KR0175618B1 - 확장 칼만 여파기와 수정 지연 락 루프를 이용한 의사 잡음 부호 동기 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다원 접속 환경에서 패킷 무선 데이타 통신을 위한 확신 대역 시스템의 확장 칼만 여파기와 수정 DLL(Delay-Locked Loop)를 이용한 의사 잡음(PN:Pseudo Noise) 부호 동기 장치에 관한 것으로서, 이동 통신 환경에서 나타나는 주파수 선택성 페이딩 전송로에서 추적 성능을 증대시키기 위해 위상차를 한칩 이내로 포착 과정을 수행하는 병렬 정합 여파기 포착 수단(10); 위상차 제어를 위한 상관 신호 발생 제어 신호와 변환된 위상 값을 출력하는 제어 수단; 상관 신호 발생 제어 신호에 따라 반칩 빠른 상관 신호와 반칩 늦은 상관 신호를 발생하는 의사 잡음(PN) 코드 발생 수단(12); 포착된 신호와 반칩 늦은 상관 신호를 믹싱하여 출력하는 제1믹싱수단(13); 포착된 신호와 반칩 빠른 상관 신호를 믹싱하여 출력하는 제2믹싱 수단(14); 상기 제1믹싱 수단(13)으로부터 입력된 신호를 적분하여 출력하는 제1적분 수단(15); 상기 제2믹싱 수단(14)으로부터 입력된 신호를 적분하여 출력하는 제2적분 수단(14)으로부터 입력된 신홀르 적분하여 출력하는 제2적분 수단(16); 상기 제1 및 제2적분 수단(15,16)에서 입력된 신호를 가산하여 출력하는 가산 수단(17); 상기 가산 수단(17)의 신호를 상기 제어 수단(11)의 제어에 의해 주파수 위상을 조정하여 출력하는 레이크 수신 수단(18); 및 상기 레이크 수신 수단(18)에서 입력된 신호를 필터링하여 의사 잡음(PN) 부호 동기 신호를 출력하는 확장 칼만 필터링 수단(19)을 구비하여 확산 대역 동기 시스템의 추적 성능을 증대시킴으로써 통신 불가능 시간을 감소시킬 수 있어 단위 시간당 보다 많은 사용자가 효율적인 통신을 할 수 있으며, 본 발명은 부호 분할 다원 접속(CDMA) 시스템의 역방향 링크의 동기 시스템에 적용할 수 있는 효과가 있다.

Description

확장 칼만 여파기와 수정 지연 락 루프(DLL: Delay-Locked Loop)를 이용한 의사 잡음 부호 동기 장치

제1도는 본 발명에 따른 확장 칼만 여파기와 수정 DLL을 이용한 의사 잡음(PN)부호 동기 장치의 일실시예 블럭 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 기준 여파기를 갖는 병렬 정합 여파기 포착부의 일실시예 블럭 구성도.

제3도는 본 발명에 따른 확장 칼만 여파기와 수정 DLL을 이용한 의사 잡음 부호 동기 장치의 추적 오류 측정도.

제4도는 본 발명에 따른 확장 칼만 여파기와 수정 DLL을 이용한 의사 잡음 부호 동기 장치의 칩당 SNR에 대한 추적 오류 분산도.

제5도는 확장 칼만 여파기(EKF)를 구비하지 않은 의사 잡음 부호 동기 장치와 본 발명의 칩당 SNR에 대한 추적 오류 분산 비교도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 병렬 정합 여파기 포착부 11 : 제어기

12 : PN 코드 발생기 13 : 제1믹서

14 : 제2믹서 15 : 제1적분기

16 : 제2적분기 17 : 가산기

18 : 레이크(RAKE) 수신기 19 : 확장 칼만 여파기

본 발명은 다원 접속 환경에서 패킷 무선 데이타 통신을 위한 확산 대역 시스템의 확장 칼만 여파기와 수정 지연 락 루프(DLL:Delay-Locked Loop)를 이용한 의사 잡음(PN:Pseudo Noise) 부호 동기 장치에 관한 것이다.

