KR100431083B1 - 구간 검색기 및 그의 구동 방법과 이를 이용한 코드 검색기 - Google Patents

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KR100431083B1 KR10-2002-0004435A KR20020004435A KR100431083B1 KR 100431083 B1 KR100431083 B1 KR 100431083B1 KR 20020004435 A KR20020004435 A KR 20020004435A KR 100431083 B1 KR100431083 B1 KR 100431083B1
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Abstract

본 발명은 구간 검색기 및 그의 구동 방법과 이를 이용한 코드 검색기에 관한 것으로, 주어진 검색구간에서 반복적으로 검색을 시행할 때 반복적으로 발생하는 동일 가설 위치값에 대응하는 에너지값을 단순 메모리를 사용하지 않고 두 개의 버퍼로 분리된 검색기를 사용함으로써 구현 복잡도를 크게 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 신호대잡음비가 좋지 않은 환경에서 반복적으로 같은 검색구간을 반복하여 한 가설위치 에너지값을 찾아내는 경우와 매치드 필터를 크게 만들지 못하기 때문에 생기는 제한에서 발생하는 반복적인 검색구간 운영에 사용되면 구현의 복잡도를 줄일 수 있다.

Description

구간 검색기 및 그의 구동 방법과 이를 이용한 코드 검색기{Region scanning optimization and method of driving the same and code acquisition using the same}
본 발명은 구간 검색기 및 그의 구동 방법과 이를 이용한 코드 검색기에 관한 것으로, 특히 주어진 검색구간에서 반복적으로 검색을 시행할 때 반복적으로 발생하는 동일 가설 위치값에 대응하는 에너지값을 단순 메모리를 사용하지 않고 두 개의 버퍼로 분리된 검색기를 사용하여 구현 복잡도를 크게 감소시킬 수 있는 구간 검색기에 관한 것이다.
일반적으로, 코드분할 다중접속 무선 통신시스템에서는 확산코드의 위치를 알아내는 것이 필요한데, 이를 위해 능동형 구조를 갖는 상관기를 사용하는 방법이 있으며, 이와 다른 구조로 수동형 매치드 필터(Matched filter) 형태를 사용하는 방법이 있다.
능동형 구조를 갖는 상관기를 사용하는 방법의 경우는 그 구성이 간단하여단말기 등에 사용되고 있으나, 수신신호의 이득을 크게 하기 위한 필요한 신호를 이용하기 위해 긴 시간 신호를 모아야 하는 문제가 있다. 그리고, 이렇게 사용한 신호는 반복하여 이용할 수 없고 다시 다른 시간에 도착한 신호들을 모아 확산코드의 위치 정보로 사용하기 때문에 검색 시간이 매치드 필터를 사용하는 방법에 비하여 많은 시간이 필요하다.
매치드 필터 형태를 사용하는 경우는 수신신호를 수신한 순서대로 버퍼에 저장하고, 입력 예상 신호와 곱하여 확산코드 위치 정보로 사용한다. 따라서, 매 입력 신호 샘플에 대하여 확산코드 위치 정보를 생성할 수 있어 매우 고속의 구간 검색을 가능하게 한다. 그러나, 필요한 신호 이득을 얻기 위하여 버퍼의 길이를 크게 하고, 또한 입력 샘플의 신호 레이트로 동작이 되기 때문에 구성이 복잡하고 전력소모가 많다.
도 1은 일반적인 대역확산 다중접속(CDMA) 방식 무선통신 시스템에서 사용되는 확산코드 검색기(Searcher)의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 확산코드 검색기는 매치드 필터(10), 에너지값 변환부(11), 주소 발생부(12), 제 1 메모리부(13), 옵셋 인덱스부(14) 및 제 2 메모리부(15)로 구성된다.
매치드 필터(10)는 정위상(In phase; I DATA) 및 직각위상(Quadrature phase; Q DATA) 두 신호성분을 입력받아 미리 알려진 확산신호 패턴을 이용한 매치드 필터 형태의 구조를 구성하여 입력신호의 상관값을 출력한다. 이 경우, 매 가설위치(Hypothesis)에서 상관값들이 에너지값 변환부(11)로 출력되며, 이 에너지값변환부(11)는 상관값에 포함된 채널의 레이라이 페이딩 효과에 의한 정위상 및 직각위상의 위상성분을 제거하기 위해 각 위상 신호을 제곱하고, 더하여 에너지값으로 변환한다. 이렇게 구한값은 검색구간의 가능한 가설위치에 모두 존재한다.
