KR101003730B1 - 무선통신시스템에서 레인징 신호 검파 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선통신시스템에서 레인징 신호 검파 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 수신 방법은, 제1시간구간과 제2시간구간 각각에서 단말로부터 수신되는 레인징 코드를 검출하고, 상기 제1시간구간과 상기 제2시간구간 각각에서 상기 수신된 레인징 코드와 기정의된 레인징 코드 사이의 상관을 이용하여, 타이밍 옵셋을 검출하는 과정과, 상기 제1시간구간과 상기 제2시간구간 각각에서 상기 레인징 코드에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비율(Carrier to Interference-and-Noise Ratio: CINR)을 추정하는 과정과, 상기 제1시간구간 및 상기 제2시간구간 각각에서 검출된 상기 레인징 코드, 상기 타이밍 옵셋 및 상기 CINR 값을 이용해서 상기 검출된 타이밍 옵셋을 보정하는 과정을 포함한다.
Figure R1020070130647
광대역 무선접속, OFDMA, 레인징

Description

무선통신시스템에서 레인징 신호 검파 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING A RANGING SIGNAL IN WIRELESS COMMUNIATION SYSTEM}
본 발명의 무선통신시스템에서 동기 검출 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 레인징 신호를 검파하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 통신시스템은 음성 서비스 위주로 발전해왔으며, 점차 음성뿐만 아니라 데이터 서비스 및 다양한 멀티미디어 서비스도 가능한 통신시스템으로 발전하고 있다. 그러나 음성 위주의 통신시스템은 전송 대역폭이 비교적 작고, 사용료가 비싸므로 급증하는 사용자들의 서비스 욕구를 충족시키지 못하였다. 게다가 통신 산업의 발달과 인터넷 서비스에 대한 사용자의 요구 증가로 인하여 인터넷 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 통신시스템에 대한 필요성이 증대되었다. 이에 따라 효율적으로 인터넷 서비스를 제공하기 위한 광대역 무선통신 시스템에 도입되었다.
상기 광대역 무선통신시스템은 OFDM/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing/Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 사용하기 때문에, 즉 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들을 사용하여 물리 채널 신호를 송신함으로써 고속 데이터 송신이 가능하다. 상기 광대역 무선통신시스템의 무선 접속 방식은 국제표준화 기구 중 하나인 전기 전자 공학자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers)의 IEEE 802.16 표준화 그룹에서 표준화되고 있다.
상기 광대역 무선통신시스템에서 랜덤 접속 절차의 일종인 레인징(ranging)이 정의되어 있다. 상기 레인징은 목적에 따라 초기 레인징(initial ranging), 주기적 레인징(Periodic Ranging), 대역폭 요청 레인징(Bandwidth Request Ranging) 및 핸드오버 레인징(Handover Ranging) 등으로 분류될 수 있다. 특히, 상기 초기 레인징은 통신망에 접속을 시도하는 사용자의 프레임 동기(또는 시간 동기)를 맞추기 위한 전파 지연을 검출하는데 사용된다.
상기 초기 레인징 신호는 셀 내 사용자가 최초로 시스템에 접속할 때 전송하는 신호로, 사용자의 위치에 따라 달라지는 전파지연 파라미터를 보정하여 시스템과 사용자간 프레임의 시작점을 맞추는데 이용된다. 특히 TDD(Time Division Duplex) 시스템의 경우, 상향링크와 하향링크의 동기를 기준 시간 내에 맞추도록 요구하고 있다.
상기 초기 레인징 검파가 실패하거나, 검파된 신호 정보에 오차가 발생하면, 해당 셀에 접속을 시도하는 사용자가 통신서비스를 받을 수 없거나 잘못된 프레임 동기로 인하여 다른 사용자에게 간섭을 주게 된다. 즉, 단말의 지연(Latency) 및 수신 성능 저하 등으로 인해 통신 시스템 전체 성능을 저하시킨다.
이하, 종래의 초기 레인징 신호 검파 방식에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 초기 레인징의 타이밍 옵셋 검출 구간을 도시한 도면이다. 설명의 편의를 위해 IEEE 802.16 기반의 레인징 신호 구조를 예로 설명하지만, 레인징 신호는 다양한 형태로 구성될 수 있다.
상기 도 1을 참조하면, 초기 레인징 신호의 경우, 단말(사용자)은 랜덤하게 선택된 레인징 코드를 2개의 OFDM 심볼(100) 구간동안 반복하여 전송한다. 첫번째 OFDM심볼과 두번째 OFDM심볼 사이에는 다중경로채널에 대응하기 위한 보호구간(CP : Cyclic prefix)(102) 만큼의 샘플 옵셋을 가진다.