최근에 직접 시퀸스(DS: direct-sequence) 확산 대역(SS:spread-spectrum) 통신 방식이 이동 셀룰라 및 개인 휴대 통신 시스템에의 응용을 위해 다양하게 연구되고 있다. 확산 대역 통신 방식에서 정확한 동기를 찾는 것은 시스템의 성능을 결정하는 중요한 요소이다. 대역 확산된 신호로부터 원래의 데이타 신호를 찾아 내기 위해 정확한 동기가 요구된다.

의사 잡음(PN)부호의 동기는 크게 두 단계로 이루어진다. 먼저 수신기를 처음 동작시키는 순간에 수신된 의사 잡음(PN) 부호와 국부적으로 발생된 의사 잡음(PN) 부호와의 위상차를 어느 범위 내(보통, 한칩 이내)로 줄이는 과정을 포착(acquisition 또는 fine synchronization)이라 한다.

또한 두 의사 잡음(PN) 부호의 위상차를 더욱 줄이고 통신이 계속 되는 동안 그 동기를 유지시켜 주는 과정을 추적(tracking 또는 fine synchronization)이라 한다.

포착 과정에서 수신 신호와 기준 신호와의 위상차가 한칩 이내로 좁혀졌다고 판단되면, 부호 추적 시스템에 트리거(trigger) 신호가 보내지고, 부호 추적 시스템이 비로소 동작하게 된다.

포착이 추적에 선행되어야 하며, 추적 도중에 동기를 읽게 되면(loss of lock) 다시 포착 과정으로 되돌아가서 다시 처음부터 탐색을 시작한다. 의사 잡음(PN)부호의 추적은 포착과 아울러 효율적인 통신을 위해 직접 스퀸스 확산 대역 시스템의 성능을 결정하는 중요한 요소가 된다. 가장 먼저 개발된 부호 추적 루프는 DLL(delay-locked loop)이다. DLL은 가장 널리 사용되고 있으며, 두 상관기(correlator) 사이에 이득 불균형(gain imbalance)이 생기기 쉽다.

TDL에서는 하나의 상관기를 사용하여 DLL 에서 발생하는 두 출력의 이득 불균형과 부정합(mismatch)을 제거할 수 있다. 그러나 TDL에서는 잡음 성능이 저하되는 단점이 있다.

추적 성능은 TDMA(Time Division Multiple Access)나 CDMA(Code Division Multiple Access)등의 무선 통신 시스템의 용량(capacity)에 매우 큰 영향을 미친다.

동기 상태를 지속시키지 못하고 동기를 쉽게 잃게 되면 (lost-of-lock)처음의 포착 상태로 돌아가서 다시 탐색을 시작해야 하므로 통신 불가능 시간(communication dead time)이 늘어나 보다 많은 수용자를 수용하기 어렵다.

