KR20040018526A - Ｃｄｍａ 순방향 및 역방향 링크 신호들의 가장 이른도달을 추정하는 시스템 및 방법 - Google Patents

Ｃｄｍａ 순방향 및 역방향 링크 신호들의 가장 이른도달을 추정하는 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

무선 통신 시스템에서 가장 이른 신호 도달을 추정하는 시스템 및 방법이 제공된다. 일 실시예에 따라, 본 시스템은 복수의 파일럿 신호들을 전송하는 기지국 및 상기 전송된 파일럿 신호들 중 하나에 대응하는 복수의 신호들을 수신하도록 구현된 이동국을 포함한다. 이동국은 탐색기 상관 매커니즘 및 적어도 하나의 핑거 상관 매커니즘을 포함하는 수신기를 포함한다. 이동국 수신기는 수신된 신호들의 에너지 레벨들 및 도달 시간을 탐지하고 수신된 신호들에 상응하는 샘플들의 도달 시간 분포를 나타내는 탐색기 히스토그램 및 핑거 히스토그램을 생성시킨다. 그리고 나서 이동국은 추정된 이른 신호 도달들 각각에 대한 지연 인덱스를 발생시키고 이러한 지연 인덱스들을 기지국 또는 위치 결정 엔티티로 전송하여 가장 이른 신호 도달에 상응하는 최소 지연 인덱스를 선택한다.

Description

ＣＤＭＡ 순방향 및 역방향 링크 신호들의 가장 이른 도달을 추정하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD OF ESTIMATING EARLIEST ARRIVAL OF CDMA FORWARD AND REVERSE LINK SIGNALS}
특정 이동국(MS)의 위치를 탐지하는 능력을 추가함으로써 무선 통신 시스템들의 능력을 증가시키는 노력들이 이뤄지고 있다. 미연방 통신 위원회(FCC)는 이러한 능력에 대한 규제를 공표하였다(도켓 번호 94-102, 1999년 12월 15일에 채택되고, 1999년 10월 6일에 공표된 제3 리포트 및 오더). 이러한 규제는 2001년 10월까지 응급구조 911이 호출의 67%에 대해 50미터 이내에(호출의 95%에 대해서는 150미터 이내에) 도달할 수 있도록 이동국의 위치추적에 대한 휴대용 위치 추적 솔루션을 채택하는 무선 캐리어들을 필요로한다.
이러한 요구조건들을 만족시키기 위해서, MS의 위치를 결정하는 일 방법은 코드분할다중접속(CDMA) 방식에서 동작하는 무선 통신 시스템의 기지국(BS) 및 이동국(MS)에서 가용 정보를 사용하는 것이다. CDMA는 디지털 무선 주파수(RF) 채널기술이고, 이는 1993년 7월에 공표된 미국 통신 산업 협회/전자 산업 협회 잠정 표준 95(TIA/EIA IS-95), 제목 " 듀얼 모드 광대역 확산 스펙트럼 셀룰러 시스템용 이동국-기지국 호환 표준" 에 제시되어 있으며, 이는 본 명세서에서 참조된다. 이러한 기술을 사용하는 무선 통신 시스템은 각각의 상이한 통신 신호에 고유 코드를 할당하고 의사잡음(PN) 변조를 적용하여 공통 광대역 확산 스펙트럼 대역상에서 이러한 통신 신호들을 확산시킨다. CDMA 시스템에서 수신장치가 정확한 코드를 가지고 있으면, 수신 장치는 동일한 대역폭상에서 동시에 전송되는 다른 신호들로부터 관심 신호를 성공적으로 탐지 및 선택할 수 있다.
도1(종래기술)은 CDMA 이동 통신 시스템(100)의 간략화된 블록 다이아그램이다. 시스템(100)은 일반적으로 이동 단말 장치(TE2 장치 102) 및 무선 통신 장치(MT2 장치 104)를 포함하는 MS(110)가 인터워킹 기능부(IWF)(108)와 통신하도록 하여준다. IWF(108)는 무선 네트워크 및 공중교환전화망(PSTN) 및 유선 패킷 데이터 네트워크와 같은 다른 네트워크들 사이에서 게이트웨이로서 기능하여 인터넷 또는 인트라넷 기반 접속을 제공한다. MS(110)는 BS(106)와 통신하고, BS(106)는 역방향 링크 전송 경로 상에서 무선 인터페이스(Um)를 통해 지역적인 셀 또는 섹터와 관련된다. BS(106)는 MS(110)로부터의 통신 신호들을 처리하도록 구현된다. BS(106)는 또한 위치 처리 능력(예를 들면, 위치 결정 엔티티(PDE) 서버 매커니즘)을 포함하거나, 또는 위치 처리 능력과 관련될 수 있다.
