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KR20010101089A - 통신 단말 장치 및 무선 통신 방법 - Google Patents

통신 단말 장치 및 무선 통신 방법 Download PDF

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KR20010101089A
KR20010101089A KR1020017006646A KR20017006646A KR20010101089A KR 20010101089 A KR20010101089 A KR 20010101089A KR 1020017006646 A KR1020017006646 A KR 1020017006646A KR 20017006646 A KR20017006646 A KR 20017006646A KR 20010101089 A KR20010101089 A KR 20010101089A
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KR
South Korea
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communication terminal
base station
station apparatus
communication
transmitted
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KR1020017006646A
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사이토요시코
우에스기미츠루
가토오사무
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

기지국 장치에 있어서 적응 알고르즘에 의해서 설정한 탭 게수를 초기값으로 이용해서, 통신 단말 장치에서의 적응 알고리즘에 있어서의 초기값 설정까지의 처리를 생략하여, 통신 단말 장치에 있어서의 등화 처리 연산의 부하를 경감하는 동시에, 등화 처리 시간을 단축한다.

Description

통신 단말 장치 및 무선 통신 방법{COMMUNICATION TERMINAL AND RADIO COMMUNICATION METHOD}
멀티미디어 이동 통신에서는, 음성뿐만 아니라 데이터나 화상을 전송하기 때문에, 고속이면서 신뢰성이 높은 전송이 요구된다. 이러한 전송을 실현하기 위해서는 주파수 선택성 페이딩에 의해서 발생하는 부호간 간섭을 억제해야 한다.
이 주파수 선택성 페이딩을 억제하는 방법으로서, 프리 코딩기술이 있다. 이 프리 코딩기술은, 기지국에서 업 링크의 수신 신호를 이용해서 회선을 추정하여 회선 추정값을 구하고, 이 회선 추정값의 반대 특성을 다운 링크의 신호에 부여하여 통신 단말에 송신함으로써, 이상적으로는 전송로에서 신호가 받는 왜곡을 통신 단말측에서 보정할 필요를 없애는 기술이다.
이 프리 코딩기술은, TDD(Time Division Duplex: 시분할 듀플렉스) 방식과 같이, 업 링크와 다운 링크에서 동일한 주파수를 이용하는 경우에, 업 링크의 신호로부터 다운 링크의 전송로 상태를 용이하게 추정할 수 있어, 업 링크의 신호로부터 산출한 탭 계수를 다운 링크 신호 송신 시에 그대로 이용함으로써 실현할 수 있다. 또한, 이 기술은, 송신기측에 하드웨어를 집약할 수 있기 때문에, 수신기측의 하드웨어 구성이 간소해진다는 이점이 있다.
이하, 도 1 및 도 2를 이용하여 종래의 프리 코딩기술에 대하여 설명한다. 도 1은 종래의 기지국 장치의 구성을 나타내는 블록도이며, 도 2는 종래의 통신 단말 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2에 도시된 통신 단말 장치에 있어서는, 송신 데이터를 변조부(14)로 디지털 변조하여, 그 디지털 변조된 송신 데이터를 소정의 무선 송신 처리한 후에 송신 신호로서 안테나(11)를 거쳐서 기지국 장치를 향해서 송신한다.
도 l에 도시된 기지국 장치에서는, 통신 단말 장치로부터 송신된 신호를 복수의 안테나(1)로 수신한다. 이 때, 신호는 지향 제어부(2)에서 형성된 수신 지향성으로 수신된다. 수신된 신호는 소정의 무선 수신 처리되어 베이스 밴드 신호로 된다.
한편, 전송로의 임펄스 응답에 상당하는 탭 계수를 적응 알고리즘(3)으로 설정함으로써 회선 추정이 실행된다. 설정된 탭 계수는 레플리카 발생부(4) 및 프리 코더(9)로 전송된다.
