KR20070039155A - 빠른 셀 검색 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

기지국을 식별하기 위한 방법 및 장치는 본 명세서에 제공된다. 특히, GCL-기반 시퀀스를 포함하는 수신된 참조 시퀀스는 GCL-기반 시퀀스의 인덱스를 결정하기 위해 분석된다. GCL-기반 시퀀스의 인덱스는 기지국 식별부에 맵핑된다.

셀 검색, 이동 통신 시스템, 서비스 셀, 기지국 식별

Description

빠른 셀 검색 방법 및 장치{Method and apparatus for fast cell search}

본 발명은 일반적으로 빠른 셀 검색, 특히 이동 통신 시스템에서 초기 또는 주기적 액세스, 또는 동안 서비스 셀 또는 섹터의 빠른 식별을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

이동 셀룰러 네트워크에서, 지리적 구역 영역은 각각 기지국(BS)에 의해 메모리 셀들로 분할된다. 각각의 셀은 추가로 다수의 섹터로 분할된다. 이동국(MS)에 전력이 인가될 때, BS에 등록하기 위한 검색이 필요하다. 또한, 현재 접대중인 셀로부터의 신호가 약하게 되는 것을 MS가 발견할 때, 다른 셀/섹터로 준비하여야 한다. 이런 이유로, MS는 현재 접대중인 셀에 의해 제공된 후보 리스트에서 통신하기 위한 우수한 BS에 대한 검색을 요구받는다. 초기 등록 또는 수행하기 위해 BS를 빠르게 식별하는 능력은 처리 복잡성을 감소시키고 전력 소모를 낮추기 위해 중요하다.

셀 검색 기능은 주기적으로 전송된 셀 지정 참조 신호(또는 서문)에 기초하여 수행된다. 간단한 방법은 각각의 참조 신호 검출을 시도함으로써 소모적으로 검색을 수행하고 가장 우수한 BS를 결정한다. 셀들 또는 섹터들에 대한 참조 결과들을 결정할 때 두 개의 중요한 기준이 있다. 첫째, 참조 결과들은 우수한 채널 평가 가 서비스 영역 내 모든 사용자들에 대해 이루어지고, 이것은 종종 원하는 셀의 참조물을 사용하여 상관 처리를 통해 얻어진다. 게다가, 이동국이 다른 섹터들 또는 셀들로부터 전송된 신호들을 수신하기 때문에, 참조 신호들 사이의 우수한 상호 관계는 원하는 셀에 채널 평가 간섭 효과를 최소화하기 위해 중요하다.

자동 상관과 같이, 두 개의 시퀀스들 사이의 상호 상관은 다른 관련 시프트들에 해당하는 시퀀스 자체이다. 정확하게, 시프트 d에서 상호 상관은 하나의 시퀀스와, 제 1 시퀀스와 관련하여 d 엔트리들만큼 접합되고 시프트된 다른 시퀀스 사이의 엘리먼트형 곱셈 후 모든 엔트리들상에서 합산 결과로서 정의된다. "우수한" 상호 상관은 원하는 참조 시퀀스와 상관 후, 간섭이 똑같이 분배되고 원하는 채널이 보다 신뢰적으로 평가될 수 있도록, 모든 시프트들에서 상호 상관 값들이 가능하단 것을 의미한다. 모두 동일할 때 도달하는 모든 시프트들에서 최대 상호 상관 값들의 최소화는 "최적" 상호 상관이라 한다. 그러므로, 우수한 상호 상관 및 우수한 자동 상관을 가진 참조 시퀀스를 사용하는 빠른 셀 검색 기술에 대한 방법 및 장치가 요구된다.

도 1은 통신 시스템의 블록도.

도 2는 도 1의 통신 시스템의 참조 신호 전송을 도시하는 도면.

도 3은 도 1의 통신 시스템에 대한 참조 시퀀스 할당을 도시하는 흐름도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 셀 지정 참조물들을 빠르게 식별하는 과정 을 도시하는 흐름도.

도 5는 다중 시퀀스 인덱스들의 식별을 도시하는 흐름도.

도 6은 다중 시퀀스 인덱스들의 수신 및 신뢰성을 개선하기 위한 소거를 사용하는 흐름도.

도 7은 특정 전송기에 위상 램프 특성을 맵핑하기에 필요한 스텝들을 도시하는 흐름도.

도 8은 본 발명에 따른 원격 유닛의 흐름도.

상기된 요구를 처리하기 위해, 처프(chirp) 참조 신호 전송을 기반으로 빠른 셀 검색을 위한 방법 및 장치는 여기에 개시된다. 특히 참조 시퀀스들은 최적의 주기적 상호 상관 특성을 가진 GCL 시퀀스들의 개별 "클래스들"로부터 구성된다. 개시된 빠른 셀 검색 방법은 간단한 처리를 가진 "클래스 인덱스들"을 검출한다. 특정 셀들/셀 ID들에 특정 클래스 인덱스들의 시퀀스들을 유일하게 맵핑하는 시스템 전개에서, 시퀀스 인덱스의 식별은 셀 ID의 식별부를 제공할 것이다.

