KR20030029687A - 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 기준 타이밍생성장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비동기방식의 부호분할다중접속 이동통신시스템에서의 셀 탐색장치 및 방법에 관한 것으로, 단말의 전원이 켜짐에 의해 초기화되어 동작하는 인덱스 카운터에 의해 카운트되는 슬롯 카운트 값과 하위 카운트 값을 이용하여 셀 탐색 1단계, 셀 탐색 2단계, 셀 탐색 3단계를 수행하여 원하는 기지국의 스크램블링 코드를 결정하고, 다중경로 탐색을 수행하여 인접 기지국들을 관리하는 셀 탐색 장치 및 방법을 구현하였다.

Description

부호분할다중접속 이동통신시스템에서 기준 타이밍 생성장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING REFERENCE TIMING IN CDMA MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 비동기방식의 부호분할다중접속 이동통신시스템에서의 셀 탐색과 복조장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 셀 탐색 및 복조를 위한 기준 타이밍을 생성하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로 이동통신시스템은 동기식방식과 비동기식방식으로 크게 구분될 수 있다. 한편, 이와 같이 구분되는 방식 중 비동기식방식은 유럽에서 제안하고 있는 방식이며, 동기식방식은 미국에서 제안하고 있는 방식이다.
또한, 오늘날은 이동통신 산업의 급성장에 따라 이동통신시스템은 통상적인 음성 서비스뿐만 아니라 데이터, 화상 등의 서비스가 가능한 차세대 이동통신시스템이 대두되고 있으며, 이에 대한 표준화 작업이 이루어지고 있다. 하지만, 앞에서 언급한 바와 같이 서로 다른 방식에 의해 이동통신시스템을 구현하고 있는 미국과 유럽은 서로 다른 형태로의 표준화 작업이 이루어지고 있다. 그 중 유럽에서 이루어지고 있는 유럽형 차세대 이동통신시스템이 3GPP W-CDMA 이동통신시스템(3rd Generation Partnership Project Wideband Code Division Multiple Access communication system)이다. 상기 W-CDMA 이동통신시스템은 각 기지국들간에 비동기 동작을 수행하는 비동기형 기지국 시스템으로 구성된다. 따라서, 상기 기지국들을 구분하기 위해 상기 기지국들 각각에 대응하여 서로 다른 스크램블링 코드(scrambling code)를 할당하는 방법을 이용한다. 예를 들어, 상기 비동기형 기지국 시스템을 구성하는 셀들(Cells), 즉 기지국들이 512개 존재할 경우 상기 512개의 기지국들 각각은 512개의 스크램블링 코드들 중 서로 다른 하나의 스크램블링 코드를 할당받아 사용하게 된다.
한편, 상기와 같은 W-CDMA 이동통신시스템에서의 이동국은 자신이 서비스를 받을 기지국에 할당된 스크램블링 코드를 알고 있어야한다. 따라서, 상기 이동국은 주변의 기지국들로부터 수신되는 신호들 중 가장 강하게 들어오는 신호의 스크램블링 코드를 확인하는 동작을 수행하여야 한다. 이를 통상적으로 셀 탐색과정(Cell search)이라 한다.
전술한 바와 같이 스크램블링 코드들이 할당되는 W-CDMA 이동통신시스템의이동국은 셀 탐색을 위해 상기 할당 가능한 모든 스크램블링 코드들의 위상에 대해서 검사하는 일반적인 셀 탐색 알고리즘을 사용하였다. 하지만, 이러한 일반적인 셀 탐색 알고리즘은 셀 탐색을 위해 상당한 시간이 소요되기 때문에 비효율적이다.
따라서, 새로이 제안된 방법이 다단계 셀 탐색 알고리즘이다. 상기 다단계 셀 탐색 알고리즘을 구현하기 위해서는 우선 512개 스크램브링 코드들을 64개 코드 그룹으로 나누고, 상기 코드그룹들 각각에는 8개의 스크램블링 코드들을 할당한다. 그리고 셀 탐색을 용이하기 하기 위하여 동기 채널(Synchronization Channel, 이하 "SCH"라 칭함)과 공통파일럿채널(Common Pilot Channel, 이하 "CPICH"라 칭함)을 사용한다. 상기 동기 채널로는 제1동기채널(Primary Synchronization Channel, 이하 "P-SCH"라 칭함)과 제2동기채널(Secondary Synchronization Channel, 이하 "S-SCH"라 칭함)이 사용된다. 이때, 상기 SCH와 상기 CPICH는 순방향 링크를 통해 기지국으로부터 이동국으로 제공되는 신호이다.
상기 다단계 셀 탐색 알고리즘은, 기지국에서 전송하는 P-SCH를 가지고 최대전력으로 수신되는 슬롯의 슬롯타임을 동기하는 셀 탐색 1단계와, 상기 셀 탐색 1단계를 통해 타임 슬롯이 동기된 상태에서 상기 기지국에서 전송하는 S-SCH를 통해 프레임 동기(Frame Synchronization) 및 자신이 속한 기지국의 기지국 그룹 지정코드를 검출하는 셀 탐색 2단계와, 상기 셀 탐색 2단계에서 탐색된 프레임 동기 및 기지국 그룹 지정코드를 근거로 하여 상기 기지국에서 전송하는 CPICH를 가지고 기지국의 스크램블링 코드를 검출하여 이동국 자신이 속한 기지국을 최종적으로 탐색하는 셀 탐색 3단계로 이루어진다.
도 1은 통상적인 W-CDMA 시스템에서 셀 탐색에 이용되는 SCH와 CPICH의 구조를 도시하고 있다.
상기 도 1을 참조하면, 한 프레임은 15개의 슬롯들(slots)로 구성되어 있다. 이때 P-SCH와 S-SCH는 매 슬롯들의 시작 부분에서 N(=256) 칩 길이만큼씩 전송되며, 상기 두 채널간에는 직교성이 유지됨에 따라 서로 중첩되어 전송된다. CPICH에는 기지국마다 서로 다른 스크램블링 코드들이 사용되며, 상기 스크램블링 코드의 주기는 한 프레임의 길이와 같다. 상기와 같은 채널 구조를 갖는 W-CDMA 이동통신시스템에서는 서로 다른 스크램블링 코드로 218-1 주기의 골드 코드 중 한 프레임 길이 만큼만을 사용하며, 전체 가능한 골드 코드들 중 M(=512)개만을 사용한다.
상기 P-SCH에 사용되는 제1동기코드 cp는 모든 셀들이 동일하게 사용하며, 1슬롯의 1/10인 256칩 구간만 매 슬롯마다 반복해서 보낸다. 상기 P-SCH는 이동국이 수신신호의 슬롯 타이밍을 찾는데 이용한다. 즉, 이동국은 상기 P-SCH를 수신하여 제1동기코드인 CP에 의해 기지국 타임 슬럿(Slot Time)을 동기 시킨다.(셀 탐색 1단계)
상기 S-SCH에는 기지국의 제2동기코드, 즉 기지국 그룹 지정 코드(CS i,1~CS i,15)가 매핑되어 전송되고, 상기 P-SCH에 의해 타임 슬럿 동기된 이동국은 상기 S-SCH을 통해 기지국 그룹 지정코드와 프레임동기를 검출한다. 여기서, 상기 기지국 그룹 지정코드는 기지국이 속하는 셀 그룹을 결정하는 정보로서 콤마 프리 코드(COMMA FREE CODE)를 사용한다. 상기 콤마 프리 코드는 64개 코드워드들로 구성되어 있고, 하나의 코드워드는 15개의 심볼들로 구성되며, 상기 15개의 심볼들은 매 프레임마다 반복해서 전송된다. 그런데, 상기 15개의 심볼들의 값은 바로 전송되는 것이 아니라, 앞에서도 밝힌 바와 같이 상기 제2동기코드 CS i,1, ...., CS i,15중 하나의 제2동기코드에 매핑되어 전송된다. 즉, 상기 도 1에 도시된 바와 같이 슬롯마다 심볼 값 i에 해당되는 i번째 제2동기코드가 전송된다. 상기 콤마 프리 코드의 64개의 코드워드는 64개 코드그룹을 구분한다. 상기 콤마 프리 코드의 특징은 각 코드워드들의 사이클릭 시프트가 유일하다는 점이다. 그러므로 여러 슬롯구간동안의 제2동기채널에 대하여 제2동기코드들을 상관시키고, 이를 64개의 코드워드들과 각각에 대한 15 사이클릭 시프트에 대하여 검사함으로써 코드그룹과 프레임 동기에 대한 정보를 얻을 수 있게 된다. 여기서 상기 프레임 동기라 함은 확산대역시스템의 스크램블링 확산코드의 한 주기내의 타이밍 또는 위상에 대한 동기를 뜻한다. 현재 W-CDMA 시스템에서는 확산코드의 한 주기와 프레임의 길이가 10ms이므로, 이를 프레임동기라 칭하기로 한다.(셀 탐색 2단계)
전술한 셀 탐색 1단계와 셀 탐색 2단계의 수행에 의해 상기 이동국은 상기 P-SCH와 S-SCH를 통해 슬럿 동기와 기지국 그룹 지정코드 및 프레임 동기에 대한 정보를 획득할 수 있다. 하지만, 상기 이동국은 아직 상기 획득한 기지국 그룹 지정코드에 따른 코드그룹내의 8개의 스크램블링 코드들 중에서 어느 것이 자신이 속하는 기지국의 스크램블링 코드인지를 알지 못하므로 부호동기는 완전히 이루어지지 않은 상태이다.
