KR100430301B1 - Ｃｄｍａ 이동통신 수신방식에서의 탐색방법 및 수신장치 - Google Patents

Ｃｄｍａ 이동통신 수신방식에서의 탐색방법 및 수신장치 Download PDF

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Abstract

2 가지 종류의 사용자 조정 탐색기 즉, 좁은 탐색 범위 탐색기 (3, 4) 및 넓은 탐색 범위 탐색기 (5) 가 이동국에서의 2 가지 종류의 다중경로 특징에 따라 다수의 탐색기 그룹으로부터 설정되고, 사용되며, 이에 의해 높은 정확도 및, 감소된 하드웨어 및 소프트웨어 크기로 효율적으로 탐색하는 것을 가능하게 한다.

Description

ＣＤＭＡ 이동통신 수신방식에서의 탐색방법 및 수신장치{SEARCH METHOD AND RECEIVING APPARATUS IN CDMA MOBILE COMMUNICATION RECEIVING SCHEME}
1. 기술 분야
본 발명은 CDMA (Code Division Multiple Access; 코드 분할 다중 접속) 이동 통신 시스템의 수신 방식에서 동기 획득 탐색 방법 (synchronous acquisition search method) 및 수신 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 수신 경로의 상태에 따라 탐색 범위가 임의적으로 설정되는 다수의 탐색기를 사용하는 동기 획득 탐색 방법 및 수신 장치에 관한 것이다.
2. 배경 기술
최근, 반송파의 확산 스펙트럼 프로세싱이 의사 랜던 코드 (pseudo random code) 를 확산 코드로서 이용함으로써 수행되는 CDMA 방식의 셀룰러 전화기 시스템에 많은 관심이 모아지고 있고, 확산 신호의 코드 시퀀스의 패턴 및 위상이 다중 접속을 허용하도록 변화되고 있다.
이 CDMA 방식의 셀룰러 전화기 시스템에서, 수신된 확산 신호의 상관 시작 위치는 높은 속도에서 결정되어야 한다. 일단 이러한 초기 동기화가 얻어지면, 칩 타이밍 (chip timing) 을 라디오 채널에서 유발된 경로 지터 변동 (path jitter variation) 과 계속 매치시킴으로써 상관 계산을 위한 동기화를 항상 유지하기 위해 제어가 수행될 필요가 있다.
일반적인 이동 통신시스템에서, 다중경로 페이딩 (fading) 의 영향은 심각한 문제를 내포한다. CDMA 방식은 그러한 다중경로를 긍정적이고 효과적으로 사용하기 위해 RAKE 수신 방식을 이용한다. 이 RAKE 수신 방식은 다수의 다중경로에 따라 수신 프로세싱을 수행하기 위한 다수의 핑거 (finger) 및 수신 타이밍을 발생시키기 위한 탐색기 (searcher) 를 이용한다. 수신 프로세싱 후, 생성된 신호는 합성된다.
상술한 바와 같이, 수신 신호의 동기 획득을 수행하고 다중경로의 지연 분포로부터 수신 타이밍을 얻기 위해 탐색기가 사용된다.
도 7 은 종래의 탐색 방법을 설명하는 다목적 탐색기의 개념을 나타낸다. 도 7 을 참조하면, 수신 신호 1 이 교환 장치 (2) 를 통해 다수의 탐색기 (70 내지 72) 로 보내지고, 하나의 탐색기가 사용자 (13 내지 15) 각각에 배정된다. 예를 들면, 탐색기 (70) 가 사용자 #0 (13) 에 배정되고, 탐색기 (71) 이 사용자 #1 (14) 에 배정되며, 탐색기 (72) 가 사용자 #2 (15) 에 배정된다.
도 8 은 종래의 탐색 방법을 사용하는 수신 장치의 전체 구성을 나타낸다. 도 8 은 일 사용자에 대응하는 일부분만을 나타낸다. 도 8 을 참조하면, 라디오 채널을 통해 전파하는 라디오 신호가 안테나를 통해 수신부 (20) 에 의해 수신된다. 이 수신 신호가 수신부 (20) 의 출력 스테이지에 연결된 아날로그/디지탈 변환부 (21) 에 의해 디지탈 신호로 변환되고, 베이스밴드 신호가 된다. 이 신호가 다중경로 처리부 (80) 로 보내진다. 다중경로 처리부 (80) 에서, 입력 디지탈 신호 (베이스밴드 신호) 가 다수의 수신 경로 각각에 대한 프로세싱을 수행하는 다수의 핑거부 (81) 및 수신 타이밍을 발생하는 탐색기 부 (82) 로 보내진다. 그후, 탐색기부 (82) 로부터의 출력인 수신 경로 타이밍에 따라 핑거부 (81) 가 수신 프로세싱을 수행한다.
핑거부 (81) 에 의해 처리된 수신 신호 출력은 합성되기 위해 RAKE 합성부 (23) 로 보내진다. 생성된 신호는 디코딩되기 위해 신호 처리부 (24) 로 보내진다.
도 8 에 나타낸 종래의 탐색기부 (82) 의 동작을 도 9 를 참조하여 이하 설명한다. 종래의 탐색기부 (82) 에서, 전체 셀 반경은 탐색 범위 (90) 으로 설정된다. 전체 지연 분포 (entire delay profile)(40) 이 단일의 탐색기부 (82) 를 이용함으로써 탐색된다.
이동 통신에서 다중경로는 다음 2 가지 특징을 가진다.
