KR100347512B1 - 이동국의 이웃 기지국 탐색장치 및 방법 - Google Patents

이동국의 이웃 기지국 탐색장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비동기 W-CDMA 시스템에서 이동국이 소프트 핸드오버의 준비를 위해 이웃 기지국을 효과적으로 탐색하기 위한 탐색장치 및 방법에 관한 것이다.
비동기 W-CDMA 시스템에서는 소프트 핸드오버를 위해 끊임없이 이웃 기지국을 탐색해야 하는데, 종래에 제안된 방법 중 첫 번째 방법은 이동국 수신기 구조가 간단하나 이웃 기지국 탐색 성능이 매우 떨어지고, 두 번째 방법은 이웃 기지국 탐색 성능은 매우 좋으나 연산량이 많아 이동국의 전력소모가 매우 커지는 단점이 있었다.
본 발명은 종래의 두 번째 방법을 개선한 방법으로써, 연산량은 감소시키면서도 성능은 높은 상태로 유지할 수 있다. 이러한 본 발명은 IMT-2000 상용 단말기의 모뎀의 수신기에 적용될 수 있다.

Description

이동국의 이웃 기지국 탐색장치 및 방법 {Neighbor Cell Search scheme and method for W-CDMA Mobile station}
본 발명은 비동기 광대역 코드분할다중접속(Wideband - Code Division Multiplexing Access) 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 비동기 광대역 코드분할다중접속 시스템에서 이동국이 소프트 핸드오버를 위해 이웃 기지국을 탐색하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
미래육상이동통신시스템(Future Public Land Mobile Telecommunication System) 또는 IMT-2000(International Mobile Telecommunication in the year 2000)의 지상부분의 무선 다중접속기술로서, 현재 세계 여러 국가에서 W-CDMA 기술을 채용하고 있는 바, W-CDMA 방식은 크게 기지국 동기방식과 기지국 비동기방식이 있다.
일반적으로 기지국 동기방식은 절대시간에 대한 동일 코드의 위상차(offset)를 이용하여 각 기지국을 구별하는데 반해, 기지국 비동기방식은 서로 다른 긴 코드를 이용하여 각 기지국을 구별한다. 즉, 비동기 W-CDMA 방식은 기지국별 서로 다른 확산코드로 각 기지국을 구별하는데, 시스템에서 사용되는 확산코드의 수는 512개이다.
비동기 W-CDMA 방식에서 1개의 프레임은 10msec의 길이를 가지며, 이는 긴 코드 길이와 일치한다. 기지국은 순방향 링크에서 도 1에 도시된 바와 같이 공통 파일롯 채널(CPICH : Common Pilot CHannel) 신호를 전송하는데 공통 파일롯 채널은 기지국 고유의 긴 코드로 확산된 변조되지 않은 채널이다.
앞에서 언급했듯이 비동기 W-CDMA 방식은 서로 다른 512개의 코드로 각 기지국을 구별할 뿐만 아니라 프레임 경계가 기지국 별로 독립이기 때문에 기존의 능동 상관기를 이용하여 기지국을 탐색할 경우 탐색시간이 매우 길어질 수 있다. 기지국 탐색 시간을 줄이기 위해 W-CDMA 방식은 512개의 긴 코드를 64개의 긴 코드 그룹으로 나누고, 도 1에 도시된 바와 같이 순방향링크에 2개의 동기채널을 둔다.
도 1의 순방향 동기채널 구조에서 1차 동기채널 코드(1)는 변조되지 않은 256칩 길이를 갖는 GHG(Generalized Hierachical Golay) 코드로 구성되어 있으며 매 슬롯(2560칩)마다 슬롯 경계에서 1 번씩, 즉 프레임 당 15번 반복해서 전송되며 시스템의 모든 기지국은 1차 동기채널 코드로 동일 코드를 사용한다. 도 1에서 c는 1차 동기채널 코드(Primary Synchronization Channel Code)를 나타낸다. 1차 동기채널은 이동국에게 슬롯 시작점에 대한 정보를 제공한다.
