부(240)는 상기 수신 다중 경로 검출기(230)로부터 하나의 지연 클러스터가 존재함을 알리는 신호를 입력받고, 이때 상기 등화 수신기(250)가 상기 하나의 지연 클러스터를 수신하기 위해 종래에 잘 알려진 바와 같이 동작하도록 제어할 수 있다. 여기서, 상기 지연 클러스터 간섭 제거 모드는 각각의 지연 클러스터 신호를 별도의 신호로 취급하여 수신 세기가 가장 큰 지연 클러스터에 대한 다른 지연 클러스터들의 간섭을 제거한 후, 등화 과정을 수행하는 방식을 의미하며, 상기 지연 클러스터 간섭 제거 및 결합 모드는, 상기 각각의 지연 클러스터 신호를 별도의 신호로 취급하여 지연 클러스터 간에 간섭을 제거한 후, 등화 과정을 수행하고, 그 결과를 합산하는 방식을 의미한다. 또한, 상기 지연 클러스터 다이버시티 모드는 상기 각각의 지연 클러스터 신호를 다이버시티 경로에 의한 신호로 취급하여 LMMSE(Linear Minimum Mean Square Error) 결합을 통해 각 지연 클러스터에 대한 등화기 FIR 필터 계수를 계산하는 방식을 의미한다. 이에 대한 설명은 하기에서 도 5 내지 도 13을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
상기 등화 수신기(250)는 입력 신호에 대한 채널을 추정하고, 채널 추정 결과를 이용하여 등화기 FIR 필터의 계수를 생성하여, 등화 과정을 수행하여 전송로에 의한 신호 왜곡을 보상한다. 특히, 상기 등화 수신기(250)는 하기 도 5, 도 8 및 도 11과 같은 구성을 포함함으로써, 상기 제어부(240)의 제어에 따라 지연 클러스터 간섭 제거 모드, 지연 클러스터 간섭 제거 및 결합 모드 및 지연 클러스터 다이버시티 모드 중 어느 하나의 모드로 동작할 수 있다. 즉, 상기 등화 수신기(250)는 하기 도 5에 도시된 바와 같은 구성을 통해 상기 지연 클러스터 간섭 제거 모드로 동작하고, 하기 도 8에 도시된 바와 같은 구성을 통해 상기 지연 클러스터 간섭 제거 및 결합 모드로 동작하며, 하기 도 11에 도시된 바와 같은 구성을 통해 상기 지연 클러스터 다이버시티 모드로 동작할 수 있다. 여기서, 각 모드에 따른 상기 등화 수신기(250)의 상세한 동작은 하기에서 도 5, 도 8 및 도 11을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
상기 역스크램블링 및 역환신기(260)는 상기 등화 수신기(250)로부터 출력되는 등화된 신호(251)에 대한 역스크램블 및 역확산을 수행하고, 상기 추가적 프로세싱부(270)는 상기 역확산된 신호(261)에 대한 추가적인 프로세싱을 수행하여 정보 신호로 복원한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 등화기 기반 수신기의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 등화기 기반 수신기는 301단계에서 신호를 수신하고, 303단계로 진행하여 상기 수신된 신호를를 분석하여 다중 경로 지연 신호를 검출하고, 상기 다중 경로 지연 신호를 미리 설정된 기준에 따라 그룹화하여 다수의 지연 클러스터로 분류한다.
상기 등화기 기반 수신기는 305단계에서 상기 다수의 지연 클러스터가 존재하는지 여부를 검사하고, 상기 다수의 지연 클러스터가 존재하지 않을 시, 315단계에서 일반 모드로 동작하여 채널 추정 및 적응적 등화 과정을 수행한다. 여기서, 상기 일반 모드는 종래에 잘 알려진 바와 같이, 단일 셀 환경에서와 같이 채널 추정 및 등화 과정을 수행하는 것을 의미한다. 예를 들어, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 하나의 지연 클러스터만이 존재하는 경우, 상기 등화기 기반 수신기는 종래에 알려진 바와 같이, 서빙 셀 (Serving Cell 또는 Own Cell) 신호 중에서 등화기의 윈도우 크기에 해당하는 다중 경로 페이딩에 대한 송신 신호와 수신 신호를 통계적으로 모델링한 신호를 이용하여 등화기 탭 계수를 계산하는 방식으로 동작한다.
반면, 상기 다수의 지연 클러스터가 존재할 시, 상기 등화기 기반 수신기는 307단계에서 다수의 지연 클러스터의 위치를 추정하고, 309단계로 진행하여 상기 다수의 지연 클러스터 즉, 다중 지연 클러스터가 미리 설정된 윈도우 범위 내에 존재하는지 검사한다. 여기서, 상기 미리 설정된 윈도우 범위는 하기 도 11에서 나타낸 다중 클러스터 지연기의 출력 지연 윈도우 크기로 설정될 수 있다.
만일, 상기 다중 지연 클러스터가 상기 미리 설정된 윈도우 범위 내에 존재할 시, 상기 등화기 기반 수신기는 311단계로 진행하여 지연 클러스터 다이버시티 모드로 동작하여 채널 추정 및 적응적 등화 과정을 수행한다. 예를 들어, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 두 개의 지연 클러스터가 미리 설정된 윈도우 범위 내에 존재하는 경우, 상기 등화기 기반 수신기는 상기 두 개의 지연 클러스터에 대해 다이버시티 수신 기법을 적용할 수 있다. 여기서, 상기 지연 클러스터 다이버시티 모드의 채널 추정 및 적응적 등화 과정은 하기에서 도 11을 참조하여 상세히 설명한다.
반면, 상기 다중 지연 클러스터가 미리 설정된 윈도우 범위 내에 존재하지 않는 경우, 상기 등화기 기반 수신기는 313단계로 진행하여 지연 클러스터 간섭 제거 모드 혹은 지연 클러스터 간섭 제거 및 결합 모드로 동작하여 채널 추정 및 적응적 등화 과정을 수행한다. 예를 들어, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 두 개의 지연 클러스터가 미리 설정된 윈도우 범위 내에 존재하지 않는 경우, 상기 등화기 기반 수신기는 상기 두 개의 지연 클러스터 각각에 대한 간섭을 제거하고 결합하는 기법을 적용할 수 있다. 여기서, 상기 지연 클러스터 간섭 제거 모드의 채널 추정 및 적응적 등화 과정은 하기에서 도 5를 참조하여 상세히 설명하며, 상기 지연 클러스터 간섭 제거 및 결합 모드의 채널 추정 및 적응적 등화 과정은 하기에서 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 지연 클러스터 간의 간섭을 제거하는 등화 수신기의 상세한 구성을 도시하고 있다.