순방향 링크 전송 경로에서, BS(106)는 무선 인터페이스(Um)를 통해 MS(110)와 통신한다. 순방향 링크 전송기간동안, 각각의 BS(106)는 파일럿 신호와 같은제어 신호들 및 정보를 포함하는 신호들을 전송할 수 있다. 파일럿 신호는 다양한 용법을 가지고 있으며, 이 중 하나는 역방향 링크 전송들을 수용하는데 가장 적합한 BS(106)를 식별하는 것이다. 이와 같이, 파일럿 신호들은 MS(110)가 상이한 셀 또는 섹터를 경유하여 이동하는 경우 무결절 통신을 유지하기 위해 어떤 BS(106)가 역방향 링크 전송을 "핸드오프" 할 것인가에 대한 결정시에 중요한 기능을 한다. 파일럿 신호들은 또한 시간 및 코히어런트한 위상 기준을 제공하여 MS(110)가 초기 시스템 동기를 획득하고 순방향 링크 상에서 코히어런트한 복조를 용이하도록 하여준다. 모든 파일럿 신호들은 동일한 PN 확산 코드를 갖지만, 상이한 코드 위상 오프셋을 가져서 MS(110)가 상이한 섹터 또는 상이한 기지국으로부터 전송되는 상이한 파일럿 신호들을 구별할 수 있도록 하여준다. 각각의 BS(106)는 6개의 상이한 PN 오프셋들을 통해 6개의 상이한 파일럿 신호들을 전송할 수 있다. 동일한 파일럿 신호 코드의 사용은 동일한 코드를 갖는 모든 파일럿 신호 코드 위상들에 대한 검색을 통해 MS(110)가 시스템 타이밍 동기를 발견할 수 있도록 하여준다.
공지된 바와 같이, 무선 인터페이스(Um)를 통해 전달되는 신호 전송들은 다중경로 전파를 겪게된다. 이와 같이, MS(110)는 BS(106)에 의해 전송되는 순방향 링크 신호에 상응하는 직접경로(즉 가시선(LOS)) 신호를 먼저 수신하고, 뒤이어 다중경로로 인한 시간 지연 및 감쇠된 버젼 신호들을 수신한다. 첫번째 LOS 신호가 수신되지 않고 다중경로 성분들만이 수신되는 상황이 발생할 수 있다. MS(110)는 가장 이른 가용 수신 파일럿 신호를 식별하기 위해서 모든 수신된 파일럿 신호들의 에너지 및 도달 시간(TOA)을 결정할 수 있다.
수신된 파일럿 신호들의 TOA를 결정하기 위해서, MS(110)는 신호가 수신된 동안 레퍼런스로부터 경과된 PN 코드 시퀀스 칩(즉 PN 칩)의 수를 카운팅 및 저장할 수 있다. 그리고 나서 MS(110)는 경과된 PN 칩들의 가장 적은 수 후에 어떤 파일럿 신호가 수신되었는지를 탐지함으로써 가장 일찍 수신된 파일럿 신호를 식별한다. 레퍼런스(또는 제로 도달 시간)는 일반적으로 임의의 마크일 수 있다; 이로 인해, 격리된 TOA 측정들은 위치 결정 알고리즘들에서 바로 사용될 수 없다. 이러한 임의적인 에러를 극복하기 위해서 상이한 지역 포인트들로부터 인입하는 파일럿들에 상응하는 적어도 2개의 TOA 측정들이 필요하다. 예를 들어, 상기 2개의 측정치들을 감산함으로써, 우리는 2개의 원점에 대해 이동한 방사 거리들 사이의 차이에 비례하는 측정치를 얻을 수 있다; 제로 타이밍의 모호성에 의해 발생되는 일반적인 에러는 감산에 의해 제거된다.
다중경로 전파 효과들을 보상하기 위해서, 시스템(100)과 같은 CDMA 시스템들은 레이크 수신기들을 사용하고, 레이크 수신기들은 보다 양호한 수신 신호를 발생시키기 위해서 순방향 링크 파일럿 신호의 직접 및 다중경로 버젼들을 처리 및 결합한다. 도2(종래기술)는 MS(110)에 의해 수신되는 순방향 링크 신호들을 코히어런트하게 복조하기 위해 레이크 수신기 복조기(225)를 포함하는 MS(110) 수신기(200)의 상위레벨 기능 블록 다이아그램이다. 도2에 제시된바와 같이, 무선-주파수/디지털 컨버터 모듈로(205)는 안테나로부터 인입되는 수신 신호를 다운컨버팅 및 디지털화하여 디지털 샘플들을 발생시킨다. 디지털 샘플들은 탐색기(215)를 포함하는 레이크 수신기 복조기(225)로 제공된다
탐색기(215)는 1 또는 1/2의 PN-칩 증가 단계에서 다중경로 신호 피크들을 포함할 가능성이 있는 샘플들을 따라 스위핑(sweeping)함으로써 신호를 찾도록 구성된다. 그 후에 탐색기(215)는 보다 강한 다중경로 신호들에 핑거 상관기(finger correlator)들(210A 내지 210C)을 할당한다. 각각의 핑거 상관기(210A 내지 210C)는 각각의 할당된 다중경로 신호를 검토하고, 동시에 상기 신호를 복조하고, 상기 신호가 사라지거나 핑거 상관기(210A 내지 210C)가 탐색기(215)에 의해 재 할당될 때까지 상기 신호를 트래킹하기를 계속한다. 그 후에 상기 복조된 핑거 상관기들(210A 내지 210C)의 출력은 보다 강한 수신 신호를 형성하도록 조합기(combiner)(220)에 의해 조합된다.
