KR20030062810A - transmission and receiving method and receiving apparatus for synchronization word using Polarization module in CDMA Communication system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 코드분할다중접속 시스템에 있어서, 특히 서로 다른 2개의 동기채널 중 특정 동기채널에 스크램블링 그룹 코드를 구분하기 위해 정의된 극성 코드를이용하여 극성 변조하여 특정 동기 채널을 전송할 수 있도록 하고, 이를 수신한 수신부에서 상기 극성 변조된 동기 채널을 이용하여 코드 그룹 ID를 식별할 수 있도록 한 코드분할다중접속 통신시스템에서 극성 변조를 이용한 동기워드 송신 및 수신방법과 수신장치에 관한 것이다.In the code division multiple access system, in particular, a specific modulation channel can be transmitted by polarity modulation using a polarity code defined for distinguishing a scrambling group code to a specific synchronization channel among two different synchronization channels. The present invention relates to a synchronization word transmission and reception method using a polarization modulation and a receiving apparatus in a code division multiple access communication system in which a receiving unit can identify a code group ID using the polarity modulated synchronization channel.
상세하게는, 모든 기지국에서 공통으로 사용하는 제 1동기 채널에 극성 변조를 이용하여, 극성 변조된 제 1동기채널을 전송하고 이를 수신기에서 기지국과의 동기를 획득할 수 있도록 슬롯 동기 획득 및, 프레임 동기와 코드 그룹 ID, 스크램블링 코드를 식별할 수 있도록 함으로써, 셀 탐색 시간을 줄여 줄 수 있도록 한 비동기 코드분할다중접속 통신시스템에서 극성 변조를 이용한 동기워드 송신 및 수신방법 및 그 장치에 관한 것이다. 또한, 16개의 제 2동기코드 중에서 하나를 선택하여 스크램블링 그룹 코드를 구분하기 위해 정의된 극성 코드를 이용하여 각 제 2동기코드에 극성 변조하여 전송할 수 있도록 한 코드분할다중접속 통신시스템에서 극성변조를 이용한 동기워드 송신 및 수신방법 및 그 장치에 관한 것이다.Specifically, by using polarization modulation on the first synchronization channel commonly used by all base stations, slot synchronization acquisition and frame is performed so that the polarity-modulated first synchronization channel can be transmitted and the receiver can acquire synchronization with the base station. The present invention relates to a synchronization word transmission and reception method using polarity modulation and an apparatus thereof in an asynchronous code division multiple access communication system capable of identifying a synchronization, code group ID, and scrambling code, thereby reducing cell search time. In addition, polarity modulation is performed in a code division multiple access communication system in which one of 16 second synchronization codes is selected and a polarity modulation is transmitted to each second synchronization code using a polarity code defined to distinguish a scrambling group code. A synchronization word transmission and reception method and apparatus therefor are used.
IMT-2000 시스템 표준은 크게 동기방식과 비동기 방식으로 나눌 수 있다. 두 가지 방식의 가장 큰 차이점은 동기 방식의 경우 GPS(Global Positioning System)를 이용하여 기지국간 동기획득을 한다. 이에 반해 비동기방식은 기지국간의 특별한 동기를 획득하지 않는 것이다.The IMT-2000 system standard can be largely divided into synchronous and asynchronous. The biggest difference between the two methods is that the synchronization method acquires synchronization between base stations using the Global Positioning System (GPS). In contrast, the asynchronous method does not acquire special synchronization between base stations.
특히 동기방식은 기지국을 구별하기 위해 하나의 긴 스크램블링 코드(Long Scrambling Code)의 옵셋(offset)을 이용하기 때문에 비동기 방식에 비해 셀 탐색시간이 짧은 장점을 가진다. 그러나, GPS와 같은 특정 외부 타이밍 소스가 필요함으로 기지국을 설계할 때 유연성이 떨어지는 단점이 있다.In particular, the synchronous method uses an offset of one long scrambling code to distinguish the base station, and thus has a shorter cell search time than the asynchronous method. However, there is a disadvantage in inflexibility when designing a base station because a specific external timing source such as GPS is required.
이에 반해 비동기 방식은 기지국간에 동기를 획득하지 않기 때문에 특정 외부 타이밍 소스가 필요 없다. 또한 실내의 피코셀(pico cell)과 마이크로 셀(micro cell)이 존재하는 계층적인 셀 구조를 설계할 때 유연성이 뛰어난 장점을 가진다.In contrast, the asynchronous scheme does not require synchronization between base stations and therefore does not require a specific external timing source. In addition, when designing a hierarchical cell structure in which indoor pico cells and micro cells exist, flexibility is excellent.
그러나 기지국을 구별하기 위해 서로 다른 512개의 스크램블링 코드를 사용함으로써 셀 탐색 시간이 길며, 수신기가 복잡한 단점이 있다. 현재 비동기 방식의 표준으로 3GPP에서 제안한 시스템은 W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)이다. 또한 W-CDMA에서 셀 탐색 기법으로 3단계 셀 탐색 기법을 표준으로 지정하고 있다.However, by using different 512 scrambling codes to distinguish the base station, the cell search time is long, and the receiver has a complex disadvantage. Currently, the system proposed by 3GPP as an asynchronous standard is W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access). In addition, W-CDMA specifies a three-step cell search method as a cell search method.
현재 W-CDMA에서는 3단계 셀 탐색을 수행하여 이동국에서 기지국과의 동기를 획득한다. 이러한 3단계 셀 탐색기법은 PN 칩 동기, 슬롯 동기, 프레임 동기로 나누어 볼 수 있는데, 이는 송신기로부터 PN 칩, 슬롯, 프레임 단위로 전송되는 신호와 이 신호에 대한 수신기의 동작이 시간적으로 일치하도록 하는 것을 의미한다.In current W-CDMA, a three-step cell search is performed to obtain synchronization with a base station in a mobile station. The three-stage cell search method can be divided into PN chip synchronization, slot synchronization, and frame synchronization. This allows the signal transmitted from the transmitter to the PN chip, slot, and frame unit and the receiver's operation on the signal in time. Means that.
도 1 및 도 2는 종래 W-CDMA 송신기 및 수신기의 구성을 나타낸 도면이다.1 and 2 are diagrams showing the configuration of a conventional W-CDMA transmitter and receiver.
도 1은 W-CDMA 송신기의 구성도로서, 직병렬변환기(Serial to Parallel)(101)는 입력되는 공통파일럿채널의 신호를 병렬 변환하여 I 채널 및 Q채널 데이터로 변환한다. 제 1 및 제 2곱셈기(103,105)는 각 I 및 Q채널로 분리된 공통 파일럿 데이터를 채널 확산 부호(Cch,SF,m)를 이용하여 확산한다. 제 3곱셈기(또는 위상 천이기)(107)는 Q채널의 확산 데이터를 90도 위상천이 시킨다.가산기(109)는 상기 제 1곱셈기(103) 및 제 3곱셈기(107)의 출력을 가산하여 복소 확산된 가산신호(I+jQ)를 발생한다.FIG. 1 is a configuration diagram of a W-CDMA transmitter. A serial to parallel converter 101 converts an input common pilot channel signal in parallel to I and Q channel data. The first and second multipliers 103 and 105 spread common pilot data separated into respective I and Q channels using channel spread codes Cch, SF and m. The third multiplier (or phase shifter) 107 shifts the spread data of the Q channel by 90 degrees. The adder 109 adds and complexes the outputs of the first multiplier 103 and the third multiplier 107. A spread addition signal I + jQ is generated.
이득 조정기(111~113)는 상기 가산기(109)의 가산신호에 서로 다른 이득 제어신호(G1,...,G2)를 각각 곱하여 주는데, 이때 이득 제어신호(G1,...,G2)는 각 채널을 통해 송신되는 신호의 송신 전력 제어 및 채널의 단속 유무를 조절하는 신호이다.The gain adjusters 111 to 113 multiply the gain signals of the adder 109 by different gain control signals G1, ..., G2, respectively, wherein the gain control signals G1, ..., G2 This is a signal for controlling the transmission power of the signal transmitted through each channel and controlling the presence or absence of a channel.
제 1누산기(115)는 이득 조종기(111~113)에 의해 이득이 조정된 채널신호들을 누적하여 출력한다. 제 5곱셈기(117)는 상기 제 1누산기(115)의 출력과 스크램블링 코드 신호(Sdl,n)를 곱하여 주고, 제 6곱셈기(119)는 제 1동기채널 신호(P-SCH)와 제 1동기채널 이득제어신호(Gp)를 곱하여 출력하고, 제 7곱셈기(121)는 제 2동기채널 신호(S-SCH)와 제 2동기채널 이득제어신호(Gs)를 곱하여 준다.The first accumulator 115 accumulates and outputs channel signals whose gains are adjusted by the gain controllers 111 to 113. The fifth multiplier 117 multiplies the output of the first accumulator 115 by the scrambling code signal Sdl, n, and the sixth multiplier 119 performs the first synchronous channel signal P-SCH and the first synchronizer. The seventh multiplier 121 multiplies and outputs the channel gain control signal Gp and multiplies the second synchronous channel signal S-SCH by the second synchronous channel gain control signal Gs.
제 2누산기(123)는 상기 제 5, 제 6, 제 7곱셈기(117,119,121)의 각 채널 신호를 일정 슬롯 단위로 누적하여 출력하게 된다.The second accumulator 123 accumulates and outputs each channel signal of the fifth, sixth, and seventh multipliers 117, 119, and 121 in predetermined slot units.
실수/복소수 분리부(Split real & imag. parts)(125)는 누적된 채널 신호를 실수부(Re{T})와 허수부(Im{T})로 분리시켜 출력하고, 기저대역 여파기(127,129)는 상기 실수/복소수 분리부(125)로부터 분리된 각 신호 중에서 기저대역의 신호를 필터링한다. 제 8곱셈기(131,133)는 각각 대응되는 기저대역 여파기(127,129)의 출력과 각각 대응되는 반송파(cos(wt), -sin(wt))를 곱하여 출력하며, 제 2가산기(135)는 두 신호를 곱하여 수신기로 송출하게 된다.The split real & complex part 125 separates the accumulated channel signal into a real part Re {T} and an imaginary part Im {T}, and outputs the baseband filter 127,129. ) Filters the baseband signal among the signals separated from the real / complex number separating unit 125. The eighth multipliers 131 and 133 multiply the outputs of the corresponding baseband filters 127 and 129 by the corresponding carriers (cos (wt) and -sin (wt)), respectively, and the second adder 135 outputs the two signals. It is multiplied and sent to the receiver.
도 2는 W-CDMA 수신기의 동작은 다음과 같다.2, the operation of the W-CDMA receiver is as follows.
