KR101965097B1 - 주파수 도약 통신 링크 내의 신속한 시간 획득 - Google Patents

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Abstract

시스템들 및 방법들은 모뎀 수신 경로가 주파수 도약 링크에 의해 이용되는 다중의 별개의 주파수들에 걸칠 수 있는 순시 대역폭을 가지는 사실을 이용하여 주파수 도약 통신 링크 내에 신속한 시간 획득을 제공한다. 상기 시스템들과 방법들은 동시에 검색될 수 있는 시간 추정들의 세트를 발견하기 위해 시간 추정들의 확률적 주파수 집약성을 이용한다.

Description

주파수 도약 통신 링크 내의 신속한 시간 획득
본 발명은 주파수 도약 통신 링크 내의 신속한 시간 획득을 제공하는 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
해당 기술 분야에서 알려져 있는 바와 같이, 주파수 도약 확산 스펙트럼(frequency-hopping spread spectrum: FHSS)은 송신기 및 수신기 모두에 알려진 의사난수 시퀀스를 이용하여 많은 주파수 채널들 사이에서 캐리어 신호(carrier signal)를 신속하게 전환하여 라디오 신호들을 송신하기 위한 기술들을 언급한다. 이는 주파수 도약 코드 분할 다중 접속(frequency-hopping code division multiple access: FH-CDMA) 계획에서 다중 접속 방법으로 이용된다. 주파수 도약 신호들은 좁은 대역의 간섭에 저항적이고, 차단하기 어려우며, 최소의 간섭으로 많은 유형들의 종래의 송신들과 주파수 대역을 공유할 수 있다.
주파수 도약 시스템들에 대한 시도들의 하나는 "시간 획득(time acquisition)"으로도 언급되는 송신기 및 수신기 사이의 동기화이다. 알려진 하나의 접근 방식은 상기 송신기가 고정된 기간 내의 소정의 세트의 채널들을 활용하게 되는 것을 보장하는 것이다. 상기 수신기는 이후에 랜덤 채널을 고르고, 상기 채널 상의 이른바 "동기화 홉(synchronization hop)"(또는 "동기 홉(sync hop)")을 청취하여 상기 송신기와 동기화될 수 있다. 주기적으로 송신될 수 있는 동기 홉들은 상기 채널 상에서 전송되는 정기적 데이터 내에 발생되지 않을 것 같은 알려진 데이터 패턴들을 포함한다.
현재의 FHSS 시스템들에 있어서, 시간 불확실성(time uncertainty)은 시간 추정을 선택하는 과정, 그 시간에서 이용될 수 있는 주파수를 계산하는 과정 및 이후에 동기 홉을 검색하면서 일부 간격 동안에 상기 주파수에서 드웰(dwell)하는 과정에 의해 해결될 수 있다. 이러한 프로세스는 십초 또는 심지어 그 이상이 걸릴 수 있다.
본 발명은 주파수 도약 통신 링크 내의 신속한 시간 획득을 제공하는 시스템들 및 방법들을 제공한다.
여기서는 주파수 도약 통신 링크 내에서 신속한 시간 획득을 제공하는 예시적인 실시예들이 설명된다. 본 발명의 예시적인 실시예들은 현재의 구현예들에 비해 현저하게 큰 크기로 획득 시간을 향상시킬 수 있다. 실시예들은 모뎀 장치 경로가 상기 주파수 도약 링크(즉, 다중 "홉 주파수(hop frequency)들")에 의해 사용되는 다중의 별개의 주파수들에 걸칠 수 있는 순시 대역폭(instantaneous bandwidth)을 가지는 사실을 이용한다. 상대적으로 큰 시간 불확실성이 정해지면, 결과적인 점유된 주파수들이 상기 모뎀의 순시 대역폭 내에 해당되는 많은 시간 추정(time hypotheses)들이 존재할 수 있다. 예시적인 실시예들은 시간 추산의 확률적 주파수 집약성(frequency locality)을 이용한다. 시간 추산을 예측하고, 단일 주파수에서 알려진 패턴에 대해 검색하기 보다는, 예시적인 시간 획득 프로세스는 동시에 검색될 수 있는 시간 추정들의 세트를 발견한다. 여기에 설명되는 처리는 주파수 도약 통신 링크 내에서 획득 시간을 감소시키도록 라디오 수신기 내에 구현될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 무선 주파수(RF) 수신기 시스템은, 클록(clock); 드웰 주파수(dwell frequency) 주위에 중심을 두는 RF 신호를 수신하고, 상응하는 기저대역 신호를 발생시키도록 동작할 수 있는 수신기 프론트 엔드(front end); 상기 기저대역 신호를 수신하고, 복수의 주파수 오프셋(offset)들에서 동기화 홉(synchronization hop)들을 검출하도록 구성되는 기저대역 신호 프로세서; 및 컨트롤러를 포함한다. 상기 컨트롤러는 각 검색창(search window)이 시간 오프셋과 연관되는 복수의 검색창들을 결정하고; 검색 시작 시간을 결정하며; 상기 클록으로부터의 현재 시간 판독, 상기 연관된 검색창 시간 오프셋들 및 주파수 호핑(frequency hopping) 알고리즘을 이용하여 상기 검색창들의 하나 또는 그 이상에 대해 홉 주파수(hop frequency)들을 결정하고; 상기 상응하는 홉 주파수들이 상기 수신기 프론트 엔드의 순시 대역폭 내에 해당되는 하나 또는 그 이상의 검색창들을 선택하며; 상기 선택된 검색창들에 상응하는 상기 홉 주파수들에 기초하여 상기 수신기 프론트 엔드 드웰 주파수를 설정하고; 상기 선택된 검색창들에 대해 결정되는 상기 홉 주파수들을 이용하여 상기 기저대역 신호 프로세서 내의 상기 복수의 주파수 오프셋들을 구성하며; 상기 기저대역 신호 프로세서가 상기 구성된 주파수 오프셋들의 하나에서 동기화 홉을 검출하는 경우, 적어도 상기 검출된 동기화 홉이 결정되었던 상기 검색창과 연관되는 상기 시간 오프셋을 이용하여 상기 클록을 동기화시키도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 기저대역 신호 프로세서가 상기 구성된 주파수 오프셋들의 하나에서 상기 동기화 홉을 검출하는 경우, 상기 검색 시작 시간을 더 이용하여 상기 클록을 동기화시키도록 구성된다.
