KR20150012885A - 무선 통신시스템의 다중경로 탐색 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들은 무선 통신시스템에서 기존에 사용되던 파일럿 신호 이외의 다른 신호도 이용하여 다중경로를 탐색함으로써 다중경로 탐색의 성능 및 전체 시스템의 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 다중경로 탐색 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선 통신시스템의 다중경로 탐색 장치는: 수신 신호와 제1 코드 사이의 제1 상관 값을 구하고, 상기 수신 신호와 제2 코드 사이의 제2 상관 값을 구하는 상관기; 상기 제1 상관 값 및 상기 제2 상관 값을 동기적으로 또는 비동기적으로 결합하는 결합기; 및 상기 결합기의 출력에 대한 상관 에너지를 구하여 다중경로 정보를 생성하는 다중경로 정보 생성기를 포함한다.

Description

무선 통신시스템의 다중경로 탐색 장치 및 방법{MULTI-PATH SEARCH APPARATUS AND METHOD IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신시스템의 경로 탐색에 관한 것으로, 특히 다중경로 탐색 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 부호분할다중접속(Code Division Multiple Access, CDMA) 시스템과 같은 무선 통신시스템에서 다중경로 탐색기는 랜덤한 감쇄 채널 경로들을 통해 수신되는 신호에 대한 타이밍과 에너지 값의 획득을 가능하게 한다.
다중경로 탐색기의 구현은 파일럿(pilot) 신호가 어떠한 방식으로 전송되는가에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 주파수분할다중(Frequency Division Duplex, FDD) 시스템의 경우 다중경로 탐색기는 연속적인 존재하는 파일럿 채널을 이용하여 탐색 동작을 수행한다. 다른 예로, 시분할다중(Time Division Duplex, TDD) 시스템의 경우 다중경로 탐색기는 불연속적으로 존재하는 파일럿 신호를 이용하여 탐색 동작을 수행한다. 이와 같이 통신 방식에 따라 특화된 다중경로 탐색기의 구현이 달라질 수 있다. 이때 다중경로 탐색기는 규격에서 명시하고 있는 파일럿 신호만을 이용하여 다중경로를 탐색하기 때문에 다중경로 탐색의 성능 및 전체 시스템의 성능에 한계가 있다.
따라서 본 발명의 실시예들은 무선 통신시스템에서 기존에 사용되던 파일럿 신호 이외의 다른 신호도 이용하여 다중경로를 탐색함으로써 다중경로 탐색의 성능 및 전체 시스템의 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 다중경로 탐색 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 실시예들은 TDD 방식의 통신시스템에서 경로별 정보를 얻는데 여러 메트릭 및 리소스를 효율적으로 활용하여 다중경로 탐색 성능의 근간이 되는 상관값의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 다중경로 탐색 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선 통신시스템의 다중경로 탐색 장치는: 수신 신호와 제1 코드 사이의 제1 상관 값을 구하고, 상기 수신 신호와 제2 코드 사이의 제2 상관 값을 구하는 상관기; 상기 제1 상관 값 및 상기 제2 상관 값을 결합하는 결합기; 및 상기 결합기의 출력에 대한 상관 에너지를 구하여 다중경로 정보를 생성하는 다중경로 정보 생성기를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 시분할다중(TDD) 방식 무선 통신시스템의 단말기를 위한 다중경로 탐색 장치는: 수신 신호와 하향링크 동기를 위한 파일럿 신호 성분을 포함하는 제1 코드 사이의 제1 상관 값을 구하는 제1 상관기; 상기 수신 신호와 채널 추정을 위한 신호 성분을 포함하는 제2 코드 사이의 제2 상관 값을 구하는 제2 상관기; 상기 제1 상관 값과 상기 제2 상관 값을 결합하는 결합기; 및 상기 결합기의 출력에 대한 상관 에너지를 구하여 다중경로 정보를 생성하는 다중경로 정보 생성기를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 무선 통신시스템의 다중경로 탐색 방법은: 수신 신호와 제1 코드 사이의 제1 상관 값을 구하는 과정; 상기 수신 신호와 제2 코드 사이의 제2 상관 값을 구하는 과정; 상기 제1 상관 값 및 상기 제2 상관 값을 결합하여 결합된 상관 값을 출력하는 과정; 및 상기 결합된 상관 값에 대한 상관 에너지를 구하여 다중경로 정보를 생성하는 과정을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 시분할다중(TDD) 방식 무선 통신시스템의 단말기를 위한 다중경로 탐색 방법은: 수신 신호와 하향링크 동기를 위한 파일럿 신호 성분을 포함하는 제1 코드 사이의 제1 상관 값을 구하는 과정; 상기 수신 신호와 채널 추정을 위한 신호 성분을 포함하는 제2 코드 사이의 제2 상관 값을 구하는 과정; 상기 제1 상관 값과 상기 제2 상관 값을 결합하여 결합된 상관 값을 출력하는 과정; 및 상기 결합된 상관 값에 대한 상관 에너지를 구하여 다중경로 정보를 생성하는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시예들은 무선 통신시스템에서 기존의 다중경로 탐색 동작을 위해 사용되던 파일럿 신호 이외에 다른 신호도 이용하여 다중경로를 탐색함으로써 다중경로 탐색의 성능 및 전체 시스템의 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 다중경로 탐색 장치 및 방법을 제안한다. 예를 들어, TD-SCDMA 방식의 통신시스템에서 스펙에서 명시된 하향링크의 동기를 위한 파일럿 신호 (예; sync-dl code) 뿐만 아니라 하향링크 슬롯에 할당된 채널 추정을 위한 신호 (예; midamble code)를 추가적으로 활용하여 다중경로 탐색기의 검출 성능을 높이고, 이에 따라 전체 시스템 성능을 향상시킨다.
본 개시 및 그의 효과에 대한 보다 완벽한 이해를 위해, 첨부되는 도면들을 참조하여 하기의 설명들이 이루어질 것이고, 여기서 동일한 참조 부호들은 동일한 부분들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중경로 탐색 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중경로 탐색 동작의 처리 흐름을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 다중경로 탐색 장치의 구체적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 다중경로 탐색 장치로 수신되는 신호에 대한 서브프레임의 구조의 한 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 서브프레임에 포함되는 타임슬롯들의 구조의 한 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5의 (c)에 도시된 midamble의 구조를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 3에 도시된 상관기의 구체적인 동작을 보여주는 도면이다.
도 8은 도 3에 도시된 다중경로 정보 생성기의 후단에 연결될 수 있는 필터링부의 구성을 보여주는 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 필터링부에 대한 동작의 예를 보여주는 도면이다.
도 10은 도 3에 도시된 기준 타이밍 획득기에 의해 수행되는 동작의 예를 보여주는 도면이다.
도 11은 도 3에 도시된 다중경로 위치 탐색기에 의해 수행되는 동작의 예를 보여주는 도면이다.
도 12는 도 3에 도시된 채널 프로파일 추정기에 의해 수행되는 동작의 예를 보여주는 도면이다.
도 13은 도 12에 도시된 흐름에 따라 추정된 채널 특성 정보가 각종 수신기 블록들로 제공되는 예를 보여주는 도면이다.
도 14는 도 12에 도시된 흐름에 따라 추정된 채널 특성 정보에 따라 다중경로 탐색 동작이 적응적으로 운용됨을 보여주는 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 다중경로 탐색 동작이 다중 셀 환경하에서 운용됨을 보여주는 도면이다.