도 1에서 2차 동기채널 코드(Secondary Synchronization Channel Code)(2)또한 256칩 길이를 갖는 반면 매 슬롯마다 도약 코드 번호에 대응되는 서로 다른 코드가 전송된다. 2차 동기채널 코드에 사용되는 도약코드시퀀스는 길이가 15이고(1 프레임이 15 슬롯이므로), 알파벳 크기는 16인 R-S 코드이다. 도 1에서 Ci 0Ci 1Ci 2...Ci 14는 그룹 i에 대한 도약코드시퀀스를 나타낸다.
W-CDMA 시스템에서 2차 동기채널에 사용되는 도약코드시퀀스의 개수는 64개로서 긴 코드 그룹 수와 같다. 즉, 2차 동기채널 코드는 현 기지국의 긴 코드 그룹 정보를 이동국에게 제공한다. 이동국은 2차 동기채널 코드로부터 현 기지국의 긴 코드 그룹 정보 이외에도 프레임 경계에 대한 정보를 제공받는다. 즉, 시스템에서 사용되는 64개의 도약코드시퀀스는 모든 싸이클릭 쉬프트(cyclic shift)에 대해서도 유일하기 때문에 2차 동기채널 코드는 긴 코드 그룹 정보뿐만 아니라 프레임 경계에 대한 정보도 동시에 제공한다.
비동기 W-CDMA 방식에 있어서 이동국의 초기 동기획득은 3 단계를 통해 이루어진다. 도 2는 W-CDMA 3 단계 기지국 탐색 알고리즘을 설명하기 위한 간략화된 이동국의 수신기 구조를 도시한 블록도이다.
비동기 W-CDMA 방식의 초기동기획득을 위한 수신기는 도 2에 도시된 바와 같이 제 1 단계 탐색기(4), 제 2 단계 탐색기(5), 제 3 단계 탐색기(6), 그리고 제어기(7)로 구성된다.
제 1 단계 탐색기(4)는 1차 동기채널에 대한 정합필터를 이용하여 경로 손실이 가장 적은 기지국에 대한 슬롯의 시작점을 찾는다. 제 2 단계 탐색기(5)는 2차동기채널에 대한 상관기 및 R-S 디코딩을 이용하여 긴 코드 그룹 정보 및 10 msec 프레임의 시작점에 대한 정보를 획득한다. 제 3 단계 탐색기(6)는 전 단계에서 얻은 프레임 시작점 및 긴 코드 그룹 정보를 이용하여 현 기지국이 사용하는 긴 코드를 알아낸다. 즉, 긴 코드 그룹에 해당하는 8개의 긴 코드를 프레임의 경계에 대한 정보를 이용하여 상관을 취한 후 이중 최대값이 미리 설정해 놓은 임계치를 넘을 경우 이동국은 그 최대값을 갖는 긴 코드를 현 기지국이 순방향 링크의 대역확산을 위해 사용하는 긴 코드라 선언한다. 이로써 이동국은 현 기지국의 프레임 동기 및 긴 코드에 대한 정보를 획득한다. 제 3 단계 탐색기(6)에서 이동국은 도 1의 공통파일롯 채널(3)을 사용한다.
도 3은 상술한 제 1 단계 탐색기(4)의 상세 구조도를 도시한 블록도이다. 도 3을 참조하면, 제 1 단계 탐색기는 1차 동기채널에 대한 코드정합필터(11), 논코히런트 결합기(12), 버퍼(13), 그리고 최대치 검출기(14)로 구성된다.
제 1 단계 탐색기(4)는 1차 동기채널 정합필터(11)와 논 코히런트 결합기(12)를 이용하여 경로 손실이 가장 적은 기지국에 대한 슬롯의 시작점을 찾는다. 즉, 최대치 검출기(14)가 2560xK개의 논 코히런트 결합기(12) 출력 중 최대값을 갖는 위치를 선택함으로써 슬롯 경계를 찾는다. 여기서, K는 칩당 제 1 단계 탐색기의 hypothesis test의 수이다. 페이딩 채널에서(혹은 낮은 SNR 환경에서) 제 1 단계 탐색기(4)의 검출 확률을 높이기 위해 수신기에는 누적기술이 도입된다.
