KR101015411B1 - 확산-스펙트럼 수신기를 위한 동기화 전략 및 구조 - Google Patents

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Abstract

확산-스펙트럼 신호의 수신을 동기화하는 장치 및 방법은 동기 장치(400)를 포함하는데, 상기 동기 장치(400)는 코드-매칭 필터(410)와, 상기 코드-매칭 필터와 신호 통신 상태에 있는 이동 평균 유닛(413)과, 상기 러닝 펑균 유닛과 신호 통신 상태에 있는 피크 검출기(422)와, 피크 인덱스를 제공하기 위해 상기 피크 검출기와 신호 통신 상태에 있는 동기 장치(424)를 구비한다.

Description

확산-스펙트럼 수신기를 위한 동기화 전략 및 구조 {SYNCHRONIZATION STRATEGY AND ARCHITECTURE FOR SPREAD-SPECTRUM RECEIVERS}
본 개시는 확산-스펙트럼 통신에 관한 것으로, 특히 광대역 코드 분할 다중 액세스(WCMDA) 수신기의 동기화를 제공하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 전형적인 확산-스펙트럼 통신 시스템에서, 최악의 경우의 낮은 잡음 대 신호비(SNR) 시나리오에 대해 설계된 시스템은 고정된 수의 슬롯을 통해 인입 신호를 평균화하여, SNR이 높을 때 동기 시간을 불필요하게 증가시키게 된다.
공교롭게도, 모바일 환경에서의 채널 상태 및 SNR은 매우 빨리 변할 수 있으며, 예를 들어 WCDMA 시스템과 같은 확산-스펙트럼 시스템에서의 SNR 레벨은 최악의 경우의 시나리오에 대해 일반적으로 낮다. 따라서, SNR이 높을 때 동기 시간이 불필요하게 증가되지 않도록 SNR 상태의 변경에 응답하는 WCDMA 수신기의 동기화를 제공하기 위한 전략 및 구조가 필요하다.
종래 기술의 이들 및 다른 결점 및 단점은 확산-스펙트럼 수신기의 동기화를 제공하는 방법 및 장치에 의해 해결된다.
확산-스펙트럼 신호의 수신을 동기화하는 동기화 장치는 코드-매칭 필터, 코 드-매칭 필터와 신호 통신하는 이동 평균 유닛(running average unit), 이동 평균 유닛과 신호 통신하는 피크 검출기, 및 피크 인덱스를 제공하기 위해 피크 검출기와 신호 통신하는 동기 장치를 포함한다.
확산-스펙트럼 신호의 수신을 동기화하는 해당 방법은, 복수의 인덱스가능 샘플을 포함하는 기간을 갖는 확산-스펙트럼 신호를 수신하는 단계와, 가변 수의 기간에 걸쳐 각 인덱스가능 샘플에 대한 이동 평균값을 포함하는 평균 어레이를 유지하는 단계와, 유지된 평균 어레이의 피크 값을 검출하는 단계와, 유지된 평균 어레이의 평균값을 계산하는 단계와, 검출된 피크 값 및 계산된 평균값에 따라 피크-대-평균 비를 계산하는 단계와, 시간-가변 임계치에 대한 피크-대-평균 비를 비교하는 단계와, 피크-대-평균 비가 시간-가변 임계치의 현재 값을 초과할 때 수신된 신호를 동기화하는 단계를 포함한다.
본 개시의 이들 및 다른 양상, 특징 및 장점은 첨부 도면과 연계하여 읽을 예시적인 실시예의 다음 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 개시는 다음의 예시적인 도면에 따라 광대역 코드 분할 다중 액세스 수신기를 포함하는, 확산-스펙트럼 수신기의 동기화를 제공하는 방법 및 장치를 제공한다.
도 1은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 확산-스펙트럼 통신 시스템을 도시한 블록도.
도 2는 도 1의 시스템에 따라 이용가능한 확산-스펙트럼 핸드-헬드 통신 장 치를 도시한 블록도.
도 3은 도 1의 시스템에 따라 이용가능한 서비스 제공자 컴퓨터 서버를 도시한 블록도.
도 4는 도 2의 장치에서 이용가능한 광대역 코드 분할 다중 액세스 수신기의 동기화를 위한 하드웨어 구조를 도시한 블록도.
도 5는 도 4의 장치에서 광대역 코드 분할 다중 액세스 수신기의 동기화를 도시한 흐름도.
도 6은 예시적인 시간-가변 피크 대 평균 비의 임계치를 도시한 그래프.
도 7은 동기화에 대한 슬롯의 평균 수 대 칩-대-잡음 비를 도시한 그래프.
본 개시는 스펙트럼-확산 통신에 관한 것으로, 특히 광대역 코드 분할 다중 액세스(WCDMA) 수신기를 포함하는 확산-스펙트럼 수신기의 동기화를 제공하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 개시의 실시예는 확산-스펙트럼 통신 시스템에 이용가능한 핸드-헬드 셀룰러 디바이스를 포함한다.