상기 도 5를 참조하면, 상기 등화 수신기는 다중 클러스터 채널 추정기(500), 다중 클러스터 PN 생성기(510), 다중 클러스터 적응 등화기(520), 칩 버퍼(530) 및 등화기 FIR 필터(540)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 다중 클러스터 PN 생성기(510)는 다중 지연 클러스터 각각에 대한 타이밍을 달리하여 상기 다중 지연 클러스터 각각에 해당하는 PN 부호를 생성하고, 생성한 PN 부호(511)를 상기 다중 클러스터 채널 추정기(500)로 출력한다. 이때, 상기 다중 클러스터 PN 생성기(510)는 다중 지연 클러스터 각각의 수신 지연 시간 차이(received delay offset)가 상이한 것을 고려하여, 도 6에 도시된 바와 같이, M개의 지연 클러스터 각각에 대한 PN 부호를 생성하는 M개의 PN 생성기(610, 620, 630)를 포함할 수 있다.
상기 다중 클러스터 채널 추정기(500)는 상기 정합 필터(220)의 출력 데이터 신호(221)를 입력받아 다중 지연 클러스터에 대한 채널 추정을 수행한다. 즉, 상기 다중 클러스터 채널 추정기(500)는 도 6에 도시된 바와 같이, M개의 지연 클러스터 각각에 대한 채널을 추정하는 M개의 클러스터 채널 추정기(611, 621, 631)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 M은 의미 있는 수신 전력을 가지는 지연 클러스터의 수로서, 예를 들어, 미리 설정된 임계값보다 큰 수신 전력을 가지는 지연 클러스터의 수 일 수 있다. 본 발명에서는 상기 미리 설정된 임계값 보다 큰 수신 전력을 가지는 지연 클러스터들 중에서 가장 큰 수신 전력을 가지는 지연 클러스터를 주 클러스터라 칭하며, 상기 주 클러스터(Main Cluster)를 제 1 지연 클러스터로 설정한다.
상기 도 6을 참조하면, 상기 다중 클러스터 채널 추정기(500)의 제 1 클러스터 채널 추정기(611)는 상기 제 1 클러스터 PN 생성기(610)로부터 제 1 지연 클러스터에 대한 PN 부호를 입력받아 상기 정합 필터(220)로부터 입력되는 데이터 신호(221)에서 제 1 지연 클러스터에 대한 채널 추정을 수행하여 연속적인 N개의 탭에 대한 채널 추정값(612)을 출력하고, 제 2 클러스터 채널 추정기(621)는 상기 제 2 클러스터 PN 생성기(620)로부터 제 2 지연 클러스터에 대한 PN 부호를 입력받아 상기 정합 필터(220)로부터 입력되는 데이터 신호(221)에서 제 2 지연 클러스터에 대한 채널을 추정하여 연속적인 N개의 탭에 대한 채널 추정 값(622)을 출력한다. 마찬가지로, 제 M 클러스터 채널 추정기(631)는 상기 제 M 클러스터 PN 생성기(620)로부터 제 M 지연 클러스터에 대한 PN 부호를 입력받아 상기 정합 필터(220)로부터 입력되는 데이터 신호(221)에서 제 M 지연 클러스터에 대한 채널을 추정하여 연속적인 N개의 탭에 대한 채널 추정 값(632)을 출력한다.
또한, 본 발명에서는 미도시하였으나 상기 클러스터 채널 추정기(611. 621, 631) 각각은 연속적인 N개 탭에 대한 채널 추정을 수행하는 다중 탭 채널 추정기를 포함할 수 있으며, 이때 상기 N개 탭에 대한 채널 추정을 수행하는 다중 탭 채널 추정기는 종래에 알려진 바와 같이 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 클러스터 채널 추정기(611. 621, 631) 각각은, 상기 정합 필터(220)로부터 출력되는 데이터 신호(221)에 대한 온-샘플(on-sample) 또는 반 칩(half chip) 지연 샘플(late-sample)을 입력받고, 대응하는 PN 신호를 입력받아 역확산 및 잡음 필터링을 수행하여 채널 추정값을 출력하는 다수의 부채널 추정기들과 상기 대응하는 PN 신호를 소정 칩만큼 지연시키는 다수의 칩 지연기들을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 다중 클러스터 적응 등화기(520)는 상기 다중 클러스터 채널 추정기(500)로부터 출력되는 다중 지연 클러스터 각각에 대한 채널 추정값(501, 612, 622, 632)을 이용하여 등화기 FIR 필터 탭 계수를 생성하고, 생성된 탭 계수(521)를 상기 등화기 FIR 필터(540)로 출력한다. 특히, 본 발명에서 제안하는 상기 다중 클러스터 적응 등화기(520)는 도 7에 도시된 바와 같이 구성됨으로써, 상기 다중 지연 클러스터 중에서 수신 전력이 가장 큰 주 클러스터에 해당하는 값만을 등화기 FIR 필터 탭 계수(521)를 생성할 수 있다. 하기에서 도 7을 참조하여 상기 다중 클러스터 적응 등화기(520)에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
상기 도 7을 참조하면, 상기 다중 클러스터 적응 등화기(520)는 위상 분리기(Phase Separator)(720), 랜덤 신호 생성기(Random Sequence Generator)(710), M개의 클러스터 신호 재생성 필터(Signal Reconstruct Filter for Cluster)(730, 740, 750), 합산기(760), 제 1 클러스터 LMS(Least Mean Square)부(770), SNR 추정기(780) 및 잡음 생성기(790)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 랜덤 신호 생성기(710)는 기지국의 송신 신호와 통계적인 특성이 유사한 랜덤 신호를 생성하여 출력한다. 예를 들어, 상기 랜덤 신호 생성기(710)는 2048개 길이의 1 혹은 -1이 랜덤하게 섞여서 저장된 메모리일 수 있다.
