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KR20050003800A - 다중 접속 방식을 사용하는 이동 통신 시스템의 셀 탐색장치 및 방법 - Google Patents

다중 접속 방식을 사용하는 이동 통신 시스템의 셀 탐색장치 및 방법 Download PDF

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KR20050003800A
KR20050003800A KR1020030045301A KR20030045301A KR20050003800A KR 20050003800 A KR20050003800 A KR 20050003800A KR 1020030045301 A KR1020030045301 A KR 1020030045301A KR 20030045301 A KR20030045301 A KR 20030045301A KR 20050003800 A KR20050003800 A KR 20050003800A
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노정민
조영권
이현우
박동식
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 전체 주파수 대역을 다수의 서브 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정된 설정 개수의 서브 주파수 대역들의 집합인 서브 채널과, 상기 서브 채널을 기본 송신 단위로 하여 다수의 서브 채널들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 프레임 셀을 다수로 구비하며, 기지국 구분을 위해 상기 서브 주파수 대역들중 미리 결정된 서브 주파수 대역들에서 기준 신호들을 송신하는 이동 통신 시스템에서, 입력되는 수신 신호의 심벌 바운더리를 검출하고, 상기 검출한 심벌 바운더리에 동기하여 프레임 셀 바운더리를 검출하고, 상기 검출한 프레임 셀 바운더리에 동기하여 미리 설정되어 있는 탐색 구간내의 심벌 구간들 별로 상기 기준 신호들을 검출한 후, 상기 검출한 기준 신호들의 패턴을 검출하여 상기 단말기 자신이 속한 기지국을 검출한다.

Description

다중 접속 방식을 사용하는 이동 통신 시스템의 셀 탐색 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CELL SEARCH IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM USING MULTIPLE ACCESS SCHEME}
본 발명은 다중 접속 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 직교 주파수 분할 다중 방식을 기반으로 하는 다중 접속 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서 셀 탐색 장치 및 방법에 관한 것이다.
1970년대 말 미국에서 셀룰라(cellular) 방식의 무선 이동 통신 시스템(Mobile Telecommunication System)이 개발된 이래 국내에서는 아날로그 방식의 1세대(1G: 1st Generation) 이동 통신 시스템이라고 할 수 있는 AMPS(Advanced Mobile Phone Service) 방식으로 음성 통신 서비스를 제공하기 시작하였다. 이후, 1990년대 중반 2세대(2G: 2nd Generation) 이동 통신 시스템으로서 코드 분할 다중 접속(CDMA: Code Division Multiple Access, 이하 "CDMA"라 칭하기로 한다) 방식의 시스템을 상용화하여 음성 및 저속 데이터 서비스를 제공하였다.
또한, 1990년대 말부터 향상된 무선 멀티미디어 서비스, 범 세계적 로밍(roaming), 고속 데이터 서비스 등을 목표로 시작된 3세대(3G: 3rd Generation) 이동 통신 시스템인 IMT-2000(International MobileTelecommunication-2000)은 현재 일부 상용화되어 서비스가 운영되고 있다. 특히, 상기 3세대 이동 통신 시스템은 이동 통신 시스템에서 서비스하는 데이터량이 급속하게 증가함에 따라 보다 고속의 데이터를 전송하기 위해 개발되었다.
또한, 현재는 3세대 이동 통신 시스템에서 4세대(4G: 4th Generation) 이동 통신 시스템으로 발전해나가고 있는 상태이다. 상기 4세대 이동 통신 시스템은 이전 세대의 이동 통신 시스템들과 같이 단순한 무선 통신 서비스에 그치지 않고 유선 통신 네트워크와 무선 통신 네트워크와의 효율적 연동 및 통합 서비스를 목표로 하여 표준화되고 있다. 따라서 무선 통신 네트워크에서 유선 통신 네트워크의 데이터 용량(capacity)에 근접하는 대용량 데이터를 전송할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다.
그래서, 상기 4세대 이동 통신 시스템에서는 유·무선 채널에서 고속데이터 전송에 유용한 방식으로 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 "OFDM"이라 칭하기로 한다) 방식을 활발하게 연구하고 있으며, 상기 OFDM 방식은 멀티-캐리어(Multi-Carrier)를 사용하여 데이터를 전송하는 방식으로서, 직렬로 입력되는 심벌(Symbol)열을 병렬로 변환하여 이들 각각을 상호 직교성을 갖는 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들, 즉 다수의 서브 캐리어 채널(sub-carrier channel)들로 변조하여 전송하는 멀티캐리어 변조(MCM : Multi Carrier Modulation) 방식의 일종이다.
이와 같은 멀티캐리어 변조 방식을 적용하는 시스템은 1950년대 후반 군용 HF radio에 처음 적용되었으며, 다수의 직교하는 서브 캐리어를 중첩시키는 OFDM방식은 1970년대부터 발전하기 시작하였으나, 멀티 캐리어들간의 직교 변조의 구현이 난이한 문제였었기 때문에 실제 시스템 적용에 한계가 있었다. 그러나 1971년 Weinstein 등이 상기 OFDM 방식을 사용하는 변복조는 DFT(Discrete Fourier Transform)를 이용하여 효율적으로 처리가 가능함을 발표하면서 OFDM 방식에 대한 기술개발이 급속히 발전했다. 또한 보호구간(guard interval)을 사용과 cyclic prefix 보호구간 삽입 방식이 알려지면서 다중경로 및 지연 확산(delay spread)에 대한 시스템의 부정적 영향을 더욱 감소시키게 되었다. 그래서, 이런 OFDM 방식 기술은 디지털 오디오 방송(Digital Audio Broadcasting: DAB)과 디지털 텔레비젼, 무선 근거리 통신망(WLAN: Wireless Local Area Network) 그리고 무선 비동기 전송 모드(WATM: Wireless Asynchronous Transfer Mode) 등의 디지털 전송 기술에 광범위하게 적용되어지고 있다. 즉, 하드웨어적인 복잡도(Complexity)로 인하여 널리 사용되지 못하다가 최근 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform， 이하 "FFT"라 칭하기로 한다)과 역 고속 푸리에 변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform, 이하 "IFFT"라 칭하기로 한다)을 포함한 각종 디지털 신호 처리 기술이 발전함으로써 실현 가능해 졌다. 상기 OFDM 방식은 종래의 주파수 분할 다중(FDM: Frequency Division Multiplexing) 방식과 비슷하나 무엇보다도 다수개의 서브 캐리어들간의 직교성(Orthogonality)을 유지하여 전송함으로써 고속 데이터 전송시 최적의 전송 효율을 얻을 수 있는 특징을 가지며, 또한 주파수 사용 효율이 좋고 다중 경로 페이딩(multi-path fading)에 강한 특성이 있어 고속 데이터 전송시 최적의 전송 효율을 얻을 수 있다는 특징을 가진다. 또한, 주파수 스펙트럼을 중첩하여 사용하므로 주파수 사용이 효율적이고, 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)에 강하고, 다중경로 페이딩에 강하고, 보호구간을 이용하여 심벌간 간섭(ISI: Inter Symbol Interference) 영향을 줄일 수 있으며, 하드웨어적으로 등화기 구조를 간단하게 설계하는 것이 가능하며, 임펄스(impulse)성 잡음에 강하다는 장점을 가지고 있어서 통신시스템 구조에 적극 활용되고 있는 추세에 있다.
차세대 이동 통신 시스템이 타겟으로 하는 고속, 고품질의 무선 멀티미디어 서비스를 제공하기 위해서는 광대역(wide-band)의 스펙트럼(spectrum) 자원이 필요하다. 하지만, 광대역 스펙트럼 자원을 사용할 경우에는 다중 경로 전파(multipath propagation)에 따른 무선 전송로 상에서의 페이딩(fading) 영향이 심각해지며, 전송 대역 내에서도 주파수 선택성 페이딩(frequency selective fading)에 따른 영향이 발생된다. 따라서, 고속의 무선 멀티미디어 서비스를 위해서는 CDMA 방식에 비해 주파수 선택성 페이딩에 강인한 OFDM 방식이 더 큰 이득을 가진다. 따라서, 최근 OFDM 방식에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
일반적으로, 상기 OFDM 방식은 서브 캐리어(sub-carrier), 즉 서브 캐리어 채널(sub-carrier channel)들간의 스펙트럼이 상호 직교성을 유지하면서 서로 중첩되어 있어 스펙트럼 효율이 좋다. 또한, 상기 OFDM 방식은 변조가 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, 이하 "IFFT"라 칭하기로 한다)에 의해 구현되고, 복조가 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, 이하 "FFT"라 칭하기로 한다)에 의해 구현된다. 이와 같은 OFDM 방식에 근거한 다중 접속 방식으로는 전체 서브 캐리어들 중 일부 서브 캐리어들을 특정 단말기에게 할당하여 사용하게 하는직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 "OFDMA"라 칭하기로 한다) 방식이 있다. 상기 OFDMA 방식은 대역 확산(spreading)을 위한 확산 시퀀스(spreading sequence)가 필요로 되지 않으며, 무선 전송로의 페이딩 특성에 따라 특정 단말기에게 할당되는 서브 캐리어들의 집합을 동적으로 변경할 수 있다. 이렇게, 특정 단말기에게 할당되는 서브 캐리어들의 집합을 동적으로 변경하는 것을 "동적 자원 할당(dynamic resource allocation)" 방식이라 하며, 일 예로 "주파수 도약(FH: Frequency Hopping, 이하 "FH"라 칭하기로 한다)" 방식등이 있다.
