KR100291037B1 - 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법 - Google Patents

코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 코드분할 다중접속(CDMA) 기술을 사용하는 이동통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 기지국이 이동 단말기의 업링크 신호를 검색하고, 그 신호를 고속으로 정확하게 획득하기 위한 CDMA 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법에 관한 것으로, 기지국의 복조기가 제 1 윈도우(W1) 범위 내의 각 경로에 대해 이동 단말기의 신호를 고속으로 검색하는 단계(s105)(s110)(s115)와, 상기 제 1 윈도우 검색 결과에 의하여, 상기 제 1 윈도우 내에 상기 제 1 윈도우보다 작은 크기를 가지는 제 2 윈도우(W2)를 배치하고, 제 2 윈도우 범위 내의 각 경로에 대해 상기 이동 단말기의 신호를 저속으로 검색하는 단계(s120)(s125)(s130)(s135) 및 상기 제 1 윈도우의 검색 결과 또는 제 2 윈도우의 검색 결과에 의하여 획득된 경로에 핑거를 할당하는 단계(s140)를 포함한다.
본 발명은 동일한 하드웨어와 소프트웨어를 이용하여 두개의 윈도우 검색을 수행함으로써, 기지국의 복조기에서 제한된 하드웨어를 이용하여 이동 단말기의 신호를 고속으로 정확하게 검출할 수 있는 효과가 있다.

Description

코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법{METHOD FOR ACQUIRING OF MOBILE STATION SIGNAL IN CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS SYSTEM}
본 발명은 코드분할 다중접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 기술을 사용하는 이동통신 시스템(Mobile Telecommunication System)에 관한 것으로서, 특히 기지국(Base Station)이 이동 단말기로부터의 업링크(Up-Link) 수신신호를 검색(Searching)하고, 고속으로 정확하게 획득(Acquisition)하기 위한, CDMA 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법에 관한 것이다.
이동통신 시스템은 가입자의 음성을 무선 주파수 신호(Radio Frequency Signal)로 변환하며 무선 주파수 신호를 음성으로 변환하는 이동 단말기(Mobile Station: MS)와, 이동 단말기로부터 전달된 무선 주파수 신호를 다른 이동 가입자 또는 다른 네트워크로 연결하거나 그들로부터의 신호를 이동 단말기로 전달하는 기지국(Base Station: BS)으로 구성된다.
이동통신 시스템은 가입자의 음성 또는 데이터를 무선 주파수 신호 형태로 전송하는데, 보다 많은 가입자를 서비스하기 위한 다중접속 통신기술(Multiple Access Communication Technology)로는, 주파수분할 다중접속(Frequency Division Multiple Access: FDMA)과 시분할 다중접속(Time Division Multiple Access: TDMA) 및 코드분할 다중접속(CDMA) 등이 있다. 이들 가운데 코드분할 다중접속(CDMA) 기술은 하나의 주파수 채널을 의사잡음(Pseudorandom Noise: PN) 코드(PN 코드)를 사용하여 다수의 코드채널로 분할함으로써, 보다 많은 가입자를 수용할 수 있다.
코드분할 다중접속(CDMA)은 기본적으로 이동통신을 위한 기술이다. 기지국의 위치가 고정된 것에 반하여, 이동 단말기는 이동성이 있기 때문에, 기지국과 이동 단말기간의 거리를 항상 유동적이다. 그러므로 이동 단말기와 기지국은 자신과 통화해야 하는 대상을 결정하기 위하여, 상대방의 신호를 항상 검색(searching)한다.
그러나 전파의 전파(Propagation)를 방해하는 원인(고층건물, 높은 산, 페이딩 등)이 많은 지역에서, 이동 단말기(또는 기지국)로부터의 신호는 하나의 경로가 아닌 다수의 반사경로(Reflection Path)를 통해서 수신된다. 이러한 경우 기지국(또는 이동 단말기)은 다수의 경로를 검색하여, 원하는 신호를 획득하여야 한다.
IS-95와 그에 기반한 표준안을 만족하는 CDMA 시스템에서, 각각의 기지국은 각각의 주파수 채널을 통해서, 기지국별로 고유한 PN 시간 옵셋(PN Time Offset)을 가지는 파일럿 신호(Pilot Signal)를 항상 송출한다. 그러므로 이동 단말기는 상기 파일럿 신호를 검색(Searching) 및 획득(Acquisition)함으로써, 그 기지국의 위상(Phase) 및 주파수(Frequency)에 동조할 수 있다.
미국특허 제 5,805,648 호, 'METHOD AND APPARATUS FOR PERSORMING SEARCH ACQUISITION IN A CDMA COMMUNICATION SYSTEM'에서는, 기지국으로부터 수신되는 파일럿 신호를 고속으로 획득하기 위하여, 이동 단말기는 수신되는 신호를 검색하는 범위인 크고작은 두개의 윈도우(Large and Zoom Window)를 단계적으로 적용한다. 윈도우의 크기(Size)는 검색의 대상이 되는 PN 칩들의 개수이다.
상기의 특허와는 달리, 기지국도 이동 단말기의 신호를 검색 및 획득하여, 그 이동 단말기에게 적절한 채널을 할당하여야 한다. IS-95와 그에 기반한 표준안을 만족하는 CDMA 시스템에서, 이동 단말기는 실제 제어신호와 데이터를 전송하기 전에 프리앰블(Preamble)을 전송함으로써, 기지국이 이동 단말기를 획득할 수 있도록 한다.
