KR20140012890A - Lte에 대한 간섭 소거를 이용한 2차 동기화 신호 검출 - Google Patents

Lte에 대한 간섭 소거를 이용한 2차 동기화 신호 검출 Download PDF

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KR20140012890A
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Abstract

수신 신호 내의 상대적으로 약한 파워의 SSS 시퀀스들이 검출될 수 있도록 하기 위하여, 수신 신호 내의 강한 파워의 SSS 시퀀스들로부터의 간섭을 제거하기 위한 방법들 및 시스템들이 개시된다. 방법들 및 시스템들은 강한 파워의 SSS 시퀀스를 검출하기 위해 수신된 신호를 사용하여 첫번째 셀 탐색을 수행한다. 강한 파워의 SSS 시퀀스에 대응하는 알려진 SSS 시퀀스를 사용하면, 이를 통해 강한 파워의 SSS 시퀀스가 수신되는 채널이 추정될 수 있다. 추정된 채널은 그 뒤, 강한 파워의 SSS 및 PSS가 소거될 수 있게 하기 위하여, 수신된 신호에 대한 강한 파워의 SSS 및 PSS 시퀀스의 기여를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 수신된 신호로부터 소거되는 강한 파워의 SSS 및 PSS 시퀀스의 기여를 이용하여, 약한 파워의 SSS 시퀀스를 검출하기 위해 수신된 신호를 사용하여 두번째 셀 탐색이 수행될 수 있다.

Description

LTE에 대한 간섭 소거를 이용한 2차 동기화 신호 검출{SECONDARY SYNCHRONIZATION SIGNAL DETECTION WITH INTERFERENCE CANCELATION FOR LTE}
관련 출원들의 상호 참조
본 출원은 본 명세서에 참조로서 통합된, 2012.07.23.자로 출원된 미국 가특허출원 61/674,567호에 대한 이익을 주장한다.
기술분야
본 출원은 전반적으로 셀룰러 네트워크들에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 셀룰러 네트워크들 내의 동기화 신호 검출에 관한 것이다.
도 1은, 그들의 각각이 기지국(120)에 의해 지원되는, 셀(cell)들로서 지칭되는 육상 영역들(110)에 걸쳐 분산된 LTE(Long-Term Evolution) 셀룰러 네트워크(100)를 예시한다. 셀들(110)은, LTE 단말들(130)(예를 들어, 이동 전화들, 랩탑들, 태블릿들, 등)이 기지국들(120)을 통해 코어(core) 네트워크(미도시)를 이용해 광범위한 영역에 걸쳐 무선으로 통신하도록 하기 위해 지리적으로 서로 결합된다.
LTE 단말이, 도 1의 LTE 셀룰러 네트워크(100)와 같은 LTE 셀룰러 네트워크를 통해 통신할 수 있게 되기 전에, LTE 단말들은 전형적으로, 셀에 대한 주파수 및 심볼 동기화를 획득하기 위한 셀 탐색을 수행하고, 셀의 물리-레이어 식별자(physical-layer identity)를 검출해야만 한다. 예를 들어, LTE 단말은, 셀에 대한 주파수 및 심볼 동기화를 획득하기 위한 셀 탐색을 수행하고, 그것이 위치된 또는 일부 다른 셀의 물리-레이어 식별자를 검출할 수 있다. 이에 더하여, LTE 단말은 계속해서 다른 인접 셀들에 대한 동기화를 획득하기 위하여 셀 탐색을 수행하고, 다른 인접 셀들의 물리-레이어 식별자를 검출할 수 있다. 이는 LTE 단말이 LTE 셀룰러 네트워크에 대한 실질적인 연결성을 유지하면서, 하나의 셀로부터 다른 셀로 이동할 수 있게 한다. 예를 들어, LTE 단말의 이동에 기인하여 현재 셀에 의해 지원되는 신호 품질이 다른 인접 셀들 중 하나에 의해 지원되는 신호 품질보다 낮은 경우, 현재 셀과의 통신이 더 높은 신호 품질을 지원하는 인접 셀로 핸드 오프(hand off)될 수 있다.
2개의 동기화 신호들-1차 동기화 신호(Primary Synchronization Signal; PSS) 및 2차 동기화 신호(Secondary Synchronization Signal; SSS)-이 셀 탐색을 돕기 위해 LTE 셀룰러 네트워크 내에서 기지국들로부터 방송된다. LTE 프레임 내에서 이러한 2개의 신호들의 시간-영역 위치는 동기화를 지원하기 위해 프레임-대-프레임에서 일정하고, LTE 셀룰러 네트워크가 주파수-분할 듀플렉싱(frequency-division duplexing; FDD) 모드 또는 시간-분할 듀플렉싱(time-division duplexing; TDD) 모드에서 동작하는지 여부에 기초한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 일반적인 LTE 프레임 구성(200)은 10 밀리초의 지속기간(duration)을 가지며, 2개의 5 밀리초 하프-프레임(half-frame)들을 포함한다. 각각의 하프-프레임은, 각각이 1 밀리초의 지속기간을 갖는 5개의 서브-프레임들(0-4 및 5-9)로 더 나뉜다. 이러한 서브-프레임들은 전형적으로 14개의 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(orthogonal frequency division multiplexing; OFDM) 심볼들을 운반한다. FDD 모드에서 동작하는 LTE 셀룰러 네트워크에 있어, PSS는 전형적으로 서브-프레임들(0 및 5)의 마지막 OFDM 심볼로 송신되며, SSS는 전형적으로 동일한 서브-프레임들 내의 PSS 바로 전의 마지막에서 두번째 OFDM 심볼로 송신된다. TDD 모드에서 동작하는 LTE 셀룰러 네트워크에 있어, PSS는 전형적으로 서브-프레임들(1 및 6)의 3번째 OFDM 심볼로 송신되며, SSS는 전형적으로 서브-프레임들(0 및 5)의 마지막 OFDM 심볼로 송신된다.
