KR100205054B1

KR100205054B1 - 씨디엠에이시스템의 데이터 복조시 피엔코드 동기획득 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100205054B1
Application number: KR1019960064201A
Authority: KR
Inventors: 전상영; 김영일; 이경준; 이헌
Original assignee: 정선종; 한국전자통신연구원
Priority date: 1996-12-11
Filing date: 1996-12-11
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR19980045949A

Abstract

CDMA방식에 있어서, 수신측에서 정확히 정보를 복원하기 위해서는 송신측에서 사용한 확산코드와 동일하고, 송신측 코드와 정확하게 동기가 맞는 코드를 이용하여 정보를 역확산 시켜야 하며, 송신측과 수신측 코드 사이의 위상차를 없애는 동기과정을 다음과 같이 두 단계로 이루어져 있다. 초기 코드획득(initial code acquisition) 과정으로서, 두 부호사이의 위상차를 1칩(chip) 이내로 맞추는 과정과, 동기추적(code tracking)과정으로, 정확한 동기점을 찾아서 동기를 계속 유지해 주는 과정이 있다. 본 발명은 초기 코드획득과정에서 코드획득 시간을 개선한 코드 획득방법에 관한 것으로, 기존의 방법은 입력되는 데이타 및 PN코드를 칩 클럭에 맞추어 상관값(correlation value)을 계산하였으나, 제안하고자 하는 방법은 PN코드 및 수신된 데이타를 메모리에 저장한 후 n배의 칩 클럭으로 읽어내어 상관값을 계산하므로 동기획득 시간을 빠르게 할 수 있는 장점이 있다.

Description

CDMA 시스템의 데이터 복조시 PN코드 동기획득 방법 및 장치

본 발명은 기존의 동기획득 방법에서 적분구간이 크거나 탐색구간이 넓으면 동기획득 시간이 길어지는 단점을 보완하기 위해 PN코드 및 수신된 데이타를 메모리에 저장하고 이를 n배의 칩 클럭으로 읽어 상관값을 계산하는 방법을 제안한다. 이는 초기 코드획득과정에서 코드획득 시간을 개선한 것으로, PN코드 및 수신된 데이타를 메모리에 저장한 후 n배의 칩 클럭으로 읽어내어 상관값을 계산하기 때문에 동기획득 시간을 빠르게 할 수 잇는 장점이 있다.

제1도는 본 발명에 의한 CDMA 시스템의 데이터 복조시 PN코드 동기획득 방법을 설명하기 위한 설명도.

제2도는 본 발명에 의한 CDMA 시스템의 데이터 복조시 PN코드 동기획득 장치 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : PN 발생기 22 : PN 메모리

23 : 샘플링데이터 선택회로 24 : 데이터 메모리

25 : 상관기 26 : 합산기

27 : 비교기 28 : 오프셋 전송부

본 발명에 의한 동기획득 시간 및 구조를 개선한 PN코드 동기획득 방법의 동기 알고리즘은 도1과 같다.

(11)과 같이 시작 명령이 수신되면 (12)와 같이 PN코드와 데이타가 칩 클럭의 속도로 메모리에 저장되기 시작한다. 메모리에 저장이 끝나면 (13)과 같이 에포취(epoch)신호가 발생하고, 이때부터 (14)와 같이 상관과정이 시작된다. 상관과정은 n배의 칩클럭 속도로 메모리로 부터 데이타와 PN코드를 적분구간 (15)만큼 읽어내어 상관값(correlation value)을 계산하고, 한번의 계산이 끝날때마다 적분구간을 바꾸어 (16)과 같이 탐색구간만큼 상관값을 반복하여 계산하는 과정이다. 이와 같은 동작을 도2와 함께 다시 상세히 설명한다.

본 발명은 도 2와 같이 시작신호에 의해 PN코드를 발생하는 PN코드 발생기(21)와, 그 PN코드 발생기(21)의 PN코드를 저장하는 PN메모리(22)와, 샘플링된 수신 데이터중에서 상관값을 계산하고자 하는 샘플링된 데이터의 순번을 결정하는 샘플링 데이터 선택회로(23)와, 그 데이터 선택회로(23)의 제어에 의해 선택된 샘플링 데이터를 저장하는 데이타 메모리(24)와, 그 데이터 메모리(24)에 저장된 데이터와, 상기 PN메모리(22)에 저장된 PN코드를 n배의 칩클럭으로 읽어내어 I-데이터와, Q-데이터에 대해 각각 상관값을 계산하는 I/Q상관기(25)와, 그 I/Q상관기(25)의 상관값을 합산하는 합산기(26)와, 그 합산기(26)의 합산값을 비교하여 상관값이 가장 클 때 오프셋을 선택하여 동기추적회로(도시않됨)에 출력하는 비교기(27)로 구성된다.

