KR100285708B1

KR100285708B1 - 코드분할다중접속시스템에서의다중경로신호탐색장치

Info

Publication number: KR100285708B1
Application number: KR1019970065272A
Authority: KR
Inventors: 김동호; 김병무; 안병철
Original assignee: 조정남; 에스케이텔레콤주식회사
Priority date: 1997-12-02
Filing date: 1997-12-02
Publication date: 2001-04-02
Also published as: KR19990047051A

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 분야

본 발명은 코드분할다중접속(CDMA) 시스템에서의 다중 경로 신호 탐색 장치에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은 코드분할다중접속(CDMA) 시스템에서 적어도 두 개의 안테나에 수신되는 신호를 동시에 탐색하기 위한 다중 경로 신호 탐색 장치를 제공하는데 그 목적이 있음.

3. 발명의 해결 방법의 요지

본 발명은, 신호를 수신하기 위한 제1 및 제2 안테나; 상기 제1 및 제2 안테나를 통해 입력된 신호의 역확산에 이용되는 코드를 생성하기 위한 코드 생성 수단; 상기 코드 생성 수단으로부터 코드를 입력받아 상기 제1 안테나로부터 수신된 신호를 병렬로 역확산하여 출력하기 위한 제1 역확산 수단; 상기 제1 역확산 수단으로부터 수신된 상기 역확산 신호를 소정의 상관길이 동안 누적하기 위한 제1 누적 수단; 상기 제1 누적 수단에서 누적된 상기 누적 값을 전달받아 저장하기 위한 제1 버퍼 수단; 상기 코드 생성 수단으로부터 코드를 입력받아 상기 제2 안테나로부터 수신된 신호를 병렬로 역확산하여 출력하기 위한 제2 역확산 수단; 상기 제2 역확산 수단으로부터 수신된 상기 역확산 신호를 소정의 상관길이 동안 누적하기 위한 제2 누적 수단; 상기 제2 누적 수단에서 누적된 상기 누적 값을 전달받아 저장하기 위한 제2 저장 수단; 상기 제1 및 제2 저장 수단으로부터 수신된 값을 시분할적으로 제곱하여 출력하기 위한 제곱 수단; 및 상기 제곱 수단으로부터 수신된 값을 가산하여 출력하기 위한 가산 수단을 포함함.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 CDMA 통신 등의 안테나 다이버시티 수신 시스템에 이용됨.

Description

코드분할다중접속 시스템에서의 다중 경로 신호 탐색 장치{MULTIPATH SEARCHING METHOD IN CDMA SYSTEM}

본 발명은 다중 경로 신호 탐색 장치에 관한 것으로, 특히 코드 분할 다중 접속(CDMA)시스템을 채용한 이동통신 환경에서 기지국이 안테나 다이버시티를 사용할 때, 적어도 두 개의 안테나에 수신되는 신호를 동시에 탐색하기 위한 코드분할다중접속(CDMA) 시스템에서의 다중 경로 신호 탐색 장치에 관한 것이다.

CDMA 시스템에서 이동국의 정보 신호는 여러 처리 과정을 거쳐 기지국으로 송신된다. 무선 전파 경로를 통해 기지국에 도달한 신호는 이동국의 이동으로 인한 도플러 편이된 자기 신호, 여러 개의 전파경로로 인한 다중 경로 페이딩된 자기 신호, 및 다른 사용자들의 신호등이 합쳐진 형태이다.

한 개의 안테나로 수신된 신호는 순간적인 감쇄 등에 의해 정보신호가 손실된다. 두 개의 안테나를 사용하는 경우 각각 다른 경로에 의해 수신되므로 동시에 같은 감쇄가 될 경우의 수가 줄어들며 서로 보완적인 역할을 수행할 수 있다. 이렇게 기지국에서 다수의 안테나를 통해 수신된 신호를 이용하는 방법을 안테나 다이버시티 기법이라고 한다.

기지국에서 통화채널이 연결된 후 보다 양호한 신호를 탐색하기 위해 현재의 신호위치를 중심으로 윈도우를 구성하여 윈도우의 시작점부터 마지막까지 코드생성기의 위상을 변경하면서 정해진 상관길이만큼의 신호누적을 통해 전체윈도우를 탐색하여 신호 크기별로 분류한다. 또한 현재 복조기가 위치하고 있는 신호와 비교하여 보다나은 경로를 할당한다. 이러한 과정은 통화채널이 연결되어 있으며 계속적으로 이루어진다.

