KR100933162B1 - 이동통신 시스템에서 동기 획득을 위한 주파수 버스트 탐색방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 FB와 SB를 포함하는 프레임을 이용하여 기지국과 단말기간의 동기를 획득하는 이동 통신 시스템에서 상기 단말기가 상기 FB를 탐색하는 방법에 있어서, 상기 프레임 신호를 수신하여 미리 정해진 제 1 크기의 1 블록 단위로 상기 FB 추출을 위한 필터링을 하고, 상기 필터의 입력 에너지 대 출력 에너지의 비율이 임계값 이상인가를 판단하는 과정과, 상기 필터의 입력 에너지 대 출력 에너지의 비율이 임계값 이상인 경우, 상기 제 1 크기보다 작은 제 2 크기 블록 단위의 필터의 입력 에너지 대 출력 에너지 비율을 소정 크기의 윈도우 단위로 취합하여 에너지 비율을 계산하는 과정과, 상기 윈도우 단위로 계산된 에너지 비의 값들 중 최대 값을 가지는 윈도우의 위치를 상기 FB의 위치로 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

동기 획득, 주파수 버스트(Frequency Burst) 탐색, 블록, 필터 입출력 에너지 비율, FB 탐색 윈도우

Description

이동통신 시스템에서 동기 획득을 위한 주파수 버스트 탐색 방법 및 장치{Method and Apparatus for searching Frequency Burst to obtain synchronization in a mobile communication system}

도 1a는 FB의 구조를 도시하는 도면.

도 1b는 FB가 전송되는 51 다중 프레임(Multi-Frame) 제어 채널의 구조를 도시하는 도면.

도 2는 FB 탐색 과정을 도시하는 흐름도.

도 3은 FB 탐색 윈도우별로 계산된 에너지 비율을 비교하는 과정을 도시하는 도면.

도 4a와 도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 FB 탐색 과정을 도시하는 흐름도.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 FB 탐색 윈도우별로 계산된 에너지 비율을 비교하는 과정을 도시하는 도면.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동기획득을 위해 FB 탐색을 수행하는 단말기의 구조를 도시한 도면.

본 발명은 이동통신 시스템에서의 동기 획득에 관한 것으로, 특히 비동기 방식을 이용하는 이동통신 시스템에서 셀의 동기를 획득하기 위한 주파수 버스트 탐색방법 및 장치에 관한 것이다.

이동통신 시스템은 동기 방식에 따라 미국 및 한국 등을 비롯한 국가들에서 사용되는 동기식 시스템과 주로 유럽 국가들에서 사용되는 비동기식 시스템으로 크게 나눌 수 있다.

동기식 시스템에서는 자기 위치 추적 장치(Global Positioning System, 이하 "GPS"라 칭함) 위성을 이용해 송신자와 수신자가 시간대를 맞춰 데이터를 송수신하는 방식을 이용하는 통신 시스템으로 북미방식인 부호분할 다중접속(Code Division Multiple Access, 이하 "CDMA"라 칭함) 방식이 대표적으로 사용되고 있다.

이에 반해, 비동기식 시스템에서는 위성을 거치지 않고 기지국과 중계국을 통하여 데이터를 송수신하는 방식을 이용하는 통신 시스템으로 유럽방식인 글로벌 이동통신 시스템(Global System for Mobile communication, 이하 "GSM"이라 칭함) 방식이 대표적으로 사용되고 있으며, 음성 서비스를 제공하는 상기 GSM을 보완하기 위해 패킷 데이터 서비스를 제공할 수 있는 GPRS(General Packet Radio Service)와 함께 사용된다.

하기에서는 GPS 위성을 이용하지 않는 비동기식 시스템에서의 동기 획득에 관하여 설명한다. 상기 비동기식 시스템에서의 동기 획득 방법을 설명하기 위해, 비동기식 시스템 중에서 GSM/GPRS 방식을 이용하는 시스템을 예로 들어 설명한다.

통상적으로 GSM/GPRS 시스템에서의 이동국(Mobile Station, 이하 'MS'라 칭함)들은 먼저 서빙셀(Serving Cell, 이하 'SCell'이라 칭함)의 동기를 획득한 후, 이웃셀(Neighbor Cell, 이하 'NCell'이라 칭함)의 동기를 획득한다. 다시 말해서, MS가 SCell에 캠프 온(Camp-On)하기 위해서 SCell의 동기를 획득한다. SCell의 동기를 획득하여 SCell에 캠프 온하고 난 후, MS는 아이들(Idle) 상태에서 셀 재선택(Re- selection)을 준비하거나 전용(Dedicate) 상태에서 핸드오버(Handover)를 준비하기 위해서 NCell의 동기를 획득한다. 여기에서, 캠프 온이란 해당 기지국의 동기를 획득한 후 방송 제어 채널(Broadcast Control Channel: BCCH)를 통해 전송받은 기지국 정보를 이용하여 MS 자신의 정보를 기지국에 등록한 상태를 말한다.

상술한 바와 같이 동기를 획득하는 SCell과 NCell의 동기 획득 과정은 동일하므로, 하기에서는 SCell과 NCell의 구분없이 설명하기로 한다.

통상적으로 GSM/GPRS 시스템에서는 기지국과 MS와의 동기를 맞추기 위해 주파수 버스트(Frequency Burst, 이하 'FB'라 칭함)라는 신호를 이용한다. 단말은 임의의 위치에 있는 FB를 찾는 FB 탐색 과정을 수행한 후에 동기 버스트(Synch Burst, 이하 'SB'라 칭함)를 디코딩(Decoding)하는 SB 디코딩 과정을 수행함으로써, 동기를 획득하게 된다.

좀더 자세하게 설명하면, 첫째 단계인 FB 탐색 과정은 SCell 또는 NCell에서 제어 채널을 통해 전송되는 FB의 위치를 찾는 과정이며, 둘째 단계인 SB 디코딩 과정은 상기 FB의 바로 뒤에 위치하는 SB를 디코딩하는 과정이다. 상기 첫 번째 과정 에서 MS가 FB의 주파수 특성을 이용하여 FB의 대략적인 위치를 찾은 후, 두 번째 과정에서 SB를 디코딩 함으로써 SB에 포함된 시스템 정보, 시간정보 등을 획득하게 된다. 이렇게 함으로써 MS가 SCell 또는 NCell와 동기를 획득하게 되는 것이다.

도 1a는 FB의 구조를 도시한다.

상기 도 1a를 참조하면, FB는 0인 값을 가지는 142 비트(bits)의 고정 비트(Fixed Bits) 부분과 상기 고정 비트의 앞뒤로 각각 3비트의 테일 비트(Tail Bits), 그리고 유효한 값을 포함하고 있지 않은 8.25 비트의 보호 구간(Guard Period)으로 구성된다.

