KR100435795B1

KR100435795B1 - 무선 기지국 장치 및 무선 통신 방법

Info

Publication number: KR100435795B1
Application number: KR10-2001-7011641A
Authority: KR
Inventors: 미야가즈유키
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2000-01-14
Filing date: 2000-12-13
Publication date: 2004-06-10
Anticipated expiration: 2020-12-13
Also published as: EP1170880A1; KR20010112321A; AU1887801A; CN1342348A; EP1170880A4; US20020137548A1; CN1136673C; WO2001054311A1

Abstract

RACH(랜덤 액세스 채널)에서의 프리앰블 부분의 신호를 이용하여 가중치를 산출하는 것이 아니라, 기존의 가중치를 이용한 복수의 지향성 패턴으로 RACH의 프리앰블 부분의 신호를 AAA(적응형 어레이 안테나) 수신하여 각 지향성 패턴마다 지연 프로파일을 작성하고, 그 지연 프로파일을 이용한 프리앰블 부분의 검출 및 역확산 타이밍의 검출을 행하는 것이다. 또한 본 발명의 골자는 RACH의 프리앰블 부분의 신호를 AAA 수신할 때에 선택한 지향성 패턴으로 AICH(Acquisition Indication Channel) 에서의 제어 신호를 AAA 수신한다.

Description

무선 기지국 장치 및 무선 통신 방법{RADIO BASE STATION DEVICE AND RADIO COMMUNICATION METHOD}

종래, 이동국 등의 통신 단말의 발호 및 전송량이 적은 패킷 전송에서 업 링크 신호의 송신에 랜덤 액세스 채널(RACH)이 사용된다. 이 RACH에서는 도 1에 도시하는 바와 같이, 예컨대 4096 칩 정도 길이의 프리앰블 부분을 일 회, 또는 복수 회 송신한 후에, 예컨대 lOms 정도 길이의 메시지 부분을 송신하도록 되어 있다.

이 RACH의 프리앰블부의 기지국 수신의 옳고 그름은 다운 링크의 AICH의 송신 유무에 의해 통신 단말에 알려진다. 즉, 통신 단말은, 예컨대 발호시 RACH로 프리앰블 부분을 기지국으로 송신하고, 기지국은 프리앰블 부분을 수신하는 즉시AICH에 의해서 확인용 제어 신호를 통신 단말로 송신한다. 수신할 수 없는 경우에는 AICH의 송신은 행해지지 않는다. 자신의 프리앰블 부분에 대응하는 AICH가 규정 시간 이내에 수신되지 않는 경우에는, 통신 단말은 일반적으로 송신 전력을 올려 두 번째 프리앰블 부분을 송신한다. 이와 같이, AICH가 수신될 때까지 프리앰블 부분을 수 회 송신한 후에, 통신 단말은 RACH로 메시지 부분을 기지국으로 송신한다. 통신 단말 측의 송수신 타이밍을 도 2에 나타낸다.

도 2에서, 업 링크 액세스 슬롯은 소정수, 예컨대 도 3에 도시하는 바와 같이 # 0∼# 14까지 규정되어 있으며, 각각의 액세스 슬롯에 대해서는 도 4에 도시하는 바와 같이 다른 오프셋이 인가되어 있다. 통신 단말이 속하는 셀에서 어떤 액세스 슬롯이 유효한지는 통보 채널로 알려진다. 따라서 통신 단말은 알려진 액세스 슬롯에 대응하는 오프셋을 고려하여 그 타이밍으로 RACH 송신을 행하게 된다.

RACH 및 AICH의 송수신에 대하여 다른 국(局)으로의 간섭을 감소시키기 위해 적응형 어레이 안테나(AAA)를 이용한 송수신을 도입하는 것이 바람직하지만, 기지국에 있어서, RACH에서의 프리앰블 부분의 수신으로부터 AICH에서의 제어 신호 송신까지의 시간이 짧기 때문에 AAA를 이용한 송수신을 도입하는 것이 어렵다.

즉, 보통 기지국에서 RACH를 수신하고 나서 AICH를 송신할 때까지의 응답 허용 시간 (프리앰블 부분의 신호 도래 시간 + 프리앰블 부분의 패턴 판정을 위한 시간 + 판정한 패턴에 대응하는 제어 신호의 송신 시간)은 1ms 이하로 할 필요가 있다. 이 때문에, 기지국 장치에서 RACH로 수신한 프리앰블 부분에 근거하여 수신 가중치 연산을 행하는 것이 어렵다. 그 결과, RACH에서의 프리앰블 부분의 수신에AAA 수신을 적용하는 것은 곤란하다.

이 때문에, AAA 수신을 도입한 시스템에서도 기지국은 RACH의 프리앰블 부분을 무지향성으로 수신하게 된다. 이와 같이 RACH의 프리앰블 부분을 무지향성으로 수신하면 이 프리앰블 부분은 AAA 수신되는 다른 신호와 비교하여 높은 소요 SIR (Signal to Interference Ratio) 또는 Eb/N0 가 필요하게 된다. 그 결과 통신 단말은 높은 품질이 요구된 분량만큼 RACH로의 프리앰블 부분의 송신으로 송신 전력을 높일 필요가 발생한다.

