KR100635013B1

KR100635013B1 - 다중 셀 환경에서의 동기식 ｏｆｄｍ 수신 장치 및 그방법

Info

Publication number: KR100635013B1
Application number: KR1020040101082A
Authority: KR
Inventors: 김준우; 정재근; 박윤옥
Original assignee: 한국전자통신연구원; 에스케이 텔레콤주식회사; 주식회사 케이티프리텔; 삼성전자주식회사; 하나로텔레콤 주식회사; 주식회사 케이티
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2006-10-16
Also published as: US20080123517A1; US7801088B2; KR20060062297A; WO2006059844A1

Abstract

본 발명은 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 이 동기식 OFDM 수신 장치의 복조 시작 제어부는 수신 신호를 사용하여 프레임 시작 탐색 및 셀 탐색을 수행하여 복조 시작 시점과 복조될 인접 셀 정보를 출력한다. FFT기는 다중 셀로부터 수신되는 시간 영역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하고, 스크램블 코드 생성기는 복조 시작 제어부에서 출력되는 복조될 인접 셀과 이동 단말이 속하는 셀에 대응되는 스크램블 코드를 각각 생성한다. 상관기는 FFT기에서 출력되는 신호와 스크램블 코드 생성기에서 출력되는 각 스크램블 코드를 곱하여 대응되는 상관 신호를 출력하고, 복조기는 이동 단말이 속한 셀 및 복조될 최대 개수의 인접 셀에 대응되도록 구비되며, 상관기에서 출력되는 상관 신호를 복조하여 출력한다. 복호기는 복수의 복조기에서 출력되는 각 신호를 복호하여 해당되는 셀에서 전송한 원래의 정보를 복호한다. 본 발명에 따르면, 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 시스템에서 이동 단말이 속한 셀외에 인접한 셀에서 전송된 신호들을 FFT의 추가없이 간단하게 복조할 수 있다.

OFDM 시스템, OFDM 수신 장치, OFDM 수신 방법, 복조 장치, 복조 방법, 다중 셀 환경

Description

다중 셀 환경에서의 동기식 ＯＦＤＭ 수신 장치 및 그 방법 {SYNCHRONOUS ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING RECEIVING APPARATUS IN MULTIPLE CELL CIRCUMSTANCE AND METHOD THEREOF}

도 1은 다중 셀 환경에서 전송되는 OFDM 신호의 하향링크 프레임(Downlink Frame)의 구조를 나타낸 도면이다.

도 2는 동기식 OFDM 시스템의 다중 셀(Multiple Cell) 환경을 도시한 도면이다.

도 3은 다중 셀 환경에서 동기식 OFDM 시스템의 이동 단말이 셀 경계 지점에 위치하는 경우의 프레임 시작 지점을 탐색한 결과 파형도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 장치의 블록도이다.

도 5는 도 4에 도시된 동기식 OFDM 수신 장치에서 복조하려는 신호들의 시작 지점과 FFT 시작 지점 및 전치 순환 구간의 관계를 도시한 도면이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 방법의 순서도이다.

본 발명은 직교 주파수 분할 다중(OFDM : Orthoghonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서의 이동 단말 수신 장치에 관련된 것으로, 보다 상세하게는 다중 셀 환경에서 동기식 OFDM 시스템의 이동 단말이 속하는 셀 외에 인접 셀의 신호도 함께 복조하여 수신하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

OFDM 방식은 하나의 정보를 여러개의 반송파(carrier)로 분할하고, 분할된 반송파간의 간격을 최소로 하기 위해 직교성을 부가하여 다중시켜 전송하는 방법으로, 다중경로 감쇄(Multipath Fading), 한 채널 안에서의 간섭, 충격성 잡음과 같은 무선 채널의 단점을 보완하는데 효과적이다. OFDM 방식을 사용하는 시스템은 최근에는 고해상도 텔레비전 지상 방송을 포함하는 여러 고정, 이동 디지털 전송에 쓰이고 있다.

한편, 다중 셀 환경에서 사용되는 OFDM 방식에서 하나의 단말은 여러 셀에 속한 기지국에서 전송한 신호를 받을 수 있는데, 특히 동기식 OFDM 방식에서는 모든 기지국이 GPS를 이용하여 동기를 맞추어 신호를 송신하기 때문에 단말에서는 단말이 속한 기지국은 물론 인접 셀의 기지국에서 송신한 신호도 거의 비슷한 시간에 수신하게 된다.

