KR101142787B1 - Method for transmitting sychronization signal and calculating correlation value thereof in wireless communication system - Google Patents
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Abstract
개시된 기술은 무선 통신 시스템에서 동기 신호 전송 방법 및 그 상관 값 산출 방법에 관한 것이다. 실시예들 중에서, 복수의 동기 신호를 포함하는 동기 신호 그룹으로부터 새로운 동기 신호를 생성하여 전송하는 방법은, 상기 동기 신호 그룹에 속하는 동기 신호의 실수 성분들 및 허수 성분들 중 적어도 하나의 성분을 조합하여 상기 새로운 동기 신호의 실수 성분을 생성하는 단계; 상기 동기 신호 그룹에 속하는 동기 신호의 실수 성분들 및 허수 성분들 중 적어도 하나의 성분을 조합하여 상기 새로운 동기 신호의 허수 성분을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 새로운 동기 신호를 단말에 전송하는 단계를 포함한다. 상기 새로운 동기 신호는 상기 동기 신호 그룹에 속하는 동기 신호들과 다른 신호이다. The disclosed technology relates to a synchronization signal transmission method and a correlation value calculation method in a wireless communication system. Among the embodiments, a method of generating and transmitting a new sync signal from a sync signal group including a plurality of sync signals may include combining at least one of real and imaginary components of a sync signal belonging to the sync signal group. Generating a real component of the new sync signal; Generating an imaginary component of the new sync signal by combining at least one of real and imaginary components of the sync signal belonging to the sync signal group; And transmitting the generated new synchronization signal to the terminal. The new sync signal is a different signal from the sync signals belonging to the sync signal group.
Description
개시된 기술은 무선 통신 시스템에서 동기 신호 전송 방법 및 그 상관 값 산출 방법에 관한 것이다.The disclosed technology relates to a synchronization signal transmission method and a correlation value calculation method in a wireless communication system.
WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), LTE-Advanced(Long Term Evolution-Advanced) 등의 비동기(asynchronous) 방식 무선 이동 통신 시스템은 기지국 간 서로 다른 패턴의 동기 신호(synchronization signal)를 사용하여, 단말의 기지국 구분, 셀 선택 및 초기 동기를 수행하도록 지원한다. 예컨대, LTE-Advanced 시스템의 경우, 기지국이 단말의 셀 선택 및 초기 동기를 위해 PSS(Primary Synchronization Signal)과 SSS(Secondary Synchronization Signal)을 주기적으로 전송한다. 여기서 PSS 및 SSS의 패턴 수는 각각 3개 및 168개에 해당한다. Asynchronous wireless mobile communication systems such as Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) and Long Term Evolution-Advanced (LTE-Advanced) use different patterns of synchronization signals between base stations, thereby providing a base station of a terminal. It supports to perform division, cell selection and initial synchronization. For example, in the LTE-Advanced system, the base station periodically transmits a Primary Synchronization Signal (PSS) and a Secondary Synchronization Signal (SSS) for cell selection and initial synchronization of the UE. Here, the number of patterns of PSS and SSS corresponds to 3 and 168, respectively.
한편, LTE-Advanced를 비롯한 최근의 무선 이동 통신 시스템에서는 기지국 셀 커버리지 내에 펨토셀(femto cell)과 같은 저전력 노드를 추가하여 운용하는 이종 네트워크(heterogenous network) 기술의 적용이 고려되고 있다. 펨토셀과 같은 저전력 노드가 설치되어 이종 네트워크 환경이 구현되면, 다수의 펨토셀이 밀집된 펨토 클러스터(femto cluster) 환경이 형성될 수 있다.Meanwhile, in recent wireless mobile communication systems including LTE-Advanced, application of heterogeneous network technology that adds and operates a low power node such as a femto cell in base station cell coverage is being considered. When a low power node such as a femtocell is installed and a heterogeneous network environment is implemented, a femto cluster environment in which a plurality of femtocells are concentrated may be formed.
개시된 기술이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 동기 신호 전송 방법 및 그 상관 값 산출 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a synchronization signal transmission method and a correlation value calculation method in a wireless communication system.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 개시된 기술의 제1 측면은 복수의 동기 신호를 포함하는 동기 신호 그룹으로부터 새로운 동기 신호를 생성하여 전송하는 방법에 있어서, 상기 동기 신호 그룹에 속하는 동기 신호의 실수 성분들 및 허수 성분들 중 적어도 하나의 성분을 조합하여 상기 새로운 동기 신호의 실수 성분을 생성하는 단계; 상기 동기 신호 그룹에 속하는 동기 신호의 실수 성분들 및 허수 성분들 중 적어도 하나의 성분을 조합하여 상기 새로운 동기 신호의 허수 성분을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 새로운 동기 신호를 단말에 전송하는 단계를 포함하고, 상기 새로운 동기 신호는 상기 동기 신호 그룹에 속하는 동기 신호들과 다른 신호인 동기 신호 전송 방법을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, a first aspect of the disclosed technology is a method of generating and transmitting a new sync signal from a sync signal group including a plurality of sync signals, the real components of the sync signal belonging to the sync signal group and Combining at least one of the imaginary components to produce a real component of the new sync signal; Generating an imaginary component of the new sync signal by combining at least one of real and imaginary components of the sync signal belonging to the sync signal group; And transmitting the generated new synchronization signal to the terminal, wherein the new synchronization signal is a signal different from the synchronization signals belonging to the synchronization signal group.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 개시된 기술의 제2 측면은 복수의 기준 신호를 포함하는 기준 신호 그룹으로부터 생성되는 새로운 기준 신호와, 단말이 기지국으로부터 수신하는 수신 신호의 상관 값을 산출하는 방법에 있어서, 상기 단말이 상기 기지국으로부터 상기 수신 신호를 수신하는 단계; 복수의 상관기가 상기 기준 신호 그룹에 속하는 기준 신호와 상기 수신 신호의 상관 값을 산출하는 단계; 상기 상관 값을 산출하는 단계에서 생성되는 부분 상관 값을 상기 복수의 상관기로부터 제공받는 단계; 및 상기 제공된 부분 상관 값을 조합하여, 상기 새로운 기준 신호와 상기 수신 신호의 상관 값을 산출하는 단계를 포함하고, 상기 새로운 기준 신호는 상기 기준 신호 그룹에 포함된 기준 신호와 다른 신호인 상관 값 산출 방법을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, a second aspect of the disclosed technology is a method of calculating a correlation value between a new reference signal generated from a reference signal group including a plurality of reference signals and a received signal received from a base station by a terminal, Receiving, by the terminal, the received signal from the base station; Calculating a correlation value between a reference signal belonging to the reference signal group and the received signal by a plurality of correlators; Receiving a partial correlation value generated in the calculating of the correlation value from the plurality of correlators; And combining the provided partial correlation values to calculate a correlation value of the new reference signal and the received signal, wherein the new reference signal is a signal different from a reference signal included in the reference signal group. Provide a method.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 개시된 기술의 제3 측면은 복수의 기준 신호를 포함하는 기준 신호 그룹으로부터 생성되는 새로운 기준 신호와, 단말이 기지국으로부터 수신하는 수신 신호의 상관 값을 산출하는 방법에 있어서, 상기 단말이 상기 기지국으로부터 상기 수신 신호를 수신하는 단계; 복수의 상관기(correlator)-상기 복수의 상관기 각각은 상기 기준 신호 그룹에 속한 서로 다른 기준 신호에 대한 상관 연산을 수행함-가 부분 상관 값을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 부분 상관 값을 조합하여, 상기 새로운 기준 신호와 상기 수신 신호의 상관 값을 산출하는 단계를 포함하고, 상기 새로운 기준 신호는 상기 기준 신호 그룹에 포함된 기준 신호와 다른 신호인 상관 값 산출 방법을 제공한다.According to a third aspect of the disclosed technology, a method of calculating a correlation value between a new reference signal generated from a reference signal group including a plurality of reference signals and a received signal received from a base station by a terminal, Receiving, by the terminal, the received signal from the base station; Generating a partial correlation value by a plurality of correlators, each of the correlators performing a correlation operation on different reference signals belonging to the reference signal group; And combining the generated partial correlation values to calculate a correlation value between the new reference signal and the received signal, wherein the new reference signal is a signal different from a reference signal included in the reference signal group. Provide a calculation method.
