KR20070099477A - 제1차 동기채널과 제2차 동기채널이 ｆｄｍ으로 구성된ｏｆｄｍ 셀룰라 시스템에서의 셀 탐색 방법, 이를 위한프레임 송신 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1차 동기채널과 제2차 동기채널이 FDM으로 구성된 OFDM 셀룰라 시스템에서의 셀 탐색 방법, 이를 위한 프레임 송신 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 셀 고유의 스크램블링 코드가 할당된 복수 개의 셀을 포함하는 OFDM 셀룰라 시스템에서 각 기지국이 소속 셀의 프레임을 송신함에 따라 상기 기지국으로부터 수신되는 프레임을 이용하여 단말이 타겟 셀을 탐색하는 방법에 있어서, 7개의 OFDM 심볼을 포함하는 서브프레임 20개와 10 msec의 시간 길이를 가지는 순방향 링크 프레임 내에 4개의 동기채널 심볼 중 어느 하나의 동기채널 심볼에 포함된 제1차 동기채널을 이용하여 상기 동기채널 심볼의 주기에 해당하는 싱크블록의 동기를 획득하는 단계 및 상기 획득한 싱크블록 동기를 기초로 상기 4개의 동기채널 심볼에 포함된 제2차 동기채널을 이용하여 상기 프레임의 경계 및 상기 단말의 타겟 셀을 획득하는 단계로 구성되어, 이동국의 셀 탐색 시간을 줄일 수 있으며, 낮은 복잡도로 동작하는 셀 탐색기를 구현할 수 있다.

Description

제1차 동기채널과 제2차 동기채널이 ＦＤＭ으로 구성된 ＯＦＤＭ 셀룰라 시스템에서의 셀 탐색 방법, 이를 위한 프레임 송신 방법 및 그 장치{FDM based cell search method in OFDM cellular system, frame transmission method thereof and System thereof}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 순방향 링크 프레임의 구조를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 동기채널 심볼을 포함하는 서브프레임을 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 시간 영역 상의 동기채널 심볼 중 제1차 동기채널 신호의 개념도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 동기채널 시퀀스의 심볼 맵핑된 형태를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기지국의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동국의 수신기의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 6의 동기검출부의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 7의 상관값 산출부에 의해 각 샘플 위치에 대해 산출되는 상관값들을 나타내는 그래프이다.

도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 6의 동기검출부에 의해 획득된 싱크블록 타이밍을 기초로 도 6의 셀 검출부에 제공되는 입력 신호(S3, S4)의 구조를 나타내는 도면이다.

도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 7의 셀 검출부의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 10의 경계 및 셀 식별자 검출부의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프레임 경계와 셀 식별자 획득을 위해 제2차 동기채널의 모든 가능한 사이클릭 쉬프트 시퀀스로 상관을 수행하는 개념도이다.

도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동국의 셀 탐색 과정을 나타내는 흐름도이다.

도 14는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 홈 셀과 인접 셀이 기지국 동기로 동작할 경우 인접 셀 탐색 과정을 나타내는 흐름도이다.

도 15는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 홈 셀과 인접 셀이 기지국 동기로 동작하는지 여부를 판단하여 인접 셀 탐색하는 과정을 나타내는 흐름도이다.

본 발명은 OFDM 셀룰라 시스템에서의 셀 탐색 방법 및 이를 위한 프레임 송신방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 OFDM 셀룰라 시스템에서의 초기 셀 및 인접 셀을 탐색하는 방법 및 이를 이용하는 이동국, 기지국, 시스템 및 프레임 구조에 관한 것이다.

3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 방식에서는 순방향 링크의 기지국 구별을 위해 시스템에서 총 512개의 긴 PN 스크램블링 코드(long PN scrambling code)를 사용하며 인접한 기지국들은 서로 다른 긴 PN 스크램블링 코드를 순방향 링크 채널들의 스크램블링 코드로 사용한다.

이동국에 전원이 인가되었을 때 이동국은 이동국이 속한 기지국(수신 신호가 가장 큰 기지국)의 시스템 타이밍 및 현 기지국이 사용하는 상기 긴 PN 스크램블링 코드 ID를 획득해야 한다. 이를 이동국의 셀 탐색 과정이라 한다.

WCDMA에서는 셀 탐색을 수월하게 하기 위해 512개의 긴 스크램블링 코드를 64개의 그룹으로 나누고 순방향 링크에 1차 동기채널 및 2차 동기채널을 둔다. 1차 동기채널은 이동국으로 하여금 슬롯 동기를 획득하도록 하며 2차 동기채널은 이동국으로 하여금 10 msec 프레임 경계(frame boundary) 및 긴 PN 스크램블링 코드 그룹 ID 정보를 획득하도록 한다.

WCDMA 방식의 셀 탐색 방식은 크게 3단계 방식으로 이루어진다. 1 단계는 1 차 동기 채널 코드(Primary Synchronization Channel Code, PSC)를 이용하여 이동국이 슬롯 동기를 획득하는 단계이다. WCDMA에서는 10 msec 마다 15개의 슬롯 단위로 동일한 PSC가 전송되며 모든 기지국이 전송하는 PSC는 동일한 신호이다. 1단계에서는 상기 PSC에 대한 정합필터를 이용하여 슬롯 동기를 획득하게 된다.

2단계에서는 1단계에서 획득한 슬롯 타이밍 정보 및 2차 동기채널 코드(Secondary Scrambling Code, SSC)를 이용하여 긴 PN 스크램블링 코드 그룹 정보 및 10 msec 프레임 경계를 획득한다.

3단계에서는 전 단계에서 획득한 10 msec 프레임 경계 및 긴 PN 스크램블링 코드 그룹 정보를 이용하여 현재 기지국이 사용하는 긴 PN 스크램블링 코드 ID를 공통 파일롯 채널 코드 상관기를 이용하여 획득하는 단계이다.

즉 하나의 코드 그룹에는 8개의 스크램블링 코드가 맵핑 되므로 3단계에서 이동국은 8개의 PN 스크램블링 코드 상관기 출력을 비교하여 현 셀이 사용하는 긴 PN 스크램블링 코드 ID를 검출하게 된다.

　상기 WCDMA 방식에서 동기채널은 기본적으로 1차 동기채널과 2차 동기채널로 이루어져 있으며 상기 1 차 동기채널 및 2차 동기채널 그리고 공통 파일롯 채널 및 다른 데이터 채널은 시간 영역 직접시퀀스 대역확산에 기반하는 CDMA방식으로 Multiplexing 된다.

현재 3GPP에서는 WCDMA 방식의 단점을 보완하기 위한 3G Long Term Evolution (3G-LTE)의 일환으로 OFDM 기반의 무선전송기술규격작업이 한창이다. 상기 WCDMA에서 사용되는 동기 채널 및 공통 파일롯 채널 구조 그리고 이동국의 셀 탐택 방법은 DS-CDMA에 적합한 방법이며 OFDM 순방향 링크에는 적용될 수 없다.

