KR970003966B1

KR970003966B1 - 윈도우필터를 이용한 직접확산통신시스템의 수신기

Info

Publication number: KR970003966B1
Application number: KR1019940030742A
Authority: KR
Inventors: 박종현; 김제우
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 김광호
Priority date: 1994-11-22
Filing date: 1994-11-22
Publication date: 1997-03-24
Also published as: CN1143863A; KR960020028A; US5737361A; CN1078407C

Abstract

요약없음

Description

윈도우필터를 이용한 직접확산통신시스템의 수신기

제1도는 종래 직접확산 통신시스템의 송신기 블럭구성도.

제2도는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 윈도우 필터를 이용한 수신기의 블럭구성도.

제3도는 제2도의 구성중 동기검출부에서 초기 동기를 검출하기 위한 스테이트 천이과정을 도시한 스테이트 천이 상태도.

본 발명은 직접확산통신시스템에 관한 것으로서, 특히 윈도우 필터를 이용한 직접확산통신시스템의 수신기에 관한 것이다.

일반적으로 직접확산통신시스템의 수신기는 제1도에 도시된 바와 같이 구성되어 직접확산된 수신신호를 역확산한후 원래의 데이타를 복조한다. 상기 수신신호로부터 데이타를 복조하는 종래 수신기의 동작을 제1도를 참조하여 간단히 설명하면 다음과 같다.

먼저 제1혼합기(102)는 안테나(101)를 통해 입력되는 수신신호와, 반송파 발생기(103)으로부터 입력되는 반송파를 입력받으며, 상기 두 입력신호를 믹싱하여 제1혼합신호로 출력한다. 이후 대역통과필터(104)는 상기 제1혼합신호를 입력받아 필터링하여 중간주파수신호로 변환된 필터링 신호를 출력한다.

이후 I채널혼합기(105)는 상기 필터링신호와, 중간주파수 발생기(106)으로부터 입력되는 동상신호성분의 중간주파수신호를 입력받으며, 상기 두 입력신호를 믹싱하여 상기 필터링신호로부터 중간주파수 성분이 제거된 I채널 기저대역확산신호를 생성출력한다. 위상변환기(107)는 상기 중간주파수 발생기(106)로부터 입력되는 중간주파수신호를 입력받아 π/2 만큼 위상천이하여 직교성분의 중간주파수신호로 출력한다. Q채널혼합기(108)는 상기 중간주파수 발생기(106)로부터 위상변환기(107)를 거쳐 입력되는 직교성분의 중간주파수 신호와, 상기 필터링신호를 입력받으며, 상기 두 입력신호를 믹싱하여 상기 필터링신호로부터 중간주파수 성분이 제거된 Q채널 기저대역확산신호를 생성출력한다.

제1, 2저역통과필터(109,110)는 상기 I, Q채널의 기저대역확산신호들을 각각 입력받아 저역통과 필터링하여 출력한다. 또한 제1, 2A/D변환기(111,113)는 상기 제1, 2저역통과필터(109,110)들에 의해 필터링된 I, Q채널의 출력신호를 각각 입력받아, I, Q채널의 디지탈 신호로 변환하여 출력한다.

제1, 2디지탈정합필터(114,115)는 기준 PN코드 발생기(112)로부터 각각 기준 PN코드를 입력받으며, 상기 I, Q채널의 디지탈 신호를 각각 입력받아 상기 기준 PN코드와의 상관관계를 구비하여 각각 I 및 Q채널의 상관관계값을 출력한다.

제1, 제2자승기(116,117)는 상기 I 및 Q채널의 상관관계값을 각각 입력받아 자승연산하여 출력하며, 가산기(118)는 상기 자승연산된 I 및 Q채널의 상관관계값들을 입력받으며 상기 두 상관관계값들을 가산하여 가산신호로 출력한다. 이후 제곱근기(119)는 상기 가산신호를 입력받아 제곱근연산하여 제곱근연산된 신호로 출력한다.

피크검출기(120)는 상기 제곱근연산된 신호를 입력받으며, 주기계수기(123)로부터 입력되는 위상위치정보에 따라 매 데이타복조주기에서 하나의 데이타 시작점에서 데이타의 끝점까지에서 입력된 상기 제곱근연산된 신호중 최고의 피크값을 검출하여 출력한다.

복조기(124)는 상기 피크검출기(12)로부터 상기 피크값을 입력받으며, 상기 피크값의 입력에 응답하여 상기 제1, 2디지탈 정합필터(114,115)로부터 입력되는 상기 I, Q채널의 상관관계값을 새로이 저장하고, 상기 위상위치정보에 따른 데이타 복조시점에서 상기 저장된 I, Q채널의 상관관계값으로부터 원래의 데이타를 복조하여 복조데이타로 출력한다.

피크위치검출기(121)는 상기 피크검출기(120)로부터 상기 피크값을 입력받으며, 상기 피크값입력에 응답하여 주기계수기(123)로부터 입력되는 위상위치정보를 새로이 저장하며, 이후 하나의 데이타구간이 데이타를 복조하는 시점에서 상기 저장된 위상위치정보를 피크위치값으로 출력한다.

