(57)【要約】チャネル推定精度を向上させる、セルフトラッキングアルゴリズムを使用したチャネル推定装置及び方法を提供する。移動端末受信機のチャネル推定装置は、受信される無線信号を基底帯域の信号に変換する受信部と、前記基底帯域信号をデジタル変換して少なくとも２つのサンプル信号を出力する整合部と、前記サンプル信号をバッファリングし、多重経路チャネル信号を分析して最大電力位置および多重経路エネルギーを予測し、前記最大電力位置および多重経路エネルギーによってスルー制御を行い、最大エネルギー位置の多段タップを推定してチャネルを推定するチャネル推定部と、前記チャネル推定部で推定された多段タップを用いて等化タップゲインを算出する等化制御部と、前記等化制御部の等化タップゲインに前記チャネル推定部から出力されるサンプル信号の歪みを補償する等化部と、を含む。
2012513703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動端末受信機のチャネル推定装置であって、
受信される無線信号を基底帯域の信号に変換する受信部と、
前記基底帯域の信号をデジタル変換して少なくとも２つのサンプル信号を出力する整合部と、
前記サンプル信号をバッファリングし、多重経路チャネル信号を分析して最大電力位置および多重経路エネルギーを予測し、前記最大電力位置および前記多重経路エネルギーによってスルー制御をし、最大エネルギー位置にある多段タップを推定することによりチャネルを推定するチャネル推定部と、
前記チャネル推定部で推定された多段タップを用いて等化タップゲインを算出する等化制御部と、
前記等化制御部により算出された等化タップゲインを用いて前記チャネル推定部から出力されるサンプル信号の歪みを補償する等化部と、
から構成されることを特徴とするチャネル推定装置。
【請求項２】
前記チャネル推定部が、
少なくとも８倍サンプルレートのスルーバッファおよびオン／レイトサンプラーから構成され、スルー制御信号によって対応するタップのオン／レイトサンプルを出力するスルーバッファ／サンプラーと、
ＰＮ系列を発生するＰＮ発生器と、
前記オン／レイトサンプルおよびＰＮ系列を入力して多段タップに対して並列チャネル推定を行い、多段タップロック制御信号によって前記チャネル推定値を前記等化制御部に出力する多段タップサブチャネル推定器と、
前記多段タップサブチャネル推定器の多段タップチャネル推定値から遅延プロファイルを分析し、多重経路エネルギーを予測し、前記スルー制御値を決定した後、前記スルー制御値を前記スルーバッファ／サンプラーに印加し、前記多段タップロック制御信号を前記多段タップサブチャネル推定器および前記ＰＮ発生器に印加するチャネル推定制御器と、
前記オン／レイトサンプルをバッファリングして前記等化部に出力するチップバッファと、
から構成されることを特徴とする請求項１に記載のチャネル推定装置。
【請求項３】
前記チャネル推定制御器が、
多重経路チャネルの遅延プロファイルを分析して最大電力位置を決定する遅延プロファイル分析器と、
前記多重経路フェージングチャネルのエネルギー分布を観測して多段タップエネルギーの移動を予測する経路エネルギー予測器と、
前記遅延プロファイル分析器および前記経路エネルギー予測器の出力に基づいて参照位置タップと最大電力位置との間のチップレートを決定し、前記決定されたチップレートのスルー制御信号を生成して前記スルーバッファ／サンプラーに出力するスルー制御器と、
から構成されることを特徴とする請求項２に記載のチャネル推定装置。
【請求項４】
前記遅延プロファイル分析器は、前記多重経路受信信号から多段タップそれぞれのチャネル推定値を獲得して各タップの時平均電力を計算し、前記時平均電力を用いて各タップの移動平均を計算した後、前記計算された移動平均を用いて最大電力値を有する位置を決定することを特徴とする請求項３に記載のチャネル推定装置。
【請求項５】
各タップの時平均電力は、以下の数１を用いて計算されることを特徴とする請求項４に記載のチャネル推定装置。
【数１】
2012513703.tif 000013
ここで、Ｐｎ（ｔ）はｎ番目のチャネルタップに対する時平均電力値を意味し、ｈｎ（ｔ）は時間ｔでのｎ番目のチャネルタップに対するチャネル推定値であり、Ｎは多段タップサブチャネル推定器のタップ数を意味し、Ｎτは時平均電力を求めるウィンドウサイズを意味する。
【請求項６】
各タップの平均移動は、以下の数２を用いて計算することを特徴とする請求項４に記載のチャネル推定装置。
【数２】
2012513703.tif 000014
ここで、ＭＡｎ（ｔ）は時間でｎ番目のチャネルタップの平均移動を示し、ＮＭＡは時間ｔでのｎ番目のチャネルタップに対する移動平均ウィンドウサイズを意味し、チャネルタップの数 Ｎ（n=1、2、3...、N）よりも小さい値に設定可能であり、Ｐｎ（ｔ）は時間ｔでｎ番目のチャネルタップにおける時間平均によって求めた時平均電力を示す。
【請求項７】
前記スルー制御器は、前記最大電力位置と参照位置とを比較して、前記最大電力位置が前記参照位置よりも小さければ、その差の値によって設定されたチップレートで負の方向にスルーイングする前記スルー制御信号を生成し、前記最大電力位置が前記参照位置よりも大きければ、その差の値によって設定されたチップレートで正の方向にスルーイングする前記スルー制御信号を生成することを特徴とする請求項４に記載のチャネル推定装置。
【請求項８】
前記経路エネルギー予測器は、前記最大電力位置と前記参照位置が同一の位置であれば、前記参照位置の移動平均受信電力と前記参照位置直前のタップの移動平均受信電力との第１の差を計算し、前記参照位置の移動平均受信電力と前記参照位置直後のタップの移動平均受信電力との第２の差を計算した後、前記第１の差を前記第２の差で割って予測メトリックを生成することを特徴とする請求項７に記載のチャネル推定装置。
【請求項９】
前記スルー制御器は、前記予測メトリックが負の境界値よりも小さければ、設定されたチップレートで正の方向に微小スルー制御信号を生成し、前記予測メトリックが正の境界値よりも大きければ、設定されたチップレートで負の方向に微小スルー制御信号を生成し、そうでなければスルー制御をしないことを特徴とする請求項８に記載のチャネル推定装置。
【請求項１０】
移動端末受信機のチャネル推定方法であって、
受信される無線信号をチップ区間で８つのサンプルにデジタル変換する過程と、
前記サンプル信号をバッファリングしてチャネルを推定する過程と、
多重経路チャネル信号を分析して最大電力位置および多重経路エネルギーを予測する過程と、
前記最大電力位置および多重経路エネルギーによってスルー制御をし、最大エネルギー位置にある多段タップを選択する過程と、
前記チャネル推定された多段タップを用いて等化タップゲインを算出する等化制御過程と、
前記等化タップゲインを用いて前記チャネル推定されたサンプル信号の歪みを補償する過程と、
からなることを特徴とするチャネル推定方法。
【請求項１１】
前記チャネル推定過程が、
前記サンプル信号をそれぞれオンおよびレイト（on and late）サンプルでバッファリングする過程と、
前記オンおよびレイトサンプルおよびＰＮ系列を入力し、多段タップに対して並列チャネル推定を行う過程と、
多段タップチャネル推定値から遅延プロファイルを分析し、多重経路エネルギーを予測し、前記スルー制御値を決定するチャネル推定制御過程と、
前記スルー制御によって選択されたサンプルおよび前記多段タップチャネル推定値を出力する過程と、
からなることを特徴とする請求項１０に記載のチャネル推定方法。
【請求項１２】
前記チャネル推定制御過程が、
多重経路チャネルの遅延プロファイルを分析して最大電力位置を決定する過程と、
前記多重経路フェージングチャネルのエネルギー分布を観測して多段タップエネルギーの移動を予測する過程と、
遅延ファイル分析および経路エネルギー予測に基づいて参照位置タップと最大電力位置との間のチップレートを決定する過程と、
前記決定されたチップレートのスルー制御信号を生成する過程と、
からなることを特徴とする請求項１０に記載のチャネル推定方法。
【請求項１３】
前記遅延プロファイルを分析する過程が、
前記多重経路受信信号から多段タップそれぞれのチャネル推定値を獲得して各タップの時平均電力を計算する過程と、
前記時平均電力を用いて各タップの移動平均を計算する過程と、
前記計算された移動平均を用いて最大電力値を有する位置を決定する過程と、
からなることを特徴とする請求項１２に記載のチャネル推定方法。
【請求項１４】
各タップの時平均電力は、以下の数３を用いて計算されることを特徴とする請求項１３に記載のチャネル推定装置。
【数３】
2012513703.tif 000015
