KR20000028617A - 스프레드 스펙트럼 수신기 - Google Patents

스프레드 스펙트럼 수신기 Download PDF

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KR20000028617A KR1019990035237A KR19990035237A KR20000028617A KR 20000028617 A KR20000028617 A KR 20000028617A KR 1019990035237 A KR1019990035237 A KR 1019990035237A KR 19990035237 A KR19990035237 A KR 19990035237A KR 20000028617 A KR20000028617 A KR 20000028617A
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요시키 마모리
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모리시타 요이찌
마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

스프레드 스펙트럼 수신기에서, 디스프레드부(102)는 스프레드 신호 ELI 및 ELQ의 상관관계를 통하여 수신 신호들을 디스프레드한다. 적분부(103)는 I-위상 상관 데이터 PELI 및 Q-위상 상관 데이터 PELQ를 적분한다. 리드/래그 추가부(104)는 적분부로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 래그 위상인지를 나타내는 리드/래그 정보를 I-위상 적분 데이터 PELICc에 추가한다. 지연 수단(108)은 Q-위상 적분 데이터 PELQCc 및 I-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELIa를 1심벌씩 지연시킨다. 리드/래그 레벨 차이 출력부(109)는 리드 위상과 래그 위상간의 레벨 차이 TAC를 출력한다. 또한, 타이밍 제어부(112)는 레벨 차이를 없애기 위하여 전체 루프의 위상을 제어하며, 이에 따라 스프레드 신호의 동기를 트랙킹한다.

Description

스프레드 스펙트럼 수신기{Spread sprectrum receiver}
본 발명은 에러 신호를 생성하기 위해 시간 분할을 이용하여 위상-리드 스프레드 신호 및 위상-래그 스프레드 신호를 상관시킴으로써 스프레드 신호를 동기적으로 트랙킹하기 위한 동기 트랙킹부를 갖는 스프레드 스펙트럼 수신기에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 동기 트랙킹 루프 타이밍을 단순하게 제어함으로써 확실하고 매우 정확한 동기 트랙킹 및 동기 홀딩을 가능하게 하며, 시스템 설계의 측면에서 높은 탄력성을 주는 스프레드 스펙트럼 수신기에 관한 것이다.
스프레드 스펙트럼 통신(이하 종종 “SS 통신”이라 줄여서 명명함) 시스템 또는 코드 분할 다중 접속(즉, CDMA) 통신 시스템을 따르는 휴대용 셀방식 전화에 의해 대표되는 이동 통신 기술이 급속하게 발전되어 왔다. 이러한 통신 시스템에 서, 수신 신호로부터 필요한 타이밍 신호를 추출하고 홀딩하는 데에 사용되는 동기화는 스프레드 스펙트럼(SS) 신호를 복조 및 디스프레딩함으로서 수신 신호를 정확하게 재생하는 데에 필요불가결하다.
다른 디지털 신호를 수신하는 경우처럼, 스프레드 스펙트럼 신호를 수신하기 위해서는 반송파 및 데이터의 동기가 필요하다. 스프레드 신호의 동기가 중요하며, 이에 따라 특이한 문제가 발생하게 된다. 스프레드 스펙트럼 통신 시스템에는 넓은 주파수 범위에 걸쳐서 에너지가 스프레드되는 스프레드 스펙트럼 신호가 사용되기 때문에, 신호대잡음(S/N)비가 상당히 낮다. 특히 CDMA 통신 시스템에서는, 동일한 주파수에서 다른 채널 신호가 바람직한 신호인것 처럼 전송되며, 이에 따라서 신호 대 인터페이스(S/I)비가 상당히 낮다. 이러한 이유로, 수신된 스프레드 스펙트럼 신호를 정확하게 디스프레딩함으로써 S/N비 또는 S/I 특성이 개선되어야 한다. 수신된 스프레드 스펙트럼 신호를 정확하게 디스프레딩한 결과로서, 정규 신호를 복조하는 데에 이용되는 종래 기술이 반송파 및 데이터의 동기에 적용될 수 있다.
이와같은 이유로, 스프레드 스펙트럼 통신 시스템에서, 동기화는 2개의 독립적인 회로 수단을 사용함으로써 두 단계로 수행된다. 한 단계는 수신 신호를 관찰함으로써, 타이밍 정보가 소정의 불확실한 크기(uncertainty), 예를 들어 실질적으로 칩의 지속 기간과 같은 크기로 좁혀지며, 수신기가 스프레드 시스템을 활성화하는 타이밍이 수신 신호의 타이밍에 매치되는 “동기 획득”단계이다. 다른 단계는 수신기의 스프레드 시스템이 타이밍 래그 를 일으키지 못하게 하기 위하여 동기 획득을 통해 얻어지는 타이밍을 좀 더 정확하게 홀딩하기 위한 “동기 트랙킹”단계이다.
동기 트랙킹을 정확하게 수행하기 위하여, 수신 신호의 타이밍 에러는 동기 획득을 통하여 특정한 범위내로 한정되어야 한다. 동기 획득은 고속 특성을 요구하기 때문에, 개방 루프가 주로 이용된다. 반대로, 동기 트랙킹은 정확성에 특히 중요성을 두기 때문에, 잡음의 영향을 줄이기 위하여 비교적 긴 시간 주기 동안 관찰되어야 한다. 이러한 이유로, 폐쇄 루프가 주로 이용된다.
도 4는 종래의 스프레드 스펙트럼 수신기의 한 예인 RAKE 수신기내 동기 트랙킹부의 회로 구성이다. τ-디더(dither) 루프가 RAKE 수신기의 동기 트랙킹부로서 사용되며, 이 τ-디더 루프는 한 세트의 상관기(디스프레딩부)를 사용하여 폐쇄 루프를 구성한다. 자동상관 함수가 동기의 정확한 지점의 부근에서 삼각형 형상을 취하면, τ-디더 루프는 수신기에 의해 생성된 스프레드 신호( 또는 의사 잡음 시스템 코드)의 위상이 동기 지점을 약간 리드하게 하고 동기 지점을 약간 래그하게 하며, 동기 지점에 대한 스프레드 신호의 위상 리드 및 위상 래그에 의해 야기되는 상관값의 변화(즉, 디스프레드된 신호의 진폭 변화)를 검출하고, 변화를 제로로 줄이기 위하여 전체 동기 트랙킹부의 진동 위상을 제어한다는 것을 주목하자.
도 4에서, 종래의 스프레드 스펙트럼 수신기의 동기 트랙킹부는 샘플링부(101), 디스프레드부(102), 적분부(103), 리드/래그 위상 레벨 차이 출력부(409), 의사 잡음(PN) 코드 발생기(111), 및 타이밍 제어부(412)를 포함한다.
샘플링부(101)는 타이밍 제어부(412)로부터 출력된 ELCLK 신호의 타이밍에서 수신 신호 RxI[i-1:0] 뿐 아니라 수신 직교 신호 RxQ[i-1:0]를 샘플링하는데, 수신 신호 RxI[i-1:0]는 미도시된 안테나에 의해 수신되고 수신 반송파와 동상을 가지며, 직교 신호 RxQ[i-1:0]는 반송파의 위상과 90o도 차이가 있다. 각 수신 신호 RxI 및 RxQ는 i 비트의 지속기간을 갖는다. 신호의 비트 구성을 명확히 하기 위하여, 수신 신호는 RxI[i-1:0] 및 RxQ[i-1:0]로 표시된다.
샘플링부(101)에 의해 RxI[i-1:0] 및 RxQ[i-1:0]을 샘플링함으로써 얻어지는 신호 ELI[i-1:0] 및 ELQ[i-1:0]은, 의사 잡음 코드 발생부(111)로부터 출력되어 스프레드 신호로서 작용하는 PN 시스템 코드 PnI 및 PnQ의 상관관계를 통하여 디스프레드부(102)에 의해 디스프레드된다. 디스프레드부(102)는 상관 데이터 PELI[j-1:0] 및 PELQ[j-1:0]을 적분부(103)에 출력하며, 이때 각 상관 데이터 세트는 j 비트를 포함한다. 타이밍 제어부(412)에 의해 출력되며 스프레드 신호가 리드 위상을 갖는지 래그 위상을 갖는지를 나타내는 신호 PNc에 따라서, PN 코드 발생부(111)는 각각 리드 위상 또는 래그 위상을 갖는 PN 시스템 코드 PnI 및 PnQ를 시간 분할을 이용하여 디스프레드부(102)에 공급한다.