따라서, 상기 이동국은 상기 CPICH에 대한 상기 코드그룹 내에 속한 8개의 스크램블링 코드들의 상관을 취함으로서 상기 8개의 스크램블링 코드들 중에 어느 것이 자신이 사용할 스크램블링 코드인지를 식별할 수 있다.(셀 탐색 3단계)
한편, 상기 이동국은 무선채널 환경 또는 핸드오프 상황에서 최적의 기지국 다중경로신호를 수신하기 위해서 현재 자신이 속해있는 기지국과 인접 기지국들의 신호들의 세기를 주기적으로 검사하여야 한다. 이 경우 상기 이동국은 상기 다단계 셀 탐색 알고리즘에 의하여 혹은 기지국으로부터 인접 기지국들의 타이밍 정보를 획득한 이후에 해당 기지국의 CPICH에 대하여 주기적으로 상관을 취한다. 하기에서는 전술한 인접 기지국들의 타이밍을 획득하지 않은 상태에서 수행되는 셀 탐색과정과 구분하기 위해서 현재 자신이 속해있는 기지국과 인접 기지국들의 신호들의 세기를 주기적으로 검사하는 과정을 다중경로탐색이라 명명하기로 한다.
일반적으로 이동국은 셀 탐색에 의하여 이동할 가능성이 있는 기지국 신호들을 식별하고, 상기 다중경로탐색을 통하여 상기 기지국 신호들을 지속적으로 관리하게 된다. 또한 상기 이동국은 상기 셀 탐색 및 다중경로탐색에 의하여 유효한 다중경로신호 성분으로 판정되면 해당 다중경로신호들을 복조한다.
상기한 바와 같이 W-CDMA 이동통신시스템은 3단계의 셀 탐색을 지속적으로 수행하면서 코드 동기를 획득한다. 즉, 첫 번째 단계에서는 P-SCH을 이용하여 타임 슬롯의 동기를 획득하고, 두 번째 단계에서는 S-SCH을 이용하여 프레임 동기 및 스크램블링 코드그룹을 획득한다. 그리고 마지막 세 번째 단계에서는 프레임 동기가이루어진 후, CPICH를 탐색하여 코드그룹 내의 가능한 8개의 스크램블링 코드들 중에서 해당 기지국에 할당된 스크램블링 코드를 찾아낸다.
이러한 셀 탐색과정을 수행하기 위해서는 상기 첫 번째 단계를 시작할 기준 시점과 상기 첫 번째 단계가 완료되어 슬롯동기가 획득된 후 상기 두 번째 단계가 시작될 시점을 결정해주어야 한다. 또한, 상기 두 번째 단계에서 코드그룹 식별과 프레임동기 획득을 위하여 코드워드 디코딩을 수행할 때 싸이클릭 쉬프트(cyclic shift)를 시킨 회수로부터 프레임 경계를 결정하기 위하여 그 시작점을 알아야 한다. 마지막으로, 상기 세 번째 단계를 시작할 시점을 결정해주어야 한다.
한편, 상기 셀 탐색과정은 1회만 수행되는 것이 아니라 지속적으로 수행되어야 하므로 현재 이동국이 복조하고 있는 신호의 프레임 경계와 향후 복조될 가능성이 있는 동일 기지국 혹은 다른 기지국에 의한 신호들의 프레임 경계의 타이밍 차이를 계산하고 관리하기 위해서는 일정한 기준이 필요하다. 즉 셀 탐색에 의하여 검출된 인접 기지국의 프레임 경계와 이전 셀 탐색에 의하여 검출된 다른 기지국의 프레임 경계의 차이를 계산할 수 있어야 한다.
또한, 상기 다중경로탐색은 이동 가능성이 있는 기지국들의 스크램블링 코드들에 대하여 상관 과정을 수행하여 신호의 세기들을 검사하는데, 상기 기지국들의 프레임경계가 각각 다르므로 상관에 앞서 각 기지국들의 코드 위상에 일치하도록 스크램블링 코드를 초기화해주어야 한다. 따라서 상기 기지국들의 스크램블링 코드를 초기화시키기 위한 기준 타이밍을 제시해주어야 한다.
상기 셀 탐색 및 다중경로탐색에 의하여 유효하다고 판단된 다중경로신호 성분은 이동국의 복조기(핑거)에 할당되어 복조된다. 따라서 상기 이동국의 복조기에서는 해당 다중경로신호의 프레임경계에 맞추어 해당 기지국 스크램블링 코드의 초기화가 이루어져야 하며, 이 시점을 나타내는 기준 타이밍을 제시해주어야 한다.
따라서, 상기한 바를 만족시키기 위한 본 발명의 목적은 비동기방식 부호분할다중접속 이동통신시스템의 기지국 코드 위상 관리를 위한 기준 타이밍을 공급하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 비동기방식 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 다단계 셀 탐색을 위한 동작 시점을 결정하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 비동기방식 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 다중경로 탐색을 위한 일정한 기준을 제시하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 비동기방식 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 현재 이동국이 복조하고 있는 신호의 프레임 경계와 향후 복조될 가능성이 있는 동일 기지국 혹은 다른 기지국에 의한 신호들의 프레임 경계의 타이밍 차이를 계산하고 관리하기 위한 일정한 기준을 제시하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 비동기방식 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 이동국이 복조할 다중경로 신호들에 대하여 복조기의 스크램블링 코드들을 초기화할 시점을 제시하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 비동기방식 부호분할다중접속 이동통신시스템에서다중경로 탐색을 위한 각 기지국들의 코드 위상이 일치하도록 다중경로 탐색기의 스크램블링 코드를 초기화시키는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 비동기방식 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 다중경로 탐색을 위한 기지국들의 프레임 경계가 각각 다르므로 상관에 앞서 각 기지국들의 코드 위상에 일치하도록 스크램블링 코드를 초기화시키는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 제1견지에 있어 본 발명은 비동기방식 부호분할다중접속 이동통신시스템의 단말에서 한 프레임이 소정 칩 길이(N)를 가지는 소정 개수(M)의 슬롯들로 구성되고, 상기 각각의 슬롯들의 시작 부분에서 소정 칩 길이만큼 전송되는 제1동기채널과, 상기 제1동기채널과 중첩하여 직교성이 유지되도록 전송되는 제2동기채널과, 고유한 스크램블링 코드에 의해 스크램블링되고 상기 스크램블링 코드의 주기를 한 프레임의 길이로 하는 공통파일럿 채널을 기지국으로부터 수신하여 셀 탐색을 수행하는 방법에 있어서, 상기 단말의 전원이 켜질 시 초기화되고, 상기 한 프레임을 주기로 하여 상기 슬롯들의 개수(M)만큼을 카운트하는 슬롯 카운트 값과 상기 한 슬롯을 주기로 하여 상기 N의 정수배(K×N)만큼을 카운트하는 하위 카운트 값을 카운트하는 과정과, 상기 제1동기채널에 의한 상기 셀 탐색 1단계를 수행하여 셀 동기를 획득하고, 상기 셀 탐색 1단계 결과에 의하여 유효한 다중경로신호의 위치에 해당하는 상기 하위 카운트 값을 슬롯 타이밍 인덱스로 결정하는 과정과, 상기 슬롯 타이밍 인덱스와 상기 하위 카운트 값이 일치하는 시점에서 상기 제2동기채널에 의한 상기 셀 탐색 2단계를 수행하여 코드그룹과 프레임 동기를 획득하고, 상기 셀 탐색 2단계 결과에 의거한 상기 슬롯 카운트 값과 슬롯 타이밍 인덱스로부터 프레임 타이밍 인덱스로 결정하는 과정과, 상기 프레임 타이밍 인덱스와 상기 인덱스 카운트 값이 일치하는 시점에서 상기 공통파일럿채널에 의한 상기 셀 탐색 3단계를 수행하고, 상기 셀 탐색 3단계가 완료되면 상기 셀 탐색 결과에 의해 상기 기지국에서 사용한 스크램블링 코드를 확인하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 제2견지에 있어 본 발명은 비동기방식 부호분할다중접속 이동통신시스템의 단말에서 한 프레임이 소정 칩 길이(N)를 가지는 소정 개수(M)의 슬롯들로 구성되고, 상기 각각의 슬롯들의 시작 부분에서 소정 칩 길이만큼 전송되는 제1동기채널과, 상기 제1동기채널과 중첩하여 직교성이 유지되도록 전송되는 제2동기채널과, 고유한 스크램블링 코드에 의해 스크램블링되고 상기 스크램블링 코드의 주기를 한 프레임의 길이로 하는 공통파일럿 채널을 기지국으로부터 수신하여 셀 탐색을 수행하는 장치에 있어서, 상기 셀 탐색을 위한 전반적인 제어를 수행하고, 상기 셀 탐색 결과에 의해 상기 기지국에서 사용한 스크램블링 코드를 확인하는 제어부와, 상기 단말의 전원이 켜질 시 초기화되고, 상기 한 프레임을 주기로 하여 상기 슬롯들의 개수(M)만큼을 카운트하는 슬롯 카운트 값과 상기 한 슬롯을 주기로 하여 상기 N의 정수배(K×N)만큼을 카운트하는 하위 카운트 값을 가지는 인덱스 카운터와, 외부로부터의 제어에 의해 상기 인덱스 카운터의 슬롯 카운트 값과 하위 카운트 값을 저장하고, 상기 제어부로부터의 저장 명령에 대해 저장된 슬롯 카운트 값 또는 하위 카운트 값을 상기 제어부로 제공하는저장부와, 상기 제어부로부터의 1단계 탐색명령에 의해 1단계 탐색 동작신호를 발생하는 1단계 동작신호 발생기와, 상기 1단계 탐색 동작신호에 의해 상기 제1동기채널에 의한 상기 셀 탐색 1단계를 수행하여 셀 동기를 획득하고, 상기 셀 탐색 1단계 결과에 의하여 유효한 다중경로신호의 위치에 해당하는 상기 하위 카운트 값을 슬롯 타이밍 인덱스로 결정하여 상기 제어부로 보고하는 1단계 탐색기와, 상기 제어부로부터의 상기 슬롯 타이밍 인덱스와 상기 하위 카운트 값이 일치하는 시점에서 2단계 탐색 동작신호를 발생하는 2단계 동작신호 발생기와, 상기 2단계 탐색 동작신호에 의해 상기 제2동기채널에 의한 상기 셀 탐색 2단계를 수행하여 코드 그룹과 프레임 동기를 획득하고, 상기 셀 탐색 2단계 결과에 의거한 상기 슬롯 카운트 값과 슬롯 타이밍 인덱스로부터 프레임 타이밍 인덱스로 결정하여 상기 제어부로 보고하는 2단계 탐색기와, 상기 제어부로부터의 상기 프레임 타이밍 인덱스와 상기 인덱스 카운트 값이 일치하는 시점에서 상기 공통파일럿채널에 의한 상기 셀 탐색 3단계를 수행하고, 상기 셀 탐색 3단계가 완료되면 상기 셀 탐색 결과를 상기 제어부로 보고하는 3단계 탐색기를 포함함을 특징으로 한다.
