KR20020084915A

KR20020084915A - 시간 천이된 ｐｎ 스테이트 발생기

Info

Publication number: KR20020084915A
Application number: KR1020010023815A
Authority: KR
Inventors: 조경국
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-05-02
Filing date: 2001-05-02
Publication date: 2002-11-16
Also published as: KR100396592B1; CN1384635A; US7082448B2; US20030016691A1; CN100397809C

Abstract

본 발명은 시간 천이된 PN 스테이트를 얻을 수 있는 발생기에 관한것으로, 본 발명에 따른 시간 천이된 PN 스테이트 발생기는, N 비트의 PN 코드를 발생하는 PN 코드 발생기와; 상기 PN 코드 발생기로부터 출력되는 PN 코드를 입력받아, 최 하위단에서 최상위 바로 이전 단까지의 시간 지연 값에 해당된 PN 스테이트를 만드는 N-1비트의 확장 PN 코드 발생 회로부와; 상기 PN 코드 발생기 및 확장 PN 코드 발생 회로부로부터의 출력신호를 입력받아, N비트의 시간천이된 PN 스테이트를 출력하는 PN 마스크 전송기를 포함하여 구성된다.

이 같은 본 발명에 따르면, PN 마스크 방식을 이용하여 시간 천이된 PN 코드를 얻어내었던 종래의 방식을 응용하여, 간단한 회로를 첨가시킴으로써, LFSR 방식의 PN 코드 발생기가 PN 마스크를 이용하여 시간 천이된 PN 스테이트를 매 클럭 얻을 수 있는 효과가 기대된다.

Description

시간 천이된 ＰＮ 스테이트 발생기{Time shifted PN state generator}

본 발명은 코드 분할 다중 접속(code division multiple access; CDMA)에 사용되는 PN 코드 생성기에 관한 것으로, 특히 시간 천이된 PN 코드 스테이트 값을 발생시킬 수 있는 시간 천이된 PN 스테이트 발생기에 관한 것이다.

CDMA 방식은 원래 군용으로 쓰이던 주파수 대역확산(spread spectrum) 기술을 민간용 이동통신에 도입한 것으로, 수용용량을 획기적으로 증가시킬 수 있고,기존의 아날로그 방식보다 광역이어서 셀 수가 줄어들고, 주파수 계획이 간단하며, 데이터 통신에 우수하기 때문에 대도시에 적합하다는 장점이 있다.

한편, PN 코드는 순회부호(cyclic code)의 일종으로서 일정한 자기상관특성을 가지고 있으며 2원 부호로써 인위적으로 발생시킨 주기를 갖는 1과 0의 부호화된 계열로 정의된다. PN 코드 발생기는 LFSR(linear feedback shift register)과 LSSR(linear sequence shift register)로 구분되며, PN코드는 PN 코드 발생기에서 발생되며, 옵셋(offset)을 다르게 하여 신호를 구별한다.

이러한 PN 코드 발생기는 대역확산을 위해 CDMA 방식에서는 필수적이다. 또한 옵셋은 기지국의 구별과 레이크 수신기 구성시 레이크 수신기를 찾는데 필수적이며, 또한 동기를 획득하고 유지하는데 수시로 옵셋의 변경이 필요하게 된다.

CDMA 방식을 이용하는 이동 통신망에서는 이동단말기간 통화시 좋은 품질의 통신 서비스를 제공받기 위해서 수신측은 발신측에 전송된 PN 코드를 빠르고 정확하게 포착하여 두 코드를 동기화 시켜야만 한다.

일반적으로 PN코드 발생기에서 생성된 PN 코드 시퀀스를 사용하여 잡음에 유사한 광대역 확산 신호를 만든다. 직접 대역 확산(Direct Sequence Spread Spectrum System; DS/SS) 시스템에서는 PN 코드 시퀀스를 사용하여 주파수 대역을 확산한다. 또한 주파수 도약 확산(Frequency Hopping Spread Spectrum; FH/SS) 시스템에서는 PN 코드 스테이트를 주파수 도약 패턴으로 사용한다.

