KR100586587B1

KR100586587B1 - 코드 분할 다중 접속 시스템을 위한 파이프라인화된 직렬간섭 제거기

Info

Publication number: KR100586587B1
Application number: KR1019990067996A
Authority: KR
Inventors: 황원택; 홍대기; 강창언
Original assignee: 주식회사 케이티
Priority date: 1999-12-31
Filing date: 1999-12-31
Publication date: 2006-06-02
Also published as: KR20010060000A

Abstract

본 발명은 파이프라인화를 통해 다수의 스테이지로 구성된 구조에서 비트 오율의 증가없이 복호 지연을 줄일 수 있는, 코드 분할 다중 접속 시스템을 위한 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기를 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명은 다수의 스테이지로 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기에 있어서, 각 사용자의 수신 신호 전력에 응답하여 채널을 통해 수신된 수신 신호의 순위를 결정하기 위한 전력순위결정수단; 상기 파이프라인의 스테이지 수만큼의 단위 지연부를 통해 상기 수신 신호를 임의의 시간만큼 차례로 지연하기 위한 시간지연수단; 상기 전력순위결정수단으로부터 출력되는 전력 순위 정보에 응답된 시간 지연, 위상 옵셋의 추정치 및 확산 코드에 응답하여 확산 동작을 수행하고, 연판정 및 경판정 함수를 거쳐 재생성 신호를 출력하기 위한, 각 사용자별 상기 파이프라인의 스테이지 수만큼의 단위 간섭 제거기; 및 상기 시간지연수단의 단위 지연부로부터 각각 출력되는 지연된 수신신호로부터 해당 사용자의 신호만을 걸러내기 위한 다수의 제1 누적수단을 포함하여 이루어지며, 상기 다수의 제1 누적수단 각각으로부터 간섭이 제거된 신호가 출력되어 해당 사용자의 그다음 스테이지의 상기 단위 간섭 제거기로 입력되도록 구성된다.

코드 분할 다중 접속 시스템, 파이프라인, 직렬 간섭 제거기, 연판정, 경판정

Description

코드 분할 다중 접속 시스템을 위한 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기{PIPELINED SUCCESSIVE INTERFERENCE CANCELLER FOR CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS SYSTEM}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기에 대한 블록도.

도 2는 i번째 사용자의 j번째 스테이지에 해당되는 단위 간섭 제거기의 내부 블록도.

도 3은 임시 판정부의 임시 판정을 위한 연판정 및 경판정 함수의 그래프.

도 4는 종래의 다수의 스테이지로 구성된 직렬 간섭 제거기를 본 발명과 같이 파이프라인화하는 것을 개념적으로 도시한 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명

100 : 전력 순위기 110 : 시간 지연부

ICU : 단위 간섭 제거기 120, 200, : 누적기

201, 240 : 제산 및 적분기

220 : 정합 여파기 230 : 임시 판정부

본 발명은 코드 분할 다중 접속 시스템(Code Division Multiple Access System)에 관한 것으로, 특히 코드 분할 다중 접속 시스템에서 필연적으로 발생하는 다중 접속 간섭을 효율적으로 제거하는 간섭 제거기(Interference Cancellation Unit)에 관한 것이다.

현재 사용되고 있는 이동 통신 표준인 IS(Interim Standard)-95 및 IMT(International Mobile Telecommunication)-2000은 다중 접속 방식으로 코드 분할 다중 접속 방식을 채택하여, 필연적으로 다중 접속 간섭의 문제가 발생하게 된다. 이러한 다중 접속 간섭을 제거하기 위한 것이 간섭 제거기이다.

일반적으로, 다중 접속 간섭을 제거하기 위한 간섭 제거기는 그 구조에 따라 직렬 간섭 제거기(Successive Interference Cancellation, SIC)와 병렬 간섭 제거기(Parallel Interference Cancellation, PIC)로 나누어진다.