따라서, OFDM을 사용하는 셀룰라 시스템에서 순방향 링크의 동기채널 및 공통 파일롯 채널 구조 그리고 이동국의 초기 셀 탐색 방법 및 핸드오버를 위한 인접셀 탐색방법이 요구되고 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 OFDM 셀룰러 시스템에서 초기 셀 탐색 및 핸드오버를 위한 인접 셀 탐색을 포함하는 셀 탐색 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상술한 셀 탐색 방법을 지원하기 위한 순방향 링크 프레임을 전송하는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상술한 셀 탐색 방법이 적용되는 OFDM 셀룰러 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상술한 셀 탐색 방법에 사용되는 순방향 링크 프레임의 구조를 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상술한 셀 탐색 방법을 수행하는 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서 제시하는 OFDM 셀룰라 시스템에서의 셀 탐색 방법은 셀 고유의 스크램블링 코드가 할당된 복수 개의 셀을 포함하는 OFDM 셀룰라 시스템에서 각 기지국이 소속 셀의 프레임을 송신함에 따라 상기 기지국으로부터 수신되는 프레임을 이용하여 단말이 타겟 셀을 탐색하는 방법에 있어서, (a)7개의 OFDM 심볼을 포함하는 서브프레임 20개와 10 msec의 시간 길이를 가지는 순방향 링크 프레임 내에 4개의 동기채널 심볼 중 어느 하나의 동기채널 심볼에 포함된 제1차 동기채널을 이용하여 상기 동기채널 심볼의 주기에 해당하는 싱크블록의 동기를 획득하는 단계 및 (b)상기 획득한 싱크블록 동기를 기초로 상기 4개의 동기채널 심볼에 포함된 제2차 동기채널을 이용하여 상기 프레임의 경계 및 상기 단말의 타겟 셀을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (a)단계는 주파수 영역에서 상기 싱크블록마다 점유하는 제1차 동기채널 부 반송파가 동일하게 맵핑된 동기채널 심볼을 이용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (a)단계는 (a1)상기 OFDM 셀룰라 시스템에서 사용되는 모든 제1차 동기채널 샘플에 대해 상기 동기채널 심볼에 포함된 제1차 동기채널과의 상관값을 산출하는 단계 및 (a2)상기 상관값 중 최대의 상관값에 해당하는 샘플의 싱크블록 타이밍을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (a1)단계는 (a1-1)상기 OFDM 셀룰라 시스템에서 사용되는 모든 제1차 동기채널 샘플의 시간영역 파형에 대해 상기 동기채널 심볼에 포함된 제1차 동기채널에 대응되는 시간영역 신호와의 상관값을 산출하는 단계 및 (a1-2)상기 샘플에 대한 각각의 상관값을 상기 각 샘플의 위치로부터 매 싱크블록 길이만큼 떨어진 샘플에 대한 각각의 상관값과 합산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (a1)단계는 (a1-1)상기 단말이 복수 개의 수신 안테나를 구비하 여 복수 개의 수신 안테나별 프레임을 수신한 경우, 상기 OFDM 셀룰라 시스템에서 사용되는 모든 제1차 동기채널 샘플에 대해 상기 단말이 수신 안테나별로 수신한 프레임에 포함된 동기채널 심볼내의 제1차 동기채널 각각의 상관값을 산출하는 단계 및 (a1-2)상기 수신 안테나별 동일한 샘플에 해당되는 상관값들을 합산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (b)단계는 각 셀의 셀 식별자 또는 셀 식별자 그룹에 대응되며, 주파수 영역에서 제2차 동기채널 시퀀스의 길이가 상기 동기채널 심볼에 포함되는 제2차 동기채널들이 점유하는 총 부 반송파의 길이와 동일하게 맵핑된 제2차 동기채널에 대해 사이클릭 쉬프트를 수행하여 상기 프레임의 경계 및 상기 단말의 타겟 셀을 획득하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 셀 별 및 상기 프레임 내에서, 각각의 제2차 동기채널이 상이함에 기초하여 어느 하나의 제2차 동기채널만으로 상기 프레임의 경계 및 상기 단말의 타겟 셀을 획득하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (b)단계는 (b1)상기 싱크블록 동기를 기준으로 각각의 싱크블록 구간에 존재하는 상기 제1차 동기채널을 이용하여 주파수 옵셋을 추정하는 단계, (b2)상기 추정된 주파수 옵셋을 기초로 상기 동기채널 심볼의 주파수 옵셋을 보정하는 단계 및 (b3)상기 보정된 동기채널 심볼을 이용하여 프레임 타이밍 및 상기 단말의 타겟 셀 식별자를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (b3)단계는 (b3-1)상기 주파수 옵셋 보정된 동기채널 심볼을 푸리에 변환하여 주파수 영역의 신호로 바꾼 후 상기 OFDM 셀룰라 시스템에서 사용되 는 모든 가능한 제2차 동기채널에 대한 사이클릭 쉬프트된 제2차 동기채널에 대해 상관값을 산출하는 단계, (b3-2)상기 사이클릭 쉬프트된 제2차 동기채널 전체에 대한 상관값 중 최대의 상관값에 해당하는 인덱스 값(λ)을 검출하는 단계 및 (b3-3)상기 인덱스 값(λ)에 해당하는 프레임 타이밍 및 셀 식별자를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (b3-1)단계는 각각의 동기채널 심볼에 대응되는 시간영역 신호에 대해 푸리에 변환을 하여 상기 각각의 신호에 대한 주파수 영역으로 변환된 값을 획득하는 단계, 상기 획득한 주파수 영역으로 변환된 모든 값 중 상기 제1차 동기채널에 대응되는 값 및 상기 제2차 동기채널에 대응되는 값을 획득하는 단계 및 상기 제2차 동기채널에 대응되는 값과 가능한 모든 사이클릭 쉬프트된 제2차 동기채널에 대응되는 값에 대해 상관값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1차 동기채널에 대응되는 값으로부터 동기채널의 위치를 추정하는 단계를 더 포함하고, 상기 상관값 산출시 상기 추정된 동기채널의 위치에 해당하는 제2차 동기채널에 대응되는 값에 대한 상관값을 산출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (b3-3)단계는 상기 인덱스 값(λ)에 상기 OFDM 시스템에서 사용되는 모든 동기채널 심볼 갯수(L)에 대한 모듈 연산을 통하여 상기 단말의 타겟 셀 식별자를 검출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (b3-3)단계는 상기 인덱스 값(λ)에 상기 OFDM 시스템에서 사용되는 모든 동기채널 심볼 갯수(L)로 나눈 값보다 작거나 같은 자연수 중 최대값인 프레임 경계 식별자를 검출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (b)단계는 (b1)상기 단말이 복수 개의 수신 안테나를 구비하여 복수 개의 수신 안테나별 프레임을 수신한 경우, 상기 싱크블록 동기를 기준으로 각각의 싱크블록 길이 구간에 걸쳐서 상기 수신 안테나별 수신된 프레임에 포함되는 동기채널 심볼내의 제1차 동기채널을 이용하여 각각의 주파수 옵셋을 추정하는 단계, (b2)상기 추정된 주파수 옵셋을 기초로, 상기 수신 안테나별 수신된 프레임에 포함되는 동기채널 심볼들의 주파수 옵셋을 보정하는 단계 및 (b3)상기 보정된 동기채널 심볼을 이용하여 상기 수신 안테나별 수신된 프레임에 포함되는 동기채널 심볼내의 재2차 동기채널들에 대한 상관값들을 결합한 값을 이용하여 프레임 타이밍 및 상기 단말의 타겟 셀 식별자를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 OFDM 셀룰라 시스템의 신호대역 중 동기채널 점유 대역만을 통과시키는 필터링을 수행한 프레임을 이용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 동기채널 심볼 중 어느 하나의 동기채널 심볼만이 제1차 동기채널 정보가 포함된 심볼인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 동기채널 심볼내의 제2차 동기채널은 매 프레임마다 동일하며, 셀 별로는 상기 제2차 동기채널 각각 서로 다른 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2차 동기채널은 상기 동기채널이 포함된 프레임을 송신하는 셀의 셀 식별자 또는 셀 식별자 그룹과 맵핑된 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임 내의 각 동기채널 심볼은 주파수 영역의 중앙을 기준으로 상기 OFDM 시스템이 사용하는 대역 중 일부만을 점유하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 동기채널 심볼은 제1차 동기채널과 제2차 동기채널이 FDM 기반으로 구성되고 모든 싱크블록 내에서 동일한 위치에 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서 제시하는 OFDM 셀룰라 시스템에서의 프레임 송신방법은 셀 고유의 스크램블링 코드가 할당된 복수 개의 셀을 포함하는 OFDM 셀룰라 시스템에서 임의의 셀에 속하는 기지국이 프레임을 송신하는 방법에 있어서, (a)상기 프레임의 싱크블록의 동기를 포함하는 제1차 동기채널 및 상기 프레임의 경계와 상기 셀의 셀 식별자 또는 상기 셀 식별자가 속하는 코드그룹을 포함하는 제2차 동기채널을 생성하는 단계 및 (b)상기 생성된 제1차 동기채널 및 제2차 동기채널을 이용하여 주파수 상에서 상기 제1차 동기채널 및 제2차 동기채널이 함께 코드도약된 동기채널 심볼들을 포함하는 프레임을 생성하여 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임은 7개의 OFDM 심볼을 포함하는 서브프레임 20개와 10 msec의 시간 길이를 가지며, 4개의 동기채널 심볼을 포함하는 순방향 링크 프레임인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 4개의 동기채널 심볼 중 어느 하나의 동기채널 심볼만이 제1차 동기채널 정보가 포함된 심볼인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 동기채널 심볼내의 제2차 동기채널은 매 프레임마다 동일하며, 셀 별로는 상기 제2차 동기채널 각각 서로 다른 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2차 동기채널은 상기 제2차 동기채널이 포함된 프레임을 송신 하는 셀의 셀 식별자 또는 셀 식별자 그룹과 맵핑된 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임 내의 각 동기채널 심볼은 주파수 영역의 중앙을 기준으로 상기 OFDM 시스템이 사용하는 대역 중 일부만을 점유하는 프레임을 생성하여 송신하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 동기채널 심볼은 제1차 동기채널과 제2차 동기채널이 FDM 기반으로 구성되고, 모든 싱크블록 내에서 동일한 위치에 배치되어 있는 프레임을 생성하여 송신하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (b)단계는 상기 동기채널 심볼들을 공간 다이버시티, 시간스위칭 송신 다이버시티 또는 프리코딩 벡터 스위칭 송신 다이버시티를 이용하여 송신하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서 제시하는 OFDM 셀룰라 시스템에서 인접 셀 탐색방법은 셀 고유의 스크램블링 코드가 할당된 복수 개의 셀을 포함하는 OFDM 셀룰라 시스템에서 각 기지국이 소속 셀의 프레임을 송신함에 따라 상기 기지국으로부터 수신되는 프레임을 이용하여 단말이 인접 셀을 탐색하는 방법에 있어서, 홈 셀과 인접 셀이 기지국 동기 모드로 동작하는 경우, 상기 홈 셀로부터 수신한 프레임으로부터 기획득된 싱크블록 동기를 기초로 상기 단말이 상기 인접 셀로부터 수신한 프레임에 포함된 동기채널 심볼내의 제2차 동기채널을 이용하여 상기 인접 셀을 획득하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 OFDM 셀룰라 시스템에서 사용되는 가능한 모든 사이클릭 쉬프트 된 제2차 동기채널 중 "0" 쉬프트된 제2차 동기채널에 대한 상관값을 산출하여 상기 인접 셀의 셀 식별자를 검출하는 단계 및 상기 인접 셀의 제2차 동기채널에 대응하는 시간영역 신호를 이용하여 상기 인접 셀로부터 수신된 프레임의 프레임 타이밍 및 OFDM 심볼 타이밍을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홈 셀의 제어채널을 수신하여 상기 홈 셀과 인접 셀이 기지국 동기 모드로 동작하는지 여부는 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 셀 탐색방법이 상기 단말의 핸드오버를 위한 인접 셀을 탐색하는 경우에는 (b1) 및 (b2)단계를 수행하지 않고 (b3)단계만 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서 제시하는 OFDM 셀룰라 시스템에서의 셀 탐색 장치는 셀 고유의 스크램블링 코드가 할당된 복수 개의 셀을 포함하는 OFDM 셀룰라 시스템에서 각 기지국이 소속 셀의 프레임을 송신함에 따라 상기 기지국으로부터 수신되는 프레임을 이용하여 단말이 타겟 셀을 탐색하는 장치에 있어서, 7개의 OFDM 심볼을 포함하는 서브프레임 20개와 10 msec의 시간길이를 가지는 순방향 링크 프레임 내에 4개의 동기채널 심볼 중 어느 하나의 동기채널 심볼에 포함된 제1차 동기채널을 이용하여 상기 동기채널 심볼의 주기에 해당하는 싱크 블록의 동기를 획득하는 동기검출부 및 상기 획득된 싱크블록 동기를 기초로 상기 4개의 동기채널 심볼에 포함된 제2차 동기채널을 이용하여 상기 프레임의 경계 및 상기 단말의 타겟 셀을 획득하는 셀 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 동기검출부는 상기 OFDM 셀룰라 시스템에서 사용되는 모든 제1차 동기채널의 샘플에 대해 상기 동기채널 심볼에 포함된 포함된 제1차 동기채널과의 상관값을 산출하는 상관부 및 상기 상관값 중 최대의 상관값에 해당하는 샘플의 싱크블록 타이밍을 검출하는 타이밍 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상관부는 상기 OFDM 셀룰라 시스템에서 사용되는 모든 제1차 동기채널 샘플의 시간영역 파형에 대해 상기 동기채널 심볼에 포함된 제1차 동기채널에 대응되는 시간영역 신호와의 상관값을 산출하는 제1상관값 산출부 및 상기 샘플에 대한 각각의 상관값을 상기 각 샘플의 위치로부터 매 싱크블록 길이만큼 떨어진 샘플에 대한 각각의 상관값과 합산하는 누적부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상관부는 상기 단말이 복수 개의 수신 안테나를 구비하여 복수 개의 수신 안테나별 프레임을 수신한 경우, 상기 OFDM 셀룰라 시스템에서 사용되는 모든 제1차 동기채널의 샘플에 대해 상기 단말이 수신 안테나별로 수신한 프레임에 포함된 동기채널 심볼내의 제1차 동기채널 각각의 상관값을 산출하는 제1상관값 산출부 및 상기 수신 안테나별 동일한 샘플에 해당되는 상관값들을 합산하는 누적부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 셀 검출부는 각 셀의 셀 식별자 또는 셀 식별자 그룹에 대응되며, 주파수 영역에서 제2차 동기채널 시퀀스의 길이가 상기 동기채널 심볼에 포함되는 제2차 동기채널들이 점유하는 총 부 반송파의 길이와 동일하게 맵핑된 제2차 동기채널에 대해 사이클릭 쉬프트를 수행하여 상기 프레임의 경계 및 상기 단말의 타겟 셀을 획득하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 셀 검출부는 상기 싱크블록 동기를 기준으로 각각의 싱크블록 구 간에 존재하는 상기 제1차 동기채널을 이용하여 주파수 옵셋을 추정하여 상기 추정된 주파수 옵셋을 기초로 상기 동기채널 심볼의 주파수 옵셋을 보정하는 주파수 옵셋 보정부 및 상기 보정된 동기채널 심볼을 이용하여 프레임 타이밍 및 상기 단말의 타겟 셀 식별자를 검출하는 경계 및 셀 식별자 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 경계 및 셀 식별자 검출부는 상기 주파수 옵셋 보정된 동기채널 심볼을 푸리에 변환하여 주파수 영역의 신호로 바꾼 후 상기 OFDM 셀룰라 시스템에서 사용되는 모든 가능한 제2차 동기채널에 대한 사이클릭 쉬프트된 제2차 동기채널에 대해 상관값을 산출하는 제2상관값 산출부, 상기 사이클릭 쉬프트된 제2차 동기채널 전체에 대한 상관값 중 최대의 상관값에 해당하는 인덱스 값(λ)을 검출하는 쉬프트 시퀀스 검출부 및 상기 인덱스 값(λ)에 해당하는 프레임 타이밍 및 셀 식별자를 검출하는 인덱스 검색부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2상관값 산출부는 각각의 동기채널 심볼에 대응되는 시간영역 신호에 대해 푸리에 변환을 하여 상기 각각의 신호에 대한 주파수 영역으로 변환된 값을 획득하는 푸리에 변환부, 상기 획득한 주파수 영역으로 변환된 모든 값 중 상기 제1차 동기채널에 대응되는 값 및 상기 제2차 동기채널에 대응되는 값을 획득하는 디맵핑부 및 상기 제2차 동기채널에 대응되는 값과 가능한 모든 사이클릭 쉬프트된 제2차 동기채널에 대응되는 값에 대해 상관값을 산출하는 제2차 동기채널 상관값 산출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1차 동기채널에 대응되는 값으로부터 동기채널의 위치를 추정 하는 채널추정부를 더 포함하고, 상기 상관값 산출시 상기 추정된 동기채널의 위치에 해당하는 제2차 동기채널에 대응되는 값에 대한 상관값을 산출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 셀 검출부는 상기 단말이 복수 개의 수신 안테나를 구비하여 복수 개의 수신 안테나별 프레임을 수신한 경우, 상기 싱크블록 동기를 기준으로 각각의 싱크블록 길이 구간에 걸쳐서 상기 수신 안테나별 수신된 프레임에 포함되는 동기채널 심볼내의 제1차 동기채널을 이용하여 각각의 주파수 옵셋을 추정하여 상기 추정된 주파수 옵셋을 기초로, 상기 수신 안테나별 수신된 프레임에 포함되는 동기채널 심볼들의 주파수 옵셋을 보정하는 주파수 옵셋 보정부 및 상기 보정된 동기채널 심볼을 이용하여 상기 수신 안테나별 수신된 프레임에 포함되는 제2차 동기채널들에 대한 상관값들을 결합한 값을 이용하여 프레임 타이밍 및 상기 단말의 타겟 셀 식별자를 검출하는 경계 및 셀 식별자 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임에서 상기 OFDM 셀룰라 시스템의 신호대역 중 동기채널 점유 대역만을 통과시키는 동기채널 대역필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서 제시하는

