KR100606884B1 - 다중 경로 검색 장치 및 다중 경로 검색 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부로부터 신호를 수신하는 제 1 , 제 2 안테나부와 주기적인 스위칭에 따라 상기 제 1 안테나부 또는 상기 제 2 안테나부로부터 수신되는 신호를 선택적으로 연결하는 제 1 안테나 선택부와 주기적인 스위칭에 따라 상기 제 1 안테나부 또는 상기 제 2 안테나부로부터 수신되는 신호를 선택적으로 연결하되, 상기 제 1 안테나 선택부와 상보적으로 연결하는 제 2 안테나 선택부와 상기 제 1 안테나 선택부 및 상기 제 2 안테나 선택부를 통해 입력된 신호를 독립적으로 간섭 합산(Coherent Sum)하는 제 1 , 제 2 탐색부 및 상기 제 1 탐색부 및 상기 제 2 탐색부를 통해 입력된 신호를 독립적으로 비간섭 합산(Non-Coherent Sum)하는 제 1, 제 2 누적부를 포함하는 다중 경로 검색 장치에 관한 것으로써 간섭 방식에서는 슬롯간 상관을 높이고, 비간섭 방식에서는 슬롯간 간섭을 줄여 줌으로써 다중 경로 검색기의 신호 성분 에너지를 크게하여 신호 검출 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

안테나 스위칭, 다중 경로 검색, 간섭 합산, 비간섭 합산

Description

다중 경로 검색 장치 및 다중 경로 검색 방법{Apparatus and Method for Multi-Path Searching}

도 1 은 종래 기술에 따른 다중 경로 검색기의 구조를 나타낸 일실시예 구성도.

도 2 는 종래 기술에 따른 다이버시티를 이용한 다중 경로 검색기를 나타낸 일실시예 구성도.

도 3 은 본 발명에 따른 다중경로 검색기를 나타낸 일실시예 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

: 탐색 블럭 A의 I 채널 수신 신호

: 탐색 블럭 A의 Q 채널 수신 신호

: 탐색 블럭 B의 I 채널 수신 신호

: 탐색 블럭 B의 Q 채널 수신 신호

파일럿 패턴: 사용자 고유의 파일럿 패턴

: 한 슬롯 내 파일럿 심볼의 개수

: 간섭 다중 슬롯 누적(coherent multi-slot accumulation)을 위한 누적 슬롯의 개수

: 비간섭 다중 슬롯 누적(non-coherent multi-slot accumulation)을 위한 누적 슬롯의 개수

: 탐색 블럭에서의 I 채널의 제곱기를 통과한 값

: 탐색 블럭에서의 Q 채널의 제곱기를 통과한 값

: 탐색 블럭 A에서의 결과 에너지 값

: 탐색 블럭 B에서의 결과 에너지 값

:

본 발명은 기지국 모뎀에 적용되는 다중 경로 검색 장치 및 이를 이용한 다중 경로 검색 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 안테나 스위칭을 이용한 다중 경로 검색 장치 및 이를 이용한 다중 경로 검색 방법에 관한 것이다.

지국 모뎀 다중 경로 검색기는 수신 신호의 에너지 값을 반 칩(half-chip) 단위로 출력하여 한 신호의 지연 프로파일(delay profile) 중 주요 경로(main path)의 위치를 핑거(finger)에 보고하는 기능을 갖고 있다. 따라서, 다중 경로 검색기가 찾아 내는 수신 신호에 대한 지연 프로파일(delay profile)중 주요 경로(main path)를 찾아 내는데 있어 수신된 신호의 에너지 값이 무척 작기 때문에 한 슬롯 내에 Npilot개의 파일럿 심벌을 누적하여 신호의 크기를 증가시킨다. 한 편, 슬롯 단위의 누적으로 통하여 지연 프로파일(delay profile)간 분별력을 높인다.

도 1 은 종래 기술에 따른 다중 경로 검색기의 구조를 나타낸 일실시예 구성도이다. 도 1 에 도시된 바와 같이, Mslot개의 신호에 대하여 간섭 합산(coherent sum)을 하고 Lslot개 슬롯의 에너지 값에 대하여 비간섭 합산(non-coherent sum)을 한다. 여기서, 간섭 합산(coherent sum)의 경우 합산을 위해 누적(accumulation)되는 슬롯간에 상관(correlation) 값이 클 때 성능 향상도가 높고, 반면 비간섭 합산(non-coherent sum)의 경우는 누적(accumulation) 되어지는 슬롯간에 독립성이 보장될 때 가장 좋은 성능을 나타낸다.

