KR20000005543A - 서로 다른 빔, 분극화, 및 위상 기준으로 간섭을 제거하기 위한방법 및 장치 - Google Patents

서로 다른 빔, 분극화, 및 위상 기준으로 간섭을 제거하기 위한방법 및 장치

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KR20000005543A
KR20000005543A KR1019980708343A KR19980708343A KR20000005543A KR 20000005543 A KR20000005543 A KR 20000005543A KR 1019980708343 A KR1019980708343 A KR 1019980708343A KR 19980708343 A KR19980708343 A KR 19980708343A KR 20000005543 A KR20000005543 A KR 20000005543A
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그레고리 에드워드 바텀레이
토마스 오스트맨
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찰스 엘. 무어, 주니어
에릭슨 인크.
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Abstract

디지탈 무선 통신 시스템은 간섭 저지 및 다이버시티(diversity) 조합을 사용해 패이딩(fading), 시간 분산, 및 간섭의 악영향을 공동으로 완화시키는 처리를 포함한다. 시스템은 하나 이상의 기준을 근거로 간섭 저지 및 다이버시티 조합을 위해 신호의 수를 미리 줄이는 선택 처리기를 사용한다. 시스템은 이중 분극화 안테나로부터 신호를 수용한다. 한 특정한 실시예에서, 시스템은 수신된 신호를 동위상(in-phase) 및 직각(quadrature) 성분으로 분리함으로서 간섭 저지 및 다이버시티 조합을 실행한다.

Description

서로 다른 빔, 분극화, 및 위상 기준으로 간섭을 제거하기 위한 방법 및 장치
실제 무선 통신 시스템에서는 일반적으로 전송된 신호의 질을 저하시키는 다수의 현상들이 공존한다. 가장 곤란한 현상 중에는 평면 패이딩(flat fading), 시간 분산, 및 채널 간섭이 있다.
평면 패이딩과 시간 분산은 전송되는 주신호와 그의 반사 또는 반향(echo)(주의 지형에 의해 발생될 수 있는)의 간섭으로 일어나는 다중경로 효과이다. 경로 길이가 비교적 짧으면, 다수의 신호는 거의 동시에 수신기에 도착하게 된다. 신호들은 건설적으로 또는 파괴적으로 가산되어, 레일리(Rayleigh) 분포를 갖는 평면 패이딩을 발생시킨다. 경로 길이가 비교적 클 때, 전송 매체는 시간 분산되는 것으로 생각되고, 가산된 신호는 전송 신호의 반향으로 관찰될 수 있다. 반향은 주전파에 대해 지연된다. 시간 분산은 심볼간 간섭(intersymbol interference, ISI)을 일으킨다.
채널 간섭은 소정의 신호에 직교되지 않는 소스가 존재하는 것으로 인해 일어난다. 비직교 신호 또는 간섭은 때로 같은 주파수에서 동작하는 무선(즉, 동일 채널 간섭)으로부터 생기거나 인접한 주파수 대역에서 동작하는 무선(즉, 인접 채널 간섭)으로부터 생긴다. 비직교 신호원은 간섭기(interferer)라 칭하여진다.
패이딩은 선택적인 조합, 등이득 조합, 또는 최고 비율 조합과 같은 일부 형태의 다이버시티 조합(diversity combining)을 사용하고 다수의 수신 안테나를 포함함으로서 완화될 수 있다. 다이버시티는 다른 안테나에서의 패이딩이 똑같지 않다는 이점을 가지므로, 한 안테나가 패이딩된 신호를 가질 때, 다른 안테나는 아마도 그렇지 않다. William C. Y. Lee, Howard W. Sams & Co., Indiana, USA의 이동 통신 설계 기본(Mobile Communications Design Fundamentals)을 주목한다. 이 책의 섹션 3.5.1에서는 분리된 안테나를 갖춘 2개의 수신기 증폭기로부터의 신호가 패이딩을 반작용시키도록 조합될 수 있는 방법을 설명하는 몇가지 예가 주어진다.
시간 분산은 유리하게 등화기(equalizer)를 사용해 정정될 수 있다. 디지탈 신호 변조의 경우에는 John G. Proakis, Mc-Graw Hill Book Company, New York, New York, USA, 1989의 디지탈 통신, 제2판(Digital Communications, 2ndEd.)에서 설명된 바와 같은 최대 공산 순차 추정(maximum likelihood sequence estimation, MLSE) 등화기가 사용될 수 있다. 이 책의 섹션 6.7에서는 MLSE 등화를 사용해 시간 분산 또는 심볼간 간섭(ISI)에 의해 변조된 신호를 검출하기 위한 다양한 방법이 설명된다.
채널 간섭의 효과는 다수의 안테나를 갖춘 어레이(array) 처리 기술을 사용함으로서 감소될 수 있다. 예를 들면, 간섭기의 방향에 있는 안테나 패턴에서의 널(null)을 "조정(steer)"하는데 적응 빔형성이 사용될 수 있다.
최근에는 다중경로 패이딩과 간섭에 대한 문제점을 부분적으로 해결하는 방법이 제안된다. 예를 들어, Backstrom에 부여된 미국 특허 5,191,598에서는 평면 패이딩과 시간 분산이 존재할 때 신호를 정확히 검출하는 문제점이 각 안테나에 대해 추정된 전송 함수를 갖는 비터비 알고리즘(Viterbi-algorithm)을 사용해 극복된다. 참고로서, 미국 특허 5,191,598은 여기서 완전히 포함된다. 평면 패이딩과 간섭이 존재할 때 신호를 정확히 검출하는 또 다른 방법은 차량 기술에 대한 IEEE 회보, Vol. 42, No. 4, 1993년 11월, J. H. Winters: "평면 패이딩을 포함하는 디지탈 이동 무선 시스템 IS-54에서 적응 어레이로의 신호 획득 및 트래킹(Signal Acquisition and Tracking with Adaptive Arrays in the Digital Mobile Radio System IS-54 with Flat Fading)"에서 제시되었다.
비록 상술된 기술이 신호 품질을 많이 개선하지만, 개선의 여지가 남아있다. 패이딩, 시간 분산, 및 간섭을 분리하여 해결하도록 분리된 처리 모듈을 포함하면, 디바이스에는 비용 및 복잡성이 부가된다.
더욱이, 알고리즘(비터비 알고리즘과 같은)은 많은 수의 다이버시티 브랜치(diversity branch)를 비용면에서 효과적으로 처리할 수 없다. 계산적인 복잡성과 수신기에 요구되는 하드웨어를 줄이기 위해서는 간섭 저지 및 다이버시티 조합을 실행하기 이전에 더 작은 수의 다이버시티 브랜치를 발췌하는 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
마지막으로, 상술된 기술은 다른 분극을 갖는 신호를 만드는 안테나 또는 페이스드 어레이 안테나(phased array antenna)와 같은 다양한 안테나 구성에 쉽게 적용될 수 있는 수신기 설계를 제공하지 못한다. 광범위한 안테나 구성을 수용하는 신호 전송의 유해한 효과를 줄이기 위한 기술을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 간섭의 동위상 및 직각 성분이 상관되는 상황에서 신호 전송의 유해한 효과를 줄일 필요가 있다.
<발명의 요약>
따라서, 본 발명의 한 목적은 평면 패이딩, 시간 분산, 및 채널 간섭의 효과를 공동으로 상쇄시키도록 간섭 저지 조합을 실행하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다른 분극을 갖는 신호를 만드는 안테나와 같은 다른 안테나 설계를 수용하는 방법으로 간섭 저지 조합을 실행하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 동위상 및 직각 성분으로 분리된 무선통신 신호에 대해 간섭 저지 조합을 실행하는 것이다.
본 발명은 전송된 심볼 순차를 나타내는 신호를 발생하여 전송하고 적어도 2개의 분리된 안테나에서 그 신호를 수신하는 방법 및 장치를 사용함으로서, 본 발명의 실시예에 따라, 상기의 목적 및 부가적인 목적을 이룬다. 신호는 각 안테나에서 수신된 신호 샘플을 제공하도록 처리된다. 각 안테나에 대해 채널 탭(tap)이 추정된다. 안테나 사이의 손상 상관관계 특성도 또한 추정된다. 브랜치 메트릭(branch metric) 처리기에서는 수신된 신호 샘플과 채널 탭 및 손상 상관관계 추정치를 사용해 브랜치 메트릭이 형성된다. 브랜치 메트릭은 전송된 심볼 순차를 추정하는 순차 추정 알고리즘에서 사용된다.
한 실시예에서, 브랜치 메트릭은 각 안테나에 대해 가정된 수신 신호 샘플을 만들도록 가정 심볼 순차를 발생하여 채널 탭 추정치로 가정 신호 순차를 필터링(filtering)함으로서 형성된다. 가정된 수신 신호 샘플은 브랜치 메트릭을 만드는 손상 상관관계 특성의 추정치로 처리된 가정 에러 신호를 만들도록 수신된 신호 샘플로부터 감산된다.
또 다른 실시예에서, 손상 상관관계 특성의 추정치는 각 안테나에 대해 검출된 신호 샘플을 만들도록 채널 탭 추정치로 필터링된 잠정적인 검출 심볼 순차를 발생함으로서 형성된다. 검출된 신호 샘플은 손상 상관관계 특성의 추정치를 업데이트하는 손상 상관관계 특성의 추정치로 처리된 검출 에러 신호를 만들도록 수신된 신호 샘플로부터 감산된다.
본 발명의 특히 이로운 또 다른 실시예에 따라, 상술된 방법 및 장치는 다양한 다른 안테나 설계 및 구성과 연관되어 사용될 수 있다. 본 실시예는 안테나로부터 수신된 M개 입력 신호에서 N개 출력 신호를 선택하는 선택 처리기나 빔형성 처리기를 사용한다(여기서, M ≥ N). 선택 처리기는 하나 이상의 기준을 만족하는 N개 신호 (M개 중에서)를 선택한다. 예를 들면, 선택 처리기는 수용가능한 순간 브랜치 전력, 수용가능한 평균 브랜치 전력, 소정의 신호 방향에 대해 수용가능한 빔 중심 방향, 및/또는 동기 워드(sync word)로부터 측정되는 수용가능한 신호 품질을 갖는 N개 신호의 세트를 선택한다.
한 실시예에 따라, 선택 처리기는 수평방향 및 수직방향으로 모두 분극화된 안테나 소자의 조합이 되는 M개 공동 페이스드(co-phased) 안테나 소자와 인터페이스로 연결된다. M개 공동 페이스드 안테나 소자에 의해 수신된 신호는 고정된 빔형성 처리로 전해지고, 이어서 선택 처리기로 전달된다. 다른 방법으로, M개 공동 페이스드 안테나 소자로부터의 신호는 2개의 고정된 빔형성 처리기로 전해진다. 2개의 고정된 빔형성 처리기 중 하나는 수직방향으로 분극화된 신호를 처리하고, 다른 것은 수평방향으로 분극화된 신호를 처리한다. 수직방향 및 수평방향 분극 대신에, 다른 형태의 직교 분극이 사용될 수 있다.
