KR101265633B1 - aparatus and method for searching channel signal in mobile communication system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 동기식 이동통신 시스템에서 캡쳐한 채널 신호를 이용하여 타이밍 동기를 획득하기 위한 동기점을 탐색하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 기지국으로부터 수신된 순방향 채널 신호의 소정 구간을 캡쳐하여 메모리에 저장하고, 저장된 캡쳐 데이터를 일정 윈도우 크기로 PN 마스크와 상관시켜 동기점을 탐색하되, PN 마스크의 PN 옵셋을 순차적으로 증가 또는 감소시켜 상관을 수행한다. 본 발명에 의하면 순방향 채널이 파일럿 채널과 기타 채널이 다중화된 구조라 하더라도 순방향 채널 데이터를 캡쳐하여 메모리에 저장하고 이를 대상으로 고속의 탐색을 수행할 수 있으므로 이동국의 통신 성능을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to an apparatus and method for searching for a synchronization point for acquiring timing synchronization using a channel signal captured in a synchronous mobile communication system. Capturing a predetermined section of the forward channel signal received from the base station and storing it in the memory, and searching the sync point by correlating the stored capture data with a PN mask at a predetermined window size, but by increasing or decreasing the PN offset of the PN mask sequentially Do this. According to the present invention, even when the forward channel is a multiplexed pilot channel and other channels, the forward channel data can be captured and stored in a memory, and a fast search can be performed on the forward channel, thereby improving communication performance of the mobile station.
EPOCH, 1xEVDO, searcher, PN slew EPOCH, 1xEVDO, searcher, PN slew
Description
도 1은 동기식 이동통신 시스템에서의 순방향 채널 슬롯 구조를 도시한 것이다.1 illustrates a structure of a forward channel slot in a synchronous mobile communication system.
도 2는 동기식 통신시스템에서 수행되는 이동국의 EPOCH 과정 중 특히 순방향 전환(positive slew)의 개념을 개략적으로 도시한 것이다.FIG. 2 schematically illustrates the concept of a positive slew, in particular during the EPOCH process of a mobile station performed in a synchronous communication system.
도 3은 순방향 전환을 통해 탐색을 수행하는 과정을 개념적으로 도시한 것이다.3 conceptually illustrates a process of performing a search through forward switching.
도 4는 본 발명의 채널 신호 검색 장치의 구성을 도시한 블록도이다.4 is a block diagram showing the configuration of the channel signal search apparatus of the present invention.
도 5는 도 4의 일부 구성 요소를 확대하여 도시한 블록도이다.5 is an enlarged block diagram of some components of FIG. 4.
도 6은 본 발명에 의한 캡쳐 과정의 일 예를 도시한 것이다. 6 shows an example of a capture process according to the present invention.
도 7a는 초기 탐색 과정에서 채널 신호를 캡쳐하는 과정을 도시한 것이고, 도 7b는 상기 캡쳐한 채널 신호를 탐색하는 과정을 도시한 것이다.FIG. 7A illustrates a process of capturing a channel signal during an initial search process, and FIG. 7B illustrates a process of searching the captured channel signal.
도 8a는 다중 경로 탐색 과정에서 채널 신호를 캡쳐하는 과정을 도시한 것이고, 도 8b는 상기 캡쳐한 채널 신호를 탐색하는 과정을 도시한 것이다.FIG. 8A illustrates a process of capturing a channel signal in a multi-path search process, and FIG. 8B illustrates a process of searching the captured channel signal.
본 발명은 동기식 이동통신 시스템에서 캡쳐한 채널 신호를 이용하여 타이밍 동기를 획득하기 위한 동기점을 탐색하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for searching for a synchronization point for acquiring timing synchronization using a channel signal captured in a synchronous mobile communication system.
일반적으로 이동국은 전원이 온(power-on) 됨에 따라 기지국으로부터 각종 정보를 수신하기 위해 채널 탐색을 시도한다. 이때, 이동국의 탐색기(searcher)는 기지국으로부터의 채널 신호와 동기를 맞추기 위해 PN 코드를 생성하는데, 이러한 PN 코드는 이동국이 속한 기지국의 기준 타이밍, 즉 PN 코드 타이밍과 임의의 시간만큼 차이가 발생한다. 이동국은 기지국의 PN 코드 타이밍에 이동국 자신의 PN 코드 타이밍을 일치시켜야만 정확한 채널 신호를 복조할 수 있는데, 이와 같이 기지국의 PN 코드 타이밍에 이동국 PN 코드 타이밍을 일치시키기 위한 일련의 과정들을 'EPOCH 과정'이라 한다. In general, the mobile station attempts channel searching to receive various information from the base station as the power is turned on. At this time, the searcher of the mobile station generates a PN code to synchronize with the channel signal from the base station, and this PN code is different from the reference timing of the base station to which the mobile station belongs, that is, the PN code timing by an arbitrary time. . A mobile station can demodulate an accurate channel signal only by matching its own PN code timing to the base station's PN code timing. This is called.
EPOCH 과정에서 이동국은 상기 PN 생성기의 PN 코드 생성을 위한 타이밍을 변경시키면서 기지국에서 송신한 파일럿 채널 신호를 수신한다. 그리고, 수신한 파일럿 채널 신호가 특정 타이밍에서 미리 설정한 임계치(threshold value) 이상의 상관값(correlation value)을 가지면 해당 타이밍을 상기 기지국 PN 코드 타이밍과 동기가 일치되는 이동국 PN 코드 타이밍으로 결정한다.In the EPOCH process, the mobile station receives the pilot channel signal transmitted from the base station while changing the timing for generating the PN code of the PN generator. When the received pilot channel signal has a correlation value equal to or greater than a preset threshold value at a specific timing, the timing is determined as a mobile station PN code timing in synchronization with the base station PN code timing.