또한, 모든 통신 시스템에서는 송수신 사이에 전송 지연이 발생한다. 따라서, 대역 확산으로 사용하고 있는 PN 스테이트도 송수신 시스템 사이에 시간 천이가 존재하게 된다. 현재의 PN 스테이트에서 대역 확산 시스템에서 전송 프로토콜과 수신 신호의 동기를 맞추기 위해서는 시간 천이된 이전의 또는 미래의 PN 스테이트가 필요하게 된다.

종래에 시간 천이된 PN 스테이트 발생기는 도 1과 같으며, 도 1은 종래의 시간천이된 PN 스테이트 발생기의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 시간 천이된 PN 코드 발생기는 N비트의 PN 코드 발생기(10)와, 상기 N비트의 PN 코드 발생기(10)의 클럭을 제어하는 클럭제어기(20)를 포함하여 구성된다.

상기와 같은 종래의 시간 천이된 PN스테이트 발생기는 상기 PN 코드 발생기(10)에 인가되는 클럭을 조정하여 필요로 하는 스테이트를 얻게된다.

이것은 원하는 옵셋 정보에 따라 클럭을 제어하여 PN 코드를 일일이 발생시켜, 원하는 클럭의 PN 스테이트를 얻어내는 방법으로, 간단한 회로이다.

그러나, 종래에는 PN 마스크 방식을 이용하여 시간 천이된 PN 코드를 구할수 있었으나, 종래의 시간 천이된 PN 스테이트 발생기는 원하는 시간 천이된 PN 스테이트를 얻기 위하여, 필요로 하는 천이 값까지 가기 위하여 상당한 시간이 걸리는 단점이 있다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 LFSR 구조를 갖는 PN코드 발생기에서 종래의 PN 마스크 방식에 간단한 회로를 부가하여, 현재의 PN 스테이트 및 시간 천이된 PN 스테이트를 매 클럭마다 만들어 낼 수 있도록 하는 시간 천이된PN 스테이트 발생기를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 시간 천이된 PN 스테이트 발생기의 구성을 나타내는 블록도

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 시간 천이된 PN 스테이트 발생기의 구성을 나타낸 블록도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 5단의 시간 천이된 PN 스테이트 발생기의 구성을 나타낸 블록도.

<도면의 주요부분의 간단한 설명>

10, 100, 400 : PN 코드 발생기20 : 클럭 발생부

200, 500 : 확장 PN 코드 발생 회로부300, 600 : PN 마스크 전송부

본 발명에 따른 시간 천이된 PN 스테이트 발생기는,

N 비트의 PN 코드를 발생하는 PN 코드 발생기와;

상기 PN 코드 발생기로부터 출력되는 PN 코드를 입력받아, 최 하위단에서 최상위 바로 이전 단까지의 시간 지연 값에 해당된 PN 스테이트를 만드는 N-1비트의 확장 PN 코드 발생 회로부와;

상기 PN 코드 발생기 및 확장 PN 코드 발생 회로부로부터의 출력신호를 입력받아, N비트의 시간천이된 PN 스테이트를 출력하는 PN 마스크 전송기를 포함하여 구성된다.

바람직하게, 상기 PN 마스크 전송기는 상기 PN 코드 발생기 및 확장 PN 코드 발생 회로부로부터의 출력신호를 입력받아, PN 마스킹하여 시간 천이된 PN 코드를 발생하는 PN 마스크부를 N개 포함하여, 각각의 PN 마스크부에서 출력되는 시간 천이된 PN 코드를 병렬로 하여 시간 천이된 PN 스테이트가 출력되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 시간 천이된 PN 스테이트 발생기에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 시간 천이된 PN 스테이트 발생기의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 5단의 시간 천이된 PN 스테이트 발생기의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 2를 참조하면, N 비트의 PN 코드를 발생시키는 PN 코드 발생기(100)와, 상기 PN 코드 발생기에서 발생하는 1 단에서 N-1단까지의 시간 지연값에 해당된 PN스테이트를 만드는 확장 PN 코드 발생 회로부(200)와, 상기 PN 코드 발생기(100) 및 확장 PN 코드 발생 회로부(200)의 출력신호를 입력받아, N 비트의 PN 마스크를 해서 시간 천이된 PN 스테이트를 발생시키기 위한 PN 마스크 전송기(300)를 포함하여 구성된다.