또 다른 실시예에 따라, 선택 처리기는 섹터 안테나(sector antenna)와 인터페이스로 연결되고, 여기서 안테나는 수직방향이나 수평방향으로 분극화된다. 본 실시예에서는 같은 분극을 갖춘 안테나가 물리적으로 분리될 수 있다. 또한, 수직방향 및 수평방향 분극 대신에, 다른 형태의 직교 분극이 사용될 수 있다.
본 발명의 특히 이로운 또 다른 실시예에서, 입력 무선 신호는 동위상 및 직각 성분으로 분리된다. 동위상 및 직각 성분은 분리된 안테나 소자로부터 수신된 것처럼 처리된다.
본 실시예에 따라, 본 발명은 적어도 하나의 안테나 소자에서 전송된 심볼 순차를 나타내는 무선 신호를 수신하는 방법 및 장치를 포함한다. 이 무선 신호는 적어도 하나의 안테나에 대해 수신 신호 샘플을 만들도록 처리된다. 적어도 하나의 안테나에 대해 스칼라 상관관계 특성으로서 채널 탭이 추정된다. 브랜치 메트릭은 수신 신호 샘플, 채널 탭 추정, 및 손상 상관관계 특성의 스칼라 추정을 근거로 스칼라 브랜치 메트릭 처리기를 사용해 형성된다. 스칼라 브랜치 메트릭은 사실상 전송된 심볼 순차를 추정하는 순차 추정 알고리즘에서 사용된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 브랜치 메트릭은 가정 심볼 순차를 발생함으로서 형성된다. 이들 가정 신호 순차는 적어도 하나의 안테나에 대해 가정된 수신 신호 샘플을 만들도록 채널 탭 추정치로 필터링된다. 가정된 수신 신호 샘플은 복합 에러 신호를 만들도록 수신된 신호 샘플로부터 감산된다. 이들 복합 에러 신호는 브랜치 메트릭을 만들도록 손상 상관관계 특성의 스칼라 추정치로 처리된다. 특히, 이러한 최종 단계는 복합 에러 신호로부터 동위상 위상 성분을 추출하고, 복합 에러 신호의 직각 성분을 추출하고, 또한 브랜치 메트릭을 만들도록 동위상 성분 및 직각 성분에 대한 처리를 실행하는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 손상 상관관계 특성은 잠정적인 검출 심볼 순차를 먼저 발생함으로서 추정된다. 이들 잠정적인 검출 심볼 순차는 적어도 하나의 안테나에 대해 추정된 수신 신호 샘플을 만들도록 스칼라 채널 탭 추정치로 필터링된다. 추정된 수신 신호 샘플은 손상 신호 샘플을 만들도록 수신된 신호 샘플로부터 감산된다. 이들 손상 신호 샘플은 상기 스칼라 손상 상관관계 특성의 업데이트된 추정치를 만들도록 스칼라 손상 상관관계 특성의 추정치로 처리된다. 특히, 이러한 최종 단계는 손상 신호 샘플로부터 동위상 위상 성분을 추출하고, 손상 신호 샘플의 직각 성분을 추출하고, 또한 이들 성분에 대한 처리를 실행하는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 다수의 브랜치 메트릭 처리기가 사용되고, 이들 각각은 다른 신호 그룹을 처리한다. 특히, 본 실시예는 전송된 신호 순차를 나타내는 다수의 M개 무선 신호를 수신하고, 선택 처리기를 사용해 그로부터 무선 신호 그룹을 선택하는 것을 수반한다. 무선 신호 그룹은 처리되어 브랜치 메트릭을 만든다. 이들 브랜치 메트릭은 함께 가산되어 조합된 브랜치 메트릭을 만든다. 조합된 브랜치 메트릭은 전송된 심볼 순차를 추정하는 순차 추정 알고리즘과 연관되어 사용된다.
본 발명은 다중경로 패이딩(fading), 시간 분산, 및 채널 간섭의 효과를 상쇄시키기 위한 무선 통신 신호의 처리에 관한 것이다. 본 발명은 특히 다양한 다른 안테나 설계로부터 유도된 신호를 사용하거나, 동위상(in-phase) 및 직각(quadrature) 성분을 사용해 상기의 식별된 신호 처리를 실행하는 것에 관한 것이다.
도 1은 디지탈 무선 통신 시스템을 설명하는 도면.
도 2는 벡터 브랜치 메트릭(vector branch metric) 처리기를 사용하는 본 발명에 따른 전송 기능 및 수신기 처리기를 설명하는 도면.
도 3은 전송 기능을 설명하는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 벡터 메트릭 처리기를 설명하는 도면.
도 5는 손상 상관관계 특성의 벡터 적응 추정기를 설명하는 도면.
도 6은 단일 고정 빔형성(beamforming) 처리기를 갖춘 수직방향 및 수평방향 안테나 소자로 구성된 실시예를 설명하는 도면.
도 7은 수직방향 및 수평방향 소자에 대해 분리된 고정 빔형성 처리기를 갖춘 수직방향 및 수평방향 안테나 소자로 구성된 실시예를 설명하는 도면.
도 8은 고정 빔형성 처리기를 갖추지 않은 수직방향 및 수평방향 안테나로 구성된 실시예를 설명하는 도면.
도 9는 일부 신호 품질 측정치를 근거로 가능한 M개의 신호에서 N (N ≤ M)개의 안테나 신호를 선택하는 브랜치 선택 처리기의 실시예를 설명하는 도면.
도 10은 스칼라 브랜치 메트릭(scalar branch metric) 처리기를 사용하는 본 발명에 따른 전송 기능 및 수신기 처리기를 설명하는 도면.
도 11은 본 발명에 따른 스칼라 브랜치 메트릭 처리기를 설명하는 도면.
도 12는 본 발명에 따른 스칼라 상관관계 추정기를 설명하는 도면.
도 13은 다수의 브랜치 메트릭 처리기를 사용하는 실시예를 설명하는 도면.
다음의 서술에서는 제한되는 것이 아니라 설명을 위한 것으로, 특정한 회로, 회로 구성성분, 기술 등과 같은 특정 상세한 내용은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그러나, 종래 기술에 숙련된 자에게는 본 발명이 이들 특정 상세한 내용에서 벗어나지 않는 다른 실시예로 실시될 수 있음이 명백하다. 다른 경우에서, 공지된 방법, 디바이스, 및 회로의 상세한 설명은 불필요한 내용으로 본 발명의 설명을 애매하게 하지 않도록 생략된다.
A. 2개의 안테나와 브랜치 메트릭(branch metric) 처리기를 갖춘 실시예의 설명
무선 통신 시스템에 대한 무선 전송기와 수신기 시스템이 도 1에 도시된다. 무선 통신 시스템은 주파수 분할 다중 억세스(FDMA), 시간 분할 다중 억세스(TDMA), 코드 분할 다중 억세스(CDMA), 또는 그들의 조합을 사용해 동작된다. 전송기는 정보 반송 신호(101)를 수신하고 대응하는 디지탈 심볼 순차(S)를 발생하는 디지탈 심볼 발생기(102)를 포함한다. 심볼 순차(S)에는 디지탈 대 아날로그(D/A) 변환, 변조, 펄스형 필터링, 증폭이 행해지고, 공지된 기술에 따라 디지탈 전송기(103)에 의해 아날로그 신호(Y)로 전송된다.
열잡음에 부가하여, 신호(Y)에 비직교하는 신호(X)를 전송하는 간섭기(108)가 또한 존재한다. 신호(Y) 및 (X)는 분리된 무선 채널을 통해 이동되어, D개의 안테나(104)에 의해 잡힌다.
무선 유닛(105)은 공지된 방법에 따라 수신된 신호를 증폭하고, 하향변환하고, 또한 필터링하여 아날로그 신호를 만든다. 각 아날로그 신호는 아날로그 신호를 수신 신호 샘플 스트림(stream) rd(kTs)로 변환하는 아날로그 대 디지탈(A/D) 변환기(106)로 연결된다. 여기서, Ts는 샘플 주기이고, 참고 숫자 k는 정수 카운터이고, 또한 첨자 d는 신호가 제d 안테나 (1≤d≤D)로부터 도착됨을 나타낸다. 샘플링 주기(Ts)는 심볼 주기(T) 보다 더 작다. 수신된 신호 샘플 스트림은 처리기(107)에서 수신되고, 여기서 전송된 디지탈 심볼 스트림의 추정치(S^)를 만들도록 이들 스트림을 처리한다. 추후 설명에서, 전송 기능(109)는 집합적으로 디지탈 전송기(103), 무선 전송 채널(도 1에서는 도시되지 않은), 안테나(104), 무선 유닛(105), 및 A/D(106)를 통한 신호 경로를 언급하는데 사용된다.
처리 유닛(107)은 간략하게 안테나의 수(D)가 3으로 제한되어, a, b, 및 c로 지정되어 도 2에서 보다 상세히 설명된다. 처리 유닛(107)은 예를 들면, Texas Instruments사에 의해 제작된 TMS320C50과 같은 디지탈 신호 처리기(DSP)가 될 수 있다. 처리 유닛(107)의 기능은 원래 전송되었던 심볼 순차(S)에 정확히 대응하는 전송된 디지탈 심볼 스트림의 추정치(S^)를 만드는 것이다.
전송 기능(109)은 처리 유닛(107)으로 전달되는 수신 신호 샘플 스트림 ra(kTs), rb(kTs), 및 rc(kTs)를 제공하고, 처리 유닛(107)에서 이들은 본 발명에 따라 처리된다. 수신 신호 샘플 스트림 ra(kTs), rb(kTs), 및 rc(kTs)는 신호 예비처리기 또는 동기(sync) 블록(206)에 연결되고, 여기서 수신 신호 샘플 스트림은 예를 들면, Giovanna의 "협대역 TDMA 이동 무선에 대한 신속한 적응 등화기(Fast Adaptive Equalizers for Narrow-Band TDMA Mobile Radio)", 차량 기술에 대한 IEEE 회보, Vol. 40, No. 2, 1991년 5월, pp. 392-404에서 설명되는 바와 같이 공지된 타이밍/동기화 순차와 서로상관된다. 간격을 두고 심볼을 복조하는 경우, 샘플 주기(Ts)가 심볼 주기(T) 보다 작으면, 신호 예비처리기(206)는 심볼 당 한 샘플을 만들도록 - 각각 ra(n), rb(n), 및 rc(n)이라 지정되는 - 수신 신호 샘플 스트림 ra(kTs), rb(kTs), 및 rc(kTs)의 십진화를 실행한다. 단편적으로 간격을 두는 복조의 경우에는 심볼 당 하나 이상의 샘플이 발생된다.
