KR20070024567A - 다중경로 탐색 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

수신된 신호에 하나 또는 그 이상의 다중경로 성분 피크들을 위치시키는 다중경로 검색을 업데이트하기 위한 방법으로서, 상기 방법은 최후의 피크에서 후방으로 확장하거나 최초의 피크에서 전방으로 확장하는 지연 확산 윈도우를 사용하여 검색을 반복하는 단계를 포함한다.

다중경로, 검색, 성분, 피크, 지연 확산 윈도우, 시간 오프셋

Description

다중경로 탐색 방법 및 장치{Multipath search method and apparatus}

본 발명은 다중경로 탐색을 위한 탐색 시간 윈도우를 업데이트하기 위한 방법들 및 장치에 관한 것이다.

이동 무선 통신 영역에서, 무선 신호가 많은 경로들을 통해 전송기와 수신기 사이에서 자주 전파될 것이라는 것은 널리 이해되고 있다. 다른 경로들을 통해 수신기에 도착하는 성분들은 공통적으로 다중경로 성분들(multipath components)이라 하며, 그들은 수신기에서 서로 간섭할 수 있으며, 따라서 수신기 성능의 열화를 야기한다.

다중경로 전파의 문제점을 해결하기 위한 여러 방법들이 존재한다. 이러한 기술들은 종종 다중경로 성분들 사이의 상대적인 시간 오프셋(offset)들에 대한 결정 또는, 달리 말해, 다른 경로들을 따라 전송되는 신호들에 대한 전파 시간상의 차이의 몇몇 측정에 의존한다. 다른 경로들을 통해 수신기에 도착하는 신호 성분들의 존재 및 그들 사이의 시간 오프셋들을 결정하는 과정을 다중경로 검색(multipath search)이라고 불린다. 일반적으로, 그러한 성분들의 수 및 그들 사이의 상대적인 지연(delay)들은, 그 성분들의 각각의 진폭과 위상이 변하므로, 시간이 경과함에 따라 변한다.

본 발명의 목적은 다중경로 탐색을 업데이트하기 위한 방법을 제공함에 있다.

하나의 양상에 따르며, 본 발명은 수신된 신호를 알려진 신호에 대해 두 신호들 사이의 다양한 시간 오프셋들에서 서로 상관시킴으로써 수신된 신호에 하나 또는 그 이상의 다중경로 성분 피크들(peaks)을 위치시키는 다중경로 검색을 업데이트하는 방법을 제공한다. 여기서 상기 또는 각 피크는 각각의 시간 오프셋에서 나타나며, 상기 방법은 수신된 신호에 대해 알려진 신호를 시간 오프셋들의 범위에 걸쳐 서로 상관시킴으로써 신호 내의 다중경로 성분 피크들에 대한 업데이팅 검색을 수행하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 범위는 업데이트될 검색에서 피크를 생성했던 최저 시간 오프셋에서부터 시간 오프셋을 증가시키는 방향으로 확장되는 제 1 방법 또는 업데이트될 검색에서 피크를 생성했던 최대 시간 오프셋에서 시간 오프셋을 감소시키는 방향으로 확장되는 제 2 방법 중 하나의 방법으로 확장된다.

또한, 본 발명은 수신된 신호를 알려진 신호에 대해 두 신호들 사이의 다양한 시간 오프셋들에서 서로 상관시킴으로써 수신된 신호에 하나 또는 그 이상의 다중경로 성분 피크들을 위치시키는 다중경로 검색을 업데이트하기 위한 장치로 구성된다. 여기서, 상기 또는 각 피크는 각각의 시간 오프셋에서 나타나며, 상기 장치는 수신된 신호에 대해 알려진 신호를 시간 오프셋들의 범위에 걸쳐 서로 상관시킴으로써 신호 내의 다중경로 성분 피크들에 대한 업데이팅 검색을 수행하는 처리수단을 포함하며, 여기서 상기 범위는 업데이트될 검색에서 피크를 생성했던 최저 시간 오프셋에서부터 시간 오프셋을 증가시키는 방향으로 확장되는 제 1 방법 또는 업데이트될 검색에서 피크를 생성했던 최대 시간 오프셋에서부터 타입 오프셋을 감소시키는 방향으로 확장되는 제 2 방법 중 하나의 방법으로 확장된다.