상기 데이타 선택회로(23)는, 샘플링된 수신데이타 중에서 상관값을 계산하고자 하는 샘플링된 데이타의 순번을 결정하는 회로이다. 기존의 방법에서는 시작명령이 수신되면 그때의 시점에서 임의로 결정이 되지만 본 방법에서는 계산하고자 하는 순번을 지정해줄 수 있다. 상기 PN코드 발생기(21)는 수신측에서 사용되는 PN코드를 발생하는 기능을 수행하고, 상기 PN메모리(22)는 발생된 PN코드를 지정한다. 상기 데이타 메모리(24)는 데이타 선택회로(23)에 의해 결정된 순번의 데이타를 저장하는 기능을 수행하며, 상관기(25)는 데이터 메모리(24)에 저장된 값을 n배의 칩클럭으로 읽어내어 I-데이터와 Q-데어터에 대해 각각 상관값을 계산한다. 상기 합산기(26)는 송신데이타와 수신데이타 사이의 지연정도를 나타내는 오프셋을 계산하기 위해 각각의 I/Q상관기(25)에서 계산된 I, Q상관값을 합산하는 기능을 수행하며, 비교기(27)는 합산된 값을 비교하여 상관값이 가장 클때의 오프셋을 선택하여 동기추적 회로에 전송하는 기능을 수행한다.

이와같이 구성된 본 발명에 의한 PN코드 동기획득 방법은, 시작명령이 수신되면 PN코드 발생기(21)로부터 PN코드가 칩 클럭에 따라 출력되어 PN메모리(22)에 저장되기 시작하며, 수신되는 데이타는 샘플링된 데이타 중에서 데이타 선택 회로(23)에 의해 선택된 하나의 샘플링된 데이타만 메모리(24)에 저장된다.

일정량의 데이타와 PN코드가 각각의 메모리(24)(22)에 저장된 후, 에포취(epoch)명령을 수신하면 I/Q상관기(25)는 PN메모리(22)와 데이타 메모리(24)에 저장된 값을 n배의 칩클럭에 맞추어 적분구간만큼 읽어내고, 읽어낸 값을 이용하여 상관값을 계산한다.

첫번째 상관값 계산이 끝나면, PN 메모리(22)의 시작 어드레스를 오프셋만큼 이동시킨 후 다음 상관값을 계산하며, 이와같은 상관값 계산과정을 탐색구간만큼 반복한다. 계산된 I, Q 상관값은 수신된 데이타가 송신데이타 보다 얼마만큼 지연되어 수신되었는지를 알기위한 오프셋 계산을 위해 합산기(26)에서 합산된다. 합산하는 과정에서 본래 값을 계산하여야 하나 하드웨어의 복잡도가 증가하는 단점을 개선하기 위해 I, Q 상관값중 크기를 비교하여 작은 상관값을 2로 나누어 큰 상관값에 더하는 근사식을 사용한다. 합산된 값은 비교기(27)에 입력되어 최대 상관값 및 그때의 오프셋 값을 찾게된다. 오프셋 계산이 끝나면 동기추적 회로(28)에 오프셋 값을 전송한다.

본 발명에서 제안한 방법은 동기획득 시간을 빠르게할 수 있는 장점이 있다. 즉, PN코드 및 데이타를 메모리에 저장시킨 후 n배의 칩 클럭으로 상관값을 계산하므로 빠른 동기획득 시간을 얻을 수 있고, 하나의 데이타 메모리만 사용하므로 하드웨어의 복잡도도 증가시키지 않는 구조로 되어있다.

본 발명은 CDMA시스템에서 데이터 복조시 PN코드 동기를 획득 방법 및 장치에 관한 것으로, 직분 구간이 크거나 탐색구간이 넓으면 전체 동기획득 시간이 길어지므로, 전체 시스템의 성능에 나쁜 영향을 주는 단점이 있는데, 이를 극복하기 위해 PN코드 및 수신한 데이타를 메모리에 저장한 후 n배의 칩 클럭으로 읽어내어 상관값을 계산하여 동기획득 시간을 빠르게 할 수 있고, 하드웨어의 복잡도를 줄일 수 있는 PN코드 동기획득 방법을 제공하기 위한 것이다.