이동국의 RF 모듈로부터 수신된 신호는 제 1단계의 슬롯 동기화(Slot Synchronization), 제 2단계의 프레임 동기화(Frame Synchronization), 제 3단계의 스크램블링 코드 식별(Scrambling code identification)을 구분하는 과정으로 진행하게 된다.The signal received from the RF module of the mobile station proceeds to the process of distinguishing slot synchronization in the first step, frame synchronization in the second step, and scrambling code identification in the third step. do.
슬롯 동기화부(210)는 입력신호를 정합필터(P-SCH matched filter)(211)를 이용하여 동기채널에 대한 신호를 포착하게 된다. 정합필터(211)에서 필터링된 신호는 누산기(213)에서 일정 슬롯 개수만큼 누적되고, 피크 검출기(215)는 누적된 결과 중 슬롯 타이밍 동안 피크치가 가장 높은 최대 값을 선택하여 슬롯 동기화 신호를 획득한다. 상기 슬롯 동기화 신호는 프레임 동기화부(215)에 다시 입력된다.The slot synchronizer 210 captures a signal for a synchronization channel using a P-SCH matched filter 211. The signal filtered by the matched filter 211 is accumulated by a certain number of slots in the accumulator 213, and the peak detector 215 selects a maximum value having the highest peak value during slot timing among the accumulated results to obtain a slot synchronization signal. . The slot synchronization signal is input again to the frame synchronization unit 215.
프레임 동기화부(215)는 16개의 상관기(S-SCH correalator)(221a~221n)를 이용하여 상기 슬롯 동기화 신호에 의한 매 슬롯의 시작점에서 16개의 상관기를 이용하여 제 2동기 채널을 병렬적으로 상관을 취한다. 각 슬롯의 시작점에서 16개의 출력은 상관기 뱅크(16*15)에 저장된다. 이때 스크램블링 코드 그룹을 구분하기 위해 사용된 64RS 코드를 이용하여 각 프레임의 시작점에서 그룹 코드 순환 쉬프트부(cyclic shift of Code Group code)(223)에서 모든 그룹 코드의 순환 쉬프트를 고려한다. 이것은 상관기 뱅크의 값을 한 프레임 동안 더함으로써, 960개의 결정 변수를 생성하게 된다. 그 후 최대값 검출기(Max Detector)(225)는 코드 그룹 코드 중에서 프레임 타이밍 동안 상기에서 결정된 변수 중 최대값을 갖는 코드를 스크램블링 그룹 ID로 결정하고 프레임의 시작점을 결정한다.The frame synchronizer 215 correlates the second synchronization channel in parallel by using 16 correlators at the starting point of each slot by the slot synchronization signal using 16 correlators (S-SCH correalators) 221a to 221n. Take Sixteen outputs at the beginning of each slot are stored in the correlator bank 16 * 15. In this case, the cyclic shift of all group codes is considered by the cyclic shift of code group code 223 at the start of each frame using the 64RS code used to distinguish the scrambling code group. This adds the value of the correlator bank for one frame, resulting in 960 decision variables. The maximum detector 225 then determines a code having the maximum value among the variables determined above during the frame timing among the code group codes as the scrambling group ID and determines the start point of the frame.
상기 스크램블링 그룹 ID와 프레임의 시작점은 스크램블링 코드 식별부(230)로 입력된다. 스크램블링 코드 식별부(230)는 심볼간 상관부(symbol by symbol correlation)(231)에서 입력되는 공통 파일럿 채널을 미리 정의된 심볼의 상관을 통하여 스크램블링 코드를 결정하게 된다. 이때 각 스크램블링 코드 그룹 ID에는 8개의 스크램블링 코드들로 포함하고 있다.The scrambling group ID and the starting point of the frame are input to the scrambling code identification unit 230. The scrambling code identification unit 230 determines the scrambling code through a correlation of a predefined symbol on a common pilot channel input from a symbol by symbol correlation unit 231. At this time, each scrambling code group ID includes eight scrambling codes.
위의 모든 절차가 모두 성공적으로 수행될 경우 그 후 제어채널을 수신하여 해당 기지국의 정보를 획득하게 된다.If all of the above procedures are successfully performed, then the control channel is received to obtain the information of the base station.
도 3은 기존 W-CDMA의 동기 채널 구조를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a synchronization channel structure of a conventional W-CDMA.
도 3의 (a)는 제 1동기채널(Primary synchronization code)이고, (b)는 제 2동기채널(SSCik: Secondary synchronization code)이며, (c)는 공통 파일럿 채널(Common pilot code)이다. 한 프레임은 15개의 슬롯으로 구성되며, 제 1동기채널과 제 2동기채널은 매 슬롯의 시작 부분에서 N1칩(256칩) 길이 만큼씩 전송되며, 두 채널간의 직교성이 유지되므로 서로 중첩되어 전송된다. 공통 파일럿 채널은 다운링크 스크램블링 코드로 구성되어 기지국마다 서로 다른 PN 부호가 사용되며, PN 부호의 주기는 한 프레임의 길이와 같다.3, (a) is a primary synchronization code (Primary synchronization code), (b) is a second synchronization channel (SSCik: Secondary synchronization code), (c) is a common pilot channel (Common pilot code). One frame is composed of 15 slots, and the first synchronization channel and the second synchronization channel are transmitted by the length of N1 chip (256 chips) at the beginning of every slot, and are overlapped with each other because the orthogonality between the two channels is maintained. . The common pilot channel is composed of downlink scrambling codes so that different PN codes are used for each base station, and the period of the PN code is equal to the length of one frame.
기지국 송신부에서 상기 제 1동기채널(P-SCH)은 모든 기지국들이 동일한 256칩 길이를 갖는 제 1동기코드를 매 슬롯의 시작점에서 전송하고, 제 2동기채널(S-SCH)은 64종류의 리드솔로몬(RS(15,3)) 코드를 사용하여 매 슬롯 시작점에서 256칩 동안 전송한다. 그리고 공통파일럿채널(CPICH)은 미리 정의된 심볼(Symbol)을 통해 기지국을 구별하기 위해 사용되는 스크램블링 코드를 전송한다.In the base station transmitter, the first synchronous channel (P-SCH) transmits a first synchronous code having the same 256 chip length to all base stations at the beginning of each slot, and the second synchronous channel (S-SCH) has 64 types of reads. Solomon (RS (15,3)) codes are used to transmit for 256 chips at the beginning of each slot. The common pilot channel (CPICH) transmits a scrambling code used to distinguish a base station through a predefined symbol.
그러나, 기존 W-CDMA 시스템의 셀 탐색 기법은, 기지국을 구별하기 위해 서로 다른 512개의 스크램블링 코드를 사용함으로써 셀 탐색 시간이 길며, 2단계에서 16개의 상관기를 사용함으로써 셀 복잡도가 증가하고, 또 2개의 동기 채널을 사용함으로써 기지국의 전력을 낭비하게 된다. 또한 3단계를 수행함으로써 기본적인 듀티 시간(Duty time)이 길어진다는 문제가 있다.However, the cell search technique of the existing W-CDMA system has a long cell search time by using 512 different scrambling codes to distinguish base stations, and increases cell complexity by using 16 correlators in step 2. By using two synchronization channels, the power of the base station is wasted. In addition, there is a problem that the basic duty time becomes longer by performing three steps.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 순방향 링크에서 서로 다른 2개의 동기 채널 중 적어도 하나의 동기 채널에 극성 변조하여 코드 그룹 정보와 프레임 시작 정보를 전송할 수 있도록 한 코드분할다중접속 통신시스템에서 극성 변조를 이용한 동기워드 송신 및 수신방법 및 그 장치를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. In the forward link, code division multiplexing is performed to transmit code group information and frame start information by polarly modulating at least one synchronization channel among two different synchronization channels in a forward link. It is an object of the present invention to provide a synchronization word transmission and reception method using a polarization modulation and an apparatus thereof in an access communication system.
본 발명의 일 특징은 제 1동기 채널에 매 슬롯의 시작점에서 전송되는 256칩 길이의 제 1동기코드에 극성 변조를 전송하고, 기존 시스템과의 호환을 위해 전송되는 제 2동기 채널 및 공통 파일럿 채널들을 전송하는 기지국 송신수단 및, 기지국 송신수단의 전송 신호를 수신하는 제 1동기채널에 정합필터의 출력을 이용한 에너지 검출을 수행하여 3단계의 셀 탐색 동작을 수행하는 이동국 수신수단을 통해서, 기지국과의 동기를 획득할 수 있도록 한 코드분할다중접속 통신시스템에서 극성 변조를 이용한 동기워드 송신 및 수신방법 및 수신장치를 제공함에 그 목적이 있다.One feature of the present invention is to transmit the polarization modulation to the first sync code of 256 chip length transmitted at the beginning of each slot to the first sync channel, the second sync channel and the common pilot channel transmitted for compatibility with the existing system The base station and the base station through the mobile station receiving means for performing energy detection using the output of the matched filter on the first synchronous channel receiving the transmission signal of the base station transmitting means and performing a three-stage cell search operation. An object of the present invention is to provide a synchronization word transmission and reception method using a polarization modulation and a receiving device in a code division multiple access communication system capable of obtaining synchronization.
본 발명의 다른 특징은 16개의 제 2동기 코드 중에서 하나의 코드 만을 선택하고 선택된 코드를 극성 변조하여 코드 그룹 정보와 프레임 시작 정보를 전송할 수 있도록 한 코드분할다중접속 통신시스템에서 극성 변조를 이용한 동기워드 송신 및 수신방법 및 수신장치를 제공함에 그 목적이 있다.Another feature of the present invention is a synchronization word using polarity modulation in a code division multiple access communication system in which only one code is selected from the 16 second synchronous codes and the polarity is modulated to transmit code group information and frame start information. Its purpose is to provide a transmission and reception method and a reception apparatus.
본 발명의 또 다른 특징은 코드 그룹을 구분하기 위해 극성 변조된 64종류 15길이를 갖는 새로운 코드를 제안한 코드분할다중접속 통신시스템에서 극성 변조를 이용한 동기워드 송신 및 수신방법 및 수신장치를 제공함에 그 목적이 있다.A further aspect of the present invention is to provide a sync word transmission and reception method using a polarization modulation and a receiving apparatus in a code division multiple access communication system which proposes a new code having a polarization modulated 64 kinds and 15 lengths to distinguish a code group. There is a purpose.
도 1은 종래 W-CDMA 송신부의 구성을 나타낸 구성도.1 is a block diagram showing a configuration of a conventional W-CDMA transmitter.
도 2는 종래 W-CDMA 수신부의 구성을 나타낸 구성도.2 is a block diagram showing the configuration of a conventional W-CDMA receiver.
도 3은 종래 W-CDMA 동기채널의 구조를 나타낸 도면.3 is a diagram illustrating a structure of a conventional W-CDMA synchronization channel.
