KR100337389B1 - 디지털통신시스템에서 정합필터를 이용한 확산신호의 동기획득장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 코드분할 다중접속 방식을 이용한 무선통신에서 고속으로 효율적인 동기획득을 위한 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 동기획득장치는 확산코드 초기값에 따라 기지국에 할당된 코드집합에 대한 확산코드를 차례로 생성하는 확산코드생성부; 상기 수신신호 및 상기 확산코드를 각각 저장하는 N-Tap 수신신호 지연버퍼 및 N-Tap 확산코드 지연버퍼를 구비하는 N-Tap 정합필터; N-Tap 수신신호 지연버퍼 및 N-Tap 확산코드 지연버퍼에 저장된 값을 상관하여 N개의 상관값을 구하여 축적하고, 상기 축적된 상관값을 에너지값으로 변환하는 상관값 및 에너지검출부; 및 상기 상관값 및 에너지검출부로부터 에너지값을 차례대로 입력받아 그 중 최대 에너지값을 갖는 코드변위를 찾아내어 상기 수신신호의 위상을 출력하는 최대값 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하며, N-Tap 정합필터를 이용하여 파일롯 신호와 확산코드 간의 최대 상관 에너지를 갖는 위치를 1/2 칩 이내로 찾을 수 있어, 칩의 점유면적 및 소요전력을 줄일 수 있다.
Description
본 발명은 코드분할 다중접속(Code Division Multiple Access; CDMA) 방식을 이용한 무선통신에서 고속으로 효율적인 동기획득을 위한 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 정합필터를 이용한 확산신호의 동기획득 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
IS-95A, WLL 및 IMT-2000 등의 시스템에서, 수신부는 파일롯 채널을 이용하여 송신된 코드의 동기획득을 수행한 다음, 동기추적, 채널 추정 및 보정을 통하여 수신정보를 복조한다. 동기획득장치는 기지국에서의 코드할당방법 및 동기획득시간, 그리고 하드웨어의 복잡도에 대한 요구사항에 따라 적합한 알고리즘을 선택하여 구현할 수 있다.
IS-95A와 같이 코드 시퀀스(215개)의 초기값(seed)을 일정 변위(64칩)로 나누어서 기지국에 할당하는 방식의 경우, 순차적 탐색기(serial seacher)를 통하여 동기획득을 수행할 수 있다. 그러나 WLL 무선접속규격과 같이 코드 시퀀스(232개)를 일정 시간(20ms)으로 나누고 그 초기값을 기지국에 할당하는 방식의 경우, 한정된 시간 내에 모든 가능한 코드 집합에 대하여 동기획득을 수행하기 위해서는 정합필터(matched filter)를 사용하여 고속으로 동기획득을 수행할 수 있다. 또한, 비동기식 IMT-2000에서 동기획득과정은 슬롯동기단계, 프레임 동기 및 코드그룹 분별단계, 그리고 스크램블링 코드 분별단계로 이루어지는데, 슬롯동기단계에서는 정합필터의 사용이 불가피하다.
무선통신 단말국은 파일롯 채널을 통하여 기지국에서 사용된 확산코드 및 위상에 대한 정보들을 동기획득기를 통하여 수신한다. 일반적으로 동기획득 과정은주파수 동기획득이 이루어지기 전에 수행되므로 고속으로 수행되어야 하며, 특히 단말국이 속한 기지국에 할당된 코드 집합과 탐색구간이 방대할 경우에는 탐색시간이 문제가 된다.
