KR100754819B1

KR100754819B1 - 무선 통신에서 업링크 동기화를 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100754819B1
Application number: KR1020067011032A
Authority: KR
Inventors: 아이쿠트 불탄; 도날드 엠 그리코; 챨스 데니안; 중린 판
Original assignee: 인터디지탈 테크날러지 코포레이션
Priority date: 2003-11-07
Filing date: 2004-11-03
Publication date: 2007-09-04
Also published as: TW200612685A; ES2300870T3; ATE391364T1; TW200518502A; US20050276250A1; NO20062621L; CN1879319A; EP1687915A4; EP1687915A2; KR20060097756A; WO2005048506A3; MXPA06005005A; CA2544960A1; WO2005048506A2; KR20060103346A; US6954447B2; TWI252643B; DE602004012885T2; US20050099986A1; EP1687915B1

Abstract

코드 분할 다중 접속(CDMA) 시스템에서 복수의 무선 송수신 유닛(WTRU)으로부터 노드-B로의 업링크(UL) 송신을 업링크 동기시키는 방법 및 시스템이 개시되어 있다. 노드-B는 WTRU로부터 UL 동기화 (SYNC_UL) 시퀀스를 포함한 송신을 수신한다. 샘플러는 칩 레이트보다 높은 샘플링 레이트에서 그 송신을 샘플링한다. 이 샘플은 다운 샘플링되며 SYNC_UL 시퀀스는 하위 레이트에서 검출된다. 이 검출된 SYNC_UL 시퀀스의 최초 유효 경로 위치가 판정되고, 이 최초 유효 경로 위치에 기초하여 최종 유효 경로 위치가 판정된다. 최종 유효 경로 위치는 양자화되고 UpPCHpos가 WTRU로 송신되어 UL 송신 타이밍이 조정된다.

Description

무선 통신에서 업링크 동기화를 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR UPLINK SYNCHRONIZATION IN WIRELESS COMMUNICATIONS}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 무선 통신에서 업링크(UL) 동기화를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

UL 동기화는 셀에서 무선 송수신 유닛(WTRU)의 송신 시간을 제어하는 과정이며, 이 과정에 의해 복수의 WTRU로부터의 UL 송신들이 동시에 노드-B에 도달하게 된다. 통상적으로, 각각의 WTRU는 노드-B에 의해 커버되는 셀에서 상이한 전파 지연을 갖는다. 따라서, 동기 메카니즘을 포함하지 않을 경우, WTRU들로부터의 UL 송신은 상이한 시간에 노드-B에 도달하게 되며, 이는 셀간 간섭을 증가시킨다. UL 송신들이 서로 정렬되는 경우, 확산 코드의 직교성에 의해, 셀간 간섭을 상당히 감소시킨다.

WTRU가 파워 온 한 경우, 먼저, WTRU는 DL 파일럿 채널(DwPCH)에서 송신되는 DL 동기(SYNC_DL) 시퀀스를 이용하여 셀과의 다운링크(DL) 동기화를 성립시킨다. WTRU가 DL 동기화를 성립시킨 후에만, WTRU가 UL 동기 과정을 시작할 수 있다. UL 동기화는 랜덤 액세스 과정 동안에 달성되기 때문에 UL 파일럿 채널(UpPCH)과 물리적 랜덤 액세스 채널(PRACH)을 수반하게 된다.

WTRU가 DL 동기화를 성립시켜 노드-B로부터 다운링크 신호를 수신할 수 있는 경우에도, WTRU와 노드-B 간의 거리는 여전히 불확실한 것으로 된다. 이에 의해 동기되지 않은 UL 송신이 발생하게 된다. 따라서, 트래픽 타임슬롯에서의 간섭을 감소시키기 위해서는, WTRU로부터의 제1 UL 송신이 특정 타임 슬롯인 업링크 파일럿 타임 슬롯으로만 한정된다.