다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 시스템에서는 이동 단말에 여러 셀에서 전송된 신호가 수신되므로, 이동 단말이 자신이 속한 셀에서 전송된 신호 외에 다른 인접 셀에서 전송된 신호도 함께 복조하게 되면, 더 많은 정보를 얻을 수 있다.

동 연구원에서 출원하여 공개된 국내 특허공개공보 10-2004-0045996 "이동 통신 시스템에서의 하향링크 신호의 구성 방법과 동기화 방법 및 그 장치 그리고 이를 이용한 셀 탐색 방법"에서는 다중 셀 환경에서 소속 기지국과 인접 셀 정보를 정확하게 찾는 과정에 대해 설명하고 있다. 그러나, 상기 선행 기술에서는 다중 셀 환경에서 이동 단말이 속한 기지국과 인접 셀 정보를 찾는 과정에 대해서만 개시하고 있을 뿐, 소속 기지국과 인접 셀에서 전송된 신호를 복조하는 방법에 대해서는 기술하고 있지 않다.

또한, 종래에는 이동 단말이 속한 셀을 포함하여 여러 인접 셀에서 전송된 신호를 수신하기 위해 다수의 FFT기를 이용함으로써 그 구조가 복잡하였고, 또한 다중 셀 환경에 대한 고려가 많이 이루어지지 않아 인접 셀에서 전송된 신호들을 수신하기 위한 올바른 동기와 FFT기의 동작에 대한 정확한 제어가 필요하다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 기술적 과제는 상기한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 하나의 FFT기를 사용하여 이동 단말이 속한 셀 외에 인접 셀 신호도 함께 복조하며, 신호를 수신하기 위한 올바른 동기와 FFT기의 동작에 대한 정확한 제어를 수행하는 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 장치는,

다중 셀 환경에서 동기식 OFDM 시스템에서 전송된 신호를 수신하는 이동 단 말의 수신 장치로서,

수신 신호를 사용하여 프레임 시작 탐색 및 셀 탐색을 수행하여 복조 시작 시점과 복조될 인접 셀 정보를 출력하는 복조 시작 제어부; 상기 다중 셀로부터 수신되는 시간 영역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 FFT(Fast Fourier Transform)기; 상기 복조 시작 제어부에서 출력되는 복조될 인접 셀과 상기 이동 단말이 속하는 셀에 대응되는 스크램블 코드를 각각 생성하는 스크램블 코드 생성기; 상기 FFT기에서 출력되는 신호와 상기 스크램블 코드 생성기에서 출력되는 각 스크램블 코드를 곱하여 대응되는 상관 신호를 출력하는 상관기; 상기 이동 단말이 속한 셀 및 복조될 최대 개수의 인접 셀에 대응되도록 구비되며, 상기 상관기에서 출력되는 상관 신호를 복조하여 출력하는 복수의 복조기; 및 상기 복수의 복조기에서 출력되는 각 신호를 복호하여 해당되는 셀에서 전송한 원래의 정보를 복호하는 복호기를 포함한다.

여기서, 상기 복조 시작 시점은 상기 복조될 인접 셀에서 전송된 신호 중에서 마지막 신호의 위치인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동 단말이 속한 셀과 상기 복조될 인접 셀에서 전송된 신호의 시작 시점이 전치 순환(Cyclic Prefix) 구간 내에 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복조될 인접 셀은 상기 이동 단말이 속한 셀과의 경계 지점에 상기 이동 단말이 위치할 때 결정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 방법은,

다중 셀 환경에서 동기식 OFDM 시스템에서 전송된 신호를 수신하는 이동 단 말의 수신 방법으로서,

a) 다중 셀에서 전송된 신호의 프레임 동기를 획득하고, 프레임 동기가 획득된 신호들의 시작 시점이 특정 구간 내에 들어오는 지를 판단하는 단계; b) 상기 프레임 동기가 획득된 신호들의 시작 시점이 상기 특정 구간 내에 들어오는 경우, 탐색된 신호들에 대해 셀 탐색을 수행하는 단계; c) 상기 셀 탐색 결과, 상기 이동 단말이 속한 셀에 인접한 셀에 대한 복조를 수행할 지의 여부를 판단하는 단계; 및 d) 상기 c) 단계에서 상기 인접한 셀에 대한 복조를 수행하는 것으로 판단된 경우, 상기 이동 단말이 속한 셀과 상기 인접한 셀에 대한 복조를 각각 수행하되, 상기 복조될 인접 셀 신호 중 마지막 신호에 복조의 시작 시점을 위치시켜 복조를 수행하는 단계를 포함한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 장치에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 다중 셀 환경에서 전송되는 OFDM 신호의 하향링크 프레임에서 가장 앞에는 한 개 내지 두 개의 프리앰블(Preamble) 심볼(10)이 있고, 그 다음부터는 데이터 심볼들(11)이 존재하게 된다.

