KR100291020B1 - 부호분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 이동국의 피-엔포착장치 및 방법 - Google Patents

부호분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 이동국의 피-엔포착장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야
본 발명은 부호분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템의 이동국에 관한 것으로, 특히 이동국의 의사잡음시퀀스 포착장치 및 방법에 관한 것이다.
나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
부호분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 서비스 기지국의 직교잡음성분을 제거하는 이동국 PN 포착장치 및 방법의 제공.
다. 발명의 해결 방법의 요지
수신신호에 대하여 송신단에서의 데이터심볼의 직교확산구간 또는 상기 직교확산구간의 정수배의 적분구간 단위로 역확산, 누적덧셈 및 제곱한다. 이때, 이전 적분구간의 상관 종료점과 새로운 시점에서 입력되는 수신신호에 대한 적분구간의 상관 시작점 사이를 1칩 구간으로 둔다.
라. 발명의 중요한 용도
이동국의 피-엔 포착 성능 향상.

Description

부호분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 이동국의 피-엔 포착장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PN ACQUISITION OF MOBILE STATION IN CDMA SYSTEM}
본 발명은 부호분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템의 이동국에 관한 것으로, 특히 이동국의 의사잡음시퀀스 포착장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 확산대역(Spread-Spectrum)통신이란 전송하고자 하는 정보신호를 훨씬 넓은 대역폭으로 확산(Spreading)하여 전송한 후, 수신기에서는 다시 원래의 대역폭으로 역확산(Despreading)하여 수신하는 방식이다. 그리고 대역확산방법에는 직접시퀀스(Direct-Sequence)방법과 주파수도약(Frequency-Hopping)방법과 시간도약(Time-Hopping)방법 그리고 하이브리드(Hibrid)방법 등이 있다. 그리고 현재 상용화된 부호분할다중접속(Code Division Multiple Acess:이하 CDMA라 칭한다) 이동통신 시스템은 상기 직접시퀀스방법의 확산대역통신기법을 사용하고 있다. 즉, 부호분할다중접속 시스템의 기지국이 정보신호에 높은 데이터율의 의사잡음시퀀스(Pseudo-Noise Sequence)(이하 PN 시퀀스라 칭한다)를 곱하여 확산된 신호를 송신하면, 상기 시스템의 이동국은 상기 기지국발생 PN 시퀀스에 동기를 맞추어 수신되는 신호를 곱하여 역확산 시킴으로써 상기 정보신호를 복원한다. 이때, 이동국은 기지국발생 PN 시퀀스의 시작위치와 자신이 발생시키는 이동국발생 PN 시퀀스의 시작위치를 일치시키는 초기동기획득 동작을 수행한다.
한편, 부호분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 이동국의 초기동기획득동작은 포착(Acquisition)동작과 추적(Tracking)동작으로 나뉘어 질 수가 있다. 상기 포착동작은 이동국이 임의의 시점에서 수신되는 기지국발생 PN 시퀀스값과 이동국발생 PN 시퀀스값의 상관관계(Correlation)관계에 따른 검출 에너지를 계산하는 동작과 상기 계산결과를 임계값과 비교하는 동작으로 나뉘어 질 수가 있다. 이때 만약 상기 계산결과가 임계값보다 작으면 이동국은 상기 이동국발생 PN 시퀀스의 위상을 이동한 후, 포착동작을 계속해서 수행한다. 그러나 만약 상기 계산결과가 임계값보다 크면, 이동국발생 PN 시퀀스의 시작위치가 기설정된 한계오차내에 있으므로, 이동국은 상기 검출 에너지의 계산과 임계값 비교의 동작을 더 세밀하게 하여 정확한 동기를 찾는다. 즉, 이동국은 추적동작을 수행한다. 그리고 상기 포착동작은 직렬탐지(Serial Search)방식과 병렬탐지(Parallel Search)방식으로 구분될 수가 있다.
다른 한편, CDMA 이동통신 시스템은 동일한 주파수 대역을 사용하는 각 이동국의 통신 채널(Channel)은 서로 다른 직교코드(Othogonal Code)에 의한 채널변조(Channel Modulation)에 의해 구분되는데 그 특징이 있다. 그리고 단일의 기지국에서 복수개의 이동국으로의 순방향 링크에서 송신되는 여러 채널들은 서로 직교성을 가짐으로 인해 구분된다. 특정 이동국의 수신신호는 현재 이동국이 위치하는 셀(Cell)의 기지국(이하 '서비스 기지국'이라 칭한다)으로부터의 신호와 다른 기지국들로부터의 신호의 합으로 이루어 지게 된다. 특히 초기동기획득동작시, 이동국의 수신신호는 서비스 기지국의 파일롯 신호와 직교잡음성분 및 AWGN(Additive White Gaussian Noise)으로 모델링되는 다른 기지국들의 신호로 표현가능 하다. 하기 〈수학식 1>은 이동국의 초기동기획득동작시 이동국 수신단의 입력신호를 나타낸다.