레플리카 발생부(4)에서는 통신 단말 장치로부터 송신된 신호의 데이터 패턴을 적응 알고리즘(3)으로 설정된 탭 계수를 갖는 추정 전송로의 필터에 통과시켜, 후보 파형(레플리카)를 얻는다. 이 레플리카는 고려되는 전체 데이터 패턴에 대하여 형성된다.
이 레플리카는 통신 단말 장치로부터 송신된 신호의 데이터 패턴과 비교되고, 그 비교 결과가 판정부(5)로 전송된다. 판정부(5)에서는 데이터 패턴에 가장 근사한 레플리카를 선택하고, 그 레플리카에 대응하는 데이터 패턴을 통신 단말 장치로부터 송신된 신호의 데이터 패턴이라고 판정하여, 오류 검출부(6)로 전송한다. 오류 검출부(6)에서는 판정된 데이터에 대하여 오류 검출 처리가 행하여진다. 이것에 의해, 수신 데이터가 얻어진다.
기지국 장치에 있어서, 송신 데이터는 변조부(7)에서 디지털 변조된 후에 프레임 형성부(8)로 전송된다. 프레임 형성부(8)에서는 송신 데이터가 프레임으로 구성된다. 프레임으로 구성된 송신 데이터는 프리코더(9)로 전송된다.
프리코더(9)에서는, 송신 데이터에 대하여 적응 알고리즘(3)으로 설정된 탭 계수의 복소 공역을 승산하고, 송신 데이터에 전송로의 임펄스 응답의 반대 특성을 부여한다. 또, 이 때 필요에 따라서 송신 데이터에 대하여 모듈라-2(이후, MOD-2로 기재) 등의 발산 방지 처리를 하더라도 좋다.
이와 같이 반대 특성이 부여된 송신 데이터는, 소정의 무선 송신 처리가 행하여진 후에, 지향 제어부(2)에서 형성된 지향성으로 안테나(1)로부터 송신된다.
기지국 장치로부터 송신된 신호는, 통신 단말 장치의 안테나(l1)에서 수신되어, 소정의 무선 수신 처리가 이루어진 후에, 검파·디프리코더(12)로 전송된다. 검파·디프리코더(12)에서는, 직교 검파 등에 의해 수신 데이터가 복조된다. 이 때, 수신 데이터에 상술한 바와 같이 MOD-2 등의 발산 방지 처리가 행해져 있는 경우에는, 디프리코더에서 수신 데이터를 추측한다.
이와 같이 복조된 수신 데이터는 오류 검출부(13)로 전송된다. 오류 검출부(13)에서는 판정된 데이터에 대하여 오류 검출 처리가 행하여진다.
그러나, 상술한 프리코딩 기술에 있어서는, 도 3에 도시된 바와 같이 기지국 장치의 수신 구간(RX)에서 수신된 신호로 전파 환경을 추정하고, 그 추정 결과로서 얻어진 탭 계수를 기지국 장치의 송신 구간(TX)에서 사용한다. 따라서, 통신 단말 장치의 수신 구간(기지국 장치의 송신 구간에 상당)에서는, 회선 상황의 반대 특성이 갱신되지 않기 때문에, 통신 단말 장치의 수신 구간에서 통신이 열화되어 버리는 문제가 있다. 도 3에 도시된 예는 대칭 통신이지만, 비대칭 통신이면, 더욱 이전 시간에서 추정된 탭 계수를 이용하여 프리 코딩을 실행하게 되어, 통신의 열화가 현저해 진다. 멀티미디어 통신에서는 비대칭 통신의 비중이 커지기 때문에 이 문제는 심각해진다.
