KR100201797B1 - 비대칭 확산 스펙트럼 상관기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 의사 노이즈 코드로 코드된 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 장치에 관한 것이다. 계수 제어부(30)은 클럭 발생기(31)에 결합되고 이 클럭 발생기는 코드 발생기(32)와 기준 레지스터(33)에 접속된다. 코드 발생기(32)는 또한 기준 레지스터(33)에 접속된다. 계수 제어부(30)은 코드 선택기(34)에 의해 선택된 의사 노이즈 신호의 길이를 제어하여 수신기에 의해 검출되게 하고, 코드 발생기(32)가 기준 레지스터(33)으로 길이(L)의 코드를 출력시키도록 하기 위해 코드 클럭 발생기(31)에 신호를 송신한다. 계수 제어부(30)은 코드 클럭 발생기(31), 코드 발생기(32) 및 기준 레지스터(33)을 트리거시킨다. 코드 선택기(34)는 코드 발생기(32)로 출력시킨다. 단일 코드는 기준 레지스터(33)에 로드되거나, 정합이 발생할 때까지 다른 코드로 기준 레지스터(33)가 주기적으로 로드될 수 있다.

Description

[발명의 명칭]

비대칭 확산 스펙트럼 상관기

[발명의 상세한 설명]

[발명의 배경]

본 발명은 확산 스펙트럼 통신에 관한 것으로, 특히 비코드 동기식 확산(spread) 스펙트럼 통신 시스템에 관한 것이다.

[종래 기술의 설명]

확산 스펙트럼 시스템은 송신된 정보를 전송하는데 필요한 최대 대역폭보다 훨씬 더 넓은 대역에 걸쳐 신호가 확산되는 시스템이다. 순차 확산 스펙트럼을 직접 변조하기 위한 기술은 확실한 통신을 보장하기 위해 수년간 개발되어 왔다. 변조는 주기적인 의사 노이즈(Pseudo-Noise:PN) 코드와 송신될 정보를 혼합함으로써 달성된다. 그 결과는 낮은 스펙트럼 밀도와, 정보와 비교하여 매우 넓은 대역폭을 갖는 sin(X)/X 신호가 된다. 이러한 스펙트럼 밀도는 대역내의 간섭과 방해 전파에 대한 신호의 감응도를 감소시킬뿐만 아니라 다른 무선 감지 장비와의 간섭을 감소시킨다. 확산 스펙트럼 시스템에 고유한 또다른 장점들로서는 선택적인 어드레스 처리 능력, 다중 액세스에 대한 코드 분할 다중화 처리 및 고도로 정밀한 레인지(range)처리 능력이다.

인코드된 신호 성질에 기인하여, 복조는 종래의 통신 시스템보다 더 많은 것을 수반하는 프로세스가 되며 수신된 코드에 동기되고 송신된 코드와 동일한 기준코드를 필요로 한다. 이러한 프로세스가 갖고 있는 어려움은 매우 높은 정도의 동기화가 달성될 때까지 수신된 코드와 기준 코드 사이에서 비동기화의 정도가 표시되지 않는다는 것이다. 추가로, PN 코드를 발생시키는데 사용된 송신 발진기와 수신 발진기 사이의 부정합은 송신기와 수신기 사이의 동기화에 대해 편차를 일으키는 경향이 있다.

MARK 및 SPACE를 지정하기 위해 2개의 의사 무작위(pseudo-random) 파형과 2개의 상관기(correlator)를 사용하는 종래 기술의 통신 시스템은 1981년 1월 27일자로 하우어(Hauer)에게 허여된 미합중국 특허 제4,247,942호에 기술되어 있으며, 이러한 것은 본 발명에서 참고 자료로서 이용된다. 하우어는 통신 시스템에서, 지연선에 연속적인 입력 펄스를 공급하기 위해 다중 이격된 탭을 갖고 있는 제1지연선을 개시하고 있다. 각각의 입력 펄스에 응답하여 다양하게 지연된 펄스들은 지연선의 탭에 나타나고, 이러한 것은MARK 또는 SPACE를 표시하는 펄스를 발생시키는데 사용된다. 이러한 개시 내용에는 동기 검출기 및 이러한 검출기에 반송파-송신된 펄스를 공급하기 위한 수단이 포함되어 있다.

그러나 종래 기술에서 확산 스펙트럼 신호의 포착 시간이 모든 데이타 비트에 대해 1개의 데이타 비트의 지속 시간과 동일하고 1개의 상관기를 사용하는 장치를 설명하거나 제안한 것은 없었다.

[본 발명의 목적 및 요약]

본 발명의 제1 목적은 직접 방식이고, 값이 비싸지 않으며, 간단한 1개의 상관기만으로 확산 스펙트럼 신호를 포착하기 위한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제2 목적은 제1 데이타 기호 신호를 검출하고 제1 데이타 기호 신호가 검출되지 않으면 신호를 제2 데이타 기호 신호로서 결정하는 장치를 제공하는 것인데, 이때 그러한 결정은 부정확도를 나타내는 확률에 기초를 둔 것이다. 이러한 방법에 있어서, 데이타 비트는 1개의 상관기만을 사용하여 그의 실제값은 비대칭 신뢰도 레벨값으로서 결정될 것이다.

