KR100655660B1 - WLAN preamble detection apparatus, its preamble detection and timing detection method - Google Patents

WLAN preamble detection apparatus, its preamble detection and timing detection method Download PDF

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KR100655660B1 KR1020040107111A KR20040107111A KR100655660B1 KR 100655660 B1 KR100655660 B1 KR 100655660B1 KR 1020040107111 A KR1020040107111 A KR 1020040107111A KR 20040107111 A KR20040107111 A KR 20040107111A KR 100655660 B1 KR100655660 B1 KR 100655660B1
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Abstract

본 발명은 하나의 공통 구조를 이용하여, 무선랜 시스템에서 반복적인 패턴을 갖는 프리앰블 신호의 유무와 신호의 타이밍(시간) 정보를 결정함으로써, 802.11a 및 802.11b의 신호 검출을 동시에 수행하고, 802.11a의 동기시간을 검출할 수 있는 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 기준 입력신호와 전송된 입력신호를 상호 상관하여, 주어진 샘플 구간 동안 더한 신호의 에너지값을 더하여, 상관 에너지값을 출력하는 병렬 구조의 다수 개의 상호상관수단; 및 상기 다수 개의 상호상관수단으로부터 출력되는 각각의 상관 에너지값 중 가장 큰 상관값을 보이는 출력값(최대값)과 가장 작은 상관값을 보이는 출력값(최소값)을 선택한 후, 상기 최대값과 상기 최소값의 비가 소정의 기준값 이상이 될 경우 신호가 검출된 것으로 결정하여, 그 상호상관수단의 위치를 알려주는 지수를 출력하는 선택수단을 포함하되, 상기 기준 입력신호는 멀티비트의 형태로 구성되고, 상기 상호상관수단 각각에 입력되는 기준 입력신호는 순차적으로 한 샘플씩 지연되어 입력되는 것을 특징으로 한다.The present invention performs a signal detection of 802.11a and 802.11b simultaneously by determining the presence or absence of a preamble signal having a repetitive pattern and timing (time) information of a signal in a WLAN system using a common structure, and simultaneously performing 802.11a and 802.11b signal detection. An apparatus and method for detecting a WLAN preamble signal capable of detecting a synchronous time of a. The present invention relates to a correlation signal between a reference input signal and a transmitted input signal, and adds an energy value of an added signal for a given sample interval. A plurality of cross-correlation means of the parallel structure for outputting; And an output value (maximum value) showing the largest correlation value and an output value (minimum value) showing the smallest correlation value among respective correlation energy values output from the plurality of cross-correlation means, and then the ratio of the maximum value and the minimum value is determined. And a selection means for determining that a signal is detected when the predetermined reference value is higher than the predetermined reference value, and outputting an index indicating a position of the cross-correlation means, wherein the reference input signal is configured in a multi-bit form. The reference input signal input to each of the means is sequentially delayed by one sample.

무선랜, 신호 검출, 동기,상호 상관, 기준 입력신호, 샘플, 지연 WLAN, signal detection, synchronization, cross-correlation, reference input signal, sample, delay

Description

무선랜 프리앰블 신호 검출 장치 및 그의 신호 검출 및 타이밍 검출 방법{WLAN preamble detection apparatus, its preamble detection and timing detection method} WLAN preamble signal detection apparatus and signal detection and timing detection method thereof {WLAN preamble detection apparatus, its preamble detection and timing detection method}             

도 1a 는 802.11a 방식의 동기화를 위한 짧은 주기 및 긴 주기 훈련신호의 구성을 나타낸 설명도,1A is an explanatory diagram showing the configuration of a short cycle and a long cycle training signal for synchronization in the 802.11a scheme;

도 1b 는 802.11b 방식의 동기화를 위한 프리앰블 신호의 구성을 나타낸 설명도,1B is an explanatory diagram showing a configuration of a preamble signal for synchronization in 802.11b scheme;

도 2 는 종래의 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치에서 신호 검출 및 타이밍 검출 과정을 나타낸 설명도,2 is an explanatory diagram showing a signal detection and timing detection process in a conventional WLAN preamble signal detection apparatus;

도 3 은 본 발명에 따른 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치의 제1 실시예 구성도,3 is a configuration diagram of a first embodiment of a WLAN preamble signal detection apparatus according to the present invention;

도 4 는 본 발명에 따른 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치의 제2 실시예 구성도,4 is a block diagram of a second embodiment of a WLAN preamble signal detection apparatus according to the present invention;

도 5 는 본 발명에 따른 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치의 제3 실시예 구성도,5 is a configuration diagram of a third embodiment of a WLAN preamble signal detection apparatus according to the present invention;

도 6 은 본 발명에 따른 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치에서 802.11a 신호 검출 및 타이밍 검출 방법을 나타낸 일실시예 흐름도,6 is a flowchart illustrating an 802.11a signal detection and timing detection method in a WLAN preamble signal detection apparatus according to the present invention;

도 7 은 본 발명에 따른 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치에서 802.11b 신호 검출 및 타이밍 검출 방법을 나타낸 일실시예 흐름도,7 is a flowchart illustrating an 802.11b signal detection and timing detection method in a WLAN preamble signal detection apparatus according to the present invention;

도 8 은 본 발명에 따른 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치의 제4 실시예 구성도이다.8 is a configuration diagram of a fourth embodiment of a WLAN preamble signal detection apparatus according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

31 : 병렬 상관기 32 : 선택기31: Parallel Correlator 32: Selector

301 : 곱셈기 302 : 제1 덧셈기301: multiplier 302: first adder

303 : 제1 레지스터 304 : 제곱기303: first register 304: squarer

305 : 제2 덧셈기 306 : 제2 레지스터305: second adder 306: second register

41 : 입력 지연 저장기 42 : 뺄셈기41: input delay storage 42: subtractor

본 발명은 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치 및 그의 신호 검출 및 타이밍 검출 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선랜(Wireless Local Area Network) 시스템에서 반복적인 패턴을 갖는 프리앰블 신호의 유무와 신호의 타이밍(시간) 정보를 결정하기 위한 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치 및 그의 신호 검출 및 타이밍 검출 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a wireless LAN preamble signal detection apparatus and a signal detection and timing detection method thereof, and more particularly, to the presence or absence of a preamble signal having a repetitive pattern and a signal timing (time) in a wireless local area network (WLAN) system. The present invention relates to a WLAN preamble signal detection apparatus for determining information, and a signal detection and timing detection method thereof.

특히, 본 발명은 신호대잡음비가 나쁜 상황에서 좋은 신호 검출 및 타이밍 검출 특성을 보이는 프리엠블 신호 검출 장치에 관한 것으로, 하나의 공통 구조를 이용하여 802.11a 및 802.11b의 신호 검출을 동시에 수행이 가능하며, 802.11a의 동기시간 검출기로 사용이 가능하다. In particular, the present invention relates to a preamble signal detection apparatus that exhibits good signal detection and timing detection characteristics in a situation in which the signal-to-noise ratio is poor. It is possible to simultaneously perform signal detection of 802.11a and 802.11b using a common structure. It can be used as a synchronization time detector of 802.11a.

도 1a 는 802.11a 방식의 동기화를 위한 짧은 주기 및 긴 주기 훈련신호의 구성을 나타낸 설명도이고, 도 1b 는 802.11b 방식의 동기화를 위한 프리앰블 신호의 구성을 나타낸 설명도이다.FIG. 1A is an explanatory diagram showing the configuration of a short period and a long period training signal for synchronization of the 802.11a scheme, and FIG. 1B is a diagram illustrating the configuration of a preamble signal for the synchronization of the 802.11b scheme.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 802.11a의 경우 프리앰블 신호는 신호의 검출 및 시간 결정을 위하여 짧은 주기의 훈련신호를 보내고, 무선 채널의 특성에 따라 발생하는 채널 특성 보상을 위해 채널 추정을 위한 긴 주기의 훈련신호를 보낸다.As shown in FIGS. 1A and 1B, in the case of 802.11a, the preamble signal sends a short period of training signals for signal detection and time determination, and performs channel estimation to compensate for channel characteristics generated according to the characteristics of the wireless channel. Send a long cycle of training signals.