셀 탐색 동안, LTE 단말은 셀에 대한 주파수 및 심볼 동기화를 획득하고, 셀의 물리-레이어 셀 식별자를 검출하기 위하여 PSS 및 SSS를 사용한다. 물리-레이어 셀 식별자의 검출은, 기지국으로부터의 SSS 시퀀스 방송으로부터 일 그룹의 식별자 NID1 = (0, ....., 167)를 획득하는 것 및 기지국으로부터 방송된 PSS 시퀀스 방송으로부터 NID1에 의해 식별된 그룹 내의 식별자 NID2 = (0, 1, 2)를 획득하는 것을 수반한다. 그룹 내의 식별자 NID2가 PSS 시퀀스로부터 검출된 후, 그룹 식별자 NID1이 SSS 시퀀스로부터 식별된다. NID1 및 NID2의 검출 후, 물리-레이어 셀 식별자가 NID = (3*NID1) + NID2인 관계를 사용하여 결정될 수 있으며, 여기에서 NID는 물리-레이어 셀 식별자이다. 168개의 고유한 그룹 식별자들 NID1 및 각각의 그룹 내에 3개의 고유한 식별자들 NID2이 존재하기 때문에, LTE 셀 네트워크 내에 총 504개의 고유한 물리-레이어 식별자들이 존재한다.
전형적으로, LTE 단말은 일부 기지국들로부터 강한 파워의(strongly powered) 동기화 신호들(즉, PSS 및 SSS)을 수신하며, 다른 기지국들로부터 상대적으로 약한 파워의 동기화 신호들을 수신한다. 강한 파워의 동기화 신호들은 LTE 단말에서 약한 파워의 동기화 신호들을 압도하며, 이는 LTE 단말들이 약한 파워의 동기화 신호들이 발원(originate)한 셀들에 대한 동기화를 획득하고 그 셀들의 물리-레이어 식별자를 검출하는 것을 방해한다. 이러한 셀들에 대한 동기화의 획득 및 이러한 셀들의 물리-레이어 식별자의 검출은, 예를 들어, LTE 단말의 이동에 기인하는 하나의 셀로부터 다른 셀로의 통신 핸드 오프를 포함하는, 몇몇 이유들 때문에 유익할 수 있다.
일 측면에 따르면, 수신 신호 내에서 제 1 및 제 2 2차 동기화 신호(secondary synchronization signal; SSS) 시퀀스(sequence)를 검출하기 위해 제공되는 방법에 있어서, 상기 방법은:
상기 수신 신호 내의 상기 제 1 SSS 시퀀스를 검출하는 단계;
제 1 SSS 시퀀스가 수신된 채널을 추정(estimate)하는 단계;
상기 채널 추정을 사용하여 상기 수신 신호에 대한 상기 제 1 SSS 시퀀스의 기여(contribution)를 추정하는 단계;
간섭 소거 수신 신호를 생성하기 위하여, 상기 수신 신호로부터 상기 제 1 SSS 시퀀스의 기여 추정(contribution estimate)을 소거하는 단계; 및
상기 간섭 소거 수신 신호를 사용하여 상기 제 2 SSS 시퀀스를 검출하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은:
상기 제 2 SSS 시퀀스를 검출하기 전에, 상기 수신 신호로부터 제 3 SSS 시퀀스의 기여 추정을 소거하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 채널을 추정하는 단계는:
상기 수신 신호 및 상기 제 1 SSS 시퀀스에 대응하는 알려진(known) SSS 시퀀스를 사용하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 채널을 추정하는 단계는:
상기 수신 신호의 샘플들의 주파수 영역 표현(frequency domain representation)과 상기 제 1 SSS 시퀀스에 대응하는 알려진 SSS 시퀀스를 곱하는(multiply) 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은:
상기 수신 신호 내의 상기 제 1 SSS 시퀀스의 위치에 기초하여 상기 수신 신호의 샘플들을 획득하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은:
상기 주파수 영역 표현 내의 엘러먼트(element)들의 추정된 에너지들 및 상기 채널의 추정된 지연 확산(delay spread)에 기초하여, 상기 샘플들의 상기 주파수 영역 표현 내의 잡음을 제거하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은:
상기 제 2 SSS 시퀀스를 사용하여 셀에 대한 동기화를 획득하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은:
상기 제 2 SSS 시퀀스를 사용하여 셀의 물리-레이어 셀 식별자(physical-layer cell identity)를 결정하는 단계를 더 포함한다.