또한 이동국의 움직임이나 전파환경의 변화가 빠른 경우 경로 할당 알고리즘은 보다 빠른 수행을 요구한다. 따라서 탐색 장치의 경로탐색은 빠르게 이루어질수록 용이하다. 또한 두 개의 안테나에 의한 신호의 탐색은 동시에 이루어져야 한다.

도1은 종래 기술에 따른 탐색 장치의 구조를 도시한 것이다.

일반적으로 기지국은 도1에 도시된 바와 같은 탐색 장치를 두 개이상 구비하고 있으며, 각각의 탐색 장치는 선택된 안테나의 신호를 탐색한다. 탐색과정은 탐색윈도우의 크기, 누적시간, 및 안테나 등의 선택으로 시작된다. 먼저 탐색할 안테나(101)를 선택하고, 탐색 윈도우가 정해지면 윈도우의 시작점으로 코드생성기(102)의 위상이 이동한다. 정해진 누적시간동안 코드의 역확산(103)이 이루어지고 그 값이 누적기(104)에 누적된다.

소정의 누적시간만큼 누적된 신호는 제곱기(105)에서 제곱되어 신호의 크기성분이 추출된다. 가산기 전까지 신호는 동상(In-phase) 신호 및 직교(Quadrature-phase) 신호의 쌍이 동시에 구현되며, 각 블록은 쌍으로 구현된다. 동상 신호 및 직교 신호의 제곱 성분은 가산기(106)에서 가산되며, 이 값이 그 위상에서의 신호 크기가 된다. 이러한 과정으로 전체윈도우의 탐색이 반복적으로 이루어진다.

기지국에서 기존의 방법으로 탐색 장치를 사용할 경우 두 가지 방법이 있다. 첫 번째는 한 개의 탐색 장치로 두 개의 안테나 경로 신호를 순차적으로 탐색하는 경우로, 이 경우 두 개의 경로 탐색의 시간적인 차이로 인한 다중경로 성분의 비교가 정확하지 않으며 탐색시간이 길어진다. 두 번째는 두 개의 탐색 장치를 사용하여 각각의 안테나경로를 동시에 탐색하는 경우로, 서로 다른 안테나의 신호가 동시에 측정될 수 있으나, 하드웨어적으로 두 개의 복잡한 탐색 장치 구조를 필요로 한다는 문제점이 있다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 코드분할다중접속(CDMA) 시스템에서 하나의 탐색 장치를 이용하여 적어도 두 개의 안테나에 수신되는 다른 경로의 신호들을 동시에 탐색하기 위한 다중 경로 신호 탐색 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도1은 종래 기술에 따른 탐색 장치의 구조도.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 경로 신호 탐색 장치의 구조도.

도3은 상기 도2의 본 발명에 따른 다중 경로 신호 탐색 장치의 일실시예 동작 타이밍도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

200A, 200B : 안테나 201, 207 : 역확산기

202 : 코드 생성기 203 : 누적기

204 : 버퍼 205 : 제곱기

206 : 가산기

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 코드분할다중접속(CDMA) 시스템에서의 다중 경로 신호를 탐색하기 위한 장치에 있어서, 신호를 수신하기 위한 제1 및 제2 안테나; 상기 제1 및 제2 안테나를 통해 입력된 신호의 역확산에 이용되는 코드를 생성하기 위한 코드 생성 수단; 상기 코드 생성 수단으로부터 코드를 입력받아 상기 제1 안테나로부터 수신된 신호를 병렬로 역확산하여 출력하기 위한 제1 역확산 수단; 상기 제1 역확산 수단으로부터 수신된 상기 역확산 신호를 소정의 상관길이 동안 누적하기 위한 제1 누적 수단; 상기 제1 누적 수단에서 누적된 상기 누적 값을 전달받아 저장하기 위한 제1 버퍼 수단; 상기 코드 생성 수단으로부터 코드를 입력받아 상기 제2 안테나로부터 수신된 신호를 병렬로 역확산하여 출력하기 위한 제2 역확산 수단; 상기 제2 역확산 수단으로부터 수신된 상기 역확산 신호를 소정의 상관길이 동안 누적하기 위한 제2 누적 수단; 상기 제2 누적 수단에서 누적된 상기 누적 값을 전달받아 저장하기 위한 제2 저장 수단; 상기 제1 및 제2 저장 수단으로부터 수신된 값을 시분할적으로 제곱하여 출력하기 위한 제곱 수단; 및 상기 제곱 수단으로부터 수신된 값을 가산하여 출력하기 위한 가산 수단을 포함한다.

