KR20080093836A

KR20080093836A - 통신 시스템에서의 훈련 시퀀스 코드 생성 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20080093836A
Application number: KR1020070038090A
Authority: KR
Inventors: 신옌; 최종수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-04-18
Filing date: 2007-04-18
Publication date: 2008-10-22
Also published as: KR101378695B1; US20080260057A1; EP1983708A1; EP1983708B1

Abstract

본 발명은 통신 시스템에서의 훈련 시퀀스 코드 생성 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 서로 자기상관 특성을 갖는 중심 시퀀스를 생성하고, 중심 시퀀스에서 부분 심볼을 복사하여 생성된 보호 시퀀스를 배치하여 훈련 시퀀스 코드를 생성한다. 본 발명에 따른 훈련 시퀀스를 사용하면 시스템의 성능 저하 없이 효율적인 데이터 송수신이 가능하다.

GERAN, 훈련 시퀀스 코드, 주기적 시퀀스

Description

통신 시스템에서의 훈련 시퀀스 코드 생성 방법 및 장치{Method and Apparatus for Generating Training Sequence Codes in Communication System}

도 1은 일반적인 GERAN 시스템의 하향링크 송신기 구조를 도시한 도면

도 2는 일반적인 GERAN 시스템의 수신기 구조를 도시한 도면

도 3은 종래의 GERAN 시스템에서 사용하는 훈련 시퀀스 코드 심볼 길이가 26인 노말 버스트 구조를 도시한 도면

도 4는 고속 데이터 전송에 적합한 훈련 시퀀스 코드 심볼 길이가 31인 노말 버스트 구조를 도시한 도면

도 5는 종래의 GSM/EDGE에서 사용하는 훈련 시퀀스 코드 구조를 나타낸 도면

도 6은 종래의 훈련 시퀀스 코드 구조를 확장하여 구성한 심볼 길이가 30인 훈련 시퀀스 코드 구조를 나타낸 도면

도 7a는 도 6의 훈련 시퀀스 코드 구조를 변형하여 구성한 심볼 길이가 31인 훈련 시퀀스 코드 구조를 나타낸 도면

도 7b는 도 6의 훈련 시퀀스 코드 구조를 변형하여 구성한 심볼 길이가 31인 훈련 시퀀스 코드 구조를 나타낸 도면

도 8a는 GERAN에서 바람직한 훈련 시퀀스 코드와 간섭 훈련 시퀀스 코드 사이의 심볼 지연이 없는(D=0) 경우를 나타낸 도면

도 8b는 GERAN에서 바람직한 훈련 시퀀스 코드와 간섭 훈련 시퀀스 코드 사이의 심볼 지연이 D>0인 경우를 나타낸 도면

도 8c는 GERAN에서 바람직한 훈련 시퀀스 코드와 간섭 훈련 시퀀스 코드 사이의 심볼 지연이 D<0인 경우를 나타낸 도면

도 9는 주기적 훈련 시퀀스 코드들의 전체 집합을 생성하는 절차에 대한 순서도를 나타낸 도면

도 10은 주기적 훈련 시퀀스 코드들의 최적화된 부집합을 생성하기 위한 최소 평균 최적화 알고리즘 수행 절차에 대한 순서도를 나타낸 도면

도 11는 본 발명의 제1 실시예에 따른 26 심볼 길이를 갖는 이진 훈련 시퀀스 코드 집합을 나타낸 도면

도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 30 심볼 길이를 갖는 이진 훈련 시퀀스 코드 집합을 나타낸 도면

도 13a은 본 발명의 제2 실시예에서 도 7a의 형태를 따라 31 심볼 길이를 갖는 이진 훈련 시퀀스 코드 집합을 나타낸 도면

도 13b는 본 발명의 제2 실시예에서 도 7b의 형태를 따라 31 심볼 길이를 갖는 이진 훈련 시퀀스 코드 집합을 나타낸 도면

본 발명은 통신 시스템에서의 훈련 시퀀스 코드 생성방법 및 장치에 관한 것 으로, 특히 GSM(Global System for Mobile Communication)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution) 진화(Evolution) RAN(Radio Access Network)(이하 GERAN 이라 칭함) 시스템에서 훈련 시퀀스 코드를 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