본 발명은 통신 시스템내 참조 시퀀스를 검출 또는 식별하기 위한 방법을 포함하고, 다른 셀들 또는 섹터들에 할당된 참조 시퀀스들은 GCL 시퀀스로부터 구성된다. 상기 방법의 일실시예는 미지의 시퀀스 인덱스를 가진 BS에 의해 전송된 참조 시퀀스를 수신하는 단계를 포함한다. 참조 시퀀스는 전송된 참조 시퀀스의 위상 램프(위상들의 증가) 정보가 수신된 신호로부터 추출될 수 있도록 전송된다. 추출된 위상 램프의 특성들은 셀을 유일하게 식별하는 시퀀스 인덱스를 결정하기 위해 분석될 것이다.

본 발명은 빠른 셀 식별을 위한 방법을 부가적으로 포함한다. 상기 방법은 서브캐리어들상 데이터를 얻기 위해 수신된 시간 영역 신호의 급속 푸리에 변환(FFT)을 취하는 단계, 참조 시퀀스가 전송되는 참조 서브캐리어들의 쌍들상 데이터로부터 계산된 다수의 엔트리들을 가진 벡터들을 얻는 단계, 상기 벡터의 인버스 FFT(IFFT)를 수행하는 단계, 및 클래스 인덱스들이 검출된 피크들의 위치들로부터 미리 결정된 방식/맵핑으로 유도될 수 있는 하나 이상의 피크들의 위치를 식별하는 단계를 포함한다.

당업자는 FFT 처리와 다른 기술들이 본 발명을 수행하기 위해 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 그러나, FFT 기반 처리는 통상적으로 직접적인 계산을 사용하는 방법들보다 통상적으로 효과적이다.

비록 이웃하는 셀들 또는 섹터들에 할당된 참조 시퀀스들이 바람직하게 개별 시퀀스들이지만, 상기 참조 시퀀스들은 OFDM 서브캐리어들의 다른 세트들에 맵핑 공통 시퀀스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 GCL-기반 시퀀스는 제 1 셀/섹터의 인덱스들(3n), 제 2 섹터/셀의 (3n+1), 및 제 3 섹터/셀의 (3n+3)을 가진 서브캐리어들에 맵핑될 수 있다. 그 다음 시퀀스 식별 처리는 다른 세트의 서브캐리어들에 대한 시퀀스 인덱스들을 식별하기 위해 서브캐리어들의 각각의 다른 세트에서 수행될 수 있다. 이런 시나리오에서, 통신을 위한 가장 우수한 셀/섹터(예를 들어, 초기 액세스, 계속적인 액세스, 핸드오프, 등등)는 다른 서브캐리어 세트들에 대한 시퀀스 인덱스들을 식별하고, 가장 높은 신호 품질(예를 들어, 시퀀스 인 덱스 결정 처리시 가장 큰 피크를 가짐)을 가진 서브캐리어 세트(시퀀스 인덱스와 함께)를 선택하는 것에 기초할 수 있다.

도면들을 지금 참조하면, 유사한 번호들은 유사한 구성요소들을 나타내고, 도 1은 참조 전송들을 사용하는 통신 시스템(100)의 블록도이다. 통신 시스템은 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 프로토콜을 사용한다; 그러나 다른 실시예들에서 통신 시스템(100)은 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 시스템 프로토콜, 주파수 분할 다중 액세스(FDMA) 시스템 프로토콜, 공간 분할 다중 액세스(SDMA) 시스템 프로토콜 도는 시분할 다중 액세스(TDMA) 시스템 프로토콜, 또는 다양한 결합 같은 다른 디지털 셀룰러 통신 시스템 프로토콜들을 사용할 수 있다.

도시된 바와 같이, 통신 시스템(100)은 베이스 유닛(101 및 102), 및 원격 유닛(103)을 포함한다. 베이스 유닛 또는 원격 유닛은 일반적으로 통신 유닛이라 불릴 수 있다. 원격 유닛들은 이동 유닛들이라 한다. 베이스 유닛은 섹터내 다수의 원격 유닛들을 사용하는 전송 및 수신 유닛을 포함할 수 있다. 종래에 알려진 바와 같이, 통신 네트워크에 의해 사용되는 전체 물리적 영역은 셀들로 분할될 수 있고, 각각의 셀은 하나 이상의 섹터들을 포함할 수 있다. 다중 안테나들이 다양한 진보된 통신 모드들(예를 들어, 적응성 빔형성, 전송 다이버서티, 전송 SDMA, 및 다중 스트림 전송, 등)을 제공하기 위해 각각의 섹터를 사용하기 위해 사용될 때, 다중 베이스 유닛들은 전개될 수 있다. 섹터내의 이들 베이스 유닛들은 고집적될 수 있고 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성요소들을 공유할 수 있다. 예를 들어, 셀을 사용하기 위해 함께 배치된 모든 베이스 유닛들은 종래에 기지국으로서 알려진 것 을 구성할 수 있다. 베이스 유닛들(101 및 102)은 동일한 리소스들(시간, 주파수, 또는 양쪽 모두)의 적어도 일부에서 원격 유닛들을 서빙하기 위해 다운링크 통신 신호들(104 및 105)을 전송한다. 원격 유닛(103)은 업링크 통신 신호(106)를 통하여 하나 이상의 베이스 유닛들(101 및 102)과 통신한다. 전송중인 통신 유닛은 소스 통신 유닛이라 한다. 수신중인 통신 유닛은 목적지 또는 타겟 통신 유닛이라 한다.

