KR100985891B1 - Apparatus and method of searching cell for OFDMA based cellular mobile communication system - Google Patents
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Abstract
직교 주파수 분할 다중 접속 기반 셀룰러 이동통신 시스템을 위한 셀 탐색 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 셀 탐색 장치는, 수신된 프레임에서 프리앰블 신호를 추출하는 프리앰블 추출부; 상기 추출된 프리앰블 신호를 저장하는 수신 프리앰블 신호 저장부; 각 셀의 인덱스에 해당하는 미리 알려진 프리앰블 시퀀스를 저장하는 프리앰블 시퀀스 저장부; 상기 수신 프리앰블 신호 저장부에 저장된 프리앰블 신호와 상기 프리앰블 시퀀스 저장부에 저장된 프리앰블 시퀀스와의 상관 값을 이용하여 셀 인덱스를 추정하는 셀 식별부; 상기 추정된 셀 인덱스에 해당하는 기지국으로부터의 채널을 추정하는 채널 추정부; 및 상기 수신 프리앰블 신호 저장부로부터의 프리앰블 신호에서 상기 추정된 셀 인덱스에 해당하는 프리앰블 시퀀스의 성분을 제거하여 이미 식별된 셀의 이웃 셀의 식별을 위한 신호를 생성하는 제거부를 포함하고, 상기 셀 식별부의 셀 인덱스 추정 및 상기 채널 추정부의 채널 추정 후에 상기 수신 프리앰블 신호 저장부에 저장된 프리앰블 신호는 상기 제거부에서 생성되는 이웃 셀의 식별을 위한 신호로 갱신되는 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명에 의하면 셀 탐색 장치가 현재 위치하고 있는 셀 뿐만 아니라 주변의 셀들의 셀 인덱스 및 그에 해당하는 채널을 추정할 수 있다.
Disclosed are a cell search apparatus and method for an orthogonal frequency division multiple access based cellular mobile communication system. According to an aspect of the present invention, there is provided a cell searching apparatus comprising: a preamble extracting unit configured to extract a preamble signal from a received frame; A reception preamble signal storage unit for storing the extracted preamble signal; A preamble sequence storage unit for storing a known preamble sequence corresponding to the index of each cell; A cell identification unit for estimating a cell index by using a correlation value between a preamble signal stored in the reception preamble signal storage unit and a preamble sequence stored in the preamble sequence storage unit; A channel estimator for estimating a channel from a base station corresponding to the estimated cell index; And a remover configured to remove a component of a preamble sequence corresponding to the estimated cell index from a preamble signal from the received preamble signal storage to generate a signal for identifying a neighbor cell of an already identified cell. After the negative cell index estimation and the channel estimation unit, the preamble signal stored in the reception preamble signal storage unit is updated with a signal for identifying a neighbor cell generated by the removal unit. According to the present invention, it is possible to estimate not only the cell where the cell search apparatus is currently located, but also the cell index of the neighboring cells and the corresponding channel.
Description
본 발명은 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA : Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기반 셀룰러 이동통신 시스템을 위한 셀 탐색 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 셀 탐색 장치가 현재 위치하고 있는 하나의 셀 뿐만 아니라 주변의 다른 셀들까지도 탐색할 수 있는 셀 탐색 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for cell searching for an Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) based cellular mobile communication system. The present invention relates to a cell searching apparatus and a method capable of searching even other cells of.
OFDMA 방식의 이동 통신 시스템의 데이터 전송은 보통 프레임 단위로 이루어진다. 도 1은 IEEE 802.16e OFDMA 시스템을 기반으로 하는 와이브로(Wibro : Wireless Broadband) 시스템의 프레임 구조의 일 예를 나타낸다. 와이브로 시스템은 시분할 복신 방식을 지원하며, 시분할 복신 방식의 한 프레임은 총 42개의 OFDM 심볼로 구성되며, 하향링크(Downlink)와 상향링크(Uplink) 심볼의 구성은 도 1에 도시된 바와 같다. 이들 심볼 중에서 셀 탐색에 필요한 프리앰블 신호는 프레임의 가장 첫 번째 심볼에 위치하게 되며 데이터 심볼에 비하여 9dB 만큼 증폭된 BPSK 신호를 사용하게 된다. 한편, 프리앰블 신호는 세그먼트에 따라서 각기 다른 부반송파 집합을 사용하게 되는데 셀 인덱스()와 세그먼트 인덱스()와의 관계는 다음 수학식과 같다.In the OFDMA mobile communication system, data transmission is usually performed in units of frames. 1 shows an example of a frame structure of a Wibro (Wireless Broadband) system based on the IEEE 802.16e OFDMA system. The WiBro system supports a time division duplex scheme, and one frame of the time division duplex scheme consists of a total of 42 OFDM symbols, and the configuration of downlink and uplink symbols is shown in FIG. Of these symbols, the preamble signal required for cell search is located at the first symbol of the frame and uses a BPSK signal amplified by 9 dB compared to the data symbol. Meanwhile, the preamble signal uses a different subcarrier set according to the segment. ) And segment index ( ) Is shown in the following equation.
도 2는 OFDMA 기반 셀룰러 이동통신 시스템의 세그먼트(Segment)별 프리앰블 전송 구조를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이 세그먼트 인덱스 0에 대한 부반송파 집합, 세그먼트 인덱스 1에 대한 부반송파 집합, 세그먼트 인덱스 2에 대한 부반송파 집합은 서로 겹치지 않게 부반송파를 할당 받게 되며 각 세그먼트에 따른 부반송파 집합에 대한 식은 다음 수학식과 같다.FIG. 2 is a diagram illustrating a preamble transmission structure for each segment of an OFDMA-based cellular mobile communication system. As shown, the subcarrier set for
여기서 86은 왼쪽 86개의 가드 밴드로 인한 숫자이며 DC 부반송파는 사용되지 않는다. Where 86 is the number due to the left 86 guard bands and no DC subcarriers are used.
셀룰러 이동통신 시스템에서 단말기와 기지국 간의 안정적인 데이터 송수신을 위한 연결 설정을 하기 위해서는 현재 단말기가 위치한 셀, 즉 현재 서비스를 제공하는 기지국이 위치하는 서비스 제공 셀을 찾는 것이 요구된다. 종래의 셀 탐 색에서는 수신된 프리앰블 신호와 단말기에 미리 저장되어 있는 프리앰블 시퀀스와의 상관 값을 계산하여 가장 큰 상관 값을 가지는 셀 인덱스 하나만을 찾는 데에만 관심이 있었다. In a cellular mobile communication system, in order to establish a connection for stable data transmission and reception between a terminal and a base station, it is required to find a cell in which a terminal is currently located, that is, a service providing cell in which a base station providing a current service is located. In the conventional cell search, only a cell index having the largest correlation value was found by calculating a correlation value between a received preamble signal and a preamble sequence stored in the terminal.