(1) 다중경로가 상당히 빈번한 간격으로 상대적으로 좁은 범위에서 발생한다. 이 범위가 급속히 변하지 않는다. 그러므로, 탐색은 좁은 범위에서 이루어져야 한다.
(2) 이동 통신에서, 예를 들면, 이동국이 건물의 그림자내로 이동할 때 등과 같이, 수신 상태에서의 갑작스런 변화가 반드시 발생한다. 이러한 현상은 섀도잉 (shadowing) 이라 불리고 아주 빈번히 발생하지는 않는다. 그러나, 이런 현상에서, 신호가 이전의 수신 타이밍에서 수신될 수 없는 일이 갑자기 발생하고, 새로운 경로가 나타날 위치가 알 수 없다. 이러한 이유로, 전체 셀 반경이 항상 탐색되어야 한다. 즉, 이동 통신에서 다중경로의 행동은 상기한 2 가지 상반되는 특징을 포함한다.
3. 발명의 상세한 설명
(발명이 해결해야할 문제점)
프로세싱이 1 가지 형태의 탐색기에 의해 수행되는 종래의 방법에서, 탐색기의 하드웨어 또는 소프트웨어 크기가 증가하거나 프로세싱 지연이 증가함에 따라 정확성에서의 악화가 발생한다.
그러므로, 본 발명의 목적은 종래 기술보다 더 높은 정확성을 나타내는 CDMA 이동 통신 수신방식에서의 탐색 방법 및 수신 장치를 제공하는 것이다.
(문제에 대한 해결 방법)
본 발명에 따르면, 상기한 목적을 이루기 위해, 상술한 2 가지 형태의 다중경로의 특징에 따라 다수의 탐색기 그룹 중 2 가지 형태의 탐색기 즉, 좁은 탐색 범위 (narrow-search-range) 탐색기 및 넓은 탐색 범위 (wide-search-range) 탐색기를 설정한다.
즉, 본 발명에 따른, CDMA 이동 통신 수신 방식에서 탐색 방법 및 수신 장치는, 다중경로 조건에 따라서 다수의 탐색기 그룹 중 전체 셀 반경을 탐색하는 넓은 탐색 범위 셀 탐색기 및 다수의 다중경로를 각각 탐색하는 하나 이상의 좁은 탐색 범위 지연 확산 탐색기를 각각의 사용자들에 대응하여 할당하는데 특징이 있다.
좀더 구체적으로는, 수신부, 아날로그/디지탈 변환부, 제어부, 다수의 탐색기부, 다수의 핑거부, RAKE 합성부 및 신호 처리부에 의해 구성된 CDMA 이동 통신시스템의 수신 방식에서, 제어부는 하나의 셀 탐색기를 할당하기 위해 탐색 폭 오프셋 값을 0 으로 설정하고 전체 셀 반경을 탐색 범위로 설정한다.
또한, 지연 확산 탐색기를 할당하기 위해, 제어부는 각 탐색기부로부터의 수신 신호 출력의 지연 분포에 대한 유효 경로 타이밍 (effective path timing) 정보로부터 한계값과 같거나 더 높은 피크 레벨 (peak level) 의 수를 필요한 지연 확산 탐색기의 수를 결정하기 위해 계산한다. 또한, 제어부는 각 지연 탐색 탐색기의 탐색 범위를 결정하기 위해 유효 경로 타이밍 정보로부터 한계값과 같거나 더 높은 피크 레벨의 폭을 계산한다. 또한, 제어부는 각 지연 확산 탐색기의 탐색 동작의 시작점을 결정하기 위해 유효 경로 타이밍 정보로부터 한계값과 같거나 더 높은 피크 레벨의 시작 타이밍의 위치를 계산한다. 이는 프로세싱 지연에서의 증가를 방지하고 효율적이며 높은 정확도에서 감소된 하드웨어 및 소프트웨어 크기로 탐색하는 것을 가능하게 한다.
모든 탐색기가 사용 중에 사용자의 수가 증가하거나 다중 경로가 증가하여 새로운 셀 탐색기 또는 지연 확산 탐색기가 할당되어야 한다면, 제어부는 이미 할당되었던 탐색기 중 각 사용자에게 가장 낮은 정도의 영향을 나타내는 지연 확산 탐색기를 해제한다 (release). 이는 탐색기의 더 효율적인 사용을 실현할 수 있게 한다.
또한, 제어부는 부분적인 에너지 정보와 지연 확산 탐색기의 지연 분포에 대한 소정의 레벨과 같거나 더 높은 다수의 경로에 대한 부분적인 위치 정보를 곱한 것의 합산에 대응하는 중심 위치를 계산하고, 계산된 위차가 탐색 범위의 한계값으로부터 벗어나는 것을 방지하기 위해 제어를 수행한다. 이는 이동국의 위치 변화에 수반하는 탐색 에러를 억제하여, 탐색 정확도를 증가시킬 수 있다.
4. 도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명에 따른 탐색 방법을 설명하는 수신 장치의 개념을 나타내는 도면이다.
도 2 는 본 발명에 따른 탐색 방법을 이용하는 수신 장치의 전체적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 탐색 방법을 이용하는 일 탐색기부의 상세한 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 탐색 방법을 이용하는 탐색기 할당 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 는 본 발명에 따른 탐색 방법을 이용하는 탐색 범위 이동 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 은 본 발명에 따른 탐색 방법을 이용하는 탐색기의 전체 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 7 은 종래의 탐색기의 개념을 나타내는 도면이다.
