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JP2010507315A - Ofdmセルラーシステムのためのtdmベースのセルサーチ方法 - Google Patents

Ofdmセルラーシステムのためのtdmベースのセルサーチ方法 Download PDF

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Abstract

OFDMを使用するセルラーシステムで順方向リンクの同期チャンネルおよび共通パイロットチャンネル構造、そして移動局の初期セルサーチ方法およびハンドオーバーのための隣接セルサーチ方法が要求されている。
本発明は、1次同期チャンネルおよび2次同期チャンネルがTDMで構成されたOFDMセルラーシステムにおけるセルサーチ方法に関するものであって、端末が受信したフレームに含まれている1次同期チャンネルシンボルを利用して、シンクブロック同期および1次同期チャンネルシーケンス番号を獲得するステップ、前記シンクブロック同期および前記端末が受信したフレームに含まれている2次同期チャンネルシンボルを利用して、前記フレームの境界およびスクランブリングコードグループを検出するステップおよび前記1次同期チャンネルシーケンス番号および前記スクランブリングコードグループを利用して、スクランブリングコードを獲得するステップを含むことを特徴とし、低い複雑度でセルサーチ時間を短縮できる。

Description

本発明は、OFDMセルラーシステムに関するものであって、より詳しくは、OFDMセルラーシステムにおける初期セルおよび隣接セルを探索する方法およびこれを利用した移動局、基地局、システムおよびフレーム構造に関するものである。
本発明は、情報通信部および情報通信研究振興院のIT新成長動力核心技術開発事業の一環として行われた研究から導き出されたものである[課題管理番号:2005-S-404-12、課題名:3G Evolution無線伝送技術開発]。
3GPP(3rd Generation Partnership Project)のWCDMA方式では、順方向リンク基地局の区別のためにシステムで全512個のロング擬似雑音(pseudo-noise)スクランブリングコード(long PN scrambling code)を用いて、隣接した基地局は互いに異なるロングPNスクランブリングコードを順方向リンクチャンネルのスクランブリングコードとして使用する。移動局に電源が印加された時、移動局は、移動局が属した基地局(受信信号が最も大きい基地局)のシステムタイミングおよび現基地局が使用する前記ロングPNスクランブリングコードIDを獲得しなければならない。これを移動局のセルサーチ過程という。
WCDMAでは、セルサーチを容易にするために512個のロングPNスクランブリングコードを64個のグループに分けて、順方向リンクに1次同期チャンネルおよび2次同期チャンネルをおく。1次同期チャンネルは移動局をしてスロット同期を獲得するようにし、2次同期チャンネルは移動局をして10msecフレーム境界(frame boundary)およびロングPNスクランブリングコードグループID情報を獲得するようにする。
WCDMA方式のセルサーチ方式は、大別して3段階からなる。第1段階は、1次同期チャンネルコード(Primary Synchronization Channel Code、PSC)を利用して、移動局がスロット同期を獲得する段階である。WCDMAでは、10msecごとに15個のスロット単位で同一のPSCが伝送され、すべての基地局が伝送するPSCは同一の信号である。第1段階では、前記PSCに対する整合フィルターを利用して、スロット同期を獲得することになる。
第2段階では、第1段階で獲得したスロットタイミング情報および2次同期チャンネルコード(Secondary Scrambling Code、SSC)を利用して、ロングPNスクランブリングコードグループ情報および10msecフレーム境界を獲得する。
第3段階は、前段階で獲得した10msecフレーム境界およびロングPNスクランブリングコードグループ情報を利用して、現在、基地局が使用するロングPNスクランブリングコードIDを共通パイロットチャンネルコード相関器を利用して獲得する段階である。つまり、一つのコードグループには8個のスクランブリングコードがマッピングされるので、第3段階で移動局は8個のPNスクランブリングコード相関器出力を比較して、現セルが使用するロングPNスクランブリングコードIDを検出することになる。
前記WCDMA方式で、同期チャンネルは基本的に1次同期チャンネルと2次同期チャンネルとからなり、前記1次同期チャンネルおよび2次同期チャンネル、そして共通パイロットチャンネルおよび他のデータチャンネルは、時間領域直接シーケンス帯域拡散に基づくCDMA方式で多重化(Multiplexing)される。
現在、3GPPでは、WCDMA方式の短所を補完するための3Gロングタームエボルーション(Long Term Evolution;3G-LTE)の一環としてOFDM基盤の無線伝送技術規格作業が進められている。前記WCDMAで使用される同期チャンネルおよび共通パイロットチャンネル構造、そして移動局のセルサーチ方法はDS-CDMAに適した方法であり、OFDM順方向リンクには適用できない。したがって、OFDMを使用するセルラーシステムで順方向リンク同期チャンネルおよび共通パイロットチャンネル構造、そして移動局の初期セルサーチ方法およびハンドオーバーのための隣接セルサーチ方法が求められている。
本発明が達成しようとする技術的課題は、OFDMセルラーシステムで初期セルサーチおよびハンドオーバーのための隣接セルサーチを含むセルサーチ装置および方法を提供することにある。
本発明が達成しようとする他の技術的課題は、前述したセルサーチ方法を支援するための順方向リンクフレームを伝送する装置および方法を提供することにある。
本発明が達成しようとするまた他の技術的課題は、前述したセルサーチ方法が適用されるOFDMセルラーシステムを提供することにある。
本発明が達成しようとするまた他の技術的課題は、前述したセルサーチ方法を行うプログラムを収録したコンピュータで読取ることができる記録媒体を提供することにある。
本発明が達成しようとするまた他の技術的課題は、前述したセルサーチ方法に使用される順方向リンクフレームの構造を提供することにある。
前記技術的課題を解決するために、本発明で提示する無線通信システムにおけるセルサーチ方法は、無線通信システムにおける順方向同期信号を利用したセルサーチ方法であって、(a)端末が受信したフレームに含まれている1次同期チャンネルシンボルを利用してシンクブロック同期および1次同期チャンネルシーケンス番号を獲得する段階、(b)前記シンクブロック同期および前記端末が受信したフレームに含まれている2次同期チャンネルシンボルを利用して前記フレームの境界およびスクランブリングコードグループを検出する段階、および(c)前記1次同期チャンネルシーケンス番号および前記スクランブリングコードグループを利用してスクランブリングコードを獲得する段階を含むことを特徴とする。
前記技術的課題を解決するために、本発明で提示する無線通信システムにおけるフレーム送信方法は、無線通信システムにおける、任意のセルに属する基地局が順方向同期信号を使用してフレームを送信する方法であって、(a)フレームのシンクブロック同期を含む1次同期チャンネルシーケンス、前記フレームの境界と前記セルのスクランブリングコードグループを含む2次同期チャンネルシーケンスおよび無線通信システム情報を含むBCH(broadcasting channel)を生成する段階、および(b)前記生成された同期チャンネルシーケンスおよび前記BCHのそれぞれを利用して、周波数上でコードホッピングされた1次同期チャンネルシンボルおよび2次同期チャンネルシンボルのそれぞれを含むフレームを生成し、前記生成したフレームを送信する段階を含むことを特徴とする。
前述のように、本発明は、OFDMセルラーシステムにおいて移動局のセルサーチ時間を減らすことができ、低い複雑度で動作するセルサーチ方法を実現することができる。
また、本発明の同期信号伝送方法によって、低い複雑度で同期獲得が可能になる。
また、本発明の同期信号伝送方法によって、隣接セルの探索を効率的に行うことができてハンドオーバーが円滑に行われ、移動局のバッテリ消耗量を減らすことができる。
