KR20190051115A - Apparatus for receiving modulated beacon signals, Method thereof, and Computer readable storage media having the method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 변조 비콘 신호 수신 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 변조 비콘이 2위상 펄스 성형된 특성을 이용하여 기저대역 변환부에서 조악(coarse) FO(Frequency Offset: 주파수 오프셋), 미세(fine) FO, 위상 오프셋(phase offset)을 한 번에 보정한 후 역 확산을 수행하는 변조 비콘 신호 수신 장치 및 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a modulation beacon signal receiving technique, and more particularly, to a coherent FO (frequency offset), fine (fine) FO, and phase offset at a time, and performs despreading on the modulated beacon signal.
기존 기술(한국특허, 공개번호 10-2012-0114823)은 위성 통신과 같이 제한된 채널의 환경에서 파일럿(Pilot) 신호를 포함하지 않고 전력 확산 부호의 2위상 펄스 성형된 변조 비콘 웨이브폼을 사용한 변조 비콘 신호를 (n은 자연수) 포인트 FFT(Fast Fourier Transform) 변환하는 FFT부, 상기 각 포인트의 값의 크기를 비교하여 가장 큰 값의 FFT 포인트를 추출하는 CW(Continuous Wave) 성분 추출부 및 상기 추출된 FFT 포인트의 값을 이용해 상기 변조 비콘 신호의 반송파 주파수를 동기화시키는 주파수 동기부를 포함한 기술이다.The existing technology (Korean Patent Publication No. 10-2012-0114823) is a modulation beacon using a modulated beacon waveform formed by two-phase pulse shaping of a power spreading code without including a pilot signal in a limited channel environment such as satellite communication. Signal (Continuous Wave) component extracting unit for extracting an FFT point having the largest value by comparing the magnitudes of the values of the respective points, and a FFT unit for performing FFT (Fast Fourier Transform) And a frequency synchronization unit for synchronizing a carrier frequency of the modulated beacon signal using a value of the frequency synchronization unit.
그런데, 기존 기술의 핵심인 FFT를 이용하여 변조 비콘 신호의 반송파 주파수를 동기화시키는 방법은 안정적으로 동작하기 위해서는 n값을 10 정도로 설정하여야 한다. 그럴 경우 총 1024 FFT 포인트(points)가 생기며 이는 시스템 구현 관점에서 딜레이 및 복잡도를 증가시킬뿐더러, 포인트(points)간 생기는 FO(Frequency Offset), 시간에 따라 변하는 도플러 변위율(doppler shift rate)(Hz/s), 위상 오프셋(phase offset)에 의한 위상차를 보정하는 별도의 회로를 구현해야 한다. However, the method of synchronizing the carrier frequency of the modulated beacon signal using the FFT, which is the core of the existing technology, must set the value of n to 10 in order to operate stably. In this case, there are a total of 1024 FFT points, which not only increases delay and complexity in terms of system implementation but also increases the frequency offset (FO) between points and the Doppler shift rate (Hz) / s), a separate circuit for correcting the phase difference due to the phase offset must be implemented.
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 변조 비콘 송신 신호를 2위상 펄스 성형된 특성을 이용하여 기저대역 변환부에서 조악(coarse) FO(Frequency Offset: 주파수 오프셋), 미세(fine) FO, 위상 오프셋(phase offset)을 한 번에 보정한 후 역 확산을 수행하는 변조 비콘 신호 수신 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed in order to solve the above problem, and it is an object of the present invention to provide a coarse FO (Frequency Offset), fine the present invention provides a modulation beacon signal receiving apparatus and method for correcting a fine FO and a phase offset at a time and performing despreading.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 변조 비콘 송신 신호를 2위상 펄스 성형된 특성을 이용하여 기저대역 변환부에서 조악(coarse) FO(Frequency Offset: 주파수 오프셋), 미세(fine) FO, 위상 오프셋(phase offset)을 한 번에 보정한 후 역 확산을 수행하는 변조 비콘 신호 수신 장치를 제공한다.In order to achieve the above-described object, the present invention provides a method of converting a modulated beacon transmission signal into a coarse FO (frequency offset), a fine FO, a phase And corrects the phase offset at one time and performs despreading.