그리고, 신호잡음비가 매우 작은 경우 구한 에너지값이 매우 작기 때문에 신호값을 키우기 위해 반복하여 에너지값을 구하여 더한다. 이러한 동작을 하기 위해 각 가설위치에서 구한 에너지값을 저장하여 이를 새롭게 구해진 같은 가설 위치값과 더하기 위해 제 1 메모리부(13)에 저장한다. 이러한 제 1 메모리부(13)를 사용하여 구성하는 경우 제 1 메모리부(13)를 제어하기 위한 주소를 주소 발생부(12)를 통해 생성하며, 실제 위치값에 대응되는 값으로 변화시키기 위한 옵셋 인덱스부(14)가 필요하다. 또한, 제 1 메모리부(13)에 저장된 값 중에서 가장 큰값을 찾아 저장하기 위한 제 2 메모리부(15)가 추가로 필요하다.
부호확산 다중 접속 통신 시스템의 경우 이러한 확산 위치를 찾기 위해 기지국 송신 순방향인 경우 고유한 직교성을 유지하여 알려진 신호를 보내며 단말기 송신 역방향의 경우 높은 자기 상관성질을 이용한 고유 코드 신호로 보낸다. 이런 신호들은 전체 시스템의 한정된 신호전력 크기 안에서 운용을 하기 때문에 어느 정도 크기 이상이 될 수 없다.
이렇게 확산 코드 위치 정보를 구하였을 경우, 한번에 구한 신호의 크기가 위치를 결정하기에 충분한 크기가 되지 못할 때 검색구간에서 반복적으로 구하여 먼저 구한 정보와 더하면 더욱 더 큰 신호 크기를 얻을 수 있다. 이 때 검색구간이 증가하면 이에 대한 정보를 저장하기 위하여 검색구간에 포함된 확산코드 위치에해당하는 크기의 정보 저장 장치가 필요하다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 상기와 같은 검색 구간에 포함된 모든 확산 코드 위치에 대해 정보를 저장하는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 적은 정보 저장 장치를 이용하여 효율적인 구간 검색기를 만드는 것을 목적으로 한다.
도 1는 일반적인 대역확산 다중접속(CDMA) 방식 무선통신 시스템에서 사용되는 확산코드 검색기(Searcher)의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구간 검색기의 구성도.
도 3a 및 도 3b는 도 2에 도시된 구간 검색기의 동작특성을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 도 2에 도시된 구간 검색기를 이용하는 매치드 필터 코드 검색기의 구성도.
도 5는 도 2에 도시된 구간 검색기를 이용한 상관기 코드 검색기의 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 40 : 매치드 필터 11, 41, 51 : 에너지값 변환부
12 : 주소 발생부 13 : 제 1 메모리부
14 : 옵셋 인덱스부 15 : 제 2 메모리부
20 : 입력신호 변환부 21 : 제 1 스테이지 버퍼부
22 : 제 2 스테이지 버퍼부 23 : 인덱스 비교부
24 : 가산부 25 : 출력신호 변환부
43, 54 : 검색기 50 : 상관기
52 : 코드 발생부
본 발명은 에너지값을 입력받아 상기 에너지값의 크기를 변환하기 위한 입력신호 변환부와, 상기 입력신호 변환부를 통해 변환된 에너지값을 저장하기 위한 제 1 버퍼부 및 제 2 버퍼부와, 상기 제 2 버퍼부에 저장된 위치값을 검색하기 위해 입력되는 위치값과 상기 제 2 버퍼부에 저장된 위치값을 비교하기 위한 비교부와, 상기 제 2 버퍼부에 저장된 에너지값의 크기를 변환하기 위한 출력신호 변환부와, 상기 입력신호 변환부의 에너지값과 상기 출력신호 변환부의 에너지값을 가산하고, 가산된 에너지값을 상기 제 2 버퍼부에 저장하기 위한 가산기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 변수를 설정하는 제 1 단계와, 에너지값과 위치값을 입력신호 변환부 및 인덱스 비교부를 통해 입력받는 제 2 단계와, 상기 인덱스 비교부를 통해 입력되는 상기 위치값을 제 2 버퍼부에 저장된 위치값과 비교하는 제 3 단계와, 상기 