본 발명은 디지털 무선 통신 시스템에 사용되는 통신 단말 장치 및 무선 통신 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 기지국 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 2는 종래의 통신 단말 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 3은 프리코딩을 설명하기 위한 타이밍도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 단말 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 단말 장치의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 목적은 전파 환경의 변화에 추종할 수 있고, 더욱이 전송로에서 신호가 받는 왜곡을 효과적으로 등화할 수 있는 통신 단말 장치 및 무선 통신 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 주제는, 기지국 장치에 있어서 적응 알고리즘에 의해 설정한 탭 계수를 초기값으로서 이용해서, 통신 단말 장치에서의 적응 알고리즘에 있어서의 초기값 설정까지의 처리를 생략하여, 통신 단말 장치에 있어서의 등화 처리의 연산의 부하를 경감하는 동시에, 등화 처리 처리 시간을 단축하는 것이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 장치의 구성을 나타내는 블록도 이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 단말 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4에 도시된 기지국 장치는, 복수의 안테나(101)와, 수신 및 송신의 지향성을 제어하는 지향 제어부(102)와, 추정 전송로용 필터의 탭 계수를 구하는 적응 알고리즘(103)을 이용하여 레플리카를 생성하는 레플리카 발생부(104)와, 레플리카와 송신 데이터를 비교하여 데이터를 판정하는 판정부(105)와, 판정 후의 데이터에 오류 검출 처리를 행하는 오류 검출부(106)와, 송신 데이터를 디지털 변조하는 변조부(107)와, 변조 후의 송신 데이터 및 적응 알고리즘으로 설정된 탭 계수를 프레임으로 구성하는 프레임 형성부(108)를 구비하고 있다.
도 5에 도시된 통신 단말 장치는, 안테나(201)와, 수신 신호를 직교 검파 등에 의해 복조하는 검파부(202)와, 검파 후의 수신 데이터를 적응 알고리즘(204)을 이용하여 등화 처리하는 등화부(203)와, 등화 처리 후의 수신 데이터에 오류 검출 처리를 하는 오류 검출부(205)와, 송신 데이터를 디지털 변조하는 변조부(206)를 구비하고 있다.
상기 구성을 갖는 기지국 장치 및 통신 단말 장치의 동작에 대하여 설명한다.
도 5에 도시된 통신 단말 장치에 있어서는, 송신 데이터를 변조부(206)에서 디지털로 변조하여, 그 디지털로 변조된 송신 데이터를 소정의 무선 송신 처리한 후에 송신 신호로서 안테나(201)를 거쳐서 기지국 장치를 향해서 송신한다.
도 4에 도시된 기지국 장치에서는, 통신 단말 장치로부터 송신된 신호를 복수의 안테나(101)로 수신한다. 이 때, 신호는 지향 제어부(102)에서 형성된 수신 지향성으로 수신된다. 수신된 신호는 소정의 무선 수신 처리되어 베이스 밴드 신호로 된다. 지향 제어부(102)는 안테나마다 가중 계수를 부여하여 지향성을 형성하는 처리부이며, 수신 시에 사용하는 수신 지향성과 송신 시에 사용하는 송신 지향성을 제어한다.
한편, 전송로의 임펄스 응답에 상당하는 탭 계수를 적응 알고리즘(103)으로 설정함으로써 회선 추정이 실행된다. 즉, 수신 신호를 이용하여, ZF(Zero Forcing) 알고리즘, LMS(Least Mean Square) 알고리즘, RLS(Recursive Least Square)알고리즘 등에 의해 탭 계수가 설정된다. 이 탭 계수는 이들 알고리즘에 의해 차차 갱신된다. 설정된 탭 계수는 레플리카 발생부(1O4)에 전송되는 동시에 회선 추정 정보로서 프레임 형성부(108)에 전송된다.
레플리카 발생부(104)에서는 통신 단말 장치로부터 송신된 신호의 데이터 패턴을 적응 알고리즘(103)으로 설정된 탭 계수를 갖는 추정 전송로의 필터에 통과시켜, 후보 파형(레플리카)을 얻는다. 이 레플리카는 고려되는 모든 데이터 패턴에 대해서 형성된다.