도 2 는 종래 기술에 따른 다이버시티를 이용한 다중 경로 검색기를 나타낸 일실시예 구성도이다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 다이버시티를 이용한 종래의 다중 경로 검색기는 두개의 서로 다른 독립된 경로 A, B 를 통해 수신된 신호를 탐색블럭 A(searcher block A), 탐색 블럭 B(searcher block B)에서 각각 처리하고, 각각의 탐색 블럭에서 출력된 신호의 에너지 값인

와

를 합산하여

을 산출한다.

종래의 다중 슬롯 누적(multi-slot accumulation)을 수행하는 다중 경로 검색기의 탐색 블럭(searcher block)내 동작 방식은 다음과 같다. 즉, 안테나 선택기를 통해 들어온 수신 신호가 I 채널과 Q 채널로 분리되어 역확산 되고, 이때 선택된 사용자 고유의 스크램블링 코드와 파일럿 패턴이 곱해진다. 그리고, 심벌단위의 신호는 Npilot개의 파일럿 심벌과 Mslot개의 슬롯 구간동안 더해지며, 제곱기를 통 과한 I와 Q채널 신호가 합산되어 신호의 에너지 값을 구할 수 있다.

도 2 에 도시한 바와 같이, 수신 다이버시티를 이용하는 경우에는, 두개의 서로 다른 독립된 경로 A, B 를 통해 수신된 신호를 탐색 블럭 A(searcher block A) 및 탐색 블럭 B 에서 각각 처리한다. 그리고, 각각의 탐색 블럭에서 출력된 신호의 에너지 값이 더해져 최종적으로

을 산출한다.

두개의 탐색 블럭이 한 쌍을 이뤄 서로 다른 독립된 경로를 통해 들어온 수신 신호에 대한 에너지 값이 합산되므로, 상관(correlation)이 적은 두개의 독립된 슬롯의 신호가 더해진다. 이는 하나의 탐색 블럭에 의해 구해진 두개의 독립된 슬롯 신호의 에너지 값이 비간섭 다중 슬롯 누적(non-coherent multi-slot accumulation) 되는 방식과 유사하다.

다중 슬롯 누적(Multi-slot accumulation)을 수행하는 다중 경로 검색기의 경우 슬롯간 상관(correlation)이 전체 신호를 검출하는데 매우 중요한 역할을 한다. 상관 방식의 슬롯 누적(slot accumulation)에서는 슬롯간 상호 상관(correlation)을 최대한 크게 하여야 하며, 비상관(non-coherent) 방식의 슬롯 누적(slot accumulation)에서는 슬롯간 상호 독립성이 어느 정도 보장되느냐에 따라 성능이 좌우된다.

연속된 슬롯을 누적하였을 때 단말기(User Equipment; 이하 'UE')의 이동 속도가 빠른 경우 도플러 효과가 커지고, 이로 인해 슬롯간 상관이 적어 짐에 따라 성능 향상이 이루어졌다. 그러나, UE의 이동 속도가 빠르지 않을 경우 비상관 다중 누적(non-coherent multi-slot accumulation)에 의한 성능 향상은 크지 않다. 따라 서, 누적되는 슬롯간에 독립성을 주기 위해 다이버시티 구조를 이용하여 독립된 두개의 A, B 경로의 슬롯을 더해 최종 출력 신호를 얻는다.

