KR100294712B1 - 시간지연 테스트 방식을 적용한 동기 채널 신호 검출 장치 및 그 방법 - Google Patents

시간지연 테스트 방식을 적용한 동기 채널 신호 검출 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

이동 통신 시스템에 있어서, 특히 광대역 코드 분할 다중 접속(이하, W-CDMA 라 약칭함) 방식을 사용하는 이동 통신 시스템의 기지국 셀 탐색 단계 중 첫 번째 단계에서 동기 채널 신호의 현재 검출 결과를 일정 시간 이전의 검출 결과와 비교한 후 최종 동기 채널 신호 검출을 검증하도록 하는 시간지연 테스트 방식을 적용한 동기 채널 신호 검출 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 매 슬롯(TSLOT)마다 일정 구간 동안 수신된 동기 채널 신호(SCH1)를 검출하는 단계와, 상기 수신되는 동기 채널 신호(SCH1)의 현재 검출 결과와 일정 시간 이전에 검출된 결과를 비교하는 단계와, 상기 비교 결과에 따라 상기 동기 채널 신호(SCH1)의 검출을 최종 검증하여 해당 슬롯의 시작 시점을 구하는 단계를 포함하여 이루어지는 시간지연 테스트 방식을 적용한 동기 채널 신호 검출 방법과 이를 위한 시스템에 관한 것이다.

Description

시간지연 테스트 방식을 적용한 동기 채널 신호 검출 장치 및 그 방법{Apparatus and Method for detecting the signal of the Synchronous Channel, which is adapting Time Delay Test Formula}
본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 W-CDMA 방식을 사용하는 이동 통신 시스템의 기지국 셀 탐색 단계 중 첫 번째 단계에서 동기 채널 신호의 현재 검출 결과를 일정 시간 이전의 검출 결과와 비교한 후 최종 동기 채널 신호 검출을 검증하도록 하는 시간지연 테스트 방식을 적용한 동기 채널 신호 검출 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 W-CDMA 방식의 이동 통신 시스템에서 기지국 셀 탐색 단계는 크게 3단계로 이루어진다.
첫 번째 단계는 기지국에서 매 슬롯(TSLOT)마다 256칩 구간 동안 전송되는 동기 채널 신호(SCH1)를 검출하여 1 프레임(Frame)당 16개의 슬롯(TSLOT) 중 임의의 한 슬롯의 시작 시점을 알아낸다.
두 번째 단계는 첫 번째 단계에서 알아낸 슬롯 시작 시점을 기준으로 기지국에서 전송하는 다음 동기 채널 신호(SCH2)를 검출함으로써, 보내진 신호가 어느 기지국 그룹에 속하는지를 알 수 있게 되며 또한 프레임의 시작 부분이 어디인지를 알 수 있게 된다.
세 번째 단계는 두 번째 단계에서 알아낸 기지국 그룹과 프레임 시작 부분에관한 정보를 이용하여 공통 제어 물리 채널(CCPCH1 : Common Control Physical Channel 1) 신호를 검출함으로써, 기지국 그룹에 속해 있는 총 16개의 기지국 중에서 신호를 보내온 기지국이 어느 것인지를 알 수 있게 된다.
도 1 은 일반적인 동기 채널 구조를 나타낸 도면으로, W-CDMA 방식의 이동 통신 시스템에서 기지국으로부터 첫 번째 동기 채널 신호(SCH1)가 전송되는 시간을 동시에 나타내었다.
도 1에서 보면, 첫 번째 동기 채널 신호(SCH1)는 매 슬롯(TSLOT) 마다 256칩 구간 동안 전송된다.
상기에서 언급한 기지국 셀 탐색 단계 중 첫 번째 단계의 주된 목적은 첫 번째 동기 채널 신호(SCH1)를 검출하여 슬롯의 시작 시점을 알아내기 위한 것으로, 종래의 셀 탐색 단계 중 첫 번째 단계는 도 2에 도시된 바와 같은 장치 구성을 이용하여 슬롯의 시작 시점을 알아낸다.
도 2 는 종래 기술에 따른 동기 채널 신호 검출을 위한 장치 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 2를 참조하면, 매 슬롯(TSLOT)마다 256칩 구간 동안 전송되는 동기 채널 신호(SCH1)가 동기 채널 신호(SCH1)의 코드(CP)를 계수로 하는 정합 필터(Matched Filter)(1)를 통과한다.