이와 같이 송신 전력을 높이기 위해서 다른 국으로의 간섭이 증대된다. 또한 RACH를 빈번히 사용하는 경우에는 송신 전력을 높이기 위해서 통신 단말의 소비 전력이 많아진다. 또한, 기지국에 있어서 RACH에서의 프리앰블 부분의 신호 도래 방향의 추정도 위와 같은 이유로 곤란해져, 대응하는 AICH의 송신에 관해서도 AAA 송신을 하기 어렵기 때문에, AAA 송신에 비교하여 높은 송신 전력을 이용해서 무지향성으로 송신할 필요가 발생하여, 그 결과로 다운 링크에 있어서도 AICH 송신시 다른 국으로의 간섭이 증대하게 된다.

본 발명은 디지털 무선 통신 시스템에서 사용되는 무선 기지국 장치 및 무선 통신 방법에 관한 것으로, 특히 DS-CDMA(Direct Sequence - Code Division Multiple Access) 시스템에서 RACH(Random Access Channel)의 적응형 어레이 안테나(이하 AAA로 생략한다) 수신 및 AICH(Acquisition Indication Channel)의 AAA 송신에 관한 것이다.

도 1은 RACH 송신의 구성을 나타내는 도면,

도 2는 RACH 및 AICH의 송수신 타이밍을 나타내는 도면,

도 3은 액세스 슬롯을 설명하기 위한 도면,

도 4는 액세스 슬롯의 오프셋을 설명하기 위한 도면,

도 5는 본 발명의 실시예 1에 관한 무선 기지국 장치의 구성을 나타내는 블록도,

도 6은 RACH에 지향성 수신을 이용하는 경우를 설명하기 위한 도면,

도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 무선 기지국 장치의 구성을 나타내는 블록도 및,

도 8은 본 발명의 무선 기지국 장치와 무선 통신을 행하는 통신 단말 장치의구성을 나타내는 블록도이다.

발명의 개시

본 발명의 목적은, RACH의 AAA 수신 및 AICH의 AAA 송신을 실현할 수 있어, 다른 국으로의 간섭을 감소시킬 수 있는 무선 기지국 장치 및 무선 통신 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 주제는 RACH에서의 기지(旣知) 신호 부분(프리앰블 부분)을 이용하여 가중치를 산출하는 것이 아니라, 미리 설정된 복수 지향성 패턴으로 RACH의 기지 신호 부분을 AAA 수신하여, 각 지향성 패턴마다 상관 레벨 중에서 선택함으로써 기지 신호 부분의 검출 및 역확산 타이밍의 검출을 행하는 것이다. 이 상관 레벨 검출은 각 지향성 패턴마다 상관 출력으로부터 프로파일(지연 프로파일)을 작성하여 그 지연 프로파일을 이용하여 실행한다. 또한, 본 발명의 골자는 RACH의 기지 신호 부분을 AAA 수신할 때 선택한 지향성 패턴을 이용하여 AICH에서의 제어 신호를 AAA 송신하는 것이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여, 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

(실시예 1)

본 실시예에서는, 기존의 가중치를 이용하여 미리 설정된 복수의 지향성 패턴으로 RACH의 프리앰블 부분의 신호를 AAA 수신하여 각 지향성 패턴마다 지연 프로파일을 작성하고, 그 지연 프로파일을 이용하여 프리앰블 부분의 검출 및 역확산 타이밍을 검출하는 경우에 대하여 설명한다. 또, 본 실시예에서는, AAA 수신시 안테나 수를 3으로 하고 기존의 가중치로써 업 링크 신호를 이용하여 복수 채널(사용자)사이에서 그룹화 하여 같은 그룹 내에서는 공통으로 하는 가중치(그룹 가중치)를 이용하는 경우에 대하여 설명한다.

또한, 여기서는 설명을 간단히 하기 위해서 복수의 채널을 그룹화 할 때의 그룹 수(n)를 2로 하고 채널 수(k)도 2로 하고 있다.

도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 무선 기지국 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.

안테나(101)를 거쳐서 수신된 업 링크 신호는 각각 수신 RF 회로(102)에 입력된다. 수신 RF 회로(102)에서는 수신된 신호가 다운 컨버팅된다. 다운 컨버팅된 신호는 A/D 변환기(103)에서 A/D 변환되어 베이스 밴드 신호로 된다.

이 베이스 밴드 신호는 도래 방향 추정 회로(1O4)로 각각 보내지는 동시에 지향성 제어 회로(l06)로 보내진다. 여기서 수신 지향성 제어 회로(106)는 복수의 채널을 그룹화 했을 때의 그룹 수에 대응하는 지향성 패턴 수만큼(2개) 마련되어 있다. 또한, 도래 방향 추정 회로(104)는 채널 수(사용자 수)만큼(2개) 마련되어 있다.

도래 방향 추정 회로(104)에서는 각 채널(사용자)의 수신 신호에 대하여 도래 방향을 추정한다. 이 도래 방향의 추정 결과는 수신 가중치 연산 회로(105)에 보내진다. 수신 가중치 연산 회로(105)에서는 각 채널의 도래 방향에 근거하여 채널을 그룹화 하고, 그 그룹마다 수신 가중치를 산출한다.

수신 지향성 제어 회로(106)에서는 수신 가중치 연산 회로(105)에서 구해진 그룹마다의 수신 가중치를 이용하여 수신 신호에 대하여 수신 AAA 처리를 하고, 수신 AAA 처리된 신호를 수신 지향성마다 복조 회로(l07) 및 RACH 프리앰블용 검색기(108)에 출력한다. 또 복조 회로(107)는 채널 수만큼(여기서는 2개) 마련되어 있으며 RACH 프리앰블용 검색기(1O8)는 프리앰블 패턴 수 × 타이밍 수만큼 마련된다.

복조 회로(107)에서는 수신 AAA 처리된 신호에 대하여 역확산 처리 및 RAKE 합성 처리가 행해져 수신 데이터1, 수신 데이터 k(채널 수: 여기서는 2)가 얻어진다.