다른 양상에 따르면, 본 발명은 수신된 신호에 하나 또는 그 이상의 다중경로 성분 피크들을 위치시키는 다중경로 검색을 업데이트하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 최후의 피크(latest peak)에서 후방으로 확장하거나 최초의 피크(earliest peak)에서 전방으로 확장하는 지연 확산 윈도우(delay spread window)를 사용함으로써 검색을 반복하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명은 수신된 신호에 하나 또는 이상의 다중경로 성분 피크들을 위치시키는 다중경로 검색을 업데이트하는 장치로 구성된다. 상기 장치는 최후의 피크에서 후방으로 확장하거나 최초의 피크에서 전방으로 확장하는 지연 확산 윈도우를 사용함으로써 검색을 반복하는 처리수단을 포함한다.

바람직한 실시예에서, 그러한 여러 업데이팅 검색들이 연속적으로 수행된다. 바람직하게는, 연속적으로 순서적인 검색들은 반대되는 양식으로 수행된다. 다시 말하면, 연속적인 업데이팅 검색들의 어느 쌍에서, 하나는 최후의 알려진 다중경로 성분 피크에서 후방으로 확장하는 방법으로 실시되고, 다른 하나는 최초의 알려진 다중경로 성분 피크에서 전방으로 수행된다. 검색의 정도는 지연 확산에 의해 연속적인 검색 검색마다 변할 수 있다.

바람직하게, 본 발명은 무선 통신 네트워크의 참가자들, 예를 들면, 이동전화기에 사용된다. 또한, 본 발명은 적절한 데이터 처리장치에 의한 실행을 위한 소프트웨어로서 또는 하드웨어 및 소프트웨어 양자의 조합으로써 수행될 수 있다.

단지 예로서, 본 발명의 실시예는 도시된 도면을 참조하여 설명될 것이다.

도 1은 이동전화기의 블럭도이다.

도 2는 도 1의 이동전화기에서 실시되는 다중경로 검색의 결과를 나타내는 도이다.

도 3은 도 1의 이동전화기에서 실시되는 다중경로 검색의 결과를 나타내는 도이다.

도 4는 도 1의 이동전화기에서 실시되는 다중경로 검색의 결과를 나타내는 도이다.

도 5는 도 1의 이동전화기에서 실시되는 다중경로 검색의 결과를 나타내는 도이다.

도 6은 도 1의 이동전화기에서 실시되는 다중경로 검색의 결과를 나타내는 도이다.

도 7은 도 1의 이동전화기에서 실시되는 다중경로 검색의 결과를 나타내는 도이다.

도 1은 UMTS 네트워크를 위한 이동 전화기(10)의 몇몇 기본적인 구성요소들을 도시한다. 도 1은 본 발명을 설명하기에 가장 유용한 전화기(10)의 구성요소들만을 도시한다. 이동 전화기의 구조는 실질적으로 훨씬 더 복잡할 것이라는 것은 당업자들에게 명백할 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전화기(10)는 안테나(12), RF부(14), 레이크 수신기(rake receiver;16), 비트율 처리기(bit rate processor(BRP);18), 및 다중경로 검색기(multipath searcher(MPS);20)를 포함한다.

전화기(10)는 안테나(12)를 통해 신호들을 수신한다. 수신된 신호들은 베이스밴드 신호(baseband signal)를 생성하기 위해 RF부(14)에 의해 하향변환된다(downconverted). 그 후, 베이스밴드 신호는 레이크 수신기(16) 및 다중경로 검색기(20) 양자로 전송된다. 다중경로 검색기(20)는 베이스밴드 신호내의 최강(strongest) 그룹의 다중경로 성분들을 식별하고, 레이크 수신기(16)의 핑거(finger)를 그 성분들 각각에 할당한다. 레이크 수신기(16)는 할당된 다중경로 성분들을 병렬로 복조하고, 그 결과를 시간 배열 방식(time-aligned manner)으로 결합한다. 그 후, 레이크 수신기(16)에 의해 제공되는 복조된 신호는 후속 처리되기 위해 비트율 처리기(18)로 공급된다. 음성 콜(voice call)의 예에서, 비트율 처리기(18)에 의해 실행되는 후속 처리는 수신된 신호에서 언어 정보(speech information)를 추출하고 소리 변화기를 통해 사용자에게 제공하기 위한 아날로그 신호로의 최종 변환을 포함한다. RF부(14), 레이크 수신기(16) 또는 비트율 처리기(18)가 기능하는 방식은 당업자에게 쉽게 이해될 수 있기 때문에, 이러한 유닛들의 동작에 대한 더 자세한 설명은 제공되지 않는다. 그러나, 다중경로 검색기(20)의 동작은 아래에서 더 상세하게 설명될 것이다.