정합 필터(1)를 통과한 I채널 신호 및 Q채널 신호는 각각 제곱된 후 더해져서 1 슬롯(Tslot) 구간 동안 쉬프트 레지스터(2560 Shift Register)(2)에 저장된다.
여기서, I채널 신호 및 Q채널 신호가 각각 제곱되어 더해진 신호는 2560 샘플이 얻어지는데, 이를 쉬프트 레지스터(2)에 저장하게 된다.
쉬프트 레지스터(2)에는 매 슬롯(TSLOT) 구간 마다 얻어진 2560 샘플을 각각 저장하며, 이들 각 슬롯(TSLOT)의 2560 샘플들은 누산부(Accumulator)(3)에서 누적된다.
이후 최대값 검출부(4)는 누산부(3)의 각 출력들 중 가장 큰 누산값을 검출하여, 이 최대값으로부터 슬롯의 시작 시점을 구하는데 필요한 최대값 인덱스(Index of Maximum)를 출력한다.
결국 1 프레임(Frame)당 16개의 슬롯(TSLOT) 중 임의의 한 슬롯의 시작 시점은 누산부(3)의 각 출력들 중 최대값을 갖는 슬롯(TSLOT)의 위치를 검출하여 알아낼 수 있는데, 보다 구체적으로는 다음의 식 1에 의해 구할 수 있다.
슬롯 시작 시점 = 최대값 인덱스(Index of Maximum) - 정합 필터의 탭수(number of taps) + 1
이와 같이 종래 기술에서 정합 필터(1)를 통과한 I채널 신호 및 Q채널 신호를 각각 제곱하여 더한 후 쉬프트 레지스터(2)에 저장되는 신호에는 다른 기지국들의 신호나 다른 채널 신호에 의한 잡음이 존재하므로 동기 채널 신호 검출을 위한 장치의 검출 능력을 저하시키는 원인으로 작용한다.
따라서 잡음을 줄이기 위해서는 보통 쉬프트 레지스터(2)에 저장된 신호를여러 슬롯에 걸쳐 누적하여 잡음의 상대적 크기를 감소시킨 다음 슬롯의 시작 시점을 검출한다.
기지국으로부터 전송된 신호는 채널상의 페이딩 현상을 겪게 되어 신호의 진폭이 시간에 따라 변화하게 되는 경우가 발생한다.
따라서 현재 이동국이 속한 기지국과 이와 인접한 기지국의 각 신호는 서로 다른 페이딩 현상을 겪게 되므로, 동기 채널 신호 검출 당시 현재 이동국이 속한 기지국 신호의 평균 전력이 인접 기지국 신호의 전력보다 클 경우에도 인접 기지국의 신호 전력이 더 크게 수신될 수 있다.
도 3 은 종래 기술에 따른 동기 채널 신호 검출에서 페이딩에 의한 신호 전력 변화를 나타낸 그래프로써, 도 3의 '(a)' 시점에서 상기 설명한 상황이 발생함을 보여준다.
결국 이로 인해 기지국 셀 탐색 단계 중 첫 번째 단계에서 이동국에 가까운 기지국이 있음에도 불구하고 이 이동국에 멀리 떨어져 있는 기지국 신호를 검출하는 부정 검출(False Alarm) 오류가 발생할 수도 있다는 문제점이 있다.
또한 부가적으로 이같은 부정 검출(False Alarm) 오류가 발생하게 되면, 기지국 셀 탐색 단계에서 첫 번째 단계 이후 모든 수신 절차의 성능이 현저하게 감소하게 되며, 심지어 기지국 셀 탐색 단계를 다시 수행해야 하는 경우도 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 개선하기 위해 안출한 것으로, 기지국 셀탐색 단계 중 첫 번째 단계에서 동기 채널 신호의 현재 검출 결과를 일정 시간 이전의 검출 결과와 비교한 후 최종 동기 채널 신호 검출을 검증하도록 함으로써, 채널 상의 페이딩 현상에 따른 오류를 극복하는데 적당한 시간지연 테스트 방식을 적용한 동기 채널 신호 검출 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 시간지연 테스트 방식을 적용한 동기 채널 신호 검출 장치의 특징은, 기지국으로부터 매 슬롯(TSLOT)마다 일정 구간 동안 전송된 동기 채널 신호(SCH1)에 대해 정합 필터링을 수행한 결과값을 제곱하여 저장하고, 이들 저장값들을 정해진 슬롯 구간 동안 각각 누산한 값들 중 최대값을 검출한 후, 상기 검출된 최대값에 따른 최대값 인덱스를 근거로 하여 상기 동기 채널 신호(SCH1)를 검출한다는 것이다.