개시된 기술의 실시 예들은 다음의 장점들을 포함하는 효과를 가질 수 있다. 다만, 개시된 기술의 실시 예들이 이를 전부 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다. Embodiments of the disclosed technique may have effects that include the following advantages. It should be understood, however, that the scope of the disclosed technology is not to be construed as limited thereby, since the embodiments of the disclosed technology are not meant to include all such embodiments.
개시된 기술에 따르면, 동기 신호의 패턴 중첩 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 펨토 클러스트 환경에서 동기 신호의 패턴 중첩이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 패턴 중첩 현상으로 인한 단말의 초기 셀 탐색 및 주파수 동기, 타이밍 동기 알고리즘의 성능 열화를 방지할 수 있다.According to the disclosed technology, it is possible to prevent the pattern overlap phenomenon of the synchronization signal. Accordingly, pattern overlap of synchronization signals can be prevented from occurring in a femto cluster environment, and performance degradation of initial cell search, frequency synchronization, and timing synchronization algorithms of a terminal due to pattern overlap can be prevented.
도 1은 LTE-Advanced 시스템의 PSS를 이용한 초기 셀 탐색 및 타이밍 동기를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 PSS의 부반송파 할당 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 LTE-Advanced의 이종 네트워크 기술에서 논의되고 있는 저전력 노드를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 3개의 펨토셀이 인접해 있는 환경에서 발생하는 PSS 패턴 중첩 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 동기 신호를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 개시된 기술의 일 실시예에 따라 생성된 동기 신호의 상관 값을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 개시된 기술의 일 실시예에 따라 새로운 동기신호를 생성하고, 이에 대한 상관 값을 산출하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 개시된 기술의 일 실시예에 따라 생성된 5개의 패턴에 대하여 실수부, 허수부 및 패턴 간 상호 상관 출력을 정리한 표이다.
도 9는 기존 세 종류의 PSS 및 개시된 기술의 일 실시예에 따라 생성된 패턴의 자기 상관 패턴을 나타낸 그래프이다.
도 10은 각 패턴 별 최대 피크 대 최대 인접 피크 비를 나타낸 표이다.
도 11은 차동 상관(differential correlation) 기법 적용 시 SNR(Signal to Noise power Ratio: 신호 대 잡음 전력비)에 따른 패턴 종류별 동기 알고리즘의 검출 오류 확률을 나타낸 그래프이다.
도 12는 부분 상관(partial correlation) 기법 적용 시 SNR에 따른 패턴 종류별 대략적 동기 알고리즘의 검출 오류 확률을 나타낸 것이다.1 is a diagram illustrating a process of performing initial cell search and timing synchronization using PSS of an LTE-Advanced system.
2 is a diagram for describing a subcarrier allocation structure of a PSS.
3 is a diagram for explaining a low power node being discussed in the heterogeneous network technology of LTE-Advanced.
4 is a diagram for describing a PSS pattern overlapping phenomenon occurring in an environment where three femtocells are adjacent to each other.
5 is a view for explaining a method of generating a synchronization signal according to an embodiment of the disclosed technology.
6 is a diagram for describing a method of calculating a correlation value of a synchronization signal generated according to an embodiment of the disclosed technology.
7 is a flowchart illustrating a method of generating a new synchronization signal and calculating a correlation value according to an embodiment of the disclosed technology.
FIG. 8 is a table listing cross-correlation outputs between a real part, an imaginary part, and a pattern of five patterns generated according to an embodiment of the disclosed technology.
9 is a graph illustrating autocorrelation patterns of three types of PSSs and patterns generated according to one embodiment of the disclosed technology.
10 is a table showing a maximum peak to maximum adjacent peak ratio for each pattern.
11 is a graph illustrating a detection error probability of a synchronization algorithm for each pattern type according to a signal to noise power ratio (SNR) when a differential correlation technique is applied.
12 illustrates the probability of detection error of the coarse synchronization algorithm for each pattern type according to SNR when applying the partial correlation technique.
개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The description of the disclosed technique is merely an example for structural or functional explanation and the scope of the disclosed technology should not be construed as being limited by the embodiments described in the text. That is, the embodiments may be variously modified and may have various forms, and thus the scope of the disclosed technology should be understood to include equivalents capable of realizing the technical idea.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Meanwhile, the meaning of the terms described in the present application should be understood as follows.
“제1”, “제2” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms " first ", " second ", and the like are used to distinguish one element from another and should not be limited by these terms. For example, the first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" to another component, it should be understood that there may be other components in between, although it may be directly connected to the other component. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. On the other hand, other expressions describing the relationship between the components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly neighboring to", should be interpreted as well.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions should be understood to include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise, and terms such as "include" or "have" refer to features, numbers, steps, operations, components, parts, or parts thereof described. It is to be understood that the combination is intended to be present, but not to exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.
각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.Each step may occur differently from the stated order unless the context clearly dictates the specific order. That is, each step may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the disclosed technology belongs, unless otherwise defined. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted to be consistent with meaning in the context of the relevant art and can not be construed as having ideal or overly formal meaning unless expressly defined in the present application.