추정 회로(202a), (202b), 및 (202c)는 각각의 특정 안테나와 연관된 무선 전송 채널을 모델화하는데 사용되는 채널 탭 추정치 ca(τ), cb(τ), 및 cc(τ)를 제공한다. 초기의 채널 탭 추정치는 공지된 기술에 따른 최소-제곱 추정이나 동기 상관관계값으로부터 얻어질 수 있다. 채널이 트래킹(tracking)되어야 하면, 순차 추정 처리기(204)에서 발생된 잠정적인 심볼 추정값과 수신된 데이터를 사용하는 것이 일반적이다. 채널 트래킹은 예를 들면, 앞서 기술된 Proakis의 디지탈 통신 제2 판과, A.P. Clark 및 S. Hariharan의 "HF 무선 링크에 대한 적응 채널 추정(Adaptive Channel Estimates for an HF Radio Link)", 통신에 대한 IEEE 회보, Vol. 37, pp. 918-926, 1989년 9월에서 논의된 바와 같이, 종래 기술에 숙련된 자에게 공지되어 있다. 채널 탭 추정치 ca(τ), cb(τ), 및 cc(τ)는 브랜치 메트릭 처리기(203)의 입력에 연결된다.
또한, 브랜치 메트릭 처리기(203)에는 손상 상관관계 추정기(207)로부터 얻어진 손상 상관관계 특성의 추정치가 연결된다. 손상 상관관계 특성의 추정치는 수신 안테나(104) 사이의 손상 상관관계 특성에 대한 정보를 포함한다. 손상 상관관계 추정기는 이후 더 상세히 논의될 손상 상관관계 특성의 추정치를 업데이트하고 어떻게든 트래킹하는데 손상 처리 추정치를 사용한다.
브랜치 메트릭 처리기(203)는 브랜치 메트릭 Mh(n)을 형성하는데 수신 신호 샘플 ra(n), rb(n), 및 rc(n), 채널 탭 추정치 ca(τ), cb(τ), 및 cc(τ), 또한 손상 상관관계 특성의 추정치를 사용한다. 이 브랜치 메트릭은 예를 들면, 순차 추정 처리기(204)에서 전송된 심볼의 잠정적인 최종 추정치를 전개하는데 사용된다.
전송 기능(109)는 간략하게 간섭기의 수가 한 개로 제한된 도 3에서 더 상세히 설명된다. 종래 기술에 숙련된 자에게는 본 발명이 또한 2개 이상의 간섭기가 있는 경우에도 사용될 수 있음이 명백하다. 전송 기능(109)은 아날로그 신호(Y)를 전송하는 디지탈 처리기(103)를 통한 심볼 순차(S)에 대한 신호 경로로 시작된다. 아날로그 신호(Y)는 분리된 무선 전송 채널을 통해 각 3개의 수신기 안테나로 전파된다: 무선 채널(301a)을 통해 수신기 안테나(104a)로, 무선 채널(301b)를 통해 수신기 안테나(104b)로, 또한 무선 채널(301c)을 통해 수신기 안테나(104c)로 전파된다. 유사하게, 간섭 신호(X)는 또한 3개의 분리된 다른 무선 채널(302a)-(302c)을 통해 수신기 안테나(104a)-(104c)로 각각 전파된다. 무선 채널(301a)-(301c) 및 (302a)-(302c)은 패이딩(fading)과 시간 분산을 들여 올 수 있다. 어디에나 있는 열잡음 처리(na)-(nc)도 또한 수신기 안테나(104a)-(104c)에 의해 각각 수신된다. 각 안테나(104a)-(104c)는 공지된 방법에 따라 수신된 신호를 증폭, 하향변환, 및 필터링하여 아날로그 신호를 만드는 무선 유닛(105a)-(105c)에 각각 연결된다. 각 아날로그 신호는 아날로그 신호를 수신 신호 샘플 스트림 ra(kTs), rb(kTs), 및 rc(kTs)으로 변환하는 아날로그 대 디지탈(A/D) 변환기(106a)-(106c)에 연결된다. 아날로그에서 디지탈로 변환하는 한가지 방법은 전체적으로 여기서 참고로 포함되는 Dent에 부여된 미국 특허 5,048,059에서 설명된 바와 같은 극성 단말 작동(log-polar) 신호 처리를 사용하는 것이다. 이어지는 처리에서는 극성 단말 작동에서 직사각형 샘플로의 변환이 이루어져, 예를 들면, 때때로 복합 샘플로 칭하여지는 I 및 Q 샘플이 사용되게 된다. 초기에 극성 단말 작동 신호 처리를 사용함으로서, 신호 강도와 위상 샘플을 제공하는 제한 수신기가 사용될 수 있고, 적응적인 이득 제어가 간단히 이루어질 수 있다.
MLSE 등화기에서는 가능한 다른 전송 심볼 순차(S)가 고려된다. 한 실행에서는 가정된 심볼값 sh(n)이 채널 탭 추정기 ca(τ), cb(τ), 및 cc(τ)에 의해 필터링되어 각 안테나에 대해 가정 수신 샘플 ra,h(n), rb,h(n), 및 rc,h(n)을 만든다. 가정 에러라 칭하여지는 가정된 ra,h(n)-rc,h(n)과 실제 ra(n)-rc(n) 수신 신호 샘플 스트림간의 차이는 특정한 가정이 얼마나 양호한가를 나타내준다. 가정 에러의 제곱값은 특정한 가정을 평가하는 메트릭으로 사용된다. 메트릭은 순차 추정 알고리즘을 사용해 어느 가정이 더 나은가를 결정하는데 사용되도록 다른 가정에 대해 누적된다. 이 처리는 공지된 형태의 동적 프로그래밍인 비터비 알고리즘(Viterbi algorithm)을 사용해 효과적으로 실현될 수 있다. 비터비 알고리즘에 대한 설명은 Forney G., "비터비 알고리즘", IEEE 회보, vol. 61, pp. 268-278, 1973년 3월에서 볼 수 있다. 종래 기술에 숙련된 자에게 명백한 바와 같이, M-알고리즘과 같은 다른 순차 추정 알고리즘도 사용될 수 있다.
MLSE 등화기에는 다른 심볼 순차 가정 sh(n)과 연관되는 상태가 있다. 소정의 반복 간격으로 이전의 상태, 즉 각각이 누적된 메트릭과 연관되는 상태가 있다. 현재 상태와 이전 상태의 각 쌍은 결과적으로 브랜치 메트릭 Mh(n)이 된다. 이때, 현재 상태의 후보 메트릭은 앞서 누적된 메트릭과 브랜치 메트릭 Mh(n)의 합이다. 각각의 현재 상태에 대해, 가장 작은 후보 메트릭을 제공하는 이전 상태가 선임 상태로 선택되고, 가장 작은 후보 메트릭은 현재 상태에 대한 누적 메트릭이 된다. 상술된 미국 특허 5,191,598에서 설명된 바와 같이, 메트릭 조합에서, 브랜치 메트릭은 다음과 같이 표시될 수 있다:
Mh(n) = [r(n) - Csh(n)]HD[r(n) - Csh(n)]
여기서,
r(n) = [ ra(n)rb(n)rc(n) ]
c =
sh(n) = [ sh(n)sh(n-1)... ]T
D =
안테나(104a)-(104c)에서 수신된 각 신호에 대한 채널 탭 추정치는 각각 ca(τ), cb(τ), 및 cc(τ)로 나타내지고, 여기서 τ는 지연(즉, τ=0은 주광선이고, τ=1은 제1 반향이다)이다. Nt는 안테나 당 추정된 채널 탭의 수이고, Ka, Kb, Kc는 각각 안테나(104a)-(104c)에 대한 가중치 계수이다.
본 발명은 다이버시티 및 등화 관점으로 볼 때, 다중 수신 안테나(104)상의 손상(간섭 + 잡음)이 평균적으로 상관되지 않는 경우라도 시간상에서 특정한 순간에 때로 서로 상관된다는 이점을 갖는다. 이 상관관계를 개발하는 다이버시티 조합 기술을 확장함으로서, 상당한 이득이 실현된다. 최적의 실행도, 백색화, 또는 역상관관계를 위해, 처리가 적용되어, 최적의 브랜치 메트릭은 손상 상관관계 매트릭스의 역을 포함한다. 본 발명에 따른 최적의 브랜치 메트릭 Mh(n)은:
Mh(n) = [r(n)-C(n)sh(n)]HA(n)[r(n)-C(n)sh(n)] = eh H(n)A(n)eh(n)
여기서,
A(n) = Rzz(n)-1, 또는 관련된 양; Rzz(n) = E(z(n)zH(n))
z(n) = [za(n)zb(n)zc(n)]T; eh(n) = r(n)-c(n)sh(n)
손상 상관관계와 채널의 시변 특성은 시간 인덱스 n으로 나타내진다. Rzz(n) 매트릭스는 이산 시간(n)에서의 손상 상관관계 매트릭스라 칭하여진다. A(n) 매트릭스(즉, A-매트릭스)는 인접 또는 의사역(pseudo-inverse)과 같은 관련된 양이거나 Rzz(n) 매트릭스의 역이다. 종래 기술에 숙련된 자에게 명백한 바와 같이, Rzz(n)과 A(n)은 다른 형태가 공지된 손상 상관관계 특성의 특정예이다. 다음에서, A-매트릭스란 말은 일반적으로 손상 상관관계 특성의 추정치를 칭하는 것으로 사용된다.
시간(n)에서 안테나(104a)-(104c)상의 손상은 각각 za(n), zb(n), 및 zc(n)으로 나타내진다. 소정의 가정에서, eh(n)은 손상 처리의 추정치이다. 상기에 도시된 바와 같이, A-매트릭스, A(n)은 손상 상관관계 매트릭스 Rzz(n)의 역이다. 상관되지 않은 손상의 경우(즉, 간섭기가 없는 경우), A-매트릭스는 경사 매트릭스 D로 줄어든다. 신호가 공지되거나 정확히 검출될 때, 손상은 다음과 같이 주어진다:
z(n) = r(n)-c(n)sdet(n)
여기서,
sdet(n) = [sdet(n)sdet(n-1)...]T
sdet(n)은 시간(n)에서 공지된 또는 검출된 심볼 순차임을 주목한다.
본 발명에서 사용되는 A-매트릭스의 결정은 특정한 응용 및 요구되는 실행도에 의존해 다수의 방법으로 실행될 수 있다. 가장 간단한 접근법은 메모리에 저장된 고정된 세트의 값을 A-매트릭스로 사용하는 것이다. 이러한 값들은 주로 수신 안테나의 구성 및 사용되고 있는 반송자 주파수에 의존한다. 다른 방법의 접근법은 동기화 정보로부터 A-매트릭스를 결정하는 것과 동기화 사이에서 또는 다른 공지된 필드 사이에서 A-매트릭스값을 일정하게 유지하는 것이다. 동기화 필드가 각각 새롭게 발생될 때, A-매트릭스는 이전 A-매트릭스값을 사용하거나 사용하지 않고 재계산될 수 있다. 또 다른 방법의 접근법은 A-매트릭스값을 초기화 또는 개선하는데 동기화 필드를 사용하고, A-매트릭스값을 트래킹(tracking)하도록 데이터 필드 심볼에서 이루어진 결정을 사용하는 것이다.