프리앰블 심볼은 각 셀과 섹터(Sector)마다 다른 기호로 되어 있기 때문에 이동 단말은 이를 이용하여 셀 탐색(Cell Search)을 수행할 수 있고, 셀 탐색에 의해 이동 단말이 속한 셀과 섹터를 알 수 있다.

프리앰블 신호를 제외한 데이터 심볼들에는 각각의 셀과 섹터에 따라 다른 스크램블(Scramble) 코드가 주파수 영역에서 곱해져 있으므로, 이동 단말은 수신하고자 하는 기지국의 스크램블 코드를 사용하여 해당 데이터 심볼들을 복조할 수 있게 된다. 즉, 이동 단말은 수신된 데이터 심볼들에 대해 FFT(Fast Fourier Transform)를 수행한 결과에 이동 단말이 속한 기지국의 스크램블 코드를 곱하면 원래의 데이터를 복조할 수 있게 된다. 여기서, 스크램블 코드는 기지국마다 갖는 고유한 의사잡음(Pseudo Noise) 코드를 말한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 다중 셀 환경에서는 하나의 이동 단말(22)에 여러 셀(21, 23)에 속한 기지국(25, 27)에서 전송한 신호가 도착하게 된다. 이 때, 각각의 기지국(25, 27)은 서로 다른 종류의 스크램블 코드를 사용하여 신호를 전송한다. 특히 동기식 OFDM 시스템에서는 모든 기지국이 GPS를 이용하여 동기를 맞추어 두었기 때문에, 도 2에 도시된 바와 같이, 이동 단말(22)이 자신이 속한 셀(21)과 인접 셀(23)의 경계 지점에 위치하면 자신이 속한 셀(21)에서 전송한 신호와 인접 셀(23)에서 보낸 신호를 거의 비슷한 시간에 비슷한 크기로 수신하게 된다. 물론, 이동 단말(22)은 자신이 속한 셀(21)의 스크램블 코드를 사용하게 되면 자신이 속한 셀(21)에서 전송한 신호만 복조하여 사용할 수 있다.

도 3의 파형도에서, 이동 단말(22)이 속한 셀(21)이 전송한 신호(31)는 가장 큰 강도를 가지고 가장 빨리 수신되고, 인접 셀(23) 등에서 전송한 신호(32, 33)들은 신호(31)보다는 작은 강도를 가지고 보다 늦게 수신된다. 그러나, 인접 셀(23) 등에서 보낸 신호(32, 33)가 이동 단말(22)이 속한 셀(21)에서 보낸 신호(31)와 시간 및 강도에서 거의 차이가 없다는 것을 알 수 있다.

상기한 바와 같이, 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 시스템에서는 이동 단말에 여러 셀에서 전송된 신호가 수신되므로, 이동 단말이 자신이 속한 셀에서 전송된 신호 외에 다른 인접 셀에서 전송된 신호도 함께 복조하게 되면, 더 많은 정보를 얻을 수 있지만, 이를 위해서는 다중 셀 환경에 대한 고려가 많이 이루어져야 하고, 인접 셀에서 전송된 신호들을 수신하기 위한 올바른 동기와 FFT기의 동작에 대한 정확한 제어가 필요하다.

도 4에 도시된 바와 같이, 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 장치는 복 조 시작 제어부(100), FFT기(200), 스크램블 코드 생성기(Scramble Code Grnerator, 300), 상관기(Correlator, 400), 복조기(500) 및 복호기(600)를 포함한다.

복조 시작 제어부(100)는 수신 신호를 사용하여 프레임 시작 탐색 및 셀 탐색을 수행하여 복조가 시작되도록 하는 신호(FFT Start Point Control)를 출력한다.

이러한 복조 시작 제어부(100)는 프레임 시작 탐색기(Frame Synchronizer, 110) 및 셀 탐색기(Cell Searcher, 120)를 포함한다.

