KR100713470B1 - 다중 캐리어를 사용하는 통신 방식에서 초기 동기획득 장치 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

이동통신 시스템 또는 단말기에서 초기 동기를 획득하는 방식에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

다중 캐리어를 사용하는 통신 방식에서 초기 동기를 획득할 경우 빠르고 간편하며, 쉽게 처리할 수 있는 장치를 제공한다.

다. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은 다중 캐리어를 사용하는 통신 방식에서 초기 동기획득 장치로서, 수신되는 신호를 신호의 주파수 대역에 따라 캐리어별로 복조하는 캐리어 복조기들과, 마스킹되어 출력되는 각각의 서로 다른 PN 코드의 위상을 출력하는 PN코드 발생기들과, 상기 캐리어 복조기들의 출력과 상기 PN코드 발생기들의 출력을 역확산하는 역확산기와, 상기 역확산기의 신호를 누적하는 동기 누적기들과, 상기 동기 누적기의 출력을 에너지를 계산하는 에너지 계산부들과, 상기 에너지 계산부들의 값을 미리 설정된 동기 획득시의 임계값과 비교하여 동기 획득 여부를 판단하는 비교기로 구성됨을 특징으로 한다.

라. 발명의 중요한 용도

다중 캐리어를 사용하는 통신 방식에 사용한다.

다중 캐리어, 무선 통신, 초기 동기, 동기 획득

Description

다중 캐리어를 사용하는 통신 방식에서 초기 동기획득 장치{APPARATUS FOR PN ACQUSITION IN MULTI-CARRIER COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 이동통신 단말기에서 초기 동기 획득을 위한 수신단의 블록 구성도,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 초기 동기 획득을 위한 위상 검출 시작점을 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따라 서로 다른 위상의 PN 코드를 발생시키기 위한 마스크의 실시 예에 따른 구성도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 초기 동기 획득을 위한 장치의 블록 구성도,

본 발명은 이동통신 단말기에서 동기획득을 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 이동통신 단말기의 초기 동기 획들을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로 이동통신 단말기의 초기 동기 획득 방식은 파일럿(Pilot) 채널의 피엔(PN) 코드의 위상을 찾야야 동기를 획득할 수 있다. 따라서 이동통신 단말기에서 동기를 찾기 위해 파일럿 채널의 I 및 Q 신호를 수신하여 내부의 PN 코드발생기에서 여기되는 PN 신호의 상태 및 타이밍을 결정하는 초기동작을 수행하게 된다. 그리고 온-타임(on-time) 검색(serch)과 반칩 지연된 지연-시간(late-time) 검색(search)이 동시에 수행되어 위상 탐색 동작이 완료된 후에 반칩 이내의 초기 동기가 이루어진다. 이와 같이 수신되는 I 신호와 Q 신호에 대하여 미리 설정된 PN 마스크 값과 옵셋(off-set) 값에 따른 I측 Q측 PN 코드를 발생시키고, 온-타임 및 지연시간에 대하여 초기적분구간동안 각각 송신하여 적분기에 저장한다.

온-타임 및 지연-시간 각각의 경우에 대하여 첫 번째 적분 구간동안은 I 신호 및 Q 신호의 에너지 값을 계산하여 온-타임 에너지와 지연-시간 에너지를 각각 저장한다. 상기와 같이 저장된 에너지 값은 임계 에너지 값과 비교되며, 현재 PN 코드를 이용한 적분이 계속할 것인가에 대한 결정을 하게 된다. 그런데 온-타임과 지연-시간에 대하여 비교된 에너지 값이 동시에 임계 에너지 값보다 작을 경우 현재 PN 코드 위상에 대한 탐색 동작을 중단하고 다음 상태의 PN 코드의 위상을 이용하여 탐색 동작을 시작한다. 비교된 에너지 값이 임계 에너지 값보다 클 경우에는 현재의 PN 코드 위상을 이용한 신호의 승산 및 적분이 계속 이루어지며, 두 번째 적분 구간동안 계산된 온-타임 및 지연-시간의 에너지 값을 두 번째 임계값과 비교하게 된다. 이때 에너지 값이 임계값을 넘으면 초기 동기를 획득하게 되지만 에너지 값이 임계값을 넘지 못하면 현재 PN 코드 위상에서의 탐색 동작을 중단하고, 다 음 상태의 PN 코드 위상을 검사한다. 지금까지의 통신방식은 단말 대역의 신호를 단말 반송파에 실어 전송하여 왔다. 따라서 수신단의 PN 코드 발생기(local PN code generator)가 항상 PN 코드 위상이 0인 PN 코드를 발생시켜, 수신된 PN 코드의 위상을 찾는다. 그러나 IMT-2000과 같은 차세대 통신 방식에서는 더 많은 정보를 송신하기 위해 하나의 반송파 대신에 여러 개의 반송파를 사용하게 되며, 수신단의 PN 코드 발생기가 각각의 캐리어마다 같은 위상을 갖는 PN 코드를 사용해야 할 필요가 없어진다. 따라서 이러한 경우에 적당한 새로운 동기 획득의 방법이 필요하게 되었다. 즉, 차세대 이동통신 방식인 IMT-2000에서는 다중 캐리어를 사용하여 데이터를 전송하게 된다. 따라서 다중 캐리어 방식은 기존에 사용하는 방식과 달리 N개의 캐리어를 사용하여 데이터를 전송하게 되며, 캐리어의 송신 방식이 직접 순열 확산(Direct Sequency Spreading) 기술을 사용하여 데이터를 확산한다.