RACH 프리앰블용 검색기(108)에서는 수신 지향성마다 지연 프로파일을 작성하여 그 지연 프로파일로부터 프리앰블의 검출 및 역확산 타이밍의 검출을 행한다.

상기 구성을 갖는 무선 기지국 장치에서 RACH의 AAA 수신 동작에 대하여 설명한다. 통신 단말로부터의 RACH 송신에 있어서는 도 1에 나타낸 것과 같은 구성으로 송신이 행하여진다. 그리고 통신 단말은 도 2에 나타내는 것과 같은 타이밍으로 RACH의 프리앰블 부분 및 메시지 부분을 기지국 장치로 송신한다.

본 발명에 따른 무선 기지국 장치에서 통신 단말로부터 송신된 RACH의 프리앰블 부분을 수신하는 경우, 미리 얻어진 수신 지향성 패턴, 기존의 수신 가중치로 형성된 수신 지향성 패턴으로 수신한다.

미리 얻어진 수신 지향성 패턴으로서는, 예컨대 업 링크 신호를 이용하여 복수 채널(사용자)사이에서 그룹화 하여, 동일 그룹 내에서는 공통으로 하는 가중치(그룹 가중치)를 이용하여 형성한 지향성 패턴을 이용한다. 구체적으로는 도래 방향 추정 회로(104)로 개별 물리 채널인 각 통신 단말에서의 신호로부터 도래 방향을 추정하여, 수신 가중치 연산 회로(105)에서 각 통신 단말을 각각의 도래 방향에 근거하여, 도 6에 도시하는 바와 같이 복수의 그룹(201)∼(203)에 분류(그룹화)해서 그 그룹마다 수신 가중치를 산출한다. 이와 같이 그룹 가중치를 이용하는 것에 의해 수신 지향성 패턴 수를 적게 할 수 있기 때문에 수신 가중치의 산출을 위한 연산량을 적게 할 수 있다.

또, 미리 얻어진 수신 지향성 패턴을 형성하기 위한 수신 가중치는 상기 그룹 가중치에는 한정되지 않고 기존의 가중치이면 특히 한정되지 않는다. 예컨대, 단지 미리 설정한 고정적인 수신 지향성 패턴의 수신 가중치를 기존의 가중치로 이용해도 무방하다. 예컨대, 수신 지향성 패턴을 공간적으로 균등하게 분할한 수신지향성 패턴의 가중치를 이용해도 좋다.

RACH의 프리앰블 부분은 안테나(101)를 거쳐 수신되어 수신 RF 회로(102)에서 다운 컨버팅된 후에 A/D 변환기(103)에 의해 디지털 신호로 변환되어 베이스 밴드 신호가 된다. 이 베이스 밴드 신호는 수신 지향성 제어 회로(106)의 승산기(106a)에서 수신 가중치 연산 회로(105)에 의해 얻어진 기존의 가중치(여기서는 그룹 가중치) W1, Wn(n:그룹 수)과 승산된다. 이들 가중치가 승산된 신호는 가산기(106b)에서 가산된다. 또, 승산기(106a)는 안테나 수에 대응하여 마련되어 있다(여기서는 3개). 이렇게 하여 RACH의 프리앰블 부분은 기존의 수신 가중치(그룹 가중치)로 형성된 수신 지향성 패턴으로 AAA 수신된다.

이 AAA 수신된 RACH의 프리앰블 부분은 RACH 프리앰블용 검색기(108)에 보내진다. RACH 프리앰블용 검색기(108)에서는 지향성 패턴마다 검출 회로(1081)로 지연 프로파일이 작성된다. 각 검출 회로(1081)에서는 정합 필터(matching filter)(108la)에서 RACH의 프리앰블 부분과 이미 알고 있는 RACH 프리앰블 코드 사이의 상관 연산을 하여, 그 상관 연산 결과에 근거하여 지연 프로파일 작성 회로(1081b)에서 지연 프로파일이 작성된다. 이 지연 프로파일 작성 회로(1081b)에서 작성된 지연 프로파일로부터 역확산 타이밍이 구해진다. 이 역확산 타이밍은 후술하는 RACH의 메시지(데이터) 부분의 복조에 사용해도 좋다.

지연 프로파일 작성 회로(1081b)에서 작성된 지연 프로파일은 레벨 검출 회로(1081c)로 보내진다. 레벨 검출 회로(1081c)에서는 지연 프로파일로부터 상관 피크 레벨을 검출하여 검출된 레벨 정보를 RACH 프리앰블 검출 회로(1082)에 출력한다. RACH 프리앰블 검출 회로(1082)에서는 레벨 검출 결과에 근거하여 RACH 프리앰블을 검출한다. 예컨대, 어떤 지향성 패턴에 있어서의 검출 레벨이, 설정되어 있는 임계값 이상인 경우에는 RACH 프리앰블을 수신했다고 판정한다. 또, 프리앰블 검출에 있어서 동일 타이밍의 동일 프리앰블 패턴의 채널 분리는 수신 타이밍이 수 칩 어긋나 있으면 이론적으로 가능하지만 하드 규모와의 관계로 인해 실행하지 않아도 무방하다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 무선 기지국 장치에서는 기존의 수신 가중치를 이용하여 수신 지향성 패턴을 형성하기 때문에, 수신 신호로부터 새롭게 수신 지향성 패턴을 구할 필요가 없다. 이 때문에 신속히 수신 지향성 패턴을 형성할 수 있어 이것에 의해 RACH의 프리앰블 부분을 AAA 수신하는 것이 가능해진다. 그 결과 통신 단말측에서는 송신 전력을 작게 하는 것이 가능해져 RACH 송신시 다른 국으로의 간섭을 감소시킬 수 있다. 또한, RACH를 빈번히 사용하는 경우에는 통신 단말의 소비 전력을 적게 하는 것이 가능해진다.

