KR100752925B1 - Method of Generating Pseudo Noise Sequence - Google Patents
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Abstract
본 발명은 CDMA 방식의 무선 모뎀에서 특정 값 만큼 지연된 의사잡음(PN) 시퀀스 생성방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 의사잡음(PN) 시퀀스 생성 방법은, 일정한 간격으로 지연되어 있는 의사잡음들의 레지스터 씨앗값들을 미리 메모리에 저장한 후, 원하는 지연값이 주어지면 그 지연값 이하 시퀀스의 씨앗값을 메모리에서 선택하는 단계와; 상기 선택된 씨앗값을 의사잡음 시퀀스 생성기의 레지스터에 넣은 후, 상기 지연값과 상기 메모리에서 선택된 씨앗값의 시퀀스 의 지연 차에 해당하는 만큼 의사잡음 시퀀스 생성기를 순차 구동시키는 단계를 포함하여 이루어져 있다.The present invention relates to a method of generating a pseudo noise (PN) sequence delayed by a specific value in a CDMA wireless modem. The method of generating a pseudo noise (PN) sequence according to the present invention includes a register seed of pseudo noises which are delayed at regular intervals. Storing the values in advance in memory, and selecting a seed value in the memory having a sequence less than the delay value given a desired delay value; And inserting the selected seed value into a register of the pseudonoise sequence generator, and sequentially driving the pseudonoise sequence generator as much as the delay difference between the delay value and the sequence of the selected seed value in the memory.
이러한 본 발명은 별도의 하드웨어 로직없이 약간의 메모리에 PN 시퀀스 레지스터의 씨앗값을 미리 저장해 두고 필요한 값을 불러 사용하므로써 비교적 적은 연산량으로 원하는 지연을 가지는 PN 시퀀스를 생성할 수 있다.
The present invention can generate a PN sequence having a desired delay with a relatively small amount of operation by storing the seed value of the PN sequence register in advance in a small memory and using the required value without any hardware logic.
PN 시퀀스 생성기, 씨앗값, 마스크, 지연PN Sequence Generator, Seed Value, Mask, Delay
Description
도 1은 종래의 일반적인 PN 시퀀스 생성기를 나타내는 구조도.1 is a structural diagram showing a conventional general PN sequence generator.
도 2는 IMT-2000 순방향 PN 시퀀스 생성기.2 is an IMT-2000 forward PN sequence generator.
도 3은 본 발명에 따른 씨앗값이 메모리에 저장된 형태를 나타내는 블록도.3 is a block diagram showing a form in which seed values are stored in a memory according to the present invention;
본 발명은 CDMA 방식의 무선 모뎀에서 특정 값 만큼 지연된 의사잡음(PN) 시퀀스 생성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for generating a pseudo noise (PN) sequence delayed by a specific value in a CDMA wireless modem.
일반적으로 CDMA 시스템에서 PN 시퀀스의 주기는 수만 칩에 이를 정도로 아주 길다. In general, the period of a PN sequence in a CDMA system is very long, reaching tens of thousands of chips.
도 1은 종래의 일반적인 PN 시퀀스 생성기를 나타내는 구조도이다.1 is a structural diagram showing a conventional general PN sequence generator.
도 1에 도시된 PN 시퀀스 생성기는 의 다항식을 갖는 경우이고, PN 시퀀스의 레지스터는 쉬프트(shift) 레지스터이다.The PN sequence generator shown in FIG. In the case of having a polynomial of, the register of the PN sequence is a shift register.
PN 시퀀스 레지스터의 초기값은 상기 수학식 1 처럼 주어지고, 이후로는 수학식 2에 의해 레지스터 값들이 쉬프트되면서 PN 시퀀스 x(n)이 생성된다. The initial value of the PN sequence register is given by
PN 시퀀스 레지스터의 주기가 38400칩인 경우, 시퀀스값은 x(0)부터 x(38399)까지 존재한다.If the period of the PN sequence register is 38400 chips, the sequence value exists from x (0) to x (38399).
