KR20020013900A

KR20020013900A - 코드 분할 다중 접속 방식을 이용한 시분할 쌍방향 통신시스템용 셀 검색 절차

Info

Publication number: KR20020013900A
Application number: KR1020017015278A
Authority: KR
Inventors: 시즈긴나디르; 오즈럿터크파티흐
Original assignee: 볼리스 도날드 엠.; 인터디지탈 테크날러지 코포레이션
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 2000-05-24
Publication date: 2002-02-21
Also published as: HK1103506A1; DE60012175T2; CA2578811A1; DE60012175D1; CN1901407A; ATE271285T1; KR100720332B1; EP1443684A3; IL146742A0; AU5287600A; WO2000074276A1; HK1103505A1; JP3631205B2; EP1188260B1; KR20050009749A; KR20060022315A; IL174227A; CA2578811C; EP2239864A3; MY130406A

Abstract

시분할 쌍방향 코드 분할 다중 액세스 통신 시스템에서 기지국은 할당된 타임 슬롯으로 동기 신호를 전달한다. 상기 기지국은 소정 개수의 코드군에서 할당된 코드군을 갖는다. 상기 기지국은 일련의 부동기 코드 신호로부터 선택된 부동기 코드 신호를 전송한다. 상기 복수의 부동기 코드 신호수는 미리 정해진 수의 코드군의 절반 미만이다. 사용자 장치는 상기 전송되어 선택된 부 코드 신호를 식별한다. 상기 식별된 부동기 코드 신호에 부분적으로 기초하여, 할당된 코드군이 판정된다.

Description

코드 분할 다중 접속 방식을 이용한 시분할 쌍방향 통신 시스템용 셀 검색 절차{CELL SEARCH PROCEDURE FOR TIME DIVISION DUPLEX COMMUNICATION SYSTEMS USING CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS}

본 발명은 전체적으로 코드 분할 다중 접속(CDMA : code division mutiple access)를 이용한 확산 대역 시분할 쌍방향 (TDD : time division duplex) 통신 시스템에 관한 것이다. 더 자세하게는, 본 발명은 TDD/CDMA 통신 시스템 내에서 사용자 장치(UE : user equipment)의 셀 검색 절차에 관련된 것이다.

도 1은 무선 확산 대역 TDD/CDMA 통신 시스템을 도시한다. 상기 시스템은 복수의 기지국(30₁∼30₇)을 갖는다. 각 기지국(30₁)은 연관된 셀(34₁∼34₇)을 가지고 있고, 그 셀(34₁) 내에서 사용자 장치(UE)(32₁∼32₃)와 통신한다.

상이한 주파수 대역을 통해 통신하면서, TDD/CDMA는 동일 대역을 통해 다중 통신을 수행한다. 다중 신호는 그 각각의 코드열(코드)에 의해 구별된다. 또한 더욱 효율적으로 대역을 사용하기 위해, 도 2에 도시된 TDD/CDMA 시스템은 수개의 타임 슬롯(36₁∼36_n), 예컨대 0 내지 15까지의 16 타임 슬롯으로 분리된 반복성 프레임(38)을 이용한다. 상기 시스템에 있어서, 통신은 선택된 코드를 이용하여 선택된 타임 슬롯(36₁∼36_n)으로 전달된다. 따라서, 한 개의 프레임(38)은 타임슬롯(36₁∼36_n)과 코드 모두에 의해 구별되는 다중 통신을 수행할 능력이 있다.

UE(32₁)에 있어서, 기지국(30₁)과 통신하기 위해서는 타임 동기화 및 코드 동기화가 필요하다. 도 3은 셀 검색과 동기화 프로세스에 대한 흐름도이다. 처음에, UE(32₁)는 어떤 기지국(30₁∼30₇), 어떤 셀(34₁∼34₇)과 통신할 것인지 결정해야 한다. TDD/CDMA 시스템에 있어서, 모든 기지국(30₁∼30₇)은 기지국 클러스터 안에서 타임 동기화된다. UE(32₁∼32₇)와의 동기를 위해서, 각 기지국(301∼307)은 한 개의 주동기 코드(PSC : primary synchronization code)와 여러 개의 부동기 코드(SSC : secondary synchronization code) 신호를 동기 전용 타임 슬롯으로 전달한다. 단계 46에서, 무변조된 256 계층 코드 등의 관련된 칩 코드로 이루어진 PSC 신호는 상기 전용 타이 슬롯으로 전송된다. 설명하면, 기지국(301)은 예컨대, 타임 슬롯 0 내지 타임 슬롯 15을 이용하는 시스템에서 1개 또는 2개의 타임 슬롯 즉, 타임 슬롯 K 또는 K+8- 여기서, K는 0 내지 7 중의 하나- 으로 전송할 것이다.

PSC 신호를 생성하는데 이용되는 기법은 2개의 16 계층의 시퀀스를 이용하는 것이며, 상기 시퀀스는 수학식 1과 수학식 2의 X1과 X2이다.

X1 = [1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,-1,-1,-1,-1,1,1,1,-1]

X2 = [1,1,-1,-1,-1,-1,1,-1,1,1,-1,1,1,1,-1,1]

수학식 3은 X1과 X2를 이용하여 256 계층 코드 y(i)를 생성하기 위한 접근 방법을 기술하고 있다.