기존의 초기 레인징 신호 검파 방식은 수 km 정도의 셀 반경을 고려한 것으로, 초기 레인징 할당 구간에 대해 한 OFDM심볼 길이내의 타이밍 옵셋을 추정하도록 되어 있다. 또한, TDD 시스템은 하향링크와 상향링크 간에 TTG(Transmit Transition Gap)(110) 구간을 두고 있다. 상기 TTG 구간(110)은 기지국이 송신 모드에서 수신 모드로 전환할 수 있는 시간 구간에 해당한다. 상기 TTG 구간(110) 동안, 기지국은 데이터를 전송하지 않는 대신 안테나를 수신모드로 스위칭시키고, 수신기가 동작상태가 되도록 한다. 상기 TTG 값은 기지국과 단말간 거리에 따른 RTD(Round Trip Delay)와 단말의 송수신 전환 갭(Gap)인 단말 스위칭 구간(108)인 SSRTG(Subscriber station Receive-transmit Turnaround Gap)에 의해 정해진다.
도 1과 같이 타임 옵셋 검파 구간(114)은 Early 지연(104)를 위해 초기 레인징 참조 타이밍(112)보다 소정 샘플 앞선 지점으로부터 시작되며, 한 OFDM심볼내의 타이밍 옵셋을 추정할 수 있는 길이로 설정된다.
이런 경우, 도 1의 빠른(Early) 지연(104)과 늦은(Late) 지연(106)의 경우와 같이 사용자의 레인징 코드 전송 OFDM심볼이 상기 타임 옵셋 검파 구간(114)내에 도착되어야 검파가 가능하다.
하기 표 1은 한 프레임 내에서 하향링크와 상향링크 전환에 필요한 TTG/RTG 구간을 대역폭에 따라 정의한 것으로, IEEE 802.16d/e 표준에서 채택하고 있는 프로파일(profile)을 보여준다.
Bandwidth FFT Sampling
Frequency		 CP duration Symbol
Duration		 Number of Symbols TTG RTG Cell Radius Limit
10 MHz 1024 11.2 MHz 11.2usec
128samples		 102.9usec
1152samples		 47 105.7 usec 60 usec 8.4 Km
8.75 MHz 1024 10 MHz 12.8usec
128samples		 115.2usec
1152samples		 42 87.2 usec 74.4 usec 5.6 Km
7 MHz 1024 8 MHz 16usec
128samples		 144usec
1152samples		 33 188 usec 60 usec 20.7 Km
상기 표 1의 프로파일(Profile) 요구사항에 따른 최대 셀 반경을 보면 10MHz의 경우 약 8.4km가 된다. 이때, 초기 레인징에 대해 한 OFDM심볼 시간 91.4㎲을 타이밍(Timing) 옵셋 검파 구간으로 설정하고, 빠른(Early) 지연 및 늦은(Late) 지연을 기준으로부터 각기 -512 sample, +512sample 까지 검파하는 경우 최대 셀 반경은 15km가 된다.
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그런데, 광대역 무선 통신 시스템이 전 세계에 널리 퍼지면서 사업자마다 고려하는 서비스 지역이 상이하게 되고 서비스하고자 하는 대상이 다양화되면서 일반적인 셀 반경보다 훨씬 큰 지역을 커버해야 하는 문제가 발생하고 있다. 한 예로 20~30km에 달하는 지역을 하나의 기지국이 커버해야 하는 광역 셀 기지국 시스템이 도입되면서, 표준규격 내에서 상기 광역 셀 시스템이 문제없게 운용될 수 있는 방안이 요구되고 있다. 이와 같은 광역 셀 시스템이 정상적으로 동작하려면, 기지국 프레임과 큰 차이를 가지는 단말의 프레임 동기를 초기 레인징이 보정할 수 있어야 한다.
기존의 초기 레인징 신호 검파 방식의 문제점을 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
기존의 레인징 검파 알고리즘은 상기 표 1과 같이 타이밍 옵셋을 1024 FFT 기준으로 -512 ~ 511 샘플 범위에서 검출하지만, 셀(cell) 반경이 큰 경우 단말의 초기 레인징 신호는 -512샘플 타이밍보다 먼저 도착하거나 511샘플 타이밍보다 이후에 도착될 수 있다. 이 경우, 타이밍 옵셋에 대한 모호성(ambiguity)이 발생하여 [1 OFDM심볼 길이 - CP 길이] 만큼 앞으로 당겨지거나 뒤로 밀린 상태로 타이밍이 보정될 수 있다.
