KR19990074661A - 엠진 도약 코드를 이용하는 기지국 비동기 방법 및 초기 동기획득 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 차세대 이동통신을 위한 유력한 후보 다중 접속 기술인 광대역 직접시퀸스 코드 분할 다중 접속 셀룰라 시스템에서 파일롯 획득시간을 줄여 초기동기 획득 및 핸드오프를 수월하게 가져가기 위한 M진 도약 코드를 이용하는 기지국 비동기 방법 및 초기 동기 획득 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 광대역 부호 분할 다중 접속방식을 위한 기지국 비동기 시 서로 다른 M진 도약 코드를 이용하여 각 기지국을 구별하고, 각 기지국은 기지국별 고유한 상기 M진 도약 코드와 M+1개의 2진 코드 쌍을 결합하여 파일롯 시퀸스를 생성하고, 상기 M+1 쌍의 2진 코드 중 1쌍은 파일롯 시퀸스의 시작점을 찾기 위한 공통 코드로 사용하고 나머지 M개는 M진 도약 코드의 코드 알파벳으로 사용한다는데 있다.

Description

엠진 도약 코드를 이용하는 기지국 비동기 방법 및 초기 동기 획득 방법

본 발명은 차세대 이동 통신을 위한 유력한 후보 다중접속 기술인 광대역 직접시퀀스 코드분할다중접속(이하,"W-CDMA"라 함)방식을 위한 기지국 비동기 방법 및 초기동기 획득을 위한 파일롯 탐색방법에 관한 것이다.

차세대 이동통신시스템(IMT-2000)의 지상부분의 무선 다중접속 기술로서 현재 세계 여러 국가에서 연구 개발이 경주되고 있는 W-CDMA방식에는 크게 북미지역을 기반으로 하는 기지국 동기식 W-CDMA방식과 일본 및 유럽 등에서 개발중인 기지국 비동기식 W-CDMA방식으로 대별되며, 국내에서는 현재 ETRI를 중심으로 앞의 두 가지 방식에 대해 모두 개발 중에 있다.

기지국 동기방식은 모든 기지국의 기지국 시간을 임의의 기준시간(절대시간)에 정렬함으로써 이동국으로 하여금 시스템 시간획득 및 핸드오프를 수월하게 하고 있다. 이때 모든 기지국은 기준시간을 자기위치추적장치(Golobal Positioning System : 이하 "GPS"라 함)와 같은 외부 시스템으로부터 제공을 받아야 하기 때문에, 기지국 동기 방식은 다양한 형태의 기지국 설치가 어렵다는 단점을 가지고 있다.

도 1은 GPS수신기(11)를 가지는 기지국 제어기/교환기(10)와 GPS수신기(21)를 가지는 기지국A(20)와 GPS수신기(31)를 가지는 기지국B(30)와 상기 기지국A,B사이에 위치하게 되는 이동국(40)으로 나타내지는 동기식 셀룰라 시스템의 일례를 보이고 있다.

이와는 달리, 도 2에서는 기지국 제어기/교환기(15)와 기지국A,B(25,35)와 상기 기지국A,B(25,35)사이에 이동국(40)이 위치하는 형태의 비동기 방식을 보이고 있는데, 이 방식에서는 시스템 기준시간이 필요하지 않기 때문에 여러 형태의 기지국 설치가 용이한 반면 이동국의 파일롯 획득 절차 및 핸드오프 절차 등이 동기방식에 비해 복잡해 질 수 있는 단점이 있다.

파일롯 획득 시간을 줄이기 위해 국내외에서 기 제안된 기지국 비동기 방식은 유럽연합에서 제안한 FMA2(Frame Multiple Access2)방식과 SK텔레콤에서 제안한 방식 그리고 일본 NTT DoCoMo에서 제안한 방식의 3가지가 있다.

일반적으로 기지국 동기방식은 절대시간에 대한 동일 코드의 위상차(offset)로 각 기지국을 구별하는데 반해 기지국 비동기 방식은 서로 다른 코드를 이용하여 각 기지국을 구별한다.