일반적으로 고속의 동기획득이 요구되거나 방대한 탐색코드 집합을 갖고 탐색구간에서 제한된 시간 내에 동기를 획득하여야 하는 경우, 정합필터를 사용하고 있다. 그러나, 정합필터는 탭(Tap) 수가 증가함에 따라 칩의 점유면적과 소모전력이 커져 구현하기 힘들게 된다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 디지털통신시스템에서 보다 작은 탭 수를 갖는 정합필터를 사용하고도 효율적으로 1/2칩 이내로 확산코드의 동기를 획득할 수 있는 동기획득장치 및 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 코드분할 다중접속 방식에 사용되는 수신기를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 동기획득장치의 자세한 구성블록도를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 N-Tap 정합필터를 이용하여 파일롯 채널을 통한 확산신호의 동기획득 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 도 3에서 1 칩 이내로 동기를 획득하는 제1과정(32)을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 6은 도 3에서 1/2 칩 이내로 동기를 획득하는 제2과정(33)을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 3에서 검증과정인 제3과정(34)을 설명하기 위한 도면이다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 디지털통신시스템에서 확산신호의 동기획득장치는,
디지털통신시스템에서 수신단에서 수신된 확산신호의 동기를 획득하는 장치에 있어서, 확산코드 초기값에 따라 기지국에 할당된 코드집합에 대한 확산코드를 차례로 생성하는 확산코드생성부; 상기 수신신호 및 상기 확산코드를 각각 저장하는 N-Tap 수신신호 지연버퍼 및 N-Tap 확산코드 지연버퍼를 구비하는 N-Tap 정합필터; N-Tap 수신신호 지연버퍼 및 N-Tap 확산코드 지연버퍼에 저장된 값을 상관하여 N개의 상관값을 구하여 축적하고, 상기 축적된 상관값을 에너지값으로 변환하는 상관값 및 에너지검출부; 및 상기 상관값 및 에너지검출부로부터 에너지값을 차례대로 입력받아 그 중 최대 에너지값을 갖는 코드변위를 찾아내어 상기 수신신호의 위상을 출력하는 최대값 감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 N-Tap 정합필터는 온-타임 수신신호 및 레이트-타임 수신신호를 보간하여 보간된 수신신호를 출력하는 보간부; 및 상기 온-타임 수신신호, 레이트-타임 수신신호 및 보간된 수신신호 중 하나를 선택하여 출력하는 선택부를 구비하고, 상기 N-Tap 수신신호 지연버퍼에는 상기 선택부에서 선택된 신호 N개를 저장하며,
상기 상관값 및 에너지검출부는 매 칩 주기마다 상기 Tap 수신신호 지연버퍼에 저장된 값 및 상기 N-Tap 확산코드 지연버퍼에 저장된 값에 대한 N개의 상관값을 생성하는 복소상관기; 제1 상관값에서 제N/2 상관값을 입력받아 더하는 제1 덧셈기 및 제(N/2 +1) 상관값에서 제N 상관값을 입력받아 더하는 제2 덧셈기를 구비하여, 제1 합상관값 및 제2 합상관값을 출력하는 덧셈기트리; 상기 제1 합상관값 및 제2 합상관값을 소정 횟수 만큼 축적하는 제1 및 제2 축적기; 및 상기 제1 및 제2 축적기의 출력값들을 서로 합하고, 그 합한 값에 따라 에너지값과 변위를 계산하는 에너지계산부를 포함한다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 디지털통신시스템에서 확산신호의 동기획득방법은,