도 4는 본 발명 실시 예에 따른 W-CDMA 송신부의 구성을 나타낸 도면.4 is a diagram illustrating a configuration of a W-CDMA transmitter according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명 실시 예에 따른 W-CDMA 수신부의 구성을 나타낸 도면.5 is a diagram illustrating a configuration of a W-CDMA receiver according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명 실시 예에 따른 W-CDMA 동기채널의 구조를 나타낸 도면.6 is a diagram illustrating a structure of a W-CDMA synchronization channel according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명 실시 예에 따른 극성 코드 생성기의 블록 구성도.7 is a block diagram illustrating a polarity code generator according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명 실시 예에 따른 제 1단계 셀 탐색절차를 보여주기 위한 도면.8 is a view showing a first step cell search procedure according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명 실시 예에 따른 제 2단계 셀 탐색절차를 보여주기 위한 도면.9 is a view illustrating a second step cell search procedure according to an embodiment of the present invention.
도 10a, 10b는 본 발명 실시 예에 적용된 스크램블링 그룹 코드의 나타낸 도면.10A and 10B illustrate scrambling group codes applied to an embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명 다른 실시 예에 따른 W-CDMA 동기채널의 구조를 나타낸 도면.11 illustrates a structure of a W-CDMA synchronization channel according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
301...직병렬 변환부301 ... Serial and Parallel Conversion Unit
303,305,307,317,319,321,331,333...곱셈기303,305,307,317,319,321,331,333 ... multipliers
309,335...가산기 311,313...이득 조정기309,335 ... Adder 311,313 ... Gain Adjuster
315,323...누산기 325...실수/복소수 분리부315,323 ... accumulator 325 ... real / complex
327,329...기저대역 여파기327,329 ... baseband filter
410...슬롯 동기화부 411...정합 필터Slot synchronization unit 411 Matching filter
413...누산기 415...메모리413 Accumulator 415 Memory
417...피크 검출기 420...프레임 동기화부417 Peak detector 420 Frame synchronizer
421...순환 쉬프트부 423...최대값 검출부421 ... Circulation shift part 423 ... Max value detection part
425...검증모드부 430...스크램블링 코드 식별부425 Verification mode section 430 Scrambling code identification section
431...심볼간 상관부 350...제 1극성코드 생성기431 ... Correlator between symbols 350 ... 1st polar code generator
360...제 2극성코드 생성기 370...배타적 오아게이트360 ... Second Polar Code Generator 370 ... Exclusive Oagate
상기한 목적 달성을 위한, 본 발명에 따른 코드할다중접속 통신 시스템에서 극성 변조를 이용한 동기신호 송신방법은,In order to achieve the above object, in the code multiple access communication system according to the present invention, a synchronization signal transmission method using polarization modulation,
코드분할다중접속 방식의 통신시스템에 있어서,In a communication system of a code division multiple access method,
제 1동기채널의 매 타임 슬롯의 시작점에서 전송되는 일정한 칩 수에 대응하는 길이의 제 1동기코드를 임의의 목적에 의해 생성되는 코드로 극성 변조를 하여 전송하는 단계와;Transmitting a first synchronization code of a length corresponding to a predetermined number of chips transmitted at the beginning of every time slot of the first synchronization channel by polarity modulation with a code generated for any purpose;
공통 채널을 통해 미리 정의된 심볼을 통해 기지국을 구별하기 위해 사용되는 스크램블링 코드를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.And transmitting a scrambling code used to distinguish a base station through a predefined symbol on a common channel.
바람직하게, 상기 극성 변조된 코드는 스크램블링 그룹 코드 개수와 같고, 길이는 한 무선 프레임당 타임 슬롯수와 같은 길이를 갖는 코드인 것을 특징으로 한다.Preferably, the polarity modulated code is equal to the number of scrambling group codes, and the length is a code having a length equal to the number of time slots per one radio frame.
바람직하게, 상기 스크램블링 그룹 코드의 개수는 미리 정의된 64종류이고, 상기 한 무선 프레임당 타임 슬롯 수는 15인 것을 특징으로 한다.Preferably, the number of scrambling group codes is 64 types, and the number of time slots per one radio frame is 15.
바람직하게, 상기 극성 변조된 코드로는 극성을 갖고 임의의 목적에 의해 생성되는 랜덤 바이너리 코드 또는 골드 코드 또는 왈시 코드인 것을 특징으로 한다.Preferably, the polarity modulated code is a random binary code or gold code or Walsh code having polarity and generated for any purpose.
바람직하게, 상기 동기워드 전송시 시스템 호환성에 따라 선택적으로, 리드 솔로몬 코드를 15길이 16종류의 제 2동기채널의 매 타임 슬롯 시작점에서 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the method may further include transmitting a Reed Solomon code at each time slot start point of a 15-length 16 type second synchronization channel according to system compatibility.
바람직하게, 상기 제 2동기채널은 매 타임 슬롯의 지작점에서 256칩 동안 전송되는 제 2동기 코드 중에서 하나의 코드를 선택하여 극성 변조를 하여 전송하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the second synchronous channel is characterized in that for transmitting one of the second synchronous code transmitted for 256 chips at the starting point of every time slot by polarity modulation.
본 발명의 다른 실 시예에 따른 코드분할다중접속 통신시스템에서 극성 변조를 이용한 동기워드 수신방법은,In a code division multiple access communication system according to another embodiment of the present invention, a synchronization word reception method using polarization modulation is provided.
코드분할다중접속 방식의 통신시스템에서 기지국과의 동기 획득을 위한 셀 탐색 방법에 있어서, 극성 변조된 제 1동기채널을 정합 필터를 출력을 이용하여 타임 슬롯 동기를 획득하는 제 1단계; 상기 제 1단계에서 획득한 타임 슬롯 동기와 정합필터의 출력을 이용하여 무선 프레임의 동기와 코드 그룹 인식자를 획득하는 제 2단계; 상기 제 2단계에서 획득한 그룹 코드 인식자와 무선 프레임의 동기를 이용하여 공통 파일럿 채널과의 상관을 통해 스크램블링 코드를 식별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A cell search method for synchronization acquisition with a base station in a code division multiple access communication system, comprising: a first step of acquiring time slot synchronization using a matched filter output of a polarized modulated first synchronization channel; A second step of acquiring a radio frame synchronization and a code group recognizer using the output of the time slot synchronization and matching filter obtained in the first step; And identifying a scrambling code through correlation with a common pilot channel using synchronization of a group code recognizer and a radio frame obtained in the second step.
바람직하게, 상기 제 1단계는 극성 변조된 제 1동기채널의 신호에 대한 정합필터의 출력을 누적하고, 그 출력이 최대가 되는 지점을 슬롯의 시작점으로 결정하는 단계; 프레임의 각 샘플 타임마다의 정합필터의 출력을 메모리에 저장하는 단계; 상기 슬롯 타임과 정합 필터의 출력들을 제 2단계의 파라미터로 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the first step includes: accumulating the output of the matched filter for the signal of the polarity-modulated first synchronization channel, and determining a point at which the output is maximum as a start point of the slot; Storing the output of the matched filter for each sample time of the frame in a memory; And providing the slot time and the outputs of the matched filter as parameters of the second stage.
바람직하게, 제 2단계는 프레임 동기와 그룹 코드 인식자를 획득하기 위해, 미리 정의된 64가지의 스크램블링 그룹 코드를 이용하여 슬롯 시작점의 메모리에 저장된 정합 필터의 출력들과 벡터 곱셈을 실시하는 단계; 상기 벡터 곱셈 결과로 코드 그룹 코드의 순환 이동에 의해 960개의 출력을 얻고 그 중 최대가 되는 코드를 선택하여 그룹 코드 인식자를 결정하는 단계; 상기 선택된 코드의 순환 이동을 이동하여 프레임의 시작점을 찾게 되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the second step includes performing vector multiplication with the outputs of the matched filter stored in the memory of the slot starting point using 64 predefined scrambling group codes to obtain frame synchronization and group code recognizer; Determining a group code recognizer by obtaining 960 outputs by a cyclic shift of a code group code as a result of the vector multiplication, and selecting a code which is the maximum among them; And moving the circular movement of the selected code to find the starting point of the frame.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 코드분할다중접속 통신시스템에서 극성 변조를 이용한 동기워드 수신장치는,In a code division multiple access communication system according to another embodiment of the present invention, an apparatus for receiving a synchronization word using polarity modulation is provided.
코드분할다중접속 통신시스템에서 기지국과의 동기 획득을 위한 셀 탐색 장치에 있어서, RF모듈로부터 수신되는 제 1동기채널 신호를 정합필터를 이용하여 슬롯 동기를 획득 및, 상기 정합 필터의 출력을 저장한 후 슬롯 타이밍과 정합필터 출력을 제공하는 슬롯 동기화수단; 상기 슬롯 타이밍과 정합필터 출력을 이용하여 프레임 동기와 그룹 코드 인식자를 획득하는 프레임 동기화수단; 상기 프레임 동기와 그룹 코드 인식자를 이용하여 스크램블링 코드를 식별하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.A cell search apparatus for synchronization acquisition with a base station in a code division multiple access communication system, comprising: acquiring slot synchronization using a matched filter from a first sync channel signal received from an RF module and storing an output of the matched filter Slot synchronization means for providing post slot timing and matched filter output; Frame synchronization means for obtaining frame synchronization and group code recognizer using the slot timing and matched filter output; Means for identifying a scrambling code using the frame sync and group code identifier.
바람직하게, 상기 슬롯동기화 수단은 정합필터와, 정합필터의 출력을 일정 슬롯 누적시키는 누산기 및, 상기 정합필터의 출력을 각 샘플 타임마다 저장하는 메모리, 상기 일정 슬롯 단위로 누적된 값 중 최대가 되는 값을 슬롯의 시작점으로결정하는 피크 검출기로 포함하는 것을 특징으로 하고,Preferably, the slot synchronizing means includes a matching filter, an accumulator for accumulating the output of the matching filter by a predetermined slot, a memory for storing the output of the matching filter at each sample time, and a value accumulated in the predetermined slot unit. Characterized in that it comprises a value as a peak detector to determine the starting point of the slot,
상기 프레임 동기화 수단은 코드 그룹 코드를 순환 쉬프트시키는 순환 쉬프트부와, 순환 쉬프트된 값 중에서 프레임 타이밍동안 코드 그룹 코드가 최대가 되는 값을 검출하는 최대값 검출기와, 선택된 모든 후보들에 대해 상기 메모리에 저장된 정합필터의 출력을 벡터 곱셈하여 그 후 한 후보에 대한 출력을 모두 합하여 결정 변수로 저장하고, 각 후보들마다의 결정 변수를 계산한 후 비교를 통해서 최대값을 갖는 후보를 코드 그룹 인식자로 선택하고 해당 프레임의 시작점을 결정하는 검증 모드 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The frame synchronizing means includes a cyclic shift unit for cyclically shifting code group codes, a maximum value detector for detecting a maximum value of the code group code during frame timing among the cyclically shifted values, and stored in the memory for all selected candidates. After multiplying the output of the matched filter by vector, the outputs of one candidate are summed and stored as decision variables. After calculating decision variables for each candidate, the candidate with the maximum value is selected as the code group recognizer. And verify mode means for determining the starting point of the frame.