도 1은 통상적인 W-CDMA 시스템에서 셀 탐색에 이용되는 동기채널과 공통파일럿채널의 구조를 도시하고 있는 도면.
도 2와 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 인덱스 카운트의 예들을 보이고 있는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 인덱스 카운터와 비동기 셀들의 타이밍 관계를 도시하고 있는 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 비동기방식 부호분할다중접속 이동통신시스템의 단말에서 셀 탐색을 위한 구성을 도시하고 있는 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 비동기방식 부호분할다중접속 이동통신시스템의 단말에서 셀 탐색을 위한 인덱스 카운터 관련 제어 흐름을 보이고 있는 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 셀 탐색 1단계의 첫 번째 실시 예를 보이고 있는 도면.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 셀 탐색 1단계의 두 번째 실시 예를 보이고 있는 도면.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 셀 탐색 2단계의 실시 예를 보이고 있는 도면.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 인덱스 카운터를 이용한 셀 탐색 3단계의 실시 예를 보이고 있는 도면.
도 11에서는 본 발명에 따른 인덱스 카운터를 이용한 다중경로 탐색의 실시 예를 도시하고 있는 도면.
도 12에서 본 발명에 따른 인덱스 카운터를 이용한 복조 핑거 할당의 실시 예를 도시하고 있는 도면.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 비동기방식 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 기지국간 상대적인 타이밍 차이(=프레임경계의 차이)를 지속적으로 계산하기 위해서 프레임주기(=10ms)로 동작되는 카운터를 이용한다. 한편, 상기 카운터로부터의 출력은 셀 탐색기, 다중경로 탐색기 및 다중경로신호 복조기의 기준 시점으로 이용된다는 의미로 이하 상기 카운터를 "인덱스 카운터"라 칭하기로 한다.
상기 인덱스 카운터는 이동국의 전원이 켜졌을 때 제어부에 의하여 초기화된 후 지속적으로 동작한다. 만약, 탐색기의 해상도가 1/K칩이라고 할 때 상기 인덱스 카운터도 최소한 1/K 칩 이상의 해상도를 가지고 있어야 한다. 현재 3GPP 규격에서는 한 프레임의 길이 L은 38400 칩이고, 상기 한 프레임을 구성하는 슬롯들의 개수 M은 15개이며, 상기 한 슬롯의 길이 N은 2560 칩으로 규정하고 있다. 이때, 상기 한 프레임의 길이 L은 한 프레임의 주기가 될 수 있으며, 상기 한 슬롯의 길이 N은 한 슬롯의 주기가 된다. 상기 탐색기의 해상도는 탐색의 정확도를 나타내는 것으로 보다 정확한 동기 지점을 찾는데 사용된다. 따라서, 최소 단위는 1칩이고, 보다 정확한 동기 지점을 검출하기 위해서는 칩 당 여러 개의 가설(샘플링 지점)에 대해서 검사하여 그 중 최적 지점을 취하도록 한다.
도 2와 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 인덱스 카운트의 예들을 보이고 있는 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 인덱스 카운터(210)는 한 프레임을 구성하는 슬롯들을 카운트하는 제1카운터(212)와, 소정 개수의 슬롯들의 길이에 해당하는 칩 수(K×N-1)를 카운트하는 제2카운터(214)로 구성된다. 상기 제1카운터(212)에 의한 카운트 값은 0부터 M-1까지이며, 상기 제2카운터(214)에 의한 카운트 값은 0부터 K×N-1까지이다. 이하 상기 제1카운터를 "슬롯 카운터"라 칭하고, 상기 제2카운터를 "하위 카운터"라 칭한다. 앞에서도 밝혔듯이 비동기방식 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 한 프레임은 15개의 슬롯들로 이루어짐에 따라 상기 M은 15가 된다. 또한, 비동기방식 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 한 슬롯은 2560칩으로 이루어짐에 따라 상기 N은 2560이 된다.
상기 하위 카운터(214)는 카운트 값이 K×N이 되면 0으로 리셋된다. 상기 슬롯 카운터(212)는 상기 하위 카운터(214)에 의해 N의 정수 배(K×N), 즉 한 슬롯의 칩 수(N)가 카운트될 때마다 카운트 값을 1씩 증가시킨다. 상기 슬롯 카운터(212)는 한 프레임을 구성하는 슬롯 수만큼이 카운트되면, 즉 카운트 값이 M이 되면 0으로 리셋된다.
상기 도 3을 참조하면, 인덱스 카운터(310)는 하나의 카운터를 이용하여 상기 도 2에서 살펴본 슬롯 카운트 값(314)과 하위 카운트 값(316)을 유도하는 구성을 가진다. 상기 인덱스 카운터(310)를 구성하는 카운터는 0부터 J×L×K-1까지의 카운트 동작을 수행한다. 여기서, J는 정수(J=1,2,3,...)이다. 상기 인덱스 카운터(310)에 의해 카운트된 값으로부터 슬롯 카운트 값(314)과 하위 카운트 값(316)은 하기 <수학식 1>에 의해 유도한다.
여기서,은 x보다 작은 최대 정수이며, a modulo b는 a를 b로 나눈나머지를 의미한다.
상기 도 2와 상기 도 3에서 보이고 있는 인덱스 카운터(210, 310)를 참조할 때, 상기 인덱스 카운터(210, 310)는 프레임 길이로 동작하므로 모든 비동기 셀들의 프레임 경계시점들은 상기 인덱스 카운터(210, 310)에서의 슬롯 카운터(212)와 하위 카운터(214)의 특정한 카운트 값에 매핑되거나, 또는 슬롯 카운트(314)의 특정한 카운트 값과 하위 카운트(316)의 특정한 카운트 값에 매핑할 수 있다. 상기 인덱스 카운터(210) 또는 상기 인덱스 카운트(310)의 프레임 경계시점을 기준으로 할 때 각 비동기 셀들의 프레임 경계시점의 위치들을 그 셀의 "프레임 타이밍 인덱스"라고 명명한다. 따라서 각 셀들의 프레임 타이밍 인덱스들을 얻으면 각 셀들간의 오프셋을 구할 수 있다. 이때, 상기 오프셋은 각 비동기 셀들의 프레임 경계시점들간의 오프셋을 의미한다.