또한, A-매트릭스값을 트래킹하는데 사용되는 방법이 고려된다. A-매트릭스는 안테나(104a), (104b), 및 (104c) 사이의 손상 상관관계 특성에 대한 정보를 포함하므로, 상관관계 또는 역상관관계 매트릭스를 추정하는 표준 추정 방법이 적용될 수 있다. 공지된 또는 검출된 심볼값을 사용해, 손상값은 수신 신호 샘플 스트림 ra(n)-rc(n)과 가정된 수신 신호 샘플 스트림 ra,h(n)-rc,h(n)간의 차이를 취함으로서 구해질 수 있다. 시간(n)에서, 이는 각 안테나에 대해 하나의 값인 z(n)으로 나타내지는 손상값의 벡터를 제공한다. 여기서, 벡터내의 요소들은 다른 안테나(104)에 대응한다. A-매트릭스를 형성하는 직접적인 방법은 다음과 같이 주어진다:
R(n) = λR(n-1)+Kz(n)zH(n)
A(n) = R-1(n)
K는 크기 조절 상수로, 전형적으로 1 또는 이다. R(n)이 허미션 매트릭스(Hermitian matrix)이기 때문에, 매트릭스 요소 중 일부만이 계산될 필요가 있다.
이와 같은 직접적인 접근법은 매우 복잡하다. 복잡성을 줄이는 한가지 방법은 매트릭스 반전 렘마(lemma)를 적용하여 다음과 같이 A-매트릭스를 직접 업데이트하는 것이다:
A(n) =
여기서,
p(n) = A(n-1)z(n)
A-매트릭스가 허미션 매트릭스이기 때문에, 대각선상에 있는 요소와 대각선 위 또는 아래에 있는 소자를 계산할 필요만이 있다.
A-매트릭스를 추정하고 트래킹하는 이러한 기술은 단지 설명을 위해 주어진 것이다. 일반적으로, A-매트릭스는 종래 기술에 숙련된 자에게 명백한 바와 같이, 다양한 방법으로 표현되고 추정될 수 있다. 예를 들어, S. Haykin에 의한 적응 필터 이론(Adaptive Filter Theory), 제2판, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.J., 1991년의 책을 참고한다. 본 발명은 또한 공지된 동기화 순차가 없는 불감 등화 문제점에도 적용될 수 있다. 이 경우에, A-매트릭스는 채널이 추정되는 방법과 유사하게 추정된다.
제1 실시예에서, 심볼 간격의(즉, T-간격의) 등화기를 갖는 처리기(107)는 데이터 필드(field) 또는 버스트(burst)에 걸쳐 채널이 트래킹되어야 하는 곳에 주어진다. 본 실시예는 시간에 대해 비교적 긴 TDMA 데이터 버스트(6.67 ms)를 갖는 IS-136 설명서에 의해 정의된 디지탈 셀방식 시스템(digital cellular system)에 적용가능한다. 본 실시예에서, 브랜치 메트릭 처리기(203)는 간략하도록 안테나의 수가 a 및 b로 지정된 2개로 더 제한되는 도 4에서 보다 상세히 설명된다. 특정한 본 실시예는 이미 일부 형태의 다이버시티 조합을 사용한 많은 셀방식 시스템에서 2개의 수신 안테나를 사용하는 것이 일반적이라는 점에서 유용성을 갖는다. 이전과 같이, 종래 기술에 숙련된 자에게는 본 실시예가 3개 이상의 안테나가 있는 경우에서도 사용될 수 있음이 명백하다.
손상 상관관계 매트릭스 Rzz및 손상 상관관계 매트릭스의 역 A는 다음과 같이 정의된다:
Rzz= P =
Rzz -1= = = A
변수 paa는 안테나(a)에서 수신된 손상 전력을 나타내고; 변수 pbb는 안테나(b)에서 수신된 손상 전력을 나타낸다. 대각선에서 벗어난 매트릭스 요소는 상호 상관관계값이고; pab는 안테나(b)에서 수신된 것의 공액수과 안테나(a)에서 수신된 손상의 상관관계를 나타낸다.
이때, 브랜치 메트릭은 다음과 같이 된다:
Mh(n) = eh(n)HA(n)eh(n) = w[pbb｜ea,h(n)｜2-2Re{pabea,h(n)*eb,h(n)}+paa｜eb,h(n)｜2}
여기서,
w = 및 ed,h(n) = rd(n)-rd,h(n)
이 브랜치 메트릭의 계산은 도 4에서 도면으로 설명된다.
심볼 순차 발생기(410)는 가정된 심볼 순차 sh(n)을 발생한다. 이들 순차는 안테나(a) 및 (b)에 대한 채널 탭 추정치 ca(τ) 및 cb(τ)를 사용해 필터(400)에서 필터링되어, 각각 가정된 수신 신호 샘플 ra,h(n) 및 rb,h(n)을 제공한다. 가정된 수신 신호 샘플 ra,h(n)은 에러 신호 ea,h(n)을 만들도록 합산 접합기(401)에서 안테나(a)로부터 실제 수신된 신호 샘플 ra(n)에서 감산된다. 유사하게, 가정된 수신 신호 샘플 rb,h(n)은 에러 신호 eb,h(n)을 만들도록 합산 접합기(402)에서 안테나(b)로부터 실제 수신된 신호 샘플 rb(n)에서 감산된다. 블록(403)은 에러 신호 ea,h(n) 및 eb,h(n)의 제곱 크기를 형성한다. 에러 신호 ea,h(n)의 제곱 크기는 접합기(406)에서 곱수 maa로 곱하여지고, 그 결과는 합산 접합기(408)에 연결된다. 에러 신호 eb,h(n)의 제곱 크기는 접합기(407)에서 곱수 mbb로 곱하여지고, 그 결과는 합산 접합기(408)에 연결된다. 마지막으로, 곱셈기(404)는 ea,h(n)와 e* b,h(n)의 곱을 형성하고, 그 곱은 이어서 곱셈기(405)에서 곱수 mab로 곱하여져 실수부분만을 형성한다. 그 결과는 합산 접합기(408)에서 감산되고, 그 출력은 브랜치 메트릭 Mh(n)이 된다. 곱수 maa, mbb, 및 mab는 다음과 같이 손상 상관관계 매트릭스와 관련된다:
maa= wpbb
mbb= wpaa
mab= 2wpab
종래 기술에 숙련된 자에게는 명백한 바와 같이, w 항은 브랜치 메트릭 계산에 공통된 것으로, 다른 방법으로 적용되거나 w의 분모가 0으로 접근할 때는 생략될 수도 있다.
시간(n)에서, A 매트릭스 요소는 다음과 같이 업데이트된다:
paa(n+1) = λpaa(n) + ｜ea(n)｜2K
pab(n+1) = λpab(n) + ea(n)eb *(n)K
pbb(n+1) = λpbb(n) + ｜eb(n)｜2K
K는 크기 조절 계수로서, 1과 같으면, 계산 회수를 줄이도록 계산에서 없어진다. K는 소위 "망각 계수(forgetting factor)"라 칭하여지는 λ로부터 유도될 수 있다.
손상 상관관계 매트릭스 업데이트를 설명하는 것이 도 5에 도시된다. 순차 추정 처리기(204)로부터의 잠정적인 검출 심볼값 sdet(n)은 안테나(a) 및 (b)에 대한 채널 탭 추정기(202)로부터의 채널 탭 추정치 ca(τ) 및 cb(τ)를 사용해 필터(500)에서 필터링되어, 각각 기대되는 수신 샘플 ra,det(n) 및 rb,det(n)을 제공한다. 손상 신호 za(n)은 합산 접합기(501)에서 안테나(a)로부터 실제로 수신된 신호 샘플 ra(n)에서 ra,det(n)을 감산함으로서 제공된다. 유사하게, 손상 신호 zb(n)은 합산 접합기(502)에서 안테나(b)로부터 실제로 수신된 신호 샘플 rb(n)에서 rb,det(n)을 감산함으로서 제공된다. 잠정적인 검출 심볼값이 옳고 채널 탭 추정치가 정확하면, 에러 신호 za(n) 및 zb(n)은 각각 안테나(a) 및 (b)에서 수신된 손상을 나타낸다. 손상 신호 za(n) 및 zb(n)은 각각 곱셈기(503) 및 (505)에서 크기 조절 계수 K의 제곱근으로 크기 조절되고, 크기 조절된 신호를 각각 블록(506) 및 (507)에 연결시킨다.
안테나(a)에서 수신된 손상 전력 paa(n)은 곱셈기(511)에서 망각 계수 λ로 곱하여지고, 접합기(510)에서 블록(506)으로부터의 크기 조절된 손상 신호의 제곱 크기와 합산되어 업데이트된 손상 전력 paa(n+1)을 제공한다. 이때, paa(n+1)의 값은 이전 손상 전력 paa(n)의 메모리 위치(515)로 오버라이트(overwrite)되도록 사용된다. 유사하게, 안테나(b)에서 수신된 이전 손상 전력 pbb(n)은 곱셈기(513)에서 망각 계수 λ로 곱하여지고, 접합기(512)에서 블록(507)으로부터의 크기 조절된 에러 신호의 제곱 크기와 합산되어 업데이트된 손상 전력 pbb(n+1)을 제공하고, 이는 이전 손상 전력 pbb(n)의 메모리 위치(514)로 오버라이트되도록 사용된다. 업데이트된 손상 상호 상관관계를 제공하기 위해, 곱셈기(503)로부터 크기 조절된 에러 신호는 곱셈기(505)로부터 크기 조절된 에러 신호의 공액수와 접합기(504)에서 곱하여진다. 또한, 메모리(516)에 저장된 이전 상호 상관관계 pab(n)은 곱셈기(509)에서 망각 계수로 크기 조절된다. 접합기(504)의 출력은 곱셈기(509)의 출력과 접합기(508)에서 합산되어 업데이트된 상호 상관관계 pab(n+1)을 산출한다. 이전과 같이, 업데이트된 값 pab(n+1)은 이전의 값 pab(n)의 메모리 위치(516)로 오버라이트되도록 사용된다.
