KR20080079629A - 무선통신 시스템에서 파일롯 채널 및 동기채널 매핑방법 - Google Patents

무선통신 시스템에서 파일롯 채널 및 동기채널 매핑방법 Download PDF

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KR20080079629A
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고영조
이효석
김영훈
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Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에서 파일롯 채널 및 동기채널 매핑방법에 관한 것으로, 무선통신 시스템에서 사용되는 셀 식별자를 구분할 수 있도록 파일롯 채널 PN 코드와 파일롯 채널 직교 코드를 조합하는 단계를 포함하고, 동일한 개수의 상기 셀 식별자가 포함되는 셀 그룹을 나누어 상기 셀 그룹 내 포함된 셀 식별자 정보를 1차 동기채널에 포함하고 상기 셀 그룹 정보를 2차 동기채널에 포함하며, 상기 2차 동기채널 코드는 상기 파일롯 채널 PN 코드와 일대일로 대응되도록 할당하는 것을 특징으로 하고, 셀 할당(planning)을 수월하게 하고 이동국으로 하여금 셀 탐색 성능을 높일 수 있는 장점이 있다.
셀룰라, 셀 탐색, 파일롯 채널, 동기채널, 셀 할당(cell planning), 매핑

Description

무선통신 시스템에서 파일롯 채널 및 동기채널 매핑방법{Method for mapping pilot sequence and synchronization channel seqeunce}
본 발명은 셀룰라 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 셀룰라 시스템에서 셀 탐색을 수월하게 하기 위한 셀 그룹핑 방법, 파일롯 채널 코드 구조와 셀 식별자와의 관계, 그리고 1차 동기채널과 2차 동기채널과의 매핑방법 그리고 이동국의 셀 탐색 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2005-S-404-13, 과제명: 3G Evolution 무선전송 기술개발].
WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 방식에서는 순방향 링크의 기지국 구별을 위해 시스템에서 총 512개의 긴 PN(Pseudo-Noise:유사 잡음) 스크램블링 코드(long PN scrambling code)를 사용하며 인접한 기지국들은 서로 다른 긴 PN 스크램블링 코드를 순방향 링크 채널들의 스크램블링 코드로 사용한다. 이동국에 전원이 인가되었을 때 이동국은 자신이 속한 기지국(수신 신호가 가장 큰 기지국)의 시스템 타이밍 및 긴 PN 스크램블링 코드 ID(보통 "셀 식별자"자 부르기도 함)를 획득해야 한다. 이를 이동국의 셀 탐색 과정이라 한다.
WCDMA에서는 셀 탐색을 수월하게 하기 위해 512개의 긴 스크램블링 코드를 64개의 그룹으로 나누고 순방향 링크에 제1 동기채널 및 제2 동기채널을 둔다. 제1 동기채널은 이동국으로 하여금 슬롯 동기를 획득하도록 하며 제2 동기채널은 이동국으로 하여금 10 msec 프레임 경계(frame boundary) 및 긴 PN 스크램블링 코드 그룹 ID 정보를 획득하도록 한다.
WCDMA 방식의 셀 탐색 방식은 크게 3단계 방식으로 이루어진다. 1 단계는 제1 동기 채널 코드(Primary Synchronization Channel Code, PSC)를 이용하여 이동국이 슬롯 동기를 획득하는 단계이다. WCDMA에서는 10 msec 마다 15개의 슬롯 단위로 동일한 PSC가 전송되며 모든 기지국이 전송하는 PSC는 동일한 신호이다. 1단계에서는 상기 PSC에 대한 정합필터를 이용하여 슬롯 동기를 획득하게 된다.
2단계에서는 1단계에서 획득한 슬롯 타이밍 정보 및 제2 동기채널 코드(Secondary Scrambling Code, SSC)를 이용하여 긴 PN 스크램블링 코드 그룹 정보 및 10 msec 프레임 경계를 획득한다.
3단계에서는 전 단계에서 획득한 10 msec 프레임 경계 및 긴 PN 스크램블링 코드 그룹 정보를 이용하여 현재 기지국이 사용하는 긴 PN 스크램블링 코드 ID를 공통 파일롯 채널 코드 상관기를 이용하여 획득하는 단계이다. 즉 하나의 코드 그룹에는 8개의 스크램블링 코드가 매핑 되므로 3단계에서 이동국은 8개의 PN 스크램블링 코드 상관기 출력을 비교하여 현 셀이 사용하는 긴 PN 스크램블링 코드 ID를 검출하게 된다.
상기 WCDMA 방식에서 동기채널은 기본적으로 제1 동기채널과 제2 동기채널로 이루어져 있으며 상기 1 차 동기채널 및 제2 동기채널 그리고 공통 파일롯 채널 및 다른 데이터 채널은 시간 영역 직접시퀀스 대역확산에 기반하는 CDMA방식으로 멀티플렉싱(Multiplexing) 된다.
상기 WCDMA에서 사용되는 동기 채널 및 공통 파일롯 채널 구조 그리고 이동국의 셀 탐택 방법은 DS-CDMA에 적합한 방법이며 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 순방향 링크에는 적용될 수 없다.
현재 3GPP에서는 LTE(long term evaluation)을 위한 OFDM 기반의 규격 작업이 한창이다. 현재까지 정의된 Working assumption은 시스템에서 사용되는 셀 식별자의 개수(Ncell)가 총 510개 이며 셀 탐색을 수월하게 하기 위해 이를 170개의 그룹으로 나누고 그룹 정보는 2차 동기채널에 실어서 보내고 그룹 내 셀 식별자 정보는 3개의 1차 동기채널을 사용하여 구분하는 것으로 되어있다.
또한 상기 510개의 셀 식별자는 170개의 파일롯 PN 코드 시퀀스와 3개의 파일롯 직교코드 시퀀스의 조합으로 이루어져 있다. 하지만 아직 상기 셀 그룹과 2차 동기채널 번호 및 파일롯 PN 코드 번호 등을 어떻게 매핑할 것인지 지정되지 않고 있다. 상기 매핑 방법에 따라서 셀룰라 사업자의 셀 planning이 달라질 수 있고 또한 셀 탐색시 성능도 달라질 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 셀 식별자의 셀 그룹화하는 방법, 1차 동기채널과 2차 동기채널 및 파일롯 PN 코드와 파일롯 직교코드 등의 효율적인 매핑 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 셀 식별자의 셀 그룹핑 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 파일롯 채널 코드 구조와 셀 식별자와의 관계를 정의하는 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 1차 동기채널과 2차 동기채널과의 매핑방법을 제공하는 데 있다.
