KR100533812B1

KR100533812B1 - Ｃｄｍ 수신 장치 및 ｒａｋｅ 합성 장치

Info

Publication number: KR100533812B1
Application number: KR10-2003-0017053A
Authority: KR
Inventors: 야노모토미츠
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2005-12-07
Also published as: JP2003283375A; KR20030076369A; CN1255958C; US7286619B2; US20030179733A1; CN1447531A

Abstract

전송로 추정기(23)로 얻어지는 다중 경로(1∼3)의 SIR값(PS1∼PS3)을 파일럿 신호의 주기마다 적분기(31)로 누적하고, 평균값 연산기(32)로 충분히 긴 기간의 평균값을 구하여, 제산기(34)로 참조값을 제산하고, 제어 계수로서 승산기(351∼353)로 SIR값(PS1∼PS3)에 승산하여, 각각 다중 경로(1∼3)의 가중치(W1∼W3)로 한다. 역확산기(241∼243)로부터의 역확산 데이터(D1∼D3)에 관해서는 버퍼(361∼363)에서 모든 데이터의 타이밍을 동기시켜, 승산기(371∼373)로 전술한 가중치(W1∼W3)와 복소 승산하여, 가산기(38)로 가산함으로써 RAKE 합성하여, 최종적인 복조 데이터로서 연판정기(26)로 출력한다.

Description

ＣＤＭ 수신 장치 및 ＲＡＫＥ 합성 장치{CDM RECEIVER APPARATUS AND RAKE SYNTHESIZER APPARATUS}

본 발명은 부호 분할 다중(CDM; Code Division Multiplex) 방식을 이용한 통신 또는 방송 시스템의 CDM 수신 장치 및 이 CDM 수신 장치에 이용되는 RAKE 합성 장치에 관한 것이다.

CDM 방식을 이용한 통신 또는 방송 시스템의 CDM 송신 장치 및 CDM 수신 장치에서는 통상 이하와 같은 처리가 행해지고 있다. CDM 송신 장치에서는 복수 채널의 전송 데이터에 각각 에러 정정 부호를 부가하고, 채널마다 상이한 확산 부호로 확산하여 다중함으로써 CDM 신호를 생성하여 송출한다. CDM 수신 장치에서는 수신된 CDM 신호에 수신 평균 전력에 따른 자동 이득 제어(AGC; Auto Gain Contro1)를 실시한 후, 지정 채널의 확산 부호를 이용해서 역확산 복조하고, 연판정 및 에러 정정을 수행함으로써 지정 채널의 전송 데이터를 얻는다. CDM 수신 장치의 역확산 복조기에는 RAKE 합성 장치가 자주 이용된다.

그러나, 종래의 CDM 수신 장치에 이용되는 역확산 복조기에서는 확산 부호에 의한 확산 및 다중의 영향에 의해 출력 데이터의 평균 진폭값(전력)이 입력 신호의 전력 레벨과 반드시 일치하지 않는다. 이 때문에, 평균 수신 전력에 기초하여 AGC를 실시하여 역확산 복조기의 입력 전력 레벨을 일정하게 하더라도 복조 데이터의 평균 진폭값은 일정하게 되지 않는다. 그 결과, 연판정의 정밀도가 저하되어 에러율의 증대를 초래한다.

본 발명의 목적은 역확산 복조 데이터의 평균 진폭값을 연판정 복호 입력으로서 최적의 값으로 제어할 수 있고, 이것에 의해 연판정의 정밀도를 향상시키고 에러율의 저감을 도모할 수 있는 CDM 수신 장치와 이 CDM 수신 장치에 이용되는 RAKE 합성 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명에 따른 CDM 수신 장치는 복수 채널의 정보 데이터 신호를 각각 에러 정정을 위한 부호화 처리를 실시하고, 채널마다 상이한 확산 부호를 이용해서 확산 변조하여 다중한 부호 분할 다중(CDM; Code Division Multiplex) 무선 신호를 수신하는 CDM 수신 장치로서,