상기 위상 분리기(720)는 상기 랜덤신호 생성기(710)로부터 출력되는 랜덤 신호를 입력받아 위상이 서로 다른 다수의 랜덤 신호를 생성하고, 위상이 서로 다른 랜덤 신호들을 제 2 클러스터 신호 재생성 필터(740) 및 제 M 클러스터 신호 재생성 필터(750)로 출력한다. 예를 들어, 상기 위상 분리기(720)는 랜덤 신호를 입력받아 위상이 서로 다른 M-1개의 랜덤 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 상기 위상 분리기(720)가 M-1개의 랜덤 신호를 생성하는 것은 주 클러스터를 처리하는 제 1 클러스터 신호 재생성 필터(740)가 상기 랜덤 신호 생성기(710)로부터 출력된 랜덤 신호를 그대로 이용하기 때문이다. 즉, 상기 위상 분리기(720)는 M 개의 클러스터 신호 재생성 필터(730, 740, 750) 각각으로 입력되는 랜덤 신호들이 서로 다른 위상을 갖도록 제어한다.
제 1 클러스터 신호 재생성 필터(730)는 상기 제 1 클러스터 추정기(611)로부터 출력되는 주 지연 클러스터의 채널 추정값(612)을 입력받아 FIR 필터 탭 계수로 설정하고, 상기 랜덤 신호 생성기(710)로부터 출력되는 랜덤 신호(711)를 필터링하여 주 클러스터 수신 신호와 통계적 특성이 유사한 랜덤 신호(731)를 생성한다.
제 2 클러스터 신호 재생성 필터(740)는 상기 제 2 클러스터 추정기(621)로부터 출력되는 제 2 지연 클러스터의 채널 추정값(622)을 입력받아 FIR 필터 계수로 설정하고, 상기 위상 분리기(720)로부터 출력되는 랜덤 신호를 필터링하여 상기 제 2 클러스터 수신 신호와 통계적 특성이 유사한 랜덤 신호(741)를 생성한다.
마찬가지로, 상기 제 M 클러스터 신호 재생성 필터(750)는 제 M 클러스터 추정기(631)로부터 출력되는 제 M 지연 클러스터의 채널 추정값(632)을 입력받아 FIR 필터 탭 계수로 설정하고, 상기 위상 분리기(720)로부터 출력되는 랜덤 신호를 필터링하여 상기 제 M 클러스터 수신 신호와 통계적 특성이 유사한 랜덤 신호(751)를 생성한다.
상기 SNR 추정기는 상기 등화기 FIR 필터(540)의 등화된 신호 출력(522)을 이용하여 SNR을 추정하고, 이를 잡음 생성기(790)로 제공한다. 상기 잡음 생성기(790)는 추정된 SNR을 기반으로 잡음 신호를 생성하여 출력한다. 이때, 상기 SNR 추정기(780)와 잡음 생성기(790)는 AWGN(Additive White Gaussian Noise)으로 잡음을 모델링하여, 상기 신호 재생성 필터에서 모델링할 수 없는 잡음 및 간섭 부분에 대하여 인위적으로 잡음 신호를 생성함으로써, 상기 제 1 클러스터 LMS부(770)의 LMS 알고리즘의 수렴 성능을 개선할 수 있다.
상기 합산기(760)는 상기 M개의 클러스터 신호 재생성 필터(730, 740, 750)들로부터 출력되는 통계적 랜덤 신호들(731, 741, 751)과 상기 잡음 생성기(790)의 잡음 신호를 더하여 상기 제 1 클러스터 LMS부(770)로 출력한다. 이때, 상기 합산기(760)의 출력 신호(761)는 다중 지연 클러스터 수신 신호와 통계적 특성이 유사한 랜덤 신호가 된다.
상기 제 1 클러스터 LMS부(770)는 상기 랜덤 신호 생성기(710)에서 출력되는 랜덤 신호(711) 즉, 기지국의 송신 신호와 통계적인 특성이 유사한 랜덤 신호(711)를 참조(Reference) 신호로 하여, 상기 다중 클러스터 수신 신호와 통계적 특성이 유사한 신호(761)에 대한 적응 필터링을 수행함으로써 상기 등화기 FIR 필터(540)의 탭 계수(521)를 생성하여 출력한다. 여기서, 상기 제 1 클러스터 LMS부(770)에서 생성하는 등화기 FIR 필터 탭 계수는 하기 수학식 1과 같이 표현된다.
Figure pat00001
여기서, 상기 Hj는 j번째 지연 클러스터에 대한 채널 추정값을 의미하며, j는 1, 2, ... M의 값을 가진다. 또한, 상기 σ2I는 상기 잡음 생성기(790)에서 생성된 잡음 신호를 의미한다.
상기 등화기 FIR 필터(540)는 상기 칩 버퍼(530)에 저장되었다가 전달되는 신호(531)와 상기 다중 클러스터 적응 등화기(520)로부터 출력되는 FIR 필터 계수(521)를 이용하여 등화 과정을 수행한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 지연 클러스터 간의 간섭을 제거하고 결합하는 등화 수신기의 상세한 구성을 도시하고 있다.