본 발명의 제3 목적은 동기 기준 코드의 사용없이 확산 스펙트럼 신호를 포착하기 위한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제4 목적은 코드 동기화에 기인한 시간 손실이 없고, 어떠한 동기화 프리앰블도 사용하지 않고 데이타가 송신되는 비율에 따라 수신된 각각의 데이타 비트에 대한 확산 스펙트럼 신호를 포착하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 본 발명에서 광범위하게 설명되고 구현된 바와 같이, PN코드로 변조된 데이타 신호를 포함하여 수신된 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 장치가 제공되며, 이러한 장치는 임계값 설정 수단, 기준 순차 저장 수단, 수신 순차 저장 수단, 상관 처리 수단 및 상관 비교 수단을 포함한다. 상관 처리 수단은 칩 비교 수단 및 합산 수단을 포함할 수 있다.

임계값 설정 수단은 정합을 위해 포착된 코드당 총 칩의 전체 수와 같거나 작은 임계값을 설정할 수 있다. 임계값 설정 수단은 확산 스펙트럼 신호를 사용하여 송신 및 또는 수신될 데이타의 패턴과 응용, 노이즈 환경 및 데이타 신호와 함께 사용된 에러 교정량을 분석할 수 있다. 이러한 분석에 응답하여, 임계값 설정 수단은 임계 레벨을 발생시킨다. 임계값 설정 수단은 특정한 소자, 응용 또는 동작 환경에 대한 임계 레벨을 미리 결정하는데 사용되거나 확산 스펙트럼 수신기에 결합될 수 있고, 응용 또는 동작 환경이 변함에 따라 임계 레벨을 설정 또는 조정하는데 사용될 수 있다.

기준 순차 저장 수단은 의사 노이즈 신호를 저장하고, 수신 순차 저장 수단은 수신된 확산 스펙트럼 신호를 저장한다. 칩 비교 수단은 기준 순차 저장 수단과 수신 순차 저장 수단에 결합된다. 수신된 확산 스펙트럼 신호에 응답하여, 칩 비교 수단은 수신된 확산 스펙트럼 신호의 각각의 칩과 기준 노이즈 신호의 각가의 칩을 비교함으로써 다수의 칩 비교 신호를 발생시킨다. 합산 수단은 칩 비교 수단에 결합된다. 칩 비교 수단으로부터의 다수의 칩 비교 신호에 응답하여, 합산 수단은 다수의 칩 비교 신호를 합산함으로써 상관 신호를 발생시킨다.

상관 비교 수단은 합산 수단에 결합된다. 상관 비교 수단은 임계값 설정 수단의 임계 레벨을 포함한다. 임계 레벨보다 큰 상관 신호에 응답하여, 상관 비교 수단은 데이타 기호 신호를 발생시킨다. 통계학적으로, 검출의 정밀도는 몇몇 변수의 함수로 설정된 임계값에 부분적으로 의존한다. 이러한 변수들은 데이타 기호당 총 칩의 수에 대한 정합된 칩의 총 수, 입력 신호에 대한 순방향 에러 교정도와 에러율, 및 프로세스될 데이타 스트림이 연속되고, 순환 반복되며, 패턴화되고, 우연히 생기며, 펄스되거나 무작위적으로 되는 지의 여부 등이 된다.

본 발명의 추가 목적 및 장점은 부분적으로는 다음의 설명에서 설명될 것이며, 부분적으로는 다음에 설명으로부터 명확해질 것이며 또는 본 발명의 실시예로부터 알게 될 것이다.

[도면의 간단한 설명]

명세서의 한 부분을 구성하고, 명세서와 관련된 첨부 도면은 본 발명의 양호한 실시예를 예시한 것이며, 상세한 설명과 함께 본 발며으이 원리를 설명하는데 이용된다.

제1도는 본 발명에 따른 송신기의 한 실시예의 블록도이고,

제2도는 본 발명에 따른 특정 신호에 대한 타이밍도이며,

제3도는 본 발명에 따른 디지털 상관기를 기초한 수신기의 한 실시예를 예시한 도면이고,

제4도는 본 발명에 따른 아날로그 상관기에 기초한 수신기의 한 실시예를 예시한 도면이며,

제5도는 제4도에 도시된 아날로그 상관기에 기초한 수신기의 한 예를 예시한 도면이다.

[양호한 실시예의 상세한 설명]

이제, 본 발명의 양호한 실시예가 상세히 설명될 것이고, 본 발명의 예는 첨부된 도면에 예시되어 있다.

