KR100582960B1 - 적어도 하나의 데이터 패킷을 포함하는 데이터스트림으로부터의 데이터 추출을 제어하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 하나의 데이터 패킷을 포함하는 데이터 스트림으로부터의 데이터 추출 방법 및 장치에 관한 것이다. 먼저, 예상된 비트 시컨스와 수신된 디지털 데이터 스트림으로부터 발생된 비트 5 스트림을 비교하는 것은 데이터 패킷을 검출하기 위한 상관값(CorrVal)을 결정하기 위해 패킷 검출기(17)에 의해 수행된다. 이어서, 데이터 추출 유닛(19,20,21,22)는 데이터 패킷이 검출되었는 지를 나타내는 한계값(CorrThres)을 상기 상관값(CorrVal)이 초과할 때 데이터 추출을 위해 시동된다. 그후, 새로운 상관값(CorrVal)을 결정하기 위해 상기 예상된 비트 시퀀스와 상기 수신된 비트 스트림을 비교하는 것은 상기 패킷 검출기(17)에 의해 계속된다. 마지막으로, 데이터 추출의 재개는 상기 새로운 상관값(CorrVal)이 이전의 상관값(MaxCorrVal)을 초과할 경우에 동기 제어 모듈(23)에 의해 개시된다.

Description

적어도 하나의 데이터 패킷을 포함하는 데이터 스트림으로부터의 데이터 추출을 제어하는 방법 및 장치{A method and a device for controlling data extraction from a data stream containing at least one data packet}

본 발명은 적어도 하나의 데이터 패킷을 포함하는 데이터 스트림으로부터의 데이터 추출 방법 및 장치에 관한 것이며, 구체적으로 기술하면, 무선 디지털 통신 시스템의 수신기에서 사용하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

예를 들면, 블루투스(Bluetooth)와 같은 TDMA 기반 무선 통신 시스템에 있어서는, 데이터가 무선 인터페이스를 통해 잘 정의된 구조를 갖는 개별 패킷으로 전송된다. 즉, 데이터는 복수개의 데이터 패킷을 포함하는 데이터 스트림으로 전송된다. 수신기는, 이같은 패킷으로부터 원하는 데이터를 추출할 수 있기 전에, 서로 다른 처리 단계들을 수행해야 한다.

신호 매개변수가 추정되어야 하며 상기 신호 매개변수에 대한 적합한 보상이 수행되어야 한다. 이하에서 설명될 동기 유닛은 블루투스 수신기에서의 초기화 및 데이터 추출에 대한 기능을 수행해야 할 능력을 지닌다.

블루투스는 무선, 단거리, 저전력 및 저비용의 데이터 통신을 위한 세계 규격이다. 물리 계층에서, 변조 지수가 낮은 이진 가우스형 주파수 변조가 사용된다.

도 1은 무선 TDMA 수신기의 수신 체인에 대한 일례를 보여주는 도면이다. 믹서(10)를 통한 중간 주파수(IF)로의 반송파 주파수의 다운 컨버전(down-conversion ) 이후에, 채널 선택이 채널 필터(11)를 사용하여 수행된다. 이어서, 복조기(12)에서 파형을 복조한 다음에, 상기 파형(도 2(a)에서 파상(wavy) 라인으로서 도시됨)은 AD 변환기(13; ADC)를 통해 디지털 표현(도 2(a)에서 X 형태들의 DW로서 도시됨)으로 전송된다. 그 결과로, 입력에서 수신된 파형의 디지털 표현, 즉, 상기 수신된 신호의 디지털 복조 파형을 수신하는 동기 유닛(14)은 완전 디지털 방식일 수 있다. 링크 제어기(15)에 연결된 상기 동기 유닛(14)의 출력에서는, 상위 계층에서의 부가적인 처리를 위해 수신된 데이터 패킷의 추출된 비트가 제공된다.

데이터 추출을 가능하게 하기 위하여, 서로 다른 태스크가 상기 동기 유닛( 14)에 의해 수행되어야 한다.

데이터 패킷의 비트는, 도 1에서 안테나로 표현된 무선 인터페이스(9)를 통해 이진 FM 변조 기호의 시퀀스로 전송된다. 따라서, 각각의 기호는 수신된 비트를 나타낸다. FM-복조 이후에는, 상기 기호가 미지의 타이밍 및 미지의 DC 레벨로 상기 동기 유닛(14)에 도달하면 상기 동기 유닛(14)이 이러한 기호를 처리하여야 한다.

그러나, 데이터 추출을 위해 미지의 매개변수가 추정되어야 한다. TX 및 LO 오프셋과 아울러 복조기(12) 편차로부터 생기는 DC 레벨은 파형 자체의 진폭의 수 배일 수 있다. 어떤 상태, 예를 들면, 최초 접속 설정 상태에서, 타이밍은 완전히 알고 있는 것은 아니다. 연속 패킷에 대하여는, 적어도 ±10 기호의 타이밍 불확실 성이 존재한다.

데이터 추출이 개시될 수 있기 전에는, 적용 알고리즘에 대한 적합한 초기화가 필요하다.

먼저, 패킷의 존재가 검출되어야 한다. 패킷이 검출되었을 때 정확한 기호 타이밍이 결정되어야 할 필요가 있다. 또한, 데이터 추출이 개시될 때 DC 추정치의 이용이 가능해야 할 필요가 있다.

