KR20060091172A - 이동통신 시스템에서 기지국의 다중경로 탐색장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 이동통신 시스템에서 기지국의 다중경로 탐색장치는, 기지국에 마련되는 복수의 안테나에 대응하여 마련되며 복수의 안테나에 수신된 신호를 소정 배수로 샘플링하는 복수의 데시메이터, 복수의 데시메이터에 대응하여 마련되며 데시메이터에서 출력되는 신호를 소정 배수의 탭(Tap) 단위로 지연시키는 복수의 레지스터, 복수의 레지스터에 대응하여 마련되며 복수의 레지스터에서 출력되는 지연 신호들이 각각 입력되고 입력되는 신호들 중 어느 하나의 신호를 선택하여 상관값을 각각 산출하는 복수의 디스크램블러, 및 복수의 디스크램블러에서 산출한 상관값들을 이용하여 리포트 정보를 생성하는 리포트 정보 발생기를 갖는다.

WCDMA, 이동통신 시스템, 기지국, 다중경로, 탐색장치

Description

이동통신 시스템에서 기지국의 다중경로 탐색장치{Apparatus for Searching Multi-Path of Base Station in Mobile Communication System}

도 1은 종래의 WCDMA(Wide Code Division Multiple Access) 이동통신 시스템에서 기지국의 다중경로 탐색장치의 일예를 도시한 블록도,

도 2는 도 1의 정합 필터의 구조를 보다 상세히 도시한 블록도, 그리고

도 3은 본 발명에 따른 채널 수와 탐색 범위를 유연하게 조절하기 위한 WCDMA 이동통신 시스템에서 기지국의 다중경로 탐색장치의 바람직한 실시예를 도시한 블록도이다.

본 발명은 3 GPP(Generation Partnership Project) 또는 WCDMA(Wide Code Division Multiple Access; 광대역 코드분할 다중접속)라 불리는 3세대 이동통신시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, W-CDMA 이동통신 시스템에서 기지국의 다중경로 탐색장치(Multi-Path Searcher)에 관한 것이다.

일반적으로, WCDMA 이동통신 시스템에서 기지국의 다중경로 탐색장치는 다중 슬롯(Multi-Slot)을 코히런트 누적(Coherent Accumulation)하여 보다 큰 에너지 값을 얻을 수 있도록 한다. 종래의 비동기식 IMT-2000(WCDMA) 시스템에서 다중 경로 탐색장치는, 상향 링크(Up-link) 채널(DPCH : Dedicated Physical Channel) 중, 한 슬롯 동안 데이터 채널(DPDCH : Dedicated Physical Data Channel)에 대한 제어 정보를 포함하고 있는 제어 채널(DPCCH : Dedicated Physical Control Channel)의 파일럿 심볼(Pilot Symbol)을 이용해 경로를 탐색한다.

WCDMA 이동통신 시스템에서 기지국의 다중경로 탐색장치는 단말 탐색장치와는 달리 동시에 여러 채널을 탐색해야 하며, 또한 넓은 범위를 탐색하는 것이 요구된다. 따라서 본 발명에서는 WCDMA 이동통신 시스템에서 기지국의 다중경로 탐색장치가 여러 채널과 광범위한 경로를 탐색할 수 있는 기법에 대해 개시한다.

도 1은 종래의 WCDMA 이동통신 시스템에서 기지국의 다중경로 탐색장치의 일예를 도시한 블록도이다. 도면의 다중경로 탐색장치는 정합필터를 이용한 다중 경로 탐색을 위한 장치 구성이다.

도시된 바와 같이, 선택부(16)는 신호 처리부(20)의 제어에 의해 안테나들(12, ..., 14)을 통해 수신된 다중경로 신호들 중 탐색할 해당 안테나에 수신된 신호를 선택한다.

데시메이터(31)는 선택부(16)에서 선택한 신호를 1/2 칩(chip) 단위로 데시메이트 샘플링한 후 차례로 정합필터(40)로 출력한다.

