KR20060016702A - 이동통신 시스템의 트랙킹 장치 및 방법 - Google Patents

이동통신 시스템의 트랙킹 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템의 수신단에서 수신신호를 트랙킹할 때 발생하는 다중 경로 간섭의 영향을 감소시키기 위한 것으로, 트랙킹에 사용되는 early energy 신호 및 late energy 신호에 포함된 간섭 성분을 제거하는 간섭 제거기를 포함하는 트랙킹 장치 및 이를 이용한 트랙킹 방법을 제안한다.
이동통신 시스템, 트랙킹, 다중 경로, 다중 경로 간섭, early energy, late energy, 간섭 제거기

Description

이동통신 시스템의 트랙킹 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRACKING FOR CLOSELY SPACED MULTIPATH FADING CHANNEL}
도 1은 이동통신 시스템의 수신단에서 트랙킹을 수행하는 이유를 설명하기 위한 도면으로, 이동통신 시스템의 수신단에 수신되는 신호의 형태를 도시하는 도면.
도 2는 종래기술에 따른 트랙킹 장치의 구조를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른, 다중 경로 간섭의 영향을 감소시킬 수 있는 트랙킹 장치의 구조를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 트랙킹 과정 중, early energy 신호에 포함된 간섭 성분을 제거하는 과정을 도시하는 순서 흐름도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 early energy 신호의 간섭 성분 제거 과정을 도시한 순서 흐름도.
도 6은 본 발명에 따른, 다중 경로 간섭의 영향을 감소시킬 수 있는 트랙킹 과정을 도시하는 순서 흐름도.
본 발명은 이동통신 시스템의 수신단에서 사용되는 트랙킹(Tracking) 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 다중경로 간섭의 영향을 감소시킬 수 있는 트랙킹 장치 및 방법에 관한 것이다.
트랙킹이란 특히 이동통신 시스템의 수신단에서 수행되는 과정으로, 수신되는 신호의 동기 획득 등의 과정을 의미한다. 첨부된 도면을 첨부하여 트랙킹의 필요성에 대해 기술하도록 한다.
도 1은 이동통신 시스템의 수신단에서 트랙킹을 수행하는 이유를 설명하기 위한 도면으로, 이동통신 시스템의 수신단에서 수신되는 신호의 형태를 도시하는 도면이다.
특히 도 1(a)는 다중 경로 간섭이 발생하지 않는 이동통신 환경 하에서의 수신신호를 도시하는 도면이고, 도 1(b)는 다중 경로 간섭이 발생하지 않는 이동통신 환경 하에서의 수신신호를 도시하는 도면이다. 도 1(a) 및 도 1(b)의 가로 방향은 시간에 해당하고, 세로 방향은 신호의 전력 레벨에 해당할 수 있다.
일반적으로 이동통신 시스템의 수신단에서 수신되는 신호는, 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 전력 레벨이 가장 높은 지점(100)을 중심으로 좌우 대칭되는 구조를 가진다. 신호의 전력 레벨이 높을수록 신호 처리에 유리하므로, 수신단에서 신호를 처리함에 있어서 신호의 전력 레벨이 가장 높은 지점(100)에서 신호를 받아 처리함이 가장 효율적일 것이다. 그러므로 수신단에서는 신호의 전력 레벨이 가장 높은 지점(100)을 추출할 수 있어야 한다. 이와 같이 신호로부터 전력 레벨이 가장 높은 지점(100)을 추출하는 것을 트랙킹이라 칭한다.
트랙킹을 수행하는 방법에 대해 구체적으로 기술하면 다음과 같다.
일반적으로 트랙킹은 신호의 좌우 대칭적인 특징을 사용하여 이루어질 수 있다. 즉, 신호의 전력 레벨이 전력 레벨이 가장 높은 지점(100)을 중심으로 좌우 대칭적이므로, 전력 레벨이 가장 높은 지점(100)의 양쪽으로 같은 간격만큼 떨어진 두 지점의 전력 레벨은 서로 같게 된다.
이와 같은 특징을 사용하는 트랙킹의 과정은 다음과 같다.