프레임 시작 탐색기(110)는 이동 단말이 소속된 셀과 인접 셀에서 전송한 신호의 시작 시점을 탐색하여 셀 탐색기(120)에게 알린다. 이 때, 이동 단말이 소속된 셀과 인접 셀에서 전송한 신호의 시작 시점은 첨부한 도 5에 도시된 바와 같이 모두 전치 순환(Cyclic Prefix) 구간 내에 들어와야 셀 탐색은 물론 복조가 시작될 수 있도록 제어된다. 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말이 동작하게 될 환경인 동기식 OFDM 시스템 다중 셀 환경에서 이동 단말이 셀 경계 지점에 위치하는 경우에는 이러한 조건을 충족한다.

셀 탐색기(120)는 수신 신호를 통해 셀을 탐색하여 이동 단말이 소속된 셀과 인접 셀의 정보를 얻고, 얻어진 정보가 MAC 메시지를 통해 미리 전송된 이동 단말이 소속된 셀과 인접 셀의 정보와 일치하는 경우에 이동 단말이 소속된 셀은 물론 인접 셀 신호에 대한 복조를 수행하도록 하는 신호(FFT Start Point Control)를 출력한다. 이 때, 셀 탐색기(120)는 이동 단말이 소속 셀과 인접 셀의 경계 지점에 위치하는 경우에만 인접 셀에 대한 복조도 수행되도록 한다. 이와 같이, 이동 단말이 소속 셀과 인접 셀의 경계 지점에 위치하는 경우에는 인접 셀의 신호가 특정 임계치 이상의 신호 강도로 수신되는 경우에 해당된다. 한편, 셀 탐색기(120)에 의해 탐색되어 복조될 인접 셀의 정보는 스크램블 코드 생성기(300)로 전달된다.

FFT기(200)는 각 셀로부터 수신되는 시간 영역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하여 출력한다. 본 발명의 실시예에서는 하나의 FFT기(200)를 사용하여 이동 단말이 속하는 셀은 물론 인접 셀로부터 수신되는 신호를 FFT 변환하여 출력한다. 도 5를 참조하여, 복조는 모든 신호들이 전치순환 구간 내에 들어와야 시작되는 것으로 설명한 바와 같이, FFT기(200)가 FFT를 시작하는 지점은 복조를 원하는 모든 신호의 가장 마지막 신호(C)를 기준으로 설정한다. 만약 신호의 수신 강도만을 기준으로 하여 이동 단말이 속한 셀의 기지국에서 전송한 가장 앞부분의 신호(A)를 FFT 시작 지점으로 정하면, 그 뒤에 오는 인접 셀 신호들은 FFT의 전치순환 구간을 벗어나기 때문에 복조될 수가 없게 된다.

스크램블 코드 생성기(300)는 각 셀에서 전송된 신호를 구분하기 위하여 각 셀에 고유한 스크램블 코드를 생성한다. 본 발명의 실시예에서는 이동 단말이 속한 셀에 대한 스크램블 코드는 물론 복조하고자 하는 인접 셀에 대한 스크램블 코드도 생성한다. 이 때, 인접 셀 신호에 사용된 스크램블 신호를 아는 방법으로는 두 가지가 있으며, 그 중 하나는 셀 탐색기(120)에서 인접 셀에서 전송된 프리앰블 신호로부터 아는 방법이 있고, 다른 하나는 이동 단말이 속한 셀의 기지국에서 전송해 주는 MAC 메시지를 통해 아는 방법이 있다. 어느 방법을 통하거나 스크램블 코드 생성기(300)는 인접 셀에서 사용하는 스크램블 코드를 알 수 있으며, 복조가 시작되면 이동 단말이 속한 셀은 물론 인접 셀에 대한 스크램블 코드를 생성하여 제공한다. 여기서, 스크램블 코드 생성기(300)는 셀 탐색기(120)에서 탐색되어 복조될 인접 셀 정보에 대응되는 스크램블 코드만을 생성하여 제공하도록 할 수 있다.