다음에, RACH의 메시지 부분을 수신하는 경우, 프리앰블 부분을 수신했을 때의 수신 가중치(그룹 가중치)를 이용하여 수신 지향성 패턴을 형성해서, 이 수신 지향성 패턴으로 AAA 수신한다. 이 경우, 프리앰블 부분의 수신시 검출한 수신 지향성 패턴 중에서 가장 수신 상태가 좋은 수신 지향성 패턴을 선택하여 그 수신 지향성 패턴으로 수신하는 방법이나, 프리앰블 부분의 수신시 검출한 수신 지향성 패턴 중에서 수신 상태가 좋은 상위 몇 개의 수신 지향성 패턴을 선택하여 그들 수신 지향성 패턴으로 수신한 신호를 합성하는 방법 등을 들 수 있다. 여기서 수신 상태는 각 수신 지향성 패턴마다 검출 레벨(상관 피크)의 크기 등에 의해 판단할 수 있다.

RACH의 메시지 부분의 복조에 관해서는 RACH 프리앰블용 검색기(1O8)로 얻어진 역확산 타이밍을 사용하는 것도 가능하다. 즉, RACH 프리앰블용 검색기(108)의 지연 프로파일 작성 회로(1081b)의 출력인 역확산 타이밍을 복조 회로(l07)의 역확산 회로(107a)에서 사용한다. 이것에 의해 복조 회로(1O7)에 있어서의 역확산 타이밍을 검출할 필요가 없고 처리량을 감소시킬 수 있다.

또, 역확산 타이밍에 관해서는 RACH의 메시지 부분을 버퍼링해 둬, 그 메시지 부분을 이용하여 다시 지연 프로파일을 작성하여 그 지연 프로파일로부터 역확산 타이밍을 검출해도 좋다. 또한, RACH 프리앰블용 검색기(108)의 지연 프로파일 작성 회로(1081b)에서 구해진 역확산 타이밍과, 다시 지연 프로파일을 작성하여 그 지연 프로파일로부터의 역확산 타이밍을 이용하여, 여러 가지의 파라미터를 이용해서 신뢰성을 판단하고, 그 신뢰성이 높은 것을 역확산 타이밍으로서 이용함으로써, 정밀도가 좋은 역확산 타이밍을 검출할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 관한 무선 기지국 장치는 RACH의 프리앰블 부분을 수신할 때에 선택한 수신 가중치를 이용하여 메시지 부분을 AAA 수신하기 때문에, 통신 단말 측에서는 RACH의 메시지 부분에 있어서도 송신 전력을 작게 하는 것이 가능해져 RACH 송신시 다른 국으로의 간섭을 감소시킬 수 있다. 또한, RACH를 빈번히 사용하는 경우에는 통신 단말의 소비 전력을 적게 하는 것이 가능해진다.

(실시예 2)

본 실시예에서는 기존의 가중치를 이용하여 복수의 지향성 패턴에서 RACH 프리앰블 부분의 신호를 AAA 수신하여, 각 지향성 패턴마다 지연 프로파일을 작성해서 그 지연 프로파일을 이용하여 프리앰블 부분의 검출 및 역확산 타이밍의 검출을 행하여, 또한 RACH 프리앰블 수신시 선택한 수신 가중치를 이용하여 AICH를 AAA 송신하는 경우에 대하여 설명한다. 또, 본 실시예에서는 AAA 수신할 때의 안테나 수를 3으로 하여 기존의 가중치로서 업 링크 신호를 이용하여 복수 채널(사용자)사이에서 그룹화 하여, 동일 그룹 내에서는 공통으로 하는 가중치(그룹 가중치)를 이용하는 경우에 대하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 무선 기지국 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 또, 도 7에 있어서 도 5와 동일한 부분에 관해서는 도 5와 동일한 부호를 부여하여 그 상세한 설명은 생략한다.

도 7에 나타내는 무선 기지국 장치는 RACH의 프리앰블 부분을 AAA 수신할 때 이용한 수신 가중치로부터 송신 가중치를 구하는 송신 가중치 연산 회로(302)와, RACH 프리앰블용 검색기(108)에서의 출력으로부터 AICH의 송신 지향성을 제어하는 송신 지향성 제어 회로(303)를 구비하고 있다.

상기 구성을 갖는 무선 기지국 장치의 동작에 대하여 설명한다.

RACH의 프리앰블 부분을 기존의 수신 가중치를 이용하여 형성된 수신 지향성 패턴으로 AAA 수신하여 RACH 프리앰블을 검출해서, 역확산 타이밍을 검출하는 동작까지는 실시예 1과 마찬가지이기 때문에 설명은 생략한다.

수신 가중치 연산 회로(105)로 얻어진 기존의 수신 가중치(예컨대, 실시예 1에 있어서의 그룹 가중치)는 송신 가중치 연산 회로(302)에 출력된다. 송신 가중치 연산 회로(302)에서는 기존의 수신 가중치를 이용하여 송신 가중치를 연산한다. FDD (Frequency Division Duplex) 시스템과 같이, 업 링크와 다운 링크에서 캐리어 주파수가 다른 경우에는 캐리어 주파수 차이에 기인하는 가중치의 지향성 편차를 보정하거나, 복수의 수신 지향성을 합성한 특성과 동일한 지향성을 갖는 송신 가중치를 구하는 것이 고려된다. 또한, 기존의 수신 가중치를 그대로 송신 가중치로 해도 좋다. 이 송신 가중치는 송신 지향성 제어 회로(303)의 송신 지향성 패턴 선택 회로(3033)에 출력된다.

