KR19990005629A - Acquisition Device in Direct Sequence Spread Spectrum Receiver - Google Patents
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Abstract
가.청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야The technical field to which the invention described in the claims belongs.
무선통신 시스템에서 수신기의 동기방식에 관한 것이다.The present invention relates to a synchronization method of a receiver in a wireless communication system.
나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제I. The technical problem that the invention is trying to solve
의사잡음시퀀스의 한 주기에서 포착이 실패할 경우 검출확률이 낮은 경우의 검출확률을 높이고, 평균포착시간을 줄이는 장치를 제공함에 있다.The present invention provides an apparatus that increases the probability of detection when the probability of detection is low and reduces the average acquisition time when the acquisition fails in one period of the pseudo noise sequence.
다. 발명의 해결방법의 요지All. Summary of Solution of the Invention
직접스퀀스 확산대역 통신방식 수신기에서 포착장치에 있어서, 소정의 제어를 받아 위상을 1/2 단위 위상변환하여 출력하는 의사잡음시퀀스 발생기와, 수신신호가 입력되면 상기 의사잡음시퀀스 발생기에서 발생하는 신호를 믹싱하여 출력하는 믹서와, 상기 믹서에 연결되어 상기 믹서로부터 출력된 신호를 받아 상관도를 측정하여 출력하는 상관기와, 상기 상관기에 연결되어 상기 상관도를 입력받아 임계값과 비교하여 그 결과를 출력하는 제1비교기와, 소정의 제어를 받아 상기 의사잡음시퀀스 발생기의 주기를 카운트하여 한 주기가 될 때마다 그 결과를 출력하는 제2비교기와, 상기 제1비교기로부터 입력된 비교 결과가 포착 실패이고 상기 제2비교기로부터 한 주기가 됨을 알리는 신호가 입력되면 1/2 단위 위상을 증가하도록 상기 의사잡음시퀀스 발생기를 제어하는 제어부로 이루어짐을 특징으로 한다.A capture device in a direct-sequence spread-band communication receiver, comprising: a pseudo noise sequence generator for outputting a phase shifted by 1/2 by a predetermined control; a signal generated by the pseudo noise sequence generator when a received signal is inputted A mixer for mixing and outputting a signal, a correlator connected to the mixer to receive a signal output from the mixer, and measuring and outputting a correlation; A first comparator to be output, a second comparator which is subjected to predetermined control to count the period of the pseudo noise sequence generator, and outputs a result each time one cycle is reached, and a comparison result input from the first comparator fails to capture And the pseudo noise sequence to increase the phase by 1/2 unit when a signal indicating that one period is input from the second comparator is input. It is characterized by consisting of a control unit for controlling the generator.
라. 발명의 중요한 용도la. Important uses of the invention
직접시퀀스 확산대역 통신방식 수신기에서 포착에 이용.Used for acquisition in direct-sequence spread-band communication receivers.
Description
본 발명은 무선통신 시스템에서 수신기의 동기방식에 관한 것으로, 특히 직접시퀀스 확산대역 통신방식 수신기에서 평균포착시산을 단축시키는 장치와 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a synchronization method of a receiver in a wireless communication system, and more particularly, to an apparatus and method for shortening the average acquisition time in a direct sequence spread spectrum communication receiver.