즉, 레인징 신호가 한 OFDM심볼 길이를 갖는 검파 구간을 벗어나 도착될 경우, 기지국에서 타이밍 옵셋을 오류없이 검출할 수 있는 방안이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 통신시스템에서 초기 레인징 신호 검파를 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 통신시스템에서 초기 레인징 신호의 타이밍 옵셋을 한 OFDM심볼 구간 이상에서 검파하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 통신시스템에서 첫번째 OFDM심볼 구간과 두번째 OFDM심볼 구간에서 독립적으로 레인징 검파를 수행하고, 두 개의 레인징 검파 결과를 이용해서 타이밍 옵셋을 추정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 수신 장치에 있어서, 제1시간구간과 제2시간구간 각각에서 단말로부터 수신된 레인징 코드를 검출하고, 상기 제1시간구간과 상기 제2시간구간 각각에서 상기 수신된 레인징 코드와 기정의된 레인징 코드 사이의 상관을 이용하여, 타이밍 옵셋을 검출하는 검출기와, 상기 제1시간구간과 상기 제2시간구간 각각에서 상기 레인징 코드에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비율(Carrier to Interference-and-Noise Ratio: CINR)을 추정하는 추정기와, 상기 제1시간구간과 상기 제2시간구간 각각에서 검출된 상기 레인징 코드, 상기 타이밍 옵셋 및 상기 CINR 값을 이용해서, 상기 검출된 타이밍 옵셋을 보정하는 결정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 수신 방법에 있어서, 제1시간구간과 제2시간구간 각각에서 단말로부터 수신되는 레인징 코드를 검출하고, 상기 제1시간구간과 상기 제2시간구간 각각에서 상기 수신된 레인징 코드와 기정의된 레인징 코드 사이의 상관을 이용하여, 타이밍 옵셋을 검출하는 과정과, 상기 제1시간구간과 상기 제2시간구간 각각에서 상기 레인징 코드에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비율(Carrier to Interference-and-Noise Ratio: CINR)을 추정하는 과정과, 상기 제1시간구간 및 상기 제2시간구간 각각에서 검출된 상기 레인징 코드, 상기 타이밍 옵셋 및 상기 CINR 값을 이용해서 상기 검출된 타이밍 옵셋을 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 광역 셀 기지국 통신 시스템에서 초기 레인징 사용자들의 타이밍 옵셋(Timing offset)을 정확하게 검출할 수 있다는 이점을 가진다. 또한, 본 발명은 광역 셀 기지국 시스템 운용 시 초기 레인징의 프레임 동기 검파 구간을 기존 시스템에 비해 확장함으로써 통신 시스템이 커버할 수 있는 전체 서비스 영역을 확장시킨다는 이점을 가진다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 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. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명의 실시예는 광대역 무선통신시스템에서 초기 레인징(initial ranging)을 수행하는 사용자, 즉 이동 단말기(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 한다)의 타이밍 옵셋을 추정하기 위한 장치 및 방법을 제안한다.
이하, OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access)기반의 광대역 무선접속 통신시스템을 예로 설명하지만, 본 발명은 기지국과 단말 사이의 타이밍 옵셋 추정이 필요한 통신시스템이라면 용이하게 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 수신기의 구성을 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 수신기(기지국)는 RF처리기(200), A/D(Analog to Digital)변환기(202), 복수의 레인징 심볼구간 선택기들(204-1, 204-2), 복수의 보호구간 제거기들(206-1, 206-2), 복수의 S/P(Serial to Parallel)변환기들(208-1,208-2), 복수의 FFT(Fast Fourier Transform)연산기들(210-1, 210-2), 복수의 레인징 서브캐리어 선택기들(212-1, 212-2), 레인징코드 생성기(214), 복수의 코드 복조기들(216-1, 216-2), 복수의 시간 옵셋 검출기(218-1, 218-2), 복수의 CINR(Carrier to Interference Noise Ratio) 추정기들(220-1, 220-2), 시간 옵셋 판정기(222), 시간 옵셋 보정기(224)를 포함하여 구성된다.
