KR100723566B1 - 파일럿 신호 동기화 검증기의 방법 및 장치 - Google Patents

파일럿 신호 동기화 검증기의 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

연속하는 복조된 수신 심볼 쌍들에 대하여 계산된 제1 및 제2 복조된 수신 심볼의 도트 프로덕트(133)의 합을 비교함에 의해, 파일럿 신호 패턴의 동기화를 검증하는 단계를 포함하며, 복조된 수신 심볼의 제1 시간 인덱스 및 제2 연속하는 시간 인덱스에서 전송된 파일럿 신호의 도트 프로덕트는 파일럿 신호 패턴에 대하여 실질적으로 동일한 값을 갖는다.
파일럿 신호 동기화 검증기의 방법, 파일럿 신호 동기화 검증기의 장치, 주파수 오프셋,

Description

파일럿 신호 동기화 검증기의 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS OF PILOT SIGNAL SYNCHRONIZATION VERIFIER}
제3세대(3G) 셀룰러 통신 시스템과 같은 무선 통신 시스템에서는, 기지국(BS)들간의 가변 상대 지연(variable relative delay)이 존재한다. 따라서, 무선 통신 시스템은 동기화되지 않고, 상대적 지연은 시간적으로 변화하여, 한 BS가 다른 BS와는 다른 파일럿 시퀀스를 이용하는 경우가 있다.
이동국(MS)을 BS와 동기화시키기 위해 동기화 방법을 이용하는 경우가 있다. 동기화는 파일럿 신호의 탐색 및 주파수 취득을 수행함에 의해 이루어진다. 파일럿 신호의 탐색은 수신기에서 행해진다. 그러나, 수신기는 원하는 파일럿 신호, 원하지 않는 파일럿 신호 및 노이즈를 포함하는 신호를 수신할 수 있다. 더욱이, 원하는 파일럿 신호 및 원하지 않는 파일럿 신호는 노이즈를 포함할 수 있다. 따라서, 오검출 또는 오류 경고가 일어난다. 오검출은 원하는 파일럿 신호로서 노이즈 신호 또는 원하지 않는 파일럿 신호의 식별일 수 있다. 오류 경고는 원하는 파일럿 신호의 거절일 수 있다. 더욱이, 오검출 및 오류 경고는 주파수 취득 프로세스에서 에러를 초래할 수 있다.
따라서, 파일럿 신호의 동기화를 검증하는 양호한 방식 및 주파수 취득에 대한 연속적인 필요가 있게 된다.
본 발명의 요지는 명세서의 결론 부분에서 특히 지적되며 명확하게 청구된다. 그러나, 그 목적, 특징 및 이점과 함게 구성 및 동작의 방법에 모두에 관한 본 발명은 첨부된 도면과 함께 상세한 설명을 참고로 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 무선 통신 시스템의 일예를 도시한 블럭도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 파일럿 신호 패턴의 구조를 도시한 도.
도 3은 본 발명에 따르는 이동국의 실시예를 도시한 블럭도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 검증기의 블럭도.
도 5는 본 발명에 따르는 이동국의 다른 실시예를 도시한 블럭도.
도 6은 도 5의 주파수 오프셋 추정기를 도시한 블럭도.
도 7은 본 발명에 따라 사용되는 주파수 방정식 방법의 플로우챠트이다.
설명의 단순화와 명확하를 위해, 도면에 도시된 구성요소는 스케일링하게 도시될 필요가 없음을 이해할 것이다. 예컨대, 몇몇 구성요소의 차원은 명확화를 위해 다른 구성요소들에 대해 과장될 수 있다. 더욱이, 적당하게 고려되는 장소에서, 도면 부호는 대응하는 또는 연속적인 구성요소를 나타내기 위하여 도면들중에 반복될 수 있다.
다음의 상세한 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위하여 많은 수 의 특정 상세가 개시된다. 그러나, 본 기술 분야의 전문가에게는 이들 특정 상세없이도 본 발명을 실시할 수 있음이 자명할 것이다. 다른 경우에, 공지된 방법, 절차, 컴포넌트 및 회로는 본 발명을 불명확하게 하지 않도록 상세히 설명되지 않는다.
다음의 상세한 설명중 일부는 컴퓨터 메모리내의 데이터 비트 또는 2진 디지털 신호상에서의 동작의 심볼 표현 및 알고리즘의 관점에서 제시된다. 이들 알고리즘 설명 및 표현은 신호 처리 기술 분야의 전문가에 의해 그들 작업의 실체를 이들에 전달하는데 사용될 수 있다.
