KR20050009749A

KR20050009749A - 코드 분할 다중 접속 방식을 이용한 시분할 쌍방향 통신시스템의 셀 검색 절차

Info

Publication number: KR20050009749A
Application number: KR10-2004-7020342A
Authority: KR
Inventors: 시즈긴나디르; 오즈럿터크파티흐
Original assignee: 인터디지탈 테크날러지 코포레이션
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 2000-05-24
Publication date: 2005-01-25
Also published as: HK1103506A1; DE60012175T2; CA2578811A1; DE60012175D1; CN1901407A; ATE271285T1; KR100720332B1; EP1443684A3; IL146742A0; AU5287600A; WO2000074276A1; HK1103505A1; JP3631205B2; EP1188260B1; KR20060022315A; IL174227A; CA2578811C; EP2239864A3; MY130406A; IL174227A0

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 시스템의 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 관련된 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 15의 16개의 타임 슬롯으로 분리된 반복 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 타임 슬롯(36₁∼36_n)과 코드 모두에 의해 구별되는 다중 통신을 수행할 수 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 Dode)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)로 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 한가지 방식을 나타내고 있다.

, 여기서 i=0, …, 255이다.

y(i)를 이용하여, 길이 256의 아다마르(Hadamard) 행렬 제1행(h₀)과 y(i)를 결합함으로써 PSC가 생성되어 수학식 4의 C_p(i)가 형성된다.

여기서 i=0, …,255이다.

아다마르 행렬의 제1행은 전부 1의 계열이므로, 수학식 4는 수학식 5로 축소된다.

여기서 i=0, …,255

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

기지국 통신에서 상호 간섭을 막기 위해, 각 기지국(30₁∼30₇)은 고유의 타임 슬롯(t_offset)을 이용하여 자신의 PSC 신호를 전달한다. 타임 오프셋을 다르게 하는 것은 도 4에서 타임 슬롯(42)에 대하여 도시되어 있다. 예시적으로 설명하여, 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. n번째 코드군(44_n)을 이용하여 기지국마다 t_offset을 할당하기 위한 한가지 방식이 수학식 6이다.

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

처음에는 UE(32₁)과 기지국(30₁∼30₇)이 타임 동기되지 않기 때문에, 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 가장 강한 신호를 갖는 기지국(30₁)의 PSC 신호를 식별하기 위해 프레임의 모든 칩을 검색하는 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 나타내기 위해, 단계 48에서 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.

32개의 코드군과 프레임당 타임 슬롯 K와 K+8 등의 2개의 가능한 PSCH 타임 슬롯을 이용하는 TDD 시스템에 있어서, 코드군과 PSCH 타임 슬롯 인덱스를 식별하기 위한 한가지 방식은 64개의 SSC 중 하나를 갖는 신호를 전달하는 것이다. 동기 코드 각각은 32개의 코드군과 2개의 가능한 PSCH 타임 슬롯 중 하나에 대응한다. 이 방식은 적어도 64개의 정합 필터와 대량 처리를 필요로 하므로 UE(32₁)가 더 복잡해진다. 코드군과 PSCH 타임 슬롯 인덱스를 식별하기 위해, 각 PSCH 타임 슬롯에는 17,344회의 실수합과 128회의 실수곱이 필요하고, 제산(除算)에는 64회의 실수곱이 필요하게 된다.

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

WO 99/12273에는 기지국에 동기하는 시스템이 기재되어 있다. 기지국 전송은 타임 슬롯으로 분리된다. 각 타임 슬롯은 주동기 코드와, 프레임 분리(framing) 동기와 스크램블링이나 롱 코드 정보(long code informantion)를 모두 포함하는 부동기 코드를 포함한다.

