KR100393625B1 - 적응 가변상관길이를 가지는 확산코드 추적기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 채널 환경에 적응적인 가변상관길이를 가지는 확산코드 추적기에 관한 것이다. 본 발명은 채널 환경에 따라 빠른 경로 변화 환경에서는 추적기의 동작 주기가 짧으면서 대역폭은 크게 하고, 주파수 오차가 클 경우에는 추적기 내의 상관길이를 줄여 영향을 최소화 하며, 느린 경로 변화 환경이거나 간섭이 큰 환경에서는 동작 주기를 느리게 변경하므로써 최적화된 코드 추적 성능을 가지는 추적기를 구현한다.

Description

적응 가변상관길이를 가지는 확산코드 추적기{SPREADING CODE TRACKER WITH ADDAPTIVE CORRELATION LENGTH}

본 발명은 확산대역 통신시스템의 수신기에 포함되는 확산코드 추적기에 관한 것으로, 특히 적응 가변상관길이를 가지는 확산코드 추적기에 관한 것이다.

코드분할 다중접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 시스템을 비롯한 확산대역 통신시스템의 수신기는 확산코드 추적기를 가진다.

도 1은 종래의 확산코드 추적기의 구성을 나타낸 도면이다.

입력신호 101은 복소곱셈기들 108과 109에 입력된다. 도시된 바와 같이, 상기 복소곱셈기 108과 109에는 각각 국부확산코드발생기 107에서 발생되는 빠른 국부확산코드신호와 늦은 국부확산코드신호가 제공되는 바, 상기 입력신호 101은 상기 복소곱셈기들 108과 109에서 각각 빠른 국부확산코드신호와 늦은 국부확산코드신호와 복소곱셈된다.

상기 각 복소곱셈 결과는 상관누적기 102로 전달되고, 상기 상관누적기 102에서는 상관 결과를 얻는다. 그리고 복소자승기 103에서 각각의 상관 결과에 대한 복소자승의 차이로부터 현재의 타이밍 오차 104를 구한다.

이와 같은 계산 결과는 상관누적기 102의 누적 길이 Tcorr[상관길이 혹은 상관주기]마다 한 번씩 갱신되며, 이 갱신주기 Tcorr는 전체 추적기의 동작속도가 된다. 이때 계산된 타이밍 오차는 디지털 루프필터 105 [1차 필터(단순 이득기) 혹은 2차 필터(sum dump)의 형태가 일반적이다.]를 거쳐 다시 누적기 106에서 누적된다. 이렇게 누적된 결과가 어느 값 이상이거나 이하가 될 경우에는 국부확산코드발생기 107의 현재 타이밍을 수정할 필요가 있는 것으로 판단한다.

결론적으로, 상기와 같은 판단 결과에 의거 상기 국부확산코드발생기 107의 타이밍을 갱신하거나 상기 누적기 106을 리셋하여 상기 입력신호 101에 대한 타이밍 수정이 이루어지도록 되어 있다.

그런데 통신 채널은 상황에 따라 그 특성이 변화하는 특징을 가진다. 특히 사용자가 이동 중이거나 실내에서 사용중일 경우 경로 변화의 속도가 빨라져 상대적으로 동작 속도가 빠른 확산코드 추적기가 요구된다. 반면에, 정지상태에서 사용하여 거의 경로 변화가 없으면서 잡음 등 간섭신호가 클 경우에는 동작속도가 느리더라도 안정적으로 동작하는 확산코드 추적기가 바람직하다. 또한 주파수 오차가상대적으로 클 경우에는 상관길이가 길다면 추적기의 동작이 매우 느려질 우려가 있다. 그러므로 확산코드 추적기에서 주파수 오차가 크다는 것을 판단할 수 있다면 상관길이를 줄여야만 최적의 성능을 얻을 수 있다. 다시 말해서, 채널 환경에 따라 확산코드 추적기의 파라미터가 변경되는 것이 바람직하다.

도 1에서 상관길이 Tcorr은 전체 루프의 동작 주기를 결정하는 중요 파라미터이다. 그런데 이 값은 모든 채널환경에 대해 고정되어 있어서 채널 환경 변화에 효율적으로 대처할 수 없다.

따라서 본 발명의 목적은 채널 환경에 적응적인 가변상관길이를 가지는 확산코드 추적기를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 채널 환경에 따라 빠른 경로 변화 환경에서는 추적기의 동작 주기가 짧으면서 대역폭은 크게 하고, 주파수 오차가 클 경우에는 추적기 내의 상관길이를 줄여 영향을 최소화 하며, 느린 경로 변화 환경이거나 간섭이 큰 환경에서는 동작 주기를 느리게 변경하므로써 최적화된 코드 추적 성능을 가지는 추적기를 구현함을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 확산코드 추적기의 구성을 나타낸 도면

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 적응 가변상관길이를 가지는 확산코드 추적기의 구성을 나타낸 도면

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 하기 설명에서는 구체적인 회로의 구성 소자 등과 같은 많은 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 적응 가변상관길이를 가지는 확산코드 추적기의 구성을 나타낸 도면이다.