상기 FB는 기지국으로부터 전송되기 전에 GMSK (Gaussian-filtered Minimum Shift Keying) 방식으로 변조됨으로써 중심 주파수로부터 67.7 kHz의 옵셋(Offset)을 가지는 정현파 성분이 된다. 이런 67.7 kHz의 정현파가 148 비트의 데이터 구간(data duration)동안 지속되므로, 단말은 이러한 특징을 이용하여 FB를 검출한다.

MS는 FB 수신여부를 검출하기 위하여 수신한 신호를 67.7 kHz의 대역통과 필터에 통과시킨 후 에너지 비율을 계산한다. 상기 에너지 비율은 필터 통과 전(필터 입력 에너지)과 후(필터 출력 에너지)의 에너지 비율(= 필터 출력에너지 / 필터 입력에너지)로써 계산된다. 이렇게 계산된 에너지 비율을 추적해보면 상기 MS가 FB를 수신하였는지 여부를 확인할 수 있다. 왜냐하면, FB가 아닌 경우 대부분의 수신 신호가 필터를 통과할 수 없으므로 에너지 비율은 작은 값이 되고, FB인 경우 대부분의 수신 신호가 필터를 통과하므로 에너지 비율은 큰 값이 되므로, 에너지 비율이 최대값인 위치를 찾으면 상기 최대값 위치를 기준으로 FB의 시작점을 찾을 수 있다.

도 1b는 도 1a의 FB가 전송되는 51 다중 프레임(Multi-Frame) 제어 채널의 구조를 도시한다. 상기 도 1a의 FB는 기지국에서 셀 영역 내에 있는 MS들에게 제어 채널을 통해 도 1b의 구조로 전송된다. 통상적으로 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 관련 표준에서 제어 채널은 51 다중 프레임 구조로 정의되어 있으므로, 여기에서는 FB를 전송하는 제어 채널을 51 다중 프레임의 구조의 예를 들어 설명한다.

상기 도 1b를 참조하면, FB는 51 다중 프레임 구조에서 0, 10, 20, 30, 40번 프레임('F'로 표기)에 위치한다. 상기 각각의 프레임은 8개의 타임 슬럿들로 구성되는데, FB는 8개의 타임 슬럿들 중 첫 번째 즉, 0번째 타임 슬럿(Time Slot)에 위치한다.

따라서, 상기 51 프레임들 중에서 10번째 프레임마다 FB가 발견된다. 그러나, 신호를 수신한 MS는 상기 제어 채널의 정보를 모르는 상태이기 때문에 임의의 위치부터 FB 탐색을 시작하게 될 것이다. 다시 말해서, 단말은 상기 51 다중 프레임 중에서 FB가 위치하고 있는 0, 10, 20, 30, 40번 프레임에서부터 FB 탐색을 시작할 수도 있고, 상기 0, 10, 20, 30, 40 번의 바로 다음 위치에서부터 시작하거나, 그 다음 위치에서 시작하는 등 상기 51 프레임 중에서 어떤 위치에서건 FB 탐색을 시작할 수 있다.

그러므로 FB를 찾기 위해서는 최대 11 프레임에서 연속적으로 FB 탐색을 수행해야 한다. 왜냐하면, 만약 1번 프레임부터 FB 탐색을 시작한다면, 10번째 프레임이 되어서야 FB를 찾을 수 있기 때문에 10 프레임을 연속적으로 탐색해야 하고, 만약 41번 프레임부터 FB 탐색을 시작한다면, 50번 프레임 이후에 새로이 시작하는 0번 프레임이 되어서야 FB를 찾을 수 있기 때문이다.

상기 도 1b의 51 다중 프레임 구조에서, 상기 FB를 포함하고 있는 프레임의 다음 프레임들인 1, 11, 21, 31, 41번 프레임들에는 SB('S'로 표기)가 위치하고 있다. 상기 SB는 동기 정보를 포함하고 있어서 디코딩을 하고 난 후 동기를 획득할 수 있도록 한다. 상기 SB를 포함하는 프레임은 FB를 포함하는 프레임 바로 뒤에 위치하므로, 상기 FB 탐색을 통해 FB를 포함하고 있는 FB 프레임을 찾으면, 상기 FB 프레임의 바로 다음 프레임이 SB를 포함하고 있는 프레임이므로, SB 프레임을 찾기 위한 추가적인 탐색 과정을 수행할 필요가 없다.

상기 도 1b의 51 다중 프레임 구조 중에서, 나머지 프레임들에는 방송 제어 채널(Broadcast Control CHannel: BCCH), 공통 제어 채널(Common Control Channel: CCCH), 아이들(Idle)('I'로 표기)이 포함되어 전송된다. 상기 구조는 3GPP 관련 표준에서 개시하고 있는 내용을 따르므로 상세한 설명은 생략하고 간략히 설명한다. BCCH는 접속과 식별을 위해 MS에 의해 요구되는 시그널링 제어 정보를 브로드캐스트 하기 위해 사용되는 논리적 채널로써, 상기 기지국 관련 정보를 포함하고, CCCH는 기지국과 MS간에 통신하기 위한 호 설정을 위해 사용되는 채널로써, 호 설정을 위한 정보를 포함한다. I는 아이들(Idle) 프레임으로써 의미 있는 신호를 포함하고 있지 않는 프레임이다.

이하 MS가 상기 51 다중 프레임을 통해 전송되는 FB를 탐색하는 과정을 자세히 설명한다.

도 2는 FB 탐색 과정을 도시하는 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 205 단계에서 MS가 기지국으로부터 신호를 수신한다.

통상적으로 FB 탐색은 수신 신호의 미리 정해진 1 블록의 시간 단위로 수행된다. 따라서, 210 단계에서 MS는 상기 수신된 신호가 1 블록이 되었는지 확인한다. 상기 210 단계의 확인 결과, 수신된 신호가 1 블록을 채웠다면 MS는 215 단계로 진행하고, 만약 수신된 신호가 1블록을 채우지 못했다면 205 단계로 진행하여 계속해서 신호를 수신한다.

상기 215 단계에서 MS는 상기 수신된 1 블록의 신호를 대역 통과 필터에 입력하기 전에 상기 1 블록 신호의 에너지를 측정하는데, 여기서 측정된 에너지는 필터 입력 에너지가 된다.

220 단계에서 MS는 상기 1 블록 신호를 대역 통과 필터에 입력하여 통과시킨다.

225 단계에서 MS가 상기 대역 통과 필터를 통과한 1블록 신호의 에너지를 측정한다. 상기 225 단계에서 측정된 에너지는 필터 출력 에너지가 된다.