상기 PN 마스크 전송기(300)는 N개의 PN 마스크 방식에 의한 시간 천이된 PN 코드를 발생시키는 PN 마스크부(300-1~300-N)를 포함하여 구성된다.

도 2를 참조하여 좀더 자세히 설명하면, 상기와 같은 시간 천이된 PN 코드 발생기는 LFSR 구조를 갖는다. 이 LFSR 구조를 갖는 PN 코드 발생기의 각 천이 스테이트간의 시간 차이값(time offset value)는 항상 1이고, 최상위 단에 비해 그 바로 이전 단이 1 만큼 앞선 시퀀스를 생성하고 있다. 그리고, N단을 가진 PN 코드 발생기의 경우에 최상위 단의 시퀀스에 비해, 최하위 단의 시퀀스는 N-1 만큼 앞선 PN 코드 시퀀스가 된다.

즉, 5비트의 PN 코드 발생기의 경우, 현재 PN 스테이트가( a, b, c, d, e) 라면, 1 이전 PN 스테이트가( b, c, d, e, a+d)가 되고, 4(N-1)이전의 PN 스테이트가(e, a+d, b+e, a+c+d, b+d+e)가 된다.

따라서, PN 코드 발생기(100)에서 현재 PN 코드 스테이트를 기준으로 1 이전의 PN 코드 스테이트에서 N-1 이전의 PN 코드 스테이트를 구할 수 있다. 또한 상기 PN 코드 발생기(100)에서 발생하는 1 단에서 N-1단까지의 시간 지연값에 해당된 PN스테이트를 만드는 확장 PN 코드 발생 회로부(200)로부터의 출력값을 입력받아, 상기 PN 마스크 전송기(300)내의 PN마스크부(300-1~300-N)에서 각각 시간 천이된 PN 코드를 발생시켜서, 병렬로 출력하면 시간 천이된 PN 스테이트가 된다.

즉, 현재 PN 코드 스테이트에 PN 마스크하여 얻은 시간 천이된 시퀀스가 천이된 PN 코드 발생기의 최상위 바로 이전 단이 된다. 마지막으로 N-1 스테이트와 PN 마스크로 얻은 시퀀스는 천이된 PN 코드 발생기의 최하위 단이 된다. 총 N개의 단을 순서대로 정렬시키면 천이된 PN 코드 스테이트가 된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 시간 천이된 PN 코드 발생기에 대하여 도 3을 참조하여 자세히 설명하면, 5단의 PN코드 발생기(400)와, 현재 이전 스테이트의 최상위단을 계산하기 위한 4단의 확장 PN 코드 발생 회로부(500)와, PN 마스크 전송기(600)를 포함하여 구성된다.

또한 상기 PN 마스크 전송기(600)에는 시간 천이된 PN 코드를 발생시키는 5개의 N 마스크부(600-1~600-5)를 포함하여 구성된다.

상기 PN 코드 발생기(400)는 폴리노미얼이 P(x) = 1 + X³+ X⁵이 되고, 그에 대한 행렬식은 수학식 1 과 같다.

현재 PN 스테이트를 X'₀= (X_0,1X_0,2X_0,3X_0,4X_0,5)이라면, 1 이전 PN 스테이트 X'_-1= P''^-1×X'₀로 해서 얻어진다. 여기서 P''^-1는 P''의 역행렬로 수학식 2 와 같이 쉽게 구할 수 있다.