한편, RACH 프리앰블용 검색기(108)의 레벨 검출 회로(1081c)에서 검출된 레벨은 송신 지향성 제어 회로(303)의 수신 레벨 비교 회로(3031)에 출력된다. 수신 레벨 비교 회로(3031)에서는 수신 지향성 패턴마다 레벨을 비교한다. 예컨대, 소정의 임계값과 레벨을 비교한다. 이 비교 결과는 수신 지향성 패턴 선택 회로(3032)에 출력된다.

수신 지향성 패턴 선택 회로(3032)에서는 비교 결과에 근거하여 수신 지향성 패턴을 선택한다. 예컨대, 레벨이 임계값 이상이며 가장 높은 것이나, 레벨이 임계값 이상인 상위 복수의 것을 수신 지향성 패턴으로서 선택한다. 이 선택한 수신 지향성 패턴의 정보는 송신 지향성 패턴 선택 회로(3033)에 출력된다.

송신 지향성 패턴 선택 회로(3033)에서는 선택된 수신 지향성 패턴의 정보를 기초로 수신 지향성 패턴으로부터 연산에 의해 구해진 송신 지향성 패턴 중에서 가장 알맞은 송신 지향성 패턴을 선택하여, 그 송신 지향성 패턴의 송신 가중치를 승산기(3036)에 출력한다. 또, 송신 지향성 패턴을 선택할 때의 방법으로서는, 예컨대 하나의 수신 지향성 패턴을 선택한 경우에 그와 동일한 지향성을 갖는 송신 지향성 패턴을 선택하고, 복수의 수신 지향성 패턴을 선택한 경우에는 그것들을 합성한 지향성을 갖는 송신 지향성 패턴을 선택하는 것 등을 들 수 있다.

RACH 프리앰블용 검색기(108)의 RACH 프리앰블 검출 회로(1082)로 검출된 RACH 프리앰블의 정보는, 송신 지향성 제어 회로(303)의 송신 타이밍 제어 회로(3034)에 출력된다. 송신 타이밍 제어 회로(3034)에서는 검출된 RACH 프리앰블에 따라 송신 타이밍을 결정한다. 그리고 그 송신 타이밍을 AICH 코드 패턴 선택 회로(3035)에 출력한다.

AICH 코드 패턴 선택 회로(3035)는 RACH 프리앰블 검출 회로(1082)로 검출된 RACH 프리앰블에 대한 AICH 코드 패턴을 선택하여, 결정된 송신 타이밍으로 승산기(3036)에 출력한다.

승산기(3036)에서는 AICH 코드 패턴에 송신 지향성 패턴 선택 회로(3033)로 선택된 송신 지향성 패턴의 송신 가중치를 승산한다. 송신 가중치가 승산된 AICH 코드 패턴은 가산기(305)에 출력되어, 변조 회로(304)에서 디지털 변조된 다른 송신 데이터1∼L과 다중화된다.

다중화된 송신 데이터 및 AICH 코드 패턴은 D/A 변환기(306)에서 아날로그 신호로 변환되어 송신 RF 회로(307)에 보내진다. 송신 RF 회로(307)에서는 이 아날로그 신호에 대하여 업 컨버팅을 한다. 이 송신 신호는 듀플렉서(301)를 거쳐안테나(101)로부터 통신 단말을 향해 송신된다.

본 실시예에 따른 무선 기지국 장치는 RACH의 프리앰블 부분을 수신할 때에 선택한 수신 가중치를 이용하여 AICH의 AAA 송신을 하기 때문에, 통신 단말에 대하여 비교적 송신 전력을 작게 하는 것이 가능해져, AICH 송신시 다른 국으로의 간섭을 감소시킬 수 있다.

(실시예 3)

본 실시예에서는 기지국에서 지향성 송신된 AICH 신호를 통신 단말에서 수신하는 경우에 대하여 설명한다.

AICH 신호를 AAA 송신하지 않는 경우에는, 통신 단말에서의 AICH 신호의 채널추정은 P-CPICH (Primary-Common Pilot CHannel)를 이용한다. 이것은 3 GPP (3rd. Generation Partnership Project)에 규정되어 있다.

그러나, AICH 신호를 AAA 송신하면 통신 단말에서의 채널 추정에, AICH 신호를 송신했을 때의 지향성과 동일한 지향성으로 송신된 참조 신호가 필요해진다. 따라서 본 실시예에서는 AAA 송신된 AICH 신호의 수신에 있어서, 보통의 무지향성 P-CPICH 신호가 아니라 지향성으로 송신된 참조 신호를 이용하여 채널 추정해서 복조하는 경우에 대하여 설명한다. 여기서는 참조 신호로서 S-CPICH (Secondary-CPICH) 신호를 이용하는 경우에 대하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 무선 기지국 장치와 무선 통신을 하는 통신 단말 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

안테나(801)를 거쳐서 수신된 다운 링크의 AICH 신호는, 각각 수신 RF 회로(802)에 입력된다. AICH 신호는 소정의 지향성으로 기지국에서 AAA 송신되고 있다. 수신 RF 회로(802)에서는 수신된 AICH 신호가 다운 컨버팅된다. 다운 컨버팅된 AICH 신호는 A/D 변환기(803)에서 A/D 변환되어 베이스 밴드 신호로 된다.