전형적으로, 잠정적인 검출 심볼이 확실하게 되는 것을 허용하는 채널 탭 추정치를 업데이트하는데에는 지연이 있다. 전체적으로 여기서 참고로 포함되는 Gudmundson에 의해 미국 특허 No. 5,164,961에서는 이 지연이 다수의 채널 모델을 사용해 방지된다: 순차 추정 처리기(204)에서 각 상태에 대해 하나. 본 발명에서도 또한 A-매트릭스 값을 업데이트하는데에 지연이 있다. 종래 기술에 숙련된 자에게는 이러한 지연이 다중 A-매트릭스를 사용함으로서 방지될 수 있음이 명백하다: 순차 추정 처리기(204)에서 각 상태에 대해 하나.
B. 선택 처리기를 사용하는 실시예의 설명
본 발명의 다음 실시예에 따라, 간섭 저지는 N개의 다른 안테나 소자에 대응하는 신호에 적용되고, N개의 안테나 소자는 가능한 안테나 신호의 수 M≥N에서 선택된다. 부가적으로, 이와 같이 선택된 안테나 소자 신호는 특정한 빔형성 처리를 통과하고/또는 다른 분극을 갖는 안테나로부터 전해진다. 특정한 실시예로, 수평방향 및 수직방향 분극의 사용을 포함하는 3가지 다른 경우의 다중소자 수신 안테나가 고려된다. 그러나, ±45도 또는 좌우 회전과 같이, 다른 종류의 직교 분극이 사용될 수 있다.
다시 도 1을 참고로, 무선 신호를 제공하는 M개의 안테나 소자(104)가 있는 특정한 경우를 고려한다. M개의 신호 모두가 전송 신호에 관련된 정보를 포함하지는 않는다. 또한, 처리기(107)로 전달되는 다이버시티 브랜치(diversity branch)의 수를 줄이는 것이 바람직하다. 따라서, 대부분 전송된 심볼 순차를 나타내는 N개 신호 세트를 선택하는 것이 유리하다.
처리기(107)에 의해 처리되고 M개 안테나/안테나 소자에 의해 발생되는 N개 채널은 도 6 내지 도 9에서 설명된다. 도 6은 신호(6010) 내지 (6012)로 주어지는 M개 공동 페이스드(co-phased) 안테나 소자(수평방향 및 수직방향으로 분극화된 소자의 조합인)가 결과적으로 M개의 빔스페이스(beamspace) 신호(6020) 내지 (6021)를 제공하는 고정된 빔형성 처리기(601)를 먼저 통과하는 제1 실시예를 도시한다. 본 실시예에서의 안테나 소자는 전형적으로 모두 가깝게(예를 들면, 파장의 반) 간격을 둔다. 선택 처리기(602)는 IRC 처리를 더 실행하도록 N개의 빔스페이스 신호(6022) 내지 (6023)을 선택한다.
도 7은 M개 공동 페이스드 안테나 소자 신호(7001) 내지 (7004)가 각각 수직방향 및 수평방향으로 분극화된 소자에 대한 것인 2개의 빔형성 처리기(701) 및 (702)를 통과하는 실시예이다. 신호(7001) 내지 (7002)는 수직방향 안테나 소자에 대응하고 출력(7011) 내지 (7012)를 제공하는 (701)에 의해 처리되는 반면, 신호(7003) 내지 (7004)는 수평방향 안테나 소자에 대응하고 출력(7021) 내지 (7022)를 제공하는 (702)에 의해 처리된다. 신호(7011) 내지 (7012) 및 (7021) 내지 (7022)는 선택 처리기(703)에 의해 처리되어, N개 출력 신호(7030) 내지 (7031)이 선택된다.
도 8은 섹터(sector) 안테나를 사용하는 실시예로, 여기서는 안테나가 수직방향이나 수평방향으로 분극화된다. 안테나 신호는 (8000) 내지 (8003)이고, 선택 처리기(801)에 의해 처리되어 N개 출력 신호(8010) 내지 (8011)을 발생한다. 본 실시예에서는 같은 분극을 갖는 안테나가 물리적으로 분리된다(예를 들면, 10-20 파장).
반복하여 말하면, 도 6 내지 도 8에 도시된 실시예는 수평방향 및 수직방향 분극을 사용하는 것에 제한되지 않는다. 언급된 바와 같이, ±45도 또는 좌우측 회전과 같은, 다른 종류의 직교 분극이 사용될 수 있다. 더욱이, 도 7에 설명된 실시예에서는 2개 이상의 빔 처리기가 사용될 수 있다. 예를 들면, 공간적으로 분리된 다른 그룹의 안테나 소자로부터 유래되는 신호 그룹을 처리하도록 다른 빔 처리기가 지정될 수 있다.
도 9는 브랜치 선택(branch selection) 처리기의 실시예를 도시한다. 각 입력 신호 브랜치(9000) 내지 (9001)은 먼저 (901) 내지 (902)에 의해 필터링되고, 이어서 다른 신호에 대해 신호의 질을 비교하는데 사용되도록 측정치(9030) 내지 (9040)을 발생하는 신호 품질 측정 디바이스(903) 내지 (904)를 통과한다. M개 신호(9010) 내지 (9020)은 선택 멀티플렉서(905)로 전달되고, 여기서 최상의 측정치(9030) 내지 (9040)을 갖는 N개 신호 (M개 중에서)가 선택된다. 측정 기준은 다음 중 하나 이상을 나타내도록 정의된다: 측정된 순간 브랜치 전력; 측정된 평균 브랜치 전력; 소정의 신호 방향에 대한 빔 중심 방향; 동기 워드(sync word)로부터 측정되는 신호 품질((S+N)/N으로 측정되는). "S"는 신호 전력을 나타내는 반면, "N"은 손상 전력을 나타낸다.
더욱이, 선택은 적어도 수직방향으로 분극화된 하나의 신호와 수평방향으로 분극화된 하나의 신호를 유지하도록 강요된다. 예를 들면, 특정한 환경(레일리 패이딩(Rayleigh fading)이 존재하는 경우와 같이)에서는 최대 전력을 갖는 수평방향 빔과 최대 전력을 갖는 수직방향 빔을 선택하는 것이 최상으로 실행된다. 또한, 다른 종류의 직교 신호가 사용될 수 있다.
또 다른 실시예는 선택 처리기를 전혀 필요없게 만들 수 있다. 이 경우에, 처리기(107)에는 안테나 소자로부터 수신된 M개 신호가 모두 공급된다. 본 실시예는 상기에서 논의된 바와 같이, 직교되어 분극화된 신호를 제공하는 안테나 소자 및/또는 하나 이상의 고정된 빔 처리기를 사용할 수 있다.
C. 하나의 안테나와 스칼라 브랜치 메트릭 처리기를 갖춘 실시예의 설명
본 발명의 다른 실시예에서는 간섭 저지가 다른 위상 기준에 대응하는 신호에 적용된다. 일반적으로, 기저대 신호의 동위상(in-phase, I) 및 직각(quadrature, Q) 성분이 하나의 복합 신호로 조합된다. 그러나, 간섭이 회전방향으로 변하지 않을 때, 두 성분은 분리된 스칼라 수신 신호로 다루어져야 한다. 예를 들어, B. Picinbono의 "고리형에 대해(On circularity)", 신호 처리의 IEEE 회보, Vol. 42, pp. 3473-3482, 1994년 12월을 참고한다.
종래 기술에 숙련된 자에게는 다중 수신 안테나, 빔, 분극이 포함되는 방법이 명백하지만, 특정한 실시예로, 단일 수신 안테나의 경우가 고려된다. 단일 수신 안테나로, 복합 수신 샘플 r(n)은 동위상 샘플 I(n)과 직각 샘플 Q(n)으로 분할된다. 이들 두 샘플 스트림은 2개의 스칼라 채널로부터 전해진 것처럼 다루어진다. 이때, 새로운 브랜치 메트릭은
Mh(n) = vh T(n)A(n)vh(n)
여기서,
vh(n) = [vh,I(n) vh,Q(n)]T= [Re{eh(n)} Im{eh(n)}]T
eh(n) = r(n) - c(n)sh(n)
c(n) = [c(0;n) c(1;n) ... c(Nt-1;n)]
sh(n) = [sh(n) sh(n-1) ... sh(n-Nt+1)]T
A(n) = Rww -1(n)
Rww(n) = E{w(n)wT(n)}
w(n) = [Re{z(n)} Im{z(n)}]T
또한, z(n)은 복합 부가 손상이다. 위첨자 "T"는 전위를 나타낸다. 벡터 w(n)은 대응하는 스칼라 손상 벡터이다. 채널 탭 추정치는 c(τ)로 나타내지고, Nt개가 있다. 실제 매트릭스 A(n) 및 Rww -1(n)은 다른 형태가 공지된 스칼라 손상 상관관계 특성의 특정한 예이다. 다음에서, A-매트릭스란 말은 일반적으로 손상 상관관계 특성의 추정치를 칭하는데 사용된다.
A-매트릭스는 다양한 방법으로 추정되고 트래킹될 수 있다. 한가지 방법은 실제 수신 샘플로부터 기대되는 수신 샘플을 감산함으로서 손상 샘플 z(n)을 형성하는 것이다. 스칼라 손상 벡터 w(n)은 상기에 주어진 식으로 나타난다. A-매트릭스를 형성하는 직접적인 방법은 다음과 같이 주어진다:
Rww(n) = λRww(n-1) + w(n)wT(n)
A(n) = Rww -1(n)
복잡성을 줄이기 위해, 매트릭스 반전 렘마(lemma)는 A-매트릭스가 다음과 같이 직접 업데이트될 수 있도록 사용된다:
A(n) =
p(n) = A(n-1)w(n)
A-매트릭스는 대칭이기 때문에, 대각선 이상에 있는 요소만이 계산될 필요가 있다.
하나의 수신 채널이 있는 경우, 브랜치 메트릭은 다음과 같이 계산될 수 있다:
Mh(n) = mII(vh,I(n))2+ mQQ(vh,Q(n))2+ mIQvh,I(n)vh,Q(n)
또한, 손상 상관관계는 다음을 사용해 추정될 수 있다:
pII(n+1) = λpII(n) + vI 2(n)
pQQ(n+1) = λpQQ(n) + vQ 2(n)
pIQ(n+1) = λpIQ(n) + vI(n)vQ(n)
여기서, vI(n) 및 vQ(n)은 손상 샘플 추정치의 실수부와 허수부이다.
이러한 추정치로, 조합 가중치는 다음과 같이 계산될 수 있다:
mII= KpII(n)
mQQ= KpQQ(n)
mIQ= -2KpIQ(n)
이상적으로, 크기 조절 계수 K는 다음과 같이 주어진다:
K =
그러나, 크기 조절이 필요하지 않도록 하는 1을 포함하여, 다른 값도 가능하다.
도 10에 주어진 처리기에 의해 다른 방법의 처리기가 설명된다. 무선 처리 및 초기 아날로그 대 디지탈 변환(도시되지 않은)이 실행된 이후에, 수신된 신호는 타이밍과 동기화 정보가 결정되는 신호 예비처리기(pre-processor) 또는 동기(sync) 블록(1002)으로 전해져, 동기화된 복합 수신 샘플 r(n)을 만든다. 채널 탭 추정기(1004)는 패이딩 분산 채널을 모델화한 채널 탭 추정치 c(τ)를 제공한다. 이 채널 탭 추정치는 스칼라 브랜치 메트릭 처리기(1006)로 연결된다.