기지국의 복조기(Demodulator)는 윈도우로 지정된 범위 내에서 이동 단말기의 신호를 검색하고, 가장 양호한 신호가 전송되는 경로를 획득한다. 복조기는 윈도우 내의 한 검색위치(Searching Position)에서 상관 에너지 값(Correlation Energy Value)를 수집하고, 수집된 상관 에너지 값을 기설정된 임계치(Threshold)와 비교하여, 신호와 잡음을 판단한다. 이러한 동작은 윈도우 범위 내의 각 위치에서 순차적으로 반복된다.
미국특허 제 5,784,364 호, 'MULTIPLE PATH DELAY TIME SEARCHER IN REVERSE LINK COMMUNICATION CHANNEL OF A COMMUNICATION SYSTEM EMPLOYING A CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS METHOD'에는 이동 단말기의 신호를 검색하고 획득하는 기지국의 복조기 구성이 개시되어 있다. 상기의 구조를 사용하여, 기지국의 복조기가 이동 단말기의 신호를 검색하고 획득하는 통상적인 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
복조기는 해상도(Resolution)를 단위로 하여 윈도우를 다수의 경로로 나누고, 각 경로에서 검출된 신호와 미리 정해진 특정한 기준 신호와의 상관 에너지 값(Correlation Energy Value)을 구한다. 구해진 결과는 미리 정해진 임계치와 비교된다. 복조기는 비교결과를 사용하여 해당 경로에서 신호의 존재 유무를 판단하는데, 보다 정확한 판단을 위하여 다수개의 임계치를 사용한다. 즉, 복조기는 다수개의 임계치를 사용하여, 신호의 있음 또는 없음에 대해 확인(Validation)을 수행한다. 이와 같은 신호의 검색과 획득 절차는 윈도우의 전 범위에 대하여 해상도를 단위로 계속해서 수행된다.
만일 복조기가 잘못된 경로를 선택하게 되면, 복조기는 선택한 경로에서 유효한 신호를 검출하지 못하게 된다.
상기된 바와 같이 동작하는 종래 기술에 의한 검색 및 획득 방법에 있어서, 이동 단말기로부터 수신되는 신호의 존재 유무를 보다 정확하게 판단하고 잘못된 경로의 선택을 방지하기 위해서는, 동일한 경로에 대하여 여러번 데이터를 수집하여야 한다.
그러나 하나의 경로에 대하여 데이터를 수집하는 시간이 길어지면, 전체 윈도우 범위를 검색하여 이동 단말기의 신호를 획득하는데 걸리는 시간이 증가하게 된다. 반면 고속 획득을 위하여 각 경로에 대한 데이터 수집시간을 짧게 하면, 데이터의 판단에 오류(False)가 발생될 확률이 높아진다는 문제점이 있었다.
예를 들어, 이동 단말기는 기지국과의 약속에 의하여 결정된 길이만큼의 프리앰블을 전송하므로, 기지국은 약속된 프리앰블의 길이가 다되기 전에 신호를 획득하여야 한다. 또한 통상적으로 이동 단말기의 신호를 검색 및 획득하는데 사용하는 윈도우의 크기는, 기지국이 이동 단말기의 신호를 복조하는데 사용하는 윈도우의 크기보다 큰데, 이러한 윈도우의 크기는 기지국 메모리의 용량을 점유하게 된다.
그러므로, 기지국 메모리의 용량을 보다 적게 사용하면서, 정해진 시간 안에 이동 단말기의 신호를 정확하게 검색하고 획득할 수 있는 방법이 필요하게 되었다.
따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 목적은, 기지국 시스템의 메모리 용량을 보다 적게 사용하면서, 정해진 시간 안에 이동 단말기의 신호를 정확하게 검색하고 획득할 수 있는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법을 제공하는 것이다.
도 1 은 본 발명에 의한 이동 단말기 신호 획득방법의 일 실시예를 나타낸 흐름도.
도 2 는 본 발명에 의한 제 1 윈도우 검색방법의 일 실시예를 나타낸 흐름도.
도 3 은 본 발명에 의한 제 2 윈도우 검색방법의 일 실시예를 나타낸 흐름도.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명에 따른 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법의 실시예는,
임의의 시간영역인 윈도우 내의 각각의 검색위치(Search Position)에서 유효한 신호가 존재하는지의 여부를 검색함으로써, 이동 단말기로부터의 수신신호가 존재하는 검색위치를 획득하는 기지국의 복조기에 있어서,
상기 복조기가 상기 이동 단말기의 수신신호 검색에 관련된 파라미터를 읽는 단계(s105)와;
상기 읽은 파라미터를 참조하여, 제 1 윈도우 검색을 위한 제 1 제한시간을 계산하고 제 1 제한시간 타이머를 설정하는 단계(s110);
상기 제 1 제한시간 동안에, 상기 이동 단말기로부터의 수신신호에 대하여 제 1 윈도우 검색을 반복적으로 수행하고 그 검색결과를 후보버퍼(Candidate Buffer)에 저장하는 단계(s115);
상기 제 1 제한시간이 만기되면, 상기 후보버퍼에 제 1 윈도우의 검색결과가 존재하는지를 확인하는 단계(s120);
상기 후보버퍼에 검색결과가 존재하면, 상기 검색결과를 바탕으로 상기 제 1 윈도우 내에 다수의 임시 제 2 윈도우를 배치하고, 상기 각각의 임시 제 2 윈도우내에서 다수의 검색위치의 후보 상관 에너지 값(Candidate Correlation Energy Value)들의 합을 계산하는 단계(s125);
상기 각각의 임시 제 2 윈도우내의 후보 상관 에너지 값들의 합을 고려하여 제 2 윈도우의 시작위치를 설정하는 단계(s130);
상기 설정된 시작위치에 제 2 윈도우를 배치하고, 제 2 윈도우 검색을 수행하고 그 검색결과를 핑거버퍼(Finger Buffer)에 저장하는 단계(s135);
상기 후보버퍼에 검색결과가 존재하지 않으면, 제 1 윈도우 검색을 위한 제 2 제한시간을 계산하고, 제 2 제한시간 타이머를 설정하는 단계(s145);
제 2 제한시간 동안에 제 1 윈도우 검색을 반복적으로 수행하고 그 결과를 상기 후보버퍼에 저장하는 단계(s150); 및
상기 제 2 윈도우의 검색결과 또는 상기 제 2 제한시간 동안의 제 1 윈도우 검색결과에 의하여 검색된 위치에 핑거(Finger)를 할당하는 단계(s140)를 포함한다.