일 측면에 따르면, 수신 신호 내의 제 1 및 제 2 2차 동기화 신호(secondary synchronization signal; SSS) 시퀀스를 검출하기 위한 단말로서, 상기 단말은:
상기 제 1 SSS 시퀀스가 수신되는 채널을 추정하도록 구성된 채널 추정기;
간섭 소거 수신 신호를 생성하도록 구성된 간섭 소거기(interference canceler)로서, 상기 간섭 소거기는:
상기 채널 추정을 사용하여 상기 수신 신호에 대한 상기 제 1 SSS 시퀀스의 기여를 추정하고, 상기 수신 신호로부터 상기 제 1 SSS 시퀀스의 기여 추정을 소거하며, 및
상기 채널 추정을 사용하여 상기 수신 신호에 대한 제 1 PSS 시퀀스의 기여를 추정하고, 상기 수신 신호로부터 상기 제 1 PSS 시퀀스의 상기 기여 추정을 소거함으로써, 상기 간섭 소거 수신 신호를 생성하는, 상기 간섭 소거기; 및
상기 간섭 소거 수신 신호를 사용하여 상기 제 2 SSS 시퀀스를 검출하도록 구성된 검출기를 포함한다.
바람직하게, 상기 시퀀스 검출기는, 상기 수신 신호 내의 상기 제 1 SSS 시퀀스를 검출하도록 더 구성된다.
바람직하게, 상기 채널 추정기는, 상기 수신된 신호 및 상기 제 1 SSS 시퀀스에 대응하는 알려진 SSS 시퀀스를 사용하도록 더 구성된다.
바람직하게, 상기 채널 추정기는, 상기 채널을 추정하기 위하여, 상기 수신 신호의 샘플들의 주파수 영역 표현과 상기 제 1 SSS 시퀀스에 대응하는 알려진 SSS 시퀀스를 곱하도록 더 구성된다.
바람직하게, 상기 수신 신호의 상기 샘플들은 상기 수신 신호 내의 상기 제 1 SSS 시퀀스의 위치에 기초하여 획득된다.
바람직하게, 상기 채널 추정기는, 상기 주파수 영역 표현 내의 엘러먼트들의 추정된 에너지들 및 상기 채널의 추정된 지연 확산에 기초하여, 상기 샘플들의 상기 주파수 영역 표현 내의 잡음을 제거하도록 더 구성된다.
바람직하게, 상기 시퀀스 검출기는, 셀에 대한 동기화를 획득하기 위하여, 상기 제 2 SSS 시퀀스를 사용하도록 더 구성된다.
바람직하게, 상기 시퀀스 검출기는, 셀의 물리-레이어 셀 식별자를 결정하기 위하여, 상기 제 2 SSS 시퀀스를 사용하도록 더 구성된다.
일 측면에 따르면, 수신 신호 내의 제 1 및 제 2 시퀀스를 검출하기 위한 단말로서, 상기 단말은:
제 1 시퀀스가 수신된 채널을 추정하도록 구성된 채널 추정기;
간섭 소거 수신 신호를 생성하기 위하여, 상기 채널 추정을 사용하여 상기 수신 신호에 대한 상기 제 1 시퀀스의 기여를 추정하고, 상기 수신 신호로부터 상기 제 1 시퀀스의 기여 추정을 소거하도록 구성된 간섭 소거기; 및
상기 간섭 소거 수신 신호를 사용하여 상기 제 2 시퀀스를 검출하도록 구성된 검출기를 포함한다.
바람직하게, 상기 채널 추정기는, 상기 수신된 신호 및 상기 제 1 시퀀스에 대응하는 알려진 SSS 시퀀스를 사용하도록 더 구성된다.
바람직하게, 상기 채널 추정기는, 상기 채널을 추정하기 위하여, 상기 수신 신호의 샘플들의 주파수 영역 표현과 상기 제 1 시퀀스에 대응하는 알려진 시퀀스를 곱하도록 더 구성된다.
바람직하게, 상기 채널 추정기는, 상기 주파수 영역 표현 내의 엘러먼트들의 추정된 에너지들 및 상기 채널의 추정된 지연 확산에 기초하여, 상기 샘플들의 상기 주파수 영역 표현 내의 잡음을 제거하도록 더 구성된다.
본 명세서에 통합되고, 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부된 도면들이 본 발명의 실시예들을 예시하며, 상세한 설명과 함께, 당업자가 본 실시예들을 만들고 이용할 수 있도록 실시예들의 원리들에 대한 설명을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 LTE 셀룰러 네트워크를 예시한다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 일반적인 LTE 프레임 구성을 예시한다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 간섭 소거를 사용하여 LTE 셀룰러 네트워크 내의 약한 파워의 SSS 시퀀스들을 검출하기 위한 방법의 순서도를 예시한다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 예시적인 LTE 단말을 예시한다.