도 1a에 도시된 바와 같이, 짧은 주기의 훈련신호는 10개의 반복 패턴으로 구성된다. 따라서, 프리앰블 신호를 검출하기 위하여 10개의 반복 패턴을 검출하고, 이를 이용하여 신호 검출을 선언한다. 그러나, 이 경우 무선 채널의 특성에 의하여 10개 패턴이 연속으로 검출되지 못하는 경우 신호 검출을 하지 못하는 문제점이 있다.As shown in Fig. 1A, a short period training signal is composed of 10 repetition patterns. Accordingly, ten repetitive patterns are detected to detect the preamble signal, and signal detection is declared using the same. However, in this case, there is a problem in that the signal cannot be detected when 10 patterns are not continuously detected due to the characteristics of the radio channel.

도 2 는 종래의 무선랜 프리앰블 신호 검출 과정을 나타낸 설명도이다.2 is a diagram illustrating a conventional WLAN preamble signal detection process.

종래의 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치는 신호 샘플의 전력을 측정하고 자기신호 상관을 통하여 이 두 신호의 비를 이용하여 신호를 검출하고 신호 검출후 신호의 상호 상관 특성을 이용한 피크를 검출하여 타이밍(시간)을 검출한다. The conventional WLAN preamble signal detecting apparatus measures the power of a signal sample, detects a signal using the ratio of these two signals through magnetic signal correlation, and detects a peak using the cross-correlation property of the signal after signal detection. ).

프리앰블 신호 검출 장치에서의 신호 검출 및 타이밍(시간) 검출 과정을 구체적으로 살펴보면, 지연 메모리(1a)에서 16개의 지연을 거친 지연입력신호와 입력신호를 짧은 자기 상관기(2a)를 이용하여 공액복소 곱을 하고 이를 더한다. 이 값은 입력신호가 16개의 샘플시간 단위로 반복적인 패턴이 보내오는 것을 이용한 것으로, 무선랜(WLAN) 신호가 입력되는 경우는 이 신호값이 클 것이며, 그렇지 않을 경우 작은값이 나올 것이다. Looking specifically at the signal detection and timing (time) detection process in the preamble signal detection apparatus, the delayed input signal and the input signal after the 16 delays in the delay memory (1a) using a short autocorrelator (2a) to perform a conjugate complex product And add it. This value uses repetitive patterns of 16 input signal times. If a WLAN signal is input, this value will be large. Otherwise, a small value will appear.

한편, 이와 동시에 전력측정기(3a)에서 입력신호의 절대값의 제곱을 한 값을 더하여 입력신호의 평균 신호크기를 구한다. 이때, 지연신호의 제곱한 값을 빼 평균 신호크기가 항상 16개의 신호에서 구한 제곱값을 더한 것을 가지고 있다. At the same time, the average signal size of the input signal is obtained by adding the square of the absolute value of the input signal in the power meter 3a. At this time, the squared value of the delayed signal is subtracted, and the average signal size always has the squared value obtained from 16 signals.

이때, 짧은 훈련신호 자기 상관기(2a)에서 구한 공액복소 곱 값과 전력측정기(3a)에서 구한 평균 신호크기 값을 크기의 제곱을 구하는 제곱기(4a,5a)를 거쳐 제곱의 비를 나눗셈기(6a)를 이용하여 구하고, 이 비가 설정된 기준값보다 큰 경우 상태 제어기(13a)를 통해 신호를 검출한다.At this time, the conjugate complex product value obtained by the short training signal autocorrelator 2a and the average signal size value obtained by the power meter 3a are divided by the squarers 4a and 5a to obtain the square of the magnitude. 6a), and if the ratio is larger than the set reference value, a signal is detected through the state controller 13a.

이와 같이 신호 검출후, 고속 퓨리에 변환(FFT : Fast Fourier Transform)의 시작시간 결정을 위한 동기시간을 찾기 위하여 다음과 같은 동작을 수행한다.After detecting the signal as described above, the following operation is performed to find the synchronization time for determining the start time of the Fast Fourier Transform (FFT).

정합 필터의 구조를 가지고 있는 짧은 훈련신호 상호 상관기(7a)를 이용하여 입력신호와 알고 있는 기준신호와 곱하여 정확한 위치를 찾아낸다. 이 경우 정합 필터의 출력은 16개의 코드에 대응되는 수 만큼의 값이 있으며, 이 중에서 가장 큰 상관값을 갖는 코드 위치가 정확한 코드 위치에 해당된다. 짧은 훈련신호 상호 상관기(7a)의 출력은 복소신호의 크기의 제곱을 구하는 제곱기(10a)를 거쳐 상호 상관기 첨두값 검색기(11a)에서 16개의 상호 상관값 중에서 가장 큰 값을 찾는다. 이렇게 찾은 첨두값은 연속하여 10번이 발생하여야 신호가 짧은 훈련신호의 10개 패턴을 찾은 것으로 첨두 처리기(12a)에서 판단한다.A short training signal cross correlator 7a having a matching filter structure is used to find the exact position by multiplying the input signal with a known reference signal. In this case, the output of the matched filter has as many values as 16 codes, and the code position having the largest correlation value among them corresponds to the correct code position. The output of the short training signal cross correlator 7a finds the largest value among the 16 cross correlation values in the cross correlator peak value finder 11a via a squarer 10a that obtains the square of the magnitude of the complex signal. The peak value thus found is determined by the peak processor 12a as 10 patterns of the training signal having a short signal must be generated 10 times in succession.

이상과 같이 기존의 코드 검출 및 타이밍(시간) 검출 과정은 서로 분리된 하드웨어를 사용하여 구성한 것으로, 특히 신호대잡음비가 작은 경우 정확한 신호의 위치를 찾지 못하는 문제점이 있다.As described above, the conventional code detection and timing (time) detection processes are constructed using hardware separated from each other. In particular, when the signal-to-noise ratio is small, there is a problem in that the correct signal position cannot be found.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 하나의 공통 구조를 이용하여, 무선랜 시스템에서 반복적인 패턴을 갖는 프리앰블 신호의 유무와 신호의 타이밍(시간) 정보를 결정함으로써, 802.11a 및 802.11b의 신호 검출을 동시에 수행하고, 802.11a의 동기시간을 검출할 수 있는 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치 및 그의 신호 검출 및 타이밍 검출 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, by using a common structure, by determining the presence or absence of a preamble signal having a repetitive pattern in the WLAN system and the timing (time) information of the signal, 802.11a and 802.11 An object of the present invention is to provide a WLAN preamble signal detection apparatus capable of simultaneously performing signal detection of b and detecting a synchronization time of 802.11a, and a signal detection and timing detection method thereof.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 프리앰블 신호 검출 장치에 있어서, 기준 입력신호와 전송된 입력신호를 상호 상관하여, 주어진 샘플 구간 동안 더한 신호의 에너지값을 더하여, 상관 에너지값을 출력하는 병렬 구조의 다수 개의 상호상관수단; 및 상기 다수 개의 상호상관수단으로부터 출력되는 각각의 상관 에너지값 중 가장 큰 상관값을 보이는 출력값(최대값)과 가장 작은 상관값을 보이는 출력값(최소값)을 선택한 후, 상기 최대값과 상기 최소값의 비가 소정의 기준값 이상이 될 경우 신호가 검출된 것으로 결정하여, 그 상호상관수단의 위치를 알려주는 지수를 출력하는 선택수단을 포함하되, 상기 기준 입력신호는 멀티비트의 형태로 구성되고, 상기 상호상관수단 각각에 입력되는 기준 입력신호는 순차적으로 한 샘플씩 지연되어 입력되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a preamble signal detecting apparatus comprising: a parallel structure that cross-correlates a reference input signal and a transmitted input signal, adds energy values of signals added during a given sample interval, and outputs a correlation energy value; A plurality of cross-correlation means; And an output value (maximum value) showing the largest correlation value and an output value (minimum value) showing the smallest correlation value among respective correlation energy values output from the plurality of cross-correlation means, and then the ratio of the maximum value and the minimum value is determined. And a selection means for determining that a signal is detected when the predetermined reference value is higher than the predetermined reference value, and outputting an index indicating a position of the cross-correlation means, wherein the reference input signal is configured in a multi-bit form. The reference input signal input to each of the means is sequentially delayed by one sample.