스칼라 브랜치 메트릭 처리기(1006)에는 또한 손상 상관관계 추정기(1008)로부터 얻어진 스칼라 손상 상관관계 특성의 추정치가 연결된다. 손상 상관관계 특성의 추정치는 수신된 신호의 I 및 Q 성분간의 손상 상관관계 특성에 관한 정보를 포함하는 것으로 스칼라 양이다.
스칼라 브랜치 메트릭 처리기(1006)는 수신 신호 샘플 r(n), 채널 탭 추정치 c(τ), 및 손상 상관관계 특성의 추정치를 사용하여 브랜치 메트릭 Mh(n)을 형성한다. 이 브랜치 메트릭은 순차 추정 처리기(1010)에서 전송된 심볼의 잠정적인 최종 추정치를 전개하는데 사용된다.
도 11에서는 스칼라 브랜치 메트릭 처리기(1006)의 특정한 실시예가 설명된다. 심볼 순차 발생기(1124)는 가정된 심볼 순차 sh(n)을 발생한다. 이 순차는 채널 추정치 c(τ)를 사용해 필터(1104)로 필터링되어 가정된 수신 신호 샘플을 만든다. 가정된 수신 신호 샘플은 합산 접합기(1102)에서 실제 수신된 신호 샘플로부터 감산되어 복합 에러 신호를 만든다. 실수 필터(real filter)(1108)는 복합 에러 신호 중 실수부(동위상 성분)만을 통과시키고, 허수 필터(image filter)(1106)는 복합 에러 신호 중 허수부(직각 성분)만을 통과시킨다. 에러 신호의 실수부는 블록(1110)에서 제곱화되어 블록(1132)에서 곱수 mII로 곱하여지고, 그 결과는 합산 접합기(1116)에 연결된다. 유사하게, 에러 신호의 허수부는 블록(1118)에서 제곱화되어 블록(1114)에서 곱수 mQQ로 곱하여지고, 그 결과는 합산 접합기(1116)에 연결된다. 또한, 에러 신호의 실수부 및 허수부는 블록(1134)에서 서로 곱하여지고, 블록(1112)에서 곱수 mIQ로 곱하여져 합산 접합기(1116)에 연결된다. 합산 접합기(1116)의 출력이 브랜치 메트릭 Mh(n)이다.
도 12에서는 스칼라 손상 상관관계 추정기의 특정한 실시예가 설명된다. 순차 추정 처리기(1010)로부터 공지된 또는 시험적으로 검출된 심볼값은 채널 탭 추정기(1004)로부터의 채널 탭 추정치 c(τ)를 사용해 필터(1232)로 필터링되어 추정된 수신 샘플을 만든다. 손상 샘플은 합산 접합기(1202)에서 실제 수신된 샘플로부터 추정된 수신 샘플을 감산함으로서 구해진다. 실수 필터(1204)는 손상 샘플 중 실수부(동위상 성분)만을 통과시키고, 허수 필터(1206)는 손상 샘플 중 허수부(직각 성분)만을 통과시킨다. 손상 샘플의 동위상 성분은 블록(1220)에서 제곱화되고 합산 접합기(1228)로 제공된다. 또한, 메모리(1224)에 저장된 동위상 손상 전력 추정치(pII)는 크기 조절 계수(λ)에 의해 접합기(1222)에서 크기 조절되고 합산 접합기(1228)로 제공된다. 접합기(1228)의 출력은 업데이트된 전력 추정치를 제공하고, 이는 메모리(1224)에 기록된다. 유사하게, 손상 샘플의 직각 성분은 블록(1210)에서 제곱화되고 합산 접합기(1212)로 제공된다. 또한, 메모리(1208)에 저장된 직각 손상 전력 추정치(pQQ)는 크기 조절 계수에 의해 접합기(1214)에서 크기 조절되고 합산 접합기(1212)로 제공된다. 접합기(1212)의 출력은 업데이트된 전력 추정치를 제공하고, 이는 메모리(1208)에 기록된다. 마지막으로, 손상 샘플의 동위상 및 직각 성분은 블록(1250)에서 서로 곱하여지고 합산 접합기(1216)로 제공된다. 또한, 메모리(1218)에 저장된 동위상/직각 상호 상관관계 추정치(pIQ)는 크기 조절 계수(λ)에 의해 접합기(1230)에서 크기 조절되고 합산 접합기(1216)로 제공된다. 접합기(1216)의 출력은 업데이트된 상호 상관관계 추정치를 제공하고, 이는 메모리(1218)에 기록된다.
실행도를 개선하기 위해서는 매 생존자에 대한 처리(Per-Survivor processing) 기술이 사용될 수 있다. 예를 들면, 순차 추정 처리기에서 매 상태에 대해 하나 이상의 채널 탭 추정치 및 손상 상관관계 추정치 세트가 있을 수 있다. 이는 시험적으로 검출된 심볼의 확실한 값을 구하기 위한 결정 지연을 필요로 하지 않고 추정치의 신속한 업데이트를 허용한다.
또한, (상기) 섹션 B에서 논의된 모든 기술은 스칼라 브랜치 매트릭스 처리기를 사용해 간섭 저지 조합을 실행하기 이전에 더 많은 수의 M개 신호로부터 다수의 N개 신호를 발췌하도록 여기서 사용될 수 있다.
종래 기술에 숙련된 자에게는 본 발명이 비적응적인 개요와 연관될 뿐만 아니라 단편적으로 간격을 둔 등화와 연관되어 사용될 수 있는 방법이 알려지게 된다.
D. 하이브리드 조합(Hybrid Combining)을 사용한 실시예의 설명
본 발명의 다음 실시예에 따라, 간섭 저지는 신호의 세트에 적용된다. 이때, 결과의 메트릭은 부가하는 것에 앞서 가능한 가중치 보정(weighting)으로, 간단하게 서로 더해진다. 선택 기준은 손상 상관관계 측정치, 신호 강도 측정치, 또는 다른 기준을 근거로 적응성있게 될 수 있다. 또한, 선택은 고정된다.
도 13은 도 1에서의 처리기(107)에 대한 실시예로, 여기서는 2개의 안테나와 단편적으로 간격을 둔 2의 계수에 의한 샘플링이 사용된다. 그래서, 각 안테나에 대해, 2개의 샘플링 위상에 대응하여 심볼 간격을 둔 2개의 데이터 순차가 형성된다. 동기 블록(1302) 및 (1304)는 안테나(a) 및 (b)로부터 오버샘플링(oversampling)된 신호 스트림을 수신하여, 각각 심볼 간격을 둔 2개의 샘플 스트림을 제공한다. 안테나를 첨자(a) 및 (b)로 나타내고 샘플링 위상을 첨자(0) 및 (1)로 나타내면, 4개의 결과적인 수신 신호 샘플 순차는 ra0(n), ra1(n), rb0(n), 및 rb1(n)으로 나타내진다. 본 실시예는 고정된 선택 기준을 사용하므로, 간섭 저지는 {ra0(n), rb0(n)} 쌍과 {ra1(n), rb1(n)} 쌍에 적용된다.
그래서, 수신 신호 샘플 스트림 ra0(n) 및 rb0(n)는 브랜치 메트릭 처리기(1306)에 제공된다. 또한, 브랜치 메트릭 처리기(1306)에는 채널 탭 추정기(1310) 및 (1312)에서 계산되는 스트림 ra0(n) 및 rb0(n)에 대응하는 채널 탭 추정치가 제공된다. 스트림 ra0(n) 및 rb0(n)에 대응하는 손상 상관관계 추정치는 손상 상관관계 추정기(1314)에 의해 제공된다.
유사하게, 수신 신호 샘플 스트림 ra1(n) 및 rb1(n)는 브랜치 메트릭 처리기(1308)에 제공된다. 또한, 브랜치 메트릭 처리기(1308)에는 채널 탭 추정기(1316) 및 (1318)에서 계산되는 스트림 ra1(n) 및 rb1(n)에 대응하는 채널 탭 추정치가 제공된다. 스트림 ra1(n) 및 rb1(n)에 대응하는 손상 상관관계 추정치는 손상 상관관계 추정기(1320)에 의해 제공된다.
브랜치 메트릭 처리기(1306) 및 (1308)로부터의 브랜치 메트릭은 가산기(1322)에서 합산되어, 조합된 브랜치 메트릭이 제공된다. 조합된 브랜치 메트릭은 전송된 심볼 순차의 잠정적인 최종 추정치를 전개하는 순차 추정 처리기(1324)에 제공된다.
비록 본 발명의 실시예는 여기서 본 발명의 이해를 용이하게 하도록 설명되고 도시되었지만, 종래 기술에 숙련된 자에 의해 수정될 수 있으므로, 본 발명은 이에 제한되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명은 여기서 설명되고 청구된 잠재적인 발명의 범위내에 드는 일부 또는 모든 수정을 예상하는 것으로 생각된다.

