KR100575973B1

KR100575973B1 - 부호분할다중접속 이동통신시스템의 불연속전송구간 검출방법 및 장치

Info

Publication number: KR100575973B1
Application number: KR1020020001239A
Authority: KR
Inventors: 여수복; 배상민; 하지원; 김종한
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-01-09
Filing date: 2002-01-09
Publication date: 2006-05-02
Anticipated expiration: 2022-01-09
Also published as: US7170923B2; US20030128744A1; KR20030060507A

Abstract

본 발명의 부호분할다중접속 이동통신시스템의 불연속전송구간 검출 장치는,소정 시간구간에서 측정한 트래픽 심볼 에너지와 파일럿 심볼 에너지와 잡음 에너지를 가지고 수신 신호의 신호 대 잡음비를 구하고 상기 신호 대 잡음비를 미리 정해지는 프레임 검출 임계치와 비교함으로써 1차적으로 프레임 검출을 행하는 제1 프레임 검출기와, 상기 시간 구간에서 수신한 심볼을 복호하여 심볼 에러율을 구하는 복호기와, 상기 제1 프레임 검출기로부터의 프레임 검출정보에 따라 심볼 에러 임계치를 결정하고, 상기 복호기로부터의 심볼 에러율을 상기 결정된 심볼 에러 임계치와 비교하여 최종적으로 프레임 불량 여부 또는 프레임 전송 여부를 판정하는 제2 프레임 검출기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

프레임 검출, 불연속 전송

Description

부호분할다중접속 이동통신시스템의 불연속전송구간 검출 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING DISCONTINUOUS TRANSMISSION INTERVAL IN A CDMA MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 종래의 부호분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서 DCCH 비전송 구간의 검출을 위한 장치의 구성을 나타낸 도면,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 구성을 나타낸 블록도,

도 3은 도 2의 제2 프레임 검출기의 구성을 나타낸 블록도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부호분할다중접속 이동통신시스템의 불연속 전송구간 검출 방법을 나타내는 제어 흐름도.

본 발명은 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 사용되는 데이터 채널이 불연속 전송 모드로 동작할 때 비전송 구간의 검출 방법 및 장치에 관한 것이다.

부호분할 다중접속(Code Division Multiple Access : 이하 CDMA라 칭한다.) 방식의 이동통신 시스템은 음성신호의 송/수신을 위주로 하는 IS-95 규격에서 발전하여, 음성 뿐만 아니라 고속 데이터의 전송이 가능한 IS-2000 규격으로 발전하였다. IS-2000에서 불연속 전송 모드(Discontinuous Transmission mode: DTX mode)라 함은 전송해야 할 데이터가 존재할 때만 프레임 단위로 데이터를 전송하는 모드를 말한다. 불연속 전송 모드를 사용할 경우 실제로 데이터가 존재하는 경우에만 프레임 단위의 데이터를 전송하므로 송신 시 전송 전력을 최소화할 수 있고, 시스템에 미치는 간섭 신호의 세기가 감소함으로써 전체 시스템의 용량이 증가하게 된다.

그런데, 이와 같이 송신기에서 데이터 프레임을 비연속적으로 전송할 경우, 단말기가 비전송 구간(Non-transmission period)을 검출하지 못하면 IS-2000에서 시스템 용량 증가를 위하여 사용하는 순방향 전력 제어가 잘못되어 불연속 전송의 이점이 사라질 수 있다. IS-2000에서 사용하는 순방향 전력 제어를 살펴보면, 단말기는 기지국에서 송신하는 신호의 수신 신호대 잡음비(signal to interference ratio: 이하 SIR)를 측정하여 매 1.25ms 단위로 소정 임계값과 비교하며, 상기 비교결과 임계값 이하일 경우 송신 전력을 높이라는 전력 제어 명령을 기지국으로 보내고, 임계값 이상일 경우 송신 전력을 낮추라는 전력 제어 명령을 보낸다. 이렇게 매 1.25ms 단위로 수신 SIR과 임계값을 비교하여 전력 제어 명령을 보냄으로써 수신 SIR을 일정한 수준으로 유지하는 것을 내부순환 전력제어(inner loop power control)이라 한다.
한편 이와 같은 내부순환 전력제어와 병행하여 단말기에서는 수신 프레임의 품질을 보고, 수신 데이터 프레임의 품질이 나쁜 경우 전력제어를 위한 임계값을 높이거나, 수신 데이터 프레임의 품질이 좋은 경우 임계값을 낮추어서 적정 수준의 SIR을 유지하는 외부순환 전력제어(outer loop power control)이 함께 사용된다.