확산대역 통신(spread-spectrum communication)이란 전송하고자 하는 정보신호를 훨씬 넓은 대역폭으로 확산(spreading)하여 전송한 후, 수신단에서는 다시 원래의 대역폭으로 역확산(despreading)하여 수신하는 통신방식이다. 확산대역기법에는 직접시퀀스(direct-sequence)방식, 주파수도약(frequency-hopping)방식, 시간도약(time-hopping)방식, 하이브리드(hybrid)방식 등이 있다. 여기서 직접시퀀스방식에서는 정보신호를 훨씬 높은 데이터율의 의사잡음시퀀스(pseudo-noise sequence)로 확산하여 전송한다. 수신기에서는 수신신호에 동일한 의사잡음시퀀스를 동기를 맞추어 역확산 함으로써 정보신호를 복원한다. 도 1은 이러한 직접시퀀스 확산대역 송수신기를 개략적으로 나타낸 도면이다.Spread-spectrum communication is a communication method in which an information signal to be transmitted is spread with a much wider bandwidth and then despreaded to the original bandwidth. Spread-band techniques include direct-sequence, frequency-hopping, time-hopping, and hybrid methods. In the direct sequence method, information signals are spread and transmitted in a pseudo-noise sequence having a much higher data rate. The receiver recovers the information signal by synchronizing and despreading the same pseudo noise sequence to the received signal. 1 is a schematic diagram of such a direct sequence spread spectrum transceiver.
확산대역 통신의 역확산 과정에서 동기를 맞추어야 하는 이유는 의사잡음시퀀스의 자기상관특성(auto-correlation characteristic)에 기인한다. 도 2는 의사잡음시퀀스의 자기상관함수 특성을 나타낸 도면이다. 여기서 Tc는 한 칩의 시간구간이며, P는 의사잡음시퀀스의 한 주기의 칩수이다. 의사잡음시퀀스는 동기가 한 칩이상 어긋나면 자기상관값이 거의 영에 가깝고, 한 칩 이내에서는 어긋난 정도에 따라 선형적으로 감소하는 특성을 가진다. 따라서 역확산 과정에서 만일 동기를 획득하지 못하면, 특히 한 칩 이상 어긋나면 전송한 정보신호를 복원할 수 없다.The reason for synchronization in the despreading process of spread spectrum communication is due to the auto-correlation characteristic of the pseudonoise sequence. 2 shows autocorrelation function characteristics of a pseudo noise sequence. Where Tc is the time interval of one chip and P is the number of chips in one cycle of the pseudo noise sequence. The pseudo-noise sequence has a characteristic that the autocorrelation value is nearly zero when the synchronization is shifted by more than one chip, and decreases linearly according to the shift degree within one chip. Therefore, if synchronization is not obtained during the despreading process, the transmitted information signal cannot be recovered, in particular, if more than one chip is shifted.
확산대역 통신방식 수신기에서 의사잡음시퀀스의 동기(synchronization)는 포착(acquisition)과 추적(tracking)으로 나누어 진다. 포착과정에서는 보통 단위위상(보통 1칩)/2 이내로 대충 동기를 맞추고, 추적과정에서는 정확하게 동기를 맞춘다. 포착방식에는 크게 직렬탐지(serial search)방식과 병렬탐지(parallel search)방식이 있다. 직렬탐지방식에서는 수신신호와 의사잡음시퀀스 간의 상관값을 특정한 임계값과 비교하여 포착여부를 판단한다. 만일 상관값이 임계값보다 크면 포착성공으로 판단하여 탐지를 끝내고, 상관값이 임계값보다 작으면 포착실패로 판단하여 의사잡음시퀀스 발생기의 위상을 단위위상만큼 변화시킨 후 탐지를 계속한다. 병렬탐지방식에서는 여러개의 직렬탐지기(serial searcher)를 사용하여 탐지를 수행하는데 탐지시간이 단축된다는 장점이 있는 반면 하드웨어가 늘어난다는 단점이 있다.Synchronization of the pseudonoise sequence in a spread-band communication receiver is divided into acquisition and tracking. In the acquisition process, we usually synchronize roughly within unit phase (usually 1 chip) / 2, and in the tracking process, we synchronize precisely. There are two types of capture methods, serial search and parallel search. In the serial detection method, a correlation between a received signal and a pseudo noise sequence is compared with a specific threshold to determine whether to capture. If the correlation value is greater than the threshold value, it is determined that the acquisition is successful and the detection is finished. If the correlation value is smaller than the threshold value, the detection is completed. The parallel detection method has the advantage of shortening the detection time in performing detection using multiple serial searchers, but has the disadvantage of increasing hardware.