먼저, 수신신호로부터 임의의 지점을 추출하여 이를 전력 레벨이 가장 높은 지점의 후보로 설정한다. 이 후보 지점의 앞뒤로 동일한 간격 떨어진 지점을 추출한 후, 이 두 지점의 전력 레벨을 비교한다. 두 지점의 전력레벨이 동일하면 상기 후보 지점을 전력 레벨이 가장 높은 지점이라고 판단한다. 만일 두 지점의 전력레벨이 동일하지 않으면 두 지점의 전력레벨이 동일한 값을 가지는 위치로 후보 지점을 변경한다. 이를 통해 전력 레벨이 가장 높은 지점(100)을 추출할 수 있다.
이러한 트랙킹은 첨부된 도 2에 도시된 트랙킹 장치를 사용하여 이루어질 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 종래의 트랙킹은 수신 신호의 전력 레벨이 좌우 대칭이라고 가정한 경우에 적용될 수 있는데, 실제적인 이동통신 환경에서는 건물 등의 장애물에 의한 신호의 반사 등으로 인해 다중 경로(multi-path) 간섭 현상이 발생하게 된다. 다중경로 간섭 현상이 발생하는 통신환경 하에서는, 도 1(b)에 도시 된 바와 같이, 동일한 신호가 시간차를 두고 수신된다. 이때 수신단에서 인식되는 수신 신호의 전력 레벨은 시간차를 두고 수신된 신호들의 전력 레벨의 합으로 나타난다. 즉, 다중경로 간섭이 발생하는 환경에서 수신되는 신호의 전력레벨은 대칭되지 않는다. 따라서 다중 경로 간섭이 발생하는 환경에서는, 수신신호의 전력레벨이 대칭된다고 가정한, 종래의 트랙킹 장치 및 방법으로는 정확한 트랙킹을 수행할 수 없다는 문제점이 발생하게 된다.
한편, 종래기술은 각 경로(Path) 별로 독립적으로 트랙킹을 수행하기 때문에 현재 트랙킹을 수행하고 있는 경로 이외의 다른 경로에 의한 간섭(Interference)에 의해 영향을 받는다. 또한, CDMA 시스템에서 많이 사용하는 Raised cosine filter의 특성상 경로들이 가깝게 위치하면(~(±
Figure 112004036989946-PAT00001
)) 간섭에 의한 영향이 매우 커지게 되어 가까운 두 개의 경로들이 머지(Merge)되는 현상이 나타난다. 이런 현상으로 인해 다중 경로 간섭이 발생하는 환경에서 동작하는 이동통신 시스템은 경로 다이버시티 이득(Path diversity gain)을 얻을 수가 없게 되며, 이에 따른 성능 저하를 가지게 된다.
따라서 본 발명의 목적은 다중경로 환경에서 경로 간섭의 영향을 적게 받는 이동통신 시스템의 트래킹 장치 및 방법을 제공함에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은; 이동통신 시스템의 트랙킹 장치에 있어서, 수신된 신호로부터 온-타임 에너지(on-time energy), 얼리 에너지 (early energy) 및 레이트 에너지(late energy)를 추출하여 출력하는 신호 추출부와, 상기 얼리 에너지에 포함된 다중 경로 간섭 성분을 제거하는 얼리 에너지 간섭 제거부와, 상기 레이트 에너지에 포함된 다중 경로 간섭 성분을 제거하는 레이트 에너지 간섭 제거기와, 상기 얼리 에너지 간섭 제거부로부터 출력된, 간섭 성분이 제거된 얼리 에너지와 상기 레이트 에너지 간섭 제거부로부터 출력된, 간섭 성분이 제거된 레이트 에너지의 크기를 비교하여 정확한 수신 지점이 추출되었는지를 판단하기 위한 제 2 합산부를 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 트랙킹 장치를 제안한다.