도 8 은 종래의 탐색 방법을 이용하는 수신 장치의 전체적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9 는 도 8 에서 종래의 탐색기부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
5. 발명을 실시하는 최적 실시형태
이하, 본 발명의 실시형태를, 첨부 도면을 참조하여, 설명한다.
본 발명에서는, 다음 2 가지 형태의 탐색기를 정의하고, 각 탐색기에 대해 이하 기능을 실행하도록 다음의 동작 조건을 설정한다.
(1) 셀 탐색기 : 탐색 범위가 목표 셀의 전체 반경으로 설정된다. 탐색 해상도 (resolution) 가 낮고 탐색에 요구되는 시간이 길다.
(2) 지연 확산 탐색기 : 하나의 유효 다중경로가 수신될 수 있는 탐색 범위가 좁은 범위이다. 탐색 해상도가 높고 탐색에 요구되는 시간이 짧다.
도 1 은 본 발명에 따른 탐색 방법을 설명하기 위해 사용된 수신 장치의 개념을 나타낸다. 도 1 을 참조하면, 수신 신호 1 이 교환 장치 (2) 를 통해 다수의 탐색기 (3 내지 12) 로 보내진다. 셀 탐색기 (5, 10, 및 12) 중 하나 및 지연 탐색기 (3, 4, 6, 7, 8, 9, 및 11) 중 적어도 하나가 각 사용자에게 할당된다.
예를 들어, 도 1 에 나타낸 사용자 #0 (13) 에 대해, 수신 신호는 상이한 수신 경로를 통해서 보내지고 상이한 위상을 갖는 2 개의 신호를 포함하기 때문에 즉, 2 개의 다중경로가 발생하기 때문에, 지연 확산 탐색기 (3 및 4) 가 각 다중경로에 할당된다. 상기한 2 개의 지연 확산 탐색기에 부가하여, 다중경로 조건에 상관없이 셀의 전체 반경을 탐색하는 하나의 셀 탐색기 (5) 가 사용자에게 할당된다.
사용자 #1 (14) 에 대해, 4 개의 다중경로가 수신 신호에서 발생하기 때문에, 지연 확산 탐색기 (6, 7, 8, 및 9) 가 각 다중경로에 할당된다. 상기한 4 개의 지연 확산 탐색기에 부가하여, 셀의 전체 반경을 탐색하는 셀 탐색기 (10) 가사용자에게 할당된다.
사용자 #2 (15) 에 대해, 1 개의 다중경로가 수신 신호에서 발생하기 때문에, 지연 확산 탐색기 (11) 이 단일의 다중경로에 할당된다. 또한, 셀의 전체 반경을 탐색하는 셀 탐색기 (12) 가 사용자에게 할당된다.
상술한 바와 같이, 다중경로의 수는 각 사용자에 대한 수신 신호에 의존하여 변화한다. 이러한 이유로, 많은 다중경로의 영향을 받는 사용자에 대해, 다중경로의 수와 동일한 많은 지연 확산 탐색기가 할당된다. 작은 수의 다중경로에 영향을 받는 사용자에 대해, 작은 수의 지연 확산 탐색기가 할당된다.
도 2 는 본 발명에 따른 탐색 방법을 이용하는 수신 장치의 전체 구성을 나타낸다. 도 2 는 일 사용자에 대응하는 일부분만을 나타낸다. 도 2 를 참조하면, 라디오 채널을 통해서 전파하는 라디오 신호가 안테나를 통해 수신부 (20) 에 수신된다. 이 수신 신호가 수신부 (20) 의 출력 스테이지에 연결된 아날로그/디지탈 변환부 (A/D) 에 의해 디지탈 신호로 변환되고, 베이스밴드 신호로 된다. 이 신호가 다중경로 처리부 (22) 로 보내진다.
다중경로 처리부 (22) 에서, 입력 베이스밴드 신호가 다수의 핑거부 (26) 및 수신 타이밍을 발생시키기 위한 다수의 탐색기부 (27) 에 보내진다. 다수의 수신 경로 각각에 대해, 대응하는 탐색기부 (27) 가 조금씩 베이스밴드 신호의 역확산 타이밍을 시프팅하면서 (shifting) 상관 값 레벨을 얻고, 대응하는 핑거부 (26) 에 최적의 수신 타이밍을 할당한다. 다수의 수신 경로 각각에 대해, 대응하는 핑거부 (26) 이 탐색기부 (27) 에 의해 할당된 수신 타이밍에서 베이스밴드 신호를역확산하고, 그에 의해 검출 프로세싱을 수행한다.
핑거부 (26) 으로부터의 출력은 서로 합산되기 위해 RAKE 합성부 (23) 에 보낸다. 생성된 신호가 디코딩되기 위해 신호 처리부 (24) 로 보내진다.
탐색기부 (27) 의 동작이 제어부 (25) 에 의해 제어된다. 이 제어 동작은 다음의 4 가지 입력 신호를 기초로 하여 수행된다.
(1) P(i) 입력 신호 (60) : 각 탐색기부 (27)로부터의 수신 신호 출력의 지연 분포에 대한 i 번째 유효 경로 타이밍 정보
(2) E(i) 입력 신호 (61) : 각 핑거부 (26) 에 의해 처리된 수신 신호의 i 번째 유효 경로 에너지 정보 (i 번째 유효 경로에서의 전기장 강도 = Eb/Io)
(3) Q(U) 입력 신호 (62) : 신호 처리부 (24) 로부터 출력되고 사용자 (U) 와 관련된 신호의 현재 수신 품질 (현재 프레임 에러 레이트) 및
(4) QoS(U) 입력 신호 (63) : 사용자 (U) 에 대해 요구되고 시스템 데이타에 등록된 서비스 품질 (소정의 프레임 에러 레이트)
더욱 구체적으로는, 이 입력 신호들로부터 탐색기들을 2 가지 형태의 기능 특정 (function-specific) 탐색기 (셀 탐색기 및 지연 탐색기) 로 분류하기 위해 제어부 (25) 가 제어 신호를 발생시키고, 탐색기의 설정 상태를 최적으로 유지하기 위해 제어 신호를 변화시킨다.