도 1은 LTE-Advanced 시스템의 PSS를 이용한 초기 셀 탐색 및 타이밍 동기를 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. WCDMA, LTE-Advanced 등의 비동기 방식 무선 이동 통신 시스템에서는 기지국 간 서로 다른 패턴의 동기 신호를 사용함으로써 단말의 기지국 구분 및 셀 선택, 초기 동기를 수행하도록 지원하고 있다. 도 1을 참조하여, LTE-Advanced 시스템의 경우를 예로 들어 단말의 초기 셀 탐색 및 동기 수행 과정에 대해 설명한다. 초기 셀 탐색은 각 셀에 할당된 세 종류의 PSS를 이용하여 기지국에서 전송된 프레임의 수신 여부 및 시작 위치를 판단하고 수신된 PSS의 cell ID를 결정하는 과정이다. 수신된 신호는 5 ms 구간 동안 cell ID에 따라 다른 3개의 기준 신호와 상관 연산이 수행된다. 기준 신호로는 각 셀에 할당된 세 종류의 PSS 신호가 사용되며, 기준 신호는 수신 신호와의 상관 값을 기초로 수신 신호의 셀 ID를 결정할 수 있도록 한다. 기준 신호는 참조 신호 등 다른 명칭으로 표현될 수도 있다. 수신 신호 r[n]과 기준 신호 s[n]의 상관 연산 과정은 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.1 is a diagram illustrating a process of performing initial cell search and timing synchronization using PSS of an LTE-Advanced system. Asynchronous wireless mobile communication systems, such as WCDMA and LTE-Advanced, support synchronization of base stations, cell selection, and initial synchronization of terminals by using different patterns of synchronization signals between base stations. Referring to FIG. 1, a process of performing initial cell search and synchronization of a terminal will be described, taking the case of the LTE-Advanced system as an example. Initial cell search is a process of determining whether a frame transmitted from a base station is received and a start position by using three types of PSSs assigned to each cell, and determining a cell ID of the received PSS. The received signal is correlated with three other reference signals according to cell ID during a 5 ms period. Three types of PSS signals allocated to each cell are used as the reference signal, and the reference signal enables the cell ID of the received signal to be determined based on a correlation value with the received signal. The reference signal may be represented by another name such as a reference signal. The correlation calculation process of the received signal r [n] and the reference signal s [n] can be expressed by
수학식 1에서 는 고속푸리에변환(Fast Fourier Transform, FFT) 크기를 의미하며, n은 시간 영역 샘플의 인덱스를 의미한다. 는 s[n]의 공액 복소를 나타낸다. 수학식 1과 같은 상관 출력에 대하여, 단말은 임계값을 넘는 출력 중 최대값을 갖는 신호를 cell ID로 판단하며 셀 접속을 수행한다. 또한, 단말은 수학식 2와 같이 상관 출력의 최대값이 검출되는 위치 를 추정하여 해당 위치를 기준으로 프레임 동기를 수행한다.In
이때, 기준 신호로 사용되는 세 종류의 PSS 신호는 각각 25, 29, 34의 루트 인덱스(root index)를 가지는 Zadoff Chu(ZC) 시퀀스로 구성되며, 주파수 영역에서 direct current(DC) 부반송파를 기준으로 63개의 부반송파에 할당된다. ZC 시퀀스는 종래의 CAZAC 시퀀스의 한 종류로써 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) 및 자기상관(autocorrelation) 특성이 우수한 특징을 가지고 있다. 따라서, ZC 시퀀스는 직교 주파수 분할 다중 전송뿐만 아니라 SC-FDE(Single Carrier Frequency Domain Equalization), UWB(Ultra Wide Band) 등 다양한 시스템에서 동기용 기준 신호로 적용되고 있다. 루트 인덱스를 d로 표현할 때, 63 길이를 가지는 ZC 시퀀스는 수학식 3과 같이 정의된다.In this case, three types of PSS signals used as reference signals are composed of Zadoff Chu (ZC) sequences having root indexes of 25, 29, and 34, respectively, based on direct current (DC) subcarriers in the frequency domain. It is allocated to 63 subcarriers. The ZC sequence is a type of the conventional CAZAC sequence and has excellent characteristics of Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) and autocorrelation. Accordingly, the ZC sequence has been applied as a reference signal for synchronization in various systems such as SC-FDE (Ultra Wide Band), UWB (Ultra Wide Band) as well as orthogonal frequency division multiplexing. When the root index is represented by d, a ZC sequence having a length of 63 is defined as in
도 2는 PSS의 부반송파 할당 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 수학식 3의 63 길이 ZC 시퀀스가 DC 인덱스를 기준으로 63개의 부반송파에 할당되며, DC 인덱스에는 0이 할당된다. DC 인덱스를 라 할 때 이와 같은 할당 구조는 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.2 is a diagram for describing a subcarrier allocation structure of a PSS. Referring to FIG. 2, a 63 length ZC sequence of
시간 영역 PSS 신호는 수학식 4의 주파수 영역 PSS 신호에 대한 역고속푸리에변환(Inverse Fourier Transform, IFFT) 출력으로 정의되며 이는 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.The time-domain PSS signal is defined as an Inverse Fourier Transform (IFFT) output for the frequency-domain PSS signal of
기지국은 시간 영역 PSS 신호를 단말에 전송하여 단말과의 동기를 수행한다. 한편, 최근의 무선 이동 통신 시스템에서는 기지국 셀 커버리지 내에 다양한 저전력 노드를 추가하여 운용하는 이종 네트워크 기술의 적용을 고려하고 있다.
The base station transmits a time domain PSS signal to the terminal to perform synchronization with the terminal. Meanwhile, recent wireless mobile communication systems consider application of heterogeneous network technology in which various low power nodes are added and operated in base station cell coverage.
도 3은 LTE-Advanced의 이종 네트워크 기술에서 논의되고 있는 저전력 노드를 설명하기 위한 도면이다. 저전력 노드의 예로는, Hot zone cell(310), Relay node(320), Femto cell(330) 등이 있다. Hot zone cell(310)은 인구 밀집 지역에서의 충분한 성능 보장을 목적으로 망 사업자가 설치하는 노드로, 피코셀(pico cell)이라고도 표현된다. Hot zone cell(310)은 기지국과의 유선 인터페이스를 가진다. Relay node(320)은 셀 커버리지 확장 및 음영 지역 해소를 목적으로 망 사업자가 설치하는 노드로서 eNB(evolved NodeB)와의 무선 인터페이스를 가진다. Femto cell(330)은 특정 사용자 집단(CSG: Closed Subscriber Group)만을 서비스 대상으로 하는 실내용 저전력 노드로 주로 개인이 필요에 의해 구입하여 설치, 운용한다. Femto cell(330)의 기지국 인터페이스의 유, 무선 여부는 LTE-Advanced 표준 상에서 아직 결정되지 않은 상태이다.3 is a diagram for explaining a low power node being discussed in the heterogeneous network technology of LTE-Advanced. Examples of low power nodes include a
펨토셀(330)과 같은 저전력 노드가 설치되어 이종 네트워크 환경이 구현됨에 따라 다수의 펨토셀이 밀집된 펨토 클러스터(femto cluster) 환경이 형성될 수 있다. 다수의 펨토셀이 인접해 있는 펨토 클러스터 환경에서는, 단말의 셀 선택 및 초기 동기를 위한 동기 신호 패턴의 중첩이 발생할 수 있다. 특히, LTE-Advanced의 PSS의 경우 인접 노드 간 동일한 패턴의 동기 신호를 사용하게 되는 패턴 중첩 현상이 더욱 빈번하게 발생할 것으로 예상된다.
