KR20110041200A

KR20110041200A - Ｐ-ｓｃｈ 검출 방법 및 이를 위한 수신기

Info

Publication number: KR20110041200A
Application number: KR1020090098265A
Authority: KR
Inventors: 최형진; 장준희; 정명진
Original assignee: 성균관대학교산학협력단
Priority date: 2009-10-15
Filing date: 2009-10-15
Publication date: 2011-04-21
Also published as: KR101071050B1

Abstract

본 발명에 따른 P-SCH 검출을 위한 수신기는 수신 신호의 주파수 옵셋에 의해 회전된 위상 회전량을 추정하는 주파수 옵셋 추정기와, 상기 주파수 옵셋 추정기로부터 제공되는 위상 회전량에 따라 수신 신호를 보상하는 보상기와, 상기 주파수 옵셋에 따른 위상 회전량이 보상된 수신 신호를 기준 신호와 상호 상관을 수행하는 상관기와, 상기 상관기로부터의 출력에 기초하여 P-SCH를 검출하는 P-SCH 검출기를 포함한다.

P-SCH, 주파수 옵셋, 위상 회전량

Description

Ｐ-ＳＣＨ 검출 방법 및 이를 위한 수신기{P-SCH DETECTION METHOD AND RECEIVER THERERFOR}

본 발명은 3GPP LTE FDD/TDD 듀얼 모드 하향 링크 수신기에서 송·수신기간의 오실레이터 부정합이나 도플러 쉬프트(Doppler shift)로 발생되는 주파수 옵셋의 영향으로 상관 출력 성능 열화를 극복할 수 있는 초기 셀 탐색을 위한 P-SCH 검출 방법 및 이를 위한 수신기에 관한 것이다.

3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 시스템은 기지국 구별을 위해 총 512개의 긴 PN 스크램블링 코드(long pseudo noise scrambling code)를 사용한다. 기지국들은 서로 다른 긴 PN 스크램블링 코드를 하향링크 채널들의 스크램블링 코드로 사용한다.

단말에 전원이 인가되면, 단말은 초기 셀의 시스템 동기화 및 상기 초기 셀의 긴 PN 스크램블링 코드 식별자를 획득하는 과정을 수행한다. 이를 셀 탐색(cell search) 과정이라 한다. 여기서, 초기 셀은 전원이 인가된 시점에서 단말의 위치에 따라 결정되어지는데, 일반적으로, 단말의 하향링크 수신 신호에 포함된 각 기지국의 신호 성분 중 가장 큰 신호 성분에 해당되는 기지국의 셀을 의미한다.

WCDMA 시스템에서는 셀 탐색을 수월하게 하기 위해 512개의 긴 PN 스크램블링 코드를 64개의 코드 그룹으로 나누고, 1차 동기채널(Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 2차 동기채널(Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 포함하는 하향링크 채널을 사용한다. 1차 동기채널은 단말로 하여금 슬롯(slot) 동기를 획득하도록 하는 데에 이용되며, 2차 동기채널은 단말로 하여금 프레임 동기 및 스크램블링 코드 그룹을 획득하도록 하는 데에 이용된다.

이러한 초기 셀 탐색을 위해 하향링크 프레임 내에는 P-SCH 및 S-SCH(Secondary Synchronization Channel)을 할당하며, 수신기는 이들 신호를 이용하여 이동성을 고려한 다중 경로 페이딩 환경과 최대 5ppm의 주파수 옵셋 환경 등에서 안정적인 초기 셀 탐색을 보장해야 한다.

도 1은 3GPP LTE 시스템의 FDD (Frequency Division Duplex)를 지원하는 type1 모드에 따른 프레임 구조를 나타낸다.

10ms의 무선 프레임은 1ms의 부프레임(subframe)으로 구성되며, FDD의 경우 #0과 #5 부프레임 내에 P-SCH와 S-SCH가 할당된다.