타이밍 복구회로(122)는 매 데이타 복조시점에서 상기 피크위치값을 입력받아 실제 피크값이 검출된 위치정보를 인지하고, 다음 데이타 구간에서 최고의 피크점이 소정 주기 계수값에서 검출될 수 있도록 복구 신호를 생성 출력한다. 즉, 상기 타이밍 복구회로(122)는 피크점이 검출되기를 원하는 소정 주기 계수값과 상기 위치정보로부터 위상차를 구하며, 상기 위상차가 최소로 되도록 주기계수기(123)의 계수타이밍을 제어하는 복구신호를 생성하여 상기 주기계수기(123)로 출력한다.

상기 주기계수기(123)는 상기 복구신호에 의해 출력신호의 생성타이밍의 제어되며, 데이타복조주기의 시작점 및 데이타의 복조시점을 결정하는 제어신호와 위상위치정보를 생성출력한다. 즉, 주기계수기(123)는 하나의 데이타 구간을 무수히 많은 위상으로 구분하여 각 위상을 순차적으로 계수하여 각 위상을 위치로 맵핑한 위상위치정보를 출력하며, 하나의 데이타 구간이 끝나면, 데이타의 복조시점 및 데이타의 시작점을 알리는 제어신호를 생성출력한다. 그러나 실제 상기 주기계수기(123)의 정확한 계수시간은 상기 타이밍복구회로(122)로부터 계속적으로 제어받게 되어 있으므로 주기계수 시간은 미세하게 변화될 수 있다. 이러한 주기계수시간의 미세한 변화는 수신신호와 기준신호와의 위상에러를 최소화하는 방향으로 이루어지므로 이러한 과정에서 동기추적 및 클럭이 복구된다.

그러나 상술한 종래 직접확산통신시스템의 수신기는 채널상의 잡음 및 간섭으로 인해 수신신호가 열화되는 문제점이 있었다. 즉 직접확산통신시스템의 수신기는 종래 채널상에 잡음이 존재하여 수신신호가 열화되면, 상술한 제곱근기의 출력은 PN신호가 갖는 고유한 자기상관특성을 유지하지 못하게 되며, 따라서 동기추적 및 타이밍복구가 제대로 이루어지지 못하여 데이타 복조시 에러가 발생하게 되는 문제점이 있었다.

또한 종래 직접확산통신시스템의 수신기는 무선채널의 경우, 페이딩(fading)이나 새도잉(shadowing) 등으로 인하여 수신신호의 엔벨로프(envelope) 변동 또는 멀티패스(multipath) 신호를 발생하게 되고, 이러한 경우에도 상술한 바와 같이 동기추적 및 타이밍 복구에러를 유발하게 되어 데이타 복조 에러가 발생하게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 채널의 잡음이나 간섭으로 인한 수신신호의 열화상태에서도 데이타 복조를 충실히 수행할 수 있는 직접확산통신시스템의 디지탈 수신기를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 무선채널의 페이딩 또는 새도잉에 따른 수신신호의 엔벨로프 변동 또는 멀티패스신호의 존재에 관계없이 데이타 복조를 충실히 수행할 수 있는 직접확산통신시스템의 디지탈 수신기를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전송채널을 통해 전송된 수신신호로부터 반송파 및 중간주파수 성분을 제거하여 I 채널 및 Q채널 기저대역확산신호로 변환하고, 상기 I 채널 및 Q채널 기저대역확산신호를 필터링 및 디지탈 변환하여 소정 기준 PN코드와의 상관관계를 구한 I채널 상관관계값 및 Q채널 상관관계 값을 각각 생성출력하는 수신수단을 구비한 직접확산통신시스템의 수신장치에 있어서, 상기 I 및 Q채널의 상관관계값을 입력받아 각각 자승연산하며, 상기 자승연산된 I채널 및 Q채널의 상관관계값들을 가산하고 그 가산값을 제곱근연산하여 이 연산값으로 출력하는 연산수단과, 소정 윈도우크기신호에 의해 윈도우필터링 범위가 제어되며, 상기 연산값을 입력받아 윈도우필터링하여 필터링연산값으로 출력하는 필터링수단과, 각 데이타구간의 시작점과 복조시기를 결정하는 소정 제어신호를 입력받아 입력 데이타구간을 인지하며, 상기 연산값과 상기 필터링연산값을 입력받아 각 데이타구간동안 각각의 최고 피크값을 검출하여 피크검출값과 윈도우피크검출값으로 출력하는 피크검출수단과, 상기 피크검출값과 윈도우피크검출값을 입력받으며, 상기 데이타구간을 소정 갯수로 위상분할한 위상위치정보를 입력받아, 이에 대응하여 상기 피크검출값 및 윈도우피크검출값들의 입력시점에서의 위상위치정보를 피크위치신호 및 윈도우피크위치신호로 각각 업데이팅저장하며, 각 데이타구간의 복조시점에서 최종 저장된 상기 피크위치신호 및 윈도우피크위치신호로 출력하는 피크위치검출수단과, 상기 피크위치신호와 상기 윈도우피크위치신호를 입력받아 두 입력신호의 피크위치를 비교하여, 그 비교결과에 대응하는 비교신호를 출력하는 비교수단과, 상기 비교신호를 입력받아 동기상태를 가변시켜 초기동기확립상태를 판단하며, 상기 판단결과에 대응하는 판단신호를 생성출력하는 동기검출수단과, 상기 피크위치신호와 상기 윈도우피크위치신호를 입력받으며, 상기 판단신호에 선택제어되어, 상기 두 입력신호들중 하나의 신호를 선택적 출력하는 제1선택수단과, 상기 피크검출값과 상기 윈도우 피크검출값을 입력받으며, 상기 판단신호에 선택제어되어 상기 두 입력신호들중 하나의 입력신호를 선택적 출력하는 제2선택수단과, 소정 윈도우필터링범위를 구비하여 상기 제1선택수단의 출력신호를 입력받아 이에 대응하여 상기 윈도우필터링범위를 조절하여 윈도우크기신호로 출력하는 윈도우조정수단과, 상기 제1선택수단의 출력신호를 입력받아 각 데이타구간의 위상분할타이밍을 제어하는 타이밍복구신호를 출력하는 타이밍복구수단과, 상기 타이밍복구신호에 계수동작이 제어되어 각 데이타구간의 데이타시작점 및 복조시기를 결정하는 제어신호와, 상기 데이타구간을 소정 갯수로 분할한 위상위치정보를 생성출력하는 주기계수수단과, 복조기는 상기 I채널 및 Q채널 상관관계값을 각각 입력받으며, 상기 제2선택수단의 출력신호에 응답하여 상기 I채널 상관관계값과 Q채널 상관관계값을 업데이팅 저장하고, 상기 제어신호에 의해 인지된 데이타의 복조시기에서 최종 저장된 I채널 및 Q채널 상관관계값으로부터 송신된 데이타를 복조하여 출력하는 복조수단으로 구성한다.