도 2를 참조하면, 먼저 RF처리기(200)는 필터, 주파수 변환기 등을 포함하며, 수신안테나를 통해 수신되는 RF(Radio Frequency)대역의 신호를 기저대역 신호로 변환하여 출력한다. A/D 변환기는(202) 상기 RF처리기(200)로부터의 아날로그 기저대역 신호를 디지털 신호(샘플데이터)로 변환하여 출력한다. 복수의 레인징 심볼구간 선택기들(204-1, 204-2) 각각은 상기 A/D변환기(202)로부터의 샘플데이터에서 각 OFDM심볼 구간의 데이터를 선택하여 출력한다. 예를 들어, 제1 레인징 심볼구간 선택기(204-1)은 연속된 2개의 OFDM심볼 구간 중 첫번째 OFDM심볼 구간의 샘플데이터를 추출하여 출력하고, 제2 레인징 심볼구간 선택기(204-2)는 상기 연속된 2개의 OFDM심볼 구간 중 두번째 OFDM심볼 구간의 샘플데이터를 추출하여 출력한다. 상기 복수의 보호구간 제거기들(206-1,206-2) 각각은 대응되는 상기 레인징 심볼구간 선택기(204)로부터의 해당 OFDM심볼구간의 샘플데이터에서서 보호구간(CP : Cyclic prefix)을 제거하여 출력한다.
복수의 S/P변환기들(208-1,208-2) 각각은 대응되는 보호구간 제거기(206)로부터의 샘플데이터를 병렬로 변환하여 출력한다. 복수의 FFT연산기들(210-1,210-2) 각각은 대응되는 S/P변환기(208)로부터의 데이터를 FFT(Fast Fourier Transform)연산하여 부반송파 값들(주파수 영역의 데이터)을 출력한다.
복수의 레인징 서브캐리어 선택기들(212-1, 212-2) 각각은 대응되는 FFT연산기(210)로부터의 주파수 영역의 데이터에서 레인징 데이터를 선택하여 출력한다. 레인징 코드 생성기(214)는 레인징 코드 집합 내 레인징 코드들을 순차로 복수의 코드복조기들(216-1,216-2)로 발생한다. 상기 복수의 코드 복조기들(216-1,216-2) 각각은 대응되는 레인징 서브캐리어 선택기(212)로부터의 레인징 데이터와 상기 레인징 코드 생성기(214)로부터의 레인징 코드를 곱하여 코드 복조를 수행한다. 즉, 상기 복수의 코드 복조기들(216-1,216-2)은 레인징 데이터를 상기 레인징 코드들 각각과 상관하여 코드 개수만큼의 상관데이터들을 발생한다.
복수의 시간 옵셋 검출기들(218-1, 218-2) 각각은 대응되는 상기 코드 복조기(216)로부터의 상관 데이터들로부터 수신 희망 신호의 코드번호와 타이밍 옵셋값을 추출한다. 즉, 상기 복수의 시간 옵셋 검출기들(218-1, 219-2)는 상관 데이터들을 검사하여 피크가 검출된 레인징 코드를 결정하고, 피크 위치에 따른 타이밍 옵셋을 추정하여 출력한다. 이때, 피크가 검출된 레인징 코드의 번호 및 해당 코드복조 데이터 그리고 해당 타이밍 옵셋을 출력한다.
복수의 CINR 추정기들(220-1, 220-2) 각각은 대응되는 상기 코드 복조기(216)로부터의 상관 데이터(코드 복조 데이터) 및 해당 타이밍 옵셋을 이용해서 CINR값을 추정하여 출력한다. 이하 설명의 편의를 위해 연속된 2개의 OFDM심볼 구간들 각각에서 레인징 신호를 검출하는 것으로 가정하기로 한다. 즉, 제1 CINR 추정기(220-1)는 제1 레인징 심볼 구간에 대한 레인징 신호의 CINR을 추정하고, 제2 CINR 추정기(220-2)는 상기 제1 레이징 심볼 구간에 연이은 제2 레인징 심볼 구간에 대한 레인징 신호의 CINR을 추정한다.
시간 옵셋 판정기(222)는 상기 제1 레인징 심볼 구간에서 검출된 레인징 신호의 CINR 값과 상기 제2 레인징 심볼 구간에서 검출된 레인징 신호의 CINR 값을 이용해서 레인징 신호에 대한 타이밍 옵셋을 최종 판정한다. 시간 옵셋 보정기(224)는 상기 시간 옵셋 판정기(222)로부터 입력 받은 타이밍 옵셋 값을 확인하고, 결과에 따른 보정을 수행한다. 여기서 상기 보정은 수신기(기지국)가 직접 수신신호를 보정하는 경우일 수도 있고, 레인징 응답(RNG-RSP : Ranging Response) 메시지를 통해 보정 값을 송신기(단말)로 알려주는 동작일 수도 있다.