본 발명은 확산 스펙트럼 신호를 발생시키기 위해 PN 코드로 변조된 데이타 신호를 포함하여 수신된 확산 스펙트럼 신호를 송신 및 디코드하기 위한 장치를 포함하고 있다. 제1도에 예시된 바와 같이, 도시된 송신기는 코드 클럭 발생기(21), 코드 선택기(28), 코드 발생기(22), 코드 클럭 분할기(23), 펄스 발생기(24), 데이타 발생기(25), 모듈로 2 합산기(26), 반송자(29), 위상 시프트 키이(PSK) 변조기 및 RF 송신기(27)을 포함하고 있다. 코드 클럭 발생기(21)은 코드 발생기(22)와 클럭 분할기(23)에 공급될 클럭 신호를 발생시킨다. 클럭 분할기(23)을 사용할 때, 송신기(27)의 코드와 데이타는 데이타 클럭 주파수의 코드 길이(L)과 동일한 배수로 되는 코드 클럭 주파수에 동기됨으로써 길이(L)의 PN 코드 순차당 1개의 데이타 비트를 허용시켜 준다. 코드 클럭 분할기(23)으로부터의 데이타 클럭 신호를 펄스 발생기(24)와 데이타 발생기(25)에 공급된다. 데이타 발생기(25)는 통신 시스템상으로 송신될 데이타 신호원이다. 펄스 발생기(24)의 출력 신호는 코드 발생기(22)에 공급됨으로써 코드 선택기(28)에 의해 선택된 PN 코드를 발생시킨다. 모듈로 2 합산기(26)은 코드 발생기(22)에서 공급된 순환 PN 코드와 데이타 발생기(25)로부터 공급된 데이타에 모듈로 2를 합산한다. 모듈로 2 합산기(26)의 출력은 PN 코드로 변조된 데이타 신호가 되는데, 이러한 것은 PSK 변조기와 RF 송신기(27)에서 반송자(29)로 변조된 위상 시프트 키이이다.

제2도에는 제1도의 코드 및 클럭 신호의 타이밍 예가 도시되어 있다. 타이밍도는 코드 클럭 신호, 코드 길이(L)에 의해 분할된 코드 클럭 신호인 데이타 클럭 신호, 펄스 발생기 리셋트 신호, 코드 신호, 데이타 신호 및 인코드된 데이타 신호를 예시한 것이다. 모듈로 2가 데이타 신호에 합산될 때에 코드 신호는 인코드된 데이타 신호를 발생시키고, RF 반송자에 의해 변조될 때에 코드 신호는 확산 스펙트럼 신호를 발생시킨다. 송신된 확산 스펙트럼 신호를 제3도에 예시된 수신기에 의해 수신될 수 있다.

제3도는 본 발명의 비대칭 확산 스펙트럼 상관기의 특정한 실시예를 예시한 것이나, 본 발명은 일반적으로 PN 코드로 변조된 데이타 신호를 포함하는 수신된 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 장치를 포함하고 있다. 이러한 장치는 임계값 설정 수단, 기준 순차 저장 수단, 수신 순차 저장 수단, 상관 수단 및 상관 비교 수단을 포함하고 있다. 상관 수단은 칩 비교 수단과 합산 수단을 포함할 수 있다. 제3도를 참조할 때, 기준 순차 저장 수단은 기준 레지스터(33)으로 구현될 수 있고, 수신 순차 저장 수단은 수신 순차 저장 레지스터(39)로 구현될 수 있으며, 칩 비교 수단은 비교기(40)으로 구현될 수 있고, 합산 수단은 합산기(41)로 구현될 수 있으며, 상관 비교 수단은 상관 비교기(42)로 구현될 수 있다. 임계값 설정 수단은 임계값 설정기(45)로 구현될 수 있다. 비교기(40)은 기준 레지스터(33)과 수신 레지스터(39)에 결합된다. 합산기(41)은 비교기(40)에 결합된다. 상관 비교기(42)는 합산기(41), 임계값 설정기(45) 및 데이타 발생기(44)에 결합된다,

제3도에 도시된 전형적인 장치에 있어서, 계수 제어부(30)은 코드 발생기(32)와 기준 레지스터(33)에 접속된 코드 클럭 발생기(31)에 결합될 수 있다. 코드 발생기(32)는 또한 기준 레지스터(33)에 접속된다. 계수 제어부(30)은 코드선택기(34)에 의해 선택된 특정한 의사 노이즈 신호의 길이를 제어하여 수신기에 의해 검출되도록 하고 코드 발생기(32)가 기준 레지스터(33)에 길이(L)의 코드를 출력시키도록 하기 위해 코드 클럭 발생기(31)로 신호를 출력시킨다. 계수 제어부(30)은 코드 클럭 발생기(31)을 트리거함으로써 코드 클럭 발생기(31)가 코드 발생기(32)와 기준 레지스터(33)을 트리거하도록 한다. 코드 발생기(32)는 코드 선택기(34)에 의해 결정된 대로 특정한 의사 노이즈 신호를 기준 레지스터(33)으로 출력시킨다. 코드 선택기(34)는 코드 발생기가 가능한 다수의 의사 노이즈 코드를 통하여 스캔할 수 있도록 하는 신호를 코드 발생기에 제공할 수 있다. 동작시에, 단일 코드는 기준 레지스터(33)으로 로드되거나, 스캔 처리 모드에서 기준 레지스터(33)은 수신된 코드에 대한 정합이 발생할 때까지 일정하게 변하는 코드로 주기적으로 로드될 수 있다.

