KR100358007B1 - Synchronization acquisiting apparatus for use in a cdma system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광대역 코드 분할 다중 접속 시스템의 동기획득 장치에 관한 것으로, 본 발명은 1회 적분시간을 최대한 줄여줌으로써 동기획득 시간을 단축시키는 것을 그 목적으로 한다. 이를 위하여, 본 발명은 병렬 버퍼 모듈(30)을 이용하여 PN 코드 발생기(20)에서 생성된 직렬의 PN 코드 시퀀스를 시프트하여 저장한 다음, 병렬로 출력하도록 하고, 병렬 매칭형 코릴레이터(50)에서 수신된 확산 스펙트럼 데이터와 PN 코드 시퀀스를 칩단위로 매칭시키도록 구성된다.The present invention relates to a synchronization acquisition apparatus for a wideband code division multiple access system, and an object of the present invention is to shorten the synchronization acquisition time by minimizing one integration time as much as possible. To this end, the present invention uses the parallel buffer module 30 to shift and store the serial PN code sequence generated by the PN code generator 20, and then output in parallel, and parallel matching type correlator 50 The PN code sequence is matched with the spread spectrum data received in step C).
따라서, 매 칩 시간마다 확산 스펙트럼 데이터와 PN 코드와의 전체 적분구간 출력이 생성되므로, 확산 스펙트럼 데이터와 PN 코드와의 위상이 일치하는 확산 스펙트럼 데이터의 위치를 검출하는 시간이 상당히 단축될 수 있다.Therefore, since the total integration section output of the spread spectrum data and the PN code is generated every chip time, the time for detecting the position of the spread spectrum data whose phase of the spread spectrum data and the PN code coincide can be significantly shortened.
Description
본 발명은 광대역 코드 분할 다중 접속(Code Devision Multiple Access : 이하, CDMA라함) 이동 통신 시스템의 기지국 또는 단말기에서 파일롯 채널(pilot channel)을 통해 송신한 확산 스펙트럼 신호를 수신한 이동국 또는 기지국에서 수신 신호의 동기를 찾는 동기획득 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1회 적분시간을 줄임으로써 전체 동기획득시간을 단축할 수 있는 동기획득 장치에 관한 것이다.According to the present invention, a mobile station or base station receives a spread spectrum signal transmitted through a pilot channel from a base station or a terminal of a broadband code division multiple access (CDMA) mobile communication system. The present invention relates to a synchronization acquisition device for finding synchronization, and more particularly, to a synchronization acquisition device capable of shortening the overall synchronization acquisition time by reducing one integration time.
일반적으로, 광대역 CDMA 이동 통신 시스템에서 정확한 동기를 찾는다는 것은 시스템의 성능을 결정하는 중요한 요소이다. 그래서 광대역 CDMA 이동 통신 시스템에서의 통신 방법은 일반적인 통신 방법과 다른점이 많은데 그중 특기할점은 변조시 원래 신호의 주파수 대역보다 훨씬 넓게 신호를 확산시킨다는 점이다.In general, finding the correct synchronization in a wideband CDMA mobile communication system is an important factor in determining the performance of the system. Therefore, the communication method in the wideband CDMA mobile communication system has many differences from the general communication method. Among them, the method of spreading the signal is spread much wider than the frequency band of the original signal during modulation.
이에 따라, 수신단에서 확산된 신호를 원래의 좁은 대역으로 역확산시키지 못한다면, 송신측에서 전달하려하는 정보가 제대로 전달되지 않으므로, 아무런 의미를 갖지 못하게 되므로 수신단에서는 송신시 확산된 신호를 다시 역확산해야만 한다. 이를 위하여, 먼저 다음의 두가지 전제 조건이 선결되어야 하는데, 그 첫번째로는 송신시에 신호를 확산시키기 위해 사용되는 PN 코드의 패턴은 수신단에서 사용되는 코드와 일치해야 하며, 두번째로는 수신단에서 발생된 PN 코드는 수신된 신호에 포함되어 있는 PN 코드와 동기가 이루어져야 한다는 점이다. 즉, 송수신단에서 발생된 PN 코드 패턴이 동일할 경우에만 수신단에서는 이 PN코드를 동기시켜 데이터를 복구할수 있는 것이다.Accordingly, if the spreading signal at the receiving end is not despread to the original narrow band, since the information to be transmitted at the transmitting end is not properly transmitted, it does not have any meaning, so the receiving end must despread the spreading signal at the time of transmission. do. To this end, the following two prerequisites must first be established, firstly the pattern of the PN code used to spread the signal during transmission must match the code used at the receiving end, and secondly, The PN code is to be synchronized with the PN code included in the received signal. That is, the receiver can recover data by synchronizing the PN code only when the PN code patterns generated by the transceiver are identical.
