KR20010074411A

KR20010074411A - 이동통신 기지국 시스템에서 수신 데이타 동기 추적장치

Info

Publication number: KR20010074411A
Application number: KR1020000003475A
Authority: KR
Inventors: 최은주; 이훈주
Original assignee: 박종섭; 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 2000-01-25
Filing date: 2000-01-25
Publication date: 2001-08-04
Also published as: KR100350377B1

Abstract

본 발명에 따른 이동통신 기지국 시스템에서 수신데이타 동기 추적장치는 동기 추적결과로 PN코드 옵셋과 채널 추정값을 동시에 복조기로 제공하여 복조기가 별도로 채널 추정하던 이전 방식에 비해 시간 지연없이 신속하게 동기를 추적할 수 있도록 하고, 신속한 동기 추적이 가능해 짐에 따라 패킷 서비스 구현시 이 기능을 이용할 수 있도록 한 것으로, 동기 추적을 위한 PN코드를 발생하는 PN코드 발생부와; 복수개의 안테나를 통해 입력되는 각각의 수신 데이타중 선택된 안테나를 통해 수신된 데이타를 입력하는 수신데이타 입력부와; 상기 PN코드 발생부에서 발생된 PN코드를 이용하여 수신데이타의 동기를 추적하고, 동기 추적결과 PN코드 옵셋값과 채널 추정값(에너지)을 출력하는 동기 추적부와; 상기 동기 추적부에서 출력되는 PN코드 옵셋값과 상기 추정된 채널 추정값을 이용하여 채널을 복조하는 복조모듈로 구성된 것이다.

Description

이동통신 기지국 시스템에서 수신 데이타 동기 추적장치{Apparatus for estimating synchronization of receiving data in a mobile communication cell site}

본 발명은 이동통신 기지국 시스템에서 수신데이타 동기 추적장치에 관한 것으로서, 특히 차세대 이동통신 기지국 시스템(IMT-2000)의 복조기보드내 동기 추적모듈이 의사잡음코드(PN Code : Pseudo Noise Code) 및 채널 추정값(Channel Estimation Value)을 복조기 모듈로 제공하여 신속한 동기 추적을 가능하게 한 이동통신 기지국 시스템에서 수신데이타 동기 추적장치에 관한 것이다.

이하, 종래 기술에 따른 이동통신 기지국 시스템에서 안테나를 통해 수신되는 데이타의 동기를 추적하기 위한 장치에 대하여 설명해 보기로 하자.

도 1은 종래 기술에 따른 이동통신 기지국 시스템에서 수신데이타 동기 추적장치에 대한 블록 구성을 나타낸 도면으로서, 그 구성을 보면, 동기 추적을 위한 PN코드를 발생하는 PN코드 발생부(1)와, 복수개의 안테나를 통해 입력되는 각각의 수신 데이타중 선택된 안테나를 통해 수신된 데이타를 입력하는 수신데이타 입력부(2)와, 상기 PN코드 발생부(1)에서 발생된 PN코드를 이용하여 수신데이타의 동기를 추적하고, 동기 추적결과 PN코드 옵셋(PN Code Offset)값을 출력하는 동기 추적부(3)와, 자체적으로 채널을 추정하는 채널 추정부(4b)와, 상기 동기 추적부(3)에서 동기 추적결과 출력되는 PN코드 옵셋값과 상기 추정된 채널 추정값을 이용하여 채널을 복조하는 복조기(4a)를 포함하는 복조모듈(4)로 구성된다.

먼저, PN코드 발생부(1)에서 발생된 PN코드와 수신 데이타 입력부(2)에서 선택되어 입력되는 수신데이타가 동기 추적부(3)에 입력된다.

동기 추적부(3)는 PN코드 발생부(1)와 수신데이타 입력부(2)에서 입력되는 PN코드와 수신데이타를 이용하여 동기를 추적하고 PN코드값이 그 결과로 복조모듈(4)의 복조기(4a)로 출력된다.

복조기(4a)는 동기 추적부(3)에서 출력되는 PN코드 옵셋값과 채널 추정부(4b)에서 추정된 채널 추정값을 이용하여 채널 복조를 수행하는 것이다.