이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings as follows.
도 4는 본 발명 실시 예에 따른 W-CDMA 송신부의 구성도이고, 도 5는 본 발명 실시 예에 따른 W-CDMA 수신부의 구성도이며, 도 6은 본 발명 실시 예에 따른 W-CDMA 동기채널의 구조를 나타낸 도면이다.4 is a configuration diagram of a W-CDMA transmitter according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a configuration diagram of a W-CDMA receiver according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a W-CDMA synchronization channel according to an embodiment of the present invention. A diagram showing the structure of the.
도 4를 참조하면, 수신되는 공통파일럿채널의 신호를 병렬 변환하여 I채널 및 Q채널 데이터로 변환하는 직병렬 변환기(301); 각 I 및 Q채널로 분리된 공통 파일럿 데이터를 채널 확산 부호(Cch,SF,m)를 이용하여 확산하는 제 1 및 제 2곱셈기(303,305); Q채널의 확산 데이터를 90도 위상천이시키는 제 3곱셈기(307); 제 1곱셈기(303) 및 제 3곱셈기(307)의 출력을 가산하여 복소 확산된 가산신호(I+jQ)를 발생하는 제 1가산기(309); 각 채널의 복소확산된 가산신호에 서로 다른 이득 제어신호(G1,...,G2)를 곱해주는 이득 조정기(311,313); 이득 조종기(311,313)에 의해 이득이 조정된 채널신호들을 누적하여 출력하는 제 1누산기(315), 누적된 채널신호의 출력에 스크램블링 코드 신호(Sdl,n)를 곱해주는 제 4곱셈기(317); 제 1동기채널에 극성 코드를 이용하여 극성변조하는 극성 변조부(318), 극성변조된 제 1동기채널에 채널 이득신호를 곱해주는 제 5곱셈기(319); 제 2동기채널에 채널 이득 제어신호를 곱해주는 제 6 곱셈기(321), 동기채널 및 공통파일럿 채널 신호를 누적하는 제 2누산기(323), 누적된 채널 신호를 실수신호와 복소신호로 구분하는 실수/복소수 분리부(325), 기저대역 여파기(327,329), 제 7 및 제 8곱셈기(331,333), 제 2가산기(339)로 구성된다.4, a serial-to-parallel converter 301 for converting received common pilot channel signals in parallel to I-channel and Q-channel data; First and second multipliers (303, 305) for spreading common pilot data separated into respective I and Q channels using a channel spread code (Cch, SF, m); A third multiplier 307 for phase shifting the spread data of the Q channel by 90 degrees; A first adder 309 that adds the outputs of the first multiplier 303 and the third multiplier 307 to generate a complex spread addition signal I + jQ; Gain adjusters 311 and 313 for multiplying the complex diffusion signal of each channel by different gain control signals G1, ..., G2; A first accumulator 315 for accumulating and outputting channel signals whose gains are adjusted by the gain controllers 311 and 313, and a fourth multiplier 317 for multiplying the output of the accumulated channel signals by the scrambling code signals Sdl and n; A polarity modulator 318 for polarizing the polarity using a polarity code on the first synchronization channel, and a fifth multiplier 319 for multiplying the polarity-modulated first synchronization channel by the channel gain signal; A sixth multiplier 321 for multiplying the second synchronous channel with a channel gain control signal, a second accumulator 323 for accumulating a synchronization channel and a common pilot channel signal, and a real number for dividing the accumulated channel signal into a real signal and a complex signal / Complex separator 325, baseband filters 327, 329, seventh and eighth multipliers 331, 333, and second adder 339.
도 5를 참조하면, 극성 변조된 제 1동기채널을 정합필터링하는 정합필터(411), 정합필터의 출력을 일정 슬롯동안 누적시키는 누적기(413), 정합필터의 출력을 프레임 단위로 저장하는 메모리(415) 및 정합필터의 출력 값 중 최대값을 검출하는 피크 검출기(417)를 포함하는 슬롯 동기화부(410)와;Referring to FIG. 5, a matching filter 411 for matching filtering the polarity-modulated first synchronization channel, an accumulator 413 accumulating the output of the matching filter for a predetermined slot, and a memory storing the output of the matching filter in units of frames. A slot synchronizer 410 including a peak detector 417 for detecting a maximum value of an output value of the matched filter;
미리 정의된 스크램블링 코드 그룹 코드를 순환 쉬프트시키는 순환 쉬프트부(421), 스크램블링 코드 그룹 코드와 상기 정합필터의 출력과 슬롯 시작점을 이용하여 벡터 곱셈을 하여 최대값 후보를 선택하는 최대값 검출부(423), 상기 최대값 검출부로부터 선택된 후보를 순환 쉬프트시키고 정합필터의 출력값과 벡터 곱셈을 수행하여 최대 값을 갖는 코드를 선택하여 스크램블링 그룹 ID와 프레임 시작 정보를 획득하는 검증모드부(425)를 포함하는 프레임 동기화부(420)와;A cyclic shift unit 421 for cyclically shifting a predefined scrambling code group code, and a maximum value detector 423 for selecting a maximum value candidate by vector multiplication using a scrambling code group code, an output of the matched filter, and a slot start point. And a verification mode unit 425 which cyclically shifts the candidate selected from the maximum value detector and performs a vector multiplication with the output value of the matched filter to select a code having the maximum value to obtain a scrambling group ID and frame start information. A synchronization unit 420;
상기 심볼간 상관을 통해 상기 스크램블링 코드 ID와 프레임 시작 정보를 이용하여 공통 파일럿 채널과의 상관을 통해 스크램블링 코드를 식별하는 심볼간 상관부(431)로 구성된 스크램블링 코드 식별부(430)를 포함하는 구성이다.And a scrambling code identification unit 430 including an inter-symbol correlation unit 431 for identifying a scrambling code through correlation with a common pilot channel using the scrambling code ID and frame start information through the inter-symbol correlation. to be.
상기와 같은 본 발명에 따른 코드분할다중접속 방식의 통신 시스템에서 극성 변조를 이용한 동기워드 송신 및 수신방법과 그 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a sync word transmission and reception method using polarization modulation and a device in a code division multiple access communication system according to the present invention are as follows.
도 4는 W-CDMA 송신기의 구성도로서 실시 예에 따른 동기워드 송신장치를 나타낸 구성도이다.4 is a configuration diagram illustrating a synchronization word transmitter according to an embodiment as a configuration diagram of a W-CDMA transmitter.
도 4를 참조하면, 직병렬변환기(301)는 수신되는 공통파일럿채널의 신호를 병렬 변환하여 I채널 및 Q채널 데이터로 변환한다. 제 1 및 제 2곱셈기(303,305)는 각 I 및 Q채널로 분리된 공통 파일럿 데이터를 채널 확산 부호(Cch,SF,m)를 이용하여 확산한다. 제 3곱셈기(또는 위상 천이기)(307)는 Q채널의 확산 데이터를 90도 위상천이 시킨다. 제 1가산기(309)는 상기 제 1곱셈기(303) 및 제 3곱셈기(307)의 출력을 가산하여 복소 확산된 가산신호(I+jQ)를 발생한다.Referring to FIG. 4, the serial-to-parallel converter 301 converts the received signals of the common pilot channel in parallel to I-channel and Q-channel data. The first and second multipliers 303 and 305 spread common pilot data separated into respective I and Q channels using channel spread codes Cch, SF and m. The third multiplier (or phase shifter) 307 phase shifts the spread data of the Q channel by 90 degrees. The first adder 309 adds the outputs of the first multiplier 303 and the third multiplier 307 to generate a complex spread add signal I + jQ.
이득 조정기(311,313)는 가산신호에 서로 다른 이득 제어신호(G1,...,G2)를 각각 곱하여 주는데, 이때 이득 제어신호(G1,...,G2)는 각 채널을 통해 송신되는 신호의 송신 전력 제어 및 채널의 단속 유무를 조절하는 신호이다.The gain adjusters 311 and 313 multiply the addition signals by the different gain control signals G1, ..., G2, respectively, where the gain control signals G1, ..., G2 are used for the signals transmitted through each channel. This signal controls transmission power control and channel interruption.
제 1누산기(315)는 이득 조종기(311,313)에 의해 이득이 조정된 채널신호들을 누적하여 출력한다. 제 5곱셈기(317)는 상기 제 1누산기(315)의 출력과 스크램블링 코드 신호(Sdl,n)를 곱하여 준다.The first accumulator 315 accumulates and outputs channel signals whose gains are adjusted by the gain controllers 311 and 313. The fifth multiplier 317 multiplies the output of the first accumulator 315 by the scrambling code signal Sdl, n.
그리고, 극성 변조부(318)는 제 1동기채널에 극성 변조를 이용하게 되는데, 극성 변조는 매 슬롯의 시작점에서 전송되는 256칩 길이의 제 1동기코드(PSC: Primary Synchronization code)에만 적용된다. 이때 극성 변조에 사용되는 코드들의 길이는 프레임 당 슬롯 개수와 같다. 사용될 수 있는 코드로는 극성을 갖는 랜덤 바이너리 코드(random binary code)와 골드 코드(Gold code), 또는 왈시 코드(walsh code)등 임의의 목적에 의해 생성된 코드들이 사용될 수 있다. 여기서, 적용된 골드 코드는 기존 W-CDMA에서 리드 솔로몬 코드와 같이 스크램블링 코드 그룹을 나타낸다.In addition, the polarity modulator 318 uses polarity modulation for the first synchronization channel, and the polarity modulation is applied only to a primary synchronization code (PSC) having a length of 256 chips transmitted at the beginning of each slot. In this case, lengths of codes used for polarity modulation are equal to the number of slots per frame. Codes that can be used may be codes generated for any purpose, such as polarized random binary code and Gold code, or Walsh code. Here, the applied gold code represents a scrambling code group like the Reed Solomon code in the existing W-CDMA.
상기 극성 변조부(318)에 의해 극성 변조된 제 1동기채널(P-SCH)은 제 1동기 채널 이득 제어신호(GP)를 곱하여 출력해 준다. 제 2누산기(323)는 제 5곱셈기(317)의 출력과 제 6곱셈기(319)의 출력을 누산하여 출력한다.The first synchronization channel P-SCH polarized by the polarity modulator 318 multiplies the first synchronization channel gain control signal GP and outputs the multiplied first synchronization channel gain control signal GP. The second accumulator 323 accumulates and outputs the output of the fifth multiplier 317 and the output of the sixth multiplier 319.