또한, 본 발명은 반복되는 패턴으로 구성된 프리앰블 신호를 검출하기 위하여, 반복 패턴의 주기 길이에 만큼 상기 전송된 입력신호를 지연시키기 위한 지연수단; 및 상기 전송된 입력신호와 상기 지연수단에 의해 지연된 신호의 차 신호를 상기 다수 개의 상호상관수단으로 전달하는 감산수단을 더 포함한다. In addition, the present invention includes a delay means for delaying the transmitted input signal by the period length of the repeating pattern to detect a preamble signal consisting of a repeating pattern; And subtraction means for transferring the difference signal between the transmitted input signal and the signal delayed by the delay means to the plurality of cross-correlation means.

한편, 상기 프리엠블 신호 검출 장치에서의 무선랜(802.11a) 신호 검출 및 타이밍 검출 방법에 있어서, 다수개의 상관기를 병렬로 구성한 병렬 상관기를 이용해 전송된 입력신호와 기준 입력신호를 곱해 상관 에너지값을 계산하는 단계; 상기 계산된 상관 에너지값 중 가장 큰 상관값을 갖는 제1 최대값과 가장 작은 상관값을 갖는 제1 최소값을 선택하고, 상기 선택된 제1 최대값과 제1 최소값의 비가 소정 기준값 이상이 되면, 신호를 검출한 것으로 판단하여, 상기 최대값을 갖는 상관기의 위치를 알리는 지수를 저장하는 단계; 상기 저장된 지수를 이용해 상기 상관기의 기준 입력신호를 제어하여 가장 큰 상관 에너지값이 발생되도록 하는 단계; 상기 최대값을 갖는 상관기를 통해 상관 에너지값을 계산하고, 상기 계산된 상관 에너지값을 가지고 제2 최대값과 제2 최소값을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 제2 최대값과 제2 최소값의 비가 소정 기준값 이상이 되면, 타이밍을 검출한 것으로 판단하는 단계를 포함한다.Meanwhile, in the WLAN signal detection and timing detection method of the preamble signal detecting apparatus, a correlation energy value is multiplied by multiplying a transmitted input signal and a reference input signal using a parallel correlator having a plurality of correlators in parallel. Calculating; Selecting a first maximum value having the largest correlation value and a first minimum value having the smallest correlation value among the calculated correlation energy values, and if the ratio of the selected first maximum value and the first minimum value is equal to or greater than a predetermined reference value, the signal Determining that is detected, and storing an index indicating a position of the correlator having the maximum value; Controlling the reference input signal of the correlator using the stored index to generate the largest correlation energy value; Calculating a correlation energy value through the correlator having the maximum value, and calculating a second maximum value and a second minimum value with the calculated correlation energy value; And when the ratio of the calculated second maximum value to the second minimum value is equal to or greater than a predetermined reference value, determining that timing is detected.

다른 한편, 상기 프리엠블 신호 검출 장치에서의 무선랜(802.11b) 신호 검출 및 타이밍 검출 방법에 있어서, 다수개의 상관기를 병렬로 구성한 병렬 상관기를 이용해 전송된 입력신호와 기준 입력신호를 곱해 상관 에너지값을 계산하는 단계; 상기 계산된 상관 에너지값 중 가장 큰 상관값을 갖는 제1 최대값과 가장 작은 상관값을 갖는 제1 최소값을 선택하고, 상기 선택된 제1 최대값과 제1 최소값의 비가 소정 기준값 이상이 되면, 신호를 검출한 것으로 판단하여, 상기 최대값을 갖는 상관기의 위치를 알리는 지수를 저장하는 단계; 및 상기 지수를 이용하여 심볼을 복조하는 단계를 포함한다. On the other hand, in the WLAN (802.11b) signal detection and timing detection method in the preamble signal detection apparatus, the correlation energy value by multiplying the input signal and the reference input signal transmitted using a parallel correlator having a plurality of correlators in parallel Calculating; Selecting a first maximum value having the largest correlation value and a first minimum value having the smallest correlation value among the calculated correlation energy values, and if the ratio of the selected first maximum value and the first minimum value is equal to or greater than a predetermined reference value, the signal Determining that is detected, and storing an index indicating a position of the correlator having the maximum value; And demodulating a symbol using the exponent.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, whereby those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3 은 본 발명에 따른 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치의 제1 실시예 구성도이다.3 is a configuration diagram of a first embodiment of a WLAN preamble signal detection apparatus according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선랜 프리앰블 신 호 검출 장치는, 입력신호를 한 샘플씩 지연시킨 기준 입력신호와 상호 상관하여, 주어진 샘플 구간동안 더한 신호의 에너지값을 더하여, 더 큰 신호대잡음비를 얻기 위한 병렬 구조의 다수의 상관기(31-1~31-N)와, 다수의 상관기(31-1~31-N)로부터 출력되는 각각의 상관 에너지값 중 가장 큰 상관값을 보이는 상관기 출력값(최대값)과 가장 작은 상관값을 보이는 상관기 출력값(최소값)을 선택한 후, 그 차이를 비교하여 그 비가 소정의 기준값 이상이 될 경우 신호 검출을 결정하기 위한 선택기(32)를 포함한다. As shown in FIG. 3, the WLAN preamble signal detection apparatus according to the first embodiment of the present invention correlates with a reference input signal that delays an input signal by one sample, thereby adding energy of a signal added during a given sample period. By adding the values, the most of the correlation energy values output from the plurality of correlators 31-1 to 31-N and the plurality of correlators 31-1 to 31-N in parallel to obtain a larger signal-to-noise ratio. A selector 32 for selecting a correlator output value having a large correlation value (maximum value) and a correlator output value having a smallest correlation value (minimum value), and comparing the differences to determine the signal detection when the ratio is above a predetermined reference value. ).

여기서, 다수의 상관기(31-1~31-N)는 각각, 입력신호와 기준 입력신호를 승산하기 위한 곱셈기(301)와, 곱셈기(301)의 출력신호와 제1 레지스터(303)의 출력값을 가산하여 제1 레지스터(303)로 전달하는 제1 덧셈기(302)와, 제1 덧셈기(302)의 출력신호를 주어진 샘플 구간동안 더하여 누적한 후 출력하는 제1 레지스터(303)와, 제1 레지스터(303)의 복소 출력값을 에너지값으로 변환하도록, 제1 레지스트 실수부 제곱과 제1 레지스트 허수부 제곱의 두 값을 더하는 제곱기(304)와, 제곱기(304)의 출력값과 제2 레지스터(306)의 출력값을 가산하여 제2 레지스터(306)로 전달하는 제2 덧셈기(305)와, 제2 덧셈기(305)의 출력값을 주어진 샘플 구간동안 더하여 누적하고 있는 제2 레지스터(306)를 포함한다. Here, the correlators 31-1 to 31 -N each include a multiplier 301 for multiplying an input signal and a reference input signal, an output signal of the multiplier 301, and an output value of the first register 303. A first adder 302 to add and transfer to the first register 303, a first register 303 to accumulate and output an output signal of the first adder 302 for a given sample interval, and then output the first register 303; A squarer 304 that adds two values of the first resist real part square and the first resist imaginary part square to convert the complex output value of 303 into an energy value, the output value of the squarer 304 and the second register ( A second adder 305 that adds the output value of 306 to the second register 306, and a second register 306 that accumulates by adding the output value of the second adder 305 for a given sample interval. .

하기에서 보다 상세하게 설명될 것이지만, 본 발명의 제4 실시예에 따라 상기 제곱기(304) 대신에, 복수의 실수값 및 허수값의 절대값으로 에너지값을 계산하기 위한 절대값 계산부(801)를 이용할 수도 있다. Although described in more detail below, instead of the squarer 304 according to the fourth embodiment of the present invention, an absolute value calculation unit 801 for calculating an energy value with an absolute value of a plurality of real and imaginary values ) Can also be used.

상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 병렬 상관기(31-1~31-N)를 이 용한 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치의 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.The operation of the WLAN preamble signal detection apparatus using the parallel correlators 31-1 to 31 -N according to the present invention having the structure as described above will be described in detail as follows.

