KR100318588B1 - 무선통신장치및무선통신방법 - Google Patents
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Abstract
파형 추정부(302)는 파일럿 역확산부(301)에서 출력된 파일럿 신호의 진폭 및 위상을 관측하며, 간섭 성분이 포함되지 않은 파일럿 신호의 진폭, 주파수 및 위상을 예측한다. 정현파 생성부(303)는 예측된 진폭, 주파수 및 위상의 정현파의 파일럿 신호를 생성한다. 동기 검파부(305)는 생성된 파일럿 신호를 이용하여 데이터 채널 역확산부(304)에서 출력된 데이터 신호의 위상 시프트를 보정한다.
Description
본 발명은 파일럿 동기 검파(pilot coherent detection)에 의해 복조가 수행되는 CDMA 방식 무선 통신 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 카폰, 이동 전화등과 같은 셀룰러 시스템에서는, 주파수를 효과적으로 사용하는 기술, 즉, 제한된 주파수 대역에서 다수의 가입자 용량을 확보할 수 있는 기술이 매우 중요해지고 있다.
주파수를 효율적으로 이용할 수 있는 다중 액세스 방식의 하나로서, 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 방식이 주목받고 있다. CDMA 방식은 확산 스펙트럼 다중 액세스(SSMA) 방식이라고도 불리우며, 광대역 특징이나, 의사 잡음(pseudorandomnoise:PN) 코드에 의한 상관 특성 등에 의해, 우수한 통신 품질을 달성할 수 있다.
CDMA 방식을 이용한 육상 이동 통신 시스템은, 예를 들면 미국 특허 제 4,901,307 호에 개시되어 있다. CDMA 방식중의 하나로서, 의사 잡음 코드(이하의 설명에서는 "확산 코드"라 칭함)가 전송 신호상에 다중화되는 직접 확산 방식이 있다.
이러한 직접 확산 방식을 적용할 경우, 레이크(rake)에서 수신하여 다중 경로 성분들을 최대 비율로 합성함으로써 다양상 효과(diversity effect)를 증가시킬 수 있다. 레이크 수신에 관해서는, 예를 들면, 미국 특허 제 5,109,309 호에 개시되어 있다.
이하, 직접 확산 방식을 이용한 CDMA 방식 무선 통신 시스템의 개요에 대하여, 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 직접 확산 방식을 이용한 CDMA 무선 통신 시스템의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, CDMA 무선 통신 시스템의 송신측은 주로, 송신 데이터 신호를 변조하는 데이터 변조부(1)와, 확산 코드를 발생하는 확산 코드 발생부(2)와, 송신 신호상에 확산 코드를 다중화하는 확산 변조부(3)와, 송신 신호를 무선으로 송신하는 송신 안테나(4)로 구성된다.
또한, CDMA 무선 통신 시스템의 수신측은 주로, 송신측으로부터 무선 송신된 신호를 수신하는 수신 안테나(5)와, 확산 코드 발생부(2)에서 발생한 확산 코드와 동일한 타이밍으로 확산 코드를 발생하는 동기 획득(synchronous acquisition)부(6)와, 확산 코드를 수신 신호상으로 다중화하는 역확산부(7)와, 역확산된 수신 신호를 복조하는 데이터 복조부(8)로 구성된다.
상술한 바와 같이 구성된 CDMA 무선 통신 시스템에 있어서, 음성 데이터와 같은 송신 데이터는 데이터 변조부(1)에 의해 변조되며, 변조된 신호는 (a)에 도시한 바와 같이, 단지 송신에 필요한 대역폭만을 갖고 있는 협대역 신호(narrow-band signal)이다.
또한, 확산 코드 발생부(2)에 의해 발생되는 확산 코드의 대역폭은 (b)에 도시한 바와 같이, 데이터 변조부(1)에 의해 변조된 신호의 대역폭에 비해서 충분히 넓다.
데이터 변조부(1)에 의해 변조된 신호는 확산 변조부(3)에 의해 다중화된 확산 코드 형태로, 송신 안테나(4)로부터 송신된다.
수신 안테나(5)에 의해 수신된 신호는 동기 획득부(6)에 의해 발생된 확산 코드로 역확산부(7)에 의해 다시 다중화되어, 광대역으로부터 협대역으로 역확산된다.