도 2는 3GPP LTE 시스템의 TDD (Time Division Duplex)를 지원하는 type2 모드에 따른 프레임 구조를 나타낸다.

TDD의 경우 #1과 #6 부프레임의 3번째 OFDM 심볼에 P-SCH를 할당한다.

도 3은 3GPP LTE 시스템의 P-SCH 부반송파 할당 구조를 나타낸다.

P-SCH는 5ms의 1/2 무선 프레임을 단위로 전송되며 수신기에서 프레임 동기와 cell ID 정보를 구분하는데 이용된다. P-SCH에는 3종류의 cell ID 정보를 구분 하기 위해 루트 인덱스(root index) u를 달리하는 ZC(Zadoff Chu) 시퀀스가 할당되며, ZC 시퀀스는 수학식 1과 같이 정의된다.

현재 표준에서ZC 시퀀스의 길이를 나타내는 NZC의 값은 63, 셀 ID를 구분하기 위한 루트 인덱스 u는 25, 29, 34로 설정되었다.

P-SCH는 시스템 대역폭 내의 가운데 6RB(Resource Block, 72 부반송파) 내에서 전송되어, 전송 대역폭에 관계없이 단말이 검출 혹은 복호할 수 있도록 한다. 가운데 부분의 6RB 중 9개의 남는 부반송파는 항상 0의 값으로 전송하며, 동기 수행을 위한 필터 설계에 용이함을 가져다 준다.

도 4는 3GPP LTE 시스템에서 초기 셀 탐색을 위한 셀 획득(cell acquisition)과 프레임 동기 과정을 나타낸다.

초기 셀 탐색은 각 셀에 할당된 3종류의 P-SCH를 이용하여 기지국에서 전송된 프레임의 수신 여부 및 시작 위치를 판단하고 수신된 P-SCH로부터 cell ID를 결정하는 과정이다.

단말은 3개의 상관부(10,11,12) 및 3개의 비교부(20,21,22)를 포함한다. 3개의 상관부(10,11,12)는 3개의 루트 인덱스에 따라 정해진 cell IDs에 따라 다른 3개의 기준 신호를 수신 신호와 각각 상관하여 출력한다. 3개의 비교부(20,21,22)는 각 상관부(10,11,12)로부터의 상관 출력들이 미리 결정된 임계값과 비교하여 임계값을 초과하는 지를 판단한다. 그리고, 단말은 임계값을 넘는 상관 출력들 중에서 최대값을 갖는 신호에 기반하여 cell ID를 판단한다.

여기에서, 상관 방식으로는 상호 상관 방식(cross-correlation based)과 부분 상관 방식(partial correlation based)의 두 가지 방식이 있다. 상호 상관 방식은 단말에 알려진 기준 신호와 수신 신호 사이의 상관 특성을 이용하는 방식으로, 상호 상관 방식의 출력은 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.

여기서, N_FFT는 FFT(Fast Fourier Transform) 크기를 나타내며, s[n]는 기준신호, r[n]는 수신 신호를 나타낸다.

부분 상관 방식은 상호 상관 방식과 유사하지만, 상관 수행 구간을 분할하고, 분할된 구간 각각의 상관 출력을 누적하는 방식으로 부분 상관 방식의 출력은 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, s[n]는 기준신호, r[n]는 수신 신호를 나타내며, N_L은 누적 구간, N_PB는 상관 수행 구간을 나타낸다.

도 5는 주파수 옵셋에 따른 종래 P-SCH의 검출 성능을 나타낸 것이다.

종래 P-SCH 검출 기법들은 송·수신기간의 오실레이터 부정합이나 도플러 쉬프트로 발생되는 주파수 옵셋의 영향으로 상관 출력 성능 열화가 되며, 이로 인해 P-SCH 검출 성능의 열화가 발생한다.