이하 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 윈도우 필터를 이용한 수신기의 블럭구성도로서, 하기와 같이 구성된다.

제1혼합기(202; mixer)는 안테나(201)를 통해 입력되는 수신신호와, 반송파발생기(203)로부터 생성출력되는 반송파신호를 입력받아 두 입력신호를 혼합하여 혼합신호로 출력한다.

대역통과필터(BPF; 204)는 상기 혼합신호를 입력받아 대역통과필터링하여 중간주파수신호로 변환된 필터링 신호로 출력한다.

중간주파수 발생기(206)는 소정 주간주파수신호를 생성출력한다.

I채널혼합기(205)는 상기 필터링신호와 상기 중간주파수신호를 입력받아 두 입력신호를 혼합하여 I채널 기저대역확산신호를 생성출력한다.

위상변환기(207)는 상기 중간주파수신호를 입력받아 π/2 만큼 위상천이하여 직교성분의 중간주파수신호로 변환출력한다.

Q채널혼합기(208)는 상기 직교성분의 중간주파수신호와 상기 필터링신호를 입력받아 상기 두 입력신호를 혼합하여 Q채널 기저대역확산신호를 생성출력한다.

제1, 2저역통과필터(209,210)은 상기 I 및 Q채널의 기저대역확산신호를 각각 입력받아 저역통과필터링하여 출력한다.

제1, 2A/D변환기(211,213)는 상기 저역통과필터링된 I, Q채널의 출력신호를 각각 입력받아 디지탈변환하여, I, Q채널의 디지탈 신호로 변환하여 출력한다.

기준 PN코드 발생기(212)는 소정 기준 PN코드를 생성출력한다.

제1디지탈정합필터(214)는 상기 I채널의 디지탈 신호와 상기 기준 PN코드를 입력받아 상기 두 입력신호의 상관관계를 구하여 I채널 상관관계값을 출력한다.

제2디지탈정합필터(215)는 상기 Q채널의 디지탈 신호와 상기 기준 PN코드를 입력받아 상기 두 입력신호의 상관관계를 구하여 Q채널 상관관계값을 출력한다.

제1, 2자승기(216,217)는 상기 I 및 Q채널의 상관관계값을 각각 입력받아 자승연산하여 출력한다.

가산기(218)는 상기 자승연산된 I, Q채널의 상관관계값을 입력받으며 상기 두 입력신호를 가산하여 출력한다.

제곱근기(219)는 상기 가산기의 출력신호를 입력받아 제곱근연산하여 제곱근연산된 신호로 출력한다.

피크검출기(221)는 각 데이타구간의 시작점과 복조시기를 결정하는 제어신호(PNEW)를 입력받아 각 데이타구간을 인지하며, 상기 제곱근연산된 신호를 입력받아 상기 각 데이타구간동안에 입력되는 상기 제곱근연산된 신호중에서 최고 피크값을 검출하여 피크검출값(R-PKDET)을 출력한다.

윈도우필터(window filter; 220)는 소정 윈도우크기신호에 의해 윈도우필터링 범위가 제어되며, 상기 제곱근연산된 신호를 입력받아 윈도우필터링하여 출력한다.

윈도우피크검출기(222)는 상기 제어신호(PNEW)를 입력받아 각 데이타구간을 인지하며, 상기 윈도우필터링된 신호를 입력받고, 상기 각 데이타구간 동안에 입력되는 윈도우필터링된 신호중에서 최고 피크값을 검출하여 윈도우피크검출값(W-PKDET)을 출력한다.

