KR20010082316A - 송신 장치, 송신 방법, 수신 장치, 기지국 장치 및 통신 단말 장치 - Google Patents
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Abstract
회선 변동 추정부(101)에서, 송신 장치(100)와 수신 장치(200) 사이의 회선 변동량을 추정한다. 심볼 레이트 결정부(102)에서, 회선 변동량에 근거해서 심볼 레이트를 결정하여, 고속 페이딩에 의해 회선 변동이 현저하게 빠른 경우에는 심볼 레이트를 높게 하여 송신하고, 심볼간 혹은 버스트 내에서의 회선 변동을 상대적으로 미소한 것으로 한다. 이것에 의해, 고속 페이딩에 의해 회선 변동이 현저하게 빠른 경우에 있어서도, 장치 구성을 거의 증가시키지 않고, 적응 등화기에 충분한 추종 성능을 유지시켜, 통신 품질을 양호하게 유지할 수 있다.
Description
이동체 통신 시스템에 있어서는, 복수의 송신파가 반사, 회절된 후 수신기에 도달되는 것이나, 수신기 자신의 이동 등에 의해 수신기에 수신된 신호의 진폭, 위상은 심하게 변동된다.
이동체 통신 시스템에서는, 통신 품질을 양호하게 유지하기 위해서, 수신기에서 수신 신호의 진폭, 위상 변동을 보상할 필요가 있다. 또한, 동기 검파, 지연 검파 등의 처리를 할 때에도 같은 보상을 필요로 하고 있다.
수신 신호의 진폭, 위상 변동을 보상하는 방법으로서, 적응 등화기에 의해 회선의 진폭, 위상의 변동을 추정하여, 적응적으로 수신 신호의 파형을 정형하여 신호간 간섭의 영향을 저감하는 방법이 일반적으로 이용되고 있다.
그러나, 고속 페이딩에 의해 회선 변동이 현저하게 빠른 경우, 적응 등화기의 회선 추정이 회선의 변동에 충분히 추종할 수 없어, 에러율 특성이 열화한다는문제가 발생한다.
본 발명은 이동체 통신 시스템에 이용되는 송신 장치 및 송신 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 송신 장치 및 수신 장치의 구성을 나타내는 블럭도,
도 2의 (a)는 심볼 레이트에 대응하는 주파수 대역을 나타내는 도면,
도 2의 (b)는 심볼 레이트에 대응하는 주파수 대역을 나타내는 도면,
도 3의 (a)는 심볼 레이트와 회선 변동과의 관계를 나타내는 도면,
도 3의 (b)는 심볼 레이트와 회선 변동과의 관계를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 송신 장치 및 수신 장치의 구성을 나타내는 블럭도,
도 5는 심볼 레이트와 BER 특성과의 관계를 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 실시예 3에 따른 송신 장치 및 수신 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
본 발명의 목적은 고속 페이딩에 의해 회선 변동이 현저하게 빠른 경우에도, 장치 구성을 거의 늘리지 않고, 적응 등화기에 충분한 추종 성능을 유지시켜, 통신 품질을 양호하게 유지할 수 있는 송신 장치 및 송신 방법을 제공하는 것이다.
이 목적은 고속 페이딩에 의해 회선 변동이 현저하게 빠른 경우에는 심볼 레이트를 높게 하여 송신하고, 심볼 간 또는 버스트 내에서의 회선 변동을 상대적으로 미소한 것으로 하는 것에 의해 달성된다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여, 도면을 이용하여 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 송신 장치 및 수신 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 1에 나타내는 송신 장치(100)에 있어서, 회선 변동 추정부(101)는 송신 장치(100)와 수신 장치(200) 간의 회선 변동량을 추정하여, 추정 결과를 심볼 레이트 결정부(102)로 출력한다. 또, 회선 변동의 추정 방법으로는, 송신 장치(100)와 동시에 기지국 장치 등에 탑재되는 도시하지 않은 수신 장치에 수신된 신호의 수신 레벨을 측정하여, 그 측정 결과에 근거하여 추정하는 방법 등을 들 수 있다.
