KR100889754B1 - Ｏｆｄｍ 셀룰러 시스템에서의 셀 고유번호 개수 증가에적합한 동기신호 전송방법 및 동기채널 프레임 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 ＯＦＤＭ 셀룰러 시스템에서의 셀 고유번호 개수 증가에 적합한 동기신호 전송방법 및 동기채널 프레임 구조에 관한 것으로, 무선통신 시스템에서의 순방향 동기신호 전송방법에 있어서, 복수 개의 심볼로 구성되는 프레임을 생성하는 단계와 상기 프레임을 순방향 링크를 통해 전송하는 단계를 포함하고, 상기 프레임은 동일한 시간의 심볼 내의 주파수에 따라 구분된 주동기채널(P-SCH) 및 부동기채널(S-SCH)을 포함하며, 상기 주동기채널과 상기 부동기채널을 이용하여 검출된 코드번호의 패턴에 의해 셀 식별자를 특정하는 것을 특징으로 하며, 일정 시간 범위에서 부동기채널 신호의 반복 패턴이 증가하게 함으로써 단말기의 주파수 오차 추정 성능을 향상시키는 효과가 있다.

주동기채널(P-SCH), 부동기채널(S-SCH), 동기신호, 순방향 링크 프레임

Description

ＯＦＤＭ 셀룰러 시스템에서의 셀 고유번호 개수 증가에 적합한 동기신호 전송방법 및 동기채널 프레임 구조{A structure of the synchronization channel in OFDM cellular mobile communication systems for increasing the number of cell-IDs }

본 발명은 OFDM 셀룰러 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 OFDM 셀룰러 시스템에서의 동기신호 전송방법 및 동기 채널 프레임 구조에 관한 것이다.

본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2005-S-404-12, 과제명: 3G Evolution 무선전송 기술 개발].

OFDM 셀룰라 시스템에서 동기채널 구조는 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 하나는 계층적 동기채널 구조(Hierarchical synchronization structure)이고 다른 하나는 비계층적 동기채널 구조(Non-hierarchical synchronization structure)이다. 계층적 동기 채널 구조는 주동기채널(Primary SCH)과 부동기채널(Secondary SCH)으로 구성되며, 비계층적 동기 채널은 하나의 동기 채널만 존재한다.

주동기채널은 모든 셀 혹은 다수의 셀이 공통으로 사용하는 것으로 OFDM 심 벌 동기를 획득하는 데 사용한다. 단말기는 주동기채널의 시간 영역 신호와 수신 신호를 상관하여 OFDM 심벌 동기를 획득한다. 이때 시간 영역 상관은 많은 연산량을 필요하고, 그 연산량은 주동기채널 시퀀스의 수와 비례하므로 일반적으로 셀룰라 시스템에서는 주 동기 채널의 시퀀스의 개수는 제한된다.

부동기채널은 셀 고유 번호와 일대일 매핑 되는 것이다. 단말기는 OFDM 심벌 동기를 획득한 후 주파수 영역 수신 데이터를 이용하여 부동기채널 시퀀스를 검출하여 셀 고유 번호를 알아낸다.

동기채널 구조에서 주동기채널과 부동기채널을 구분(multiplexing)하는 방법은 시간 영역 구분(Time Domain Multiplexing, TDM)과 주파수 영역 구분(Frequency Domain Multiplexing, FDM)이 있다. 시간 영역 구분은 주동기채널과 부동기채널이 서로 다른 OFDM 심벌에 위치한 방식이고, 주파수 영역 구분 방식은 두 채널이 서로 다른 서브 캐리어에 위치하는 방식이다.

도 2는 종래의 동기채널 구조로서, 두 개의 동기채널을 주파수로 구분하는 방법을 나타낸 도면이다.

도 2에서는 두 개의 동기채널이 차지하는 주파수의 수가 일정하다. 단말기의 셀 탐색기는 주동기채널을 이용하여 OFDM 심볼 동기를 획득하고, 이를 기준으로 일정구간에 해당하는 시간 영역 신호를 주파수 영역으로 변환한다.