이때 실시 예로서 기존 시스템과의 호환을 위해서 셀 탐색에 사용되는 채널(S-SCH, CPICH)들과 데이터 채널들은 변화 없이 전송된다. 따라서 표준 W-CDMA의 제 1동기채널에 극성 변조만을 적용하게 된다. 그러므로, 제 7곱셈기(321)는 기존 시스템과의 호환을 위해 제 2동기채널에 제 2동기채널 이득제어신호(GS)를 곱하여 제 2누산기(323)로 출력하여 전송해 준다.In this case, the channels (S-SCH, CPICH) and data channels used for cell search are transmitted without change for compatibility with the existing system. Therefore, only polarity modulation is applied to the first synchronization channel of standard W-CDMA. Therefore, the seventh multiplier 321 multiplies the second synchronization channel gain control signal GS by the second synchronization channel and outputs the same to the second accumulator 323 for compatibility with the existing system.
한편, 제 2누산기(323)의 출력은 실수/복소수 분리부(325)에서 분리된 후 각각 기저대역 여파기(Pulse shaping)(327,329)에서 기저대역 신호를 필터링한다. 제 8 및 제 9곱셈기(331,333)는 각각 대응되는 기저대역 여파기(327,329)의 출력과 각각 대응되는 반송파(cos(wt), -sin(wt))를 곱하여 출력한다. 가산기(335)는 대응하는 반송파가 곱해진 채널 신호를 더하여 수신기로 송출하게 된다.On the other hand, the output of the second accumulator 323 is separated from the real / complex number separating unit 325 and the baseband filters (Pulse shaping) (327,329) respectively to filter the baseband signal. The eighth and ninth multipliers 331 and 333 multiply the outputs of the corresponding baseband filters 327 and 329 by the corresponding carriers (cos (wt) and -sin (wt)), respectively. The adder 335 adds the channel signal multiplied by the corresponding carrier and transmits the signal to the receiver.
실시 예로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 도 6의 (a)는 극성 변조된 제 1동기채널로서 매 슬롯의 시작점에서 전송되는 제 1동기코드(PSC)를 미리 정의된 64종류의 15길이를 갖는 골드 코드(gi: Gold Code for Polarization Modulation(length 15, i={1,2,...,64))를 이용하여 극성 변조를 하여 전송한다. 즉, 극성 변조는 매 슬롯의 시작점에서 전송되는 256칩 길이의 제 1동기코드에만 적용된다. 이때 극성변조에 사용되는 코드들의 길이는 프레임 당 슬롯 개수와 같다. 도 6의 (b)는 공통파일럿 채널이다.As an example, as shown in FIG. 6, FIG. 6A illustrates a polarity-modulated first synchronization channel, wherein the first synchronization code PSC transmitted at the beginning of each slot is 64 kinds of 15 lengths previously defined. It is transmitted by performing polarization modulation using a Gold code having a gi (Gi: Gold Code for Polarization Modulation (length 15, i = {1, 2, ..., 64)). That is, polarization modulation is only applied to the first 256-bit long sync code transmitted at the beginning of every slot. In this case, the lengths of the codes used for polarity modulation are equal to the number of slots per frame. 6B illustrates a common pilot channel.
한편, 도 5는 이동국 수신기의 구성을 나타낸 것이다. 이동국 수신기는 W-CDMA 표준에서 사용하는 수신단 구조를 갖고, 기지국으로부터 전송된 신호를 수신할 수 있다. 즉, 극성 변조된 제 1동기채널을 수신할 수 있는 것은 제 1동기채널에 대한 정합필터의 출력을 이용한 에너지 검파를 수행하기 때문이다.5 shows the configuration of a mobile station receiver. The mobile station receiver has the receiving end structure used in the W-CDMA standard and can receive a signal transmitted from a base station. That is, the polarity modulated first synchronization channel can be received because energy detection using the output of the matched filter for the first synchronization channel is performed.
슬롯 동기화부(410)는 정합필터(P-SCH matched filter)(411)에서 RF 모듈을 통해 입력되는 신호로부터 극성 변조된 제 1동기채널에 대한 신호를 포착하게 된다. 누산기(Accumulator)(413)는 정합필터(411)의 출력을 일정 슬롯 동안 누적시키고, 상기 정합필터(411)의 출력은 각 샘플 타임마다 즉, 프레임 단위로 메모리(memory)(415)에 저장된다. 그리고, 피크 검출기(Peak detector)(417)는 슬롯 타이밍 동안 상기 누산기(413)에 의해 누적된 출력 값 중 출력이 최대가 되는 지점을 슬롯의 시작점으로 결정하여 슬롯 동기신호로 출력한다.The slot synchronizer 410 captures a signal for a polarity-modulated first synchronization channel from a signal input through an RF module in a P-SCH matched filter 411. An accumulator 413 accumulates the output of the matching filter 411 for a predetermined slot, and the output of the matching filter 411 is stored in the memory 415 at each sample time, that is, in units of frames. . The peak detector 417 determines a point at which the output becomes the maximum among the output values accumulated by the accumulator 413 during the slot timing as the start point of the slot and outputs it as the slot synchronization signal.
T1 : 1단계에서 누적되어지는 슬롯 수T1: Number of slots accumulated in step 1
u : 슬롯 시작점 존재할 수 있는 위치, 0≤ u ≤2559u: The position where slot starting point can exist, 0≤ u ≤2559
T : 한 슬롯 길이, T = 2560 칩T: one slot length, T = 2560 chips
yj: 수신된 complex baseband samplesy j : received complex baseband samples
τ1 : P-SCH에 대한 임계치τ1: threshold for P-SCH
프레임 동기화부(420)는 기지국의 신호를 수신하지 않고, 상기 슬롯 동기화부(410)에서 획득한 슬롯 타임과 정합필터(411)의 출력을 이용하여 프레임의 동기와 코드그룹 ID를 획득한다.The frame synchronizer 420 does not receive a signal from the base station, but acquires the frame synchronization and the code group ID by using the slot time obtained by the slot synchronizer 410 and the output of the matching filter 411.
이때, 미리 정의된 골드 코드 즉, 64가지의 스크램블링 그룹 코드를 이용하여 슬롯 시작점의 메모리(415)에 저장된 정합필터(411)의 출력들과 벡터 곱셈(vector multiplication)을 실시한다. 그 결과로 코드 그룹 코드의 순환 쉬프트를 고려 총 960개의 출력을 얻을 수 있다. 그러면, 최대값 검출부(417)는 코드 그룹 코드 중에서 프레임 타이밍동안 최대가 되는 코드를 선택하여 실제 코드 그룹 ID를 결정한다. 또한 선택된 코드의 순환 쉬프트를 이용하여 프레임의 시작점을 찾게 된다.In this case, vector multiplication is performed with the outputs of the matched filter 411 stored in the memory 415 of the slot starting point using a predefined gold code, that is, 64 scrambling group codes. As a result, a total of 960 outputs can be obtained considering the cyclic shift of the code group codes. Then, the maximum value detector 417 selects a code that becomes the maximum during the frame timing from among the code group codes to determine the actual code group ID. Also, the starting point of the frame is found by using the cyclic shift of the selected code.
--------수학식 2 -------- Equation 2
Yu* : 메모리에 저장된 정합필터의 출력Yu *: Output of matched filter stored in memory
CPC : Cyclic Shift Polarization CodeCPC: Cyclic Shift Polarization Code
T2: 2단계에서 누적되는 슬롯 수T 2 : Number of slots accumulated in step 2
C : Cyclic shift를 고려한 PC의 수(960), C=n*G, n= PC의 길이(15)C: Number of PCs considering cyclic shift (960), C = n * G, n = length of PC (15)
또한 검증 모드부(verification mode)(425)는 최대 값부터 L개의 후보를 선택한 L개 중에서 최대가 되는 코드를 찾게 된다. 즉 검증모드에서는 선택된 모든 후보들을 순환 쉬프트시킨 다음 제 1단계에서 획득한 정합필터의 출력값과 벡터곱셈을 수행한다. 이는 순환 쉬프트를 이용하여 코드의 위상을 맞추고 크로스 상관 성질을 향상시키기 위한 것이다. 그 후 모든 벡터 연산 값을 더하여 결정 변수로 이용한다. 마지막으로 결정 변수 중 최대 값을 갖는 코드를 선택하여 스크램블링 코드 그룹 ID와 프레임의 시작 정보를 획득한다.In addition, the verification mode unit 425 searches for a code that becomes the maximum among the L candidates having selected L candidates from the maximum value. That is, in the verify mode, all selected candidates are cyclically shifted, and then vector multiplication is performed with the output value of the matched filter obtained in the first step. This is to use cyclic shifts to match the phase of the code and to improve cross correlation. After that, all vector operation values are added and used as decision variables. Finally, the code having the maximum value among the decision variables is selected to obtain the scrambling code group ID and the start information of the frame.
즉, 코드 그룹 코드는 골드 코드의 일종이므로 순환 쉬프트된 코드들 사이에 크로스 상관 성질이 좋은 특징을 갖는다. 따라서 각 후보들의 프레임 시작점에서 모든 순환 쉬프트들 고려한 코드들과 제 1단계에서 메모리에 저장한 정합필터의 출력을 벡터 곱셈을 한다. 그 후 한 후보에 대한 출력을 모두 합하여 결정 변수로 저장한다.That is, since the code group code is a kind of gold code, the cross correlation property between the cyclically shifted codes is good. Therefore, vector multiplication is performed between codes considering all cyclic shifts at the frame start point of each candidate and the output of the matched filter stored in the memory in the first step. Then we add the outputs for one candidate and store them as decision variables.
이렇게 각 후보들마다 결정 변수를 계산한 후 모든 결정 변수들을 비교한다. 그 중 최대 값을 갖는 후보들 코드 그룹 ID로 선택하고 해당 프레임의 시작점을 결정한다. 상술한 과정을 아래 수학식 3으로 나타낼 수 있다.After calculating the decision variables for each candidate, all the decision variables are compared. Among them, the candidates having the maximum value are selected as the code group ID and the start point of the corresponding frame is determined. The above process may be represented by Equation 3 below.