상기 시간 옵셋 판정기(222)와 시간 옵셋 보정기(224)의 상세한 동작 절차는 이하 도 3의 절차를 통해 자세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템에서 수신기의 동작 절차를 도시하고 있다.
이하, 설명의 편의를 위해 2개의 연속된 OFDM심볼 구간들을 이용해서 초기 레인징 타이밍 옵셋을 추정하는 경우를 살펴보기로 한다.
도 3을 참조하면, 먼저 수신기는 301단계에서 수신희망 레인징 코드에 대하여 첫 번째 OFDM심볼 구간과 두 번째 OFDM심볼 구간에서 초기 레인징 검출을 수행한다. 그리고 수신기는 303단계에서 상기 첫 번째 OFDM심볼 구간과 두 번째 OFDM심볼 구간이 모두 검출 되었는지 확인을 한다. 즉, 첫번째 OFDM심볼 구간 및 두번째 OFDM심볼 구간 모두에 대하여 상기 레인징 코드에 대한 CINR 값이 모두 존재하는지 검사한다. 만약 동일 레인징 코드에 대하여 상기 두 OFDM구간 모두에서 검출된 경우가 아니면, 상기 수신기는 305단계를 진행한다.
이후, 상기 수신기는 상기 305단계에서 상기 두 번째 OFDM심볼 구간에서 상기 레인징 코드가 검출되었는지 확인한다. 상기 두 번째 OFDM심볼 구간에서 상기 레인징 코드가 검출되었으면, 상기 수신기는 307단계로 진행하여 첫번째 OFDM심볼 구간에서 다른 레인징 코드가 검출되었는지 검사하고, 상기 검출된 다른 레인징 코드의 CINR 값이 설정값(TBD_3) 이상인지를 검사한다. 상기 CINR값이 설정값(TBD_3)보다 크면, 상기 수신기는 309단계로 진행하여 상기 수신희망 레인징 코드에 대한 데이터를 삭제한다. 즉, 다른 신호의 간섭량으로 인해 첫 번째 OFDM심볼에서 수신희망 레인징 코드가 검출되지 않은 것으로 간주하여 해당 희망 레인징 코드에 대한 데이터를 삭제한다. 상기 다른 레인징 코드의 CINR값이 설정값(TBD_3)보다 작으면, 상기 수신기는 311단계에서 늦은(Late) 지연 신호임을 감지하고 [1 OFDM심볼 길이 - CP길이] 만큼 앞으로 옮기는 타이밍 옵셋 보정을 수행한다.
한편, 상기 305단계에서 상기 두 번째 OFDM심볼 구간에서 희망 레인징 코드가 검출되지 않았으면, 상기 수신기는 313단계로 진행하여 첫 번째 OFDM심볼 구간에서 상기 레인징 코드가 검출되었는지 확인한다. 상기 첫 번째 OFDM심볼 구간에서 검출되었으면, 상기 수신기는 빠른(Early) 지연으로 인지한다. 따라서, 상기 수신기는 317단계로 진행하여 [1 OFDM심볼 길이 - CP길이] 만큼 뒤로 옮기는 타이밍 옵셋 보정을 수행한다. 만일, 상기 첫 번째 OFD심볼 구간에서도 검출되지 않았으면, 상기 수신기는 315단계로 진행하여 검출 실패 처리한후 알고리즘을 종료한다.
한편, 상기 첫 번째 OFDM심볼 구간과 두 번째 OFDM심볼 구간이 모두 검출되었으면, 상기 수신기는 319 단계로 진행하여 상기 첫 번째 OFDM심볼 구간과 두 번째 OFDM심볼 구간에서 검출된 레인징 코드(Code) 번호와 타이밍 옵셋 값이 일치하는지 검사한다. 만일, 일치하면 전파지연이 매우 크지 않은 경우이므로, 상기 수신기는 상기 레인징 코드(Code) 번호와 상기 타이밍 옵셋 값을 최종 결과로 판정한 후, 해당 레인징 코드에 대한 검출을 종료한다.
만일, 상기 첫 번째 OFDM심볼 구간과 두 번째 OFDM심볼 구간에서 검출된 코드(Code) 번호와 타이밍 옵셋 값이 일치하지 않으면, 상기 수신기는 321 단계로 두 구간에서 검출된 코드번호와 타이밍 옵셋 값의 차이를 검사한다. 만일, 코드(Code) 번호는 일치하나 타이밍 옵셋 값이 설정값(TBD_1) 이내 차이가 나는 경우, 상기 설정값(TBD_1) 값 범위 내에서는 동일한 레인징 코드에 대한 추정 결과로 인정할 수 있으므로. 상기 수신기는 323단계에서 소정 기준에 의해 타이밍 옵셋을 결정한다. 이때, CINR 값이 더 큰 OFDM심볼의 타이밍 옵셋을 최종 값으로 결정할수 있고, 다른 예로 두개의 타이밍 옵셋 값을 평균하여 중간 값으로 결정할 수도 있다.
