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KR20020032026A - 상관행렬의 역행렬 계산을 위한 시스톨릭 어레이 구조와이를 적용한 공간-시간 배열 수신시스템 - Google Patents

상관행렬의 역행렬 계산을 위한 시스톨릭 어레이 구조와이를 적용한 공간-시간 배열 수신시스템 Download PDF

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KR20020032026A
KR20020032026A KR1020000062884A KR20000062884A KR20020032026A KR 20020032026 A KR20020032026 A KR 20020032026A KR 1020000062884 A KR1020000062884 A KR 1020000062884A KR 20000062884 A KR20000062884 A KR 20000062884A KR 20020032026 A KR20020032026 A KR 20020032026A
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경문건
박재준
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오길록
한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 CDMA 무선통신시스템에 공간-시간(Space-Time) 배열 수신시스템을 적용할 때 MMSE(Minimum Mean Square Error), RLS(Recursive Least Squares), MMSE-DD(MMSE Decision Directed), RLS-DD(RLS Decision Directed) 등의 적응 알고리즘에 기초한 가중치 벡터 계산을 위해 필요한 상관행렬의 역행렬을 시스톨릭 어레이(Systolic Array) 구조를 적용하여 실시간으로 구하는 기법에 관한 것이다.

Description

상관행렬의 역행렬 계산을 위한 시스톨릭 어레이 구조와 이를 적용한 공간-시간 배열 수신시스템{ Systolic Array Structure-based Covariance Inversion Method Applied to Adaptive Array Basestation }
본 발명은 CDMA 무선통신시스템에 공간-시간(Space-Time) 배열 수신시스템을 적용할 때 MMSE(Minimum Mean Square Error), RLS(Recursive Least Squares), MMSE-DD(MMSE Decision Directed), RLS-DD(RLS Decision Directed) 등의 적응 알고리즘의 가중치 벡터 계산을 위해 필요한 상관행렬의 역행렬을 계산하기 위한 시스톨릭 어레이 구조에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이 시스톨릭 어레이 구조를 적용한 칩 레벨 빔형성 알고리즘과 공간-시간 배열 수신방식을 적용한 공간-시간 배열 수신시스템에 관한 것이기도 하다.
시스톨릭 어레이는 VLSI(Very Large Scale Integrated) 기술을 이용하여 특정한 알고리즘의 수행 속도를 향상시키기 위하여 최대한의 동시 실행을 이룬 전용 하드웨어 구조로서, 시스톨릭 어레이의 특징은 모듈성, 규칙성, 국부적 연결성, 고도의 종속 연결성, 잘 동기된 다중처리 등에 있다. 이러한 구조는 제어가 간단하고 단위 시간당 처리량이 많아서 디지털 신호처리 분야에 많이 사용된다.
상관행렬의 역행렬을 구하는 종래의 방법으로는 먼저 잘 알려진 DMI(Direct Matrix Inversion) 방법으로 직접 역행렬을 구하는 것으로서, 이는 큰 하드웨어 복잡도와 많은 처리시간을 필요로 한다는 단점이 있다. 다른 종래의 방법으로서 순방향(Forward)/역방향(backward) 필터를 이용한 고속 횡방향(Fast Transversal) 필터방법은 적응적으로 역행렬을 구할 수 있다는 장점이 있으나 여전히 큰 하드웨어 복잡도를 필요로 하는 단점이 있다. 다른 종래의 방법으로서 QR-RLS 방법은 시스톨릭 어레이 구조를 이용한 파이프라인 처리가 가능하고 역행렬을 구하기 위하여 부가적인 후치환(back substitution) 처리과정이 필요하다는 단점이 있다. 다른 종래의 방법으로서 확장된 QR-RLS(Extended QR-RLS) 방법은 QR-RLS 방법과 같이 시스톨릭 어레이 구조를 이용한 파이프라인 처리가 가능하나 QR-RLS 방법과는 달리 후치환(back substitution) 처리과정이 필요하지 않아 계산 복잡도가 적다는 장점이 있다.
