KR100608109B1 - 이동통신 시스템에서 도플러 주파수 및 단말기의 이동속도 계산 장치 및 방법 - Google Patents

이동통신 시스템에서 도플러 주파수 및 단말기의 이동속도 계산 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

도플러 주파수 및 단말기의 이동속도 계산장치가 개시된다. 도플러 주파수 계산장치는 필터뱅크, 비상관 누산기, 및 최대값 검출기를 구비한다. 필터뱅크는 복조신호들을 수신하여 대역별로 필터링하고 각 대역에 대응하는 복수의 필터링된 신호들을 발생시킨다. 비상관 누산기는 소정의 시간동안 입력된 데이터 블록에 대해 복수의 필터링된 신호들 각각을 비상관 누적연산하고 복수의 누적연산 신호들을 발생시킨다. 최대값 검출기는 누적연산 신호들 중 가장 큰 값을 갖는 신호를 검출하고 이 신호에 대응하는 대역의 중심주파수를 도플러 주파수로 출력한다. 따라서, 도플러 주파수 및 단말기의 이동속도 계산장치는 도플러 주파수 및 단말기의 이동속도를 빠르게 계산할 수 있다.

Description

이동통신 시스템에서 도플러 주파수 및 단말기의 이동속도 계산 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING DOPPLER FREQUENCY AND MOVING VELOCITY OF A WIRELESS TERMINAL}
도 1은 종래 기술에 따른 도플러 주파수 계산장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도플러 주파수 계산장치를 나타내는 블록도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 도플러 주파수 계산장치 내에 있는 필터뱅크의 주파수 응답특성을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 도플러 주파수 계산장치 내에 있는 필터들의 일례로 FIR 필터를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2의 도플러 주파수 계산장치 내에 있는 필터들의 일례로 IIR 필터를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 도플러 주파수 계산장치를 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 6의 도플러 주파 계산장치를 사용하여 도플러 주파수를 계산하는 방법을 나타내는 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 필터뱅크
110, 120, 130, 140, 611, 613 : 대역통과필터
200, 620 : 비상관 누산기
210, 621 : 제곱 연산부
211, 213, 215, 217, 624, 625 : 제곱 연산기
220, 623 : 누산부
221, 223, 225, 227, 626, 627 : 누산기
300 : 최대값 검출기
610 : 필터부
630 : 비교기
640 : 검색 제어부
642 : 주파수 추적회로
643 : 메모리
650 : 속도 계산부
본 발명은 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히 무선통신 시스템에서 도플러 주파수 및 단말기의 이동속도를 계산하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선통신 시스템에서 신호의 전송채널은 시간에 따라 변화한다. 또한, 무선 통신 시스템에서 단말기의 이동속도의 변화에 따라 전송채널이 변화한다. 이것은 무선통신 시스템의 성능에 상당한 영향을 미친다. 일반적으로 이러한 효과를 도플러 주파수의 변화(Doppler Shift) 혹은 도플러 스프레드(Doppler Spread)라 부르며, 도플러 주파수의 변화량을 계산함으로써 단말기의 이동속도를 계산할 수 있다.