본 발명에 따른 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법의 다른 실시예는,
기지국의 복조기가 제 1 윈도우(W1) 범위 내의 각 경로에 대해 고속으로 이동 단말기의 신호를 검색하는 단계와;
상기 제 1 윈도우 검색 결과에 의하여, 상기 제 1 윈도우보다 작은 크기를 가지는 제 2 윈도우(W2)를 배치하고, 제 2 윈도우 범위 내의 각 경로에 대해 저속으로 이동 단말기의 신호를 검색하는 단계; 및
상기 제 1 윈도우의 검색 결과 또는 제 2 윈도우의 검색 결과에 의하여 획득된 지점에 핑거를 할당하는 단계를 포함한다.
본 발명은 기지국에서 이동 단말기로부터 수신된 신호를 고속으로 획득하면서 동시에 잘못된 경로선택의 발생확률을 감소시키며, 또한 기지국 메모리의 사용을 감소시키기 위하여, 2개의 윈도우를 사용하는 검색 절차를 수행한다.
제 1 윈도우 검색은, 제 1 윈도우(W1) 범위에 대한 전체적인 검색을 실시한다. 이 경우 각 경로에 대해 짧은 시간 동안 수신된 데이터를 이용하여 고속으로 검색을 실시한다.
제 2 윈도우 검색은, 상기 제 1 윈도우의 검색결과를 바탕으로 하여, 상기 제 1 윈도우보다는 작은 크기를 가지는 제 2 윈도우(W2) 범위에 대한 검색을 실시한다. 이 경우 각 경로에 대해, 제 1 윈도우의 검색보다 긴 시간 동안 수신된 데이터를 이용하여 정확하게 검색을 실시한다. 따라서 제 2 윈도우 검색은 정확한 경로판단이 가능하도록 하여 잘못된 경로선택의 발생확률을 감소시키며, 검색 윈도우의 크기가 줄어들었기 때문에 각 경로에서 신호유무를 판단하는데 걸리는 시간은 길어지지만, 신호가 검색될 확률이 높은 위치에서 수행되므로, 전체적으로는 고속의 신호 획득을 가능하게 한다.
제 1 윈도우의 검색 결과는 후보버퍼(Candidate Buffer)에 저장되는데, 후보버퍼는 이동 단말기의 신호가 획득될 가능성이 있는 후보 검색위치들을 저장한다. 제 2 윈도우는, 상기 제 1 윈도우 검색 결과를 기초로 하여, 수신 신호의 에너지가 가장 집중(Peak)되어 있는 위치를 중심으로 하여 배치되므로, 제 2 윈도우가 작은 크기를 가지더라도 전체적인 신호 획득의 확률은 감소되지 않는다.
제 2 윈도우의 검색 결과는 핑거버퍼(Finger Buffer)에 저장되며, 기지국의 복조기는 상기 제 2 윈도우의 검색 결과를 기초로 하여, 해당 검색된 위치들 가운데 가장 강한 상관 에너지 값을 가지는 위치에 수신기(핑거)를 할당한다. 기지국의 복조기는 다수의 수신기를 가지고 있으며, 유효한 신호를 가지고 있다고 판단되는 검색위치(경로)에 상기 수신기 중의 하나를 할당한다. 그러면 그 수신기는 해당 경로의 신호를 수신하여 복조한다.
특정한 검색위치에 유효한 신호가 존재하는지의 여부는, 그 검색위치에서 측정된 에너지와 미리 정해진 기준 에너지와의 상관 에너지값(Correlation Energy Value)을 계산함으로써 알 수 있다. 즉, 상기 측정된 에너지와 상기 기준 에너지와의 상관 에너지값이 미리 정해진 기준값보다 크면, 상기 측정된 에너지의 검색위치에는 유효한 신호가 존재한다고 판단된다.
만일 제 1 윈도우 검색결과 수신 신호의 에너지가 집중되어 있는 곳을 찾을 수 없었다면, 복조기는 가능한 시간동안 제 1 윈도우 검색을 다시 실시하고, 제 1 윈도우의 두 번째 검색 결과를 사용하여 핑거를 할당한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 의한 이동 단말기 신호 획득방법의 일 실시예를 나타낸 흐름도로서, 도시한 바와 같이, 기지국의 복조기가 이동 단말기의 수신신호 검색을 위한 관련 파라미터를 읽는 단계(s105)와; 제 1 윈도우 검색을 위한 제 1 제한시간을 계산하고 제 1 제한시간 타이머를 설정하는 단계(s110); 상기 제 1 제한시간 동안에 제 1 윈도우 검색을 반복적으로 수행하는 단계(s115); 상기 제 1 제한시간이 만기되면, 후보버퍼에 제 1 윈도우의 검색결과가 존재하는지를 확인하는 단계(s120); 상기 후보버퍼에 검색결과가 존재하면, 상기 검색결과를 바탕으로 다수의 임시 제 2 윈도우를 배치하고, 각각의 임시 제 2 윈도우내의 상관 에너지 값들의 합을 계산하는 단계(s125); 상기 상관 에너지 값의 합들을 고려하여 제 2 윈도우의 시작위치를 설정하는 단계(s130); 상기 시작위치에서 제 2 윈도우의 검색을 수행하는 단계(s135); 상기 후보버퍼에 검색결과가 존재하지 않으면, 제 1 윈도우 검색을 위한 제 2 제한시간을 계산하고, 제 2 제한시간 타이머를 설정하는 단계(s145); 제 2 제한시간 동안에 제 1 윈도우 검색을 반복적으로 수행하는 단계(s150); 및 상기 제 2 윈도우의 검색결과 또는 상기 제 2 제한시간 동안의 제 1 윈도우 검색결과에 의하여 검색된 위치에 핑거를 할당하는 단계(s140)를 포함하여 이루어진 것으로, 이의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
단계(s105)에서, 기지국의 복조기는 이동 단말기의 신호를 검색하기 위하여 우선적으로, 이동 단말기의 수신신호 검색에 관련된 파라미터를 읽는다. 이 파라미터에는 기지국과 이동 단말기간의 사이에 약속된 프리앰블의 길이나, 검색에 사용되는 제 1 및 제 2 윈도우의 크기 및 검색에 필요한 전체 시간을 계산하는데 영향을 미치는 시스템 특성 등이 포함될 수 있다. 상기의 파라미터는 예를 보인 것으로, 그 외에 관련된 파라미터들이 추가적으로 이용 가능하다.