타이밍 제어부(412)로부터 공급되며 리드-위상 또는 래그-위상 상관 데이터가 계산되었는지를 표시하는 신호 EL1 뿐 아니라, 적분수를 나타내는 INTEG 신호를 기초로 하여, 적분부(103)는 상관 데이터를 PELI[j-1:0] 및 PELQ[j-1:0]를 적분하여 그 결과인 적분 데이터 PELICc[k-1:0] 및 PELQCc[k-1:0]을 지연 회로(108)로 출력하며, 상기 각 적분 데이터 세트는 k 비트를 포함하고, 상기 지연 회로(108)는 적분 데이터를 1심벌 만큼 지연시켜 리드/래그 위상 레벨 차이 출력부(409)로 출력한다. 좀 더 상세하게 설명하면, 지연 회로(108)는 지연된 적분 데이터 PELId[k-1:0] 및 PELQd[k-1:0]을 출력하는데, 이 지연된 적분 데이터 PELId[k-1:0] 및 PELQd[k-1:0]는 각각 k 비트를 포함하며 적분 데이터 PELICc[k-1:0] 및 PELQCc[k-1:0]을 1심벌 만큼 지연하여 형성된다.
리드/래그 레벨 차이 출력부(409)는 적분 데이터 PELICc[k-1:0] 및 PELQCc[k-1:0], 지연된 적분 데이터 PELId[k-1:0] 및 PELQd[k-1:0], 및 현재의 심벌이 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 표시하는 신호 EL2를 기초로 하여, 리드 위상과 래그 위상간의 레벨 차이(즉, 에러 신호)를 타이밍 제어부(412)로 출력한다.
타이밍 제어부(412)는 레벨 차이 TAC를 제로로 줄이기 위하여 샘플링 타이밍(즉, ELCLK 신호의 타이밍)과, 각 신호 PNc, EL1, 및 EL2가 리드 위상 및 래그 위상 사이에서 스위치되는 타이밍을 조절함으로써 전체 동기 트랙킹부의 위상을 제어한다.
그러나, 상기 설명한 종래의 스프레드 스펙트럼 수신기의 동기 트랙킹부에서는, 적분부(103)가 리드-위상 또는 래그-위상 교정값을 적분하는 지를 나타내는 신호 EL1과, 적분부(103)로부터 출력되며 리드 위상 또는 래그 위상을 갖는 적분 데이터를 나타내는 신호 EL2는 동일한 타이밍에서 리드/래그 레벨 차이 출력부(409)에 입력되지 않는다. 두 신호 EL1과 EL2사이의 상관관계가 정확하게 유지되는 한 어떠한 문제도 발생하지 않는다. 그러나, 만일 어떠한 이유로 상관관계가 오프셋된다면, 검색 회로에 의해 대충 포획된 스프레드 신호(즉, PN 시스템 코드)의 동기를 더 개선하기 위한 트랙킹은 불가능해지며, 이는 교대로 동기 홀딩을 불가능하게 한다.
도 4에 도시한 동기 트랙킹부의 구성 요소는 회로 및 디지털 신호 처리기(DSP)에 의해 구현된다. 샘플링 타이밍 신호 ELCLK가 샘플링부(101)로부터 출력되는 타이밍과, 리드/래그 위상 레벨 차이 출력부(409)가 처리 동작을 수행하는 타이밍 사이에는 타이밍 래그가 있다. 이들 두 신호 EL1과 EL2의 타이밍은 시간 지연을 포함하도록 설정되어야한다. 루프의 개별적인 처리 타이밍의 정밀한 제어에 대한 요구는 시스템 디자인을 비탄력적으로 한다.
본 발명은 상기 설명한 문제들 및 환경들의 견지에서 착상되었으며, 본 발명의 목적은 위상-리드 스프레드 신호와 위상-래그 스프레드 신호간의 에러 신호를 발생시키기 위하여 시간 분할을 이용하여 상관 동작을 수행하는 동기 트랙킹부를 갖는 스프레드 스펙트럼을 제공하는 것이며, 적분 및 레벨 차이 동작을 수행하는 구성 요소에 공급되는 신호가 리드 위상인지 래그 위상인지를 표시하는, 가령 신호 타이밍의 설정과 같은 동기 트랙킹을 수행하기 위하여 루프에 의해 요구되는 타이밍 제어가 더 단순화되며, 이로써 매우 정확하고 확실한 동기 트랙킹, 홀딩 및 시스템 설계의 측면에서 높은 정도의 탄력성을 제공할 수 있게 된다.
본 발명의 제 1 양태에 따라, 2개의 스프레드 신호간의 에러 신호를 발생시키기 위하여 시간 분할을 이용함으로써 스프레드 신호들의 상관관계를 통해 위상-리드 스프레드 신호와 위상-래그 스프레드 신호간의 동기를 트랙킹하기 위한 동기 트랙킹부를 갖는 스프레드 스펙트럼 수신기가 제공되며, 이 스프레드 스펙트럼 수신기는, 상관관계를 통해 수신 신호들을 디스프레드하는 디스프레드 수단; 디스프레드 수단으로부터 출력된 신호를 적분하는 적분 수단; 적분 수단으로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타내는 리드-래그 정보를 적분 수단으로부터 수신된 신호에 추가하는 리드/래그 정보 추가 수단; 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 수신된 신호를 1 심벌씩 지연하기 위한 지연 수단; 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 출력된 신호 및 지연 수단으로부터 출력된 신호를 기초로 하여 리드 위상과 래그 위상 간의 레벨 차이를 출력하는 리드/래그 레벨 차이 출력 수단; 및 레벨 차이를 없애기 위하여 전체 루프의 위상을 제어하는 타이밍 제어부로 구성된다.
본 발명에 따른 스프레드 스펙트럼 수신기에서, 디스프레드 수단은 2개의 위상 스프레드 신호들, 즉 리드-위상 신호 및 래그-위상 신호를 상관관계를 통해 디스프레드한다. 적분 수단은 디스프레드 수단으로부터 출력된 신호를 적분하며, 리드/래그 정보 추가 수단은 적분 수단으로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타내는 리드-래그 정보를 적분 수단으로부터 수신된 신호에 추가한다. 지연 수단은 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 수신된 신호를 1 심벌씩 지연시킨다. 리드/래그 레벨 차이 출력 수단은 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 출력된 신호 및 지연 수단으로부터 출력된 신호를 기초로 하여 리드 위상과 래그 위상 간의 레벨 차이를 출력한다. 또한, 타이밍 제어 수단은 레벨 차이를 없애기 위하여 전체 루프의 위상을 제어하며, 이로써 스프레드 신호들의 동기를 트랙킹한다.
상기 설명한 바와 같이, 적분부로부터 출력된 신호가 리드 위상 인지 래그 위상인지를 나타내는 리드/래그 정보가 리드/래그 레벨 차이 출력 수단에 공급되는 적분 데이터 및 지연된 적분 데이터에 추가된다. 종래의 스프레드 스펙트럼 수신기와는 달리, 본 발명에 의한 스프레드 스펙트럼 수신기는 신호의 래그 및 프로세싱 래그의 관점에서 리드/래그 레벨 차이 출력부의 타이밍을 제어하는 타이밍 제어 수단에 대한 필요성을 제거하며, 그렇지 않다면 이는 종래의 동기 트랙킹부에 의해 요구될 것이다. 동기 트랙킹 루프의 타이밍의 제어가 더 단순하게 이루어지며, 이에 따라 잘못된 동작을 포함하지 않으면서 스프레드 신호 동기의 확실하고 매우 정확한 트랙킹 및 홀딩을 가능하게 한다. 또한, 본 발명은 동기 트랙킹 루프에서의 개별적인 처리 타이밍의 꼼꼼한 관리에 대한 필요성을 줄이며, 이에 따라 시스템 설계의 측면에서 높은 정도의 탄력성을 준다.
다중-주파수 시프트-키잉 방법이 변조 방법으로서 이용되는 경우, 2가지의 방법, 즉 리드/래그 정보 추가 수단이 적분 데이터가 리드 위상인지 래그 위상인지를 나타내는 전형적인 정보를 반송파에 대해 하나의 위상 성분인 적분 데이터에 추가하는 방법, 및 리드/래그 정보 추가 수단이 적분 데이터가 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타내는 전형적인 정보를 반송파에 대해 모든 위상 요소인 적분 데이터에 추가하는 방법을 생각할 수 있다. 만일 전형적인 직각 위상 시프트 키잉(QPSK)이 이용된다면, (하기에서 설명되는) 제1, 제2, 제3, 및 제4 양태에서 정의될 스프레드 스펙트럼 수신기 중 한 개가 이용된다.
