KR20050101230A - 상관 후 전처리한 소프트 임계값을 이용한 수신 ｃｄｍａ신호의 전력 측정 - Google Patents

Abstract

코드 분할 다중 접속(CDMA) 신호의 수신 전력을 판정한다. 수신 CDMA 신호와 관련된 스펙트럼의 샘플을 수신 샘플로서 취하고(108), 그 다음에 CDMA 신호의 코드와 상관시킨다(110). 상관 샘플이 제1 임계값 미만인 경우, 이들 상관 샘플은 제로 처리된다. 상관 샘플이 제1 임계값과 제2 임계값 사이인 경우(114), 이들 상관 샘플은 리스케일 처리된다(116). 상관 샘플이 제2 임계값 이상인 경우, 이들 상관 샘플은 그대로 통과된다. 수신 CDMA 신호의 수신 전력 레벨은 상기 처리를 거친 상관 샘플을 이용하여 판정된다.

Description

상관 후 전처리한 소프트 임계값을 이용한 수신 ＣＤＭＡ 신호의 전력 측정{POWER MEASUREMENT OF RECEIVED CDMA SIGNALS USING SOFT THRESHOLD PREPROCESSING AFTER CORRELATION}

본 발명은 일반적으로 코드 분할 다중 접속 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 그러한 시스템에서의 수신 신호의 전력 측정에 관한 것이다.

수신 신호의 전력 측정은 통신 시스템에 있어서 매우 중요한 것이다. 이러한 수신 신호의 전력 측정은 신호대간섭비(SIR), 신호대잡음비(SNR), 전력 제어값 등의 판정 등 여러 목적에 이용된다. 이러한 측정은 무선 송수신 유닛(WTRU)이 특정 셀을 선택하여 동기시키는 셀 탐색에도 이용된다.

제안된 UTRA 광대역 코드 분할 다중 접속(W-CDMA) 시스템의 시분할 이중(TDD) 모드를 이용하여 설명하자면, 셀 탐색의 제1 단계에서, WTRU는 일차 동기화 신호의 전력을 측정한다. 제2 단계에서, WTRU는 이차 동기화 채널의 전력을 측정하고, 제3 단계에서, WTRU는 브로드캐스트 채널(BCH)의 미드앰블 시퀀스의 전력을 측정한다. 셀 탐색 동안 측정한 전력이 부정확하면, WTRU가 최적의 셀을 선택하지 못하거나, 거의 셀 동기화에 실패하게 된다. 이러한 이유로, 수신 신호 전력을 정확하게 측정하는 것이 매우 중요하다.

코드 분할 다중 접속(CDMA) 통신 시스템에서, 특정한 수신 신호의 전력 레벨은 통상적으로 수신 벡터를 그 특정한 신호의 코드와 상관시킴으로써 판정된다. 수신 벡터는 잡음과 함께 그 특정 신호의 스펙트럼에 걸쳐 전송된 모든 신호를 포함한다. 그 특정 신호의 코드를 잡음하고만 상관시키면 다소 상관도가 작아지기 때문에, 그 상관 신호로부터 잡음 성분을 제거하는 것이 바람직하다. 잡음을 제거함에 있어서, 예정의 임계값 미만의 상관 샘플은 잡음으로서 폐기됨으로써, 수신 신호 전력 판정에 포함되지 않는다. 이러한 방법으로도 수신 신호 전력 판정의 정확성을 향상시킬 수는 있지만, 더욱더 정확성을 높이는 것이 바람직하다.

CDMA 신호의 수신 전력을 판정한다. 수신 CDMA 신호와 관련된 스펙트럼의 샘플을 수신 샘플로서 취하고, 그 다음에 CDMA 신호의 코드와 상관시킨다. 상관 샘플이 제1 임계값 미만인 경우, 이들 상관 샘플은 제로 처리된다. 상관 샘플이 제1 임계값과 제2 임계값 사이인 경우, 이들 상관 샘플은 리스케일 처리된다. 상관 샘플이 제2 임계값 이상인 경우, 이들 상관 샘플은 그대로 통과된다. 수신 CDMA 신호의 수신 전력 레벨은 상기 처리를 거친 상관 샘플을 이용하여 판정된다.

이하, WTRU는 사용자 장치, 이동국, 고정 또는 이동 가입자 유닛, 페이저, 무선 환경에서 동작 가능한 모든 종류의 장치 등을 포함하며, 이것에 한정되지 않는다. 또한, 이하, 기지국은 기지국, 노드 B, 사이트 컨트롤러, 액세스 포인트, 무선 환경에서의 모든 종류의 인터페이싱 장치 등을 포함하며, 이것에 한정되지 않는다.