즉, 논 코히런트 결합기(12)와 최대치 검출기(14) 사이에 2560xK개의 샘플값을 저장할 수 있는 버퍼(13)가 할당되는 바, 매 슬롯마다 발생하는 2560xK개의 1차동기채널 코드 정합필터의 출력을 여러 슬롯에 걸쳐서 위치별로 가산(addition)한다. 일례로 제 1 단계의 누적 길이가 10msec일 경우, 1차 동기채널 정합필터 출력은 15 슬롯 구간에 걸쳐 논 코히런트하게 누적된다. 수신기는 15 슬롯 누적이 끝난 후 2560xK개의 값 중 최대치를 선택함으로써 슬롯 경계를 찾는다.
도 1에서 1차 동기채널 코드(1)와 2차 동기채널 코드(2)의 a는 현 기지국의 공통제어 물리채널(CCPCH:Common Control Physical Channel)에 송신 다이버시티가 사용되는 지의 여부를 이동국에게 알려주는 비트로서, 3 단계 기지국 탐색 절차가 끝난 후 이동국은 1차 동기채널 혹은 2차 동기채널을 공통 파일럿 채널을 이용한 코히런트 복조하여 a 값을 알아낸다.
이동국의 초기 동기획득을 위한 기본적인 3 단계 기지국 탐색 알고리즘은 이동국 활성상태(active state)에서 소프트 핸드오버의 준비를 위한 이웃 기지국 탐색에도 이용된다. 하지만 두 탐색과정의 다른 점은, 탐색 제 2 단계에서 탐색해야 하는 그룹의 수가 초기 동기 획득시에는 64이지만, 이웃 기지국 탐색시에는 사전에 이웃 기지국에 대한 정보가 현재 활성 기지국으로부터 이동국에 전달되기 때문에 이보다 훨씬 작아진다는 점이다.
상기에서 언급했듯이 모든 기지국은 1차 동기채널 코드로 동일한 것을 사용하기 때문에 제 1 단계 탐색기(4)에서 1차 동기채널 코드 정합필터의 출력에는 인접 기지국 성분뿐만 아니라 홈 기지국 성분도 포함된다. 따라서, 이웃 기지국 탐색시 이웃 기지국으로부터의 수신전력이 홈 기지국으로부터의 수신전력보다 작을 경우, 제 1 단계 탐색기는 항상 홈 기지국으로부터 수신된 신호성분에 해당하는 위치만을 선택하게 된다. 도 4는 이러한 상황을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 이웃 기지국 탐색시 도 3의 논코히런트 결합기(12)의 출력을 도시한 도면이다. 도면에서, 15(A), 15(B), 15(C)는 홈 기지국의 다경로(multipath) 성분을 나타내고, 16(A), 16(B)는 이웃 기지국의 다경로 성분을 나타낸다. 도 4와 같이 홈 기지국의 다경로 성분이 이웃 기지국의 다경로 성분보다 큰 상황에서, 이동국이 초기동기획득시 사용했던 3 단계 기지국 탐색 방법을 그대로 사용하여 이웃 기지국을 탐색하는 것은 거의 불가능하다.
이와 같이 종래의 3 단계 기지국 탐색방법은 초기탐색모드에서는 탐색 성능에 문제가 없으나 소프트 핸드오버를 위한 이웃 기지국 탐색모드에서는 성능이 매우 저하되는 단점을 가지고 있다. DS-CDMA 시스템에서 이동국은 끊임없는 소프트 핸드오버를 위해 이웃 기지국을 탐색할 수 있어야 한다. 즉, 이웃 기지국으로부터의 수신전력이 홈 기지국(혹은 활성 기지국)으로부터의 수신전력보다 큰 경우뿐만 아니라 작은 경우에도 이웃기지국을 탐색할 수 있어야 하는데, 종래기술에 따른 이동국의 수신기로는 이웃 기지국을 효과적으로 탐색할 수 없는 문제점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 이웃 기지국 탐색장치는 종래의 초기동기탐색을 위한 제 1 단계 탐색기에 소프트 핸드오버를 위한 이웃 기지국 탐색시에만 구동하는 위치 삭제기를 부가하여 구성한다.