또한 동기 과정은 기본적으로 크게 두 부분으로 초기 동기 획득 과정과 동기 추적 과정으로 분류되며, 각각 요구되는 특성에 따라 선택할수 있는 기법이 달라진다. 즉, 수신측에서 송신시 대역을 확산시키기 위해 사용한 코드와 동일한 코드를 사용하여 대역을 역확산시킬 때 PN 동기가 1 칩(chip) 이상 벗어나지 않게 하는 방법이 초기 동기 획득 과정이고, 일단 초기 동기 획득 과정이 끝나면 수신측의 기준 신호를 송신측에서 사용한 PN 코드 패턴과 1 칩 이상 차이가 나지 않도록 조정하는 방법이 동기 추적 과정이다.In addition, the synchronization process is basically divided into two parts, the initial synchronization acquisition process and the synchronization tracking process, and the method of selection is different depending on the required characteristics. That is, a method of preventing the PN synchronization from deviating by more than one chip when despreading the band by using the same code used to spread the band at the reception side is an initial synchronization acquisition process. After the process, the synchronization tracking process is to adjust the reference signal of the receiver so that the PN code pattern used by the transmitter does not differ by more than one chip.
여기에서, 종래의 초기 동기 획득 과정에 대해 좀더 구체적으로 설명하면, 다음과 같다. 즉, 광대역 CDMA 이동 통신 시스템의 송신단에서는 파일롯 채널을 통해 제 1 PN 코드열을 전송하며, 광대역 CDMA 이동 통신 시스템의 수신단에서는 송신단에서 발생한 PN 코드열과 동일한 제 2 PN 코드열을 발생한 후, 파일롯 채널을 통해 수신되는 제 1 PN 코드열과 위상을 비교한다. 이때, 위상 비교 방식은 수신단에서 발생한 제 2 PN 코드열의 위상을 1 칩 단위로 시프트하면서, 각 위상에서의 제 1 PN 코드열과 제 2 PN 코드열의 상관값을 검출하고 서로 비교하여, 파일롯 채널로부터 수신된 제 1 PN 코드열과, 제 2 PN 코드열간의 상관값이 가장 높게 나타나는 위상을 탐색하는 과정을 통해 이루어진다. 여기에서, 제 1 PN 코드열과, 제 2 PN 코드열간의 상관값이 가장 높게 나타난 곳이 바로 위상 동기가 이루어지는 곳이라 할수 있다.Herein, a detailed description of the conventional initial synchronization acquisition process is as follows. That is, the transmitting end of the wideband CDMA mobile communication system transmits the first PN code string through a pilot channel, and the receiving end of the wideband CDMA mobile communication system generates a second PN code string identical to the PN code string generated from the transmitting end, and then sets Phase is compared with the first PN code sequence received through the PN code sequence. At this time, the phase comparison method detects a correlation value of the first PN code string and the second PN code string in each phase while comparing the phase of the second PN code string generated at the receiving end by one chip unit, and compares the received values from the pilot channel. The first PN code sequence and the second PN code sequence are searched for the phase where the correlation value is highest. Here, the position where the correlation value between the first PN code string and the second PN code string is highest is the phase synchronization.
이후, 파일롯 채널로부터 수신된 제 1 PN 코드열과, 제 2 PN 코드열간의 상관값이 가장 높게 나타나는 위상의 탐색 과정이 완료되면, 이 위상값을 제 2 PN 코드열이 유지하도록 한다.Subsequently, when the search process for the phase in which the correlation value between the first PN code string and the second PN code string received from the pilot channel is the highest is completed, the second PN code string is maintained.
그러나, 상술한 종래 기술의 동기획득 방식에 있어서, 동기획득을 위한 검색시간중에 가장 큰 시간을 차지하는 부분이 코릴레이터의 적분시간이고, 이 적분시간은 계산상 칩 클럭 Tc의 칩수배 만큼 필요하다. 만약 탐색 윈도우의 크기를 N이라고 가정할 때, 가장 이상적으로 Pd(detection probability)을 1, Pfa(false alarm probability)를 0이라 두더라도 최소 N×Tc만큼의 시간이 필요하다. 즉, 이 시간이 동기획득 시간에 결정적인 변수로 작용한다. 따라서, 보다 빠른 동기획득을 위해서는 적분시간을 줄이는 것이 바람직하다.However, in the above-described synchronous acquisition method of the prior art, the largest part of the search time for synchronous acquisition is the integral time of the correlator, and this integral time is required by the chip times the chip clock T c in calculation. Do. If the size of the search window is assumed to be N, at least N × T c is required even if ideally, P d (detection probability) is 1 and P fa (false alarm probability) is 0. In other words, this time is a decisive factor in the acquisition time. Therefore, it is desirable to reduce the integration time for faster synchronization acquisition.
