KR0142035B1 - 가중을 위한 이동 평균된 파일럿 신호 및 직교 데이타 심볼 벡터의 위상회전을 사용하는 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼 수신기 - Google Patents

가중을 위한 이동 평균된 파일럿 신호 및 직교 데이타 심볼 벡터의 위상회전을 사용하는 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼 수신기

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KR0142035B1 KR1019940038848A KR19940038848A KR0142035B1 KR 0142035 B1 KR0142035 B1 KR 0142035B1 KR 1019940038848 A KR1019940038848 A KR 1019940038848A KR 19940038848 A KR19940038848 A KR 19940038848A KR 0142035 B1 KR0142035 B1 KR 0142035B1
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Abstract

다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼 수신기에서, 확산 직교 데이타 신호 및 확산직교 파일럿 신호는 칩 레이트로 직교 역확산 시퀀스와 상관된다. 이들 역확산신호는 심볼 레이트로 적산되어 직교 데이타 심볼 및 직교 파일럿 심볼을 출력한다. 각 위상 성분의 소정 개수의 파일럿 심볼은 이동 평균된다. 직교 데이타심볼의 각 위상 성분은 파일럿 심볼의 대응하는 위상 성분의 이동 평균값으로 가중치를 가지며, 데이타 심볼의 다른 가중된 성분과 합산되어 확산 스펙트럼 수신기의 출력신호를 생성한다.

Description

가중을 위한 이동 평균된 파일럿 신호 및 직교 데이타 심볼 벡터의 위상 회전을 사용하는 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼(DS/CDMA)수신기
제1도는 본 발명에 따른 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼 수신기의 블록도,
제2도는 제1도의 동기 포착 추적 회로의 위상 시프트 제어기의 블록도,
제3도는 복소 평면에서 데이타 신호 및 파일럿 신호의 그래픽 표현을 도시한 도면,
제4도 및 제5도는 제2도의 제어기에 의해서 수행되는 동작 순서를 설명하는 흐름도,
제6도는 레일레이 페이딩에 따라 가변되는 신호 파워에 관련하여 제1도의 누산기에서 누산된 일련의 상관값들의 예를 도시한 타이밍 다이어그램,
* 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 ; 구상 복조기11 ; 아날로그-디지탈 변환기
12 ; 레이크 수신기13 ; 동기 포착 추적 회로
14 ; 채널 디코더21,22,23 ; 복조기
24,29 ; 가산기30 ; 배타논리-0R 게이트
31i, 31q ; 승산기32i,32q ; 스위치
33i, 33q, 36i ,36q, 42 : 적산기34i, 34q : 이동 평균 회로
35i, 35q : 상관기37i, 36q : 지연 회로
40 : 직교 상관기41, 54 : PN 시퀀스 발생기
43 : 절대값 회로44, 52 : 선택기
45 : 위상 시프트 제어기50 : 제어기
A1-AN : 누산기53 : 월쉬 코드 발생기
본 발명은 일반적으로 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼(direct sequencespread spectrum (코드 분할 다중 억세스) 수신기에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 신호가 레일레이 페이딩(Ray1eighfading)에 의해서 심각하게 영향을 받는 셀룰라 이동 통신 시스템에 사용하기 위한 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼 기술에 관한 것이다.
다른 다중 억세스 기술이 제공하는 것보다 더 많은 사용자에게 서비스를 제공하는 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼 통신 시스템에 관한 상업적 관심이 최근 상기한 시스템의 잠재적 증력에 기인하여 고조되고 있다. DS/CDMA 시스템의 셀-위치 기지국(cell-site station)에서, 데이타 심볼은 확산(spread) 신호가 송신되는 채널에 할당된 직교 월쉬 코드(orthogona1 wa1sh code) 뿐만 아니라 셀-위치에 할당된 더 높은 주파수 직교 의사 랜덤 수(PN : pseudo-randumn number ) 시퀀스를 상기 데이타 심볼과 승산함으로써 확산된다. 이동 기지국에 동기 포착 추적 동작기능을 갖게 하기 위해서 파일럿(pi1ot)신호는 데이타 심볼 시퀀스에 중첩된다. 이동 기지국에서는 수신된 로컬 시퀀스들 간에 상관(corre1ation)이 취해질 때마다 소정의 양만큼 로컬 PN 시퀀스의 위상 타이밍을 이동시키기 위해서,그리고 상관이 어떤 임계값을 초과할 때 로컬 시퀀스에 대해 정확한 위상 타이밍을 결정하기 위해서 슬라이딩(s1iding) 상관 기술을 사용한다. 일단 동기가 확정되면, 위상차는 모니터되며 칩(chip)구간의 부분이내로 유지된다. 송신하는 동안에, 신호는 다양한 지형 구조로부터 반사 및 산란을 격게되어, 이동 기지국에서 다중 경로 신호의 상호 간섭에 기인한 정재파의 복잡한 패턴을 만들게 된다. 결과적으로, 신호의 전파 경로는 레일레이 분포로 근사화되는 전계 강도 분포를 나타낸다. 따라서,신호는 레일레이 페이딩 이라고 호칭되는 현상을 보이며 이동 기지국에서 신호의 포락선 및 이의 위상은 상당히 변동된다.
이러한 불리한 조건하에서, 송신된 신호는 노이즈에 의해 변동되며 신호의 칩-레이트 위상 타이밍은 수신기의 로컬 타이밍으로부터 순간 순간 벗어난다.