도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 주파수 옵셋의 영향을 완화할 수 있는 부분 상관 방식이 상호 상관 방식보다는 주파수 옵셋의 영향에 둔감하지만, 두 방식 모두 주파수 옵셋에 의해 검출 성능이 열화됨을 확인할 수 있다. 즉, 주파수 옵셋 및 다중 경로 페이딩의 영향이 P-SCH 상관 과정에서의 상관 특성을 왜곡시켜 P-SCH 검출 성능 열화를 유발하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 FDD/TDD 듀얼 모드를 위해 초기 셀 탐색 과정으로 주파수 옵셋에 강인한 P-SCH 검출 방법 및 이를 위한 수신기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따라, P-SCH 검출을 위한 수신기는 수신 신호의 주파수 옵셋에 의해 회전된 위상 회전량을 추정하는 주파수 옵셋 추정기와, 상기 주파수 옵셋 추정기로부터 제공되는 위상 회전량에 따라 수신 신호를 보상하는 보상기와, 상기 주파수 옵셋에 따른 위상 회전량이 보상된 수신 신호를 기준 신호와 상호 상관을 수행하는 상관기와, 상기 상관기로부터의 출력에 기초하여 P-SCH를 검출하는 P-SCH 검출기를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따라, P-SCH 검출을 위한 방법은, 수신 신호의 주파수 옵셋에 의해 회전된 위상 회전량을 추정하는 단계와, 상기 위상 회전량에 따라 수신 신호를 보상하는 단계와, 상기 주파수 옵셋에 따른 위상 회전량이 보상된 수신 신호를 기준 신호와 상호 상관을 수행하는 단계와, 상기 상호 상관 결과에 기초하여 P-SCH를 검출하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 주파수 옵셋이 존재하는 환경 및 다중 경로 페이딩 환경에서의 상관 특성 열화로 인한 P-SCH 검출 성능 열화를 최소화 할 수 있다. 기존의 방식보다 우수한 성능을 제공함으로 수신기 성능의 향상을 가져올 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들 은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 P-SCH 검출 기법은 주파수 옵셋의 영향에 민감한 종래 P-SCH 검출 기법의 단점을 보완한 방식으로 먼저 상관 구간에서 주파수 옵셋에 의한 위상 회전량을 추정한 후에 이를 다시 수신 신호에 보상을 하고, 그 후에 주파수 옵셋이 보상된 신호와 기준 신호와 상호 상관을 취하는 방식이다.

이러한 본 발명에 따른 P-SCH 검출 기법에 따른 수신기를 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 P-SCH 검출 기법의 수신기 구조를 나타낸 것이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 수신기는 주파수 옵셋 추정기(110), 보상기(120), 상관기(130) 및 P-SCH 검출기(140)를 포함한다.

주파수 옵셋 추정기(110)는 수신 신호의 주파수 옵셋에 의해 회전된 위상 회전량을 추정한다. 이러한 주파수 옵셋 추정기의 구성 및 동작을 도 7을 참조하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 옵셋 추정기의 구성을 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 주파수 옵셋 추정기(110)는 리니어 위상 회전량 추정부(111), 이동 평균 연산부(113) 및 위상 회전량 계산부(115)를 포함한다.

리니어 위상 회전량 추정부(111)는 수신 신호와 기준 신호와의 컨쥬게이션(conjugation) 연산을 통해 시간 샘플 구간에서의 주파수 옵셋에 의한 리니어 위상 회전량을 추정한다.

리니어(linear) 위상 회전량은 수신 신호의 심볼들이 겪은 주파수 옵셋에 의한 위상 회전량을 의미한다. 각 심볼의 위상 회전량은 심볼에 리니어하게 증가되므로, 심볼의 주파수 옵셋에 의한 위상 회전량을 리니어 위상 회전량이라고 칭한다.

