KR100703286B1 - 이동통신시스템에서의 위상 변조 시퀀스 생성방법 및 이를 이용한 위상 변조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 협대역 시분할 듀플렉싱(narrow band time division duplexing: 이하 "NB-TDD") 부호분할다중접속 통신시스템에서 초기 셀 검색(initial cell search) 절차에서 다중 프레임(multi frame) 구조를 확인하기 위한 위상 변조(phase modulation) 방법에 관한 것이다. 본 발명에서 제안하는 위상 변조 방법은 기존의 방법에 비하여 작은 수의 연속된 부 프레임(sub frame)의 확인을 통하여 다중 프레임 구조를 식별할 수 있다.

cell search, multiple frame structure, phase modulation

Description

이동통신시스템에서의 위상 변조 시퀀스 생성방법 및 이를 이용한 위상 변조장치{METHOD FOR GENERATING PHASE MODULATION SEQUENCE IN A MOBILE COMMUNICATION THEREOF PHASE MODULATION DEVICE}

도 1은 협대역 시분할 듀플렉싱(NB-TDD) 부호분할다중접속 통신시스템에서의 통상적인 초기 셀 검색 단계를 보여주고 있는 도면.

도 2는 협대역 시분할 듀플렉싱(NB-TDD) 부호분할다중접속 통신시스템의 통상적인 부 프레임 구조를 보여주고 있는 도면.

도 3은 협대역 시분할 듀플렉싱(NB-TDD) 부호분할다중접속 통신시스템의 통상적인 다중 프레임 구조의 예를 나타내는 도면.

도 4는 협대역 시분할 듀플렉싱(NB-TDD) 부호분할다중접속 통신시스템의 다중 프레임 구조를 식별하기 위한 순방향 타임 슬롯(down link pilot time slot: 이하 "DwPTS"라 칭함)의 위상 변조 시퀀스에서 연속된 3개의 부 프레임이 중복되는 예를 보여주고 있는 도면.

도 5는 협대역 시분할 듀플렉싱(NB-TDD) 부호분할다중접속 통신시스템의 다중 프레임 구조를 식별하기 위한 DwPTS 위상 변조 시퀀스에서 연속된 4개의 부 프레임이 중복되는 예를 보여주고 있는 도면.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국이 DwPTS의 위상 변조를 수행하는 장치의 구성을 보여주고 있는 도면.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 제1공통 제어 물리채널 신호를 전송하는 기지국 송신장치의 구성을 도시한 도면.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 위상 변조된 DwPTS를 수신하여 멀티 프레임을 식별하기 위한 단말 수신장치의 구성을 도시한 도면.

도 9는 본 발명에서 제안하는 DwPTS 위상 변조 시퀀스의 생성 방법을 도식화한 것으로 32 비트의 DwPTS 위상 변조 시퀀스를 30개의 3비트 4원 시퀀스로 합성하는 과정을 보여주고 잇는 도면.

도 10은 본 발명에서 제안하는 DwPTS 위상 변조 시퀀스 생성 방법을 사용할 경우 마지막으로 (즉, 30 번째로) 선택되는 3 비트의 4원 시퀀스가 만족하여야 하는 특성을 보여주고 있는 도면.

도 11은 본 발명에서 제안하는 DwPTS 위상 변조 시퀀스 생성 방법을 적용한 실시 예에 해당하는 도면.

도 12는 도 11에서 실시 예에서 30 번째로 선택된 3 비트 4원 시퀀스가 도 10에서 설명되는 특성을 만족한다는 것을 보여주고 있는 도면.

도 13은 본 발명에서 제안한 DwPTS 위상 변조 시퀀스 생성 방법을 사용하여 임의의 위상 변조 시퀀스를 생성한 후 이를 사용하여 또 다른 DwPTS 위상 변조 시퀀스를 생성하는 방법을 보여주고 있는 도면.

도 14는 본 발명에서 제안한 DwPTS 위상 변조 시퀀스 생성 방법을 변형하여 특정 규칙을 가지는 DwPTS 위상 변조 시퀀스를 생성하는 방법을 보여주고 있는 도면.

본 발명은 협대역 시분할 듀플렉싱(NB-TDD) 부호분할다중접속 통신시스템에서 다중 프레임 구조 확인방법에 관한 것으로, 특히 초기 셀 검색 절차에 사용될 다중 프레임의 구조를 확인하는 방법에 관한 것이다.

통상적으로 협대역 시분할 듀플렉싱(narrow band time division duplexing: 이하 "NB-TDD") 부호분할다중접속 통신시스템에서 초기 셀 검색은 4단계로 구분 및 설명될 수 있다. 상기 초기 셀 검색 4단계 중 그 첫 번째 단계가 현재 속하여 있는 기지국 정보를 수신하는 단계이며, 그 두 번째 단계가 사용되고 있는 스크램블링 및 기본 미드엠블 코드를 식별하는 단계이다. 그 세 번째 단계는 멀티프레임에 대한 동기를 이루는 단계이며, 마지막 네 번째 단계는 방송채널을 통해 전송되는 정보를 액세스하는 단계이다.

도 1은 NB-TDD 부호분할다중접속 통신시스템에서의 통상적인 초기 셀 검색 단계를 보여주고 있는 도면이다.

도 1을 참조하면, 101단계에서 단말장치는 기지국과의 순방향 동기를 획득하기 위하여 순방향 파일럿 타임 슬롯(down link pilot time slot: 이하 "DwPTS"라 칭함)에 포함된 동기코드(SYNC code)를 사용한다. 상기 101단계에서 단말장치는 하나 혹은 둘 이상의 정합 필터(matched filter)를 사용한다. 상기 101단계에서 단말장치는 32개의 SYNC 코드들 중 자신이 사용할 SYNC 코드가 어느 것인지도 식별하여야 한다.