통상, 무선랜 신호는 양방향 전송을 위해 시간적으로 분리되어 전송되며, 아울러 연속적인 전송이 아니고 돌발적으로 전송된다. 따라서, 이러한 신호를 수신하기 위해서는 수신신호 검출기가 필요하며, 수신신호 검출 후 전송신호를 복조하기 위한 기준 프레임을 검출하는 것이 필요하다. In general, the WLAN signals are separated in time for bidirectional transmission and are transmitted suddenly rather than continuously. Therefore, in order to receive such a signal, a reception signal detector is required, and after detecting the reception signal, it is necessary to detect a reference frame for demodulating the transmission signal.

802.11b의 경우 SFD(Start of Frame delimiter)를 찾아 이로부터 전송신호를 복조하는 것이고, 802.11a의 경우 고속퓨리에변화(Fast Fourier Transform)의 시작시간을 찾아 전송신호를 복조한다. In the case of 802.11b, it finds a start of frame delimiter (SFD) and demodulates a transmission signal therefrom. In case of 802.11a, it finds a start time of a fast Fourier transform and demodulates a transmission signal.

본 발명에서는 기존의 프리앰블 신호 검출 장치와는 달리, 도 3의 병렬 상관기(능동형 상관기)(31)와 같은 구조를 이용하여 신호 및 타이밍을 검출한다. 이는 802.11a의 짧은 주기 신호가 16개의 패턴으로 10번 반복되는 구조를 가지기 때문에 같은 구조를 가진 16개의 병렬 상관기(31-1~31-16)를 설치하고, 이들 병렬 상관기(31-1~31-16)의 출력값의 크기를 비교하여 가장 큰 상관값을 보이는 상관기 출력값과 가장 작은 값을 보이는 상관기 출력값을 비교하여 그 비가 일정한 값 이상이 되면 신호 검출을 결정한다. Unlike the conventional preamble signal detecting apparatus, the present invention detects signals and timing using a structure such as the parallel correlator (active correlator) 31 of FIG. Since the short periodic signal of 802.11a has a structure that is repeated 10 times in 16 patterns, 16 parallel correlators 31-1 to 31-16 having the same structure are installed, and these parallel correlators 31-1 to 31 are installed. By comparing the magnitude of the output value of -16), the output of the correlator having the largest correlation value and the output of the correlator having the smallest value are compared.

즉, 병렬 상관기(31-1)는 짧은 훈련신호의 시간영역 신호로서 멀티비트의 형태를 가지고 있는 기준 입력신호(C0,C1,C2,C3,…)를 이용하여 입력신호와 곱셈기(301)를 이용하여 곱한다. 여기서, 기준 입력신호는 전송부에서 보내는 짧은 훈련신호의 공액복소값이다. 이어서, 곱한 결과를 제1 레지스터(303)에 저장하기 위하 여 제1 레지스터(303)의 출력값과 제1 덧셈기(302)에서 가산한 후, 제1 레지스터(303)에 저장한다.That is, the parallel correlator 31-1 uses a multi-bit reference input signal C 0 , C 1 , C 2 , C 3 ,... As a time domain signal of a short training signal and a multiplier. Multiply by using 301. Here, the reference input signal is a conjugate complex value of the short training signal sent from the transmitter. Subsequently, in order to store the result of the multiplication in the first register 303, the output value of the first register 303 and the first adder 302 are added, and then stored in the first register 303.

이와 같이 제1 레지스터(303)에서 주어진 구간 동안 더해진 복소수 결과는 에너지값 형태로 제곱기(304)에서 변화되고, 변화된 에너지값은 제2 덧셈기(305)를 통하여 제2 레지스터(306)에서 저장된 값과 더해져 제2 레지스터(306)에 저장된다. 이때, 제2 레지스터(306)는 에너지값의 누적 덧셈을 통하여 신호가 포함된 상관값과 그렇지 않은 상관값의 차이를 크게 하여 신호 검출 확률을 높여주는 기능을 수행한다.As such, the complex result added during the given period in the first register 303 is changed in the squarer 304 in the form of an energy value, and the changed energy value is a value stored in the second register 306 through the second adder 305. And are stored in the second register 306. In this case, the second register 306 performs a function of increasing a signal detection probability by increasing a difference between a correlation value including a signal and a correlation value not including the cumulative addition of energy values.

이러한 상관 기능은 나머지 상관기(31-2~31-N)에서 동시에 발생하며, 그 구성도 상관기(31-1)과 같아 동일한 동작으로 에너지값을 생성한다. 그러나, 기준 입력신호는 각 상관기마다 다르다. 이는 각 상관기(31-1~31-N) 별로 고유한 신호 상관을 하기 위한 것으로, 802.11a의 경우 기준 입력신호(도 1의 A 패턴)처럼 16개의 신호성분으로 구성된 것을 이용한다. This correlation function occurs simultaneously in the remaining correlators 31-2 to 31-N, and its configuration is the same as that of the correlator 31-1 to generate an energy value. However, the reference input signal is different for each correlator. This is to perform a unique signal correlation for each correlator 31-1 to 31-N. In case of 802.11a, 16 signal components are used, such as a reference input signal (A pattern of FIG. 1).

따라서, 각 상관기(31-1~31-N) 별로 다른 상관을 시키기 위하여 입력신호를 한 샘플씩 지연한 신호와 상관을 한다. 그러므로, 802.11a의 경우 16개의 상관기(31-1~31-16)가 필요함을 알 수 있다.Therefore, to correlate each correlator 31-1 to 31 -N, the signal is correlated with a signal delayed by one sample. Therefore, it can be seen that 16 correlators 31-1 to 31-16 are required for 802.11a.

즉, 상관기(31-2)는 상관기(31-1) 보다 기준 입력신호가 한 샘플 지연되었음 알 수 있으며, 상관기(31-16)는 주기가 16 샘플인 신호에서 15 샘플 지연되었음을 알 수 있다. 이 상관 결과로써 구한 상관기(31-1~31-16)의 에너지값은 선택기(32)로 전달되어 각 상관기(31-1~31-16)를 통해 최대값과 최소값을 선택하여 그 차이를 비교하여 주어진 기준값 보다 크면 신호가 검출되었다고 판단한다. 이때, 구한 최대값이 전체 16개 에너지 데이터 중에서 몇 번째인지를 알려주는 지수가 저장된다. 이 값은 시간동기를 찾기 위한 동작을 할 때 사용하는 정보이다. That is, the correlator 31-2 can know that the reference input signal is delayed by one sample than the correlator 31-1, and the correlator 31-16 can know that the sample has a delay of 15 samples from a signal having a period of 16 samples. The energy values of the correlators 31-1 to 31-16 obtained as a result of the correlation are transferred to the selector 32, and the maximum and minimum values are selected through the correlators 31-1 to 31-16, and the differences are compared. If it is greater than the given reference value, it is determined that the signal is detected. In this case, an index indicating how many times the obtained maximum value is among all 16 energy data is stored. This value is used to perform an operation to find time synchronization.

이러한 구성은 802.11b에 그대로 적용될 수 있다. 다만, 802.11a와 다른 점은 입력 기준신호가 802.11b의 프리앰블 확산신호인 바커코드(도 1b 참조)라는 차이점이 있다. This configuration can be applied to 802.11b as it is. However, the difference from 802.11a is that the input reference signal is a barker code (see FIG. 1B) that is a preamble spread signal of 802.11b.

여기서, 바커코드는 의사난수 코드로서, 좋은 자기상관 특성을 가지고 있다. 따라서, 802.11b의 경우는 11개의 상관기(31-1~31-11)로서 구성됨을 알 수 있다. 따라서, 표준을 사용하는 환경에 따라 상관기(31-1~31-11)의 기준 입력신호를 변화시키면 원하는 무선랜 표준의 신호 검출기를 사용할 수 있다. 물론, 22개의 상관기(31-1~31-22) 구조를 이용한 구성 역시 가능하다. Here, the Barker code is a pseudo random code and has good autocorrelation characteristics. Accordingly, it can be seen that the 802.11b is configured as eleven correlators 31-1 to 31-11. Therefore, if the reference input signal of the correlators 31-1 to 31-11 is changed according to the environment using the standard, a signal detector of a desired WLAN standard can be used. Of course, the configuration using the 22 correlator (31-1 ~ 31-22) structure is also possible.