도플러 주파수의 변화를 이용해서 단말기의 이동속도를 계산하면 다음과 같은 장점이 있다. 첫째, 수신 단말기의 복조성능 향상을 가져올 수 있다. 즉, 단말기의 속도를 측정함으로써 채널의 상황을 파악할 수 있기 때문에, 수신기에 사용되는 필터들의 채널 변화량에 따른 최적의 계수 값들을 실시간으로 구해서 복조과정에 반영할 수 있다. 둘째, 계층적 셀 구조를 갖는 시스템의 핸드오버(handover) 영역에서 단말기의 통화가 끊기는 현상을 예방할 수 있다. 즉, 고속으로 움직이는 단말기는 매크로 셀(Macro Cell)에 할당을 하고, 저속으로 움직이는 단말기는 마이크로 셀(Micro Cell)이나 피코 셀(Pico Cell)에 할당을 함으로써, 잦은 횟수의 핸드오버 현상을 방지할 수 있다. 셋째, 셀(Cell)의 자원관리 측면에서 고속 데이터 서비스는 저속의 단말기에 할당을 하고, 저속 데이터 서비스는 고속의 단말기에 할당할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 도플러 주파수 계산장치를 나타내는 블록도로서, Leonid Krasny 등에 의해 발명된 미국등록특허 6,563,861에 개시되어 있다. 도 1을 참조하면, 종래의 도플러 주파수 계산장치(20)는 승산기(multiplier)(26), 저역통과 필터(28), 프로세싱 블록(30), 프로세싱 블록(32), 및 최대 값 기능 블록(34)을 구비한다. 승산기(26)는 샘플된 수신신호들(rn)을 수신하고 이 신호들을 전송된 심벌의 복소공액(dn *)과 곱한다. 저역통과 필터(28)는 승산기(26)의 출력을 수신하고 전송된 심벌 계산값의 통계적 에러와 밴드 노이즈를 감소시키는 기능을 한다. 저역통과 필터(28)의 출력은 프로세싱 블록(30)에 입력된다. 프로세싱 블록(30)은 입력되는 신호의 스펙트럼 밀도(spectral density)를 계산한다. 프로세싱 블록(30)의 출력은 프로세싱 블록(32)에 입력된다. 프로세싱 블록(32)은 가능성 비 메트릭스(likelihood ratio metrics)를 발생시키는 다중 채널 코릴레이터(correlator)이다. 코릴레이터의 각 채널은 주파수 영역에서 스펙트럼 계산 값과 대기 함수(waiting function) 사이의 상관(correlation)을 계산한다. 가능성 비 메트릭스(likelihood ratio metrics)들은 서로 비교되고, 그 출력은 최대 값 기능 블록(34)에 입력된다. 가능성 비 메트릭스들 사이의 비교에 기초하여, m 번째 채널이 최대 출력 값을 갖는다면 프로세싱 블록(32)은 도플러 스프레드 fd(m)를 발생시킨다.
상기 특허는 FFT(Fast Fourier Transform)을 이용하여 수신신호의 스펙트럼을 구한 뒤 이를 도플러 스프레드(Doppler Spread) 신호들과 상관을 구하고 각 채널의 출력 값 중 가장 큰 값을 도플러 스프레드, 즉 도플러 주파수로서 출력한다.
Alexandre Mallette 등에 의해 발명된 미국등록특허 6,636,574에는 자기상관(autocorrelation) 또는 자기공분산(autocovariance) 방법을 이용해서 도플러 주파수 변이를 계산하는 방법이 개시되어 있다.
그런데, 상기 특허들에서는 도플러 주파수를 구하기 위해 많은 연산량이 요구된다는 단점이 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하고자 고안된 발명으로서, 본 발명의 목적은 간단한 도플러 주파수 계산장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 도플러 주파수 계산방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선 단말기의 이동속도 계산장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선 단말기의 이동속도 계산방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 도플러 주파수 및 단말기의 이동속도 계산장치는 필터뱅크, 비상관 누산기, 및 최대값 검출기를 구비한다. 필터뱅크는 복조신호들을 수신하여 대역별로 필터링하고 각 대역에 대응하는 복수의 필터링된 신호들을 발생시킨다. 비상관 누산기는 소정의 시간동안 입력된 데이터 블록에 대해 상기 복수의 필터링된 신호들 각각을 비상관 누적연산(non-coherent accumulation)하고 복수의 누적연산 신호들을 발생시킨다. 최대값 검출기는 상기 누적연산 신호들 중 가장 큰 값을 갖는 신호를 검출하고 이 신호에 대응하는 대역의 중심주파수를 도플러 주파수로 출력한다. 상기 복조신호들은 안테나로부터 수신된 신호들을 복조한 신호들이거나 일정한 패턴을 가지는 파일 럿 신호들을 복조한 신호들일 수 있다.
상기 비상관 누산기는 상기 복수의 필터링된 신호들 각각을 제곱하고 복수의 제곱신호들을 출력하는 제곱 연산부, 및 소정의 시간동안 입력된 데이터 블록에 대해 상기 복수의 제곱신호들 각각을 누적연산하고 상기 복수의 누적연산 신호들을 출력하는 누산부를 구비한다.