특히 달리 언급되지 않는한, 이하 설명에서 명확한 바와 같이, 예컨대 "처리", "컴퓨팅", "계산", "결정" 등의 용어를 이용하는 명세서의 논의가, 컴퓨팅 시스템의 레지스터 및/또는 메모리내의 전자적 정량과 같은 물리적으로 표시되는 데이터를 컴퓨팅 시스템의 메모리, 레지스터 또는 다른 이러한 정보 저장, 전송 또는 표시 디바이스내의 물리적 정량으로 표현되는 유사한 다른 데이터로 변환하거나 그리고/또는 조작하는 컴퓨터, 컴퓨터 시스템 또는 유사한 전자 컴퓨팅 디바이스의 액션 및/또는 프로세스를 언급함에 유의해야 한다.
본 발명이 다양한 어플리케이션에 사용될 수 있음에 유의해야 한다. 본 발명이 이런 관점에 제한되지 않는다 하더라도, 개시된 회로 및 기술은 무선 시스템의 이동국과 같은 많은 장치들에 사용된다. 본 발명의 범위내에 의도적으로 포함되는 이동국은 단지 예로서 셀룰러 무선전화 송수신기. 양방향 무선 송수신기. 디지털 시스템 송수신기 등을 포함한다.
본 발명의 범위에 의도적으로 포함되는 셀룰러 무선전화 송수신기의 타입은 제한적이지 않게 CDMA(Code Division Multiple Access), CDMA-2000, 광대역 CDMA(WCDMA), 확산 스펙트럼 신호를 송신 및 수신하는 셀룰러 무선전화 송수신기 등을 포함한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 무선 통신 시스템(10)이 도시된다. 무선 통신 시스템(10)은 하나 이상의 기지국(15, 20)을 포함한다. 예컨대, 이들 기지국들(15, 20)중 하나는 하나 이상의 안테나를 포함한다. 기지국(20)은 2개의 송신기들 및 2개의 안테나들(24, 26)을 포함하며, 기지국(15)은 하나의 송신기 및 하나의 안테나(16)를 포함한다. 본 발명이 본 예에 제한되지 않는다 하더라도, 기지국(15)은 하나의 파일럿 신호 패턴을 송신하는데 적응되며, 기지국(20)은 적어도 2개의 송신기의 안테나들로부터 2개 이상의 파일럿 신호 패턴을 송신하는데 적응된다. 더욱이, 기지국(15, 20)은 셀룰러 통신 시스템에 포함된다. 그러나, 음성 및 데이터를 전달하는 다른 통신 방법 및 시스템이 사용될 수 있음에 유의해야 한다.
부가적으로, 무선 통신 시스템(10)은 이동국들(100, 110, 120, 130)을 더 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이동국(100, 120)은 2개의 안테나들을 포함하며, 이동국(110, 130)은 하나의 안테나를 포함한다. 무선 채널이 기지국의 안테나와 이동국의 안테나 사이에 존재한다. 예컨대, 채널 h1(30)은 기지국(20)의 안테나(24)와 이동국(100)의 안테나(102) 사이에 존재한다. 채널 h2(40)은 기지국(20)의 안테나(26)와 이동국(100)의 안테나(104) 사이에 존재한다. 무선 채널은 각각이 그 이득 및 지연에 특징이 있는 여러 경로들을 포함한다.
도 2를 참조하면, WCDMA 셀룰러 시스템에 사용되는 파일럿 신호 패턴의 예가 주어진다. 파일럿 신호는 하나 이상의 파일럿 신호 패턴을 포함한다. 예컨대, 기지국(20)은 안테나(24)로부터의 파일럿 신호 패턴(50)과 안테나(26)로부터의 파일럿 신호 패턴(60)을 이용하여 파일럿 신호를 송신한다. 더욱이, 기지국(15)은 안테나(16)로부터 하나의 파일럿 신호 패턴(50)을 송신한다. 파일럿 신호 패턴들(50, 60)은 프레임들(51, 52)을 포함한다. 프레임들은 15개의 슬롯들을 포함하며, 여기서, "슬롯#0"(53)은 프레임(52)의 제1 슬롯일 수 있으며, "슬롯 #14"(54)은 프레임(51)의 최종 슬롯일 수 있다. 슬롯은 10개의 변조된 심볼들 "±A"를 포함하며, 여기서 A는 A=1+j이며, 하나의 변조된 심볼은 256개의 칩들을 포함한다. 또한, 기지국은 다른 기지국과 구별하기 위하여 다른 칩 시퀀스를 이용한다. 이런 칩 시퀀스는 "스크램블링 코드"로 명명된다. 도 2에 예시된 예가 비록 WCDMA 셀룰러 시스템에 관한 것이라 해도, 본 발명은 임의의 다른 파일럿 신호 패턴과 함께 사용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 이동국들(100, 110, 120, 또는 130)중 적어도 하나에 사용되는 본 발명의 일 실시예의 블럭도가 도시되어 있지만, 단순화를 위해 이동국(100)의 블럭도만이 후술된다. 이동국(100)은 예컨대 파일럿 신호 패턴(50, 60)을 수신하는 안테나(101, 102), 동기화기(104), 검증기(105) 및 주파수 취득 모듈(106)을 포함한다.