또한, 상기 매핑방법 등의 정의를 이용하여 이동국의 셀 탐색 방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서 제시하는 무선통신 시스템에서 파일롯 채널 및 동기채널 매핑방법은 무선통신 시스템에서 사용되는 셀 식별자를 구분할 수 있도록 파일롯 채널 PN 코드와 파일롯 채널 직교 코드를 조합하는 단계를 포함하고, 동일한 개수의 상기 셀 식별자가 포함되는 셀 그룹을 나누어 상기 셀 그룹 내 포함된 셀 식별자 정보를 1차 동기채널에 포함하고 상기 셀 그룹 정보를 2차 동기채널에 포함하며, 상기 2차 동기채널 코드는 상기 파일롯 채널 PN 코드와 일대일로 대응되도록 할당하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 1차 동기채널 코드는 상기 무선통신 시스템에서 사용되는 파일롯 채널 직교코드와 일대일로 대응되도록 할당하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 셀 그룹 내 포함된 셀 식별자 개수는 상기 무선통신 시스템에서 사용되는 1차 동기채널 코드 개수와 동일하고, 상기 셀 그룹의 개수는 상기 무선통신 시스템에서 사용되는 2차 동기채널 코드 개수 및 파일롯 채널 PN 코드 개수와 동일한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무선통신 시스템 상의 임의의 셀이 사용하는 상기 셀 그룹 번호와 상기 2차 동기채널 코드 번호는 동일한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무선통신 시스템상의 동일한 기지국에 속한 섹터 셀들은 서로 다른 1차 동기채널 코드가 할당되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무선통신 시스템 상의 동일 기지국에 속한 섹터 셀(sector cell)들은 동일한 2차 동기채널 코드 번호가 할당되고, 서로 다른 기지국에 속한 섹터 셀들은 서로 다른 2차 동기채널 코드 번호가 할당되는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서 제시하는 다른 무선통신 시스템에서 파일롯 채널 및 동기채널 매핑방법은 무선통신 시스템에서 사용되는 셀 식별자를 구분할 수 있도록 파일롯 채널 PN 코드와 파일롯 채널 직교 코드를 조합하는 단계;를 포함하고, 동일한 개수의 상기 셀 식별자가 포함되는 셀 그룹을 나누어 상기 셀 그룹 내 포함된 셀 식별자 정보는 1차 동기채널에 포함하고 상기 셀 그룹 정보는 2차 동기채널에 포함하며, 상기 무선통신 시스템에서 사용되는 하나의 파일롯 채널 PN 코드는 1개 이상의 2차 동기채널 코드와 대응되도록 할당하는 동시 에 하나의 2차 동기채널 코드는 1개 이상의 파일롯 채널 PN 코드와 대응되도록 할당하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 1차 동기채널 코드는 상기 무선통신 시스템에서 사용되는 파일롯 채널 직교코드와 일대일로 대응되도록 할당하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 셀 식별자에 할당된 2차 동기채널 코드가 동일한 경우에는 서로 다른 1차 동기 채널 코드를 할당하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 셀 그룹 내 포함된 셀 식별자 개수는 상기 무선통신 시스템에서 사용되는 1차 동기채널 코드 개수와 동일하고 상기 셀 그룹의 개수는 상기 무선통신 시스템에서 사용되는 2차 동기채널 코드 개수 및 파일롯 채널 PN 코드 개수와 동일한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무선통신 시스템 상의 임의의 셀이 사용하는 상기 셀 그룹 번호와 상기 2차 동기채널 코드 번호는 동일한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무선통신 시스템상의 동일한 기지국에 속한 섹터 셀들은 서로 다른 1차 동기채널 코드가 할당되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무선통신 시스템상의 동일 기지국에 속한 섹터 셀(sector cell)들은 서로 다른 2차 동기채널 코드 번호가 할당되고, 서로 다른 인접한 기지국에 속한 셀들도 서로 다른 2차 동기채널 번호가 할당되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무선통신 시스템상의 서로 다른 기지국에 속한 셀 중 신호간섭이 발생하지 않을 정도로 떨어져 있는 셀 간에는 동일한 2차 동기채널 번호가 할당되고, 서로 다른 1차 동기채널 번호가 할당되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 방법 1은 셀 할당(planning)을 수월하게 할 수 있는 장점이 있고 방법 2는 이동국으로 하여금 셀 탐색 성능을 높일 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 셀 식별자의 셀 그룹화하는 방법, 1차 동기채널과 2차 동기채널 및 파일롯 PN 코드와 파일롯 직교코드 등의 효율적인 매핑방법을 제공한다.
본 발명은 파일롯 채널 코드 구조와 셀 식별자와의 관계를 정의하는 방법을 제공하고, 셀 식별자의 셀 그룹핑 방법을 제공한다.
본 발명은 1차 동기채널과 2차 동기채널과의 매핑방법을 제공하고, 상기 매핑방법 등의 정의를 이용하여 이동국의 셀 탐색 방법을 제공한다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 순방향 링크 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 순방향 링크 프레임 각각은 10 msec의 지속시간(duration)을 가지며, 20개의 슬롯(110)으로 이루어져 있다.
도 1에서, 가로축은 시간축이고 세로축은 주파수(OFDM 부반송파, subcarrier)축이다. 각 서브프레임은 길이가 0.5 msec이고 7개의 OFDM 심볼(120)을 포함한다.
도 1의 예에서는 10 개의 슬롯마다 1개의 1차 동기 채널 OFDM 심볼 (100-A) 및 2차 동기채널 OFDM 심볼 (101-A)이 존재하여 한 프레임(10msec)내에 총 2개의 1차 동기채널 심볼과 2개의 2차 동기채널 심볼이 존재한다.
이 경우, 동기채널 심볼의 반복 주기(130)는 슬롯 10개를 합한 길이와 같게 되어, 한 프레임 내 총 동기 채널 심볼의 반복주기의 개수는 2가 된다. 편의상 동기 채널 심볼의 반복 주기를 싱크(Sync) 블록이라 칭한다.
즉, 도 1은 한 프레임(10 msec)내 싱크 블록(130)의 개수가 2인 것을 예시한다. 이 경우 싱크 블록의 길이는 5 msec가 된다.
도 1의 예에서와 같이 1차 동기채널과 2차 동기채널이 TDM 방식으로 결합되어 있는 경우는 2차 동기채널을 코히런트 복조할 때 1차 동기채널의 채널 추정값을 이용할 수 있도록 하기 위해 바로 인접한 영역에 배치하여야 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 동기 채널 심볼을 포함하는 서브프레임을 나타내는 도면이다. 도 1의 첫 번째 싱크블록의 0번 슬롯이 그 예가 된다.
도 2에 개시된 슬롯구조에 따르면, 1차 동기채널 심볼이 전송되는 OFDM 심볼 구간(100-A)에는 트래픽 데이터 부 반송파(230), 1차 동기채널 부 반송파(240) 및 null 캐리어(260)을 포함하며, 2차 동기채널 심볼이 전송되는 OFDM 심볼 구간(101-A)에는 트래픽 데이터 부 반송파(230), 2차 동기채널 부 반송파(250)을 포함하며,다른 OFDM 심볼(200)에는 트래픽 데이터 부반송파(230) 혹은 파일롯 부반송파(270)등을 포함한다. 파일롯 부 반송파(270)의 위치는 고정될 수도 있고 셀 별로 특정한 패턴을 가지고 주파수 호핑이 될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 서브프레임 내 마지막 두 개의 OFDM 심볼이 각각 2차 동기 채널 및 1차 동기채널 심볼이다. 또한 동기채널을 포함하는 서브프레임에 BCH(280)도 삽입하여 전송할 수 있다.
BCH는 시스템 타이밍 정보, 시스템이 사용하는 대역폭, 기지국 송신 안테나 개수 정보등 이동국에 필요한 시스템 정보를 셀내 이동국에 전달하는 채널이다.
동기 채널 점유 대역을 할당하는 방법으로는 보호 밴드(guard band)를 제외한 나머지 대역을 동기 채널이 점유할 수 있을 수도 있으나, 상기 나머지 대역 중 일부만을 동기 채널이 점유할 수도 있다.
후자의 방법의 적용될 수 있는 시스템의 예로는, 3G-LTE 시스템과 같이 스케일러블(scalable)한 대역폭을 지원해야 하는 시스템을 들 수 있다. 즉, 1.25 MHz 만을 사용하는 이동국, 2.5 MHz를 사용하는 이동국, 5MHz, 10 MHz, 15MHz, 20 MHz등을 사용하는 모든 이동국이 기지국 시스템의 동기를 획득하기 위해서는, 도 2에 예시된 바와 같이, 동기채널 심볼 각각은 총 시스템 대역폭(220)의 일부만을 점유하는 것이다.
예컨대, 시스템 대역폭이 10 MHz일 경우 DC 부반송파를 제외한 정 중앙의 1.25 MHz 만을 사용하는 것을 들 수 있다.
한편, 후술하겠지만, 이동국의 셀탐색기는 동기채널 점유대역(210)만을 통과시키는 필터링을 수행함으로서 셀 탐색 성능을 높일 수 있다.
도 2을 참조하면, 1차 동기채널 및 2차 동기채널은 상술한 바와 같이 전체 대역(220) 중, 일부대역(210)만을 점유한다. 1차 동기 채널은 도 2에 예시된 바와 같이, 인접한 2개의 부반송파 중에서 한 개만 사용하고 나머지 한 개는 사용하지 않는 방법도 가능하다.