구체적으로 설명하면, 송수신 심볼들은 송·수신기간의 오실레이터 부정합이나 도플러 쉬프트로 인해 발생되는 주파수 옵셋의 영향을 받는다. 이 경우 수신 심볼의 시퀀스가 e^-j2π라면, 첫번째 수신 심볼은 주파수 옵셋에 따른 위상 회전량 Δ만큼 회전되어 e^-j2πΔ이 된다. 그리고, 두번째 수신 심볼의 시퀀스도 위상 회전량 Δ만큼 회전되는데, 첫번째 수신 심볼의 위상 회전량으로 인해 위상 회전량 2Δ만큼 회전되어 e^-j2π2Δ이 된다. 이와 같이, 심볼이 순차적으로 전송됨에 따라 위상 회전량은 증가되어 수신 심볼은 리니어 위상 회전량을 갖게 된다.

주파수 옵셋에 의해 영향을 받은 수신 신호를

라 하면 리니어 위상 회전량 추정부(111)는 다음 수학식 4와 같이 수신 신호와 기준 신호와의 컨쥬게이션(conjugation) 연산을 통해 주파수 옵셋에 의한 위상 회전량

를 추정할 수 있다.

여기에서, s[n]는 기준신호, r[n]는 수신 신호를 나타내며,

은 위상 회전량을 나타낸다.

리니어 위상 회전량 추정부(111)는 각 수신 심볼의 주파수 옵셋에 의한 리니어 위상 회전량을 추정한 후, 이동 평균 연산부(113)에 제공한다.

이동 평균 연산부(113)는 수신 심볼들에 대한 복수개의 리니어 위상 회전량에 대해 잡음과 페이딩 채널의 영향을 최소화 하기 위해 이동 평균(moving average) 연산을 수행한다. 잡음은 평균이 0인 가우시안 랜덤 함수에 의해 결정되므로, 복수개의 리니어 위상 회전량을 일정 구간별로 평균을 구하면 잡음을 감소시킬 수 있다.

수학식 5는 이동 평균 연산이 행해진 주파수 옵셋에 의한 위상 회전량을 나타낸다.

여기서, s[n]는 기준신호, r[n]는 수신 신호를 나타낸다. M_tap은 이동 평균(moving average)의 tap 계수를 나타내며,

는 기준 신호와 수신 신호 간의 주파수 옵셋 차이를 나타낸다.

이동 평균 연산부(113)는 이동 평균 연산이 수행된 리니어 위상 회전량들을 위상 회전량 계산부(115)에 제공한다.

위상 회전량 계산부(115)는 이동 평균 연산이 수행된 리니어 위상 회전량들을 수신하고, 수신된 리니어 위상 회전량들을 이용하여 구하고자 하는 위상 회전량을 계산한다. 여기에서 위상 회전량은 각 심볼이 실제로 겪는 주파수 옵셋에 대응한다. 즉, 리니어 위상 회전량은 해당 심볼 이전에 있는 심볼이 겪은 위상 회전량이 누적된 것이고, 구하고자 하는 위상 회전량은 각 심볼이 겪은 주파수 옵셋에 따른 위상 회전량을 의미한다.

구체적으로 위상 회전량 계산부(115)는 복수개의 리니어 위상 회전량들을 수신하면 수학식 6에 나타난 바와 같이, 각 심볼의 위상 회전량과 그 이전 심볼의 위상 회전량와의 컨쥬게이션 연산을 수행하여 위상 회전량을 계산한다.

M_tap은 이동 평균(moving average)의 tap 계수를 타내며,

는 기준 신호와 수신 신호 간의 옵셋 차이를 나타내며,

는

와

간의 컨쥬게이션 연산을 통해 추정된 주파수 옵셋에 의한 위상 회전량이다.

주파수 옵셋 추정기(110)는 계산된 위상 회전량을 전술한 바와 같이 구한 후 보상기(120)에 계산된 위상 회전량을 제공한다.

보상기(120)는 위상 회전량에 따라 수신 신호를 보상한 후 주파수 옵셋이 보상된 수신 신호를 상관기(130)로 출력한다. 상관기(130)는 주파수 옵셋이 보상된 수신 신호를 기준 신호와 상호 상관을 적용하게 되며, 예컨대, 상기 도 4에 도시된 구성을 가질 수 있으며, 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.