단지 두 개의 베이스 유닛들 및 단일 원격 유닛이 도 1에 도시되지만, 당업자는 통상적인 통신 시스템이 많은 원격 유닛들과 동시 통신시 많은 베이스 유닛들을 포함한다는 것을 인식할 것이다. 본 발명이 간략화를 위해 다중 베이스 유닛들로부터 다중 원격 유닛들로 다운링크 전송하는 경우에 대해 일차적으로 기술되지만, 본 발명이 다중 원격 유닛들로부터 다중 베이스 유닛들로 업링크 전송들에 응용할 수 있다는 것이 주의된다. 통신 시스템(100)내의 네트워크 엘리먼트들이 여기에 나타난 기능을 수행하기 위해 임의의 적당한 방식으로 기능하는 처리기들, 메모리들, 명령 세트들 및 등등을 갖는 알려진 방식으로 구성된다는 것이 고려된다.

상기된 바와 같이, 참조 도움 변형은 일반적으로 채널 평가 및 셀 식별 같은 많은 기능들을 돕기 위해 사용된다. 이런 생각에서, 베이스 유닛(101 및 102)은 다운링크 전송들의 일부로서 알려진 타임 간격들에서 참조 시퀀스들을 전송한다. 다른 셀들이 사용할 수 있는 시퀀스들의 세트를 아는 원격 유닛(103) 및 타임 간격은 셀 검색 및 채널 평가시 정보를 사용한다. 상기 참조 전송 방법은 도 2에 도시된다. 도시된 바와 같이, 베이스 유닛들(101 및 102)로부터 다운링크 전송들(200)은 통상적으로 나머지 전송(202) 다음 참조 시퀀스(210)를 포함한다. 동일하거나 다른 시퀀스는 나머지 전송(202) 동안 하나 또는 다중 시간들을 나타낼 수 있다. 따라서, 통신 시스템(100)내의 각각의 베이스 유닛은 데이터를 전송하는 데이터 채널 회로(108)와 함께 하나 이상의 참조 시퀀스들을 전송하는 참조 채널 회로(107)를 포함한다.

비록 도 2가 전송 시작시 존재하는 참조 시퀀스(201)를 도시하지만, 본 발명의 다양한 실시예들에서, 참조 채널 회로가 다운링크 전송(200)내 어느 곳에든 참조 시퀀스(201)를 포함할 수 있고, 부가적으로 독립된 채널상에서 전송될 수 있다는 것이 주의된다. 나머지 전송(202)은 통상적으로 수신기가 복조/디코딩(소위 제어 정보) 전에 사용자에게 타겟화된 실제 정보(사용자 데이터)를 알 필요가 있는 정보를 전송하는 것 같은 전송들을 포함하지만, 이것으로 제한되지 않는다.

상기된 바와 같이, 임의의 참조 시퀀스가 최적의 상호 상관을 가지는 것은 중요하다. 이런 생각에서, 통신 시스템(100)은 최적 주기적 상호 상관을 가진 처프 시퀀스들의 개별 "클래스"들로부터 구성된 참조 시퀀스들을 사용한다. 상기 참조 시퀀스들의 구성은 하기된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 빠른 셀 검색을 위한 방법은 상기 참조 시퀀스들에 기초한다.

통신 시스템내에서 사용하기 위한 한 세트의 참조 시퀀스들 구성

일 실시예에서, 시간 영역 참조 신호는 N 포인트 FFT에 기초하는 직교 주파 수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 심볼이다. 한세트의 길이 N_P 시퀀스들은 주파수 영역 참조 시퀀스(즉, 시퀀스의 엔트리들은 주파수 영역에서 한세트의 N_P(N_P<=N) 참조 서브캐리어들에 할당될 것임)로서 통신 시스템(100)의 베이스 유닛들에 할당된다. 이들 참조 서브캐리어들의 간격은 바람직하게 동일하다(예를 들어, 서브캐리어(들)에서 0,1,2). 시간 영역에서 전송된 최종 참조 시퀀스들은 주기적으로 확장되고 주기적 확장은 채널(L_D)의 예상된 최대 지연 스프레드보다 길다. 이 경우, 전송된 최종 시퀀스는 N 및 주기적 확장 길이(L_CP)의 합과 동일한 길이를 가진다. 주기적 확장은 접두사, 접미사, 또는 접두사 및 접미사의 결합을 포함할 수 있다. 주기적 확장은 OFDM 통신 시스템의 고유 부분이다. 삽입된 주기적 접두사는 0 내지 L_CP 범위의 임의의 시프트에서 주기적 상관으로서 본래의 자동 또는 교차 상관 모습을 형성한다. 만약 주기적 접두사가 삽입되지 않으면, 본래 상관은 만약 시프트가 참조 시퀀스 길이보다 작으면 대략적으로 주기적 상관과 동일하다.

주파수 영역 참조 시퀀스들의 구성은 적어도 두 개의 인자들, 즉, 네트워크(K) 및 원하는 참조 길이(N_P(에 필요한 원하는 수의 참조 시퀀스들에 따른다. 실제로, 최적의 주기적 상호 상관을 가진 이용 가능한 다수의 참조 시퀀스들은 P-1이고 여기서 P는 "1"을 포함하는 2 또는 그 이상의 소수의 적에 N_P를 인수분해한 후 "1"과 다른 N_P의 가장 작은 소인수이다. 예를 들어, N_P가 소인수일 때, P일 수 있는 최대 값은 N_{P -1}일 수 있다. 그러나 N_P가 소인수가 아닐 때, 참조 시퀀스들의 수는 원하는 수(K) 보다 작을 것이다. 시퀀스들의 최대 수를 얻기 위해, 참조 시퀀스는 길이 N_G가 소인수인 시퀀스에서 시작하고 그 다음 변형들을 수행함으로써 구성될 것이다. 바람직한 실시예에서, 다음 두 개의 변형들 중 하나는 하기와 같이 사용된다:

1. N_P 보다 큰 가장 작은 소인수일 N_G를 선택하고 시퀀스 세트를 생성한다. N_P로의 세트에서 시퀀스들을 끊는다(truncate).

2. N_P 보다 작은 가장 큰 소인수일 N_G를 선택하고 시퀀스 세트를 생성한다. 원하는 길이 N_P에 도달하도록 끝에서 첨부하기 위해 세트의 각각의 시퀀스의 시작 엘리먼트들을 반복한다.

소인수일 N_G를 요구하는 상기 설계는 이상적인 자동 상관 및 최적 상호 상관을 가진 한 세트의 N_G-1 시퀀스들을 가질 것이다. 그러나, 만약 보다 작은 수의 시퀀스들이 요구되면, N_G는 "1"을 제외하고 N_G의 가장 작은 소인수가 K 보다 큰 한 소인수일 필요가 없다.

끊음 또는 삽입 같은 변형이 사용될 때, 상호 상관은 정확하게 최적이 아니다. 그러나, 자동 및 상호 상관 특성들은 허용 가능할 것이다. 게다가 끊음/확장 시퀀스들로의 변형들은 단일 변형을 적용하는 것과 같이 적용될 수 있다.

시퀀스 끊음 및 주기적 확장이 상기되지만, 본 발명의 다른 실시예들에서 원 하는 길이의 최종 시퀀스들을 얻기 위해 GCL 시퀀스들을 변형하는 다른 방식들이 존재한다는 것이 주의되어야 한다. 상기 변형들은 끊음 등에 의해 짧게 하는 것을 포함하지만, 임의의 심볼들로 확장하는 것으로 제한되지 않는다. 다시, 확장/끊은 시퀀스들로의 다른 변형들은 단일 변형이 적용하는 것과 같이 적용될 수 있다.

상기된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 일반화된 처프형(GCL) 시퀀스들은 참조 시퀀스들을 구성하기 위해 사용된다. GCL 시퀀스들의 다수의 "클래스"가 있고 만약 클래스들이 주의 깊게 선택되면(하기 GCL 특성 참조); 선택된 클래스들을 가진 시퀀스들은 최적 상호 상관 및 이상적인 자동 상관을 가질 것이다. 길이(N_G)의 클래스-μ GCL 시퀀스(S)는 하기와 같이 정의된다.

(1)

여기서, b는 유닛 크기의 임의의 복합 스칼라일 수 있다.

(2)

u=1,...N_G-1은 GCL 시퀀스의 "클래스"로 알려지고,

k=0,1,...N_G-1은 시퀀스의 엔트리들의 인덱스들이고,

q=임의의 정수.

GCL 시퀀스의 각각의 클래스는 특정 q 및 b의 선택에 따라 시퀀스들의 무한 수를 가질 수 있지만, 각 클래스의 단지 하나의 시퀀스는 하나의 참조 시퀀스를 구성하기 위해 사용된다. 각각의 클래스 인덱스 "u"가 시퀀스의 엘리먼트들 상에서 다른 위상 램프 특성(즉, "k" 값들상에서)을 형성한다는 것이 주의된다.

N_G 포인트 DFT(이산 푸리에 변환) 또는 IDFT(인버스 DFT)가 각각의 GCL 시퀀스에서 얻어지면, 새로운 세트가 (1) 및 (2) 형태로 표현되는지 여부에 무관하게, 새로운 세트의 멤버 시퀀스들이 최적이 주기적 상호 상관 및 이상적인 자동상관을 가진다는 것이 주의되어야 한다. 실제로, GCL 시퀀스들상 매트릭시 변환을 적용함으로써 형성된 시퀀스들은 매트릭스 변환이 한번인 한 최저이 주기적 상호 상관 및 이상적인 자동상관을 가진다. 예를 들어, N_G 포인트 DFT/IDFT 동작은 매트릭스가 N_G × N_G 단위 매트릭스인 경우 크기 N_G 매트릭스 변환과 동일하다. 결과적으로, GCL 시퀀스들상에서 수행된 단일 변환들에 기초하여 형성된 시퀀스들은 최종 시퀀스들이 GCL 시퀀스들로부터 구성되기 때문에, 본 발명의 범위내에 속한다. 즉, 최종 시퀀스들은 실제로 GCL 시퀀스들에 기초한다(필수적으로 동일하지 않음).

만약 N_G가 소인수이면, 임의의 두 개의 시퀀스들의 개별 "클래스" 사이의 상호 상관은 최적이고 세트(이하 특성들 참조)에서 N_G-1 시퀀스들("클래스들")이 있을 것이다. 끊음 또는 삽입 같은 변형이 사용될 때, 변형된 참조 시퀀스는 GCL 시퀀스들로부터 구성된 거의 최적의 참조 시퀀스들이라 한다.

본래 GCL 시퀀스들은 다음 상호 상관 특성을 가진다.

특성: 임의의 두 개의 GCL 시퀀스 사이의 주기적 상호 상관 기능의 절대값은 일정하고

과 동일하고, ｜u₁-u₂｜일 때, u₁ 및 u₂는 N_G에 대해 상대적 소수이다.