특정한 실시예들에 있어서, 상기 클록은 시간 불확실성(time uncertainty)을 가지며, 상기 컨트롤러는 상기 시간 불확실성을 균등한 지속시간의 상기 복수의 검색창들로 나누도록 구성된다. 상기 검색창 지속시간은 상기 동기화 홉들의 연속되는 것들 사이의 시간의 정수 배수이다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 상응하는 홉 주파수들이 상기 수신기 프론트 엔드의 순시 대역폭 내에 해당되는 검색창들의 가장 큰 세트를 선택하도록 구성된다. 다양한 실시예들에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 검출된 동기화 홉들을 입증하도록 더 구성된다. 일 실시예에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 수신기 프론트 엔드 순시 대역폭이 상기 선택된 검색창들에 상응하는 상기 홉 주파수들에 걸치게 상기 수신기 프론트 엔드 드웰 주파수를 설정하도록 더 구성된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 무선 주파수(RF) 수신 시스템 내에서의 이용을 위한 방법은, (a) 각 검색창이 시간 오프셋과 연관되는 복수의 검색창들을 결정하는 단계; (b) 검색 시작 시간을 결정하는 단계; (c) 상기 검색 시작 시간, 상기 연관된 검색창 시간 오프셋들 및 주파수 도약 알고리즘을 이용하여 상기 검색창들의 하나 또는 그 이상에 대한 홉 주파수들을 결정하는 단계; (d) 상기 상응하는 홉 주파수들이 상기 수신기 시스템의 순시 대역폭 내에 해당되는 하나 또는 그 이상의 검색창들을 선택하는 단계; (e) 상기 수신 시스템이 상기 선택된 검색창들에 대해 결정된 상기 홉 주파수들 상에 드웰(dwell)하고, 상기 구성된 홉 주파수들의 것들에서 동기화 홉들을 검출하도록 구성하는 단계; 및 (f) 상기 수신 시스템이 상기 구성된 홉 주파수들의 하나에서 동기화 홉을 검출할 경우, 적어도 상기 구성된 홉 주파수들의 하나가 결정되었던 검색창과 연관된 상기 시간 오프셋을 이용하여 상기 수신 시스템 및 송신 시스템 사이의 시차를 결정하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 방법은 (g) 상기 기저대역 신호 프로세서가 상기 구성된 홉 주파수들의 하나에서 동기화 홉을 검출하지 않을 경우, 상기 구성된 홉 주파수들의 하나가 결정되었던 상기 검색창이 닫힌 상태를 가지도록 배치하는 단계를 더 포함한다. 상기 단계 (d) 내지 상기 단계 (g)는 적어도 한 번 반복된다.
다양한 실시예들에 있어서, 상기 복수의 검색창들을 결정하는 단계는 시간 불확실성을 균등한 지속시간의 상기 복수의 검색창들로 나누는 단계를 포함하며, 여기서 상기 시간 불확실성은 상기 수신 시스템 내의 클록과 연관된다. 일부 실시예들에 있어서, 전체의 상기 검색창 지속시간은 상기 시간 불확실성과 적어도 동등하다.
상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 상응하는 홉 주파수들이 상기 수신기의 순시 대역폭 내에 해당되는 하나 또는 그 이상의 검색창들을 선택하는 단계는 상기 상응하는 홉 주파수들이 상기 수신기의 순시 대역폭 내에 해당되는 검색창들의 가장 큰 세트를 선택하는 단계를 포함한다. 다양한 실시예들에 있어서, 상기 방법은 상기 검출된 동기화 홉들을 입증하는 단계를 더 포함한다.
여기서 보호되는 것으로 간주되는 개념들, 구조들 및 기술들은 다음의 도면들의 상세한 설명으로부터 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이며, 첨부된 도면들에서,
도 1은 예시적신 무선 주파수(RF) 송수신 시스템을 나타내는 블록도이고,
도 1a는 예시적인 수신기 프론트 엔드를 나타내는 블록도이며,
도 2 및 도 2a 내지 도 2c는 예시적인 시간 획득 프로세스를 나타내는 타이밍도들이고,
도 3은 예시적인 시간 획득 프로세스를 나타내는 흐름도이며,
도 4는 도 1-도 3의 시스템들 및 프로세스들을 이용하는 예시적인 처리 장치의 개략적인 도면이다.
도면들은 필수적으로 일정한 비율로 도시되지는 않으며, 시스템의 모든 요소들을 배제하지 않고, 대신에 여기서 보호되는 것으로 간주되는 예시적인 개념들, 구조들 및 기술들에 따라 대체로 배치되는 것에 중점을 둔다.
도 1을 참조하면, 예시적인 무선 주파수(RF) 송수신 시스템(transmit-receive system)(100)은 주파수 도약 통신 링크를 구현하는 데 사용될 수 있다. 상기 시스템(100)은 안테나(102), 스위치(104), 송신기 프론트 엔드(front end)(106), 수신기 프론트 엔드(108), 기저대역 신호(baseband signal) 프로세서(110), 컨트롤러(112), 메모리(114), 그리고 클록(clock)(116)을 포함할 수 있다. 상기 스위치(104)는 상기 안테나(102)가 RF 신호들을 자유 공간(free space) 내로 송신하고(상기 송신기 프론트 엔드(106)를 통해), 자유 공간으로부터 RF 신호들을 수신하는(상기 수신기 프론트 엔드(108)를 통해) 모두에 사용되게 하는 하드웨어(예를 들면, 회로부) 및/또는 소프트웨어의 임의의 적합한 조합을 포함할 수 있다.
상기 송신기 프론트 엔드(106)는 기저대역 신호를 보다 높은 주파수로 RF 신호로 변환하도록 구성되는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 임의의 적합한 조합을 포함할 수 있다. 상기 수신기 프론트 엔드(108)는 RF 신호를 보다 낮은 주파수로 기저대역 신호로 변환하도록 구성되는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 임의의 적합한 조합을 포함할 수 있다. 수신기 프론트 엔드(108)의 예시적인 실시예가 도 1a에 도시되며, 이와 함께 다음에 설명된다.
상기 기저대역 신호 프로세서(또는 "기저대역 프로세서")(110)는 상기 송신기 프론트 엔드(106)를 통한 송신을 위해 기저대역 신호를 발생시키고 및/또는 상기 수신기 프론트 엔드(108)를 통해 수신된 기저대역 신호를 처리하도록 구성되는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 임의의 적합한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 기저대역 신호 프로세서(110)는 상기 송신기 프론트 엔드(106)를 통한 송신을 위해 디지털 신호(예를 들면, 데이터 신호)를 아날로그 기저대역 신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 상기 기저대역 프로세서(110)는 상기 수신기 프론트 엔드(108)를 통해 수신된 아날로그 기저대역 신호를 디지털 신호(예를 들면, 데이터 신호)로 변환하도록 구성될 수 있다. 임의의 적합한 아날로그-디지털 및 디지털-아날로그 전환 기술들이 이용될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 기저대역 프로세서(110)는 디지털 기저대역 신호 프로세서이며, 이에 따라 아날로그-디지털 전환이 상기 수신기 프론트 엔드(108) 내에서 일어날 수 있거나 및/또는 디지털-아날로그 전환이 상기 송신기 프론트 엔드(106) 내에서 일어날 수 있다.