102단계에서 단말장치는 주 공통 제어 물리 채널(primary common control physical channel: 이하 "P-CCPCH"라 칭함)의 미드앰블을 식별한다. 통상적으로 NB-TDD에서 미드앰블의 전체 개수는 128이며, 각각의 SYNC 코드는 4개의 기본 미드앰블과 관계 맺어진다. 즉, 단말장치가 상기 101단계에서 SYNC 코드를 식별할 경우 가능한 4개의 기본 미드앰블을 알 수 있으며, 이 가운데 어떠한 기본 미드앰블이 사용되었는지를 상기 102단계에서 확인할 수 있다. 상기 102단계에서 단말장치는 각 기본 미드앰블이 스크램블링(scrambling) 코드와 일대일 대응 관계임을 감안하여 스크램블링 코드에 관한 정보도 동시에 얻을 수 있다.

103단계에서 단말장치는 다중 프레임의 시작을 식별한다. 상기 다중 프레임의 시작은 P-CCPCH에 대한 DwPTS의 QPSK(quadrature phase shift keying) 위상 변조에 의해 식별될 수 있다. 상기 NB-TDD에서 사용중인 다중 프레임의 구조와 상기 DwPTS의 QPSK 위상 변조 방법은 다음에 자세히 설명한다.

104단계에서 단말장치는 기지국 정보를 획득한다. 상기 103단계에서 다중 프레임에서 현재 프레임의 위치를 식별한 단말장치는 기지국 정보가 전송되는 채널인 방송채널(Broadcasting CHannel, 이하 "BCH"라 칭함)의 상대적인 위치를 알 수 있다.

이하 단말장치가 다중 프레임 구조를 식별하는 방법에 대해 자세히 살펴보면 다음과 같다. 우선, 상기 다중 프레임 구조를 식별하는 방법에 대한 설명의 편의를 위해 도 2에서 보이고 있는 통상적인 NB-TDD에서의 부 프레임의 구조를 먼저 설명한다.

통상적으로 NB-TDD에서 부 프레임은 5msec의 길이를 가지며, 7개의 타임 슬롯과 DwPTS 그리고 역방향 타임 슬롯(uplink time slot: 이하 "UpPTS"라 칭함)으로 구성된다. 한편, NB-TDD에서의 프레임은 연속된 2개의 부 프레임을 통칭하는 용어로 10msec의 길이를 가진다.
다중 프레임 구조란 연속된 몇 개의 프레임들이 가지는 특정 타임 슬롯과 물리적 채널과의 대응(mapping) 관계를 의미하는 것으로 이러한 관계는 주기적으로 반복된다. 상기 다중 프레임 구조에서 각 부 프레임의 0번 타임 슬롯(도 2의 TS0에 해당 됨)은 BCH, 순방향 접속 채널(forward access channel: 이하 "FACH"라 칭함) 혹은 호출 채널(paging channel: 이하 "PCH"라 칭함)로 매핑 가능하다. 이러한 0번 타임 슬롯과 물리적 채널과의 매핑 관계는 미리 결정될 수 있다. 상기 다중 프레임 구조의 일 예를 도 3에서 보이고 있다.

하기 <표 1>은 다중 프레임 구조의 식별을 위해 DwPTS에 포함된 SYNC 코드의 위상 변조 시퀀스이다. 하기의 <표 1>에서 SFN(system frame number)은 기지국이 프레임별로 부여한 고유 숫자이다.

Phase quadruple	(SFN/2) mod 8
45, 225, 225, 225	0 (BCH가 존재하는 프레임)
45, 135, 135, 225	1
45, 135, 225, 135	2
45, 315, 225, 315	3
45, 225, 135, 315	4
45, 225, 315, 315	5
45, 225, 225, 135	6
45, 225, 225, 315	7
other	Error

상기 <표 1>에서와 같이 DwPTS에 포함된 SYNC 코드는 P-CCPCH의 미드앰블 위상을 기준으로 45°, 135°, 225° 혹은 315°의 위상 천이(phase shift)가 존재하도록 변조된다. 따라서 단말장치는 연속된 몇 개의 부 프레임 동안 DwPTS를 통해 수신한 SYNC 코드의 위상 변조 형태를 살핌으로써 현재 부 프레임이 다중 프레임의 어느 지점에 해당되는지를 알 수 있다.
좀더 상세히 설명하면, 기지국은 상기 표 1과 같은 위상 변조 패턴을 부 프레임의 DwPTS에 포함하는 SYNC CODE에 적용하여 위상 변조시킨 신호를 송신한다. 이에 상기 위상 변조된 SYNC CODE 신호를 수신한 단말장치는 수신된 신호로부터 각 부 프레임의 DwPTS에 포함된 SYNC CODE의 위상 복조를 통해 위상변조 패턴을 알게 된다. 상기 단말장치는 알게 된 위상 복조 패턴을 <표 1>과 같은 위상변조 패턴과 비교하여 자신이 수신한 신호의 프레임 위치를 판단한다. 따라서 상기 단말장치는 멀티프레임의 처음과 끝을 판단하게 된다.
전술한 바와 같이 기지국이 SYNC CODE를 위상 변조하여 송신하게 되면, 상기 단말장치는 적어도 4개의 부 프레임의 DwPTS에 포함된 SYNC CODE의 위상 복조 패턴을 판단하고, 그에 따라 수신된 부 프레임의 위치가 멀티프레임의 어느 위치에 속하는지를 판단할 수 있게 된다. 따라서 많은 경우 상기 단말장치는 4개 혹은 5개의 연속된 부프레임의 DwPTS에 포함된 SYNC CODE의 위상 복조 패턴을 판단하여야만 멀티프레임과의 동기를 맞출 수 있다.