본 발명의 제 1 실시형태에 따른 도플러 주파수 및 단말기의 이동속도 계산장치에 있어서, 단말기의 이동속도를 Vd, 도플러 주파수를 fd, 캐리어 주파수를 fc, 및 전파의 속도를 C라 할 때, 단말기 이동속도는
Figure 112004028246819-pat00001
의 식에 의해 계산된다.
본 발명의 제 1 실시형태에 따른 도플러 주파수 및 단말기의 이동속도 계산방법은 복조신호들을 수신하여 대역별로 필터링하고 각 대역에 대응하는 복수의 필터링된 신호들을 발생시키는 단계, 소정의 시간동안 입력된 데이터 블록에 대해 상기 복수의 필터링된 신호들 각각을 비상관 누적연산(non-coherent accumulation)하고 복수의 누적 신호들을 발생시키는 단계, 및 상기 누적 신호들 중 가장 큰 값을 갖는 신호를 검출하고 이 신호에 대응하는 대역의 중심주파수를 도플러 주파수로 출력하는 단계를 구비한다.
본 발명의 제 2 실시형태에 따른 도플러 주파수 및 단말기의 이동속도 계산장치는 대역필터부, 비상관 누산기, 비교기, 및 검색제어부를 구비한다. 대역필터부는 설정된 2 분할 검색대역에 대해 복조신호를 각각 대역필터링하고 필터링된 신호쌍을 발생시킨다. 비상관 누산기는 상기 필터링된 신호쌍 각각을 소정 시간동안 비상관 누적연산하여 비상관 누적 신호쌍을 발생시킨다. 비교기는 상기 비상관 누적 신호쌍을 서로 비교하고 더 큰 값을 가진 신호를 검출신호로 발생시킨다. 검색제어부는 검색시작시 초기 2 분할 검색대역을 설정하고, 상기 2 분할 검색대역 중 상기 검출신호에 대응하는 분할대역을 다음 검색주기의 2 분할 검색대역으로 설정하기 위한 제어신호를 발생하여 상기 대역필터부에 제공하는 것을 소정 횟수의 검색주기 동안 검색대역을 좁혀가면서 반복하고, 최종 검색주기에 검출된 상기 검출신호를 찾고자 하는 도플러 주파수로 판단한다.
본 발명의 제 2 실시형태에 따른 도플러 주파수 및 단말기의 이동속도 계산장치에 있어서, 단말기의 이동속도를 Vd, 도플러 주파수를 fd, 캐리어 주파수를 fc, 및 전파의 속도를 C라 할 때, 단말기 이동속도는
Figure 112004028246819-pat00002
의 식에 의해 계산된다.
본 발명의 제 2 실시형태에 따른 도플러 주파수 및 단말기의 이동속도 계산방법은 설정된 2 분할 검색대역에 대해 복조신호를 각각 대역필터링하고 필터링된 신호쌍을 출력하는 단계, 상기 필터링된 신호쌍을 각 신호에 대해 소정 시간동안 비상관 누적연산하여 비상관 누적 신호쌍을 발생시키는 단계, 상기 비상관 누적 신호쌍을 서로 비교하고 더 큰 값을 가진 신호를 검출신호로 출력하는 단계, 검색시 작시 초기 2 분할 검색대역을 설정하고, 상기 2 분할 검색대역 중 상기 검출신호에 대응하는 분할대역을 다음 검색주기의 2 분할 검색대역으로 설정하기 위한 제어신호를 발생시키는 것을 소정 횟수의 검색주기 동안 검색대역을 좁혀가면서 반복하는 단계, 및 최종 검색주기에 검출된 상기 검출신호를 찾고자 하는 도플러 주파수로 판단하여 검색을 종료하는 단계를 구비한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도플러 주파수 및 단말기의 이동속도 계산장치를 나타내는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 도플러 주파수 계산장치는 필터뱅크(100), 비상관 누산기(non-coherent accumulator)(200), 및 최대값 검출기(300)를 구비한다. 필터뱅크(100)는 서로 다른 중심주파수들(f1 ~ fN)을 갖는 대역통과필터들(110, 120, 130, 140)로 구성되어 있다. 비상관 누산기(200)는 제곱 연산기들(211,213, 215, 217)로 구성된 제곱 연산부(210)와 누산기들(221, 223, 225, 227)로 구성된 누산부(220)를 구비한다. 필터뱅크(100)는 복조신호들(rk)을 수신하여 대역별로 필터링하고 각 대역에 대응하는 필터링된 신호들을 발생시킨다. 비상관 누산기(200)는 소정의 시간동안 입력된 데이터 블록에 대해 복수의 필터링된 신호들 각각을 비상관 누적연산하고 누적연산 신호들을 발생시킨다. 제곱 연산부(210)는 필터링된 신호들 각각을 제곱하고 제곱신호들을 출력한다. 누산부(220)는 소정의 시간동안 입력된 데이터 블록에 대해 상기 제곱신호들 각각을 누적연산하고 상기 누적연산 신호들을 출력한다. 최대값 검출기(300)는 누적연산 신호들 중 가장 큰 값을 갖는 신호를 검출하고 이 신호에 대응하는 대역의 중심주파수를 도플러 주파수(fd)로 출력한다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 도플러 주파수 계산장치 내에 있는 필터뱅크의 주파수 응답특성을 나타내는 도면이다.