본 발명의 실시예들이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 구성요소가 처음으로 나타나는 도면은 전형적으로 대응하는 도면부호의 가장 좌측의 숫자(들)에 의해 지시된다.
다음의 설명 내에서, 다수의 특정 세부사항들이 본 발명의 실시예들에 대한 완전한 이해를 제공하기 위해 기술된다. 그러나, 구조들, 시스템들, 및 방법들을 포함하는 실시예들이 이러한 특정 세부사항들 없이 실시될 수 있다는 것이 당업자들에게 자명할 것이다. 본 명세서의 설명 및 표현은, 당업자들의 작업의 결과물을 가장 효율적으로 다른 당업자들에게 전달하기 위해 당업자들에 의해 사용되는 일반적인 수단이다. 다른 예들에 있어, 널리 알려진 방법들, 절차들, 컴포넌트들, 및 회로부는 본 발명의 측면들을 불필요하게 흐리는 것을 방지하기 위해 상세하게 설명되지 않는다.
"하나의 실시예", "일 실시예", "일예의 실시예", 등에 대한 명세서 내의 언급들은, 설명되는 실시예가 특정 특징, 구조, 또는 특성을 포함할 수 있지만, 모든 실시예가 반드시 그러한 특정 특징, 구조, 또는 특성을 포함해야만 하는 것은 아닐 수 있다는 것을 나타낸다. 또한, 이러한 구절들이 반드시 동일한 실시예를 지칭하지도 않는다. 추가적으로, 특정 특징, 구조, 또는 특성이 일 실시예와 함께 설명될 때, 명시적으로 설명되었는지를 불문하고, 다른 실시예들과 함께 이러한 특징, 구조, 또는 특성에 영향을 주는 것이 당업자의 지식 내에 있다는 것이 받아들여져야 한다.
1. 개괄
수신 신호 내의 하나 이상의 약한 파워의(weakly powered) SSS(secondary synchronization signal) 시퀀스들이 검출될 수 있도록 하기 위하여, 수신 신호 내의 하나 이상의 강한 파워의(strongly powered) SSS 시퀀스로부터의 간섭을 제거하기 위한 방법들 및 시스템들이 이하에서 설명된다. 방법들 및 시스템들은 강한 파워의 SSS 시퀀스를 검출하기 위하여 수신 신호를 사용하여 1차 셀 탐색을 수행한다. 이러한 강한 파워의 SSS 시퀀스에 대응하는 알려진(known) SSS 시퀀스를 사용하면, 강한 파워의 SSS 시퀀스가 수신되는 채널이 추정될 수 있다. 추정된 채널은 그 후, 강한 파워의 SSS 시퀀스가 소거될 수 있도록 하기 위하여, 수신 신호에 대한 강한 파워의 SSS 시퀀스의 기여의 추정을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 추정된 채널은, PSS(Primary Synchronization Signal) 시퀀스의 기여 또한 수신 신호로부터 소거될 수 있도록 하기 위하여, 이로부터 강한 파워의 SSS 시퀀스가 전송되었던 셀의 PSS 시퀀스의 기여의 추정을 결정하기 위해 추가적으로 사용될 수 있다. 수신 신호로부터 소거된, 강한 파워의 SSS 시퀀스 및 PSS 시퀀스의 추정된 기여를 이용하여, 약한 파워의 SSS 시퀀스를 검출하기 위한 2차 셀 탐색이 수신 신호를 사용하여 수행될 수 있다.
약한 파워의 SSS 시퀀스가 검출되면, 약한 파워의 SSS 시퀀스가 발원된 셀에 대한 동기화를 획득하고, 이 셀의 물리-레이어 식별자(physical-layer identity)를 검출하기 위해 약한 파워의 SSS 시퀀스가 사용될 수 있다. 이러한 셀에 대한 동기화 획득 및 이러한 셀의 물리-레이어 식별자의 검출은, 예를 들어 LTE 단말의 이동에 기인한, 현재 셀로부터 약한 파워의 SSS 시퀀스에 대응하는 셀로의 통신 핸드 오프(hand off)를 포함하는, 몇몇 이유들 때문에 유익할 수 있다.
"강한 파워의(strongly powered)"인 것과 같은 SSS/PSS 시퀀스의 설명은 이러한 SSS/PSS 시퀀스들이 하나 이상의 다른 SSS 시퀀스들로부터의 수신 신호에 대한 추정된 기여를 소거하지 않고 셀 탐색 동안 수신 신호로부터 검출될 수 있다는 것을 나타내며, 반면 "약한 파워의(weakly powered)"인 것과 같은 SSS 시퀀스의 설명은 이러한 SSS 시퀀스들이 하나 이상의 다른 SSS 시퀀스들로부터의 수신 신호에 대한 추정된 기여를 소거하지 않고는 셀 탐색 동안 수신 신호로부터 검출될 수 없다는 것을 나타낸다는 것이 주목되어야 한다.