상기 수학식 2 에 의하여, 1 이전 PN 스테이트에서 (X_-1,1X_-1,2X_-1,3X_-1,4) = (X_0,2X_0,3X_0,4X_0,5) 이고 X_-1,5= X_0,1+ X_0,4이 된다. 또한 2 이전 PN 스테이트에서 (X_-2,1X_-2,2X_-2,3X_-2,4) = (X_-1,2X_-1,3X_-1,4X_-1,5) 이고 X_-2,5= X_-11×X_-1,4이 된다. 이러한 규칙을 반복적으로 적용해서 4(N-1)이전 PN 스테이트까지 얻을 수 있다.

즉,

X₀= X_0,1, X_0,2, X_0,3, X_0,4, X_0,5

X_-1= X_0,2, X_0,3, X_0,4, X_0,5, X_0,1+X_0,4(X_-1,5)

X_-2= X_0,3, X_0,4, X_0,5, X_0,1+X_0,4(X_-1,5),X_0,2+X_0,5(X_-2,5)

X_-3= X_0,4, X_0,5,X_0,1+X_0,4(X_-1,5),X_0,2+X_0,5(X_-2,5), X_0,1+X_0,3+X_0,4(X_-3,5)

X_-4= X_0,5,X_0,1+X_0,4(X_-1,5),X_0,2+X_0,5(X_-2,5) , X_0,1+X_0,3+X_0,4(X_-3,5),X_0,2+X_0,4+X_0,5(X_-4,5)가 된다.

이를 토대로, 현재 PN 스테이트의 두번째 단에서 최상위 단의 값이(X_0,2~X_0,5) 바로 이전 PN 스테이트의 최하위 단에서 최상위 바로 이전단의(X_-1,1~X_-1,4) 값이 됨을 알 수 있다. 이런 특성으로 해서 X_-1,5, X_-2,5, X_-3,5,X_-4,5를 구하는 확장 PN 코드 발생 회로(500)만을 필요로 하게 된다.

따라서, 만약 2 이전의 PN코드 값을 알고자 하면, 상기 PN 코드 발생기(400)에서 출력되는 X_0,3, X_0,4. X_0,5와 상기 확장 PN 코드 발생 회로부(500)에서 출력되는 X_-1,5, X_-2,5값을 입력받아, 상기 PN마스크 전송기(600)에의 5개의 PN 마스크부(600-1~600-5)에서 각각의 시간 천이된 PN 코드를 병렬로하여 출력하면 2 이전의 PN 스테이트 값을 알수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 시간 천이된 PN 코드 스테이트 발생기는, PN 마스크 방식을 이용하여 시간 천이된 PN 코드를 얻어내었던 종래의 방식을 응용하고, 간단한 회로를 첨가시킴으로써, LFSR 방식의 PN 코드 발생기가 PN 마스크를 이용하여 시간 천이된 PN 스테이트를 매 클럭 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims

N 비트의 PN 코드를 발생하는 PN 코드 발생기와;

상기 PN 코드 발생기로부터 출력되는 PN코드를 입력받아, 최 하위단 에서 최상위 바로 이전 단까지의 시간 지연 값에 해당된 PN 스테이트를 만드는 N-1비트의 확장 PN코드 발생 회로부와;

상기 PN 코드 발생기 및 확장 PN 코드 발생 회로부로부터의 출력신호를 입력받아, N비트의 시간천이된 PN 스테이트를 출력하는 PN 마스크 전송기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 시간 천이된 PN 스테이트 발생기.
제 1항에 있어서, 상기 PN 마스크 전송기는 상기 PN 코드 발생기 및 확장 PN코드 발생 회로부로부터의 출력신호를 각각 입력받아, PN 마스킹하여 시간 천이된 PN 코드를 발생하는 PN 마스크부를 N개 포함하여, 각각의 PN 마스크부의 시간 천이된 PN 코드를 병렬로 하여 시간 천이된 PN 스테이트가 출력되는 것을 특징으로 하는 시간 천이된 PN 스테이트 발생기.