도 1에 도시된 PN 시퀀스 생성기의 경우를 예를들어 시퀀스의 생성방법을 설명하면 다음과 같다.In the case of the PN sequence generator shown in FIG. 1, a method of generating a sequence will be described below.
먼저, PN 시퀀스 생성기의 쉬프트 레지스터들은 상기 식(1)에 의해 왼쪽에서 오른쪽 방향으로 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1 비트가 저장된다.First, the shift registers of the PN sequence generator are 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0 in the left-to-right direction by Equation (1) above. , 0,0,1 bits are stored.
레지스터의 0번지에 있는 '1'이 오른쪽으로 쉬프트되어 출력되므로 첫번째 시퀀스값은 x(0)=1이 되고 0번지에는 1번지의 '0'이 오른쪽으로 쉬프트되어서 x(1)=0 의 출력이 나온다.Since '1' at
PN 시퀀스 x(0)부터 x(17)까지는 상기 수학식 1의 초기치 설정대로 그대로 출력되고, x(18)부터 x(38399)까지는 상기 수학식 2의 연산으로 나타낼 수 있는데 그 원리는 다음과 같다.The PN sequences x (0) to x (17) are output as they are set to the initial value of
초기 쉬프트시에 레지스터 0번지의 비트정보가 출력되고 난 후, 레지스터의 17번지부터 1번지까지의 비트들이 한 칸씩 오른쪽으로 쉬프트된다. After the bit information of
즉, 원래 1번지에 있던 '0'이 0번지로 쉬프트되고, 원래 2번지에 있던 '0'이 비어있는 1번지로 쉬프트되는 식으로 동작하며, MSB인 17번지에 있던 '0'은 16번지로 쉬프트된다.
That is, '0' in the
그러면 17번지의 레지스터는 비워지게 되는데, 여기에 레지스터 0번지의 '0'과 레지스터 7번지의 '0'이 Exclusive OR(이하 'XOR'라고 칭함) 연산을 하여 그 결과인 '0'이 레지스터의 17번지로 삽입된다.Then,
상기 17번지로 삽입되는 값이 바로 PN 시퀀스의 19번째값인 x(18)값이 된다.The value inserted into the 17th address is the x (18) value, which is the 19th value of the PN sequence.
같은 방식으로 PN 시퀀스 생성기를 구동하여 x(38399)값까지 모두 구할 수 있다.In the same way, the PN sequence generator can be driven to find all values up to x (38399).
비동기식 IMT-2000 표준안인 3GPP 표준안에서는 기지국 마다 각각 다른 지연값을 갖는 PN 시퀀스를 사용한다. 따라서 단말기가 기지국에 접속하기 위해서는 해당 기지국에서 사용하는 특정 지연값을 가지는 PN 시퀀스를 생성할 수 있어야 한다.The 3GPP standard, which is an asynchronous IMT-2000 standard, uses PN sequences having different delay values for each base station. Therefore, in order to access the base station, the terminal should be able to generate a PN sequence having a specific delay value used by the base station.
이러한 PN 시퀀스가 원하는 만큼의 지연을 가지고 생성되기 위해서 종래에는 마스크를 씌워주는 방법이 있다. In order to generate such a PN sequence with a desired delay, there is a conventional method of covering a mask.
상기 도 1에서 지연이 없는 정상적인 PN 시퀀스가 x(n)이라면 레지스터들에 특정한 마스크를 사용하여 x(n)보다 131072(예를들어) 만큼이 지연되어 나오는 PN 시퀀스는 x(n+131072)이다. In FIG. 1, if the normal PN sequence without delay is x (n), the PN sequence which is delayed by 131072 (for example) by x (n) using a mask specific to registers is x (n + 131072). .
