KR20000073314A - A Preamble receiver for CDMA system - Google Patents

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KR20000073314A
KR20000073314A KR1019990016536A KR19990016536A KR20000073314A KR 20000073314 A KR20000073314 A KR 20000073314A KR 1019990016536 A KR1019990016536 A KR 1019990016536A KR 19990016536 A KR19990016536 A KR 19990016536A KR 20000073314 A KR20000073314 A KR 20000073314A
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노진우
김준우
박경
박판종
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정규석
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Abstract

PURPOSE: A preamble receiver of a code division multiple access(CDMA) system, is provided to efficiently receive a preamble of an access channel by using a signature where 0(zero) is inserted and a correlation bank having correlators, so that system performance can be improved. CONSTITUTION: A code division multiple access(CDMA) system receives a predetermined preamble through a random access channel of a reverse link, when propagation delay exists between a base station configuring an optional cell and a terminal in the cell area. A signature generator generates a predetermined signature symbol and a signature symbol having added 0(zero) from 1(one) to (N-1), by referring to wave delay. A signature correlation bank(30) has N of signature correlators. Each of the signature correlators multiplies interface-filtered receiving signals by the signature symbol or the zero-added signature symbol, to output a correlation signal. N accumulation banks(40-1/40-N) respectively receive and accumulate outputs of the signature correlators. A decider(50) receives outputs of the accumulation banks and selects a maximum value. And the decider(50) compares the maximum value with a predetermined threshold, to decide whether receiving is successful.

Description

부호분할 다중접속 시스템의 프리엠블 수신기 {A Preamble receiver for CDMA system}Preamble receiver for code division multiple access system {A Preamble receiver for CDMA system}

본 발명은 차세대 이동통신시스템(IMT-2000) 등에 적용되는 부호분할 다중접속 (CDMA)시스템에서 랜덤 억세스(random access)를 위한 프리엠블(preamble)을 수신하는 프리엠블 수신기에 관한 것이다.The present invention relates to a preamble receiver for receiving a preamble for random access in a code division multiple access (CDMA) system applied to a next generation mobile communication system (IMT-2000).

최근들어, 국제통신연합(ITU-R)은 이동통신분야의 세계표준규격으로서 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000) 시스템이 갖추어야 할 여러 특징들을 권고하고 있고, 이러한 특성들을 수용하는 규격들이 다수 제안되고 있다. 이와 같이 IMT-2000시스템으로서 제안되는 시스템들은 크게 동기식 CDMA기술을 이용한 것과 비동기식 CDMA기술을 이용한 것이 있는 데, 동기식 및 비동기식 CDMA시스템은 무선접속방식으로서 직접시퀀스 확산대역방식을 사용하고, 음성 및 비음성 서비스를 제공할 수 있다.In recent years, the International Telecommunication Union (ITU-R) has recommended several features that the International Mobile Telecommunication-2000 (IMT-2000) system should have as a global standard for mobile communication. It is becoming. As such, the systems proposed as IMT-2000 system are largely using synchronous CDMA technology and asynchronous CDMA technology. Synchronous and asynchronous CDMA systems use direct sequence spread band method as a wireless access method, and use voice and non-voice. Can provide services.

그리고 IMT-2000시스템에서 무선접속 규격은 계층적인 구조를 이루고 있는데, 물리계층의 채널구조는 순방향 채널과 역방향 채널, 기지국과 단말국 사이에서 공통적으로 사용되는 공통채널과 단말기 단위로 종속되어 독립적으로 사용되는 전용채널로 구분된다. 예컨대, 동기식 CDMA시스템에서 순방향 링크의 경우, 시간 및 위상, 신호세기정보를 제공하여 고속 동기획득 및 추적을 위한 파일럿 채널, 초기에 시간동기를 획득하기 위한 동기채널, 시스템의 제반 정보와 단말기에 독립적으로 전달되는 정보를 전송하기 위한 페이징채널, 신호채널, 트래픽채널 등이 있고, 역방향 링크에서는 공통으로 사용하는 억세스 채널과 독립적으로 사용하는 파일럿채널, 신호채널, 트래픽채널 등이 있다. 여기서, 억세스채널은 순방향의 페이징채널에 대응되는 기능을 수행하여 각종 응답신호를 전송하며 아울러 단말기와 기지국의 채널설정 즉, 호 설정시에 사용된다.In the IMT-2000 system, the radio access standard has a hierarchical structure. The channel structure of the physical layer is independently used by the common channel and the terminal unit commonly used between the forward channel and the reverse channel, and the base station and the terminal station. It is divided into dedicated channels. For example, in the synchronous CDMA system, in the forward link, a pilot channel for fast synchronization acquisition and tracking by providing time and phase and signal strength information, a synchronization channel for initially acquiring time synchronization, and independent of all information and terminals of the system There are a paging channel, a signal channel, a traffic channel, etc. for transmitting the information transferred to the reverse link, and in the reverse link, there are a pilot channel, a signal channel, a traffic channel, etc., which are used independently from an access channel commonly used. In this case, the access channel transmits various response signals by performing a function corresponding to the paging channel in the forward direction, and is used for channel setup, that is, call setup of the terminal and the base station.

