KR100719490B1

KR100719490B1 - 레이크 수신기

Info

Publication number: KR100719490B1
Application number: KR1020010053880A
Authority: KR
Inventors: 박탄중
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-09-03
Filing date: 2001-09-03
Publication date: 2007-05-18
Anticipated expiration: 2021-09-03
Also published as: KR20030020574A

Abstract

본 발명은 무선통신 단말 모뎀의 레이크(Rake) 수신기를 비동기식(W-CDMA) 표준안에 최적화시키기 위한 핑거 출력신호의 결합기술에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 시간적으로 변하는 수신신호에 대하여 PN코드 추적 루프를 사용하여 계속적으로 동기를 유지하는 핑거(21A-21E)와; 상기 핑거(21A,21B),(21C,21D),(21E,21F)의 출력신호를 입력받아 기지국별로 다중 경로차를 보상하여 결합하는 1차 결합기(23A-23C)와; 상기 각 1차 결합기(23A-23C)의 출력신호를 입력받아 시간차를 보상한 후 결합하여 최종의 복조신호를 출력하는 2차 결합기(26)에 의해 달성된다.

Description

레이크 수신기{RAKE RECEIVER}

도 1은 종래 기술에 의한 레이크 수신기의 블록도.

도 2는 본 발명에 의한 레이크 수신기의 블록도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

21A-21F : 핑거 22A-22F,25A-25C : 버퍼

23A-23C : 1차 결합기 24A-24C : 1차 경로보상 제어기

26 : 2차 결합기 27 : 2차 경로보상 제어기

본 발명은 무선통신 단말 모뎀의 레이크(Rake) 수신기에 대한 설계 기술에 관한 것으로, 특히 레이크 수신기를 비동기식(W-CDMA) 표준안에 최적화시킬 수 있도록 한 레이크 수신기에 관한 것이다.

CDMA는 동일한 주파수를 많은 셀에서 사용할 수 있으며, 타 방식보다 간섭이 적고, 통화자가 침묵하고 있는 시간 동안 전송을 중지 함으로써 아날로그 방식보다 수용 용량을 10배 이상 높일 수 있다. CDMA방식의 중요한 특징중의 하나가 Rake 수신기능이 있다는 것이다. Rake 수신기는 서로 시간차(지연)가 있는 두 신호를 분리해 낼 수 있는 기능을 가진 수신기를 말하는 것으로 CDMA의 대역확산 원리에 의해서 얻을 수 있는 특성이다. 전자파를 이용하여 통신을 할 때 전송품질에 영향을 주는 현상 중에 가장 큰 영향을 주는 요인이 다중경로에 의한 페이딩(Fading)이다. 다중 경로에 의한 페이딩은 서로 다른 경로로 수신기에 도착한 신호의 위상차이(시간 지연 차이)에 의해서 발생한다. 이러한 페이딩은 신호의 크기를 감소시키므로 C/I(Channel Interference)를 악화시켜 전송에러를 집중적으로 발생시킨다.그리고 시간지연은 신호간 간섭(ISI: Inter-symbol Interference)을 발생시킨다. 대개의 전파를 이용한 통신방식에서 페이딩은 다이버시티 기법을 이용하여 어느 정도 극복을 하고 있으며 시간 지연은 각 시간지연을 보상하는 등화기(Equalizer)를 이용하여 ISI를 줄이고 있다.

CDMA방식을 이용한 통신시스템에서는 송신 데이터가 PN(Pseudo noise) 코드에 의해 대역 확산되어 전송되므로, 수신단에서 데이터를 복조하기 위해서는 먼저 수신신호의 PN코드와 위상이 동기 된 국부 PN코드를 발생시켜, 이것을 수신신호에 곱하는 방식으로 수신신호를 역 확산시키게 된다. 이러한 수신신호와 PN코드와 국부 PN코드의 동기과정은 PN코드 위상 획득과정과 PN코드 위상에 대한 추적과정으로 이루어진다. 수신단은 PN코드 위상 획득과정을 통해서 수신신호의 PN코드 위상에 대한 국부 PN코드의 위상에 대하여 대략적인 초기 동기를 이루는데, 이러한 동작을 하는 부분을 서쳐(searcher)라고 한다. 서쳐에 의한 신호의 PN코드 위상 정보를 바탕으로 시간적으로 변하는 수신신호에 대하여 PN코드 추적 루프를 사용함으로써 계속적으로 동기를 유지하게 되는데, 이 부분을 핑거(Finger)라고 한다. 이렇게 서쳐와 핑거를 통해 복원된 다중경로의 신호 성분들을 최종 데이터복원에 사용하는데, 이 수신기가 레이크 수신기이다