이 특허문서에서 본 개시의 원리들을 기술하기 위해 사용되어지는, 하기에서 논의되는 도 1 내지 도 15와 다양한 실시예들은 단지 예시를 보여주기 위한 것이지, 개시의 범위를 제한하는 어떠한 것으로도 해석되어져서는 아니될 것이다. 당해 분야에서 숙련된 자는 본 개시의 원리들이 적절하게 배열된 무선 통신 시스템에서 구현되어질 수 있다는 사실을 이해할 것이다.
하기에서 설명될 본 발명의 실시예들은 무선 통신시스템에서 기존의 다중경로 탐색 동작을 위해 사용되던 파일럿 신호 이외에 다른 신호도 이용하여 다중경로를 탐색함으로써 다중경로 탐색의 성능 및 전체 시스템의 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 다중경로 탐색 장치 및 방법을 제안한다. 구체적으로, TDD 방식을 사용하는 CDMA 하향링크 시스템에서 초기 동기 과정의 평균 부호 획득 시간 및 신뢰성을 높이기 위해 다중 경로를 탐색하고, 초기 동기 이후에 음성/데이터 통신이 이루어질 때 채널 감쇄, 동적인(dynamic) 채널 및 주파수/시간 오프셋에 강인한 성능을 보일 수 있는 다중경로 탐색 장치 및 방법이 제안될 것이다. 이러한 다중경로 탐색 장치는 스펙에서 명시된 하향링크의 동기를 위한 파일럿 신호(예; sync-dl code) 뿐만 아니라 하향링크 슬롯에 할당된 채널 추정을 위한 신호(예; midamble code)를 추가적으로 활용하여 다중경로 탐색기의 검출 성능을 높이고, 이에 따라 전체 시스템 성능을 향상시킨다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중경로 탐색 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 1에서 다중경로 탐색 장치는 상관기 110, 결합기 120 및 다중경로 정보 생성기 130을 포함한다. 상관기 110은 수신 신호와 제1 코드 사이의 제1 상관 값을 구하고, 수신 신호와 제2 코드 사이의 제2 상관 값을 구한다. 제1 코드는 골드(Gold) 코드 계열의 코드가 될 수 있다. 예를 들어, 제1 코드는 링크의 동기를 위한 파일럿 신호 성분을 포함할 수 있다. 제2 코드는, 의사잡음(Pseudo Noise, PN) 코드 계열의 코드가 될 수 있다. 예를 들어, 제2 코드는, 채널 추정을 위한 신호 성분을 포함할 수 있다.
결합기 120은 상관기 110에 의해 구해진 제1 상관 값과 제2 상관 값을 동기적으로 또는 비동기적으로 결합하여 출력한다. 다중경로 정보 생성기 130은 결합기 120의 출력에 대한 경로 메트릭(또는 상관 에너지)를 구하여 다중경로 정보를 생성한다.
상관기 110의 전단에는 수신 신호를 미리 정의된 레벨로 양자화하여 양자화된 신호를 상관기 110으로 제공하는 양자화기가 접속될 수 있다.
다중경로 정보 생성기 130의 후단에는 다중경로 정보를 구성하는 경로 위치들 중에서 일부 경로 위치들을 필터링하여 정제된 다중경로 정보를 출력하는 필터링부가 접속될 수 있다.
또한, 필터링부의 후단에는 필터링된 다중경로 정보를 이용하여 기준 타이밍 획득하는 기준 타이밍 획득기, 필터링된 다중경로 정보를 이용하여 다중경로 위치를 탐색하는 다중경로 위치 탐색기 또는 필터링된 다중경로 정보를 이용하여 채널 프로파일을 추정하는 채널 프로파일 추정기가 접속될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중경로 탐색 동작의 처리 흐름을 보여주는 도면이다. 이러한 처리 흐름은 예를 들어 도 1에 도시된 다중경로 탐색 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 2를 참조하면, S100단계에서 도 1의 상관기 110은 신호를 수신한다. S110A단계에서 상관기 110은 수신 신호와 제1 코드 사이의 제1 상관 값을 구한다. S110B단계에서 상관기 110은 수신 신호와 제2 코드 사이의 제2 상관 값을 구한다. 제1 코드는 골드(Gold) 코드 계열의 코드가 될 수 있다. 예를 들어, 제1 코드는 링크의 동기를 위한 파일럿 신호 성분을 포함할 수 있다. 제2 코드는, 의사잡음(Pseudo Noise, PN) 코드 계열의 코드가 될 수 있다. 예를 들어, 제2 코드는, 채널 추정을 위한 신호 성분을 포함할 수 있다.
S120단계에서 결합기 120은 상관기 110에 의해 구해진 제1 상관 값과 제2 상관 값을 동기적으로 또는 비동기적으로 결합하여 출력한다. S130단계에서 다중경로 생성기 130은 결합기 120의 출력에 대한 경로 메트릭(또는 상관 에너지)를 구하여 다중경로 정보를 생성한다.
도 3은 도 1에 도시된 다중경로 탐색 장치의 구체적인 구성을 보여주는 도면이다. 이러한 다중경로 탐색 장치는 예를 들어 TDD 방식의 무선 통신시스템(예; CDMA 시스템)의 단말기를 위해 사용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 다중경로 탐색 장치는 제1 코드 생성기 104, 제2 코드 생성기 106, 제1 상관기 110A, 제2 상관기 110B, 결합기 120 및 다중경로 정보 생성기 130를 포함한다. 다중경로 탐색 장치는 다중레벨 양자화기 100를 더 포함할 수 있다. 또한, 다중경로 탐색 장치는 기준 타이밍 획득기 140, 다중경로 위치 탐색기 150 및 채널 프로파일 추정기 160을 더 포함할 수 있다.
제1 코드 생성기 104는 제1 코드를 생성하고, 제2 코드 생성기 106은 제2 코드를 생성한다. 예를 들어, 제1 코드는 하향링크의 동기를 위한 파일럿 신호 성분을 포함하는 골드 코드 계열의 코드가 될 수 있고, 제2 코드는 채널 추정을 위한 신호 성분을 포함하는 PN 코드 계열의 코드가 될 수 있다. TDD 방식의 CDMA 시스템이 TD-SCDMA(Time Division Synchronous CDMA) 또는 TD-HSPA(Time Duplex High Speed Down Link Access) 시스템인 경우, 후술하는 도 4 내지 도 6과 관련하여 설명되는 바와 같이 제1 코드는 sync-dl code가 될 수 있으며, 제2 코드는 하향링크 슬롯에 할당된 midamble code가 될 수 있다.
제1 상관기 110A는 수신 신호와 하향링크 동기를 위한 파일럿 신호 성분을 포함하는 제1 코드 사이의 제1 상관 값을 구한다. 제2 상관기 110B는 수신 신호와 채널 추정을 위한 신호 성분을 포함하는 제2 코드 사이의 제2 상관 값을 구한다. 제2 상관기 110B 는 후술되는 도 7에 도시된 바와 같이 단말의 동작 모드(초기 동기획득 모드, 접속 모드)에 따라 상이한 상관 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 제2 상관기 110B 는 초기 동기획득 모드에서는 수신 신호의 1번째 하향링크 타임슬롯(도 4의 TS0(D) 20)에 포함된 모든 midamble code들을 이용하여 제2 상관 값을 구한다. 다른 예로, 제2 상관기 110B 는 접속 모드에서는 수신 신호의 하향링크 타임슬롯들(도 4의 TS3(D) 23, TS4(D) 24, TS5(D) 25, TS6(D) 26) 각각에 대하여 할당된 midamble code 들을 이용하여 제2 상관 값을 구한다.