도 5는 종래의 이웃 기지국 탐색장치의 일 예를 도시한 도면으로서, 이는 종래의 초기동기탐색을 위한 제 1 단계 탐색기(11, 12, 13, 14)와 최대치 검출기(14) 앞단에 설치된 위치 삭제기(Peak Nulling)(17)로 구성된다. 이동국은 홈 기지국으로부터 수신되는 신호의 다경로 성분에 대한 프레임 경계 혹은 슬롯 경계를 이미 알고 있기 때문에 홈 기지국 수신신호의 동기채널 정합필터 출력의 최대치가 존재하는 위치(도 4의 15(A), 15(B), 15(C))를 사전에 알 수 있다. 위치 삭제기(17)는 정합필터 출력 중 이 위치에 해당하는 값을 0으로 설정함으로써, 뒷단에 있는 최대치 검출기(14)가 이 위치를 선택하는 것을 방지한다. 결과적으로 이동국은 도 6에 도시된 바와 같이 인접기지국의 위치(16)를 검출할 수 있게 된다. 도 6에서 18은 삭제된 홈 기지국 성분을 나타낸다.
상기에서 설명한 종래의 이웃 기지국 탐색장치는, 홈 기지국의 성분을 삭제하는 위치 삭제기(Peak nulling)만이 더 추가되기 때문에 수신기 구조가 별로 복잡해지지 않는 장점이 있지만, 홈 기지국과 이웃 기지국간 수신신호의 슬롯 경계가 일치할 경우 이웃 기지국을 탐색할 수 없게 되는 경우(worst case)가 존재한다. 만약 홈 기지국이 1개이고 홈 기지국으로부터의 수신경로가 1개일 경우 이러한 상황이 발생할 확률은 2560분의 1로 매우 적다. 하지만 홈 기지국이 여러 개이고 또한 수신되는 경로가 다경로일 경우 이러한 확률은 증가하며 상황에 따라서는 핸드오버가 되지 않은 상황이 발생할 수도 있다.
또한, 이러한 종래의 방법은, 1차 동기채널 코드의 좋지 않은 자기상관 특성으로 인해 이웃 기지국의 탐색 성능이 저하된다. 도 7은 1차 동기채널 코드의 자기상관함수를 나타낸다. 1차 동기채널 코드는 정합필터의 복잡도를 최소로 하기 위해 설계된 코드이기 때문에 도 7에서 알 수 있듯이 자기상관 특성이 좋지 않는 문제점이 있다.
이러한 종래의 방법의 문제점을 보완하기 위해 다른 방법이 제안되었는 바, 도 8은 종래의 두 번째 방법에 의한 이동국의 이웃 기지국 탐색장치를 도시한 구성 블록도이다. 이는 초기동기획득을 위한 일반적인 제 1 단계 탐색기(11, 12, 13, 14)와, 1차 동기채널 자기상관함수를 발생시키는 자기상관함수 발생기(21), 홈 기지국에서 수신된 신호 중 공통 파일롯 채널을 통해 채널을 추정하는 채널 추정기(23), 1차 동기채널 자기상관함수와 추정된 채널을 곱하는 곱셈기(22), 홈 기지국 1차 동기채널의 위치에 따라 타이밍을 제어하는 제어기(24), 그리고 1차 동기채널 정합필터(11)에서 출력되는 신호에서 상기 곱셈 결과신호를 위상별로 감산하는 두 개의 감산기(25, 26)를 더 포함한다.
이는, 각 채널마다 1차 동기채널 자기상관함수와 추정된 채널을 곱하여 1차 동기채널 정합필터(11)에서 출력되는 신호에서 감산함으로써, 1차 동기채널 정합필터(11)의 출력에서 홈 기지국으로부터 수신된 1차 동기채널 코드 신호성분을 모두 제거한다.
도 9는 상술한 두 번째 이웃 기지국 탐색장치를 사용하였을 때 논 코히런트 결합기(12)의 출력신호 성분을 도시한 예시도이다. 도 9의 27은 홈 기지국으로부터의 간섭성분이 제거되고 잡음성분만 존재한 상태를 도시한다. 이동국은 최대치 검출기(14)에서 인접기지국 성분을 탐색할 수 있게 된다.
