KR100444732B1 - Chip processing apparatus in demodulating apparatus of a base station for code division multiple access system and method thereof, and demodulating apparatus of a base station using the same apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부호 분할 다중 접속 시스템의 기지국 복조기에서의 칩 연산 장치 및 그 방법과, 이 장치를 사용한 기지국 복조기에 관한 것으로, 특히 그 칩 연산 장치는 안테나를 통해 수신되는 신호를 최소 확산 요소로 역확산하는 특정의 심볼을 생성하는 동시에, 시분할을 통해 칩 당 클럭 수 만큼의 독립적인 역확산을 수행하는 복수의 핑거 유닛; 상기 복수의 핑거 유닛에서 생성되는 상기 특정의 심볼을 스케줄링을 통해 다중화한 후, 다중화된 심볼에 대응되는 핑거 번호 꼬리표를 붙여서 출력하는 채널 스케줄러; 및 상기 채널 스케줄러에서 출력되는 신호를 참조하여 상기 복수의 핑거 유닛의 각 위치를 이동시키는 명령을 출력하는 핑거 위치 추적부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 시분할을 통해 하나의 장치에서 칩 당 클럭 수 만큼의 독립적인 핑거의 역할을 수행하여 장치의 효율을 높이고, 여러 개의 장치에서 출력되는 다중화된 핑거 출력을 스케줄링을 통해 다시 한번 다중화함으로써 핑거의 출력을 이용하여 채널을 추정하거나 결합할 때, 하나의 장치로 시분할을 이용하여 처리하기 용이하도록 한다.The present invention relates to a chip computing device and method thereof in a base station demodulator of a code division multiple access system, and a base station demodulator using the device. In particular, the chip computing device despreads a signal received through an antenna with a minimum spreading element. A plurality of finger units for generating a specific symbol and performing independent despreading by the number of clocks per chip through time division; A channel scheduler for multiplexing the specific symbols generated in the plurality of finger units through scheduling, and then attaching and outputting finger number tags corresponding to the multiplexed symbols; And a finger position tracker for outputting a command to move each position of the plurality of finger units with reference to a signal output from the channel scheduler. According to the present invention, time efficiency is achieved by performing the role of an independent finger as many as the number of clocks per chip in one device, and increasing the efficiency of the device, and by multiplexing the multiplexed finger outputs output from several devices once again through scheduling. When estimating or combining channels using the output of a finger, one device facilitates processing using time division.
Description
본 발명은 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access, 이하 CDMA라고 함) 시스템용 기지국 복조기에 관한 것으로, 특히 부호 분할 다중 접속 시스템용 기지국 복조기에서의 칩 연산 장치 및 그 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a base station demodulator for Code Division Multiple Access (CDMA) systems, and more particularly, to a chip computing device and a method thereof in a base station demodulator for code division multiple access systems.
일반적으로 IS-95 등의 기존의 CDMA용 기지국 복조기는 복수의 섹터에서 각 섹터 당 복수 개의 안테나를 통하여 수신되는 신호를 역확산하는 칩 연산 장치를 구비하고 있으며, 이 칩 연산 장치는 하나의 핑거의 역할을 수행하는 장치를 병렬로 여러 개를 두었다.In general, an existing CDMA base station demodulator such as an IS-95 includes a chip computing device for despreading a signal received through a plurality of antennas in each sector in a plurality of sectors. There are several devices in parallel to play the role.
하지만, 이러한 방식에서는 핑거의 집적도가 떨어지게 되며, 각 채널마다 핑거를 미리 정해진 수만큼 마련하여 놓음으로서 실제 사용 시 어떤 채널은 다중 경로가 많아도 핑거가 모자라 쓸 수 없게 되고, 또 어떤 채널은 다중 경로가 적어서 핑거를 쓰지 않아 남게 되어 핑거를 효율적으로 사용할 수 없다는 문제점이 있다.However, in this method, the degree of finger integration is reduced, and a predetermined number of fingers are provided for each channel, so that in actual use, even though there are many multipaths in some channels, the fingers are not enough. There is a problem that you can not use the finger efficiently because there is little finger left.
따라서, 칩 연산 장치 나아가 기지국 복조기의 용량을 늘릴 수 있도록 하기 위해 핑거의 집적도를 높이고, 채널마다 동적으로 할당할 수 있는 구조가 필요하다.Therefore, in order to increase the capacity of the chip computing device and the base station demodulator, there is a need for a structure in which the finger density is increased and the channel can be dynamically allocated.
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하나의 장치를 시분할을 써서 시간을 나누어 처리하여 장치의 효율을 높이고, 채널 당 핑거의 수 등의 자원을 관리하여 서비스에 필요한 자원만을 동적으로 할당함으로써 한정된 자원을 효율적으로 관리할 수 있는 CDMA 시스템용 기지국 복조기에서의 칩 연산 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, to improve the efficiency of the device by time-dividing one device using time division, and to manage resources such as the number of fingers per channel. The present invention provides a chip computing device and method in a base station demodulator for a CDMA system that can efficiently manage limited resources by dynamically allocating only necessary resources.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 CDMA 시스템의 기지국 복조기의 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of a base station demodulator of a CDMA system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 CDMA 시스템의 기지국 복조기에서의 칩 연산부의 상세 블록도이다.FIG. 2 is a detailed block diagram of a chip calculator in a base station demodulator of the CDMA system shown in FIG.