현재 3GPP(3rd Generation Partnership Project) TSG(Technical Specification Group)-GERAN 표준회의에서는 데이터 전송률(Data Transmission Rate) 및 스펙트럼 효율(Spectral Efficiency) 등의 성능 향상을 위한 GERAN 진화를 추진하고 있다. 이를 위해 하향 및 상향 링크 성능 향상을 위한 고차 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 변조 방식인 16-QAM 및 32-QAM이 종래의 변조 방식인 GMSK(Gaussian Minimum Shift Keying) 및 8-PSK(Phase Shift Keying)에 추가된다.

또한 데이터 전송률 및 스펙트럼 효율을 증가시키기 위하여, 심볼 전송률을 기존 전송률인 270.833 ksymbols/s을 새로운 전송률 325 symbols/s로 향상시킨다. 기존 심볼 전송률 대비 1.2배 향상된 새로운 심볼 전송률은 상향 및 하향 링크에 모두 적용되며 GERAN 표준에는 2007년 하반기에 반영될 예정이다.

앞서 기술한 바와 같이 종래의 GERAN 시스템에서는 변조방식으로 GMSK 및 8-PSK 변조방식이 적용된다. 상기 GMSK 방식은 이진 데이터를 가우시안 로우 패스 필터(Gaussian Low Pass Filter)에 통과시켜서 대역폭을 제한한 후, 일정한 편이 비율로 주파수 변조(Frequency Modulation)하는 방식으로 2개의 주파수 사이를 연속적으로 변하게 함으로써, 스펙트럼 집중도가 우수하고 대역외 스펙트럼 억압도가 높은 방식이다. 상기 8-PSK 방식은 데이터를 반송파의 위상 변이된 부호에 대응되 도록 변조하는 방식으로 주파수 효율을 높일 수 있다. 상기 EDGE/EGPRS 시스템에서 사용되는 부호화 방식으로는 패킷 데이터 트래픽 채널(Packet Data Traffic CHannels, PDTCH)을 위한 9가지 기법이 정해져 있다. 상기 9가지 기법은 EDGE/EGPRS를 위한 변조 및 채널 부호화 방식(Modulation and Coding Schemes, MCSs) MCS-1부터 MCS-9까지의 9가지 방식이다. 실제 통신시에는 상기 변조방식들과 상기 부호화 기법들의 다양한 조합들 중 하나가 선택되어 사용된다. MCS-1에서 MCS-4까지는 GMSK 변조방식을 사용하고, MCS-5부터 MCS-9까지는 8-PSK 변조방식을 사용한다. 전송에 사용되는 MCS 방식은 측정된 채널의 품질에 따라서 정해진다.

GERAN 시스템의 송/수신기 구조를 도면을 통하여 살펴본다.