동기화 전략 및 구조는 WCDMA 표준과 호환하는 통신 수신기에 대해 개시된다. 개시된 방법 및 장치는 다른 유형의 확산-스펙트럼 수신기에도 적용될 수 있다. 적응성 임계치는 동기 로크(synchronization lock)를 결정하는데 사용된다. 이것은 수신기로 하여금 높은 신호-대-잡음 비(SNR)에 대한 상황에서 빠르게 동기화하도록 하는 한편, 수신기는 수신기가 수신된 신호에 정확히 동기화하는 지를 신뢰가능하게 결정하기 위해 낮은 SNR에 대한 상황에서 시간이 더 오래 걸리게 된다.
확산-스펙트럼 동기 시스템에서, 기지국은 일반적으로 수신기에 의해 선험적으로(a priori) 알려져 있는 주기 동기 코드를 송신한다. 수신기는 매칭 필터를 이용하여, 상관 피크를 찾고, 그 다음에 기지국과 동기화한다. 낮은 SNR 상황 하에서, 평균화는 잡음 및 간섭으로부터 피크를 분리시키기 위해 수 개의 코드 기간 또는 슬롯에 걸쳐 이루어져야 한다. 평균화해야 하는 슬롯의 수를 결정하기 위해 동적 결정이 이루어진다.
도 1에 도시된 바와 같이, 확산-스펙트럼 통신 시스템(100)은 예를 들어 모바일 셀룰러 전화 실시예와 같은 확산-스펙트럼 통신 디바이스(110)를 포함한다. 통신 디바이스(110) 각각은 확산-스펙트럼 무선 링크를 통해 기지국(112)에 신호 통신 상태로 연결된다. 각 기지국(112)은 셀룰러 네트워크(114)와 신호 통신 상태로 다시 연결된다. 예를 들어 셀룰러 서비스 제공자에 존재하는 서버와 같은 컴퓨터 서버(116)는 셀룰러 네트워크(114)와 신호 통신 상태로 연결된다. 따라서, 통신 경로는 각 셀룰러 통신 디바이스(110)와 컴퓨터 서버(116) 사이에서 형성된다.
다시 도 2를 참조하면, 확산-스펙트럼 통신 장치는 일반적으로 참조 번호 200으로 표시된다. 통신 장치(200)는 예를 들어 본 개시의 실시예에 따른 모바일 셀룰러 전화에서 구현될 수 있다. 통신 장치(200)는 시스템 버스(204)와 신호 통신 상태로 적어도 하나의 프로세서 즉 중앙 처리 유닛(CPU)(202)을 포함한다. 판독 전용 메모리(ROM)(206), 랜덤 액세스 메모리(RAM)(208), 디스플레이 어댑터(210), 입/출력(I/O) 어댑터(212), 사용자 인터페이스 어댑터(214)는 또한 시스템 버스(204)와 신호 통신 상태에 있다.
디스플레이 유닛(216)은 디스플레이 어댑터(210)를 통해 시스템 버스(204)와 신호 통신 상태에 있고, 키패드(222)는 사용자 인터페이스 어댑터(214)를 통해 시스템 버스(204)와 신호 통신 상태에 있다. 장치(200)는 I/O 어댑터(212), 또는 당업자가 이해하는 다른 적합한 수단을 통해 시스템 버스(204)와 신호 통신 상태로 무선 통신 디바이스(228)를 또한 포함한다.
본 명세서의 가르침에 기초하여 당업자가 인식한 바와 같이, 통신 장치(200)의 대안 실시예가 가능하다. 예를 들어, 대안 실시예는 프로세서(202) 상에 위치한 레지스터에 데이터 또는 프로그램 코드 중 일부 또는 전부를 저장할 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 서비스 제공자 컴퓨터 서버는 일반적으로 참조 번호 300로 표시된다. 서버(300)는 시스템 버스(304)와 신호 통신 상태로 적어도 하나의 프로세서 즉 CPU(302)를 포함한다. ROM(306), RAM(308), 디스플레이 어댑터(310), I/O 어댑터(312), 사용자 인터페이스 어댑터(314)는 또한 시스템 버스(304)와 신호 통신 상태로 존재한다.
디스플레이 유닛(316)은 디스플레이 어댑터(310)를 통해 시스템 버스(304)와 신호 통신 상태에 있다. 예를 들어 자기 또는 광 디스크 저장 유닛 또는 데이터베이스와 같은 데이터 저장 유닛(318)은 I/O 어댑터(312)를 통해 시스템 버스(304)와 신호 통신 상태에 있다. 마우스(320), 키보드(322), 및 눈 추적 디바이스(324)는 사용자 인터페이스 어댑터(314)를 통해 시스템 버스(304)와 또한 신호 통신 상태에 있다.