상기 컨트롤러(112)는 상기 송신기 프론트 엔드(106) 및/또는 수신기 프론트 엔드(108)의 동작을 컨트롤하도록 구성되는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 임의의 적합한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 컨트롤러(112)는 국부 발진기(local oscillator)를 위한 특정 주파수, 또는 가변 이득 증폭기(variable gain amplifier)를 위한 특정한 이득을 선택하도록 활용될 수 있다. 주파수 도약 통신들을 제공하기 위해, 상기 컨트롤러(112)는 상기 프론트 엔드들(106, 108)이 특정 시간 간격들 동안에 동작하는 상기 RF 주파수 대역들을 컨트롤할 수 있다. 상기 컨트롤러(112)는 특정 주파수들 및 이득 값들을 계산하기 위해 사용되는 변수들과 같은 프로그램 가능한 변수들을 활용할 수 있다. 상기 컨트롤러 변수들은 EPROM, DRAM, NVRAM, 또는 임의의 다른 적절한 유형의 메모리로 제공될 수 있는 메모리(114) 내에 저장될 수 있다. 다양한 실시예들에 있어서, 상기 컨트롤러(112)는 도 3에 도시된 예시적인 프로세스(300)와 같은 시간 획득(time acquisition) 프로세스를 실행한다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 기저대역 프로세서(110) 및 컨트롤러(112)는 컴퓨터, 응용 주문형 집적 회로(ASIC), 또는 아날로그 회로부와 같은 공통 처리 장치 내에 제공된다.
상기 클록(116)은 적절한 정확도로 시간을 유지하고 나타내도록 동작할 수 있는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 임의의 적합한 조합을 포함할 수 있다.
상기 시스템(100)은 전이중 트랜스시버(full-duplex transceiver)를 동작시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 송신기 프론트 엔드(106)는 제1 세트의 주파수들로 송신하는 데 사용되고, 상기 수신기 프론트 엔드(108)는 가능하면 다른 제2 세트의 주파수들로 송신하는 데 사용된다.
하나의 동작의 모드에서, 상기 예시적인 시스템(100)은 주파수 도약 통신 링크 상에서 송신되는 데이터를 수신할 수 있다. 어떤 주파수들/채널들이 정해진 시간들에서 송신하고 수신하는 지를 위해 사용되는 가를 명시하는 호핑 시퀀스(hopping sequence)가 상기 링크와 연관된다. 비록 정적 호핑 시퀀스가 정의될 수 있지만, 많은 실시예들에서 주파수-호핑(frequency-hopping) 알고리즘(예를 들면, 의사 난수(pseudo-random) 알고리즘)이 정해진 시간 동안에 상기 송신/수신 주파수를 결정하는 데 이용된다.
상기 수신기 클록(116)은 상기 송신기에 의해 이용되는 클록에 대한 시간 불확실성(time uncertainty)을 가진다. 상기 시간 불확실성은 상기 송신기-수신기 링크의 변수이며, 클록 편류(clock drift), 위치 오차, 위치추산(ephemeris) 위치 오차 및/또는 범위 오차로부터 유래될 수 있다. 정해진 링크에 대한 초기 시간 불확실성은 임의의 적합한 방식으로 결정될 수 있다. 일 예에서, 하나 또는 그 이상의 초기 시간 불확실성 값들이 동작 이전에 결정될 수 있고, 상기 시스템(100)은 이용되는 소정의 값을 간단하게 선택할 수 있다. 상기 초기 시간 불확실성은 수십 밀리초로부터 수십 초의 범위가 될 수 있다.
시간 불확실성을 해결하기 위해(즉, 상기 수신기 클록 타이밍이 상기 송신기 클록과 정렬되도록 조정하기 위해), 상기 수신 시스템(100)은 상기 수신기 클록 및 상기 송신기 클록 사이의 시차를 결정하도록 시간 획득 프로세스를 활용할 수 있다. 이러한 시차는 이후에 상기 클록(116)을 조절하거나, 그렇지 않으면 상기 수신 시스템(100)을 상기 송신기와 동기화시키는 데 이용될 수 있다. 동기화되면, 상기 수신 시스템(100)은 데이터를 수신하도록 상기 호핑 시퀀스를 성공적으로 따를 수 있다. 시간 획득 처리의 예가 도 3에 도시되며, 이와 함께 다음에 설명된다.
도 1a를 참조하면, 예시적인 수신기 프론트 엔드(150)는 도 1의 수신기 프론트 엔드(108)에 대응될 수 있다. 상기 수신기 프론트 엔드(150)는 믹서(mixer)(156)의 입력들에 연결되는 제1 증폭기(152) 및 국부 발진기(154), 상기 믹서(156)의 출력에 연결되는 대역통과 필터(158), 상기 대역통과 필터(158)의 출력에 연결되는 제2 증폭기(160), 그리고 상기 증폭기(160)의 출력에 연결되는 기저대역 신호 발생기(또는 "기저대역 발생기")(162)를 포함할 수 있다. 상기 제1 증폭기(152)는 안테나(예를 들면, 도 1의 안테나(102))로부터 RF 신호들을 수신하도록 연결될 수 있고, 상기 기저대역 발생기(162)는 기저대역 신호들을 기저대역 프로세서(예를 들면, 도 1의 기저대역 프로세서(110))에 제공하도록 연결될 수 있다.
상기 제1 증폭기(152)는 RF 신호를 수신하고(예를 들면, 도 1의 안테나(102)로부터), 상응하는 증폭된 RF 신호를 발생시키기 위한 임의의 적합한 형태의 증폭기를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 증폭기(152)는 저잡음 증폭기(LNA)이다.
상기 국부 발진기(154)는 미리 설정되거나 외부의 컨트롤에 의해 변화되는 주파수를 갖는 신호를 발생시키도록 하드웨어(예를 들면, 회로부) 및/또는 소프트웨어의 임의의 적합한 조합을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 있어서, 컨트롤러(예를 들면, 도 1의 컨트롤러(112))는 주파수 제어 신호 또는 다른 수단들을 통해 상기 발진기 주파수를 컨트롤한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 국부 발진기(154)는 전압 제어 발진기(VCO)이고, 상기 주파수 제어 신호는 전압 신호이다.
상기 믹서(156)는 두 입력 신호들을 수신하고, 상기 두 입력 신호들의 주파수들의 차이 또는 합을 나타내는 출력 신호를 발생시키도록 하드웨어(예를 들면, 회로부) 및/또는 소프트웨어의 임의의 적합한 조합을 포함할 수 있다. 도시된 장치에 있어서, 제1 믹서 입력 신호는 상기 제1 증폭기(152) 출력 신호(상기 "증폭된 RF 신호")에 상응하고, 상기 제2 믹서 입력 신호는 상기 국부 발진기(154) 출력 신호에 상응한다. 상기 국부 발진기(154) 및 믹서(156)가 상기 RF 신호를 원하는 주파수를 갖는 중간 주파수(IF) 신호로 변환시키기 위한 결합으로 사용될 수 있는 점이 이해될 것이다.
상기 대역통과 필터(158)는 대역폭 외측의 신호들을 약화시키면서 특정 대역폭(예를 들면, 상기 IF를 중심으로 하는 대역폭) 내의 신호들을 선택적으로 통과시키도록 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 임의의 적합한 조합을 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 종래의 대역통과 회로가 사용될 수 있다.