상기 CDM 무선 신호를 수신하여 기저 대역 CDM 신호로 변환하는 주파수 변환기와;

상기 기저 대역 CDM 신호로부터 전송로의 다중 경로 특성을 추정하고, 이 추정 결과로부터 복수의 경로를 선정하여, 각 경로에 대해서 지연 시간과 신호대 간섭비를 구하는 전송로 추정기와;

상기 전송로 추정기로 선정된 복수의 경로의 각각에 대해서, 상기 확산 부호 중 지정 채널의 확산 부호를 상기 전송로 추정기로 얻어진 대응 경로의 지연 시간에 기초해서 위상 시프트하여, 상기 기저 대역 CDM 신호의 역확산을 행하여 역확산 데이터를 얻는 역확산기와;

상기 전송로 추정기로 얻어지는 복수의 경로의 신호대 간섭비를 누적해서 평균화하여, 그 평균값에 역비례하는 계수를 상기 복수의 경로의 신호대 간섭비에 승산함으로써 각 경로에 대한 가중치를 구하는 가중치 생성기와;

상기 역확산기로 얻어지는 복수의 경로의 역확산 데이터를 대응하는 경로의 가중치로 부가하여 합성함으로써 복조 데이터를 얻는 합성기와;

상기 합성기로 얻어진 복조 데이터를 연판정 복호하여 복호 데이터를 얻는 연판정 복호기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 RAKE 합성 장치는 청구항 제1항의 CDM 수신 장치에 포함되는 RAKE 합성 장치로서,

상기 전송로 추정기에 의해 얻어지는 복수의 경로의 신호대 간섭비를 누적해서 평균화하여, 그 평균값에 역비례하는 계수를 상기 복수의 경로의 신호대 간섭비에 승산함으로써 각 경로에 대한 가중치를 구하는 가중치 생성기와;

상기 역확산기에 의해 얻어지는 복수의 경로의 역확산 데이터를 대응하는 경로의 가중치로 부가하여 합성함으로써 복조 데이터를 얻는 합성기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전술한 목적 및 기타의 목적과 장점은 첨부한 도면을 참조하여 이하의 본 발명의 양호한 실시예의 상세한 설명으로부터 보다 명확히 이해할 수 있을 것이다.

이하, 첨부된 도면의 전체에 걸쳐서, 본 발명의 양호한 실시예의 상세한 설명으로부터 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용해서 설명할 것이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 통신 또는 방송 시스템의 CDM 송신 장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 1에 도시하는 CDM 송신 장치는 파일럿 채널(CH0)과 제1 내지 제n의 정보 채널(CH1∼CHn)을 갖는다. 파일럿 채널(CH0)로부터 입력되는 파일럿 신호는 모두 "1" 등의 이미 알려진 데이터열을 주기적으로 반복 발생한 데이터 신호이다. 각 채널(CH0∼CHn)의 파일럿 신호 및 정보 데이터 신호는 각각 중첩 부호화기(110∼11n)에서 중첩 부호화가 실시된다. 이것은 수신측의 에러 정정을 위해 행해진다. 계속해서, 인터리브 처리기(120∼12n)에서 데이터의 순서가 교체된다(1차 변조). 이것은 무선 전송로에서 생기는 에러를 랜덤화하기 위해서 행해진다. 또한, 확산기(130∼13n)에서 예컨대 M계열 등의 의사 랜덤 부호에 의한 확산 부호에 의해서 확산 변조된다(2차 변조). 각 채널(CH0∼CHn)의 확산 변조 신호는 다중기(14)로 다중되고, RF 처리기(15)에 의해 RF대로 변환되어, CDM 무선 신호로서 송신 안테나(16)로부터 송출된다.

도 2는 본 발명이 적용되는 CDM 수신 장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 2에 있어서, 수신 안테나(21)에서 수신된 CDM 무선 신호는 RF 처리기(22)에 있어서 기저 대역 신호로 변환된 후, 전송로 추정기(23)로 공급되는 동시에, 역확산기(241∼243)로 공급된다.