동작시, 파일럿 신호 패턴들(50, 60)은 안테나들(101, 102)에 의해 수신된다. 동기화기(104)는 기지국(20)으로부터 송신되는 파일럿 신호의 심볼의 동기화의 달성을 시도한다. 파일럿 신호의 심볼의 동기화를 달성하고자 시도하는 동안, 예측 동기화 가설(predictive synchronization hypotheses)을 제공한다. 동기화기(104)는 소정 간격에서 가능한 동기화 가설로서 여러 후보(cadidate)들중 하나를 또한 제공한다. 따라서, 많은 오류 경고 가설이 동기화기(104)의 출력에서 일어난다. 검증기(105)는 동기화기(104)에 의해 제공되는 동기화 가설을 검증한다. 검증기(105)는 시간 주기 동안 수신된 신호를 테스트하며, 수신된 신호의 품질을 소정 기준과 비교한다. 검증기(105)는 동기화 가설의 유효성을 검증하며, 검증된 심볼을 제공한다. 본 발명의 범위가 이런 점에 제한되지 않는다 하더라도, 주파수 취득 모듈(106)은 유효한 동기화 가설 및 검증된 심볼을 이용하여 이동국의 주파수와 기지국의 주파수의 동기화를 시도한다. 검증기(105)는 검증된 심볼에 대한 주파수 취득의 반복과 동시에 파일럿 신호의 2개 이상의 심볼에 대한 동기화를 검증한다. 주파수 취득 모듈(106)은 수신된 파일럿 신호의 주파수 오프셋을 측정하며, 주파수 오프셋 추정기가 하나 이상의 반복 동안 수렴 임계값보다 작게될 때까지 그 주파수 소스를 조정한다.
검증기(105) 및 주파수 취득 모듈(106)의 동작의 상세한 설명이 이하 주어진다. 주파수 취득 모듈(106)이, 취득 시간을 감소시키기 위하여 미리결정된 임계값보다 작은 주파수 오프셋만큼 바이패스됨에 유의해야 한다. 예컨대, 주파수 취득의 바이패스는 다른 시스템으로부터 핸드오프된 이동국(100)상에서 행해진다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따르는 검증기(105)의 실시예가 도시된다. 본 발명의 범위가 이런 실시예에 제한되지는 않지만, 검증기(105)는 복조기(131), 비교기(132), 미분 곱의 합 계산기(sum of differential products calculator)(133), 비교 함수(134), 에너지 누산기(136) 및 덧셈기(137, 138)를 포함한다.
본 발명의 범위가 이런 면에 제한되지는 않지만, 본 발명의 실시예는 예컨대, 2개 이상의 수신 안테나들, 이동국(100), 및 복조기(131)의 부가 모듈을 포함한다. 미분 곱의 합의 계산기(133) 및 에너지 누산기(136)는 수신 안테나에 대해 제공된다. 덧셈기(137, 138)는 미분 곱의 합(133) 및 에너지 누산기(136)의 신호들을 각각 결합한다. 그러나, 단순함을 위해, 이하의 설명은 하나의 수신 안테나를 갖는 실시예를 참조한다. 복조기(131), 미분 곱의 합 계산기(133) 및 에너지 누산기(136)는 파일럿 신호 패턴의 수에 따라 하나 이상의 모듈들을 포함한다.
본 발명의 범위가 이런 면에 제한되지는 않지만, 수신된 파일럿 신호 패턴(50, 60)은 복조기(131)에 의해 복조된다. 복조기(131)는 예컨대 WCDMA 셀룰러 시스템의 파일럿 신호를 수신하며 복조된 수신 심볼(135)을 출력하도록 적응된다. 또한, 복조기(131)는 기지국의 확산 코드에 정합되는 하나 이상의 비확산기(despreaders)를 포함한다. 복조된 수신 심볼(135)은 수학식 1a 및 1b에 의해 주어진다. 수학식 1a는 N개의 안테나들을 갖는 기지국에 대한 일반적인 경우이며, 수학식 1b는 2개의 안테나들을 갖는 기지국의 예이다. 간략화를 위해, 이하 예는 2개의 안테나들을 갖는 기지국(기지국(20)) 및 하나의 안테나를 갖는 이동국(이동국(110))의 경우로 주어진다. 그러나, 본 발명은 이런 예로 제한되지 않으며, 소정의 수의 안테나들을 갖는 기지국 및 이동국에 적용가능하다.