의사 잡음(PN)부호 추적을 위한 종래의 DLL은 가우시안 전송로에서는 최적의 성능을 나타내고 있지만, 이동 통신 환경에 적용하는 경우 추적 성능을 크게 열화시키는 주파수 선택성 페이딩 전송로에는 추적 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 확장 칼만 여파기와 수정 DLL을 이용하여 이동 통신 환경에서 나타나는 주파수 선택성 페이딩 전송로에서 추적 성능을 증대시킬 수 있는 의사 잡음(PN) 부호 동기 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 입력된 수신 신호(r(t))와 기준 신호를 비교하여 위상차를 한칩 이내로 포착 과정을 수행하여 출력하는 병렬 정합 여파기 포착 수단; 위상 값을 입력받아 다중 경로에 따른 위상차를 제어하기 위한 상관 신호 발생 제어 신호를 출력하고, 변환된 위상 값을 출력하는 제어 수단; 상기 제어 수단으로부터 입력된 상관 신호 발생 제어 신호에 따라 반칩 빠른 상관(early correlation)신호와 반칩 늦은 상관(late correlation)신호를 번갈아 가면서 발생하여 출력하는 의사 잡음(PN) 코드 발생 수단; 상기 병렬 정합 여파기 포착 수단에서 포착된 신호와 상기 의사 잡음(PN)코드 발생 수단에서 출력된 반칩 늦은 상관 신호를 상기 의사 잡음(PN)코드 발생 수단에서 출력된 반칩 늦은 상관 신호를 믹싱하여 출력하는 제1믹싱 수단; 상기 병렬 정합 여파기 포착 수단에서 포착된 신호와 상기 의사 잡음(PN) 코드 발생 수단에서 출력된 반칩 빠른 상관 신호를 믹싱하여 출력하는 제2믹싱수단; 상기 제1믹싱 수단으로부터 입력된 신호를 적분하여 출력하는 제1적분 수단; 상기 제1믹싱 수단으로부터 입력된 신호를 적분하여 출력하는 제1적분 수단; 제2믹싱 수단으로부터 입력된 신호를 적분하여 출력하는 제2적분 수단; 상기 제1 및 제2적분 수단에서 입력된 신호를 가산하여 출력하는 가산 수단; 상기 가산 수단으로부터 입력된 신호를 수신하여 위상 값을 상기 제어 수단에 출력하고, 상기 제어 수단의 제어에 의해 주파수 위상을 조정하여 출력하는 레이크 수신 수단; 및 상기 레이크 수신 수단에서 입력된 신호를 필터링하여 의사 잡음(PN) 부호 동기 신호를 출력하는 확장 칼만 필터링 수단;을 구비한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 확장 칼만 여파기와 수정 DLL을 이용한 의사 잡음(PN)부호 동기 장치의 일실시예 블럭 구성도로서, 도면에서 10은 병렬 정합 여파기 포착부, 11은 제어기, 12는 의사 잡음(PN)코드 발생기, 13은 제1믹서, 14는 제2믹서, 15는 제1적분기, 16은제2적분기, 17은 가산기, 18은 레이크 수신기, 19는 확장 칼만 여파기를 각각 나타낸다.

본 발명은 포착 과정에서는 기준 여파기(reference filter)와 병렬 정합 여파기를 이용하고, 수정 DLL과 결합하여 레이크(RAKE) 수신기(18)와 확장 칼만 여파기(EKF: Extended Kalman Filter)(19)를 통해 수신된 의사 잡음(PN) 부호의 지연과 전송로 파라미터를 추정함으로써 의사 잡음(PN) 부호의 추적을 수행하도록 구성된다.

일단 포착이 완료된 것으로 판정되면 수정 DLL에서 기존의 비동기(noncoherent)DLL에 있는 제곱 소자(squaring device)를 제거함으로써 수정 DLL의 출력에서의 잡음 성분의 통계적 분포를 가우시안으로 유지하였다. 만일 가우시안 잡음이 제곱 소자를 통과하면 통계적 특성이 가우시안이 아니므로 분석이 매우 어려워지기 때문이다.

확장 칼만 여파기(EKF)(19)는 신호대간섭비(signal-to-interference power ratio)가 높은 환경에서 잘 동작하므로 신호대간섭비가 낮은 이동 통신 환경에 적용하기 위해서는 포착된 신호를 레이크 수신기(18)에서 전처리를 수행하여 신호대간섭비를 높인 후 확장 칼만 여파기(EKF)(19)의 입력으로 사용한다.

일반적으로 확산대역 시스템의 송신 신호는 다음과 같이 주어진다.

여기서로 주어지는 데 이때 P 는 신호 전력, d(t)는 데이타 시퀸스, c(t)는 PN 시퀸스, h_T(t)는 송신기 여파기(trasmitter fieter)의 등가 저역 임펄스 응답(equivalent lowpass impulse response), *는 승적(convolution)을 나타낸다. 분석의 편의를 위해서 도플러 확산(Doppler spread)은 신호대역폭에 비해 매우 작고, T_c를 칩지속 시간이라 할 때 송신기 여파기는 1/2T_c의 등가저역 대역폭을 갖는 것으로 가정한다. 저역 전송로 응답(lowpass impulse response)은 다음과 같이 주어진다.