한편, 3GPP2(3rd Generation Partnership Project 2)에서 제안하는 순방향 채널의 특성을 살펴보면 다음과 같다. 도 1은 동기식 이동통신 시스템에서의 순방향 채널 슬롯 구조를 도시한 것이다.Meanwhile, the characteristics of the forward channel proposed by 3GPP2 (3rd Generation Partnership Project 2) are as follows. 1 illustrates a structure of a forward channel slot in a synchronous mobile communication system.
도 1에서 보듯, 순방향 채널은 활동 슬롯(active slot)에서 파일럿 채 널(pilot channel), 순방향 MAC 채널(forward Medium Access Control channel) 및 순방향 트래픽 채널(forward traffic channel)(또는 제어 채널, control channel)이 시간 분할 다중화된 구조를 가지고, 휴면 슬롯(idle slot)에서 파일럿 채널(pilot channel)과 순방향 MAC 채널(forward Medium Access Control channel)이 시간 분할 다중화된 구조를 가진다.As shown in FIG. 1, the forward channel is a pilot channel in an active slot, a forward medium access control channel and a forward traffic channel (or control channel). With this time division multiplexed structure, the pilot channel and the forward medium access control channel in the idle slot have a time division multiplexed structure.
따라서, 활동 슬롯 및 휴면 슬롯에서 공히 파일럿의 유무에 따라 파일럿 채널을 획득하기 위한 탐색 과정이 불연속적으로 수행될 수밖에 없으므로 고속의 탐색기를 구현하는 데에 어려움이 있다.Therefore, since the discovery process for acquiring the pilot channel must be performed discontinuously in both the activity slot and the dormant slot, there is a difficulty in implementing a fast searcher.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 동기식 이동통신 시스템에서 기지국과 타이밍을 동기화하기 위한 고속의 채널 탐색 장치 및 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object thereof is to provide a fast channel search apparatus and method for synchronizing timing with a base station in a synchronous mobile communication system.
본 발명의 일 양태는 수신된 순방향 채널 신호의 소정 구간을 저장하는 캡쳐 단계 및 가변 옵셋을 가지는 마스크와 상기 캡쳐된 채널 데이터를 상관시켜 동기점을 찾는 탐색 단계를 포함하는 이동통신 시스템에서의 채널 신호 검색 방법에 관한 것이다.An aspect of the present invention provides a channel signal in a mobile communication system including a capture step of storing a predetermined section of a received forward channel signal, and a search step of finding a synchronization point by correlating the captured channel data with a mask having a variable offset. It is about a search method.
여기서, 상기 캡쳐 단계는 미리 제공된 캡쳐 위치와 캡쳐 명령을 수신한 시점의 현재 위치를 비교하는 단계 및 상기 캡쳐 위치가 현재 위치보다 작으면 다음 하프(1/2) 슬롯의 경계에서 상기 캡쳐 위치를 더한 위치로부터 소정 구간만큼 캡쳐 를 수행하고, 상기 캡쳐 위치가 현재 위치보다 크면 현재의 하프(1/2) 슬롯의 경계에서 상기 캡쳐 위치를 더한 위치로부터 소정 구간만큼 캡쳐를 수행하는 단계를 포함할 수 있고, 여기에 캡쳐가 종료되면 상기 캡쳐 시작점에 대한 하프(1/2) 슬롯 단위의 인덱스를 파악하는 단계가 더 포함될 수 있다.Here, the capturing step may include comparing a previously provided capture position with a current position at the time of receiving a capture command, and when the capture position is smaller than the current position, adding the capture position at the boundary of the next half (1/2) slot. Capturing by a predetermined section from a position, and if the capture position is larger than the current position, capturing by the predetermined position from the position where the capture position is added at the boundary of the current half (1/2) slot. The method may further include determining an index of a half (1/2) slot unit with respect to the capture start point when the capture ends.
또한, 상기 탐색 단계는 상기 PN 마스크를 PN 옵셋을 변경해가며 생성하는 단계 및 상기 생성된 PN 마스크과 상기 캡쳐된 채널 데이터를 상기 탐색 시작 위치로부터 상기 탐색 윈도우 크기로 상관시켜 최대 피크값을 검출하는 단계를 포함할 수 있고, 여기에 최초 탐색시 최대 피크값이 검출된 지점에서의 PN 옵셋에 대응하는 인덱스와 해당 지점의 위치를 파악하는 단계 및 다중 경로 탐색시 최대 피크값이 검출된 지점의 위치를 파악하는 단계를 더 포함할 수 있다.The searching may include generating the PN mask by changing a PN offset and correlating the generated PN mask with the captured channel data from the search start position to the search window size to detect a maximum peak value. The method may further include determining an index corresponding to the PN offset and a location of the corresponding point at the point where the maximum peak value is detected during the initial search, and determining the location of the point where the maximum peak value is detected during the multipath search. It may further comprise the step.