위의 두 번째 종래 방법은 첫 번째 종래 방법의 단점을 모두 극복할 수 있으나, 511 개의 샘플로 이루어진 자기상관함수를 매 슬롯마다 발생시켜서 실수부 및 허수부 각각의 채널 추정기 출력값과 곱한 후 실수부 및 허수부의 1차 동기채널 정합필터 출력신호로부터 이 값을 빼주는 연산이 필요하기 때문에, 수신기의 전력소모가 매우 커지는 단점이 있다. 특히, 홈 기지국의 개수가 여러 개이고 홈 기지국로부터의 수신신호의 경로가 다경로(multipath)일 경우 연산량은 홈 기지국의 개수와 경로의 수에 정비례해서 커지므로, 이동국의 전력 소모량이 매우 커지게 되는 단점을 가진다.
따라서, 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 상술하였던 첫 번째 종래 방법과 두 번째 종래 방법의 단점을 모두 극복하여 수신기의 복잡도는 두 번째 종래 방법보다 매우 작으면서도 성능면에서는 두 번째 종래 방법과 거의 유사한 이웃 기지국 탐색장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
도 1은 일반적인 기지국 비동기 W-CDMA 방식의 순방향 동기채널 및 공통 파일롯 채널의 구조를 도시한 도면,
도 2는 기지국 비동기 W-CDMA 방식에 있어서 종래 기술에 따른 초기동기획득을 위한 이동국의 수신기를 도시한 블록도,
도 3은 도 2의 제 1 단계 탐색기의 내부 상세도,
도 4는 종래기술의 문제점을 설명하기 위하여 도시한 도면으로서, 핸드오버 상황에서 도 3의 논 코히런트 결합기의 출력의 일 예시도,
도 5는 도 4에 도시된 문제점을 해결하기 위한 첫 번째 종래의 방법으로서, 위치 삭제기를 포함한 제 1 단계 탐색기의 구성 블록도,
도 6은 도 5와 같이 구성된 제 1 단계 탐색기에서 논 코히런트 결합기의 출력의 일 예시도,
도 7은 W-CDMA 방식의 1차 동기채널 코드의 자기상관함수를 도시한 그래프도,
도 8은 도 4에 도시된 문제점을 해결하기 위한 두 번째 종래의 방법으로서,핸드오버 상황에서 홈 기지국의 1차 동기채널성분을 모두 제거하는 제 제 1 단계 탐색기의 구성 블록도,
도 9는 도 8과 같이 구성된 제 1 단계 탐색기에서 논 코히런트 결합기의 출력의 일 예시도,
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 이동국의 이웃 기지국 탐색장치를 포함한 제 1 단계 탐색기의 구성 블록도이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동국의 이웃 기지국 탐색장치는, 1차 동기채널 정합필터와 논 코히런트 결합기를 포함하고, 홈 기지국 및 이웃 기지국으로부터 다경로신호를 수신받아 수신전력이 가장 큰 이웃 기지국을 탐색하는 1 단계 탐색기를 구비한 이웃 기지국 탐색장치에 있어서, 상기 1차 동기채널 정합필터에서 출력되는 상기 홈 기지국의 다경로신호를 입력받아, 각 경로별로 주로우브를 포함한 자기상관함수값의 크기가 상대적으로 큰 일부 로우브들을 제거하는 부분간섭제거수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
양호하게는 상기 부분간섭제거수단은, 상기 홈 기지국으로부터 수신된 다경로신호의 임의의 경로의 임의의 슬롯에서 공통 파일롯채널을 이용하여 채널을 추정하여 출력하고, 상기 다경로신호 도착시간 정보를 출력하는 채널 추정기와; 상기 홈 기지국으로부터 수신된 1차 동기채널 코드신호의 자기상관함수의 샘플링값 중 상대적으로 큰 자기상관함수값을 가지는 일부(N)의 타임인덱스와 그에 따른 가중치를 저장하고 있으며, 상기 다경로신호 도착시간 정보를 입력받아 타이밍 신호를 출력하는 제어기; 상기 제어기의 타이밍 신호에 의해 제어를 받아 해당 경로에 대한 채널 추정값과, 상기 제어기로부터 입력되는 타임인덱스별 가중치, 공통제어 물리채널에 대한 전송 다이버시티 표시 비트, 그리고 1차 동기채널 전력 대 공통 파일롯 채널 전력비를 승산하는 곱셈기; 및 상기 1차 동기채널 정합필터의 출력신호에서 상기 곱셈기의 출력신호를 각 채널별로 감산한 후 상기 논 코히런트 결합기에 제공하는 감산기를 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 이동국의 이웃 기지국 탐색방법은, 1차 동기채널 정합필터, 최대치 검출기를 통해 홈 기지국 및 이웃 기지국으로부터 수신되는 다경로신호를 수신받아 수신전력이 가장 큰 이웃 기지국을 탐색하는 이동국의 이웃 기지국 탐색방법에 있어서,
상기 홈 기지국으로부터 수신된 1차 동기채널 코드의 자기상관함수의 샘플링값 중 상대적으로 큰 자기상관함수값을 가지는 일부(N)의 타임인덱스와 그에 따른 가중치를 저장하고 있는 제 1 단계와,
상기 홈 기지국으로부터 수신된 다경로신호에서 자기상관함수값의 크기가 상대적으로 큰 일부 로우브만을 제거한 후 상기 논 코히런트 결합기에 제공하는 제 2 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 한 실시예에 따른 이동국의 이웃 기지국 탐색장치 및 방법을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 이동국의 이웃 기지국 탐색을 위한 이웃 기지국 탐색장치를 도시한 구성 블록도이다.