이때, 상기 〈수학식 1>의 좌변은 이동국의 수신신호를 의미하며, 우변의 P(t)는 서비스 기지국의 파일롯 신호를 의미하며, 우변의는 직교잡음성분을 의미하며, 우변의 Ioc는 다른 기지국들로부터의 수신신호를 의미한다. 그리고 상기 직교잡음성분의는 동일한 셀내의 다른 이동국들에 대하여 채널 부호화(Channel Coding)된 데이터 심볼(Symbol)을 의미하며,는 상기 데이터 심볼을 채널 구분하는 직교코드를 의미한다. 그리고 상기 i는 상기 파일롯 신호를 제외한 서비스 기지국으로부터 전송되는 채널의 숫자를 의미한다.
그리고 상기 파일롯 신호는 연속적인 '+1'등으로 이루어지는 심볼에 월쉬(Walsh) 직교코드등과 같은 직교코드가 곱해져 직교 확산(Othogonal Spreading) 되고, 다시 기지국발생 PN 코드에 의해 PN 확산(PN Spreading)된 신호가 될 수가 있다. 이때, 상기 파일롯 신호의 각 시퀀스는 직교확산시 데이터 변조가 되지 않기 때문에, 파일롯 신호의 각 시퀀스값은 상기 기지국발생 PN 코드의 각 시퀀스값과 동일하다. 그리고 상기 직교잡음성분은 동일한 셀내의 다른 이동국들에 대한 송신신호로서, 채널부호화된 랜덤한 '+1' 또는 '-1'의 데이터 심볼에, 해당하는 채널구분용 직교코드가 곱해져 직교 확산(Othogonal Spreading) 되고, 다시 기지국발생 PN 코드에 의해 PN 확산된 신호가 될 수가 있다. 부연하면 상기한 파일롯 신호와 직교잡음성분은 후술되는 도 1a 또는 도 1b로 분석될 수가 있다.
도 1a는 파일롯 신호의 확산과정의 일예를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 연속적인 '1'심볼(11a)은 월쉬직교코드(12a)등과 같은 직교코드가 곱해져서 직교확산되어 직교확산 칩 시퀀스(13a)가 된다. 상기 월쉬직교코드의 경우 직교확산구간(110)은 64칩 구간이 된다. 상기 월쉬직교코드(12a)의 특징은 그 시퀀스가 '+1'로만 이루어 진다. 이로인해 직교확산 칩 시퀀스(13a)는 월쉬직교코드(12a)와 동일한 칩 시퀀스값을 가진다. 그리고 직교확산 칩 시퀀스(13a)의 각 시퀀스값은 기지국발생 PN 코드(14a)의 각 시퀀스값과 곱해져 PN 확산되어 파일롯 신호(15a)가 된다. 이때, 상기한 직교확산 칩 시퀀스(13a)의 각 시퀀스는 모두 '1'이므로 파일롯 신호P(t)(15a)의 각 시퀀스값은 기지국발생 PN 코드(14a)P(t)의 각 시퀀스값과 동일하다. 상기 도 1a의 설명에서 상기한 연속적인 '1'의 심볼은 직교확산구간(110)에 걸쳐 직교확산되며, 직교확산 칩 시퀀스(13a)의 각 시퀀스는 다시 기지국발생 PN 코드(14a)의 각 시퀀스값과 곱해져서 PN 확산이 되어 파일롯 신호(15a)가 된다.
도 1b는 직교잡음성분의 확산과정의 일예를 도시한 도면이다.
채널부호화(Channel Coding)된 랜덤(Random)한 '+1' 또는 '-1'의 값을 가지는 데이터 심볼(11b)은 월쉬직교코드(12b)등과 같은 데이터 전송용의 직교코드가 곱해져서 직교확산되어 직교확산 칩 시퀀스ㆍ(13b)가 된다. 일반적으로 직교코드는 한 행(Row)이 '+1'와 '-1'이 동일한 숫자를 가짐을 특징으로 한다. 상기 월쉬직교코드직교(12b)가 곱해진 경우, 각 데이터 심볼(11b)은 확산 칩 시퀀스(13b) 구간에서 월쉬직교코드(12b)와 동일한 직교확산구간(110) 동안에 걸쳐 확산된다. 그리고 도시된 바와 같이 직교확산 칩 시퀀스(13b)는 데이터심볼(11b)의 '+1' 또는 '-1'의 값에 따라 직교 변조(Othogonal Modulating)된다. 그리고 직교확산 칩 시퀀스(13b)의 각 시퀀스값은 기지국발생 PN 코드(14a)의 각 시퀀스값과 곱해져 PN 확산되어 직교잡음ㆍㆍ(15b)이 된다. 상기 도 1b의 설명에서 상기한 채널부호화된 랜덤한 데이터심볼(11b)의 '+1' 또는 '-1'은 직교확산구간(110)만큼 직교확산되며, 직교확산 칩 시퀀스(13b)의 각 시퀀스는 다시 기지국발생 PN 코드(14a)의 각 시퀀스값과 곱해져서 PN 확산이 되어 직교잡음(15b)이 된다. 즉, 도시된 바와 같이 직교잡음(15b)은 각 데이터심볼(11b)의 '+1' 또는 '-1'이 직교확산구간(110)에 걸쳐 PN 확산된 신호로 표현될 수가 있다.