, 여기서 i=0, …, 255이다.

y(i)를 이용하여, 길이 256인 아다마르(Hadamard) 행렬 h₀의 첫번째 행과 y(i)를 결합함으로써 수학식 4의 C_p(i)가 형성되어 PSC가 생성된다.

여기서 i=0, …,255이다.

아다마르 행렬의 제1 행은 전부 1로 이루어진 시퀀스이므로, 수학식 4는 수학식 5로 축소된다.

여기서 i=0, …,255

C_p(i)는 전송에 적합한 확산 대역(spread spectrum) PSC 신호를 생성하는데 이용된다.

기지국 통신에서 서로간의 간섭을 막기 위해, 각 기지국(30₁∼30₇)은 독자적인 타임 슬롯, t_offset을 이용하여 자신의 PSC 신호를 전달한다. 타임 오프셋을 다르게 하는 것은 도 4의 타임 슬롯(42)에 대해 도시된다. 설명하면, 제1 기지국(30₁)은 PSC 신호에 대해 제1 타임 오프셋(44₁, t_offset,1)을 갖고, 제2 기지국(30₂)은 제2 타임 오프셋(44₂, t_offset,2)을 갖는다.

서로 다른 기지국(30₁∼30₇)과 셀(34₁∼34₇)을 구별하기 위해, 클러스터 안에서 각 기지국(30₁∼30₇)에는 상이한 코드군(code group)이 할당된다. n^th코드군(44_n)을 이용한 기지국에 대해 t_offset을 할당하기 위한 접근식이 수학식 6이다.

T_C는 칩 폭(chip duration)이고 각 슬롯의 폭은 2560 칩이다. 결과적으로, 각각의 순차적인 코드군에 대한 오프셋(42_n)은 71 칩을 차지한다.

초기에 UE(32₁)과 기지국(30₁∼30₇)은 타임 동기가 이루어 지지 않으므로, UE(32₁)는 PSC 신호를 위해 프레임(38)의 모든 칩들을 검색한다. 이러한 검색을 행하기 위해, 수신된 신호는 정합 필터에 입력되어 PSC 칩 코드와 정합된다. PSC 정합 필터는 프레임의 모든 칩을 검색하여 가장 강한 신호를 갖는 기지국(30₁)의 PSC 신호를 식별하는 데 이용된다. 이러한 프로세스를 셀 검색 절차의 단계 1이라고 한다.

UE(32₁)는 가장 강한 기지국(30₁)의 PSC 신호를 식별한 후에, PSC와 SSC 신호가 전송되는 타임 슬롯(36₁∼36_n)[물리적 동기화 채널(PSCH : physical Synchronization Channel) 타임 슬롯이라고도 함]과 식별된 기지국(30₁)이 사용하는 코드군을 판정해야 한다. 이 프로세스를 셀 검색 절차의 단계 2라고 한다. 기지국(30₁)에 할당된 코드군과 PSCH 타임 슬롯 인덱스를 지시하기 위해, 단계 18에서 기지국(30₁)은 선택된 부동기 코드(SSC)를 갖는 신호를 전송한다. UE(32₁)는 단계 50에서 상기 SSC 신호를 수신하고, 단계 52에서 어떤 SSC가 수신되었는지에 기초하여 기지국의 코드군과 PSCH 타임 슬롯을 식별한다.

32 코드군과 프레임당 타임 슬롯 K와 K+8 등의 2개의 가능한 PSCH 타임 슬롯을 이용하는 TDD 시스템에 있어서, 코드군과 PSCH 타임 슬롯 인덱스를 식별하기 위한 한 접근법은 64 SSC 중 하나인 신호를 전달하는 것이다. 각각의 동기 코드는 32 코드군과 2개의 가능한 PSCH 타임 슬롯 중 하나에 해당한다. 이 접근법은 적어도 64개의 정합 필터와 대량 처리를 필요로 하는 복잡성이 UE(32₁)에 더해진다. 코드군과 PSCH 타임 슬롯 인덱스를 식별하기 위해, 각 PSCH 타임 슬롯에서는 17,344개의 실수합과 128개의 실수곱을 필요로 하고, 제산(除算)에서는 64개의 실수곱이 필요하게 된다.

셀 검색 절차의 단계 2에 대한 또다른 접근법은 17 SSC를 이용한다. 상기 17 SSC는 32 코드군과 프레임당 2개의 가능한 PSCH 타임 슬롯을 인덱싱하는데 이용된다. 이러한 접근법을 구현하기 위해, 적어도 17개의 정합 필터가 필요하다. 코드군과 타임 슬롯을 식별하기 위해, 1,361개의 실수합과 34개의 실수곱이 각 PSCH 타임 슬롯에 필요하다. 또한, 512개의 실수합이 제산에 필요하다.

셀 검색 절차를 수행하는 데 있어, UE(32₁)에 요구되는 복잡성을 낮추는 것이 바람직하다.

도 1은 종래의 TDD/CDMA 시스템을 나타내는 도면.

도 2는 TDD/CDMA 시스템의 반복 프레임의 타임 슬롯을 나타내는 도면.

도 3은 셀 검색 흐름도.

도 4는 주동기 코드 신호를 전달하는 기지국을 상이하게 하는데 이용되는 타임 오프셋을 나타내는 도면.