순방향 링크 신호의 TOA를 탐지할 능력을 가정하면, CDMA 시스템은, 적어도 이론적으로는, MS(110) 위치 정보를 추출하도록 이러한 능력을 발휘할 수 있다. 전술한 바와 같이, MS(110)는 수신된 다중경로 성분의 TOA를 결정할 수 있다.
전술한 바와 같이, 공표된 FCC 규칙은 MS의 위치가 콜(call)의 67%에 대해 50미터 이내에 있을 것을 요구한다. 현재의 CDMA 시스템의 한계는 상기 위치 요건에 부합하기 위해 필요한 해상도(resolution)를 가지고 TOA를 평가할 수 없다는 것이다. 예를 들어, 가장 빨리 수신된 파일럿(pilot) 신호를 결정하기 위해서 경과된 PN 시퀀스를 PN 칩의 오차(tolerance) 이내로 포함시키는 것은 가장 가까운 BS와 통신 링크(communications link)를 이루는데 중요하지 않다. 그러나, PN 칩이 240 미터의 방사상 거리로 변형되는, 대략 800ns에 상응한다는 사실을 가정하면, 이러한 오차는 분명히 상기 위치 요건에 부합하는 데에 실패할 것이다.
나아가, LOS 신호가 수신기(receiver)에 도달하는 가장 강한 신호일 수 있기 때문에, 첫번째로 도달하는 신호를 차단하는 것은 사소한 일이 아닐 수 있다. 정보를 정렬하기 위해 다중경로 지연 신호를 사용하는 것은 여분의 지연에 기인한 고유 에러를 포함할 수 있다는 것을 유의하라.
현재의 CDMA 시스템의 다른 한계는 레이크 수신기(rake receiver)의 핑거 상관기에 대해 지터링(jittering)하는 시간 오프셋(time offset) 효과이다. 전술한 바와 같이, MS 레이크 수신기의 탐색기는 가장 강한 순방향 링크 수신 신호를 탐지하고, 탐지된 신호 중 하나를 트래킹하는 동시에 복조하기 위해서 핑거 상관기를 할당한다. 그러나, 하드웨어의 해상에 때문에, 핑거 상관기는 핑거 상관기가 할당된 신호를 트래킹하도록 시도할 때 지터링을 경험할 수 있다. 핑거 상관기의 해상도는 통상적으로 PN 칩의 1/8인데, 이는 대략 24미터의 지터링 점프(jittering jump)로 변형된다. 점증적으로, 이러한 효과는 정보를 정렬시키는 정확성을 손상시킬 수 있다.
따라서, CDMA 순방향 및 역방향 링크 신호의 가장 빠른 도달을 정확히 평가할 수 있는 시스템 및 방법이 필요하다.
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 순방향 또는 역방향 링크에서 CDMA 무선 신호들의 가장 이른 도달을 정확하게 추정하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
도 1(종래기술)은 종래의 CDMA 무선 통신 시스템을 도시하는 블록 다이어그램이다.
도 2(종래기술)는 종래의 CDMA 레이크 수신기 복조기를 나타내는 블록 다이어그램이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따라 만들어지고 동작하는, CDMA 신호의 가장 빠른 도달을 평가하기 위한 프로세스를 도시하는 흐름도이다.
도 3b 및 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 의해 생성된 히스토그램을 나타낸다.
본 발명은 순방향 및 역방향 링크 CDMA 신호의 가장 빠른 도달(earliest arrival)을 정확히 평가할 수 있는 새로운 시스템 및 방법을 제공함으로써 전술한 필요성을 해결하는 것을 목적으로 한다.
수신기가 이동국이고 트랜스미터가 기지국인 순방향 링크 경우에 대해 설명될 지라도, 본 발명의 방법 및 장치는 기지국이 수신기이고 이동국이 트랜스미터인 역방향 링크 경우에도 동일하게 적용된다.
본 명세서에서 구체화되고 개략적으로 서술되는 본 발명의 원리에 부합하는 시스템 및 방법은 다수의 파일럿 신호를 전송하는 기지국 또는 기지국 그룹, 및 상기 전송된 파일럿 신호들 중 하나에 상응하는 다수의 신호를 수신하도록 구성된 이동국을 포함한다. 이동국은 탐색기 상관 메커니즘 및 적어도 하나의 핑거 상관 메커니즘을 포함하는 수신기를 포함한다. 각각의 별개의 파일럿 신호에 대해, 이동국 수신기는 상기 파일럿에 상응하는 다중경로 신호의 도달 시간 및 에너지 레벨을 탐지하고 탐색기 히스토그램(histogram) 및 샘플의 도달 시간 분배를 나타내는 핑거 히스토그램을 작성한다. 이동국 수신기는 각각의 파일럿의 첫번째로 수신된 다중경로 성분에 대한 TOA의 평가를 생성하도록 탐색기 히스토그램과 핑거 히스토그램 내에 포함된 샘플들을 프로세싱한다. 여기에서, 이동국은 모든 결과들(파일럿당 하나)을 다른 엔터티(entity)(기지국, PDE,...)에 보고하도록, 또는 기지국이 PN 파일럿 시퀀스 기지국으로부터 전송된다는 것을 알고 있다면, 상기 측정(measurement)을 추가로 프로세싱하여, 당해 기지국에 속하는 파일럿의 가장 작은 TOA에 상응하는 기지국 당 하나의 측정만을 보고하도록 선택될 수 있다.