비동기식 CDMA시스템에서도 순방향 링크와 역방향 링크에서 다수의 채널을 갖는데 특히, 역방향 링크에서 랜덤 억세스 채널(RACH)을 통해 수신되는 프리엠블을 정확하게 수신할 필요가 있다. 즉, 다수의 셀들로 이루어진 이동통신망에서 기지국장치는 자신의 셀에 속한 단말기들의 위치를 정확히 알 수 없기 때문에 셀의 크기에 따른 지연을 고려하여 프리엠블 수신기를 설계해야 한다.Asynchronous CDMA systems also have multiple channels on the forward and reverse links. In particular, it is necessary to accurately receive preambles received through a random access channel (RACH) on the reverse link. That is, in a mobile communication network composed of a plurality of cells, the base station apparatus does not know the location of the terminals belonging to its own cell. Therefore, the preamble receiver should be designed in consideration of the delay according to the cell size.

이에 본 발명은 상기와 같은 필요성을 충족시키기 위하여 제안된 것으로, 전파지연시간을 고려하여 프리엠블을 정확하게 수신할 수 있는 프리엠블 수신기를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to meet the above necessity, and an object thereof is to provide a preamble receiver capable of accurately receiving a preamble in consideration of propagation delay time.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는, 다수의 셀 영역으로 구획되고, 임의의 셀을 구성하는 기지국과 상기 셀 영역안에 위치한 단말기 사이에 Tp의 전파지연시간이 존재할 때, 역방향 링크의 랜덤억세스채널을 통해 소정의 프리엠블을 수신할 수 있도록 된 CDMA시스템에 있어서,In order to achieve the above object, the apparatus of the present invention is divided into a plurality of cell regions, and when there is a propagation delay time of Tp between a base station constituting an arbitrary cell and a terminal located in the cell region, In a CDMA system capable of receiving a predetermined preamble through a random access channel,

소정의 시그네춰 심볼과, 전파지연을 고려하여 0부터 N-1까지 0이 부가된 시그네춰 심볼을 생성하는 시그네춰 심볼 생성수단; N개의 시그네춰 상관기로 이루어지고, 각 시그네춰 상관기는 정합필터링된 수신신호를 상기 시그네춰 심볼 혹은 0이 부가된 시그네춰 심볼과 각각 곱해 상관신호를 출력하는 시그네춰 상관뱅크; 상기 각 시그네춰 상관기의 출력을 입력받아 누적하는 N개의 누적뱅크; 및 상기 누적뱅크의 출력을 입력받아 최대값을 선택한 후 소정의 임계치와 비교하여 수신성공 여부를 결정하는 결정수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.Signature symbol generating means for generating a predetermined signature symbol and a signature symbol having zeros added from 0 to N-1 in consideration of propagation delay; A signature correlation bank comprising N signature correlators, each signature correlator multiplying a matched filtered reception signal with the signature symbol or a zero-signed signature symbol to output a correlation signal; N cumulative banks receiving and accumulating the outputs of the signature correlators; And determining means for receiving the output of the cumulative bank, selecting a maximum value, and then determining whether the reception is successful by comparing with a predetermined threshold value.

이와 같이 본 발명은 256탭 정합필터의 출력을 동위상 성분과 직교위상 성분으로 연산을 하여 시그네춰(signature) 상관뱅크를 구성하고, 이에 대한 상관값을 누적뱅크에서 소정 프리엠블 시간(1ms)동안 누적하여 효율적으로 프리엠블을 수신할 수 있다.As described above, the present invention calculates the output of the 256-tap matching filter using in-phase components and quadrature components to form a signature correlation bank, and the correlation value is calculated for a predetermined preamble time (1 ms) in the cumulative bank. Accumulate can receive the preamble efficiently.