여기서 a_n(t)는 전파 경로의 복소 진폭으로 이동 통신 환경에서 레일레이 분포를 가지며, δ(·)는 델타 함수, 그리고 L은 다중 경로의 수이다.

이때, 확산 대역 수신기에서 수신 신호는 다음과 같이 주어진다.

여기서 τ(t)는 신호의 미지의 지연(unknown delay), θ전체 임의의 위상, n(t)는 AWGN을 나타낸다. 이 때 Nyquist 주파수에 대역이 제한된 잡음 성분은 다음과 같은 상관 함수(correlation function)를 갖는다.

여기서 σ_n ²은 잡음 분산(noise variance), δ_i,j는 Kronecker-delta 함수이다. 수신 신호는 전송로 파라미터 a_n(t)에 대해서는 선형이고, 지연 파라미터 τ(t)에 대해서는 비선형이다.

또한, 전송로의 전력 지연 모형(power delay profile)은 지수 감쇄 함수(exponential decaying function)로 모델링 되는 것으로 가정한다.

이때 β는 감쇄 지수를 나타낸다.

칼만 여파기(KF: Kalman filter)는 파라미터의 추정에 있어서 오류 분산(error variance)을 최소화하므로 추정을 위해서 최적의 여파기(optimum filter)로 알려져 있다. 즉, KF는 다중경로 파라미터와 지연 계수에 대해 다음의 두 조건을 만족하면 각 상태 변수를 추정을 위한 MAP(maximum a posteriori) 추정기가 된다.

i) a_n(t)와 τ(t)는 Gauss-Markov 불규칙 과정이다.

ii) τ(t)는 상태변수(state variable)에 있어서 선형이다.

확장 칼만 여파기(EKF)는 최적의 비선형 여파기(optimum nonlinear filter)에 대한 근사로서 가장 많이 이용되고 있다. 확장 칼만 여파기(EKF)가 최적의 여파기는 아니지만 궤도(trajectory)의 추적이 정확하다면 최적의 여파기 성능에 접근한다. 확장 칼만 여파기(EKF)는 관찰 시퀸스(observation sequence)의 상태 변수가 비선형일때, 최소 분산 추정기(minimum variance estimator)에 대한 실제적인 근사가 된다. 저역 등가 도플러 전력 스펙트럼 밀도는 다음과 같이 모델링된다.

여기서 f_m은 최대 도플러 주파수로f _m =f _c v/c로 주어지고, f_c는 송신 주파수, c는 광속(speed of light)이다. 전송로 진폭 파라미터와 지연이 다음과 같은 전송로 모델을 따르는 것으로 가정한다.

여기서, w_τ(t)는 평균이 0, 분산이 σ² _w인 가우시안 잡음 프로세스이다.

만일 전송로 진폭 파라미터에 대한 K 차 AR(autoregressive)모델을 이용하면 다음과 같은 식을 얻을 수 있다.

본 발명에서는 전송로 지연에 대한 1차의 AR모델을 이용하여 추적성능을 분석하고자 하는데 고차의 AR 모델을 적용하는 경우에 더욱 정확한 추정치를 얻을 수 있지만 프로세싱이 너무 복잡해지는 단점이 있다.

수신 신호가 동상(in-phase) 및 직각 위상(quadrature)으로 하향 변환(down conversion) 된다면 측정 프로세스(measurement process)는 다음과 같이 주어진다.

여기서 F(τ(t))는 신호성분, n_g(t)는 잡음성분으로 각각 동상과 직각 위상 성분을 포함한다. 이 때 F(τ(t))는 다음과 같이 주어진다.

여기서 k=i이면 동상성분, k=q 이면 직각위상 성분을 나타내고, 수신된 PN 부호와 국부발생 기준 PN부호와의 상관값은 다음과 같이 주어진다.

스칼라 특정 프로세스 M(t)는 상태변수 τ(t)에 대해서는 비선형 함수이므로 확장 칼만 여파기(EKF)에서 Taylor series expansion으로 처음 두 항에 대한 1단계 예측(one-step prediction)을 통해 선형화한다.