다음의 자세한 설명은 본 발명의 실시예들을 도시하는 첨부 도면에 대한 것이다. 다른 실시예들도 가능하고 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고서도 실시예들에 변형들이 만들어질 수 있다. 따라서, 다음의 자세한 설명은 본 발명의 제한하는 것을 의미하지는 않는다. 오히려, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해진다.
이하에서 설명할 실시예들은 도면들에서 도시된 엔터티에서 소프트웨어, 펌웨어(firmware), 및 하드웨어의 많은 다른 실시예들에서 구현될 수 있다는 것은 당업자에 명백할 것이다. 본 발명을 구현하기 위해 사용된 실제 소프트웨어 코드 또는 특정 제어 하드웨어는 본 발명을 제한하지는 않는다. 따라서, 실시예들의 동작과 행동은 실제 소프트웨어 코드 또는 특정 하드웨어 컴포넌트들에 대해 특별히 언급하지 않고서 설명될 것이다. 당업자가 본 명세서에 기초하여 본 발명의 실시예들을 구현하도록 소프트웨어를 설계하고 하드웨어를 제어할 수 있다는 것이 분명히 이해되기 때문에, 이와 같이 특별히 언급하지 않는 것이 편리하다.
나아가, 제공된 실시예들에 관련된 프로세스들은, 예를 들어 비-휘발성 메모리, 광 디스크, 자기 테이프 또는 자기 디스크와 같은 임의의 저장 디바이스에 저장될 수 있다. 나아가, 상기 프로세스들은 시스템이 제조될 때, 또는 후일에 컴퓨터-판독가능한 매체를 통해 프로그래밍될 수 있다. 이러한 매체는 컴퓨터에 의해 판독되고 복조/디코딩되고 구현될 수 있는 명령들을 전달하기 위해서, 저장 디바이스에 대해 리스트된 상기 형식들 중 임의의 것을 포함할 수 있고, 예를 들어, 변조되거나, 다른 방식으로 조작되는 반송파를 추가로 포함할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따라 작성되고 동작하는, 프로세스(300)를 도시하는 고-레벨 흐름도이다. 블록(B360)에 지시된 바와 같이, 프로세스(300)는 먼저, MS 레이크 수신기(200)에서, 파일럿 신호(Emin)의 최소 에너지가 프로세싱되도록 임계 레벨을 확립하고, 최소 샘플 개수가 (이하에서 설명될)탐색기 히스토그램 중 임의의 빈(bin)(Tmin)에 대해 발생한다. 임계 레벨(Emin및 Tmin)은 파일럿 신호들, 반사된 다중경로 신호들, 노이즈 등을 구별하기 위해 사용될 것이고, 이에 따라, 유효 파일럿 신호들의 프로세싱을 보장하는 방식으로 선택된다.
블록(B362)에서, MS 수신기(200)는, (BSj로 표시된)특정 BS에 대해, MS 레이크 수신기(200)의 탐색기(215)에 의해 수신된 각각의 신호(Pi)에 대한 상대 TOAi및 에너지 레벨(Ei)를 탐지한다. 전술한 바와 같이, 각각의 BSj는 6개 까지의 다른 파일럿 신호를 전송할 수 있고, 특정 파일럿 신호에 상응하는 주어진 PN 오프셋에 대해, 탐색기(215)는 신호 피크를 탐지하기 위해서 수신된 신호에 상응하는 샘플을따라 스위핑한다. 주어진 PN 오프셋에 대해, 탐색기(215)는 상응 LOS 파일럿 신호, 사익 파일럿 신호의 반사된 버전(version) 및 노이즈를 포함하는 신호 피크들을 탐지할 수 있다. 신호 피크들을 탐지할 때, 탐색기(215)는 피크를 측정하고, 하나는 신호가 도달할 때(TOA)를 지시하고 하나는 당해 신호(E)의 에너지를 지시하는, 두개 값을 생성한다. 전술한 바와 같이, TOA의 계산은 각각의 신호가 수신되는 동안 경과하는 PN 칩 개수를 카운팅하고 저장함으로써 달성될 수 있다.
블록(B364)에서, MS 수신기(200)는 추가적인 프로세싱으로부터 임계 레벨(Emin) 이하인 에너지 레벨(E)을 포함하는 임의의 신호를 폐기한다. Emin이하인 에너지 레벨(E)을 갖는 신호들을 폐기함으로써, 프로세스(300)는 TOA 평가가 유효 파일럿 신호에서 유래한 것을 보장한다.