피크위치검출기(225)는 상기 피크검출값(R-PKDET)과 후술할 주기계수기(237)의 위상위치정보(POS)를 입력받으며, 상기 피크검출값(R-PKDET) 입력에 응답하여 상기 피크검출값(R-PKDET) 입력시에 입력되는 상기 위상위치정보(POS)를 저장하며, 이후 하나의 데이타구간이 데이타를 복조하는 시점에서 상기 저장된 위상위치정보(POS)를 피크위치신호(R-PKPOS)로 출력한다.

윈도우피크위치검출기(226)는 상기 위상위치정보(POS)와 윈도우피크검출값(W-PKDET)을 입력받으며, 상기 윈도우피크검출값(W-PKDET) 입력에 응답하여 상기 윈도우피크검출값(W-PKDET) 입력시에 입력되는 상기 위상위치정보(POS)를 저장하며, 이후 하나의 데이타구간이 데이타를 복조하는 시점에서 상기 저장된 위상위치정보(POS)를 윈도우피크위치신호(W-PKPOS)로 출력한다.

비교기(229)는 상기 피크위치신호(R-PKPOS)와 상기 윈도우피크위치신호(W-PKPOS)를 입력받아 상기 두 입력신호를 비교하여, 상기 두 입력신호의 피크위치가 동일함이 비교되면 1의 값을 가지는 비교신호(HIT)를 생성출력하며, 상기 두 입력신호의 피크위치가 동일하지 않음이 비교되면 0의 값을 가지는 비교신호(HIT)를 생성출력한다. 상술한 비교신호(HIT)는 PN코드로 대역확산시킨 수신신호와 기준 PN코드의 시퀸스(sequence)가 1칩 이내로 일치하는 상태를 나타내는 신호이다.

동기검출기(213)는 스테이트 머신(state machine)이 사용될 수 있으며, 상기 비교신호(HIT)를 입력받아 동기 스테이트를 가변시켜 초기동기상태를 판단하며, 상기 판단결과를 알리는 판단신호(INIST)와 상기 비교신호(HIT)의 입력상태에 대응하는 동기신호(SYNC)를 생성출력한다.

제1선택기(234)는 상기 피크위치신호(R-PKPOS)와 상기 윈도우피크위치신호(W-PKPOS)신호를 입력받으며, 상기 판단신호(INIST)에 선택제어되어 상기 두 입력신호들중 어느 하나를 선택적 출력한다.

제2선택기(240)는 상기 피크검출값(R-PKDET)과 상기 윈도우피크검출값(W-PKDET)을 입력받으며, 상기 판단신호(INIST)에 선택제어되어 상기 두 입력신호들중 어느 하나를 선택적 출력한다.

윈도우조정기(242)는 소정 윈도우크기신호와 상기 제1선택기(234)의 출력신호를 입력받으며, 상기 제1선택기(234)의 출력신호에 대응하여 윈도우크기신호의 윈도우크기로 조절하여 출력한다.

타이밍복구회로(236)는 상기 제1선택기(234)의 출력신호를 입력받아 이에 대응하는 타이밍복구신호를 출력한다.

주기계수기(237)는 상기 타이밍복구신호에 타이밍제어되어 소정 데이타구간의 데이타 시작점 및 복조시기를 결정하는 제어신호(PNEW)와, 상기 데이타구간을 소정 위성단위로 분할한 상기 위상위치정보(POS)를 생성출력한다.

복조기(246)는 연속되는 상기 I채널 상관관계값과 상기 Q채널 상관관계값들을 각각 입력받으며, 상기 제2선택기(240)의 출력신호에 응답하여 상기 I채널 상관관계값과 Q채널 상관관계값을 업데이트(update) 저장하고, 상기 주기계수기(237)로부터 입력되는 제어신호에 따라 데이타의 복조시기에서 현재 저장된 I, Q채널 상관관계값으로부터 송신된 데이타를 복조하여 출력한다.

제3도는 상술한 제2도의 구성중 상기 동기검출부(232)에서 초기 동기를 검출하기 위한 스테이트 천이과정을 도시한 스테이트 천이 상태도이다.

이하 상술한 제2도의 구성 및 제3도의 상태도를 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 살펴본다.

먼저 제1혼합기(202)는 안테나(201)를 통해 입력되는 수신신호와, 반송파 발생기(203)으로부터 입력되는 반송파를 입력받으며, 상기 두 입력신호를 믹싱하여 혼합신호로 출력한다. 이후 대역통과필터(204)는 상기 혼합신호를 입력받아 필터링하여 중간주파수신호로 변환된 필터링 신호를 출력한다.