도 1은 본 발명이 적용되는 CDMA시스템의 랜덤 억세스 채널의 구조를 도시한 도면,1 illustrates a structure of a random access channel of a CDMA system to which the present invention is applied;

도 2는 도 1의 랜덤 억세스 채널 중 프리엠블부와 메시지부를 단말기에서 전송하는 절차를 도시한 도면,FIG. 2 illustrates a procedure of transmitting a preamble unit and a message unit from a random access channel of FIG. 1 to a terminal;

도 3은 프리엠블부의 세부 구조를 도시한 도면,3 is a view illustrating a detailed structure of a preamble part;

도 4는 랜덤 억세스 절차의 타이밍을 도시한 도면,4 is a diagram illustrating timing of a random access procedure;

도 5는 본 발명의 랜덤 억세스 채널 프리엠블 수신기를 도시한 블록도,5 is a block diagram illustrating a random access channel preamble receiver of the present invention;

도 6은 도 5에 도시된 누적뱅크 i의 세부 블록도,6 is a detailed block diagram of the cumulative bank i shown in FIG. 5;

도 7은 도 5에 도시된 결정부의 세부 블록도이다.FIG. 7 is a detailed block diagram of the determining unit illustrated in FIG. 5.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10: 정합필터 20: 가산기10: matching filter 20: adder

30: 시그네춰 상관뱅크 32-1~32-N: 시그네춰 상관기30: Signature Correlation Bank 32-1 ~ 32-N: Signature Correlator

40-1~40-N: 누적뱅크 42: 가산기40-1 to 40-N: Cumulative bank 42: Adder

44: 딜레이라인 50: 결정부44: delay line 50: determination unit

52: 최대값 선택기 54: 비교기52: maximum selector 54: comparator

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

앞서 설명한 바와 같이, 제3 세대 이동통신 기술로서 표준안을 확정중인 IMT-2000 시스템에서는 역방향으로 통화채널을 설정하기 위해 단말기에서 기지국으로 랜덤 억세스 채널(Random Access CHannel; RACH)이 존재한다. 이러한 랜덤 억세스 채널의 전송 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 프리엠블부(preamble part)와 메시지부(message part)로 크게 나뉜다. 그리고 프리엠블 확산부호가 256칩 주기이고 칩율이 4.096Mcps일 경우에 도 1의 프리엠블부는 1ms의 길이로 규정되어 있고, 메시지부는 10ms의 길이로 규정되어 있다.As described above, in the IMT-2000 system, which is deciding a standard as a third generation mobile communication technology, a random access channel (RACH) exists from a terminal to a base station in order to establish a communication channel in the reverse direction. As shown in FIG. 1, the random access channel transmission structure is largely divided into a preamble part and a message part. When the preamble spreading code is 256 chip periods and the chip rate is 4.096 Mcps, the preamble part of FIG. 1 is defined to have a length of 1 ms, and the message part is defined to have a length of 10 ms.

도 2는 프리엠블부와 메시지부를 단말기에서 기지국으로 전송하는 절차를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 역방향 링크의 억세스 채널로 프리엠블과 메시지가 전송되고, 순방향 링크로 응답신호(Acquisition Indication)가 전송되는 것을 보여준다. 그리고 프리엠블부의 크기는 상대적인 전력의 크기를 나타내는데, 처음에는 낮은 전력으로 송신하다가 응답이 없으면 점차 전력을 증가시켜 송신하는 것을 알 수 있다. 즉, 단말기는 1ms의 프리엠블을 기지국에서 이를 성공적으로 수신하였다는 신호(Acquisition Indication; AI)가 올 때까지 계속 반복하여 전송한다. 그리고 AI신호를 단말기가 받으면 억세스에 필요한 메시지부를 송신하게 된다.2 is a diagram illustrating a procedure of transmitting a preamble unit and a message unit from a terminal to a base station. Referring to FIG. 2, a preamble and a message are transmitted on an access channel of a reverse link, and an Acquisition Indication is transmitted on a forward link. In addition, the size of the preamble unit indicates the relative power level. At first, the preamble part transmits with a low power but gradually increases the power when there is no response. That is, the terminal repeatedly transmits a preamble of 1 ms until a signal indicating Acquisition Indication (AI) has been successfully received at the base station. When the terminal receives the AI signal, it transmits a message unit necessary for access.

도 3은 1ms의 프리엠블 구조를 도시한 도면이다. 프리엠블부는 다음 표 1과 같은 16종류의 프리엠블 시그네춰(signature; 이하 간단히 시그네춰라 한다)로 구분되고, 각 시그네춰는 도 3에 도시된 바와 같이 16개의 프리엠블 심볼로 이루어진다. 그리고 각 프리엠블 심볼은 256칩 주기의 프리엠블 확산부호로 구성되어 있다.3 shows a preamble structure of 1 ms. The preamble unit is divided into 16 kinds of preamble signatures (signatures hereinafter, simply referred to as signatures) as shown in Table 1 below, and each signature includes 16 preamble symbols as shown in FIG. 3. Each preamble symbol is composed of a preamble spreading code of 256 chip periods.