이에 따른 장치 구성은, 매 슬롯 마다 검출된 최대값에 따른 최대값 인덱스를 저장한 후 일정 시점에서 출력하는 현재 최대값 인덱스 레지스터와, 상기 현재 최대값 인덱스 레지스터로부터 일정 시점마다 출력된 최대값 인덱스를 소정 회수만큼 저장하는 n-쉬프트 레지스터와, 상기 n-쉬프트 레지스터에 저장된 최대값 인덱스 중에서 출력된 임의의 최대값 인덱스를 저장하는 이전 최대값 인덱스 레지스터와, 상기 현재 최대값 인덱스 레지스터의 저장값과 상기 이전 최대값 인덱스 레지스터의 저장값을 비교한 후 상기 동기 채널 신호(SCH1)를 검출하기 위한 비교 결과를 출력하는 비교부를 포함하여 구성된다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 시간지연 테스트 방식을적용한 동기 채널 신호 검출 절차는, 매 슬롯(TSLOT)마다 일정 구간 동안 수신된 동기 채널 신호(SCH1)를 검출하는 단계와, 상기 수신되는 동기 채널 신호(SCH1)의 현재 검출 결과와 일정 시간 이전에 검출된 결과를 비교하는 단계와, 상기 비교 결과에 따라 상기 동기 채널 신호(SCH1)의 검출을 최종 검증하여 해당 슬롯의 시작 시점을 구하는 단계를 포함하여 이루어진다.
바람직하게는, 상기 슬롯의 시작 시점을 구하는 단계가, 상기 동기 채널 신호(SCH1)의 현재 검출 결과와 상기 이전 검출 결과가 동일한 경우, 상기 현재 검출 결과를 근거로 하여 해당 슬롯의 시작 시점을 구하게 된다.
또한, 상기 비교 단계 이후 상기 동기 채널 신호(SCH1)의 현재 검출 결과와 상기 이전 검출 결과가 서로 다를 경우, 상기 동기 채널 신호 검출을 위한 상기 절차를 재수행하게 된다.
도 1 은 일반적인 동기 채널 구조를 나타낸 도면.
도 2 는 종래 기술에 따른 동기 채널 신호 검출을 위한 장치 구성을 나타낸 블록구성도.
도 3 은 종래 기술에 따른 동기 채널 신호 검출에서 페이딩에 의한 신호 전력 변화를 나타낸 그래프.
도 4 는 본 발명에 따른 동기 채널 신호 검출을 위한 장치 구성을 나타낸 블록구성도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 정합 필터(Matched Filter) 20 : 쉬프트 레지스터
30 : 누산부(Accumulator) 40 : 최대값 검출부(MAX Detector)
50 : 합산부
60 : 현재 최대값 인덱스 레지스터(Current Max Index Register)
70 : n-쉬프트 레지스터
80 : 이전 최대값 인덱스 레지스터(Past Max Index Register)
90 : 비교부(Comparator)
이하, 본 발명에 따른 시간지연 테스트 방식을 적용한 동기 채널 신호 검출 장치 및 그 방법에 대한 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에서는 동기 채널 신호 검출을 위한 장치에 동기 채널 신호의 현재 검출 결과를 일정 시간 이전의 검출 결과와 비교하기 위한 비교부를 구비한다.
이 때 비교부에서 검출 결과를 비교한 결과, 현재 검출 결과와 일정 시간 이전의 검출 결과가 동일하면 현재 검출 결과를 출력하고, 서로 다르면 동기 채널 신호 검출 절차를 다시 수행한다.
도 4 는 본 발명에 따른 동기 채널 신호 검출을 위한 장치 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 4를 참조하면, 매 슬롯(TSLOT)마다 256칩 구간 동안 전송되는 동기 채널 신호(SCH1)가 동기 채널 신호(SCH1)의 코드(CP)를 계수로 하는 정합 필터(Matched Filter)(10)를 통과한다.
정합 필터(10)를 통과한 I채널 신호 및 Q채널 신호는 각각 제곱된 후 더해져서 1 슬롯(Tslot) 구간 동안 쉬프트 레지스터(2560 Shift Register)(20)에 저장된다.
여기서, I채널 신호 및 Q채널 신호가 각각 제곱되어 더해진 신호는 2560 샘플이 얻어지는데, 이를 쉬프트 레지스터(20)에 저장하게 된다.
