KR19990058269A - Frequency Tracker in Code Division Multiple Access Systems - Google Patents
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Abstract
본 발명은 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 주파수 트래커에 관한 것으로서, 핑거(200, 300)들은 핑거(100)에 대하여 서로 상이한 칩 단위의 지연 시간을 갖고 송신 신호를 수신한다. 핑거(100, 200, 300)들은 각각 1 칩단위에서의 위상차를 검출하고, 이 검출된 위상차는 가산되어 위상 궤환 루프(500)에 인가된다. 위상 궤환 루프는 가산된 위상차에 대응하여 수신 주파수를 변경한다.The present invention relates to a frequency tracker in a code division multiple access system. Fingers 200 and 300 receive a transmission signal with different chip delay times for finger 100. The fingers 100, 200, and 300 respectively detect a phase difference in one chip unit, and the detected phase difference is added and applied to the phase feedback loop 500. The phase feedback loop changes the reception frequency in response to the added phase difference.
Description
본 발명은 코드 분할 다원 접속 시스템(Code Division Multiple Access ; 이하, CDMA라 함)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 CDMA 수신 장치의 주파수 트래커(Tracker)에 관한 것이다.The present invention relates to a code division multiple access system (hereinafter referred to as CDMA), and more particularly, to a frequency tracker of a CDMA receiver.
CDMA는 변조및 다원 접속 방식의 하나로서, 이미 널리 사용중인 확산 스펙트럼 통신(Spread Spectrum Communication) 방식에 근거를 두고 있으며, 최근에 와서 디지탈 이동 통신및 첨단 무선 통신에 응용되고 있다.CDMA is one of modulation and multiple access schemes, and is based on the widely used Spread Spectrum Communication scheme. Recently, CDMA has been applied to digital mobile communication and advanced wireless communication.
이러한 CDMA 방식에서는 송신하고자 하는 정보를 I 채널및 Q채널로 분할하고, 이 I채널및 Q채널의 정보를 의사 난수 코드 분할(Pseudorandom Code Division) 기술로서 확산 전송하게 된다.In such a CDMA scheme, information to be transmitted is divided into I and Q channels, and the information of the I and Q channels is spread and transmitted as a pseudorandom code division technique.
한편, CDMA 수신측은 송신측 신호와 동기된 내부 클럭을 발진시킬 필요가 있으나, 전송시의 환경 등에 의하여 일치하지 않는 경우가 발생하므로 내부 클럭의 발진 주파수를 보정하는 장치가 필요하다. 종래에는 이와 같이 수신측의 발진 주파수를 송신측 신호와 일치시키는 방법으로서, 핑거(Finger)들의 심볼(Symbol)간 위상차를 이용하여 보정하는 방법을 사용하였다.On the other hand, the CDMA receiving side needs to oscillate the internal clock synchronized with the transmission side signal, but a mismatch occurs due to the environment at the time of transmission, and thus an apparatus for correcting the oscillation frequency of the internal clock is required. Conventionally, as a method of matching the oscillation frequency of the receiving side with the transmitting side signal, a method of correcting using a phase difference between symbols of the fingers has been used.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이 수신측은 3개의 핑거(1,2,3)로 구성되어 있고, 이 핑거(1,2,3)들은 심볼간의 위상차를 각각 검출하도록 구성되어 있다.That is, as shown in Fig. 1, the receiving side is composed of three fingers 1, 2 and 3, and these fingers 1, 2 and 3 are configured to detect the phase difference between symbols, respectively.
도 1에서의 핑거(1,2,3)들은 서로 동일한 구성을 가지므로 핑거(1)의 구성만상세히 도시하였다.Since the fingers 1, 2, and 3 in FIG. 1 have the same configuration, only the configuration of the finger 1 is shown in detail.
도시된 바와 같이 I및 Q 채널의 신호들은 아나로그/디지탈 변환부(11)를 통하여 디지탈 신호로 변환된다. 따라서, 아나로그/디지탈 변환부(11)의 신호들은 송신측에서 의사 난수 코드(이하, PN 코드라 함)에 의하여 확산된 상태의 칩을 형성할 것이다.As shown, the signals of the I and Q channels are converted into digital signals through the analog / digital converter 11. Therefore, the signals of the analog / digital converter 11 will form a chip in a spread state by a pseudo random number code (hereinafter referred to as PN code) at the transmitting side.