도 3은 도 2에 도시된 핑거 유닛의 상세 블록도이다.3 is a detailed block diagram of the finger unit shown in FIG. 2.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 CDMA 시스템의 기지국 복조기에서의 칩 연산 방법의 순서도이다.4 is a flowchart of a chip calculation method in a base station demodulator of a CDMA system according to an embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10 : 칩 연산부 20 : 심볼 연산부 30 : 프레임 연산 장치부10 chip operation unit 20 symbol operation unit 30 frame operation unit
40 : 기억 장치 50 : 기억 장치 제어부 60 : 호스트 인터페이스40: storage device 50: storage device control unit 60: host interface
100 : 핑거 풀 PN1, …, PNN: 핑거 유닛 110 : 채널 스케줄러100: finger pool PN 1 ,. , PN N : finger unit 110: channel scheduler
120 : 핑거 위치 추적기 1000 : 입력 버퍼 1100 : 제어기120: finger position tracker 1000: input buffer 1100: controller
1200 : 표본화기 1300 : 부호 생성기 1400 : 역확산기1200: sampler 1300: code generator 1400: despreader
1500 : 핑거 위치 제어기 1110 : 전역 프레임 카운터1500: finger position controller 1110: global frame counter
1120 : 핑거 번호 생성기 1130 : 핑거 설정 저장부1120: finger number generator 1130: finger setting storage unit
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 CDMA 시스템의 기지국 복조기에서의 칩 연산 장치는,A chip computing device in a base station demodulator of a CDMA system according to a feature of the present invention for achieving the above object,
부호 분할 다중 접속 시스템의 기지국 복조기 내에 포함되며, 복수의 섹터에서 각 섹터 당 복수 개의 안테나를 통하여 수신되는 신호를 역확산하는 칩 연산 장치로서,A chip computing device included in a base station demodulator of a code division multiple access system and despreading a signal received through a plurality of antennas in each sector in a plurality of sectors,
상기 안테나를 통해 수신되는 신호를 최소 확산 요소로 역확산하는 특정의 심볼을 생성하는 동시에, 시분할을 통해 칩 당 클럭 수 만큼의 독립적인 역확산을 수행하는 복수의 핑거 유닛; 상기 복수의 핑거 유닛에서 생성되는 상기 특정의 심볼을 스케줄링을 통해 다중화한 후, 다중화된 심볼에 대응되는 핑거 번호 꼬리표를 붙여서 출력하는 채널 스케줄러; 및 상기 채널 스케줄러에서 출력되는 신호를 참조하여 상기 복수의 핑거 유닛의 각 위치를 이동시키는 명령을 출력하는 핑거 위치 추적부를 포함한다.A plurality of finger units for generating a specific symbol for despreading a signal received through the antenna with a minimum spreading element and performing independent despreading by the number of clocks per chip through time division; A channel scheduler for multiplexing the specific symbols generated in the plurality of finger units through scheduling, and then attaching and outputting finger number tags corresponding to the multiplexed symbols; And a finger position tracker for outputting a command to move each position of the plurality of finger units with reference to a signal output from the channel scheduler.
여기서 상기 각 핑거 유닛은 상기 안테나를 통해 수신되는 신호를 저장하는 입력 버퍼부; 한 칩 구간 동안 매 클럭마다 동작시킬 핑거 번호를 생성하고, 각 핑거에 필요한 설정 정보를 저장하며, 상기 생성된 핑거 번호에 대응되어 저장된 설정 정보를 제공하여 상기 핑거 유닛의 전체 제어를 수행하는 제어부; 상기 제어부에서 제공되는 해당 핑거의 설정 정보를 사용하여 상기 입력 버퍼부에서 칩 샘플 및 핑거 위치 추적을 위한 샘플을 취하는 표본화부; 상기 제어부에서 제공되는 해당 핑거의 설정 정보를 사용하여 특정 부호를 생성하는 부호 생성부; 상기 부호 생성부에서 생성되는 특정 부호를 이용하여 상기 표본화 장치에 의해 취해진 샘플에서 상기 특정 부호에 대응되는 부호를 보상하고, 특정 채널의 확산 요소만큼 누적하여 대응되는 심볼을 생성하여 상기 채널 스케줄러로 출력하는 역확산부; 및 상기 핑거 위치 추적부에서 출력되는 핑거 위치 이동 명령에 따라 해당 핑거를 이동시키기 위한 제어 신호를 상기 제어부로 출력하는 핑거 위치 제어부를 포함한다.Wherein each finger unit comprises an input buffer unit for storing a signal received through the antenna; A controller for generating a finger number to be operated at every clock during one chip period, storing setting information necessary for each finger, and performing overall control of the finger unit by providing stored setting information corresponding to the generated finger number; A sampling unit which takes a chip sample and a sample for finger position tracking in the input buffer unit using setting information of the corresponding finger provided by the controller; A code generation unit generating a specific code using setting information of the corresponding finger provided by the control unit; Compensating a code corresponding to the specific code in a sample taken by the sampling apparatus by using the specific code generated by the code generator, generating a corresponding symbol by accumulating the spreading elements of a specific channel and outputting the generated symbol to the channel scheduler. Despreading unit; And a finger position controller for outputting a control signal for moving the corresponding finger to the controller according to a finger position movement command output from the finger position tracker.
또한 상기 제어부는 한 프레임의 주기를 가지고 한 클럭마다 동작하여 대응되는 카운터 값을 출력하는 전역 프레임 카운터; 상기 전역 프레임 카운터에서 출력되는 카운터 값에 따라 한 칩 구간 동안의 클럭마다 처리될 핑거 번호를 생성하는 핑거 번호 생성부; 및 상기 설정 정보를 저장하며, 상기 핑거 번호 생성부에서 생성되는 핑거 번호에 대응되는 설정 정보를 제공하는 핑거 설정 저장부를 포함한다.The control unit may include: a global frame counter which outputs a corresponding counter value by operating every clock with a period of one frame; A finger number generator for generating a finger number to be processed for each clock for one chip period according to a counter value output from the global frame counter; And a finger setting storage unit for storing the setting information and providing setting information corresponding to the finger number generated by the finger number generation unit.
여기서 상기 특정 심볼은 콘트롤 채널 심볼, 데이터 채널 심볼 및 핑거 위치 추적 심볼이며, 상기 다중화된 심볼은 다중화된 콘트롤 채널 심볼, 다중화된 채널심볼 및 다중화된 핑거 위치 추적 심볼인 것을 특징으로 한다.The specific symbol may be a control channel symbol, a data channel symbol, and a finger position tracking symbol, and the multiplexed symbol may be a multiplexed control channel symbol, a multiplexed channel symbol, and a multiplexed finger position tracking symbol.