한편, 종래에는 이동국에 구비되는 PN 포착회로의 수신 파일롯 신호에 대한 동기획득동작시에 다른 기지국들로부터의 수신신호 뿐만이 아니라 직교잡음성분 까지도 PN코드 검출확률(Detection Probability)에 영향을 미쳤다. 즉, PN 포착회로의 초기동기획득의 여부의 판단은 설정된 적분구간동안의 기지국발생 PN 코드와 이동국발생 PN 코드의 상관관계에 따른 검출에너지와 임계값과의 비교에 의해 수행된다. 그런데 파일롯 신호에 포함되는 기지국발생 PN 코드와 이동국발생 PN 코드가 실제로 동기가 일치함에도 불구하고, 상기한 잡음성분의 영향에 의해 PN 포착회로는 반드시 PN 코드 검출을 할 수가 있다는 보장이 없다. 마찬가지로 실제로 동기가 일치하지 않음에도 불구하고, 상기한 잡음성분의 영향에 의해 PN 포착회로는 거짓포착(False Alarm)을 할 수가 있다. 즉, 이동국에 수신되는 잡음성분의 크기는 PN코드 검출확률에 영향을 주게 된다.
도 2는 부호분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 PN 포착회로를 도시한 도면이다. 이하 종래의 PN 포착회로의 동작을 설명한다.
이동국(도시하지 않음)의 초기동기획득동작시 역확산기(210)는 임의의 시점에서 입력되는 상기 〈수학식 1>의 파일롯 신호, 직교잡음성분 및 다른 기지국들로부터의 신호와 이동국발생 PN 코드 발생기(240)로부터 발생되는 이동국발생 PN 코드를 설정된 적분구간에 걸쳐 곱하여 역확산 동작을 수행한다. 그리고 역확산기(210)는 상기 역확산 동작의 결과를 상관기(220)로 출력한다. 상관기(220)는 상기한 역확산기(210)의 출력에 대하여 상기 적분구간동안에 누적 덧셈 및 제곱한다. 이로인해 상관기(220)는 상기한 적분구간내에서 상기 파일롯 신호의 기지국발생 PN 코드와 상기 이동국발생 PN 코드의 상관관계(Correlation)에 따른 검출에너지를 계산하게 된다. 그런데 이때, 상기한 수신신호중에서 직교잡음성분과 다른 기지국들로부터의 수신신호는 상기 파일롯 신호의 기지국발생 PN 코드에 대해서 잡음성분이 된다. 그리고 제어기(230)는 상기한 상관기(220)의 출력과 임계값과의 비교동작을 수행한다. 상기한 적분구간내의 검출에너지가 임계값보다 크면 제어기(230)는 포착동작에 성공하였다고 판단하고 PN 포착회로의 추적동작에 대한 제어를 수행한다. 상기 추적동작에 대한 설명은 본 발명의 주 관심이 아니므로 생략한다. 그리고 상기한 적분구간내의 검출에너지가 상기 임계값보다 작을시 제어기(230)의 제어에 의해, 이동국발생 PN 코드 발생기(240)는 상기 이동국발생 PN 코드를 한 칩 만큼 위상지연(Delay)시킨다. 그리고 상기 종래의 PN 포착회로는 다시 새롭게 입력되는 파일롯 신호의 기지국발생 PN 코드와 상기 위상지연된 이동국발생 PN 코드를 상기 설정된 적분구간내에서 역확산, 누적덧셈, 제곱 및 비교동작을 수행한다.
도 3은 CDMA 방식의 이동통신 시스템에서 적분구간의 관점에서 본 종래의 PN 포착회로의 동작을 도시한 도면이다. 이하 상기 도 1a 내지 도 2를 참조하여 종래의 PN 포착회로의 동작을 상세히 설명한다.