As a low power node such as a
도 4는 3개의 펨토셀이 인접해 있는 환경에서 발생하는 PSS 패턴 중첩 현상을 설명하기 위한 도면이다. 펨토셀이 3개 이상 밀집하는 경우 단말이 원활하게 셀 탐색을 하기 위해서는 기지국을 포함하여, 4개 이상의 노드를 구분할 수 있어야 한다. 그러나, 현재 LTE-Advanced 표준 상 PSS 패턴의 수는 3개이므로, 펨토셀이 3개 이상 밀집하고 있다면 4개의 노드 중 적어도 두 개의 노드는 동일한 PSS 패턴을 사용하는 패턴 중첩 현상이 발생한다. 도 4를 참조하면, 펨토셀 1, 펨토셀 2 및 펨토셀 3은 서로 다른 PSS 패턴을 사용하고 있으나, 기지국과 펨토셀 2의 PSS 패턴이 충돌하는 것을 확인할 수 있다. 즉, PSS 패턴의 수보다 더 많은 펨토셀이 밀집하는 환경에서는 패턴의 중첩이 발생하게 된다. 패턴 중첩 현상이 발생하면, 단말의 초기 셀 탐색 및 주파수 동기, 타이밍 동기 알고리즘의 성능 열화가 발생한다.
4 is a diagram for describing a PSS pattern overlapping phenomenon occurring in an environment where three femtocells are adjacent to each other. In the case where three or more femtocells are concentrated, the UE should be able to distinguish four or more nodes, including a base station, for smooth cell search. However, since the current number of PSS patterns in the LTE-Advanced standard is three, if three or more femtocells are concentrated, at least two nodes of four nodes use the same PSS pattern. Referring to FIG. 4, although
도 5는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 동기 신호를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 개시된 기술은 도 4를 참조하여 설명한, 이종 네트워크 환경에서 발생할 수 있는 동기 신호 패턴 중첩 현상을 방지하기 할 수 있도록 한다. 동기 신호 중첩 현상은 단말의 cell ID 검출 성능 열화 및 주파수, 타이밍 동기 성능의 열화를 야기할 수 있다. 개시된 기술에서는 동기 신호 패턴 중첩을 방지하기 위하여, 기존 동기 신호 패턴의 실수부 및 허수부 조합을 통해 펨토셀을 위한 새로운 동기 신호를 생성한다. 개시된 기술에 따라 새로운 동기 신호를 생성하는 경우, 기존 단말에 탑재된 상관기 내에서 연산되는 값들의 조합을 통해 새로운 동기 신호에 대한 상관 값을 산출할 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 새로운 동기 신호를 사용하더라도, 하드웨어의 증가가 필요하지 않다. 도 5에서는 LTE-Advanced의 PSS 신호 패턴 생성을 예로 들어 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 개시된 기술은 동일 시스템의 SSS 생성 및 타 시스템의 동기 신호 생성에도 동일하게 적용될 수 있다. 5 is a view for explaining a method of generating a synchronization signal according to an embodiment of the disclosed technology. The disclosed technique may prevent the synchronization signal pattern overlapping phenomenon that may occur in the heterogeneous network environment described with reference to FIG. 4. The synchronization signal overlap phenomenon may cause degradation of cell ID detection performance, frequency, and timing synchronization performance of the terminal. In order to prevent overlapping of the synchronization signal pattern, the disclosed technology generates a new synchronization signal for the femtocell through a combination of real and imaginary parts of the existing synchronization signal pattern. When generating a new synchronization signal according to the disclosed technology, there is an advantage that a correlation value for a new synchronization signal can be calculated through a combination of values calculated in a correlator mounted on an existing terminal. Therefore, even if a new synchronization signal is used, no increase in hardware is required. In FIG. 5, a PSS signal pattern generation of LTE-Advanced is described as an example, but is not limited thereto. The disclosed technology may be equally applied to SSS generation of the same system and synchronization signal generation of another system.
개시된 기술에 따른 새로운 동기 신호 생성 방법은, 기존의 동기 신호 패턴의 실수 성분들과 허수 성분들을 조합하여 새로운 동기 신호의 실수 성분과 허수 성분을 생성한다. 본 명세서에 실수 성분들과 허수 성분들을 조합한다는 것은, 상기 실수 성분들과 허수 성분들의 선형 연산을 포함할 수 있다. 즉, 실수 성분들과 허수 성분들을 서로 더하거나, 빼는 연산, 또는, 상기 실수 성분들과 허수 성분들의 크기를 변화 시키거나 이를 반전하여 더하는 연산이 포함될 수 있다. LTE-Advanced의 경우 PSS의 3개 패턴 중 root index가 29인 패턴 및 34인 패턴 이 수학식 6과 같은 관계를 가진다.The new sync signal generating method according to the disclosed technology combines the real and imaginary components of the existing sync signal pattern to generate the real and imaginary components of the new sync signal. Combining real and imaginary components herein may include linear operations of the real and imaginary components. That is, an operation of adding or subtracting real and imaginary components to each other, or adding or subtracting or changing the magnitudes of the real and imaginary components may be included. In case of LTE-Advanced, the root index is 29 out of 3 patterns of PSS And 34-person pattern This equation has the same relationship as in (6).
수학식 6과 같은 특성으로 인해 의 실수 성분 및 허수 성분로부터 의 실수 성분 및 허수 성분을 유도할 수 있다. 따라서, 개시된 기술을 LTE-Advanced에 적용하는 경우는 및 의 실수 성분 및 허수 성분만을 고려해도 된다. 이러한 경우, 조합 가능한 신호 성분은 다음의 수학식 7과 같이 8개가 있다.Due to the characteristics such as From real and imaginary components of The real and imaginary components of can be derived. Therefore, when applying the disclosed technology to LTE-Advanced And Only the real and imaginary components of may be considered. In this case, there are eight signal components that can be combined as shown in Equation 7 below.
수학식 7의 8개의 신호 성분을 조합해 새로운 실수 성분 및 허수 성분을 구성함으로써 새로운 동기 신호가 생성 될 수 있다. A new sync signal can be generated by combining the eight signal components of Equation 7 to form a new real component and an imaginary component.
도 5에서는 LTE-Advanced의 PSS 패턴 중 루트 인덱스(root index)가 25인 패턴 과 29인 패턴 을 기초로 새로운 PSS 동기 신호 패턴 을 생성한다. 도 5의 의 실수 성분은 의 실수 성분과 의 허수 성분을 더하여 생성되며, 의 허수 성분은 의 허수 성분과 의 실수 성분을 반전한 것을 더하여 생성된다. 수학식 8은 도 5에 도시된 바와 같이 생성된 새로운 동기 신호를 수학식 7에서 정의한 8개 신호의 조합으로 나타낸 것이다.In FIG. 5, a pattern having a root index of 25 among PSS patterns of LTE-Advanced And 29-person pattern PSS sync signal pattern based on . Of FIG. 5 Real ingredients of Real ingredients of Is created by adding the imaginary components of The imaginary component of With the imaginary component of It is created by adding the inverse of the real component of.
여기서 은 새로운 동기 신호의 부반송파 별 평균 전력이 기존 패턴과 동일한 값을 가지도록 하는 전력 표준화 상수이다.
here Is a power standardization constant such that the average power of each subcarrier of the new synchronization signal has the same value as the existing pattern.