ここで、Ｐｎ（ｔ）はｎ番目のチャネルタップに対する時平均電力値を意味し、ｈｎ（ｔ）は時間ｔでのｎ番目のチャネルタップに対するチャネル推定値であり、Ｎは多段タップサブチャネル推定器のタップ数を意味し、Ｎτは時平均電力を求めるウィンドウサイズを意味する。
【請求項１５】
各タップの平均移動は、以下の数４を用いて計算することを特徴とする請求項１３に記載のチャネル推定装置。
【数４】
2012513703.tif 000016
ここで、ＭＡｎ（ｔ）は時間でｎ番目のチャネルタップの平均移動を示し、ＮＭＡは時間ｔでのｎ番目のチャネルタップに対する移動平均ウィンドウサイズを意味し、チャネルタップの数 Ｎ（n=1、2、3...、N）よりも小さい値に設定可能であり、Ｐｎ（ｔ）は時間ｔでｎ番目のチャネルタップにおける時間平均によって求めた時平均電力である。
【請求項１６】
前記スルー制御信号を発生する過程が、
前記最大電力位置と参照位置とを比較する過程と、
前記最大電力位置が前記参照位置よりも小さければ、その差の値によって設定されたチップレートで負の方向にスルーイングする前記スルー制御信号を生成する過程と、
前記最大電力位置が前記参照位置よりも大きければ、その差の値によって設定されたチップレートで正の方向にスルーイングする前記スルー制御信号を生成する過程と、
からなることを特徴とする請求項１３に記載のチャネル推定方法。
【請求項１７】
前記最大電力位置と前記参照位置が同一の位置であれば、
前記参照位置の移動平均受信電力と前記参照位置直前のタップの移動平均受信電力との第１の差を計算し、前記参照位置の移動平均受信電力と前記参照位置直後のタップの移動平均受信電力との第２の差を計算した後、前記第１の差を前記第２の差で割って予測メトリックを生成する経路予測過程と、
前記予測メトリックが負の境界値よりも小さければ、設定されたチップレートで正の方向に微小スルー制御信号を生成し、前記予測メトリックが正の境界値よりも大きければ、設定されたチップレートで負の方向に微小スルー制御信号を生成し、そうでなければスルー制御をしないスルー制御過程をさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載のチャネル推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信システムのチャネル推定装置および方法に関し、特に、セルフトラッキング法を用いてチャネルを推定することができる装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＷＣＤＭＡ、ＨＳＤＰＡのような高速の移動通信システムが規格化および商用化されながら、高速受信に適した等化器に基づく受信機が様々な形態で研究開発されてきている。等化器に基づく受信機の主要な構造は、チャネル推定器とこれを用いた適応型等化器とから構成される。この構成において、チャネル推定器は、多重経路信号を介した受信信号の遅延プロファイルを全て受信できるほどの長い段数のタップを有し、適応型等価器は、推定された多段タップチャネル値を用いる適応型等化器アルゴリズムを用いる。従来の技術では、受信機は、多重経路チャネルの遅延プロファイルを考慮して、充分に長い段数のタップを有し、チャネル状態によってチャネル推定器のタップを活性化（Active）または非活性化（Inactive）する。
【０００３】
従来技術では、セルフトラッキングチャネル推定方法として、多重経路受信チャネルの遅延プロファイル（Delay Profile）の特性を分析することでチャネルを評価し、チャネル推定器および等化器のタップ位置を固定されたチップ単位で変更して、チャネルをトラッキングする。しかし、従来技術のチップ速度のスルー（slew）制御は、固定サイズのチップインターバルで制御するので、受信信号の最大エネルギー地点がチャネル推定器および等化器のタップ位置と一致しない時は、受信エネルギーの損失が発生し得る。
【０００４】
図１〜図３は、従来のチャネル推定方法の一例を示す図である。
【０００５】
図１は、従来の方法において、最大エネルギー地点が参照タップ位置と同一の場合、チャネル推定器および等化器多段タップエネルギー分布の例を示す図であり、図２および図３は、エネルギーシフト（energy shift）の発生のため、最大エネルギー地点が参照タップ位置と同一でない場合、チャネル推定器および等化器多段タップエネルギー分布の例を示す図である。
【０００６】
図１を参照すれば、受信信号の最大エネルギー地点（Maximum Peak）がチャネル推定器および等化器のタップ位置と一致するときは、受信性能の損失がない。しかし、図２および図３のように、受信信号の最大エネルギー地点がチャネル推定器および等化器のタップ位置と一致しないときは、受信エネルギーの損失が発生し得る。このようなエネルギーの損失は、多重経路フェージングチャネルのエネルギー分布が、設定されたチップ以下の分解能（resolution）に移動したときに発生し得る。図２は、受信信号のエネルギー分布が、設定されたチップサイズよりも小さく移動したときの結果を示している。このような場合、従来のチップ速度スルー制御方式はスルーしない（No Slew）と判断されるため、参照符号１１１で示される最大エネルギー受信地点とチャネル推定器および等化器のタップ位置とを一致できなくなり（maximum peak detection fail）、エネルギー損失（energy loss）が発生する。また、図３は、受信信号のエネルギー分布が、設定されたチップサイズよりも大きく移動したときの、従来技術のスルー制御の例である。このような場合、チャネル推定器のタップは、固定されたチップサイズのチップ速度におけるスルーのみを動作するようになるため、固定されたチップサイズ以上に移動されるエネルギー分布は、タップの位置と一致できなくなる。これによって、最大エネルギー受信地点をチャネル推定器および等化器のタップ位置と一致できなくなり、参照符号１１３で示されるようにエネルギー損失が発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、従来のチップ速度スルー制御を通じて多重経路フェージングチャネルのエネルギー分布が移動したとき、設定された固定サイズのチップインターバルの単位でタップ位置を調節することによって、受信信号のエネルギー分布の最大エネルギー地点をチャネル推定器および等化器の多段タップ内から外れずに位置させることができるが、多重経路フェージングチャネルのエネルギー分布が、設定された固定サイズのチップ単位の解像度より小さく移動したとき、最大エネルギー受信地点をチャネル推定器および等化器のタップに一致できなくなることによって、受信信号のエネルギー損失を引き起こすという短所がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つの局面は、最大エネルギー地点と、チャネル推定器および等化器のタップ位置とが一致しないことで現れる性能劣化を除去し、多重経路フェージング特性が時間とともに変化する移動通信環境に適した、チャネル推定器および等化器に基づく受信機を設計するためのチップレートを変更可能な高速セルフトラッキング（variable Chip Rate Fast Self-Tracking）方法および経路エネルギー予測（Path Energy Prediction）によるスルー制御装置に向けられている。
【０００９】
本発明の他の局面は、受信信号の最大ピーク位置とチャネル推定器および等化器のタップの参照位置との間にミスマッチによる性能低下を避けることができるチャネル推定装置および方法に向けられている。
【００１０】
本発明のさらに他の局面は、チップレートを変更可能な高速セルフトラッキングと経路エネルギー予測アルゴリズムとを用いて、端末装置のチャネル推定性能を向上させることができるチャネル推定装置および方法に向けられている。
【００１１】
本発明のさらに他の局面は、多重経路フェージングチャネル環境において、端末の受信性能を改善できるチャネル推定装置および方法を提案する。
【００１２】
また、本発明の他の局面は、端末の受信性能を向上させ、特に、ＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）、ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）のように高速のデータ通信システムにおける受信機の受信性能を向上させるチャネル推定装置および方法に向けられている。
【００１３】