본 발명의 제 2 양태에 따라, 2개의 스프레드 신호간의 에러 신호를 발생시키기 위하여 시간 분할을 이용함으로써 스프레드 신호들의 상관관계를 통해 위상-리드 스프레드 신호와 위상-래그 스프레드 신호간의 동기를 트랙킹하기 위한 동기 트랙킹부를 갖는 스프레드 스펙트럼 수신기가 제공되며, 이 스프레드 스펙트럼 수신기는, 상관관계를 통해 반송파와 동상인 수신 신호 및 반송파와 위상이 90o다른 수신 직교 신호를 디스프레드하는 디스프레드 수단; 디스프레드 수단으로부터 출력된 동상 및 직교 신호를 적분하는 적분 수단; 적분 수단으로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타내는 리드/래그 정보를 적분 수단으로부터 출력된 동상 신호에 추가하는 리드/래그 정보 추가 수단; 적분 수단으로부터 출력된 직교 신호 및 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 출력된 신호를 1 심벌씩 지연하기 위한 지연 수단; 적분 수단으로부터 출력된 직교 신호, 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 출력된 신호, 및 지연 수단으로부터 출력된 신호를 기초로 하여 리드 위상과 래그 위상간의 레벨 차이를 출력하는 리드/래그 레벨 차이 출력 수단; 및 레벨 차이를 없애기 위하여 전체 루프의 위상을 제어하는 타이밍 제어부로 구성된다.
본 발명의 제 2 양태에서 정의된 스프레드 스펙트럼 수신기에 있어서, 디스프레드 수단은 상관관계를 통해 반송파와 동상인 수신 신호 및 반송파와 위상이 90o다른 수신 직교 신호를 디스프레드하며; 적분 수단은 디스프레드 수단으로부터 출력된 동상 및 직교 신호를 적분하고; 리드/래그 정보 추가 수단은 적분 수단으로부터 출력된 동상 신호에 적분 수단으로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 래그 위상인지를 나타내는 리드/래그 정보를 추가하며; 지연 수단은 적분 수단으로부터 출력된 직교 신호 및 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 출력된 신호를 1 심벌씩 지연시키고; 리드/래그 레벨 차이 출력 수단은 적분 수단으로부터 출력된 직교 신호, 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 출력된 신호, 및 지연 수단으로부터 출력된 신호를 기초로 하여 리드 위상과 래그 위상간의 레벨 차이를 출력하고; 타이밍 제어부는 레벨 차이를 없애기 위하여 전체 루프의 위상을 제어한다. 결과적으로, 동기 트랙킹 루프의 타이밍 제어가 더 단순하게 이루어지며, 따라서, 잘못된 동작을 포함하지 않으면서 스프레드 신호 동기의 확실하고 매우 정확한 트랙킹 및 홀딩을 가능하게 한다. 또한, 본 발명은 동기 트랙킹 루프에서의 개별적인 처리 타이밍의 꼼꼼한 관리에 대한 필요성을 줄이며, 이에 따라 시스템 설계의 측면에서 높은 정도의 탄력성을 준다.
본 발명의 제 3 양태에 따라, 2개의 스프레드 신호간의 에러 신호를 발생시키기 위하여 시간 분할을 이용함으로써 스프레드 신호들의 상관관계를 통해 위상-리드 스프레드 신호와 위상-래그 스프레드 신호간의 동기를 트랙킹하기 위한 동기 트랙킹부를 갖는 스프레드 스펙트럼 수신기가 제공되며, 이 스프레드 스펙트럼 수신기는, 상관관계를 통해 반송파와 동상인 수신 신호 및 반송파와 위상이 90o다른 수신 직교 신호를 디스프레드하는 디스프레드 수단; 디스프레드 수단으로부터 출력된 동상 및 직교 신호를 적분하는 적분 수단; 적분 수단으로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타내는 리드/래그 정보를 적분 수단으로부터 출력된 직교 신호에 추가하는 리드/래그 정보 추가 수단; 적분 수단으로부터 출력된 동상 신호 및 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 출력된 신호를 1 심벌씩 지연하기 위한 지연 수단; 적분 수단으로부터 출력된 동상 신호, 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 출력된 신호, 및 지연 수단으로부터 출력된 신호를 기초로 하여 리드 위상과 래그 위상간 레벨 차이를 출력하는 리드/래그 레벨 차이 출력 수단; 및 레벨 차이를 없애기 위하여 전체 루프의 위상을 제어하는 타이밍 제어부로 구성된다.
본 발명의 제 3 양태에서 정의된 스프레드 스펙트럼 수신기에 있어서, 디스프레드 수단은 상관관계를 통해 반송파와 동상인 수신 신호 및 반송파와 위상이 90o다른 수신 직교 신호를 디스프레드하며; 적분 수단은 디스프레드 수단으로부터 출력된 동상 및 직교 신호를 적분하고; 리드/래그 정보 추가 수단은 적분 수단으로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타내는 리드/래그 정보를 적분 수단으로부터 출력된 직교 신호에 추가하며; 지연 수단은 적분 수단으로부터 출력된 동상 신호 및 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 출력된 신호를 1 심벌씩 지연하며, 이에 따라 리드/래그 레벨 차이 출력 수단은 적분 수단으로부터 출력된 동상 신호, 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 출력된 신호, 및 지연 수단으로부터 출력된 신호를 기초로 하여 리드 위상과 래그 위상간 레벨 차이를 출력하며; 타이밍 제어부는 레벨 차이를 없애기 위하여 전체 루프의 위상을 제어하고, 따라서 잘못된 동작을 포함하지 않으면서 스프레드 신호 동기의 확실하고 매우 정확한 트랙킹 및 홀딩을 가능하게 한다. 또한, 본 발명은 동기 트랙킹 루프에서의 개별적인 처리 타이밍의 꼼꼼한 관리에 대한 필요성을 줄이며, 이에 따라 시스템 설계의 측면에서 높은 정도의 탄력성을 준다.
본 발명의 제 4 양태에 따라, 2개의 스프레드 신호간의 에러 신호를 발생시키기 위하여 시간 분할을 이용함으로써 스프레드 신호들의 상관관계를 통해 위상-리드 스프레드 신호와 위상-래그 스프레드 신호간의 동기를 트랙킹하기 위한 동기 트랙킹부를 갖는 스프레드 스펙트럼 수신기가 제공되며, 이 스프레드 스펙트럼 수신기는, 상관관계를 통해 반송파와 동상인 수신 신호 및 반송파와 위상이 90o다른 수신 직교 신호를 디스프레드하는 디스프레드 수단; 디스프레드 수단으로부터 출력된 동상 및 직교 신호를 적분하는 적분 수단; 적분 수단으로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타내는 리드/래그 정보를 적분 수단으로부터 출력된 동상 및 직교 신호에 추가하는 리드/래그 정보 추가 수단; 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 출력된 신호를 1 심벌씩 지연하기 위한 지연 수단; 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 출력된 신호, 및 지연 수단으로부터 출력된 신호를 기초로 하여 리드 위상과 래그 위상간 레벨 차이를 출력하는 리드/래그 레벨 차이 출력 수단; 및 레벨 차이를 없애기 위하여 전체 루프의 위상을 제어하는 타이밍 제어부로 구성된다.
본 발명의 제 4 양태에서 정의된 스프레드 스펙트럼 수신기에 있어서, 디스프레드 수단은 상관관계를 통해 반송파와 동상인 수신 신호 및 반송파와 위상이 90o다른 수신 직교 신호를 디스프레드하며; 적분 수단은 디스프레드 수단으로부터 출력된 동상 및 직교 신호를 적분하고; 리드/래그 정보 추가 수단은 적분 수단으로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타내는 리드/래그 정보를 적분 수단으로부터 출력된 동상 및 직교 신호에 추가하며; 지연 수단은 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 출력된 신호를 1 심벌씩 지연하고; 리드/래그 레벨 차이 출력 수단은 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 출력된 신호, 및 지연 수단으로부터 출력된 신호를 기초로 하여 리드 위상과 래그 위상간 레벨 차이를 출력하며; 타이밍 제어부는 레벨 차이를 없애기 위하여 전체 루프의 위상을 제어하며, 따라서 잘못된 동작을 포함하지 않으면서 스프레드 신호 동기의 확실하고 매우 정확한 트랙킹 및 홀딩을 가능하게 한다. 또한, 본 발명은 동기 트랙킹 루프에서의 개별적인 처리 타이밍의 꼼꼼한 관리에 대한 필요성을 줄이며, 이에 따라 시스템 설계의 측면에서 높은 정도의 탄력성을 준다.
본 발명의 제 5 양태에 따라서, 스프레드 스펙트럼 수신기는 소정의 샘플링 타이밍에서 수신 신호를 바람직하게는 샘플링하는 샘플링 수단; 이에따라 샘플링된 수신 신호를 바람직하게는 디스프레드하는 디스프레드 수단; 및 레벨 차이에 따라서 샘플링 타이밍을 바람직하게는 조절하는 타이밍 제어 수단을 포함한다.