도 6은 개시된 기술의 일 실시예에 따라 생성된 동기 신호의 상관 값을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 일반적으로 단말의 셀 탐색을 위해서는 사용되는 동기 신호의 패턴 개수만큼의 상관기가 필요하며, 동기 신호의 패턴 수를 증가시키는 경우 단말에 추가적인 상관기 설치가 필요하다. 그러나, 개시된 기술에 따라 생성되는 새로운 동기 신호의 경우 별도의 상관기를 추가하지 않고 기존 단말에 탑재되는 상관기 내에서 계산되는 값을 조합하여 새로운 동기 신호의 상관 출력을 획득하는 것이 가능하다. 6 is a diagram for describing a method of calculating a correlation value of a synchronization signal generated according to an embodiment of the disclosed technology. In general, for the cell search of the terminal, as many correlators as the number of patterns of the sync signal are used, and if the number of patterns of the sync signal is increased, an additional correlator is required to be installed in the terminal. However, in the case of a new synchronization signal generated according to the disclosed technology, it is possible to obtain a correlation output of a new synchronization signal by combining values calculated in a correlator mounted on an existing terminal without adding a separate correlator.
수학식 8과 같이 생성된 새로운 동기 신호가 전송되었을 때, 이에 대한 상관 값은 수학식 9와 같다.When a new sync signal generated as in
수학식 7을 참고하면,참고하면, 및 은 루트 인덱스가 25인 PSS로부터 파생된 신호이며, 및 은 루트 인덱스가 29인 PSS로부터 파생된 신호이다. 수학식 9의 상관 값은 수학식 10과 같이 정리할 수 있다.Referring to Equation 7, And Is a signal derived from the PSS with a root index of 25, And Is a signal derived from the PSS whose root index is 29. The correlation value of
도 6의 PSS #0 correlator는 기존의 동기 신호 에 대한 상관 연산을 수행하는 상관기 이고, PSS #1 correlator는 기존의 동기 신호 에 대한 상관 연산을 수행하는 상관기이다. 도 6을 참조하면, 수학식 10의 상관 값은 기존의 상관기 PSS #0 correlator 및 PSS #1 correlator의 내부 연산에서 생성되는 값들의 조합으로 얻어질 수 있음을 확인할 수 있다. 본 명세서에서는 기존의 상관기의 내부 연산에서 생성되는 값을 부분 상관 값으로 정의한다. 예컨대, 수신 신호 r[n]과 기존의 기준 신호 S[n]과의 상관 연산 시에 생성되는 Re{r[n]}Re{s[n]}, Re{r[n]}Im{s[n]}, Im{r[n]}Re{s[n]}, Im{r[n]}Im{s[n]}이 부분 상관 값에 포함된다. 보다 구체적으로, 수학식 10의 각 항과 도 6에서 생성되는 부분 상관 값과의 관계를 살펴보면, 수학식 10의 (1) 항은 도 6의 610에서 연산되는 값, 수학식 10의 (2) 항은 도 6의 620에서 연산되는 값, 수학식 10의 (3) 항은 도 6의 630에서 연산되는 값, 수학식 10의 (4) 항은 도 6의 640에서 연산되는 값을 부호 반전한 값, 수학식 10의 (5) 항은 도 6의 680에서 연산되는 값, 수학식 10의 (6) 항은 도 6의 670에서 연산되는 값을 부호 반전한 값, 수학식 10의 (7) 항은 도 6의 660에서 연산되는 값, 수학식 10의 (8) 항은 도 6의 650에서 연산되는 값과 같다.The
이와 같은 연관 관계에 의해 기존 상관기 내부에서 연산되는 값들의 조합으로 수학식 10의 상관 값을 얻을 수 있다. 또한, 설명을 위해 예로 든 동기 신호의 조합 방식 외에 다른 형태의 조합을 통해 동기 신호를 생성한 경우에도 이와 유사한 과정을 통해 상관 값을 얻을 수 있다.
By such association, a correlation value of
도 7은 개시된 기술의 일 실시예에 따라 새로운 동기신호를 생성하고, 이에 대한 상관 값을 산출하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 5 내지 도 6을 참조하여 설명한 부분은 본 실시 예에도 동일하게 적용될 수 있으므로 이에 대한 설명은 생략한다. 도 7을 참조하여, 복수의 동기 신호를 포함하는 동기 신호 그룹으로부터 새로운 동기 신호를 생성하여 전송하는 방법을 설명한다. 상기 동기 신호 그룹은 예컨대, LTE-Advanced의 PSS(Primary Synchronization Signal) 신호 그룹을 포함할 수 있고, 상기 동기 신호 그룹에 속하는 동기 신호는 , , 인 세가지 PSS 신호일 수 있다. 7 is a flowchart illustrating a method of generating a new synchronization signal and calculating a correlation value according to an embodiment of the disclosed technology. Parts described with reference to FIGS. 5 to 6 may be equally applicable to the present embodiment, and thus description thereof will be omitted. A method of generating and transmitting a new sync signal from a sync signal group including a plurality of sync signals will be described with reference to FIG. 7. The sync signal group may include, for example, a primary synchronization signal (PSS) signal group of LTE-Advanced, and the sync signal belonging to the sync signal group may be , , It may be three PSS signals.
S710 단계에서, 기지국은 상기 동기 신호 그룹에 속하는 동기 신호의 실수 성분들 및 허수 성분들 중 적어도 하나의 성분을 조합하여 새로운 동기 신호의 실수 성분을 생성한다. 일 실시예에 따라, 상기 새로운 동기 신호의 실수 성분은 상기 적어도 하나의 성분에 대한 선형 연산을 통하여 생성될 수 있다. S720 단계에서, 기지국은 상기 동기 신호 그룹에 속하는 동기 신호의 실수 성분들 및 허수 성분들 중 적어도 하나의 성분을 조합하여 새로운 동기 신호의 허수 성분을 생성한다. 일 실시예에 따라, 상기 새로운 동기 신호의 허수 성분은 상기 적어도 하나의 성분에 대한 선형 연산을 통하여 생성될 수 있다. 상기 새로운 동기 신호는 상기 동기 신호 그룹에 속하는 동기 신호들과 다른 신호이다. 예컨대, 상기 새로운 동기 신호는 수학식 8의 일 수 있다.In step S710, the base station combines at least one of the real and imaginary components of the sync signal belonging to the sync signal group to generate a real component of the new sync signal. According to an embodiment, the real component of the new synchronization signal may be generated through a linear operation on the at least one component. In step S720, the base station combines at least one of real and imaginary components of the sync signal belonging to the sync signal group to generate an imaginary component of the new sync signal. According to an embodiment, the imaginary component of the new sync signal may be generated through a linear operation on the at least one component. The new sync signal is a different signal from the sync signals belonging to the sync signal group. For example, the new synchronization signal is expressed by
S730 단계에서, 기지국은 상기 생성된 새로운 동기 신호를 단말에 전송한다. 전송된 동기 신호는 기준 신호와 상관 값을 산출하여 단말이 해당 셀과 동기화하는데 사용된다. 본 실시예에서는, 복수의 기준 신호를 포함하는 기준 신호 그룹으로부터 생성되는 새로운 기준 신호가 상기 상관 값을 산출하는데 사용된다. 상기 새로운 기준 신호는 상기 기준 신호 그룹에 포함된 기준 신호와 다른 신호이다. 예컨대, 상기 새로운 기준 신호는 상기 기준 신호 그룹에 속한 기준 신호들의 실수 성분들과 허수 성분들의 조합으로 표현될 수 있다. 상기 기준 신호 그룹은 상기 동기 신호 그룹과 마찬가지로, LTE-Advanced의 PSS(Primary Synchronization Signal) 신호 그룹을 포함할 수 있고, 상기 기준 신호 그룹에 속하는 기준 신호는 , , 인 세가지 PSS 신호일 수 있다. 새로이 생성된 기준 신호는 수학식 8의 일 수 있다. In step S730, the base station transmits the generated new synchronization signal to the terminal. The transmitted sync signal calculates a correlation value with the reference signal and is used to synchronize the terminal with the corresponding cell. In this embodiment, a new reference signal generated from a reference signal group including a plurality of reference signals is used to calculate the correlation value. The new reference signal is a signal different from the reference signal included in the reference signal group. For example, the new reference signal may be represented by a combination of real and imaginary components of the reference signals belonging to the reference signal group. Like the synchronization signal group, the reference signal group may include a primary synchronization signal (PSS) signal group of LTE-Advanced, and the reference signal belonging to the reference signal group , , It may be three PSS signals. The newly generated reference signal is represented by