또한 가지 방법은 가드 밴드를 제외한 동기채널 점유대역내 모든 부반송파를 모두 사용할 수 있다. 1차 동기채널 심볼의 부 반송파 할당의 예로서 본 발명에서는 특정 예로 인접한 2개의 반송파 중에서 1개만 사용하고 1개는 사용하지 않는 방법을 예로 설명한다.
이 경우 사용하지 않는 부반송파에는 소정 수의 값이 할당되는 데, 그 수의 예로는 ‘0’를 들 수 있다. 이를 null 심볼이라 한다.
특히, 후자의 방법을 사용하는 경우, 싸이클릭 프리픽스(cyclic prefix)를 제외한 동기 채널 심볼의 시간 영역 신호(이하 '동기채널 심볼신호'라 정의함)는 도 3에서와 같이 시간 영역 상에서 반복되는 패턴을 갖는다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 시간 영역 상의 1차 동기 채널 심볼 신호의 개념도를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 심볼 매핑된 동기채널 시퀀스를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, NT는 전체 OFDM 심볼 구간의 샘플 수, NCP는 싸이클릭 프리픽스 구간(300)의 샘플 수, NS는 싸이클릭 프리픽스 구간을 제외한 심볼 구간(310)의 샘플 수를 나타낸다.
도 3의 구조를 이용할 경우 후술하겠지만 셀 탐색 1단계에서 차등 상관기를 사용할 수 있다.
한편 2차 동기채널의 경우 가드 대역을 제외한 동기채널 점유대역내에서 DC 캐리어를 제외한 부 반송파를 모두 사용할 수 있다.
예를 들어 3G-LTE에서는 동기채널 점유대역을 총 1.25 MHz로 정의하며 이 대역내 총 부반송파의 개수는 128개이고 이중 가드 대역과 DC 부반송파를 제외한 72개의 부반송파를 2차 동기채널에 할당된 부 반송파로 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 순방향 링크 프레임은 기지국에 할당된 1차 동기채널 시퀀스 및 2차 동기채널 시퀀스를 도 4의 예에서처럼 각각 1차 동기채널 동기채널 심볼 및 2차 동기채널 심볼의 부 반송파에 매핑하는데. 동기채널 부 반송파 각각에 매핑된 성분을 “칩”이라 정의한다.
1차 동기채널의 시퀀스의 길이는 하나의 1차 동기채널 심볼에 할당된 부 반송파의 개수(도 4의 예에서는 36개)와 동일하여 매 1 차 동기채널 심볼 구간마다 반복됨을 특징으로 하고 2차 동기채널 시퀀스의 길이는 프레임내 복수개의 2차 동기채널 심볼에 할당된 총 주파수 영역 부 반송파 개수(도 4의 예에서는 144개)와 동일 함을 특징으로 한다.
결국 1차 동기채널 시퀀스의 주기는 싱크 블록(130)이 되며 2차 동기채널시퀀스의 주기는 1 프레임이 됨을 특징으로 한다.
즉, 임의의 셀이 매 1차 동기채널 심볼마다 송신하는 1차 동기채널 시퀀스는 하기의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112008014558386-PAT00001
상기 수학식 1에서 1차 동기채널 시퀀스의 각 엘리먼트를 1차 동기채널 시퀀스의 '칩'이라 정의한다. 상기 수학식에서 N1는 하나의 1차 동기채널 심볼에서 1차 동기채널 심볼에 할당된 부 반송파의 개수(도 4의 예에서는 36개)이다.
1차 동기채널의 경우 매 심볼에서 동일한 1차 동기채널 시퀀스가 전송된다.
이와 같이 하는 이유는 1차 동기채널 시퀀스를 매 1차 동기채널 심볼마다 동일한 시퀀스를 사용함으로서 수신단에서 셀 탐색 1단계에서 1차 동기채널 시퀀스의 시간영역 파형을 이용한 상관기를 사용하였을 때 동일한 상관기를 이용하여 싱크블록경계를 획득 할 수 있도록 하기 위함이다.
한편 시스템에서 사용하는 상기 동기채널코드의 개수는 3G LTE 시스템의 경우 3개이며 인접한 셀의 경우 서로다른 1차 동기채널 코드를 사용한다.
3G LTE에서 1차 동기채널코드로 상기와 같이 3개를 사용하는 이유는 2차 동기채널을 코히런트 복조할 때 두 인접한 셀로부터 온 1차 동기채널 신호가 같을 경우 채널 추정에 에러가 생길 수 있기 때문이다.
본 발명에서는 시스템에서 사용되는 1차 동기채널 시퀀스의 수가 3개인 경우를 예를 들어 설명한다.
상기 1차 동기채널 시퀀스로서 상관특성이 좋은 임의의 코드 시퀀스가 사용될 수 있으나 일례로 GCL (Generalized Chirp Like) 시퀀스를 사용할 수 있다.
한편 2차 동기채널 시퀀스는 상기 셀 그룹과 일대일 대응된다.
2차 동기채널 시퀀스는 셀 그룹과 일대일 대응됨과 동시에 이동국에 프레임 경계에 대한 정보도 제공한다. 즉 1차 동기채널을 이용하여 싱크 블록 경계(141)를 획득한 이동국은 2차 동기채널을 이용하여 셀 식별자를 검출함과 동시에 프레임 경계(140)을 동시에 검출하게 되는 것이다.
이와 같이 하기 위해서 2차 동기채널 시퀀스의 길이는 프레임내 2차 동기채널에 할당된 총 부 반송파의 개수(도 4의 경우 144개)와 같게 한다.
결국 2차 동기채널 시퀀스는 하기의 수학식 2와 같이 표현된다.
Figure 112008014558386-PAT00002
즉
Figure 112008014558386-PAT00003
는 시퀀스 번호가 k(또는 해당 셀의 셀 그룹 번호가 k)인 2차 동기채널 시퀀스의 n 번째 칩이다.
상기 수학식 1에서 P는 프레임내 2차 동기채널 심볼 수(도 1, 도4의 예에서는 2)이고 N2는 2차 동기채널 심볼 (101-A, 101-B)에서 DC 부 반송파 및 가드 밴드를 위한 부 반송파를 제외하고 2차 동기채널에 할당된 부 반송파의 수로서 도 4의 예에서는 72이다. 결국 2차 동기채널 시퀀스의 길이는 PxN2가 된다.
상기 2차 동기채널 시퀀스는 한 셀의 기지국 장치가 전송하는 신호에 대해서는 매 프레임마다 동일한 시퀀스가 전송됨을 특징으로하며 그룹 별로는 서로 다른 동기채널 시퀀스가 사용됨을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 셀 그룹은 셀 그룹에 매핑되는 2차 동기채널 시퀀스가 할당되며, 동기 채널 점유 대역에 속하는 각각의 부 반송파에는 상기 할당된 동기채널 시퀀스의 각각의 칩이 실리게 된다.
상기 2차 동기채널 시퀀스의 각 2차 동기채널 심볼 별 부분 시퀀스들, 즉 예를 들어 도 4의 경우 프레임내 첫번째 2차 동기채널 심볼에 대한 부분 시퀀스는
Figure 112008014558386-PAT00004
로 표현되고, 두번 째 동기채널 심볼에 대한 부분 시퀀스는
Figure 112008014558386-PAT00005
로 표현되는데, 이들 부분 시퀀스는 서로 다름을 특징으로 한다.
따라서 이동국에서 프레임내 P개의 2차 동기채널 중 1개의 2차 동기채널 심볼만 이용하더라도 셀탐색 2단계에서 프레임 경계 및 셀 식별자 검출이 가능해진다.
상기 2차 동기채널은 상기 셀 그룹 정보 및 프레임 경계 정보 이외에도 상기 BCH 안테나 다이버시티 적용여부 혹은 파일롯 신호의 호핑 여부 등을 더 포함할 수 있다.