本発明の実施形態に係る移動端末受信機のチャネル推定装置は、受信される無線信号を基底帯域の信号に変換する受信部と、前記基底帯域の信号をデジタル変換して少なくとも２つのサンプル信号を出力する整合部と、前記サンプル信号をバッファリングし、多重経路チャネル信号を分析して最大電力位置および多重経路エネルギーを予測し、前記最大電力位置および前記多重経路エネルギーによってスルー制御をし、最大エネルギー位置にある多段タップを推定することによりチャネルを推定するチャネル推定部と、前記チャネル推定部で推定された多段タップを用いて等化タップゲイン（tap gain）を算出する等化制御部と、前記等化制御部により算出された等化タップゲインを用いて前記チャネル推定部から出力されるサンプル信号の歪みを補償する等化部と、から構成されることを特徴とする。
【００１４】
また、前記チャネル推定部は、少なくとも８倍サンプルレート（sample rate）のスルーバッファおよびオン／レイトサンプラー（on/late sampler）から構成され、スルー制御信号によって対応するタップのオン／レイトサンプルを出力するスルーバッファ／サンプラーと、ＰＮ（Pseudo Noise）系列を生成するＰＮ発生器と、前記オン／レイトサンプルおよびＰＮ系列を入力して多段タップに対して並列チャネル推定を行い、多段タップロック制御信号によって前記チャネル推定値を前記等化制御部に出力する多段タップサブチャネル推定器と、前記多段タップサブチャネル推定器の多段タップチャネル推定値から遅延プロファイルを分析し、多重経路エネルギーを予測し、前記スルー制御値を決定した後、前記スルー制御値を前記スルーバッファ／サンプラーに印加し、前記多重ロック制御信号を前記多段タップサブチャネル推定器および前記ＰＮ発生器に印加するチャネル推定制御器と、前記オン／レイトサンプルをバッファリングして前記等化部に出力するチップバッファと、から構成することができる。
【００１５】
また、前記チャネル推定部の前記チャネル推定制御器は、多重経路チャネルの遅延プロファイルを分析して最大電力位置を決定する遅延プロファイル分析器と、前記多重経路フェージングチャネルのエネルギー分布を観測して多段タップエネルギーの移動を予測する経路エネルギー予測器と、前記遅延プロファイル分析器および前記経路エネルギー予測器の出力に基づいて参照位置タップと最大電力位置との間のチップレート（chip rate）を決定し、前記決定されたチップレートのスルー制御信号を生成して前記スルーバッファ／サンプラーに出力するスルー制御器と、から構成することができる。
【００１６】
また、本発明の実施形態に係る移動端末受信機のチャネル推定方法は、受信される無線信号をデジタル変換し、１チップ区間で少なくとも８つのサンプル信号を出力する過程と、前記サンプル信号をバッファリングし、多重経路チャネル信号を分析して最大電力位置および多重経路エネルギーを予測し、前記最大電力位置および多重経路エネルギーによってスルー制御をし、最大エネルギー位置の多段タップを推定することによりチャネルを推定するチャネル推定過程と、前記チャネル推定された多段タップを用いて等化タップゲインを算出する等化制御過程と、前記等化タップゲインを用いて前記チャネル推定部から出力されるサンプル信号の歪みを補償する過程と、からなることを特徴とする。
【００１７】
また、前記チャネル推定過程は、前記サンプル信号をそれぞれオンおよびレイトサンプルでバッファリングする過程と、前記オンおよびレイトサンプルとＰＮ系列を入力して多段タップに対して並列チャネル推定を行う過程と、多段タップチャネル推定値から遅延プロファイルを分析し、多重経路エネルギーを予測し、前記スルー制御値を決定するチャネル推定制御過程と、前記スルー制御によって選択されたサンプルおよび前記多段タップチャネル推定値を出力する過程と、からなる。
【００１８】
また、前記チャネル推定過程の前記チャネル推定制御過程は、多重経路チャネルの遅延プロファイルを分析して最大電力位置を決定する過程と、前記多重経路フェージングチャネルのエネルギー分布を観測して多段タップエネルギーの移動を予測する過程と、前記遅延プロファイル分析および経路エネルギー予測に基づいて参照位置タップと最大電力位置との間のチップレートを決定し、前記決定されたチップレートのスルー制御信号を生成する過程と、からなる。
【００１９】
本発明の他の局面、利点および特徴は、図面および発明の詳細な説明からこの分野の通常の知識を有する者には明らかである。
【発明の効果】
【００２０】
上述したように、Ｘ倍のチップ速度スルー制御を通じて多重経路フェージングチャネルのエネルギー分布が移動したとき、エネルギー分布が移動したチップインターバルでタップ位置を調節してトラッキングすることで、受信信号のエネルギー分布をチャネル推定器および等化器の多段タップ内から外れずに位置させることができるという利点がある。本発明の実施形態では、最大エネルギー地点をチャネル推定器および等化器タップ位置と一致できなくて現れる性能劣化を除去するための８倍チップ速度高速セルフトラッキング（8x Chip Rate Fast Self-Tracking）方法および経路エネルギー予測によるスルー制御装置を提案する。本発明は、ＷＣＤＭＡ、ＨＳＤＰＡのように高速のデータ通信システムにおける受信機構造に適し、特に、受信端末が高速に移動中であるか障害物などによって多重経路受信信号が時間とともに変化する環境下で、優れた高速の受信性能を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来のチャネル推定方法の一例を示す図
【図２】従来のチャネル推定方法の一例を示す図
【図３】従来のチャネル推定方法の一例を示す図
【図４】本発明の実施形態に係るセルフトラッキングチャネル推定器および等化器を用いた受信機構造を示す図
【図５】本発明の実施形態に係るチャネル推定部の構成を示す図
【図６】本発明の実施形態に係るチャネル推定制御器の構成を示す図
【図７】本発明の実施形態に係る高速セルフトラッキングチャネル推定器のスルーイング決定手続きを示す図
【図８】最大電力位置と参照位置が同一の場合に経路エネルギー予測し、微細チップ速度スルー制御を行う手続きを示す図
【図９】本発明の実施形態によりチャネル推定部で行われるスルー制御の例を説明するための図
【図１０】本発明の実施形態によりチャネル推定部で行われるスルー制御の例を説明するための図
【図１１】本発明の実施形態に係るスルー制御によるチャネル推定および等化器の多段タップエネルギー分布の例を示す図
【図１２】本発明の実施形態に係るスルー制御によるチャネル推定および等化器の多段タップエネルギー分布の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図面を参照する詳細な説明は、クレームおよびそれと同等に規定される本発明の実施形態を理解するのに役立つ。これは、単に実施に関することだけでなく、発明の理解を助ける多様な特定詳細を含む。したがって、この分野に知識を有する者は、発明の範囲および思想を外れずに説明された詳細な説明を、多様に変更でき、および修正できることを認識することが可能である。また、本発明の要旨を不明瞭とする恐れのある公知機能および構成に関する詳細な説明は省略する。
【００２３】
発明の詳細な説明およびクレームに用いられる用語および単語は、文献的意味に限定されず、発明の明確で且つ一貫した理解を可能にするために使用されるものである。したがって本発明の実施形態の説明がクレームおよびそれと同等なものによって定義され、発明を限定するものではなく、単に説明を目的として提供されることは、当業者には明らかである。
【００２４】
本発明の実施形態は、移動通信受信機における高速セルフトラッキングチャネル推定器（Self-Trackable Channel Estimator）と等化器を用いた受信機構造および受信方法を提案する。本発明は、ＷＣＤＭＡ、ＨＳＤＰＡのように高速のデータ伝送を要求する移動通信システムにおける受信機構造に適し、特に、受信端末が高速に移動中であるか又は障害物などによって多重経路受信信号の遅延プロファイルが変更されるとき、チャネル推定タップおよび等化器タップの位置を動かすセルフトラッキングチャネル推定装置および方法を使用するので、高速の受信性能を提供する。
【００２５】
本発明の実施形態は、高速セルフトラッキングを含むチャネル推定器および等化器を含む受信機に関し、前記チャネル推定器は、経路エネルギー予測器（Path Energy Predictor）、スルー制御器（Slew Controler）を備え、多重経路受信信号の遅延プロファイルが変更されるとき、チャネル推定器がチャネル推定タップおよび等化器タップの位置を動かすセルフトラッキングチャネル推定装置および方法を提案する。
【００２６】
このとき、高速セルフトラッキングにおけるスルー決定（Slew Decision）は、遅延プロファイルを分析する過程において、移動平均（Moving Average）の最大値と参照位置（Reference Position）とを比較し、経路エネルギー予測によって予測メトリックを境界値（Threshold）と比較することによって行われる。また、スルー制御は、スルーバッファとオン-レイトサンプラー（Slew Buffer and On-Late Sampler）の入出力サンプリング位置を調整することにより行われる。
