KR100249151B1 - 코인시던스 검파기를 이용한 레이크 수신기의 복조기 할당 시스템 - Google Patents

Abstract

통신시스템 기지국의 수신장치에 있어서, 레이크 수신기의 복조기를 할당하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 입력되는 여러 신호들에 대해 검색해야될 탐색경로의 수가 n이고, 한 탐색경로당 A번 검색을 행하며, 검색 임계값과 임계빈도횟수(B)를 이미 정의하고 있는 코인시던스 검파부(Coincidence Detector)는 n개의 탐색경로의 의사잡음코드(Pseudo Noise Code) 오프셋(offset)에 대한 각각의 신호의 세기가 상기 검색 임계값 이상인지를 한 번씩 검색하고, 일정 시간간격을 두고 검색동작을 다시 A-1번 반복하여, 이와같은 A번의 검색을 행하여 검색을 통과한 탐색경로들에 대한 평균 신호의 세기를 구하고, A번의 검색 중 상기 검색 임계값을 통과한 횟수가 임계빈도횟수(B≤A) 이상인 탐색경로의 검색 통과 횟수를 전송하는 동작을 수행하는 분산형 코인시던스 검파기를 이용하여 제어부는 전송된 탐색경로들의 평균 신호의 세기와 검색 통과 횟수를 통하여 복조부에 탐색경로를 할당하는 것을 특징으로 하여, 도플러 주파수가 높은 페이딩 채널하에서 오보(false alarm)로 인한 잘못된 복조기 할당이 일어날 확률이 줄어 들게 한다.

Description

코인시던스 검파기를 이용한 레이크 수신기의 복조기 할당 시스템

본 발명은 기지국 수신장치에 관한 것으로, 특히 기지국이 여러 경로의 수신신호를 복조하는데 있어서 코인시던스(Coincidence) 검파기를 이용하는 레이크(이하 RAKE라 칭함) 수신기의 복조기 할당 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 코드분할 다중접속방식(Code Division Multiplexing Access ;이하 CDMA라 약칭함)을 이용하는 기지국은 무선교환국과 이동국간을 연결시켜주는 기능을 행하며, CDMA 신호처리, 호(Call)처리, 기지국내 유지보수 등의 기능을 처리하는 시스템으로 하드웨어 구성은 송수신부, 안테나, 제어부분으로 구성되어 있다.

또, 일반적인 CDMA에서는 각 사용자의 신호를 송신하기 전에 각자의 고유한 코드(Code)를 곱하고 대역을 확산시켜 하나의 주파수에 실어 보내고, 수신할 때는 먼저 역확산을 하고 송신에서와 똑같은 코드를 곱함으로써 각각의 신호를 구분할 수 있게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 레이크 수신기의 구성을 나타낸 블록도로서, 여러 경로의 신호들이 다이버시티하기 위한 여러 개의 안테나(110A∼110L)로 구성된 안테나부(110)로 수신되면, 각각의 안테나(110A∼110L)에 연결된 무선주파처리 및 디지털변환부(108A∼108L)에서 수신 무선주파 신호처리와 디지털 신호변환을 한 후 변환된 디지털 신호에 대해 미리 정해진 탐색구간(search window)을 탐색함으로써 기지국과 신호가 발신된 장소들간의 거리 차로 인한 약간의 시간지연이 발생함에 따른 선착한 신호에 대한 상대적인 시간지연을 갖는 신호들과의 변위인 의사잡음코드(Pseudo Noise Code ;이하 PN 코드라 약칭함)의 오프셋(Offset)과 이에 해당하는 각각의 신호의 세기를 탐색부(102)에서 구하게 된다.

상기 구해진 신호의 세기를 제어부(100)로 전송하고, 제어부(100)는 전송된 신호의 세기가 이미 정의된 탐색 임계값(search threshold)보다 큰 경로의 신호들을 모아서 신호 경로들의 집합인 탐색경로집합(search path set)을 만든다.