도 5는 셀 검색을 위해 이진 위상 시프트 키잉 변조법을 이용하는 사용자 장치와 기지국의 구성 요소를 개략적으로 나타낸 도면.

도 6은 부동기 코드를 할당하기 위한 흐름도.

도 7은 셀 검색을 위해 4진 위상 시프트 키잉 변조법을 이용하는 사용자 장치와 기지국의 구성 요소를 개략적으로 나타낸 도면.

도 8은 4진 위상 시프트 키잉 변조법을 이용하여 전송되는 부동기 코드의 최대 개수를 줄이는 사용자 장치와 기지국의 구성 요소를 개략화한 도면.

도 9 내지 도 17은 시뮬레이션되는 채널 상태를 변화하면서 다양한 동기 시스템의 성능을 나타내는 그래프.

시분할 쌍방향 코드 분할 다중 접속 통신 시스템에 있어서 기지국은 동기 신호를 할당된 타임 슬롯으로 사용자 장치에 전달한다. 기지국은 미리 정해진 수의 코드군으로부터 할당된 코드군을 갖는다. 기지국은 일련의 부동기 코드 신호로부터 선택된 부동기 코드 신호를 전송한다. 복수의 부동기 코드 신호수는 미리 정해진 수의 코드군수의 절반보다 적다. 사용자 장치는 상기 전송된 선택된 부동기 코드 신호를 식별한다. 이렇게 식별된 부동기 코드 신호를 부분적으로 기초하여, 할당된 코드군이 판정된다.

동일한 구성 요소는 동일한 참조 번호로 일괄되게 표시된 도면을 참조하여 양호한 실시예를 설명하겠다. 도 5는 셀 검색시 기지국(30₁)과 UE(32₁)의 개략화한 회로를 나타낸다. 셀 검색 단계 1에서, 기지국(30₁)은, PSC 확산 대역 신호 발생기(66)를 이용하여 기지국(30)과 연관된 타임 슬롯(42)에 타임 오프셋이 있는 PSC 신호를 발생한다. 상기 PSC 신호는 결합기(63)에 의해 M개의 SSC 신호와 결합된다. 결합된 신호는 변조기(62)에서 반송파 주파수에 의해 변조된다. 변조된 신호는 아이솔레이터(isolator)(60)를 통과하고 안테나(58) 혹은 선택적으로 안테나 어레이에 의해 방사된다.

UE(32₁)는 안테나(70) 혹은 안테나 어레이를 이용하여 신호를 수신한다. 수신된 신호는 아이솔레이터(72)를 통과하고 복조기(74)에서 기저대역 주파수로 복조된다. 셀 검색의 단계 1에서, 프로세서(80)에 의해, PSC 정합 필터(76)가 사용되어 프레임(38)의 모든 칩을 검색하여 가장 강한 신호를 갖는 기지국(30₁)의 PSC 신호를 식별한다.

프레임에서 PSC 신호 위치를 검출하기 위한 접근법은 다음과 같다. 누적된 칩 정합수가 가장 높은(예컨대, 신호의 세기기 가장 높은) 수신된 신호 프레임에서 선택된 수개의 위치들은 연속 프레임(38)의 동일한 위치에서 반복적으로 상관된다. 선택된 위치에서, 누적 정합수가 가장 높은(예컨대, 신호 세기가 가장 높은) 지점이 PSC 신호 위치로 식별된다.

셀 검색 절차의 단계 2에 있어서, 기지국(30₁)은 SSC 확산 대역 신호 발생기(68₁∼68_M)를 사용하여 SSC 신호 즉, SSC₁내지 SSC_M을 발생한다. UE(32₁)에서 복잡성을 저감시키기 위해, 감소된 개수의 SSC가 사용된다. SSC를 감소시킴으로써, UE(32₁)에서 필요로 하는 정합 필터수도 감소된다. 또한, 감소된 SSC는 상이한 코드를 구별하는데 필요로 하는 처리 리소스를 저감시킨다. SSC 수의 감소는 또한 코드군수와 PSCH 타임 슬롯 인덱스가 부정확하게 검출될 확률을 줄인다[도 9 내지 도 15].

SSC 감소를 위한 접근법은 도 6의 흐름도에 도시된다. 단계 51에 있어서, 사용되는 SSC 수, M은 코드군수와 프레임당 사용되는 PSCH 타임 슬롯에 기초한다. SSC 수, M은 수학식 7에서와 같이, 다음 높은 정수로 잘려진 최대 결합수의, log₂값이다.