제 3 단계에서 상기 위치값이 상기 제 2 버퍼부에 저장된 위치값과 동일하지 않을 경우 상기 입력신호 변환부를 통해 미리 설정된 에너지값의 비를 이용하여 상기 에너지값을 변환하는 제 4 단계와, 상기 제 4 단계에서 변환된 에너지값을 제 1 버퍼부에 저장된 에너지값과 비교하여 상기 변환된 에너지값이 클 경우 상기 변환된 에너지값을 상기 제 1 버퍼부에 저장된 에너지값중 가장 작은 에너지값과 교체하고, 작을 경우 새로운 에너지값을 입력받는 제 5 단계와, 상기 제 3 단계에서 상기 위치값이 상기 제 2 버퍼부에 저장된 위치값과 동일할 경우 가산기를 통해 미리 설정된 에너지값의 비를 이용하여 입력되는 에너지값과 상기 제 2 버퍼부에 저장된 에너지값을 변환하는 제 6 단계와, 상기 제 6 단계에서 변환된 에너지값을 저장하기 위해 입력되는 위치값에 대응하는 상기 제 2 버퍼부의 위치값에 저장된 에너지값을 제거한 후 크기에 따라 새롭게 정렬을 하여 상기 변환된 에너지값을 저장하는 제 7 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 정위상 및 직각위상 두 신호성분를 포함하는 입력신호를 입력받아 상기 입력신호의 상관값을 출력하기 위한 매치드 필터와, 상기 상관값에 포함된 정위상 및 직각위상의 위상성분을 제거하기 위해 상기 정위상 및 직각위상을 제곱하고, 더하여 에너지값으로 변환하기 위한 에너지값 변환부와, 상기 에너지값에 대응하는 위치값을 생성하기 위한 인덱스 발생부와, 상기 에너지값 변환부로부터 출력되는 에너지값과 상기 인덱스 발생부의 위치값 들을 입력받아 부호확산 신호를 검출하기 위해 상기 제 1 항의 구성을 갖는 구간 검색기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 정위상 및 직각위상 두 신호성분를 포함하는 입력신호를 입력받아 상기 입력신호의 상관값을 출력하기 위한 상관기와, 상기 상관기로 연속되는 코드 검색구간에서도 계산시간의 손실없이 부호확산 신호를 생성하여 출력하기 위한 코드 발생부와, 상기 상관값에 포함된 정위상 및 직각위상의 위상성분을 제거하기 위해 상기 정위상 및 직각위상을 제곱하고, 더하여 에너지값으로 변환하기 위한 에너지값 변환부와, 상기 에너지값에 대응하는 위치값을 생성하기 위한 인덱스 발생부와, 상기 에너지값 변환부로부터 출력되는 에너지값과 상기 인덱스 발생부의 위치값 들을 입력받아 부호확산 신호를 검출하기 위해 상기 제 1 항의 구성을 갖는 구간 검색기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구간 검색기를 설명하기 위해 도시한 구간 검색기의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 구간 검색기는 입력신호 변환부(20), 제 1 스테이지 버퍼부(21), 제 2 스테이지 버퍼부(22), 인덱스 비교부(23), 가산부(24) 및 출력신호 변환부(25)로 구성된다.
여기서, 제 1 스테이지 버퍼부(21)는 에너지값 및 위치값을 포함하는 입력신호의 크기를 변환시키기 위한 입력신호 변환부(20)와 접속되고, 제 2 스테이지 버퍼부(22)는 제 2 스테이지 버퍼부(22)의 에너지값을 변환하기 위한 출력신호 변환부(25)와 접속된다. 또한, 입력신호 변환부(20)와 출력신호 변환부(25) 사이에는 입력신호 변환부(20)에서 출력되는 에너지값과 출력신호 변환부(25)에서 출력되는 에너지값을 가산하여 제 2 스테이지 버퍼부(22)에 저장하기 위한 가산기(24)가 접속된다.
또한, 제 1 스테이지 버퍼부(21)는 첫 번 검색구간 동안 검색된 에너지값 중에서 저장 가능한 갯수의 큰 입력을 저장한다. 이어서, 반복되는 검색구간에서는 제 2 스테이지 버퍼부(22)에 저장된 위치값과 다른 위치의 에너지값 중 큰 순서로 저장한다. 제 2 스테이지 버퍼부(22)는 한 검색 구간에서 검색된 결과를 저장하는 것으로 반복되는 검색에서 저장된 값의 위치와 일치하는 에너지값을 저장한다.