아나로그/디지탈 변환부(11)의 칩들은 역확산부(12)에 인가되며, 역확산부(12)는 PN 코드(송신측의 PN 코드와 동일한)에 의하여 이 칩들을 역확산시키게 된다. 심볼 결정부(13)는 역확산부(12)의 출력을 입력하여 심볼을 결정하게 된다. 즉, 송신측에서의 한개 심볼은 PN 코드에 의하여 다수개의 칩으로 확산되고, 이 확산된 칩들은 수신측의 역확산부(12)및 심볼 결정부(13)를 통하여 원래의 심볼로 복호되는 것이다.The chips of the analog / digital converter 11 are applied to the despreader 12, and the despreader 12 despreads these chips by a PN code (same as the PN code on the transmitting side). The symbol determiner 13 inputs the output of the despreader 12 to determine a symbol. That is, one symbol at the transmitting side is spread to a plurality of chips by the PN code, and the spreading chips are decoded into the original symbol through the despreading unit 12 and the symbol determining unit 13 at the receiving side.
심볼 결정부(13)로부터의 I및 Q채널 심볼들은 지연부(14)를 통하여 지연된 후에 곱셈기(15,16)를 통하여 이전 Q채널(Qk-1)및 I채널(Ik-1)과 곱해져 가산기(17)에 인가된다. 이 가산기(17)의 출력은 수신된 신호들간의 위상차(e(t))를 의미한다.The I and Q channel symbols from the symbol determiner 13 are delayed through the delay unit 14 and then passed through the multipliers 15 and 16 to the previous Q channel Q k-1 and I channel I k-1 . It is multiplied and applied to the adder 17. The output of this adder 17 means the phase difference e (t) between the received signals.
즉, I및 Q 채널을 통하여 송신되는 데이터가 없는 경우 즉, 칩들이 원래의 PN 코드 상태라 하면, 심볼 결정부(13)는 I채널및 Q채널을 통하여 sinθ및 cosθ를 출력하므로 곱셈기(15,16)는 sinθcosθ'및 cosθsinθ'을 출력한다. 여기서 θ'은 1 심볼 기간만큼 지연된 심볼의 위상이다.That is, if there is no data transmitted through the I and Q channels, that is, if the chips are in the original PN code state, the symbol determiner 13 outputs sinθ and cosθ through the I and Q channels, so that the multiplier 15, 16) outputs sinθcosθ 'and cosθsinθ'. Is the phase of the symbol delayed by one symbol period.
따라서, 가산기(17)은 -sinθcosθ'및 cosθsinθ'을 합산하여 sin(θ-θ')을 출력하게 되며, 이 출력은 심볼간(이전 심볼과 현재 심볼)의 위상차를 나타낸다.Therefore, the adder 17 outputs sin (θ-θ ') by summing -sinθcosθ' and cosθsinθ ', and this output represents the phase difference between symbols (previous symbol and current symbol).
한편, 핑거(2,3)들은 핑거(1)와 동일한 작동을 행하나, 그 동작 시점은 소정 칩단위로 약간씩 상이하다. 즉, 핑거(1,2,3)를 다수개 형성한 이유는 송신 신호가 페이딩에 의하여 약간의 시간차(수칩단위)를 두고 수신되는 바, 핑거(2,3)를 서로 다른 칩단위로 동작시키면, 페이딩에 의하여 지연된 모든 신호를 수신할 수 있기 때문이다.On the other hand, the fingers 2 and 3 perform the same operation as the finger 1, but the operation time points are slightly different in units of predetermined chips. That is, the reason why the plurality of fingers 1, 2, 3 is formed is that the transmission signal is received with a slight time difference (several chip units) due to fading. This is because all signals delayed by fading can be received.
이와 같이 핑거(1,2,3)들의 동작 시점이 상이함에 의하여 심볼간의 위상차(e(t))를 검출하는 시점 역시 서로 상이하게 된다. 즉, 핑거(1)가 위상차(e(t))를 검출하고, 소정 칩 단위의 시간이 경과된 후에 핑거(2)가 위상차(e(t))를 검출하고, 다시 소정 칩 단위의 시간이 경과된 후에 핑거(3)가 위상차(e(t))를 검출하는 것이다.As described above, when the operating points of the fingers 1, 2, and 3 are different from each other, the time points at which the phase difference e (t) is detected between symbols are also different from each other. That is, the finger 1 detects the phase difference e (t), and after the time in the predetermined chip unit elapses, the finger 2 detects the phase difference e (t), and the time in the predetermined chip unit After elapse, the finger 3 detects the phase difference e (t).