이후 I채널혼합기(205)는 상기 필터링신호와, 중간주파수 발생기(206)으로부터 입력되는 동상신호성분의 중간주파수신호를 입력받으며, 상기 두 입력신호를 믹싱하여 상기 필터링신호로부터 중간주파수성분이 제거된 I채널 기저대역확산신호를 생성출력한다. 위상변환기(207)는 상기 주간주파수 발생기(106)로부터 입력되는 중간주파수신호를 입력받아 π/2만큼 위상천이하여 직교성분의 중간주파수신호로 출력한다. Q채널혼합기(208)는 상기 중간주파수 발생기(206)로부터 위상변환기(207)를 거쳐 입력되는 직교성분의 중간주파수 신호와, 상기 필터링신호를 입력받으며, 상기 두 입력신호를 믹싱하여 상기 필터링신호로부터 중간주파수 성분이 제거된 Q채널 기저대역확산신호를 생성출력한다.

제1, 2저역통과필터(209,210)는 상기 I, Q채널의 기저대역확산신호들을 각각 입력받아 저역통과 필터링하여 출력한다. 또한 제1, 2A/D변환기(211,213)는 상기 제1, 2저역통과필터(209,210)들에 의해 필터링된 I, Q채널의 출력신호를 각각 입력받아 I, Q채널의 디지탈 신호로 변환하여 출력한다.

제1, 2디지탈정합필터(214,215)는 기준 PN코드 발생기(212)로부터 각각 기준 PN코드를 입력받으며, 상기 I, Q채널의 디지탈 신호를 각각 입력받아 상기 기준 PN코드와의 상관관계를 구하여 각각 I 및 Q채널의 상관관계값을 출력한다.

제1, 제2자승기(216,217)는 상기 I 및 Q채널의 상관관계값을 각각 입력받아 자승연산하여 출력하며, 가산기(218)는 상기 자승연산된 I 및 Q채널의 상관관계값들을 입력받으며 상기 두 상관관계값들을 가산하여 가산신호로 출력한다. 이후 제곱근기(219)는 상기 가산신호를 입력받아 제곱근연산하여 제곱근연산된 신호로 출력한다.

피크검출기(221)와 윈도우피크검출기(222)는 매 데이타 복조주기마다, 즉 데이타 듀레이션동안 최고의 피크값을 검출하는 역할을 수행한다. 즉, 피크검출기(221)는 상기 제곱근기(219)의 출력을 그대로 이용하여 피크값을 검출하고 보다 큰 피크값이 검출될 때마다 피크검출값(R-PKDET)을 생성출력하여 보다 큰 피크값이 검출되었음을 알린다. 그리고 윈도우피크검출기(222)는 상기 윈도우 필터(220)의 필터링출력을 이용하여 피크값을 검출한다. 이때 상기 윈도우필터(220)는 윈도우내의 상기 제곱근기(219)의 출력은 그대로 통과시키며, 윈도우 이외의 상기 제곱근기(219)의 출력은 통과시키지 않고 '0'값을 출력시킨다. 즉, 윈도우피크검출기(222)는 최고의 피크값이 관측될 때마다 새로운 피크가 관축되었음을 알리는 윈도우피크검출값(W-PKDET)을 생성출력한다.

즉 피크검출기(221)는 제어신호(PNEW)에 대응하는 한 데이타 듀레이션 동안 제곱근기(219)의 모든 출력값 가운데 최고의 피크를 검출하여 피크검출값(R-PKDET)을 생성하지만, 상기 윈도우피크검출기(222)는 상기 제어신호(PNEW)에 대응하는 한 데이타 듀레이션동안 상기 제곱근기(219)의 출력중 특정 크기의 윈도우이내의 샘플가운데에서만 최고의 피크를 검출하여 윈도우피크검출값(W-PKDET)을 생성출력한다.

피크위치검출기(225)와 윈도우피크위치검출기(226)는 각각 피크검출기(221)와 윈도우피크검출기(222)로부터 최대 피크값이 관측되었음을 알리는 신호(R-PKDET, W-PKDET)를 입력받으며, 동시에 상기 주기계수기(237)로부터 입력되는 현재의 피크위치를 알리는 위상위치정보(POS)를 저장하며, 한 듀레이션이 끝나고 데이타를 복조하는 시점에서 각각 최고 피크값의 위치정보를 출력한다.

즉, 피크위치검출기(225)는 상기 피크검출기(221)로부터의 피크검출값(R-PKDET)의 입력시점에서 상기 주기계수기(237)로부터 입력되는 위상위치정보(POS)를 저장하며, 한 데이타 듀레이션이 끝나면 한 데이타 듀레이션동안 저장된 위상위치정보(POS)중 최대 위상위치정보(POS)를 피크위치신호(R-PKPOS)로 출력한다. 또한 윈도우피크위치검출기(226)는 윈도우피크검출기(222)로부터의 윈도우피크검출값(W-PKDET)의 입력시점에서 상기 주기계수기(237)로부터 입력되는 위상위치정보(POS)를 저장하며, 한 데이타 듀레이션이 끝나면 한 데이타 듀레이션동안 저장된 위상위치정보(POS)중 최대 위상위치정보(POS)를 윈도우피크위치신호(W-PKPOS)로 출력한다.

비교기(229)는 피크위치검출기(225)로부터 상기 피크위치신호(R-PKPOS)신호와, 상기 윈도우피크위치검출기(226)로부터 상기 윈도우피크위치신호(W-PKPOS)를 입력받으며, 상기 두 입력신호를 비교하여 상기 두 입력신호의 위상위치가 동일하면 1의 값을 가지는 비교신호(HIT)를 생성출력하며, 상기 두 입력신호의 위치가 동일하지 않으면 0의 값을 가지는 비교신호(HIT)를 생성출력한다. 상술한 비교신호(HIT)는 수신신호의 PN코드와 기준 PN코드의 시퀸스(sequence)가 1칩 이내로 일치하는 상태를 나타내는 신호이다.