이하, 도 2, 도 3a, 및 도 3b를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 도플러 주파수 계산장치의 동작을 설명한다.
대역통과 필터들(110, 120, 130, 140)은 각각 측정하고자 하는 각 도플러 주파수(f1 ~ fN)에 중심주파수가 맞추어져 있다. 도 2에서, 도플러 주파수 계산장치가 수신하는 신호는 안테나로부터 수신된 신호들을 복조한 신호들이거나 일정한 패턴을 가지는 파일럿 신호들을 복조한 신호들일 수 있다. 이러한 신호들은 무선 채널의 변화에 따라 도플러 변이(Doppler Shift)를 겪게 된다. 복조신호들(rk)은 서로 다른 중심주파수들(f1 ~ fN)을 갖는 대역통과필터들(110, 120, 130, 140)을 통해 대역별로 필터링된다. 서로 다른 중심주파수들(f1 ~ fN)을 갖는 대역통과필터들(110, 120, 130, 140)에 의해 필터링된 신호들은 비상관 누산기(200)에 의해 소정의 시간동안 입력된 데이터 블록에 대해 비상관 누적연산된다. 비상관 누산기(200)에 의해 누적된 값은 소정의 시간동안 평균된 값이다. 이와 같이 시간평균을 행하는 이유는 짧은 구간의 잡음에 대해 강인하게 만들기 위함이다. 따라서, 실제 신호가 통과한 무선채널의 도플러 주파수와 가장 가까운 중심주파수를 갖는 필터의 출력이 가장 크게 되며, 나머지 필터들의 출력은 상대적으로 작게 된다. 최대값 검출기(300)에 서는 비상관 누산기(200)의 출력들 중 가장 큰 값을 갖는 신호가 검출되고, 이 신호에 대응하는 대역통과필터의 중심주파수를 도플러 주파수로 출력한다.
도 3a는 에일리어싱(aliasing) 현상이 없을 경우, 필터뱅크의 주파수 응답특성을 나타내는 도면이고, 도 3b는 에일리어싱 현상이 있을 경우, 필터뱅크의 주파수 응답특성을 나타내는 도면이다. 도 3a를 참조하면, 필터뱅크는 서로 다른 중심주파수들(f1 ~ fN)을 갖는 N 개의 대역을 가진다. 도 3b를 참조하면, 필터뱅크는 서로 다른 중심주파수들(f1 ~ fN)을 갖는 N 개의 대역을 가지고, 대역들은 조금씩 겹쳐 있다. 도 2에 도시된 본 발명의 도플러 주파수 계산장치는 필터들의 출력의 상대적인 크기를 비교하는 것이므로, 도 3b에서와 같이 어느 정도의 에일리어싱 현상이 존재하더라도 도플러 주파수(fd)를 계산하는 데 큰 문제는 없다.
도 2의 도플러 주파수 계산장치를 사용하여 도플러 주파수(fd)를 구한 다음 단말기의 이동속도는 수학식 1을 사용하여 구할 수 있다.