CDMA 시스템에서는, 상관기로부터 출력되는 윈도우 사이즈(WS) 래그가 있으며, 기존의 방법 하에서 이들 출력은 총 전력 측정값으로 합산되기 전에 하드 임계값에 대비하여 평가된다. 이 하드 임계값은 양호하고 안정되게 전력을 측정하기에는 너무 거칠 수도 있다. 도 1은 하드 임계값 전달 함수의 그래프이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 입력값이 하드 임계값을 초과할 때 이득이 급격하게 치솟는다. 도 2는 하드 임계값에 기초한 알고리즘을 적용한 경우의 상관기의 출력의 그래프이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 그래프는 그 커브의 대부분이 단위 이득(기울기 = 1)을 갖는다. 그러나, 하드 임계값이기 때문에, 낮은 신호 입력 레벨에서는 출력이 제로이다.

소프트 임계값을 주시하는 이유는 도 1 및 도 2의 그래프에서의 급격한 변화로부터 알 수 있듯이, 현재의 알고리즘에서는 정확한 하드 임계값을 확립하기가 어렵다. 셀들 간에 일어날 수 있는 예측할 수 없는 미드앰블 교차 상관 때문에, 때때로 임계값 미만에서 사이드로브가 밀쳐져서 전력 합산에서 고려되지 않을 수도 있다. 사이드로브의 디스포지션(disposition)은 소정의 래그에서 교차 상관 기간이 실 전력에 가산되었는지 아니면 실 전력으로부터 감산되었는지에 따라 달라진다. 상호 상관은 벡터이며, 따라서 희망 신호와 교차 상관 기간 사이의 위상 관계에 따라 가산 또는 감산될 수 있다. 이로써 그 때 이용되고 있는 특정 미드앰블 세트의 교차 상관 특성에 따라 전력 측정이 크게 변화될 수 있다.

또한, 다중 경로 효과도 하드 임계값 이상 또는 미만에서 사이드로브를 밀칠 수 있는 어느 정도 상당한 변화를 초래한다. 또 다른 변화 원인은 샘플링 인스턴트이다. 샘플을 2배로 취하고 있더라도, 각 칩의 실 피크에 대한 오프셋을 알 수 없다. 그러므로, 하드 임계값 이상인 샘플은 합산에 포함될 수 있고, 하드 임계값 미만인 샘플은 제외될 수 있다. 이러한 판정은 칩 샘플링 클록과 송신기 칩 클록 사이의 정확한 관계에 의존한다. 소프트 임계값의 경우, 각종 교차 상관 및 다중 경로 효과가 덜 극적이지만, 노이즈 플로어 필터링 효과는 여전히 달성된다.

도 3a는 본 발명에 따라 구성된 전력 측정 장치를 포함하는 수신기(100)의 블록도이다. 안테나(102)는 송신 신호를 수신하여 잡음 레벨 측정 장치(104)와 자동 이득 제어기(AGC)(106)에 전달한다. AGC(106)는 이득 제어 신호를 생성하여 샘플링 장치(108)와 소프트 임계값 장치(114)에 전달한다. 샘플링 장치(108)는 수신 벡터 r을 생성하여 시퀀스 상관기(110)에 전달한다. 시퀀스 상관기(110)는 수신 벡터 r을 측정 신호의 시퀀스와 상관시킨다. 시퀀스 생성기(112)는 상관시키는 수신 신호에 대한 레퍼런스 시퀀스를 공급한다.

소프트 임계값 장치(114)는 시퀀스 상관기(110)로부터 상관 신호를, AGC(106)로부터 이득 제어값을, 그리고 잡음 레벨 측정 장치(104)로부터 잡음 레벨 측정값을 입력으로서 수신한다. 소프트 임계값 장치(114)는 잡음 레벨 측정값과 이득 제어값에 기초하여 소프트 임계값을 얻는다. 그리고, 소프트 임계값 장치(114)는 소프트 임계값을 상관 신호에 적용하여, 소프트 임계값 미만인 상관 신호를 폐기한다. 어큐뮬레이터(116)는 희망 기간에 걸쳐 소프트 임계값 이상인 상관 신호를 모아 희망 신호의 전력 측정값(118)을 산출한다.

도 3b는 본 발명에 따라 구성된 전력 측정 장치를 포함하는 수신기(130)의 다른 실시예이다. 안테나(132)는 송신 신호를 수신하여 잡음 레벨 측정 장치(134)와 자동 이득 제어기(AGC)(136)에 전달한다. AGC(136)는 이득 제어 신호를 생성하여 샘플링 장치(138)와 소프트 임계값 장치(146)에 전달한다. 샘플링 장치(138)는 수신 벡터 r을 생성하여 시퀀스 상관기(140)에 전달한다. 시퀀스 상관기(140)는 수신 벡터 r을 측정 신호의 시퀀스와 상관시킨다. 시퀀스 생성기(142)는 상관시키는 수신 신호에 대한 레퍼런스 시퀀스를 공급한다. 잡음 레벨 스케일링 장치(144)는 상관 신호와 잡음 레벨 측정값을 입력으로서 수신하고, 스케일링한 상관 신호를 출력한다.

