KR20090108089A - 무선 통신 시스템의 초기 셀 검색 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초기 셀 검색을 수행하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 피크 1차 동기화 코드(PSC) 위치(즉, 칩 오프셋 또는 칩 위치)를 판정하기 위해 단계 1(208) 처리가 수행된다. t_offset과 코드 그룹을 구하기 위해 단계 2(210) 처리가 수행된다. 초기 셀 검색을 수행하는 WTRU가 동기를 맞출 수 있는 기지국의 미드앰블을 식별하기 위해 단계 3(212) 처리가 수행된다.

Description

무선 통신 시스템의 초기 셀 검색 방법{INITIAL CELL SEARCH IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS}

본 발명은 개괄적으로 무선 송수신 유닛(WTRU : Wireless Transmit/Receive Unit)의 기지국에 대한 동기화에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 개선된 초기 셀 검색 처리에 관한 것이다.

무선 원격통신 시스템은 종래 기술에서 잘 알려져 있다. 무선 시스템에 전체적인 접속성을 제공하기 위하여 표준이 개발되어 구현되고 있다. 현재 많이 이용하고 있는 한가지 표준이 GSM(Global System for Mobile Telecommunication)으로서 알려져 있다. 이것은 소위 2세대 모바일 무선 시스템 표준(2G)으로서 간주되어, 그 개정 버전(2.5G)이 이어졌다. GPRS 및 EDGE가 (2G) GSM 네트워크 상위에 비교적 고속의 데이터 서비스를 제공하는 2.5G 기술의 예이다. 이들 각 표준은 추가 특징 및 향상으로 이전 표준을 개선하려고 했다. 1998년 1월에, 유럽전기통신표준협회(ETSI)는 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)라고 불리는 3세대 무선 시스템의 무선 액세스 방식에 동의하였다. 더나아가 UMTS 표준을 구현하기 위하여, 3세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP)가 1998년 12월에 형성되었다. 3GPP는 계속해 서 공통 3세대 모바일 무선 표준을 연구하고 있다.

현재의 3GPP 사양에 따른 통상의 UMTS 시스템 구조가 도 1a에 도시되어 있다. UMTS 네트워크 구조는 Iu라고 알려진 인터페이스를 통해 UMTS 지상 무선 액세스 네트워크(UTRAN)와 상호 접속된 코어 네트어크(CN)를 포함하고, 이 Iu는 현재 공개적으로 이용 가능한 3GPP 사양 문서에 정의되어 있다. UTRAN는 Uu라고 알려진 무선 인터페이스를 거쳐, 3GPP에서 사용자 장치(UE)로서 알려진 무선 송수신 유닛(STRY)을 통해 사용자에게 무선 원격통신 서비스를 제공하도록 구성되어 있다. UTRAN는 하나 이상의 무선 네트워크 컨트롤러(RNC)와, 3GPP에서 노드 B로서 알려진 기지국을 구비하고, 이 노드 B는 UE와의 무선 통신을 위해 지리적 커버리지를 총괄적으로 제공한다. 하나 이상의 노드 B는 3GPP에서 lub로서 알려진 인터페이스를 통해 각 RNC에 접속되어 있다. UTRAN는 상이한 RNC에 접속된 여러개의 노드 B 그룹을 구비할 수 있는데, 도 1a의 예에서는 2 그룹이 도시되어 있다. UTRAN에 하나 이상의 RNC가 설치되어 있는 경우, RNC 간의 통신은 Iur 인터페이스를 통해 이루어진다.

네트워크 구성요소 외부의 통신은 사용자 레벨에서는 Uu 인터페이스를 통해 노드B에 의해서, 그리고 네트워크 레벨에서는 외부 시스템으로의 다양한 CN 접속을 통해 CN에 의해서 이루어진다.

일반적으로, 노드 B 등의 기지국의 1차 기능은 기지국의 네트워크와 WTRU 간의 무선 접속을 제공하는 것이다. 통상, 기지국은 비접속된 WTRU가 기지국의 타이밍과 동기를 맞추게 하는 공통 채널 신호를 방출한다. 3GPP에서는, 노드 B가 UE와 물리적으로 무선 접속된다. 노드 B는 Iub 인터이스를 통해 RNC로부터 신호를 수신하고, RNC는 Uu 인터페이스를 통해 노드 B가 전송하는 무선 신호를 제어한다.