입력신호 101은 복소곱셈기들 108과 109에 입력된다. 도시된 바와 같이, 상기 복소곱셈기 108과 109에는 각각 국부 확산코드 발생기 107에서 발생되는 빠른 국부확산코드신호와 늦은 국부확산코드신호가 제공되는 바, 상기 입력신호 101은 상기 복소곱셈기들 108과 109에서 각각 빠른 국부확산코드신호와 늦은 국부확산코드신호와 복소곱셈된다. 상기 상관누적기 102는 상관길이/대역폭조절기 210의 제어 신호에 따라 상관길이와 이득이 변화된다.

상기 각 복소곱셈 결과는 상관누적기 102로 전달되고, 상기 상관누적기 102에서는 상관 결과를 얻는다. 그리고 복소자승기 103에서 각각의 상관 결과에 대한 복소자승의 차이로부터 현재의 타이밍 오차 104를 구한다. 상기 타이밍 오차 104는 루프필터 105로 전달되며, 상기 루프필터 105의 출력은 누적기 106에 전달되어 누적된다. 여기서 상기 루프필터 105는 상기 상관길이/대역폭조절기 210의 제어 신호에 따라 필터계수가 변경된다.

채널판정기 220은 상기 루프필터 105의 출력의 극성과 그 절대값(크기)을 계산하여 정해진 시간동안 특정 임계값들과 비교하고, 현재의 채널 상황 및 추적 상황을 몇 가지의 정해진 단계중 하나로 판정한 후, 이를 상관길이/대역폭조절기 210에 전달한다. 상기 상관길이/대역폭조절기 210은 상기 채널판정기 220의 지시에 의해 상관길이와 대역폭을 변경시킨다.

상기 채널판정기 220에서 이루어지는 루프필터 출력의 극성과 크기에 따른 상황 판단은 다음 네 가지로 구분된다. 그리고 각각의 판단에 대해 상관길이/대역폭조절기 210에서는 다음과 같이 확산코드 추적기의 파라미터를 조절한다.

첫 번째, 일정 시간 이상 지속적으로 루프필터 105의 출력이 같은 극성을 가지면서 그 절대 값도 미리 설정된 임계값 이상일 경우 채널판정기 220에서는 채널의 경로변화가 심각한 것으로 판단한다. 이러한 판정이 상관길이/대역폭 조절기 210에 전달되면, 상기 상관길이/대역폭 조절기 210은 상관누적기 102의 누적주기 Tcorr을 줄이면서 그만큼의 상관이득 α를 보상해준다. 예를 들어, 누적주기를 50%로 감소시킬 경우 이득을 2배로 증가시켜 전체 이득이 달라지지 않도록 조절한다. 또한 루프필터의 계수도 전체 루프대역폭이 커지는 방향으로 조절한다.

두 번째로 필터의 출력은 일정 기간동안 지속적으로 같은 극성을 가지되, 그 절대값이 미리 설정한 임계값 이하일 경우에는 주파수 오차가 상대적으로 커서 확산코드 추적에 어려움을 겪고 있을 가능성이 있다고 판단한다. 이 경우 상기 상관길이/대역폭 조절기 210에서는 상관누적기 102의 누적주기 Tcorr을 급격히 줄이되 전체 루프대역폭을 늘이지는 않는 방향으로 루프필터 이득을 조절한다.

세 번째로 일정 시간 이상 지속적으로 루프필터의 절대값이 특정 임계값 이하일 경우, 경로변화가 거의 없으면서 확산코드 추적이 성공적으로 이루어지고 있다고 판단한다. 이러한 경우 상관누적기 102에서는 상관길이 Tcorr을 증가시키고 전체 루프대역폭도 줄여 준다.

마지막으로 위의 어느 경우에도 해당되지 않는다는 판정에 대해서는 상기 상관길이/대역폭 조절기 210에서 현재의 파라미터를 유지한다.

본 실시예는 일반적인 DLL(Delay Locked Loop)을 기준으로 하였으나 TDL(Tau Dither Loop)의 경우에도 본 발명의 핵심 구성요소들인 상관누적기 102, 루프필터 105, 채널판정기 220 및 상관길이/대역폭조절기 210를 이용하여 동일하게 적용할 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 확산코드 추적기 내부의 채널환경추정기와 그의판정에 의해 상관길이 Tcorr 및 루프대역폭을 조절하는 시스템을 도입할 경우, 여러 가지 채널 환경에 대해 확산코드추적기가 스스로 최적의 파라미터를 설정하여 동작할 수 있다. 즉, 경로 변화가 심할 경우는 상관길이를 줄이면서 대역폭도 함께 늘여서 빠른 추적이 이루어지도록 할 수 있으며, 주파수 오차로 인하여 타이밍 에러의 방향은 지속적이지만 그 값이 작을 경우 상관길이만을 줄여서 주파수 오차로 인한 손실을 막아준다. 또한 이미 타이밍 추적이 성공적이라고 판단될 경우에는 상관길이를 늘이고 대역폭을 줄여 간섭성분 등으로 인한 타이밍 지터를 최소화 한다. 이와 같은 동작을 통해 시간에 따라 변화하는 채널환경에 대해 언제나 최적의 추적성능을 유지하도록 하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (7)