정합필터(40)는 데시메이터(31)에서 출력된 샘플링된 신호에 대해 2N개의 지 연 신호를 발생하여 "N칩*N칩"의 상관값을 산출한다. 이때 정합필터(40)는 지연신호에 대해 산출한 상관값을 제1덧셈기(34)로 출력한다. 이때 제1버퍼(33)는 제1덧셈기(34)에 입력되는 일정 구간의 상관값들을 코히런트 누적(Coherent Accumulation)하여 저장한다. 이에 따라 제1덧셈기(34)는 제1버퍼(33)에 저장된 일정 구간의 상관값들을 덧셈하여 제곱기(35)로 출력한다.

도 2는 도 1의 정합 필터(40)의 구조를 보다 상세히 도시한 블록도이다.

도시된 바와 같이, 정합 필터(40)는 2N-tap으로 이뤄진 지연부(Delay line)(42), 및 지연부(42)의 출력과 PN(Pseudo Noise) 코드를 곱셈하는 복수의 곱샘기들로 이루어진 곱셈부(44)를 갖는다.

지연부(42)는 데시메이터(31)에서 출력된 신호에 대해 2N(1/2 chip단위)개의 지연신호를 발생시킨다. 곱셈부(44)는 2N개의 지연신호에 대해 2N 번째 출력 지연신호를, 각 곱샘기들을 통해 곱셈 연산하여 N chip x N chip의 상관값을 계산한다.

한편, 제곱기(35)는 정합 필터(40)에서 출력된 상관값의 일정 구간에 대해 제1덧셈기(34)를 통해 덧셈되어 출력된 상관값들에 대해 제곱 연산을 통해 에너지값을 산출한다.

제2버퍼(36)는 제곱기(35)에서 산출된 에너지값을 코히런트 누적 없이(Non-Coherent Accumulation) 저장한다. 제2덧셈기(37)는 제2버퍼(36)에 저장되어 있는 에너지값을 지연 신호 간 별로 덧셈 연산하여 정렬부(38)로 출력한다.

정렬부(38)는 제2덧셈기(37)에서 덧셈 연산되어 출력되는 에너지값들을 그 에너지의 크기 순서에 따라 정렬한다. 리포트 정보 생성부(39)는 정렬부(38)에서 에너지의 크기 순서에 따라 정렬된 에너지값들 중 에너지값의 크기가 큰 순서에 따라 상위 소정 개수를 선택하여 지연 정보와 함께 리포트 테이블을 생성한다.

신호 처리부(20)는 리포트 정보 생성부(39)에 생성된 리포트 테이블에 저장되어 있는 정보를 검출하여 검출한 정보를 기초로 수신 신호에 대한 선택 및 지연 여부를 결정한다.

그런데, 종래의 정합 필터(40)를 이용한 WCDMA 이동통신 시스템에서 기지국의 다중경로 탐색장치는 여러 안테나(12, ..., 14)를 통해 수신되는 다중 경로 신호에 다이버시티(Diversity)를 적용할 수 없다. 또한 종래의 기지국의 다중경로 탐색장치에서 채널 수는 엔진(Engine)(30, .... 50)의 개수와 같고, 탐색 범위(window size)는 고정되어 있다.

이에 따라, 상기 탐색 범위를 넓히기 위해서는 여러 개의 엔진들을 사용하여 구간을 나누어 해당 구간 별로 탐색할 수 있다. 그러나 각 엔진(30, .... 50)이 해당 구간의 결과를 각각 리포트하기 때문에, 전체 구간에 대한 결과를 보려면 신호 처리부(20)에서 각각의 엔진(30, .... 50)의 결과를 다시 정렬해야 한다.

또한 종래의 구조에서는 각 채널마다 탐색 범위(chip 단위)와 같은 크기로 구성된 지연부가 사용되기 때문에 채널수가 증가할수록 전체 탭(tap) 개수가 늘어나고 이에 따라 제품의 생산시 비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.