도 1의 (c)에 도시하는 바와 같이 송신된 신호에는, 수신 장치에 도달하는 과정에서 다른 사용자나 열 잡음 등에 의한 간섭이 부가된다. 그러나, 확산 코드는, 간섭 신호와 충분히 작은 상관을 갖기 때문에, (d)에 도시한 바와 같이, 간섭은 역확산부(7)에 의해 감소되어 수신된 데이터가 검출되게 한다.
여기서, 셀룰러 시스템의 하강 회선(a down link)과 같은 CDMA 무선 통신 시스템에서는, 각 사용자에게 이미 알려진 파이럿 신호가 각 사용자에 대한 데이터 송신용 데이터 채널과 함께 파이럿 채널을 이용해서 파일럿 채널을 통해 항상 혹은주기적으로 송신된다.
CDMA 무선 통신 시스템의 수신측에서, 파일럿 채널을 통해 송신된 신호(이하의 설명에서는 "파일럿 신호"라 칭함)를 사용하여 몇가지 처리, 예컨대, 동기 획득, 트랙킹, 다중 경로 상태의 추정, 동기 검파, 주파수 동기, 핸드 오프(hand-off) 등이 실행된다. 이중, 파일럿 신호를 이용한 데이터 채널로부터 송신된 신호(이하의 설명에서는 "데이터 신호"라 칭함)의 동기 검파 처리를 "파일럿 동기 검파"라고 한다.
이하, 종래 무선 통신 장치에서의 파일럿 동기 검파를 도 2에 도시된 블록도를 참조하여 설명한다. 또한, 도 2는 도 1의 동기 획득부(6) 및 역확산부(7)에 대응한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 종래 무선 통신 장치는 파일럿 확산 코드를 이용하여 수신 신호를 역확산하며, 주로, 파일럿 신호를 검파하는 파일럿 역확산부(11)와, 검파된 파일럿 신호를 후술하는 바와 같이 평균화하는 평균화부(12)와, 데이터용 확산 코드를 이용하여 수신된 신호를 역확산하고 데이터 신호를 검파하는 데이터 역확산부(13)와, 평균화된 파일럿 신호를 이용하여 데이터 신호의 위상 시프트를 보정하는 동기 검파부(14)로 구성된다.
상술한 바와 같이 구성된 무선 통신 장치에 의해 수신된 신호를 고려해 볼 때, 파일럿 신호는 파일럿 역확산부(11)에서 파일럿용 확산 코드로 역확산됨으로써 검파되고, 데이터 신호는 데이터 역확산부(13)에서 데이터용 확산 코드로 역확산됨으로써 검파된다.
검파된 파일럿 신호는 평균화부(12)에 의해 평균화되며, 이때 데이터 신호의 위상 시프트는 평균화된 파일럿 신호에 기초하여 동기 검파부(14)에 의해 보정된다.
다음에, 파일럿 신호의 평균화에 대하여 설명한다. 여기서는, 1/4 위상 쉬프트 키잉(quadrature phase shift keying;QPSK) 방식에 의해 확산이 수행되는 것으로 가정한다.
파일럿 역확산부(11)로부터 출력되는 파일럿 신호는 수학식 1로 표현된다.
여기서,은 파일럿 신호의 레벨을 나타내고,는 캐리어 위상 오프셋을 나타낸다. 또한,는 간섭을 나타낸다. 이러한 간섭으로는, 다중 경로 웨이브, 파이럿 채널 이외 채널의 간섭, 및 다른 셀의 간섭 등이 포함된다.
파일럿 신호는 평균화 수단(12)에 의해,나등의 값이 일정하다고 간주되는 기간으로 평균화된다. 이 평균화에 의해 간섭 성분이 저감되어, 파일럿 신호의 레벨이나의 값이 구해진다.
또한, 사용자에 대한 데이터 역확산부(13)로부터 출력되는 데이터 신호는 다음의 수학식 2로 표현된다.
여기서,는 사용자의 확산 코드 레벨,는 사용자의 데이터를 나타내며,는 간섭 성분을 나타낸다.
평균화후의 파일럿 신호 및 데이터 신호에 있어서의 간섭이 없다고 가정하면, 즉, 수학식 1 및 2에서의 간섭가 영(0)이라고 가정하면, 동기 검파부(14)의 내적(inner product) 계산에 의해 캐리어 위상 오프셋이 보정되어, 다음 수학식 3으로 표현되는 복조 신호를 얻을 수 있다.