위의 세 가지 기지국 비동기 방식의 공통점으로 두 가지를 들수 있는데, 그 하나는 서로 다른 2진(binary)코드를 이용하여 기지국을 구별하는 것이고 다른 하나는 파일롯 탐색시간이 시스템에서 사용하는 파일롯의 갯수와 비례한다는 것이다.

앞서 제안된 3가지 비동기 방식 중 FMA2방식은 각 기지국을 구별하기 위해 주기가 짧은 서로 다른 골드 코드를 기지국별 파일롯 채널코드로 사용한다. 여기에서 짧은 코드를 이용하는 이유는 이동국의 초기 동기 획득 시간을 줄이기 위함인데, 이 시스템의 단점은 시스템에서 사용 가능한 서로 다른 파일롯 코드 수가 작다는 것과 이동국의 초기 파일롯 탐색시 시스템에서 사용중인 모든 코드에 대하여 검색을 해야 하기 때문에 짧은 길이에도 불구하고 파일롯 탐색시간이 많이 걸릴 수 있다는 것을 들 수 있다.

도 3은 FMA2방식의 파일롯 채널을 통해 전송되는 코드 시퀀스 구조의 예를 나타낸 것이다.

SK텔레콤이 제안한 기지국 비동기 방식은 기본적으로 각 기지국이 2개의 파일롯 채널을 사용하게 되는데, 그중 하나는 각 기지국을 구별하기 위해 주기가 매우 긴 2진 코드 시퀀스를 전송하는 채널이고 다른 하나는 긴 코드의 그룹핑 및 위상정보를 포함하는 짧은 주기의 2진코드 시퀀스를 전송하는 채널이다.

이 방식은 사용 가능한 파일롯 코드의 수가 FMA2방식에 비해 상대적으로 많으며 부가 파일롯 채널을 사용하는 이유는 주 파일롯 채널에서 전송되는 파일롯 코드의 긴 주기로 인해 증대되는 파일롯 탐색시간을 줄이기 위함이다.

이동국은 전원이 켜지면 먼저 부가 파일롯 채널을 탐색하여 긴 코드의 위상정보 및 그룹핑 정보를 획득한다. 즉, 그룹핑 개념을 도입함으로써 이동국은 모든 긴 코드의 종류 및 탐색구간(uncertainty region)을 탐색하지 않고도 파일롯을 획득할 수 있다.

도 4는 SK텔레콤이 제안한 방식의 피일롯 채널을 통해 전송되는 코드 시퀀스 구조의 예를 나타낸 것이다.

이 방식의 가장 큰 단점은 두 개의 파일롯 채널을 사용하기 때문에 생기는 순방향 링크의 채널 용량의 감소이며, 또한 그룹핑 개념을 도입하기 때문에 셀룰라 망의 설계가 복잡해질 수 있고 그룹핑을 하더라도 시스템에서 사용하는 긴 코드의 수효가 커지면 그만큼 파일롯 탐색 시간도 커지는 단점이 있다.

또 NTT DoCoMo가 제안한 방식은 SK텔레콤의 방식처럼 서로 다른 긴 코드를 각 기지국에 할당하고 그룹핑 개념을 도입하지만 1개의 파일롯 채널만을 사용한다.

이 방식의 특징은 긴 코드를 주기적으로 마스킹(masking)한 후 그 부분에 짧은 주기를 갖는 그룹 식별 코드를 삽입한다. 즉, 마스킹된 부분은 다른 채널로부터 파일롯 채널을 구분하기 위해 사용되는 짧은 코드(모든 기지국이 공통)와 그룹 식별코드의 합성 성분이며 이동국은 이 부분으로부터 긴 코드의 위상정보 및 그룹핑 정보를 획득한다.