그러므로 본 발명의 목적은 송신중에 도입된 노이즈의 영향을 극복할 수 있는 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼 수신기를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라서, 동상 및 구상 확산 데이타 신호 및 동상 및 구상 확산 파일럿 신호를 칩 레이트로 직교 역확산 시퀀스와 승산하여 동상 및 구상 직교 역확산 데이타 신호 및 동상 및 구상 역확산 파일럿 신호를 출력하는 상관기를 포함하는 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼 수신기가 제공된다. 데이타 적산기는 동상 및 구상 데이타 심볼을출력하도록 심볼 레이트로 동상 및 구상 역확산 데이타 신호를 적산하며, 파일럿 적산기는 동상 및 구상 파일럿 심볼을 출력하도록 심볼 레이트로 동상 및 구상 역확산 파일럿 신호를 적산한다. 제1 및 제2 이동 평균값을 각각 출력하도록 소정 개수의 동상 및 구상 파일럿 심볼을 연속적으로 합산하는 제1 및 제2 이동 평균 수단이 제공된다. 데이타 적산기로부터의 동상 및 구상 데이타 심볼은 제1 및 제2 승산기에 의해서 각각 제1 및 제2 이동 평균값과 승산된다. 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼 수신기의 출력 신호는 제1 및 제2 승산기의 출력을 합산함으로써 출력된다. 파일럿 심볼은 이동 평균되며 데이타 심볼은 가중치를 갖게 되며 위상은 이동 평균값에 의해 회전되므로, 파일럿 신호상의 노이즈 영향, 및 결과적으로 가중치를 가지며 회전된 데이타 신호상이 노이즈 영향은 감소된다.
양호하게, 지연은 제1 및 제2 승산기에 인가되기에 앞서 소정 개수의 동상파일럿 심볼의 반에 대응하는 양만큼 동상 및 구상 데이타 심볼 각각에 도입된다. 따라서, 각각의 지연된 데이타 심볼에 대해서, 이동 평균은 지연된 심볼에 선행하는 소정 개수의 파일럿 심볼의 반 및 지연된 심볼에 계속된 소정 개수의 파일럿 심볼의 반으로부터 유도된다.
다중 경로 페이딩 채널에서 다수의 복조기 및 복조기 출력에 접속된 가산기를 사용하는 것이 바람직하다. 복조기 각각은 동상 및 구상 확산 데이타 신호 및 동상 및 구상 확산 파일럿 신호를 칩 레이트로 직교 역확산 시퀀스와 승산하여 동상 및 구상 직교 역확산 데이타 신호 및 동상 및 구상 역확산 파일럿 신호를 출력하는 상관기를 포함하는 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼 수신기가 제공된다.
데이타 적산기는 동상 및 구상 데이타 심볼을 출력하도록 심볼 레이트로 동상 및 구상 역확산 데이타 신호를 적산하며, 파일럿 적산기는 동상 및 구상 파일럿 심볼을 출력하도록 심볼 레이트로 동상 및 구상 역확산 파일럿 신호를 적산한다.
제1 및 제2 이동 평균값을 각각 출력하도록 소정 개수의 동상 및 구상 파일럿 심볼을 연속적으로 합산하는 제1 및 제2 이동 평균 수단이 제공된다. 데이타 적산기로부터의 동상 및 구상 데이타 심볼은 제1 및 제2 승산기에 의해서 각각 제1 및 제2 이동 평균값과 승산된다. 복조기의 출력 신호는 제1 및 제2 승산기의 출력을 합산함으로써 출력되어 가산기에 인가된다.
더 바람직한 실시예에서, 다수의 위상 위치 신호를 저장하는 레지스터, 시프트(shift)명령 신호에 응답하여 상기 위상 위치 신호중 각각 하나를 주기적으로 선택하는 제1 선택기를 포함하는 동기 포착 추적 회로가 제공된다. 의사-랜덤수(PN) 발생기는 선택된 위상 위치 신호에 따라 직교 PN 시퀀스를 출력하며, 상관기는 동상 및 구상 역확산 파일럿 신호를 출력하도록 동상 및 구상 확산 파일럿 신호와 직교 PN 시퀀스간의 상관을 구현하며, 이어서 동상 및 구상 역확산 파일럿 신호는 소정구간에서 적산된다.적산된 동상 및 구상 신호 모두는 제곱을 취하며 그 결과는 합산되어 상관 파워값을 생성한다. 다수의 누산기들이 제공된다. 제2 선택기는 누산기에 대응하는 위상 위치 신호가 반복하여 선택되어 PN 시퀀스발생기에 인가되는 시간 동안 상관기에 의해 출력된 상관값의 총합을 출력하도록하기 위해 누산기 각각을 주기적으로 선택하고 선택된 누산기에 상관값을 인가함으로서 상기 시프트 명령 신호에 응답한다. 모든 누산기의 출력들로부터 가장 큰 상관값의 총합이 선택되며, 선택된 총합에 대응하는 위상 위치 신호가 선택된다. 수신기의 직교 역확산 시퀀스는 선택된 위상 위치 신호에 대응하여 발생된다. 다수의 복조기가 사용된다면, 다수의 더 큰 총합계값이 선택되며 대응하는위상 위치 신호가 선택되어 다수의 직교 역확산 시퀀스를 발생한다.
시프트 명령 신호는 레일레이 페이딩이 발생하는 레이트보다 더 높은 레이트로 발생되는 것이 바람직하다.