도 1은 일반적인 GERAN 시스템의 하향링크 송신기 구조를 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 무선 링크 제어(Radio Link Control, RLC라 칭함) 패킷 데이터 블록(RLC Block)은 채널 부호기(Channel Encoder)(110)로 보내져서 길쌈부호(Convolutional Code)에 의해서 부호화되고 정해진 펑처링 패턴에 따라 펑쳐링된 후 인터리버(120)로 보내진다. 인터리버(120)에서 인터리빙을 거친 데이터는 물리적 채널에 데이터를 할당하기 위해 다중화기(Multiplexer)(140)로 보내진다. 또한 RLC/MAC 헤더 정보, 업링크 상태 플래그(Uplink State Flag, 이하 USF라 칭함) 및 부호 식별기(Code Identifier) 비트(130)도 다중화기(140)로 보내진다. 다중화기(140)에서는 수집된 데이터를 4개의 노말 버스트(Normal Burst)에 분배하고 각 버스트들을 TDMA 프레임의 타임슬롯(Time Slot)에 할당한다. 각 버스트의 데이터들은 변조기(Modulator)(150)를 통해서 변조되고, 훈련시퀀스회전부(160)에서 훈련시 퀀스코드(Training Sequence Code, 이하 TSC라 칭함)를 추가하고 이 TSC에 대하여 위상회전(Phase Rotation)을 수행한 다음 송신기(Transmitter)(170)로 보내진다. 여기에서는, 변조된 신호를 전송하기 위해서 추가적으로 필요로 하는 장치, 예를 들면, 디지털/아날로그 변환기 등에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 일반적인 GERAN 시스템의 수신기 구조를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 전송된 버스트들은 수신 안테나를 통해 라디오 프론트 엔드(Radio Front End)단(210)에서 타임슬롯 단위로 수신한다. 수신된 데이터들은 버퍼링 및 역회전부(260)에서 버퍼링 및 위상 역회전이 수행된다. 변조방식 검출 및 채널 추정부(270)에서는 이 데이터들을 이용하여 변조방식 검출 및 채널 정보를 추정한다. 검출된 변조 방식 및 추정된 채널 정보를 기반으로 등화기 블록(Equalizer Block)(230)에서 등화 및 복조가 수행된 후 역인터리버(240)로 전송된다. 데이터들은 역인터리빙이 수행된 후 채널 복호기(Channel Decoder)(250)로 전송되며, 채널 복호기(250)를 통해서 전송된 데이터가 복원된다.

도 3은 종래의 GERAN 시스템에서 사용하는 노말 버스트 구조를 도시한 것이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 종래의 GERAN 시스템에서 데이터를 전송함에 있어서, 노말 버스트(Normal Burst) 구조의 중심부에는 26개의 심볼로 구성된 훈련 시퀀스 코드(Training Sequence Code, 이하 TSC라 칭함)가 위치한다. 모두 8종류의 TSC가 표준에 정의되어 실제 GSM 네트워크 및 단말에 사용되고 있으며, 한 셀(Cell) 내에서는 한 개의 동일한 TSC가 할당된다. TSC는 수신기에서 무선 채널 상태정보(Channel State Information)를 추정하여 전송신호에 포함된 잡음 및 간섭을 제거하는 등화기(Equalizer)에서 사용된다. 또한 TSC로부터 수신단의 채널품질(Channel Quality) 또는 링크 품질(Link Quality)을 측정하여 리포트 함으로써 링크 품질 제어(Link Quality Control, 이하 LQC라 칭함)를 결정할 수도 있다.

한편, 앞서 언급한 바와 같이 새로운 전송률 325 symbols/s를 적용할 경우 도 3과 유사한 형태의 새로운 버스트 구조가 사용되어야 한다. 구체적인 버스트 구조는 국내특허출원 P2007-12752를 참조할 수 있다. 도 4는 새로운 버스트 구조의 한 예로서, 31개의 심볼을 TSC로 배치하는 형태의 노말 버스트 구조를 나타낸 것이다.

종래의 TSC는 주기적 자기상관 특성(Autocorrelation Properties)이 우수한 부호들로 구성되어 있다. 따라서, 종래의 TSC는 채널간 간섭을 고려하지 않고 한 개의 채널에 대하여 채널추정(Channel Estimation)을 수행할 때 좋은 특성을 갖는다. 그런데 셀룰라 시스템에서 셀 구조를 설계할 때 캐리어 주파수(Carrier Frequency)들은 동일 채널 간섭(Co-Channel Interference, 이하 CCI라 칭함)을 고려하여 충분한 거리를 두고 재사용된다. 그러나 캐리어 주파수의 재사용 빈도수가 높아짐에 따라 CCI가 증가하게 되고, CCI의 증가는 결과적으로 채널 추정 및 신호 검출 성능에 중대한 영향을 미친다. 그러므로 GSM과 같은 셀룰라 시스템에서는 심한 CCI가 존재하는 경우에 조인트 채널추정(Joint Channel Estimation) 방법을 사용하여 정확한 채널을 추정하는 것이 바람직하다. 이 경우, TSC간의 상호상관 특성(Cross-Correlation Properties)은 조인트 채널추정 방법의 성능에 많은 영향을 미친다. 그러나 현재 사용되고 있는 GERAN의 TSC들은 상호상관 특성이 전혀 고려되지 않은 설계방식을 채용한 것으로서 CCI 환경에서 시스템의 성능저하를 가져올 뿐만 아니라 GERAN 진화 시스템에서 채용되는 16-QAM 및 32-QAM등 고차 변조방식에 종래의 TSC를 확장 적용할 경우 시스템의 성능 저하를 초래할 수 있다. 또한, 동기 네트워크(Synchronous Networks)에서 간섭 버스트(Interferer Burst)의 심볼 지연(Symbol Delay)은 -1 심볼에서 +4 심볼까지 가변적이다. 따라서 TSC 설계 시 자기상관 및 상호상관 특성에 대하여 간섭 TSC 심볼 지연의 영향을 고려해야 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 GERAN시스템에서 사용하는 TSC 구조를 기반으로 새로운 TSC를 생성하는 방법 및 이를 위한 장치를 제안하는 것이다.