결국, 종래의 CDMA 시스템내에서는 CPU로 인텔사의 80960과 모뎀칩인 퀄컴의 CSM(Cell Site Modem)칩을 이용하여 모뎀보드를 구성하였으며, 이 CSM칩내에 동기 추적 기능이 들어가 있다. 이 모뎀보드에서는 동기추적결과로써, 단지 오프셋 값만을 복조기에 할당하였으며, 복조기 내에서 동기 복조(Coherent Demodulation)를 위한 채널 추정값을 구하는 방식을 취하였다. 즉, 동기 추적결과로 주어지는 오프셋 값과 복조모듈(4)자체에서 즉, 복조모듈(4)내의 채널추정부(4b)에서 구하는 채널 추정값을 함께 이용하여 복조를 완료하는 방식이었다.

이 방식은 동기 추적의 결과를 받고 복조모듈(4)내에서 자체 채널 추정결과를 구할 때까지 시간이 지연됨으로 인해 패킷 서비스구현시에 신속한 동기 추적이 어렵다는 단점을 가지고 있다. 패킷 서비스는 처리해야 할 데이타양이 많아지고 데이타 프레임이 5ms인 채널을 이용하게 되므로 음성 서비스에 비해 단시간 내 동기를 잡아야 하기 때문이다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 IMT-2000 기지국 내 복조기 보드내에 오프셋 및 채널추정값을 동시에 계산하는 동기 추적모듈(ATM:Acquisition & Tracking Module)을 두고, 복조기는 ATM의 결과값이 오프셋 및 채널 추정 결과를 가지고 즉시 동기 복조를 수행하게 됨에 따라 보다 신속한 동기추적 기능을 구현할 수 있으며, 패킷서비스도 가능하도록 한 이동통신 기지국 시스템에서의 수신 데이타 동기 추적장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동통신 기지국 시스템에서 수신데이타의 동기 추적장치의 특징은, 이동통신 기지국 시스템의 수신데이타 동기 추적장치에 있어서, 동기 추적을 위한 PN코드를 발생하는 PN코드 발생부와; 복수개의 안테나를 통해 입력되는 각각의 수신 데이타중 선택된 안테나를 통해 수신된 데이타를 입력하는 수신데이타 입력부와; 상기 PN코드 발생부에서 발생된 PN코드를 이용하여 수신데이타의 동기를 추적하고, 동기 추적결과 PN코드 옵셋값과 채널 추정값(에너지)을 출력하는 동기 추적부와; 상기 동기 추적부에서 출력되는 PN코드 옵셋값과 상기 추정된 채널 추정값을 이용하여 채널을 복조하는 복조모듈로 구성됨에 있다.

또한, 본 발명의 다른 특징으로 상기 동기 추적부는 상기 PN코드발생부에서 발생된 PN코드를 임시 저장하였다가 출력 타이밍신호에 따라 출력하는 다수개의 쉬프트 레지스터로 이루어진 코드버퍼와; 수신데이타 입력부로 부터 입력되는 수신데이타를 저장하였다가 출력 타이밍 제어신호에 따라 출력하는 다수개의 쉬프트 레지스터로 이루어진 데이타 버퍼와; 코드버퍼에서 출력되는 PN코드와 데이타버퍼에서 출력되는 수신 데이타를 서로 상관(Correlation)시키는 곱셈부와; 곱셈부에서의 상관 결과를 각각 더하는 복수개의 가산기로 이루어진 가산부와; 가산부에서 가산되어 출력되는 데이타를 누적하여 저장하고, 저장된 데이타를 다시 가산부에서 출력되는 가산결과값에 더하여 출력함과 동시에 저장하는 누산부와; 누산부에서 출력되는 데이타를 순차적으로 저장하였다가 출력 타이밍 제어신호에 따라 저장된 순서에 따라 순차적으로 복조모듈에 옵셋값으로 출력하는 제 1 FIFO와; 상기 누산기에서 출력되는 데이타를 채널 추정값으로 출력하기 위해 제어하는 출력 제어부와; 출력 제어부에서 출력되는 채널 추정값을 순차적으로 저장하였다가 제공되는 출력 타이밍 제어신호에 따라 저장된 순서대로 순차적으로 복조모듈로 채널 추정값을 출력하는 제 2 FIFO와; 상기 각 블록에 출력 타이밍 제어신호를 각각 제공하는 출력 타이밍 제어부로 구성됨에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 이동통신 기지국 시스템에서 안테나를 통해 수신되는 데이타의 동기를 추정하기 위한 장치에 대한 블록 구성을 나타낸 도면,

도 2는 본 발명에 따른 이동통신 기지국 시스템에서 수신데이타 동기 추적장치에 대한 블록구성을 나타낸 도면,

도 3은 도 2에 도시된 동기 추적부에 대한 상세 블록구성을 나타낸 도면.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : PN코드 발생부 20 : 수신데이타 입력부

30 : 동기 추적부 31 : 코드버퍼

32 : 데이타버퍼 33 : 곱셈부

34 : 가산부 35 : 누산부

36, 38 : FIFO 37 : 출력제어부

39 : 타이밍 제어부

이하, 본 발명에 따른 이동통신 기지국 시스템에서 수신데이타 동기 추적장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다.