참조 시퀀스들은 통신 유닛에 의해 전송되는 데이터 신호들의 PAPR 보다 낮은 피크 대 평균 비율(PAPR)을 가진다. 참조 신호의 낮은 PAPR 특성은 다른 통신 유닛에 의해 수신된 참조 신호상 개선된 신호 대 노이즈/간섭 비율을 제공하기 위해 참조 채널 회로(107)가 데이터보다 높은 전력을 가진 참조 신호를 전송하게 하여, 개선된 채널 평가, 동기화, 등을 제공한다.

통신 시스템내에서 참조 시퀀스들의 할당

각각의 통신 유닛은 임의의 전송 간격에서 임의의 배수의 하나 이상의 참조 시퀀스들을 사용할 수 있거나 통신 유닛은 전송 프레임에서 다른 배수의 다른 시퀀스들을 사용할 수 있다. 부가적으로, 각각의 통신 유닛은 거의 최적의 자동 상관 및 상호 상관 특성들을 가지도록 설계된 K 참조 시퀀스들의 세트로부터 다른 참조 시퀀스가 할당될 수 있다. 하나 이상의 통신 유닛들이 동시에 하나의 참조 시퀀스를 사용할 수 있다. 예를 들어, 다중 통신 유닛들이 다중 안테나들을 위해 사용되는 경우, 동일한 시퀀스는 각각의 안테나로부터 전송된 각각의 신호를 위해 사용된다. 그러나, 실제 신호들은 동일한 할당 시퀀스의 다른 기능들의 결과들일 수 있다. 적용된 기능들의 예들은 시퀀스의 주기적 시프팅, 시퀀스 엘리먼트들의 위상 회전, 등등이다.

도 3은 통신 시스템(100)내에서 다양한 베이스 유닛들에 참조 코드들의 할당을 도시하는 흐름도이다. 논리 흐름은 단계(301)에서 시작하고, 여기서 다수의 필 요한 참조들(K), 원하는 참조 길이(N_P) 및 참조 시퀀스의 후보 길이(N_G)는 결정된다. N_P 및 N_G에 기초하여, 참조 시퀀스들이 계산된다(단계 303). 상기된 바와 같이, 참조 시퀀스들은 길이(N_P)의 일반된 처프형(GCL) 시퀀스들로부터 구성되고, 각각의 GCL 시퀀스는 방정식(1)에 도시된 바와 같이 정의된다. 마지막으로, 단계(305)에서, 참조 시퀀스들은 통신 시스템(100)내의 베이스 유닛들에 할당된다. 각각의 베이스 유닛이 K 이용 가능 참조 시퀀스들로부터 하나 이상의 참조 시퀀스들을 수신할 수 있다는 것이 주의되어야 한다. 그러나, 최소치에서 제 1 베이스 유닛은 GCL 시퀀스들의 그룹으로부터 얻어진 제 1 참조 시퀀스가 할당되고, 제 2 베이스 유닛은 GCL 시퀀스들의 그룹으로부터 다른 참조 시퀀스가 할당된다. 선택적으로, 만약 제 1 및 제 2 베이스가 시퀀스들에 대한 서브캐리어들의 직교 세트들을 사용하면, 동일한 참조 시퀀스는 제 2 베이스에 할당된다(그 다음 셀이 시퀀스 인덱스 및 사용된 서브캐리어 오프셋의 결합에 의해 식별될 수 있음). 동작 동안, 각각의 베이스 유닛내의 참조 채널 회로는 코히어런트 복조를 위한 전체적인 전략의 일부로서 참조 시퀀스를 전송할 것이다. 특히, 베이스 유닛들과 통신시 각각의 원격 유닛은 참조 시퀀스를 수신할 것이고 수신된 신호의 코히어런트 복조 전략의 일부로서 채널 평가 처럼 많은 기능들에 대한 참조 시퀀스를 사용한다.

GCL -기반 참조 설계에 의해 허용된 빠른 셀 검색

이 섹션은 셀 검색이 상기된 참조 시퀀스 설계로부터 얼마나 바람직한가를 도시한다. 상세한 설명이 전송 동안 OFDM 서브캐리어들상에 맵핑되는 시퀀스의 엘리먼트들을 가진 OFDM 시스템을 사용하지만, 본 발명은 시퀀스의 엘리먼트들이 타임 영역에서 다른 심볼 기간들 또는 칩 기간들상에 맵핑되는 단일 캐리어 시스템 같은 다른 구성들에 응용할 수 있다.

첫째, 비록 본 발명이 타이밍 및 주파수 에러들에 대해 강건하지만, OFDM 타이밍 및 주파수 오프셋이 평가되고 수정되는 것을 가정한다. 일반적으로 다운링크 신호의 다른 알려진 특성들(예를 들어, 특정 동기 심볼들, 특정 심볼 대칭 특성들, 또는 등등) 또는 종래 기술 동기화 방법들을 사용함으로써 거시적 타이밍 및 주파수를 획득하는 것은 보다 효과적이다. 올바르거나 거시적 타이밍 포인트에서, N 수신 시간 영역 데이터의 블록은 바람직하게 FFT를 통하여 주파수 영역으로 변환된다. m(1 내지 N_P)이 참조 서브캐리어이고 S_G(m)이 참조 서브캐리어들에서 사용된 끊음/확장 GCL 시퀀스들인 Y(m)으로서 주파수 데이터를 표시하면, 다수의 "차동-기반" 값들은 참조 서브캐리어들의 쌍들에 기초하여 계산된다. 이들 값들은 벡터 포맷(예를 들어, 차동-기반 벡터)으로 편리하게 수집되고 표현된다. 차동-기반 벡터의 일 예는 하기와 같다.

