KR101055895B1

KR101055895B1 - 기지국 송신기, 사용자 장비 수신기, 기지국 송신기 동작 방법, 사용자 장비 수신기 동작 방법 및 셀룰러 통신 네트워크 동작 방법

Info

Publication number: KR101055895B1
Application number: KR1020087028289A
Authority: KR
Inventors: 에코 엔. 온고사누시; 아난드 지. 다바크; 바드리 엔. 바라다라잔
Original assignee: 텍사스 인스트루먼츠 인코포레이티드
Priority date: 2006-04-20
Filing date: 2007-04-20
Publication date: 2011-08-09
Also published as: CN106304318B; WO2007124451A2; KR20090008375A; EP2014116A4; WO2007124451A8; CN103874188B; CN103874188A; WO2007124451A3; EP2014116A2; CN106304318A

Abstract

본 발명은 기지국 송신기를 동작시키는 방법을 제공한다. 본 방법은 제1 및 제2 부분을 갖는 셀룰러 다운링크 동기화 신호를 제공하는 단계를 포함하며, 여기에서 제1 부분은 인접하는 송신 셀들에 할당된 복수의 상이한 제1 신호들 중 대응하는 하나를 사용한다. 또한, 본 방법은 제2 부분에 셀-특정 정보를 추가적으로 제공하는 단계와 셀룰러 다운링크 동기화 신호를 송신하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 제1 부분은 부분적인 셀 식별 정보를 명시적으로 나타내고 나머지 셀 식별 정보는 제2 부분에서 운송된다. 다른 실시예에서, 복수의 상이한 제1 신호들은 단순히 채널 불일치 효과를 회피하도록 사용된다. 또한, 본 발명은 사용자 장비를 동작시키는 방법을 제공한다. 본 방법은 제1 및 제2 부분을 갖는 셀룰러 다운링크 동기화 신호를 수신하는 단계를 포함하며, 여기에서 타이밍 획득은 제1 부분을 통해 제1 동기화 시퀀스 인덱스 검출과 연계하여 수행된다. 또한, 제2 부분은 셀-특정 파라미터들을 제공하고, 본 방법은 제2 부분을 식별하고 추출하는 것을 더 포함한다.

기지국 송신기, 사용자 장비 수신기, 셀룰러 다운링크 동기화 신호, 셀-특정 정보

Description

기지국 송신기, 사용자 장비 수신기, 기지국 송신기 동작 방법, 사용자 장비 수신기 동작 방법 및 셀룰러 통신 네트워크 동작 방법{DOWNLINK SYNCHRONIZATION CHANNEL AND METHODS FOR CELLULAR SYSTEMS}

본 발명은 일반적으로 무선 통신에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 송신기, 수신기, 송신기 및 수신기를 동작시키는 방법, 및 송신기, 수신기 및 그 방법을 사용하는 셀룰러 통신 시스템에 관한 것이다.

OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 또는 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하는 것과 같은 셀룰러 네트워크에서, 각각의 셀은 셀 내에 활동적으로 위치하는 셀 폰, 랩톱 또는 PDA와 같은 사용자 장비와 통신하는 기지국을 사용한다. 사용자 장비가 최초로 턴 온되는 경우에, 셀룰러 네트워크에 접속하기 위하여 최초 셀 검색을 해야만 한다. 이것은 기지국과 사용자 장비 간의 다운링크 동기화 프로세스를 포함하며, 여기에서 기지국은 동기화 신호를 사용자 장비에 전송한다. 동기화 신호는 IEEE 802.16e에서의 동기화 프리앰블(preamble) 또는 3GPP WCDMA/HSDPA의 SCH(synchronization channel)로서 통상적으로 알려져 있다.

최초 셀 검색 동안, 사용자 장비는 타이밍 및 주파수 오프셋 파라미터들을 확립한다. 타이밍은 동기화 프레임 및 연관된 심볼들을 샘플링할 위치를 아는 것에 관한 것이다. 주파수 오프셋은 기지국의 제어 발진기와 사용자 장비의 로컬 발진기 사이의 불일치(mismatch)를 결정하는 것에 관한 것이다.

로컬 발진기의 성능에 따라, 주파수 오프셋은 커질 수 있으며, 상당한 검색 시간 뿐만 아니라 수용해야 할 추가적인 알고리즘들을 필요로 할 수 있다. 이러한 효과는, 사용자 장비가 자동차 또는 열차 속도로 이동하고 있는 경우에 악화된다. 타이밍 및 주파수 고려사항 외에도, 물리적인 셀 식별(셀 ID)과 같은 최초 셀에 특정되는 소정의 정보가 획득되어야만 한다. 다운링크 동기화는 몇몇 동작들을 포함하므로, 다운링크 동기화의 설계 및 절차는 셀 검색에 필요한 수신기 복잡도 및 시간을 최소화하려 할 것이다. 복잡도 감소를 돕기 위해, 동기화 신호는 제1 및 제2 동기화 신호인 2개의 부분들로 이루어질 수 있다. 제1 신호는 타이밍 및 주파수 획득을 위해 사용되는 반면, 제2 신호는 셀 ID 및 기타 셀-특정 정보를 획득하는 데 통상적으로 사용된다. 제2 신호와는 달리, 제1 신호는 통상적으로 모든 셀들에 공통적이다. 제1 동기화 신호는 제1 동기화 시퀀스를 운송한다. 경쟁력 있는 성능을 보장하기 위하여, 제1 동기화 신호는 간섭 검출(coherent detection)을 통해 제2 신호의 셀-특정 정보를 디코딩하는 데 필요한 채널 추정을 달성하는 데 사용된다.