【００２７】
図４は、本発明の実施形態に係るセルフトラッキングチャネル推定器および等化器を用いた受信機構造を示す図である。
【００２８】
図４を参照すれば、端末機は、受信部(receiver)２１２、整合部(matched filter:マッチトフィルタ)２１４、チャネル推定部(channel estimator）２１６、等化制御部（equalizer adaptor）２１８、等化部（equalizer）２２０、デスクランブラー（descrambler）２２２、逆拡散部（despreader）２２４、データ処理部（data processor）２２６で構成される。
【００２９】
受信部２１２は、受信される信号をダウンコンバートして基底帯域の信号に変換する。整合部２１４は、前記受信部２１２から出力される信号と保存された基準信号を整合フィルタリングする。チャネル推定部２１６は、伝送パターンが予め知られている信号（例えば、pilot信号）を逆拡散した後、本来のデータ信号との相関を用いてチャネルを推定する。本発明の実施形態において、前記チャネル推定部２１６は、セルフトラッキング機能を備えるチャネル推定部であって、多重経路フェージングされたチャネルからの受信信号に適した位置の多段タップを推定する。等化制御部２１８は、前記チャネル推定部２１６のチャネル推定結果を用いて等化時に使用されるフィルタ係数を生成する。等化部（ＦＩＲ（finite impulse response）フィルタ）２２０は、前記チャネル推定部２１６の出力を前記等化制御部２１８で提供するフィルタ係数によってチャネル等化機能を行い、多重経路信号の歪みを補償する。デスクランブラー２２２は、前記等化部２２０の出力をデスクランブリングし、逆拡散部２２４は、前記デスクランブラー２２２の出力を逆拡散し、データ処理部２２６は、前記逆拡散された信号を復調および復号して処理する。
【００３０】
前記アンテナによって受信される信号は、受信部２１２および整合部２１４を介してデジタル信号に変換される。すなわち、前記受信される無線信号は、受信部２１２を介して基底帯域（baseband）の信号にダウンコンバートされ、整合部２１４を介してデジタル信号に変換される。前記チャネル推定部２１６は、前記整合部２１４から出力されるデジタル信号をセルフトラッキング（self-tracking）し、該当チップ区間で発生するエネルギーシフトによってスルーイング（slewing）しながら、最大エネルギーを有するサンプル信号を選択してチャネル推定値を生成する。また、前記等化制御部２１８は、前記チャネル推定部２１８の出力によって等化部２２０のフィルタ係数を決定し、等化部２２０は、前記チャネル推定部２１６の出力を前記等化制御部２１８が出力するフィルタ係数を用いてチャネル等化機能を行う。このとき、受信される信号の最大エネルギー受信地点を前記チャネル推定部２１６および等化部２２０のタップ位置と一致させて受信信号のエネルギー損失が最小化し、これによって、受信機は、多重受信経路信号を全て受信できるようになる。チャネル推定部２１６は、図５を参照して下記で説明する。
【００３１】
図５は、本発明の実施形態に係るチャネル推定部２１６の構成を示す図である。
【００３２】
図５を参照すれば、スルーバッファ／サンプラー（chip rate slew buffer & on late sampler）３１２は、整合部２１４から出力されるＸ倍のチップ速度のサンプリング信号をバッファリングし、チャネル推定制御器３１８の制御によって前記サンプリング信号をスルー制御し、オンサンプル（on sample）およびレイトサンプル（late sample）を生成する。本発明の実施形態において前記Ｘは８である。
【００３３】
前記多段タップサブチャネル推定器（multi-tap sub-channel estimator）３１６は、チップインターバルの半分（half chip interval）の遅延時間差を有するＮ個の連続的なタップに対して並列的なチャネル推定を行う。すなわち、前記多段タップサブチャネル推定器３１６は、多段タップの数に該当するサブチャネル推定器を含み、オンおよびレイトサンプルとＰＮ系列（または、ＰＮコード）を用いて多段タップに対するチャネル推定値を獲得する。このとき、前記Ｎ個のサブチャネル推定器のうち奇数番目のサブチャネル推定器（または、偶数番目のサブチャネル推定器）は、オンサンプル（on-sample）の入力を受け、偶数番目のサブチャネル推定器（または、奇数番目のサブチャネル推定器）は、レイトサンプル（late-sample）の入力を受ける。また、前記多段タップサブチャネル推定器３１６は、複数の遅延バッファを備えてＰＮ発生器３２０から出力されるＰＮ系列を所定チップインターバルだけ遅延させ、前記それぞれのサブチャネル推定器に入力する。このとき、前記遅延バッファは、前記ＰＮ系列をＮ／２−１チップだけ遅延させ、前記ＰＮ系列が２つのサブチャネル推定器毎に１チップずつ遅延時間の差を持って入力されるようにする。
【００３４】
前記多段タップサブチャネル推定器３１６は、前記Ｎ個のサブチャネル推定器を用いてチップインターバルの半分の遅延時間差を有する総Ｎ個の多段タップに対するチャネル推定値を獲得し、前記チャネル推定制御器３１８に出力して、前記チャネル推定制御器３１８から出力される活性化（Lock）情報によって多段タップの活性化（Lock）および非活性化（Unlock）を処理した後、前記等化制御部２１８に印加される。
【００３５】
前記チップバッファ（chip buffer）３１４は、前記スルーバッファ／サンプラー３１２から出力されるオンサンプルとレイトサンプルを順にバッファリングし、前記等化制御部２１８で前記等化部２２０のタップゲインを制御するためのフィルタ係数が印加される時点で、前記バッファリングされたオンおよびレイトサンプルを前記等化部２２０に出力する。ここで、前記チップバッファ３１４は、ＦＩＦＯ（First Input First Output）のバッファであって、前記等化制御部２１８の等化タップゲインと前記オン／レイトサンプルのデータ信号が同一の時点で、前記等化部２２０に印加されるように前記データ信号をバッファリングしてから出力する役割を遂行する。
【００３６】
前記チャネル推定制御器３１８は、前記多段タップサブチャネル推定器３１６から出力される推定したチャネル値の入力を受けて、チャネル特性を分析し、多段タップエネルギー計算機（Multi-Tap Energy Calculator）、多段タップロック制御（Multi-Tap Lock Control）、ドップラー推定器（Doppler Estimator）、遅延プロファイル分析器、経路エネルギー予測器およびスルー制御（Slewing Control）等の動作を行う。
【００３７】
前記チャネル推定制御器３１８は、多段タップチャネルの時平均電力（Time Average Power）をそれぞれ持続的に測定し、前記計算された各チャネルタップの時平均電力の和を求める。そして、前記時平均電力値の和を用いて活性境界値（Lock Threshold）を計算した後、これを用いてそれぞれの多段タップに対する活性化の有無を決定し、前記多段タップサブチャネル推定器３１６に印加する。また、前記チャネル推定制御器３１８は、多段タップチャネルの時間相関（Time Correlation）を計算した後、これに基づいて受信機端末の移動速度を推定することによって、前記多段タップサブチャネル推定器３１６の各サブチャネル推定器のフィルタ係数および等化部２２０の収束速度を決定するパラメータを生成する。また、前記チャネル推定制御器３１８は、前記推定された多段タップチャネル値を用いて受信チャネルの多重経路特性をエネルギー分布形態および遅延拡散形態で分析した後、最大電力値を有する位置（Maximum Power Position）を決定し、前記多重経路フェージングチャネルのエネルギー分布を観測して多段タップエネルギーの移動を予め観測する。また、前記チャネル推定制御器３１８は、予め観測された多段タップエネルギーの移動によって決定された最大電力位置と、既に割り当てられた多段タップの位置（すなわち、参照位置）とを比較して、スルーイング有無を決定する。
【００３８】