(3)

여기서 "conj()"는 접합(conjugation)을 나타내고;

Z(m)은 m번째 및 (1+m)번째 참조 서브캐리어들로부터 계산된 "차동-기반" 값이고;

Y(m)은 m번째 참조 서브캐리어에서 주파수 영역 데이터이고;

m은 참조 서브캐리어의 인덱스이고; 및

N_P는 참조 시퀀스의 길이이다.

이런 방정식의 형태는 차동 검출기와 유사하여, 출력은 차동-기반 값이라 고려된다. "차동-기반" 벡터를 얻기 위한 다른 방식은 하기와 같이 포함할 수 있지만, 제한되지 않는다.

(4)

또는

(5)

여기서, "abs()"는 절대값을 나타낸다. 차동-기반 값들을 얻기 위한 각각의 이들 예시적인 방법들은 입력 값들 사이의 위상 차에 관한 정보를 제공하고, 일부는 채널 조건들을 페이딩할 때 도움을 줄 수 있는 신호 크기 정보를 제공한다.

참조 서브캐리어들의 간격이 너무 크지않는 한 종종 부합되는 두 개의 인접한 참조 서브캐리어들 사이의 채널이 크게 변화하지 않는다는 것을 가정하면, Y(m+1)/Y(m)은 다음과 거의 동일하다.

(6)

따라서, 클래스 인덱스(또는 시퀀스 인덱스) 정보 "u"는 차동-기반 벡터드에서 운반된다. 차동-기반 값들을 분석/처리함으로써, 두드러진 주파수 성분 "u"은 검출되고 참조 시퀀스들의 인덱스에 대응한다. 주파수 영역 성분들을 얻기 위해, 공통으로 사용된 툴은 FFT이다. 일실시예에서, IFFT(T 포인트, T>=N_P-1)는 하기를 얻기 위해 {Z(m)}에서 얻어진다.

(7)

{Z(n)}의 피크 위치(n_max)는 u에 관한 정보를 제공한다, 즉 대응하는 전송된 시퀀스 인덱스에 대해 n_max에서 식별된 주 주파수 성분 사이의 맵핑은 하기와 같이 결정된다.

(8)

이런 방정식은 식별된 주 주파수 성분 및 시퀀스 인덱스 사이의 알려진 미리 결정된 맵핑 방법을 구현한다. 시퀀스 인덱스는 전송된 시퀀스 인덱스에 기초하여 수신된 참조 시퀀스의 소스인 셀에 대한 셀 ID와 대응한다. 본 발명은 특정 타이밍 또는 주파수 에러가 차동-기반 벡터의 주파수 성분을 변화시키지 않을 것이기 때문에 타이밍 및 주파수 에러들에 대해 강건하다.

상기된 바와 같이, 몇몇 실시예들에서, 참조 시퀀스는 OFDM 신호의 서브캐리어들 세트상에 존재하고, 각각의 차동-기반 값은 서브캐리어들의 다른 쌍들 사이에서 계산된다. 몇몇 실시예들에서, 주 주파수 성분을 식별하기 위해 차동-기반 값들을 분석/처리하는 것은 적어도 차동-기반 값들의 순방향/역방향 이산 푸리에 변환을 수행하고 변환 출력시 피크를 식별하는 것을 포함한다.

주(prominent) 주파수 성분은 FFT 출력 크기의 피크 위치에 의해 식별될 수 있다. 임계치에 대해 FFT의 샘플들의 크기들을 비교하는 것과 같은 통상적인 피크 검출 방법들은 사용된다. 만약 수신된 다수의 시퀀스들이 있다면, 다중 피크들이 나타날 것이다.

다른 실시예에서, 우리는 식별된 주 주파수 성분의 부근에 대응하는 부가적인 가능한 전송된 시퀀스 인덱스들에 대한 식별된 주 주파수 성분을 맵핑할 수 있다. 시스템에서 사용된 값들 "u"의 일부가 밀접하게 간격질 때(예를 들어, 인접), 노이즈 또는 간섭이 인덱스 "u"에 대해 기대된 바와 같은 동일한 위치가 아니지만 인접하게 피크가 발생하게 한다. 피크 부근에서 검색에 의해, 우리는 추가 검사(다수의 참조 신호 전송 기간들 같은)를 위해 하나 이상의 후보 시퀀스 인덱스를 식별할 수 있다. 예를 들어, 다중 참조 신호 전송 기간들에서 결과들은 수신된 값 또는 "u"의 값들을 식별하기 위해 결합, 비교, 과반수 투표될 수 있다. 요약하여, 우리는 식별된 주 주파수 성분의 부근에 대응하는 부가적인 가능한 전송 시퀀스 인덱스들에 식별된 주 주파수 성분을 맵핑할 수 있다.