심볼 레이트 결정부(102)는 추정된 회선 변동량에 근거하여 심볼 레이트를 결정한다. 그리고, 심볼 레이트 결정부(102)는 결정된 심볼 레이트를 나타내는 신호를 프레임 구성부(103), 베이스밴드 변조부(104), 대역 가변 필터(105) 및 신디사이저(106)로 출력한다.
프레임 구성부(103)는 결정된 심볼 레이트에 근거하여 프레임 길이를 결정하고, 송신 데이터를 프레임으로 구분하여 파일럿 심볼 등의 제어 신호를 각 프레임에 삽입하는 프레임 구성 처리를 행한다.
베이스밴드 변조부(104)는 결정된 심볼 레이트에 근거하여, 프레임 구성부(103)의 출력 신호를 베이스밴드 신호로 변조한다. 대역 가변 필터(105)는 결정된 심볼 레이트에 근거하여 필터를 구성하여, 베이스밴드 변조부(104)의 출력 신호의 송신 대역을 제한한다.
신디사이저(106)는 결정된 심볼 레이트에 근거해 반송파의 중심 주파수를 제어하여, 해당 중심 주파수의 반송파를 승산부(107)에 출력한다. 여기서, 신디사이저(106)는 도 2의 (a) 및 도 2의 (b)의 주파수 대역을 나타내는 도면과 같이, 심볼 레이트가 낮은 경우의 중심 주파수 fc2를 심볼 레이트가 높은 경우의 중심 주파수 fc1과 다르게 하여, 주파수 대역을 할당된 허용 대역폭의 한 쪽으로 바싹 다가서게 할 수도 있다. 이것에 의해, 시스템 전체로서 주파수 이용 효율의 향상을 도모할 수 있다.
또, 도 2의 (a)는 심볼 레이트가 높은 경우의 주파수 대역을 나타내고, 도 2의 (b)는 심볼 레이트가 낮은 경우의 주파수 대역을 나타낸다.
승산부(107)는 대역 가변 필터(105)의 출력 신호에 신디사이저(106)로부터 출력된 반송파를 승산한다. BPF(Band Pass Filter)(108)는 승산부(107)의 출력 신호 성분 중에서, 소정의 주파수 대역 내에 포함되는 것만을 통과시킨다. 송신 안테나(109)는 BPF(108)의 출력 신호를 수신 장치(200)에 대하여 무선 송신한다.
도 1에 나타내는 수신 장치(200)에 있어서, 수신 안테나(201)는 송신 장치(100)로부터 송신된 신호를 수신한다. BPF(202)는 수신 안테나(201)에 수신된신호 성분 중에서, 소정의 주파수 대역 내에 포함되는 성분만을 통과시킨다.
심볼 레이트 검출부(203)는 수신 신호의 심볼 레이트를 검출하여, 신디사이저(204), 대역 가변 필터(206), 베이스밴드 복조부(207) 및 적응 등화기(208)에 심볼 레이트를 나타내는 신호를 출력한다. 또, 심볼 레이트의 검출 방법으로는, 송신 장치(100)가 심볼 레이트의 정보를 송신 데이터에 다중화해서 송신하여, 복조된 수신 신호로부터 심볼 레이트의 정보를 검출하는 방법이나, 송신 장치(100)가 심볼 레이트의 정보를 송신하지 않고, 후보로 되는 심볼 레이트로 수신 신호를 복조하여, 복조 결과로부터 심볼 레이트를 추정하는 방법 등을 들 수 있다.
신디사이저(204)는 검출된 심볼 레이트에 근거하여 반송파의 중심 주파수를 제어하여, 해당 중심 주파수의 반송파를 승산부(205)로 출력한다. 승산부(205)는 BPF(202)의 출력 신호에 신디사이저(204)로부터 출력된 반송파를 승산한다.
