KR19980050657A - 이동통신 시스템의 레이크 수신기 및 그에 따른 탭 딜레이 조절방법 - Google Patents

Abstract

이동통신 시스템에 있어 수신신호의 디코딩 에러를 방지되도록 해주는 레이크 수신기 및 그에 따른 탭 딜레이 조절방법이 개지된다. 개시된 방법은, 미리 설정된 시간마다 주기적으로 수신 신호 스트렝쓰 정보의 레벨을 체크하여 레벨의 크기에 따라 상기 탬 딜레이의 딜레이 타임을 가변적으로 조절하는 것을 특징으로 한다.

Description

이동통신 시스템의 레이크 수신기 및 그에 따른 탭 딜레이 조절방법

도1는 통상적인 이동통신 시스템에 적용되는 수신기의 블럭도.

도2는 도1중 레이크 수신기의 구체블럭도.

도3는 도1중 아날로그 대 디지탈 변환기에서의 중간주파 신호의 샘플링을 보여주는 도면.

도4는 본 발명에 따른 레이크 수신기의 구체블럭도.

도5는 종래의 탭 딜레이 고정방식과 본 발명의 탭 딜레이 조절방식을 비교하여 나타낸 도면.

도6는 도4중 콘트롤러의 탭 딜레이 조절에 대한 동작제어 흐름도.

본 발명은 셀룰러 폰등과 같은 단말기와 기지국간에 고주파 무선통신을 제공하는 이동통신 시스템에 관한 것으로, 특히 수신신호의 디코딩 에러를 방지되도록 해주는 레이크 수신기 및 그에 따른 탬 딜레이 조절방법에 관한 것이다.

통상적으로, 셀룰러 폰등과 같은 휴대용 통신 단말기는 사용자에게 양방향의 이동 무선통신의 수행을 제공한다. 상기 휴대용 통신 단말기가 피호출측과 통신을 수행할 수 있도록 하기 위해, 이동통신 기지국(Base Station)은 코드분할 다중억세스(CDMA)대역확산 통신신호등을 사용하는 셀 사이트(Cel1 Site)를 통하여 상기 휴대용 통신 단말기와는 고주파(RF)무신통신을 수행한다. 상기 기지국은 또한 휴대용 통신 단말기의 사용자와 유선 가입자간의 통화연결을 위해 공중전화망(PSTN)과도 연결되어 있다. 예를들어, 상기 휴대용 통신 단말기의 사용자가 어떤 사무소에 있는 피호출자와 통화를 시도시 상기 사용자가 피호출자의 사무소에 설치된 전화번호를 상기 휴대용 통신 단말기에 존재하는 키패드를 통해 디지트하면 상기 휴대용 통신 단말기와 상기 기지국간의 설정된 동작에 의해 다이알링이 수행되는 것이다. 그리고 상기 피호출자가 통화중이 아닌 경우에 훅크오프를 하면 통화로의 형성이 되어 쌍방의 통화수행이 이루어지는 것이다.

한편, 이동통신 시스템에서 고주파 무선신호를 수신하는 수신기는 상기한 기지국 뿐만 아니라 단말기에도 체용되어 있다. 상기 기지국에 채용된 수신기는 단말기로부터 전송되는 고주파 무선신호를 디코딩하여 복조를 수행하며, 단말기에 채용된 수신기는 기지국으로부터 전송된 고주파 무선신호를 디코딩하여 복조를 수행하는데, 그러한 수신기의 통상적인 구조는 도1에 도시된다. 도1를 참조하면, IF 처리부 2는 입력단 IN으로부터 제공되는 고주파 무선신호를 중간주파수(IF)신호로 다운 컨버팅한다. LPF 4는 상기 중간주파수 신호를 수신하여 로우패스 필터링 동작을 수행한다. 아날로그 대 디지탈 컨버터 ADC 6는 상기 LPF 4의 출력을 수신하여 통상 4비트 디지탈 데이터로 변환한 후 RAKE수신기 10에 변환된 데이터를 제공한다. 수신 신호 스트렝쓰 정보(RSSI : Received Signal Strangth Information)검출기 8는 상기 LPF 4의 출력의 세기를 검출하는 기능을 한다.