도 3은 종래의 직접시퀀스 확산대역 통신방식 수신기에서 포착장치의 구성도를 나타낸 것이다.3 is a block diagram of a capture device in a conventional direct sequence spread spectrum communication receiver.
도면을 참조하면, 10은 믹서(mixer)로서, 수신신호가 입력되면 의사잡음시퀀스 발생기에서 발생하는 신호를 받아 믹싱하여 출력한다. 20은 상관기로서, 믹서(10)로부터 믹싱된 신호를 입력받아 상관도를 측정하여 출력한다. 30은 비교기로서, 상기 상관기(20)에서 출력된 상관도와 저장된 임계값을 비교하여 그 결과를 제어부로 알린다. 여기서 상기 비교기(30)의 비교 결과는 상관도가 임계값 보다 크거나 같으면 포착이 성공한 것이고, 상관도가 임계값보다 작으면 포착이 실패된 것이다. 40은 제어부로서, 시스템 전체를 전반적으로 제어하고, 특히 상기 비교기(30)로부터 비교 결과를 입력받아 포착이 실패되면 의사잡음시퀀스 발생기(50)를 제어하여 1칩을 이동시킨다.Referring to the drawings, reference numeral 10 denotes a mixer. When a received signal is input, 10 receives a signal generated from a pseudo noise sequence generator and mixes the signal. 20 is a correlator, which receives a mixed signal from the mixer 10 and measures and outputs a correlation. 30 is a comparator, which compares the correlation output from the correlator 20 with the stored threshold and informs the controller of the result. Here, the comparison result of the comparator 30 is that the acquisition is successful if the correlation is greater than or equal to the threshold value, and if the correlation is less than the threshold value, the acquisition is failed. 40 is a control unit, which controls the entire system, and in particular, when the acquisition fails by receiving the comparison result from the comparator 30, the pseudo noise sequence generator 50 is controlled to move one chip.
다음 수학식 1은 직접시퀀스 확산대역 통신방식에서 포착시간을 계산하는 식을 나타낸 것이다.Equation 1 shows an equation for calculating an acquisition time in a direct sequence spread spectrum communication method.
상기 수학식 1에서 λ은 부분상관특성이 자기상관특성과 유사한 충분히 큰 양의 정수이다. 만일 의사잡음시퀀스의 한 주기 전체를 탐지하고 포착에 실패하면, 포착에 성공할 때까지 탐지를 계속한다. 만일 수신신호와 의사잡음시퀀스 간의 위상차가 최초에 x칩이라면 포착시간은 수학식 1과 같이 된다. 여기서 p는 의사잡음시퀀스의 한 주기의 단위위상의 수이고, Pd는 검출확률이다. 또한 계산을 단순화시키기 위하여 오류확률을 영으로 가정하였는데 이후의 모든 계산에서도 동일한 가정을 한다. x는 0과 p-1과 사이에서 균일한 분포를 가지므로 평균포착시간은 다음 수학식 2와 같다.[Lambda] in Equation 1 is a sufficiently large positive integer whose partial correlation is similar to the autocorrelation. If a full cycle of pseudonoise sequence is detected and acquisition fails, detection continues until acquisition is successful. If the phase difference between the received signal and the pseudo noise sequence is initially x chips, the acquisition time is expressed by Equation (1). Where p is the number of unit phases of one cycle of the pseudo noise sequence and Pd is the probability of detection. In addition, the error probability is assumed to be zero to simplify the calculation, and the same assumption is made in all subsequent calculations. Since x has a uniform distribution between 0 and p-1, the average capture time is given by Equation 2 below.