제어부(100)는 경로가 할당되어 있는 복조부(104)를 정리하여, 탐색경로집합의 경로를 신호의 세기가 가장 센 순으로 프리상태의 복조기(104A∼104M)에 정렬하고, 탐색경로에 대해 이미 할당된 복조기(104A∼104M)가 존재하게 되면, 같은 경로에 할당된 탐색경로는 할당하지 않고, 경로가 할당된 복조기(104A∼104M)가 없는 탐색경로가 프리상태인 복조기(104A∼104M)에 할당해 나간다.

만약, 프리상태의 복조부(104)가 없을 경우는, 이미 경로가 할당된 복조부(104) 경로에 대해 재할당이 이루어져 복조를 행한 후 최종적으로 단일출력을 형성하는 결합부(112)에 출력된다.

도 2는 종래 기술에 따른 레이크 수신기의 복조기 할당방법을 나타낸 플로우챠트로써, 탐색부(102)가 수신된 신호에 대해 정해진 탐색구간을 탐색함으로써 기지국과 신호가 발신된 장소들간의 거리 차로 인한 약간의 시간지연이 발생함에 따른 선착한 신호에 대한 상대적인 시간지연을 갖는 신호들과의 변위인 PN코드 오프셋과 이에 해당하는 신호의 세기를 구하여 제어부(100)로 전송하면, 제어부(100)는 상기 탐색부에서 구해진 신호의 세기들 중에서 탐색 임계값보다 큰 경로들의 데이터만을 모아서 탐색경로집합을 만드는 과정을 행한다.

상기 제어부(100)는 모든 복조부(104)에 대해 록(lock)이 되어 있는지, 그리고 할당된 경로가 탐색경로집합에 포함되어 있는 같은 경로에 중복되었는지 조사하여, 록(lock)이 되어있지 않은 복조부(104)는 프리상태로 만들고, 록(lock)이 되어 있고 할당된 경로가 탐색경로집합에 포함되어 있으면서 같은 경로에 중복 할당된 복조기(104A∼104M)들에 대해서는 이들 중에서 세기가 가장 센 것을 제외한 나머지를 프리상태로 만드는 정리과정을 행한다.

상기 복조부(104) 정리과정에 따라 프리상태가 된 복조기(104A∼104M)들에 대해, 탐색경로집합의 경로들을 신호의 세기가 가장 센 순서대로 정렬하는 과정을 행한다.

이 때, 상기 정렬된 탐색경로집합의 경로들 중 각 탐색경로에 대해 이미 할당된 복조기(104A∼104M)가 존재하는지 여부를 확인하여, 이미 같은 경로에 할당된 복조기(104A∼104M)가 있는 탐색경로는 할당하지 않고, 할당된 복조기(104A∼104M)가 없는 탐색경로에 대해서는 프리상태인 복조기(104A∼104M)들에 할당해 나가는 과정을 행한다.

상기 프리상태의 복조부(104)에 할당하는 과정에서 탐색경로집합의 모든 경로가 할당되었는지를 판단하여 프리상태의 복조기(104A∼104M)가 없을 경우는, 이미 경로가 할당된 복조부(104)에 경로 재할당을 시도하는 과정을 행하고 종료한다.

여기서 경로 재할당의 횟수는 제한되어 있으며, 탐색경로의 신호 세기가 재할당하려는 복조기(104A∼104M)의 신호 세기보다 특정한 값이상(두 배정도)일 경우에 대해서만 재할당이 이루어진다.