한편 상기 파일롯 심볼은 셀별 고유의 파일롯 스크램블링 시퀀스가 곱해져서 전송되는데 상기 셀별 고유의 파일롯 스크램블링 시퀀스는 상기 파일롯 PN 시퀀스와 상기 파일롯 직교 코드 시퀀스의 곱으로 이루어진다.
즉 3G LTE 시스템의 경우 170 개의 파일롯 PN 코드 시퀀스가 존재하며 또한 3개의 파일롯 직교 코드가 존재하여 두 조합으로 510개의 파일롯 스크램블링 시퀀스가 정의된다.
일반적으로 하나의 기지국 시스템(Node B)은 3 섹터 셀(sector cell)로 이루어져 있는데 상기와 같이 170개의 파일롯 PN 코드와 3개의 파일롯 직교코드를 정의하여 파일롯 스크램블링 코드 시퀀스를 생성하는 것은 기지국 내 3개의 섹터는 동일한 파일롯 PN 코드를 이용하되 서로 다른 직교코드를 이용하여 구분하고 기지국 간에는 서로 다른 PN 코드를 이용하여 구분하자는 목적이 있다.
셀룰라 시스템에서 임의의 셀(여기서 셀이라 함은 하나의 섹터 셀도 포함됨)은 초기 시스템 부팅시 상위 제어기로부터 셀 식별자를 할당받는다.
기지국 변조기는 상위로부터 할당받은 셀 식별자에 대응되는 파일롯 PN 시퀀스와 파일롯 직교 코드 시퀀스를 기지국 변조단에서 파일롯 채널(270) 발생시 사용하며 또한 이동국은 셀 탐색 절차를 거쳐서 셀 식별자를 검출한 후 검출한 셀 식별자에 대응되는 상기 파일롯 PN 시퀀스 및 파일롯 직교시퀀스를 복조단에서 생성하여 데이터 복조를 위한 채널 추정용으로 사용한다.
이동국은 셀 탐색시 1차 동기채널과 2차 동기채널을 이용하여 셀 식별자를 검출하게 되는데 상기 1차 및 2차 동기채널과 셀 식별자 간에는 규격상에서 매핑방법(mapping rule)이 있어야 한다.
결국 3G LTE 규격에는 기지국과 이동국에 공통된 상기 셀 식별자, 파일롯 코드 시퀀스, 1차 동기채널 시퀀스, 2차 동기채널 시퀀스간 매핑방법(mapping rule)이 있어야 한다.
상기 매핑방법에 대한 첫 번째 제안은 임의의 이동통신 시스템에서 총 Ncell 개의 셀 식별자가 정의되고, 상기 Ncell개의 셀 식별자 구분은 파일롯 PN 코드와 파일롯 직교코드의 조합으로 구분됨과 동시에 1차 동기채널과 2차 동기채널의 조합으로도 구분될 수 있는 셀룰라 시스템에서, 셀 탐색을 수월하게 하기 위해 Ncell개의 셀 식별자를 Ngroup개의 셀 그룹으로 나누어 그룹핑을 하되 , 상기 셀 그룹 정보는 2차 동기채널에 실려 보내짐을 특징으로 한다.
상기 그룹 내 셀 정보는 1차 동기채널에 실려 보내짐을 특징으로 하되, 상기 셀 그룹의 개수는 시스템에서 셀 그룹 식별용으로 사용되는 2차 동기채널 코드 개수와 동일함을 특징으로 하며 상기 2차 동기채널 코드 개수는 시스템에서 사용되는 상기 파일롯 채널 PN 코드 개수와 동일하되 시스템에서 사용되는 1차 동기채널 코드의 개수는 상기 시스템에서 사용되는 셀 식별자의 개수(Ncell)를 상기 셀 그룹 개수(Ngroup)로 나눈 것과 동일하다.
하나의 셀 그룹 내에 존재하는 셀 정보(셀 식별자)를 포함하는 1차 동기채널 코드와 파일롯 채널 직교 코드가 일대일로 매핑되며, 임의의 셀이 사용하는 상기 셀 그룹 번호와 상기 2차 동기채널 코드 번호는 동일함을 특징으로 하되 하나의 파일롯 채널 PN 코드에 1개의 셀 그룹(또는 1개의 2차 동기채널 코드)이 일대일로 매핑되는 것을 특징으로 하는 하기의 표 1과 같은 방법 (이하 방법 1이라 함)을 제안한다.
파일롯 채널 PN 코드 번호 파일롯 채널 직교 코드 번호 셀 식별자 1차 동기채널 코드 번호 2차 동기채널 코드 번호 셀 그룹 번호
0 0 0 0 0 0
1 1 1
2 2 2
1 0 3 0 1 1
1 4 1
2 5 2
2 0 6 0 2 2
1 7 1
2 8 2
3 0 9 0 3 3
1 10 1
2 11 2
4 0 12 0 4 4
1 13 1
2 14 2
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
167 0 501 0 167 167
1 502 1
2 503 2
168 0 504 0 168 168
1 505 1
2 506 2
169 0 507 0 169 169
1 508 1
2 509 2
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 셀간 동기채널 시퀀스를 할당하는 방법(방법 1)을 나타내는 도면이다.
표 1은 본 발명의 방법 1을 설명하기 위한 예이고 도 5는 셀 배치의 예시도이다. 이 경우 동일 기지국(510)에 속한 섹터 셀(sector cell)들(520, 530)은 항상 동일한 2차 동기채널 번호(셀 그룹 번호)가 할당된다.
반면 서로 다른 기지국에 속한 셀 들(530, 540)은 서로 다른 2차 동기채널 번호(셀 그룹 번호)가 할당된다. 즉, 이 경우 시스템에서 사용되는 Ncell개의 셀 중 서로 다른 기지국에 할당된 셀은 서로 다른 2차 동기채널 번호(셀 그룹 번호)가 할당된다.
1차 동기채널의 개수는 파일롯 직교 코드 개수와 같고, 파일롯 PN 시퀀스 개수는 셀 그룹 개수와 같을 경우, Npsc를 시스템에서 사용하는 1차 동기채널 시퀀스 개수, Nssc를 시스템에서 사용하는 2차 동기채널 개수(셀 그룹 개수)라 했을 때 임의의 셀에 임의의 셀 식별자 번호 'icellID'상위로부터 할당됐을 때 표 1에 근거한 방법 1의 경우 셀에서 송신되는 파일롯 채널 및 동기채널 코드 번호는 하기의 수학식 3과 같이 주어진다.
Figure 112008014558386-PAT00006
Figure 112008014558386-PAT00007
Figure 112008014558386-PAT00008
Figure 112008014558386-PAT00009
상기 수학식 3에서 ipilotPN는 현 셀이 사용하는 파일롯 PN 코드 번호, ipilotOr는 현 셀이 사용하는 파일롯 직교 코드 번호, iPSC는 현 셀이 사용하는 1차 동기채널 코드 번호, iSSC는 현 셀이 사용하는 2차 동기채널 코드 번호이다. [x]는 x이하 의 정수중 가장 큰 값을 의미하며 mod는 모듈로 연산자를 의미한다.
또한, 상기 매핑방법에 대한 두 번째 제안은 임의의 이동통신 시스템에서 총 Ncell 개의 셀 식별자가 정의되고, 상기 Ncell개의 셀 식별자 구분은 파일롯 PN 코드와 파일롯 직교코드의 조합으로 구분됨과 동시에 1차 동기채널과 2차 동기채널의 조합으로도 구분될 수 있는 셀룰라 시스템에서, 셀 탐색을 수월하게 하기 위해 Ncell개의 셀 식별자를 Ngroup개의 셀 그룹으로 나누어 그룹핑을 하되 , 상기 셀 그룹 정보는 2차 동기채널에 실려 보내짐을 특징으로 한다.