그러므로 차세대 이동통신 시스템에서는 N개의캐리어를 통해 들어오는 신호들의 초기 동기를 획득하는 방법으로 종래에 사용한 방식으로는 PN 코드의 위상을 찾을 수 없는 문제가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 다중 캐리어를 이용하여 데이터를 송신하는 통신 방식에서 초기 동기의 획득을 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 다중 캐리어를 이용하여 데이터를 송신하는 통신 방식에서 초기 동기의 획득시 빠르고, 적절한 방법의 초기 동기 획득 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 청구항 1로 구성됨을 특징으로 한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 청구항 2로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 이동통신 단말기에서 초기 동기 획득을 위한 수신단의 블록 구성도이다. 이하 도 1을 참조하여 본 발명에 따라 이동통신 단말기에서 초기 동기 획득을 위한 수신단의 블록 구성 및 그에 따른 동작을 상세히 설명한다.

수신된 신호 중 다중 캐리어에 따른 위상을 찾기 위해 소정의 개수의 수신단이 구비된다. 이에 따른 구성은 단말의 구성시 PN코드를 찾기 위한 위상의 개수로 구성할 수 있으며, 이에 따른 개수의 설명은 후술되는 도 2를 참조하여 더 상세히 살피기로 한다. 먼저 수신단의 동기 획득부들(1A, 1B, …, 1N)은 동일한 내부의 구성을 가지며, 단지 위상에 따라 믹서들(51a, 51b, …, 51n)로 입력되는 주파수의 값들만 달라진다. 이와 같은 주파수들의 위상 또한 상기 수신단의 개수에 따라 서로 다르게 구성할 수 있다. 그러면 상기 수신단의 제1동기 획득부(1A)의 구성을 참조하여 상기 구성 및 동작을 상세히 살피기로 한다.

수신된 신호를 주파수에 따라서 믹서(51a)에서 미리 설정된 주파수에 따라 합성한다. 그리고 역확산기(52a)로 출력한다. 이때 상기 믹서(51a)로 입력되는 주파수는 수신되는 주파수 대역에 따라 달라지는 값이다. 그리고 이와 같이 합성된 신호는 역확산기(52a)로 입력된다. 한편 수신단 PN 코드 위상 제어부(56a)는 PN 코드의 위상을 검색하기 위해 수신단 PN 코드 발생기(57a)를 제어하며, 상기 수신단 PN 코드 발생기(57a)에서 미리 설정된 PN 코드 신호를 발생하도록 제어한다. 이때 입력되는 PN 코드의 값은 동기 획득부의 숫자로 구비되며, 동기 획득부의 숫자로 위상(360°)을 나눈 최초의 값이 입력되도록 제어한다. 그러면 역확신가(52a)에서는 이에 따라 역확산이 이루어진다. 상기 역확산이 이루어진 데이터는 동기 누적기(53a)로 입력된다. 상기 동기 누적기(53a)는 입력된 신호의 동기를 누적하여 에너지 값을 출력한다. 상기 동기 누적기(53a)에서 출력된 에너지는 에너지 계산부(54a)로 입력된다. 그러면 에너지 계산부(54a)는 입력된 에너지 값을 계산하여 비교부(55a)로 출력한다. 이에 따라 비교부(55a)는 계산되어 입력된 에너지 값과 미리 설정된 값을 비교하여 동기를 획득 여부를 판별한다. 다른 동기 획득부들도 동일한 구성을 가지며 동일한 동작을 수행한다.

따라서 상기 수신단 PN 코드 발생기에 의해 위상이 다른 점에서 검색이 시작되며, 상기 동기 획득부가 3개로 구성된 경우 도 2와 같이 검색의 시점이 120°로 각기 시작점이 달라진다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 초기 동기 획득을 위한 위상 검출 시작점을 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명에 따라 서로 다른 위상의 PN 코드를 발생시키기 위한 마스크 의 실시 예에 따른 구성도이다. 이하 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 마스크의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.