본 발명의 제 5 양태에 따른 스프레드 스펙트럼 수신기에 있어서, 샘플링 수단은 소정의 샘플링 타이밍에서 수신 신호를 샘플링하고; 디스프레드 수단은 이에따라 샘플링된 수신 신호를 디스프레드하며; 타이밍 제어 수단은 레벨 차이에 따라 샘플링 타이밍을 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 6 양태에 따르면, 스프레드 스펙트럼 수신기내의 스프레드 신호는 의사 잡음 코드에 해당한다. 스프레드 스펙트럼 수신기는 바람직하게는, 신호가 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타내는 리드/래그 신호에 따라서, 시간 분할을 이용하여 2개의 의사 잡음 코드, 즉 위상-리드 의사 잡음 코드 및 위상-래그 의사 잡음 코드를 디스프레드 수단에 공급하기 위한 의사 잡음 코드 발생 수단을 포함한다. 타이밍 제어 수단은 리드/래그 신호가 레벨 차이에 따라서 스위치되는 타이밍을 제어한다.
본 발명의 제 6 양태에 따른 스프레드 스펙트럼 수신기에 있어서, 스프레드 신호는 바람직하게는 의사 잡음 코드에 해당한다. 바람직하게는, 의사 잡음 코드 발생 수단은, 신호가 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타내는 리드/래그 신호에 따라서, 시간 분할을 이용하여 2개의 의사 잡음 코드, 즉 위상-리드 의사 잡음 코드 및 위상-래그 의사 잡음 코드를 디스프레드 수단에 공급한다. 바람직하게는, 타이밍 제어 수단은 리드/래그 신호가 레벨 차이에 따라서 스위치되는 타이밍을 제어한다. “의사 잡음 코드”라는 표현은 “넓은 의미에서의 의사 잡음 코드”를 나타내며 M 코드 시스템 및 Gold 코드 시스템과 같은 다양한 코드 시스템을 포함한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스프레드 스펙트럼 수신기내 동기 트랙킹부의 구성을 보여주는 회로도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 스프레드 스펙트럼 수신기내 동기 트랙킹부의 구성을 보여주는 회로도이다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 스프레드 스펙트럼 수신기내 동기 트랙킹부의 구성을 보여주는 회로도이다.
도 4는 종래의 스프레드 스펙트럼 수신기의 한 예인 RAKE 수신기내 동기 트랙킹부의 구성을 보여주는 회로도이다.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
101: 샘플링부 102: 디스프레드부
103: 적분부
104, 205, 306: 리드/래그 추가 회로부 108: 지연 회로
109, 409: 리드/래그 레벨 차이 출력부
111: 의사 잡음 코드 발생부 112, 412: 타이밍 제어부
본 발명의 실시예에 따른 스프레드 스펙트럼 수신기가 첨부된 도면을 참조로 하여 제 1 실시예로부터 제 3 실시예의 순서로 하기에 상세하게 설명될 것이다. 각 실시예에서, 동기 트랙킹부는 단지 한 세트의 상관기(또는 디스프레드부)만을 이용하는 폐쇄 루프를 구성하는 τ-디더 루프를 이용한다. 자동상관 함수가 동기화의 정확한 포인트의 부근에서 삼각형 형상을 취한다면, τ-디더 루프는 수신기에 의해 생성된 스프레드 신호(또는 의사 잡음 시스템 코드)의 위상을 동기화 포인트에서 약각 리드시키고 동기화 포인트 뒤로 약간 래그시키며, 동기화 포인트에 대한 스프레드 신호의 위상 리드 및 위상 래그에 의해 야기된 상관 값에 있어서의 변화량(즉, 디스프레드된 신호의 진폭에 있어서의 변화량)을 구하고, 변화량을 제로로 하기 위하여 전체 동기 트랙킹부 진동의 위상을 제어함을 주목하자.
동기 트랙킹부는 변조 방법으로서 QPSK를 이용한다. 루프의 구성 요소는 수신 신호의 동상 및 직교 요소를 처리한다. QPSK 방법이 RAKE 수신기에 적용되는 경우, 각 실시예에 따른 동기 트랙킹부는 신호의 동상 및 직교 성분을 처리한다. QPSK 방법이 RAKE 수신기에 적용되는 경우, 각 실시예에 따른 동기 트랙킹부는 RAKE 수신기의 핑거 회로 내에 구성된다.
제 1 실시예
도 1은 제 1 실시예에 따른 스프레드 스펙트럼 수신기내의 동기 트랙킹부를 보여주는 회로도이다. 도면에서, 도 4에 도시된 것들과 대응하는 요소들에는 동일한 참조 부호가 할당된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 제 1 실시예에 따른 스프레드 스펙트럼 수신기의 동기 트랙킹부는 샘플링부(101), 디스프레드부(102), 적분부(103), 리드/래그 추가 회로부(리드/래그 정보 추가 수단에 해당)(104), 지연 회로(지연 수단에 해당)(108), 리드/래그 레벨 차이 출력부(리드/래그 레벨 차이 출력 수단에 해당)(109), 의사 잡음 코드 발생부(111), 및 타이밍 제어부(112)를 포함한다.
샘플링부(101)는 타이밍 제어부(112)로부터 출력된 ELCLK 신호의 타이밍에서 수신 신호 RxI[i-1:0] 및 수신 직교 신호 RxQ[i-1:0]을 샘플링하는데, RxI[i-1:0]는 미도시된 안테나에 의해 수신된 신호로 수신 반송파와 동상(I 위상)이며 RxQ[i-1:0]는 반송파와 위상이 90o다르다(Q 위상). 각 수신 신호 RxI 및 RxQ는 i 비트의 지속 기간을 갖는다. 신호의 비트 구성을 명확히 하기 위하여, 수신 신호들은 RxI[i-1:0] 및 RxQ[i-1:0]로서 표시된다.
샘플링부(101)에 의한 RxI[i-1:0] 및 RxQ[i-1:0]의 샘플링 결과로서 발생한 ExI[i-1:0] 및 ExQ[i-1:0]는, 의사 잡음 코드 발생부(111)로부터 출력되며 스프레드 신호로서 작용하는 PN 시스템 코드 PnI 및 PnQ의 상관관계를 통하여 디스프레드부(102)에 의해 디스프레드된다. 디스프레드부(102)는 적분부(103)로 상관 데이터 I-위상 PELI[j-1:0] 및 Q-위상 PELQ[j-1:0]를 출력하며, 이때 각 상관 데이터 세트는 j 비트를 포함한다.
타이밍 제어부(112)로부터 출력되며 스프레드 신호가 리드 위상인지 래그 위상인지를 나타내는 리드/래그 위상 신호 PNc에 따라서, 의사 잡음 코드 발생부(111)는 시간 분할을 이용하여 각각 리드 위상 또는 래그 위상인 PN 시스템 코드 PnI 및 PnQ를 디스프레드부(102)에 공급한다.
적분수를 나타내는 INTEG 신호 뿐 아니라, 타이밍 제어부(112)로부터 공급되어 리드-위상 또는 래그-위상 상관 데이터가 계산되는 지를 표시하는 신호 EL을 기초로 하여, 적분부(103)는 I-위상 상관 데이터 PELI[j-1:0] 및 Q-위상 상관 데이터 PELQ[j-1:0]를 적분하며, 이때 각 상관 데이터 세트는 j 비트를 포함한다. 결과로서 생기는 I-위상 적분 데이터 PELICc[k-1:0]는 리드/래그 추가 회로(104)로 출력되며, 결과로서 생기는 Q-위상 적분 데이터 PELQCc[k-1:0]는 리드/래그 레벨 차이 출력부(109) 및 적분 데이터를 단지 1심벌씩 지연시키는 지연 회로(108)로 출력되고, 이때 PELICc[k-1:0] 및 PELQCc[k-1:0]는 k 비트를 포함한다.
타이밍 제어부(112)로부터 수신된 리드/래그 위상 신호 EL을 기초로 하여, 리드/래그 추가 회로부(104)는, k 비트를 포함하며 적분부(103)로부터 출력된 I-위상 적분 데이터 PELICc[k-1:0]에, 적분부로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 래그 위상인지를 나타내는 (1비트의) 리드/래그 정보를 추가하며, 이로써 k+1 비트를 포함하며 I-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELIa[k:0]를 출력한다. (1비트의) 리드/래그 정보는 k 비트를 포함하는 I-위상 적분 데이터 PELICc[k-1:0]내의 임의 비트 위치에 삽입된다. 이후단{즉, 리드/래그 레벨 차이 출력부(109)}에서의 용이한 처리를 위하여, 좀 더 바람직하게는 리드/래그 정보는 최상위 비트 위치 또는 최하위 비트 위치에 놓여진다.