또한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 GERAN 시스템에서 사용하는 TSC 구조를 기반으로 향상된 데이터 전송률(325 ksymbols/s)에 적용하기 위한 TSC 심볼 길이가 30 및 31을 갖는 새로운 TSC를 생성하는 방법을 제안하는 것이다.

또한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 본 발명에 따른 TSC를 사용하여 GERAN 시스템에서 효율적인 데이터 송수신을 위한 송수신 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 통신 시스템에서 훈련 시퀀스 코드(TSC)를 생성하는 방법에 있어서, 주기적 훈련 시퀀스 코드 후보들의 전체 집합을 획득하는 과정과, 상기 전체 집합에 대한 상호상관 특성을 최적화하여 상기 훈련 시퀀스 코드 후보들 중에서 필요한 훈련 시퀀스 코드들에 대한 부집합을 획득하는 과정과, 상기 획득한 부집합의 각 훈련 시퀀스 코드들을 중심 시퀀스로 하고, 상기 중심 시퀀스의 가장 앞쪽에 위치한 소정 비트의 심볼들을 복사하여 가장 중요한 위치(Most Significant Position)에 보호 시퀀스로 배치하고, 상기 중심 시퀀스의 가장 뒤쪽에 위치한 소정 비트의 심볼들을 복사하여 가장 중요하지 않은 위치(Least Significant Position)에 보호 시퀀스로 배치하여 최적화된 훈련 시퀀스 코드들을 생성하는 과정을 포함한다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 통신 시스템에서 훈련 시퀀스 코드(TSC)를 생성하는 장치에 있어서, 주기적 훈련 시퀀스 코드 후보들의 전체 집합을 획득하는 수단과, 상기 전체 집합에 대한 상호상관 특성을 최적화하여 상기 훈련 시퀀스 코드 후보들 중에서 필요한 훈련 시퀀스 코드들에 대한 부집합을 획득하는 수단과, 상기 획득한 부집합의 각 훈련 시퀀스 코드들을 중심 시퀀스로 하고, 상기 중심 시퀀스의 가장 앞쪽에 위치한 소정 비트의 심볼들을 복사하여 가장 중요한 위치(Most Significant Position)에 보호 시퀀스로 배치하고, 상기 중심 시퀀스의 가장 뒤쪽에 위치한 소정 비트의 심볼들을 복사하여 가장 중요하지 않은 위치(Least Significant Position)에 보호 시퀀스로 배치하여 최적화된 훈련 시퀀스 코드들을 생성하는 수단을 포함한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구 성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명에서는 GERAN 시스템 및 GERAN 시스템에 적용하기 위한 TSC를 설계하는데 있어서 자기상관 및 상호상관 특성 및 이 특성들이 간섭 TSC 지연에 미치는 영향을 모두 고려하고, 적합한 TSC를 찾기 위해서 주기적(Periodic) TSC 포괄적 컴퓨터 탐색(Exhaustive Computer Search) 기법을 사용한다. 또한 시퀀스 간의 상호간섭 특성을 평가하기 위하여 신호대잡음비(Signal-to-Noise Ratio, 이하 SNR라 칭함) 열화를 판단기준으로 도입한다. 또한, 이진(Binary) TSC의 상호상관 특성이 우수한 TSC를 찾기 위하여 최소-평균(Min-Ave) 최적화 방법을 도입한다.