셀 고유의 스크램블링 코드가 할당된 복수 개의 셀을 포함하는 OFDM 셀룰라 시스템에서 임의의 셀에 속하는 기지국이 프레임을 송신하는 장치에 있어서, OFDM 셀룰라 시스템에서의 프레임 송신장치는 상기 프레임의 싱크블록의 동기를 포함하는 제1차 동기채널 및 상기 프레임의 경계와 상기 셀의 셀 식별자 또는 상기 셀 식 별자가 속하는 코드그룹을 포함하는 제2차 동기채널를 생성하는 동기채널 생성부 및 상기 생성된 제1차 동기채널 및 제2차 동기채널을 이용하여 주파수 상에서 상기 제1차 동기채널 및 제2차 동기채널이 함께 코드도약된 동기채널 심볼들을 포함하는 프레임을 생성하여 송신하는 프레임 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임은 7개의 OFDM 심볼을 포함하는 서브프레임 20개와 10 msec의 시간 길이를 가지며, 4개의 동기채널 심볼을 포함하는 순방향 링크 프레임인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 4개의 동기채널 심볼 중 어느 하나의 동기채널 심볼만이 제1차 동기채널 정보가 포함된 심볼인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 동기채널 심볼내의 제2차 동기채널은 매 프레임마다 동일하며, 셀 별로는 상기 제2차 동기채널 각각 서로 다른 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2차 동기채널은 상기 제2차 동기채널이 포함된 프레임을 송신하는 셀의 셀 식별자 또는 셀 식별자 그룹과 맵핑된 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임 내의 각 동기채널 심볼은 주파수 영역의 중앙을 기준으로 상기 OFDM 시스템이 사용하는 대역 중 일부만을 점유하는 프레임을 생성하여 송신하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 동기채널 심볼은 제1차 동기채널과 제2차 동기채널이 FDM 기반으로 구성되고, 모든 싱크블록 내에서 동일한 위치에 배치되어 있는 프레임을 생성하여 송신하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임 송신부는 상기 동기채널 심볼들을 공간 다이버시티, 시간스위칭 송신 다이버시티 또는 프리코딩 벡터 스위칭 송신 다이버시티를 수행하는 다이버시티 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임 송신부는 상기 프레임에 포함되는 각 채널의 데이터 값을 주파수 및 시간 영역 상의 각 위치에 맵핑하는 OFDM 심볼 맵핑부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임 송신부는 상기 맵핑된 결과 중 상기 프레임에 포함되는 동기채널 심볼을 제외한 나머지 OFDM 심볼에 대해 주파수 영역 상에서 상기 셀 고유의 스크램블링 코드를 곱하는 스크램블링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임 송신부는 상기 프레임이 포함되는 채널의 다중경로 지연시에도 상기 단말에서 OFDM 신호의 복조를 가능하게 하는 싸이클릭 프리픽스를 삽입하는 CP 삽입부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서 제시하는 OFDM 셀룰라 시스템에서 인접 셀 탐색장치는 셀 고유의 스크램블링 코드가 할당된 복수 개의 셀을 포함하는 OFDM 셀룰라 시스템에서 각 기지국이 소속 셀의 프레임을 송신함에 따라 상기 기지국으로부터 수신되는 프레임을 이용하여 단말이 인접 셀을 탐색하는 장치에 있어서, 홈 셀과 인접 셀이 기지국 동기 모드로 동작하는 경우, 상기 홈 셀로부터 수신한 프레임으로부터 기획득된 싱크블록 동기를 기초로 상기 단말이 상기 인접 셀로부터 수신한 프레임에 포함된 동기채널 심볼내의 제2차 동기채널을 이용하여 상기 인접 셀을 획득하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 OFDM 셀룰라 시스템에서 사용되는 가능한 모든 사이클릭 쉬프트된 제2차 동기채널 중 "0" 쉬프트된 제2차 동기채널에 대한 상관값을 산출하여 상기 인접 셀의 셀 식별자를 검출하고, 상기 인접 셀의 제2차 동기채널에 대응하는 시간영역 신호를 이용하여 상기 인접 셀로부터 수신된 프레임의 프레임 타이밍 및 OFDM 심볼 타이밍을 검출하는 경계 및 셀 식별자 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홈 셀의 제어채널을 수신하여 상기 홈 셀과 인접 셀이 기지국 동기모드로 동작하는지 여부는 판단하는 동기모드 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 셀 탐색방법이 상기 단말의 핸드오버를 위한 인접 셀을 탐색하는 경우에는 주파수 옵셋 보정부는 동작하지 않고, 경계 및 셀 식별자 검출부만이 동작하는 것을 특징으로 한다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