230 단계에서 상기 215 단계에서 측정된 필터 입력 에너지에 대한 상기 225 단계에서 계산된 필터 출력 에너지의 비율을 계산하고 저장한다.

235 단계에서 MS가 1블록 단위로 저장된 최근 필터 입출력 에너지 비율(이하, '블록 에너지 비율'이라 칭함)들을 이용하여 FB 탐색 윈도우 필터 입출력 에너지 비율(이하 '윈도우 에너지 비율'이라 칭함)을 계산하고 저장한다. 여기에서 상 기 윈도우 에너지 비율은 가장 최근 저장된 블록 에너지 비율들이 하나의 윈도우를 구성할 만큼 수집되면 상기 하나의 윈도우 동안의 블록별 에너지 비율들의 평균 에너지 비율을 계산함으로써 얻을 수 있다. 여기에서 상기 FB 탐색 윈도우는 FB(148 비트의 신호)를 검출하기 위해 에너지를 계산하는 단위로써, FB의 크기보다 같거나 작게 정해진다.

240 단계에서 MS는 상기 235 단계에서 계산된 윈도우 에너지 비율을 이전에 저장된 윈도우 에너지 비율들과 비교한다. 즉, 상기 윈도우 에너지 비율들 중에서 거의 1에 근접하면서 다음 윈도우 에너지 비율보다 더 높은 최대값(Peak)이 있는지 확인한다.

245 단계에서 MS는 상기 240 단계에서 최대값이 발견되면 FB가 종료되는 시점에 도달한 것이므로 250 단계로 진행하고, 만약 최대값이 없다면 FB가 아직 종료되지 않은 것이므로 상기 210 단계로 진행한다.

상기 250 단계에서 MS는 상기 최대값이 발견된 FB 탐색 윈도우 끝점의 위치로부터 FB 길이만큼 이전 위치를 FB의 시작 위치로 결정하고 주파수 옵셋을 계산한다. 여기에서 GSMK 변조된 FB 신호는 67.7kHz의 주파수 특성을 가지므로, 수신기에서 하강 변환(Down Conversion)된 후의 FB의 주파수를 측정하면 주파수 옵셋을 알 수 있다.

도 3은 FB 탐색 윈도우별로 계산된 윈도우 에너지 비율들을 비교하는 과정을 도시한 도면이다.

상기 도 3을 참조하면, MS가 임의의 시간 위치(301)에서 기지국으로부터 신 호를 수신하여 FB 탐색을 시작한다. 상기 위치에서부터 미리 결정된 하나의 FB 탐색 윈도우 크기만큼의 블록 에너지 비율들이 수집되면, 윈도우 단위의 에너지 비율들의 비교를 위하여 윈도우 에너지 비율을 계산하고 저장한다. 여기에서, 상기 윈도우 에너지 비율은 1 블록 단위로 이동하면서 가장 최근의 1 블록이 추가되면 상기 하나의 윈도우 중에서 가장 오래된 1 블록이 버려짐으로써 계산된다. 이런 식으로 윈도우 에너지 비율을 계속해서 계산하고 저장하는데, 상기 저장되는 윈도우 에너지 비율은 상기 도 3에 도시된 바와 같이 에너지 비율 차트(Energy Ratio Chart)에 표기된다.

만약 FB 탐색 윈도우 내에 FB가 포함되어 있다면 에너지 비율이 커질 것이므로, FB 탐색 윈도우 내에 FB가 포함되기 시작하면서 에너지 비율(302)은 증가하기 시작한다. 그리고, FB가 모두 FB 탐색 윈도우 내에 포함되면 에너지 비율(303)이 최대값이 될 것이다. 상기 윈도우 에너지 비율이 최대 값인 지점(304)을 지나면 이후 FB 이외의 신호가 수신되는 것이므로 에너지 비율은 감소하게 된다. 따라서 상기 윈도우 에너지 비율이 최대 값인 지점이 FB의 종료 시점이므로, 상기 최대 값을 포함하는 윈도우의 마지막 지점으로부터 FB의 길이(305)만큼 이전으로 이동하면 FB의 시작 위치를 알 수 있다.

한편, 상기 윈도우 에너지 비율들을 비교하기 위해서 측정되는 단위인 하나의 블록은 FB 탐색을 수행하는데 있어서 매우 중요하다. 1 블록의 크기가 작으면 작은 1블록마다 FB 탐색을 수행하게 되므로 FB 탐색을 자주하게 된다. 반면 1 블록의 크기가 크다면 FB 탐색을 자주 하지 않아도 된다. 따라서, FB의 블록 크기와 FB 탐색 동작 시간은 서로 관계가 깊다. 그리고, 그에 따라 수반되는 오차와도 관계가 깊다. 다시 말해서, FB를 확인하는 1 블록의 크기가 작아지면 FB 탐색의 동작 시간은 늘어나지만, FB를 찾았을 때 정정해야할 범위도 작기 때문에 오차는 작아진다. 반면에, FB를 확인하는 블록의 크기가 커지면 FB 탐색의 동작 시간은 줄어들지만, FB를 찾았을 때 정정해야할 범위도 크기 때문에 오차가 커진다. 따라서, 동작 시간 및 오차를 고려하여 1 블록의 크기를 결정해야 한다.

예를 들어, 1 블록을 9 샘플(sample)(비트와 동일한 개념으로 사용됨)로 설정하는 경우, 상기 도 2에 도시된 FB 탐색 알고리즘에 따라 FB가 수신되었는지 확인하기 위해 약 3 샘플의 시간이 소요된다. 그리고, 나머지 6 샘플 동안은 1 블록의 신호가 수신되기를 대기한다.

여기에서 FB 탐색 시간은 3 샘플이 되고, 나머지 6 샘플 동안은 대기 시간이 된다. 따라서, 상기 FB 탐색을 위해 2/3에 해당되는 6 샘플 동안은 FB 탐색 동작을 수행하지 않은 채 1 블록이 채워지기를 대기하면서 보내게 된다. 그런데 이런 대기 시간 동안에 단말은 다른 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, GSM/GPRS 관련 동작을 할 수 있도록 허용하는 알고리즘을 사용하여 상기 대기 시간 동안에 다른 동작을 수행할 수 있다. 일예로, FB Self-Scheduling 알고리즘은 특히 GSM의 전용 상태나 GPRS의 패킷 전송 모드(Packet Transfer Mode)에서 NCell의 FB 탐색을 수행하면서, 동시에 통화 관련된 음성 처리 등의 동작도 동시에 처리한다.