먼저 본 발명의 실시예에 따른 TSC 배치 구조에 대하여 설명한다. GSM/EDGE 표준문서 3GPP TS 45.002를 기준으로 분석하면 종래의 26 심볼 길이의 TSC 배치구조는 도 5와 같이 구성되어 있다. 상세하게 설명하면, 심볼길이 26(N=26)인 TSC 는 다음 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.

수학식 1에서와 같이 TSC

는 중심 시퀀스

의 마지막 5개 심볼(또는 비트) A를 복사하여 가장 중요한 위치(Most Significant Position)에 보호 시퀀스(Guard Sequence)로서 배치하고, 중심 시퀀스(Reference Sequence)

의 처음 5개 심볼(또는 비트) B를 복사하여 가장 중요하지 않은 위치(Least Significant Position)에 보호 시퀀스로 배치하는 방식의 주기적인 형태로 구성된다. TSC 시퀀스

는 수학식 2의 자기상관 계수를 만족한다.

수학식 2의 자기상관 계수는 관심 구간의 넌제로 쉬프트(Non-Zero Shift)에 대하여 적의 자기상관 특성을 갖는다. 따라서 간섭기 지연(Interferer Delays)에 강인한 특성을 갖는다. 또한 간단한 상관기(Correlator)를 사용하여 6개의 탭을 갖는 채널탭 계수를 추정할 수 있다.

본 발명에서는 종래 GSM/EDGE의 TSC 구조인 도 5 및 325 ksymbols/s의 데이터 전송률에 접합한 30 및 31 심볼 길이의 TSC 구조로 확장한다. 도 6은 종래의 훈련 시퀀스 코드 구조를 확장하여 구성한 심볼 길이가 30인 훈련 시퀀스 코드 구조를 나타낸 것이다. 도 6에 보인 바와 같이 30 심볼길이의 TSC는 중심 시퀀스가 20 심볼길이를 갖는다.

도 7a는 도 6의 훈련 시퀀스 코드 구조를 변형하여 구성한 심볼 길이가 31인 훈련 시퀀스 코드 구조를 나타낸 것이고, 도 7b는 도 7a의 또 다른 형태의 심볼 길 이가 31인 훈련 시퀀스 코드 구조를 나타낸 것이다.

도 7a 및 도 7b에 도시한 31 심볼길이를 갖는 TSC도, 30 심볼길이에서와 동일한 20 심볼길이의 중심 시퀀스를 사용한다. TSC의 중심 시퀀스에 사용하는 16 및 20 심볼길이를 갖는 각각 8개의 시퀀스를 찾는 방법을 설명하기 전에 먼저 심볼지연에 대한 동채널 간섭(Co-Channel Interference, CCI)에 대하여 살펴본다.

스펙트럼 효율을 제고하기 위해서는 캐리어 주파수를 가능한 한 많이 재사용해야 한다. 하지만, 캐리어 주파수 재사용 빈도가 높아짐에 따라 네트워크 상에서 CCI(Co-Channel Interference)를 증가시키는 결과를 초래한다. 따라서 정확한 채널 계수를 추정하기 위해서 양호한 자기상관 및 상호상관 특성을 갖는 TSC들을 이용하는 것이 바람직하다. 그러나 종래의 GSM/EDGE에서 사용하는 TSC들은 상호상관을 고려하지 않고 설계되었다. L개의 탭을 갖는 페이딩 채널을 고려하면, 동기 네트워크에서 바람직한 신호(Desired Signal)와 간섭신호(Interfering Signal) 사이에 심볼 지연이 일어날 수 있다. 통상 GSM 네트웍에서 간섭신호의 심볼 지연(이하 D로 표시)은 [-1, +4]에서 균등하게 분포한다고 생각할 수 있다. D를 고려하면, 바람직한 TSC와 간섭 TSC 사이의 중첩된 심볼들만이 조인트 채널 추정에 사용될 수 있다.