각각의 PN 오프셋에 대해, 블록(B366)내 MS 수신기(200)는 자신들의 해당 TOAm-TOAn에 기초하여 버려지지 않은 신호(Pm-Pn)에 대한 탐색기 히스토그램(390A)을 구성한다. 공지된 바와 같이, 히스토그램은 사전정의된 간격 동안 값의 콜렉션의 분포를 도시한다. 이 경우, 탐색기 히스토그램(390A)은 특정 PN 오프셋에 해당하는 탐색 주기 동안 임계치 레벨(Emin) 이상의 신호 강도를 가진 신호의 샘플을 수집함으로써 구성된다. 3개의 파일럿 신호를 전송하는 BSj에 대해, MS 수신기(200)는 3개의 개별 탐색기 히스토그램(390A-390C)을 구성한다.
특정 PN 오프셋에 대한 예시적인 탐색기 히스토그램(390A)은 도 3B에 도시된다. 수평축은 (최초 -38로부터 최종 15.7의 범위인) 빈으로 측정된 버려지지 않은신호(Pm)의 상대 TOAm를 나타내며, 수직축은 상대 TOAm에서 발생하는 샘플의 수를 나타낸다. 일반적으로, 신호가 강할수록, 빈내 발생횟수가 높다: 약한 신호가 Emin임계치에 의해 더 자주 버려질 것이다. 각각의 빈은 PN 칩의 일부를 나타내도록 구성되며, 이는 하드웨어의 분해능에 의존한다. 예시적인 구현에서, 빈은 PN 칩의 1/8과 같다. 도 3B에 도시된 바와 같이, 탐색기 히스토그램(390A)은 -28, -16 및 -4의 상대 TOA에서 발생하는 최고 발생횟수를 가진 3개의 빈에 의해 알 수 있듯이, 탐색기 히스토그램(390A)은 3개의 신호 피크(A, B, C)를 포함한다.
상술된 바와 같이, 각각의 PN 오프셋에 대해, 탐색기(215)는 신호를 복조하기 위해 해당 샘플을 트래킹하고 처리하도록 신호에 핑거 상관기(210A)를 할당한다. 핑거 상관기(210A-210C)가 탐색기(215)에 의해 최강 신호 피크(예, 피크(A, B, C))에 할당된 이후, 블록(B368)내 MS 수신기(200)는 모든 할당 신호(Pm-PN)에 대한 핑거 히스토그램(395A)을 구성한다. 탐색기 히스토그램(390)과 매우 유사하게, 파일럿 신호를 전송하는 BSj에 대해, 처리(300)는 3개의 개별 핑거 히스토그램(395A-395C)을 구성한다.
예시적인 핑거 히스토그램(395A)이 도 3C에 도시된다. 비록 핑거 히스토그램(395A)이 탐색기 히스토그램(390A)과 유사하게 구성되지만, 핑거 히스토그램(395A)은 탐색기 히스토그램(390A)보다 높은 분해능을 가지며 할당된 신호(Pm-Pn)의 분포를 도시한다. 이와 같이, 핑거 히스토그램(395)은 탐색기 히스토그램(390A)보다 더 정확하며, 핑거 상관기(210A-210C)가 파일럿 신호(Pm-Pn)를 트래킹하는 것과 같이 신호 피크 그룹을 지시한다. 이들 그룹 신호 피크는 상술된 흐트러짐 효과(jittering effect)의 징후이다. 도 3C에 도시된 바와 같이, 핑거 히스토그램(395a)은 상대 TOA(-28)에 대략적으로 위치하는 제 1 유효 피크 그룹(A'), 상대 TOA(-17.5)에 대략적으로 위치하는 제 2 유효 피크 그룹(B') 및 상대 TOA(-2.9)에 대략적으로 위치하는 제 3 유효 피크 그룹을 포함한다.
블록(B370)에서, MS 수신기(200)는 Tmin과 같거나 큰 발생횟수를 가진 각각의 탐색기 히스토그램(390A-390C)의 제 1 빈을 위치시킨다. 유효 개수의 샘플을 가진 제 1 빈을 위치시킴으로써, 처리(300)는 각각의 PN 오프셋에 대해 가장먼저 도달한 파일럿 신호(Pk)를 식별할 기회를 최대화한다.
블록(B372)에서, MS 수신기(200)는 각각의 탐색기 히스토그램(390A-390C)내 제 1 빈 주위의 좁은 윈도우를 구성하며, 탐색기 히스토그램(390A-390C)의 제 1 빈에 해당하는 각각의 핑거 히스토그램(395A-395C)내 샘플 주위의 좁은 윈도우를 구성한다. 탐색기 히스토그램(390A-390C) 및 핑거 히스토그램(395A-395C) 윈도우는 탐색기(215)와 핑거 상관기(210A-210C) 사이의 분해능 사이의 차이를 보상하며, 이는 신호의 타이밍 오정렬을 야기한다. 이러한 오정렬은 도 3B 및 도 3C에 도시되어 있으며, 여기서 탐색기 히스토그램(390A)은 -28, -16, 및 -4의 개별 TOA에서 신호 피크(A, B, C)를 나타내며, 핑거 히스토그램(395A)은 -28, -17.5 및 -2.9의 개별 TOA에 중심한 신호 그룹 피크(A', B', C')를 나타낸다.