서버(300)는 시스템 버스(304)를 통해, 또는 당업자가 이해하는 다른 적합한 수단을 통해 신호 통신 상태에 있는 통신 어댑터(328)를 포함한다. 통신 어댑터(328)는 예를 들어 서버(300)와 네트워크 사이의 데이터 교환을 가능하게 한다.
본 명세서의 가르침에 기초하여 당업자가 인식하는 바와 같이, 예를 들어 프로세서 칩(302) 상에 위치한 레지스터에서 컴퓨터 프로그램 코드의 일부 또는 전부를 구현하는 것과 같은 서비스 제공자 컴퓨터 서버(300)의 대안 실시예가 가능하다. 본 명세서에 제공된 개시의 가르침이 주어지면, 당업자는 서버(300)의 구성요소의 다양한 대안적인 구성 및 구현을 구상하는 한편, 본 개시의 사상 및 범주 내에서 실행할 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 동기화 전략의 예시적인 하드웨어 구조의 구현에 대한 블록도는 일반적으로 참조 번호 400으로 표시된다. 하드웨어 구조(400)는 광대역 코드 분할 다중 액세스(WCDMA) 수신기의 동기화를 위해 도 2의 장치에서 이용가능하다. 하드웨어(400)는 동기 코드를 검출하기 위한 매칭 필터(410)를 포함한다. 필터(410)는 절대값 함수 블록(412)과 신호 통신 상태로 결합되고, 상기 블록(412)은 다시 이동 평균 유닛(413)에 결합된다. 이동 평균 유닛(413)은 합산 블록(414)의 제 1 양의 입력을 포함한다. 합산 블록(414)은 1/n 증폭기(416)에 결합되는데, 여기서 n은 초기에 1과 동일하고, 각 슬롯 뒤에서 1만큼 증분된다. 증폭기(416)는 z-2560*Nr을 계산하기 위해 디지털 슬롯 누적기(418)에 결합되는데, 여기서 Nr은 칩 오버-샘플링 율이고, 2560*Nr은 슬롯 누적기 버퍼의 크기이다. 누적기(418)는 다시 이동 평균을 계산하기 위해 증폭기(420)에 결합된다. 증폭기(420)의 출력은 합산 블록(414)의 제 2 양의 입력에 신호 통신 상태로 결합된다.
증폭기(416)는 각 슬롯 동안 이동 평균의 피크를 찾기 위해 피크 검출 블록(422)에 신호 통신 상태로 또한 결합된다. 검출 블록(422)의 제 1 출력은 n번째 슬롯 이후에 슬롯 누적기의 피크를 나타내고, 매 슬롯이후 동기화가 달성되는 지를 결정하기 위해 동기화 결정 블록(424)의 제 1 입력에 결합된다. 결정 블록(422)의 제 2 출력은 피크의 인덱스를 나타내고, 동기화 결정 블록(424)의 제 2 입력에 결합된다.
증폭기(416)는 비율(L)로 다운-샘플링하기 위해 다운-샘플링 블록(426)에 신호 통신 상태로 추가로 결합된다. 다운-샘플링 블록(426)은 슬롯 평균화 유닛(427)에 결합된다. 슬롯-평균화 유닛(427)은 합산 블록(428)의 제 1 양의 입력을 포함한다. 합산 블록(428)은 슬롯 평균(L/2560)을 계산하기 위해 증폭기(430)에 다시 결합되며, 여기서 L은 다운-샘플링 율이다. 증폭기(430)는 유닛 지연부(432)에 결합되고, 그 출력은 합산 블록(428)의 제 2 양의 입력에 피드백된다. 유닛 지연부(432)의 출력은 n번째 슬롯 이후에 슬롯 누적기의 평균을 나타내고, 동기화 결정 블록(424)의 제 3 입력에 추가로 결합된다. 동기화 결정 블록(424)의 출력은 다른 블록들에 대한 피크 인덱스를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 광대역 코드 분할 다중 액세스(WCDMA)를 위한 동기화 전력에 대한 흐름도는 일반적으로 참조 번호 500으로 표시된다. 흐름도(500)에 의해 실현된 동기화 전략은 도 4의 장치와 통신하여 이용가능하다. 흐름도(500)는 시작 기능 블록(510)을 포함한다. 시작 블록(510)은 아날로그 자동 이득 제어(AGC)가 수렴 한 후에 동기화 프로세스를 시작하고, 제어를 리셋 기능 블록(520)에 전달한다. 리셋 블록(520)은 슬롯 버퍼를 리셋하고, 카운터(n)를 1과 동일하게 설정하고, 그 다음에 제어를 "페인트(paint)" 기능 블록(530)에 전달한다. "페인트" 기능 블록(530)은 새로운 슬롯 샘플을 취하고, 이들을 이전의 슬롯 샘플과 조합하여, 이동 평균이 달성된다.