도 8a 내지 도 8c에 가능한 종류의 간섭 지연을 고려하여 조인트 채널 추정을 수행하는 경우에 대한 TSC들을 도시하였다.

도 8a 내지 도 8c에서는

를 바람직한 시퀀스로,

를 간섭 시퀀스로 가정하였다. 도 8a는 D=0, 즉 지연이 없는 경우에 해당하고, 도 8b 는 D>0 인 경우, 도 8c 에서는 D<0 인 경우에 대한 시나리오이다. 도 5에 보인 종래의 GSM/EDGE에 사용 되는 TSC들은 간섭 지연에 강인한 특성을 가지며, 간섭 지연을 고려한 경우에도 최적의 자기상관 특성을 유지한다. 하지만, 종래의 TSC들은 앞서 언급하였듯이 상호상관 특성이 고려되지 않았다.

한편, 다수 개의 시퀀스 사이에서 상호상관 특성을 평가하기 위해서 신호대 잡음비 열화(Signal-to-Noise Ratio Degradation, 이하 d_SNR(dB)로 표기)가 사용될 수 있다. d_SNR는 다음 수학식 3으로 표현된다.

수학식 3에서 tr(φ-1)는 행렬 φ-1의 주대각선 성분의 합이다. TSC의 상호상관 특성을 평가할 때 값은 작을수록 바람직하다.

셀룰러 통신시스템에서 각 셀에 대하여 한 개의 간섭이 존재한다고 가정하면, TSC들간의 상호상관(Mutual Cross-Correlation) 특성은 결합 채널 추정(Joint Channel Estimation)에 대하여 최적화 되어야 한다. 캐리어(Carrier) 신호 및 간섭 신호의 L(L=5)개의 탭을 갖는 채널 임펄스 응답을

,

이라 정의하면, 두 동일 채널(Co-Channel) 신호에 대한 채널 임펄스 응답은

로 정의할 수 있다. 두 훈련 시퀀스를

,

를 고려하고, TSC 행렬을

로 정의하고, 행렬

,

를

및 간섭지연이라고 정의한다. 따라서 CCI를 고려한 수신 신호는

가 되고, 결과적으로 최소제곱 채널 추정치는 수학식 4와 같이 계산된다.

상기 수학식에서

는

의 켤레 변환(Conjugate Transpose)이다. 수학식 3에서 d_SNR를 계산하는데 필요한 상관행렬은

이다. 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 간섭 지연 D≥0인 경우에 대하여 행렬

및

는 다음과 같이 수학식 5 및 수학식 6으로 각각 생성된다.

D < 0일 때 행렬

및

는 도 8c를 기반으로 상기와 유사한 방식으로 생성시킬 수 있으므로 상세한 수학식 표현은 생략한다.

본 발명은 두 개의 레벨 신호를 갖는 새로운 TSC에 관한 것이다. TSC를 생성할 때, GSM/EDGE TSC들의 간섭 지연에 대한 양호한 자기상관을 유지하기 위하여, 본 발명에서 제안한 새로운 주기적 TSC들은 도 6에 도시한 종래의 GSM/EDGE TSC 구조 및 이를 확장 적용한 도 7a 및 도 7b에 도시한 TSC 구조를 채용한다. 즉, 주기적 TSC들은 수학식 1로부터 일반화된 형태인 수학식 7로 표현할 수 있다.

본 발명에서는 아래에 설명하는 구체적인 실시예를 통하여 최적화된 TSC를 찾는 방법을 설명한다. 본 발명의 실시예에서는 GERAN 시스템에서 사용할 수 있는 26 개의 심볼 길이를 갖는 8개의 다른 TSC, 30 개의 심볼 길이를 갖는 8개의 다른 TSC 및 31 개의 심볼 길이를 갖는 8개의 다른 TSC를 생성시키는데 사용하는 방법을 설명한다. 본 발명의 실시예에서는 포괄적 컴퓨터 탐색(Exhaustive Computer Search) 방법과 최소-평균 알고리즘(Min-Ave Algorithm)을 사용한다.