지연 회로(108)는, k+1 비트를 포함하는 I-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELIa[k:0] 및 k+1 비트를 포함하는 Q-위상 적분 데이터 PELQCc[k-1:0]을 1심벌씩 지연시키며, 이로써 리드/래그 레벨 차이 출력부(109)에 k+1 비트를 포함하는 I-위상 리드/래그 정보가 추가된 지연 적분 데이터 PELId[k:0] 및 k 비트를 포함하는 Q-위상 지연된 적분 데이터 PELQd[k-1:0]을 출력한다. 좀 더 상세히 설명하면, 지연 회로(108)는, 예를 들어 디지털 신호 처리기(DSP)내에 구비되는 레지스터에 의해 구현된다.
리드/래그 레벨 차이 출력부(109)는 k+1 비트를 포함하는 I-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELIa[k:0] 및 k+1 비트를 포함하는 I-위상 정보가 추가된 지연된 적분 데이터 PELId[k:0]로부터 I-위상 수신 신호에 대한 리드 위상과 래그 위상간의 레벨 차이를 계산한다. 또한, 리드/래그 레벨 차이 출력부(109)는 k 비트를 포함하는 Q-위상 적분 데이터 PELQCc[k-1:0] 및 k 비트를 포함하는 Q-위상 지연된 적분 데이터 PELQd[k-1:0]로부터 Q-위상 수신 신호에 대한 리드 위상과 래그 위상간의 레벨 차이를 계산한다. k+1 비트를 포함하는 I-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELIa[k:0] 및 k+1 비트를 포함하는 I- 위상 리드/래그 정보가 포함된 지연된 적분 데이터 PELId[k:0]에 추가된 리드/래그 정보를 기초로 하여, 현재의 심벌이 리드 위상인지 래그 위상인지에 대한 결정이 이루어지며, 이로써 감수 및 피감수가 결정된다. 따라서, 뺄셈이 수행된다. 이 뺄셈의 결과는 리드 위상과 래그 위상간의 레벨 차인인 TAC(에러 신호)로서 타이밍 제어부(112)에 공급된다. 좀 더 상세하게 설명하면, 리드/래그 레벨 차이 출력부(109)에 의해 수행되는 동작은, 예를 들어 디지털 신호 처리기(DSP)에서 수행되는 프로그램 처리 동작에 의해 수행된다.
타이밍 제어부(112)는 샘플링 타이밍(즉, 신호의 타이밍 ELCLK), 리드/래그 위상 신호 PNc, 및 리드/래그 위상 신호 EL이 레벨 차이 TAC를 제로로 줄이기 위하여 리드 위상과 래그 위상간에 스위치되는 타이밍을 제어하며, 이에 따라 전체 루프의 위상을 제어한다. 좀 더 상세히 설명하면, 만일 레벨 차이 신호 TAC로부터 리드 위상을 갖는 수신 신호의 레벨이 래그 위상을 갖는 수신 신호의 레벨보다 더 큰 것으로 판단되면, 루프의 위상은 래그시킬 수 있도록 시프트된다. 반대로, 만일 래그 위상을 갖는 수신 신호의 레벨이 리드 위상을 갖는 수신 신호의 레벨보다 더 큰 것으로 판단되면, 루프의 위상은 리드시킬 수 있도록 시프트된다.
이전에 설명한 바와 같이, 제 1 실시예에 따른 스프레드 스펙트럼 수신기의 동기 트랙킹부에 있어서, 샘플링부(101)는 ELCLK 신호의 샘플링 타이밍에서 반송파와 동위상(I 위상)을 갖는 수신 신호 RxI 및 반송파와 위상이 90o다른(Q 위상) 수신 직교 신호 RxQ를 샘플링한다. 디스프레드부(102)는 리드-위상 스프레드 신호 PnI 및 래그-위상 스프레드 신호 PnQ의 상관관계를 통하여 수신 신호 ELI 및 ELQ를 디스프레드한다. 적분부(103)는 디스프레드부(102)로부터 출력된 I-위상 및 Q-위상 상관 데이터 PELI 및 PELQ를 적분한다. 리드/래그 추가부(104)는 적분부(103)로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타내는 리드/래그 정보를 적분부(103)로부터 수신된 I-위상 적분 데이터 PELICc에 추가한다. 지연 회로(108)는 적분부(103)로부터 수신된 Q-위상 적분 데이터 PELQCc 및 리드/래그 추가부(104)로부터 수신된 I-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELIa를 1심벌씩 지연시킨다. 리드/래그 레벨 차이 출력부(109)는 적분부(103)로부터 수신된 Q-위상 적분 데이터 PELQCc, 리드/래그 추가부(104)로부터 수신된 I-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELIa, I-위상 리드/래그 정보가 추가된 지연된 적분 데이터 PELId 및 Q-위상 지연된 적분 데이터 PELQd를 기초로 하여 리드 위상과 래그 위상간의 레벨 차이 TAC를 출력하며, 이때 PELId 및 PELQd는 지연 회로(108)로부터 수신된 것이다. 또한, 타이밍 제어부(112)는 레벨 차이를 없애기 위하여 전체 루프의 위상을 제어하며, 결과적으로 스프레드 신호 PnI 및 PnQ의 동기 트랙킹을 제어한다.
상기 설명한 바와 같이, I-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELIa 및 리드/래그 정보가 추가된 지연된 적분 데이터 PELId가 적분 데이터 또는 지연된 적분 데이터로서 리드/래그 레벨 차이 출력부(109)로 공급되며, 상기 리드/래그 정보는 적분부로부터 출력된 신호 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타낸다. 종래의 스프레드 스펙트럼 수신기와는 달리, 본 발명은 적분부에 의해 리드-위상 상관 데이터가 계산되는지 또는 래그-위상 상관 데이터가 계산되는 지를 나타내는 신호와 적분부로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 래그 위상인지를 나타내는 신호간의 오프셋의 발생을 막아주는데, 그렇지 않으면 이는 어떠한 다양한 이유에 대해서 발생될 수 있다. 또한, 신호의 래그 및 프로세싱 래그를 고려하여 리드/래그 레벨 차이 출력부의 타이밍을 제어하는 타이밍 제어부(112)의 필요성을 없앴는데, 그렇지 않으면 이는 종래의 동기 트랙킹부에 의해 요구되었을 것이다. 동기 트랙킹 루프의 타이밍의 제어가 더 단순하게 이루어지며, 이에 따라 잘못된 동작을 포함하지 않으면서 스프레드 신호 동기의 확실하고 매우 정확한 트랙킹 및 홀딩을 가능하게 한다. 또한, 본 발명은 동기 트랙킹 루프에서의 개별적인 처리 타이밍의 꼼꼼한 관리에 대한 필요성을 줄이며, 이에 따라 시스템 설계의 측면에서 높은 정도의 탄력성을 준다.
제 2 실시예
도 2는 제 2 실시예에 따른 스프레드 스펙트럼 수신기내의 동기화 트랙킴부를 보여주는 회로도이다. 도면에서, 제 1 실시예(도 1)에서 사용된 것들과 대응하는 요소들은 동일한 참조 부호가 할당되었으며, 이들에 대한 상세한 설명의 반복은 생략한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 제 2 실시예에 따른 스프레드 스펙트럼 수신기의 동기 트랙킹부는 샘플링부(101), 디스프레드부(102), 적분부(103), 부가 회로부(리드/래그 정보 부가 수단에 해당)(205), 지연 회로(지연 수단에 해당)(108), 리드/래그 레벨 차이 출력부(리드/래그 레벨 차이 출력 수단에 해당((109), 의사 잡음 코드 발생부(111), 및 타이밍 제어부(112)를 포함한다.
제 1 실시예에서는, 적분부로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타내는 리드/래그 정보가 I-위상 적분 데이터에 추가된다. 이와는 달리, 제 2 실시예는 리드/래그 정보가 Q-위상 적분 데이터에 추가된다는 점에서 제 1 실시예와 다르다. 따라서, 샘플링부(101), 디스프레드부(102), 의사 잡음 코드 발생부(111), 및 적분부(103)의 구성 및 동작은 제 1 실시예에서와 같다.
k 비트를 포함하는 I-위상 적분 데이터 PELICc[k-1:0](k＞j)는 적분부(103)로부터 리드/래그 레벨 차이 출력부(109), 및 적분 데이터를 1심벌씩 지연시키는 지연 회로(108)로 출력된다. 또한, k 비트를 포함하는 Q-위상 적분 데이터 PELQCc[k-1:0]는 리드/래그 추가 회로(205)로 출력된다.