-----수학식 3 ----- Equation 3
Yu* : 메모리에 저장된 정합필터의 출력Yu *: Output of matched filter stored in memory
CPC : Cyclic Shift Polarization CodeCPC: Cyclic Shift Polarization Code
L : Pre-Detection Mode에서 선택된 후부 수, L = n(m), m ∈ {1,2,…..,C}L: posterior number selected in Pre-Detection Mode, L = n (m), m ∈ {1,2,.. .., C}
n(X) : 집합 X의 원소 개수n (X): number of elements in set X
m : CPC중에 Pre-Detection Mode에서 선택된 후보들m: Candidates selected in Pre-Detection Mode during CPC
Trace : N*N 행렬의 대각선 원소들의 합, Tr(X)Trace: Sum of the diagonal elements of an N * N matrix, Tr (X)
그 후 제 3단계의 스크램블링 코드 식별부(430)의 심볼간 상관부(431)는 기존 W-CDMA 시스템과 같이, 제 2단계에서 결정한 코드 그룹 ID와 프레임의 시작점을 이용하여 CPICH와의 상관을 통해 스크램블링 코드를 식별함으로써, 기지국을 식별한다. 그 과정이 수학식 4와 같다.Thereafter, the inter-symbol correlation unit 431 of the scrambling code identification unit 430 of the third step uses the code group ID determined in the second step and the start point of the frame, as in the existing W-CDMA system, through correlation with the CPICH. By identifying the scrambling code, the base station is identified. The process is as shown in Equation 4.
------------수학식 4 ------------ Equation 4
T3 : 3단계에서 누적되는 슬롯 수T3: Number of slots accumulated in step 3
f : 2단계에서 선택된 프레임에 시작점, 0≤f≤38399f: starting point in the frame selected in step 2, 0≤f≤38399
S : 심볼 duration, S = 256 칩S: symbol duration, S = 256 chips
d : 누적되는 심볼 수, d = T3*10d: cumulative number of symbols, d = T3 * 10
yj: 수신된 complex baseband samplesy j : received complex baseband samples
G : 스크램블링 그룹 코드의 수, G = 64G: number of scrambling group codes, G = 64
w : 그룹 당 스크램블링 코드 수, W = 스크램블링 코드 수/G = 8w: number of scrambling codes per group, W = number of scrambling codes / G = 8
상술한 셀 탐색을 위한 수신기는 기존 W-CDMA와의 호환성을 고려한 것으로서, 기지국에서 극성 변조되어진 제 1동기채널(P-SCH)과 제 2동기채널(S-SCH)을 전송하게 된다면, 한 기지국 내에 W-CDMA의 단말기와 본 발명에서 제안하는 단말기가 동시에 존재할 수 있다.The above-described receiver for searching for a cell is considered to be compatible with the existing W-CDMA, and if a base station transmits a polarity-modulated first synchronization channel (P-SCH) and a second synchronization channel (S-SCH) within a base station, A terminal of W-CDMA and a terminal proposed by the present invention may exist simultaneously.
즉, 도 4에서 제 2동기채널과 제 2동기채널 이득제어신호를 곱해주는 곱셈기(321)를 기존과 같이 둠으로써, 제 1동기채널에 극성 변조시켜 전송하고, 제 2동기채널을 기존과 같이 전송하여, 한 기지국 내에 W-CDMA의 단말기와 본 발명에서 제안하는 단말기가 동시에 존재할 수 있다.That is, in FIG. 4, the multiplier 321 multiplying the second synchronous channel and the second synchronous channel gain control signal is left as it is, thereby polarizing and transmitting the first synchronous channel and transmitting the second synchronous channel as before. By transmitting, a terminal of the W-CDMA and a terminal proposed by the present invention can exist simultaneously in one base station.
또한 제 1 및 제 3단계의 기지국 신호만을 수신함으로서 셀 탐색 주기가 짧아지고 기존의 16개의 상관기를 제거할 수 있도록 한 것이다.In addition, by receiving only the base station signals of the first and third stages, the cell search period is shortened and the existing 16 correlators can be removed.
도 7은 본 발명 실시 예에 따른 극성 코드 생성기로서, 연속 6개의 쉬프트 레지스터를 갖는 LFSR(Linear Feedback Shift Resister) 2개를 이용하여 생성한다.FIG. 7 is a polarity code generator according to an embodiment of the present invention, and is generated using two linear feedback shift registers (LFSRs) having six consecutive shift registers.
도 7을 참조하면 극성 코드는 두 개의 서로 다른 시퀀스의 배타적 합으로 생성된다. 상위쪽 제 1극성 코드 생성기(350)의 쉬프트 레지스터(351~356)는 생성 다항식 f(x)=x6+x1+1, 하위쪽 제 2극성 코드 생성기(360)의 쉬프트 레지스터(361~366)는 f(x)=x6+x5+x4+x1+1을 가지고 구현된다.Referring to FIG. 7, a polar code is generated by an exclusive sum of two different sequences. The shift registers 351 to 356 of the upper first polar code generator 350 have a generation polynomial f (x) = x6 + x1 + 1, and the shift registers 361 to 366 of the lower second polar code generator 360. Is implemented with f (x) = x6 + x5 + x4 + x1 + 1.
그리고, 상위쪽에 구성된 6개의 쉬프트 레지스터(351~356)의 초기 값에는 1차부터 6차까지 차례대로 1,0,0,0,0,0으로 세팅하고, 상기 제 1쉬프트레지스터(351)와 제 2쉬프트 레지스터(352)의 출력이 배타적 오아게이트(357)에 의해 배타적 합 연산되고 제 6쉬프트 레지스터(356)에 순차 입력된다.In addition, the initial values of the six shift registers 351 to 356 configured on the upper side are set to 1,0,0,0,0,0 in order from the first to the sixth order, and the first shift register 351 The output of the second shift register 352 is exclusively summed by the exclusive oragate 357 and sequentially input to the sixth shift register 356.
하위쪽에 구성된 6개의 쉬프트 레지스터(361~366)의 초기값에는 모두 1이 되며, 제 1쉬프트 레지스터(361)의 출력과 제 2쉬프트 레지스터(362)의 출력이 제 1배타적 오아게이트(367)를 통해 출력되며, 제 2배타적 오아게이트(368)는 제 2배타적 오아게이트(368)의 출력이 제 5쉬프트 레지스터(365)의 출력과 배타적 합 연산되고, 제 3배타적 오아게이트(369)는 제 2배타적 오아게이트(368)의 출력과 제 6쉬프트 레지스터(366)의 출력이 배타적 합 연산되어 제 6쉬프트 레지스터(366)에 입력된다.The initial values of the six shift registers 361 to 366 configured at the lower side are all 1s, and the output of the first shift register 361 and the output of the second shift register 362 form the first exclusive orifice 367. Is outputted through the second exclusive ogate 368, and the output of the second exclusive ogate 368 is exclusively calculated with the output of the fifth shift register 365, and the third exclusive ogate 369 is configured to be the second. The output of the exclusive ogate 368 and the output of the sixth shift register 366 are exclusively summed and input to the sixth shift register 366.
그리고, 상기 제 1극성 생성기(350)의 제 1쉬프트 레지스터(351)의 출력과 제 2극성 생성기(360)의 제 1쉬프트 레지스터(361)의 출력이 배타적 오아게이트(370)에 의해 배타적 합 연산되어 출력된다. 이때 배타적 오아게이트(370)의 출력은 1과 0으로 출력되는 데 극성 변조를 위한 코드로의 적용을 위해 1을 -1, 0을 1로 함으로써, 1과 -1로 이루어진 극성 코드를 생성할 수 있다.The exclusive output operation of the first shift register 351 of the first polarity generator 350 and the output of the first shift register 361 of the second polarity generator 360 are performed by an exclusive oragate 370. And output. At this time, the output of the exclusive oragate 370 is output as 1 and 0, so that the polarity code consisting of 1 and -1 can be generated by setting 1 to -1 and 0 to 1 for application to a code for polarity modulation. have.
이와 같은 극성 코드 생성기를 이용하여 63가지의 길이 64를 갖는 골드 코드를 생성할 수 있다. 그러나 실제로 사용된 코드는 각 골드 코드에서 연속된 길이 15개를 갖으며 크로스 상관 특성이 좋은 코드를 취사 선택한 코드들이다. 이는 도 10a 및 10b와 같은 64가지의 코드를 생성할 수 있다. 즉, 극성 코드는 6단 쉬프트 레지스터 2개를 이용하여 생성된 골드 코드 중 길이가 15인 코드를 취사 선택한 것이다. 그리고 그 종류는 스크램블링 그룹 코드 개수와 같은 64이고 길이는 프레임당 슬롯 수와 같은 15를 갖는다. 따라서 극성 코드는 매 슬롯 타임에서 전송되는 동일한 PSC에 극성 변조를 수행한다.This polar code generator can be used to generate gold codes having 63 lengths of 64. However, the actual code used is a code that has 15 consecutive lengths in each gold code and has a good cross correlation. This can generate 64 codes, such as FIGS. 10A and 10B. That is, the polarity code is a code of a length of 15 among gold codes generated by using two six-speed shift registers. The type is 64 equal to the number of scrambling group codes and the length is 15 equal to the number of slots per frame. Thus, the polarity code performs polarity modulation on the same PSC transmitted at every slot time.
도 8은 본 발명 실시 예에 따른 1단계 셀 탐색 절차를 나타낸 것이다.8 illustrates a one-step cell search procedure according to an embodiment of the present invention.
이동국이 기지국으로부터 송출되는 신호에 대한 슬롯 동기를 획득하기 위해 정합필터(441: 441a~441c)를 이용하고, 각각의 정합필터(441a~441c)의 출력은 메모리(446) 및 자승기(442a~442c)에 입력된다. 이때 메모리(446)에는 극성 정보를 갖고 있는 정합필터의 출력값이 저장되며 한 프레임 길이 만큼의 샘플 단위로 저장되다. 그리고 자승기(442a~442c)는 정합필터의 출력으로부터 수신신호의 전력을 각각 구하고 가산기(443a~443c)로 가산된다. 그러므로 콤바인더(444a~444b)에서 한 프레임 길이 동안 각 슬롯 타임별로 누적하게 된다.The mobile stations use matching filters 441: 441a-441c to obtain slot synchronization for signals transmitted from the base station, and the outputs of each of the matching filters 441a-441c are memory 446 and a multiplier 442a-. 442c). In this case, the output value of the matched filter having the polarity information is stored in the memory 446 and stored in the unit of a sample equal to one frame length. The power supplies 442a to 442c obtain the power of the received signal from the output of the matched filter, respectively, and add them to the adders 443a to 443c. Therefore, the combiners 444a to 444b accumulate for each slot time for one frame length.
따라서, 전체 결정 변수는 한 슬롯의 칩 길이인 2560개를 얻을 수 있다. 최대값 검출부는 2560개의 결정 변수 중 최대값을 검출하여 메모리에 슬롯 타이밍 정보를 제공함으로써, 슬롯의 시작점 정보와 각 슬롯의 시작점에 해당하는 한 프레임 길이만큼의 샘플, 즉 15슬롯에 대한 샘플을 2단계 셀 탐색 절차를 위해 전달한다.Therefore, the total decision variable can obtain 2560 chips of one slot. The maximum value detector detects the maximum value of the 2560 decision variables and provides the slot timing information to the memory. Thus, the maximum value detector detects the starting point information of the slot and one frame length corresponding to the starting point of each slot, that is, samples for 15 slots. Transfer for step cell search procedure.