Figure 112004017362568-pct00001
Figure 112004017362568-pct00002
여기서, pk는 안테나 k로부터 송신된 파일럿 신호 패턴이며, T는 파일럿 심볼 지속시간이고, sinc는 심볼 내의 신호의 회전에 기인한 손실을 나타내고, 지수는 심볼간의 전체 신호의 회전을 나타내며, n은 열 노이즈, 다른 셀, 멀티경로 또는 임의의 다른 효과에 기인한 균등한 노이즈 항이고, i는 수신된 복조 심볼의 시간 인덱스이며, fo는 기지국(20)과 이동국(100)간의 상대적인 주파수 오프셋이고, θ는 미지의 상수 위상이다.
복조된 수신 심볼(135)은 미분 곱의 합 계산기(133)에 입력된다. 미분 곱의 합 계산기(133)는 sign(p2(i))=sign(p2(i+1))을 만족하는 임의의 2개의 심볼들에 대해 계산되며, 미분 곱은 다음과 같다:
Figure 112004017362568-pct00003
여기서, 채널이 심볼 레이트에 비해 느리게 변화하기 때문에, h(i)=h(i+1)이라 가정한다.
게다가, 미분 곱의 합 계산기(133)는 상술한 미분 곱을 누산하여 수학식 3에 나타난 바와 같이 적어도 2개의 복조된 심볼의 미분 곱의 합을 생성할 수도 있다.
Figure 112004017362568-pct00004
본 발명의 범위가 본 실시예에 제한되지는 않지만, N개의 전송 안테나가 사용될 때, 수학식 3에 사용된 인덱스 i는 일례에서, 모든 전송 안테나에 대해 pk(i) = pk(i+1)을 만족할 수도 있다. 다른 예에서, 미분 곱의 합은 적어도 2개의 연속적인 시간 인덱스(i, i+1)에 걸쳐서 수신된 심볼들의 쌍에 대해 수행될 수도 있으며, 여기서 적어도 하나의 파일럿 신호 패턴의 미분 곱의 합은 제1 및 제2 전송된 파일럿 패턴 심볼들에 대해 실질적으로 동일한 값을 포함할 수도 있다.
미분 곱의 합은 비교 함수(134)에 입력될 수도 있다. 이 비교 함수(134)는 미분 곱의 합의 복소수값 중에서 실제 비교가능한 값을 생성할 수도 있다. 본 발 명의 범위가 본 실시예에 제한되지는 않지만, 비교 함수(134)는 예를 들면, 미분 곱의 합의 절대값 또는 미분 곱의 합의 실수부를 사용할 수도 있다.
비교기(132)는 파일럿 신호 패턴 50, 60의 적어도 2개의 복조된 심볼의 미분 곱(수학식 3)의 합의 비교가능한 값, 예를 들면, 절대값
Figure 112006047198751-pct00005
을 적응 임계값(adaptive threshold)에 비교할 수도 있다. 복조된 수신 심볼들의 에너지들의 합에 따라 좌우될 수도 있는 적응 임계값의 일례는
Figure 112006047198751-pct00024
에 의해 제공될 수도 있다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서, 차분 에너지 추정기가 원할 경우 사용될 수도 있다.
비교기(132)의 동작은 이하 수학식 4에 의해 제공될 수도 있다.
Figure 112004017362568-pct00007
검증기(105)는 만일 수학식 4의 좌측이 우측보다 크다면, 테스트되는 가설이 유효하다고 검증할 수도 있으며, 또는 검증기(105)는 테스트되는 가설을 반증할 수도 있다.
게다가, 검증기(105)는 비유효 가설을 거절하는 능력과 유효 가설을 거절하지 않는 능력에 의해 평가될 수도 있다. 비유효 가설을 거절하는 능력은 이상적으 로 제로일 수도 있는 "거짓 경고 가능성(false alarm probability)"으로 명명될 수도 있다. 유효 가설을 거절하지 않는 능력은 이상적으로 제로일 수도 있는, "검출 오류 가능성(mis-detect probability)"으로 명명될 수도 있다.