前記ＰＮ発生器３２０は、逆拡散に必要なスクランブリング符号、ＯＶＳＦ（Orthogonal Variable Spreading Factor）符号およびアンテナパターン等を含むＰＮ系列を生成し、前記多段タップサブチャネル推定器３１６に出力して前記多段タップサブチャネル推定器３１６がパイロット信号を復元できるようにする。特に、本発明の実施形態において、前記ＰＮ発生器３２０は、前記チャネル推定制御器３１８に出力されるスルーイング信号によって前記ＰＮ系列の出力を制御する。すなわち、前記ＰＮ発生器３２０は、前記チャネル推定制御器３１８によってスルー制御され、最大エネルギーを有するサンプルと同じ位置でＰＮ系列を生成する。
【００３９】
受信機が高速に移動したり障害物等によって多重経路受信信号の遅延プロファイルが変更したりすると、受信される信号で多様な形態のエネルギーシフトが発生し得る。したがって、受信信号の微小なエネルギーシフトを検出するためには、１つのチップ区間（chip duration）に多数のサンプルが存在することが好ましい。以下、説明される本発明の実施形態では、８倍のサンプリングレート（Ｘ＝８）を使用すると仮定する。
【００４０】
したがって、図５の場合、前記スルーバッファ／サンプラー３１２は、８倍チップ速度スルーバッファおよびオン-レイトサンプラー（8x Chip Rate Slew Buffer and On-Late Sampler）を備え、チャネル推定制御器３１８は、多重経路フェージングチャネルのエネルギー分布を観測して多段タップエネルギーの移動を予め予測し、これによる受信チャネルの多重経路特性をエネルギー分布および遅延拡散（Delay Spread）形態で分析し、最大電力値を有する位置を決定し、前記決定された最大電力位置と、既に割り当てられた多段タップの位置（すなわち、参照位置）とを比較して、前記スルーバッファ／サンプラー３１２のスルーイング有無を決定する。したがって、本発明の実施形態では、多重経路エネルギー分布によって、２倍チップ速度、４倍チップ速度、８倍チップ速度のスルー制御を全て行うことができ、これによって、チャネル推定器および等化器の多段タップは、１／２チップ、１／４チップ、１／８チップ区間のタップ位置調整が可能である。前記チャネル推定制御器３１８は、図６を参照して以下に説明する。
【００４１】
図６は、本発明の実施形態に係るチャネル推定制御器３１８の詳細構成を示す図である。
【００４２】
図６を参照すれば、チャネル推定制御器は、多段タップエネルギー計算機４１２、多段タップロック制御器４１４、ドップラー推定器４１６、遅延プロファイル分析器４１８、経路エネルギー予測器４２０、およびスルー制御器４２２を備える。
【００４３】
多段タップエネルギー計算機４１２は、多段タップチャネルの時平均電力をそれぞれ持続的に測定し、前記多段タップロック制御器４１４に提供する。このとき、前記多段タップチャネルに対する時平均電力は、下記の数１のように計算することができる。
【００４４】
【数１】
2012513703.tif 000003
【００４５】
数１において、Ｐｎ（ｔ）はｎ番目のチャネルタップに対する時平均電力値を意味し、ｈｎ（ｔ）は時間ｔでのｎ番目のチャネルタップに対するチャネル推定値であり、Ｎは多段タップサブチャネル推定器３１６のタップ数を意味し、Ｎτは時平均電力を求めるウィンドウサイズを意味する。ここで、前記ウィンドウサイズを大きくするほど長期電力（Long-term Power）を用いた電力制御が可能であり、ウィンドウサイズを小さくするほど短期電力（Short-term Power）を用いた電力制御が可能である。例えば、前記ウィンドウサイズが「１」の場合、瞬時電力（Instantaneous Power）のみを用いた電力制御が可能である。
【００４６】
多段タップロック制御器４１４は、下記数２のように前記多段タップエネルギー計算機４１２で計算された各チャネルタップの時平均電力の和を求めた後、前記時平均電力値の和を用いて下記数３のように活性境界値を計算する。下記数２は、時間ｔでの電力の和を示し、下記数３は活性境界値を示す。
【００４７】
【数２】
2012513703.tif 000004
【００４８】
数２において、Ｐｔｏｔ（ｔ）は前記時間ｔでの時平均電力の総計を意味し、Ｐｎ（ｔ）はｎ番目のチャネルタップに対する時平均電力値を意味する。
【００４９】
活性境界値は、下記数３によって計算される。
【００５０】
【数３】
2012513703.tif 000005
【００５１】
数３において、ＴＬは活性境界値を意味し、Ｐｔｏｔ（ｔ）は前記時間ｔでの時平均電力の総計を意味し、Ｔαは活性境界値係数を意味する。このとき、前記活性境界値係数Ｔαは、信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ：Signal to Interference and Noise Ratio）によってその大きさを変えて設定する。すなわち、前記ＳＩＮＲが高い環境では、サブチャネル推定器の推定値が比較的正確なので、前記活性境界値の大きさを小さくして可能な限り多くのタップを活性化させる。前記ＳＩＮＲが低い環境では、前記サブチャネル推定器の推定値が比較的多くの雑音を含むので、前記活性境界値の大きさを大きくして可能な限り多くのタップを非活性化させる。
【００５２】
以後、前記多段タップロック制御器４１４は、下記数４のようにそれぞれの多段タップに対する活性化の有無を決定し、前記多段タップサブチャネル推定器３１６に出力する。ロック有無（lock or unlock）は、下記数４によって決定される。
【００５３】
【数４】
2012513703.tif 000006
【００５４】
数４において、「１」は該当タップに対する活性化を意味し、「０」は該当タップに対する非活性化を意味する。
【００５５】
ドップラー推定器（Doppler estimator）４１６は、多段タップチャネルの時間相関（Time Correlation）を算出した後、これに基づいて受信機端末の移動速度を推定することによって、前記多段タップサブチャネル推定器３１６の各サブチャネル推定器のフィルタ係数および等化器の収束速度を決定するパラメータを生成し、前記生成されたパラメータを前記多段タップサブチャネル推定器３１６に出力する。
【００５６】
遅延プロファイル分析器４１８は、推定された多段タップチャネル値を用いて受信チャネルの多重経路特性をエネルギー分布形態および遅延拡散形態で分析した後、最大電力値を有する位置を決定する。このとき、前記遅延プロファイル分析器４１８は、下記数５に示したように移動平均法を用いて多重経路チャネルの遅延プロファイルを分析する。
【００５７】
【数５】
2012513703.tif 000007
【００５８】
数５において、ＭＡｎ（ｔ）は時間でｎ番目のチャネルタップの平均移動を示し、ＮＭＡは時間ｔでのｎ番目のチャネルタップに対する移動平均ウィンドウサイズ（moving average window size）を意味し、チャネルタップの数 Ｎ（n=1、2、3...、N）よりも小さい値に設定可能である。また、前記Ｐｎ（ｔ）は時間ｔでｎ番目のチャネルタップにおける時間平均（time-average）によって求めた時平均電力である。遅延プロファイル分析器４１８は、下記数６を用いて最大電力位置を決定する。
【００５９】
【数６】
2012513703.tif 000008
【００６０】
数６において、前記ｎｍａｘ（ｔ）は最大電力位置を意味する。
【００６１】
経路エネルギー予測器４２０は、最大エネルギー地点が参照位置と同一になれば、経路予測のための予測メトリックを計算する。前記予測メトリックは、計算されたＤＥＬＴＡ＿ＰＲＥおよびＤＥＬＴＡ＿ＰＯＳＴによって計算することができる。前記経路エネルギー予測器４２０は、下記数７のようにＤＥＬＴＡ＿ＰＲＥを計算し、下記数８のようにＤＥＬＴＡ＿ＰＯＳＴを計算する。
【００６２】
【数７】
2012513703.tif 000009
【００６３】
前記ＤＥＬＴＡ＿ＰＲＥは、参照位置での移動平均受信電力（Moving Average Power）と参照位置直前タップの移動平均受信電力との差によって求めることができる。下記数８のＤＥＬＴＡ＿ＰＯＳＴは、参照位置での移動平均受信電力と参照位置直後タップの移動平均受信電力との差によって求める。
【００６４】
【数８】
2012513703.tif 000010
【００６５】
数７および数８のように、ＤＥＬＴＡ＿ＰＲＥおよびＤＥＬＴＡ＿ＰＯＳＴを計算し、これを用いて下記数９のように予測メトリックを求めることができる。
【００６６】
【数９】
2012513703.tif 000011
【００６７】
数７によって求められるＤＥＬＴＡ＿ＰＲＥは、参照位置タップでの受信エネルギーと、参照位置から１／２チップ離れた直前のタップでの受信エネルギーとの差であって、経路予測のための予測メトリックは、この２つの値の比率によって求めることができる。また、数８によって獲得されるＤＥＬＴＡ＿ＰＯＳＴは参照位置タップでの受信エネルギーと、参照位置から１／２チップ離れた直後のタップでの受信エネルギーとの差であって、経路予測のための予測メトリックは、この２つの値の比率によって求めることができる。
