KR101161069B1

KR101161069B1 - 공지된 데이터를 이용한 다수의 직교 채널들에 대한 검색기 - ｗｃｄｍａ 단계2 검색

Info

Publication number: KR101161069B1
Application number: KR1020107005335A
Authority: KR
Inventors: 얀 리; 파르바타나탄 서브라만야; 나베드 자만
Original assignee: 콸콤 인코포레이티드
Priority date: 2007-08-10
Filing date: 2008-08-08
Publication date: 2012-07-13
Also published as: JP2010536310A; US7970043B2; US20090041162A1; JP2013048418A; CN103199888A; US7933316B2; KR20110094153A; TW200924400A; JP5384500B2; JP5650288B2; EP2195933A2; CN103199888B; KR101161104B1; JP2014014083A; CN101842998A; JP5475075B2; KR20100042656A; US20100309900A1; WO2009023597A2; CN101842998B

Abstract

W-CDMA 시스템에서 동기화 채널들의 3 단계 검색의 단계2 검색을 위한 회로 및 알고리즘이 개시된다. CDMA 시스템의 모바일 단말은 I 및 Q 신호들을 수신하기 위한 RF 다운컨버터를 포함한다. I 및 Q 신호들에 응답하는 검색기는 1차 동기화 채널상의 1차 동기화 코드와 I 및 Q 신호들을 상관시키기 위한 제 1 상관기, 및 2차 동기화 채널상의 2차 동기화 코드와 I 및 Q 신호들을 상관시키기 위한 제 2 상관기를 포함한다.
상관된 I 및 Q 신호들는 2차 동기화 코드들 각각에 대하여 가산된다. 에너지 계산기 및 최대 에너지 검출기는 2차 동기화 코드들의 가장 가능성이 있는 스크램블링 코드 그룹을 검출하기 위하여 1차 동기화 채널 및 2차 동기화 채널 모두의 상관된 I 및 Q 신호들을 사용한다.

Description

공지된 데이터를 이용한 다수의 직교 채널들에 대한 검색기 - ＷＣＤＭＡ 단계2 검색{SEARCHER FOR MULTIPLE ORTHOGONAL CHANNELS WITH KNOWN DATA - WCDMA STEP2 SEARCH}

본 발명은 일반적으로 CDMA 통신 시스템들과 관련되며, 특히, 단계2 W-CDMA 검색을 위한 개선된 방법 및 장치와 관련된다.

무선 통신 시스템들은 음성, 데이터, 비디오 등과 같은 다양한 타입의 통신을 제공한다. 이러한 시스템들은 코드 분할 다중 액세스(CDMA), 시분할 다중 액세스(TDMA) 등과 같은 상이한 변조 기술들에 기초한다. CDMA 시스템은 시스템 용량 증가와 같은 다른 타입의 시스템들에 대한 특정한 장점들을 제공한다.

CDMA 시스템은 (1) "TIA/EIA-95-B Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System"(IS-95 표준), (2) "제3세대 파트너쉽 프로젝트"(3GPP)로 명명된 컨소시엄에 의하여 제공되고, 문헌들 제3G TS 25.211호, 제3G TS 25.212호, 제3G TS 25.213호, 및 제3G TS 25.214호를 포함하는 문헌들의 세트에서 구체화되는 표준(W-CDMA 표준), (3) "제3세대 파트너쉽 프로젝트 3"(3GPP2)로 명명된 컨소시엄에 의하여 제공되고, "C.S0002-A Physical Layer Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems", "C.S0005-A Upper Layer (Layer 3) Signaling Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems" 및 "C.S0024 cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification"를 포함하는 문헌들의 세트에 구체화되는 표준(cdma2000 표준), 및 (4) 몇몇 다른 표준들과 같은 하나 이상의 CDMA 표준들을 지원하도록 설계될 수 있다.

의사-랜덤 잡음(PN: Pseudorandom noise) 시퀀스들은 송신 파일럿 신호들을 포함하는 송신 데이터를 확산시키기 위하여 CDMA 시스템들에서 공통으로 사용된다. PN 시퀀스의 단일 값을 송신하는데 요구되는 시간은 칩으로서 공지되고, 칩이 변화하는 레이트는 칩 레이트로 공지된다. CDMA 수신기들은 RAKE 수신기들을 공통으로 이용한다. 레이크(rake) 수신기는 통상적으로 하나 이상의 기지국들로부터의 직접 및 다중경로 파일럿의 위치를 결정하기 위한 하나 이상의 검색기들, 및 이러한 기지국들로부터의 정보 신호들을 수신하고 결합하기 위한 둘 이상의 다중경로 복조기들(핑거(finger)들)로 구성된다.

수신기가 기지국의 시퀀스들에 대하여 자신의 PN 시퀀스들을 정렬해야 한다는 요건은 직접 시퀀스 CDMA 시스템들의 설계에 고유하다. W-CDMA 표준에 의하여 정의되는 것과 같은 몇몇 시스템들은 1차 스크램블링(primary scrambling) 코드로서 공지된, 서로에 대하여 고유한 PN 코드를 사용하여 기지국들을 구분한다. W-CDMA 표준은 다운링크를 스크램블링하기 위한 2개의 골드 코드(Gold code) 시퀀스들을 정의하며, 2개의 골드 코드는 동위상(in-phase) 컴포넌트에 대한 하나의 골드코드(I) 및 쿼드러쳐(quadrature)에 대한 다른 하나의 골드 코드(Q)를 포함한다. I 및 Q PN 시퀀스들은 데이터 변조 없이 함께 셀을 통해 브로드캐스팅된다. 이러한 브로드캐스팅은 공통 파일럿 채널(CPICH)로서 지칭된다. 생성된 PN 시퀀스들은 38,400 칩들의 길이로 절단된다(truncated). 38,400 칩들의 기간은 무선 프레임으로서 지칭된다. 각각의 무선 프레임은 슬롯들로서 지칭되는 15개 동일한 섹션들로 분할된다. W-CDMA 기지국들은 서로에 관하여 비동기식으로 작동하여, 하나의 기지국의 프레임 타이밍에 대한 지식은 임의의 다른 기지국의 프레임 타이밍에 대한 지식으로 변역되지 않는다. 이러한 지식을 획득하기 위하여, W-CDMA 시스템들은 동기화 채널들 및 셀 검색 기술을 요구한다.