상술한 불연속 전송 모드에서 단말기가 데이터의 비전송 구간을 검출하지 못한다면, 실제로 전송하지 않은 프레임에 대하여 수신 프레임의 품질이 낮은 것으로 판단하고, 수신 SIR과 비교하는 임계값을 높이게 되고, 데이터의 전송 구간(Transmission Period)에서는 상기 높아진 임계값과 수신 SIR을 비교하여 전력 제어 명령을 보냄으로써 결국 기지국으로 더 많은 송신 전력을 요구하게 된다.

부호분할다중접속 이동통신시스템과 같이 신호대 잡음비가 크지 않은 시스템에서는, 기존의 일반적인 신호검출 방법을 적용할 수 없다. 일반적인 신호검출 방법은 신호의 에너지를 측정하여 임계값과 비교하는 방식으로써, 채널(Channel)의 변화가 거의 없고, 가우시안 잡음(Gaussian Noise)만이 존재하는 경우 또는 신호대 잡음비가 큰 경우에 대해서만 유효하다. 그러나 페이딩(Fading)의 영향으로 채널의 변화가 심하고 신호대 잡음비가 크지 않는 이동통신환경에서는 상기와 같이 채널의 변화를 고려하지 않은 방법을 사용할 수 없다.

이러한 문제점을 극복하기 위하여 기존 IS-2000에ㅓ는 전용제어채널(dedicated control channel:이하 DCCH)의 비전송 구간을 검출하기 위하여 비전송 구간에서도 존재하는 전력제어심볼을 참조 신호값으로 사용하였다. 즉, IS-2000의 DCCH는 불연속 전송 모드로 동작할 때, 비전송 구간에서도 단말기의 전력 제어를 위하여 전송구간에서의 에너지와 같은 크기의 전력제어심볼을 전송한다. 따라서 한 프레임 내에서 전력제어심볼의 에너지와 한프레임 구간내의 나머지 심볼의 에너지의 비를 구하면 전송 구간과 비전송 구간을 비교적 쉽게 검출할 수 있다. 기존 기술에 의한 DCCH의 불연속 전송구간 검출동작을 살펴보기 위하여 DCCH 비전송 구간을 검출하기 위한 대표적인 장치의 구성을 도 1에 도시하였다.

상기 도 1을 참조하여 살펴보면, PN(Pseudo-random Noise) 역확산기(de-spreader)(101)는 RF(Radio Frequency) 부(100)에 의해 수신되어 주파수 하강 변환된 기저대역 신호를 PN 부호를 가지고 역확산하고, 직교 역확산기(102)에서는 상기 PN 역확산된 신호를 직교 부호를 가지고 역확산하여 트래픽 심볼을 구하여 출력한다. 또한 채널 추정기(Channel Estimator)(103)에서는 상기 PN 역확산된 신호가 무선채널환경을 통과하면서 발생한 채널 왜곡(주로 위상 왜곡)을 추정한다. 곱셈기(104)는 상기 추정값을 이용하여 트래픽 채널의 위상 보상을 수행한다.
위치 검출기(searcher)(105)가 가장 강한 에너지를 가지는 시간 위치를 검출하면, 제1 에너지 측정기(106)는 상기 검출된 위치에서 상기 위상 보상된 신호를 이용하여 전력제어심볼을 제외한 트래픽 심볼 에너지를 프레임 단위로 누적하여 측정하고, 제2 에너지 측정기(107)에서는 상기 검출된 위치에서 상기 위상 보상된 신호를 이용하여 전력제어심볼의 에너지를 프레임 단위로 측정한다. 상기 측정된 에너지들은 에너지 비 계산기(Energy Ratio Calculator)(108)로 입력된다. 상기 에너지 비 계산기(108)는 상기 측정된 에너지들의 비를 계산하하고, 비교기(109)는 상기 계산된 에너지 비를 미리 정해지는 임계값과 비교하여 그 결과를 제어기(110)에 제공한다. 그러면 상기 제어기(110)는 상기 비교 결과를 이용하여 DCCH의 프레임 전송 여부, 데이터의 전송구간인지 또는 비전송 구간인지를 결정한다.