또한, 제3도에는 국부 발진기(37)과 저역 통과 필터(38)에 결합된 곱셈(product) 검출기(36)에 결합되어 있는 RF 및 IF 증폭기(35)가 도시되어 있다. 저역 통과 필터(38)은 수신 레지스터(39)와 클럭 회복 회로(46)에 결합된다.

동작시에, PN 코드로 변조된 데이타 신호를 포함하여 수신된 기저 대역 확산 스펙트럼 신호는 수신 레지스터(39)에 저장되고, 의사 노이즈 기준 기저 대역 신호는 기준 레지스터(33)에 저장된다. 수신된 확산 스펙트럼 신호의 각각의 칩은 모듈로 2 비교기(40)에 의해 기준 노이즈 신호의 각각의 칩과 함께 모듈로 2가 합산된다. 2개 신호에 대해 모듈로 2 합산하는 것은 모듈로 2 비교기(40)에서 합산기(41)로 송신될 다수의 칩 비교 신호를 발생시킨다. 합산기(41)은 상관 신호를 발생시키기 위해 다수의 신호를 합산한다.

상관 비교기(42)는 합산기(41)에 결합된다. 상관 비교기(42)는 임계값 설정기(45)에 의해 결정된 임계 레벨을 갖고 있다. 임계 레벨보다 큰 상관 신호에 응답하여, 상관 비교기(42)는 제1 데이타 기호 신호를 발생시킨다. 상관 신호가 임계 레벨보다 크면, 제2 데이타 기호 신호가 출력된다. 이러한 것은 제1 데이타 기호 신호를 정확하게 식별하는 확률이 제2 데이타 기호를 정확하게 식별하는 확률과 일반적으로 다르기 때문에 비대칭 검출기로 기능을 수행하는 것이 된다.

본 발명에 의해 제공된 시스템에 있어서, 의사 노이즈 신호는 L× Rd와 등가인 클럭 비율로 생성된, L 비트의 PN 코드 세그먼트를 포함할 수 있으며, 여기서 Rd는 변조될 데이타의 클럭 비율이다. 예를 들면, 송신될 데이타 비율이 100kHz이고 사용될 코드 세그먼트가 100 비트의 길이를 갖고 있다면, 코드 비율은 L× R 또는 (100) × (100 kHz) = 10.0 MHz와 등가로 된다. 송신기에 있어서, 각각의 코드 세그먼트의 초기 지점은 각각의 데이타 비트와 동기적으로 정렬된다. 제1 데이타 기호 신호가 송신되면, 정규 코드 세그먼트가 송신된다. 송신될 정보가 제2 데이타 기호 신호이면, 코드 세그먼트는 인버트되어 송신된다. 수신기에 있어서, 송신기의 기준 코드 세그먼트와 등가인 기준 코드 세그먼트는 상관기 유니트의 기준 레지스터 섹션에 로드되어 고정 상태로 유지된다.

수신된 확산 스펙트럼 신호는 이후 상관기를 통하여 클럭되며, 수신 및 기준 신호 상관 스코어가 특정하게 설정된 임계 레벨을 초과할 때에 제1 데이타 기호 신호를 식별하는 출력 펄스가 발생된다. 예를 들면, 임계값 설정기는 음성에 대한 데이타의 응용이 64 kbps로 가해지고, 노이즈 환경이 가우스형이 되는 것을 결정할 수 있다. 연구에 의하면 상기 전송율과 노이즈 환경에서 8개의 비트중 1개의 비트 에러율이 청각에 대해 허용가능하기 때문에, 정합이 길이(L)의 코드에서 총 칩 수의 90%의 칩에 대해 발생할 때에 제1 데이타 기호 신호를 결정하기 위한 임계값이 설정될 수 있다. 다른 예에서, 임계값 설정기는 데이타의 응용이 다른 일정한 상태의 시스템에서 경보 발생 또는 수압 강하와 같은 연장된 변화를 검출하도록 설정될 수 있다. 그러한 연장된 상태 변화의 응용에 대해, 비교적 적은 수의 연속적으로 동일한 데이타 기호에 대한 코드 길이당 칩의 55% 만을 정합 처리하는 것만으로도 상태 변화가 발생했다는 것을 매우 높은 신뢰율로 결정할 수 있게 한다.