이동하는 사용자 장비가 2개의 인접한 셀들 사이의 셀 경계에 접근할 때, 사용자 장비는 최초 셀에서 이웃 셀로 그 활동을 핸드오버(handover)하기 위한 준비로 이웃 셀 검색을 수행한다. 이 시간동안, 사용자 장비는 2개 이상의 기지국으로 부터 정보를 수신한다. 기지국이 공통적인 제1 시퀀스를 사용하는 경우에, 이러한 공통 신호는 셀-특정 송신에 의해 경험된 채널과 사용자 장비를 위해 송신된 제1 신호 간의 불일치를 야기한다. 이러한 불일치는 셀 가장자리에 있는 단말기들에서 특히 심각하며, 여기에서 각각의 단말기는 2개의 주요 기지국으로부터 2개의 동등하고 강하게 중첩되는 채널들을 수신한다. 공통적인 제1 동기화 시퀀스와 연관된 다른 문제점은 제1 시퀀스에 의해 경험된 채널과 셀-특정 데이터 송신 간의 타이밍 불일치이다. 이 경우에, 제1 시퀀스로부터 획득된 타이밍은 셀-특정 데이터 송신을 복조하는 데 사용되는 경우에 성능 저하로 이어질 수 있다. 이러한 현상은 미국 및 일본에서 배치된 것과 같은 엄격하게 동기화된(tightly synchronized) 네트워크에서 특별히 발생하며, 중간규모 내지 대규모 셀 반경에서 점점 흔한 것이 되고 있다. 또한, 3GPP E-UTRA(enhanced UMTS Terrestrial Radio Access) 또는 LTE(Long-term Evolution)와 같은 진보된 셀룰러 OFDM 시스템은 네트워크 동기화에 크게 의존하는 E-MBMS(enhanced multimedia broadcast and multicast systems)를 위한 SFN(single frequency network)의 사용을 수용한다. 또한, 이러한 현상은 최초 셀 검색과 관련되지만, 이웃 셀 검색을 위한 동작 SNR(signal-to-noise ratio)이 상당히 저하되는 경우에 이웃 셀 검색에 대해 특히 문제가 된다. 이러한 성능 저하는 보다 긴 검색 시간으로 전이되고, 이는 핸드오버시 보다 높은 접속단절 확률로 이어질 수 있다.

따라서, 본 기술분야에서 필요한 것은 최초 셀 및 이웃 셀 검색을 달성하는 진보된 방식이다.

<개요>

상술한 종래 기술의 결함들을 다루기 위해, 본 발명은 OFDM 또는 OFDMA 통신 시스템에서의 사용을 위한 기지국 송신기를 제공한다. 기지국 송신기는 제1 및 제2 부분을 갖는 셀룰러 다운링크 동기화 신호를 제공하도록 구성된 동기화 유닛을 포함하며, 여기에서 제1 부분은 다른 송신 셀들에 할당된 복수의 상이한 제1 동기화 신호들(또는, 제1 동기화 시퀀스들) 중 대응하는 하나를 사용하고 제2 부분은 셀-특정 정보를 제공한다. 또한, 기지국 송신기는 셀룰러 다운링크 동기화 신호를 송신하도록 구성된 송신 유닛을 포함한다. 일 실시예에서, 제1 동기화 코드들의 세트가 부분적인 셀 ID 정보를 나타내도록 이용됨으로써 제2 부분에 의해 운송될 필요가 있는 셀 ID 정보의 양을 감소시킨다. 다른 실시예에서는, 제1 동기화 코드들의 세트가 어떠한 셀 ID 정보도 운송하지 않는다.

또한, 본 발명은 OFDM 또는 OFDMA 통신 시스템에서의 사용을 위한 사용자 장비 수신기를 제공한다. 일 실시예에서, 사용자 장비 수신기는 제1 및 제2 부분을 갖는 셀룰러 다운링크 동기화 신호를 수신하도록 구성된 수신기 유닛을 포함하며, 여기에서 제2 부분은 셀-특정 파라미터들을 제공한다. 추가적으로, 사용자 장비 수신기는 제2 부분을 식별하고 추출하도록 구성된 처리 유닛을 또한 포함한다.

또 다른 실시예에서, 본 방법은 제1 및 제2 부분을 갖는 셀룰러 다운링크 동기화 신호를 제공하는 단계를 포함하며, 여기에서 제1 부분은 인접하는 송신 셀들에 할당된 복수의 상이한 제1 동기화 신호들(또는, 제1 동기화 시퀀스들) 중 대응하는 하나를 사용한다. 또한, 본 방법은 제2 부분에 셀-특정 정보를 제공하는 단계와 셀룰러 다운링크 동기화 신호를 송신하는 단계를 추가적으로 포함한다.

또한, 본 발명은 OFDM 또는 OFDMA 통신 시스템에서의 사용을 위한 사용자 장비 수신기를 동작시키는 방법을 제공한다. 본 방법은 제1 및 제2 부분을 갖는 셀룰러 다운링크 동기화 신호를 수신하는 단계, 및 제2 부분을 식별하고 추출하는 단계를 포함하며, 여기에서 제2 부분은 셀-특정 파라미터들을 제공한다.

