KR100313924B1 - 이동통신 시스템의 신호 검색 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
CDMA 통신 시스템에 있어서, 특히 CDMA 신호를 효율적으로 검색하는데 적당한 이동통신 시스템의 신호 검색 장치 및 이를 이용한 신호 검색 방법에 관한 것으로, 생성된 PN 시퀀스를 저장하는 단계와, 상기 저장된 PN 시퀀스를 반복적으로 순환시켜 다수의 PN 코드를 출력하는 단계와, 상기 출력된 PN 코드를 이용하여 수신된 CDMA 신호를 PN 칩 단위로 역확산시키는 단계로 이루어져, 수신된 CDMA 신호의 동기를 위해 상기 PN 칩 구간 동안 파일럿 신호를 검색함으로써, CDMA 신호의 초기 동기 및 다중경로 신호를 찾는데 필요한 검색 시간을 단축할 수 있는 이동통신 시스템의 신호 검색 장치 및 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 CDMA 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 CDMA 신호를 효율적으로 검색하는데 적당한 이동통신 시스템의 신호 검색 장치 및 이를 이용한 신호 검색 방법에 관한 것이다.
일반적으로 CDMA 통신에서 사용되는 PN 코드는 이동국에 수신되는 여러 기지국의 신호들을 구분하기 위해 사용되는 코드이다.
따라서, 기지국은 각자 고유의 PN 코드를 파일럿 신호로 사용하며, CDMA 통신 시스템의 수신 장치에는 CDMA 신호의 초기 동기(Acquisition)와 다중경로의 신호 검색을 위한 파일럿 신호를 검색할 수 있도록 CDMA 신호 검색 장치를 구비한다.
도 1 은 종래 기술에 따른 CDMA 신호 검색 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 1을 참조하면, 이동국은 자신이 속한 기지국을 검색하기 위하여 기지국으로부터 수신된 신호와 PN 코드들과의 상관 관계를 계산하여 해당 파일럿 신호를 추출한다.
보다 상세하게 설명하자면, 데시메이터(Decimator)(10)는 기지국으로부터 I채널 및 Q채널로 수신된 신호를 각각 샘플링(Sampling)한 후 샘플링된 수신신호의일부를 데시메이션(Decimation)하여 복합 QPSK 역확산부(Complex QPSK Despreader)(20)에 출력시킨다.
파일럿 PN 코드 발생부(70)에서 생성된 PN 코드 또한 복합 QPSK 역확산부(20)에 입력되며, 복합 QPSK 역확산부(20)는 데시메이터(10)의 출력신호에 동기가 맞는 PN 코드를 사용하여 누산부(30,31,32,33)와 함께 상관기(Correlator) 역할을 담당한다.
에너지 산출부(40,41)는 역확산 및 누산 결과에 따른 상관값으로부터 I채널신호 및 Q채널신호의 벡터 진폭인 에너지값을 계산하며, 검색 결과 프로세서(Search Result Processor)(60)는 에너지 산출부(40,41)에서 계산된 에너지값을 이용하여 신호의 유무를 검출한다.
이와 같은 CDMA 신호 검색 장치는 CDMA 신호의 타이밍 위치를 알지 못하므로 하나의 PN 칩 구간 동안 데시메이터(10)는 입력된 I, Q 신호 각각을 오버 샘플링하여 이 중 두 번 샘플링한 결과를 출력하고, 이 출력 결과는 역확산부(20)와, 제1~제4 누산부(30~33)를 포함하여 구성되는 상관기에 의해 1개의 PN 칩과 상관(Correlation)이 취해진다.즉, 1 개의 PN 칩과 복수의 데이터(샘플링 결과)와의 상관을 취하는 구간을 상관 구간이라 하고, 1개의 PN 칩과 각각의 데이터와의 상관을 PN 하이퍼세시스(PN Hypothesis)라 하며, 종래 기술에서는 이러한 상관을 취하는 구간 동안 2개의 PN 하이퍼세시스(PN Hypothesis)를 처리할 수 있다.