타이밍 제어부(112)로부터 수신된 리드/래그 위상 신호 EL을 기초로 하여, 리드/래그 추가 회로(205)는 적분부로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타내는 (1비트의) 리드/래그 정보를, 적분부(103)로부터 출력되며 k 비트를 포함하는 Q-위상 적분 데이터 PELQCc[k-1:0]에 추가하며, 이로써 k+1 비트를 포함하는 Q-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELQa[k:0]를 출력한다. (1비트의) 리드/래그 정보는 k 비트를 포함하는 Q-위상 적분 데이터 PELQCc[k-1:0]내의 임의 비트 위치에 삽입된다. 이후단{즉, 리드/래그 레벨 차이 출력부(109)}에서의 용이한 처리를 위하여, 좀 더 바람직하게는 리드/래그 정보는 최상위 비트 위치 또는 최하위 비트 위치에 놓여진다.
지연 회로(108)는 k 비트를 포함하는 I-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELICc[k-1:0] 및 k+1 비트를 포함하는 Q-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELQa[k:0]을 1심벌씩 지연시키며, 이로써 k 비트를 포함하는 I-위상 지연된 적분 데이터 PELId[k-1:0] 및 k+1 비트를 포함하는 Q-위상 리드/래그 정보가 추가된 지연된 적분 데이터 PELQd[k:0]을 리드/래그 레벨 차이 출력부(109)로 출력한다. 좀 더 상세하게 설명하면, 지연 회로(108)는, 예를 들어 디지털 신호 처리기(DSP)내에 제공되는 레지스터에 의해 구현된다.
리드/래그 레벨 차이 출력부(109)는 k 비트를 포함하는 I-위상 적분 데이터 PELICc[k-1:0] 및 k 비트를 포함하는 I-위상 지연된 적분 데이터 PELId[k-1:0]로부터 I-위상 수신 신호에 대한 리드 위상과 래그 위상 간의 레벨 차이를 계산한다. 또한, 리드/래그 레벨 차이 출력부(109)는 k+1 비트를 포함하는 Q-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELQa[k:0] 및 k+1 비트를 포함하는 Q-위상 리그/래그 정보가 추가된 지연된 적분 데이터 PELQd[k:0]로부터 Q-위상 수신 신호에 대한 리드 위상과 래그 위상간의 레벨 차이를 계산한다. Q-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELQa[k:0] 또는 Q-위상 리그/래그 정보가 추가된 지연된 적분 데이터 PELQd[k:0]에 추가된 리드/래그 정보를 기초로 하여, 현재의 심벌이 리드 위상인지 래그 위상인지에 대한 결정이 이루어지며, 이로써 감수 및 피감수가 결정된다. 따라서, 뺄셈이 수행된다. 이 뺄셈의 결과는 리드 위상과 래그 위상간의 레벨 차인인 TAC(에러 신호)로서 타이밍 제어부(112)에 공급된다. 좀 더 상세하게 설명하면, 리드/래그 레벨 차이 출력부(109)에 의해 수행되는 동작은, 예를 들어 디지털 신호 처리기(DSP)에서 수행되는 프로그램 처리 동작에 의해 수행된다.
타이밍 제어부(112)는 샘플링 타이밍(즉, 신호의 타이밍 ELCLK), 리드/래그 위상 신호 PNc, 및 리드/래그 위상 신호 EL이 레벨 차이 TAC를 제로로 줄이기 위하여 리드 위상과 래그 위상간에 스위치되는 타이밍을 제어하며, 이에 따라 전체 루프의 위상을 제어한다. 좀 더 상세히 설명하면, 만일 레벨 차이 신호 TAC로부터 리드 위상을 갖는 수신 신호의 레벨이 래그 위상을 갖는 수신 신호의 레벨보다 더 큰 것으로 판단되면, 루프의 위상은 래그시킬 수 있도록 시프트된다. 반대로, 만일 래그 위상을 갖는 수신 신호의 레벨이 리드 위상을 갖는 수신 신호의 레벨보다 더 큰 것으로 판단되면, 루프의 위상은 리드시킬 수 있도록 시프트된다.
이전에 설명한 바와 같이, 제 1 실시예에 따른 스프레드 스펙트럼 수신기의 동기 트랙킹부에 있어서, 샘플링부(101)는 ELCLK 신호의 샘플링 타이밍에서 반송파와 동위상(I 위상)을 갖는 수신 신호 RxI 및 반송파와 위상이 90o다른(Q 위상) 수신 직교 신호 RxQ를 샘플링한다. 디스프레드부(102)는 리드-위상 스프레드 신호 PnI 및 래그-위상 스프레드 신호 PnQ의 상관관계를 통하여 수신 신호 ELI 및 ELQ를 디스프레드한다. 적분부(103)는 디스프레드부(102)로부터 출력된 I-위상 및 Q-위상 상관 데이터 PELI 및 PELQ를 적분한다. 리드/래그 정보 추가부(104)는 적분부(103)로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타내는 리드/래그 정보를 적분부(103)로부터 수신된 Q-위상 적분 데이터 PELIQc에 추가한다. 지연 회로(108)는 적분부(103)로부터 수신된 I-위상 적분 데이터 PELICc 및 리드/래그 정보 추가부(104)로부터 수신된 Q-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELQa를 1심벌씩 지연시킨다. 리드/래그 레벨 차이 출력부(109)는 적분부(103)로부터 수신된 I-위상 적분 데이터 PELICc, 리드/래그 정보 추가부(104)로부터 수신된 Q-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELQa, I-위상 지연된 적분 데이터 PELId 및 Q-위상 리드/래그 정보가 추가된 지연된 적분 데이터 PELQd를 기초로 하여 리드 위상과 래그 위상간의 레벨 차이 TAC를 출력하며, 이때 PELId 및 PELQd는 지연 회로(108)로부터 수신된 것이다. 또한, 타이밍 제어부(112)는 레벨 차이를 없애기 위하여 전체 루프의 위상을 제어하며, 결과적으로 스프레드 신호 PnI 및 PnQ의 동기 트랙킹을 제어한다.
상기 설명한 바와 같이, Q-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELQa 및 리드/래그 정보가 추가된 지연된 적분 데이터 PELId가 적분 데이터 또는 지연된 적분 데이터로서 리드/래그 레벨 차이 출력부(109)로 공급되며, 상기 리드/래그 정보는 적분부로부터 출력된 신호 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타낸다. 종래의 스프레드 스펙트럼 수신기와는 달리, 본 발명에 따른 스프레드 스펙트럼은 적분부에 의해 리드-위상 상관 데이터가 계산되는지 또는 래그-위상 상관 데이터가 계산되는 지를 나타내는 신호와 적분부로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 래그 위상인지를 나타내는 신호간의 오프셋의 발생을 막아주는데, 그렇지 않으면 이는 어떠한 다양한 이유에 대해서 발생될 수 있다. 또한, 신호의 래그 및 프로세싱 래그를 고려하여 리드/래그 레벨 차이 출력부의 타이밍을 제어하는 타이밍 제어부(112)의 필요성을 없앴는데, 그렇지 않으면 이는 종래의 동기 트랙킹부에 의해 요구되었을 것이다.
동기 트랙킹 루프의 타이밍의 제어가 더 단순하게 이루어지며, 이에 따라 잘못된 동작을 포함하지 않으면서 스프레드 신호 동기의 확실하고 매우 정확한 트랙킹 및 홀딩을 가능하게 한다. 또한, 본 발명은 동기 트랙킹 루프에서의 개별적인 처리 타이밍의 꼼꼼한 관리에 대한 필요성을 줄이며, 이에 따라 시스템 설계의 측면에서 높은 정도의 탄력성을 준다.
제 3 실시예
도 3은 제 3 실시예에 따른 스프레드 스펙트럼 수신기내의 동기화 트랙킴부를 보여주는 회로도이다. 도면에서, 제 1, 2 실시예(도 1, 2)에서 사용된 것들과 대응하는 요소들은 동일한 참조 부호가 할당되었으며, 이들에 대한 상세한 설명의 반복은 생략한다.
도 3에서, 본 발명에 다른 스프레드 스펙트럼 수신기의 동기 트랙킹부는 샘플링부(101), 디스프레드부(102), 적분부(103), 추가 회로부(리그/래그 정보 추가 수단에 해당)(108), 지연 회로(지연 수단에 해당)(108), 리드/래그 레벨 차이 출력부(리드/래그 레벨 차이 출력 수단에 해당)(109), 의사 잡음 코드 발생부(111), 및 타이밍 제어부(112)를 포함한다.