또한, 상기 인덱스 카운터(210, 310)의 하위 카운터(214) 또는 하위 카운트(316)로는 슬롯 길이를 셀 수 있다. 따라서, 모든 비동기 셀들의 슬롯 경계위치는 상기 인덱스 카운터(210, 310)의 하위 카운터(214) 또는 하위 카운트(316)의 특정한 카운트 값에 매핑할 수 있다. 상기 하위 카운터(214) 또는 하위 카운트(316)의 슬롯 경계시점을 기준으로 할 때 각 비동기 셀들의 슬롯 경계시점들의 위치를 그 셀의 "슬롯 타이밍 인덱스"라 명명한다. 따라서 각 셀들의 슬롯 타이밍 인덱스를 얻으면 상기 셀들의 슬롯 경계시점들간의 오프셋을 구할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 인덱스 카운터와 비동기 셀들의 타이밍 관계를 도시하고 있는 도면이다. 상기 도 4에서는 두 개의 비동기 셀들(셀 A, 셀 B)의 타이밍 관계를 예시하고 있다.
상기 도 4를 참조하면, 인덱스 카운터 프레임 경계(index counter's frame boundary)(410)는 셀들의 프레임 경계를 결정하기 위한 기준으로 인덱스 카운터(210, 310)의 카운트 시작점에 대응할 수 있다. 상기 인덱스 카운터(210, 310)의 슬롯 카운터(212) 또는 슬롯 카운트(314)는 상기 인덱스 카운터 프레임 경계(410)에서 0으로 리셋된 후 M-1까지 인덱스 카운터 슬롯 경계(index counter's slot boundary)(412)들을 카운트한다. 상기 인덱스 카운터 슬롯 경계(index counter's slot boundary)(412)는 한 프레임의 슬롯들의 경계를 결정하기 위한 기준으로 인덱스 카운터(210, 310)의 하위 카운터(214) 또는 하위 카운트(316)의 카운트 시작점에 대응할 수 있다. 상기 하위 카운터(214) 또는 상기 하위 카운트(316)는 상기 인덱스 카운트 슬롯 경계(412)에서 0으로 리셋된 후 카운트를 재 시작한다.
셀 A의 슬롯 경계(Cell A's slot boundary)(426)는 소정 시점(T1=0)에서 셀 탐색 1단계를 수행하고, 상기 셀 탐색 1단계가 완료되는 시점이다. 상기 T1=0은 상기 하위 카운터(214) 또는 상기 하위 카운트(316)의 카운트 값이 0임을 의미하는 것으로 이 경우에는 상기 인덱스 카운터 슬롯 경계(412)들 중 어느 하나의 인덱스 카운터 슬롯 경계에서 상기 셀 탐색 1단계를 수행한다. 상기 셀 A의 슬롯 경계(426)가 결정되면 상기 소정 시점(T1=0)과의 차에 의해 셀 A의 슬롯 타이밍 인덱스(Cell A's slot index)(430)가 결정된다. 예컨대, 상기 셀 A의 슬롯 타이밍 인덱스(430)는 상기 셀 A의 슬롯 경계(426)에서의 하위 카운터(214) 또는 하위 카운트(316)의 카운트 값에 의해 결정된다.
한편, 셀 B에 대한 슬롯 경계(Cell B's slot boundary)(424)와 슬롯 타이밍 인덱스(Cell B's slot timing index)(428)는 상기 셀 A의 슬롯 경계(426) 및 슬롯 타이밍 인덱스(430)와 동일한 과정에 의해 결정된다.
상기 셀 A의 슬롯 경계(426)와 상기 셀 B의 슬롯 경계(424)는 상기 하위 카운터(214) 또는 상기 하위 카운트(316)에 의해 카운트되는 0부터 KN-1까지의 카운트 값들 중 하나에 해당한다. 상기 셀 A의 슬롯 경계(426)와 상기 셀 B의 슬롯 경계(424)간의 차는 슬롯 오프셋(432)으로 정의된다.
셀 A의 프레임 경계(Cell A's frame boundary)(414)는 상기 셀 A의 슬롯 타이밍 인덱스에서 셀 탐색 2단계를 수행하고, 상기 셀 탐색 2단계의 수행에 의해 최대 상관 에너지를 가지는 코드그룹에 대해 코드워드의 순환 쉬프트(cyclic shift) 횟수에 결정된다. 즉, 상기 셀 탐색 2단계의 시작 시점(셀 A의 슬롯 타이밍 인덱스)으로부터 상기 순환 쉬프트 횟수 x 슬롯 길이만큼 떨어진 시점이 상기 셀 A의 프레임 경계(414)가 된다. 셀 A의 프레임 타이밍 인덱스(Cell A's frame timing index)(418)는 상기 셀 A의 프레임 경계(414)에서 슬롯 카운터(212)와 하위 카운터(214) 또는 슬롯 카운트(314)와 하위 카운트(316)에 의해 카운트된 값으로 결정된다.
한편, 셀 B에 대한 프레임 경계(Cell B's frame boundary)(416)와 프레임 타이밍 인덱스(Cell B's frame timing index)(420)는 상기 셀 A의 프레임 경계(414) 및 프레임 타이밍 인덱스(418)와 동일한 과정에 의해 결정된다.
상기 셀 A의 프레임 경계(414)와 상기 셀 B의 프레임 경계(416)는 상기 슬롯 카운터(212) 또는 상기 슬롯 카운트(314)에 의해 카운트되는 0부터 M-1까지의 카운트 값들 중 하나와 상기 슬롯 경계(426) 또는 상기 슬롯 경계(424)로 구성된다. 상기 셀 A의 프레임 경계(414)와 상기 셀 B의 프레임 경계(416)간의 차는 프레임 오프셋(422)으로 정의된다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 비동기방식 부호분할다중접속 이동통신시스템의 단말에서 셀 탐색을 위한 구성을 도시하고 있는 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, 제어부(510)는 소정 단계들로 이루어진 셀 탐색을 위한 전반적인 제어를 수행한다. 인덱스 카운터(514)는 상기 도 2와 상기 도 3에서 보이고 있는 바와 같은 구성을 가지며, 앞에서 살펴본 바와 같은 소정의 카운팅 동작을 수행한다. 저장부(512)는 외부로부터의 명령에 의해 상기 인덱스 카운터(514)에 의해 카운트된 값을 저장한다. 상기 명령은 1단계 탐색기(518)로부터의 하위 카운트 기억명령, 2단계 탐색기(522)로부터의 슬롯 카운트 기억명령 및 상기 제어부(510)로부터의 카운트 기억명령으로 구분된다. 한편, 상기 저장부(512)는 상기 외부로부터의 카운트 기억명령에 응답하여 저장한 카운트 값을 상기 제어부(510)로 제공한다.
1단계 동작신호 발생기(516)는 상기 제어부(510)로부터의 1단계 탐색명령이 입력되면 상기 인덱스 카운터(518)로부터 제공되는 카운트 값에 의해 1단계 탐색 동작신호를 발생한다. 상기 1단계 동작신호 발생기(516)가 상기 1단계 탐색명령에 의해 1단계 탐색 동작신호를 발생하는 구체적인 실시 예들은 도 7과 도 8을 참조하여 후술될 것이다. 1단계 탐색기(518)는 상기 제어부(510)로부터의 초기화 명령에 의해 초기화되고, 상기 1단계 동작신호 발생기(516)로부터의 1단계 탐색 동작신호에 의해 수신신호에 대한 1단계 탐색 동작을 수행한다. 상기 1단계 탐색 동작이 완료하면 상기 1단계 탐색기(518)는 상기 1단계 탐색 동작에 따른 탐색 결과를 상기 제어부(510)로 제공한다.
2단계 동작신호 발생기(520)는 상기 제어부(510)로부터의 2단계 탐색명령과 함께 상기 1단계 탐색 동작에 따른 슬롯 타이밍 인덱스가 입력되면 상기 인덱스 카운터(518)로부터 제공되는 카운트 값에 의해 2단계 탐색 동작신호를 발생한다. 상기 2단계 동작신호 발생기(516)가 상기 2단계 탐색명령에 의해 2단계 탐색 동작신호를 발생하는 구체적인 실시 예는 도 9를 참조하여 후술될 것이다. 2단계 탐색기(522)는 상기 제어부(510)로부터의 초기화 명령에 의해 초기화되고, 상기 2단계 동작신호 발생기(520)로부터의 2단계 탐색 동작신호에 의해 상기 수신신호에 대한 2단계 탐색 동작을 수행한다. 상기 수신신호는 1단계 탐색에 의하여 유효하다고 판단된 다중경로신호들을 의미한다. 상기 2단계 탐색 동작이 완료하면 상기 2단계 탐색기(522)는 상기 2단계 탐색 동작에 따른 탐색 결과를 상기 제어부(510)로 제공한다. 한편, 상기 2단계 탐색기(522)는 상기 2단계 탐색 동작 중 특정 시점에서 상기 저장부(512)로 상기 인덱스 카운터(514)에 의해 카운트된 슬롯 카운트 값의 저장을 명령한다. 예를 들어, 상기 2단계 탐색기(522)는 상기 2단계 탐색 동작이 시작되는 시점 또는 상기 2단계 탐색 동작이 완료하는 시점에서 상기 저장부(512)로 상기 인덱스 카운터(514)에 의해 카운트된 슬롯 카운트 값의 저장을명령한다.