대역 가변 필터(206)는 검출된 심볼 레이트에 근거하여 필터를 구성하고, 승산부(205)의 출력 신호를 대역 제한하여 베이스밴드 신호를 생성한다. 베이스밴드 복조부(207)는 검출된 심볼 레이트에 근거하여, 대역 가변 필터(206)로부터 출력된 베이스밴드 신호를 복조한다.
적응 등화기(208)는 검출된 심볼 레이트에 근거하여, 베이스밴드 복조부(207)의 출력 신호 파형을 정형하여 신호간 간섭의 영향을 저감하는 등화 처리를 하여, 수신 데이터를 출력한다. 또, 지연파가 존재하는 경우에도, 그 지연파가 등화 범위 내이면, 회선 추정을 행하는 것에 의해 해당 지연파를 추정하여 등화할 수 있다.
다음에, 심볼 레이트와 회선 변동의 관계에 대하여 도 3의 (a) 및 도 3의 (b)를 이용하여 설명한다. 도 3의 (a) 및 도 3의 (b)의 횡축은 시간이며, 종축은 위상 변동량이다. 또한, 도 3의 (a)는 심볼 레이트가 낮은 경우이며, 도 3의 (b)는 심볼 레이트가 높은 경우이다.
도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 심볼 레이트가 낮은 경우, 1심볼의 송신 시간 Ts1은 길게 되고, 그 동안에 있어서의 위상 변동량 Δθ1은 커진다. 이것에 대하여, 도 3의 (b)에 도시하는 바와 같이, 심볼 레이트가 높은 경우, 1심볼의 송신 시간 Ts2는 짧게 되고, 그 동안에 있어서의 위상 변동량 Δθ2는 작게 된다. 또, 여기서는 회선의 위상 변동량에 대하여 나타내었지만, 진폭에 따른 시간 변동에 대해서도 마찬가지이다.
이와 같이, 심볼 레이트를 높이는 것에 의해 상대적으로 회선 변동량이 작게 되는 것으로부터, 회선 변동량이 큰 경우에 송신 신호의 심볼 레이트를 높게 하여, 수신 장치의 적응 등화기에 충분한 추종 성능을 유지시킬 수 있다.
마찬가지로, 심볼 레이트를 높이는 것에 의해 시간적 변동을 상대적으로 느리게 할 수 있는 것으로부터, 수신 장치의 동기 검파나 지연 검파 등의 처리에 있어서도 시간적 변동을 보상할 수 있다. 또한, 주파수 오프셋에 의한 위상 회전 등의 시간적 변동도 보상할 수 있다.
여기서, 심볼 레이트 결정부(102)에 있어서, 1심볼 당의 송신 시간 Ts 즉, 심볼 레이트의 역수와, 회선 변동량 fD의 곱이 일정값으로 되도록 심볼 레이트를 결정하면, 간단한 연산 처리에 의해 적당한 심볼 레이트를 결정할 수 있다.
또한, 심볼 레이트가 높은 경우에 짧은 시간에서 신호를 송신할 수 있는 것으로부터, 송신 장치(100)는 수신 레벨이 높은 구간에서만 신호를 송신하는 것으로 하여도 좋다.
이것에 의해, 소비 전력의 저감을 도모할 수 있어, 시스템 전체로서의 회선이용 효율을 높일 수 있다.
(실시예 2)
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 송신 장치 및 수신 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 단, 도 4에 나타내는 송신 장치 및 수신 장치에 있어서, 도 1과 공통되는 구성 부분에는 도 1과 동일 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다.