따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치가 802.11b의 프리앰블 신호 검출기로 동작하기 위해서는 기준신호가 바커코드가 되며, 에너지를 구하는 동작과 선택기에서 신호 검출을 결정하기 위하여 수행하는 동작은 동일하다. 다만, 이 경우 구하는 에너지값이 802.11a에서 16개였지만 802.11b에서는 11개이다. 802.11b의 경우 상기 도 3의 30 곱셈기가 한 비트 곱셈기로서 덧셈기를 이용하여 구성할 수 있다. 그리고, 시간동기를 찾기 위해 동작을 하기 위한 802.11a 처럼 최대 에너지값이 몇 번째인지를 알려주는 지수를 저장하여 시간동기를 잡기 위한 동작을 할 때 사용한다. Accordingly, in order for the WLAN preamble signal detecting apparatus according to the first embodiment of the present invention to operate as a preamble signal detector of 802.11b, the reference signal becomes a barker code, and an operation for obtaining energy and determining the signal detection in the selector are performed. The operation is the same. In this case, however, the energy values obtained were 16 in 802.11a but 11 in 802.11b. In the case of 802.11b, the 30 multiplier of FIG. 3 may be configured using an adder as a single bit multiplier. In addition, like the 802.11a for the operation to find the time synchronization, and stores the exponent indicating the number of the maximum energy is used to operate the time synchronization.

802.11a는 도 1a에 도시된 바와 같이 10개의 반복 패턴을 가지고 신호 검출 및 시간 동기를 위한 지수를 찾는다. 그러나, 802.11b는 도 1b에 도시된 바와 같이 프리앰블 구간이 54개 또는 144개가 되기 때문에 충분한 에너지를 얻을 수 있으나, 802.11a는 그렇지 못하다. 따라서, 이에 대한 방안을 모색해보면 다음과 같다.802.11a finds indices for signal detection and time synchronization with 10 repetition patterns as shown in FIG. However, 802.11b can obtain sufficient energy because there are 54 or 144 preamble intervals as shown in FIG. 1B, but 802.11a does not. Therefore, the solution for this is as follows.

도 4 는 본 발명에 따른 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치의 제2 실시예 구성도로서, 입력신호 버퍼를 두어 더 많은 신호 샘플의 에너지를 구하여 상기 도 3의 구조보다 큰 신호대잡음비를 얻을 수 있다.FIG. 4 is a configuration diagram of a second embodiment of a WLAN preamble signal detection apparatus according to the present invention. The signal-to-noise ratio may be greater than that of FIG. 3 by obtaining an energy of more signal samples by placing an input signal buffer.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치는, 반복되는 패턴으로 구성된 프리앰블 신호를 검출하기 위하여, 반복 패턴의 주기 길이에 해당하는 지연버퍼를 통해 입력신호를 지연시키기 위한 입력 지연 저장기(41)와, 입력신호와 지연신호의 차 신호를 다수의 상관기(31-1~31-N)로 전달하는 뺄셈기(42)와, 뺄셈기(42)를 통해 전달되는 감산신호를 한 샘플씩 지연시킨 기준 입력신호와 상호 상관하여, 주어진 샘플 구간동안 더한 신호의 에너지값을 더하여, 더 큰 신호대잡음비를 얻기 위한 병렬 구조의 다수의 상관기(31-1~31-N)와, 다수의 상관기(31-1~31-N)로부터 출력되는 각각의 상관값 중 가장 큰 상관값을 보이는 상관기 출력값(최대값)과 가장 작은 상관값을 보이는 상관기 출력값(최소값)을 선택한 후, 그 차이를 비교하여 그 비가 소정의 기준값 이상이 될 경우 신호 검출을 결정하기 위한 선택기(32)를 포함한다. As shown in FIG. 4, the WLAN preamble signal detecting apparatus according to the second embodiment of the present invention is input through a delay buffer corresponding to a period length of a repeating pattern in order to detect a preamble signal composed of a repeating pattern. An input delay storage 41 for delaying the signal, a subtractor 42 for transferring the difference signal between the input signal and the delay signal to the plurality of correlators 31-1 to 31-N, and the subtractor 42 Correlating the subtracted signal transmitted through through with the reference input signal delayed by one sample, and adding the energy value of the added signal during a given sample interval, a plurality of correlators (31-1 ~) of parallel structure to obtain a larger signal-to-noise ratio 31-N), the correlator output value (maximum value) showing the largest correlation value among the correlation values output from the plurality of correlators 31-1 to 31-N, and the correlator output value (minimum value) showing the smallest correlation value. After selecting it, rain the difference It will be the ratio of a selector (32) for determining a detection signal when at least a predetermined reference value.

여기서, 다수의 상관기(31-1~31-N)의 구조 및 동작은 상기 도 3에서의 구조 및 동작과 동일하다. 또한, 제곱기(304) 대신에, 복수의 실수값 및 허수값의 절대값으로 에너지값을 계산하기 위한 절대값 계산부(801)를 이용할 수 있음도 동일하 다. Here, the structures and operations of the plurality of correlators 31-1 to 31 -N are the same as those of FIG. 3. In addition, instead of the squarer 304, the absolute value calculation unit 801 for calculating the energy value with the absolute value of the plurality of real and imaginary values can also be used.

상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명의 본 발명의 제2 실시예에 따른 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치는 짧은 주기의 신호가 반복적으로 보내져 오는 것을 이용한 것이다. The WLAN preamble signal detection apparatus according to the second embodiment of the present invention having the structure as described above uses a signal in which a short cycle signal is repeatedly transmitted.

먼저, 상관기(31-1)를 예로 들어 살펴보면, 외부로부터 전달되는 입력신호는 입력 지연 저장기(41)를 거쳐 뺄셈기(42)를 이용하여 입력신호와 지연된 신호를 뺀다. 즉, 상관기(31-1)의 레지스터(303)에서 N개의 샘플을 더한 것을 가지고 있을 때, 다음 샘플이 입력되면 이전에 구한 처음 샘플 기여분을 제거하기 위하여 뺄셈기(42)에서는 입력 지연 저장기(41)에 의하여 저장된 값을 뺀다. 이를 수학식으로 나타내면 하기의 [수학식 1]과 같다.First, referring to the correlator 31-1 as an example, the input signal transmitted from the outside is subtracted from the input signal and the delayed signal using the subtractor 42 through the input delay storage 41. That is, when the register 303 of the correlator 31-1 has N samples added, when the next sample is input, the subtractor 42 inputs the input delay storage device to remove the first sample contribution previously obtained. Subtract the value stored by 41). This is represented by Equation 1 below.

Figure 112004059414416-pat00001
Figure 112004059414416-pat00001

여기서, R(n)은 입력신호, C(n)은 기준신호, S(n)은 상관값을 각각 나타낸다.Here, R (n) represents an input signal, C (n) represents a reference signal, and S (n) represents a correlation value.

상기의 입력 지연 저장기(41)를 추가하여 상기 도 3과 같이 상관기(31-1~31-N)의 기능을 다시 사용하고, 입력신호와 입력 지연 저장기(41)를 통해 출력된 지연 신호가 뺄셈기(42)를 거쳐 곱셈기(301)에서 기준 입력신호(C0,C1,C2,C 3,…)와 곱해진다. 이렇게 곱한 신호는 제1 레지스터(303)에 저장된 값과 제1 덧셈기(302)에서 더해져 제1 레지스터(303)에 입력된다. The input delay storage 41 is added to re-use the functions of the correlators 31-1 to 31-N as shown in FIG. Is multiplied by the reference input signals C 0 , C 1 , C 2 , C 3 , ... in the multiplier 301 via a subtractor 42. The multiplied signal is added to the first register 303 by adding the value stored in the first register 303 to the first adder 302.

이렇게, 제1 레지스터(303)를 통해 출력되는 복소 출력값은 제곱기(304)를 거쳐 크기의 제곱값으로 변환된다. 이 값은 제2 레지스터(406)의 출력값과 덧셈기(305)에서 더해져, 제2 레지스터(306)에 입력된다. 이렇게 만들어진 에너지값은 선택기(32)에 입력된다.In this way, the complex output value output through the first register 303 is converted into a square value of the magnitude through the squarer 304. This value is added to the output value of the second register 406 by the adder 305 and input to the second register 306. The energy value thus produced is input to the selector 32.