Preamble symbolsPreamble symbols SignatureSignature P0P0 P1P1 P2P2 P3P3 P4P4 P5P5 P6P6 P7P7 P8P8 P9P9 P10P10 P11P11 P12P12 P13P13 P14P14 P15P15 1One AA AA AA -A-A -A-A -A-A AA -A-A -A-A AA AA -A-A AA -A-A AA AA 22 -A-A AA -A-A -A-A AA AA AA -A-A AA AA AA -A-A -A-A AA -A-A AA 33 AA -A-A AA AA AA -A-A AA AA -A-A AA AA AA -A-A AA -A-A AA 44 -A-A AA -A-A AA -A-A -A-A -A-A -A-A -A-A AA -A-A AA -A-A AA AA AA 55 AA -A-A -A-A -A-A -A-A AA AA -A-A -A-A -A-A -A-A AA -A-A -A-A -A-A AA 66 -A-A -A-A AA -A-A AA -A-A AA -A-A AA -A-A -A-A AA AA AA AA AA 77 -A-A AA AA AA -A-A -A-A AA AA AA -A-A -A-A -A-A -A-A -A-A -A-A AA 88 AA AA -A-A -A-A -A-A -A-A -A-A AA AA -A-A AA AA AA AA -A-A AA 99 AA -A-A AA -A-A -A-A AA -A-A AA AA AA -A-A -A-A -A-A AA AA AA 1010 -A-A AA AA -A-A AA AA -A-A AA -A-A -A-A AA AA -A-A -A-A AA AA 1111 AA AA AA AA AA AA -A-A -A-A AA AA -A-A AA AA -A-A -A-A AA 1212 AA AA -A-A AA AA AA AA AA -A-A -A-A -A-A -A-A AA AA AA AA 1313 AA -A-A -A-A AA AA -A-A -A-A -A-A AA -A-A AA -A-A -A-A -A-A AA AA 1414 -A-A -A-A -A-A AA -A-A AA AA AA AA AA AA AA AA -A-A AA AA 1515 -A-A -A-A -A-A -A-A AA -A-A -A-A AA -A-A AA -A-A -A-A AA -A-A -A-A AA 1616 -A-A -A-A AA AA -A-A AA -A-A -A-A -A-A -A-A AA -A-A AA AA -A-A AA

상기 표 1을 참조하면, 프리엠블 시그네춰(signature)는 16가지가 존재하고, 각각의 시그네춰(signature)는 16개의 프리엠블 심볼로 구성되어 있다. 그리고 표 1에서 A는 "1+j"를 나타내고, 프리엠블 확산부호로는 256칩 주기를 갖는 골드(Gold)부호를 사용한다. 이때 시그네춰가 16가지가 있는 것은 다수의 사용자가 같은 시간에 동시에 시스템에 접속할 경우 이를 구분하기 위함이다. 그리고 각 시그네춰는 서로 직교성을 갖는다.Referring to Table 1, there are 16 preamble signatures and each signature consists of 16 preamble symbols. In Table 1, A represents "1 + j", and the preamble diffusion code uses a gold code having a 256 chip period. At this time, there are 16 signatures for distinguishing when multiple users access the system at the same time. Each signature is orthogonal to each other.

도 3은 i번째 시그네춰(signature)를 사용할 경우의 프리엠블 구성을 나타내는 것으로, 각 프리엠블 시그네춰(signature) 시퀀스 Pi,j (j=1, ... , 16)은 256칩 주기의 프리엠블 확산부호로 확산되고, 본 발명의 실시예에서 칩율(chiprate)는 4.096Mcps을 사용하므로 프리엠블의 길이는 1ms가 된다.FIG. 3 shows a preamble configuration when the i-th signature is used, and each preamble signature sequence Pi, j (j = 1, ..., 16) has a 256-chip period free. The preamble is 1ms long because it is spread by the symbol diffusion code, and in the embodiment of the present invention, the chip rate is 4.096 Mcps.

도 4는 도 2에서 설명한 프리엠블부와 응답신호(AI) 및 메시지의 송수신 절차에 관한 타이밍도이다. 도 4를 참조하면, 기지국의 억세스 슬롯 타이밍과 단말기의 억세스 슬롯 타이밍은 전파지연시간인 "Tp"만큼 떨어져 있다. 이 전파지연시간(Tp)은 셀 반경이 30km 일 경우 약이다. 기지국은 기지국의 억세스 슬롯 타이밍으로부터 2Tp 시간(이를 라운드 트립 딜레이(Round trip delay)라 함) 후에 프리엠블을 수신하게 된다. 즉, 2Tp 시간은 기지국과 단말기 사이의 거리에 비례하는 것으로, 기지국은 단말기의 위치를 알지 못하므로 프리엠블 수신기를 설계할 때 이러한 전파지연시간을 고려해야 한다.FIG. 4 is a timing diagram illustrating a procedure of transmitting and receiving a preamble unit, a response signal AI, and a message described with reference to FIG. 2. Referring to FIG. 4, the access slot timing of the base station and the access slot timing of the terminal are separated by a propagation delay time "Tp". This propagation delay time (Tp) is approximate when the cell radius is 30 km. to be. The base station receives the preamble after 2Tp time (called a round trip delay) from the access slot timing of the base station. That is, the 2Tp time is proportional to the distance between the base station and the terminal. Since the base station does not know the position of the terminal, this propagation delay time should be considered when designing the preamble receiver.