참조부호(200)은 이동국의 초기동기획득동작시 소정시점에서의 적분구간(270)의 상관 시작점(Correlation Start Point)을 의미한다. 그리고 상기 시점에서 파일롯 신호(15a)의 기지국발생 PN 코드P(t)(14a)와 이동국발생 PN 코드는 참조부호(350)과 같이 2칩(Chip)의 위상차가 난다고 가정한다.
상기 도 1a 내지 도 2에서 상술한 바와 같이, 종래에는 이동국의 초기동기획득동작시 수신신호중에서 직교잡음ㆍㆍ(15b)과 다른 기지국들로부터의 수신신호는 파일롯 신호(15a)의 기지국발생 PN 코드(14a)에 대해서 잡음성분이 된다.
즉, 역확산기(210)는 설정된 적분구간(370)동안에 이동국발생 PN 코드의 각 시퀀스값과 파일롯 신호(15a)의 기지국발생 PN 코드(14a)의 각 시퀀스값을 곱하는 역확산 동작을 수행한다. 그리고 상관기(220)는 상기한 역확산기(110)의 출력 즉, 상기 도 1a의 직교확산 칩 시퀀스(13a)의 각 시퀀스값을 적분구간(370)동안 누적덧셈 및 제곱하여 상관관계에 따른 검출 에너지를 계산한다. 그리고 제어기(230)는 상기 검출 에너지와 임계값과의 비교동작을 수행한다. 이때, 상기 검출에너지가 상기 임계값보다 작으므로, 제어기(230)는 이동국발생 PN 시퀀스 발생기(240)의 1칩 위상지연을 명령한다. 참조부호(330)는 이동국 PN 코드 발생기(240)가 한 클럭동안 동작을 동작을 멈추어 이동국발생 PN 코드의 한 칩 위상지연을 의미한다. 이로인해 역확산기(210)는 상관 시작점 CS(Correlation Start Point)(320)부터 다시 적분구간(380)동안에 한 칩 만큼의 위상지연된 이동국발생 PN 코드의 각 시퀀스값과 새롭게 입력되는 파일롯 신호(15a)의 기지국발생 PN 코드(14a)의 각 시퀀스값을 곱하는 역확산 동작을 수행한다.
한편, 상기한 상관시작점(200)에서 역확산기(210)는 상기 도 1b의 직교잡음음ㆍㆍ(15b)에 대해서도 설정된 적분구간(370) 동안에 상기 이동국발생 PN 코드의 각 시퀀스값과 직교잡음(15b)의 각 시퀀스값을 곱하는 역확산 동작을 수행한다. 이로인해 직교잡음ㆍㆍ(15b)은 역확산되어 직교확산 칩 시퀀스ㆍ(13b)로 변환된다. 그리고 상기한 직교확산 칩 시퀀스ㆍ(13b)는 상관기(220)로 입력된다. 그런데 이때, 종래의 이동국의 PN 포착회로(도시하지 않음)는 적분구간(370)을 직교확산구간(110) 및 직교확산구간(110)의 정수배로 지정하지 않았기 때문에, 직교확산 칩 시퀀스ㆍ(13b)는 상관기(220)에서 제거되지 않는다. 따라서 이동국의 초기동기획득동작시 서비스 기지국(도시하지 않음)으로부터의 직교잡음성분은 파일롯 신호(15a)의 기지국발생 PN 코드(14a)에 대해서 잡음성분이 됨을 알 수가 있다. 그러나 적분구간(370)이 직교확산구간(110)으로 지정되면, 상기 이동국발생 PN 코드와 기지국발생 PN 코드(14a)의 시작위치가 일치하는 초기동기획득시 적분구간(370)동안에는 상관기(220)의 누적덧셈 동작시 데이터 심볼(12b)은 일정한 값을 가지는 상수(Constanat)가 된다. 이로인해 행(Row)이 '+1'와 '-1'이 동일한 숫자를 가지는 직교코드의 성질에 의하여 직교확산 칩 시퀀스ㆍ(13b)는 상관기(220)의 누적 덧셈동작시에 제거가 될 것이다. 마찬가지로 적분구간(370)이 직교확산구간(110)의 정수배로 지정되어도, 초기동기획득시점에서 직교코드의 성질에 의하여 직교확산 칩 시퀀스ㆍ(13b)는 상관기(220)의 누적 덧셈동작시에 제거가 된다.