그런데, 상술하였듯이 상기 FB 탐색 동작은 최대 11 프레임에 걸쳐서 수행될 수 있는데, GSM/GPRS 시스템에서 1 프레임이 8 타임 슬럿으로 이루어져 있으므로 FB를 포함하고 있는 1개의 타임 슬럿을 찾기 위하여 최대 88개의 타임 슬럿을 탐색해야한다. 더구나, 상술한 대기시간 동안이 아닌 FB 탐색이 수행되는 동안에는 다른 동작을 할 수 없다. 따라서, FB 탐색은 상기 도 2에서 설명한 바와 같이 일정한 블록 단위로 수신 신호를 모은 후에 한번에 처리하여 FB의 동작 시간을 줄이게 된다. 왜냐하면 일정한 블록들만큼 신호가 채워지도록 대기하는 동안에는 다른 태크스(Task)의 동작을 수행할 수 있기 때문이다.

따라서, 1 블록의 크기를 크게 하면 신호의 대기 시간 동안은 다른 작업을 할 수 있게 되므로, 전체적인 FB 탐색의 동작 시간을 줄일 수 있다. 그러나, 1 블록의 크기가 클수록 오차도 커진다. SB 탐색에서 동기 오차를 정정할 수 있는 범위는 정해져 있으므로 1 블록의 크기를 크게만 설정할 수 없고 오차도 고려하여 설정해야 한다. 그러므로 종래의 FB 탐색에서는 통상적으로 상기 상반되는 FB 탐색이 허용하는 FB 위치의 타이밍(Timing) 오차 범위와 동작 시간의 단축을 동시에 고려하여 블록의 크기를 설정하고 상기 설정된 블록 크기로 고정하여 사용하였다.

그러나, FB가 발견되지 않은 구간에서는 오차를 고려할 필요가 없으므로 FB 탐색 시간이 오래 걸리지 않도록 하는 것이 중요하고, FB가 발견되는 구간에서는 FB 탐색 시간에 상관없이 동기 획득을 위한 정보를 정확하게 수신하는 것이 중요하므로, 오차를 정확하게 정정할 수 있는 것이 중요하다. 따라서, FB가 발견되는 구간과 FB가 발견되지 않는 구간을 분리하여 블록의 크기를 설정함으로써 보다 효율적으로 FB 탐색을 수행하기 위한 기술을 필요로 하게 되었다.

따라서 본 발명은 이동통신 시스템의 동기를 효율적이고 정확하게 획득하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 GSM/GPRS 시스템에서 FB 탐색의 실제 수행 시간을 줄이고 타이밍 오차를 줄이기 위한 FB 탐색 방법 및 장치를 제공한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예는 FB와 SB를 포함하는 프레임 신호를 이용하여 기지국과 단말기간의 동기를 획득하는 이동 통신 시스템에서 상기 단말기가 상기 FB를 탐색하는 방법에 있어서, 상기 프레임 신호를 수신하여 미리 정해진 제 1 블록 단위로 필터에 통과시키는 과정과, 상기 필터의 입력 신호의 에너지와 상기 필터의 출력 신호의 에너지의 비율을 상기 제 1 블록 단위로 계산하여 상기 비율을 미리 정해진 임계값과 비교하는 과정과, 상기 비교 결과, 임계값 이상인 경우, 상기 제 1 블록 단위보다 작은 제 2 블록 단위로 상기 필터의 입력 신호와 출력 신호의 에너지 비율을 소정 크기의 윈도우 단위로 수집하여 윈도우 단위 에너지 비율을 계산하는 과정과, 상기 윈도우 단위 에너지 비율 중 최대 값을 가지는 윈도우의 위치를 상기 FB의 위치로 결정하는 과정을 포함한다.

본 발명의 다른 실시 예는 FB와 SB를 포함하는 프레임을 이용하여 기지국과 단말기간의 동기를 획득하는 이동통신 시스템에서 상기 단말기가 상기 FB를 탐색하는 방법에 있어서, 상기 프레임 신호에 대해 미리 정해지는 1 블록 단위에서 상기 1 블록의 샘플들 중 양쪽 가장 자리에서 추출한 소정 개수의 샘플들을 필터링하고, 상기 필터 입력 에너지에 대한 출력 에너지의 비율을 계산하는 과정과, 상기 계산된 1 블록 단위의 에너지 비율을 미리 정해진 윈도우 단위로 수집하여 윈도우 단위 에너지 비율들을 계산하는 과정과, 상기 윈도우 단위 에너지 비율들 중 최대값을 가지는 에너지 비율의 윈도우의 위치를 상기 FB의 위치를 판단하는 과정을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 FB와 SB를 포함하는 프레임을 이용하여 기지국과 단말기간의 동기를 획득하는 이동통신 시스템에서 상기 단말기가 상기 FB를 탐색하는 장치에 있어서, 상기 기지국으로부터 프레임 신호를 수신하는 신호 수신부와, 상기 수신된 프레임 신호를 저장하는 신호 저장부와, 상기 신호 저장부로부터 출력되는 프레임 신호에 대해 제 1 크기의 1 블록 단위의 필터 입력 에너지에 대한 출력 에너지의 비율이 소정 임계값을 초과하면, 상기 제 1 크기보다 작은 제 2 크기의 1 블록 단위의 필터 입력 에너지에 대한 출력 에너지의 비율을 미리 정해진 윈도우 단위로 수집하여 윈도우 단위 에너지 비율들을 계산하고, 상기 윈도우 단위 에너지 비율들 중 최대값을 가지는 에너지 비율의 윈도우에 따라 상기 FB의 위치를 판단하는 FB 탐색부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 FB와 SB를 포함하는 프레임 신호를 제1 블록단위로 필터에 통과시키고 상기 필터의 입력신호의 에너지와 상기 필터의 출력신호의 에너지 비율을 상기 제1 블록 단위로 계산하여 상기 계산된 에너지 비율을 미리 정해진 임계값과 비교하여, 비교 결과 임계값 이상인 경우, 상기 제1 블록단위보다 작은 제2 블록단위로 상기 필터의 입력신호와 출력신호의 에너지 비율을 소정 크기의 윈도우 단위로 윈도우 단위 에너지 비율을 계산하고, 상기 계산된 윈도우 단위 에너지 비율 중 최대 윈도우 단위 에너지 비율을 가지는 윈도우를 상기 FB의 위치로 결정하는 FB 탐색부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 FB와 SB를 포함하는 프레임을 이용하여 기지국과 단말기간의 동기를 획득하는 이동통신 시스템에서 상기 단말기가 상기 FB를 탐색하는 방법에 있어서, 상기 프레임 신호를 수신하여 윈도우를 미리 정해진 제 1 크기의 1 블록 단위로 쉬프트하여 상기 FB 추출을 위한 필터링을 하고, 필터의 입력 에너지 대 출력 에너지의 비율이 임계값 이상인가를 판단하는 과정과, 상기 필터의 입력 에너지 대 출력 에너지의 비율이 임계값 이상인 경우 상기 제 1 크기보다 작은 제 2 크기의 블록 단위로 상기 윈도우를 쉬프트하며, 상기 윈도우의 상기 필터의 입력 에너지 대 출력 에너지의 비를 계산하는 과정과, 상기 윈도우 단위로 계산된 에너지 비의 값들 중 최대 값을 가지는 윈도우의 위치를 상기 FB의 위치로 결정하는 과정을 포함한다.