디지털통신시스템에서 수신단에서 수신된 확산신호의 동기를 획득하는 방법에 있어서, (a1) N개의 온-타임 수신신호와 N개의 레이트-타임 수신신호를 보간한 신호와 N개의 확산코드에 따라 상관값 및 에너지값을 계산하는 단계; (a2) 상기(a1) 단계를 소정의 횟수만큼 반복하는 단계; (a3) 상기 단계들에 의하여 구해진 누적 에너지값을 초기 에너지 문턱값과 비교하는 단계; 및 (a4) 상기 구해진 누적 에너지값이 상기 초기 에너지 문턱값보다 크면 온-타임 수신신호 또는 레이트-타임 수신신호로부터 상관값 및 에너지를 구하여 상기 구해진 에너지값을 검증 에너지 문턱값과 비교하여 수신신호의 동기를 획득하고, 그렇지 않으면 상기 (a1) 단계부터 다시 시작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며,
상기 (a4) 단계는 상기 구해진 누적 에너지값이 상기 초기 에너지 문턱값보다 크면, (b1) N/2 개의 온-타임 수신신호 및 N/2 개의 레이트-타임 수신신호로 구성된 신호와 N개의 확산코드에 따라 온-타임 상관값 및 레이트-타임 상관값을 각각 누적하면서 계산하는 단계; (b2) N/2 개의 레이트-타임 수신신호 및 N/2 개의 온-타임 수신신호로 구성된 신호와 N개의 확산코드에 따라 레이트-타임 상관값 및 온-타임 상관값을 각각 누적하면서 계산하는 단계; (b3) 상기 (b1) 및 (b2) 단계를 소정의 횟수만큼 반복하는 단계; (b4) 상기 단계들에 의하여 구해진 누적 온-타임 상관값 및 누적 레이트-타임 상관값을 서로 비교하는 단계; 및 (b5) 상기 누적 온-타임 상관값이 누적 레이트-타임 상관값보다 크면, N 개의 온-타임 수신신호와 N개의 확산코드에 따라, 그렇지 않으면 N 개의 레이트-타임 수신신호와 N개의 확산코드에 따라 에너지값을 구하여 상기 수신신호를 동기를 획득하는 단계를 포함하며,
상기 (b5) 단계는 (c1) 상기 누적 온-타임 상관값이 누적 레이트-타임 상관값보다 크면, N 개의 온-타임 수신신호와 N개의 확산코드에 따라, 그렇지 않으면 N 개의 레이트-타임 수신신호와 N개의 확산코드에 따라 에너지값을 누적하면서 계산하는 단계; (c2) 상기 (c1) 단계를 소정의 횟수만큼 반복하는 단계; (c3) 상기 단계들에 의하여 구해진 누적 에너지값을 검증 에너지 문턱값과 비교하는 단계; 및 (c4) 상기 구해진 누적 에너지값이 상기 검증 에너지 문턱값보다 작으면 가정수를 1 증가시키고 상기 가정수가 소정의 탐색수보다 작으면 상기 (a1) 단계부터 다시 시작하고, 그렇지 않으면 상기 구해진 누적 에너지값과 변위를 출력하는 단계를 포함한다.
특히, 상기 초기 에너지 문턱값 또는 검증 에너지 문턱값은 수신된 파일롯 채널의 강도에 따라 수신신호의 평균 에너지를 추정하고 상기 추정된 평균에너지의 소정 배수로 정하는 것이 바람직하다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 코드분할 다중접속 방식에 사용되는 수신기를 나타내는 블록도이다. 본 실시예에서는 기지국에서 송신된 신호를 안테나를 통하여 수신하여, 단말기에서 수신된 I/Q 수신신호로부터 기지국의 파일롯 코드와 위상을 찾기 위한 동기획득과정에 대하여 설명한다.
확산코드의 동기획득장치(11)는 확산코드 초기값(seed)에 따라 기지국에 할당된 코드집합에 대한 확산코드를 차례로 생성하는 확산코드생성부(13), I/Q 수신신호 및 확산코드를 각각 저장하는 N-Tap 수신신호 지연버퍼 및 N-Tap 확산코드 지연버퍼를 구비하는 N-Tap 정합필터(12), N-Tap 수신신호 지연버퍼 및 N-Tap 확산코드 지연버퍼에 저장된 값을 상관하여 N개의 상관값을 구하여 축적하고, 그 축적된상관값을 에너지값으로 변환하는 상관값 및 에너지검출부(14), 상관값 및 에너지검출부(14)로부터 에너지값을 차례대로 입력받아 최대 에너지를 갖는 코드변위를 찾아내는 최대값 감지부(15) 및 동기획득과 관련된 제어동작을 수행하며 찾아낸 수신신호의 동기위치를 출력하는 제어부(16)를 구비한다. 동기획득장치(11)에서 수신신호와 수신단에서 생성되는 PN신호가 한 칩(chip) 또는 1/2 칩 내에 들도록 동기획득한 다음 확산코드 동기추적부(17)에서는 위의 두 신호의 위상이 일치하도록 미세한 조절을 한다.
도 2는 본 발명에 따른 동기획득장치의 자세한 구성블록도를 나타내는 도면이다. 수신기에서 수신된 I/Q 신호는 일정 주기로 온-타임(On-Time) 및 레이트-타임(Late-Time) 신호로 분리되어 입력된다.
