KR970007612B1 - 표본화(標本化) 타임포인트의 결정방법 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

[발명의 명칭]

표본화(標本化) 타임포인트의 결정방법

[도면의 간단한 설명]

본 발명은 대표적인 실시예가 첨부도면을 참조하여 아래에 기술한다.

제1도는 이동체 전화방식의 일부분을 표시하는 블록도.

제2도는 정보의 시분할 전송용의 타임슬롯을 표시함.

제3도는 시분할 타임슬롯에 의하여 송신되는 기호열을 표시함.

제4도는 기호값을 표시하는 복소수 평면을 표시함.

제5도는 채널추정값 필터를 표시함.

제6도는 전송채널에 대한 임펄스응답의 도면이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 동기적 동기화열(同期的 同期化列)을 포함한 기호열(記號列)을 전송하는 경우의 표본화(sampling) 타임포인트를 결정하는 방법에 관한 것이다. 상기 기호열은 채널위를 아날로그 신호로서, 전송되기 때문에 전기한 전송 중에 열화요인의 영향을 받기 쉽다. 전기한 방법은 한 개의 전송시간간격 즉, 기호시간에는 모든 신호표본화 타임포인트가 포함되어 있고, 송신기와 수신기에 공통적인 동기화 타임포인트에 관하여 선택된 동기적 동기화 타임포인트의 위치에서 수신한 신호를 표본화하는 단계 및, 기지(旣知)의 동기화열 및 표본화한 수신신호를 사용하여, 채널에 대한 임펄스 응답을 계산하기 위한 채널상관을 실행하는 단계에 의하여 구성된다.

[선행기술]

디지털정보의 무선전송에 있어서는 최초에 전송된 정보를 수신기가 식별할 수 있게 하기 위하여 해결되어야 할 많은 문제가 발생한다. 송신기와 수신기의 동기화가 이들 문제의 일예이다. 이 문제에는 각종 용도에 대하여 많은 해결방법이 제공되어 있고, 숙련기술자에게는 주지되어 있다. 다른 하나의 문제는 송신신호가 가령 잡음·페이딩(fading) 및 멀티·패스(multi·path)전파와 같은 각종 열화요인의 영향을 받기 쉬운 일이다. 이 문제의 어려움에 대하여 많은 방법에 의하여 대처되어 왔다. 지금까지 기지의 동기화워드를 송신하고, 송신기와 수신기의 전송채널에 대한 임펄스응답을 기지의 동기화워드를 사용하여 계산하는 것에 널리 알려져 있다. 송신된 미지(未知)의 정보는 수신기에 의하여 임펄스응답을 사용하여 해석되고, 복수의 신호처리단계를 거쳐서 예컨대, 음향신호로 변환될 수 있다. 신호의 과도기간에서 경험되는 어려움의 더욱 단적인 예는 송신기 주파수에 낮어지지 않도록 수신기 주파수를 제어하는 것이다. 이 어려움은 잘 알려져 있으며, 수신기의 주파수의 제어방법에 관한 다수의 공지의 방법이 발견되어 있다.

한편, 특별한 관심을 조금도 환기시켰다고 볼 수 없는 하나의 문제로 전기한 디지털정보의 전송 중에 송신신호의 신호강도를 가장 적절히 이용하는 일이 있다. 이점에 대하여 멀티·패스 전파의 경우에는 다수의 서로 상이한 수신기 타임포인트에 있어서, 송신신호가 다시 살아나는 것에 주의하지 않으면 안된다. 연구가 되고 있는데도 불구하고 특허문서에도 또 다른 논문에도 이 문제를 취급한 출판물은 전연 없었다.

본 발명은 수신기에 필요한 신호처리를 간단하게 할 목적에서 송신신호의 신호강도를 가장 적절하게 이용한다는 구상에 기인하는 것이다. 이 최적화는 송신신호를 표본화하는 타임포인트를 선택하는 것에 의하여 달성된다. 이 선택은 채널임펄스 응답의 각 부분의 에너지의 내용비교에 의거하고 있다.