마찬가지로, 상관기(31-2~31-N)도 상관기(31-1)과 같은 동작을 수행한다. 이 때, 기준 입력신호가 상관기(31-2)의 경우 상관기(31-1)에 비하여 한 샘플 지연되어 있고, 상관기(31-16)는 상관기(31-1)에 비하여 15개의 샘플이 지연되어 있어 서로 다른 상관 에너지값을 만들어 선택기(32)에 보낸다.Similarly, the correlators 31-2 to 31-N perform the same operations as the correlator 31-1. In this case, the reference input signal is delayed one sample in the case of the correlator 31-2 compared with the correlator 31-1, and the correlator 31-16 is delayed by 15 samples in comparison with the correlator 31-1. Different correlation energy values are generated and sent to the selector 32.

이때, 선택기(32)는 이전과 마찬가지로 최대값 및 최소값을 구한 후, 이 두 값의 비가 설정된 기준값 보다 클 경우 신호 검출을 선택하고, 최대값의 지수를 이용하여 시간동기를 찾기 위한 동작을 한다. 이 구성을 통하여 만든 에너지값은 상기 도 3에서 만든 에너지값 보다 훨씬 큰 값이 같은 샘플구간 동안 만들어진다. 따라서, 신호 검출 확률이 훨씬 크다. At this time, the selector 32 obtains the maximum value and the minimum value as before, selects the signal detection when the ratio of the two values is larger than the set reference value, and operates to find the time synchronization using the exponent of the maximum value. The energy value made through this configuration is made for the same sample interval that is much larger than the energy value made in FIG. Therefore, the signal detection probability is much larger.

도 8 은 본 발명에 따른 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치의 제4 실시예 구성도로서, 이는 상기 도 4의 구현 복잡성을 줄일 수 있는 구조로, 계산량이 많은 제곱기(304)를 대신하여, 복소수의 실수값 및 허수값의 절대값(ABS(real)+ABS(imag)) 으로 계산하기 위한 절대값 계산부(401)를 둔다. FIG. 8 is a configuration diagram of a fourth embodiment of a WLAN preamble signal detecting apparatus according to the present invention, which can reduce the implementation complexity of FIG. 4, and replaces the squarer 304 having a large amount of computation. An absolute value calculation unit 401 for calculating the absolute value and the absolute value (ABS (real) + ABS (imag)) of the real value and the imaginary value is provided.

물론, 절대값 계산부(401)는 도 3의 구현 복잡성을 줄이기 위해 제곱기(304)를 대신하여 사용될 수도 있다. Of course, the absolute value calculator 401 may be used in place of the squarer 304 to reduce the implementation complexity of FIG.

한편, 802.11a 신호의 경우 신호 검출후, 고속퓨리에변환(FFT) 시작 신호를 찾기 위하여 긴주기 훈련신호를 찾는 것이 반드시 필요하다. Meanwhile, in the case of the 802.11a signal, it is necessary to find the long period training signal in order to find the fast Fourier transform (FFT) start signal after signal detection.

이는 이미 신호 검출기에서 구한 가장 큰 상관값을 갖는 위치로부터 가질 수 있는 4개의 위치 중에서 한 위치가 된다. 따라서, 도 5와 같이 4개의 상관기(31-1~31-4)로 구성된 구조를 통하여 가장 큰 에너지값을 가지는 위치를 고속퓨리에변환(FFT)을 시작하는 신호로 인식한다. This is one of four positions that can already be obtained from the position with the largest correlation value already found in the signal detector. Accordingly, as shown in FIG. 5, the position having the largest energy value is recognized as a signal for starting a fast Fourier transform (FFT) through a structure composed of four correlators 31-1 to 31-4.

도 5 는 본 발명에 따른 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치의 제3 실시예 구성도이다. 5 is a configuration diagram of a third embodiment of a WLAN preamble signal detection apparatus according to the present invention.

본 발명의 제3 실시예에 따른 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치는, 도 3의 프리앰블 신호 검출 장치와 같은 구조로서, 동일한 동작을 한다. 다만, 4개의 병렬 상관 구조를 갖고 있는 점이 차이점이라 할 수 있으며, 기준 입력신호를 긴주기 훈련신호를 이용한다. The WLAN preamble signal detecting apparatus according to the third embodiment of the present invention has the same structure as the preamble signal detecting apparatus of FIG. 3 and performs the same operation. However, the difference is that it has four parallel correlation structures, and the reference input signal uses a long period training signal.

각 상관기(31-31-4)에서의 상관 과정을 살펴보면, 먼저 곱셈기(301)를 통하여 입력신호와 기준 입력신호와 곱한다. 곱해진 신호는 제1 덧셈기(302)를 통하여 제1 레지스터(303)의 값과 더하여 제1 레지스터(303)에 저장된다. 이렇게 저장된 값은 64개의 샘플 상관이 끝난 후, 에너지값으로 변화시키기 위하여 제곱기(304)를 거쳐 제2 덧셈기(305)에서 제2 레지스터(306)의 출력을 더하여 제2 레지스터(306) 에 입력된다. 이렇게 구한 값에서 가장 큰 값인 최대값과 가장 작은 값인 최소값의 차이가 설정된 기준값보다 큰 경우 긴주기 훈련신호를 검출한 것으로 한다. Looking at the correlation process in each correlator (31-31-4), first multiplied by the input signal and the reference input signal through the multiplier (301). The multiplied signal is stored in the first register 303 in addition to the value of the first register 303 through the first adder 302. After the 64 sample correlations are completed, the stored values are input to the second register 306 by adding the output of the second register 306 from the second adder 305 through the squarer 304 to change into an energy value. do. If the difference between the maximum value which is the largest value and the minimum value which is the smallest value is larger than the set reference value, the long period training signal is detected.

이와 같이, 상관기(31-1~31-4)를 거친 출력 에너지 신호에서 선택기(32)를 이용하여 가장 큰 최대값과 가장 작은 최대값을 찾아 이 값의 차이가 설정된 기준값보다 큰 경우 타이밍을 검출한다. 이 경우 기준 입력신호는 상기 도 1a의 B패턴과 같이 64개의 샘플로 구성된다. In this way, in the output energy signal passing through the correlators 31-1 to 31-4, the selector 32 is used to find the largest maximum value and the smallest maximum value, and the timing is detected when the difference between these values is larger than the set reference value. do. In this case, the reference input signal is composed of 64 samples as shown in the B pattern of FIG. 1A.

그리고, 기준 입력신호는 64개의 기준신호에서 16개로 이동된 4개의 신호로 구성된다.The reference input signal is composed of four signals moved from sixteen sixteen reference signals to sixteen.

도 6 은 본 발명에 따른 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치에서 802.11a 신호 검출 과정을 나타낸 일실시예 흐름도이다. 6 is a flowchart illustrating an 802.11a signal detection process in a WLAN preamble signal detection apparatus according to the present invention.

먼저, 짧은 훈련신호를 이용한 능동형 병렬 상관기에 의한 신호를 측정하여(601), 최대, 최소값을 찾는다(602). 즉, 입력신호와 병렬 상관기를 이용하여 상관 에너지값을 구하고 구한 에너지값을 가지고 최대, 최소값을 구한다. First, a signal by an active parallel correlator using a short training signal is measured (601), and the maximum and minimum values are found (602). That is, the correlation energy value is obtained by using the input signal and the parallel correlator, and the maximum and minimum values are obtained using the obtained energy values.

그리고, 구한 최대, 최소값의 비를 구하여 설정된 일정 기준값 이상이 되면(603), 신호를 검출한 것으로 하고, 그렇지 않은 경우 신호를 검출하지 못하고 다시 다음 신호 검출을 위해 "601" 단계로 천이한다. When the ratio between the maximum and minimum values obtained is determined to be equal to or greater than the predetermined reference value (603), the signal is detected. Otherwise, the signal is not detected, and the process shifts to step "601" again for the next signal detection.

이때, 신호가 검출되었을 경우 최대값의 지수를 이용하여 상관기의 기준신호를 제어하여 가장 큰 상관 에너지값이 발생하게 한다(604). In this case, when the signal is detected, the reference signal of the correlator is controlled using the exponent of the maximum value to generate the largest correlation energy value (604).