상기 4세대 이동 통신 시스템은 결과적으로 보다 다양한 컨텐츠(contents)를 개발하려는 소프트웨어(software)적인 측면과 최선의 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 제공할 수 있도록 스펙트럼 효율(spectrum efficiency)이 높은 무선 접속 방식을 개발하려는 하드웨어(hardware)적인 면을 동시에 고려하는 방향으로 발전되고 있다.
또한, 상기 4세대 이동 통신 시스템에서 고려하고 있는 하드웨어적인 면을 살펴보면 다음과 같다.
무선 통신에서 고속, 고품질의 데이터 서비스를 저해하는 요인은 대체적으로 채널 환경에 기인한다. 상기 무선 통신에서 채널 환경은 백색 가우시안 잡음(AWGN: Additive White Gaussian Noise)외에도 페이딩(fading) 현상으로 인해 발생되는 수신 신호의 전력 변화, 쉐도우잉(Shadowing), 단말기의 이동 및 빈번한 속도 변화에 따른 도플러(doppler) 효과, 타 사용자 및 다중 경로(multipath) 신호에 의한 간섭등으로 인해 자주 변하게 된다. 따라서, 고속 무선 데이터 패킷 서비스를 제공하기 위해서는 기존 2세대 혹은 3세대 이동 통신 시스템에서 제공되던 기술들 이외에도 상기 채널 변화에 적응적으로 대처할 수 있는 또 다른 진보된 기술이 필요하게 되었다. 물론, 기존 시스템들에서 채택하고 있는 고속 전력 제어방식도 채널 변화에 적응적으로 대처할 수 있지만, 고속 데이터 패킷 전송 시스템을 표준화하고 있는 비동기 방식 표준 단체인 3GPP(3rd Generation Partnership Project)와 동기 방식 표준 단체인 3GPP2(3rd Generation Partnership Project2)는 적응적 변조 및 코딩(AMC: Adaptive Modulation and Coding, 이하 "AMC"라 칭하기로 한다) 방식과, 복합 재전송(HARQ: Hybrid Automatic Retransmission Request, 이하 "HARQ"라 칭하기로 한다) 방식을 공통적으로 제안하고 있다.
상기 AMC 방식과 HARQ 방식을 사용할 경우 시스템 전체 성능은 크게 개선된다. 그러나, 상기 AMC 방식과 HARQ 방식을 사용한다고 할지라도 무선 자원(radio resource)의 부족이라는 무선 통신에 있어서의 근본적인 문제가 해결되는 것은 아니다. 즉, 가입자 용량을 최대화하는 동시에 멀티미디어 서비스에 필수적인 고속 데이터 전송을 가능하게 하기 위해서는 스펙트럼 효율이 우수한 다중 접속(multiple access) 방식의 연구 개발이 중요하게 되는 것이다. 따라서, 고속, 고품질의 패킷 데이터 서비스를 위해서는 스펙트럼 효율이 우수한 새로운 다중 접속 방식에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한, 이런 고속, 고품질의 스펙트럼 효율이 우수한 새로운 다중 접속 방식에서 효율적으로 셀을 탐색하는 방안에 대한 필요성 역시 대두되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 고속의 무선 멀티미디어 서비스를 제공하는 이동 통신 시스템에서 셀 탐색 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 고속의 무선 멀티미디어 서비스를 제공하는 이동 통신 시스템에서 다단계 셀 탐색 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제1장치는; 전체 주파수 대역을 다수의 서브 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정된 설정 개수의 서브 주파수 대역들의 집합인 서브 채널과, 상기 서브 채널을 기본 송신 단위로 하여 다수의 서브 채널들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 프레임 셀을 다수로 구비하며, 기지국 구분을 위해 상기 서브 주파수 대역들중 미리 결정된 서브 주파수 대역들에서 기준 신호들을 송신하는 하는 이동 통신 시스템에서 단말기가 셀을 탐색하는 장치에 있어서, 입력되는 수신 신호의 심벌 바운더리를 검출하는 심벌 동기 획득기와, 상기 심벌 동기 획득기에서 검출한 심벌 바운더리에 동기하여 프레임 셀 바운더리를 검출하는 프레임 셀 동기 획득기와, 상기 프레임 셀 동기 획득기에서 검출한 프레임 셀 바운더리에 동기하여 미리 설정되어 있는 탐색 구간내의 심벌 구간들 별로 상기 기준 신호들을 검출하고, 상기 검출한 기준 신호들의 패턴을 검출하는 패턴 검출기와, 상기 패턴 검출기에서 검출한 패턴과 저장되어 있는 패턴들과 비교하여 상기 단말기가 속한 기지국을 검출하는 제어기를 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제2장치는; 전체 주파수 대역을다수의 서브 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정된 설정 개수의 서브 주파수 대역들의 집합인 서브 채널과, 상기 서브 채널을 기본 송신 단위로 하여 다수의 서브 채널들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 프레임 셀을 다수로 구비하며, 기지국 구분을 위해 상기 서브 주파수 대역들중 미리 결정된 서브 주파수 대역들에서 기준 신호들을 송신하는 하는 이동 통신 시스템에서 단말기가 셀을 탐색하는 장치에 있어서, 입력되는 수신 신호의 심벌 바운더리를 검출하는 심벌 동기 획득기와, 상기 심벌 동기 획득기에서 검출한 심벌 바운더리에 동기하여 미리 설정되어 있는 탐색 구간내의 심벌 구간들 별로 상기 기준 신호들을 검출하고, 상기 검출한 기준 신호들의 패턴을 검출하는 패턴 검출기와, 상기 패턴 검출기에서 검출한 패턴과 저장되어 있는 패턴들과 비교하여 상기 단말기가 속한 기지국을 검출하는 제어기를 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제1방법은; 전체 주파수 대역을 다수의 서브 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정된 설정 개수의 서브 주파수 대역들의 집합인 서브 채널과, 상기 서브 채널을 기본 송신 단위로 하여 다수의 서브 채널들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 프레임 셀을 다수로 구비하며, 기지국 구분을 위해 상기 서브 주파수 대역들중 미리 결정된 서브 주파수 대역들에서 기준 신호들을 송신하는 하는 이동 통신 시스템에서 단말기가 셀을 탐색하는 방법에 있어서, 입력되는 수신 신호의 심벌 바운더리를 검출하는 과정과, 상기 검출한 심벌 바운더리에 동기하여 프레임 셀 바운더리를 검출하는 과정과, 상기 검출한 프레임 셀 바운더리에 동기하여 미리 설정되어 있는 탐색 구간내의 심벌구간들 별로 상기 기준 신호들을 검출하는 과정과, 상기 검출한 기준 신호들의 패턴을 검출하여 상기 단말기 자신이 속한 기지국을 검출하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제2방법은; 전체 주파수 대역을 다수의 서브 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정된 설정 개수의 서브 주파수 대역들의 집합인 서브 채널과, 상기 서브 채널을 기본 송신 단위로 하여 다수의 서브 채널들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 프레임 셀을 다수로 구비하며, 기지국 구분을 위해 상기 서브 주파수 대역들중 미리 결정된 서브 주파수 대역들에서 기준 신호들을 송신하는 하는 이동 통신 시스템에서 단말기가 셀을 탐색하는 방법에 있어서, 입력되는 수신 신호의 심벌 바운더리를 검출하는 과정과, 상기 검출한 심벌 바운더리에 동기하여 미리 설정되어 있는 탐색 구간내의 심벌 구간들 별로 상기 기준 신호들을 검출하는 과정과, 상기 검출한 기준 신호들의 패턴을 검출하여 상기 단말기 자신이 속한 기지국을 검출하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 FH-OFCDMA 방식을 사용하는 통신 시스템의 시간-주파수 자원 할당을 개략적으로 도시한 도면
도 2는 본 발명의 FH-OFCDMA 통신 시스템의 순방향 채널 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 3은 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 FH-OFCDMA 통신 시스템의 채널 송신기 구조를 도시한 블록도
도 4는 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 FH-OFCDMA 통신 시스템의 송신기 구조를 도시한 블록도
도 5는 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 FH-OFCDMA 통신 시스템의 수신기 구조를 도시한 블록도
도 6은 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 FH-OFCDMA 통신 시스템의 셀 탐색 장치 내부 구조를 도시한 블록도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 FH-OFCDMA 통신 시스템의 제1 셀 탐색 과정을 도시한 순서도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 FH-OFCDMA 통신 시스템의 제2 셀 탐색 과정을 도시한 순서도
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위 내에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
먼저, 본 발명에서는 차세대 이동 통신 시스템이 타겟(target)으로 하는 고속, 고품질의 무선 멀티미디어 서비스를 위한 효율적인 시간-주파수(time-frequency) 자원 활용에 따른 다중 접속(multiple access) 방식에 대해서 살펴보기로 한다.