상기 제1 증폭기(160)는 대역통과 필터(158)로부터 IF 신호를 수신하고, 증폭된 IF 신호를 발생시키기 위해 임의의 적합한 형태의 증폭기를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제1 증폭기(152) 및/또는 제2 증폭기(160)는 가변 이득 증폭기들을 포함한다. 예를 들면, 상기 증폭기들(152, 160)은 도 1의 컨트롤러(112)에 의해 각각의 이득 제어 신호들을 수신할 수 있거나(그렇지 않으면 컨트롤될 수 있다).
상기 기저대역 발생기(162)는 상기 (아날로그)IF 신호를 기저대역 신호 프로세서(예를 들면, 도 1의 기저대역 프로세서(110))에 의한 처리에 적합한 기저대역 신호로 변환하도록 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 임의의 적합한 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 기저대역 발생기(162)는 상기 IF 신호를 보다 낮은 주파수로 기저대역 신호로 변환하도록 믹서 및 국부 발진기(도시되지 않음)를 포함한다. 특정한 실시예들에 있어서, 상기 기저대역 신호 프로세서(110)는 디지털 입력 신호를 취하며, 이에 따라 상기 기저대역 발생기(162)는 상기 아날로그 IF 신호를 디지털화하도록 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 포함한다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 기저대역 신호 프로세서(110)는 입력으로서 아날로그 신호를 취하고, 아날로그-디지털 변환을 수행한다.
도 2, 도 2a-도 2c 및 도 3은 도 1의 시스템(100)과 같은 수신 시스템 또는 송수신 시스템 내에서 이용될 수 있는 시간 획득 프로세스를 예시한다. 여기에 개시되는 예시적인 시간 획득 처리는 상기 수신기 내의 순시 대역폭이 다중 홉 주파수들에 걸칠 수 있는 사실을 이용하여 다중의 시간 추정들을 동시에 검색할 수 있다. 그 결과, 상기 예시적인 시간 획득 프로세스를 활용하는 수신 시스템은 현재의 시스템들에 비해 빠르게 송신기와 동기화될 수 있다.
도 2를 참조하면, 타이밍도(200)는 주파수 도약 통신 링크 상에서 송신되는 주기적 동기 홉들(sync hops)(202a, 202b, 202c,…)(대체로 202로 나타냄)을 나타낸다. 각 동기 홉(202a, 202b, 202c,…)은 각각의 시간 t0, t1, t2,…에서 주기적 호핑 시퀀스(예를 들면, 의사 난수 알고리즘)에 의해 결정되는 각각의 주파수로 송신된다. 상기 송신기는 정기적 데이터로 산재되는 짧은 지속시간들 동안에 동기 홉들(202)을 전송한다. 동기 홉(202)은 특별한 상징들이나 정기적 데이터와 구별될 수 있는 다른 정보를 포함한다. 동기 홉들(202)이 송신되는 시간의 지속이 통상적으로 단지 정기적 데이터가 송신되는 시간의 몇 퍼센트인(이에 따라, 도 2는 동기 홉 지속시간들을 정확하게 도시하지는 않는다) 점이 이해되어야 한다.
앞서 설명하고 도시한 예에서, 동기 홉들(202)은 규칙적인 간격들 t0, t1, t2,…로 송신된다. 대체로, 연속되는 동기 홉들(202) 사이의 시간들은 변화될 수 있다. 상기 홉들(202)의 타이밍은 일부 주기에 걸쳐 반복되는 패턴을 따른다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 반복되는 패턴은 상기 송신기 및 수신기 내로 프로그램될 수 있는 비트맵(bitmap)에 의해 구체화된다.
동기 홉들(202)이 송신되는 상기 시간들 t0, t1, t2,…은 여기서는 상기 송신기의 "로컬(local)" 클록으로 언급되는 상기 송신기의 일부 클록과 관련된다. 상기 수신기는 상기 송신기의 로컬 클록과 관련된 시간 불확실성을 가지는 다른 로컬 클록을 이용한다. 상기 시간 획득 프로세스의 목표는 상기 송신기의 로컬 클록 및 상기 수신기의 로컬 클록 사이의 시차를 결정하는 것이다. 일반적인 접근 방법은 특정한 동기 홉들(202)이 상기 수신기에 의해 실제로 검출되는 시간들을 이들 동기 홉들이 송신되는 것으로 알려지는(전파 지연들, 처리 지연들 및 필요한 경우에 다른 인자들을 설명하는) 시간들에 대해 비교하는 것이다.
상기 수신기의 시간 불확실성(여기서는 Tε로 나타냄)은 상기 수신기의 로컬 클록 및 상기 송신기의 로컬 클록 사이의 최대 시차 (+/-)에 대응된다. 달리 말하면, 임의의 순간에서 상기 수신기의 로컬 클록은 상기 송신기의 로컬 클록의 이전 Tε 시간 단위들 이내이고, 상기 송신기의 로컬 클록의 이후 Tε 시간 단위들 이내인 것으로 추정된다. 상기 범위 [-Tε, +Tε]는 여기서는 "시간 불확실성 창(time uncertainty window)"으로 언급된다. 상기 수신기의 시간 불확실성(Tε)은 임의의 적합한 기술을 이용하는 동작 이전에 결정될 수 있고, 상기 수신기 내에 저장(또는 그렇지 않으면 구성)될 수 있다.
상기 시간 불확실성(Tε), 상기 주파수 호핑 시퀀스(예를 들면, 상기 의사 난수 알고리즘) 및 상기 동기 홉들(220)이 송신되는 시간들을 알게 됨으로써, 수신기는 특정 주파수들에서 동기 홉들을 검출함에 의해 그 시간 불확실성을 해결할 수 있다. 전체 시간 획득 프로세스는 하나 또는 그 이상의 이른바 "검색(search)들"을 포함할 수 있다. 상기 시간 불확실성 창은 대체로 균등한 크기의 복수의 "검색창(search window)들"로 나누어진다. 상기 검색창의 지속시간이 통상적으로 연속되는 동기 홉들(202) 사이의 시간의 정수 배수(>=1)이므로, 각 검색 동안에, 동기 홉을 검출하는 가능성이 존재한다. 실제로, 필터링 및 다른 신호 처리 지연들을 설명하기 위해 보다 큰 검색창 크기를 선택하는 것이 필요할 수 있다. 설명의 편의를 위해, 도 2 및 도 2a-도 2c에서, 각 검색창의 지속시간은 임의의 두 연속되는 동기 홉들(202) 사이의 지속시간과 동일한 것으로 추정된다.