상관기(130)의 상관 출력은 수학식 7과 같으며 P-SCH 검출기(140)로 출력된다.

Z[τ]은 상관 출력값이며, N은 상관 수행 구간을 나타내고, r[τ+n]은 수신 신호이며, s*[n]은 기준 신호이다.

은 주파수 옵셋에 의한 위상 회전량이다.

반복 실험 결과 본 발명에서 최적의 성능을 위해 상관 수행 구간 N=4로 설정하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에서는 다중 경로 페이딩 환경에서의 성능 열화를 개선하기 위해 상관 연산에 ML metric을 적용한다. ML metric은 수학식 8에서 확인할 수 있듯이 기존 상관 metric에 전력 상관인 보정항(correction term)을 제거하여 페이딩 채널 환경에서 P-SCH 검출 성능 개선이 가능하다. 수학식 8과 같이 보정항(correction term)의 가중 인자(weighting factor) ω는 기준 신호 s[n]의 진폭(amplitude)으로 설정한다.

여기서, ω는 가중 인자이며, Z[τ]은 상관 출력값이며, N_FFT는 FFT(Fast Fourier Transform) 크기를 나타내며, r[τ+n]은 수신 신호이며, s*[n]은 기준 신호이다.

은 주파수 옵셋에 의한 위상 회전량이다.

상기 수학식 8은 일반적인 경우의 ML metric을 나타낸 것으로, 본 발명의 수학식 7을 적용할 경우에는 수학식 8의 상관항(correlation term)이 수학식 7로 대체될 수 있다. 이 경우, 상관기(130)는 다음 수학식 10의 연산을 수행한다.

수학식 10에서, Z[τ]은 상관 출력값이며, r[τ+n]은 수신 신호이며, s*[n]은 기준 신호이다.

은 주파수 옵셋에 의한 위상 회전량이며, ω는 가중 인자이다.

P-SCH 검출기(140)는 상관기(130)의 출력에 기초하여 P-SCH를 검출한다. 상관기(130)는 P-SCH 검출기(140)에 통합되도록 구성될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따르면 수신기는 상관 구간에서 주파수 옵셋에 의한 위상 회전량을 추정한 후에 위상 회전량에 따라 수신 신호에 보상을 하고, 그 후에 주파수 옵셋이 보상된 신호와 기준 신호와 상호 상관을 취한다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 수신기의 동작을 설명한다.

도 8은 본 발명에 따른 수신기의 동작을 나타낸 플로우챠트이고, 도 9는 도 8의 수신기의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 수신기는 신호를 수신하면, 단계 210에서 수신 신호와 기준 신호와의 컨쥬게이션 연산을 수행하여 시간 구간에서의 리니어 위상 회전량을 추정한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 각 심볼에 대한 리니어 위상 회전량 ∠θ₁, ∠θ₂, ∠θ₃, …이 구해진다.

이어서 수신기는 단계 220에서 각 심볼에 대해 구해진 리니어 위상 회전량들에 대해 이동 평균 연산을 수행한다. 전술한 바와 같이, 이동 평균 연산은 수신 심 볼들에 대한 복수개의 리니어 위상 회전량에 대해 잡음과 페이딩 채널의 영향을 최소화 하기 위한 것이다.

수신기는 리니어 위상 회전량들에 대해 이동 평균 연산을 수행한 후 단계 230에서 위상 회전량을 계산한다. 구체적으로, 수신기는 복수개의 위상 회전량들을 수신하면 수학식 6에 나타난 바와 같이, 각 심볼의 위상 회전량과 그 이전 심볼의 위상 회전량와의 컨쥬게이션 연산을 수행하여 위상 회전량을 계산한다.

이와 같이 구해진 위상 회전량은 도 9에 나타난 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따라 평균이 취해질 수 있지만, 본 발명의 필수적인 과정은 아니다.