단계(s110)에서, 기지국의 복조기는 상기 읽어온 파라미터를 이용하여, 제 1 윈도우 검색을 반복 실시할 수 있는 제 1 제한시간을 계산한 다음, 제 1 제한시간으로 설정된 타이머를 구동한다. 제 1 제한시간은, 기지국의 복조기가 검색에 소비할 수 있는 전체 검색시간에서, 제 2 윈도우 검색에 필요한 시간을 뺀 값으로 계산될 수 있다. 제 2 윈도우의 검색에 필요한 파라미터는 미리 정해지므로, 제 2 윈도우 검색에 필요한 시간을 뺀 나머지 시간동안, 기지국의 복조기는 제 1 윈도우 검색을 반복적으로 수행한다.
단계(s115)에서, 복조기는 제 1 제한시간이 만기될 때까지 반복적으로 제 1 윈도우 검색을 실시한다. 도 2 는 본 발명에 의한 제 1 윈도우 검색방법의 일 실시예를 나타낸 흐름도로서, 이의 동작에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
단계(s210)에서, 기지국의 복조기는 이동 단말기로부터 수신된 신호에 대하여, 제 1 윈도우 범위 내에서 최초경로의 신호에 대한 상관 에너지 값을 N1번 반복해서 수집한다. 제 1 윈도우의 범위는 해상도를 단위로 하여 다수의 경로로 구분되므로, 복조기는 최초의 경로를 현재의 검색위치(Searching Position)로 설정하여, 현재 위치에서 상관 에너지 값을 N1번 수집한다. 상기 N1은 제 2 윈도우 검색시의 횟수보다 더 작게 설정되므로, 복조기는 제 1 윈도우의 전체 범위에 대한 검색을 고속으로 실시할 수 있다.
단계(s220)에서, 복조기는 현재 위치에서 N1번 반복 수집된 상관 에너지 값들의 평균을 구하고, 구해진 평균 상관 에너지 값을 미리 정해진 제 1 임계치(TH1)와 비교한다.
만일 현재 위치의 평균 상관 에너지 값이 제 1 임계치보다 크면, 단계(s230)에서 복조기는 후보버퍼에 기 검색된 결과 데이터(검색 위치)가 저장되어 있는지를 확인한다. 후보버퍼가 가득차 있으면,(Full) 단계(s240)에서 복조기는 상기 평균 상관 에너지 값을, 후보버퍼에 저장된 검색 위치에서의 후보 상관 에너지 값 가운데 가장 작은 후보 상관 에너지 값과 비교한다.
상기 평균 상관 에너지 값이 상기 최소 후보 상관 에너지 값보다 크면, 단계(s250)에서 상기 평균 상관 에너지 값의 검색 위치(현재 위치)는, 후보버퍼 내에서 최소 후보 상관 에너지 값이 저장되었던 위치에, 후보 상관 에너지 값의 검색위치 대신 저장된다.
그러나 상기 평균 상관 에너지 값이 상기 최소 후보 상관 에너지 값보다 작으면, 그 경로는 무시된다. 또한 후보버퍼가 풀이 아니면 평균 상관 에너지 값의 검색 위치를 후보버퍼의 임의 위치에 무조건 저장한다.
단계(s260)에서, 복조기는 평균 상관 에너지 값의 검색 위치가 저장된 후보버퍼의 데이터를 상관 에너지 값의 크기(Magnitude)순으로 정렬한다.
상기 단계(s220)에서 상기 평균 상관 에너지 값이 제 1 임계치보다 크지 않거나, 단계(s260)에서 후보버퍼가 정렬되고 나면, 단계(s270)에서 검색위치를 현재 경로에서 다음경로로 이동한다.
단계(s280)에서, 복조기는 이동된 검색위치가 제 1 윈도우의 범위를 초과하였는지를 확인한다. 이동된 검색위치가 제 1 윈도우의 범위를 초과하지 않으면, 상기 단계(s210)로 복귀하여 이동된 검색위치의 상관 에너지 값을 N1번 반복해서 수집하고, 그 경로를 검색하는 절차를 반복한다. 그러므로 상기의 단계들(s210 내지 s280)은 제 1 윈도우의 범위 내의 모든 경로(검색위치)에 대하여 순차적으로 수행된다.
단계(s280)에서, 상기 이동된 검색위치가 제 1 윈도우의 범위를 초과하면, 제 1 윈도우의 모든 경로에 대한 검색이 완료된 것이므로, 복조기는 제 1 윈도우 검색을 완료한다.