따라서, 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, CDMA 무선통신시스템에 공간-시간(Space-Time) 배열 수신시스템을 적용할 때 가중치 벡터 계산을 위해 필요한 상관행렬의 역행렬을 구하기 위한 시스톨릭 어레이 구조를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 시스톨릭 어레이 구조를 적용한 공간-시간 배열 수신시스템을 제공하기 위한 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따라 시스톨릭 어레이 구조를 적용한 칩 레벨 빔형성 알고리즘과 공간-시간 배열 수신방식을 적용한 공간-시간 배열 수신시스템을 도시한 상세 블록도,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따라 특정한 채널에 대해 시스톨릭 어레이 구조를 적용한 칩 레벨 Decision Directed 빔형성 알고리즘과 공간-시간 배열 수신방식을 적용한 공간-시간 배열 수신시스템을 도시한 상세 블록도,
도 3은 일반적인 Extended QR-RLS 알고리즘을 시스톨릭 어레이 구조를 이용하여 구현한 블록도,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 변형된 Extended QR-RLS 알고리즘을 시스톨릭 어레이 구조를 이용하여 구현한 블록도,
도 5는 Extended QR-RLS 알고리즘에서 시스톨릭 어레이 구조를 구성하는 각 셀들의 자세한 블록도,
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 시스톨릭 어레이 구조를 적용한 변형된 Extended QR-RLS 알고리즘을 다중 DSP를 이용하여 병렬 처리한 블록도이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 상관행렬의 역행렬 계산을 위한 시스톨릭 어레이 구조는, k(1보다 큰 임의의 자연수)개의 수신신호에 대해 k개의 열로 이루어지며, 임의의 i(1≤i≤k)열은 하나의 경계 셀과 (k-i)개의 제1 내부 셀 및 i개의 제2 내부 셀이 열방향으로 배열되어 구성되고; 상기 k개의 수신신호는 제1 열의 첫 번째 셀 내지 k번째 셀로 한 클럭씩 지연되어 순차적으로 입력되며, 각 열의 (k+1)번째 셀로는 0이 입력되고; 임의의 i열의 j(1≤j≤k+1)번째 셀은 (i-1)열의 (j+1)번째 셀과 (i+1)열의 (j-1)번째 셀 사이에 위치하며;
임의의 i열에 위치한 경계 셀은 (i-1)열로부터 수신되는 신호에 대한 로테이션 계수를 계산하여 동일 열의 다음 셀로 전달하고; 임의의 i열에 위치한 제1내부 셀은 동일 열의 이전 셀로부터 전달되는 로테이션 계수와 (i-1)열로부터 전달되는 신호를 수신하여 상기 신호를 상기 로테이션 계수를 이용하여 회전한 후 그 결과를 (i+1)열로 전달하고 상기 로테이션 계수는 동일 열의 다음 셀로 전달하고; 임의의 i열에 위치한 제2 내부 셀은 동일 열의 이전 셀로부터 전달되는 로테이션 계수와 (i-1)열로부터 전달되는 신호를 수신하여 상기 신호의 크기를 변형한 다음 상기 로테이션 계수를 이용하여 회전한 후 그 결과를 (i+1)열로 전달하고 상기 로테이션 계수는 동일 열의 다음 셀로 전달하고;
상기 k개 열의 각 제2 내부 셀들에서 상기 k개 수신신호의 역행렬 정보를 얻는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 공간-시간 배열 수신시스템은, 칩 레벨 및 시간 기준빔형성 알고리즘에 시스톨릭 어레이 구조를 적용하여, 상관행렬의 역행렬을 구하고 가중치 벡터를 추정하는 것을 특징으로 한다.