CN은 정보를 정확한 목적지에 라우팅할 책임이 있다. 예컨대, CN은 노드 B 중 하나를 통해 UMTS에 의해 수신된, UE로부터의 음성 트래픽을 공중 전화 교환망(PSTN)으로 또는 인터넷 전용 패킷 데이터로 라우팅할 수 있다. 3GPP에서는, CN이 6개의 주요 구성요소, 1) 서비스하는 일반 패킷 무선 서비스(GPRS) 지원 노드, 2) 게이트웨이 GPRS 지원 노드, 3) 경계 게이트웨이, 4) 방문자 위치 레지스터, 5) 모바일 서비스 교환 센터, 6) 게이트웨이 모바일 서비스 교환 센터를 포함한다. 서비스하는 GPRS 지원 모드는 인터넷 등의 패킷 교환 방식 도메인에 대한 액세스를 제공한다. 게이트웨이 GPRS 지원 노드는 다른 네트워크로의 접속을 위한 게이트웨이이다. 다른 오퍼레이터의 네트워크로 또는 인터넷으로 향하는 모든 데이터 트래픽은 게이트웨이 GPRS 지원 노드를 통과한다. 경계 게이트웨이는 네트워크 영역 내의 가입자에 대한 네트워크 외부 침입자의 공격을 막는 방화벽으로서 역할한다. 방문자 위치 레지스터는 서비스를 제공하는데 필요한, 현재 서비스하는 네트워크의 가입자 데이터의 '카피'이다. 이 정보는 처음, 모바일 가입자를 관리하는 데이터베이스로부터 획득된다. 모바일 서비스 교환 센터는 UMTS 단말로부터 네트워크로의 '회로 교환 방식' 접속을 담당한다. 게이트웨이 모바일 서비스 교환 센터는 가입자의 현재 위치에 따라 필요한 라우팅 기능을 구현한다. 또한, 게이트웨이 모바일 서비스는 외부 네트워크로부터 가입자의 접속 요청을 수신 및 관리한다.

RNC는 일반적으로 UTRAN의 내부 기능을 제어한다. 또한, RNC는 노드 B와의 Uu 인터페이스 접속을 통해 로컬 구성요소와, 그리고 CN과 외부 시스템 간의 접속을 통해 외부 서비스 구성요소, 예컨대 국내 UMTS의 휴대 전화로부터 이루어진 해외 콜을 갖는 통신에 중간 단계 서비스를 제공한다.

통상, RNC는 다수의 기지국을 감독하고, 노드 B가 서비스하는 무선 서비스 커버리지의 지리 영역 내에서 무선 리소스를 관리하며, Uu 인터페이스를 위한 물리적 무선 리소스를 제어한다. 3GPP에서는, RNC의 Iu 인터페이스는 CN에 2가지 접속, 패킷 교환 방식 도메인으로의 접속과, 회로 교환 방식 도메인으로의 접속을 제공한다. RNC의 다른 중요한 기능은 신뢰성 및 무결성을 보호하는 것이다.

3세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP)의 시분할 듀플렉스(TDD) 및 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 시스템 등의 통신 시스템에서는 전송을 위해 가변 레이트 데이터의 다수개의 공유 및 전용 채널들이 조합된다. 그러한 시스템에 대한 배경 사양 데이터는 공개적으로 이용될 수 있고 계속해서 개발되고 있다.

초기 셀 검색 처리는 WTRU를 기지국과 동기화하는 데 이용된다. WTRU는 물리 동기화 채널(PSCH)이라고 불리는 공통 다운링크 채널을 통해 이 절차를 달성한다. 도 1b를 참조하면, PSCH는 동일한 1차 동기화 코드(PSC)와, 그룹 수에 기초해서 혼합 변조된 3개의 2차 동기화 코드(SSC)를 슬롯 k 또는 k와 k+8의 개시 시점과 관련하여 t_offset으로 전송하는 구조를 갖는다.

3개의 혼합 변조된 SSC는 그룹 수와 관련하여 선택된다. 예컨대, 128 셀 시스템에는 32 그룹이 있다. 각 그룹마다 SSC의 변조 패턴과 코드 조합이 다르다. 4 개의 기본 미드앰블 코드가 각 코드 그룹과 관련된다. 그 결과, 128개의 기본 미드앰블 코드가 존재한다. 128 시스템의, 각 셀은 주어진 수신 범위에서 하나 이상의 셀이 사용하는 그룹이 하나도 없도록 그룹이 지정된다.

따라서, 셀 검색 동기화 시스템은 초기 셀 검색 처리를 이용하는 셀의 스크램블링 코드를 결정한다. 공통 초기 셀 검색 처리는 3가지 주요 처리, PSC를 검출하고 칩 오프셋을 결정하는 단계 1 처리, 단계 1 처리에서 주어진 정보를 이용하여 t_offset을 검출하는 단계 2 처리, 및 단계 2 처리에서 제공된 정보를 이용하여 기본 미드앰블 코드를 검출하는 단계 3 처리를 이용한다. WTRU와 기지국 간의 주파수 오프셋을 줄이기 위해 개시 자동 주파수 제어(AFC) 알고리즘을 사용할 수 있다.

현재에도 무선 통신에서 초기 셀 검색을 수행하고 있지만, 초기 셀 검색을 수행하기 위한 개선된 방법 및 시스템이 필요하다.