한편, 본 발명의 다른 일 양태는 수신된 순방향 채널 신호의 소정 구간을 캡쳐하여 메모리에 저장하는 캡쳐기(capture)와, 가변 옵셋을 가지는 마스크와 상기 캡쳐된 채널 데이터를 상관(correlation)시켜 동기점을 찾는 탐색기(searcher) 및 상기 캡쳐기에 캡쳐 명령 및 캡쳐 위치를 제공하고, 상기 탐색기에 탐색 기준 정보를 제공하는 제어기(controller)를 포함하는 이동통신 시스템에서의 채널 신호 검색 장치에 관한 것이다.On the other hand, another aspect of the present invention is a capture (capture) for capturing a predetermined section of the received forward channel signal and stored in a memory, and a synchronization point by correlating the captured channel data with a mask having a variable offset The present invention relates to a channel signal search apparatus in a mobile communication system including a searcher searching for a searcher and a controller providing a capture command and a capture location to the capturer and providing search reference information to the searcher.
여기서, 상기 캡쳐기는 상기 제어기가 제공한 캡쳐 위치와 캡쳐 명령을 수신한 시점의 현재 위치를 비교하는 비교 모듈 및 상기 캡쳐 위치가 현재 위치보다 작으면 다음 하프(1/2) 슬롯의 경계에서 상기 캡쳐 위치를 더한 위치로부터 소정 구간만큼 캡쳐를 수행하고, 상기 캡쳐 위치가 현재 위치보다 크면 현재의 하프(1/2) 슬롯의 경계에서 상기 캡쳐 위치를 더한 위치로부터 소정 구간만큼 캡쳐를 수행하는 캡쳐 모듈을 포함할 수 있으며, 여기에 캡쳐가 종료되면 캡쳐 완료 인터럽트를 발생시키고 상기 캡쳐 시작점의 인덱스를 하프(1/2) 슬롯 단위로 상기 제어기에 보고(report)하는 보고 모듈을 더 포함할 수 있다.Here, the capture unit compares the capture position provided by the controller with the current position at the time of receiving the capture command, and if the capture position is smaller than the current position, the capture at the boundary of the next half (1/2) slot. Capture module to capture a predetermined interval from the position plus the position, and if the capture position is larger than the current position, the capture module for capturing the predetermined position from the position plus the capture position at the boundary of the current half (1/2) slot The method may further include a reporting module generating a capture completion interrupt when the capturing ends and reporting an index of the capturing start point to the controller in half (half) slot units.
또한, 상기 탐색기는 상기 PN 마스크를 PN 옵셋을 변경해가며 생성하는 PN 발생모듈과, 상기 생성된 PN 마스크과 상기 캡쳐된 채널 데이터를 상기 탐색 시작 위치로부터 상기 탐색 윈도우 크기로 상관시켜 최대 피크값을 검출하는 탐색 모듈을 포함할 수 있으며, 여기에 최초 탐색시 최대 피크값이 검출된 지점에서의 PN 옵셋에 대응하는 인덱스와 해당 지점의 위치를 상기 제어기에 보고하고 다중 경로 탐색시에는 최대 피크값이 검출된 지점의 위치를 보고하는 보고 모듈을 더 포함할 수 있다.The searcher may detect a maximum peak value by correlating the PN mask with the PN generation module generating the PN mask while changing the PN offset, and correlating the generated PN mask with the captured channel data from the search start position to the search window size. A search module may be included, wherein the index corresponding to the PN offset at the point where the maximum peak value is detected during the initial search and the position of the corresponding point are reported to the controller, and the maximum peak value is detected during the multipath search. It may further include a reporting module for reporting the location of the point.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
우선, 이하에서 설명하는 기술은 다양한 통신 시스템에 사용될 수 있다. 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다(deploy). 이 기술은 하향링크(downlink) 또는 상향링크(uplink)에 사용될 수 있다. 하향링크는 기지국(base station; BS)에서 이동국(mobile station; MS)으로의 통신을 의미하며, 상향링크는 이동국에서 기지국으로의 통신을 의미한다. First, the techniques described below can be used in various communication systems. The communication system is widely deployed to provide various communication services such as voice, packet data and the like. This technique can be used for a downlink or an uplink. Downlink means communication from a base station (BS) to a mobile station (MS), and uplink means communication from a mobile station to a base station.
기지국은 일반적으로 이동국와 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하 며, 노드-B(node-B), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어(terminology)로 불릴 수 있다. 이동국은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(user equipment), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.A base station generally refers to a fixed station that communicates with a mobile station, and may be referred to as other terminology such as node-B, base transceiver system (BTS), or access point. . A mobile station may be fixed or mobile and may be called other terms such as user equipment (UE), user terminal (UT), subscriber station (SS), wireless device (wireless device), and the like.
본 발명의 배경이 되는 EPOCH 과정은 다음의 두 가지 방식으로 수행될 수 있다. 도 2는 동기식 통신시스템에서 수행되는 이동국의 EPOCH 과정 중 특히 순방향 전환(positive slew)의 개념을 개략적으로 도시한 것이다.EPOCH process which is the background of the present invention can be performed in the following two ways. FIG. 2 schematically illustrates the concept of a positive slew, in particular during the EPOCH process of a mobile station performed in a synchronous communication system.
일반적으로 무선 채널 환경은 다중 경로(multi-path) 환경이므로 기지국 채널 송신 장치에서 전송한 채널 신호는 적어도 1개 이상의 경로들을 통해 이동국으로 수신된다. 그리고 다중 경로를 통해 수신되는 신호들 각각은 그 경로의 거리에 따라 시간차가 발생하므로, 서로 다른 타이밍에서 상기 임계치 이상의 상관값이 포착될 수 있다. 이와 같이 다중 경로를 통해 수신되는 신호들을 수신할 수 있도록 상기 이동국은 레이크 수신기(rake receiver)를 구비하며, 상기 레이크 수신기는 다중 경로를 통해 수신되는 채널 신호들 각각을 복조하기 위한 다수의 핑거(finger)들을 구비한다.In general, since the radio channel environment is a multi-path environment, the channel signal transmitted by the base station channel transmitter is received by the mobile station through at least one path. Each signal received through the multi-path generates a time difference according to the distance of the path, so that correlation values above the threshold can be captured at different timings. The mobile station includes a rake receiver to receive signals received through the multipath as described above, and the rake receiver includes a plurality of fingers for demodulating each of the channel signals received through the multipath. ).