그러나, DCCH와는 달리 고속의 데이터을 전송하기 위하여 제안된 부가 채널(supplemental channel:이하 SCH)에 불연속 전송 모드를 적용하는 경우, 비전송 구간에서 참조할 수 있는 전력제어심볼을 사용하지 않기 때문에 이상에서 설명한 DCCH의 비전송구간 검출 방법을 사용할 수 없다는 문제점이 있다.

삭제

본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 먼저 신호대 잡음비를 측정하여 1차 검출을 수행하고, 1차 검출된 프레임에 대하여 채널 복호기의 심볼 에러율을 이용하여 2차 검출을 수행하는 장치 및 방법을 제안하고자 한다.

또한, 본 발명은 CDMA 이동통신시스템에서 기지국이 데이터 채널에 대한 불연속 전송을 수행할 때, 단말기에서 비전송 구간을 검출하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 부호분할다중접속 이동통신시스템의 불연속전송구간을 검출하는 장치에 있어서, 소정 시간 구간에서 측정한 트래픽 심볼 에너지와 파일럿 심볼 에너지와 잡음 에너지를 가지고 수신 신호의 신호 대 잡음비를 구하고 상기 신호 대 잡음비를 미리 정해지는 프레임 검출 임계치와 비교함으로써 1차적으로 프레임 검출을 행하는 제1 프레임 검출기와, 상기 시간구간에서 수신한 심볼을 복호하고 이를 다시 부호화하여 심볼 에러율을 구하는 복호기와, 상기 제1 프레임 검출기로부터의 프레임 검출정보에 따라 심볼 에러 임계치를 결정하고, 상기 복호기로부터의 심볼 에러율을 상기 결정된 심볼 에러 임계치와 비교하여 최종적으로 프레임 불량 여부 또는 프레임 전송 여부를 판정하는 제2 프레임 검출기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 구성을 나타낸 블록도이다. 도시한 바와 같이 상기 수신기는, 프레임 검출을 위하여 2개의 프레임 검출기들(Frame detectors)(208,210)을 사용한다. 상기 제1 프레임 검출기(208)에서는 트래픽 심볼 에너지 측정와 파일럿 심볼 에너지와 잡음 에너지를 이용하여 1차적으로 프레임 검출을 하고, 상기 제2 프레임 검출기(210)에서는 상기 제1 프레임 검출기의 프레임 검출 정보와 복호기(Decoder)(209)에서 출력되는 심볼에러정보를 이용하여 최종 프레임 유무를 판단한다.

상기 도 2를 참조하여 보다 세부적으로 설명하면, RF부(200)는 수신된 고주파 신호(RF Signal)를 주파수 하강 변환(Frequency Down Conversion)하여 기저대역신호(Base Band Signal)를 출력한다. PN 역확산기(201)는 상기 RF부에서 출력되는 상기 기저대역 신호를 PN 부호를 가지고 역확산한다. 직교 역확산기(202)는 데이터 채널에 할당된 직교 코드를 이용하여 상기 PN 역확산된 신호를 직교 역확산하고 심볼 단위로 누적하여 복조 심볼을 출력한다. 채널추정기(203)에서는 상기 PN 역확산된 신호를 입력받아 채널 추정신호를 구하며, 곱셈기(204)는 상기 추정신호를 이용하여 상기 직교 역확산된 신호에 대해 트래픽 채널의 위상 보상을 수행한다.