상기 변조 비콘 신호 수신 장치는,Wherein the modulation beacon signal receiving device comprises:
2위상(Bi-phase) 코딩(coding)에 의해 확산된 변조 비콘의 특성을 통해 수신되는 변조 비콘 송신 신호에 대한 보정을 수행하여 보정된 아날로그 신호를 생성하는 기저대역 변환부; A baseband transformer for correcting a received modulation beacon transmission signal through a characteristic of a modulation beacon spread by Bi-phase coding to generate a corrected analog signal;
상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 디지털 변환부; 및 A digital converter for converting the analog signal into a digital signal; And
디지털 신호를 역확산하여 최종 출력 신호를 생성하는 역확산부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a despreader for despreading the digital signal to generate a final output signal.
이때, 상기 보정은 조악(coarse) 주파수 오프셋(Frequency Offset), 미세(fine) 주파수 오프셋, 위상 오프셋(phase offset) 중 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.In this case, the correction may be any one of a coarse frequency offset, a fine frequency offset, and a phase offset.
또한, 상기 변조 비콘 송신 신호는 CW(Continuous Wave) 비콘 신호 및 변조 비콘 신호를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the modulation beacon transmission signal may include a CW (Continuous Wave) beacon signal and a modulation beacon signal.
또한, 상기 변조 비콘 신호는 비콘 신호 캐리어 주파수, 비콘 변조 데이터, 비콘 확산 신호를 포함하고 상기 비콘 확산 신호는 2위상 코딩을 사용하는 것을 특징으로 할 수 있다.The modulation beacon signal may include a beacon signal carrier frequency, beacon modulation data, and a beacon spread signal, and the beacon spread signal may use two-phase coding.
또한, 상기 확산된 변조 비콘의 특성은 주파수 오프셋의 존재에 의해 성상도가 회전함에 따라 2위상 엔코딩을 나타내는 시퀀스에서 칩(chip) 동기가 맞으면, 다수 개의 심볼을 연속 누적할 경우 벡터(vector)의 크기(magnitude) 값이 주파수 오프셋(offset)이 최소일 때 최대가 되며, 해당 주파수에서 최대값 벡터(vector)의 각도가 누적 칩(chip) 구간 중 중간 칩(chip)의 성상도 회전 값이라는 특성인 것을 특징으로 할 수 있다.The characteristic of the spread modulation beacon is that if chip synchronization is performed in a sequence indicating two-phase encoding as a constellation rotates due to the presence of a frequency offset, if a plurality of symbols are successively accumulated, The magnitude value becomes maximum when the frequency offset is minimum and the angle of the maximum value vector at the frequency is the characteristic that the constellation of the intermediate chip in the accumulation chip section is the rotation value .
또한, 상기 다수개의 심볼은 1/2 칩 단위인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the plurality of symbols may be a half chip unit.
또한, 상기 성상도 회전값은 상기 벡터의 누적 구간 중 중간 심볼의 회전 각도인 것을 특징으로 할 수 있다.Also, the constellation rotation value may be a rotation angle of the intermediate symbol in the cumulative interval of the vector.
또한, 상기 누적은 칩 동기의 여부와 관계없이 심볼 단위로 이루어지며 심볼 동기가 일치되면 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.Also, the accumulation may be performed on a symbol-by-symbol basis regardless of whether the chip is synchronized or not, and may be performed when the symbol synchronization is coincident.
또한, 상기 칩 동기가 맞지 않으면 M-1(여기서 M은 2의 배수)개의 심볼에 대해 누적을 수행하여 M/2 심볼에 대해 위상 보정을 실시하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, if the chip synchronization does not match, accumulation is performed on M-1 symbols (where M is a multiple of 2) to perform phase correction on M / 2 symbols.
또한, 상기 기저대역 변환부는, 하나의 국부 발진기; 상기 국부 발진기를 이용하여 다수의 국부 발진을 수행하는 주파수 변동부; 상기 다수의 국부 발진을 각각 이용하여 상기 변조 비콘 송신 신호를 복조하여 다수의 복조 신호를 각각 생성하는 다수의 복조기; 및 상기 다수의 복조 신호를 보정하여 다수의 아날로그 신호를 생성하는 다수의 보정부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The baseband converter may further include: a local oscillator; A frequency varying unit for performing a plurality of local oscillations using the local oscillator; A plurality of demodulators for generating a plurality of demodulated signals by demodulating the modulated beacon transmission signals using the plurality of local oscillations, respectively; And a plurality of correlators for generating a plurality of analog signals by correcting the plurality of demodulated signals.