도 1은 종래 기술에 의한 동기식 레이크 수신기의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 서쳐에 의한 신호의 PN코드 위상 정보를 바탕으로 시간적으로 변하는 수신신호에 대하여 PN코드 추적 루프를 사용하여 계속적으로 동기를 유지하는 다수의 핑거(11A-11N)와; 상기 핑거(11A-11N)의 출력신호를 결합기(13)에 전달하기 위한 버퍼(12A-12N)와; 상기 각각의 핑거(11A-11N)에서 발생하는 경로차를 보상한 후 결합하는 결합기(13)와; 상기 결합기(13)에서의 경로차 보상동작을 제어하는 경로보상 제어기(14)로 구성된 것으로, 이의 작용을 설명하면 다음과 같다.

동기식 표준안이 적용되는 단말 모뎀의 레이크 수신기는 소프트 핸드오버시 각 기지국으로부터 전송되는 신호를 핑거(11A-11N)를 통해 전달받게 되는데, 이때, 각 핑거(11A-11N)는 서쳐에 의한 신호의 PN코드 위상 정보를 바탕으로 시간적으로 변하는 수신신호에 대하여 PN코드 추적 루프를 사용하여 계속적으로 동기를 유지하게 된다.

결합기(13)는 버퍼(12A-12N)를 통해 상기 핑거(11A-11N)의 출력신호를 전달받아 이들을 결합할 때, 하나의 기지국으로부터 수신되는 다중 경로의 신호를 결합하는 구조와 동일한 구조로 결합하게 된다. 이는 모든 기지국이 비트 동기를 이루어 신호를 전송하기 때문에 가능한 일이다.

그런데, 비동기식 표준안에 의하면, 소프트 핸드오버시 각 기지국이 전송하는 신호(DPCH)가 소정의 시간차(±148chips)를 갖고 전송되고, 각 기지국마다 적용된 송신 다이버시티 기법이 다를 수 있다. 이와 같은 경우 상기 각 핑거(11A-11N)의 출력신호에 대하여 다중 경로차, 기지국간의 시간차, 송신 다이버시티의 복조 시간차를 모두 보상해 주어야 하므로 매우 큰 용량의 버퍼(12A-12N)를 필요로하게 된다. 다음의 [수학식1]은 이때 필요로하는 버퍼의 총 용량을 나타낸 것이다.

비동기식 표준안이 적용되는 종래의 레이크 수신기에 있어서는 각 핑거의 출력신호에 대하여 다중 경로차, 기지국간의 시간차, 송신 다이버시티의 복조 시간차를 모두 보상해 주어야 하고, 이를 위해 매우 큰 용량의 버퍼를 핑거수 만큼 필요로 하므로 결과적으로, 레이크 수신기의 원가를 상승시키게 되는 결함이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 비동기식(W-CDMA) 표준안에 최적화시킬 수 있도록 1차적으로 기지국별로 다중 경로차를 보상한 후 2차적으로는 1차결합된 출력신호의 시간차를 보상하여 결합하는 레이크 수신기를 제공함에 있다.