상기 위상 보상된 신호에 대한 1차 프레임 검출에 필요한 트래픽 에너지 측정은 트래픽 심볼 에너지 측정기(205)에서 행해진다. 상기 트래픽 심볼 에너지 측정기(205)는 트래픽 심볼 다중 경로 결합기(205a), 절대값 계산기(205b) 및 누적기(205c)로 이루어진다. 상기 트래픽 심볼 다중 경로 결합기(205a)는 상기 위상 보상된 신호를 입력으로 하고, 다중 경로의 신호를 수신하는 핑거(Finger)(도시하지 않음)를 통해 출력되는 트래픽 심볼들을 심볼 경계에 맞추어 결합한다. 상기 절대값 계산기(205b)는 상기 다중 경로 결합된 심볼의 동위상성분(In-Phase Component: I)과 직교위상성분(Quadrature Components)의 절대치의 합을 가지고 트래픽 심볼 에너지를 누적하여 출력한다. 상기 누적기(205c)는 상기 절대값 계산기(205b)로부터의 출력을 일정구간 T1동안 누적하고 상기 누적된 값을 상기 제1 프레임 검출기(208)로 보낸다.

한편, 상기 채널 추정기(203)로부터 채널 추정 신호는 채널의 페이딩(Fading) 성분과 파일럿 신호의 곱으로 구성된다. 따라서 상기 채널 추정 신호를 파일럿 신호라고 칭하기로 한다. 파일럿 심볼 에너지 측정기(206)는 상기 파일럿 신호를 이용하여 파일럿 채널의 에너지를 구하는 장치이며, 제곱기(206a), 파일럿 심볼 다중경로 결합기(206b)와 누적기(206c)로 구성된다. 제곱기(206a)에서는 한 심볼의 파일럿 신호의 동위상성분과 직교위상성분의 제곱들의 합을 취하여 파일럿 심볼 에너지를 계산하고, 다중 경로에 대해 측정된 파일럿 에너지는 상기 파일럿 심볼 다중경로 결합기(206b)에서 결합되고 상기 파일럿 심볼 누적기(206c)에서 일정구간 T1동안 누적되어 상기 제1 프레임 검출기(208)로 전송된다.

또한 잡음 에너지 측정기(207)는 상기 PN 역확산된 신호에 섞여 있는 잡음신호의 에너지를 일정구간 T1 동안 누적하여 측정하고 측정된 잡음 에너지를 상기 제1 프레임 검출기(208)로 출력한다.
상기 제1 프레임 검출기(208)는 상기와 같이 측정된 트래픽 심볼 에너지와 파일럿 심볼 에너지 그리고 잡음 에너지를 이용하여 프레임 검출을 위한 신호 대 잡음 비, DTX_VALUE 를 계산하고, 상기 DTX_VALUE 를 사전에 미리 설정한 프레임 검출 임계치과 비교한다. 상기 제1 프레임 검출기(208)는 상기 DTX_VALUE가 상기 프레임 검출 임계치를 넘을 경우 프레임이 존재하는 것으로(전송 구간인 것으로) 판정하며, 상기 프레임 검출 임계치를 넘지 못할 경우 프레임이 없는 것으로(비전송 구간인 것으로) 1차적으로 판정한다.

본 발명에서는 상술한 1차 프레임 검출과 함께 심볼 에러율(Symbol Error Rate: SER)을 이용하여 다시 2차적으로 프레임의 유·무를 결정하여 최종적으로 프레임의 유무를 검출한다. 이를 수행하는 장치는 상기 복호기(209)와 상기 제2 프레임 검출기(210)이다. 상기 복호기(209)는 일정시간 T1 동안 상기 트래픽 심볼 다중 경로 결합기(205a)에 의해 결합된 수신 심볼들을 복호하고 이를 다시 부호화하여 에러 여부를 판정함으로써 심볼 에러 개수를 구한 후, 상기 제2 프레임 검출기(210)로 출력한다.