데이터 추출은 각각의 기호에 대하여 1/0 또는 비트 결정이 내려져야 필요가 있다. 즉, 기호가 1을 나타내는 지 아니면 0을 나타내는 지가 결정되어야 한다. 이러한 결정에 대한 통상의 방법은 파형, 즉 DC 추정치(도 2(a)에서 DC 라인으로서 도시됨)를 갖는 기호의 시퀀스를 도 2(b)에 예시되어 있는 결정되었지만 오버샘플링된 비트로 슬라이싱(slicing)하는 것이다. 즉, 하나의 기호에 내재하는 샘플들 각각에 대한 DC 추정치를 기초로 하여, 개별 비트 결정이 내려진다. 이어서, 각각의 기호에 대하여, 오버샘플링된 비트 스트림으로부터의 하나의 샘플이 실제 1/0 결정의 결과로서 취해진다. 잡음 상태에서의 최적의 비트 오류율 성능에 대하여, 최적의 신호 대 잡음비(S/N 비)를 갖는 기호 위상에 대응하는 샘플(소위 골든 샘플 (golden sample))이 취해져야 한다. 도 2(c)는 적합한 샘플링에 의해 오버샘플링된 비트 스트림으로부터 취해진 골든 샘플 및 대응하는 비트를 보여주는 도면이다.

DC 추정치는 패킷이 검출된 적합한 순간에 저역 통과 필터의 출력을 고정( freezing)시킴으로써 획득될 수 있다. 골든 샘플의 위치는 기호 중심에 있는 것으로 생각됨으로써 상기 기호 타이밍으로부터 직접 발생될 수 있다.

데이터 추출이 개시되었을 때에는 DC 추정치 및 기호 타이밍 추정치가 계속 수정될 수 있다.

더욱이, 어떤 공지의 해결 방안에서는, 동기 유닛이 단지 이미 슬라이싱된 비트만을 처리한다. 즉, 상기 동기 유닛은 오버샘플링된 비트 스트림을 수신한다. 이러한 경우에, DC 추정은 무선 주파수(RF) 측을 통해 수행된다. 그러나, 서로 다른 DC 추정 방법(빠르고 느린 적응용 저역 통과 필터)은 서로 다른 성능 요건에 기인하여 패킷 검색 및 데이터 추출용으로 사용되어야 한다. (느린 적응용 저역 통과 필터를 사용할 경우) 오경보(false alarm) 이후의 비트 슬라이싱은 반드시 정확하지 않음으로써 유효 패킷이 누락될 수 있다.

결과적으로, 수신기는 패킷 손실율(인식되지 못한 패킷) 및 오경보 확률(패킷의 잘못된 표시) 간의 타협을 이루어야 한다. 어떤 수신기는 단순히 패킷이 검출되었을 경우에 비동기 스캐닝으로부터 동기 모드로 절환한다. 오경보의 경우에는 상기 오경보가 상위 계층에서 인식될 때까지 유효 패킷의 검출이 종종 저지된다.

따라서, 본 발명에 따른 목적은 데이터 추출이 오경보에 의해 저지되지 않게 하는 적어도 하나의 데이터 패킷을 포함하는 데이터 스트림으로부터의 데이터 추출 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면, 적어도 하나의 데이터 패킷을 포함하는 데이터 스트림으로부터의 데이터 추출 방법은, 데이터 패킷을 검출하기 위한 상관값을 결정하도록 예상된 비트 시퀀스와 수신된 디지털 데이터 스트림으로부터 발생된 비트 스트림을 비교하는 단계, 데이터 패킷이 검출되었다는 것을 나타내는 한계값을 상기 상관값이 초과하는 경우에 데이터 추출을 개시하는 단계, 새로운 상관값을 결정하도록 상기 예상된 비트 시퀀스와 상기 수신된 비트 스트림을 계속 비교하는 단계, 및 상기 새로운 상관값이 이전의 상관값을 초과할 경우에 데이터 추출을 재개하는 단계를 포함한다.

본 발명은 데이터 수신을 매우 개선시키는 것을 가능하게 하는 데, 그 이유는 데이터 패킷을 검출하는 데 사용되는 상관값에 대한 한계값이 비교적 낮게 설정됨으로써, 오경보로 무효 데이터가 수신되지는 않는 반면에 거의 어떠한 데이터 패킷도 손실되지 않을 정도로 패킷 손실율이 낮게 유지될 수 있기 때문이다. 어떠한 유효 데이터 패킷이라도 존재하지 않는 동안 데이터 패킷이 잘못 검출되는 경우에는, 유효 데이터 패킷이 손실되지 않게 되는 데, 그 이유는 데이터 패킷 검출이 계속 수행되기 때문이다. 따라서, 아마도 유효 데이터 패킷인 데이터 패킷이 수신된 것으로 나타나게 되는 경우에, 상관값이 최초의 데이터 패킷의 상관값보다 크기 때문에, 데이터 추출이 재개된다. 그러므로, 비록 데이터 추출이 이미 오경보에 기인하여 개시되었을 경우라도 유효 데이터 패킷이 누락되지 않게 된다.

본 발명에 따라 데이터 추출의 신뢰도를 증가시키기 위해, 상기 한계값은 프로그램가능한 값이다. 그러므로, 상기 한계값은 서로 다른 동작 상태에 적응될 수 있다.

이전 데이터 패킷 검출에 기인하여 데이터 추출의 개시 이후에 유효 데이터 패킷이 검출되었는 지의 여부에 관한 결정을 단순화하기 위해, 데이터 추출이 개시 또는 재개될 때마다 상기 상관값이 새로운 상관값으로서 저장되며 데이터 추출의 개시 또는 재개가 실제로 저장된 상관값과 비교된 다음에 새로운 상관값이 계속 결정되도록 규정된다.

본 발명의 유리한 개선점에 의하면, 데이터 추출의 재개 이전에 추출된 데이터는 저지되는 데, 그 이유는 재개 이전에 추출된 데이터가 이전의 오경보에 기인하여 처리된 명백히 잘못된 데이터이기 때문이다.