また、本発明の同期信号伝送方法によって、一つの同期チャンネルさえあれば、OFDMシンボル同期、ロングスクランブリングコードグループID及び10msecフレーム境界を検出でき、また周波数オフセット推定も可能である、という長所がある。
本発明の望ましい一実施例による順方向リンクフレームの構造を示す図である。 本発明の望ましい一実施例による同期チャンネルシンボルを含むサブフレームを示す図である。 本発明の望ましい一実施例による時間領域上の1次同期チャンネルシンボル信号の概念図である。 本発明の望ましい一実施例による同期チャンネルシーケンスのシンボルマッピングされた形態を示す図である。 本発明の望ましい一実施例による基地局の構成を示すブロック図である。 本発明の望ましい一実施例による移動局の受信機の構成を示すブロック図である。 本発明の望ましい一実施例による図6のシンクブロック同期検出部の構成を示すブロック図である。 本発明の望ましい一実施例による図7の相関器によって、各サンプル位置に対して算出される相関値を示すグラフである。 本発明の望ましい一実施例による図6のシンクブロック同期検出部によって、獲得されたシンクブロックタイミングに基づいて図6のグループ/境界/アンテナ個数検出部に提供される入力信号の構造を示す図である。 本発明の望ましい一実施例による図7のグループ/境界/アンテナ個数検出部の構成を示すブロック図である。 本発明の望ましい一実施例による図10のグループ/境界/アンテナ個数検出部の構成を示すブロック図である。 本発明の望ましい一実施例による移動局のセルサーチ過程を示すフローチャートである。 本発明の望ましい他の実施例による移動局のセルサーチ過程を示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照して、本発明による方法および装置について詳しく説明する。
OFDMセルラーシステムのそれぞれの基地局は、一般に、ロングPNスクランブリングコードを利用してOFDMシンボルをスクランブリングするが、ロングPNスクランブリングコード以外にも他の種類のスクランブリングコードが用いられるので、以下、便宜上、スクランブリングコードと称する。
本発明の一実施例による基地局は、複数個の送信アンテナを備えた方法、タイムスイッチングダイバ−シティ(TSTD)、プリコーディングベクトルスイッチング(Precoding Vector Switching)送信ダイバ−シティ、または周波数スイッチング送信ダイバ−シティ(FSTD)等の方法で送信ダイバ−シティを遂行でき、本明細書の図面においては便宜上、2つの送信アンテナを備えた基地局を前提として説明する。
また、本発明の一実施例による移動局は、複数個の受信アンテナを備えた方法などで受信ダイバ−シティを遂行でき、本明細書の図面においては便宜上、2つの受信アンテナを備えた移動局を前提として説明する。かかる構造の移動局の場合、受信ダイバ−シティに従う各データ経路(data path)のデータを結合(combining)しなければならないが、結合方式としては、本明細書では単純合算を用いるが、これに限定されないことは当業者にとっては自明の事実である。
本発明は、OFDMセルラーシステムで同期獲得、フレーム境界検出およびセル識別子検出(または、スクランブリングコード検出ともいう)を含むセルサーチをする方法と関連がある。
“シンクブロック検出”とは、シンクブロック境界の検出を意味する用語で本明細書で使用しており、シンクブロックを検出したという意味は、OFDMシンボル同期、シンクブロック内の1次同期チャンネルの位置および2次同期チャンネルの位置をも検出したという意味である。
また、“フレーム境界検出”とは、フレーム境界のタイミングを検出することとして本明細書で使用され、“フレーム境界情報”とは、フレーム境界のタイミングに対する情報を包括する用語として本明細書で使用される。
“スクランブリングコード検出”とは、スクランブリングコード識別子検出およびスクランブリングコード検出を包括する用語として本明細書で使用され、“スクランブリングコード情報”とは、スクランブリングコード識別子およびスクランブリングコードを包括する用語として本明細書で使用される。
OFDM基盤のLTEシステムにおける一つの基地局(Node-B)は数個のセクタセルからなるが、基地局は互いに異なるランダムシーケンスで区分され、基地局内の各セクタは互いに異なる直交コードで区分される。したがって、システムそれぞれのセルは、前記ランダムシーケンスと直交コードを掛け合せて生成される合成コードシーケンスによって区分されるが、本発明では前記合成コードをセル固有の“スクランブリングコード”と称する。
“スクランブリングコードグループ”とは、システムで使用する前記スクランブリングコードのグループを意味する。例えば、システムで使用されるスクランブリングコードが513個である場合、これを171個のグループに分ければそれぞれのグループには3つのスクランブリングコードが属することになる。
本発明において“2次同期チャンネルシーケンス”とは、周波数領域で2次同期チャンネルシンボルが占有する副搬送波にマッピングされる2次同期チャンネル“チップ”の集合を意味する。
本発明において“1次同期チャンネルシーケンス”とは、周波数領域で1次同期チャンネルシンボルが占有する副搬送波にマッピングされる1次同期チャンネル“チップ”の集合を意味する。
本明細書においては、便宜上、離散フーリエ変換(Discrete Fourier Transform)および高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform)を包括する用語でフーリエ変換という用語を使用する。
図1は、本発明の望ましい一実施例による順方向リンクフレームの構造を示す図である。図1を参照すると、順方向リンクフレームそれぞれは10msecの持続時間(duration)を有し、20個のサブフレーム110からなっている。
図1において、横軸は時間軸であり、縦軸は周波数(OFDM副搬送波)軸である。
各サブフレームは長さが0.5msecであり、7個のOFDMシンボル120を含む。図1の例では、10個のサブフレームごとに1つの1次同期チャンネルOFDMシンボル100-Aおよび2次同期チャンネルOFDMシンボル101-Aが存在して1つの順方向リンクフレーム(10msec)内に2つの1次同期チャンネルシンボルおよび2つの2次同期チャンネルシンボルが存在する。
この場合、同期チャンネルシンボルの反復周期130はサブフレーム10個を合わせた長さと同一になり、1つの順方向リンクフレーム内の総同期チャンネルシンボルの反復周期数は2つになる。便宜上、同期チャンネルシンボルの反復周期130をシンク(Sync)ブロックと称する。
つまり、図1は、1つの順方向リンクフレーム(10msec)内のシンクブロック130の個数が2つであることを例示する。この場合、それぞれのシンクブロック130の長さは、5msecになる。図1の例のように、1次同期チャンネルと2次同期チャンネルとがTDM(Time Division Multiplexing)方式で結合している場合は2次同期チャンネルをコヒーレント復調する時、1次同期チャンネルのチャンネル推定値を利用できるようにするためにすぐ隣りに接した領域に配置しなければならない。
同期チャンネルシンボル部分を除いた残りのOFDMシンボルに対しては、それぞれのセルを区分するためにセル固有のスクランブリングコードが周波数領域で掛け合わされる。
図2は、本発明の望ましい一実施例による同期チャンネルシンボルを含むサブフレームを示す図である。図1の最初のシンクブロックの0番サブフレームがその例になる。
図2に示されているサブフレームによれば、1次同期チャンネルシンボルが伝送されるOFDMシンボル区間100-Aにはトラフィックデータ副搬送波230、1次同期チャンネル副搬送波240およびヌル搬送波(null carrier)260を含み、2次同期チャンネルシンボルが伝送されるOFDMシンボル区間101-Aには、トラフィックデータ副搬送波230および2次同期チャンネル副搬送波250を含む。
他のOFDMシンボル200には、トラフィックデータ副搬送波230あるいはパイロット副搬送波270を含む。パイロット副搬送波270の位置は固定することもでき、セル別に特定のパターンを有して周波数ホッピングすることができる。