따라서, 페인트 블록(530)은 매칭 필터의 절대값을 슬롯 버퍼 상에 페인팅하고, 제어를 기능 블록(540)에 전달한다. 기능 블록(540)은 슬롯 버퍼 피크 및 평균값을 얻고, 제어를 결정 블록(550)에 전달한다. 결정 블록(550)은 매 슬롯 이후에 동기화 결정을 수행한다. 카운터(n)가 테스트 이전에 페인트하는 반복 횟수보다 더 크고, 슬롯 버퍼의 최대 피크가 슬롯 버퍼의 평균과 곱한 시간-가변 임계치보다 더 큰 경우, 결정은 참(true)이 된다. 결정 블록(550)이 거짓(false)이 되면, 카운터(n)는 l만큼 증분되고, 제어는 페인트 기능 블록(530)으로 되돌아간다. 다른 한 편으로, 결정 블록(550)이 참이면, 제어는 기능 블록(560)으로 전달되고, 상기 기능 블록(560)은 동기 신호를 제시(assert)하고, 피크 인덱스로 출력 버퍼에 로딩한다.
당업자가 인식한 바와 같이, 이러한 동기화 전력의 가르침은 WCDMA 표준에 따른 응용에 한정되지 않고, 임의의 확산-스펙트럼 시스템에 적용될 수 있다.
이제 도 6을 참조하면, 예시적인 시간-가변 피크 대 평균 비 임계치에 대한 그래프는 일반적으로 참조 번호 600으로 표시된다. 예시적인 가변 피크 대 평균 비 임계치(610)는 슬롯(4) 이전에 어떠한 값도 갖지 않는다. 그 이유는, 이 예에서, 테스트 이전의 페인트에 대한 반복 횟수(K)는 4개의 슬롯과 동일하여, 수신기는 대기 기간이 만료된 이후까지 동기화 결정을 하도록 시도하지 않는다. 이러한 대기 기간은 슬롯 버퍼 값이 안정화되도록 하는데, 이는 의미 있는 평균이 계산될 수 있기 전에 수 개의 데이터 샘플을 필요로 하기 때문이다. 임계치(610)는 하한 값 2를 갖는다. 하한 값의 실제 값은 상이한 상황 및/또는 설계 기준에 따라 변할 수 있다. 이러한 시간-가변 하한 값에 대한 경계를 가져서, 심지어 낮은 SNR의 경우에서도 하한 값이 결국 0이 되지 않는 것이 바람직하거나, 이것은 수신기로 하여금 거짓 락(false lock)과 동기화하도록 할 것이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 동기화에 대한 슬롯의 평균 수 대 칩-대-잡음비(CNR)에 대한 그래프는 일반적으로 참조 번호 700으로 표시된다. 도 6의 임계치(610)의 사용은 그래프(700)를 초래한다. 도 7은 동기화에 대한 슬롯의 평균 수 대 CNR에 대한 그래프(710)를 도시한다. 그래프(710)는, 현재 개시된 동기화 기술이 시간을 크게 감소시켜, 수신기가 예를 들어 -20dB보다 큰 CNR과 같은 더 높은 CNR 상황 하에서 기지국에 대한 동기화를 취한다는 것을 도시한다.
따라서, 본 개시는, 광대역 코드 분할 다중 액세스(WCDMA) 표준에 따른 수신기를 포함하는 확산-스펙트럼 통신 수신기에 대한 동기화 전략 및 구조를 가르친다. 본 개시의 실시예가 임의의 확산-스펙트럼 시스템에 사용될 수 있음을 당업자는 알 수 있을 것이다. 특히, 실시예는 WCDMA 및 코드 분할 다중 액세스 "cdma2000" 표준에 따른 셀룰러 수신기에 사용하기 위해 구상된다.
WCDMA 시스템에서, 수신기가 초기에 튜닝할 수 있는 신호는 1차 동기화 채널(PSCH)이다. PSCH 신호에 대한 확산 코드는 모든 모바일 핸드셋에 의해 전체 시스 템에 걸쳐 알려져 있다. 수신기는 칩, 심볼 및 슬롯 동기화를 결정하기 위해 PSCH에 자체적으로 동기화한다.
WCDMA 표준에 따른 동작 동안, 모바일 수신기가 활성될 때, 칩, 심볼 및 슬롯 타이밍 동기화를 얻기 위해 PSCH를 검색하기 시작한다. 기지국은 각 슬롯의 제 1의 256 칩에서 PSCH를 송신한다. PSCH가 주기적이고, 수신기에 의해 알려져 있기 때문에, 수신기는 샘플의 주어진 슬롯 지속기간에 걸쳐 PSCH로 튜닝된 매칭 필터의 출력을 간단히 버퍼링할 수 있다. 버퍼의 피크는 가장 강한 기지국 및 슬롯의 시작에 대응할 것이다. 그러나, 낮은 칩-대-잡음 비(CNR) 상황 하에서, 거짓 락의 확률은 너무 높은데, 그 이유는 예를 들어 잡음으로 인한 피크가 가장 강한 PSCH에 대한 상관의 피크보다 더 높기 때문이다.