본 발명의 양호한 제2 실시예는 표면 음향파(SAW) 장치 및 전하 결합 장치와 같은 아날로그 장치를 사용할 수 있다. 아날로그 장치의 한 예로서, 표면 음향파 장치는 기준 순차 저장 장치와 수신 순차 저장 장치를 포함한다. 표면 음향파 장치는 비교기(40)과 합산기(41)을 더 포함할 수 있으며, 완전히 자체 포함된 상관기 유니트로서 기능을 한다. 추가로, 기준 순차 저장 장치의 다수의 셋트는 다수의 의사 노이즈 신호를 디코드하기 위한 소형의 수단을 형성하기 위해, 수신된 레지스터와 함께 1개의 특정한 표면 음향파 장치 상에 구성될 수 있다.

지연선과 정합된 필터 또는 SAW 상관기는 디지탈 상관기로서 코드 칩의 특정한 순차를 인식하도록 설계된 수동 장치이지만, 기저 대역에서의 전압 레벨보다는 RF 신호에서 위상 시프트의 상관을 통하여 이러한 것을 달성하게 되어, 디지탈 상관기가 갖고 있는 높은 노이즈 또는 간섭/방해 환경과 같은 많은 문제점을 피할 수 있다.

상관기 내부의 각각의 지연 소자는 각각의 소자가 소정의 시간에서 1개의 칩에만 일치하도록 송신된 코드 클럭의 주기와 동일하게 지연된다. 수신된 신호가 지연선 하부로 전파될 때, 각각의 소자의 위상 구조는 전파되어 PN 인코드된 파와 동상(in phase) 또는 이상(out of phase)으로 합산되며, 모든 소자의 출력은 총상관값에 도달할 때까지 합산된다. 소자의 모든 위상 시프트 구조가 전파된 파의 위상 시프트와 정합할 때, 최대 합산과 상관이 얻어진다.

원하는 상관을 얻기 위해, 교정 기준 코드는 SAW 장치상으로 로드되어야 한다. 이러한 것은 BPSK 장치를 위한 것이지만, 본 발명은 MSK 및 QPSK등과 같은 임의의 PSK로 확장되거나 또는 포함할 수 있다. 복위상(bi-phase) 시프트 키이된 신호를 가정할 때, 위상 반전은 PN 코드의 각각의 1/0 전이 지점에서 발생한다. 이러한 것은 2개의 방법중 1개의 방법으로 달성된다. 첫 번째는 각각의 소자에서 모든 위상을 출력시킬 수 있는 프로그램 가능한 상관기이다. 제4도에 예시된 바와 같이, 복위상 시프트 키이된 장치에 대해, 계수 제어부(91)은 코드 발생기(94)와 기준 레지스터(95)로 L 클럭 신호를 송신하는 코드 클럭 발생기(92)를 제어한다. 코드 발생기(94)는 코드 선택기(93)에 의해 결정된 대로 유일하고 특유한 코드를 생성시켜 기준 레지스터(95)에 로드시킨다. 코드가 기준 레지스터(95)에 저장되면, 0/1 패턴은 소자[T(2)]와 소자[A(L)]등에 접속된 레지스터[A(2)]의 내용과 함께 지연선 상관기(96)으로 로드된다. 상관기는 제1 위상에 대응하는 소자의 모든 출력이 합산 장치(98)에 접속되고, 제2 위상에 대응하는 소자의 모든 출력이 합산 장치(99)에 접속되도록 프로그램(예를 들면, 제5도 참조)된다. 이러한 예에서, 제1 데이타 기호는 제1 위상으로 구현되고, 제2 데이타 기호는 제2 위상으로 구현된다.

프로그램 가능하지 않은 장치에 있어서, 이러한 위상 시프트는 기본적인 위상 정합을 생성시키기 위해 각각의 소자에 배치된 트랜스듀서를 통하여 구성되는 시점에 프로그램되고, 사용자에 의해 변경될 수 없다. 따라서, 1개의 코드 순차만이 상관될 수 있다. 인버트되거나 인버트되지 않은 위상 소자는 프로그램 가능한 장치에서와 같이 함께 합산된다.

PN 코드, PSK 변조 및 SAW 상관기에서의 RF 주파수와 등가인 RF 주파수를 갖고 있는 신호가 수신될 때에, 수신된 신호는 증폭되어(IF 주파수에 대한 하향 변환이 필요하지 않고 양호하지 않다 하더라고, 하향 변환될 수 있음) 지연선 상관기(96)에 공급된다. 이러한 파가 상관기의 양단에 전파될 때, 각각의 지연 소자에서의 에너지는 기준 소자의 위상 대 수신된 신호 위상에 의해 결정된 인자에 의해 증가된다. 전파된 파가 지연선의 단부에 도달할 때, 모든 위상 시프트는 정합되고, 최대 상관 에너지가 얻어진다. 각각의 소자의 출력은 합산기(98 및 99)에 합산되고, 합산기(99)의 출력은 2개의 셋트가 공통 위상을 갖도록 위상 인버터(100)에서 인버트된다. 출력은 총 합, 즉 상관 신호가 생성되도록 합산 장치(101)에 결합된다. 이러한 신호는 임계갑이 임계값 설정기(102)에 의해 결정되는 임계값 검출기(103)에 공급되고, 상관 펄스가 설정된 임계 레벨을 초과하면, 출력 신호는 수신 데이타 발생기(104)에 공급되어 제1 데이타 기호 신호로서 처리된다. 자체 클럭 처리하는 데이타 발생기(104)는 자신이 발생시킨 데이타 기호를 갖는 데이타 클럭을 재동기화하기 위해 각각의 제1 데이타 기호 상관 신호를 수신했을 때 리셋트된다. 데이타 발생기(104)는 설정된 임계 레벨이 제1 데이타 기호 상관 신호에 의해 초과되지 않으면 제2 데이타 기호를 생성한다.