상기 도 8을 참조하면, 상기 등화 수신기는 다중 클러스터 채널 추정기(800), 다중 클러스터 PN 생성기(810), 복합 다중 클러스터 적응 등화기(820), 칩 버퍼(830), 다중 등화기 FIR 필터(550) 및 다중 클러스터 결합기(850)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 다중 클러스터 채널 추정기(800), 상기 다중 클러스터 PN 생성기(810) 및 칩 버퍼(830)는 상기 도 5에서 나타낸 상기 다중 클러스터 채널 추정기(500), 상기 다중 클러스터 PN 생성기(510) 및 칩 버퍼(530)와 동일하게 구성되어 동일한 동작을 수행하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
상기 복합 다중 클러스터 적응 등화기(820)는 상기 다중 클러스터 채널 추정기(500)로부터 출력되는 다중 지연 클러스터 각각에 대한 채널 추정값(501, 612, 622, 632)을 이용하여 상기 다중 지연 클러스터 각각에 대한 등화기 FIR 필터 탭 계수를 생성하고, 생성된 탭 계수(821)를 상기 다중 등화기 FIR 필터(840)로 출력한다. 특히, 본 발명에서 제안하는 상기 복합 다중 클러스터 적응 등화기(820)는 도 9에 도시된 바와 같이 구성됨으로써, 상기 다중 지연 클러스터 각각에 대한 등화기 FIR 필터 탭 계수들(821, 971, 973, 974)을 생성할 수 있다. 하기에서 도 9를 참조하여 상기 복합 다중 클러스터 적응 등화기(820)에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
상기 도 9를 참조하면, 상기 다중 클러스터 적응 등화기(820)는 위상 분리기(Phase Separator)(920), 랜덤 신호 생성기(Random Sequence Generator)(910), M개의 클러스터 신호 재생성 필터(Signal Reconstruct Filter for Cluster)(930, 940, 950), 합산기(960), M 개의 클러스터 LMS(Least Mean Square)부(970, 972, 974), SNR 추정기(980) 및 잡음 생성기(790)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 랜덤 신호 생성기(910)는 기지국의 송신 신호와 통계적인 특성이 유사한 랜덤 신호를 생성하여 출력한다. 예를 들어, 상기 랜덤 신호 생성기(910)는 2048개 길이의 1 혹은 -1이 랜덤하게 섞여서 저장된 메모리일 수 있다.
상기 위상 분리기(920)는 상기 랜덤신호 생성기(910)로부터 출력되는 랜덤 신호를 입력받아 위상이 서로 다른 다수의 랜덤 신호를 생성하고, 위상이 서로 다른 랜덤 신호들을 제 2 클러스터 신호 재생성 필터(940), 제 M 클러스터 신호 재생성 필터(950), 제 2 클러스터 LMS부(972) 및 제 M 클러스터 LMS부(974)로 출력한다. 이때, 상기 위상 분리기(920)는 동일한 지연 클러스터들을 처리하는 재생성 필터 및 LMS부에 동일한 랜덤 신호를 출력한다. 예를 들어, 상기 위상 분리기(920)는 랜덤 신호를 입력받아 위상이 서로 다른 M-1개의 랜덤 신호를 생성하고, 생성된 첫 번째 랜덤 신호는 제 2 클러스터 신호 재생성 필터(940)와 제 2 클러스터 LMS부(972)로 출력하고, M-1번째 랜덤 신호는 제 M 클러스터 신호 재생성 필터(950)와 제 2 클러스터 LMS부(974)로 출력한다. 여기서, 상기 위상 분리기(920)가 M-1개의 랜덤 신호를 생성하는 것은 주 클러스터를 처리하는 제 1 클러스터 신호 재생성 필터(940)기 상기 랜덤 신호 생성기(910)로부터 출력된 랜덤 신호를 그대로 이용하기 때문이다. 즉, 상기 위상 분리기(920)는 M 개의 클러스터 신호 재생성 필터(930, 940, 950) 및 상기 M개의 LMS부(970, 972, 974) 각각으로 입력되는 랜덤 신호들이 서로 다른 위상을 갖도록 제어한다.
제 1 클러스터 신호 재생성 필터(930)는 상기 제 1 클러스터 추정기(611)로부터 출력되는 주 지연 클러스터의 채널 추정값(612)을 입력받아 FIR 필터 탭 계수로 설정하고, 상기 랜덤 신호 생성기(910)로부터 출력되는 랜덤 신호(911)를 필터링하여 주 클러스터 수신 신호와 통계적 특성이 유사한 랜덤 신호(931)를 생성한다.
제 2 클러스터 신호 재생성 필터(940)는 상기 제 2 클러스터 추정기(621)로부터 출력되는 제 2 지연 클러스터의 채널 추정값(622)을 입력받아 FIR 필터 계수로 설정하고, 상기 위상 분리기(920)로부터 출력되는 랜덤 신호(921)를 필터링하여 상기 제 2 클러스터 수신 신호와 통계적 특성이 유사한 랜덤 신호(941)를 생성한다.
마찬가지로, 상기 제 M 클러스터 신호 재생성 필터(950)는 제 M 클러스터 추정기(631)로부터 출력되는 제 M 지연 클러스터의 채널 추정값(632)을 입력받아 FIR 필터 탭 계수로 설정하고, 상기 위상 분리기(920)로부터 출력되는 랜덤 신호(921)를 필터링하여 상기 제 M 클러스터 수신 신호와 통계적 특성이 유사한 랜덤 신호(951)를 생성한다.
상기 SNR 추정기는 상기 다중 등화기 FIR 필터(840)의 등화된 신호 출력(822)을 이용하여 SNR을 추정하고, 이를 잡음 생성기(990)로 제공한다. 상기 잡음 생성기(990)는 추정된 SNR을 기반으로 잡음 신호를 생성하여 출력한다. 이때, 상기 SNR 추정기(980)와 잡음 생성기(990)는 AWGN(Additive White Gaussian Noise)으로 잡음을 모델링하여, 상기 신호 재생성 필터에서 모델링할 수 없는 잡음 및 간섭 부분에 대하여 인위적으로 잡음 신호를 생성함으로써, 상기 M개의 클러스터 LMS부(970, 972, 974)의 LMS 알고리즘의 수렴 성능을 개선할 수 있다.
상기 합산기(960)는 상기 M개의 클러스터 신호 재생성 필터(930, 940, 950)들로부터 출력되는 통계적 랜덤 신호들(931, 941, 951)과 상기 잡음 생성기(990)의 잡음 신호를 더하여 상기 M개의 클러스터 LMS부(970, 972, 974) 각각으로 출력한다. 이때, 상기 합산기(960)의 출력 신호(961)는 다중 지연 클러스터 수신 신호와 통계적 특성이 유사한 랜덤 신호가 된다.