도 5는 본 발명에 따라 전파지연시간을 고려한 랜덤 억세스 채널의 프리엠블 수신기를 도시한 블록도이다. 본 발명의 프리엠블 수신기는 도 5에 도시된 바와 같이, 256탭 정합필터(10), 가산기(20), 시그네춰 상관뱅크(30), N개의 누적뱅크(40-1~40-N), 결정부(50)로 구성되고, 시그네춰 상관뱅크(30)는 N개의 상관기(32-1~32-N)로 이루어진다. 본 발명의 실시예에서 확산부호의 주기는 256칩이고, N은 단말기가 셀의 경계영역에 위치하여 전파지연 Tp값(단위 μsec)이 최대이고 1칩의 시간길이가 Tc μsec이며, 한 프리엠블의 심볼이 k칩으로 이루어질 경우에 2Tp/(Tc×k)에 가장 가까운 정수로 정해진다.5 is a block diagram illustrating a preamble receiver of a random access channel in consideration of propagation delay time according to the present invention. As shown in FIG. 5, the preamble receiver of the present invention includes a 256-tap matching filter 10, an adder 20, a signature correlation bank 30, N cumulative banks 40-1 to 40-N, It is composed of the decision unit 50, the signature correlation bank 30 is composed of N correlators (32-1 ~ 32-N). In the embodiment of the present invention, the period of the spreading code is 256 chips, N is a terminal having a propagation delay Tp value (unit: sec) at the cell boundary area, the maximum length of one chip is Tc, and a preamble is one preamble. In the case where the symbol of k consists of k chips, an integer closest to 2Tp / (Tc × k) is determined.

도 5를 참조하면, 랜덤 억세스 채널의 수신신호는 256탭의 정합필터(Matched filter)(10)로 인가된다. 정합필터(10)는 프리엠블 확산부호 256칩에 대한 상관값을 출력하는데, 상관기와는 달리 매 칩마다 상관값이 출력된다.Referring to FIG. 5, the received signal of the random access channel is applied to a matched filter 10 of 256 taps. The matched filter 10 outputs a correlation value for the 256 chips of the preamble spreading code, and unlike the correlator, the correlation value is output for each chip.

가산기(Adder:20)는 동위상(I) 성분과 직교위상(Q) 성분에 각각 코사인과 사인항만 남게 하기 위해 다음에 설명할 수학식 5와 같은 연산을 수행한다. 가산기(20)에서 연산된 출력은 시그네춰(signature) 상관뱅크(correlation bank)(30)로 인가된다.The adder 20 performs an operation as shown in Equation 5 to be described below so that only the cosine and the sinusoid remain in the in-phase (I) component and the quadrature (Q) component, respectively. The output computed in the adder 20 is applied to a signature correlation bank 30.