N-Tap 정합필터(12)는 온-타임 수신신호 및 레이트-타임 수신신호를 보간하여 보간된 수신신호를 출력하는 보간부(21), 온-타임 수신신호, 레이트-타임 수신신호 및 보간된 수신신호 중 하나를 선택하여 출력하는 선택부(22), 매 칩 주기마다 선택부(22)에서 출력된 데이터 N개를 차례대로 저장하는 N-Tap 수신신호 지연버퍼(23), 및 확산코드 생성부(13)에서 매 칩 주기마다 생성된 확산코드 N개를 차례대로 저장하는 N-Tap 확산코드 지연버퍼(24)를 포함한다.
상관값 및 에너지검출부(14)는 매 칩 주기마다 N-Tap 수신신호 지연버퍼(23)에 저장된 값(R) 및 N-Tap 확산코드 지연버퍼(24)에 저장된 값(P)들에 대한 N개의 상관값을 생성하는 N 복소상관기(25), 제1 상관값에서 제N/2 상관값을 입력받아 이들을 더하여 제1 합상관값을 출력하는 제1 덧셈기트리(26), 제(N/2 +1)상관값에서제N 상관값을 입력받아 이들을 더하여 제2 합상관값을 출력하는 더하는 제2 덧셈기트리(27), 제1 합상관값 및 제2 합상관값을 각각 소정 횟수 만큼 축적하는 축적기(28), 축적기(28)의 출력값들을 서로 합하고, 그 합한 값에 따라 에너지값과 변위를 계산하는 에너지계산기(29), 제1 합상관값 및 제2 합상관값을 각각 소정 횟수 만큼 축적하는 축적기(28)의 출력에 따라 온-타임 수신신호와 레이트-타임 수신신호의 상관값 크기를 비교하는 상관값 비교기(30)를 포함한다. 상관값 및 에너지검출부(14)의 출력인 에너지값과 상관값 비교결과는 최대값 감지부(15)로 전달된다.
도 3은 본 발명에 의한 N-Tap 정합필터를 이용하여 파일롯 채널을 통한 확산신호의 동기획득 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 동기획득방법은 N개의 온-타임 수신신호와 N개의 레이트-타임 수신신호를 보간한 후 그 보간된 신호 N개를 이용하여 상관 및 에너지를 계산한 다음 에너지를 초기 문턱값과 비교하여 1 칩 이내의 동기를 획득하는 제1과정(32), N/2 개의 온-타임 수신신호와 N/2 개의 레이트-타임 수신신호를 교대로 N-Tap 수신신호 지연버퍼에 삽입하고 온-타임 수신신호 및 레이트-타임 수신신호와 확산코드와의 상관값을 각각 계산한 다음 이들을 서로 비교하여 1/2 칩 이내로 동기를 획득하는 제2과정(33), 그리고 제2과정에서 선택된 수신신호(온-타임 수신신호 또는 레이트-타임 수신신호)를 이용하여 검증 문턱값에 따라 검증하는 제3과정을 포함하며, 수신된 파일롯 채널의 강도를 동기획득 절차에서 계산된 에너지를 평균하여 추정치를 구하고 그 값을 근거로 제1과정 및 제3과정에서 문턱값으로 사용한다.
먼저, 도 3 및 도 4를 참조하여, 1 칩 이내로 동기를 획득하는 제1과정(32)에 대하여 설명한다.
먼저, 가정(hypothesis) 수를 초기값 영으로 설정한다(31). N개의 온-타임 수신신호와 N개의 레이트-타임 수신신호를 보간한 N개의 신호로 N-Tap의 수신신호 지연버퍼(41)를 채우고, 확산코드 초기값에 의하여 생성되는 N개의 확산코드로 N-Tap 확산코드 지연버퍼(42)를 채운다(32a). 상관기(43)는 수신신호 지연버퍼(41) 및 확산코드 지연버퍼(42)에 저장된 신호에 따라 상관값을 계산하고, 제1 덧셈기트리(44)는 제1 상관값에서 제N/2 상관값을 입력받아 이들을 더하여 제1 합상관값을 출력하고, 제2 덧셈기트리(45)는 제(N/2 +1)상관값에서 제N 상관값을 입력받아 이들을 더하여 제2 합상관값을 출력한다(32b).