다른 한편, 역확산기(210)는 상관 시작점 CS(320)에서부터 적분구간(380)동안에 한 칩 만큼의 위상지연된 이동국발생 PN 코드와 새롭게 입력되는 기지국발생 PN 코드(14a)의 각 시퀀스값을 곱하는 역확산 동작을 수행한다. 그리고 상관기(220)는 직교확산 칩 시퀀스ㆍ(13b)의 각 시퀀스값을 적분구간(380)동안 누적덧셈 및 제곱한다. 그러나 이때에도 참조부호(360)와 같이 상기 두 PN 코드는 한 칩의 위상차가 있으므로, 제어기(230)는 상기 이동국발생 PN 코드 발생기(240)의 1칩 위상지연을 명령한다. 참조부호(340)는 이동국 PN 코드 발생기(240)가 한 클럭동안 동작을 멈추어 이동국발생 PN 코드의 한 칩 위상지연을 의미한다. 이로인해 역확산기(210)는 상관 시작점 CS(325)부터 다시 적분구간(390)동안에 한 칩 만큼의 위상지연된 이동국발생 PN 코드의 각 시퀀스값과 새롭게 입력되는 파일롯 신호(15a)의 기지국발생 PN 코드(14a)의 각 시퀀스값을 곱하는 역확산 동작을 수행한다. 그런데 이때부터는 상기 두 PN 코드의 동기가 일치하므로, 제어기(230)의 비교동작에서, 상관관계에 따른 검출에너지는 상기 임계값보다 더 크게 된다. 그러나 상기와 같이 기지국발생 PN 코드(14a)와 이동국발생 PN 코드의 동기가 일치하는 경우에도 직교잡음(15b)은 상관기(220)에서 제거가 되지 않아서 파일롯 신호(15a)에 대하여 잡음성분이 된다. 그런데 이때, 실제로는 참조부호(327) 시점에서부터 기지국발생 PN 코드(14a)와 이동국발생 PN 코드가 동기가 일치함에도 불구하고 상기한 직교잡음(15b)의 영향에 의해 상관기(220)의 설정된 적분구간 동안의 누적덧셈 및 제곱의 결과가 상기 임계값 보다 작아질 수가 있다. 이는 PN 포착회로의 PN 코드 검출확률의 저하를 야기 시킨다.
다른 한편, 도시된 바와 같이 종래의 이동국의 PN 포착회로에서 상관종료점(Correlation End Point) CE(310)과 상관시작점 CS(320)은 실제 이동국발생 PN 코드 발생기(240)의 위상 지연시점을 전후로 하여 적어도 한 칩 이상의 차이가 나고 있음을 알 수가 있다. 즉, 종래의 PN 포착회로는 해당 적분구간 동안에 역확산기(210)가 역확산동작을 수행한 후, 이동국발생 PN 코드 발생기(240)는 최초로 발생하는 이동국발생 PN 코드의 시퀀스에 대한 위상지연 동작을 수행하지 않았다. 또한 종래의 PN 포착회로는 이동국발생 PN 코드 발생기(240)의 한 칩 위상지연 동작후, 최초로 입력되는 기지국발생 PN 코드(14a)의 시퀀스로부터의 역확산 동작을 수행하지 않았다. 즉, 이는 직교잡음성분ㆍㆍ(15b)를 잡음으로 간주하여 초기동기획득 시점과 채널부호화된 데이터심볼의 직교확산 시작시점을 일치시킬 필요가 없었기 때문이다. 또한 이는 종래의 PN 포착회로에 입력되는 수신신호에 대한 역확산 및 누적덧셈등에 대한 적분구간이 직교확산구간(110) 및 직교확산구간(110)의 정수배의 단위로 이루어지지 않았기 때문이다.
따라서, 본 발명의 목적은 부호분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 서비스 기지국의 직교잡음성분을 제거하는 이동국 PN 포착장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 부호분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 수신신호에 대하여 송신단에서의 데이터심볼의 직교확산구간 또는 상기 직교확산구간의 정수배의 적분구간 단위로 역확산, 누적덧셈 및 제곱하여, 기지국발생 PN 코드와 이동국발생 PN 코드의 동기가 일치되는 순간에 역확산된 직교잡음성분을 상관기의 누적덧셈 동작에 의해 제거하는 이동국 PN 포착장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 부호분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 수신신호에 대하여 송신단에서의 데이터심볼의 직교확산구간 또는 상기 직교확산구간의 정수배의 적분구간 단위로 역확산, 누적덧셈 및 제곱하며 이전 적분구간의 상관 종료점과 새로운 시점에서 입력되는 수신신호에 대한 적분구간의 상관 시작점 사이를 1칩 구간으로 둠으로 인하여, 동기가 일치되는 적분구간과 직교확산구간의 시작시점이 일치하게 되어 역확산된 직교잡음성분이 누적덧셈 동작시에 제거 되는 이동국 PN 포착장치 및 방법을 제공함에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 부호분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 이동국 피-엔 포착장치가, 임의의 시점에서 입력되는 수신신호와 이동국발생 피-엔 코드를 곱하여, 상기 수신신호를 송신단에서의 데이터 심볼에 대한 직교확산 구간의 정수배의 적분구간단위로 역확산하는 역확산기와, 상기 역확산된 수신신호에 대하여 상기 적분구간단위로 누적 덧셈 및 제곱하여 상관검출에너지를 계산하는 상관기와, 상기 상관검출에너지가 임계값 보다 작을 시 상기 이동국발생 피-엔 코드에 대한 한 칩 위상지연을 명령하는 제어기와, 상기 제어기의 명령에 의해 상기 이동국발생 피-엔 코드를 한 칩 위상지연하여 출력하는 이동국발생 피-엔 코드 발생기로 이루어짐을 특징으로 한다.