상기 지연의 경우 사용되는 마스크(4, 6, 15번 레지스터에 씌여진 마스크로 XOR 연산을 함)는 131072라는 지연에 대응되는 마스크이며 다른 지연을 발생시키려면 그에 대응되는 다른 형태의 마스크를 사용한다.In the case of the delay, the mask used (the XOR operation is performed using the mask written in
그러나 마스크를 얻기 위해서는 마스크 생성을 위한 별도의 하드웨어 로직이 요구되거나 혹은 이를 마이크로 프로세서에서 처리하려면 많은 양의 클럭이 소요되 는 문제점이 있다.However, obtaining a mask requires a separate hardware logic for mask generation or a large amount of clock is required to process it in a microprocessor.
또한 마스크를 미리 메모리에 저장해서 사용할 경우 큰 사이즈의 메모리가 요구된다는 단점이 있다.
In addition, when the mask is stored in memory beforehand, a large size memory is required.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 별도의 하드웨어 로직이나 큰 메모리를 요구하지 않고 PN 시퀀스를 원하는 만큼 지연된 상태에서 생성할 수 있도록 한 의사잡음 시퀀스 생성방법을 제공함에 그 목적이 있다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a pseudo-noise sequence generation method capable of generating a PN sequence in a delayed state as desired without requiring additional hardware logic or large memory. .
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 의사잡음 시퀀시 생성방법은, Pseudo-noise sequence generation method according to the present invention for achieving the above object,
일정한 간격으로 지연되어 있는 의사잡음들의 레지스터 씨앗값들을 미리 메모리에 저장한 후, 원하는 지연값이 주어지면 그 지연값 이하 시퀀스의 씨앗값을 메모리에서 선택하는 단계와; Storing register seed values of pseudonoises which are delayed at regular intervals in advance, and selecting seed values of the sequence having a delay value less than the delay value given a desired delay value;
상기 선택된 씨앗값을 의사잡음 시퀀스 생성기의 레지스터에 넣은 후, 상기 지연값과 상기 메모리에서 선택된 씨앗값의 시퀀스 의 지연 차에 해당하는 만큼 의사잡음 시퀀스 생성기를 순차 구동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.And inserting the selected seed value into a register of the pseudonoise sequence generator, and sequentially driving the pseudonoise sequence generator as much as a delay difference between the delay value and the sequence of the selected seed value in the memory. .
또한, 본 발명에서 씨앗값은 특정 번째의 시퀀스의 출력을 위해 PN 시퀀스 생성기 레지스터에 들어가는 비트열을 의미하는 것을 특징으로 한다.Also, in the present invention, the seed value means a bit string that enters the PN sequence generator register for outputting a specific sequence.
또한, 본 발명은 메모리에서 선택된 씨앗값은 상기 기지국의 지연값을 메모 리에 저장된 시퀀스 씨앗값들의 지연 간격값으로 나눈 정수에 해당하는 씨앗값으로 하는 것을 특징으로 한다.The seed value selected from the memory may be a seed value corresponding to an integer obtained by dividing a delay value of the base station by a delay interval value of sequence seed values stored in memory.
본 발명은 PN 시퀀스를 특정 지연(delay)을 가지고 생성할 수 있게 하기 위해서, PN 시퀀스 생성기 레지스터(PN sequence generator register)에 특정 씨앗값(seed value)을 넣는 방법을 사용한다. The present invention uses a method of putting a specific seed value in a PN sequence generator register in order to be able to generate a PN sequence with a specific delay.
여기서, 씨앗값(seed value)이란 특정 번째의 시퀀스의 출력을 위해 PN 시퀀스 생성기 레지스터에 들어가는 비트열을 의미하는데, 18차 시퀀스 생성기의 경우 18비트가 된다. Here, the seed value refers to a bit string that enters a PN sequence generator register for outputting a specific sequence, which is 18 bits in the 18th order generator.