양호하게는, 다수의 안테나로부터 수신되어 디지털 변환된 신호를 각각의 다중경로 신호별로 다운 샘플링한 후 가중치 벡터를 곱하여 공간 필터링함으로써 빔을 형성하는 다수의 디지털 빔형성 네트웍과, 상기 다수의 디지털 빔형성 네트웍의 출력신호를 복조하는 다수의 복조기, 상기 다중경로 신호에 대해 각각의 기준신호를 발생하는 기준신호 발생기, 및 상기 기준신호 발생기의 출력과 상기 다수의 안테나로부터 수신된 신호를 입력받아 시스톨릭 어레이 구조를 이용하여 가중치 벡터를 추정하고, 상기 추정된 가중치 벡터를 상기 디지털 빔형성 네트웍으로 제공하는 다수의 가중치 벡터 추정기를 포함한 것을 특징으로 한다.
양호하게는, 다수의 안테나로부터 수신되어 디지털 변환된 신호를 각각의 다중경로 신호별로 다운 샘플링한 후 가중치 벡터를 곱하여 공간 필터링함으로써 빔을 형성하는 다수의 디지털 빔형성 네트웍과, 상기 다수의 디지털 빔형성 네트웍의 출력신호를 복조하는 다수의 핑거, 상기 다수의 핑거의 출력을 입력받아 심벌을 합성하는 레이크 합성기, 상기 레이크 합성기에서 합성된 심벌의 부호를 판정하는 심벌 추정용 하드 리미터, 상기 하드 리미터의 출력을 궤환받아 각각의 다중경로 신호에 대해 기준신호를 발생하는 기준신호 발생기, 및 상기 기준신호 발생기의 출력과 상기 다수의 안테나로부터 수신된 신호를 입력받아 시스톨릭 어레이 구조를 이용하여 가중치 벡터를 추정하고, 상기 추정된 가중치 벡터를 상기 디지털 빔형성 네트웍으로 제공하는 다수의 가중치 벡터 추정기를 포함한 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 한 실시예에 따른 "배열 안테나를 통해 수신된 신호에 대한 상관행렬의 역행렬 계산을 위한 시스톨릭 어레이 구조와, 이를 적용한 공간-시간 배열 수신시스템"을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 특정한 채널에 대해 시스톨릭 어레이 구조를 적용한 칩 레벨 빔형성 알고리즘과 공간-시간(Space-Time) 배열 수신방식을 적용한 공간-시간 배열 수신시스템의 상세 블록도이다. 이는 배열 안테나(10)와 RF/IF 단(11), ADC 단(12), 디지털 빔형성 네트웍(15), 가중치 벡터 추정기(16), 기준신호 발생기(17), 및 복조기(18)를 포함한다.
배열 안테나(10)를 통해 수신된 신호는 RF/IF 단(11)과 ADC 단(12)을 통과하는데, 이렇게 A/D 변환된 신호는 통상 8배로 하강 샘플링된 후 가중치 벡터 추정기(16)로 입력되는 동시에 디지털 빔형성 네트웍(15)(혹은 공간 필터라 함)에서 이전 스냅샷 신호로 구한 가중치 벡터와 곱해진 후, 하나의 신호 열로 합하여진다.
복조기(18)에서 각 경로별 신호는 각 핑거에서 미세 조정된 경로지연 프로파일(profile) 정보에 기초하여 대역 확산되고, 이 경로신호들은 레이크(RAKE) 합성기에서 합성된다. 합성된 신호는 디인터리버, 채널 디코더를 거쳐 데이터 복원기를 통과하게 된다. 파일럿 채널 데이터와 트래픽 채널 데이터는 각각 복조기(18)의 핑거에서 역확산되어 채널 추정 및 데이터 복조에 이용된다. 기준신호발생기(17)에서는 수신된 신호에 해당하는 기준신호를 만들어 가중치 벡터 추정기(16)에 전달한다.