Figure 112004028246819-pat00003
수학식 1에서, Vd는 단말기의 이동속도를, fd는 도플러 주파수를, fc는 캐리어 주파수를, C는 전파의 속도(3×108 m/s)를 나타낸다.
도 4는 도 2의 도플러 주파수 계산장치 내에 있는 필터들의 일례로 FIR(Finite Impulse Response) 필터를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 2의 도플러 주파수 계산장치 내에 있는 필터들의 일례로 IIR(Infinite Impulse Response) 필터를 나타내는 도면이다. 도 4와 도 5에 도시된 FIR 필터와 IIR 필터는 신호처리 분야에서 이미 잘 알려진 기술이므로 여기서 그 설명을 생략한다. 도 4와 도 5에서 W0 ~ WN은 필터의 계수를 나타내고, x는 필터의 입력신호를 나타내고 y는 필터의 출력신호를 나타낸다. 또한 Z-1은 지연요소를 나타낸다. 대역통과 필터를 IIR 필터로 구현하면, FIR 필터로 구현했을 때보다 회로가 간단해진다.
도 5에 도시된 IIR 필터의 전달함수는 수학식 2와 같다.
Figure 112004028246819-pat00004
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 도플러 주파수 및 단말기의 이동속도 계산장치를 나타내는 블록도이다. 도 6을 참조하면, 도플러 주파수 계산장치는 대역필터부(610), 비상관 누산기(620), 비교기(630), 검색 제어부(640), 및 속도 계산부(650)를 구비한다. 대역필터부(610)는 서로 다른 중심주파수(fH,fL)을 갖는 대역통과필터들(611, 613)로 구성되어 있다. 비상관 누산기(620)는 제곱 연산기들(624, 625)로 구성된 제곱 연산부(621)와 누산기들(626, 627)로 구성된 누산부(623)를 구비한다. 검색 제어부(640)는 주파수 추적회로(642), 및 제어회로(644)를 구비한다. 주파수 추적회로(642)는 메모리(643)를 내장한다.
대역필터부(610)는 설정된 2 분할 검색대역에 대해 복조신호(rk)를 각각 대역필터링하고 필터링된 신호쌍을 발생시킨다. 2 분할 검색대역은 2 개로 분할된 검색대역을 의미한다. 비상관 누산기(620)는 필터링된 신호쌍 각각을 소정 시간동안 비상관 누적연산하여 비상관 누적 신호쌍을 발생시킨다. 제곱 연산부(621)는 필터링된 신호쌍 각각을 제곱하고 제곱신호쌍을 발생시킨다. 누산부(623)는 소정 시간동안 입력된 데이터 블록에 대해 제곱신호쌍 각각을 누적연산(accumulation)하고 비상관 누적 신호쌍을 발생시킨다. 비교기(630)는 비상관 누적 신호쌍을 서로 비교하고 더 큰 값을 가진 신호를 검출신호(fd)로 출력한다.
검색 제어부(640) 내에 있는 주파수 추적회로(642)는 비교기(630)로부터 피드백 신호(SFEED)를 수신하고, 검색시작시 초기 2 분할 검색대역을 설정하고, 상기 2 분할 검색대역 중 상기 검출신호에 대응하는 분할대역을 다음 검색주기의 2 분할 검색대역으로 설정하기 위한 제어신호를 발생시킨다. 검색 제어부(640)는 이 제어신호를 소정 횟수의 검색주기 동안 반복하여 대역필터부에 제공하고 검색대역을 좁혀나간다. 또한, 검색 제어부(640)는 최종 검색주기에 검출된 상기 검출신호를 찾고자 하는 도플러 주파수(fd)로 판단하여 검색을 종료한다. 제어회로(644)는 주파수 추적회로(642)와 속도 계산부(650)의 동작을 시작시키고 종료시키기 위한 START/STOP 신호를 발생시킨다. 속도 계산부(650)는 도플러 주파수(fd)의 계산이 완료되었을 때, 수학식 1을 사용하여 단말기의 이동속도를 계산한다.
도 7은 도 6의 도플러 주파수 및 단말기의 이동속도 계산장치를 사용하여 도플러 주파수를 계산하는 방법을 나타내는 도면이다.
이하, 도 6과 도 7을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 도플러 주파수 및 단말기의 이동속도 계산장치의 동작을 설명한다.