단계(s115)에서, 제 1 윈도우 검색이 완료될 때마다 기지국의 복조기는 제 1 제한시간이 만기(Expire)되었는지를 확인한다. 제 1 제한시간이 만기되지 않았으면 제 1 윈도우 검색은 다시 수행되고, 제 1 제한시간이 만기되었으면 제 1 윈도우 검색은 완료된다. 복조기는 가능한 시간동안 제 1 윈도우 검색을 반복함으로써, 검색의 정확성을 향상시킬 수 있다.
단계(s115)에서 도 2 에 나타낸 바와 같이 제 1 윈도우 검색이 완료되면, 단계(s120)에서, 복조기는 후보버퍼에 제 1 윈도우의 검색결과 데이터가 존재하는지를 검사한다. 검색결과 데이터가 존재하면, 단계(s125)에서, 복조기는 후보버퍼에 저장된 각각의 후보 검색위치를 중심으로 하여 임시 제 2 윈도우를 배치하고, 각각의 임시 제 2 윈도우의 범위 내에 존재하는 모든 후보 상관 에너지 값들의 합을 구한다.
단계(s120)에서, 복조기는 모든 후보 검색위치의 임시 제 2 윈도우들 내에서 계산된 상관 에너지 값의 합들을 비교하여, 상관 에너지 값의 합이 가장 큰 경우의 후보 검색위치에 제 2 윈도우를 배치한다.
제 2 윈도우의 위치가 결정되면, 단계(s125)에서, 복조기는 상기 위치에서 제 2 윈도우의 검색을 수행한다. 도 3 은 본 발명에 의한 제 2 윈도우 검색방법의 일 실시예를 나타낸 흐름도로서, 이의 동작에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
단계(s310)에서, 기지국의 복조기는 이동 단말기로부터 수신된 신호에 대하여, 제 2 윈도우 범위 내에서 최초경로의 신호에 대한 상관 에너지 값를 N2번 반복해서 수집한다.
상기 N2는 N1보다 크게 설정되지만,(예를 들어 N2는 N1의 2~3배) 제 2 윈도우의 범위는 제 1 윈도우의 검색 결과 에너지가 가장 집중되어 있는 위치에 배치되므로, 제 2 윈도우의 범위(W2)는 제 1 윈도우의 범위(W1)보다 작게 설정될 수 있다.(예를 들어 W1은 W2의 6~7배) 그러므로 N2가 커지더라도, 검색시간은 많이 소모되지 않는다.
단계(s320)에서, 복조기는 현재 경로에서 N2번 반복 수집된 상관 에너지 값들의 평균을 구하고, 구해진 평균 상관 에너지 값을 미리 정해진 제 2 임계치(TH2)와 비교한다. 제 2 임계치(TH2)는 제 1 임계치(TH1)보다 크거나 같아야 한다. 제 2 윈도우의 검색시 보다 엄격한 조건을 적용하기 위해서, 제 2 임계치(TH2)를 제 1 임계치(TH1)보다 크게 설정할 수 있다.
만일 현재 경로의 평균 상관 에너지 값이 제 2 임계치보다 크면, 단계(s230)에서 복조기는 핑거버퍼(Finger Buffer)에 기 검색된 검색결과(검색위치)가 저장되어 있는지를 확인한다. 핑거버퍼가 가득차 있으면,(Full) 단계(s340)에서 복조기는 상기 평균 상관 에너지 값을, 핑거버퍼에 저장된 검색위치의 상관 에너지 값들 가운데 가장 작은 상관 에너지 값과 비교한다. 제 2 윈도우 검색은 제 1 윈도우 검색보다 작은 범위에 걸쳐서 수행되므로, 핑거버퍼는 후보버퍼보다 작게 설정된다.
검색절차에서 후보버퍼와 핑거버퍼는 동시에 사용되지 않으므로, 기지국은 후보버퍼의 크기를 기준으로 하여 메모리를 할당하고, 할당된 메모리를 제 1 윈도우 검색과 제 2 윈도우 검색에 모두 이용함으로써, 메모리 소자의 사용을 절약할 수 있다.
상기 평균 상관 에너지 값이 핑거버퍼내의 최소 상관 에너지 값보다 크면, 단계(s350)에서 상기 평균 상관 에너지 값의 검색위치(현재 위치)는, 핑거버퍼 내에서 최소 상관 에너지 값의 위치에 대신 저장된다. 평균 상관 에너지 값이 상기 최소 상관 에너지 값보다 작으면, 그 경로는 무시된다. 또한 핑거버퍼가 풀(Full)이 아니면 상기 평균 상관 에너지 값은 핑거버퍼의 임의 위치에 무조건 저장된다.
단계(s360)에서, 복조기는 상기 평균 상관 에너지 값의 검색위치가 저장된 핑거버퍼의 데이터를 상관 에너지 값의 크기(Magnitude)순으로 정렬한다.
상기 단계(s320)에서 상기 평균 상관 에너지 값이 상기 제 2 임계치보다 크지 않거나, 단계(s360)에서 핑거버퍼가 정렬되고 나면, 단계(s370)에서 복조기는 현재경로의 검색위치를 다음경로로 이동된다.
단계(s380)에서, 복조기는 이동된 다음경로의 검색위치가 제 2 윈도우의 범위를 초과하는지를 확인한다. 이동된 검색위치가 제 2 윈도우의 범위를 초과하지 않으면, 상기 단계(s310)로 복귀하여 제 2 윈도우 범위 내에서 다음경로(검색위치)의 상관 에너지 값을 N2번 반복해서 수집하고, 그 경로를 검색하는 절차를 반복한다. 그러므로 상기의 단계들(s310 내지 s380)은 제 2 윈도우의 범위 내에서 해상도 단위로 모든 경로(검색위치)에 대하여 순차적으로 수행된다.