기지국(30₁)은 SSC 신호 발생기(68₁∼68_M)를 사용하여, 기지국의 코드군과 프레임당 PSCH 타임 슬롯수에 관련된 SSC 신호를 발생한다. SSC 신호는 결합기(63)에 의해 PSC 신호와 결합될 뿐만 아니라 서로 간에도 결합된다. 이어서 결합된 신호는 변조기(62)에 의해 변조되고 아이솔레이터(60)를 통과하여 안테나(58)에 의해 방사된다. UE(32₁)는 송신된 신호를 수신하고 그 신호를 아이솔레이터(72)에 통과시킨 후 복조기(74)를 사용하여 수신된 신호를 복조한다. 대응하는 SSC₁∼SSC_M정합 필터(78₁∼78_M)를 이용하여, 프로세서(80)는 SSC가 변조되는 이진 코드를 결정한다. 결정된 이진 코드에 기초하여, 기지국의 코드군과 프레임의 PSCH 타임 슬롯이 판정된다. 32 코드군과 프레임당 가능한 2개의 타임 슬롯, 즉 K와 K+8을 이용한 시스템을 설명하기 위해서, SSC를 변조하는데 필요한 이진 비트수, M은 6(log₂64)이다. 상기 시스템에 있어서, 6 SSC가 이진 위상 시프트 키잉(BPSK, binary phase shift keying) 변조법을 이용하여 6 비트와 변조된다. 6 SSC는 아다마르 행렬, H₈의 256개 행들 가운데 선택된다. 아다마르 행렬은 다음의 수학식 8과 수학식 9에 의해 계속해서 생성된다.

, t = 1, …, 8

특별 코드(particular code) C_k,n(i)가 수학식 10을 사용하여 계산된다. 여기서 n은 SSC과 연관되는 코드군수이다. 아다마르 행렬, H₈에서 6개의 행은 r(k) = [24, 40, 56, 104, 120, 136]이다.

여기서 i = 0, 1, …, 255, k = 1, …, 6

b_2,n내지 b_6,n값은 표 1과 같다.

부호 그룹(n)	b_6,n	b_5,n	b_4,n	b_3,n	b_2,n
1	+1	+1	+1	+1	+1
2	+1	+1	+1	+1	-1
3	+1	+1	+1	-1	+1
…	…	…	…	…	…
32	-1	-1	-1	-1	-1

b_1,n값은 표 2와 같다.

프레임당 PSCH 타임 슬롯 순서	b_1,n
K, 여기서 K = 0, …, 7	+1
K+8	-1

각각의 코드는 한 개의 SSC 즉, SSC₁내지 SSC₆에 대응한다. 서로 상이한 기지국의 SSC 신호를 구별하기 위해서, 각 기지국의 SSC 신호는 자신의 PSC 신호와 동일한 오프셋을 갖는다. UE(32₁)에서, 셀 검색 절차의 단계 2[코드군수와, PSCH 슬롯 순서 검출]는 다음과 같이 수행된다. 수학식 4에 따라 먼저 수신된 기저 대역 신호가 C_p와 상관되어 위상 레퍼런스를 얻을 수 있다. 이러한 상관은 도 5에서 PSC 정합 필터(76)에 의해 수행된다. 위상 레퍼런스는 PSC 정합 필터(76)의 출력에서 얻은 상관값을 정규화함으로써 얻을 수 있다. 수신된 기저 대역 신호는 또한 수학식 10에 따라 C1, …, C6과 상관되어 기지국(30₁)의 코드군과 프레임의 PSCH 슬롯 순서를 표시하는 이진 데이터를 얻을 수 있다. 이 상관은 도 5에서 SSC 정합 필터(78₁∼78_M)에 의해 수행된다. 이 정합 필터 출력은 BPSK 복조 전에 디로테이션(derotation)된다. 디로테이션은 위상 레퍼턴스의 복소 공액의 복소수곱(comlex mutilplication)에 의해 수행된다. 디로테이션된 SSC 정합 필터 출력은 BPSK 복조된다. BPSK 복조는 디로테이션된 SSC 정합 필터 출력의 실수부상의 하드 제한기(hard limiter)에 의해 수행된다. 결과적으로, 디로테이션된 SSC 정합 필터 출력의 실수부가 0보다 크다면, 그것은 +1로 복조된다. 그렇치 않으면, -1로 복조된다. 복조된 이진 데이터는 표 1과 표 2 각각에 표시된 것과 같이, 기지국(30₁)의 코드군과 프레임의 PSCH 타임 슬롯 순서를 나타낸다. 6 SSC를 용이하게 검출하기 위해, UE(32₁)는 4개 또는 8개 등의 수개의 PSCH 타임 슬롯에서 SSC 정합 필터(78₁∼78_M)의 디로테이션된 출력을 누적시킨다.

6개의 SSC를 사용하여, 32 코드군과 2개의 가능한 PSCH 타임 슬롯에 대해, 코드군/PSCH 타임 슬롯 인덱스를 식별하기 위해서는 UE(32₁)에서 653개의 실수합과 28개의 실수곱이 필요하다. 판정용 합 또는 곱은 필요하지 않다. 따라서, PSCH 타임 슬롯에서 송신되는 SSC 수를 감소시키는 것은 UE(32₁)에서의 처리를 감소시킨다.

따라서, 4상 시프트 키잉(QPSK : quadrature phase shift keying) 변조법의 에서도 SSC 수의 감소가 이용된다. SSC 수를 감소시키기 위해, 각 SSC 신호는 PSCH의 동위상(同位相)(I) 성분 또는 직교(直交)(Q) 성분으로 전달된다. I 또는 Q 반송파 사용과 관련된 데이터의 한 개의 여분 비트는 코드군/PSCH 타임 슬롯을 구별하는 데 이용된다. 결과적으로, 수학식 6에 의해 요구되는 SSC 수, M은 하나씩 감소된다.