3단계 동작신호 발생기(524)는 상기 제어부(510)로부터의 3단계 탐색명령과 함께 상기 2단계 탐색 동작에 따른 탐색 결과 또는 2단계 탐색결과에 대한 가정에 의한 3단계 탐색 시작점이 입력되면 상기 인덱스 카운터(518)로부터 제공되는 카운트 값에 의해 3단계 탐색 동작신호를 발생한다. 상기 3단계 동작신호 발생기(524)가 상기 3단계 탐색명령에 의해 3단계 탐색 동작신호를 발생하는 구체적인 실시 예는 도 10을 참조하여 후술될 것이다. 3단계 탐색기(526)는 상기 제어부(510)로부터의 초기화 명령에 의해 초기화되고, 상기 3단계 동작신호 발생기(524)로부터의 3단계 탐색 동작신호에 의해 상기 수신신호에 대한 3단계 탐색 동작을 수행한다. 상기 수신신호는 유효한 다중경로신호들을 의미한다. 상기 3단계 탐색 동작이 완료하면 상기 3단계 탐색기(522)는 상기 3단계 탐색 동작에 따른 탐색 결과를 상기 제어부(510)로 제공한다. 상기 제어부(510)는 상기 3단계 탐색기(526)로부터의 상기 탐색 결과에 의해 검색 대상 셀의 스크램블링 코드를 결정할 수 있다.
다중경로 동작신호 발생기(528)는 상기 제어부(510)로부터의 다중경로 탐색명령과 함께 다중경로 탐색 시작점이 입력되면 상기 인덱스 카운터(518)로부터 제공되는 카운트 값에 의해 다중경로 탐색 동작신호를 발생한다. 상기 다중경로 동작신호 발생기(528)가 상기 다중경로 탐색명령에 의해 다중경로 탐색 동작신호를 발생하는 구체적인 실시 예는 도 11을 참조하여 후술될 것이다. 다중경로 탐색기(530)는 상기 제어부(510)로부터의 초기화 명령에 의해 초기화되고, 상기 다중경로 동작신호 발생기(528)로부터의 다중경로 탐색 동작신호에 의해 상기 수신신호에 대한 다중경로 탐색 동작을 수행한다. 상기 수신신호는 유효한 다중경로 신호들을 의미한다. 상기 다중경로 탐색 동작이 완료하면 상기 다중경로 탐색기(530)는 상기 다중경로 탐색 동작에 따른 탐색 결과를 상기 제어부(510)로 제공한다.
복수의 복조 핑거 동작신호 발생기들(532, 536, 540) 각각은 상기 제어부(510)로부터의 핑거 복조 명령과 함께 복조 시작점이 입력되면 상기 인덱스 카운터(518)로부터 제공되는 카운트 값에 의해 복조 핑거 동작신호를 발생한다. 상기 복조 시작점은 복조를 원하는 해당 다중경로신호의 스크램블링 코드에 따른 프레임 경계를 나타내는 프레임 타이밍 인덱스이다. 상기 복수의 핑거 동작신호 발생기들(532, 536, 540)이 상기 핑거 복조 명령에 의해 복조 핑거 동작신호를 발생하는 구체적인 실시 예는 도 12를 참조하여 후술될 것이다. 복수의 복조 핑거들(534, 538, 542) 각각은 상기 제어부(510)로부터의 초기화 명령에 의해 초기화되고, 상기 복조 핑거 동작신호 발생기들(532, 536, 540)로부터의 복조 핑거 동작신호에 의해 원하는 해당 다중경로신호에 대한 복조를 수행한다. 상기 수신신호는 유효한 다중경로신호이며, 상기 초기화에는 스크램블링 코드의 초기화 동작이 포함된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 비동기방식 부호분할다중접속 이동통신시스템의 단말에서 셀 탐색을 위한 인덱스 카운터 관련 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다. 즉, 상기 도 6은 임의의 순간에 인덱스 카운터의 값이 저장될 수 있도록 하는 과정들을 보이고 있다.
상기 도 6에서 보이고 있는 인덱스 카운터의 값이 저장되는 경우를 나열하면 다음과 같다.
첫 번째로, 제어부로부터의 명령이 떨어지는 임의의 순간에 셀 탐색 1단계의 동작을 시작하는 경우 특정 순간의 하위 카운트 값을 저장한다. 일 예로서 셀 탐색 1단계가 시작되는 순간의 하위 카운트 값을 저장한다. 두 번째로, 셀 탐색 2단계가 동작할 때 특정 순간의 슬롯 카운트 값을 저장한다. 일 예로서 셀 탐색 2단계가 시작되는 순간의 슬롯 카운트 값을 저장한다. 세 번째로, 제어부에 의한 셀 탐색 3단계의 시작점 결정, 다중경로탐색 시작점의 결정 등의 특정 목적을 위한 임의의 순간에 카운트 값을 저장하라는 명령이 발생하는 경우 상기 인덱스 카운트 값을 저장한다.
상기 도 6을 참조하면, 610단계에서 인덱스 카운터(514)를 초기화한 후 카운트 동작을 수행한다. 즉, 상기 인덱스 카운터(514)를 구성하는 슬롯 카운터와 하위 카운터의 카운트 값을 0으로 리셋한다. 상기 인덱스 카운터(514)의 초기화가 이루어지면 612단계에서 제어부(510)의 제어를 받아 1단계 탐색기(518)에 의한 셀 탐색 1단계의 동작이 이루어지고 있는 지를 판단한다. 상기 셀 탐색 1단계의 동작이 이루어지고 있으면 614단계로 진행하여 특정 순간에 상기 하위 카운터에 의해 카운트된 값을 저장부(512)에 저장한다. 상기 614단계는 1단계 탐색이 항상 일정한 하위 카운트 값에서 시작될 경우 생략될 수 있다. 상기 셀 탐색 1단계가 수행중이 아니거나 상기 614단계에 의한 동작이 완료되면 616단계에서 상기 제어부(510)의 제어를 받아 2단계 탐색기(522)에 의한 셀 탐색 2단계의 동작이 이루어지고 있는 지를 판단한다. 상기 셀 탐색 2단계의 동작이 이루어지고 있으면 618단계로 진행하여 특정 순간에 상기 슬롯 카운터에 의해 카운트된 값을 상기 저장부(512)에 저장한다.상기 셀 탐색 2단계가 수행중이 아니거나 상기 618단계에 의한 셀 탐색 2단계의 동작이 완료되면 620단계에서 상기 제어부(510)로부터의 상기 인덱스 카운터(514)에 의해 카운트된 값의 저장을 요구하는 명령이 있는 지를 판단한다. 상기 판단에 의해 상기 카운트 값 저장 명령이 있으면 현재 상기 인덱스 카운터(514)에 의해 카운트된 값을 상기 저장부(512)에 저장한다. 상기 카운트 값 저장 명령이 없거나 상기 카운트된 값의 저장이 완료되면 624단계로 진행하여 상기 하위 카운터의 카운트 값을 1 증가한다. 626단계에서는 상기 1 증가된 하위 카운터의 카운트 값이 KN과 같은지를 판단한다. 상기 하위 카운터의 카운트 값이 KN과 같다는 것은 한 슬롯에 대한 카운트 동작이 완료되었음을 의미함에 따라 628단계로 진행하여 상기 하위 카운터를 초기화한다. 또한, 상기 슬롯 카운터의 카운트 값을 1 증가시킨다. 상기 슬롯 카운터의 카운트 값이 증가되면 630단계로 진행하여 상기 1 증가된 슬롯 카운트 값이 M과 같은지를 판단한다. 상기 슬롯 카운터의 카운트 값이 M과 같다는 것은 한 프레임을 구성하는 슬롯들에 대한 카운트가 완료되었음을 의미함에 따라 632단계에서 상기 슬롯 카운터를 초기화한다. 한편, 상기 626단계에서 하위 카운트 값이 KN과 같지 않거나 상기 630단계에서 슬롯 카운트 값이 M과 같지 않거나 상기 632단계에서 상기 술롯 카운터가 초기화되면 상기 612단계로 리턴하여 전술한 단계들을 반복하여 수행한다.
이하 상기한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다. 후술될 상세한 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 셀 탐색을 위한 단계별 동작을 순차적으로 설명할 것이다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 셀 탐색을 위한 단계들 중 상기 도 6의 612단계와 614단계에서 수행되는 1단계는 슬롯경계를 검출하는 과정으로 슬롯단위의 검사구간을 갖는다. 매 번 1단계 탐색이 수행될 때마다 검출된 슬롯 타이밍간의 차이를 계산하려면, 셀 탐색 1단계가 시작되는 시점(T1)이 슬롯내의 어디인지를 알아야 한다. 본 발명에서는 이를 위하여 1단계 탐색기(518)가 제어부(510)에 의하여 인에이블(enable)된 뒤 1 동작이 시작되는 시점이 인덱스 카운터(512)의 하위 카운트 값으로 구별될 수 있도록 한다. 본 발명에 의한 셀 탐색 1단계의 실시 예는 하기와 같다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 셀 탐색 1단계의 첫 번째 실시 예를 보이고 있는 도면이다. 후술될 제1실시 예에서 1단계 탐색기(518)는 제어부(510)에 의하여 인에이블(enable)된 뒤 인덱스 카운터(512)의 특정 하위 카운트 값 T1에서만(예를 들어 T1=0 일 때) 동작을 시작하여야 한다. 따라서, 상기 제어부(510)는 상기 1단계 탐색기(518)가 T1에서 셀 탐색 1단계의 동작을 수행할 수 있도록 1단계 동작신호 발생기(516)를 제어한다.