단계(s380)에서 이동된 검색위치가 제 2 윈도우의 범위를 초과하면, 제 2 윈도우의 모든 경로(검색위치)에 대한 검색이 모두 완료된 것이므로, 복조기는 제 2 윈도우 검색을 완료한다.
단계(s140)(도 3)에서, 제 2 윈도우의 검색이 완료되면, 복조기는 제 2 윈도우의 검색결과가 저장된 핑거버퍼의 내용을 이용하여, 검색된 위치들 중 가장 큰 상관 에너지 값을 가지는 검색위치에 수신기(핑거)를 할당한다. 할당된 수신기는 해당 검색위치에서 이동 단말기의 신호를 수신하고, 수신된 신호를 복조한다.
그러나 제 1 윈도우 검색을 통해 유효한 신호가 검출되지 않았다면, 단계(s120)에서 후보버퍼는 검색결과를 가지고 있지 않는다. 즉, 후보버퍼가 엠티(Empty)인 경우, 단계(s145)에서 복조기는 제 1 윈도우 검색을 위한 검색 제한시간을 다시 계산한다. 다시 계산되는 제 2 제한시간은, 기지국의 복조기가 검색에 소비할 수 있는 전체 시간 가운데, 첫 번째 제 1 윈도우의 검색(s115)에 소비한 시간을 뺀 값을 고려하여 계산된다. 예를 들어, 제 2 제한시간은 제 2 윈도우의 검색에 필요한 시간과 같게 설정될 수 있다.
제 2 제한시간이 계산되면 복조기는 제 2 제한시간으로 설정된 타이머를 구동하고, 단계(s150)에서, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 제 1 윈도우 검색을 수행한다.
단계(s150)에서, 제 1 윈도우 검색이 완료될 때마다 복조기는 제 2 제한시간이 만기되었는지를 확인한다. 제 2 제한시간이 만기되지 않았으면 제 1 윈도우 검색은 다시 수행되고, 제 2 제한시간이 만기되었으면 제 1 윈도우 검색은 완료된다. 제 2 제한시간동안의 제 1 윈도우 검색이 완료되면, 단계(s140)에서 복조기는 제 1 윈도우의 검색결과를 이용하여 핑거를 할당한다. 즉, 제 2 윈도우 검색이 수행되지 않은 경우, 복조기는 검색 절차가 모두 완료된 이후에 후보버퍼에 저장된 내용을 이용하여 핑거를 할당하고, 이동 단말기의 수신신호를 검색 및 획득하는 과정을 종료한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 제 1 윈도우 검색과 제 2 윈도우 검색은 동일한 하드웨어와 소프트웨어를 이용하여 구현할 수 있으므로 구현상의 복잡도가 감소되며, 검색 윈도우의 전체 범위에 대한 결과 데이터를 저장할 필요가 없으므로 메모리 소자의 사용량도 줄일 수 있다. 즉, 본 발명은 기지국의 복조기에서 제한된 하드웨어를 이용하여 이동 단말기의 신호를 고속으로 정확하게 검출할 수 있는 효과가 있다.

Claims (30)

  1. 임의의 시간영역인 윈도우 내의 각각의 검색위치(Search Position)에서 유효한 신호가 존재하는지의 여부를 검색함으로써, 이동 단말기로부터의 수신신호가 존재하는 검색위치를 획득하는 기지국의 복조기에 있어서,
    상기 복조기가 상기 이동 단말기의 수신신호 검색에 관련된 파라미터를 읽는 단계와;
    상기 읽은 파라미터를 참조하여, 제 1 윈도우 검색을 위한 제 1 제한시간을 계산하고 제 1 제한시간 타이머를 설정하는 단계;
    상기 제 1 제한시간 동안에, 상기 이동 단말기로부터의 수신신호에 대하여 제 1 윈도우 검색을 반복적으로 수행하고 그 검색결과를 후보버퍼(Candidate Buffer)에 저장하는 단계;
    상기 제 1 제한시간이 만기되면, 상기 후보버퍼에 제 1 윈도우의 검색결과가 존재하는지를 확인하는 단계;
    상기 후보버퍼에 검색결과가 존재하면, 상기 검색결과를 바탕으로 상기 제 1 윈도우 내에 다수의 임시 제 2 윈도우를 배치하고, 상기 각각의 임시 제 2 윈도우내에서 다수의 검색위치의 후보 상관 에너지 값(Candidate Correlation Energy Value)들의 합을 계산하는 단계;
    상기 각각의 임시 제 2 윈도우내의 후보 상관 에너지 값들의 합을 고려하여 제 2 윈도우의 시작위치를 설정하는 단계;
    상기 설정된 시작위치에 제 2 윈도우를 배치하고, 제 2 윈도우 검색을 수행하고 그 검색결과를 핑거버퍼(Finger Buffer)에 저장하는 단계;
    상기 후보버퍼에 검색결과가 존재하지 않으면, 제 1 윈도우 검색을 위한 제 2 제한시간을 계산하고, 제 2 제한시간 타이머를 설정하는 단계;
    제 2 제한시간 동안에 제 1 윈도우 검색을 반복적으로 수행하고 그 결과를 상기 후보버퍼에 저장하는 단계; 및
    상기 제 2 윈도우의 검색결과 또는 상기 제 2 제한시간 동안의 제 1 윈도우 검색결과에 의하여 검색된 위치에 핑거(Finger)를 할당하는 단계를 포함하는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 관련 파라미터는,
    상기 기지국이 상기 이동 단말기로부터 수신하는 수신신호, 즉 프리앰블의 길이와;
    상기 제 1 윈도우의 크기; 및
    상기 제 2 윈도우의 크기를 포함하는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 제한시간 동안에 제 1 윈도우 검색을 수행하는 단계는,
    상기 제 1 제한시간이 만기되었는지를 확인하는 단계와;
    상기 제 1 제한시간이 만기되지 않았으면, 상기 제 1 윈도우 검색을 수행하고, 상기 제 1 제한시간을 확인하는 단계로 복귀하는 단계; 및
    상기 제 1 제한시간이 만기되었으면, 상기 제 1 윈도우 검색을 완료하는 단계를 포함하는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 제 1 윈도우 검색을 수행하고 그 결과를 후보버퍼에 저장하는 상기 단계는,