디지털 빔형성 네트웍(공간 필터)(15)의 복소 가중치 벡터는 기준신호 발생기(17)의 출력과 안테나를 통해 수신된 신호를 입력받아 가중치 벡터 추정기(16)에서 시스톨릭 어레이 구조를 이용하여 실시간으로 갱신된다. 이 공간 필터(15)와 가중치 벡터 추정기(16)의 수는 복조기(18) 내의 핑거의 수에 따라 결정되고, 각각의 가중치 벡터 추정기(16)의 복소 가중치 벡터는 독립적으로 갱신된다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 특정한 채널에 대해 칩 레벨 Decision Directed 빔형성 알고리즘과 공간-시간(Space-Time) 배열 수신방식을 적용한 공간-시간 배열 수신시스템의 상세 블록도이다. 이는 배열 안테나/RF/IF/ADC 단(20), 디지털 빔형성 네트웍(21), 가중치 벡터 추정기(22), 탐색기(23), 핑거(24), 기준신호 발생기(25), 마이크로 프로세서(26), 레이트 합성기(27), 하드 리미터(28), 디인터리버(290), 채널 디코더(291), 데이터 복원기(292)를 포함한다.
각 안테나와 RF/IF/ADC 단(20)을 통과한 후 A/D 변환된 신호 A는 초기 동기 획득과 다중경로 탐색을 위해서 복조기의 탐색기(23)로 인가된다. 신호 A는 통상 8배로 하강 샘플링된 후 신호 X로 변환되어 가중치 벡터 추정기(22)로 입력되는 동시에 디지털 빔형성 네트웍(21)(혹은 공간 필터라 함)에서 이전 스냅샷 신호로 구한 가중치 벡터와 곱해진 후, 하나의 신호 열로 합하여진다.
각 경로별 신호는 각 핑거(24)에서 미세 조정된 경로지연 프로파일(profile) 정보에 기초하여 대역 확산되고, 이 경로신호들은 레이크(RAKE) 합성기(27)에서 합성된다. 합성된 신호는 디인터리버(290), 채널 디코더(291)를 거쳐 데이터 복원기(292)를 통과하는 한편, 하드 리미터(28)를 거치면서 심벌을 추정하여 기준신호 발생기(25)에 추정 심벌 시퀀스를 제공한다. 파일럿 채널 데이터와 트래픽 채널 데이터는 각각 복조기의 핑거(24)에서 역확산되어 채널 추정 및 데이터 복조에 이용되고, 핑거(24)의 PN 코드 발생기로부터 출력되는 PN 코드는 기준신호 발생기(25)의 입력으로 궤환되어 기준신호 발생에 사용되어진다.
공간 필터(21)의 복소 가중치 벡터는 기준신호 발생기(25)의 출력을 입력으로 받아 가중치 벡터 추정기(22)에서 적응 제어과정을 통해 갱신된다. 공간 필터(21)와 가중치 벡터 추정기(22)의 수는 복조기 내의 핑거(24)의 수에 따라 결정되고, 각각의 가중치 벡터 추정기(22)의 복소 가중치 벡터는 독립적으로 갱신되어진다. 그리고, 마이크로 프로세서(26)는 각 블록들간의 데이터 통신 및 제어신호의 흐름을 제어한다.
본 명세서에서는 편의상 공간-시간 배열 수신 시스템에 있어서 안테나 수(또는 필터의 탭 수)가 4개인 경우를 예를 들어 설명한다.
본 발명에 의한 시스톨릭 어레이 구조를 가지는 변형된 Extended QR-RLS 알고리즘의 설명에 앞서 시스톨릭 어레이 구조를 가지는 Extended QR-RLS 알고리즘에 대해서 먼저 설명한다.
도 3은 수학식 1로 표현되는 Extended QR-RLS 알고리즘을 시스톨릭 어레이 구조를 이용하여 구현한 도면이다. 도 3에서 시스톨릭 어레이 구조를 구성하는 각 셀들(30, 31, 32, 33)에 대한 자세한 설명은 도 5에 나타내었다.