서술한 초기 셀 검색 방법을 따를 경우, 단말장치는 다중 프레임 구조를 파악하기 위하여 최소한 연속된 3개의 부 프레임의 위상 변조된 형태를 살펴야 하며, 많은 경우 4개 혹은 5개의 연속된 부 프레임의 위상 변조 형태가 필요하다. 이는 <표 1>에서 제시한 DwPTS의 위상 변조 시퀀스를 살펴보면 연속된 3개 혹은 4개의 위상 변조 형태가 중복되는 경우가 존재하는 데서 기인한다.

도 4는 상기 <표 1>의 DwPTS 위상 변조 시퀀스가 적용된 경우 연속된 3개 부 프레임들의 위상 변조 형태들이 중복되는 예를 보여준다. 도 4에서 연결선에 의해 연결된 부 프레임으로부터 연속된 3개 부 프레임들의 위상 변조 형태가 동일함을 알 수 있다. 예컨대, 0번째 부 프레임을 포함한 연속되는 3개의 부 프레임들의 위상 변조 형태는 45°, 225°, 225°이며, 연결선에 의해 연결된 부 프레임을 포함한 3개의 부 프레임들의 위상 변조 형태 또한 45°, 225°, 225°임을 알 수 있다. 즉, 도 4에서 연결선에 의해 연결된 부 프레임에서 다중 프레임 구조 확인을 시작한 단말장치는 최소한 4개의 연속된 부 프레임의 위상 변조 형태를 살펴야만 다중 프레임 구조를 식별할 가능성이 있다. 자세히 설명하면 일단 기지국은 상기 <표 1>과 같은 위상 변조 각의 패턴으로 각 부 프레임의 DwPTS에 SYNC 코드의 위상을 변조하여 송신한다. 단말장치는 기지국으로부터 수신되는 최소 4개의 연속된 부 프레임의 DwPTS에 포함된 SYNC 코드의 위상변조 패턴에 의해 실제 자신이 수신한 프레임의 위치를 인식하고 이에 멀티프레임의 동기를 맞출 수 있다.

도 5는 상기 <표 1>의 DwPTS 위상 변조 시퀀스가 적용된 경우 연속된 4개의 부 프레임들의 위상 변조 형태들이 동일한 예를 보여준다. 즉, 도 5에서 지정된 위치에서 다중 프레임 구조 확인을 시작한 단말장치는 최소한 5개의 연속된 부 프레임들의 위상 변조 형태들을 살펴보아야만 다중 프레임 구조를 식별할 수 있다.

전술한 바와 같이 종래 NB-TDD에서 수행되는 셀 탐색방법은 서로 다른 시작점에서 볼 때 연속되는 3개 혹은 4개의 위상 변조 형태들이 동일하게 발생할 수 있어 다중 프레임 구조를 식별하기 위해서는 많은 부 프레임들에 대한 위상 변조 형태들을 살펴야 했다.

따라서 본 발명의 목적은 보다 빠르게 다중 프레임 구조를 확인할 수 있는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 보다 빠르게 다중 프레임 구조를 확인할 수 있도록 하는 위상 변조 시퀀스 생성 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 프레임 구조의 확인을 시작하는 시점과 무관하게 다중 프레임 구조를 확인할 수 있는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 프레임 구조의 확인을 시작하는 시점과 무관하게 다중 프레임 구조를 확인할 수 있도록 하는 위상 변조 시퀀스 생성 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 연속된 3개의 부 프레임들의 위상 변조 형태만 확인하면 다중 프레임 구조를 확인할 수 있는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 연속된 3개의 부 프레임들의 위상 변조 형태만 확인하면 다중 프레임 구조를 확인할 수 있는 위상 변조 시퀀스의 생성 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 기존 NB-TDD 부호분할다중접속 통신시스템의 다중 프레임 구조에 적용될 수 있는 DwPTS의 위상 변조 시퀀스의 생성 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 위상 변조 시퀀스의 생성 방법의 변형된 예로서 특정 규칙성을 만족하는 위상 변조 시퀀스 생성 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 일정 위상 변조 패턴에 의해 위상 변조된 신호를 송신하는 송신장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 수신된 신호를 연속된 3개의 부 프레임의 위상 변조 패턴만 판단하여 수신된 신호의 멀티프레임 동기를 맞출 수 있는 수신장치를 제공함에 있다.
전술한 바를 달성하기 위한 제1견지에 있어, 본 발명은 이동통신시스템에서, 상기 위상 변조를 위한 위상 변조 방식을 결정하는 과정과, 상기 결정된 위상 변조 방식에서 사용되는 위상 변조 각들의 조합에 의한 소정 개수의 위상 변조 각들로 이루어진 단위 시퀀스들 중 하나를 초기 단위 시퀀스로 선택하는 과정과, 선행 단위 시퀀스를 구성하는 위상 변조 각들 중 미리 정해진 수만큼의 하위 위상 변조 각을 상위 위상 변조 각으로 하는 단위 시퀀스들 중 하나를 추가 단위 시퀀스로 선택하는 과정과, 상기 초기 단위 시퀀스를 구성하는 위상 변조 각들과 상기 추가 단위 시퀀스를 구성하는 위상 변조 각들 중 상기 선행 단위 시퀀스를 구성하는 위상 변조 각들과 중첩되지 않는 하위 위상 변조 각을 연결하여 위상 변조 시퀀스를 생성하는 과정을 포함하며, 여기서 상기 선행 단위 시퀀스는 상기 초기 단위 시퀀스 또는 상기 추가 단위 시퀀스에 앞서 선택된 다른 추가 단위 시퀀스임을 특징으로 하는 위상 변조 시퀀스 생성방법을 구현하였다.
전술한 바를 달성하기 위한 제2견지에 있어, 본 발명은 이동통신시스템에서, 상기 위상 변조 시퀀스를 생성하는 위상 제어부; 및 상기 위상 변조 시퀀스에 의해 상기 동기신호를 위상 변조시켜 출력하는 위상 변조부를 포함하며,
상기 위상 제어부는,
상기 위상 변조를 위한 위상 변조 방식을 결정하고, 상기 결정된 위상 변조 방식에서 사용되는 위상 변조 각들의 조합에 의한 소정 개수의 위상 변조 각들로 이루어진 단위 시퀀스들 중 하나를 초기 단위 시퀀스로 선택하고, 선행 단위 시퀀스를 구성하는 위상 변조 각들 중 미리 정해진 수만큼의 하위 위상 변조 각을 상위 위상 변조 각으로 하는 단위 시퀀스들 중 하나를 추가 단위 시퀀스로 선택하고, 상기 초기 단위 시퀀스를 구성하는 위상 변조 각들과 상기 추가 단위 시퀀스를 구성하는 위상 변조 각들 중 상기 선행 단위 시퀀스를 구성하는 위상 변조 각들과 중첩되지 않는 하위 위상 변조 각을 연결하여 위상 변조 시퀀스를 생성하며, 상기 선행 단위 시퀀스는 상기 초기 단위 시퀀스 또는 상기 추가 단위 시퀀스에 앞서 선택된 다른 추가 단위 시퀀스임을 특징으로 하는 위상 변조장치를 구현하였다.