또 본 발명은; 이동통신 시스템의 트랙킹 방법에 있어서, 수신 신호로부터 온-타임 에너지, 얼리 에너지 및 레이트 에너지를 추출하는 제 1 과정과, 상기 추출된 온-타임 에너지 및 얼리 에너지를 사용하여 간섭 성분이 제거된 얼리 에너지를 계산하고, 상기 추출된 온-타임 에너지 및 레이트 에너지를 사용하여 간섭 성분이 제거된 레이트 에너지를 계산하는 제 2 과정과, 상기 간섭 성분이 제거된 얼리 에너지 및 레이트 에너지 성분의 크기를 비교하여 정확한 수신 지점의 추출 여부를 판단하는 제 3 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 트랙킹 방법을 제안한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 트랙킹 장치 및 방법은 다중 경로(Multi-path) 환경 발생하는 경로들의 머지(Merge) 현상 없이 경로들의 원래 위치를 추정할 수 있도록 고안되었다. 본 발명은 특히 비동기(non-coherent) 방식의 이동통신 시스템에서 사용될 수 있다.
먼저 첨부한 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 트랙킹 장치에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른, 다중 경로 간섭의 영향을 감소시킬 수 있는 트랙킹 장치를 도시하는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 트랙킹 장치는 수신되는 신호를 on-time energy를 위한 신호, early energy를 위한 신호 및 late energy를 위한 신호로 만들어내는 신호 추출부(200), 수신된 on-time energy, early energy 및 late energy 각각을 역 스크램블(de-scrambling)하여 스크램블되지 않은 신호로 변환하는 역 스크램블 부(202), 역 스크램블된 on-time energy, early energy 및 late energy 각각을 채널라이즈되지 않은 신호로 변환하는 역 채널라이징 부(204), 역 채널라이징된 on-time energy, early energy 및 late energy 각각을 역확산(de-spreading)함으로써 확산되지 않은 신호로 변환하는 역 확산부(206), 역확산된 on-time energy, early energy 및 late energy 각각의 전력 레벨을 계산하는 에너지 계산부(208), 소정 구간 동안의 에너지를 계산하는 구간 에너지 계산부(210), Noise energy 및 on-time energy를 합산하는 제 1 합산부(212), early energy에 포 함된 간섭 성분을 제거하기 위한 early energy 간섭 제거부(300), late energy에 포함된 간섭 성분을 제거하기 위한 late energy 간섭 제거부(302), 간섭이 제거된 early energy 및 late energy를 합산하는 제 2 합산부(214) 및 루프 필터(216)를 포함하는 피드백 회로를 포함할 수 있다.
상기 신호 추출부(200)는 인터폴레이터(interpolator) 및 데시메이터(decimator)로 구성될 수 있는데, 인터폴레이터를 사용하여 수신된 신호를 요구되는 레이트(rate)의 신호로 변환하고, 데시메이터를 사용하여 on-time energy를 위한 신호, early energy를 위한 신호 및 late energy를 위한 신호를 추출한다.
상기 early energy 간섭 제거부(300) 및 late energy 간섭 제거부(302)는 간섭이 제거된 early energy 및 late energy를 획득한다.
제 2 합산부(214)는 상기 early energy 간섭 제거부(300) 및 late energy 간섭 제거부(302)로부터 출력된, 간섭이 제거된 early energy 및 late energy의 크기를 비교하여 수신 신호의 정확한 수신 지점이 추출되었는지의 여부를 확인한다. 즉, on-time energy 신호의 추출 지점이 도 1의 b에 해당하는지를 확인한다. 이때, early energy 및 late energy의 크기가 같으면 정확한 수신 지점이 추출되었다고 판단할 수 있다.
제 2 합산부(214)는 early energy 또는 late energy 값을 음의 값으로 하여 양의 값인 다른 값과 합산함으로써 early energy 및 late energy를 비교한다. 한편, 제 2 합산부(214)의 출력값인 early energy 및 late energy의 차이 값은 상기 신호 추출부(200)에 피드백 되어 on-time energy 신호, early energy 신호 및 late energy 신호의 추출에 사용될 수 있다.
도 3에서 굵은 화살표로 표시된 부분은 I 채널과 Q 채널에 신호가 모두 존재하는 부분이다. 본 발명에 따른 트랙킹 장치는 수신된 신호를 신호 추출부(200)의 인터폴레이터에서 필요한 레이트(Rate)의 신호로 만들고,
Figure 112004036989946-PAT00002
에 의해 On-time energy를 위한 위치(Path delay)로 조정한 다음 데시메이터에서 거쳐서 On-time energy를 위한 신호, Early energy를 위한 신호, 및 Late energy를 위한 신호로 만들어낸다. 도 3에서
Figure 112004036989946-PAT00003
는 On-time energy 신호의 추정 위치이고
Figure 112004036989946-PAT00004
는 Early energy 신호의 추정 위치,
Figure 112004036989946-PAT00005
은 Late energy 신호의 추정 위치이다.