TR 101 146 유니버셜 모바일 텔레커뮤니케이스 시스템스(Universal Mobile Telecommunications Systems) 30.06 버젼 3.0.0에는 기지국 동기 시스템이 기재되어 있다. 프레임과 위상 레퍼런스를 위해 주동기 코드가 전송된다. 16개의 가능한 기지국 코드군 각각에는 고유한 부동기 코드가 할당된다. 기지국에 의해 전송된 부동기 코드는 기지국의 코드군을 식별한다.

히구치(Higuchi) 등의"Fast Cell Searck Algorithm in DS-CDMA Mobile Radio using Long Spreading Codes"에는 롱 확산 코드를 셀에 할당시키는 시스템이 기재되어 있다. 제어 채널은 모든 셀 사이트에 공통되는 고유한 롱 코드와 쇼트 코드의 셀 사이트 결합에 의해 확산된다. 각각의 셀에서 전송되는 쇼트 코드는 롱 코드 그룹 식별자 코드를 가지고 롱 코드를 식별한다.

따라서, 셀 검색 절차를 수행하는 데 있어, UE(32₁)에 요구되는 복잡화를 경감시키는 것이 바람직하다.

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.

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 구별하는 데 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 최대수를 줄이는 사용자 장치와 기지국의 구성 요소를 개략화한 도면.

도 9 내지 도 17은 시뮬레이션되는 채널 조건을 변경할 때에 다양한 동기 시스템의 성능을 나타내는 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50, 70: 안테나

60, 72: 아이솔레이터

62: 변조기

63: 결합기

66: PSC 확산 대역 신호 발생기

68: SSC 확산 대역 신호 발생기

74: 복조기

76: PSC 정합 필터

78: SSC 정합 필터

80: 프로세서

동일한 구성 요소에는 동일한 참조 번호로 일괄되게 표시한 도면을 참조하여 양호한 실시예를 설명하기로 한다. 도 5는 셀 검색에 이용되는 기지국(30₁)과 UE(32₁)의 개략화한 회로를 나타낸다. 셀 검색 단계 1 동안에, 기지국(30₁)은,PSC 확산 대역 신호 발생기(66)를 이용하여 기지국(30)과 관련된 타임 슬롯(42)에 타임 오프셋을 가진 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 1 동안에, 프레임(38)의 모든 칩을 검색하여 가장 강한 신호를 갖는 기지국(30₁)의 PSC 신호를 식별하도록, 프로세서(80)에 의해 PSC 정합 필터(76)가 사용된다.

프레임에서 PSC 신호 위치를 검출하기 위한 방식은 다음과 같다. 누산된 칩 정합수가 가장 높은(예컨대, 신호의 세기기 가장 높은) 수신된 신호 프레임에서 선택된 수개의 위치들은 후속 프레임(38)의 동일한 위치에서 반복적으로 상관된다. 선택된 위치에서, 누산 정합수가 가장 높은(예컨대, 신호 세기가 가장 높은) 위치가 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 발생시킨다. UE(32₁)의 복잡화를 경감시키기 위하여, 감소된 수의 SSC가 사용된다. SSC수를 감소함으로써,UE(32₁)에서 필요로 하는 정합 필터수도 감소된다. 또한, 감소된 수의 SSC는 상이한 코드를 구별하는데 필요로 하는 처리 리소스를 저감시킨다. SSC수의 감소는 또한 코드군 번호와 PSCH 타임 슬롯 인덱스가 오검출될 확률을 줄인다[도 9 내지 도 15 참조].

SSC수를 감소하기 위한 방식이 도 6의 흐름도에 도시된다. 단계 54에 있어서, 이용된 SSC의 수 M은 코드군수와 프레임당 사용되는 PSCH 타임 슬롯에 기초한다. SSC의 수 M은 수학식 7에서와 같이, 최대 결합수의 log₂을 다음의 높은 정수로 자른 값이다(단계 56).