제 1 실시예에서는, 적분부로부터 출력되는 신호가 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타내는 리드/래그 정보는 I-위상 적분 데이터에 추가된다. 또한, 제 2 실시예에서는, 리드/래그 정보가 직교(Q-위상) 적분 데이터에 추가된다. 이와는 달리, 제 3 실시예는 리드/래그 정보가 I-위상 및 Q-위상 적분 데이터 세트 모두에 추가된다는 점에서 제 1, 2 실시예와 다르다. 결과적으로, 샘플링부(101), 디스프레드부(102), 의사 잡음 코드 발생부(111), 및 적분부(103)의 구성 및 동작은 제 1, 2 실시예와 같다.
k 비트를 포함하는 I-위상 적분 데이터 PELICc[K-1:0] 및 k 비트를 포함하는 Q-위상 적분 데이터 PELQCc[k-1:0]는 적분부(103)로부터 리드/래그 레벨 차이 출력부(109)로 출력된다.
타이밍 제어부(112)로부터 수신된 리드/래그 위상 신호 EL을 기초로 하여, 리드/래그 추가 회로(306)는, k 비트를 포함하며 적부부(103)로부터 출력된 I-위상 적분 데이터 PELICc[k-1:0] 및 Q-위상 적분 데이터 PELQCc[k-1:0]에, 적분부로부터 추력된 신호가 리드 위상인지 래그 위상인지를 나타내는 (1비트의) 리드/래그 정보를 추가하며, 이로써 k+1 비트를 포함하는 I-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELIa[k:0] 및 Q-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELQa[k:0]를 출력한다. (1비트의) 리드/래그 정보는 k 비트를 포함하는 I-위상 적분 데이터 PELICc[k-1:0]내의 임의 비트 위치 및 k 비트를 포함하는 Q-위상 적분 데이터 PELIQCc[k-1:0]내의 임의 비트 위치에 삽입된다. 이후단{즉, 리드/래그 레벨 차이 출력부(109)}에서의 용이한 처리를 위하여, 좀 더 바람직하게는 리드/래그 정보는 최상위 비트 위치 또는 최하위 비트 위치에 놓여진다.
지연 회로(108)는, k+1 비트를 포함하는 I-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELIa[k:0] 및 k+1 비트를 포함하는 Q-위상 적분 데이터 PELQCa[k-1:0]을 1심벌씩 지연시키며, 이로써 리드/래그 레벨 차이 출력부(109)에 k+1 비트를 포함하는 I-위상 리드/래그 정보가 추가된 지연 적분 데이터 PELId[k:0] 및 k 비트를 포함하는 Q-위상 지연된 적분 데이터 PELQd[k-1:0]을 출력한다. 좀 더 상세히 설명하면, 지연 회로(108)는, 예를 들어 디지털 신호 처리기(DSP)내에 구비되는 레지스터에 의해 구현된다.
리드/래그 레벨 차이 출력부(109)는 k+1 비트를 포함하는 I-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELIa[k:0] 및 k+1 비트를 포함하는 I-위상 정보가 추가된 적분 데이터 PELId[k:0]로부터 I-위상 수신 신호에 대한 리드 위상과 래그 위상간의 레벨 차이를 계산한다. 또한, 리드/래그 레벨 차이 출력부(109)는 k+1 비트를 포함하는 Q-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELQa[k:0] 및 k+1비트를 포함하는 Q-위상 리드/래그 정보가 추가된 지연된 적분 데이터 PELQd[k:0]로부터 Q-위상 수신 신호에 대한 리드 위상과 래그 위상간의 레벨 차이를 계산한다. I-위상 및 Q-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 또는 I-위상 및 Q-위상 리드/래그 정보가 추가된 지연된 적분 데이터에 추가된 리드/래그 정보를 기초로 하여, 현재의 심벌이 리드 위상인지 래그 위상인지에 대한 결정이 이루어지며, 이로써 감수 및 피감수가 결정된다. 따라서, 뺄셈이 수행된다. 이 뺄셈의 결과는 리드 위상과 래그 위상간의 레벨 차인인 TAC(에러 신호)로서 타이밍 제어부(112)에 공급된다. 좀 더 상세하게 설명하면, 리드/래그 레벨 차이 출력부(109)에 의해 수행되는 동작은, 예를 들어 디지털 신호 처리기(DSP)에서 수행되는 프로그램 처리 동작에 의해 수행된다.
타이밍 제어부(112)는 샘플링 타이밍(즉, 신호의 타이밍 ELCLK), 리드/래그 위상 신호 PNc, 및 리드/래그 위상 신호 EL이 레벨 차이 TAC를 제로로 줄이기 위하여 리드 위상과 래그 위상간에 스위치되는 타이밍을 제어하며, 이에 따라 전체 루프의 위상을 제어한다. 좀 더 상세히 설명하면, 만일 레벨 차이 신호 TAC로부터 리드 위상을 갖는 수신 신호의 레벨이 래그 위상을 갖는 수신 신호의 레벨보다 더 큰 것으로 판단되면, 루프의 위상은 래그시킬 수 있도록 시프트된다. 반대로, 만일 래그 위상을 갖는 수신 신호의 레벨이 리드 위상을 갖는 수신 신호의 레벨보다 더 큰 것으로 판단되면, 루프의 위상은 리드시킬 수 있도록 시프트된다.
이전에 설명한 바와 같이, 제 3 실시예에 따른 스프레드 스펙트럼 수신기의 동기 트랙킹부에 있어서, 샘플링부(101)는 ELCLK 신호의 샘플링 타이밍에서 반송파와 동위상(I 위상)을 갖는 수신 신호 RxI 및 반송파와 위상이 90o다른(Q 위상) 수신 직교 신호 RxQ를 샘플링한다. 디스프레드부(102)는 리드-위상 스프레드 신호 PnI 및 래그-위상 스프레드 신호 PnQ의 상관관계를 통하여 수신 신호 ELI 및 ELQ를 디스프레드한다. 적분부(103)는 디스프레드부(102)로부터 출력된 I-위상 및 Q-위상 상관 데이터 PELI 및 PELQ를 적분한다. 리드/래그 정보 추가부(306)는 적분부(103)로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타내는 리드/래그 정보를 적분부(103)로부터 수신된 I-위상 적분 데이터 PELICc 및 Q-위상 적분 데이터 PELIQc에 추가한다. 지연 회로(108)는 리드/래그 정보 추가부(306)로부터 수신된 I-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELIa 및 Q-위상 리그/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELQa를 1심벌씩 지연시킨다. 리드/래그 레벨 차이 출력부(109)는 리드/래그 정보 추가부(306)로부터 수신된 I-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELIa와 Q-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELQa, 및 지연 회로(108)로부터 수신된 I-위상 리드/래그 정보가 추가된 지연된 적분 데이터 PELId 및 Q-위상 리드/래그 정보가 추가된 지연된 적분 데이터 PELQd를 기초로 하여, 리드 위상과 래그 위상간의 레벨 차이 TAC를 출력하며, 또한, 타이밍 제어부(112)는 레벨 차이를 없애기 위하여 전체 루프의 위상을 제어하며, 결과적으로 스프레드 신호 PnI 및 PnQ의 동기 트랙킹을 제어한다.