본 발명의 방법들 및 시스템들이 이하에서 LTE 셀룰러 네트워크의 맥락에서 설명되지만, 본 발명의 방법들 및 시스템들이 이에 한정되지 않는다는 것이 또한 주목되어야 한다. 당업자는 본 발명의 방법들 및 시스템들이 셀 탐색 동작들 동안 다른 셀룰러 네트워크 내에서 사용될 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
2. 간섭 소거를 사용하는 SSS 시퀀스 검출
이제 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 간섭 소거를 사용하여 LTE 셀룰러 네트워크 내에서 약한 파워의 SSS 시퀀스(예를 들어, NID1 값)를 검출하기 위한 방법의 순서도(300)가 도시된다. 순서도(300)의 방법은 LTE 단말(예를 들어, 이동 전화, 랩탑, 호출기, PDA, 태블릿 컴퓨터, 전자-리더, 등) 내에서, 디지털 신호 프로세서들과 같은 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 그러나, 방법이 또한 다른 컴포넌트들 및 디바이스들에 의해 구현될 수 있다는 것이 주목되어야 한다.
순서도(300)의 방법은 단계(302)에서 시작하며, 여기에서 LTE 네트워크를 통해 수신된 샘플링된 신호 x(k) 내의 강한 파워의 SSS 시퀀스를 검출하기 위하여 초기 셀 탐색이 LTE 단말에 의해 수행된다. 수신 신호 x(k)는 LTE 셀룰러 네트워크 내에서 기지국들로부터 방송되는 중첩하는(overlapping) OFDM 심볼들로 구성된 "합성(composite)" OFDM 심볼에 대응하며, k는 샘플링 인스턴스(sampling instance)를 나타낸다. 수신 신호 x(k) 내에서 검출된 강한 파워의 SSS 시퀀스는 중첩하는 OFDM 심볼들 중 하나에 대응한다. 수신 신호 x(k) 내에서 강한 파워의 SSS 시퀀스를 검출하기 위한 방법들이 널리 알려져 있으며, 본 명세서에서 상세하게 설명되지 않는다.
단계(304)에서, 단계(302)에서 검출된 강한 파워의 SSS 시퀀스가 이를 통해 LTE 단말에 의해 수신되는 채널이 추정된다. 일 실시예에 있어, 수신 신호 x(k)를 주파수 영역으로 변환하기 위한 수신 신호 x(k)의 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행함으로써 채널이 추정된다. LTE 네트워크 내에서 사용된 OFDM 심볼들이, 예를 들어, 128개의 연관된 시간-영역 샘플들을 가지며, 수신 신호가 이상에서 언급된 "합성" OFDM 심볼의 시간 영역 샘플들에 대응하는 128개의 시간-영역 샘플들을 포함할 수 있도록, 수신 신호 x(k)가 적절한 레이트(rate)로 샘플링된 것으로 가정하면, "합성" OFDM 심볼의 64개의 직교 톤(tone)들에 의해 운반된 데이터를 복원하기 위하여 수신 신호 x(k)의 128-포인트 FFT가 수행될 수 있다. 수신 신호 x(k)의 FFT가 수학식 1에 의해 표현된다.
[수학식 1]
Figure pat00001
수학식 1에서 Nfft는 128이다.
FFT가 수행된 후, 수신 신호의 주파수 영역 표현 X 내의 관심 톤(tone of interest)이 추출될 수 있다. 추출된 관심 톤들이 수학식 2에 의해 표현된다.
[수학식 2]
Figure pat00002
수학식 2에서 StartTone 및 EndTone은 변수들이다. 일 실시예에 있어, 관심 톤들이 총 63개(DC 양쪽 측면(side)들 상의 31개의 최인접 톤들 및 DC 톤 그 자체)를 포함할 수 있도록, 변수들 StartTone 및 EndTone이 결정된다. 다른 실시예들에 있어, 더 많거나 또는 더 적은 톤들이 모든 톤들을 포함하는 수신 신호의 주파수 영역 표현 X로부터 추출될 수 있다.
다음으로,
Figure pat00003
에 의해 표현되는, SSS 상의 추출된 관심 톤들이 추정되는 채널에 대한 강한 파워의 SSS 시퀀스들에 대응하는 알려진 SSS 시퀀스 C에 의해 엘러먼트 와이즈(element wise) 곱셈될 수 있다. 이러한 2개의 값들의 엘러먼트 와이즈 곱(element wise product)은 수학식 3에 의해 표현된다.
[수학식 3]
Figure pat00004
수학식 3에서 *는 엘러먼트 와이즈 곱셈의 연산자를 나타낸다.