이제 도 1을 참조하면, 챠트는 동기화를 수행하기 위하여 W-CDMA 시스템에서 이용되는 다양한 동기화 채널들을 개시한다. 이러한 채널들은 1차 동기화 코드(PSC: Primary Synchronization Code)로 코딩되는 1차 동기화 채널(1차 SCH)을 포함한다. PSC의 목적은 슬롯 타이밍을 제공하는 것이다. 또한, 슬롯당 16개의 가능한 2차 동기화 코드들(SSC: Secondary Synchronization Code) 중 하나로 코딩되는 2차 동기화 채널(2차 SCH)이 존재한다. 길이 15-SSC 시퀀스는 코드 그룹 및 프레임 타이밍을 식별한다. 또한, 1차 스크램블링 코드들로 스크램블링되는 공통 파일럿 채널(CPICH)이 존재한다. CPICH는 1차 스크램블링 코드를 획득하기 위하여 이용된다. 도 1로부터, 1차 SCH 및 2차 SCH가 슬롯 0 내지 슬롯 14로 넘버링된 15개의 슬롯들로 분할되며, 각각의 슬롯은 2560 칩들이다. PSC 및 SSC는 256 칩 길이이다. 또한 셀 내에 1차 공통 제어 물리 채널(PCCPCH: Primary Common Control Physical Channel)이 존재하며, 이것은 사용자들에 대한 동기화 및 브로드캐스트 정보를 전달하는데 사용된다. 1차 CCPCH는 각각의 슬롯의 제 1의 256개의 칩들 동안에 송신되지 않는다. 대신에, 1차 SCH 및 2차 SCH는 이러한 기간 동안에 송신되며, 나머지는 브로드캐스트 메시지들에 대하여 사용된다.

512개의 1차 코드들 각각에 대한 오프셋(그들의 38,400)만큼 오프셋된 W-CDMA 기지국들을 검색하는 것이 가능하다. 그러나 이것은 그러한 검색이 요구할 과도한 시간량으로 인하여 실제적이지 않다. 대신에, W-CDMA 표준은 1차 SCH 및 2차 SCH를 송신하고 효율적인 검색에 있어 모바일 단말을 돕기 위하여 기지국들을 호출한다. 결과적으로, W-CDMA 셀 검색은 3 단계로 수행될 수 있다.

최초 획득을 위해, 3-단계 W-CDMA 검색 기술은 각각의 스크램블링 코드에 대하여 전체 PN 공간을 검색하는 비실용적인 대안보다, 감소된 검색 시간의 관점에서, 실질적인 성능 증가를 제공한다. 검출 확률 및 검색 시간은 CDMA 시스템의 품질을 결정하는데 중요한 메트릭(metric)들이다. 감소된 검색 시간 및 높은 검출 확률은 검색들이 더 빠르게 또는 보다 드물게 이루어질 수 있음을 내포한다. 마찬가지로, 가입자 유닛은 더 적은 전력을 사용하는, 더 빠르거나 더 신뢰성 있는 최상의 이용가능한 셀을 위치시키고 액세스할 수 있어, 종종 기지국 및 가입자국 모두에 의하여 감소된 송신 전력 레벨에서 더 나은 신호 송신 및 수신을 초래한다. 결국, 이것은 (증가된 수의 사용자들 또는 더 높은 송신 레이트들 중 하나에 대한 지원의 관점에서, 또는 둘 모두에 대한 지원의 관점에서) CDMA 시스템의 능력을 증가시킨다. 추가로, 감소된 검색 시간은 또한 가입자 유닛이 유휴(idle) 모드, 즉, 가입자 유닛이 음성 또는 데이터를 액티브하게 송신 또는 수신하지는 않으나 주기적으로 시스템을 모니터링하는 저-전력 상태에 있을 때 바람직할 수 있다. 감소된 검색 시간은 가입자 유닛이 저전력 상태에서 더 많은 시간을 소비하도록 허용하여, 전력 소모를 감소시키고, 스탠바이(standby)시간을 증가시킨다.

종래의 3 단계 셀 검색 기술에서, 단계2가 단지 SSC 신호를 사용하여 수행된다. 그러한 하나의 셀 검색 기술이 Rao 외에 의한, 본 발명의 양수인에게 양도되는 "Method and apparatus for step two W-CDMA searching"라는 제목의 미국 특허 6,768,768호에 개시되며, 그 모든 내용은 본 명세서에 참조로서 통합된다. '768호 특허는 제 2 검색 단계를 개선하기 위한 다수의 실시예들을 개시한다. '768 특허의 일 실시예에서, 다수의 코드들 또는 SSC들은 각각의 코드/슬롯 경계선 쌍에 대응하는 코드/슬롯 에너지를 생성하기 위하여 다수의 오프셋들에서 수신된 신호와 상관(correlate)된다. 코드/슬롯 에너지들의 고유 서브세트들은 코드 시퀀스 에너지들을 생성하기 위하여 합산되며, 그들의 최대치는 위치된 코드 시퀀스 및 슬롯 경계선을 표시한다. '768호 특허의 다른 실시예에서, 공통 시퀀스와 수신된 신호의 서브-상관 단계 및 결과치들에 대한 고속 하다마드 변환(FHT: Fast Hadamard Transform)을 수행하는 단계에 의하여 상관이 수행된다. 또 다른 실시예에서, 하나의 서브-상관기가 다수의 피크치들을 동시에 검색하는데 사용될 수 있다.

이제 도 2를 참고하면, 종래의 단계2 검색 알고리즘들 중 하나를 수행하기 위한 Rao '768 특허의 하드웨어를 도시한다. 도 1은 상관기(510)에 입력되는 I 및 Q 샘플들을 갖는 검색기(430)를 도시하며, 여기서 I 및 Q 샘플들은 16개 SSC들 각각과 상관된다. 상관기(510)는 서브-상관기(520), FHT(530) 및 에너지 계산기(535)를 포함한다. 서브-상관기(520)는 FHT(530)로의 전달을 위한 길이-16 서브-상관 시퀀스를 생성한다. 상관기(510)의 결과들은 메모리(540)에 저장된다. 다수의 프레임들에 대한 에너지 결과들은 누적되어, 메모리(540)에 저장될 수 있다. 합산기(550)는 각각의 슬롯 가설(hypothesis)에 대한 미리 결정된 SSC 시퀀스에 따라 메모리(540)의 SSC/슬롯 에너지 값들을 판독한다. SSC/슬롯 에너지들은 SSC 시퀀스 에너지를 생성하기 위하여 가산된다. SSC 시퀀스 에너지들은 최대 에너지의 검출을 위해 최대 에너지 검출기(560)로 전달되며, 이는 가장 가능성이 있는(most probability) 스크램블링 코드 그룹 및 프레임 타이밍에 대응한다. 합산기(550) 및 최대 에너지 검출기(560)는 하나의 회로에 결합될 수 있거나, 둘 모두의 함수들이 DSP에서 실행될 수 있다.

다른 셀 검색 기술이 2000년 8월자의 IEEE Journal on Selected Areas in Communications, VoI 18, Issue 8의 PAGE 1470-1482에 있는 "Cell search in W-CDMA"라는 제목의, Y.-P.E Wang, T. Ottosson에 의한 기사에 설명되며, 그 모든 내용은 본 명세서에 참조로서 통합된다. 이러한 기술에서, 독자들은 SSC 상관의 위상을 교정하기 위하여 PSC 상관의 위상을 사용하는 코히런트(coherent) 검출 방법을 제안하였다. 이는 PSC 상관을 사용하여 랜덤 위상 φ_K가 추정될 수 있다는 발상이다. 이러한 추정된 위상은 그 후 SSC 상관을 위상-교정하는데 사용될 수 있다.