만일, 코드(Code) 번호가 일치하나 타이밍 옵셋 값이 설정값(TBD_1) 이상 차이가 나는 경우, 상기 수신기는 325단계에서 상기 첫 번째 OFDM심볼 구간과 두 번째 OFDM심볼 구간에서의 CINR값을 비교한다.
이때, 상기 수신기는 327단계에서 상기 두 번째 OFDM심볼 구간의 CINR 값이 상기 첫 번째 OFDM구간의 CINR 값 보다 크고, 설정값(TBD_2) 이상 차이가 나는지 확인한다.
상기 두 번째 OFDM심볼 구간의 CINR 값이 상기 첫 번째 OFDM심볼 구간의 CINR 값 보다 설정값(TBD_2) 이상 클 경우, 상기 수신기는 상기 311단계에서 늦은 (Late) 지연 신호임을 감지하고 [1 OFDM심볼 길이 - CP길이] 만큼 앞으로 옮기는 타이밍 옵셋 보정을 수행한다.
상기 327단계의 조건을 만족하지 못하면, 상기 수신기는 329단계에서 상기 첫 번째 OFDM심볼 구간의 CINR 값이 상기 두 번째 OFDM구간의 CINR 값 보다 크고, 설정값(TBD_2) 이상 차이가 나는지 확인한다.
만일, 상기 첫 번째 OFDM심볼 구간의 CINR 값이 상기 두 번째 OFDM심볼 구간의 CINR 값 보다 설정값(TBD_2) 이상 클 경우, 상기 수신기는 빠른(Early) 지연으로 인지한 후 상기 317단계에서 [1 OFDM심볼길이 - CP길이] 만큼 뒤로 옮기는 타이밍 옵셋 보정을 수행한다.
만일, 상기 329단계에서 상기 첫 번째 OFDM심볼 구간의 CINR 값이 상기 두 번째 OFDM심볼 구간의 CINR 값 보다 크고, 설정값(TBD_2) 이상 차이가 나는 조건을 만족하지 못하면, 상기 수신기는 331단계에서 소정 기준에 의해 타이밍 옵셋을 결정한다. 예를 들어, CINR 값이 더 큰 OFDM심볼의 타이밍 옵셋을 최종 값으로 결정할수 있고, 다른 예로 두개의 타이밍 옵셋 값을 평균하여 중간 값으로 결정할 수도 있다.
상술한 본 발명의 실시예는 2개의 OFDM심볼 구간을 이용해서 레인징 코드 및 타이밍 옵셋을 검출하는 것으로 가정하였지만, 2개 이상의 OFDM심볼 구간을 이용해서 검출하는 경우 도 3의 동작 절차를 용이하게 확장할 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 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 종래 기술의 실시예에 따른 초기 레인징의 타이밍 옵셋 검출 구간을 도시한 도면.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 수신기의 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템에서 수신기의 동작 절차를 도시한 도면.