상기 제2 프레임 검출기(210)의 상세 구성은 도 3에 도시되어 있다. 상기 도 3을 참조하면, 상기 제2 프레임 검출기(210)는 심볼에러 임계치 결정기(210c)와 심볼에러 비교기(210d)로 구성된다. 상기 심볼에러 임계치 결정기(210c)는 상기 제1 프레임 검출기(208)의 검출 결과에 따라서 심볼에러 임계치를 결정한다. 상기 심볼에러 비교기(210d)는 상기 복호기(209)로부터의 심볼 에러 개수와 상기 결정된 심볼에러 임계치 SER_TH_L 또는 SER_TH_U와 비교하여 최종 프레임 검출 결과를 제어기(211)에 출력한다.

이상과 같이 동작하는 본 발명은 참조신호를 사용하지 않는 데이터 채널에서도 프레임 검출이 가능하며, 수신된 신호가 심한 페이딩 현상을 겪었더라도 2개의 검출기들(208,210)을 사용함으로써 검출 성능을 향상시킨다. 이하 도 2 내지 도 4를 참조하여 제1 및 제2 프레임 검출기들(208,210)의 동작을 보다 상세히 설명한다.

우선 상기 도 2를 참조하면, 상기 제1 프레임 검출기(208)는 프레임 검출을 위해 트래픽 심볼 에너지와 파일럿 심볼 에너지와 잡음 에너지를 이용한다. 상기 각각의 측정된 에너지는 상기 제1 프레임 검출기(208)에서 프레임 유·무 판별을 위한 DTX_VALUE라는 값으로 계산된다. 상기 계산된 DTX_VALUE는 미리 설정된 프레임 검출 임계치와 비교되며, 만일 검출 임계치를 넘지 못할 경우, 프레임이 송신되지 않은 것으로 1차 판정을 하게 된다. 상기 프레임 검출 임계치는 트래픽 채널의 전송속도와 관련되어 있으며 일반적으로 전송속도가 높을 수록 큰 값을 가진다.

전술한 제1 프레임 검출에 필요한 트래픽 심볼 에너지 측정치는 다음과 같이 얻어진다.
도 2의 RF부(200)에서 출력되는 기저대역 신호를 PN 역확산기(201)에서 PN 역확산하면, 직교 역확산기(202)는 상기 PN 역확산된 신호를 트래픽 채널에 할당된 직교부호로 역확산 및 누적하여 심볼 복조과정을 수행한다. IS-2000시스템에서 직교 역확산은 월쉬 부호(Walsh Code)를 사용한다. 상기 직교 역확산기(202)로부터의 출력은 곱셈기(204)에서 페이딩 채널의 위상보상을 위한 채널 추정기(203)의 추정값과 곱해짐으로써 채널 보상된 신호가 된다.
상기 채널 보상된 신호는 트래픽 심볼 에너지 측정기(205)의 다중 경로 결합기(205a)에서 다중 경로로 분산되어 수신된 다른 심볼들과 결합된 후, 하나의 트래픽 심볼로 출력된다. 상기 결합된 심볼은 위상 보상이 되었으므로 동위상 성분의 절대치와 직교위상 성분의 절대치를 합하여 트래픽 심볼 에너지의 제곱을 구할 수 있다. 이렇게 구한 것은 트래픽 심볼 에너지의 제곱근이 되므로, 절대값 계산기(205b)에서 그 제곱근을 구하여 출력하며, 누적기(205c)에서는 상기 절대값 계산기(205b)로부터의 출력을 일정구간 T1동안 누적하여 제1 프레임 검출기(208)의 트래픽 심볼 에너지로서 입력한다.

또한, 전술한 제1 프레임 검출에 필요한 파일럿 심볼 에너지는 도 2의 파일럿 심볼 에너지 측정기(206)의 제곱기(206a)에서 채널 추정기(203)으로부터의 출력의 동위상 성분과 직교위상 성분 각각을 제곱하여 합을 취해 구해진다. 또한 트래픽 심볼과 마찬가지로 상기 파일럿 다중 경로 결합기(206b)에서는 다중 경로로 분산되어 수신된 심볼들의 에너지의 합을 취해 파일럿 심볼 에너지를 구한다. 누적기(206c)에서는 상기 파일럿 심볼 에너지를 일정 구간 T1동안 누적하여 제1 프레임 검출기(208)로 입력한다.
일반적으로 파일럿 에너지 누적구간은 상기 설명한 바와 같이 T1으로 트래픽 에너지 심볼 누적 구간과 동일해야 하지만 CDMA이동 통신 시스템에서는 일정한 채널 이득을 갖는 파일럿을 송신하므로 누적구간이 적더라도 파일럿의 세기는 측정 가능하다. 따라서 파일럿 심볼 에너지 누적구간이 트래픽 에너지 심볼 누적 구간 T1과 달라도 무방하다.