이어서, 수신기는 단계 240에서 계산된 위상 회전량에 따라 수신 신호를 보상하고, 단계 250에서 기준 신호와 수신 신호의 상호 상관을 수행함으로써 P-SCH를 검출한다.

도 10은 본 발명에 따른 P-SCH의 검출 성능을 나타낸다.

본 발명의 P-SCH 검출 방법은 종래 P-SCH 검출 기법의 성능과 비교하여 주파수 옵셋이 증가하더라도 안정적인 검출 성능을 보장함을 확인할 수 있다.

도 11은 페이딩 채널 환경에 의한 상관 출력 열화를 나타낸다.

종래 P-SCH 검출 기법의 상관 출력과 본 발명의 P-SCH 검출 방법의 상관 출력을 이용하여 P-SCH를 검출할 경우 다중 경로 페이딩 채널 환경에서는 도 11과 같이 딥 페이딩(deep fading)의 영향으로 인해 수신 신호의 신호 전력의 변화가 커져 P-SCH 검출 성능이 크게 열화된다.

도 12 및 13은 각각 FDD 모드와 TDD 모드에서 제안된 P-SCH 검출 기법과 기 존 부분 상관 기반의 P-SCH 검출 기법(NPB=4)에 대하여 ML(maximum likelihood) metric의 적용 유무에 따른 P-SCH 검출 성능을 비교한 것이다.

도 12 및 도 13을 참조하면, ML metric 적용과 상관 없이 부분 상관 기반의 P-SCH 검출 기법에 비해서 본 발명의 P-SCH 검출 방법이 보다 우수한 검출 성능을 나타내며, ML metric을 적용 시 딥 페이딩의 영향에 의한 상관 출력 변화를 완화함으로써 추가적인 성능 개선을 얻을 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 8은 본 발명에 따른 수신기의 동작을 나타낸 플로우챠트이다.

도 9는 도 8의 수신기의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 10은 본 발명에 따른 P-SCH의 검출 성능을 나타낸다.

도 12은 3GPP LTE FDD 모드에서 본 발명의 P-SCH 검출 성능을 나타낸다.

도 13은 3GPP LTE TDD 모드에서 본 발명의 P-SCH 검출 성능을 나타낸다.

Claims

P-SCH 검출을 위한 수신기에 있어서,

수신 신호의 주파수 옵셋에 의해 회전된 위상 회전량을 추정하는 주파수 옵셋 추정기와,

상기 주파수 옵셋 추정기로부터 제공되는 위상 회전량에 따라 수신 신호를 보상하는 보상기와,

상기 주파수 옵셋에 따른 위상 회전량이 보상된 수신 신호를 기준 신호와 상호 상관을 수행하는 상관기와,

상기 상관기로부터의 출력에 기초하여 P-SCH를 검출하는 P-SCH 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기.
제1항에 있어서, 상기 주파수 옵셋 추정기는

수신 신호와 기준 신호와의 컨쥬게이션(conjugation) 연산을 통해 시간 샘플 구간에서의 주파수 옵셋에 의한 각 심볼의 리니어 위상 회전량을 추정하는 리니어 위상 회전량 추정부와,

상기 각 심볼의 리니어 위상 회전량과 그 이전 심볼의 리니어 위상 회전량과의 컨쥬게이션 연산을 수행하여 상기 위상 회전량을 계산하는 위상 회전량 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기.
제2항에 있어서, 상기 주파수 옵셋 추정기는

상기 리니어 위상 회전량 추정부로부터의 각 심볼의 리니어 위상 회전량에 대해 이동 평균(moving average) 연산을 수행하는 이동 평균 연산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기.
제3항에 있어서, 상기 주파수 옵셋 추정기는 하기 수학식에 따라 상기 각 심볼의 리니어 위상 회전량에 대해 이동 평균 연산을 수행하는 것을 특징으로 하는 수신기.