前述のように、サブフレーム内の最後の二つのOFDMシンボルそれぞれが2次同期チャンネルおよび1次同期チャンネルシンボルである。また、同期チャンネルを含むサブフレームにBCH(Broadcast Channel)シンボル280を挿入して伝送することもできる。
BCHはシステムタイミング情報、システムが使用する帯域幅、基地局送信アンテナ個数情報など移動局に必要なシステム情報をセル内の移動局に伝達するチャンネルである。
同期チャンネル占有帯域を割り当てる方法としては、ガードバンド(guard band)を除いた残りの帯域を同期チャンネルが占有でき、前記残りの帯域中の一部だけを同期チャンネルが占有することもできる。
後者の方法が適用可能なシステムの例としては、3G-LTEシステムのようにスケーラブル(scalable)した帯域幅を支援しなければならないシステムが挙げられる。
つまり、1.25MHzのみを使用する移動局、2.5MHzを使用する移動局、5MHz、10MHz、15MHzおよび20MHzなどを使用するすべての移動局が基地局システムの同期を獲得するためには、図2に例示のように、同期チャンネルシンボルそれぞれは、総システム帯域幅160の一部だけを占有するものである。例えば、システム帯域幅が10MHzである場合、DC副搬送波を除いた真ん中の1.25MHzのみを用いることが挙げられる。
一方、後述するが、移動局のセルサーチ機は、同期チャンネル占有帯域210だけを通過させるフィルタリングを行い、これによってセルサーチ性能を高めることができる。
図2を参照すると、1次同期チャンネルおよび2次同期チャンネルは前述のように、全体帯域220中、一部帯域210だけを占有する。1次同期チャンネルは、図2に例示のように、隣接した2つの副搬送波中で一つだけを使用し、残りの一つは使用しない方法も可能である。
また、一方法としては、ガードバンドを除いた同期チャンネル占有帯域内の全ての副搬送波を使用することができる。1次同期チャンネルシンボルの副搬送波割り当ての例えば、本発明では特定例として隣接した2つの搬送波中で1つだけを用いて、一つは用いない方法を例にして説明する。この場合、使用しない副搬送波には所定の数値が割り当てられるが、その数の例としては、‘0’が挙げられる。これをヌル(null)シンボルという。
特に、後者の方法を使用する場合、サイクリックプレフィックス(cyclic prefix)を除いた同期チャンネルシンボルの時間領域信号(以下、“同期チャンネルシンボル信号”と定義する)は、図3のように、時間領域上で繰り返されるパターンを有する。
図3は、本発明の望ましい一実施例による時間領域上の1次同期チャンネルシンボル信号の概念図である。
図4は、本発明の望ましい一実施例による同期チャンネルシーケンスのシンボルマッピングされた形態を示す図である。
図3を参照すると、NTは全体OFDMシンボル区間のサンプル個数、NCPはサイクリックプレフィックス区間300のサンプル個数、NSはサイクリックプレフィックス区間300を除いたシンボル区間310のサンプル個数を示す。
図3の構造を用いる場合、後述するが、セルサーチの第1段階で差動相関器を使用することができる。
一方、2次同期チャンネルの場合、ガード帯域を除いた同期チャンネル占有帯域内でDCキャリヤを除いた副搬送波全てを使用することができる。例えば、3G-LTEでは同期チャンネル占有帯域を総1.25MHzと定義し、この帯域内の総副搬送波個数は128個であり、この中、ガード帯域およびDC副搬送波を除いた72個の副搬送波を2次同期チャンネルに割り当てられた副搬送波で使用することができる。
一方、本発明の一実施例による順方向リンクフレームは、基地局に割り当てられた1次同期チャンネルシーケンスおよび2次同期チャンネルシーケンスを、図4のように、それぞれ1次同期チャンネルシンボルおよび2次同期チャンネルシンボルの副搬送波にマッピングするが、同期チャンネル副搬送波それぞれにマッピングされた成分を“チップ”と定義する。
1次同期チャンネルのシーケンスの長さは、一つの1次同期チャンネルシンボルに割り当てられた副搬送波個数(図4の例では36個)と同一であり、毎1次同期チャンネルシンボル区間ごとに繰り返されることを特徴とし、2次同期チャンネルシーケンスの長さはフレーム内の複数の2次同期チャンネルシンボルに割り当てられた総周波数領域の副搬送波個数(図4の例では144個)と同一であることを特徴とする
結局、1次同期チャンネルシーケンスの周期はシンクブロック130になり、2次同期チャンネルシーケンスの周期は1フレームになることを特徴とする。
つまり、任意のセルが毎1次同期チャンネルシンボルごとに送信する1次同期チャンネルシーケンスは、下記の式1のように表現される。
Figure 2010507315
前記式1で、1次同期チャンネルシーケンスの各エレメントを1次同期チャンネルシーケンスの"チップ"と定義する。前記数式で、N1は一つの1次同期チャンネルシンボルで1次同期チャンネルシンボルに割り当てられた副搬送波個数(図4の例では36個)である。
1次同期チャンネルの場合、毎シンボルで同一の1次同期チャンネルシーケンスが伝送される。
このようにする理由は、1次同期チャンネルシーケンスを毎1次同期チャンネルシンボルごとに同一のシーケンスを用いることによって、受信端からセルサーチの第1段階で1次同期チャンネルシーケンスの時間領域波形を利用した相関器を用いた時、一つの相関器を利用してシンクブロック境界を獲得できるようにするためである。
また、システムで使用されるすべてのセルは、1次同期チャンネルシーケンスとして一つの同一の同期チャンネルシーケンスを使うことを基本とするが、場合によっては、少数個(例えば、8個以内)を使用することもできる。
本発明では、システムで使用される1次同期チャンネルシーケンス個数が一つである場合を例に挙げて説明する。
前記1次同期チャンネルシーケンスとして相関特性が良い任意のコードシーケンスが用いられるが、一例として、GCL(Generalized Chirp Like)シーケンスを使用することができる。
一方、2次同期チャンネルシーケンスは、スクランブリングコードグループと一対一で対応する。
2次同期チャンネルシーケンスは、スクランブリングコードグループと一対一で対応すると共に移動局にフレーム境界に対する情報も提供する。つまり、1次同期チャンネルを利用してシンクブロック境界141を獲得した移動局は、2次同期チャンネルを利用してセル識別子を検出すると共にフレーム境界140を同時に検出することになる。このようにするために、2次同期チャンネルシーケンスの長さは、フレーム内の2次同期チャンネルに割り当てられた総副搬送波個数(図4の場合、144個)と同一にする。
結局、2次同期チャンネルシーケンスは、下記の式2のように表現される。
Figure 2010507315
Figure 2010507315
前記式1で、Pはフレーム内の2次同期チャンネルシンボル個数(図1および図4の例では2つ)であり、N2は2次同期チャンネルシンボル101-A、101-BでDC副搬送波およびガードバンドのための副搬送波を除いて2次同期チャンネルに割り当てられた副搬送波個数であって、図4の例では72個である。結局、2次同期チャンネルシーケンスの長さは、P×N2になる。
前記2次同期チャンネルシーケンスは、1セルの基地局装置が伝送する信号に対しては毎フレームごとに同一のシーケンスが伝送されることを特徴とし、セル別に互いに異なる同期チャンネルシーケンスが使用されることを特徴とする。
つまり、本発明のセルにはセル固有のセル識別子グループにマッピングされる2次同期チャンネルシーケンスが割り当てられ、同期チャンネル占有帯域に属するそれぞれの副搬送波には前記割り当てられた同期チャンネルシーケンスそれぞれのチップが載せられることになる。
Figure 2010507315
前記2次同期チャンネルシーケンスの部分シーケンスを形成する方法は多様であるが、一例として、長さがN2であるシーケンスをシンクスロット番号に該当する変調シンボル値を掛け合わせて形成することができる。
Figure 2010507315
ここで、aは第1シンクブロックに該当する変調シンボル値(例えば、1または1+j)であり、bは第2シンクブロックに該当する変調シンボル値(例えば、-1または-1-j)に該当する。
この場合、移動局受信端では、1次同期チャンネルを利用したチャンネル推定値を通して2次同期チャンネルをコヒーレント検出をすることによって、前記aあるいはb値だけがわかればフレーム境界を獲得できる。