도 5는 NTT가 제안한 방식의 파일롯 채널을 통해 전송되는 코드 시퀀스 구조의 예를 나타낸 것으로, 이 시스템은 기지국 고유의 M진 도약코드와 공통 2진 코드쌍과 2진 직교코드쌍을 받아들이는 파일롯 I,Q시퀀스 발생기(50)와, 상기 파일롯 I,Q시퀀스 발생기(50)의 출력과 파일롯 월쉬(WALSH)코드 발생기(51)의 출력을 곱하는 곱셈기(52,53)과, 상기 각각의 곱셈기(52),(53)의 출력을 필터링하고 이득을 주는 FIR필터(54,55) 및 이득기(56,57)을 포함하고 있다.

이동국은 공통 짧은 코드에 대한 정합필터를 이용하여 현 기지국이 전송하는 긴 코드의 위상(timing)정보를 획득하고 또한 그룹 식별부호를 확인하여 긴 코드의 그룹 정보를 획득한다.

이렇게 함으로써 SK텔레콤 방식과 마찬가지로 이동국은 모든 긴 코드의 종류 및 모든 탐색구간을 탐색하지 않고도 파일롯을 획득할 수 있다.

상기 방식은 2개의 파일롯을 사용하는 SK텔레콤 방식에 비해 덜 심각하지만 마스킹부분에서는 파일롯 채널과 트래픽 채널의 직교성(orthogonality)이 사라지기 때문에 순방향 링크의 용량 감소를 가져올 수 있다.

또한 SK텔레콤 방식과 마찬가지로 그룹핑 개념을 도입하기 때문에 셀룰라 망의 설계가 복잡해질 수 있고 사용하는 긴 코드의 수효가 커지면 그만큼 파일롯 탐색시간도 커지는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 기지국간 비동기로 동작하더라도 이동국의 초기 파일롯 획득 시간이 매우 짧고 시스템에서 사용할 수 있는 서로 다른 파일롯의 개수가 많고 시스템에서 사용되는 파일롯의 갯수와 파일롯 획득 시간과 무관하고 파일롯 탐색시간을 줄이기 위한 그룹핑 개념이 필요하지 않음으로서 셀룰라 망의 설계가 간편하고 그룹핑을 위한 리던던시를 필요로 하지 않기 때문에 순방향 링크의 채널용량의 감쇄가 없는 고속 데이터 전송이 가능한, 그래서 차세대 이동통신을 위한 유력한 후보 다중 접속 기술인 광대역 직접시퀸스 코드 분할 다중 접속 셀룰라 시스템에서 파일롯 획득시간을 줄여 초기동기 획득 및 핸드오프를 수월하게 가져갈 수 있는 M진 도약 코드를 이용한 기지국 비동기 방법 및 초기 동기 획득 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 광대역 부호 분할 다중 접속방식을 위한 기지국 비동기시 서로 다른 M진 도약 코드를 이용하여 각 기지국을 구별하고, 각 기지국은 기지국별 고유한 상기 M진 도약 코드와 M+1개의 2진 코드 쌍을 결합하여 파일롯 시퀸스를 생성하고, 상기 M+1 쌍의 2진 코드 중 1쌍은 파일롯 시퀸스의 시작점을 찾기 위한 공통 코드로 사용하고 나머지 M개는 M진 도약 코드의 코드 알파벳으로 사용하는 것으로 특징지울 수 있다.

도 1은 자기 위치 추적 장치(GPS)를 이용하여 기지국간 동기(sync)를 유지하며 절대시간에 대한 동일 코드의 위상차를 이용해 기지국을 구별하는 동기식 시스템의 개략도이다.

도 2는 서로 다른 코드로 기지국을 구별하며 기지국간 비동기로 동작하는 시스템의 개략도이다.

도 3은 유럽 연합에서 제안한 기지국 비동기 방식(FMA2)의 파일롯 코드 시퀀스 타임차트이다.

도 4는 SK텔레콤이 제안한 기지국 비동기 방식의 파일롯 코드 시퀀스 타임차트이다.

도 5는 NTT DoCoMo가 제안한 기지국 비동기 방식의 파일롯 코드 시퀀스 타임 차트이다.