상기 핑거 위치 추적부는 상기 채널 스케줄러에서 출력되는 다중화된 심볼 중에서 다중화된 핑거 위치 추적 심볼을 참조하여 상기 복수의 핑거 유닛의 각 위치를 이동시키는 명령을 출력하는 것을 특징으로 한다.The finger position tracking unit may output a command for moving each position of the plurality of finger units with reference to the multiplexed finger position tracking symbols among the multiplexed symbols output from the channel scheduler.
본 발명의 다른 특징에 따른 CDMA 시스템의 기지국 복조기에서의 칩 연산 방법은,Chip computing method in a base station demodulator of a CDMA system according to another aspect of the present invention,
부호 분할 다중 접속 시스템의 기지국 복조기 내에 포함되며, 복수의 섹터에서 각 섹터 당 복수 개의 안테나를 통하여 수신되는 신호를 역확산하는 칩 연산 방법으로서,A chip computing method included in a base station demodulator of a code division multiple access system and despreading a signal received through a plurality of antennas for each sector in a plurality of sectors,
a) 상기 안테나에서 수신되는 신호를 수신하여 한 칩 구간 동안의 신호를 저장하는 단계; b) 특정 핑거에 대해 설정된 정보를 이용하여 상기 단계 a)에서 저장된 신호 가운데 칩 샘플과 핑거 위치 제어를 위해 표본화 점에서 반 칩 떨어진 위치의 샘플을 취하는 단계; c) 상기 특정 핑거에 대해 설정된 정보를 이용하여 각 핑거에 할당된 스크램블링 부호와 채널화 부호를 생성하는 단계; d) 상기 단계 b)에서 취해진 칩 샘플과 표본화 점에서 반 칩 떨어진 위치의 샘플에서 상기 단계 c)에서 생성된 스크램블링 부호와 채널화 부호를 보상한 후 누적하여 특정 심볼을 생성하는 단계; e) 상기 생성된 특정 심볼을 스케줄링하여 다중화하는 단계; f) 상기 다중화된 특정 심볼을 이용하여 핑거의 위치를 추적하여 핑거 위치 이동 명령을 생성하는 단계; 및 g) 상기 생성된 핑거 위치 이동 명령에 따라 상기 핑거에 대한 설정 정보를 갱신하여 핑거의 위치를 조정하는 단계를 포함한다.a) receiving a signal received from the antenna and storing a signal for one chip period; b) taking a chip sample from the signal stored in step a) and a sample half a chip away from the sampling point for finger position control using the information set for the particular finger; c) generating a scrambling code and a channelization code assigned to each finger using the information set for the specific finger; d) compensating and accumulating the scrambling code and the channelization code generated in step c) in the chip sample taken in step b) and a sample half chip away from the sampling point to generate a specific symbol; e) scheduling and multiplexing the generated specific symbols; f) generating a finger position movement command by tracing the position of the finger using the specific multiplexed symbol; And g) updating the setting information for the finger according to the generated finger position movement command to adjust the position of the finger.
상기 단계 a) 전에, 사용자로부터 핑거에 필요한 상기 설정 정보를 입력받아 저장하는 단계; 및 칩 구간 내의 클럭에 처리할 핑거의 번호를 정하고, 상기 저장된 설정 정보 중 상기 정해진 핑거 번호에 대응되는 설정 정보를 이용하여 핑거 관련 내부 제어 신호를 생성하는 단계가 더 포함된다.Before the step a), receiving and storing the setting information required for a finger from a user; And determining a number of a finger to be processed in a clock in a chip section, and generating a finger-related internal control signal using setting information corresponding to the determined finger number among the stored setting information.
상기 단계 d) 후에, 상기 단계 d)에서 생성된 특정 심볼에 핑거 번호 꼬리표를 붙여 출력하는 단계가 더 포함된다.After step d), the method may further include attaching a finger number tag to the specific symbol generated in step d).
본 발명의 또 다른 특징에 따른 CDMA 시스템의 기지국 복조기는,A base station demodulator of a CDMA system according to another aspect of the present invention,
복수의 섹터에서 각 섹터당 복수 개의 안테나를 통하여 수신한 신호를 역확산하는 칩 연산부-여기서 칩 연산부가 상기 수신 신호를 최소 확산 요소로 역확산하는 콘트롤 채널 심볼, 데이터 채널 심볼 및 핑거 위치 추적 심볼을 생성하는 동시에, 시분할을 통해 칩 당 클럭 수 만큼의 독립적인 역확산을 수행하는 복수의 핑거 유닛; 상기 복수의 핑거 유닛에서 생성되는 상기 콘트롤 채널 심볼, 데이터 채널 심볼 및 핑거 위치 추적 심볼을 스케줄링을 통해 다중화한 후, 다중화된 심볼에 대응되는 핑거 번호 꼬리표를 붙여서 출력하는 채널 스케줄러; 및 상기 채널 스케줄러에서 출력되는 상기 핑거 위치 추적 심볼을 참조하여 상기 복수의 핑거 유닛의 각 위치를 이동시키는 명령을 출력하는 핑거 위치 추적부 를 포함함-; 상기 칩 연산부에서 역확산되어 출력되는 신호로부터 컨트롤 채널과 데이터 채널의 심볼을 선택적으로 이용하여 채널을 추정하고 다중 경로를 통해 들어온 신호를 결합하는 심볼 연산부; 상기 심볼 연산부에서 결합한 신호를 프레임 단위로 묶어서 TFCI(Transport Format Combination Indicator) 복호, FBI(Feedback Information)복호, 프레임 동기 추정, 신호대잡음비 추정, 사후 결합 및 2차 디인터리빙 연산을 수행하는 프레임 연산 장치부; 상기 칩 연산부, 심볼 연산부 및 프레임 연산 장치부의 출력을 저장하는 기억 장치; 상기 칩 연산부, 상기 심볼 연산부 및 상기 프레임 연산 장치부와 상기 기억 장치 사이의 입출력 신호를 제어하는 기억 장치 제어부; 및 상기 칩 연산부, 상기 심볼 연산부 및 상기 프레임 연산 장치부와 호스트 사이의 입출력을 제어하는 호스트 인터페이스를 포함한다.Chip computing unit for despreading a signal received through a plurality of antennas for each sector in a plurality of sectors, wherein the chip computing unit controls a control channel symbol, a data channel symbol, and a finger position tracking symbol to despread the received signal with a minimum spreading element. A plurality of finger units which generate simultaneously and perform independent despreading by the number of clocks per chip through time division; A channel scheduler for multiplexing the control channel symbol, the data channel symbol, and the finger position tracking symbol generated in the plurality of finger units through a scheduling, and then attaching and outputting a finger number tag corresponding to the multiplexed symbol; And a finger position tracker for outputting a command for shifting each position of the plurality of finger units with reference to the finger position track symbol output from the channel scheduler; A symbol operator which estimates a channel by selectively using symbols of a control channel and a data channel from a signal that is despread and output from the chip operator and combines signals input through multiple paths; Frame operation unit unit for TFCI decoding, FBI (Feedback Information) decoding, frame synchronization estimation, signal-to-noise ratio estimation, post combining and secondary deinterleaving operations ; A memory device for storing outputs of the chip operation unit, symbol operation unit, and frame operation unit; A memory device controller for controlling input / output signals between the chip operator, the symbol operator, and the frame operator and the memory; And a host interface for controlling input and output between the chip operator, the symbol operator, and the frame operator.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 CDMA 시스템의 기지국 복조기의 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of a base station demodulator of a CDMA system according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 기지국 복조기는 칩 연산부(10), 심볼 연산부(20), 프레임 연산 장치부(30), 기억 장치(40), 기억 장치 제어부(50) 및 호스트 인터페이스(60)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a base station demodulator according to an embodiment of the present invention includes a chip operator 10, a symbol operator 20, a frame operator 30, a memory 40, a memory controller 50, and And a host interface 60.