도 3B 및 도 3C는 단일 탐색기 히스토그램(390A) 및 핑거 히스토그램(395A) 세트에 대해 구성된 윈도우를 도시한다. 윈도우는 특정 빈에 중심하고, PN 칩의 일부(예, ±½PN 칩)와 동일한 빈 오프셋을 가진다. 예를 들어, 만일 탐색기 히스토그램(390A-390C) 및 핑거 히스토그램(395A-395C)의 빈이 PN 칩의 1/8을 나타낸다면, 윈도우는 ±½PN 칩의 윈도우 분해능에 대한 개별 빈의 일측상의 4개의 빈에 걸치게 될 것이다.
블록(B374)에서, MS 수신기(200)는 탐색기 히스토그램(390A-390C) 및 핑거 히스토그램(395A-305C) 윈도우의 각각의 세트내에 포함된 샘플 정보를 처리하여 가장먼저 도달하는 파일럿 신호(Pk) 각각에 대한 타이밍 추정을 제공한다. 특히, 각각의 탐색기 히스토그램(390A-390C) 및 핑거 히스토그램(395A-395C) 윈도우 세트에 대해, 처리(300)는 각각의 가장먼저 도달하는 파일럿 신호(Pk)에 대해 평균 TOA 값(TOA_meank)을 얻기 위해 개별 윈도우내에 포함된 모든 샘플을 결합하고 평균한다. 만일 핑거 히스토그램(395A-395C)이 탐색기 히스토그램(390A-390C)의 제 1 빈에 해당하는 샘플을 포함하지 않는다면, MS 수신기(200)는 탐색기 히스토그램(390A-390C) 윈도우내 포함된 샘플을 간단히 결합하고 평균하여 TOA_meank를 생성한다.
블록(B376)에서, MS 수신기(200)는 BSj에 의해 전송된 각각의 추정된 가장먼저 도달한 파일럿 신호(Pk)에 대해 지연 인덱스(Dk)를 생성한다. 각각의 가장먼저도달한 파일럿 신호(Pk)에 대해, 지연 인덱스(Dk)는 각각의 신호에 의해 발생된 지연을 정확하게 정량화하는 메트릭을 제공한다. 지연 인덱스(Dk)는 블록내(B374) 계산된 각각의 TOA_meank로부터 해당 적정 표준 편차량을 감산함으로써 생성된다. 공지된 바와 같이, 표준 편차는 샘플의 콜렉션의 분포(예, 확산)를 측정하는 양이다. 표준편차를 TOA_meank로부터 감산하는 것은 반사, 잡음 또는 간섭으로부터 발생하는 에러를 최소화하고, 이에 따라 가장먼저 도달하는 파일럿 신호(Pk) 각각에 대한 타이밍에 대한 정확한 추정을 제공한다. MS 수신기(200)는 모든 가장먼저 도달한 파일럿 신호(Pk)로부터 제 1 파일럿 신호(PF)를 결정하기 위해 지연 인덱스(Dk) 정보를 BSj에 포워딩한다. 이상의 설명은 어떠한 기지국으로부터의 파일럿이 유래했는지를 이동국이 알아야 한다는 가정: 이동국은 이에 대해 알지 못하며 모든 Dk값을 보고하고 다른 엔티티에 대해 추가 처리를 남겨두어야 한다.
블록(B378)에서, 처리(300)는 가정먼저 도달한 파일럿 신호(Pk)에 대해 생성된 포워딩된 지연 인덱스(Dk(Dk,min))의 최소값을 선택함으로써 PF를 결정한다. 정의에 의해, Dk,min은 주어진 기지국(BSj)에 해당하는 가장먼저 도달한 파일럿 신호(Pk)중 임의의 신호에 의해 발생된 최소 지연에 해당한다. 그러므로, Dk,min을 선택함으로써, 처리(300)는 모든 가장먼저 도달한 파일럿 신호(Pk)로부터 제 1 파일럿신호(PF)를 지시한다.
MS(110)가 어떠한 BSj의 선험적 지식이 어떠한 PN 오프셋을 전송하는지에 대해 처리하지 않기 때문에, Dk,min의 선택은 BSj또는 그 지식을 가진 관련 PDE 서버(상술됨)에 의해 수행된다.
마지막으로, 블록(B380)에서, 처리(300)는 카운터를 증가시키고 그곳으로부터 발생된 가장먼저 도달한 파일럿 신호를 결정하기 위해 새로운 BSj+1을 포인팅하기 위해 블록(B362)으로 돌아간다. 만일 이동국이 어떠한 파일럿 신호가 어떠한 기지국에 해당하는지에 관한 정보를 가지지 않는다며, B362에서 시작한 처리는 모든 파일럿 신호를 통해 (모든 기지국을 통한 것 대신에) 돌고, 마지막 단계(B378)는 다른 곳에서 수행되는 것이 필요하다.
바람직한 실시예에 대한 이상의 설명은 당업자가 본 발명을 실시 또는 사용하는 것을 가능케 하기 위해 제공된 것이다. 이러한 실시예에 대한 여러 변경이 가능하며, 여기서 제공된 일반적인 원리가 다른 실시예에도 적용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 고정배선 회로의 일부 또는 전체, 응용주문형 집적회로에 제조된 회로 구성 또는 비휘발성 스토리지로 로딩된 펌웨어 프로그램 혹은 기계-판독 가능 코드로서 데이터 스토리지 매체로부터 혹은 매체로 로딩된 소프트웨어로서 구현될 수 있고, 이러한 코드는 마이크로프로세서 또는 다른 디지털 신호 처리 유닛과 같은 논리 엘리먼트의 어레이에 의해 수행가능한 명령이다.