한편, 이러한 위상차(e(t))를 이용하여 수신기의 위상 궤환 루프(PLL)을 제어하게 되며, 종래에는 핑거(1,2,3)의 위상차(e(t))를 가산기(6)를 통하여 가산한 값으로 PLL(4)을 제어하게 구성되어 있는 바, 핑거(1,2,3)에서 검출된 위상차(e(t))를 일시 저장할 메모리를 필요로 한다. 즉, 상술한 바와 같이 핑거(1,2,3)가 위상차(e(t))를 검출하는 시간이 서로 상이한 바, 핑거(1,2,3)에서 검출된 위상차는 메모리(51,52,53)에 일시 저장되고, 도시하지 않은 제어 장치의 제어에 의하여 메모리(51,52,53)의 위상차(e(t))신호들을 동일 시점에 가산기(6)에 인가하므로써 이들을 가산한 후에 PLL(4)에 인가하도록 구성되어 있다.Meanwhile, the phase feedback loop PLL of the receiver is controlled by using the phase difference e (t), and in the related art, the phase difference e (t) of the fingers 1, 2, and 3 is added to the adder 6. It is configured to control the PLL (4) by the value added through, and requires a memory to temporarily store the phase difference (e (t)) detected by the fingers (1, 2, 3). That is, as described above, since the times at which the fingers 1, 2, 3 detect the phase difference e (t) are different from each other, the phase differences detected by the fingers 1, 2, 3 are determined by the memory 51, 52, 53 is temporarily stored in the PLL (P), and the phase difference e (t) signals of the memories 51, 52, and 53 are applied to the adder 6 at the same time point under the control of a control device (not shown). It is configured to apply to 4).
따라서, 종래의 장치에서는 상술한 바와 같이 핑거(1,2,3)들의 위상차(e(t))를 저장할 별개의 메모리가 필요하므로 회로의 구성이 복잡하게 되어 소형, 경량화하는 기술적 추세에 역행한다는 문제가 있었다.Therefore, in the conventional apparatus, as described above, a separate memory for storing the phase difference e (t) of the fingers 1, 2, and 3 is required, so that the circuit configuration becomes complicated, thus counteracting the technical trend of miniaturization and weight reduction. There was a problem.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 수신 칩들의 위상차를 검출하므로써 주파수 보정을 용이하게 알 수 있게 한 CDMA 시스템에서의 주파수 트래커를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve this problem, and an object of the present invention is to provide a frequency tracker in a CDMA system that makes it easy to know the frequency correction by detecting the phase difference of the receiving chips.
도 1은 종래 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 주파수 트래커를 도시하는 개략 블록도,1 is a schematic block diagram showing a frequency tracker in a conventional code division multiple access system;
도 2는 본 발명에 따른 코드 분할 다원 접속 시스템에서의 주파수 트래커를 도시한 블럭도.2 is a block diagram illustrating a frequency tracker in a code division multiple access system according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100, 200, 300 : 핑거 101-104 : 곱셈기100, 200, 300: Finger 101-104: Multiplier
105,106 : 가산기 107,108 : 곱셈기105,106: adder 107,108: multiplier
109 : 지연부 110 : 가산기109: delay unit 110: the adder
400 : 가산 회로 500 : PLL400: addition circuit 500: PLL
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 코드 분할 다원 접속 시스템에서
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 블록도로서, 본 발명에서도 3개의 핑거(100,200,300)가 구성되며, 이 핑거(100,200,300)들은 동일한 구성을 가지고 있는 바, 핑거(100)에 대한 구성만을 구체적으로 도시하였다.Figure 2 is a block diagram of a device according to the present invention, three fingers (100, 200, 300) are also configured in the present invention, these fingers (100, 200, 300) have the same configuration, specifically showing only the configuration for the finger 100 It was.
도시된 바와 같이 핑거(100)에는 I및 Q 채널의 신호(Ion),(Qon)들이 인가되며, 이 I및 Q 채널의 신호들(Ion),(Qon)은 곱셈기(101 - 104)를 통하여 I및 Q채널의 PN 코드(IPN),(QPN)와 각각 곱해지는 구성을 가지고 있다.Signal (I on), (Q on) on the I and Q channels, the fingers 100 as shown have is applied, signals of the I and Q channels (I on), (Q on) is a multiplier (101 - 104) I and Q channel PN code (PN I) through has a structure that is to be multiplied (PN Q), respectively.
곱셈기(101-104)의 출력들중 곱셈기(101,103)의 출력은 가산기(105)를 통하여 가산되고(IK), 곱셈기(102,104)의 출력은 가산기(106)를 통하여 가산되는(Qk) 구성을 가지고 있다.Of the outputs of the multipliers 101-104, the outputs of the multipliers 101 and 103 are added through the adder 105 (I K ), and the outputs of the multipliers 102 and 104 are added through the adder 106 (Q k ). Have
가산기(105,106)의 출력은 곱셈기(107,108)에 인가되는 한편, 1칩 지연부(109)를 통하여 이 1 칩지연된 후에(Ik-1),(Qk-1) 상대측 곱셈기(107,108)에 각각 인가된다.The outputs of the adders 105 and 106 are applied to the multipliers 107 and 108, while after this one chip delay through the one-chip delay unit 109 (I k-1 ) and (Q k-1 ) to the relative multipliers 107 and 108, respectively. Is approved.