이와 같은 종래 기술에 따른 레이크수신기의 복조기 할당방법을 사용할 경우, 수신 신호대 잡음비가 낮은 환경에서는 잡음만 존재하는 경로의 세기가 신호가 존재하는 경로의 세기에 못지 않게 클 수 있으므로, 신호의 세기만 비교하여 복조부 할당을 수행한다면 탐색부의 오보(false alarm)로 인해 잡음만 존재하는 경로가 복조부에 할당될 가능성이 많게 된다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 제어부가 탐색경로집합의 경로들을 할당하는데 있어서 분산형 코인시던스 검파기를 사용함으로써 코인시던스 검파에 대한 검색 통과 횟수와 평균 신호의 세기를 근거로 하여 할당순서를 정함으로써 탐색부에서의 오보(false alarm)로 인한 잘못된 복조부 할당이 일어날 확률을 줄이기 위한 코인시던스 검파기를 이용한 레이크 수신기의 복조기 할당 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이미 정의된 탐색 임계값 이상이 되는 탐색경로들의 신호의 세기를 출력하는 탐색부와, 할당된 경로에 따라 각각 복조를 행하는 복조부와, 상기 분산형 코인시던스 검파부를 포함하는 코인시던스 검파기를 이용한 복조기 할당 시스템에 있어서 상기 제어부는 상기 탐색부에서 출력된 정보를 통해 1차 탐색경로집합을 만들어 상기 분산형 코인시던스 검파부로 출력하고, 상기 분산형 코인시던스 검파부에서 출력된 정보를 통해 2차 탐색경로집합을 만들고, 이미 복조를 행하기 위한 경로가 할당되어 있는 상기 복조부를 정리하고, 상기 정리를 행하여 복조부들에 대해 상기 2차 탐색경로집합을 정렬하여 이에 따라 할당순서를 정하고, 상기 정해진 할당순서에 따라 프리(free)상태의 복조부에 경로를 할당하고, 상기 2차 탐색경로집합의 모든 경로가 복조부에 할당되었는가를 판단하여 아직 할당할 경로가 남아있으면 이미 경로가 할당되어 있는 복조부에 대해 재할당을 시도하는 동작을 실행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 다른 목적을 실행하기 위한 본 발명은 입력되는 여러 신호들에 대해 검색해야될 탐색경로의 수가 n이고, 한 탐색경로당 A번 검색을 행하며, 검색 임계값과 임계빈도횟수(B)를 이미 정의하고 있는 코인시던스 검파기를 이용한 복조기 할당 시스템에서, 상기 n개의 탐색경로의 의사잡음코드(Pseudo Noise Code) 오프셋(offset)에 대한 각각의 신호의 세기가 상기 검색 임계값 이상인지를 한 번씩 검색하는 과정과; 상기 검색과정을 일정 시간간격을 두고 다시 A-1번 반복하는 과정과; 상기 A번의 검색을 행하여 검색을 통과한 탐색경로들에 대한 평균 신호의 세기를 구하여 전송하는 과정과; A번의 검색 중 상기 검색 임계값을 통과한 횟수가 임계빈도횟수(B≤A) 이상인 탐색경로의 검색 통과 횟수를 전송하는 과정으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 레이크 수신기의 구성을 나타낸 블록도

도 2는 종래 기술에 따른 레이크 수신기의 복조기 할당 방법을 나타낸 플로우챠트

도 3은 본 발명에 따른 코인시던스 검파기를 포함한 레이크 수신기의 구성을 나타낸 블록도

도 4는 본 발명에 따른 코인시던스 검파기를 포함한 레이크 수신기의 복조기 할당 방법을 나타낸 플로우챠트

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

300 : 제어부 302 : 탐색부

304 : 복조부 308 : 무선주파처리 및 디지털 변환부

310 : 안테나부 316 : 코인시던스 검파부

이하, 본 발명에 따른 코인시던스 검파기를 이용한 레이크 수신기의 복조기 할당 시스템에 대한 바람직한 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 코인시던스 검파기를 이용한 레이크 수신기의 구성을 나타낸 블록도로서, 여러 경로의 수신된 신호들이 다이버시티하기 위한 여러 개의 안테나(310A∼310L)로 구성된 안테나부(310)와, 여러 개의 안테나(310A∼310L)에 각각 연결되어 신호처리와 변환을 하는 무선주파 처리 및 디지털 변환부(308A∼308L)와, 미리 정해진 탐색구간(search window)을 탐색하여, 기지국과 신호가 발신된 장소들간의 거리 차로 인한 약간의 시간지연이 발생함에 따른 선착한 신호에 대한 상대적인 시간지연을 갖는 신호들과의 변위인 PN 코드의 오프셋과 이에 해당하는 신호의 세기를 구하는 탐색부(302)와, 할당된 경로의 신호에 대해 복조를 행하는 복조부(304)와, 상기 복조된 신호들을 입력받아 단일출력을 하기 위한 결합부(312)와, 상기 탐색경로당 PN코드 오프셋에 대한 신호의 세기를 일정 시간간격으로 분산적 검색을 행하여 일정 기준레벨을 통과하는 검색 통과 횟수를 전송하는 코인시던스 검파부(316)와, 버스라인(314)을 통해 복조부(304) 할당에 관한 전반적인 제어를 수행하는 제어부(300)로 구성된다.