그러나 음영 지역의 해소를 위한 효율적인 망 구성과 셀 계획, 통신망의 유지 보수를 위해서는 셀 탐색 장치가 현재 위치하고 있는 셀 뿐만 아니라 그 주변 셀들의 식별 및 각 셀들에 대한 채널과 신호대 잡음비의 추정이 필요하다.However, efficient network configuration, cell planning, and maintenance of communication network for eliminating the shadow area require identification of not only the cell where the cell search apparatus is currently located, but also surrounding cells, and estimation of channel and signal-to-noise ratio for each cell.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 셀 탐색 장치가 현재 위치하고 있는 하나의 셀 뿐만 아니라 주변의 다른 셀들의 셀 인덱스 및 그에 해당하는 채널을 추정할 수 있는 셀 탐색 방법 및 장치를 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a cell search method and apparatus capable of estimating a cell index and a corresponding channel of not only one cell in which the cell search device is currently located, but also other cells in the vicinity.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른, OFDMA 기반 셀룰러 이동통신 시스템을 위한 셀 탐색 장치는, 수신된 프레임에서 프리앰블 신호를 추출하는 프리앰블 추출부; 상기 추출된 프리앰블 신호를 저장하는 수신 프리앰블 신호 저장부; 각 셀의 인덱스에 해당하는 미리 알려진 프리앰블 시퀀스를 저장하는 프리앰블 시퀀스 저장부; 상기 수신 프리앰블 신호 저장부에 저장된 프리앰블 신호와 상기 프리앰블 시퀀스 저장부에 저장된 프리앰블 시퀀스와의 상관 값을 이용하여 셀 인덱스를 추정하는 셀 식별부; 상기 추정된 셀 인덱스에 해당하는 기지국으로부터의 채널을 추정하는 채널 추정부; 및 상기 수신 프리앰블 신호 저장부로부터의 프리앰블 신호에서 상기 추정된 셀 인덱스에 해당하는 프리앰블 시퀀스의 성분을 제거하여 이미 식별된 셀의 이웃 셀의 식별을 위한 신호를 생성하는 제거부를 포함하고, 상기 셀 식별부의 셀 인덱스 추정 및 상기 채널 추정부의 채널 추정 후에 상기 수신 프리앰블 신호 저장부에 저장된 프리앰블 신호는 상기 제거부에서 생성되는 이웃 셀의 식별을 위한 신호로 갱신되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a cell search apparatus for an OFDMA-based cellular mobile communication system, including: a preamble extractor configured to extract a preamble signal from a received frame; A reception preamble signal storage unit for storing the extracted preamble signal; A preamble sequence storage unit for storing a known preamble sequence corresponding to the index of each cell; A cell identification unit for estimating a cell index by using a correlation value between a preamble signal stored in the reception preamble signal storage unit and a preamble sequence stored in the preamble sequence storage unit; A channel estimator for estimating a channel from a base station corresponding to the estimated cell index; And a remover configured to remove a component of a preamble sequence corresponding to the estimated cell index from a preamble signal from the received preamble signal storage to generate a signal for identifying a neighbor cell of an already identified cell. After the negative cell index estimation and the channel estimation unit, the preamble signal stored in the reception preamble signal storage unit is updated with a signal for identifying a neighbor cell generated by the removal unit.
상기 셀 탐색 장치는, 수신된 프레임에 대하여 시간 동기를 추정하는 시간 동기부를 더 포함하고, 상기 프리앰블 추출부는 상기 추정된 시간 동기를 이용하여 상기 프리앰블 신호를 추출할 수 있다. 여기서, 상기 시간 동기부는, 시간 영역에서의 심볼간 반복 특성을 이용하여 계산되는 제1 시간 동기 메트릭과, CP 구간의 크기를 이용하여 계산되는 제2 시간 동기 메트릭, 및 프리앰블 신호가 시간 영역에서 켤레 관계인 두 개의 부심볼을 갖는 특성을 이용하여 계산되는 제3 시간 동기 메트릭 이용하여 시간 동기를 추정할 수 있다. 이때 상기 제1 시간 동기 메트릭은 슈미들(Schmidl) 시간 동기 메트릭이고, 상기 제2 시간 동기 메트릭은 비크(Beek) 시간 동기 메트릭이며, 상기 제3 시간 동기 메트릭은 박(Park) 시간 동기 메트릭일 수 있다. 또한, 상기 시간 동기부는, 제1 시간 동기 메트릭과 제1 기준값의 비교를 통해 대략적 시간 동기를 추정하고, 상기 추정된 대략적 시간 동기에 따른 시간 윈도우를 선택하며, 상기 제2 시간 동기 메트릭과 제3 시간 동기 메트릭을 곱한 현재의 메트릭 곱을 이전까지 계산된 메트릭 곱의 최대값과 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 미세 시간 동기를 추정할 수 있다.The cell search apparatus may further include a time synchronizer for estimating time synchronization with respect to the received frame, and the preamble extractor may extract the preamble signal using the estimated time synchronization. The time synchronizer may include a first time synchronization metric calculated using an inter-symbol repetition characteristic in a time domain, a second time synchronization metric calculated using a CP interval, and a preamble signal. Time synchronization may be estimated using a third time synchronization metric calculated using a characteristic having two subsymbols as a relationship. In this case, the first time synchronization metric is a Schmidl time synchronization metric, the second time synchronization metric is a beek time synchronization metric, and the third time synchronization metric is a Park time synchronization metric. have. The time synchronizer may estimate the approximate time synchronization by comparing a first time synchronization metric with a first reference value, select a time window according to the estimated approximate time synchronization, and determine the second time synchronization metric and the third time synchronization. The current metric product multiplied by the time synchronization metric can be compared with the maximum value of the metric product calculated up to now, and the fine time synchronization can be estimated according to the comparison result.
또한, 상기 셀 탐색 장치는 상기 추출된 프리앰블 신호를 세그먼트에 따라 분류하고, 분류된 각 세그먼트에 해당하는 프리앰블 신호를 상기 수신 프리앰블 신호 저장부로 전달하는 세그먼트 분류부를 더 포함할 수 있다.The cell search apparatus may further include a segment classification unit classifying the extracted preamble signals according to segments, and transferring the preamble signals corresponding to the classified segments to the reception preamble signal storage unit.
또한, 상기 셀 탐색 장치는 상기 추정된 셀 인덱스에 해당하는 기지국으로부터의 신호대잡음비를 추정하는 SNR 추정부를 더 포함할 수 있다.The cell search apparatus may further include an SNR estimator for estimating a signal-to-noise ratio from a base station corresponding to the estimated cell index.