차세대 이동 통신 시스템이 타겟으로 하는 고속, 고품질의 무선 멀티미디어 서비스를 제공하기 위해서는 광대역(wide-band)의 스펙트럼(spectrum) 자원이 필요하다. 하지만, 광대역 스펙트럼 자원을 사용할 경우에는 다중 경로 전파(multipath propagation)에 따른 무선 전송로 상에서의 페이딩(fading) 영향이 심각해지며, 전송 대역 내에서도 주파수 선택성 페이딩(frequency selective fading)에 따른 영향이 발생된다. 따라서, 고속의 무선 멀티미디어 서비스를 위해서는 코드 분할 다중 접속(CDMA: Code Division Multiple Access, 이하 "CDMA"라 칭하기로 한다) 방식에 비해 주파수 선택성 페이딩에 강인한 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 "OFDM"이라 칭하기로 한다) 방식이 더 큰 이득을 가진다. 따라서, 최근 OFDM 방식에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
일반적으로, 상기 OFDM 방식은 서브 캐리어(sub-carrier), 즉 서브 캐리어 채널(sub-carrier channel)들간의 스펙트럼이 상호 직교성을 유지하면서 서로 중첩되어 있어 스펙트럼 효율이 좋다. 또한, 상기 OFDM 방식은 변조가 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, 이하 "IFFT"라 칭하기로 한다)에 의해 구현되고, 복조가 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, 이하 "FFT"라 칭하기로 한다)에 의해 구현된다. 이와 같은 OFDM 방식에 근거한 다중 접속 방식으로는 전체서브 캐리어들 중 일부 서브 캐리어들을 특정 단말기에게 할당하여 사용하게 하는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 "OFDMA"라 칭하기로 한다) 방식이 있다. 상기 OFDMA 방식은 대역 확산(spreading)을 위한 확산 시퀀스(spreading sequence)가 필요로 되지 않으며, 무선 전송로의 페이딩 특성에 따라 특정 단말기에게 할당되는 서브 캐리어들의 집합을 동적으로 변경할 수 있다. 이렇게, 특정 단말기에게 할당되는 서브 캐리어들의 집합을 동적으로 변경하는 것을 "동적 자원 할당(dynamic resource allocation)" 방식이라 하며, 일예로 "주파수 도약(FH: Frequency Hopping, 이하 "FH"라 칭하기로 한다)" 방식등이 있다.
이와는 달리, 확산 시퀀스를 필요로 하는 다중 접속 방식은 시간 영역에서의 확산 방식(spreading in time domain)과 주파수 영역에서의 확산 방식(spreading in frequency domain)에 의해서 분류된다. 상기 시간 영역에서의 확산 방식은 시간 영역에서 단말기, 즉 사용자 신호를 대역 확산한 후, 상기 대역 확산된 신호를 서브 캐리어에 매핑(mapping)하는 방식이다. 상기 주파수 영역에서의 확산 방식은 사용자 신호를 시간 영역에서 역 다중화(de-multiplexing)하여 서브 캐리어에 매핑하고, 주파수 영역에서 직교 시퀀스(orthogonal sequence)를 사용하여 사용자 신호를 구분하는 방식이다.
하기에서 설명할 본 발명에서 제안하는 다중 접속 방식은 상기 OFDM 방식을 기반으로 하는 다중 접속 방법의 특성 외에도, 상기 CDMA 방식의 특성 및 FH 방식을 통해 주파수 선택성 페이딩에 강인한 특성을 동시에 갖게 된다. 본 발명에서는상기 설명한 새롭게 제안하는 다중 접속 방식을 주파수 도약-직교 주파수 코드 분할 다중 접속(FH-OFCDMA: Frequency Hopping-Orthogonal Frequency Code Division Multiple Access)" 방식이라 칭하기로 한다.
그러면 여기서 도 1을 참조하여 본 발명에서 제안하는 FH-OFCDMA 방식에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 1은 본 발명의 FH-OFCDMA 방식을 사용하는 통신 시스템의 시간-주파수 자원 할당을 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 도시하고 있는 단위 사각형은 미리 설정한 설정 개수의 서브 캐리어(sub-carrier)들로 구성되며, OFDM 심볼 구간(OFDM symbol interval)과 동일한 지속시간을 갖는 시간-주파수 셀(TFC: Time-Frequency Cell, 이하 "TFC"라 칭하기로 한다)로 정의한다. 상기 TFC에 대응하여서는 복수의 서브 캐리어들이 할당된다. 본 발명에서는 상기 TFC에 할당된 각 서브 캐리어들에 대응하는 데이터들은 CDMA 방식에 의해 처리된 후 상기 각 서브 캐리어들을 사용한 OFDM 방식에 의한 처리가 이루어진다. 상기 CDMA 방식에 의한 처리는 서브 캐리어별로 미리 설정되어 있는 고유의 채널화 코드(channelization code)에 의해 데이터를 확산(spreading)한 후 이를 미리 설정되어 있는 스크램블링 코드(scrambling code)에 의해 스크램블링하는 동작을 포함한다. 상기 도 1의 프레임 셀(FC: Frame Cell, 이하 "FC"라 칭하기로 한다)은 상기 TFC의 소정 배수(일 예, 32배)에 해당하는 대역폭(ΔfFC)과 소정 배수(일 예로, 16배)에 해당하는 지속 시간(frameduration)을 갖는 시간-주파수 영역으로 정의된다. 본 발명에서 상기 FC를 사용하고 있는 것은 적응적 변조 및 코딩(AMC: Adaptive Modulation and Coding, 이하 "AMC"라 칭하기로 한다) 방식을 적용할 경우 무선 전송에 대한 측정 결과가 빈번하게 보고되는 것을 방지하기 위함이다.
상기 도 1에는 하나의 FC 내에서 서로 다른 두 개의 서브 채널(sub-channel)들인 서브 채널 A와 서브 채널 B가 도시되어 있다. 여기서, 상기 서브 채널이라 함은 미리 설정된 설정 개수의 TFC들이 시간의 변화에 따라 미리 설정된 설정 주파수 도약 패턴(frequency hopping pattern)에 따라 주파수 도약되어 전송되는 채널을 의미한다. 상기 서브 채널을 구성하는 TFC들의 개수와 주파수 도약 패턴은 시스템 상황에 따라 가변적으로 설정될 수 있음은 물론이며, 본 발명에서는 설명의 편의상 16개의 TFC들이 하나의 서브 채널을 구성한다고 가정하기로 한다. 상기 서로 다른 두 개의 서브 채널들 각각은 서로 다른 단말기에 할당되거나 혹은 하나의 단말기에 할당될 수도 있다. 한편, 상기 각 서브 채널들은 시간의 변화에 따라 일정한 주파수 간격만큼 도약된다. 이는 시간의 경과에 의해 변화하는 페이딩(fading) 특성에 따라 각 단말기별로 할당되는 서브 채널이 동적으로 변경되는 것을 보이고 있다. 그리고, 상기 도 1에서는 상기 주파수 도약 패턴(frequency hopping pattern)을 하나의 고정된 패턴으로 제시하고 있으나, 상기 주파수 도약 패턴은 가변적으로 설정될 수 있음은 물론이다.
만약, 상기 AMC 방식을 사용할 경우, 상기 단말기는 일정 주기로 무선 전송로의 상태를 측정하여 기지국으로 보고하는 절차를 수행하게 된다. 이에 대응하여상기 기지국은 상기 단말기로부터 보고되는 무선 전송로 상태 정보에 의해 변조 및 코딩 방식을 조정하고, 상기 조정된 변조 방식 및 부호화 방식을 상기 단말기로 통보한다. 그 후 상기 단말기는 상기 기지국에 의해 조정된 변조 방식과 코딩 방식에 의해 신호를 송신한다. 본 발명에서는 상기 무선 전송로 상태 정보의 보고가 FC 단위로 이루어지도록 함으로써, AMC 방식을 적용함으로 인해 발생하는 시그널링 부하(signalling load)를 줄일 수 있도록 한다. 한편, 상기 FC는 상기 AMC 방식을 적용함으로써 감수해야 하는 오버 헤드 정보(overhead information)의 양에 따라 적응적으로 조절될 수 있음은 물론이다. 일 예로, 상기 오버헤드 정보가 많을 경우에는 상기 FC를 넓게 조절하고, 상기 오버헤드정보가 적을 경우에는 상기 FC를 좁게 조절한다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따라 특정 단말기에 대한 서비스를 제공하기 위해 송신기는 원칙적으로 다수의 서브 채널들을 사용할 수 있다. 이와 같이 다수의 서브 채널들을 사용하기 위해서는 서비스 품질(QoS: Quality of Service) 요구 조건 및 동시에 서비스되는 단말기들의 수 등이 고려되어야만 한다.
다음으로 도 2를 참조하여 FH-OFCDMA 방식을 사용하는 통신 시스템(이하 "FH-OFCDMA 통신 시스템"이라 칭하기로 한다)의 순방향 채널들을 설명하기로 한다.
상기 도 2는 본 발명의 FH-OFCDMA 통신 시스템의 순방향 채널 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 2에서는 본 발명의 FH-OFCDMA 통신 시스템을 위한 순방향 채널(forward channel)을 "FORWARD FH-OFCDMA CHANNEL"이라 정의하고 있다. 상기"FORWARD FH-OFCDMA CHANNEL"은 파일럿 채널(Pilot Channel)과, 동기 채널(Sync Channel)과, 트래픽 채널(Traffic Channel) 및 공유 제어 채널(Shared Control Channel)로 구성되거나 프리앰블 채널(Preamble Channel)로만 구성될 수 있다. 상기 "FORWARD FH-OFCDMA CHANNEL"의 구조는 하기에서 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 상기 파일럿 채널은 단말기에서 기지국을 획득(acquisition)하거나 채널추정(channel estimation)을 위한 용도로 사용되며, 상기 동기 채널은 단말기에서 기지국에 대한 정보 및 타이밍 정보 등을 획득하기 위한 용도로 사용된다. 상기 프리앰블 채널은 기본적으로 프레임 동기를 위한 용도로 사용되며, 실제 통신을 수행하는 중에 채널 추정을 위한 용도로 사용될 수도 있다. 상기 트래픽 채널은 정보 데이터(information data)를 전송하기 위해 사용된다. 상기 도 2에서는 프레임 동기를 위해 상기 프리앰블 채널을 별도의 구조를 가지도록 도시하고 있으나, 상기 프리앰블 채널을 통해 전송되는 프리앰블 시퀀스(preamble sequence)를 상기 트래픽 채널을 통해 전송되는 프레임의 프리앰블 시퀀스로써 전송할 수도 있다. 상기 공유 제어 채널은 상기 트래픽 채널을 통해 송신되는 정보 데이터를 수신기가 수신하기 위해 필요로되는 제어 정보(control information)를 전송하기 위해 사용된다.