제1 및 제2 축적기(46, 47)는 소정의 1차 축적길이(K)만큼 제1 및 제2 합상관값을 축적한 다음(32c), 에너지 계산기(49)는 제1 및 제2 합상관값에 따라 보간된 수신신호에 대한 에너지값을 계산한다. 계산된 에너지값을 초기 에너지 문턱값과 비교한다(32d).
계산된 에너지값이 초기 에너지 문턱값보다 크면 1/2 칩 이내로 동기를 획득하는 제2과정을 수행하고, 그렇지 않으면 가정수를 하나 증가시키고(35) 그 가정수가 탐색수와 같은지를 비교한다(36). 가정수가 탐색수에 미치지 않았으면 제1과정을 다시 수행한다.
다음으로, 도 3 및 도 5, 6을 참조하여, 1/2 칩 이내로 동기를 획득하는 제2과정(33)에 대하여 설명한다.
N/2 개의 온-타임 수신신호 및 N/2 개의 레이트-타임 수신신호로 N-Tap의 수신신호 지연버퍼를 채우고, N개의 확산코드로 N-Tap 확산코드 지연버퍼를 채운다(33a).
도 5는 제2 과정(33)에서의 N-Tap 수신신호 지연버퍼와 N-Tap 확산코드 지연버퍼에 저장되는 데이터의 구성을 나타내는 도면이다. 시간 t1 동안 선택부(22)는 온-타임 I/Q 수신신호를 선택하여 N-Tap 수신신호 지연버퍼에서 N/2 개(51)를 채우고, 시간 t2 동안 선택부(22)는 레이트-타임 I/Q 수신신호를 선택하여 N-Tap 수신신호 지연버퍼에서 나머지 N/2 개(52)를 채운다. 한편, 확산코드 생성부(13)에서 생성된 N 개의 확산코드에 의하여 N-Tap 확산코드 지연버퍼(55)를 채운다. 다음으로, 시간 t3 동안에 선택부(22)는 레이트-타임 I/Q 수신신호를 선택하여 N-Tap 수신신호 지연버퍼에서 N/2 개(53)를 채우고, 시간 t4 동안 선택부(22)는 온-타임 I/Q 수신신호를 선택하여 N-Tap 수신신호 지연버퍼에서 나머지 N/2 개(54)를 채운다. 한편, N-Tap 확산코드 지연버퍼(56)는 이전의 값을 그대로 유지한다.
위와 같은 과정에 의하여 지연버퍼에 온-타임 수신신호 및 레이트-타임 수신신호를 채운 후 온-타임 수신신호 및 레이트-타임 수신신호에 대한 상관값을 각각 구한다(33b).
온-타임 수신신호 및 레이트-타임 수신신호에 대한 상관값을 구하는 과정은 도 6을 참조하여 설명한다.
수신신호 지연버퍼에는 N/2 개의 온-타임 수신신호 (또는 N/2 개의 레이트-타임 수신신호) (61) 및 N/2 개의 레이트-타임 수신신호 (또는 N/2 개의 온-타임수신신호) (62)가 저장되고, 확산코드 지연버퍼에는 N개의 확산코드(63)가 저장된다.