각 채널은 지연 옵셋(Delay Offset), 도프(Doff) 등 각기 다른 파라미터를 갖고 독립적으로 운영되기 때문에 도 1과 같은 종래의 방식에서는 채널당 2N-tap 지연부(42)를 사용하기 때문에, 채널수의 증가에 따라 탭 수가 증가하는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 다중 경로 신호에 다이버시티를 적용하여 경로 탐색 성능을 향상시키기 위한 WCDMA 이동통신 시스템에서 기지국의 다중경로 탐색장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 채널 수 및 탐색 범위를 유연하게 조절하여 여러 가지 상황에서 탐색 모드를 가변적으로 선택할 수 있는 WCDMA 이동통신 시스템에서 기지국의 다중경로 탐색장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적은 본 발명에 따라, 이동통신 시스템에서 기지국의 다중경로 탐색장치에 있어서, 상기 기지국에 마련되는 복수의 안테나에 대응하여 마련되며, 상기 복수의 안테나에 수신된 신호를 소정 배수로 샘플링하는 복수의 데시메이터, 상기 복수의 데시메이터에 대응하여 마련되며, 상기 복수의 데시메이터에서 출력되는 신호를 소정 배수의 탭(Tap) 단위로 지연시키는 복수의 레지스터, 상기 복수의 레지스터에 대응하여 마련되며, 상기 복수의 레지스터에서 출력되는 지연 신호들이 각각 입력되고 입력되는 신호들 중 어느 하나의 신호를 선택하여 상관값을 각각 산출하는 복수의 디스크램블러, 및 상기 복수의 디스크램블러에서 산출한 상관값들을 이용하여 리포트 정보를 생성하는 리포트 정보 발생기를 포함하는 다중경 로 탐색장치에 의해 달성된다.

바람직하게는, 상기 복수의 디스크램블러들 각각은, 상기 복수의 레지스터들로부터 출력되는 지연 신호 중 탐색을 위한 신호를 선택하여 출력하는 레지스터 선택부, PN 코드(Pseudo Noise Code)를 발생시켜 출력하는 PN 코드 발생부, 및 상기 레지스터 선택부에서 출력되는 지연 신호와 상기 PN 코드 발생부에서 출력되는 상기 PN 코드를 곱셈 연산하여 상기 지연 신호에 대한 상관값을 산출하여 출력하는 코렐레이터를 포함하여 구성된다.

바람직하게는, 상기 리포트 정보 발생기는, 상기 복수의 디스크램블러들 각각의 코렐레이터에서 출력되는 상관값들을 지연 신호 별로 누적하여 덧셈 연산하여 출력하는 제1덧셈기, 상기 제1덧셈기에서 출력되는 값들을 제곱 연산하여 에너지를 산출하는 제곱기, 상기 제곱기에서 산출한 에너지값들을 누적하여 덧셈 연산하는 제2덧셈기, 상기 제2덧셈기에서 출력되는 값들을 크기 순서에 따라 정렬하는 정렬부, 상기 정렬한 값들 중 큰 값 순으로 상위 소정 개수를 선택하여 지연 정보와 함께 리포트 테이블을 생성하는 리포트 정보 생성부를 포함하여 구성된다.

바람직하게는, 상기 리포트 정보 발생기는, 상기 복수의 디스크램블러들 각각의 코렐레이터에서 출력되는 상관값들을 입력되는 순서에 따라 순차적으로 상기 제1덧셈기로 출력하는 디멀티플렉서를 더 구비한다.

상기 리포트 정보 발생기는, 상기 디멀티플렉서에서 출력되는 상관값들을 코히런트 누적하기 위해 상기 지연 신호 별로 저장하는 제1버퍼, 및 상기 제곱기에서 산출된 에너지값들을 비코히런트 누적을 위해 저장하는 제2버퍼를 더 구비한다.