베이스 밴드 신호는 역확산 회로(804)에 보내지고 역확산 회로(804)에서는 기지국에서 이용된 확산 부호와 동일한 확산 부호를 이용하여 역확산 처리된다. 이 역확산 처리된 신호(역확산 신호)는 RAKE 합성 회로(806) 및 채널 추정 회로(807)에 출력된다.

한편, 안테나(801)를 거쳐서 수신된 다운 링크의 S-CPICH 신호는, 각각 수신 RF 회로(802)에 입력된다. S-CPICH 신호는 AICH 신호의 지향성과 동일한 지향성으로 기지국에서 AAA 송신되고 있다. 수신 RF 회로(802)에서는 수신된 S-CPICH 신호가 다운 컨버팅된다. 다운 컨버팅된 S-CPICH 신호는 A/D 변환기(803)에서 A/D 변환되어 베이스 밴드 신호로 된다.

베이스 밴드 신호는 참조용 CH 역확산 회로(805)에 보내지고, 참조용 CH 역확산 회로(805)에서는 기지국에서 이용된 확산 부호와 동일한 확산 부호를 이용하여 역확산 처리된다. 이 역확산 처리된 역확산 신호는 채널 추정 회로(807)에 출력된다.

채널 추정 회로(807)에서는 S-CPICH 신호의 역확산 신호를 참조로 하여 AICH 신호의 역확산 신호의 채널을 추정한다. 이 채널 추정에 의해 얻어진 채널 추정값은 RAKE 합성 회로(806)에 출력된다. RAKE 합성 회로(806)에서는 채널 추정회로(807)로부터 출력된 채널 추정값을 이용하여 AICH 신호의 역확산 신호를 RAKE 합성하여, RAKE 합성 후의 신호를 판정부(808)에 출력한다. 판정부(808)에서는 RAKE 합성 후의 신호를 판정하여 수신 데이터를 출력한다.

상기 구성의 통신 단말에서는, 참조용 CH 역확산 회로(805)는 수신 신호에 AAA가 적용되어 있는지의 여부에 따라 참조용 CH의 확산 부호를 전환하여, 수신 신호에 대하여 역확산 처리를 한다.

즉, AAA가 적용되어 있지 않은 수신 신호에 대하여는 셀 전체에 걸쳐 통지하는 P-CPICH 신호를 참조 신호로 하기 때문에, P-CPICH 확산 부호를 이용하여 역확산 처리를 한다. 한편, AAA가 적용되어 있는 수신 신호, 예컨대 본 발명에 있어서의 AICH 신호에 대하여는 셀의 일부에 대하여 송신하는 S-CPICH 신호(AAA 송신된 채널의 신호)를 참조 신호로 하기 때문에, S-CPICH 확산 부호를 이용하여 역확산 처리를 한다.

AAA가 적용되는지의 여부, 즉 수신 신호에 AAA가 적용되어 참조 신호로서 AAA 송신된 채널의 신호를 사용하는지 어떤지의 사용 지시 정보 (채널 추정에 참조 신호로서 S-CPICH 신호를 이용하여 복조를 행한다는 내용의 지시)는, 상위 레이어로부터 참조용 CH 역확산 회로(805)에 통지된다. 이것에 의해 수신 신호에 AAA가 적용되어 있는 경우에는, AAA 송신된 채널의 확산 부호를 이용하여 그 채널의 신호를 참조 신호로서 사용할 수 있다. 그 결과, AlCH 신호가 AAA 송신된 경우에도 확실히 복조할 수 있다.

또, 본 실시예에서는 참조 신호, 즉 AICH 신호와 동일한 지향성으로 AAA 송신된 채널의 신호로서 S-CPICH 신호를 이용한 경우에 대하여 설명하고 있지만, 본 발명에 있어서는 AICH 신호와 동일한 지향성으로 AAA 송신된 채널의 신호이면 S-CPICH 이외의 채널의 신호를 이용해도 좋다.

본 발명은 상기 실시예 1∼3에 한정되지 않고 여러 가지로 변경하여 실시하는 것이 가능하다. 예컨대, 상기 실시예 1∼3에 있어서는 안테나 수가 3이고 채널 수(사용자수)가 2이며 복수의 사용자를 그룹화 했을 때의 그룹수가 2인 경우에 대하여 설명하고 있지만, 본 발명은 안테나 수, 채널 수, 그룹 수가 다른 수인 경우에도 마찬가지로 적용할 수 있다.

또한, 상기 실시예 1∼3에서는 기존의 수신 가중치로서 업 링크 신호를 이용하여 복수 채널(사용자)사이에서 그룹화 하여, 동일 그룹 내에서는 공통으로 하는 그룹 가중치를 이용한 경우에 대하여 설명하고 있지만, 본 발명은 기존의 수신 가중치를 이용하는 경우에는 마찬가지로 적용할 수 있다.

본 발명의 무선 기지국 장치는 미리 얻어진 수신 지향성 패턴으로 통신 단말에서의 신호를 적응형 어레이 안테나 수신하는 적응형 어레이 안테나 수신부와, 상기 수신 지향성 패턴마다 상관 레벨 검출을 하는 상관 레벨 검출부와, 상기 상관 레벨 검출의 결과를 이용하여 랜덤 액세스 채널 신호의 기지 신호 부분(프리앰블 부분)을 검출하고, 또한 상기 기지 신호 부분의 역 확산 타이밍을 검출하는 검출부를 구비한 구성을 채용한다.