그리고 본 발명은 부호분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 이동국의 피-엔 포착방법이, 임의의 시점에서 입력되는 수신신호에 대하여 송신단에서의 데이터 심볼의 직교확산구간의 정수배의 단위로 적분구간을 설정하여 역확산, 누적덧셈 및 제곱하여 상관 검출에너지를 계산하는 제1과정과, 상기 검출에너지가 임계값보다 작으면 이동국발생 피-엔 코드를 한 칩 위상지연하고 다시 상기 제1과정의 제어동작을 수행하는 제2과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
도 1a는 파일롯 신호의 확산과정의 일예를 도시한 도면.
도 1b는 직교잡음성분의 확산과정의 일예를 도시한 도면.
도 2는 부호분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 PN 포착회로를 도시한 도면.
도 3은 CDMA 방식의 이동통신 시스템에서 적분구간의 관점에서 본 종래의 PN 포착회로의 동작을 도시한 도면.
도 4는 CDMA 방식의 이동통신 시스템에서 적분구간의 관점에서 본 발명의 실시예에 따른 PN 포착회로의 동작을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 PN 포착방법을 나타내는 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 4는 CDMA 방식의 이동통신 시스템에서 적분구간의 관점에서 본 발명의 실시예에 따른 PN 포착회로의 동작을 도시한 도면이다. 이하 상기 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.
이동국(도시하지 않음)의 초기동기획득동작시 수신신호는 서비스 기지국의 파일롯 신호와 직교잡음성분 및 다른 기지국들로부터의 신호로 나타낼 수가 있다. 이때, 상기 파일롯 신호와 직교잡음성분은 상기 도 1a의 기지국발생 PN 코드(14a)와 상기 도 1b의 직교잡음ㆍㆍ(15b)로 표시가 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 PN 포착회로는 이동국이 초기동기를 획득하는 시점에서 직교잡음ㆍㆍ(15b)를 상관기(220)의 누적 덧셈동작시에 제거한다. 이로인해 PN 포착회로의 PN 코드 검출확률이 높아지게 되어 PN 포착성능이 향상된다.
역확산기(210)는 직교확산구간(400)의 길이와 동일한 적분구간(450)의 단위로, 입력되는 기지국발생 PN 코드(14a)와 직교잡음ㆍㆍ(15b)에 대하여 역확산 동작을 수행한다. 그리고 상관기(220)는 상기한 역확산기(210)의 출력 즉, 상기 도 1a의 직교확산 칩 시퀀스(13a)의 각 시퀀스값 및 상기 도 1b의 직교확산 칩 시퀀스ㆍ(13b)을 적분구간(450)동안 누적덧셈 및 제곱하여 상관관계에 따른 검출 에너지를 계산한다.
그리고 제어기(230)는 상기 검출 에너지와 임계값과의 비교동작을 수행한다. 이때, 상기 검출에너지가 상기 임계값보다 작으므로, 제어기(230)는 이동국발생 PN 코드 발생기(240)의 1칩 위상지연을 명령한다. 시점 'D'(401)은 이동국 PN 코드 발생기(240)가 한 클럭동안 동작을 동작을 멈추어 이동국발생 PN 코드의 한 칩 위상지연을 의미한다. 이로인해 역확산기(210)는 상관 시작점 CS(410)부터 다시 적분구간(455)동안에 한 칩 만큼의 위상지연된 이동국발생 PN 코드의 각 시퀀스값과 새롭게 입력되는 기지국발생 PN 코드(14a)와 직교잡음ㆍㆍ(15b)에 대하여 역확산 동작을 수행한다.