전술한 바와 같은 내용들은 당해 분야 통상의 지식을 가진 자가 후술되는 본 발명의 구체적인 설명으로부터 보다 잘 이해할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 특징들 및 기술적인 장점들을 다소 넓게 약술한 것이다. 이러한 특징들 및 장점들 이외에도 본 발명의 청구범위의 주제를 형성하는 본 발명의 추가적인 특징들 및 장점들이 후술되는 본 발명의 구체적인 설명으로부터 잘 이해될 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위하여 후술되는 발명의 개시된 개념 및 구체적인 실시예가 변경 또는 변형되어 사용될 수도 있다는 사실을 잘 인식할 것이다. 또한 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 개시하는 개념 및 구조와 균등한 개념들 및 구조들이 본 발명의 가장 넓은 형태의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는다는 사실을 잘 인식할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

상술하였듯이, FB 탐색은 최대 11 프레임 동안 수행될 수 있다. 그런데, 실제로 FB가 발견되는 구간은 8 타임 슬럿들로 이루어지는 하나의 프레임 중 1 타임 슬럿에 불과하다. 1 프레임이 8 타임 슬럿들로 구성되는 GSM/GPRS 시스템에서 최대 88 타임 슬럿들에 대해 FB 탐색을 수행하게 되고, 그 중에서 1 타임 슬럿에 해당하는 FB를 찾는다. 그러므로 FB 탐색에서 대부분의 시간은 FB 수신이 되지 않은 상태에서 수행되는 것이고, FB를 수신한 이후에는 약 1 타임 슬럿 동안만 수행한다.

본 발명에서는 FB 탐색의 대부분의 시간을 차지하는 FB 수신 전에는 FB 위치의 오차를 고려할 필요가 없으므로 FB 탐색의 동작 시간을 줄일 수 있도록 블록의 크기를 크게 하고, FB 수신이 시작됨을 확인한 후, FB의 정확한 위치를 찾는 약 1 타임 슬럿의 시간 동안에는 블록의 크기를 줄여서 FB 위치 탐색의 오차를 최대한 줄이도록 함으로써 효율적으로 FB 탐색을 수행할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 FB를 수신하기 전 구간에서는 블록의 크기를 크게 설정하고, FB를 수신한 후의 1 타임 슬럿 동안은 블록의 크기를 작게 설정한다. 여기에서 블록의 크기를 크게 설정한다는 것은 종래에 통상적으로 설정되었던 블록의 크기보다 크게 설정한다는 의미이고, 블록의 크기를 작게 설정한다는 것은 종래에 통상적으로 설정되었던 블록의 크기보다 작게 설정한다는 의미이다. 이렇게, 본 발명은 FB 수신 여부에 따라 블록의 크기를 차등적으로 적용함으로써 동작 시간도 최대한 줄이면서 FB 위치 탐색의 오차도 최대한 줄일 수 있다.

도 4a와 4b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 단말기에서 FB 탐색을 수행하는 동작을 도시하는 흐름도이다.

상기 도 4a와 도 4b를 참조하면, 402 단계에서 MS는 블록 단위의 크기를 설정한다. FB가 수신되지 않은 단계이기 때문에 블록 단위의 크기를 종래에 사용했던 기준 크기보다 더 큰 값, 즉 제 1 값으로 설정한다.

404 단계에서 MS는 상기 설정된 제 1 블록 단위로 신호를 수신한다.

406 단계에서 MS가 프레임 신호가 제 1 블록 단위로 프레임 신호가 수신되었는지 확인한다. 만약 수신된 프레임 신호가 제 1블록 단위를 한 개 채웠다면, 408 단계로 진행하고, 만약 수신된 프레임 신호가 제 1 블록 단위를 한 개 다 채우지 못했다면 404 단계로 진행하여 계속해서 프레임 신호를 수신한다.

상기 408 단계에서 MS는 상기 수신된 제 1 블록 단위의 프레임 신호를 모두 처리하지 않고, 상기 제 1 블록 단위의 양쪽 가장자리의 일부분(Y개의 샘플들)만 추출한다. 본 발명에서는 우선 수신된 제 1 블록 단위 신호를 모두 처리하지 않고 양쪽 가장자리의 일부분만 사용하여 대역 통과 필터 전과 후의 에너지들을 측정한 후, 대역 통과 필터 통과 전의 에너지에 대한 상기 필터 통과 후의 에너지 비율을 계산함으로써 FB 수신 여부를 판단한다. 이렇게 함으로써 본원 발명은 한 블록 단위를 모두 처리할 때보다 동작 시간을 더욱 단축시킬 수 있다. 만약 제 1 블록 단위에서 양쪽 가장자리에 FB의 성분이 들어있으면 가운데 부분은 당연히 FB의 성분이 들어 있을 것이기 때문에 전체를 대상으로 블록 에너지 비율을 계산할 필요가 없다. 따라서 본 발명에서는 상기 제 1 블록 단위 신호에서 일부분만 추출하여 계산함으로써 동작 시간을 단축시킬 수 있다.

410 단계에서 MS는 상기 추출된 Y 샘플들을 대역 통과 필터에 통과시키기 전에 에너지를 측정한다. 상기 410 단계에서 측정된 에너지 비율은 필터 입력 에너지가 된다.

412 단계에서 MS가 상기 추출된 Y 샘플들을 중심주파수가 67.7 kHz인 대역 통과 필터에 입력하여 통과시킨다.

414 단계에서 MS가 상기 대역 통과 필터를 통과하여 출력된 Y 샘플들의 에너지를 측정한다. 상기 414 단계에서 측정된 Y 샘플들의 에너지는 필터 출력 에너지가 된다.

416 단계에서 MS가 상기 410 단계에서 측정된 Y 샘플들의 필터 입력 에너지에 대한 상기 414 단계에서 측정된 필터 출력 에너지의 비율을 계산한다.