상기 제 1 클러스터 LMS부(970)는 상기 랜덤 신호 생성기(910)에서 출력되는 랜덤 신호(911) 즉, 기지국의 송신 신호와 통계적인 특성이 유사한 랜덤 신호(911)를 참조(Reference) 신호로 하여, 상기 다중 클러스터 수신 신호와 통계적 특성이 유사한 신호(961)에 대한 적응 필터링을 수행함으로써, 도 10에 나타낸 바와 같은 제 1 클러스터 등화기 FIR 필터(1010)의 탭 계수(971)를 생성하여 출력한다.
상기 제 2 클러스터 LMS부(972)는 상기 위상 분리기(920)에서 출력되는 랜덤 신호(921) 즉, 상기 제 2 클러스터 신호 재생성 필터(940)의 송신 신호 모델링에 사용되고 있는 랜덤 신호(921)를 참조 신호로 하여, 상기 다중 클러스터 수신 신호와 통계적 특성이 유사한 신호(961)에 대한 적응 필터링을 수행함으로써, 도 10에 나타낸 바와 같은 제 2 클러스터 등화기 FIR 필터(1020)의 탭 계수(973)를 생성하여 출력한다.
또한, 상기 제 M 클러스터 LMS부(974)는 상기 위상 분리기(920)에서 출력되는 랜덤 신호(922) 즉, 상기 제 M 클러스터 신호 재생성 필터(940)의 송신 신호 모델링에 사용되고 있는 랜덤 신호(922)를 참조 신호로 하여, 상기 다중 클러스터 수신 신호와 통계적 특성이 유사한 신호(961)에 대한 적응 필터링을 수행함으로써, 도 10에 나타낸 바와 같은 제 M 클러스터 등화기 FIR 필터(1030)의 탭 계수(975)를 생성하여 출력한다.
여기서, 상기 M개의 클러스터 LMS부(970, 972, 974)에서 생성하는 등화기 FIR 필터 탭 계수는 하기 수학식 2와 같이 표현된다.
Figure pat00002
여기서, 상기 Wi는 i번째 지연 클러스터에 대한 등화기 FIR 필터 계수를 의미하며, 상기 Hj는 j번째 지연 클러스터에 대한 채널 추정값을 의미하며, 상기 i와 j는 1, 2, ... M의 값을 가진다. 또한, 상기 σ2I는 상기 잡음 생성기(790)에서 생성된 잡음 신호를 의미한다.
상기 다중 클러스터 등화기 FIR 필터(840)는 상기 칩 버퍼(830)에 저장되었다가 전달되는 신호(831)와 상기 다중 클러스터 적응 등화기(820)로부터 출력되는 FIR 필터 계수들(921, 971, 973, 975)를 이용하여 다중 지연 클러스터 각각에 대한 등화 과정을 수행한다. 즉, 상기 다중 클러스터 등화기 FIR 필터(840)는 도 10에 도시된 바와 같이, M개의 등화기 FIR 필터들(1010, 1020, 1030)로 구성됨으로써, 상기 M개의 등화기 FIR 필터들(1010, 1020, 1030) 각각을 통해 상기 칩 버퍼(930)로부터 출력되는 신호(831)에 대해 각 지연 클러스터에 해당하는 FIR 필터 탭 계수(971, 973, 975)를 적용하여 지연 클러스터별 별도의 등화 과정을 수행한다.
상기 다중 클러스터 결합기(850)는 상기 다중 클러스터 등화기 FIR 필터(840)로부터 출력되는 지연 클러스터별 등화된 신호들(841, 1011, 1021, 1031)을 입력받고, 지연 클러스터 간 시간 차이를 보정하여 상기 입력된 신호들(841, 1011, 1021, 1031)을 합산한다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 지연 클러스터에 대한 다이버시티 기법을 적용하는 등화 수신기의 상세한 구성을 도시하고 있다.
상기 도 11을 참조하면, 상기 등화 수신기는 다중 클러스터 지연기(Multi-cluster Delaying Unit)(1110), 다중 클러스터 채널 추정기(1120), 다중 클러스터 다이버시티 적응 등화기(1130), 다중 클러스터 PN 생성기(1140), 다중 클러스터 칩 버퍼(1150), 다중 클러스터 등화기 FIR 필터(1160) 및 다중 클러스터 결합기(1170)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 다중 클러스터 채널 추정기(1120), 상기 다중 클러스터 PN 생성기(1140)는 상기 도 5에서 나타낸 상기 다중 클러스터 채널 추정기(500) 및 상기 다중 클러스터 PN 생성기(510)와 동일하게 구성되어 동일한 동작을 수행하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
상기 다중 클러스터 지연기(1110)는 입력되는 일정 신호에 대하여, 서로 다른 출력 타이밍을 생성한다. 즉, 상기 다중 클러스터 지연기(1110)는 각각의 지연 클러스터에 대하여 지연 시간 차이(Delay Offset) 만큼의 출력시간을 보상함으로써, 상기 각각의 지연 클러스터에 대한 데이터를 동일한 시간에 출력한다. 이때, 상기 다중 클러스터 지연기(1110)는 일정한 입력 주소(Input Address)를 가지면서, 각기 다른 출력 주소(Output Address)를 가지는 버퍼로 구성될 수 있다. 특히, 상기 다중 클러스터 지연기(1110)는 도 13에 도시된 바와 같이, 각 지연 클러스터에 대한 M개의 클러스터 칩 버퍼(1320, 1330, 1340)로 입력 데이터를 출력하며, 상기 다중 클러스터 지연기(1110)는 각각의 지연 클러스터에 대해 지연 시간 차이를 보정하여 상기 각각의 클러스터 칩 버퍼(1320, 1330, 1340)로 제공되는 데이터들(1311, 1312, 1313)의 출력 타이밍을 제어한다. 예를 들어, 상기 다중 클러스터 지연기(1110)는 입력되는 데이터를 제 1 클러스터 칩 버퍼(1320)로 출력할 때, 상기 제 1 지연 클러스터와 제 2 지연 클러스터 간의 제 1 지연 시간 차이를 고려하여, 상기 제 2 클러스터 칩 버퍼(1330)로 상기 제 1 지연 시간 차이 이후의 데이터를 출력한다. 마찬가지로, 상기 다중 클러스터 지연기(1110)는 입력되는 데이터를 제 1 클러스터 칩 버퍼(1320)로 출력할 때, 상기 제 1 지연 클러스터와 제 M 지연 클러스터 간의 제 M-1 지연 시간 차이를 고려하여, 상기 제 M 클러스터 칩 버퍼(1340)로 상기 제 M-1 지연 시간 차이 이후의 데이터를 출력한다.
