KR100392136B1 - 포착 방법 및 상기 방법을 실시하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수신된, 코딩된 m 비트 길이의 확산 시퀀스가 국부적으로 형성된 확산 시퀀스와 1 비트씩 m번 상관됨으로써 m 상관 응답이 형성되는 방식의, 포착 방법에 관한 것이다. 상기 상관 응답이 지연되어 후속 상관 응답에 가산됨으로써 상관 결과가 형성되고, 이 때 상기 지연은 m 비트 또는 다른 비트의 정수배이다. 따라서, 총 m개의 상관 결과를 이용해서 최대 탐지가 이루어진다. 상기 방법을 수행하기 위한 장치에서는 상관기의 출력부가 가산기의 제 1 입력부에 접속되고, 상관기의 출력부가 지연 소자를 통해 가산기의 제 2 입력부에 접속된다.

Description

포착 방법 및 상기 방법을 실시하기 위한 장치 {ACQUISITION METHOD AND DEVICE FOR CARRYING OUT SAID METHOD}

기본적인 확산 방법은 직접 시퀀스 방법이다. 여기서는, 메시지가 송신 전에 비트 별로 시간적으로 확장되고 의사 랜덤 2진 스퀀스에 의해 변조된다. 만약 수신기가 2진 시퀀스를 알고 있으면 여기서 생기는 의사 잡음 신호로부터 메시지를 추출할 수 있다.

상기와 같은 방법은 데이터 통신, 위치 측정, 네비게이션에서 사용된다. 상기 방법에서는, 수신기가 다수의 송신기로부터 신호를 수신한 다음, 신호의 식별을 위해 신호의 시간 관계가 결정되어야 한다는 문제점이 있다.

상기와 같은 방법의 중요한 사용 분야는 특히 NAVSTAR GPS(NavigationSystem WithTimingAndRanging,GlobalPositioningSystem) 시스템에 따른 실시간 위성 네비게이션이다. 여기서, 다수의 위성은 지상국 또는 제어국에 의해 제어되는 송신 네트워크로서 사용된다. 수신기의 위치를 3차원으로 측정하기 위해 수신기의 시야에 적어도 4개의 위성이 있어야 한다. 상기 송신기의 메시지는 수신기에서 암호 해독됨으로써, 그것에 근거하여 필요한 계산이 이루어진다. 수신기가 위성을 식별하고 상기 위성의 정보를 평가할 수 있기 위해, 상기 수신기는 소정 길이의 주기적인 신호 시퀀스로서 전송되는 송신기 고유의 코드(골드 코드)를 알아야 한다. 상기 코드를 찾기 위해, 수신기에 위성의 모든 코드가 저장되어 있다. 통상적으로 먼저 임의의 위성의 코드가 발생되어 수신 코드와 비교된다. 만약 상기 코드가 상기 예상된 위성의 코드가 아니면(보통 그러하다), 저장된 코드와의 비교는 매치되는 코드를 찾기 전까지 계속 실행되어야 한다.

또한 도달하는 각각의 신호 위상의 위치를 알 수 없기 때문에, 수신된 코드의 신호는 가능한 매치를 검출하기 전까지 시프트되어야 한다. 상기 비교는 동기화가 이루어지는 경우, 거의 1023이 되는 신호의 상관 함수를 통해 이루어진다. 이러한 탐지 과정동안 가능한 모든 변형을 고려할 경우, 기본적으로 긴 탐지 시간을 감수해야 한다.

따라서, 1023 비트의 골드 코드 확산 시퀀스와의 매치를 위해 1023 탐지 셀을 가진 탐지 그리드가 체크되어야 한다. 2개의 탐지 셀 사이의 시간 간격은 1 비트 폭이다. 따라서, 상기 체크는 1/2 비트 폭으로 분석된다. 최상의 동기화가 이루어지는 경우, 샘플링 시점은 상관 응답의 최대 진폭(도 2 참고)이 얻어지도록 선택된다. 이 경우, 최대 신호 대 잡음 비가 얻어진다. 이와는 달리, 최악의 경우 신호 전력이 1/4까지 감소될 수 있다.

상기 전력 감소를 줄이기 위한 공지된 방법은 탐지 위치의 시간 간격을 1/2로 또는 1/4로 줄이는 방식으로 탐지 그리드를 세분화하는 것이다. 그러나, 이로 인해 탐지 과정의 수가 2배 또는 4배로 됨으로써, 포착 시간이 현저히 증가된다.

본 발명은 수신된, 코딩된 m 비트 길이의 확산 시퀀스가 국부적으로 형성된 확산 시퀀스와 1 비트씩 m번 상관됨으로써 m 상관 응답이 형성되는 방식의, 포착 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 방법을 실시하기 위한 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 GPS-네비게이션 시스템용 수신기의 개략도,

도 2는 도 1에 따른 수신기의 상관 응답을 나타낸 개략도, 및

도 3은 도 1에 따른 수신기의 상관 결과를 나타낸 개략도.