여기서 설명되는 실시예에서, 동기화기(104)의 비유효 후보 공개에 관련하여, 수학식 4의 양측에 있는 랜덤한 변수들은 노이즈에 기인할 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 본 발명의 범위 및 출원이 이들 예에 제한되지는 않지만, 임계값은 0.01 이하의 거짓 경고 가능성에 대해 약 0.3의 값으로 설정될 수도 있다. 또한, 제로 거짓 경고 가능성은 더 높은 검출 오류 가능성을 유발할 수도 있다. 따라서, 선택된 적응 임계값은 2개의 가능성에 대해 밸런스를 맞추도록 선택될 수도 있다.
이제 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다. 본 발명의 범위가 이 관점에 제한되지 않지만, 실시예(500)는 WCDMA 셀룰러 통신 시스템의 이동국일 수도 있다. 실시예(500)는 안테나(501), 안테나(502), 동기화기(104), 검증기(105), 플래쉬 메모리(520), 주파수 취득 모듈(530) 및 자동 주파수 제어기(AFC)(540)를 포함할 수도 있다.
본 발명의 범위가 이 관점에 제한되지 않지만, 주파수 취득 모듈(530)은 검증된 복조된 수신 심볼의 미분 곱의 합에 따라 평가되는 평가된 주파수 오프셋에 따라 주파수 정정 신호를 제공하도록 되어 있다. 주파수 취득 모듈(530)은 주파수 오프셋 추정기(531), 주파수 검증 계산기(532), 비교기(533), 비교기(534) 및 제어 기(535)를 포함할 수도 있다.
구동시, 안테나(501, 502)는 예를 들면, 도 2의 파일럿 신호 패턴들(50, 60)을 수신할 수도 있다. 동기화기(104) 및 검증기(105)는 도 4에 나타난 바와 같이, 적어도 하나의 파일럿 신호 패턴(50, 60)의 적어도 하나의 복조된 수신 심볼의 미분 곱의 합의 비교치를 적응 임계값에 비교함으로써 파일럿 신호 패턴(50, 60)의 동기화를 동기 및 검증할 수도 있다. 동일 또는 유사 동기화기 및 검증기의 동작의 일례는 상술한 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 기술되었다. 검증기(105)는 주파수 취득 모듈(530)에 의해 주파수 취득의 반복과 동시에 파일럿 신호 패턴(50, 60)의 심볼의 동기화를 검증할 수도 있다.
본 실시예의 범위가 이 관점에 제한되지 않지만, 플래쉬 메모리(520)는 제어기(535) 및 검증기(105)의 실행가능한 프로그램과 계산에 사용될 수도 있는 값들 및 계수를 저장하는데 사용될 수도 있다.
본 발명의 범위가 이 관점에 제한되지 않지만, 주파수 취득 모듈(530)은 변조된 수신 심볼들의 합과 검증기(105)로부터 변조된 수신 심볼들을 수신할 수도 있다. 주파수 오프셋 추정기(531)는 검증기(105)로부터 수신된 변조된 수신 심볼들의 미분 곱의 합에 따라 주파수 오프셋을 추정할 수도 있고, 주파수 오프셋 추정기(531)에 의해 제공될 수도 있는 추정된 주파수 오프셋에 따라 제어기(535)에 정정 신호(537)를 송신할 수도 있다. 제어기(535)는 AFC(540)에 명령(538)하여 주파수를 감소 또는 증가시킬 수도 있다. 게다가, 제어기(535)는 한 세트의 루울에 따라 주파수 취득을 제어할 수도 있다.
본 발명의 범위가 이 예에 제한되지 않지만, 주파수 취득 모듈(530)은 15000 Hz의 샘플링 주파수를 사용할 수도 있기 때문에, ±7500 Hz까지의 주파수 오프셋을 지원할 수도 있다. 주파수 취득 모듈(530)은 2개의 동작 모듈: 전이 모드 및 정상 상태 모드로 분리될 수도 있다. 예를 들면, 전이 모드에서는, 주파수 오프셋이 크다(수 kHz)고 가정할 수도 있다. 부가적으로, 정상 상태 모드에서는, 주파수 오프셋이 작다(1 kHz 이하)고 가정할 수도 있다. 본 발명의 범위가 이 관점에 제한되지 않지만, 전이 모드에서, 주파수 오프셋 추정기(531)는 수학식 3의 미분 메트릭(differential metric)을 수행하고 이하 수학식 5에 나타난 바와 같이, 추정된 주파수를 계산할 수도 있다.