여기서,는 유니터리 로테이션(unitary rotation)을 의미하고,은 상관행렬,은 변환팩터(conversion factor)를 나타낸다. 그리고,는 이득 벡터,는 프라이어리 에스티메이션 에러(priori estimation error), d(n)은 원하는 사용자의 신호를 각각 나타낸다. 또한은을 의미한다.
위의 수학식 1에서 주목할 것은 QR-RLS 방식에서는값만 갱신되는데 비하여 Extended QR-RLS 방식에서는와값들이 모두 갱신되어 진다는 것이다. 따라서, Extended QR-RLS 방식에서는 상관행렬의 역행렬을 구하기 위하여 추가적인 백 서브시티튜션(back substitution) 과정이 필요하지 않게 된다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 변형된 Extended QR-RLS 알고리즘을 시스톨릭 어레이 구조를 이용하여 구현한 블록도를 나타낸다. 도 4는 도 3에서 상관행렬의 역행렬을 구하는데 필요하지 않은 부분들(33, 35)을 제거하고 간단하게 재구성한 것이며, 이는 경계 셀(30)과 제1내부 셀(31) 및 제2내부 셀(32)로 이루어진다.
시스톨릭 어레이는 기본적으로 모든 과정들이 클럭(clock) 단위로 이루어진다. 안테나로부터 수신된 신호들은 클럭이 바뀔 때마다 왼쪽에서 오른쪽으로 순차적으로 전달되어 시스톨릭 어레이에 입력된다.
도 4를 참조하면 위의 삼각형부분(34)에서는 안테나(40)들에 의해 수신된 신호들이 경계 셀(30)로 입력되어 로테이션(rotation) 계수를 계산하고, 클럭이 바뀔 때마다 계산된 로테이션 계수를 아래쪽으로 전달한다. 제1 내부 셀(31)은 도 5에 도시된 바와 같이 자신의 위에 있는 경계 셀로부터 전달되는 로테이션 계수(c, s)와 왼쪽 셀로부터 전달되는 수신신호(uin)를 이용하여, 상기 수신신호를 상기 로테이션 계수를 이용하여 회전하여, 그 결과(uout= cuin- sλ1/2x, x = suin+ cλ1/2x)를 오른쪽으로 출력한다. 그 결과 위 삼각형부분(top triangular)(34)의 각 셀들은 수신된 신호에 대한 상관행렬의 아래쪽 삼각형부분(lower triangular)()에 해당하는 성분들을 저장하게 된다.
반면에 아래 삼각형부분(bottom triangular)(36)에서는 외부에서 영(zero) 값이 각 제2 내부 셀(32)에 입력되어값과 입력된 zero 값들의 유니터리 로테이션(unitary rotation) 계산을 수행하고(수학식 1의 4번째 행 참조), 그 결과 각 제2 내부 셀(32)들에는 상관행렬에 대한 역행렬의 허미시안 상위 삼각형부분(hermitian upper triangular)() 성분들이 갱신되어 진다. 제2 내부 셀(32)은 도 5에 도시된 바와 같이 자신의 위에 있는 셀로부터 전달되는 로테이션계수(c, s)와 왼쪽 셀로부터 전달되는 신호(uin)를 수신하여, 상기 신호의 크기를 변형한 다음 로테이션 계수를 이용하여 회전하고, 그 결과(uout= cuin- sλ-1/2x, x = suin+ cλ-1/2x)를 오른쪽으로 출력한다. 따라서, 최종적으로 상관행렬의 역행렬은 수학식 2에 의해서 구해질 수 있다.
도 6은 시스톨릭 어레이 구조를 적용한 변형된 Extended QR-RLS 알고리즘을 다중 DSP를 이용하여 병렬 처리한 블록도를 나타낸다. 도 4에서 도시한 시스톨릭 어레이 구조를 적용한 변형된 Extended QR-RLS 알고리즘도 첫 번째 열의 출력값이 두 번째 열의 입력으로 쓰이기 때문에 각 열별로 앞 열의 출력값을 기다려야 되는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 각 열별로 각각 DSP를 독립적으로 할당하고 그 사이 사이에 메모리소자(61, 63, 65)를 두어 각 열의 출력값을 저장하도록 한다.