각 검색 동안에, 다중의 시간 추정들이 테스트될 수 있다. 여기에 사용되는 바에 있어서, "시간 추정(time hypothesis)"이라는 용어는 참 또는 거짓으로 증명될 수 있는 상기 수신기의 로컬 클록 및 상기 송신기의 로컬 클록 사이의 가능한 시차를 언급한다. 시간 추정이 참인 것으로 증명될 경우, 상응하는 시차가 상기 수신기를 상기 송신기와 동기화시키는 데 이용될 수 있다. 상기 프로세스는 시간 추정이 참으로 증명될 때까지, 또는 모든 시간 추정들이 거짓으로 증명될 때까지 반복될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 시간 추정은 도 3과 함께 다음에 논의되는 적합한 인증 기술을 이용하여 확인될 수 있다.
도 2에 있어서, 연속되는 세 검색들(204a, 204b, 204c)(대체로 204로 나타냄)이 예시된다. 각 검색(204)은 검색 시작 시간(여기서 상기 검색 시작 시간은 상기 수신기의 로컬 클록을 이용하여 측정된다) 주위에 중심을 두는 상기 시간 불확실성 창에 의해 한정되는 시간 간격 내에서 동기 홉들(202)을 검출하는 것을 시도한다. 도시한 예에서, 상기 시간 불확실성은 +/-4 시간 단위들인 것으로 추정된다. 검색(204a)은 시간 t4에서 시작되고, t0부터 t8까지 동기 홉들을 검출하는 것을 시도한다. 검색(204a)은 시간 t4에서 시작되고, t0부터 t8까지 동기 홉들을 검출하는 것을 시도한다. 검색(204b)은 t9에서 시작되고, t5부터 t13까지 동기 홉들을 검출하는 것을 시도한다. 검색(204c)은 t14에서 시작되고, t10부터 t18까지 동기 홉들을 검출하는 것을 시도한다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 검색들(204a, 204b, 204c)을 각기 예시한다. 각 검색은 w1,…, w9로 나타낸 아홉(9)의 검색창들로 나누어진다. 도 2에 도시된 동기 홉들(202)의 패턴이 도 2a-도 2c에서 부분적으로 반복되는 점이 이해되어야 한다. 예를 들면, 도 2의 동기 홉(202a)은 도 2a의 검색창 w1 내의 동기 홉에 대응된다.
상기 수신기 프론트 엔드는 여기서는 순시 대역폭으로 언급되는 그 내에서 RF 신호들을 수신하고 처리할 수 있는 최대 대역폭을 가진다. 알려진 바와 같이, 수신기의 순시 대역폭은 상기 저잡음 증폭기, 믹서, 대역통과 필터, 기저대역 발생기 등을 포함하여 그의 다양한 구성 요소들의 주파수 응답들에 의해 결정된다. 따라서, 상기 순시 대역폭은 정해진 수신기 설계를 위해 측정될 수 있거나, 그렇지 않으면 결정될 수 있다. 상기 수신기의 순시 대역폭은 통상적으로 주파수 도약이 걸쳐 일어날 수 있는 대역폭 이하이지만, 통상적으로는 충분히 크므로, 상기 수신기가 다중 홉 주파수들을 동시에 검색할 수 있다. 예를 들면, 도 2a, 도 2b 및 도 2c에서, 상기 수신기의 순시 대역폭은 대역들(210a, 210b, 210c)로 각기 도시한 바와 같이 다섯의 인접하는 홉 주파수들을 중첩시키도록 충분히 클 수 있다.
비록 세 검색들(204a-204c)이 도 2에 도시되지만, 수행되는 검색들의 실제 숫자가 도 3과 함께 다음에 설명되는 일반화된 프로세스에 따라 변화되는 점이 이해되어야 한다.
도 2a를 참조하면, 검색(204a)은 시간 t4에서 시작되고, t0부터 t8까지 동기 홉들을 검출하는 것을 시도한다. 시간 추정들이 아직 테스트되지 않았으며, 이에 따라 모든 아홉의 검색창들 w1,…,w9가 "열린(open)" 것으로 간주된다. 도 2에 도시된 주파수 호핑 시퀀스 및 상기 검색 시작 시간(t4)을 이용하여, 각각의 열린 검색창의 동기 홉의 주파수가 계산된다. 예를 들면, 검색창 w1에 대해, 상기 동기 홉 주파수는 도 2의 t4―4＝t0에 도시된 경우에 대응된다. 다른 예로서, 검색창 w5에 대해, 상기 동기 홉 주파수는 도 2의 t4―0＝t4에 도시된 경우에 대응된다. 또 다른 예로서, 검색창 w9에 대해, 상기 동기 홉 주파수는 도 2의 t4＋4＝t8에 도시된 경우에 대응된다.
상기 각각의 열린 검색창들 동안에 계산된 홉 주파수들을 이용하여, 상기 검색창들의 하나 또는 그 이상이 상응하는 홉 주파수들이 상기 수신기의 순시 대역폭 내에 해당되도록 선택된다. 한 가지 계획(도 2a-도 2c에 예시함)은 상기 대역(210a)이 상기 수신기의 순시 대역폭에 기초하여 가능한 열린 검색창들을 가장 큰 세트에 걸치도록 상기 대역(210a)을 위치시키는 것이다.
검색(204a)의 시작에서, 동시에 검색될 수 있는 검색창들의 가장 큰 세트는 {w4, w5, w6, w9}이다. 이러한 세트로부터, 중심 주파수가 계산될 수 있고, 상기 수신기 프론트 엔드 드웰 주파수(dwell frequency)를 구성하도록 사용될 수 있어, 도시한 순시 대역(210a)을 가져온다. 상기 수신기는 이후에 이러한 중심 주파수에서 드웰할 수 있으며, 상기 선택된 검색창들에 대응되는 상기 홉 주파수들의 임의의 것에서 동기 홉들을 검출하도록 신호 데이터를 처리할 수 있다.
동기 홉이 정해진 검색창에 대해 검출되는 경우, 상기 수신기의 로컬 클록 및 상기 송신기의 로컬 클록 사이의 시차가 결정될 수 있다. 예를 들면, 도 2a에서, 검색창 w1에 상응하는 상기 동기 홉이 검출되는 경우, 상기 송신기의 로컬 시간은 t0 및 t1 사이인 것으로 알려진다. 검색(204a)이 시간 t4에서 시작되었기 때문에, 상기 수신기는 상기 송신기 이전의 4 내지 5 시간 단위들인 것으로 알려져 있고, 상기 시간 불확실성이 이에 따라 좁을 수 있다. 다양한 실시예들에 있어서, 상기 수신기 샘플들은 검색창 당 여러 번 신호 데이터를 수신하였다. 상기 데이터가 샘플링되는 시간의 가장 작은 증분은 "시간 셀(time cell)"로 언급된다. 예를 들면, 검색창은 밀리초의 크기가 될 수 있고, 여기서 시간 셀은 결함 밀리초의 크기가 될 수 있다. 시간 셀이 검출될 때, 상기 시간 추정은 상기 검색창의 시작으로부터의 많은 시간 셀들로 표현될 수 있다. 상기 수신기의 현재 시간, 상기 검색창의 시작으로부터의 시간 오프셋 및 상기 동기 홉 검출의 시간 추정을 알게 됨으로써, 상기 수신기 시스템 및 상기 송신기 사이의 시차가 마이크로초의 크기로 결정될 수 있다.