Figure 112004017362568-pct00008
이 값은 AFC(540)에 정정 신호(537)로서 전송될 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정상 상태 모드에서 주파수 오프셋 추정기(531)의 블럭도가 도시되어 있다. 주파수 오프셋 추정기(531)는 분리기(610), 로우 패스 필터(LPF)(620), LPF(630), M2 메트릭 계산기(640) 및 주파수 오프셋 계산기(650)를 포함할 수도 있다. 본 발명의 범위가 이 관점에 제한되지 않지만, 분리기(610)는 제1 및 제2 전송 안테나로부터 전송된 2개의 파일럿 신호 패턴들에 관련된 2개의 수신 시퀀스로 수신된 신호를 분리할 수도 있다. 이 분리는 다음 수학식들(수학식 6 및 수학식 7)에 따라 수행된다.
Figure 112004017362568-pct00009
Figure 112004017362568-pct00010
i는 프레임내의 심볼 인텍스이고, f0는 잔여 주파수 오프셋이다.
수학식 6 및 수학식 7에서의 인덱스 i는 수학식 8이 만족되도록 선택된다.
Figure 112004017362568-pct00011
본 발명의 범위가 이 관점에 제한되지 않지만, 분리는 만일
Figure 112004017362568-pct00012
이라면 달성될 수도 있다.
2개의 분리된 신호들(612, 614)는 LPF(620, 630)를 관통하여 노이즈 전력을 감소시킬 수도 있다. LPF(620, 630)는 예를 들면, 무한 임펄스 응답(IIR) 필터 또는 유한 임펄스 응답(FIR) 필터일 수 있다. LPF(620) 및 LPF(630)의 출력에서 각기 필터링된 신호 LpfOutput1(622) 및 LpfOutput2(624)는 M2 메트릭 계산기(640)에 입력될 수도 있다. M2 메트릭 계산기(640)는 다음 수학식 9에 따라 계산될 수도 있다.
Figure 112004017362568-pct00013
수학식 9에 따르면, 주파수 오프셋 계산기(650)는 다음 수학식 10에 나타난 바와 같이 출력을 계산할 수도 있다.
Figure 112004017362568-pct00014
도 5로 되돌아 가면, 제어기(535)는 주파수 오프셋 추정기(531)의 출력을 수신할 수도 있다. 게다가, 제어기(535)는 주파수 오프셋 추정기(531)의 출력에 인수 α를 승산하여 그 승산 결과를 AFC(540)에 전송할 수도 있다. 인수 α는 수렴 속도 대 최종 주파수 오프셋 변이를 트레이드 오프(trade off)시킬 수도 있다. 본 발명의 범위가 이 예에 제한되지 않지만, 상술한 파라미터에 대한 선택된 값은 N = 50개의 심볼, α=0.5일 수도 있다.
또한, 비교기(534)는 메트릭 M1으로부터 변조된 수신 심볼의 미분 곱의 합의 실수부를 주파수 오프셋 추정기(531)로부터 수신할 수도 있고 주파수 취득의 하나 또는 그 이상의 반복에 걸쳐서, 미분 곱의 합의 실수부를 검증 임계값에 비교할 수도 있다. 이 프로세스는 검증 임계값이 초과될 때까지 반복될 수도 있다.
도 7로 되돌아 가면, 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 취득 방법이 나타나 있다. 본 발명의 범위가 이 관점에 제한되지 않지만, 본 방법은 제어기(535)에 의해 사용될 수도 있다. 제어기(535)는 다음 방법에 다른 주파수 취득 프로세스를 제어할 수도 있다. 본 방법은 주파수 취득 반복의 회수의 개시를 제로에서 시작한다, 블럭(700). 다음 단계는 주파수 정정값을 계산할 수도 있다(전이 모드 및 정상 상태 모드 각각에 대해 f1 또는 f2를 이용하여), 블럭(710). 제어기(535)는 명령선(538)을 통해 주파수 정정값을 AFC(540)에 전송할 수도 있다, 블럭(720). 주파수 검증 계산기(532)는 주파수 검증 메트릭을 계산할 수도 있다, 블럭(730). 이러한 메트릭의 일례는 수학식 12에 나타나 있다. 주파수 검증 메트릭은 변조된 수신 심볼의 실수부의 변화하는 합(sliding sum)일 수도 있다. 비교기(534)는 예를 들면, 메트릭 M3의 변동 합을 주파수 검증 임계값에 비교함으로써 주파수 검증을 행할 수 있다, 블럭(740). 본 발명의 범위가 이 관점에 제한되지 않지만, 이 프로세스는 이하 수학식 11에 나타날 수도 있다.