도2의 구체도에서 세부적으로 보여지는 상기 RAKE수신기 10는 딜레이 20, 21, 2n와 곱셉기 30, 31, 3n로 이루어진 다수의 핑거(Finger)와, 상기 핑거들의 출력 심볼을 결합하는 결합기 40를 가지며, 후단에 설치되는 비터비 디코딩부가 상기 디지탈 데이터를 디코딩하여 복조를 하기 전에, 페이딩 환경에 기인하여 발생된 상기 디지탈 데이터의 지연을 다이버시티를 이용하여 동기시키는 역할을 수행한다. 즉, CDMA방식에저 통상적으로 RAKE수신기 10를 채용하는 것은 기지국과 단말기간에 송수신이 수행될지 메인 신호는 물론 건물, 지형등에 의해 지연된 신호가 포함되기 때문이다. 따라서, 이러한 신호들을 수신하는 수신단(단말기 또는 기지국)에서는 디코딩(비터비 디코딩)하기 전에 상기 RAKE수신기 10롤 이용하여 페이딩에 의한 시간지연 만큼의 지연 과정을 갖게 한 다음, 메인신호 샘플과 저연신호 샘풀(적어도 2타임 시프트)에 대해 상관 과정을 수행한다. 그런 다음에 그 상관결과를 심볼 결합기 40에서 결합하여 신호의 내용을 결정하는 것이다. 상기 RAKE수신기 10는 다수의 딜레이에 의해 상관과정을 수행하므로 TDL(Tab Delayed Line)의 구조라 하며 여기서, 딜레이의 지연량은 고정되어 있다.

상기 도2와 같은 증래의 RAKE수신기는 상기 지연이 항상 같은 정도, 예를 들면 원칩 단위로 딜레이된다고 가정하여 각 탭의 딜레이롤 상기한 바와 같이 고정하고 있기 때문에 후단의 디코더에 의한 디코딩시 디코딩 에러를 유발하는 경우가 빈번하다. 이러한 디코딩 에러가 발생되는 요인은 페이딩 채널 환경에 따라 신호의 지연시간이 다르기 때문이다.

상기한 바와 같이 종래의 RAKE 수신기는 탭 딜레이를 고정함에 따라 다양한 경로를 거쳐온 수신 신호들을 제대로 동기시키지 못하였으므로 후단에서 디코딩 에러가 유발되게 하는 문제점이 있었다. 이에 따라 복조동작이 제대로 되지 않으면 통화품질의 서비스 저하문제가 야기될 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해소할 수 있는 레이크 수신기 및 그에 따른 탭 딜레이 조절방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 수신신호의 디코딩 에러를 방지되도록 해주는 레이크 수신기의 구조 및 딜레이 조절방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 페이딩 채널 환경에 따라 탭 딜레이의 딜레이타임을 조절할 수 있는 개선된 레이크 수신기를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따르는 탭 딜레이 조절방법은, 미리 설정된 시간마다 주기적으로 수신 신호 스트렝쓰 정보의 레벨을 체크하여 레벨의 크기에 따라 상기 탭 딜레이의 딜레이 타임을 가변적으로 조절하는 것을 특징으로 한다. 또한, 이동통신 시스템의 레이크 수신기는 입력신호를 수신하여 지연없이 출력하는 제1핑거와, 상기 입력신호를 각각의 구비된 다수의 딜레이로써 시간지연하여 각기 출력하는 제2 및 제N핑거와, 상기 핑거들의 출력을 모두 결합하여 디코딩부로 제공하는 심볼 결합기와, 상기 입력신호의 평균적 세기를 주기적으로 검출하여 특성한 레벨 이하일 경우에 상기 다수의 딜레이의 지연시간을 조절하기 위한 신호를 상기 제2 및 제N핑거에 인가하여 딜레이 타임을 조절시키는 콘트롤러를 구비한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이크 수신기 및 그에 따른 탭 딜레이 조절방법이 첨부된 도면과 함께 설명될 것이다. 다음의 설명에서는 본 발명의 보다 철저한 이해를 제공하기 위해 특정한 상세들이 예를들어 한정되고 자세하게 설명된다. 그러나, 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자들에게 있어서는 본 발명이 이러한 상세한 항목들이 없이도 상기한 설명에 의해서도 실시될 수 있을 것이다. 또한, 본 분야에 잘 알려진 이동통신 시스템의 기본적 기능 및 세부적 통화수행의 동작은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위해 상세히 설명되지 않는다.