호출을 시작하기 위하여, WTRU는 먼저 UL 동기 (SYNC_UL) 시퀀스를 UpPCH를 통하여 노드-B로 송신한다. 이용가능한 SYNC_UL 시퀀스는 DwPCH를 통하여 브로드캐스트된다. 현재, 3 세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP) 표준 하에서는, 8개의 SYNC_UL 시퀀스가 노드-B에 대해 이용될 수 있다. SYNC_UL 시퀀스의 초기 송신을 위해서는, 개방 루프 UL 동기 제어를 UpPCH에 이용한다. WTRU는 수신된 1차 공통 제어 물리 채널(P-CCPCH) 및/또는 DwPCH 상에서 측정된 경로 손실에 기초하여 전파 지연(Δtp)을 추정한다. 그러나, 전파 지연의 추정값은 정확하지 않고 신뢰성도 없다.

탐색 윈도우에서 SYNC_UL 시퀀스를 검출한 후, 노드-B가 SYNC_UL 시퀀스들의 UL 송신 타이밍을 추정한 다음, 그 조정 정보를 WTRU로 송신하여 다음 송신에 대한 UL 송신 타이밍을 변경함으로써 응답한다. 이는 후속하는 4개의 서브프레임 내에서의 고속 물리 액세스 채널(FPACH)로 처리된다. FPACH를 송신한 후, UL 동기화를 성립시킨다. UL 동기 과정은 UL이 동기 해제되는 경우 UL 동기화를 재설정하는데 이용된다.

본 발명은 복수의 WTRU로부터 노드-B로의 UL 무선 송신을 UL 동기시키는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 노드-B는 WTRU로부터 SYNC_UL 시퀀스를 포함한 송신을 수신한다. 샘플러는 칩 레이트보다 높은 샘플링 레이트에서 그 송신을 샘플링한다. 샘플들을 다운 샘플링하고 SYNC_UL 시퀀스를 하부 레이트에서 검출한다. 검출된 SYNC_UL 시퀀스의 최초 유효 경로 위치를 판정한 다음, 최초 유효 경로 위치에 기초하여 최종 유효 경로 위치를 판정한다. 최종 유효 경로 위치는 양자화되고 UL 타이밍 정보(UpPCHpos)는 WTRU로 송신되어 WTRU의 UL 송신 타이밍을 조정한다.

도 1은 본 발명에 따른 업링크 동기화를 위한 장치의 블록도를 나타낸다.

도 2는 본 발명에 따른 업링크 동기화에 대한 처리 흐름도를 나타낸다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 설명하며, 도면 중, 동일한 도면 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

이하, 용어 "WTRU"는 사용자 장치(UE), 이동국, 고정 가입자국 또는 이동 가입자국, 페이저 또는 무선 환경에서 동작할 수 있는 그 외 다른 유형의 디바이스들을 포함하고 있지만, 이에 한정되는 것이 아니다. 이하, 용어 "노드-B"는 기지국, 사이트 제어기, 액세스 포인트, 또는 무선 환경에서의 그 외 다른 유형의 인터페이스 장치를 포함하고 있지만, 이에 한정되는 것이 아니다.

본 발명의 특징은 복수의 상호접속 구성요소를 포함하는 회로로 구성될 수도 있고 IC 내에 통합될 수도 있다.

현재의 3GPP 표준을 참조로 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한다. 그러 나, 이하에 설명되어 있는 특정 샘플링 레이트, 프로세싱 레이트 또는 그 외 많은 정량화된 양들은 단지 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 설명을 위하여 제공된 것일 뿐, 이에 한정되는 것이 아니며, 그 외 다른 샘플링 레이트, 프로세싱 레이트, 또는 많은 정량화된 양들이 본 발명의 교시를 구현하는데 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 UL 동기화에 대한 장치(100)의 블록도를 나타낸다. 장치(100)는 수신기(102), 샘플러(104), 다운 샘플러(106), 제1 상관기(108), 처리 유닛(110), 제2 상관기(112) 및 양자화기(114)를 포함한다.