또한, 또 다른 양태에서 본 발명은 셀룰러 통신 시스템을 제공한다. 셀룰러 통신 시스템은 복수의 셀들에 제1 동기화 시퀀스들의 세트를 할당하는 관리자, 및 제1 동기화 시퀀스들 중 하나를 사용하는 셀룰러 다운링크 동기화 신호를 제공하는 중앙 셀룰러 송신기를 포함한다. 또한, 셀룰러 통신 시스템은 제1 동기화 시퀀스들 중 하나와 구분가능한 대응하는 제1 동기화 시퀀스들을 갖는 셀룰러 다운링크 동기화 신호들을 제공하는 복수의 인접한 셀룰러 송신기들을 포함한다.

본 기술분야의 당업자가 이하의 본 발명의 상세한 설명을 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 선호되고 선택적인 특징들을 앞서 약술하였다. 본 발명의 청구항들의 주제를 이루는 본 발명의 추가적인 특징들을 이하 설명할 것이다. 본 기술분야의 당업자라면, 본 발명의 동일한 목적을 수행하기 위하여 다른 구조들을 설계 또는 수정하는 기초로서 개시된 개념 및 구체적인 실시예를 용이하게 사용할 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본 기술분야의 당업자라면, 이러한 동등한 구성들이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않음을 이해할 것이다.

본 발명의 보다 완전한 이해를 위하여, 첨부된 도면과 연계된 이하의 설명이 참조될 것이다.

도 1은 본 발명의 원리에 따라 구성된 셀룰러 네트워크의 일 실시예의 도면을 도시한다.

도 2는 3개의 셀들(섹터들)을 포함하는 셀 사이트들에 대해 복수의 셀들에 대한 예시적인 (3개의 제1 시퀀스들로의) 제1 동기화 시퀀스 할당을 도시한다.

도 3은 3개의 셀들(섹터들)을 포함하는 셀 사이트들에 대해 복수의 셀들에 대한 예시적인 (7개의 제1 시퀀스들로의) 제1 동기화 시퀀스 할당을 도시한다.

도 4는 6개의 셀들(섹터들)을 포함하는 셀 사이트들에 대해 복수의 셀들에 대한 예시적인 (3개의 제1 시퀀스들로의) 제1 동기화 시퀀스 할당을 도시한다.

도 5는 3개의 제1 동기화 시퀀스들의 사용을 가정한 타이밍 및 제1 동기화 신호 검출에 대한 수신기 동작을 도시한다.

도 6은 복수의 제1 동기화 시퀀스들을 이용하는 예시적인 2-스텝 셀 검색 절차를 도시한다.

도 7은 서브-프레임-레벨 시프트들을 사용함으로써 제1 동기화 신호 구현의 개수를 증가시키는 예시적인 시간 영역 방법을 도시한다.

도 8은 심벌-레벨 시프트들을 사용함으로써 제1 동기화 신호 구현의 개수를 증가시키는 예시적인 시간 영역 방법을 도시한다.

도 9는 본 발명의 원리에 따라 수행되는 기지국 송신기를 동작시키는 방법의 실시예의 흐름도를 도시한다.

도 10은 본 발명의 원리에 따라 수행되는 기지국 송신기를 동작시키는 방법의 다른 실시예의 흐름도를 도시한다.

도 11은 본 발명의 원리에 따라 수행되는 사용자 장비 수신기를 동작시키는 방법의 일 실시예의 흐름도를 도시한다.

도 12는 본 발명의 원리에 따라 수행되는 사용자 장비 수신기를 동작시키는 방법의 다른 실시예의 흐름도를 도시한다.

처음으로 도 1에서, 본 발명의 원리에 따라 구성되고, 전반적으로 100으로 나타낸 셀룰러 네트워크의 일 실시예의 도면을 도시하였다. 셀룰러 네트워크(100)는 중앙 셀룰러 사이트 및 6개의 둘러싸는 퍼스트-티어(first-tier) 사이트들을 갖는 셀룰러 격자를 포함한다. 중앙 사이트는 하나의 중앙 기지국(BS1)을 사용하고, 둘러싸는 퍼스트-티어 사이트들은 도시된 바와 같이 퍼스트 티어 기지국들(BS2-BS7)을 사용한다. 또한, 셀룰러 네트워크(100)는 중앙 사이트에 위치한 사용자 장비(UE)를 포함한다. 하나의 셀룰러 사이트는 하나 또는 복수의 셀들로 이루어질 수 있음에 유의해야 한다. 셀은 종종 섹터와 연관된다. 따라서, "셀" 및 "섹터"라는 용어를 교대로 사용한다. 하나의 "사이트"는 동일한 기지국과 연관된 셀들/섹터들의 집합을 나타낸다.

중앙 기지국(BS1)은 동기화 유닛(106) 및 송신 유닛(107)을 갖는 기지국 송신기(105)를 포함한다. 일 실시예에서, 동기화 유닛(106)은 제1 및 제2 부분을 갖는 셀룰러 다운링크 동기화 신호를 제공하도록 구성된다. 제2 부분은 중앙 셀 또 는 사이트에 특정적인(즉, "셀-특정") 정보를 제공한다. 송신 유닛(107)은 셀룰러 다운링크 동기화 신호를 사용자 장비(UE)에 송신하도록 구성된다. 또한, 동기화 유닛(106)은 제1 및 제2 부분을 갖는 셀룰러 다운링크 동기화 신호를 제공하도록 구성된다. 제1 부분은 N(N>1)개의 상이한 제1 동기화 신호들(제1 동기화 시퀀스들) 중 하나를 사용하며, 제1 동기화 신호들은 도 1에 도시된 셀들에 각각 할당된다. 앞서 살펴본 바와 같이, 제2 부분은 중앙 셀에 특정적인 정보를 제공하며, 송신 유닛(107)은 셀룰러 다운링크 동기화 신호를 사용자 장비(UE)에 송신한다.