이 구성에 의하면 기존의 수신 가중치를 이용하여 수신 지향성 패턴을 형성하기 때문에 수신 신호로부터 새롭게 수신 지향성 패턴을 구할 필요가 없다. 이때문에 신속히 수신 지향성 패턴을 형성할 수 있어, 이것에 의해 RACH의 기지 신호 부분을 AAA 수신하는 것이 가능해진다. 그 결과, 통신 단말 측에서는 송신 전력을 작게 하는 것이 가능해져, RACH 송신시 다른 국으로의 간섭을 감소시킬 수 있다. 또한 RACH를 빈번히 사용하는 경우에는 통신 단말의 소비 전력을 적게 하는 것이 가능해진다.

본 발명의 무선 기지국 장치는 상기 구성에 있어서, 상기 수신 지향성 패턴은 각 통신 단말로부터의 신호 도래 방향에 근거하여 상기 각 통신 단말을 그룹으로 분류하여 이 그룹마다 구해진 지향성 패턴인 구성을 채용한다.

이 구성에 의하면 수신 지향성 패턴 형성에 통신 단말을 그룹화 했을 때의 그룹마다 구한 지향성 패턴을 이용하는 것에 의해 수신 지향성 패턴 수를 적게 할 수 있다. 이것에 의해 수신 가중치의 산출을 위한 연산량을 적게 할 수 있다. 또한, 수신 지향성 패턴수가 적은 만큼 작성하는 지연 프로파일 수도 적어지기 때문에 연산량을 삭감할 수 있다.

본 발명의 무선 기지국 장치는 상기 구성에 있어서, 랜덤 액세스 채널의 메시지 부분을 상기 수신 지향성 패턴으로 적응형 어레이 안테나 수신하는 구성을 채용한다.

이 구성에 의하면 RACH의 기지 신호 부분의 수신 지향성 패턴을 이용하기 때문에, RACH의 메시지 부분에 관해서도 AAA 수신하는 것이 가능해진다. 그 결과, 통신 단말 측에서는 송신 전력을 작게 하는 것이 가능해져 RACH 송신시 다른 국으로의 간섭을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 무선 기지국 장치는 상기 구성에 있어서 상기 랜덤 액세스 채널 신호의 기지 신호 부분에 대응하는 신호 패턴을 선택하는 선택부와, 상기 신호 패턴을 상기 수신 지향성 패턴에 근거하여 구해진 송신 지향성 패턴으로 송신하는 송신부를 구비한 구성을 채용한다.

이 구성에 의하면 RACH의 기지 신호 부분을 수신할 때 선택한 수신 가중치를 이용하여 AICH의 AAA 송신을 하기 때문에, 통신 단말에 대하여 비교적 송신 전력을 작게 하는 것이 가능해져 AICH 송신시 다른 국으로의 간섭을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 무선 기지국 장치는 상기 구성에 있어서 랜덤 액세스 채널 신호의 기지 신호 부분의 역확산 타이밍을 상기 기지 신호 부분에 뒤따르는 메시지 부분의 역확산 타이밍으로서 이용하는 구성을 채용한다.

이 구성에 의하면 RACH의 기지 신호 부분을 AAA 수신하여 구해서 특정한 지향성에서의 역확산 타이밍을 RACH의 메시지 부분의 AAA 수신의 타이밍으로서 이용하는 것이 가능해진다.

본 발명의 통신 단말 장치는 상기 구성의 무선 기지국 장치와 무선 통신을 하는 것을 특징으로 한다. 이 구성에 의하면 기지국 측에서 랜덤 액세스 채널 신호를 AAA 수신하기 때문에, 통신 단말 장치 측에서는 랜덤 액세스 채널 신호를 비교적 작은 송신 전력으로 송신하는 것이 가능해진다. 이것에 의해 RACH를 빈번히 사용하는 경우에도 통신 단말의 소비 전력을 적게 하는 것이 가능해진다.

본 발명의 무선 통신 방법은 미리 얻어진 수신 지향성 패턴으로, 통신 단말에서의 신호를 적응형 어레이 안테나 수신하는 적응형 어레이 안테나 수신 공정과,상기 수신 지향성 패턴마다 상관 레벨 검출을 하는 상관 레벨 검출 공정과, 상기 지연 프로파일을 이용하여 랜덤 액세스 채널 신호의 기지 신호 부분을 검출하고, 또한 상기 기지 신호 부분의 역 확산 타이밍을 검출하는 검출 공정을 구비한다.

이 방법에 의하면, 기존의 수신 가중치를 이용하여 수신 지향성 패턴을 형성하기 때문에, 수신 신호로부터 새롭게 수신 지향성 패턴을 구할 필요가 없다. 이 때문에, 신속히 수신 지향성 패턴을 형성할 수 있어, 이것에 의해 RACH의 기지 신호 부분을 AAA 수신하는 것이 가능해진다. 그 결과, 통신 단말 측에서는 송신 전력을 작게 하는 것이 가능해져 RACH 송신시 다른 국으로의 간섭을 감소시킬 수 있다. 또한, RACH를 빈번히 사용하는 경우에는 통신 단말의 소비 전력을 적게 하는 것이 가능해진다.

본 발명의 무선 통신 방법은, 상기 방법에 있어서 상기 랜덤 액세스 채널 신호의 기지 신호 부분에 대응하는 신호 패턴을 선택하는 선택 공정과, 상기 신호 패턴을 상기 수신 지향성 패턴에 근거하여 구해진 송신 지향성 패턴으로 송신하는 송신 공정을 구비한다.