상관기(64)는 수신신호 지연버퍼(61, 62) 및 확산코드 지연버퍼(63)에 저장된 신호에 따라 상관값을 계산하고, 제1 덧셈기트리(65)는 제1 상관값에서 제N/2 상관값을 입력받아 이들을 더하여 제1 합상관값을 출력하고, 제2 덧셈기트리(66)는 제(N/2 +1)상관값에서 제N 상관값을 입력받아 이들을 더하여 제2 합상관값을 출력한다. 이 때, 수신신호 지연버퍼에는 온-타임 수신신호와 레이트-타임 수신신호가 교대로 저장되는데, 즉 온-타임 수신신호와 레이트-타임 수신신호의 순으로 저장된 다음에는 레이트-타임 수신신호와 온-타임 수신신호의 순으로 저장된다. 따라서, 제1 및 제2 덧셈기트리(65, 66)는 온-타임 수신신호 및 레이트-타임 수신신호에 대한 상관값을 서로 교대로 출력한다. 따라서, 축적기(69, 70)에서 온-타임 수신신호 및 레이트-타임 수신신호에 대한 상관값을 각각 축적하기 위해서는 스위치(67, 68)가 더 필요하다. 스위치(67, 68)는 제어신호(C)에 의하여 수신신호 지연버퍼(61, 62)에 저장되는 데이터 순에 따라 그 출력의 방향이 결정된다.
온-타임 축적기(69)와 레이트-타임 축적기(70)는 온-타임 수신신호와 레이트-타임 수신신호에 대한 상관값을 2차 축적길이(L) 만큼 각각 축적(33c)한다. 상관값 비교기(71)는 온-타임 상관값과 레이트-타임 상관값의 크기를 비교한다(33d).
상관값의 비교 결과가 나오면 검증과정인 제3과정(34)이 수행된다. 제3과정은 도 3 및 도 7을 참조하여 설명되는데, 온-타임 상관값이 레이트-타임 상관값보다 크면 N 개의 온-타임 수신신호와 N개의 확산코드에 따라, 그렇지 않으면 N 개의 레이트-타임 수신신호와 N개의 확산코드에 따라 에너지값을 구하고, 그 에너지값을 검증 에너지 문턱값과 비교하여 검증과정을 수행한다.
먼저, 온-타임 상관값이 레이트-타임 상관값보다 크면 N 개의 온-타임 수신신호로 N-Tap의 수신신호 지연버퍼를 채우고(34a2), 그렇지 않으면 N 개의 레이트-타임 수신신호로 N-Tap의 수신신호 지연버퍼를 채우고(34a1), 한편 N개의 확산코드로 N-Tap 확산코드 지연버퍼를 채운다. 수신신호 지연버퍼(71) 및 확산코드 지연버퍼(72)에 저장된 신호에 따라 상관값 및 에너지값을 계산한다.
상관기(73)는 수신신호 지연버퍼(71) 및 확산코드 지연버퍼(72)에 저장된 신호에 따라 상관값을 계산하고, 제1 덧셈기트리(74)는 제1 상관값에서 제N/2 상관값을 입력받아 이들을 더하여 제1 합상관값을 출력하고, 제2 덧셈기트리(75)는 제(N/2 +1)상관값에서 제N 상관값을 입력받아 이들을 더하여 제2 합상관값을 출력한다(34b1, 34b2).
제1 및 제2 축적기(76, 77)는 3차 축적길이(M)만큼 제1 및 제2 합상관값을 축적한 다음(34c1, 34c2), 에너지 계산기(79)는 제1 및 제2 합상관값에 따라 수신신호에 대한 에너지값을 계산한다. 계산된 에너지값을 검증 에너지 문턱값과 비교한다(34d).
계산된 에너지값이 검증 에너지 문턱값보다 크면 수신신호의 에너지 및 변위를 저장하고(37), 그 가정수가 탐색수와 같은지를 비교한다(38). 가정수가 탐색수에 미치지 않았으면 제1과정을 다시 수행한다. 계산된 에너지값이 검증 에너지 문턱값보다 크지 않으면 가정수를 하나 증가시키고(35) 그 가정수가 탐색수와 같은지를 비교한다(36). 가정수가 탐색수에 미치지 않았으면 제1과정을 다시 수행한다.
제1, 2 및 3 과정은 모든 탐색코드집합에 대하여 가정수와 탐색수가 일치할 때까지 수행되며, 제3과정(34)의 결과에 따라 저장된 에너지 및 변위로부터 최대 에너지를 검출하여 수신신호의 동기를 획득할 수 있다.