여기서, 이동 통신과 같은 무선 회선에서는, 파일럿 신호의 레벨및 위상 오프셋이 이동국의 이동에 따라 변화하며, 수신측의 국부 발진기의 캐리어 주파수 오프셋에 부가하여 페이딩(fading)에 기인한 주파수 시프트가 발생한다.
그러나, 상술한 종래의 무선 통신 장치는, 평균화 주기가 수학식 1의나등의 값이 일정하다고 간주되는 기간에 있을 때만 데이터 신호의 위상 시프트를 보정할 수 있다.
따라서, 평균화 주기는 캐리어 주파수 오프셋 혹은 페이딩으로 인한 주파수 시프트 주기보다 훨씬 더 짧아야 하므로, 상술한 종래 무선 통신 장치는, 페이딩에 기인한 주파수 시프트 혹은 캐리어 주파수 오프셋이 발생한 경우에 수신 신호상에 부가된 간섭 성분을 충분히 저감시키지 못한다. 그 결과, 파일럿 동기 검파후의 복조 신호가 열화되고(deteriorated), 수신 품질이 저하된다.
본 발명의 제 1 목적은 파일럿 동기 검파후의 복조 신호가 열화되는 것을 방지하여 수신 품질을 개선할 수 있는 무선 통신 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 직접 확산 시스템을 이용한 CDMA 무선 통신 시스템의 구성을 나타내는 블록도,
도 2는 종래의 무선 통신 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 무선 통신 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 무선 통신 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 무선 통신 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 6은 본 발명의 실시예 4에 따른 무선 통신 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 7은 본 발명의 실시예 5에 따른 무선 통신 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1O1 : 파일럿 역확산부 102 : 파일럿 예측부
103 : 예측 계수 추정부 104 : 데이터 역확산부
105 : 동기 검파부 202, 502 : 필터링부
203 : 주파수 오프셋 예측부 302 : 파형 예측부
303 : 정현파 생성부 402 : 도플러 시프트 추정부
403 : 도플러 시프트 성분 필터링부
503 : 수신 품질 측정부 504 : 최적 시정수 선택부
본 발명은 역확산 파일럿 신호에 부가되는 간섭 성분을 저하시키고, 파일럿 신호의 저하된 간섭 성분을 사용하여 파일럿 동기 검파를 수행하므로써, 상술한 목적을 달성할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
(실시예 1)
실시예 1은 예측 계수를 이용하여 역확산 파일럿 신호로부터 간섭 성분을 저감시킨 파일럿 신호를 추정하기 위한 실시예이다.
도 3은 실시예 1에 따른 무선 통신 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3의 무선 통신 장치에서, 파일럿 역확산부(101)는 파일럿 채널용 확산 코드를 이용하여 수신 신호를 역확산하며, 파일럿 채널을 통해 송신된 신호(이하의설명에서는 "파일럿 신호"라 칭함)를 검파한다. 파일럿 예측부(102)는 이후 설명되는 바와 같이, 예측 계수를 이용하여 간섭 성분이 저감된 파일럿 신호를 파일럿 역확산부(101)에 의해 역확산된 파일럿 신호(이하의 설명에서는 "역확산 파일럿 신호"라 칭함)로부터 예측한다. 예측 계수 추정부(103)는 역확산 파일럿 신호와 파일럿 예측부(102)에 의해 추정된 파일럿 신호(이하의 설명에서는 "예측 파일럿 신호"라 칭함)간의 오차가 최소로 되도록 예측 계수를 추정하며, 예측 계수 추정부(103)는 파일럿 예측부(102)로 예측 계수를 출력한다.
데이터 역확산부(104)는 데이터 채널용 확산 코드를 이용하여 데이터 채널을 통해 송신된 신호(이하의 설명에서는 "데이터 신호"라 칭함)를 역확산시킨다. 동기 검파부(105)는 예측 파일럿 신호를 이용하여 역확산된 데이터 신호(이하의 설명에서는 "역확산 데이터 신호"라 칭함)의 위상 시프트를 보정한다.
상술한 바와 같이 구성된 무선 통신 장치 구조에 의해 수신된 신호는 파일럿 채널용 확산 코드로 파일럿 역확산 수단(101)에 의해 역확산되어, 역확산 파일럿 신호가 검파되고, 데이터 채널용 확산 코드로 데이터 역확산부(104)에 의해 역확산되어, 역확산 데이터 신호가 검파된다.
역확산 파일럿 신호 및, 예측 계수 추정부(103)에 의해 추정된 예측 계수는 파일럿 예측부(102)에 의해 계산되며, 이에 따라 간섭 성분이 감소된 예측 파일럿 신호가 출력된다.