다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, (a) 기저대역 변환부가 변조 비콘 송신 신호를 수신하는 단계; (b) 상기 기저대역 변환부가 2위상(Bi-phase) 코딩(coding)에 의해 확산된 변조 비콘의 특성을 통해 상기 변조 비콘 송신 신호에 대한 보정을 수행하여 보정된 아날로그 신호를 생성하는 단계; (c) 디지털 변환부가 상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 및 (d) 역확산부가 상기 디지털 신호를 역확산하여 복조를 수행하여 최종 신호를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 변조 비콘 신호 수신 방법을 제공할 수 있다.On the other hand, another embodiment of the present invention is a method for transmitting a modulated beacon transmission signal, comprising the steps of: (a) receiving a modulation beacon transmission signal; (b) generating a corrected analog signal by performing a correction on the modulated beacon transmission signal through a characteristic of a modulation beacon spread by the baseband converter by Bi-phase coding; (c) converting the analog signal into a digital signal; And (d) despreading the digital signal by a despreader to demodulate the digital signal to output a final signal.
또 다른 한편으로, 본 발명의 또 다른 일실시예는, 위에서 기술된 변조 비콘 신호 수신 방법을 실행하는 프로그램 코드가 저장되는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 제공할 수 있다. On the other hand, another embodiment of the present invention can provide a computer-readable storage medium storing the program code for executing the above-described modulation beacon signal receiving method.
본 발명에 따르면, 조악(coarse) FO(Frequency Offset), 미세(fine) FO, 위상 오프셋(phase offset)을 한 번에 보정이 가능하며, 이를 통해 보다 효율적인 하드웨어 구현이 가능하게 된다. According to the present invention, a coarse frequency offset, a fine FO, and a phase offset can be corrected at a time, thereby enabling more efficient hardware implementation.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 위성 통신에 사용하는 변조 비콘 수신 장치에 적용될 수 있을 것으로 기대된다는 점을 들 수 있다.Another advantage of the present invention is that it is expected to be applicable to a modulation beacon receiving apparatus used for satellite communication.
또한, 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장되어 적용될 수 있을 것이다. Further, the present invention is not limited to the above-mentioned effects, and may be variously extended without departing from the spirit and scope of the present invention.
도 1은 일반적인 s(t) 신호의 I-Q 위상을 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일시예에 따른 2위상 엔코딩을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 2위상 특성을 이용한 위상 변화 추정을 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 125심볼(63 chip)을 이용한 위상 보정예를 보여주는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 변조 비콘 수신 장치(500)의 구성도이다.
도 6은 도 5에 도시된 기저대역 변환부(510)의 구성 블럭도이다.
도 7은 도 6에 도시된 제 1 보정부(620-1)의 구성 블럭도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 비콘 신호를 수신하여 디지털 신호로 처리하는 과정을 보여주는 흐름도이다.1 is a graph showing the IQ phase of a general s (t) signal.
2 is a diagram illustrating a two-phase encoding according to a temporal example of the present invention.
3 is a graph illustrating a phase change estimation using a two-phase characteristic according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram illustrating an example of phase correction using 125 symbols (63 chips) according to an embodiment of the present invention.
5 is a configuration diagram of a modulation
FIG. 6 is a block diagram of the configuration of the
FIG. 7 is a block diagram of the configuration of the first correction unit 620-1 shown in FIG.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a process of receiving a beacon signal according to an embodiment of the present invention and processing it as a digital signal.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.Like reference numerals are used for similar elements in describing each drawing.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The term " and / or " includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Should not.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 변조 비콘 신호 수신 장치 및 방법을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, an apparatus and method for receiving a modulated beacon signal according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 일반적인 s(t) 신호의 I-Q 위상을 보여주는 그래프이다. 도 1을 참조하면, 변조 비콘 신호는 아래 수식과 같이 변조비콘 송신 신호 내에 CW(Continuous Wave) 비콘 신호와 변조 비콘 신호가 함께 존재한다. 1 is a graph showing the I-Q phase of a general s (t) signal. Referring to FIG. 1, a modulation beacon signal includes a continuous wave (CW) beacon signal and a modulation beacon signal in a modulation beacon transmission signal as shown in the following equation.