이하의 설명에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예가 예를들어 한정되고 첨부된 도면을 위주로 예를들어 설명될 것이다.

먼저, 본 발명의 구체적인 설명전에 개략적 이해를 위한 설명부터 한다. 종래의 샘플링 방법에 의한 RAKE 수신기는 각 탭의 딜레이를 고정하여 다이버시티를 이용하였으므로 페이딩 채널에 의한 칩 지연이 한 칩 단위로 일어나지 않는 이동통신 환경에서는 성능향상을 이루기가 어려웠다. 그러나 본 발명에서는 RAKE 수신기의 탭 딜레이가 RSSI 콘트롤러에 의해 페이딩 채널 환경에 따라 가변적으로 변화되게 하여 최적의 상태에서 상관값이 구해지도록 하는 것이다. 즉, TDL구조의 RAKE수신기에 대한 TAB딜레이는 기본적으로 페이딩 채널에 의한 칩지연과 같은 딜레이를 가져야 다이버시티를 통해 상관과정이 이루어진다. 그러나 페이딩 체널에 의한 칩 지연은 채널환경에 따라 달라지며 경로의 수도 체널환경에 따라 달라진다. 따라서 본 발명에서는 RAKE수신기에서 최적의 상관관계를 이룰수 있도록 RAKE수신기의 TAB 딜레이를 제어하도록 하였다. 이를 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

도3는 도1의 IF신호 (도3에서는 참조부호 O.S)가 로우패스필터 4를 통과 후, ADC 6에서 한 칩당 K(여기서는 8번)번씩 샘플링되고 있음을 나타낸다. 이는 RAKE 수신기에서 상관값을 구할 때 아날로그 값은 적분하지 못하므로 디지탈화하여 한 칩당 K개의 값으로 그 에너지를 검출하기 위함이다.

3개의 핑거 50, 51, 53, 딜레이 52, 54, RSSI 콘트롤러 55, 및 결합기 40로 이루어진 도4는 탭 딜레이 조절을 할 수 있는 본 발명의 RAKE 수신기 구조를 나타낸다. 상기 RSSI콘트롤러 55는 평균적으로 들어오는 샘플링된 입력신호의 세기를 구하고 어느 특정한 레벨 이하이면 제어라인 L1, L2를 통하여 딜레이의 지연시간을 조절한다. 상기 각 핑거의 출력은 심볼 결합기 40에서 한 비트의 PN 갯수만큼 합해지게 되고 이는 비트값을 디코딩하는 비터비 디코더의 입력으로 제공된다. 상기 각 핑거는 각각의 딜레이를 통해 시간 지연을 가지며, 각 핑거의 딜레이는 상기 RSSI 콘트롤러 55에 의해 조절된다. 다만, 상기 핑거 1(50)은 직접파를 검출하는 것이므로 딜레이 제어가 필요없다.

도5는 종래의 방식과 본 발명의 방식에 의한 상관값을 구하는 방법이 비교되어 나타나 있다. 종래방식(5a)에서는 딜레이가 고정되어 있고, 본 발명의 방식(5b)에서는 D2, D3만큼의 딜레이가 각기 주어져 있다. (5c)는 딜레이에 의해 각각의 샘플링 포인트가 시작되는 위치를 나타낸다. 즉, 페이딩에 의한 3개의 경로를 통해 다이버시티를 이용해 신호를 검출할 때, 적접파와 각각의 경로를 통해 들어온 신호를 RAKE수신기의 탭에서 같은 시간만큼 지연시켜 상관관계를 취함으로써 최적의 성능을 얻는다. 이때 시간지연은 정확히 주어질수 없으므로 들어오는 신호의 RSSI를 검출하여 어느 특정한 레벨이하이면 딜레이를 조절할수 있도록 한다.