데이터 추출을 더 개선시키기 위해, 초기 타이밍 추정치는 데이터 패킷의 검출 이후이지만 데이터 스트림 기호와 데이터 추출을 위한 데이터 스트림으로부터의 비트의 샘플링을 동기시키는 데이터 추출의 개시 이전에 결정된다. 패킷이 검출되는 순간은 단지 대략적인 타이밍 정보일 뿐이고 상기 초기 타이밍 추정치는 데이터 추출을 더 개선시킨다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 샘플 과정의 타이밍은 상기 샘플 과정의 실제 타이밍과 오버샘플링된 비트스트림에 내재하는 기호의 타이밍을 비교하고 만약 상기 샘플 과정의 타이밍과 기호의 타이밍 간의 편차가 특정값을 초과한다면 상기 샘플 과정의 타이밍을 수정함으로써 계속 추적된다.

본 발명의 다른 한 실시태양에 의하면, 적어도 하나의 데이터 패킷을 포함하는 데이터 스트림으로부터의 데이터 추출 방법이 바람직하게는, 수신된 데이터 스트림으로부터 데이터를 추출하기 위한 데이터 추출 유닛, 상관값을 결정하기 위하여 예상된 비트 시퀀스와 수신된 디지털 데이터 스트림으로부터 발생된 비트 스트림을 비교하기 위한 패킷 검출기, 및 상기 상관값이 한계값을 초과할 때 데이터 추 출을 개시하기 위해 상기 데이터 추출 유닛을 제어하는 상기 패킷 검출기로부터 상기 상관값을 수신하기 위한 동기 제어 모듈을 포함하는 장치에 의해 수행된다.

상기 데이터 추출 유닛과는 독립적으로 동작될 수 있는 패킷 검출기에 기인하여, 비록 데이터 추출이 이미 개시된 경우라도 패킷 검출을 계속 수행하는 것이 가능하다. 그러므로, 현재 높은 신뢰도를 가지고, 데이터 패킷이 다시 검출되었다는 것을 새로운 한계값이 나타내는 즉시 본 발명의 방법에 의해 요구되는 바와 같은 데이터 추출을 재개하는 것이 가능하다.

상기 장치는 데이터 스트림 기호와 데이터 추출을 동기시키기 위한 데이터 추출의 개시이전에 초기 타이밍 추정치를 결정하기 위해 상기 데이터 스트림을 수신하는 초기 타이밍 추정기를 더 포함하며, 상기 초기 타이밍 추정치는 상기 동기 제어 모듈에 출력된다.

상기 데이터 추출 유닛은 상기 수신된 데이터 스트림으로부터 DC 추정치를 발생시키는 DC 추정기, 오버샘플링된 비트 스트림을 발생시키도록 상기 수신된 데이터 스트림의 데이터에 관한 비트 결정을 수행하는 비교기(20)로서, 상기 DC 추정기로부터의 DC 추정치 및 상기 비트 스트림을 수신하기 위한 제1 및 제2 입력을 각각 지니는 상기 비교기, 및 상기 비교기로부터 수신된 오버샘플링된 비트 스트림을 샘플링하기 위한 샘플 유지 모듈을 포함한다.

상기 데이터 추출 유닛은 상기 초기 타이밍을 추적하기 위해 그리고 상기 샘플 유지 모듈을 제어하기 위해 상기 비교기에 의해 출력된 오버샘플링된 비트 스트림을 수신하는 타이밍 추정기를 더 포함한다.

상기 데이터 추출 유닛이 상기 타이밍 또는 동기화를 계속 추정하기 위한 타이밍 추정기를 포함하기 때문에, 부가적인 데이터 패킷이 검출되었을 경우에 고신뢰성을 가지고 최초의 데이터 추출 개시와 동일한 방식으로 데이터 추출의 재개가 수행될 수 있도록 데이터 추출의 개시 이후에 전과 동일한 방식으로 초기 타이밍 추정기가 작동될 수가 있다.

이하 바람직한 실시예를 보여주는 첨부 도면을 참조하여 본 발명이 보다 상세하게 설명될 것이다.

도 1은 무선 통신용으로 사용되는 종래의 송수신기의 수신 체인을 간략하게 보여주는 블럭선도이다.

도 2는 (a) 복조 파형, 즉, 디지털 복조 파형 및 DC 레벨, (b) 오버샘플링된 비트 스트림 및 (c) 대응 비트를 갖는 추출된 비트 데이터 스트림을 각각 보여주는 다이어그램이다.

도 3은 동기 유닛으로서 사용될 수 있는 본 발명에 따른 장치를 간략하게 보여주는 개략적인 블럭선도이다.

도 4는 본 발명과 함께 사용되는 동기 제어 상태 기계를 간략하게 보여주는 개략적인 다이어그램이다.

도 5는 본 발명에 따른 동기 유닛의 데이터 추출 유닛에서 사용되는 타이밍 추정기를 간략하게 보여주는 개략적인 블럭선도이다.

본 발명에 따른 데이터 추출 장치, 예컨대, 동기 유닛은 고도의 모듈 구조로 실현된다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 동기 유닛의 주요부는 복조 신호의 ADC 사후 처리 또는 사후 검출 필터링 기능을 포함할 수 있는 사전 처리 모듈 (16), 입력 신호, 즉, 유효 접근 코드에 대한 복조 파형의 디지털 표현을 스캐닝하는 패킷 검출기(17), 기호 타이밍의 초기 추정치를 제공하는 초기 타이밍 추정기( 18), 기호 슬라이싱을 위해 초기 뿐만 아니라 계속적인 추적의 DC 추정치를 생성하는 DC 추정기(19), 기호 슬라이싱을 위한 비교기(20), 상기 기호 타이밍의 계속 추적을 위한 타이밍 추정기(21), 다운샘플링을 수행하는 샘플 유지(sample-and-hold) 모듈(22), 및 위에서 주어진 모든 모듈을 제어하는 동기 제어 모듈(23)이다.