예를 들어, 32 코드군과 2개의 가능한 PSCH 타임 슬롯을 구별하기 위해서, 5개의 SSC(M=5)가 필요하다. 코드군은 반으로 나누어진다[코드군 1∼16과 코드군 17∼32]. SSC가 I 반송파로 전송될 경우, 코드군을 하반부(下半部)[부호 그룹(1∼16)]로 제한하고, SSC가 Q 반송파로 전송될 경우, 코드군을 상반부(上半部)[부호 그룹(17∼32)]로 제한된다. 5 SSC는 나머지 16개의 가능한 코드군과 2개의 가능한 PSCH 타임 슬롯 사이를 구별한다.

QPSK 변조법을 이용한 개략적인 기지국(30₁)과 UE(32₁)이 도 7에 도시된다. 기지국(30₁)은 SSC 확산 대역 신호 발생기(68₁∼68_M)를 이용하여 그 코드군과 PSCH 타임 슬롯에 적합한 SSC 신호를 발생시킨다. 또한, 스위치(90₁∼90_M)는 기지국의 코드군/PSCH 타임 슬롯 인덱스를 기초하여, 발생기(68₁∼68_M)의 출력을 I 결합기(86) 또는 Q 결합기(88)에 스위치한다. PSC 신호를 포함하는 결합된 I 신호는 전송 전에 I 변조기(82)에 의해 변조된다. 결합된 Q 신호는 전송 전에 Q 변조기(84)에 의해 변조된다. 신호를 변조하는 Q 반송파를 생성하기 위한 접근법은 딜레이 디바이스(98)에 의해 90°씩 I 반송파를 지연시키는 것이다. UE(32₁)는 I 복조기(92)와 Q 복조기(94)를 모두 이용하여 수신된 신호를 복조한다. 기지국(30₁)에서와 유사하게, UE(32₁)는 딜레이 디바이스(96)를 이용하여 복조용 Q 반송파를 생성할 수 있다. 하반부 또는 상반부의 16 코드군과 PSCH 타임 슬롯 인덱스를 나타내는 이진 데이터를 얻는 것은 수신된 신호의 I 성분과 Q 성분 각각에 BPSK 복조를 행하는 것과 동일하다. 프로세서(80)에 의해 I 정합 필터(100₁∼100_M)는 임의의 SSC 신호가 PSCH의 I 성분으로 전달되었는지 판정하는 데 이용된다. 판정 변수, I_dvar는 수학식 11을 이용하여 다음과 같이 얻을 수 있다.

｜rx_i｜는 i^thSSC 정합 필터 출력의 실수 성분(I 성분)의 크기이다. 마찬가지로, Q 정합 필터(102₁∼102_M)는 프로세서(80)에 의해 임의의 SSC 신호가 PSCH의 Q 성분으로 전달되었는지 판정하는데 이용된다. 판정 변수, Q_dvar는 수학식 12를 이용하여 다음과 같이 얻을 수 있다.

｜ix_i｜는 i^thSSC 정합 필터 출력의 허수 성분(Q 성분)의 크기이다.

I_dvar이 Q_dvar보다 크다면, SSC 신호는 I 성분으로 전송되었다. 그렇치 않으면, SSC 신호는 Q 성분으로 전송되었다.

QPSK 변조법을 이용하여, 전송되는 SSC 신호수를 줄이기 위한 또다른 접근법이 도 8에 도시된다. 도 7의 SSC 수를 전송하는 것보다. 코드군수와 PSCH 타임 슬롯 인덱스를 표시하는 SSC의 개수, M은 한 개씩 감소된다. SSC를 감소함으로써 정보가 손실된 1개 비트를 회복하기 위해, 2 세트의 M SSC가 사용된다. 예를 들어 32 코드군과 2개의 가능한 PSCH 타임 슬롯을 이용하여, 한 세트(SSC₁₁∼SSC₁₄)가 코드군 1∼16와 같은 아랫 코드군으로 할당되고, 두번째 세트(SSC₂₁∼SSC₂₄)가 코드군 17∼32와 같은 윗 코드군으로 할당된다. Q 반송파는 코드군을 9 내지 16으로 제한한다. 마찬가지로, 윗 코드군에 있어서, 동위상의 SSC₂₁∼SSC₂₄는 코드군을 17 내지24로 제한하고 직교 성분 SSC₂₁∼SSC₂₄는 코드군을 25 내지 32로 제한한다. 결과적으로, 1회에 전송되는 SSC 수는 한 개씩 감소된다. SSC 수를 감소시킴으로써, SSC 신호간의 간섭이 줄어든다. SSC간의 줄어든 간섭은 각 SSC 신호에 대해 전송 전력을 더 높게 하여 UE(32₁)에서의 검출을 용이하게 한다.

감소되는 SSC 접근법을 구현하는 간략화된 기지국(30₁)과 UE(32₁)이 도 8에 도시된다. 기지국(30₁)에서, 2 세트의 M SSC 확산 대역 신호 발생기(104₁₁∼104_2M)는 기지국의 코드군과 PSC 타임 슬롯에 대응하는 SSC 신호를 발생한다. 대응하는 SSC 신호는 스위치(106₁₁∼106_2M)를 이용하여 기지국의 코드군과 PSCH 타임 슬롯에 적합한 I 변조기(82) 또는 Q 변조기(84) 중 하나에 스위치된다. UE(32₁)에서, 정합 필터(108₁₁∼108_2Q)의 I 세트는 SSC의 어떤 것이 I 반송파로 전송되었는지 판정하는데 사용된다. 정합 필터(110₁₁∼110_2M)의 Q 세트는 SSC의 어떤 것이 Q 반송파로 전송되었는지 판정하는데 사용된다. 전송된 I와 Q SSC를 검출함으로써, 프로세서(80)는 기지국의 코드군과 PSCH 타임 슬롯을 판정한다.