결합기 120는 제1 상관기 110A에 의해 구해진 제1 상관 값과 제2 상관기 110B에 의해 구해진 제2 상관 값을 결합한다. 다중경로 정보 생성기 130은 결합기 120의 출력에 대한 상관 에너지(또는 경로 메트릭)를 구하여 다중경로 정보를 생성한다. 다중경로 정보 생성기 130은 파일럿 신호의 상관 특성을 이용하여 구해지는 상관 전력(correlation power)로부터 다중경로 정보를 생성하지만, 다른 메트릭을 활용하여 다중경로 정보를 얻는 것도 가능할 것이다.
다중레벨 양자화기 100은 수신 신호를 미리 정의된 레벨로 양자화하여 양자화된 신호를 제1 상관기 110A 및 제2 상관기 110B로 제공한다.
필터링부(도 8의 135)는 다중경로 정보 생성기 130에 의해 생성된 다중경로 정보를 구성하는 경로 위치들 중에서 일부 경로 위치들을 필터링하여 정제된 다중경로 정보를 출력한다.
기준 타이밍 획득기 140은 필터링부 135에 의해 필터링된 다중경로 정보를 이용하여 기준 타이밍 획득한다. 다중경로 위치 탐색기 150은 필터링부 135에 의해 필터링된 다중경로 정보를 이용하여 다중경로 위치를 탐색한다. 채널 프로파일 추정기 160은 필터링부 135에 의해 필터링된 다중경로 정보를 이용하여 채널 프로파일을 추정한다.
도 4는 도 3에 도시된 다중경로 탐색 장치로 수신되는 신호에 대한 서브프레임의 구조를 보여주는 도면이다. 예를 들어, TD-SCDMA 시스템의 서브프레임 구조가 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 서브프레임은 하향링크(downlink, DL) 타임슬롯들 20, 23-26과, 상향링크(uplink, UL) 타임슬롯들 21,22와, 특별 타임슬롯(Special Time Slot) 10을 포함한다. 특별 타임슬롯 10은 가드구간(guard period, GP) 14와, 하향링크 동기를 위한 파일럿 신호가 실리는 하향링크 파일럿 타임슬롯(downlink pilot time slot, DwPTS) 12와, 상향링크 동기를 위한 파일럿 신호가 실리는 상향링크 파일럿 타임슬롯(uplink pilot time slot, UpPTS) 16을 포함한다. 예를 들어, 하향링크 파일럿 타임슬롯(DwPTS) 12와 가드구간(GP) 14는 96칩(chips)의 구간일 수 있으며, 상향링크 파일럿 타임슬롯(UpPTS) 16은 160칩의 구간일 수 있으며, 서브프레임인 5밀리초(ms)=6400칩의 구간일 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 서브프레임에 포함되는 타임슬롯들의 구조를 보여주는 도면이다.
도 5의 (a)를 참조하면, 도 4에 도시된 하향링크 파일럿 타임슬롯(DwPTS) 12는 가드구간(GP) 12A와, 하향링크 동기를 위한 파일럿 신호가 실리는 구간(SYNC_DL) 12B를 포함한다. 예를 들어, 하향링크 파일럿 타임슬롯(DwPTS) 12는 32칩의 가드구간(GP) 12A와, 64칩의 하향링크 동기를 위한 파일럿 신호가 실리는 구간(SYNC_DL) 12B를 포함하는 75마이크로초(㎲)=96칩의 구간일 수 있다.
도 5의 (b)를 참조하면, 도 4에 도시된 상향링크 파일럿 타임슬롯(UpPTS) 16은 상향링크 동기를 위한 파일럿 신호가 실리는 구간(SYNC_UL) 16A와, 가드구간(GP) 16B를 포함한다. 예를 들어, 상향링크 파일럿 타임슬롯(UpPTS) 16은 128칩의 상향링크 동기를 위한 파일럿 신호가 실리는 구간(SYNC_UL) 16A와, 32칩의 가드구간(GP) 16B 를 포함하는 125마이크로초(㎲)=160칩의 구간일 수 있다.
도 5의 (c)를 참조하면, 도 4에 도시된 하향링크 타임슬롯들 TS0(D) 20, TS3(D) 23, TS4(D) 24, TS5(D) 25 및 TS6(D) 26은 각각 데이터 전송을 위한 2개의 데이터 슬롯들 20A 및 20D와, 채널 추정 등을 위한 midamble(midamble) 구간 20C을 포함한다. 데이터 슬롯 20A와 midamble 구간 20C의 사이에는 가드구간(GP) 20B가 포함되고, 데이터 슬롯 20D의 후단에는 가드구간(GP) 20E가 포함된다. 예를 들어, 데이터 슬롯들 20A 및 20D는 각각 352칩의 구간일 수 있으며, 가드구간(GP)들 20A 및 20E는 각각 16칩의 구간일 수 있으며, midamble 구간 20C는 128칩의 구간일 수 있다.
도 6은 도 5의 (c)에 도시된 midamble의 구조를 보여주는 도면이다.
도 6을 참조하면, 주어진 기초 midamble 인덱스(basic midamble index)에 따른 시퀀스를 K_CELL에 따라 시프트하여 생성되는 0부터 K_CELL-1까지의 K_CELL개의 midamble 시퀀스들 m(1) - m(8) 중에서 어느 한 midamble 시퀀스가 DL 슬롯의 midamble(midamble)로 사용될 수 있다. 예를 들면, K_CELL=8이 주어지면, 지연(delay) 값 W = 128/K_CELL이 결정되고, 지연 값들 0, W, 2W, 3W, 4W, 5W, 6W 및 7W에 각각 대응하는 midamble 시퀀스들 m(8) - m(1)중에서 어느 한 midamble 시퀀스가 DL 슬롯의 midamble로 사용될 수 있다.
다시 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 다중경로 탐색 장치의 동작을 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 다중경로 탐색 기법을 위해 근본적으로 필요한 파일럿 관련 정보를 효율적으로 운용하여 양질의 다중경로 관련 정보를 획득한다. 이러한 다중경로 탐색 기법은 TD-SCDMA 시스템 뿐만 아니라 일반적인 CDMA 계열 시스템에서도 활용이 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 다중경로 탐색 장치는 주어진 통신 시스템에 사용 가능한 파일럿 신호들의 다양한 조합을 활용한다. 예들 들어, TD-SCDMA시스템의 경우, 도 4에 도시된 특별 슬롯 10 내의 SYNC-DL 신호 12B와, 다수의 DL 슬롯 내에 존재하는 midamble(midamble) 신호들 20C를 활용하여 다중경로 정보를 검출한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 다중경로 탐색 장치는 수신된 신호 값을 다양한 방법으로 이동 평균(moving average) 또는 필터링 작업을 수행하여 매 누적 사이즈(post accumulation size) 또는 매 서브프레임마다 경로 위치(path position)를 갱신한다. 이러한 갱신 동작은 오프라인 방식으로 메모리에 수신 데이터를 저장하고 후 처리하는 절차 또는 온라인 방식으로 수신 데이터를 받음과 동시에 처리하는 절차가 가능하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 다중경로 탐색 장치는 수신 신호의 다중레벨 양자화 과정을 통해 처리된 신호를 이용하거나 수신 신호의 에너지 자체를 그대로 이용할 수 있다.