S740 단계에서, 단말에 포함된 복수의 상관기가 상기 기준 신호 그룹에 속하는 기준 신호와 상기 수신 신호의 상관 값을 산출한다. 상기 복수의 상관기 각각은 상관 연산을 수행하는 과정에서, 부분 상관 값을 생성한다. S750 단계에서, 단말은 상기 부분 상관 값을 조합하여, 상기 새로운 기준 신호와 상기 수신 신호의 상관 값을 산출한다. 이때, 상관 값은 예컨대, 수학식 9 또는 10에 기재된 바와 같이 계산될 수 있다. 단말은 상기 부분 상관 값을 더하거나 빼는 방법으로 수학식 9또는 10의 상관 값을 산출할 수 있다. In operation S740, a plurality of correlators included in the terminal calculate a correlation value between the reference signal belonging to the reference signal group and the received signal. Each of the correlators generates a partial correlation value in the course of performing a correlation operation. In operation S750, the terminal combines the partial correlation values to calculate a correlation value between the new reference signal and the received signal. In this case, the correlation value may be calculated, for example, as described in
S760 단계에서, 단말은 상기 산출된 상관 값을 기초로 기지국과의 동기화를 수행한다. 일 실시예에 따라, 단말은 S750 단계에서 복수의 서로 다른 새로운 동기 신호()에 대하여 산출된 각각의 상관 값 중 최대 값을 갖는 신호와 주파수 동기를 수행할 수 있다. 또한, 단말은 상기 주파수 동기를 수행하는 신호에 대하여, 수학식 2과 같이 상관 값이 최대가 되는 위치()를 추정하여 상기 위치를 기준으로 프레임 동기를 수행할 수 있다.
In step S760, the terminal performs synchronization with the base station based on the calculated correlation value. According to an embodiment, the terminal may transmit a plurality of different new synchronization signals (S750). With the maximum value of each correlation value calculated for Frequency synchronization with the signal can be performed. In addition, the terminal performs the frequency synchronization With respect to the signal, as shown in
개시된 기술에 따른 동기 신호 생성 기법은 상기 수학식 7의 8개의 신호 성분을 어떻게 조합하여 실수 성분 및 허수 성분을 구성하느냐에 따라 다양한 종류의 새로운 동기 신호를 생성할 수 있다. 다만, 새로이 생성된 신호가 현실적으로 적용되기 위해서는, 새롭게 생성된 동기 신호가 다음과 같은 조건을 만족할 필요가 있다. 제1 조건은 기존 세 종류의 PSS와의 상호 상관도가 충분히 낮아야 한다는 것이다. 제2 조건은 개시된 기술에 따른 동기 신호 생성 방법을 통해 생성되는 새로운 동기 신호들 간의 상호 상관도 역시 충분히 낮아야 한다는 것이다. 제3 조건은 동일한 타이밍 동기 알고리즘을 적용할 때, 새로운 동기 신호를 이용하는 경우, 기존 세 종류의 PSS를 이용하여 타이밍 동기를 수행하는 경우와 유사하거나 더 우수한 성능을 보여야 한다는 것이다. 제4 조건은 동일한 주파수 동기 알고리즘을 적용할 때 기존 세 종류의 PSS를 이용하여 주파수 동기를 수행하는 경우와 유사하거나 더 우수한 성능을 보여야 한다는 것이다. 도 8 내지 도 12는 새로운 동기 신호가 상기 네 가지 조건을 만족하는지 여부를 확인하기 위한 실험에 대한 결과를 보여준다.The synchronization signal generation technique according to the disclosed technique may generate various kinds of new synchronization signals according to how the eight signal components of Equation 7 are combined to form a real component and an imaginary component. However, in order for the newly generated signal to be realistically applied, the newly generated synchronization signal needs to satisfy the following condition. The first condition is that the correlation between the three existing types of PSS should be sufficiently low. The second condition is that the cross-correlation between new sync signals generated through the sync signal generation method according to the disclosed technique should also be low enough. The third condition is that when the same timing synchronization algorithm is applied, when a new synchronization signal is used, a performance similar or better than that when timing synchronization is performed using three existing PSSs is required. The fourth condition is that when the same frequency synchronization algorithm is applied, performance similar to or superior to that of performing frequency synchronization using three types of existing PSSs should be shown. 8 to 12 show results of an experiment for checking whether a new synchronization signal satisfies the four conditions.
도 8은 개시된 기술의 일 실시예에 따라 생성된 5개의 패턴에 대하여 실수부, 허수부 및 패턴 간 상호 상관 출력을 정리한 표이다. 제1 조건과 제2 조건을 만족하는지 여부를 확인하기 위하여, 기존 세 종류의 PSS 및 개시된 기술에 따른 방법으로 생성된 5개의 패턴 간 온타임(on-time) 위치에서의 상호 상관도 비교를 수행하였다. 패턴의 우수성 평가를 위해 적용된 상호 상관도의 허용 수치는 기존 패턴 간 상호 상관도가 0.2 이내임을 고려하여 0.2 내외로 규정하였다. 도 8에 개시된 새로이 생성된 5개의 패턴은 기존 세 종류의 PSS와의 상호 상관도 및 다른 새로이 생성된 패턴과의 상호 상관도가 모두 0.2 내외로 안정적이다. 따라서, 도 8의 다섯 개의 패턴은 제1 조건 및 제2 조건을 만족함을 확인할 수 있다.
FIG. 8 is a table listing cross-correlation outputs between a real part, an imaginary part, and a pattern of five patterns generated according to an embodiment of the disclosed technology. In order to confirm whether the first condition and the second condition are satisfied, cross-correlation comparison is performed at on-time positions between three existing PSSs and five patterns generated by the method according to the disclosed technology. It was. The allowable numerical value of the cross-correlation applied for evaluating the excellence of the pattern was defined as about 0.2 considering the cross-correlation between the existing patterns within 0.2. The newly generated five patterns disclosed in FIG. 8 are stable at about 0.2 in both the correlations with the three existing PSSs and the correlations with the other newly generated patterns. Therefore, it can be seen that the five patterns of FIG. 8 satisfy the first condition and the second condition.