즉, 몇 개의 씨앗 값을 미리 메모리에 저장해둔 상태에서 원하는 지연에 가장 근접하는 씨앗 값을 검색하여 메모리에서 꺼내어 PN 시퀀스 생성기의 레지스터에 넣은 후, 나머지 잔여분에 대해서는 PN 코드 생성기를 직접 돌려서 원하는 지연에 대응되는 씨앗 값을 얻는 방식을 사용한다. In other words, with several seed values stored in memory in advance, the seed value that is closest to the desired delay is retrieved, taken out of memory and put into the register of the PN sequence generator, and then the PN code generator is directly turned on for the remaining residues. Use the method to get the corresponding seed value.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 의사잡음 시퀀스 생성방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of generating a pseudo noise sequence according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 비동기 IMT-2000 표준안인 3GPP 순방향 PN 시퀀시 생성기이고, 도 3은 본 발명에 따른 씨앗값이 메모리에 저장된 형태를 나타내는 블록도이다.FIG. 2 is a 3GPP forward PN sequence generator, which is an asynchronous IMT-2000 standard, and FIG. 3 is a block diagram showing a seed value stored in a memory according to the present invention.
도 2를 참조하면, 비동기 IMT-2000 표준안인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 순방향 PN 시퀀스의 주기는 38400칩으로 p(0)부터 p(38399)의 값이 존재하고, 한 프레임이 15개의 슬롯으로 구성되어 한 슬롯이 2560 칩으로 구성되어 있다. 그리고 순방향 PN 시퀀스 생성기는 두개의 PN 시퀀스 생성기인 x, y 생성기의 모듈로 합으로 구성된다. Referring to FIG. 2, the period of the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) forward PN sequence, which is an asynchronous IMT-2000 standard, is 38400 chips, in which p (0) to p (38399) exist, and one frame is divided into 15 slots. One slot consists of 2560 chips. The forward PN sequence generator consists of a modulo sum of two PN sequence generators, the x and y generators.
도 2에 도시된 바와 같이, 3GPP 순방향 PN 시퀀스 생성기의 레지스터는 18차이고, 두 x, y 생성기의 초기값은 아래와 같다.As shown in FIG. 2, the register of the 3GPP forward PN sequence generator is 18th order, and the initial values of the two x and y generators are as follows.
PN 시퀀스 생성기의 동작을 살펴보면, x 생성기의 경우, x(0)과 x(7)의 XOR 연산(10)결과가 x(17)에 들어가고 x(0)부터 x(17)까지의 값들이 한 비트씩 오른쪽으로 쉬프트된다. Looking at the operation of the PN sequence generator, in the case of the x generator, the result of the XOR operation (10) of x (0) and x (7) enters x (17) and the values from x (0) to x (17) It is shifted right by bit.
그리고 y 생성기의 경우, 마찬가지로 y(0)과 y(5)와 y(7)과 y(10)의 XOR 연산(20)결과가 y(17)에 들어가고 y(0)부터 y(17)까지의 값들이 한 비트씩 오른쪽으로 쉬프트된다. And in the case of the y generator, the result of XOR operation (20) of y (0) and y (5) and y (7) and y (10) goes into y (17) and y (0) to y (17). Are shifted right by one bit.
그러면 상기 x(0)에 있었던 비트 1과 상기 y(0)에 있었던 비트 1이 XOR 연산(30)을 하여 그 결과가 바로 PN 시퀀스의 LSB인 p(0)이 된다.Then
상기의 순방향 PN 시퀀스 생성과정을 수식으로 표현하면 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.If the above-described forward PN sequence generation process is expressed by an equation, it may be expressed as
상기 수학식 4에서 i는 PN 시퀀스의 주기가 38400이므로 i= 0, 1, ..., 38399이고, 의 결과가 바로 p(0), p(1), p(2), ..., p(38399)의 값들이 된다. In Equation 4 i is i = 0, 1, ..., 38399, since the period of the PN sequence is 38400, Results in p (0), p (1), p (2), ..., p (38399).
수학식 4에서 보듯이 순방향 PN 시퀀스의 출력인 에서 'n' 값이 시퀀스의 지연 값으로 주어진다. As shown in
따라서 단말기가 접속하고자 하는 기지국이 사용하는 PN 시퀀스 의 'n'값에 따라서 x 시퀀스를 'n'만큼 지연된 상태에서 생성시킬 수 있어야 한다.Therefore, the PN sequence used by the base station to which the terminal wants to access According to the value of 'n', x sequence should be able to be created with 'n' delayed.