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 상호 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 판정한다. 판정된 이진 코드에 기초하여, 기지국의 코드군과 프레임의PSCH 타임 슬롯이 판정된다. 32개의 코드군과 프레임당 가능한 2개의 타임 슬롯, 즉 K와 K+8을 이용한 시스템을 예시하기 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. 6개의 SSC는 아다마르 행렬 H₈의 256개 행들 가운데 선택된다. 아다마르 행렬은 다음의 수학식 8과 수학식 9에 의해 순차적으로 발생한다.

, t = 1, …, 8

특정 코드(particular code) C_k,n(i)가 수학식 10을 이용하여 발생한다. 여기서 n은 SSC과 관련되는 코드군 번호이다. 아다마르 행렬(H₈)에서 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.

코드군(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[코드군 번호와, 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 나타내는 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 레퍼런스의 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. 그러하지 않으면, -1로 복조된다. 복조된 이진 데이터는 표 1과 표 2 각각에 표시된 것과 같이, 기지국(30₁)의 코드군과 프레임의 PSCH 타임 슬롯 순서를 나타낸다. 6개의 SSC를 용이하게 검출하기 위해, UE(32₁)는 4개 또는 8개와 같은 수개의 PSCH 타임 슬롯에서 SSC 정합 필터(78₁∼78_M)의 디로테이션된 출력을 누산시킨다.

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

이와 다르게, 4상 시프트 키잉(QPSK: Quadrature Phase Shift Keying) 변조법에도 SSC 수의 감소하는 것이 이용된다. SSC수를 감소하기 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 1씩 감소된다.

예를 들어, 32개의 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. 5개의 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 방식은 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 마찬가지로, UE(32₁)는 딜레이 디바이스(96)를 이용하여 복조용 Q 반송파를 생성할 수 있다. 하반부 또는 상반부의 16개의 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 i번째 SSC 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 i번째 SSC 정합 필터 출력의 허수 성분(Q 성분)의 크기이다.

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

QPSK 변조법을 이용하여, 전송되는 SSC 신호수를 줄이기 위한 또다른 방식이 도 8에 도시된다. 도 7의 SSC수를 전송하는 대신에. 코드군수와 PSCH 타임 슬롯 인덱스를 표시하는 SSC수의 M은 1씩 감소된다. SSC를 감소함으로써 정보가손실된 1개 비트를 회복하기 위해, 2 세트의 M개의 SSC가 이용된다. 예를 들어, 32개의 코드군과 2개의 가능한 PSCH 타임 슬롯을 이용하여, 첫번째 세트(SSC₁₁∼SSC₁₄)가 코드군 1∼16와 같은 하위 코드군으로 할당되고, 두번째 세트(SSC₂₁∼SSC₂₄)가 코드군 17∼32와 같은 상위 코드군으로 할당된다. Q 반송파는 코드군을 9 내지 16으로 제한한다. 마찬가지로, 상위 코드군에 있어서, 동위상의 SSC₂₁∼SSC₂₄는 코드군을 17 내지 24로 제한하고 직교 성분 SSC₂₁∼SSC₂₄는 코드군을 25 내지 32로 제한한다. 결과적으로, 1회에 전송되는 SSC수는 1개씩 감소된다. SSC수를 감소함으로써, SSC 신호간의 간섭이 줄어든다. SSC간의 줄어든 간섭은 각 SSC 신호의 전송 전력을 더 높게 하여 UE(32₁)에서의 신호 검출을 용이하게 한다.

SSC수의 감소 방식을 구현하는 간략화된 기지국(30₁)과 UE(32₁)이 도 8에 도시된다. 기지국(30₁)에서, 2 세트의 M개의 SSC 확산 대역 신호 발생기(104₁₁∼104_2M)는 기지국의 코드군과 PSC 타임 슬롯에 대응하는 SSC 신호를 발생시킨다. 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 것이Q 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 한가지 방식은 다음과 같다. 프로세서(80)가 정합 필터(110₁₁∼110₂₄)로부터 데이터를 누산한 후에, 수학식 13과 수학식 14를 이용하여 코드군 세트, 즉 SSC₁₁∼SSC₁₄또는 SSC₂₁∼SSC₂₄의 어느 한 그룹 세트가 판정된다.