상관기(400)는 이동 단말이 속하는 셀과 복조를 원하는 인접 셀의 수에 해당하는 복조 경로에 대응되는 곱셈기(400-1, 400-2, …, 400-N)로 이루어지며, 각 곱셈기(400-1, 400-2, …, 400-3)는 FFT기(200)에서 출력되는 주파수 영역의 신호를 받아서 스크램블 코드 생성기(300)에서 출력되는 복조 경로에 대응되는 스크램블 코드를 각각 곱하여 생성되는 상관 신호를 출력한다. 예를 들어, 곱셈기(400-1)는 이동 단말이 속하는 셀에 대한 상관 신호를 생성하여 출력하고, 나머지 곱셈기(400-2, …, 400-N)들은 이동 단말이 속한 셀에 인접한 셀에 대한 상관 신호를 생성하여 출력한다.

복조기(500)는 상관기(400)에서 출력되는 각 상관 신호를 복조하여 출력한다. 이 때, 복조기(500)는 복조를 원하는 개수에 해당하는 복조 경로(500-1, 500-2, …, 500-N)를 갖는다.

각 복조 경로(500-1, 500-2, …, 500-N)는 채널 추정기(Channel Estimator, 510-1, 510-2, …, 510-N), 등화기(520-1, 520-2, …, 520-N) 및 QAM(Quadrature Amplitude modulation) 디매퍼(Demapper)(530-1, 530-2, …, 530-N)를 포함한다.

채널 추정기(510-1, 510-2, …, 510-N)는 상관기(400)에서 각각 출력되는 상 관 신호를 사용하여 채널 추정을 수행하고, 등화기(520-1, 520-2, …, 520-N)는 채널 추정된 신호로부터 전송 중에 각종 잡음과 진폭의 감쇠, 위상의 이동 등에 의한 왜곡을 보상하며, QAM 디매퍼(530-1, 530-2, …, 530-N)는 등화기(520-1, 520-2, …, 520-N)에서 출력된 각 신호를 QAM 방식에 따라 맵핑된 신호를 디맵핑한 신호를 각각 출력한다.

이와 같이, 하나의 채널 추정기, 하나의 등화기 및 하나의 QAM 디매퍼가 상관기(400)에서 출력되는 하나의 상관 신호를 복조하는 하나의 복조 경로를 형성한다.

복호기(600)는 복조기(500)에서 복조 경로별로 복조되어 출력되는 신호들을 복호하여 해당되는 셀에서 송신한 원래의 정보를 복호한다.

이러한 복호기(600)에는 공통 채널 결합기(Common Channel Combiner, 610) 및 채널 디코더(Channel Decoder, 620)를 포함한다.

공통 채널 결합기(610)는 복조기(500)에서 복조 경로별로 복조되어 출력되는 신호들 중에서 이동 단말이 속하는 셀의 기지국과 인접 셀의 기지국에서 전송한 방송 채널(Broadcast Channel) 등과 같은 공통적인 채널에 대응되는 신호들을 받아서 하나의 정보로 취합하여 출력한다.

채널 디코더(620)는 복조기(500)에서 복조 경로별로 복조되어 출력되는 신호들과 공통 채널 결합기(610)에서 출력되는 정보를 원래의 신호로 복원하여 출력한다.

이하, 도 6을 참조하여 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 복조 방법에 대해 상세하게 설명한다.

먼저, 이동 단말은 자신이 속한 셀은 물론 인접한 셀에서 전송된 신호를 복조할 수 있도록 설정되어야 하며, 이 때 몇 개의 인접한 셀에서 전송된 신호를 복조할 지에 대해서도 미리 설정되어 있어야 한다. 즉, 상관기(400) 및 복조기(500)에서 N의 개수가 정해져 있어야 한다. 그리고, 이동 단말은 자신이 속한 셀의 기지국으로부터 MAC 메시지를 통해 인접한 셀의 정보, 특히 스크램블 코드를 포함한 정보를 전달받아서 미리 알고 있다.

다음, 복조 시작 제어부(100)의 프레임 시작 탐색기(110)는 이동 단말이 소속된 셀과 인접 셀에서 전송한 신호의 시작 시점을 탐색하여 프레임 동기를 획득하여 자신이 속한 셀의 기지국과 인접 셀의 기지국에서 전송한 신호의 시작 시점이 도 5에 도시된 바와 같이 모두 전치순환 구간 내에 들어오는 것을 확인한다(S100).

다음, 복조 시작 제어부(100)의 셀 탐색기(120)는 상기 단계(S100)에서 전치순환 구간 내에 들어오는 신호들에 대해 셀 탐색을 수행하고(S110), 이동 단말이 자신이 속한 셀과 인접 셀의 경계 지점에 위치하는 지의 여부를 확인하기 위해, 셀 탐색 결과로부터 인접 셀 에너지를 계산하여 특정 임계치 이상의 신호 강도를 가진 인접 셀이 있는 지를 확인한다(S120).