도 2는 본 발명에 의한 레이크 수신기의 일실시 구현예를 보인 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 서쳐에 의한 신호의 PN코드 위상 정보를 근거로 시간적으로 변하는 수신신호에 대하여 PN코드 추적 루프를 사용하여 계속적으로 동기를 유지하는 핑거(21A-21E)와; 버퍼(22A,22B),(22C,22D),(22E,22F)를 통해 상기 핑거(21A,21B),(21C,21D),(21E,21F)의 출력신호를 입력받아 기지국(또는 셀)별로 다중 경로차를 보상하여 결합하는 1차 결합기(23A-23C)와; 상기 1차 결합기(23A-23C)의 다중 경로차 보상 동작을 제어하는 1차 경로보상 제어기(24A-24C)와; 버퍼(25A),(25B),(25C)를 각기 통해 상기 각 1차 결합기(23A-23C)의 출력신호를 입력받아 1차 결합된 신호의 시간차를 보상한 후 결합하여 최종의 복조신호를 출력하는 2차 결합기(26)와; 상기 2차 결합기(26)의 다중 경로차 보상 동작을 제어하는 2차 경로보상 제어기(27)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 상 세히 설명하면 다음과 같다.

단말 모뎀의 레이크 수신기는 소프트 핸드오버시 각 기지국으로부터 전송되는 신호를 핑거(21A-21F)를 통해 전달받게 되는데, 이때, 각 핑거(21A-21F)는 서쳐에 의한 신호의 PN코드 위상 정보를 바탕으로 시간적으로 변하는 수신신호에 대하여 PN코드 추적 루프를 사용하여 계속적으로 동기를 유지하게 된다.

상기 핑거(21A,21B),(21C,21D),(21E,21F)의 출력신호가 각각의 버퍼(22A, 22B),(22C, 22D),(22E,22F)를 통해 1차 결합기(23A),(23B),(23C)에 전달된다. 이때, 상기 1차 결합기(23A),(23B),(23C)는 1차적으로 기지국(또는 셀)별로 다중 경로차를 보상하여 결합한다. 즉, 상기 1차 결합기(23A),(23B),(23C)에서는 동일한 기지국에서 전송되는 신호의 다중 경로차만을 보상하여 결합한다.

상기 1차 결합기(23A),(23B),(23C)에 의해 다중 경로차가 보상된 후 결합된 신호들이 각각의 버퍼(25A),(25B),(25C)를 통해 2차 결합기(26)로 전달된다. 이때, 상기 2차 결합기(26)는 기지국별로 1차 결합된 출력신호의 시간차를 보상한 후 결합하여 최종의 복조 신호를 출력하게 된다. 즉, 기지국(또는 셀)간의 비트 동기를 위한 최대 시간차와 기지국간의 송신 다이버시티가 다르게 적용되었을 경우 복조 방식이 달라지게 되는데, 상기 2차 결합기(26)에서는 이를 보상하기 위해 최대 시간차만을 보상하면 된다. 다음의 [수학식2]은 이때 필요로하는 버퍼의 총 용량을 나타낸 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 1차 결합기에서 기지국별로 다중 경로차를 보상하고, 2차 결합기에서는 1차결합된 출력신호의 시간차를 보상하여 결합함으로써, 비동기식(W-CDMA) 표준안에 최적화시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

시간적으로 변하는 수신신호에 대하여 PN코드 추적 루프를 사용하여 계속적으로 동기를 유지하는 핑거(21A-21E)와; 상기 핑거(21A,21B),(21C,21D),(21E,21F)의 출력신호를 입력받아 기지국별로 다중 경로차를 보상하여 결합하는 1차 결합기(23A-23C)와; 상기 각 1차 결합기(23A-23C)의 출력신호를 입력받아 시간차를 보상한 후 결합하여 최종의 복조신호를 출력하는 2차 결합기(26)로 구성한 것을 특징으로 하는 레이크 수신기.
제1항에 있어서, 1차 결합기(23A-23C)는 동일 셀별로 다중 경로차를 보상하는 것을 특징으로 하는 레이크 수신기.
제1항에 있어서, 2차 결합기(26)는 기지국간의 비트 동기를 위한 최대 시간차와 기지국간의 송신 다이버시티가 다르게 적용되었을 경우에 대응하여 최대 시간차만을 보상하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 레이크 수신기.
제1항에 있어서, 레이크 수신기에서 필요로하는 버퍼의 총 용량은 다음의 수식으로 구해지는 것임을 특징으로 하는 레이크 수신기.