동기 홉들이 검색 동안 검출되지 않은 경우, 추가 검색들(204)이 수행될 수 있다. 이러한 예에서, 동기 홉들이 검색창들 w4, w5, w6, w9에 대해 검출되지 않은 것으로 추정된다. 이에 따라, 상응하는 시간 추정들은 거짓으로 증명되며, 상기 검색창들은 "닫힌(closed)" 것으로 표기될 수 있다. 현재의 시간 획득 기술들이 한 번에 단일의 시간 추정을 테스트하는 반면, 여기에 개시되는 예시적인 처리는 다중의 시간 추정들들 동시에 테스트할 수 있으며, 이에 따라 주파수 도약 통신 링크 상에서의 동기화를 위해 수신기에 대해 요구되는 시간의 양을 감소시키는 점이 이해되어야 한다.
다음의 검색은 첫 번째 검색이 완료되자마자 시작될 수 있다. 설명의 간편성과 도면들의 명료성을 향상시키기 위해, 상기 검색들(204a-204c)은 정확하게 다섯(5)의 시간 단위로 떨어져 시작된다. 실제로, 연속하는 검색 시작 시간들 사이의 차이는 다섯(5)의 시간 단위 이상 또는 이하가 될 수 있다.
도 2b를 참조하면, 검색(204b)은 닫힌 검색창들 w4, w5, w6, w9 및 열린 검색창들 w1, w2, w3, w7 및 w8로 시작된다. 도 2에 도시된 주파수 호핑 시퀀스 및 검색 시작 시간(t9)을 이용하여, 각각의 열린 검색창의 동기 홉의 주파수가 계산된다. 완성을 위해, 상기 닫힌 검색창들 및 상응하는 동기 홉들도 취소선들 및 칠해진 도형으로 도 2b에 도시되지만, 이들 동기 홉들은 검색(204b) 동안에 고려되지 않는다. 상기 열린 검색창들 중에서, 상기 세트 {w1, w7, w8}가 상응하는 홉 주파수들이 상기 수신기의 순시 대역폭 내에 해당되는 가장 큰 세트에 대응된다. 상기 수신기는 동기 홉들을 검출하기 위해 상기 대역(210b)의 중심에서 드웰(dwell)되도록 구성될 수 있다. 호프들이 검출되지 않을 경우, 검색창들 w1, w7 및 w8도 닫힐 것이다.
도 2c를 참조하면, 검색(204c)은 닫힌 검색창들 w1, w4, w5, w6, w7, w8 및 w9와 열린 검색창들 w2, w3으로 시간 t14에서 시작된다. 상기 열린 검색창들 중에서, 상기 세트 {w2, w3}는 상응하는 홉 주파수들이 상기 수신기의 순시 대역폭 내에 해당되는 가장 큰 세트에 대응된다. 상기 수신기는 동기 홉들을 검출하기 위해 상기 대역(210c)의 중심에서 드웰되도록 구성될 수 있다. 검색될 수 있는 열린 검색창들의 가장 큰 세트(즉, {w2, w3})가 모든 열린 검색창들의 세트와 동일하게 될 수 있기 때문에, 주파수 호프는 통상적으로 상기 검색 프로세스의 이러한 반복에서 검출될 수 있으며, 추가적인 검색들이 요구되지 않을 수 있다. 실제로, 셋 이상의 검색들이 모든 검색창들을 닫기(즉, 상기 시간 불확실성 창에 걸쳐 모든 가능한 시간 추정들을 테스트하기) 위해 요구될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 수신기는 전체 시간 불확실성 창을 검색하며, 이후에 성공적인 검출에서의 정지보다는 높은 신뢰도를 가졌던 검출을 선택한다.
도 3은 도 1의 시스템(100)과 같은 수신 시스템 내에서 실행될 수 있는 예시적인 처리를 나타내는 흐름도이다. 여기서 "처리 블록(processing block)들"로 표시되는 사각형의 요소들(요소 302로 표기됨)은 컴퓨터 소프트웨어 명령들 또는 명령들의 그룹들을 나타낸다. 여기서 "판단 블록(decision block)들"로 표시되는 다이아몬드 형상의 요소들(요소 320으로 표기됨)은 상기 처리 블록들에 의해 나타나는 상기 컴퓨터 소프트웨어 명령들의 실행에 영향을 미치는 컴퓨터 소프트웨어 명령들 또는 명령들의 그룹들을 나타낸다. 선택적으로는, 상기 처리 및 판단 블록들은 디지털 신호 프로세서 회로 또는 응용 주문형 집적 회로(ASIC)와 같은 기능적으로 동등한 회로들에 의해 수행되는 단계들을 나타낼 수 있다. 상기 흐름도는 임의의 특정한 프로그래밍 언어의 문법을 나타내지는 않는다. 오히려, 상기 흐름도는 특정한 장치를 요구하는 처리를 수행하기 위해 회로들을 제조하거나 컴퓨터 소프트웨어를 생성하도록 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 요구되는 기능적인 정보를 예시한다. 루프들 및 변수들의 초기화와 임시적인 변수들의 사용과 같은 많은 통상의 프로그램 요소들이 도시되지 않는 점에 유의해야 한다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 여기서 다르게 나타내지 않는 한, 설명되는 블록들의 특정한 순서가 단지 예시적이며, 여기서 보호되는 것으로 간주되는 개념들, 구조들 및 기술들의 범주로부터 벗어나지 않고 변화될 수 있는 점이 이해될 것이다. 이에 따라, 다르게 기재되지 않는 한, 다음에 설명되는 블록들은 가능할 때, 상기 블록들로 나타내는 기능들이 임의의 편리하거나 원하는 순서로 수행될 수 있는 순서 없는 의미이다.
도 3을 참조하면, 시간 획득 프로세스(300)는 블록 302에서 시작되며, 여기서 수신기의 시간 불확실성(Tε)이 결정된다. 블록 306에서, 상기 시간 불확실성 창(즉, [-Tε,+Tε])은 균등한 크기가 될 수 있는 다중 검색창들로 나누어진다. 블록 308에서, 검색 시작 시간이 결정된다. 이는 상기 주기적인 동기 홉 패턴이 상기 검색창의 시작과 정렬되는 다음의 시간을 결정하는 과정을 포함할 수 있다. 블록 310에서, 동기 홉들이 초기에 모든 검색창들을 포함하는 각각의 열린 검색창에 대해 결정된다. 블록 310은 상기 수신기의 현재 시간, 각각의 열린 검색창에 대한 상기 시간 오프셋 및 상기 주파수 도약 알고리즘을 이용하는 과정을 포함할 수 있다.