현재 IMT-2000시스템에서는 직접 대역 확산 방식을 사용하여 이는 송신하고자 하는 신호를 PN코드로 스크램블(Scramble)하여 보내는 방식이다. 따라서, 수신기에서는 송신시 사용한 PN코드와 동일한 코드가 있어야 하며, 또한 정확한 동기가 이루어져야 한다.

동기장치는 초기 동기장치와 2차 동기장치로 구성되는데, 초기 동기장치는 수신기에서 발생시킨 PN코드를 조절하는 장치이다. '2차 동기장치는 초기 동기장치에서 이룬 송수신기의 PN코드 위상차를 정확히 맞추는 기능을 하며, 동시에 맞추어진 동기를 계속 유지하는 역할도 한다. 일반적으로 초기 동기장치의 성능은 얼마나 빠른 시간내에 동기를 이루는 가가 시스템 전체 성능을 결정하는 중요한 변수이다.

도 2는 본 발명에 따른 이동통신 기지국 시스템에서 수신데이타 동기 추적장치에 대한 블록구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 동기 추적부에 대한 상세 블록구성을 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 동기 추적을 위한 PN코드를 발생하는 PN코드 발생부(10)와, 복수개의 안테나를 통해 입력되는 각각의 수신 데이타중 선택된 안테나를 통해 수신된 데이타를 입력하는 수신데이타 입력부(20)와, 상기 PN코드 발생부(10)에서 발생된 PN코드를 이용하여 수신데이타의 동기를 추적하고, 동기 추적결과 PN코드 옵셋(PN Code Offset)값과 채널 추정값을 출력하는 동기 추적부(30)와, 상기 동기 추적부(30)에서 출력되는 PN코드 옵셋값과 상기 추정된 채널 추정값을 이용하여 채널을 복조하는 복조모듈(40)로 구성된다.

상기 동기 추적부(30)는 ATM(Acquisition & Tracking Module)으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, PN코드발생부(10)에서 발생된 PN코드를 임시 저장하였다가 출력 타이밍신호에 따라 출력하는 다수개의 쉬프트 레지스터로 이루어진 코드버퍼(31)와, 수신데이타 입력부(20)로 부터 입력되는 수신데이타를 저장하였다가 출력 타이밍 제어신호에 따라 출력하는 다수개의 쉬프트 레지스터로 이루어진 데이타버퍼(32)로 구성된다.

또한, 코드버퍼(31)에서 출력되는 PN코드와 데이타버퍼(32)에서 출력되는 수신 데이타를 서로 상관(Correlation)시키는 곱셈부(33)와, 곱셈부(33)에서의 상관 결과를 각각 더하는 복수개의 가산기로 이루어진 가산부(34)와, 가산부(34)에서 가산되어 출력되는 데이타를 누적하여 저장하고, 저장된 데이타를 다시 가산부(34)에서 출력되는 가산결과값에 더하여 출력함과 동시에 저장하는 누산기(35)기로 구성된다.

또한, 누산기(35)에서 출력되는 데이타를 순차적으로 저장하였다가 출력 타이밍 제어신호에 따라 저장된 순서대로 순차적으로 복조모듈(40)에 옵셋값으로 출력하는 제 1 FIFO(36)와, 상기 누산기(35)에서 출력되는 데이타를 채널 추정값으로 출력하기 위해 제어하는 출력 제어부(37)와, 출력 제어부(37)에서 출력되는 채널 추정값을 순차적으로 저장하였다가 제공되는 출력 타이밍 제어신호에 따라 저장된 순서대로 순차적으로 복조모듈(40)로 채널 추정값을 출력하는 제 2 FIFO(38)와, 상기 각 블록에 출력 타이밍 제어신호를 각각 제공하는 출력 타이밍 제어부(39)로 구성된 것이다.