본 발명의 특징적 기능은 첨부한 청구범위 중에서 상세하게 기술되어 있다.

[발명을 해결하기 위한 최선의 형태]

제1도는 무선전송방식의 개략도이다. 예컨대, 채널의 코딩(cording)과 같은 송신할 정보의 신호처리는 유닛(1)에 있어서 실행되고 이 정보는 디지털/아날로그변환기(D/A)에 디지털정보의 형식으로 보내진다. 변환기도 아날로그신호를 송신무선유닛(RA1)에 보낸다. 이 송신유닛은 수신무선유닛(RA2)에 채널을 통하여 신호를 송신한다. 수신유닛은 수신신호를 아날로그/디지털변환기(A/D)에 보내고, 여기에서 비교적 고주파로서 신호의 표본화가 실행된다. 표본화는 신호표본화 타임포인트의 위치에서 규칙적인 간격으로 실행되고 표본화 타임포인트의 수는 표본화된 신호(Sn)를 얻기 위하여 일반적으로 n로 된다. 본 기술의 정통자에게는 무선전송방식에 대한 지금까지 기술한 방법은 공지한 바이다. 동기화 채널상관 및 신호(Sn)의 표본화는 상관 및 동기화회로(KS)에 있어서 아래에 더욱 상세하게 설명하는 바와 같이 실행된다. 표본화동작 중에 표본화 타임포인트를 선택하는 실제의 방법을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다. 표본화신호는 다음의 신호처리를 위하여 동기화회로(KS)에서 도시한 실시예의 경우 등화기(V)로 보내지고 등화기는 추정기호(U)를 만든다. 표본화 타임포인트를 선택하기 위한 본 발명에 의한 독창적인 방법은 등화기(V) 중의 개량된 신호처리를 제공하는 것이다. 전술한 무선전송방식은 예컨대 시분할이동체 전화방식의 일부분을 구성할 수 있다. 본 방식의 가입자에 대하여 제2도에 표시한 바와 같이 타임슬롯 1, ……, P가 규칙적으로 할당된다. 이 타임슬롯에서 T는 시간을 표시하였다. 가입자 한사람에 대하여 번호(H)의 타임슬롯이 할당되고 기호열(시퀀스)SS1, SS2, SS3, ……가 이 타임슬롯에 송신된다.

각 기호열은 동기화열(SY) 및 데이터열(D)에 의하여 구성되고, 이것을 합쳐서 제3도에서 T0로 표시되는 한 개의 타임슬롯 길이로 한다. 송신신호는 예컨대 제4도에 표시한 바와 같이 QPSK 변조에 의하여 변조될 수 있다.

I 및 Q에서 표시하는 축을 가진 복소수 평면에서 기호가 취할 수 있는 4개의 값으로서 각 영역에 2진수 00.01, 10 및 11의 값이 붙여진다. 전술한 QSPK 변조의 경우 한 개의 기호를 송신하는데 필요한 시간인 기호기간(TS)은 2개의 2진수를 송신하는 시간과 같다. 채널에 대한 기호송신 중에 예컨대, 제1도에 표시된 2중신호와 같이 멀티·패스전파와 같은 각종의 열화요인이 발생하기 쉽다. 이들 열화요인은 신호열에서 신호열에로 빈번히 변화한다. 데이터열(D)에 포함되는 송신정보의 해석을 가능하게 하기 위하여 주지의 방법에 의하여 각 신호열에 대하여 채널의 임펄스응답이 결정된다. 이 채널 임펄스응답의 결정은 동기화열 수신기내의 기지의 동기화열(SY)과 수신표본값(S(n))의 상관을 취함에 의하여 달성된다. 상관은 제5도에 표시한 바와 같이 필터 내에서 실행된다. 이 필터는 지연유닛(2), 필터계수(가중회로)(3) 및 가산기(4)를 포함하였다. 필터계수(가중회로)는 기재의 동기화워드에 대응하여 SY₀, …… SY_K-1의 값을 갖고 그 길이는 K개의 기호 표본화 간격이다.