이후 동기검출기(231)는 상기 비교신호(HIT)를 입력받아 이에 대응하여 초기동기(acquisition) 혹은 유효한 수신신호가 감지되었음을 알리는 동기신호(SYNC)를 생성출력한다. 이때 상기 동기신호(SYNC)는 초기 동기의 확립상태를 알리는 신호이며, 무선 랜(LAN) 또는 무선전화기등에서 유효한 수신신호가 존재함을 알리는 캐리어 감지신호로 이용될 수 있다.

상술한 동기검출기(231)는 일례로 공지의 스테이트 머신(state machine)으로 구성되어 있으며, 제3도는 이러한 스테이트 머신의 일례를 보인 것으로서, 상기 비교신호(HIT)에 따라 순차적으로 스테이트가 증가하는 방향으로 천이(transition)하고, 동일하지 않은 비교신호(HIT)에 따라 순차적으로 스테이트가 감소하는 방향으로 천이하는 스텝 바이 스텝 업(step-by-step up) 및 스텝 바이 스텝 다운(step-by-step down)으로 천이하는 스테이트 머신의 일례를 도시한 것이다.

상술한 제3도의 스테이트 머신의 동작을 살펴보면 초기에 스테이트는 S1스테이트상태에 있고, 동기가 확립되지 않았으므로 0상태의 동기신호(SYNC)를 출력한다. 만약 S1스테이트에서 0상태의 비교신호(HIT)가 입력되면 스테이트 천이는 하지 않고 계속 S1스테이트에 있게 되고 출력으로는 동기가 확립되지 않았음을 알리는 0상태의 동기신호(SYNC)를 출력한다. 즉, S1스테이트에서 0상태의 비교신호(HIT)가 입력되면, 다음 스테이트는 역시 S1스테이트이며, 동기가 확립되지 않음을 알리는 0상태의 동기신호(SYNC)를 출력한다. 만약 S1상태에서 1상태의 비교신호(HIP)가 입력되면, 스테이트는 S2로 천이되고 이전 동기신호(SYNC)의 상태를 그대로 간직하는 동기신호(SYNC)를 출력한다. 따라서 S1스테이트에서 S2스테이트로 천이하는 경우, 이전 동기신호(SYNC)의 상태가 0이므로 출력되는 동기신호(SYNC)는 0의 상태를 가진다.

또한 S2스테이트에서 0상태의 비교신호(HIT)가 입력되면, 스테이트 상태는 S1스테이트로 천이하며, 0상태의 동기신호(SYNC)를 출력한다. S2스테이트에서 1상태의 비교신호(HIT)가 입력되면, 스테이트 상태는 S3스테이트로 천이되며, 동기신호(SYNC)는 이전 동기신호(SYNC)의 상태를 그대로 간직한채 출력한다.

이후 상술한 동작에 따라, 스테이트 천이가 계속되어 Sn-1스테이트에 도달되고, Sn-1스테이트에서 1상태의 비교신호(HIT)가 입력되면 스테이트는 최종 스테이트인 Sn스테이트로 천이하고 동기가 확립되었음을 알리는 1상태의 동기신호(SYNC)를 출력한다. 최종 스테이트 Sn에서 1상태의 비교신호(HIT)가 입력되면, 스테이트 천이는 계속 Sn스테이트에 머물게 되고, 출력으로는 1상태의 동기신호(SYNC)를 출력한다. 만약 Sn스테이트에서 0상태의 비교신호(HIT)가 입력되면 스테이트는 Sn-1스테이트로 천이하게 되고 상기 동기신호(SYNC)는 이전 동기신호(SYNC)의 상태를 가지므로, 1상태의 동기신호(SYNC)가 출력된다.

만약 Sn스테이트에서 연속하여 0상태의 비교신호(HIT)가 입력되면 스테이트는 계속적으로 감소하는 방향으로 천이하게 되고 결국 초기 스테이트 S1에 도달하게 되어 동기 로스(loss) 혹은 수신신호가 유효하지 않음을 알리는 0상태의 동기신호(SYNC)를 출력한다.

한편 동기 검출기(231)는 상술한 동기신호이외에 스테이트 머신의 상태를 판단하여 S1스테이트에 있으면 0상태의 판단신호(INIST)를 출력한다.

제1선택기(234)는 A입력단자를 통해 상기 피크위치신호(R-PKPOS)를 입력받으며, B입력단자를 통해 윈도우피크위치신호(W-PKPOS)를 입력받는다. 이후 상기 제1선택기(234)는 상기 판단신호(INIST)를 셀렉트단자(sel)로 입력받아, 0상태의 상기 판단신호(INIST)가 입력되면 A입력단자로의 입력신호를 최대피크위치신호(PKPOS)로 출력하며, 1상태의 판단신호(INIST)가 입력되면 B입력단자로의 입력신호를 최대피크위치신호(PKPOS)로 출력한다.