현재 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 표준안에서 각 기지국이 사용할 수 있는 n값의 범위는 0 ~ 24575 로서 전부 24576가지 이다. In the current 3GPP (3rd Generation Partnership Project) standard, the range of n values that can be used by each base station is 0 to 24575, which is 24576 in total.
따라서 지연 'n'에 해당하는 x 시퀀스 레지스터의 씨앗값을 메모리에 미리 모두 저장해두는 방식을 사용하는 것은 너무나 많은 메모리를 필요로 하기에 실행 불가능하다.Therefore, it is impossible to use the method of storing all the seed values of the x sequence register corresponding to the delay 'n' in memory in advance because it requires too much memory.
또한 PN 시퀀스의 주기는 38400이므로 이들을 미리 메모리에 전부 저장해 두는 방법도 사실상 불가능하다. In addition, since the period of the PN sequence is 38400, it is virtually impossible to store them all in memory in advance.
즉 단말기가 기지국에 접속할 때는 기지국이 사용하는 순방향 PN 시퀀스를 생성해야 하는데 이 때 최소한의 저장 메모리 및 연산량을 가지고 'n' 지연을 가지는 시퀀스를 생성하도록 해야 한다.In other words, when a terminal accesses a base station, it should generate a forward PN sequence used by the base station. At this time, the terminal should generate a sequence having a 'n' delay with a minimum amount of storage memory and computation.
앞서 언급한 기존의 마스크를 씌어주는 방법은 지연 'n'에 해당하는 레지스터의 마스크를 생성해서 그것을 단순히 레지스터에 씌어줌으로써 출력되는 시퀀스가 지연 'n'을 가지도록 하는 방법이다. The existing masking method is to create a mask of a register corresponding to the delay 'n' and simply write it to the register so that the output sequence has a delay 'n'.
한편 본 발명에서는 지연 'n'에 해당하는 씨앗값을 단말기의 메모리에 저장해서 사용하는 방법을 제안한다. Meanwhile, the present invention proposes a method of storing and using a seed value corresponding to a delay 'n' in a memory of a terminal.
도 3은 본 발명에 따른 씨앗값이 메모리에 저장된 형태를 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a form in which seed values are stored in a memory according to the present invention.
앞서 언급했듯이 'n'경우가 24576 이므로 모든 'n'의 경우에 대해 다 메모리에 저장해 두는 것은 사실상 불가능하다. As mentioned earlier, the 'n' case is 24576, so it is virtually impossible to store it in memory for all 'n' cases.
그러나 예를들어 도 3에 도시된 바와 같이, 'n' 해당하는 씨앗값을 2560간격으로 저장할 경우 ceil(24576 / 2560) = 10개의 씨앗값만을 저장하면 된다. However, for example, as shown in FIG. 3, when storing the seed value corresponding to 'n' at 2560 intervals, only ceil (24576/2560) = 10 seed values need to be stored.
즉, p(0), p(2560), p(5120), p(7680), ... , p(23040)에 해당하는 PN 생성기 레지스터의 씨앗값을 메모리에 저장한다. That is, the seed values of the PN generator registers corresponding to p (0), p (2560), p (5120), p (7680), ..., p (23040) are stored in the memory.
따라서 원하는 지연이 주어졌을 경우 그것과 가장 가까운 씨앗값을 메모리에서 검색하여 불러와서 PN 시퀀스 생성기의 레지스터에 넣은후, 그 차에 해당하는 만큼 PN 시퀀스 생성기를 돌림으로써 원하는 씨앗값을 구할 수 있다.
Therefore, if the desired delay is given, the seed value nearest to it can be retrieved from memory, put into the register of the PN sequence generator, and the desired seed value can be obtained by running the PN sequence generator by the difference corresponding to the difference.