거짓 락의 확률을 감소시키기 위해, 수 개의 슬롯에 걸쳐 평균화하는 전략이 사용된다. 평균화는 잡음 효과를 감소시키는데, 이는 PSCH 상관의 피크의 평균값이 잡음의 평균값보다 훨씬 더 높기 때문이다.
슬롯 버퍼 어레이에 걸친 "페인팅"이라는 용어는 새로운 슬롯 샘플을 취하고, 이들을 이전 슬롯 샘플과 조합시켜, 이동 평균이 달성되도록 한다는 것을 의미하는 것으로 정의된다. 따라서, 시간(slot_duration*n)에서, 슬롯 버퍼는 수학식 1에 의해 한정된 바와 같이 n 슬롯에 걸친 평균을 포함한다.
Figure 112005004621541-pct00001
평균에 대한 슬롯의 수가 현재 개시된 알고리즘의 부분으로서 실시간으로(on the fly) 결정되므로, 얼마나 많은 슬롯이 평균화될 것인지 선험적으로 알지 못하기 때문에 이동 평균이 수행된다. 슬롯 버퍼 상에서 K 슬롯을 페인팅한 후에, 동기화 알고리즘은 피크 대 평균 비가 임계치보다 더 큰지를 체크하기 시작한다. K 슬롯의 대기 기간이 사용되어, 슬롯 버퍼 값이 안정하도록 하는데, 이는 제 1의 적은 슬롯 후의 버퍼에 있는 값이 결정을 지원할 정도로 충분히 신뢰가능하지 않기 때문이다. K 슬롯을 대기함으로써, 이동 평균은 수렴을 시작할 정도로 충분한 시간을 가질 것이다. 이러한 점에 있어서, 알고리즘은 데이터에 기초하여 신뢰가능한 결정을 하기 시작할 수 있다.
임계값은 슬롯 버퍼 상에 페인팅된 슬롯의 수의 함수이다. 변하는 임계치의 일례는 도 6의 그래프(610)로서 도시된다. 그래프(610)에서의 2의 낮은 임계치는 실험적으로 도출되었고, 도 7의 성능 그래프(710)를 초래하는데, 도 7은 동기화에 대한 슬롯의 평균 수 대 CNR을 도시한다. 임계값은 상황에 따라 변할 수 있고; 그러나, 임계치는 일반적으로 사용자-한정 및/또는 사전 선택된 하한 값에 도달할 때까지 시간에 따라 감소할 것이다. 큰 임계치는 거짓 락을 방지하기 위해 초기에 사용된다. 페인팅이 시간에 따라 더 강한 피크를 제공하기 위해 상기 신호를 평균화하기 때문에, 임계치는 후속적으로 동기화를 가속시키기 위해 감소할 수 있다.
실험 결과는, 본 개시의 동기화 전략을 이용하여 CNR에 따라 동기화하기 위해 4와 20 슬롯 사이에서 얻는다는 것을 나타낸다. 이것은, 예를 들어 WCDMA 프레임이 또한 15 슬롯을 포함하는 WCDMA에서 15 슬롯의 일반적인 값을 이용하는 것과 같이 동기화를 체크하기 전에 슬롯 평균의 수를 고정 상수로 설정하는 일반적인 기술을 통해 개선된다.
피크는 도 4의 슬롯 버퍼(418)의 최대치이고, 평균은 슬롯 버퍼의 평균값이다. 평균은 슬롯 버퍼의 모든 요소를 추가함으로써 계산될 필요가 없고, 상당한 양의 다운-샘플링이 상기 평균에 악영향을 끼치지 않는다는 것을 알게 되었다. 따라서, 예를 들어 평균은 매 4번째 샘플 또는 매 10번째 샘플을 이용함으로써 계산될 수 있다. 본 개시의 WCDMA 및 일반적 동기화 전략은 다음 단계에 의해 요약된다.
WCDMA에 대한 동기화 전략:
아날로그 자동 이득 제어(AGC)는 수신된 신호가 클리핑되지 않는다는 것을 확인하기 위해 작용되는 것으로 간주된다. 동기화 알고리즘은 상대적 메트릭(relative metric)을 이용하기 때문에 상관 피크가 한정된 기준 레벨에 있을 것을 필요로 하지 않는다.
필터를 PSCH에 매칭하고, K 슬롯에 대한 슬롯 버퍼 상에 샘플을 페인팅함.
슬롯 버퍼 상에 샘플을 계속해서 페인팅하고, 시간-가변 피크 대 평균 비 임계치(alpha(n))가 충족될 때까지 슬롯 버퍼의 피크 및 평균을 결정함.
추가 처리를 위해 피크의 위치를 출력함.