위와 같이 구성된 코인시던스 검파기를 이용한 레이크 수신기의 구성에 따른 동작과정을 살펴보면, 신호들이 다이버시티하기 위한 여러 개의 안테나(310A∼310L)로 구성된 안테나부(310)로 수신되면, 여러 개의 안테나(310A∼310L)에 각각 연결된 무선주파 처리 및 디지털 변환부(308A∼308L)에서 신호처리와 디지털변환을 한 후 미리 정해진 탐색구간(search window)을 탐색하여, 상대적 신호들간의 변위인 PN 코드의 오프셋과 이에 해당하는 신호의 세기를 탐색부(302)에서 구하게 된다.

상기 구해진 신호의 세기를 제어부(300)로 전송하고, 제어부(300)는 상기 구해진 신호의 세기가 이미 정의된 탐색 임계값(search threshold)보다 큰 경로의 신호들을 모아서 신호 경로의 집합인 1차 탐색경로집합(search path set)을 만든다.

또한, 분산형 코인시던스 검파부(316)가 존재하여, 탐색부(302)로부터 결정된 1차 탐색경로집합에 대해 검색과정을 수행한다.

분산형 코인시던스 검파부(316)는 검색해야될 경로의 수가 n이고 한 경로당 검색 횟수가 A라고 할 때, 먼저 1차 탐색경로집합인 n개의 탐색경로들의 PN코드 오프셋에 대한 신호의 세기가 이미 코인시던스 검파부(316)에서 정의된 검색 임계값 이상인지를 각각 한 번씩 검색하며, 다시 이를 A-1번 반복한다.

따라서, 각 탐색 경로당 A번의 검색이 일정 시간간격을 두고 분산적으로 수행되고, 검색을 통과한 탐색경로에 대해 평균 신호의 세기와 코인시던스 검파부(316)의 검색 통과 횟수를 제어부(300)로 전송한다.

상기 전송된 평균 신호의 세기와 코인시던스 검파부(316)의 검색을 통과한 횟수 등의 데이터를 바탕으로 제어부는 2차 탐색경로집합을 만든다.

제어부(300)는 경로가 할당되어 있는 상기 복조부(304)를 정리하여, 2차 탐색경로집합의 경로를 코인시던스 검파부(316)의 검색 통과 횟수가 큰 순서대로 정렬하고, 검색 통과 횟수가 같을 경우에는 평균 신호 세기가 큰 경로를 우선하여 정렬한다.

또한, 한 경로의 검색 통과 횟수가 다른 경로에 비해 하나정도 작기는 하지만 평균 신호 세기가 상대 경로에 비해 특정하게 우월한 값일 경우에는 상대 경로보다 우선하여 정렬한다.

상기 방법에 의해 정렬이 끝나면, 제어부(300)는 탐색경로에 대해 이미 할당된 복조부(304)가 존재하는지를 확인하여, 이미 같은 경로에 할당된 복조부(304)가 있는 탐색경로는 할당하지 않고, 할당된 복조부(304)가 없고 탐색경로가 프리상태인 복조부(304)에 할당해 나간다.

만약, 프리상태의 복조부(304)가 없을 경우는, 이미 경로가 할당된 복조부(304) 경로에 대해 재할당이 이루어진다.

도 4는 본 발명에 따른 코인시던스 검파기를 포함한 레이크 수신기의 복조기 할당방법을 나타낸 플로우챠트로써, 탐색부(302)가 수신된 신호에 대해 탐색구간을 탐색하여 기지국과 신호가 발신된 장소들간의 거리 차로 인한 약간의 시간지연이 발생함에 따른 선착한 신호에 대한 상대적인 시간지연을 갖는 신호들과의 변위인 PN코드 오프셋에 따른 신호의 세기를 구하여 제어부(300)로 전송하면, 제어부(300)는 신호의 세기가 이미 정의된 탐색 임계값보다 큰 탐색경로들의 데이터를 모아서 1차 탐색경로집합을 만드는 과정을 행한다.