제2선택기(240)는 A단자를 통해 상기 피크검출값(R-PKDET)을 입력받으며, B단자를 통해 윈도우필터값(W-PKDET)을 입력받으며 상기 판단신호(INIST신호)를 셀렉트단자(sel)로 입력받아 상기 판단신호(INIST)의 입력상태에 대응하여 상기 피크검출값(R-PKDET) 또는 윈도우피크검출값(W-PKDET)을 선택하여 최고의 피크값이 검출되었음을 알리는 최대피크검출신호(PKDET)로 출력한다.

윈도우조정기(242)는 상기 제1선택기(234)로부터 상기 최대피크위치신호(PKPOS)를 입력받으며, 상기 최대피크위치신호(PKPOS)에 대응하여 상기 윈도우필터(220)의 윈도우를 조정한다. 이때 본 발명의 다른 일 실시예로 상기 윈도우필터의 윈도우를 외부조정하게 할 수도 있음은 본 발명의 일 실시예에 의해 이분야의 통상의 지식을 가진자에게는 자명한 사실이다.

이후 윈도우조정기(242)는 상기 최대피크위치신호(PKPOS)에 대응하여 상기 윈도우필터의 윈도우 크기를 제어한다.

윈도우필터(220)는 상기 윈도우조정기(242)가 제공하는 윈도우 범위내에서 상기 제곱근기(219)의 출력을 필터링하여 출력하며, 상기 윈도우 범위를 벗어나는 신호를 제거하여 "0"를 출력시킨다.

한편 타이밍 복구회로(236)는 매 데이타 듀레이션이 끝나는 에이타 복조시점에서 최대피크위치신호(PKPOS)신호를 입력받아 다음 데이타 듀레이션에서는 최대 피크가 특정한 위치에서 관출될 수 있도록 위상위치정보를 변경하도록 상기 주기계수기(237)를 제어한다. 즉 타이밍복구회로에서는 피크가 관측되기를 원하는 특정한 위치와 실제 최고의 피크가 관측된 위치와의 차이로부터 위상에러를 구하게 되고, 이러한 위상 에러를 줄이도록 주기계수기(237)를 제어하게 된다.

주기계수기(237)는 데이타의 시작점 및 데이타의 복조시점을 결정하는 제어신호(PNEW)와 위상위치정보(POS)를 제공한다. 즉, 주기계수기(237)는 하나의 데이타 듀레이션을 무수히 많은 위상으로 구분하여 각 위상을 순차적으로 카운팅하여 각 위상을 위치로 맵핑한 정보를 출력하고 하나의 데이타 듀레이션이 끝나면 데이타의 복조시점 및 데이타의 시작점을 알리는 제어신호(PNEW)를 생성한다. 이때 상기 주기계수기(237)의 정확한 계수시간은 타이밍 복구회로(236)로부터 계속적으로 제어받게 되어 있으므로 주기계수기(237)의 정확한 계수시간은 타이밍 복구회로(236)로부터 계속적으로 제어받게 되어 있으므로 주기계수시간은 미세하게 변할 수도 있다. 이러한 주기계수시간의 미세한 변화는 수신신호와 기준신호와의 위상에러를 최소화하는 방향으로 이루어지므로 이러한 과정에서 동기추적 및 클럭이 복구된다.

또한 복조기(246)는 최대피크검출신호(PKDET)에 응답하여 제1, 2디지탈정합필터(214,215)의 출력을 업데이트(update) 래치하다가 주기계수기(237)가 데이타의 복조시점을 알려오면 기억된 제1, 2디지탈정합필터(214,215)의 출력으로부터 데이타를 복원한다.

개략적으로 상기 윈도우 필터(220)는 이전 데이타 듀레이션에서 최고의 피크가 관측된 위치부근에 존재하는 상기 제곱근기(219)의 출력만을 통과시키게 된다. 따라서 이러한 과정은 채널 잡음이나 의도적/비의도적 잡음 혹은 페이딩이나 새이딩등으로 인한 멀티패스신호등이 존재하는 수신신호하에서 다양한 잡음이나 멀티패스신호 등을 제거하는 아주 효과적인 기능을 수행하게 된다.

상술한 바와 같이, 윈도우를 이용한 처리방식은 잡음이나 멀티패스신호가 존재하는 경우 데이타 복조오류나 타이밍 복구오류 등을 크게 줄일 수 있어 수신기의 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 즉, 상술한 바와같이 본 발명은 전송채널에 존재하는 잡음 또는 간섭에 의한 수신신호의 열화를 윈도우 필터링을 수행하여 제거하므로 데이타복조를 충실히 수행할 수 있는 장점이 있다. 또한 본 발명은 무선전송채널의 페이딩 또는 새이딩으로 인한 엔벨로프변동 또는 멀티패스신호의 존재시에 상기 신호들을 윈도우필터링하여 제거하므로 데이타 복조오류 및 타이밍복구오류를 크게 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 더구나 본 발명은 윈도우 필터링처리를 하지 않은 결과와 윈도우필터링처리를 수행한 결과를 비교하여 동기확립상태를 검출하므로 데이타 동기확립률이 월등히 높아진다.