이하 본 발명의 실시 예에 따라 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

하기의 본 발명은 첫째, 협대역 시분할 듀플렉싱 부호분할다중접속 통신시스템에서 연속된 3개 부 프레임의 DwPTS에 포함된 SYNC CODE의 위상 복조를 통해서 멀티프레임의 동기를 맞출 수 있는 위상 변/복조 패턴을 제시한다. 둘째, 협대역 시분할 듀플렉싱 부호분할다중접속 통신시스템에서 상기 제시된 위상 변조 패턴에 의하여 부 프레임의 SYNC 코드를 위상 변조하여 송신할 수 있는 송신기를 제공한다. 셋째, 협대역 시분할 듀플렉싱 부호분할다중접속 통신시스템에서 상기 송신기에 의하여 송신된 신호의 부 프레임의 SYNC 코드를 최대 3번 위상 복조하여 멀티프레임의 동기를 맞출 수 있는 수신기를 제공한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 DwPTS를 위상 변조하기 위한 구성을 보이고 있다.

도 6을 참조하면, 301은 입력되는 SYNC 코드이고, 상기 SYNC 코드 301은 64 칩으로 구성되며, I채널과 Q채널로 나누어지게 된다. 상기 두 채널 각각에는 소정 방법에 의해 정해진 위상 변조 각에 대응하는 값인 g₁, g₂가 곱해지게 된다. 상기 위상 변조 각을 정하는 방법은 본 발명에서 제안하고자 하는 방법으로 후술 될 것이다. 상기 I채널은 I채널 위상변조부 303에서 g₁이 곱해지고, 상기 Q채널은 Q채널 위상변조부 304에서 g₂가 곱해지게 된다. 상기 장치에서 사용되는 g₁, g₂의 일 예는 하기 <표 2>에서 정의하고 있다. 상기 위상 제어부 305는 하기 <표 2>에서 정의하고 있는 값에 따라 상기 g₁, 상기 g₂를 제어하게 된다. 상기 위상 제어부 305는 상기 부 프레임의 DwPTS에 송신되는 SYNC 코드의 위상변조 패턴 즉, 하기 <표 2>와 같은 위상 변조 패턴을 내부 메모리에 저장하고 있어야 한다. 즉, 상기 위상 제어부 305는 P-CCPCH의 전송신호의 미드엠블 위상과 내부 메모리에 저장하고 있는 위상 변조 각을 참조하여 I채널 위상변조부 303과 Q 채널위상변조부 304에 위상 변조 값을 제공한다.

위상 변조 각	g1	g2
45	1	1
135	-1	1
225	-1	-1
315	1	-1

상기 Q채널 위상변조부 304에서 출력된 상기 Q채널 신호는 j가 곱해져서 I채널 위상변조부 303에서 출력된 I채널 신호와 더해진다. 상기 더하여진 신호 I+jQ는 32 칩의 GP신호와 다중화기 306에서 시간 다중화되어 DwPTS를 통해 전송할 신호로 출력된다. 상기 다중화기 306으로부터의 신호는 도 7의 시간 다중화기 406의 입력으로 제공된다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 NB-TDD 시스템에서의 멀티 프레임을 송신하기 위한 구성을 보이고 있다.

도 7을 참조하면, 곱셈기 421은 입력된 P-CCPCH 신호(400)를 OVSF 코드로 확산하여 출력하며, 상기 확산된 P-CCPCH 신호는 곱셈기 423에서 스크램블링 코드로 스크램블링 된다. 상기 곱셈기 423의 출력 신호는 다중화기 404에서 미드엠블1(402)과 다중화된다. 상기 다중화기 404에서 다중화된 신호는 시간 다중화기 406에서 다른 채널의 신호들과 다중화된다. 도 6의 다중화기 306의 출력인 DwPTS를 통해 전송할 신호를 포함하여 두 번째 공통 제어 물리 채널(Secondary common control physical channel: 이하 "S-CCPCH")(411), 그리고 DPCH(413) 등을 통해 전송할 신호가 상기 시간 다중화기 406에서 시간 다중화된다. 상기 다중화되는 신호들은 부호화, 채널화, 스크램블링이 끝난 신호이다. 상기 시간 다중화기 406의 출력은 안테나 408을 통해 전송된다.