부동기채널에 할당된 주파수에는 셀 식별자(ID)에 따라 해당하는 코드가 달라진다. 단말기는 부동기채널용 주파수로 수신된 신호를 복조하여 어떤 코드가 수신되었는지 추정한다.

이러한 코드 검출과정에서 주동기채널을 이용하여 부동기채널용 주파수에 해당하는 채널 값을 추정하고, 그 값을 이용하여 코히어런트 코드 검출을 할 수 있다.

단말기는 5개의 OFDM 심볼 시간에서 각각 검출된 코드 번호의 패턴을 이용하여 프레임 동기와 셀 식별자(ID)를 알아낸다. 이와 같은 셀 탐색 방식에서는 한 OFDM 심벌에 포함할 수 있는 코드의 수는 부동기채널에 사용된 주파수의 수에 비례한다고 볼 수 있다.

도 3은 도 2와 같은 구조 하에서 주동기신호의 시간에 대한 파형을 나타낸 도면이다.

시간적으로 T/2 마다 같은 패턴이 반복되므로 이론적으로 추정할 수 최대 오차는 1/T가 된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 OFDM 셀룰러 시스템에서 이동국의 초기 셀 탐색 및 핸드오버를 위한 인접 셀 탐색을 효율적으로 수행할 수 있도록 동기채널 구조 및 순방향 링크 프레임을 제공하는데 있다.

또한, 초기 탐색 시 주파수 오차 추정 범위를 확대하고, 셀 ID의 개수를 증가시키므로써 셀 배치(cell planning)를 용이하게 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서 제시하는 순방향 동기신호 전송방법은 무선통신 시스템에서의 순방향 동기신호 전송방법에 있어서, 복수 개의 심볼로 구성되는 프레임을 생성하는 단계와 상기 프레임을 순방향 링크를 통해 전송하는 단계를 포함하고, 상기 프레임은 동일한 시간의 심볼 내의 주파수에 따라 구분된 주동기채널(P-SCH) 및 부동기채널(S-SCH)을 포함하며, 상기 주동기채널 과 상기 부동기채널을 이용하여 검출된 코드번호의 패턴에 의해 셀 식별자를 특정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주동기채널은 상기 심볼 내의 주파수에 따라 일정한 간격으로 배치되고, 상기 부동기채널은 상기 주동기채널이 배치되지 않은 상기 심볼 내의 주파수에 배치되어 상기 심볼 내에 주동기채널보다 많은 수의 부동기채널이 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주동기채널은 무선통신 시스템 내의 모든 셀에 대하여 동일한 것 을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서 제시하는 순방향 링크 프레임은 무선통신 시스템에서의 순방향 동기신호로 사용되는 복수 개의 심볼로 구성되는 순방향 링크 프레임에 있어서, 동일한 시간의 심볼 내의 주파수에 따라 구분된 주동기채널(P-SCH) 및 부동기채널(S-SCH)을 포함하며, 상기 주동기채널 과 상기 부동기채널을 이용하여 검출된 코드번호의 패턴에 의해 셀 식별자를 특정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주동기채널은 상기 심볼 내의 주파수에 따라 일정한 간격으로 배치되고, 상기 부동기채널은 상기 주동기채널이 배치되지 않은 상기 심볼 내의 주파수에 배치되어 상기 심볼 내에 주동기채널보다 많은 수의 부동기채널이 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주동기채널은 무선통신 시스템 내의 모든 셀에 대하여 동일한 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 일정 시간 범위에서 부동기채널 신호의 반복 패턴이 증가하게 함으로써 단말기의 주파수 오차 추정 성능을 향상시키는 효과가 있다.

또한, OFDM 셀룰러 시스템에서 이동국의 초기 셀 탐색 및 핸드오버를 위한 인접 셀 탐색을 효율적으로 수행할 수 있다.