도 2는 이동국 탐색기의 다수의 핑거들 중 어느 일 핑거의 PN 코드 타이밍(search position)과 기지국 PN 코드 타이밍(RX I/Q Input Data) 간의 차이를 도시하고 있다. FIG. 2 illustrates the difference between PN code timing and base station PN code timing (RX I / Q Input Data) of one of a plurality of fingers of the mobile station searcher.
도시된 바와 같이, 이동국의 핑거에서 수신하는 기지국 PN 코드 타이밍은 최초 EPOCH 시점을 기준으로 생성되는 PN 코드 타이밍과 차이가 발생한다. 즉, 기지 국 PN 코드 타이밍을 기준으로 할 때 PN 코드 타이밍이 3 chip 더 빠르다. 따라서, 상기 PN 코드 타이밍을 상기 기지국 PN 코드 타이밍에 일치시키려면 상기 PN 코드의 생성을 3 chip 만큼 정지시켜야만 한다.As shown, the base station PN code timing received by the mobile station's finger differs from the PN code timing generated based on the initial EPOCH timing. That is, the PN code timing is 3 chips faster based on the known station PN code timing. Therefore, in order to match the PN code timing to the base station PN code timing, generation of the PN code must be stopped by 3 chips.
즉, 이동국은 상기 기지국 PN 코드 타이밍과 자신의 PN 코드 타이밍과의 차이를 측정하고, 해당 차이만큼 순방향 전환(positive slew)을 수행하여 양자를 일치시킨다. 상기 순방향 전환은 결과적으로 상기 도 3에 도시된 바와 같이 EPOCH 위치로부터 순방향 링크 파일럿의 실제 위치까지 3 chip만큼 시계방향으로 전환된다.That is, the mobile station measures the difference between the base station PN code timing and its own PN code timing and performs forward slew by the difference to match the two. The forward transition is consequently shifted clockwise by 3 chips from the EPOCH position to the actual position of the forward link pilot as shown in FIG.
한편, PN 코드 타이밍을 맞추기 위한 역방향 전환(negative slew)는 이동국의 핑거에서 수신하는 기지국 PN 코드 타이밍이 최초 EPOCH 시점을 기준으로 생성되는 PN 코드 타이밍보다 빠를 경우에 전술한 순방향 전환의 반대되는 방식으로 수행된다. On the other hand, the negative slew to adjust the PN code timing is the opposite of the above-described forward switching when the base station PN code timing received by the mobile station's finger is earlier than the PN code timing generated based on the initial EPOCH timing. Is performed.
이하에서는 상술한 순방향 전환을 이용하여 채널 신호를 고속으로 검색하기 위한 장치 및 방법을 설명한다.Hereinafter, an apparatus and method for searching for a channel signal at high speed by using the aforementioned forward switching will be described.
도 4는 본 발명의 채널 신호 검색 장치의 구성을 도시한 블록도이고, 도 5는 도 4의 구성 중 일부를 확대하여 도시한 블록도이다.FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the channel signal retrieval apparatus of the present invention, and FIG. 5 is an enlarged block diagram of a part of the configuration of FIG.
본 발명은 동기식 이동통신 시스템이 동기 획득을 위한 파일럿 채널을 별도로 제공하지 않고 파일럿 채널을 MAC 채널 및 트래픽 채널과 시간 분할 다중화한 구조로 순방향 채널을 통해 동시에 제공하므로, 파일럿 채널이 불연속적으로 수신된다는 점에 착안한 것이다.According to the present invention, the pilot channel is discontinuously received because the synchronous mobile communication system simultaneously provides the pilot channel through the forward channel in a structure of time division multiplexing with the MAC channel and the traffic channel without separately providing a pilot channel for synchronization acquisition. I focused on the point.