다중 시퀀스들을 검출하는 경우, 우리는 약한 시퀀스들의 인덱스들 검출 신뢰성을 개선하기 위해 소거 방법을 사용할 수 있다. 상기 실시예에서, 우리는 가장 우수한 시퀀스들을 식별하고, 알려진 참조 시퀀스에 관련된 채널 응답을 평가하고, 제 1 알려진 시퀀스 및 채널 응답에 의해 수신된 신호 부분을 재구성하고, 수신된 신호로부터 그 일부를 제거하고, 제 2 시퀀스 인덱스를 얻기 위해 제 1 시퀀스 검출시 요구된 것과 유사한 단계들을 수행한다. 상기 처리는 모든 시퀀스들이 검출될때까지 계속될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서 GCL 시퀀스들의 차동-기반 벡터는 차동-기반 벡터((6) 참조)의 주파수 성분으로부터 쉽게 검출될 수 있는 클래스 인덱스 정보를 가진다. 빠른 셀 검색의 다른 변형은 참조 시퀀스가 어떻게 사용되는지에 따라 고안될 수 있다. 예를 들어, 차동-기반 벡터가 두 개의 전송된 OFDM 심볼들로부터 얻어질 수 있고, 여기서 각각의 OFDM 심볼은 주파수에서 다수의 참조 서브캐리어들을 포함한다. 제 1 심볼에서, 시퀀스 {S_G(m)}는 참조 서브캐리어들상에서 전송된다. 제 2 심볼에서, 동일한 시퀀스 {S_G(m)}의 시프트된 버젼이 서브캐리어들의 동일한 세트들상에 적용될 수 있다(예를 들어, {S_G(m+1)}로서 표시하기 위해 하나의 위치만큼 시프트됨). 그 다음, 차동 벡터는 각각의 참조 서브캐리어에 대해 이들 두 개의 심볼들에서 주파수 데이터의 쌍들로부터 유도될 수 있다. 채널이 두 개의 OFDM 심볼 시간들에서 크게 변화하지 않는 것을 가정하면, 차동 벡터는 유사하게 (6)에 의해 근사화될 수 있다.

물론, 제 2 심볼에서 시프트된 시퀀스는 필수적으로 정확하게 동일한 서브캐리어들이 아니지만 제 1 심볼에 사용된 서브캐리어들에 이웃하는 서브캐리어들을 차지할 수 있다. 또한, 두 개의 심볼들은 서로 인접할 필요가 없다. 필수적으로, 두 개의 주파수 타임 위치들 사이의 채널 변화가 너무 빠르게 변화하지 않으면, 차동 벡터는 합리적으로 시퀀스의 차동값에 근사화할 수 있다. 클래스 인덱스는 쉽게 검출될 수 있다.

비록 하나의 위치만큼 시프팅하는 것이 바람직한 실시예이지만, 두 개의 위 치들만큼 시프팅하는 것은 사용될 수 있다.

(9)

도 4는 통신 유닛(103)내에서 빠른 셀 검색 방법(기지국 식별)의 흐름도를 도시한다. 논리 흐름은 참조 시퀀스가 수신되고 수신된 신호의 엘리먼트들의 다수의 쌍들 각각 사이에서 차동-기반 값이 계산되는 경우인 단계(401)에서 시작한다. 상기된 바와 같이, 계산된 차동-기반 벡터는 (6)에서 도시된 위상 램프 정보와 비슷하다. 단계(402)에서, 차동-기반 벡터는 하나 이상의 주 주파수 성분들을 식별하기 위해 분석/처리된다. 마지막으로, 식별된 주파수 성분들의 위치는 전송된 시퀀스 및 대응하는 기지국 식별부의 대응 인덱스에 맵핑될 것이다(단계 403). 특히, 시퀀스 인덱스는 수신된 신호의 소스인 셀 ID와 대응한다.

도 5는 다중 시퀀스 인덱스들의 식별을 통하여 기지국 식별을 도시하는 흐름도이다. 단계(501)는 다수의 차동-기반 값들을 계산한다. 단계(502)는 차동-기반 값들을 분석하고 다수의 주 주파수 성분들을 식별하고, 단게(503)는 대응하는 주 주파수 성분들을 (미리 결정된 방정식 또는 다른 맵핑 형태를 통해) 전송된 시퀀스 인덱스들로 맵핑 또는 변환한다. 논의된 바와 같이, 전송된 시퀀스 인덱스들은 수신된 신호의 소스인 특정 기지국에 맵핑한다.

도 6은 약한 시퀀스들의 인덱스들을 검출하는 신뢰성을 개선하기 위한 소거 방법을 사용하는 다중 시퀀스들 검출에 대한 흐름도를 도시한다. 단계(601)는 제 1 알려진 참조 시퀀스(예를 들어, 제 1 알려진 참조 시퀀스는 채널을 평가하기 위한 파일롯이 사용될 수 있거나, 다른 알려진 파일롯들은 채널 평가를 위해 사용될 수 있다)에 관련된 채널 응답을 평가한다. 단계(603)는 변형된 수신 참조 시퀀스(예를 들어, 제 1 참조 신호로 인해 수신된 부분이 계산 및 차감됨)를 제공하기 위해 제 1 알려진 시퀀스 및 평가된 채널 응답으로 인해 수신된 신호의 부분을 재구성 및 제거한다. 단계(605)는 변형된 수신 참조 시퀀스들의 엘리먼트들의 다수의 쌍들의 각각 사이에서 차동-기반 값을 계산한다. 단계(607)는 주 주파수 성분을 식별하기 위해 차동-기반 값들을 분석/처리한다. 단계(609)는 주 주파수 성분에 기초하여 제 2 참조 시퀀스의 인덱스를 식별한다.