예로서, 제5도를 고려해 보자. 상관될 코드 순차가 1110010 이고, 상관기(116)은 그러한 코드 순차에 대응하는 위상 시프트된 기준으로 로드되어야 한다고 가정하자. 이러한 것은 계수 제어부(111), 코드 클럭 발생기(112), 코드 선택기(113), 코드 발생기(114) 및 기준 레지스터(115) 사용하는 프로그램 가능한 상관기를 통해 달성되거나 또는 프로그램 가능하지 않은 장치로서 공장에서 하드 와이어(hard-wire)된 것을 통하여 달성될 수 있다.

기준 코드가 상관기(116)의 지연 소자로 위상 시프트되면, 수신 신호는 제1칩이 지연 소자(T7)에 있고, 제2 칩이 지연 소자(T6)에 있을 때까지 지연선 하부로 전파된다. 모든 지연 소자가 채워지고, 신호 변조 코드가 필터 지연 소자에 대응할 때, T2에서의 신호 위상은 T5, T6 및 T7에서의 신호 위상과 같고, 지연 소자(T1, T3 및 T4)는 같은 대향 신호 위상을 포함한다. 개별적으로 합산기(118)로서 공통 위상 셋트(T2, T5, T6 및 T7)를 합산하는 것, 합산기(119)로서 인버트된 위상 셋트를 합산하는 것, 인버터(120)로서 합산기(119)에서 합산되어 위상 반전된 셋트(T1, T3 및 T4)를 인버트하는 것 및 합산기(118)과 인버터(120)으로부터의 출력을 합산기(121)로서 합산함에 따라, 모든 7개의 지연 소자에 포함된 신호 에너지는 동상으로 합산되고, 총 출력 레벨은 처리되지 않은 신호 레벨보다 7배 더 크다. 이러한 상관 펄스는 임계값 검출기(123)과 데이타 발생기(124)를 통하여 데이타 기호가 되도록 처리될 수 있다.

본 발명의 방법 및 장치와 종래 기술에서 사용된 방법 및 장치의 차이점은 종래 시스템은 들어오는 수신된 코드 신호에 맞추어 훨씬 더 긴 기준 코드 신호를 동기시키기 위해 상관 펄스를 사용하는 반면, 본 시스템은 상관 펄스가 데이타 기호를 직접 유도하기 위해 사용된다는 점이다.

SAW 장치와 디지탈 상관기의 차이점은 사용된 주파수 대역에 있다. SAW 장치는 통상적으로 IF에서 사용되지만, RF에서 사용될 수도 있다. 디지탈 상관기는 통상적으로 기저 대역에서 사용된다. 다른 차이점은 SAW 장치가 위상 시프트 비교를 수행하지만, 디지탈 상관기는 전압 레벨 비교를 수행한다는 것이다. 또한, SAW 장치는 디지탈 상관기와는 다르게 출력을 합산한다. 또한, 본 발명이 SAW 상관기로 구현될 때, 어떠한 수신 코드 클럭도 PN 코드를 상관시키는데 필요하지 않게 된다. SAW 상관기를 사용하는 본 발명은 더 적은 부품으로 구현될 수 있다.

본 발명은 또한 확산 스펙트럼 RF 신호를 생성시키기 위해 RF 반송파로 변조된 PSK와 PN 코드로 변조된 데이타 신호를 포함하여 수신된 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위해 상관기를 사용하는 방법을 포함한다. 상관기를 사용하는 본 발명의 방법은 임계 수단을 사용하여 임계 레벨을 발생시키는 단계, 기준 순차 저장 수단에 의사 노이즈 신호를 저장하는 단계, 수신 순차 저장 수단에 수신된 확산 스펙트럼 신호를 저장하는 단계, 상관 신호를 발생시키기 위해 의사 노이즈 신호와 수신된 확산 스펙트럼 신호를 상관시키는 단계, 상관 신호를 임계 레벨과 비교하는 단계 및 임계 레벨보다 큰 상관 신호에 응답하여 제1 데이타 기호 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.