본 발명에 대해 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 기술된다.
제1도에는 본 발명에 따른 DS/CDMA 셀룰라 통신 시스템용 이동 기지국의 수신 회로를 도시한 것이다. 셀-위치 기지국에서, 베이스밴드 다운링크(셀 대 이동국)신호는 무선 송신에 최적화된 알려진 부호화된 형태로 채널 인코더에 의해 초기에 부호화된다. 심볼 레이트보다 훨씬 높은 칩 레이트로, 부호화된 신호의 심볼은 이동 기지국이 현재 위치하고 있는 서비스 영역에 공통으로 할당되는 PN(의사-랜덤 수 ; Pseudo-random number)확산 시퀀스(PNi 및 PNq)를 사용하여 확산되며 다운링크 채널에만 유일하게 할당된 직교 월쉬 코드를 사용하여 더욱 확산된다. 모두 제로이거나 1값의 열(series)인 파일럿 신호는 직교 월쉬 전체 제로코드로 동일한 PN 시퀀스(PNi 및 PNq)를 사용하여 동일한 칩 레이트로 확산된다. 확산 스펙트럼 다운링크 신호의 동상 및 구상 성분은 확산 스펙트럼 파일럿 신호의 대응하는 성분과 결합하여 직교 무선-주파수 반송파로 변조, 증폭 및 송신되는I 신호 및 Q 신호를 출력한다.
셀-위치로부터 확산 스펙트럼 신호는 이동 기지국에 의해서 수신되어 무선-주파수 증폭 및 복조 단을 포함하는 구상 복조기(10)로 공급된다. 직교 로컬 캐리어를 사용하여, 복조기(10)는 원래의 동상 신호(i) 및 구상 신호(q)를 회복한다. 바람직하기로는 아날로그-디지탈 변환기(11)를 사용하여 디지탈 형태로 i 및 q 신호를 변환하는 것이 좋다. 수신 회로는 레이크(RAKE) 수신기(12), 동기 포착 추적 회로(13), 및 채널 디코더(14)를 포함한다.
레이크, 수신기(12)는 다수의 동등한 복조기(21, 22, 23)를 포함한다. 실제적인 목적이라면 다중 경로-페이딩 관계된 문제를 고려하는 데에는 3개의 복조기로 충분하다. 명료하게 하기 위해서, 하나의 복조기(21)만이 상세히 도시되었다. 복조기(21)는 A/D 변환기(11)로부터의 I 및 Q 디지탈 신호와 의사-랜덤 역확산 시퀀스(PNi1 및 PNq1)와의 곱을 위한 한쌍의 승산기(31i 및 31q)를 포함하며, 상기 승산기(31i)로부터는 동상 출력 i1=1 × PNi1과 상기 승산기(31q)로부터는 구상출력 신호(q1=Q × PNq1)를 출력하도록 한다. PN 시퀀스(PNi1 및 PNq1)는 스위칭 신호를 출력하는 배타논리-OR 게이트(30)의 두 입력이 된다. 승산기(31i)의 출력 신호(i1)와 승산기(31q)의 출력 신호(q1)는 스위치(32i 및 32q)의 입력이 된다. 만약 스위칭 신호가 바이너리 1이면, 승산기(32i)의 출력(32i)은 스위치(32i)의 출력에서 신호(Ids)로서 나타난다. 스위칭 신호가 바이너리 0이면, 신호(Ids)는 승산기(32q)의 출력, 즉 q1과 같게 된다. 이와 마찬가지로, 스위칭신호가 1일때 승산기(31q)의 출력은 신호(Qds)로서 스위치(32q)의 출력에서 나타난다. 그렇지 않다면, 승산기(31i)의 출력은 Qds로서 나타난다. 파일럿 신호는 모두-제로 월쉬 코드를 사용하여 송신기에서 확산되었기 때문에,신호(Ids 및 Qds)는 역확산 파일럿 신호의 동상 및 구상 성분을 나타낸다.
파일럿 신호 성분을 추출하기 위해서, 동상 및 구상 신호(Ids 및 Qds) 각각은 n 개 칩의 주기에 대해 적산하는(여기서 n은 송신기에서 데이타 심볼이 확산되었던 칩들의 수를 나타낸다) 적산기(33i 및 33q)에 공급된다. 랜덤 노이즈를 흡수하기 위해서, 적산기(33i 및 33q) 각각에는 또하나의 적산기, 또는 이동 평균회로(34i 및 34q)가 연결되며, 상기 이동 평균 회로에서는 적산된 Ids 및 Qds 신호가 m 심볼(여기서 m은 소정의 수이다)의 주기에 걸쳐 연속적으로 합산된다.
특히, 이동 평균 회로 각각은 m-스테이지 레지스터와 가산기로 구현된다. 쉬프트 레지스트는 그 앞단의 회로로부터 입력 신호를 받고 가산기는 레지스터가 갖는 값들을 연속적으로 합산하기 위해서 레지스터의 모든 스테이지에 접속되어 가산기는 각 위상 성분에 대한 (m 데이타 심볼에 대응하는)m 파일럿 심볼 값의 이동 평균을 나타내는 신호를 출력한다.