그리고, 다시 반복된 검색구간 검색을 수행할 시 제 2 스테이지 버퍼부(22)에 저장된 위치값과 같은 위치의 에너지값이 입력되어 인덱스 비교부(23)의 비교 결과 입력되는 위치값과 제 2 스테이지 버퍼부(22)에 저장된 하나의 위치값이 일치하는 경우, 입력신호 변환부(20)로부터 출력되는 에너지값과 출력신호 변환부(25)로부터 출력되는 에너지값을 가산부(24)에서 가산하여 다시 제 2 스테이지 버퍼부(22)에 저장한다. 이 때, 제 1 스테이지 버퍼부(21)는 제 2 스테이지 버퍼부(22)가 수용하고 있는 위치값을 제외하고 제 1 스테이지 버퍼부(21)가 수용 가능한 갯수의 위치값과 변환된 에너지값을 큰 순서로 저장한다.
한편, 검색구간의 검색이 모두 끝이 나면, 제 1 스테이지 버퍼부(21)에 저장된 에너지값과 제 2 스테이지 버퍼부(22)에 저장된 에너지값 중에서 크기 순서로제 2 스테이지 버퍼부(22)가 수용 가능한 갯수의 에너지값 만을 제 2 스테이지 버퍼부(22)에 저장하고, 제 1 스테이지 버퍼부(21)의 내용은 지워 다음 검색구간 동작을 준비한다. 이 동작은 반복적으로 이루어져 같은 검색구간에서 구한 값을 제 1 스테이지 버퍼부(21) 및 제 2 스테이지 버퍼부(22)를 이용하여 저장하고, 한 검색 구간이 끝나면 최종적으로 제 2 스테이지 버퍼부(22)의 크기에 따른 정렬된 에너지값과 이의 위치값을 저장한다. 주어진 검색 구간의 반복검색이 끝이나면 최종적으로 제 2 스테이지 버퍼부(22)에 저장된 위치값이 찾고자 하는 검색 구간의 정보가 된다.
도 3a 및 도 3b는 도 2에 도시된 구간 검색기의 동작 특성을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 우선, 변수를 설정하는 단계(S10)로서, 이 단계(S10)에서변수는 반복횟수(Number of iteration), 검색 구간의 크기(Number of region), 제 1 스테이지 버퍼부(21)의 크기(N1), 제 2 스테이지 버퍼부(22)의 크기(N2), 제 1 스테이지 버퍼부(21)에 입력할 때 입력신호의 비(R1), 입력신호 및 제 2 스테이지 버퍼부(22)의 값을 가산할 때 이들의 비(R2) 등이 변수로 설정된다. 또한, 입력신호는 위치값과 에너지값으로 구성되며, 검색구간의 한 가설(Hypothesis) 위치에서 들어온다.
그리고, 입력 속도는 매치드 필터(Matched filter)를 사용하는 방법의 경우 입력신호의 샘플링에 의하여 결정되며, 상관기(Correlator)를 사용하는 경우는 상관기의 적분기 적분구간에 의하여 결정된다. 또한, 최초 동작시점에 모든 버퍼의값을 '0'으로 초기화 시킨다. 이 초기화는 반복횟수만큼 동작이 이루어졌을 때 구한 위치값과 그 때 에너지값을 읽고 다시 초기화를 하여 '0'을 쓴다.
이어서, 입력 위치값과 입력 에너지값이 입력되면 현재의 위치가 검색구간을 포함하는지를 검사한다(S20). 현재의 위치가 검사구간에 포함하고 있으면, 입력 위치값이 제 2 스테이지 버퍼부(22)에 저장된 위치값과 일치하는지를 검사한다(S30). 단계 S30에서 위치값이 제 2 스테이지 버퍼부(22)의 위치값과 일치하지 않으면, 입력 에너지값을 비(R1)를 이용해 변환한 후 변환된 값과 제 1 스테이지 버퍼부(21)의 가장 작은값과 비교한다(S40 및 S50). 단계 S50에서 변환된 값이 클 경우 입력 위치값과 에너지값을 제 1 스테이지 버퍼부(21)의 가장 작은값과 교체한다(S60).