Figure 112004017362568-pct00015
미분 메트릭 M1의 실수부는 수학식 4에서 주어진 절대치와는 상반되게 사용될 수도 있음에 유의하라.
주파수 검증 메트릭은 수학식 12에 나타날 수 있다.
Figure 112004017362568-pct00016
본 발명이 이 관점에 제한되지 않지만, 선택된 파라미터 값들은 NRA = 3(최종 4개의 값에 대한 합)이고 주파수 검증 임계값 = 1.0일 수도 있다. 만일 수학식 12의 기준이 부합되면, 제2 기준은 제어기(535)가 성공을 선언(블럭 760)하기 전에 테스트(블럭 750)될 수도 있다. 제2 기준은 주파수 오프셋이 수렴 임계값보다 작다는 것일 수도 있다. 비교기(533)는 추정된 주파수 임계값의 절대치를 수렴 임계값에 비교할 수도 있다. 게다가, 제어기(535)는 주파수 오프셋이 수렴 임계값보다 작게 될 때까지 주파수 취득을 반복할 수도 있다. 그러나, 만일 상술한 기준이 부합되지 않는다면, 제3 기준이 테스트될 수도 있다, 블럭(770). 제어기(535)는 추정된 주파수 에러가 주파수 발산 임계값보다 크게 되는지의 여부를 테스트하고 만일 기준이 부합되는 경우 실패 신호를 제공한다(블럭 795). 만일 상술한 기준이 부합되지 않는다면, 제어기(535)는 블럭(780)으로 나타난 바와 같이, 카운터를 1씩 증가시키면서 주파수 취득 반복의 회수를 카운트할 수도 있다. 제어기(535)는 실패를 선언하기 전에 주파수 취득 시도의 NMAX 회의 반복을 허용할 수도 있다, 블럭(790). 제어기(535)는 선정된 회수의 반복(760)내에 주파수 취득을 성공적으로 완료했다는 성공 신호를 제공할 수도 있고 주파수 취득의 선정된 회수의 반복(795)내에 주파수 취득 실패에 대한 실패 신호를 제공할 수도 있다.
간략화를 위해, 2개의 안테나를 가진 기지국, 예를 들면, 기지국(20)과, 하 나의 안테나를 가진 이동국, 예를 들면, 이동국(110)의 경우에 대해서 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이러한 예에 국한되는 것이 아니며 임의의 다수 안테나를 가진 기지국 및 이동국에 적용될 수도 있다.
본 발명의 임의의 특징이 본 명세서에서 도시되고 설명되었지만, 많은 변형, 대체, 변경 및 등가가 본 분야의 숙련된 자에게 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구항들은 본 발명의 기술적 사상내에 부합되는 모든 변형 및 변경을 포함하는 것으로 이해할 수 있을 것이다.

Claims (39)

  1. 송신된 파일럿 신호 패턴의 수신기에서 동기화를 검증하는 방법으로서,
    연속하는 복조된 수신 심볼 쌍들에 대하여 미분 곱의 합을 계산하는 단계;
    제1 및 제2 복조된 수신 심볼의 에너지의 합에 따라 적응 임계값을 적응시키는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 복조된 수신 심볼의 미분 곱의 합의 비교 가능한 값을 상기 적응 임계값과 비교하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    송신 안테나에 의해 상기 파일럿 신호 패턴을 송신하는 단계; 및
    수신 안테나에 의해 상기 파일럿 신호 패턴을 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    2개의 송신 안테나에 의해 2개의 파일럿 신호 패턴을 송신하는 단계; 및
    상기 수신 안테나에 의해 상기 2개의 파일럿 신호 패턴을 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  5. 제1, 3 및 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복조된 수신 심볼의 제1 시간 인덱스 및 제2 연속 시간 인덱스에서의 송신된 파일럿 신호의 미분 곱은 상기 파일럿 신호 패턴에 대하여 실질적으로 동일한 값을 포함하는 방법.
  6. 제1, 3 및 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 복조된 수신 심볼의 미분 곱의 합의 절대값을 상기 적응 임계값과 비교하는 단계를 더 포함하는 방법.