데이타 신호는 송신기에서 채널-확인 월쉬 코드로 확산되었기 때문에, Ids 및 Qds 신호는 각각 승산기(상관기)(35i 및 35q)에 인가되며, 각 승산기에 인가된 상기 신호는 동기 포착 추척 회로(13)로부터 공급된 로컬 월쉬 코드(Wj ; j =1)와 곱해진다.승산기(35i 및 35q)출력은 각각 적산기(36i 및 36q)에 공급되어, n-칩구간에 걸쳐 적산되므로써 각 위상 성분에 대한 원래의 심볼의 복제를 출력하게 된다. 적산기(36i 및 36q) 출력 각각은 m/2 심볼의 지연을 갖게 하는 지연 회로(37i 및 36q)에 공급된다.
동상 및 구상 데이타 심볼의 각각은 m/2 심불의 구간만큼 지연되어 각 위상 성분의 지연된 심볼은 이동 평균 쉬프트 레지스터의 중간점 스테이지에 대응한다. 따라서,각각의 지연된 데이타 심볼에 대해서, 이동 평균값은 지연된 심볼에 선행하는 소정 개수의 파일럿 심볼의 반 및 지연된 심볼에 계속된 소정 개수의 파일럿 심볼의 반으로부터 유도된다.
PN 시퀀스(PNi1, PNq1) 및 월쉬 코드(W1)의 칩-레이트 타이밍이 입력되는 I및 Q 신호와 적당한 위상 관계에 있다면, 입력 신호의 역확산 에너지는 역확산(집충)되며 파일럿 신호 성분은 각각 rpcosθp및 rpsinθp로서 적산기(34i 및 34q)의 출력에서 큰 진폭으로 나타날 것이며, 데이타 신호 성분은 각각 rd cosθd 및 rd sinθd 로서 m/2 심볼 지연 회로(37i 및 37q)의 출력에서 큰 진폭으로 나타날 것이다.
파일럿 및 데이타 신호의 벡터는 제3도에 도시되었다. I-Q 복소 평면의 좌표 시스템에 나타난 바와같이, 파일럿 신호의 진폭은 데이타 신호의 진폭보다 항상 크며 θp와 θd사이에는 θp및 θd와 비교해 볼때 무시할만큼 작은 Δθ 차이가 있다.
복조기(21)의 출력 신호(r1)를 얻기 위해서 데이타 신호 벡터는다음과 같이 각각의 데이타 신호 성분을 대응하는 파일럿 신호 성분의 공액 복소수에 곱하고 이렇게 하여 나온 값을 합산하므로서 좌표 시스템의 I축으로 투영된다.
r1=Re[rdcosθd(rpcosθp-j rpsinθp)+
rdsinθd(rpsinθp+j rpcosθp)1
=Re [rprd(cosθpcosθd+sinθpsin θd)+
j rprd(cosθpsin θd-sinθpcosθd)]
=rprd(cosθpcosθd+sinθpsinθd)
=rprdcos(θp-θd)(1)
식(1)은 데이타 신호의 단위 벡터는 I-Q 복소 평면의 I축에서 시계방향으로 회전되며 스칼라 적 rprd의 가중치를 갖게 됨을 나타낸다.
몇몇 데이타 심볼이 송신 도중에 노이즈에 의해서 심각하게 오염되었다면, 대응하는 파일럿 심볼은 이동 평균되어 파일럿 신호상의 노이즈 영향은 이러한 방식으로 해서 감소되므로써 신호(r1)상의 노이즈 영향을 감소시키게 된다.
제1도에서, 동상 신호 성분과 동상 데이타 신호 성분을 승산기(38i)를 사용하여 곱하여 동상 적을 출력하고, 구상 파일럿 신호와 구상 데이타 신호 성분을 승산기(38q)를 사용하여 곱하여 구상 적을 출력한 후, 가산기(29)로 상기 출력된 값들을 합산하므로서 출력 신호(r1)가 얻어진다. 같은 방법으로, 출력 신호(r2 및 r3)는 복조기(22 및 23)에 의해서 출력되며, 이들은 가산기(24)에 의해서 복조기(21)의 출력 신호(r1)와 합산되어 이 가산기 출력이 송신기의 채널 인코더의 과정에 반대되는 과정을 거치게 되는 채널 디코더(14)로 공급된다.
I-Q 복소 평면의 I-축으로 데이타 벡터의 회전에 의해서 가산기(24)에서는 신호(r1,r2,r3)를 단순히 합하기만 하면 된다. 파일럿 벡터는 데이타 심볼에 가중치를 부여하고 좀더 강한 다중 경로 신호는 더욱 강한 이동 평균된 파일럿이 저레벨의 페이딩를 나타내는 강한 신호일 때 상기 기술된 회전 방법에서 파일럿 벡터의 사용은 가산기(24)로부터 출력된 신호상의 페이딩 효과를 감소시키게 된다.