도 3의 다중레벨 양자화기 100은 수신 신호의 경로 정보 획득 시 다중레벨 양자화를 수행한다. 즉, 다중레벨 양자화기 100은 수신 신호를 임의의 레벨로 양자화한다. 예를 들어, 양자화기 100은 이진 양자화(binary quantization)를 수행할 수 있다. 양자화기 100은 균일(uniform) 양자화를 수행하거나, 불균일(non-uniform) 양자화를 수행할 수 있다. 양자화기 100은 수신 레벨에 따른 값을 얻을 때 다양한 임계값(threshold)의 수신 레벨을 정할 수 있다. 이와 같이 수신 데이터를 그대로 사용하지 않고, 일정 레벨의 양자화기 100을 통과시킨 수신 데이터를 활용할 수 있다. 이와 같이 양자화기 100을 사용하면, TDD 방식의 CDMA 환경 하에서 다른 단말의 상향링크 신호가 상당히 큰 경우와 같은 시나리오 등에서도 강인한 성능을 얻는 효과를 보일 수 있다.
도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 다중경로 탐색 장치는 윈도우 위치(window position)을 움직여가며, 활용할 수신 신호(또는 데이터)의 상관 시작 위치를 달리하고 주어진 서브프레임 구조에서 사용 가능한 파일럿 신호의 상관 특성을 활용하여 각 윈도우마다 메트릭(metric) 값을 바탕으로 분류(sorting)하여 다중 경로 관련 정보를 획득한다. 이러한 동작은 제1 코드 생성기 104, 제2 코드 생성기 106, 제1 상관기 110A, 제2 상관기 110B, 결합기 120 및 다중경로 생성기 130에 의해 수행된다.
TD-SCDMA 시스템의 경우, 도 4 및 도 5에 도시된 DL 슬롯의 midamble 20C과, 특별 슬롯 10의 sync-dl 12B가 활용될 수 있다. 이러한 경우 제1 코드 생성기 104는 특별 슬롯 10의 sync-dl 12B에 대응하는 코드를 생성한다. 제2 코드 생성기 106은 DL 슬롯의 midamble 20C에 대응하는 코드를 생성한다. 이때 midamble 신호에는 여러 개의 시프트된 midamble 신호이 포함될 수 있다.
결합기 120 및 다중경로 정보 생성기 130은 각 시프트된 midamble 신호에 해당하는 상관 값들에 대해서 동기적으로 (coherently) 또는 비동기적으로 (noncoherently) 에너지를 계산할 수 있다. 또한, 결합기 120 및 다중경로 정보 생성기 130은 midamble 코드와 sync-dl　코드 각각의 상관 값들에 대해서 코히런트 또는 넌코히런트 방식으로 에너지를 계산할 수 있다.
한편, 일반적으로는 서로 다른 성질의 두 코드들(골드 코드 계열의 코드, PN 코드 계열의 코드)의 상관 값을 동기적으로 결합하는 것은 가능하지 않지만, 서로 다른 성질의 두 코드들의 비동기적인 결합은 가능하다. 따라서, 결합기 120은 두 코드들(PN 코드 계열의 midamble 코드, 골드 코드 계열의 sync-dl　코드)의 코히런트 합(coherent sum)으로 정의되는 일종의 새로운 코드에서 자동 상관(auto-correlation) 특성과 교차 상관(cross-correlation) 특성이 보장된다는 조건 아래에서 두 코드들을 한 개의 코드로 해석하여 사용한다. 이 경우 동기 길이(coherent length)가 늘어나는 효과를 얻기 때문에 경로 탐색의 전체적인 검파 성능을 효과적으로 높일 수 있다.
본 발명의 실시예와 같이 DL 슬롯의 midamble을 추가적으로 활용함으로써 동일한 sync-dl 그룹에 속하는 다른 셀이 간섭(interference)으로 작용하는 상황에서 간섭 셀(interfering cell)을 효과적으로 제거할 수 있다. 이는 기본적으로 셀들을 구분짓는 인덱스가 midamble 인덱스이기 때문이다. 특히, 셀 계획(cell planning)이 정상적으로 이루어지지 않은 상황이 적지 않게 발생함에 따라 동일한 sync-dl 그룹에 속하는 셀들이 서로의 통신에 영향을 주는 일들이 빈번히 발생할 가능성이 있는데, 이러한 경우에 본 발명의 실시예는 효과적일 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 다중경로 탐색 장치는 파일럿 신호들을 넌코히런트 방식으로 처리하여 각 윈도우마다 메트릭을 형성한다. TD-SCDMA 시스템의 경우, midamble 신호와 sync-dl　신호의 상관을 구하고 이로부터 메트릭을 형성한다. 이때 다중경로 탐색 장치는 midamble 내에 존재가능한 midamble 시프트들을 동기적으로 또는 비동기적으로 합을 구하고, midamble과 sync-dl　신호에 해당하는 각각의 상관 값에 대하여 동기적으로 또는 비동기적으로 에너지 계산을 한다.
본 발명의 실시예에 따른 다중경로 탐색 장치는 단말 모드에 따라 파일럿 신호의 활용 절차를 달리할 수 있다. 예를 들어, TD-SCDMA 시스템의 경우, 초기 동기획득 단계에서, 다중경로 탐색 장치는 하향링크 서브프레임의 1번째 타임슬롯 TS0의 midamble과 특별 슬롯의 SYNC-DL 신호를 포함한 파일럿을 활용한다. 즉, 초기 셀 탐색(initial cell search) 단계에서는 할당된 midamble 시프트 정보를 알 수 없고, 타임슬롯 TS0(D)의 K_CELL = 8인 것을 제외하고는 다른 DL 슬롯의 K_CELL 정보를 모르기 때문에, 타임슬롯 TS0(D)의 모든 midamble 시프트와 특별 슬롯의 sync-dl 신호가 활용된다.
반면에, 접속 모드(connected mode)에서, 다중경로 탐색 장치는 DL 슬롯들의 모든 midamble과 특별 슬롯의 SYNC-DL 신호 및 각 DL 슬롯의 K_CELL 정보와 midamble 시프트 정보를 포함한 파일럿을 활용한다. 즉, 초기동기 획득 이후의 접속 상태에서는 DL 슬롯마다 K_CELL 값과 할당된 midamble 시프트 정보를 알고 있으므로, 특별 슬롯의 SYNC-DL 신호와 더불어 조합한 형태로의 사용이 가능하다.
도 7은 도 3에 도시된 상관기의 구체적인 동작을 보여주는 도면이다. 상관기는 해당 윈도우의 수신 데이터와 파일럿 신호를 부분 상관(partial correlation) 또는 완전 상관(full correlation) 방식으로 처리할 수 있다. 다양한 차등 상관(differential correlation) 방식도 적용이 가능하다.
도 7을 참조하면, S210단계에서 단말의 모드가 확인된다. 단말이 초기 동기 획득 모드인 경우, S220단계에서 상관기는 부분 상관 동작을 수행한다. 단말이 접속 모드인 경우, S230단계에서 상관기는 완전 상관 동작을 수행한다.