OFDM 셀룰러 시스템의 각각의 기지국은, 일반적으로, 긴 의사 잡음 스크램블링 코드(long pseudo noise scrambling code)를 이용하여 OFDM 심볼을 스크램블링하지만, 긴 의사 잡음 스크램블링 코드 말고도 다른 종류의 스크램블링 코드를 사용할 수 있으므로, 이하에서는 편의상, 스크램블링 코드라 칭한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기지국은 복수 개의 송신안테나를 구비하는 방법, 타임 스위칭 다이버시티 (TSTD), 프리코딩 벡터 스위칭(Precoding Vector Switching) 송신 다이버시티 또는 주파수 스위칭 송신 다이버시티(FSTD) 등의 방법으로 송신 다이버시티를 수행할 수 있으며, 본 명세서의 도면에서는 편의상 2개의 송신 안테나를 구비한 기지국을 전제하여 설명한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동국은 복수 개의 수신안테나를 구비하는 방법 등으로 수신 다이버시티를 수행할 수 있으며, 본 명세서의 도면에서는 편의상 2개의 수신 안테나를 구비한 이동국을 전제하여 설명한다.

이러한 구조의 이동국인 경우 수신 다이버시티에 따른 각 데이터 경로(data path)의 데이터들을 결합(combining)해야 하는데, 결합 방식은 본 명세서에서는 단순 합산을 사용하였으나, 반드시 이에 한정되지 않음은 이 분야에 종사하는 자들에게는 자명한 사실이다.

본 발명은 OFDM 셀룰러 시스템에서 동기 획득, 프레임 경계 검출 및 셀 식별자 검출(또는 스크램블링 코드 검출이라고도 함)을 포함하는 셀 탐색을 하는 방법과 관련이 있다.

“싱크 블록 검출”은 싱크 블록 경계 검출을 의미하는 용어로 본 명세서에서는 사용될 것이며, 싱크 블록을 검출했다는 의미는 OFDM 심볼 동기, 싱크 블록내 1차 동기채널의 위치 및 2차 동기채널의 위치 또한 검출했다는 의미이다.

또한, “프레임 경계 검출”은 프레임 경계의 타이밍을 검출하는 것을 지칭하여 본 명세서에서는 사용될 것이며, “프레임 경계 정보”는 프레임 경계의 타이밍에 대한 정보를 포괄하는 용어로 본 명세서에서는 사용될 것이다.

“스크램블링 코드 검출”은 스크램블링 코드 식별자 검출 및 스크램블링 코 드 검출를 포괄하는 용어로 본 명세서에서는 사용될 것이며, “스크램블링 코드 정보”는 스크램블링 코드 식별자 및 스크램블링 코드를 포괄하는 용어로 본 명세서에서는 사용될 것이다.

본 발명에서 “1차 동기채널 시퀀스”는 주파수 영역에서 1차 동기 채널 심볼이 점유하는 부 반송파에 맵핑되는 1차 동기채널 “칩”의 집합을 의미한다.

본 발명에서 “2차 동기채널 시퀀스”는 주파수 영역에서 2차 동기 채널 심볼이 점유하는 부 반송파에 맵핑되는 2차 동기채널 “칩”의 집합을 의미한다.

본 명세서에서는, 편의상, 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform) 및 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)을 포괄하는 용어로 푸리에 변환이라는 용어를 사용한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 순방향 링크 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 순방향 링크 프레임 각각은 10 msec의 지속시간(duration)을 가지며, 20개의 서브프레임(110)으로 이루어져 있다.

도 1에서, 가로축은 시간축이고 세로축은 주파수(OFDM 부반송파, subcarrier)축이다.

각 서브프레임은 길이가 0.5 msec이고 7개의 OFDM 심볼(120)을 포함한다. 도 1의 예에서는 5 개의 서브프레임마다 1개의 동기채널 OFDM 심볼(100-A)이 존재하여 한 프레임(10msec)내에 총 4개의 동기채널 심볼(100-A, 100-B, 100-C, 100-D)이 존재한다.

이 경우, 동기채널 심볼의 반복 주기(130)는 서브프레임 5개를 합한 길이와 같게 되어, 한 프레임 내 총 동기채널 심볼의 반복주기의 개수는 4가 된다. 편의상 동기 채널 심볼의 반복 주기를 싱크(Sync) 블록이라 칭한다.

즉, 도 1은 한 프레임(10 msec)내 싱크 블록(130)의 개수가 4인 것을 예시한다. 도 1의 예에서와 같이 1차 동기채널과 2차 동기채널이 FDM 방식으로 결합되어 있는 경우는 2차 동기채널을 코히런트 복조할 때 1차 동기채널의 채널 추정값을 이용하기가 수월해진다.

동기채널 심볼 부분을 제외한 나머지 OFDM 심볼에 대해서는 각각의 셀을 구분하기 위해 셀 고유의 스크램블링 코드가 주파수 도메인에서 곱해진다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 동기채널 심볼을 포함하는 서브프레임을 나타내는 도면이다. 도 1의 첫 번째 싱크블록의 4번 서브 프레임이 그 예가 된다.

도 2에 개시된 서브프레임에 따르면, 동기채널 심볼이 전송되는 OFDM 심볼 구간(100-A)에는 트래픽 데이터 부 반송파(자원)(230), 1차 동기채널 부 반송파(칩)(240), 2차 동기채널 부 반송파(칩)(250) 및 null carrier(260)을 포함한다.

다른 OFDM 심볼(200)에는 트래픽 데이터 부 반송파(230) 혹은 파일롯 부 반송파 등을 포함한다.

상술한 바와 같이, 서브프레임 내 마지막 OFDM 심볼이 1차 동기 채널 및 2차 동기채널이 FDM으로 구성되어 있는 동기채널 OFDM 심볼(100-A)이다.

도 2의 예는 단순히 일례이며 동기채널의 심볼위치는 싱크블록(130) 내 다른 심볼에 위치할 수도 있다.

중요한 것은 동기채널이 존재하는 모든 싱크블록 내에서 동기채널의 심볼위치는 동일하다는 것이다.

동기 채널 점유 대역을 할당하는 방법으로는 보호 밴드(guard band)를 제외한 나머지 대역을 동기 채널이 점유할 수 있을 수도 있으나, 상기 나머지 대역 중 일부만을 동기 채널이 점유할 수도 있다.

후자의 방법의 적용될 수 있는 시스템의 예로는, 3G-LTE 시스템과 같이 스케일러블(scalable)한 대역폭을 지원해야 하는 시스템을 들 수 있다.

즉, 1.25 MHz 만을 사용하는 이동국, 2.5 MHz를 사용하는 이동국, 5MHz, 10 MHz, 15MHz, 20 MHz등을 사용하는 모든 이동국이 기지국 시스템의 동기를 획득하기 위해서는, 도 2에 예시된 바와 같이, 동기채널 심볼 각각은 총 시스템 대역폭(220)의 일부만을 점유하는 것이다.

예컨대, 시스템 대역폭이 10 MHz일 경우 DC 부반송파를 제외한 정 중앙의 1.25 MHz 만을 사용하는 것을 들 수 있다.

한편, 후술하겠지만, 이동국의 셀탐색기는 동기채널 점유대역(210)만을 통과시키는 필터링을 수행함으로써 셀 탐색 성능을 높일 수 있다.

도 2에서는, 1차 동기채널 및 2차 동기채널은 상술한 바와 같이 전체 대역(220) 중, 일부대역(210)만을 점유한다.