【００６８】
前記スルー制御器（slew controller）４２２は、前記遅延プロファイル分析器４１８および経路エネルギー予測器４２０の結果によって、スルーバッファ／サンプラー（Slew Buffer and On-Late Sampler）３１２を制御することに関与する。前記スルー制御器４２２は、前記遅延プロファイル分析器４１８から出力される最大電力位置と参照位置とを比較分析し、その差の値によって負の方向または正の方向にチップレートスルーイングを決定する。また、前記最大電力位置と参照位置が同一の場合には、前記経路エネルギー予測器４２０の出力によって負または正の方向に、微小なスルーイングの量（amount of slewing）を決定することができる。
【００６９】
前記スルー制御器４２２は、前記予測メトリックと負の境界値（Negative Threshold）とを比較し、予測メトリックが負の境界値よりも小さい場合には、負のスルー（ Negative Slew）制御を行う。また、前記スルー制御器４２２は、前記予測メトリックと正の境界値（Positive Threshold）とを比較し、予測メトリックが正の境界値よりも大きい場合には、正のスルー（Positive Slew）制御を行う。前記スルー制御器４２２は、下記数１０のようにスルーを決定する。
【００７０】
【数１０】
2012513703.tif 000012
【００７１】
数１０において、「−１」は負のスルーイングを、「１」は正のスルーイングを意味し、その他の場合にはスルーイングをしない。
【００７２】
上述したように、スルー制御器４２２は、遅延プロファイル分析器４１８および経路エネルギー予測器４２０の出力を分析してスルーイング有無を決定する。前記スルー制御器４２２は、前記最大電力位置と前記参照位置が同一でない場合、すなわち、前記多重経路遅延プロファイルが時間によって移動して前記多段タップの位置と異なるようになる場合、前記最大電力位置を前または後のタップに移動するようにスルーイングさせ、前記参照位置と一致するようにスルーイング制御信号を出力する。
【００７３】
前記スルー制御器４２２は、前記スルーイング制御信号によって前記スルーバッファ／サンプラー３１２とＰＮ発生器３２０を制御し、前記多重経路遅延プロファイルが前記多段タップ内に分布するようにする。ここで、前記スルーイングは、負のスルーイングと正のスルーイング、２種類が存在し、前記負のスルーイングは、ＰＮ系列の位相を大きくして受信信号と位相を一致させ、正のスルーイングは、ＰＮ系列の位相を小さくして前記受信信号と位相を一致させる。
【００７４】
前記のような構成を有するチャネル推定制御器は、多段タップサブチャネル推定器が推定したチャネル値を入力し、これを用いたチャネル特性を分析してチャネル推定および等化動作を制御する機能を行う。前記チャネル推定制御器の多段タップエネルギー計算機（または、分析器）４１２は、多段タップチャネルの時平均電力をそれぞれの多段タップに対して持続的に観測する。多段タップロック制御器４１４は、前記多段タップチャネルの時平均電力値を用いて活性境界値を求め、それぞれの多段タップに対する活性化情報を決定した後、これを多段タップサブチャネル推定器に印加する。ドップラー推定器４１６は、多段タップチャネルの時間相関（Time Correlation）を算出した後に、これに基づいて受信機端末の移動速度を推定する。前記ドップラー推定結果は、前記多段タップサブチャネル推定器に印加され、フィルタ係数および等化器の収束速度を決定するパラメータとして用いられる。
【００７５】
また、前記遅延プロファイル分析器４１８は、推定された多段タップチャネル値を用いて受信チャネルの多重経路特性を分析する。本発明の実施形態では、多重経路の特性をエネルギー分布形態および遅延拡散形態で分析し、前記多段タップサブチャネル推定器３１６の多段タップの位置と比較する。経路エネルギー予測器４２０は、多重経路フェージングチャネルのエネルギー分布を観測し、前記多段タップエネルギーの移動を予め観測する。このようなエネルギー分布予測結果は、Ｘ倍（本発明の実施形態では、Ｘ＝８と仮定する）チップ速度スルー制御のような分解能の低いスルー制御に用いられる。スルー制御器４２２は、遅延プロファイル分析器４１８および経路エネルギー予測器４２０の結果に応じて、スルーバッファ／サンプラー３１２を制御する。
【００７６】
本発明におけるセルフトラッキングの主な動作原理は、多重経路遅延プロファイル分析と経路エネルギー予測を用いて、多重経路受信エネルギーがチャネル推定器の多段タップ内の中央に適正に分布できるように制御するだけでなく、１／Ｘ（Ｘはサンプル数であり、本発明の実施形態では上述したように１チップ区間で８個のサンプル信号（Ｘ＝８）を生成すると仮定する）チップ単位で精密に最大エネルギー地点を等化器タップ位置に一致させることにある。このように、最大エネルギー地点をタップ位置に一致させることができなかった際に現れる性能劣化を除去することで、本発明の携帯電話は、多様な多重経路フェージングチャネルにおいて優れた受信性能を実現する。
【００７７】
図７は、本発明の実施形態におけるチャネル推定器のスルーイング決定手続きを示す図であり、Ｘ（Ｘ＝８）倍チップ速度セルフトラッキングチャネル推定器および等化器が搭載された受信機で遅延プロファイル分析とスルー制御を用いたセルフトラッキング制御を示したフローチャートである。
【００７８】
図７を参照すれば、図５のチャネル推定制御器３１８のようなチャネル推定制御器は、ステップ５１１で各チャネルタップのエネルギーを分析し、ステップ５１３でこれを用いて移動平均を計算する。前記移動平均は、多重経路遅延プロファイルを分析して計算することができる。すなわち、分析された多重経路遅延プロファイルは、受信機の多段タップの設定位置と比較して、多重経路遅延プロファイルが設定された多段タップに比べて中央に適切に位置しない場合、スルー制御を行い、中央に適切に位置する場合、スルー制御を行わない。セルフトラッキング制御では、各チャネルタップの時平均電力を計算し、これに基づいて移動平均を求める。時間ｔで各ｎ番目のチャネルタップにおける移動平均は、数５のように求められる。以後、前記チャネル推定制御器は、ステップ５１５で数６と同じ方法で最大電力位置を決定する。
【００７９】
前記最大電力位置が決定されれば、前記チャネル推定制御器は、ステップ５１７において、前記最大電力位置が参照位置より小さいか否かを判定する。参照位置は、受信機システムで遅延プロファイルのエネルギー分布が最も多い区間を一致させようとする多段タップの位置となる。言い換えれば、本発明のセルフトラッキングは、参照位置を基準として、最大電力位置がこの区間より前、後のタップに移動するようになれば、スルー制御を行わせて常に最大電力位置が参照位置と一致するように調整する方法で具現化される。
【００８０】
まず、最大電力位置が参照位置よりも小さければ、前記チャネル推定制御器は、ステップ５１７でこれを判定し、ステップ５３１でその差が２倍スルーレート閾値（2X slew rate threshold）よりも大きいかを判定する。このとき、その差の値が２倍スルーレート閾値よりも大きければ、前記チャネル推定制御器は、ステップ５３１でこれを判定し、ステップ５３３で負の方向に２倍チップレートスルーイング（2X chip rate negative slew）を決定し、ステップ５３５でスルーバッファ／サンプラー３１２を制御してスルーイングし（perform 2X chip rate slewing control）、ステップ５２７で前記多段タップサブチャネル推定器に多段タップロック制御信号を出力する（provide multi-tap lock control）。 また、その差の値が２倍スルーレート閾値よりも大きくなければ、前記チャネル推定制御器は、ステップ５３１でこれを判定し、ステップ５３７で負の方向に４倍チップレートスルーイング（4X chip rate negative slew）を決定し、ステップ５３９でスルーバッファ／サンプラー３１２を制御してスルーイングし（perform 4X chip rate slewing control）、ステップ５２７で前記多段タップサブチャネル推定器３１６に多段タップロック制御信号を出力する。
【００８１】
