KR100869465B1 - 게이트된 파일럿을 탐색하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

무선 통신 시스템에서 게이트된 파일럿 레퍼런스를 탐색하는 기술. 일 방법에서, 파일럿이 발견될 수 있는 전체 코드 공간은 코드 세트들의 다수 그룹으로 분할되는데, 각각의 코드 세트는 특정한 PN 시퀀스의 모든 가능한 칩 오프셋을 나타낸다. 그룹들은 각 그룹에서 파일럿을 검출할 가능성에 기초하여 순서가 정해진다. 그 다음, 코드 세트들의 그룹은, 성공적인 파일럿 획득이 초래될 가능성이 높은 그룹으로 시작하여 성공적인 파일럿 획득이 초래될 가능성이 낮은 그룹으로 끝나도록 한번에 하나씩, 파일럿을 탐색하는데 이용된다. 성공적인 획득시에 탐색은 종료된다. 파일럿 탐색은 검출, 드웰, 및 풀-인의 서브스테이지를 이용해 수행될 수 있다. 한 그룹에 대한 검출의 서브스테이지는 다른 그룹에 대한 풀-인의 서브스테이지와 병렬로 수행될 수 있다.
게이트된 파일럿, 획득, 오프셋, 시퀀스

Description

게이트된 파일럿을 탐색하는 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR SEARCHING A GATED PILOT}
배경
분야
본 발명은 데이터 통신에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 무선 통신 시스템에서 게이트된 파일럿 레퍼런스를 탐색하고 획득하는 기술에 관한 것이다.
배경
다수 사용자에 대해 음성, 데이터 등의 다양한 타입의 통신을 제공하는데는 무선 통신 시스템이 널리 이용된다. 이들 시스템은 CDMA (code division multiple access), TDMA (time division multiple access), 또는 다른 다중 액세스 기술에 기초할 수 있다. CDMA 시스템은 다른 타입의 시스템에 비해 증가된 시스템 용량과 같은 몇가지 이점들을 제공할 수 있다.
무선 통신 시스템에서, 대개 파일럿 레퍼런스는 송신 소스로부터 수신기 장치로 송신되어 수신기 장치가 다수의 기능들을 수행하는 것을 돕는다. 일반적으로 파일럿 레퍼런스는 공지된 데이터 패턴 (예를 들어, 모두 제로) 에 기초하여 그리고 공지된 신호 프로세싱 방식 (예를 들어, 특정한 직교 코드로 커버링되고 공지된 PN 시퀀스로 확산되는 방식) 을 이용해 생성된다. 파일럿 레퍼런스는 수신기 장치에서 송신 소스의 타이밍 및 주파수와 동기화하고, 통신 링크의 품질을 추정하고, 데이터 송신의 코히어런트 복조를 위해 이용될 수 있다. IS-856 표준을 따르는 CDMA 시스템의 경우, 파일럿 레퍼런스는 또한, 단말로의 최상 링크를 갖는 특정한 액세스 포인트 및 이러한 액세스 포인트에 의해 지원되는 최고의 데이터 레이트를 결정하는데 이용된다.
IS-95 CDMA 시스템에서, 파일럿 레퍼런스는 전용 파일럿 채널상의 각 기지국으로부터 비교적 낮은 송신 전력 레벨로 연속적으로 송신된다. 단말은 순방향 링크 신호를 수신하고 프로세싱하여 파일럿 채널을 분리하고, 파일럿 채널을 더 프로세싱하여 파일럿 레퍼런스를 복구한다. IS-95 CDMA 시스템에 이용되는 연속적인 파일럿 송신 방식은, 파일럿 레퍼런스를 프로세싱하기 위해 단말에 더 많은 시간이 허용되는 낮은 데이터 레이트 송신 시스템에 좀더 적합하다. 그러나, 단기의 주기내에 링크 조건을 정확하게 추정할 필요가 있는 고속 데이터 송신 시스템의 경우, 이러한 연속적인 저-레벨 파일럿 레퍼런스는 바람직하지 않다.
(cdma2000, IS-856 및 W-CDMA 표준에 부합하는 것과 같은) 새로운 세대의 CDMA 시스템은 게이트된 파일럿 레퍼런스를 높은 (예를 들어, 피크) 송신 전력 레벨로 송신한다. 짧지만 높은 전력의 파일럿 버스트는, 단말이 짧은 시구간내에서 파일럿 레퍼런스를 수신할 수 있게 하며, 이후에는, 단말이 보다 짧은 시간 주기내에서 링크 조건을 추정할 수 있게 한다.
게이트된 파일럿 레퍼런스의 탐색은 연속적 파일럿 레퍼런스에 대한 앰비규어티 (ambiguity) 보다 큰 앰비규어티와 관련된다. 연속적 파일럿 레퍼런스를 탐색하기 위해, 특정한 시간 윈도우 (time window) 에 대해 수신된 신호가 탐색될 수 있고, 파일럿 레퍼런스 및 그 타이밍은 (이하에서 보다 상세히 설명되는) 파일럿 레퍼런스의 가능한 모든 타임 오프셋에 대한 다수의 가설을 평가함으로써 결정된다. 파일럿 레퍼런스가 연속적이라면, 파일럿 레퍼런스는 탐색될 모든 시간 윈도우에 존재하며 그 타이밍만이 인식되지 않은 상태이다. 그러나, 항상 송신되는 것은 아닌 게이트된 파일럿 레퍼런스의 경우, 파일럿 레퍼런스를 획득하기 위해 다수의 시간 윈도우를 탐색할 필요가 있을 수 있다. 소정 시간 윈도우 동안 파일럿 레퍼런스가 송신되지 않았다면, 모든 가설을 평가하더라도, 그 시간 윈도우를 통한 파일럿 레퍼런스의 탐색이 파일럿 획득 실패로 나타날 수도 있다. 따라서, 게이트된 파일럿 레퍼런스를 발견하고 획득하기 위해 다수의 가설 뿐만 아니라 다수의 시간 윈도우를 평가해야 하므로, 게이트된 파일럿 레퍼런스의 획득이 좀더 복잡하다.
따라서, 게이트된 파일럿 레퍼런스를 좀더 효율적으로 탐색하고 획득하기 위한 기술이 필요하다.
요약
본 발명의 양태들은, 좀더 빠른 획득 시간 및 높은 검출 가능성을 실현하는 방식으로, 게이트된 파일럿 레퍼런스를 탐색하고 획득하는 기술을 제공한다. 게이트된 파일럿 레퍼런스를 송신하는 무선 통신 시스템의 경우, 연속적 파일럿 레퍼런스의 경우보다 넓은 코드 공간을 탐색해야 한다. 본 명세서에서는 보다 넓은 코드 공간을 통한 탐색에서의 평균 파일럿 획득 시간을 단축하기 위한 다양한 기술이 제공된다.
일 양태에서는, 파일럿 레퍼런스를 획득하기 위해 탐색될 전체적 코드 공간이 코드 세트로 분할되는데, 각각의 코드 세트는 탐색될 다수의 가설들을 포함한다. 그 다음, 코드 세트는, 얻어진 그룹이 성공적인 파일럿 획득이 발생할 가능성이 달라지는 코드 세트들을 포함하도록 분류된다. 그 다음, 코드 세트들의 그룹을 한번에 하나씩, 성공적인 파일럿 획득이 얻어질 가능성이 높은 코드 세트들이 먼저 탐색되고 성공적인 파일럿 획득이 얻어질 가능성이 낮은 코드 세트들이 나중에 탐색되도록 미리 정해진 순서대로 탐색한다. 보다 자주 이용되는 코드 공간에서 초기에 파일럿 레퍼런스가 성공적으로 획득되면, 획득 프로세스가 종료되도록 메커니즘이 제공된다.
다른 양태에서는, 파일럿 레퍼런스를 탐색하고 획득하기 위해 멀티-스텝 파일럿 획득 방식이 제공되는데, 탐색 시간을 단축하기 위해, 이러한 스텝들 중의 몇가지는 파이프라이닝된다. 또한, 멀티-스테이지 파일럿 탐색 방식은 다중 (예를 들어, 2) 스테이지를 이용해 파일럿 레퍼런스를 탐색하도록 제공되는데, 상이한 동작 조건에 대한 파일럿 획득 가능성을 향상시키기 위해, 각 스테이지에 대해 상이한 세트의 탐색 파라미터값을 이용할 수 있다. 바람직하게, 멀티-스테이지 파일럿 탐색 방식은 상술한 그룹에 의한 탐색 및 파이프라이닝을 포함할 수 있다.
본 발명의 특정 실시형태는 무선 통신 시스템에서 게이트된 파일럿 레퍼런스를 탐색하는 방법을 제공한다. 본 방법에 따르면, 파일럿 레퍼런스가 발견될 수도 있는 전체적인 코드 공간은 먼저 비중첩 (nonoverlapping) 코드 세트의 다수 (예를 들어, 4개의) 그룹으로 분할되는데, 각각의 코드 세트는 (특정한 PN 오프셋을 가진) 특정한 PN 시퀀스의 가능한 모든 칩 오프셋을 나타낸다. 그 다음, 각각의 그룹에서 파일럿 레퍼런스가 검출될 가능성에 기초하여 순서가 매겨지는데, 파일럿 레퍼런스를 생성하는데 이용될 가능성이 가장 큰 것이 제 1 그룹이 되고 이용될 가능성이 가장 작은 것이 최종 그룹이 된다. 그 다음, 한번에 하나씩, 제 1 그룹부터 시작하여 최종 그룹으로 종료하도록, 코드 세트의 그룹을 이용하여 파일럿 레퍼런스를 탐색한다. 파일럿 레퍼런스가 획득되면, 탐색은 종료될 수 있다.
파일럿 레퍼런스에 대한 탐색은, 검출, 드웰 (dwell), 및 풀-인 (pull-in) 의 서브스테이지로 이루어진 3 개의 서브스테이지를 이용하여 수행될 수 있다. 특정 그룹에 대한 검출의 서브스테이지에서, 파일럿 레퍼런스는 그룹의 코드 세트들에 기초하는 한 세트의 샘플들에서 검색되어 다수의 검출 피크를 제공한다. 드웰의 서브스테이지에서, 검출의 서브스테이지로부터 검출된 피크는 재평가되어 하나 이상의 후보 피크를 제공한다. 그리고, 풀-인의 서브스테이지에서, 파일럿 레퍼런스의 획득을 실현하기 위해, 각각의 후보 피크에 대한 록 (lock) 이 시도된다. 한 그룹에 대한 검출의 서브스테이지는 다른 그룹에 대한 풀-인의 서브스테이지와 평행하게 (즉, 파이프라이닝되어) 수행될 수 있다.
또한, 본 발명은, 이하에서 상세히 설명하는 바와 같이, 본 발명의 다양한 양태, 실시형태, 및 특징들을 구현하는 다른 방법들, 수신기 유닛, 및 다른 소자들을 제공한다.
도면의 간단한 설명
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 특징, 본질, 및 이점들을 보다 상세히 설명하며, 도면에서 동일한 도면 부호는 전반에 걸쳐서 동일한 대상을 가리킨다.
도 1 은 다수 사용자를 지원하며 게이트된 파일럿 레퍼런스를 송신하는 무선 통신 시스템의 도면이다.
도 2 는 IS-856 표준에 따른 시스템에 이용되는 파일럿 레퍼런스 송신 방식의 도면이다.
도 3 은 IS-856 표준에 의해 정의된 송신 포맷의 도면이다.
도 4A 는 액세스 포인트에서 파일럿 레퍼런스를 생성하는데 이용되는 PN (pseudo-noise) 시퀀스용 인덱스를 나타내는 도면이다.
도 4B 는 IS-856 표준에 따라 송신되는 게이트된 파일럿 레퍼런스를 검색하는 방식의 특정한 실시 형태를 나타낸다.
도 5 는 파일럿 레퍼런스를 검색하는데 이용될 수 있는 수신기 유닛의 일 실시형태의 블록도이다.
도 6 은 정의된 코드 공간에서 게이트된 파일럿 레퍼런스를 검색하는 프로세스의 일 실시형태의 흐름도이다.