상기 누산부(35)는 가산부(34)의 각각의 가산기에서 출력되는 임의의 비트(10Bit)를 갖는 데이타를 각각 메모리에 축적되어 있는 데이타를 가산하는 두개의 가산기와, 두개의 가산기에서 가산되어 출력되는 데이타를 메모리상의 제약에 의해 상한이나 하한의 한계값으로 제한하여 각각 출력하는 두개의 리미터와, 각 리미터에서 출력되는 데이타를 일정 길이의 데이타내에 수용되도록 데이타의 길이를기준화하는 두개의 스케일러로 구성된다.

또한, 출력제어부(37)는 상기 누산부(35)의 두개의 스케일러에서 각각 출력되는 기준화된 데이타를 제공하여 각각 출력하는 두개의 제곱기와, 두개의 제곱기에서 각각 출력되는 데이타를 가산하여 제 2 FIFO(38)에 채널 추정값(에너지)으로 출력하는 가산기로 구성된 것이다.

그리고, 수신 데이타 입력부(20)는 두개의 안테나(Ant0, Ant1)를 통해 수신된 데이타중 일 안테나에서 수신되는 데이타만을 선택하여 데이타 버퍼(32)로 출력하는 안테나 셀렉터로 구성된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 이동통신 기지국 시스템에서 수신 데이타 동기 추적장치의 동작에 대하여 설명해 보기로 하자.

먼저, PN코드 발생부(10)에서 출력된 PN코드는 코드버퍼(31)에 입력되고, 수신데이타 입력부(20)를 통해 입력되는 수신데이타는 데이타버퍼(32)에 각각 입력되어 저장된다.

코드버퍼(31)와 데이타 버퍼(32)에 PN코드와 수신데이타 샘플이 차면 곱셈부(33)에 가해져서 상관된다.

이 결과는 누산기(35)에 있는 메모리를 이용하여 축적되는데, 상관결과와 축적메모리의 내용이 서로 더해져서 다시 메모리에 저장되어 누적되는 것이다.

이 과정이 완료되면, 상기의 결과값을 적당히 조절하여 FIFO(37, 38)를 통해 복조모듈(40)로 각각 출력된다. 즉, 곱셈부(33)에서 상관된 결과는 가산부(34)로 입력되어 각각 가산되고, 가산부(34)에서 가산된 결과값은 누산부(35)의 메모리에저장된다.

메모리에 저장된 내용은 상기 가산기에서 출력되는 상관결과값과 다시 더해져서 메모리에 저장되는 것이다.

이 메모리에 저장된 데이타는 제 1 FIFO(36)로 PN코드의 옵셋값으로 저장된 후, 타이밍 제어부(39)의 출력 타이밍 제어에 따라 순차적으로 복조모듈(40)로 PN코드의 옵셋값으로 제공되는 것이다.

또한, 누산부(35)의 메모리에 축적된 데이타는 출력제어부(37) 각각의 제곱기로 입력되어 제곱되고, 각 제곱기에서 제곱된 데이타는 가산기를 통해 가산된 후, 제 2 FIFO(38)로 에너지값(채널 추정값)으로 순차적으로 저장된다.

그리고, 제 2 FIFO(38)에 저장된 채널추정값(에너지값)은 타이밍 제어부(39)의 출력 타이밍 제어신호에 따라 복조모듈(40)에 복조를 위한 에너지값(채널 추정값)으로 제공하는 것이다.

상기한 본 발명에 따른 이동통신 기지국 시스템에서 수신 데이타 동기 추적장치의 동작을 간단하게 요약해 보면, 먼저 PN 코드 발생부(10)에서 발생된 PN코드와 수신데이타 샘플이 코드버퍼(31)와 데이타 버퍼(32)에 각각 채워진다.

상기 PN코드와 수신데이타가 코드버퍼(31)와 데이타버퍼(32)에 각각 채워지면, 곱셈기(33)에 가해져서 상관된다.

상기 상관결과 가산부(34)를 통해 더해져서 누산부(35)의 메모리에 축적되고, 상관결과와 축적메모리의 내용이 서로 더해져서 다시 메모리에 저장된다.

이어, 옵셋과 에너지값을 구하기 위해 출력제어부(37)에 의해 계산과정을 거친 후, 복조모듈(40)로 각각 옵셋값과 에너지값을 제공하게 되는 것이다.

따라서, 복조모듈(40)은 제공되는 옵셋값과 에너지값을 이용하여 채널을 복조하는 것이다.