第二に、最大電力位置が参照位置よりも小さければ、前記チャネル推定制御器は、ステップ５１９でこれを判定し、ステップ５４１でその差が２倍スルーレート閾値よりも大きいかを判定する。このとき、その差の値が２倍スルーレート閾値よりも大きければ、前記チャネル推定制御器は、ステップ５４１でこれを判定し、ステップ５４３で正の方向に２倍チップレートスルーイング（2X chip rate positive slew）を決定し、ステップ５４５でスルーバッファ／サンプラーを制御してスルーイングし、ステップ５２７で前記多段タップサブチャネル推定器に多段タップロック制御信号を出力する。また、この差の値が２倍スルーレート閾値よりも大きくなければ、前記チャネル推定制御器は、ステップ５４１でこれを判定し、ステップ５４７で正の方向に４倍チップレートスルーイング（4X chip rate positive slew）を決定し、ステップ５４９でスルーバッファ／サンプラーを制御してスルーイングし、ステップ５２７で前記多段タップサブチャネル推定器に多段タップロック制御信号を出力する。
【００８２】
第三に、前記最大電力位置と前記参照位置が同一の地点であれば、前記チャネル推定制御器は、ステップ５１７およびステップ５１９でこれを判定し、ステップ５２１で多重経路フェージングチャネルのエネルギー分布を観測して多段タップエネルギー移動を予め観測する。ここで、前記多重経路フェージングチャネルのエネルギー分布予測結果は、８倍チップレートスルー制御のように分解能の低いスルー制御のために使用されてもよい。以後、前記チャネル推定制御器は、ステップ５２３で８倍チップレート更新（8X chip rate update）が必要か否かを判定し、更新が必要な場合には、ステップ５２５でスルーバッファ／サンプラーを制御して８倍チップレートスルーイングを制御（perform 8X chip rate slewing control）した後、前記多段タップサブチャネル推定器に多段タップロック制御信号を出力する。しかし、前記ステップ５２３で８倍チップレート更新が必要でないと判定された場合には、前記チャネル推定制御器は、ステップ５２７に進んで前記多段タップサブチャネル推定器に多段タップロック制御信号を出力する。
【００８３】
上述したように、本発明の実施形態におけるチャネル推定制御器は、最大エネルギー地点が参照位置よりも小さければ、２つの位置の差の値によって２倍または４倍チップ速度の負のスルー（2X or 4X Chip Rate Negative Slew）を行い、最大エネルギー地点が参照位置よりも大きければ、２つの位置の差の値によって２倍または４倍チップ速度の正のスルー（2X or 4X Chip Rate Positive Slew）を行う。したがって、本発明の実施形態は、２倍または４倍チップスルーを行うので、チップレート分解能の精度を得ることができる。また、図４のチャネル推定部２１６と等化部２２０のようなチャネル推定器および等化器は、１／２チップインターバルで多段タップが設計されているにもかかわらず、８倍チップ速度のスルーバッファ（8x Chip Rate Slew Buffer）を使用するので、スルーバッファで１／２チップ、１／４チップ、１／８チップ単位のスルー制御を全て行うことができるという長所がある。すなわち、前記チャネル推定制御器は、最大エネルギー地点が参照位置と同一の場合には、経路エネルギーを予測し、予測結果によって８倍チップ速度スルー制御を行うようになる。２倍チップ速度、４倍チップ速度または８倍チップ速度のスルー制御を行った後には、多段タップ活性制御を行う。
【００８４】
図８は、本発明の実施形態に係る前記チャネル推定制御器３１８が、経路エネルギー予測と８倍チップ速度スルー制御の処理を示すフローチャートである。図８は、図７のステップ５２１〜ステップ５２５の動作に対応する。
【００８５】
図８を参照すれば、前記チャネル推定制御器は、最大エネルギー地点が参照位置と同一であれば、ステップ６１１でこれを検出し、ステップ６１３〜ステップ６１７を行いながら、経路予測（Path Prediction）のための予測メトリックを計算する。すなわち、前記チャネル推定制御器は、ステップ６１３で数７を用いて参照位置と直前タップ位置の電力差（ＤＥＬＴＡ＿ＰＲＥ）を計算し、ステップ６１５で数８を用いて参照位置と次のタップ位置の電力差（ＤＥＬＴＡ＿ＰＯＳＴ）を計算する。すなわち、前記ＤＥＬＴＡ＿ＰＲＥは、参照位置での移動平均受信電力と、参照位置直前のタップの移動平均受信電力との差によって求めることができ、ＤＥＬＴＡ＿ＰＯＳＴは、参照位置での移動平均受信電力と、参照位置直後のタップの移動平均受信電力との差によって求めることができる。
【００８６】
上述のように、ＤＥＬＴＡ＿ＰＲＥおよびＤＥＬＴＡ＿ＰＯＳＴが計算されれば、前記チャネル推定制御器３１８は、数９を用いて予測メトリックを求める。すなわち、ＤＥＬＴＡ＿ＰＲＥおよびＤＥＬＴＡ＿ＰＯＳＴは、参照位置タップにおける受信エネルギーと、参照位置から１／２チップ離れた直前、直後のタップにおける受信エネルギーとの差であって、経路予測のための予測メトリックは、この２つの値の比として表される。
【００８７】
以後、前記チャネル推定制御器は、予測メトリックと境界値（negative and positive threshold）とを比較してスルー制御を決定する。すなわち、前記チャネル推定制御器は、ステップ６１９で予測メトリックと負の境界値とを比較して、予測メトリックが負の境界値よりも小さい場合、ステップ６２７で８倍チップ速度の負のスルー（8x Chip Rate Negative Slew）を決定する。このとき、負の境界値（Negative Threshold）は、「０」と「１」の間の実数（Real Value）から選択される。このとき、予測メトリックが負の境界値よりも大きければ、前記チャネル推定制御器は、ステップ６２３で予測メトリックと正の境界値とを比較して、予測メトリックが正の境界値よりも大きい場合、前記チャネル推定制御器は、ステップ６２９で８倍チップ速度の正のスルー（8x Chip Rate Positive Slew）を決定する。ここで、前記正の境界値は、「１」よりも大きい実数から選択してもよい。しかし、前記予測メトリックが負の境界値よりも大きくなく、正の境界値よりも小さくなければ、前記チャネル推定制御器は、ステップ６２５でスルー制御をしないように決定（no slew）する。前記ステップ６１９〜ステップ６２９を行いながら、スルー制御を決定した後、前記チャネル推定制御器は、ステップ６３１でスルーバッファ／サンプラーを制御してスルーイングを行い、ステップ６３３で多段タップロック制御信号を出力する。ここで、前記ステップ６３１およびステップ６３３は、図７のステップ５２５よびステップ５２７と同一の処理になる。
【００８８】
図９および図１０は、本発明の実施形態に係るチャネル推定部で行われるスルー制御の例を説明するための図である。図９および図１０は、チャネル推定部で前記チャネル推定制御器の制御によってスルーバッファ／サンプラーのスルー制御の例を示している。図９および図１０において、スルーバッファ／サンプラーは図５のスルーバッファ／サンプラー３１２になってもよく、チャネル推定制御器は図５のチャネル推定制御器３１８になってもよく、チャネル推定部は図４のチャネル推定部２１６になってもよい。
【００８９】
図９および図１０を参照すれば、１チップ（one chip）区間は、８つのサンプルを含んでいる。上述したように、本発明の実施形態は、最大８倍チップレートスルー制御の場合を仮定して説明しており、したがって、図４の整合部２１４のようなマッチトフィルタは、デジタル変換時に１チップ信号を８サンプルのデジタル信号に変換し、チャネル推定部は、１チップ区間で８つのサンプルを受信すると仮定する。すなわち、本発明の実施形態でチャネル推定部は、８倍チップ速度（8x Chip Rate）のサンプラー入力（Sampler Input）を要求する。
【００９０】
図９および図１０を参照すれば、参照符号７１０は正常動作（Normal Operation with No Slew）におけるスルーバッファとオン-レイトサンプラーの動作図である。前記チャネル推定制御器３１８は、図７および図８で最大電力位置と参照位置が同一であり、予測メトリックが負の境界値よりも小さくなく、正の境界値よりも大きくない場合に、スルー制御をしないように決定（no slew）する。このとき、スルーバッファ／サンプラー３１２には、参照符号７１１のように８倍チップ速度の入力が印加されなければならず、参照符号７１２のオンサンプル出力および参照符号７１３のレイトサンプル出力は、１倍チップ速度（1x Chip Rate）を維持する。
【００９１】