1차 동기채널은 도 2에 예시된 바와 같이, 인접한 2개의 부반송파 중에서 한 개만 사용하고 나머지 한 개는 2차 동기 채널이 사용한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 시간 영역 상의 동기채널 심볼 중 제1차 동기채널 신호의 개념도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 동기채널 시퀀스의 심볼 맵핑된 형태를 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, N_T는 전체 OFDM 심볼 구간의 샘플 수, N_CP는 싸이클릭 프리픽스 구간(300)의 샘플 수, N_S는 싸이클릭 프리픽스 구간을 제외한 심볼 구간(310)의 샘플 수를 나타낸다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 순방향 링크 프레임은 기지국에 할당된 1차 동기채널 시퀀스 및 2차 동기채널 시퀀스를 도 4의 예에서처럼 동기채널 심볼의 부 반송파에 맵핑하는데. 동기채널 부 반송파 각각에 맵핑된 성분을 “칩”이라 정의한다.

1차 동기채널의 시퀀스의 길이는 하나의 1차 동기채널 심볼내의 1차 동기채널에 할당된 부 반송파의 개수 (도 4의 예에서는 37개)와 동일하여 매 1 차 동기채널 심볼 구간마다 반복됨을 특징으로 하고 2차 동기채널 시퀀스의 길이는 프레임내 복수개의 동기채널 심볼에 할당된 2차 동기채널의 총 주파수 영역 부 반송파 개수(도 4의 예에서는 152개)와 동일함을 특징으로 한다.

결국 1차 동기채널 시퀀스의 주기는 싱크 블록(130)이 되며 2차 동기채널시퀀스의 주기는 1 프레임이 됨을 특징으로 한다.

이와 같은 구조를 이용하여 이동국은 셀 탐색 1단계에서 1차 동기채널 시퀀스에 대응되는 시간영역 신호를 이용하여 싱크블록 동기를 획득하고 셀 탐색 2단계 에서는 1단계에서 획득한 싱크블록 동기를 기초로 2차 동기채널 시퀀스를 이용하여 셀 식별자 및 프레임 경계를 획득하게 됨을 특징으로 한다.

즉, 임의의 셀이 매 동기채널 심볼마다 송신하는 1차 동기채널 시퀀스는 하기의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.

상기 수학식 1에서 1차 동기채널 시퀀스의 각 엘리먼트를 1차 동기채널 시퀀스의 “칩”이라 정의한다.

상기 수학식 1에서 N₁는 하나의 동기채널 심볼에서 1차 동기채널 시퀀스에 할당된 부 반송파의 개수(도 4의 예에서는 37개)이다.

1차 동기채널의 경우 매 심볼에서 동일한 1차 동기채널 시퀀스가 전송된다.

이와 같이 하는 이유는 1차 동기채널 시퀀스를 매 동기채널 심볼마다 동일한 시퀀스를 사용함으로써 수신단에서 셀 탐색 1단계에서 1차 동기채널 시퀀스의 시간영역 파형을 이용한 상관기를 사용하였을 때 하나의 상관기를 이용하여 싱크블록 경계를 획득할 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 시스템에서 사용되는 모든 셀은 1차 동기채널 시퀀스로서 하나의 동일한 동기채널 시퀀스를 사용함을 기본으로 하되 경우에 따라서는 소수 개 (예를 들어 8개 이내)를 사용할 수도 있다.

본 발명에서는 시스템에서 사용되는 1차 동기채널 시퀀스의 수가 1개인 경우 를 예를 들어 설명한다.

상기 1차 동기채널 시퀀스로서 상관특성이 좋은 임의의 코드 시퀀스가 사용될 수 있으나 일례로 GCL (Generalized Chirp Like) 시퀀스를 사용할 수 있다.

한편 2차 동기채널 시퀀스는 셀 식별자 혹은 셀 식별자 그룹과 일대일 대응될 수 있는데 본 발명에서는 2차 동기채널 시퀀스와 셀 식별자가 일대일 대응되는 경우에 대해서 설명한다.

2차 동기채널 시퀀스는 셀 식별자와 일대일 대응됨과 동시에 이동국에 프레임 경계에 대한 정보도 제공한다. 즉 1차 동기채널을 이용하여 싱크블록 경계(141)를 획득한 이동국은 2차 동기채널을 이용하여 셀 식별자를 검출함과 동시에 프레임 경계(140)를 동시에 검출하게 되는 것이다.

이와 같이 하기 위해서 2차 동기채널 시퀀스의 길이는 프레임내 2차 동기채널에 할당된 총 부 반송파의 개수 (도 4의 경우 152개)와 같게 한다.

결국 2차 동기채널 시퀀스는 하기의 수학식 2와 같이 표현된다.

즉,

는 시퀀스 번호가 k(또는 셀 식별자 번호가 k)인 2차 동기채널 시퀀스의 n 번째 칩이다.

상기 수학식 1에서 P는 프레임내 2차 동기채널 수(도 1, 도4의 예에서는 4) 이고 N₂는 동기채널 심볼에 할당된 2차 동기채널 부 반송파의 수로서 도 4의 예에서는 38이다. 결국 2차 동기채널 시퀀스의 길이는 PxN₂가 된다.

상기 2차 동기채널 시퀀스는 한 셀의 기지국 장치가 전송하는 신호에 대해서는 매 프레임마다 동일한 시퀀스가 전송됨을 특징으로 하며 셀 별로는 서로 다른 동기채널 시퀀스가 사용됨을 특징으로 한다.

즉, 본 발명의 셀 기지국은 셀 고유의 셀 식별자 혹은 셀 식별자 그룹에 맵핑되는 2차 동기채널 시퀀스가 할당되며, 동기 채널 점유 대역에 속하는 각각의 부 반송파에는 상기 할당된 동기채널 시퀀스의 각각의 칩이 실리게 된다.

상기 2차 동기채널 시퀀스의 각 동기채널 심볼별 부분 시퀀스들, 즉 예를 들어 도 4의 경우 프레임내 첫 번째 동기채널 심볼에 대한 부분 시퀀스는

로 표현되고, 두 번째 동기채널 심볼에 대한 부분 시퀀스는

로 표현되는데, 이들 부분 시퀀스는 모두 다름을 특징으로 한다.

따라서 이동국에서 프레임내 P개의 동기채널 심볼 중 1개의 2차 동기채널만 이용하더라도 셀탐색 2단계에서 프레임 경계 및 셀 식별자 혹은 스크램블링 코드 식별자 검출이 가능해진다.

이러한 특징은 GSM 에서 3G-LTE로 핸드오버시 3G-LTE의 셀 탐색을 가능하게 한다. 즉 GSM 의 Transmission gap이 4.6 msec로서 최악의 상황에서 이 구간 동안 하나의 동기채널 심볼만이 들어올 수도 있다.

이 경우 도 1과 같은 구조를 갖는 본 발명의 방법을 사용할 경우 싱크블록 동기 획득, 프레임 경계 획득 및 셀 식별자 획득이 가능해 지는 것이다.

2차 동기 채널 시퀀스로는 상호상관 특성이 좋은 임의의 시퀀스가 사용될 수 있으며, 일 예로 시퀀스 개수를 늘리기 위해 GCL 시퀀스를 Extension한 extended GCL 시퀀스를 사용할 수 있다.

도 1 및 도 4로 특징지어지는 본 발명의 순방향 링크 프레임 구조에 대하여 본 발명의 셀 탐색기는 1단계에서 1차 동기채널 시퀀스의 시간영역 파형을 이용한 상관기를 이용하여 Sync 블록 경계(141-A 내지 141-D 중 임의의 하나)를 획득하고 셀 탐색 2 단계에서 2차 동기채널 시퀀스 상관기를 이용하여 동기채널 시퀀스 번호, 즉 셀 식별자를 획득함과 동시에 10 msec 프레임 경계(140-A, 140-B)도 동시에 획득하게 된다.

2차 동기채널 상관을 수행할 때 성능을 높이기 위해 1차 동기채널을 이용한 채널 추정값을 사용한 코히런트 상관을 수행할 수 있다. 자세한 내용은 후술한다.

시스템에서 사용되는 상기 2차 동기채널 시퀀스의 개수는 시스템에서 사용되는 스크램블링 코드 개수와 같거나 작다.

만약 시스템에서 사용되는 2차 동기채널 시퀀스의 개수가 시스템에서 사용되는 스크램블링 코드 수와 같을 경우 상기 2차 동기채널 시퀀스 번호는 상기 스크램블링 코드 번호(혹은 셀 식별자)와 일대일 대응된다.

만일 상기 2차 동기채널 시퀀스 개수가 스크램블링 코드의 개수보다 작을 경 우 상기 2차 동기채널 시퀀스 번호는 스크램블링 코드 그룹 번호에 대응된다. 이 경우 셀 탐색 3단계가 더 필요하게 된다.

즉 셀 탐색 2단계에서는 프레임 경계 및 스크램블링 코드 그룹 정보까지만 획득하고 3단계에서 그룹내 가능한 스크램블링 코드 번호중 하나를 찾아야 한다.

상기 3단계는 순방향 링크의 공통 파일롯 신호에 대해 주파수 영역의 병렬 상관기를 이용하여 수행된다.