한편, 단계 S50에서 변환된 값이 작을 경우 다시 새 입력값을 받는다(S10). 단계 S30에서 입력 위치값이 제 2 스테이지 버퍼부(22)의 위치값과 일치하는 경우 주어진 비(R2)를 이용하여 입력 에너지값과 제 2 스테이지 버퍼부(22)에 저장된 값을 변경한 후 이 값을 제 2 스테이지 버퍼부(22)에 저장한다(S70). 단계 S70에서 제 2 스테이지 버퍼부(22)에 저장될 값이 하기의 수학식 1과 같이 계산되고, 입력 위치값과 일치하는 제 2 스테이지 버퍼부(22)의 에너지값 및 위치값은 제거되고, 다시 크기에 따른 순서로 배열하기 위하여 가장 아래쪽 버퍼를 비워둔다. 즉, 단계 S70에서는 제 2 스테이지 버퍼부(22)에 정식으로 크기에 따라 저장을 하는 것이 아니라, 단지 크기에 따른 정확한 위치에 넣기 위하여 잠시 저장한다. 여기서, Data는 새로운 에너지값이고, DATA는 입력 에너지값이며, Prev-DATA는 제 2 스테이지 버퍼부(22)에 저장된 에너지값이다.
이어서, 새로운 에너지값이 저장될 위치를 찾기 위해 제 2 스테이지 버퍼부(22)가 끝인지를 확인한 후 제 2 스테이지 버퍼(22)가 끝이 아닌 경우 새로운 에너지값과 제 2 스테이지 버퍼부(22)에 저장된 에너지값 들과 비교 과정을 거쳐 작은값을 찾으면 찾은 작은값을 포함하여 한 칸씩 내려 계산된 큰값이 들어갈 위치를 만든다. 이런 동작을 통하여 큰 순서로 차례대로 둘째단 버퍼의 값들이 변경되어 저장된다(S80 내지 S100).
이어서, 단계 S10으로 복귀하여 입력값을 입력받은 후 단계 S20에서 주어진 검색구간의 검색이 종료되면, 제 1 스테이지 버퍼부(21)와 제 2 스테이지 버퍼부(22)에 저장된 값을 크기에 따라 제 2 스테이지 버퍼부(22)에 정렬하기 위한 동작을 수행한다. 제 1 스테이지 버퍼부(21)의 가장 위쪽에 있는 값을 제 2 스테이지 버퍼부(22)의 가장 큰값부터 순차적으로 비교하여 제 2 스테이지 버퍼부(22)의 저장값보다 크면 제 2 스테이지 버퍼부(22)의 작은값 들은 하나씩 아래 버퍼로 옮겨 가장 작은 값은 제 2 스테이지 버퍼부(22)에서 삭제한다. 이렇게 하나씩 제 1 스테이지 버퍼부(21)의 값을 제 2 스테이지 버퍼부(22)의 값과 비교하여 제 2 스테이지 버퍼부(22)의 값을 수정한다.
단계 S110에서는 제 1 스테이지 버퍼부(21)에 순차적으로 저장된 값을 가져오고, 제 1 스테이지 버퍼부(21)의 이 위치에는 '0'을 삽입한다. 단계 S130에서는 단계 S110에서 제 1 스테이지 버퍼부(21)의 가져온 에너지값과 제 2 스테이지 버퍼부(22)의 한 위치값의 에너지값을 비교하여 가져온 에너지값이 크면 단계 S140으로 이동하여 제 2 스테이지 버퍼부(22)의 가장 작은 에너지값을 삭제하고, 작은 에너지값을 가진 값 들은 모두 한 칸씩 아래로 이동하여 생긴 빈 공간에 제 1 스테이지 버퍼부(21)의 위치값과 에너지값을 삽입한다. 단계 S150에서는 제 1 스테이지 버퍼부(21)의 다음 위치값과 에너지값을 가져올지를 검사한다.
한편, 단계 S130의 비교 과정에서 제 1 스테이지 버퍼부(21)의 저장된 값이 작으면 단계 S120으로 이동하여 제 2 스테이지 버퍼부(22)의 끝인지를 확인하여 제 2 스테이지 버퍼부(22)의 다음 값을 읽어온다. 이후 제 2 스테이지 버퍼부(22)의 저장 값을 읽고 단계 S130으로 이동을 한다. 이 과정에서 단계 S120에서 제 2 스테이지 버퍼부(22)의 끝까지 이동하여 제 2 스테이지 버퍼부(22)의 모든 값과 비교가 끝이 나면, 다음 제 1 스테이지 버퍼부(21)의 값을 읽어 제 2 스테이지 버퍼부(22)의 값과 비교하고, 이런 과정을 거쳐 제 1 스테이지 버퍼부(21)의 값이 더 이상 제 2 스테이지 버퍼부(22)와 비교할 수 없을 때 단계 S160으로 이동한다. 단계 S160에서는 제 1 스테이지 버퍼부(21)의 값이 모두 읽혀졌는지 검사하여 단계 S110로 이동하거나, 종료한다. 단계 S150에서는 더 이상 제 1 스테이지 버퍼부(21)의 데이터가 없을 경우 반복횟수를 검사하여 설정된 반복횟수가 되지 않으면 계속해서 입력신호를 처리한다.