  7. 제1, 3 및 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    주파수 취득 중에, 상기 파일럿 신호의 2개의 심볼에 대한 동기화를 검증하는 단계를 더 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 주파수 취득 단계는,
    검증된 복조된 수신 심볼의 미분 곱의 합에 따라 주파수 오프셋을 추정하는 단계; 및
    추정된 상기 주파수 오프셋에 따라 상기 주파수를 조정하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 주파수 취득 단계는,
    상기 주파수 오프셋이 하나 이상의 반복 동안 수렴(convergence) 임계값보다 더 작아질 때까지 상기 주파수 취득을 반복하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 주파수 취득 단계는,
    추정된 주파수 에러가 한 번 이상의 반복 동안 주파수 발산 임계값보다 클 때 상기 주파수 취득을 중지시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 주파수 취득 단계는,
    상기 주파수 취득의 한 번 이상의 반복에 대하여 복조된 수신 심볼의 미분 곱의 합의 실수부의 슬라이딩 합을 검증 임계값의 메트릭과 비교하는 단계; 및
    임계값을 초과할 때까지 상기 주파수 취득을 반복하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  12. 동기화기, 검증기 및 주파수 취득 모듈을 포함하는 하나 이상의 파일럿 신호 패턴을 동기화하기 위한 수신기로서,
    상기 검증기는 연속하는 복조된 수신 심볼 쌍들에 대하여 미분 곱의 합을 계산하는 미분 곱의 합 계산기를 포함하고,
    복조된 수신 심볼의 제1 시간 인덱스 및 연속하는 시간 인덱스에서의 송신된 파일럿 신호의 미분 곱은 파일럿 신호 패턴에 대하여 실질적으로 동일한 값을 포함하는 수신기.
  13. 제12항에 있어서, 상기 검증기는,
    상기 복조된 수신 심볼의 에너지의 합에 따라 적응 임계값을 조정하는 에너지 누산기를 더 포함하는 수신기.
  14. 제13항에 있어서, 상기 검증기는,
    상기 파일럿 신호 패턴의 적어도 2개의 복조된 심볼의 미분 곱의 합을 상기 적응 임계값과 비교하는 비교기를 더 포함하는 수신기.
  15. 제13 또는 14항에 있어서, 상기 검증기는,
    복조된 수신 심볼의 미분 곱의 합의 절대값을 상기 적응 임계값과 비교하는 비교 함수를 더 포함하는 수신기.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제12항에 있어서,
    상기 주파수 취득 모듈은 추정된 주파수 오프셋에 따라 주파수 정정 신호를 제공할 수 있는 수신기.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 제12 또는 18항에 있어서, 상기 주파수 취득 모듈은,
    전이 모드에서 제1 미분 메트릭에 따라 오프셋 주파수를 추정하고, 정상 상태 모드에서 제2 미분 메트릭에 따라 상기 오프셋 주파수를 추정하도록 적응된 주파수 오프셋 추정기를 포함하는 수신기.
  24. 제23항에 있어서, 상기 주파수 취득 모듈은,
    복조된 수신 심볼의 실수부의 슬라이딩 합을 계산하는 주파수 검증 계산기; 및
    추정된 상기 주파수 오프셋에 따라 주파수 정정 신호를 제공하는 제어기를 더 포함하는 수신기.
  25. 제24항에 있어서, 상기 주파수 취득 모듈은,
    상기 추정된 주파수 오프셋을 수렴 임계값과 비교하는 제1 비교기 - 상기 제어기는, 상기 주파수 오프셋이 상기 수렴 임계값보다 작게 될 때까지 주파수 취득을 반복하도록 적응됨 - ; 및
    복조된 수신 심볼의 실수부의 슬라이딩 합을 주파수 검증 임계값과 비교하는 제2 비교기 - 상기 제어기는 상기 슬라이딩 합이 상기 주파수 검증 임계값을 초과할 때까지 상기 주파수 취득을 반복하도록 적응됨 - 를 더 포함하는 수신기.
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 제7항에 있어서, 상기 주파수 취득 단계는,
    상기 주파수 취득의 두 번의 반복에 대하여 복조된 수신 심볼의 미분 곱의 합의 실수부를 검증 임계값의 메트릭과 비교하는 단계; 및
    임계값을 초과할 때까지 상기 주파수 취득을 반복하는 단계를 더 포함하는 방법.
  37. 제7항에 있어서, 상기 주파수 취득 단계는,
    주파수 오프셋이 수렴 임계값보다 더 작아질 때까지 상기 주파수 취득을 반복하는 단계를 더 포함하는 방법.
  38. 제37항에 있어서, 상기 주파수 취득 단계는,
    추정된 주파수 에러가 주파수 발산 임계값보다 클 때 상기 주파수 취득을 중지시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  39. 제7항에 있어서, 상기 주파수 취득 단계는,
    검증된 복조된 수신 심볼의 미분 곱의 합에 따라 주파수 오프셋을 추정하는 단계; 및
    추정된 상기 주파수 오프셋에 따라 상기 주파수를 정정하는 단계를 포함하는 방법.
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