< 제1 실시예 >

제1단계: 포괄적 컴퓨터 탐색 방법을 통해서 주기적 TSC 후보들의 전체 집합을 획득할 수 있다. 주기적 TSC 후보들의 전체 집합을 획득함에 있어서 각 시퀀스의 자기상관은 다음 수학식 8을 만족한다.

상기 수학식 8에서 N은 TSC의 길이고, 중심 시퀀스는

이다. 짝수 심볼 길이의 중심 시퀀스도 수학식 7을 만족한다. L=5라 하면, 이용 가능한 시퀀스 길이는 N=26 및 N=30이며, 시퀀스 길이 26 및 30에 대한 전체 집합 시퀀스의 총 수는 각각 512 및 5440 종류이다. 한 시퀀스 내에서 각 심볼의 부호가 변하여도 자기상관 및 상호상관 특성에 영향을 미치지 않으므로 전체 집합 TSC 후보의 절반만 TSC 상호상관 특성의 최적화에 사용된다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 주기적 훈련 시퀀스 코드들의 전체 집합을 생성하는 절차를 나타낸 것이다.

도 9를 참조하면, 200 단계에서 N, L, NUM, n, u의 초기값을 설정하고, 202 단계에서 이진 시퀀스 S_n을 생성한다. 204 단계에서는 이진 시퀀스를 바이폴라 시퀀스로 변경하고, 206 단계에서는 각 시퀀스들의 주기적 자기상관 R_Sn(K)을 계산한다. 208 단계에서는 R_Sn(K)을 확인하고, 자기상관이 0이 아니면 210 단계에서 n을 1만큼 증가시킨 후 212 단계에서 n과 NUM을 비교하여 n이 NUM과 같지 않으면 상기 202 단계로 복귀하며, n이 NUM과 같으면 220 단계에서 상기 생성된 훈련 시퀀스 코드를 출력한다. 반면, 자기상관이 0이면 214 단계에서 u를 1만큼 증가시키고 216 단계에 서 수학식 7에 따라 훈련 시퀀스 코드를 생성한다. 218 단계에서는 n을 NUM과 비교하며, n이 NUM-1과 같지 않으면 222 단계에서 n을 1만큼 증가시킨 후 상기 202 단계로 복귀한다. n이 NUM-1과 같으면 220 단계에서 상기 생성된 훈련 시퀀스 코드를 생성한다.

제2단계: TSC의 전체 집합에 대한 상호상관 특성을 최적화하여 필요한 TSC에 대한 부집합을 획득한다. 최적화 과정에서는 TSC의 전체 집합으로부터 d_SNR의 부집합 평균값을 최소화하는 최소-평균(Min-Ave) 알고리즘을 사용한다.

도 10에 Min-Ave 알고리즘의 수행절차를 설명하는 순서도를 도시하였다. 도 10에서 TSC에 대한 부분집합 및 전체 집합을 각각 S 및 U로 표시한다. Min-Ave 알고리즘을 수행한 후 최종적으로 필요로 하는 수 만큼의 시퀀스를 저장한다. 예를 들어, GSM/EDGE에서는 8개의 시퀀스가 필요하다.

도 10을 참조하여 구체적으로 설명하면, 300 단계에서 S를 초기화하고 서브셋 인덱스 u의 초기값을 1로 설정한다. 302 단계에서 u와 U를 비교하며, u가 U보다 작거나 같으면 304 단계에서 s를 1로 설정하고 Y₁을 x_u로 설정한다. 306 단계에서 s와 S를 비교하며, s가 S-1보다 작거나 같으면 308 단계에서 하기 수학식 9에 따라 평균 d_SNR을 최소화하는 x_j(j=1,,U, 여기서 x_j≠ Y₁,, Y_S)를 찾는다.