검색 시간을 감소시키도록 설계되는 W-CDMA 검색기들은 모바일 단말의 성능 및 속도를 개선할 것이다. 그러나 또한 실행 효율은 집적 회로 영역 및 전력 소모를 감소시키는데 중요하다. 상기 개시된 3단계 검색 방법 중 단계2는 복합 프로시져이고, 따라서, 본 기술분야에서는 단계2 W-CDMA 검색을 수행할 수 있는 효율적인 검색기들이 요구된다.

본 발명의 예시적인 실시예들은 단계2 W-CDMA 검색을 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.

따라서, 본 발명의 일 실시예는 2차(secondary) 동기화 코드를 검색하기 위한 방법을 포함할 수 있으며, 상기 방법은, 1차(primary) 동기화 채널 및 2차 동기화 채널을 상관시키는(correlate) 단계; 정확한 2차 동기화 코드에 대한, 1차 동기화 채널 및 상기 2차 동기화 채널의 함수인 제 1 추정치를 획득하는 단계; 및 부정확한 2차 동기화 코드에 대한, 상기 1차 동기화 채널의 함수인 제 2 추정치를 획득하는 단계를 포함한다.

다른 실시예는 적어도 1차 동기화 채널 및 2차 동기화 채널을 포함하는 CDMA 시스템의 동기화 채널들의 검색을 수행하기 위한 회로를 포함할 수 있으며, 상기 회로는, 1차 동기화 코드들 및 2차 동기화 코드들과 I 및 Q 신호들의 상관(correlation)을 수행하기 위한 상관기; 상관기의 출력에 응답하는 에너지 계산기; 및 에너지 계산기에 응답하며, 2차 동기화 코드들 중 가장 가능성이 있는 스크램블링 코드 그룹을 검출하기 위한 최대 에너지 검출기를 포함한다.

다른 실시예는 WCDMA 시스템의 모바일 단말을 포함할 수 있으며, 모바일 단말은, I 및 Q 신호들을 수신하기 위한 RF 다운컨버터; 및 I 및 Q 신호들에 응답하는 검색기를 포함하며, 상기 검색기는, 1차 동기화 코드와 I 및 Q 신호들을 상관시키기 위한 제 1 상관기, 2차 동기화 코드와 I 및 Q 신호들을 상관시키기 위한 제 2 상관기, 제 2 동기화 코드들 각각에 대하여, 제 1 상관기 및 상기 제 2 상관기로부터의 상관된 신호들 I 및 Q 신호들을 가산하기 위한 제 1 가산기; 제 1 가산기의 출력에 응답하는 에너지 계산기; 및 에너지 계산기에 응답하며, 상기 2차 동기화 코드들 중 가장 가능성이 있는 스크램블링 코드 그룹을 검출하기 위한 최대 에너지 검출기를 포함한다.

다른 실시예는 적어도 1차 동기화 채널 및 2차 동기화 채널을 포함하는 WCDMA 시스템의 동기화 채널들의 검색을 수행하기 위한 회로를 포함할 수 있으며, 상기 회로는, 1차 동기화 코드 및 2차 동기화 코드와 I 및 Q 신호들의 상관을 수행하기 위한 상관기 수단; 상관기 수단의 출력에 응답하여 에너지 계산을 수행하기 위한 수단; 및 2차 동기화 코드들 중 가장 가능성이 있는 스크램블링 코드 그룹을 검출하기 위해 최대 에너지를 검출하기 위한 수단을 포함한다.

다른 실시예는 적어도 1차 동기화 채널 및 2차 동기화 채널을 포함하는 WCDMA 시스템의 동기화 채널들의 검색을 수행하기 위한 회로를 포함할 수 있으며, 상기 회로는, 1차 동기화 코드 및 2차 동기화 코드 입력들을 가산하기 위한 수단; 가산된 1차 동기화 코드 및 2차 동기화 코드 입력들과 I 및 Q 신호들의 상관을 수행하기 위한 상관기 수단; 상관기 수단의 출력들에 응답하여 에너지 계산을 수행하기 위한 수단; 및 2차 동기화 코드들 중 가장 가능성이 있는 스크램블링 코드 그룹을 검출하기 위해 최대 에너지를 검출하기 위한 수단을 포함한다.

첨부 도면들은 본 발명의 실시예들을 설명을 돕도록 표현되며, 단지 실시예들의 예증을 제공하는 것으로서, 본 발명을 제한하는 것이 아니다.

도 1은 W-CDMA 시스템의 다양한 동기화 채널들을 도시하는 챠트이다.
도 2는 종래의 단계2 검색 알고리즘을 수행하기 위한 하드웨어의 블럭도이다.
도 3은 신규한 단계2 검색 알고리즘을 수행하기 위한 무선 디바이스의 블럭도이다.
도 4a는 신규한 단계2 검색 알고리즘을 수행하기 위한 일반화된 알고리즘의 블럭도이다.
도 4b는 신규한 단계2 검색 알고리즘을 수행하기 위한 대안적인 알고리즘의 블럭도이다.
도 5는 신규한 단계2 검색 알고리즘을 수행하기 위한 하드웨어의 블럭도이다.
도 6은 주파수 에러 없는 AWGN("Additive White Gaussian Noise") 하에서 다양한 알고리즘들의 성능을 도시하는 그래프이다.
도 7은 -3.6 kHz 주파수 에러를 갖는 AWGN 하에서 다양한 알고리즘들의 성능을 도시하는 그래프이다.
도 8은 단일 경로 고속 페이딩(fading) 시나리오에서 다양한 알고리즘들의 성능을 도시하는 그래프이다.
도 9는 AWGN 하에서 종래 기술 알고리즘들에 대한 상이한 누적 길이들(3, 2, 1 프레임들)을 갖는 신규한 알고리즘의 성능을 도시하는 그래프이다.
도 10은 주파수 에러 및 가변 누적 길이를 갖는, AWGN하의 다양한 알고리즘들의 성능을 도시하는 그래프이다.
도 11은 단일 경로, 고속 페이딩, 및 가변 누적 길이 하에서 다양한 알고리즘들의 성능을 도시하는 그래프이다.

본 발명의 특정 실시예들에 대한 하기의 설명 및 관련된 도면들에서 본 발명의 다양한 양상들이 개시된다. 대안적인 실시예들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 고안될 수 있다. 또한, 본 발명의 공지된 엘리먼트들은 본 발명의 관련된 세부사항들을 모호하게 하지 않도록 상세하게 설명되지 않거나, 삭제될 것이다.

본 명세서에서 "예시적인"이란 단어는 "예시, 실례 또는 예증이 되는 것"의 의미로 사용된다. 본 명세서에서 "예시적인" 것으로서 설명하는 어떤 실시예도 다른 실시예들에 대하여 바람직하거나 유리한 것으로 해석되는 것은 아니다. 유사하게, "본 발명의 실시예들"이란 단어는 본 발명의 모든 실시예들이 논의된 특징, 장점, 또는 동작 모드를 포함하는 것을 요구하지는 않는다.