도 7 및 도 8 은 본 발명의 2 개 실시형태에 따라, 파일럿 획득시에 조기 종료하는 2-스테이지 파일럿 검색 방식을 나타낸다.
도 9 는 3 개 세트의 검색 파라미터값에 대한 파일럿 검출의 확률 (Pd) 대 수신 신호 품질 (Ior/No) 의 플롯을 나타낸다.
상세한 설명
도 1 은 다수 사용자를 지원하며 게이트된 파일럿 레퍼런스를 송신하는 무선 통신 시스템 (100) 의 도면이다. 시스템 (100) 은 다수 셀 (102a 내지 102g) 에 대한 통신을 제공하는데, 각 셀 (102) 은 대응하는 액세스 포인트 (104) 에 의해 서비스된다. 다양한 액세스 단말 (106) 이 시스템 전체에 분산되어 있다. 액세스 포인트는 기지국이라고도 하며, 액세스 단말은 원격 단말 또는 이동국, 또는 단순히 단말이라고도 한다.
일 실시형태에서, 각 단말 (106) 은 임의의 소정 순간에 순방향 링크를 통해 하나의 액세스 포인트 (104) 와 통신할 수 있고, 단말의 소프트 핸드오프 여부에 따라, 역방향 링크를 통해 하나 이상의 액세스 포인트와 통신할 수 있다. 순방향 링크 (즉, 다운링크) 는 액세스 포인트로부터 단말로의 송신을 의미하고, 역방향 링크 (즉, 업링크) 는 단말로부터 액세스 포인트로의 송신을 의미한다. 시스템 (100) 은, cdma2000, IS-856, 및 W-CDMA 표준과 같은 임의의 갯수의 CDMA 표준 및/또는 설계를 따르도록 설계될 수 있다. 여기에서는, IS-856 표준을 따르는 CDMA 시스템을 HDR (High Data Rate) 시스템이라 한다.
도 1 에서, 화살표의 실선은 액세스 포인트로부터 단말로의 사용자-특정 데이터 송신을 지시한다. 화살표의 점선은, 단말이 액세스 포인트로부터 사용자-특정 데이터 송신은 아니지만 파일럿 레퍼런스 및 다른 시그널링을 수신하고 있음을 지시한다. 도 1 에 나타낸 바와 같이, 액세스 포인트 (104a) 는 순방향 링크를 통해 단말 (106a) 로 데이터를 송신하고, 기지국 (104c) 은 단말 (106c) 로 송신한다. 간단하도록, 도 1 에 업링크 통신은 도시하지 않는다.
도 2 는 HDR 시스템에 이용되는 게이트 파일럿 레퍼런스 송신 방식의 도면이다. 도 2 는 다수 액세스 포인트로부터의 파일럿 레퍼런스 송신을 나타내는데, 파일럿 레퍼런스들은 소정 시구간 (TINT) 에서 특정 너비 (WP) 의 버스트로 송신된다. 도 2 에 나타낸 바와 같이, 액세스 포인트의 타이밍은, 파일럿 버스트가 대략적으로 그들의 송신 타임에 배열되도록 동기화된다. 이러한 송신 방식에서, 액세스 포인트로부터의 파일럿 레퍼런스는 대략적으로 동일한 타임 인스턴스 (time instance) 에서 수신될 수 있는데, 상이한 액세스 포인트로부터의 파일럿 레퍼런스들간의 타이밍 스큐 (timing skew) 는 송신 지연에서의 차이 및 다른 인자들로 인한 것이다.
도 3 은 IS-856 표준에 의해 정의된 송신 포맷의 도면이다. 도 3 에 나타낸 바와 같이, 데이터 및 시그널링은 슬롯으로 송신되는데, 각 슬롯은 특정한 시구간 (예를 들어, IS-856 표준의 경우 1.667 msec) 을 커버링한다. 각각의 "액티브" 슬롯은 2 개의 하프-슬롯으로 분할되는데, 각각의 하프-슬롯은 파일럿 버스트 (314) 에 의해 분할되는 2 개의 데이터 구획 (data partition ; 312) 을 포함한다. 데이터 구획 (312) 은 사용자-특정 데이터 및 시그널링을 송신하는데 이용될 수 있고, 파일럿 버스트 (314) 는 파일럿 레퍼런스를 송신하는데 이용될 수 있다. IS-856 표준에 의해 정의된 바와 같이, 각각의 파일럿 버스트는 특정한 데이터 패턴 (예를 들어, 모두가 제로인 데이터) 의 96 개 칩을 구비한다. 또한, 제 2 의 하프-슬롯은 파일럿 버스트 (314b) 의 양측에 배치되어 시그널링 채널을 구현하는데 이용되는 2 개의 시그널링 버스트 (316a 및 316b) 를 포함한다.
도 3 에 나타낸 바와 같이, 각각의 "아이들 (idle)" 슬롯 또한, 2 개의 하프-슬롯으로 분할되며, 각각의 하프-슬롯 또한, 액티브 슬롯의 경우와 마찬가지로 하프-슬롯의 동일한 위치에 배치되는 동일한 너비 (예를 들어, 96 개 칩) 의 하나의 파일럿 버스트 (314) 를 포함한다. 아이들 슬롯용 파일럿 버스트는 액티브 슬롯용 파일럿 버스트와 실질적으로 구별이 불가능하다. 아이들 슬롯의 제 1 하프-슬롯의 파일럿 버스트 (314a) 양측에는 2 개의 스커트 (318a 및 318b ; skirts) 가 위치하며, 제 2 하프-슬롯의 파일럿 버스트 (314b) 양측에는 2 개의 시그널링 버스트 (320a 및 320b) 가 위치한다. 스커트 (318a 및 318b) 는 블랭크 송신 (또는 비송신) 과 파일럿 송신간의 전이 주기 (transition period) 를 제공하는데 이용된다. 이러한 전이 주기로 인해, 파일럿 레퍼런스는 (예를 들어, 96-칩) 파일럿 버스트의 구간 동안 정상 상태값 (steady state value) 또는 그에 가까운 값에 도달할 수 있다.
도 4A 는 액세스 포인트에서 파일럿 레퍼런스를 생성하는데 이용되는 PN 시퀀스용 인덱스를 나타내는 도면이다. CDMA 시스템에서, 이웃한 액세스 포인트로부터의 파일럿 레퍼런스는, (일반적으로 모두 제로의) 파일럿 데이터를 액세스 포인트에서 상이한 PN 칩 오프셋의 소정 PN 시퀀스로 확산함으로써 서로 차별화된다. PN 시퀀스는 특정한 데이터 패턴 및 32,768 개 칩의 고정 길이를 갖지만, 연속적으로 반복되어 연속적 확산 시퀀스를 생성하며, 연속적 확산 시퀀스는 파일럿 및 트래픽 데이터를 확산하는데 이용된다. PN 시퀀스의 시작은 CDMA 표준에 의해 정의되며 절대적 시간 기준 (TABS) 에 동기화된다. PN 시퀀스의 각 칩은 개별적인 PN 칩 인덱스에 할당되는데, PN 시퀀스의 시작에는 0 의 PN 칩 인덱스가 할당되고 PN 시퀀스의 마지막 칩에는 32,767 의 PN 칩 인덱스가 할당된다.
PN 시퀀스는 0 부터 511 의 번호가 매겨진 512 개의 상이한 "PN 오프셋" 으로 분할될 수 있는데, 연속적인 번호의 PN 오프셋은 64 개 칩에 의해 구별된다. 실질적으로, 512 개의 상이한 PN 시퀀스는 512 개의 상이한 PN 오프셋에 기초하여 정의될 수 있는데, 512 개의 PN 시퀀스 각각은 자신의 PN 오프셋에 기초하는 절대적 시간 기준에서 상이한 시작점을 갖는다. 따라서, 0 의 PN 오프셋을 가진 PN 시퀀스는 TABS 에서 PN 칩 인덱스 0 으로 시작하고, 2 의 PN 오프셋을 가진 PN 시퀀스는 TABS 에서 PN 칩 인덱스 128 로 시작하며, 이와 같이 하여, 511 의 PN 오프셋을 가진 PN 시퀀스는 TABS 에서 PN 칩 인덱스 30,704 로 시작한다.
그 다음, CDMA 시스템의 액세스 포인트에 512 개의 가능한 PN 시퀀스가 할당되어, 다른 기능들 중에서도, 액세스 포인트를 차별화하는데 이용될 수 있다. (이웃하는) 액세스 포인트에 할당될 수 있는 가장 가까운 PN 오프셋은 CDMA 표준에 의해 결정된다. 예를 들어, IS-95 및 IS-856 표준은 PN_INC 에 대한 하나의 최소값을 정의하는데, 이는 PN 칩 인덱스 증가치를 64 개 칩의 배수로 나타낸다. 따라서, 하나의 PN_INC 는, 1 (또는 64 개 PN 칩) 의 최소 PN 오프셋에 의해 구별된 PN 시퀀스에 (이웃하는) 액세스 포인트가 할당될 수 있음을 나타낸다. 낮은 PN_INC 값 (예를 들어, 1) 은, 액세스 포인트에 할당될 수 있는 보다 많은 가용 PN 오프셋 (예를 들어, 512) 를 초래한다. 반대로, 큰 PN_INC 값 (예를 들어, 4) 은, 액세스 포인트에 할당될 수 있는 보다 적은 가용 PN 오프셋 (예를 들어, 128) 를 초래한다.
단말에서는, 액세스 포인트에서 수행된 것에 상보적인 방식으로 수신 신호를 프로세싱함으로써, 선택된 액세스 포인트로부터의 파일럿 레퍼런스가 복구될 수 있다. 일반적으로 단말에서의 프로세싱은 (1) 수신 신호를 조정하고 디지털화하여 데이터 샘플을 제공하는 단계, (2) (단말에서 수신된 바와 같은) 선택된 액세스 포인트의 PN 오프셋과 매칭되는 특정한 PN 오프셋에서의 PN 시퀀스로 데이터 샘플을 역확산하는 단계, (3) 역확산된 샘플을, 선택된 액세스 포인트에서 파일럿 데이터를 커버링하는데 이용된 동일한 직교 코드로 디커버링하는 단계, 및 (4) 디커버링된 샘플을 파일럿 데이터 패턴으로 상관하는 단계를 포함한다. 신호 프로세싱를 간단히 하기 위해, 일반적으로 CDMA 시스템은 파일럿 레퍼런스로 모두 제로의 파일럿 데이터 패턴 및 제로의 직교 코드를 이용한다. 따라서, 단순히 데이터 샘플을 PN 시퀀스와 상관하는 것에 의해, 파일럿 레퍼런스를 복구하기 위한 프로세싱가 실현될 수 있다. 이러한 상보적인 신호 프로세싱은 선택된 액세스 포인트로부터 (소정의) 파일럿 레퍼런스를 복구하며 이 액세스 포인트 및 다른 액세스 포인트로부터 다른 (불필요한) 송신을 제거한다.
전파 지연 및 다중 경로로 인해, 선택된 액세스 포인트로부터의 파일럿 레퍼런스 도달 시간은 정확하게 알 수 없다. 따라서, 선택된 액세스 포인트로부터의 파일럿 레퍼런스 검색시, 전체 "코드 공간 (code space)" 을 검색해야 할 수도 있다. 연속적으로 송신되는 파일럿 레퍼런스의 경우, 이는 32,768 개의 가능한 칩 오프셋 (또는 위상) 각각에서 국부적으로 생성된 PN 시퀀스로 데이터 샘플을 상관하여 어느 칩 오프셋이 높은 상관 결과를 제공하는지를 결정하는 것을 의미한다. PN 시퀀스의 의사-랜덤 잡음 특성으로 인해, 데이터 샘플과 PN 시퀀스의 교차-상관 (cross-correlation) 은 (잡음이 존재하지 않는다면) 국부적으로 생성된 PN 시퀀스의 위상이 데이터 샘플의 위상과 정렬되는 경우를 제외하면 (이상적으로) 제로여야 한다.