본 발명은 개선된 초기 셀 검색을 수행하는 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 초기 셀 검색을 수행하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 단계 1 처리는 피크 1차 동기화 코드(PSC) 위치(즉, 칩 오프셋 또는 칩 위치)를 검출하기 위해서 짝수 및 홀수 샘플 상에서 수행된다. 단계 2 처리는 t_offset과 코드 그룹을 구하기 위해 수행된다. 단계 3 처리는 초기 셀 검색을 수행하는 WTRU가 동기를 맞쳐야 하는 기지국의 미드앰블을 식별하기 위해 수행된다.

이와 같이, 본원 발명에 의하면 무선 통신 시스템의 초기 셀 검색 방법을 제공할 수 있게 된다.

본 명세서에서, 무선 송수신 유닛(WTRU)은 사용자 장치, 이동국, 고정 또는 이동 가입자 유닛, 페이저, 또는 무선 환경에서 동작 가능한 그외 다른 형태의 장치를 포함하나, 여기에 제한되지 않는다. 본 명세서에 나타낼 때, 기지국은 노드 B, 사이트 컨트롤러, 액세스 포인트, 또는 무선 환경에서의 그외 다른 형태의 인터페이스 장치를 포함하나, 여기에 제한되지 않는다.

처음 도 2를 참조하면, 초기 셀 검색(ICS)의 블록도(200)가 도시되어 있다. 초기 셀 검색에 대한 입력은 2배의 칩 레이트에서 수신측 RRC 필터(Root Raised Cosine filter)(Rx-RRC)에 의해 공급된다. 통상, 2배의 칩 레이트에서 입력을 수신하면 76,800 샘플이 제공하도록 하나의 프레임에는 38,400 칩이 있다. 76,800 샘플은 2개의 그룹으로, 짝수와 홀수로 나누어진다. 짝수 샘플과 홀수 샘플은 도 2에 도시하는 바와 같이, 동일한 순서의 처리 단계로 처리된다.

단계의 순서는, 동기화 채널(SCH)의 위치(즉, 칩 오프셋)를 결정하는 제1 단계 또는 1차 동기화 코드(PSC) 처리, (코드 그룹에 따른) t_offset과 단계 1에서 제공된 칩 오프셋에 기초하여 코드 그룹(즉, 검출된 PSC에 대응하는 셀이 대응하는 셀 그룹)과 타임슬롯 동기화를 결정하는 단계 2 또는 2차 동기화 코드(SSC) 처리, 및 검출된 PSC에 대응하는 셀의 파라미터를 결정하는 단계 3 또는 미드앰블 처리이다. 초기 셀 검색의 단계 1, 2, 3은 각 샘플 그룹마다 특정 주파수에서 이루어진다. 특정 주파수에서 검출이 없다면, 초기 셀 검색은 또다른 주파수에서 이루어진다.

컨트롤러(202)는 3가지 단계의 처리를 조정하기 위해 설치된다. 잡음 추정기(204)와, 검출 임계값 및 프레임 파라미터(N, W, T)가 각 단계마다 제공된다. 어떤 파라미터도 특정할 수 있지만, 리셋 전에 축적된 프레임 수(N), 잡음 임계 계수(T), 및 칩에서 표현되는 검색 윈도우 크기(W)를 특정하는 것이 좋다. 전체 프레임이 검색되고 있기 때문에, 단계 1에서 검색 윈도우 크기(W)를 특정할 필요는 없다. N1은 단계 1에서 처리되는 프레임의 수이다. N1은 4인 것이 좋다. N2는 단계 2 에서 처리되는 프레임의 수이다. N2는 8인 것이 좋다. N3은 단계 3에서 처리되는 프레임의 수이다. N3은 4인 것이 좋다. T1, T2 및 T3은 오동작 알람 레이트에 기초한 서로 다른 임계 계수이다.

단계 3 처리의 출력은 초기 셀 검색의 최종 결과가 생성되는 선택 블록(206)에 입력된다. 단계 3의 출력은 초기 셀 검색을 수행하는 WTRU가 동기를 맞추어야 하는 기지국을 식별한다. 보다 구체적으로 설명하면, 단계 3의 출력은 코드 그룹, 셀 파라미터, 케이스 번호, 케이스 2에서 슬롯 k, k+8의 상대 위치, 및 미드앰블 상관값이다. 전술한 바와 같이, 미드앰블 처리(즉, 단계 3)은 짝수 및 홀수 처리를 갖기 때문에, 2개의 상관 결과가 각 스트림마다 생성된다. 미드앰블 상관값은 각 스트림마다 생성된 상관 결과이다. 선택 블록(206)에서는 2개의 단계 3 출력 중에 선택하여 초기 셀 검색의 최종 출력을 제공한다. 선택 블록(206)은 짝수 및 홀수 최대값 사이에서 선택한다. 획득한 상관 결과는 4개의 상이한 기본 미드앰블 코드에 속하게 된다. 최대값은 짝수 및 홀수 결과 중에 선택된다. 짝수 및 홀수 결과 중에서 선택되면, 대응하는 기본 미드앰블이 결정된다. 또한, 제1 유효 경로(즉, 적시에 맨처음 임계값을 패스하는 경로)가 상관된 결과에 기초해서 결정된다.