단말에서는 셀 탐색 과정 중 세 번째 단계인 멀티 프레임 동기화 과정에서 DwPTS를 통해 수신된 신호의 QPSK 복조를 통해 기지국에서 변조한 위상 각을 찾을 수 있게 된다. 상기에서 찾은 위상 변조 각의 조합을 통하여 다중 프레임 구조를 식별할 수 있게끔 한다.

도 8에서 본 발명의 실시 예에 따른 단말 수신장치가 기지국으로부터 수신된 신호를 처리하는 과정을 보이고 있다.

도 8을 참조하면, 안테나 501에서 받은 신호는 역다중화기 502에서 DwPTS 503에 수신된 신호, P-CCPCH 504를 통해 수신된 신호, S-CCPCH 505를 통해 수신된 신호, 그리고 DPCH 506을 통해 수신된 신호로 나누어진다. 상기 DwPTS 503에 수신된 신호는 역다중화기 507에서 GP 신호 508과 SYNC 코드 509로 나누어진다. 상기 SYNC 코드 509는 QPSK 위상 변조가 되어 있기 때문에 위상 복조기 520에서 SYNC 코드의 위상을 찾는다.
상기 위상 복조기 520에서 찾아낸 위상 값에 의해 멀티 프레임 동기화부 521은 현재 전송되고 있는 멀티 프레임에서 사용하고 있는 위상 변조 각들을 찾아낸다. 즉 상기 멀티 프레임 동기화부 521에서는 상기 위상 복조기 520에서 찾아낸 위상 값에 의해 현재 수신된 부프레임의 위치를 찾아낸다. 이를 위해 상기 멀티프레임 동기화부 521은 도 6의 위상 제어부 305와 마찬가지로 상기 기지국이 위상 변조한 패턴에 대한 테이블, 상기 <표 2>와 같은 테이블을 메모리에 저장하고 있다. 즉, 상기 멀티프레임 동기화부 521은 상기 위상복조기 520으로부터 복조된 위상 복조 값에 의해 메모리에 저장하고 있는 위상 복조 패턴에 대한 테이블을 검색한다.
상기 검색과정은 종래에는 수신된 부 프레임의 DwPTS의 SYNC 코드의 위상 복조를 적어도 4번 이상하여 검색하였으나, 상기 제시된 위상 복조 패턴을 사용하게 되면 최대 수신된 부 프레임에서 DwPTS를 통해 수신된 SYNC 코드의 3개 위상 복조된 패턴과 비교 검색하게 되면 멀티프레임의 동기를 맞출 수 있게 된다. 상기 검색을 통해 상기 수신된 SYNC 코드신호의 위상 복조 값과의 비교를 함으로써 수신된 프레임이 멀티프레임의 몇 번째 프레임인지 여부를 판단할 수 있게끔 한다.
따라서 상기 수신기는 기존에 연속된 4개 이상의 부 프레임에서 DwPTS의 SYNC 코드의 위상 복조 패턴 비교검색 과정과 비교하여 훨씬 빠른 멀티프레임 동기화를 이룰 수 있게 하는 방법과 장치를 제공하게 되는 것이다.

이하 전술한 송신장치의 구성 중 위상 제어부(305)에서 위상 변조 각들을 생성하는 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 즉, 본 발명에서 제안하는 DwPTS의 위상 변조 시퀀스 생성 방법 및 제안하는 방법이 적용된 구체적인 예를 제시한다. 한편, 본 발명의 실시 예에 따른 설명의 편의를 위하여 QPSK의 위상 변조에 사용되는 4개의 위상 변조 각들을 각기 1, 2, 3 그리고 4로 표기한다. 실제 QPSK 변조에 사용되는 4개의 위상 변조 각들과 설명의 편의를 위해 사용되는 1, 2, 3 그리고 4 간의 매핑 관계는 중복을 피하여(일대일 매핑 관계를 유지하는 한) 임의로 정해질 수 있다. 즉, QPSK 변복조에 사용되는 위상 변복조 값인 45도, 135도, 225도, 315도와 설명의 편의를 위해 정의된 1, 2, 3 및 4와의 대응 관계는 중복을 피하여 임의로 정해질 수 있다.

NB-TDD 부호분할다중접속 통신시스템의 다중 프레임 구조가 32비트의 부 프레임으로 구성되므로 다중 프레임을 구성하기 위해서는 32개의 DwPTS 위상 변조 시퀀스가 필요하다. 또한, DwPTS 위상 변조 시퀀스의 각 비트가 1, 2, 3 또는 4의 값을 가지는 점을 감안하면, 이러한 위상 변조 시퀀스는 32 비트의 4원(quaternary) 시퀀스가 됨을 알 수 있다. 본 발명에서 제안하는 DwPTS 위상 변조 시퀀스의 생성 방법은 30개의 3비트 4원 시퀀스를 특정 규칙에 의하여 나열하는 것이다. 여기서 3비트의 4원 시퀀스란 각 비트가 1, 2, 3 또는 4의 값을 가지는 3비트로 구성된 시퀀스를 의미하며, 가능한 3비트의 4원 시퀀스의 종류는 64개이다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 3 비트의 4원 시퀀스 30개를 사용하여 32비트의 DwPTS 위상 변조 시퀀스를 생성하는 방법을 보여준다.