블록 312에서, 상기 검색창들의 하나 또는 그 이상이 상응하는 홉 주파수들(블록 310에서 결정되는 바와 같은)이 상기 수신기의 순시 대역폭 내에 해당되는 것으로 선택된다. 일부 실시예들에 있어서, 이는 상기 상응하는 동기 홉 주파수들이 상기 수신기의 순시 대역폭 내에 해당되는 열린 검색창들의 가장 큰 세트를 발견하는 과정을 포함한다.
블록 314에서, 수신기 프론트 엔드(예를 들면, 도 1의 프론트 엔드(108))는 드웰 주파수(dwell frequency)를 설정하도록 구성될 수 있다. 이는 국부 발진기(예를 들면, 도 1의 국부 발진기(154))를 전환시키는 과정을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 드웰 주파수는 상기 선택된 검색창들(즉, 블록 312에서 선택된 검색창들)에 대해 상기 홉 주파수들의 중심인 것으로 선택될 수 있다.
블록 316에서, 프로세서(예를 들면, 도 1의 컨트롤러(112) 및/또는 기저대역 신호 프로세서(110))는 상기 선택된 검색창들에 대해 상기 홉 주파수들을 가지도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 홉 주파수들은 상기 구성된 드웰 주파수와 관련된 오프셋 값들로 구성된다.
블록 318에서, 상기 수신기는 신호 데이터를 수집하고 동기 홉들을 검출하도록 상기 구성된 주파수를 드웰한다. 이는 상기 구성된 홉 주파수들을 이용하여 상기 수신기 프론트 엔드(108)로부터 기저대역 신호 정보를 처리하는 과정 및 상기 처리된 정보를 알려진 동기 홉 표와 연관시키는 과정을 포함할 수 있다.
블록 320에서, 동기 홉이 상기 선택된 검색창들의 임의의 것에 대해 검출되는(및 가능하게는 입증되는) 경우, 상기 수신기의 로컬 클록 및 상기 송신기의 로컬 클록 사이의 시차가 결정될 수 있다(블록 326). 이 경우, 상기 시간 획득 프로세스가 성공적으로 종료된다. 상기 시차는 상기 수신기의 로컬 클록(예를 들면, 도 1의 클록(116))을 조정하거나, 그렇지 않으면 상기 수신기와 송신기를 동기화시키는 데 이용될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 수신기는 전체 시간 불확실성 창을 검색하며, 이후에 성공적인 검출을 정지하기 보다는 가장 큰 신뢰성을 가졌던 검출을 선택한다. 동기 홉이 검출될 경우, 상기 검출은 테스트하는 과정을 반복하여 입증될 수 있다. 마찬가지로, 비-검출들도 테스트하는 과정을 반복하여 입증될 수 있다.
블록 320에서, 동기 홉이 상기 선택된 검색창들의 임의의 것 동안 검출되지 않을 경우, 처리는 블록 322로 진행될 수 있고, 여기서 상기 선택된 검색창들이 닫힌 것으로 표기된다.
블록 324에서, 임의의 검색창들이 열려 남을 경우, 다른 검색이 수행될 수 있다. 그렇지 않으면, 모든 검색창들이 닫힐 경우, 상기 시간 획득 프로세스는 성공적이지 않게 종료될 수 있다.
현재의 FHSS 수신기들이 직렬 방식으로 시간 획득을 수행하는 반면, 여기에 개시되는 예시적인 시스템들과 프로세스들은 동시에 많은 시간 추정을 검색하도록 상기 수신 경로의 상대적으로 큰 순시 대역폭을 이용하는 점이 이해될 것이다. 이는 현저하게 큰 크기로 시간 획득을 감소시킬 수 있다.
도 4는 여기서 설명되는 처리의 적어도 일부를 수행할 수 있는 예시적인 컴퓨터 또는 다른 처리 장치(400)를 도시한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 처리 장치(400)의 하나 또는 그 이상의 구성 요소들은 RF 수신 시스템(예를 들면, 도 1의 수신 시스템(100)) 내에 제공된다. 상기 예시적인 컴퓨터(400)는 프로세서(402), 휘발성 메모리(404), 불휘발성 메모리(406)(예를 들면, 하드 디스크), 출력 장치(408) 및/또는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)(410)(예를 들면, 마우스, 키보드, 디스플레이, 예를 들면)를 포함할 수 있으며, 이들은 각각은 버스(418)에 의해 함께 연결된다. 상기 불휘발성 메모리(406)는 컴퓨터 명령들(412), 운영 체계(414) 및 데이터(416)를 저장한다. 일 예에서, 상기 컴퓨터 명령들(412)은 휘발성 메모리(404) 외부의 상기 프로세서(402)에 의해 실행된다. 일 실시예에 있어서, 물품(420)은 일시적이 아닌 컴퓨터 판독 가능한 명령들을 포함한다.
처리는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들 둘의 조합으로 실행될 수 있다. 다양한 실시예들에 있어서, 처리는 프로세서, 상기 프로세서에 의해 판독 가능하게 제조된 저장 매체 또는 다른 물품(휘발성 및 불휘발성 메모리 및/또는 저장 요소들을 포함하는), 적어도 하나의 입력 장치, 그리고 하나 또는 그 이상의 출력 장치들을 각기 포함하는 프로그램 가능한 컴퓨터들/기계들 상에서 실행되는 컴퓨터 프로그램들로 제공된다. 프로그램 코드는 입력 장치를 이용하여 입력되는 데이터를 처리하고 출력 정보를 발생시키도록 적용될 수 있다.
상기 시스템은 데이터 처리 장치(예를 들면, 프로그램 가능한 프로세서, 컴퓨터 또는 다중 컴퓨터들)에 의한 실행을 위해서나, 그 동작을 컨트롤하기 위해 컴퓨터 프로그램 제품(예를 들면, 기계 판독형 저장 장치 내)를 통해 적어도 부분적으로 처리를 수행할 수 있다. 각각의 이러한 프로그램은 컴퓨터 시스템과 통신하도록 하이 레벨 절차나 객체 지향 프로그래밍 언어로 구현될 수 있다. 그렇지만, 상기 프로그램들은 어셈블리 또는 기계어로 구현될 수도 있다. 상기 언어는 변역되거나 해석된 언어가 될 수 있으며, 자립형 프로그램으로서나, 모듈, 구성 요소, 서브루틴 혹은 연산 환경에서의 사용에 적합한 다른 유닛을 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 적어도 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터나 다중의 컴퓨터들 상에서 실행되거나, 다중의 사이트들에 걸쳐 분산되도록 전개될 수 있고, 통신 네트워크에 의해 상호 연결될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 저장 매체 또는 장치가 상기 컴퓨터로 판독될 때에 상기 컴퓨터를 구성하거나 동작시키기 위해 범용 또는 전용의 프로그램 가능한 컴퓨터에 의해 판독 가능한 저장 매체 또는 장치(예를 들면, CD-ROM, 하드 디스크, 또는 자기 디스켓) 상에 저장될 수 있다. 처리는 또한 실행에 따라 상기 컴퓨터 프로그램 내의 명령들이 상기 컴퓨터가 동작하게 할 때에 컴퓨터 프로그램과 함께 구성되는 기계 판독형 저장 매체로 구현될 수 있다.