여기서, C는 비콘 신호 전력, 는 비콘 신호 캐리어 주파수, 는 비콘 변조 데이터, 는 비콘 확산 신호이다. 또한, (modulation index: 변조지수)에 의해 도 1에 도시된 바와 같이 I-위상(In-Phase), Q-위상(Quadrature-Phase)의 값이 변하며 변조 비콘은 Q-위상(Phase) 상에 존재한다. 비콘 확산 신호 PN(Pseudo random Noise)은 2위상(Bi-phase, Manchester) 코딩(coding)을 사용한다.Where C is the beacon signal power, The beacon signal carrier frequency, Beacon modulation data, Is a beacon spreading signal. Also, (In-Phase) and Q-phase (Quadrature-Phase) are changed by a modulation index (modulation index) as shown in FIG. 1, and a modulation beacon exists on a Q-phase . The beacon spread signal PN (Pseudo random noise) uses Bi-phase (Manchester) coding.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 2위상 엔코딩을 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 2위상(Bi-phase) 코딩(coding)에 의해 확산된 변조 비콘의 특성을 이용하는 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이 2위상 코딩(Bi-phase coding)에 의해 1 칩(chip) 안에 항상 +1과 -1 심볼이 존재한다. 부연하면, 클럭을 나타내는 PN 클럭(210), 데이터 신호(data signal)를 나타내는 PN 시퀀스(220), 2위상 엔코딩을 나타내는 SPL(Split Phase Level) 시퀀스(230)가 도 2에 도시된다.2 is a diagram illustrating a two-phase encoding according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a characteristic of a modulation beacon spread by bi-phase coding is used. As shown in FIG. 2, there are always +1 and -1 symbols in one chip due to Bi-phase coding. A
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 2위상 특성을 이용한 위상 변화 추정을 보여주는 그래프이다. 도 3을 참조하면, 주파수 오프셋(offset)이 존재하면 성상도가 회전하게 된다. 3 is a graph illustrating a phase change estimation using a two-phase characteristic according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, if there is a frequency offset, the constellation is rotated.
따라서, 2위상 엔코딩(bi-phase encoding) 특성을 이용하여 칩(chip) 동기가 맞았을 때, 다수 개의 심볼(1/2 칩 단위)을 연속 누적할 경우 벡터(vector)의 크기(magnitude) 값이 주파수 오프셋(offset)이 최소일 때 최대가 된다. 따라서, 해당 주파수에서 최대값 벡터(vector)의 각도가 누적 칩(chip) 구간 중 중간 칩(chip)의 성상도 회전 값이라는 특성을 이용하는 것이다. Therefore, when chip synchronization is achieved using bi-phase encoding characteristics, when a plurality of symbols (1/2 chip units) are continuously accumulated, the magnitude value of a vector This is the maximum when the frequency offset is minimum. Therefore, the characteristic that the angle of the maximum value vector at the corresponding frequency is the constellation rotation value of the intermediate chip in the accumulation chip period is used.
부연하면, 누적 합 벡터를 산출하면 벡터의 누적 구간 중 중간 심볼의 회전 각도를 생성하는 것이 가능하다. Further, if the cumulative sum vector is calculated, it is possible to generate the rotation angle of the intermediate symbol in the accumulation section of the vector.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 125심볼(63 chip)을 이용한 위상 보정예를 보여주는 개념도이다. 도 4를 참조하면, 도 3에 도시된 개념은 칩(chip) 동기가 맞지 않았을 때(심볼 동기는 일치)에도 적용할 수 있다. 칩(chip) 동기 여부를 떠나 누적은 심볼 단위로 이루어진다.4 is a conceptual diagram illustrating an example of phase correction using 125 symbols (63 chips) according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the concept shown in FIG. 3 can be applied even when chip synchronization is not performed (symbol synchronization is consistent). The accumulation is made on a symbol basis, regardless of chip synchronization.