Claims (46)

  1. 무선 통신 시스템에서 신호 패이딩(fading), 시간 분산, 및 간섭의 효과를 줄이는 방법에 있어서:
    (a) 적어도 하나의 안테나 소자 상으로 전송 심볼 순차를 나타내는 무선 신호를 수신하는 단계;
    (b) 상기 적어도 하나의 안테나에 대해 수신 신호 샘플을 만들기 위해 상기 무선 신호를 처리하는 단계;
    (c) 채널 탭 추정치(channel tap estimate)를 만들기 위해 상기 적어도 하나의 안테나에 대한 채널 탭을 추정하는 단계;
    (d) 스칼라 손상 상관관계 특성의 추정치를 만들기 위해 상기 수신 신호 샘플 중에서 스칼라 손상 상관관계 특성을 추정하는 단계;
    (e) 상기 수신 신호 샘플, 상기 채널 탭 추정치, 및 상기 손상 상관관계 특성의 스칼라 추정치를 사용해 스칼라 브랜치 메트릭(scalar branch metric) 처리기에서 스칼라 브랜치 메트릭을 형성하는 단계; 및
    (f) 상기 전송 심볼 순차를 추정하기 위해 순차 추정 알고리즘에서 상기 스칼라 브랜치 메트릭을 이용하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 형성 단계(e)는:
    (g) 가정(hypothetical) 심볼 순차를 발생하는 단계;
    (h) 상기 적어도 하나의 안테나에 대해 가정된 수신 신호 샘플을 만들기 위해 상기 채널 탭 추정치로 상기 가정 신호 순차를 필터링(filtering)하는 단계;
    (i) 복합 에러 신호를 만들기 위해 수신 신호 샘플로부터 상기 가정된 수신 신호 샘플을 감산하는 단계; 및
    (j) 브랜치 메트릭을 만들기 위해 상기 손상 상관관계 특성의 스칼라 추정치로 상기 복합 에러 신호를 처리하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 형성 단계(j)는:
    (k) 상기 복합 에러 신호로부터 동위상(in-phase) 위상 성분을 추출하고, 상기 복합 에러 신호로부터 직각(quadrature) 성분을 추출하는 단계; 및
    (l) 상기 브랜치 메트릭을 만들기 위해 상기 동위상 성분과 상기 직각 성분을 처리하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 추정 단계(d)는:
    (g) 잠정적인 검출 심볼 순차를 발생하는 단계;
    (h) 상기 적어도 하나의 안테나에 대해 추정된 수신 신호 샘플을 만들기 위해 상기 스칼라 채널 탭 추정치로 상기 잠정적인 검출 심볼 순차를 필터링하는 단계;
    (i) 손상 신호 샘플을 만들기 위해 수신 신호 샘플로부터 상기 추정된 수신 신호 샘플을 감산하는 단계; 및
    (j) 상기 스칼라 손상 상관관계 특성의 업데이트된 추정치를 만들기 위해 상기 스칼라 손상 상관관계 특성의 추정치로 상기 손상 신호 샘플을 처리하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 형성 단계(j)는:
    (k) 상기 손상 신호 샘플로부터 동위상 위상 성분을 추출하고, 상기 손상 신호 샘플로부터 직각 성분을 추출하는 단계; 및
    (l) 상기 스칼라 상관관계 특성의 업데이트된 추정치를 만들기 위해 상기 동위상 성분과 상기 직각 성분을 처리하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 무선 통신 시스템에서 신호 패이딩, 시간 분산, 및 간섭의 효과를 줄이기 위한 장치에 있어서:
    적어도 하나의 안테나 소자 상으로 전송 심볼 순차를 나타내는 무선 신호를 수신하기 위한 수단;
    상기 적어도 하나의 안테나에 대한 수신 신호 샘플을 만들기 위해 상기 무선 신호를 처리하기 위한 수단;
    채널 탭 추정치를 만들기위해 상기 적어도 하나의 안테나에 대한 채널 탭을 추정하기 위한 수단;
    스칼라 손상 상관관계 특성의 추정치를 만들기 위해 상기 무선 신호 샘플 중에서 스칼라 손상 상관관계 특성을 추정하기 위한 수단;
    상기 수신 신호 샘플, 상기 채널 탭 추정치, 및 상기 손상 상관관계 특성의 스칼라 추정치를 사용해 스칼라 브랜치 메트릭 처리기에서 스칼라 브랜치 메트릭을 형성하기 위한 수단; 및
    상기 전송 심볼 순차를 추정하기 위해 순차 추정 알고리즘에서 상기 스칼라 브랜치 메트릭을 이용하기 위한 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스칼라 브랜치 메트릭을 형성하기 위한 상기 수단은:
    가정 심볼 순차를 발생하기 위한 수단;
    상기 적어도 하나의 안테나에 대한 가정된 수신 신호 샘플을 만들기 위해 상기 채널 탭 추정치로 상기 가정 신호 순차를 필터링하기 위한 수단;
    복합 에러 신호를 만들기 위해 수신 신호 샘플로부터 상기 가정된 수신 신호 샘플을 감산하기 위한 수단; 및
    브랜치 메트릭을 만들기 위해 상기 손상 상관관계 특성의 스칼라 추정치로 상기 복합 에러 신호를 처리하기 위한 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복합 에러 신호를 처리하기 위한 상기 형성 수단은:
    상기 복합 에러 신호로부터 동위상 위상 성분을 추출하고, 상기 복합 에러 신호로부터 직각 성분을 추출하기 위한 수단; 및
    상기 브랜치 메트릭을 만들기 위해 상기 동위상 성분과 상기 직각 성분을 처리하기 위한 수단
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    스칼라 손상 상관관계 특성을 추정하기 위한 상기 수단은:
    잠정적인 검출 심볼 순차를 발생하기 위한 수단;
    상기 적어도 하나의 안테나에 대한 추정된 수신 신호 샘플을 만들기 위해 상기 스칼라 채널 탭 추정치로 상기 잠정적인 검출 심볼 순차를 필터링하기 위한 수단;
    손상 신호 샘플을 만들기 위해 수신 신호 샘플로부터 상기 추정된 수신 신호 샘플을 감산하기 위한 수단; 및
    상기 스칼라 손상 상관관계 특성의 업데이트된 추정치를 만들기 위해 상기 스칼라 손상 상관관계 특성의 추정치로 상기 손상 신호 샘플을 처리하기 위한 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 손상 신호 샘플을 처리하는 상기 수단은:
    상기 손상 신호 샘플로부터 동위상 위상 성분을 추출하고, 상기 손상 신호 샘플로부터 직각 성분을 추출하기 위한 수단; 및
    상기 스칼라 상관관계 특성의 업데이트된 추정치를 만들기 위해 상기 동위상 성분과 상기 직각 성분을 처리하기 위한 수단
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 전송 신호 순차에서의 열화를 줄이는 방법에 있어서:
    (a) 상기 전송 신호 순차를 나타내는 M개 수의 무선 신호를 수신하는 단계;
    (b) N ≤ M 인 경우에, 하나 이상의 선택 기준을 근거로 선택 처리기에서 상기 M개 수의 무선 신호로부터 N개 수의 신호를 선택하는 단계; 및
    (c) 상기 전송 신호 순차의 추정치를 발생하기 위해 상기 N개 신호를 처리하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 단계(a)는:
    (d) M개의 코페이즈드 안테나(co-phased anetnna) 소자로부터 상기 M개 무선 신호를 수신하는 단계; 및
    (e) 고정된 빔형성 처리기를 사용해 상기 M개 무선 신호를 처리하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 M개 안테나 소자는 2개의 직교 분극(orthogonal polarization) 각각으로부터 적어도 하나의 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 단계(a)는:
    (d) M개 안테나 소자로부터 상기 M개 무선 신호를 수신하는 단계 - 상기 M개 안테나 소자가 다수의 안테나 소자 그룹을 형성함 -; 및
    (e) 다수의 빔형성 처리기를 사용해 상기 M개 무선 신호를 처리하는 단계 - 각 빔형성 처리기가 상기 안테나 소자 그룹 중 하나와 연관됨 -
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    제1 분극을 갖는 안테나 소자의 집합은 제1 그룹을 형성하고, 제2 분극을 갖는 안테나 소자의 집합은 제2 그룹을 형성하고, 또한 상기 제1 분극은 상기 제2 분극에 직교하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    공간적으로 연관된 안테나 소자의 제1 집합은 제1 그룹을 형성하고, 공간적으로 연관된 안테나 소자의 제2 집합은 제2 그룹을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 단계(a)는:
    (d) 적어도 하나의 섹터 안테나로부터 상기 M개 무선 신호를 수신하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 기준은 다음의 기준 그룹: 신호의 순간 전력; 신호의 평균 전력; 소정의 신호 방향에 대한 빔 중심 방향; 및 동기 워드(sync word)로부터 측정된 신호 품질로부터의 하나 이상의 기준인 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 단계(b)는 제1 분극을 갖는 적어도 하나의 신호와, 제2 분극을 갖는 적어도 하나의 신호를 선택하도록 제한되고, 상기 제1 분극이 제2 분극에 직교하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 단계(c)는:
    (d) 상기 선택 처리기로부터 상기 N개 신호를 수신하는 단계;
    (e) N개 안테나에 대한 수신 신호 샘플을 만들기 위해 상기 N개 신호를 처리하는 단계;
    (f) 채널 탭 추정치를 만들기 위해 상기 N개 안테나에 대한 채널 탭을 추정하는 단계;
    (g) 손상 상관관계 특성의 추정치를 만들기 위해 상기 수신 신호 중에서 손상 상관관계 특성을 추정하는 단계;
    (h) 상기 수신 신호 샘플, 상기 채널 탭 추정치, 및 상기 손상 상관관계 특성의 추정치를 사용해 브랜치 메트릭 처리기에서 브랜치 메트릭을 형성하는 단계; 및
    (i) 상기 전송 심볼 순차를 추정하기 위해 순차 추정 알고리즘에서 상기 스칼라 브랜치 메트릭을 이용하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제11항에 있어서,
    상기 단계(c)는:
    (d) 상기 선택 처리기로부터 상기 N개 신호를 수신하는 단계;
    (e) N개 안테나에 대한 수신 신호 샘플을 만들기 위해 상기 N개 신호를 처리하는 단계;
    (c) 채널 탭 추정치를 만들기 위해 상기 N개 안테나에 대한 채널 탭을 추정하는 단계;
    (d) 스칼라 손상 상관관계 특성의 추정치를 만들기 위해 상기 수신 신호 중에서 스칼라 손상 상관관계 특성을 추정하는 단계;
    (e) 상기 수신 신호 샘플, 상기 채널 탭 추정치, 및 상기 스칼라 손상 상관관계 특성의 추정치를 사용해 스칼라 브랜치 메트릭 처리기에서 스칼라 브랜치 메트릭을 형성하는 단계; 및
    (f) 상기 전송 심볼 순차를 추정하기 위해 순차 추정 알고리즘에서 상기 스칼라 브랜치 메트릭을 이용하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 전송 신호 순차에서의 열화를 줄이기 위한 장치에 있어서:
    (a) 상기 전송 신호 순차를 나타내는 M개 수의 무선 신호를 수신하기 위한 수단;
    (b) N ≤ M 인 경우에, 하나 이상의 선택 기준을 근거로 선택 처리기를 사용해 상기 M개 수의 무선 신호로부터 N개 수의 신호를 선택하기 위한 수단; 및
    (c) 상기 전송 신호 순차의 추정치를 발생하기 위해 상기 N개 신호를 처리하기 위한 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 수신 수단은:
    M개의 코페이즈드 안테나 소자로부터 상기 M개 무선 신호를 수신하기 위한 수단; 및
    고정된 빔형성 처리기를 사용해 상기 M개 무선 신호를 처리하기 위한 수단
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 M개 안테나 소자는 2개의 직교 분극 각각으로부터 적어도 하나의 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 수신 수단은:
    대응하는 M개 신호를 수신하고, 다수의 안테나 소자 그룹을 형성하는 M개 안테나 소자; 및
    상기 안테나 소자 그룹 중 하나와 각각 연관된 다수의 빔형성 처리기
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    제1 분극을 갖는 안테나 소자의 집합은 제1 그룹을 형성하고, 제2 분극을 갖는 안테나 소자의 집합은 제2 그룹을 형성하고, 또한 상기 제1 분극은 상기 제2 분극에 직교하는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제25항에 있어서,
    공간적으로 연관된 안테나 소자의 제1 집합은 제1 그룹을 형성하고, 공간적으로 연관된 안테나 소자의 제2 집합은 제2 그룹을 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제22항에 있어서,
    상기 수신 수단은:
    적어도 하나의 섹터 안테나로부터 상기 M개 무선 신호를 수신하기 위한 수단
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  29. 제22항에 있어서,
    상기 기준은 다음의 기준 그룹: 신호의 순간 전력; 신호의 평균 전력; 소정의 신호 방향에 대한 빔 중심 방향; 및 동기 워드로부터 측정된 신호 품질로부터의 하나 이상의 기준인 것을 특징으로 하는 장치.