그러나, 다이버시티 구조의 경우 두개의 탐색기 A, B 가 1개의 탐색 과정에 참여 하게 되므로, 유한한 탐색기 자원이 반으로 줄어 들게 된다. 즉, 현재 기지국 모뎀의 다중 경로 검색기를 다이버시티 구조로 사용할 경우 총 8개의 탐색 블럭이 두개씩 쌍을 이루어 4개의 탐색 과정만을 수행하게 된다. 따라서, 다이버시티 구조를 이용했을 경우 탐색 자원의 제한될 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 수신 신호 입력부의 안테나 선택기를 이용하여 수신 신호의 스롯간 상호 상관을 조절 함으로써 간섭 방식에서는 슬롯간 상관을 높이고, 비간섭 방식에서는 슬롯간 간섭을 줄여 줌으로써 다중 경로 검색기의 신호 성분 에너지를 크게하여 신호 검출 성능을 향상시키기 위한 다중 경로 검색 장치 및 이를 이용한 다중 경로 검색 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기지국 모뎀에 구비된 다중 경로 검색장치에 있어서, 외부로부터 신호를 수신하는 제 1 , 제 2 안테나부와 주기적인 스위칭에 따라 상기 제 1 안테나부 또는 상기 제 2 안테나부로부터 수신되는 신호를 선택적으로 연결하는 제 1 안테나 선택부와 주기적인 스위칭에 따라 상기 제 1 안테나부 또는 상기 제 2 안테나부로부터 수신되는 신호를 선택적으로 연결하되, 상기 제 1 안테나 선택부와 상보적으로 연결하는 제 2 안테나 선택부와 상기 제 1 안테나 선택부 및 상기 제 2 안테나 선택부를 통해 입력된 신호를 독립적으로 간섭 합산(Coherent Sum)하는 제 1 , 제 2 탐색부 및 상기 제 1 탐색부 및 상기 제 2 탐색부를 통해 입력된 신호를 독립적으로 비간섭 합산(Non-Coherent Sum)하는 제 1, 제 2 누적부를 포함하여 이루어진다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은 제 1 , 제 2 안테나부를 통해 신호를 수신하는 단계와 상기 제 1 안테나를 통해 수신된 신호가 주기적으로 제 1 탐색부 또는 제 2 탐색부로 스위칭 되는 단계와 상기 제 2 안테나를 통해 수신된 신호가 주기적으로 제 1 탐색부 또는 제 2 탐색부로 스위칭 되되, 상기 제 1 안테나를 통과한 신호와는 상보적으로 스위칭 되는 단계와 상기 제 1 안테나를 통해 수신된 신호 및 상기 제 2 안테나를 통해 수신된 신호가 각각 독립적으로 간섭 합산(Coherent Sum)되는 단계 및 상기 제 1 안테나를 통해 수신된 신호 및 상기 제 2 안테나를 통해 수신된 신호가 각각 독립적으로 비간섭 합산(Non-Coherent Sum)되는 단계를 포함하여 이루어진다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 3 은 본 발명에 따른 다중경로 검색기를 나타낸 일실시예 구성도이다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 다중 경로 검색기의 탐색 블럭 각각이 개별적으로 탐색 과정을 수행함으로써, 탐색기의 자원을 최대한 활용한다. 한편, 고속/저속 채널 상황 에 알맞게 적응하여 간섭(coherent) 방식의 경우 누적되는 슬롯간 상관을 크게 하기 위하여 연속된 슬롯을 누적 시킨다. 한편, 비간섭(non-coherent) 방식의 경우 누적되는 슬롯간 상관(correlation)을 최소로 줄이기 위해 위해 연속된 slot의 누적을 최대한 피하는 방식이다.

일반적으로, 상향 채널 다이버시티를 위해서는 3섹터 2안테나 방식으로 구성하므로, 한 섹터내 A, B 두개의 안테나가 동일 사용자의 신호를 수신할 수 있다. 한편, 개별 탐색 블럭은 종래와 동일한 방식으로 구성된다. 그러나, 각각의 탐색 블럭(searcher block)의 수신 신호 입력부를 보면, 각 탐색 블럭(searcher block)과 연결된 안테나 선택기에서는 채널 상황에 알맞은 수신 안테나의 스위칭을 수행하도록 하여 선택적으로 입력되도록 한다. 상기 안테나 선택기는 상기 탐색 블럭의 외부에 위치할 수도 있고, 상기 탐색 블럭의 내부에 위치할 수도 있음은 당업자에게 자명하다.

간섭(Coherent) 방식의 슬롯 누적(slot accumulation)이 일어나는 Mslot 구간 동안은 안테나의 스위칭이 일어나지 않으므로, 연속된 인접 슬롯간에 누적이 발생하게 된다. 한편, 비간섭(non-coherent) 방식의 슬롯 누적(slot accumulation)이 Lslot 구간 동안 설정되어 있으면 Mslot 구간 이후 안테나 스위칭이 일어나 수신 경로를 바꾸어 주어 다음에 누적되는 Mslot 구간의 에너지와 상호 상관을 감소시킨다.