도 4를 참조하면, 한 예로 M(심볼)=126일 경우(63 chip), 아래와 같이 126개의 심볼이 존재하며 125(M-1)개에 대한 제 1 구간(410)의 누적 합 벡터(vector)를 수행한 후 중간 심볼 63(M/2)에 대해 위상 보정을 실시하는 것을 보여준다. Referring to FIG. 4, for example, when 126 symbols (symbol) are 126 chips (63 chips), there are 126 symbols as follows, and an accumulation sum vector of the first section 410 for 125 (M-1) ) And then performs phase correction on the intermediate symbol 63 (M / 2).
그 다음 64번째 심볼에 대한 위상 보정은 제 2 구간(420)의 누적 합 벡터를 통해 보정을 실시한다. 126심볼이 아닌 125심볼을 사용한 이유는 칩(chip) 동기가 맞지 않을 경우를 고려하였기 때문에 이 경우 +1 개수와 -1 개수 차이가 최대 2개가 발생할 수 있으므로 이를 최소화하기 위해 125심볼에 대해 누적을 수행한다. The phase correction for the next 64th symbol is performed through the cumulative sum vector of the second section 420. [ The reason why 125 symbols are used instead of 126 symbols is considered because chip synchronization is not suitable. Therefore, in this case, up to two differences may occur between the number of +1 and the number of -1. .
125심볼에 +1 또는 -1의 개수가 1개 더 많이 나타나나 다수 벡터 누적 시 각도에 미치는 영향이 작아지므로 무시할 수 있다. 즉, chip 동기 여부와 관계없이 M-1개의 심볼에 대해 누적을 수행하며 M/2 심볼에 대해 보정을 실시한다(M은 2의 배수).The number of +1 or -1 is increased by one symbol in 125 symbols, but it is negligible because the influence on angle is small when multiple vectors are accumulated. That is, accumulation is performed on M-1 symbols irrespective of chip synchronization, and correction is performed on M / 2 symbols (M is a multiple of 2).
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 변조 비콘 수신 장치(500)의 구성도이다. 도 5를 참조하면, 변조 비콘 수신 장치(500)는 수신되는 변조 비콘 송신 신호에 대하여 보정을 수행하여 보정된 아날로그 신호를 생성하는 기저대역 변환부(510), 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 디지털 변환부(520), 디지털 신호를 역확산(despreading)하여 복조를 수행하는 역확산부(530) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 5 is a configuration diagram of a modulation
기저대역 변환부(510)는 조악(coarse) FO(Frequency Offset: 주파수 오프셋), 미세(fine) 주파수 오프셋(FO), 위상 오프셋(phase offset)을 이용하여 보정을 수행한다. 조악 주파수 오프셋(coarse Frequency Offset)은 대략적인 주파수 오프셋을 수행하고, 미세 주파수 오프셋은 더 미세하게 주파수 오프셋을 수행한다.The
부연 설명을 하면, Bi-phase coding에 의해 확산된 심볼은 1chip 안에 항상 +1과 -1 심볼이 존재하게 된다. 도면에 도시된 SPL(Split Phase Level)에서도 알 수 있다. 또한, 조악(coarse) 주파수 오프셋과 미세 주파수 오프셋(fine frequency offset)은 성상도 상 일정한 회전을 일으키기 때문에 1 chip안에 있는 +1과 -1은 같이 회전하게 된다.To explain further, symbols spread by Bi-phase coding always have +1 and -1 symbols in 1chip. It can also be seen from SPL (Split Phase Level) shown in the figure. In addition, the coarse frequency offset and the fine frequency offset cause a constant rotation on the constellation, so the +1 and -1 in one chip rotate together.