여기서, s[n]는 기준신호, r[n]는 수신 신호를 나타내고, M_tap은 이동 평균(moving average)의 tap 계수를 나타내며,
는 기준 신호와 수신 신호 간의 옵셋 차이를 나타낸다.
제4항에 있어서, 상기 위상 회전량 계산부는 하기 수학식에 따라 상기 위상 회전량을 계산하는 것을 특징으로 하는 수신기.

여기서, M_tap은 이동 평균(moving average)의 tap 계수를 나타내며,
는 기준 신호와 수신 신호 간의 옵셋 차이를 나타내며,
는
와
간의 컨쥬게이션 연산을 통해 추정된 주파수 옵셋에 의한 위상 회전량이다.
제2항에 있어서, 상기 리니어 위상 회전량 추정부는 하기 수학식에 따라 상기 각 심볼의 리니어 위상 회전량을 추정하는 것을 특징으로 하는 수신기.

여기에서, s[n]는 기준신호, r[n]는 수신 신호를 나타내며,
은 위상 회전량을 나타낸다.
제1항에 있어서, 상기 상관기는 하기 수학식에 따라 상호 상관을 수행하는 것을 특징으로 하는 수신기.

여기에서, Z[τ]은 상관 출력값이며, r[τ+n]은 수신 신호이며, s*[n]은 기 준 신호이다.
은 주파수 옵셋에 의한 위상 회전량이며, ω는 가중 인자이다.
P-SCH 검출을 위한 방법에 있어서,

수신 신호의 주파수 옵셋에 의해 회전된 위상 회전량을 추정하는 단계와,

상기 위상 회전량에 따라 수신 신호를 보상하는 단계와,

상기 주파수 옵셋에 따른 위상 회전량이 보상된 수신 신호를 기준 신호와 상호 상관을 수행하는 단계와,

상기 상호 상관 결과에 기초하여 P-SCH를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 P-SCH 검출 방법.
제8항에 있어서, 상기 위상 회전량을 추정하는 단계는

수신 신호와 기준 신호와의 컨쥬게이션(conjugation) 연산을 통해 시간 샘플 구간에서의 주파수 옵셋에 의한 각 심볼의 리니어 위상 회전량을 추정하는 단계와,

상기 각 심볼의 위상 리니어 회전량과 그 이전 심볼의 위상 리니어 회전량과의 컨쥬게이션 연산을 수행하여 상기 위상 회전량을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 P-SCH 검출 방법.
제9항에 있어서, 상기 위상 회전량을 추정하는 단계는

상기 각 심볼의 리니어 위상 회전량에 대해 이동 평균(moving average) 연산을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 P-SCH 검출 방법.
제10항에 있어서, 상기 이동 평균 연산은 하기 수학식에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는 P-SCH 검출 방법.

여기서, s[n]는 기준신호, r[n]는 수신 신호를 나타내고, M_tap은 이동 평균(moving average)의 tap 계수를 나타내며,
는 기준 신호와 수신 신호 간의 옵셋 차이를 나타낸다.
제11항에 있어서, 상기 이동 평균 연산은 하기 수학식에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 P-SCH 검출 방법.

여기서, M_tap은 이동 평균(moving average)의 tap 계수를 나타내며,
는 기준 신호와 수신 신호 간의 옵셋 차이를 나타내며,
는
와
간의 컨쥬게이션 연산을 통해 추정된 주파수 옵셋에 의한 위상 회전량이다.
제9항에 있어서, 상기 각 심볼의 리니어 위상 회전량은 하기 수학식에 따라 추정되는 것을 특징으로 하는 P-SCH 검출 방법.

여기에서, s[n]는 기준신호, r[n]는 수신 신호를 나타내며,
은 위상 회전량을 나타낸다.
제8항에 있어서, 상기 상호 상관은 하기 수학식에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는 P-SCH 검출 방법.

여기에서, Z[τ]은 상관 출력값이며, r[τ+n]은 수신 신호이며, s*[n]은 기준 신호이다.
은 주파수 옵셋에 의한 위상 회전량이며, ω는 가중 인자이다.