WTRU는 랜덤 액세스 채널(RACH)을 통하여 메시지를 송신하기 전에, SYNC_UL 시퀀스를 UpPCH를 통하여 노드-B로 송신한다. 노드-B는 UpPCH를 모니터링하여, WTRU들로부터 송신된 SYNC_UL 시퀀스를 검출한다. 노드-B가 SYNC_UL 시퀀스를 검출하면, 노드-B는 그 검출된 SYNC_UL 시퀀스에 대한 응답을 FPACH를 통하여 송신한다. 이 응답은 UL 동기화 정보인 UpPCHpos(이것은 노드-B가 WTRU로부터 SYNC_UL 시퀀스를 수신한 타이밍과 그 기준 시간과의 차이를 의미함)를 포함한다. WTRU가 응답을 수신한 후, WTRU는 응답 메시지 내에 포함되어 있는 UpPCHpos에 따라서 UL 송신을 동기시킨다.

수신기(102)는 WTRU로부터 UpPCH를 통하여 송신들을 수신한 다음, 그 송신을 샘플러(104)에 전달한다. 샘플러(104)는 그 송신을, 칩 레이트(1/Tc) 보다 상당히 높은 레이트에서 샘플링한다. 현재의 3GPP 표준 하에서는, Tc/8의 분해능으로 UL 동기화를 제어한다. 따라서, 샘플러(104)는 칩 레이트보다 8배 높은 레이트(8/Tc)에서 송신들을 샘플링하는 것이 바람직하다. 샘플러(104)는 그 샘플링된 데이터를 다운 샘플러(106)와 제2 상관기(112)로 출력시킨다.

다운 샘플러(106)는 그 샘플링된 데이터를 로우 레이트, 바람직하게는, 칩 레이트(1/Tc)에서 다운 샘플링한다. 바람직한 이 실시형태에 따르면, 다운 샘플러(106)는 8개의 샘플들 중 한 샘플을 선택한다. 다운 샘플링된 샘플들은 제1 상관기(108)로 전달된다.

제1 상관기(108)는 다운 샘플링된 샘플들을 복수의 SYNC_UL 시퀀스와 상관시키는 것을 수행한다. 현재의 3GPP 표준 하에서는, 8개의 SYNC_UL 시퀀스가 각각의 노드-B에 할당된다. 따라서, 특정 개수의 시퀀스가 요구되는 것은 아니지만, 바람직하게는, 제1 상관기(108)는 8개의 SYNC_UL 시퀀스 각각과의 상관 결과들을 발생시킨다.

처음에, WTRU는 DwPCH 및/또는 P-CCPCH의 측정된 전파 지연에 기초하여 SYNC_UL 시퀀스의 UL 송신 타이밍을 판정한다. 최초 지연 측정값을 이용하여 제1 상관기(108)의 탐색 크기를 제한한다. 그러나, 이것은 신뢰성이 없다. 따라서, 제1 상관기(108)는 전체 셀 크기를 커버하는 것이 필요하다. 예를 들어, 11.5 km의 셀 반경은 1.28 Mcps의 칩 레이트에서 대략 49 칩에 대응한다. 노드-B가 2-웨이 전파 지연을 관측하기 때문에, 제1 상관기(108)에 대한 탐색 윈도우 크기는 최악의 경우 98 칩보다 커야 한다. 제1 상관기(108)의 출력은 래그 위치들 및 이에 대응하는 복소치 상관 결과로 구성된다. 이 출력은 초기 채널 추정값으로도 이용될 수 있다.

이 상관 결과는 처리 유닛(110)으로 출력된다. 처리 유닛(110)은 어떤 SYNC_UL 시퀀스가 검출되었는지의 여부를 판정한다. SYNC_UL 시퀀스의 검출시, 처 리 유닛(110)은 각각의 SYNC_UL 시퀀스의 평균 신호 전력을 계산한 다음 그 평균 신호 전력을 잡음 임계값과 비교한다. 각각의 SYNC_UL 시퀀스의 평균 신호 잡음이 잡음 임계값보다 큰 경우, 처리 유닛(110)은 SYNC_UL 시퀀스를 검출한 제2 상관기(112)로 출력시킨다. 각각의 SYNC_UL 시퀀스의 평균 신호 잡음이 잡음 임계값보다 크지 않은 경우, 처리 유닛(110)은 추가 액션을 수행하지 않으며 수신기가 UpPCH의 모니터링을 진행한다. 처리 유닛(110)은 또한 검출된 SYNC_UL 시퀀스의 최초 제1 유효 경로 위치(IFSPL)를 판정한다. 제1 유효 경로 위치(FSP)는 잡음 임계값 이상의 채널 임펄스 응답에서의 (제시간의) 제1 경로이다. IFSPL은 칩 레이트 분해능에서 판정된다.