사용자 장비(UE)는 수신 유닛(111) 및 처리 유닛(112)을 갖는 사용자 장비 수신기(110)를 포함한다. 수신 유닛(111)은 기지국 송신기(105)로부터 셀룰러 다운링크 동기화 신호의 제1 및 제2 부분 모두를 수신하도록 구성된다. 처리 유닛(112)은 중앙 셀에 대한 셀-특정 파라미터들을 제공하는 제2 부분을 식별하고 추출하도록 구성된다.

다운링크 동기화 신호의 제1 및 제2 부분을 제공하는 것은 셀-특정 정보가 결정되기 전에 타이밍 및 주파수 오프셋 문제점이 해결될 수 있게 한다. 이는 사용자 장비(UE)에 대한 최초 셀 검색 및 핸드오버 모드에서의 복잡도를 감소시킨다. 또한, 셀-특정 정보는 프레임 타이밍 정보 및 안테나 구성 표시자와 같은, 셀 ID 외의 기타 파라미터들을 포함할 수 있다. 제2 부분에 삽입된 셀-특정 정보는 일부 또는 전체 정보일 수 있다. 예를 들어, 셀 ID 관련 정보는 전체의 물리적 셀 ID 또는 셀 ID 그룹 표시자일 수 있다. 또 다른 예는 기지국 송신 안테나의 정확한 개수 또는 기지국이 하나 또는 복수의 송신 안테나를 사용하는지에 대한 1-비트 표 시자이다. 일부의 정보만이 제2 부분으로 전달된다면, 전체 정보는 소정의 다른 수단을 이용하여 해결될 것이다. 예를 들어, 송신 안테나의 개수는 셀 검색 프로세스의 종료 후에 사용자 장비에 의해 복조되는 브로드캐스트 채널에서 시그널링될 수 있다. 또한, 송신 안테나의 개수에 대한 부분적인 표시자는 브로드캐스트 채널에 대한 송신 다이버시티 표시자로서 기능할 수 있다.

N개의 상이한 제1 동기화 시퀀스의 하나의 가능한 용법은 부분적인 셀 ID와 같은 소정의 부분적인 셀-특정 정보를 운송하는 것이다. 이 경우에, 네트워크는 제1 동기화 시퀀스의 고정된 개수(n=N)를 사용할 것이다. 그러면, 물리적인 셀 ID 정보는 제1 및 제2 동기화 신호로 분할된다. 물리적인 셀 ID가 동기화 신호(결합된 제1 및 제2 신호 모두)에 전체로 인코딩되지 않는다면, 전체의 셀 ID는 셀-특정 다운링크 파일럿 또는 기준 신호(reference signal)와 같은 소정의 기타 수단을 통해 획득될 것이다. 명확하게, 물리적 셀 ID가 동기화 신호들에 전체로 인코딩된다면, 전체의 셀 ID가 동기화 신호들을 통해 획득될 수 있다. 즉, M/L 그룹의 셀 ID들로 분할된 M개의 다른 셀 ID들이 있다면, 제2 동기화 신호는 셀 ID 그룹(M/L개의 가능한 것 중 하나)을 나타내며, 제1 동기화 신호는 셀 ID 그룹 내의 셀 ID(L개의 가능한 것 중 하나)를 특정한다. 이 경우에, 다운링크 기준 신호가 획득된 셀 ID를 검증하는 데 사용될 수 있다.

선택적으로, N개의 상이한 제1 동기화 시퀀스들의 세트는 필요할 때마다 제1 및 제2 동기화 신호들에 의해 경험된 채널 간의 불일치를 단지 회피하는 데 사용될 수 있다. 즉, 네트워크는 제1 동기화 시퀀스들의 가변 개수(1=n=N)를 이용하도록 허용된다. 예를 들어, 비동기식 네트워크에서, N개의 시퀀스들의 세트로부터 선택된 하나의 셀-공통 제1 동기화 시퀀스가 사용될 수 있다. 엄격하게 동기화된 네트워크에서, N 시퀀스들의 전부 또는 서브세트가 셀 구조에 따라 사용될 수 있다. 이 경우에, 제1 동기화 신호는, 셀 ID의 함수(function)이거나 함수가 아닐 수 있다고 할지라도, 부분적인 셀 ID와 같은 임의의 셀-특정 정보를 운송하는 데 사용되지 않는다. 따라서, 제2 동기화 신호는 전체 또는 부분적인 셀 ID 중 하나를 운송할 수 있다. 제2 동기화 신호가 부분적인 셀 ID를 운송한다면, 동기화 신호들 외의 수단들이 나머지 셀 ID 정보를 획득하는 데 이용될 것이다. 하나의 예는 셀-특정 다운링크 기준 신호 또는 파일럿을 통한 검출이다. 이와 다르게, 다운링크 기준 신호가 획득된 셀 ID를 검증하는 데 사용될 수 있다.

어느 하나의 실시예에서, 제1 동기화 시퀀스 계획은 동기식 네트워크들에서의 성능을 향상시키는 데 사용될 수 있다. 이러한 계획은, N은 단말기 복잡도 증가뿐만 아니라 타이밍 추정 정확도의 잠재적인 저하를 최소화하도록 작아야만 하므로 유익하다. 셀들에 걸친 N개의 제1 동기화 시퀀스들의 할당은 제1 및 제2 동기화 신호 간에 물리적 셀 ID가 어떻게 분할되느냐에 따라 다를 수 있다. 그러나, 제2 실시예에 대해서 N개의 제1 시퀀스의 임의 할당(random allocation)이 배제되지는 않는다.