이러한 특정한 실시예는 디지탈 송신에서 응용됨을 발견할 수 있으며, 여기서 모든 데이타 비트를 정확히 식별하는 확률 예측 또는 높은 에러율이 수용될 수 있다. 그러한 응용은 오디오, 음성, 영상 및 비디오 응용에 제한되는 것은 아니며, 데이타 패턴의 예측이 상관처리 없이도 높은 경우 예를 들면 또다른 연속적이거나 예측 가능한 데이타 기호의 스트림에 대한 펄스 또는 변화의 검출만을 요구하는 시스템에 대해서도 적용된다.

본 기술에 숙력된 기술자들은 본 발명의 범위 또는 정신을 벗어남이 없이 PN 코드로 변조된 데이타 신호를 포함하여 수신된 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 비대칭 확산 스펙트럼 상관기를 다양하게 변형시킬 수 있음을 이해할 것이며, 본 발명은 제공된 비대칭 확산 스펙트럼 상관기의 변경 및 변형을 포괄하고, 이러한 변경 및 변형도 첨부된 특허청구의 범위에 포함된다.

Claims (16)

1. PN 코드로 변조된 데이타 신호를 포함하여 수신된 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 장치에 있어서, 데이타 신호의 패턴과 응용, 노이즈 환경 및 에러 교정량을 분석하고, 임계 레벨을 결정하기 위한 임계값 설정 수단, 기준 의사 노이즈 신호를 저장하기 위한 기준 순차 저장 수단, 수신된 확산 스펙트럼 신호를 저장하기 위한 수신 순차 저장 수단, 상기 기준 순차 저장 수단과 상기 수신 순차 저장 수단에 결합되고, 수신된 확산 스펙트럼 신호에 응답하여 다수의 칩 비교 신호를 발생시키기 위해 수신된 확산 스펙트럼 신호의 각각의 칩을 기준 의사 노이즈 신호의 각각의 칩과 비교하기 위한 칩 비교 수단, 상기 칩 비교 수단에 결합되고, 다수의 칩 비교 신호에 응답하여 상관 신호를 발생시키기 위해 다수의 칩 비교 신호를 합산하기 위한 합산 수단 및 상기 합산 수단에 결합되고, 임계 레벨보다 큰 상관 신호에 응답하여 제1 데이타 기호 신호를 발생시키고, 임계 레벨보다 크지 않은 상관 신호에 응답하여 제2 데이타 기호 신호를 발생시키기 위한 상관 비교 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 기준 순차 저장 수단과 상기 수신 순차 저장 수단이 표면 음향파 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 표면 음향파 장치가 상기 칩 비교 수단과 상기 합산 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 장치.
4. PN 코드로 변조된 데이타 신호를 포함하여 수신된 확산 스펙트럼 신호를 복조하기 위한 장치에 있어서, 데이타 신호의 응용 및 패턴을 분석하고, 임계 레벨을 결정하기 위한 임계값 설정 수단, 기준 의사 노이즈 신호를 저장하기 위한 기준 순차 저장 수단, 수신된 확산 스펙트럼 신호를 저장하기 위한 수신 순차 저장 수단, 상기 기준 순차 저장 수단과 상기 수신 순차 저장 수단에 결합되고, 수신된 확산 스펙트럼 신호에 응답하여 다수의 칩 비교 신호를 발생시키기 위해 수신된 확산 스펙트럼 신호의 각각의 칩을 기준 의사 노이즈 신호의 각각의 칩과 비교하기 위한 칩 비교 수단, 상기 칩 비교 수단에 결합되고, 다수의 칩 비교 신호에 응답하여 상관 신호를 발생시키기 위해 다수의 칩 비교 신호를 합산하기 위한 합산 수단 및 상기 임계값 설정 수단에 결합되고, 임계 레벨보다 큰 상관 신호에 응답하여 제1 데이타 기호 신호를 발생시키기 위한 상관 비교 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 신호를 복조하기 위한 장치,
5. 제4항에 있어서, 상기 기준 순차 저장 수단과 상기 수신 순차 저장 수단이 표면 음향파 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 신호를 복조하기 위한 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 표면 음향파 장치가 상기 칩 비교 수단과 상기 합산 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 신호를 복조하기 위한 장치.
7. PN 코드로 변조된 데이타 신호를 포함하여 수신된 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 장치에 있어서, 임계 레벨을 설정하기 위한 임계값 설정 수단, 기준 의사 노이즈 신호를 저장하기 위한 기준 순차 저장 수단, 수신된 확산 스펙트럼 신호를 저장하기 위한 수신 순차 저장 수단, 다수의 칩 비교 신호를 발생시키기 위해 수신된 확산 스펙트럼 신호의 각각의 칩을 기준 의사 노이즈 신호의 각각의 칩과 비교하기 위한 칩 비교 수단, 상관 신호를 발생시키기 위해 다수의 칩 비교 신호를 합산하기 위한 합산 수단 및 임계 레벨보다 큰 상관 신호에 응답하여 제1 데이타 기호 신호를 발생시키기 위한 상관 비교 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 기준 순차 저장 수단과 상기 수신 순차 저장 수단이 표면 음향파 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 표면 음향파 장치가 상기 칩 비교 수단과 상기 합산 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 장치.