분산형 코인시던스 검파부(316)는 상기 1차 탐색경로집합의 모든 경로에 대해 탐색부(302)로부터 탐색결과를 수신함으로써 코인시던스 검파를 수행하는데, 코인시던스 검색 통과 횟수와 평균 신호 세기 등을 제어부(300)로 전송하면, 제어부(300)는 A번의 검색 중에서 코인시던스에서 정의한 검색 임계값을 통과한 횟수에 대해 임계빈도횟수 B(B≤A)번 이상인 탐색경로에 대해 평균 신호 세기와 코인시던스 검파부(316)의 검색을 통과한 횟수 등의 데이터를 바탕으로 2차 탐색경로집합을 만드는 과정을 행한다.

상기 제어부(300)는 모든 복조부(304)에 대해 록(lock)이 되어 있는지, 그리고 할당된 경로가 탐색경로집합에 포함되는지 조사하여, 록(lock)이 되어있지 않은 복조부(304)는 프리상태로 만들고, 록(lock)이 되어 있고 복조부(304)에 할당된 경로가 탐색경로집합에 포함되어 있으면서 같은 경로에 중복 할당된 복조부들(304A∼304M)에 대해서는 이들 중에서 세기가 가장 센 것을 제외한 나머지를 프리상태로 만드는 복조부(304) 정리과정을 행한다.

상기 정리과정에 따라 프리상태가 된 복조부들(304A∼304M)에 대해, 2차 탐색경로집합의 경로들을 코인시던스 검파부(316)의 검색 통과 횟수가 큰 순서대로 정렬하고, 검색 통과 횟수가 같을 경우에는 평균 신호 세기가 큰 경로가 우선 정렬함과 동시에, 또한 한 경로의 검색 통과 횟수가 다른 경로에 비해 하나정도 작지만 평균 신호 세기가 상대 경로에 비해 상대적으로 우월한 값일 경우에는 상대 경로보다 우선하여 정렬하는 과정을 행한다.

이 때 각 탐색경로에 대해 이미 할당된 복조부(304)가 존재하는지 여부를 확인하여, 이미 같은 경로에 할당된 복조부(304)가 있는 경로는 할당하지 않고, 할당된 복조부(304)가 없는 탐색경로는 프리상태인 복조부(304)에 할당해 나가는 과정을 행한다.

상기 프리상태의 복조부(304)에 할당하는 과정에서 탐색경로집합의 모든 경로가 복조부(304)에 할당되었는지를 판단하여 프리상태의 복조부(304)가 없을 경우는, 이미 경로가 할당된 복조부(304)에 경로 재할당을 시도하는 과정을 행한다.

여기서 경로 재할당의 횟수는 제한되어 있으며, 탐색경로의 신호 세기가 재할당하려는 복조부(304)의 신호 세기보다 특정한 값 이상(두 배정도)일 경우에 대해서만 재할당이 이루어진다.

마지막으로 경로 할당을 마치면, 각 복조부(304)의 출력은 결합기에서 결합되어 디코딩 단계로 들어간다.

본 발명에서는 도플러 주파수가 높은 페이딩 채널에서는 신호의 변화가 빠르기 때문에 집단오류(Burst Error)를 발생시키는 시간대의 변화 역시 빠르게 되므로, 이런 환경에서는 한 경로의 PN코드 오프셋에 대해 A번 검색을 반복한 후 다음 경로에 대해 다시 A번 검색을 반복하는 일반 코인시던스 검파기보다, n개의 각 탐색경로의 PN코드 오프셋에 대해 신호의 세기가 검색 임계값 이상인지를 검색하여 이를 A번 반복하는 분산형 코인시던스 검파기를 사용함으로써, 모든 탐색 경로에 대해 균등한 검색을 할 수 있게 된다.