먼저, 임의로 64개의 3비트 4원 시퀀스 가운데 하나를 선정하여 32비트의 DwPTS 위상 변조 시퀀스의 상위 3비트 값으로 정한다. 계속하여 앞서 결정된 3비트 4원 시퀀스의 하위 2비트와 동일한 값의 상위 2비트를 가지는 4개의 3비트 4원 시퀀스들 가운데 사용되지 않은 것을 선정한다. 상기 선정한 하위 한 비트 값을 32 비트의 DwPTS 위상 변조 시퀀스들 중 상기 정하여진 3비트 값에 연속하는 다음 값으로 결정한다. 만약 가능한 4 개의 3 비트 4원 시퀀스가 모두 사용된 경우 앞서 결정된 3 비트 4원 시퀀스를 다른 것으로 교체한 후 동일한 과정을 반복한다. 상기 서술한 방법을 32 비트의 DwPTS가 결정될 때까지 반복한다. 여기서 주의할 것은 마지막으로 결정되는(즉, 30 번째로 선택되는) 3비트 4원 시퀀스의 하위 2비트(도 9의 s31,s32)와 미리 결정된 DwPTS의 상위 2비트(도 9의 s1,s2)로부터 도 10과 같이 생성되는 또 다른 2개의 3비트 4원 시퀀스(도 9의 s31.s32.s1 및 s32.s1.s2)는 DwPTS 위상 변조 시퀀스의 생성에 사용된 30개의 3 비트 4원 시퀀스에 포함되지 않아야 한다. 만약 30 번째로 선택된 3 비트 4원 시퀀스가 도 10의 조건을 만족하지 못할 경우 다른 시퀀스(상위 2 비트가 s30과 s31이어야 한다)를 사용해 도 10의 조건을 만족하는지 검사한다. 가능한 30 번째 시퀀스를 모두 검사하였으나 도 10의 조건을 만족하지 못할 경우 29 번째 선택된 3 비트 4원 시퀀스(즉, s29, s30, s31)를 변경한 후 동일한 과정을 반복한다.

도 11은 상기 설명한 DwPTS 위상 변조 시퀀스 생성 방법을 적용한 구체적인 일 실시 예에 해당한다. 도 11의 예에서는 DwPTS 위상 변조 시퀀스의 최상위 3비트 4원 시퀀스로 "123"이 선택되었다. 도 12는 도 11의 예에 사용된 32 비트 DwPTS 위상 변조 시퀀스가 도 10에서와 같이 추가로 생성된 2개의 3비트 4원 시퀀스와 중복되는 영역이 없음을 보여준다.

다음은 상기 서술한 방법을 사용하여 임의의 DwPTS 위상 변조 시퀀스를 생성한 후 이를 사용하여 또 다른 DwPTS 위상 변조 시퀀스를 생성하는 방법을 설명한다. 이하 설명의 편의를 위해 도 11의 실시 예에서 주어진 32 비트의 DwPTS 위상 변조 시퀀스가 미리 얻어졌다고 가정한다.

임의 DwPTS 위상 변조 시퀀스를 사용하여 또 다른 DwPTS 위상 변조 시퀀스를 얻는 가장 간단한 방법은 위상 변조 시퀀스의 시작점을 다르게 하는 것이다. 즉, 도 11의 실시 예에서 주어진 32 비트 DwPTS 위상 변조 시퀀스는 반복적으로 사용되므로 그 시작점은 32 비트의 4원 시퀀스의 어떠한 것도 될 수 있다.

도 13에서 두 번째로 보이고 있는 시퀀스는 도 11의 실시 예에서 27번째 비트(도 9의 s27에 해당)에 해당하는 1이라는 값이 시작점이 될 경우 1번째 비트부터 26번째 비트가 32번째 비트 뒤에 추가되어 새로운 32 비트 4원 시퀀스가 얻어지며 이를 DwPTS 위상 변조 시퀀스로 사용할 수 있음을 보여준다. 본 발명에서 제안한 32 비트 4원 시퀀스 생성 방법을 따라 생성된 시퀀스는 이러한 조작을 거친 후에도 중복이 없는 연속된 3비트의 4원 시퀀스로 구성됨을 알 수 있다. 즉, 새롭게 얻어지는 32 비트의 DwPTS 위상 변조 시퀀스도 역시 연속된 3비트만으로 다중 프레임 구조의 식별이 가능함을 알 수 있다.

임의 DwPTS 위상 변조 시퀀스를 사용하여 다른 DwPTS를 얻는 또 다른 방법으로 4원 시퀀스 원소들 간의 일대일 매핑을 들 수 있다. 도 13의 마지막 DwPTS 위상 변조 시퀀스는 4원 시퀀스 원소들 간의 일대일 매핑을 통하여 또 다른 DwPTS 위상 변조 시퀀스를 얻는 구체적인 실시 예이다. 여기서 적용된 매핑 관계는 "1<->1,2<->3,4<->4"이다. 즉, 미리 구해진 32 비트의 DwPTS 위상 변조 시퀀스에서 1과 4는 동일하게 유지하며, 2는 3으로 그리고 3은 2로 변경하면 도 13의 마지막 DwPTS 위상 변조 시퀀스가 얻어진다.

마지막으로 4원 시퀀스의 원소들과 QPSK의 위상 변조에 적용되는 실제적인 위상 간의 대응 관계를 변화시켜 또 다른 DwPTS 위상 변조 시퀀스를 얻을 수 있다. 즉, 도 13의 두 번째 DwPTS 위상 변조 시퀀스에서 1을 45°로, 2를 135°로, 3을 225°로 그리고 4를 315°로 매핑 한다고 가정할 경우, 2를 225°로 3을 135°로 매핑 하면 상기 설명한 4원 시퀀스 원소들 간의 매핑 관계를 달리하는 경우와 동일하게 도 13의 마지막 DwPTS 위상 변조 시퀀스를 얻을 수 있다.