도 9는 제안하는 2단계 셀 탐색 절차를 나타낸 것으로, 2단계에서는 벡터 곱셈을 수행하여 그룹 ID와 프레임의 시작 정보를 획득하게 된다. 이러한 벡터 곱셈은 선결 모드(Predetection Mode)(510)와 검증 모드(Verification Mode)(520) 2가지로 구분된다.9 illustrates a proposed two-step cell search procedure. In step 2, vector multiplication is performed to obtain a group ID and start information of a frame. This vector multiplication is divided into two modes, a predetection mode 510 and a verification mode 520.
선결 모드(510)는 극성 정보를 갖는 스크램블링 그룹 코드(Gc1~Gc64)와 상기제 1단계에서의 정합필터의 출력값(511)을 이용한다.The predetermined mode 510 uses scrambling group codes Gc1 to Gc64 having polarity information and an output value 511 of the matched filter in the first step.
각 스크램블링 그룹 코드를 순환 쉬프트를 이용하여 프레임의 시작정보를 획득하기 위해 각 그룹 코드 마다 15개의 순환 쉬프트 코드를 생성하여 벡터 곱셈을 실시한다. 따라서 이때 결정변수로 960(15슬롯 *64(그룹 코드))개를 획득할 수 있다. 즉, 정합필터의 출력(511)과 각 그룹코드(Gc1~Gc64)에 생성된 15개 각각과의 벡터 곱셈을 수행하여 960개의 결정 변수를 획득하게 된다.In order to obtain the start information of the frame using the cyclic shift of each scrambling group code, 15 cyclic shift codes are generated for each group code and vector multiplication is performed. Therefore, 960 (15 slots * 64 (group codes)) can be obtained as a decision variable at this time. That is, 960 decision variables are obtained by performing vector multiplication of the output 511 of the matched filter and each of 15 generated in the group codes Gc1 to Gc64.
그리고, 960개의 결정 변수 중 가장 큰 값부터 미리 정의한 후보 개수(L) 만큼 선택하여 검증모드(520)를 수행하게 된다. 검증모드(520)에서는 선결모드(510)에서 선택된 모든 후보들에 대해 순환 이동(Gc1~GcL)시킨 1단계에서 획득한 정합필터의 출력값과 벡터 곱셈을 각각 수행한다.Then, the verification mode 520 is performed by selecting as many candidate numbers L as previously defined from the largest value among the 960 decision variables. In the verification mode 520, the output value of the matched filter obtained in step 1 of the cyclic shift (Gc1 to GcL) is performed on all candidates selected in the predetermined mode 510, respectively.
이와 같이 하는 이유는 순환 이동을 이용하여 크로스 상관 성질을 향상시키기 위한 것이다. 그 후 모든 벡터 연산 값을 더하여(523,525) 결정 변수로 이용한다. 마지막으로 결정 변수 중 최대 값을 갖는 코드를 선택하여 스크램블링 코드 그룹 ID와 프레임의 시작 정보를 획득한다.The reason for doing this is to improve the cross correlation property using cyclic movement. Then all vector operation values are added (523,525) to use as decision variables. Finally, the code having the maximum value among the decision variables is selected to obtain the scrambling code group ID and the start information of the frame.
한편 도 11을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 대해 설명하면 다음과 같다. 다른 실시 예의 설명에 있어, 일 실시예와 중복 설명 및 중복 구성요소에 대해서는 간략하게 설명하기로 한다.Meanwhile, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 11. In the description of another embodiment, a redundant description and duplicated components will be briefly described.
기지국 송신부에서는 기존 16개의 제 2동기채널 코드들 중 하나의 코드를 선택하여 극성 변조를 이용한다. 이를 위해서 도 4에 도시된 기지국 송신장치에서 극성변조부(318)는 제 7곱셈기(321)의 전단에서 제 2동기채널(S-SCH)에 극성 코드를이용하여 극성 변조하게 된 구성이 될 것이다.The base station transmitter selects one code among the existing 16 second synchronization channel codes and uses polarity modulation. To this end, in the base station transmitter shown in FIG. 4, the polarity modulator 318 may be configured to perform polarity modulation by using a polarity code on the second synchronization channel S-SCH in front of the seventh multiplier 321. .
따라서 매 슬롯의 시작점에서 전송되는 하나의 제 2동기채널을 미리 정의된 64종류의 15길이를 갖는 골드 코드를 이용 극성 변조를 하여 전송한다. 이때 골드코드는 기존 W-CDMA에서 RS 코드와 같이 스크램블링 코드 그룹을 나타낸다. 따라서 제 1동기채널과 극성변조된 제 2동기채널이 같은 전력으로 전송된다. 그리고 스크램블링 코드를 결정하기 위해 CPICH를 통해서 기지국의 스크램블링 코드를 전송하게 된다.Therefore, one second synchronization channel transmitted at the beginning of each slot is transmitted by polarity modulation using a predefined gold code having 64 kinds of 15 lengths. At this time, the gold code indicates a scrambling code group like the RS code in the existing W-CDMA. Therefore, the first synchronization channel and the polarity-modulated second synchronization channel are transmitted at the same power. The scrambling code of the base station is transmitted through the CPICH to determine the scrambling code.
도 11을 참조하면, 순방향 링크에서 제 1동기채널과 제 2동기채널 공통 파일럿 채널을 정의한다. 이때 동기채널은 10ms의 프레임 내에 15개의 슬롯 시작점에서 256칩 길이를 갖는다. 그리고 전체 기지국을 구별하는 스크램블링 코드의 종류는 512이며, 길이는 38400칩 길이이다. 따라서 전체적인 구조는 동기채널과 하나의 파일럿 채널의 구조를 갖는다. 제 1동기채널에는 3GPP에서와 마찬가지로 모든 기지국에서 공통으로 사용하는 256칩 길이의 공통 코드를 그대로 사용한다.Referring to FIG. 11, a common pilot channel is defined in a first synchronization channel and a second synchronization channel in a forward link. The sync channel is 256 chips long at the beginning of 15 slots in a 10 ms frame. The type of scrambling code for identifying the entire base station is 512, and the length is 38400 chips long. Therefore, the overall structure has a structure of a synchronization channel and one pilot channel. As in 3GPP, the first synchronous channel uses a common code having a length of 256 chips commonly used by all base stations.
제 2동기채널에서는 3GPP에서 정의된 16개의 제 2동기코드 중에서 하나를 선택하여, 매 슬롯의 시작점에서 256칩 길이만큼 전송하게 된다. 이때 추가적으로 스크램블링 그룹 코드를 구분하기 위해 정의된 극성 코드를 이용하여 각 제 2동기코드에 극성 변조하여 전송한다. 즉, 매 슬롯의 시작점에서 전송되는 하나의 제 2동기코드를 미리 정의된 64종류의 15길이를 갖는 골드 코드를 이용하여 극성 변조를 하고 전송한다. 이때 골드 코드는 기존 W-CDMA에서 RS코드와 같이 스크램블링 코드 그룹을 나타낸다. 따라서 제 1동기채널과 극성 변조된 제 2동기채널과 같은 전력으로 전송된다. 그리고 스크램블링 코드를 결정하기 위해 CPICH를 통해서 기지국의 스크램블링 코드를 전송하게 된다.In the second synchronous channel, one of 16 second synchronous codes defined in 3GPP is selected and transmitted by 256 chips in length at the start of every slot. At this time, the polarity modulation is transmitted to each second synchronization code by using the polarity code defined to distinguish the scrambling group code. That is, one second synchronization code transmitted at the start of each slot is modulated and transmitted using a gold code having 64 kinds of 15 predefined lengths. At this time, the gold code indicates a scrambling code group like the RS code in the existing W-CDMA. Therefore, it is transmitted at the same power as the second synchronization channel polarized with the first synchronization channel. The scrambling code of the base station is transmitted through the CPICH to determine the scrambling code.
여기서, 상기 극성 코드는 도 7에 도시된 바와 같이, 6단 쉬프트 레지스터 2개를 이용하여 생성된 골드 코드 중 길이가 15인 코드를 취사 선택한 것이다. 그 종류는 스크램블링 그룹 코드 개수와 같은 64이고, 길이는 프레임 당 슬롯 수와 같은 15를 갖는다. 따라서 극성 코드는 매 슬롯 타임에서 전송되는 동일한 제 2동기코드에 극성 변조를 수행한다.In this case, the polarity code is a code having a length of 15 among the gold codes generated by using two six-stage shift registers as shown in FIG. 7. The type is 64 equal to the number of scrambling group codes, and the length is 15 equal to the number of slots per frame. Thus, the polarity code performs polarization modulation on the same second sync code transmitted at every slot time.
이와 같이 기지국에서 극성 변조된 제 2동기채널을 포함한 두 개의 동기 채널과 CPICH를 수신하는 이동국에서의 셀 탐색 동작을 보면 다음과 같다.The cell search operation in the mobile station receiving the two synchronization channels and the CPICH including the polarity-modulated second synchronization channel in the base station as follows.
기본적으로 3GPP의 셀 탐색 기법과 동일하게 3단계로 구성되며, 실제 3단계 절차를 수행함으로써 기지국을 구별하게 된다. 기지국과의 동기 획득을 위한 제 1단계는, 제 1동기채널의 정합 필터에 대해 여러 슬롯 동안 누적되어, 그 출력이 최대가 되는 지점을 선택하여 슬롯의 경계를 식별하게 된다. 이렇게 제 1단계로 수행한 결과로 얻어진 슬롯 타이밍은 제 2단계의 파라미터로 사용된다.Basically, it is composed of 3 steps, similar to the 3GPP cell search scheme, and the base station is distinguished by performing the actual 3 steps. The first step for obtaining synchronization with the base station is accumulated for several slots for the matched filter of the first synchronous channel, so as to identify the boundary of the slot by selecting a point where the output is maximum. The slot timing obtained as a result of the first step is used as a parameter of the second step.
제 2단계는 프레임 동기 및 스크램블링 그룹 ID를 식별하게 된다. 제 1단계에서 획득한 슬롯 타임을 이용하여, 매 슬롯 시작점에서 정의된 제 2동기코드를 하나의 상관기를 통해서 그 극성 정보를 갖는 출력을 획득한다. 이 과정은 수학식 5로 정의할 수 있다.The second step is to identify frame synchronization and scrambling group IDs. Using the slot time obtained in the first step, an output having the polarity information is obtained through a single correlator with the second synchronization code defined at every slot start point. This process can be defined by Equation 5.