상기 도 7을 참조하면, 셀 탐색이 요구되면 제어부(510)는 1단계 탐색기 초기화 명령을 통해 1단계 탐색기(518)의 동작을 준비시키고, 1단계 동작신호 발생기(516)로 1단계 탐색 명령을 내린다. 상기 제어부(510)로부터 1단계 탐색 명령을 제공받은 상기 1단계 동작신호 발생기(516)는 상기 인덱스 카운터(514)에 구비된 하위 카운트 값을 제공받아 상기 하위 카운트 값이 T1과 일치하는 순간을 감시한다. 상기 하위 카운트 값이 T1과 일치하는 순간이 도래하면 상기 1단계 동작신호 발생기(516)는 1단계 탐색 동작신호를 발생한다. 상기 1단계 동작신호 발생기(516)로부터 1단계 탐색 동작신호를 제공받은 상기 1단계 탐색기(518)는 통상적인 셀 탐색 1단계 동작을 수행하고, 상기 셀 탐색 1단계 동작이 완료되면 상기 제어부(510)에 탐색결과를 보고한다. 상기 제어부(510)는 상기 1단계 탐색기(518)로부터 보고된 탐색 결과, 즉 탐색 시작점으로부터 유효한 다중경로신호가 위치하는 상기 인덱스 카운터(514)의 하위 카운트 값을 슬롯 타이밍 인덱스로 간주한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 셀 탐색 1단계의 두 번째 실시 예를 보이고 있는 도면이다. 후술될 두 번째 실시 예는 1단계 탐색기(518)가 제어부(510)에 의하여 인에이블(enable)되면 바로 셀 탐색 1단계의 동작을 수행하고, 특정 시점 T1'(예를 들어 셀 탐색 1단계가 시작되는 순간)에서의 하위 카운트 값이 저장부(512)에 저장되는 방식이다.
상기 도 8을 참조하면, 셀 탐색이 요구되면 제어부(510)는 1단계 탐색기 초기화 명령을 통해 1단계 탐색기(518)의 동작을 준비시키고, 1단계 동작신호 발생기(516)로 1단계 탐색 명령을 내린다. 상기 제어부(510)로부터 1단계 탐색 명령을 제공받은 상기 1단계 동작신호 발생기(516)는 1단계 탐색 동작신호를 발생시킨다. 상기 1단계 동작신호 발생기(516)로부터 1단계 탐색 동작신호를 제공받은 상기 1단계 탐색기(518)는 통상적인 셀 탐색 1단계 동작을 수행하고, 저장부(512)로 현재 인덱스 카운터(514)의 하위 카운트 값의 저장을 명령한다. 상기 하위 카운트 값의 저장 명령을 받은 상기 저장부(512)는 상기 인덱스 카운터(514)로부터 하위 카운트 값을 제공받아 저장한다. 한편, 상기 1단계 탐색기(518)는 상기 셀 탐색 1단계 동작이 완료되면 상기 제어부(510)에 탐색결과를 보고한다. 상기 제어부(510)는 상기 1단계 탐색기(518)로부터 탐색결과가 보고되면 보고된 탐색 결과, 즉 탐색 시작점으로부터 유효한 다중경로신호가 위치하는 상기 인덱스 카운터(514)의 하위 카운트 값을 슬롯 타이밍 인덱스로 간주한다.
다음으로, 본 발명의 실시 예에 따른 셀 탐색을 위한 단계들 중 상기 도 6의 616단계와 618단계에서 수행되는 2단계를 통해 셀 탐색 1단계에서 찾아진 슬롯 타이밍 인덱스를 이용하여 프레임 경계와 코드 그룹을 검출한다. 이를 위해서는 슬롯 타이밍 인덱스를 이용하여 제2동기채널에 대하여 여러 슬롯구간동안 상관시킨다. 본 발명에 의한 셀 탐색 2단계의 실시 예는 하기와 같다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 셀 탐색 2단계의 실시 예를 보이고 있는 도면이다.
상기 도 9를 참조하면, 전술한 동작에 의해 셀 탐색 1단계 동작이 완료되면 제어부(510)는 2단계 탐색기 초기화 명령을 통해 2단계 탐색기(522)의 동작을 준비시키고, 2단계 동작신호 발생기(520)로 2단계 탐색 명령을 내린다. 이때, 상기 제어부(510)는 상기 2단계 탐색 명령과 함께 전술한 셀 탐색 1단계 동작에 의해 얻은 슬롯 타이밍 인덱스(T2)를 상기 2단계 동작신호 발생기(520)로 제공한다. 상기 제어부(510)로부터 2단계 탐색 명령과 함께 T2를 제공받은 상기 2단계 동작신호 발생기(520)는 상기 인덱스 카운터(514)에 구비된 하위 카운트 값을 제공받아 상기 하위 카운트 값이 상기 T2와 일치하는 순간을 감시한다. 상기 하위 카운트 값이 T2와 일치하는 순간이 도래하면 상기 2단계 동작신호 발생기(520)는 2단계 탐색 동작신호를 발생한다. 즉, 상기 셀 탐색 2단계는 전술한 셀 탐색 1단계에서 검출된 슬롯 경계에서 시작될 것이다. 상기 2단계 동작신호 발생기(520)로부터 2단계 탐색 동작신호를 제공받은 상기 2단계 탐색기(522)는 통상적인 셀 탐색 2단계 동작을 수행한다. 상기 2단계 탐색기(522)는 셀 탐색 2단계 동작에 의해 여러 슬롯구간동안의 제2동기채널에 대한 상관이 완료되면 코드워드 디코딩을 수행함으로써 프레임 경계와 코드그룹을 결정할 수 있다. 상기 프레임 경계는 상기 상관을 통해 최대 상관 에너지를 가지는 코드그룹에 대해서 코드워드의 순환 쉬프트(cyclic shift) 횟수로부터 결정되므로, 그 시작점을 기억하고 있어야 한다. 즉, 셀 탐색 2단계가 시작된 시점으로부터 순환 쉬프트(cyclic shift) 횟수에 해당하는 슬롯만큼 떨어진 시점이 프레임 경계가 된다. 상기 셀 탐색 2단계 동작에 의해 프레임 경계의 계산을 위하여 본 발명에서는 특정 순간(예를 들어 셀 탐색 2단계 동작이 시작될 때 또는 완료될 때)의 슬롯 카운트 값을 상기 저정부(512)에 저장시킨다. 상기 슬롯 카운트 값의 저장을 위해 상기 2단계 탐색기(522)는 상기 저장부(512)로 현재 인덱스 카운터(514)의 슬롯 카운트 값의 저장을 명령한다. 상기 슬롯 카운트 값의 저장 명령을 받은 상기 저장부(512)는 상기 인덱스 카운터(514)로부터 슬롯 카운트 값을 제공받아 저장한다. 한편, 상기 2단계 탐색기(518)는 상기 셀 탐색 2단계 동작이 완료되면 상기 제어부(510)에 탐색결과를 보고한다.
전술한 과정이 완료되면 상기 제어부(510)는 프레임 경계와 코드그룹을 검출할 수 있게 된다. 상기 프레임 경계에서의 슬롯 카운트 값은 전술한 셀 탐색 2단계의 결과로부터 결정되고, 하위카운트 값은 전술한 셀 탐색 1단계에서 검출된 슬롯타이밍 인덱스와 동일할 것이다. 따라서, 상기 제어부(510)는 상기 프레임 경계에 해당하는 프레임 타이밍 인덱스(Tfr)로 인덱스 카운트 값을 기억한다. 이때, 상기 프레임 타이밍 인덱스(Tfr)는 하기 <수학식 2>와 같이 표현될 수 있다.
Tfr = 슬롯 카운트 값 ×KN + 슬롯 타이밍 인덱스
즉, 상기 <수학식 2>에서도 표현하고 있는 바와 같이 상기 프레임 타이밍 인덱스(Tfr)는 반드시 슬롯 카운트와 하위 카운트로 기억될 필요는 없으며, 프레임 길이내의 위치를 표현할 수 있는 값으로만 인식할 수 있으면 된다.
다음으로, 본 발명의 실시 예에 따른 셀 탐색을 위한 단계들 중 셀 탐색 3단계 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 인덱스 카운터를 이용한 셀 탐색 3단계의 실시 예를 보이고 있는 도면이다. 상기 도 9에서 점선으로 이루어진 부분은 인덱스 카운터 저장과정을 나타내며, 이것은 선택적으로 이루어질 수 있는 것으로 셀 탐색 3단계가 항상 프레임 타이밍 인덱스에서만 시작할 경우는 생략된다.