상기 전송로 추정기(23)는 파일럿 채널에 할당된 의사 랜덤 부호를 참조 신호로 하여, 파일럿 신호 1주기분의 시계열에서의 기저 대역 신호와 참조 신호와의 상관을 취하여, 그 상관 결과로부터 무선 전송로에서 생긴 다중 경로의 지연 시간과 전력 레벨을 추정한다.

상기 전송로 추정 결과의 일례를 도 3에 도시한다. 도 3에서는 CDM 수신 장치의 수신 지점에서 3가지의 경로(1∼3)가 생긴 경우를 도시하고 있다. 이 경우, 전송로 추정기(23)에서는 3가지의 경로(1∼3)의 지연 시간 t1∼t3을 구하는 동시에, 상관 전력 P1∼P3으로부터 신호대 간섭비(이하, SIR)(PS1∼PS3)를 구한다. SIR은 희망 신호 전력과 간섭 신호 전력의 비이며, 경로(1)의 SIR값(PS1)은 PS1 = P1/(P2+P3), 경로(2)의 SIR값(PS2)은 PS2 = P2/(P1+P3), 경로(3)의 SIR값(3)은 PS3 = P3/(P1+P2)로 나타낸다. 전송로 추정기(23)는 3개의 경로(1∼3)에 대한 지연 시간 t1∼t3을 각각 역확산기(241∼243)에 통지하고, SIR값(PS1∼PS3)을 RAKE 합성기(25)에 통지한다. 또한, 본 실시예에서는 다중 경로가 4개 이상 있는 경우에는 전송로 추정기(23)에 있어서, 상관 전력이 큰 상위 3개의 경로를 선택하는 것으로 한다.

역확산기(241∼243)는 각각 지정 채널에 대응하는 유사 랜덤 부호를 발생하고, 전송로 추정기(23)로부터의 경로(1∼3)의 지연 시간 t1∼t3에 기초하여 유사 랜덤 부호의 위상을 시프트하여 기저 대역 신호에 승산함으로써 경로(1∼3)의 역확산 데이터를 얻는다. RAKE 합성기(25)는 경로(1∼3)의 역확산 데이터의 타이밍을 일치시킨 후, 전송로 추정기(23)로부터 통지된 경로(1∼3)의 SIR값(PS1∼PS3)에 기초하여 경로(1∼3)의 역확산 데이터를 부가하여 합성한다. 이것에 의해 복조 데이터를 얻을 수 있다.

이 RAKE 합성기(25)로부터 출력되는 복조 데이터는 연판정기(26)로 연판정된 후, 디인터리브 처리기(27)로 송신측의 인터리브 처리에 의해 교체된 데이터의 순서가 원래대로 복귀되고, 비터비 복호기(28)로 에러 정정 복호가 실시되어, 이것에 의해 지정 채널의 정보 데이터 신호가 재생된다.

도 4는 상기 RAKE 합성기(25)의 구체적인 구성예를 도시하는 블록도이다. 도 4에 있어서, 전송로 추정기(23)로부터 입력되는 경로(1∼3)의 SIR값(PS1∼PS3)은 적분기(31)에서 파일럿 신호의 주기마다 누적되어 평균값 연산기(32)에 의해 충분히 긴 기간의 평균값이 계산된다. 이 SIR 평균값은 가산기(33)에 의해 오프셋값이 가산되어 제산기(34)에 공급된다. 이 제산기(34)는 가산기(33)로부터의 값에서 미리 설정되어 있는 참조값을 제산한다. 이 제산기(34)의 제산 결과, 즉 참조값을 기준으로 하여 평균값에 역비례하는 계수는 제어 계수로서 승산기(351∼353)에 공급되어 경로(1∼3)의 각각의 SIR값(PS1∼PS3)에 승산된다. 각 승산 결과는 각각 경로(1∼3)의 가중치(W1∼W3)로서 출력된다. 또한, 참조값은 연판정값의 평균이 최적이 되는 SIR값이며, 미리 결정해 둔다.