하지만 본 발명에서는 동기채널 시퀀스 개수와 스크램블링 코드 개수가 동일한 경우를 예를 들어 설명한다. 이 경우에는 셀탐색 2단계에서 프레임 경계 및 스크램블링 코드 식별자가 검출되므로 셀 탐색 3단계가 필요 없게 된다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기지국의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 5를 참조하면, 동기채널 생성부(500), 트래픽 채널 및 파일럿 생성부(512), 다이버시티 제어부(513), OFDM 심볼 맵핑부(514-A, 514-B), 스크램블링부(515-A, 515-B), 역 푸리에 변환부(516-A, 516-B), CP 삽입부(517-A, 517-B), IF/RF부(518-A, 518-B) 및 송신안테나(519-A, 519-B)를 포함하여 이루어진다.

트래픽 채널 및 파일럿 채널 생성부(512)는 도 2의 참조번호 230과 같이, 전송할 트래픽 데이터 혹은 파일롯 데이터를 생성하며, 동기채널 생성부(500)는 도 2 혹은 도 4의 참조번호 240 및 250과 같이 혹은 상기의 수학식 1 및 수학식 2로 정의되는 1차 동기채널 시퀀스 및 2차 동기채널 시퀀스를 생성한다.

OFDM 심볼 맵핑부(514-A, 514-B)는 각 채널의 데이터 값을 도 2의 예처럼 주파수/시간 영역 상의 각 위치에 맵핑하는 역할을 수행한다.

스크램블링부(515-A, 515-B)는 OFDM 심볼 맵핑부(514-A, 514-B)의 출력 즉, 맵핑 결과 중에서 동기채널 심볼 이외의 OFDM 심볼에 대해 주파수 영역 상에서 기지국 별 고유의 스크램블링 코드를 곱한다.

역 푸리에 변환부(516-A, 516-B)는 스크램블링부(515-A, 515-B)의 출력을 역 푸리에 변환하여 시간 영역 신호를 생성한다.

CP 삽입부(517-A, 517-B)는 채널의 다중 경로 지연에도 OFDM 신호의 복조를 가능하게 하기 위한 싸이클릭 프리픽스를 상기 역 푸리에 변환부(516-A, 516-B)의 출력에 삽입한다.

IF/RF부(518-A, 518-B)는 기저대역 신호인 CP 삽입부(517-A, 517-B)의 출력 신호를 밴드패스신호로 상향 변환(Up-Converting)하며, 상향 변환된 신호를 증폭한다.

송신안테나(519-A, 519-B)는 상기 증폭된 신호를 송신한다.

도 5의 예에는 송신안테나(519-A, 519-B)가 2개임을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국이 송신안테나(519-B) 없이 송신안테나(519-A)를 1개만 구비하고 있다면, OFDM 심볼 맵핑부(514-B), 스크램블링부(515-B), 역 푸리에 변환부(516-B), CP 삽입부(517-B), IF/RF부(518-B) 및 다이버시티 제어부(513)를 생략할 수 있다.

도 5에서는 기지국 시스템의 송신단에 2 개의 송신안테나를 이용하여 송신 다이버시티로 동기 채널 심볼을 전송하는 경우이다.

도 5에 예시된 다이버시티 제어부(513)를 통한 송신 다이버시티를 설명하면 다음과 같다. 공간 다이버시티를 얻기 위해 인접한 싱크블록에 속하는 동기 채널 심볼들을 각각 서로 다른 안테나로 전송한다.

예컨대, 첫 번째 및 세 번째 싱크블록에 있는 동기채널 심볼은 첫 번째 송신안테나(519-A)로, 두 번째 및 네 번째 싱크블록에 있는 동기채널 심볼은 두 번째 송신 안테나(519-B)로 전송하는 것이다.

상술한 다이버시티를 수행하기 위한 스위칭을 다이버시티 제어부(513)가 수행한다. 즉, 동기 채널에 시간 스위칭 송신 다이버시티(Time Swiching Transmit Diversity : TSTD)를 적용하는 방법으로서, 동기채널 생성부(500)의 출력을 다이버시티 제어부(513)가 스위칭하여 OFDM 심볼 맵핑부(514-A) 또는 OFDM 심볼 맵핑부(514-B)로 제공하는 것이다.

한편, 상술한 공간 다이버시티 또는 TSTD 다이버시티 외에도 프리코딩 벡터 스위칭 송신 다이버시티로서 적용할 수 있다.

프리코딩 벡터 스위칭은 두 송신 안테나에 대한 프리코딩 벡터 예를 들어 하기의 수학식 3에서와 같이 프리코딩 벡터를 설정한 후 첫 번째 싱크블록에 있는 동기채널 심볼은 첫 번째 프리코딩 벡터를 이용하여 송신하고 두 번째 싱크블록에 있는 동기채널 심볼은 두 번째 프리코딩 벡터, 세 번째 싱크블록에 있는 동기채널 심볼은 세 번째 프리코딩 벡터로, 네 번째 싱크블록에 있는 동기채널 심볼은 네 번째 프리코딩 벡터로 송신하는 방법이다.

상기 수학식에서 프리코딩 벡터의 첫 번째 엘리먼트는 첫 번째 안테나에 대한 가중치이고 두 번째 엘리먼트는 두 번째 안테나에 대한 가중치이다.

상기 다이버시티 제어부(513)는 상기 프리코딩 벡터 스위칭 다이버시티가 적용될 경우 다이버시티 제어부(513)가 프리코딩 벡터 스위칭하여 OFDM 심볼 맵핑부(514-A) 또는 OFDM 심볼 맵핑부(514-B)로 제공하는 것이다.

상기 TSTD 및 프리코딩 벡터 스위칭 이외에도 FSTD(frequency switching transmit diversity)를 적용할 수 있다.

이 경우 동기채널 심볼에 할당된 제1차 동기채널 부반송파 중 짝수 번째 부반송파에 맵핑되는 시퀀스 엘리먼트는 첫 번째 안테나로, 홀수 번째 부반송파에 맵핑되는 시퀀스 엘리먼트는 두 번째 안테나로 전송하며 마찬가지로 동기채널 심볼에 할당된 제2차 동기채널 부반송파 중 짝수 번째 부 반송파에 맵핑되는 시퀀스 엘리먼트는 첫 번째 안테나로, 홀수 번째 부반송파에 맵핑되는 시퀀스 엘리먼트는 두 번째 안테나로 전송하는 방법이다.

이 경우에도 상기 다이버시티 제어부(513)가 그 역할을 수행한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동국의 수신기의 구성을 나타내는 블록도이다. 이동국은 적어도 하나의 수신안테나를 가지며, 도 6은 수신 안테나가 2 개인 경우에 대한 예시도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동국의 수신기는 수신안테나(600-A, 600-B), 하향 변환부(down converter)(610-A, 610-B), 셀 탐색부(620), 데이터 채널 복조부(data channel demodulator)(630), 제어부(640) 및 클럭 발생기(clock generator)(650)를 포함하여 이루어진다.

각각의 기지국에서 송신되는 RF 신호 형태인 프레임들은 수신안테나(600-A, 600-B)를 통하여 수신된 후, 하향 변환부(610-A, 610-B)를 통해 기저 대역 신호(S1, S2)로 변환된다.

셀 탐색부(620)는 상기 하향변환된 신호(S1, S2)에 포함된 동기 채널 심볼을 이용하여 타겟 셀에 대한 탐색을 수행한다.

셀 탐색 결과의 예로는 타겟 셀의 동기 채널 심볼 타이밍, 프레임 경계, 셀 식별자를 검출하는 것을 들 수 있으며, 타겟 셀의 탐색의 예로는, 이동국이 처음에 초기 셀을 탐색하는 경우나, 핸드오버를 위해 인접 셀을 탐색하는 것을 들 수 있다.

제어부(640)는 셀 탐색부(620) 및 데이터 채널 복조부(630)를 제어한다.

즉, 제어부(640)는 셀 탐색기(620)를 제어하여 획득된 셀 탐색 결과를 기초로, 데이터 채널 복조기(630)의 타이밍, 역스크램블링 등을 제어한다.

제어부(640)에는 홈 셀의 제어채널을 수신하여 홈 셀과 인접 셀이 기지국 동기모드로 동작하는지 여부는 판단하는 동기모드 판단부가 포함될 수 있다.

데이터 채널 복조부(630)는 제어부(640)의 제어에 따라 하향 변환된 신호에 포함된 도 2의 참조번호 230과 같은 트래픽 채널 데이터를 복조한다.

한편, 클럭 발생기(650)에 의해 생성된 클럭에 동기화되어 이동국의 모든 하드웨어들은 동작된다.

셀 탐색기(620)는 동기채널 대역필터부(621-A, 621-B), 동기검출부(622), 셀 검출부(623)으로 나누어진다.

동기채널 대역필터부(621-A, 621-B)는 상기 하향 변환된 신호(S1, S2)에 대해, 도 2에서 설명한 바와 같이 전체 OFDM 신호 대역(220) 중 동기채널 점유 대역(210)만을 통과시키는 밴드패스 필터링(band pass filtering)을 수행한다.

동기검출부(622)는 상기 필터링된 신호(S3, S4)에 포함된 1차 동기 채널 심볼을 이용하여 싱크블록 타이밍(S5)를 획득한다.

셀 검출부(623)는 상기 획득된 싱크블록 타이밍 정보(S5)를 이용하여, 수신신호로부터 셀 식별자 및 10 msec 프레임 타이밍 정보를 검출한다.

한편, 셀 검출부(623)는 셀 식별자 및 프레임 타이밍 검출 전에 주파수 옵셋 추정 및 보상(compensation)을 수행하여 검출 성능을 높일 수 있다.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 6의 동기검출부의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동기검출부(622)는 상관값 산출부(701-A, 701-B), 신호 결합부(702), 누적부(703) 및 타이밍 검출부(710)를 포함하여 이루어진다.