Claims (20)

  1. 무선통신시스템에서 수신 장치에 있어서,
    제1시간구간과 제2시간구간 각각에서 단말로부터 수신된 레인징 코드를 검출하고, 상기 제1시간구간과 상기 제2시간구간 각각에서 타이밍 옵셋을 검출하는 검출기와,
    상기 제1시간구간과 상기 제2시간구간 각각에서 상기 레인징 코드에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비율(Carrier to Interference-and-Noise Ratio: CINR)을 추정하는 추정기와,
    상기 제1시간구간과 상기 제2시간구간 각각에서 검출된 상기 레인징 코드, 상기 타이밍 옵셋 및 상기 CINR 값을 이용해서, 상기 검출된 타이밍 옵셋을 보정하는 결정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    수신 신호를 OFDM 복조하여 주파수 영역의 데이터로 변환하는 수신부와,
    상기 주파수 영역의 데이터에서 상기 제1시간구간의 데이터와 상기 제2시간구간의 데이터를 선택하는 선택기와,
    상기 선택된 제1시간구간의 데이터 및 상기 제2시간구간의 데이터 각각에 대해 레인징 코드 및 타이밍 옵셋을 검출하는 옵셋 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 레인징 코드는 초기 레인징(initial ranging) 코드인 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 결정기는,
    상기 제1시간구간의 레인징 코드와 타이밍 옵셋이 상기 제2시간구간의 레인징 코드와 타이밍 옵셋과 동일할 경우, 상기 타이밍 옵셋을 보정하지 않는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 결정기는,
    상기 제1시간구간의 레인징 코드와 상기 제2시간구간의 레인징 코드가 동일하고, 상기 제1시간구간의 타이밍 옵셋과 상기 제2시간구간의 타이밍 옵셋의 차이가 설정값 미만일 경우, 상기 두 개의 타이밍 옵셋들중 하나 혹은 상기 두개의 타이밍 옵셋들을 평균한 값을 이용해서 상기 타이밍 옵셋을 보정하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 결정기는,
    수신희망 레인징 코드가 상기 제1시간구간에서 검출되지 않고, 상기 제2시간구간에서 검출된 경우, 타이밍이 [ 1 OFDM심볼 길이 - CP 길이 ] 만큼 앞으로 쉬프트되도록 상기 타이밍 옵셋을 보정하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 결정기는,
    상기 제1시간구간의 레인징 코드와 상기 제2시간구간의 레인징 코드가 동일하고, 상기 제1시간구간의 타이밍 옵셋과 상기 제2시간구간의 타이밍 옵셋의 차이가 타이밍 옵셋 설정값 이상일 경우, 상기 제2시간구간의 CINR값이 상기 제1시간구간의 CINR값보다 CINR 설정값 이상인지 검사하고, 상기 CINR 설정값 이상일 경우 타이밍이 [ 1 OFDM심볼 길이 - CP 길이 ] 만큼 앞으로 쉬프트되도록 상기 타이밍 옵셋을 보정하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 결정기는,
    수신희망 레인징 코드가 상기 제2시간구간에서 검출되지 않고, 상기 제1시간구간에서 검출된 경우, 타이밍이 [ 1 OFDM심볼 길이 - CP 길이 ] 만큼 뒤로 쉬프트되도록 상기 타이밍 옵셋을 보정하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 결정기는,
    상기 제1시간구간의 레인징 코드와 상기 제2시간구간의 레인징 코드가 동일하고, 상기 제1시간구간의 타이밍 옵셋과 상기 제2시간구간의 타이밍 옵셋의 차이가 타이밍 옵셋 설정값 이상일 경우, 상기 제1시간구간의 CINR값이 상기 제2시간구간의 CINR값보다 CINR 설정값 이상인지 검사하고, 상기 CINR 설정값 이상일 경우 타이밍이 [ 1 OFDM심볼 길이 - CP 길이 ] 만큼 뒤로 쉬프트되도록 상기 타이밍 옵셋을 보정하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 결정기는,
    수신희망 레인징 코드가 상기 제1시간구간에서 검출되지 않고, 상기 제2시간구간에서 검출된 경우, 상기 제1시간구간에서 검출된 다른 레인징 코드의 CINR 값이 설정값 이상인지 검사하고, 상기 설정값보다 작을 경우 타이밍이 [ 1 OFDM심볼 길이 - CP 길이 ] 만큼 앞으로 쉬프트되도록 상기 타이밍 옵셋을 보정하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  11. 무선통신시스템에서 수신 방법에 있어서,
    제1시간구간과 제2시간구간 각각에서 단말로부터 수신되는 레인징 코드를 검출하고, 상기 제1시간구간과 상기 제2시간구간 각각에서 타이밍 옵셋을 검출하는 과정과,
    상기 제1시간구간과 상기 제2시간구간 각각에서 상기 레인징 코드에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비율(Carrier to Interference-and-Noise Ratio: CINR)을 추정하는 과정과,