도 10을 참조하면, 이는 초기동기획득을 위한 일반적인 제 1 단계 탐색기(11, 12, 13, 14)와, 곱셈기(31), 채널 추정기(32), 제어기(33), 및 각 위상별로 배치된 감산기(34, 35)로 구성된다.
제 1 단계 탐색기의 1차동기채널 정합필터(11)와, 논 코히런트 결합기(12), 버퍼(13), 및 최대치 검출기(14)는 종래의 동작과 동일한 바, 여기서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 동작을 설명하기에 앞서 본 발명의 이론적 바탕에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 7에 도시된 바와 같이 1차 동기채널 코드의 자기상관함수는 -255~255 칩구간에 걸쳐 값을 가지는데 타임인덱스(Time Index)가 0인 점을 중심으로 좌우 대칭을 이룬다. 또한 주로우브(mainlobe)(ML)의 자기상관함수값을 1.0 이라고 할 때, 제1부로우브(sidelobe)의 자기상관함수값의 절대치의 최대값은 0.25(SL1A, SL1B)이다. 즉, 주로우브의 약 25% 정도이고, 그 값은 시간에 따라 점차적으로 감소한다.
따라서, 본 발명에 따른 이웃 기지국 탐색장치는, 홈 기지국으로부터 수신된 1차 동기채널 코드신호에 대한 511칩 구간동안의 정합필터 출력 중 주로우브(ML)를 포함하여 크기가 상대적으로 큰 N개의 위치(1 ≤ N << 511)에 해당하는 성분만을 제거함으로써, 계산량을 감소시킨다.
표 1은 자기상관함수값이 상대적으로 큰 9개(N=9)의 위치에서의 타임인덱스와 가중치(Weight)를 정리한 것이다. 상기에서 언급했듯이 자기상관함수는 좌우 대칭이고 주로우브는 저장할 필요가 없기 때문에(주로우브에서의 자기상관값은 1이기 때문에), (N-1)/2 개의 타임인덱스와 그에 따른 가중치만을 저장한다. 이 타임인덱스별 가중치는 제어기(33)에 저장되며, 한번 저장되면 바뀌지 않는다.
타임인덱스(time index) 0 ±2 ±6 ±7 ±9
가중치(weight) 1 0.25 -0.25 0.199 -0.199
위의 표에서 알 수 있듯이 N이 9일 경우 홈 기지국의 1차 동기채널 성분의 제거를 위한 연산량은 상기에서 언급한 기존의 두 번째 방법에 비해 9/512 즉, 1.76%에 불과하다.
제어기(33)는 표 1에서 제시한 바와 같은 타임인덱스에 대한 가중치를 저장하고 있으며, 채널 추정기(32)로부터 홈 기지국으로부터 수신된 다경로 신호들의 도착시간 정보를 입력받는다. 또한, 제어기(33)는 저장된 시간색인값과 다경로 신호들의 도착시간 정보를 이용하여 곱셈기(31)의 타이밍을 제어한다. 곱셈기(31)는제어기(33)의 제어를 받아 해당 경로에 대한 채널 추정기(32)의 채널 추정값을 입력받고 동시에 제어기(33)로부터 가중치값을 입력받아서 아래의 수학식 1에 정의된 곱셈을 I채널과 Q채널 각각에 대해서 수행한다. 곱셈기(31)의 출력은 각각 감산기(34, 35)에 입력되고, 감산기(34, 35)는 1차 동기채널코드 정합필터(11)의 출력신호에서 곱셈기(31)의 출력신호만큼 감산한다.