도 4B 는 IS-856 표준에 따라 송신되는 게이트된 파일럿 레퍼런스를 검색하는 방식의 특정 실시형태를 나타낸다. 이러한 실시형태에서, 2144 개 칩 (예를 들어, 2048 + 96 칩) 에 대응하는 다수의 데이터 샘플은 처음에 수신된 신호로부터 유도되어 버퍼에 저장된다. 파일럿 버스트의 정확한 위치는 알 수 없지만, 샘플에 2 개의 완전한 파일럿 버스트 (410a 및 410b) 가 포함되는 것을 보장하기 위해, 이러한 2144 개 칩의 시구간이 선택된다. 다른 시구간이 프로세싱될 수도 있으며 이는 본 발명의 범위내이다.
2144-칩 구간내에서 파일럿 레퍼런스를 검색하기 위해, 데이터 샘플을 파일럿 레퍼런스를 생성하는데 이용되었을 수도 있는 다수의 PN 시퀀스 각각으로 상관한다. 도 4B 는 0 의 PN 오프셋을 가진 이러한 PN 시퀀스 하나와 데이터 샘플과의 상관을 나타낸다.
처음에, PN 버스트 (412a 및 412b) 는 0 의 PN 칩 인덱스에서 시작하는 PN 시퀀스로부터 발생되는데, 각각의 PN 시퀀스는 96 개의 PN 칩을 포함하며 2 개의 PN 버스트는 1024 개 칩 (즉, 연속하는 파일럿 버스트들의 시작 사이의 시구간) 에 의해 분할된다. PN 버스트 (412a 및 412b) 는 먼저 데이터 샘플과 상관되어 PN 칩 인덱스 0 에 대한 상관값이 유도된다. 그 다음, PN 버스트 (412a 및 412b) 는 1 개의 칩 위치만큼 오른쪽으로 시프팅되고, 또 하나의 교차-상관이 수행되어 PN 칩 인덱스 1 에 대한 또 하나의 상관값이 생성된다. 전체적으로, 교차-상관 및 시프팅이 1024 회 수행되어 PN 칩 인덱스 0 내지 1023 에 대한 1024 개의 상관값이 유도된다.
PN 버스트 (414a 및 414b) 는 1024 의 PN 칩 인덱스에서 시작하는 PN 시퀀스로부터 생성된다. 먼저, PN 버스트 (414a 및 414b) 는 데이터 샘플과 상관되어 PN 칩 인덱스 1024 에 대한 상관값이 유도된 후, 1 개의 칩 위치만큼 오른쪽으로 시프팅되고, 데이터 샘플과 다시 상관된다. 전체적으로, PN 버스트 (414a 및 414b) 에 대해 1024 회의 교차-상관 및 시프팅이 수행되어 PN 칩 인덱스 1024 내지 2047 에 대한 1024 개의 상관값이 유도된다.
PN 버스트 생성 및 데이터 샘플과의 상관은 0 의 PN 오프셋을 가진 PN 시퀀스를 위한 32 쌍의 PN 버스트에 대해 수행된다. 32 쌍의 PN 버스트는, 제 1 세그먼트는 처음의 8 쌍의 PN 버스트를 포함하며 PN 칩 인덱스 0 내지 8191 에 대응하고 마지막 세그먼트는 마지막의 8 쌍의 PN 버스트를 포함하며 PN 칩 인덱스 24,576 내지 32,767 에 대응하도록, 4 개의 세그먼트로 분할된다. 각각의 세그먼트는 8192 개의 상이한 칩 오프셋에서의 PN 시퀀스와 데이터 샘플들간의 8192 회의 상관에 대한 8192 개의 상관값과 상관된다. 이들 32 쌍의 PN 버스트는, 파일럿 레퍼런스를 생성하는데 이용되었을지도 모르는 하나의 PN 시퀀스 (즉, 하나의 코드 세트) 에 속한다.
CDMA 시스템에 의해 1 의 PN_INC 가 이용되면, 파일럿 레퍼런스를 생성하는데 64 개 칩 증가치의 PN 칩 인덱스를 가진 임의의 PN 시퀀스가 이용되었을 수 있다. 따라서, 데이터 샘플은 상술한 것과 유사한 방식으로 1 의 PN 오프셋을 가진 PN 시퀀스 (즉, 도 4B 에 나타낸 바와 같이, 64 의 PN 칩 인덱스로 시작하는 PN 시퀀스) 와 후속 상관된다. 특히, 1 의 PN 오프셋을 가진 PN 시퀀스의 경우, (1, 17, ... 및 497 의 PN 오프셋에 대응하는) 64, 1088, ... 및 31,808 의 PN 칩 인덱스를 가진 32 쌍의 PN 버스트로 상관이 수행된다. 데이터 샘플은 2 의 PN 오프셋을 가진 PN 시퀀스 (즉, 128 의 PN 칩 인덱스로 시작하는 PN 시퀀스) 로 후속 상관된다. 유사한 방식으로, 다른 PN 오프셋의 PN 시퀀스와 데이터 샘플의 상관이 연속된다.
1 의 PN_INC 의 경우, 데이터 샘플은 0, 1, 2, 3, ..., 14 및 15 의 PN 오프셋을 가진 16 개의 PN 시퀀스와 상관된다. 더 높은 PN 오프셋 (즉, 16, 17 등등) 을 가진 PN 시퀀스도 액세스 포인트에서 파일럿 레퍼런스를 생성하는데 이용되었을 수 있다. 그러나, 이들 높은 PN 오프셋을 가진 PN 시퀀스와의 상관은 낮은 PN 오프셋을 가진 PN 시퀀스와의 상관에 의해 이미 수행되었다. 예를 들어, 16 의 PN 오프셋을 가진 PN 시퀀스의 경우, 제 1 의 PN 버스트는 1024 의 PN 칩 인덱스에서 시작한다. 그러나, 이 PN 시퀀스는 0 의 PN 오프셋을 가진 PN 시퀀스에 속하는 PN 버스트 (414a 및 414b) 에 의해 이미 평가되었다.
따라서, 1 의 PN_INC 의 경우, 검색될 전체 "코드 공간" 은 0 내지 15 의 PN 오프셋을 가진 16 개 PN 시퀀스에 대응하는 16 개 코드 세트이다. 각각의 코드 세트는 검색될 32,768 PN 칩 오프셋에 대한 32,768 개 가설을 포함한다. 각각의 코드 세트는 4 개의 세그먼트로 더 분할될 수 있는데, 각 세그먼트는 8192 개의 PN 칩 오프셋을 포함한다.
CDMA 시스템에 의해 2 의 PN_INC 가 이용되면, 검색될 전체 코드 공간은 8 개의 코드 세트로 감소된다. 이러한 감소는, 짝수의 PN 오프셋만이 액세스 포인트에 할당될 수 있다 (즉, 0, 2, 4, ... 및 510) 는 사실에 기인한다. 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 및 14 의 PN 오프셋을 가진 8 개의 PN 시퀀스가 2 의 PN_INC 에 대해 가능한 짝수의 모든 PN 오프셋을 커버한다.
마찬가지로, CDMA 시스템에 의해 4 의 PN_INC 가 이용된다면, 전체 코드 공간은 4 개의 코드 세트로 더 감소된다. 이러한 감소는, 0, 4, 8, 12, ... 및 508 의 PN 오프셋만이 액세스 포인트에 할당될 수 있으며 0, 4, 8, 및 12 의 PN 오프셋을 가진 4 개의 PN 시퀀스가 4 의 PN_INC 에 대해 가능한 PN 오프셋 모두를 커버한다는 사실에 기인한다.
상술한 바와 같이, 게이트된 파일럿 레퍼런스를 송신하는 CDMA 시스템의 경우, 파일럿 레퍼런스를 발견하고 획득하기 위해 큰 코드 공간을 검색해야 한다. 또한, 코드 공간의 크기는 CDMA 시스템에 의해 이용되는 PN_INC 의 특정값에 의존하는데, 1 의 PN_INC 로 인해, 파일럿 레퍼런스를 발견하기 위해서는 가장 큰 코드 공간을 검색해야 한다. CDMA 시스템이 PN_INC = 4 를 이용한다면, 검색될 코드 공간 전체는 4 ×32,768 칩 (또는 실질적으로 32,768 길이의 PN 시퀀스 4 개) 이다. 그리고, 시스템이 PN_INC = 1 을 이용한다면, 검색될 코드 공간 전체는 16 ×32,768 칩이다.
본 발명의 양태들은, 좀더 빠른 획득 시간 및 높은 검출 가능성이 실현되는 방식으로, 게이트된 파일럿 레퍼런스를 검색하고 획득하는 기술을 제공한다. 일 양태에서, 검색될 전체의 코드 공간은 코드 세트들의 그룹으로 분할되며 이 그룹들은, 파일럿 레퍼런스를 생성하는데 이용되었을 가능성이 높은 PN 시퀀스가 먼저 검색되고 이용되었을 가능성이 낮은 PN 시퀀스가 나중에 검색되도록 검색된다. 이용되었을 가능성이 높은 코드 공간에서 파일럿 레퍼런스가 획득되면 초기에 획득 프로세스를 종료하는 메커니즘이 제공된다.
다른 양태에서는, 파일럿 레퍼런스를 검색하고 획득하기 위해 멀티-스텝 파일럿 획득 방식이 제공되며, 검색 시간을 단축하기 위해 이들 단계들 중 몇가지는 파이프라이닝된다. 또한, 다중 (예를 들어, 2) 스테이지를 이용해 파일럿 레퍼런스를 검색하기 위한 멀티-스테이지 파일럿 검색 방식이 제공되는데, 상이한 동작 조건에 대핸 파일럿 획득 가능성을 향상시키기 위해 상이한 세트의 검색 파라미터값이 이용될 수 있다. 멀티-스테이지 파일럿 검색 방식은 상술한 그룹에 의한 검색 및 파이프라이닝을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 이하, 이들 양태를 보다 상세히 설명한다.
도 5 는 파일럿 레퍼런스를 검색하는데 이용될 수 있는 수신기 (500) 의 일 실시형태에 대한 블록도이다. 수신기 (500) 는 수신 신호의 강한 인스턴스 (즉, 다중경로) 를 프로세싱하는데 할당될 수 있는 다수의 핑거 프로세서 (510 ; 간단하도록 하나만을 도시함) 및 파일럿 레퍼런스를 검색하는데 이용되는 탐색기 (550) 를 포함한다. 미국특허 제 5,764,687 호 및 제 5,490,165 호에, 핑거 프로세서 (510) 의 동작이 상세히 개시되어 있다.
탐색기 엘러먼트 (550) 는 제어기 (570) 및 PN 생성기 (580) 과 함께 동작한다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 프론트-엔드 유닛 (front-end unit; 미도시) 으로부터 수신된 IIN 및 QIN 샘플들은 탐색기 (550) 에 의한 연속 프로세싱용으로 샘플들을 저장하는 버퍼 (558) 에 제공된다. 그 후, 저장된 IIN 및 QIN 샘플들은 PN 생성기 (580) 로부터의 복소 PN 시퀀스, IPNs 및 QPNs 도 수신하는 PN 역확산기 (560) 에 제공된다. 복소 PN 시퀀스는 탐색되는 가설에 대응하는 특정 위상 (또는 칩 오프셋) 을 가지며, 이는 제어기 (570) 에 의해 결정될 수도 있다.
PN 역확산기 (560) 은 복소 IIN 및 QIN 샘플들을 복소 IPNs 및 QPNs 시퀀스들과 복소곱을 수행하며, 복소 역확산 IDES 및 QDES 샘플들을 생성한다. 이 복소곱은 액세스 포인트에서 수행된 것과 상보적이다.
다수의 CDMA 시스템들에서, 파일럿 레퍼런스 (pilot reference) 이 코드 채널 제로 (즉, 제로의 직교 코드로 커버링됨) 상에 송신되므로, 단말에서 디커버링 (decovering) 은 불필요하다. 그 후, 역확산 IDES 및 QDES 샘플들은 각각 심볼 누산기들 (562a 및 562b) 에 제공되며, 각 누산기들은 NC 개의 칩에 대응하는 특정한 수의 역확산 샘플들을 누산한다. 심볼 누산기들 (562a 및 562b) 은 누산된 결과, IACC 와 QACC 를 각각 제곱기들 (564a 및 564b) 에 제공하며, 제곱기들은 그 결과들을 제곱한다. 그 후, 합산기 (566) 는 제곱기들 (564a 및 564b) 로부터 제곱된 결과들, IACC 2 및 QACC 2 을 수신하고 제곱된 결과들의 각 쌍을 합산하여, 제곱의 합 (즉, IACC 2 + QACC 2) 을 생성한다. 또한, 합산기 (566) 은 M 개의 제곱의 합들을 누산하여, 제어기 (570) 에 제공되는 상관값을 생성한다.