다음으로 도 3을 참조하여 FH-OFCDMA 통신 시스템의 채널 송신기 구조를 설명하기로 한다.
상기 도 3은 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 FH-OFCDMA 통신 시스템의 채널 송신기 구조를 도시한 블록도이다.
상기 도 3을 설명하기에 앞서, 상기 도 3에 도시되어 있는 채널 송신기 구조는 상기 FH-OFCDMA 통신 시스템이 상기 도 2에서 설명한 바와 같은 순방향 채널들을 사용할 경우에 해당하는 채널 송신기 구조임에 유의하여야 한다. 즉, 상기 FH-OFCDMA 통신 시스템에서 사용하는 순방향 채널들이 상이해질 경우 상기 채널 송신기 구조는 상기 순방향 채널들에 상응하게 변형 가능함은 물론이다.
그러면 여기서 상기 도 3에 도시되어 있는 채널 송신기 구조를 각 순방향 채널 송신기별로 설명하기로 한다.
첫 번째로, 트래픽 채널을 통해 정보 데이터, 즉 사용자 데이터(user data)를 송신하는 트래픽 채널 송신기를 설명하기로 한다.
먼저, 채널 코딩(channel coding) 등의 과정이 수행된 후의 k번째 단말기를 타겟(target)으로 하는 코딩된 비트들(coded bits)의 열은 변조기(modulator)(301)로 입력된다. 상기 변조기(301)는 무선 전송로의 상태에 따라 미리 설정된 변조 방식, 일 예로 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 방식과, 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식 혹은 64QAM 방식등과 같은 변조 방식에 의해 상기 코딩된 비트들을 변조하여 변조 심벌들을 레이트 매칭기(rate matcher)(302)로 출력한다. 여기서, 상기 FH-OFCDMA 통신 시스템에서 AMC 방식을 사용할 경우에는 제어기(도시하지 않음)의 제어에 따라 상기 변조기(301)에서 사용하는 변조 방식은 가변적으로 설정된다.
상기 레이트 매칭기(302)는 상기 변조기(301)에서 출력된 변조 심벌들을 입력하여 실제 물리 채널, 즉 상기 트래픽 채널에 상응하도록 레이트 매칭한 후 역다중화기(DEMUX)(303)로 출력한다. 여기서, 상기 레이트 매칭기(302)는 상기 변조 심벌들을 반복(repetition) 혹은 천공(puncturing)하여 레이트 매칭한다. 상기 역다중화기(303)는 상기 레이트 매칭기(302)에서 출력한 변조 심벌열을 입력하여 미리 결정된 브랜치(branch) 수만큼의 서브 채널별 변조 심볼 열들로 역다중화하여 해당 역다중화기들, 즉 역다중화기 #1(304) 내지 역다중화기 #Mk(314)로 출력한다. 여기서, 상기 브랜치수 수는 k번째 단말기로의 서비스를 위해 사용되는 서브 채널의 수 Mk에 대응하며, 상기 Mk는 1 내지 16 중 하나의 정수로써 정해진다. 상기 k는 1 내지 K로써 정의되며, 상기 K는 최대 서비스 가능 단말기들의 수로 정의된다. 이 때, 상기 역다중화기(303)에 의해 각 브랜치별로 출력되는 서브 채널별 변조 심벌 열들은 일정한 지속시간을 갖게 되며, 이는 상기 역다중화기(303)로 입력되는 변조 심볼 열의 지속시간과는 무관하다.
한편, 상기 역다중화기(303)로부터 출력되는 각 서브 채널별 변조 심벌 열들을 서로 다른 서브 채널을 통해 전송하기 위해서는 최대 Mk만큼의 서브 채널 송신기들이 요구된다. 따라서, 상기 도 3에서는 Mk에 대응한 서브 채널 송신기들을 개시하고 있다. 상기 서브 채널 송신기들은 입력되는 변조 심벌 열에서만 차이를 가질 뿐 동일한 동작을 수행함에 따라 하기의 설명에서는 하나의 서브 채널 송신기에 대해서만 설명할 것이다. 한편, 각 단말기의 트래픽 채널에 대해 하나 또는 복수의 서브 채널들이 할당될 수 있으며, 따라서 각 단말기의 트래픽 채널 전송을 위해 하나 또는 복수의 서브 채널 송신기들이 사용될 수 있다.
상기 역다중화기(303)로부터 출력되는 각 서브 채널별 변조 심볼 열들은 Mk개의 역다중화기들, 즉 역다중화기 #1(304) 내지 역다중화기 #Mk(314) 중 대응하는 역다중화기로 출력된다. 일 예로, 상기 역다중화기(303)에서 출력하는 서브 채널별 변조 심볼 열들 중 첫 번째 서브 채널에 대응한 변조 심볼 열은 상기 역다중화기 #1(304)로 출력된다. 상기 역다중화기 #1(304)는 상기 첫 번째 서브 채널에 대응한 변조 심볼 열을 역다중화함으로써, 복수 개의 서브 캐리어별 변조 심볼 열들을 출력한다. 상기 서브 캐리어별 변조 심볼 열들의 수는 하나의 서브 채널이 가지는 서브 캐리어들의 수 m에 대응한다. 이 때, 서브 캐리어별로 출력되는 서브 캐리어별 변조 심볼 열들은 상기 서브 채널별 변조 심볼들에 비해 m배만큼 증가된 지속시간을 갖는다. 상기 역다중화기 #1(304)로부터의 서브 캐리어별 변조 심볼 열들은 채널 분할기 #1(305)로 입력된다. 상기 채널 분할기 #1(305)는 길이가 m인 직교 시퀀스(orthogonal sequence)를 사용하여 각 서브 캐리어별 변조 심볼 열들을 대역 확산하여 출력한다. 이때, 상기 각 서브 캐리어별 변조 심볼 열들은 서로 다른 직교 시퀀스들에 의해 대역 확산될 것이다. 상기 채널 분할기 #1(305)에 의해 각 서브 캐리어별로 대역 확산된 칩(chip) 단위의 출력 시퀀스들은 합산기 #1(306)로 입력된다. 상기 합산기 #1(306)는 상기 서브 캐리어별로 제공되는 출력 시퀀스들을 칩 단위로 가산하여 하나의 시퀀스로 출력한다. 상기 합산기 #1(306)로부터의 출력 시퀀스는 스크램블러(307)로 입력된다. 상기 스크램블러(307)는 스크램블링 시퀀스 생성기(313)로부터 생성되는 스크램블링 코드를 가지고 상기 출력 시퀀스를 스크램블링한 후 사상기 #1(308)로 출력한다. 상기 사상기 #1(308)는 상기 스크램블러(307)에서 출력한 신호를 입력하여 자신에게 할당된 첫 번째 서브 채널을 구성하는 서브 캐리어들로 사상한 후 출력한다. 상기 사상기 #1(308)에 의해서는 무선 전송로의 페이딩 특성에 따라 상기 서브 채널을 구성하는 서브 캐리어들을 동적으로 변경하는 주파수 도약 기능이 이루어질 수도 있다.
한편, 구체적인 설명은 하고 있지 않으나 첫 번째 서브 채널 외의 나머지 서브 채널들에 대응하는 서브 채널 송신기들은 전술한 서브 채널 송신기와 동일한 동작에 의해 대응하는 서브 채널별로의 서브 채널 출력할 수 있음은 물론이다.
두 번째로, 파일럿 채널을 통해 파일럿 신호를 송신하는 파일럿 채널 송신기를 설명하기로 한다.
먼저, 파일럿 신호는 파일롯 톤 위치 결정기(321)로 입력된다. 여기서, 상기 파일럿 신호는 변조되지 않은 신호이다. 상기 파일럿 톤 위치 결정기(321)는 파일럿 톤(pilot tone)을 삽입할 서브 캐리어의 위치를 결정한다. 따라서, 상기 파일럿 톤은 추후 상기 결정된 서브 캐리어의 위치에 삽입된다.
한편, 상기에서 설명한 바와 같이 OFDM 통신 시스템에서 송신기, 즉 기지국(BS: Base Station)은 수신기, 즉 단말기로 파일럿 서브 캐리어, 즉 파일럿 채널 신호들을 송신한다. 여기서, 상기 파일럿 채널 신호들을 송신하는 이유는 동기 획득(synchronization acquisition)과 채널 추정(channel estimation) 및 기지국 구분을 위해서이다. 상기 파일럿 채널 신호들은 일종의 트레이닝 시퀀스(training sequence)로서 동작하여 송신기와 수신기간 채널 추정을 수행할수 있도록 하고, 또한 상기 파일럿 채널 신호들을 이용하여 단말기가 단말기 자신이 속한 기지국을 구분할 수 있도록 한다. 상기 파일럿 채널 신호들이 송신되는 위치는 송신기와 수신기간에 미리 규약되어 있다. 결과적으로, 상기 파일럿 채널 신호들은 일종의 기준 신호(reference signal)로서 동작하게 된다.
그러면 여기서, 상기 파일럿 채널 신호들을 사용하여 단말기가 단말기 자신이 속한 기지국을 구분하는 과정을 설명하기로 한다.