도 9는 기존 세 종류의 PSS 및 개시된 기술의 일 실시예에 따라 생성된 패턴의 자기 상관 패턴을 나타낸 그래프이다. 새로이 생성된 패턴이 제3 조건을 만족하는 것을 확인하기 위하여, 기존 세 종류의 PSS 및 새로이 생성된 5개의 패턴 각각의 자기 상관 출력에 대한 최대 피크(maximum peak) 대 최대 인접 피크(maximum side peak) 비율 비교를 수행하였다. 도 9를 참조하면, 자기 상관 패턴은 동기 신호의 종류에 무관하게 유사한 형태로 나타나는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 9를 참조하면, 샘플 인덱스(sample index)가 0인 온타임 위치에서 최대 피크가 발생하는 한편, 최대 피크의 바로 이전 또는 이후 위치에서 최대 인접 피크가 발생하는 것을 확인할 수 있다. 9 is a graph illustrating autocorrelation patterns of three types of PSSs and patterns generated according to one embodiment of the disclosed technology. In order to confirm that the newly generated pattern satisfies the third condition, the maximum peak vs. maximum side peak for the autocorrelation output of each of the three existing PSSs and the five newly generated patterns Rate comparisons were performed. Referring to FIG. 9, it can be seen that the autocorrelation pattern appears in a similar form regardless of the type of the synchronization signal. In addition, referring to FIG. 9, it can be seen that the maximum peak occurs at the on-time position at which the sample index is 0, while the maximum adjacent peak occurs immediately before or after the maximum peak.
도 10은 각 패턴 별 최대 피크 대 최대 인접 피크 비를 나타낸 표이다. 일반적으로 최대 피크와 최대 인접 피크의 차이가 클수록 온타임 지점의 검출이 용이하므로 타이밍 동기 시 우수한 성능을 보인다. 도 10을 참조하면, 기존 세 종류의 PSS는 최대 피크 대 최대 인접 피크 비가 약 0.4 내외의 값을 보이는 한편, 개시된 기술의 일 실시예에 따라 생성된 패턴의 경우도 이와 유사한 값을 나타냄을 확인할 수 있다. 따라서 개시된 기술에 따라 생성된 패턴을 이용한 타이밍 동기 시 기존 세 종류의 PSS의 경우와 유사한 성능을 보일 것을 예측할 수 있다. 즉, 다섯 개의 새로이 생성된 패턴은 제3 조건을 만족하는 것을 확인할 수 있다.
10 is a table showing a maximum peak to maximum adjacent peak ratio for each pattern. In general, the greater the difference between the maximum peak and the maximum adjacent peak, the easier it is to detect the on-time point, which results in better performance during timing synchronization. Referring to FIG. 10, the three types of PSSs have a maximum peak-to-maximum adjacent peak ratio of about 0.4 and a similar value for a pattern generated according to an embodiment of the disclosed technology. have. Therefore, the timing synchronization using the pattern generated according to the disclosed technology can be expected to show similar performance as the case of the three existing types of PSS. That is, it can be seen that five newly generated patterns satisfy the third condition.
도 11은 차동 상관(differential correlation) 기법 적용 시 SNR(Signal to Noise power Ratio: 신호 대 잡음 전력비)에 따른 패턴 종류별 동기 알고리즘의 검출 오류 확률을 나타낸 그래프이다. 상기 제4 조건을 만족하는지 여부를 확인하기 위하여, 기존 세 종류의 PSS 및 새로이 생성된 5개의 패턴 각각의 대략적 주파수 동기 성능을 검증하였다. 성능 검증을 위한 모의실험은 도심지 환경을 모델링한 채널환경인 COST207 TU 모델을 통해 수행되었다. 모의실험 주요 파라미터로써 FFT 크기 NFFT=128, 반송파 주파수 2.6GHz, 대역폭 1.25MHz, 이동체 속도 60km/h, 정규화된 주파수 오프셋 1.25를 적용하였다. 주파수 동기 알고리즘은 주파수 선택적 채널 환경에서 일반적으로 가장 우수하다고 알려져 있는 differential correlation 기법 및 LTE-Advanced 시스템에 가장 적합하다고 알려진 partial correlation 기법을 적용하였다. 성능 평가 방법으로서 각 알고리즘에 대한 검출 오류 확률을 비교하였다. 검출 오류 확률은 대략적인 동기 알고리즘을 통해 추정된 정수배 주파수 오프셋 값이 발생된 실제 정수배 오프셋 값과 일치하지 않을 확률을 의미한다. 11 is a graph illustrating a detection error probability of a synchronization algorithm for each pattern type according to a signal to noise power ratio (SNR) when a differential correlation technique is applied. In order to confirm whether the fourth condition is satisfied, the approximate frequency synchronization performance of each of the three existing PSSs and the newly generated five patterns was verified. Simulation for performance verification was carried out through the COST207 TU model, which is a channel environment modeling the urban environment. FFT size NFFT = 128, carrier frequency 2.6GHz, bandwidth 1.25MHz, mobile speed 60km / h, normalized frequency offset 1.25 were used as the simulation parameters. The frequency synchronization algorithm employs the differential correlation technique, which is generally known as the best in the frequency selective channel environment, and the partial correlation technique, which is known to be most suitable for the LTE-Advanced system. As a performance evaluation method, the detection error probability for each algorithm was compared. The detection error probability means a probability that the integer frequency offset value estimated through the coarse synchronization algorithm does not match the actual integer offset value generated.
Differential correlation 기법 및 partial correlation 기법은 일반적으로 잘 알려진 대략적 주파수 오프셋 추정 기법에 해당하므로 이하에서는 수학식으로 추정 과정만을 간략히 설명한다. differential correlation 기법은 차동 상관된 수신 신호 및 PSS 기준 신호 간의 상관을 이용한다. 주파수 영역 수신 신호를 R(k), 주파수 영역 PSS 기준 신호를 S(k)라 할 때 추정 과정은 수학식 11과 같이 표현될 수 있다. Since the differential correlation technique and the partial correlation technique generally correspond to well-known approximate frequency offset estimation techniques, only the estimation process will be briefly described below using mathematical equations. The differential correlation technique uses the correlation between the differentially correlated received signal and the PSS reference signal. When the frequency-domain received signal is R (k) and the frequency-domain PSS reference signal is S (k), the estimation process can be expressed by Equation (11).
또한, partial correlation 기법은 전체 상관 구간을 개 부반송파 단위의 블록으로 나누어 상관을 취하는 방법으로 추정 과정은 수학식 12와 같다. In addition, partial correlation technique A method of estimating a correlation by dividing a block into individual subcarrier units is shown in
differential correlation 기법 적용 시 기존 세 종류의 PSS 중 루트 인덱스가 25인 패턴의 경우가 가장 열악한 검출 오류 확률을 보이는 한편, 개시된 기술의 일 실시예에 따라 새로이 생성된 5개의 패턴은 모두 그보다 우수한 성능을 보임을 확인할 수 있다.When the differential correlation technique is applied, the pattern having the root index of 25 among the three existing PSSs has the worst probability of detection error, while the five newly generated patterns according to the exemplary embodiment of the disclosed technique show better performance. can confirm.