그리고 상관기(220)는 상기한 역확산기(210)의 출력 즉, 직교확산 칩 시퀀스(13a)의 각 시퀀스값 및 직교확산 칩 시퀀스ㆍ(13b)을 적분구간(455)동안 누적덧셈 및 제곱하여 상관관계에 따른 검출 에너지를 계산한다. 그리고 제어기(230)는 상기 검출 에너지와 임계값과의 비교동작을 수행한다. 이때, 상기 두 PN 코드의 1칩 위상차로 인하여 아직까지 상기 검출에너지가 상기 임계값보다 작으므로, 제어기(230)는 이동국발생 PN 코드 발생기(240)의 1칩 위상지연을 명령한다. 시점 'D'(402)은 이동국 PN 코드 발생기(240)가 한 클럭동안 동작을 동작을 멈추어 이동국발생 PN 코드의 한 칩 위상지연을 의미한다. 이로인해 역확산기(210)는 상관 시작점 CS(420)부터 다시 적분구간(460)동안에 한 칩 만큼의 위상지연된 이동국발생 PN 코드의 각 시퀀스값과 새롭게 입력되는 기지국발생 PN 코드(14a)와 직교잡음ㆍㆍ(15b)에 대하여 역확산 동작을 수행한다.
그리고 상관기(220)는 상기한 역확산기(210)의 출력 즉, 직교확산 칩 시퀀스(13a)의 각 시퀀스값 및 직교확산 칩 시퀀스ㆍ(13b)을 적분구간(460)동안 누적덧셈 및 제곱하여 상관관계에 따른 검출 에너지를 계산한다. 그리고 제어기(230)는 상기 검출 에너지와 임계값과의 비교동작을 수행한다. 이때부터는 상기 두 PN 코드의 동기가 일치하므로, 제어기(230)의 비교동작에서, 상관관계에 따른 검출에너지는 상기 임계값보다 더 크게 된다.
그런데 이때, 상기한 바와 같이, 적분구간(460)이 직교확산구간(400)과 동일하므로, 역확산된 직교잡음ㆍㆍ(15b)의 직교확산 칩 시퀀스ㆍ(13b)는 두 PN 코드의 동기가 일치되는 적분구간(460)에서, 상관기(220)의 누적덧셈 동작에 의해 제거된다. 즉, 동기가 일치되는 적분구간(460)과 직교확산구간(400)의 시작시점이 일치하므로, 적분구간(460)동안에는 데이터심볼(12b)의 값 '+1'이 유지된다. 이로인해 직교코드의 성질에 의하여 직교확산 칩 시퀀스ㆍ(13b)는 상기한 상관기(220)의 누적덧셈시에 제거되게 된다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 PN 포착회로는 이동국이 초기동기를 획득하는 시점에서 직교잡음ㆍㆍ(15b)을 상관기(220)의 누적 덧셈동작시에 제거하여 PN 포착성능을 향상시킬 수가 있음을 알 수가 있다. 또한 상기한 적분구간이 직교확산구간(400)의 정수배가 되어도 이동국이 초기동기를 획득하는 시점에서 직교잡음ㆍㆍ(15b)은 상관기(220)의 누적 덧셈동작시에 제거됨을 알 수가 있다.
한편, 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 상관종료점 CE(405)와 상관시작점 CS(410) 및 상관종료점 CE(415)와 상관종료점 CS(420) 사이가 실제 이동국 PN 코드 발생기(240)의 위상지연시점 'D'(401)의 1칩 구간임을 알 수가 있다. 이는 동기가 일치되는 적분구간(460)과 직교확산구간(400)의 시작시점을 일치 시켜서, 적분구간(460)동안에는 데이터심볼(12b)의 값을 상수로 유지하기 위함이다. 이로인해 이동국이 초기동기를 획득하는 시점에서 직교잡음ㆍㆍ(15b)은 상관기(220)의 누적 덧셈동작시에 제거된다. 만약 도시된 바와 같이 상관종료점 CE(425)와 상관시작점 CS(430) 및 상관종료점 CE(435)와 상관종료점 CS(440) 사이가 실제 이동국발생 PN 코드 발생기(240)의 위상 지연시점을 전후로 하여 적어도 한 칩 이상의 차이가 나면, 동기가 일치되는 적분구간(475)구간과 직교확산구간(400)의 시작시점을 일치되지 않는다. 이로인해 이동국이 초기동기를 획득하는 시점에서 직교잡음ㆍㆍ(15b)은 상관기(220)의 누적 덧셈동작시에 제거되지 않는다는 것을 알 수가 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 PN 포착방법을 나타내는 흐름도이다. 이하 상기 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.
510단계에서 임의의 시점에서 입력되는 수신신호에 대하여 송신단에서의 데이터심볼의 직교확산구간의 정수배의 단위로 적분구간을 설정하여 역확산, 누적덧셈 및 제곱하여 상관 검출에너지를 계산한다. 그리고 520단계에서 상기 검출에너지가 기설정된 임계값보다 큰 지의 여부를 검사한다. 그리고 530단계에서 상기 검출에너지가 상기 기설정된 임계값보다 작으면 이동국발생 PN 코드를 1칩 위상지연하고 다시 상기 510단계의 동작을 수행한다. 그런데 이때, 이전 적분구간의 상관 종료점과 새로운 시점에서 입력되는 수신신호에 대한 적분구간의 상관 시작점 사이를 1칩 구간으로 둔다.