도 4는 본 발명의 구간 검색기를 적용한 매치드 필터 코드 검색기 구성도로서, 매치드 필터(40), 에너지값 변환부(41) 및 인덱스 발생부(42)의 일반적인 구성에다 본 발명의 구간 검색 기능을 갖는 검색기(43)가 추가로 구성된 구성도를 도시하였다.
일반적인 구성인 매치드 필터(40)와 에너지값 변환부(41)는 입력신호를 저장하여 주어진 패턴과 상관을 시킨 후 이들 값들을 모두 더하고 이렇게 구한 가설위치의 값을 위상성분을 제거하기 위해 제곱한 후 더하여 에너지값으로 변환한다. 그리고, 인덱스 발생부(42)에서 구해진 위치값은 본 발명에서 제시된 검색기(43)를 통해 저장되며, 최종적으로 구한 큰 에너지값을 가지는 위치값들을 출력한다. 이 경우 인덱스 발생부(42)는 위치값에 해당되는 것을 따로 생성하여 검색기(43)의 위치값으로 사용한다.
이러한, 도 4의 구조를 이용할 수 있는 예로써 비동기 IMT-2000계열의 셀검색기가 있다. 셀 검색기가 검색하는 채널인 주동기화 채널(Primary Synchronization)은 2560 칩(chip) 주기를 가지고 있으며, 이 중에서도 1/10시간 동안 채널이 전송되고 나머지 시간에는 전송이 되지 않는다. 이러한 비연속 전송 채널 구조에서는 전송신호를 수신하기 위해 매치드 필터를 사용하여 전송신호의 모든 값을 이용하는 것이 필요함과 아울러 입력 가설 위치값을 구해야 함에 따라 신호의 신호대잡음비가 좋지 않아 여러번 반복하여 같은 검색구간에서 구한 같은 가설 위치값을 더해야만 한다. 또한, 보통 주어진 검색구간에서 확산코드의 상관특성상 1/2 칩(Chip) 간격으로 가설위치에 대한 상관값을 구하기 때문에 모두 5120개의 에너지값이 저장되어야 한다.
그리고, 또 다른 사용예로써 매치드 필터의 크기를 하드웨어 구현의 제약이나 비 코히런트(Non Coherent) 특성상 매치드 필터의 크기를 일정 이상 키우지 못할 때 검색구간을 반복하여 가설값을 구해야 하는데, 이런 경우 제안된 구조를 사용하는 경우 효율적으로 구현할 수 있다.
도 5는 본 발명의 구간 검색기를 적용한 상관기 코드 검색기의 구성도로서, 상관기(50), 에너지값 변환부(51), 코드 발생부(52) 및 인덱스 발생부(53)의 일반적인 구성에다 본 발명의 구간 검색 기능을 갖는 검색기(54)가 추가로 구성된 구성도를 도시하였다.
도 5에 도시된 상관기 코드 검색기는 상관기(50)를 사용하여 가설 위치값에 따른 에너지값을 구하고 있다. 이와 같이, 상관기(50)를 사용하는 경우 국부적인 확산신호생성기인 코드 발생부(52)를 사용하여야 하며, 이를 제어하여 가설 위치값에 따라 확산코드를 생성한다.
그러나, 도 4에 도시된 매치드 필터를 사용하는 경우에 비해 구현 복잡도가 감소한데 반해, 하나의 가설 위치값에 대응되는 값을 얻기 위하여 상관기(50)의 적분 구간만큼의 신호를 모아야하기 때문에 처리속도가 매우 떨어진다. 이렇게 구한 상관값에 포함되어 있는 위상성분을 제거하기 위해 에너지값 변환부(51)를 통해 상기 상관값을 제곱하고 더해 에너지값을 생성하게 된다.
그리고, 매 가설 위치값에 대한 에너지값을 저장하고, 주어진 검색구간을 반복할 때 이러한 가설 위치값이 반복적으로 에너지값을 생성할 때 이들 값들을 상관기(50)의 출력을 처리하여 최종적으로 구하고자 하는 큰 위치값을 검색기(54)를 통해 찾아낸다.