シーケンス長が、前記のように、2次同期チャンネルシンボルに割り当てられた副搬送波個数N2である短いシーケンスを毎2次同期チャンネルシンボル領域で前記のようにシンクブロック番号に対応する変調シンボル値でマッピングして、全長が2×N2になる2次同期チャンネルシーケンスを形成して使用する方法も本発明の範疇に属するものである。
この場合、システムで使用されるスクランブリングコードグループ個数NGが171個である場合、セルサーチの第2段階でシーケンス長が2次同期チャンネルシンボル101-Aまたは101-Bに割り当てられた副搬送波個数N2である171個の2次同期チャンネルシーケンス相関だけを行えば良い。便宜上、この方法を2次同期チャンネルシーケンス割り当て方法1という。
前記2次同期チャンネルシーケンスの部分シーケンスを形成する第2の方法は、シーケンス長が、前記のように2次同期チャンネルシンボルに割り当てられた副搬送波個数N2である短いシーケンス個数をシステムで使用されるNG×2個くらい形成して、前のNG個シーケンスは第1の2次同期チャンネルシンボル101-Aに、後部分のNG個シーケンスは第2の2次同期チャンネルシンボル101-Aにマッピングする方法である。
Figure 2010507315
Figure 2010507315
この場合、前記方法1に比べて、セルサーチの第2段階で相関器個数が2倍になる。便宜上、この方法を2次同期チャンネルシーケンス割り当て方法2という。
一方、セルサーチ後、移動局はシステム情報を獲得するためにBCH(Broadcasting Channel)を復調しなければならないが、フレームエラー率を低くするためにBCHに送信ダイバ−シティが適用された場合、適用されたダイバ−シティアンテナ個数を知らなければならない。この場合、前記2次同期チャンネルにフレーム境界情報およびBCHに適用されたアンテナ個数に対する情報を同時に挿入できるが、その方法は多様である。
前記2次同期チャンネルにフレーム境界情報およびBCHに適用されたアンテナ個数に対する情報を同時に挿入する第1の方法は、前記2次同期チャンネルシーケンス割り当て方法2で2次同期チャンネルシーケンスにBCHに適用されたアンテナ個数に対する情報を変調して送る方法である。つまり、フレーム境界は二つの同期チャンネルシンボル位置で互いに異なるシーケンスを使用して区分するが、アンテナ情報を含む変調シンボルを掛け合せる方法である。
Figure 2010507315
Figure 2010507315
CはBCHに使用された送信アンテナ個数に対する情報を含む変調シンボルであって、一例としてQPSK変調を挙げられる。例えば、Cの位相が1+jの場合BCHに適用されたアンテナが一つであり、-1-jの場合はアンテナが2つであり、そして1-jの場合はアンテナが4つである場合である。
移動局は、セルサーチの第2段階でスクランブリングコードグループ、フレーム境界を獲得すると同時に前記BCHアンテナ情報を含む変調シンボルCを復調することによって、BCHに使用された送信ダイバ−シティアンテナ個数がわかる。便宜上、この方法を2次同期チャンネルシーケンス割り当て方法3という。
Figure 2010507315
Figure 2010507315
前記変調シンボルd、e、fおよびgはQPSK変調を使用でき、一例として、位相がそれぞれ1+j、1-j、-1-jおよび-1+jになることが挙げられる。移動局は、1次同期チャンネルを利用した2次同期チャンネルのコヒーレント復調を通してスクランブリングコードグループ情報、つまり、k値、フレーム境界およびBCHに適用されたアンテナ個数全てを検出することができる。便宜上、この方法を2次同期チャンネルシーケンス割り当て方法4という。
Figure 2010507315
Figure 2010507315
つまり、BCH送信ダイバ−シティに適用されたアンテナが一つおよび2つである場合と4つである場合の区分は互いに異なるシーケンスにし、アンテナが一つである場合と2つである場合の区分は別にしない方法である。
この場合、移動局は、まず、スクランブリングコードグループとフレーム境界、そしてアンテナが一つあるいは2つまたは4つであるかをまず検出した後、アンテナが一つまたは2つである場合、ブラインド検出(blind detection)を行う方法である。
つまり、移動局は、総NG×2個のシーケンスの相関を行った後、検出されたシーケンスが後部分のNG個のシーケンスに該当する場合、BCHに適用されたアンテナ個数が4つであることがわかり、この場合、アンテナ4つに該当する送信ダイバ−シティ復調方法を利用してBCHを復調し、総NG×2個のシーケンスの相関を行った後、検出されたシーケンスが前部分のNG個のシーケンスに該当する場合、BCHに適用されたアンテナ個数が一つまたは2つであることがわかり、この場合、BCHに適用されたアンテナ個数が一つまたは2つである場合、いずれもを仮定してBCHを二度復調するブラインド検出を行う。
前記変調シンボルdおよびeはフレーム境界に対する情報を提供し、BPSK変調を使用でき、一例として、位相がそれぞれ、1と-1、または1+j、-1-jになることが挙げられる。移動局は、1次同期チャンネルを利用した2次同期チャンネルのコヒーレント復調を通して前記dおよびe値を検出することができる。便宜上、この方法を2次同期チャンネルシーケンス割り当て方法5という。
Figure 2010507315
つまり、BCH送信ダイバ−シティに適用されたアンテナが一つおよび2つである場合と4つである場合の区分は2次同期チャンネルシンボル変調にし、アンテナが一つである場合と2つである場合の区分は別にしない方法である。また、フレーム境界情報も2次同期チャンネルシンボル変調を通して行われる。
この場合、移動局はまず、スクランブリングコードグループとフレーム境界、そしてアンテナが一つあるいは2つまたは4つであるかをまず検出した後、アンテナが一つまたは2つである場合ブラインド検出を行う方法である。この場合、前記第3方法と違って2次同期チャンネル相関器個数がNG個さえあれば良い。
前記変調シンボルd、e、fおよびgはフレーム境界および前記アンテナに対する情報を提供し、QPSK変調を使用でき、一例として、位相がそれぞれ、1+j、1-j、-1-jおよび-1+jになることが挙げられる。移動局は、1次同期チャンネルを利用した2次同期チャンネルのコヒーレント復調を通して前記d、e、fおよびg値を検出することができる。
便宜上、この方法を2次同期チャンネルシーケンス割り当て方法6という。
一方、前記2次同期チャンネルシーケンス割り当て方法1ないし6において、前記2次同期チャンネルシーケンスの変調シンボルは、現セルが使用するパイロットシンボル270に周波数ホッピングの要否を含むことができる。
パイロットシンボルは、図2のように、常に同一の副搬送波に位置して伝送でき、隣接したセルと重ならないようにセル別に互いに異なるホッピングパターンを有して周波数ホッピングをすることもできる。パイロットホッピングをする場合、隣接したセルと干渉がランダムになり、データ復調の際、チャンネル推定性能が良くなる。
一方、移動局が、セルサーチの第3段階でパイロット相関遂行の際、パイロットシンボル270がホッピングをするかどうかがわかればより好ましい。万一、移動局がパイロットシンボルがホッピングするかどうかがわからない場合、セルサーチの第3段階でブラインド検出をしなければならないし、この場合、相関を2倍もっとしなければならない。
したがって、2次同期チャンネルにパイロットホッピングの要否の情報を載せて、セルサーチの第2段階で前記のようにパイロットホッピングの要否がわかる場合、セルサーチの第3段階でブラインド検出をする必要がなくなる。前記パイロットホッピングがセル別に適用される場合、パイロットホッピングパターンはセルグループ情報と一対一で対応できる。
したがって、移動局は、セルサーチの第2段階でパイロットホッピングの適用の要否およびパイロットホッピングが適用された場合パターンがわかるので、セルサーチの第3段階でこれをパイロット相関の際利用することになる。
万一、2次同期チャンネルに載せられる情報ビット数が2次同期チャンネル変調シンボルに載せられる情報より多い場合、情報ビットのうち、一部は2次同期チャンネル変調シンボルに割り当てて、残りは2次同期チャンネルシーケンス番号に割り当てる。