    상기 제1시간구간 및 상기 제2시간구간 각각에서 검출된 상기 레인징 코드, 상기 타이밍 옵셋 및 상기 CINR 값을 이용해서 상기 검출된 타이밍 옵셋을 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 검출 과정은,
    수신 신호를 OFDM 복조하여 주파수 영역의 데이터로 변환하는 과정과,
    상기 주파수 영역의 데이터에서 상기 제1시간구간의 데이터와 상기 제2시간구간의 데이터를 선택하는 과정과,
    상기 선택된 제1시간구간의 데이터 및 상기 제2시간구간의 데이터 각각에 대해 레인징 코드 및 타이밍 옵셋을 검출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 레인징 코드는 초기 레인징(initial ranging) 코드인 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 검출된 타이밍 옵셋을 보정하는 과정은,
    상기 제1시간구간에서 검출된 레인징 코드 및 타이밍 옵셋이 상기 제2시간구간에서 검출된 레인징 코드 및 타이밍 옵셋과 동일한지 검사하는 과정과,
    상기 제1시간구간에서 검출된 레인징 코드 및 타이밍 옵셋이 상기 제2시간구간에서 검출된 레인징 코드 및 타이밍 옵셋과 동일할 경우, 상기 타이밍 옵셋을 보정하지 않는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 검출된 타이밍 옵셋을 보정하는 과정은,
    상기 제1시간구간의 레인징 코드와 상기 제2시간구간의 레인징 코드가 동일하고, 상기 제1시간구간의 타이밍 옵셋과 상기 제2시간구간의 타이밍 옵셋의 차이가 설정값 미만인지 검사하는 과정과,
    상기 두 레인징 코드가 동일하고, 상기 두 타이밍 옵셋의 차이가 설정값 미만일 경우, 상기 두 개의 타이밍 오프셋들 중 하나 혹은 상기 두 개의 타이밍 옵셋들을 평균한 값을 이용해서 상기 타이밍 옵셋을 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 검출된 타이밍 옵셋을 보정하는 과정은,
    수신희망 레인징 코드가 상기 제1시간구간에서 검출되지 않고, 상기 제2시간구간에서 검출되었는지 검사하는 과정과,
    상기 수신희망 레인징 코드가 상기 제1시간구간에서 검출되지 않고, 상기 제2시간구간에서 검출될 시, 타이밍이 [ 1 OFDM심볼 길이 - CP 길이 ] 만큼 앞으로 쉬프트되도록 상기 타이밍 옵셋을 보정하는 과정을 특징으로 하는 수신 방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 검출된 타이밍 옵셋을 보정하는 과정은,
    상기 제1시간구간의 레인징 코드와 상기 제2시간구간의 레인징 코드가 동일하고, 상기 제1시간구간의 타이밍 옵셋과 상기 제2시간구간의 타이밍 옵셋의 차이가 기준값 이상인지 검사하는 과정과,
    상기 타이밍 옵셋의 차이가 기준값 이상일 경우, 상기 제2시간구간의 CINR값이 상기 제1시간구간의 CINR값보다 설정값 이상인지 검사하는 과정과,
    상기 설정값 이상일 경우, 타이밍이 [ 1 OFDM심볼 길이 - CP 길이 ] 만큼 앞으로 쉬프트되도록 상기 타이밍 옵셋을 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  18. 제11항에 있어서, 상기 검출된 타이밍 옵셋을 보정하는 과정은,
    수신희망 레인징 코드가 상기 제2시간구간에서 검출되지 않고, 상기 제1시간구간에서 검출되었는지 검사하는 과정과,
    상기 수신희망 레인징 코드가 상기 제2시간구간에서 검출되지 않고, 상기 제1시간구간에서 검출될 시, 타이밍이 [ 1 OFDM심볼 길이 - CP 길이 ] 만큼 뒤로 쉬프트되도록 상기 타이밍 옵셋을 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  19. 제11항에 있어서, 상기 검출된 타이밍 옵셋을 보정하는 과정은,
    상기 제1시간구간의 레인징 코드와 상기 제2시간구간의 레인징 코드가 동일하고, 상기 제1시간구간의 타이밍 옵셋과 상기 제2시간구간의 타이밍 옵셋의 차이가 기준값 이상인지 검사하는 과정과,
    상기 타이밍 옵셋의 차이가 기준값 이상일 경우, 상기 제1시간구간의 CINR값이 상기 제2시간구간의 CINR값보다 설정값 이상인지 검사하는 과정과,
    상기 설정값 이상일 경우, 타이밍이 [ 1 OFDM심볼 길이 - CP 길이 ] 만큼 뒤로 쉬프트되도록 상기 타이밍 옵셋을 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
  20. 제11항에 있어서, 상기 검출된 타이밍 옵셋을 보정하는 과정은,
    수신희망 억세스 코드가 상기 제1시간구간에서 검출되지 않고, 상기 제2시간구간에서 검출되었는지 검사하는 과정과,
    상기 수신희망 억세스 코드가 상기 제1시간구간에서 검출되지 않고, 상기 제2시간구간에서 검출될 시, 상기 제1시간구간에서 검출된 다른 레인징 코드의 CINR 값이 설정값 이상인지 검사하는 과정과,
    상기 설정값보다 작을 경우, 상기 타이밍이 [ 1 OFDM심볼 길이 - CP 길이 ] 만큼 앞으로 쉬프트되도록 상기 타이밍 옵셋을 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
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