시그네춰(Signature) 상관뱅크(30)는 앞서 설명한 라운드 트립 딜레이(Round trip delay: 2Tp)와 심볼 수에 따라 정해지는 수(N) 만큼의 시그네춰(signature) 상관기로 이루어진다. 예를 들어, 칩율이 4.096Mcps인 경우에 한 칩의 길이는가 되고, 한 심볼의 길이는가 된다. 따라서 30km의 셀을 가정한다면 라운드 트립 딜레이(Round trip delay: 2Tp)는가 되고, 시그네춰(signature) 상관뱅크(30)는개의 시그네춰(signature) 상관기로 구성되어야 한다. 이때 첫 번째 시그네춰(signature) 상관기(32-1)에는 시그네춰(signature) 시퀀스가 그대로 곱해지고, 두 번째 시그네춰(signature) 상관기(32-2)에는 시그네춰(signature) 시퀀스 앞에 한 개의 0 심볼이 삽입된 시그네춰 시퀀스가 곱해지며, N번째 시그네춰(signature) 상관기(32-N)에는 N-1개의 0 심볼이 삽입된 시그네춰 시퀀스가 곱해진다. 즉, 각 상관기(32-1~32-N)로 입력되는 시그네춰는 16개의 시그네춰중 어느 하나이고, 전파지연이 없는 경우의 프리엠블을 수신하기 위한 시그네춰와, 전파지연을 고려하여 적어도 하나 이상의 0심볼이 부가된 시그네춰가 시그네춰 발생기(미도시)에서 발생된다. 따라서 기지국의 수신기는 16개의 시그네춰를 모두 수신하기 위하여 적어도 16개의 프리엠블 수신기를 구비할 필요가 있다. 이때, 0이 하나 부가된 시그네춰는 전파지연이 256칩(즉, 확산부호의 1 주기)이내 일 경우의 프리엠블을 수신하기 위한 것이고, 0이 2개 부가된 시그네춰는 전파지연이 256×2칩이내 일 경우의 프리엠블을 수신하기 위한 것이다. 동일한 방식으로 N-1개의 0이 부가된 시그네춰는 셀 반경의 최대지연 지점에서 송신된 프리엠블을 수신하기 위한 것이고, 따라서 본 발명의 수신기는 셀반경내의 어느 지점에서 단말기가 위치하더라도 단말기가 송신한 프리엠블을 정확하게 수신할 수 있다.The signature correlation bank 30 includes a round trip delay (2Tp) as described above and a signature correlator corresponding to the number (N) determined according to the number of symbols. For example, if the chip rate is 4.096 Mcps, the length of one chip is The length of one symbol Becomes So assuming a 30km cell, the round trip delay (2Tp) Becomes the signature correlation bank 30 It should consist of three signature correlators. In this case, the first signature correlator 32-1 is multiplied with the signature sequence as it is, and the second signature correlator 32-2 has one zero in front of the signature sequence. The signature sequence inserted with the symbol is multiplied, and the Nth signature correlator 32-N is multiplied with the signature sequence with N-1 zero symbols inserted. That is, the signature input to each of the correlators 32-1 to 32-N is any one of 16 signatures, and at least in consideration of a signature for receiving a preamble when there is no propagation delay and a propagation delay, A signature with one or more zero symbols added is generated in a signature generator (not shown). Therefore, the receiver of the base station needs to have at least 16 preamble receivers in order to receive all 16 signatures. At this time, the signature with one additional zero is for receiving a preamble when the propagation delay is within 256 chips (ie, one cycle of the spreading code), and the signature with two zeros is 256 ×. It is for receiving a preamble in the case of two chips or less. In the same way, the N-1 zero-signature is for receiving the preamble transmitted at the maximum delay point of the cell radius. Thus, the receiver of the present invention transmits the terminal at any point within the cell radius. One preamble can be correctly received.

그리고 시그네춰(signature) 상관뱅크(30)로부터의 출력은 각각의 누적뱅크(40-1~40-N)로 인가되어 심볼 수(16번)만큼 누적을 행함으로서 1ms 프리엠블에 대한 상관값을 누적하게 된다. i번째 누적뱅크(Accumulation Bank)의 세부 구성은 도 6에 도시된 바와 같다.The output from the signature correlation bank 30 is applied to each cumulative bank 40-1 to 40-N and accumulates by the number of symbols (16 times) to obtain a correlation value for the 1 ms preamble. Accumulate. A detailed configuration of the i-th accumulation bank is shown in FIG. 6.

도 6을 참조하면, 각 누적뱅크(40-i; i는 1부터 N)는 1/Tc 속도로 동작하는 스가산기(42)와, 256개의 샘플을 지연시켜 병렬로 출력하는 릴레이라인(256 sample delay line: 44)으로 이루어져 시그네춰(Signature) 상관뱅크(30)로부터 칩단위로 계산된 값이 들어오면 이를 가산기(42)와 딜레이라인(44)에서 1/Tc의 속도로 처리하여 1ms의 프리엠블에 대한 수신이 완료되면 256개의 병렬데이터를 결정부(50)로 출력한다. 즉, 1ms 프리엠블에 대한 256 x N개의 상관값이 구해지면 결정부(Decision Circuit)(50)로 제공된다. 여기서, Tc는 칩의 길이로서 본 발명의 실시예에서 Tc는 1/4.096Mcps(약 244㎱)이다.Referring to FIG. 6, each cumulative bank 40-i (i is 1 to N) is a sum adder 42 operating at 1 / Tc speed, and a relay line for delaying 256 samples and outputting them in parallel (256 sample). Delay line: 44, when the value calculated in units of chips from the signature correlation bank 30 is processed in the adder 42 and the delay line 44 at a rate of 1 / Tc, 1ms pre When the reception of the emblem is completed, 256 parallel data are output to the determination unit 50. That is, when 256 x N correlation values for the 1 ms preamble are obtained, they are provided to the decision circuit 50. Where Tc is the length of the chip and in the embodiment of the present invention Tc is 1 / 4.096 Mcps (about 244 kV).