이하 첨부된 도2 및 3을 참조하여, 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 경로 신호 탐색 장치의 구조를 도시한 것이다.

일반적으로, 탐색 장치의 하드웨어 구성성분은 제곱기 및 코드생성기 등과 같은 복잡한 하드웨어 구조를 갖는 부분과 비교적 간단한 누적기 등으로 구성된다. 본 발명에 따른 탐색 장치는 하드웨어적으로 간단한 구조의 누적기 등은 병렬로 구성하고 하드웨어적으로 복잡한 부분들은 공유하여, 약간의 하드웨어만을 추가하면서도 두 개의 경로를 동시에 탐색할 수 있게 한다.

기지국 반경이 결정되면 탐색해야할 윈도우의 크기가 계산될 수 있다. 일반적으로 탐색윈도우의 크기에 비해 두 개의 안테나에 의한 시간적인 위상차는 매우 작으므로 동일한 탐색윈도우를 가질 수 있다. 따라서 코드생성기(202)는 두 개의 경로에 동위상의 코드생성기를 사용하여 역확산(201,207)시킬 수 있다. 역확산된 신호는 정해진 상관길이동안 두개의 누적기(203)에 각각 누적된다. 각 안테나 경로를 통해 동시에 누적된 값들은 상관길이 끝부분에서 두개의 버퍼(204)에 각각 전달된다. 두 버퍼(204)에 저장된 신호는 하나의 제곱기(205)를 동시에 사용하기 위해 시분할되어 제곱기(205)로 입력된다. 안테나A(200A)의 신호가 제곱기(205)를 거쳐 가산기(206)에 입력될 때, 안테나B(200B)에서 수신한 신호의 누적 값을 저장한 버퍼 값이 제곱기(205)에 입력되는 형태로 제곱기후단(205,206)은 시분할(208)되어 사용된다.

즉, 안테나A(200A)를 통해 수신된 동상 신호 및 직교 신호 쌍은 각각 안테나A(200A)에 연결된 역확산기(201)를 거쳐 누적기(203)에서 정해진 상관길이 동안 각각 누적되고, 누적기(203)에서 누적된 값들은 상관길이 끝부분에서 버퍼(204)에 각각 전달된다.

마찬가지로, 안테나B(200B)를 통해 수신된 동상 신호 및 직교 신호 쌍은 각각 안테나B(200B)에 연결된 역확산기(201)를 거쳐 누적기(203)에서 정해진 상관길이 동안 각각 누적되고, 누적기(203)에서 누적된 값들은 상관길이 끝부분에서 버퍼(204)에 각각 전달된다.

안테나A(200A)를 통해 수신되어 저장되어 있는 동상 신호 및 직교 신호 쌍의 누적된 값과 안테나B(200B)를 통해 수신되어 저장되어 있는 동상 신호 및 직교 신호 쌍의 누적된 값은 시분할(208)적으로 제곱기(205)에 입력된다. 이때, 시분할적인 입력은 동일한 탐색윈도우를 가지는 범위내에서 이루어진다.

제곱기(205)에 입력된 신호는 제곱기(205)에서 제곱이 되어 신호의 크기성분이 추출된다. 가산기(206) 앞단까지는 동상 신호 및 직교 신호 쌍이 동시에 구현된다. 동상 신호와 직교 신호의 제곱성분은 가산기(206)에서 가산되며, 이 값이 그 위상에서의 신호크기가 된다.

한 개의 코드생성기를 통해 동위상을 제공할 때 비정상적으로 두 개의 안테나를 통한 윈도우의 위치가 일정 범위내에서 상이한 경우에는 지연기(209)를 이용하여 위상을 지연시켜 사용한다.