쉬프트 레지스터(20)에는 매 슬롯(TSLOT) 구간 마다 얻어진 2560 샘플을 각각 저장하며, 이들 각 슬롯(TSLOT)의 2560 샘플들은 누산부(Accumulator)(30)에서 누적된다.
지금까지 설명한 본 발명에 따른 동기 채널 신호 검출을 위한 동작은 종래와 동일하며, 다음은 누산부(30) 이후의 동작에 대해 설명한다.
최대값 검출부(40)는 누산부(3)의 각 출력들 중 가장 큰 누산값을 검출하여, 최초로 검출되는 최대값으로부터 슬롯의 시작 시점을 구하는데 필요한 최대값 인덱스(Index of Maximum)를 출력한다.
이후 최대값 검출부(40)로부터 출력된 최대값 인덱스는 현재 최대값 인덱스레지스터(Current Max Index Register)(60)에 저장된다.
현재 최대값 인덱스 레지스터(60)에 저장된 최대값 인덱스는 일정 시간이 경과한 후 최대값 검출부(40)가 다음 최대값 인덱스를 출력할 때, n-쉬프트 레지스터(70)로 전달되어 저장된다.
이와 같이 최대값 검출부(40), 현재 최대값 인덱스 레지스터(60) 및 n-쉬프트 레지스터(70)의 입출력 동작은 상기 최대값 검출부(40)가 n번째 최대값 인덱스를 출력할 때까지 계속 되며, 이 때 최대값 검출부(40)가 n번째 최대값 인덱스를 출력하는 시점에서 n-쉬프트 레지스터(70)에 저장되어 있던 최초 최대값 인덱스는 이전 최대값 인덱스 레지스터(Past Max Index Register)(80)에 전달되어 저장된다.
따라서, 지금까지의 동작이 종료 되면, 현재 최대값 인덱스 레지스터(60)에는 현재의 최대값 인덱스가 저장되어 있게 되며, 이전 최대값 인덱스 레지스터(80)에는 n번째 이전의 최대값 인덱스가 저장되어 있게 된다.
이후 비교부(90)는 최대값 검출부(40)로부터 새로운 최대값 인덱스가 출력될 때, 현재 최대값 인덱스 레지스터(60)의 저장값과 이전 최대값 인덱스 레지스터(80)의 저장값을 비교한다.
이 때 비교부(90)의 비교 결과, 두 레지스터(60,80)의 저장값이 서로 같으면 'd=1'을 출력하고, 서로 다르면 'd=0'을 출력한다.
여기서 'd=1' 즉 '슬롯 시작 시점 검출 = 1(slot start time detected = 1)'은 현재 슬롯의 동기 채널 신호에 대한 검출 결과가 이전의 검출 결과와 동일하다는 것을 의미하므로 다음 식 2에 의해 해당 슬롯의 시작 시점을 구하고 기지국 셀탐색 단계 중 첫 번째 단계를 종료한다.
슬롯 시작 시점 = 현재 최대값 인덱스(Current MAX Index) - 정합 필터의 탭수(number of taps) + 1
그러나 'd=0' 즉 '슬롯 시작 시점 검출 = 0(slot start time detected = 0)'은 현재 슬롯의 동기 채널 신호에 대한 검출 결과가 이전의 검출 결과와 다르다는 것을 의미하므로, 현재 슬롯의 동기 채널 신호에 대한 검출 결과가 신뢰성이 떨어진다고 판단되므로 두 결과가 동일할 때까지 기지국 셀 탐색 단계 중 첫 번째 단계를 계속한다.
다음은 본 발명에 따른 시간지연 테스트 방식을 적용한 동기 채널 신호 검출 장치 및 그 방법에 대한 하나의 실시 예를 도 3을 참조하여 설명하며, 종래와 본 발명을 비교하여 설명한다.
도 3에서 '(a)' 시점은 동기 채널 신호 검출 당시 현재 이동국이 속한 기지국 신호의 평균 전력이 인접 기지국 신호의 전력보다 큰데도 인접 기지국의 신호 전력이 더 크게 수신되는 경우이며, '(b)' 시점이나 '(c)' 시점에서는 현재 이동국이 속한 기지국 신호의 평균 전력이 더 크게 수신되는 경우를 보인 것이다.
따라서 각 시점에서 이동국이 검출한 기지국 신호는 다음과 같다.