구체적으로, 직렬 간섭 제거기는 각 사용자의 수신 신호 전력을 큰 순서대로 나열하여 큰 것부터 차례로 검파한 후 간섭 제거를 수행함으로써, 다중 경로 페이딩(multipath fading) 환경에서 좋은 성능을 나타낸다. 그러나, 다수의 스테이지(multistage)로 구성될 경우 복호 지연(decoding delay)이 큰 단점이 있다.

반면, 병렬 간섭 제거기는 다수의 스테이지로 구성된 경우에 복호 지연이 상 대적으로 작지만, 수신 신호 전력의 크기를 고려하지 않고 간섭 제거를 수행하기 때문에, 다중 경로 페이딩 환경에서의 성능이 떨어진다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 파이프라인화를 통해 다수의 스테이지로 구성된 구조에서 비트 오율의 증가없이 복호 지연을 줄일 수 있는, 코드 분할 다중 접속 시스템을 위한 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수의 스테이지로 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기에 있어서, 각 사용자의 수신 신호 전력에 응답하여 채널을 통해 수신된 수신 신호의 순위를 결정하기 위한 전력순위결정수단; 상기 파이프라인의 스테이지 수만큼의 단위 지연부를 통해 상기 수신 신호를 임의의 시간만큼 차례로 지연하기 위한 시간지연수단; 상기 전력순위결정수단으로부터 출력되는 전력 순위 정보에 응답된 시간 지연, 위상 옵셋의 추정치 및 확산 코드에 응답하여 확산 동작을 수행하고, 연판정 및 경판정 함수를 거쳐 재생성 신호를 출력하기 위한, 각 사용자별 상기 파이프라인의 스테이지 수만큼의 단위 간섭 제거기; 및 상기 시간지연수단의 단위 지연부로부터 각각 출력되는 지연된 수신신호로부터 해당 사용자의 신호만을 걸러내기 위한 다수의 제1 누적수단을 포함하여 이루어지며, 상기 다수의 제1 누적수단 각각으로부터 간섭이 제거된 신호가 출력되어 해당 사용자의 그다음 스테이지의 상기 단위 간섭 제거기로 입력되도록 구성된다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기에 대한 블록도로서, 사용자수가 6명이고, 파이프라인 횟수가 4회인 경우를 예로서 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기는 각 사용자의 수신 신호 전력에 응답하여 최초로 채널을 통과하여 수신된 신호(r(t))의 순위를 결정하는 전력 순위기(100), 수신된 신호(r(t))를 4개의 단위 지연부를 통해 임의의 시간(T_b)만큼 차례로 지연하는 시간 지연부(110), 전력 순위기(100)로부터 출력되는 전력 순위 정보(power ordering information)에 응답된 시간 지연 τ_k, 위상 옵셋(Phase offset) φ_k의 추정치 및 확산 코드 c_k(t)에 따른 확산 동작과 연판정 및 경판정 함수를 거쳐 재생성 신호를 출력하는 사용자별 파이프라인 수만큼의 단위 간섭 제거기(ICU) 및 상기 시간 지연부(110)의 단위 지연부로부터 각각 출력되는 지연된 수신신호(r(t))로부터 해당 사용자의 신호만을 걸러내기 위한 다수의 누적기(accumulator)(120)로 이루어지며, 상기 누적기(120)로부터 간섭이 제거된 신호가 출력되어 해당 사용자의 그다음 스테이지의 단위 간 섭 제거기(ICU)로 입력된다.

구체적인 단위 간섭 제거기(ICU)의 내부 블록도는 도 2에 도시되어 있다.