즉, 불연속적으로 수신되는 파일럿 채널로는 고속의 채널 탐색이 불가능하므 로 수신되는 순방향 채널의 일부 구간을 메모리에 미리 저장(캡쳐)해 놓고, 채널 탐색시 메모리에 저장된 채널 구간을 이용하여 신속하게 동기점을 찾도록 한다. 이를 구현하기 위해 본 발명의 채널 신호 검색 장치는 크게 캡쳐기(capture)(100), 탐색기(searcher)(200), 이들을 제어하기 위한 제어기(controller)(300), 채널 신호 캡쳐 및 탐색을 위한 각종 참조 데이터를 저장하고 캡쳐 신호를 임시 저장하기 위한 메모리(400) 및 기지국으로부터 수신된 고주파 대역의 순방향 채널 신호를 저주파 대역으로 변환하여 장치 내부로 전달하는 RF단(500)을 포함하여 이루어진다.In other words, since a high speed channel search is not possible with a pilot channel that is discontinuously received, some sections of the received forward channel are previously stored (captured) in memory, and the channel section stored in the memory is quickly used when searching for channels. Find the sync point. In order to implement this, the channel signal search apparatus of the present invention is largely a capture (100), a searcher (searcher) 200, a controller (controller 300) for controlling them, various kinds of channel signal capture and search And a
여기서, 캡쳐기(100) 및 탐색기(200)는 고속의 데이터 처리를 수행하기 위해 하드웨어적으로 구현되는 것이 바람직하다. 또한, 제어기(300)는 전반적인 제어를 담당하는 한편, 캡쳐기(100)에는 캡쳐 명령 및 캡쳐 위치를 제공하고 탐색기(200)에는 탐색 기준 정보를 제공하는바, 상기 캡쳐 위치 및 탐색 기준 정보 등은 상황에 따라 유연하게 변경될 수 있어야 하므로 소프트웨어적으로 구현되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 탐색 기준 정보에는 탐색 시작 위치, 탐색 윈도우 크기 및 PN 마스크 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.Here, the
캡쳐기(100)는 기지국으로부터 수신된 순방향 채널 신호의 소정 구간을 캡쳐하여 메모리(400)에 저장하는 역할을 담당하며, 비교 모듈(11)과 캡쳐 모듈(12)을 포함하여 이루어지고 선택적으로 보고 모듈(13)을 더 포함할 수 있다.The
비교 모듈(11)은 제어기(300)로부터 캡쳐 명령(Memory Capture Command)이 도착하면, 제어기(300)로부터 캡쳐 위치(Memory Capture Position Write)를 제공받아 이를 상기 캡쳐 명령을 수신한 시점의 현재 위치와 비교한다. 그리고, 비교 결 과를 캡펴 모듈(12)에 통보한다.When the capture module (Memory Capture Command) arrives from the
캡쳐 모듈(12)은 상기 캡쳐 위치(Memory Capture Position Write)가 현재 위치보다 작으면 다음 하프(1/2) 슬롯의 경계에서 상기 캡쳐 위치를 더한 위치를 '캡쳐 시작점'으로 하고 그로부터 소정 구간만큼 캡쳐를 수행한다. 또한, 상기 캡쳐 위치(Memory Capture Position Write)가 현재 위치보다 크면 현재의 하프(1/2) 슬롯의 경계에서 상기 캡쳐 위치를 더한 위치를 '캡쳐 시작점'으로 하고 그로부터 소정 구간만큼 캡쳐를 수행한다.If the capture position (Memory Capture Position Write) is smaller than the current position, the capturing
보고 모듈(13)은 캡쳐가 종료되면 캡쳐 완료 인터럽트(Memory Capture Done Interrupt)를 발생시키고, 상기 캡쳐 시작점의 하프(1/2) 슬롯 단위 인덱스를 제어기(300)에 보고(report)한다.The reporting
이와 같은 캡쳐 과정을 구체적인 예를 통해 살펴보면 다음과 같다. Looking at the capture process through a specific example as follows.
<메모리 캡쳐 과정><Memory Capture Process>
도 6은 본 발명에 의한 캡쳐 과정의 일 예를 도시한 것이다. 6 shows an example of a capture process according to the present invention.
본 실시예에서 1 슬롯(slot)은 2048 칩(chip)으로 구성되고, 최소한의 메모리를 통해 고속 탐색을 구현하기 위한 캡쳐 구간은 (2048+96) 칩으로 설정된다고 가정한다.In the present embodiment, it is assumed that one slot is composed of 2048 chips, and a capture section for implementing a fast search through a minimum of memory is set to (2048 + 96) chips.
도 6에서 보듯, 캡쳐기(100)의 EPOCH 카운터(도면에 미도시)가 500인 시점에서 제어기(300)로부터 캡쳐 명령(Memory Capture Command)이 내려진 상태이다. 상기 EPOCH 카운터는 제어기(300)로부터 EPOCH 명령(EPOCH Command)이 내려오면 칩 단위로 카운팅을 개시한다.As shown in FIG. 6, when the EPOCH counter (not shown) of the
도 6에서는 제어기(300)로부터 제공받은 캡쳐 위치(Memory Capture Position Write)가 각각 0, 100, 1000 인 경우를 도시하고 있다.FIG. 6 illustrates a case where the capture positions (Memory Capture Position Write) provided from the
캡쳐 위치(Memory Capture Position Write)가 0인 경우, 캡쳐 위치(=0)는 캡쳐 명령을 받은 현재 시점(=500)보다 작으므로 다음 하프(1/2) 슬롯의 경계(=1024)에서 상기 캡쳐 위치(=0)를 더한 지점이 캡쳐 시작점(=1024)이 된다. 이때, 보고 모듈(13)은 보고 캡쳐 위치(Memory Capture Position Report)로서 상기 캡쳐 시작점(=1024)이 속한 하프(1/2) 슬롯 단위 인덱스(=1)를 제어기(300)에 보고한다.If the capture position (Memory Capture Position Write) is 0, the capture position (= 0) is smaller than the current time point (= 500) at which the capture command was received, so the capture at the boundary of the next half (1/2) slot (= 1024) The point plus the position (= 0) becomes the capture start point (= 1024). At this time, the reporting