보다 구체적으로, 계속 도 2를 참조하면, 초기 셀 검색은 초기 셀 검색 컨트롤러(202)에 대한 커맨드에서 시작된다. 초기 셀 검색 컨트롤러(202)는 이 커맨드를 처리하고, '단계 1 개시' 커맨드 신호를 단계 1 블록(208)과 잡음 추정 블록(204)에 보낸다. 단계 1이 완료된 후에, 단계 1 블록(208)은 '성공/실패' 신호를 초기 셀 검색 컨트롤러에 보낸다. '성공' 신호인 경우에, 초기 셀 검색 컨트롤러는 '단계 2' 개시 신호를 단계 2 블록(210)에 보내고, 이 때 단계 1 블록(208)은 입력 신호 처리를 중지할 것이다. '실패' 신호인 경우, 초기 셀 검색 컨트롤러는 ICS 블록(200) 외부에서 신호를 중계해서, 입력 신호 증폭이 증폭하거나 및/또는 반송파 주파수가 변할 것이다. 단계 2 처리가 완료된 후에, '수행 완료' 신호가 단계 2 블록(210)에 의해 초기 셀 검색 컨트롤러(202)에 보내지고, 이어서 '단계 3 개시' 신호가 단계 3 블록(212)에 보내진다. 동시에, 단계 2 블록(210)은 그 처리를 중지할 것이다. 단계 3 처리가 완료되는 경우, 최종 선택 처리가 수행되고, ICS의 최종 결과가 생성되어 ICS 처리가 완료된다.

최종 출력을 선택하는 다른 방법은 각 단계 후 짝수 및 홀수 출력을 조합하고, 나머지 단계를 위해 2개의 출력 중 더 나은 것을 선택하는 것이다. 단계 1 블록(208) 후에 짝수 또는 홀수 처리 경로가 잘못되는 경우, 적절한 실패 플래그가 생성된다. 후속 처리는 성공적인 경로에서 계속될 것이다. 이 경우, 단계 3 후에, 선택 블록(206)은 이 경로가 제공하는 결과를 선택할 것이다.

이제 도 3을 참조하면, 초기 셀 검색을 수행하는 방법(300)이 도시되어 있다. 이 방법은 단계 302에서 초기 셀 검색의 모든 단계(즉, 초기 셀 검색의 단계 1, 2, 3)의 초기화로 시작된다. 이제, 단계 306에서, 초기 셀 검색의 단계 1이 바람직하게는 4개의 프레임에 대해 처리된다. 물론, 원하는 대로 임의 개의 프레임이 처리될 수 있다. 전술한 바와 같이, 초기 셀 검색의 단계 1에서, WTRU는 최고 전력을 갖는 PSC 상관기 피크 위치를 찾고 있다.

단계 308에서, PSC의 검출 여부가 결정된다. PSC가 검출되면, 방법(300)은 단계 316로 진행한다. 단계 316에서, AFC 알고리즘은 바람직하게는 24개의 프레임에 대해 실행되어 WTRU와 기지국의 주파수 간의 임의의 오프셋을, 바람직하게는 2 kHz로 줄인다. 단계 316에서부터, 방법(300)은 초기 셀 검색의 단계 2가 8개의 프레임에 대해 처리되는 단계 312로 진행한다.

단계 312로부터, 방법(300)은 단계 318로 진행하여 SSC의 검출 여부를 결정한다. 검출이 있는 경우, 초기 셀 검색의 단계 3이 4개의 프레임에 대해 처리된다(단계 322). 전술한 바와 같이, 초기 셀 검색의 단계 3에서는 스크램블링 코드와 고유 미드앰블 기지국 식별 번호가 결정된다. 단계 324에서는 초기 셀 검색의 단계 3을 처리하면서 검출이 있었는지의 여부가 판정된다. 검출이 있었다면, 방법(300)은 단계 326에서 종료된다. 검출이 없었다면, 단계 3은 단계 328에서 또다른 4개의 프레임에 대해 처리된다. 단계 332와 328에서는 4개의 프레임인 것이 좋지만, 단계 3은 원하는 대로 임의 개의 프레임에 대해 처리될 수 있다. 검출이 있다면(단계 330), 방법(300)은 단계 326에서 종료된다. 검출이 없다면, 실패한 것이 되어 방법(300)은 단계 320에서 종료된다.