상기 셀 식별부는, 상기 저장된 프리앰블 신호의 차동 벡터와 상기 저장된 프리앰블 시퀀스의 차동 벡터의 상관 값을 소정 문턱값과 비교하고, 상기 소정 문턱값보다 큰 셀 인덱스 중 가장 큰 상관 값을 가지는 셀 인덱스를 추출할 수 있다. 이때 상기 셀 식별부는 상기 상관 값으로서 상기 저장된 프리앰블 신호의 차동 벡터의 실수부와 상기 저장된 프리앰블 시퀀스의 차동 벡터의 상관 값을 구할 수 있다.The cell identification unit compares a correlation value between the differential vector of the stored preamble signal and the differential vector of the stored preamble sequence with a predetermined threshold value and extracts a cell index having the largest correlation value among cell indexes greater than the predetermined threshold value. can do. In this case, the cell identification unit may obtain a correlation value between the real part of the differential vector of the stored preamble signal and the differential vector of the stored preamble sequence as the correlation value.
상기 제거부가 상기 추정된 셀 인덱스에 해당하는 프리앰블 시퀀스의 성분을 제거함에 있어서, 상기 프리앰블 신호 저장부로부터의 프리앰블 신호에서 상기 추정된 셀 인덱스에 해당하는 프리앰블 시퀀스와 상기 채널 추정부에서 추정된 채널이 곱해진 신호를 뺄 수 있다.When the remover removes components of the preamble sequence corresponding to the estimated cell index, the preamble sequence corresponding to the estimated cell index and the channel estimated by the channel estimator are included in the preamble signal from the preamble signal storage unit. The signal multiplied can be subtracted.
또한, 상기 셀 탐색 장치는, 복수 개의 프레임을 수신하고, 각 프레임에 관하여 셀 인덱스를 추정한 후, 각 프레임에서 추정된 셀 인덱스들 각각에 해당하는 셀을 식별된 셀로 간주할 수 있다.In addition, the cell search apparatus may receive a plurality of frames, estimate a cell index for each frame, and then consider a cell corresponding to each of the cell indices estimated in each frame as the identified cell.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른, OFDMA 기반 셀룰러 이동통신 시스템을 위한 셀 탐색 방법은, 수신된 프레임에서 프리앰블 신호를 추출하는 단계; 상기 추출된 프리앰블 신호와 미리 알려진 프리앰블 시퀀스와의 상관 값 을 이용하여 셀 인덱스를 추정하는 단계; 상기 추정된 셀 인덱스에 해당하는 기지국으로부터의 채널을 추정하는 단계; 상기 추출된 프리앰블 신호에서 상기 추정된 셀 인덱스에 해당하는 프리앰블 시퀀스의 성분을 제거하여 이미 식별된 셀의 이웃 셀의 식별을 위한 신호를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 신호와 상기 미리 알려진 프리앰블 시퀀스와의 상관 값을 이용하여 셀 인덱스를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a cell search method for an OFDMA-based cellular mobile communication system, comprising: extracting a preamble signal from a received frame; Estimating a cell index using a correlation value between the extracted preamble signal and a known preamble sequence; Estimating a channel from a base station corresponding to the estimated cell index; Generating a signal for identifying a neighboring cell of a cell already identified by removing a component of a preamble sequence corresponding to the estimated cell index from the extracted preamble signal; And estimating a cell index by using a correlation value between the generated signal and the previously known preamble sequence.
상기 셀 탐색 방법은, 수신된 프레임에 대하여 시간 동기를 추정하는 단계를 더 포함하고, 상기 프리앰블 신호를 추출하는 단계는, 상기 추정된 시간 동기를 이용하여 상기 프리앰블 신호를 추출할 수 있다. 이때 상기 시간 동기를 추정하는 단계는, 시간 영역에서의 심볼간 반복 특성을 이용하여 계산되는 제1 시간 동기 메트릭과 제1 기준값과의 비교를 통해 대략적 시간 동기를 추정하는 단계; 및 CP 구간의 크기를 이용하여 계산되는 제2 시간 동기 메트릭과 프리앰블 신호가 시간 영역에서 켤레 관계인 두 개의 부심볼을 갖는 특성을 이용하여 계산되는 제3 시간 동기 메트릭을 곱한 현재의 메트릭 곱을 이전까지 계산된 메트릭 곱의 최대값과 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 미세 시간 동기를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.The cell searching method may further include estimating time synchronization with respect to the received frame, and extracting the preamble signal may extract the preamble signal by using the estimated time synchronization. In this case, estimating the time synchronization may include estimating the approximate time synchronization by comparing the first time synchronization metric calculated using the inter-symbol repetition characteristic in the time domain with the first reference value; And calculating the current metric product multiplied by the second time synchronization metric calculated using the size of the CP interval and the third time synchronization metric calculated using the property that the preamble signal has two subsymbols in the time domain. Comparing the maximum value of the calculated metric product and estimating fine time synchronization according to the comparison result.
또한 상기 셀 탐색 방법은, 상기 추정된 셀 인덱스에 해당하는 기지국으로부터의 신호대잡음비를 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The cell searching method may further include estimating a signal-to-noise ratio from the base station corresponding to the estimated cell index.
상기 셀 인덱스를 추정하는 단계는, 상기 추출된 프리앰블 신호의 차동 벡터와 상기 미리 알려진 프리앰블 시퀀스의 차동 벡터의 상관 값을 소정 문턱값과 비교하고, 상기 소정 문턱값보다 큰 셀 인덱스 중 가장 큰 상관 값을 추출할 수 있 다. 이때 상기 셀 인덱스를 추정하는 단계는, 상기 상관 값으로서 상기 추출된 프리앰블 신호의 차동 벡터의 실수부와 상기 미리 알려진 프리앰블 시퀀스의 차동 벡터의 상관 값을 구할 수 있다.The estimating of the cell index may include comparing a correlation value of the extracted differential vector of the preamble signal and the differential vector of the preamble sequence with a predetermined threshold and having a largest correlation value among cell indexes greater than the predetermined threshold. Can be extracted. In the estimating of the cell index, the correlation value of the real part of the differential vector of the extracted preamble signal and the differential vector of the previously known preamble sequence may be obtained as the correlation value.
상기 이웃 셀의 식별을 위한 신호를 생성하는 단계는, 상기 추출된 프리앰블 신호에서 상기 추정된 셀 인덱스에 해당하는 프리앰블 시퀀스와 상기 채널 추정부에서 추정된 채널이 곱해진 신호를 뺌으로써 상기 이웃 셀의 식별을 위한 신호를 생성할 수 있다.The generating of the signal for identification of the neighboring cell may include: subtracting a signal obtained by multiplying a preamble sequence corresponding to the estimated cell index by a channel multiplied by the channel estimator from the extracted preamble signal; A signal for identification can be generated.