도 3 은 도 2 에 나타낸 탐색기부 (27) 중 하나의 상세한 구성을 나타낸다. 이 경우에, 이러한 탐색기부를 일 탐색기부 (31) 로서 설명한다.
도 3 을 참조하면, A/D 변환부 (21) 로부터 보내진 베이스밴드 신호 (30)가, 탐색기부 (27) 의 2 가지 형태의 지연 회로인 탐색 폭 오프셋 (offset) 지연 회로 (37) 및 탐색 지연 회로 (36) 에 의해 제어되는 확산 코드와 함께, 다수의 상관기 (33) 그룹의 각 상관기 (1 내지 n) 에 입력된다. 각 상관기 (1 내지 n) 이 서로 조금씩 상이한 수신 타이밍에서 역확산을 수행한다. 다수의 상관기 (33) 그룹의 각 상관기들로부터의 출력이 다수의 가산기 (34) 그룹의 가산기 (1 내지 n) 에 각각 입력된다. 각 가산기가 할당된 횟수만큼 상관값을 가산한다. 다수의 가산기 (34) 그룹의 각 가산기로부터의 출력이 유효 경로 결정부 (35) 에 입력된다. 유효 경로 결정부 (35) 는 높은 레벨이 있는 수신 타이밍에 대한 합산 상관값을 탐색하고 (피크를 탐색하고), 대응하는 경로를 유효 경로로 설정할지를 판단한다.
유효 경로 결정부 (35) 는, 페이딩 및 수신 타이밍에서의 작은 변화에 기인한 레벨 상의 변동으로 인해 유효 경로 할당에서의 빈번한 변화를 방지하기 위해 방어 프로세싱을 수행하고, 이에 의해 신호의 안정된 수신을 하게 한다. 결정된 수신 경로의 정보가 피크 타이밍 신호 (32) 로서 출력이 되고, 핑거부 (26) 의 대응하는 하나에 제공되며, 또한 P(i) 신호 (60) 로서 제어부 (25) 로의 출력이 된다.
제어부 (25) 는, 각 탐색기부로부터의 수신 신호 출력의 지연 분포에 대한 i 번째 유효 경로 타이밍 정보인 P(i) 신호 (60) 을 기초로 하여, 제 1 탐색기 할당 동작을 수행한다. 제어부 (25) 는, 이 유효 경로 타이밍 정보 P(i) 신호 (60) 를 기초로 하여, 한계값과 같거나 더 높은 피크 레벨의 구체적인 수, 피크 레벨의구체적인 폭, 각 피크 레벨의 시작 타이밍의 구체적인 위치 등을 계산한다.
제어부 (25) 가 이 한계값과 같거나 더 높은 피크 레벨의 수로부터 필요한 지연 확산 탐색기의 수를 결정하고, 피크 레벨의 폭으로부터 탐색 범위 제어 신호 (64) 를 계산하며, 각 피크 레벨의 시작 타이밍으로부터 탐색 폭 오프셋 제어 신호 (65) 를 계산한다.
확산 코드 발생기 (38) 가 베이스밴드 신호를 역확산하기 위해 확산 코드를 발생시킨다. 이 확산 코드가, 2 가지 형태의 지연 회로인 탐색 폭 오프셋 지연 회로 (37) 및 탐색 지연 회로 (36) 를 통해, 다수의 그룹의 상관기 (33) 의 각 상관기에 제공된다.
탐색 폭 오프셋 지연 회로 (37) 은 탐색 폭 오프셋 제어 신호 (65) 를 기초로 하여 탐색 폭 오프셋 양에 의해 확산 코드를 지연시킴으로써 탐색 동작의 시작점을 결정한다. 탐색 지연 회로 (36) 가 탐색 폭 오프셋 지연 회로 (37) 로부터의 확산 코드 입력을 조금씩 지연시켜, 다수 상관기 (33) 그룹의 각 상관기의 역확산 타이밍이 소정의 시간 간격만큼 서로 달라진다. 또한, 탐색 지연 회로 (36) 는 탐색 범위 제어 신호 (64) 를 기초로 하여 각 탐색기부의 탐색 범위를 결정한다.
이하, 본 발명의 탐색 방법을 이용하는 탐색기 할당 동작을, 도 4 를 참조하여 설명한다. 도 4 는 도 1 에서 사용자 #0 (13) 에 대한 경우를 나타낸다. 라디오 송수신기국 (BTS) 의 기준 수신 타이밍이 BTS 의 수신 타이밍을 기준으로 전파 지연 = 0 을 나타낸다. 지연 분포 (40) 를 가진 수신 신호에 관하여, 피크 레벨 한계값과 같거나 더 높은 경로의 수 (유효 경로의 수) 는 2 이다. 이 경우에, 제어부 (25) 가 탐색기 (5) 세트 (set) 를 셀 탐색기로 할당하고, 탐색기 (3 및 4) 세트를 각 유효 경로에 대한 지연 확산 탐색기 (3 및 4) 로 할당한다.