도 2는 i번째 사용자의 j번째 스테이지에 해당되는 단위 간섭 제거기의 내부 블록도로서, i는 사용자의 인덱스이고, j는 스테이지의 인덱스이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 단위 간섭 제거기는 이전 스테이지 즉, (j-1)번째 스테이지로부터 출력되는 재생성 신호(

)와 누적기(120)로부터 출력되는 간섭이 제거된 신호(

)를 입력받아 누산하여 i번째 사용자의 신호만을 걸러내기 위한 누적기(200), 상기 누적기(200)로부터 출력되는 합성 신호(

)와 전력순위기(100)의 전력순위정보에 응답된 i번째 사용자의 확산 코드(c_i(t-τ_i)[cosφ_i/sinφ_i])를 곱한 후 한 주기동안 적분하여 합성 신호(

)를 역확산하는 제산 및 적분기(210), 역확산된 합성 신호를 입력받아 i번째 사용자의 확산 코드 방향으로의 신호만을 걸러내기 위한 정합 여파기(Matched filter)(220), 상기 정합 여파기(220)로부터 출력되는 결정 변수

에 대해 연판정 또는 경판정 함수를 수행하는 임시 판정을 위한 임시 판정부(230) 및 상기 임시 판정부(230)로부터 출력된 신호와 전력순위기(100)의 전력순위정보에 응답된 i번째 사용자의 확산 코드(c_i(t-τ_i)[cosφ_i/sinφ_i])를 곱한 후 한 주기동안 적분하여 재확산 동작을 통해 다음 스테이지, 즉 (j+1)번째 스테이지의 입력이 되는 재생성 신 호(

)를 출력하는 제산 및 적분기(240)로 이루어진다. 여기서, 해당 ICU가 최종 스테이지일 경우 정합 여파기(220)로부터 출력된 결정 변수

는 그대로 경판정 장치(도면에 도시되지 않음)로 보내지게 된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 최초로 채널을 통과하여 수신된 신호(r(t))는 전력순위기(100)에서 각 사용자의 수신 신호 전력에 따라 그 순위가 결정되게 된다. 이러한 순위 결정을 위해서 전력순위기(100)로 각 사용자의 확산 코드가 입력되어야 하며, 출력인 전력순위정보를 사용자별 파이프라인 수만큼의 단위 간섭 제거기(ICU)로 보낸다. 단위 간섭 제거기(ICU)는 전력순위기(100)로부터의 전력순위정보에 의해 각 사용자의 단위 간섭 제거기(ICU)에 입력되는 시간 지연 τ_k, 위상 옵셋(Phase offset) φ_k의 추정치 및 확산 코드 c_k(t)의 종류를 결정하게 된다.

한편, 합성 신호(

)는 제산 및 적분기(210)에서 i번째 사용자의 확산 코드(c_i(t-τ_i)[cosφ_i/sinφ_i])에 의해 역확산(despread)이 이루어지며, 상기 역확산된 신호는 정합 여파기(220)의 입력이 된다. 따라서, 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기에서 단위 간섭 제거기(ICU)는 해당 사용자의 확산 코드 방향으로의 신호만을 걸러내게 된다. 최종적으로, 정합 여파기(220)로부터 출력된 결정 변수

는 도 3에 도시된 바와 같은 연판정(도 3의 (a)) 또는 경판정 함수(도 3의 (b))를 수행하는 임시 판정을 위한 임시 판정부(230)를 통과한 후 제산 및 적분기(240)에서 재확산(respread)됨으로써 다음 스테이지, 즉 (j+1)번째 스테이지의 입력이 되는 재생 성 신호(

)를 만들게 된다.