추가로, 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스의 엘리먼트들에 의하여 수행될 동작들의 시퀀스들의 관점에서 다수의 실시예들이 개시된다. 본 명세서에 개시된 다양한 동작들은 특정 회로들(예를 들어, 주문형 집적 회로(ASIC)들)에 의하여, 하나 이상의 프로세서들에 의하여 실행되고 있는 프로그램 명령들에 의하여, 또는 둘 모두의 조합물에 의하여 수행될 수 있음을 인지할 수 있을 것이다. 또한, 본 명세서에 개시된 동작들의 이러한 시퀀스는 실행시 연관된 프로세서가 본 명세서에 개시된 기능을 수행하게 할 컴퓨터 명령들의 대응하는 세트를 내부에 저장한 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 저장 매체 내에 완전히 구체화되는 것으로 고려될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 양상들은 다수의 상이한 형태들로 구체화될 수 있으며, 그들 모두는 청구된 내용의 범위 내에 있는 것으로 고려된다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예들 각각에 대하여, 그러한 임의의 실시예들의 대응하는 형태는 본 명세서에서 개시된 동작을 수행하도록 "구성되는 로직"으로서 개시될 수 있다.

아래에서는 본 명세서에서 이용되는 두문자어들 및 심볼들의 해석 목록이 열거된다:

AWGN - 부가 백색 가우시안 잡음(Additive white Gaussian noise)

bpg - 블럭 프로세싱 그룹(Block Processing Group)

CD - 코히런트 검출(Coherent Detection)

CDMA - 코드 분할 다중 액세스(Code Division Multiple Access)

conv - 종래(conventional)

CPICH - 공통 파일럿 채널(Common Pilot Channel)

CSIM - 소프트웨어 시뮬레이션 프로그램(software simulation program)

dB - 데시벨(Decibel)

DSP - 디지털 신호 프로세싱(Digital Signal Processor)

FHT - 고속 하다마드 변환(Fast Hadamard Transform)

fe - 주파수 에러(Frequency error)

GHz - 기가헤르츠(Gigahertz)

H₀ - 신호 없는 가설(Hypothesis without Signal)

H_i - 신호 및 SSC 그룹 i를 갖는 가설(Hypothesis with Signal and SSC group i)

JPH - 합동 위상 및 가설(Joint Phase and Hypothesis)

k - 슬롯 넘버(Slot number)

kHz - 킬로헤르츠(Kilohertz)

km/h - 킬러미터 퍼 아우어(kilometers per hour)

Matlab®- 상업적 수학/시뮬레이션 프로그램(A commercial mathematics / simulation program)

ms - 밀리초(millisecond)

Nc - 슬롯 단위의 누적 길이(Accumulation length in units of slot)

ppm - 파트 퍼 밀리언(parts per million)

PSC - 1차 동기화 코드(Primary Synchronization Code)

Re - 실수부(Real part)

SCH - 동기화 채널(Synchronization Channel)

SSC - 2차 동기화 코드(Secondary Synchronization Code)

Stepl - CDMA 셀 검색의 단계 1(Step One of CDMA cell search)

Step2 - CDMA 셀 검색의 단계 2(Step Two of CDMA cell search)

Step3 - CDMA 셀 검색의 단계 3(Step Three of CDMA cell search)

TDMA - 시분할 다중 액세스(Time Division Multiple Access)

W-CDMA - 광대역 코드 분할 다중 액세스(Wideband Code Division Multiple Access)

α_k - 채널 이득(Channel Gain)

φ_k - 랜덤 위상(Random Phase)

σ² - 잡음 전력(noise power)

n_k - i.i.d. 복합 AWGN 잡음 벡터(i.i.d. complex AWGN noise vector)

y_k - 슬롯 넘버 k에서 수신된 제 1의 256-칩 신호(first 256-chip signal received in slot number k)

본 발명의 실시예들은 WCDMA 셀 검색 단계2에 대한 알고리즘을 포함한다. 동일한 누적 길이가 사용된다면 신규한 알고리즘은 종래의 방법들보다 더 나은 결과를 낸다. 또한, 성능 이득들을 증명하기 위하여 시뮬레이션 결과들뿐 아니라 이론적 분석이 제공된다. 단계2 검색 시간은 30ms에서 20ms로 감소될 수 있으며, 검출 확률은 증가되고(예를 들어, -9dB 기하학적 구조(geometry)에서 10%) 심지어 검색 시간은 감소된다.

이제 도 3을 참고하면, 블럭도는 본 발명의 신규한 단계2 검색 알고리즘을 수행하기 위한 모바일 단말(300)을 도시한다. 단지 모바일 단말 유닛(300)의 컴포넌트들의 서브세트만이 도시된다. 신호들은 안테나(310)에서 수신되고, 증폭, 다운컨버전, 및 샘플링을 위해 RF 다운컨버터 블럭(320)으로 전달된다. CDMA 신호들을 기저대역으로 다운컨버팅하기 위한 다양한 기술들이 본 기술분야에 공지된다. RF 다운컨버터 블럭(320)으로부터, I 샘플 및 Q 샘플이 검색기(300)로 전달된다. 검색기(330)는 디지털 신호 프로세서(DSP)(340)와 통신한다. DSP를 이용하는 것의 대안들은 다른 타입의 범용 프로세서의 사용, 또는 신규한 검색 알고리즘과 관련된 다양한 업무들을 실행하도록 설계되는 전문화된 하드웨어의 사용을 포함한다.

본 발명의 실시예들은 256 칩인 하나의 블럭 프로세싱 그룹(이하에서는 "bpg"로서 지칭됨)에 걸쳐 페이딩 및 위상이 일정한 것으로 가정한다. 신호는 존재하는 것으로 가정된다. 잘못된 알람(false alarm) 시나리오가 하기에 설명된다. y_k는 슬롯 넘버 k에서 수신된 제 1의 256-칩 신호임을 의미한다. 이것은 다음과 같이 기록될 수 있다:

가설 H_i에 대하여,

(1)

여기서 α_k 는 채널 이득의 크기이고, φ_k는 주파수 에러들, 최초 위상 오프셋, 및 채널 이득 위상으로 인한 랜덤 위상이다. H_i는 64x15 가설(15개의 가능한 프레임 경계선들을 갖는 64개 코드 그룹들) 중 하나이다. PSC 및 SSC_k,i는 가설 i에 대한 슬롯 k의 복합 동기화 코드이다. n_k는 256개의 엘리먼트들을 갖는 i.i.d. 복합 AWGN 잡음 벡터이다. 각각의 복합 엘리먼트는 σ² 의 잡음 전력을 포함한다. 추가로,

가 Nc 슬롯들의 신호 벡터인 것으로 정의되며, Nc는 누적 길이이다. 현재 Nc는 45(3개 프레임들)로 설정된다. y가 주어지면, 가장 가능성이 있는 가설에 관한 결정이 이루어진다.