상기 다중 클러스터 다이버시티 적응 등화기(1130)는 상기 다중 클러스터 채널 추정기(1120)로부터 출력되는 다중 지연 클러스터 각각에 대한 채널 추정값(1011, 612, 622, 632)을 이용하여 상기 다중 지연 클러스터 각각에 대한 등화기 FIR 필터 탭 계수를 동시에 생성하고, 상기 동시에 생성된 탭 계수(1131)를 상기 다중 등화기 FIR 필터(1160)로 출력한다. 특히, 본 발명에서 제안하는 상기 다중 클러스터 다이버시티 적응 등화기(1130)는 도 12에 도시된 바와 같이 구성됨으로써, 상기 다중 지연 클러스터 각각에 대한 등화기 FIR 필터 탭 계수들(1261, 1262, 1263)을 동시에 생성할 수 있다. 하기에서 도 12를 참조하여 상기 다중 클러스터 다이버시티 적응 등화기(1130)에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
상기 도 11를 참조하면, 상기 다중 클러스터 다이버시티 적응 등화기(1130)는 랜덤 신호 생성기(Random Sequence Generator)(1210), M개의 클러스터 신호 재생성 필터(Signal Reconstruct Filter for Cluster)(1230, 1240, 1250) 및 다중 클러스터 다이버시티 LMS부(1260)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 랜덤 신호 생성기(1210)는 기지국의 송신 신호와 통계적인 특성이 유사한 랜덤 신호를 생성하여 출력한다. 예를 들어, 상기 랜덤 신호 생성기(1210)는 2048개 길이의 1 혹은 -1이 랜덤하게 섞여서 저장된 메모리일 수 있다.
제 1 클러스터 신호 재생성 필터(1230)는 상기 제 1 클러스터 추정기(611)로부터 출력되는 주 지연 클러스터의 채널 추정값(612)을 입력받아 FIR 필터 탭 계수로 설정하고, 상기 랜덤 신호 생성기(1210)로부터 출력되는 랜덤 신호(1212)를 필터링하여 주 클러스터 수신 신호와 통계적 특성이 유사한 랜덤 신호(1231)를 생성한다.
제 2 클러스터 신호 재생성 필터(1240)는 상기 제 2 클러스터 추정기(621)로부터 출력되는 제 2 지연 클러스터의 채널 추정값(622)을 입력받아 FIR 필터 계수로 설정하고, 상기 랜덤 신호 생성기(1210)로부터 출력되는 랜덤 신호(1212)를 필터링하여 상기 제 2 클러스터 수신 신호와 통계적 특성이 유사한 랜덤 신호(1241)를 생성한다.
마찬가지로, 상기 제 M 클러스터 신호 재생성 필터(1250)는 제 M 클러스터 추정기(631)로부터 출력되는 제 M 지연 클러스터의 채널 추정값(632)을 입력받아 FIR 필터 탭 계수로 설정하고, 상기 랜덤 신호 생성기(1210)로부터 출력되는 랜덤 신호(1212)를 필터링하여 상기 제 M 클러스터 수신 신호와 통계적 특성이 유사한 랜덤 신호(1251)를 생성한다.
상기 다중 클러스터 다이버시티 LMS부(1260)는 각 지연 클러스터에 해당하는 신호 재생성 필터(1230), 1240, 1250)로부터 출력되는 랜덤 신호들(1231, 1241, 1251)을 동시에 입력받고, 랜덤 신호 생성기(1210)로부터 출력되는 통계적 랜덤 신호를 참조 신호로 하여, 상기 각 지연 클러스터에 해당하는 신호 재생성 필터(1230), 1240, 1250)로부터 출력되는 랜덤 신호들(1231, 1241, 1251)에 대한 LMMSE(Linear Minimum Mean Square Error) 결합을 수행하여 상기 각 지연 클러스터에 해당하는 등화기 FIR 필터 계수(1131, 1261, 1262, 1263)을 동시에 생성한다. 여기서, 상기 다중 클러스터 다이버시티 LMS부(1260)에서 생성하는 각 지연 클러스터에 해당하는 등화기 FIR 필터 탭 계수는 하기 수학식 3과 같이 표현된다.
Figure pat00003
이때, 상기 W는 하기 수학식 4와 같이 표현되며, 상기 H는 하기 수학식 5와 같이 표현된다.
Figure pat00004
여기서, WM은 M번째 지연 클러스터에 대한 등화기 FIR 필터 계수를 나타낸다.
Figure pat00005
여기서, 상기 HM은 M번째 지연 클러스터의 채널 추정값을 의미한다.
상기 다중 클러스터 등화기 FIR 필터(1160)는 도 13에 도시된 바와 같이, M개의 다중 클러스터 등화기 FIR 필터(1310, 1320, 1330)를 포함함으로써, 상기 M 개의 다중 클러스터 칩 버퍼(1320, 1330, 1340) 각각에 저장되었다가 전달되는 신호들(1321, 1331, 1341)과 상기 다중 클러스터 다이버시티 LMS부(1260)로부터 출력되는 FIR 필터 계수들(1131, 1261, 1262, 1263)를 이용하여 다중 지연 클러스터 각각에 대한 등화 과정을 수행한다.