칩 연산부(10)는 M개의 섹터에서 각 섹터 당 L개의 안테나에서 입력된 신호를 설정에 따라 선택하여 최소 확산 요소로 역확산하고 이 신호를 스케줄링을 통해 정렬한다.The chip operation unit 10 selects signals input from L antennas for each sector in M sectors according to a setting, despreads them with a minimum spreading element, and arranges the signals through scheduling.
심볼 연산부(20)는 칩 연산부(10)의 역확산 신호를 이용하여 채널을 추정하고 각 사용자에게 동적으로 할당된 핑거 유닛에서 출력되는 역확산 신호를 결합하여 결합 정보를 생성한다.The symbol operator 20 estimates a channel using the despread signal of the chip operator 10 and combines the despread signal output from the finger unit dynamically allocated to each user to generate combined information.
프레임 연산부(30)는 심볼 연산부(20)에서 출력되는 결합 정보를 이용하여 지연 시간과 신뢰도 조건에 따라 TFCI 복호, FBI 복호, 프레임 동기 추정, 사후 결합 및 2차 디인터리빙 및 신호대 잡음비 추정을 수행한다.The frame operation unit 30 performs TFCI decoding, FBI decoding, frame synchronization estimation, post combining and secondary deinterleaving, and signal-to-noise ratio estimation according to delay time and reliability conditions using the combined information output from the symbol operation unit 20. .
기억 장치(40)는 칩 연산부(10), 심볼 연산부(20) 및 프레임 연산부(30)의 출력을 저장하여 필요할 때 사용할 수 있도록 한다.The memory device 40 stores the outputs of the chip operator 10, the symbol operator 20, and the frame operator 30 so that they can be used when needed.
기억 장치 제어부(50)는 칩 연산부(10), 심볼 연산부(20), 프레임 연산부 (30)와 기억 장치(40) 사이의 입출력을 제어하는 역할을 수행한다.The memory device controller 50 controls the input / output between the chip operator 10, the symbol operator 20, the frame operator 30, and the memory device 40.
호스트 인터페이스(60)는 칩 연산부(10), 심볼 연산부(20), 프레임 연산부 (30)와 외부 호스트 사이의 입출력을 제어하는 역할을 수행한다.The host interface 60 controls the input / output between the chip operator 10, the symbol operator 20, the frame operator 30, and the external host.
도 2는 도 1에 도시된 CDMA 시스템의 기지국 복조기에서의 칩 연산부(10)의 상세 블록도이다.FIG. 2 is a detailed block diagram of the chip computing unit 10 in the base station demodulator of the CDMA system shown in FIG.
도 2에 도시되어 있듯이, 칩 연산부(10)는 핑거 풀(finger pool)(100), 채널 스케줄러(110) 및 핑거 위치 추적기(120)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the chip operator 10 includes a finger pool 100, a channel scheduler 110, and a finger position tracker 120.
핑거 풀(100)은 N개의 핑거 유닛(finger unit)(FU1, …, FUN)을 하나의 풀로 묶는다.The finger pool 100 binds N finger units (FU 1 ,..., FU N ) into one pool.
각 핑거 유닛(FU1, …, FUN)은 칩 속도인 3.84Mcps의 16배의 클럭으로 동작하며 시분할을 통해 하나의 장치로 16개의 역방향(Uplink) 채널의 역확산을 수행한다. 이 때, 각 핑거 유닛(PU1, …, PUN)은 설정에 따라 CDMA 역방향(Uplink) 채널인 전용 채널(Dedicated Channel), 랜덤 액세스 채널(Random Access Channel), 공통 패킷 채널(Common Packet Channel) 등을 역확산할 수 있으며, 하나의 섹터에서 복수 개의 안테나를 통하여 수신하는 신호를 각각 처리한다.Each finger unit (FU 1 , ..., FU N ) operates at a clock speed of 16 times the chip speed of 3.84 Mcps, and despreads 16 uplink channels with one device through time division. At this time, each finger unit PU 1 ,..., PU N may be a dedicated channel, a random access channel, a common packet channel, which is a CDMA uplink channel according to a setting. And the like can be despread, and each of the signals received through a plurality of antennas in one sector is processed.