벡터 Y를 획득한 후, 그것의 DC 톤 인덱스에서의 벡터 Y의 값은, 벡터 Y 내의 DC 톤에 인접한 2개의 톤들 중 하나의 값, 벡터 Y 내의 DC 톤에 인접한 2개의 톤들의 평균 값, 또는 일부 다른 값으로 대체될 수 있다. 벡터 Y는, 예를 들어, 벡터 Y의 말단(end)에 인덱스 63에서의 톤의 값을 첨부함으로써, 또는 벡터 Y의 시작부분에 인덱스 1에서의 톤의 값을 앞쪽에-첨부함으로써, 길이 64까지 확장될 수 있다. 이러한 벡터는 64-포인트 또는 128-포인트 고속 푸리에 역변환(inverse fast Fourier transform; IFFT)를 결정함으로써 변환될 수 있다. 128 포인트 IFFT 수행을 위하여, 벡터 Y는, 64 길이 벡터로부터 128 길이 벡터를 만들기 위하여, 벡터의 시작과 끝에 동일한 수의 0이 첨부될 수 있다. 이러한 벡터의 IFFT는 수학식 4에 의해 표현된다.
[수학식 4]
Figure pat00005
수학식 4에서 Nifft는 64 또는 128이다.
다음으로, 벡터 y 내의 잡음 값들이, 가장 높은 에너지를 갖는 벡터 y 내의 값과 연관된 벡터 y 내의 인덱스 LocMax의 추정을 사용함으로써 그리고 추정되는 채널의 지연 확산 ChanSpread의 추정을 사용함으로써, 0이 될 수 있다(zeroed). 벡터 y는 구체적으로 다음과 같이 0이 될 수 있다.
[수학식 5]
Figure pat00006
; 및
[수학식 6]
Figure pat00007
수학식 6에서 Nifft는 수학식 4에서 사용된 값이다. 인덱스 LocMax가, 예를 들어, 수학식 4의 벡터 y 내의 각각의 엘러먼트를 제곱함으로써 그리고 가장 큰 값을 갖는 제곱된 엘러먼트에 대한 인덱스를 식별함으로써, 추정될 수 있다. 대안적으로, 인덱스 LocMax가, 예를 들어, LTE 셀룰러 네트워크를 통해 가장 먼저 또는 가장 늦게 수신되는 신호들에 기초하여 및/또는 다른 안테나들에 의해 수신되는 동일한 신호 x(k)에 기초하여 벡터 y와 유사한 방식으로 복수의 벡터들을 계산한 후, 이러한 계산된 벡터들의 각각의 엘러먼트를 제곱하고 그리고 각각의 계산된 벡터의 대응하는 제곱된 엘러먼트들을 부가(add)하거나 또는 평균을 내며, 마지막으로 가장 큰 값을 갖는 부가되거나 또는 평균화된 제곱된 엘러먼트에 대한 인덱스를 식별하기 위하여, 부가되거나 또는 평균화된 제곱된 엘러먼트들을 사용함으로써, 추정될 수 있다. 이상의 수학식 5에서 사용된 값 2가 구성가능하게 만들어질 수 있고, 임의의 적절한 값으로 설정될 수 있다는 것이 또한 주목되어야 한다. 0이 될 잡음 값의 위치들을 선택하는 방법이, 예를 들어, y 상의 추정된 잡음 파워의 스케일링된 버전으로서 획득되는 임계보다 더 작은 값들을 모두 선택하는 것과 같은, 다른 대안적인 방식들로 이루어질 수 있다.
벡터 y 내의 잡음 값들이 0으로 된 후, 벡터 y의 64-포인트 또는 128-포인트(수학식 4에서 선택된 바와 같은) FFT가, 이를 통해 강한 파워의 SSS 시퀀스가 LTE 단말에 의해 수신되었던 채널을 추정하기 위해, 결정될 수 있다. 그것의 잡음 값들이 0으로 된 후의 벡터 y의 FFT는 수학식 7에 의해 표현된다.
[수학식 7]
Figure pat00008
수학식 7에서 Nfft는 64 또는 128이며, 이는 수학식 4에서 선택된 Nifft에 의존한다.
단계(306)에서, 수신 신호 x(k)에 대한 강한 파워의 SSS 및 PSS 시퀀스의 기여의 추정이 수학식 7에서 획득되는 추정된 채널 H를 사용하여 결정된다. 수학식 7의 채널 추정 H로부터 동기화 신호가 송신되는 톤의 위치들 상에 요구되는 채널 추정을 선택하며, 이를 HSSS라 한다. 수신 신호 x(k)에 대한 강한 파워의 SSS 및 PSS 시퀀스의 기여의 추정은 특히, 추정된 채널 HSSS를 강한 파워의 SSS 시퀀스에 대응하는 알려진 SSS 시퀀스 CSSS 및 강한 파워의 PSS 시퀀스 CPSS와 개별적으로 엘러먼트 와이즈 곱함으로써, 결정될 수 있다. 이러한 2개의 값들의 엘러먼트 와이즈 곱은 다음의 수학식들로서 표현된다.
[수학식 8]
Figure pat00009
[수학식 8a]
Figure pat00010
여기에서 *는 엘러먼트 와이즈 곱의 연산자를 나타낸다.
단계(308)에서, 강한 파워의 SSS 시퀀스의 추정된 기여 RSSS 및 강한 파워의 PSS 시퀀스의 추정된 기여 RPSS 둘 모두가, 다음과 같이 수신 신호의 주파수 영역 표현 X 내에서 관심 톤들
Figure pat00011
및
Figure pat00012
(이상의 수학식 2에서 표현된)로부터 각각 소거될 수 있다.