제1 과정(32)에서 사용되는 초기 에너지 문턱값은 각 가정에서 발생한 초기 에너지를 평균한 값을 이용하여 설정하고, 제3 과정(34)에서 사용되는 검증 에너지 문턱값은 초기 에너지 문턱값의 정수 배를 사용한다. 이와 같이 파일롯 채널의 수신 강도에 따라 수신신호의 평균 에너지를 추정하고 그 추정된 평균에너지의 소정 배수로 문턱값을 정하는 방법에 의하여 적응적인 문턱값을 사용하므로써 동기획득시간을 단축시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 동기획득장치 및 방법에 의하면 N-Tap 정합필터를 이용하여 파일롯 신호와 확산코드 간의 최대 상관 에너지를 갖는 위치를 1/2 칩 이내로 찾을 수 있어, 칩의 점유면적 및 소요전력을 줄일 수 있으며, 또한 파일롯 채널의 수신강도를 측정하여 이를 적정한 에너지 문턱값을 선택하는데 사용함으로써 동기획득에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 동기획득장치는 무선가입자망(WLL), 동기식/비동기식 IMT-2000 등의 무선통신 분야에 다양하게 적용될 수 있다.
Claims (7)
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- 디지털통신시스템에서 수신단에서 수신된 확산신호의 동기를 획득하는 장치에 있어서,확산코드 초기값에 따라 기지국에 할당된 코드집합에 대한 확산코드를 차례로 생성하는 확산코드생성부;상기 수신신호 및 상기 확산코드를 각각 저장하는 N-Tap 수신신호 지연버퍼 및 N-Tap 확산코드 지연버퍼를 구비하는 N-Tap 정합필터;N-Tap 수신신호 지연버퍼 및 N-Tap 확산코드 지연버퍼에 저장된 값을 상관하여 N개의 상관값을 구하여 축적하고, 상기 축적된 상관값을 에너지값으로 변환하는 상관값 및 에너지검출부; 및상기 상관값 및 에너지검출부로부터 에너지값을 차례대로 입력받아 그 중 최대 에너지값을 갖는 코드변위를 찾아내어 상기 수신신호의 위상을 출력하는 최대값 감지부를 포함하며,상기 N-Tap 정합필터는온-타임 수신신호 및 레이트-타임 수신신호를 보간하여 보간된 수신신호를 출력하는 보간부; 및상기 온-타임 수신신호, 레이트-타임 수신신호 및 보간된 수신신호 중 하나를 선택하여 출력하는 선택부를 구비하고,상기 N-Tap 수신신호 지연버퍼에는 상기 선택부에서 선택된 신호 N개를 저장하는 것을 특징으로 하는 디지털통신시스템에서 확산신호의 동기획득장치.
- 디지털통신시스템에서 수신단에서 수신된 확산신호의 동기를 획득하는 장치에 있어서,확산코드 초기값에 따라 기지국에 할당된 코드집합에 대한 확산코드를 차례로 생성하는 확산코드생성부;상기 수신신호 및 상기 확산코드를 각각 저장하는 N-Tap 수신신호 지연버퍼 및 N-Tap 확산코드 지연버퍼를 구비하는 N-Tap 정합필터;N-Tap 수신신호 지연버퍼 및 N-Tap 확산코드 지연버퍼에 저장된 값을 상관하여 N개의 상관값을 구하여 축적하고, 상기 축적된 상관값을 에너지값으로 변환하는 상관값 및 에너지검출부; 및상기 상관값 및 에너지검출부로부터 에너지값을 차례대로 입력받아 그 중 최대 에너지값을 갖는 코드변위를 찾아내어 상기 수신신호의 위상을 출력하는 최대값 감지부를 포함하며,상기 상관값 및 에너지검출부는매 칩 주기마다 상기 Tap 수신신호 지연버퍼에 저장된 값 및 상기 N-Tap 확산코드 지연버퍼에 저장된 값에 대한 N개의 상관값을 생성하는 복소상관기;제1 상관값에서 제N/2 상관값을 입력받아 더하는 제1 덧셈기 및 제(N/2 +1) 상관값에서 제N 상관값을 입력받아 더하는 제2 덧셈기를 구비하여, 제1 합상관값 및 제2 합상관값을 출력하는 덧셈기트리;상기 제1 합상관값 및 제2 합상관값을 소정 횟수 만큼 축적하는 제1 및 제2 축적기; 및상기 제1 및 제2 축적기의 출력값들을 서로 합하고, 그 합한 값에 따라 에너지값과 변위를 계산하는 에너지계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털통신시스템에서 확산신호의 동기획득장치.