1. 입력신호에 각각 빠른 국부확산코드신호와 늦은 국부확산코드신호를 복소곱셈한 다음 상관 결과를 얻고, 상기 상관 결과에 대한 복소자승의 차이로부터 현재의 타이밍 오차를 검출하는 확산코드 추적기에 있어서,

   상기 타이밍 오차를 루프필터링하는 루프필터와,

   상기 루프필터 출력의 극성과 그 절대값을 계산하여 정해진 시간동안 특정 임계값들과 비교하여 현재의 채널 상황 및 추적 상황을 판정하는 채널판정기와,

   상기 채널판정기의 판정결과에 따라 상관길이와 상기 루프필터의 대역폭을 변경시키는 상관길이/대역폭조절기를 가짐을 특징으로 하는 확산코드 추적기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 채널판정기에서 상기 루프필터의 출력이 일정 시간 이상 지속적으로 같은 극성을 가지면서 그 절대값도 일정 값 이상(채널경로변화 심각 상태)임이 확인되면, 상기 상관길이/대역폭조절기가 상관길이는 짧게 상기 루프필터의 대역폭은 크게 조절함을 특징으로 하는 확산코드 추적기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 채널판정기에서 상기 루프필터의 출력이 일정 기간동안 지속적으로 같은 극성을 가지면서 그 절대값이 임계값 이하(상대적으로 큰 주파수 오차로 인한 확산코드추적 곤란 상태)임이 확인되면, 상기 상관길이/대역폭조절기가 상관길이를 급격히 줄임을 특징으로 하는 확산코드 추적기.
4. 제1항에 있어서,

   상기 채널판정기에서 상기 루프필터의 출력의 절대값이 일정 기간동안 지속적으로 임계값 이하(확산코드추적 성공 상태)임이 확인되면, 상기 상관길이/대역폭조절기가 상관길이를 증가시키고 상기 루프필터의 대역폭도 줄여줌을 특징으로 하는 확산코드 추적기.
5. 입력신호에 각각 빠른 국부확산코드신호와 늦은 국부확산코드신호를 복소곱셈하기 위한 복소곱셈기와,

   상기 각 복소곱셈 결과를 누적하여 상관 결과를 얻기 위한 상관누적기와,

   상기 상관 결과에 대한 복소자승을 검출하는 복소자승기와,

   상기 복소자승의 차이로부터 현재의 타이밍 오차를 검출하는 타이밍 오차 검출기와,

   상기 타이밍 오차를 루프필터링하는 루프필터와,

   상기 루프필터 출력의 극성과 그 절대값을 계산하여 정해진 시간동안 특정 임계값들과 비교하여 현재의 채널 상황 및 추적 상황을 몇 가지의 정해진 상태들중 하나로 판정하는 채널판정기와,

   상기 채널판정기의 판정결과에 따라 상기 상관기의 누적 주기와 상기 루프필터의 대역폭을 변경시키는 상관길이/대역폭조절기를 가짐을 특징으로 하는 확산코드 추적기.
6. 제5항에 있어서, 상기 정해진 상태들은,

   상기 루프필터의 출력이 일정 시간 이상 지속적으로 같은 극성을 가지면서 그 절대값도 일정 값 이상일 경우 채널의 경로 변화가 심한 것으로 판정하는 제1상태와,

   상기 루프필터의 출력이 일정 기간동안 지속적으로 같은 극성을 가지면서 그 절대값이 임계값 이하일 경우 상대적으로 큰 주파수 오차로 인해 확산코드추적이 곤란한 것으로 판정하는 제2상태와,

   상기 루프필터의 출력의 절대값이 일정 기간동안 지속적으로 임계값 이하일 경우 확산코드추적이 성공적으로 이루어지고 있다고 판정하는 제3상태임을 특징으로 하는 확산코드 추적기.
7. 제6에 있어서, 상기 상관길이/대역폭조절기가,

   상기 제1상태일 때는 상관길이를 짧게 상기 루프필터의 대역폭은 크게 조절하고, 상기 제2상태일 때는 상관길이만을 급격히 줄이며, 상기 제3상태일 때는 상관길이를 증가시키고 상기 루프필터의 대역폭도 줄여줌을 특징으로 하는 확산코드 추적기.