단지 SSC만이 상관을 계산하는데 사용된다면, 검출 기준은 다음과 같이 된다:

(2)

합동 위상 및 가설 추정은 다음과 같이 수행될 수 있다. 랜덤 위상들의 벡터에 대하여

를 정의한다. 그 후, 신호가 나타날 때 조건부 확률(conditional propability)은 다음과 같고

(3)

식 (3)은 다음과 같이 추가로 간략화될 수 있다.

(4)

이제 이것은 다음과 같이 분명해질 수 있다.

(5)

주어진 Hi에 대하여, 합산 내부의 항을 최대화하기 위하여, 각각의 슬롯 k에 대한 φ_k는 다음과 같이 선택되어야 한다.

따라서,

(6)

식 (6)으로부터, PSC 및 SSC와 입력 샘플들의 상관의 계산 및 각각의 슬롯에 대한 2개 결과들의 가산이 수행될 수 있다. 그러나, 채널 이득 α_k의 크기는 공지되지 않는다. 채널 이득은

에 기초하여 추정될 수 있으며, 이는 정확한 가설에 대한 α_k에 비례한다. 따라서, 식 (6)은 다음과 같이 변경될 수 있다.

(7)

식 (7)은 또한 다음과 같은 정확한 가설에 대한 다른 해석을 갖는 것으로 간주될 수 있다.

잡음이 무시된다면, 결과는 다음과 같다.

부정확한 가설에 대하여,

이며, 잡음이 무시된다면,

이다.

따라서,

는 본질적으로 채널 이득 및 위상의 추정치들을 제공한다. 추가로,

이기 때문에, 그것은 정확한 가설에 대한 2의 다른 팩터에 의하여 채널 이득을 스케일링한다. 따라서, 식 (7)의 알고리즘은 상기 개시된 Wang 및 Ottoson의 코히런트 검출 기술보다 우수하게 수행된다.

정확한 가설하의 JPH 추정을 위한 기대 값은 PSC 및 SSC의 함수임을 유념하라.

여기서 부정확한 가설하의 JPH 추정을 위한 기대 값은 다음과 같은 단지 PSC의 함수이다.

이것은 Wang 및 Ottoson의 코히런트 검출 기술과 상이하며, 여기서 정확한 가설에 대한 기대 값은 다음과 같다.

그리고 부정확한 가설에 대한 기대 값은 다음과 같다.

이것은 SSC가 PSC에 직교하기 때문이다.

이제 도 4a를 참조하면, 블럭도가 본 발명의 합동-가설 및 위상 알고리즘의 일반화된 구현예를 도시한다. 수신된 I/Q 입력은 수신된 신호를 상관시키는 PSC + SSC 상관기(412)에 인가된다. PSC + SSC 상관기(412)의 출력들은 에너지 계산들을 수행하는 에너지 계산기(405)에 인가되고, 최대 에너지 검출기(406)는 가장 가능성이 있는 최대 에너지를 검출한다. 도 4b는 에너지 계산기(405)에 인가되기 이전에 PSC 및 SSC I/Q 입력들이 가산기(413)에 의하여 함께 더해지고, 상관기(411)에서 상관되는 대안적인 알고리즘을 도시한다.

본 발명의 예시적인 실시예는 1차 동기화 채널 및 2차 동기화 채널을 적어도 포함하는 CDMA 시스템의 동기화 채널들의 검색을 수행하기 위한 회로를 포함할 수 있다. 회로는 바람직하게는 1차 동기화 코드 및 2차 동기화 코드와 I 및 Q 신호들의 상관을 수행하기 위한 상관기(412)를 포함한다. 에너지 계산기(405)는 상관기의 출력에 응답한다. 에너지 계산기(405)에 응답하는 최대 에너지 검출기(406)는 2차 동기화 코드들 중 가장 가능성이 있는 스크램블링 코드 그룹을 검출한다.

하이브리드 가산기-상관기를 갖는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에서, PSC 입력 및 SSC 입력은 가산기(413)를 통해 함께 더해지고, 상관기(411)에 인가된다. 에너지 계산기(405)는 상관기(411)의 출력에 응답한다. 에너지 계산기(405)에 응답하여, 최대 에너지 검출기(406)는 2차 동기화 코드들 중 가장 가능성이 있는 스크램블링 코드 그룹을 검출한다.

이제 도 5를 참고하면, 블럭도는 다음과 같은 식에 의하여 표현되는 채널 이득 추정을 포함하는 신규한 단계2 검색 알고리즘 또는 합동 위상-가설 알고리즘을 수행하기 위한 하드웨어를 도시한다.

단계2 엔진에서 합동 위상-가설 알고리즘을 구현하기 위하여, PSC 상관기(401)는 (PSC y*) 함수를 수행할 필요가 있다. PSC 상관기(401)는 곱셈기들(501, 502)을 포함하며, 이들은 수신된 I 입력 및 Q 입력을 PSC 신호 a(i)로 개별적으로 곱하고, 가산기들(503, 504) 및 플립-플롭들(505, 506)에 곱셈된 신호를 인가한다. 유사하게, SSC 상관기(402)는 (SSC y*) 함수를 수행한다. SSC 상관기(402)는 곱셈기들(511, 512)을 포함하며, 이는 수신된 I 입력 및 Q 입력을 SSC 신호 b(i)을 개별적으로 곱하고, 가산기들(513, 514) 및 플립-플롭들(515, 516)에 곱셈된 신호를 인가한다. 플립-플롭들(515, 516)로부터의 출력은 역확산 함수(517) 및 FHT(403)에 인가된다. PSC 상관의 I 및 Q는 16개 SSC들 각각에 대한 가산기(518)에 의하여 SSC 상관의 I 및 Q에 가산된다. I² + Q²는 제곱 함수들(521, 522) 및 가산기(523)를 사용하여 계산된다. 가산기(523)로부터의 이러한 값들은 그 후 비-코히런트(ncoh) RAM(524) 및 에너지 매트릭스(525)를 포함하는 에너지 매트릭스에 저장된다. 분류기(526)를 포함하는 단계2 알고리즘의 나머지는 종래의 기술과 실질적으로 동일하다.

상기 개시된 알고리즘들의 성능들이 평가되어, 검출의 조건부 확률에 기초하여 비교되고, 단계 1의 성공에 조건부화(conditioned)된다. 고려된 알고리즘들은 명료성을 위해 하기에 나열된다.

1. 종래(SSH 전용(only))

(8)

2. 코히런트 검출(CD)

(9)

3. 채널 이득 추정을 이용한 합동 위상-가설(JPH)

(10)

상기 3개 알고리즘들은 3개 시나리오들에서 평가된다: 주파수 에러 없는 AWGN, -3.6kHz를 이용한 AWGN, 350km/h의 속도이며 주파수 에러가 없는 단일 경로 고속 페이딩. 입력 샘플들은 CSIM으로서 공지되는 소프트웨어 프로그램을 사용하여 생성되었다. 알고리즘들은 이러한 입력 샘플들을 판독하고 단계1 및 단계2 검색을 수행하기 위하여 Matlab® 소프트웨어 프로그램에서 구현되었다.