이러한 핑거 유닛(PU1, …, PUN)은 시분할을 통하여 칩 구간(101)과 클럭 구간(102)의 비인 K개의 독립적인 핑거의 역할을 수행하며, 컨트롤 채널 심볼(103)과 데이터 채널 심볼(104) 및 핑거 위치 추적 심볼(105)을 각각 핑거 번호 꼬리표를 붙여서 출력한다.The finger units PU 1 ,..., PU N serve as K independent fingers that are the ratio of the chip period 101 to the clock period 102 through time division, and control channel symbol 103 and data channel symbol. The 104 and finger position tracking symbols 105 are output with the finger number tag attached, respectively.
채널 스케줄러(110)는 핑거 풀(100)의 N개의 핑거 유닛(PU1, …, PUN)에서 각각 출력되는 신호를 스케줄링을 통해 다중화하여 다중화된 콘트롤 채널 심볼(111), 다중화된 데이터 채널 심볼(112), 및 다중화된 핑거 위치 추적 심볼(113)에 각각 핑거 번호 꼬리표를 붙여서 2개의 심볼 출력(111, 112)는 심볼 연산부(20)로 출력하고, 나머지 하나의 심볼 출력(113)은 핑거 위치 추적기(120)로 출력한다.The channel scheduler 110 multiplexes the signals output from the N finger units PU 1 ,..., And PU N of the finger pool 100 through scheduling to multiplex the control channel symbol 111 and the multiplexed data channel symbol. (112) and a finger number tag attached to the multiplexed finger position tracking symbol 113, respectively, the two symbol outputs 111 and 112 are output to the symbol operation unit 20, and the other symbol output 113 is a finger. Output to the position tracker 120.
핑거 풀(100)에서 채널 스케줄러(110)로 최대 NK개의 핑거 출력이 나올 수 있지만, 하나의 핑거 유닛(PU1, …, PUN)에서 나오는 심볼은 역확산 주기마다 한 번씩 나오므로 이를 이용한다.Although up to NK finger outputs may be output from the finger pool 100 to the channel scheduler 110, symbols from one finger unit PU 1 ,..., PU N may be used once per despreading period.
하나의 예로써, 컨트롤 채널의 경우는 역확산 주기가 256칩이므로 256K 클럭동안에 최대 NK개의 출력이 나오게 된다. 따라서, N이 256보다 작다면, 이를 하나의 다중화된 신호로 만들 수 있다.As an example, the control channel has 256 despread periods, resulting in up to NK outputs during 256K clock. Thus, if N is less than 256, it can be made into one multiplexed signal.
이 때, 핑거 출력을 이용하는 부분에서 시분할 처리가 용이하도록 다중화된 컨트롤 채널 심볼들 사이의 시간이 256/N 클럭보다 약간 작은 정도로 떨어지도록 스케줄링한다. 256/N 클럭보다 작게 하는 이유는 핑거 위치가 앞당겨지면 출력 심볼이 256칩 구간동안에 NK개보다 많이 나올 수 있기 때문이다.At this time, the time between the multiplexed control channel symbols in the portion using the finger output is scheduled to fall to a slightly smaller than 256 / N clock to facilitate time division processing. The reason for making it smaller than the 256 / N clock is that if the finger position is advanced, more than NK output symbols can be output during the 256 chip period.
데이터 채널의 경우는 핑거 설정에 따라서 역확산 주기가 다르다. 따라서 용량 개념을 써야 하며, 256칩 동안에 설정된 핑거 용량에 따른 데이터 채널 심볼 출력 개수가 256K개보다 작다면 스케줄링을 통하여 다중화된 데이터 채널 심볼을 만들 수 있다.In the case of the data channel, the despreading period is different depending on the finger setting. Therefore, the concept of capacity should be used, and if the number of data channel symbol outputs according to the finger capacity set for 256 chips is smaller than 256K, multiplexed data channel symbols can be produced through scheduling.
핑거 번호 꼬리표와 함께 출력되는 다중화된 컨트롤 채널 심볼(111)과 데이터 채널 심볼(112)은 심볼 연산부(20)에서 채널 추정 및 레이크 결합에 사용될 수 있다.The multiplexed control channel symbol 111 and data channel symbol 112 output with the finger number tag may be used for channel estimation and rake combining in the symbol calculator 20.
한편 핑거 번호 꼬리표와 함께 출력되는 다중화된 핑거 위치 추적 심볼(113)은 핑거 위치 추적기(120)에 입력되어 핑거 위치 추적에 사용된다.Meanwhile, the multiplexed finger position tracking symbol 113 outputted with the finger number tag is input to the finger position tracker 120 and used for finger position tracking.
핑거 위치 추적기(120)에서는 다중화된 핑거 위치 추적 심볼(113)을 이용하여 시분할을 통해 하나의 장치로 핑거 별로 핑거 위치를 추적하며, 핑거의 위치가 이동되면 핑거 풀(100) 내에 있는 해당 핑거 유닛(PU1, …, PUN)에 핑거 위치 이동 명령 및 핑거 번호(121)를 전달하여 핑거의 위치가 실제로 조정될 수 있도록 한다.The finger position tracker 120 tracks the finger position for each finger by one device by time division using the multiplexed finger position tracking symbol 113. When the position of the finger is moved, the corresponding finger unit in the finger pool 100 is moved. The finger position shift command and the finger number 121 are transmitted to (PU 1 ,..., PU N ) so that the position of the finger can be actually adjusted.
도 3은 도 2에 도시된 핑거 유닛(PU1, …, PUN)의 상세 블록도이다.FIG. 3 is a detailed block diagram of the finger units PU 1 ,..., PU N shown in FIG. 2.
도 3에 도시되어 있듯이, 핑거 유닛(PU1, …, PUN)은 입력 버퍼(1000), 제어기(1100), 표본화기(1200), 부호 생성기(1300), 역확산기(1400) 및 핑거 위치 제어기(1500)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the finger units PU 1 ,..., PU N include an input buffer 1000, a controller 1100, a sampler 1200, a sign generator 1300, a despreader 1400 and a finger position. Controller 1500.