또한, 동기 검파부(105)는 예측 파일럿 신호에 기초하여 역확산된 데이터 신호의 위상 시프트를 보정한다.
다음에, 실시예 1에서의 파일럿 신호의 예측에 대하여 설명한다. 무선 송신전의 역확산 파일럿 신호 y(t)에서 파일럿 신호 x(t)에 간섭 성분 n(t)이 부가되므로 하기의 수학식 4로 나타낼 수 있다.
파일럿 예측부(102)는, 다음 수학식 5에 나타나는 평가 함수 J가 최소로 되도록 필터를 구성하고, 역확산 파일럿 신호가 이 필터를 통과하게 하므로써, 간섭 성분이 저감된 예측 파일럿 신호를 출력한다.
여기서, x'(t)는 파일럿 신호 예측값을 나타내고, E[-]는 평균을 나타내며, (t+m)은 시각 t로부터 시간 m만큼 경과하였음을 나타내고 있다.
평가 함수 J를 최소화시키는 필터를 설계하는 문제는 "위너 문제(Wiener problem)"라고 불리고, 각종의 해법이 알려져 있다. 예를 들면, 이 최소화를 위해 위너-호프(Wiener-Hopf) 방정식의 해를 이용하는 것도 가능하며, 적응 알고리즘(an adaptive algorithn)을 이용하는 것도 가능하다. 예측 계수 추정부(103)는 이들 해법들을 실현하는 것이다.
여기서, 예측 파일럿 신호의 일례로서, 파일럿 신호 예측값을 현재부터 과거 N번째 샘플까지를 파일럿 신호의 선형 결합으로 표현하면, 하기의 수학식 6으로 나타내어 진다.
여기서,는 가중 계수(weighing coefficient)를 나타내고, x'(n)는 시각 nT(T:샘플링 간격, n:정수)에 있어서의 샘플값, N은 관측 기간을 나타낸다.
이렇게 하여, 예측 파일럿 신호는 현재까지의 샘플값 각각을 가중 계수로 승산함으로써 구해진다. 이 가중 계수는, 예측 계수 추정부(103)에 의해, 역확산 파일럿 신호와 예측 파일럿 신호간의 오차가 최소로 되도록 선택된다.
따라서, 예측 계수를 사용한 필터를 구성하고, 역확산 파일럿 신호가 이 필터를 통과하게 하여, 간섭 성분이 저감된 파일럿 신호를 예측함으로써, 파일럿 동기 검파후의 복조 신호가 열화되는 것을 방지하며, 파일럿 동기 검파후의 수신 품질의 향상을 도모할 수 있다.
(실시예 2)
실시예 2는 역확산 파일럿 신호로부터 캐리어 주파수 오프셋 값을 추정함으로써 필터의 시정수가 결정되고, 이 필터에 의해 역확산 파일럿 신호를 필터링함으로써 간섭 성분을 감소시킨 실시예이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 무선 통신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4의 무선 통신 장치에서, 파일럿 역확산부(201)는 파일럿 채널용 확산 코드를 이용하여 수신 신호를 역확산시켜서 역확산 파일럿 신호를 검파한다. 필터링부(202)는 후술하는 바와 같이 역확산 파일럿 신호를 통과시키므로써, 간섭 성분을 저감시킨다. 주파수 오프셋 예측부(203)는 역확산 파일럿 신호에 이용될 수 있는 캐리어 주파수 오프셋 양을 추정하여 필터링부(202)의 시정수를 결정한다.
데이터 역확산부(204)는 데이터 채널용 확산 코드를 이용하여 수신 신호를 역확산하며, 역확산된 데이터 신호를 검파한다. 동기 검파부(205)는 필터링부(202)를 통과한 파일럿 신호를 이용하여 확산 데이터 신호의 위상 시프트를 보정한다.
상술한 바와 같이 구성된 무선 통신 장치에 의해 수신된 신호는, 파일럿 채널용 확산 코드로 파일럿 역확산부(201)에 의해 역확산되어 역확산 파일럿 신호가 검파되며 또한, 데이터 채널용 확산 코드로 데이터 역확산부(104)에 의해 역확산되어 역확산 데이터 신호가 검파된다.
그리고, 역확산 파일럿 신호는, 주파수 오프셋 예측부(203)에 의해 예측된 시정수에 근거하여 구성된 필터링 수단(202)을 통과하여, 그에 따라 간섭 성분은 저감된다.