캡쳐 위치(Memory Capture Position Write)가 100인 경우라면, 캡쳐 위치(=100)가 현재 시점(=500)보다 작으므로 다음 하프(1/2) 슬롯의 경계(=1024)에서 상기 캡쳐 위치(=100)를 더한 지점이 캡쳐 시작점(=1124)이 된다. 이때, 보고 모듈(13)은 보고 캡쳐 위치(Memory Capture Position Report)로서 상기 캡쳐 시작점(=1124)이 속한 하프(1/2) 슬롯 단위 인덱스(=1)를 제어기(300)에 보고한다.If the capture position (Memory Capture Position Write) is 100, since the capture position (= 100) is smaller than the current time point (= 500), the capture position (= at the boundary of the next half (1/2) slot (= 1024) The point at which 100 is added is the capture start point (= 1124). At this time, the reporting
캡쳐 위치(Memory Capture Position Write)가 1000인 경우에는, 캡쳐 위치(=1000)가 현재 시점(=500)보다 크므로 현재 하프(1/2) 슬롯의 경계(=0)에서 상기 캡쳐 위치(=1000)를 더한 지점이 캡쳐 시작점(=1000)이 된다. 이때, 보고 모듈(13)은 보고 캡쳐 위치(Memory Capture Position Report)로서 상기 캡쳐 시작점(=1000)이 속한 하프(1/2) 슬롯 단위 인덱스(0)를 제어기(300)에 보고한다.When the capture position (Memory Capture Position Write) is 1000, since the capture position (= 1000) is greater than the current time point (= 500), the capture position (= The point plus 1000 is the capture start point (= 1000). At this time, the reporting
다음으로, 탐색기(200)는 가변 옵셋을 가지는 마스크와 상기 캡쳐된 채널 데이터를 소정의 윈도우 크기로 상관(correlation)시켜 동기점을 찾는 역할을 담당하며, 크게 PN 발생모듈(PN generator)(21)과 탐색 모듈(22)을 포함하여 이루어지며 선택적으로 보고 모듈(23)을 더 포함할 수 있다.Next, the
PN 발생모듈(21)은 제어기(300)로부터 제공받은 PN 마스크와 동일한 마스크 또는 순방향 전환(positive slew) 또는 역방향 전환(negative slew)된 마스크를 PN 옵셋을 변경해가면서 생성한다. 여기서, PN 마스크는 다음과 같은 수식으로 결정될 수 있다.The
탐색 모듈(22)은 캡쳐기(100)로부터 캡쳐 종료 인터럽트가 발생하면 제어기(300)로부터 탐색 시작 위치(Search Start Position) 및 탐색 윈도우 크기(Search Window Size)를 제공받아 탐색을 수행한다. The
구체적으로, 탐색 모듈(22)은 PN 발생모듈(21)에 의해 생성된 PN 마스크와 상기 메모리(400)에 캡쳐된 채널 데이터를 상기 탐색 시작 위치로부터 상기 탐색 윈도우 크기만큼 상관(correlation)시켜 최대 피크값이 발생한 지점을 검출한다.Specifically, the
보고 모듈(23)은 최대 피크값이 검출된 지점에서의 PN 옵셋에 대응하는 인덱스(Search Position Result High)와 해당 지점의 위치(Search Position Result High)를 제어기(300)에 보고한다.The reporting
상술한 바와 같은 캡쳐 및 탐색 과정은 이동국이 처음으로 순방향 채널을 수신한 경우와 그 이후에 다중 경로의 순방향 채널을 수신한 경우로 나누어 생각해볼 수 있다. 이하에서는, 전자와 같은 초기 수신시 탐색 과정과 후자와 같은 다중 경로 수신시 탐색 과정을 구체적인 예를 들어 설명해 보기로 한다.The capturing and searching process as described above may be considered to be divided into a case in which the mobile station first receives the forward channel and subsequently receives a multipath forward channel. Hereinafter, a description will be given of a search process in the initial reception such as the former and a search process in the multipath reception such as the latter.
<초기 탐색 과정>Initial Search Process
도 7a는 초기 탐색 과정에서 채널 신호를 캡쳐하는 과정을 도시한 것이고, 도 7b는 상기 캡쳐한 채널 신호를 탐색하는 과정을 도시한 것이다.FIG. 7A illustrates a process of capturing a channel signal during an initial search process, and FIG. 7B illustrates a process of searching the captured channel signal.
본 실시예에서 1 슬롯(slot)은 2048 칩(chip)으로 구성되고, 최소한의 메모리를 통해 고속 탐색을 구현하기 위한 캡쳐 구간은 (2048+96) 칩으로 설정되며, 도 7a에서 보듯 실제로 수신된 채널 신호(RX I/Q Input Data)(찾고자 하는 동기점)는 EPOCH를 기준으로 하여 (2048+500) 칩의 위치에 떨어져 있다고 가정한다.In the present embodiment, one slot is composed of 2048 chips, and a capture interval for implementing high-speed searching through a minimum of memory is set to (2048 + 96) chips, and as shown in FIG. It is assumed that the channel signal RX I / Q Input Data (sync point to be found) is located at the position of the (2048 + 500) chip with respect to the EPOCH.
초기 탐색의 경우, 파일럿의 대략의 위치조차 알 수 없는 상황이므로 캡쳐 위치(Memory Capture Position Write) 및 탐색 시작 위치(Search Start Position)은 각각 0으로 설정한다. 또한, 초기 탐색의 경우 주기적으로 반복되는 채널 신호의 전체 영역에 대하여 탐색을 수행하여야 하므로 탐색 윈도우 크기는 상기 채널 신호의 주기로 설정한다. 본 실시예의 탐색 윈도우 크기는 32767 PN 칩 크기로 가정한다.In the case of the initial search, since the approximate position of the pilot is not known, the capture position (Memory Capture Position Write) and the search start position (Search Start Position) are set to 0, respectively. In addition, in the case of the initial search, the search must be performed for the entire area of the channel signal which is periodically repeated, and thus the search window size is set to the period of the channel signal. The search window size of this embodiment is assumed to be 32767 PN chip size.