상기 그룹 내 셀 정보는 1차 동기채널에 실려 보내짐을 특징으로 하되, 상기 셀 그룹의 개수는 시스템에서 셀 그룹 식별용으로 사용되는 2차 동기채널 코드 개수와 동일함을 특징으로 하며 상기 2차 동기채널 코드 개수는 시스템에서 사용되는 상기 파일롯 PN 코드 개수와 동일하되 시스템에서 사용되는 1차 동기채널 코드의 개수는 상기 시스템에서 사용되는 셀 식별자의 개수(Ncell)를 상기 셀 그룹 개수(Ngroup)로 나눈 것과 동일하다.
이상의 특징은 상기 첫 번째 제안과 동일하나 이하에서 설명하는 바와 같이 두 번째 제안에 따른 매핑방법은 2차 동기채널 코드 번호를 할당하는 방법에 있어서 첫 번째 제안과는 서로 상이하다.
첫 번째 제안과 두 번째 제안은 하나의 셀 그룹 내에 존재하는 셀 정보(셀 식별자)를 포함하는 1차 동기채널 코드와 파일롯 채널 직교 코드가 일대일로 매핑된다는 점에서는 동일하나, 첫 번째 제안은 하나의 파일롯 채널 PN 코드에 따라 하나의 셀 그룹(또는 하나의 2차 동기채널 코드)가 매핑되는 것에 반하여, 하나의 파 일롯 채널 PN 코드에 1개 이상의 서로 다른 셀 그룹(또는 서로 다른 2차 동기채널 코드)이 매핑되며 하나의 셀 그룹(또는 하나의 2차 동기채널 코드)은 1개 이상의 파일롯 채널 PN 코드번호에 동시에 매핑되는 것을 특징으로 하는 하기의 표 2과 같은 방법(이하 방법 2라 함)을 제안한다.
표 2에서 보면, 파일롯 채널 PN 코드 번호 0의 경우 셀 그룹 번호(또는 2차 동기채널 코드 번호) 0, 1, 2가 매핑되며, 셀 그룹 번호(또는 2차 동기채널 코드 번호) 0의 입장에서 보면 파일롯 채널 PN 코드 번호 0, 56, 113이 매핑된다. 표 2에서 제시된 파일롯 채널 PN 코드 번호, 셀 그룹 번호(또는 2차 동기채널 코드 번호) 등은 일 예일 뿐이며 상기 언급한 바와 같이 방법 2의 제안에 따른다면 매핑되는 번호는 달라질 수 있다.
파일롯 채널 PN 코드 번호 파일롯 채널 직교 코드 번호 셀 식별자 1차 동기채널 코드 번호 2차 동기채널 코드 번호 셀 그룹 번호
0 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1
2 2 2 2 2
1 0 3 0 3 3
1 4 1 4 4
2 5 2 5 5
2 0 6 0 6 6
1 7 1 7 7
2 8 2 8 8
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
55 0 165 0 165 165
1 166 1 166 166
2 167 2 167 167
56 0 168 0 168 168
1 169 1 169 169
2 170 2 0 0
57 0 171 0 1 1
1 172 1 2 2
2 173 2 3 3
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
112 0 333 0 166 166
1 334 1 167 167
2 335 2 168 168
113 0 336 0 169 169
1 337 1 0 0
2 338 2 1 1
114 0 339 0 2 2
1 340 1 3 3
2 341 2 4 4
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
168 0 504 0 164 164
1 505 1 165 165
2 506 2 166 166
169 0 507 0 167 167
1 508 1 168 168
2 509 2 169 169
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 셀간 동기채널 시퀀스를 할당하는 방법(방법 2)을 나타내는 도면이다.
한편 표 2는 본 발명의 방법 2를 설명하기 위한 예이고 도 6은 셀 배치의 예시도이다.
이 경우 동일 기지국(610) 내에 속한 섹터 셀 들(620, 630)간에도 항상 서로 다른 2차 동기채널 번호(셀 그룹 번호)가 할당되며 서로 다른 인접한 기지국에 속한 셀들도 서로 다른 2차 동기채널 번호(셀 그룹 번호)가 할당된다.
반면 이 경우 시스템에서 사용되는 Ncell개의 셀 중 서로 멀리 떨어져 셀(650, 660)간의 경우 동일한 2차 동기채널 번호(셀 그룹 번호)가 할당될 수 있다.
이때 주의할 것은 동일한 2차 동기채널 번호와 쌍을 이루는 1차 동기채널 번호는 반드시 달라야 한다.
즉, 도 6의 참조번호 650과 참조번호 660의 예를 들면 멀리 떨어져 있는 두 셀의 2차 동기채널 번호(셀 그룹 번호)가 0으로 갖지만 각각에 할당되는 1차 동기채널 번호는 각각 0번과 2번으로서 다름을 알 수 있다.
표 2에도 이를 나타내었다. 즉, 총 510(Ncell)의 셀 중 셀 식별자가 0, 170, 337인 셀의 경우 모두 2차 동기채널 코드 번호(셀 그룹 번호)가 0번으로 같지만 1차 동기채널은 각각 0, 2, 1로 다르다. 이렇게 하는 이유는 셀 탐색 1단계 결과 및 2단계 결과의 조합만 가지고도 셀 식별자를 유일하게 검출할 수 있게 하기 위함이다.
1차 동기채널의 개수는 파일롯 직교 코드 개수와 같고, 파일롯 PN 시퀀스 개수는 셀 그룹 개수와 같을 경우, Npsc를 시스템에서 사용하는 1차 동기채널 코드 개수, Nssc를 시스템에서 사용하는 2차 동기채널 코드 개수(셀 그룹 개수)라 했을 때 임의의 셀에 임의의 셀 식별자 번호 'icellID'상위로부터 할당됐을 때 표 2에 근거한 방법 2의 경우 셀에서 송신되는 파일롯 채널 및 동기채널 코드 번호는 하기의 수학식 4과 같이 주어진다.
Figure 112008014558386-PAT00010
Figure 112008014558386-PAT00011
Figure 112008014558386-PAT00012
Figure 112008014558386-PAT00013
상기 수학식 4에서 ipilotPN는 현 셀이 사용하는 파일롯 PN 코드 번호, ipilotOr는 현 셀이 사용하는 파일롯 직교 코드 번호, iPSC는 현 셀이 사용하는 1차 동기채널 코드 번호, iSSC는 현 셀이 사용하는 2차 동기채널 코드 번호이다. [x]는 x이하의 정수 중 가장 큰 값을 의미하며 mod는 모듈로 연산자를 의미한다.
결국, 상기 방법 1은 동일한 기지국에 속한 섹터 셀 내에서 동일한 2차 동기채널 코드 번호를 사용하며, 상기 방법 2는 동일한 기지국에 속한 섹터 셀 내에서 서로 다른 2차 동기채널 코드 번호를 사용하며 동일한 2차 동기채널 코드 번호를 사용하는 서로 다른 기지국에 속한 섹터 셀은 상기 동일한 2차 동기채널 코드 번호에 대하여 쌍을 이루는 1차 동기채널 코드 번호가 서로 상이하다.
이러한 차이점으로 인하여 상기 두 방법(방법 1 및 방법 2)은 이하 설명하는 바와 같은 차이를 보인다.
상기의 방법 1의 경우 방법 2에 비해서 셀 할당(cell planning)이 수월할 수 있다.
방법 1의 2차 동기채널 코드 번호(셀 그룹 번호)가 기지국 내 섹터 간에는 동일하지만 방법 2에 비해 170개의 그룹으로 커버되는 셀의 개수가 510개가 되기 때문이다. 반면 방법 2의 경우 2차 동기채널 코드 번호(셀 그룹 번호)가 기지국 내 섹터 간에 달라야 하기 때문에 170개의 그룹으로 커버되는 셀의 개수가 170개 밖에 되지 않아 510개 셀 내에서 2차 동기채널 코드 번호(셀 그룹 번호)를 재사용해야 한다. 따라서 170개의 그룹으로 170개의 셀에 할당하는 것이 셀을 할당하는데 더 경제적일 수 있으며, 510개의 셀 내에서 2차 동기채널 코드 번호(셀 그룹 번호)를 재사용하여도 셀 탐색 지연 등 특별히 문제될 것이 없다.