결정부(50)는 도 7에 도시된 바와 같이, 최대값 선택기(52)와 비교기(54)로 구성되는데, 최대값 선택기(52)는 누적뱅크(40-1~40-N)로부터 256 x N개의 누적값을 결정변수(decision variable)로서 인가받아 이중 최대값을 선택하고, 비교기(54)는 이 최대값을 미리 설정해 놓은 문턱치(threshold)와 비교하여 최대값이 문턱치를 넘을 경우, 프리엠블을 성공적으로 수신하였다는 수신성공신호(예컨대, 하이레벨신호)를 출력한다. 그리고 기지국장치는 프리엠블 수신기의 수신성공신호에 따라 응답메시지(AI)를 단말기측으로 송신한다.As shown in FIG. 7, the decision unit 50 includes a maximum selector 52 and a comparator 54. The maximum selector 52 is 256 x from the cumulative banks 40-1 to 40 -N. The N cumulative values are applied as decision variables to select a double maximum value, and the comparator 54 compares the maximum value with a preset threshold, and when the maximum value exceeds the threshold, the preamble Outputs a reception success signal (e.g., a high level signal) indicating successful reception. The base station apparatus transmits a response message AI to the terminal according to the reception success signal of the preamble receiver.

이와 같은 프리엠블 수신기에 대한 수학적인 해석은 다음과 같다.The mathematical interpretation of such a preamble receiver is as follows.

우선, i번째 시그네춰(signature)가로 표현될 때, 1ms의 프리엠블 송신신호는 다음 수학식 1과 같다.First, i-th signature When expressed as, 1ms preamble transmission signal Is equal to the following Equation 1.

여기서는 256칩 주기의 프리엠블 확산부호이고,는 크기가이고, 길이가인 구형(rectangular) 함수이다.here Is the preamble spreading code of 256 chip period, Is the size , The length It is a rectangular function.

그리고 수신신호는 다음 수학식2와 같다.And received signal Is as shown in Equation 2 below.

여기서,,은 각각 채널의 감쇄계수(attenuation factor), 위상(phase), 부가백색 가우시안 잡음(Additive White Gaussian Noise; AWGN)을 나타내고,는 수신신호의 동위상(in-phase)과 직교위상(quadrature) 성분을 각각 나타낸다. 이때 채널에 의한 지연은 없다고 가정한다. 편의상 AWGN 성분을 제거하고 식을 전개하면 다음 수학식 3과 같다.here , , Represents the attenuation factor, phase, and additive white Gaussian noise (AWGN) of each channel, Wow Is the received signal Denotes the in-phase and quadrature components of. In this case, it is assumed that there is no delay caused by the channel. For convenience, the AWGN component is removed and the equation is expanded as shown in Equation 3 below.

한편, 프리엠블 수신기의 256탭 정합필터 출력은 다음 수학식 4와 같다.Meanwhile, 256-tap matched filter output of the preamble receiver Is as shown in Equation 4 below.

여기서 ,here ,

이고,이다.ego, to be.

가산기(Adder)(20)를 거친후의 상기는 다음 수학식 5와 같다.The reminder after going through the adder 20 Is as shown in Equation 5 below.

또한, 누적뱅크(40-1~40-N)의 출력는 다음 수학식 6과 같다.In addition, the output of the cumulative banks 40-1 to 40-N Is as shown in Equation 6 below.

여기서,이다.here, to be.

그리고 결정부(50)로의 입력인 결정변수(decision variable)는 다음 수학식7과 같다.And a decision variable that is input to the decision unit 50. Equation 7 is as follows.

이와 같이 본 발명의 프리엠블 수신기는 기지국장치의 수신부분에 구현되어 기지국의 해당 셀내에 있는 단말기가 랜덤 억세스 채널을 통해 송신한 프리엠블을 효율적으로 수신하여 응답신호를 보낼 수 있게 한다.As described above, the preamble receiver of the present invention is implemented in the receiving portion of the base station apparatus so that the terminal in the corresponding cell of the base station can efficiently receive the preamble transmitted through the random access channel and send a response signal.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따르면 전파지연을 고려하여 0이 삽입된 시그네춰와 다수의 상관기를 갖는 상관뱅크를 이용하여 셀로 구분된 무선환경의 CDMA통신시스템에서 억세스 채널의 프리엠블을 전파지연을 고려하여 정확하게 수신하여 통신시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, a preamble of an access channel is propagated in a CDMA communication system in a wireless environment, which is divided into cells by using a zero-signed signature and a correlation bank having a plurality of correlators in consideration of propagation delay. It is possible to improve the performance of the communication system by accurately receiving in consideration of the delay.