    상기 제 1 윈도우 검색 결과 유효한 신호가 존재하는 검색위치(Search Position)를 상기 후보버퍼(Candidate Buffer)에 저장하는 단계를 포함하는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 제 1 윈도우 검색을 수행하고 그 결과를 후보버퍼에 저장하는 상기 단계는,
    상기 이동 단말기로부터의 수신신호에 대하여, 상기 제 1 윈도우 범위 내에서 최초경로에 해당하는 최초 검색위치에서 상관 에너지 값을 N1번 반복해서 수집하는 단계와;
    상기 반복 수집된 상관 에너지 값들의 평균이 제 1 임계치(TH1)보다 크면, 상기 후보버퍼가 풀인지를 확인하는 단계;
    상기 후보버퍼가 풀이면, 상기 평균 상관 에너지 값이 후보버퍼내의 최소 상관 에너지 값보다 큰지를 확인하는 단계;
    상기 후보버퍼가 풀이 아니거나, 상기 평균 상관 에너지 값이 상기 후보버퍼내의 최소 상관 에너지 값보다 크면, 상기 평균 상관 에너지 값의 검색위치를 상기 후보버퍼에 저장하는 단계;
    상기 평균 상관 에너지 값의 검색위치가 저장된 후보버퍼의 데이터를 상관 에너지 값의 크기순으로 정렬하는 단계;
    상기 평균 상관 에너지 값이 상기 제 1 임계치보다 크지 않거나, 후보버퍼를 정렬하고 나면, 상기 검색위치를 다음경로에 해당하는 다음 검색위치로 이동시키는 단계;
    상기 다음 검색위치가 상기 제 1 윈도우의 범위를 초과하지 않으면, 제 1 윈도우 범위 내에서 상기 다음 검색위치의 상관 에너지 값을 N1번 반복해서 수집하는 단계로 복귀하는 단계; 및
    상기 다음 검색위치가 상기 제 1 윈도우의 범위를 초과하면, 제 1 윈도우 검색을 완료하는 단계를 포함하는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 평균 상관 에너지 값의 검색위치를 상기 후보버퍼에 저장하는 단계는,
    상기 평균 상관 에너지 값이 상기 후보버퍼내의 최소 상관 에너지 값보다 크면, 상기 평균 상관 에너지 값의 검색위치를 상기 최소 상관 에너지 값의 검색위치 대신 저장하는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 검색위치를 다음경로에 해당하는 다음 검색위치로 이동시키는 단계는,
    해상도(Resolution)를 단위로 하여, 상기 검색위치를 제 1 윈도우 내의 다음 검색위치로 이동시키는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 윈도우 검색을 수행하는 단계는,
    해상도를 단위로 하여 상기 제 1 윈도우를 다수개의 경로로 구분하고, 상기 제 1 윈도우 내의 모든 경로에 대하여 검색을 수행하는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 윈도우 검색을 수행하는 단계는,
    해상도를 단위로 하여 제 1 윈도우를 다수개의 경로로 구분하고, 상기 제 1 윈도우 내의 모든 경로에 대하여 검색을 수행하는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  10. 제 3 항, 제 4 항, 제 8 항 및 제 9 항 가운데 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 제한시간은,
    전체 검색시간 가운데, 상기 제 1 윈도우 검색을 반복 실시할 수 있는 최대 시간으로 계산되는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 후보버퍼는,
    상기 제 1 윈도우 검색결과 유효한 신호가 존재하는 검색위치와;
    각 검색위치에서의 상관 에너지 값;
    상기 수신신호를 수신한 안테나의 정보; 및
    수신 지연정보를 포함하는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제 2 윈도우내의 상관 에너지 값들의 합을 계산하는 단계는,
    상기 후보버퍼에 저장된 각각의 후보 검색위치를 중심으로 하여 임시 제 2 윈도우를 배치하고, 임시 제 2 윈도우 내에 존재하는 모든 검색위치에서의 후보 상관 에너지 값들의 합을 계산하는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 윈도우의 시작위치를 설정하는 단계는,
    상기 각각의 후보 검색위치에 대하여 계산된 후보 에너지의 합들을 서로 비교하여, 그 합이 가장 큰 경우의 임시 제 2 윈도우의 위치를 제 2 윈도우의 시작위치로 설정하는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 제 2 윈도우 검색을 수행하고 그 결과를 핑거버퍼에 저장하는 상기 단계는,
    상기 이동 단말기로부터의 수신신호에 대하여, 상기 제 2 윈도우 범위 내에서 최초경로에 해당하는 최초 검색위치에서 상관 에너지 값을 N2번 반복해서 수집하는 단계와;
    상기 반복 수집된 상관 에너지 값들의 평균이 제 2 임계치(TH2)보다 크면, 상기 핑거버퍼가 풀인지를 확인하는 단계;
    상기 핑거버퍼가 풀이면, 상기 평균 상관 에너지 값가 핑거버퍼내의 최소 상관 에너지 값보다 큰지를 확인하는 단계;
    상기 핑거버퍼가 풀이 아니거나, 상기 평균 상관 에너지 값이 상기 핑거버퍼내의 최소 상관 에너지 값보다 크면, 상기 평균 상관 에너지 값의 검색위치를 상기 핑거버퍼에 저장하는 단계;
    상기 평균 상관 에너지 값의 검색위치가 저장된 핑거버퍼의 데이터를 상관 에너지 값의 크기순으로 정렬하는 단계;
    상기 평균 상관 에너지 값이 상기 제 2 임계치보다 크지 않거나, 상기 핑거버퍼를 정렬하고 나면, 상기 검색위치를 다음경로에 해당하는 다음 검색위치로 이동시키는 단계;