표본화된 수신 동기화 워드(S(n))는, 단계방향으로 기호표본화 간격 한 개 몫만의 지연을 가한 신호 S(n-N)……S(n-(k-1)N)를 연속하여 얻도록 지연유닛(2)에 있어서 지연이 가해진다. 지연된 신호는 각각 관련하는 계수가 곱해져서 가산기(4)에서 가산된다. 회로(5)에 있어서 값(K)에 의하여 나누어진 다음, 이들의 값 C²(n-(K-1)N)은 무선유닛(RA1) 및 (RA2) 사이의 채널에 대한 표본화된 임펄스응답 중에서 얻어진다.

제6도는 기호열(SS1) 중의 동기화열에 대하여 앞에서 설명한 방법으로 얻어지는 표본화된 임펄스응답을 표시한다.

제6도에서, T는 시간을 표시하고, C²는 일반적으로 임펄스응답의 이산적(離散的) 상관값에 대한 에너지를 표시하였으며, 이들의 값은 신호표본화 타임포인트 n에 있어서의 가로막대로서 표시된다. 임펄스응답은 번호 0으로부터 L-1+M×N의 L+M×N개의 표본의 길이를 가졌다. 도면 중에서 N은 각 기호에 대한 신호표본화 타임포인트 n의 수를 표시하고, 도시한 예에서는 N은 2와 같다. 기호시간(Ts)에 있어서의 등화기(V)에 대한 채널추정값의 길이는 (M)로 표시되고 도시한 예에서는 M는 3과 같다. 이 채널추정값의 길이 M×Ts는 채널에 의하여 점유되는 시간적변동의 크기에 의하여 결정된다. 이 때문에 등화기(V)는 최대 M×Ts의 범위의 변동을 등화할 수 있다. 문자(1)는 신호표본화 타임포인트의 수를 표시하였고, 이수에 의하여 임펄스응답이 채널의 전송특성이 크고, 또한 급격한 변화를 커버하기 위해서는 상관이 반드시 실행될 필요가 있다.

통상적으로 L을 커버하는 간격은 산관 윈도우(correlation window) 일컬어진다.

제6도에 표시된 표본에 따르는 L=11이고, 임펄스응답의 신호표본화 타임포인트(n)에는 0에서 16까지의 번호가 붙여져 있다.

본 명세서의 도입부에서 기술한 바와 같이 신호S(n)의 표본화는 상관 및 동기화 회로(KS)에서 실행된다. 이 표본화는 서로 인접한 2개의 표본 사이의 하나의 기호시간(Ts)의 시간간격을 신호표본화 타임포인트의 위치에서 기호타이밍에 맞추어서 실행된다. 임펄스응답도 기호타이밍에 맞추어서 채널추정값으로 표본화되고 채널추정값의 길이는 앞서 설명한 바와 같이 M개의 기호시간(Ts)으로 선택된다. 제6도에 표시한 임펄스응답에서 복수의 서로 상이한 채널추정값을 선택하는 것이 가능하고, 이 선택은 아래의 방법에 의하여 실행된다. 즉, 임펄스응답의 최초의 표본화는 n=0의 신호표본화 타임포인트에서 개시한다. 표본화는 기호표본화 타임포인트 중에서n=2, n=4 및 n=6까지의 하나를 띄우는 표본화 타임포인트로서 계속하여 실행된다. 이 경우, 도시한 실시예에 의하여 N=2 및 M=3이 된다. 이 채널추정값은 제6도에서 굵게 그려진 가로막대로서 표시된다. 이 방법에서 길이 M×Ts의 채널추정값이 얻어지고, 그 총에너지 Eke(n)은 일반적으로 다음의 관계에 의하여 표시된다.