다시 단계 308과 318을 참조하면, 단계 1 또는 단계 2에서 검출이 없다면, 방법(300)은 단계 332로 진행한다. 단계 332에서는, 임의의 이득 설정이 있는지 판정된다. 이득 설정이 없다면, 실패한 것이 되고, 방법(300)은 단계 320에서 종료된다. 추가 이득 설정이 있으면, 방법(300)은 WTRU의 자동 이득 컨트롤러(AGC)가 다음 이득 설정으로 설정되는 단계 334로 진행한다. 편의상, 이득 설정은 아날로그-디지털 컨버터에 입력되기 전 아날로그 신호가 증폭되는 양이다. 통상, 4가지 이득 설정이 있고, 맨처음에 사용하는 것이 보통 최고값이다. 이에, 단계 334에서는 자동 이득 컨트롤러(AGC)가 다음 최저 이득 설정으로 설정되는 것이 좋다. AGC가 다음 이득 설정으로 설정되면, 방법(300)은 단계 306으로 진행하여 전술한 바와 같이 계속된다.

이제 도 4를 참조하면, 초기 셀 검색의 단계 1의 블록도(400)가 도시되어 있다. 단계 1의 목적은 WRTU가 검출한 1 프레임분의 샘플에 대하여 최강 경로를 찾아 그 최강 경로의 칩 오프셋(즉, 위치)을 결정하는 것이다. 전술한 바와 같이, 입력 신호는 2배의 칩 레이트에서 샘플링되고, 스플릿터(402)에 의해 분리 또는 역다중화되어 짝수번째 및 홀수번째 샘플(이하, 짝수 및 홀수 샘플이라고 함)이 생성된다.

샘플링된 신호가 스플릿터(402)에 의해 분리되면, 짝수 및 홀수 샘플은 칩 레이트에서 HGC(Hierarchical Golay Correlator)(404, 406)를 통과한다. 각 샘플 세트는 동일한 방법으로 처리되기 때문에, 본 명세서에서는 편의상 짝수 샘플의 처리만 설명한다. HGC(404)는 PSC 시퀀스에 대한 효과적인 정합 필터와 유사하다. HGC(404)는 일관된 칩 위치에서 수신 신호와 1차 동기화 코드 간의 상관을 수행한다. 전체 PSC가 HGC(404) 내에 있는 경우에, 피크가 발생한다. 피크는 모든 프레임 내에 동일한 위치에서 발생할 것이다. 이것은 PSC가 모든 프레임 내의 동일한 위치에서 전송되기 때문이다. 물론, 케이스 2에서는 2개의 PSC 위치가 존재할 것이다.

이에, PSC를 HGC에 통과시킴으로써, 피크가 PSC의 최종 칩에서 발생한다. 따라서, PSC의 개시점을 식별하기 위해서, 그 피크 위치에서 255 칩을 뺀다. 이렇게 하면 PSC가 256 칩 길이이기 때문에 PSC 시퀀스의 개시 위치가 구해질 것이다. HGC(404)의 출력은 복소 출력이고 절대값 변환 블록(406)에 입력된다. 복소수를 크기로 변환할 수 있는 임의의 방법이 블록(406)에 사용될 수 있다. 블록(406)의 출력은 HGC(404)로부터 출력된 복소수의 크기이다. 블록(406)에서 제공하는 크기는 8 칩 지연을 주는 지연 블록(408)에 입력된다. 지연은 HGC(404)를 잡음 임계 추정기(408)에 대해서 조정하는데 이용된다. 이것은 도 4에 도시하는 바와 같이, HGC(404)의 출력이 HGC(404) 값 후에 약 8 칩에서 나타나는)잡음의 추정값에 의해 결국 나누어져서 2개의 값이 시간에 대해서 조정되어야 하기 때문에 필요하다.

8 칩 지연 블록(408)의 출력은 누산기(410)에 입력된다. 편의상, 케이스 1이라고 가정하면, 슬롯 k에서 프레임 당 단일 피크를 제공하는, 프레임 당 단일 PSC가 있다. 누산기에서는 크기가 중요하다는 것을 유념하여, 제1 프레임이 누산기를 통과한다면, 그 프레임에는 특정 위치에서 피크값을 갖는 단일 포인트가 있다. 이 피크값은 후속 프레임 내의 동일한 위치에서 반복된다. 누산기(410)는 엔트리마다 각 포인트를 서로에 더하여 추가한다. 이것은 잡음이 신호가 할 수 있는 것만큼 빠르게 스스로에 더하여 추가될 수 없기 때문에, 잡음에 대한 면역성을 얻기 위해 모든 피크를 서로에 더하여 총합한다. 이것은 4개의 프레임에 대해 수행되는 것이 좋다. 4개의 프레임에 대해서 총합을 달성하기 위하여, 38,400 포인트(즉, 38,400 칩의 전체 프레임에 대한 충분한 포인트)를 갖는 버퍼(412)와 프레임 지연 블록(414)이 필요하다. 출력 Xe은 38,400 포인트의 길이를 갖는 벡터이고, 그 벡터 내의 각 포인트는 4개의 상이한 프레임마다 각 포인트에서의 크기의 총합이다. 이에, Xe는 통상의 신호 대 잡음비(SNR)에서 각 칩의 신호값이다.