Figure 112004036989946-PAT00006
는 Early energy와 Late energy를 위한 타임 오프셋(Time offset)로 일반적으로
Figure 112004036989946-PAT00007
의 값을 갖는다.
Figure 112004036989946-PAT00008
는 칩(chip)간격이다.
이와 같이 신호 추출부(200)에서 만들어진 세 개의 신호는 역 스크램블 부(202), 역 채널리이징 부(204) 및 역 확산부(206)를 거쳐 변환된다.
에너지 계산부(208)는 역확산된 on-time energy 신호, early energy 신호 및 late energy 신호의 에너지를 계산한다. 에너지 계산부(208)는 역 확산된 신호의 I(in-phase) 채널과 Q(Quadrature) 채널의 신호를 제곱한 다음 더하여 에너지를 계산한다. 구간 에너지 계산부(210)는 상기 에너지 계산부(208)에서 계산된 에너지 값을
Figure 112004036989946-PAT00009
개 더하여(105)
Figure 112004036989946-PAT00010
구간 동안의 Energy를 구한다.
한편,
Figure 112004036989946-PAT00011
구간의 On-time energy는 Noise energy를 포함한다. 그러므로 순수한 on-time energy를 만들기 위해서는 상기 구간 신호 추출부(210)에서 출력된 on-time energy로부터 noise energy를 빼야 한다. 이 뺄셈 과정이 제 1 합산부(212)에서 이루어진다.
early energy 간섭 제거부(300) 및 late energy 간섭 제거부(302)를 통해 간섭이 제거된 Early energy와 Late energy는 제 2 합산부(214)에 의한 뺄셈 과정을 거쳐 트랙킹에 사용할 값으로 만들어진다. Early energy와 Late energy의 차는 Loop filter(216)를 거쳐서 가공된 값으로 만들어지고 Loop filter(216)를 거친 값은 특정 Threshold 값과 비교하여
Figure 112004036989946-PAT00012
를 결정하고 Decimator로 넘긴다(108). 한편, 급격한 채널 변화에 강하게 하기 위해 Early energy와 Late energy의 차를 순수한 On-time energy로 나눠서 사용하기도 한다.
상기 도 3에 도시된, 본 발명에 따른 트랙킹 장치의 동작을 수학식을 통해 설명하면 다음과 같다.
송신기와 수신기에 Pulse shaping filter를 사용하는 CDMA 시스템에서 송신기가 송신하는 신호는 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112004036989946-PAT00013
[수학식 1]에서
Figure 112004036989946-PAT00014
는 전송되는 칩으로, 복소수 값이다.
Figure 112004036989946-PAT00015
는 Pulse shaping filter이다. 일반적으로 Pulse shaping filter로는 Square root raised cosine filter가 사용될 수 있다. 유도될 식들은 편의상 제어 신호를 Q 채널로 전송하였다는 가정 하에서 유도된다. 그러나 제어 신호가 I 채널 또는 I, Q 채널 (QPSK)로 전송되는 경우에도 비슷한 방법으로 유도될 수 있다. [수학식 1]의
Figure 112004036989946-PAT00016
는 [수학식 2]와 같다.
Figure 112004036989946-PAT00017
[수학식 2]에서
Figure 112004036989946-PAT00018
는 Scrambling sequence로 복소수 값이다.
Figure 112004036989946-PAT00019
은 전송되는 데이터 정보(Data information)로 데이터 정보의 확산 인자(Spreading factor) 단위로 바뀌는 값이고,
Figure 112004036989946-PAT00020
는 전송되는 제어 정보(Control information)로 제어 정보의 확산 인자 단위로 바뀌는 값이다.
Figure 112004036989946-PAT00021
와
Figure 112004036989946-PAT00022
는 Channelization sequence로 서로 직교성(Orthogonal)을 갖고 확산 인자마다 반복된다.