대체로, 상기 사전 처리 모듈(16)은 복조 신호의 ADC 사후 처리 또는 사후 검출 필터링 기능을 포함할 수 있다.

예를 들면, 상기 사전 처리 모듈(16)은 사후 검출용 저역 통과 필터링 기능을 수행할 능력을 지니며 잡음 및 간섭 상태에서 비트 오류율을 최적화하는 데 사용된다. 상기 복조 파형(W)의 저역 통과 필터링된 디지털 파형 표현(DW)이 출력이다. 상기 사전 처리 모듈(16)은 무선 주파수/기저대역(radio frequency/baseband; RF/BB) 인터페이스에 배치된다.

패킷 검출기(17)는 유효 패킷의 존재를 나타내는 기능을 수행할 능력을 지닌다. 상기 패킷 검출기(17)는 입력으로서 복조 및 필터링된 파형 신호(DW)를 획득하고 출력으로서 상관값(CorrVal)을 제공한다. 상기 상관값(CorrVal)은 예상된 비트 시퀀스 및 수신된 파형의 비트 시퀀스 간의 유사도(degree of similarity)를 나타 낸다.

본 발명과 함께 사용될 수 있는 TDMA 송수신기에 대한 패킷 검출기(17)는 독일 특허출원 제100 51 889호의 우선권을 주장하면서 본원과 동일자로 출원된 동시 계류중인 미국 특허출원(대리인 문서 제....호)에 상세히 설명되어 있는 데, 상기 출원의 세부 내용은 본원 명세서에 참고가 된다. 이러한 출원에는, 상관값의 계산 또는 추정이 설명되어 있다.

상기 초기 타이밍 추정기(18)는 또한 디지털 복조 파형 신호(DW)를 처리한다. 상기 동기 제어 모듈(23)에 의해 표시되는 주어진 검색 시간 동안, 상기 초기 타이밍 추정기(18)는 정확한 기호 타이밍을 결정한다. 상기 초기 기호 타이밍 추정치는 상기 동기 제어 모듈(23)에 전달된다.

상기 DC 추정기(19)는 2가지 태스크를 수행한다. 다시, 디지털 복조 파형 신호가 처리된다. 내부의 저역 통과 필터의 적합한 샘플을 선택함으로써, 초기 DC 추정기가 생성된다. 그후, 이러한 DC 추정치는 계속 추적된다. 즉, DC 드리프트가 반송파 주파수로부터 생성되는 경우에, 상기 DC 추정치는 계속 수정된다. 상기 DC 추정치는 기호 슬라이싱(symbol slicing)을 위해 상기 비교기(20)에 공급된다.

상기 비교기(20)는 단순히 디지털 파형 신호(DW)의 값이 DC 추정치보다 클 경우에 1값을 제공하거나 디지털 파형 신호(DW)의 값이 DC 추정치보다 작을 경우에 0값을 제공함으로써 상기 기호 슬라이싱을 수행한다. 그러므로, 상기 비교기(20)의 출력은 도 2b에 도시된 바와 같은 오버샘플링된 비트 스트림이다.

상기 타이밍 추정기(21)는 기호 타이밍 추정치를 계속 추적한다. 이는 상기 동기 제어 모듈(23)로부터 획득한 초기 타이밍 추정치에서 개시된다. 상기 타이밍 추정기(21)는 상기 비교기(20)로부터 수신된 오버샘플링된 비트 스트림을 처리함으로써 내부적으로 생성되는 복조 파형의 에지(edge)들을 평가하고 상기 에지들의 실제 타이밍 및 추정 타이밍을 비교한다. 상기 실제 타이밍은 추정된 타이밍과 비교해 볼 때 동일할 수도 있고, 빠를 수도 있으며, 늦을 수도 있다. 빠르거나 또는 느린 경향이 있는 경우에, 추정된 타이밍은 적절하게 수정된다. 기호 타이밍 추정치( STE)는 상기 타이밍 추정기(21)의 출력 신호로서 샘플 유지 모듈(22)에 제공된다. 상기 기호 타이밍 추정치(STE)는 실제로 2가지 신호로 형성될 수 있는 데, 상기 2가지 신호를 통해 타이밍 정보가 간접적으로 코딩된다.

상기 샘플 유지 모듈(22)은 기호 결정을 위해 골든 샘플(golden sample)을 획득함으로써 다운샘플링을 수행한다. 상기 샘플 유지 모듈(22)은 또한 상위 계층에서 추출된 데이터를 부가적으로 처리하는 다음 회로(도시되지 않음)에 대한 인터페이스를 제공한다. 추출된 데이터(B) 자체 외에도, 데이터 개시(FrameSync)를 나타내는 신호가 또한 필요하다.

상기 동기 제어 모듈(23)은 동기 과정을 제어한다. 이는 상태가 상기 동기 과정의 서로 다른 위상에 대응하는 상태 기계를 기초로 한다. SyncWin 신호를 사용할 경우에, 상위 계층은 유효 패킷이 예상되어야 할 때를 상기 동기 제어 모듈(23)에 나타낼 수 있다. 상기 동기 제어 모듈(23)의 출력은 내부 상태 기계의 현재 상태이다. SyncWin 신호를 사용할 경우에, 상기 동기 유닛의 다른 모듈이 제어된다.

상기 동기 제어 상태 기계 및 타이밍 추정에 초점을 맞춘 동기 유닛의 상세 한 설명이 지금부터 도 4를 참조하여 제공될 것이다.

상기 동기 과정은 서로 다른 위상으로 분할될 수 있다. 이러한 위상은 상기 동기 제어 모듈(23) 내측의 상태 기계의 서로 다른 상태로 표현된다. 이러한 위상은 다음과 같다.