한편, 역확산기(241∼243)로부터의 역확산 데이터(D1∼D3)에 대해서는 버퍼(361∼363)에서 지연 시간차를 흡수하고, 이것에 의해 모든 데이터의 타이밍을 동기시킨다. 예컨대, 도 3에 도시하는 다중 경로의 경우, 확산 데이터(D1)에 대해서는 버퍼(361)에서 t3-t1 시간 지연하고, 확산 데이터(D2)에 대해서는 버퍼(362)에서 t2-t3 시간 지연한다. 확산 데이터(D3)는 한번 지연되고 있기 때문에 버퍼(363)에서의 지연 시간은 0이어도 좋다.

상기 버퍼(361∼363)에서 서로 동기된 확산 데이터(D1∼D3)는 각각 승산기(371∼373)에서 전술한 가중치(W1∼W3)와 복소 승산되고, 이것에 의해 경로(1∼3)의 복조가 행해진다. 복소 승산을 행하는 이유는 다중 경로가 위상 회전 성분을 포함하고 있기 때문이다. 경로(1∼3)의 복조 데이터는 가산기(38)로 가산되어 최종적인 복조 데이터로서 연판정기(26)로 출력된다.

상기 구성에 의한 RAKE 합성기(25)에 따르면, 다중 경로의 SIR 평균값이 참조값과 비교해서 큰 경우에는 계수가 1 보다 작게 되어, 자동적으로 가중치(W)가 작아지도록 제어된다. 그 결과, 복조 데이터의 평균 전력 레벨이 작게 되어, 연판정값의 평균은 작아진다. 반대로 경로(1∼3)의 SIR 평균값이 참조값과 비교해서 작은 경우에는 계수가 1 이상이 되어, 자동적으로 가중치(W)가 커지도록 제어된다. 그 결과, 복조 데이터의 전력 평균 레벨이 크게 되어, 연판정값의 평균은 커진다. 즉, 복조 데이터의 진폭값은 다중 경로의 SIR 평균값에 따른 부가에 의해서 연판정값의 평균이 최적값이 되도록 제어된다.

도 5는 상기 RAKE 합성기(25)의 다른 구성예를 도시하는 블록도이다. 또한, 도 5에 있어서, 도 4와 동일 부분에는 동일 부호를 붙여서 도시한다. 도 4의 구성예에서는 전송로 추정기(23)로부터 입력되는 경로(1∼3)의 SIR값(PS1∼PS3)을 파일럿 신호의 주기마다 적분기(31)로 누적하여 평균값 연산기(32)로 충분히 긴 기간의 평균값을 계산하고 있는 데 대하여, 도 5의 구성예에서는 최대값 선택기(39)에 의해 경로(1∼3)의 SIR값(PS1∼PS3) 중에서 최대의 전력값을 취하는 SIR값을 선택하고, 그 SIR값을 파일럿 신호의 주기마다 적분기(31)로 누적하여 평균값 연산기(32)로 충분히 긴 기간의 평균값을 계산하는 점이 상이하다.

예컨대, 도 3에 도시하는 다중 경로의 경우, 경로(1)의 SIR값(PS1)[PS1 = P1/(P2+P3)]만을 선택하여 적분기(31)로 누적한다. 이에 따라, 평균값의 처리가 경감되고 있다. 이하의 처리에 대해서는 도 4의 구성예의 경우와 동일하다. 이 구성예는 하나의 경로의 상관 전력이 다른 경로의 상관 전력에 대하여 큰 환경(예컨대, 직접파가 존재하는 것과 같은 환경)에 유효하다.