L개의 다중 경로로 이루어진 페이딩(Fading) 채널을 거쳐서 수신기의 Pulse shaping filter까지 통과한 신호를 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112004036989946-PAT00023
[수학식 3]에서
Figure 112004036989946-PAT00024
는 [수학식 4]와 같다.
Figure 112004036989946-PAT00025
[수학식 3]에서
Figure 112004036989946-PAT00026
는 AWGN(Additive White Gaussian Noise)이고
Figure 112004036989946-PAT00027
는 [수학식 5]와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112004036989946-PAT00028
Figure 112004036989946-PAT00029
는 filtered noise로 Gaussian 분포를 갖는다.
[수학식 3]을 이용하여
Figure 112004036989946-PAT00030
번째 경로 역확산 후의 신호를 구하면 [수학식 6]과 같다.
Figure 112004036989946-PAT00031
[수학식 6]에서
Figure 112004036989946-PAT00032
는 제어 정보의 확산 인자이다.
Figure 112004036989946-PAT00033
는 Filtered noise와 Scrambling sequence의 Correlation에 의한 Noise를 포함한다.
Figure 112004036989946-PAT00034
역시 Gaussian 분포를 갖는다. [수학식 6]에서 한 심볼(Symbol)내, 즉 확산 인자만큼의 구간에서 채널 변화(
Figure 112004036989946-PAT00035
)는 무시할 수 있다고 가정하면 [수학식 6]은 [수학식 7]과 같이 정리할 수 있다.
Figure 112004036989946-PAT00036
[수학식 7]에서
Figure 112004036989946-PAT00037
를 알고 있는 Pilot 구간이 존재하여 파일럿(Pilot) 구간동안 Coherent 더하기를 한 다음 [수학식 8]과 같은 에너지를 구하는 경우에도 파일럿 구간 동안 채널 변화를 무시할 수 있다고 가정하면 [수학식 7]과 [수학식 8]에서
Figure 112004036989946-PAT00038
를
Figure 112004036989946-PAT00039
·
Figure 112004036989946-PAT00040
로 바꾸고
Figure 112004036989946-PAT00041
를 심볼이 아닌 에너지를 구하는 단위의 인덱스로 생각하면 된다. 여기서
Figure 112004036989946-PAT00042
는 파일럿의 수이다.
[수학식 7]을 이용해 에너지를 구하면 [수학식 8]과 같다.
Figure 112004036989946-PAT00043
[수학식 8]에서
Figure 112004036989946-PAT00044
는 [수학식 9]와 같다.
Figure 112004036989946-PAT00045
페이딩 환경에서 위상 오프셋(Phase offset)은 변하고 각 경로별로 독립적이므로 [수학식 9]에서
Figure 112004036989946-PAT00046
의 평균값은 0이 된다. 즉, [수학식 10]과 같다.
Figure 112004036989946-PAT00047
[수학식 8]을 이용해 On-time energy, early energy, late energy를 구하면 [수학식 11], [수학식 12], [수학식 13]과 같다.
Figure 112004036989946-PAT00048
Figure 112004036989946-PAT00049
Figure 112004036989946-PAT00050
[수학식 11]에서
Figure 112004036989946-PAT00051
는 일반적으로
Figure 112004036989946-PAT00052
를 사용한다. [수학식 11]에서
Figure 112004036989946-PAT00053
은 [수학식 14]와 같이 추정된 Noise energy에 의해 제거되는 항이고 [수학식 12]와 [수학식 13]의
Figure 112004036989946-PAT00054
와
Figure 112004036989946-PAT00055
는 [수학식 15]에 의해 Early energy와 Late energy를 빼는 과정에서 제거되는 항이다.
Figure 112004036989946-PAT00056
Figure 112004036989946-PAT00057
따라서 순수한 Early energy와 Late energy를 구하기 위해서는 [수학식 12]와 ][수학식 13]에서 두 번째 항을 제거하면 된다.
[수학식 12]에서 두 번째 항을 추정하기 위해서는 각 경로의
Figure 112004036989946-PAT00058
과
Figure 112004036989946-PAT00059
·
Figure 112004036989946-PAT00060
·
Figure 112004036989946-PAT00061
를 알아야 한다.