또한, 상기 셀 탐색 방법은, 복수 개의 프레임을 수신하고, 각 프레임에 관하여 셀 인덱스를 추정한 후, 각 프레임에서 추정된 셀 인덱스들 각각에 해당하는 셀을 식별된 셀로 간주할 수 있다.In addition, the cell search method may receive a plurality of frames, estimate a cell index for each frame, and then consider a cell corresponding to each of the cell indices estimated in each frame as the identified cell.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른, OFDMA 기반 셀룰러 이동통신 시스템을 위한 셀 탐색 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서, 상기된 셀 탐색 방법을 셀 탐색 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.In order to solve the above technical problem, according to the present invention, a computer-readable recording medium recording a program for executing a cell search method for an OFDMA-based cellular mobile communication system, the method for performing a cell search method described above A computer readable recording medium having a program recorded thereon is provided.
상술한 본 발명에 따르면, 셀 탐색 장치가 현재 위치하고 있는 하나의 셀 뿐만 아니라 주변의 다른 셀들의 셀 인덱스 및 그에 해당하는 채널을 추정할 수 있다.According to the present invention described above, the cell search apparatus can estimate not only one cell currently located, but also cell indexes and corresponding channels of other neighboring cells.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description and the accompanying drawings, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 OFDMA 기반 셀룰러 이동통신 시스템을 위한 셀 탐색 장치의 블록도이다. 도 3을 참조하면 본 실시예에 따른 셀 탐색 장치는, 시간 동기부(100), 프리앰블 추출부(200), 주파수 동기부(300), CP 제거부(400), 직병렬 변환부(500), FFT 처리부(600), 세그먼트 분류부(700), 셀 탐색부(800)를 포함하여 이루어진다.3 is a block diagram of a cell search apparatus for an OFDMA-based cellular mobile communication system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the cell search apparatus according to the present embodiment includes a
본 실시예에 따른 셀 탐색 장치를 설명하기에 앞서, 각 셀의 기지국으로부터 수신되는 프리앰블 신호에 관하여 설명한다. i 번째 셀의 기지국의 송신기는 주파수 영역에서 k 번째 부반송파에 해당하는 심볼 를 IFFT 변환하여 시간 영역에서의 신호 로 변환한다. 그리고 각 OFDM 심볼의 마지막 샘플들이 해당 OFDM 심볼에 순환전치(cyclic prefix : CP)로서 삽입된다. 시간 영역에서 i 번째 셀 신호의 d 번째 샘플은 다음 수학식과 같이 정의된다.Prior to describing the cell search apparatus according to the present embodiment, a preamble signal received from a base station of each cell will be described. The transmitter of the base station of the i th cell is a symbol corresponding to the k th subcarrier in the frequency domain. IFFT transforms the signal in the time domain Convert to And the last of each OFDM symbol Samples are inserted as cyclic prefix (CP) in the corresponding OFDM symbol. The d th sample of the i th cell signal in the time domain is defined as in the following equation.
여기서, N은 총 부반송파의 개수를 나타낸다. Here, N represents the total number of subcarriers.
시간 영역에서 채널의 임펄스 응답은 다음 수학식과 같이 주어진다.The impulse response of the channel in the time domain is given by the following equation.
여기서, 은 l 번째 멀티패스의 채널 계수를, 은 l 번째 멀티패스의 시간 지연을, L은 멀티패스 페이딩 채널 탭의 개수를 나타낸다. 그러면 시간 영역에서 d 번째 샘플의 수신되는 프리앰블 신호는 다음 수학식과 같이 얻어진다.here, Is the channel coefficient of the lth multipath, Denotes the time delay of the l-th multipath, and L denotes the number of multipath fading channel taps. Then, the received preamble signal of the d th sample in the time domain is obtained as in the following equation.
여기서, 는 s 번째 세그먼트의 셀들의 집합, 는 i 번째 셀로부터 전송되는 프리앰블 신호의 전력을, n(d)는 평균 0와 분산 을 가지는 i.i.d(independent identically distributed) 복소 백색 가우시안 잡음 성분을 나타낸다. here, Is the set of cells of the s-th segment, Is the power of the preamble signal transmitted from the i-th cell, and n (d) is the mean 0 and variance Represents an independent identically distributed (iid) complex white Gaussian noise component with.
다시 도 3을 참조하면, 시간 동기부(100)는 안테나를 통해 수신된 신호 프레 임에 대하여 시간 동기를 추정하고, 프리앰블 추출부(200)는 시간 동기부(100)에서 추정된 시간 동기를 이용하여 수신된 프레임에서 프리앰블 신호를 추출한다. Referring back to FIG. 3, the time synchronizer 100 estimates time synchronization with respect to the signal frame received through the antenna, and the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 시간 동기부(100)에서 시간 동기를 추정하는 과정을 나타낸 흐름도이다. 이하 시간 영역에서의 d 번째 샘플의 수신 신호를 라고 하고 FFT 사이즈는 그리고 CP의 크기를 라고 한다.4 is a flowchart illustrating a process of estimating time synchronization in the
S400단계에서 시간 동기부(100)는 현재 샘플 인덱스와 한 프레임의 총 샘플 수와의 비교를 통하여 시간 동기가 끝났는지를 확인한다. 여기서 은 한 프레임의 총 샘플 수를 의미한다. 현재 샘플 인덱스가 총 샘플의 수 보다 작다는 것은 아직 시간 동기가 끝나지 않았다는 것을 의미하며, 이하 S401단계가 수행된다.In step S400, the time synchronizer 100 checks whether the time synchronization is finished by comparing the current sample index with the total number of samples in one frame. here Is the total number of samples in one frame. If the current sample index is smaller than the total number of samples, it means that time synchronization has not been completed yet.
S401단계에서 시간 동기부(100)는 시간 영역에서의 심볼 간 반복 특성을 이용하여 제1 시간 동기 메트릭을 계산한다. 도 2에서와 같이 주파수 영역에서 부반송파 3개 마다 1개씩 정보를 실어 전송하면, 심볼들은 시간 영역에서 유사하게 반복되는 특성을 갖게 되는데, 본 실시예에서는 이러한 특성을 이용하여 시간 동기 메트릭을 계산한다. 특히, 시간 동기부(100)는 슈미들(Schmidl)이 제안한 수학식 3에 따른 방법을 이용하여 대략적인 시간 동기를 추정한다. 와이브로 시스템의 경우 FFT 사이즈가 3의 배수가 아니기에 3으로 나누어 떨어지지 않으므로 완벽하게 똑 같지 않은 유사한 부심볼 3개가 나타나게 된다.In step S401, the
여기에서 분모는 수신 신호의 파워 값으로 정규화 시킨 것이고, 분자 는 다음 수학식과 같다.Where the denominator is normalized to the power value of the received signal, Is as shown in the following equation.
위 수학식에 따라 추정된 대략적인 시간 동기 는 다음 수학식과 같다.Approximate time synchronization estimated according to the above equation Is as shown in the following equation.