[수학식 9]
Figure pat00013
[수학식 9a]
Figure pat00014
마지막으로, 단계(310)에서, 약한 파워의 SSS 시퀀스에 대한 셀 탐색이 이상의 수학식 9에서 표현된 간섭 소거 수신 신호
Figure pat00015
를 사용하여 수행된다. 약한 파워의 SSS 시퀀스에 대한 셀 탐색은 공지된 기법을 사용하여 수행될 수 있으며, 이는 이상의 수학식 9a에서 표현된 바와 같은 수신 신호로부터 소거된 간섭을 갖는 PSS 시퀀스를 사용할 수 있다.
약한 파워의 SSS 시퀀스가 검출되면, 약한 파워의 SSS 시퀀스는, 이로부터 약한 파워의 SSS 시퀀스가 발원한 셀에 대한 동기화를 획득하고 이러한 셀의 물리-레이어 식별자를 검출하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 셀에 대한 동기화 획득 및 이러한 셀의 물리-레이어 식별자의 검출은, 예를 들어 LTE 단말의 이동에 기인한, 현재 셀로부터 약한 파워의 SSS 시퀀스에 대응하는 셀로의 통신 핸드 오프를 포함하는, 몇몇 이유들 때문에 유익할 수 있다.
단계(310)를 수행하기 전에, 단계들(302~308)이 수신 신호 x(k) 내의 검출된 다른 강한 파워의 SSS 및 PSS 시퀀스들에 대해 다시 반복될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 이에 더하여, 단계(302)에서 검출되는 강한 파워의 SSS 및 PSS 시퀀스가 아니라, 단계(310)에서 검출되는 약한 파워의 SSS 및 PSS 시퀀스를 제거하기 위해 단계들(304~308)이 다시 반복될 수 있다는 것이 또한 주목되어야 한다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 예시적인 LTE 단말(400)의 블록도를 예시한다. LTE 단말은, 예를 들어, 이동 전화, 랩탑, 호출기, PDA, 태블릿 컴퓨터, e-리더, 등을 포함할 수 있으며, 도 3의 순서도(300)에서 묘사된 바와 같은 간섭 소거를 사용하여 LTE 셀룰러 네트워크 내의 약한 파워의 SSS 시퀀스(예를 들어, NID1 값)를 검출하기 위한 방법을 구현하기 위해 사용될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, LTE 단말(400)은 안테나(402), 송수신기(404), 및 셀 탐색 모듈(406)을 포함한다. 셀 탐색 모듈(406)은 구체적으로 채널 추정기(channel estimator)(408), 간섭 소거기(interference canceler)(410), 및 검출기(412)를 포함한다. 이러한 모듈들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 이러한 모듈들 중 하나 이상이 컴퓨터 판독가능 매체에 저장되며 디지털 신호 프로세서와 같은 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 다른 예들에 있어, 이러한 모듈들 중 하나 이상이 하나 이상의 모듈들의 기능을 구현하도록 특별히 구성된 특수 목적 프로세서 또는 전용 하드웨어 블록에 의해 구현될 수 있다.
LTE 단말(400)의 동작시, 안테나(402)는 다양한 셀들에 위치된 기지국들로부터 LTE 네트워크를 통해 송신되는 신호들을 수신한다. 신호들은 도 2에 도시된 바와 같은 기본 LTE 프레임 구성에 따라 포맷팅될 수 있으며, 이상에서 언급된 PSS 및 SSS 시퀀스들을 포함한다. 송수신기(404)는 안테나(402)에 의해 수신되는 신호를 하향-변환하고 샘플링한다. 이러한 신호의 하향-변환되고 샘플링된 부분이 이상의 도 3에서 언급된 수신 신호 x(k)에 대응하며, 도 3의 순서도(300)에 묘사된 바와 같은 간섭 소거를 사용하여 약한 파워의 SSS 시퀀스(예를 들어, NID1 값)를 검출하기 위한 방법을 수행하기 위해 송수신기(404)에 의해 셀 탐색 모듈(406)로 제공될 수 있다. 특히, 검출기(412)는 순서도(300) 내의 단계들(302 및 310)을 수행하도록 구성될 수 있으며, 채널 추정기(408)는 단계(304)를 수행하도록 구성될 수 있고, 간섭 소거기(410)는 단계들(306 및 308)을 수행하도록 구성될 수 있다. 그러나, 채널 추정기(408), 간섭 소거기(410), 및 검출기(412)가 다른 기능들을 수행하도록 구성될 수 있다는 것이 주목되어야 한다.
3. 결론
본 발명이 이상에서 특정 기능들 및 그들의 관계들의 구현예를 예시하는 기능적 구성 블록들의 도움으로 설명되었다. 본 명세서에서 이러한 기능적 구성 블록들의 경계들이 설명의 편의를 위해 임의적으로 정의되었다. 특정 기능들 및 그들의 관계들이 적절하기 수행되는 한 대안적인 경계들이 정의될 수 있다.