동기 포착 추적 회로(13)는 직교 상관기(40)와, 위상 위치 신호에 따라서 위상 시프트 제어기(45)로부터 직교 역확산 시퀀스를 발생하는 PN 시퀀스 발생기(41)를 포함한다. 기술된 바와같이, 위상 시프트 신호는 레일레이 페이딩이 발생하는 구간보다 훨씬 작은 윈도우 구간 Tw 에서 발생된다. 윈도우 구간(Tw)은 L × Tc 와 같으며, 여기서 Tc 는 칩 레이트이며 L은 L 연속한 칩의 구간 동안에 파일럿 신호는 π/2 라디안 회전 이상을 결코 하지 않도록 선택되며, PN 시퀀스발생기(41)는 구간(Tw)에서 위상 시프트되며 위상 시프트는 각 사이클에 대해서 N배(여기서 N은 Tw x N이내에서 시프트될 위상의 수를 나타낸다)로 위상 시프트될 때, 주기적으로 반복된다. A/D 변환기(11)로부터 I 및 Q 데이타 신호는 상관기(40)에 인가되며 상관기에서 I 및 Q 파일럿 신호 성분은 역확산되며 상관값은 윈도우 구간(Tw)동안에 각 파일럿 신호 위상 성분에 대해 검출된다. 상관기(40)의 출력에는 L-칩 적산기(42)가 접속되며, 이 적산기에서는 L칩에 대한 각각의 파일럿 신호 위상 성분의 상관값들을 합산하여 파일럿 신호의 동상 및 구상 위상 성분에 대한 합 벡터를 출력한다. 적산기(42)의 출력은 절대값 회로(43)로 제공되어 이 회로에서는 파일럿의 상호-상관 크기를 나타내는 이들 두개의 벡터 성분(즉, 각 합 벡터 성분의 제곱을 합한 것의 제곱근)에 대한 결과적인 벡터의 스칼라 벡터를 윈도우 구간(Tw)내에서 유도해낸다.
절대값 회로(43)의 출력은 입력 선택기(44)에 인가되며, 입력 선택기는 이것의 이동 접촉 암(arm)의 단자 위치를 변경시키는 위상 시프트 신호에 의해서 제어된다. 누산기(A1 내지 AN)는 선택기(43)의 단자 위치에 각각 접속된다. 누산기(A1 내지 AN) 각각은 선택기(43)의 대응 단자로부터의 M 입력 신호들의 합을 제공하며 위상 시프트 제어기(45)로부터의 신호에 응답하여 리세트된다. 누산기(A1 내지 AN)의 출력은 제어기(45)로 공급되며, 제어기에 공급된 상기 신호들은 다른 합값과 비교하여 이들의 크기 서열을 정하고 이중 가장 큰 3개의 상관값을 선택한다.
제2도에 상세히 도시한 바와같이, 위상 시프트 제어기(45)는 위상 위치 데이타 소스(51)로부터 로딩된 위상 위치 신호[P1(=φo + Δφ)내지 PN(=φo + NΔφ)]를 저장하기 위한 레지스터(PRa)와, 누산기(A1 내지 AN)로부터 로딩된 상관 합 신호(S1 내지 SN)를 저장하기 위한 레지스터(RS0)를 포함한다. 레지스터(PRa)에 저장된 위상 위치 신호 각각은 선택기(52)를 통해 PN 시퀀스 발생기(52)로 선택적으로 공급된다. 레지스터(PRa 및 RS0)로 적당한 신호를 로딩하는 것과 선택기(52)로 위상 위치 신호를 선택하는 것은 제어기(50)에 의해서 제어된다. 레지스터(RS1-RS3 및 RP1-RP3)는 제어기(50)에 접속된다. 가장 큰값의 3개의 상관 합값은 레지스터(RS1 내지 RS3)에 각각 저장되며, 대응하는 위상위치 신호는 레지스터(RP1 내지 RP3)에 저장된다. 레지스터(RP1-RP3)에 저장된 위상 위치 신호는 출력 레지스터(OR1-0R3)로 각각 로딩되며, 여기서 상기 레지스터는 월쉬 코드 발생기(53)및 PN 시퀀스 발생기(54)로 결합되고 있다. 출력 레지스터에 저장된 위상 위치 신호를 사용하여, 월쉬 코드(W1, W2, W3)및 3조의 직교 PN 시퀀스(PNi1, PNq1, PNi2, PNq2, PNi3, PNq3)가 발생되며 각각은 복조기(21, 22, 23)으로 공급된다.
초기에, 제어기(50)는 위상 위치 데이타 소스(51)에 명령을 가하여 한조의 위상 위치 신호(P1-PN)가 레지스터(PRa)로 로딩되도록 한다. 제어기(50)는 클럭 발생기(도시 없음)를 포함하며, 이 클럭을 사용하여, 제어기는 구간(Tw)에서 시프트 명령 펄스를 발생하며 이를 선택기(44 및 52)에 공급한다. 위상 위치 신호(P1-PN)는 시프트 명령 신호에 응답하여 연속적으로 선택되며 PN 시퀀스 발생기(41)에 인가된다.각각의 위상 위치 신호에 응답하여, PN 시퀀스 발생기(41)는역확산 PN 시퀀스의 위상 타이밍을 kΔφ(여기서 k=1.2.....N)만큼 시프트시킨다. 각각의 연속한 윈도우 구간(Tw)동안에, L 상관값은 적산기(42)에 의해서 합산되며 합산된 것은 상기 윈도우 구간 동안에 PN 시퀀스 발생기(41)에 인가된 위상 위치 신호에 대응하는 누산기(A1 내지 AN)중 하나로 선택기(44)를 통해 인가된다. 이 과정은 각 위상 위치 신호에 대해서, 그러므로 각각의 누산기에 대해서 M 번 반복되어 누산기에 M 상관값의 총합계는 대응하는 위상 위치로 저장된다. 시프트 명령 신호가 N x M 번 반복하여 발생될 때, 위상 위치 신호는 새로운 조의 위상 위치 신호가 레지스터(PRa)로 로딩될 수 있도록 레지스터(PRa)로부터 레지스터(PRb)로 전달되며, 반면에 상관 합계중 보다 큰 값을 결정하는 연이은 처리과정 동안 상기 전달된 위상 위치 신호를 사용할 수 있도록 한다. 이와 동시에 누산기(A1-AN)에서는 상관 합계값 중 가장 큰 제1,제2 및 제3 값를 선택하도록 서로 비교하기 위해서, 그리고 레지스터(PRb)로부터 대응하는 위상 위치 신호를 출력 레지스터(om-0R3)로 로딩하기 위해서 상관 합계를 레지스터(RS0)에 로딩한다.