역확산 데이터 신호의 위상 시프트는 필터링부(202)를 통과한 파일럿 신호에 기초하여 동기 검파부(205)에 의해 보정된다.
다음에, 실시예 2에서의 파일럿 신호의 필터링에 대하여 설명한다. 파일럿 신호는 수신측 국부 발진기의 캐리어 주파수 오프셋 및 페이딩에 기인한 주파수 시프트에 의해 변동된다. 파일럿 신호의 진폭을, 위상을로 하고, 부가되는 간섭을라고 할 때, 수신된 파일럿 신호는 하기의 수학식 7로 표현된다.
주파수 오프셋 예측부(203)에서는, 이 파일럿 신호 성분이 가질 수 있는 캐리어 주파수 오프셋 값을 예측하며, 필터링부(202)의 통과 대역의 폭(혹은 시정수)을 결정한다.
파일럿 신호 성분이 취할 수 있는 캐리어 주파수 오프셋 값을 추정하는 방법으로서, 자동 주파수 제어 회로(AFC 회로)로부터의 정보를 이용하는 방법이 있다. AFC 회로에서는, 캐리어 주파수 오프셋을 지정된 주파수 범위내로 끌어들이는 것을 목적으로 하고 있으며, 이것은 확산 스펙트럼 다중 액세스 시스템에 제한되지 않고 널리 사용되고 있다. 캐리어 주파수 오프셋이 AFC 회로로부터 지정된 주파수 범위내로 인도된 정보를 입력하므로써, 주파수 오프셋 예측부(203)는 필터링부(202)에 있어서의 통과 대역의 폭(혹은 시정수)을 결정할 수 있다.
또한, 주파수 오프셋 예측부(203)는 파일럿 신호의 시간 변화에 대하여, 단위 시간당 영(zero) 교차 회수를 계수하는 것에 의해서도 캐리어 주파수 오프셋을 예측할 수 있다.
이와 같이, 시정수는 예측된 캐리어 주파수 오프셋 값에 따라 결정되고, 필터는 시정수에 기초하여 구성되며, 역확산 파일럿 신호가 필터를 통과하므로써 간섭 성분을 저감시킬 수 있어, 파일럿 동기 검파후에 복조 신호가 열화되는 것을 방지하고, 파일럿 동기 검파후의 수신 품질의 향상을 도모할 수 있다.
(실시예 3)
실시예 3은 수신된 파일럿 신호의 역확산 출력을 이용하여 파일럿 신호의 진폭, 주파수, 위상을 예측하고, 예측된 진폭, 주파수, 정현파 위상을 간섭 성분을 저감시키도록 발생하는 실시예이다.
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 무선 통신 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 5의 무선 통신 시스템에서, 파일럿 역확산부(301)는 파일럿 채널용 확산 코드를 이용하여 수신 신호를 역확산하며, 역확산된 파일럿 신호를 검파한다. 후술하는 바와 같이, 파형 예측부(302)는 역확산된 파일럿 신호의 진폭 및 위상을 관측하여, 간섭이 부가되기 전 진폭, 주파수 및 위상을 예측한다. 정현파 생성부(303)는 예측된 진폭, 주파수 및 위상을 갖는 정현파 파일럿 신호(후술하는 설명에서는 "예측 파일럿 신호"라 칭함)를 생성한다.
데이터 역확산부(304)는 데이터 채널용 확산 코드를 이용하여 수신된 신호를 역확산시켜서 역확산 데이터 신호를 검파한다. 동기 검파부(305)는 예측 파일럿 신호를 이용하여 역확산 데이터 신호의 위상 시프트를 보정한다.
상술한 바와 같이 구성되는 무선 통신 장치에 의해 수신된 신호는, 파일럿 채널용 확산 코드로 파일럿 역확산부(301)에 의해 역확산되어, 역확산 파일럿 신호가 검파되고, 데이터 채널용 확산 코드로 데이터 역확산부(304)에 의해 역확산되어 역확산 데이터 신호가 검파된다.
파형 예측부(302)는 간섭이 부가되기 전 파일럿 신호의 진폭, 주파수, 위상을 예측한다. 이 예측 결과에 근거하여, 정현파 생성부(303)에 의해 예측 파일럿 신호가 생성된다.