상기 설명한 바와 같이, I-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELIa, Q-위상 리드/래그 정보가 추가된 적분 데이터 PELQa, I-위상 리드/래그 정보가 추가된 지연된 적분 데이터 PELId, 및 Q-위상 리드/래그 정보가 추가된 지연된 적분 데이터 PELQd는 적분 데이터 및 지연된 적분 데이터로서 리드/래그 레벨 차이 출력부(109)로 공급되며, 상기 모든 적분 데이터 및 지연된 적분 데이터에는 적분부로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타내는 리드/래그 정보가 추가된다. 종래의 스프레드 스펙트럼 수신기와는 달리, 본 발명에 의한 스프레드 스펙트럼 수신기는 적분부에 의해 리드-위상 상관 데이터가 계산되는지 또는 래그-위상 상관 데이터가 계산되는 지를 나타내는 신호와 적분부로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 래그 위상인지를 나타내는 신호간의 오프셋의 발생을 막아주는데, 그렇지 않으면 이는 어떠한 다양한 이유에 대해서 발생될 수 있다. 또한, 신호의 래그 및 프로세싱 래그를 고려하여 리드/래그 레벨 차이 출력부의 타이밍을 제어하는 타이밍 제어부(112)의 필요성을 없앴는데, 그렇지 않으면 이는 종래의 동기 트랙킹부에 의해 요구되었을 것이다. 동기 트랙킹 루프의 타이밍의 제어가 더 단순하게 이루어지며, 이에 따라 잘못된 동작을 포함하지 않으면서 스프레드 신호 동기의 확실하고 매우 정확한 트랙킹 및 홀딩을 가능하게 한다. 또한, 본 발명은 동기 트랙킹 루프에서의 개별적인 처리 타이밍의 꼼꼼한 관리에 대한 필요성을 줄이며, 이에 따라 시스템 설계의 측면에서 높은 정도의 탄력성을 준다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 다른 스프레드 스펙트럼 수신기에서, 디스프레드 수단은 리드-위상 스프레드 신호 및 래그-위상 스프레드 신호의 상관관계를 통해 수신 신호를 디스프레드한다. 적분 수단은 디스프레드 수단으로부터 출력된 신호를 적분한다. 리드/래그 정보 추가 수단은 적분 수단으로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타내는 리드/래그 정보를 적분 수단으로부터 수신된 신호에 추가한다. 지연 수단은, 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 수신된 신호를 1심벌씩 지연시킨다. 리드/래그 레벨 차이 출력 수단은 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 출력된 신호 및 지연 수단으로부터 출력된 신호를 기초로 하여 리드 위상과 래그 위상간의 레벨 차이를 출력한다. 또한, 타이밍 제어 수단은 레벨 차이를 없애기 위하여 전체 루프의 위상을 제어하며, 결과적으로 스프레드 신호의 동기를 트랙킹한다. 스프레드 신호가 리드 위상인지 래그 위상인지에 대한 정보가, 리드/래그 레벨 차이 출력 수단에 공급된 적분 데이터 및 지연된 적분 데이터에 추가된다. 동기 트랙킹을 위한 루프에 의해 수행되는 타이밍 제어가 더 단순하게 이루어지며, 이에 따라 잘못된 동작을 포함하지 않으면서 스프레드 신호 동기의 확실하고 매우 정확한 트랙킹 및 홀딩을 가능하게 한다. 또한, 본 발명은 동기 트랙킹 루프에서의 개별적인 처리 타이밍의 꼼꼼한 관리에 대한 필요성을 줄이며, 이에 따라 시스템 설계의 측면에서 높은 정도의 탄력성을 준다.

Claims (7)

  1. 2개의 스프레드 신호간의 에러 신호를 발생시키기 위하여 시간 분할을 이용함으로써 스프레드 신호들의 상관관계를 통해 위상-리드 스프레드 신호와 위상-래그 스프레드 신호간의 동기를 트랙킹하기 위한 동기 트랙킹부를 갖는 스프레드 스펙트럼 수신기에 있어서,
    상관관계를 통해 수신 신호들을 디스프레드하는 디스프레드 수단;
    상기 디스프레드 수단으로부터 출력된 신호를 적분하는 적분 수단;
    상기 적분 수단으로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타내는 리드/래그 정보를 상기 적분 수단으로부터 수신된 신호에 추가하는 리드/래그 정보 추가 수단;
    상기 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 수신된 신호를 1 심벌씩 지연하기 위한 지연 수단;
    상기 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 출력된 신호 및 상기 지연 수단으로부터 출력된 신호를 기초로 하여 리드 위상과 래그 위상 간의 레벨 차이를 출력하는 리드/래그 레벨 차이 출력 수단; 및
    레벨 차이를 없애기 위하여 전체 루프의 위상을 제어하는 타이밍 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스프레드 스펙트럼 수신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스프레드 수단은 상관관계를 통해 반송파와 동상인 수신 신호 및 상기 반송파와 위상이 90o다른 수신 직교 신호를 디스프레드하며;
    상기 적분 수단은 상기 디스프레드 수단으로부터 출력된 동상 및 직교 신호를 각각 적분하고;
    상기 리드/래그 정보 추가 수단은 상기 적분 수단으로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타내는 상기 리드/래그 정보를 상기 적분 수단으로부터 출력된 동상 신호에 추가하며;
    상기 지연 수단은 상기 적분 수단으로부터 출력된 직교 신호 및 상기 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 출력된 신호를 1 심벌씩 지연시키고;
    상기 리드/래그 레벨 차이 출력 수단은 상기 적분 수단으로부터 출력된 직교 신호, 상기 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 출력된 신호, 및 상기 지연 수단으로부터 출력된 신호를 기초로 하여 리드 위상과 래그 위상간의 레벨 차이를 출력하는 것을 특징으로 하는 스프레드 스펙트럼 수신기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스프레드 수단은 상관관계를 통해 상기 반송파와 동상인 수신 신호 및 상기 반송파와 위상이 90o다른 수신 직교 신호를 디스프레드하며;
    상기 적분 수단은 상기 디스프레드 수단으로부터 출력된 동상 및 직교 신호를 각각 적분하고;
    상기 리드/래그 정보 추가 수단은 상기 적분 수단으로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타내는 상기 리드/래그 정보를 상기 적분 수단으로부터 출력된 직교 신호에 추가하며;
    상기 지연 수단은 상기 적분 수단으로부터 출력된 동상 신호 및 상기 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 출력된 신호를 1 심벌씩 지연시키고;
    상기 리드/래그 레벨 차이 출력 수단은 상기 적분 수단으로부터 출력된 동상 신호, 상기 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 출력된 신호, 및 상기 지연 수단으로부터 출력된 신호를 기초로 하여 리드 위상과 래그 위상간의 레벨 차이를 출력하는 것을 특징으로 하는 스프레드 스펙트럼 수신기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스프레드 수단은 상관관계를 통해 상기 반송파와 동상인 수신 신호 및 상기 반송파와 위상이 90o다른 수신 직교 신호를 디스프레드하며;
    상기 적분 수단은 상기 디스프레드 수단으로부터 출력된 동상 및 직교 신호를 각각 적분하고;
    상기 리드/래그 정보 추가 수단은 상기 적분 수단으로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타내는 상기 리드/래그 정보를 상기 적분 수단으로부터 출력된 동상 및 직교 신호에 추가하며;
    상기 지연 수단은 상기 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 출력된 신호를 1 심벌씩 지연시키고;
    상기 리드/래그 레벨 차이 출력 수단은 상기 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 출력된 신호, 및 상기 지연 수단으로부터 출력된 신호를 기초로 하여 리드 위상과 래그 위상간의 레벨 차이를 출력하는 것을 특징으로 하는 스프레드 스펙트럼 수신기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 소정의 샘플링 타이밍에서 상기 수신 신호를 샘플링하기 위한 샘플링 수단을 더 포함하며, 상기 디스프레드 수단은 이렇게 샘플링된 수신 신호를 디스프레드하고; 상기 타이밍 제어 수단은 레벨 차이에 따른 샘플링 타이밍을 제어하는 것을 특징으로 하는 스프레드 스펙트럼 수신기.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 스프레드 신호는 의사 잡음 코드에 해당하며; 상기 스프레드 스펙트럼 수신기는 신호가 리드 위상인지 래그 위상인지를 나타내는 리드/래그 신호에 따라서, 시간 분할을 이용하여 2개의 상기 의사 잡음 코드, 즉 위상-리드 의사 잡음 코드 및 의상-래그 의사 잡음 코드를 상기 디스프레드 수단에 공급하기 위한 의사 잡음 코드 발생 수단을 포함하고; 상기 타이밍 제어 수단은 리드/래그 신호가 레벨 차이에 따라 스위치되는 타이밍을 제어하는 것을 특징으로 하는 스프레드 스펙트럼 수신기.
  7. 2개의 스프레드 신호간의 에러 신호를 발생시키기 위하여 시간 분할을 이용함으로써 스프레드 신호들의 상관관계를 통해 위상-리드 스프레드 신호와 위상-래그 스프레드 신호간의 동기를 트랙킹하기 위한, 스프레드 스펙트럼 수신기 내의 동기 트랙킹 회로에 있어서,
    상관관계를 통해 수신 신호들을 디스프레드하는 디스프레드 수단;
    상기 디스프레드 수단으로부터 출력된 신호를 적분하는 적분 수단;
    상기 적분 수단으로부터 출력된 신호가 리드 위상인지 또는 래그 위상인지를 나타내는 리드/래그 정보를 상기 적분 수단으로부터 수신된 신호에 추가하는 리드/래그 정보 추가 수단;
    상기 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 수신된 신호를 1 심벌씩 지연하기 위한 지연 수단;
    상기 리드/래그 정보 추가 수단으로부터 출력된 신호 및 상기 지연 수단으로부터 출력된 신호를 기초로 하여 리드 위상과 래그 위상 간의 레벨 차이를 출력하는 리드/래그 레벨 차이 출력 수단; 및
    레벨 차이를 없애기 위하여 전체 루프의 위상을 제어하는 타이밍 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 트랙킹 회로.
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