셀 탐색기로서 탐색기 (5) 세트는, 탐색 범위 (41) 를 셀의 전체 반경으로 설정하기 위해, 탐색 폭 오프셋을 44 내지 0 으로 설정한다. 지연 확산 탐색기로서 탐색기 (3) 세트는 제 1 경로를 탐색하기 위해, 도 4 에 나타낸 바와 같이 탐색 폭 오프셋 (45) 및 탐색 범위 (42) 로 동작한다. 이와 유사하게, 지연 확산 탐색기로서 탐색기 (4) 세트는 제 2 경로를 탐색하기 위해, 도 4 에 나타낸 바와 같이 탐색 폭 오프셋 (46) 및 탐색 범위 (43) 으로 동작한다.
제어부 (25) 가 이러한 방식으로 각 탐색기를 제어한다. 탐색기 수가 하드웨어 자원에서 한정되어 있기 때문에, 모든 탐색기가 사용 중, 사용자 수 또는 다중경로가 증가하여 새로운 셀 탐색기 또는 지연 확산 탐색기가 할당되어야 한다면, 이미 할당된 탐색기들 중 각 사용자에 가장 낮은 정도의 영향을 미치는 지연 확산 탐색기가 해제된다.
이 경우, 제어부 (25) 가 다음의 3 요소를 기초로 하여 할당된 탐색기의 각 사용자에 대한 영향 정도를 계산한다.
(1) QoS(U) : 시스템 데이타에 등록되고 사용자 U 에 대해 요구되는 서비스 품질 (소정의 프레임 에러 레이트)
(2) Q(U) : 신호 처리부 (24) 로부터의 신호 출력의 현재 수신 품질 (현재 프레임 에러 레이트) 및 사용자 U 와 관련한 현재 수신 품질 (현재 프레임 에러 레이트) 및
(3) E(ds) : 목표 지연 확산 탐색기의 유효 경로에서의 에너지 정보 (유효 경로에서의 전기장 강도 = Eb/Io)
DS 를 이미 사용자에게 할당되어 있는 탐색기에 대한 영향 정도로 하고, DSmin 을 DS 의 최소값으로 하면, 모든 사용자들에서의 모든 지연 확산 탐색기에 관하여 아래에 주어진 수학식 1 을 계산함으로써 최소값 DSmin 을 얻는다.
DSmin = MIN[(QoS(U) - Q(U)) x E(ds)]
모든 U 및 ds 에 대해서 적용된다.
제어부 (25) 가 DSmin 에 대응하는 지연 확산 탐색기를 해제하고, 해제된 탐색기를 새로운 사용자 또는 다중경로에 할당하기 위해 동작한다.
이하, 본 발명의 탐색 방법을 이용하는 탐색 범위 이동 동작을 도 5a, 도 5b, 및 도 5c 를 참조하여 설명한다. 페이딩 및 수신 타이밍에서의 작은 변화에 기인한 수신 신호의 레벨 상의 변동으로 인해 유효 경로의 할당에서의 빈번한 변화를 방지하기 위해 방어 프로세싱이 각 탐색기를 위해 수행된다. 그러나, 탐색기가 할당된 후 이동국이 이 방어 프로세싱 이상으로 이동하면, 지연 분포가 크게 변화하고 탐색기의 탐색 범위를 벗어나게 되어, 탐색 정확도에서의 감소를 초래한다.
그러므로, 제어부 (25) 가 지연 분포의 중심 Pc 를 얻고, 중심 Pc 의 위치 변동에 따라 탐색기의 탐색 범위를 제어한다. 먼저, 지연 분포의 중심 Pc 를다음의 3 요소를 기초하여 수학식 2 를 이용함으로써 구한다.
(1) N : 지연 확산 탐색기의 탐색 범위에서 소정의 레벨과 같거나 더 높은 경로의 수 (유효 경로의 수)
(2) P(i) : 지연 분포에 대한 i 번째 유효 경로 위치 정보 및
(3) E(i) : 지연 분포에서 i 번째 유효 경로 에너지 정보 (i 번째 유효 경로에서의 전기장 강도 = Eb/Io)
이 지연 분포의 중심 Pc 는 중심 에너지 정보 PcE 및 중심 위치 정보 PcW 로 구성되며, 중심 Pc 의 중심 위치 정보 PcW 를 하기식에서 구한다.
PcW = Pc ÷PcE
중심 Pc 의 위치 변동을 매치시키기 위해 탐색기의 탐색 범위를 변화시키는 동작을 다음의 요소들을 기초로 하여 수학식 4 를 이용함으로써 구한다.
(1) Wf_old : 변화 전 지연 확산 탐색기의 탐색 시작 위치
(2) Wf_new : 변화 후 지연 확산 탐색기의 탐색 시작 위치
(3) W : 지연 확산 탐색기의 탐색 범위 및
(4) α, β : 상수들 (α< β)
if(PcW(Wf_old + αW)) then Wf_new
= Wf_old - [Wf_old + (α+ β)W/2) - PcW]
else if(PcW>(Wf_old + β)) then Wf_new
= Wf_old + [PcW - (Wf_old + (α+ β)W/2)]
else then no change in search range
위의 동작을 도 5a, 도 5b, 도 5c 를 참조하여 설명한다. 도 5a 는 지연 확산 탐색기 할당 초기에서의 지연 분포 (56) 와 지연 확산 탐색기의 탐색 범위 (50) 사이의 관계를 나타낸다. 도 5a 를 참조하면, 에너지 정보 및 소정의 레벨과 같거나 더 높은 경로 (51, 52 및 53) 각각의 위치 정보를 곱하여 각 결과를 함께 합산함으로써 얻은 전체 계산값으로부터 계산된 중심 위치 PcW (54) 가 할당된다. 분명히, 지연 확산 탐색기 할당 초기에서는, 중심 위치 PcW (54) 가 지연 확산 탐색기의 탐색 범위에서 한계값 (57) 의 중앙 (55) 과 일치하고, 지연 분포 (56) 가 지연 확산 탐색기의 탐색 범위내에 해당한다. 중심 위치 PcW (54) 가 한계값 (57) 의 위치 범위 내에 해당하는 동안, 제어부 (25) 는 지연 확산 탐색기의 탐색 범위를 변화시키는 동작을 활성화하지 않는다.