제어기(50)의 동작에 대해서 제4도 및 제5도의 흐름도를 사용하여 설명한다.제4도에서, 동기 포착은 스텝 60에서 시작하여 모든 누산기(A1 내지 AN)를 리세트시키고 N개를 한조로 한 새로운 위상 위치 신호(P1-PN)를 데이타 소스(51)로부터 레지스터(PRa)로 로딩한다. 이어서 카운트 변수 h를 제로로 초기화 시키는 스텝61로 진행한다. 제어는 스텝 62로 진행하여 선택기(44 및 52)에 시프트 명령 펄스를 공급하여,위상 위치 신호(P1)는 초기에 PN 발생기(41)로 공급되며, 상관값은 상관기(40)에 의해서 L 번 이상 발생되며, 적산기(42)에 의해서 합산되어 누산기(A1)에 저장된다. 스텝 63에서, 카운트 변수 h는 1만큼 증분되어 h가 N x M 과 같거나 또는 이보다 큰지를 체크하도록 스텝 64로 진행한다. 이 조건이 만족되지 않으면, 제어는 스텝 62로 복귀하여 레지스터(PRa)로부터 위상 위치 신호(P2)를 PN 발생기(41)및 제어기(50)로 독출시켜, 결과적인 L 상관값의 합을 누산기(A2)에 저장한다. 스텝 64에서의 결정이 확실할 때까지 마찬가지 동작이 진행되며, 이로인한 상관 합(S1 내지 SN)의 총합이 위상 위치 신호(P1-PN)에 대해서 누산기(A1-AN)에 저장된다.
제어는 스텝 65로 진행하여 레지스터(PRa)로부터 레지스터(PRb)로 위상 위치신호를 전달하고 스텝 60으로 복귀하여 한 조의 새로운 위상 위치에 대한 시프트 연산을 반복한다.
제5도에서, 독출 동작은 h가 N x M와 같을 때 스텝 70부터 시작하며, 이 스텝에서는 누산기(A1-AN)로부터 상관 합(S1-SN)을 레지스터(RSO)로 로딩하고 레지스터(RS1, RS2, RS3)를 모두 제로로 리세트한다. 스텝 71에서, 카운트 변수(i 및 j)는 제로로 리세트되며 연속하여 스텝 72 및 스텝 73에서 하나씩 증분된다. 카운트 변수(i)(여기서 i=1 내지 3)는 레지스터(RP1-RP3 및 RS1-RS3)를 확인하며 변수(j)(여기서 j=1 내지 N)는 위상 위치 신호(P1-PN) 및 상관 합(S1-SN)을 확인한다. 판단 스텝 74에서, 레지스터(RS0)에서의 상관 합(Sj)은 레지스터(RSi)에 사전에 저장된 상관 합(si)과 비교된다. Sj 가 si보다 크다면, 제어는 스텝 74에서 스텝 75로 진행하여 상관 합(Sj)을 레지스터(Rsi)에 세트시키며, 대응하는 위상 위치 신호(Pj)를 레지스터(PRb)내에 위치시키며 이를 레지스터(RPi)로 세트시킨다. Sj가 si보다 작다면, 제어는 스텝 76으로 진행하여 j가 N과 같은지를 체크한다. j가 N과 같지 않다면, 스텝 73, 74 및 75는 다음번 상관 합(Sj)이 상대값과 Sj에 테스트를 위해서 반복된다.
따라서, 후자는 제로이며 데이타 S1으로서 레지스터(RS1)에 저장되며 다음번 상관 합(S2)이 S1과 비교되기 때문에 S1은초기에 이전 값보다 크도록 결정된다. S2S1이며, 스텝 73 내지 스텝 74가 반복되며, S2S1이면, S1은 스텝 75에서 레지스터(RS1)에서 S2로 대치된다.
최대 상관 합이 한 조의 N개 상관값에 대해 결정될 때, 스텝 76에서의 결정은 확실시되며, 제어는 루프를 빠져나게 판단 스텝 77로 가서 i=3인지를 체크한다. 그렇지 않다면, 제어는 스텝 78로 진행하여 레지스터(RS0)로부터 레지스터(Rsi)의 최대값을 제거하고, 제어는 스텝 72로 복귀하여 3번째로 큰 값이 결정되어 레지스터(RS3)에 저장될 때까지 처리과정이 반복된다. 이것이 발생할 때, 스텝 77에서의 결정은 확실시되며, 제어는 스텝 79로 진행하여 레지스터(RP1-RP3)로부터 위상 위치 신호를 출력 레지스터(OR1-0R3)로 로딩한다.
이러한 방법으로, 가장 큰 값으로부터 3개의 상관 합은 한 조의 N개 상관 합에 대해서 결정되며 대응하는 위상 위치 신호는 출력 레지스터(OR1, OR2, OR3)에 기억된다. 독출 동작 중에, 시프트 동작은 다음 위상 위치 신호에 대한 다음 조의 상관 합에 대해 진행중에 있게 된다.