도 4에 있어서, 송신 장치(100)는, 도 1에 대하여, 회선 변동 추정부(101) 및 심볼 레이트 결정부(102)를 삭제하고, 복조부(401) 및 심볼 레이트 추출부(402)를 추가한 구성을 채용한다. 또한, 수신 장치(200)는, 도 1에 대하여, 심볼 레이트 검출부(203)를 삭제하고, 회선 변동 추정부(301), 심볼 레이트 결정부(302) 및 변조부(303)를 추가한 구성을 채용한다. 또, 도 4에 있어서, 안테나(109) 및 안테나(201)는 송신 안테나 및 수신 안테나를 겸한다.
회선 변동 추정부(301)는 수신 신호의 회선 변동량을 추정하여, 심볼 레이트 결정부(302)로 회선 변동량을 나타내는 신호를 출력한다. 심볼 레이트 결정부(302)는 추정된 회선 변동량에 근거해서 심볼 레이트를 결정하여, 변조부(303)에 심볼 레이트를 나타내는 신호를 출력한다. 변조부(303)는 심볼 레이트를 나타내는 신호를 변조하여 안테나(201)로부터 송신한다.
복조부(401)는 안테나(109)에 수신된 심볼 레이트를 나타내는 신호를 복조하여, 심볼 레이트 추출부(402)로 출력한다. 심볼 레이트 추출부(402)는 복조 신호로부터 심볼 레이트를 추출하여, 추출한 심볼 레이트를 나타내는 신호를 프레임 구성부(103), 베이스밴드 변조부(104), 대역 가변 필터(105) 및 신디사이저(106)로 출력한다.
이와 같이, 수신 장치에서 심볼 레이트를 결정하여, 송신 장치가 수신 장치에서 결정된 심볼 레이트에 따라서 송신 데이터를 송신하는 것에 의해, 수신 장치에서 가장 복호하기 쉬운 심볼 레이트로써 송신할 수 있다.
또, 수신 장치(200)가 송신 장치와 일체인 경우, 심볼 레이트 결정부(302)로부터 출력된 심볼 레이트를 나타내는 정보를 송신 데이터에 다중화하여 송신하여도 좋다.
(실시예 3)
실시예 1 및 2에서는, 심볼 레이트 결정부(102) 또는 심볼 레이트 결정부(302)가 회선 변동량에만 근거하여 송신 데이터의 심볼 레이트를 결정하는 경우에 대하여 설명했다.
그러나, 동일한 지연파이더라도 심볼 레이트를 높이면 지연 심볼수가 상대적으로 커져, 적응 등화기의 등화 가능한 지연 심볼 수는 그 적응 등화기의 탭 수에 의해서 정해지기 때문에, 심볼 레이트를 계속하여 높이는 경우, 등화 가능 범위를초과한 지연파가 존재하게 되어 적응 등화기의 성능이 열화된다고 하는 문제가 발생한다.
예컨대, 무선 회선에 존재하는 1㎲의 지연파는 심볼 레이트가 1Msps일 때에는 1심볼 지연된 지연파이며, 심볼 레이트가 2Msps일 때에는 2심볼 지연된 지연파이다.
적응 등화기가 5탭의 것인 경우, 4심볼 지연까지의 지연파이면 등화할 수 있지만, 4심볼 지연 이상의 지연파는 등화할 수 없다.
즉, 상기 1㎲의 지연파가 존재하는 경우, 심볼 레이트가 4Msps 미만일 때에는 지연 시간이 4심볼로 수렴되기 때문에, 적응 등화기는 해당 지연파를 등화할 수 있지만, 심볼 레이트가 4Msps 이상일 때에는 해당 지연파를 등화할 수 없어, 적응 등화기의 성능은 열화한다.
도 5는 소정량의 회선 변동 및 소정 지연 시간의 지연파가 존재하는 환경 하에서의 심볼 레이트와 에러율(BER) 특성의 관계를 도시하는 도면이다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 지연파의 지연 심볼수가 등화 가능 범위 내이면, 심볼 레이트가 상승하는 것에 따라 페이딩에 의한 회선 변동량이 상대적으로 작게 되기 때문에 에러율 특성이 향상된다. 한편, 심볼 레이트가, 지연파의 지연 심볼수가 등화 가능 범위를 넘으면, 심볼 레이트가 상승하는 것에 따라 지연파의 영향에 의해서 에러율 특성이 열화된다.