일반적 확산-스펙트럼 시스템에 대한 동기화 전략:
아날로그 자동 이득 제어(AGC)는 수신된 신호가 클리핑되지 않는다는 것을 확인하기 위해 작용되는 것으로 간주된다. 동기화 알고리즘은 상대적 메트릭을 이용하기 때문에 상관 피크가 한정된 기준 레벨에 있을 것을 필요로 하지 않는다.
필터를 주기적 동기 코드에 매칭하고, K 코드 기간 동안 버퍼 상에 샘플을 페인팅함.
피크 대 평균 비 임계치(alpha(n))가 충족될 때까지 버퍼 상에 샘플을 페인팅하는 것을 유지함.
추가 처리를 위해 피크의 위치를 출력함.
따라서, 본 개시의 예시적인 동기화 전략은 수신기에 의해 선험적으로 알려진 주기적 동기 코드를 이용하여 임의의 확산-스펙트럼 시스템에 적용될 수 있다. 더욱이, 본 개시의 실시예가 주기적으로 송신된 동기 코드를 갖는 임의의 통신 시스템에 적용될 수 있음을 당업자는 인식할 것이다.
본 개시의 이들 및 다른 특징 및 장점은 본 명세서의 가르침에 기초하여 당업자에 의해 쉽게 확인될 수 있다. 본 개시의 가르침은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 특수 목적의 프로세서, 또는 이들의 조합의 다양한 형태로 구현될 수 있음이 이해될 것이다.
본 개시의 가르침은 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로서 구현될 수 있다. 더욱이, 소프트웨어는 프로그램 저장 유닛 상에서 명백히 구현된 응용 프로그램으로서 구현되는 것이 바람직하다. 응용 프로그램은 임의의 적합한 구조를 포함하는 기계로 업로딩될 수 있거나, 상기 기계에 의해 수행될 수 있다. 상기 기계는, 하나 이상의 중앙 처리 유닛(CPU), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 및 입/출력(I/O) 인터페이스와 같은 하드웨어를 갖는 컴퓨터 플랫폼 상에서 구현되는 것이 바람직하다. 컴퓨터 플랫폼은 또한 운영 체계 및 마이크로지령 코드를 포함할 수 있다. 본 명세서에 기재된 다양한 프로세스 및 기능은 CPU에 의해 수행될 수 있는, 마이크로지령 코드의 부분 또는 응용 프로그램의 부분, 또는 이들의 임의의 조합 중 어느 하나일 수 있다. 더욱이, 추가 데이터 저장 유닛 및 출력 유닛과 같은 다양한 다른 주변 유닛은 컴퓨터 플랫폼에 연결될 수 있다.
첨부 도면에 도시된 몇몇 구성 시스템 구성성분 및 단계가 소프트웨어로 구현될 수 있기 때문에, 시스템 구성성분 또는 프로세스 기능 블록 사이의 실제 연결이 본 개시가 프로그래밍되는 방식에 따라 달라질 수 있다는 것이 더 이해될 것이다. 본 명세서의 가르침이 주어지면, 당업자는 본 개시의 이러한 및 유사한 구현 또는 구성을 구상할 수 있을 것이다.
본 명세서의 가르침에 기초하여 당업자가 인식하는 바와 같이, 대안적인 실시예도 가능하다. 본 명세서에 제공된 개시의 가르침이 주어지면, 당업자는 본 개시의 사상 및 범주 내에서 실행하는 동안, 시스템의 다양한 대안적인 구성 및 구현을 구상할 것이다.
예시적인 실시예가 첨부 도면을 참조하여 본 명세서에 기재되었지만, 본 개시가 이러한 엄밀한 실시예에 한정되지 않고, 다양한 변화 및 변형이 본 개시의 범주 또는 사상에서 벗어나지 않고도 당업자에 의해 여기서 달성될 수 있음이 이해될 것이다. 모든 그러한 변화 및 변형은 첨부된 청구항에 기재된 바와 같이 본 개시의 범주 내에 포함되고자 의도된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 확산-스펙트럼 통신에 관한 것으로, 특히 광대 역 코드 분할 다중 액세스(WCMDA) 수신기의 동기화를 제공하는 방법 및 장치 등에 이용된다.