이 레플리카는 통신 단말 장치로부터 송신된 신호의 데이터 패턴과 비교되어, 그 비교 결과가 판정부(105)로 전송된다. 판정부(105)에서는, 데이터 패턴에 가장 근사한 레플리카를 선택하고, 그 레플리카에 대응하는 데이터 패턴을 통신 단말 장치로부터 송신된 신호의 데이터 패턴이라고 판정하여, 오류 검출부(106)에 전송한다. 오류 검출부(106)에서는 판정된 데이터에 대하여 오류 검출 처리가 행하여진다. 이것에 의해, 수신 데이터가 얻어진다.
또, 상기 최적 계열 추정에 있어서는, 비터비 알고리즘에 의해 알맞은 데이터 패턴을 효율적으로 찾도록 하더라도 좋다.
기지국 장치에 있어서, 송신 데이터는 변조부(107)에서 디지털로 변조된 후에 프레임 형성부(108)로 전송된다. 프레임 형성부(108)에서는 송신 데이터 및 적응 알고리즘(103)으로 설정된 탭 계수가 프레임으로 구성된다. 프레임으로 구성된 송신 데이터 및 탭 계수는, 소정의 무선 송신 처리가 행하여진 후에, 지향 제어부(102)에서 형성된 지향성으로 안테나(101)로부터 송신된다.
기지국 장치로부터 송신된 신호는, 통신 단말 장치의 안테나(201)로 수신되어, 소정의 무선 수신 처리된 후에, 검파부(202)로 전송된다. 검파부(202)에서는 직교 검파 등에 의해 수신 데이터가 복조된다. 이 때, 수신 데이터에는 정보 심볼과 기지국 장치에서 설정한 탭 계수의 정보가 포함되어 있기 때문에, 상기 심볼은 등화부(203)로 전송되고, 탭 계수의 정보는 적응 알고리즘(204)의 초기값으로 이용한다.
적응 알고리즘(204)에서는, 보통탭 계수를 설정하기 위해서, 우선 초기값(메인 탭을 1, 다른 것을 O 등)을 설정하고, 그 후에 탭 이득을 갱신하는 처리가 행하여진다. 그러나, 본 실시예에 있어서는, 기지국 장치에서 적응 알고리즘에 의해 설정한 탭 계수를 초기값으로서 이용한다. 이 때문에, 탭 이득을 갱신하는 처리만을 행하여 계수를 설정할 수 있다. 즉, 이 탭 계수를 이용하여, 상당한 추정 정밀도까지 높인 탭 계수 갱신 처리를 한 것과 동등한 것에서부터 탭 이득을 갱신하는 처리를 행한다. 그 결과, 적응 알고리즘에 있어서의 초기값 설정까지의 연산을 생략할 수 있어, 통신 단말 장치에 있어서의 등화 처리의 연산 부하를 경감할 수 있다. 또한, 적응 알고리즘에 있어서의 초기값 설정까지 처리 시간을 단축할 수 있기 때문에, 통신 단말 장치에 있어서의 등화 처리 시간을 단축할 수 있다.
구체적으로는, 도 6에 있어서, 보통, 통신 단말 장치가 등화 처리를 할 때는, 도 6 중에서 점 A로부터 회선 추정 처리가 시작된다. 본 실시예에 있어서는, 도 6 중에서 점 B로부터 회선 추정 처리가 시작된다. 이와 같이, 본 실시예에 있어서는, 상당한 추정 정밀도까지 높인 탭 계수 갱신 처리가 행해진 후에 회선 추정 처리가 행하여지게 된다.
적응 알고리즘(204)에서 설정된 탭 계수는, 등화부(203)로 전송된다. 등화부(203)에서는, 입력된 탭 계수를 이용하여 등화 필터를 형성하고, 이 등화 필터에서 검파된 후의 정보 심볼(수신 데이터)에 등화 처리를 행한다.