例えば、2次同期チャンネルがフレーム境界情報1ビット、BCHアンテナ個数情報1ビット、パイロットチャンネルホッピング情報1ビットの総3ビットを含まなければならないし、QPSKに変調する場合、3ビット中、2ビットはQPSKに変調して伝送され、残りの1ビットは2次同期チャンネルシーケンス番号を利用して伝送する。この場合、2次同期チャンネルシーケンスはシステムで使用するセルグループ個数の2倍になる。
この場合、移動局は、前記3ビット中でどんなものが2次同期チャンネル変調シンボルとシーケンスに割り当てられるか予め知っていなければならない。この場合、セルサーチの第2段階で、前の2ビットはQPSK復調で検出し、残りの1ビットはセルグループ個数の2倍の相関器を利用して検出する。
図1および図4で特徴づけられる本発明の順方向リンクフレーム構造に対して本発明のセルサーチ機は、1段階で差動相関器(differential correlator)あるいは1次同期チャンネルシーケンスの時間領域波形を利用した相関器を利用してシンクブロック境界(141-Aおよび141-Bのうち、任意の一つ)を獲得し、セルサーチの第2段階で2次同期チャンネルシーケンス相関器を利用して同期チャンネルシーケンス番号、つまり、スクランブリングコードグループを獲得すると同時に10msecフレーム境界140-A、140-Bも同時に獲得することになる。
また、2次同期チャンネルに、BCHに適用された送信ダイバ−シティアンテナ情報が含まれた場合、セルサーチの第2段階で前記アンテナ情報も同時に獲得することになる。また、2次同期チャンネルにパイロットチャンネルのホッピングの要否情報が含まれている場合、パイロットホッピング情報も獲得できる。
2次同期チャンネル相関を遂行する時、性能を高めるために1次同期チャンネルを利用したチャンネル推定値を用いたコヒーレント相関を行うことができる。詳しい内容については、後述する。
システムで使用される前記2次同期チャンネルシーケンス個数は、システムで使用されるセル識別子個数と同一であるか少ない。もし、システムで使用される2次同期チャンネルシーケンス個数がシステムで使用されるスクランブリングコード個数と同一である場合、前記2次同期チャンネルシーケンス番号は、前記スクランブリングコード番号(あるいはセル識別子)と一対一で対応する。
万一、前記2次同期チャンネルシーケンス個数がスクランブリングコード個数より少ない場合、前記2次同期チャンネルシーケンス番号はスクランブリングコードグループ番号に対応する。この場合、セルサーチの第3段階がさらに必要になる。つまり、セルサーチの第2段階ではフレーム境界、スクランブリングコードグループ情報およびパイロットホッピング情報まで獲得し、第3段階でグループ内の可能なスクランブリングコード番号のうちの一つを探さなければならない。
前記第3段階は、順方向リンクの共通パイロット信号に対して周波数領域の並列相関器を利用して行われる。前記第3段階のパイロット相関は、2段階で獲得したパイロットホッピング情報を利用して行われる。
図5は、本発明の望ましい一実施例による基地局の構成を示すブロック図である。図5を参照すると、同期チャンネル生成部500、トラフィックチャンネルおよびパイロット生成部512、ダイバ−シティ制御部513、OFDMシンボルマッピング部514-A、514-B、スクランブリング部515-A、515-B、逆フーリエ変換部516-A、516-B、CP挿入部517-A、517-B、IF/RF部518-A、518-Bおよび送信アンテナ519-A、519-Bを含んで構成される。
トラフィックチャンネルおよびパイロットチャンネル生成部512は、トラフィックデータ副搬送波230、BCH280あるいは図2のパイロット副搬送波270のようなパイロットデータ270を生成する。同期チャンネル生成部500は、図2および図4に示された、前記式1によって定義される1次同期チャンネル副搬送波240のような1次同期チャンネルシーケンスおよび前記式2によって定義される2次同期チャンネル副搬送波250のような2次同期チャンネルシーケンスを生成する。
OFDMシンボルマッピング部514-A、514-Bは、各チャンネルのデータ値を図2の例のように、周波数/時間領域上の各位置にマッピングする役割をする。
スクランブリング部515-A、515-Bは、OFDMシンボルマッピング部514-A、514-Bの出力、つまり、マッピング結果中で同期チャンネルシンボル以外のOFDMシンボルに対して周波数領域上で基地局別に固有のスクランブリングコードを掛け合せる。
逆フーリエ変換部516-A、516-Bは、スクランブリング部515-A、515-Bの出力を逆フーリエ変換して時間領域信号を生成する。
CP挿入部517-A、517-Bは、チャンネルの多重経路遅延にもOFDM信号の復調を可能にするためのサイクリックプレフィックスを前記逆フーリエ変換部516-A、516-Bの出力に挿入する。
IF/RF部518-A、518-Bは、基底帯域信号であるCP挿入部517-A、517-Bの出力信号をバンドパス信号に上向き変換(Up-Converting)し、上向き変換された信号を増幅する。
送信アンテナ519-A、519-Bは、前記増幅された信号を送信する。
図5の例では、送信アンテナ519-A、519-Bが2つであることがわかる。つまり、本発明の一実施例による基地局が送信アンテナ519-Bなしに送信アンテナ519-Aを1つだけ備えていれば、OFDMシンボルマッピング部514-B、スクランブリング部515-B、逆フーリエ変換部516-B、CP挿入部517-B、IF/RF部518-Bおよびダイバ−シティ制御部513を省略することができる。
図5では、基地局システムの送信端に2つの送信アンテナを利用して、送信ダイバ−シティに同期チャンネルシンボルを伝送する場合である。
以下、図5に示されているダイバ−シティ制御部513を通した送信ダイバ−シティについて説明する。空間ダイバ−シティを得るために、隣接したシンクブロックに属する同期チャンネルシンボルをそれぞれ互いに異なるアンテナに伝送する。
例えば、第1シンクブロックにある二つの1次同期チャンネルシンボルおよび2次同期チャンネルシンボルは第1送信アンテナ519-Aに、第2シンクブロックにある1次同期チャンネルシンボルおよび2次同期チャンネルシンボルは第2送信アンテナ519-Bに伝送する。
前述したダイバ−シティを遂行するためのスイッチングをダイバ−シティ制御部513が行う。つまり、同期チャンネルに時間スイッチング送信ダイバ−シティ(Time Swiching Transmit Diversity:TSTD)を適用する方法であって、同期チャンネル生成部500の出力をダイバ−シティ制御部513がスイッチングしてOFDMシンボルマッピング部514-AまたはOFDMシンボルマッピング部514-Bに提供する。
一方、前述した空間ダイバ−シティまたはTSTDダイバ−シティ以外にも、プリコーディングベクトルスイッチング送信ダイバ−シティとして適用することができる。
プリコーディングベクトルスイッチングは二つの送信アンテナに対するプリコーディングベクトル、例えば、下記の式3でのように、プリコーディングベクトルを設定した後第1シンクブロックにある1次同期チャンネルシンボルおよび2次同期チャンネルシンボルは第1プリコーディングベクトルを利用して送信し、第2シンクブロックにある1次同期チャンネルシンボルおよび2次同期チャンネルシンボルは第2プリコーディングベクトルに送信する方法である。
Figure 2010507315
前記式3で、プリコーディングベクトルの第1エレメントは第1アンテナに対する加重値であり、第2エレメントは第2アンテナに対する加重値である。
前記ダイバ−シティ制御部513は、前記プリコーディングベクトルスイッチングダイバ−シティが適用される場合、ダイバ−シティ制御部513がプリコーディングベクトルスイッチングしてOFDMシンボルマッピング部514-AまたはOFDMシンボルマッピング部514-Bに提供する。
前記プリコーディングベクトルスイッチングはフレーム単位で行われる。つまり、1フレーム内では同一のプリコーディングベクトルが掛け合わされ、隣接したフレームでは他のプリコーディングベクトルを掛け合せる方法も本発明の範疇に属するものである。
前記式3は、送信アンテナが2つであり、プリコーディングベクトルが2つである場合の例だけを説明したものであるが、送信アンテナが2つであり、プリコーディングベクトルが2つ以上である場合、そして送信アンテナが4つであり、プリコーディングベクトルが2つ以上である場合にも変形して使用することができる。