Claims (23)

  1. 확산 스펙트럼 시스템에서 주기적 동기 신호의 수신을 동기화하는 방법으로서,
    복수의 인덱스가능(indexable) 샘플을 포함하는 주기를 갖는 확산-스펙트럼 신호를 수신하는 단계와,
    가변 수의 주기에 걸쳐 각 인덱스가능 샘플에 대한 이동 평균값(running mean value)을 포함하는 평균 어레이를 유지시키는 단계와,
    상기 유지된 평균 어레이의 피크 값을 검출하는 단계와,
    상기 유지된 평균 어레이의 평균값을 계산하는 단계와,
    상기 검출된 피크 값 및 계산된 평균값에 따라 피크-대-평균 비를 계산하는 단계와,
    시간-가변 임계치와 상기 피크-대-평균 비를 비교하는 단계와,
    상기 피크-대-평균 비가 상기 시간-가변 임계치의 현재 값을 초과할 때 수신된 신호를 동기화하는 단계를
    포함하는, 확산 스펙트럼 시스템에서 주기적 동기 신호의 수신을 동기화하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유지된 평균 어레이의 검출된 피크를 인덱싱하는 단계와,
    동기화시 상기 검출된 피크의 인덱스를 제공하는 단계를
    더 포함하는, 확산 스펙트럼 시스템에서 주기적 동기 신호의 수신을 동기화하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 가변 수의 주기 중 각 주기는 슬롯으로 구성되고,
    각 주기의 각 샘플은 칩 또는 단편(fraction)으로 구성되는, 확산 스펙트럼 시스템에서 주기적 동기 신호의 수신을 동기화하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 확산-스펙트럼 신호는 광대역 코드 분할 다중 액세스 신호인, 확산 스펙트럼 시스템에서 주기적 동기 신호의 수신을 동기화하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    칩에 대한 잡음 값의 정도를 계산하는 단계와,
    높게 계산된 칩에 대한 잡음 값의 정도에 대한 동기화 이전에 상기 평균 어레이가 유지되는 주기의 수를 증가시키는 단계를
    더 포함하는, 확산 스펙트럼 시스템에서 주기적 동기 신호의 수신을 동기화하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 유지된 평균 어레이의 평균값을 계산하는 단계는, 상기 피크-대-평균 비가 1보다 큰 정수 비율로의 주기적인 서브-샘플링에 기초하도록, 상기 유지된 평균 어레이를 다운-샘플링하는 단계를 포함하는, 확산 스펙트럼 시스템에서 주기적 동기 신호의 수신을 동기화하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 주기적 동기 신호를 얻기 위해 코드에 따라 수신된 확산-스펙트럼 신호를 필터링하는 단계를 더 포함하는, 확산 스펙트럼 시스템에서 주기적 동기 신호의 수신을 동기화하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 시간-가변 임계치의 하한 값에 도달할 때까지 상기 시간-가변 임계치의 값을 감소시키는 단계를 더 포함하는, 확산 스펙트럼 시스템에서 주기적 동기 신호의 수신을 동기화하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 시간-가변 임계치의 하한 값은 사용자-한정되고 0보다 큰, 확산 스펙트럼 시스템에서 주기적 동기 신호의 수신을 동기화하는 방법.
  10. 확산-스펙트럼 수신기를 위한 동기화 장치(400)로서,
    코드-매칭 필터(410)와;
    상기 코드-매칭 필터와 신호 통신 상태에 있는 이동 평균 유닛(413)과;
    상기 이동 평균 유닛과 신호 통신 상태에 있는 피크 검출기(422)와;
    피크 인덱스를 제공하기 위해 상기 피크 검출기와 신호 통신 상태에 있는 동기 장치(synchronizer)(424)와;
    주기 평균을 상기 동기 장치(424)에 제공하기 위해 이동 평균 유닛(413)과 신호 통신 상태에 있는 주기 평균 유닛(427)을
    포함하는, 확산-스펙트럼 수신기를 위한 동기화 장치.
  11. 삭제
  12. 제 10항에 있어서, 이동 평균을 나타내는 다운-샘플링 신호를 상기 주기 평균 유닛(427)에 제공하기 위해 상기 이동 평균 유닛(413)과 신호 통신 상태에 있는 다운-샘플러(426)를 더 포함하는, 확산-스펙트럼 수신기를 위한 동기화 장치.
  13. 제 10항에 있어서, 비-음의 신호를 상기 이동 평균 유닛(413)에 제공하기 위해 상기 코드-매칭 필터(410)와 신호 통신 상태에 있는 절대 값 블록(412)을 더 포함하는, 확산-스펙트럼 수신기를 위한 동기화 장치.
  14. 제 10항에 있어서, 상기 동기 장치(424)는 가변 임계 함수를 포함하는, 확산-스펙트럼 수신기를 위한 동기화 장치.
  15. 확산-스펙트럼 신호의 수신을 동기화하기 위한 장치로서,
    복수의 인덱스가능 샘플을 포함하는 주기를 갖는 확산-스펙트럼 신호를 수신하는 수신기 수단과,
    가변 수의 주기에 걸쳐 각 인덱스가능 샘플에 대한 이동 평균값을 포함하는 평균 어레이를 유지시키는 어레이 수단과,
    상기 유지된 평균 어레이의 피크 값을 검출하는 검출기 수단과,
    상기 유지된 평균 어레이의 평균값을 계산하는 평균화 수단과,
    상기 검출된 피크 값 및 상기 계산된 평균값에 따라 피크-대-평균 비를 계산하는 프로세서 수단과,
    시간-가변 임계치와 상기 피크-대-평균 비를 비교하는 논리 수단과,
    상기 피크-대-평균 비가 상기 시간-가변 임계치의 현재 값을 초과할 때 상기 수신된 신호를 동기화하는 동기 장치 수단을
    포함하는, 확산-스펙트럼 신호의 수신을 동기화하기 위한 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 유지된 평균 어레이의 검출된 피크를 인덱싱하기 위한 인덱스 수단과,
    동기화시 상기 검출된 피크의 인덱스를 제공하는 출력 수단을
    더 포함하는, 확산-스펙트럼 신호의 수신을 동기화하기 위한 장치.