이와 같이 등화 처리된 수신 데이터는, 오류 검출부(205)로 전송된다. 오류 검출부(205)에서는, 판정된 데이터에 대하여 오류 검출 처리, 예컨대 CRC(Cyclic Redundancy Check)가 행하여진다. 이렇게 하여 수신 데이터가 얻어지게 된다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 통신 단말 장치에 있어서는, 기지국 장치에 있어서 적응 알고리즘에 의해 설정한 탭 계수를 초기값으로서 이용하여, 통신 단말 장치에서의 적응 알고리즘에 있어서의 초기값 설정까지의 처리를 생략하기 때문에, 통신 단말 장치에 있어서의 등화 처리의 연산 부하를 경감할 수 있는 동시에, 등화 처리의 처리 시간을 단축할 수 있다.
또한, 기지국 장치는, 통신 단말 장치와의 관계에서 프리코딩을 실행하지 않기 때문, 기지국 장치에 있어서의 처리의 부하를 경감할 수 있다.
본 실시예에 있어서의 무선 통신 방법에 있어서, 기지국 장치와 통신 단말 장치 사이의 통신이 비대칭 통신인 경우, 기지국 장치와 통신 단말 장치 사이에서 정기적으로 짧은 기지 신호의 송수신을 실행하여, 적응 알고리즘으로 설정된 탭 계수를 회선 추정 정보로서 정기적으로 기지국 장치로부터 통신 단말 장치에 송신하도록 한다. 이것에 의해, 비대칭 통신에 의해 다운 링크가 긴 경우에도, 통신 단말 장치는 정기적으로 기지국 장치로부터 송신되는 탭 계수를 이용하여 수신 데이터에 대하여 등화 처리를 할 수 있다. 따라서, 긴 다운 링크 사이에서의 전파 환경에 등화 처리가 추종할 수 있게 되어, 통신 성능의 열화를 방지할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. 예컨대, 상기 실시예에 있어서는, 통신 방식이 TDD 방식인 경우에 대하여 설명하고 있지만, 본 발명은, CDD (Code Division Duplex: 부호 분할 듀플렉스)와 같은 동일 주파수를 이용하여 송수신을 실행하는 방식 전체에 적용할 수 있다.
본 발명의 통신 단말 장치는, 회선 추정 정보를 포함하는 수신 신호를 수신하는 수신부와, 회선 추정 정보를 이용하여 적응 알고리즘에 따라서 수신 신호에 대하여 등화 처리를 하는 등화 처리부를 구비하는 구성을 채용한다. 이 구성에 의하면, 기지국 장치에 있어서 적응 알고리즘에 의해 설정한 탭 계수를 초기값으로서 이용하여, 통신 단말 장치에서의 적응 알고리즘에 있어서의 초기값 설정까지의 처리를 생략하기 때문에, 통신 단말 장치에 있어서의 등화 처리의 연산 부하를 경감할 수 있는 동시에, 등화 처리의 처리 시간을 단축할 수 있다.
또, 여기서, 통신 단말 장치에 있어서의 초기값 설정이란, 기지국 장치로부터 송신된 회선 추정 정보를 통신 단말 장치가 적응 알고리즘을 사용하여, 어느 정도의 추정 정밀도까지 높여 추정한 탭 계수로서 설정하는 것이다.
본 발명의 기지국 장치는, 상기 구성의 통신 단말 장치와 무선 통신을 하는기지국 장치에 있어서, 적응 알고리즘을 이용하여 수신 신호로부터 회선 추정을 하는 회선 추정부와, 회선 추정 수단에 의해 얻어진 회선 추정 정보를 포함하는 신호를 송신하는 송신부를 구비하는 구성을 채용한다.
이 구성에 의하면, 통신 단말 장치와의 관계에서 프리코딩을 실행하지 않는다. 이 때문에, 기지국 장치에 있어서의 처리 부하를 경감할 수 있다.