소프트 임계값 장치(146)는 잡음 레벨 스케일링 장치(144)로부터 스케일링한 상관 신호를, 그리고 AGC(136)로부터 이득 제어값을 입력으로서 수신한다. 소프트 임계값 장치(146)는 이득 제어값에 기초하여 소프트 임계값을 얻는다. 그리고, 소프트 임계값 장치(146)는 소프트 임계값을 스케일링한 상관 신호에 적용하여, 소프트 임계값 미만인 상관 신호를 폐기한다. 잡음 레벨 디스케일링 장치(148)는 소프트 임계값 이상인 상관 신호와 잡음 레벨 측정값을 입력으로서 수신하여, 잡음 레벨 측정값을 이용하여 디스케일링한 결과를 출력한다. 어큐뮬레이터(150)는 희망 기간에 걸쳐 디스케일링한 값을 모아 희망 신호의 전력 측정값(152)을 산출한다.

도 4a는 본 발명에 따라 전력 측정값을 얻는 방법(200)의 흐름도이다. 이 방법(200)은 측정 신호의 주파수 스펙트럼에 걸쳐 신호를 수신함으로써 시작된다(단계 202). 수신 신호에 이득 제어를 적용하여 이득 제어값을 산출한다(단계 204). 수신 신호를 샘플링하여 수신 벡터 r을 생성한다(단계 206). 다음에 수신 신호를 측정 신호의 시퀀스와 상관시킨다(단계 208). 수신 신호의 잡음 레벨을 측정한다(단계 210). 다음에 잡음 레벨 측정값과 이득 제어값을 이용하여 얻은 소프트 임계값을 가지고 상관 결과를 처리한다(단계 212). 희망 기간에 걸쳐 처리한 상관 결과를 모아 희망 신호의 전력 측정값을 산출한다(단계 214).

도 4b는 본 발명에 따라 전력 측정값을 얻는 다른 방법(230)의 흐름도이다. 이 방법(230)은 측정 신호의 주파수 스펙트럼에 걸쳐 신호를 수신함으로써 시작된다(단계 232). 수신 신호에 이득 제어를 적용하여 이득 제어값을 산출한다(단계 234). 수신 신호를 샘플링하여 수신 벡터 r을 생성한다(단계 236). 다음에 수신 신호를 측정 신호의 시퀀스와 상관시킨다(단계 238). 수신 신호의 잡음 레벨을 측정한다(단계 240).

다음에 잡음 레벨 측정값에 기초하여 상관 결과를 스케일링한다(단계 242). 다음에 이득 제어값을 이용하여 얻은 소프트 임계값을 가지고 스케일링한 상관 결과를 처리한다(단계 244). 처리한 상관 결과를 잡음 레벨 측정값을 이용하여 디스케일링한다(단계 246). 희망 기간에 걸쳐 디스케일링한 상관 결과를 모아 희망 신호의 전력 측정값을 산출한다(단계 248).

남은 논의는 셀 탐색의 제3 단계와 관련된 본 발명의 특정 실시예에 관한 것이다. 도 5를 참조해 보면, 본 발명에 따라 전력 측정값을 얻는 방법(300)은 일반적으로 다음과 같다. 이 방법(300)의 각 단계에 관한 상세를 이하 논의한다. 미드앰블을 캡쳐하여(블록 302), 예정의 사이즈의 슬라이딩 윈도우에 걸쳐 상관시킨다(블록 304). 이 상관 결과를 N개의 샘플에 대한 평균을 구하고, AGC 손실만큼 스케일링한다(블록 306). 이븐 칩을 이용하여 평균 제곱근 함수에 의해 시스템 잡음을 추정하고(블록 308), N개의 샘플에 대한 평균을 구한다(블록 310). 상위 및 하위 소프트 임계값을 판정하고(블록 312), 이것을 이용하여 상관 샘플로부터 RMS 평균 잡음을 제거한다(블록 314). 무잡음 샘플을 제곱 합산한다(블록 316). 마지막으로, 오드 및 이븐 칩 샘플 결과를 몇몇 스케일링 팩터와 승산하여 RSCP값을 판정한다(블록 318).

이 방법(300)은 다른 신호의 전력 레벨을 측정하는 데에 이용할 수도 있지만, CDMA 기지국으로부터 수신한 신호의 전력을 측정하는 데에 이용하는 것이 바람직하다. 예컨대, UMTS 시스템 용례에 있어서, 이 측정값은 자신의 셀 또는 이웃 셀의 일차 공통 제어 물리 채널(PCCPCH)의 수신 전력인 PCCPCH 수신 신호 코드 전력(RSCP)으로 불린다. RSCP의 레퍼런스 포인트는 무선 송수신 유닛(WTRU)의 안테나 커넥터이다.