도 6은 본 발명에 따라 서로 다른 M진 도약 코드로 기지국을 구별하되 기지국별 고유의 M진 도약 코드와 M+1개의 2진 코드를 결합하여 파일롯 PN시퀀스를 구성하는 파일롯 채널구성도이다.

도 7은 본 발명에 따라 2진 코드와 M진도약코드를 결합하여 생성되는 파일롯PN시퀀스의 타임 차트이다.

도 8은 본 발명에 따른 I, Q공통코드의 기저대역 정합필터를 이용한 파일롯 시퀀스 시작점 검출기의 일 실시예의 구성도이다.

도 9는 본 발명에 따른 M진 도약코드의 코드 요소 검출을 위한 M진 논코히런트 병렬 상관기의 일 실시예의 구성도이다.

도 10은 본 발명에 따른 이동국의 초기 시스템 동기 획득 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.

도 11은 길이가 4인 2진 코드 신호의 파형도이다.

도 12는 주기가 63인 최장 길이 시퀀스 발생기 구성도이다.

도 13은 확장형 최장 길이 코드의 자기 상관값을 나타내는 그래프이다.

도 14는 학장형 골드 코드의 상호 상관값을 나타내는 그래프이다.

도 15는 R-S코드 집합으로부터 생성되는 도약 코드 집합을 나타낸다.

도 16 및 도 17은 임의의 2개의 도약코드의 상호 상관값을 나타낸 그래프이다.

도 18은 순방향 채널의 타이밍도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10,15 : 기지국제어기/교환기 11,21,31 : GPS수신기

20,25,30,35 : 기지국 40 : 이동국

50 : 파일롯시퀀스발생기 51 : 파일롯코드발생기

54,55 : 필터

첨부한 도면을 참고로하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

CDMA 셀룰라 시스템에서 순방향 링크의 파일롯 채널은 이동국으로 하여금 현 기지국에 대한 초기 시스템 동기 및 현 기지국에서 전송되는 신호에 대한 시간, 주파수, 위상 추적을 위한 기준으로 사용된다.

먼저 본 발명의 기지국 비동기 방식에 있어서 각 기지국은 길이가 L이고 코드 요소 각각이 가질 수 있는 값의 크기(이하,"알파벳 사이즈"라 함)가 M인 기지국 고유의 도약 코드(hopping code)를 할당받는다.

각 기지국은 기지국 고유의 도약 코드와 M+1개의 2진 코드 쌍(QPSK PN확산)을 결합하여 기지국 고유의 파일롯 PN(2진) 시퀀스 쌍을 생성한다. 여기서 사용되는 2진코드의 길이는 N이며 M+1개의 2진 코드쌍 중 1개는 파일롯 시퀀스의 시작점을 찾기 위한 공통코드(common code)쌍으로 사용되고 나머지 M쌍은 기지국 고유의 도약코드 알파벳으로 사용되며 이것은 모든 기지국에서 공통으로 적용되고 있다. 도 6은 본 발명의 임의의 한 기지국의 파일롯 채널 구조를 나타낸다.

본 발명에서 파일롯 시퀀스의 맨 처음α개의 2진 코드쌍은 모든 기지국이 공통코드 쌍을 사용한다. 따라서 파일롯 시퀀스의 주기는 (α+L)×N칩(chip)이 된다.

도 7은 일례로서 M=7, L=6, N=16, α=1일 때 M진 도약코드{4, 1, 0, 5, 6, 3} 및 {6, 0, 2, 3, 4, 5}를 갖는 두 기지국으로부터 송신되는 파일롯 PN 시퀀스에 대한 타임 차트를 나타낸다.

본 발명에서 이동국은 공통 2진코드에 대한 정합필터(matched filter)를 이용하여 수신신호의 크기가 가장 센 기지국으로부터 전송되는 파일롯 시퀀스의 시작점을 찾아낸 후 매 N칩 시간마다 M진 병렬 상관기(M-ary parallel correlator)의 표본(Sampling)값을 비교함으로써 그 기지국이 사용하고 있는 고유의 도약 코드를 구성하는 L개의 코드요소(code element)를 유추해 낼 수 있다.