'(a)' 시점 : 인접 기지국
'(b)' 시점 : 현재 이동국이 속한 기지국
'(c)' 시점 : 현재 이동국이 속한 기지국
만약 '(a)' 시점에서 기지국 셀 탐색 단계가 시작되었다면, 종래에는 '(a)' 시점에서 인접 기지국 신호 전력이 더 크게 수신되므로 인접 기지국의 슬롯 시작 시점을 검출하여 부정 검출(False Alarm) 오류를 발생시킨다.
그러나 본 발명의 경우, '(a)' 시점에서는 동기 채널 신호의 검출 결과를 결정하지 않고 동기 채널 신호의 검출 절차를 다시 수행한다.
(b)' 시점에서는 (a)' 시점에서의 검출 결과와 다르므로 동기 채널 신호의 검출 절차를 한번 더 수행하며, (c)' 시점에서는 (b)' 시점에서의 동기 채널 신호 검출 결과와 동일하므로 해당 기지국의 슬롯 시작 시점을 정확히 검출할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 시간지연 테스트 방식을 적용한 동기 채널 신호 검출 장치 및 그 방법에 따르면, 동기 채널 신호의 현재 검출 결과를 일정 시간 이전의 검출 결과와 비교한 후 슬롯의 시작 시점을 검출하기 때문에 페이딩 현상에 의해 현재 이동국이 속해 있는 기지국 신호의 크기가 인접한 기지국 신호의 크기보다 작게 수신되더라도 부정 검출(False Alarm) 오류를 발생시키지 않는다는 효과가 있다.
또한 부정 검출(False Alarm) 오류가 발생할 확률이 낮기 때문에 기지국 셀 탐색 단계 중 두 번째 및 세 번째 단계를 포함한 모든 셀 탐색 단계를 반복할 확률이 낮아지게 된다. 결국 전체적인 기지국 셀 탐색에 걸리는 시간이 짧아진다.

Claims (4)

  1. 매 슬롯(TSLOT)마다 일정 구간 동안 수신된 동기 채널 신호(SCH1)를 검출하는 단계와,
    상기 수신되는 동기 채널 신호(SCH1)의 현재 검출 결과와 일정 시간 이전에 검출된 결과를 비교하는 단계와,
    상기 비교 결과에 따라 상기 동기 채널 신호(SCH1)의 검출을 최종 검증하여 해당 슬롯의 시작 시점을 구하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 시간지연 테스트 방식을 적용한 동기 채널 신호 검출 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 슬롯의 시작 시점을 구하는 단계는, 상기 동기 채널 신호(SCH1)의 현재 검출 결과와 상기 이전 검출 결과가 동일한 경우, 상기 현재 검출 결과를 근거로 하여 해당 슬롯의 시작 시점을 구하는 것을 특징으로 하는 시간지연 테스트 방식을 적용한 동기 채널 신호 검출 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 비교 단계 이후 상기 동기 채널 신호(SCH1)의 현재 검출 결과와 상기 이전 검출 결과가 서로 다를 경우, 상기 동기 채널 신호 검출을 위한 상기 절차를 재수행하는 것을 특징으로 하는 시간지연 테스트 방식을 적용한 동기 채널 신호 검출 방법.
  4. 기지국으로부터 매 슬롯(TSLOT)마다 일정 구간 동안 전송된 동기 채널 신호(SCH1)에 대해 정합 필터링을 수행한 결과값을 제곱하여 저장하고, 이들 저장값들을 각각 누산한 값들 중 최대값을 검출한 후 상기 검출된 최대값에 따른 최대값 인덱스를 근거로 하여 상기 동기 채널 신호(SCH1)를 검출하는 장치에 있어서,
    매 슬롯 마다 검출된 최대값에 따른 최대값 인덱스를 저장한 후 일정 시점에서 출력하는 현재 최대값 인덱스 레지스터와;
    상기 현재 최대값 인덱스 레지스터로부터 일정 시점마다 출력된 최대값 인덱스를 소정 회수만큼 저장하는 n-쉬프트 레지스터와;
    상기 n-쉬프트 레지스터에 저장된 최대값 인덱스 중에서 출력된 임의의 최대값 인덱스를 저장하는 이전 최대값 인덱스 레지스터와;
    상기 현재 최대값 인덱스 레지스터의 저장값과 상기 이전 최대값 인덱스 레지스터의 저장값을 비교한 후 상기 동기 채널 신호(SCH1)를 검출하기 위한 비교 결과를 출력하는 비교부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 시간지연 테스트 방식을 적용한 동기 채널 신호 검출 장치.
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