먼저, 기지국은 상기 파일럿 채널 신호들이 특정한 패턴, 즉 파일럿 패턴(pilot pattern)을 가지면서도 상기 데이터 채널 신호들에 비해서 비교적 높은 송신 전력(transmit power)으로 셀 반경(cell boundary)까지 도달할 수 있도록 송신한다. 여기서, 상기 기지국이 상기 파일럿 채널 신호들을 특정한 파일럿 패턴을 가지면서도 높은 송신 전력으로 셀 반경까지 도달할 수 있도록 송신하는 이유는 다음과 같다. 단말기는 셀(cell)에 진입하였을 때 단말기 자신이 현재 속해 있는 기지국에 대한 어떤 정보도 가지고 있지 않다. 상기 단말기가 단말기 자신이 속해있는 기지국을 검출하기 위해서는 상기 파일럿 채널 신호들을 이용해야만 하고, 그래서 상기 기지국은 상기 파일럿 채널 신호들을 비교적 높은 송신 전력으로 특정한 파일럿 패턴을 가지도록 송신함으로써 상기 단말기가 단말기 자신이 속해있는 기지국을 검출할 수 있도록 한다.
한편, 상기 파일럿 패턴은 기지국에서 송신하는 파일럿 채널 신호들이 생성하는 패턴을 의미한다. 즉, 상기 파일럿 패턴은 상기 파일럿 채널 신호들의 기울기(slope)와 상기 파일럿 채널 신호들이 송신되기 시작하는 시작점(startpoint)에 의해 생성된다. 그래서, 상기 OFDM 통신 시스템은 상기 OFDM 통신 시스템을 구성하는 기지국들 각각을 구분하도록 하기 위해 상기 기지국들 각각이 상이한 파일럿 패턴을 가지도록 설계해야만 한다. 결국, 단말기는 자신이 속한 기지국을 상기 파일럿 패턴을 가지고 구분하게 되는 것이다. 여기서, 실제 도면 상에 도시하지는 않았으나 트래픽 채널과 상기 파일럿 채널은 주파수 분할 다중(FDM: Frequency Division Multiple)되어 송신된다.
세 번째로, 동기 채널을 통해 정보 데이터를 송신하는 동기 채널 송신기에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 정보 데이터는 채널 인코더(channel encoder)(331)로 입력된다. 상기 채널 인코더(631)는 상기 동기 채널의 정보 데이터를 미리 설정되어 있는 인코딩 방식으로 인코딩한 후 인코딩된 정보 데이터를 변조기(332)로 출력한다. 상기 변조기(332)는 상기 채널 인코더(331)에서 출력한 인코딩된 정보 데이터를 미리 설정되어 있는 설정 변조 방식을 가지고 변조한 후 동기 채널 신호로서 출력한다.
네 번째로, 공유 제어 채널을 통해 제어 정보를 송신하는 공유 제어 채널 송신기에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 제어 정보는 채널 인코더(341)로 입력된다. 상기 채널 인코더(341)는 상기 공유 제어 채널의 제어 정보를 미리 설정되어 있는 인코딩 방식으로 인코딩한 후 인코딩된 제어 데이터를 변조기(342)로 출력한다. 상기 변조기(342)는 상기 채널 인코더(341)에서 출력한 인코딩된 제어 정보를 미리 설정되어 있는 설정 변조 방식을 가지고 변조한 후 공유 제어 채널 신호로서 출력한다.
다섯 번째로, 프리앰블 채널을 통해 프리앰블 시퀀스를 송신하는 프리앰블 채널 송신기에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 프리앰블 시퀀스는 동기 획득용 패턴 생성기(351)로 입력된다. 상기 동기 획득용 패턴 생성기(351)는 상기 프리앰블 시퀀스를 사용하여 단말기가 프레임 동기를 획득할 수 있도록 하기 위해서 상기 프리앰블 시퀀스가 특정 패턴(pattern)을 가지도록 한 후 프리앰블 채널 신호로서 출력한다. 여기서, 상기 특정 패턴이라 함은 상기 프리앰블 시퀀스의 반복 패턴을 나타낸다. 즉, 상기 프리앰블 시퀀스는 짧은 프리앰블 시퀀스(short preamble sequence) 혹은 긴 프리앰블 시퀀스(long preamble sequence)의 두 가지 종류가 존재하며, 시스템의 상황에 따라 상기 짧은 프리앰블 시퀀스를 반복하여 사용하거나 혹은 긴 프리앰블 시퀀스를 반복하여 사용할 수 있는데, 상기 동기 획득용 패턴 생성기(351)이 이런 반복 패턴을 결정하는 것이다.
다음으로 도 4를 참조하여 FH-OFCDMA 통신 시스템의 송신기 구조를 설명하기로 한다.
상기 도 4는 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 FH-OFCDMA 통신 시스템의 송신기 구조를 도시한 블록도이다.
상기 도 4를 설명하기에 앞서, 상기 도 4에 도시되어 있는 송신기 구조는 상기 도 3에서 설명한 채널 송신기 이후의 동작을 수행하는 송신기 구조임에 유의하여야 한다.
상기 도 4를 참조하면, 먼저 상기 도 4에서 표시되고 있는 입력 단 "A"는 상기 도 3에서 표시되고 있는 출력 단 "A"에 연결되어 본 발명의 실시 예에 따른 송신기를 구현할 수 있다. 따라서, 상기 도 4에서 입력 단 "A"를 통해서는 상기 도 3에서 설명한 채널 송신기로부터의 출력 신호들, 즉 각 서브 채널별로 출력되는 트래픽 채널 데이터들과 파일럿 채널 데이터와 동기채널 데이터 및 공유제어채널 데이터로 구성된다. 또한, 상기 도 4에서 표시되고 있는 입력 단 "B"는 상기 도 3에서 표시되고 있는 출력 단 "B"에 연결되어 본 발명의 실시 예에 따른 송신기를 구현할 수 있다. 따라서, 상기 도 4에서 입력 단 "B"를 통해서는 상기 도 3에서 설명한 채널 송신기로부터의 출력 신호, 즉 프리앰블 채널 데이터로 구성된다.
상기 도 4를 참조하면, 상기 도 3에서 설명한 바와 같이 채널 송신기들로부터의 출력 신호들은 입력 단 "A"와 입력단 "B"를 통해 시분할 다중화기(TDM: Time Division Multiplexer, 이하 "TDM"이라 칭하기로 한다)(411)로 입력된다. 상기 TDM(411)는 상기 트래픽 채널 신호와, 파일럿 채널 신호와, 동기 채널 신호 및 프리앰블 채널 신호를 시분할 다중화하여 역 고속 푸리에 변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform, 이하 "IFFT"라 칭하기로 한다)기(413)로 출력한다. 그러면, 여기서 상기 TDM(411)의 시분할 다중화 과정을 도 1을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 상기 도 1에서 설명한 바와 같이, 시간 축에 있어 하나의 FC는 16개의 TFC들로 이루어진다. 상기 TDM(411)은 상기 16개의 TFC들 중 첫 번째 TFC 구간에서는 상기 프리앰블 채널을 선택하여 출력하며, 나머지 15개의 TFC들의 구간에서는 상기 출력신호들을 선택하여 출력한다.
상기 IFFT기(413)는 상기 TDM(411)에서 출력한 신호들을 입력하여 IFFT를 수행한 후 병렬/직렬 변환기(parallel to serial converter)(415)로 출력한다. 상기 병렬/직렬 변환기(415)는 상기 IFFT기(413)에서 출력한 신호를 입력하여 직렬 변환한 후 보호 구간 삽입기(guard interval inserter)(417)로 출력한다. 상기 보호 구간 삽입기(417)는 상기 병렬/직렬 변환기(415)에서 출력한 신호를 입력하여 보호 구간 신호를 삽입한 후 상기 디지털/아날로그 변환기(digital to analog converter)(419)로 출력한다. 여기서, 상기 보호 구간은 상기 OFDM 통신시스템에서 OFDM 심벌을 송신할 때 이전 OFDM 심벌 시간에 송신한 OFDM 심벌과 현재 OFDM 심벌 시간에 송신할 현재 OFDM 심벌간에 간섭(interference)을 제거하기 위해서 삽입된다. 또한, 상기 보호 구간은 일정 구간의 널(null) 데이터를 삽입하는 형태로 제안되었으나, 상기 보호 구간에 널 데이터를 전송하는 형태는 수신기에서 OFDM 심벌의 시작점을 잘못 추정하는 경우 서브 캐리어들간에 간섭이 발생하여 수신 OFDM 심벌의 오판정 확률이 높아지는 단점이 존재하여 시간 영역의 OFDM 심벌의 마지막 일정 비트들을 복사하여 유효 OFDM 심벌에 삽입하는 형태의 "Cyclic Prefix" 방식이나 혹은 시간 영역의 OFDM 심벌의 처음 일정 비트들을 복사하여 유효 OFDM 심벌에 삽입하는 "Cyclic Postfix" 방식으로 사용할 수 있다.
상기 디지털/아날로그 변환기(419)는 상기 보호 구간 삽입기(417)에서 출력한 신호를 입력하여 아날로그 변환한 후 무선 주파수 (RF: Radio Frequency, 이하 "RF"라 칭하기로 한다) 처리기(processor)(421)로 출력한다. 여기서, 상기 RF 처리기(421)는 필터(filter)와 전처리기(front end unit) 등의 구성들을 포함하며, 상기 디지털/아날로그 변환기(419)에서 출력한 신호를 실제 에어(air)상에서 전송 가능하도록 RF 처리한 후 안테나(antenna)를 통해 에어(air)상으로 전송한다.