도 8은 I, Q공통코드의 정합필터를 이용한 파일롯 시퀀스 시작점 검출기의 한 예를 나타내고 있으며, 도 9는 도약 코드의 코드 요소 검출을 위한 일례로서 M진 논코히런트(Noncoherent)병렬 상관기를 나타내고 있다.

이와 같은 본 발명의 기지국 비동기 방법에 있어서 이동국의 초기 파일롯 탐색 및 프레임 클럭 획득 절차를 도 10의 순서도에 따라 설명한다.

먼저 전원이 켜지면 이동국은 도 8의 공통 코드에 대한 정합필터를 이용하여 현 기지국이 전송하는 파일롯 시퀀스의 시작점을 검출한다. 상기 단계의 실행에 따라 파일롯 시퀀스의 시작점을 검출하면 이동국은 매 N칩마다 도 9의 상관기를 이용하여 도약부호의 코드요소를 검출해 낸다.

상기의 코드요소 검출과정에 의해 도약부호를 구성하는 L개의 코드요소들의 검출이 끝나면 이동국은 검출된 도약 부호와 M+1개의 2진 코드 쌍으로부터 이동국이 사용할 파일롯 PN 시퀸스를 생성한다.

이후 이동국은 생성되는 파일롯 PN 시퀸스를 이용해서 수신신호와의 상관을 통해 도약 코드가 제대로 검출되었는지 확인을 한다.

만일 상기 단계에서 도약 코드가 제대로 검출되지 않았을 경우 초기 상태로 되돌아가고 제대로 검출되었을 경우에는 동기 채널 데이터의 복조를 실행한다.

상기의 동기 채널에는 기본적으로 인터리버 프레임 클럭 및 현 기지국이 사용하고 있는 도약 코드에 대한 정보가 포함되어 있다.

이동국은 동기 채널을 통해 프레임 클럭에 대한 정보를 획득하고 또한 동기 채널 데이터 복조를 통하여 현재 자신이 사용하고 있는 도약 코드와 동기 채널로부터 입수한 도약 코드를 비교한 후 만일 틀리는 부분이 있으면 정정한다.

동기 채널 프레임은 10msec의 길이를 가지며 프레임의 시작점이 기지국 시간 기준에 정렬한다.

동기 채널을 통해 10msec 기지국 시간을 획득한 이동국은 유휴상태로 들어가며, 유휴 상태에서 이동국은 시스템의 모든 정보를 획득한다.

본 발명에서 제안하는 방식의 가장 큰 특징은 상관 특성이 좋은 M진 도약 코드 및 2진 코드를 사용할 경우 초기 동기 획득 시간이 매우 짧고 또한 초기 동기 획득 시간이 시스템에서 사용하는 서로 다른 파일롯 시퀸스의 개수와 상관이 없다는 것이다.

본 발명을 위해 사용되는 2(M+1)개의 2진 코드 중 2개(I, Q)의 공통 코드는 자기상관(Autocorrelation)특성이 좋고 나머지 2M개의 2진 코드는 직교성(Orthogo

nality)을 만족하며 또한 2(M+1)개의 전체 코드간에는 수학식 1같이 정의되는 상호상관(Crosscorrelation) 특성이 좋아야 한다.

상기 수학식 1에서 Tc은 2진 코드의 1칩 길이이며 x(t), y(t), z(t)는 각각 2(M+1)개의 2진 코드 중의 하나를 나타내며 ±1값을 갖는다.

도 11에서는 일례로서 N이 4일 때의 x(t), y(t), z(t)를 타임차트로 나타내었다.

이와 더불어 본 발명에 의해 사용되는 도약 코드는 상호상관 특성이 좋아야 한다. 수학식 2와 같이 정의되는 두 개의 도약 코드가 있을 때 두 도약 코드의 상호 상관 특성은 수학식 3과 같이 나타나게 된다.

상기 수학식 3에서 δ(x, y)는x와 y가 같을 때는 1의 값을 갖고 다를 때는 0을 갖는다. 또한 (x)_L은 X를 L로 나눈 나머지를 의미한다.