도 6은 주파수 에러 없는 AWGN하에서 성능을 디스플레이한다. 코히런트 검출 방법은 종래의 SSC 온리(only) 방법보다 1.5dB만큼 성능을 개선시킨다. JPH 알고리즘은 CD 방법을 통해 다른 0.8 dB만큼 성능을 개선하고, 그리하여, 종래의 방법보다 2.3 dB 이득을 가진다. 도 7은 -3.6kHz 주파수 에러를 갖는 AWGN하에서 성능을 디스플레이한다. 도 6에서와 동일한 동작이 관찰된다.

도 8은 단일 경로 고속 페이딩 시나리오 하에서 성능을 디스플레이한다. JPH의 성능은 종래의 방법보다 약 2.2dB 우수하고, 코히런트 검출 방법보다 0.8dB 우수하다.

도 9는 상이한 Nf=3,2,l 프레임들을 갖는 JPH의 성능을 비교한다( Nc=15*Nf임을 유념하라). JPH 방법을 사용하여, 누적 길이가 종래의 방법보다 훨씬 더 우수한 성능을 갖는 20ms(2 프레임들)로 감소될 수 있다는 것을 볼 수 있다. 도 10 및 11은 주파수 에러를 갖는 AWGN하에서의 그리고 고속 페이딩 경우의 성능들을 도시한다. 유사한 결론들이 이러한 2개 시나리오들에서 마찬가지로 도달될 수 있다.

상기 개시된 성능 비교에서, JPH 방법은 0dB 채널 이득이 존재하고 위상 에러가 존재하지 않을 때조차 종래의 방법보다 우수하게 수행된다는 것이 보여진다. 본 섹션은 이러한 성능 이득을 설명한다.

훨씬 더 간단한 시나리오를 관찰할 수 있다. 단 2개의 SSC들, 즉, SSC1 및 SSC2만이 존재하는 것으로 가정한다. SSC가 bpg에 대하여 사용되는 것을 식별하는 것이 바람직하다. 신호가 없는 경우를 무시하면, 신호 bpg에 대하여 다음과 같다.

(11)

유사한 분석이 수행될 수 있으며, 그것은 다음과 같이 도출될 수 있다.

(12)

H₁은 정확한 가설인 것으로 가정하면,

(13)

이며,

이다. (14)

PSC, SSC 및 n은 1 곱하기 256 행 벡터들(복합)이이라는 것에 유념하라. 이제 식 (13) 및 (14)이 비교되면,

가 2개 가설들 모두에 대하여 공통인 것이 실현될 수 있다. 검출을 목적으로, 이것은 무시될 수 있다(심지어 PSCn*이 AWGN 잡음이지만, 동일한 잡음이 2개 가설들 모두에 적용된다). 그 후, 식 (13) 및 (14)은 다음과 같이 된다.

이것은 다음과 같은 기준을 사용하는 것과 동등하다.

사실상, 시뮬레이션이 수행되었고, 결과들은 실질적으로 기준 (12) 및 (17)을 사용할 때와 실질적으로 동일하다. 이제, 이것은 JPH 및 종래의 방법이 동일한 AWGN 채널 하에서와 유사한 동작을 수행해야 한다는 잘못된 착각을 생성할 수 있다. 그러나 JPH 및 종래의 방법들에서 사용되는 기준은 (12) 및 (17)과 상이하다는 것을 유념하라. 그들의 기준은 다음과 같이 단일 bpg에 대하여 재작성될 수 있다.

1. 종래(conv):

2. 채널 이득 추정을 이용한 합동 위상-가설(JPH)

JPH 및 종래의 방법들 모두 기준 (12) 및 (17)과 비교하여 이러한 설정에서 차선적(suboptimal)이다.

이제 다시 H₁가 정확한 가설인 것으로 가정한다. 종래의 방법이 사용된다면 다음과 같다.

SSC의 표준(norm) 제곱은 512라는 것을 유념하라. R₁, I₁, R₂ 및 I₂는 SSCn*의 실수부 및 허수부이다. 이들은 분산(variance) 512 σ₂/2 = β를 갖는 AWGN이다. 512는 SSC 표준 제곱에 기인한다. 1/2는 2 디멘젼들에 기인한다. SSC에 대한 최초 Ec/(Io-Ec)는 2/σ₂라는 것을 유념하라. 상이한 검출 알고리즘들을 비교하기 위하여 사용하는 하나의 공통 메트릭은 잡음 표준 편차(잡음 분산의 제곱근)를 통한 2개 가설들 간의 기대 거리(expected distance)의 비율이다. 비율이 더 커질수록, 검출 알고리즘은 더 우수해진다. 이제 종래의 방법에 대하여, 기대 거리는

이다. 정확한 가설 (18)에 대한 분산에 기여하는 잡음은

이고, 부정확한 가설 (19)에 대해서는

이다. 이러한 2개 항들의 분산은 추가로 (18)에 대하여

인 것으로 계산될 수 있으며, (19)에 대하여 4β²인 것으로 계산될 수 있다.

이제 JPH 방법이 사용된다면,

R_p 및 I_p는 PSCn*의 실수부 및 허수부이다. 이들은 다시 분산 β를 갖는 AWGN이다. (20) 및 (21)을 비교하면, 기대 거리는

이고, 따라서, 3의 팩터는 증가한다.

이제 분산이 9의 팩터만큼 증가하는지 여부를 결정할 수 있다. 정확한 가설 (20)에 대한 분산에 기여하는 잡음은

이다. 이것은

이 모든 가설들에 대하여 공통적이고, 검출을 목적으로 분산에 기여하지 않기 때문이다. 부정확한 가설 (21)에 대한 분산에 기여하는 잡음은 그 후

이다. 이제 이러한 2개 항들에 대한 분산은 (20)에 대하여

, (21)에 대하여

인 것으로 계산될 수 있다. 이제 2개 방법들에 대한 정확한 가설을 위한 2개 분산들을 비교한다:

대

. 분산이 단지 3배 내지 5배 증가하는 것이 명백해진다. 이제 2개 방법들에 대한 부정확한 가설을 위한 2개 분산들을 비교한다:

대

. 여기서 9의 팩터 이상의 증가에 도달하기 위하여, β ≤ 43690.7이다. 이것은 Ec /(Io - Ec) > -19dB임을 의미한다. 그러한 Ec/(Io-Ec)에 대하여, 검출 확률은 도 1에 도시되는 2개 방법들 모두에 대하여 대략 1이다. 이러한 범위에서도, 정확한 가설 분산에서 증가하는 단지 3 내지 5의 팩터로 인하여, JPH 방법은 여전히 더 우수하게 수행된다.

잘못된 알람 성능을 연구하는 것이 또한 유용하다. JPH는 상관 이후에 SNR을 관찰함으로써 종래의 방법보다 잘못된 알람의 관점에서 항상 더 우수한 성능을 가질 것으로 여겨진다.