32 코드군과 2개의 가능한 PSCH 타임 슬롯 중 어떤 것이 기지국(32₁)에 의해 사용되었는지 판정하기 위한 한 접근법은 다음과 같다. 프로세서(80)가 정합 필터(110₁₁∼110₂₄)로부터 데이터를 누적한 후에, 수학식 13과 수학식 14를 이용하여 코드군 세트 즉, SSC₁₁∼SSC₁₄또는 SSC₂₁∼SSC₂₄의 어느 한 그룹 세트가 판정된다.

rx₁₁내지 rx₂₄값은 I 채널에 수신된 각각의 SSC, 즉 SSC₁₁내지 SSC₂₄에 대해 누적된 정합 수이다. 유사하게, ix₁₁내지 ix₂₄값은 Q 채널에서의 SSC₁₁내지 SSC₂₄에 대해 누적된 정합 수이다. 수학식 13과 수학식 14는 총 16개의 실수합을 필요로 한다. var_set 1은 제1 SSC 세트(SSC₁₁∼SSC₁₄)의 총 누적을 나타낸다. var_set 2는 제2 SSC 세트(SSC₂₁∼SSC₂₄)의 총 누적을 나타낸다. 프로세서(80)는 var_set 1과 var_set 2를 비교하고, 두 변수 중 큰 것이 기지국 32₁에 의해 전송되는 SSC 세트일 것이라고 추정한다.

SSC가 I 또는 Q 채널로 전송되었는지 판정하는데, 수학식 15와 수학식 16이 이용된다.

var_set 1이 var_set 2보다 크다고 선택되면, p의 값은 하나이다. 반대로,var_set 2이 더 크면, p의 값은 두 개이다. var_I는 I 반송파상에서 선택된 세트에 대한 누적된 값이고, var_Q는 Q 반송파상에서 선택된 세트에 대한 누적된 값이다. 두 변수, var_1와 var_Q 가운데 더 큰 것을 선택된 세트가 전송되었던 채널일 것으로 생각한다. 수학식 13과 수학식 14에 합을 정돈함으로써, var_I와 var_Q 값은 var_set 1과 var_set 2로 동시에 판정될 수 있다. 따라서, I 또는 Q 반송파가 사용될 때를 판정할 때 추가 합이 필요없다. 결과적으로, OPSK 변조법과 2개의 SSC 세트를 이용하면 각 타임 슬롯에서 803개의 실수합과 36개의 실수곱이 필요하게 되고 판정용으로 16개의 실수합이 필요하다.

도 9 내지 도 15는 32 SSC(128)와 17 SSC(124)와 6 SSC(126)를 이용하여 시스템의 32 코드군/2 PSCH 타임 슬롯을 구별하는 데 있어 성능을 나타내는 그래프이다. 그래프에서는 시뮬레이션되는 다양한 채널 상태에 대한 성능을 나타낸다. 시뮬레이션은 4개 혹은 8개의 PSCH 타임 슬롯을 통해 UE(32₁)에서 SCC 정합이 누적되고 데시벨로 나타낸 채널 신호 대 잡음비(SNR)와 동기가 부정확할 확률이 비교된다.

도 9의 시뮬레이션은 가산성 백색 가우시안 잡음(AWGN)와 8개의 PSCH 타임 슬롯에서의 누적을 이용한다. 도 10의 시뮬레이션은 주파수 오프셋이 6 ㎑인 단일 경로 레일리(Rayleigh) 페이딩 채널과 4개의 PSCH 타임 슬롯을 거친 누적을 이용한다. 도 11의 시뮬레이션은 8개의 PSCH 타임 슬롯을 거친 누적을 이용하는 것을 제외하고 도 10과 동일하다. 도 12 시뮬레이션은 UE(32₁)이 100 km/h로 이동하는 3개의 다중 경로로 이루어진 ITU 채널과 8개의 PSCH 타임 슬롯의 누적을 이용한다. 도13 시뮬레이션은 UE(32₁)이 주파수 오프셋이 6 ㎑인 3개의 다중 경로로 이루어진 ITU 채널과 8개의 PSCH 타임 슬롯을 거친 누적으로 500 km/h로 이동하는 UE(32₁)를 이용한다. 도 14 시뮬레이션은 주파수 오프셋이 10 ㎑이고 8개의 PSCH 타임 슬롯을 거친 누적으로 이루어진 단일 경로 레일리 채널을 이용한다. 도 15는 주파수 오프셋이 10 ㎑인 3개의 다중 경로와 8개의 PSCH 타임 슬롯을 거친 누적으로 500 km/h로 이동하는 UE(32₁)로 이루어진 ITU 채널을 이용한다.