상기 도 10을 참조하면, 전술한 동작에 의해 셀 탐색 2단계 동작이 완료되거나 2단계 탐색결과를 가정하면 제어부(510)는 스크램블링 코기화를 포함하는 3단계 탐색기 초기화 명령을 통해 3단계 탐색기(526)의 동작을 준비시키고, 3단계 동작신호 발생기(524)로 전술한 셀 탐색 2단계에서 얻어진 프레임 타이밍 인덱스(T3)에 의한 3단계 탐색동작이 시작될 시점을 알려준다. 상기 제어부(510)로부터 T3을 제공받은 상기 3단계 동작신호 발생기(524)는 상기 인덱스 카운터(514)가 지정하는위치와 상기 T3이 일치하는 순간을 감시한다. 상기 인덱스 카운터(514)가 지정하는 위치가 상기 T3과 일치하는 순간이 도래하면 상기 3단계 동작신호 발생기(524)는 3단계 탐색 동작신호를 발생한다. 상기 3단계 동작신호 발생기(524)로부터 3단계 탐색 동작신호를 제공받은 상기 3단계 탐색기(526)는 통상적인 셀 탐색 3단계 동작을 수행한다. 상기 3단계 탐색기(526)는 셀 탐색 3단계 동작이 완료되면 상기 제어부(510)에 탐색결과를 보고한다. 상기 제어부(510)는 상기 탐색결과로부터 검색 대상 셀의 스크램블링 코드를 검출한다.
한편, 셀 탐색속도를 높이기 위하여 셀 탐색 3단계의 시작이 반드시 프레임 경계(프레임 타이밍 인덱스)가 아닌 임의의 시점에서 시작될 수 있다. 이 경우 프레임 타이밍 인덱스와 3단계의 시작 시점과의 차이(Tfr-T3)를 계산하고, 스크램블링 코드 생성기를 그 차이만큼의 코드위상을 가지도록 초기화하여야 한다. 이를 위해 본 발명에서는 설 탐색 3단계에 대한 다른 실시 예로서 하기와 같은 방법에 의해 구현할 수 있다.
본 발명에서는 이러한 경우를 대비하여 특정시점의 인덱스 카운터(514)의 값을 읽을 수 있도록 한다. 즉, 상기 인덱스 카운터(514)의 값을 미리 읽을 필요성이 있는 경우 상기 제어부(510)의 기억명령에 따라 그 순간의 인덱스 카운터(514)의 값이 저장부(512)에 기억되고, 상기 저장된 값이 상기 제어부(510)에 보고된다. 상기 제어부(510)는 인덱스 카운트(514)를 바탕으로 셀 탐색 3단계가 시작할 시점을 결정하고, 상기 시작할 시점에서의 스크램블링 코드의 위상을 프레임 타이밍 인덱스와 상기 셀 탐색 3단계가 시작될 시점의 차이와 일치하도록 초기화시킨다. 그리고, 상기 인덱스 카운터(514)의 값과 결정된 시점이 일치하는 순간 전술한 셀 탐색 3단계를 시작하도록 제어한다.
다음으로, 본 발명의 실시 예에 따른 다중경로 탐색의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 11에서는 본 발명에 따른 인덱스 카운터를 이용한 다중경로 탐색의 실시 예를 도시하였다. 상기 도 11에 점선으로 이루어진 부분은 인덱스 카운트 저장과정을 나타내며, 이것은 선택적으로 이루어질 수 있다. 상기 인덱스 카운트 저장과정은 다중경로탐색이 항상 프레임 타이밍 인덱스로부터 특정 크기만큼 떨어진 곳에서만 시작하는 경우에 생략할 수 있다.
상기 도 11을 참조하면, 다중경로탐색은 현재 단말이 속해있는 기지국과 핸드오프 가능성이 큰 인접 기지국들의 스크램블링 코드 위상을 주기적으로 검사하고, 그 프레임 타이밍 인덱스를 지속적으로 갱신하는 것을 의미한다. 이를 위하여 전술한 셀 탐색 동작이 완료되면 제어부(510)는 다중경로 탐색기 초기화 명령을 통해 다중경로 탐색기(530)의 동작을 준비시킨다. 이때, 상기 다중경로 탐색기 초기화 명령은 스크램블링 코드의 초기화 명령을 포함한다. 상기 다중경로 탐색기(530)는 상기 제어부(510)로부터 다중경로 탐색기 초기화 명령이 제공되면 스크램블링 코드의 초기화를 포함한 다중경로 검사를 위한 초기화를 수행한다. 즉, 상기 다중경로 검사를 위한 준비를 하게 된다. 그리고, 상기 제어부(510)에서는 다중경로를 검사하고자 하는 기지국에 대하여 다중경로 검사를 시작할 시점을 미리 결정하여 다중경로 동작신호 발생기(528)에 알려준다. 상기 다중경로 동작신호 발생기(528)는 인덱스 카운터(514)가 가리키는 위치와 상기 제어부(510)에 의해 결정된 시점(Tm)이 일치하는 순간에 상기 다중경로 탐색기(530)가 다중경로 탐색을 시작하도록 다중경로 탐색 동작신호를 발생한다. 상기 다중경로 탐색 동작신호를 제공받은 상기 다중경로 탐색기(530)는 이때부터 수신신호에 대한 다중경로 탐색을 위한 동작을 시작한다. 상기 다중경로 탐색기(530)는 다중경로 탐색에 따른 동작이 완료되면 상기 제어부(510)로 상기 다중경로 탐색에 따른 탐색결과를 보고한다.
한편, 상기 다중경로 탐색에서도 전술한 셀 탐색 3단계와 같이 탐색 속도를 높이기 위하여 임의의 순간에 스크램블링 코드 생성기를 검사하고자 하는 코드 위상으로 초기화시키고, 검사할 수도 있다. 이 경우 상기 셀 탐색 3단계에서 언급한 바와 같이 제어부(510)는 저장부(512)로 상기 인덱스 카운트(514)의 현재 카운트 값의 저장명령을 내린다. 상기 저장명령을 제공받은 상기 저장부(512)는 상기 저장명령을 제공받은 시점에서 상기 인덱스 카운터(512)를 억세스하여 카운트 값을 저장한다. 한편, 상기 저장부(512)는 상기 저장명령에 대응하여 저장한 카운트 값을 상기 제어부(510)로 제공함으로서 상기 다중경로 탐색기(530)가 동작할 시점을 결정한다. 상기 동작할 시점이 결정되면 상기 제어부(510)는 프레임경계와 원하는 동작시점의 차이를 가지도록 스크램블링 코드의 위상을 초기화시킨 후, 상기 결정된 동작할 시점과 상기 인덱스 카운터(514)의 카운트 값이 일치하는 순간에 스크램블링 코드 생성기가 동작하고, 다중경로 탐색이 시작하도록 제어한다.
전술한 셀 탐색 1, 2, 3단계 또는 다중경로 탐색에 의하여 제어부(510)는 특정 스크램블링 코드와 그 프레임 타이밍 인덱스를 지속적으로 유지할 수 있으며,유효한 다중경로 신호들에 대해서는 복조 핑거를 할당하여 복조를 수행한다.
마지막으로, 본 발명의 실시 예에 따른 복조 핑거의 할당과 그에 따른 복조 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 12에서 본 발명에 따른 인덱스 카운터를 이용한 복조 핑거 할당의 실시 예를 도시하였다. 상기 도 12에 점선으로 이루어진 부분은 인덱스 카운트 저장과정을 나타내며, 이것은 선택적으로 이루어질 수 있다. 상기 인덱스 카운트 저장과정은 복조 핑거의 동작 시작점이 항상 프레임 타이밍 인덱스와 일치할 경우 생략된다.
상기 도 12를 참조하면, 유효한 다중경로 신호들에 대한 수신신호 복조는 복조 핑거들(534, 538, 542)의 스크램블링 코드 위상은 수신되는 다중경로 신호의 스크램블링 코드 위상과 일치해야 한다. 이를 위하여 제어부(510)는 복조 핑거 초기화 명령을 발생함으로서 복조 핑거들(534, 538, 542)의 복조 동작을 준비시킨다. 이때, 상기 복조 핑거 초기화 명령은 스크램블링 코드 초기화 명령을 포함한다. 한편, 상기 제어부(510)는 해당 다중경로 신호에서의 스크램블링 코드의 프레임 경계를 나타내는 프레임 타이밍 인덱스(Tfn)를 복조 핑거 동작신호 발생기들(532, 536, 540)에 알려준다. 상기 복조 핑거 동작신호 발생기들(532, 536, 540)은 인덱스 카운터(514)의 카운트 값을 지속적으로 감시하고, 상기 인덱스 카운터(514)의 카운트 값이 상기 Tfn과 일치되는 순간에 상기 복조 핑거들(534, 538, 542)로 복조 핑거 동작신호를 발생시킨다. 상기 복조 핑거들(534, 538, 542) 각각은 상기 복조 핑거 동작신호 발생기들(532, 536, 540)로부터의 복조 핑거 동작신호에 의해 복조를 시작한다. 이때, 상기 복조 핑거들(534, 538, 542) 각각은 다중경로 신호들 중 복조할 대상 수신신호의 스크램블링 코드를 이용하여 복조를 수행한다.