윈도우 구간(Tw)은 레일레이 페이딩이 발생하며 상관이 제6도에 예를 든 구간(Tw X N)에 분배된 샘플 점으로부터 취해지는 임의의 구간보다도 훨씬 작기 때문에,레일레이-페이딩 관계된 신호 파워 변이 또한 분배되어 각 상관 합에 대해 평균화된다.
반면에, 슬라이딩 윈도우 상관기를 사용하는 종래의 동기 포착 및 추적 회로는 점선으로 나타낸 상관 합(A1, A2, A3)에 대해 보다 긴 윈도우 구간을 갖는다. 결과적으로, 종래의 각각의 상관 합은 레일레이 페이딩에 의해 심각하게 영향을 받는다. 파일럿 신호로부터 샘플을 정정하는데 사용될 수 있는 칩 량을 제공하는 적(L X M)이 각각의 위상 위치에 대해 유효한 상관 합을 제공할만큼 충분하도록, 그리고 N 상관 합이 얻어지는 구간(L x M x N)이 최대 주파수 편이의 공차를 벗어나지않도록 정수(M)이 선택된다.

Claims (12)

  1. 동상 및 구상 확산 데이타 신호 및 동상 및 구상 확산 파일럿 신호와 직교역확산 시퀀스를 칩 레이트로 승산하여 동상 및 구상 직교 역확산 데이타 신호와 동상 및 구상 역확산 파일럿 신호를 출력하는 상관기 수단(30-32, 35) ; 동상 및 구상 데이타 심볼을 출력하도록 심볼 레이트로 동상 및 구상 역확산데이타 신호를 적산하는 데이타 적산기 수단(33i, 33q) ; 동상 및 구상 파일럿 심볼을 출력하도록 상기 심볼 레이트로 동상 및 구상 역확산 파일럿 신호를 적산하는 파일럿 적산기 수단(36i, 36q) ; 제1 및 제2 이동 평균값을 각각 출력하도록 소정 개수의 동상 및 구상 파일럿 심볼을 연속적으로 합산하는 제1 및 제2 이동 평균 수단(34i, 34q) ; 상기 데이타 적산기 수단의 동상 및 구상 데이타 심볼과 상기 제1 및 제2 이동 평균값을 각각 승산하는 제1 및 제2 승산기 수단(38i, 38q) ; 및 상기 제1 및 제2 승산기 수단의 출력 신호를 합산하는 수단(39)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼 수신기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소정 개수의 동상 파일럿 심볼의 반에 대응하는 양만큼 상기 데이타 적산기의 동상 데이타 심볼에 지연을 갖게하며 상기 지연된 심볼을 상기 제1 승산기수단(38i)에 인가하는 제1 지연 수단(37i) ; 및 상기 소정 개수의 구상 파일럿 심볼의 반에 대응하는 양만큼 상기 데이타 적산기의 구상 데이타 심볼에 지연을 갖게하며 상기 지연된 심볼을 상기 제1 승산기수단(38q)에 인가하는 제2 지연 수단(37q)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼 수신기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 다수의 위상 위치 신호를 저장하는 레지스터 수단(PRa) ; 시프트 명령 신호에 응답하여 상기 위상 위치 신호 중 각각 하나를 주기적으로 선택하는 제1 선택기 수단(52) ; 상기 선택된 위상 위치 신호에 따라 직교 PN 시퀀스를 출력하는 의사-랜덤수(PN) 발생기(41) ; 동상 및 구상 확산 파일럿 신호를 칩 레이트로 상기 PN 발생기(41)의 PN 시퀀스와 곱하여 동상 및 구상 역확산 파일럿 신호를 출력하며 상기 동상 및 구상역확산 파일럿 신호를 소정 구간에서 적산하여 상관값을 출력하는 상관기 수단(40, 42, 43) ; 다수의 누산기 수단(A1-AN) ; 상기 시프트 명령 신호에 응답하여 상기 누산기 수단 중 각각 하나를 주기적으로 선택하여 상기 선택된 누산기 수단에 상관값을 인가함으로서, 상기 위상 위치 신호가 주기적으로 선택되어 상기 PN 시퀀스 발생기에 인가되는 동안 상기 상관기 수단에 의해 출력된 상관값의 총합을 상기 누산기가 출력하도록 하는 제2 선택기 수단(44) ; 및 상기 시프트 명령 신호를 소정의 레이트로 발생하며, 상기 누산기 수단 전체의 총합계로부터 가장 큰 상관값의 총합을 선택하고, 상기 선택된 총합에 대응하는 상기 위상 위치 신호를 선택하고, 상기 선택된 위상 위치 신호에 대응하는 직교 역확산 시퀀스를 발생하며, 상기 상관기 수단(31-32, 35)에 상기 직교 역확산시퀀스를 인가하도록 상기 누산기 수단(A1-AN)에 접속된 제어 수단(45)을 포함하는 동기 포착 추척 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼 수신기.
  4. 제3항에 있어서, 다수의 상이한 조의 위상 위치 신호를 저장하며, 상기 레지스터 수단에 현재 저장된 한조의 위상 위치 신호에 대해 상기 누산기 수단 모두 가상기 상관값의 총합을 출력할 때 상기 다수의 상이한 조의 위상 위치 신호중 각각 하나를 상기 레지스터 수단(RPa)에 로딩하는 수단(51)을 더 포함하는 것을 특정으로 하는 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼 수신기.