도 14와 도 15의 시뮬레이션 상태에서, 6개의 SSC(128)는 다른 기법(124, 126)를 능가한다. 도 9 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 6 SSC(128)은 다른 기술(124, 129)과 비교해서 유리하게 실행된다.

도 16은 BPSK를 이용한 6 SSC(114)과 QPSK 변조법을 이용한 2개 세트의 4 SSC(112)의 시뮬레이션 성능을 나타낸 그래픽이다. 이 시뮬레이션은 각 SSC에 대한 8개의 PSCH 타임 슬롯 누적의 정합과 AWGN 채널을 통한 전송을 이용한다. 도시된 바와 같이, 2개 세트의 QPSK 변조법(112)은 6 SSC BPSK 변조법(114)를 능가한다.

도 17은 4개와 8개의 PSCH 타임 슬롯을 통해 정합을 누적하는 BPSK 변조법과와 2개 세트의 QPSK 변조법의 성능을 나타낸다. SSC는 단일 경로 레일리 채널을 통해 전송되는 것으로 시뮬레이션되었다. 양 변조 방식에 대한 성능은 추가 타임 슬롯 상관으로 개선된다. 4개 PSCH 타임 슬롯(116)과 8개 PSCH 타임 슬롯(120)에 대한 2개 세트의 QPSK 변조법은 4개 PSCH 타임 슬롯(118)과 8개 PSCH 타임 슬롯(122) 각각에 대한 BPSK 변조법을 능가한다.

Claims

시분할 쌍방향 코드 분할 다중 접속 통신 시스템에서 기지국에 할당된 타이밍과 코드군을 모두 사용자 장치가 동기화하는 방법으로서- 상기 시스템은 반복성 프레임의 타임 슬롯을 이용하여 통신하고, 상기 할당된 코드군은 미리 정해진 N개의 코드군 가운데 하나가 되는 것임-,

통신을 위해 적어도 한 개의 프레임 타임 슬롯을 이용하는 주 코드 동기 채널에서 선택된 타임 슬롯으로 주 코드 동기 신호를 상기 기지국으로부터 전송하는 단계와;

상기 사용자 장치에서 상기 주 코드 동기 신호를 수신하는 단계와;

상기 사용자 장치를 상기 주 코드 동기 신호의 수신된 타이밍으로 타임 동기화하는 단계와;

상기 N 코드군 각각을 개수가 (log₂N)+1를 초과하지 않는 부 신호 세트로부터 부 신호의 단일 결합과 연관시키는 단계와;

상기 부동기 신호 세트로부터 선택된 부동기 신호를 상기 기지국에서 전송하는 단계와;

상기 연관된 부 신호의 단일 결합을 상기 할당된 코드군에 대응시키는 단계와;

상기 전송되어 선택된 부동기 신호를 상기 사용자 장치에서 수신하여 식별하는 단계 및

상기 식별되고 선택된 부동기 신호에 부분적으로 기초하여 상기 기지국의 할당된 코드군을 판정하는 단계를 포함하는 동기 동기 방법.
제1항에 있어서, 상기 연관시키는 단계는 상기 프레임의 선택된 타임 슬롯을 부 신호의 단일 결합과 연관시키는 것인 동기 방법.
제1항에 있어서, 복수의 기지국은 각각 주 코드 동기 신호를 전송하고 상기 사용자 장치는 수개 세트의 프레임을 통해 칩 정합을 누적하여 상기 복수의 기지국 가운데 어느 것과 통신하는 지 판정하는 것인 동기 방법.
제3항에 있어서, 상기 프레임의 세트수는 40개인 것인 동기 방법.
제1항에 있어서, 상기 전송된 부 신호는 이진 데이터로 변조되는 것인 동기 방법.
제5항에 있어서, 상기 변조된 이진 데이터는 상기 기지국의 코드군을 식별하는 것인 동기 방법.
제1항에 있어서, 상기 전송된 부 신호는 동위상 또는 직교상 반송파를 이용하여 선택적으로 전송되는 것인 동기 방법.
제1항에 있어서, 상기 방법은 상기 주 코드 동기 신호와 상기 전송된 부 신호를 상관시켜 위상 레퍼런스를 얻는 단계를 더 포함하는 것인 동기 방법.
제8항에 있어서, 상기 주 코드 동기 신호는 데이터로 변조되지 않는 것인 동기 방법.
제8항에 있어서, 상기 방법은 상기 주 코드 동기 신호 위상 레퍼런스에 부분적으로 기초하여 상기 수신된 부 신호를 디로테이션하는 단계를 더 포함하는 것인 동기 방법.
제10항에 있어서, 상기 방법은 상기 수신된 부 신호를 정합 필터링하는 단계와, 수개 세트의 프레임을 통해 정합 필터링한 결과를 누적시키는 단계를 더 포함하는 것인 동기 방법.
기지국이 미리 정해진 N개의 가능한 코드군으로부터 할당된 코드군을 갖고, 반복성 프레임의 타임 슬롯을 이용한 무선 시분할 쌍방향 코드 분할 다중 접속 통신 시스템으로서,

통신을 위해 적어도 한 개의 프레임 타임 슬롯을 이용하는 주 코드 동기 채널에서 선택된 타임 슬롯으로 주 코드 동기 신호를 전송하는 수단과; 상기 N 코드군 각각을 개수가 (log₂N)+1를 초과하지 않는 부 신호 세트로부터 부 신호의 단일 결합과 연관시키는 수단을 포함하는 상기 기지국과,