3-섹터 6각형 사이트에 대한 N개의 제1 동기화 시퀀스들의 예시적인 계획/할당이 N=3으로 되어 있는 도 2의 실시예(201)에 도시되어 있다. 여기에서, 동일한 사이트 내의 각각의 셀은 3-섹터 사이트의 3개의 이용가능한 시퀀스들 중 하나를 할당받는다. 그리고, 이러한 패턴은 사이트들에 걸쳐 반복된다. 이러한 실시예는, 제1 동기화 신호가 L=3(각각의 셀 ID 그룹 내의 3개의 셀 ID들)을 갖는 부분적인 셀 ID 정보를 운송하는 경우에 특히 적합하다. 특히, 제2 동기화 신호에서 전달되는 셀 ID 그룹 내의 3개의 셀 ID들 간의 1대1 대응이 존재한다. 이러한 실시예는 셀 ID 정보를 운송하는 제2 동기화 신호의 부하를 감소시키지만, 동일한 사이트 내의 섹터 경계에서 채널 불일치가 발생한다. 이것은, 제2 동기화 신호에 의해 운송되는 셀 ID 그룹 정보는 사이트-특정적인 반면, 제1 동기화 신호는 셀-특정적이기 때문이다. 그러나, 기지국들에 걸쳐 복수-경로 결합 효과(multi-path combining effect)로 인한 불일치는 완화되었다는 것에 유의해야 한다. 또한, 이러한 실시예는, 제1 동기화 시퀀스/신호가 제2 동기화 신호에 의해 전달되는 셀 ID 정보와 연관되는 경우에 적합하다. 이것은, 제1 동기화 신호가 부분적인 셀 ID 정보(이 경우에, 이것은 리던던트(redundant)임)를 운송하려고 한 것이든 또는 아니든 유효하다. 도 2의 201의 도면은 단지 3개의 셀룰러 사이트들을 도시한다. 통상적인 네트워크들은 복수의 셀룰러 사이트들로 이루어지므로, 이러한 할당 패턴은 네트워크 전체를 통해 반복된다.

3-섹터 6각형 사이트에 대한 N개의 제1 동기화 시퀀스들의 또 다른 예시적인 계획/할당이 N=3으로 되어 있는 도 2의 실시예(202)에 도시되어 있다. 본 실시예는 사이트-특정 제1 동기화 시퀀스의 용법을 도시하며, 여기에서 동일한 시퀀스가 동일한 사이트 내의 상이한 섹터들에 대해 사용된다. 이것은, 제1 동기화 신호가 임의의 셀 ID 정보를 운송하려 한 것이 아니고, 제2 동기화 신호가 사이트-특정적 이고(즉, 셀 ID 그룹이 사이트 특정적임) 나머지 셀 ID 가정(hypotheses)이 셀-특정 다운링크 기준 신호 또는 파일럿을 통해 해결될 것인 경우에 특히 적합하다. 이 경우에, 제1 및 제2 동기화 신호에 의해 관측된 복수-경로 채널은 동일하다. 도 2의 202의 도면은 단지 3개의 셀룰러 사이트들을 도시한다. 통상적인 네트워크들은 복수의 셀룰러 사이트들로 이루어져 있으므로, 이러한 할당 패턴은 네트워크 전체를 통해 반복된다.

N=7인, 이전 실시예의 예시적인 확장이 도 3에 도시되어 있다. 제1 동기화 신호에 대한 퍼스트-티어 사이트들에 걸친 복수-경로 결합으로 인한 채널 불일치는 N=3으로 회피될 수 있지만, 세컨드-티어(second tier) 사이트들에 걸친 복수-경로 결합이 발생한다. 퍼스트-티어 사이트들과 세컨드-티어 사이트들에 걸친 복수-경로 결합은 N=7로 회피될 수 있다. 도 3의 도면은 단지 7개의 셀룰러 사이트들을 도시한다. 통상적인 네트워크는 복수의 셀룰러 사이트들로 이루어지므로, 이러한 할당 패턴은 네트워크 전체를 통해 반복된다.

6-섹터 6각형 사이트에 대한 N개의 제1 동기화 시퀀스들의 예시적인 계획/할당이 N=3으로 되어 있는 도 4에 도시되어 있다. 이 경우에, 3개의 제1 동기화 시퀀스들은 상이한 기지국들과 연관된 임의의 인접한 셀들의 쌍이 동일한 제1 동기화 시퀀스를 사용하는 것을 회피하도록 섹터들/셀들에 걸쳐 단지 할당된다. 도 4의 201의 도면은 단지 3개의 셀룰러 사이트들을 도시한다. 통상적인 네트워크는 복수의 셀룰러 사이트들로 이루어지므로, 이러한 할당 패턴은 네트워크 전체를 통해 반복된다.

상술한 실시예들은, 복수의 제1 동기화 시퀀스들이 보다 신속한 셀 검색을 돕기 위해 어떻게 이용될 수 있는지에 대한 예로서의 기능을 한다. 본 기술분야의 당업자에게는 다른 변형예도 가능하다.