도3은 상기 도2의 본 발명에 따른 다중 경로 신호 탐색 장치의 일실시예 동작 타이밍도를 도시한 것이다.

안테나(200A, 200B)를 통해 수신된 신호는 역확산과정을 상관길이동안 수행하여 누적기를 통해 누적과정(305)을 거쳐 상관길이 끝(303,304)에서 각 버퍼에 저장된다. 코드생성기(202)의 현재 위상에서 상관값이 계산된 후 조기 판별(Early-dump test)을 하지 않는 경우에, 코드생성기(202)는 다음 코드위상으로 옮겨져 다음 상관과정을 수행한다. 이와 동시에 제곱기(205)에서는 우선 안테나A 경로의 버퍼 값을 제곱(306)하여 가산기(206)에 입력하면, 안테나B 경로의 버퍼 값을 제곱기에 입력(307)한다. 다음 코드 위상의 상관 시간 이전에 이전 상관값에 대한 제곱 및 가산 과정은 충분히 수행될 수 있다.

또한 하드웨어적으로 제곱기를 한 개 사용하여 각 안테나의 동상 신호 및 직교 신호를 시분할하여 사용할 수 있으면 전체적으로 한 개의 제곱기만 사용할 수도 있다.

본 발명에 따른 탐색 장치는 안테나 다이버시티 수신 시스템에 사용된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

본 발명에 따른 코드분할다중접속(CDMA) 시스템에서의 다중 경로 신호 탐색 장치를 사용하면, 두 개의 탐색 장치를 사용하는 종래 기술과는 달리 회로적으로 복잡한 코드생성기, 제곱기, 및 가산기를 공유하고, 회로적으로 복잡도가 낮은 누적기 및 버퍼만을 병렬로 사용하여, 하나의 탐색 장치로 두 신호를 동시에 탐색할 수 있도록 할뿐만 아니라, 두 개의 탐색 장치를 사용하는 경우보다 하드웨어 크기 및 전력소모를 크게 감소시키는 효과가 있다. 또한 두개의 탐색 장치를 소프트웨어적으로 따로 제어하지 않고 하드웨어적으로 일괄적으로 제어할 수 있는 효과도 있다.

Claims

코드분할다중접속(CDMA) 시스템에서의 다중 경로 신호를 탐색하기 위한 장치에 있어서,

신호를 수신하기 위한 제1 및 제2 안테나;

상기 제1 및 제2 안테나를 통해 입력된 신호의 역확산에 이용되는 코드를 생성하기 위한 코드 생성 수단;

상기 코드 생성 수단으로부터 코드를 입력받아 상기 제1 안테나로부터 수신된 신호를 병렬로 역확산하여 출력하기 위한 제1 역확산 수단;

상기 제1 역확산 수단으로부터 수신된 상기 역확산 신호를 소정의 상관길이 동안 누적하기 위한 제1 누적 수단;

상기 제1 누적 수단에서 누적된 상기 누적 값을 전달받아 저장하기 위한 제1 버퍼 수단;

상기 코드 생성 수단으로부터 코드를 입력받아 상기 제2 안테나로부터 수신된 신호를 병렬로 역확산하여 출력하기 위한 제2 역확산 수단;

상기 제2 역확산 수단으로부터 수신된 상기 역확산 신호를 소정의 상관길이 동안 누적하기 위한 제2 누적 수단;

상기 제2 누적 수단에서 누적된 상기 누적 값을 전달받아 저장하기 위한 제2 저장 수단;

상기 제1 및 제2 저장 수단으로부터 수신된 값을 시분할적으로 제곱하여 출력하기 위한 제곱 수단; 및

상기 제곱 수단으로부터 수신된 값을 가산하여 출력하기 위한 가산 수단

을 포함하는 코드분할다중접속(CDMA) 시스템에서의 다중 경로 신호 탐색 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 및 제2 안테나를 통한 두 개의 윈도우가 소정의 간격 내에서 이격될 때 상기 코드 생성 수단으로부터 출력된 상기 코드를 지연시켜 상기 제1 역확산 수단으로 인가하기 위한 지연 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코드분할다중접속(CDMA) 시스템에서의 다중 경로 신호 탐색 장치.