예를 들어 설명하면 다음과 같다. n 번째 신호가 첫 번째 열(60)에 입력되면 첫 번째 열에 포함되는 각 셀들에는과에서 첫 번째 열에 해당하는 성분이 저장되고 출력값들을 메모리소자(61)에 저장한다. 동시에 두 번째열(62)에서는 메모리(61)에 저장되어 있던 n-1 번째 입력신호에 대한 첫 번째 열의 출력값을 입력으로 받아과에서 두 번째 열에 해당하는 성분을 각 셀들에 저장하고 그 출력값들을 메모리소자(63)에 저장한다. 이와 마찬가지로 세 번째 열(64)과 네 번째 열(66)들은 각각 메모리(63, 65)에 저장되어 있던 n-2 번째 n-3 번째 출력값들을 입력으로 받아 동시에 계산을 수행하게 된다. 이때 두 번째 열(62), 세 번째 열(64)과 네 번째 열(66)은 메모리(61, 63, 65)에 저장된 이전 시간의 결과값들을 입력으로 받아 동시에 계산을 수행하기 때문에 앞 열에서 출력을 내줄 때까지 기다려야 되는 문제는 해결된다. 그러나, 각 메모리(61, 63, 65)에 저장된 값들은 현재 입력에 해당되는 출력값이 아니라 이전 입력에 해당되는 출력값들이다. 따라서, 각 열(60, 62, 64, 66)은 각각 한 인덱스(index)씩 차이가 나도록 상관행렬의 역행렬 성분을 저장하게 된다. 따라서 마지막으로 한 번만 열별로 순차적(50→52→54→56)으로 계산을 수행하면 원하는 역행렬 성분을 모두 얻게된다.
위에서 양호한 실시예에 근거하여 이 발명을 설명하였지만, 이러한 실시예는 이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이다. 이 발명이 속하는 분야의 숙련자에게는 이 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능함이 자명할 것이다. 그러므로, 이 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정될 것이며, 위와 같은 변화예나 변경예 또는 조절예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 일반적으로 계산량이 많은 상관행렬의 역행렬을 구하는 작업을 병렬 처리방식을 적용한 시스톨릭 어레이를 사용하여 실시간 계산이 가능하도록 한 장점이 있다. 또한, 상기한 바와 같이 시스톨릭 어레이의 특성이 모듈로 구성하기 쉽고, 규칙성이 있기 때문에 실제 시스템 구현시 하드웨어 설계가 용이하다는 장점이 있다.
따라서 본 발명에 따르면, 종래의 역행렬을 구하는 방법보다 계산 시간의 최소화로 보다 나은 최적 지향성 빔형성 방식의 적용이 가능하고, 그로 인해 공간-시간 배열 수신시스템의 성능을 향상시킬 수 있으며, 실제 하드웨어 구현시 용이한 잇점을 가진다.