본 발명에 있어서 2진 코드의 일례로서 확장형 골드 코드를 고려한다. 확장형 골드 코드는 2n-1의 길이를 갖는 골드 코드의 맨 끝부분에 0을 1개 더 추가함으로써 얻어진다. 따라서 확장형 골드 코드의 길이 N은 2ⁿ이 된다.

주기 2ⁿ-1인 골드 시퀸스는 같은 주기를 갖는 두 개의 최장 길이 시퀸스(Maximal Length Sequence)로부터 생성된다.

본 발명에서는 한 예로서 n=6인 경우를 고려한다. 이 값은 실제 시스템 설계시 사용될 수도 있다. 도 11에서는 예시적으로 수학식 4로 주어지는 생성 다항식(Generator Polinomial)을 갖는 두 개의 최장 길이 시퀸스 발생기를 나타내었다.

상기 수학식 4에서 D는 지연 연산자(delay Operator)이며 각각의 생성 다항식을 갖는 두 개의 최장길이 시퀸스는 주기가 63이다.

상기 생성 다항식에 의해 만들어지는 최장길이 시퀸스를 각각 m1, m2라 표현하면 이것으로부터 생성되는 골드 시퀸스의 수는 다음과 같이 65(=2⁶+1)개이다.

상기와 같이 주어지는 골드 시퀸스 집합의 각 시퀸스들은 주기가 63이다. 본 발명에서 사용되는 확장형 골드 코드 집합은 상기 골드 시퀸스 집합을 구성하는 각각의 시퀸스들의 한 주기만을 뽑아내어 맨 끝에 0을 한 개 추가함으로써 만들어 진다.

수학식 6은 이렇게 만들어지는 확장형 골드 코드 집합을 나타낸다.

상기식과 같이 주어지는 확장형 골드 코드 집합의 각 코드는 길이가 64이고 c₂를 제외한 나머지 코드간에는 직교성이 만족된다.

또한 상기 식에서 각각의 코드는 변형된 골드 코드이지만 코드간 상호상관 특성이 여전히 좋으며 c₁과 c₂는 각각 확장형 골드 코드 집합의 원소인 동시에 변형된 최장길이 코드이기 때문에 자기 상관 특성이 매우좋다.

도 13은 확장형 최장길이 코드 c₁에 대한 자기상관 특성을 나타내었다. 또한 확장형 골드 코드 g₇과 g₂₃, g₁₁간 수학식 1로 주어지는 상호상관 특성을 도 14에 나타내었다.

도 13 및 도 14의 예를 통하여 확장형 골드 코드 집합은 본 발명에서 사용될 2진 코드 집합이 될 필요충분 조건을 만족함을 알 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 사용하는 도약 부호의 알파벳 사이즈 M은 31이다. 즉 필요한 2진 코드 쌍은 공통 코드 쌍을 포함하여 32쌍이다.

따라서 상기 수학식 6에서 주어지는 65개의 골드 코드 중 64개만을 사용한다. 즉,64개의 골드 코드 중 2개는 공통코드 쌍으로 사용되고 나머지 62개의 코드는 31개 쌍을 이룬다. 이를 수학식 7에 나타내었다.

본 발명에서 한 예로 사용하는 도약 코드 집합은 알파벳 사이즈 M이 31인 R-S 코드 집합의 부분집합을 사용한다. 도 15는 도약 코드 집합과 R-S 코드 집합과의 관계를 나타낸다.

GF(M)에서 정의되며 k+1개의 정보 디지트를 함축하는 R-S 코드 워드는 다음과 같은 생성 행렬(Generator Matrix)의 로우 스페이스(Row Space)로 주어진다. (여기서 GF는 갈로이스 필드(Galois Field)를 의미하며 모든 연산은 모듈로 M으로 행해진다.)