CDMA 시스템용 수신기 (500) 의 설계 및 동작은 상술한 미국 특허 제 5,764,687 호 및 제 5,490,165 호에 더 자세히 설명되어 있다.
탐색기 (550) 는 데이터 샘플들을 복소 PN 시퀀스와 상관시킨다. 파일럿 레퍼런스를 탐색하기 위하여, PN 시퀀스는 칩 오프셋의 범위로 스위핑 (sweep) 되며, 각 칩 오프셋은 탐색되는 가설에 대응한다. 데이터 샘플들과 PN 시퀀스의 교차-상관 (cross-correlation) 은, PN 시퀀스의 위상이 데이터 샘플들에서의 파일럿 레퍼런스의 위상과 정렬하는 경우를 제외하고는 낮은 값 (이상적으로는 영(zero)) 을 산출한다.
파라미터 Nc 는 코히런트 (coherent) 적분용 칩들의 수를 나타내며, 파라미터 M 은 논코히런트 (noncoherent) 적분용 시간 구간들의 수를 나타낸다. 이 파라미터들은 다양한 신호 품질들 (즉, Io/No) 에서의 파일럿 레퍼런스의 검출 가능성에 의해 나타내는 파일럿 검출의 성능을 결정한다. 파라미터 값들의 다른 세트들은 다른 동작 조건들용으로 더 적합할 수도 있다. 예를 들어, 만약 국부적으로 생성된 단말의 샘플 클럭 (수신 샘플들을 생성하도록 수신 신호를 샘플링하는데 이용됨) 이 액세스 포인트에서 파일럿 레퍼런스를 생성하기 위해 이용되는 클럭보다 주파수상으로 백만개당 하나 (ppm) 이상 만큼 오프 (off) 되면, 더 짧은 적분 구간 (예를 들어, Nc = 48 및 M = 4 인 파라미터 값들) 은 더 우수한 성능을 제공할 수도 있다. 반대로, 만약 국부 클럭이 주파수상으로 일 ppm 미만 오프되면, 더 긴 적분 구간 (예를 들어, Nc = 96 및 M = 2 인 파라미터 값들) 이 더 우수한 성능을 제공할 수도 있다.
제어기 (570) 는 파일럿 레퍼런스들을 탐색하는 탐색기 (550) 및 PN 생성기 (580) 의 동작을 제어 및 조정한다. 제어기 (570) 는 파라미터들 Nc 및 M 들을 탐색기 (550) 에 제공하고, 프로세싱되어야 할 데이터 샘플들의 부분들을 결정하고, PN 생성기 (580) 에게 다양한 칩 오프셋들에서의 PN 시퀀스들을 생성하도록 명령할 수도 있다. 또한, 제어기 (570) 은 합산기 (566) 으로부터의 상관값을 특정한 파일럿 탐색 방식에 기초하여 프로세싱함으로써, 그 데이터 샘플들내에 파일럿 레퍼런스들의 존재 여부 및 칩 오프셋 정도를 결정하도록 동작될 수도 있다.
파일럿 레퍼런스들을 검출하기 위해 다양한 방식들이 이용될 수 있다. 일 방식에서는, 전체 코드 공간상으로의 순차적인 탐색을 수행하며, 소정의 임계값 이상에서 발견된 제 1 파일럿 레퍼런스를 검출된 파일럿 레퍼런스로 제공한다. 이 방식은 최상의 (최강의) 파일럿 레퍼런스를 제공하지 않을 수도 있다. 다른 방식에서, 전체 코드 공간은 사전-검출 (pre-detection) 단계 동안 스위핑되며, 그 사전-검출 단계 동안 찾아진 일 세트의 후보 피크들은 최상의 피크를 찾기 위하여 드웰 (dwell) 단계 동안 재-평가된다. 본 발명의 다양한 양태들은 다수의 파일럿 탐색 방식들을 이용하여 구현될 수도 있다. 명료하도록, 여기에서는 전체 코드 공간을 스위핑하고 최상의 피크를 찾기 위해 후보 피크들을 재-평가하는 방식을 위한 다양한 양태들을 설명한다.
도 6 은 정의된 코드 공간에서의 게이트된 (gated) 파일럿 레퍼런스를 탐색하기 위한 프로세스 (600) 의 일 실시형태의 흐름도이다. 일 실시형태에서, 코드 공간은 평가되는 32,768 개의 가설들에 대응하는 32,768 개의 칩 오프셋들의 하나의 코드 세트를 포함한다. 초기에, 단계 612 에서, 코드 공간은 4 개의 비-중첩 세그먼트들 (segments) 로 분할되며, 각 세그먼트는 8192 개의 칩 오프셋들을 포함한다. 그 후, 단계 614 에서는 각 세그먼트를 탐색하고, 단계 616 에서는 4 개의 최대 피크들을 선택한다. 그 후, 총 4 개의 세그먼트들로부터 16 개의 최대 피크들을 정렬시키고, 단계 618 에서는, 정렬 후 4 개의 최대 피크들을 선택한다.
단계 620 에서는, 단계 618 에서 선택된 각 4 개의 피크들 주변에서 윈도우를 위한 탐색을 수행한다. 이 윈도우는 세그먼트 (예를 들어, 16 개의 칩 오프셋들) 보다 더 작은 수의 칩 오프셋들을 포함한다. 단계 622 에서는, 탐색된 각 4 개의 윈도우들에 대해, 하나 이상 (예를 들어, 4 개) 의 최대 피크들을 선택한다. 그 후, 총 4 개의 윈도우들로부터의 최대 피크들을 정렬하고, 단계 624 에서, 정렬 후 하나 이상의 최대 피크들을 선택한다. 일반적으로는 오직 하나의 최대 피크를 선택하지만, 2 개, 4 개 또는 기타 다른 수의 최대 피크들을 선택할 수도 있다.
단계 626 에서는, 단계 624 에서 선택된 각 최대 피크들에 대한 주파수 및 위상에서의 록 (lock) 을 시도하도록 복조기를 할당한다. 주파수 에러가 결합되기 때문에, 오직 하나의 최대 피크상에 풀-인 (pull-in) 을 수행하는 것이 바람직하다. 만약 하나 이상의 피크들이 풀-인용으로 간주되면, 이 피크들은 실제 신호 경로들과 결합할 수 없거나 그 신호 경로들은 상이한 도플러 주파수 에러들과 결합할 수도 있게 된다. 만약 개별 주파수 트래킹 루프 (frequency tracking loop) 가 각 피크용으로 사용되지 않으면, 풀-인되는 동안에서 경로들을 결합하는 것은 최적이 아닐 수도 있다. 따라서, 단계 624 로부터의 오직 하나의 최대 피크상에 풀-인을 수행하는 것이 훨씬 바람직할 수 있다.
단계 628 에서 결정되는 바와 같이, 만약 피크에 대한 록이 달성되면, 단계 630 에서는, 성공적인 파일럿 획득을 선언한다. 그렇지 않으면, 단계 632 에서는 실패를 선언하고, 이하 설명되는 바와 같이, 다른 액션들을 수행한다. 모든 경우에, 프로세스는 종료된다.
도 6 에서, 단계 612 내지 618 은 "검출" 서브스테이지, 단계 620 내지 624 는 "드웰" 서브스테이지를 구비하며, 단계 626 은 "풀-인" 서브스테이지를 나타낸다. 일 구체적인 실시형태에서, 검출 서브스테이지용 파라미터 값들은 Nc = 96, M = 2, 및 Ws = 8192 이며, 여기서 Ws 는 탐색 윈도우 크기 (PN 칩 오프셋들의 수) 이며, 검출 서브스테이지용 파라미터 값들은 Nc = 96, M = 2, 및 Ws = 16 이다.
상술한 바와 같이, 게이트된 파일럿 레퍼런스를 위해, 더 큰 코드 공간이 탐색되는 것이 필요하며, 코드 공간의 크기는 PN_INC 에 대한 값에 의존한다. PN_INC = 4 인 경우, 탐색되는 전체 코드 공간은 4 × 32,768 개의 칩 오프셋들이며, PN_INC = 1 인 경우, 탐색되는 전체 코드 공간은 16 × 32,768 개의 칩 오프셋들이다. 32,768 개의 칩 오프셋들의 각 그룹은 코드 세트 (code set) 에 대응한다.
비록 IS-856 표준에서는 1 인 최소 PN_INC 를 지정하고 있지만, 실제로, 다수의 CDMA 시스템들은 4 또는 가능하면 2 의 PN_INC 를 이용할 것으로 예상된다. 따라서, 일 양태에서는, 탐색되는 전체 코드 공간은 32,768 개의 칩 오프셋들의 비-중첩 코드 세트들로 분할되며, 이용 가능성이 더 큰 PN_INC 값들에 대응하는 코드 세트들을 첫번째로 탐색할 수도 있다.
PN_INC 이 1 인 경우, 탐색되는 전체 코드 공간은 16 개의 코드 세트들로 분할될 수 있다. 이 16 개의 코드 세트들은 4 개의 그룹으로 어셈블될 수도 있으며, 각 그룹은 특정 PN 칩 오프셋 (즉, PN_OFFSET) 의 4 개의 코드 세트들을 포함한다. 이 4 개의 그룹들은 다음과 같이 정의될 수도 있다:
Figure 112003029758187-pct00001
상기 코드 세트들의 그룹들을 이용하여, 그룹 G1 은 PN_INC = 4 에 대한 전체 코드 공간, 그룹 G1 및 G2 는 PN_INC = 2 에 대한 전체 코드 공간, 및 총 4 개의 그룹들은 PN_INC = 1 에 대한 전체 코드 공간을 구비한다. 만약 PN_INC = 4 이 CDMA 시스템용으로 이용 가능성이 가장 크고, 다음으로 PN_INC = 2 가 이용 가능성이 크고, PN_INC = 1 이 가장 낮은 이용 가능성을 가지면, 그룹들은 다음의 순서로 탐색될 수 있다: G1 다음 G2, 다음 G3 (또는 G4) 및 G4 (또는 G3).
상술한 바와 같이 정의된 그룹의 경우에, CDMA 시스템용으로 이용 가능성이 가장 큰 PN_INC (즉, PN_INC = 4) 를 탐색하기 위해서는, G1 으로 정의된 코드 공간만을 탐색하는 것이 필요하다. 또한, 이용 가능성이 다음으로 큰 PN_INC (즉, PN_INC = 2) 를 탐색하기 위해서는, 추가적으로 G2 로 정의된 코드 공간 (즉, 전체적으로는 G1 및 G2) 을 탐색하는 것만이 필요하다. 나머지 G3 및 G4 는 1 인 PN_INC 용으로 추가적으로 탐색될 수도 있다. 만약 PN_INC 를 사전 (a priori) 에 알지 못하면, 총 4 개의 그룹들은 이하 설명되는 순서로 탐색될 수도 있다. 그러나, 파일럿 탐색 스테이지는 오직 그룹 G1 용, 또는 오직 그룹 G2 및 G3 용으로 탐색한 후 종료되도록 정의될 수도 있다. 예를 들어, 이 스테이지는 가장 최근에 이용된 채널상에 또는 "시스템 손실" 종료 조건들에 이용될 수도 있다.
상술한 방식으로 코드 세트들을 그룹화하고 그 그룹들을 특정한 순서 (G1, G2, G3, G4 의 순서) 로 탐색함으로써, 가장 유망한 PN 칩 오프셋들을 처음으로 탐색하고, 가장 덜 유망한 PN 칩 오프셋들을 마지막으로 탐색한다. 이러한 방식으로, 파일럿 레퍼런스 (및 시스템) 를 획득하는 기회들을 적은 시간으로도 달성할 수 있다.