그러므로, 본 발명은 상술한 문제를 해결하고자 안출된 것으로, CDMA 시스템의 수신신호의 동기획득을 위하여 적분시간을 줄임으로써 전체적인 동기획득 시간을 단축할 수 있는 동기획득 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Therefore, an object of the present invention is to provide a synchronization acquisition apparatus capable of shortening the overall synchronization acquisition time by reducing an integration time for synchronization acquisition of a received signal of a CDMA system. .
상술한 목적을 달성하기위한 본 발명에 따른 광대역 코드분할 다중접속 시스템에서 수신 신호의 동기획득 장치는: PN_I 및 PN_Q 코드를 갖는 직렬의 PN 코드 시퀀스를 생성하는 PN 코드 발생기; 상기 PN 코드 발생기로부터 생성된 각각의 PN_I 및 PN_Q 의 PN 코드 시퀀스를 시프트하여 저장하고, 각기 저장된 PN_I 및 PN_Q 의 PN 코드를 병렬로 출력하는 PN 버퍼 모듈; 파일롯 채널을 통해 입력되는 확산 스펙트럼 I 및 Q 데이터와 상기 PN 버퍼로부터 출력된 병렬의 PN_I 및 PN_Q의 PN 코드 시퀀스를 매 Tc 클럭마다 각기 일대일로 코릴레이션하여 I 및 Q 성분의 코릴레이션 결과값을 생성하는 병렬 매칭형 필터 코릴레이터; 상기 병렬 매칭형 필터 코릴레이터에 의해 생성된 I 및 Q 성분의 코릴레이션 결과값에 대하여 제곱의 합을 구하는 제곱합 회로; 상기 제곱합 회로의 출력중의 최대 값을 이용하여 상기 PN 코드 시퀀스의 위상과 가장 잘 매칭되는 상기 확산 스펙트럼 데이터의 위치를 검출하는 최대값/위치 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the wideband code division multiple access system according to the present invention for achieving the above object, an apparatus for synchronizing a received signal includes: a PN code generator for generating a serial PN code sequence having PN_I and PN_Q codes; A PN buffer module for shifting and storing PN code sequences of PN_I and PN_Q generated from the PN code generator and outputting PN codes of PN_I and PN_Q stored in parallel, respectively; Correlation of the spread spectrum I and Q data input through the pilot channel and the PN code sequences of PN_I and PN_Q in parallel output from the PN buffer are performed one to one for each Tc clock to generate a correlation result of the I and Q components. A parallel matching filter correlator; A sum of squares circuit for obtaining a sum of squares of the correlation result of the I and Q components generated by the parallel matching filter correlator; And a maximum value / position detector for detecting a position of the spread spectrum data that best matches the phase of the PN code sequence using the maximum value in the output of the sum-of-square circuit.
도 1은 본 발명에 따라 구성된 코드분할 다중접속 시스템의 수신신호의 동기획득을 위한 장치의 개략적인 블록 구성도,1 is a schematic block diagram of an apparatus for synchronous acquisition of a received signal of a code division multiple access system constructed in accordance with the present invention;
도 2는 도 1에 도시된 PN 버퍼모듈의 상세 구성을 도시하는 도면,FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the PN buffer module shown in FIG. 1;
도 3은 도 1에 도시된 병렬 매칭 코릴레이터의 상세 구성을 도시하는 도면,3 is a diagram showing a detailed configuration of the parallel matching correlator shown in FIG. 1;
도 4는 도 3에 도시된 병렬 가산기의 상세 구성을 도시하는 도면,4 is a diagram showing a detailed configuration of the parallel adder shown in FIG. 3;
도 5는 도 1에 도시된 제곱합 회로의 상세 구성을 도시하는 도면,5 is a diagram showing a detailed configuration of the sum-square circuit shown in FIG. 1;
도 6은 도 1에 도시된 병렬 매칭 코릴레이터의 상세 구성을 도시하는 도면,FIG. 6 is a diagram showing a detailed configuration of the parallel matching correlator shown in FIG. 1;
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 수신기 20 : PN 코드 발생기10: receiver 20: PN code generator
30 : PN 버퍼 모듈 50 : 병렬 매칭 코릴레이터30: PN buffer module 50: parallel matching correlator
70 : 제곱합 회로 80 : 위치 검출부70: sum of squares circuit 80: position detector
이하 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 상세히 설명될 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명의 이해를 돕기위하여, PN 코드 길이가 N이라고 가정하면, 첫번에 PN 코드 시퀀스와 수신된 확산 스펙트럼 데이터간의 위상이 일치하는 위치를 찾을 확률은 1/N 이 되고, 두 번째로 찾게될 확률도 1/N이 되며, 마찬가지로 마지막 번째로 찾게될 확률도 1/N 일 것이다. 다시 말해서, 동기획득을 위한 검색 시간은 다음과 같이 생각할 수 있다.First, to aid understanding of the present invention, assuming that the PN code length is N, the probability of first finding a position where the phase coincides between the PN code sequence and the received spread spectrum data is 1 / N, and the second time. The probability of getting one will be 1 / N, and likewise, the last chance to find it will be 1 / N. In other words, the search time for acquisition can be thought of as follows.