도 3의 포착장치에서는 단위 위상마다 의사잡음시퀀스의 위상을 바꾸면서 탐지를 수행한다(보통 1칩이 단위위상이 된다). 검출확률은 상관값에 비례하므로 검출확률이 최대가 되는 경우는 자기상관함수에서 t=0인 지점일 때이고, 최소가 되는 지점은 t= Q단위위상/2인 지점일 때이다. t= Q단위위상/2인 지점에서는 잡음이나 페이딩의 영향으로 검출에 실패할 확률이 크므로 다음 주기에 대하여 탐지를 계속 수행할 확률이 높다. 그러나 다음 주기에서도 검출확률이 낮은 지점을 탐지하므로, 계속하여 검출실패를 반복하므로 인하여 포착시간이 늘어날 확률이 크다는 문제가 있다.In the capture device of Fig. 3, detection is performed while changing the phase of the pseudo noise sequence for each unit phase (usually one chip becomes the unit phase). Since the detection probability is proportional to the correlation value, the maximum detection probability is at the point where t = 0 in the autocorrelation function, and the minimum point is at the point where t = Q unit phase / 2. At the point where t = Q phase / 2, there is a high probability that the detection will fail due to noise or fading, so the detection is likely to continue for the next period. However, since the detection probability is detected in the next period, the detection probability is increased, and thus the detection time is increased because the detection failure is repeated.
따라서 본 발명의 목적은 의사잡음시퀀스의 한 주기에서 포착이 실패할 경우 의사잡음시퀀스를 이전 주기에 비하여 1/2단위위상 이동한 후 탐지를 수행함으로써 검출확률이 낮은 경우의 검출확률을 높이고, 평균포착시간을 줄이는 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to increase the probability of detection when the probability of detection is low by performing the detection after shifting the pseudo noise sequence by 1/2 unit phase compared to the previous cycle when the acquisition fails in one cycle of the pseudo noise sequence. It is to provide a device for reducing the acquisition time.
도 1은 이러한 직접시퀀스 확산대역 송수신기를 개략적으로 나타낸 도면.1 is a schematic representation of such a direct sequence spread spectrum transceiver.
도 2는 의사잡음시퀀스의 자기상관함수의 특성을 나타낸 도면.2 is a diagram showing the characteristics of an autocorrelation function of a pseudo noise sequence.
도 3은 종래의 직접시퀀스 확산대역 통신방식 수신기에서 평균포착시간 단축장치의 구성도.3 is a block diagram of a device for reducing an average acquisition time in a conventional direct sequence spread spectrum communication receiver;
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 직접시퀀스 확산대역 통신방식 수신기에서 평균포착시간 단축장치의 구성도.4 is a block diagram of an apparatus for reducing an average acquisition time in a direct sequence spread spectrum communication receiver according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 직접시퀀스 확산대역 통신방식 수신기에서 평균포착시간 단축장치의 구성도를 나타낸 것이다.4 is a block diagram of an apparatus for reducing an average acquisition time in a direct sequence spread spectrum communication receiver according to an embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 도면 참조번호 60은 믹서로서, 수신신호가 입력되면 국부 의사잡음시퀀스 발생기로부터 발생하는 신호와 믹싱하여 출력한다. 70은 상관기로서, 상기 믹서(60)로부터 신호를 입력받아 상관도를 측정하여 출력한다. 80은 제1비교기로서, 상기 상관기에서 출력된 상관도와 임계값을 비교하여 그 비교 결과를 제어부로 출력한다. 90은 제2비교기로서, 소정의 제어를 받아 의사잡음시퀀스의 주기를 카운트하여 주기가 변할 때의 결과를 제어부로 출력한다. 100은 제어부로서, 시스템 전체를 전반적으로 제어하고, 특히 제1비교기(80)로부터 비교 결과를 입력받아 포착이 실패되면 의사잡음시퀀스 발생기(110)를 제어하여 1칩을 이동시킨다. 또한 상기 제어부(100)는 제2비교기가 카운팅하도록 제어하고, 제1비교기의 비교 결과 포착이 실패되면 제2비교기로부터 주기가 변할 때에 입력되는 신호를 받아 의사잡음시퀀스 발생기(110)가 1/2 단위 위상 이동하도록 제어한다.Referring to the drawings, reference numeral 60 is a mixer. When a received signal is input, the reference numeral 60 mixes and outputs a signal generated from a local pseudo noise sequence generator. 70 is a correlator, which receives a signal from the mixer 60 and measures and outputs a correlation. 