前記TSTDおよびプリコーディングベクトルスイッチング以外にも、FSTD(frequency switching transmit diversity)を適用することができる。この場合、1次同期チャンネルシンボルに割り当てられた副搬送波中、偶数番目副搬送波にマッピングされるシーケンスエレメントは、第1アンテナに奇数番目副搬送波にマッピングされるシーケンスエレメントは第2アンテナに伝送し、同様に、2次同期チャンネルシンボルに割り当てられた副搬送波中、偶数番目副搬送波にマッピングされるシーケンスエレメントは第1アンテナに奇数番目副搬送波にマッピングされるシーケンスエレメントは第2アンテナに伝送する方法である。この場合でも、前記ダイバ−シティ制御部がその役割をする。
万一、BCHおよび同期チャンネルは、常に同一のサブフレーム内に存在し、また、同一のサブフレーム内に存在するBCHと同期チャンネルに同一のダイバ−シティを適用する場合、例えば、図1でサブフレーム0(シンクブロック0)にあるBCHおよび同期チャンネルには前記式3の第1プリコーディングベクトルを同時に適用し、サブフレーム10(シンクブロック1)にあるBCHおよび同期チャンネルには第2プリコーディングベクトルを同時に適用した場合、2次同期チャンネルを利用してチャンネルを推定した後、これをBCHのコヒーレント復調に使用することができる。
この場合、移動局は、BCHに適用された送信ダイバ−シティアンテナ個数がわからなくてもBCHをコヒーレントに復調することができる。この場合には、2次同期チャンネルは、前記BCHに適用されたアンテナ個数情報を含まなくても良い。
図6は、本発明の一実施例による移動局の受信機の構成を示すブロック図である。移動局は、少なくとも一つの受信アンテナを有し、図6は、受信アンテナが2つである場合に対する例示図である。
図6を参照すると、本発明の一実施例による移動局の受信機は受信アンテナ600-A、600-B、下向き変換部(down converter)610-A、610-B、セルサーチ部620、データチャンネル復調部(data channel demodulator)630、制御部640およびクロック発生部(clock generator)650を含んで構成される。
それぞれの基地局で送信されるRF信号形態のフレームは受信アンテナ600-A、600-Bを通して受信された後、下向き変換部610-A、610-Bを通して基底帯域信号S1、S2に変換される。
セルサーチ部620は、前記下向き変換された信号S1、S2に含まれている同期チャンネルシンボルを利用してターゲットセルに対する探索を行う。セルサーチ結果の例としては、ターゲットセルの同期チャンネルシンボルタイミング、フレーム境界およびセル識別子を検出することが挙げられ、ターゲットセルサーチの例としては、移動局が最初に初期セルを探索する場合やハンドオーバーのために隣接セルを探索することが挙げられる。
制御部640は、セルサーチ部620およびデータチャンネル復調部630を制御する。
つまり、制御部640は、セルサーチ機620を制御して獲得されたセルサーチ結果に基づいて、データチャンネル復調器630のタイミングおよび逆スクランブリングなどを制御する。
データチャンネル復調部630は、制御部640の制御によって下向き変換された信号に含まれている図2の符号230のようなトラフィックチャンネルデータを復調する。一方、クロック発生器650によって生成されたクロックに同期化されて移動局のすべてのハードウェアは作動する。
図6を参照すると、セルサーチ機620は、同期チャンネル帯域フィルター621-A、621-B、シンクブロック同期検出部622およびグループ/境界/アンテナ個数検出部623及びBCH復調部625に分けられる。
同期チャンネル帯域フィルター621-A、621-Bは、前記下向き変換された信号S1、S2に対して、図2で説明したように、全体OFDM信号帯域220中、同期チャンネル占有帯域210だけを通過させるバンドパスフィルタリング(band pass filtering)を行う。
シンクブロック同期検出部622は、前記フィルタリングされた信号S3、S4に含まれている1次同期チャンネルシンボルを利用してシンクブロックタイミングS5を獲得する。
グループ/境界/アンテナ個数検出部623は、前記獲得されたシンクブロックタイミング情報S5を利用して、受信信号からスクランブリングコードグループS6および10msecフレームタイミング情報S7、そして、必要の場合、BCHに適用されたダイバ−シティ送信アンテナ個数S8を検出する。
一方、グループ/境界/アンテナ個数検出部623は、セル識別子およびフレームタイミングの検出前に周波数オフセット推定および補償(compensation)を行って検出性能を高めることができる。
また、パイロットホッピング情報が2次同期チャンネルに挿入された場合、前記グループ/境界/アンテナ個数検出部623はパイロットホッピング情報も検出する。
コード検出部624は、前記グループ/境界/アンテナ個数検出部623で獲得したスクランブリングコードグループS6、フレーム境界S7および送信アンテナ個数S8を利用して、受信信号に対してスクランブリングコードグループS6に属するスクランブリングコードを利用して図2のパイロット副搬送波270のようなパイロットデータの相関を行って最大値を取り、これによって、スクランブリングコード番号(つまり、セル識別子)を検出する。
万一、前段階で2次同期チャンネル復調時にパイロットにホッピングが使用された場合、第2段階で検出したセルグループ識別子に一対一で対応するパイロットホッピングパターンを利用して相関を行う。つまり、この場合、相関に使用されるパイロット副搬送波の位置は、前記ホッピングパターンによって位置づけられる。
BCH復調部625は、前記フレーム境界S7、送信アンテナ個数S8およびパイロットスクランブリングコード情報S9を利用してBCHの復調を行い、システム情報を獲得して制御部640に提供する。この時、BCHのコヒーレント復調のためのチャンネル推定は、獲得されたアンテナ個数に応じたパイロットシンボル270を利用して行う。
一方、BCHおよび同期チャンネルに同一のダイバ−シティが適用された場合、2次同期チャンネルを利用してBCHのコヒーレント復調が可能であるので、コード検出部を省略してBCHを直接復調することもできる。BCHの情報にはセル識別子情報(つまり、セルが使用するスクランブリングコード情報)があるので、コード検出部624を省略することができる。
図7は、本発明の望ましい一実施例による図6のシンクブロック同期検出部の構成を示すブロック図である。図7を参照すると、シンクブロック同期検出部622は、相関器(701-A、701-B)、信号結合部702、累積部703およびタイミング検出部710を含んで構成される。
図7の例では図2のように、同期チャンネルシンボルが同期チャンネル占有帯域に属する搬送波中で偶数番目または奇数番目搬送波を使用することを前提とした場合、時間領域で図3の反復パターンを利用する差動相関器で構成でき、式1で表現される1次同期チャンネルシーケンスの時間領域波形を移動局受信機が予め貯蔵して時間領域で相関を遂行する整合フィルター(matched filter)形態で具現できる。
前記相関器701-A、701-Bの出力は、信号結合器702を経て累積部703で累積する。
前記相関器701-A、701-Bの出力は、図1のフレーム構造の例を参照すると、シンクブロック長当り、それぞれ9600個が発生し、タイミング決定部710はこれら相関値中、ピーク値(peak value)を発生するサンプルの位置を検出し、前記検出されたサンプル位置を1次同期チャンネルシンボルタイミングで決定する。
ただし、本発明の一実施例によるシンクブロック同期検出部622は、シンボル同期検出性能を高めるために、図7のように、累積部703をさらに含むことができる。
累積部703は、9600個の各サンプル位置に対するそれぞれの相関値を前記各サンプル位置から毎シンクブロック長さぐらい離れたサンプルに対するそれぞれの相関値を加える役割をする。
シンクブロック同期検出部622が累積部703を含む場合、タイミング決定部710は累積部703に貯蔵された9600個の値中、最大値を検出し、前記検出された最大値のサンプル位置を検出されたタイミング情報S5として出力する。
図8は、本発明の望ましい一実施例による図7の相関器によって、各サンプル位置に対して算出される相関値を示すグラフである。