Find x_j,j=1,,U, where x_j≠ Y₁,, Y_S,that minimizes the mean d_SNR in {x_j,Y₁},, {x_j, Y_S} and {Y₁,x_j},,{Y_S,x_j} over all delays D⇒d_SNR

310 단계에서는 s를 1만큼 증가시키고, Y_S를 x_j로 설정한 후 306 단계로 복귀한다. 반면에, 306 단계에서 확인한 결과 s가 S-1보다 큰 경우에는 312 단계에서 다음 수학식 10을 수행하고 314 단계에서 u를 1만큼 증가시킨 후 302 단계로 복귀한다.

Find the minimum within u values ⇒ store the corresponding subset

또한 302 단계에서 확인한 결과, u가 U보다 크면 316 단계에서 최적화된 2진 시퀀스를 출력한다.

제3단계: 제1단계 및 제2단계에서 찾은 16 또는 20 심볼길이의 중심 시퀀스를 기본으로 도 5 또는 도 6의 TSC 배치에 따라 26 또는 30 심볼길이의 TSC들을 구성한다. 도 11 및 도 12에 각각 심볼길이가 26 및 30인 TSC 집합을 도시하였다.

< 제 2 실시예 >

본 발명의 제2 실시예로서 도 7a 및 도 7b에 도시한 방법에 따라 전송률이 높은(325 ksymbols/s ) 경우에 적합한 31 심볼길이의 TSC를 구성할 수 있다.

도 13a 및 도 13 b는 본 발명의 제1 실시예에서 찾은 20 심볼길이의 중심 시퀀스를 사용하여 각각 도 7a 및 도 7b에 도시한 형태에 따라 구성한 TSC 집합의 예를 도시한 것이다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따르면 상호상관 특성을 고려한 TSC를 제공한다. 이와 같이 상호상관 특성을 고려한 TSC를 사용하면 GERAN 시스템에서 성능 저하 없이 효율적인 데이터 송수신이 가능하다. 또한 본 발명에 따른 TSC는 GERAN 시스템에서 채용하는 16-QAM 및 32-QAM에도 확장하여 적용할 수 있다.

Claims

통신 시스템에서 훈련 시퀀스 코드(TSC)를 생성하는 방법에 있어서,

주기적 훈련 시퀀스 코드 후보들의 전체 집합을 획득하는 과정과,

상기 전체 집합에 대한 상호상관 특성을 최적화하여 상기 훈련 시퀀스 코드 후보들 중에서 필요한 훈련 시퀀스 코드들에 대한 부집합을 획득하는 과정과,

상기 획득한 부집합의 각 훈련 시퀀스 코드들을 중심 시퀀스로 하고, 상기 중심 시퀀스의 가장 앞쪽에 위치한 소정 비트의 심볼들을 복사하여 가장 중요한 위치(Most Significant Position)에 보호 시퀀스로 배치하고, 상기 중심 시퀀스의 가장 뒤쪽에 위치한 소정 비트의 심볼들을 복사하여 가장 중요하지 않은 위치(Least Significant Position)에 보호 시퀀스로 배치하여 최적화된 훈련 시퀀스 코드들을 생성하는 과정을 포함하는 훈련 시퀀스 코드 생성 방법.
통신 시스템에서 훈련 시퀀스 코드(TSC)를 생성하는 장치에 있어서,

주기적 훈련 시퀀스 코드 후보들의 전체 집합을 획득하는 수단과,

상기 전체 집합에 대한 상호상관 특성을 최적화하여 상기 훈련 시퀀스 코드 후보들 중에서 필요한 훈련 시퀀스 코드들에 대한 부집합을 획득하는 수단과,

상기 획득한 부집합의 각 훈련 시퀀스 코드들을 중심 시퀀스로 하고, 상기 중심 시퀀스의 가장 앞쪽에 위치한 소정 비트의 심볼들을 복사하여 가장 중요한 위치(Most Significant Position)에 보호 시퀀스로 배치하고, 상기 중심 시퀀스의 가 장 뒤쪽에 위치한 소정 비트의 심볼들을 복사하여 가장 중요하지 않은 위치(Least Significant Position)에 보호 시퀀스로 배치하여 최적화된 훈련 시퀀스 코드들을 생성하는 수단을 포함하는 훈련 시퀀스 코드 생성 장치.