처리는 상기 시스템의 기능들을 수행하도록 하나 또는 그 이상 컴퓨터 프로그램들을 실행하는 하나 또는 그 이상의 프로그램 가능한 프로세서들에 의해 수행될 수 있다. 상기 시스템의 전부 또는 일부는 전용 로직 회로부(예를 들면, FPGA(field programmable gate array) 및/또는 ASIC(응용 주문형 집적 회로))로 구현될 수 있다.
여기서 언급되는 모든 참조 문헌들은 그 개시 사항들이 전체적으로 여기에 참조로 포함된다.
상술한 바에서는 본 발명의 주제인 다양한 개념들, 구조들 및 기술들을 예시하는 데 기여하는 특정한 실시예들을 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 이들 개념들, 구조들 및 기술들을 포괄하는 다른 실시예들도 사용될 수 있는 점이 명백할 것이다.
이에 따라, 본 발명의 범주는 설시된 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허 청구 범위의 사상과 범주에 의해 한정되는 것으로 이해되어야 할 것이다. 여기에 설명되는 다른 실시예들의 요소들은 앞서 구체적으로 설시하지 않은 다른 실시예들을 구현하도록 결합될 수 있으며, 하나의 실시예의 내용에서 설명되는 요소들이 별도로 또는 임의의 적절한 하위 결합으로 제공될 수 있다. 이에 따라, 여기서 간주되는 보호의 범주가 설시된 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허 청구 범위의 사상과 범주에 의해 한정되는 것으로 이해되어야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 무선 주파수(RF) 수신기 시스템에 있어서,
    클록(clock);
    드웰 주파수(dwell frequency) 주위에 중심을 두는 RF 신호를 수신하고, 상응하는 기저대역 신호를 발생시키도록 동작할 수 있는 수신기 프론트 엔드(front end);
    상기 기저대역 신호를 수신하고, 복수의 주파수 오프셋(offset)들에서 동기화 홉(synchronization hop)들을 검출하도록 구성되는 기저대역 신호 프로세서; 및
    컨트롤러를 포함하며, 상기 컨트롤러는,
    각 검색창(search window)이 시간 오프셋과 연관되는 복수의 검색창들을 결정하고;
    검색 시작 시간을 결정하며;
    상기 클록으로부터의 현재 시간 판독, 상기 연관된 검색창 시간 오프셋들 및 주파수 호핑(frequency hopping) 알고리즘을 이용하여 상기 검색창들의 하나 또는 그 이상에 대해 홉 주파수(hop frequency)들을 결정하고;
    상기 상응하는 홉 주파수들이 상기 수신기 프론트 엔드의 순시 대역폭 내에 해당되는 하나 또는 그 이상의 검색창들을 선택하며;
    상기 선택된 검색창들에 상응하는 상기 홉 주파수들에 기초하여 상기 수신기 프론트 엔드 드웰 주파수를 설정하고;
    상기 선택된 검색창들에 대해 결정되는 상기 홉 주파수들을 이용하여 상기 기저대역 신호 프로세서 내의 상기 복수의 주파수 오프셋들을 구성하며;
    상기 기저대역 신호 프로세서가 상기 구성된 주파수 오프셋들의 하나에서 동기화 홉을 검출하는 경우, 적어도 상기 검출된 동기화 홉이 결정되었던 상기 검색창과 연관되는 상기 시간 오프셋을 이용하여 상기 클록을 동기화시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 기저대역 신호 프로세서가 상기 구성된 주파수 오프셋들의 하나에서 상기 동기화 홉을 검출하는 경우, 상기 검색 시작 시간을 더 이용하여 상기 클록을 동기화시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 클록은 상기 RF 신호를 송신하는 무선 주파수 송신기의 클록과의 시차를 나타내는 시간 불확실성(time uncertainty)을 가지며, 상기 컨트롤러는 상기 시간 불확실성을 균등한 지속시간의 상기 복수의 검색창들로 나누도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 지속시간은 상기 동기화 홉들의 연속되는 것들 사이의 시간의 정수 배수인 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 상응하는 홉 주파수들이 상기 수신기 프론트 엔드의 순시 대역폭 내에 해당되는 검색창들의 가장 큰 세트를 선택하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 동기화 홉들을 반복하여 검출함으로써 상기 검출된 동기화 홉들을 입증하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 수신기 프론트 엔드 순시 대역폭이 상기 선택된 검색창들에 상응하는 상기 홉 주파수들에 걸치게 상기 수신기 프론트 엔드 드웰 주파수를 설정하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 무선 주파수(RF) 수신 시스템에 의해 수행되는, 상기 무선 주파수 수신 시스템 내에서의 이용을 위한 방법에 있어서,
    (a) 각 검색창이 시간 오프셋과 연관되는 복수의 검색창들을 결정하는 단계;
    (b) 검색 시작 시간을 결정하는 단계;
    (c) 상기 검색 시작 시간, 상기 연관된 검색창 시간 오프셋들 및 주파수 도약 알고리즘을 이용하여 상기 검색창들의 하나 또는 그 이상에 대한 홉 주파수들을 결정하는 단계;
    (d) 상기 상응하는 홉 주파수들이 상기 수신 시스템의 순시 대역폭 내에 해당되는 하나 또는 그 이상의 검색창들을 선택하는 단계;
    (e) 상기 수신 시스템이 상기 선택된 검색창들에 대해 결정된 상기 홉 주파수들 상에 드웰(dwell)하고, 상기 홉 주파수들 중 하나에서 동기화 홉들을 검출하도록 구성하는 단계; 및
    (f) 상기 수신 시스템이 상기 홉 주파수들 중 하나에서 동기화 홉을 검출한 경우, 적어도 상기 홉 주파수들 중 하나가 결정되었던 검색창과 연관된 상기 시간 오프셋을 이용하여 상기 수신 시스템 및 송신 시스템 사이의 시차를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    (g) 상기 수신 시스템이 상기 홉 주파수들 중 하나에서 동기화 홉을 검출하지 않는 경우, 상기 홉 주파수들 중 하나가 결정되었던 상기 검색창이 닫힌 상태를 가지도록 배치하는 단계를 더 포함하며,
    상기 단계 (d) 내지 상기 단계 (g)는 적어도 한 번 반복되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 복수의 검색창들을 결정하는 단계는 상기 시차를 나타내는 시간 불확실성을 균등한 지속시간의 상기 복수의 검색창들로 나누는 단계를 포함하며, 상기 시간 불확실성은 상기 수신 시스템 내의 클록과 연관되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 전체의 상기 지속시간은 상기 시간 불확실성과 적어도 동등한 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 검색창들을 선택하는 단계는 상기 상응하는 홉 주파수들이 상기 수신 시스템의 순시 대역폭 내에 해당되는 검색창들의 가장 큰 세트를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 8 항에 있어서, 동기화 홉들을 반복하여 검출함으로써 상기 검출된 동기화 홉들을 입증하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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