기지국과 상호 작용하는 과정 중, 전화기(10)는 전화기(10)가 참여하는 UMTS 네트워크의 공통 파일럿 채널(common pilot channel(CPICH))로 기지국에서 외부로 송신되는 신호를 모니터할 것이다. 기지국에서 CPICH로 전송되는 신호는 스크램블링 코드(scrambling code)를 사용하여 인코딩되며, 그 스크램블링 코드는 전화기(10)에 알려져 있거나 또는 전화기(10)에 의해 추론된다. 다중경로 검색기(20)는 기지국으로부터 도착한 다중경로 성분들을 식별하기 위해 기지국으로부터 CPICH로 획득된 신호에 대한 측정을 수행한다.

다중경로 검색기(20)는 기지국으로부터 전화기(10)에 의해 획득된 CPICH 신호에 대한 한 세트의 상관도(correlation) 계산을 수행한다. 상관도 계산들 각각은 상관값을 생성하기 위해 기지국으로부터의 CPICH 신호와 스크렘블링 코드의 상관도에 관한 것이다. 상관도 계산들 각각은 스크렘블링 코드와 기지국으로부터의 CPICH 신호 사이의 다른 시간 오프셋을 사용한다. 상관값들을 그들의 시간 오프셋 값들에 대하여 구성한다면, 결과 곡선은 다수의 피크들을 보여줄 것이며, 하나의 피크는 기지국에서 CPICH로 송신된 신호의 다중경로 성분들 각각에 대한 것이다(실제로, 최강 다중경로 성분들만이 노이즈 플로어(noise floor)에 대해 식별가능할 것이다). 피크들의 최고점들은 나타나는 다중경로 성분들의 상대적인 전력 수준들을 나타내며, 피크들 사이의 공간은 여러 다중경로 성분들 사이의 상대적인 지연들을 나타낸다. 이러한 이유로, 그러한 구성을 전력 대 지연 프로파일로 언급하는 것이 보통이다.

기지국으로부터 CPICH 전송을 먼저 검출하면, 다중경로 검색기(20)는 최강의 다중경로 성분 피크가 식별될 수 있는 전력 대 지연 프로파일을 제공하기에 충분한 한 세트의 조악한(coarse) 상관도 계산을 수행한다. 그러한 구성은 도 2에 도시된다. 다중경로 검색기(20)는 이러한 조악한 평가를 간격을 두고 반복할 것이다. 대안적으로, 조악한 경로 위치가 다른 수단, 예를 들면, 동기화 코드들(synchronisation codes)에 대한 상관도를 통해 얻어질 수 있다(예를 들면, UMTS에 대해서는 P-SCH, S-SCH가 있다). 그러나, 전화기(10)가, 예를 들면, 헨드 오버의 결과로서 기지국을 왕성하게 사용하기 시작하면, 다중경로 검색기(20)는 전력 대 지연 프로파일의 더 상세한 버전을 생성하기 위해 더 정교한 세트의 상관도 계산을 수행한다.

UMTS 표준화는 다중경로 성분들이 왕성하게 사용되고 있는 기지국의 전력 대 지연 프로파일의 지연 확산 또는 적어도 20㎲ 윈도우를 걸쳐 모니터되어야 한다고 현재 진술하고 있다. 그러므로, 다중경로 검색기(20)는 조악한 검색의 마지막 반복에서 발견된 최강의 피크의 위치를 지연축 상에서 영점(zero point)으로 지정하고, 도 2의 지연축 아래에 화살표로 표시한 바와 같이, 지연축 상에서 0㎲ 내지 20㎲의 간격에 걸쳐 상세한 전력 대 지연 프로파일을 구축하는데 필요한 상관도 계산을 수행한다.

본 예에서, 상세한 검색은 도 3에 도시된 바와 같이 지연축 상의 +9㎲ 및 +17㎲의 지연에서 추가적 다중경로 성분들을 찾는다. 다중경로 검색기(20)는 전화기(10)의 주변의 다중경로 환경이 시간에 따라 변화할 것이라는 가정하에, 상세한 20㎲ 검색을 주기적으로 반복할 것이 요구된다. 그러나, 상세한 검색의 다음 반복에서, 20㎲ 윈도우가 이전 검색에 위치하는 최후의 피크에 링크되며, 이 경우에, 피크는 +17㎲이며, 도 4에 지연축 아래의 화살표로 표시한 바와 같이 지연을 감소시키는 방향으로 확장된다. 따라서, 검색은 지연축 상의 +17㎲ 내지 -3㎲의 간격에 걸쳐 실행된다. 본 예에서, 새로운 검색은 0, +9, +17㎲에서 피크들을 다시 한번 찾아내지만, 또한, 도 5에서 도시한 바와 같이 추가적인 피크를 -2㎲에 위치시킨다.