이 방법에 의하면, RACH의 기지 신호 부분을 수신할 때 선택한 수신 가중치를 이용하여 AICH의 AAA 송신을 하기 때문에, 통신 단말에 대하여 비교적 송신 전력을 작게 하는 것이 가능해져 AICH 송신시 다른 국으로의 간섭을 감소시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 무선 기지국 장치 및 무선 통신 방법에 의하면, 기존의 가중치를 이용한 복수의 지향성 패턴으로 RACH의 프리앰블 부분의 신호를 AAA 수신하여 각 지향성 패턴마다 지연 프로파일을 작성하고, 그 지연 프로파일을 이용하여 프리앰블 부분의 검출 및 역확산 타이밍의 검출을 하고, 또한, RACH의 프리앰블 부분의 신호를 AAA 수신할 때 선택한 지향성 패턴으로 AICH에서의 제어 신호를 AAA 송신하기 때문에 RACH의 AAA 수신 및 AICH의 AAA 송신을 실현할 수 있어 다른 국으로의 간섭을 감소시킬 수 있다.

본 명세서는 2000년 1월 14일 출원한 특허 2000-005671에 근거한다. 이 내용은 전부 본 명세서에 포함시켜 놓는다.

본 발명은 디지털 무선 통신 시스템, 특히 DS-CDMA 시스템에 있어서의 RACH의 적응형 어레이 안테나 수신 및 AICH의 AAA 송신에 적용할 수 있다.

Claims

RACH 신호의 프리앰블 부분의 수신 전에 RACH 수신용의 수신 가중치를 산출하는 산출 수단과,

상기 프리앰블 부분의 수신 전에 상기 수신 가중치를 이용하여 미리 설정된 복수의 수신 지향성 패턴으로, 상기 프리앰블 부분을 적응형 어레이 안테나 수신하는 수신 수단과,

상기 프리앰블 부분의 지연 프로파일을 상기 복수의 수신 지향성 패턴마다 작성하는 작성 수단과,

상기 지연 프로파일을 이용하여 상기 복수의 수신 지향성 패턴마다 상관 레벨 검출을 행하는 상관 레벨 검출 수단과,

상기 상관 레벨 검출 결과를 이용하여 상기 프리앰블 부분을 검출하는 프리앰블 검출 수단

을 구비하는 무선 기지국 장치.
제 1 항에 있어서,

개별 물리 채널 신호의 도래 방향을 추정하는 추정 수단을 더 구비하되,

상기 산출 수단은, 상기 도래 방향에 근거하여 상기 수신 가중치를 산출하는 무선 기지국 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 복수의 수신 지향성 패턴은, 각 통신 단말로부터의 상기 개별 물리 채널 신호의 도래 방향에 근거하여 상기 각 통신 단말을 그룹으로 분류해서 이 그룹마다 구해진 지향성 패턴인 무선 기지국 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 수신 수단은, 상기 프리앰블 부분에 후속하는 메시지 부분을 상기 복수의 수신 지향성 패턴 중 적어도 하나와 동일한 지향성 패턴으로 적응형 어레이 안테나 수신하는 무선 기지국 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 수신 수단은, 상기 복수의 수신 지향성 패턴 중 수신 상태가 가장 양호한 지향성 패턴으로 상기 메시지 부분을 적응형 어레이 안테나 수신하는 무선 기지국 장치.
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RACH 신호의 프리앰블 부분의 수신 전에 RACH 수신용의 수신 가중치를 산출하는 산출 공정과,

상기 프리앰블 부분의 수신 전에 상기 수신 가중치를 이용하여 미리 설정된 복수의 수신 지향성 패턴으로, 상기 프리앰블 부분을 적응형 어레이 안테나 수신하는 수신 공정과,

상기 프리앰블 부분의 지연 프로파일을 상기 복수의 수신 지향성 패턴마다 작성하는 작성 공정과,

상기 지연 프로파일을 이용하여 상기 복수의 수신 지향성 패턴마다 상관 레벨 검출을 행하는 상관 레벨 검출 공정과,

상기 상관 레벨 검출 결과를 이용하여 상기 프리앰블 부분을 검출하는 프리앰블 검출 공정

을 구비하는 무선 통신 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 수신 수단은, 상기 복수의 수신 지향성 패턴 중 수신 상태가 양호한 상위 복수의 지향성 패턴으로 상기 메시지 부분을 적응형 어레이 안테나 수신하는 무선 기지국 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 복수의 수신 지향성 패턴 중 적어도 하나에 근거하여 구해진 송신 지향성 패턴으로 AICH 신호를 송신하는 송신 수단을 더 구비하는 무선 기지국 장치.
제 12 항에 있어서,

상기 송신 수단은, 상기 복수의 수신 지향성 패턴 중 상기 프리앰블 부분의 수신 레벨이 가장 높은 수신 지향성 패턴에 근거하여 구해진 송신 지향성 패턴으로 상기 AICH 신호를 송신하는 무선 기지국 장치.
제 12 항에 있어서,

상기 송신 수단은, 상기 복수의 수신 지향성 패턴 중 상기 프리앰블 부분의 수신 레벨이 높은 상위 복수의 수신 지향성 패턴에 근거하여 구해진 송신 지향성 패턴으로 상기 AICH 신호를 송신하는 무선 기지국 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 상관 레벨 검출의 결과를 이용하여 검출되는 상기 프리앰블 부분의 역확산 타이밍을, 상기 프리앰블 부분에 후속하는 메시지 부분의 역확산 타이밍으로서 이용하는 역확산 수단을 더 구비하는 무선 기지국 장치.