이렇게 종래의 CDMA 신호 검색 장치는 상관 구간 동안에 PN 하이퍼세시스(PN Hypothesis)가 2로 한정되어 있으므로, 심한 멀티 페이딩(Heavy multi-fading) 환경에서 신호를 검색할 때 CDMA 신호 검색 시간이 길어진다는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, CDMA 신호 검색 시간을 단축할 수 있도록 생성되는 PN 코드를 저장한 후 반복 순환시킴으로써, CDMA 신호의 초기 동기 및 다중경로 신호의 검색을 효율적으로 처리할 수 있는 이동통신 시스템의 신호 검색 장치 및 이를 이용한 신호 검색 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 신호 검색 장치의 특징은, 생성된 PN 시퀀스를 저장하는 단계와; 상기 저장된 PN 시퀀스를 반복적으로 순환시켜 다수의 PN 코드를 출력하는 단계와; 상기 출력된 PN 코드를 이용하여 수신된 CDMA 신호를 PN 칩 단위로 역확산시키는 단계로 이루어져, 수신된 CDMA 신호의 동기를 위해 상기 PN 칩 구간 동안 파일럿 신호를 검색하게 된다.
바람직하게는, 상기 다수의 PN 코드를 출력하는 단계는 쉬프트 모드, 업데이트 모드, 순환 모드 및 유지 모드에 의해 해당 다수의 PN 코드를 포함한 PN 시퀀스를 출력하며, 상기 쉬프트 모드는 생성된 PN 시퀀스를 저장하고 있다가 그대로 출력하는 모드이고, 상기 업데이트 모드는 생성된 PN 시퀀스에서 임의의 PN 코드를 갱신하여 출력하고, 이를 제외한 나머지 PN 코드는 저장된 그대로 출력하는 모드이고, 상기 순환 모드는 생성된 PN 시퀀스에서 모든 PN 코드를 쉬프팅한 후 출력하는 모드이고, 상기 유지 모드는 생성된 PN 시퀀스를 그대로 저장하는 모드이다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 신호 검색 방법의 특징은, 파일럿 신호 검색을 위한 PN 시퀀스를 생성하는 파일럿 PN 코드 발생부와; 상기 생성된 PN 시퀀스를 저장한 후 이를 반복적으로 순환시켜 다수의 PN 코드를 출력하는 시퀀스 순환부와; 상기 출력된 다수의 PN 코드를 이용하여 수신된 CDMA 신호를 PN 칩 단위로 역확산시키는 역확산부와; 상기 역확산부의 각 채널별 출력값을 누산하는 복수개의 누산부를 포함하여 구성된다는 것이다.
바람직하게는, 상기 시퀀스 순환부가 상기 생성된 PN 시퀀스를 저장하고, 이 저장된 PN 시퀀스를 반복적으로 순환시킨 후 다시 저장하기 위한 양방향 쉬프트 레지스터를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 시퀀스 순환부는 입력되는 PN 시퀀스가 상기 양방향 쉬프트 레지스터를 통과하여 그대로 출력되는 쉬프트 모드와, 입력되어 저장된 PN 시퀀스가 쉬프팅된 후 출력되는 순환 모드와, 저장되어 있던 PN 시퀀스의 일부 PN 코드를 입력되는 PN 시퀀스를 이용하여 갱신하고, 나머지 PN 코드는 저장된 그대로 출력되는 업데이트 모드와, 저장되어 있던 PN 시퀀스를 그대로 저장한 상태로 유지하는 유지 모드로 동작한다.
또한, 상기 복수개의 누산부는 각각 덧셈기와 순환 레지스터 뱅크로 구성되며, 상기 순환 레지스터 뱅크에 의해 임의의 PN 칩 구간 동안 순환된 역확산값을 누산하게 된다.
도 1 은 종래 기술에 따른 CDMA 신호 검색 장치의 구성을 나타낸 블록구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 신호 검색 장치의 구성을 나타낸 블록구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 신호 검색 장치에서 일부 블록의 타이밍도.