다음으로 도 5를 참조하여 FH-OFCDMA 통신 시스템의 수신기 구조를 설명하기로 한다. 상기 도 5는 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 FH-OFCDMA 통신 시스템의 수신기 구조를 도시한 블록도이다.
먼저, 상기 FH-OFCDMA 통신 시스템의 송신기에서 송신한 신호는 다중 경로 채널(multipath channel) 등과 같은 실제 무선 채널 환경을 겪고 잡음(noise) 성분이 가산된 형태로 상기 FH-OFCDMA 통신 시스템의 수신기의 안테나를 통해 수신된다. 상기 안테나를 통해 수신된 신호는 상기 RF 처리기(511)로 입력되고, 상기 RF 처리기(511)는 상기 안테나를 통해 수신된 신호를 중간 주파수(IF: Intermediate Frequency) 대역으로 다운 컨버팅(down converting)한 후 아날로그/디지털 변환기(analog/digital converter)(513)로 출력한다. 상기 아날로그/디지털 변환기(513)는 상기 RF 처리기(511)에서 출력한 아날로그 신호를 디지털로 변환한 후 보호 구간 제거기(guard intervalremover)(515)로 출력한다.
상기 보호 구간 제거기(515)는 상기 아날로그/디지털 변환기(513)에서 출력한 신호를 입력하여 보호 구간 신호를 제거한 후 직렬/병렬 변환기(serial to parallel converter)(517)로 출력한다. 상기 직렬/병렬 변환기(517)는 상기 보호 구간 제거기(515)에서 출력한 직렬 신호를 입력하여 병렬 변환한 후 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform， 이하 "FFT"라 칭하기로 한다)기(519)로 출력한다. 상기 FFT기(519)는 상기 직렬/병렬 변환기(517)에서 출력한 신호를 N-포인트 FFT를 수행한 후 TDM(521)로 출력한다. 상기 TDM(521)는 상기 FFT기(519)에서 출력한 신호를 입력하여 시분할 다중화하여 트래픽 채널 신호와, 파일럿 채널 신호와, 동기 채널 신호와, 공유 제어 채널 신호 각각을 트래픽 채널 수신기와, 파일럿 채널 수신기와, 동기 채널 수신기와, 공유 제어 채널 수신기로 출력한다. 여기서, 상기 트래픽 채널 수신기와, 파일럿 채널 수신기와, 동기 채널 수신기와, 공유 제어 채널 수신기는 상기 도 3에서 설명한 트래픽 채널 송신기와, 파일럿 채널 송신기와, 동기 채널 송신기와, 공유 제어 채널 송신기의 채널 송신 동작과 역동작을 통해 채널 수신 동작을 수행하며, 실제 도면 상에는 도시하지는 않았지만 상기 채널 송신 동작과 역동작을 수행하는 구조를 가짐에 유의하여야 한다. 물론, 상기 채널 수신기들은 하나의 단말기만을 고려하므로 송신기의 채널 송신기아 같이 다수의 단말기들을 고려할 필요가 없으므로, 상기 하나의 단말기에 해당하는 채널화 코드 및 스크램블링 코드등만을 고려하여 동작하게 된다.
다음으로 도 6을 참조하여 FH-OFCDMA 통신 시스템의 셀 탐색 장치 구조를 설명하기로 한다.
상기 도 6은 본 발명의 실시예에서의 기능을 수행하기 위한 FH-OFCDMA 통신 시스템의 셀 탐색 장치 내부 구조를 도시한 블록도이다.
상기 도 6을 설명하기에 앞서, 상기 FH-OFCDMA 통신 시스템에서 셀 탐색(cell search)을 수행하는 이유는 다음과 같다.
먼저, 단말기가 파워 온(power on)하면, 상기 단말기는 특정 기지국을 획득하고 역방향 링크(reverse link)의 액세스 채널(access channel)을 통해 통화를 시도하게 된다. 그러나, 상기 단말기는 파워 온 될 때 상기 단말기 자신이 속한 기지국을 알 수가 없다. 따라서, 상기 단말기는 통화를 수행하기 위해서는 자신이 속한 기지국, 즉 셀을 탐색해야만 하는 것이다.
먼저, 제어기(controller)(611)는 상기 셀 탐색 장치의 전반적인 동작을 제어한다. OFDM 심벌 동기 획득기(613)는 수신되는 OFDM 심벌의 보호 구간 신호를 사용하여 OFDM 심벌 동기를 획득한다. 여기서, 상기 보호 구간은 상기에서 설명한 바와 같이, OFDM 심벌을 송신할 때 이전 OFDM 심벌 시간에 송신한 OFDM 심벌과 현재 OFDM 심벌 시간에 송신할 현재 OFDM 심벌간에 간섭을 제거하기 위해서 삽입되며, 시간 영역의 OFDM 심벌의 마지막 일정 비트들을 복사하여 유효 OFDM 심벌에 삽입하는 형태의 "Cyclic Prefix" 방식이나 혹은 시간 영역의 OFDM 심벌의 처음 일정 비트들을 복사하여 유효 OFDM 심벌에 삽입하는 "Cyclic Postfix" 방식으로 사용된다. 여기서는 설명의 편의상 상기 Cyclic Prefix 방식에 따라 보호 구간을 삽입하는 경우를 가정하기로 한다. 수신되는 OFDM 심벌의 보호 구간 신호를 사용하여 OFDM 심벌 동기를 획득한다. 그러면, 상기 OFDM 심벌 동기 획득기(613)는 상기 보호 구간과 수신되는 OFDM 심벌의 마지막 일정 비트들을 상관(correlation)하여 그 상관값이 미리 설정한 임계값(threshold value) 이상이면서도, 피크값(peak value)을 가지는 타이밍(timing)을 검출한다. 이렇게, 상기 임계값 이상이면서도 피크값을 가지는 타이밍이 상기 단말기가 속한 기지국의 OFDM 심벌 타이밍, 즉 OFDM 심벌 바운더리(boundary)가 되는 것이며, 상기 OFDM 심벌 타이밍을 검출하는 과정이 바로 OFDM 심벌 동기를 획득하는 과정이다. 상기 OFDM 심벌 동기를 획득함에 따라 FFT 시작점을 찾아 FFT를 수행하는 것이 가능하게 된다.
상기 제어기(611)는 상기 OFDM 심벌 동기 획득기(613)가 OFDM 심벌 타이밍을 검출함을 감지하면, 즉 OFDM 심벌 동기를 획득함을 감지하면, 상기 검출한 OFDM 심벌 타이밍에 동기하여 프레임 셀 동기 획득기(615)가 FC 동기를 획득하도록 제어한다. 상기 프레임 셀 동기 획득기(615)는 프리앰블 채널 신호를 이용하여 상기 FC의 시작점, 즉 FC 바운더리(boundary)를 탐색한다. 여기서, 상기 FC의 시작점을 탐색하는 이유는 상기 기지국 구분을 위한 파일럿 패턴의 시작점이 FC의 시작점을 기준으로 설정되어 상기 FC를 단위로 반복 혹은 변경되기 때문이다. 즉, 연속된 파일럿 채널 사이에 프리앰블 채널이 존재할 경우 파일럿 패턴, 즉 파일럿 채널들간의 기울기(slope)를 잘못 추정할 수 있는 가능성이 존재하기 때문에 FC의 시작점을 탐색해야만 하는 것이다. 상기에서 설명한 바와 같이 상기 프리앰블 채널을 통해서는 동일한 프리앰블 시퀀스가 복수번 반복되어 송신되므로, 이 반복된 시퀀스를 서로 상관시켜 그 상관값이 미리 설정한 임계값 이상이면서도 피크값을 가지는 타이밍이 상기 단말기가 속한 기지국의 FC의 시작점이 되는 것이다. 그러면 여기서, 상기 FC의 시작점을 검출하는 과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 단말기는 임의의 제1기지국(BS 1)과 제2기지국(BS 2)로부터 신호를 수신한다고 가정할 때, 상기 단말기는 상기 제1기지국 및 제2기지국으로부터 수신되는 신호가 데이터인지 혹은 프리앰블 신호인지 구분하는 것은 불가능하다. 그러나, 상기 단말기는 상기 수신되는 신호가 반복되는지 여부는 파악할 수 있으며, 상기 반복되는 시퀀스를 서로 상관시켜 그 상관값이 미리 설정한 임계값 이상이면서도 피크값을 가질 경우 FC의 시작점으로 검출하는 것이다.