이때 확장 칼만 여파기(EKF)의 갱신식(update equation)은 다음과 같이 주어진다.

여기서, 칼만 이득(Kalman gain) P(t)는 다음과 같이 주어지고,

식(15)에서

이때 F`(t)는 1단계 예측 벡터(one-step prediction vector)에 관한 관찰 스칼라의 시변 경사도(time-varying gradient)를 나타낸다.

그러면 갱신 분산(update variance)은 다음의 식으로 주어진다.

전송로 파라미터에 대한 평균 제곱 오류(mean square error)는 다음과 같이 얻어진다.

추적성능에 대한 모의실험(simulation)을 위하여 다음과 같은 파라미터 값이 선택한다.

i)x_n=0.999, ⅱ)y=0.999, ⅲ)σ² _n=0.001, ⅳ)σ² _n=0.001.

또한 송신기 여파기의 등가 저역 임펄스 응답 h_T(t)는 롤-오프 계수(roll-off factor)=0.4로 선택하였다.

이하, 본 발명의 동작을 제1도를 참조하여 살펴보면, 병렬 정합 여파기 포착부(10)는 입력된 수신 신호(r(t))와 기준 신호를 비교하여 위상차를 한칩 이내로 포착 과정을 수행하여 제1믹서(13) 및 제2믹서(14)로 출력한다.

제어기(11)는 레이크 수신기(18)로부터 위상 값을 입력받아 다중 경로에 따른 위상차를 제어하기 위하여 의사 잡음(PN) 코드 발생기(12)에 상관 신호의 발생을 제어하기 위한 제어 신호를 출력하고, 레이크 수신기(18)에는 변환된 위상 값을 출력한다.

의사 잡음(PN) 코드 발생기(12)는 상기 제어기(11)로부터 입력된 상관 신호 발생 제어 신호에 따라 반칩 빠른 상관(early correlation)신호와 반칩 늦은 상관(late correlation)신호를 번갈아 가면서 발생하여 제1믹서(13)에는 반칩 늦은 상관 신호를 출력하고, 제2믹서(14)에는 반칩 빠른 상관 신호를 출력한다.

제1믹서(13)는 상기 병렬 접합 여파기 포착부(10)에서 포착된 신호와 상기 의사 잡음(PN) 코드 발생기(12)에서 출력된 반칩 늦은 상관 신호를 믹싱하여 제1적분기(15)에 출력하고, 확장 칼만 여파기(19)를 통해 최종 출력되는 신호를 피드백받아 상기 병렬 정합 여파기 포착부(10)에서 입력되는 신호를 수정한다.

제2믹서(14)는 상기 병렬 정합 여파기 포착부(10)에서 포착된 신호와 상기 의사 잡음(PN) 코드 발생기(12)에서 출력된 반칩 빠른 상관 신호를 믹싱하여 제2적분기(16)에 출력하고, 확장 칼만 여파기(19)를 통해 최종 출력되는 신호를 피드백받아 상기 병렬 정합 여파기 포착부(10)에서 입력되는 신호를 수정한다.

제1적분기(15)는 상기 제1믹서(13)로부터 입력된 신호를 적분하여 가산기(17)로 출력하고, 제2적분기(16)는 상기 제2믹서(14)로부터 입력된 신호를 적분하여 가산기(17)로 출력한다.

레이크 수신기(18)는 상기 가산기(17)로부터 입력된 신호를 수신하여 상기 제어기(11)에 출력하고, 상기 제어기(11)의 제어에 의해 주파수 위상을 조정하며, 입력된 신호를 확장 칼만 여파기(19)가 잘 동작 할 수 있도록 신호대간섭비를 높게 주파수를 변환하여 확장 칼만 여파기(19)에 출력한다. 또한, 레이크 수신기(18)는 확장 칼만 여파기(19)를 통해 최종 출력되는 신호를 피드백받아 상기 가산기(17)에서 입력되는 신호를 수정한다.

확장 칼만 여파기(19)는 상기 레이크 수신기(18)에서 입력된 신호를 필터링하여 의사 잡음(PN)부호 동기 신호를 출력한다 .