만약 인접 셀 에너지가 특정 임계치 이상의 신호 강도를 가진 인접 셀이 없는 경우, 즉 이동 단말이 인접 셀과의 경계 지점에 위치하지 않은 경우에는 소속된 기지국에 대해서만 복조를 수행하면 된다(S130). 즉, 셀 탐색기(120)가 자신이 속한 기지국에서 전송된 신호가 수신된 신호를 FFT 시작 지점으로 정하여 복조를 시 작하는 신호(FFT Start Point Control)를 FFT기(200)로 출력하면, FFT기(200)는 수신되는 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하고, 스크램블 코드 생성기(300)는 이동 단말이 속한 기지국에 해당하는 스크램블 코드만 생성하여 상관기(400)로 출력한다.

따라서, 상관기(400) 중에서 이동 단말이 속한 기지국에 대응되는 신호를 복조하기 복조 경로 상에 위치한 상관기, 예를 들어(400-1)는 FFT기(200)에서 출력되는 신호와 스크램블 코드 생성기(300)에서 출력되는 스크램블 코드를 곱하여 상관 신호를 출력하면, 이에 대응되는 복조 경로 상에 위치한 복조기(500), 예를 들어 복조기(500-1)가 상관기(400-1)에서 출력되는 신호를 복조하여 출력한다. 즉, 복조기(500)의 채널 추정기(510-1)가 상관 신호로부터 채널을 추정하고, 추정된 신호는 등화기(520-1)에 의해 왜곡이 보상된 후, QAM 디매퍼(530-1)에서 QAM 방식에 따라 디매핑되어 출력된다.

이렇게 복조기(500-1)에서 출력된 신호 중 방송 채널의 신호는 공통 채널 결합기(600)를 통해 채널 디코더(700)로 입력되고, 나머지 신호는 직접 채널 디코더(700)로 입력되어 원래의 신호로 복원된다(S140).

그러나, 상기 단계(S120)에서 만약 인접 셀 에너지가 특정 임계치 이상의 신호 강도를 가진 인접 셀이 있는 경우, 즉 이동 단말이 인접 셀과의 경계 지점에 위치한 경우에는 소속된 기지국과 인접한 기지국에 대해 복조를 수행한다(S150). 즉, 셀 탐색기(120)가 인접한 기지국에서 전송된 신호의 마지막 신호를 기준으로 FFT 시작 지점으로 정하여 복조를 시작하는 신호(FFT Start Point Control)를 FFT기 (200)로 출력하면, FFT기(200)는 수신되는 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하고, 스크램블 코드 생성기(300)는 이동 단말이 속한 기지국에 해당하는 스크램블 코드와 복조될 인접 셀의 기지국에 해당하는 스크램블 코드를 생성하여 상관기(400)로 출력한다. 이 때, 복조되는 인접 셀의 개수는 1개 이상일 수 있다.

따라서, 상관기(400) 중에서 이동 단말이 속한 기지국과 복조될 인접 셀에 속한 기지국에 각각 대응되는 신호를 복조하기 위한 복조 경로 상에 위치한 상관기, 예를 들어(400-1, 400-2, …, 400-N)는 FFT기(200)에서 출력되는 신호와 스크램블 코드 생성기(300)에서 출력되는 각 스크램블 코드를 곱하여 상관 신호를 출력하면, 이에 대응되는 복조 경로 상에 위치한 복조기(500), 예를 들어 복조기(500-1, 500-2, …, 500-N)가 상관기(400-1, 400-2, …, 400-N)에서 출력되는 신호를 각각 복조하여 출력한다. 즉, 복조기(500)의 채널 추정기(510-1, 510-2, …, 510-N)가 상관 신호로부터 채널을 추정하고, 추정된 신호는 등화기(520-1, 520-2, …, 520-N)에 의해 각각 왜곡이 보상된 후, QAM 디매퍼(530-1, 530-2, …, 530-N)에서 QAM 방식에 따라 각각 디매핑되어 출력된다. 즉, 복조될 인접 셀의 개수만큼 복조 경로가 추가되어 복조가 이루어진다.