타임인덱스 n일 경우 곱셈기(31)의 출력은 수학식 1과 같이 표현된다.
위의 수학식 1에서 αI, αQ는 임의의 슬롯에서 홈 기지국 수신신호에 대한 공통 파일롯 채널(CPICH:Common Pilot Channel)을 이용한 채널 추정기(32)의 출력이다. αI, αQ는 각 경로간에 완전히 독립적인 특성을 가지며 각 슬롯간에는 완전히 독립적이지는 않지만 다른 값을 가진다.
홈 기지국의 동기채널이 2개의 안테나를 이용한 TSTD(Time Switching Transmit Diversity) 기술에 의해 인접한 슬롯에 있는 동기채널신호가 서로 다른 안테나를 통해 전송될 경우, 도 10의 채널 추정기(32)는 짝수 번호를 갖는 슬롯에 대해서는 첫 번째 안테나에 대한 채널 추정값을 홀수 번호를 갖는 슬롯에 대해서는 두 번째 안테나에 대한 채널 추정값을 넘겨주게 된다. 이 경우에 αI, αQ는 각 경로간 및 각 슬롯간에도 완전히 독립적인 특성을 갖는다.
상기 수학식 1에서 a는 앞에서 언급했듯이 홈 기지국의 공통제어 물리채널(CCPCH:Common Control Physical Channel)에 송신 다이버시티가 사용되는 지의 여부를 나타내는 비트이다. PPSC/PCPICH는 홈 기지국의 1차 동기채널(PSC:Primary Syncronization Channel) 전력 대 CPICH의 전력비이며, 본 발명의 기지국은 이 값을 기지국 영역 내 모든 이동국에 전송하며 본 발명의 이동국은 소프트 핸드오버를 위한 이웃 기지국 탐색 이전에 이 값을 기지국으로부터 수신하여 저장하고 있어야 한다.
수학식 1에서 ωn은 n번째 시간색인값에 대한 본 발명에서 정의하는 가중치(Weight)값으로써, 이는 제어기로부터 제공된다. N이 1일 경우, 즉 주로우브만 제거하는 것도 본 발명의 범주에 포함된다.
초기동기획득모드 혹은 compressed mode에서 다른 주파수의 1차 동기채널을 탐색할 때에서는 이웃 기지국 탐색장치의 부분 간섭제거기능을 동작시키지 않고 바이패스한다. 여기서, 초기동기획득모드는 이동국에 전원이 인가되는 순간이며, compressed mode는 이동국이 다른 주파수를 검색하기 위한 모드로서 기지국으로부터 상위계층의 메시지를 통하여 이동국에게 전달된다.
위에서 양호한 실시예에 근거하여 이 발명을 설명하였지만, 이러한 실시예는 이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이다. 이 발명이 속하는 분야의 숙련자에게는 이 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능함이 자명할 것이다. 그러므로, 이 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정될 것이며, 위와 같은 변화예나 변경예 또는 조절예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 종래의 첫 번째 이웃 기지국 탐색방법이 가지는 문제점 즉, 홈 기지국과 이웃 기지국으로부터 수신되는 신호의 슬롯경계가 일치할 경우 이웃 기지국을 탐색할 수 없게 되는 점과, 1차 동기채널 코드의 좋지않은 자기상관 특성으로 인해 이웃 기지국 탐색 성능이 저하되는 문제점이 해결된다. 또한, 종래의 두 번째 이웃 기지국 탐색방법이 가지는 문제점 즉, 홈 기지국의 1차동기채널 간섭제거를 위한 연산량이 매우 많아서 이동국의 전력 소모량이 매우 크다는 점이 해결된다. 따라서 본 발명에 따른 이웃 기지국 탐색장치가 장착된 수신기는 향후 비동기 W-CDMA 이동국에 사용될 경우 단말기의 전력 소비량을 최소로 유지하면서 소프트 핸드오버를 원활하게 할 수 있도록 하는 장점을 가진다.