도 5b 는 이동국 (mobile station) 이 라디오국 (radio station) 에 크게 접근하였기 때문에, 작도가 된 후 (after assignment of the description), 지연 분포 (56) 가 좌측으로 시프트 (shift) 하는 경우를 나타낸다. 도 5b 를 참조하면, 지연 분포 (56) 의 중심 위치 PcW (54) 가 지연 확산 탐색기의 탐색 범위에서 한계값 (57) 의 위치 범위를 넘어 좌측으로 시프트한다. 제어부 (25) 는 지연확산 탐색기의 탐색 범위를 변화시키는 동작을 활성화한다. 제어부 (25) 는 중심 위치 PcW (54), 중심 (55) 로부터 지연 분포 (56) 의 PcW 의 값, 수학식 4 에 나타낸 바와 같이 지연 확산 탐색기의 탐색 범위에서의 한계값 (57) 의 Wf_old + (α+ β)W/2 를 감산함으로써 얻은 값만큼, 지연 확산 탐색기의 탐색 범위 (50) 를 좌측으로 시프트한다. 즉, 제어부 (25) 가 탐색 폭 오프셋 지연 회로 (37) 을 제어하는 탐색 폭 오프셋 제어 신호 (65) 의 값으로부터 상기 값을 감산함으로써 지연 확산 탐색기의 탐색 범위를 변화시킨다.
도 5c 는, 이동국이 무선국으로부터 크게 멀어졌기 때문에, 작도가 된 후 (after assignment of thedescription), 우측으로 시프트하는 경우를 나타낸다. 도 5c 를 참조하면, 지연 분포 (56) 의 중심 위치 PcW (54) 가 지연 확산 탐색기의 탐색 범위에서의 한계값 (57) 의 위치 범위 이상 우측으로 시프트한다. 제어부 (25) 는 지연 확산 탐색기의 탐색 범위를 변화시키는 동작을 활성화한다. 제어부 (25) 는 중심 (55), 지연 확산 탐색기의 탐색 범위에서 중심 위치 PcW (54) 로부터의 한계값 (57) Wf_old + (α+ β)W/2, 수학식 4 에 나타낸 바와 같이 지연 분포 (56) 의 PcW 값을 감산함으로써 얻은 값만큼 지연 확산 탐색기의 탐색 범위를 우측으로 시프트한다. 즉, 제어부 (25) 가 탐색 폭 오프셋 지연 회로 (37) 을 제어하는 탐색 폭 오프셋 제어 신호 (65) 의 값에 상기 값을 합산함으로써 지연 확산 탐색기의 탐색 범위를 변화시킨다.
이하, 본 발명의 탐색 방법을 이용하는 탐색기의 전체 동작을, 도 6 을 참조하여, 설명한다.
도 6 을 참조하면, 새로운 사용자로부터 신호가 수신될 때, 탐색기에 대한 제어부 (25) 가 활성화되어 (단계 A1), 사용자에게 할당될 수 있는 미사용 탐색기가 있는지를 확인한다 (단계 A2).
미사용 탐색기가 없다면, 수학식 1 에 기초한 동작으로부터 얻은 가장 낮은 정도의 영향을 나타내는 지연 확산 탐색기가 해제된다 (단계 A3). 미사용 탐색기가 준비되면, 제어부 (25) 가 이용가능한 탐색기를 지연 확산 탐색기 또는 셀 탐색기로 설정한다 (단계 A4). 그러므로, 이 탐색기를 사용함으로써 탐색 프로세싱이 수행되고, 경로가 각 핑거에 할당된다 (단계 A5).
제어부 (25) 는 중심 위치가 탐색 범위의 한계값 내에 해당하는지를 감시하기 위해, 지연 확산 탐색기의 중심 위치를 확인한다 (단계 A6). 중심 위치가 한계값 내에 해당하면, 제어부 (25) 는 탐색 범위를 미변화 상태로 유지한다. 중심 위치가 한계값을 초과하면, 제어부 (25) 가 상기한 수학식 4 및 도 5a, 도 5b, 및 도 5c 에 기초한 동작에 의해 지연 확산 탐색기의 탐색 범위를 이동시킨다 (단계 A7).
제어부 (25) 는 지연 확산 탐색기 및 셀 탐색기를 통해 다중경로 조건을 감시하고, 다중경로 조건을 기초로 하여 지연 확산 탐색기를 부가하여 사용자에게 할당할지를 결정한다 (단계 A8). 단계 A2 로부터 단계 A4 까지의 동작과 같이, 지연 확산 탐색기를 부가할 때 사용자에게 할당할 수 있는 미사용 탐색기가 있는지를 확인하여 (단계 A9), 미사용 탐색기가 없으면, 상기한 수학식 1 에 기초한 동작으로부터 얻은 가장 낮은 정도의 영향을 나타내는 지연 확산 탐색기가 해제되며 (단계 A10), 그 이용가능한 탐색기가 필요한 지연 확산 탐색기로 설정되고 (단계 A11), 그에 의해 지연 확산 탐색기를 부가한다.