먼저 캡쳐 과정을 살펴보면, 캡쳐 위치(Memory Capture Position Write)(=0)는 캡쳐 명령을 받은 현재 시점(2번 파일럿 버스트와 3번 파일럿 버스트 사이)보다 작으므로 다음 하프(1/2) 슬롯(3번 파일럿 버스트)의 경계(=3072)에 상기 캡쳐 위치(=0)를 더한 지점이 캡쳐 시작점(=3072)이 된다. First, look at the capture process, since the capture position (Memory Capture Position Write) (= 0) is smaller than the current time (captured between
보고 모듈(13)은 캡쳐가 종료되면 캡쳐 종료 인터럽트를 발생시키고, 보고 캡쳐 위치(Memory Capture Position Report)로서 상기 캡쳐 시작점(=3072)이 속한 하프(1/2) 슬롯 단위 인덱스(=3)를 제어기(300)에 보고한다.The reporting
제어기(300)는 상기 수학식 1에 의해 보고 캡쳐 위치(Memory Capture Position Report)(=3)와 PN 옵셋(=0)을 더하여 PN 마스크(=3)을 구하고, 이를 탐색기(200)에 제공한다. 초기 탐색을 수행하기 위한 초기값을 정리하면 다음과 같다.The
- 탐색 시작 위치(Search Start Position) = 0
- 탐색 윈도우 크기(Search Window Size) = 32767 PN chip
- PN 마스크 0 = PN 옵셋(=0) + 보고 캡쳐 위치(Capture Position Report)(=3) = 3
Search Start Position = 0
Search Window Size = 32767 PN chip
-
다음으로 탐색 과정을 살펴보면, 도 7b에서 보듯 탐색기(200)의 탐색 모듈(22)은 상기 PN 마스크의 PN 옵셋을 0에서부터 증가시키면서 상기 PN 마스크와 메모리에 캡쳐된 채널 데이터를 서로 상관(correlation) 시켜 최대 피크값이 검출되는 지점을 찾는다.Next, referring to FIG. 7B, as shown in FIG. 7B, the
본 실시예에서 PN 옵셋이 2548로 증가된 경우의 PN 마스크와 상기 캡쳐 데이터 간에 상관을 수행한 결과 최대 피크가 검출되며, 해당 지점은 탐색 시작 위치(=0)으로부터 500 칩만큼 떨어진 곳에 위치한다.In the present embodiment, the maximum peak is detected as a result of correlation between the PN mask and the capture data when the PN offset is increased to 2548, and the point is located 500 chips away from the search start position (= 0).
보고 모듈(23)은 최대 피크값이 검출된 지점에서의 소정 단위(=1024 칩)의 PN 옵셋 인덱스(Search Position Result High)(=2)와 해당 지점의 위치(Search Position Result Low)(=500)를 제어기(300)에 보고한다.The reporting
<다중 경로 탐색 과정><Multipath Search Process>
도 8a는 다중 경로 탐색 과정에서 채널 신호를 캡쳐하는 과정을 도시한 것이고, 도 8b는 상기 캡쳐한 채널 신호를 탐색하는 과정을 도시한 것이다.FIG. 8A illustrates a process of capturing a channel signal in a multi-path search process, and FIG. 8B illustrates a process of searching the captured channel signal.
본 실시예 역시 1 슬롯(slot)은 2048 칩(chip)으로 구성되고, 최소한의 메모 리를 통해 고속 탐색을 구현하기 위한 캡쳐 구간은 (2048+96) 칩으로 설정된다고 가정한다. 또한, 도 8a에서 보듯 실제로 수신된 채널 신호(RX I/Q Input Data)(찾고자 하는 동기점)는 EPOCH를 기준으로 하여 (2048+500) 칩의 위치에 떨어져 있다고 가정한다. This embodiment also assumes that one slot is configured with 2048 chips, and the capture interval for implementing high-speed search through minimal memory is set to (2048 + 96) chips. In addition, as shown in FIG. 8A, it is assumed that the actually received channel signal RX I / Q Input Data (sync point to be searched) is located at the position of the chip (2048 + 500) based on the EPOCH.
한편, 이미 대략의 위치를 상기 초기 경로 탐색을 통해 알고 있다고 가정하므로 탐색 윈도우 크기는 초기 탐색에 비해 짧게 설정되는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 10 칩으로 설정하기로 한다.On the other hand, since it is assumed that the approximate location is already known through the initial path search, the search window size is preferably set to be shorter than the initial search, and in this embodiment, it is set to 10 chips.
캡쳐 명령을 받은 현재 시점은 1번 파일럿 버스트와 2번 파일럿 버스트 사이인 경우, 캡쳐 위치(Memory Capture Position Write)는 다음과 같은 수식으로 결정될 수 있다.When the current time when the capture command is received is between the first and second pilot bursts, the capture position (Memory Capture Position Write) may be determined by the following equation.
초기 탐색에서 최대 피크점의 위치(Search Position Result Low) -Position of maximum peak in initial search (Search Position Result Low)-
파일럿 시작 위치Pilot starting position
따라서, 본 실시예의 캡쳐 위치(Memory Capture Position Write)는 (500-464 = 36) 으로 설정된다.Therefore, the capture position (Memory Capture Position Write) of this embodiment is set to (500-464 = 36).
또한, 탐색 시작 위치(Search Start Point)는 다음과 같은 수식으로 결정될 수 있다.In addition, the search start position may be determined by the following equation.
(파일럿 시작 위치 - (탐색 윈도우 크기/2))(Pilot start position-(navigation window size / 2))
따라서, 본 실시예의 탐색 시작 위치는 (464-(10/2) = 459)로 설정된다.Therefore, the search start position of this embodiment is set to (464- (10/2) = 459).