상술한 바와 같이 본 발명은 주어진 검색구간에서 반복적으로 검색을 시행할 때 반복적으로 발생하는 같은 가설 위치값에 대응하는 에너지값을 단순 메모리를 사용하지 않고 두 개의 버퍼로 분리된 검색기를 사용함으로써 구현 복잡도를 크게 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 신호대잡음비가 좋지 않은 환경에서 반복적으로 같은 검색구간을 반복하여 한 가설위치 에너지값을 찾아내는 경우와 매치드 필터를 크게 만들지 못하기 때문에 생기는 제한에서 발생하는 반복적인 검색구간 운영에 사용되면 구현의 복잡도를 줄일 수 있다.

Claims (12)

  1. 에너지값을 입력받아 상기 에너지값의 크기를 변환하기 위한 입력신호 변환부;
    상기 입력신호 변환부를 통해 변환된 에너지값을 저장하기 위한 제 1 버퍼부 및 제 2 버퍼부;
    상기 제 2 버퍼부에 저장된 위치값을 검색하기 위해 입력되는 위치값과 상기 제 2 버퍼부에 저장된 위치값을 비교하기 위한 비교부;
    상기 제 2 버퍼부에 저장된 에너지값의 크기를 변환하기 위한 출력신호 변환부; 및
    상기 입력신호 변환부의 에너지값과 상기 출력신호 변환부의 에너지값을 가산하고, 가산된 에너지값을 상기 제 2 버퍼부에 저장하기 위한 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 구간 검색기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 버퍼부는 첫 번 검색구간 동안 검색된 에너지값 중에서 저장 가능한 개수의 큰 에너지값을 저장하고, 반복되는 검색구간 동안 상기 제 2 버퍼부에 저장된 위치값을 제외한 입력되는 위치값 중 저장 가능한 개수의 큰 값을 저장하는 것을 특징으로 하는 구간 검색기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 버퍼부는 검색구간 동안 검색된 에너지값중 가장 큰 에너지값을 저장하되, 반복되는 검색구간 동안 입력되는 위치값이 상기 제 2 버퍼부에 저장된 위치값과 일치하는 경우 이때 입력되는 에너지값을 저장하는 것을 특징으로 하는 구간 검색기.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 검색구간은 미리 설정된 가설 위치의 구간인 것을 특징으로 하는 구간 검색기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력신호 변환부는 입력되는 위치값이 상기 제 2 버퍼부에 저장된 위치값과 일치하지 않을 경우 미리 설정된 에너지값의 비에 따라 입력되는 에너지값을 변환하는 것을 특징으로 하는 구간 검색기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 가산기는 입력되는 위치값이 상기 제 2 버퍼부에 저장된 위치값과 동일할 경우 상기 입력신호 변환부에서 출력되는 에너지값과 상기 출력신호 변환부에서출력되는 에너지값을 가산하고, 가산된 에너지값을 상기 제 2 버퍼부에 저장하는 것을 특징으로 하는 구간 검색기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 버퍼부는 입력되는 위치값이 상기 제 2 버퍼부의 위치값과 동일하지 않을 경우 상기 입력신호 변환부에 의해 변환된 에너지값과 상기 제 1 버퍼부에 저장된 에너지값을 비교하여 상기 변환된 에너지값이 클 경우 상기 변환된 에너지값을 상기 제 1 버퍼부의 가장 작은 에너지값과 교체하는 것을 특징으로 하는 구간 검색기.