- 디지털통신시스템에서 수신단에서 수신된 확산신호의 동기를 획득하는 방법에 있어서,(a1) N개의 온-타임 수신신호와 N개의 레이트-타임 수신신호를 보간한 신호와 N개의 확산코드에 따라 상관값 및 에너지값을 계산하는 단계;(a2) 상기 (a1) 단계를 소정의 횟수만큼 반복하는 단계;(a3) 상기 단계들에 의하여 구해진 누적 에너지값을 초기 에너지 문턱값과 비교하는 단계; 및(a4) 상기 구해진 누적 에너지값이 상기 초기 에너지 문턱값보다 크면 온-타임 수신신호 또는 레이트-타임 수신신호로부터 상관값 및 에너지를 구하여 상기 구해진 에너지값을 검증 에너지 문턱값과 비교하여 수신신호의 동기를 획득하고, 그렇지 않으면 상기 (a1) 단계부터 다시 시작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털통신시스템에서 확산신호의 동기획득방법.
- 제4항에 있어서, 상기 (a4) 단계는상기 구해진 누적 에너지값이 상기 초기 에너지 문턱값보다 크면,(b1) N/2 개의 온-타임 수신신호 및 N/2 개의 레이트-타임 수신신호로 구성된 신호와 N개의 확산코드에 따라 온-타임 상관값 및 레이트-타임 상관값을 각각 누적하면서 계산하는 단계;(b2) N/2 개의 레이트-타임 수신신호 및 N/2 개의 온-타임 수신신호로 구성된 신호와 N개의 확산코드에 따라 레이트-타임 상관값 및 온-타임 상관값을 각각 누적하면서 계산하는 단계;(b3) 상기 (b1) 및 (b2) 단계를 소정의 횟수만큼 반복하는 단계;(b4) 상기 단계들에 의하여 구해진 누적 온-타임 상관값 및 누적 레이트-타임 상관값을 서로 비교하는 단계; 및(b5) 상기 누적 온-타임 상관값이 누적 레이트-타임 상관값보다 크면, N 개의 온-타임 수신신호와 N개의 확산코드에 따라, 그렇지 않으면 N 개의 레이트-타임 수신신호와 N개의 확산코드에 따라 에너지값을 구하여 상기 수신신호를 동기를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털통신시스템에서 확산신호의 동기획득방법.
- 제4항에 있어서, 상기 (b5) 단계는(c1) 상기 누적 온-타임 상관값이 누적 레이트-타임 상관값보다 크면, N 개의 온-타임 수신신호와 N개의 확산코드에 따라, 그렇지 않으면 N 개의 레이트-타임 수신신호와 N개의 확산코드에 따라 에너지값을 누적하면서 계산하는 단계;(c2) 상기 (c1) 단계를 소정의 횟수만큼 반복하는 단계;(c3) 상기 단계들에 의하여 구해진 누적 에너지값을 검증 에너지 문턱값과 비교하는 단계; 및(c4) 상기 구해진 누적 에너지값이 상기 검증 에너지 문턱값보다 작으면 가정수를 1 증가시키고 상기 가정수가 소정의 탐색수보다 작으면 상기 (a1) 단계부터 다시 시작하고, 그렇지 않으면 상기 구해진 누적 에너지값과 변위를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털통신시스템에서 확산신호의 동기획득방법.
- 제4항에 있어서, 상기 초기 에너지 문턱값 또는 검증 에너지 문턱값은수신된 파일롯 채널의 강도에 따라 수신신호의 평균 에너지를 추정하고 상기 추정된 평균에너지의 소정 배수로 정하는 것을 특징으로 하는 디지털통신시스템에서 확산신호의 동기획득방법.
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