INIT: 모든 모듈이 잘 정의된 개시 상태로 초기화됨.

SEARCH PACKET: 유효 패킷 검색.

PACKET FOUND: 유효 패킷 발견.

SEARCH TIMING: 정확한 기호 타이밍 검색.

SYNCFOUND: 기호 타이밍, 즉, 동기 발견.

ACTIVE: 데이터 추출이 수행되지만, 유효 패킷에 대한 검색이 여전히 계속됨.

FINISHED: 상기 동기 유닛이 스위치 오프되고 어떠한 패킷 검색도 더 이상 수행되지 않을 때까지 데이터 추출이 수행됨.

상기 동기 유닛이 스위치 온될 경우, 즉, 클럭이 수행되지만 이네이블 신호가 저(low) 레벨, 즉 0과 동일한 신호 레벨일 경우, INIT 상태가 진입된다. 내부 레지스터는 디폴트 또는 프로그램가능한 값으로 리셋된다. 상기 이네이블 신호가 고(high) 레벨, 즉, 1과 동일할 신호 레벨로 설정될 때에는 상기 INIT 상태가 빠져 나가게 되고 SEARCH PACKET 상태가 진입된다.

SEARCH PACKET 상태를 진입시킴으로써, 상기 패킷 검출기(17)와 아울러 초기 타이밍 추정기(18)가 이네이블된다. 상기 패킷 검출기(17)는 상기 동기 제어 모듈( 23)에 상관값(CorrVal)을 전달하며, 상기 상관값은 예상된 접근 코드 또는 동기 워드 및 수신된 복조 파형의 비트 시퀀스 간의 유사도(degree of similarity)를 나타낸다. CorrVal이 프로그램가능한 한계값(CorrThres)을 초과할 경우 원하는 패킷이 발견될 것으로 기대된다. 이러한 경우에, PACKET FOUND 상태는 SyncWin 신호가 고 레벨 또는 1일 때 진입된다.

항상 PACKET FOUND 상태가 진입될 경우에는, 가장 최근의 상관값(CorrVal) 이 동기 제어 모듈(23)의 레지스터(MaxCorrVal; 도시되지 않음)에 저장된다.

상기 패킷 검출기(17)로부터의 새로운 상관값(CorrVal)이 레지스터에 저장된 상관값(MaxCorrVal)을 초과하고, 이와 동시에 FINISHED 상태가 도달되지 않을 때마다, SyncWin 신호가 고 레벨 또는 1인 동안에는, PACKET FOUND 상태가 재진입되고 MaxCorrVal이 새로운 값으로 설정된다. 즉, 상기 동기 과정이 PACKET FOUND 상태로 재개될 수 있다. 그 결과, 상기 동기 유닛은 데이터 추출이 이미 준비되거나 또는 심지어는 개시되는 동안 접근 코드에 대한 스캐닝을 계속할 수 있다. 상기 상관값( CorrVal)이 최종 패킷 검출과 비교해 볼 때 보다 높은 신뢰도(보다 높은 상관값( CorrVal))을 나타내는 경우, 상기 동기 과정은 재개된다. 지금까지 추출된 데이터가 저지된다. 상기 동기 과정의 재개는 다중 동기 발견(multiple sync-found)이라고 지칭될 수 있다.

다중 동기 발견의 이점은 항상 최선의 부합 시퀀스가 검출될 수 있기 때문에 잡음 상태에서의 패킷 검출 성능 및 오경보율(false alarm rate) 간의 타협(trade-off)이 용이해진다는 점이다. 충분한 신호 품질로 수신되는 접근 코드를 검출하기 위하여 오경보에 기인하여 상기 동기 유닛이 차단되지 않는다. 대개는 오경보가 예상가능한 가장 높은 상관값(CorrVal) 레벨에 도달하지 않는다.

PACKET FOUND 상태는 단지 SyncWin 신호가 1로 설정될 때에만 진입될 수 있다. 이와는 다른 경우, 상관값(CorrVal) 평가의 결과는 무시된다. SyncWin 신호를 사용할 경우, 상위 계층은 상기 동기 과정을 제어할 수 있다. 동기화를 위한 잘 정의된 시간 윈도우는 그 결과에 따라 제공될 수 있다.

PACKET FOUND 상태가 진입될 경우, 상기 검출된 패킷의 타이밍은 이미 개략적으로 알 수 있게 된다. 그러나, 부정확도는 대략 ±1 기호이다. 그 결과로, 상기 초기 타이밍 추정기(18)는 단지 하나의 기호 주기 동안에만 정확한 타이밍을 검색하여야 한다.

초기 기호 타이밍 추정치에 대한 검색 시간이 개시될 때 PACKET FOUND 상태가 빠져 나가게 된다. 상기 검색 시간은 PACKET FOUND 상태가 진입된 다음에 프로그램가능한 시간을 개시한다. 카운터(WinCount)는 PACKET FOUND 상태가 진입될 때 시동된다. 카운터(WinCount) 값이 프로그램가능한 값(WinStart)에 도달될 경우에는 SEARCH TIMING 상태가 진입된다. 상기 카운터(WinCount)는 SEARCH TIMING 상태로 계속 수행된다. 상기 초기 타이밍 검색의 개시 및 패킷 검출 간의 WinStart 값에 의해 제공되는 지연이 필요한 데, 그 이유는 상기 패킷 검출기(17) 및 상기 초기 타이밍 추정기(18)가 처리된 접근 코드의 서로 다른 성분들에 따라 트리거되기 때문이다. 상기 패킷 검출기(17)는 동기 워드의 종료시에 트리거되며 상기 초기 타이밍 추정기(18)는 수신된 데이터 패킷의 후미 비트의 종료시에 트리거된다.