도6는 각 핑거에서 RSSI검출을 통해 딜레이를 조절하는 동작제어 흐름도로서, 제100-110단계까지로 나타난다. 변수 org_-delay는 원래의 설정된 딜레이라는 의미이며 제100단계에서는 초기단계이므로 그대로 세트된다. 제 102단계 이후에는 특정한 시간 (타이머에 의해 결겅)마다 제103단계에서 판단하여 딜레이를 바꾸어 주는데, 만약 RSSI가 어느 일정한 레벨 이상이면 이전의 딜레이를 그대로 사용한다. 예를 들어, 10ms에 한번씩 탬 딜레이를 조절한다고 하면, 10ms가 지났을때 RSSI가 어느 레벨이하이면 TAB 딜레이를 8개중의 하나로 조절하고 RSSl가 레벨 이상이면 다음 10ms가 지난 후에 다시 반복한다. 제103단계에서 상기 RSSI가 설정레벨 이하이면 K개의 딜레이 위치중에서 RSSI가 레벨이상인 딜레이를 찾도록 제110단계까지 계속 루프가 돌려진다. 한 칩당 K개의 샘플을 구할 경우 딜레이 포인트 위치는 K개가 있으며 현재 딜레이 위치가 X일때 딜레이를 K까지 증가시키고 그 이후에는 1이 될매까기 딜레이를 감소시키며 RSSI를 검출한다. 이러한 과정중에 레벨이상이 되는 RSSI가 검출되면 그때의 딜레이를 이용하며, 타이머를 다시 세팅하고 org_-delay=delay로 한다. 변수 org_-delay는 딜레이 조절시에 원 위치에서 증감시키기 위한 변수이다. 따라서, 상기한 바와 같이 본 발명에서는 아날로그 RSSI검출을 통해 TDL구조로 이루어진 RAKE 수신기의 탭딜레이를 적절히 조절하여 RAKE 수신기의 성능이 향상되게 한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 탭 딜레이를 조절하는 레이크 수신기를 이용하면 완전한 상관관계를 취할 수 있으므로 후단에서의 디코딩시 디코딩 에러가 방지되게 하는 효과가 있다. 또한, 이에 따라 복조동작의 신뢰도를 높여 통화품질의 서비스롤 개신하는 장점이 있다.

상기한 본 발명은 도면을 중심으로 예를 들어 설명되고 한정되있지만, 그 동일한 것은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 변화와 변형이 가능함이 본 분야의 숙련된 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (5)

1. 다수의 탭 딜레이를 가지는 레이크 수신기의 딜레이 타임 조절 방법에 있어서, 미리 설정된 시간마다 주기적으로 수신 신호 스트렝쓰 정보의 레벨을 체크하여 레벨의 크기에 따라 상기 댑 딜레이의 딜레이 타임을 가변적으로 조절하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 조절과정은, 상기 정보가 어느 일정한 레벨 이상이면 이전의 딜레이를 그대로 사용하고 설정레벨 이하이면 다수개의 딜레이 위치중에서 설정레벨이상인 딜레이를 찾은 후 그의 딜레이를 이용하여 딜레이 타임을 조절하는 것임을 특징으로 하는 방법.
3. 이동통신 시스템의 레이크 수신기에 있어서, 입력신호를 수신하여 지연없이 출력하는 제1핑거와, 상기 입력신호를 각각의 구비된 다수의 딜레이로써 시간지연하여 각기 출력하는 제2 및 제N핑거와, 상기 핑거들의 출력을 모두 결합하여 디코딩부로 제공하는 심볼 결합기와, 상기 입력신호의 평균적 세기를 주기적으로 검출하여 특정한 레벨 이하일 경우에 상기 다수의 딜레이의 지연시간을 조절하기 위한 신호를 상기 제2 및 제N핑거에 인가하여 딜레이 타임을 조절시키는 콘트롤러를 구비함을 특징으로 하는 레이크 수신기.
4. 제3항에 있어서, 상기 제N핑거는 제3핑거입을 특징으로 하는 레이크 수신기
5. 제3항에 있어서, 상기 입력신호는 1칩당 8번 샘플링된 신호임을 특징으로 하는 레이크 수신기.