상기 수학식 8에서 β는 GF(M)의 근본요소(Primitive Element)이다. 상기 생성 행렬로부터 만들어지는 임의의 코드 r은 수학식 9와 같이 주어진다.

r = [no, n1, n2, ..., nk]G , 여기서 nk ∈{0, 1, 2, ..., M-1}

R-S코드의 길이 L은 M-1이며 상기 수학식 9로부터 R-S 코드 집합을 구성하는 R-S 코드의 개수는 M^k+1임을 알 수 있다.

R-S 코드의 특징은 상기 수학식 3으로 주어지는 상호상관 값(오버랩의 갯수)이 j=0일 때 k를 넘지 않는다는 것이다. 하지만 R-S 코드 집합자체는 본 발명에서 사용될 도약 코드 집합으로는 부적합하다. 왜냐하면 상호상관 값이 k이하가 되는 것의 조건은 코드의 타임시프트(수학식 3에서 j≠0)를 고려하지 않았기 때문이다.

M^k+1개의 코드를 갖는 R-S코드 집합으로부터 어떠한 타임 시프트에도 상호상관 값이 k이하가 되는 코드들의 집합은 입력 k+1 Tuple중 두 번째 요소인 n1 값을 0이 아닌 임의의 값으로 고정한 후 나머지 k개의 요소들이 가질 수 있는 값의 조합으로 만들어 낼 수 있다.

따라서 M^k+1개의 원소를 갖는 R-S 코드 집합으로부터 어떠한 타임 시프트에도 코드 워드간 상호상관 값이 k보다 적은 M^K개의 원소를 갖는 도약부호 집합을 추출해낼 수 있다.

표 1은 M이 31일 때 k값에 따라 시스템에서 사용할 수 있는 서로 다른 도약코드(서로 다른 파일롯)의 수를 나타낸다.

k(최대 상호 상관 값)	도약 코드 수(파일롯 수)
2	312= 961 개
3	313= 29791 개
4	314= 923521 개
5	315= 28629151 개

본 발명에서는 R-S 코드 집합으로부터 추출해 낸 M^K개의 도약 코드 각각에 대해 번호를 붙여 사용한다. 코드번호는 k+1 입력 Tuple중 고정 값인 n₁을 제외한 나머지를 이용하여 수학식 10과 같이 생성한다.

도약 코드 번호 = n₀×M^k-1+n₂×M^k-2+, ..., +n_k-1×M+_nk

디자인 예로서 M=31, k=2, β=3인 경우를 고려해 보면 시스템에서 사용할 수 있는 서로 다른 도약 코드(파일롯의 개수)는 961개이다. 이때 임의의 도약 코드 r은 수학식 11과 같이 생성될 수 있다.

다음의 수학식 12는 수학식 10을 이용하여 생성한 39번, 257번, 425번 그리고 634번 코드를 나타낸다.

r₃₉=(14 7 1 25 10 19 5 28 0 4 2 25 14 5 8 8 20 9 18 20 2 19 4 16 7 9 28 16 10)

r₂₅₇= (30 2 24 21 11 3 22 1 11 16 23 3 8 19 16 24 15 1 14 21 2 19 23 15 28 28 18 22 30 18)

r₄₂₅= (28 6 20 7 0 19 2 29 6 24 24 3 30 22 3 22 19 28 0 10 18 30 20 10 5 29 18 13 2 5)

r₆₃₄= (25 16 23 9 24 24 22 29 12 22 12 25 17 4 2 19 29 0 2 3 23 19 20 16 3 17 9 0 15 4)

도 16 및 17은 각각 도약 코드 39와 257 그리고 425와 634에 대해 수학식 3으로 정의되는 상호상관 값(Overlap의 개수)을 나타내는데 어떠한 타임 시프트에도 상호상관의 최대 값이 k(=2)를 넘지 않음을 알 수 있다.