그리고, 이 곱셈기(107,108)의 출력은 가산기(110)를 통하여 합산되며, 이 가산기(110)의 출력은 1 칩당의 위상차(e(t))가 된다.The outputs of the multipliers 107 and 108 are summed up through the adder 110, and the output of the adder 110 becomes the phase difference e (t) per chip.
즉, Ion신호및 Qon신호는 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.That is, the I on signal and the Q on signal may be expressed as in Equation (1).
따라서, 가산기(105)에서 출력되는 신호(Ik)는 수학식 2와 같이 표현되면, 가산기(106)에서 출력되는 신호(Qk)는 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.Therefore, if the signal I k output from the adder 105 is expressed as Equation 2, the signal Q k output from the adder 106 may be expressed as Equation 3.
이 Pk및 Qk값들은 지연부(109)를 통하여 1 칩 지연되고(Qk-1,,Ik-1) 곱셈기(107,108)를 통하여 상대편 Pk및 Qk와 곱해진 후에 가산기(110)에 인가되므로 가산기(110)는 수학식 4와 같이 출력 위상차(e(t))를 출력하게 된다.The P k and Q k values are then made is delayed one chip through a delay unit (109) (Q k-1 ,, I k-1) multiplied by the other party P k and Q k by the multiplier (107 108), an adder (110 ), The adder 110 outputs an output phase difference e (t) as shown in Equation 4.
여기서, 하나의 칩 기간동안 지연된 신호의 위상을 (θ')이라하면 수학식 4는 수학식 5로 표현될 수 있다.Here, when the phase of the signal delayed for one chip period is (? '), Equation 4 may be represented by Equation 5.
수학식 5는 핑거(100)내에서 한 칩 단위의 위상차를 나타낸다.Equation 5 shows a phase difference of one chip unit in the finger 100.
한편, 핑거(200,300)은 핑거(100)와 동일한 동작에 의하여 한 칩 단위의 위상차를 각각 검출하여 가산 회로(400)에 인가하므로 가산 회로(400)는 핑거(100,200,300)들의 위상차(e(t))를 가산한 후 PLL(500)에 인가한다.On the other hand, since the fingers 200 and 300 detect the phase difference of one chip unit by the same operation as the finger 100 and apply them to the adding circuit 400, the adding circuit 400 performs the phase difference e (t) of the fingers 100, 200 and 300. ) Is added to the PLL 500.
이때, 본 발명에서의 핑거(100,200,300)들은 종래와는 상이하게 칩단위로 위상차를 검출함을 알 수 있다. 여기서, 종래에는 심볼 단위의 위상차를 검출하게 구성되어 있고, 각 핑거가 심볼 단위의 위상차를 검출하는데에는 소정 칩단위의 시간차가 발생하므로써 메모리가 필요하나, 본 발명에서는 칩단위로 위상차를 검출하므로써 별도의 메모리가 필요없게 된다. 즉, 본 발명의 핑거(100,200,300)들에는 칩들이 연속적으로 입력되고 있는 상태이므로 핑거(100,200,300)들이 칩들의 위상차를 검출하는 시간은 동일하다고 볼 수 있는 바, 검출된 위상차를 저장할 별도의 메모리를 사용할 필요가 없는 것이다.In this case, it can be seen that the fingers 100, 200, and 300 in the present invention detect the phase difference in units of chips differently from the prior art. Here, conventionally, it is configured to detect a phase difference in symbol units, and a memory is required for each finger to detect a phase difference in symbol units because a time difference occurs in a predetermined chip unit. No memory is required. That is, since the chips 100 are continuously input to the fingers 100, 200 and 300 of the present invention, the time for detecting the phase difference between the chips 100, 200 and 300 is the same, and thus a separate memory for storing the detected phase difference may be used. There is no need.
이와 같이 본 발명은 각 핑거가 칩단위로 위상차를 검출하도록 하므로써, 핑거들의 위상차를 저장할 별도의 메모리를 사용할 필요가 없어 수신 장치를 소형, 경량화할 수 있다는 효과가 있다.As described above, the present invention allows each finger to detect the phase difference in units of chips, thereby eliminating the need to use a separate memory to store the phase difference of the fingers, thereby reducing the size and weight of the receiving device.
Claims (1)
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KR1019970078360A KR19990058269A (en) | 1997-12-30 | 1997-12-30 | Frequency Tracker in Code Division Multiple Access Systems |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1019970078360A KR19990058269A (en) | 1997-12-30 | 1997-12-30 | Frequency Tracker in Code Division Multiple Access Systems |
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- 1997-12-30 KR KR1019970078360A patent/KR19990058269A/en not_active Application Discontinuation
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