SEARCH TIMING 상태에서는, 상기 동기 제어 모듈(23)이 초기 타이밍 추정기( 18)로부터의 트리거 신호(InitTiming)를 대기한다. 상기 트리거 신호(InitTiming)가 도달되면, 즉, InitTiming 신호가 1과 동일할 경우에나 또는 카운터(WinCount)가 프로그램가능한 값(WinStop)에 도달할 경우에, SYNCFOUND 상태가 진입된다.

SYNCFOUND 상태는 단지 한 클럭 사이클 동안에만 지속된다. 이는 다른 모듈에, 정확한 기호 타이밍을 갖는 접근 코드가 발견되었다는 것을, 즉, 동기가 발견되었다는 것을 나타낸다. 상기 타이밍 추정기(21) 및 상기 샘플 유지 모듈(22)은 SYNCFOUND 상태 동안 초기화된다. 이같은 모듈(21,22)에서는, 차후 기호 주기에 대응하는 주기에 대하여 모듈로 카운터가 시동된다. SYNCFOUND 상태는 즉시 빠져 나가게 된다. 대개는, ACTIVE 상태가 진입된다. SyncWin 신호의 설정시 카운터( CorrVal) 값이 레지스터에 저장된 MaxCorrVal 값을 초과하는 한가지 상태를 예외로 한다. 이러한 경우에는, PACKET FOUND 상태 진입된다.

상기 ACTIVE 상태는 프로그램가능한 시간(MaxSearchTime) 동안 지속된다. 상기 ACTIVE 상태가 진입될 경우, 카운터(AfterSFCount)가 시동된다. 이러한 카운터( AfterSFCount) 값이 프로그램가능한 값(MaxSearchTime)을 초과하는 경우, FINISHED 상태가 진입된다.

상기 ACTIVE 상태 동안과 아울러 FINISHED 상태 동안, 데이터 추출은 활성 상태이다. 그러나, ACTIVE 상태 동안, 상기 동기 과정은 CorrVal, MaxCorrVal 및 SyncWin 값으로 구속된 공지의 상태에서 재개될 수 있다.

상기 동기 유닛(23)이 디세이블될 때 FINISHED 상태는 빠져 나가게 된다. 이 러한 경우에, INIT 상태는 이네이블 신호가 고 레벨로 설정될 때 다시 진입된다. 대개는 상기 동기 유닛(14)이 중간에 스위치 오프된다.

상기 동기 유닛(14)은 사용자 데이터의 종료를 검출하는 기능을 수행할 능력을 지니지 않는다. 상위 계층은 적절한 시기에 데이터 평가를 중지시켜야 한다.

본 발명에 따른 동기 유닛(14)의 모듈 구조의 이점은 데이터 추출이 이미 개시되었을 때 패킷 검출 및 기호 타이밍 평가를 위한 모듈(패킷 검출기(17), 초기 타이밍 추정기(21))이 계속 작동할 수 있다는 점이다.

비트 오류율에 관한 최적의 수신기 성능에 대하여, 기호 슬라이싱으로부터의 오버샘플링된 비트 스트림에 내재하는 가장 적합한 샘플-소위 골든 샘플(golden sample)은 수신 비트를 표현하는 데 사용되어야 한다.

상기 타이밍 추정기(21)의 태스크는 샘플 유지 회로(22)에 대하여 샘플 시간을 설정하는 것이다. 초기화 이후에는, 상기 타이밍 추정기(21)는 샘플링 시간을 계속 수정한다. 계속된 수정에 대한 첫번째 이유는 동기화 이후에 초기 타이밍 오류를 보상하기 때문이다. 두번째 이유는 송신기 및 수신기의 비트 클럭 간의 편차를 보상하기 때문이다.

상기 타이밍 추정은 에지 검출 절차를 통해 수행된다. 그것이 의미하는 것은 기호 슬라이싱으로부터의 오버샘플링된 데이터 신호의 에지가 기호 타이밍을 추정하는 데 사용된다는 것을 의미한다. 수신 및 필터링된 기호가 대칭이기 때문에, 소위 골든 샘플이 각 기호의 중앙에서 발견된다. 상기 기호들의 대칭에 기인하여, 상기 에지들이 항상 2개의 기호의 중앙에 배치된다. 결과적으로, 상기 에지는 상기 골든 샘플에 대한 기호 절반의 고정 위상에 따라 발생한다.

타이밍 평가는 2가지 단계로 수행된다. 첫번째 단계로, 기호 슬라이싱으로부터의 데이터 신호의 각각의 에지에 대하여, 즉, 오버샘플링된 비트 스트림에 대하여, 예상 에지의 추정 타이밍은 실제 에지 타이밍과 비교된다. 예상 에지의 추정 타이밍은 기호 절반 만큼 가장 최근의 샘플링 트리거를 지연시킴으로써 생성될 수 있다. 상기 샘플링 트리거는 골든 샘플의 추정 타이밍에 대응한다. 골든 샘플의 추정 타이밍 및 에지의 추정 타이밍은 추정된 기호 타이밍의 특정 위상으로서 간주될 수 있다.

상기 추정된 에지 타이밍이 빠른 것처럼 보이는 경우, 빠르고 느린(early-late) 형태의 카운터(31) 값(도 5 참조)은 감분된다. 상기 추정된 에지 타이밍이 느린 것처럼 보이는 경우, 상기 빠르고 느린 형태의 카운터(31) 값은 증분된다. 이는 나타나는 각각의 실제 에지에 대하여 수행된다. 실제 에지 및 추정 에지가 동시에 생기는 경우, 상기 빠르고 느린 형태의 카운터(31) 값이 변경되지 않는다. 또한, 어떤 실제 에지도 동일 비트의 시퀀스에 기인하여 생기지 않을 경우, 상기 빠르고 느린 형태의 카운터(31)는 자신의 값을 유지하게 된다.