본 명세서에서는 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시예를 설명하고 있지만, 본 발명에 따른 시스템 및 방법은 그들 실시예로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 다양하게 변경 및 변형될 수 있다. 따라서, 그러한 모든 변경 및 변형은 첨부된 청구 범위에 의해 규정되는 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에 포함된다.

이상과 같이, 상기 실시예의 CDM 수신 장치에서는 전송로 추정기(23)로 얻어진 다중 경로의 각각의 SIR값에 대하여 다중 경로의 SIR값의 장시간 평균에 역비례하는 계수를 승산하고, 상기 승산값을 각각의 경로의 가중치로서 역확산 복조 데이터를 부가하여 RAKE 합성하도록 하고 있기 때문에, 연판정기(26)로의 평균 입력값을 최적의 값으로 제어하는 것이 가능하게 된다.

특히, 전송로 추정기(23)로 얻어진 다중 경로의 각각의 경로의 SIR값에 대하여 승산하는 계수를 산출할 때에, 도 5에 도시한 바와 같이 다중 경로 중에서 최대의 전력을 갖는 경로의 SIR값의 장시간 평균을 이용함으로써 평균값 처리의 경감을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 CDM 송신 장치의 구성예를 도시하는 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 CDM 수신 장치의 일실시예의 구성을 도시하는 블록도.

도 3은 상기 실시예의 CDM 수신 장치에 있어서의 전송로 추정 처리를 설명하기 위한 다중 경로 분포를 도시한 도면.

도 4는 상기 실시예에 이용되는 RAKE 합성기의 구성예를 도시하는 블록도.

도 5는 상기 실시예에 이용되는 RAKE 합성기의 다른 구성예를 도시하는 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

14 : 다중기

15, 22 : RF 처리기

16 : 송신 안테나

21 : 수신 안테나

23 : 전송로 추정기

25 : RAKE 합성기

26 : 연판정기

27 : 디인터리브 처리기

28 : 비터비 복호기

31 : 적분기

33, 38 : 가산기

34 : 제산기

39 : 최대값 선택기

110∼11n : 중첩 부호화기

120∼12n : 인터리브 처리기

130∼13n : 확산기

241∼243 : 역확산기

351∼353, 371∼373 : 승산기

361∼363 : 버퍼

Claims

복수 채널의 정보 데이터 신호를 각각 에러 정정을 위한 부호화 처리를 실시하고, 채널마다 상이한 확산 부호를 이용해서 확산 변조하여 다중한 부호 분할 다중(CDM; Code Division Multiplex) 무선 신호를 수신하는 CDM 수신 장치에 있어서,

상기 CDM 무선 신호를 수신하여 기저 대역 CDM 신호로 변환하는 주파수 변환기와;

상기 기저 대역 CDM 신호로부터 전송로의 다중 경로 특성을 추정하고, 이 추정 결과로부터 복수의 경로를 선정하여, 각 경로에 대해서 지연 시간과 신호대 간섭비를 구하는 전송로 추정기와;

상기 전송로 추정기로 선정된 복수의 경로의 각각에 대해서, 상기 확산 부호 중 지정 채널의 확산 부호를 상기 전송로 추정기로 얻어진 대응 경로의 지연 시간에 기초해서 위상 시프트하여, 상기 기저 대역 CDM 신호의 역확산을 행하여 역확산 데이터를 얻는 역확산기와;

상기 전송로 추정기에 의해 얻어지는 복수의 경로의 신호대 간섭비를 누적해서 평균화하여, 그 평균값에 역비례하는 계수를 상기 복수의 경로의 신호대 간섭비에 승산함으로써 각 경로에 대한 가중치를 구하는 가중치 생성기와;

상기 역확산기에 의해 얻어지는 복수의 경로의 역확산 데이터를 대응하는 경로의 가중치로 부가하여 합성함으로써 복조 데이터를 얻는 합성기와;