도 4는 종래의 다수의 스테이지로 구성된 직렬 간섭 제거기를 본 발명과 같이 파이프라인화하는 것을 개념적으로 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 다수의 스테이지로 구성된 직렬 간섭 제거기에서 큰 복호 지연이 발생하는 이유는 한 사용자가 검파되는 동안 다른 사용자는 아무런 동작을 하지 않으면서 그대로 시간을 낭비하기 때문임을 알 수 있는 데, 본 발명에서와 같이 파이프라인화하는 경우에 낭비되는 시간을 이용할 수 있게 된다. 즉, 다수의 스테이지로 구성된 직렬 간섭 제거기에서는 매 비트 간격마다 오직 다른 한 사용자에 의한 간섭만이 제거되는 데 비해 본 발명의 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기에서는 매 비트 간격마다 다수명의 사용자에 의한 간섭이 제거되므로 다음 스테이지에 좀 더 신뢰성있는 데이터를 넘겨줄 수 있고, 같은 복호 지연에서 보다 좋은 성능을 낼 수 있다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 직렬 간섭 제거기의 다중 경로 페이딩 특성을 그대로 유지하는 동시에 비트 오율의 증가없이 복호 지연을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims

다수의 스테이지로 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기에 있어서,

각 사용자의 수신 신호 전력에 응답하여 채널을 통해 수신된 수신 신호의 순위를 결정하기 위한 전력순위결정수단;

상기 파이프라인의 스테이지 수만큼의 단위 지연부를 통해 상기 수신 신호를 임의의 시간만큼 차례로 지연하기 위한 시간지연수단;

상기 전력순위결정수단으로부터 출력되는 전력 순위 정보에 응답된 시간 지연, 위상 옵셋의 추정치 및 확산 코드에 응답하여 확산 동작을 수행하고, 연판정 및 경판정 함수를 거쳐 재생성 신호를 출력하기 위한, 각 사용자별 상기 파이프라인의 스테이지 수만큼의 단위 간섭 제거기; 및

상기 시간지연수단의 단위 지연부로부터 각각 출력되는 지연된 수신신호로부터 해당 사용자의 신호만을 걸러내기 위한 다수의 제1 누적수단을 포함하여 이루어지며, 상기 다수의 제1 누적수단 각각으로부터 간섭이 제거된 신호가 출력되어 해당 사용자의 그다음 스테이지의 상기 단위 간섭 제거기로 입력되도록 구성됨을 특징으로 하는 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기.
제 1 항에 있어서, 다수의 상기 단위 간섭 제거기 중 i번째 사용자의 j번째 스테이지에 해당되는 단위 간섭 제거기는,

이전 스테이지인 (j-1)번째 스테이지로부터 출력되는 재생성 신호와 상기 제1 누적수단으로부터 출력되는 간섭이 제거된 신호를 입력받아 누산하여 상기 i번째 사용자의 신호만을 걸러내기 위한 제2 누적수단;

상기 제2 누적수단으로부터 출력되는 합성 신호 및 상기 전력순위결정수단으로부터의 전력순위정보에 응답된 상기 i번째 사용자의 확산 코드를 곱한 후 한 주기동안 적분하여 상기 합성 신호를 역확산하기 위한 제1 제산 및 적분수단;

상기 제1 제산 및 적분수단으로부터 출력되는 역확산된 합성 신호를 입력받아 상기 i번째 사용자의 확산 코드 방향으로의 신호만을 걸러내기 위한 정합여파수단;

상기 정합여파수단으로부터 출력되는 결정 변수에 대해 연판정 또는 경판정 함수를 수행하는 임시 판정을 위한 임시 판정수단; 및

상기 임시 판정수단으로부터 출력된 신호와 상기 전력순위결정수단의 전력순위정보에 응답된 상기 i번째 사용자의 확산 코드를 곱한 후 한 주기동안 적분하여 재생성 신호를 생성하는 제2 제산 및 적분수단

을 포함하여 이루어지는 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기.
제 2 항에 있어서, 상기 제2 제산 및 적분수단은,

생성한 상기 재생성 신호를 다음 스테이지인 (j+1)번째 스테이지로 출력하는 것을 특징으로 하는 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기.
제 2 항에 있어서, 각 사용자의 최종 스테이지에 해당되는 상기 단위 간섭 제거기는,

상기 정합여파수단으로부터 출력된 결정 변수를 경판정 장치로 출력하는 것을 특징으로 하는 파이프라인화된 직렬 간섭 제거기.