입력 버퍼(1000)는 여러 섹터에서 각 섹터 당 여러 개의 안테나에서 수신되는 신호를 기지국 복조기 외부로부터 받아들여 한 칩 구간 동안의 신호를 저장한다.The input buffer 1000 receives signals received from several antennas per sector in various sectors from the outside of the base station demodulator and stores the signals for one chip period.
이 때, 입력버퍼(100)에는 이중 버퍼 구조가 사용되며, 한 버퍼에 저장된 한 칩 구간 동안의 신호가 사용되는 동안 다음 칩 구간 동안의 신호가 다른 버퍼에 저장된다.At this time, the double buffer structure is used for the input buffer 100, and the signal for the next chip period is stored in the other buffer while the signal for one chip period stored in one buffer is used.
제어부(1100)는 자신이 속해 있는 핑거 유닛(PU1, …, PUN)을 제어하는 신호들을 발생시켜 전체적인 제어를 수행하며, 전역 프레임 카운터(1110), 핑거 번호 생성기(1120) 및 핑거 설정 저장부(1130)를 포함한다.The controller 1100 generates signals controlling the finger units PU 1 ,..., And PU N to which the controller 1100 belongs, and performs overall control, and stores the global frame counter 1110, the finger number generator 1120, and the finger setting. Part 1130 is included.
여기서 전역 프레임 카운터(1110)는 한 프레임의 주기를 가지고 한 클럭마다 동작하여 대응되는 카운터 값을 출력하고, 핑거 번호 생성기(1120)는 전역 프레임 카운터(1110)에서 출력되는 카운터 값에 따라 한 칩 구간 동안의 클럭마다 처리될 핑거 번호(211)를 생성한다. 예를 들어 한 칩에 클럭이 16개이면 카운터의 하위 4비트를 쓸 수 있다.Here, the global frame counter 1110 operates by one clock with a period of one frame to output a corresponding counter value, and the finger number generator 1120 performs one chip interval according to the counter value output from the global frame counter 1110. Generate a finger number 211 to be processed for each clock. For example, if you have 16 clocks on a chip, you can write the lower 4 bits of the counter.
한편, 핑거 설정 저장부(1130)에는 각 핑거에 설정된 정보가 핑거 번호 생성기(1120)에서 생성된 핑거 번호(211)를 주소로 하여 저장되며, 각 정보는 동작 시 핑거 번호(211)를 이용하여 참조될 수 있다.Meanwhile, in the finger setting storage unit 1130, information set for each finger is stored using the finger number 211 generated by the finger number generator 1120 as an address, and each information is stored using the finger number 211 during operation. Reference may be made.
각 핑거에 설정된 정보에는 핑거 활성화 정보(212), 스크램블링 부호 발생기의 레지스터 값(213), 채널별 프레임 카운터(214), 컨트롤 채널 채널화 부호 번호(215-1), 데이터 채널 채널화 부호 번호(215-2), 표본화 점 정보(216), 최소 확산 요소(217), 시작 옵셋(218), 섹터 번호(219) 등이 있다.Information set for each finger includes finger activation information 212, a register value 213 of the scrambling code generator, a frame counter 214 for each channel, a control channel channelization code number 215-1, and a data channel channelization code number ( 215-2), sampling point information 216, minimum spreading element 217, start offset 218, sector number 219, and so forth.
상기 각 정보들은 핑거 활성화 정보(212)를 참조하여 핑거가 활성화되어 있지 않으면 참조되지 않는다.Each of the pieces of information is not referenced unless the finger is activated with reference to the finger activation information 212.
표본화기(1200)는 제어기(1100)에서 참조되는 섹터 번호(219)와 표본화 점 정보(216)를 입력 버퍼(1000)에서의 주소로 이용하여 역확산에 사용될 칩 샘플(221) 및 핑거 위치 추적에 이용될 반 칩 어긋난 샘플(222)이 역확산기(1400)로 출력될 수 있도록 한다.The sampler 1200 uses the sector number 219 and the sampling point information 216 referenced by the controller 1100 as addresses in the input buffer 1000 to track chip samples 221 and finger positions to be used for despreading. A half chip shifted sample 222 to be used may be output to the despreader 1400.
부호 생성기(1300)는 제어기(1100)에서 참조되는 스크램블링 부호 발생기의 레지스터 값(213)을 이용하여 스크램블링 부호(231)를 발생시키고, 채널별 프레임 카운터(214), 컨트롤 채널 채널화 부호 번호(215-1) 및 데이터 채널 채널화 부호 번호(215-2)를 이용하여 컨트롤 채널 채널화 부호(232-1) 및 컨트롤 채널 채널화 부호(232-2)를 발생시켜 역확산기(1400)로 출력한다.The code generator 1300 generates a scrambling code 231 using the register value 213 of the scrambling code generator referenced by the controller 1100, and generates a channel-specific frame counter 214 and a control channel channelization code number 215. -1) and the control channel channelization code 232-1 and the control channel channelization code 232-2 are generated using the data channel channelization code number 215-2 and output to the despreader 1400. .
역확산기(240)는 부호 생성기(1300)에서 발생되는 스크램블링 부호(231) 및 각 채널화 부호(232-1, 232-2)를 이용하여 입력 버퍼(1000)에서 출력되는 칩 샘플(221)에서 스크램블링 부호(231)를 보상하고, 컨트롤 채널의 채널화 부호(232-1)를 보상한 후 누적하여 컨트롤 채널의 심볼(103)을 얻으며, 또한 데이터 채널의 채널화 부호(232-2)를 보상한 다음 누적하여 데이터 채널의 심볼(104)을 얻는다.The despreader 240 uses the scrambling code 231 generated by the code generator 1300 and the channel samples 232-1 and 232-2 in the chip sample 221 output from the input buffer 1000. Compensate the scrambling code 231, compensate for the channelization code 232-1 of the control channel, accumulate and obtain the symbol 103 of the control channel, and also compensate for the channelization code 232-2 of the data channel. And then accumulate to obtain the symbol 104 of the data channel.
이 때 핑거 별로 컨트롤 채널 심볼(103)의 중간 누적 값과 데이터 채널의 심볼(104) 중간 누적 값은 핑거 번호를 주소로 하는 임의의 기억 장치에 저장된다.At this time, an intermediate cumulative value of the control channel symbol 103 and an intermediate cumulative value of the symbol 104 of the data channel are stored in an arbitrary memory device whose address is the finger number.