이로 인해, 탐색경로집합의 경로들을 복조기에 할당하는데 있어서 신호의 세기만을 근거로 할당 순서를 정하는 것이 아니라, 확인 과정의 검색 통과 횟수와 신호의 세기를 토대로 할당 순서를 정하기 때문에 탐색부에서의 오보(False Alarm)로 인한 잘못된 복조기 할당이 일어날 확률을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 이미 정의된 탐색 임계값 이상이 되는 탐색경로들의 신호의 세기를 출력하는 탐색부와, 할당된 경로에 따라 각각 복조를 행하는 복조부와, 상기 분산형 코인시던스 검파부를 포함하는 코인시던스 검파기를 이용한 복조기 할당 시스템에 있어서 상기 제어부는 상기 탐색부에서 출력된 정보를 통해 1차 탐색경로집합을 만들어 상기 분산형 코인시던스 검파부로 출력하고, 상기 분산형 코인시던스 검파부에서 출력된 정보를 통해 2차 탐색경로집합을 만들고, 이미 복조를 행하기 위한 경로가 할당되어 있는 상기 복조부를 정리하고, 상기 정리를 행하여 복조부들에 대해 상기 2차 탐색경로집합을 정렬하여 이에 따라 할당순서를 정하고, 상기 정해진 할당순서에 따라 프리(free)상태의 복조부에 경로를 할당하고, 상기 2차 탐색경로집합의 모든 경로가 복조부에 할당되었는가를 판단하여 아직 할당할 경로가 남아있으면 이미 경로가 할당되어 있는 복조부에 대해 재할당을 시도하는 동작을 실행하는 것을 특징으로 하는 코인시던스 검파기를 이용한 레이크 수신기의 복조기 할당 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 2차 탐색경로집합은 상기 코인시던스 검파부에서 전송된 탐색경로들의 평균 신호의 세기와 검색 통과 횟수를 통하여 이루어짐을 특징으로 하는 코인시던스 검파기를 이용한 레이크 수신기의 복조기 할당 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 탐색경로를 복조부에 정렬하여 할당하는 순서를 정하는 동작은 상기 코인시던스 검파부의 검색 통과 횟수가 많은 순서대로 정렬하여 할당하고, 상기 코인시던스 검파부의 검색 통과 횟수가 같은 탐색경로가 있는 경우에는 이들중 평균 신호 세기가 큰 순서대로 정렬하여 할당하고, 한 경로의 검색 통과 횟수가 다른 경로에 비해 작기는 하지만 평균 신호의 세기가 상대 경로에 비해 특정하게 우월한 값일 경우에는 상대 경로보다 우선 정렬하여 할당하는 동작을 실시하는 것을 특징으로 하는 코인시던스 검파기를 이용한 레이크 수신기의 복조기 할당 시스템.
4. 입력되는 여러 신호들에 대해 검색해야될 탐색경로의 수가 n이고, 한 탐색경로당 A번 검색을 행하며, 검색 임계값과 임계빈도횟수(B)를 이미 정의하고 있는 코인시던스 검파기를 이용한 복조기 할당 시스템에서,

   상기 n개의 탐색경로의 의사잡음코드(Pseudo Noise Code) 오프셋(offset)에 대한 각각의 신호의 세기가 상기 검색 임계값 이상인지를 한 번씩 검색하는 과정과;

   상기 검색과정을 일정 시간간격을 두고 다시 A-1번 반복하는 과정과;

   상기 A번의 검색을 행하여 검색을 통과한 탐색경로들에 대한 평균 신호의 세기를 구하여 전송하는 과정과;

   A번의 검색 중 상기 검색 임계값을 통과한 횟수가 임계빈도횟수(B≤A) 이상인 탐색경로의 검색 통과 횟수를 전송하는 과정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 코인시던스 검파기를 이용한 레이크 수신기의 복조기 할당 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 코인시던스 검파기는 n개의 탐색경로를 첫 번째 검색하고, 일정 시간이 지난후 n개의 탐색경로를 다시 두 번째 검색하고, 계속 이와같이 일정 시간을 간격으로 A번의 검색을 수행하는 분산형을 이용하는 것을 특징으로 하는 코인시던스 검파기를 이용한 레이크 수신기의 복조기 할당 방법.

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