도 8은 도 3에 도시된 다중경로 정보 생성기 130의 후단에 연결될 수 있는 필터링부 135의 구성을 보여주는 도면이다. 도 8을 참조하면, 필터링부 135는 가중치 계산부 135A 및 하위경로 위치 제거부 135B를 포함한다. 가중치 계산부 135A는 분류된 다중경로 정보로서 경로 메트릭들을 가지는 분류된 경로 위치들을 입력하고, 각 경로 위치별로 가중치를 계산한다. 하위경로 위치 제거부 135B는 경로 위치들중에서 가중치가 낮은 임의의 경로 위치들을 제거한 후 나머지의 경로 위치들을 정제된 경로 위치들로 출력한다.
이러한 필터링부 135는 도 3의 다중경로 생성기 130에 의해 획득된 경로 위치(path position)별 메트릭(주로 상관 전력)을 입력하고, 소위 필터링을 통하여 분류된 N개의 경로 위치들 가운데 무시할 수 없는 P개의 경로 위치들과 그에 해당하는 메트릭들을 걸러낸다. 이러한 필터링 과정은 선형적으로(linear) 수행될 수도 있고, 비선형적으로(nonlinear) 수행될 수도 있다. 복잡도와 성능 사이의 트레이드오프(trade-off) 관계가 있기 때문에, 구현 상황에 따라 적절하게 수행 방식이 선택될 수 있다.
도 9는 도 8에 도시된 필터링부 135에 대한 동작의 예를 보여주는 도면이다. 예를 들어, 필터링부 135는 선형적인 방식으로 필터링 동작을 수행할 수 있다. 가중치 계산부 135A는 포스트 누적 사이즈(Post accumulation size)에 대해서, 각 서브프레임마다 가중치를 계산하지 않고, 포스트 누적 동안 누적된 경로별 전력을 바탕으로 가중치를 계산한다. 구체적으로, 가중치 계산부 135A는 분류된 경로 위치별 메트릭 값들 가운데 최대값(maximum value)을 얻고, 각 위치별로 최대값 대비 비율(ratio)을 계산한다.
전력 관점에서 기준 타이밍을 획득하고자 하는 경우, 도 9와 같이 전력 비율(power ratio)과 문턱값(ThrPowRatio)을 가지고 선형적인 형태의 가중치 값을 할당한다. 이때 문턱값은 0과 1 사이의 값으로 결정될 수 있다. 이와 같이 경로 위치별로 가중치 값을 얻은 뒤, 미리 결정된 임계값(predetermined threshold)와 비교하여 크거나 같은 가중치 만을 실제로 존재하는 경로 위치로 유지시킴으로써 필터링 동작을 수행한다. 여기서, 미리 결정된 임계값은 여러 방법으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 미리 결정된 임계값은 평균 가중치(averaging weight) 값에 일정 수를 스케일링(scaling)한 형태를 포함할 수 있다.
반면에, 타이밍 관점에서 기준 타이밍을 획득하고자 하는 경우, 즉 가장 빠른 타이밍(earliest timing)을 기준으로 기준 타이밍을 획득하고자 하는 경우, 최대 지연 확산(maximum delay spread, MDS) 값과 관련이 있는 문턱값 L을 두어 위치 오프셋(position offset)의 크기가 L 이하인 경우인 경로들 가운데 가장 빠른 위치를 기준 타이밍으로 결정할 수 있다. 감쇄 채널의 특성에 따라 가장 신호 세기가 큰 경로(strongest path)가 기준 위치가 되는 경우가 있는가 하면, 가장 빠른 경로 위치가 기준 위치가 되는 경우도 있다. 그러므로, 이러한 두 가지의 조합 형태로 기준 타이밍을 결정하는 것이 경로 검출(path detection) 관점에서 유리하다고 할 수 있다.
도 10은 도 3에 도시된 기준 타이밍 획득기 140에 의해 수행되는 동작의 예를 보여주는 도면이다. 기준 타이밍 획득기 140은 주어진 통신 시스템에 따라 타이밍, 전력, 또는 타이밍과 전력의 조합의 우선 순위에 따라 기준 타이밍을 획득할 수 있다.
일반적으로 규격에서 고려하고 있는 다양한 채널들의 특성은 크게 두 가지로 구분될 수 있다. 첫째, 가장 신호 세기가 강한 경로가 기준 경로인 경우이다. 대부분 가장 신호 세기가 강한 경로가 가장 빠른 타이밍의 경로이며, TD-SCDMA 시스템의 채널 모델들 TC1, TC2, TC3 등이 여기에 해당한다. 둘째, 가장 빠른 타이밍인 경로가 기준 경로인 경우이다. 채널 모델 TC2가 여기에 해당한다. 여기서 언급된 채널 모델들은 아래의 표 1과 같다.
TC1 (Indoor,
speed 3kmh)		 TC2 (Outdoor Pedestrian,
speed 3km/h)		 TC3 (Vehicular,
speed 120km/h)
Relative delay
[ns]		 Relative mean power [dB] Relative delay
[ns]		 Relative mean power [dB] Relative delay
[ns]		 Relative mean power [dB]
0 0 0 0 0 0
2928 -10 2928 0 781 -3
　 　 12000 0 1563 -6
　 　 　 　 2344 -9
실제 모델링되지 않은 통신 환경에서의 채널 특성을 모두 커버하기 위해서는 언급한 두 가지 종류의 채널 조건들을 동시에 만족시키는 알고리즘이 필요하다. 이를 위해서 본 발명의 실시예에서는 도 3 및 도 8에 도시된 구성을 통해 획득한 정제된 경로 위치(refined path position)와 이에 해당하는 가중치를 써서 기준 타이밍을 획득한다. 기준 타이밍을 획득할 때 기준(criterion)은 타이밍 또는 전력이 될 수 있다. 우선이 되는 항목에 따라 기준 타이밍을 획득하는 절차는 나뉠 수 있으며, 도 10과 같이 선택하는 기준이 필요하다.
아래 수학식 1은 타이밍을 기준으로 두었을 경우에 기준 타이밍을 획득하는 절차를 나타낸다.
Figure pat00001
여기서, PathWeight[p]는 경로 위치별 메트릭 값을 큰 값에서 작은 값 순으로 분류했을 때, p번째 메트릭 값을 의미한다. AvgScalar는 제어 파라미터를 나타내는데, 이는 0에서 1사이의 값을 갖는다. AvgWeight는 P개의 메트릭 값의 평균값을 나타낸다. 결국, 분류된 정보들 가운데 정해진 문턱값을 넘는 경로 위치들을 걸러내고 그 가운데 가장 빠른 타이밍에 있는 위치를 기준 타이밍에 해당하는 위치로 간주한다고 할 수 있다.
도 10을 참조하면, 210단계에서, 기준 타이밍 획득기 140은 분류된 경로 위치들을 입력한다. 220단계에서, 기준 타이밍 획득기 140은 입력된 경로 위치들 중에서 일부 경로 위치들을 제거한다. 이러한 210단계 및 220단계는 앞서서 도 8과 관련하여 설명된 필터링부 135의 동작이 기준 타이밍 획득기 140의 내부에서 수행됨을 의미한다. 즉, 도 8과 관련하여서는 필터링부 135가 다중경로 정보 생성기 130에 의해 생성된 다중경로 정보(경로 위치들)를 필터링하고, 필터링 결과를 기준 타이밍 획득기 140으로 제공하는 예가 설명되었다. 그러나, 다른 예로, 도 10에 도시된 흐름과 같이 필터링부 135의 동작은 기준 타이밍 획득기 140의 내부에 포함되어 수행될 수도 있을 것이다.