S402단계에서 시간 동기부(100)는 S401단계에서 계산한 슈미들 시간 동기 메트릭과 미리 결정된 기준값 을 비교한다. 이 때 메트릭 값이 특정 문턱 값 보다 큰 경우에는, 그 인근에서 프레임 시작 위치가 존재한다고 가정하고 S403단계 이후의 단계가 수행된다.In step S402, the
S403단계에서 시간 동기부(100)는 다음 수학식과 같이 일정 크기의 시간 윈도우를 설정한다. 만약, 메트릭 값이 위 기준값 보다 작다면 S404단계가 수행되는데, 계산상의 복잡도를 줄여 주기 위하여 현재 샘플에서 일정한 간격 만큼 천 이 후 다시 S400단계가 수행된다.In step S403, the
여기서 는 윈도우 의 사이즈를 의미한다.here Windows Means the size.
슈미들(Schmidl) 시간 동기 메트릭 값이 특정 문턱 값 보다 더 큰 경우, 시간 동기부(100)는 CP 구간을 이용하여 비크(Beek)가 제안한 다음 수학식에 따라 제2 시간 동기 메트릭을 계산한다.When the Schmidl time synchronization metric value is larger than a specific threshold value, the
여기서 분모는 수신 신호의 전력 값으로 정규화 시킨 것이고 분자 은 다음 수학식과 같다.Where the denominator is normalized to the power value of the received signal and the numerator Is the following equation.
상기 CP 구간만을 이용하는 비크(Beek) 방법만으로는 정확한 시간 동기 추정이 어렵기 때문에, 본 실시예에서는 프리엠블 신호가 시간 영역에서 켤레 관계인 두 개의 부심볼을 갖는 특성을 이용하여 계산되는 제3 시간 동기 메트릭을 더 이용 한다. S406단계에서 시간 동기부(100)는 프리앰블 심볼이 주파수 영역에서 실수축의 신호 즉, BPSK로 변조된 신호를 사용하므로 시간 영역에서 서로 켤레 관계인 두 부심볼을 갖는다는 특성을 이용하여 제3 시간 동기 메트릭을 계산한다. 제3 시간 동기 메트릭은 박(Park)이 제안한 다음 수학식을 계산하여 함께 이용하여 계산할 수 있다.Since it is difficult to accurately estimate the time synchronization using only the beak method using only the CP interval, in the present embodiment, a third time synchronization metric calculated by using a characteristic in which a preamble signal has two subsymbols in the time domain is conjugated. Use more. In operation S406, the
여기서 분모는 수신 신호의 파워 값으로 정규화 시킨 것이고 분자 은 다음과 같다.Where the denominator is normalized to the power value of the received signal and the numerator Is as follows.
S407단계에서 시간 동기부(100)는 S405단계와 S406단계 각각에서 계산된 메트릭 값들을 곱하고, S408단계에서 이전에 계산된 메트릭 값 중에서 최고가 되는 값 을 비교한다. 이 때 두 메트릭의 곱 이 기존의 최고 메트릭 보다 크다면, S409단계에서 기존의 최고 메트릭 값을 로 대체하고, 기존의 미세 추정된 시간 동기도 에서 현재 샘플 로 대체한다. 만약 두 메트릭의 곱이 기존의 최고 메트릭 보다 더 작다면 바로 S410단계로 넘어가서 시간 윈도우가 끝났는지를 확인하게 된다. 만약 끝났다면 S404단계로 넘어가게 되고 그렇지 않다면 411단계로 넘어가 현재 샘플에서 한 샘플만큼 천이되게 된다.In step S407, the
최종적으로 추정된 시간 동기는 다음 수학식 11과 같다.Finally, the estimated time synchronization is shown in
프리앰블 추출부(200)에서 프리앰블 신호가 추출되면, 주파수 동기부(300)는 추출된 프리앰블 신호의 주파수 오프셋을 추정하고 이를 보상한다. When the preamble signal is extracted by the
주파수 동기부(200)는 프리앰블 심볼의 CP를 이용하여 상관 값의 위상을 계산하여 주파수 오프셋을 추정하는데 예를 들어 비크(Beek)가 제안한 다음 수학식을 사용할 수 있다.The
CP 제거부(400)는 프리앰블 심볼에서 순환전치(cyclic prefix : CP)를 제거한다. 직병렬 변환부(500)는 프리앰블 신호를 병렬 신호로 변환하고 FFT 처리부(660)는 프리앰블 신호를 고속 푸리에 변환을 통하여 주파수 영역의 신호로 변환한다. 주파수 영역에서 k 번째 부반송파의 프리앰블 신호 Yk는 다음 수학식과 같이 얻어지게 된다. The
여기서, Nk는 주파수 영역에서 노이즈 성분을, Hi,k는 주파수 영역에서 복소 채널 계수를 나타낸다. Here, N k represents a noise component in the frequency domain, and Hi , k represents a complex channel coefficient in the frequency domain.