이 방법(300)의 입력에 이용되는 신호는 베이스밴드로 변환 후 RF 수신기로부터 PCCPCH에 수신된 신호인 것이 바람직하다. 바람직한 제어 정보는 PCCPCH의 슬롯 번호, 슬롯에서의 미드앰블의 시작 위치, 셀 파라미터 ID 및 시리얼 프레임 넘버(SFN) 오드/이븐 선택이다. 바람직하게는, 5 프레임마다 PCCPCH 미드앰블 부근에서의 수신 신호가 캡쳐된다. 이들 캡쳐 신호는 20 프레임 기간에 걸쳐 처리된다. 이 20 프레임 기간의 끝에서 새로운 PCCPCH RSCP값을 판정한다.

타겟 셀의 경우, 수신 비콘 미드앰블의 샘플을 타겟 셀의 PCCPCH의 미드앰블 m⁽¹⁾의 저장 복제본에 대비하여 교차 상관시켜 PCCPCH RSCP를 측정할 수 있다(블록 304). PCCPCH 전력과 비콘은 관련성이 있다.

이웃 셀의 측정은 초기 셀 탐색에서 동기화를 완료하고 BCH로부터 이웃 리스트를 판독하고, 또한 주기적인 셀 탐색에서 이웃들을 확인하고 위치 결정한 후에만 행할 수 있다. 다음에 200 msec 측정 기간 내에 최대 6개의 선택 이웃들에 대해서 RSCP 측정을 행할 수 있다(200 msec 요건은 CELL_DCH 및 CELL_FACH 상태에만 적용함).

셀 탐색의 제3 단계에 기초한 다음의 절차를 이용하여 측정 요건을 충족시킨다. 다중 경로 지연 확산 및 노드 B 동기화 에러로 인한 수신 신호 시간의 불확실성은 소정의 윈도우 내에서의 RSCP 측정값의 이용을 요구한다. 주기적인 셀 탐색을 통해 이전에 측정 셀의 위치를 결정한 것으로 하면, 전파 지연으로 인한 불확실성은 요인이 아니다. 최악 경우의 노드 B 동기화 에러를 고려하여 57 칩 다중 경로 확산 윈도우를 부가하면, RSCP 측정은 자신의 셀의 위치 앞쪽의 50개의 칩과 뒤쪽의 177개의 칩(이것은 송신 다이버시티 동작을 지원하기 위한 57개의 여분의 칩을 포함함)을 커버하는 227개의 칩에 걸친 탐색으로 축소될 수 있다. 이 윈도우는 안테나 1과 안테나 2로부터의 상당한 다중 경로 성분의 대부분을 캡쳐한다(송신 다이버시티의 경우). 따라서, 비콘 기간 동안 수집되는 샘플은 2 ×(512+50+177) = 1478 I 및 1478 Q가 되며, 여기서 미드앰블 사이즈는 512 칩이다.

셀 탐색의 제3 단계에서는 다음 샘플을 수집하기 전에 1/2 프레임 내에 4개의 스크램블링 코드에 대해 170번의 512 칩 상관을 달성한다. 각 슬롯으로부터의 값은 최종 검출 전에 4개의 프레임에 걸쳐 통합된다. 총 4 ×340 = 1360개의 메모리 위치가 필요하다. 이웃 셀 탐색은 32개의 셀(오드/이븐 셀 파라미터 ID 쌍을 갖는 64개의 코드)을 227개의 칩(송신 다이버시티를 위한 여분의 칩을 포함함), 또는 454개의 샘플에 걸쳐 탐색할 것을 요구한다. 이러한 탐색을 4회 반복하며, 그 탐색들 간에 200 msce를 유지한다.

RSCP 측정은 4개라기보다는 오히려 7개의 코드를 필요로 한다. 6개의 이웃 셀 코드와 하나의 서빙 셀 코드를 이용하여 200 msec마다 취한 4개의 샘플과 상관시킨다. 상관기는 512개의 모든 칩에 대한 코히어런트 합산을 이용한다. 이웃 셀 탐색 및 RSCP 측정에 걸리는 총 시간은 각각 16 프레임 및 4 프레임이고, 총 20 프레임이며, 이것은 200 msec 요건을 충족시킨다.