값 rx₁₁내지 rx₂₄은 I 채널에 수신된 각각의 SSC, 즉 SSC₁₁내지 SSC₂₄에 대한 누산된 정합 수이다. 마찬가지로, ix₁₁내지 ix₂₄값은 Q 채널에서의 SSC₁₁내지 SSC₂₄에 대해 누산된 정합 수이다. 수학식 13과 수학식 14는 총 16회의 실수합을 필요로 한다. var_set 1은 제1 SSC 세트(SSC₁₁∼SSC₁₄)의 총 누산값을 나타낸다. var_set 2는 제2 SSC 세트(SSC₂₁∼SSC₂₄)의 총 누산값을 나타낸다. 프로세서(80)는 var_set 1과 var_set 2를 비교하고, 두 변수 중 큰 것이 기지국 32₁에 의해 전송되는 SSC 세트일 것이라고 추정된다.

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

var_set 1이 var_set 2보다 크다고 선택되면, p의 값은 1이다. 반대로, var_set 2이 더 크면, p의 값은 2이다. var_I는 I 반송파 상에서 선택된 세트의 누산값이, var_Q는 Q 반송파 상에서 선택된 세트의 누산값이다. 2개의 변수, var_1와 var_Q 가운데 더 큰 것이 선택된 세트가 전송되었던 채널일 것으로 추정된다. 수학식 13과 수학식 14의 가산을 지시함으로써, 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 가산이 필요없다. 결과적으로, OPSK 변조법과 2개의 SSC 세트를 이용하면 각 타임 슬롯에서 803회의 실수합과 36회의 실수곱이 필요하게 되고 판정용으로 16회의 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 조건의 성능을 나타낸다.시뮬레이션은 4개 혹은 8개의 PSCH 타임 슬롯을 통해 UE(32₁)에서 SCC 정합을 누산하였고, 데시벨로 나타낸 채널 신호 대 잡음비(SNR)와 동기가 부정확할 확률을 비교하였다.

도 9의 시뮬레이션은 가산성 백색 가우시안 잡음(AWGN)와 8개의 PSCH 타임 슬롯에서의 누산을 이용한다. 도 10의 시뮬레이션은 주파수 오프셋이 6 ㎑인 단일 경로 레일리(Rayleigh) 페이딩 채널과 4개의 PSCH 타임 슬롯을 거친 누산을 이용한다. 도 11의 시뮬레이션은 8개의 PSCH 타임 슬롯을 거친 누산을 이용하는 것을 제외하고 도 10의 조건과 동일하다. 도 12의 시뮬레이션은 UE(32₁)이 100 km/h로 이동하는 3개의 다중 경로로 이루어진 ITU 채널과 8개의 PSCH 타임 슬롯의 누산을 이용한다. 도 13의 시뮬레이션은 UE(32₁)이 주파수 오프셋이 6 ㎑인 3개의 다중 경로로 이루어진 ITU 채널과 8개의 PSCH 타임 슬롯을 거친 누산으로 500 km/h로 이동하는 UE(32₁)를 이용한다. 도 14의 시뮬레이션은 주파수 오프셋이 10 ㎑이고 8개의 PSCH 타임 슬롯을 거친 누산으로 이루어진 단일 경로 레일리 채널을 이용한다. 도 15는 주파수 오프셋이 10 ㎑인 3개의 다중 경로와 8개의 PSCH 타임 슬롯을 거친 누산으로 500 km/h로 이동하는 UE(32₁)로 이루어진 ITU 채널을 이용한다.

도 14와 도 15의 시뮬레이션 조건에서, 6 SSC(128)는 다른 방식(124, 126)보다 우수하다. 도 9 내지 도 13에 도시하는 바와 같이, 6 SSC(128)은 다른 방식(124, 129)과 비교해서 우수하다.