230단계에서, 기준 타이밍 획득기 140은 기준 타이밍 획득의 기준(우선 순위)이 타이밍인지, 아니면 전력인지 여부를 확인한다. 기준 타이밍 획득의 기준이 타이밍인 것으로 확인된 경우, 240단계에서, 기준 타이밍 획득기 140은 경로 위치들 중에서 타이밍이 빠른 N개의 경로 위치들을 기준 경로 위치들로 선택한다. 이와 달리, 기준 타이밍 획득의 기준이 전력인 것으로 확인된 경우, 250단계에서, 기준 타이밍 획득기 140은 경로 위치들 중에서 전력이 큰, 수신 신호의 세기가 큰 N개의 경로 위치들을 기준 경로 위치들로 선택한다.
260단계에서, 기준 타이밍 획득기 140은 선택된 기준 경로 위치들을 이용하여 기준 타이밍을 업데이트한다.
도 11은 도 3에 도시된 다중경로 위치 탐색기 150에 의해 수행되는 동작의 예를 보여주는 도면이다.
수신기에 포함된 주파수 오프셋을 보정하는 블록을 비롯한 여러 블록들에서 신뢰성 및 정확성 측면에서 성능을 향상시키기 위해서는 여러 다중경로 위치에서 받은 수신 데이터를 이용하여 위치를 탐색할 필요가 있다. 이를 지원하기 위해, 다중경로 위치 탐색기 150은 다중경로 정보 생성기 130에 의해 생성된 경로 위치들 중에서 선별된(또는 정제된) 경로 위치들을 사용한다. 구체적으로, 통신 시스템에 따라 타이밍에 민감(sensitive)하기도 하고, 전력에 더욱 민감할 수 있으므로, 다중경로 위치 탐색기 150은 우선 순위(타이밍 또는 전력)에 따라 선별된 분류 경로 정보를 다시 분류하여 다중 경로 정보를 획득한다. 다른 예로, 타이밍과 시간 모두를 고려하고 가중치를 고려하는 것도 가능하다.
도 11을 참조하면, 310단계에서, 다중경로 위치 탐색기 150은 분류된 경로 위치들을 입력한다. 320단계에서, 다중경로 위치 탐색기 150은 입력된 경로 위치들 중에서 일부 경로 위치들을 제거한다. 이러한 310단계 및 320단계는 앞서서 도 8과 관련하여 설명된 필터링부 135의 동작이 다중경로 위치 탐색기 150의 내부에서 수행됨을 의미한다. 즉, 도 8과 관련하여서는 필터링부 135가 다중경로 정보 생성기 130에 의해 생성된 다중경로 정보(경로 위치들)를 필터링하고, 필터링 결과를 다중경로 위치 탐색기 150으로 제공하는 예가 설명되었다. 그러나, 다른 예로, 도 11에 도시된 흐름과 같이 필터링부 135의 동작은 다중경로 위치 탐색기 150의 내부에 포함되어 수행될 수도 있을 것이다.
330단계에서, 다중경로 위치 탐색기 150은 다중경로 위치 탐색의 기준(우선 순위)이 타이밍인지, 아니면 전력인지 여부를 확인한다. 다중경로 위치 탐색의 기준이 타이밍인 것으로 확인된 경우, 340단계에서, 다중경로 위치 탐색기 150은 경로 위치들 중에서 타이밍이 빠른 N개의 경로 위치들을 기준 경로 위치들로 선택한다. 이와 달리, 다중경로 위치 탐색의 기준이 전력인 것으로 확인된 경우, 350단계에서, 다중경로 위치 탐색기 150은 경로 위치들 중에서 전력이 큰, 수신 신호의 세기가 큰 N개의 경로 위치들을 기준 경로 위치들로 선택한다.
도 12는 도 3에 도시된 채널 프로파일 추정기 160에 의해 수행되는 동작의 예를 보여주는 도면이다. 이 도면에 도시된 처리 흐름은 필터링된 다중 경로 정보를 이용하여 MDS(Maximum Delay Spread)를 포함한 채널 프로파일을 추정하는 동작에 해당한다.
통신 시스템에 따라 채널 환경의 MDS 값을 포함하여 채널 프로파일을 매우 유용하게 쓸 수 있는 경우가 있다. 이는 통신 시스템에서 활용되는 모든 알고리즘들이 일반적으로 특정 알고리즘의 특정 매개 변수들로는 모든 채널에 강인한 성능을 보장하기가 쉽지 않기 때문이다. 따라서, 추정된 채널 프로파일을 통해 간접적으로 어떤 채널인지에 대한 정보를 알게 된다면, 이에 따라 각 알고리즘들의 효과적인 최적화가 용이하다. 본 발명의 실시예에서는, 각 경로별 지연 및 유효한 경로의 개수, MDS 등과 같은 채널 프로파일 관련 정보 값들을 추정할 수 있다.
도 12를 참조하면, 410단계에서, 채널 프로파일 추정기 160은 분류된 경로 위치들을 입력한다. 420단계에서, 채널 프로파일 추정기 160은 입력된 경로 위치들 중에서 일부 경로 위치들을 제거한다. 이러한 410단계 및 420단계는 앞서서 도 8과 관련하여 설명된 필터링부 135의 동작이 다중경로 위치 탐색기 150의 내부에서 수행됨을 의미한다. 즉, 도 8과 관련하여서는 필터링부 135가 다중경로 정보 생성기 130에 의해 생성된 다중경로 정보(경로 위치들)를 필터링하고, 필터링 결과를 채널 프로파일 추정기 160으로 제공하는 예가 설명되었다. 그러나, 다른 예로, 도 12에 도시된 흐름과 같이 필터링부 135의 동작은 채널 프로파일 추정기 160의 내부에 포함되어 수행될 수도 있을 것이다.
430단계에서, 채널 프로파일 추정기 160은 필터링된 다중경로 정보(경로 위치들)를 이용하여, 각 경로별 지연, 유효한 경로의 개수, MDS 등과 같은 채널 프로파일 관련 정보 값들을 추정한다.
도 13은 도 12에 도시된 흐름에 따라 추정된 채널 특성(또는 프로파일) 정보가 각종 수신기 블록들로 제공되는 예를 보여주는 도면이다.
다양한 수신기 블록들에는 채널 프로파일 정보 또는 채널 프로파일 정보로부터 얻어지는 채널 상태 지시자가 제공될 수 있다. 예를 들어, 수신기 블록들에는 주파수 오프셋 추정기 510, 외부루프 전력 제어기(Outer-loop power controller) 520, 도플러 추정기 530, 신호대잡음비(Signal-to-Interference Ratio, SIR) 추정기 540 및 채널 추정기 550이 포함될 수 있다. 여기서 도시된 구성요소들 이외에도 다른 수신기 블록들에서 채널 특성(또는 프로파일) 정보가 이용될 수 있다.