본 발명의 다중경로 탐색장치는, 상기 리포트 정보 발생기에서 생성된 리포트 정보를 검출하여 검출한 정보를 기초로 수신 신호에 대한 탐색을 위한 선택 및 지연 여부를 결정하는 신호 처리부를 더 포함한다.

상기 복수의 데시메이터는 상기 복수의 안테나에 수신된 신호를 1/2 칩 단위로 샘플링한다. 상기 복수의 레지스터는 상기 복수의 데시메이터에서 출력되는 신호에 대해 2N 탭 단위로 지연 신호를 발생시킨다.

본 발명에 따르면, 기지국에 마련되어 있는 안테나들 각각에 수신된 신호를 수용하여 안테나의 개수에 대응하여 마련된 디스크램블러를 통해 각 안테나에 수신된 신호의 상관값을 산출하여 리포트 테이블을 생성함으로써, 탐색장치의 자원을 채널 상황에 따라 적절히 사용할 수 있고 제한된 자원의 사용 효율을 높일 수 있다. 또한, 4개의 안테나가 마련된 경우, 종래에는 4개 엔진으로 구성된 다중경로 탐색장치를 구성하였으나, 본 발명에서는 하나의 엔진에 디스크램블러만 4개로 구성함으로써, 보다 간단한 구조로 채널 상황을 수용할 수 있는 다중경로 탐색장치를 구성할 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명에 따른 채널 수와 탐색 범위를 유연하게 조절하기 위한 WCDMA 이동통신 시스템에서 기지국의 다중경로 탐색장치의 바람직한 실시예를 도시 한 블록도이다.

도시된 바와 같이, 각 안테나들(110, ..., 120)에 수신된 신호는 각각에 대응하는 데시메이터들(130, ..., 140)에서 1/2 칩(chip) 단위로 데시메이트 샘플링된 후 상기 데시메이터들(130, ..., 140)에 대응하여 마련된 레지스터들(150, ..., 160)로 출력된다. 레지스터들(150, ..., 160)은 탐색 구간 동안 각각 전체 안테나(110, ..., 120)에 수신된 신호를 저장할 수 있다.

상기 각 레지스터들(150, ..., 160)은 도 2의 지연부(42)와 동일한 기능을 갖는다. 즉, 레지스터들(150, ..., 160)은 입력되는 신호를 2N개의 지연 신호를 발생하여 각 디스크램블러(Descrambler)들(310,320, ..., 340)로 각각 출력한다.

디스크램블러들(310,320, ..., 340)은 각각 PN코드 생성부(312,322, ..., 342), 레지스터 선택부(314, 324, ..., 344), 및 코렐레이터(316, 326, ..., 346)를 갖는다.

PN코드 생성부들(312,322, ..., 342)은 PN 코드를 생성하여 각각 대응하는 코렐레이터(316, 326, ..., 346)로 출력한다.

레지스터 선택부들(314, 324, ..., 344)은 신호 처리부(200)의 제어에 따라 레지스터들(150, ..., 160)들 중 탐색하고자 하는 신호를 저장하고 있는 레지스터를 선택한다.

코렐레이터들(316, 326, ..., 346)은 레지스터 선택부들(314, 324, ..., 344)에서 선택한 해당 레지스터의 출력 신호를, 입력되는 PN 코드와 곱셈 연산하여 N*N 상관값을 산출하여 출력한다.

디멀티플렉서(Demultiplexer)(350)는 각각의 코렐레이터(316, 326, ..., 346)에서 출력된 상관값들을 입력되는 순서에 따라 순차적으로 출력한다.

제1버퍼(362)는 상기 디멀티플렉서(350)에서 출력되는 상관값들을 일정 구간의 지연 신호를 코히런트 누적시켜 저장한다. 제1덧셈기(364)는 제1버퍼(362)에 저장되어 있는 일정 구간의 상관값들을 덧셈 연산하여 출력한다.

제곱기(366)는 제1덧셈기(364)에서 출력된 상관값들을 제곱 연산을 통해 에너지값을 산출한다.