상기 도 1 내지 도 5의 설명에서 본 발명의 실시예에 따른 PN 포착장치 및 방법은 임의의 시점에서 입력되는 수신신호에 대하여 송신단에서의 데이터심볼의 직교확산구간 또는 상기 직교확산구간의 정수배의 단위로 적분구간을 설정하여 역확산, 누적덧셈 및 제곱하여 상관 검출에너지를 계산한다. 그리고 상기 검출에너지가 상기 기설정된 임계값보다 작으면 이동국발생 PN 코드를 1칩 위상지연하며, 이때, 이전 적분구간의 상관 종료점과 새로운 시점에서 입력되는 수신신호에 대한 적분구간의 상관 시작점 사이를 1칩 구간으로 둔다. 이로인해 동기가 일치되는 적분구간과 송신단에서의 데이터심볼에 대한 직교확산구간의 시작시점이 일치하게 되어, 역확산된 잡음성분은 직교코드의 성질에 의하여 상관기의 누적덧셈 동작시에 제거 된다. 따라서 PN 포착회로의 PN 코드 검출확률이 높아지게 되어 PN 포착성능이 향상된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 이동국의 PN 포착장치 및 방법은 임의의 시점에서 입력되는 수신신호에 대하여 송신단에서의 데이터심볼의 직교확산구간 또는 상기 직교확산구간의 정수배의 단위로 적분구간을 설정하여 상관 검출에너지를 계산한다. 그리고 이때, 이전 적분구간의 상관 종료점과 새로운 시점에서 입력되는 수신신호에 대한 적분구간의 상관 시작점 사이를 1칩 구간으로 두어, 동기가 일치되는 적분구간과 송신단에서의 데이터심볼에 대한 직교확산구간의 시작시점을 일치 시킨다. 이로인해 역확산된 직교잡음성분은 직교코드의 성질에 의하여 상관기의 누적덧셈 동작시에 제거 된다. 따라서 PN 포착회로의 PN 코드 검출확률이 높아지게 되어 PN 포착성능이 향상된다.

Claims (4)

  1. 부호분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 이동국 피-엔 포착장치에 있어서,
    임의의 시점에서 입력되는 수신신호와 이동국발생 피-엔 코드를 곱하여, 상기 수신신호를 송신단에서의 데이터 심볼에 대한 직교확산 구간의 정수배의 적분구간단위로 역확산하는 역확산기와,
    상기 역확산된 수신신호에 대하여 상기 적분구간단위로 누적 덧셈 및 제곱하여 상관검출에너지를 계산하는 상관기와,
    상기 상관검출에너지가 임계값 보다 작을 시 상기 이동국발생 피-엔 코드에 대한 한 칩 위상지연을 명령하는 제어기와,
    상기 제어기의 명령에 의해 상기 이동국발생 피-엔 코드를 한 칩 위상지연하여 출력하는 이동국발생 피-엔 코드 발생기로 이루어짐을 특징으로 하는 이동국 피-엔 포착장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이동국발생 피-엔 발생기가 상기 역확산기의 소정 시점에서의 수신신호에 대한 상기 적분구간단위의 역확산동작 후, 최초로 발생하는 이동국발생 피-엔 시퀀스에 대하여 한 칩 위상지연 동작을 수행하며,
    상기 역확산기가 상기 이동국발생 피-엔 코드 발생기의 상기 한 칩 위상지연 동작 후, 최초로 발생하는 이동국발생 피-엔 시퀀스부터의 상기 역확산 동작을 수행함을 특징으로 하는 이동국 피-엔 포착장치.
  3. 부호분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 이동국의 피-엔 포착방법에 있어서,
    임의의 시점에서 입력되는 수신신호에 대하여 송신단에서의 데이터 심볼의 직교확산구간의 정수배의 단위로 적분구간을 설정하여 역확산, 누적덧셈 및 제곱하여 상관 검출에너지를 계산하는 제1과정과,
    상기 검출에너지가 임계값보다 작으면 이동국발생 피-엔 코드를 한 칩 위상지연하고 다시 상기 제1과정의 제어동작을 수행하는 제2과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동국의 피-엔 포착방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 이동국의 피-엔 포착방법이,
    이전 적분구간의 상관 종료점과 새로운 시점에서 입력되는 수신신호에 대한 적분구간의 상관 시작점의 사이 구간이 한 칩 구간임을 특징으로 하는 이동국의 피-엔 포착방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100540602B1 (ko) * 2003-03-22 2006-01-10 주식회사 매커스 신호 에너지 누적을 이용한 신호 검출 방법 및 장치

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