Figure 112004036989946-PAT00062
는 수신단의 서쳐(Searcher) 및 핑거(Finger)에 의해 현재 예측되는 위치
Figure 112004036989946-PAT00063
를 통해 구할 수 있는 값이다.
Figure 112004036989946-PAT00064
·
Figure 112004036989946-PAT00065
·
Figure 112004036989946-PAT00066
는 [수학식 11]의 On-time energy에서 Noise 추정 값을 제거한 [수학식 16]에 의해 예측될 수 있다.
Figure 112004036989946-PAT00067
[수학식 16]에서
Figure 112004036989946-PAT00068
이고 Pulse shaping filter에서
Figure 112004036989946-PAT00069
이므로 [수학식 16]에서 두 번째 항이 매우 작은 값이면
Figure 112004036989946-PAT00070
는
Figure 112004036989946-PAT00071
·
Figure 112004036989946-PAT00072
·
Figure 112004036989946-PAT00073
와 비슷한 값이 된다.
Figure 112004036989946-PAT00074
가 Raised cosine filter일 때 롤-오프 인자(Roll-off factor)가 0.22인
Figure 112004036989946-PAT00075
의 값은 하기의 표 1과 같다.
Figure 112004036989946-PAT00076
은 0을 기준으로 대칭이므로 양의 값만 표 1에 나타냈다.
Figure 112004036989946-PAT00077
표 1에서 0.75칩 이상일 때
Figure 112004036989946-PAT00078
은 1보다 매우 작은 값을 갖고 있음을 알 수 있다. 그러므로 0.75 칩 이상일 때 [수학식 16]은
Figure 112004036989946-PAT00079
·
Figure 112004036989946-PAT00080
·
Figure 112004036989946-PAT00081
와 비슷한 값이라고 할 수 있다. 따라서 [수학식 12]와 [수학식 13]에서 간섭 항을 제거한 순수한 energy는 [수학식 17]과 [수학식 18]과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112004036989946-PAT00082
Figure 112004036989946-PAT00083
일반적으로 트랙킹에 이용하는 Energy는
Figure 112004036989946-PAT00084
개의 심볼을 Non-coherent 더하기 한 값을 이용하므로 [수학식 16], [수학식 17], [수학식 18]은 다음과 같이 표현된다.
Figure 112004036989946-PAT00085
Figure 112004036989946-PAT00086
즉, 상기 [수학식 20]이 간섭 성분이 제거된 early energy에 해당하고, 상기 [수학식 21]이 간섭 성분이 제거된 late energy에 해당한다. 따라서 early energy 간섭 제거부(300) 및 late energy 간섭 제거부(302)는 각각 상기 [수학식 20] 및 [수학식 21]에 따라 동작할 수 있다.
한편, 표 1을 보면 RC 필터는 특정 크기를
Figure 112004036989946-PAT00087
값이 특정 크기를 벗어나면 0에 가까워지는 것을 알 수 있다. 따라서 위의 과정들은 [수학식 22]와 [수학식 23]과 같이 가정을 하였을 때 더 간단해질 수 있다.
Figure 112004036989946-PAT00088
Figure 112004036989946-PAT00089
다음으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 early energy 간섭 제거부(300)의 동작에 대해 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 early energy 신호의 간섭 성분 제거 과정을 도시한 순서 흐름도이다.
도 4에서
Figure 112004036989946-PAT00090
은 변수,
Figure 112004036989946-PAT00091
은 현재 경로의 번호,
Figure 112004036989946-PAT00092
은 총 경로 수이다.
도 4의 제 400단계에서 early energy 간섭 제거부(300)는
Figure 112004036989946-PAT00093
,
Figure 112004036989946-PAT00094
으로 초기화 한다. 제 402단계에서 early energy 간섭 제거부(300)는
Figure 112004036989946-PAT00095
과
Figure 112004036989946-PAT00096
을 비교한다. 이때
Figure 112004036989946-PAT00097
과
Figure 112004036989946-PAT00098
이 서로 다른 수이면 early energy 간섭 제거부(300)는 제 404단계를 수행하고,
Figure 112004036989946-PAT00099
과
Figure 112004036989946-PAT00100
이 서로 같은 수이면 early energy 간섭 제거부(300)는 제 406단계를 수행한다.