Claims (5)

1차 동기채널 정합필터와 논 코히런트 결합기를 포함하고, 홈 기지국 및 이웃 기지국으로부터 다경로신호를 수신받아 수신전력이 가장 큰 이웃 기지국을 탐색하는 1 단계 탐색기를 구비한 이웃 기지국 탐색장치에 있어서,
상기 1차 동기채널 정합필터에서 출력되는 상기 홈 기지국의 다경로신호를 입력받아, 각 경로별로 주로우브를 포함한 자기상관함수값의 크기가 상대적으로 큰 일부 로우브들을 제거하는 부분간섭제거수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이동국의 이웃 기지국 탐색장치.
제 1 항에 있어서,
상기 부분간섭제거수단은,
상기 홈 기지국으로부터 수신된 다경로신호의 임의의 경로의 임의의 슬롯에서 공통 파일롯채널을 이용하여 채널을 추정하여 출력하고, 상기 다경로신호 도착시간 정보를 출력하는 채널 추정기와;
상기 홈 기지국으로부터 수신된 1차 동기채널 코드신호의 자기상관함수의 샘플링값 중 상대적으로 큰 자기상관함수값을 가지는 일부(N)의 타임인덱스와 그에 따른 가중치를 저장하고 있으며, 상기 다경로신호 도착시간 정보를 입력받아 타이밍 신호를 출력하는 제어기;
상기 제어기의 타이밍 신호에 의해 제어를 받아 해당 경로에 대한 채널 추정값과, 상기 제어기로부터 입력되는 타임인덱스별 가중치, 공통제어 물리채널에 대한 전송 다이버시티 표시 비트, 그리고 1차 동기채널 전력 대 공통 파일롯 채널 전력비를 승산하는 곱셈기; 및
상기 1차 동기채널 정합필터의 출력신호에서 상기 곱셈기의 출력신호를 각 채널별로 감산한 후 상기 논 코히런트 결합기에 제공하는 감산기를 포함한 것을 특징으로 하는 이동국의 이웃 기지국 탐색장치.
제 2 항에 있어서,
상기 N값은 1보다 크거나 같고 상기 자기상관함수의 총 샘플링수보다 매우 작은 것을 특징으로 하는 이동국의 이웃 기지국 탐색장치.
1차 동기채널 정합필터, 논 코히런트 결합기를 통해 홈 기지국 및 이웃 기지국으로부터 수신되는 다경로신호를 수신받아 수신전력이 가장 큰 이웃 기지국을 탐색하는 이동국의 이웃 기지국 탐색방법에 있어서,
상기 홈 기지국으로부터 수신된 1차 동기채널 코드의 자기상관함수의 샘플링값 중 상대적으로 큰 자기상관함수값을 가지는 일부(N)의 타임인덱스와 그에 따른 가중치를 저장하고 있는 제 1 단계와,
상기 홈 기지국으로부터 수신된 다경로신호에서 자기상관함수값의 크기가 상대적으로 큰 일부 로우브만을 제거한 후 상기 논 코히런트 결합기에 제공하는 제 2 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 이동국의 이웃 기지국 탐색방법.
제 4 항에 있어서,
상기 제 2 단계는,
상기 홈 기지국으로부터 다경로신호가 수신되면, 임의의 경로의 임의의 슬롯에서 공통 파일롯채널을 이용하여 채널을 추정하여 출력함과 아울러 상기 다경로신호 도착시간 정보를 출력하는 제 1 소단계와;
상기 제 1 단계에서 저장된 타임인덱스별 가중치와 상기 제 1 소단계에서 추정된 채널 추정값과, 공통제어 물리채널에 대한 전송 다이버시티 표시 비트, 그리고 1차 동기채널 전력 대 공통 파일롯 채널 전력비를 승산하는 제 2 소단계; 및
상기 1차 동기채널 정합필터의 출력신호에서 상기 제 2 소단계의 승산 결과값을 각 채널별로 감산한 후 논 코히런트 결합기에 제공하는 제 3 소단계를 포함한 것을 특징으로 하는 이동국의 이웃 기지국 탐색방법.
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