CDMA 방법은 각 이용자가 서로 다른 확산 코드(Spreading Code)를 가지고 정보를 확산한 후, 다수의 이용자가 동일한 주파수 대역을 가지고 통신한다. 그러므로 수신측에서 정확히 정보를 복원하기 위해서는 송신측에서 사용한 확산코드와 동일하고, 송신측 코드와 정확하게 동깅가 맞는 코드를 이용하여 정보를 역확산 시켜야 한다. 이때, CDMA 시스템에서 송신된 데이타를 수신측에서 수신하여 복조하기 위해서는 송신측과 수신측 사이의 PN코드가 정확히 동기되어야 하며, 이를 위해 초기 동기획득 및 동기추적을 행한다.

기존의 동기획득 방법으로는 싱글 디웰(single dwell)방법, 더블 디웰(double dwell)방법 등이 있으며, 하드웨어의 복잡도를 줄이면서 동기 획득시간을 빨리할 수 있는 방법이 연구되고 있다.

종래 방법에 의한 송신측과 수신측 코드 사이의 위상차를 없애는 동기과정은 다음과 같이 두 단계로 이루어져 있다. 첫번째 과정은 초기 코드획득(initial code acquisition)과정으로서, 두 부호사이의 위상차를 1칩(chip) 이내로 맞추는 과정이다. 두번째는 동기추적(code tracking) 과정으로, 정확한 동기점을 찾아서 동기를 계속 유지해 주는 과정이다.

그러나, 기존의 PN코드 동기획득 방법은 입력되는 샘플링된 데이타 중에서 하나의 샘플링된 데이타를 이용하여 칩클럭의 속도로 상관값( correlation value)을 계산하는데, 이는 적분 구간이 크거나 탐색구간이 넓어지게 되어 전체 동기획득 시간이 길어지므로 전체 시스템의 성능에 나쁜 영향을 주는 단점이 있다.

Claims

CDMA 시스템에서 데이터 복조시의 PN코드 동기획득 방법에 있어서, 시작 명령이 수신되면, PN코드와 데이타를 칩 클럭의 속도로 메모리에 저장하는 단계와, 메모리에 저장이 끝나 에포취(epoch)신호가 발생되면, n배의 칩클럭 속도로 메모리로부터 데이타와 PN코드를 적분구간 만큼 읽어내어 I, Q 상관값(correlation value) 을 계산하는 단계와, 그 I, Q 상관값을 합산하는 단계와, 한번의 계산이 끝날때마다 적분구간을 바꾸어 탐색구간 만큼 상관값을 반복하여 계산하고 합산하는 단계와, 그 탐색구간 동안의 합산값들중 최대값을 찾아 그때의 오프셋을 선택하여 동기추적회로에 전송하는 단계를 수행하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템의 데이터 복조시 PN코드 동기획득 방법.
제1항에 있어서, 상기 데이터 저장단계는, 샘플링된 수신 데이타중에서 상관값을 계산 하고자 하는 샘플링 데이터에 대해 순번을 임의로 지정해주어 그 순번에 의해 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템의 데이터 복조시 PN코드 동기획득 방법.
제1항에 있어서, 상기 오프셋 선택은, 탐색구간중에 구해진 합산한 상관값들중 가장 큰 상관값을 선택하여 그때의 인덱스를 오프셋으로 결정하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템의 데이터 복조시 PN코드 동기획득 방법.
시작신호에 의해 PN코드를 발생하는 PN코드 발생기(21)와, 그 PN코드 발생기(21)의 PN코드를 저장하는 PN메모리(22)와, 샘플링된 수신 데이타중에서 상관값을 계산하고자 하는 샘플링된 데이터의 순번의 결정하는 샘플링 데이터 선택회로(23)와, 그 데이터 선택회로(23)의 제어에 의한 순번으로 샘플링 데이터를 저장하는 데이타 메모리(24)와, 그 데이터 메모리(24)에 저장된 데이터와, 상기 PN메모리(22)에 저장된 PN코드를 n배의 칩클럭으로 적분구간단위로 읽어내어 I-데이터와, Q-데이터에 대해 각각 상관값을 계산하는 I/Q상관기(25)와, 그 I/Q상관기(25)의 상관값을 합산하는 합산기(26)와, 탐색구간동안 상기 합산기(26)의 합산값을 비교하여 합산된 상관값이 가장 클 때의 오프셋을 선택하여 동기추적회로에 전송하는 비교기(27)로 구성된것을 특징으로 하는 동기획득 시간 및 구조를 개선한 PN코드 동기획득 장치.