반면 이동국의 셀 탐색 성능 관점에서 방법 2가 방법 1에 비해 성능이 좋을 수 있다.
이유는 방법 1의 경우 동일 기지국(510) 내 인접 섹터(520, 530) 간 동일한 2차 동기채널 코드를 사용하기 때문에 이동국이 섹터 경계에 위치할 경우 셀 탐색 2단계에서 2차 동기채널 코드를 수신하기 어려워져 성능이 감쇠할 수 있는 확률이 존재한다. 반면 방법 2의 경우 동일 기지국(610) 내 인접 섹터(620, 630) 간 서로 다른 2차 동기채널 코드를 사용하기 때문에 이동국이 섹터 경계에 위치하더라도 인접 섹터(620, 630)에 할당된 어느 하나의 2차 동기채널 코드를 수신하게 되어 셀 탐색 2단계에서 상기와 같은 문제는 발생하지 않는다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동국의 수신기의 구성을 나타내는 블록도이다.
이동국은 적어도 하나의 수신안테나를 가지며, 도 7은 수신 안테나가 2 개인 경우에 대한 예시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이동국의 수신기는 수신안테나(700-A, 700-B), 하향 변환부(down converter)(710-A, 710-B), 셀 탐색부(720), 데이터 채널 복조부(data channel demodulator)(730), 제어부(740) 및 클럭 발생부(clock generator)(750)를 포함하여 이루어진다.
각각의 기지국에서 송신되는 RF 신호 형태인 프레임들은 수신안테나(700-A, 700-B)를 통하여 수신된 후, 하향 변환부(710-A, 710-B)를 통해 기저 대역 신호(S1, S2)로 변환된다.
셀 탐색부(720)는 상기 하향변환된 신호(S1, S2)에 포함된 동기 채널 심볼을 이용하여 타겟 셀에 대한 탐색을 수행한다.
셀 탐색부(720)은 현재 이동국이 접속중인 셀룰라 시스템에 본 발명의 방법 1이 적용되었을 경우 표 1 그리고 본 발명의 방법 2가 적용되었을 경우 표 2의 테이블을 미리 저장하여 셀 탐색에 사용한다.
셀 탐색 결과의 예로는 타겟 셀의 동기 채널 심볼 타이밍, 프레임 경계, 셀 식별자를 검출하는 것을 들 수 있으며, 타겟 셀의 탐색의 예로는, 이동국이 처음에 초기 셀을 탐색하는 경우나, 핸드오버를 위해 인접 셀을 탐색하는 것을 들 수 있다.
셀 탐색에 사용되는 채널은 1차 동기채널(100-A, 100-B)와 2차 동기채널(101-A, 101-B)이며 파일롯 신호(270)는 셀 탐색이 제대로 됐는지 검증용으로 사용될 수 있다.
제어부(740)는 셀 탐색부(720) 및 데이터 채널 복조부(730)를 제어한다. 즉, 제어부(740)는 셀 탐색기(600)를 제어하여 획득된 셀 탐색 결과를 기초로, 데이터 채널 복조부(730)의 타이밍, 역스크램블링 등을 제어한다. 데이터 채널 복조부(730)는 제어부(740)의 제어에 따라 하향 변환된 신호에 포함된 도 2의 참조번호 230과 같은 트래픽 채널 데이터를 복조한다.
한편, 클럭 발생부(750)에 의해 생성된 클럭에 동기화되어 이동국의 모든 하드웨어들은 동작된다.
도 7을 참조하면, 셀 탐색기(720)는 동기채널 대역필터(721-A, 721-B), 싱크 블록 동기 및 1차 동기채널 코드 검출부(722), 그룹/경계/안테나 검출부(723)으로 나누어진다.
동기채널 대역필터(721-A, 721-B)는 상기 하향 변환된 신호(S1, S2)에 대해, 도 2에서 설명한 바와 같이 전체 OFDM 신호 대역(220) 중 동기 채널 점유 대역(210)만을 통과시키는 밴드패스 필터링(band pass filtering)을 수행한다.
싱크 블록 동기 및 1차 동기채널 코드 검출부(722)는 상기 필터링된 신호(S3, S4)에 포함된 1차 동기 채널을 이용하여 싱크 블록 타이밍(S5) 및 1차 동기채널 코드정보(S15)를 획득한다.
상기에서 설명했듯이 1차 동기채널코드는 시스템에서 3G LTE의 경우 3개를 사용하므로 셀 탐색 1단계에서 1차 동기채널 코드의 종류까지 알아냄으로서 셀 탐색 1단계 이후의 hypothesis는 총 510개의 hypotheses에서 1/3로 줄어든 170이 된다.
그룹/경계/안테나 검출부(723)는 상기 획득된 싱크 블록 타이밍 정보(S5) 및 1차 동기채널 코드 정보(S15)를 이용하여, 수신신호로부터 2차 동기채널코드 번호 또는 셀 그룹 정보(S6) 및 10 msec 프레임 타이밍 정보(S7) 그리고 필요할 경우 BCH에 적용된 다이버시티 송신 안테나 개수(S8)을 검출한다.
만약 S-SCH가 파일롯 신호의 호핑 on/off의 정보까지 포함할 경우 이 정보도 검출한다. 한편, 그룹/경계/안테나수 검출부(723)는 셀 식별자 및 프레임 타이밍 검출 전에 주파수 옵셋 추정 및 보상(compensation)을 수행하여 검출 성능을 높일 수 있다.
셀 탐색 1 단계 및 셀 탐색 2단계가 끝나면 이동국은 이로부터 획득한 1차 동기채널 코드 번호 및 2차 동기채널 코드번호의 조합으로 셀 식별자 정보 및 현 셀이 사용하고 있는 파일롯 PN 시퀀스 번호 및 파일롯 직교 시퀀스 번호를 알아낼 수 있는 것이다.
즉 이동국 제어기는 미리 저장된 표 1 혹은 표 2를 이용하여 이러한 정보를 알아낸다.
파일롯 검증부(724)는 1단계에서 획득한 1차 동기채널 코드 번호 및 2단계에서 획득한 2차 동기채널 코드 번호에 일대일 대응되는 파일롯 PN 시퀀스 및 파일롯 직교시퀀스를 발생시켜서 파일롯 채널(270)에 대한 상관을 수행하여 셀 탐색 1단계 및 2단계를 검증할 수 있다.
한편 이동국의 편리에 따라서 파일롯 검출부를 생략할 수도 있다.
BCH 복조부(725)는 상기 프레임 경계(S7), 송신 안테나수 (S8) 그리고 파일롯 시퀀스 정보(S9)을 이용하여 BCH의 복조를 수행하여 시스템 정보를 획득하여 제어부(740)에게 넘겨준다.
이때 BCH의 코히런트 복조를 위한 채널 추정은 획득된 안테나 개수에 따른 파일롯 심볼(270)을 이용하여 수행한다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 7의 싱크블록동기&1차 동기채널 코드 검출부의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 8을 참조하면, 싱크블록동기&1차 동기채널 검출부(722)는 병렬상관기(800-A, 800-B), 안테나 결합기(810), 누적기(820) 및 타이밍&코드 결정부(830)를 포함하여 이루어진다.
병렬 상관기(800-A, 800-B)는 다수개의 1차 동기채널 시퀀스의 시간 도메인 파형들을 미리 저장하여 시간영역에서 상관을 수행하는 형태이다.
상기 병렬 상관기(800-A, 800-B)의 출력은, 도 1의 프레임 구조의 예를 참조하면, 각 1차 동기채널 코스 시퀀스 별로 싱크블록 길이 당 각각 9600 개가 발생하며, 결국 Npsc를 1시스템에서 사용하는 1차 동기채널 코드시퀀스의 개수라 할 때 총 9600*Ncell의 hypothesis가 발생하는 것이다.