도 7의 예에서는 수학식 1로 표현되는 1차 동기채널 시퀀스의 시간 도메인 파형을 이동국 수신기가 미리 저장하여 시간영역에서 상관을 수행하는 정합필터(matched filter)형태로 구현될 수 있다.

상기 상관값 산출부(701-A, 701-B) 출력은 신호 결합기(702)를 거쳐서 누적부(703)에서 누적된다.

상기 상관값 산출부(701-A, 701-B)의 출력은, 도 1의 프레임 구조의 예를 참조하면, 싱크블록 길이당 각각 4800 개가 발생하며, 타이밍 검출부(710)는 이들 상관 값들 중 피크치(peak value)를 발생하는 샘플의 위치를 검출하고, 상기 검출된 샘플 위치를 동기채널 심볼 타이밍으로 결정한다.

다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 동기검출부(622)는 심볼 동기 검출 성능을 높이기 위해 도 7과 같이 누적부(703)를 더 포함할 수 있다.

누적부(703)는 4800 개의 각 샘플 위치에 대한 각각의 상관값을 상기 각 샘플 위치로부터 매 싱크블록 길이만큼 떨어진 샘플에 대한 각각의 상관값을 더하는 역할을 수행한다.

동기검출부(622)가 누적부(703)를 포함하는 경우, 타이밍 검출부(710)는 누적부(703)에 저장된 4800 개의 값들 중 최대치를 검출하여 상기 검출된 최대치의 샘플 위치를 검출된 타이밍 정보(S5)로서 출력하는 것이다.

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 7의 상관값 산출부에 의해 각 샘플 위치에 대해 산출되는 상관값들을 나타내는 그래프이다.

기지국 송신단과 이동국 수신단간 채널이 페이딩 및 노이즈가 없는 이상 채널 환경을 전제로 하였을 경우를 나타낸다.

가로축은 시간축 또는 샘플 인덱스를 나타내며, 세로축은 가로축의 각 위치에서의 상관값을 나타낸다.

참조번호 800은 제1상관값 산출부가 상관을 수행하는 첫 샘플의 위치를 나타낸다.

제1상관값 산출부(701-A, 701-B)는 상기 첫 샘플의 위치부터 상관 값을 구하여 최종 4800개의 상관값을 산출하여 누적부(703)에 제공하고, 다시 제1상관값 산출부(701-A, 701-B)는 이전에 마지막으로 상관을 산출한 샘플의 다음 위치부터 다시 4800개의 상관값을 산출하여 누적부(703)에 제공하는 과정을 반복한다.

각각의 M개의 샘플 중에는 동기채널 심볼의 반복 패턴의 결과로서, 도 8과 같이 피크가 발생하는 지점이 존재하게 된다.

도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 6의 동기검출부에 의해 획득된 싱크블록 타이밍을 기초로 도 6의 셀 검출부에 제공되는 입력 신호(S3, S4)의 구조를 나타내는 도면이다.

동기검출부(622)에 의해 획득된 타이밍(900)을 기초로, 동기채널 심볼에 대응되는 영역의 싸이클릭 프리픽스가 제거되고, 매 싱크블록마다 추정된 동기채널에 해당하는 샘플값들이 셀 검출부(623)에 입력된다.

한편, 참조부호 910-A 내지 910-D는 획득된 타이밍(900)으로 얻어지는 동기 채널 심볼의 위치를 나타낸다.

도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 6의 셀 검출부의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 10을 참조하면, 주파수옵셋 보정부(1000) 및경계 및 셀 식별자 검출부(1010)를 포함하여 이루어진다.

주파수옵셋 보정부(1000)는 동기검출부(622)의 출력(S5)을 기초로 동기 채널 심볼 타이밍(900)을 설정하고, 상기 동기채널 심볼 타이밍(900)을 기준으로, 각각의 싱크블록 길이 구간에 걸쳐서, 각 동기채널 대역 필터(621-A, 621-B)로부터 제공되는 4xN_S개의 1차 동기채널 추정위치의 수신 신호 샘플들(910-A 내지 910-D)을 저장한 후, 이를 이용하여 먼저 주파수 옵셋을 추정하고, 상기 추정된 주파수 옵셋을 기초로 상기 4xN_S개의 수신 신호 샘플들(910-A 내지 910-D)에 대해 주파수 옵셋을 보정한 후, 상기 보정된 4xN_S개의 수신 신호 샘플들(S9, S10)을 경계 및 셀 식별자 검출부(1010)로 제공한다.

경계 및 셀 식별자 검출부(1010)는 상기 주파수옵셋 보정된 샘플(S9, S10)을 이용하여 스크램블링 코드 식별자 및 10 msec 프레임 타이밍을 검출한 후 이를 제어블록에 넘겨준다.

상기 경계 및 셀 식별자 검출부(1010)는 상기 동기채널 심볼위치(910-A 내지 910-D)마다 Ns개의 수신 샘블값을 푸리에 변환하여 주파수 영역의 신호로 바꾼 후 모든 가능한 2차 동기채널 시퀀스의 가능한 사이클릭 쉬프트에 대해 모두 상관을 취하여 이 중 최대값을 갖는 상관성분을 선택한 후 해당 2차 동기채널 시퀀스의 식별자 및 사이클릭 쉬프트 인덱스 값을 취함으로서 타겟셀의 셀 식별자 뿐만 아니라 프레임 타이밍을 동시에 획득한다.

이때 푸리에 변환된 주파수 영역 신호에서 1차 동기채널 성분은 2차 동기채널 시퀀스의 코히런트 상관을 위한 채널 추정으로 사용된다.

도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 10의 경계 및 셀 식별자 검출부의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 11을 참조하면, 제2상관값 산출부(1100-A, 1100-B), 결합부(combiner)(1110), 쉬프트 시퀀스 검출부(1120), 프레임경계 검출부(1132) 및 셀 식별자 검출부(1131)로 구성된 인덱스 검색부(1130)를 포함하여 이루어진다.

이동국은 수신된 2차 동기 채널 심볼들에 맵핑된 2차 동기채널 시퀀스 식별자 및 사이클릭 쉬프트 인덱스가 무엇인지를 모르기 때문에 동기 채널 심볼들(910-A 내지 910-D) 각각의 N_S개의 샘플에 대해 푸리에 변환하여 주파수 영역의 신호로 바꾼 후 이중 2차 동기채널에 할당된 부 반송파에 모든 가능한 2차 동기채널 시퀀스 및 2차 동기채널 시퀀스의 가능한 사이클릭 쉬프트에 대해 모두 상관을 취하여야 한다.

이때 1차 동기채널 성분은 2차 동기채널 시퀀스의 코히런트 상관을 위한 채널 추정으로 사용된다.

제2상관값 산출부(1100-A, 1100-B)는 주파수옵셋 보정부(1000)로부터 주파수 옵셋 보정된 동기 채널 심볼(S9, S10) 각각에 대해 푸리에 변환하여 주파수 영역의 신호로 바꾼 후 모든 가능한 2차 동기채널 시퀀스 및 2차 동기채널 시퀀스의 가능한 사이클릭 쉬프트에 대해 모두 상관도를 산출한다.

이때 1차 동기채널 성분은 2차 동기채널 시퀀스의 코히런트 상관을 위한 채널 추정으로 사용된다.

결합부(1110)는 제2상관값 산출부(1100-A, 1100-B)의 출력을 결합하여, PxL 개의 상기 결합된 상관도 값들을 쉬프트 시퀀스 검출부(1120)에 제공한다.

여기서 L은 2차 동기채널 시퀀스 개수 (또는 셀 식별자 개수)이며 P는 가능한 2차 동기채널 시퀀스의 쉬프트의 개수(또는 프레임당 싱크 블록의 개수)를 의미하며 도 1 및 도 4의 예에서는 4이다.

결국 쉬프트 시퀀스 검출부(1120)는 상기 PxL개의 쉬프트된 시퀀스 전체에 대한 상관값 중 최대치를 선택한 후 최대치의 인덱스 값(λ)을 스크램블링 코드(셀) 식별자 검출부(1131) 및 프레임 경계 검출부(1132)에 제공한다.

스크램블링 코드(셀) 식별자 검출부(1131)는 상기 쉬프트 시퀀스 검출부(1120)에서 넘겨받은 출력에 L 모듈로 연산을 하여 타겟 기지국의 스크램블링 코드 식별자(또는 섹 식별자)를 검출한다. 즉, 하기의 수학식 4와 같이 표현된다.

스크램블링 코드 식별자 = λ_{mod L}

상기 수학식 8에서 λ는 쉬프트 시퀀스 검출부(1120) 출력이다. L은 시스템에서 사용되는 총 동기채널 시퀀스의 개수이다.

프레임 경계 검출부(1132)는 상기 쉬프트 시퀀스 검출부(1120)에서 넘겨받은 출력에 하기의 수학식 5로 정의되는 연산을 수행하여 프레임 경계 정보를 획득한다.

프레임 경계 식별자 = [λ÷L]

상기 수학식 5에서 [x]는 x 보다 작거나 같은 자연수 중에서 최대값을 갖는 자연수를 의미한다.