제 404단계에서 early energy 간섭 제거부(300)는 상기 [수학식 20]에 따라
Figure 112004036989946-PAT00101
을 계산한다. 제 406단계에서 early energy 간섭 제거부(300)는
Figure 112004036989946-PAT00102
을 1만큼 증가시킨다. 제 408단계에서 early energy 간섭 제거부(300)는
Figure 112004036989946-PAT00103
이 총 경로 수
Figure 112004036989946-PAT00104
보다 작은지 확인하여
Figure 112004036989946-PAT00105
이
Figure 112004036989946-PAT00106
보다 작으면 제 400단계를 수행하고,
Figure 112004036989946-PAT00107
이
Figure 112004036989946-PAT00108
보다 작지 않으면 early energy 간섭 제거 과정을 종료한다.
위의 과정을 통해 생성된
Figure 112004036989946-PAT00109
은 본 발명에 따른 트랙킹에서 Early energy로 이용된다.
다음으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 early energy 간섭 제거부(300)의 동작에 대해 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 late energy의 간섭 성분 제거 과정을 도시하는 순서 흐름도이다.
도 5에서
Figure 112004036989946-PAT00110
은 변수,
Figure 112004036989946-PAT00111
은 현재 경로의 번호,
Figure 112004036989946-PAT00112
은 총 경로 수이다.
도 5의 제 500단계에서 late energy 간섭 제거부(302)는
Figure 112004036989946-PAT00113
,
Figure 112004036989946-PAT00114
으로 초기화 한다. 제 502단계에서 late energy 간섭 제거부(302)는
Figure 112004036989946-PAT00115
이
Figure 112004036989946-PAT00116
과 다른지 비교하여 서로 같으면 제 500단계를 수행하고,
Figure 112004036989946-PAT00117
이
Figure 112004036989946-PAT00118
이 서로 다르면 제 504단계를 수행한다.
제 504단계에서 late energy 간섭 제거부(302)는 상기 [수학식 21]에 따른
Figure 112004036989946-PAT00119
을 계산한다. 제 506단계에서 late energy 간섭 제거부(302)는 을 1만큼 증가시킨다. 제 708단계에서 early energy 간섭 제거부(300)는
Figure 112004036989946-PAT00121
이 총 경로 수
Figure 112004036989946-PAT00122
보다 작은지 확인하여
Figure 112004036989946-PAT00123
이
Figure 112004036989946-PAT00124
보다 작으면 제 700단계를 수행하고,
Figure 112004036989946-PAT00125
이
Figure 112004036989946-PAT00126
보다 작지 않으면 late energy 간섭 제거 과정을 종료한다.
위의 과정을 통해 생성된, 다중 경로 간섭 성분이 제거된
Figure 112004036989946-PAT00127
은 본 발명에 따른 트랙킹에서 Late energy로 이용된다.
다음으로 첨부한 도면을 참조하여 상응하는 본 발명에 따른, 다중 경로 간섭의 영향을 감소시킬 수 있는 트랙킹 방법에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른, 다중 경로 간섭의 영향을 감소시킬 수 있는 트랙킹 과정을 도시하는 순서 흐름도이다.
본 발명의 트랙킹 장치는 도 6의 제 600단계에서 수신신호로부터 on-time energy 신호, early energy 신호 및 late energy 신호를 추출한다. 제 602단계에서 트랙킹 장치는 상기 [수학식 20] 및 [수학식 21]을 사용하여 간섭이 제거된 early energy 및 late energy를 획득한다. 제 604단계에서 트랙킹 장치는 상기 간섭이 제거된 enarly energy 및 late energy를 사용하여 트랙킹을 수행한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 방법에서는 간섭 성분이 제거된 early energy 및 late energy 를 트랙킹에 사용함으로써 다중 경로 간섭의 영향을 적게 받는 트랙킹을 수행할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 Non-coherent tracking 알고리듬을 수행하기 위해 사용하는 Early energy와 Late energy에 효과적인 간섭 제거기를 사용함으로서 다중 경로 간섭이 발생하는 이동통신 환경 하에서 다른 경로에 의해 발생하는 간섭의 영향을 최소화할 수 있도록 한다.