시프트 레지스터들(2I, …, 2L, 2M)은 각각 그 출력이 연결되도록 루프를 구성하며, 상기 출력들 중에서 최 종단에 위치한 시프트 레지스터(2I)의 출력과 다른 끝 단에 위치한 시프트 레지스터(2M)의 출력을 가산하여 출력하도록 구성한다.k 그리고 상기 최 종단에 위치한 시프트 레지스터(2I)의 출력을 제1게이트부를 구성하는 논리합 회로들(OR11, OR12, …OR1N)의 하나의 입력단으로 입력되며, 상기 게이트부를 구성하는 각 논리합 회로들(OR11, OR12, …OR1N)의 나머지 한 입력단들은 마스크 되어 입력들이 각각 입력된다. 이는 다른 시프트 레지스터에서도 마찬가지로 구성된다. 또한 상기 각 게이트부들의 제1논리합 회로들의 출력은 제1가산기(31)를 통해 입력되며, 제2논리합 회로들의 출력든 제2가산기(32)를 통해 입력된다. 이와 같은 방식으로 논리합의 게이트 회로가 구비된 숫자만큼의 논리합 회로가 구비된다. 따라서 상기 가산된 합들이 PN 코드 발생기에서 발생되는 신호로 사용된다. 그러면 이에 따른 전체적인 구성을 도 4를 참조하여 살펴본다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 초기 동기 획득을 위한 장치의 블록 구성도이다. 이하 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 동기 획득 장치의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.

믹서(101a)는 수신신호에 대하여 Cos W_1ct를 곱하여 캐리어 복조한다. 상기 캐리어 복조된 신호는 정합필터(102a)로 입력되며, 상기 정합필터(102a)는 상기 캐 리어 복조된 신호의 파형을 복구한다. 이와 같이 복구된 신호는 스위치(103a)를 통해 두 믹서들(104a, 108a)로 입력되며, 상기 믹서(104a)의 출력은 다른 믹서(108a)로 입력되며 동시에 가산기(105)로 입력된다. 또한 상기 믹서(108a)의 출력은 하위 단의 간산기(113a)로 입력된다. 이와 같은 구성은 상술된 바와 같이 도 3에서 설명한 마스크되어 입력된 신호에 의해 동기를 PN동기를 획득하기 위한 구성이다.

그리고 상기 가산부(105a)에서 출력된 신호는 누적기(106a)에서 소정의 구간동안 신호를 누적하여 누적된 값을 출력한다. 그러면 상기 누적된 신호의 값은 에너지 계산기(107a)에서 제곱되어 에너지 값이 계산되어 출력된다. 이는 I 채널 또는 Q 채널에 따른 동작이며 그에 대응되는 동작은 믹서(109a), 정합필터(110a)와 스위치(111a), 믹서(116a), 다른 믹서(112a), 가산기(113a) 누적기(114a) 및 에너지 계산기(115a)에 의해 수행된다.

상기 설명한 동기 획득부(41)는 다른 동기 획득부들과 동일한 구성을 가지므로 이에 대한 설명은 생략한다. 비교기는 가산된 값과 미리 설정되어 있는 값을 비교하여 동기 획득 여부를 판별하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 초기 동기의 획득을 빠르고 적절하게 획득할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 다중 캐리어를 사용하는 통신 방식에서 초기 동기획득 장치에 있어서,

   수신되는 신호를 신호의 주파수 대역에 따라 캐리어별로 복조하는 캐리어 복조기들과,

   상기 다중 캐리어를 통해 전송되는 신호를 수신하는 상기 초기 동기 획득 장치의 개수로 위상을 나눈 값을 입력받아 상기 다중 캐리어가 수신되는 각각의 경로마다 상기 다중 캐리어 개수만큼의 마스크를 사용하여 위상이 지연된 PN 코드를 동시에 발생시켜, 서로 다른 PN 코드 위상 시작점으로부터 수신 신호의 PN 코드의 위상을 탐색하는 PN코드 발생기들과,

   상기 캐리어 복조기들의 출력과 상기 PN코드 발생기들의 출력을 역확산하는 역확산기와,

   상기 역확산기의 신호를 누적하는 동기 누적기들과,

   상기 동기 누적기의 출력 에너지를 계산하는 에너지 계산부들과,

   상기 에너지 계산부들의 값을 미리 설정된 동기 획득시의 임계값과 비교하여 동기 획득 여부를 판단하는 비교기와,

   상기 비교기의 판단 결과 동기 획득에 실패했을 경우, 상기 PN 코드 발생기의 위상을 변경하는 수신단 PN 코드 위상 제어부로 구성됨을 특징으로 하는 다중 캐리어를 사용하는 통신 방식에서 초기 동기 획득 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 PN코드 발생기들의 구성이,

   발생할 캐리어별 PN코드의 숫자로 구성되며 직렬 연결되며, 각각의 출력이 논리합 회로부로 출력되는 시프트 레지스터들과,

   상기 논리합 회로부들이 미리 마스크된 신호와 상기 시프트 레지스터들의 해 당하는 출력을 입력으로 하여 논리합 신호를 출력하는 상기 논리합 회로부들과,

   상기 논리합 회로부들의 각 마스크의 입력 값에 대응하여 구비된 논리합 회로의 출력을 가산하여 가산된 값을 출력하는 가산기들로 구성됨을 특징으로 하는 다중 캐리어를 사용하는 통신 방식에서 초기 동기획득 장치.

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