상기 제어기(611)는 상기 FC의 시작점을 획득함을 감지하면, 즉 프레임 셀 동기 획득기(615)가 FC 동기를 획득함을 감지하면, 상기 검출한 FC의 시작점에 동기하여 파일럿 패턴 검출기(617)가 파일럿 패턴을 검출하도록 제어한다. 여기서, 하기에서도 설명할 것이지만 상기 FC 동기를 획득하지 않고 상기 OFDM 심벌 동기만을 획득한 상태에서도 파일럿 패턴을 검출할 수 있다. 이를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 상기 프리앰블 채널 신호를 사용하여 상기 FC의 시작점을 검출하는 이유는 파일럿 패턴을 검출함에 있어 상기 프리앰블 채널 신호로 인해서 정확한 파일럿 패턴을 검출할 수 없는 경우가 발생하기 때문이다. 그러나, 이런 경우가 발생하지 않거나 혹은 2개의 파일럿 신호만으로 정확한 파일럿 패턴을 검출할 수 있을 경우에는 상기 FC의 시작점을 검출할 필요가 없으며, 따라서 상기 프레임 셀 동기 획득기(615)로의 입출력을 바이패스(bypass)할 수도 있음은 물론이다. 상기 파일럿 패턴 검출기(617)는 비동기 에너지 검출에 의해 파일럿 채널 신호의 위치를 검출하고, 상기 검출한 파일럿 채널 신호의 위치를 가지고 파일럿 패턴을 검출한다. 상기 파일럿 패턴 검출기(617)의 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 OFDM 심벌 동기 획득기(613)가 획득한 OFDM 심볼 타이밍을 가지고 수신 신호를 FFT 수행하면 주파수 영역(frequency domain)의 신호로 변환된다. 그러면, 상기 파일럿 패턴 검출기(617)는 상기 주파수 영역의 수신 신호로부터 비동기 에너지 검출을 통해 수신된 파일럿 신호의 위치를 검출한다. 상기에서 설명한 바와 같이 파일럿 신호들은 다른 채널 신호들에 비해서 비교적 높은 송신 전력으로 셀 반경까지 도달할 수 있도록 송신되기 때문에, 비동기 에너지 검출을 수행하더라도 피크값으로 검출된다. 이렇게 상기 파일럿 신호 위치를 검출한 후 상기 파일럿 패턴 검출기(617)는 상기 검출한 파일럿 신호들을 가지고 파일럿 패턴을 검출한다. 상기 제어기(611)는 상기 파일럿 패턴 검출기(617)에서 검출한 파일럿 패턴과 상기 제어기(611)의 내부 메모리(memoey)(도시하지 않음)에 미리 테이블(table) 형태로 저장하고 있는 파일럿 패턴들을 비교하고, 상기 비교 결과 상기 검출한 파일럿 패턴과 일치하는 파일럿 패턴이 존재할 경우 상기 검출한 파일럿 패턴에 해당하는 기지국을 상기 단말기 자신이 속한 기지국으로 판단한다. 여기서, 상기 검출한 파일럿 패턴과 미리 저장되어 있는 파일럿 패턴들과의 비교는 상관 동작을 통해서 이루어지며, 상기 검출한 파일럿 패턴과 일치하는 파일럿 패턴이 존재한다고 하더라도 그 상관값이 미리 설정한 임계값 미만일 경우에는 부정확한 파일럿 패턴 검출로 간주하여 오류를 제거한다.
다음으로 도 7을 참조하여 FH-OFCDMA 통신 시스템의 셀 탐색 과정을 설명하기로 한다.
상기 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 FH-OFCDMA 통신 시스템의 셀 탐색 과정을 도시한 순서도이다.
상기 도 7을 참조하면, 먼저 711단계에서 제어기(611)는 OFDM 심벌 동기 획득기(613)가 수신되는 OFDM 심벌의 보호 구간 신호를 사용하여 OFDM 심벌 동기를 획득하도록 제어하고 713단계로 진행한다. 여기서, 상기 OFDM 심벌 동기 획득기(613)는 상기 보호 구간과 수신되는 OFDM 심벌의 마지막 일정 비트들을 상관하여 그 상관값이 미리 설정한 임계값(threshold value) 이상이면서도, 피크값을가지는 타이밍을 검출하여 OFDM 심벌 동기를 획득한다. 또한, 상기 보호 구간과 수신되는 OFDM 심벌의 마지막 일정 비트들을 상관하는 이유는 cyclic prefix 방식을 사용하는 경우를 가정하였기 때문이다.
상기 713단계에서 상기 제어기(611)는 상기 OFDM 심벌 동기 획득기(613)가 획득한 OFDM 심벌 동기에 맞게 상기 프레임 셀 동기 획득기(615)가 FC 동기를 획득하도록 제어하고 715단계로 진행한다. 상기 프레임 셀 동기 획득기(615)는 수신되는 프리앰블 채널 신호와 미리 알고 있는 프리앰블 시퀀스를 가지고 상관하여, 그 상관값이 미리 설정한 임계값 이상이면서도 피크값을 가지는 타이밍을 검출하여 상기 단말기가 속한 기지국의 FC의 시작점으로 검출하고 715단계로 진행한다. 여기서, 상기 FC의 시작점은 결국 FC의 바운더리(boundary)가 되는 것이다.
상기 715단계에서 상기 제어기(611)는 상기 프레임 셀 동기 획득기(615)가 검출한 FC의 시작점에 동기하여 파일럿 패턴 검출기(617)가 파일럿 패턴을 검출하도록 제어하고 717단계로 진행한다. 상기 파일럿 패턴 검출기(617)는 상기 프레임 셀 동기 획득기(615)가 검출한 FC의 시작점에 동기하여 수신되는 OFDM 심벌 구간별로 FFT를 수행하여 비동기 에너지 검출에 의해 파일럿 신호의 위치를 검출한다.
상기 717단계에서 상기 제어기(611)는 상기 파일럿 패턴 검출기(617)가 상기 파일럿 신호 위치 검출을 위해서 탐색하고자 하는 윈도우(window) 구간이 완료되었는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 윈도우 구간이 완료되지 않았을 경우 상기 제어기(611)는 상기 715단계로 되돌아가 상기 파일럿 패턴 검출기(617)가 상기 파일럿 신호 위치 검출을 지속적으로 수행하도록 제어한다. 만약 상기 검사 결과 상기윈도우 구간이 완료되었을 경우 상기 제어기(611)는 719단계로 진행한다. 상기 719단계에서 상기 제어기(611)는 상기 검출한 파일럿 신호들의 위치에 따른 파일럿 패턴과 미리 저장되어 있는 파일럿 패턴들과 비교하여 상기 비교 결과 상기 검출한 파일럿 패턴과 일치하는 파일럿 패턴이 존재할 경우 상기 검출한 파일럿 패턴에 해당하는 기지국을 상기 단말기 자신이 속한 기지국으로 판단하고 종료한다. 여기서, 상기 검출한 파일럿 패턴과 미리 저장되어 있는 파일럿 패턴들과의 비교는 상관 동작을 통해서 이루어지며, 상기 검출한 파일럿 패턴과 일치하는 파일럿 패턴이 존재한다고 하더라도 그 상관값이 미리 설정한 임계값 미만일 경우에는 부정확한 파일럿 패턴 검출로 간주하여 오류를 제거한다.
다음으로 도 8을 참조하여 FH-OFCDMA 통신 시스템의 또 다른 셀 탐색 과정을 설명하기로 한다.
상기 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 FH-OFCDMA 통신 시스템의 셀 탐색 과정을 도시한 순서도이다.
상기 도 8을 설명하기에 앞서, 상기 도 8의 811단계는 상기 도 7의 711단계와 동일한 동작을 수행하며, 상기 도 8의 813단계 내지 817단계는 상기 도 7의 715단계 내지 719단계와 동일한 동작을 수행하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 다만, 상기 도 8에 상기 도 7의 713단계에 해당하는 FC 시작점을 검출하는 과정이 존재하지 않는 이유는 다음과 같다. 먼저, 상기 713단계에서 상기 프리앰블 채널 신호를 사용하여 상기 FC의 시작점을 검출하는 이유는 파일럿 패턴을 검출함에 있어 상기 프리앰블 채널 신호로 인해서 정확한 파일럿 패턴을 검출할 수없는 경우가 발생하기 때문이다. 그러나, 이런 경우가 발생하지 않거나 혹은 2개의 파일럿 신호만으로 정확한 파일럿 패턴을 검출할 수 있을 경우에는 상기 713단계와 같은 동작을 수행할 필요가 없으며, 따라서 상기 도 8에서는 상기 713단계의 FC의 시작점 검출 동작이 존재하지 않는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명은, FH-OFCDMA 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서 OFDM 심벌 타이밍과, FC 시작점 및 파일럿 패턴을 사용하여 셀 탐색을 다단계로 수행함으로써 효율적이면서도 빠른 셀 탐색을 가능하게 한다는 이점을 가진다. 또한, 본 발명의 상기 OFDM 심벌 타이밍과, FC 시작점 및 파일럿 패턴을 사용하는 다단계 셀 탐색은 셀 탐색에 소요되는 연산량을 최소화하고, 하드웨어도 간단하게 구현할 수 있다는 이점을 가진다.

Claims (34)

  1. 전체 주파수 대역을 다수의 서브 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정된 설정 개수의 서브 주파수 대역들의 집합인 서브 채널과, 상기 서브 채널을 기본 송신 단위로 하여 다수의 서브 채널들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 프레임 셀을 다수로 구비하며, 기지국 구분을 위해 상기 서브 주파수 대역들중 미리 결정된 서브 주파수 대역들에서 기준 신호들을 송신하는 하는 이동 통신 시스템에서 단말기가 셀을 탐색하는 방법에 있어서,
    입력되는 수신 신호의 심벌 바운더리를 검출하는 과정과,
    상기 검출한 심벌 바운더리에 동기하여 프레임 셀 바운더리를 검출하는 과정과,
    상기 검출한 프레임 셀 바운더리에 동기하여 미리 설정되어 있는 탐색 구간내의 심벌 구간들 별로 상기 기준 신호들을 검출하는 과정과,
    상기 검출한 기준 신호들의 패턴을 검출하여 상기 단말기 자신이 속한 기지국을 검출하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 심벌 바운더리를 검출하는 과정은 상기 수신 신호의 심벌들 각각과 상기 심벌들 각각의 보호 구간들 각각을 상관하여 피크값을 가지는 타이밍을 상기 심벌 바운더리로 검출하는 것임을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보호 구간은 상기 심벌의 마지막의 설정 개수의 비트들 혹은 처음의 설정 개수의 비트들임을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 셀 바운더리를 검출하는 과정은 상기 수신 신호의 심벌 구간별로 수신 심벌들과 미리 설정되어 있는 프리앰블 신호를 상관하여 피크값을 가지는 타이밍을 상기 프레임 셀 바운더리로 검출하는 것임을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탐색 구간내의 심벌 구간들 별로 상기 기준 신호들을 검출하는 과정은 상기 심벌 구간들 별로 고속 푸리에 변환을 수행한 후 비동기 에너지 검출을 통해 피크값을 가지는 신호들을 상기 기준 신호들로 검출하는 것임을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단말기가 속한 기지국을 검출하는 과정은 상기 검출한 패턴과 상기 이동 통신 시스템을 구성하는 기지국들 각각에 고유하게 할당되어 있는 패턴을 비교하고, 상기 비교 결과 동일한 패턴을 가지는 기지국이 존재할 경우 상기 검출한 패턴과 동일한 패턴을 가지는 기지국을 상기 단말기가 속한 기지국으로 검출하는 것임을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 패턴은 상기 서브 주파수 대역들에서 송신되는 기준 신호들의 기울기임을 특징으로 하는 상기 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 탐색 구간은 미리 설정된 설정 개수의 심벌 구간들임을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기준 신호는 파일럿 신호임을 특징으로 하는 상기 방법.