이렇게 복조기(500-1, 500-2, …, 500-N)에서 출력된 신호 중 방송 채널 등의 공통적인 채널의 신호들은 공통 채널 결합기(600)에서 하나의 정보로 취합된 후 채널 디코더(700)로 입력되고, 나머지 신호들은 직접 채널 디코더(700)로 입력되어 복조 경로 별로 원래의 신호로 복원된다(S140).

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발 명은 이에 한정되는 것은 아니며, 그 외의 다양한 변경이나 변형이 가능하다.

본 발명에 따르면, 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 시스템에서 이동 단말이 속한 셀외에 인접한 셀에서 전송된 신호들을 FFT의 추가없이 간단하게 복조할 수 있다.

또한, 정확한 동기를 제공함으로써 이동 단말이 인접 셀과의 경계 지점에 위치한 경우에 정확하게 인접 셀의 신호를 복조할 수 있다.

Claims

다중 셀 환경에서 동기식 OFDM(Orthoghonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서 전송된 신호를 수신하는 이동 단말의 수신 장치에 있어서,

수신 신호를 사용하여 프레임 시작 탐색 및 셀 탐색을 수행하여 복조 시작 시점과 복조될 인접 셀 정보를 출력하는 복조 시작 제어부;

상기 다중 셀로부터 수신되는 시간 영역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 FFT(Fast Fourier Transform)기;

상기 복조 시작 제어부에서 출력되는 복조될 인접 셀과 상기 이동 단말이 속하는 셀에 대응되는 스크램블 코드를 각각 생성하는 스크램블 코드 생성기;

상기 FFT기에서 출력되는 신호와 상기 스크램블 코드 생성기에서 출력되는 각 스크램블 코드를 곱하여 대응되는 상관 신호를 출력하는 상관기;

상기 이동 단말이 속한 셀 및 복조될 최대 개수의 인접 셀에 대응되도록 구비되며, 상기 상관기에서 출력되는 상관 신호를 복조하여 출력하는 복수의 복조기; 및

상기 복수의 복조기에서 출력되는 각 신호를 복호하여 해당되는 셀에서 전송한 원래의 정보를 복호하는 복호기

를 포함하는 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 복조 시작 제어부는,

상기 이동 단말이 소속된 셀과 인접 셀에서 전송한 신호의 시작 시점을 탐색하는 프레임 시작 탐색기; 및

상기 프레임 시작 탐색기에 의해 프레임 시작 시점 탐색이 완료된 경우, 수신 신호를 통해 셀을 탐색하여 상기 이동 단말이 소속된 셀과 복조될 인접 셀의 정보를 얻어서 출력하는 셀 탐색기

를 포함하는 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 상관기는 상기 이동 단말이 속한 셀 및 복조될 최대 개수의 인접 셀에 대응되도록 구비되며, 상기 FFT기에서 출력되는 신호에 상기 스크램블 코드 생성기에서 출력되는 각 스크램블 코드를 곱하여 출력하는 복수의 곱셈기를 포함하는 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 복수의 복조기 각각은,

상기 상관기에서 출력되는 상관 신호를 사용하여 채널 추정을 수행하는 채널 추정기;

상기 채널 추정기에 의해 채널 추정된 신호로부터 전송 중에 왜곡된 신호의 보상을 수행하는 등화기; 및

상기 등화기에서 출력된 신호를 QAM 방식에 따라 맵핑된 신호를 디매핑하여 출력하는 QAM(Quadrature Amplitude modulation) 디매퍼(demapper)

를 포함하는 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 복호기는,

상기 복수의 복조기에서 출력되는 각 신호들 중에서 공통 채널에 대응되는 신호들을 받아서 하나의 정보로 취합하여 출력하는 공통 채널 결합기; 및

상기 복수의 복조기에서 출력되는 신호들과 상기 공통 채널 결합기에서 출력되는 정보를 셀 별로 원래의 신호로 복호하여 출력하는 채널 디코더

를 포함하는 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 복조 시작 시점은 상기 복조될 인접 셀에서 전송된 신호 중에서 마지막 신호의 위치인 것을 특징으로 하는 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 장치.
제6항에 있어서,

상기 이동 단말이 속한 셀과 상기 복조될 인접 셀에서 전송된 신호의 시작 시점이 전치 순환(Cyclic Prefix) 구간 내에 있는 것을 특징으로 하는 다중 셀 환 경에서의 동기식 OFDM 수신 장치.
제6항에 있어서,

상기 복조될 인접 셀은 상기 이동 단말이 속한 셀과의 경계 지점에 상기 이동 단말이 위치할 때 결정되는 것을 특징으로 하는 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 장치.
제8항에 있어서,