일반적으로, 무선 단말기의 이동속도는 500 km/h이하이므로, 2 개의 대역통과 필터들(611, 613)만으로 구성된 대역필터부(610)를 사용하여 무선채널의 변화량을 추정할 수 있다. 도플러 주파수 계산장치가 수신하는 신호는 안테나로부터 수신된 신호들을 복조한 신호들이거나 일정한 패턴을 가지는 파일럿 신호들을 복조한 신호들일 수 있다. 이러한 신호들은 무선 채널의 변화에 따라 도플러 변이(Doppler Shift)를 겪게 된다. 복조신호들(rk)은 서로 다른 중심주파수들(fH, fL)을 갖는 대역통과필터들(611, 613)을 통해 대역별로 필터링된다. 대역통과필터들(611, 613)에 의해 필터링된 신호들은 비상관 누산기(620)에 의해 소정의 시간동안 입력된 데이터 블록에 대해 비상관 누적연산된다. 비상관 누산기(620)에 의해 누적된 값은 소정의 시간동안 평균된 값이다. 이와 같이 시간평균을 행하는 이유는 짧은 구간의 잡음에 대해 강인하게 만들기 위함이다.
도 6의 도플러 주파수 계산장치는 도 2의 도플러 주파 계산장치와는 달리, 2 개의 대역통과 필터(611, 613)만을 사용하고, 비교기(630)와 검색 제어부(640)를 구비한다. 복조신호들(rk)은 첫번째 시도에서 2 개의 대역통과 필터(611, 613)에 인가된다. 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 중심주파수가 fH인 대역과 중심주파수가 fL인 대역이 존재하는데, fH는 상부 대역통과 필터(611)의 중심주파수를 나타내고, fL는 하부 대역통과 필터(613)의 중심주파수를 나타낸다. 이와 같이, 첫 번째 시도에서는 필터들은 비교적 넓은 대역폭을 갖는다. 이러한 대역폭은 수학식 2의 필터의 전달함수에서 필터 계수들에 의해 결정된다. 두 필터(611, 613)의 출력신호가 비상관 누산기(620)에 의해 누적된 두 신호 중 큰 값에 응답하여 발생되는 피드백 신호(SFEED)에 따라 주파수 추적회로(642)는 메모리(643)로부터 필터 계수를 선택하여 대역통과 필터들(611, 613)에 제공한다. 두 번째 시도에서는, 대역통과필터들(611, 613)은 바뀐 필터 계수를 사용하여 복조신호들(rk)을 대역별로 필터링한다. 도 7의 (b)에서 보는 바와 같이, 두 번째 시도에서는 상부 대역이 더 큰 값을 가지는 경우, 상부 대역을 2 분하여 새로운 중심주파수(fL,t1; fh,t2)를 갖는 2 개의 대역이 만들어진다. 두 번째 시도에서는 대역통과 필터들은 첫 번째 시도에서의 대역폭의 절반인 대역폭을 갖는다. 이와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 도플러 주파수 계산장치는 반복하여 필터 계수들을 바꾸어 가면서 비교기(630)에서 누적 값을 서로 비교하여 큰 값을 출력한다. 검색 제어부(640)는 최종 검색주기에 검출된 검출신호를 찾고자 하는 도플러 주파수(fd)로 판단하여 검색을 종료한다. 제어회로(644)는 주파수 추적회로(642)와 속도 계산부(650)의 동작을 시작시키고 종료시키기 위한 START/STOP 신호를 발생시킨다.
실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 도플러 주파수 및 단말기의 이동속도 계산장치는 도플러 주파수 및 단말기의 이동속도를 빠르게 계산할 수 있다.