  17. 확산-스펙트럼 신호의 수신을 동기화하는 방법 단계를 수행하기 위해 기계에 의해 수행가능한 지령의 프로그램을 명백히 구현하는, 기계에 의해 판독가능한 프로그램 저장 디바이스로서, 상기 방법 단계는,
    복수의 인덱스가능한 샘플을 포함하고 주기를 갖는 확산 스펙트럼 신호를 수 신하는 단계와,
    가변 수의 주기에 걸쳐 각 인덱스가능 샘플에 대한 이동 평균값(running mean value)을 포함하는 평균 어레이를 유지시키는 단계와,
    상기 유지된 평균 어레이의 피크 값을 검출하는 단계와,
    상기 유지된 평균 어레이의 평균값을 계산하는 단계와,
    상기 검출된 피크 값 및 계산된 평균값에 따라 피크-대-평균 비를 계산하는 단계와,
    시간-가변 임계치와 상기 피크-대-평균 비를 비교하는 단계와,
    상기 피크-대-평균 비가 상기 시간-가변 임계치의 현재 값을 초과할 때 수신된 신호를 동기화하는 단계를
    포함하는, 프로그램 저장 디바이스.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 방법 단계는,
    상기 유지된 평균 어레이의 검출된 피크를 인덱싱하는 단계와,
    동기화시 상기 검출된 피크 인덱스를 제공하는 단계를
    더 포함하는, 프로그램 저장 디바이스.
  19. 확산-스펙트럼 신호의 수신을 동기화하는 시스템(100)으로서,
    통신 네트워크(114)와,
    상기 통신 네트워크(114)와 신호 통신 상태에 있는 복수의 통신 디바이스(110, 200)로서, 여기서 상기 통신 디바이스 중 적어도 하나는 동기 장치(200, 400)를 포함하는, 복수의 통신 디바이스(110, 200)를
    포함하고,
    여기서 상기 동기 장치는(400),
    코드-매칭 필터(410)와,
    상기 코드-매칭 필터(410)와 신호 통신 상태에 있는 이동 평균 유닛(413)과,
    상기 이동 평균 유닛(413)과 신호 통신 상태에 있는 피크 검출기(422)와,
    피크 인덱스를 제공하기 위해 상기 피크 검출기(422)와 신호 통신 상태에 있는 동기 장치(424)와,
    주기 평균을 상기 동기 장치(424)에 제공하기 위해 상기 이동 평균 유닛(413)과 신호 통신 상태에 있는 주기 평균화 유닛(427)을
    포함하는, 확산-스펙트럼 신호의 수신을 동기화하는 시스템.
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 확산-스펙트럼 신호의 수신을 동기화하는 시스템(100)으로서,
    통신 네트워크(114)와,
    상기 통신 네트워크(114)와 신호 통신 상태에 있는 복수의 통신 디바이스(110, 200)로서, 여기서 상기 통신 디바이스 중 적어도 하나는 동기 장치(200, 400)를 포함하는, 복수의 통신 디바이스(110, 200)를
    포함하고,
    여기서 상기 동기 장치는(400),
    복수의 인덱스가능 샘플을 포함하는 주기를 갖는 확산-스펙트럼 신호를 수신하는 수신기 수단과,
    가변 수의 주기에 걸쳐 각 인덱스가능 샘플에 대한 이동 평균값을 포함하는 평균 어레이를 유지시키는 어레이 수단과,
    상기 유지된 평균 어레이의 피크 값을 검출하는 검출기 수단과,
    상기 유지된 평균 어레이의 평균값을 계산하는 평균화 수단과,
    상기 검출된 피크 값 및 상기 계산된 평균값에 따라 피크-대-평균 비를 계산하는 프로세서 수단과,
    시간-가변 임계치와 상기 피크-대-평균 비를 비교하는 논리 수단과,
    상기 피크-대-평균 비가 상기 시간-가변 임계치의 현재 값을 초과할 때 상기 수신된 신호를 동기화하는 동기 장치 수단을
    포함하는, 확산-스펙트럼 신호의 수신을 동기화하는 시스템.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 동기 장치(400)는
    상기 유지된 평균 어레이의 검출된 피크를 인덱싱하는 인덱스 수단과,
    동기화시 상기 검출된 피크 인덱스를 제공하는 출력 수단을
    더 포함하는, 확산-스펙트럼 신호의 수신을 동기화하는 시스템.
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