또한, 역확산기(1400)는 핑거 위치 추적을 위하여 표본화기(1100)에서 얻은 반 칩 어긋난 칩 샘플(222)에서 스크램블링 부호(231)와 컨트롤 채널의 채널화 부호(232-1)를 보상한 후 누적하여 핑거 위치 추적 심볼(105)을 얻는다. 여러 개의 안테나를 쓰는 경우 각각의 안테나에 대한 누적은 병렬로 이루어진다.In addition, the despreader 1400 compensates for the scrambling code 231 and the channelization code 232-1 of the control channel in the half chip displaced chip sample 222 obtained from the sampler 1100 for finger position tracking. Accumulate to obtain a finger position tracking symbol 105. When using multiple antennas, the accumulation for each antenna is in parallel.
누적된 칩 수가 각각 컨트롤 채널의 확산 요소, 데이터 채널의 최소 확산 요소(217) 및 컨트롤 채널의 확산 요소인 경우 누적된 컨트롤 채널 심볼(103), 데이터 채널 심볼(104) 및 핑거 위치 추적 심볼(105)에 핑거 번호 꼬리표를 붙여서 출력한다.The accumulated control channel symbol 103, data channel symbol 104, and finger position tracking symbol 105 when the accumulated number of chips are the spreading element of the control channel, the minimum spreading element of the data channel 217, and the spreading element of the control channel, respectively. ) And print the finger number tag.
핑거 위치 제어기(250)는 핑거 위치 추적기(120)에서 출력되는 핑거 위치 이동 명령 및 핑거 번호(121)를 이용하여 핑거의 위치를 변경하며, 그 예는 다음과 같다.The finger position controller 250 changes the position of the finger by using the finger position shift command and the finger number 121 output from the finger position tracker 120. An example thereof is as follows.
핑거 위치 제어기(250)는 핑거의 표본화 점이 칩 구간 내에서 이동하게 되면 핑거 위치 이동 명령(121)에 따라 표본화 점 정보(216)를 변경하기 위한 제어 신호를 제어기(1100)로 출력한다.The finger position controller 250 outputs a control signal to the controller 1100 for changing the sampling point information 216 according to the finger position movement command 121 when the sampling point of the finger moves within the chip section.
핑거의 표본화 점이 칩 구간을 넘어 이동해야 하는 경우 핑거 위치 제어기(250)의 동작은 다음과 같다.When the sampling point of the finger needs to move over the chip section, the operation of the finger position controller 250 is as follows.
현재 표본화 점이 칩 구간 가운데 첫 번째 샘플인데 표본화 점을 하나 앞당기라는 명령을 받았을 경우, 표본화 점 정보(216)를 변경하여 표본화 점이 칩 구간 가운데 마지막 샘플에 위치하도록 하고, 제어기(1100)에게 핑거 설정 저장부(1130)에 저장된 각 정보들이 한 번 수행에 한 칩만큼 진행되던 것을 한 번에 두 칩이 진행되도록 하는 제어 신호를 출력한다.If the current sampling point is the first sample in the chip section and the command is given to advance one sampling point, the sampling point information 216 is changed so that the sampling point is located at the last sample in the chip section, and the controller 1100 stores the finger setting. Each of the pieces of information stored in the unit 1130 progresses by one chip at a time, and outputs a control signal that allows two chips to proceed at a time.
또한, 현재 표본화 점이 칩 구간 가운데 마지막 샘플인데 표본화 점을 뒤로하나 밀라는 명령을 받았을 경우, 표본화 점 정보(216)를 변경하여 표본화 점이 칩 구간 가운데 첫 번째 샘플에 위치하도록 한 후, 제어기(1100)에게 핑거 설정 저장부(1130)에 저장된 각 정보들이 한 번 진행되지 않도록 하는 제어 신호를 출력한다.In addition, if the current sampling point is the last sample in the chip interval and the command to push the sampling point backward or push, the sampling point information 216 is changed to place the sampling point in the first sample of the chip interval, the controller 1100 Outputs a control signal to prevent each information stored in the finger setting storage unit 1130 from progressing once.
이하, 첨부한 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 CDMA 시스템의 기지국 복조기에서의 칩 연산 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a chip calculation method in a base station demodulator of a CDMA system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4.
먼저, 제어기(1100)의 핑거 설정 저장부(1130)는 사용자 인터페이스(도시되지 않음)를 통해 사용자에게서 입력되는 핑거 활성화 정보(212), 스크램블링 부호 번호, 채널화 부호 번호(215-1, 215-2), 최소 확산 요소(217), 시작 옵셋(218), 섹터 번호(219) 등의 설정 내용을 입력받아 저장한다(S100).First, the finger setting storage unit 1130 of the controller 1100 may include the finger activation information 212, the scrambling code number, and the channelization code number 215-1 and 215- inputted from the user through a user interface (not shown). 2), setting contents such as a minimum spreading element 217, a start offset 218, and a sector number 219 are received and stored (S100).
다음, 칩 구간 내의 클럭에 처리할 핑거의 번호(211)를 정하고, 이 핑거 번호(211)를 주소로 하여 핑거 설정 저장부(1130)에서 해당 정보를 참조한 후, 이 정보와 전역 프레임 카운터(1110)를 이용하여 스크램블링 부호 발생기 레지스터 값(213), 핑거 별 프레임 카운터(214) 등의 핑거 내부 제어 신호를 생성한다 (S110).Next, the number 211 of the finger to be processed to the clock in the chip interval is determined, and the finger setting storage unit 1130 refers to the corresponding information using the finger number 211 as an address, and then the information and the global frame counter 1110 In step S110, a finger internal control signal, such as a scrambling code generator register value 213 and a finger frame counter 214, is generated.
그 후, 여러 섹터에서 수신되는 신호가 복조기 외부로부터 받아들여져 한 칩 구간 동안의 신호가 입력 버퍼(100)에 저장된다(S120).Thereafter, a signal received in several sectors is received from the outside of the demodulator and the signal for one chip period is stored in the input buffer 100 (S120).