Claims (20)

  1. 복조신호들을 수신하여 대역별로 필터링하고 각 대역에 대응하는 복수의 필터링된 신호들을 발생시키는 필터뱅크;
    상기 복수의 필터링된 신호들 각각을 비상관 누적연산(non-coherent accumulation)하고 복수의 누적연산 신호들을 발생시키는 비상관 누산기; 및
    상기 누적연산 신호들 중 가장 큰 값을 갖는 신호를 검출하고 이 신호에 대응하는 대역의 중심주파수를 도플러 주파수로 출력하는 최대값 검출기를 구비하는 것을 특징으로 하는 도플러 주파수 계산장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 필터뱅크는
    FIR-type의 필터들로 구성된 것을 특징으로 하는 도플러 주파수 계산장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 필터뱅크는
    IIR-type의 필터들로 구성된 것을 특징으로 하는 도플러 주파수 계산장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 비상관 누산기는
    상기 복수의 필터링된 신호들 각각을 제곱하고 복수의 제곱신호들을 출력하는 제곱 연산부; 및
    소정의 시간동안 입력된 데이터 블록에 대해 상기 복수의 제곱신호들 각각을 누적연산하고 상기 복수의 누적연산 신호들을 출력하는 누산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 도플러 주파수 계산장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 복조신호들은
    안테나로부터 수신된 신호들을 복조한 신호들이거나 일정한 패턴을 가지는 파일럿 신호들을 복조한 신호들인 것을 특징으로 하는 도플러 주파수 계산장치.
  6. 복조신호들을 수신하여 대역별로 필터링하고 각 대역에 대응하는 복수의 필터링된 신호들을 발생시키는 단계;
    상기 복수의 필터링된 신호들 각각을 비상관 누적연산(non-coherent accumulation)하고 복수의 누적연산 신호들을 발생시키는 단계; 및
    상기 누적연산 신호들 중 가장 큰 값을 갖는 신호를 검출하고 이 신호에 대응하는 대역의 중심주파수를 도플러 주파수로 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 도플러 주파수 계산방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 복수의 누적연산 신호들을 발생시키는 단계는
    상기 복수의 필터링된 신호들 각각을 제곱하고 복수의 제곱신호들을 발생시키는 단계; 및
    소정의 시간동안 입력된 데이터 블록에 대해 상기 복수의 제곱신호들 각각을 누산하고 상기 복수의 누산신호들을 발생시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 도플러 주파수 계산방법.
  8. 복조신호들을 수신하여 대역별로 필터링하고 각 대역에 대응하는 복수의 필터링된 신호들을 발생시키는 필터뱅크;
    상기 복수의 필터링된 신호들 각각을 비상관 누적연산(non-coherent accumulation)하고 복수의 누적연산 신호들을 발생시키는 비상관 누산기;
    상기 누적연산 신호들 중 가장 큰 값을 갖는 신호를 검출하고 이 신호에 대응하는 대역의 중심주파수를 도플러 주파수로 출력하는 최대값 검출기; 및
    상기 도플러 주파수에 기초하여 무선 단말기의 이동속도를 계산하는 속도 계산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기 이동속도 계산장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 비상관 누산기는
    상기 복수의 필터링된 신호들 각각을 제곱하고 복수의 제곱신호들을 발생시키는 제곱 연산부; 및
    소정의 시간동안 입력된 데이터 블록에 대해 상기 복수의 제곱신호들 각각을 누산하고 상기 복수의 누산신호들을 발생시키는 누산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기 이동속도 계산장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    단말기의 이동속도를 Vd, 도플러 주파수를 fd, 캐리어 주파수를 fc, 및 전파의 속도를 C라 할 때, 단말기 이동속도는
    Figure 112004028246819-pat00005
    의 식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 무선 단말기 이동속도 계산장치.