상기 다중 클러스터 결합기(1170)는 상기 다중 클러스터 등화기 FIR 필터(1160)으로부터 출력되는 지연 클러스터별 등화된 신호들(1161, 1311, 1321, 1331)을 입력받고, 입력된 신호들(1161, 1311, 1321, 1331)을 합산한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (17)

  1. 무선통신 시스템에서 등화기 기반의 수신기에 있어서,
    수신 신호를 미리 설정된 기준에 따라 그룹화하여 다수의 지연 클러스터로 분류하고, 상기 다수의 지연 클러스터의 위치를 추정하는 수신 다중 경로 검출기와,
    상기 위치 추정 결과를 이용하여 상기 다수의 지연 클러스터들이 미리 설정된 임계 범위 내에 존재하는지 여부를 검사하여 상기 등화기 수신기의 동작 모드를 제어하는 제어부와,
    상기 제어부의 제어에 따라 상기 다수의 지연 클러스터 간의 간섭을 제거하는 모드 및 지연 클러스터에 대한 다이버시티 기법을 적용하는 모드 중 어느 하나를 수행하는 등화 수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 등화 수신기는, 다수의 지연 클러스터들이 미리 설정된 임계 범위 내에 존재하지 않을 경우, 상기 제어부의 제어에 따라 다수의 지연 클러스터 간의 간섭을 제거하며,
    상기 다수의 지연 클러스터에 각각에 대한 PN 부호를 생성하는 다중 클러스터 PN 생성기와,
    상기 다수의 지연 클러스터 각각에 대한 채널을 추정하는 다중 클러스터 채널 추정기와,
    상기 다수의 지연 클러스터 각각에 대한 채널 추정 결과를 이용하여 특정 지연 클러스터에 대한 다른 지연 클러스터들의 간섭을 고려한 필터 계수를 생성하는 다중 클러스터 적응 등화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 다중 클러스터 적응 등화기는, 송신단의 송신 신호와 통계적인 특성이 유사한 제 1 랜덤 신호를 생성하는 랜덤 신호 생성기와,
    상기 랜덤 신호와 위상이 서로 다른 다수의 랜덤 신호를 생성하는 위상 분리기와,
    상기 다중 클러스터 채널 추정기로부터 각 지연 클러스터의 채널 추정값을 입력받아 FIR 필터 탭 계수로 설정하고, 상기 제 1 랜덤 신호와 상기 위상이 서로 다른 다수의 랜덤 신호들을 필터링하여 상기 각 지연 클러스터의 수신 신호와 통계적 특성이 유사한 랜덤 신호를 생성하는 다수의 클러스터 신호 재생성 필터와,
    상기 다중 클러스터 재생성 필터에서 생성된 각 지연 클러스터의 랜덤 신호를 합산하는 합산기와,
    상기 제 1 랜덤 신호를 이용하여 상기 합산된 신호에 대한 적응 필터링을 수행하여 특정 지연 클러스터에 대한 등화기 FIR 필터 계수를 생성하는 제 1 클러스터 LMS부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 위상이 서로 다른 다수의 랜덤 신호 중 하나의 랜덤 신호를 이용하여 상기 합산된 신호에 대한 적응 필터링을 수행하여 다수의 지연 클러스터에 대한 등화기 FIR 필터 계수를 생성하는 다수의 클러스터 LMS부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 클러스터 LMS부 및 다수의 클러스터 LMS부로부터 출력되는 각 지연 클러스터에 대한 등화기 FIR 필터 탭 계수를 이용하여 각 지연 클러스터의 신호를 등화하는 다중 클러스터 등화기 FIR 필터와,
    상기 다중 등화기 FIR 필터로부터 출력되는 등화된 각 지연 클러스터의 신호를 결합하는 결합기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 등화 수신기는, 다수의 지연 클러스터들이 미리 설정된 임계 범위 내에 존재할 경우, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 다수의 지연 클러스터에 대한 다이버시티 기법을 적용하며,
    상기 다수의 지연 클러스터 각각에 대해 지연 시간 차이(Delay Offset) 만큼의 출력시간을 보상하여 상기 각각의 지연 클러스터에 대한 데이터를 동일한 시간에 출력하는 다중 클러스터 지연기와,
    상기 다수의 지연 클러스터에 각각에 대한 PN 부호를 생성하는 다중 클러스터 PN 생성기와,
    상기 다수의 지연 클러스터 각각에 대한 채널을 추정하는 다중 클러스터 채널 추정기와,
    상기 다수의 지연 클러스터 각각에 대한 채널 추정 결과를 이용하여 상기 다중 지연 클러스터 각각에 대한 등화기 FIR 필터 탭 계수를 동시에 생성하는 다중 클러스터 다이버시티 적응 등화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 다중 클러스터 다이버시티 적응 등화기는, 송신단의 송신 신호와 통계적인 특성이 유사한 제 1 랜덤 신호를 생성하는 랜덤 신호 생성기와,
    상기 다중 클러스터 채널 추정기로부터 각 지연 클러스터의 채널 추정값을 입력받아 FIR 필터 탭 계수로 설정하고, 상기 제 1 랜덤 신호를 필터링하여 상기 각 지연 클러스터의 수신 신호와 통계적 특성이 유사한 랜덤 신호를 생성하는 다중 클러스터 신호 재생성 필터와,
    상기 제 1 랜덤 신호를 참조하여, 다중 클러스터 재생성 필터에서 생성된 각 지연 클러스터의 랜덤 신호에 대한 LMMSE(Linear Minimum Mean Square Error) 결합을 수행하여 상기 각 지연 클러스터에 해당하는 등화기 FIR 필터 계수들을 동시에 생성하는 다이버시티 LMS부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 다중 클러스터 지연기의 타이밍 제어에 의해 각 지연 클러스터의 신호를 입력받고 임시 저장한 후 출력하는 다중 클러스터 칩 버퍼와,
    상기 다중 지연 클러스터 각각에 대한 등화기 FIR 필터 탭 계수를 이용하여 상기 다중 클러스터 칩 버퍼로부터 출력되는 각 지연 클러스터의 신호를 등화하는 다중 클러스터 등화기 FIR 필터와,
    상기 다중 등화기 FIR필터로부터 출력되는 등화된 각 지연 클러스터의 신호를 결합하는 결합기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 미리 설정된 임계 범위는, 상기 다중 클러스터 지연기의 윈도우 크기로 설정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 무선통신 시스템에서 등화기 기반의 수신기의 동작 방법에 있어서,
    수신 신호를 미리 설정된 기준에 따라 그룹화하여 다수의 지연 클러스터로 분류하는 과정과,
    상기 다수의 지연 클러스터의 위치를 추정하는 과정과,
    상기 위치 추정 결과를 이용하여 상기 다수의 지연 클러스터들이 미리 설정된 임계 범위 내에 존재하는지 여부를 검사하는 과정과,