최종적으로, 제어부 (25) 는 통신의 종료를 감시한다 (단계 A12). 통신이 계속되는 동안, 탐색 프로세싱을 계속하기 위해 흐름이 단계 A5 로 되돌아오고, 일련의 동작이 반복된다. 통신이 종료된 후는, 이 동작이 종결된다 (단계 A13).
상술한 바와 같이, 본 발명에 따라서 발생한 다중경로의 특징에 따라 각 사용자에 대한 다수 탐색기 그룹 중 2 가지 형태의 탐색기 즉, 좁은 탐색 범위 탐색기 및 넓은 탐색 범위 탐색기의 조합을 이용함으로써 프로세싱 지연에서의 증가를 방지할 수 있다. 이는 하드웨어 및 소프트웨어 크기 증가를 억제하는 효율적인 탐색 방법을 제공할 수 있게 한다.
모든 탐색기가 사용되면, 제어부가 할당된 탐색기 중 각 사용자에게 가장 낮은 정도의 영향을 나타내는 지연 확산 탐색기를 확인하고 그 지연 확산 탐색기를 해제하며, 그에 의해 탐색기의 효율적인 이용을 할 수 있다.
또한, 제어부가 지연 분포의 중심을 얻고, 이 중심 위치에서의 변동에 따라 탐색기의 탐색 범위를 제어한다. 이에 의해, 이동국의 위치 변화에 수반하는 탐색 에러를 억제하여 탐색 정확도를 증대시킬 수 있다.

Claims (10)

  1. CDMA 이동 통신 방식에서의 탐색 방법으로서,
    넓은 탐색 범위를 가지고 전체 셀을 탐색하는 일 셀 탐색기, 및 셀 탐색기보다 더 좁은 탐색 범위를 가지는 하나 이상의 지연 확산 탐색기를, 수신 신호에 그 수신 신호의 다중경로 조건에 따라서 할당하고, 각 탐색기로부터 얻은 신호에 기초하여 동기 획득 (synchronous acquisition) 을 수행하는 것을 특징으로 하는 탐색 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지연 확산 탐색기 각각은 판독 가능한 다중경로에 할당되는 것을 특징으로 하는 탐색 방법.
  3. CDMA 이동 통신 방식에서의 탐색 방법으로서,
    라디오 채널을 통해 송신된 수신 신호를 수신하는 수신부;
    상기 수신 신호를 디지탈 베이스밴드 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환부;
    다수의 탐색기부 및 다수의 핑거부를 구비하고, 상기 베이스밴드 신호에 포함된 다중경로들을 처리하여 다수의 검출 신호를 출력하는 다중경로 처리부;
    상기 검출 신호들을 가산하여 합성된 신호를 출력하는 RAKE 합성부;
    상기 합성된 신호를 합성하는 신호 처리부; 및
    상기 탐색기부를 제어하는 제어부가 제공되고,
    상기 제어부는, 상기 탐색기부로부터의 수신 신호 출력의 지연 분포에 대한 유효 경로 타이밍 정보, 상기 핑거부에 의해 처리된 수신 신호의 유효 경로 에너지 정보, 신호 처리부로부터 출력되며 그 사용자와 관련되는 현재 수신 품질, 및 시스템 데이타에 등록되며 상기 사용자에 필요한 서비스 품질에 기초한 4 가지 신호에 기초하여, 상기 다수의 탐색기부를 셀 탐색기 및 지연 확산 탐색기인 2 가지 형태의 기능 특정 탐색기들로서 설정하기 위한 제어 신호를 발생시키며,
    제어 신호는 상기 다수의 탐색기부의 세트 (set) 상태를 최적으로 유지하도록 변화되는 것을 특징으로 하는 탐색 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 탐색기부가 셀 전체 반경을 탐색하는 셀 탐색기로서 동작하도록, 탐색 범위 제어 신호 및 탐색 폭 오프셋 제어 신호를 일 탐색기부로 출력하고,
    상기 탐색기부가 다수의 다중경로를 각각 탐색하는 지연 확산 탐색기로서 동작하도록, 탐색 범위 제어 신호 및 탐색 폭 오프셋 제어 신호를 다수의 탐색기부로 출력하며,
    상기 탐색기부는, 확산 코드 발생기로부터의 확산 코드에 관하여 탐색 폭 오프셋 지연 회로 및 탐색 지연 회로에 의해 지연 프로세싱을 수행하여 구한 새로운확산 코드를 베이스밴드 신호와 함께 수신하고 역확산을 수행하는 다수의 상관기 그룹, 상기 상관기 그룹으로부터 출력된 상관값을 할당된 횟수 만큼 가산하는 다수의 가산기 그룹, 및 가산 후의 상기 상관값으로부터 높은 레벨을 가진 수신 타이밍을 탐색하고 대응하는 경로가 유효 경로인지를 결정하는 유효 경로 결정부, 및
    상기 탐색 폭 오프셋 지연 회로는 상기 제어부로부터의 탐색 폭 오프셋 제어 신호에 따라 탐색 시작 타이밍을 제어하고, 상기 탐색 지연 회로는 상기 제어부로부터의 탐색 범위 제어 신호에 따라 탐색 범위를 제어하는 것을 특징으로 하는 탐색 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 탐색기를 상기 셀 탐색기로 동작하도록 하는 상기 탐색 범위 제어 신호는 셀 반경과 동등한 값을 탐색범위로 설정하며, 상기 탐색기를 상기 셀 탐색기로 동작하도록 하는 탐색 폭 오프셋 제어 신호는 0 을 오프셋 값으로 설정하며,