제2버퍼(368)는 제곱기(366)에서 산출된 에너지값을 코히런트 누적 없이(Non-Coherent Accumulation) 저장한다. 제2덧셈기(372)는 제2버퍼(368)에 저장되어 있는 에너지값을 지연 신호 별로 덧셈 연산하여 정렬부(374)로 출력한다.

정렬부(374)는 제2덧셈기(372)에서 덧셈 연산되어 출력되는 에너지값들을 그 에너지의 크기 순서에 따라 정렬한다. 리포트 정보 생성부(376)는 정렬부(374)에서 에너지의 크기 순서에 따라 정렬된 에너지값들 중 에너지값의 크기가 큰 순서에 따라 상위 소정 개수를 선택하여 지연 정보와 함께 리포트 테이블을 생성한다.

신호 처리부(200)는 리포트 정보 생성부(376)에 생성된 리포트 테이블에 저장되어 있는 정보를 검출하여 검출한 정보를 기초로 수신 신호에 대한 선택 및 지연 여부를 결정한다.

따라서, 기지국에 마련되어 있는 안테나들 각각에 수신된 신호를 수용하여 안테나의 개수에 대응하여 마련된 디스크램블러를 통해 각 안테나에 수신된 신호의 상관값을 산출하여 리포트 테이블을 생성함으로써, 탐색장치의 자원을 채널 상황에 따라 적절히 사용할 수 있고 제한된 자원의 사용 효율을 높일 수 있다. 또한, 4개의 안테나가 마련된 경우, 종래에는 4개 엔진으로 구성된 다중경로 탐색장치를 구성하였으나, 본 발명에서는 하나의 엔진에 디스크램블러만 4개로 구성함으로써, 보다 간단한 구조로 채널 상황을 수용할 수 있는 다중경로 탐색장치를 구성할 있다.

한편, 신호 처리부(200)는 채널 상황에 따라 다중경로 탐색장치를 어떻게 사용할 것인가 결정한다. 예를 들면, 신호 처리부(200)는 기지국에 많은 사용자들이 접속되어 있는 경우, 탐색을 위한 채널 개수를 늘린다.

아래 표 1은 신호 처리부(200)가 접속된 채널 개수에 따른 모드 선택 예를 나타낸 것이다.

사용자가 많이 접속되어 있는 경우, 신호 처리부(200)는 표 1에 나타난 것과 같이 채널 수가 최대인 모드1을 선택하여 다중경로 탐색장치를 설정한다. 다중경로 탐색장치는 4채널의 파라미터를 받아서 각각의 결과를 보고한다.

넓은 범위를 탐색하고자 하는 경우, 신호 처리부(200)는 모드 4, 8등을 선택하여 채널 수를 줄이는 대신 탐색 구간을 확장한다. 다중경로 탐색장치의 탐색 성능을 높이고자 하는 경우, 신호 처리부(200)는 여러 안테나 신호를 이용하는 다이버시티가 필요하기 때문에, 모드 3,5,7,9 중 채널 수 및 탐색 구간을 고려하여 적절히 선택한다.

정합필터 방식의 다중경로 탐색장치에서는 지연된 샘플들과 PN 코드를 상관시켜 여러 지연 신호들에 대한 상관값을 계산한다. 또한, 본 발명에서는 각 안테나별로 지연 신호를 발생하는 레지스터들을 별도로 구비하여 전 채널에서 각 레지스터들을 공유하게 하여 채널 수가 증가하더라도 탭 수가 증가하지 않는 장점이 있다.

이상에서는 본 발명에서 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.

본 발명에 따르면, 기지국에 마련되어 있는 안테나들 각각에 수신된 신호를 수용하여 안테나의 개수에 대응하여 마련된 디스크램블러를 통해 각 안테나에 수신된 신호의 상관값을 산출하여 리포트 테이블을 생성함으로써, 탐색장치의 자원을 채널 상황에 따라 적절히 사용할 수 있고 제한된 자원의 사용 효율을 높일 수 있 다.