    상기 검사 결과에 따라 상기 다수의 지연 클러스터 간의 간섭을 제거하는 모드 및 지연 클러스터에 대한 다이버시티 기법을 적용하는 모드 중 어느 하나의 모드로 동작하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 검사결과 다수의 지연 클러스터들이 미리 설정된 임계 범위 내에 존재하지 않을 경우, 다수의 지연 클러스터 간의 간섭을 제거하는 모드로 동작하며,
    상기 다수의 지연 클러스터 간의 간섭을 제거하는 모드로 동작하는 과정은,
    상기 다수의 지연 클러스터에 각각에 대한 PN 부호를 생성하는 과정과,
    상기 다수의 지연 클러스터 각각에 대한 채널을 추정하는 과정과,
    상기 다수의 지연 클러스터 각각에 대한 채널 추정 결과를 이용하여 특정 지연 클러스터에 대한 다른 지연 클러스터들의 간섭을 고려한 필터 계수를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 다수의 지연 클러스터 각각에 대한 채널 추정 결과를 이용하여 상기 필터 계수를 생성하는 과정은,
    송신단의 송신 신호와 통계적인 특성이 유사한 제 1 랜덤 신호를 생성하는 과정과,
    상기 랜덤 신호와 위상이 서로 다른 다수의 랜덤 신호를 생성하는 과정과,
    각 지연 클러스터의 채널 추정 결과를 입력받아 FIR 필터 탭 계수로 설정하고, 상기 제 1 랜덤 신호와 상기 위상이 서로 다른 다수의 랜덤 신호들을 필터링하여 상기 각 지연 클러스터의 수신 신호와 통계적 특성이 유사한 랜덤 신호를 생성하는 과정과,
    상기 다중 클러스터 재생성 필터에서 생성된 각 지연 클러스터의 랜덤 신호를 합산하는 과정과,
    상기 제 1 랜덤 신호를 이용하여 상기 합산된 신호에 대한 적응 필터링을 수행하여 특정 지연 클러스터에 대한 등화기 FIR 필터 계수를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 위상이 서로 다른 다수의 랜덤 신호 중 하나의 랜덤 신호를 이용하여 상기 합산된 신호에 대한 적응 필터링을 수행하여 다수의 지연 클러스터에 대한 등화기 FIR 필터 계수를 생성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 특정 지연 클러스터에 대한 등화기 FIR 필터 탭 계수 및 다수의 지연 클러스터에 대한 등화기 FIR 필터를 이용하여 각 지연 클러스터의 신호를 등화하는 과정과,
    상기 등화된 각 지연 클러스터의 신호를 결합하는 과정을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 검사결과 다수의 지연 클러스터들이 미리 설정된 임계 범위 내에 존재할 경우, 다수의 지연 클러스터에 대한 다이버시티 기법을 적용하는 모드로 동작하며,
    상기 다수의 지연 클러스터에 대한 다이버시티 기법을 적용하는 모드로 동작하는 과정은, 상기 다수의 지연 클러스터 각각에 대해 지연 시간 차이(Delay Offset)를 이용하여 상기 각각의 지연 클러스터에 대한 타이밍을 제어하는 과정과,
    상기 다수의 지연 클러스터에 각각에 대한 PN 부호를 생성하는 과정과,
    상기 다수의 지연 클러스터 각각에 대한 채널을 추정하는 과정과,
    상기 다수의 지연 클러스터 각각에 대한 채널 추정 결과를 이용하여 상기 다중 지연 클러스터 각각에 대한 등화기 FIR 필터 탭 계수를 동시에 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 다중 지연 클러스터 각각에 대한 등화기 FIR 필터 탭 계수를 동시에 생성하는 과정은, 송신단의 송신 신호와 통계적인 특성이 유사한 제 1 랜덤 신호를 생성하는 과정과,
    상기 다중 클러스터 채널 추정기로부터 각 지연 클러스터의 채널 추정값을 입력받아 FIR 필터 탭 계수로 설정하고, 상기 제 1 랜덤 신호를 필터링하여 상기 각 지연 클러스터의 수신 신호와 통계적 특성이 유사한 랜덤 신호를 생성하는 과정과,
    상기 제 1 랜덤 신호를 참조하여, 다중 클러스터 재생성 필터에서 생성된 각 지연 클러스터의 랜덤 신호에 대한 LMMSE(Linear Minimum Mean Square Error) 결합을 수행하여 상기 각 지연 클러스터에 해당하는 등화기 FIR 필터 계수들을 동시에 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 타이밍 제어에 따라 각 지연 클러스터의 신호를 임시 저장한 후 출력하는 과정과,
    상기 다중 지연 클러스터 각각에 대한 등화기 FIR 필터 탭 계수를 이용하여 상기 임시 저장된 후 출력된 각 지연 클러스터의 신호를 등화하는 과정과,
    상기 등화된 각 지연 클러스터의 신호를 결합하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3324542B1 (en) * 2016-11-18 2019-10-23 Nxp B.V. Adaptive filter with manageable resource sharing
EP3324543B1 (en) 2016-11-18 2020-01-08 Nxp B.V. Adaptive filter and method of operating an adaptive filter

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6658048B1 (en) * 2000-04-07 2003-12-02 Nokia Mobile Phones, Ltd. Global positioning system code phase detector with multipath compensation and method for reducing multipath components associated with a received signal
US8594171B2 (en) * 2006-12-14 2013-11-26 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for operating a diversity receiver with an equalizer and a rake receiver
TWI381657B (zh) * 2008-03-10 2013-01-01 Sunplus Mmobile Inc 等化裝置、等化方法與使用其之接收器
KR101493924B1 (ko) * 2008-06-04 2015-02-16 삼성전자주식회사 이동통신시스템에서 등화기 기반의 수신기 동작 방법 및장치
TWI398135B (zh) * 2009-03-06 2013-06-01 Sunplus Mmobile Inc 叢集通道下之等化裝置與等化方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200481319Y1 (ko) 2016-04-07 2016-09-09 최상환 순환식 수력 발전장치

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