식 (1)은 잘못된 알람의 경우를 포함하도록 변경될 수 있다. 이것은 단지 하나의 bpg에 대하여 연구되며, 단지 하나의 SSC를 갖는 것으로 가정된다.

H0 및 H1는 신호를 갖는 그리고 신호를 갖지 않는 가설들이다. 이제 종래의 방법 및 JPH 방법에 대한 상관 출력을 다음과 같이 정의한다.

Z_conv에 대한 SNR은

이지만, Z_JPH-1에 대한 SNR은

이다. JPH 방법은 SNR이 2배이고, 따라서, 더 우수한 잘못된 알람 성능을 제공한다.

본 기술분야의 당업자는 정보 및 신호들이 상이한 다양한 기술들 중 임의의 것을 사용하여 표현될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 예를 들어, 상기 설명을 통해 참조될 수 있는 데이터, 명령어들, 명령들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들, 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들, 또는 입자들, 광계(optical field)들, 또는 입자들, 또는 이들의 임의의 조합물에 의하여 표현될 수 있다.

추가로, 당업자들은 본 명세서에 개시된 실시예들과 함께 설명되는 다양한 예증적인 논리 블럭들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들의 조합물로서 구현될 수 있다는 것을 인지할 수 있을 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호교환 확률을 명확히 설명하기 위하여, 다양한 예증적 컴포넌트들, 블럭들, 모듈들, 회로들, 및 단계들이 일반적으로 그들의 기능의 관점에 관하여 상기에 개시되었다. 그러한 기능이 하드웨어로서 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 전체 시스템에 부과되는 특정 애플리케이션 및 설계 제약들에 좌우된다. 당업자들은 각각의 특정 애플리케이션에 대한 가변 방식으로 개시된 기능을 구현할 수 있으나, 그러한 구현예는 본 발명의 범위를 벗어나는 것으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에 개시된 실시예들과 함께 설명된 방법들, 시퀀스들 및/또는 알고리즘들은 하드웨어에 직접, 또는 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에, 또는 이 둘의 조합에 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드디스크, 착탈식 디스크, CD-ROM, 또는 공지된 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 읽고 저장 매체에 정보를 기록할 수 있도록 프로세서에 연결된다. 대안적으로, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수도 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예는 단계2 검색 알고리즘을 수행하기 위한 방법을 구현하는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명은 개시된 실시예들로 제한되지 않으며, 본 명세서에 개시된 가능을 수행하기 위한 임의의 수단이 본 발명의 실시예들에 포함된다.

전술한 내용은 본 발명의 예증적인 실시예들을 도시하지만, 본 명세서에서 다양한 변화들 및 변경들이 첨부된 청구항들에 의하여 정의되는 바와 같은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것을 유념해야 한다. 본 명세서에 개시된 본 발명의 실시예들에 따라 방법 청구항들의 기능들, 단계들 및/또는 동작들이 임의의 특정 순서로 수행될 필요는 없다. 추가로, 본 발명의 엘리먼트들은 단일로 개시되거나 청구될 수 있으나, 단일에 대한 제한이 명쾌하게 진술되지 않는다면 다수의 엘리먼트들이 고려된다.