Claims

전송채널을 통해 전송된 수신신호로부터 반송파 및 중간주파수성분을 제거하여 I채널 및 Q채널 기저대역확산신호로 변환하고, 상기 I채널 및 Q채널 기저대역확산신호를 필터링 및 디지탈 변환하여 소정 기준 PN코드와의 상관관계를 구한 I채널 상관관계값 및 Q채널 상관관계값을 각각 생성출력하는 수신수단을 구비한 직접확산통신시스템의 수신장치에 있어서, 상기 I 및 Q채널의 상관관계값을 입력받아 각각 자승연산하며, 상기 자승연산된 I 및 Q채널의 상관관계값들을 가산하고 그 가산값을 제곱근연산하여 이 연산값으로 출력하는 연산수단과, 소정 윈도우크기신호에 의해 윈도우필터링범위가 제어되며, 상기 연산값을 입력받아 윈도우필터링하여 필터링연산값으로 출력하는 필터링수단과, 각 데이타구간의 시작점과 복조시기를 결정하는 소정 제어신호를 입력받아 각 데이타구간을 인지하며, 상기 연산값과 상기 필터링연산값을 입력받아 각 데이타구간동안 각각의 최고 피크값들을 검출하여 피크검출값과 윈도우피크검출값으로 출력하는 피크검출수단과, 상기 피크검출값과 윈도우피크검출값을 입력받으며, 상기 데이타구간을 소정 갯수로 위상 분할한 위상위치정보를 입력받아, 이에 대응하여 상기 피크검출값 및 윈도우피크검출값들의 입력시점에서의 위상위치정보를 피크위치신호 및 윈도우피크위치신호로 각각 업데이팅저장하며, 각 데이타구간의 복조 시점에서 최종 저장된 상기 피크위치신호 및 윈도우피크위치신호로 출력하는 피크위치검출수단과, 상기 피크위치신호와 상기 윈도우피크위치신호를 입력받아 두 입력신호의 피크위치를 비교하여 그 비교결과에 대응하는 비교신호를 출력하는 비교수단과, 상기 비교신호를 입력받아 동기스테이트를 가변시켜 초기동기확립상태를 판단하며, 상기 판단결과에 대응하는 판단신호를 생성출력하는 동기검출수단과, 상기 피크위치신호와 상기 윈도우피크위치신호를 입력받으며, 상기 판단신호에 선택제어되어, 상기 두 입력신호들중 하나의 신호를 선택적 출력하는 제1선택수단과, 상기 피크검출값과 상기 윈도우피크검출값을 입력받으며, 상기 판단신호에 선택제어되어 상기 두 입력신호들중 하나의 입력신호를 선택적 출력하는 제2선택수단과, 소정 윈도우필터링범위를 구비하여 상기 제1선택수단의 출력신호를 입력받아 이에 대응하여 상기 윈도우필터링범위를 조절하여 윈도우크기신호로 출력하는 윈도우조정수단과, 상기 제1선택수단의 출력신호를 입력받아 각 데이타구간의 위상분할타이밍을 제어하는 타이밍복구신호를 출력하는 타이밍복구수단과, 상기 타이밍복구신호에 타이밍제어되어 각 데이타구간의 데이타시작점 및 복조시기를 결정하는 제어신호와, 상기 데이타구간을 소정 갯수로 분할한 위상위치정보를 생성출력하는 주기계수수단과, 복조기는 상기 I채널 및 Q채널 상관관계값을 각각 입력받으며, 상기 제2선택수단의 출력신호에 응답하여 상기 I채널 상관관계값과 Q채널 상관관계값을 업데이팅 저장하고, 상기 제어신호에 의해 인지된 데이타의 복조시기에서 최종 저장된 I채널 및 Q채널 상관관계값으로부터 송신된 데이타를 복조하여 출력하는 복조수단으로 구성함을 특징으로 하는 수신기.
제1항에 있어서, 연산수단이, 상기 I채널 상관관계값을 입력받아 자승연산하여 출력하는 제1자승연산 수단과, 상기 Q채널 상관관계값을 입력받아 자승연산하여 출력하는 제2자승연산수단과, 상기 자승연잔된 I, Q채널 상관관계값을 입력받으며, 상기 두 입력신호를 가산하여 출력하는 가산수단과, 상기 가산수단의 출력신호를 입력받아 제곱근연산하여 제곱근연산된 신호로 출력하는 제곱근연산수단으로 구성함을 특징으로 하는 수신기.
제1항에 있어서, 상기 피크검출수단이, 각 데이타구간의 시작점과 복조시기를 결정하는 소정 제어신호를 입력받아 각 데이타구간을 인지하며, 상기 연산값을 입력받아 각 데이타구간동안의 최고 피크값들을 검출하여 피크검출값으로 출력하는 제1피크검출수단과, 각 데이타구간의 시작점과 복조시기를 결정하는 소정 제어신호를 입력받아 각 데이타구간을 인지하며, 상기 필터링연산값을 입력받아 각 데이타구간동안의 최고 피크값들을 검출하여 윈도우피크검출값으로 출력하는 제2피크검출수단으로 구성함을 특징으로 하는 수신기.