    상기 다음 검색위치가 상기 제 2 윈도우의 범위를 초과하지 않으면, 제 2 윈도우 범위 내에서 상기 다음 검색위치의 에너지를 N2번 반복해서 수집하는 단계로 복귀하는 단계; 및
    상기 다음 검색위치가 상기 제 2 윈도우의 범위를 초과하면, 제 2 윈도우 검색을 완료하는 단계를 포함하는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 평균 상관 에너지 값의 검색위치를 핑거버퍼에 저장하는 단계는,
    상기 평균 상관 에너지 값이 상기 최소 상관 에너지 값보다 크면, 상기 평균 상관 에너지 값의 검색위치를 상기 최소 상관 에너지 값의 검색위치에 대신 저장하는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 검색위치를 다음경로에 해당하는 다음 검색위치로 이동시키는 단계는,
    해상도(Resolution)를 단위로 하여, 상기 검색위치를 제 2 윈도우 내의 다음 검색위치로 이동시키는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 제 2 윈도우 검색을 수행하는 단계는,
    해상도를 단위로 하여 상기 제 2 윈도우를 다수개의 경로로 구분하고, 상기 제 2 윈도우 내의 모든 경로에 대하여 검색을 수행하는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 윈도우 내의 각 경로에 대한 검색회수(N1)는, 상기 제 2 윈도우 내의 각 경로에 대한 검색회수(N2)보다 작도록 설정되는, 코드분할 다중접속 시스템에서 기지국이 이동 단말기 신호 획득방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 제 2 윈도우의 크기(W2)는, 상기 제 1 윈도우의 크기(W1)보다 작도록 설정되는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 제 2 임계치(TH2)는, 상기 제 1 임계치(TH1)보다 크도록 설정되는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 제 2 제한시간은,
    전체 검색시간 가운데, 두 번째 제 1 윈도우 검색을 수행할 수 있는 최대 시간으로 계산되는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 제 2 제한시간은,
    이동 단말기가 전송하는 프리앰블의 길이를 고려하여, 두 번째 제 1 윈도우 검색을 수행할 수 있는 최대 시간으로 계산되는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 상기 제 2 제한시간 동안에 제 1 윈도우 검색을 수행하는 단계는,
    상기 제 2 제한시간이 만기되었는지를 확인하는 단계와;
    상기 제 2 제한시간이 만기되지 않았으면, 제 1 윈도우 검색을 수행하는 단계; 및
    상기 제 2 제한시간이 만기되었으면, 제 1 윈도우 검색을 완료하는 단계를 포함하는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 핑거를 할당하는 단계는,
    전체 검색시간동안에 검색된 검색결과를 저장하는 버퍼의 내용을 이용하여, 버퍼에 저장된 검색위치에 상기 핑거를 할당하는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 핑거를 할당하는 단계는,
    전체 검색시간동안에 검색된 검색결과를 저장하는 버퍼의 내용을 이용하여, 버퍼에 저장된 검색위치 가운데 가장 큰 상관 에너지 값을 가지는 검색위치에 상기 핑거를 할당하는, 코드분할 다중접속 시스템에서 이동 단말기 신호의 획득방법.
  26. 기지국의 복조기가 제 1 윈도우(W1) 범위 내의 각 경로에 대해 이동 단말기의 신호를 고속으로 검색하는 단계와;
    상기 제 1 윈도우 검색 결과에 의하여, 상기 제 1 윈도우 내에 상기 제 1 윈도우보다 작은 크기를 가지는 제 2 윈도우(W2)를 배치하고, 제 2 윈도우 범위 내의 각 경로에 대해 상기 이동 단말기의 신호를 저속으로 검색하는 단계; 및
    상기 제 1 윈도우의 검색 결과 또는 제 2 윈도우의 검색 결과에 의하여 획득된 경로에 핑거를 할당하는 단계를 포함하는, 코드분할 다중접속 시스템에서 기지국이 이동 단말기 신호 획득방법.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 제 2 윈도우의 크기(W2)는, 상기 제 1 윈도우의 크기(W1)보다 작도록 설정되는, 코드분할 다중접속 시스템에서 기지국이 이동 단말기 신호 획득방법.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 제 1 윈도우 범위 내의 각 경로에 대한 검색회수(N1)는, 상기 제 2 윈도우 범위 내의 각 경로에 대한 검색회수(N2)보다 작도록 설정되는, 코드분할 다중접속 시스템에서 기지국이 이동 단말기 신호 획득방법.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 제 1 윈도우 범위 내에서 이동 단말기의 신호를 검색하는 기준이 되는 제 1 임계치(TH1)는, 상기 제 2 윈도우 범위 내에서 이동 단말기의 신호를 검색하는 기준이 되는 제 2 임계치(TH2)보다 작도록 설정되는, 코드분할 다중접속 시스템에서 기지국이 이동 단말기 신호 획득방법.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 제 1 윈도우 범위 내에서의 검색은, 1회 또는 그 이상 수행되는, 코드분할 다중접속 시스템에서 기지국이 이동 단말기 신호 획득방법.
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