이렇게 획득된 상관기의 출력과 미리 정의된 골드 코드, 즉 도 10a,10b에 도시된 바와 같이 64가지의 스크램블링 그룹 코드를 이용하여 벡터 곱셈을 실시한다.그 결과로 코드 그룹 코드의 순환 쉬프트를 고려하여 총 960개의 출력을 얻을 수 있다. 이 과정은 수학식 6과 같이 정의할 수 있다.The vector multiplication is performed using 64 outputs of the correlator thus obtained and 64 predefined scrambling group codes as shown in FIGS. 10A and 10B. As a result, the cyclic shift of the code group code is considered. You get a total of 960 outputs. This process can be defined as in Equation 6.
이후, 상기 960개의 출력 중 최대가 되는 코드를 선택하여 코드 그룹 ID 후보로 선택한다. 선택된 코드의 순환 쉬프트 정보에 의해 프레임의 시작점을 찾게 된다. 시스템 성능을 향상시키기 위해 960 벡터 곱셈 중에서 여러 개의 후보를 선택할 수 있다.Thereafter, the maximum code among the 960 outputs is selected to be selected as a code group ID candidate. The starting point of the frame is found by the cyclic shift information of the selected code. Multiple candidates can be selected from 960 vector multiplications to improve system performance.
그 다음에는 선택된 후보들에 대한 확인절차를 수행한다. 코드 그룹 코드는 골드 코드의 일종이기 때문에 순환 쉬프트된 코드들 사이에 좋은 크로스 상관 성질을 갖는다. 따라서 각 후보들의 프레임 시작점을 고려하여 모든 순환 쉬프트를 고려한 코드들의 위치에서 상관기 출력과 스크램블링 그룹 코드 사이에 벡터 곱셈을 한다.Next, the verification procedure for the selected candidates is performed. Because code group codes are a type of gold code, they have good cross correlation between cyclically shifted codes. Accordingly, vector multiplication is performed between the correlator output and the scrambling group code at the positions of the codes considering all the cyclic shifts by considering the frame starting point of each candidate.
이렇게 함으로써 한 후보에 대해 15개의 출력을 얻는다. 마지막으로 각 후보에 대한 15개의 출력을 수학식 7와 같이 모두 합하여 결정 변수로 지정한다. 이렇게 각 후보들마다 결정 변수를 계산한 후 모든 결정 변수들을 비교한다. 그 중 최대값을 갖는 후보들 코드 그룹 ID로 선택하고 해당 프레임의 시작점을 결정한다.This gives 15 outputs for one candidate. Finally, the 15 outputs for each candidate are summed as Equation 7 and designated as decision variables. After calculating the decision variables for each candidate, all the decision variables are compared. The candidates having the maximum value are selected as the code group IDs and the start point of the corresponding frame is determined.
----------수학식 5 Equation 5
---------수학식 6 --------- Equation 6
---------수학식 7 --------- Equation 7
Yj: 매 슬롯의 시작점(SSC의 위치)에서의 수신신호Y j : Received signal at the start of every slot (SSC position)
SSCj: SSC, j={0,1,..,255}SSC j : SSC, j = {0,1, .., 255}
i : 슬롯의 번호(1단계의 슬롯 타이밍 기준), i={1,2,...,15}i: slot number (based on slot timing of step 1), i = {1,2, ..., 15}
k : 스크램블링 그룹 코드{1,2,...64}k: scrambling group code {1,2, ... 64}
CPCi: 순환 시프트를 고려한 극성 코드 i={1,2,...,15}CPC i : Polarity code i = {1,2, ..., 15} taking into account cyclic shift
다시말하면, 제 2단계에서는 프레임 동기와 스크램블링 코드 그룹을 식별하게 되는데, 도 9를 참조하면 제 1단계에서 획득한 슬롯 시간을 이용하여 매 슬롯 시작점에서 정의된 제 2동기채널을 하나의 상관기를 통해서 그 출력에 극성 정보를 획득한다. 이렇게 획득된 상관기의 출력과 미리 정의된 골드 코드 즉, 64가지의 스크램블링 그룹 코드를 이용하여 벡터 곱셈을 실시한다. 그 결과로 코드 그룹 코드의 순환 쉬프트를 고려하여 총 960개의 출력을 얻을 수 있다. 그 중 최대가 되는 코드를 선택하여 실제 코드 그룹 ID를 결정한다. 또한 선택된 코드의 순환 쉬프트를 이용하여 프레임의 시작점을 찾게 된다. 시스템 성능을 향상시키기 위해 출력 중 여러 개의 후보를 선택할 수 있다. 결과적으로 선택된 후보의 수가 증가함으로써 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다. 그 후 선택된 후보들에 대해 확인절차를 수행한다. 여기서, 코드그룹 코드는 골드 코드의 일종이므로 순환 쉬프트된 코드들 사이에 크로스 상관 성질이 좋은 특징을 갖는다. 따라서 각 후보들의 프레임 시작점에서 모든 순환 쉬프트를 고려한 코드들과 제 2단계의 상관기 출력을 벡터 곱셈한다.In other words, in the second step, the frame synchronization and the scrambling code group are identified. Referring to FIG. 9, a second correlator channel defined at every slot start point is obtained through one correlator using the slot time obtained in the first step. Obtain polarity information at its output. The vector multiplication is performed using the output of the correlator thus obtained and a predefined gold code, that is, 64 scrambling group codes. As a result, a total of 960 outputs can be obtained in consideration of the cyclic shift of the code group codes. The maximum code among them is selected to determine the actual code group ID. Also, the starting point of the frame is found by using the cyclic shift of the selected code. Multiple candidates can be selected from the outputs to improve system performance. As a result, the number of selected candidates can be increased to improve the performance of the system. Thereafter, a verification procedure is performed on the selected candidates. Here, the code group code is a kind of gold code, and thus has a good cross correlation property between cyclically shifted codes. Therefore, at the start of the frame of each candidate, the codes considering all the cyclic shifts and the second correlator output are vector multiplied.
그 후 한 후보에 대한 출력을 모두 합하여 결정 변수로 저장한다. 이렇게 각 후보들마다 결정변수를 계산한 후 모든 결정변수들을 비교한다. 그 중 최대값을 갖는 후보들 코드 그룹 ID로 선택하고 해당 프레임의 시작점을 결정한다.Then we add the outputs for one candidate and store them as decision variables. In this way, the decision variables are calculated for each candidate and all the decision variables are compared. The candidates having the maximum value are selected as the code group IDs and the start point of the corresponding frame is determined.
그 후 제 3단계는 기존 W-CDMA 시스템과 같은 방법으로 셀 탐색을 수행한다. 제 3단계에서는 실제 스크램블링 코드를 획득한다. 2단계에서 결정한 코드 그룹 ID와 프레임의 시작점을 이용하여 CPICH와의 상관을 통해 스크램블링 코드를 식별한다.Thereafter, the third step is to perform the cell search in the same manner as the existing W-CDMA system. In the third step, the actual scrambling code is obtained. The scrambling code is identified through correlation with CPICH using the code group ID determined in step 2 and the starting point of the frame.
전송측에서 기존 P-SCH의 전송 구조에 극성 변조를 추가하여 기지국에서 P-SCH에 극성 변조를 하게된다. 또한 수신측에서는 수신신호의 극성 정보를 이용하여 셀 탐색 관련 정보를 수신할 수 있다. 따라서 제 1단계에서 정합필터의 출력을 이용하여 새롭게 정의된 스크램블링 코드 그룹 코드를 이용하여 벡터 곱셈에 의해서 프레임의 시작 정보와 스크램블링 코드 그룹 ID를 식별하게 된다.On the transmitting side, the polarity modulation is added to the transmission structure of the existing P-SCH so that the base station performs polarity modulation on the P-SCH. In addition, the receiver may receive cell search related information using polarity information of the received signal. Therefore, in the first step, the start information of the frame and the scrambling code group ID are identified by vector multiplication using the newly defined scrambling code group code using the output of the matched filter.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 코드분할다중접속 통신 시스템에서의 동기워드 송신 및 수신방법 및 그 장치에 의하면, 기지국에서 극성 변조를 이용하여 특정 동기채널을 송신하고 이에 대해 이동국이 극성 변조된 동기워드의 탐색을 통해 동기를 획득함으로써, 모든 무선 신호 환경에서 기존 W-CDMA 방식보다 짧은 셀 탐색 시간을 가지고, 신호가 나쁜 환경에서 셀 탐색 시간을 줄여 이동국의 핸드오프시에 호 드롭(Call drop) 확률을 감소시켜 줄 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the method and apparatus for transmitting and receiving a sync word in a code division multiple access communication system according to the present invention, a base station transmits a specific sync channel using polar modulation and the mobile station is polarly modulated with respect to the same. By acquiring synchronization through the search of the synchronization word, a cell search time is shorter than that of the conventional W-CDMA scheme in all wireless signal environments, and a cell drop time is reduced in a bad signal environment, thereby causing a call drop during handoff of a mobile station. ) Has the advantage of reducing the probability.
또한 신호가 좋은 환경에서 3단계 셀 탐색 중 제 1 및 제 3단계에서만 신호를 수신함으로써, 셀 탐색 주기를 감소시켜 줄 수 있다.In addition, since the signal is received only in the first and third stages of the three-stage cell search in a good environment, the cell search period can be reduced.
또한, 기존 셀 탐색시 제 2단계에서 사용한 16개의 상관기를 제거함으로써 수신기의 복잡도를 감소시킬 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라, 시스템 전체 연산량을 60% 이상 줄이고 수신 신호 이득이 3dB 향상되며 동기 채널간의 간섭이 줄어드는 장점을 가진다.In addition, the complexity of the receiver can be reduced by eliminating the 16 correlators used in the second step when searching for existing cells, reducing the overall system throughput by more than 60%, increasing the received signal gain by 3dB, and interfering with synchronization channels. This has the advantage of shrinking.
그리고, 기존의 제 2동기코드를 1개만 사용함으로써 기지국에서 신호의 이득을 얻을 수 있고, 극성 변조를 이용한 셀 탐색을 통해 셀 검색시간과 수신기의 복잡도를 감소시켜서 W-CDMA 시스템의 성능이 향상시켜 줄 수 있는 효과가 있다.In addition, the gain of the signal can be obtained at the base station by using only one existing second synchronization code, and the performance of the W-CDMA system is improved by reducing the cell search time and the complexity of the receiver through cell search using polarity modulation. It can give an effect.
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KR1020020003209A KR20030062810A (en) | 2002-01-19 | 2002-01-19 | transmission and receiving method and receiving apparatus for synchronization word using Polarization module in CDMA Communication system |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100828236B1 (en) * | 2005-03-15 | 2008-05-07 | 엘지전자 주식회사 | Initial cell search method |
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2002
- 2002-01-19 KR KR1020020003209A patent/KR20030062810A/en not_active Application Discontinuation
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