세그먼트 분류부(700)는 FFT 처리부(600)로부터의 프리앰블 신호를 세그먼트에 따라 분류하고, 분류된 각 세그먼트에 해당하는 프리앰블 신호를 셀 탐색부(800)로 전달한다. 예컨대 총 1024개의 부반송파에서 좌, 우로 가드 밴드 86개를 사용하고 DC 부반송파를 사용하지 않음으로 인해 총 사용할 수 있는 부반송파의 개수가 851개인 경우, 이들 부반송파를 각 세그먼트마다 서로 겹치지 않게 3개의 부반송파마다 1개씩 할당하는 특성을 이용하여 프리앰블 신호를 세그먼트 인덱스 0, 1, 2에 따라서 분류한다. The
셀 탐색부(800)는 세그먼트 분류부(700)로부터 각 세그먼트들의 프리앰블 신호를 입력받고, 입력받은 프리앰블 신호의 프리앰블 시퀀스와 미리 알고 있는 각 셀의 인덱스에 해당하는 프리앰블 시퀀스를 이용하여 각 셀을 식별하고 식별된 각 셀의 기지국으로부터의 채널과 신호대 잡음비를 추정한다. 셀 탐색부(800)는 이러한 셀 탐색을 각 세그먼트에 대하여 수행한다.The
셀 탐색부(800)는 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 수신 프리앰블 신호 저장부(810), 셀 식별부(820), 프리앰블 시퀀스 저장부(830), 채널 추정부(840), SNR 추정부(850), 제거부(860)를 포함하여 이루어진다.In detail, the
수신 프리앰블 신호 저장부(810)는 세그먼트 분류부(700)에서 분류된 세그먼트의 프리앰블 신호를 입력받고, 입력받은 프리앰블 신호를 초기 값으로 저장한다. 그러나 후술하는 셀 식별부(820), 채널 추정부(840), SNR 추정부(850)에 의해 하나의 셀 탐색이 수행되고 나면 다음 셀의 탐색을 위하여 후술하는 제거부(860)에서 출력되는 프리앰블 신호를 입력받아 원래 가지고 있는 값들을 갱신한다. 프리앰블 시퀀스 저장부(830)에는 각 셀의 인덱스에 해당하는 미리 알려진 프리앰블 시퀀스가 저장되어 있다. The reception preamble
셀 식별부(820)는 수신 프리앰블 신호 저장부(810)로부터의 프리앰블 신호와 프리앰블 시퀀스 저장부(830)에 저장된 각 셀의 인덱스에 해당하는 프리앰블 시퀀스와의 상관 값을 계산하고 가장 큰 상관을 가지는 셀 인덱스를 추출한다.The
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 식별부(820)의 구체적인 구성을 나타낸다. 채널 보상부(821)는 수신 프리앰블 신호 저장부(810)로부터 s 번째 세그먼트의 k 번째 부반송파의 프리앰블 신호 를 입력받고, 프리앰블 시퀀스 저장부(830)로부터 j 번째 프리앰블 시퀀스 를 입력받는다. 수신된 프리앰블 신호 는 페이딩 채널을 통과한 것으로서 이를 그대로 이용하여 셀 식별을 수행하게 되면 성능의 열화를 가져올 수 있다. 따라서 이러한 성능의 열화를 줄이고자, 도시된 바와 같이 채널 보상부(821)를 마련한다. 채널 보상부(821)는 다음 수학식과 같 이 프리앰블 신호 의 차동 벡터(differential vector)를 계산한다. 서로 인접한 부반송파들은 비슷한 채널을 겪을 것이라는 가정을 하면, 비슷한 채널은 겪은 두 부반송파 신호를 곱하여 줌으로써 성능 열화를 막을 수 있다. 5 shows a detailed configuration of the
채널 보상부(821)는 수신된 프리앰블 신호와 마찬가지로 프리앰블 시퀀스 저장부(830)로부터의 프리앰블 시퀀스 에 대하여도 다음 수학식과 같이 차동 벡터(differential vector)를 계산한다. The
여기서, j는 셀 인덱스의 추출을 위해 후보가 되는 셀 인덱스로서 프리앰블 시퀀스가 총 개 있다면 상기된 연산은 번 만큼 수행되어야 할 것이다. Here, j is a cell index that is a candidate for extracting the cell index, and the preamble sequence is totaled. If you have It will have to be done as many times.
셀 식별부(820)는 도시된 바와 같이 실수부 처리기(822), 승산기(823), 전력 검출기(824), 이동 평균기(825, 826), 제산기(827)를 이용하여 와 의 상관 값을 구한다. 이 때 목표 오류 발생 확률(false alarm probability)을 일정하게 유지 시키면서 반복적으로 셀 탐색을 수행하기 위하여, 본 실시예에서는 송신기가 주파수 영역에서 프리앰블 심볼의 실수축에만 신호를 실어서 보낸다는 특성을 이용한 다. 따라서 채널 보상된 수신 프리앰블 신호 로부터 실수부 처리기(822)을 통해 실수부만 획득하고, 이 신호를 이용하여 다음 수학식과 같이 상관 값을 구한다. The
여기서 K는 프리앰블 시퀀스의 총 길이이며, 분모 부분은 채널 보상된 수신 프리앰블 신호들의 파워 값으로 정규화 시킨 것이다.Where K is the total length of the preamble sequence, and the denominator is normalized to the power values of the channel compensated received preamble signals.
상기 상관 연산에 의해 번 째 후보 셀 인덱스를 갖는 프리앰블 시퀀스와의 상관 값 가 얻어지게 되며, 오류 발생 확률(false alarm probability)을 일정하게 유지시키기 위해 특정 문턱값 와 비교한다. 그리고 다음 수학식과 같이, 상관 값이 특정 문턱값보다 큰 후보들 중에서 가장 큰 상관 값을 가지는 셀 인덱스 를 추출한다. By the correlation operation Correlation value with preamble sequence having first candidate cell index Is obtained, and a specific threshold is set to keep the false alarm probability constant. Compare with And, as shown in the following equation, the cell index having the largest correlation value among candidates whose correlation value is larger than a specific threshold value Extract
만일 특정 문턱값 과의 비교 결과 그보다 더 큰 값을 가지는 셀 인덱스가 존재하지 않는다면 셀 탐색부(800)는 현재 수행 중인 세그먼트에 대한 셀 탐색을 종료하고, 아직 셀 탐색이 수행되지 않은 다른 세그먼트에 대하여 셀 탐색을 수행한다.If a certain threshold If there is no cell index with a larger value as a result of the comparison with, the
채널 추정부(840)는 셀 식별부(820)로부터 추출된 셀 인덱스를 입력받고, 입력받은 셀 인덱스에 해당하는 기지국으로부터의 채널을 추정한다.The
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 추정부(840)의 구체적인 구성을 나타낸다. 도 6을 참조하면, 셀 식별부(820)에서 추출된 셀 인덱스 는 프리앰블 시퀀스 저장부(830)로 입력되고 프리앰블 시퀀스 저장부(830)는 그 셀 인덱스에 해당하는 추정된 프리앰블 시퀀스 ()를 채널 추정부(840)로 전달한다. 6 shows a detailed configuration of the
제산기(845)는 수신 프리앰블 시퀀스 저장부(810)로부터의 프리앰블 신호 를 추정된 프리앰블 시퀀스 로 나눠준다. 그러면 프리앰블 심볼 생성기(841)는 추정된 셀 인덱스에 해당하는 세그먼트에 상응하는 부반송파 집합에 부반송파를 할당하여 주파수 영역에서 OFDM 심볼을 생성한다. 이렇게 생성된 프리앰블 심볼은 IFFT 처리부(842)를 통해 IFFT 변환되고, 비교기와 제로 삽입기(843)는 IFFT 변환된 신호를 특정 문턱값 과 비교하여 이상인 값과 CP 구간 내에 있는 신호들을 제외한 신호들을 0으로 대체시킨다. 그리고 FFT 처리부(844)를 통해 FFT 변환되면 원하는 추정된 채널 가 얻어진다. The
SNR 추정부(850)는 셀 식별부(820)로부터 추출된 셀 인덱스를 입력받고, 입력받은 셀 인덱스에 해당하는 기지국으로부터의 신호대잡음비를 추정한다.The
먼저, 노이즈 전력은 좌, 우의 가드밴드로부터 쉽게 얻어질 수 있다. 다음 수학식은 추정되는 노이즈 전력을 나타낸다. First, the noise power can be easily obtained from the left and right guard bands. The following equation represents the estimated noise power.
여기서, G는 좌, 우 가드 밴드의 부반송파의 개수를 나타낸다.Here, G represents the number of subcarriers of the left and right guard bands.