제안된 해결책은 도 5에 도시된 수신기 구현을 제시하며, 여기에서 타이밍 및 제1 시퀀스 인덱스가 함께 검출된다. 여기에서, "인덱스"는 단지 시퀀스에 대한 지정이다(인덱스 n은 n번째 제1 시퀀스를 나타내며, 여기에서 n=1, 2, …, N임). 즉, 수신된 신호는 N개의 후보 시퀀스들 각각과 상관된다(예시적인 목적을 위해 도 5에서 N=3임). N개의 상관 프로파일들을 비교할 시에, 피크는 정확한 타이밍뿐만 아니라 제1 동기화 시퀀스 인덱스를 나타낸다. 수신기 복잡도를 감소시키기 위해서, 수신기 동작의 추가적인 최적화가 여전히 가능하다. 시퀀스 고유의 구조를 활용함으로써, 상관은 보다 효율적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 시퀀스가 시간 영역에서 {+1, -1}이라는 이진 값을 가지는 경우, 실제 덧셈(real addition)만이 요구된다. 또한, 부호-상관(sign-correlation)을 수행할 수 있으며, 여기에서 수신된 신호는 시퀀스들의 부호와 상관된다. 또한, N 시퀀스들의 서브세트는 추가적인 복잡도 감소를 위해 활용될 수 있는 소정의 공통 구간(term) 또는 구조를 공유할 수 있다.

제1 시퀀스 설계와 관련하여, N개의 제1 동기화 시퀀스들은 시간 또는 주파수 영역에서 규정될 수 있다. 주파수 영역에서 시퀀스들을 규정하는 것이 OFDM/OFDMA 기반 시스템에 대해 보다 자연스러울 수 있지만, 시간 영역에서 시퀀스들을 규정하는 것은 보다 양호한 상관 특성 및 수신기 복잡도 감소를 제공할 수 있 다. 통상적으로, 시퀀스들은 양호한 자기(auto) 및 상호(cross) 상관 특성을 갖도록 선택된다. 몇몇 예들로는, Zadoff-Chu 시퀀스, Golay 시퀀스 및 Walsh-Hadamard 시퀀스와 같은 CAZAC(constant amplitude zero auto-correlation)의 클래스가 있다.

복수의 제1 동기화 시퀀스들을 이용하는 예시적인 셀 검색 절차가 도 6에 도시되어 있다. 제2 동기화 신호는 셀 ID 그룹을 운송하고 제1 동기화 신호는 그룹 내의 셀 ID를 나타내는 것으로 가정된다. 첫번째 스텝(601)은 제1 동기화 신호를 이용하고, 선행 단락에서 설명된 심볼 타이밍 및 제1 시퀀스 인덱스 검출로 이루어진다. 제1 시퀀스 인덱스는 셀 ID 그룹 내의 셀 ID에 대응한다. 최초 셀 검색에 대해서, 주파수 오프셋 또한 추정된다. 네트워크 내의 기지국들은 통상적으로 주파수-동기화되어 있으므로, 주파수 오프셋 추정은 이웃 셀 검색에 필요하지 않다. 스텝 1이 성공적인지 결정하기 위해서, 테스트 기준이 사용된다. 스텝 1이 성공적이라면, 수신기는 스텝 2로 진행한다. 그렇지 않으면, 스텝 1이 반복되고, 복수의 인스턴스들에 대한 평균/누적(averaging/accumulation)이 성공의 확률을 높이기 위해 사용될 수 있다. 제2 스텝(602)은 제2 동기화 신호를 이용하며 셀 ID 그룹을 획득하려 한다. 본 예에서, 프레임 타이밍 및 송신 다이버시티 표시자가 또한 제2 스텝 셀 검색에서 검출된다. 동기화 신호들에 의해 운송되는 정보의 유형과 정확한 구조에 따라, 셀 검색 절차가 상이하다는 것에 유의해야 한다.

상술한 바와 같이, 제1 동기화 시퀀스들의 개수는 주로 단말기 복잡도 영향을 최소화하기 위해 최소로 유지되어야만 한다. 그러나, 제1 동기화 신호 구 현(realization)의 가능한 개수를 증가시키는 것이 일반적으로 바람직한데, 이는 동기식 네트워크에서 채널 불일치 효과를 회피하기 위해 계획 및 배치 유연성을 제공하기 때문이다. 제1 동기화 신호 구현의 개수를 증대시키기 위해, 주파수 또는 시간 영역 방법이 사용될 수 있다. 주파수 영역 방법은 동기화 신호 대역폭의 일부를 주파수 재사용과 유사한 특정의 제1 동기화 신호 구현에 할당한다. 그러나, 이는 또한 복잡도 증가로 이어진다. 반면, 시간 영역 방법은 상이한 셀들에 걸쳐 하나의 무선 프레임 내의 제1 동기화 신호들의 위치를 변화시키는 것이 된다. 상이한 셀들은 동일한 사이트 내의 셀들(인트라-사이트(intra-site) 셀들) 또는 상이한 사이트들과 연관된 셀들(인터-사이트(inter-site) 셀들)일 수 있다. N'의 상이한 시간 시프트 및 N 시퀀스로, 총 N×N'의 동기화 신호 구현이 이용가능하다. 이러한 구현의 서브세트 또는 전체가 네트워크에서 사용될 수 있다. 시간 영역 방법은 단말기 복잡도를 증가시키지 않는데, 이는 단말기에 대해 투명(transparent)하기 때문이다.