    상기 탐색기를 상기 지연 확산 탐색기로서 동작하도록 하는 상기 탐색 범위 제어 신호는 수신 신호의 지연 분포에 대한 유효 경로 타이밍 정보로부터 계산된 피크 레벨의 폭을 탐색 범위로 설정하며, 상기 탐색기를 상기 지연 확산 탐색기로서 동작하도록 하는 상기 탐색 폭 오프셋 제어 신호는 수신 신호의 지연 분포에 대한 유효 경로 타이밍 정보로부터 계산된 피크 레벨의 시작 타이밍을 오프셋 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 탐색 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    모든 탐색기가 사용되고 있는 동안, 사용자의 수 또는 다중경로를 증가시킬 필요가 있어서 새로운 셀 탐색기 또는 지연 확산 탐색기를 할당하여야 하는 경우, 상기 제어부는 모든 사용 중인 지연 확산 탐색기에 대해, 사용자들과 관련되고 상기 신호 처리부로부터 출력된 현재 수신 품질값을, 사용자에 대해 요구되며 시스템 데이타에 등록된 서비스 품질값으로부터 감산하여 구한 차이값에, 목표 지연 확산 탐색기의 유효 경로에서의 에너지 정보값을 곱하여 계산한 수치값을 구하고, 상기 수치 중 가장 낮은 값을 나타내는 사용 중인 지연 확산 탐색기를 해제하고 그 해제된 탐색기를 새로운 사용자 또는 다중경로에 할당하는 것을 특징으로 하는 탐색 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 지연 확산 탐색기의 지연 분포 상에서 소정의 레벨 이상의 다수 경로의 에너지 정보 부분과 위치 정보 부분을 곱한 값을 가산하여 상기 곱한 값의 총합을 계산하며, 상기 총합의 위치 정보를 계산하고, 상기 위치 정보와 상기 지연 확산 탐색기의 탐색 범위의 한계값을 비교하고, 만약 상기 비교 결과가 상기 탐색 범위의 한계값을 초과하는 것으로 나타나면 상기 탐색기의 상기 탐색 범위를 변화시키고, 이에 의해 탐색 범위의 중심 위치를 상기 총합에서의 위치와 매치시키는 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 탐색 방법.
  8. CDMA 이동 통신 방식에서의 수신 장치에서,
    넓은 탐색 범위를 가지고 전체 셀을 탐색하는 일 셀 탐색기, 및 상기 셀 탐색기보다 더 좁은 탐색 범위를 가지는 하나 이상의 지연 확산 탐색기를, 수신 신호의 다중경로 조건에 따라서 할당하는 다중경로 처리부를 구비하며, 상기 다중경로 처리부는 각 탐색기로부터 구한 신호에 기초하여 동기 획득을 수행하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  9. CDMA 이동 통신 방식에서의 수신 장치에서,
    라디오 채널을 통해 송신된 수신 신호를 수신하는 수신부, 상기 수신 신호를 디지탈 베이스밴드 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환부, 다수의 탐색기부와 다수의 핑거부를 구비하고 상기 베이스밴드 신호에 포함된 다중경로를 처리하여 다수의 검출 신호를 출력하는 다중경로 처리부, 상기 검출 신호를 가산하여 합성된 신호를 출력하는 RAKE 합성부, 상기 합성된 신호를 합성하는 신호 처리부, 및 상기 탐색기부를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는 상기 탐색기부로부터의 수신 신호 출력의 지연 분포에 대한 유효 경로 타이밍 정보, 상기 핑거부에 의해 처리된 수신 신호의 유효 경로 에너지 정보, 사용자에 관련되며 상기 신호 처리부로부터 출력되는 현재 수신 품질, 및 상기 사용자에 대해 요구되며 시스템 데이타에 등록된 서비스 품질에 기초한 4 가지 신호에 기초하여, 상기 다수의 탐색기부를 셀 탐색기 및 지연 확산 탐색기인 2 가지 형태의 기능 특정 탐색기로 설정하기 위한 제어 신호를 발생하는 수단, 및 상기다수의 탐색기부의 세트 상태를 최적으로 유지하도록 제어 신호를 변화시키는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  10. 상기 제어부가 일 탐색기부를 셀의 전체 반경을 탐색하도록 하는 CDMA 이동 통신시스템의 수신 방식인 CDMA 수신 장치로서,
    상기 제어부는 상기 탐색기부로부터의 수신 신호 출력의 지연 분포에 대한 유효 경로 타이밍 정보, 상기 핑거부에 의해 처리된 수신 신호의 유효 경로 에너지 정보, 사용자에 관련되며 상기 신호 처리부로부터 출력되는 현재 수신 품질, 및 상기 사용자에 대해 요구되며 시스템 데이타에 등록된 서비스 품질에 기초한 4 가지 신호에 기초하여, 상기 다수의 탐색기부를 셀 탐색기 및 지연 확산 탐색기인 2 가지 형태의 기능 특정 탐색기로 설정하기 위한 제어 신호를 발생하는 수단 및 상기 다수의 탐색기부의 세트 상태를 최적으로 유지하기 위해 제어 신호를 변화시키는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
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