基地局送信端と移動局受信端との間のチャンネルがフェ−ジングおよびノイズのない理想チャンネル環境を前提とした場合を示す。
横軸は時間軸またはサンプルインデックスを示し、縦軸は横軸の各位置での相関値を示す。
符号800は、相関器が相関を遂行する最初のサンプル位置を示す。
相関器701-A、701-Bは、前記最初のサンプル位置から相関値を求めて最終9600個の相関値を算出して累積部703に提供し、再び相関器701-A、701-Bは、以前に最後に相関を算出したサンプルの次の位置から再び9600個の相関値を算出して累積部703に提供する過程を繰り返す。
それぞれのM個のサンプル中には同期チャンネルシンボルの反復パターンの結果として図8のように、ピークが発生する地点が存在することになる。
図9は、本発明の望ましい一実施例による図6のシンクブロック同期検出部によって獲得されたシンクブロックタイミングに基づいて、図6のグループ/境界/アンテナ個数検出部に提供される入力信号の構造を示す図である。
シンクブロック同期検出部622によって獲得された同期チャンネルシンボルタイミング900に基づいて、1次同期チャンネルシンボルに対応する領域のCPおよび2次同期チャンネルシンボルに対応する領域のCPが除去され、毎シンクブロックごとに推定された1次同期チャンネル位置および2次同期チャンネルに相当するサンプル値がグループ/境界/アンテナ個数検出部623に入力される。
一方、図9を参照すると、符号910-Aおよび910-Bは獲得された同期チャンネルシンボルタイミング900から得られる1次同期チャンネルシンボルの位置を示し、符号920-Aおよび920-Bは獲得された同期チャンネルシンボルタイミング900から得られる2次同期チャンネルシンボルの位置を示す。
1次同期チャンネルのサンプル値は、2次同期チャンネルのコヒーレント相関のために使用される。これについては後述する。
図10は、本発明の望ましい一実施例による図7のグループ/境界/アンテナ個数検出部623の構成を示すブロック図である。図10を参照すると、周波数オフセット補正部1000およびフレーム境界/グループ/アンテナ個数検出部1010を含んで構成される。
周波数オフセット補正部1000は、シンクブロック同期検出部622の出力S5に基づいて同期チャンネルシンボルタイミング900を設定し、前記同期チャンネルシンボルタイミング900を基準に、それぞれのシンクブロック長の区間にわたって、各同期チャンネル帯域フィルター621-A、621-Bから提供される2×NS個の1次同期チャンネル推定位置の受信信号サンプル910-Aおよび910-Bを貯蔵した後、これを利用してまず、周波数オフセットを推定し、前記推定された周波数オフセットに基づいて前記4×NS個の受信信号サンプル910-A、920-A、910-Bおよび920-Bに対して周波数オフセットを補正した後、前記補正された4×NS個の受信信号サンプルを境界/グループ/アンテナ個数検出部1010に提供する。
境界/グループ/アンテナ個数検出部1010は、前記周波数オフセット補正されたサンプルS10およびS11を利用して、スクランブリングコードグループ識別子、10msecフレームタイミングおよびBCHアンテナ個数またはパイロットホッピング情報を検出した後、これを制御ブロックに提供する。
前記境界/グループ/アンテナ個数検出部1010は、前記同期チャンネルシンボル位置910-A、920-A、910-Bおよび920-BごとにNS個の受信サンプル値をフーリエ変換して周波数領域の信号に変えた後、すべての可能な2次同期チャンネルシーケンスに対して全て相関を取り、2次同期チャンネルに含まれている変調シンボルを復調してターゲットセルのスクランブリングコードグループだけでなく、フレームタイミング、そして必要な場合、BCHアンテナ個数情報を同時に獲得する。
この時、1次同期チャンネル成分910-Aおよび910-Bは、2次同期チャンネルシーケンスのコヒーレント相関のためのチャンネル推定で使用される。また、2次同期チャンネルにパイロットホッピングの要否の情報が載せられた場合、前記境界/グループ/アンテナ個数検出部1010はパイロットホッピングの要否も検出する。
図11は、本発明の望ましい一実施例による図10の境界/グループ/アンテナ個数検出部1010の構成を示すブロック図である。図11を参照すると、境界/グループ/アンテナ個数検出部1010は、コード相関度算出部1100-A、1100-B、結合部(combiner)1110、コードグループ検出部1120、フレーム境界検出部1130およびBCHアンテナ個数検出部1140を含んで構成される。
2次同期チャンネルがパイロットの周波数ホッピングの要否を示す情報を含む場合、パイロットの周波数ホッピングの要否を検出するパイロットホッピング検出部1150をさらに含むことができる。
コード相関度算出部1100-Aおよび1100-Bは、周波数オフセット補正部1000から周波数オフセット補正された同期チャンネルシンボルS10およびS11、それぞれに対してフーリエ変換して周波数領域の信号に変えた後、すべての可能な2次同期チャンネルシーケンス(システムで使用される2次同期チャンネルシーケンス個数NGまたは2NG)に対して全て相関度を算出する。
この時、1次同期チャンネル成分910-Aおよび910-Bは、2次同期チャンネルシーケンスのコヒーレント相関のためのチャンネル推定で使用される。
結合部1110は、コード相関度算出部1100-Aおよび1100-Bの出力を結合して、コードグループ検出部1120、フレーム境界検出部1130およびBCHアンテナ個数検出部1140に提供する。
コードグループ検出部1120は、前記コード相関度出力で大きさが最大値を有する2次同期チャンネルシーケンスに対応するコードグループを検出する。
フレーム境界検出部1130は、前記コード相関度出力で大きさが最大値を有する相関度に相当する値を利用して、フレーム境界を検出する。
より具体的に説明すれば、本発明の2次同期チャンネルシーケンス割り当て方法1が送信端で使用された場合、第1シンクブロックに2次同期チャンネル変調シンボルとして1を使用し、第2シンクブロックにある2次同期チャンネル変調シンボルとして-1を使用すると仮定するとき、前記最大値相関値が正数であれば現在検出した同期チャンネル位置が第1シンクブロックに属することと見なし、この値が負数であれば第2シンクブロックに属することと見なして、フレーム境界を獲得することができる。
本発明の2次同期チャンネルシーケンス割り当て方法2が送信端で使用された場合、フレーム境界検出部1130は、前記コード相関度出力中、最大値に相当する2次同期チャンネルシーケンスの番号が総2NG個のうち、前のNG個中の一つに相当すれば獲得した同期チャンネルシンボルが第1シンクブロックに位置することと見なし、後のNG個中の一つに相当すれば獲得した同期チャンネルシンボルが第2シンクブロックに位置することと見なして、フレーム境界を獲得することである。
本発明の2次同期チャンネルシーケンス割り当て方法3、4、5および6である場合でも、前記の2次同期チャンネルシーケンス割り当て方法1または2の場合と同様の方法でフレーム境界を獲得する。
BCHアンテナ個数検出部1140は、前記コード相関度出力で大きさが最大値を有する相関度に相当する値を利用してBCHアンテナ個数を検出する。より具体的に説明すれば、前記最大値を有する相関度の位相が1+jに最も近い場合、BCHに適用されたアンテナが一つであり、-1-jに最も近い場合はアンテナが2つであり、そして1-jに最も近い場合には4つであると判断する。
本発明の2次同期チャンネルシーケンス割り当て方法4、5および6である場合でも同様の方法を用いてBCHアンテナ個数情報を獲得する。前記2次同期チャンネルシーケンス割り当て方法1および2次同期チャンネルシーケンス割り当て方法2の場合には、BCHアンテナ個数検出部は動作しなくても良い。
パイロットホッピング検出部1150は、2次同期チャンネルがパイロットの周波数ホッピングの要否を示す情報を含む場合、パイロットの周波数ホッピングの要否を検出する。
前記コード相関度算出部1100-Aおよび1100-Bは、図11を参照すると、フーリエ変換部1101-A、1101-B、デマッパ部(Demapper)1102-A、1102-B、チャンネル推定部1103-A、1103-Bおよびコード相関部1104-A、1104-Bを含んで構成される。