도 6 에 도시된 파일럿 탐색은 4 개의 코드 세트들로 이루어진 코드 공간을 탐색하도록 변경될 수도 있다. 일 실시형태에서, 각 코드 세트는 4 개의 세그먼트들로 분할되며, 각 세그먼트는 이하 설명되는 바와 같이 8192 개의 칩 오프셋들을 포함한다. 각 세그먼트를 탐색하고 그 세그먼트에 대해 4 개의 최대 피크들을 선택한다. 4 개의 코드 세트들의 총 16 개의 세그먼트들에 대해 총 64 개의 피크들을 제공한다. 이 64 개의 피크들 중에서, 검출 서브스테이지로부터의 출력으로서 16 개의 최대 피크들을 선택한다.
드웰 서브스테이지 동안, 각 16 개의 피크들의 주변에서 윈도우를 탐색하고, 각 윈도우에 대해 하나 이상 (예를 들어, 4 개) 의 피크들을 제공한다. 16 개의 윈도우용으로 제공된 (예를 들어, 64 개의) 피크들 중에서, 드웰 서브스테이지로부터의 출력으로서 하나 이상의 최대 피크들을 선택한다. 그 후, 드웰 서브스테이지로부터의 각 최대 피크들에 풀-인을 시도하여, 파일럿 레퍼런스의 획득 여부를 결정한다.
상기 제공된 구체적인 설명들은 구체적인 구현의 예시이다. 일반적으로, 전체 코드 공간 (예를 들어, 코드 세트들의 각 그룹) 은 다양한 구현 및 파라미터 값들에 기초하여 탐색된다. 탐색되는 코드 공간은 임의의 수의 세그먼트들로 분할될 수 있으며, 임의의 수의 피크들은 검출 서브스테이지용의 각 세그먼트용으로 선택될 수도 있으며, 임의의 윈도우 크기가 이용될 수도 있으며, 임의의 수의 피크들이 드웰 서브스테이지용의 각 윈도우용으로 선택될 수도 있으며, 임의의 탐색 파라미터값들 (즉, Nc 및 M) 이 이용될 수도 있다. 예를 들어, 전체 코드 공간이 탐색될 수도 있으며 (즉, 1 세그먼트), 16 개의 최대 피크들이 검출 서브스테이지로부터 드웰 서브스테이지로의 출력으로서 제공될 수도 있으며, 드웰 서브스테이지에서 발견된 최대 피크가 풀-인용으로 제공될 수도 있다.
또한, 전체 코드 공간을 4 개의 그룹들로의 분할 및 (총 4 개의 그룹상의 탐색 대신) 한번에 하나의 그룹의 탐색은 검출 서브스테이지와 드웰 서브스테이지 사이의 시간을 감소시키며, 일부 동작 환경에 대한 성능을 개선시킬 수도 있다. 이동 단말에 있어서, 수신 신호는, 단말이 움직일 때 다중 경로들이 보강적으로 또는 상쇄적으로 더해짐에 따라, 페이드 인 (in) 및 아웃 (out) 될 수도 있다. 만약 검출 서브스테이지와 드웰 서브스테이지 사이에 상대적으로 긴 시간 주기가 경과하면, 2 개의 스테이지들은 독립적인 페이딩을 받기 용이할 수 있으며 비-상관 신호 세그먼트들은 특정 타입의 페이딩 가정하에서 탐색될 수도 있다. 이것은 파일럿 레퍼런스의 전체 검출 가능성을 차례로 감소시킨다. 따라서, 가능하면 검출 서브스테이지의 근접한 시간에 드웰 서브스테이지를 수행하고 2 개의 측정치에서 상관된 페이딩 통계의 이용을 보장하는 것이 바람직하다.
PN_INC = 1 용의 전체 코드 공간을 4 개의 그룹들로 분할하고 (전체 코드 공간 대신) 일 그룹을 한번에 탐색함으로써, 검출 시간은 1/4 로 단축되는데, 이는 페이딩 환경을 위해 매우 바람직하다. 검출 서브스테이지와 드웰 서브스테이지 사이의 시간을 더 감소시키기 위해, 각 그룹에서의 하나의 코드에 대해 한번에 탐색을 수행할 수도 있다. 이것은 도 6 에 도시된 프로세스를 이용하여 달성될 수도 있다. 이 방식은 검출 서브스테이지와 드웰 서브스테이지 사이의 시간을 또 다른 1/4 만큼 더 단축시킬 수도 있다. 탐색되는 코드 공간의 크기 및 다양한 기타 파라미터들 (예를 들어, 각 서브스테이지에 대해 선택되는 피크들의 수) 은 파일럿 레퍼런스의 검출 가능성에 영향을 미치며, 이러한 파라미터들은 원하는 성능을 획득하도록 조정될 수도 있다.
파일럿 탐색 방식은 (1) 더 신속한 획득 속도 및 높은 검출 가능성으로 나타내는 고성능, 및 (2) 1 인 PN_INC 를 이용할 때는 파일럿 레퍼런스들을 획득하고, 4 또는 2 의 더 가능성이 있는 PN_INC 를 이용할 때는 더 짧은 획득 시간을 제공하는 능력을 포함한 일련의 목적들을 달성하도록 설계될 수도 있다. 이하, 그러한 파일럿 탐색 방식의 일예를 제공한다.
본 발명의 일 양태는 상술한 목적들을 달성할 수 있는 멀티-스테이지 (multi-stage) 파일럿 탐색 방식을 제공한다. 각 스테이지는 동작 환경의 특정 가정들에 기초하여 전체 코드 공간에 대해 최적화 및 탐색한다. 많은 (HDR 시스템에서 대부분의 파일럿 획득의 경우들을 설명할 수 있는) 경우에 , 수신 파일럿 신호 세기는 상대적으로 강하며 (예를 들어, -8 dB Ior/No 이상), 국부 샘플 클럭은 작은 주파수 에러 (예를 들어, 일 ppm 미만) 를 가진다. 따라서, 만약 2 개의 스테이지를 이용하면, 제 1 스테이지는, 강한 파일럿 세기 및 작은 주파수 에러의 좀더 일반적인 동작 조건들에서 파일럿 레퍼런스들을 신속하게 획득하기에 충분히 민감하게 설계될 수도 있으며, 제 2 스테이지는 약한 파일럿 세기 및/또는 큰 주파수 에러의 덜 일반적인 경우에 대한 파일럿 레퍼런스들을 획득하도록 개선된 민감도로 설계할 수 있다.
멀티-스테이지 파일럿 탐색 방식은 여러 이점들을 제공한다. 먼저, 파라미터 값들의 상이한 세트는 각 다중 스테이지용으로 이용될 수도 있으며, 이는 파일럿 획득의 가능성을 향상시킬 수도 있다. 파라미터 값들의 상이한 세트들은, 페이딩 또는 AWGN 환경, 샘플 클럭에서의 크거나 작은 주파수 오프셋들 등의 상이한 동작 조건들에 대해 파일럿 검출 가능성이 더 크도록, 선택될 수도 있다. 둘째, 각 스테이지는 상이한 시간 주기상의 파일럿 레퍼런스를 탐색하기 때문에 시간 다이버시티도 제공한다. 이 시간 다이버시티는 특히 페이딩 환경에 대해 도움이 된다.
도 9 는 탐색 파라미터 값들의 3 개의 세트들에 대한 수신 신호 품질 (Ior/No) 대 파일럿 검출 가능성 (Pd) 의 3 개의 도면을 나타낸 것이다. 파일럿들로부터, Nc = 96 및 M = 1 의 파라미터 값에 대해 -8 dB Ior/No 에서의 파일럿 검출 확률은 약 0.87 (즉, Pd = 0.87) 이며, Nc = 48 및 M = 4 의 파라미터 값에 대해 동일한 Ior/No 에서의 파일럿 검출 확률은 약 0.99 이다. 구체적인 실시형태에서, 제 1 스테이지는 Nc = 96 및 M = 2 로 동작하도록 설계될 수도 있으며, 제 2 스테이지는 Nc = 48 및 M = 4 로 동작하도록 설계될 수도 있다. 이 2 개의 스테이지들을 갖는 전체 파일럿 검출은 약 0.999 이상이다. 이것들은 모의실험 결과들이며, 실제 성능은 상이할 수 있다. 또 다른 구체적인 실시형태에서, 2 개의 스테이지들을 Nc = 48 및 M = 4 로 동작하도록 설계할 수도 있다.
또한, 각 스테이지는 가장 이용 가능성이 큰 4 의 PN_INC 용의 코드 공간을 먼저 탐색하고, 다음으로 이용 가능성이 큰 2 의 PN_INC 용의 코드 공간을 탐색한 후, 가장 덜 이용 가능성이 있는 1 의 PN_INC 용의 코드 공간을 탐색하도록 설계될 수도 있다. 상술한 바와 같이, 이것은 PN_INC = 1 의 전체 코드 공간을 16 개의 코드 세트들로 분할하고, 그 코드 세트들을 4 개의 그룹들로 어셈블하며, 각 그룹을 순차적으로 탐색함으로써 획득될 수도 있다.
일 양태에서는, 파일럿 레퍼런스들을 탐색 및 획득하는 시간을 더 감소시키기 위해, 각 그룹에 대한 검출/드웰 서브스테이지 및 다른 그룹에 대한 풀-인 서브스테이지는 파이프라이닝 방식 (pipelined manner) 으로 병렬로 수행될 수도 있다. 도 5 를 다시 참조하면, 검출 및 드웰 서브스테이지는 탐색기 (550) 에 의해 수행될 수도 있으며, 특정 드웰 서브스테이지에 대한 최대 피크는 풀-인용으로 복조기 핑거 (510) 에 제공될 수도 있다. 2 개의 상이한 엘리먼트들이 검출/드웰 서브스테이지들 및 풀-인 서브스테이지용으로 이용되며, 상술한 바와 같이, 이 엘리먼트들은 파이프라이닝 방식으로 동작할 수도 있다.
도 7 은 본 발명의 일 실시형태에 따라, 파일럿 획득에 대한 조기 종료를 갖는 2-스테이지 파일럿 탐색 방식을 나타낸 것이다. 이 2-스테이지 파일럿 탐색 방식은 특정한 CDMA 채널의 획득용으로 이용될 수도 있다. 명료하도록, 제 1 스테이지에 대한 프로세스는 라인 (710a) 을 따라 도 7 의 상부에 도시하였으며, 제 2 스테이지에 대한 프로세스는 라인 (710b) 를 따라 도 7 의 하부에 도시하였다. 또한, 명료하도록, 탐색기에 의해 수행되는 프로세싱은 라인들 (710) 의 상부에 도시하였으며, 복조기 핑거에 의해 수행되는 프로세싱은 라인들 (710) 의 하부에 도시하였다.
먼저, 시간 T1 에서, 버퍼 (예를 들어, 도 5 의 버퍼 (558)) 는 수신 신호로부터 유도된 샘플들을 로드 (load) 하며, 도 4b 에 도시된 바와 같이, 특정 시간 구간에 대응한다. 시간 T2 에서, 그룹 G1 에 속한 4 개의 코드 세트들상에 검출 서브스테이지 (D1) 를 수행한다. 일 실시형태에서, 이 서브스테이지용으로 이용되는 파라미터 값들은 다음과 같다: Nc = 96, M = 2, 및 Ws = 8192. 일 실시형태에서, 4 개의 최대 피크들은 각 세그먼트들 (Ws = 8192) 로부터 수집되어 그룹 G1 용으로 총 64 개의 피크들을 생성한다. 그 후, 피크들은 세기별로정렬되고, 16 개의 최대 피크들이 선택되어 드웰 서브스테이지에 제공된다.
시간 T3 에서, 버퍼는 드웰 서브스테이지 (Dw1) 용의 신규한 샘플들을 로드한다. 검출 서브스테이지 (D1) 는 다수의 잡음 피크들을 발생시키며, 이들 중 일부는 크기로 비교될 수도 있으며, 파일럿 레퍼런스에 대한 크기보다 더 클 수도 있다. 만약 잡음이 랜덤 (random) 하거나 독립적 (즉, 상관되지 않음) 이면, 다른 세트의 샘플들에 대한 PN 시퀀스의 상관은 잡음 피크들의 수 및 동일한 위치들에서 발생하는 큰 잡음 피크들의 가능성을 감소시킬 수 있다.