본 발명의 무선 통신 방법은, 기지국 장치측에서, 수신 신호에 근거하여 회선을 추정해서 회선 추정 정보를 얻어, 이 회선 추정 정보를 포함하는 신호를 통신 단말 장치에 송신하고, 상기 통신 단말 장치측에서, 상기 기지국 장치로부터 송신된 신호에 포함되는 상기 회선 추정 정보를 이용하여, 적응 알고리즘에 따라서 상기 기지국 장치로부터 송신된 신호에 대하여 등화 처리를 한다.
이 방법에 의하면, 기지국 장치에 있어서 적응 알고리즘에 의해 설정한 탭 계수를 초기값으로서 이용하여, 통신 단말 장치에서의 적응 알고리즘에 있어서의 초기값 설정까지의 처리를 생략하기 때문에, 통신 단말 장치에 있어서의 등화 처리의 연산 부하를 경감할 수 있는 동시에, 등화 처리 시간을 단축할 수 있다.
본 발명의 무선 통신 방법은, 기지국 장치와 통신 단말 장치 사이의 통신이 비대칭 통신이며, 정기적으로 기지국 장치로부터 통신 단말 장치에 대하여 회선 추정 정보를 송신한다.
이 방법에 의하면, 비대칭 통신에 의해 다운 링크가 긴 경우에도, 통신 단말 장치는 정기적으로 기지국 장치로부터 송신되는 탭 계수를 이용하여 수신 데이터에 대하여 등화 처리를 할 수 있다. 따라서, 긴 다운 링크 사이에서의 전파 환경에등화 처리가 추종할 수 있게 되어, 통신 성능의 열화를 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 기지국 장치에 있어서 적응 알고리즘에 의해 설정한 탭 계수를 초기값으로서 이용하여, 통신 단말 장치에서의 적응 알고리즘에 있어서의 초기값 설정까지의 처리를 생략하기 때문에, 통신 단말 장치에 있어서의 등화 처리의 연산 부하를 경감할 수 있는 동시에, 등화 처리 시간을 단축할 수 있다.
본 명세서는, 1999년 9월 29일 출원한 특개평 11-276131호에 근거한다. 이 내용은 전부 여기에 포함시켜 놓는다.
본 발명은 디지털 무선 통신 시스템에 있어서의 기지국 장치나 통신 단말 장치에 적용할 수 있다.

Claims (4)

  1. 회선 추정 정보를 포함하는 수신 신호를 수신하는 수신 수단과,
    상기 회선 추정 정보를 이용하여, 적응 알고리즘에 따라서 상기 수신 신호에 대하여 등화 처리를 하는 등화 처리 수단
    을 구비하는 통신 단말 장치.
  2. 청구항 1의 통신 단말 장치와 무선 통신을 하는 기지국 장치에 있어서,
    상기 적응 알고리즘을 이용하여 수신 신호로부터 회선 추정을 행하는 회선 추정 수단과,
    상기 회선 추정 수단에 의해 얻어진 회선 추정 정보를 포함하는 신호를 송신하는 송신 수단
    을 구비하는 기지국 장치.
  3. 기지국 장치측에서, 수신 신호에 근거하여 회선을 추정bo서 회선 추정 정보를 얻어, 이 회선 추정 정보를 포함하는 신호를 통신 단말 장치에 송신하고,
    상기 통신 단말 장치측에서, 상기 기지국 장치로부터 송신된 신호에 포함되는 상기 회선 추정 정보를 이용하여, 적응 알고리즘에 따라서 상기 기지국 장치로부터 송신된 신호에 대하여 등화 처리를 하는 무선 통신 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    기지국 장치와 통신 단말 장치 사이의 통신은 비대칭 통신이며, 정기적으로 상기 기지국 장치로부터 상기 통신 단말 장치에 대하여 상기 회선 추정 정보를 송신하는 무선 통신 방법.
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