이와 같이, 본 발명은 예시된 실시예에 제한되는 것이 아니라 여기서 설명된임의의 방식에 따른 원리 및 새로운 특징에 부합하는 가장 광범위한 범위에 따른다.

Claims (30)

  1. 이동국 ― 상기 이동국은 탐색기 상관 메커니즘 및 적어도 하나의 핑거 상관 메커니즘을 가진 수신기를 포함하며 ―및 기지국을 포함하는 무선통신시스템에서 최초 신호도달을 추정하기 위한 방법으로서,
    상기 이동국에 의하여 수신된 다수의 신호의 에너지 레벨 및 도달시간을 상기 이동국에서 검출하는 단계 ― 상기 다수의 수신된 신호는 상기 기지국에 의하여 전송된 다수의 파일럿 신호중 하나에 대응하며 ―;
    미리 결정된 에너지 임계레벨을 만족하는 상기 수신된 신호에 대응하는 샘플에 기초하여 상기 각 파일럿 신호와 연관된 핑거 히스토그램 및 탐색기 히스토그램을 구성하는 단계 ― 상기 탐색기 히스토그램 및 상기 핑거 히스토그램의 각각은 상기 신호의 도달시간 분포를 나타내며 ―;
    다수의 추정된 초기 신호 도달을 발생시키기 위하여 상기 탐색기 히스토그램 및 상기 핑거 히스토그램의 각각내에 포함된 샘플을 처리하는 단계 ― 상기 추정된 초기 신호 도달의 각각은 상기 파일럿 신호중 한 신호에 대응하며 ―;
    상기 추정된 초기 신호 도달의 최초도달에 기초하여 기지국마다 상기 최초 신호 도달을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 미리 결정된 임계값보다 큰 다수의 샘플을 포함하는 상기 탐색기 히스토그램 각각에서 제 1빈을 식별하는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 탐색기 히스토그램의 제 1빈 각각내의 상기 샘플 주위에 탐색기 윈도우를 구성하는 단계와;
    상기 탐색기 히스토그램의 제 1빈내에 포함된 상기 샘플에 대응하는 상기 각각의 핑거 히스토그램의 샘플주위에 핑거 윈도우를 구성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 탐색기 윈도우 및 상기 핑거 히스토그램 윈도우는 PN 칩의 ±비율의 오프셋을 가진 빈에 중심을 두는 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 처리샘플은 상기 탐색기 윈도우 및 상기 핑거 윈도우의 각각내에 포함된 상기 샘플을 결합하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 처리샘플은 상기 파일럿 신호중 한 신호에 대응하는 추정된 초기 신호 도달을 발생시키기 위하여 상기 결합된 샘플을 평균하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 각각의 추정된 초기 신호 도달에 대한 지연 인덱스를 발생시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 지연 인덱스의 각각은 상기 추정된 초기 신호 도달의 각각으로부터 대응하는 특성 표준편차량을 감산함으로서 발생되는 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 기지국 마다 최초 신호도달을 결정하는 상기 단계는 상기 최초 신호 도달에 대응하는 상기 지연 인덱스의 최소값을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 이동국은 상기 최초 신호도달에 대응하는 상기 최소 지연 인덱스를 선택하기 위하여 상기 기지국 및 위치 결정 엔티티중 적어도 하나에 상기 지연 인덱스를 전송하는 방법.
  11. 무선통신시스템에서 최초 신호도달을 추정하기 위한 시스템으로서,
    다수의 파일럿 신호를 전송하는 기지국과;
    상기 파일럿 신호중 하나에 대응하는 다수의 신호를 수신하도록 구성되며, 탐색기 상관 메커니즘 및 적어도 하나의 핑거 상관 메커니즘을 가진 수신기를 포함하는 이동국을 포함하며;
    상기 이동국 수신기는 상기 수신된 신호의 에너지 레벨 및 도달시간을 검출하고, 미리 결정된 에너지 임계레벨을 만족하는 상기 수신된 신호에 대응하는 샘플의 도달시간 분포를 나타내는 핑거 히스토그램 및 탐색기 히스토그램을 구성하며, 다수의 추정된 초기 신호도달을 발생시키기 위하여 상기 핑거 히스토그램 및 상기탐색기 히스토그램의 각각내에 포함된 상기 샘플을 처리하며;
    상기 최초 신호 도달은 상기 추정된 초기 신호 도달중 최초 도달에 기초하여 결정되는 시스템.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 이동국 수신기는 상기 미리 결정된 임계값보다 큰 다수의 샘플을 포함하는 상기 탐색기 히스토그램의 각각에서 제 1빈을 식별하는 시스템.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 이동국 수신기는 상기 탐색기 히스토그램의 제 1빈 각각내의 상기 샘플 주위에 탐색기 윈도우를 구성하며, 상기 탐색기 히스토그램의 제 1빈내에 포함된 상기 샘플에 대응하는 상기 각각의 핑거 히스토그램의 샘플 주위에 핑거 윈도우를 구성하는 시스템.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 탐색기 윈도우 및 상기 핑거 히스토그램 윈도우는 PN 칩의 ±비율의 오프셋을 가진 빈에 중심을 두는 시스템.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 이동국 수신기는 상기 탐색기 윈도우 및 상기 핑거 윈도우의 각각내에 포함된 샘플을 결합시킴으로서 상기 샘플을 처리하는 시스템.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 이동국 수신기는 상기 파일럿 신호중 한 신호에 대응하는 추정된 초기 신호 도달을 발생시키기 위하여 상기 결합된 신호를 평균하여 상기 샘플을 처리하는 시스템.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 이동국 수신기는 상기 각각의 추정된 초기 신호 도달에 대한 지연 인덱스를 발생시키는 시스템.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 각각의 지연 인덱스는 상기 각각의 추정된 초기 시호 도달로부터 대응하는 특성 표준편차량을 감산시킴으로서 발생되는 시스템.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 초기 신호 도달을 결정하는 상기 단계는 상기 초기 신호 도달에 대응하는 상기 지연 인덱스의 최소값을 결정하는 단계를 포함하는 시스템.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 이동국은 상기 최초 신호도달에 대응하는 상기 최소 지연 인덱스를 선택하기 위하여 상기 기지국 및 위치결정 엔티티중 적어도 하나에 상기 지연 인덱스를 전송하는 시스템.