본 발명을 이동통신 시스템의 수신단에 적용함으로써 경로들이 매우 가깝게 위치해 있는 다중 경로 페이딩 채널에서 경로간의 머지 현상을 효과적으로 감소시킬 수 있게 되며, 이에 따라 기존의 Non-coherent tracking 알고리듬에서 발생하는 성능 저하를 막을 수 있다.

Claims (9)

  1. 이동통신 시스템의 트랙킹 장치에 있어서,
    수신된 신호로부터 온-타임 에너지(on-time energy), 얼리 에너지(early energy) 및 레이트 에너지(late energy)를 추출하여 출력하는 신호 추출부와,
    상기 얼리 에너지에 포함된 다중 경로 간섭 성분을 제거하는 얼리 에너지 간섭 제거부와,
    상기 레이트 에너지에 포함된 다중 경로 간섭 성분을 제거하는 레이트 에너지 간섭 제거기와,
    상기 얼리 에너지 간섭 제거부로부터 출력된, 간섭 성분이 제거된 얼리 에너지와 상기 레이트 에너지 간섭 제거부로부터 출력된, 간섭 성분이 제거된 레이트 에너지의 크기를 비교하여 정확한 수신 지점이 추출되었는지를 판단하기 위한 제 2 합산부를 포함하는 이동통신 시스템의 트랙킹 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 합산부는 상기 얼리 에너지 및 레이트 에너지 중의 하나의 값을 음의 값으로 하고 양의 값인 다른 하나의 값과 합산하여 두 값의 크기를 비교하는 이동통신 시스템의 트랙킹 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 합산부의 출력 값인 상기 얼리 에너지 및 레이트 에너지의 차이 값을 상기 신호 추출부에 입력하여 상기 차이 값이 상기 신호 추출부의 온-타임 에너지, 얼리 에너지 및 레이트 에너지 추출에 사용되도록 하는 피드백 회로를 더 포함하는 이동통신 시스템의 트랙킹 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 얼리 에너지 간섭 제거기는,
    하기의 수학식을 사용하여 간섭이 제거된 얼리 에너지를 계산하는 이동통신 시스템의 트랙킹 장치.
    Figure 112004036989946-PAT00128
  5. 제 1항에 있어서, 상기 레이트 에너지 간섭 제거기는,
    하기의 수학식을 사용하여 간섭이 제거된 레이트 에너지를 계산하는 이동통 신 시스템의 트랙킹 장치.
    Figure 112004036989946-PAT00129
  6. 이동통신 시스템의 트랙킹 방법에 있어서,
    수신 신호로부터 온-타임 에너지, 얼리 에너지 및 레이트 에너지를 추출하는 제 1 과정과,
    상기 추출된 온-타임 에너지 및 얼리 에너지를 사용하여 간섭 성분이 제거된 얼리 에너지를 계산하고, 상기 추출된 온-타임 에너지 및 레이트 에너지를 사용하여 간섭 성분이 제거된 레이트 에너지를 계산하는 제 2 과정과,
    상기 간섭 성분이 제거된 얼리 에너지 및 레이트 에너지 성분의 크기를 비교하여 정확한 수신 지점의 추출 여부를 판단하는 제 3 과정을 포함하는 이동통신 시스템의 트랙킹 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 3 과정의 비교에 따른 결과 값인 얼리 에너지 및 레이트 에너지의 차이 값은 피드백되어 상기 제 1 과정의 온-타임 에너지, 얼리 에너지 및 레이트 에너지 추출에 사용되는 이동통신 시스템의 트랙킹 방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 제 2 과정의 간섭이 제거된 얼리 에너지는 하기의 수학식에 의해 계산되는 이동통신 시스템의 트랙킹 방법.
    Figure 112004036989946-PAT00130
  9. 제 6항에 있어서, 상기 제 2 과정의 간섭이 제거된 레이트 에너지는 하기의 수학식에 의해 계산되는 이동통신 시스템의 트랙킹 방법.
    Figure 112004036989946-PAT00131
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