Claims (15)

  1. 수신 신호 내에서 제 1 및 제 2 2차 동기화 신호(secondary synchronization signal; SSS) 시퀀스(sequence)를 검출하기 위한 방법에 있어서,
    상기 수신 신호 내의 상기 제 1 SSS 시퀀스를 검출하는 단계;
    제 1 SSS 시퀀스가 수신된 채널을 추정(estimate)하는 단계;
    상기 채널 추정을 사용하여 상기 수신 신호에 대한 상기 제 1 SSS 시퀀스의 기여(contribution)를 추정하는 단계;
    간섭 소거 수신 신호를 생성하기 위하여, 상기 수신 신호로부터 상기 제 1 SSS 시퀀스의 기여 추정(contribution estimate)을 소거하는 단계; 및
    상기 간섭 소거 수신 신호를 사용하여 상기 제 2 SSS 시퀀스를 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 SSS 시퀀스를 검출하기 전에, 상기 수신 신호로부터 제 3 SSS 시퀀스의 기여 추정을 소거하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 채널을 추정하는 단계는:
    상기 수신 신호 및 상기 제 1 SSS 시퀀스에 대응하는 알려진(known) SSS 시퀀스를 사용하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 채널을 추정하는 단계는:
    상기 수신 신호의 샘플들의 주파수 영역 표현(frequency domain representation)과 상기 제 1 SSS 시퀀스에 대응하는 알려진 SSS 시퀀스를 곱하는(multiply) 단계를 더 포함하는, 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 수신 신호 내의 상기 제 1 SSS 시퀀스의 위치(location)에 기초하여 상기 수신 신호의 샘플들을 획득하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 주파수 영역 표현 내의 엘러먼트(element)들의 추정된 에너지들 및 상기 채널의 추정된 지연 확산(delay spread)에 기초하여, 상기 샘플들의 상기 주파수 영역 표현 내의 잡음을 제거하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 SSS 시퀀스를 사용하여 셀에 대한 동기화를 획득하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 SSS 시퀀스를 사용하여 셀의 물리-레이어 셀 식별자(physical-layer cell identity)를 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  9. 수신 신호 내의 제 1 및 제 2 2차 동기화 신호(secondary synchronization signal; SSS) 시퀀스를 검출하기 위한 단말에 있어서,
    상기 제 1 SSS 시퀀스가 수신되는 채널을 추정하도록 구성된 채널 추정기;
    간섭 소거 수신 신호를 생성하도록 구성된 간섭 소거기(interference canceler)로서, 상기 간섭 소거기는:
    상기 채널 추정을 사용하여 상기 수신 신호에 대한 상기 제 1 SSS 시퀀스의 기여를 추정하고, 상기 수신 신호로부터 상기 제 1 SSS 시퀀스의 기여 추정을 소거하며, 및
    상기 채널 추정을 사용하여 상기 수신 신호에 대한 제 1 PSS 시퀀스의 기여를 추정하고, 상기 수신 신호로부터 상기 제 1 PSS 시퀀스의 상기 기여 추정을 소거함으로써, 상기 간섭 소거 수신 신호를 생성하는, 상기 간섭 소거기; 및
    상기 간섭 소거 수신 신호를 사용하여 상기 제 2 SSS 시퀀스를 검출하도록 구성된 검출기를 포함하는, 단말.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 시퀀스 검출기는, 상기 수신 신호 내의 상기 제 1 SSS 시퀀스를 검출하도록 더 구성되는, 단말.
  11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 채널 추정기는, 상기 수신된 신호 및 상기 제 1 SSS 시퀀스에 대응하는 알려진 SSS 시퀀스를 사용하도록 더 구성되는, 단말.
  12. 청구항 9 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 채널 추정기는, 상기 채널을 추정하기 위하여, 상기 수신 신호의 샘플들의 주파수 영역 표현과 상기 제 1 SSS 시퀀스에 대응하는 알려진 SSS 시퀀스를 곱하도록 더 구성되는, 단말.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 수신 신호의 상기 샘플들은 상기 수신 신호 내의 상기 제 1 SSS 시퀀스의 위치에 기초하여 획득되는, 단말.
  14. 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,
    상기 채널 추정기는, 상기 주파수 영역 표현 내의 엘러먼트들의 추정된 에너지들 및 상기 채널의 추정된 지연 확산에 기초하여, 상기 샘플들의 상기 주파수 영역 표현 내의 잡음을 제거하도록 더 구성되는, 단말.
  15. 수신 신호 내의 제 1 및 제 2 시퀀스를 검출하기 위한 단말에 있어서,
    제 1 시퀀스가 수신된 채널을 추정하도록 구성된 채널 추정기;
    간섭 소거 수신 신호를 생성하기 위하여, 상기 채널 추정을 사용하여 상기 수신 신호에 대한 상기 제 1 시퀀스의 기여를 추정하고, 상기 수신 신호로부터 상기 제 1 시퀀스의 기여 추정을 소거하도록 구성된 간섭 소거기; 및
    상기 간섭 소거 수신 신호를 사용하여 상기 제 2 시퀀스를 검출하도록 구성된 검출기를 포함하는, 단말.
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