현재의 3GPP 표준 하에서는, UL 동기화에 필요한 최소 스텝 크기가 Tc/8이다. 따라서, 노드-B는, 바람직하게는 Tc/8의 분해능으로 UL 타이밍 정보(UpPCHpos)를 결정하는 것이 요구된다. 제2 상관기(112)는 샘플러(104)로부터 칩 레이트의 8배로 샘플링되는 샘플들을 수신한 다음, 그 샘플들과 IFSPL에 대하여 검출된 SYNC_UL 시퀀스를 상관시키는 것을 수행한다. 제2 상관기(112)는 전체 셀 크기 대신에, 검출된 IFSPL에 대해서만 상관을 수행하기 때문에, 제2 상관기(112)에서의 상관을 보다 고속으로 수행할 수 있게 된다. 제2 상관기(112)는 Tc/8의 분해능으로 최종 제1 유효 경로 위치(FFSPL)를 판정한다.

추가로 그리고 옵션으로, 장치(100)는 FFSPL를 양자화시키는 양자화기(114) 포함할 수 있다. 현재의 3GPP 표준 하에서는, UpPCHpos가 Tc/8의 스텝 크기를 갖고 11 비트로 코딩된다. 양자화기(114)는 Tc/8 배수에 최근접하여 FFSPL를 양자화한 다. 이 양자화 값은 검출된 SYNC_UL 시퀀스에 대한 UpPCHpos로 변환된 후, 다음의 UL 송신의 UL 동기화를 위하여 WTRU로 송신된다.

도 2는 본 발명에 따른 업링크 동기화를 위한 처리(200)의 흐름도를 나타낸다. 처리(200)는 먼저, SYNC_UL 시퀀스의 IFSPL를 판정하는 단계(단계 210)와, IFSPL에 대하여 줌인(zoom in)한 다음 FFSPL에 대한 보다 높은 분해능 탐색을 수행하는 단계(단계 212)인 2개의 주요 단계를 포함한다. 처리(200)는 UL 송신들이 UpPCH를 통하여 수신될 때 시작한다(단계 202). 이들 송신을, 바람직하게는 칩 레이트 보다 8배 높은 레이트에서 샘플러에 의해 샘플링한다(단계 204). 그 후, 샘플링된 데이터를, 바람직하게는 칩 레이트에서 다운 샘플링한다(단계 206). 이 다운 샘플링된 데이터를 SYNC_UL 시퀀스와 상관시킨 다음, 어떤 SYNC_UL 시퀀스가 검출되었는지의 여부를 판정한다(단계 208). SYNC_UL 시퀀스의 검출시, 각각의 SYNC_UL의 평균 신호 전력을 계산한 다음 잡음 임계값과 비교한다. SYNC_UL 시퀀스의 평균 신호 전력이 잡음 임계값보다 큰 경우, SYNC_UL 시퀀스의 검출을 표명하고, SYNC_UL 시퀀스의 평균 신호 전력이 잡음 임계갑 보다 크지 않은 경우, 처리는 단계 202로 복귀하여 UpPCH의 모니터링을 진행한다. SYNC_UL 시퀀스를 검출한 경우, 처리(200)는 바람직하게는 칩 레이트에서, 그 검출된 SYNC_UL 시퀀스의 IFSPL을 판정하는 처리를 수행한다(단계 210). IFSPL이 판정되면, 칩 레이트보다 8배 높은 레이트에서 샘플링된 샘플링 데이터와 IFSPL을 이용하여 FFSPL를 판정한다(단계 212). FFSPL은 양자화되어 UpPCHpos로 변환된다. 노드-B는 그 UpPCHpos를 WTRU로 송신하여, 다음 송신을 위한 UL 송신 타이밍을 조정하는데 이용한다.

이상, 본 발명을, 바람직한 실시형태를 통하여 구체적으로 설명하고 있지만, 본 발명의 범위에 벗어나지 않고 여러 형태로의 변형이 이루어질 수 있다.