시간 영역 방법에 대해, 2개의 상이한 실시예들이 가능하다. 제1 실시예는 도 7에 도시되는데, 여기에서는 서브-프레임-레벨 시프트가 제1 동기화 신호 구현의 개수를 증가시키도록 사용된다. 예로써, 1개의 무선 프레임은 10개의 서브-프레임들로 이루어지고, 2개의 서브-프레임은 동기화 신호들을 운송하는 데 이용되는 것으로 가정된다. N'=2, 3 및 5인 것이 도시되어 있다. 제2 실시예는 도 8에 도시되어 있는데, 여기에서 심볼-레벨 시프트가 제1 동기화 신호 구현의 개수를 증가시키도록 사용된다. 이 경우에, 동기화 신호들을 운송하는 서브-프레임은 고정되 지만, 상기 서브-프레임 내의 동기화 신호들의 위치는 변경된다. 전체 5 시프트를 갖는 예시적인 시나리오가 도 8에 도시되어 있으며, 여기에서 제1 및 제2 동기화 신호들은 서로 인접해 있다. 또 다른 가능한 실시예는 제1 동기화 시퀀스들의 순환(circular) 시프트를 적용하는 것이다.

도 9에서, 전반적으로 900으로 표기되고, 본 발명의 원리에 따라 수행되는 기지국 송신기를 동작시키는 방법의 일 실시예의 흐름도가 도시되어 있다. 본 방법(900)은 스텝(901)에서 시작한다. 그 후에, 스텝(902)에서, 제1 및 제2 부분을 갖는 셀룰러 다운링크 동기화 신호가 제공된다. 제1 부분은 인접한 송신 셀들에 할당된 복수의 상이한 제1 동기화 신호들 중 대응하는 하나를 사용한다. 셀-특정 정보가 스텝(903)에서 제2 부분에 추가적으로 제공된다. 셀-특정 파라미터들은 적어도 셀 식별 정보를 포함한다. 기타 셀-특정 파라미터들은 무선 프레임 타이밍 및 안테나 구성 표시자를 포함할 수 있다. 스텝(904)에서 셀룰러 다운링크 동기화 신호가 송신되며, 스텝(905)에서 본 방법(900)은 종료된다.

도 10에서, 전반적으로 1000으로 표기되고, 본 발명의 원리에 따라 수행되는 기지국 송신기를 동작시키는 방법의 또 다른 실시예의 흐름도가 도시되어 있다. 스텝(1001)에서 본 방법(1000)은 시작한다. 그 후 스텝(1002)에서, 제1 및 제2 부분을 갖는 셀룰러 다운링크 동기화 신호가 제공된다. 제1 부분은 인접하는 송신 셀들에 할당된 복수의 상이한 제1 동기화 신호들 중 대응하는 하나를 사용한다. 또한, 제1 동기화 신호의 선택은 부분적인 셀 식별 정보를 나타낸다. 스텝(1003)에서, 나머지 셀 식별 정보는 무선 프레임 타이밍 및 안테나 구성 표시자와 같은 몇몇 기타 셀-특정 파라미터들과 함께 제2 부분에 추가적으로 제공된다. 스텝(1004)에서 셀룰러 다운링크 동기화 신호가 송신되고, 스텝(1005)에서 본 방법(1000)은 종료한다.

도 11에서, 전반적으로 1100으로 표기되고, 본 발명의 원리에 따라 수행되는 사용자 장비 수신기를 동작시키는 방법의 일 실시예의 흐름도가 도시되어 있다. 스텝(1101)에서 본 방법(1100)은 시작하고, 그 후에 스텝(1102)에서 제1 및 제2 부분을 갖는 셀룰러 다운링크 동기화 신호가 수신된다. 제1 부분은 인접하는 송신 셀들에 할당된 복수의 상이한 제1 동기화 신호들 중 하나를 사용한다. 스텝(1103)에서, 셀룰러 다운링크 동기화 신호의 제1 부분은 타이밍 획득을 수행하고, 제1 동기화 시퀀스의 인덱스를 검출하는 데에 이용된다. 또한, 주파수 오프셋 추정 및 정정이 수행된다. 타이밍 획득은 복수의 상이한 제1 동기화 신호들의 복수의 사본들 중 대응하는 하나와 제1 부분을 상관시킴으로써 수행된다. 스텝(1103)에서 일단 타이밍 및 주파수 락(lock)이 확립되면, 스텝(1104)에서 제2 부분이 식별되고 추출된다. 그 후에 스텝(1105)에서 제2 부분이 셀-특정 파라미터들을 제공하기 위해 사용된다. 셀-특정 파라미터들은 셀룰러 다운링크 동기화 신호의 제2 부분을 복조하고 디코딩함으로서 결정된다. 셀-특정 파라미터들은 적어도 셀 식별 정보를 포함한다. 스텝(1106)에서 본 방법(1100)은 종료한다.

도 12에서, 전반적으로 1200으로 표기되고, 본 발명의 원리에 따라 수행되는 사용자 장비 수신기를 동작시키는 방법의 또 다른 실시예의 흐름도가 도시되어 있다. 스텝들(1201, 1202, 1203, 1204 및 1206)은 도 11에 도시된 실시예(1100)의 대응부와 동일하다. 유일한 차이점은, 셀 식별 정보가 제1 및 제2 부분 모두로부터 결정되는 스텝(1205)에 있다. 부분적인 셀 식별 정보는 제1 동기화 시퀀스의 검출된 인덱스를 통해 제1 부분으로부터 획득된다.

본 발명에서 개시된 방법들은 OFDM/OFDMA, CDMA 또는 TDMA와 같은 임의의 변조 또는 다중 접속 기술을 사용하는 임의의 셀룰러 통신 시스템에 대해 적용가능하다. 또한, 이러한 해결책은 FDD(frequency-division duplexing) 및 TDD(time-division duplexing)와 같은 임의의 듀플렉싱 스킴(duplexing scheme)에 대해 유효하다.