또한, 데이터 신호는 데이터 채널용 확산 코드로 데이터 역확산부(304)에 의해 역확산되며, 데이터 신호의 위상 시프트는 예측 파일럿 신호에 기초하여 보정된다.
다음에, 실시예 3에서의 정현파 생성에 대하여 설명한다. 설명을 간략화하기 위해, 파일럿 신호는 정현파적으로 변동하고, 진폭이, 주파수가, 그리고 위상이라고 가정한다. 이때, 파일럿 신호는 하기의 수학식 8로 표현된다.
진폭, 주파수, 위상을 예측하는 방법으로서, 예를 들면, 진폭 및 위상이 변화하지 않는 정도로 까지 파일럿 신호를 평균화시켜 진폭, 주파수, 위상을 구하는 방법이 있다. 평균화에 의해서 간섭 성분이 감소되었다고 가정하면, 진폭은 하기 수학식 9의 계산에 의해 구할 수 있다.
또한, 주파수 및 위상은, 하기 수학식 10의 시간 미분값, 순시값으로 구할 수 있다.
또한, 일반적으로 사용되고 있는 시스템 예측, 확인 알고리즘을 이용하여 진폭, 주파수 및 위상을 예측하는 것도 가능하다. 또한, 시시 각각 변화하는 주파수 오프셋 값에 대응하도록 하는 적응 알고리즘을 이용하여 진폭, 주파수 및 위상을 점차적으로 예측하는 것도 가능하다.
정현파 생성부(303)는, 파형 예측부(302)에 의해 예측된 진폭, 주파수, 위상을 갖는 정현파로 표현되는 예측 파일럿 신호를 생성한다.
또한, 실시예 3에서는 1개 조합의 진폭, 주파수, 위상으로 정현파를 생성하는 경우를 설명하였지만, 복수개 조합의 진폭, 주파수, 위상을 예측하여 복수의 정현파를 생성하는 것도 가능하다.
따라서, 간섭이 부가되기 전 파일럿 신호의 진폭, 주파수 및 위상을 예측하고, 파일럿 동기 검파를 수행하므로써, 파일럿 동기 검파가 종료된 후 복조 신호가 열화되는 것을 방지할 수 있으며, 파일럿 동기 검파후 수신 품질의 향상을 도모할 수 있다.
(실시예 4)
실시예 4는 역확산 파일럿 신호의 각 다중파의 도플러 시프트량을 예측함으로써 필터를 구성하고, 역확산 파일럿 신호의 예측된 도플러 시프트의 주파수 성분만을 필터링함으로써 간섭 성분을 감소시킨 실시예이다.
도 6은 본 발명의 실시예 4에 따른 무선 통신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6의 무선 통신 장치에 있어서, 파일럿 역확산부(401)는 파일럿 채널용 확산 코드를 이용하여 수신 신호를 역확산시켜서, 역확산 파일럿 신호를 검파한다. 도플러 시프트 예측부(402)는 후술하는 바와 같이, 역확산 파일럿 신호로부터 각 다중파의 도플러 시프트량을 예측한다. 도플러 시프트 성분 필터링부(403)는 도플러 시프트 예측부(402)의 예측 결과에 기초하여, 역확산 파일럿 신호의 특정한 주파수 대역만 통과시킨다.
데이터 역확산부(404)는 데이터 채널용 확산 코드를 이용하여 수신 신호를 역확산시켜서 역확산 데이터 신호를 검파한다. 동기 검파부(405)는 도플러 시프트 성분 필터링부(403) 통과후의 파일럿 신호를 이용해 역확산 데이터 신호의 위상 시프트를 보정한다.
상술한 바와 같이 구성되는 무선 통신 장치에 의해 수신된 신호는, 파일럿 채널용 확산 코드로 파일럿 역확산부(401)에 의해 역확산되어, 역확산 파일럿 신호가 검파되고, 데이터 채널용 확산 코드로 데이터 역확산부(404)에 의해 역확산되어 역확산 데이터 신호가 검파된다.
역확산된 파일럿 신호가 도플러 시프트 예측부(402)에 의해 예측된 도플러 시프트량에 기초하여 구성된 도플러 쉬프트 성분 필터링부(403)를 통과함에 따라, 간섭이 부가되기 전 파일럿 신호의 주파수 영역만이 검파된다.
역확산 데이터 신호의 위상 시프트는, 도플러 시프트 성분 필터링부(403)를 통과한 파일럿 신호에 기초하여 동기 검파부(405)에 의해 보정된다.