4원 시퀀스 원소들 간의 일대일 매핑 관계를 변화시키는 방법과 4원 시퀀스 원소와 QPSK 위상과의 관계를 변화시키는 방법을 동시에 사용할 경우 새롭게 얻어지는 DwPTS 위상 변조 시퀀스가 기존의 것과 동일할 수 있음을 염두에 두어야 한다. 즉, 도 13의 두 번째 위상 변조 시퀀스에 1을 45°로, 2를 135°로, 3을 225°로 그리고 4를 315°로 매핑 하는 경우와 세 번째 위상 변조 시퀀스에 1을 45°로, 2를 225°로, 3을 135°로 그리고 4를 315°로 매핑 하는 경우 동일한 위상 변조 시퀀스가 얻어짐을 알 수 있다.

다음에 제시하는 <표 3>는 도 13에서 제시한 두 번째 DwPTS 위상 변조 시퀀스에 1을 45°로, 2를 135°로, 3을 225°로 그리고 4를 315°로 매핑 한 경우 얻어지는 위상 변조 시퀀스를 <표 1>과 같은 양식으로 위상 변조 시퀀스를 표현한 것이다.

Phase quadruple	(SFN/2) mod 8
45,225,225,45	0 (BCH가 존재하는 프레임)
225,135,45,135	1
225,315,45,45	2
225,45,315,135	3
315,225,135,135	4
45,315,315,225	5
225,315,135,225	6
45,45,135,315	7
other	Error

본 발명에서 제안하는 DwPTS 위상 변조 시퀀스 생성 방법의 변형된 예로서 특정 규칙을 가지는 위상 변조 시퀀스의 생성 방법에 대하여 살펴본다. 여기서 특정 규칙이란 상기 <표 1>과 <표 3>의 경우처럼 4개의 연속된 부 프레임의 위상 변조 시퀀스에 대하여 공통으로 적용되는 규칙을 의미한다. 기존 NB-TDD 부호분할다중접속 통신시스템의 규칙은 상기 <표 1>에서와 같이 4개의 연속된 부 프레임의 처음 위상 변조 값이 45°로 고정되며 나머지는 45° 이외의 값을 가지는 것이다.

도 14는 특정 규칙을 만족하는 위상 변조 시퀀스를 생성하는 방법을 도식화한 것이다. 설명의 편의를 위하여 상기 <표 1>에서와 같이 4개의 연속된 부 프레임의 처음 위상 변조 값은 45°라는 규칙과 4원 시퀀스의 1이 45°로 매핑 된다고 가정한다.

먼저, 64 개의 3 비트 4원 시퀀스 가운데 주어진 조건을 만족하는 8개를 선택한다. 도 14의 예에서는 최상위 비트의 값이 1이어야 하며, 나머지 두 비트는 1이 아닌 값을 가지는 3 비트 4원 시퀀스가 가능하다. 도 14의 예에서는 "1st"라 명명된 8개의 3비트 4원 시퀀스인 "122", "123", "124, "132", "133", "134", "142", "144"가 선택된 예이다. 이렇게 선택된 값들은 최상위 비트인 1의 위치가 32 비트 DwPTS 위상 변조 시퀀스의 "1", "5", "9", "13", "17", "21", "25", "29" 번째 비트에 위치하도록 배열된다. 8개의 3비트 4원 시퀀스가 배열되는 순서를 달리할 경우 또 다른 시퀀스가 얻어질 수 있다. 이런 과정을 거치면 32 비트 가운데 "4", "8", "12", "16", "20", "24", "28", "32" 번째 비트가 결정되지 않은 DwPTS 위상 변조 시퀀스를 얻을 수 있다.

다음으로, 8개의 결정되지 않은 비트를 찾는 방법을 설명한다. 즉, 도 14의 예에서 "2nd"라 명명된 8개의 3비트 4원 시퀀스를 결정하는 방법에 대하여 살펴본다. 도 14에서와 같이 4 번째 비트를 결정하기 위하여(즉, "2nd"라 명명된 8개의 3 비트 4원 시퀀스 가운데 첫 번째 3 비트 4원 시퀀스를 구하기 위하여) "1st"라 명명된 8개의 3비트 4원 시퀀스 가운데 첫 번째와 두 번째 시퀀스가 사용된다. 즉, 첫 번째 "1st" 시퀀스에 해당하는 "122"의 최하위 비트인 "2"가 결정하고자 하는 "2nd" 시퀀스의 최상위 비트가 되며, 두 번째 "1st" 시퀀스에 해당하는 "123"의 최상위 비트인 "1"이 결정하고자 하는 "2nd" 시퀀스의 최하위 비트가 된다. 즉, 64개의 3비트 4원 시퀀스 가운데 최상위 비트와 최하위 비트가 각각 "2"와 "1"인 시퀀스 가운데 하나를 선정하여 첫 번째 "2nd" 시퀀스로 사용한다. 이때 새롭게 결정되는 시퀀스는 사용되지 않은 것임을 확인하여야 한다. 도 14의 예에서는 "221"이 선택된 것을 알 수 있다. 이렇게 선택된 "221"이라는 시퀀스는 아직 사용되지 않은 시퀀스임을 알 수 있다. 본 발명에서 제안하는 DwPTS 위상 변조 시퀀스 생성 방법은 매 시퀀스가 추가로 결정될 때마다 반드시 기존에 결정된 시퀀스와의 중복 여부를 확인하여야 한다. 계속하여 위와 같이 4번째 비트를 결정한 후 반드시 새롭게 생성되는 2개의 추가적인 3 비트 4원 시퀀스의 중복 여부도 확인하여야 한다. 도 14의 예에서는 각각 "left"와 "right"로 명명되었다. "left"라 명명되는 시퀀스는 첫 번째 "1st" 시퀀스의 하위 두 비트와 새롭게 추가되는 4번째 비트로 구성되며, "right"라 명명되는 시퀀스는 새롭게 추가되는 4번째 비트와 두 번째 "1st" 시퀀스의 상위 두 비트 값으로 구성된다. 즉, 도 14의 예에서 "left" 시퀀스로 "222"가 생성되며 "right" 시퀀스로 "212"가 생성된다. 물론 "left" 시퀀스와 "right" 시퀀스는 아직 사용되지 않은 3비트 4원 시퀀스이다. 만약 "left" 혹은 "right" 시퀀스가 이미 사용된 시퀀스일 경우 4번째 비트를 달리 선택하여야 한다. 즉, 해당 "2nd" 시퀀스를 다른 것으로 선택하여야 한다. 나머지 결정되지 않은 "8", "12", "16", "20", "24", "28", "32" 번째 비트도 동일하게 선택될 수 있다. "32" 번째 비트를 선택할 경우 "2nd" 시퀀스의 선택에 영향을 미치는 "1st" 시퀀스는 마지막과 첫 번째의 "1st" 시퀀스가 된다.