상기 수학식 1에서, T_acq는 동기획득 시간을 나타내고,는 동기획득을 위한 1회 적분시간을 나타낸다.In Equation 1, T_acq represents a synchronization acquisition time, Represents one integration time for the acquisition.
상술한 수학식 1로부터 알수 있는 바와 같이, N은 검출 확률로서 고정값이므로,를 줄이는 것이 동기획득을 위한 검색시간을 줄이는 방법이 될 수 있음을 알 수 있다.As can be seen from Equation 1, since N is a fixed value as the detection probability, It can be seen that reducing the time can be a way to reduce the search time for synchronization acquisition.
통상적으로 종래기술에서는 수신신호를 PN 코드시퀀스와 한 칩씩 코릴레이션 시킨후 이를 적분하는 형태를 취하였지만, 본 발명은 버퍼를 충분히 사용하여 한 칩의 시간에 적분구간 전체의 출력을 만들어내도록 구성되며, 적분구간 만큼 병렬성을 가진 매칭 필터를 이용한다.Conventionally, in the prior art, the received signal is correlated with the PN code sequence by one chip and then integrated. However, the present invention is configured to generate the entire output of the integral section at the time of one chip by using the buffer sufficiently. A matching filter with parallelism as much as the integration period is used.
본 발명은 상술한 개념을 적용한 CDMA 시스템의 수신신호의 동기획득을 위한 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 구현된다. 도 1의 동기획득 장치는 수신기(10), PN 코드 발생기(20), PN 버퍼 모듈(30), 병렬 매칭 코릴레이터(parallel matched correlator)(50), 제곱합 회로(70), 위치 검출부(80)를 포함한다.The present invention is a device for the synchronization acquisition of the received signal of the CDMA system applying the above concept is implemented as shown in FIG. The synchronization acquisition device of FIG. 1 includes a receiver 10, a PN code generator 20, a PN buffer module 30, a parallel matched correlator 50, a square sum circuit 70, and a position detector 80. ).
파이롯트 채널을 통하여 전송된 확산 스펙트럼 신호는 안테나를 경유하여 수신기(10)로 제공된다. 수신기(10)는 확산 스펙트럼 신호를 주파수 다운변환하고 다운변환된 I 및 Q 확산 스펙트럼 데이터를 병렬 매칭 코릴레이터(50)로 제공한다.The spread spectrum signal transmitted over the pilot channel is provided to the receiver 10 via an antenna. Receiver 10 frequency downconverts the spread spectrum signal and provides the downconverted I and Q spread spectrum data to parallel matching correlator 50.
PN 코드 발생기(20)는 M단의 레지스터와 논리 게이트등으로 구성된 선형 피드백 시프트 레지스터를 구비하며, 도시된 제어수단으로부터 제공되는 초기값에 따라 M 비트, 예로 256 비트로 이루어진 PN_I 및 PN_Q 의 PN 코드 시퀀스를 생성한다. PN 코드 시퀀스는 전송부에서 정보신호를 확산시키는 데 사용된 코드와 동일한 코드를 갖는 순회 코드신호로서 그룹단위로 반복적으로 랜덤하게 생성된다. PN 코드 발생기(20)에 의해 생성되는 PN_I 및 PN_Q 코드의 직렬 코드 시퀀스는 PN 버퍼 모듈(30)로 제공된다.The PN code generator 20 has a linear feedback shift register composed of M stage registers and logic gates, and according to an initial value provided from the illustrated control means, a PN code sequence of PN_I and PN_Q consisting of M bits, e.g., 256 bits. Create The PN code sequence is a recursive code signal having the same code as the code used to spread the information signal in the transmitter, and is repeatedly generated randomly in group units. The serial code sequence of the PN_I and PN_Q codes generated by the PN code generator 20 is provided to the PN buffer module 30.
PN 버퍼 모듈(30)은 도 2에 상세히 도시된 바와 같이, M개, 즉, PN 코드 시퀀스의 칩수와 동일한 256개의 버퍼셀을 갖는 한쌍의 시프트레지스터(32, 34)로 구성되어 있다. 제 1 및 제 2 시프트레지스터(32, 34)는 PN 코드 발생기(20)로부터 직렬로 제공되는 PN 코드 시퀀스의 PN_I 및 PN_Q를 매 Tc 클럭마다 순차적으로 우측방향으로 시프트하여 저장하고, 저장된 256 칩의 PN_I 및 PN_Q의 PN 코드를 병렬로 다음단의 병렬 매칭 코릴레이터(50)로 출력한다.The PN buffer module 30 is composed of a pair of shift registers 32 and 34 having M buffers, i.e., 256 buffer cells equal to the number of chips of a PN code sequence, as shown in detail in FIG. The first and second shift registers 32 and 34 sequentially shift and store PN_I and PN_Q of the PN code sequence provided in series from the PN code generator 20 to the right in every Tc clock. PN codes of PN_I and PN_Q are output to the next parallel matching correlator 50 in parallel.
병렬 매칭 코릴레이터(50)는 매 Tc 클럭마다 PN 버퍼 모듈(30)로부터 병렬로 출력된 256 칩의 PN 코드 시퀀스와 동일길이의 확산 스펙트럼 데이터를 매칭시켜 PN 코드 시퀀스와 동일한 위상을 갖는 확산 스펙트럼 데이터의 위치를 찾는 동작을 수행한다. 병렬 매칭 코릴레이터(50)는, 도 3에 상세히 도시된 바와 같이, 제 1 코릴레이터부(55), 제 2 코릴레이터부(65), 제 1 및 제 2 코릴레이터부(55, 65)의 출력을 선택적으로 출력하는 멀티플렉서(58)와 멀티플렉서의 출력을 가산하는 병렬 가산기 모듈(60)로 구성된다.The parallel matching correlator 50 matches spread spectrum data of the same length with 256 chips of PN code sequence output in parallel from the PN buffer module 30 every Tc clock, thereby spreading the spectrum having the same phase as the PN code sequence. Perform an operation to find the location of data. As shown in detail in FIG. 3, the parallel matching correlator 50 includes a first correlator unit 55, a second correlator unit 65, and first and second correlator units 55 and 65. It consists of a multiplexer 58 for selectively outputting the output of and a parallel adder module 60 for adding the output of the multiplexer.
제 1 및 제 2 코릴레이터부(55, 65)는 각기 시프트레지스터(52, 62), 래치부(54, 64)와 곱셈기(56, 66)로 구성된다. 제 1 코릴레이터부(55)의 시프트레지스터(52)는 수신기(10)로부터 제공된 확산 스펙트럼 데이터의 I 데이터를 매 Tc 클럭마다 순차적으로 시프트시켜 저장하며, 래치부(54)는 PN 버퍼 모듈(30)로부터 제공된 병렬의 256 칩의 PN_I 코드를 래치하여 저장한다. 곱셈부(56)는 시프트레지스터(52)와 래치부(54)에 저장되어 있는 I 데이터와 PN_I 코드를 매 Tc 클럭마다 칩별로 곱하여 곱셈된 결과값을 멀티플렉서(58)로 출력한다. 마찬가지로, 제 2 성분 코릴레이터부(65)의 시프트레지스터(62)는 수신기(10)로부터 제공된 확산 스펙트럼 데이터의 Q 데이터를 매 Tc 클럭마다 순차적으로 시프트시켜 저장하며, 래치부(64)는 시프트레지스터(62)와 PN 버퍼 모듈(30)로부터 제공된 병렬의 256 칩의 PN_Q 코드를 래치하여 저장한다. 시프트레지스터(62)와 래치부(64)에 저장되어 있는 Q 데이터와 PN_Q 코드는 매 Tc 클럭마다 칩단위로 곱셈부(66)에 의해 곱셈되어 다음단의 멀티플렉서(58)로 출력된다.The first and second correlator sections 55 and 65 are composed of shift registers 52 and 62, latch sections 54 and 64 and multipliers 56 and 66, respectively. The shift register 52 of the first correlator section 55 sequentially shifts and stores I data of spread spectrum data provided from the receiver 10 at every Tc clock, and the latch section 54 stores the PN buffer module 30. Latch and store the parallel 256 chips PN_I code provided from " The multiplier 56 multiplies the I data stored in the shift register 52 and the latch unit 54 with the PN_I code by chip every Tc clock, and outputs the multiplied result to the multiplexer 58. Similarly, the shift register 62 of the second component correlator section 65 sequentially shifts and stores the Q data of the spread spectrum data provided from the receiver 10 every Tc clock, and the latch section 64 stores the shift register. The PN_Q code of 256 chips in parallel provided from the 62 and the PN buffer module 30 is latched and stored. The Q data and the PN_Q code stored in the shift register 62 and the latch unit 64 are multiplied by the multiplier 66 in units of chips every Tc clock and output to the multiplexer 58 of the next stage.
멀티플렉서(58)는 각각의 곱셈부(56, 66)에서 칩단위로 곱셈된 결과값을 매 Tc 클럭마다 I 및 Q 성분으로 구분하여 선택적으로 병렬 가산기로 제공한다. 다시 말해서, 멀티플렉서(58)는 매 Tc 클럭마다 곱셈된 I 성분값과 Q 성분값을 교변적으로 병렬 가산기 모듈(60)로 출력한다.The multiplexer 58 divides the result value multiplied by the chip unit in each of the multipliers 56 and 66 into I and Q components for each Tc clock and selectively provides the result with a parallel adder. In other words, the multiplexer 58 alternately outputs the I component value and Q component value multiplied every Tc clock to the parallel adder module 60.
병렬 가산기 모듈(60)은 매 Tc 클럭마다 병렬 매칭 코릴레이터(50)내 곱셈부(56, 66)에서 곱셈된 각기 256개의 I 및 Q 성분값을 각기 합산하여 합산된 결과값을 출력하는 기능을 수행한다. 병렬 가산기(60)는, 도 4에 상세히 도시된 바와 같이, 한쌍의 2-입력 가산기와 이들 2-입력 가산기의 출력을 입력으로 수신하는 하나의 2-입력 가산기로 구성된 가산기 그룹이 다단(60-1, 60-2, 60-3, 60-4)으로 구성되어 있는 4 × 256 병렬 가산기 모듈을 구비한다. 보다 상세히 말해서, PN_I 및 PN_Q 코릴레이터부(55, 65)의 각각의 곱셈부(56, 66)에서 곱셈된 결과값이 각기 쌍으로 2-입력 가산기로 인가되고, 이들 2-입력 가산기의 출력이 또 다시 2-입력 가산기의 입력으로 인가되고, 이들 2-입력 가산기의 출력이 또 다시 2-입력 가산기의 입력으로 제공되는 방식으로 가산기단(60-1 내지 60-4)을 거쳐 최종적으로 각각의 곱셈부(56, 66)의 I 성분 및 Q 성분의 곱셈결과가 합산된 합산값을 생성한다. 따라서, 병렬 가산기 모듈(60)의 최종 가산기단(60-4)에서는 매 Tc 클럭마다 확산 스펙트럼 데이터와 PN 코드 시퀀스와의 코릴레이션된 I 성분과 Q 성분의 합산 결과값이 교번적으로 출력된다. 병렬 가산기 모듈(60)에 의해 합산된 I 성분과 Q 성분출력은 다음단의 제곱합 회로(70)로 제공된다.The parallel adder module 60 adds 256 I and Q component values multiplied by the multipliers 56 and 66 in the parallel matching correlator 50 and outputs the summed result at every Tc clock. Do this. Parallel adder 60 is a multi-stage group of adders comprised of a pair of two-input adders and one two-input adder that receives the output of these two-input adders as input, as shown in detail in FIG. 1, 60-2, 60-3, 60-4). More specifically, the result values multiplied by the respective multipliers 56 and 66 of the PN_I and PN_Q correlator sections 55 and 65 are applied to the two-input adders in pairs, respectively, and the outputs of these two-input adders It is again applied to the input of the two-input adder, and the output of these two-input adders is again provided to the input of the two-input adder, and finally through the adder stages 60-1 to 60-4, respectively. The multiplication result of the I component and the Q component of the multipliers 56 and 66 generates a summed value. Therefore, the final adder stage 60-4 of the parallel adder module 60 alternately outputs the sum of the correlated I component and Q component of the spread spectrum data and the PN code sequence every Tc clock. The I component and Q component outputs summed by the parallel adder module 60 are provided to the next sum square square circuit 70.
제곱합 회로(70)는 I 성분합산값과 Q 성분합산값을 적분하여 그 크기값을 구하기 위하여, 병렬 가산기 모듈(60)로부터 제공된 I 성분합산값과 Q 성분합산값에 대하여 제곱을 취하고 이들 제곱의 합을 구하는 기능을 수행한다. 이러한 제곱합 회로(70)는 도 5에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 제곱기(74)와 제곱기의 출력을 합산하는 합산기(76)로 구성된다.The square sum circuit 70 squares the I component sum values and the Q component sum values provided from the parallel adder module 60 to obtain the magnitude values by integrating the I component sum values and the Q component sum values. Perform the function to find the sum. This square sum circuit 70 is comprised of a squarer 74 and a summer 76 that sums the outputs of the squarer, as shown in more detail in FIG.
제곱기(74)에서 각각의 I 성분합산값과 Q 성분합산값을 그대로 제곱하는 경우, 그 출력 비트수는 입력되는 I 성분합산값과 Q 성분합산값의 비트수의 2배가 되기 때문에, 다음단의 합산기(76)의 크기가 늘어나게 된다. 이를 방지하기 위하여, 본 발명에서는 입력 비트의 크기를 줄이기 위하여 제곱기(74)의 전단에 배치된 절대값 회로(72)를 더 구비한다. 절대값 회로(72)는 입력비트중의 사인(sign) 비트의 부호를 확인하여 부호가 있는 경우에는 입력비트에 대하여 2의 보수연산을 수행함으로써 입력비트를 1 비트 줄여준다. 따라서, 제곱기(74)는 절대값 회로(72)에 의해 2의 보수 연산된 각각의 I 성분합산값과 Q 성분합산값의 데이터를 교번적으로 제곱연산을 수행한다. 제곱기(74)에서 제곱연산된 I 및 Q 제곱결과값은 합산기(76)로 제공한다.If the squarer 74 squares each of the I component sum values and the Q component sum values as they are, the number of output bits is twice the number of bits of the input I component sum value and the Q component sum value. The size of summer 76 is increased. To prevent this, the present invention further includes an absolute value circuit 72 disposed in front of the squarer 74 to reduce the size of the input bit. The absolute value circuit 72 checks the sign of the sign bit in the input bit and, if there is a sign, performs a two's complement operation on the input bit to reduce the input bit by one bit. Therefore, the squarer 74 alternately squares the data of each of the I component sum values and the Q component sum values, which are two's complement calculations by the absolute value circuit 72. The squared I and Q squared results at squarer 74 are provided to summer 76.
합산기(76)는 먼저, I 성분제곱결과값에 대한 제곱 값을 저장하고, 이후, 선택신호 "0"에 따른 멀티플렉서(78)의 선택동작에 따라 Q 성분신호에 대한 제곱값이 제공될 때 이들 I 및 Q 성분의 제곱값을 합산하여 합산된 결과값을 다음단의 위치 검출부(80)로 제공한다.Summer 76 first stores the squared value for the I component squared result, and then, when the squared value for the Q component signal is provided in accordance with the selection operation of multiplexer 78 according to the selection signal " 0 " The squared values of these I and Q components are summed to provide the summed result to the position detector 80 of the next stage.
위치 검출부(80)는 매 Tc 클럭마다 제공되는 제곱합 회로(70)의 출력중에서 가장 큰 값과 그 값을 수반하는 확산 스펙트럼 신호의 위치를 검출하는 기능을 수행한다. 검출된 위치는 수신된 확산 스펙트럼신호와 PN 코드 발생기(20)에서 생성된 PN 코드와의 동기가 이루어진 위치가 된다. 이러한 동기 위치를 검출하기 위한 위치 검출부(80)는 도 6에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 카운터(88)과 카운터의 출력에 연결된 제곱합/위치 갱신부(90), 최대값/위치 래치부(96), 비교기(84) 및 카운터(88)를 구비한다.The position detector 80 detects the largest value among the outputs of the sum-square circuit 70 provided every Tc clock and the position of the spread spectrum signal accompanying the value. The detected position is a position at which the received spread spectrum signal is synchronized with the PN code generated by the PN code generator 20. As shown in more detail in FIG. 6, the position detector 80 for detecting the synchronous position includes a sum of squares / position updater 90 and a maximum value / position latch 96 connected to the counter 88 and the output of the counter. ), A comparator 84 and a counter 88.
제곱합/위치 갱신부(90)는 제곱합 회로(70)로부터 출력되는 제곱합을 일시저장하는 제곱합 저장부(82)와 제곱합 회로(70)의 제곱합에 대응하는 확산 스펙트럼 데이터의 현재 위치를 저장하는 위치 저장부(92)로 구성된다. 최대값/위치 래치부(96)는 제곱합 회로(70)의 출력중의 최대값을 저장하는 최대값 저장부(86)와 최대값 저장부(86)에 저장된 최대값에 대응하는 확산 스펙트럼 데이터의 위치를 저장하는 최대 위치 저장부(94)로 구성된다.The sum of squares / position updater 90 stores the position of storing the current position of the spread spectrum data corresponding to the sum of squares of the sum of squares storage 82 and the sum of squares circuit 70 temporarily storing the sum of squares output from the sum of squares circuit 70. It is comprised by the part 92. The maximum value / position latch section 96 stores a maximum value storage section 86 for storing the maximum value of the output of the square sum circuit 70 and a spread spectrum data corresponding to the maximum value stored in the maximum value storage section 86. It consists of a maximum position storage 94 for storing the position.