418 단계에서 MS가 상기 416 단계에서 계산된 에너지 비율들을 미리 정해지는 임계값과 비교한다.

420 단계에서 MS는 상기 416 단계에서 계산된 에너지 비율이 임계값을 초과하는지 확인한다. 확인 결과, 상기 에너지 비율이 상기 임계값보다 크다면, 도 4b의 422 단계로 진행하고, 상기 에너지 비율이 임계값보다 크지 않다면 상기 406 단계로 복귀한다. 여기에서 상기 임계값은 상기 FB의 수신이 여부를 판단하는 기준이 되는 값이다.

상기 422 단계에서 상기 에너지 비율이 상기 임계값보다 크다는 것은 FB의 적어도 일부를 수신하였음을 의미하므로, MS는 상기 402 단계에서 설정했던 제 1 블록 단위의 크기를 작게하여 제 2 블록 단위로 변경한다. 이때 MS는 제 2블록 단위의 크기는 상기 기준 블록 단위 크기보다 작게 설정함으로써, 동기 오차의 범위를 줄인다.

424 단계에서 MS는 상기 422 단계에서 설정된 크기의 제 2 블록 단위로 프레임 신호를 수신한다.

426 단계에서 MS는 상기 수신된 프레임 신호가 제 2 블록 단위를 다 채웠는지 확인한다. 만약 수신된 프레임 신호가 제 2 블록 단위을 채웠다면 428 단계로 진행하고, 만약 수신된 프레임 신호가 제 2 블록 단위를 채우지 못했다면 424 단계로 복귀하여 계속해서 프레임 신호를 수신한다.

상기 428 단계에서 MS는 대역 통과 필터에 입력하기 전에 상기 수신된 제 2 블록 단위 신호의 전체 샘플들에 대한 에너지를 측정한다. 상기 428 단계에서 측정된 에너지는 대역 통과 필터 입력 에너지가 된다.

430 단계에서 MS는 상기 수신된 신호를 중심 주파수가 67.7 kHz인 대역 통과 필터에 입력하여 통과시킨다.

432 단계에서 MS는 상기 대역 통과 필터를 통과한 제 2 블록 단위 신호의 에너지를 측정한다. 상기 432 단계에서 측정된 에너지는 대역 통과 필터 출력 에너지가 된다.

434 단계에서 상기 428 단계에서 측정된 제 2 블록 단위 에너지에 대한 상기 432 단계에서 측정된 제 2 블록 단위 에너지의 비율을 계산하고 저장한다.

436 단계에서 MS는 상기 제 2 블록 단위 신호에 대해 계산된 에너지 비율을 포함하는 소정 개수의 이전 블록 에너지 비율들로부터 윈도우 단위 에너지를 계산하고 저장한다.

438 단계에서 MS는 상기 436 단계에서 계산된 윈도우 단위 에너지 비율을 이전에 저장된 윈도우 단위 에너지 비율들과 비교한다. 즉, 상기 윈도우 단위 에너지 비율들 중에서 거의 1에 근접하면서 다음 윈도우 단위 필터 입출력 에너지 비율보다 더 높은 최대값(Peak)이 있는지 확인한다. 상기 확인 결과 상기 최대값이 발견되면, 상기 최대값이 발견된 FB 탐색 윈도우의 최종 블록을 상기 FB의 종료시점으로 판단한다. 이때, 상기 윈도우 단위 에너지 비율이 최대값인 지점이라 함은 전후의 FB 탐색 윈도우들에 비하여 상대적으로 매우 큰 에너지 단위 비율을 가지는 FB 탐색 윈도우의 위치를 의미한다.

440 단계에서 MS는 상기 438 단계에서 윈도우 단위 에너지 비율이 최대값인 지점이 발견되면, 442 단계로 진행하고, 만약 상기 윈도우 단위 에너지 비율이 최대값인 지점이 발견되지 않는다면 424 단계로 복귀하여 신호를 계속 수신한다.

상기 442 단계에서 상기 윈도우 단위 에너지 비율이 최대값인 지점을 기준으로 FB 길이만큼 이전 위치를 FB의 시작 위치로 결정하고, FB의 주파수 옵셋을 계산한다. 여기에서 GSMK 변조된 FB 신호는 67.7kHz의 주파수 특성을 가지므로, 수신기에서 하강 변환된 후의 FB의 주파수를 측정하면 주파수 옵셋을 알 수 있다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 FB 탐색 윈도우별로 계산된 윈도우 단위 에너지 비율들을 비교하는 과정을 도시하는 도면이다.

상기 도 5를 참조하면, MS가 상기 도 3에서와 유사하게, 임의의 위치(501)에서 기지국으로부터 신호를 수신하여 FB 탐색을 시작한다. 상기 위치(501)에서부터 미리 결정된 하나의 FB 윈도우 크기만큼의 블록 단위 에너지 비율들이 수집되면, FB 탐색 윈도우 단위의 에너지 비율들의 비교를 위하여 윈도우 단위 에너지 비율들을 계산하고 저장한다.

여기에서 상기 윈도우 단위 에너지 비율은 가장 최근 저장된 블록 단위 에너지 비율들이 하나의 윈도우를 구성할 만큼 수집되면 하나의 FB 탐색 윈도우 동안의 수집된 블록 에너지 단위 비율들의 평균을 계산함으로써 얻을 수 있다. 그리고 상기 FB 탐색 윈도우는 FB(142 비트의 신호)를 검출하기 위해 에너지를 계산하는 단위로써, FB의 크기보다 같거나 작게 정해진다.

MS는 상기 FB 탐색 윈도우를 수신 신호 상에서 소정 크기의 블록 단위로 이동하면서 가장 최근의 블록 하나를 추가하면 상기 하나의 윈도우 중에서 가장 오래된 블록을 버림으로써 계속해서 FB 탐색 윈도우 필터 입출력 에너지 비율을 계산하고 저장한다. 상기 저장되는 FB 탐색 윈도우 필터 입출력 에너지 비율은 상기 도 5에 도시된 바와 같이 에너지 비율 차트(Energy Ratio Chart)에 표기된다.

본 발명에서는 FB가 발견되지 않는 구간(502)에서는 블록의 크기를 미리 정해진 기준보다 큰 값(X개의 샘플이라 가정함)으로 설정한다. 블록을 새로 추가하고 가장 오래된 블록을 버림으로써 계산되는 윈도우 단위 에너지 비율이 상기 설정된 X개 샘플 크기의 블록마다 계산된다. 다시 말해서, FB의 적어도 일부도 발견되지 않는 구간(502)에서는 미리 정해진 기준보다 큰(X개의 샘플) 크기의 블록 단위로 윈도우 단위 에너지 비율을 계산하므로, 상기 도 5에 도시된 바와 같이 에너지 비율 차트에 표시되는 간격이 넓고, 윈도우 에너지 비율도 '0'이다.