또한, 초기 탐색 시 주파수 오차 추정 범위를 확대하고, 셀 식별자의 개수를 증가시키므로써 쉽게 셀 배치(cell planning)를 할 수 있다.

본 발명에서 제시하는 동기채널은 주동기채널(Primary Synchronization Channel:P-SCH)과 부동기채널(Secondary Synchronization Channel:S-SCH)로 나누어진다.

주동기채널은 한 개의 시퀀스로 구성되며, 부동기채널은 다수 개의 시퀀스로 구성된다.

이하, 첨부한 도를 바탕으로 본 발명의 요지를 기술한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 순방향 링크 프레임 구조를 나타낸 도면이다.

한 프레임은 20개의 서브 프레임으로 구성되어 있고, 한 서브프레임은 7개의 OFDM 심볼로 구성된다. 동기채널은 4개의 서브 프레임마다 하나씩 할당되어 있으므로 한 프레임에 5개의 동기채널이 존재한다. 이와 같이 여러 개의 동기채널을 두는 것은 빠른 동기 획득과 시간에 대하여 평균을 하여 동기채널 성능 증대를 목적으로 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 두 개의 동기채널을 주파수에 배치하는 방법을 나타낸 도면이다.

도 2의 종래 기술과는 다르게 부동기채널의 수가 주동기채널의 수보다 많다.

또한, 주동기채널의 수는 일정한 간격(도 4에서는 4개 간격)으로 배치되어 있다. 도 4는 도 2에 비하여 부동기채널에 사용된 주파수의 수가 도 2의 경우보다 많으므로 한 OFDM 심볼에 포함할 수 있는 코드의 수가 많다.

따라서, 5개의 OFDM 심볼에 포함할 수 있는 코드 패턴의 수가 증가하므로 결국 셀 식별자(ID) 수를 증가시킬 수 있다.

주동기채널은 셀 마다 모두 동일한 패턴을 적용하거나, 다수 개의 동기채널 신호를 여러 셀이 나누어서 사용한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 4와 같은 구조에서 주 동기 신호의 시간에 대한 파형을 나타낸 도면이다.

도 3과 달리 시간 영역에서 T/4 간격마다 패턴이 반복되므로 추정할 수 있는 최대 주파수 오차는 2/T가 된다. 이 값은 도 3과 같은 구조에서 추정할 수 있는 1/T 보다 더 큰 값이다.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 순방향 링크 프레임 구조를 나타낸 도면이다.

도 2는 종래의 동기채널 구조로서, 두 개의 동기채널을 주파수로 구분하는 방법을 나타낸 도면이다.

도 3은 도 2와 같은 구조 하에서 주동기신호의 시간에 대한 파형을 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 두 개의 동기채널을 주파수에 배치하는 방법을 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 4와 같은 구조에서 주 동기 신호의 시간에 대한 파형을 나타낸 도면이다.

Claims (3)

1. 무선통신 시스템에서의 순방향 동기신호 전송방법에 있어서,

   복수 개의 심볼로 구성되는 프레임을 생성하는 단계와

   상기 프레임을 순방향 링크를 통해 전송하는 단계를 포함하고,

   상기 프레임은

   동일한 시간의 심볼 내의 주파수에 따라 구분된 주동기채널(P-SCH) 및 부동기채널(S-SCH)을 포함하며,

   상기 주동기채널과 상기 부동기채널을 이용하여 검출된 코드번호의 패턴에 의해 셀 식별자를 특정하는 것을 특징으로 하는 순방향 동기신호 전송방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 주동기채널은 상기 심볼 내의 주파수에 따라 일정한 간격으로 배치되고,

   상기 부동기채널은 상기 주동기채널이 배치되지 않은 상기 심볼 내의 주파수에 배치되어 상기 심볼 내에 주동기채널보다 많은 수의 부동기채널이 배치되는 것을 특징으로 하는 순방향 동기신호 전송방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 주동기채널은 무선통신 시스템 내의 모든 셀에 대하여 동일한 것을 특 징으로 하는 순방향 동기신호 전송방법.

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