한편, 동기시간 검출기에서 해당 신호 위치에 대응되는 4개의 신호 위치를 할당한 상관기 동작을 통하여 에너지값을 구한 후(605), 구한 4개의 에너지값 중에 서 가장 큰 상관 에너지값과 가장 작은 상관 에너지의 값을 구한다(606). On the other hand, the energy value is obtained through a correlator operation in which four signal positions corresponding to the signal position are allocated in the synchronization time detector (605), and among the obtained four energy values, the largest correlation energy value and the smallest correlation energy value are obtained. A value is obtained (606).

그리고, 두 개의 값 비(구한 최대, 최소값의 비)를 구하여 설정된 값 이상이 되면(607), 타이밍 검출이 된 것으로 한다. 그렇지 않으면, 다시 다음 신호 검출을 위해 "601" 단계로 천이한다. When the ratio of the two values (the ratio between the obtained maximum and minimum values) is obtained and becomes equal to or more than the set value (607), timing detection is assumed. Otherwise, transition back to step "601" for next signal detection.

이때, 타이밍이 검출되면 구한 '고속퓨리에변화(FFT)의 시작위치를 이용하여 보호구간을 제거한 신호'를 사용하여 고속퓨리에변환(FFT)하여 심볼을 복조한다(608).At this time, when the timing is detected, the symbol is demodulated by performing a fast Fourier transform (FFT) using the obtained signal obtained by removing the protection interval using the start position of the fast Fourier transform (FFT) (608).

도 7 은 본 발명에 따른 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치에서 802.11b 신호 검출 및 타이밍 검출 방법을 나타낸 일실시예 흐름도이다. 7 is a flowchart illustrating an 802.11b signal detection and timing detection method in a WLAN preamble signal detection apparatus according to the present invention.

먼저, 입력신호와 병렬 상관기를 이용하여 상관 에너지를 구한 후(701), 구한 에너지값 중에서 최대값과 최소값을 구한다(702). First, a correlation energy is calculated using an input signal and a parallel correlator (701), and then a maximum value and a minimum value of the obtained energy values are obtained (702).

그리고, 구한 최대, 최소값의 비를 구하여 설정된 일정 기준값 이상이 되면(703), 신호를 검출한 것으로 하고, 그렇지 않은 경우 신호를 검출하지 못하고 다시 다음 신호 검출을 위해 "701" 단계로 천이한다.When the ratio between the obtained maximum and minimum values is determined to be equal to or greater than the set predetermined reference value (703), the signal is detected. Otherwise, the signal is not detected and the process returns to step 701 to detect the next signal.

이때, 신호가 검출되었을 경우 최대값이 검출된 해당 위치를 찾고 이를 이용하여 심볼 복조가 이루어진다(705).In this case, when a signal is detected, a symbol demodulation is performed using the location where the maximum value is detected (S705).

이와 같이, 802.11a와 802.11b의 신호 검출 및 타이밍 검출 과정이 다른 이유는, 802.11b의 경우 SFD(Start of Frame delimiter)를 찾아 이로부터 전송신호를 복조하고, 802.11a의 경우 고속 퓨리에 변화(Fast Fourier Transform)의 시작시간을 찾아 전송신호를 복조하기 때문이다. As such, the reason why the signal detection and timing detection processes of 802.11a and 802.11b are different is that 802.11b finds a Start of Frame delimiter (SFD) and demodulates a transmission signal therefrom, and in case of 802.11a, fast Fourier changes (Fast). This is because demodulation of the transmission signal is performed by finding the start time of the Fourier Transform.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.As described above, the method of the present invention may be implemented as a program and stored in a recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.) in a computer-readable form. Since this process can be easily implemented by those skilled in the art will not be described in more detail.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.

상기와 같은 본 발명은, 하나의 상관기 구조를 이용하여 802.11a 및 802.11b의 신호 검출 및 타이밍 검출이 가능하고, OFDM 방식의 프리앰블 신호에서 같은 패턴이 반복되는 성질을 이용하여 입력지연 블록 및 뺄셈기를 사용하여 신호 검출의 확률을 높일 수 있으며, 이 경우 계산량이 증가하는 것을 보완하기 위하여 제곱기를 대신하여 절대값으로 변환하는 기능을 사용함으로써 계산량의 감소 및 구현의 복잡도를 줄일 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention enables signal detection and timing detection of 802.11a and 802.11b by using a single correlator structure, and input delay block and subtractor using the property of repeating the same pattern in an OFDM preamble signal. In this case, the probability of signal detection can be increased, and in this case, the function of converting to an absolute value instead of a squarer is used to compensate for an increase in the amount of calculation, thereby reducing the amount of computation and the complexity of the implementation.

Claims (10)