80 is a first comparator, and compares the correlation and the threshold value output from the correlator, and outputs the comparison result to the controller. 90 denotes a second comparator, which receives a predetermined control to count the period of the pseudonoise sequence and outputs the result when the period changes to the controller. 100 is a control unit, which controls the entire system, and in particular, when the acquisition fails by receiving the comparison result from the first comparator 80, the pseudo noise sequence generator 110 is controlled to move one chip. In addition, the control unit 100 controls the second comparator to count, and if the acquisition of the comparison result of the first comparator fails, the pseudo noise sequence generator 110 receives a signal input when the period changes from the second comparator. Control unit phase shift.
그러므로 본 발명에 따른 포착장치의 평균포착시간은 다음 수학식 3과 같다.Therefore, the average capture time of the capture device according to the present invention is expressed by the following equation (3).
여기서 Pd는 검출확률이 낮은 지점의 검출확률을 말하고, Pd'는 1/2 단위 위상 이동한 지점에서의 검출확률을 나타낸다. α=pλTcPd/2, β=pλTc(1-Pd)Pd'/2, γ=(1-Pd)(1-Pd')이다.Here, Pd denotes a detection probability at a point where detection probability is low, and Pd 'denotes a detection probability at a point shifted by 1/2 unit phase. α = pλTcPd / 2, β = pλTc (1-Pd) Pd '/ 2 and γ = (1-Pd) (1-Pd').
그러므로 만일 λ=100,p=10,000, Tc=1usec, Pd=0.7, Pd'=0.95라 할 때 종래의 포착장치의 평균포착시간을 수학식 2에서 구하면 E(Tacq)는 약 0.93sec가 된다.Therefore, if [lambda] = 100, p = 10,000, Tc = 1usec, Pd = 0.7, and Pd '= 0.95, E (Tacq) is about 0.93 sec.
그런데 같은 조건하에서 본 발명에 따른 포착장치의 평균포착시간은 약 0.82sec가 되어 평균탐색시간이 12% 정도 감소한다.However, under the same conditions, the average capture time of the capture device according to the present invention is about 0.82 sec, which reduces the average search time by 12%.
상기한 바와 같이 본 발명은 의사잡음시퀀스의 한 주기에서 포착이 실패할 경우 의사잡음시퀀스를 이전 주기에 비하여 1/2단위위상 이동한 후 탐지를 수행함으로써 검출확률이 낮은 경우의 검출확률을 높이고, 평균포착시간을 줄일 수 있다.As described above, the present invention improves the detection probability when the detection probability is low by performing the detection after shifting the pseudonoise sequence by 1/2 unit phase compared to the previous period when the acquisition fails in one period of the pseudonoise sequence, Average capture time can be reduced.
Claims (1)
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| KR1019970029841A KR100247025B1 (en) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | Apparatus for acquiring synchronization in receiver using direct sequence spread spectrum communication |
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Publications (2)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100374028B1 (en) * | 1999-09-06 | 2003-02-26 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method for detecting a received on-off keying signal in a cdma mobile communication system |
-
1997
- 1997-06-30 KR KR1019970029841A patent/KR100247025B1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100374028B1 (en) * | 1999-09-06 | 2003-02-26 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method for detecting a received on-off keying signal in a cdma mobile communication system |
Also Published As
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| KR100247025B1 (en) | 2000-03-15 |
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