시간 T4 에서는, 검출 서브스테이지 (D1) 로부터의 16 개의 피크들에 중심을 둔 16 개의 윈도우상에서 드웰 서브스테이지 (Dw1) 를 수행한다. 일 실시형태에서, 이 서브스테이지용으로 이용되는 파라미터 값들은 다음과 같다: Nc = 96, M = 2, 및 Ws = 16. 일 실시형태에서, 2 개의 최대 피크들은 각 윈도우로부터 수집되어 그룹 G1 용으로 총 32 개의 후보 피크들을 생성한다. 그 후, 피크들은 세기별로 정렬되고, 하나 이상의 최대 피크들이 선택되어 풀-인 서브스테이지에 제공된다.
시간 T5 에서는, 드웰 서브스테이지 (Dw1) 로부터 제공된 하나 이상의 최대 피크들상에서 풀-인 서브스테이지 (Pull-in 1) 를 수행한다. 일 실시형태에서, 풀-인은 그룹 G1 으로부터의 최대 피크상에만 수행된다. 다른 실시형태에서는, NP 개의 복조기 핑거에 의해 그룹 G1 으로부터의 NP 개의 최대 피크들상에 풀-인이 수행되며, 여기서 NP 는 2, 4, 또는 임의의 다른 1 이상의 정수일 수도 있다. 다중 피크들을 동시에 풀-인시키는 것은 개선된 성능을 제공할 수도 있다. 그러나, 이하 설명되는 바와 같이, 만약 풀-인을 다중 피크들상에 동시에 수행하면, 다른 인자들을 고려할 필요가 있다. 풀-인을 수행하도록 할당된 복조기 핑거(들)은 풀-인 프로세싱용의 적당한 샘플들을 로드한다.
그룹 G1 으로부터의 피크(들) 상에 풀-인을 수행하는 동안, 검출 서브스테이지 (D2) 는 그룹 G2 에 속한 4 개의 코드 세트들상에 수행된다. 이 방식에서, 일 그룹 (예를 들어, G2) 용의 검출 서브스테이지는 다른 그룹 (예를 들어, G1) 용의 풀-인 서브스테이지와 파이프라이닝될 수도 있으며, 이것은 2 또는 1 의 PN_INC 에 대한 파일럿 탐색용으로 요구되는 시간을 감소시킨다. 일 실시형태에서, G2 용의 검출 서브스테이지 (D2) 는 그룹 G1 용의 드웰 서브스테이지 (Dw1) 용으로 이용되는 동일한 세트상에 수행된다.
일반적으로, 그룹 G1 에서의 피크(들) 용의 풀-인 서브스테이지는 온도 보상 결정 오실레이터 (temperature compensated crystal oscillator; TCXO) 에 의해 제공될 수 있는 샘플 클럭의 주파수 및 위상을 조정한다. 이 위상/주파수 조정은 당업계에 공지된 방식으로 구현될 수 있는 주파수 트래킹 루프에 의해 명령된다.
시간 T6 에서, 그룹 G1 용의 풀-인 서브스테이지는 완료된다. 만약 파일럿 획득이 풀-인 서브스테이지에 의해 선언되면, 모든 후속적인 이벤트들은 중단될 수도 있으며, 프로세싱은 채널-획득 표시 (channel-acquired indication) 로 종료된다. 다른 방법으로, 만약 풀-인 서브스테이지가 최대 피크(들)에 대한 록을 성공하지 못하면, 그룹 G1 에 대한 실패가 선언되며, 마치 그룹 G1 에 대한 풀-인이 수행되지 않은 것처럼 주파수 트래킹 루프는 원상태로 리셋될 수도 있다. 예를 들어, 주파수 누산기에 대한 값이 표로부터의 값으로 다시 로드될 수도 있다. 그룹 G1 용의 풀-인 서브스테이지 후의 획득 프로세스의 조기 종료는 4 의 PN_INC 가 이용된 경우에 탐색 시간을 단축시킬 수 있다. 그러나, 만약 실패가 선언되면, 그것은 그룹 G1 에 대한 것이며, CDMA 채널용의 전체 코드 공간에 대한 것은 아니다.
그룹 G2 용의 검출 서브스테이지 (D2) 를 완료하고 주파수 트래킹 루프를 리셋한 후, 탐색기용의 버퍼는 드웰 서브스테이지 (Dw2) 용의 샘플들을 로드한다. 풀-인 서브스테이지에 의한 샘플 클럭에 대한 조정은 드웰 서브스테이지 (Dw2) 의 성능에 영향을 미칠 수도 있으므로, 풀-인 서브스테이지를 완료한 후에 탐색기용 버퍼를 갱신하며, 진행 중일 동안에는 갱신되지 않는다. 이때, 드웰 서브스테이지 (Dw2) 에 대한 버퍼의 로딩은 검출 서브스테이지 (D2) 및 풀-인 서브스테이지 (Pull-in 1) 모두를 위해 요구되는 시간의 길이에 의존한다. 도 7 에 도시된 예에서, 풀-인 서브스테이지는 검출 서브스테이지보다 더 긴 시간 주기를 요구하며, 버퍼는 풀-인 서브스테이지를 완료한 후에 로드한다.
각 그룹들 G2, G3, 및 G4 용의 검출, 드웰, 및 풀-인 서브스테이지는 상술한 그룹 G1 용의 것과 유사한 방식으로 연속된다. 그룹 G2 용의 풀-인 서브스테이지의 완료 후, 파일럿 획득이 선언될 수도 있으며, 이 경우, 모든 후속적인 이벤트들이 중단될 수 있으며, 프로세싱은 채널-획득 표시로 종료된다. 그룹 G2 용의 풀-인 서브스테이지 (Pull-in2) 후의 획득 프로세스의 이러한 조기 종료는 2 의 PN_INC 를 이용하는 경우에 탐색 시간을 단축시킬 수 있다.
시간 T7 에서는, 그룹 G4 용의 드웰 서브스테이지 (Dw4) 로부터 제공된 하나 이상의 최대 피크들상에 풀-인을 수행한다. 또한, 시간 T7 은 제 2 스테이지의 시작을 표시한다. 따라서, 제 1 스테이지의 그룹 G4 로부터의 피크(들) 상에 풀-인을 수행하는 동안, 제 2 스테이지에 대한 프로세싱이 시작되며, 검출 서브스테이지 (D1) 이 그룹 G1 상에 수행된다. 일 실시형태에서, 제 2 스테이지의 검출 서브스테이지용으로 이용되는 파라미터 값들은 다음과 같다: Nc = 48, M = 4, 및 Ws = 8192.
시간 T8 에서, 그룹 G4 용의 풀-인 서브스테이지는 완료된다. 만약 파일럿 획득이 풀-인 서브스테이지에 의해 선언되면, 제 2 스테이지에 대한 모든 후속적인 이벤트들은 중단될 수도 있으며, 프로세싱은 채널-획득 표시로 종료된다. 다른 방법으로, 만약 풀-인 서브스테이지가 성공하지 못하면, 그룹 G4 에 대한 실패가 선언되며, 상술한 바와 같이, 주파수 트래킹 루프가 원상태로 리셋된 후에 탐색기용 버퍼는 드웰 서브스테이지 (D1) 용의 샘플들을 로드한다. 그 후, 다음의 파라미터 값들을 이용하여 그룹 G1 에 대한 드웰 서브스테이지를 수행한다: Nc = 48, M = 4, 및 Ws = 16.
제 2 스테이지에 대한 프로세싱은 제 1 스테이지에 대한 상술된 바와 같은 동일한 방식으로 진행한다. 또한, 그룹 G1 용의 풀-인 서브스테이지 (PN_INC = 4 를 이용하면 조기 종료) 또는 그룹 G2 용의 풀-인 서브스테이지 (PN_INC = 2 를 이용하면 조기 종료) 후에 파일럿 획득이 선언될 수도 있다.
시간 T9 에서, 제 2 스테이지에 대한 그룹 G4 용의 풀-인 서브스테이지는 완료되고, 파일럿 획득 결과들이 제공되며, 2-스테이지 파일럿 탐색 프로세스가 종료된다.
도 7 에 도시된 2-스테이지 파일럿 탐색 방식은 제 2 단에서의 4 개의 그룹들을 통하여 탐색하기 전에, 제 1 스테이지에서의 동일한 총 4 개의 그룹들을 통하여 탐색한다. 탐색 프로세스는 탐색을 상이한 순서로 수행하도록 재배열되어, 일부 상황에 대해 개선된 탐색 시간을 획득할 수도 있다.
도 8 은 본 발명의 실시형태에 따라, 4 및 2 의 PN_INC 에 대한 그룹들 G1 및 G2 를 강조하는 2-스테이지 파일럿 탐색 방식을 나타낸 것이다. 만약 4 또는 2 의 PN_INC 가 더 많이 이용 가능하면, 그룹들 G1 및 G2 는 나머지 그룹들 G3 및 G4 을 통하여 탐색하기 전에 철저히 탐색될 수도 있다.
도 8 에 도시된 바와 같이, 제 1 스테이지에 대한 그룹들 G1 및 G2 용의 검출, 드웰, 및 풀-인 서브스테이지는 도 7 에 도시된 바와 동일한 방식으로 수행된다. 그러나, 시간 T10 에서, 제 2 스테이지에 대한 그룹 G1 용의 검출 서브스테이지 (D1) 는 제 1 스테이지에 대한 그룹 G2 용의 풀-인 서브스테이지와 동시에 수행된다. 시간 T11 에서, 제 1 스테이지에 대한 그룹 G2 용의 풀-인 서브스테이지를 완료한 후, 만약 파일럿 획득이 선언되지 않으면, 탐색기용의 버퍼는 신규한 심플들로 로드되며, 제 2 스테이지에 대한 그룹 G1 용의 드웰 서브스테이지 (Dw1) 가 수행된다. 따라서, 그룹들 G1 및 G2 에 대한 검출, 드웰, 및 풀-인 서브스테이지는 제 1 스테이지를 바로 뒤따르는 제 2 스테이지에 대해 수행된다. 시간 T12 에서, 그룹들 G3 및 G4 용의 탐색이 시작되며, 제 1 스테이지에 대한 그룹 G3 용의 검출 서브스테이지 (D3) 가 제 2 스테이지에 대한 그룹 G2 용의 풀-인 서브스테이지와 동시에 수행된다. 이후, 프로세싱은 그룹들 G3 및 G4 용과 동일한 방식으로 진행한다.
또한, 다른 탐색 순서도 고려될 수 있으며, 본 발명의 범위내에 속한다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 스테이지가 그룹 G1 에 대해 수행된 후, 그룹 G2 에 대한 제 1 및 제 2 스테이지가 수행되고, 이후, 그룹들 G3 및 G4 에 대한 제 1 및 제 2 스테이지가 수행된다. 이러한 탐색 순서는 4 의 PN_INC 에 대해 더 신속한 획득 시간을 제공할 수 있다.
만약 총 4 개의 그룹들 G1 내지 G4 가 파이프라이닝 없이 순차적으로 탐색되면, 각 스테이지에 대한 획득 시간은 다음과 같이 근사화될 수도 있다:
Figure 112003029758187-pct00002
, 파이프라이닝 사용안함
상기 추정에서, 탐색기 버퍼를 로드하는 시간 및 드웰 시간은 일반적으로 검출 및 풀-인 시간보다 훨씬 작기 때문에 무시된다. 만약 그룹 G1 을 통하여 성공적인 탐색을 한 후에 조기 종료가 허용되면, 파일럿 획득용 획득 시간은 다음과 같이 근사화될 수도 있다:
Figure 112003029758187-pct00003
만약 그룹들 G1 및 G2 를 통하여 성공적인 탐색을 한 후에 조기 종료가 허용되면, 파일럿 획득용 획득 시간은 다음과 같이 근사화될 수도 있다:
Figure 112003029758187-pct00004
따라서, 성공적인 파일럿 획득의 조기 종료는 약 3·(TDET + TPULL-IN) 또는 2·(TDET + TPULL-IN) 의 절약을 제공한다.