그래서, 실시예 3에서는, 회선 변동량 및 지연파의 지연 시간에 의해서, 에러율이 최소로 되는 최적의 심볼 레이트 X를 결정한다.
도 6은 본 발명의 실시예 3에 따른 송신 장치 및 수신 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 단, 도 6에 나타내는 송신 장치 및 수신 장치에 있어서, 도 1과 공통하는 구성 부분에는 도 1과 동일 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다.
도 6에 있어서, 수신 장치(200)는 상기 도 1과 완전히 같은 구성을 취하고, 송신 장치(100)는, 도 1에 대하여, 지연 프로파일 생성부(501)를 추가한 구성을 채용한다.
지연 프로파일 생성부(501)는 송신 장치(100)와 동시에 기지국 장치 등에 탑재되는 도시하지 않는 수신 장치에 수신된 신호의 지연 프로파일을 생성하여, 심볼 레이트 결정부(102)로 출력한다.
심볼 레이트 결정부(102)는 회선 변동량과 지연파의 지연 시간으로부터 에러율이 최소로 되는 심볼 레이트를 부여하는 참조 테이블을 유지한다. 그리고, 심볼 레이트 결정부(102)는 회선 변동 추정부(101)로부터 회선 변동량을 입력하고, 지연 프로파일 생성부(501)로부터 지연 프로파일을 입력하며, 참조 테이블에 근거하여 심볼 레이트를 결정한다.
이 결정된 심볼 레이트는, 수신 장치(200)에 있어서, 가장 복호하기 쉬운 최적의 심볼 레이트이며, 수신 장치(200)는 통신 품질을 양호하게 유지할 수 있다.
또한, 지연 시간뿐만 아니라, 각 버스의 지연파의 지연 시간 및 레벨을 모델화한 버스 모델을 고려한 테이블을 준비하는 것에 의해, 수신 장치(200)에 있어서, 가장 복호하기 쉬운 최적의 심볼 레이트를 또한 정밀도 좋게 선택할 수 있다.
또, 실시예 2에 나타낸 바와 같이, 수신 장치에서 심볼 레이트를 결정하여,송신 장치가 수신 장치에서 결정된 심볼 레이트에 따라서 송신 데이터를 송신할 수도 있다. 이 경우, 회선 변동부와 지연 프로파일 생성부가 수신 장치(200)에 추가된다.
이상의 설명으로부터 명백하듯이, 본 발명의 송신 장치 및 송신 방법에 따르면, 측정한 회선 변동량에 따라 심볼 레이트를 적응적으로 변화시킬 수 있기 때문에, 고속 페이딩에 의해 회선 변동이 현저하고 빠른 경우더라도, 장치 구성을 거의 증가시키지 않고서, 적응 등화기에 충분한 추종 성능을 유지시켜, 통신 품질을 양호하게 유지할 수 있다.
본 명세서는 1999년 9월 29일 출원된 일본 특허 출원 평성 11-275688호에 근거하는 것이다. 이 내용을 여기에 포함시켜 둔다.
본 발명은 휴대 전화 등의 이동체 통신 시스템의 기지국 장치 및 통신 단말 장치에 이용하는 데 바람직하다.
Claims (15)
- 송수신간의 회선 변동량에 근거하여 송신 신호의 심볼 레이트를 결정하는 심볼 레이트 결정 수단과,상기 심볼 레이트에 근거하여 송신 데이터를 무선 송신하는 송신 수단을 구비하는 송신 장치.
- 제 1 항에 있어서,심볼 레이트 결정 수단은 1심볼 당 송신 시간과 회선 변동량의 곱이 일정값으로 되도록 심볼 레이트를 결정하는 송신 장치.