Claims (7)

  1. k(1보다 큰 임의의 자연수)개의 수신신호에 대해 k개의 열로 이루어지며, 임의의 i(1≤i≤k)열은 하나의 경계 셀과 (k-i)개의 제1 내부 셀 및 i개의 제2 내부 셀이 열방향으로 배열되어 구성되고; 상기 k개의 수신신호는 제1 열의 첫 번째 셀 내지 k번째 셀로 한 클럭씩 지연되어 순차적으로 입력되며, 각 열의 (k+1)번째 셀로는 0이 입력되고; 임의의 i열의 j(1≤j≤k+1)번째 셀은 (i-1)열의 (j+1)번째 셀과 (i+1)열의 (j-1)번째 셀 사이에 위치하며;
    임의의 i열에 위치한 경계 셀은 (i-1)열로부터 수신되는 신호에 대한 로테이션 계수를 계산하여 동일 열의 다음 셀로 전달하고; 임의의 i열에 위치한 제1내부 셀은 동일 열의 이전 셀로부터 전달되는 로테이션 계수와 (i-1)열로부터 전달되는 신호를 수신하여 상기 신호를 상기 로테이션 계수를 이용하여 회전한 후 그 결과를 (i+1)열로 전달하고 상기 로테이션 계수는 동일 열의 다음 셀로 전달하고; 임의의 i열에 위치한 제2 내부 셀은 동일 열의 이전 셀로부터 전달되는 로테이션 계수와 (i-1)열로부터 전달되는 신호를 수신하여 상기 신호의 크기를 변형한 다음 상기 로테이션 계수를 이용하여 회전한 후 그 결과를 (i+1)열로 전달하고 상기 로테이션 계수는 동일 열의 다음 셀로 전달하고;
    상기 k개 열의 각 제2 내부 셀들에서 상기 k개 수신신호의 역행렬 정보를 얻는 것을 특징으로 하는 상관행렬의 역행렬 계산을 위한 시스톨릭 어레이 구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 열과 열 사이에 앞 열의 출력신호를 임시 저장한 후 뒷 열로 전달하는 버퍼를 더 포함하여 병렬로 신호를 처리하는 것을 특징으로 하는 상관행렬의 역행렬 계산을 위한 시스톨릭 어레이 구조.
  3. 적응 빔형성 알고리즘을 이용한 공간-시간 배열 수신시스템에 있어서,
    칩 레벨 및 시간 기준 빔형성 알고리즘에 시스톨릭 어레이 구조를 적용하여, 상관행렬의 역행렬을 구하고 가중치 벡터를 추정하는 것을 특징으로 하는 공간-시간 배열 수신시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    다수의 안테나로부터 수신되어 디지털 변환된 신호를 각각의 다중경로 신호별로 다운 샘플링한 후 가중치 벡터를 곱하여 공간 필터링함으로써 빔을 형성하는 다수의 디지털 빔형성 네트웍과,
    상기 다수의 디지털 빔형성 네트웍의 출력신호를 복조하는 다수의 복조기,
    상기 다중경로 신호에 대해 각각의 기준신호를 발생하는 기준신호 발생기, 및
    상기 기준신호 발생기의 출력과 상기 다수의 안테나로부터 수신된 신호를 입력받아 시스톨릭 어레이 구조를 이용하여 가중치 벡터를 추정하고, 상기 추정된 가중치 벡터를 상기 디지털 빔형성 네트웍으로 제공하는 다수의 가중치 벡터 추정기를 포함한 것을 특징으로 하는 공간-시간 배열 수신시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    다수의 안테나로부터 수신되어 디지털 변환된 신호를 각각의 다중경로 신호별로 다운 샘플링한 후 가중치 벡터를 곱하여 공간 필터링함으로써 빔을 형성하는 다수의 디지털 빔형성 네트웍과,
    상기 다수의 디지털 빔형성 네트웍의 출력신호를 복조하는 다수의 핑거,
    상기 다수의 핑거의 출력을 입력받아 심벌을 합성하는 레이크 합성기,
    상기 레이크 합성기에서 합성된 심벌의 부호를 판정하는 심벌 추정용 하드 리미터,
    상기 하드 리미터의 출력을 궤환받아 각각의 다중경로 신호에 대해 기준신호를 발생하는 기준신호 발생기, 및
    상기 기준신호 발생기의 출력과 상기 다수의 안테나로부터 수신된 신호를 입력받아 시스톨릭 어레이 구조를 이용하여 가중치 벡터를 추정하고, 상기 추정된 가중치 벡터를 상기 디지털 빔형성 네트웍으로 제공하는 다수의 가중치 벡터 추정기를 포함한 것을 특징으로 하는 공간-시간 배열 수신시스템.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스톨릭 어레이 구조는,