프레임 경계 식별자는 10 msec 프레임 경계가 상기 코드&경계검출기 (650)에서 사용된 P(도1 및 도 4에 대응되는 도 9의 예에서는 P=4임)개의 동기 채널 심볼 구간(910-A 내지 910-D) 중 첫 번째 위치(910-A)로부터 싱크 블록 길이 단위로 얼마만큼 떨어져 있는가를 나타낸다.

즉, 프레임 경계 식별자가 0일 경우, 10 msec 프레임 경계는 첫 번째 동기채널 위치(910-A)가 되고, 프레임 경계 식별자가 1일 경우, 두 번째 동기채널 위치(920-A)가 된다. 프레임 경계 식별자가 2일 경우 세 번째 동기채널 위치(920-B)가 되고, 프레임 경계 식별자가 3일 경우 네 번째 동기채널 위치(920-C)가 된다.

상기 제2상관값 산출부(1100-A, 1100-B)는 푸리에 변환부(1101-A, 1101-B), 디맵핑부(1102-A, 1102-B), 채널 추정부(1103-A, 1103-B) 및 제2차 동기채널 상관값 산출부(1104-A, 1104-B)를 포함하여 이루어진다.

푸리에 변환부(1101-A, 1101-B)는 각각의 동기채널 심볼 영역에 대응되는 시간영역 샘플(910-A 내지 910-D)에 대해 푸리에 변환을 하여 각각의 심볼에 대해 N_S개의 주파수 영역 변환된 값을 획득한다.

디맵핑부(1102-A, 1102-B)는 상기 획득한 총 주파수 변환된 값 중에서 1차 동기채널 시퀀스의 부반송파에 대응되는 PxN₁개의 값(도 4 참조) 및 2차 동기채널 시퀀스의 부 반송파에 PxN₂개(도 4 참조)의 값 획득한다.

채널 추정부(1103-A, 1103-B)는 상기 디 메핑부로부터 받은 PxN₁개의 1차 동기채널 주파수 도메인 수신 샘플값으로부터 미리 저장된 수학식 1로 표현되는 1차 동기채널 시퀀스를 이용하여 각 부반송파에 대한 채널 추정을 수행한다.

2차 동기채널 코드 상관부는 상기 디맵핑부로부터 받은 PxN₂개의 2차 동기채널 주파수 도메인 수신 샘플값과 가능한 PxL개의 쉬프트된 2차 동기채널 시퀀스와 상호상관을 수행한다.

이때 검출확률을 높이기 위해 상기 채널 추정부(1103-A, 1103-B)에서 넘겨받은 채널 추정값을 사용하여 각 부 반송파 별로 채널왜곡을 보정하여 상호상관을 수행한다.

PxN₂개의 2차 동기채널 주파수 도메인 수신 샘플값과 가능한 PxL개의 쉬프트된 2차 동기채널 시퀀스와 상호상관은 도 12를 이용하여 설명한다.

도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프레임 경계와 셀 식별자 획득을 위해 제2차 동기채널의 모든 가능한 사이클릭 쉬프트 시퀀스로 상관을 수행하는 개념도이다.

첫 번째부터 네 번째 동기채널 심볼 위치에서의 2차 동기채널에 대한 상기 디맵핑부 출력(1200-A 내지 1200-D)이 주어졌을 때 어느 부분이 프레임 경계인지를 모르기 때문에 하기위 수학식 6(0 사이클릭 쉬프트), 수학식 7(1 사이클릭 쉬프트), 수학식 8(2 사이클릭 쉬프트), 수학식 9(3 사이클릭 쉬프트)의 가능한 시퀀스 전체에 대해서 상호 상관을 수행하는 것이다.

결국 2차 동기채널 상관값 산출부 출력은 총 PxL개(위의 예에서는 P=4)가 되는 것이다.

상기 PxL개의 코드 상관부 출력은 결합부(1110)에서 각 컴포넌트별로 결합되어 쉬프트 시퀀스 검출부로 넘겨준다.

쉬프트 시퀀스 검출부(1120)는 상기 결합부(110)의 P*L의 출력 중 최대치를 검출하고 최대치에 해당하는 인덱스 값(λ)을 스크램블링 코드(셀) 식별자 검출부(1131) 및 프레임 경계 검출부(1132)에 넘겨준다.

스크램블링 코드(셀) 식별자 검출부(1131)는 상기 쉬프트 시퀀스 검출부(1120)에서 넘겨받은 출력(λ)에 상기 수학식 4과 같이 L 모듈로 연산을 하여 타겟 기지국의 셀 식별자를 검출한 후 제어부(640)에 넘겨준다.

프레임 경계 검출부(1132)은 상기 쉬프트 시퀀스 검출부(1120)에서 넘겨받은 출력(λ)에 상기 수학식 5로 정의되는 연산을 수행하여 프레임 경계 정보를 획득한 후 제어부(640)에게 넘겨준다.

도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동국의 셀 탐색 과정을 나타내는 흐름도이다.

상기에서 언급했듯이 1단계(S1300)은 싱크블록 동기 획득 단계이고 2단계(S1310)는 주파수 옵셋 보정을 포함한 프레임 경계 및 스크램블링 코드 식별자를 검출하는 단계이다.

2단계에서 검출된 동기채널 시퀀스 및 그의 쉬프트된 시퀀스에 대한 상관값 중 최대값은 미리 설정한 임계치와 비교되어 임계치보다 클 경우(S1320) 셀 탐색이 완료되었다고 선언하며 작을 경우에는 1단계부터 다시 시작한다.

도 14는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 홈 셀과 인접 셀이 기지국 동기로 동작할 경우 인접 셀 탐색 과정을 나타내는 흐름도이다.

도 15는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 홈 셀과 인접 셀이 기지국 동기로 동작하는지 여부를 판단하여 인접 셀 탐색하는 과정을 나타내는 흐름도이다.

이동국이 초기 전원이 인가되었을 때 수행하는 초기 셀 탐색에 관해서만 언급을 했는데 또 한가지는 이동국이 유휴상태 혹은 통화 상태에서 핸드오버를 하기 위해 수행하는 핸드오버 셀 탐색이 있을 수 있다.

핸드오버 셀 탐색시에는 이미 이동국이 홈 셀 신호로부터 주파수 교정을 하고 있는 상태이므로 도 10에서의 주파수 옵셋 교정블록을 바이패스 할 수 있 다(S1520).

또한 홈 셀과 이동국이 탐색을 하려고 하는 타겟 기지국이 기지국 비동기모드로 동작할 경우에는 초기 동기획득과정과 유사하게 1단계에서 타겟 기지국으로부터 수신되는 1차 동기채널을 이용하여 타겟 기지국의 싱크블록 동기를 먼저 획득하고(S1510) 2단계에서 2차 동기채널의 사이클릭 쉬프트 상관을 통하여 타겟셀의 셀 식별자를 획득함과 동시에 프레임 경계를 획득한다(S1400, S1530).

이때의 핸드오버를 위한 인접 셀 탐색 과정은 도 13 과정과 동일하다(S1410, S1540).

만일 홈 셀과 이동국이 탐색을 하려고 하는 타겟 기지국이 기지국 동기모드로 동작할 경우에는 홈 셀과 인접 셀의 프레임 경계가 일치하기 때문에 셀 탐색 1단계가 필요가 없을 수도 있다(S1500).

이 경우 셀 탐색 2단계만 필요하며 셀 탐색 2단계에서 프레임 경계를 알고 있기 때문에 0 쉬프트 시퀀스, 즉 도 12에서 Hypothesis 0 부분에 해당되는 2차 동기채널 시퀀스에 대해서만 상관을 수행하면 된다.

이 경우 홈 셀과 인접 셀로부터 수신된 신호의 지연이 다를 수 있기 때문에 타겟 셀의 셀 식별자를 검출 한 후 인접 셀의 2차 동기채널 시퀀스의 시간영역 신호를 이용하에 인접 셀 수신신호의 정확한 프레임 타이밍 및 OFDM 심볼 타이밍을 획득할 수 있다.

이동국은 홈 셀과 타겟 셀이 기지국 동기로 동작하는지 여부를 타겟 셀을 탐색하기 전에 홈 셀의 제어채널로부터 수신하여 가지고 있을 수 있다.

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, 자기테이프, 플로피디스크 및 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 코드로 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.

상술한 바와 같이 본 발명은 OFDM 셀룰라 시스템에 있어서, 이동국의 셀 탐색 시간을 줄일 수 있으며, 낮은 복잡도로 동작하는 셀 탐색기를 구현할 수 있다.

또한, 본 발명의 동기 획득 방법에 따르면 낮은 복잡도로 동기획득이 가능하다.

Claims (1)

1. 셀 고유의 스크램블링 코드가 할당된 복수 개의 셀을 포함하는 OFDM 셀룰라 시스템에서 임의의 셀에 속하는 기지국이 프레임을 송신하는 방법에 있어서,

   (a) 상기 프레임의 싱크블록의 동기를 포함하는 제1차 동기채널 및 상기 프레임의 경계와 상기 셀의 셀 식별자 또는 상기 셀 식별자가 속하는 코드그룹을 포함하는 제2차 동기채널을 생성하는 단계; 및

   (b) 상기 생성된 제1차 동기채널 및 제2차 동기채널을 이용하여 주파수 상에서 상기 제1차 동기채널 및 제2차 동기채널이 함께 코드도약된 동기채널 심볼들을 포함하는 프레임을 생성하여 송신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM 셀룰라 시스템에서의 프레임 송신방법.

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