  10. 전체 주파수 대역을 다수의 서브 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정된 설정 개수의 서브 주파수 대역들의 집합인 서브 채널과, 상기 서브 채널을 기본 송신 단위로 하여 다수의 서브 채널들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 프레임 셀을 다수로 구비하며, 기지국 구분을 위해 상기 서브 주파수 대역들중 미리 결정된 서브 주파수 대역들에서 기준 신호들을 송신하는 하는 이동 통신 시스템에서 단말기가 셀을 탐색하는 방법에 있어서,
    입력되는 수신 신호의 심벌 바운더리를 검출하는 과정과,
    상기 검출한 심벌 바운더리에 동기하여 미리 설정되어 있는 탐색 구간내의 심벌 구간들 별로 상기 기준 신호들을 검출하는 과정과,
    상기 검출한 기준 신호들의 패턴을 검출하여 상기 단말기 자신이 속한 기지국을 검출하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 심벌 바운더리를 검출하는 과정은 상기 수신 신호의 심벌들 각각과 상기 심벌들 각각의 보호 구간들 각각을 상관하여 피크값을 가지는 타이밍을 상기 심벌 바운더리로 검출하는 것임을 특징으로 하는 상기 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 보호 구간은 상기 심벌의 마지막의 설정 개수의 비트들 혹은 처음의 설정 개수의 비트들임을 특징으로 하는 상기 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 탐색 구간내의 심벌 구간들 별로 상기 기준 신호들을 검출하는 과정은 상기 심벌 구간들 별로 고속 푸리에 변환을 수행한 후 비동기 에너지 검출을 통해 피크값을 가지는 신호들을 상기 기준 신호들로 검출하는 것임을 특징으로 하는 상기 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 단말기가 속한 기지국을 검출하는 과정은 상기 검출한 패턴과 상기 이동 통신 시스템을 구성하는 기지국들 각각에 고유하게 할당되어 있는 패턴을 비교하고, 상기 비교 결과 동일한 패턴을 가지는 기지국이 존재할 경우 상기 검출한 패턴과 동일한 패턴을 가지는 기지국을 상기 단말기가 속한 기지국으로 검출하는 것임을 특징으로 하는 상기 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 패턴은 상기 서브 주파수 대역들에서 송신되는 기준 신호들의 기울기임을 특징으로 하는 상기 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 탐색 구간은 미리 설정된 설정 개수의 심벌 구간들임을 특징으로 하는 상기 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 기준 신호는 파일럿 신호임을 특징으로 하는 상기 방법.
  18. 전체 주파수 대역을 다수의 서브 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정된 설정 개수의 서브 주파수 대역들의 집합인 서브 채널과, 상기 서브 채널을 기본 송신 단위로 하여 다수의 서브 채널들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 프레임 셀을 다수로 구비하며, 기지국 구분을 위해 상기 서브 주파수 대역들중 미리 결정된 서브 주파수 대역들에서 기준 신호들을 송신하는 하는 이동 통신 시스템에서 단말기가 셀을 탐색하는 장치에 있어서,
    입력되는 수신 신호의 심벌 바운더리를 검출하는 심벌 동기 획득기와,
    상기 심벌 동기 획득기에서 검출한 심벌 바운더리에 동기하여 프레임 셀 바운더리를 검출하는 프레임 셀 동기 획득기와,
    상기 프레임 셀 동기 획득기에서 검출한 프레임 셀 바운더리에 동기하여 미리 설정되어 있는 탐색 구간내의 심벌 구간들 별로 상기 기준 신호들을 검출하고, 상기 검출한 기준 신호들의 패턴을 검출하는 패턴 검출기와,
    상기 패턴 검출기에서 검출한 패턴과 저장되어 있는 패턴들과 비교하여 상기 단말기가 속한 기지국을 검출하는 제어기를 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 심벌 동기 획득기는 상기 수신 신호의 심벌들 각각과 상기 심벌들 각각의 보호 구간들 각각을 상관하여 피크값을 가지는 타이밍을 상기 심벌 바운더리로 검출함을 특징으로 하는 상기 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 보호 구간은 상기 심벌의 마지막의 설정 개수의 비트들 혹은 처음의 설정 개수의 비트들임을 특징으로 하는 상기 장치.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 프레임 셀 동기 획득기는 상기 수신 신호의 심벌 구간별로 수신 심벌들과 미리 설정되어 있는 프리앰블 신호를 상관하여 피크값을 가지는 타이밍을 상기 프레임 셀 바운더리로 검출함을 특징으로 하는 상기 장치.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 패턴 검출기는 상기 심벌 구간들 별로 고속 푸리에 변환을 수행한 후 비동기 에너지 검출을 통해 피크값을 가지는 신호들을 상기 기준 신호들로 검출함을 특징으로 하는 상기 장치.
  23. 제18항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 검출한 패턴과 상기 이동 통신 시스템을 구성하는 기지국들 각각에 고유하게 할당되어 있는, 상기 저장되어 있는 패턴들을 비교하고, 상기 비교 결과 동일한 패턴을 가지는 기지국이 존재할 경우 상기 검출한 패턴과 동일한 패턴을 가지는 기지국을 상기 단말기가 속한 기지국으로 검출함을 특징으로 하는 상기 장치.
  24. 제18항에 있어서,
    상기 패턴은 상기 서브 주파수 대역들에서 송신되는 기준 신호들의 기울기임을 특징으로 하는 상기 장치.
  25. 제18항에 있어서,
    상기 탐색 구간은 미리 설정된 설정 개수의 심벌 구간들임을 특징으로 하는 상기 장치.
  26. 제18항에 있어서,
    상기 기준 신호는 파일럿 신호임을 특징으로 하는 상기 장치.
  27. 전체 주파수 대역을 다수의 서브 주파수 대역들로 분할하고, 미리 설정된 설정 개수의 서브 주파수 대역들의 집합인 서브 채널과, 상기 서브 채널을 기본 송신 단위로 하여 다수의 서브 채널들에 의해 점유되는 주파수 영역과 시간 영역을 가지는 프레임 셀을 다수로 구비하며, 기지국 구분을 위해 상기 서브 주파수 대역들중 미리 결정된 서브 주파수 대역들에서 기준 신호들을 송신하는 하는 이동 통신 시스템에서 단말기가 셀을 탐색하는 장치에 있어서,
    입력되는 수신 신호의 심벌 바운더리를 검출하는 심벌 동기 획득기와,
    상기 심벌 동기 획득기에서 검출한 심벌 바운더리에 동기하여 미리 설정되어 있는 탐색 구간내의 심벌 구간들 별로 상기 기준 신호들을 검출하고, 상기 검출한 기준 신호들의 패턴을 검출하는 패턴 검출기와,
    상기 패턴 검출기에서 검출한 패턴과 저장되어 있는 패턴들과 비교하여 상기 단말기가 속한 기지국을 검출하는 제어기를 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 심벌 동기 획득기는 상기 수신 신호의 심벌들 각각과 상기 심벌들 각각의 보호 구간들 각각을 상관하여 피크값을 가지는 타이밍을 상기 심벌 바운더리로 검출함을 특징으로 하는 상기 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 보호 구간은 상기 심벌의 마지막의 설정 개수의 비트들 혹은 처음의 설정 개수의 비트들임을 특징으로 하는 상기 장치.
  30. 제27항에 있어서,
    상기 패턴 검출기는 상기 심벌 구간들 별로 고속 푸리에 변환을 수행한 후 비동기 에너지 검출을 통해 피크값을 가지는 신호들을 상기 기준 신호들로 검출함을 특징으로 하는 상기 장치.
  31. 제27항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 검출한 패턴과 상기 이동 통신 시스템을 구성하는 기지국들 각각에 고유하게 할당되어 있는, 상기 저장되어 있는 패턴들을 비교하고, 상기 비교 결과 동일한 패턴을 가지는 기지국이 존재할 경우 상기 검출한 패턴과 동일한 패턴을 가지는 기지국을 상기 단말기가 속한 기지국으로 검출함을 특징으로 하는 상기 장치.
  32. 제27항에 있어서,
    상기 패턴은 상기 서브 주파수 대역들에서 송신되는 기준 신호들의 기울기임을 특징으로 하는 상기 장치.
  33. 제27항에 있어서,
    상기 탐색 구간은 미리 설정된 설정 개수의 심벌 구간들임을 특징으로 하는 상기 장치.
  34. 제27항에 있어서,
    상기 기준 신호는 파일럿 신호임을 특징으로 하는 상기 장치.
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