타이밍&코드 검출부(830)는 이들 상관 값들 중 피크치(peak value)를 발생하는 샘플의 위치 및 해당 1차 동기채널 코드 시퀀스 번호를 검출한다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 싱크블록 동기 및 1차 동기채널 코드 검출부(722)는 심볼 동기 검출 성능을 높이기 위해 도 8과 같이 누적기(820)를 더 포함할 수 있다.
누적기(820)는 9600 개의 각 샘플 위치에 대한 각각의 상관값을 상기 각 샘플 위치로부터 매 싱크 블록 길이만큼 떨어진 샘플에 대한 각각의 상관값을 더하는 역할을 수행한다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 각 샘플 위치에 대해 도 8의 상관기에 의해 산출되는 상관 값들을 나타내는 그래프이다.
편의상, 기지국 송신단과 이동국 수신단간 채널이 페이딩 및 노이즈가 없는 이상 채널 환경을 전제로 하였을 경우를 나타낸다.
가로축은 시간축 또는 샘플 인덱스를 나타내며, 세로축은 가로축의 각 위치에서의 상관 값을 나타낸다. 참조번호 900은 상관기가 상관을 수행하는 첫 샘플의 위치를 나타낸다.
상관기(800-A, 800-B)는 상기 첫 샘플의 위치부터 상관 값을 구하여 최종 9600개의 상관값을 산출(920)하여 누적기에 제공하고, 다시 상관기(800-A, 800-B)는 이전에 마지막으로 상관을 산출한 샘플의 다음 위치부터 다시 9600개의 상관값을 산출(920)하여 누적기에 제공하는 과정을 반복한다.
각각의 M개의 샘플 중에는 동기 채널 심볼의 반복 패턴의 결과로서, 도 8과 같이 피크가 발생하는 지점이 존재하게 된다.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 싱크블록동기&1차 동기채널 코드 검출부에 의해 획득된 싱크 블록 타이밍을 기초로 그룹/경계/안테나수 검출부에 제공되는 입력 신호의 구조를 나타내는 도면이다.
싱크 블록 검출부(722)에 의해 획득된 타이밍(1000)을 기초로, 1차 동기채널 심볼에 대항하는 영역 및 2차 동기채널 심볼에 해당하는 영역의 싸이클릭 프리픽스가 제거되고, 매 싱크 블록마다 추정된 1차 동기채널 위치 및 2차 동기채널에 해당하는 샘플값들이 그룹/경계/안테나수 검출부(723)에 입력된다.
한편, 참조부호 1010-A, 1010-B는 획득된 타이밍(1000)으로 얻어지는 1차 동기 채널 심볼의 위치를 나타내며 1020-A 및 1020-B는 획득된 타이밍(1000)으로 얻어지는 2차 동기 채널 심볼의 위치를 나타낸다.
1차 동기채널의 샘플값들은 2차 동기채널의 코히런트 상관을 위해 사용된다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.
도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 7의 그룹/경계/안테나수 검출부의 구체적인 구성을 나타내는 블록도이다. 도 11을 참조하면, 주파수옵셋보정기(1100) 및 프레임경계/코드/안테나수 검출기(1110)를 포함하여 이루어진다.
주파수옵셋보정기(1100)는 싱크블록 동기 및 1차 동기채널 코드 검출부(722)의 출력(S5)을 기초로 동기 채널 심볼 타이밍(1000)을 설정하고, 상기 동기 채널 심볼 타이밍(1000)을 기준으로, 각각의 싱크 블록 길이 구간에 걸쳐서, 각 동기 채 널 대역 필터(721-A, 721-B)로부터 제공되는 2xNS개의 1차 동기채널 추정위치의 수신 신호 샘플들(1010-A 및 1010-B)을 저장한 후, 이를 이용하여 먼저 주파수 옵셋을 추정하고, 상기 추정된 주파수 옵셋을 기초로 상기 4xNS개의 수신 신호 샘플들(1010-A, 1020-A, 1010-B, 1020-B)에 대해 주파수 옵셋을 보정한 후, 상기 보정된 4xNS개의 수신 신호 샘플들을 프레임경계/코드/안테나수검출기(1110)로 제공한다.
프레임경계/코드/안테나수검출기(1110)는 상기 주파수옵셋 보정된 샘플(S10, S11)을 이용하여 2차 동기채널 코드번호(셀 그룹 식별자) 및 10msec 프레임 타이밍 그리고 BCH 안테나수 또는 파일롯 호핑 정보를 검출한 후 이를 제어블록에 넘겨준다.
상기 프레임경계/코드/안테나수검출기(1110)은 상기 동기채널 심볼위치(1010-A, 1020-A, 1010-B, 1020-B)마다 Ns개의 수신 샘블값을 푸리에 변환하여 주파수 영역의 신호로 바꾼 후 모든 가능한 2차 동기채널 시퀀스에 대해 모두 상관을 취하여, 타겟셀의 2차 동기채널 코드 번호(셀 그룹 번호)뿐만 아니라 프레임 타이밍 그리고 필요할 경우 BCH 안테나수 정보를 동시에 획득한다.
이때 1차 동기채널 성분(1010-A, 1010-B)은 2차 동기채널 시퀀스의 코히런트 상관을 위한 채널 추정으로 사용된다. 채널 추정시에 셀 탐색 1단계에서 획득한 1차 동기채널 코드 번호(S15)에 해당하는 1차 동기채널 코드 시퀀스를 주파수 영역에서 곱한 값을 이용한다.
도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 11의 프레임 경계/코드/안테나수 검출부의 구체적인 구성을 나타내는 블록도이다. 도 12를 참조하면, 코드상관도 산출부(1200-A, 1200-B), 결합기(combiner)(1210), 셀그룹검출부(1220),프레임경계검출부(1230), 및 BCH 안테나수 검출부(1240)를 포함하여 이루어진다.
코드상관도 산출부(1200-A, 1200-B)는 주파수옵셋보정기(1100)로부터 주파수 옵셋 보정된 동기 채널 심볼(S10, S11) 각각에 대해 푸리에 변환하여 주파수 영역의 신호로 바꾼 후 모든 가능한 2차 동기채널 시퀀스에 대해 모두 상관도를 산출한다.
이때 1차 동기채널 성분(1010-A, 1010-B)은 2차 동기채널 시퀀스의 코히런트 상관을 위한 채널 추정으로 사용되며 이 때 1단계에서 검출한 1차 동기채널 코드 번호(S15)에 해당하는 1차 동기채널 시퀀스를 이용한다.
즉 채널 추정은 1차 동기채널 수신 신호 성분(1010-A, 1010-B)의 주파수 영역 신호에 상기 1차 동기채널 시퀀스를 곱한 후 적절한 필터링을 수행하므로서 각 부 반송파 별로 채널추정 값이 나오고 이 값을 2차 동기채널 신호의 각 부 반송파별 보정을 함으로서 셀 탐색 2단계에서 코히런트 복조가 되는 것이다.
결합기(1210)는 코드상관도 산출부(1200-A, 1200-B)의 출력을 결합하여, 셀 그룹 검출부(1220), 프레임 경계 검출부(1230) 및 BCH 안테나수 검출부(1240)에 제공한다.
셀 그룹 검출부(1220)은 상기 코드 상관도 출력을 이용하여 셀 그룹을 검출한다.
프레임 경계검출부(1230)는 코드 상관도 출력을 이용하여 프레임 경계를 검출한다.
BCH 안테나수 검출부(1240)는 코드 상관도 출력을 이용하여 BCH 안테나 수를 검출한다.
상기 코드상관도 산출부(1200-A, 1200-B)는 도 12를 참조하면, 푸리에 변환부(1201-A, 1201-B), 디메핑부(1202-A, 1202-B), 채널 추정부(1203-A, 1203-B) 및 2차 동기채널 코드 상관부(1204-A, 1204-B)를 포함하여 이루어진다.