그렇기 때문에 M-1개의 누적 벡터의 회전 각도가 M/2 번째의 회전 각도라고 추정할 수 있다. 덧붙여 설명하면, 기저대역 변환부(510)의 구성에서 fine FO/Phase offset 보정부(도 6의 620-1 내지 620-n)가 있는데, 이 부분에서 앞서 설명한 M-1개의 누적 벡터 각도가 M/2번째의 회전 각도라 추정하여 그 회전 값을 conjugate시켜 곱함으로써 원래 성상도로 복원 시키는 과정이다. 이렇게 N개의 각 주파수(Coarse) 별로 복원된 값 중 최대값을 갖는 값을 찾는 선택부(630)를 통해서 coarse frequency offset을 보정할 수 있다.Therefore, it can be estimated that the rotation angle of M-1 cumulative vectors is the M / 2th rotation angle. Incidentally, there is a fine FO / phase offset correcting section (620-1 to 620-n in FIG. 6) in the configuration of the
디지털 변환부(520)에서는 dual channel ADC 즉, In-phase와 quadrature phase를 나누어 ADC한다. 디지털 변환부에 의해 quadrature phase 성분만을 추출(D(t)가 quadrature phase에 존재)하여야 이를 역확산할 수 있다.The
도 6은 도 5에 도시된 기저대역 변환부(510)의 구성 블럭도이다. 도 6을 참조하면, 하나의 국부 발진기(local oscillator)(601)를 이용하여 제 1 내지 제 n 주파수 변동부(600-1 내지 600-n)를 거쳐 (N-1)개의 국부 발진기(local oscillator)를 만들어 제 1 내지 제 n 복조기(610-1 내지 610-n)를 통해 N개의 복조를 동시 수행하여, 복조된 신호에 대하여 각각 제 1 내지 제 n 보정부(620-1 내지 620-n)를 통해 보정하고, 선택부(630)에 의해 누적 벡터 최대값의 경로가 선택된다.FIG. 6 is a block diagram of the configuration of the
기저대역 변환부(510) 내 제 1 내지 제 n 복조기(610-1 내지 610-n)는 일반적인 쿼드레추어 복조기(quadrature demodulator)로 수신 신호와 로컬 발진기(local oscillator)(601)를 이용하여 I-Q 채널(channel)에 대해 각각 기저대역 주파수로 변환 후 적분 및 다운 샘플링(downsampling)을 수행한다. The first through the n-th demodulators 610-1 through 610-n in the
한편, 기저대역 변환부(510)의 복조기는 일반 복조기와 같이 고주파수를 기저대역 주파수로 낮추어 성상도를 볼 수 있게 하고 이에 따라서 fine/phase offset을 보정할 수 있게 된다. 디지털 변환부(520)에 의해 추출된 quadrature phase 성분을 역확산부(530)에 입력하고 역확산부(530)에서는 PN(t)를 곱함으로써 D(t)*PN(t) 가 D(t)*PN(t)*PN(t)가 되면서 PN(t) 특성에 의해 PN(t)*PN(t) = 1 (단, 동기가 맞았을 경우)이기 때문에 D(t)*PN(t)*PN(t) = D(t)가 됩니다. 이를 역확산부에서의 복조라고 할 수 있다.On the other hand, the demodulator of the
도 7은 도 6에 도시된 제 1 보정부(620-1)의 구성 블럭도이다. 도 7을 참조하면, 누적 값에 의한 보상 방식으로 보정을 수행한다. 즉, 수신 신호인 변조 비콘 송신 신호 다른 N개의 주파수를 갖는 국부 발진기(local oscillator)(601)를 이용하여 N개의 복조기(610-1 내지 610-n)를 통해 N개의 결과 값이 나오며 각각 보정부(620-1 내지 620-n)를 거친다. 보정부(620-1)의 슬라이딩 윈도우 적분기(710)에서는 연속 M-1개의 심볼을 누적한 후 지연기(720), 복소수화부(730)를 통해 중간 값(M/2)에 대해 위상 보정을 수행한다(M은 2의 배수). 혼합기(740)를 이용하여 위상 보정된 N개의 값 중 누적 vector가 최대인 값 1개를 최종 보정 신호로 결정함으로써 조악 주파수 오프셋(coarse FO), 미세 주파수 오프셋(fine FO), 위상 오프셋(phase offset)을 동시에 보정한다. 도 7에서는 대표적으로 제 1 보정부(620-1)를 나타내었으나, 다른 보정부도 동일하게 기능한다.FIG. 7 is a block diagram of the configuration of the first correction unit 620-1 shown in FIG. Referring to FIG. 7, correction is performed by a compensation method based on an accumulated value. That is, N result values are output through the N demodulators 610-1 to 610-n using a
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 비콘 신호를 수신하여 디지털 신호로 처리하는 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 8을 참조하면, 기저대역 변환부(510)가 변조 비콘 송신 신호를 수신한다(단계 S810).FIG. 8 is a flowchart illustrating a process of receiving a beacon signal according to an embodiment of the present invention and processing it as a digital signal. Referring to FIG. 8, the
이후, 기저대역 변환부(510)가 2위상(Bi-phase) 코딩(coding)에 의해 확산된 변조 비콘의 특성을 통해 상기 변조 비콘 송신 신호에 대한 보정을 수행하여 보정된 아날로그 신호를 생성한다(단계 S820,S830). Thereafter, the
이후, 디지털 변환부(520)가 상기 아날로그 신호를 In phase와 quadrature phase 성분으로 dual 디지털 신호로 변환하고, 역확산부(530)가 상기 디지털 신호를 역확산하여 최종 신호를 출력한다(단계 S840,S850).After that, the
명세서에 기재된 "…부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.The term " part " or the like, as described in the specification, means a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software.