    k(1보다 큰 임의의 자연수)개의 수신신호에 대해 k개의 열로 이루어지며, 임의의 i(1≤i≤k)열은 하나의 경계 셀과 (k-i)개의 제1 내부 셀 및 i개의 제2 내부 셀이 열방향으로 배열되어 구성되고; 상기 k개의 수신신호는 제1 열의 첫 번째 셀 내지 k번째 셀로 한 클럭씩 지연되어 순차적으로 입력되며, 각 열의 (k+1)번째 셀로는 0이 입력되고; 임의의 i열의 j(1≤j≤k+1)번째 셀은 (i-1)열의 (j+1)번째 셀과 (i+1)열의 (j-1)번째 셀 사이에 위치하며;
    임의의 i열에 위치한 경계 셀은 (i-1)열로부터 수신되는 신호에 대한 로테이션 계수를 계산하여 동일 열의 다음 셀로 전달하고; 임의의 i열에 위치한 제1내부 셀은 동일 열의 이전 셀로부터 전달되는 로테이션 계수와 (i-1)열로부터 전달되는 신호를 수신하여 상기 신호를 상기 로테이션 계수를 이용하여 회전한 후 그 결과를 (i+1)열로 전달하고 상기 로테이션 계수는 동일 열의 다음 셀로 전달하고; 임의의 i열에 위치한 제2 내부 셀은 동일 열의 이전 셀로부터 전달되는 로테이션 계수와 (i-1)열로부터 전달되는 신호를 수신하여 상기 신호의 크기를 변형한 다음 상기 로테이션 계수를 이용하여 회전한 후 그 결과를 (i+1)열로 전달하고 상기 로테이션 계수는 동일 열의 다음 셀로 전달하고;
    상기 k개 열의 각 제2 내부 셀들에서 상기 k개 수신신호의 역행렬 정보를 얻는 것을 특징으로 하는 공간-시간 배열 수신시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 열과 열 사이에 앞 열의 출력신호를 임시 저장한 후 뒷 열로 전달하는 버퍼를 더 포함하여 병렬로 신호를 처리하는 것을 특징으로 하는 공간-시간 배열 수신시스템.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100425132B1 (ko) * 2002-01-15 2004-03-30 엘지전자 주식회사 에러 보상 방법
KR100459524B1 (ko) * 2001-07-19 2004-12-03 가부시키가이샤 엔티티 도코모 시스토릭 어레이 장치
KR100541285B1 (ko) * 2002-10-02 2006-01-10 엘지전자 주식회사 다중 입출력 통신 시스템에서의 신호 처리 방법
KR100550769B1 (ko) * 2002-08-19 2006-02-08 엘지전자 주식회사 다중 입출력 통신 시스템에서의 신호 처리 방법
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100282643B1 (ko) * 1998-03-30 2001-02-15 유태로 적응 배열 안테나의 적응 제어 장치와 방법
KR100713164B1 (ko) * 1999-01-30 2007-05-02 주식회사 세스텍 코드분할다중접속방식 이동통신망을 위한적응배열안테나시스템의 신호처리 방법 및 그 기록매체
KR100493068B1 (ko) * 2000-03-08 2005-06-02 삼성전자주식회사 이동통신시스템에서 피드백 정보를 이용하는 반맹목적방식의 송신안테나어레이 장치 및 방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100459524B1 (ko) * 2001-07-19 2004-12-03 가부시키가이샤 엔티티 도코모 시스토릭 어레이 장치
KR100425132B1 (ko) * 2002-01-15 2004-03-30 엘지전자 주식회사 에러 보상 방법
KR100550769B1 (ko) * 2002-08-19 2006-02-08 엘지전자 주식회사 다중 입출력 통신 시스템에서의 신호 처리 방법
KR100541285B1 (ko) * 2002-10-02 2006-01-10 엘지전자 주식회사 다중 입출력 통신 시스템에서의 신호 처리 방법
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