  30. 제22항에 있어서,
    상기 선택 수단은 제1 분극을 갖는 적어도 하나의 신호와, 제2 분극을 갖는 적어도 하나의 신호를 선택하도록 제한되고, 제1 분극이 제2 분극에 직교하는 것을 특징으로 하는 장치.
  31. 제22항에 있어서,
    상기 처리 수단은:
    상기 선택 처리기로부터 상기 N개 신호를 수신하기 위한 수단;
    N개 안테나에 대한 수신 신호 샘플을 만들기 위해 상기 N개 신호를 처리하기 위한 수단;
    채널 탭 추정치를 만들기 위해 상기 N개 안테나에 대한 채널 탭을 추정하기 위한 수단;
    손상 상관관계 특성의 추정치를 만들기 위해 상기 수신 신호 중에서 손상 상관관계 특성을 추정하기 위한 수단;
    상기 수신 신호 샘플, 상기 채널 탭 추정치, 및 상기 손상 상관관계 특성의 추정치를 사용해 브랜치 메트릭 처리기에서 브랜치 메트릭을 형성하기 위한 수단; 및
    상기 전송 심볼 순차를 추정하기 위해 순차 추정 알고리즘에서 상기 스칼라 브랜치 메트릭을 사용하기 위한 수단
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 제22항에 있어서,
    상기 처리 수단은:
    상기 선택 처리기로부터 상기 N개 신호를 수신하기 위한 수단;
    N개 안테나에 대해 수신 신호 샘플을 만들기 위해 상기 N개 신호를 처리하기 위한 수단;
    채널 탭 추정치를 만들기 위해 상기 N개 안테나에 대한 채널 탭을 추정하기 위한 수단;
    스칼라 손상 상관관계 특성의 추정치를 만들기 위해 상기 수신 신호 중에서 스칼라 손상 상관관계 특성을 추정하기 위한 수단;
    상기 수신 신호 샘플, 상기 채널 탭 추정치, 및 상기 스칼라 손상 상관관계 특성의 추정치를 사용해 스칼라 브랜치 메트릭 처리기에서 스칼라 브랜치 메트릭을 형성하기 위한 수단; 및
    상기 전송 심볼 순차를 추정하기 위해 순차 추정 알고리즘에서 상기 스칼라 브랜치 메트릭을 사용하기 위한 수단
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  33. 전송 신호 순차에서의 열화를 줄이는 방법에 있어서:
    (a) 대응하는 M개 수의 안테나 소자로부터 상기 전송 신호 순차를 나타내는 M개 수의 무선 신호를 수신하는 단계 - 상기 M개 안테나 소자는 제1 분극을 갖는 적어도 하나의 소자와, 제2 분극을 갖는 적어도 하나의 다른 안테나 소자를 포함함 -;
    (b) N ≤ M 인 경우에, 하나 이상의 선택 기준을 근거로 선택 처리기를 사용해 상기 M개 수의 무선 신호로부터 N개 수의 신호를 선택하는 단계; 및
    (c) 상기 전송 신호 순차의 추정치를 발생하기 위해 상기 N개 신호를 처리하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 분극은 서로 직교하는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 직교하는 제1 및 제2 분극은: i) 각각 수평방향 및 수직방향의 분극; ii) 각각 ± 45도 분극; 또는 iii) 각각 우측 및 좌측 원형 분극인 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 전송 신호 순차에서의 열화를 줄이는 장치에 있어서:
    (a) 상기 전송 신호 순차를 나타내는 M개 무선 신호를 수신하고, 제1 분극을 갖는 적어도 하나의 소자와, 제2 분극을 갖는 적어도 하나의 다른 안테나 소자를 포함하는 M개 안테나 소자;
    (b) N ≤ M 인 경우에, 하나 이상의 선택 기준을 근거로 선택 처리기를 사용해 상기 M개 수의 무선 신호로부터 N개 수의 신호를 선택하기 위한 선택기; 및
    (c) 상기 전송 신호 순차의 추정치를 발생하기 위해 상기 N개 신호를 처리하기 위한 처리 논리
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 분극은 서로 직교하는 것을 특징으로 하는 장치.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 직교하는 제1 및 제2 분극은: i) 각각 수평방향 및 수직방향의 분극; ii) 각각 ± 45도 분극; 또는 iii) 각각 우측 및 좌측 원형 분극인 것을 특징으로 하는 장치.
  39. 무선 통신 시스템에서 신호 패이딩, 시간 분산, 및 간섭의 효과를 줄이는 방법에 있어서:
    (a) M개 안테나 소자에서 전송 심볼 순차를 나타내는 신호를 수신하는 단계;
    (b) 상기 M개 안테나 소자 각각에 대한 수신 신호 샘플을 만들기 위해 상기 신호를 처리하는 단계;
    (c) 채널 탭 추정치를 만들기 위해 상기 M개 안테나 소자에 대한 채널 탭을 추정하는 단계;
    (d) 손상 상관관계 특성의 추정치를 만들기 위해 상기 수신 신호 중에서 손상 상관관계 특성을 추정하는 단계;
    (e) 상기 수신 신호 샘플, 상기 채널 탭 추정치, 및 상기 손상 상관관계 특성의 추정치를 사용해 브랜치 메트릭 처리기에서 브랜치 메트릭을 형성하는 단계; 및
    (f) 상기 전송 심볼 순차를 추정하기 위해 순차 추정 알고리즘에서 상기 브랜치 메트릭을 이용하는 단계
    를 포함하되, 상기 M개 안테나 소자는 적어도 제1 분극을 만드는 제1 소자와, 제2 분극을 만드는 제2 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 처리 단계(b)는 적어도 하나의 고정된 빔형성 처리기를 사용해 상기 무선 신호를 처리하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  41. 무선 통신 시스템에서 신호 패이딩, 시간 분산, 및 간섭의 효과를 줄이기 위한 장치에 있어서:
    전송 심볼 순차를 나타내는 신호를 수신하기 위한 M개 안테나 소자;
    상기 M개 안테나 소자 각각에 대한 수신 신호 샘플을 만들기 위해 상기 신호를 처리하기 위한 처리 논리;
    채널 탭 추정치를 만들기 위해 상기 M개 안테나 소자에 대한 채널 탭을 추정하기 위한 제1 추정기;
    손상 상관관계 특성의 추정치를 만들기 위해 상기 수신 신호 중에서 손상 상관관계 특성을 추정하기 위한 제2 추정기;
    상기 수신 신호 샘플, 상기 채널 탭 추정치, 및 상기 손상 상관관계 특성의 추정치를 사용해 브랜치 메트릭을 형성하기 위한 브랜치 메트릭 처리기; 및
    상기 전송 심볼 순차를 추정하기 위해 순차 추정 알고리즘에서 상기 브랜치 메트릭을 사용하기 위한 논리
    를 포함하되, 상기 M개 안테나 소자는 적어도 제1 분극을 만드는 제1 소자와, 제2 분극을 만드는 제2 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  42. 제41항에 있어서,
    상기 처리 논리는 적어도 하나의 고정된 빔형성 처리기를 이용하는 것을 특징으로 하는 장치.
  43. 디지탈 심볼의 순차를 전송하는 디지탈 통신 시스템에서, 무선 통신 시스템내의 신호 패이딩, 시간 분산, 및 간섭의 효과를 줄이는 방법에 있어서:
    (a) M개 수의 무선 신호를 수신하는 단계;
    (b) 선택 처리기를 사용해 무선 신호 그룹을 선택하는 단계;
    (c) 브랜치 메트릭을 만들기 위해 각 무선 신호 그룹을 처리하는 단계;
    (d) 조합된 브랜치 메트릭을 만들기 위해 다른 그룹으로부터의 상기 브랜치 메트릭을 가산하는 단계; 및
    (e) 상기 전송 심볼 순차를 추정하기 위해 순차 추정 알고리즘에서 상기 조합된 브랜치 메트릭을 이용하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  44. 제43항에 있어서,
    상기 처리 단계(c)는 상기 각 무선 신호 그룹에 적용되고, 상기 각 그룹에 대해:
    (f) 상기 선택 처리기로부터 무선 신호 그룹을 수신하는 단계;
    (g) 수신 신호 샘플을 만들기 위해 상기 신호 그룹을 처리하는 단계;
    (h) 채널 탭 추정치를 만들기 위해 상기 신호 그룹에 대한 채널 탭을 추정하는 단계;
    (i) 손상 상관관계 특성의 추정치를 만들기 위해 그룹내의 신호 중에서 손상 상관관계 특성을 추정하는 단계; 및
    (j) 상기 수신 신호 샘플, 상기 채널 탭 추정치, 및 상기 손상 상관관계 특성의 추정치를 사용해 브랜치 메트릭 처리기에서 브랜치 메트릭을 형성하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  45. 무선 통신 시스템에서 신호 패이딩, 시간 분산, 및 간섭의 효과를 줄이기 위한 장치에 있어서:
    전송 심볼 순차를 나타내는 M개 수의 무선 신호를 수신하기 위한 수단;
    선택 처리기를 사용해 무선 신호 그룹을 선택하기 위한 수단;
    브랜치 메트릭을 만들기 위해 각각의 무선 신호 그룹을 각각 처리하는 다수의 처리 수단;
    조합된 브랜치 메트릭을 만들기 위해 다른 그룹으로부터의 상기 브랜치 메트릭을 가산하기 위한 수단; 및
    상기 전송 심볼 순차를 추정하기 위해 순차 추정 알고리즘에서 상기 조합된 브랜치 메트릭을 사용하기 위한 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  46. 제45항에 있어서,
    상기 다수의 처리 수단의 각각은:
    수신 신호 샘플을 만들기 위해 상기 무선 신호 그룹을 수신하기 위한 수단;
    수신 신호 샘플을 만들기 위해 상기 신호 그룹을 처리하기 위한 수단;
    채널 탭 추정치를 만들기 위해 상기 신호 그룹에 대한 채널 탭을 추정하기 위한 수단;
    손상 상관관계 특성의 추정치를 만들기 위해 그룹내의 신호 중에서 손상 상관관계 특성을 추정하기 위한 수단; 및
    상기 수신 신호 샘플, 상기 채널 탭 추정치, 및 상기 손상 상관관계 특성의 추정치를 사용해 브랜치 메트릭 처리기에서 브랜치 메트릭을 형성하기 위한 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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