두번째 단계로, 상기 빠르고 느린 형태의 카운터(31) 값은 프로그램가능한 한계값(CorrectionThres)과 비교된다. 상기 빠르고 느린 카운터의 양(+) 또는 음(-) 값이 이러한 한계값(CorrectionThres)을 초과할 경우, 상기 추정된 기호 타이밍은 적합하게 수정된다. 이러한 한계값을 사용할 경우, 상기 타이밍 추정의 적응 속도가 제어된다. 상기 추정된 기호 타이밍의 수정 이후에는, 상기 빠르고 느린 형태 의 카운터(31) 값은 다시 0으로 설정된다. 상기 빠르고 느린 형태의 카운터 값은 또한 SYNCFOUND 상태의 초기화시에 또한 0으로 설정된다.

도 5는 타이밍 추정기(21)에서의 타이밍 추정의 구현을 위한 일례를 보여주는 도면이다.

추정된 에지 타이밍이 신호(ExpectedEdge)로 제공되고, 이러한 신호는, 위에서 언급된 바와 같이 기호 절반 만큼 샘플 트리거를 지연시킴으로써 현재의 기호 타이밍 추정치, 즉, 현재의 골든 샘플 타이밍 추정치로부터 내부적으로 생성될 수 있다. 기호 슬라이싱으로부터의 비트 스트림, 즉, 상기 비교기(20)의 출력 신호가 이러한 신호의 에지 검출을 수행함으로써 신호(ActualEdge)를 생성시키기 위해 상기 타이밍 추정기에서 사용된다.

에지 검출기(24)에 의해 생성된 신호(ActualEdge) 및 신호(ExpectedEdge)는 각각 대략 기호 절반 길이로 제1 및 제2 탭 지연 라인(25,26) 내에 공급된다. 상기 탭 지연 라인(25,26) 각각의 탭은 제1 및 제2 OR 게이트(29,30)를 통해 제1 및 제2 AND 게이트(27,28)에 각각 연결된다. 상기 에지 검출기(24)에 의해 출력된 신호( ActualEdge)는 상기 제2 AND 게이트(28)의 제2 입력에 공급되는 데, 상기 제2 AND 게이트(28)의 제1 입력 신호는 상기 제2 OR 게이트(30)의 출력을 수신하고, 상기 제2 OR 게이트(30)는 신호(ExpectedEdge)를 수신하는 제2 탭 지연 라인(26)과 연결된다. 마찬가지로, 상기 신호(ExpectedEdge)는 상기 제1 AND 게이트(27)의 제2 입력에 공급되고, 상기 제1 AND 게이트(27)의 제1 입력은 상기 제1 OR 게이트(29)의 출력을 수신하며, 상기 제1 OR 게이트(29)는 상기 신호(ActualEdge)를 수신하는 제1 탭 지연 라인(25)과 연결된다.

상기 ActualEdge 및 ExpectedEdge 신호 중 각각의 신호를 다른 하나의 신호의 지연 탭과 각각 비교함으로써, 한 이벤트(즉, 예상 또는 실제 에지)가 다른 한 이벤트 이전에 생겼는 지의 여부가 검사된다. 만약 한 이벤트(즉, 예상 또는 실제 에지)가 다른 한 이벤트 이전에 생겼다면, 대응하는 트리거(빠름(Early) 또는 느림 (Late))가 각각 설정되고 상기 빠르고 느린 형태의 카운터(31)는 적절하게 변경된다. 정상 동작 상태에서는, ExpectedEdge 및 ActualEdge 이벤트가 최대한 불과 몇 샘플 간격으로 발생한다. 또한, ExpectedEdge 및 ActualEdge 이벤트가 대략 하나의 기호 주기 동안 많아야 단지 한번 생긴다.

상기 빠르고 느린 형태의 카운터(31) 값이 수정 한계값(CorrectionThres)을 초과할 경우에, 상기 추정된 기호 타이밍은 빠르고 느린 형태의 카운터(31)와 연관된 수정 수단(32)을 통해 신호(SelSampleNo)를 증분 또는 감분함으로써 적절하게 한 샘플씩 시프트된다. 즉, 빠르고 느린 형태의 카운터(31) 값이 상기 한계값( CorrectionThres)의 음의 값보다 작다면, 상기 신호(SelSampleNo)는 증분되는 반면에, 상기 빠르고 느린 형태의 카운터(31) 값이 양의 한계값(CorrectionThres)보다 클 경우에, 상기 신호(SelSampleNo)는 감분된다. 상기 빠르고 느린 카운터(31)는 그후 다시 0으로 리셋된다.

상기 타이밍 추정기(21)와 아울러 상기 샘플 유지 회로(22)는 SYNCFOUND 상태에서 초기화된다. 상기 SYNCFOUND 상태는 수신된 복조 파형 신호에 대한 이미 알고 있는 고정 위상에 따라 발생한다. SelSampleNo가 자유 동작 모듈로(free run- ning modulo) 카운터(33)에 대한 특정의 위상(기간 1 기호)이며, 이는 SYNCFOUND 상태에서 초기화된다. 초기화시, SelSampleNo가 잘 정의된 값으로 설정되는 데, 이는 골든 샘플의 초기에 추정된 타이밍을 나타낸다. 그 결과로, 현재의 기호 타이밍 추정치가 신호(SelSampleNo)로 제공된다.