다음에, 실시예 4에서의 도플러 시프트량의 예측에 대하여 설명한다. 파일럿 신호는 수신측 국부 발진기의 캐리어 주파수 오프셋 및 페이딩에 의한 주파수 시프트에 의해 변동한다. 파일럿 신호의 진폭이, 그의 위상이, 그리고 부가된 간섭이라고 가정하면, 수신된 파일럿 신호는 하기의 수학식 11로 표현된다.
수신측 국부 발진기의 캐리어 주파수 오프셋 및 페이딩에 의한 주파수 시프트에 기인해서 진폭및 위상가 변동한다. 도플러 시프트 예측부(402)는 이들 파일럿 신호의 스펙트럼에 기초한 각 다중파에 대응하는 도플러 시프트량을 예측한다.
스펙트럼을 획득하는 방법으로서, 예를 들면, 어떤 특정한 주파수 대역만을 통과시키도록 제공된 복수의 대역 통과 필터(BPF)의 출력 신호의 레벨을 관측함으로써 각각의 주파수 대역의 스펙트럼을 구할 수 있다. 또한, 파일럿 신호를 푸리에 변환(Fourier-transform)하여 스펙트럼을 구하는 것도 가능하다.
구해진 파일럿 신호의 스펙트럼에 근거하여 도플러 시프트 성분 필터링부(403)의 통과 대역(passing area)이 결정된다. 결정된 통과 대역은 파일럿 신호가 존재하는 주파수 영역을 모두 포함하는 것이다.
도플러 시프트 성분 필터링부(403)를 구성하는 방법으로서는, 도플러 시프트 예측부(402)에 의해 구해진 스펙트럼의 어떤 특정한 주파수 대역만을 통과시키는 대역 통과 필터(BPF)를 복수 조합하여 이용하는 방법도 있으며, 이 경우 파일럿 신호가 존재한다고 판단된다.
따라서, 간섭 신호 성분이 부가되기 전 파일럿 신호의 주파수 영역만을 통과시키는 필터를 구성하고, 이 필터를 통해 역확산 파일럿 신호를 통과시킴으로써 간섭 성분을 감소시킬 수 있어서, 파일럿 동기 검파 종료 후에 복조 신호가 열화되는 것을 방지하고, 파일럿 동기 검파 종료 후에 수신 품질의 향상을 도모할 수 있다.
(실시예 5)
실시예 5는 역확산된 파일럿 신호의 수신 품질을 측정하는 실시예로서, 시정수를 수신 품질이 최적으로 되도록 선택하고, 선택된 시정수에 기초하여 필터를 구성하며, 이 필터에 의해 역확산 파일럿 신호를 필터링함으로써 간섭 성분을 감소시킨 실시예이다.
도 7은 본 발명의 실시예 5에 따른 무선 통신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7의 무선 통신 장치에 있어서, 파일럿 역확산부(501)는 파일럿 채널용 확산 코드를 이용하여 수신 신호를 역확산시켜서, 역확산 파일럿 신호를 검파한다. 필터링부(502)는 역확산 파일럿 신호를 필터링하여 간섭 성분을 감소시킨다. 수신 품질 측정부(503)는 수신 품질을 측정한다. 최적 시정수 선택부(504)는 수신 품질 측정부(503)의 측정 결과에 기초하여 수신 품질이 최적으로 되도록 필터링부(502)의 시정수를 선택한다. 실시예 5에서의 수신 품질은 동기 검파후의 심볼 에러율이나, 에러 정정후의 비트 에러율, 또는 프레임 에러율 등에 의해 획득된다.
데이터 역확산부(505)는 데이터 채널용 확산 코드를 이용하여 수신 신호를 역확산시켜서 역확산 데이터 신호를 검파한다. 동기 검파부(506)는 필터링부(502)를 통과한 파일럿 신호에 기초하여 역확산 데이터 신호의 위상 시프트를 보정한다.
상술한 바와 같이 구성되는 무선 통신 장치에 의해 수신된 신호는, 파일럿 채널용 확산 코드로 파일럿 역확산부(501)에 의해 역확산되어 역확산 파일럿 신호가 검파되고, 데이터 채널용 확산 코드로 데이터 역확산부(505)에 의해 역확산되어 역확산 데이터 신호가 검파된다.
역확산 파일롯 신호는, 수신 품질을 최적화하고, 간섭 성분을 감소시키도록 최적 시정수 선택부(504)에 의해 선택된 시정수에 기초하여 구성된 필터링부(502)를 통과한다.