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 누산의 정합과 AWGN 채널을 통한 전송을 이용한다. 도시된 바와 같이, 2개 세트의 QPSK 변조법(112)은 6 SSC BPSK 변조법(114)보다 우수한다.

도 17은 4개와 8개의 PSCH 타임 슬롯을 통해 정합을 누산하는 BPSK 변조법과와 2개 세트의 QPSK 변조법의 성능을 나타낸다. SSC는 단일 경로 레일리 채널을 통해 전송되는 것으로 시뮬레이션되었다. 양 변조 방식의 성능은 추가 타임 슬롯 상관에 의해 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 변조법보다 우수하다.

Claims

코드 분할 다중 접속 포맷을 이용한 시분할 쌍방향에서 신호를 송수신할 수 있는 사용자 장치(UE)에 있어서,

주 코드 동기 채널에서 복수의 타임 슬롯으로부터 선택된 타임 슬롯으로 수신된 주 코드 동기 신호를 수신하는 수단;

상기 주 코드 동기 신호의 수신 타이밍으로 타임 동기화하는 수단;

상기 주 코드 동기 신호와 함께 수신된 부동기 신호를 식별하는 수단; 및

상기 식별된 부동기 신호에 기초해서, 할당된 코드군과 상기 선택된 타임 슬롯을 판정하는 수단; 을 포함하고,

상기 할당된 코드 군은 미리 정해진 N개의 가능한 코드군으로부터의 것이며, 상기 N개의 코드군과 상기 복수의 타임 슬롯으로부터 선택된 타임 슬롯의 각 결합은 개수가 (log₂N)+1를 초과하지 않는 부동기 신호 세트로부터의 부동기 신호의 고유 결합과 연관되는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 식별 수단은 복수의 정합 필터를 포함하고, 적어도 하나의 정합 필터는 상기 부동기 신호 세트로부터의 각 부동기 신호에 정합되는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 부동기 신호는 동위상 또는 직교상 반송파 상에서 수신되고, 상기 복수의 정합 필터는 상기 부동기 신호 세트로부터의 각 부동기 신호에 대하여 동위상 및 직교상 정합 필터를 갖는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 사용자 장치는 상기 할당된 코드군을 판정하기 전에 복수의 프레임을 통해 정합 필터의 결과를 누산하는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
코드 분할 다중 접속 포맷을 이용하여 시분할 쌍방향에서 통신 신호를 송수신할 수 있는 사용자 장치(UE)에 있어서,

주 코드 동기 채널에서 복수의 타임 슬롯으로부터 선택된 타임 슬롯으로 수신된 주 코드 동기 신호를 수신하는 안테나;

상기 주 코드 동기 신호와 함께 수신된 부동기 신호를 식별하는 복수의 정합 필터; 및

상기 주 코드 동기 신호의 수신된 타이밍으로 동기화하고, 상기 식별된 부동기 신호에 기초해서, 할당된 코드군과 선택된 타임 슬롯을 판정하는 프로세서; 를 포함하고,

상기 할당된 코드군은 미리 정해진 N개의 가능한 코드군으로부터의 것이고, 상기 복수의 타임 슬롯으로부터의 각 선택된 타임 슬롯은 개수가 (log₂N)+1를 초과하지 않는 부동기 신호 세트로부터의 부동기 신호의 고유 결합과 연관되는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 복수의 정합 필터로부터 적어도 하나의 정합 필터는 상기 부동기 신호 세트로부터의 각 부동기 신호에 정합되는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 부동기 신호는 동위상 또는 직교상 반송파 상에서 수신되고, 상기 복수의 정합 필터는 상기 부동기 신호 세트로부터의 각 부동기 신호에 대하여 동위상 및 직교상 정합 필터를 갖는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 사용자 장치는 상기 할당된 코드군을 판정하기 전에 복수의 프레임을 통해 정합 필터의 결과를 누산하는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.