추가의 개선점은 L1 필터링으로, 페이딩에 대한 시간 다이버시티를 달성하는 데에 이용되며, 시뮬레이션 결과, 페이딩 제거에 효과적인 것으로 나타났다. L1 필터링은 다음과 같이 달성된다. 20 프레임 기간(200 msec)에 걸쳐 5 프레임마다, 미드앰블 버스트를 저장하고 상관시킨다. 이들 200 msec 기간에 걸친 4개의 상관 결과를 모두 후처리 적용 전에 평균화한다. 6개의 이웃 셀과 하나의 서빙 셀 모두에 대한 RSCP 측정 결과를 50 msec마다 상위 계층에 보고한다. 슬라이딩 윈도우 또는 이동 평균법은 측정 기간에 대응하는 200 msec의 슬라이딩 윈도우 사이즈와 함께 이용된다.

상관/탐색 완료 후에, 잡음 추정값을 이용하여 임계값을 설정한 다음에, 이것을 이용하여 희망 샘플로부터 잡음을 분리한다. 잡음은 200 msec 측정 기간인 20 프레임에 걸쳐 평균화된다. 20 프레임 중 4 프레임만이 잡음 추정값을 계산하는 데에 이용되며, 즉 5번째 프레임마다 이용된다. 이븐 칩 샘플만이 잡음 추정에 이용된다(블록 308, 310). 주의할 점은 오드 샘플에 대한 잡음 통계와 이븐 샘플에 대한 잡음 통계가 동일하다는 것이다.

주의할 점은 오드/이븐 SFN 미드앰블 밸런싱은 본래부터 이동 평균의 4개의 샘플을 이용함과 동시에 50 msec의 오드 길이 프레임 간격을 이용함으로써 달성된다. 이븐 SFN 프레임에서 발생하는 교차 상관 에러 기간은 오드 SFN 프레임에서 발생하는 교차 상관 에러 기간과 다른 값을 가지며, 이 방법은 오드 SFN 프레임과 이븐 SFN 프레임 사이에서 에러를 평균화한다.

바람직한 미드앰블 상관(블록 304)은 수학식 1과 같이 입력 윈도우 사이즈(WS)에 걸쳐 행해진다.

여기서 는 저장되는 미드앰블 상관의 크기이고(길이 WS의 배열), 배수는 복소수이며, m^(1)*은 셀 파라미터 미드앰블 m⁽¹⁾의 켤레 복소수이고, 0 ≤i < WS이다. WS는 공칭적으로 227 칩이다. 데이터 변수 x의 범위는 위치가 미드앰블 시작 포인트에서 WSL 칩을 뺀 부분인 x(0)에서부터 x(511+WS)까지이다. 따라서, 총 227(= WSL + WSR = WS)회의 상관을 행하게 된다. 송신 다이버시티를 지원하기 위해서, m⁽²⁾에 대해 상관시키기보다는 오히려, 총 윈도우 사이즈를 170 칩에서 227 칩으로 확장하였는데, 이것이 가능한 이유는 안테나 2로부터의 에너지의 대부분이 m⁽¹⁾ 상관기에서 57 칩 뒤에 나타날 것이기 때문이다.

수학식 1에서 절대값은 수학식 2와 같이 계산(근사화)된다.

여기서 I 및 Q는 각각 인페이스 성분 및 콰드러처 성분이다. 이 근사화 방법은 L+S/2 근사화라고 한다. 0.7 dB의 에러 평균(μ)은 이 절대값 근사화와 관련되어 있으며 후술하는 바와 같이 감산되어야 한다. 이 에러가 일정하기 때문에, 다른 일정한 보정(즉, 정적_손실 보정)과 함께 모든 계산의 끝에서 고려되어도 좋다.

바람직한 이동 평균 계산(블록 306)은 다음과 같이 행해진다. 수학식 3에서와 같이, z 값은 4개의 이동 평균 샘플의 상관 에너지의 합이다(평균화는 임계값을 적용하기 전에 행해짐).

여기서 0 ≤i < WS이고, AGC_loss는 프레임 레이트에 기초하여 갱신되는 AGC 이득 설정의 대수값의 역대수이며, n은 프레임 번호이다. 결과 z 값은 WS 값의 배열로, 임계값을 이용하여 잡음을 제거하는 후처리 기능(블록 314)에 전달된다.

바람직한 잡음 계산(블록 308, 310)은 미드앰블 시작 포인트 앞의 WSL 칩에서 시작하여 미드앰블 시작 포인트 우측의 512+WSR 칩에서 끝나는 범위에 걸쳐 데이터 포인트 크기의 연속 4 프레임 이동 평균이다. 이러한 식은 수학식 4와 같다.

여기서 n은 프레임 번호이고, N = 512 + WS이다.

바람직한 임계값 계산 및 잡음 제거 절차는 다음과 같다. 잡음값에 2개의 예정의 상수, 즉 ALPHA_UPPER 및 α를 각각 곱하여 2개의 임계값, 즉 상위 임계값과 하위 임계값을 계산한다(블록 312). 바람직한 실시예에 있어서는, ALPHA_UPPER = 200이고 α= 78이다. 2개의 임계값 계산은 수학식 5 및 수학식 6과 같다.