하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.(DSP), a programmable logic device (PLD), a field programmable gate array (FPGA), a processor, a controller, a microprocessor, and the like, which are designed to perform the above- , Other electronic units, or a combination thereof. In software implementation, it may be implemented as a module that performs the above-described functions. The software may be stored in a memory unit and executed by a processor. The memory unit or processor may employ various means well known to those skilled in the art.
또한, 여기에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 (명령) 코드, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. Furthermore, the steps of a method or algorithm described in connection with the embodiments disclosed herein may be embodied in the form of a program form which may be performed via a variety of computing means, and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include a program (command) code, a data file, a data structure, and the like, alone or in combination.
상기 매체에 기록되는 프로그램 (명령) 코드는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프 등과 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD, 블루레이 등과 같은 광기록 매체(optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 (명령) 코드를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 반도체 기억 소자가 포함될 수 있다. The program (command) codes recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be those known to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, Blu-ray and the like, and ROMs, RAM), flash memory, and the like, which are specifically configured to store and execute program (instruction) codes.
여기서, 프로그램 (명령) 코드의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Here, examples of program (command) codes include machine language codes such as those produced by a compiler, as well as high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
500: 변조 비콘 신호 수신 장치
510: 기저대역 변환부
520: 디지털 변환부
530: 역확산부500: Modulation Beacon Signal Receiver
510:
520: Digital conversion unit
530:
Claims (12)
상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 디지털 변환부; 및
디지털 신호를 역확산하여 최종 출력 신호를 생성하는 역확산부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 변조 비콘 신호 수신 장치.
A baseband transformer for correcting a received modulation beacon transmission signal through a characteristic of a modulation beacon spread by Bi-phase coding to generate a corrected analog signal;
A digital converter for converting the analog signal into a digital signal; And
A despreader for despreading the digital signal to generate a final output signal;
And a demodulator for demodulating the modulated beacon signal.
상기 보정은 조악(coarse) 주파수 오프셋(Frequency Offset), 미세(fine) 주파수 오프셋, 위상 오프셋(phase offset) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 변조 비콘 신호 수신 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the correction is any one of a coarse frequency offset, a fine frequency offset, and a phase offset.
상기 변조 비콘 송신 신호는 CW(Continuous Wave) 비콘 신호 및 변조 비콘 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 변조 비콘 신호 수신 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the modulated beacon transmission signal comprises a CW (Continuous Wave) beacon signal and a modulation beacon signal.
상기 변조 비콘 신호는 비콘 신호 캐리어 주파수, 비콘 변조 데이터, 비콘 확산 신호를 포함하고 상기 비콘 확산 신호는 2위상 코딩을 사용하는 것을 특징으로 하는 변조 비콘 신호 수신 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the modulated beacon signal comprises a beacon signal carrier frequency, beacon modulated data, and a beacon spread signal, and the beacon spread signal uses two-phase coding.