본 명세서에서 개시된 방법들은 특정의 순서로 수행되는 특정 스텝들을 참조하여 설명되고 도시되었지만, 이러한 스텝들은 본 발명의 교시를 벗어나지 않고도 동등한 방법을 형성하기 위하여 결합, 재분할 또는 재정렬될 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 명세서에서 특별히 지시하지 않는다면, 스텝들의 순서 또는 그룹화는 본 발명의 제한 요소가 아니다.

본 발명이 상세히 설명되었지만, 본 기술분야의 당업자라면 그 넓은 양식에서 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변화, 치환 및 수정을 이룰 수 있음을 이해할 것이다.

Claims

동기화 유닛과 송신 유닛을 갖는 기지국 송신기를 동작시키는 방법으로서,

상기 동기화 유닛에 의해, 제1(primary) 및 제2(secondary) 부분을 갖는 셀룰러 다운링크 동기화 신호를 상기 송신 유닛으로 제공하는 단계 - 상기 제1 부분은 복수의 상이한(different) 제1 신호들 중 하나를 사용함 -;

상기 동기화 유닛에 의해, 상기 제2 부분 내의 셀-특정 파라미터들을 상기 송신 유닛으로 추가적으로 제공하는 단계; 및

상기 송신 유닛에 의해, 상기 셀룰러 다운링크 동기화 신호를 사용자 장비로 송신하는 단계

를 포함하는 기지국 송신기 동작 방법.
제1항에 있어서,

상기 복수의 상이한 제1 신호들은 복수의 상이한 제1 동기화 시퀀스들과 연관되는, 기지국 송신기 동작 방법.
제1항에 있어서,

상기 셀-특정 파라미터들은 적어도 셀 식별 정보 및 무선 프레임 타이밍 표시자를 포함하는, 기지국 송신기 동작 방법.
제3항에 있어서,

상기 셀-특정 파라미터들은 안테나 구성 표시자를 더 포함하는, 기지국 송신기 동작 방법.
제1항에 있어서,

상기 복수의 상이한 제1 신호들은 부분적인 셀 식별 정보에 대응하고, 상기 제2 부분은 나머지 셀 식별 정보를 운송하는, 기지국 송신기 동작 방법.
제1항에 있어서,

상기 상이한 제1 신호들의 개수는 3개인, 기지국 송신기 동작 방법.
동기화 유닛과 송신 유닛을 포함하는 기지국 송신기로서,

상기 동기화 유닛은 제1 및 제2 부분을 갖는 셀룰러 다운링크 동기화 신호를 상기 송신 유닛으로 제공하도록 구성되고, 상기 제1 부분은 복수의 상이한 제1 신호들 중 하나를 사용하고 상기 제2 부분은 셀-특정 정보를 제공하며,

상기 송신 유닛은 상기 셀룰러 다운링크 동기화 신호를 사용자 장비에 송신하도록 구성된, 기지국 송신기.
수신 유닛과 처리 유닛을 갖는 사용자 장비 수신기를 동작시키는 방법으로서,

상기 수신 유닛에 의해, 기지국 송신기로부터 제1 및 제2 부분을 갖는 셀룰러 다운링크 동기화 신호를 수신하는 단계 - 상기 제1 부분은 복수의 상이한 제1 신호들 중 하나를 사용하고 상기 제2 부분은 셀-특정 파라미터들을 제공함 -;

상기 처리 유닛에 의해, 상기 복수의 상이한 제1 신호들에 대응하는 복수의 파형들 중 적어도 하나와 상기 수신된 신호를 상관시키는 단계; 및

상기 처리 유닛에 의해, 상기 제2 부분을 식별하고 추출하는 단계

를 포함하는, 사용자 장비 수신기 동작 방법.
사용자 장비 수신기로서,

기지국 송신기로부터 제1 및 제2 부분을 갖는 셀룰러 다운링크 동기화 신호를 수신하도록 구성된 수신 유닛 - 상기 제1 부분은 복수의 상이한 제1 신호들 중 하나를 사용하고 상기 제2 부분은 셀-특정 파라미터들을 제공함 -; 및

상기 복수의 상이한 제1 신호들에 대응하는 복수의 파형들 중 적어도 하나와 상기 수신된 신호를 상관시키는 처리 유닛 - 상기 처리 유닛은 상기 제2 부분을 식별하고 추출하도록 더 구성됨 -

을 포함하는 사용자 장비 수신기.
관리자(manager)를 포함하는 셀룰러 통신 네트워크를 동작시키는 방법으로서,

관리자에 의해, 서로 식별이 가능한(distinguishable) 제1 동기화 신호들의 세트를 복수의 셀들에 할당하는 단계;

상기 관리자에 의해, 셀 식별을 네트워크 내의 셀들에 배정하는 단계;

상기 관리자에 의해, 상기 제1 동기화 신호들 중 하나를 사용하는 다운링크 동기화 신호를 중앙 셀룰러 송신기에 제공하는 단계; 및

상기 관리자에 의해, 복수의 인접(adjacent) 셀룰러 송신기들에 대해, 각기 상기 제1 동기화 신호들 중 하나와는 식별 가능한 제1 동기화 신호를 갖는 다운링크 동기화 신호들을 추가적으로 제공하는 단계

를 포함하는 셀룰러 통신 네트워크 동작 방법.