채널 프로파일 추정기 160에 의해 획득된 MDS 값 또는 채널 프로파일의 분산(dispersiveness)의 정도를 이용하여 다양한 수신기 블록들은 적절한 동작을 수행할 수 있다. 주파수 오프셋 추정기 510은 여러 경로의 전력 값이 유사하면, 다중경로 탐색기에서 제공하는 각 경로의 타이밍 위치에서 각 경로 별로 수신되는 SYNC-DL 또는 midamble의 신호를 활용하여 보다 정확한 주파수 오프셋을 추정할 수 있다. 외부루프 전력 제어기 520은 채널 프로파일의 정보를 이용하여 최적화된 전력 제어 파라미터 셋을 사용하여 전력 제어 동작을 수행한다. 도플러 추정기 530은 각 채널 프로파일 정보를 이용하여 보다 정확하게 도플러 값을 추정한다. SIR 추정기 540은 채널 프로파일에 따른 편차가 존재하므로 보다 정확한 SIR의 추정에 채널 프로파일 정보를 이용할 수 있다. 채널 추정기 550은 MDS가 특정 값 이상으로 크게 되면, 기 설정된 채널 추정기를 위해 할당된 윈도우 크기를 넘어가게 되므로, 이러한 조건에 최적화된 운용 및 파라미터 활용이 가능하다. 따라서 다중경로 탐색기에서 생성된 정보를 가지고 연관된 블럭들의 효율적인 운용이 가능해 진다.
도 14는 도 12에 도시된 흐름에 따라 추정된 채널 특성 정보에 따라 다중경로 탐색 동작이 적응적으로 운용됨을 보여주는 도면이다.
다중경로 탐색기의 알고리즘은 일반적으로 채널 특성에 따라 최적의 파라미터 등이 다를 수 밖에 없다. 본 발명의 실시예에서는 추정된 MDS 값이 일정 값(L) 이상이 되는 긴 채널 프로파일(long channel profile)을 보이는 채널과 그렇지 않은 채널에 대해서 다중 경로 탐색의 파라미터를 포함하는 알고리즘이 다르게 운용된다.
도 14를 참조하면, 510단계에서 MDS가 추정된다. 520단계에서 추정된 MDS 값이 일정 값(L) 이상인지 여부가 확인된다. 추정된 MDS 값이 일정 값(L) 이상인 경우, 530단계에서 최적의 파라미터들이 긴 채널(예; TC2)을 위해 사용된다. 추정된 MDS 값이 일정 값(L) 이상이 아닌 경우, 540단계에서 최적의 파라미터들이 짧은 채널(예; TC1, TC3)을 위해 사용된다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 다중경로 탐색 동작이 다중 셀 환경하에서 운용됨을 보여주는 도면이다.
통신 시스템의 수신 성능 등의 시스템 성능을 확보하기 위해서는 서빙 셀(serving cell)의 경로 관련 정보 뿐만 아니라, 인접 셀(neighbor cell)의 경로 정보 또한 때때로 유용하게 쓰인다. 본 발명의 실시예에서는, 인접 셀의 정보를 효과적으로 얻을 수 있는 방안으로 도 15와 같은 오프라인 모드(offline mode) 다중경로 탐색 방식을 제안한다. 즉, 수신 데이터를 버퍼링을 통해 저장하고, 서빙 셀 및 인접 셀을 순차적으로 경로 제어하여 정보를 얻는 것이다. 주어진 시간 동안 경로 제어의 속도를 높이기 위해서 병렬적으로 다중경로 탐색기를 운용하는 방법도 있을 수 있으므로, 시스템의 요구 사항에 맞추어 병렬적(parallel) 방식과 오프라인 모드의 다중경로 탐색 방식을 적절하게 조합하여 운용할 수 있다. 또한, 이 조건 하에서 위에서 언급된 모든 처리 동작들을 위한 알고리즘의 적용이 가능하다.
도 15를 참조하면, 610단계에서는 k번째 서브프레임에 대하여 데이터 버퍼링이 수행되고, 620단계에서는 (k+PostAcc-1)번째 서브프레임에 대하여 데이터 버퍼링이 수행된다. 630단계에서는 셀 0에 대한 다중경로 탐색 동작이 수행되고, 640단계에서는 탐색된 다중경로 정보를 이용하여 셀 0에 대한 경로가 제어되고, 650단계에서는 셀 1에 대한 다중경로 탐색 동작이 수행되고, 660단계에서는 탐색된 다중경로 정보를 이용하여 셀 1에 대한 경로가 제어된다. 이후 마찬가지 방식으로 다중경로 탐색 및 경로 제어 동작이 수행되고, 670단계에서는 셀 k에 대한 다중경로 탐색 동작이 수행되고, 680단계에서는 탐색된 다중경로 정보를 이용하여 셀 k에 대한 경로가 제어된다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시예들은 무선 통신시스템에서 기존의 다중경로 탐색 동작을 위해 사용되던 파일럿 신호 이외에 다른 신호도 이용하여 다중경로를 탐색함으로써 다중경로 탐색의 성능 및 전체 시스템의 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 다중경로 탐색 장치 및 방법을 제안한다. 예를 들어, TD-SCDMA 방식의 통신시스템에서 스펙에서 명시된 하향링크의 동기를 위한 파일럿 신호(예; sync-dl code) 뿐만 아니라 하향링크 슬롯에 할당된 채널 추정을 위한 신호(예; midamble code)를 추가적으로 활용하여 다중경로 탐색기의 검출 성능을 높이고, 이에 따라 전체 시스템 성능을 향상시킨다.
이러한 본 발명의 실시예들은 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 경로별 정보를 얻는데 여러 메트릭 및 리소스(예; TD-SCDMA 시스템의 경우에는, 기초 midamble code 및 SYNC-DL code) 효율적으로 활용하여 다중경로 탐색기 성능의 근간이 되는 상관 값의 신뢰성을 높일 수 있다.
둘째, 전체 통신 시스템의 성능을 좌우하는 타이밍 변화에 대해 강인한 통신 시스템 운용이 가능하다.
셋째, 통신 시스템의 각 블록들에 채널 정보를 간접적으로 제공함으로써 채널 환경 변화에 따른 파라미터 최적화를 용이하게 할 수 있다.
넷째, 칩 레벨 프로세싱하는 블록에 최적화할 수 있는 구체적인 메트릭이 되는 여러 셀의 경로 정보 및 MDS(채널 프로파일의 분산 정도) 값을 제공하여 다중 셀 환경 및 셀 경계 지역에서의 성능을 향상 시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 본 발명의 실시예에 따라 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령이 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판단 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM이나 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드 뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 본 발명에서 설명된 기지국 또는 릴레이의 전부 또는 일부가 컴퓨터 프로그램으로 구현된 경우 상기 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체도 본 발명에 포함된다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 다중레벨 양자화기
104,106: 제1 및 제2 코드 생성기
110: 상관기
120: 결합기
130: 다중경로 정보 생성기
140: 기준 타이밍 획득기
150: 다중경로 위치 탐색기
160: 채널 프로파일 추정기

Claims (34)

  1. 수신 신호와 제1 코드 사이의 제1 상관 값을 구하고, 상기 수신 신호와 제2 코드 사이의 제2 상관 값을 구하는 상관기;
    상기 제1 상관 값 및 상기 제2 상관 값을 결합하는 결합기; 및
    상기 결합기의 출력에 대한 상관 에너지를 구하여 다중경로 정보를 생성하는 다중경로 정보 생성기를 포함하는 무선 통신시스템의 다중경로 탐색 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 코드는, 골드(Gold) 코드 계열의 코드를 포함하는 다중경로 탐색 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 코드는, 링크의 동기를 위한 파일럿 신호 성분을 포함하는 다중경로 탐색 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 코드는, 의사잡음(PN) 코드 계열의 코드를 포함하는 다중경로 탐색 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 제2 코드는, 채널 추정을 위한 신호 성분을 포함하는 다중경로 탐색 장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 수신 신호를 미리 정의된 레벨로 양자화하여 양자화된 신호를 상기 상관기로 제공하는 양자화기를 더 포함하는 다중경로 탐색 장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 다중경로 정보를 구성하는 경로 위치들 중에서 일부 경로 위치들을 필터링하여 정제된 다중경로 정보를 출력하는 필터링부를 더 포함하는 다중경로 탐색 장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 필터링된 다중경로 정보를 이용하여 기준 타이밍 획득하는 기준 타이밍 획득기를 더 포함하는 다중경로 탐색 장치.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 필터링된 다중경로 정보를 이용하여 다중경로 위치를 탐색하는 다중경로 위치 탐색기를 더 포함하는 다중경로 탐색 장치.