역확산 데이터 신호의 위상 시프트는 필터링부(502)를 통과한 파일럿 신호에 기초하여 동기 검파부(508)에 의해 보정된다.
이와 같이, 동기 검파후의 수신 품질이 최적으로 되도록 파일럿 신호에 대한 필터링의 시정수를 설정함으로써, 필터링의 시정수가 고정된 경우에 비해 수신 품질의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 각각의 실시예에 따른 무선 통신 장치는, 이동 통신 시스템에 있어서의 기지국 장치나 이동국 장치에 탑재할 수 있다. 이에 따라, 이동 통신 시스템의 데이터 전송에 있어서, 데이터를 손상시키는 일이 없이 데이터를 수신할 수 있다.
상술한 설명에서 명백하게 되는 바와 같이, 역확산 파일롯 신호상에 부가되는 간섭 성분을 감소시킴으로써 파일롯 동기 검파 후의 복조 신호가 열화되지 않게 방지될 수 있으며, 따라서, 수신 품질을 개선할 수 있는 무선 통신 장치와 방법을 제공할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 파일럿 동기 검파에 있어서 역확산 파일럿 신호에 부가되는 간섭 성분을 감소시켜, 수신 신호로부터 복조 신호를 얻을 때의 수신 품질을 향상시킬 수 있는 무선 통신 장치 및 방법이 제공된다.
Claims (8)
- 간섭 성분이 중첩되기 전의 파일럿 신호가 취할수 있는 주파수 오프셋량을 추정하여 시정수를 결정하는 주파수 오프셋 추정 수단과,상기 시정수에 근거해서 필터를 구성하여, 간섭 성분이 중첩된 파일럿 신호를 필터에 통과시켜 간섭 성분을 저감하는 필터링 수단과,상기 간섭 성분을 저감시킨 파일럿 신호를 이용하여 데이터 신호의 동기를 검파하는 동기 검파 수단을 구비하는 무선 통신 장치.
- 간섭 성분이 중첩된 파일럿 신호로부터 각 다중파의 도플러 시프트 량을 추정하는 시프트량 추정 수단과,상기 파일럿 신호에 대해 추정된 도플러 시프트의 주파수 성분만을 통과시켜 간섭 성분을 저감하는 성분 통과 수단과,간섭 성분이 저감된 파일럿 신호를 이용하여 데이터 신호의 동기를 검파하는 동기 검파 수단을 구비하는 무선 통신 장치.
- 동기 검파 후의 신호의 수신 품질을 측정하는 수신 품질 측정 수단과,측정된 수신 품질이 최적으로 되도록 시정수를 선택하는 최적 시정수 선택 수단과,상기 시정수에 근거해서 필터를 구성하여, 파일럿 신호를 필터에 통과시켜서 간섭 성분을 저감하는 필터링 수단과,간섭 성분이 저감된 파일럿 신호를 이용하여 데이터 신호의 동기를 검파하는 동기 검파 수단을 구비하는 무선 통신 장치.
- 청구항 1 내지 3 항 중 어느 한 항에 기재된 무선 통신 장치를 기지국 장치로서 이용하는 무선 통신 시스템.
- 청구항 1 내지 3 항 중 어느 한 항에 기재된 무선 통신 장치를 이동국 장치로서 이용하는 무선 통신 시스템.
- 예측된 간섭이 부가되기 전 파일럿 신호의 주파수 대역에 의해 결정된 시정수에 기초하여 필터를 구성하는 단계와,상기 필터를 통해 파일럿 신호에 부가된 간섭을 감소시키는 단계와,상기 필터를 통과한 파일럿 신호를 이용하여 데이터 신호를 동기 검파하는 단계를 포함하는 무선 통신 방법.
- 간섭이 부가된 파일럿 신호로부터 각 다중파의 도플러 시프트 량을 예측하는 단계와,상기 예측된 도플러 시프트 주파수 성분만을 갖는 파일럿 신호를 이용하여 데이터 신호를 동기 검파하는 단계를 포함하는 무선 통신 방법.
- 무선 통신 방법에 있어서,동기 검파된 신호의 수신 품질이 최적으로 되도록 선택된 시정수에 기초하여 필터를 구성하는 단계와,상기 필터를 통해 통과시킴으로써 간섭을 감소시킨 파일럿 신호를 이용하여 데이터 신호를 동기 검파하는 단계를 포함하는 무선 통신 방법.
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