도 7은 본 발명의 부가적인 실시예에 대한 흐름도를 도시한다. 단계(701)에서, 통신 유닛(이동 유닛 같은)은 소스 통신 유닛(BS 같은)에 의해 전송된 참조 시퀀스를 수신하고, 소스 통신 유닛에 의해 전송된 시퀀스는 소스 통신 유닛(예를 들어, 특정 인덱스의 GSL 기반 참조 신호의 위상 램프 특성이 방정식 2로부터 유도될 수 있다)에 의해 사용된 시퀀스 인덱스에 대응하는 위상 램프 특성을 가진다. 단계(703)에서, 수신된 참조 시퀀스는 위상 램프 특성을 추출하기 위해 분석/처리되고, 단계(705)에서, 추출된 위상 램프 특성은 시퀀스 인덱스를 결정하기 위한 기초로서 사용되고, 따라서 신호의 전송기이다. 예를 들어, 방정식 2에서 각각의 시퀀스 인덱스 "u"는 자신의 위상 램프 특성을 가진다.

도 8은 원격 유닛의 블록도이다. 도시된 바와 같이, 원격 유닛은 참조 시퀀스 엘리먼트들의 다수의 쌍들 각각의 사이에서 차동-기반 값들을 계산하기 위해 차동-기반 값 계산 회로(801)를 포함한다. 분석/처리 회로(802)는 주 주파수 성분을 식별하기 위해 차동-기반 값들을 분석/처리하기 위해 포함된다. 마지막으로, 원격 유닛은 미리 결정된 맵핑 방법에 기초하여 하나 이상의 대응하는 전송된 시퀀스 인덱스들에 식별된 주 주파수 성분을 맵핑하기 위한 맵핑 회로(803)를 포함한다. 맵핑 회로(803)는 부가적으로 전송된 시퀀스 인덱스에 기초하는 기지국을 식별한다.

도 7의 실시예에서, 도 8의 차동-기반 값 계산 회로는 생략되고 분석/처리 회로는 위상 램프 특성들을 추출하기 위해 수신된 참조 신호를 분석/처리하는데 사용되고, 추출된 위상 램프 특성은 시퀀스 인덱스를 결정하기 위한 기초로서 맵핑 회로(803)에 의해 사용된다.

본 발명이 특정 실시예를 참조하여 특히 도시되고 기술되었지만, 당업자는 다양한 형태 및 항목들의 변화가 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것을 인식할 것이다.

Claims (10)

1. 기지국을 식별하기 위한 방법에 있어서,

   GCL-기반 시퀀스를 포함하는 참조 시퀀스를 수신하는 단계;

   상기 GCL-기반 시퀀스의 인덱스를 결정하는 단계; 및

   기지국 식별부에 상기 GCL-기반 시퀀스의 인덱스를 맵핑하는 단계를 포함하는, 기지국 식별 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 GCL-기반 시퀀스의 인덱스를 결정하는 단계는 상기 수신된 참조 시퀀스의 하나 이상의 주(prominent) 주파수 성분들을 식별하는 단계를 포함하는, 기지국 식별 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 참조 시퀀스를 수신하는 단계는 전송 시작시 상기 참조 시퀀스를 수신하는 단계를 포함하는, 기지국 식별 방법.
4. 통신 유닛이 수신된 참조 시퀀스의 인덱스를 식별하는 방법에 있어서,

   참조 시퀀스를 수신하는 단계;

   상기 수신된 참조 시퀀스의 다수의 엘리먼트들의 쌍들 중 각각의 사이에서 차동-기반 값을 계산하는 단계;

   주 주파수 성분을 식별하기 위해 차동-기반 값들을 분석/처리하는 단계; 및

   미리 결정된 맵핑 방식에 기초하여 대응하는 전송된 시퀀스 인덱스에 상기 식별된 주 주파수 성분을 맵핑하는 단계를 포함하는, 인덱스 식별 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 전송된 시퀀스 인덱스에 기초하여 기지국을 식별하는 단계를 더 포함하는, 인덱스 식별 방법.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 전송된 시퀀스 인덱스에 기초하여 상기 수신된 참조 시퀀스의 소스인 셀에 대한 셀 ID를 결정하는 단계를 더 포함하는, 인덱스 식별 방법.
7. 제 4 항에 있어서, 상기 참조 시퀀스는 OFDM 신호의 한 세트의 서브캐리어들상에 존재하고, 각각의 차동-기반 값은 다른 서브캐리어들의 쌍들 사이에서 계산되는, 인덱스 식별 방법.
8. 제 4 항에 있어서, 상기 주 주파수 성분을 식별하기 위해 차동-기반 값들을 분석/처리하는 단계는 적어도 상기 차동-기반 값들을 순방향/역방향 이산 푸리에 변환하고 상기 변환의 출력의 피크를 식별하는 단계를 포함하는, 인덱스 식별 방법.
9. 제 4 항에 있어서,

   상기 차동-기반 값은 Z(m) = Y(m)*conj(Y(m+1))에 따라 계산되고,

   "conj()"는 접합(conjugation)을 나타내고,

   Z(m)은 m번째 및 (1+m)번째 참조 서브캐리어들로부터 계산된 상기 "차동-기반" 값이고,

   Y(m)은 상기 m번째 참조 서브캐리어에서 주파수 영역 데이터이고,

   m은 상기 참조 서브캐리어의 인덱스이고,

   N_P는 상기 참조 시퀀스의 길이인, 인덱스 식별 방법.
10. 제 4 항에 있어서, 상기 식별된 주 주파수 성분의 부근에 대응하는 부가 가능한 전송된 시퀀스 인덱스들에 상기 식별된 주 주파수 성분을 맵핑하는 단계를 더 포함하는, 인덱스 식별 방법.

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