상기 합성기로 얻어진 복조 데이터를 연판정 복호하여 복호 데이터를 얻는 연판정 복호기

를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDM 수신 장치.
제1항에 있어서, 상기 CDM 무선 신호에 이미 알려진 데이터열이 소정의 주기로 반복하여 배열되는 파일럿 신호가 상기 정보 데이터 신호에 대한 확산 부호와는 상이한 확산 부호에 의해 확산 변조되어 상기 정보 데이터 신호의 확산 변조 신호로 다중되어 있을 때,

상기 전송로 추정기는 상기 파일럿 신호에 대한 확산 부호에 의해 상기 기저 대역 CDM 신호와의 상관을 취하고, 그 상관 결과로부터 무선 전송로에서 생긴 다중 경로의 지연 시간과 신호대 간섭비를 구하고,

상기 가중치 생성기는 상기 전송로 추정기로 얻어지는 복수의 경로의 신호대 간섭비를 상기 파일럿 신호의 주기마다 누적하는 것인 CDM 수신 장치.
제1항에 있어서, 상기 가중치 생성기는 상기 연판정 복호기의 연판정값의 평균이 최적이 되는 신호대 간섭비를 기준으로 상기 평균값에 역비례하는 계수를 구하는 것인 CDM 수신 장치.
제1항에 있어서, 상기 가중치 생성기는 상기 전송로 추정기로 선정되는 복수의 경로의 각각에 대해서 상기 신호대 간섭비를 누적한 뒤에 전체의 평균값을 구하는 것인 CDM 수신 장치.
제1항에 있어서, 상기 가중치 생성기는 상기 전송로 추정기로 선정되는 복수의 경로 중 최대의 전력값을 취하는 경로의 신호대 간섭비를 선택하여 누적해서 평균값을 구하는 것인 CDM 수신 장치.
청구항 제1항에 기재된 CDM 수신 장치에 포함되는 RAKE 합성 장치에 있어서,

전송로 추정기에 의해 얻어지는 복수의 경로의 신호대 간섭비를 누적해서 평균화하여, 그 평균값에 역비례하는 계수를 상기 복수의 경로의 신호대 간섭비에 승산함으로써 각 경로에 대한 가중치를 구하는 가중치 생성기와;

역확산기에 의해 얻어지는 복수의 경로의 역확산 데이터를 대응하는 경로의 가중치로 부가하여 합성함으로써 복조 데이터를 얻는 합성기

를 포함하는 것을 특징으로 하는 RAKE 합성 장치.
제6항에 있어서, 상기 CDM 무선 신호에 이미 알려진 데이터열이 소정의 주기로 반복해서 배열되는 파일럿 신호가 정보 데이터 신호에 대한 확산 부호와는 상이한 확산 부호에 의해 확산 변조되어 상기 정보 데이터 신호의 확산 변조 신호로 다중되고, 상기 전송로 추정기가 상기 파일럿 신호에 대한 확산 부호에 의해 기저 대역 신호와의 상관을 취하며, 그 상관 결과로부터 무선 전송로에서 생긴 다중 경로의 지연 시간과 신호대 간섭비를 구할 때,

상기 가중치 생성기는 상기 전송로 추정기로 얻어지는 복수의 경로의 신호대 간섭비를 상기 파일럿 신호의 주기마다 누적하는 것인 RAKE 합성 장치.
제6항에 있어서, 상기 가중치 생성기는 연판정 복호기의 연판정값의 평균이 최적이 되는 신호대 간섭비를 기준으로 상기 평균값에 역비례하는 계수를 구하는 것인 RAKE 합성 장치.
제6항에 있어서, 상기 가중치 생성기는 상기 전송로 추정기로 선정되는 복수의 경로의 각각에 대해서 상기 신호대 간섭비를 누적한 뒤에 전체의 평균값을 구하는 것인 RAKE 합성 장치.
제6항에 있어서, 상기 가중치 생성기는 상기 전송로 추정기로 선정되는 복수의 경로 중 최대의 전력값을 취하는 경로의 신호대 간섭비를 선택하여 누적해서 평균값을 구하는 것인 RAKE 합성 장치.