- 제 1 항에 있어서,심볼 레이트 결정 수단은 회선 변동량과 지연파의 지연 시간에 근거하여, 에러율이 최소로 되는 심볼 레이트를 결정하는 송신 장치.
- 제 1 항에 있어서,심볼 레이트 결정 수단은 회선 변동량과 지연 프로파일에 근거하여, 에러율이 최소로 되는 심볼 레이트를 결정하는 송신 장치.
- 제 1 항에 있어서,심볼 레이트에 근거하여 반송파의 중심 주파수를 제어하는 반송파 주파수 제어 수단을 구비하는 송신 장치.
- 제 1 항에 있어서,송신 수단은 수신 레벨이 높은 구간에서만 신호를 송신하는 송신 장치.
- 제 1 항에 있어서,심볼 레이트 결정 수단은 통신 상대로부터 송신된 신호로부터 심볼 레이트의 정보를 추출하는 송신 장치.
- 청구항 7에 기재된 송신 장치에서 송신된 신호로부터 수신 데이터를 취출하는 수신 수단과,수신 데이터에 근거하여 회선 변동을 추정하는 회선 변동 추정 수단과,추정된 회선 변동에 근거하여 심볼 레이트를 결정하는 심볼 레이트 결정 수단과,결정된 심볼 레이트를 나타내는 신호를 상기 송신 장치에 대하여 송신하는 송신 수단을 구비하는 수신 장치.
- 송신 장치를 탑재하는 기지국 장치에 있어서,상기 송신 장치는송수신간의 회선 변동량에 근거하여 송신 신호의 심볼 레이트를 결정하는 심볼 레이트 결정 수단과,상기 심볼 레이트에 근거하여 송신 데이터를 무선 송신하는 송신 수단을 구비하는기지국 장치.
- 수신 장치를 탑재하는 기지국 장치에 있어서,상기 수신 장치는청구항 7에 기재된 송신 장치에서 송신된 신호로부터 수신 데이터를 취출하는 수신 수단과,수신 데이터에 근거하여 회선 변동을 추정하는 회선 변동 추정 수단과,추정된 회선 변동에 근거하여 심볼 레이트를 결정하는 심볼 레이트 결정 수단과,결정된 심볼 레이트를 나타내는 신호를 상기 송신 장치에 대하여 송신하는 송신 수단을 구비하는기지국 장치.
- 송신 장치를 탑재하는 통신 단말 장치에 있어서,상기 송신 장치는송수신간의 회선 변동량에 근거하여 송신 신호의 심볼 레이트를 결정하는 심볼 레이트 결정 수단과,상기 심볼 레이트에 근거하여 송신 데이터를 무선 송신하는 송신 수단을 구비하는통신 단말 장치.
- 수신 장치를 탑재하는 통신 단말 장치에 있어서,상기 수신 장치는청구항 7에 기재된 송신 장치에서 송신된 신호로부터 수신 데이터를 취출하는 수신 수단과,수신 데이터에 근거하여 회선 변동을 추정하는 회선 변동 추정 수단과,추정된 회선 변동에 근거하여 심볼 레이트를 결정하는 심볼 레이트 결정 수단과,결정된 심볼 레이트를 나타내는 신호를 상기 송신 장치에 대하여 송신하는 송신 수단을 구비하는통신 단말 장치.
- 송수신간의 회선 변동량을 검출하여, 상기 회선 변동량이 커짐에 따라서, 송신 신호의 심볼 레이트를 높게 하는 송신 방법.
- 송수신간의 회선 변동량을 검출하여, 회선 변동량과 지연파의 지연 시간으로부터 에러율 특성이 가장 좋은 송신 신호의 심볼 레이트를 결정하는 송신 방법.
- 송수신간의 회선 변동량을 검출하여, 회선 변동량과 지연 프로파일로부터 에러율 특성이 가장 좋은 송신 신호의 심볼 레이트를 결정하는 송신 방법.
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