예를 들어 6000번 지연된 PN 시퀀스를 생성시키고자 할 경우, 선택되어야 하는 씨앗 값은 floor(6000 / 2560) = 2, 즉 2번째 씨앗 값이 되며 PN 시퀀스 생성기가 추가로 돌아야 되는 클럭 수는 6000 - 2560 * 2 = 880 클럭이 된다. For example, to generate a PN sequence delayed 6000 times, the seed value to be selected is floor (6000/2560) = 2, that is, the second seed value, and the additional number of clocks that the PN sequence generator needs to run is 6000-. 2560 * 2 = 880 clocks.
따라서 단지 10개의 씨앗 값만을 메모리에 저장해둠으로써 최악의 경우 2560의 클럭만 소요하면 원하는 지연을 가지는 PN 시퀀스를 생성시킬 수 있게 된다.Therefore, by storing only 10 seed values in memory, in the worst case, a clock of 2560 can be generated to generate a PN sequence with the desired delay.
3GPP 순방향 PN 시퀀스 생성기는 18차의 레지스터를 사용하므로 10 개의 씨앗 값을 저장하기 위해서는 10 * 18 bit = 180 bit 의 메모리가 요구되는데 이를 하드웨어상에서 저장하려면 상당한 게이트 수가 요구될 수 있다. Since the 3GPP forward PN sequence generator uses 18th-order registers, 10 * 18 bits = 180 bits of memory are required to store 10 seed values, which can require significant gate counts in hardware.
그러나 일반적으로 무선 모뎀은 칩 레이트 (chip rate)의 클럭으로 구동되는 하드웨어 로직과 이를 제어하는 DSP와 같은 마이크로 프로세서로 이루어지므로 이를 DSP내의 메모리에 저장할 경우, 약 23 byte만이 소요 된다. In general, however, a wireless modem is composed of hardware logic driven by a chip rate clock and a microprocessor such as a DSP that controls the chip. Therefore, when a wireless modem is stored in the memory of the DSP, only about 23 bytes are required.
따라서 별도의 하드웨어 로직없이 약간의 DSP의 메모리 (23 byte)만을 이용함으로써 비교적 적은 연산량 (2560클럭)으로 원하는 지연을 가지는 PN 시퀀스를 생성할 수 있게 된다.Therefore, by using only a small amount of DSP memory (23 bytes) without any hardware logic, it is possible to generate a PN sequence having a desired delay with a relatively small amount of computation (2560 clocks).
상기에서 설명된 바와 같이, 본 발명은 특정 값만큼 지연된 PN 시퀀스 생성방법에 관한 것으로 PN 시퀀스를 임의의 지연부터 발생 가능하도록 PN 시퀀스 생성기 레지스터의 씨앗값을 메모리에 저장 후 필요로 하는 지연에 가까운 씨앗값을 불러와서 PN 시퀀스 생성기의 레지스터에 넣어 구동하므로써 별도의 하드웨어 로직없이 비교적 간단한 연산량으로 PN 시퀀스를 생성할 수 있다.
As described above, the present invention relates to a method for generating a PN sequence delayed by a specific value, and the seed close to the delay required after storing the seed value of the PN sequence generator register in memory so that the PN sequence can be generated from an arbitrary delay. By reading the value and driving it into the register of the PN sequence generator, a PN sequence can be generated with a relatively simple operation amount without any hardware logic.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 의사잡음 시퀀스 생성방법에 의하면, 별도의 하드웨어 로직없이 약간의 메모리에 PN 시퀀스 생성기 레지스터의 씨앗값을 미리 저장해 두고 필요한 값을 불러 사용하므로써 비교적 적은 연산량으로 원하는 지연을 가지는 PN 시퀀스를 생성할 수 있다.As described above, according to the method of generating a pseudo-noise sequence according to the present invention, since the seed value of the PN sequence generator register is stored in a small memory in advance without using any hardware logic, and the necessary value is called and used, a desired delay with a relatively small calculation amount is used. It is possible to generate a PN sequence with.
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