도 18은 도약코드 39번을 할당받은 임의의 기지국의 순방향 채널의 타이밍 다이어그램의 한 예를 나타낸다. 여기서 칩 전송속도는 4.096Mcps, 프레임 길이는 10msec 그리고 α는 2를 가정했다. 이 경우 파일롯 시퀸스의 한 주기는 500μsec(2048 칩)이며 10msec 프레임 시간동안 20번 반복된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 기본적으로 기지국간 동기를 요하지 않으므로 GPS 수신기를 필요로 하지 않으며 M진 도약코드를 이용하여 기지국을 구별하기 때문에 재 사용(Pilot Reuse)없이 사용 가능한 파일롯의 개수(=도약 코드의 개수)가 매우 많게 되며, 또한 기존의 기지국 비동기 방식들이 기지국별 고유의 2진 코드를 이용해 기지국을 구별하는데 반해 본 발명은 상호상관 특성이 매우 좋은 기지국별 고유의 M진 도약 코드와 기지국별 공통이며 길이가 매우 짧고 상호상관 특성이 매우 좋은 M+1개의 2진 직교코드를 결합하여 사용하기 때문에 이동국의 파일롯 획득시간이 매우 짧아지는 획기적인 효과가 있게된다.

또한 본 발명기술은 시스템에서 사용하는 파일롯의 개수가 많아질수록 파일롯 획득시간이 많이 걸리는 기존의 방식들과는 무관하다는 큰 장점을 가지고 있고, 파일롯 획득시간을 단축하기 위해 그룹핑 개념을 도입하는 기존의 방식과는 달리 그룹핑 개념을 도입하지 않아도 되기 때문에 셀룰라 망의 설계가 쉽고 단말기의 복잡도가 상대적으로 작아질수 있는 장점을 가져오게 되며, 그룹 아이덴티티 코딩을 위한 리던던시가 필요하지 않기 때문에 순방향 링크의 용량 감소를 없앨 수 있고 또한 단말기의 초기 동기 획득 알고리즘이 간단해지게 된다.

따라서 본 발명의 W-CDMA 셀룰라 시스템을 위한 본 발명의 기지국간 비동기 방법 및 이동국의 조기동기 획득 방법은 파일롯 획득시간이 매우 짧아서 초기 동기 획득 및 핸드오프를 수월하게 할 수 있는 잇점이 있다.

특히 기존의 비동기 방식의 경우 시스템에서 사용하는 파일롯의 개수가 클수록 파일롯 획득시간이 많이 걸리는데 반하여 본 발명은 시스템에서 사용하는 파일롯의 개수와 무관하게 파일롯 획득시간이 동일하다는 잇점이 나타나게 된다.

Claims (4)

1. 광대역 부호 분할 다중 접속방식에 있어서, 서로 다른 M진 도약 코드를 이용하여 각 기지국을 구별하되, 각 기지국은 기지국별 고유한 상기 M진 도약 코드와 M+1개의 2진 코드 쌍을 결합하여 파일롯 시퀸스를 생성하고, 상기 M+1 쌍의 2진 코드 중 1쌍은 파일롯 시퀸스의 시작점을 찾기 위한 공통 코드로 사용하고 나머지 M개는 M진 도약 코드의 코드 알파벳으로 사용하는 것을 특징으로 하는 M진 도약 코드를 이용하는 기지국 비동기 방법 및 초기동기 획득방법.
2. 제 1항의 기지국 비동기 방법에 있어서, MWLS 도약 코드로서 R-S 코드집합의 부분집합을 사용하는 것을 특징으로 하는 M진 도약 코드를 이용하는 기지국 비동기 방법 및 초기동기 획득방법.
3. 제 1항의 비동기 방법에 있어서, 이동국이 공통 2진 코드에 대한 정합필터를 이용하여 파일롯 시퀸스의 시작점을 찾은 후 M진 병렬 상관기를 이용하여 현 기지국이 사용하는 도약 코드를 유추해 내어 시스템의 동기를 획득하는 것을 특징으로 하는 M진 도약 코드를 이용하는 기지국 비동기 방법 및 초기동기 획득방법.
4. 제 1항의 비동기 방법에 있어서, 2진 코드로서 확장형 골드코드를 사용하는 것을 특징으로 하는 M진 도약 코드를 이용하는 기지국 비동기 방법 및 초기동기 획득방법.