  21. 이동국 ― 상기 이동국은 탐색기 상관 메커니즘 및 적어도 하나의 핑거 상관 메커니즘을 가진 수신기를 포함하며 ― 및 기지국을 포함하는 무선통신시스템에서 최초 신호도달을 추정하기 위한 다수의 프로세서 실행가능 명령 시퀀스로 인코딩된기계 판독가능 매체로서, 상기 명령 시퀀스는,
    상기 이동국에 의하여 수신된 다수의 신호의 에너지 레벨 및 도달시간을 검출하는 단계 ― 상기 다수의 수신된 신호는 상기 기지국에 의하여 전송된 다수의 파일럿 신호중 한 신호에 대응하며 ―;
    미리 결정된 에너지 임계레벨을 만족시키는 상기 수신된 신호에 대응하는 샘플에 기초하여 상기 각 파일럿 신호와 연관된 핑거 히스토그램 및 상기 탐색기 히스토그램을 구성하는 단계 ― 상기 탐색기 히스토그램 및 핑거 히스토그램의 각각은 상기 샘플의 도달시간 분포를 나타내며 ―;
    다수의 추정된 초기 신호도달을 발생시키기 위하여 상기 탐색기 히스토그램 및 상기 핑거 히스토그램의 각각내에 포함된 샘플을 처리하는 단계―상기 추정된 초기 신호도달의 각각은 상기 파일럿 신호중 한 신호에 대응하며 ―;
    상기 추정된 초기 신호도달중 최초 도달에 기초하여 상기 최초 신호도달을 결정하는 단계를 포함하는 기계 판독가능 매체.
  22. 제 21항에 있어서, 미리 결정된 임계값보다 큰 다수의 샘플을 포함하는 상기 탐색기 히스토그램의 각각에서 제 1빈을 식별하는 단계를 더 포함하는 기계 판독가능 매체.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 탐색기 히스토그램의 각각의 제 1빈내의 상기 샘플주위에 탐색기 윈도우를 구성하는 단계와;
    상기 탐색기 히스토그램의 제 1빈내에 포함된 상기 샘플에 대응하는 상기 각각의 핑거 히스토그램의 샘플 주위에 핑거 윈도우를 구성하는 기계 판독가능 매체.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 탐색기 윈도우 및 상기 핑거 히스토그램 윈도우는 PN 칩의 ±비율의 오프셋을 가진 빈에 중심을 두는 기계 판독가능 매체.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 처리샘플은 상기 탐색기 윈도우 및 상기 핑거 윈도우의 각각내에 포함된 샘플을 결합하는 단계를 포함하는 기계 판독가능 매체.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 처리샘플은,
    상기 파일럿 신호중 한 신호에 대응하는 추정된 초기 신호 도달을 발생시키기 위하여 상기 결합된 샘플을 평균하는 단계를 포함하는 기계 판독가능 매체.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 각각의 추정된 초기 신호도달에 대한 지연 인덱스를 발생시키는 단계를 더 포함하는 기계 판독가능 매체.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 각각의 지연 인덱스는 상기 추정된 초기 신호도달의 각각으로부터 대응하는 특성 표준편차량을 감산함으로서 발생되는 기계 판독가능 매체.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 최초 신호 도달을 결정하는 상기 단계는 상기 최초 신호도달에 대응하는 지연 인덱스의 최소값을 결정하는 단계를 포함하는 기계 판독가능 매체.
  30. 제 29항에 있어서, 상기 이동국은 상기 최초 신호도달에 대응하는 상기 최소 지연 인덱스를 선택하기 위하여 상기 기지국 및 위치결정 엔티티중 적어도 하나에상기 지연 인덱스를 전송하는 기계 판독가능 매체.
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