FB의 적어도 일부가 포함되면서 윈도우 단위 에너지 비율(503)이 '0'보다 커진다. 상기 FB가 포함되는 구간(504)에서는 상기 구간(502)에서 설정되었던 블록의 크기를 미리 정해진 기준보다 작은 값(Z개의 샘플이라 가정함)으로 변경하여 설정한다. 따라서 윈도우 단위 에너지 비율이 상기 변경된 Z개 샘플 크기의 블록마다 계산된다. 다시 말해서, FB가 포함되는 구간(504)에서는 미리 정해진 기준보다 작은(Z개의 샘플) 크기의 블록단위로 윈도우 단위 에너지 비율을 계산하므로, 상기 도 5에 도시된 바와 같이 에너지 비율 차트에 표시되는 간격이 좁고, 에너지 비율도 점점 증가하여 '1'에 가까워진다. 여기에서, 상기 Z 샘플은 상기 X 샘플보다 작은 값이다.

상기 FB가 포함되는 구간(504)에서 상기 윈도우 단위 에너지 비율이 점점 증가하다가 거의 1에 근접하면서 다음 윈도우 단위 에너지 비율보다 더 높은 최대값(Peak)(505)이 발견되면 상기 최대값(505)이 발견된 지점을 FB가 종료되는 시점으로 판단한다. 따라서, 상기 최대값(505)을 포함하는 FB 윈도우의 끝점의 위치로부터 FB 길이(507)만큼 이전 위치를 FB의 시작 위치로 결정하고, 주파수 옵셋을 계산한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동기획득을 위해 FB 탐색을 수행하는 단말기의 구조를 도시한 도면이다. 여기에서는 단말기의 동작 중에서 FB 탐색 을 수행하기 위한 동작들에 관련된 구성들만 도시하고, FB 탐색 이외의 동작에 대한 구성들은 생략한다.

도 6을 참조하면, 신호 수신부(610)는 안테나를 통해 기지국 등으로부터 무선 프레임 신호를 수신한다. 수신된 RF(Radio Frequency)의 아날로그(Analog) 신호는 하강 변환(Down Conversion)과 아날로그 디지털 변환(Analog-to-Digital Conversion)을 거쳐 베이스밴드(Baseband)의 디지털 신호로 변환되는데, 이를 위해 상기 신호 수신부(610)가 RF부 및 아날로그/디지털 변환기를 포함할 수 있다.

신호 저장부(620)는 디지털로 변환된 신호가 저장되는 메모리이다. 상기 신호 저장부(620)에 저장된 신호는 FB 탐색을 위해 FB 탐색부(630)로 전달된다.

FB 탐색부(630)는 본 발명의 실시예에 따라 FB를 탐색하여 FB 위치를 검출하는데, 에너지비율 계산부(632), FB 위치 검출부(638), FB 수신여부 판단부(634), 블록 크기 변경부(636)로 구성될 수 있다.

에너지비율 계산부(632)는 신호 저장부(620)로부터 전달된 신호들에 대해 FB 성분만 통과시키는 대역 통과 필터(Band-Pass Filter, 이하 'BPF'라 칭함)를 사용하여, 필터 통과 전의 에너지와 필터 통과 후의 에너지를 측정하고 상기 필터 통과 전과 후에 대한 에너지 비율을 계산하여 FB 수신 여부 판단부(634)로 전달한다. 에너지 비율은 한 블록 단위로 계산되는데, 상기 에너지 비율이 미리 정해진 임계값을 초과하기 전까지는 미리 정해진 크기의 블록 단위의 양쪽 끝에 있는 일부 샘플들에 대해 에너지 비율이 계산된다. FB 수신여부 판단부가 상기 에너지 비율이 상기 임계값을 초과하는 것으로 판단하면, 블록 크기 변경부(636)는 상기 정해진 블록 단위의 크기를 변경할 것을 에너지 비율 계산부(632)에 지시한다. 상기 블록 크기 변경부(636)의 지시에 따라, 에너지 비율 계산부(632)는 변경된 크기의 블록 단위 전체의 에너지를 측정한 후 블록 단위 전체에 대해 측정된 에너지들의 비율을 계산한다. 또한, 에너지 비율 계산부(632)는 상기 블록 단위로 계산된 에너지 비율들을 수집함으로써, 윈도우 단위 에너지 비율을 계산하고 이를 FB 위치 검출부(638)로 전달한다.

즉, FB 수신 여부 판단부(634)는 상기 에너지 비율 계산부(632)로부터 전달된 에너지 비율이 미리 정해진 임계값을 초과하는지를 확인함으로써 FB가 수신되었는지를 판단한다. 만약 상기 전달된 에너지 비율이 임계값을 초과하지 않는다면, 기존에 설정된 1 블록의 크기를 변경하지 않도록 블록 크기 변경부(636)에 지시한다. 그러나, 만약 상기 에너지 비율이 상기 임계값을 초과한다면, 설정된 블록 단위의 크기를 작게 변경하도록 블록 크기 변경부(636)에 지시한다. 여기에서, 상기 에너지 비율이 임계값을 초과한다는 것은 FB의 적어도 일부가 수신된 신호에 포함되어 있음을 의미한다.

블록 크기 변경부(636)는 상기 FB 수신 여부 판단부(634)로부터의 지시에 따라서 BPF를 통과시키기 전과 후의 에너지 계산에 이용되는 블록 단위의 크기를 변경한다.

FB 위치 검출부(638)는 상기 에너지 비율 계산부(632)로부터 전달된 윈도우 단위 에너지 비율들을 비교하여 최대값이 있는지 확인한다. 상기 최대값을 이용하여 FB의 시작 위치를 찾을 수 있는데, FB의 시작 위치를 알게 되면 서빙셀이나 인접셀의 대략적인 위치를 알 수 있다. 상기 FB의 시작 위치에 대한 정보는 이후 SB 탐색 등에 이용된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 FB 탐색을 FB 수신 여부 검색과 정확한 FB 위치 검색의 두 단계로 수행하여 FB 탐색의 동작 시간을 단축시키고 FB 위치의 오차를 최소화하였다.