상기 확산된 변조 비콘의 특성은 주파수 오프셋의 존재에 의해 성상도가 회전함에 따라 2위상 엔코딩을 나타내는 시퀀스에서 칩(chip) 동기가 맞으면, 다수 개의 심볼을 연속 누적할 경우 벡터(vector)의 크기(magnitude) 값이 주파수 오프셋(offset)이 최소일 때 최대가 되며, 해당 주파수에서 최대값 벡터(vector)의 각도가 누적 칩(chip) 구간 중 중간 칩(chip)의 성상도 회전 값이라는 특성인 것을 특징으로 하는 변조 비콘 신호 수신 장치.
3. The method of claim 2,
The spread modulated beacon is characterized in that when a chip is synchronized in a sequence indicating two-phase encoding as a constellation rotates due to the presence of a frequency offset, when a plurality of symbols are successively accumulated, magnitude value is maximum when the frequency offset is minimum and the angle of the maximum value vector at the frequency is the characteristic that the constellation of the intermediate chip in the accumulation chip period is the rotation value Wherein the modulation beacon signal receiving device comprises:
상기 다수개의 심볼은 1/2 칩 단위인 것을 특징으로 하는 변조 비콘 신호 수신 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the plurality of symbols is a half chip unit.
상기 성상도 회전값은 상기 벡터의 누적 구간 중 중간 심볼의 회전 각도인 것을 특징으로 하는 변조 비콘 신호 수신 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the constellation rotation value is a rotation angle of an intermediate symbol in an accumulation section of the vector.
상기 누적은 칩 동기의 여부와 관계없이 심볼 단위로 이루어지며 심볼 동기가 일치되면 이루어지는 것을 특징으로 하는 변조 비콘 신호 수신 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the accumulation is performed on a symbol-by-symbol basis regardless of whether or not chip synchronization is performed, and when the symbol synchronization is coincident.
상기 칩 동기가 맞지 않으면 M-1(여기서 M은 2의 배수)개의 심볼에 대해 누적을 수행하여 M/2 심볼에 대해 위상 보정을 실시하는 것을 특징으로 하는 변조 비콘 신호 수신 장치.
6. The method of claim 5,
And performs phase correction on M / 2 symbols by performing accumulation on M-1 symbols (where M is a multiple of 2) symbols if the chip synchronization is not matched.
상기 기저대역 변환부는,
하나의 국부 발진기;
상기 국부 발진기를 이용하여 다수의 국부 발진을 수행하는 주파수 변동부;
상기 다수의 국부 발진을 각각 이용하여 상기 변조 비콘 송신 신호를 복조하여 다수의 복조 신호를 각각 생성하는 다수의 복조기; 및
상기 다수의 복조 신호를 보정하여 다수의 아날로그 신호를 생성하는 다수의 보정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 변조 비콘 신호 수신 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the baseband transformer comprises:
One local oscillator;
A frequency varying unit for performing a plurality of local oscillations using the local oscillator;
A plurality of demodulators for generating a plurality of demodulated signals by demodulating the modulated beacon transmission signals using the plurality of local oscillations, respectively; And
And a plurality of correlators for correcting the plurality of demodulated signals to generate a plurality of analog signals.
(b) 상기 기저대역 변환부가 2위상(Bi-phase) 코딩(coding)에 의해 확산된 변조 비콘의 특성을 통해 상기 변조 비콘 송신 신호에 대한 보정을 수행하여 보정된 아날로그 신호를 생성하는 단계;
(c) 디지털 변환부가 상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 및
(d) 역확산부가 상기 디지털 신호를 역확산하여 복조를 수행하여 최종 신호를 출력하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 변조 비콘 신호 수신 방법.
(a) receiving a modulation beacon transmission signal by a baseband converter;
(b) generating a corrected analog signal by performing a correction on the modulated beacon transmission signal through a characteristic of a modulation beacon spread by the baseband converter by Bi-phase coding;
(c) converting the analog signal into a digital signal; And
(d) despreading the digital signal by despreading and performing demodulation to output a final signal;
And transmitting the modulated beacon signal to the base station.
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KR20120114823A (en) | 2011-04-08 | 2012-10-17 | 국방과학연구소 | Apparatus for processing beacon signal |
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