이 관계는 채널추정값 에너지에 대한 비교값이 된다. 임펄스응답에 대한 다음의 표본화는 n=1의 포인트에서 개시하고, 그것에 이어서 에너지 Eke(n)의 새로운 값이 n=L-1까지 도시한 실시예에서는 n=10까지 계산된다. 이 방법으로서 2개의 비교값 Eke(n)가 얻어지고, 이중의 하나가 E'_ke(n)로 표기한 최대값을 가졌다. 임펄스응답에 있어서의 기호표본화 타임포인트에 의하여 이 최대 에너지를 가진 채널추정값이 결정되고, 제6도에서는 ×표가 붙여져서 표시된다. 비교값 E'ke(n)를 가진 채널추정값이 선택되고, 이 선택된 채널추정값에서의 표본화 타임포인트가 표본화 타임포인트로서 선택된다. 제6도에 표시한 실시예의 경우, 표본화 타임포인트 n=8이 선택되고 전기한 설명에 의하면 이것이 기호열(SS1)에 적용된다.

본 발명에 의하면 표본화 타임포인트는 다음에 기술하는 또 하나의 다른 방법으로 계산될 수도 있다. 신호표본화 타임포인트(n)의 중에서 임펄스응답이 최대 진폭 C² _max(n)을 가진 신호표본화 타임포인트가 구해져서 선택된 표본화 타임포인트로 된다. 이 표본화 타임포인트에서의 비교값은 간단한 관계로서 표시된다.

E'_t(n)=α×C² _max(n)

즉, 여기에서 α는 정수이다. 제6도의 예에서는 C² _max(n)는 0을 붙여서 표시되었고, 응답하는 표본화 타임포인트는 n=9이다. 임펄스응답 중에 단지 한 개의 상관값 C²(n)이 있고, 이것이 남은 모든 상관값보다 클 경우에는 표본화 타임포인트를 선택하기 위한 다른 방법은 유효하다.

표본화 타임포인트를 선택하는 전기한 2가지 방법의 결합도 역시 유효하게 이용된다. 비교값 E'_ke(n) 및 비교값 E'_t(n)은 전기한 바와 같이 계산한다. 이들의 최대값 E_max가 선택되고, 이에 대응하는 신호표본화 타임포인트 n_max가 선택된 표본화 타임포인트가 된다.

예컨대 SS1과 같이, 신호열의 한 개에 대하여 표본화 타임포인트를 선택하는 전기한 독창적인 방법은 예컨대 등화기에 있어서의 신호처리 단계를 간단하게 하는 이점이 있다. 그러나, 제1도에 표시된 것과 같은 송신신호는 페이딩의 영향을 받는 일이 많다. 즉, 신호간의 간섭에 의하여 단시간에 신호강도가 급격히 저하한다. 동기화열(SY)의 처리시간 중에 페이딩이 발생하면, 선택된 채널추정값 및 선택된 표본화 타임포인트는 남은 기호열의 대표로는 될 수 없다. 몇 밀리 세콘드(millisecond)에 걸쳐서 이어지는 길다란 기호열을 전송하는 전송방식에서는 이 약점은 더욱 현저해진다. 이 약점은 표본화 타임포인트에 대한 추정값 n_est(j)를 본 발명과 같이 반복계산함에 의하여 제거된다. 최대 에너지값 예컨대 E_max및 이에 대응하는 표본화 타임포인트 n_max는 기호열 SS1, SS2, SS3……에 대하여 계산된다. 번호(j)의 기호열에 대하여 추정된 표본화 타임포인트는 다음의 관계에 따라서 계산된다.

n_est(j)=n_est(j-i)+β(n_max'-n_est(j-i)

이 경우, n_est(j-i)는 선행하는 기호열에서 추정된 표본화 타임포인트이다. 즉 n_max는 번호(j)의 기호열에 속하는 β는 웨이팅 함수(weighting function)이다. 이 웨이팅 함수는 E_max가 역값보다 크거나 또는 같을 경우, 그 값이 β=β0가 된다고 가정할 수 있고, 다른 경우에는 β는 0과 같다. 그외의 평균값을 형성하는 일도 있다. 일반적으로 추정된 표본화 타임포인트 n_est(j)는 2개의 신호표본 타임포인트 (n)의 중간에 있고 n_est(j)에 가장 근사한 신호표본 타임포인트가 표본화 타임포인트로서 선택된다.