파이프라이닝을 사용하고, 검출 서브스테이지가 풀-인 서브스테이지보다 짧은 경우, 각각의 전체 스테이지에 대한 획득시간은,
Figure 112003029758187-pct00005
(파이프라이닝을 사용하고,
Figure 112003029758187-pct00006
임)
로 근사될 수도 있다.
그리고, 파이프 라이닝을 사용하고, 검출 서브스테이지가 풀-인 서브스테이지보다 긴 경우, 각각의 전체 스테이지에 대한 획득 시간은,
Figure 112003029758187-pct00007
(파이프라이닝을 사용하고,
Figure 112003029758187-pct00008
임)
로 근사될 수도 있다.
따라서, 파이프라이닝은 파이프라이닝이 없는 경우에 대하여 3·TDET 나 3·TPULL-IN 중 짧은 것의 절약을 제공한다.
획득 시간에서의 가능한 개선은, (1) 코드 세트의 그룹을 정의하며 도 7 에 나타낸 순서로 그룹을 탐색하고, (2) 검출과 풀-인 서브스테이지를 파이프라이닝하는 파일럿 탐색 방식에 대하여 정량화될 수 있다. 본 예에 대하여, 검출, 드웰, 및 풀-인 서브스테이지를 수행하고 탐색기 버퍼를 로드하는 데 요구되는 시간은,
버퍼 로드 시간 = 2.5 msec
검출 시간 = 300 msec (제 1 스테이지, NC = 96, M = 2, 그리고 WS = 8192)
검출 시간 = 335 msec (제 2 스테이지, NC = 48, M = 4, 그리고 WS = 8192)
드웰 시간 = 0.3 msec
풀-인 시간 = -8dB 이하의 Ior/No 에 대하여 848 msec
= -8dB 내지 -5dB 의 Ior/No 에 대하여 424 msec
= -5dB 내지 -2dB 의 Ior/No 에 대하여 212 msec
= -2dB 이상의 Ior/No 에 대하여 106 msec
와 같다.
표 1 은 특정 세트의 파라미터 값 (예를들어, NC = 96, M = 2) 에 대하여 다양한 신호량 (Ior/No) 에 대한 도 7 의 다양한 종료점들에 대한 획득 시간을 기재하고 있다. 제 2 내지 제 7 컬럼은 (1) 제 1 스테이지에 대한 그룹 G1 (도 7 의 제 1 "초기 엑시트 G1"), (2) 제 1 스테이지에 대한 그룹 G1 과 G2 (제 1 "초기 엑시트 G2"), 제 1 스테이지에 대한 모든 4개의 그룹 ("제 1 스테이지 엑시트"), 제 2 스테이지에 대한 그룹 G1 (제 2 "초기 엑시트 G1"), (5) 제 2 스테이지에 대한 그룹 G1 과 G2 (제 2 "초기 엑시트 G2"), 및 (6) 제 2 스테이지에 대한 모든 4개의 그룹 ("제 2 스테이지 엑시트)" 에 대한 탐색후의 종료에 대한 획득 시간을 기재하고 있다. 표 1 에 나타낸 획득 시간은 위에 나타낸 시간과 도 7 에 나타낸 2-스테이지 파일럿 탐색 방식에 기초하여 유도한다. 비교를 위하여, 전체 제 1 스테이지에 대한 획득 시간은, 파이프라이닝을 사용하지 않는 경우, 각각 -2dB 이상의 Ior/No, -2 내지 -5dB, -5 내지 -8dB, 및 -8dB 이상에 대하여, 대략적으로 1648msec, 12072msec, 2920msec, 및 4616msec 일 수 있다.
표 1
Ior/No 제 1 스테이지 제 2 스테이지
G1 G1 & G2 G1-G4 G1 G1 & G2 G1-G4
< -8 dB 1154 2006 3709 4561 5412 7115
-8 내지 -5 dB 730 1157 2010 2437 2864 3718
-5 내지 -2 dB 518 823 1433 1768 2106 2773
> -2dB 412 726 1326 1649 1987 2663

위의 예에서, 드웰 서브스테이지는 검출 및 풀-인 서브스테이지에 대한 시간과 비교할 때 적은 양의 시간이 걸린다. 검출 및 풀-인 서브스테이지가 획득에 요구되는 시간을 지배하기 때문에, 이들 2개의 서브스테이지를 파이프라이닝하여 더 큰 시간 절약이 달성된다. 도 7 에 나타낸 바와 같이, 탐색기 버퍼가 드웰 스테이지에 대하여 로드될 수 있는 시간 (예를들어, T6 에) 은 풀-인 시간 및 검출 시간중 더 긴 것에 의해 결정된다.
검출 및 풀-인 서브스테이지가 파이프라이닝되기 때문에, 이들 2개의 서브스테이지에 대한 시간은 서로 대략적으로 매치하도록 설계될 수 있다. 위의 예에서, 풀-인 타임은 신호 Ior/No 에 의존하여 106 msec 내지 848 msec 의 범위이다. 풀-인 타임이 평균적으로 300 msec 보다 긴 경우, 검출 서브스테이지는 이 시간 주기 이상을 이용하도록 설계될 수 있다. 예를들어, 300msec 검출 시간을 달성하기 위해서, 검출 스테이지에 대한 파라미터 값은 NC = 96, M = 2, 그리고 Ws = 8192 로 선택될 수 있으며, 이는 도 9 에 나타낸 바와 같이 파일럿 검출의가능성을 향상시킨다. 다른 설계에서, 풀-인 타임이 평균적으로 150 msec 이하인 경우, 150msec 의 검출 시간은 더 우수한 성능을 제공하고 NC = 96, M = 1, 그리고 Ws = 8192 의 파리미터 값으로 달성될 수도 있다.
파라미터 NC 와 M 은 일반적으로 파일럿 획득을 최적화하도록 선택되며, 이는 평균 획득 시간에 의해 정량화될 수 있다. 이 평균 획득 시간은 (1) 파일럿을 검출하는 시간, 및 (2) 파일럿 탐색을 수행하는 데 요구되는 시간에 의존하다. 이들 인자 양쪽은 파라미터 NC 와 M 에 의존한다.
파일럿 레퍼런스는 더 빠른 제 1 스테이지로도 평균적으로 느리게 획득될 수 있다. 예를들어, -8dB Ior/N 의 파일럿 레퍼런스를 생각한다. NC = 96 이고 M = 1 인 파라미터 값을 사용하는 경우, 제 1 스테이지에서 파일럿을 검출하는 확률은 0.87 이고, 전체 확률은 0.9987 이고, 획득 시간은 TACQ = 0.87·580 + 0.13·2287 = 802 msec 이다.
NC = 96 이고 M = 2 인 파라미터 값을 사용하는 경우, 제 1 스테이지에서 파일럿을 검출하는 확률은 0.998 이고, 전체 확률은 0.9999 이며, 획득 시간은
TACQ = 0.998·730 + 0.002·2437 = 733 msec
이다.
따라서, 평균 파일럿 획득은 파일럿 검출의 더 높은 가능성 때문에, 제 1 스테이지에 대하여 더 느리지만 더 민감한 검출기 (NC = 96 이고 M = 2 임) 에 의해 실질적으로 더 빠르다. 따라서, 제 1 스테이지에 대하여 NC = 96 이고 M = 2 (NC = 96 이고 M = 1 대신에), 그리고 제 2 스테이지에 대하여 NC = 48 이고 M = 4 인 파라미터 값을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 페이딩 환경에서, 제 2 스테이지를 일반적으로 보다 자주 사용하며, 평균 획득 시간의 손실이 감소된 감도 스테이지 (즉, M = 1) 에 의해 보다 명백하게 될 수 있다.
단말의 엘리먼트들은 하나 또는 그 이상의 디지털 신호 프로세서 (DSP), ASIC(Application Specific integrated circuit), 프로세서, 마이크로프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러, FPGA (Field Programmable Gate Array), 프로그램 가능 로직 디바이스, 다른 전자 유닛 또는 그들의 조합으로 구현할 수 있다. 또한, 여기서 설명하는 기능과 프로세싱은, 프로세서상에서 실행되는 소프트웨어 또는 소프트웨어와 하스웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 예를들어, 파일럿 획득은 컨트롤러의 제어하에 있는 하드웨어에 기초하여, 프로세서 (도 5 의 컨트롤러 (570)) 상에서 실행되는 프로그램 코드 또는 일부 다른 메카니즘에 기초하여 수행될 수 있다.
명확하도록, 본 발명의 다양한 양태와 실시형태를 IS-856 표준에 부합하는 CDMA 시스템에 대하여 기술하였다. 또한, 이들 양태는 게이트된 파일럿 레퍼런스를 송신하는 다른 무선 통신 시스템에 대해서도 사용될 수 있다. 이런 시스템의 예는 cdma2000 및 W-CDMA 표준에 부합하는 CDMA 시스템을 포함한다.
앞에서 설명한 개시 실시형태는 당업자가 본 발명을 제조하거나 사용할 수 있도록 제공된 것이다. 이들 실시형태에 대한 다양한 변경은 당업자들에게 명백하며, 여기 정의한 기본 원리는 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않고 다른 실시형태에 응용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기 나타낸 실시형태에만 제한시키고자 하는 것이 아니며, 여기 개시한 원리와 신규한 특성에 일관되는 최광의 범위를 부여받는 것이다.

Claims (40)

  1. 특정 파일럿 오프셋의 복수의 N 개의 비중첩 그룹으로 분할된 확장 PN 공간에서 게이트된 파일럿 신호를 획득하는 방법으로서,
    상기 N 개의 그룹은, PN_INC = max 일 때는 상기 게이트된 파일럿 신호의 획득을 위해서 상기 N 개의 그룹 중 제 1 그룹 만의 탐색이 필요하고, PN_INC < max 일 때는 상기 게이트된 파일럿 신호의 획득을 위해서 N 개 이하의 그룹에 대한 탐색이 필요하도록 정의되며,
    PN_INC = max 인 경우, 상기 게이트된 파일럿 신호를 식별하기 위해서 상기 제 1 그룹을 탐색하는 단계;
    PN_INC < max 인 경우, 상기 게이트된 파일럿 신호를 식별하기 위해서 상기 N 개의 그룹의 일부를 탐색하는 단계로서, 상기 N 개의 그룹의 상기 일부는 적어도 상기 제 1 그룹을 포함하는, 탐색 단계; 및
    상기 탐색된 그룹으로부터 상기 게이트된 파일럿 신호를 식별하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 그룹은 PN_INC = max 에 대한 모든 가능한 특정 파일럿 오프셋을 포함하는, 게이트된 파일럿 신호의 획득 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 N 은 4 고, max 는 4 이며,
    상기 N 개의 그룹 중 제 2 그룹은, 상기 제 1 그룹에는 포함되지 않은 PN_INC = 2 에 대한 모든 가능한 특정 파일럿 오프셋을 포함하는, 게이트된 파일럿 신호의 획득 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 그룹의 특정 파일럿 오프셋 각각은, 0 또는 4 의 배수인, 게이트된 파일럿 신호의 획득 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 그룹의 특정 파일럿 오프셋 각각은, 4 의 배수가 아닌 2 의 배수인, 게이트된 파일럿 신호의 획득 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 탐색되는 그룹은 병렬로 탐색되는, 게이트된 파일럿 신호의 획득 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 탐색되는 그룹은 순차적으로 탐색되는, 게이트된 파일럿 신호의 획득 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 확장 PN 공간은 32,768 칩의 정수배이며, 상기 정수배는 1 보다 큰, 게이트된 파일럿 신호의 획득 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트된 파일럿 신호는 IS-856 표준에 부합하는, 게이트된 파일럿 신호의 획득 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    적어도 상기 제 1 그룹의 탐색 후에 상기 게이트된 파일럿 신호가 식별되지 않으면, 상기 N 그룹의 나머지 그룹을 탐색하는 단계를 더 포함하는, 게이트된 파일럿 신호의 획득 방법.