상술한 바와같은 본 발명에 따른 이동통신 기지국 시스템에서 수신데이타 동기 추적장치는 동기 추적결과로 PN코드 옵셋과 채널 추정값을 동시에 복조기로 제공하여 복조기가 별도로 채널 추정하던 이전 방식에 비해 시간 지연없이 신속하게 동기를 추적할 수 있는 이점이 있다.

신속한 동기 추적이 가능해 짐에 따라 패킷 서비스 구현시 이 기능을 이용할 수 있는 이점이 있다.

Claims

이동통신 기지국 시스템의 수신데이타 동기 추적장치에 있어서,

동기 추적을 위한 PN코드를 발생하는 PN코드 발생부와;

복수개의 안테나를 통해 입력되는 각각의 수신 데이타중 선택된 안테나를 통해 수신된 데이타를 입력하는 수신데이타 입력부와;

상기 PN코드 발생부에서 발생된 PN코드를 이용하여 수신데이타의 동기를 추적하고, 동기 추적결과 PN코드 옵셋값과 채널 추정값(에너지)을 출력하는 동기 추적부와;

상기 동기 추적부에서 출력되는 PN코드 옵셋값과 상기 추정된 채널 추정값을 이용하여 채널을 복조하는 복조모듈로 구성됨을 특징으로 하는 이동통신 기지국 시스템에서 수신 데이타 동기 추적장치.
제 1 항에 있어서,

상기 동기 추적부는 상기 PN코드발생부에서 발생된 PN코드를 임시 저장하였다가 출력 타이밍신호에 따라 출력하는 다수개의 쉬프트 레지스터로 이루어진 코드버퍼와;

수신데이타 입력부로 부터 입력되는 수신데이타를 저장하였다가 출력 타이밍 제어신호에 따라 출력하는 다수개의 쉬프트 레지스터로 이루어진 데이타 버퍼와;

코드버퍼에서 출력되는 PN코드와 데이타버퍼에서 출력되는 수신 데이타를 서로 상관(Correlation)시키는 곱셈부와;

곱셈부에서의 상관 결과를 각각 더하는 복수개의 가산기로 이루어진 가산부와;

가산부에서 가산되어 출력되는 데이타를 누적하여 저장하고, 저장된 데이타를 다시 가산부에서 출력되는 가산결과값에 더하여 출력함과 동시에 저장하는 누산부와;

누산부에서 출력되는 데이타를 순차적으로 저장하였다가 출력 타이밍 제어신호에 따라 저장된 순서에 따라 순차적으로 복조모듈에 옵셋값으로 출력하는 제 1 FIFO와;

상기 누산기에서 출력되는 데이타를 채널 추정값으로 출력하기 위해 제어하는 출력 제어부와;

출력 제어부에서 출력되는 채널 추정값을 순차적으로 저장하였다가 제공되는 출력 타이밍 제어신호에 따라 저장된 순서대로 순차적으로 복조모듈로 채널 추정값을 출력하는 제 2 FIFO와;

상기 각 블록에 출력 타이밍 제어신호를 각각 제공하는 출력 타이밍 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 이동통신 기지국 시스템에서 수신 데이타 동기 추적장치.
제 2 항에 있어서,

상기 누산부는 가산부의 각각의 가산기에서 출력되는 임의의 비트(10Bit)를 갖는 데이타를 각각 메모리에 축적되어 있는 데이타를 가산하는 두개의 가산기와ㅣ

상기 두개의 가산기에서 가산되어 출력되는 데이타를 메모리상의 제약에 의해 상한이나 하한의 한계값으로 제한하여 각각 출력하는 두개의 리미터와;

각 리미터에서 출력되는 데이타를 일정길이의 데이타내애 수용되도록 데이타의 길이를 기준화하는 두개의 스케일러로 구성됨을 특징으로 하는 이동통신 기지국 시스템에서 수신 데이타 동기 추적장치.
제 2 항에 있어서,

상기 출력제어부는 상기 누산부의 두개의 스케일러에서 각각 출력되는 기준화된 데이타를 제공하여 각각 출력하는 두개의 제곱기와

두개의 제곱기에서 각각 출력되는 데이타를 가산하여 제 2 FIFO(38)에 채널 추정값(에너지)으로 값으로 출력하는 가산기로 구성됨을 특징으로 하는 이동통신 기지국 시스템에서 수신 데이타 동기 추적장치.