상기 서술한 과정을 모두 거친 후 얻어지는 시퀀스는 원하는 규칙(즉, 도 14의 경우 특정 비트의 값이 "1"로 고정되며 나머지는 "1"이 아닌 다른 값을 가지는 규칙)을 만족하는 32비트의 DwPTS 위상 변조 시퀀스를 얻을 수 있다. 도 14의 예에서는 "12221234124413231332134214241443"과 같은 위상 변조 시퀀스를 얻을 수 있다. 다음 <표 4>는 "1 -> 45°", "2 -> 225°", "3 -> 135°", "4 -> 315°"와 같은 4원 시퀀스의 각 원소와 QPSK 위상 변조에 사용되는 위상 간의 매핑을 적용할 경우 각 부 프레임의 SYNC 코드가 가지는 위상 변조 값을 나타낸 구체적인 예이다.

Phase quadruple	(SFN/2) mod 8
45,225,225,225	0 (BCH가 존재하는 프레임)
45,225,135,315	1
45,225,315,315	2
45,135,225,135	3
45,135,135,225	4
45,135,315,225	5
45,315,225,315	6
45,315,315,135	7
other	Error

전술한 바와 같은 본 발명은 3개의 위상 변조 각도만을 이용하여 멀티 프레임의 식별이 가능함에 따라 보다 신속한 셀 탐색을 수행할 수 있는 효과가 있다. 한편, 멀티 프레임을 전송하는 기지국의 송신장치와 멀티 프레임을 수신하는 단말기의 수신장치에서 멀티 프레임의 식별을 위한 제어를 간소화할 수 있는 장점이 있다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 이동통신시스템에서 복수의 순방향 파일럿 타임 슬롯들을 통해 전송할 동기신호를 위상 변조하기 위한 위상 변조 시퀀스를 생성하는 방법에 있어서,

   상기 위상 변조를 위한 위상 변조 방식을 결정하는 과정;

   상기 결정된 위상 변조 방식에서 사용되는 위상 변조 각들의 조합에 의한 소정 개수의 위상 변조 각들로 이루어진 단위 시퀀스들 중 하나를 초기 단위 시퀀스로 선택하는 과정;

   선행 단위 시퀀스를 구성하는 위상 변조 각들 중 미리 정해진 수만큼의 하위 위상 변조 각을 상위 위상 변조 각으로 하는 단위 시퀀스들 중 하나를 추가 단위 시퀀스로 선택하는 과정; 및

   상기 초기 단위 시퀀스를 구성하는 위상 변조 각들과 상기 추가 단위 시퀀스를 구성하는 위상 변조 각들 중 상기 선행 단위 시퀀스를 구성하는 위상 변조 각들과 중첩되지 않는 하위 위상 변조 각을 연결하여 위상 변조 시퀀스를 생성하는 과정을 포함하며,

   여기서 상기 선행 단위 시퀀스는 상기 초기 단위 시퀀스 또는 상기 추가 단위 시퀀스에 앞서 선택된 다른 추가 단위 시퀀스임을 특징으로 하는 위상 변조 시퀀스 생성방법.
6. 이동통신시스템에서 복수의 순방향 파일럿 타임 슬롯들을 통해 전송할 동기신호를 위상 변조하기 위한 위상 변조 시퀀스를 생성하는 위상 변조장치에 있어서,

   상기 위상 변조 시퀀스를 생성하는 위상 제어부; 및

   상기 위상 변조 시퀀스에 의해 상기 동기신호를 위상 변조시켜 출력하는 위상 변조부를 포함하며,

   상기 위상 제어부는,

   상기 위상 변조를 위한 위상 변조 방식을 결정하고;

   상기 결정된 위상 변조 방식에서 사용되는 위상 변조 각들의 조합에 의한 소정 개수의 위상 변조 각들로 이루어진 단위 시퀀스들 중 하나를 초기 단위 시퀀스로 선택하고;

   선행 단위 시퀀스를 구성하는 위상 변조 각들 중 미리 정해진 수만큼의 하위 위상 변조 각을 상위 위상 변조 각으로 하는 단위 시퀀스들 중 하나를 추가 단위 시퀀스로 선택하고;

   상기 초기 단위 시퀀스를 구성하는 위상 변조 각들과 상기 추가 단위 시퀀스를 구성하는 위상 변조 각들 중 상기 선행 단위 시퀀스를 구성하는 위상 변조 각들과 중첩되지 않는 하위 위상 변조 각을 연결하여 위상 변조 시퀀스를 생성하며,

   상기 선행 단위 시퀀스는 상기 초기 단위 시퀀스 또는 상기 추가 단위 시퀀스에 앞서 선택된 다른 추가 단위 시퀀스임을 특징으로 하는 위상 변조장치.

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