잡음을 제거함에 있어서, 상관 값의 크기는 하위 임계값(Threshold_lower) 미만인 경우에는 제로로 설정되고, 상위 임계값(Threshold_upper) 이상인 경우에는 변함없이 유지되며, 하위 임계값과 상위 임계값 사이인 경우에는 이하에 나타낸 바와 같이 스케일링된다. 이 로직은 다음과 같다.

여기서 slope = 1.0/(상위 임계값 - 하위 임계값)이고, 0 ≤i < WS이다.

RSCP_sum 값은 소프트 임계값으로 잡음을 제거한 후의 상관 에너지의 합계이다. 수학식 7과 같이, 남은 경로는 모두 제곱 합산된다(블록 316).

전술한 산술 처리는 오버샘플링에 대해서는 일반적인 것이다. 이 부분의 알고리즘까지는 개별적으로 모든 수학식이 이븐 및 오드 칩 샘플 성분 모두를 처리한다. 오버샘플링이 표준 구현 설계의 일부라면, 이븐 및 오드 칩 샘플 데이터 스트림은 항상 존재할 것이다. 이웃 탐색 알고리즘은 측정하는 6개의 이웃 각각에 대한 정확한 오드 또는 이븐 SFN 파라미터를 갖는 RSCP 알고리즘을 제공하며, 따라서 오드/이븐 SFN은 RSCP 알고리즘 내에서 판정될 필요가 없다.

RSCP_sum_even 값과 RSCP_sum_odd 값은 가산된다. 즉, 오드 어큐뮬레이터와 이븐 어큐뮬레이터가 서로 가산된다. 그러므로, 보고되는 최종 RSCP 값은 RSCP_Meas이며(블록 318), 수학식 8과 같이 주어진다.

여기서 β는 최상 및 최악의 경우의 칩 타이밍 오프셋의 시뮬레이션에 기초한 스케일 팩터이다. 바람직한 실시예에 있어서, β= 0.573이다.

소프트 임계값은 어떻게 상관기의 출력 성분을 총 전력 측정값으로 합산해야 하는지를 판정하는 데에 이용된다. 도 6a 및 도 6b는 어떻게 소프트 임계값을 상관기의 출력에 적용할 수 있는지를 보여준다. 도 6a에서 변화 영역은 선형, 즉 사선이다. 도 6b에 도시한 바와 같이, 더 복잡할 수는 있지만, 지수 함수 곡선이 더 양호한 성능을 가질 수 있다.

다른 구현예에 있어서, 희망하는 전달 함수의 양자화 버전을 생성하는 데에 룩업 테이블을 이용할 수 있으며, 이것은 기본적으로 다음과 같이 동작한다. 입력 신호값에 기초하여 룩업 테이블에 이득값이 룩업된다. 입력 신호값에 이득값을 곱한 후 소프트 임계값을 적용한다. 다음에 이들 값을 서로 합산하여 총 전력을 판정한다.

소프트 임계값 함수를 고찰하는 다른 방법은 그것을 다음과 같은 전달 함수를 갖는 비선형 이득/처리 장치로서 다루는 것이다. 그 장치의 입력은 각 래그에서 상관기의 출력의 크기이다. 그 출력은 그것에 적용되는 임계값을 갖는다. 도 7a 및 도 7b는 소프트 임계값을 적용하는 상관기의 출력을 나타내는 그래프로, 각각, 두 부분의 커브와, 세 부분의 커브를 갖는다. 주의할 점은 이들 커브의 굴곡부가 잡음 측정값에 기초한다는 것이다. 이것은 여전히 잡음에 기초한 임계값이지만, 임계값 함수의 형상은 부드러워진다. 그러므로, 굴곡부의 위치는 정적인 것이 아니다. 동적으로 이동하는 커브를 갖는 블록을 물리적으로 실현하는 것이 어려울 수도 있는데, 그래서 소프트 임계값을 구현하는 한 가지 방법은 입력값을 취해 그것을 평균 잡음 레벨의 역수만큼 프리스케일링하는 것이다. 그러면 커브 형상은 정적이고, 평균 잡음 레벨에 독립적으로 된다. 그러나, 출력측에서는 원래의 신호 레벨을 복원하기 위해서 추가로 평균 잡음 레벨을 곱해야 한다.

3GPP 표준에서 CELL_DCH 상태 타이밍 요건을 달성하기 위해서, 즉 32개의 이웃을 탐색할 수 있는 시간(800 msec) 및 6개의 이웃 셀의 RSCP를 측정할 수 있는 시간(200 msec)에 대해서, 셀 탐색 하드웨어로부터 이용 가능한 상관기의 수가 한정된 조건 하에서, 도 8에 도시한 바와 같은 동작 타이밍이 바람직하다. 그 타이밍은 2개의 태스크, 즉 검출 태스크와 측정 태스크로 나누어진다. 검출 태스크에서는 800 msec의 측정 기간에 걸쳐 이웃 리스트에 있는 32개에 달하는 이웃의 RSCP를 측정한 다음에, 가장 강한 6개의 이웃을 판정한다. 측정 태스크에서는 200 msec의 측정 기간에 걸쳐 이들 가장 강한 6개의 이웃과 하나의 활성 서빙 셀의 RSCP를 측정한다.