도 4에서 Y로 표시되는 잡음값을 구하기 위하여, 각 칩의 잡음 추정값(즉, Y)이 잡음 임계값 추정 블록(418)에 의해 제공된다. SNR을 구하기 위해 각 칩의 Xe은 분배기(416)에서 Y로 나누어진다. 짝수 또는 홀수 누산기 값(즉, X)이 임계값(Y)보다 작다면, 나눌 필요가 없고, 단순히 제로가 그 결과로서 입력될 수 있다. 각 칩의 SNR은 비율 짝수 버퍼(420)에 입력된다. 이 버퍼는 프레임의 전체 칩을 홀드할 수 있도록 38,400 포인트를 갖는다. 물론, 상이한 프레임 길이를 이용한다면, 그 이상 또는 그 이하의 포인트가 제공될 수 있다. 짝수와 홀수 샘플 양쪽 중에서 최고의 SNR값을 갖는 칩이 PSC의 위치로서 선택된다. 피크 위치가 PSC 시퀀스의 개시점인 경우, 그 위치는 단계 2에 직접 입력될 수 있다. 피크 위치가 PSC 시퀀스의 종단이라면, 255 칩을 피크 위치에서 뺀 후 PSC 시퀀스의 개시점이 단계 2에 제공된다.

단계 1을 요약하면, 기준은 판정 블록(422)에서 형성된다. 전술한 바와 같이, 짝수 및 홀수 샘플이 단계 1에 입력된다. 최대 SNR 및 대응하는 인덱스(즉, 최대 SNR이 위치하는 칩 위치, 피크 위치라고도 함)를 갖는 칩이 짝수 및 홀수 샘플 모두의 평가로부터 결정된다. 그리고, 검출된 최대 SNR이 특정 임계값보다 확실하게 높은지 체크된다. 최대 SNR이 임계값보다 높다면, 성공한 것이고, 플래그는 1로 설정된다. 그렇지 않으면, 플래그는 0으로 설정된다. 이에, 단계 1의 출력은 단계 1 플래그와, PSC 시퀀스의 개시점인 것이 좋은 칩 오프셋(즉, 피크 위치)이다. 전술한 바와 같이, 칩 오프셋이 PSC 시퀀스의 종단에 대응하는 경우, 단계 2 개시 전 에 255 칩을 출력에서 빼야 한다.

이제, 도 5를 참조하면, 초기 셀 검색의 단계 2의 블록도(500)가 도시되어 있다. 초기 셀 검색의 단계 2는 슬롯 개시 시에 스크램블링 코드 그룹 번호와 t_offset을 구하는 데 이용된다. 동기화 채널(SCH) 위치가 상관기(502)에 입력된다. SCH 위치는 그 SCH 위치 입력이 PSC 시퀀스의 개시점이도록 조정된다. PSC 시퀀스의 개시점은 SCH의 개시점으로서 이용될 수 있는데, PSC와 3개의 SSC로 구성되는 SCH에서 모두 4개의 코드(PSC와 3개의 SSC)가 매 프레임에서 동일한 칩에 위치하기 때문이다.

또한, 상관기(502)에 대한 입력은 PSC에 대응하는 모든 칩 샘플이다. PSC에 대응하는 것으로서 단계 1에서 식별된 칩 위치는 메모리에 저장되어 단계 2에 입력될 수 있다. 따라서, 샘플이 2배의 칩 레이트에서 입력되는 경우, 512 샘플이 상관기(502)에 입력되고, 샘플이 칩 레이트에서 입력되는 경우, 256 샘플이 상관기(502)에 입력된다. 설명하는 블록도(500)에서는 256 샘플이 상관기(502)에 입력된다고 상정한다.

SSC가 생성되는 경우, PSC와 SSC 사이에 임의의 직교성을 갖기 위해서 엔벨로프 시퀀스가 아다마르 행렬의 행에 적용된다. 이 엔벨로프는 단계 2의 나머지 부분으로 이행하기 전에 삭제되어야 한다. 엔벨로프 삭제는 상관기(502)에 의해 달성된다.

엔벨로프가 입력 신호에서 삭제되었다면, 그 신호는 상관기(502)로부터 고속 아다마르 변환(FHT) 블록(504)에 입력된다. FHT 블록(504)은 순수한 아다마르 상관의 복잡성을 256x256 행렬에서 16x16 행렬로 감소시킨다.