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 필터링된 다중경로 정보를 이용하여 채널 프로파일을 추정하는 채널 프로파일 추정기를 더 포함하는 다중경로 탐색 장치.
  11. 시분할다중(TDD) 방식 무선 통신시스템의 단말기를 위한 다중경로 탐색 장치에 있어서:
    수신 신호와 하향링크 동기를 위한 파일럿 신호 성분을 포함하는 제1 코드 사이의 제1 상관 값을 구하는 제1 상관기;
    상기 수신 신호와 채널 추정을 위한 신호 성분을 포함하는 제2 코드 사이의 제2 상관 값을 구하는 제2 상관기;
    상기 제1 상관 값과 상기 제2 상관 값을 동기적으로 또는 비동기적으로 결합하는 결합기; 및
    상기 결합기의 출력에 대한 상관 에너지를 구하여 다중경로 정보를 생성하는 다중경로 정보 생성기를 포함하는 다중경로 탐색 장치.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 제2 상관기는,
    초기 동기획득 모드에서는 상기 수신 신호의 1번째 하향링크 타임슬롯에 포함된 모든 midamble 시퀀스들을 이용하여 상기 제2 상관 값을 구하고,
    접속 모드에서는 상기 수신 신호의 하향링크 타임슬롯들 각각에 대하여 할당된 midamble 시퀀스들을 이용하여 상기 제2 상관 값을 구하는 다중경로 탐색 장치.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 수신 신호를 미리 정의된 레벨로 양자화하여 양자화된 신호를 상기 제1 상관기 및 상기 제2 상관기로 제공하는 양자화기를 더 포함하는 다중경로 탐색 장치.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 다중경로 정보를 구성하는 경로 위치들 중에서 일부 경로 위치들을 필터링하여 정제된 다중경로 정보를 출력하는 필터링부를 더 포함하는 다중경로 탐색 장치.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 필터링된 다중경로 정보를 이용하여 기준 타이밍 획득하는 기준 타이밍 획득기를 더 포함하는 다중경로 탐색 장치.
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 필터링된 다중경로 정보를 이용하여 다중경로 위치를 탐색하는 다중경로 위치 탐색기를 더 포함하는 다중경로 탐색 장치.
  17. 청구항 14에 있어서, 상기 필터링된 다중경로 정보를 이용하여 채널 프로파일을 추정하는 채널 프로파일 추정기를 더 포함하는 다중경로 탐색 장치.
  18. 무선 통신시스템의 다중경로 탐색 방법에 있어서:
    수신 신호와 제1 코드 사이의 제1 상관 값을 구하는 과정;
    상기 수신 신호와 제2 코드 사이의 제2 상관 값을 구하는 과정;
    상기 제1 상관 값 및 상기 제2 상관 값을 결합하여 결합된 상관 값을 출력하는 과정; 및
    상기 결합된 상관 값에 대한 상관 에너지를 구하여 다중경로 정보를 생성하는 과정을 포함하는 방법.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 제1 코드는, 골드(Gold) 코드 계열의 코드를 포함하는 방법.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 제1 코드는, 링크의 동기를 위한 파일럿 신호 성분을 포함하는 방법.
  21. 청구항 18에 있어서, 상기 제2 코드는, 의사잡음(PN) 코드 계열의 코드를 포함하는 방법.
  22. 청구항 21에 있어서, 상기 제2 코드는, 채널 추정을 위한 신호 성분을 포함하는 방법.
  23. 청구항 18에 있어서, 상기 수신 신호는, 미리 정의된 레벨로 양자화된 수신 신호를 포함하는 방법.
  24. 청구항 18에 있어서, 상기 다중경로 정보를 구성하는 경로 위치들 중에서 일부 경로 위치들을 필터링하여 정제된 다중경로 정보를 출력하는 과정을 더 포함하는 방법.
  25. 청구항 24에 있어서, 상기 필터링된 다중경로 정보를 이용하여 기준 타이밍 획득하는 과정을 더 포함하는 방법.
  26. 청구항 24에 있어서, 상기 필터링된 다중경로 정보를 이용하여 다중경로 위치를 탐색하는 과정을 더 포함하는 방법.
  27. 청구항 24에 있어서, 상기 필터링된 다중경로 정보를 이용하여 채널 프로파일을 추정하는 과정을 더 포함하는 방법.
  28. 시분할다중(TDD) 방식 무선 통신시스템의 단말기를 위한 다중경로 탐색 방법에 있어서:
    수신 신호와 하향링크 동기를 위한 파일럿 신호 성분을 포함하는 제1 코드 사이의 제1 상관 값을 구하는 과정;
    상기 수신 신호와 채널 추정을 위한 신호 성분을 포함하는 제2 코드 사이의 제2 상관 값을 구하는 과정;
    상기 제1 상관 값과 상기 제2 상관 값을 결합하여 결합된 상관 값을 출력하는 과정; 및
    상기 결합된 상관 값에 대한 상관 에너지를 구하여 다중경로 정보를 생성하는 과정을 포함하는 방법.
  29. 청구항 28에 있어서, 상기 제2 상관 값을 구하는 과정은,
    초기 동기획득 모드에서는 상기 수신 신호의 1번째 하향링크 타임슬롯에 포함된 모든 midamble 시퀀스들을 이용하여 상기 제2 상관 값을 구하는 과정; 및
    접속 모드에서는 상기 수신 신호의 하향링크 타임슬롯들 각각에 대하여 할당된 midamble 시퀀스들을 이용하여 상기 제2 상관 값을 구하는 과정을 포함하는 방법.
  30. 청구항 28에 있어서, 상기 수신 신호는, 미리 정의된 레벨로 양자화된 수신 신호를 포함하는 방법.
  31. 청구항 28에 있어서, 상기 다중경로 정보를 구성하는 경로 위치들 중에서 일부 경로 위치들을 필터링하여 정제된 다중경로 정보를 출력하는 과정을 더 포함하는 방법.
  32. 청구항 31에 있어서, 상기 필터링된 다중경로 정보를 이용하여 기준 타이밍 획득하는 과정을 더 포함하는 방법.
  33. 청구항 31에 있어서, 상기 필터링된 다중경로 정보를 이용하여 다중경로 위치를 탐색하는 과정을 더 포함하는 방법.
  34. 청구항 31에 있어서, 상기 필터링된 다중경로 정보를 이용하여 채널 프로파일을 추정하는 과정을 더 포함하는 방법.
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