검출 태스크에서는 200 msec마다 한 번 227 칩의 윈도우 사이즈에 걸쳐 수신 신호, 특히 PCCPCH 미드앰블을 속사한다. 그 동일한 200 msec 기간 동안, 측정 태스크에서는 5 프레임 간격으로 4번 속사한다. 200 msec 기간의 제1 프레임 동안, 측정 태스크에서는 모든 상관기를 이용한다. 그리고 다음 4개의 프레임 동안, 검출 태스크에서 이들 상관기를 이용한다. 이러한 상관기의 교대 이용을 200 msec 기간 동안 몇 번 반복한다. 이 200 msec 기간 4개의 끝에서, 검출 태스크에서는 (이전 800 msec 동안의 4번의 속사로부터) 4개의 결과를 취해, 그것들을 평균화한 후에, 가장 강한 6개의 이웃을 선택한다. 슬라이딩 윈도우(즉, 이동 평균) 방법에서는 200 msec마다 검출 태스크에서 가장 강한 6개의 이웃 세트를 갱신한다.

다음에 측정 태스크에서는 이들 가장 강한 6개의 이웃을 측정하여, 주기적으로 50 msec마다 그 전력 레벨을 보고한다. 측정 태스크에서는 4개의 연속하는 50 msec 측정 기간 동안 동일한 6개의 이웃의 전력을 보고하고, 검출 태스크에서 가장 강한 6개의 이웃을 갱신한 후에 새로운 가장 강한 6개의 이웃 세트의 전력을 계속해서 보고한다. 이러한 절차는 CELL_DCH 상태인 동안에 무한하게 반복된다.

검출 태스크의 실제 구현에서는 200 msec마다 대신에 50 msec마다 한 번 행하는, 측정 태스크에서 이용하는 속사를 이용한다. 이로써, 검출 태스크에서 행하는 속사를 200 msec 동안 유지할 필요가 없기 때문에, 메모리 요건이 줄어든다. 이러한 대안을 이용하는 경우 다소의 동작 차이가 있는데, 즉 검출 태스크에서 동일한 속사로 32개의 모든 셀에 대해 상관을 행하지 않는다. 그러나, 측정값의 평균화에 걸리는 긴 시간 윈도우 때문에, 성능의 차이는 기대되지 않는다.

본 발명을 특히 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 당업자라면 전술한 바와 같은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 형태 및 세부 사항을 다양하게 변경할 수 있다는 것을 알 것이다.

본 발명에 의하면, 코드 분할 다중 접속 통신 시스템에서 수신 신호의 전력을 효과적으로 측정할 수 있다.

도 1은 하드 임계값 전달 함수의 그래프이다.

도 2는 하드 임계값을 이용한 후의 상관기의 출력의 그래프이다.

도 3a는 본 발명에 따라 구성된 전력 측정 장치를 포함하는 수신기의 블록도이다.

도 3b는 본 발명에 따라 구성된 전력 측정 장치를 포함하는 수신기의 다른 실시예의 블록도이다.

도 4a는 본 발명에 따라 전력 측정값을 얻는 방법의 흐름도이다.

도 4b는 본 발명에 따라 전력 측정값을 얻는 다른 방법의 흐름도이다.

도 5는 본 발명에 따라 WTRU에서 PCCPCH의 RSCP를 계산하는 데에 이용되는 소프트 임계값을 적용하는 것에 관한 블록도이다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 소프트 임계값 전달 함수의 그래프이다.

도 7a 및 도 7b는 소프트 임계값을 이용한 후의 상관기의 출력의 그래프이다.

도 8은 본 발명에 따라 취한 PCCPCH RSCP 측정의 타이밍도이다.