상세한 검색의 다음 반복을 수행할 때가 되면, 20㎲ 윈도우는 지연축상의 최초 피크에 링크되며, 도 6의 지연축 아래에 화살표로 도시된 바와 같이 지연을 증가시키는 방향으로 전방으로 확장된다. 본 예에서, 검색의 새로운 반복은 -2, 0 및 +17㎲에서 피크들을 찾아내지만, +9㎲에서의 피크는 더 이상 존재하지 않는다.

전화기(10)가 해당 기지국을 계속해서 왕성하게 사용하는 한 상세한 20㎲ 검색은 주기적으로 반복된다. 검색의 연속적인 반복들은 반대 양식으로, 즉, 지연을 증가시키거나 또는 지연을 감소시키는 방향으로, 계속해서 확장된다. 지연을 감소시키는 방향으로 확장되는 각 반복은 검색의 이전 반복에 의해 찾아진 최후의 피크에서 시작하며, 지연을 증가시키는 방향으로 확장되는 각 반복은 검색의 이전 반복에서 찾아진 최초의 피크에서 시작한다. 따라서, 전력 대 지연 프로파일의 20㎲ 범위는 수행될 필요가 있는 상관도 계산의 수에 의해 전화기의 데이터 처리 자원들에 상대적으로 가벼운 부담을 주는 방식으로 모니터된다. 다중경로 검색기(20)는, 업데이트될 검색이 단지 하나의 다중경로 피크를 포함하고 있는 경우에, 20㎲까지 떨어진 경로들이 검색의 한 번의 반복에서 40㎲ 시간 윈도우를 통해 검색을 하지 않고도 위치될 수 있다는 점에서 측정 이득을 제공한다.

Claims (20)

1. 수신된 신호를 알려진 신호에 대해 두 신호들 사이의 다양한 시간 오프셋들에서 서로 상관시킴으로써 수신된 신호에 하나 또는 그 이상의 다중경로 성분 피크들(peaks)을 위치시키는 다중경로 검색을 업데이트하는 방법으로서,

   상기 또는 각 피크는 각각의 시간 오프셋에서 나타나며, 상기 방법은 수신된 신호에 대해 알려진 신호를 시간 오프셋들의 범위에 걸쳐 서로 상관시킴으로써 신호 내의 다중경로 성분 피크들에 대한 업데이팅 검색을 수행하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 범위는 업데이트될 검색에서 피크를 생성했던 최저 시간 오프셋에서부터 시간 오프셋을 증가시키는 방향으로 확장되는 제 1 방법 또는 업데이트될 검색에서 피크를 생성했던 최대 시간 오프셋에서 시간 오프셋을 감소시키는 방향으로 확장되는 제 2 방법 중 하나의 방법으로 확장되는, 다중경로를 업데이트하기 위한 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 방법은 알려진 신호에 대해 수신된 신호를 시간 오프셋들의 범위에 걸쳐 서로 상관시킴으로써 신호에서 다중경로 성분 피크들에 대한 적어도 하나 이상의 업데이팅 검색을 수행하는 단계를 더 포함하며, 여기서 상기 범위는 상기 제 1 방법 또는 제 2 방법 중 어느 하나의 방법으로 확장되며, 적어도 한 쌍의 연속적인 검색들은 상기 제 1 및 제 2 방법 중 서로 다른 방법들로 확장되는, 다중경로를 업 데이트하기 위한 방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 범위는 연속적인 업데이팅 검색들 사이에서 정도에 있어 변경될 수 있는, 다중경로를 업데이트하기 위한 방법.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   업데이팅을 위해 제시된 오리지날 검색은 단지 최강의 다중경로 성분 피크를 위치시키는 조악한 검색인, 다중경로를 업데이트하기 위한 방법.
5. 수신된 신호에 하나 또는 그 이상의 다중경로 성분 피크들을 위치시키는 다중경로 검색을 업데이트하기 위한 방법으로서,

   상기 방법은 최후의 피크에서 후방으로 확장하거나 최초의 피크에서 전방으로 확장하는 지연 확산 윈도우를 사용하여 상기 검색을 반복하는 단계를 포함하는, 다중경로 검색을 업데이트하기 위한 방법.
6. 제 5항에 있어서,