도 4 는 본 발명에 따른 시퀀스 순환부의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 5 는 본 발명에 따른 시퀀스 순환부 동작의 일 실시 예를 설명하기 위한 타이밍도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 데시메이터(Decimator) 130 : 역확산부
140 : 제1누산부 150 : 제2누산부
160 : 코히어런트 레지스터 뱅크 170 : 에너지 산출부
180 : 제3누산부 190 : 넌코히어런트 레지스터 뱅크
200 : 검색 결과 프로세서 210 : 검색 제어부
220 : 파일럿 PN 코드 발생부 230 : 시퀀스 순환부
110, 120 : MUX
이하, 본 발명에 따른 신호 검색 장치 및 이를 이용한 신호 검색 방법에 대한 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 신호 검색 장치 및 이를 이용한 신호 검색 방법에 의해 CDMA 신호의 초기 동기 및 다중경로 신호를 찾고자 할 때는 CDMA 수신장치가 신호의 위상 오차를 알 수 없으므로, 위상 정보를 사용하지 않는 넌코히어런트(Noncoherent) 수신방식을 이용한다.
이 넌코히어런트 수신방식은 I채널신호와 Q채널신호의 벡터 진폭인 에너지를 계산하여 신호의 유무를 계산한다.
또한 본 발명에서는 신호 검색 장치가 수신된 CDMA 신호의 타이밍 위치를 알지 못하므로, 사용되는 PN 시퀀스를 쉬프트해가며 수신된 CDMA 신호 및 상관값에 의한 에너지값을 계산한다.
이 때 PN 코드의 타이밍 위치에 따른 하이퍼세시스(Hypothesis)는 보통 1/2 PN 칩 단위로 처리해 나간다.
도 2 는 본 발명에 따른 신호 검색 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이며, 이에 따른 신호 검색 장치의 일부 블록에서의 타이밍도를 도 3에 나타내었다.
기존의 CDMA 신호 검색 장치는 하나의 PN 칩 구간 동안 수신신호를 두 번 샘플링하여 1개의 PN 칩과 상관(Correlation)을 취하므로, 상관을 취하는 구간 동안 2개의 PN 하이퍼세시스(PN Hypothesis)를 처리할 수 있었다.
그러나, 본 발명에서는 하나의 PN 칩 구간 동안 여러 개의 하이퍼세시스(Hypothesis)를 처리할 수 있도록 해준다.
이를 위한 PN 시퀀스를 저장하였다가 순환시키는 시퀀스 순환부(Sequence Rotator)(230)가 도 4와 같이 구성된다.시퀀스 순환부(230)는 파일럿 PN 코드 발생부(220)에서 생성된 PN 코드를 시퀀스 순환부(230)에 저장한 후 반복 순환시킨다.
역확산부(130)는 이렇게 시퀀스 순환부(230)에서 반복 순환시킨 PN 코드들을 사용하여 데시메이터(Decimator)(100)의 출력을 QPSK 역확산시킨다.이때, 데이메이터(100)는 입력된 I 데이터와, Q 데이터를 오버 샘플링(oversampling)하여 이 중 선택된 두 개의 샘플링 결과만을 출력한다. 이 샘플링 결과는 도 3의 데시메이션 데이터에 나타낸 바와 같이 A와 E를 가정한다.