프리앰블 신호 검출 장치에 있어서,In the preamble signal detection apparatus, 기준 입력신호와 전송된 입력신호를 상호 상관하여, 주어진 샘플 구간 동안 더한 신호의 에너지값을 더하여, 상관 에너지값을 출력하는 병렬 구조의 다수 개의 상호상관수단; 및A plurality of cross-correlation means having a parallel structure for correlating a reference input signal and a transmitted input signal, adding energy values of a signal added during a given sample interval, and outputting correlation energy values; And 상기 다수 개의 상호상관수단으로부터 출력되는 각각의 상관 에너지값 중 가장 큰 상관값을 보이는 출력값(최대값)과 가장 작은 상관값을 보이는 출력값(최소값)을 선택한 후, 상기 최대값과 상기 최소값의 비가 소정의 기준값 이상이 될 경우 신호가 검출된 것으로 결정하여, 그 상호상관수단의 위치를 알려주는 지수를 출력하는 선택수단을 포함하되,Among the correlation energy values output from the plurality of cross-correlation means, an output value (maximum value) showing the largest correlation value and an output value (minimum value) showing the smallest correlation value are selected, and then the ratio of the maximum value and the minimum value is predetermined. And selecting means for determining that the signal is detected and outputting an index indicating the position of the cross-correlation means when the reference value is greater than or equal to, 상기 기준 입력신호는 멀티비트의 형태로 구성되고, 상기 상호상관수단 각각에 입력되는 기준 입력신호는 순차적으로 한 샘플씩 지연되어 입력되는 것을 특징으로 하는 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치. The reference input signal is configured in the form of a multi-bit, the reference input signal input to each of the cross-correlation means is a WLAN preamble signal detection apparatus characterized in that the input sequentially delayed by one sample. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 반복되는 패턴으로 구성된 프리앰블 신호를 검출하기 위하여, 반복 패턴의 주기 길이에 만큼 상기 전송된 입력신호를 지연시키기 위한 지연수단; 및 Delay means for delaying the transmitted input signal by a period length of the repeating pattern to detect a preamble signal composed of the repeating pattern; And 상기 전송된 입력신호와 상기 지연수단에 의해 지연된 신호의 차 신호를 상기 다수 개의 상호상관수단으로 전달하는 감산수단Subtraction means for transferring the difference signal between the transmitted input signal and the signal delayed by the delay means to the plurality of cross-correlation means 을 더 포함하는 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치.WLAN preamble signal detection device further comprising. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 802.11b의 신호 검출 및 타이밍 검출을 위해, 상기 다수 개의 상호상관수단이 11 혹은 22개로 구성되고, 상기 각각의 상호상관수단에 입력되는 기준 입력신호가 프리앰블 확산신호인 바커 코드인 것을 특징으로 하는 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치. For signal detection and timing detection of 802.11b, the plurality of cross-correlation means is composed of 11 or 22, wherein the reference input signal input to each of the cross-correlation means is a Barker code which is a preamble spread signal. LAN preamble signal detection device. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 802.11a의 신호 검출 및 타이밍 검출을 위해, 상기 각각의 상호상관수단에 입력되는 기준 입력신호로 짧은 주기 훈련신호를 이용하는 16개 혹은 32개의 상기 상호상관수단을 이용해 긴 주기 훈련신호를 찾고,For the signal detection and the timing detection of 802.11a, the long period training signal is searched using the 16 or 32 cross-correlation means using a short period training signal as a reference input signal input to each cross-correlation means, 상기 각각의 상호상관수단에 입력되는 기준 입력신호로 긴 주기 훈련신호를 이용하는 4개의 병렬 상관기를 이용해 고속퓨리에변환(FFT) 시작 신호를 찾는 것을 특징으로 하는 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치. And a fast Fourier transform (FFT) start signal using four parallel correlators using a long period training signal as a reference input signal input to each cross-correlation means. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 상호상관수단 각각은, Each of the cross-correlation means, 상기 입력신호와 상기 기준 입력신호를 승산하기 위한 곱셈기; A multiplier for multiplying the input signal with the reference input signal; 상기 곱셈기의 출력신호와 제1 레지스터의 출력값을 가산하여 상기 제1 레지스터로 전달하는 제1 덧셈기; A first adder for adding the output signal of the multiplier and the output value of the first register and transferring the added value to the first register; 상기 제1 덧셈기의 출력신호를 주어진 샘플 구간동안 더하여 누적한 후 출력하는 상기 제1 레지스터; The first register which accumulates and outputs the output signal of the first adder for a given sample period and then outputs the accumulated signal; 상기 제1 레지스터의 출력값을 에너지값으로 변환하도록, 제1 레지스트 실수부 제곱과 제1 레지스트 허수부 제곱의 두 값을 더하는 제곱기; A squarer that adds two values, a first resist real part square and a first resist imaginary part square, to convert an output value of the first register into an energy value; 상기 제곱기의 출력값과 제2 레지스터의 출력값을 가산하여 상기 제2 레지스터로 전달하는 제2 덧셈기; 및 A second adder for adding the output value of the squarer and the output value of the second register and transferring the added value to the second register; And 상기 제2 덧셈기의 출력값을 주어진 샘플 구간동안 더하여 누적한 후 출력하는 상기 제2 레지스터The second register to accumulate and output an output value of the second adder for a given sample interval 를 포함하는 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치. WLAN preamble signal detection apparatus comprising a. 제 5 항에 있어서, The method of claim 5, 상기 제1 곱셈기는, 기준 입력신호와 입력신호 샘플을 상관시키고, The first multiplier correlates a reference input signal with an input signal sample, 상기 제1 덧셈기 및 상기 제1 레지스터는 상관값을 샘플 수 만큼 저장하며, The first adder and the first register store correlation values by the number of samples, 상기 제곱기는 상기 제1 레지스터에 저장된 복소수 값을 에너지값으로 변환하고, The squarer converts a complex value stored in the first register into an energy value, 상기 제2 덧셈기 및 상기 제2 레지스터는 M개의 에너지를 더하여 더 큰 에너지값을 구하는 것을 특징으로 하는 무선랜 프리엠블 신호 검출 장치. The second adder and the second register is a WLAN preamble signal detection apparatus, characterized in that to obtain a larger energy value by adding M energy. 제 5 항에 있어서, The method of claim 5, 상기 제2 레지스터는, The second register, 에너지값의 누적 덧셈을 통하여 신호가 포함된 상관값과 그렇지 않은 상관값의 차이를 크게 하여 신호 검출 확률을 높일 수 있는 것을 특징으로 하는 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치. The WLAN preamble signal detecting apparatus may increase a signal detection probability by increasing a difference between a correlation value including a signal and a correlation value not including the cumulative addition of energy values. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 상호상관수단 각각은, Each of the cross-correlation means, 상기 입력신호와 상기 기준 입력신호를 승산하기 위한 곱셈기; A multiplier for multiplying the input signal with the reference input signal; 상기 곱셈기의 출력신호와 제1 레지스터의 출력값을 가산하여 상기 제1 레지스터로 전달하는 제1 덧셈기; A first adder for adding the output signal of the multiplier and the output value of the first register and transferring the added value to the first register; 상기 제1 덧셈기의 출력신호를 주어진 샘플 구간동안 더하여 누적한 후 출력하는 상기 제1 레지스터; The first register which accumulates and outputs the output signal of the first adder for a given sample period and then outputs the accumulated signal; 상기 제1 레지스터의 출력값을 에너지값으로 변환하도록, 상기 제1 레지스터의 복수 실수값 및 허수값의 절대값으로 에너지값을 계산하는 절대값 계산기;An absolute value calculator for calculating an energy value with an absolute value of a plurality of real values and an imaginary value of the first register to convert an output value of the first register into an energy value; 상기 절대값 계산기의 출력값과 제2 레지스터의 출력값을 가산하여 상기 제2 레지스터로 전달하는 제2 덧셈기; 및 A second adder for adding the output value of the absolute value calculator and the output value of the second register and transferring the output value to the second register; And 상기 제2 덧셈기의 출력값을 주어진 샘플 구간동안 더하여 누적한 후 출력하는 상기 제2 레지스터The second register to accumulate and output an output value of the second adder for a given sample interval 를 포함하는 무선랜 프리앰블 신호 검출 장치. WLAN preamble signal detection apparatus comprising a. 프리엠블 신호 검출 장치에서의 무선랜 신호 검출 및 타이밍 검출 방법에 있어서, In the WLAN signal detection and timing detection method in the preamble signal detection apparatus, 다수개의 상관기를 병렬로 구성한 병렬 상관기를 이용해 전송된 입력신호와 기준 입력신호를 곱해 상관 에너지값을 계산하는 단계;Calculating a correlation energy value by multiplying a transmitted input signal with a reference input signal using a parallel correlator having a plurality of correlators configured in parallel; 상기 계산된 상관 에너지값 중 가장 큰 상관값을 갖는 제1 최대값과 가장 작은 상관값을 갖는 제1 최소값을 선택하고, 상기 선택된 제1 최대값과 제1 최소값의 비가 소정 기준값 이상이 되면, 신호를 검출한 것으로 판단하여, 상기 최대값을 갖는 상관기의 위치를 알리는 지수를 저장하는 단계;Selecting a first maximum value having the largest correlation value and a first minimum value having the smallest correlation value among the calculated correlation energy values, and if the ratio of the selected first maximum value and the first minimum value is equal to or greater than a predetermined reference value, the signal Determining that is detected, and storing an index indicating a position of the correlator having the maximum value; 상기 저장된 지수를 이용해 상기 상관기의 기준 입력신호를 제어하여 가장 큰 상관 에너지값이 발생되도록 하는 단계; Controlling the reference input signal of the correlator using the stored index to generate the largest correlation energy value; 상기 최대값을 갖는 상관기를 통해 상관 에너지값을 계산하고, 상기 계산된 상관 에너지값을 가지고 제2 최대값과 제2 최소값을 계산하는 단계; 및Calculating a correlation energy value through the correlator having the maximum value, and calculating a second maximum value and a second minimum value with the calculated correlation energy value; And 상기 계산된 제2 최대값과 제2 최소값의 비가 소정 기준값 이상이 되면, 타이밍을 검출한 것으로 판단하는 단계Determining that the timing is detected when the ratio of the calculated second maximum value to the second minimum value is equal to or greater than a predetermined reference value; 를 포함하는 802.11a 신호 검출 및 타이밍 검출 방법.802.11a signal detection and timing detection method comprising a. 프리엠블 신호 검출 장치에서의 무선랜 신호 검출 및 타이밍 검출 방법에 있어서, In the WLAN signal detection and timing detection method in the preamble signal detection apparatus, 다수개의 상관기를 병렬로 구성한 병렬 상관기를 이용해 전송된 입력신호와 기준 입력신호를 곱해 상관 에너지값을 계산하는 단계;Calculating a correlation energy value by multiplying a transmitted input signal with a reference input signal using a parallel correlator having a plurality of correlators configured in parallel; 상기 계산된 상관 에너지값 중 가장 큰 상관값을 갖는 제1 최대값과 가장 작은 상관값을 갖는 제1 최소값을 선택하고, 상기 선택된 제1 최대값과 제1 최소값의 비가 소정 기준값 이상이 되면, 신호를 검출한 것으로 판단하여, 상기 최대값을 갖는 상관기의 위치를 알리는 지수를 저장하는 단계; 및Selecting a first maximum value having the largest correlation value and a first minimum value having the smallest correlation value among the calculated correlation energy values, and if the ratio of the selected first maximum value and the first minimum value is equal to or greater than a predetermined reference value, the signal Determining that is detected, and storing an index indicating a position of the correlator having the maximum value; And 상기 지수를 이용하여 심볼을 복조하는 단계Demodulating a symbol using the exponent 를 포함하는 802.11b 신호 검출 및 타이밍 검출 방법.802.11b signal detection and timing detection method comprising a.
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