  8. 변수를 설정하는 제 1 단계;
    에너지값과 위치값을 입력신호 변환부 및 인덱스 비교부를 통해 입력받는 제 2 단계;
    상기 인덱스 비교부를 통해 입력되는 상기 위치값을 제 2 버퍼부에 저장된 위치값과 비교하는 제 3 단계;
    상기 제 3 단계에서 상기 위치값이 상기 제 2 버퍼부에 저장된 위치값과 동일하지 않을 경우 상기 입력신호 변환부를 통해 미리 설정된 에너지값의 비를 이용하여 상기 에너지값을 변환하는 제 4 단계;
    상기 제 4 단계에서 변환된 에너지값을 제 1 버퍼부에 저장된 에너지값과 비교하여 상기 변환된 에너지값이 클 경우 상기 변환된 에너지값을 상기 제 1 버퍼부에 저장된 에너지값중 가장 작은 에너지값과 교체하고, 작을 경우 새로운 에너지값을 입력받는 제 5 단계;
    상기 제 3 단계에서 상기 위치값이 상기 제 2 버퍼부에 저장된 위치값과 동일할 경우 가산기를 통해 미리 설정된 에너지값의 비를 이용하여 입력되는 에너지값과 상기 제 2 버퍼부에 저장된 에너지값을 변환하는 제 6 단계; 및
    상기 제 6 단계에서 변환된 에너지값을 저장하기 위해 입력되는 위치값에 대응하는 상기 제 2 버퍼부의 위치값에 저장된 에너지값을 제거한 후 크기에 따라 새롭게 정렬을 하여 상기 변환된 에너지값을 저장하는 제 7 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구간 검색기의 구동 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 단계에서 입력되는 위치값이 상기 검색구간에 포함되지 않을 경우 상기 제 1 버퍼부에 저장된 에너지값중 저장된 순서로 읽어오고, 이 위치에는 '0'을 삽입하는 제 8 단계;
    상기 제 8 단계에서 상기 제 1 버퍼부로부터 읽어온 에너지값과 상기 제 2 버퍼부에 저장된 에너지값을 비교하는 제 9 단계;
    상기 제 9 단계에서 차례대로 비교하여 상기 제 1 버퍼부로부터 읽어온 에너지값이 상기 제 2 버퍼부에 저장된 값보다 클 경우 상기 제 2 버퍼부에 저장된 에너지값중 가장 작은 에너지값을 삭제하고, 상기 제 2 버퍼부에 저장된 에너지값중에서 작은 에너지값들을 모두 한 칸씩 아래로 이동시키고, 이 이동에 의해 생기는 상기 제 2 버퍼부의 빈 공간에 상기 제 1 버퍼부의 에너지값을 삽입하는 제 10 단계;
    상기 제 9 단계에서 상기 제 1 버퍼부로부터 읽어온 에너지값이 작을 경우 제 2 버퍼부로부터 읽어올 에너지값이 존재하는지를 확인한 후 존재할 경우 에너지값을 읽어오는 제 11 단계; 및
    상기 11 단계에서 상기 제 2 버퍼부로부터 읽어올 에너지값이 존재하지 않을 경우 상기 제 1 버퍼부에 저장된 에너지값을 검색하여 상기 버퍼부에 저장된 에너지값이 모두 읽혀졌는지를 확인하는 제 12 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구간 검색기 구동 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 7 단계에서 상기 변환된 값을 저장하는 방법은 상기 변환된 에너지값과 상기 제 2 버퍼부에 저장된 에너지값중 가장 큰 에너지값부터 순차적으로 비교하여 상기 변환된 에너지값보다 작은 에너지값을 검출할 경우 상기 작은 에너지값을 포함하여 하나씩 순서를 낮은 쪽으로 옮겨 빈 공간에 저장하는 것을 특징으로 하는 구간 검색기 구동 방법.
  11. 정위상 및 직각위상 두 신호성분를 포함하는 입력신호를 입력받아 상기 입력신호의 상관값을 출력하기 위한 매치드 필터;
    상기 상관값에 포함된 정위상 및 직각위상의 위상성분을 제거하기 위해 상기 정위상 및 직각위상을 제곱하고, 더하여 에너지값으로 변환하기 위한 에너지값 변환부;
    상기 에너지값에 대응하는 위치값을 생성하기 위한 인덱스 발생부; 및
    상기 에너지값 변환부로부터 출력되는 에너지값과 상기 인덱스 발생부의 위치값 들을 입력받아 부호확산 신호를 검출하기 위해 상기 제 1 항의 구성을 갖는 구간 검색기를 포함하는 것을 특징으로 하는 코드 검색기.
  12. 정위상 및 직각위상 두 신호성분를 포함하는 입력신호를 입력받아 상기 입력신호의 상관값을 출력하기 위한 상관기;
    상기 상관기로 연속되는 코드 검색구간에서도 계산시간의 손실없이 부호확산 신호를 생성하여 출력하기 위한 코드 발생부;
    상기 상관값에 포함된 정위상 및 직각위상의 위상성분을 제거하기 위해 상기 정위상 및 직각위상을 제곱하고, 더하여 에너지값으로 변환하기 위한 에너지값 변환부;
    상기 에너지값에 대응하는 위치값을 생성하기 위한 인덱스 발생부; 및
    상기 에너지값 변환부로부터 출력되는 에너지값과 상기 인덱스 발생부의 위치값 들을 입력받아 부호확산 신호를 검출하기 위해 상기 제 1 항의 구성을 갖는 구간 검색기를 포함하는 것을 특징으로 하는 코드 검색기.
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