이후 QPSK 역확산된 각 I채널신호 및 Q채널신호는 코히어런트 방식(Coherent)에 의해 누산된다.여기서, 역확산부(130)와 누산부(140,150)는 합하여 상관기로 작용하며, 각각 하나의 덧셈기(Adder)(미도시)와 순환 레지스터 뱅크(Rotating Register Bank)(미도시)로 구성된 누산부(140,150)의 출력값 즉 상관값은 코히어런트 레지스터 뱅크(Register Bank)(160)에 저장된다.즉, 상기 시퀀스 순환부(230)에 의해 반복 순환되어 제공된 PN 칩들과, 상기 두 개의 샘플링 결과 중 어느 하나의 샘플링 결과와 상관을 취한 하이퍼세시스 값을 H0~H7라고 하면, 이 값들은 코히어런트 레지스터 뱅크(160)에 순차적으로 저장된다. 상기 H0~H7들은 도 3에서 하이퍼세시스 레이크 증가의 값으로써, +0 ~ +7의 값으로 표현되었다.그리고, 시퀀스 순환부(230)로부터 상기 제공된 PN 칩들과 다른 PN 코드(파일럿 PN 코드 발생부에 의해 생성되어 순환부(230)에 제공됨)로부터 반복 순환되어 생성된 PN 칩들이 역확산부(130)에 제공되면, 이 칩들과 데시메이터(100)로부터 제공된 또 다른 샘플링 결과와의 상관을 취한 하이퍼세시스 값 H0~H7이 생성된다.이와 같이 각 PN 코드에 대해 생성된 복수의 하이퍼세시스 값들(H0~H7)은 I, Q 각각에 대해 하이퍼세시스 값들(H0, H1, .., H7)이 누산부(140,150)에 의해 각각 누적된다. 이후에, 이 누적된 값은 에너지 산출부(170)에 제공된다.이후 에너지 산출부(170)는 코히어런트 레지스터 뱅크(160)로부터 출력된 신호들로부터 I채널신호 및 Q채널신호의 벡터 진폭인 에너지값을 계산하며, 이들 에너지값은 제3누산부(180)에서 넌코히어런트 방식(noncoherent)으로 누산된다.
넌코히어런트 레지스터 뱅크(190)는 누산된 각 하이퍼세시스의 에너지값들을 저장하며, 검색 결과 프로세서(Search Result Processor)(200)를 거쳐 크기별로 정렬(sorting)되어 CDMA 신호의 유무를 검출하는데 사용된다.
결국 본 발명에 따른 신호 검색 장치에서 검색 결과 프로세서(200)는 CDMA 신호 검색 결과를 다시 검색 제어부(Search Control Logic)(210)에 궤환시킨다.
도 4 는 시퀀스 순환부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 도시된 시퀀스 순환부는 파일럿 PN 코드 발생부(Pilot PN Generator)에서 생성된 PN 코드를 양방향 쉬프트 레지스터(Bidirectional Shift Register)에 저장한 후 반복 순환하여 재생시킴으로써, 역확산시에 단위 칩 당 보다 많은 PN 하이퍼세시스를 처리할 수 있도록 한다.
또한 시퀀스 순환부는 쉬프트 모드(shift), 순환 모드(rotate), 업데이트 모드(update) 및 유지 모드(hold)의 네가지 모드를 가진다.
여기서, 쉬프트 모드는 입력값이 양방향 쉬프트 레지스터를 통과하여 그대로 출력되는 모드이고, 순환 모드는 제1래치(latch 1)의 값은 제N래치(latch N)로 궤환되고, 제2래치(latch 2)에서 제N래치(latch N)까지의 값은 각각 제1래치(latch 1)에서 제N-1래치(latch N-1)로 쉬프트되는 모드이다.
업데이트 모드는 제1래치(latch 1)의 값은 입력값으로 업데이트되고, 제2래치(latch 2)에서 제N래치(latch N)까지의 값은 그대로 유지시키는 모드이며, 유지 모드는 모든 래치(latch 1∼N)의 값을 유지토록 하는 모드이다.참고적으로, LE(Load Enable), DIR(Direction), SE(Shift Enable)들은 상기 모드를 조절하기 위한 입력 값으로 이용된다.
도 5 는 본 발명에 따른 시퀀스 순환부 동작의 일 실시 예를 설명하기 위한 타이밍도이다.