Claims

코드 분할 다중 접속(CDMA) 무선 통신 시스템에서 무선 송수신 유닛(WTRU)으로부터 노드-B로의 업링크(UL) 송신을 동기시키는 방법으로서,

(a) WTRU로부터 UL 동기(SYNC_UL) 시퀀스를 포함한 송신을 수신하는 단계와;

(b) 상기 송신을 샘플링 레이트에서 샘플링하는 단계와;

(c) 샘플을 다운 샘플링하는 단계와;

(d) 다운 샘플링된 샘플들을 처리하여 상기 송신에서 SYNC_UL 시퀀스를 검출하는 단계와;

(e) 검출된 SYNC_UL 시퀀스의 최초 유효 경로 위치를 판정하는 단계와;

(f) 검출된 최초 유효 경로 위치를 이용하여 상기 샘플링 레이트에서 최종 유효 경로 위치를 판정하는 단계와;

(g) 상기 최종 유효 경로 위치에 기초하여 발생되는 UL 동기 조정 메시지를 상기 WTRU로 송신하는 단계와;

(h) 상기 WTRU에서 UL 송신 타이밍을 조정하는 단계

를 포함하는 업링크 송신의 동기 방법.
제1항에 있어서, 상기 송신은 상기 단계 (b)에서는 칩 레이트의 8배로 샘플링되며 상기 단계(c)에서는 칩 레이트에서 처리되는 것인 업링크 송신의 동기 방법.
제1항에 있어서, 상기 최종 유효 경로 위치는 송신을 위하여 양자화되는 것인 업링크 송신의 동기 방법.
제3항에 있어서, 상기 최종 유효 경로 위치는 11 비트로 양자화되는 것인 업링크 송신의 동기 방법.
제1항에 있어서, 상기 UL 송신 타이밍은 칩 구간(chip duration)의 1/8만큼 조정되는 것인 업링크 송신의 동기 방법.
제1항에 있어서, 상기 SYNC_UL 시퀀스의 평균 신호 전력이 잡음 임계값보다 큰 경우, SYNC_UL 시퀀스가 검출되는 것인 업링크 송신의 동기 방법.
코드 분할 다중 접속(CDMA) 무선 통신 시스템에서의 업링크(UL) 동기화 장치로서,

무선 송수신 유닛(WTRU)으로부터 UL 동기(SYNC_UL) 시퀀스를 포함한 송신을 수신하는 수신기와;

상기 송신의 샘플을 샘플링 레이트에서 발생시키는 샘플러와;

상기 샘플을 상기 샘플링 레이트보다 낮은 레이트에서 다운 샘플링하는 다운 샘플러와;

상기 다운 샘플링된 샘플을 처리하여 송신에서 SYNC_UL 시퀀스를 검출하고 상기 검출된 SYNC_UL 시퀀스의 최초 유효 경로 위치를 판정하는 제1 처리 유닛과;

상기 검출된 최초 유효 경로 위치를 이용하여 상기 샘플링 레이트에서 최종 유효 경로 위치를 판정하는 제2 처리 유닛과;

상기 최종 유효 경로 위치에 기초하여 발생되는 UL 동기 조정 메시지를 상기 WTRU로 송신하여 상기 WTRU의 UL 송신 타이밍을 조정하는 송신기

를 포함하는 업링크 동기화 장치.
제7항에 있어서, 상기 샘플러는 칩 레이트의 8배로 송신을 샘플링하는 것인 업링크 동기화 장치.
제7항에 있어서, 상기 최종 유효 경로 위치를 양자화하는 양자화기를 더 포함하는 업링크 동기화 장치.
제9항에 있어서, 상기 양자화기는 상기 최종 유효 경로 위치를 11 비트로 양자화하는 것인 업링크 동기화 장치.
제7항에 있어서, 상기 UL 송신 타이밍은 칩 구간의 1/8만큼 조정되는 것인 업링크 동기화 장치.
제7항에 있어서, 상기 제1 처리 유닛은 상기 SYNC_UL 시퀀스의 평균 신호 전력과 잡음 임계값을 비교하여 SYNC_UL 시퀀스를 검출하는 것인 업링크 동기화 장치.