Claims (5)

다수의 셀 영역으로 구획되고, 임의의 셀을 구성하는 기지국과 상기 셀 영역안에 위치한 단말기 사이에 Tp의 전파지연시간이 존재할 때, 랜덤 억세스 채널을 통해 소정의 프리엠블을 수신할 수 있도록 된 CDMA시스템에 있어서,A CDMA system partitioned into a plurality of cell regions and capable of receiving a predetermined preamble through a random access channel when there is a propagation delay time of Tp between a base station constituting an arbitrary cell and a terminal located in the cell region. To 소정의 시그네춰 심볼과, 전파지연을 고려하여 1부터 N-1개까지 0이 부가된 시그네춰 심볼을 생성하는 시그네춰 심볼 생성수단;Signature symbol generating means for generating a predetermined signature symbol and a signature symbol having zeros added from 1 to N-1 in consideration of propagation delay; N개의 시그네춰 상관기로 이루어지고, 각 시그네춰 상관기는 정합필터링된 수신신호를 상기 시그네춰 심볼 혹은 0이 부가된 시그네춰 심볼과 각각 곱해 상관신호를 출력하는 시그네춰 상관뱅크;A signature correlation bank comprising N signature correlators, each signature correlator multiplying a matched filtered reception signal with the signature symbol or a zero-signed signature symbol to output a correlation signal; 상기 각 시그네춰 상관기의 출력을 입력받아 각각 누적하는 N개의 누적뱅크; 및N cumulative banks each receiving an output of each of the signature correlators and accumulating each other; And 상기 누적뱅크의 출력을 입력받아 최대값을 선택한 후 소정의 임계치와 비교하여 수신성공 여부를 결정하는 결정수단을 포함하는 부호분할 다중접속시스템의 프리엠블 수신기.And a determining means for receiving the output of the cumulative bank, selecting a maximum value, and comparing the predetermined threshold with a predetermined threshold to determine whether the reception is successful. 제1항에 있어서, 상기 N은 상기 단말기가 셀의 경계영역에 위치하여 Tp값(단위 μsec)이 최대이고, 1칩의 시간길이가 Tc μsec이며, 한 프리엠블의 심볼이 k개의 칩으로 이루어질 경우에 2Tp/(Tc×k)에 가장 가까운 정수인 것을 특징으로 하는 부호분할 다중접속시스템의 프리엠블 수신기.2. The N symbol of claim 1, wherein the terminal is located at a cell boundary area, has a maximum Tp value (unit μsec), a time length of one chip is Tc μsec, and a symbol of one preamble includes k chips. The preamble receiver of the code division multiple access system, characterized in that the case is an integer closest to 2 Tp / (Tc × k). 제1항에 있어서, 상기 프리엠블 수신기는 상관뱅크의 전단에 정합필터의 출력으로부터 동위상 성분과 직교위상 성분을 분리하는 가산기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 부호분할 다중접속시스템의 프리엠블 수신기.The preamble receiver of claim 1, wherein the preamble receiver further comprises an adder for separating in-phase components and quadrature components from the output of the matched filter at the front end of the correlation bank. 제1항에 있어서, 상기 누적뱅크는 1/칩길이(Tc) 속도로 동작하는 가산기와, 1/칩길이(Tc) 속도로 동작하면서 상기 가산기의 출력을 지연시켜 상기 가산기로 궤환시키고 프리엠블 수신완료시 병렬로 출력하는 소정 수의 딜레이라인으로 구성된 것을 특징으로 하는 부호분할 다중접속시스템의 프리엠블 수신기.The accumulator bank of claim 1, wherein the accumulator bank is operated at a 1 / chip length (Tc) speed, and the output of the adder is delayed to the adder while operating at a 1 / chip length (Tc) speed to receive the preamble. A preamble receiver of a code division multiple access system, comprising: a predetermined number of delay lines output in parallel upon completion. 제1항에 있어서, 상기 결정수단은 상기 누적뱅크의 출력을 입력받아 최대값을 선택하는 최대값 선택기와, 상기 최대값 선택기의 출력을 소정의 임계치와 비교하는 비교기로 구성된 것을 특징으로 하는 부호분할 다중접속시스템의 프리엠블 수신기.2. The code division according to claim 1, wherein the determining means comprises a maximum value selector which receives the output of the cumulative bank and selects a maximum value, and a comparator which compares the output of the maximum value selector with a predetermined threshold value. Preamble receiver in a multiple access system.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20010062426A (en) * 1999-12-15 2001-07-07 루센트 테크놀러지스 인크 Preamble detector for a CDMA receiver
KR100436296B1 (en) * 2000-10-06 2004-06-18 주식회사 에이로직스 Preamble search apparatus and method

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