FHT 블록(504)의 출력은 단계 1에서 HGC에 의해 제공되는 피크 PSC의 공액과 블록 506에서 곱해지는 것이 좋다. 피크 PSC의 공액을 구하기 위해, 256 샘플과 SCH 위치는 PSC 상관기/위상 추정기(518)에 입력된 다음, 피크 PSC의 공액을 취하는 공액기(516)에 입력된다. 그리고, 피크 PSC의 공액은 FHF 블록(504)의 출력과 곱해진다. 전술한 바와 같이, 이것은 양호한 실시예이다. 다른 실시예에서는, PSC 상관기/위상 추정기 블록(518)에서는 PSC의 위상을 추정하고, 그것을 복소수로 표현한다. 그리고, PSC 상관기/위상 추정기 블록(518)의 출력은 공액기(516)에 출력되고, 이 공액기는 복소 공액을 취하여 그것을 복소 곱셈기(506)에 입력하며, 전술한 바와 같이, 복소 곱셈기에서는 그 입력을 FHT 블록(504)의 출력과 곱한다.

복소 곱셈기 블록(506)의 출력은 기억 누산기 블록(508)에 입력된다. 복소 곱셈기 블록(506)에서는, 모든 위상 불확정성이 신호에서 제거된다. 따라서, 복소 곱셈기 블록(506)의 출력은 기억 누산기 블록(506)에 코히어런트하게 기억 및 누산될 수 있다. 즉, 복소수를 크기로 변환한 값을, 즉 성능을 떨어뜨리고, 보다 중요하게는 단계 2에서, 정보가 복소 변조된 시퀀스에 실리기 때문에 그룹 번호 검출을 불가능하게 하는 그 값들을 기억하는 대신에, 실수값을 실수값 위에 추가할 수 있다.

기억 누산기 블록(508)의 출력은 계산 블록(510)에 입력되며, 이 계산 블록에서는 입력이 그룹 번호, 케이스 정보, k 또는 k+8, 및 그 변조에 따라 매핑된다. 이들 값은 소정의 룩업 테이블로부터 획득되어 판정 변수로 매핑된다. 이 매핑은 피크 위치가 k 또는 k+8인지에 무관하게, 단계 1에서 획득한 지식을 이용해서 이루어진다. 최적 판정 변수는 잡음 추정 블록(512)이 제공하는 잡음 추정값과 비교되어, k의 위치와 코드 그룹이 결정된다. 케이스 2에서는 위치가 k+8의 위치일 수 있다. k의 위치와 코드 그룹 외에도, 케이스 1 또는 케이스 2, 시스템 프레임 번호(SFN)(즉, 홀수 또는 짝수 프레임에 기초해서 판정이 이루어졌는지의 여부), 및 단계 2 판정이 이루어졌는지의 여부를 특정하는 표시가 제공된다.

이제, 도 6을 참조하면, 초기 셀 검색의 단계 3에 대한 블록도(600)가 도시되어 있다. 이 경우에도, 입력되는 통신 신호는 2배의 칩 레이트에서 RX-RRC에 의해 제공되며, 홀수 및 짝수 샘플로 분리된다. 이 경우에도, 편의상, 본 명세서에서는 짝수 샘플만 설명하는데, 짝수 및 홀수 처리가 동일하기 때문이다. 이 때, 슬롯의 개시점과 코드 그룹이 알려지고, 그 목적은 동기를 맞추어야 하는 특정 셀을 식별하는 것이다. 코드 그룹은 4개의 기본 미드앰블과 관련되고, 각 기본 미드앰블은 2개의 미드앰블(M1, M2)과 관련된다. 이에, 상관기는 미드앰블(M1, M2)의 각 세트마다 설치된다. 즉, 상관기 0(602)은 제1 미드앰블 세트에 설치되고, 상관기 1(604)은 제2 미드앰블 세트에 설치되며, 상관기 2(606)는 제3 미드앰블 세트에 설치되고, 상관기 3(608)은 제4 미드앰블 세트에 설치된다. 설명의 편의상, 각 상관기는 특정 기지국(또는 셀)에 관련되고, 그 목적은 동기를 맞추어야 할 최상의 기지국을 선택하는 것이다. 기지국의 각 안테나가 상이한 미드앰블을 사용할 수 있도록 전송 다이버시티가 이용되고 있다고 가정한다. 또한, 동시에 서로의 상단에 전 송되는 미드앰블(M1, M2)은 순전히 동기화를 위한 것이며, 트래픽을 위해서는 사용되지 않는다.

단계 1에서와 같이, 미드앰블이 상관기 내에 확실하게 있는 경우, 피크가 있다. 57 칩 지연이 M2 상관기에 주어져 M1과 M2가 서로의 상단에서 정렬되고, 2개의 피크가 합산된다. 피크를 합하는 경우, 양 상관기 사이에서 교대로 하는 것이 좋다. 이에, 단계 2에서 구한 SFN값을 사용하는 것이 중요하다. 예컨대, 버퍼(618)에 관하여, SFN=0인 경우, 상관기 1(604)의 출력은 버퍼(618)에 입력된다. SFN=1인 경우, 상관기 1(604)의 출력은 버퍼(618)에 입력된다. 이것은 혼합되는 것에 대립하는 것으로서, 피크가 추가되어 확실하게 미드앰블이 교호되는 것을 보장한다. 그러나, 동일한 미드앰블이 각 프레임에서 발생하는 경우, 교호는 필요하지 않다.