도시된 타이밍도에서 'S'는 쉬프트 모드, 'H'는 유지 모드, 'R'은 순환 모드, 'U'는 업데이트 모드를 나타내며, 제1래치(latch 1)의 출력은 순환된 PN 시퀀스에 해당한다.여기서, 검은 색 부분은 파일럿 PN 코드 발생부(220)로부터 새로운 데이터가 입력되었을 때를 나타낸다. 그리고, 모드가 임의의 모드로부터 S(쉬프트 모드), R(순환 모드), H(유지 모드), U(업데이트 모드)로 변경됨에 따라 각 래치들의 출력은 한 타이밍씩 지연되어 출력된다.따라서, 파일럿 PN 코드 발생부(220)
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 신호 검색 장치 및 이를 이용한 신호 검색 방법에 따르면, CDMA 신호의 역확산을 위해 생성된 PN 코드를 쉬프트 레지스터에 저장하여 반복 순환시킴으로써, CDMA 신호의 초기 동기 및 다중경로 신호를 찾는데 필요한 검색 시간을 단축할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 기존에 요구되던 심한 멀티 페이딩 환경 하에서 신호 검색시 보다 신속하고 향상된 처리 속도가 보장된다.
Claims (6)
- 생성된 PN 시퀀스를 저장하는 단계와;상기 저장된 PN 시퀀스를 반복적으로 순환시켜 다수의 PN 코드를 출력하는 단계와;상기 출력된 PN 코드를 이용하여 수신된 CDMA 신호를 PN 칩 단위로 역확산시키는 단계로 이루어져, 수신된 CDMA 신호의 동기를 위해 상기 PN 칩 구간 동안 파일럿 신호를 검색하는 것을 특징을 하는 이동통신 시스템의 신호 검색 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 PN 코드를 출력하는 단계는 쉬프트 모드, 업데이트 모드, 순환 모드 및 유지 모드에 의해 해당 다수의 PN 코드를 포함한 PN 시퀀스를 출력하며,상기 쉬프트 모드는 생성된 PN 시퀀스를 저장하고 있다가 그대로 출력하는 모드이고,상기 업데이트 모드는 생성된 PN 시퀀스에서 임의의 PN 코드를 갱신하여 출력하고, 이를 제외한 나머지 PN 코드는 저장된 그대로 출력하는 모드이고,상기 순환 모드는 생성된 PN 시퀀스에서 모든 PN 코드를 쉬프팅한 후 출력하는 모드이고,상기 유지 모드는 생성된 PN 시퀀스를 그대로 저장하는 모드임을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 신호 검색 방법.
- 파일럿 신호 검색을 위한 PN 시퀀스를 생성하는 파일럿 PN 코드 발생부와;상기 생성된 PN 시퀀스를 저장한 후 이를 반복적으로 순환시켜 다수의 PN 코드를 출력하는 시퀀스 순환부와;상기 출력된 다수의 PN 코드를 이용하여 수신된 CDMA 신호를 PN 칩 단위로 역확산시키는 역확산부와;상기 역확산부의 각 채널별 출력값을 누산하는 복수개의 누산부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 신호 검색 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 시퀀스 순환부는 상기 생성된 PN 시퀀스를 저장하고, 이 저장된 PN 시퀀스를 반복적으로 순환시킨 후 다시 저장하기 위한 양방향 쉬프트 레지스터를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 신호 검색 장치.
- 제 4 항에 있어서, 상기 시퀀스 순환부는,입력되는 PN 시퀀스가 상기 양방향 쉬프트 레지스터를 통과하여 그대로 출력되는 쉬프트 모드와,입력되어 저장된 PN 시퀀스가 쉬프팅된 후 출력되는 순환 모드와,저장되어 있던 PN 시퀀스의 일부 PN 코드를 입력되는 PN 시퀀스를 이용하여 갱신하고, 나머지 PN 코드는 저장된 그대로 출력되는 업데이트 모드와,저장되어 있던 PN 시퀀스를 그대로 저장한 상태로 유지하는 유지 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 신호 검색 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 복수개의 누산부는 각각 덧셈기와 순환 레지스터 뱅크로 구성되며, 상기 순환 레지스터 뱅크에 의해 임의의 PN 칩 구간동안 순환된 역확산값을 누산하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 신호 검색 장치.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20090929 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |