KR100287914B1 - 고성능 신호 검색 정렬 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

CDMA 통신 시스템에 있어서, 특히 CDMA 신호를 검색한 결과를 효율적으로 정렬시키는데 적당한 고성능 신호 검색 정렬 장치 및 이를 이용한 신호 검색 정렬 방법에 관한 것으로, 현재의 입력값을 미리 저장되어 있던 임의의 입력값과 비교하여, 그에 따른 상기 현재 입력값의 증감 여부를 판별하는 단계와, 상기 판별 결과에 따라 상기 현재 입력값을 미리 저장되어 있는 다수의 이전 입력값들과 함께 정렬시키기 위한 정렬 지점을 결정하는 단계와, 상기 결정된 정렬 지점에서, 상기 현재 입력값을 저장하는 단계와, 상기 저장된 현재 입력값을 상기 다수의 이전 입력값들 중에서 우선 출력되는 임의의 이전 입력값과 비교하는 단계와, 상기 비교 결과에 따라 상기 현재 입력값 및 상기 다수의 이전 입력값을 정렬시킨 후 저장하는 단계를 포함하여 이루어져, CDMA 신호의 초기 동기 및 다중 경로 신호를 찾는데 필요한 CDMA 신호 검색 장치의 성능을 저하시키기 않고도 효과적 정렬 처리를 빠른 시간 내에 수행할 수 있는 고성능 신호 검색 정렬 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

고성능 신호 검색 정렬 장치 및 방법{High effective Apparatus and Method for sorting Signal searching result}

본 발명은 CDMA 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 CDMA 신호를 검색한 결과를 효율적으로 정렬시키는데 적당한 고성능 신호 검색 정렬 장치 및 이를 이용한 신호 검색 정렬 방법에 관한 것이다.

일반적으로 CDMA 통신 시스템은 다중 경로 신호를 구별할 수 있는 특성이 있어 도시 환경에서 우수한 성능을 제공한다.

이러한 CDMA 통신에서 무선 채널은 다중 경로(multi-path)의 특징을 가지며, 이 무선 채널에서 기지국과 이동국간의 무선 경로는 보통 가시선(Line of sight)으로 전파하는 전파성분이 아니라 레일리 페이딩 전파성분으로 되어 있다.

레일리 페이딩 현상은 여러 지형지물에서 반사된 신호와 여러 방향에서 서로 조금씩 다른 지연시간을 가지고 도래하여 동시 수신되는 신호에 의해 발생되며, 이 때의 시간 지연은 경로들간의 위상을 다르게 하여 신호를 결합할 때 삭감작용을 일으키므로 심각한 페이딩을 초래한다.

이 때문에 CDMA 통신 시스템에서는 레이크 수신기(RAKE Receiver)라고 불리우는 복수의 수신장치를 이용하여 다중 경로로 수신된 신호들을 개별적으로 추적할 수 있다.

레이크 수신기는 동시에 여러 경로의 신호를 수신하여, IS-95 CDMA의 경우 1㎲ 정도 이상의 지연시간을 갖는 신호들은 유용하게 결합할 수 있다.

이와 같이 레이크 수신기와 같은 CDMA 통신 시스템의 수신 장치에는 CDMA 신호의 초기 동기(Acquisition)와 다중 경로의 신호 검색을 위한 파일럿 신호를 검색할 수 있도록 CDMA 신호 검색 장치를 구비한다.

이 때 기지국은 각자 고유의 PN 코드를 파일럿 신호로 사용하며, 이 PN 코드는 이동국에 수신되는 여러 기지국 신호들을 구분하기 위해 사용된다.

이동국은 자신이 속한 기지국을 검색하기 위하여 기지국으로부터 수신된 신호와 PN 코드들과의 상관 관계를 계산하여 해당 파일럿 신호를 추출한다.

CDMA 신호 검색 장치는 CDMA 신호의 초기 동기 때뿐만 아니라 정상적인 신호 수신 중에도 끊임없이 더 좋은 다른 경로 신호를 찾는다.

이러한 CDMA 신호 검색 장치에는 CDMA 신호를 검색한 결과를 통해 찾은 여러 개의 신호 경로를 에너지 크기별로 정렬(Sorting)하는 처리가 필요하다.

그러나, 종래에는 단순한 하드웨어 구조를 이용한 저성능의 신호 정렬 장치나 복잡한 하드웨어 구조를 이용한 고성능 정렬 장치를 이용하였다.

특히 CDMA 신호의 검색 결과를 신속하게 정렬하기 위해서는 복잡한 디지털 회로를 필요로 하며, 정렬 처리를 위해 프로세서와 같은 연산 장치를 이용한 소프트웨어 알고리즘을 사용할 수도 있지만 이 또한 정렬 속도의 저하가 발생하므로 CDMA 신호 검색 결과를 정렬하는 장치로 이용하기에는 부적합하다는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, CDMA 신호의 초기 동기 및 다중 경로 신호의 검색 결과를 검색한 여러 경로의 에너지 크기별로 정렬하는 비교적 간단한 구조의 고성능 신호 검색 정렬 장치 및 이를 이용한 신호 검색 정렬 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고성능 신호 검색 정렬 장치의 특징은, 현재의 입력값을 미리 저장되어 있던 임의의 입력값과 비교하여, 그에 따른 상기 현재 입력값의 증감 여부를 판별하는 단계와; 상기 판별 결과에 따라 상기 현재 입력값을 미리 저장되어 있는 다수의 이전 입력값들과 함께 정렬시키기 위한 정렬 지점을 결정하는 단계와; 상기 결정된 정렬 지점에서, 상기 현재 입력값을 저장하는 단계와; 상기 저장된 현재 입력값을 상기 다수의 이전 입력값들 중에서 우선 출력되는 임의의 이전 입력값과 비교하는 단계와; 상기 비교 결과에 따라 상기 현재 입력값 및 상기 다수의 이전 입력값을 정렬시킨 후 저장하는 단계를 포함하여 이루어진다는 것이다.

바람직하게는 상기 정렬 지점 결정 단계가, 상기 현재 입력값이 상기 미리 저장되어 있던 임의의 입력값과 비교한 후 상기 현재 입력값이 증가하다가 감소된다고 판별되는 지점을 상기 정렬 지점으로 결정하게 된다.

또한, 상기 정렬 후 저장하는 단계가 상기 저장된 현재 입력값을 상기 우선 출력되는 임의의 이전 입력값과 비교하여 상기 현재 입력값이 상기 우선 출력되는 이전 입력값보다 큰 경우에는, 상기 다수의 이전 입력값이 저장되어 있는 저장 뱅크의 또다른 이전 입력값을 쉬프트시킨 후 상기 현재 입력값을 추가로 저장하며, 상기 우선 출력된 이전 입력값은 다음 입력값과 비교하기 위해 별도로 저장된다. 그러나 반대로 상기 현재 입력값이 상기 우선 출력되는 이전 입력값보다 작은 경우에는, 상기 다수의 이전 입력값이 저장되어 있는 저장 뱅크의 또다른 이전 입력값을 쉬프트시킨 후 상기 우선 출력되는 이전 입력값을 상기 저장 뱅크의 다른 위치에 저장하며, 상기 현재 입력값은 다음 입력값과 비교하기 위해 현재 저장장소에 계속 저장된다.

그밖에 상기 신호 검색 정렬 절차는 미리 설정된 주기마다 계속 반복하여 수행하게 된다.

또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고성능 신호 검색 정렬 방법의 특징은, 현재의 입력값을 출력하며, 상기 현재 입력값을 미리 저장되어 있던 임의의 입력값과 비교한 후 상기 현재 입력값의 증감 여부를 판별하여 상기 현재 입력값 및 미리 저장되어 있는 다수의 이전 입력값들을 정렬시키기 위한 정렬 지점을 결정하는 로컬 최대 검색부와; 상기 결정된 정렬 지점에서 상기 현재 입력값과 상기 다수의 이전 입력값들을 비교한 결과에 따라, 이들 입력값들을 정렬시켜 저장하는 최대값 정렬부를 포함하여 구성된다는 것이다.

바람직하게는, 상기 로컬 최대 검색부에 상기 현재 입력값과 상기 미리 저장되어 있던 임의의 입력값을 비교하기 위한 비교부와, 상기 미리 저장되어 있던 임의의 입력값을 저장하고 있으며, 상기 현재 입력값이 입력됨에 따라 이 현재 입력값을 상기 최대값 정렬부에 출력하는 검출용 레지스터와, 상기 비교부의 비교 결과에 따라 상기 결정된 정렬 지점을 나타내는 신호를 상기 최대값 정렬부에 출력하는 래치부 및 논리곱 게이트가 구비되며, 상기 최대값 정렬부에는 상기 다수의 이전 입력값들의 저장하기 위한 레지스터 뱅크와, 상기 로컬 최대 검색부에서 출력된 현재 입력값을 임시로 저장하기 위한 임시 레지스터와, 상기 레지스터 뱅크에서 우선 출력되는 임의의 이전 입력값과 상기 현재 입력값을 비교하기 위한 비교부와, 상기 비교부의 비교 결과에 따라 해당 입력값을 출력시키는 복수개의 다중부가 구비된다.

또한, 상기 레지스터 뱅크는 다수의 레지스터를 포함하고 있으며, 상기 비교부의 비교 결과에 따라 다수의 레지스터에 저장되어 있는 각 이전 입력값들을 쉬프팅을 한 후 입력되는 입력값을 최하위 순위의 레지스터에 저장하게 되며, 상기 비교부는 상기 로컬 최대 검색부에서 출력된 논리곱 게이트의 출력 신호에 따라 입력되는 값을 비교하기 시작하게 된다.

도 1 은 본 발명에 따른 고성능 신호 검색 정렬 장치 및 방법을 사용하는 신호 검색 장치의 구성을 나타낸 블록구성도.

도 2 는 본 발명에 따른 고성능 신호 검색 정렬 장치의 구성을 나타낸 블록구성도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 로컬 최대 검색부 200 : 최대값 정렬부

110 : 검색용 레지스터 210 : 제1다중부

120 : 제1비교부 220 : 임시 레지스터

130 : 래치부 230 : 제2다중부

240 : 제2비교부 250 : 레지스터 뱅크

이하, 본 발명에 따른 고성능 신호 검색 정렬 장치 및 이를 이용한 신호 검색 정렬 방법에 대한 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 고성능 신호 검색 정렬 장치 및 방법을 사용하는 신호 검색 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이다.

도 1을 참조하면, 시퀀스 순환부(23)는 파일럿 PN 코드 발생부(22)에서 생성된 PN 코드를 레지스터(Register)에 저장한 후 반복 순환시켜 역확산부(13)에 제공한다.

역확산부(13)는 이렇게 시퀀스 순환부(23)에서 반복 순환시킨 PN 코드를 사용하여 데시메이터(Decimator)(10)의 출력을 QPSK 역확산시킨다.

이후 QPSK 역확산된 각 I채널신호 및 Q채널신호는 코히어런트 방식(Coherent)에 의해 누산된다.

여기서, 역확산부(13)와 누산부(14,15)는 합하여 상관기로 작용하며, 각각 하나의 덧셈기(Adder)(미도시)와 순환 레지스터 뱅크(Rotating Register Bank)(미도시)로 구성된 누산부(14,15)의 출력값 즉 상관값은 코히어런트 레지스터 뱅크(Register Bank)(16)에 입력된다.

이후 에너지 산출부(17)는 코히어런트 레지스터 뱅크(16)에 순차적으로 저장되어 출력된 신호들로부터 I채널신호 및 Q채널신호의 벡터 진폭인 에너지값을 계산하며, 이들 에너지값은 제3누산부(18)에서 넌코히어런트 방식(noncoherent)으로 누산된다.

넌코히어런트 레지스터 뱅크(19)는 누산된 에너지값을 저장하며, 검색 결과 프로세서(Search Result Processor)(20)는 이 저장된 에너지값을 이용하여 신호의 유무를 검출한다.

지금까지 설명한 고성능 신호 검색 장치를 실현하기 위해 누산된 에너지값을 크기별로 정렬하는 처리가 필요하다.

도 2 는 본 발명에 따른 고성능 신호 검색 정렬 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이다.

도 2를 참조하면, 제안된 고성능 신호 검색 정렬 장치는 도 1에 도시된 검색 결과 프로세서에 사용된다.

도시된 고성능 신호 검색 정렬 장치는 크게 로컬 최대 검색부(Local Maximum Detector)(100)와 최대값 정렬부(Maximum Value Sorting)(200)로 구성된다.

로컬 최대 검색부(100)는 입력되는 에너지값을 저장하는 검색용 레지스터(110)와, 현재 입력되는 에너지값과 검색용 레지스터(110)에 저장되어 있던 이전 에너지값을 비교하는 제1비교부(120)를 기본적으로 구비한다.

로컬 최대값을 구하는 로컬 최대 검색부(100)에서, 제1비교부(120)는 이전에 입력되어 검색용 레지스터(110)에 저장되어 있던 에너지값과 현재 입력되는 에너지값을 비교한다.

이 때 비교 결과 제1비교부(120)의 출력이 양수('0')이면 현재 로컬 최대 검색부(100)로 입력되는 에너지값이 증가되고 있음을 나타내고, 음수('1')이면 현재 로컬 최대 검색부(100)로 입력되는 에너지값이 감소되고 있음을 나타낸다.

여기서, 로컬 최대값을 구하기 위해서는 현재 입력되는 에너지값이 증가하다가 감소되는 지점을 찾아야 한다. 따라서 제1비교부(120)의 출력이 '0'에서 '1'로 바뀌는 지점에서 로컬 최대값을 구하게 되는데 이를 위해 래치부(latch)(130)와 논리곱 게이트(AND Gate)가 사용된다.

로컬 최대 검색부(100)에서 로컬 최대값이 구해지면, 이후 최대값 정렬부(200)에서 정렬 작업을 수행한다.

최대값 정렬부(200)는 로컬 최대 검색부(100)의 검색용 레지스터(110)로 입력되는 에너지값을 이미 정렬되어 저장된 이전 에너지값과 비교하여 새롭게 정렬하는데 필요한 임시 레지스터(220) 및 제2비교부(240)가 구비되어 있으며, 새로 정렬된 결과를 저장하는 레지스터 뱅크(250)를 구비한다.

이하, 최대값 정렬부(200)의 동작을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

우선 레지스터 뱅크(250)에는 이전 로컬 최대값들이 정렬된 후 저장되어 있으며, 로컬 최대 검색부(100)에서 구해진 현재 로컬 최대값은 제1다중부(MUX1)(210)를 통해 임시 레지스터(Temp Register)(220)에 저장된다.

이후 제2비교부(240)는 임시 레지스터(220)에 저장되어 있는 현재 로컬 최대값과 레지스터 뱅크(250)의 제1레지스터에 저장되어 있던 이전 로컬 최대값을 비교한다.

이 때 비교 결과, 제1레지스터의 이전 로컬 최대값이 임시 레지스터(220)의 현재 로컬 최대값보다 더 크면, 로컬 최대 검색부(100)의 검색용 레지스터(110)에서 입력된 현재 로컬 최대값은 임시 레지스터(220)에 그대로 저장되며, 제1레지스터의 이전 로컬 최대값은 제2다중부(230)를 통해 레지스터 뱅크(250)의 제4레지스터로 궤환된 후 저장된다.

따라서, 레지스터 뱅크(250)의 제2레지스터, 제3레지스터 및 제4레지스터에 저장되어 있던 이전 로컬 최대값은 각각 제1레지스터, 제2레지스터 및 제3레지스터로 쉬프트(shift)된다.

그러나 비교 결과, 만약 임시 레지스터(220)의 현재 로컬 최대값이 제1레지스터의 이전 로컬 최대값보다 더 크면, 임시 레지스터(220)의 현재 로컬 최대값이 제2다중부(230)를 통해 레지스터 뱅크(250)의 제4레지스터에 저장된다.

이 때도 레지스터 뱅크(250)의 제2레지스터, 제3레지스터 및 제4레지스터에 저장되어 있던 이전 로컬 최대값은 각각 제1레지스터, 제2레지스터 및 제3레지스터로 쉬프트(shift)되며, 기존에 제1레지스터에 저장되어 있던 이전 로컬 최대값은 제1다중부(210)를 통해 임시 레지스터(220)에 저장된다.

지금까지 설명한 고성능 신호 검색 정렬 장치의 동작은 한 주기동안 수행되는 정렬 절차이며, 이같은 정렬 절차는 계속 반복되어 수행된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 고성능 신호 검색 정렬 장치 및 이를 이용한 신호 검색 정렬 방법에 따르면, CDMA 신호의 초기 동기 및 다중 경로 신호를 찾는데 필요한 CDMA 신호 검색 장치의 성능을 저하시키기 않고도 효과적 정렬 처리를 빠른 시간내에 수행할 수 있다.

또한 비교적 간단한 하드웨어 구조로 구현되면서도 고성능을 발휘한다는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 현재의 입력값을 미리 저장되어 있던 임의의 입력값과 비교하여, 그에 따른 상기 현재 입력값의 증감 여부를 판별하는 단계와;

   상기 판별 결과에 따라 상기 현재 입력값을 미리 저장되어 있는 다수의 이전 입력값들과 함께 정렬시키기 위한 정렬 지점을 결정하는 단계와;

   상기 결정된 정렬 지점에서, 상기 현재 입력값을 저장하는 단계와;

   상기 저장된 현재 입력값을 상기 다수의 이전 입력값들 중에서 우선 출력되는 임의의 이전 입력값과 비교하는 단계와;

   상기 비교 결과에 따라 상기 현재 입력값 및 상기 다수의 이전 입력값을 정렬시킨 후 저장하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고성능 신호 검색 정렬 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 정렬 지점 결정 단계는, 상기 현재 입력값이 상기 미리 저장되어 있던 임의의 입력값과 비교한 후 상기 현재 입력값이 증가하다가 감소된다고 판별되는 지점을 상기 정렬 지점으로 결정하는 것을 특징으로 하는 고성능 신호 검색 정렬 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 정렬 후 저장하는 단계는, 상기 저장된 현재 입력값을 상기 우선 출력되는 임의의 이전 입력값과 비교하여 상기 현재 입력값이 상기 우선 출력되는 이전 입력값보다 큰 경우에는, 상기 다수의 이전 입력값이 저장되어 있는 저장 뱅크의 또다른 이전 입력값을 쉬프트시킨 후 상기 현재 입력값을 추가로 저장하며, 상기 우선 출력된 이전 입력값은 다음 입력값과 비교하기 위해 별도로 저장되는 것을 특징으로 하는 고성능 신호 검색 정렬 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 정렬 후 저장하는 단계는, 상기 저장된 현재 입력값을 상기 우선 출력되는 임의의 이전 입력값과 비교하여 상기 현재 입력값이 상기 우선 출력되는 이전 입력값보다 작은 경우에는, 상기 다수의 이전 입력값이 저장되어 있는 저장 뱅크의 또다른 이전 입력값을 쉬프트시킨 후 상기 우선 출력되는 이전 입력값을 상기 저장 뱅크의 다른 위치에 저장하며, 상기 현재 입력값은 다음 입력값과 비교하기 위해 현재 저장장소에 계속 저장되는 것을 특징으로 하는 고성능 신호 검색 정렬 방법.
5. 현재의 입력값을 출력하며, 상기 현재 입력값을 미리 저장되어 있던 임의의 입력값과 비교한 후 상기 현재 입력값의 증감 여부를 판별하여 상기 현재 입력값 및 미리 저장되어 있는 다수의 이전 입력값들을 정렬시키기 위한 정렬 지점을 결정하는 로컬 최대 검색부와;

   상기 결정된 정렬 지점에서 상기 현재 입력값과 상기 다수의 이전 입력값들을 비교한 결과에 따라, 이들 입력값들을 정렬시켜 저장하는 최대값 정렬부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고성능 신호 검색 정렬 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 로컬 최대 검색부에는,

   상기 현재 입력값과 상기 미리 저장되어 있던 임의의 입력값을 비교하기 위한 비교부와,

   상기 미리 저장되어 있던 임의의 입력값을 저장하고 있으며, 상기 현재 입력값이 입력됨에 따라 이 현재 입력값을 상기 최대값 정렬부에 출력하는 검출용 레지스터와,

   상기 비교부의 비교 결과에 따라 상기 결정된 정렬 지점을 나타내는 신호를 상기 최대값 정렬부에 출력하는 래치부 및 논리곱 게이트가 구비되는 것을 특징으로 하는 고성능 신호 검색 정렬 장치.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 최대값 정렬부에는,

   상기 다수의 이전 입력값들의 저장하기 위한 레지스터 뱅크와,

   상기 로컬 최대 검색부에서 출력된 현재 입력값을 임시로 저장하기 위한 임시 레지스터와,

   상기 레지스터 뱅크에서 우선 출력되는 임의의 이전 입력값과 상기 현재 입력값을 비교하기 위한 비교부와,

   상기 비교부의 비교 결과에 따라 해당 입력값을 출력시키는 복수개의 다중부가 구비되는 것을 특징으로 하는 고성능 신호 검색 정렬 장치.