한편, 카운터(88)는 PN 코드 발생기(20)에서 생성되는 PN 코드 시퀀스의 길이에 대응하는 비트길이를 가지며, 매 Tc 클럭에 따라 1씩 증분되는 계수값으로서 그 시점에서 병렬 매칭형 코릴레이터(50)에서 PN 코드 시퀀스와 정합되는 확산 스펙트럼 데이터의 위치를 생성한다. 카운터(88)에 의해 계수된 값, 즉 확산스펙트럼 데이터의 현재 위치는 제곱합/위치 갱신부(90)의 위치저장부(92)에 일시 저장된다.On the other hand, the counter 88 has a bit length corresponding to the length of the PN code sequence generated by the PN code generator 20, and a parallel matching type correlator at that time as a count value that is incremented by one according to every Tc clock. Generate a position of spread spectrum data that matches with the PN code sequence at 50. The value counted by the counter 88, that is, the current position of the spread spectrum data, is temporarily stored in the position storage 92 of the sum of squares / position updater 90.
비교기(86)는 제곱합 회로(70)로부터 입력되는 현재의 제곱합이 최대값/위치 래치부(96)의 최대값 저장부(84)에 저장된 최대값보다 큰지 또는 작은지를 비교하고, 현재 입력값이 저장된 최대값보다 큰 경우에는 라인(85)을 통하여 갱신 인에이블 신호(85)를 제곱합/위치 갱신부(90)에 제공한다. 제곱합 저장부(82)는 갱신 인에이블 신호에 응답하여 현재 입력된 제곱합을 최대값으로서 최대값/위치 래치부(96)의 최대값 저장부(84)에 제공하여 현재 저장되어 있는 최대값을 새로운 최대값으로서 갱신되어 저장되게 한다. 이에 대응하여, 제곱합/위치 갱신부(90)는 위치 저장부(92)에 저장된 확산 스펙트럼 데이터의 현재 위치값을 갱신된 위치값으로서 최대값/위치 래치부(96)의 최대 위치 저장부(94)에 제공하여 저장되게 한다.The comparator 86 compares whether the current sum of squares input from the sum-square circuit 70 is greater than or less than the maximum value stored in the maximum value storage section 84 of the maximum value / position latch section 96, and the current input value is If larger than the stored maximum value, the update enable signal 85 is provided to the sum of squares / position updater 90 via line 85. In response to the update enable signal, the square sum storage unit 82 provides the maximum sum stored in the maximum value / position latch unit 96 as the maximum value to the maximum value storage unit 84 of the maximum value / position latch unit 96 as a new maximum value. It will be updated and stored as the maximum value. Correspondingly, the sum of squares / position update unit 90 uses the current position value of the spread spectrum data stored in the position storage unit 92 as the updated position value and the maximum position storage unit 94 of the maximum value / position latch unit 96. ) To be stored.
그러나, 비교기(86)에서의 비교결과, 현재 입력값이 저장된 최대값보다 작다면, 제곱합/위치 갱신부(90)는 아무런 갱신동작이 수행되지 않을 것이며, 따라서, 최대값/위치 래치부(96)내에 저장된 최대값과 위치는 다음번의 제곱합값이 입력될 때 기준 값으로서 사용될 것이다.However, as a result of the comparison in the comparator 86, if the current input value is smaller than the stored maximum value, the sum of squares / position update unit 90 will not perform any update operation, and therefore, the maximum value / position latch unit 96 The maximum value and position stored in) will be used as the reference value when the next sum of squares value is entered.
상술한 과정은 256 칩수에 대응하는 주기의 Tc 클럭이 종료될 때 까지 반복되는데, 마지막으로 최대값/위치 래치부(96)의 최대값 저장부(84)와 최대위치 저장부(94)에 저장된 최대값과 그에 대응하는 위치는 수신된 대역확산 스펙트럼 신호와 PN 코드시퀀스의 위상이 가장 잘 매칭되는 위치가 된다.The above-described process is repeated until the Tc clock of the period corresponding to the number of 256 chips is finished. Finally, the maximum value storage unit 84 and the maximum position storage unit 94 of the maximum value / position latch unit 96 are stored. The maximum value and the corresponding position are those at which the phase of the received spread spectrum signal and the PN code sequence match best.
그러므로, 본 발명에 따라서 매 칩 시간마다 확산 스펙트럼 데이터와 PN 코드와의 전체 적분구간 출력이 생성되므로, 확산 스펙트럼 데이터와 PN 코드와의 위상이 일치하는 확산 스펙트럼 데이터의 위치를 검출하는 시간이 상당히 단축될 수 있다.Therefore, according to the present invention, the output of the entire integrated section of the spread spectrum data and the PN code is generated every chip time, so that the time for detecting the position of the spread spectrum data whose phase between the spread spectrum data and the PN code is substantially shortened is significantly shortened. Can be.
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