다중 경로 탐색시의 PN 마스크는 다음과 같은 수식으로 결정될 수 있다.The PN mask in the multipath search may be determined by the following equation.
- 초기 탐색의 PN 옵셋 인덱스(Search Position Result High) PN offset index of the initial search (Search Position Result High)
따라서, 본 실시예의 PN 마스크 0은 (0+2-2 = 0)으로 설정된다. 보고 캡쳐 위치(Memory Capture Position Report)가 초기 탐색의 PN 옵셋 인덱스(Search Position Result High)(=2)와 동일하는 것은 현재 캡쳐된 채널 데이터 내에 최대 피크값이 존재한다는 것을 의미한다.Therefore, the
여기서 먼저 캡쳐 과정을 살펴보면, 캡쳐 위치(Memory Capture Position Write)(=36)는 캡쳐 명령을 받은 현재 시점(1번 파일럿 버스트와 2번 파일럿 버스트 사이)보다 작으므로 다음 하프(1/2) 슬롯(2번 파일럿 버스트)의 경계(=2048)에 상기 캡쳐 위치(=36)를 더한 지점이 캡쳐 시작점(=2084)이 된다.Here, look at the capture process first, the capture position (Memory Capture Position Write) (= 36) is smaller than the current time (between pilot burst 1 and pilot burst 1) received the capture command, so the next half (1/2) slot ( The point where the capture position (= 36) is added to the boundary (= 2048) of the # 2 pilot burst is the capture start point (= 2084).
보고 모듈(13)은 캡쳐가 종료되면 캡쳐 종료 인터럽트를 발생시키고, 보고 캡쳐 위치(Memory Capture Position Report)로서 상기 캡쳐 시작점(=2084)이 속한 하프(1/2) 슬롯 단위 인덱스(=2)를 제어기(300)에 보고한다.The reporting
제어기(300)는 상기 수학식 4에 의해 PN 마스크(=0)을 구하고, 이를 탐색기(200)에게 제공한다. The
본 실시예에서 다중 경로 탐색을 수행하기 위한 초기값을 정리하면 다음과 같다.In this embodiment, initial values for performing the multipath search are summarized as follows.
- 탐색 시작 위치(Search Start Position)
= (파일럿 시작 위치(=464) - (탐색 윈도우 크기(=10)/2)) = 459
- 탐색 윈도우 크기(Search Window Size) = 10 PN chip
- PN 마스크 0 = PN 옵셋(=0) + 보고 캡쳐 위치(Capture Position Report)(=2)
- 초기 탐색의 PN 옵셋 인덱스(Search Position Result High)(=2)= 0
Search Start Position
= (Pilot start position (= 464)-(navigation window size (= 10) / 2)) = 459
Search Window Size = 10 PN chip
-
PN offset index (Search Position Result High) of initial search (= 2) = 0
다음으로 탐색 과정을 살펴보면, 도 8b에서 보듯 탐색기(200)의 탐색 모듈(22)은 상기 PN 마스크의 PN 옵셋을 0에서부터 증가시키면서 상기 PN 마스크와 메모리에 캡쳐된 채널 데이터를 서로 상관(correlation) 시켜 최대 피크값이 검출되는 지점을 찾는다.Next, referring to FIG. 8B, the
본 실시예에서 PN 옵셋이 5번째로 증가된 경우(PN 옵셋=464)의 PN 마스크와 상기 캡쳐 데이터 간에 상관을 수행한 결과 최대 피크가 검출되며, 해당 지점은 탐색 시작 위치(=459)으로부터 5 칩만큼 떨어진 곳(=459+5=464)에 위치한다.In the present embodiment, the maximum peak is detected as a result of correlation between the PN mask and the capture data when the PN offset is increased fifth (PN offset = 464), and the corresponding point is 5 from the search start position (= 459). It is located as far away as the chip (= 459 + 5 = 464).
보고 모듈(23)은 상기 최대 피크값이 검출된 지점의 위치(Search Position Result Low)(=464)를 제어기(300)에 보고하고, 제어기(300)는 다음의 수식에 의해 최종 탐색 위치를 산출한다.The reporting
+ (최대 피크값 검출 위치(Search Position Result Low) + (Search Position Result Low)
+ 캡쳐 위치(Memory Capture Position Write)) + Capture Position (Memory Capture Position Write)
따라서, 최종 탐색 위치는 ((2*1024) + (464+36)) = (2048+500) 이 된다.Thus, the final search position is ((2 * 1024) + (464 + 36)) = (2048 + 500).
이상 설명한 변형 실시예들은 독립적으로 실시될 수도 있으나 필요에 따라 서로 결합되어 실시될 수도 있음은 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 자명하게 알 수 있을 것이다. 또한, 상술한 내용들은 본 발명의 기술사상을 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.It will be apparent to those skilled in the art that the above-described embodiments may be practiced independently, but may be combined with each other as needed. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, since various permutations, modifications and variations are possible without departing from the technical idea of the present invention.
본 발명에 의하면, 동기식 이동통신 시스템의 순방향 채널이 파일럿 채널과 기타 채널이 다중화된 구조라 하더라도 순방향 채널 데이터를 캡쳐하여 메모리에 저장하고 이를 이용하여 탐색을 수행함으로써 고속의 타이밍 동기화가 가능해진다.According to the present invention, even if the forward channel of the synchronous mobile communication system is a multiplexed structure of the pilot channel and other channels, the fast channel synchronization is possible by capturing and storing the forward channel data in a memory and performing a search using the forward channel data.
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