입력 버퍼(100)에 저장된 신호 중에서 표본화기(1200)는 제어기(1100)의 핑거 설정 저장부(1130)에서 참조되는 섹터 번호(219)와 표본화 점 정보(216)에 해당되는 하나의 샘플을 선택하는 동시에 핑거 위치 제어를 위해 표본화 점에서 반 칩떨어진 위치의 샘플을 선택하는 표본화를 수행한다(S130).Among the signals stored in the input buffer 100, the sampler 1200 selects one sample corresponding to the sector number 219 and the sampling point information 216 referenced by the finger setting storage unit 1130 of the controller 1100. At the same time, sampling is performed to select a sample at a half chip position away from the sampling point for finger position control (S130).
한편, 부호 생성기(1300)는 핑거 설정 저장부(1130)에서 참조되는 스크램블링 부호 발생기 레지스터 값(213), 핑거 별 프레임 카운터(214), 채널화 부호 번호 (215-1, 215-2)를 이용하여 사용자의 스크램블링 부호(231) 및 채널화 부호(231-1, 232-2)를 생성한다(S140).Meanwhile, the code generator 1300 uses the scrambling code generator register value 213, the finger frame counter 214, and the channelization code numbers 215-1 and 215-2, which are referred to by the finger setting storage unit 1130. By generating the user's scrambling code (231) and channelization code (231-1, 232-2) (S140).
다음, 역확산기(1400)는 상기 단계(S130)에서 취해진 샘플에서 상기 단계(S140)에서 생성된 스크램블링 부호(231) 및 채널화 부호(231-1, 231-2)를 보상하고 최소 확산 요소(217)로 누적하여 컨트롤 채널 심볼(103), 데이터 채널 심볼(104) 및 핑거 위치 추적 심볼(105)을 생성한다. 이 때, 최소 확산 요소(217)와 핑거 별 프레임 카운터(214)가 이용되어 각 심볼(103, 104, 105)의 누적이 끝났을 때 누적된 심볼(103, 104, 105)에 핑거 번호 꼬리표가 붙어 채널 스케줄러(110)로 출력된다(S150).Next, the despreader 1400 compensates for the scrambling code 231 and the channelization codes 231-1 and 231-2 generated in the step S140 in the sample taken in the step S130 and minimizes the spreading factor ( Accumulate to 217 to generate a control channel symbol 103, a data channel symbol 104, and a finger position tracking symbol 105. In this case, the minimum spreading element 217 and the finger frame counter 214 are used to attach the finger number tag to the accumulated symbols 103, 104 and 105 when the accumulation of each symbol 103, 104 and 105 is completed. It is output to the channel scheduler 110 (S150).
한편, 채널 스케줄러(110)는 핑거 풀(100)의 역확산기(1400)에서 출력되는 심볼들(103, 104, 105)을 스케줄 및 다중화한 후, 다중화된 콘트롤 채널 심볼(103) 및 데이터 채널 심볼(104)은 심볼 연산부(20)로 출력하고, 다중화된 핑거 위치 추적 심볼(105)은 핑거 위치 추적기(120)로 출력한다(S160).Meanwhile, the channel scheduler 110 schedules and multiplexes the symbols 103, 104, and 105 output from the despreader 1400 of the finger pool 100, and then multiplexes the control channel symbol 103 and the data channel symbol. 104 outputs to the symbol operator 20, and the multiplexed finger position tracking symbol 105 to the finger position tracker 120 (S160).
다음, 핑거 위치 추적기(120)는 채널 스케줄러(110)에 의해 다중화된 신호 가운데 핑거 위치 추적 심볼(105)을 이용하여 핑거의 위치를 추적하고(S170), 핑거 유닛(PU1, …, PUN)의 핑거 위치 제어기(1500)는 핑거 위치 추적기(120)에 의해 위치 추적되어 그 결과 출력되는 핑거 위치 이동 명령 및 핑거 번호(121)를 받아서 해당 핑거의 실제 위치를 조정한다(S180).Next, the finger position tracker 120 tracks the position of the finger using the finger position tracking symbol 105 among the signals multiplexed by the channel scheduler 110 (S170), and the finger units PU 1 ,..., PU N. The finger position controller 1500 receives the finger position movement command and the finger number 121 outputted as a result of the position tracking by the finger position tracker 120 and adjusts the actual position of the corresponding finger (S180).
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 상기한 실시예에 대한 다양한 변경이 가능함은 물론이다.Although the preferred embodiment of the present invention has been exemplified, various modifications to the above-described embodiment are possible to those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention.
본 발명에 따르면, 시분할을 통해 하나의 장치에서 칩 당 클럭 수 만큼의 독립적인 핑거의 역할을 수행하여 장치의 효율을 높이고, 여러 개의 장치에서 출력되는 다중화된 핑거 출력을 스케줄링을 통해 다시 한번 다중화함으로써 핑거의 출력을 이용하여 채널을 추정하거나 결합할 때, 하나의 장치로 시분할을 이용하여 처리하기 용이하도록 한다.According to the present invention, time efficiency is achieved by performing the role of an independent finger as many as the number of clocks per chip in one device, and increasing the efficiency of the device, and by multiplexing the multiplexed finger outputs output from several devices once again through scheduling. When estimating or combining channels using the output of a finger, one device facilitates processing using time division.
또한, 핑거를 풀의 형태로 관리하기 때문에 핑거의 동적 할당과 동적 결합이 가능해진다.In addition, since the fingers are managed in the form of a pool, the dynamic assignment and dynamic coupling of the fingers is possible.
또한, 각 핑거에 필요한 기억 장치의 양은 변하지 않으나 연산을 행하는 부분은 시분할을 통해서 공유함으로써 핑거 당 복잡도가 크게 줄어 많은 수의 핑거의 수가 집적될 수 있다.In addition, the amount of memory required for each finger does not change, but since the part performing the calculation is shared through time division, the complexity per finger is greatly reduced, and a large number of fingers can be integrated.
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