버퍼 크기가 100 포인트라고 할 때, 크기는 짝수 처리용 400 포인트와 홀수 처리용 400 포인트, 총 800 포인트에 대하여 제공된다. 이에, 판정 블록(626)에서는, 800 포인트 중에 최대 크기를 갖는 포인트가 선택된다. 그리고, 또한 양호하게는 판정 블록에서는 어떤 버퍼(즉, 누산기)가 최대 크기를 갖는 포인트를 발생했는지 판정한다. 그 버퍼가 식별되면, SFN를 사용하여, 최대 크기가 발생한 상관기를 식별한다. 예컨대, 상관기 0(602)이 식별되면, 상관기 0(602)에 대응하는 셀 파라미터(즉, 셀 식별정보는)가 셀 파라미터 출력으로서 제공된다. 셀 식별정보는 식별된 셀의 스크램블링 코드를 제공한다. 검출된 미드앰블의 신호 세기와 잡음 추정값의 비교에 기초해서, FIRM 표시가 제공될 수 있다. 즉, 신호 세기가 잡음 추정값에 비해 충분한 경우, FIRM 표시가 제공된다. 오프셋에 관해서, 제공되는 오프셋은 채 널 응답의 개시 위치인 것이 좋다. 채널 응답의 개시점을 식별함으로써, 초기 셀 검색을 수행하는 WRTU는 식별된 셀의 비컨 판독을 시작할 시간을 알게 되어, 그 셀과 동기를 맞출 수 있고, 통신을 시작할 수 있다.

도면에 도시한 결정 블록, 상관기, 공액기, 분배기 등은 적용 가능한 경우, WTRU 내의 적절한 처리 수단을 나타낸다. 처리 수단은 원하는 대로 임의 개의 프로세서일 수 있다.

본 발명은, 원하는 대로 임의의 형태의 시분할 듀플렉스(TDD) 기술을 채택하는 임의의 형태의 무선 통신 시스템에서 구현될 수 있다. 예컨대, 본 발명은 UMTS-TDD, TDSCDMA, 또는 그외 다른 형태의 무선 통신 시스템에서 구현될 수 있다. 또한, 본 발명을 다양한 실시예로 설명하였지만, 당업자에게는 이하의 청구범위에서 정의되는 본 발명의 기술 사상 내에 있는 다른 변형예도 가능할 것이다.

도 1a는 통상의 무선 통신 시스템을 나타내는 도면이다.

도 1b는 물리 동기화 채널(PSCH)을 나타내는 도면이다.

도 2는 초기 셀 검색의 블록도이다.

도 3은 초기 셀 검색의 논리도이다.

도 4는 초기 셀 검색의 단계 1의 블록도이다.

도 5는 초기 셀 검색의 단계 2의 블록도이다.

도 6은 초기 셀 검색의 단계 3의 블록도이다.

Claims (5)

1. 무선 송수신 유닛(WTRU)에서 초기 셀 검색을 수행하는 방법에 있어서,

   물리적 동기화 채널(PSCH; physical synchronization channel)을 수신하는 단계;

   상기 PSCH를 상기 PSCH의 칩 레이트의 2배로 샘플링하는 단계;

   교대의(alternating) 샘플들을 짝수 및 홀수 샘플들로 분할하는 단계;

   각각의 짝수 샘플 세트 및 각각의 홀수 샘플 세트에 대하여,

   1차 동기화 코드(PSC) 및 상기 PSC가 어디에서 시작되는지를 식별하는 칩 오프셋을 검출하는 단계;

   상기 WTRU가 접속할 수 있는 셀을 포함하는 코드 그룹을 판정하기 위해 복수의 2차 동기화 코드들을 프로세싱하는 단계;

   미드앰블 상관 값을 얻기 위해 복수의 상관기들에서 복수의 미드앰들들을 서로 관련시키는 단계; 및

   상기 짝수 샘플 세트와 관련된 최대 상관 값 및 상기 홀수 샘플 세트와 관련된 최대 상관 값 중 더 큰 값과 관련된 셀을 선택하는 단계

   를 포함하는 초기 셀 검색 수행 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 PSCH는 상기 PSCH의 칩 레이트의 2배로 RRC(root raised cosine) 필터에 의해 수신되는 것인 초기 셀 검색 수행 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 PSCH는 프레임당 38,400 칩의 칩 레이트로 수신되는 것이고, 76,800 개의 입력 샘플들이 생성되는 것인 초기 셀 검색 수행 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 초기 셀 검색은 특정 주파수에서 수신되는 샘플들에 대해 수행되는 것인 초기 셀 검색 수행 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 특정 주파수에서 PSCH가 검출되지 않을 경우, 상기 초기 셀 검색 프로세스는 상이한 주파수에서 수신되는 샘플들에 대해 반복되는 것인 초기 셀 검색 수행 방법.

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