또한, 4개의 안테나가 마련된 경우, 종래에는 4개 엔진으로 구성된 다중경로 탐색장치를 구성하였으나, 본 발명에서는 하나의 엔진에 디스크램블러만 4개로 구성함으로써, 보다 간단한 구조로 채널 상황을 수용할 수 있는 다중경로 탐색장치를 구성할 있다.

Claims (9)

1. 이동통신 시스템에서 기지국의 다중경로 탐색장치에 있어서,

   상기 기지국에 마련되는 복수의 안테나에 대응하여 마련되며, 상기 복수의 안테나에 수신된 신호를 소정 배수로 샘플링하는 복수의 데시메이터;

   상기 복수의 데시메이터에 대응하여 마련되며, 상기 복수의 데시메이터에서 출력되는 신호를 소정 배수의 탭(Tap) 단위로 지연시키는 복수의 레지스터;

   상기 복수의 레지스터에 대응하여 마련되며, 상기 복수의 레지스터에서 출력되는 지연 신호들이 각각 입력되고 입력되는 신호들 중 어느 하나의 신호를 선택하여 상관값을 각각 산출하는 복수의 디스크램블러; 및

   상기 복수의 디스크램블러에서 산출한 상관값들을 이용하여 리포트 정보를 생성하는 리포트 정보 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중경로 탐색장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 복수의 디스크램블러들 각각은,

   상기 복수의 레지스터들로부터 출력되는 지연 신호 중 탐색을 위한 신호를 선택하여 출력하는 레지스터 선택부;

   PN 코드(Pseudo Noise Code)를 발생시켜 출력하는 PN 코드 발생부; 및

   상기 레지스터 선택부에서 출력되는 지연 신호와 상기 PN 코드 발생부에서 출력되는 상기 PN 코드를 곱셈 연산하여 상기 지연 신호에 대한 상관값을 산출하여 출력하는 코렐레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중경로 탐색장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 리포트 정보 발생기는,

   상기 복수의 디스크램블러들 각각의 코렐레이터에서 출력되는 상관값들을 지연 신호 별로 누적하여 덧셈 연산하여 출력하는 제1덧셈기;

   상기 제1덧셈기에서 출력되는 값들을 제곱 연산하여 에너지를 산출하는 제곱기;

   상기 제곱기에서 산출한 에너지값들을 누적하여 덧셈 연산하는 제2덧셈기;

   상기 제2덧셈기에서 출력되는 값들을 크기 순서에 따라 정렬하는 정렬부; 및

   상기 정렬한 값들 중 큰 값 순으로 상위 소정 개수를 선택하여 지연 정보와 함께 리포트 테이블을 생성하는 리포트 정보 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중경로 탐색장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 리포트 정보 발생기는,

   상기 복수의 디스크램블러들 각각의 코렐레이터에서 출력되는 상관값들을 입 력되는 순서에 따라 순차적으로 상기 제1덧셈기로 출력하는 디멀티플렉서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중경로 탐색장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 리포트 정보 발생기는,

   상기 디멀티플렉서에서 출력되는 상관값들을 코히런트 누적하기 위해 상기 지연 신호 별로 저장하는 제1버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중경로 탐색장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 리포트 정보 발생기는,

   상기 제곱기에서 산출된 에너지값들을 비코히런트 누적을 위해 저장하는 제2버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중경로 탐색장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 리포트 정보 발생기에서 생성된 리포트 정보를 검출하여 검출한 정보를 기초로 수신 신호에 대한 탐색을 위한 선택 및 지연 여부를 결정하는 신호 처리부 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중경로 탐색장치.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 복수의 데시메이터는 상기 복수의 안테나에 수신된 신호를 1/2 칩 단위로 샘플링하는 것을 특징으로 하는 다중경로 탐색장치.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 복수의 레지스터는 상기 복수의 데시메이터에서 출력되는 신호에 대해 2N 탭 단위로 지연 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 다중경로 탐색장치.

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