Claims (10)

1. 수신 코드 분할 다중 접속(CDMA) 신호의 전력을 판정하는 방법에 있어서,

   미드앰블을 캡쳐하는 단계와;

   슬라이딩 윈도우에 걸쳐 상기 미드앰블을 상기 수신 신호와 상관시켜, 상관 샘플들을 생성하는 단계와;

   상기 상관 샘플들을 평균화하고 스케일링하는 단계와;

   시스템 잡음 레벨을 근사화하고 평균화하는 단계와;

   상위 임계값과 하위 임계값을 계산하는 단계와;

   상기 상위 임계값과 상기 하위 임계값을 상기 상관 샘플들에 적용하여 상기 상관 샘플들로부터 잡음을 제거하는 단계와;

   상기 무잡음 샘플들을 처리하여 수신 신호 코드 전력을 판정하는 단계

   를 포함하는 수신 신호 전력 판정 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 캡쳐 단계는 5 프레임마다 행해지는 것인 수신 신호 전력 판정 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 상관 단계는 227 칩의 상기 슬라이딩 윈도우에 걸쳐 행해지는 것인 수신 신호 전력 판정 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 적용 단계는,

   상기 상관 샘플이 상기 하위 임계값 미만인 경우에 상기 상관 샘플을 제로로 하는 단계와;

   상기 상관 샘플이 상기 상위 임계값 이상인 경우에 상기 상관 샘플을 통과시키는 단계와;

   상기 상관 샘플이 상기 하위 임계값과 상기 상위 임계값 사이에 있는 경우에 상기 상관 샘플을 스케일링하는 단계를 포함하는 것인 수신 신호 전력 판정 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 처리 단계는,

   상기 무잡음 샘플들을 제곱 합산하는 단계와;

   상기 제곱 합산한 값들을 스케일링하여 상기 수신 신호 코드 전력을 얻는 단계를 포함하는 것인 수신 신호 전력 판정 방법.
6. 수신 코드 분할 다중 접속(CDMA) 신호의 전력을 측정하는 장치에 있어서,

   상기 수신 신호의 잡음 레벨을 측정하는 잡음 레벨 측정 장치와;

   상기 수신 신호의 이득을 판정하는 자동 이득 제어 장치와;

   상기 수신 신호를 샘플링하는 샘플링 장치와;

   레퍼런스 시퀀스를 공급하는 시퀀스 생성기와 ;

   상기 샘플 신호들을 상기 레퍼런스 시퀀스와 상관시켜 상관 신호들을 생성하는 시퀀스 상관기와;

   소프트 임계값을 상기 상관 신호들에 적용하는 소프트 임계값 장치와;

   상기 소프트 임계값 장치에 의해 처리된 후의 상기 상관 신호들을 모아, 상기 수신 신호의 전력 측정값을 산출하는 것인 어큐뮬레이터

   를 포함하는 수신 신호 전력 측정 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 소프트 임계값은 상기 수신 신호의 이득과 상기 수신 신호의 잡음 레벨로부터 구해지는 것인 수신 신호 전력 측정 장치.
8. 제6항에 있어서,

   상기 잡음 레벨 측정 장치로부터 얻은 잡음 레벨 측정값을 스케일링하는 잡음 레벨 스케일링 장치와;

   상기 소프트 임계값 장치와 상기 어큐뮬레이터 사이에 접속되어, 상기 잡음 레벨 측정값을 이용하여 상기 처리한 상관 신호들을 디스케일링하는 잡음 레벨 디스케일링 장치를 더 포함하는 것인 수신 신호 전력 측정 장치.
9. 수신 코드 분할 다중 접속(CDMA) 신호의 전력을 측정하는 방법에 있어서,

   상기 수신 신호에 이득 제어를 적용하여 이득 제어값을 산출하는 단계와;

   상기 수신 신호를 샘플링하는 단계와;

   상기 샘플 신호를 측정 신호의 시퀀스와 상관시키는 단계와;

   상기 샘플 신호의 잡음 레벨을 측정하는 단계와;

   상기 이득 제어값과 상기 측정 잡음 레벨을 이용하여 소프트 임계값을 생성하는 단계와;

   상기 소프트 임계값으로 상기 상관 신호를 처리하는 단계와;

   희망 기간에 걸쳐 상기 처리 신호를 모아, 상기 수신 신호의 전력 측정값을 얻는 단계

   를 포함하는 수신 신호 전력 측정 방법.
10. 수신 코드 분할 다중 접속(CDMA) 신호의 전력을 측정하는 방법에 있어서,

    상기 수신 신호에 이득 제어를 적용하여 이득 제어값을 산출하는 단계와;

    상기 수신 신호를 샘플링하는 단계와;

    상기 샘플 신호를 측정 신호의 시퀀스와 상관시키는 단계와;

    상기 샘플 신호의 잡음 레벨을 측정하는 단계와;

    상기 측정 잡음 레벨에 기초하여 상기 상관 신호를 스케일링하는 단계와;

    상기 이득 제어값을 이용하여 소프트 임계값을 생성하는 단계와;

    상기 소프트 임계값으로 상기 상관 신호를 처리하는 단계와;

    상기 측정 잡음 레벨을 이용하여 상기 처리 신호를 디스케일링하는 단계와;

    희망 기간에 걸쳐 상기 처리 신호를 모아, 상기 수신 신호의 전력 측정값을 얻는 단계

    를 포함하는 수신 신호 전력 측정 방법.