제2도는 본 발명에 따른 기준 여파기를 갖는 병렬 정합 여파기 포착부(10)의 일실시예 블럭 구성도를 나타낸다.

병렬 정합 여파기 포착부(10)는 임의의 N개가 병렬로 구성되어 입력된 수신 신호(r(t))를 검출하여 필터링한 후 출력하는 병렬 검출 여파기(21), 입력된 수신 신호를 필터링하여 기준 신호를 출력하는 기준 여파기(22), 상기 기준 여파기(22)에서 입력된 기준 신호와 자체 계산된 이득 값을 곱하여 출력하는 이득 계수기(23), 상기 병렬 검출 여파기(21)에서 검출된 신호와 상기 이득 계수가(23)에서 출력된 신호를 입력받아 입력된 두개의 신호를 비교하여 출력하는 비교기(24), 및 상기 비교기(24)의 출력을 입력받아 포착 신호를 결정하여 출력하는 포착신호 결정기(25)를 구비한다.

병렬 검출 여파기(21)는 임의의 N개의 여파기를 병렬로 구성하여 입력된 수신 신호를 빠른 시간내에 검출하여 비교기(24)에 출력한다.

기준 여파기(22)는 수신 신호를 입력받아 기준 신호를 생성하여 이득 계수기(23)에 출력하고, 상기 이득 계수기(23)는 상기 기준 여파기(22)로부터 입력된 기준 신호에 자체 계산된 이득 값을 곱하여 비교기(24)에 출력한다.

비교기(24)는 상기 병렬 검출 여파기(21)에서 입력된 신호와 상기 이득 계수기(23)에서 입력된 신호를 비교하여 상기 병렬 검출 여파기(21)에서 검출된 신호가 상기 이득 계수기(23)에서 입력된 기준 신호보다 크면 상기 병렬 검출 여파기(21)에서 입력된 신호를 포착신호 결정기(25)로 출력하고, 그렇지 않을 경우에는 이득 계수기(23)에서 입력된 신호를 포착신호 결정기(25)로 출력한다 .

포착신호 결정기(25)는 상기 비교기(24)에서 입력된 신호를 포착 신호로 결정하여 제1 및 제2믹서(제1도의 13,14)로 출력한다.

제3도는 본 발명에 따른 확장 칼만 여파기(EKF)와 수정 DLL을 이용한 의사 잡음(PN) 부호 동기 장치의 반복 횟수(iteration)에 대한 추적 오류(tracking error) 측정도를 나타낸다.

처음의 칩 오프셋이 0.5칩 이내로 시작되어 반복 횟수가 증가할수록 추적 오류가 '0'에 접근함을 볼 수 있다. 반복 횟수 800회 근처에서 추적오류는 거의 '0'에 이르게 되어 반복 횟수 1000번이면 원하는 추적 성능을 얻을 수 있음을 볼 수 있다.

제4도는 본 발명에 따른 확장 칼만 여파기와 수정 DLL을 이용한 의사 잡음(PN) 부호 동기 장치의 칩당 SNR에 대한 추적 오류 분산도를 나타낸다.

칩당 SNR이 낮을 때 다중 경로에 대한 추적 오류 분산이 레이크(RAKE) 수신기(18)의 영향으로 성능이 향상되어 '1'경로 (1 path)에 대한 추적 오류 분산보다 작게 나타나지만 칩당 SNR이 커짐에 따라 그의 영향이 감소함을 볼수 있다.

제5도는 확장 칼만 여파기(EKF)를 구비하지 않은 의사 잡음 부호 동기 장치와 본 발명의 칩당 SNR에 대한 추적 오류 분산 비교도를 나타낸다.

3경로(3 path)와 5경로(path)인 경우 모두에 대해 확장 칼만 여파기(EKF)를 사용함으로써 추적오류 분산을 줄일 수 있음을 볼 수 있다. 그러므로 주파수 선택성 다중 경로 페이딩 전송로에서 종래의 의사 잡음 부호 동기 장치보다 본 발명은 추적 성능을 증대시킬 수 있음을 볼 수 있다.