フーリエ変換部1101-Aおよび1101-Bは、それぞれの同期チャンネルシンボル領域に対応する時間領域サンプル910-A、920-A、910-Bおよび920-Bに対して、フーリエ変換をしてそれぞれのシンボルに対してNS個の周波数領域変換された値を獲得し、デマッパ部1102-Aおよび1102-Bは、前記獲得した総周波数変換された値中で1次同期チャンネルシーケンスの副搬送波に対応するN1個の値(図4参照)および2次同期チャンネルシーケンスの副搬送波にN2個(図4参照)の値を獲得する。
チャンネル推定部1103-Aおよび1103-Bは、前記デマッパ部1102-Aおよび1102-Bから受け取ったN1個の1次同期チャンネル周波数領域受信サンプル値から予め貯蔵された式1で表現される1次同期チャンネルシーケンスを利用して、各副搬送波に対するチャンネル推定を行う。
2次同期チャンネルコード相関部1104-Aおよび1104-Bは、前記デマッパ部102Aおよび1102Bから受け取ったN2個の2次同期チャンネル周波数領域受信サンプル値と可能なNG個あるいは2NG個の2次同期チャンネルシーケンスと相互相関を行う。
この時、前記チャンネル推定部1103-Aおよび1103-Bから提供されたチャンネル推定値を使って、各副搬送波別にチャンネル歪を補正して相互相関を行う。
図12は、本発明の望ましい一実施例による移動局のセルサーチ過程を示すフローチャートである。
図12を参照すると、第1のステップ(S1200)は、シンクブロック同期獲得するステップである。第2のステップ(S1210)は、周波数オフセット補正を含む、フレーム境界、スクランブリングコードグループおよびBCHアンテナ個数またはパイロットホッピングの要否を検出するステップである。第3のステップ(S1220)は、第2のステップで獲得した情報に基づいてグループ内のスクランブリングコードを検出するステップであり、この時、パイロットシンボル191を使用する。
第4のステップ(1240)は第3のステップで獲得した前記スクランブリングコードを利用してBCHをコヒーレント復調するステップである。万一、CRCエラーが発生した場合は第1のステップに戻り、CRCエラーが発生しない場合にはセルサーチを完了する。
図13は、本発明の望ましい他の実施例による移動局のセルサーチ過程を示すフローチャートである。
第1のステップ(S1300)は、シンクブロック同期獲得するステップである。第2のステップ(S1310)は、周波数オフセット補正を含むフレーム境界およびスクランブリングコードグループを検出するステップである。第3のステップ(S1320)は第2のステップで獲得した情報に基づいて2次同期チャンネルのチャンネル推定を通してBCHをコヒーレント復調するステップである。
万一、CRCエラーが発生した場合は第1のステップに戻り、CRCエラーが発生しない場合にはセルサーチを完了する。
本発明は、また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体にコンピュータが読めるコードとして実現することが可能である。コンピュータが読み取り可能な記録媒体は、コンピュ−タシステムによって読み取られるデータが格納される全ての種類の記録装置を含む。コンピュータが読み取り可能な記録媒体の例としてはROM、RAM、CD-ROM、磁気テープ、フロッピーディスク、光データ貯蔵装置などがあり、また搬送波(例えば、インターネットを通した伝送)の形態で具現されることも含む。また、コンピュータが読み取り可能な記録媒体はネットワークに連結されたコンピュ−タシステムに分散して、分散方式でコンピュータが読み取り可能なコードが保存されて実行されることができる。そして、本発明を実現するための機能的な(functional)プログラム、コードおよびコードセグメントは本発明の属する技術分野のプログラマーらによって容易に推論できる。
以上のように、図面および明細書で最適の実施例が開示されている。ここで、特定用語らが使用されているが、これは、単に本発明を説明するための目的で使用されたものであり、意味限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使用されたものではない。したがって、本技術分野の通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形および均等な他の実施例が可能であることがわかる。したがって、本発明の真正なる技術的な保護範囲は、下記の特許請求の範囲の技術的な思想によって決まるべきである。

Claims (9)

  1. 無線通信システムにおける順方向同期信号を利用したセルサーチ方法であって、
    (a)端末が受信したフレームに含まれている1次同期チャンネルシンボルを利用して、シンクブロック同期および1次同期チャンネルシーケンス番号を獲得するステップと、
    (b)前記シンクブロック同期および前記端末が受信したフレームに含まれている2次同期チャンネルシンボルを利用して、前記フレームの境界およびスクランブリングコードグループを検出するステップと、
    (c)前記1次同期チャンネルシーケンス番号および前記スクランブリングコードグループを利用して、スクランブリングコードを獲得するステップと、
    を含むことを特徴とするセルサーチ方法。
  2. 前記(b)ステップは、BCH(broadcasting channel)アンテナの個数またはパイロットホッピングの要否を検出することを特徴とする請求項1に記載の無線通信システムにおけるセルサーチ方法。
  3. 前記スクランブリングコードを利用して、前記フレームに含まれているBCHを復調した結果、
    CRCエラーが発生した場合は、前記(a)ステップからセルサーチを再び行い、
    CRCエラーが発生しない場合は、セルサーチを終了する、
    ことを特徴とする請求項2に記載の無線通信システムにおけるセルサーチ方法。
  4. 前記(c)ステップは、前記スクランブリングコードグループに属するスクランブリングコードを前記フレームのパイロットチャンネルに対する相関を行って、獲得された相関値中、最大値を有するスクランブリングコードを検出することを特徴とする請求項1に記載の無線通信システムにおけるセルサーチ方法。
  5. 前記(c)ステップは、前記(b)ステップでパイロットホッピングが使用されたものと検出された場合、前記スクランブリングコードグループに属するスクランブリングコードに一対一で対応するパイロットホッピングパターンを利用して、前記フレームのパイロットチャンネルに対する相関を行って、獲得された相関値中、最大値を有するスクランブリングコードを検出することを特徴とする請求項2に記載の無線通信システムにおけるセルサーチ方法。
  6. 無線通信システムにおける、任意のセルに属する基地局が順方向同期信号を使用してフレームを送信する方法であって、
    (a)フレームのシンクブロック同期を含む1次同期チャンネルシーケンス、前記フレームの境界と前記セルのスクランブリングコードグループを含む2次同期チャンネルシーケンス、および無線通信システム情報を含むBCHを生成するステップと、
    (b)前記生成された同期チャンネルシーケンスおよび前記BCHのそれぞれを利用して、周波数上でコードホッピングされた1次同期チャンネルシンボルおよび2次同期チャンネルシンボルのそれぞれを含むフレームを生成し、前記生成したフレームを送信するステップと、
    を含むことを特徴とするフレームを送信する方法。
  7. 前記1次同期チャンネルシンボルと前記2次同期チャンネルシンボルはTDM(Time Division Multiplexing)基盤で構成され、隣接して配置されるようにするフレームを生成して送信することを特徴とする請求項6に記載のフレームを送信する方法。
  8. 前記同期チャンネルシンボルおよび前記BCHは前記フレームの同一のサブフレーム内に存在し、前記BCHは前記2次同期チャンネルシンボルを利用して、チャンネル推定によってコヒーレント復調されることを特徴とする請求項6に記載のフレームを送信する方法。
  9. 前記フレーム内に含まれている前記BCHは、無線通信システムのタイミング情報、帯域幅および送信アンテナの個数を含み、前記フレーム境界、送信アンテナの個数およびスクランブリングコードを利用して復調されることを特徴とする請求項6に記載のフレームを送信する方法。
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