도 12는 partial correlation 기법 적용 시 SNR에 따른 패턴 종류별 대략적 동기 알고리즘의 검출 오류 확률을 나타낸 것이다. 도 12를 참조하면, partial correlation 기법 적용 시 기존 세 종류의 PSS 중 루트 인덱스가 34인 패턴의 경우가 가장 열악한 검출 오류 확률을 보이는 한편, 개시된 기술을 통해 새로이 생성된 5개의 패턴은 모두 그보다 우수한 성능을 보임을 확인할 수 있다. 도 11 및 도 12의 결과를 종합할 때 새로이 생성된 다섯 개의 패턴은 제4 조건을 만족함을 인할 수 있다.
12 shows the probability of detection error of the coarse synchronization algorithm for each pattern type according to SNR when the partial correlation technique is applied. Referring to FIG. 12, when the partial correlation technique is applied, a pattern having a root index of 34 among the three existing PSSs has the worst detection error probability, while all five newly generated patterns through the disclosed technique have superior performance. You can see that. When the results of FIGS. 11 and 12 are combined, the five newly generated patterns satisfy the fourth condition.
이러한 개시된 기술인 시스템 및 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 개시된 기술의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.While the system and apparatus disclosed herein have been described with reference to the embodiments shown in the drawings for purposes of clarity of understanding, they are illustrative only and various modifications and equivalent embodiments can be made by those skilled in the art. I will understand that. Accordingly, the true scope of protection of the disclosed technology should be determined by the appended claims.
Claims (11)
상기 동기 신호 그룹에 속하는 동기 신호의 실수 성분들 및 허수 성분들 중 적어도 하나의 성분을 조합하여 상기 새로운 동기 신호의 실수 성분을 생성하는 단계;
상기 동기 신호 그룹에 속하는 동기 신호의 실수 성분들 및 허수 성분들 중 적어도 하나의 성분을 조합하여 상기 새로운 동기 신호의 허수 성분을 생성하는 단계; 및
상기 생성된 새로운 동기 신호를 단말에 전송하는 단계를 포함하고,
상기 새로운 동기 신호는 상기 동기 신호 그룹에 속하는 동기 신호들과 다른 신호이고,
상기 실수 성분을 생성하는 단계는, 상기 적어도 하나의 성분에 대한 선형 연산을 통하여 새로운 동기 신호의 실수 성분을 생성하는 단계를 포함하고,
상기 허수 성분을 생성하는 단계는, 상기 적어도 하나의 성분에 대한 선형 연산을 통하여 새로운 동기 신호의 허수 성분을 생성하는 단계를 포함하는 동기 신호 전송 방법.In the method of generating and transmitting a new sync signal from a sync signal group comprising a plurality of sync signals,
Combining at least one of real and imaginary components of a sync signal belonging to the sync signal group to generate a real component of the new sync signal;
Generating an imaginary component of the new sync signal by combining at least one of real and imaginary components of the sync signal belonging to the sync signal group; And
Transmitting the generated new synchronization signal to a terminal;
The new sync signal is a different signal from the sync signals belonging to the sync signal group,
Generating the real component comprises generating a real component of a new sync signal through a linear operation on the at least one component,
Generating an imaginary component comprises generating an imaginary component of a new synchronization signal through a linear operation on the at least one component.
상기 단말이 상기 기지국으로부터 상기 수신 신호를 수신하는 단계;
복수의 상관기가 상기 기준 신호 그룹에 속하는 기준 신호와 상기 수신 신호의 상관 값을 산출하는 단계;
상기 상관 값을 산출하는 단계에서 생성되는 부분 상관 값을 상기 복수의 상관기로부터 제공받는 단계; 및
상기 제공된 부분 상관 값을 조합하여, 상기 새로운 기준 신호와 상기 수신 신호의 상관 값을 산출하는 단계를 포함하고,
상기 새로운 기준 신호는 상기 기준 신호 그룹에 포함된 기준 신호와 다른 신호인 상관 값 산출 방법.A method for calculating a correlation value between a new reference signal generated from a reference signal group including a plurality of reference signals and a received signal received by a terminal from a base station,
Receiving, by the terminal, the received signal from the base station;
Calculating a correlation value between a reference signal belonging to the reference signal group and the received signal by a plurality of correlators;
Receiving a partial correlation value generated in the calculating of the correlation value from the plurality of correlators; And
Combining the provided partial correlation values to calculate a correlation value of the new reference signal and the received signal,
And the new reference signal is a signal different from a reference signal included in the reference signal group.
(여기서, 은 수신신호, s[n]는 상기 기준 신호 그룹에 속하는 기준 신호를 나타냄)을 포함하는 상관 값 산출 방법.The method of claim 5, wherein the partial correlation value,
(here, Is a received signal, and s [n] represents a reference signal belonging to the reference signal group).
상기 산출된 상관 값을 기초로 기지국과의 동기화를 수행하는 단계를 더 포함하는 상관 값 산출 방법.The method of claim 5,
And performing synchronization with the base station based on the calculated correlation value.
상기 상관 값을 산출하는 단계는, 복수의 서로 다른 새로운 기준 신호 에 대하여,
(여기서, 은 수신신호, 는 의 공액 복소를 나타냄)에 따라 각각의 상관 값을 산출하는 단계를 포함하고,
상기 산출된 각각의 상관 값 중 최대 값을 갖는 새로운 기준 신호와 주파수 동기를 수행하는 단계를 더 포함하는 동기 수행 방법. The method of claim 5,
The calculating of the correlation value may include a plurality of different new reference signals. about,
(here, Is the received signal, Is Calculating the respective correlation values according to the conjugate complex of
And performing frequency synchronization with the new reference signal having the maximum value among the calculated correlation values.
상기 동기를 수행하는 단계는, 상기 각각의 상관 값 중 최대 값을 갖는 새로운 기준 신호에 대하여,
인, 상관 값이 최대가 되는 위치()를 추정하여 상기 위치를 기준으로 프레임 동기를 수행하는 단계를 더 포함하는 동기 수행 방법.10. The method of claim 9,
The performing of the synchronization may include: for a new reference signal having a maximum value among the respective correlation values,
, Where the correlation value is maximum ( Estimating) and performing frame synchronization based on the position.
상기 단말이 상기 기지국으로부터 상기 수신 신호를 수신하는 단계;
복수의 상관기(correlator)-상기 복수의 상관기 각각은 상기 기준 신호 그룹에 속한 서로 다른 기준 신호에 대한 상관 연산을 수행함-가 부분 상관 값을 생성하는 단계; 및
상기 생성된 부분 상관 값을 조합하여, 상기 새로운 기준 신호와 상기 수신 신호의 상관 값을 산출하는 단계를 포함하고,
상기 새로운 기준 신호는 상기 기준 신호 그룹에 포함된 기준 신호와 다른 신호인 상관 값 산출 방법.A method for calculating a correlation value between a new reference signal generated from a reference signal group including a plurality of reference signals and a received signal received by a terminal from a base station,
Receiving, by the terminal, the received signal from the base station;
Generating a partial correlation value by a plurality of correlators, each of the correlators performing a correlation operation on different reference signals belonging to the reference signal group; And
Combining the generated partial correlation values to calculate a correlation value between the new reference signal and the received signal,
And the new reference signal is a signal different from a reference signal included in the reference signal group.
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