다시 말해서, 본 발명의 알고리즘을 적용함으로써 앞서 예를 들어 설명한 블록 단위를 9 샘플(sample)(비트와 동일한 개념으로 사용됨)로 설정하는 경우에서도 이득을 얻을 수 있음을 알게 된다. 우선, 동작 시간 측면에서의 이득을 살펴보면 다음과 같다. FB 탐색 알고리즘이 블록 단위로 처리하는데 걸리는 실제 동작 시간은 약 3 샘플이므로, FB 탐색 윈도우인 16 블록 동안에는 실제로 48 샘플의 동작 시간이 걸린다. 하지만 본 발명에서 블록의 한쪽 가장자리에서 추출한 샘플 수를 9 샘플로 설정하고 첫 번째 단계에서 한 블록의 길이를 'FB 탐색 윈도우 - 9 샘플'로 설정한 경우, FB 탐색 윈도우 동안 FB 탐색을 수행하는데 걸리는 시간은 블록 단위 중 양쪽 가장 자리에서 추출한 데이터를 처리하는 시간만 소요되므로 실제 동작 시간은 6 샘플로 줄어든다. 즉, 본 발명을 적용함으로써 FB 탐색에 비해 실제 동작 시간이 8배 줄어든다. 동작 시간의 이득은 블록 단위의 길이와 블록 단위로 추출하는 데이터의 양에 따라 차이가 생긴다.

본 발명의 첫 번째 단계인 FB 수신 여부 검색을 적용하여 FB 탐색의 동작 시간을 줄이게 되면 다음 두 가지의 이득이 발생한다. 첫째, FB 탐색이 수행되는 동안 FB 탐색과 무관한 다른 GSM/GPRS 관련 동작을 더욱 많이 수행할 수 있다. 둘째, FB 탐색에 필요한 전력 소모를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 두 번째 단계인 정확한 FB 위치 검색에서는 종래 기술보다 블록 단위의 크기를 줄임으로써 FB 위치의 오차를 줄일 수 있다. FB 위치의 최대 오차는 블록 단위로 FB 위치를 찾기 때문에 '1 블록의 크기/ 2'의 정수 부분으로 정의된다. FB 탐색의 첫 번째 단계에서 블록 단위의 길이가 9 샘플이므로 FB의 위치는 최대 4 샘플의 오차가 발생할 수 있다. 하지만 본 발명의 두 번째 단계에서 블록 단위의 길이를 5 샘플로 줄이면 FB 위치의 오차는 최대 2 샘플로 줄어들게 된다. 그러므로 본 발명을 적용함으로써 종래 기술보다 더 정확하게 FB의 위치를 찾아낼 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 이동통신 시스템, 특히 GSM/GPRS 시스템에서 FB의 검출여부에 따라 에너지 비율을 계산하는 단위인 블록의 크기를 유동적으로 변경함으로써 FB 탐색의 실제 수행 시간을 줄여서 FB 탐색 이외의 다른 동작에 더 많은 시간을 할당할 수 있고 또한 타이밍 동기의 오차를 줄여서 더욱 정확하게 타이밍 동기를 획득할 수 있는 이점이 있다.

Claims (23)

1. FB와 SB를 포함하는 프레임 신호를 이용하여 기지국과 단말기 간의 동기를 획득하는 이동 통신 시스템에서 상기 단말기가 상기 FB를 탐색하는 방법에 있어서,

   상기 프레임 신호를 미리 정해진 제1 블록 단위로 필터에 통과시키는 과정과,

   상기 필터의 입력신호의 에너지와 상기 필터의 출력신호의 에너지 비율을 상기 제1 블록 단위로 계산하여 상기 비율을 미리 정해진 임계값과 비교하는 과정과,

   상기 비교 결과, 임계값 이상인 경우, 상기 제1 블록단위 보다 작은 제2 블록 단위로 상기 필터의 입력신호와 출력신호의 에너지 비율을 소정 크기의 윈도우 단위로 수집하여 윈도우 단위 에너지 비율을 계산하는 과정과,

   상기 윈도우 단위 에너지 비율 중 최대값을 가지는 윈도우의 위치를 상기 FB의 위치로 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 FB탐색 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 윈도우 단위 에너지 비율은,

   상기 소정 크기의 윈도우를 상기 프레임 신호에 대해 상기 제 2 블록 단위로 이동하면서, 상기 제 2 블록 단위의 에너지 비율들을 평균함으로써 계산됨을 특징으로 하는 FB 탐색 수행 방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 임계값은, 상기 FB가 수신되기 시작함을 나타내는 기준이 되는 값임을 특징으로 하는 FB 탐색 수행 방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 블록 단위 에너지 비율은 상기 필터에 입력된 신호와 출력되는 상기 제 1 블록 단위의 샘플들 중 양쪽 가장자리에서 추출된 소정 개수의 샘플들을 이용하여 측정함을 특징으로 하는 FB 탐색 수행 방법.
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11. FB와 SB를 포함하는 프레임 신호를 이용하여 기지국과 단말기간의 동기를 획득하는 이동통신 시스템에서 상기 단말기가 상기 FB를 탐색하는 장치에 있어서,

    상기 기지국으로부터 신호를 수신하는 신호 수신부와,

    상기 프레임 신호를 저장하는 신호 저장부와,

    상기 신호 저장부로부터 출력되는 프레임 신호를 제1 블록단위로 필터에 통과시키고 상기 필터의 입력신호의 에너지와 상기 필터의 출력신호의 에너지 비율을 상기 제1 블록 단위로 계산하여 상기 계산된 에너지 비율을 미리 정해진 임계값과 비교하여, 비교 결과 임계값 이상인 경우, 상기 제1 블록단위보다 작은 제2 블록단위로 상기 필터의 입력신호와 출력신호의 에너지 비율을 소정 크기의 윈도우 단위로 윈도우 단위 에너지 비율을 계산하고, 상기 계산된 윈도우 단위 에너지 비율 중 최대 윈도우 단위 에너지 비율을 가지는 윈도우를 상기 FB의 위치로 결정하는 FB 탐색부를 포함함을 특징으로 하는 FB 탐색 수행 장치.
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13. 제 11항에 있어서, 상기 윈도우 단위 에너지 비율은,

    상기 소정 크기의 윈도우를 상기 프레임 신호에 대해 상기 제 2 블록단위로 이동하면서 상기 제 2 블록 단위의 블록 에너지 비율들을 평균함으로써 계산됨을 특징으로 하는 FB 탐색 수행 장치.
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15. 제 11 항에 있어서, 상기 임계값은, 상기 FB가 수신되기 시작함을 나타내는 기준이 되는 값임을 특징으로 하는 FB 탐색 수행 장치.
16. 제 11 항에 있어서, 상기 제1 블록 단위의 에너지 비율은 상기 필터에 입력되는 신호와 출력되는 상기 제1 블록 단위의 샘플들 중 양쪽 가장자리에서 추출된 소정 개수의 샘플들을 이용하여 측정함을 특징으로 하는 FB 탐색 수행 장치.
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