10. PN 코드로 변조된 데이타 신호를 포함하여 수신된 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 장치에 있어서, 데이타 신호의 패턴과 응용, 노이즈 환경 및 에러 교정량을 분석하고, 임계 레벨을 결정하기 위한 임계값 설정 수단, 다수의 기준 의사 노이즈 신호를 반복적으로 발생시키기 위한 수단, 기준 의사 노이즈 신호 중 1개의 기준 의사 노이즈 신호를 저장하기 위한 기준 순차 저장 수단, 수신된 확산 스펙트럼 신호를 저장하기 위한 수신 순차 저장 수단, 상기 기준 순차 저장 수단과 상기 수신 순차 저장 수단에 결합되고, 수신된 확산 스펙트럼 신호에 응답하여 다수의 칩 비교 신호를 발생시키기 위해 수신된 확산 스펙트럼 신호의 각각의 칩을 기준 의사 노이즈 신호의 각각의 칩과 비교하기 위한 칩 비교 수단, 상기 칩 비교 수단에 결합되고, 다수의 칩 비교 신호에 응답하여 상관 신호를 발생시키기 위해 다수의 칩 비교 신호를 합산하기 위한 합산 수단 및 상기 합산 수단에 결합되고, 임계 레벨보다 큰 상관 신호에 응답하여 제1 데이타 기호 신호를 발생시키고, 임계 레벨보다 크지 않은 상관 신호에 응답하여 제2 데이타 기호 신호를 발생시키기 위한 상관 비교 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 기준 순차 저장 수단과 상기 수신 순차 저장 수단이 표면 음향파 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 표면 음향파 장치가 상기 칩 비교 수단과 상기 합산 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 장치.
13. 상관기를 사용하여 PN 코드로 변조된 데이타 신호를 포함하여 수신된 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 방법에 있어서, 임계 레벨을 결정하는 단계, 기준 의사 노이즈 신호를 저장하는 단계, 수신된 확산 스펙트럼 신호를 저장하는 단계, 다수의 칩 비교 신호를 발생시키기 위해 수신된 확산 스펙트럼 신호의 각각의 칩을 기준 의사 노이즈 신호의 각각의 칩과 비교하는 단계, 상관 신호를 발생시키기 위해 다수의 칩 비교 신호를 합산하는 단계 및 임계 레벨보다 큰 상관 신호에 응답하여 제1 데이타 기호 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 방법.
14. 상관기를 사용하여 PN 코드로 변조된 데이타 신호를 포함하여 수신된 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 방법에 있어서, 임계 레벨을 결정하는 단계, 다수의 기준 의사 노이즈 신호를 반복적으로 발생시키는 단계, 기준 의사 노이즈 신호중 1개의 기준 의사 노이즈 신호를 저장하는 단계, 수신된 확산 스펙트럼 신호를 저장하는 단계, 다수의 칩 비교 신호를 발생시키기 위해 수신된 확산 스펙트럼 신호의 각각의 칩을 기준 의사 노이즈 신호의 각각의 칩과 비교하는 단계, 상관 신호를 발생시키기 위해 다수의 칩 비교 신호를 합산하는 단계, 및 임계 레벨보다 큰 상관 신호에 응답하여 제1 데이타 기호 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 방법.
15. 상관기를 사용하여 PN 코드로 변조된 데이타 신호를 포함하여 수신된 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 방법에 있어서, 검출 임계 레벨을 결정하는 단계, 상기 PN 코드에 대응하는 기준 의사 노이즈 신호와 수신된 확산 스펙트럼 신호 사이의 정합도를 나타내는 상관 신호를 발생시키는 단계 및 선택된 클럭 시간에서 상기 상관 신호와 상기 임계 레벨의 비교에 의존하는 제1 데이타 기호 신호 및 상기 제1 데이타 기호 신호가 발생되지 않는 상기 클럭 시간에서 제2 데이타 기호 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 방법.
16. 상관기를 사용하여 PN 코드로 변조된 데이타 신호를 포함하여 수신된 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 장치에 있어서, 검출 임계 레벨을 결정하기 위한 수단. 상기 PN 코드에 대응하는 기준 의사 노이즈 신호와 수신된 확산 스펙트럼 신호 사이의 정합도를 나타내는 상관 신호를 발생시키기 위한 수단, 및 선택된 클럭 시간에서 상기 상관 신호와 상기 임계 레벨의 비교에 의존하는 제1 데이타 기호 신호 및 상기 제1 데이타 기호 신호가 발생되지 않는 상기 클럭 시간에서 제2 데이타 기호 신호를 발생시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 신호를 디코드하기 위한 장치.