신호 전력는 다음 수학식에 의해 추정할 수 있다.The signal power can be estimated by the following equation.
여기서, ep는 신호 전력의 추정 에러를 나타낸다. 수신 신호의 신호대잡음비는 상기된 신호 전력과 노이즈 전력을 이용하여 다음 수학식과 같이 얻어질 수 있다.Where e p represents the estimation error of the signal power. The signal-to-noise ratio of the received signal can be obtained by using the above-described signal power and noise power as shown in the following equation.
제거부(860)는, 수신 프리앰블 신호 저장부(810)로부터의 프리앰블 신호에서 추정된 셀 인덱스에 해당하는 프리앰블 시퀀스의 성분을 제거함으로써 이미 식별된 셀의 이웃 셀의 식별을 위한 신호를 생성한다.The
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제거부(860)의 구체적인 구성을 나타낸 다. 도 7을 참조하면, 셀 식별부(820)에서 추출된 셀 인덱스 는 프리앰블 시퀀스 저장부(830)로 입력되고 프리앰블 시퀀스 저장부(830)는 그 셀 인덱스에 해당하는 추정된 프리앰블 시퀀스 ()를 제거부(860)로 전달한다. 7 shows a specific configuration of the
제거부(860)는 곱셈기(861)를 이용하여 추정된 채널과 추정된 프리앰블 시퀀스를 곱하고, 수신 프리앰블 신호 저장부(810)로부터의 프리앰블 신호에서 이를 빼주어 이전에 추정된 셀 인덱스에 해당하는 프리앰블 신호를 제거한다. 제거부(860)에서 생성된 이전에 추정된 셀 인덱스에 해당하는 프리앰블 신호가 제거된 신호는 다음 셀의 탐색을 위하여 수신 프리앰블 시퀀스 저장부(810)로 전달된다. 전술한 바와 같이 수신 프리앰블 시퀀스 저장부(810)는 원래 가지고 있는 신호 값들을 제거부(860)로부터 전달받은 신호 값으로 갱신한다. 그리고 이 갱신된 신호를 수신 프리앰블 신호로 삼아 상기된 셀 식별부(820), 채널 추정부(840), SNR 추정부(850)의 동작이 반복된다. 따라서 셀 식별부(820), 채널 추정부(840), SNR 추정부(850)의 동작이 반복될 때마다 새로운 셀 인덱스가 추정되고 그에 해당하는 셀의 채널 추정 및 SNR 추정이 이루어지게 된다.The
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, OFDMA 기반 셀룰러 이동통신 시스템을 위한 셀 탐색 방법의 흐름도이다. 본 실시예에 따른 셀 탐색 방법은 이상에서 설명된 셀 탐색 장치에서 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서 이하 생략된 내용이라 하더라도 셀 탐색 장치에 관하여 이상에서 기술된 내용은 본 실시예에 따른 셀 탐색 방법에도 적용된다. 8 is a flowchart of a cell search method for an OFDMA-based cellular mobile communication system according to an embodiment of the present invention. The cell search method according to the present embodiment includes the steps processed in the cell search apparatus described above. Therefore, even if omitted below, the above description of the cell search apparatus is also applied to the cell search method according to the present embodiment.
안테나를 통하여 신호 프레임이 수신되면, 수신된 프레임에 대하여 시간 동기를 추정하고(S810단계), 추정된 시간 동기를 이용하여 프리앰블 신호를 추출한 후(S820단계), 주파수 오프셋을 추정하고 이를 보상한다(S830단계). 그리고 프리앰블 심볼에서 순환전치(cyclic prefix : CP)를 제거하고 병렬 신호로 변환한 후 고속 푸리에 변환을 통하여 주파수 영역의 신호로 변환한다(S840단계). 다음으로, 주파수 영역의 프리앰블 신호를 세그먼트에 따라 분류하면(S850단계), 후술하는 S860단계 내지 S890단계로 이루어지는 셀 탐색이 각 세그먼트에 해당하는 프리앰블 신호에 대하여 각각 수행된다. When the signal frame is received through the antenna, the time synchronization is estimated for the received frame (step S810), the preamble signal is extracted using the estimated time synchronization (step S820), and the frequency offset is estimated and compensated for (step S820). Step S830). The cyclic prefix (CP) is removed from the preamble symbol, converted into a parallel signal, and then converted into a signal in the frequency domain through fast Fourier transform (step S840). Next, when the preamble signal in the frequency domain is classified according to the segment (step S850), a cell search consisting of steps S860 to S890 to be described later is performed on each preamble signal corresponding to each segment.
먼저, 수신 프레임에서 추출된 프리앰블 신호와 미리 알려진 프리앰블 시퀀스와의 상관 값을 계산하고 가장 큰 상관을 가지는 셀 인덱스를 추출함으로써 현재 셀 탐색 장치가 속한 셀 인덱스를 추정한다(S860단계). 셀 인덱스가 추정되면 추정된 셀 인덱스에 해당하는 기지국으로부터의 채널을 추정하고(S870단계), 추정된 셀 인덱스에 해당하는 기지국으로부터의 신호대잡음비를 추정한다(S880단계). First, a cell index to which a current cell search apparatus belongs is estimated by calculating a correlation value between a preamble signal extracted from a received frame and a known preamble sequence and extracting a cell index having the largest correlation (step S860). If the cell index is estimated, the channel from the base station corresponding to the estimated cell index is estimated (step S870), and the signal-to-noise ratio from the base station corresponding to the estimated cell index is estimated (step S880).
그리고 수신 프레임에서 추출된 프리앰블 신호에서 상기 S860단계에서 추정된 셀 인덱스에 해당하는 프리앰블 시퀀스의 성분을 제거하여 이미 식별된 셀, 즉 S860단계에서 찾아진 셀의 이웃 셀의 식별을 위한 신호를 생성한다(S890단계). 추정된 셀 인덱스에 해당하는 프리앰블 시퀀스의 성분의 제거는, 프리앰블 신호에서 상기 S860단계에서 추정된 셀 인덱스에 해당하는 프리앰블 시퀀스와 상기 S870단계에서 추정된 채널이 곱해진 신호를 뺌으로써 이루어진다. The preamble signal extracted from the received frame removes a component of a preamble sequence corresponding to the cell index estimated in step S860 to generate a signal for identifying a cell already identified, that is, a neighbor cell of the cell found in step S860. (Step S890). The removal of the component of the preamble sequence corresponding to the estimated cell index is performed by subtracting a signal obtained by multiplying the preamble sequence corresponding to the cell index estimated in step S860 by the channel estimated by step S870 in the preamble signal.