상기 주 코드 동기 신호를 수신하는 수단과; 상기 주 코드 동기 신호의 수신된 타이밍으로 타임 동기화하는 수단과; 상기 전송되어 선택된 부동기 신호를 수신하여 식별하는 수단과; 상기 식별되어 선택된 부동기 신호에 부분적으로 기초하여 상기 기지국의 할당된 코드군을 판정하는 수단을 포함하는 사용자 장치를 포함하는 무선 시분할 쌍방향 코드 분할 다중 접속 통신 시스템.
제12항에 있어서, 상기 수신 및 식별 수단은 복수의 정합 필터를 포함하고, 상기 적어도 한 개의 정합 필터는 상기 부 신호 세트로부터 각각의 부 신호와 정합되는 것인 무선 시분할 쌍방향 코드 분할 다중 접속 통신 시스템.
제13항에 있어서, 상기 부 신호는 동위상 또는 직교상 반송파 가운데 어느 한 반송파 상에서 전송되고 상기 복수의 정합 필터는 상기 부 신호 세트의 각각의 부 신호에 대해 동위상 및 직교상 정합 필터를 구비하는 것인 무선 시분할 쌍방향 코드 분할 다중 접속 통신 시스템.
제12항에 있어서, 상기 연관시키는 수단은 상기 프레임의 선택된 타임 슬롯과 상기 부 신호의 단일 결합을 연관시키는 것인 무선 시분할 쌍방향 코드 분할 다중 접속 통신 시스템.
제12항에 있어서, 상기 기지국은 복수의 기지국 가운데 하나이며, 상기 각각의 기지국은 주 코드 동기 신호를 전송하고, 상기 사용자 장치는 상기 복수의 기지국 가운데 어느 것과 통신하는 지 판정하기 위해 수개 세트의 프레임을 통해 칩 정합을 누적시키는 수단을 더 포함하는 것인 무선 시분할 쌍방향 코드 분할 다중 접속 통신 시스템.
제16항에 있어서, 상기 프레임 세트수는 40개인 것인 무선 시분할 쌍방향 코드 분할 다중 접속 통신 시스템.
제12항에 있어서, 상기 전송된 부 신호는 동위상 또는 직교상 반송파를 이용하여 선택적으로 전송되는 것인 무선 시분할 쌍방향 코드 분할 다중 접속 통신 시스템.
제12항에 있어서, 상기 사용자 장치는 상기 주 코드 동기 신호와 상기 전송된 부 신호를 상관시켜 위상 레퍼런스를 얻는 수단을 더 포함하는 것인 무선 시분할 쌍방향 코드 분할 다중 접속 통신 시스템.
제19항에 있어서, 상기 주 코드 동기 신호는 데이터로 변조되지 않는 것인 무선 시분할 쌍방향 코드 분할 다중 접속 통신 시스템.
제19항에 있어서, 상기 사용자 장치는 상기 주 코드 동기 신호 위상 레퍼런스에 부분적으로 기초하여 상기 수신된 부 신호를 디로테이션하는 수단을 더 포함하는 것인 무선 시분할 쌍방향 코드 분할 다중 접속 통신 시스템.
제21항에 있어서, 상기 사용자 장치는 상기 수신된 부 신호를 정합 필터링하는 수단과, 수 세트의 프레임을 통해 상기 정합 필터링된 결과를 누적시키는 수단을 더 포함하는 것인 무선 시분할 쌍방향 코드 분할 다중 접속 통신 시스템.
통신을 위해 반복성 프레임의 타임 슬롯을 이용하는 무선 시분할 쌍방향 통신 시스템에서 사용되는 동기 신호로서- 상기 동기 신호는 기지국에서 전송되어 상기 기지국과 연관된 코드군을 식별하는 것임- ,

상기 기지국과 연관된 확산 코드 및

이진 위상 시프트 키잉을 이용하여 상기 확산 코드에 의해 변조되는 이진 비트를 포함하는 동기 신호.
제23항에 있어서, 상기 이진 비트는 이진 코드군 식별자를 아다마르 행렬의 선택된 행과 결합함으로써 생성되는 것인 동기 신호.
제24항에 있어서, 상기 선택된 행은 선택이 가능한 일련의 행으로부터 선택되고, 상기 선택이 가능한 행은 행 24, 40, 56, 104, 120 및 136을 포함하는 것인 동기 신호.
제23항에 있어서, 상기 신호는 타임 슬롯 선두 경계로부터 미리 정해진 타임 오프셋에서 전송되는 것인 동기 신호.
제23항에 있어서, 상기 기지국은 또한 또다른 신호를 전송하고, 상기 또다른 신호와 상기 동기 신호는 모두 확산 코드로 확산되는 것인 동기 신호.
제27항에 있어서, 상기 또다른 신호와 상기 동기는 모두 타임 슬롯 선두 경계로부터 미리 정해진 동일한 타임 오프셋에서 전송되는 것인 동기 신호.
제23항에 있어서, 상기 동기 신호는 동위상 또는 직교상 반송파를 이용하여 선택적으로 전송되는 것인 동기 신호.