한편, 수신신호에 대한 품질을 높이기 위해서는 복조 가능한 다중경로 신호들에 대하여 가능한 빨리 복조를 시작하는 것이 좋다. 이를 위하여 전술한 셀 탐색 3단계나 전술한 다중경로 탐색과 같이 반드시 프레임 경계까지 기다리지 않고, 임의의 순간에 스크램블링 코드 생성기를 프레임 경계와의 차이에 맞게 코드 위상을 초기화시킴으로서 복조를 시작할 수도 있다. 이 경우 전술한 셀 탐색 3단계와 전술한 다중경로 탐색에서 언급한 바와 같이 제어부(510)는 저장부(512)로 상기 인덱스 카운트(514)의 현재 카운트 값의 저장명령을 내린다. 상기 저장명령을 제공받은 상기 저장부(512)는 상기 저장명령을 제공받은 시점에서 상기 인덱스 카운터(512)를 억세스하여 카운트 값을 저장한다. 한편, 상기 저장부(512)는 상기 저장명령에 대응하여 저장한 카운트 값을 상기 제어부(510)로 제공함으로서 상기 복조 핑거들(534, 538, 542)이 동작할 시점을 결정한다. 상기 동작할 시점이 결정되면 상기 제어부(510)는 프레임경계와 원하는 동작시점의 차이를 가지도록 스크램블링 코드의 위상을 초기화시킨다. 이로 인해, 상기 결정된 동작할 시점과 상기 인덱스 카운터(514)의 카운트 값이 일치하는 순간에 복조 핑거 동작신호 발생기들(532, 536, 540)은 복조 핑거 동작신호를 발생한다. 상기 복조 핑거 동작신호에 의해 상기 복조 핑거들(534, 538, 542)은 내부의 스크램블링 코드 생성기가 동작하도록 함으로서 복조가 시작될 수 있도록 한다.
전술한 본 발명의 실시 예에 의해 인접 기지국들간 코드 위상차이, 즉 프레임 경계의 차이를 계산할 수 있다. 또한, 셀 탐색에 있어서 1단계 동작이 시작될 기준 타이밍을 제공할 수 있고, 2단계 동작이 시작될 기준 타이밍을 제공할 수 있으며, 프레임 경계를 검출하기 위한 기준을 제공할 수 있다. 셀 탐색 3단계를 수행함에 있어 스크램블링 코드 생성기가 초기화될 시점과 상기 셀 탐색 3단계가 시작되는 기준점을 제공할 수 있고, 다중경로 탐색에 따른 스크램블링 코드 생성기가 초기화될 시점과 다중경로 탐색이 시작되는 기준시점을 제공할 수 있다. 마지막으로, 수신신호 복조기의 스크램블링 코드 생성기가 초기화되는 기준 시점을 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 비동기방식 부호분할다중접속 이동통신시스템에서의 다단계 셀 탐색을 유기적으로 연동시키고, 셀간 프레임 오프셋을 쉽게 관리할 수 있는 효과를 가진다. 또한, 보다 효율적으로 다중경로 탐색을 수행할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 비동기방식 부호분할다중접속 이동통신시스템의 단말에서 한 프레임이 소정 칩 길이(N)를 가지는 소정 개수(M)의 슬롯들로 구성되고, 상기 각각의 슬롯들의 시작 부분에서 소정 칩 길이만큼 전송되는 제1동기채널과, 상기 제1동기채널과 중첩하여 직교성이 유지되도록 전송되는 제2동기채널과, 고유한 스크램블링 코드에 의해 스크램블링되고 상기 스크램블링 코드의 주기를 한 프레임의 길이로 하는 공통파일럿 채널을 기지국으로부터 수신하여 셀 탐색을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 단말의 전원이 켜질 시 초기화되고, 상기 한 프레임을 주기로 하여 상기 슬롯들의 개수(M)만큼을 카운트하는 슬롯 카운트 값과 상기 한 슬롯을 주기로 하여 상기 N의 정수배(K×N)만큼을 카운트하는 하위 카운트 값을 카운트하는 과정과,
    상기 제1동기채널에 의한 상기 셀 탐색 1단계를 수행하여 셀 동기를 획득하고, 상기 셀 탐색 1단계 결과로부터 유효한 다중경로신호 성분의 위치에 해당되는 상기 하위 카운트 값을 슬롯 타이밍 인덱스로 결정하는 과정과,
    상기 슬롯 타이밍 인덱스와 상기 하위 카운트 값이 일치하는 시점에서 상기 제2동기채널에 의한 상기 셀 탐색 2단계를 수행하여 코드 그룹과 프레임 동기를 획득하고, 상기 셀 탐색 2단계에 의거한 상기 슬롯 카운트 값과 슬롯 타이밍 인덱스를 프레임 타이밍 인덱스로 결정하는 과정과,
    상기 프레임 타이밍 인덱스와 상기 인덱스 카운트 값이 일치하는 시점에서상기 공통파일럿채널에 의한 상기 셀 탐색 3단계를 수행하고, 상기 셀 탐색 3단계가 완료되면 상기 셀 탐색 결과에 의해 상기 기지국에서 사용한 스크램블링 코드를 확인하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 셀 탐색 1단계는 임의의 1단계 탐색 시작 시점에서 수행함을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 셀 탐색 1단계는 임의의 1단계 탐색 시작 시점과 상기 하위 카운트 값이 일치하는 시점에서 수행함을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 비동기방식 부호분할다중접속 이동통신시스템의 단말에서 한 프레임이 소정 칩 길이(N)를 가지는 소정 개수(M)의 슬롯들로 구성되고, 상기 각각의 슬롯들의 시작 부분에서 소정 칩 길이만큼 전송되는 제1동기채널과, 상기 제1동기채널과 중첩하여 직교성이 유지되도록 전송되는 제2동기채널과, 고유한 스크램블링 코드에 의해 스크램블링되고 상기 스크램블링 코드의 주기를 한 프레임의 길이로 하는 공통파일럿 채널을 기지국으로부터 수신하여 셀 탐색을 수행하는 장치에 있어서,
    상기 셀 탐색을 위한 전반적인 제어를 수행하고, 상기 셀 탐색 결과에 의해 상기 기지국에서 사용한 스크램블링 코드를 확인하는 제어부와,
    상기 단말의 전원이 켜질 시 초기화되고, 상기 한 프레임을 주기로 하여 상기 슬롯들의 개수(M)만큼을 카운트하는 슬롯 카운트 값과 상기 한 슬롯을 주기로 하여 상기 N의 정수배(K×N)만큼을 카운트하는 하위 카운트 값을 가지는 인덱스 카운터와,
    외부로부터의 제어에 의해 상기 인덱스 카운터의 슬롯 카운트 값과 하위 카운트 값을 저장하고, 상기 제어부로부터의 저장 명령에 대해 저장된 슬롯 카운트 값 또는 하위 카운트 값을 상기 제어부로 제공하는 저장부와,
    상기 제어부로부터의 1단계 탐색명령에 의해 1단계 탐색 동작신호를 발생하는 1단계 동작신호 발생기와,
    상기 1단계 탐색 동작신호에 의해 상기 제1동기채널에 의한 상기 셀 탐색 1단계를 수행하여 셀 동기를 획득하고, 상기 셀 탐색 1단계 결과로부터 유효한 다중경로신호 성분의 위치에 해당되는 상기 하위 카운트 값을 슬롯 타이밍 인덱스로 결정하여 상기 제어부로 보고하는 1단계 탐색기와,
    상기 제어부로부터의 상기 슬롯 타이밍 인덱스와 상기 하위 카운트 값이 일치하는 시점에서 2단계 탐색 동작신호를 발생하는 2단계 동작신호 발생기와,
    상기 2단계 탐색 동작신호에 의해 상기 제2동기채널에 의한 상기 셀 탐색 2단계를 수행하여 코드 그룹과 프레임 동기를 획득하고, 상기 셀 탐색 2단계 결과에의거한 상기 슬롯 카운트 값과 슬롯 타이밍 인덱스를 프레임 타이밍 인덱스로 결정하여 상기 제어부로 보고하는 2단계 탐색기와,
    상기 제어부로부터의 상기 프레임 타이밍 인덱스와 상기 인덱스 카운트 값이 일치하는 시점에서 상기 공통파일럿채널에 의한 상기 셀 탐색 3단계를 수행하고, 상기 셀 탐색 3단계가 완료되면 상기 셀 탐색 결과를 상기 제어부로 보고하는 3단계 탐색기를 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 1단계 동작신호 발생기는,
    상기 제어부로부터의 1단계 탐색명령에 의한 임의의 1단계 탐색 시작 시점에서 상기 1단계 탐색 동작신호를 발생함을 특징으로 하는 상기 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 1단계 동작신호 발생기는,
    상기 제어부로부터의 1단계 탐색 명령에 의한 상기 임의의 1단계 탐색 시작 시점과 상기 하위 카운트 값이 일치하는 시점에서 상기 1단계 탐색 동작신호를 발생함을 특징으로 하는 상기 장치.
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