예를 들어, Mslot=1, Lslot=4일 때, 탐색 블럭 A에서의 슬롯 누적기를 통과한 최종 신호는

가 되고, 탐색 블럭 B에서의 슬롯 누적기를 통과한 최종 신호는

가 된다. 여기서 A, B는 각각의 탐색블럭에서 출력된 슬롯 의 신호를 의미하며 첨자는 슬롯 순서를 의미한다. 이러한 경우 종래 기술에 따르면, 최종 신호는

와

가 된다. 그러므로 비간섭(non-coherent) 방식을 사용했을 경우 제안된 방식의 최종 신호의 인접 슬롯간 상관이 줄어들어 성능 향상을 가져옴을 알 수 있다.

즉, 탐색 블럭(searcher block) A의 출력신호

와 탐색 블럭(searcher block) B의 출력신호

각각 사용자 A와 사용자 B의 결과이며, 다음과 같은 두 가지 효과로 다중 경로 검색기의 성능을 향상시킨다. 우선 탐색블럭 A와 B의 입력부의 안테나 선택기내의 안테나 입력단을 채널상황에 적합하게 주기적으로 번갈아 이용함으로써 간섭 방식의 슬롯 누적의 경우 인접 슬롯간의 누적을 유지하도록 하였으며 비간섭 방식의 슬롯 집적의 경우 인접 슬롯간 집적을 피하여 동일한 탐색 블럭의 결과끼리는 한 slot 이후의 신호(위에서 A1다음의 searcher block A의 출력 신호는 한 slot 건너뛴 A3)가 합쳐져 역시 인접 슬롯을 누적함으로써 생기는 상호 간섭을 피하여 누적되는 슬롯간 상호 간섭을 최소화하여 독립성을 최대한 갖도록 하였다. 또한 본 발명에서 제안한 방식은 두개의 탐색 블럭 각각이 서로 다른 탐색 프로세스를 가지면서 종래의 다이버시티 구조와는 다르게 탐색 자원의 제약을 가져오지 않는다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것 이 아니다.

상기와 같이 본 발명은 간섭 방식에서는 슬롯간 상관을 높이고, 비간섭 방식에서는 슬롯간 간섭을 줄여 줌으로써 다중 경로 검색기의 신호 성분 에너지를 크게하여 신호 검출 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 기지국 모뎀에 구비된 다중 경로 검색장치에 있어서,

   외부로부터 신호를 수신하는 제 1 , 제 2 안테나부;

   주기적인 스위칭에 따라 상기 제 1 안테나부 또는 상기 제 2 안테나부로부터 수신되는 신호를 선택적으로 연결하는 제 1 안테나 선택부;

   주기적인 스위칭에 따라 상기 제 1 안테나부 또는 상기 제 2 안테나부로부터 수신되는 신호를 선택적으로 연결하되, 상기 제 1 안테나 선택부와 상보(相補)적으로(complemently) 연결하는 제 2 안테나 선택부;

   상기 제 1 안테나 선택부 및 상기 제 2 안테나 선택부를 통해 입력된 신호를 독립적으로 간섭 합산(Coherent Sum)하는 제 1 , 제 2 탐색부; 및

   상기 제 1 탐색부 및 상기 제 2 탐색부를 통해 입력된 신호를 독립적으로 비간섭 합산(Non-Coherent Sum)하는 제 1, 제 2 누적부를 포함하는 다중 경로 검색 장치.
2. 기지국 모뎀에서 수행되는 다중 경로 검색 방법에 있어서,

   제 1 , 제 2 안테나부를 통해 신호를 수신하는 단계;

   상기 제 1 안테나를 통해 수신된 신호가 주기적으로 제 1 탐색부 또는 제 2 탐색부로 스위칭 되는 단계;

   상기 제 2 안테나를 통해 수신된 신호가 주기적으로 제 1 탐색부 또는 제 2 탐색부로 스위칭 되되, 상기 제 1 안테나를 통과한 신호와는 상보(相補)적으로(complemently) 스위칭 되는 단계;

   상기 제 1 안테나를 통해 수신된 신호 및 상기 제 2 안테나를 통해 수신된 신호가 각각 독립적으로 간섭 합산(Coherent Sum)되는 단계; 및

   상기 제 1 안테나를 통해 수신된 신호 및 상기 제 2 안테나를 통해 수신된 신호가 각각 독립적으로 비간섭 합산(Non-Coherent Sum)되는 단계를 포함하는 다중 경로 검색 방법.

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