본 발명의 목적은 포착 시간을 감소시키는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 각각의 상관 응답(correlation response, KA)이 지연되어 후속 상관 응답에 가산됨으로써 상관 결과가 형성되고, 상기 지연은 m 비트 및 그 이상의 정수배 i (i = 0, 1, 2 ...)이며, 총 m개의 상관 결과를 이용해서 최대 탐지가 수행되는 것을 특징으로 하는 방법에 의해 달성된다. i > 0 경우에는, 상기 방법이 데이터 변조되지 않은 확산 시퀀스에 대해서만 최상의 결과를 보장한다.

본 발명의 기본 사상은 2개의 인접한 탐지 셀이 서로 연결되는데 있다. 이로 인해, 상관 결과의 곡선 형태가 종래의 곡선 형태에 비해 상부 영역에서 확장된다. 상기 확장 폭은 1 비트 폭이며, 상기 확장에 의해 신호 전력 저하가 발생되지 않는다. 따라서, 상관 응답의 진폭이 샘플링 시간 및 탐지 그리드의 정확한 동기화와 무관하다. 이 경우, 신호 대 잡음 비는 전술한 최악의 경우에 비해 현저히 향상된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 국부적으로 발생되는 확산 시퀀스는 송신된 확산 시퀀스의 섹션이다.

따라서, 특히 긴 확산 시퀀스에서 포착 시간이 보다 향상된다.

장치에 관련한 상기 목적은 간단한 회로 기술적 수단에 의해, 상관기의 출력부가 가산기의 제 1 입력부에 접속되고, 상관기의 출력부가 지연 소자를 통해 가산기의 제 2 입력부에 접속됨으로써 달성된다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 본 발명을 구체적으로 설명한다.

도 1에는 예컨대 데이터 통신, 이동 무선 통신 및 위치 측정 및 네비게이션에서 사용될 수 있는, 확산 방법을 실시하는 수신기가 도시된다. 하기에서, 상기 수신기의 구조 및 기능을 GPS-위치 측정 및 네비게이션 시스템에 사용되는 경우에 대해 설명하는데, 그 이유는 상기 오퍼레이션이 확산 방법에 사용되는 다른 모든 수신기에서 사용되는 전형적인 오퍼레이션이기 때문이다. 여기서, 송신기 고유의 신호, 즉 관련 위성의 골드 코드는 특정 송신기의 신호 이외에 다른 모든 유효 송신기의 정보들을 포함하는 수신 신호로부터, 다시 말해 전체 신호의 잡음 레벨로부터 주어진다.

안테나(도시되지 않음)로부터 확산 시퀀스로서 도달하는 전체 신호는 직각 변조되고 직각 변조기에 의해 베이스밴드로 혼합된다. 직각 컴포넌트(Q) 및 동위상 컴포넌트(I)는 각각 1 비트의 워드 폭을 갖는 아날로그/디지털 변환기(도시되지 않음)에 의해 양자화된다.

그리고 나서, 신호들은 2개의 분기에서 동일한 구성의 상관기(2) 또는 (2')에 공급되며, 상기 상관기(2) 또는 (2')에서 각각 관련 위성의 골드 코드는 전체 신호의 잡음 레벨로부터 주어진다. 도2에 도시된 바와 같이, 상기 상관기(2), (2')의 출력부에서 출력 신호인 상관 응답(KA) 또는 (KA')이 인출될 수 있다.

상관 응답(KA), (KA')은 동일한 구성의 장치(10) 또는 (10')에서 하기에서 상세히 설명되는 바와 같이 처리된다. 장치(10), (10')의 출력 신호는 상관 결과(KE) 또는 (KE')로서 전력 계산기(30)에 공급된다. 상기 계산기(30)에서 2개의 분기로부터 직각의 양이 각각의 유닛(3), (3')에서 계산되어 가산기(4)에서 가산된다. 유닛(5)에서 가산된 신호로부터 제곱근이 구해지고, 검출된 결과에 대한 신뢰도를 높이기 위해 어큐뮬레이터(6)에서 신호 세기가 M번 누산된다.

골드 코드 제네레이터(8)는 탐지시 사용되는 골드 코드를 상관기(2, 2')에 제공한다.

상관기(2) 및 장치(10)을 가진 제 1 분기와 상관기(2') 및 장치(10')를 가진 제 2 분기가 동일하고 신호들이 동일한 방식으로 처리되기 때문에, 하기에서는 제 1 분기만을 설명한다. 하기 설명은 제 2 분기에도 적용된다.m 비트 길이를 가지는 수신된 확산 시퀀스는 골드 코드 발생기(8)에서 발생된 확산 시퀀스와 종래의 방식과 같이 상관기에서 m번 상관되며, 각 경우에 한 비트씩 지연되어 m개의 상관 응답들을 형성한다.