수신기의 모든 타임포인트 예컨대 신호표본화 타임포인트가 프레임클록(frame clock)의 동기 타임포인트 T_sync에 관하여 계산되고, 이 동기 타임포인트는 기지의 방법에 의하여 제어되는 것에 주의할 필요가 있다.

본 발명은, 이동체 무선전화방식에 이용된 실시예에 관하여 설명했다. 그러나, 본 발명은 그 외의 신호전송 방식인 주기적 동기화열이 전송되면 바로 전송방식으로 통용된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 동기화열간의 간격은 가변적으로 할 수 있다.

Claims (5)

1. 주기적 동기화열을 포함한 부호화열을 전송하는 경우의 표본화 타임포인트를 결정하는 방법으로서, 이 기호열은 채널에 대하여 아날로그 신호로서 전송되므로 전기한 전송 중에 방해요인의 영향을 받기 쉽고 전기한 방법은, 한 개의 기호의 전송시간간격 즉, 기호시간이 기호를 표본화하는 타임포인트를 모두 포함하고 있고, 송신기와 수신기에 공통한 동기화 타임포인트에 관련하여 선택되는 주기적동기화 타임포인트의 위치에서 수신신호를 표본화하는 단계와, 기지의 동기화열 및 표본화한 수신신호를 사용하여 채널에 대한 임펄스응답 계산용의 채널상관을 실행하는 단계에 의하여 구성되고 다시, 1개의 동기화열(SY1)에 대하여 최소한 1개의 채널추정치값을 얻을 수 있는 채널인 펄스응답을 표본화하는 단계로서, 서로 한 개의 신호시간(Ts)의 거리를 두고 떨어진 소망수의 타임포인트 즉 신호표본화 타임포인트(n)의 한 개에 개시점을 갖는 소망수의 기호표본화 타임포인트의 위치에서 각 채널추정값에 대한 표본화가 실행되는 단계와, 최소한 한 개의 기호표본화 타임포인트에 있어서의 임펄스응답의 에너지에 대응하는 최소한 한 개의 비교값(E'_ke·(n), E'_t(n))를 계산하는 단계와, 비교값의 최대값(E'_ke·(n), E'_t(n), E_max)를 선택하는 단계 및, 선택된 비교값((E'_ke·(n), E'_t(n), E_max)에 대응되고, 전기한 동기화열에 대한 표본화·타임포인트로 되는 신호표본화·타임포인트(n_max)의 하나를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 비교치(E'_ke(n))가 채널추정값의 각각에 대한 소망의 기호표본화·타임포인트중의 임펄스응답의 총에너지에 대응하고, 비교값(E'_ke(n))에 대응하는 신호표본화·타임포인트(n)가 채널추정값의 최초의 기호표본화·타임포인트와 일치하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 비교값(E'_t(n))의 한 개가 신호진폭 타임포인트의 한 개의 임펄스응답의 에너지에 응답하고, 이 신호진폭 타임포인트의 전체 임펄스응답 중에 최대 진폭(C² _max(n))가 있고, 전기한 신호표본화 타임포인트가 비교값에 대응하는 신호표본화·타임포인트(n)인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 접속하는 수신동기화열(SY1, SY2, ……)에 대한 표본화·타임포인트(n_max) 선택하는 단계 및 추정된 표본화·타임포인트(n_est(j))를 얻기 위하여 후속하여 선택된 표본화·타임포인트(n_max)에서 1개의 평균값을 반복하여 구하는 단계를 더하여 포함하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 최신의 선택된 표본화·타임포인트(n_max)에 의하여 최신의 입력동기열(j)에 대한 웨이팅 함수(β)를 사용하여 전기한 평균값을 형성하고, 최대비교값(E0)보다 아래인 경우 상기 웨이팅함수의 값을 0으로 하는 것을 특징으로 하는 방법.