기호 타이밍 추정치(STE), 즉, 골든 샘플의 추정된 타이밍은 샘플 유지 회로 (22)에 2가지 신호, 즉, 카운터(33)의 출력 및 신호(SelSampleNo)로 전달된다. 상기 자유 동작 모듈로 카운터(33)는 기준 시간으로서 사용된다. 상기 모듈로 카운터 (33)는 동기 제어 회로(23)가 개시 신호(Start)를 통해 SYNCFOUND 상태에 진입된다. 제2 신호(SelSampleNo)는 실제 샘플링 시간을 결정한다. SelSampleNo 및 모듈로 카운터(33) 값이 동일할 경우, 상기 샘플링이 트리거된다. SelSampleNo가 1씩 증분될 경우, 샘플 타이밍이 하나의 샘플 만큼 지연된다. SelSampleNo가 1씩 감분될 경우, 샘플링이 한 샘플 빠르게 발생한다.

하나의 샘플링 트리거 신호 대신에 2-신호 해결 방안의 목적은 실제 타이밍 외에도 또한 상기 샘플 유지 회로(22)에 대한 초기 타이밍에 관한 정보를 전달하는 것이다.

Claims (10)

1. 적어도 하나의 데이터 패킷을 포함하는 데이터 스트림으로부터의 데이터 추출 방법에 있어서,

   데이터 패킷을 검출하기 위한 상관값(CorrVal)을 결정하도록 예상된 비트 시퀀스와 수신된 디지털 데이터 스트림으로부터 발생된 비트 스트림을 비교하는 단계;

   데이터 패킷이 검출되었다는 것을 나타내는 한계값(CorrThres)을 상기 상관값(CorrVal)이 초과하는 경우에 데이터 추출을 개시하는 단계;

   한계값(CorrThres)을 초과하는 상관값(CorrVal)을 새로운 한계값으로서 사용하기 위한 상관값(MaxCorrVal)으로서 저장하는 단계;

   새로운 상관값(CorrVal)을 결정하도록 상기 예상된 비트 시퀀스와 상기 수신된 비트 스트림을 계속 비교하는 단계; 및

   상기 새로운 상관값(CorrVal)이 이전의 상관값(MaxCorrVal)을 초과할 경우에 데이터 추출을 재개하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 추출 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 한계값(CorrThres)은 프로그램가능한 값인 것을 특징으로 하는 데이터 추출 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 상관값(CorrVal)은 데이터 추출이 개시 또는 재개될 때마다 상관값(MaxCorrVal)로서 저장되고 상기 새로운 상관값(CorrVal)은 데이터 추출의 개시 또는 재개가 실제 저장된 상관값(MaxCorrVal)과 비교된 다음에 계속 결정되는 것을 특징으로 하는 데이터 추출 방법.
4. 제1항에 있어서, 데이터 추출의 재개 이전에 추출된 데이터는 저지되는 것을 특징으로 하는 데이터 추출 방법.
5. 제1항에 있어서, 데이터 패킷의 검출 이후에, 초기 타이밍 추정치( InitTiming)는 데이터 스트림 기호와 데이터 추출을 위한 데이터 스트림으로부터의 비트의 샘플링을 동기시키는 데이터 추출의 개시 이전에 결정되는 것을 특징으로 하는 데이터 추출 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 샘플 과정의 타이밍은 상기 샘플 과정의 실제 타이밍과 오버샘플링된 비트스트림에 내재하는 기호의 타이밍을 비교함으로써 계속 추적되는 것을 특징으로 하는 데이터 추출 방법.
7. 제1항에 청구된 바와 같이 적어도 하나의 데이터 패킷을 포함하는 데이터 스트림으로부터 데이터를 추출하는 방법을 수행하는 장치에 있어서,

   수신된 데이터 스트림으로부터 데이터를 추출하기 위한 데이터 추출 유닛( 19,20,21,22);

   상관값(CorrVal)을 결정하기 위하여 예상된 비트 시퀀스와 수신된 디지털 데이터 스트림으로부터 발생된 비트 스트림을 비교하기 위한 패킷 검출기(17); 및

   상기 상관값(CorrVal)이 한계값(CorrThres)을 초과할 때 데이터 추출을 개시하기 위해 상기 데이터 추출 유닛(19,20,21,22)을 제어하는 상기 패킷 검출기(17)로부터 상기 상관값(CorrVal)을 수신하기 위한 동기 제어 모듈(23)을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 추출 방법을 수행하는 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 장치는 데이터 스트림 기호와 데이터 추출을 동기시키기 위한 데이터 추출의 개시 이전에 초기 타이밍 추정치(InitTiming)를 결정하기 위해 상기 데이터 스트림을 수신하는 초기 타이밍 추정기(18)를 더 포함하며, 상기 초기 타이밍 추정치(InitTiming)가 상기 동기 제어 모듈(23)에 출력되는 것을 특징으로 하는 데이터 추출 방법을 수행하는 장치.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 데이터 추출 유닛은 상기 수신된 데이터 스트림으로부터 DC 추정치를 발생시키는 DC 추정기(19), 오버샘플링된 비트 스트림을 발생시키도록 상기 수신된 데이터 스트림의 데이터에 관한 비트 결정을 수행하는 비교기(20)로서, 상기 DC 추정기(19)로부터의 DC 추정치 및 상기 비트 스트림을 수신하기 위한 제1 및 제2 입력을 각각 지니는 상기 비교기(20), 및 상기 비교기( 20)로부터 수신된 오버샘플링된 비트 스트림을 샘플링하기 위한 샘플 유지 모듈(22 )을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 추출 방법을 수행하는 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 데이터 추출 유닛은 상기 초기 타이밍을 추적하기 위 해 그리고 상기 샘플 유지 모듈(22)을 제어하기 위해 상기 비교기(20)에 의해 출력된 오버샘플링된 비트 스트림을 수신하는 타이밍 추정기(21)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 추출 방법을 수행하는 장치.

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