  10. 무선 통신 시스템에서 게이트된 파일럿 레퍼런스를 획득하는 방법으로서,
    상기 파일럿 레퍼런스가 발견될 수도 있는 전체 코드 공간을 복수의 코드 그룹으로 분할하는 단계로서, 제 1 코드 그룹은 PN_INC = max 에 대한 모든 가능한 특정 파일럿 오프셋에 대응하는 코드 세트를 포함하는, 상기 분할하는 단계;
    상기 그룹 각각에서 상기 파일럿 레퍼런스를 검출할 가능성에 기초하여 상기 복수의 그룹을 정렬하는 단계;
    상기 정렬된 그룹에 따라 상기 파일럿 레퍼런스를 탐색하는 단계; 및
    상기 파일럿 레퍼런스의 획득시에 상기 탐색을 종료하는 단계를 포함하는, 게이트된 파일럿 레퍼런스의 획득 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 코드 각각은, 상기 파일럿 레퍼런스를 생성하는데 사용되는 의사-잡음 (PN) 시퀀스의 특정 칩 오프셋에 대응하는, 게이트된 파일럿 레퍼런스의 획득 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전체 코드 공간은 4 개의 그룹으로 분할되는, 게이트된 파일럿 레퍼런스의 획득 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 그룹의 상기 특정 파일럿 오프셋 각각은 0 또는 4 의 배수인, 게이트된 파일럿 레퍼런스의 획득 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 복수의 그룹 중 제 2 그룹의 상기 특정 파일럿 오프셋 각각은, 4 의 배수가 아닌 2 의 배수인, 게이트된 파일럿 레퍼런스의 획득 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 그룹 각각은 복수의 코드 세트를 포함하며, 상기 코드 세트는 특정 오프셋을 갖는 특정 PN 시퀀스를 나타내는, 게이트된 파일럿 레퍼런스의 획득 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 복수의 그룹은, 상기 파일럿 레퍼런스를 생성하는데 사용될 가능성이 가장 높은 코드 세트의 제 1 그룹, 및 상기 파일럿 레퍼런스를 생성하는데 사용될 가능성이 가장 낮은 코드 세트의 최종 그룹을 포함하는, 게이트된 파일럿 레퍼런스의 획득 방법.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 파일럿 레퍼런스를 탐색하는 단계는 각각의 그룹에 대해 수행되며,
    하나 이상의 후보 피크를 제공하기 위해 상기 그룹의 코드에 기초한 샘플의 세트에서 상기 파일럿 레퍼런스를 검출하는 단계; 및
    상기 파일럿 레퍼런스의 획득을 결정하기 위해 상기 후보 피크 각각을 프로세싱하는 단계를 포함하는, 게이트된 파일럿 레퍼런스의 획득 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 파일럿 레퍼런스를 탐색하는 단계는, 파일럿 획득 시간을 감소시키기 위해 상이한 그룹에 대해 상기 파일럿 레퍼런스를 검출하는 단계 및 상기 후보 피크 각각을 프로세싱하는 단계를 파이프라이닝하는 (pipelining) 단계를 더 포함하는, 게이트된 파일럿 레퍼런스의 획득 방법.
  19. 제 10 항에 있어서,
    상기 파일럿 레퍼런스를 탐색하는 단계는 각각의 그룹에 대해 수행되며,
    복수의 검출된 피크를 제공하기 위해 상기 그룹의 코드에 기초한 샘플의 세트에서 상기 파일럿 레퍼런스를 검출하는 단계,
    하나 이상의 후보 피크를 제공하기 위해 상기 복수의 검출된 피크를 드웰 (dwell) 하는 단계; 및
    상기 파일럿 레퍼런스의 획득을 결정하기 위해 상기 후보 피크 각각을 프로세싱하는 단계를 포함하는, 게이트된 파일럿 레퍼런스의 획득 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 검출 단계 및 드웰 단계는 상기 각각의 그룹의 코드에 기초한 상이한 샘플의 세트에 대하여 수행되는, 게이트된 파일럿 레퍼런스의 획득 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 검출 단계 및 드웰 단계는 상이한 파라미터 값들의 세트를 사용하여 수행되는, 게이트된 파일럿 레퍼런스의 획득 방법.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 각각의 그룹은 복수의 세그먼트로 분할되고,
    상기 검출하는 단계는 상기 복수의 세그먼트 각각에 대해 수행되고, 상기 세그먼트 각각에 대해 하나 이상의 검출된 피크가 제공되는, 게이트된 파일럿 레퍼런스의 획득 방법.
  23. 제 10 항에 있어서,
    상기 탐색하는 단계는 복수의 스테이지를 사용하여 수행되고,
    상기 스테이지 각각은 상기 탐색하는 단계에 사용되는 각 파라미터 값들의 세트에 관련되는, 게이트된 파일럿 레퍼런스의 획득 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 탐색하는 단계는 1 회에 1 스테이지 동안 상기 복수의 그룹에 대해 수행되는, 게이트된 파일럿 레퍼런스의 획득 방법.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 탐색하는 단계는, 상기 복수의 스테이지에 대한 하나 이상의 그룹의 제 1 세트에 대해 수행되며, 상기 복수의 스테이지에 대한 하나 이상의 그룹의 제 2 세트가 후속하는, 게이트된 파일럿 레퍼런스의 획득 방법.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 탐색하는 단계는 2 개의 스테이지를 사용하여 수행되는, 게이트된 파일럿 레퍼런스의 획득 방법.
  27. 제 10 항에 있어서,
    상기 통신 시스템은 CDMA 시스템인, 게이트된 파일럿 레퍼런스의 획득 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 CDMA 시스템은 IS-856 표준에 부합하는, 게이트된 파일럿 레퍼런스의 획득 방법.
  29. 무선 통신 시스템에서 게이트된 파일럿 레퍼런스를 획득하는 방법으로서,
    파일럿 레퍼런스가 발견될 수도 있는 전체 코드 공간을 비중첩 코드 세트의 복수의 그룹으로 분할하는 단계로서, 상기 코드 세트 각각은 특정 오프셋을 갖는 특정 PN 시퀀스를 나타내는, 상기 분할하는 단계;
    상기 그룹 각각에서 상기 파일럿 레퍼런스를 검출할 가능성에 기초하여 복수의 그룹을 정렬하는 단계로서, 제 1 그룹은 상기 파일럿 레퍼런스를 생성하는데 사용될 가능성이 가장 크고, 최종 그룹은 상기 파일럿 레퍼런스를 생성하는데 사용될 가능성이 가장 작은, 상기 정렬하는 단계;
    상기 복수의 그룹에 기초하여, 상기 제 1 그룹에서 시작하여 상기 최종 그룹에서 종료되도록 1 회에 1 그룹씩 상기 파일럿 레퍼런스를 탐색하는 단계; 및
    상기 파일럿의 획득시에 상기 탐색을 종료하는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 그룹은 PN_INC = max 에 대한 모든 가능한 특정 파일럿 오프셋을 포함하는, 게이트된 파일럿 레퍼런스의 획득 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 제 1 그룹의 상기 특정 파일럿 오프셋 각각은 0 또는 4 의 배수인, 게이트된 파일럿 레퍼런스의 획득 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 복수의 그룹 중 제 2 그룹의 상기 특정 파일럿 오프셋 각각은 4 의 배수가 아닌 2 의 배수인, 게이트된 파일럿 레퍼런스의 획득 방법.
  32. 무선 통신 시스템의 수신기 유닛으로서,
    게이트된 파일럿 레퍼런스를 검출하는데 사용되는 상관값을 제공하기 위해 PN 시퀀스의 복수의 그룹에 따라 샘플의 제 1 세트를 수신 및 상관하도록 구성되는 탐색기 엘리먼트를 구비하며,
    상기 복수의 그룹은, 상기 파일럿 레퍼런스가 발견될 수도 있는 전체 코드 공간을 포함하고, 상기 그룹 각각에서 상기 파일럿 레퍼런스를 검출할 가능성에 기초하여 정렬되고,
    제 1 그룹은 PN_INC = max 에 대한 모든 가능한 특정 파일럿 오프셋을 포함하고,
    상기 복수의 그룹은 정렬 순서에 기초하여 상기 파일럿 레퍼런스를 탐색하는데 사용되고 상기 탐색은 상기 파일럿 레퍼런스의 획득시에 종료되는, 수신기 유닛
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 파일럿 레퍼런스의 획득 표시를 제공하기 위해, 상기 상관값의 프로세싱을 통해 발견되는 후보 피크에 기초하여 샘플의 제 2 세트를 수신 및 프로세싱하도록 구성되는 복조 엘리먼트를 더 포함하는, 수신기 유닛.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 탐색기 엘리먼트 및 상기 복조 엘리먼트의 동작을 관리하도록 구성되는 제어기를 더 포함하는, 수신기 유닛.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 제어기는, 제 1 세트의 샘플을 PN 시퀀스의 그룹과 상관시키는데 사용되는 파라미터에 대한 값의 세트를 상기 탐색기 엘리먼트에 제공하도록 더 구성되는, 수신기 유닛.
  36. 제 32 항에 있어서,
    상기 제 1 그룹의 PN 시퀀스 각각은 0 또는 4 의 배수의 특정 파일럿 오프셋을 갖는, 수신기 유닛.
  37. 제 32 항에 있어서,
    상기 복수의 그룹 중 제 2 그룹의 PN 시퀀스 각각은 4 의 배수가 아닌 2 의 배수의 특정 파일럿 오프셋을 갖는, 수신기 유닛.
  38. 무선 통신 시스템에서 게이트된 파일럿 레퍼런스가 획득되도록, 내장된 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 수단을 갖는 컴퓨터 사용가능 매체를 구비하며,
    상기 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 수단은,
    상기 파일럿 레퍼런스가 발견될 수도 있는 전체 코드 공간을 복수의 코드 그룹으로 분할하기 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 수단으로서, 제 1 그룹의 코드는 PN_INC = max 에 대한 모든 가능한 특정 파일럿 오프셋에 대응하는, 상기 분할하기 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 수단;
    상기 그룹 각각에서 상기 파일럿 레퍼런스를 검출할 가능성에 기초하여 상기 복수의 그룹을 정렬하기 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 수단;
    상기 정렬된 그룹에 따라 상기 파일럿 레퍼런스를 탐색하기 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 수단; 및
    상기 파일럿 레퍼런스의 획득시에 상기 탐색을 종료하기 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 수단을 포함하는, 장치.
  39. 게이트된 파일럿 레퍼런스를 획득하기 위한 방법 단계들을 수행하기 위하여 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령의 프로그램을 명확하게 구체화하는, 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    상기 방법 단계들은,
    상기 파일럿 레퍼런스가 발견될 수도 있는 전체 코드 공간을 복수의 코드 그룹으로 분할하는 단계로서, 제 1 그룹의 코드는 PN_INC = max 에 대한 모든 가능한 특정 파일럿 오프셋에 대응하는 코드 세트를 포함하는, 상기 분할하는 단계;
    상기 그룹 각각에서 상기 파일럿 레퍼런스를 검출할 가능성에 기초하여 상기 복수의 그룹을 정렬하는 단계;
    상기 정렬된 그룹에 따라 상기 파일럿 레퍼런스를 탐색하는 단계; 및
    상기 파일럿 레퍼런스의 획득시에 상기 탐색을 종료하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  40. 게이트된 파일럿 레퍼런스를 검출하는데 사용되는 상관값을 제공하기 위해 PN 시퀀스의 복수의 그룹에 따라 샘플의 제 1 세트를 수신 및 상관하도록 구성되는 탐색기 엘리먼트를 구비하며,
    상기 복수의 그룹은, 상기 파일럿 레퍼런스가 발견될 수도 있는 전체 코드 공간을 포함하고, 상기 그룹 각각에서 상기 파일럿 레퍼런스를 검출할 가능성에 기초하여 정렬되고,
    제 1 그룹은 PN_INC = max 에 대한 모든 가능한 특정 파일럿 오프셋을 포함하고,
    상기 복수의 그룹은 정렬 순서에 기초하여 상기 파일럿 레퍼런스를 탐색하는데 사용되고 상기 탐색은 상기 파일럿의 획득시에 종료되는, 디바이스.
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