   최후의 피크에서 후방으로 확장하거나 최초의 피크에서 전방으로 확장하는 지연 확산 윈도우를 사용하여 적어도 한 번 더 상기 검색을 반복하는 단계를 더 포함하며, 여기서 적어도 한 쌍의 연속적인 검색은 서로 반대 방향으로 확장하는 지 연 확산 윈도우들을 사용하는, 다중경로 검색을 업데이트하기 위한 방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 지연 확산 윈도우는 검색의 연속적인 반복들 사이에서 정도에 있어 변경될 수 있는, 다중경로 검색을 업데이트하기 위한 방법.
8. 제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

   업데이팅을 위해 제시된 오리지날 검색은 단지 최강의 다중경로 성분 피크를 위치시키는 조악한 검색인, 다중경로 검색을 업데이트하기 위한 방법.
9. 수신된 신호를 알려진 신호에 대해 두 신호들 사이의 다양한 시간 오프셋들에서 서로 상관시킴으로써 수신된 신호에 하나 또는 그 이상의 다중경로 성분 피크들(peaks)을 위치시키는 다중경로 검색을 업데이트하는 장치로서,

   상기 또는 각 피크는 각각의 시간 오프셋에서 나타나며, 상기 장치는 수신된 신호에 대해 알려진 신호를 시간 오프셋들의 범위에 걸쳐 서로 상관시킴으로써 신호 내의 다중경로 성분 피크들에 대한 업데이팅 검색을 수행하기 위한 처리수단을 포함하며, 여기서 상기 범위는 업데이트될 검색에서 피크를 생성했던 최저 시간 오프셋에서부터 시간 오프셋을 증가시키는 방향으로 확장되는 제 1 방법 또는 업데이트될 검색에서 피크를 생성했던 최대 시간 오프셋에서 시간 오프셋을 감소시키는 방향으로 확장되는 제 2 방법 중 하나의 방법으로 확장되는, 다중경로를 업데이트 하기 위한 장치.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 처리수단은 수신된 신호에 대해 알려진 신호를 시간 오프셋들의 범위에 걸쳐 서로 상관시킴으로써 신호에서 다중경로 성분 피크들에 대한 적어도 하나 이상의 업데이팅 검색을 수행하도록 구성되며, 여기서 상기 범위는 상기 제 1 방법 또는 제 2 방법 중 어느 하나의 방법으로 확장되며, 적어도 한 쌍의 연속적인 업데이팅 검색들은 상기 제 1 및 제 2 방법 중 서로 다른 방법들로 확장되는, 다중경로를 업데이트하기 위한 장치.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 범위는 연속적인 업데이팅 검색들 사이에서 정도에 있어 변경될 수 있는, 다중경로를 업데이트하기 위한 장치.
12. 제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,

    업데이팅을 위해 제시된 오리지날 검색은 단지 최강의 다중경로 성분 피크를 위치시키는 조악한 검색인, 다중경로를 업데이트하기 위한 장치.
13. 수신된 신호에 하나 또는 그 이상의 다중경로 성분 피크들을 위치시키는 다중경로 검색을 업데이트하기 위한 장치로서,

    상기 장치는 최후의 피크에서 후방으로 확장하거나 최초의 피크에서 전방으로 확장하는 지연 확산 윈도우를 사용하여 검색을 반복하기 위한 처리수단을 포함하는, 다중경로 검색을 업데이트하기 위한 장치.
14. 제 13항에 있어서,

    상기 처리수단은 검색을 적어도 한 번 더 반복하도록 구성되며, 지연 확산 윈도우는 적어도 한 쌍의 검색의 연속적인 반복들에서 반대 방향으로 확장하는, 다중경로 검색을 업데이트하기 위한 장치.
15. 제 14항에 있어서,

    상기 범위는 검색의 연속적인 반복들 사이에서 정도에 있어 변경될 수 있는, 다중경로 검색을 업데이트하기 위한 장치.
16. 제 13항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 처리수단에 의한 업데이팅에 위해 제시된 오리지날 검색은 단지 최강의 다중경로 성분 피크를 위치시키는 조악한 검색인, 다중경로 검색을 업데이트하기 위한 장치.
17. 제 9항 내지 제 16항 중 어느 한 항의 장치를 포함하는 무선 이동통신 장치.
18. 데이터 처리 장치로 하여금 제 1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법을 실행하도록 하는 프로그램.
19. 다중경로 검색을 업데이트하기 위한 장치로서, 상기 장치는 실질적으로 첨부된 도면을 참조하여 앞에서 설명한 바와 같은 장치.
20. 다중경로 검색을 업데이트하기 위한 방법으로서, 상기 방법은 실질적으로 첨부된 도면을 참조하여 앞에서 설명한 바와 같은 방법.

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