  11. 설정된 2 분할 검색대역에 대해 복조신호를 각각 대역필터링하고 필터링된 신호쌍을 발생시키는 대역필터부;
    상기 필터링된 신호쌍 각각을 소정 시간동안 비상관 누적연산하여 비상관 누적 신호쌍을 발생시키는 비상관 누산기;
    상기 비상관 누적 신호쌍을 서로 비교하고 더 큰 값을 가진 신호를 검출신호로 발생시키는 비교기; 및
    검색시작시 초기 2 분할 검색대역을 설정하고, 상기 2 분할 검색대역 중 상기 검출신호에 대응하는 분할대역을 다음 검색주기의 2 분할 검색대역으로 설정하기 위한 제어신호를 발생하여 상기 대역필터부에 제공하는 것을 소정 횟수의 검색주기 동안 검색대역을 좁혀가면서 반복하고, 최종 검색주기에 검출된 상기 검출신호를 찾고자 하는 도플러 주파수로 판단하여 검색을 종료하는 검색제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 도플러 주파수 계산장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 대역필터부는
    FIR-type의 필터들로 구성된 것을 특징으로 하는 도플러 주파수 계산장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 대역필터부는
    IIR-type의 필터들로 구성된 것을 특징으로 하는 도플러 주파수 계산장치.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 비상관 누산기는
    상기 필터링된 신호쌍 각각을 제곱하고 제곱신호쌍을 발생시키는 제곱 연산부; 및
    상기 소정 시간동안 입력된 데이터 블록에 대해 상기 제곱신호쌍 각각을 누적연산(accumulation)하고 상기 비상관 누적 신호쌍을 발생시키는 누산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 도플러 주파수 계산장치.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 복조신호들은
    안테나로부터 수신된 신호들을 복조한 신호들이거나 일정한 패턴을 가지는 파일럿 신호들을 복조한 신호들인 것을 특징으로 하는 도플러 주파수 계산장치.
  16. 설정된 2 분할 검색대역에 대해 복조신호를 각각 대역필터링하고 필터링된 신호쌍을 출력하는 단계;
    상기 필터링된 신호쌍을 각 신호에 대해 소정 시간동안 비상관 누적연산하여 비상관 누적 신호쌍을 발생시키는 단계;
    상기 비상관 누적 신호쌍을 서로 비교하고 더 큰 값을 가진 신호를 검출신호로 출력하는 단계;
    검색시작시 초기 2 분할 검색대역을 설정하고, 상기 2 분할 검색대역 중 상기 검출신호에 대응하는 분할대역을 다음 검색주기의 2 분할 검색대역으로 설정하기 위한 제어신호를 발생시키는 것을 소정 횟수의 검색주기 동안 검색대역을 좁혀가면서 반복하는 단계; 및
    최종 검색주기에 검출된 상기 검출신호를 찾고자 하는 도플러 주파수로 판단하여 검색을 종료하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 도플러 주파수 계산방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 비상관 누적신호쌍을 발생시키는 단계는
    상기 필터링된 신호쌍 각각을 제곱하고 복수의 제곱신호들을 발생시키는 단계; 및
    소정의 시간동안 입력된 데이터 블록에 대해 상기 제곱신호쌍 각각을 누적연산하고 상기 비상관 누적 신호쌍을 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 도플러 주파수 계산방법.
  18. 설정된 2 분할 검색대역에 대해 복조신호를 각각 대역필터링하고 필터링된 신호쌍을 발생시키는 대역필터부;
    상기 필터링된 신호쌍 각각을 소정 시간동안 비상관 누적연산하여 비상관 누적 신호쌍을 발생시키는 비상관 누산기;
    상기 비상관 누적 신호쌍을 서로 비교하고 더 큰 값을 가진 신호를 검출신호로 발생시키는 비교기;
    검색시작시 초기 2 분할 검색대역을 설정하고, 상기 2 분할 검색대역 중 상기 검출신호에 대응하는 분할대역을 다음 검색주기의 2 분할 검색대역으로 설정하기 위한 제어신호를 발생하여 상기 대역필터부에 제공하는 것을 소정 횟수의 검색주기 동안 검색대역을 좁혀가면서 반복하고, 최종 검색주기에 검출된 상기 검출신호를 찾고자 하는 도플러 주파수로 판단하여 검색을 종료하는 검색제어; 및
    상기 도플러 주파수에 기초하여 무선 단말기의 이동속도를 계산하는 속도 계산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기 이동속도 계산장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 비상관 누산기는
    상기 필터링된 신호쌍 각각을 제곱하고 제곱신호쌍을 발생시키는 제곱 연산부; 및
    상기 소정 시간동안 입력된 데이터 블록에 대해 상기 제곱신호쌍 각각을 누적연산(accumulation)하고 상기 비상관 누적 신호쌍을 발생시키는 누산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기 이동속도 계산장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    단말기의 이동속도를 Vd, 도플러 주파수를 fd, 캐리어 주파수를 fc, 및 전파 의 속도를 C라 할 때, 단말기 이동속도는
    Figure 112004028246819-pat00006
    의 식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 무선 단말기 이동속도 계산장치.
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