Claims

광대역 코드 분할 다중 액세스(WCDMA) 시스템에서 사용하기 위한 모바일 단말로서,
I 및 Q 신호들을 수신하기 위한 무선 주파수(RF) 다운컨버터; 및
상기 I 및 Q 신호들에 응답하는 검색기(searcher)를 포함하고,
상기 검색기는,
1차 동기화 코드와 상기 I 및 Q 신호들을 상관(correlate)시키기 위한 제 1 상관기;
다수의 2차 동기화 코드들의 각각과 I 및 Q 신호들을 상관시키기 위한 제 2 상관기;
상기 다수의 2차 동기화 코드들의 각각에 대하여, 상기 제 1 상관기로부터의 제 1 상관된 신호들 및 상기 제 2 상관기로부터의 제 2 상관된 신호들을 가산하기 위한 제 1 가산기;
상기 제 1 가산기의 출력에 응답하는 에너지 계산기; 및
상기 에너지 계산기에 응답하여, 2차 동기화 코드들의 스크램블링 코드 그룹을 검출하기 위한 에너지 검출기를 포함하는, 모바일 단말.
제 1 항에 있어서,
상기 검색기의 적어도 일부는 디지털 신호 프로세서(DSP)에 구현되는, 모바일 단말.
광대역 코드 분할 다중 액세스(WCDMA) 시스템에서 동기화 채널들을 검색하기 위한 장치로서, 상기 동기화 채널들은 적어도 1차 동기화 채널 및 2차 동기화 채널을 포함하고, 상기 동기화 채널들을 검색하기 위한 장치는,
1차 동기화 코드 및 2차 동기화 코드와 I 및 Q 신호들을 상관시키기 위한 수단 ― 상기 상관시키기 위한 수단은 하이브리드 가산기-상관기 수단을 포함함 ―;
상기 상관시키기 위한 수단의 출력에 응답하여 에너지 계산을 수행하기 위한 수단; 및
상기 에너지 계산을 수행하기 위한 수단에 응답하여, 2차 동기화 코드들의 스크램블링 코드 그룹을 결정하기 위해 에너지 레벨을 검출하기 위한 수단을 포함하고,
상기 하이브리드 가산기-상관기 수단은,
제 1 상관된 I 및 Q 신호들을 생성하기 위해서, 상기 1차 동기화 코드와 상기 I 및 Q 신호들을 상관시키기 위한 제 1 상관 수단;
제 2 상관된 I 및 Q 신호들을 생성하기 위해서, 2차 동기화 코드와 상기 I 및 Q 신호들을 상관시키기 위한 제 2 상관 수단; 및
상기 제 1 상관된 I 및 Q 신호들을 상기 제 2 상관된 I 및 Q 신호들과 가산하기 위한 제 1 가산 수단을 포함하는, 동기화 채널들을 검색하기 위한 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 에너지 계산을 수행하기 위한 수단은 상기 제 1 가산 수단의 I 출력을 제곱(square)하기 위한 제 1 제곱 수단 및 상기 제 1 가산 수단의 Q 출력을 제곱하기 위한 제 2 제곱 수단을 포함하고,
상기 에너지 계산을 수행하기 위한 수단은 상기 제곱된 I 출력 및 상기 제곱된 Q 출력을 가산하기 위한 제 2 가산 수단을 더 포함하는, 동기화 채널들을 검색하기 위한 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제 2 가산 수단의 출력은 메모리에 저장되는, 동기화 채널들을 검색하기 위한 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 상관시키기 위한 수단의 출력에 대하여 고속 하다마드 변환(Fast Hadamard Transformation)이 수행되는, 동기화 채널들을 검색하기 위한 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제 2 상관 수단의 출력은 상기 고속 하다마드 변환을 수행하기 이전에 역확산되는, 동기화 채널들을 검색하기 위한 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 I 및 Q 신호들을 수신하여 다운컨버팅하기 위한 무선 주파수(RF) 다운컨버터를 더 포함하는, 동기화 채널들을 검색하기 위한 장치.
광대역 코드 분할 다중 액세스(WCDMA) 시스템에서 모바일 단말에 의해 동기화 채널들을 검색하는 방법으로서, 상기 동기화 채널들은 적어도 1차 동기화 채널 및 2차 동기화 채널을 포함하고, 상기 동기화 채널들을 검색하는 방법은,
1차 동기화 코드 및 2차 동기화 코드와 I 및 Q 신호들의 상관을 수행하는 단계;
상기 상관된 I 및 Q 신호들에 응답하여 에너지 계산을 수행하는 단계; 및
2차 동기화 코드들의 스크램블링 코드 그룹을 결정하기 위해, 상기 에너지 계산에 기초하여 에너지 레벨을 검출하는 단계를 포함하고,
상기 I 및 Q 신호들의 상관을 수행하는 단계는,
제 1 상관된 I 및 Q 신호들을 생성하기 위해서, 상기 1차 동기화 코드와 상기 I 및 Q 신호들을 상관시키는 제 1 상관 단계;
제 2 상관된 I 및 Q 신호들을 생성하기 위해서, 2차 동기화 코드와 상기 I 및 Q 신호들을 상관시키는 제 2 상관 단계; 및
상관된 I 및 Q 신호들을 생성하기 위해서, 상기 제 1 상관된 I 및 Q 신호들을 상기 제 2 상관된 I 및 Q 신호들에 가산하는 단계를 포함하는, 동기화 채널들을 검색하는 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 에너지 계산을 수행하는 단계는 상기 상관된 I 및 Q 신호들의 I 출력을 제곱하고 Q 출력을 제곱하는 단계를 포함하고,
상기 에너지 계산을 수행하는 단계는 상기 제곱된 I 출력 및 상기 제곱된 Q 출력을 가산하는 단계를 더 포함하는, 동기화 채널들을 검색하는 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 에너지 계산을 수행하는 단계로부터의 출력을 메모리에 저장하는 단계를 더 포함하는, 동기화 채널들을 검색하는 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 제 2 상관된 I 및 Q 신호들에 대하여 고속 하다마드 변환을 수행하는 단계를 더 포함하는, 동기화 채널들을 검색하는 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 고속 하다마드 변환을 수행하는 단계 이전에 상기 제 2 상관된 I 및 Q 신호들을 역확산하는 단계를 더 포함하는, 동기화 채널들을 검색하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 I 및 Q 신호들을 무선 주파수(RF) 다운컨버터를 통해 수신하는 단계를 더 포함하는, 동기화 채널들을 검색하는 방법.
명령들을 포함하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 상기 명령들은 프로세서에 의해서 실행될 때 상기 프로세서로 하여금,
1차 동기화 코드 및 2차 동기화 코드와 I 및 Q 신호들의 상관을 수행하도록 하기 위한 명령들;
상기 상관된 I 및 Q 신호들에 응답하여 에너지 계산을 수행하도록 하기 위한 명령들;
2차 동기화 코드들의 스크램블링 코드 그룹을 결정하기 위해 에너지 레벨을 검출하도록 하기 위한 명령들을 포함하고,
상기 I 및 Q 신호들의 상관을 수행하도록 하기 위한 명령들은,
제 1 상관된 I 및 Q 신호들을 생성하기 위해서, 상기 1차 동기화 코드와 상기 I 및 Q 신호들을 상관시키도록 하기 위한 제 1 상관 명령들;
제 2 상관된 I 및 Q 신호들을 생성하기 위해서, 2차 동기화 코드와 상기 I 및 Q 신호들을 상관시키도록 하기 위한 제 2 상관 명령들; 및
상관된 I 및 Q 신호들을 생성하기 위해서, 상기 제 1 상관된 I 및 Q 신호들을 상기 제 2 상관된 I 및 Q 신호들에 가산하도록 하기 위한 명령들을 포함하는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제 15 항에 있어서, 상기 2차 동기화 코드는 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 시스템에서 다수의 2차 동기화 코드들 중 하나의 동기화 코드인, 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제 15 항에 있어서, 상기 스크램블링 코드 그룹은 상기 2차 동기화 코드들 중 가장 가능성이 있는(most probability) 코드 그룹인, 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 상관기, 상기 제 2 상관기, 및 상기 제 1 가산기를 포함하는 하이브리드 가산기-상관기를 더 포함하는, 모바일 단말.
제 1 항에 있어서, 상기 모바일 단말은 상기 WCDMA 시스템에서 동기화 채널들의 단계2 검색(step2 search)을 수행하도록 구성되는, 모바일 단말.
제 19 항에 있어서, 상기 단계2 검색은 상기 검색기에서 JPH(Joint Phase-Hypothesis) 알고리즘을 실행하는 것을 포함하는, 모바일 단말.
모바일 단말에 의해 2차 동기화 코드를 검색하기 위한 방법으로서,
1차 동기화 채널 및 2차 동기화 채널과 I 및 Q 신호들을 상관시키는 단계;
제 1 스테이지에서, 제 1의 2차 동기화 코드 가설(hypothesis)에 기초하여 상기 1차 동기화 채널 및 상기 2차 동기화 채널의 함수인 제 1 추정치를 획득하는 단계; 및
제 2 스테이지에서, 제 2의 2차 동기화 코드 가설에 기초하여 상기 1차 동기화 채널의 함수인 제 2 추정치를 획득하는 단계를 포함하는, 2차 동기화 코드를 검색하기 위한 방법.
제 21 항에 있어서,
상기 제 1의 2차 동기화 코드 가설은 정확한 가설이고,
상기 제 2의 2차 동기화 코드 가설은 부정확한 가설인, 2차 동기화 코드를 검색하기 위한 방법.
제 21 항에 있어서, 상기 제 1 추정치는 1차 동기화 코드 및 2차 동기화 코드의 함수인, 2차 동기화 코드를 검색하기 위한 방법.
제 23 항에 있어서, 상기 제 2 추정치는 상기 1차 동기화 코드의 함수이지만 상기 2차 동기화 코드의 함수는 아닌, 2차 동기화 코드를 검색하기 위한 방법.
제 21 항에 있어서, 상기 제 1 추정치는 상기 1차 동기화 채널 및 상기 2차 동기화 채널의 합에 의해 곱해지는 수신된 신호의 공액(conjugate)에 비례하는, 2차 동기화 코드를 검색하기 위한 방법.
제 21 항에 있어서, 상기 제 1의 2차 동기화 코드 가설은 다수의 2차 동기화 코드들 중 하나의 동기화 코드인, 2차 동기화 코드를 검색하기 위한 방법.
제 21 항에 있어서,
상기 1차 동기화 채널 및 상기 2차 동기화 채널은 다수의 슬롯들로 분할되고,
미리 결정된 수의 슬롯들이 프레임을 포함하고,
상기 2차 동기화 코드를 검색하기 위한 방법은 미리 결정된 수의 슬롯들의 검색 이후에 2차 동기화 코드를 결정하는 단계를 더 포함하는, 2차 동기화 코드를 검색하기 위한 방법.