  5. 제3항에 있어서, 상기 시프트 명령 신호가 발생되는 상기 소정의 레이트는 레일레이 페이딩이 발생하는 레이트보다 높은 것을 특징으로 하는 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼 수신기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 소정의 레이트는 상기 동상 및 구상 파일럿 신호의 π/2 라디안 회전을 초과하지 않는 구간에 대응하는 것을 특징으로 하는 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼 수신기.
  7. 다수의 복조기(21, 22, 23) ; 및 상기 복조기 출력에 접속된 가산기(24)를 포함하는 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼 수신기에 있어서, 상기 복조기 각각은 : 동상 및 구상 확산 데이타 신호 및 동상 및 구상 확산 파일럿 신호와 직교역확산 시퀀스를 칩 레이트로 승산하여 동상 및 구상 직교 역확산 데이타 신호 및 동상 및 구상 역확산 파일럿 신호를 출력하는 상관기 수단(31-32,35) ; 동상 및 구상 데이타 심볼을 출력하도록 심볼 레이트로 동상 및 구상 역확산데이타 신호를 적산하는 데이타 적산기 수단(33i,33q) ; 동상 및 구상 파일럿 심볼을 출력하도록 상기 심볼 레이트로 동상 및 구상역확산 파일럿 신호를 적산하는 파일럿 적산기 수단(36i,36q) ; 제1 및 제2 이동 평균값을 각각 출력하도록 소정 개수의 동상 및 구상 파일럿 심볼을 연속적으로 합산하는 제1 및 제2 이동 평균 수단(34i,34q) ; 상기 데이타 적산기 수단의 동상 및 구상 데이타 심볼을 각각 상기 제1 및 제2 이동 평균값과 곱하는 제1 및 제2 승산기 수단(38i,38q) ; 및 상기 제1 및 제2 승산기 수단의 출력 신호를 합산하여 합산 신호를 출력하고 상기 합산 신호를 상기 가산기(24)에 공급하는 수단(39)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼 수신기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 소정 개수의 동상 파일럿 심볼의 반에 대응하는 양만큼 상기 데이타 적산기의 동상 데이타 심볼에 지연을 갖게 하며 상기 지연된 심볼을 상기 제1 승산기수단(38i)에 인가하는 제1 지연 수단(37i) ; 및 상기 소정 개수의 구상 파일럿 심볼의 반에 대응하는 양만큼 상기 데이타 적산기의 구상 데이타 심볼에 지연을 갖게하며 상기 지연된 심볼을 상기 제1 승산기수단(38q)에 인가하는 제2 지연 수단(37q)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼 수신기.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 다수의 위상 위치 신호를 저장하는 레지스터 수단(PRa) ; 시프트 명령 신호에 응답하여 상기 위상 위치 신호중 각각 하나를 주기적으로 선택하는 제1 선택기 수단(52) ; 상기 선택된 위상 위치 신호에 따라 직교 PN 시퀀스를 출력하는 의사-랜덤수(PN)발생기(41) ; 동상 및 구상 확산 파일럿 신호를 칩 레이트로 상기 PN 발생기(41)의 PN 시퀀스와 곱하여 동상 및 구상 역확산 파일럿 신호를 출력하며 상기 동상 및 구상역확산 파일럿 신호를 소정 구간에서 적산하여 상관값을 출력하는 상관기 수단(40,42,43) ; 다수의 누산기 수단(A1-AN) ; 상기 시프트 명령 신호에 응답하여 상기 누산기 수단중 각각 하나를 주기적으로 선택하여 상기 선택된 누산기 수단에 상관값을 인가함으로서, 상기 위상 위치 신호가 주기적으로 선택되어 상기 PN 시퀀펀스 발생기에 인가되는 동안 상기 상관기 수단에 의해 출력된 상관값의 총합을 상기 누산기가 출력하도록 하는 제2 선택기 수단(44) ; 및 상기 시프트 명령 신호를 소정의 례이트로 발생하며, 상기 누산기 수단 천체의 총합계로부터 가장 큰 상관값의 총합을 선택하고, 상기 선택된 총합에 대응하는 상기 위상 위치 신호를 선택하고, 상기 선택된 위상 위치 신호에 대응하는 직교 역확산 시퀀스를 발생하며, 상기 복조기(21,22,23)각각에 상기 다수의 직교역확산 시퀀스를 인가하도록 상기 누산기 수단(A1-AN)에 접속된 제어 수단(45)을 포함하는 동기 포착 추적 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼 수신기.
  10. 제7항에 있어서, 다수의 상이한 조의 위상 위치 신호가 저장하며, 상기 레지스터 수단에 현재 저장된 한조의 위상 위치 신호에 대해 상기 누산기 수단 모두가 상기 상관값의 총합을 출력할 때 상기 다수의 상이한 조의 위상 위치 신호중 각각 하나를 상기 레지스터 수단(RPa)에 로딩하는 수단(51)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼 수신기.
  11. 제7항에 있어서, 상기 시프트 명령 신호가 발생되는 상기 소정의 레이트는 레일레이 페이딩이 발생하는 레이트보다 높은 것을 특징으로 하는 다이렉트 시퀀스 확산 스펙트럼 수신기.
  12. 제11항에 있어서, 상기 소정의 레이트는 상기 동상 및 구상 일럿 신호의 π/2 라디안 회전을 초과하지 않는 구간에 대응하는 것을 특정으로 하는 다이렉트시퀀스 확산 스펙트럼 수신기.
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