상기 복조될 인접 셀에서 전송된 신호가 상기 이동 단말에서 특정 임계치 이상의 신호 강도로 수신되는 경우에 상기 이동 단말이 상기 복조될 인접 셀과 상기 이동 단말이 속한 셀과의 경계 지점에 위치하는 것인 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 장치.
다중 셀 환경에서 동기식 OFDM(Orthoghonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서 전송된 신호를 수신하는 이동 단말의 수신 방법에 있어서,

a) 다중 셀에서 전송된 신호의 프레임 동기를 획득하고, 프레임 동기가 획득된 신호들의 시작 시점이 특정 구간 내에 들어오는 지를 판단하는 단계;

b) 상기 프레임 동기가 획득된 신호들의 시작 시점이 상기 특정 구간 내에 들어오는 경우, 탐색된 신호들에 대해 셀 탐색을 수행하는 단계;

c) 상기 셀 탐색 결과, 상기 이동 단말이 속한 셀에 인접한 셀에 대한 복조를 수행할 지의 여부를 판단하는 단계; 및

d) 상기 c) 단계에서 상기 인접한 셀에 대한 복조를 수행하는 것으로 판단된 경우, 상기 이동 단말이 속한 셀과 상기 인접한 셀에 대한 복조를 각각 수행하되, 상기 복조될 인접 셀 신호 중 마지막 신호에 복조의 시작 시점을 위치시켜 복조를 수행하는 단계

를 포함하는 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 방법.
제10항에 있어서,

상기 c) 단계에서 상기 인접한 셀에 대한 복조를 수행하지 않는 것으로 판단된 경우, 상기 이동 단말이 속한 셀에 대해서만 복조를 수행하는 것을 특징으로 하는 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서,

상기 a) 단계 및 b) 단계에서의 특정 구간은 전치 순환(Cyclic Prefix) 구간인 것을 특징으로 하는 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 방법.
제12항에 있어서,

상기 c) 단계에서, 상기 이동 단말이 속한 셀에 인접한 셀에 대한 복조를 수행할 지의 여부는 상기 이동 단말이 자신이 속한 셀과 상기 인접한 셀의 경계 지점 에 위치하는 지의 여부를 판단하는 것으로 결정되는 것을 특징으로 하는 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 방법.
제12항에 있어서,

상기 이동 단말의 경계 지점 위치 여부는 상기 b) 단계에서의 셀 탐색 결과로부터 인접 셀 에너지를 계산하여 특정 임계치 이상의 신호 강도를 가진 인접 셀이 있는 지의 여부에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 방법.
제12항에 있어서,

상기 d) 단계는,

i) 상기 인접한 셀에서 전송된 신호의 마지막 신호를 기준으로 FFT를 수행하는 단계;

ii) 상기 이동 단말이 속한 셀에 고유한 스크램블 코드와 상기 복조될 인접 셀에 고유한 스크램블 코드를 사용하여 상기 FFT 수행 결과 신호에 대해 상관을 수행하는 단계;

iii) 상기 ii) 단계에서의 상관 결과 신호에 대해 복조를 수행하는 단계; 및

iv) 상기 복조된 신호를 상기 이동 단말이 속한 셀과 상기 복조될 인접 셀에 대해 각각 복호하여 원래의 신호를 복원하는 단계

를 포함하는 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 방법.
제15항에 있어서,

상기 iii) 단계는,

상기 ii) 단계의 상관 결과 신호를 사용하여 채널을 추정하는 단계;

상기 채널 추정 결과 신호의 왜곡을 보상하는 단계; 및

상기 왜곡이 보상된 신호를 QAM 방식에 따라 디매핑을 수행하는 단계

를 포함하는 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 방법.
제15항에 있어서,

상기 iv) 단계는,

(a) 상기 iii) 단계에서 복조된 신호 중에서 공통 채널에 해당하는 신호를 하나의 정보로 취합하는 단계; 및

(b) 상기 iii) 단계에서 복조된 신호 중에서 공통 채널에 해당하는 신호를 제외한 신호와 상기 (a) 단계에서 취합된 신호를 사용하여 상기 이동 단말이 속한 셀과 상기 복조될 인접 셀에 대응되는 원래의 신호를 복호하는 단계

를 포함하는 다중 셀 환경에서의 동기식 OFDM 수신 방법.