S890단계에서 다음 셀의 식별을 위한 신호가 생성되면, 다시 S860단계로 돌 아가서, 이번에는 프레임에서 추출된 프리앰블 신호 대신에 S890단계에서 생성된 신호를 가지고 S860단계 내지 S890단계가 반복된다. 즉, S890단계에서 생성된 신호와 미리 알려진 프리앰블 시퀀스와의 상관 값을 계산하고 가장 큰 상관을 가지는 셀 인덱스를 추출함으로써 이미 식별된 셀의 이웃 셀의 셀 인덱스를 추정한다(S860단계). 그리고 추정된 셀 인덱스에 해당하는 기지국으로부터의 채널을 추정하고(S870단계), 추정된 셀 인덱스에 해당하는 기지국으로부터의 신호대잡음비를 추정한다(S880단계). 이처럼 S860단계 내지 S890단계가 반복됨으로써 현재 셀 탐색 장치가 속한 셀을 시작으로 하여 이웃하는 셀들이 차례로 탐색된다. If a signal for identification of the next cell is generated in step S890, the flow returns to step S860, this time steps S860 to S890 are repeated with the signal generated in step S890 instead of the preamble signal extracted from the frame. That is, the cell index of the neighboring cell of the already identified cell is estimated by calculating a correlation value between the signal generated in step S890 and a preamble sequence known in advance and extracting a cell index having the largest correlation (step S860). The channel from the base station corresponding to the estimated cell index is estimated (step S870), and the signal-to-noise ratio from the base station corresponding to the estimated cell index is estimated (step S880). As described above, steps S860 to S890 are repeated, and neighboring cells are sequentially searched starting from the cell to which the current cell search apparatus belongs.
도시하지는 않았으나, S860단계에서 상기된 셀 식별부(820)에 관하여 설명된 바와 같이 상관 값 와 특정 문턱값 와의 비교 결과 그보다 더 큰 값을 가지는 셀 인덱스가 존재하지 않게 되면 현재 수행 중인 세그먼트에 대한 셀 탐색을 종료하고, 아직 셀 탐색이 수행되지 않은 다른 세그먼트에 대하여 셀 탐색을, 즉 S860단계 내지 S890단계를 수행한다. Although not shown, the correlation value as described with respect to the
상술한 실시예는 수신되는 한 프레임에서 셀 탐색을 수행하는 것으로 설명하였으나, 여러 프레임으로부터 상술한 동작을 수행하고, 각 프레임에 대한 셀 탐색 결과를 합쳐서 셀 탐색 결과를 얻을 수도 있다. 미리 정해진 여러 개의 프레임들을 수신하여 각 프레임마다 셀 탐색을 수행하되, 각각의 프레임에서 추정된 셀 인덱스를 저장하여 두고 모든 프레임에서 셀 탐색이 완료되면 저장된 총 셀 인덱스를 탐색된 셀로 보는 것이다. 예컨대, 첫 번째 프레임에서 셀 인덱스 0, 1, 2를 추정하 고, 두 번째 프레임에서 셀 인덱스 1, 3을 추정하였다면, 전체적으로 셀 인덱스 0, 1, 2, 3에 해당하는 셀이 식별된 것으로 간주할 수 있다. 이때 신호대잡음비의 추정은 각각의 프레임에서 추정된 셀 인덱스에 대응하는 신호대 잡음비를 셀 인덱스 별로 추정한 후 전체의 평균값을 취해줌으로써 보다 정확한 신호대잡음비의 추정을 할 수가 있다.Although the above-described embodiment has been described as performing a cell search in one received frame, the above-described operation may be performed from several frames, and the cell search results for each frame may be combined to obtain a cell search result. After receiving a plurality of predetermined frames and performing a cell search for each frame, the estimated cell index is stored in each frame, and when the cell search is completed in all frames, the stored total cell index is regarded as the found cell. For example, if
첫 번째 프레임에서는 좋지 않은 채널을 통과하는 신호들이 두 번째 프레임 또는 세 번째 프레임에서는 좋은 채널을 통과하게 되면, 두 번째 프레임 또는 세 번째 프레임에서는 그 채널에 해당하는 셀 인덱스가 추출될 수 있다. 따라서 각각의 프레임들이 독립적인 채널을 통해서 수신된다고 가정하면, 여러 프레임들에 대하여 구해진 셀 탐색 결과를 통합함으로써 다양성의 이득을 얻을 수 있게 된다. 예를 들어 첫 번째 프레임에서는 좋지 않은 채널을 통과하게 되는 신호들이 두 번째 프레임이나 세 번째 프레임에서는 좋은 채널을 통과하게 되어 셀 인덱스가 추정될 확률이 올라갈 수 있기 때문이다. 여러 프레임을 사용하는 경우 셀 인덱스를 추정하는 과정에서 사용되는 문턱값을 설정할 때에 독립적인 프레임의 개수를 고려하여 설정하면 오류 발생 확률을 일정하게 유지시킬 수 있다. When signals passing through the bad channel in the first frame pass through the good channel in the second frame or the third frame, the cell index corresponding to the channel may be extracted in the second frame or the third frame. Therefore, assuming that each frame is received through an independent channel, it is possible to benefit from diversity by integrating the cell search results obtained for the various frames. For example, signals that pass through a bad channel in the first frame may pass through a good channel in the second frame or the third frame, thereby increasing the probability of estimating the cell index. In the case of using a plurality of frames, when the threshold value used in estimating the cell index is set in consideration of the number of independent frames, the probability of error occurrence can be kept constant.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인 터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.Meanwhile, the above-described embodiments of the present invention can be written as a program that can be executed in a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer that operates the program using a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may include a magnetic storage medium (eg, ROM, floppy disk, hard disk, etc.), an optical reading medium (eg, CD-ROM, DVD, etc.) and a carrier wave (eg, internet). Storage medium).
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.
도 1은 IEEE 802.16e OFDMA 시스템을 기반으로 하는 와이브로(Wibro : Wireless Broadband) 시스템의 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.1 shows an example of a frame structure of a Wibro (Wireless Broadband) system based on the IEEE 802.16e OFDMA system.
도 2는 OFDMA 기반 셀룰러 이동통신 시스템의 세그먼트(Segment)별 프리앰블 전송 구조를 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a preamble transmission structure for each segment of an OFDMA-based cellular mobile communication system.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 OFDMA 기반 셀룰러 이동통신 시스템을 위한 셀 탐색 장치의 블록도이다.3 is a block diagram of a cell search apparatus for an OFDMA-based cellular mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 시간 동기부(100)에서 시간 동기를 추정하는 과정을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a process of estimating time synchronization in the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 식별부(820)의 구체적인 구성을 나타낸다.5 shows a detailed configuration of the
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 추정부(840)의 구체적인 구성을 나타낸다. 6 shows a detailed configuration of the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제거부(860)의 구체적인 구성을 나타낸다.7 shows a specific configuration of the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, OFDMA 기반 셀룰러 이동통신 시스템을 위한 셀 탐색 방법의 흐름도이다.8 is a flowchart of a cell search method for an OFDMA-based cellular mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
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2008
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