参照符号７２０は、４倍チップ速度の負のスルー（4x Chip Rate Negative Slew）の例を示している。前記チャネル推定制御器は、図７で参照位置が最大電力位置よりも大きく、その差の値が２倍スルーレート境界値よりも小さければ、４倍チップ速度の負のスルーを決定し、スルーバッファ／サンプラーを制御してスルー制御をする。８倍のチップレート入力は、参照符号７２１で示され、オンサンプル出力は参照符号７２２で示され、１倍のチップレート出力は参照符号７２３で示される。参照符号７２４は、４倍チップ速度の負のスルーが発生した地点である。正常動作状態と比較して、オンサンプルはｄ９からｄ７に、レイトサンプルはｄ１３からｄ１１に１／４チップだけタイミングが速く調節されて出力されていることが分かる。参照符号７３０は、４倍チップ速度の正のスルー（4x Chip Rate Positive Slew）の例を示している。前記チャネル推定制御器３１８は、図７で最大電力位置が参照位置よりも大きく、その差の値が２倍スルーレート境界値よりも小さければ、４倍チップ速度の正のスルーを決定し、スルーバッファ／サンプラー３１２を制御してスルー制御をする。８倍のチップレート入力は参照符号７３１で示され、オンサンプル出力は参照符号７３２で示され、１倍のチップレート出力は参照符号７３３で示される。このとき、スルーが発生する参照符号７３４において、オンサンプルはｄ９からｄ１１に、レイトサンプルはｄ１３からｄ１５に１／４チップだけタイミングが遅れるよう調節されて出力されることが分かる。
【００９２】
参照符号７４０と７５０は、８倍チップ速度スルー制御（8x Chip Rate Slew Control）の動作を示す。参照符号７４０で示された８倍のチップレートの負のスルーにおいて、８倍のチップレート入力は参照符号７４１で示され、オンサンプル出力は参照符号７４２で示され、１倍のチップレート出力は参照符号７４３で示される。参照符号７５０で示された８倍のチップレートの正のスルーにおいて、８倍のチップレート入力は参照符号７５１で示され、オンサンプル出力は参照符号７５２で示され、１倍のチップレート出力は参照符号７５３で示される。前記チャネル推定制御器は、図７および図８において最大電力位置と参照位置が同一であり、予測メトリックが負の境界値よりも小さく又は正の境界値よりも大きい場合には、８倍チップ速度のスルー制御をする。参照符号７４０は、８倍チップ速度の負のスルー（8x Chip Rate Negative Slew；最大電力位置と参照位置が同一であり、予測メトリックが負の境界値よりも小さい場合）の例であるが、スルーが発生する参照符号７４４において、オンサンプルはｄ９からｄ８に、レイトサンプルはｄ１３からｄ１２に１／８チップだけタイミングが速く調節されて出力されることが分かる。参照符号７５０は、８倍チップ速度の正のスルー（8x Chip Rate Positive Slew；最大電力位置と参照位置が同一であり、予測メトリックが正の境界値よりも大きい場合）の例であるが、スルーが発生する参照符号７５４において、オンサンプルはｄ９からｄ１０に、レイトサンプルはｄ１３からｄ１４に１／８チップだけタイミングが遅れるよう調節されて出力されることが分かる。
【００９３】
参照符号７６０は、２倍チップ速度の負のスルー（2x Chip Rate Negative Slew）の例を示している。参照符号７６０で示されたように、２倍のチップレートの負のスルーにおいて、８倍チップレート入力は参照符号７６１で示され、オンサンプル出力は参照符号７６２で示され、１倍チップレート出力は参照符号７６３で示される。前記チャネル推定制御器は、図７で参照位置値が最大電力位置値よりも大きく、その差の値が２倍スルーレート境界値よりも大きければ、２倍チップ速度の負のスルーを決定し、スルーバッファ／サンプラーを制御してスルー制御をする。図面の参照符号７６４が２倍チップ速度の負のスルーが発生した地点である。正常動作状態と比較して、オンサンプルはｄ９からｄ５に、レイトサンプルはｄ１３からｄ９に１／２チップだけタイミングが速く調節されて出力されることが分かる。参照符号７７０は、２倍チップ速度の正のスルー（2x Chip Rate Positive Slew）の例である。参照符号７７０で示された２倍チップレートの正のスルーにおいて、８倍のチップレート入力は参照符号７７１で示され、オンサンプル出力は参照符号７７２で示され、１倍チップレート出力は参照符号７７３で示される。前記チャネル推定制御器は、図７で最大電力位置値が参照位置値よりも大きく、その差の値が２倍スルーレート境界値よりも大きければ、２倍チップ速度の正のスルーを決定し、スルーバッファ／サンプラーを制御してスルー制御をする。このとき、スルーが発生する参照符号７７４において、オンサンプルはｄ９からｄ１３に、レイトサンプルはｄ１３からｄ１７に１／２チップだけタイミングが遅れるよう調節されて出力されることが分かる。
【００９４】
このような２倍チップ速度、４倍チップ速度、８倍チップ速度のスルー制御が全て可能なことは、チャネル推定部２１６のサンプラーの入力を８倍チップ速度で入力を受けることができるためである。したがって、前記整合部２１４でデジタル信号変換時にサンプルの数を２の指数倍（２ｎ、ｎ＝１、２、３、...）にして、前記チャネル推定部２１６が最大電力位置と参照位置とを比較するための適切な境界値および予測マトリックスを設定すれば、多様なチップ速度（２倍チップ速度、４倍チップ速度、８倍チップ速度、１６倍チップ速度、３２倍チップ速度、...）のスルー制御が可能である。
【００９５】
図１１および図１２は、本発明の実施形態に係るスルー制御によるチャネル推定器および等化器の多段タップエネルギー分布の例を示す図である。すなわち、図１１および図１２は、一定時間が経過した後に多重経路フェージングチャネルの受信エネルギーが移動したとき、本発明のスルー制御による受信エネルギー分布を示す図であり、図１１は、図２のように１／８チップだけフェージングチャネルが移動したときに、本発明の実施形態によって１／８チップスルー制御した結果であり、図１２は、３／４チップだけフェージングチャネルが移動したときに、本発明の実施形態によって３／４チップスルー制御した結果を示す図である。
【００９６】
図１１に示すように、１／８チップエネルギーシフトが発生すれば（図９および図１０の７５４）、本発明のチャネル推定部および等化部の多段タップは、１／８チップだけ正のスルー制御を行い、これによって、多重経路フェージングチャネルの受信エネルギーの移動を正確にトラッキングして受信機の多段タップと正確に一致させることができる。したがって、図１１に示すように１／８チップエネルギーシフトが発生しても、チャネル推定部は、最大エネルギー地点を正確にタップの位置と一致させることができる。
【００９７】
また、図１２に示すように、３／４チップエネルギーシフトが発生すれば（図９および図１０の７２４）、本発明のチャネル推定部および等化部の多段タップは、１／４チップだけ負のスルー制御（連続して１／２チップの正のスルー制御および１／４チップの正のスルー制御が可能）を行い、これによって、多重経路フェージングチャネルの受信エネルギーの移動を正確にトラッキングして受信機の多段タップと正確に一致させることができる。したがって、図１２に示すように３／４チップエネルギーシフトが発生しても、チャネル推定部は、最大エネルギー地点を正確にタップの位置と一致させることができる。
【００９８】
上述したように、本発明の実施形態は、Ｘ倍チップ速度のスルー制御によって多重経路フェージングチャネルのエネルギー分布が移動したとき、タップ位置を１／Ｘチップインターバルで調節してトラッキングすることで、受信信号のエネルギー分布をチャネル推定器および等化器の多段タップ内から外れずに位置させることができる。すなわち、本発明の実施形態は、従来の技術が最大エネルギー地点をチャネル推定器および等化器タップ位置と一致できなくて現れる性能劣化を除去するための、Ｘ倍チップ速度高速セルフトラッキング（X Chip Rate Fast Self-Tracking）方法および経路エネルギー予測によるスルー制御装置を提供する。本発明の実施形態に係るチャネル推定方法は、ＷＣＤＭＡ、ＨＳＤＰＡのように高速のデータ伝送を要求する移動通信システムにおける受信機構造に適しており、特に、受信端末が高速に移動中であるか又は障害物等によって多重経路受信信号の遅延プロファイルが変更する場合、既存の等化器受信機による性能損失がなく、優れた高速の受信性能を提供することができる。
【００９９】
本明細書と図面に開示された本発明の実施形態は、本発明の理解を助けるために本発明の技術内容を分かりやすく説明した特定例を提示しただけであり、本発明の範囲を限定するものではない。ここに開示された実施形態以外にも本発明の技術的思想に基づいた他の変形例が実施可能であることは、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者には明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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