수신된 확산 시퀀스(I)와 골드 코드 제너레이터(8)에 의해 국부적으로 발생된 확산 시퀀스사이에서 그것들의 위상각을 포함하는 완전한 일치가 탐지되면, 상관기(2)의 출력측에 인가되는 상관 응답(KA)이 도 2에 상응하게 최상의 시간 응답에서(상기 경우에는, t = 4) 최대 진폭 피크를 가진 펄스로부터 주어진다. 전형적으로 상관 응답(KA) 곡선은 ± 1 비트 내에서 0V로부터 상승하거나 0V로 하강한다.

상기 곡선은 종래의 상관기의 상관 응답에 상응한다. 통상의 1 비트 폭의 탐지 그리드를 가정하면, 최악의 경우에 최상의 샘플링 시간과의 1/2 비트의 오프셋이 나타날 수 있다. 이러한 경우에는 도 2에 나타나는 바와 같이, 상기 오프셋에 의해 6 dB의 최대 전력 손실이 발생될 것이다.

이러한 전력 손실을 피하기 위해, 장치(10)에서 2개의 인접한 탐지 셀의 상관 응답(KA)의 평균값이 형성된다. 상기 목적을 위해, 각각의 상관 응답(KA)이 지연되고, 인접함 서치 셀의 상관 응답(KA)에 가산되어 도3에서 보여지는 것과 같은 상관 결과(KE)를 형성한다. 이것을 위해 상기 상관 응답(KA)은 한편으로는 가산기(11)의 한 입력에 직접 공급되고, 다른 한편으로는 지연 소자(12)를 통해 가산기(11)의 다른 입력에 공급된다.

지연 소자에서의 지연은 선택적으로 m 비트 및 그 이상의 정수배 i(i = 0, 1, 2, 3,...)이다. 선택된 지연에 따라, 2개의 직접 인접한 비트의 또는 연속하는 확산 시퀀스에 있는 2개의 인접한 비트의 상관 응답(KA)이 서로 연결된다. 후자의 경우(i > 0), 상기 확산 시퀀스가 데이터 변조되지 않은 경우에만 최상의 결과가 보장된다.

도 3에 따라 상관 결과(KE)는, 탐지 그리드 필드의 길이, 즉 1 비트에 상응하는 최대 진폭의 범위로 확장되며, 또한 도 2에 따른 상관 응답(KA)의 높이와 동일한 높이를 가진 최대 진폭이 탐지된다. 따라서, 완전한 탐지 그리드 필드 내에서 신호 에너지가 동일하게 되고 전술한 최악의 경우의 파라미터가 더 이상 나타나지 않는다. 따라서, 최대 진폭은 정확한 시간 응답과 무관하고, 전술한 최악의 경우와는 달리, 3 dB의 잡음 증가에도 불구하고 신호 대 잡음 비가 향상된다.

Claims (3)

1. m 비트 길이를 가지는 수신된 코드 확산 시퀀스가 국부적으로 형성된 확산 시퀀스와 1 비트씩 m번 상관됨으로써, m개의 상관 응답들이 형성되는 단계;

   상기 각각의 상관 응답을 지연(상기 지연은 m 비트 및 그 이상 비트의 정수배 i, 여기서 i = 0, 1, 2, 3..,)하고, 이를 다음의 상관 응답에 가산함으로써 상관 결과를 형성하는 단계; 및

   상기 m개의 상관 결과들 상에서 최대 탐지가 수행되는 단계를 포함하는 통신 포착 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 국부적으로 발생된 확산 시퀀스가 송신된 확산 시퀀스의 섹션인 통신 포착 방법.
3. 제1 덧셈기(11) 입력 및 제2 덧셈기 입력을 가지고 있으며, 상관 결과(KE)를 출력하는 덧셈기의 출력부를 가지고 있는 덧셈기(11);

   지연 입력과 상기 제2 덧셈기 입력에 연결된 지연 출력을 가지고 있으며, 상기 지연은 m 비트 및 그 이상 비트의 정수배 i, 여기서 i = 0, 1, 2, 3..,인 지연 기기(12);

   상기 제1 덧셈기 입력과 상기 지연 입력에 연결된 상관기 출력을 가지고 있으며, m비트의 길이를 가지고 있는 코드된 확산 시퀀스를 수신하여 상기 코드된 확산 시퀀스를 국부적으로 발생한 확산 시퀀스와 m번 상관하며(각 경우에 한 비트씩 지연됨), 상기 상관기 출력에서 m개의 상관 응답(KA)을 출력하도록 구성된 상관기(2); 및

   모든 m 상관 결과들에서 최대 탐지를 수행하도록 구성된 탐지 유닛을 포함하는 통신 포착 장치.