푸리어변환기(1201-A, 1201-B)는 각각의 동기 채널 심볼 영역에 대응되는 시간영역 샘플(1010-A, 1020-A, 1010-B, 1020-B)에 대해 푸리어 변환을 하여 각각의 심볼에 대해 NS개의 주파수 영역 변환된 값을 획득하고, 디메핑부(1202-A, 1202-B)는 상기 획득한 총 주파수 변환된 값 중에서 1차 동기채널 시퀀스의 부반송파에 대응되는 N1개의 값(도 4 참조) 및 2차 동기채널 시퀀스의 부 반송파에 N2개(도 4 참조)의 값을 획득한다.
채널 추정부(1203-A, 1203-B)는 상기 디메핑부(1202-A, 1202-B)로부터 받은 N1개의 1차 동기채널 주파수 도메인 수신 샘플값으로부터 셀 탐색 1단계에서 획득한 1차 동기채널 시퀀스번호에 해당하는 1차 동기채널 시퀀스를 이용하여 각 부반송파에 대한 채널 추정을 수행한다.
2차 동기채널 코드 상관부(1204-A, 1204-B)는 상기 디메핑부(1202-A, 1202-B)로부터 받은 N2개의 2차 동기채널 주파수 도메인 수신 샘플값과 가능한 NG개 혹은 2NG개의 2차 동기채널 시퀀스와 상호상관을 수행한다.
이때 상기 채널 추정부(1203-A, 1203-B)에서 넘겨받은 채널 추정값을 사용하여 각 부 반송파 별로 채널외곡을 보정하여 상호상관을 수행한다.
도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동국의 셀 탐색 방법을 나타내는 흐름도이다.
상기에서 언급했듯이 1단계(S1300)은 싱크 블록 동기 및 1차 동기채널 코드 시퀀스 번호 획득 단계이고 2단계(S1310)는 주파수 옵셋 보정을 포함한 프레임 경계 및 2차 동기채널 코드 시퀀스 번호(셀 그룹 번호) 그리고 BCH 안테나 수 또는 파일롯 호핑 여부를 검출하는 단계이며, 3단계(S1320)는 상기 1단계 및 2단계에서 획득한 정보가 정확한지의 여부를 파일롯 신호(270)을 이용하여 확인하는 단계이며. 4단계(S1330)는 이전 단계에서 획득한 상기 파일롯 PN 코드 및 파일롯 직교코드를 이용하여 BCH를 코히런트 복조하는 단계이다.
만일 CRC에러가 났을 경우 1단계로 돌아가고 CRC에러가 나지 않았을 경우에는 셀 탐색을 완료하게 된다(S1340).
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 순방향 링크 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 동기 채널 심볼을 포함하는 서브프레임을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 시간 영역 상의 1차 동기 채널 심볼 신호의 개념도를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 심볼 매핑된 동기채널 시퀀스를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 셀간 동기채널 시퀀스를 할당하는 방법(방법 1)을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 셀간 동기채널 시퀀스를 할당하는 방법(방법 2)을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동국의 수신기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 7의 싱크블록동기&1차 동기채널 코드 검출부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 각 샘플 위치에 대해 도 8의 상관기에 의해 산출되는 상관 값들을 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 싱크블록동기&1차 동기채널 코드 검출부에 의해 획득된 싱크 블록 타이밍을 기초로 그룹/경계/안테나수 검출부에 제공되는 입력 신호의 구조를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 7의 그룹/경계/안테나수 검출부의 구체적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 11의 프레임 경계/코드/안테나수 검출부의 구체적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동국의 셀 탐색 방법을 나타내는 흐름도이다.

Claims (14)

  1. 무선통신 시스템에서 사용되는 셀 식별자를 구분할 수 있도록 파일롯 채널 PN 코드와 파일롯 채널 직교 코드를 조합하는 단계;를 포함하고,
    동일한 개수의 상기 셀 식별자가 포함되는 셀 그룹을 나누어 상기 셀 그룹 내 포함된 셀 식별자 정보를 1차 동기채널에 포함하고 상기 셀 그룹 정보를 2차 동기채널에 포함하며,
    상기 2차 동기채널 코드는 상기 파일롯 채널 PN 코드와 일대일로 대응되도록 할당하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 파일롯 채널 및 동기채널 매핑방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 동기채널 코드는 상기 무선통신 시스템에서 사용되는 파일롯 채널 직교코드와 일대일로 대응되도록 할당하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 파일롯 채널 및 동기채널 매핑방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀 그룹 내 포함된 셀 식별자 개수는 상기 무선통신 시스템에서 사용되는 1차 동기채널 코드 개수와 동일하고, 상기 셀 그룹의 개수는 상기 무선통신 시스템에서 사용되는 2차 동기채널 코드 개수 및 파일롯 채널 PN 코드 개수와 동일한 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 파일롯 채널 및 동기채널 매핑방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선통신 시스템 상의 임의의 셀이 사용하는 상기 셀 그룹 번호와 상기 2차 동기채널 코드 번호는 동일한 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 파일롯 채널 및 동기채널 매핑방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선통신 시스템상의 동일한 기지국에 속한 섹터 셀들은 서로 다른 1차 동기채널 코드가 할당되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 파일롯 채널 및 동기채널 매핑방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선통신 시스템 상의 동일 기지국에 속한 섹터 셀(sector cell)들은 동일한 2차 동기채널 코드 번호가 할당되고, 서로 다른 기지국에 속한 섹터 셀들은 서로 다른 2차 동기채널 코드 번호가 할당되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 파일롯 채널 및 동기채널 매핑방법.
  7. 무선통신 시스템에서 사용되는 셀 식별자를 구분할 수 있도록 파일롯 채널 PN 코드와 파일롯 채널 직교 코드를 조합하는 단계;를 포함하고,
    동일한 개수의 상기 셀 식별자가 포함되는 셀 그룹을 나누어 상기 셀 그룹 내 포함된 셀 식별자 정보는 1차 동기채널에 포함하고 상기 셀 그룹 정보는 2차 동기채널에 포함하며,
    상기 무선통신 시스템에서 사용되는 하나의 파일롯 채널 PN 코드는 1개 이상의 2차 동기채널 코드와 대응되도록 할당하는 동시에 하나의 2차 동기채널 코드는 1개 이상의 파일롯 채널 PN 코드와 대응되도록 할당하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 파일롯 채널 및 동기채널 매핑방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 1차 동기채널 코드는 상기 무선통신 시스템에서 사용되는 파일롯 채널 직교코드와 일대일로 대응되도록 할당하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 파일롯 채널 및 동기채널 매핑방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 셀 식별자에 할당된 2차 동기채널 코드가 동일한 경우에는 서로 다른 1차 동기 채널 코드를 할당하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 파일롯 채널 및 동기채널 매핑방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 셀 그룹 내 포함된 셀 식별자 개수는 상기 무선통신 시스템에서 사용되 는 1차 동기채널 코드 개수와 동일하고 상기 셀 그룹의 개수는 상기 무선통신 시스템에서 사용되는 2차 동기채널 코드 개수 및 파일롯 채널 PN 코드 개수와 동일한 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 파일롯 채널 및 동기채널 매핑방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 무선통신 시스템 상의 임의의 셀이 사용하는 상기 셀 그룹 번호와 상기 2차 동기채널 코드 번호는 동일한 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 파일롯 채널 및 동기채널 매핑방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 무선통신 시스템상의 동일한 기지국에 속한 섹터 셀들은 서로 다른 1차 동기채널 코드가 할당되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 파일롯 채널 및 동기채널 매핑방법.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 무선통신 시스템상의 동일 기지국에 속한 섹터 셀(sector cell)들은 서로 다른 2차 동기채널 코드 번호가 할당되고, 서로 다른 인접한 기지국에 속한 셀들도 서로 다른 2차 동기채널 번호가 할당되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 파일롯 채널 및 동기채널 매핑방법.
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 무선통신 시스템상의 서로 다른 기지국에 속한 셀 중 신호간섭이 발생하지 않을 정도로 떨어져 있는 셀 간에는 동일한 2차 동기채널 번호가 할당되고, 서로 다른 1차 동기채널 번호가 할당되는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 파일롯 채널 및 동기채널 매핑방법.
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