상기와 같이 구성되어 동작하는 본 발명은, 확장 칼만 여파기와 수정 DLL을 이용하여 확산 대역 동기 시스템의 추적 성능을 증대시킴으로써 통신 불가능 시간(communication dead time)을 감소시킬 수 있어 단위 시간당 보다 많은 사용자가 효율적인 통신을 할 수 있으며, 본 발명은 부호 분할 다원 접속(CDMA:Code Division Multiple Access) 시스템의 역방향 링크(reverse link)의 동기 시스템에 적용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 입력된 수신 신호(r(t))와 기준 신호를 비교하여 위상차를 한칩 이내로 포착 과정을 수행하여 출력하는 병렬 정합 여파기 포착 수단(10); 위상 값을 입력받아 다중 경로에 따른 위상차를 제어하기 위한 상관 신호 발생 제어 신호를 출력하고, 변환된 위상 값을 출력하는 제어 수단(11); 상기 제어 수단(11)으로부터 입력된 상관 신호 발생 제어 신호에 따라 반칩 빠른 상관(early correlation) 신호와 반칩 늦은 상관(late correlation)신호를 번갈아 가면서 발생하여 출력하는 의사 잡음(PN)코드 발생 수단(12); 상기 병렬 정합 여파기 포착 수단(10)에서 포착된 신호와 상기 의사 잡음(PN)코드 발생 수단(12)에서 출력된 반칩 빠른 상관 신호를 믹싱하여 출력하는 제2믹싱 수단(14); 상기 제1믹싱 수단(13)으로부터 입력된 신호를 적분하여 출력하는 제1적분 수단(15); 상기 제2믹싱 수단(14)으로부터 입력된 신호를 적분하여 출력하는 제2적분 수단(16); 상기 제1 및 제2적분 수단(15,16)에서 입력된 신호를 가산하여 출력하는 가산 수단(17); 상기 가산 수단(17)으로부터 입력된 신호를 수신하여 위상 값을 상기 제어 수단(11)에 출력하고, 상기 제어 수단(11)의 제어에 의해 주파수 위상을 출력하는 레이크 수신 수단(18); 및 상기 레이크 수신 수단(18)에서 입력된 신호를 필터링하여 의사 잡읍(PN)부호 동기 신호를 출력하는 확장 칼만 필터링 수단(19); 을 구비한 것을 특징으로 하는 의사 잡음(PN: Pseudo Noise)부호 동기 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 병렬 정합 여파기 포착 수단(10)은, 입력된 수신 신호(r(t))를 검출하여 필터링한 후, 출력하는 병렬 검출 필터링 수단(21); 입력된 수신 신호를 필터링하여 기준 신호를 출력하는 기준 필터링 수단(22); 상기 기준 필터링 수단(22)에서 입력된 기준 신호와 자체 계산된 이득 값을 곱하여 출력하는 이득 계수 수단(23); 상기 병렬 검출 필터링 수단(21)에서 검출된 신호와 상기 이득 계수 수단(23)에서 출력된 신호를 입력받아 입력된 두개의 신호를 비교하여 출력하는 비교 수단(24); 및 상기 비교 수단(24)의 출력을 입력받아 포착 신호를 결정하여 출력하는 포착 신호 결정 수단(25); 을 구비한 것을 특징으로 하는 의사 잡음(PN)부호 동기 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 병렬 검출 필터링 수단(21)은 다수개의 필터링 수단을 병렬로 구성한 것을 특징으로 하는 의사 잡음(PN)부호 동기 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1및 제2믹싱 수단(13,14)와 상기 레이크 수신 수단(18)은 상기 확장 칼만 필터링 수단(19)의 출력 신호를 피드백 받아 입력 신호를 수정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 의사 잡음(PN)부호 동기 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 레이크 수신 수단(18)은 입력된 신호에 대해 신호대간섭비를 높게 주파수를 변환하여 상기 확장 칼만 필터링 수단(19)에 출력하는 것을 특징으로 하는 의사 잡음(PN)부호 동기 장치.