마지막으로, 수신신호에 섞여 있는 잡음 에너지도 도 2의 잡음 에너지 측정기(207)에 의하여 일정구간 T1동안 누적되어 제1 프레임 검출기(208)로 입력된다.
상기 제1 프레임 검출기(208)에서는 상기 측정된 트래픽 심볼 에너지와 파일럿 심볼 에너지와 잡음 에너지를 가지고 수신 신호의 신호대 잡음비를 구하여 이를 미리 정해진 프레임 검출 임계치와 비교한다.
이상의 절차를 수식으로 도시하면, 트래픽 심볼 에너지 측정기(205)에서 출력되는 트래픽 심볼 에너지의 제곱근 값은 이하의 [수학식 1]로 나타낼 수 있다.

또한

는 수신 심볼의 동위상 성분이고

는 수신 심볼의 직교위상 성분이다. 또한

라 함은 복조 핑거들에서 다중 채널의 신호를 검색하는 시간동안의 누적을 의미한다.
또한 파일럿 심볼 에너지 측정기(206)에서 출력되는 파일럿 심볼 에너지의 제곱근 값은 하기 [수학식 2]로 나타낼 수 있다.

마지막으로 수신 신호에 섞여 있는 잡음의 전력은 하기 [수학식 3]과 같이 구해진다.

그러면 상기 제1 프레임 검출기(208)는 상기 [수학식 1], [수학식 2], [수학식 3]으로부터 계산된 물리량을 이용하여 수신 프레임 검출을 위한 값인 신호 대 잡음비 DTX_VALUE 를 하기 [수학식 4]에서와 같이 구한다.

여기서 상수 β는 기지국별로 파일럿 채널 이득의 세기 차이를 보상하기 위한 이득 계수이다.

상기 제1 프레임 검출기(208)는 상기 DTX_VALUE 가 미리 정해지는 프레임 검출 임계치를 넘어설 경우에는 데이터 프레임이 존재하는 것으로 판단하고, 임계치를 넘지 못할 경우에는 데이터 프레임이 존재하지 않은 것으로 판단한다. 데이터 프레임이 존재함은 해당 구간 T1이 데이터 전송구간임을 의미하며 데이터 프레임이 존재하지 않음은 해당 구간 T1이 데이터 비전송 구간임을 의미한다. 이렇게 판단된 1차 검출 정보는 제2 프레임 검출기(210)에 입력된다.

상기 프레임 검출 임계치는 [수학식 4]에서 트래픽 채널 이득이 0일 때의 값으로 결정된다. 즉 상기 프레임 검출 임계치는 이하 [수학식 5]로 나타낼 수 있다.

보다 바람직하게 상기 프레임 검출 임계치는 통계적 방법을 이용하여 그 분포를 얻고 허위경보(false alarm) 확률에 의해서 최적화된다. 허위경보란 잘못된 경보로서, 송신측에서 데이터 프레임을 송신하지 않았는데 수신측에서는 데이터 프레임을 수신한 것으로 오판하는 경우에 발생되는 것으로서, 허위경보 확률이란 채널 상황이 좋지 않아서 데이터 프레임이 있는지 없는지를 판단할 수 없는 경우 데이터 유·무를 판단하기 위해 설정되는 확률 파라미터이다.
허위경보 확률이 크면 데이터 프레임을 검출할 확률이 커지지만, 실제 프레임이 존재하지 않은 경우도 프레임이 있는 것으로 판정할 오류 확률도 커진다. 반대로 허위경보 확률이 작으면, 데이터 프레임이 존재하는 경우에도 데이터 프레임이 없는 것으로 판정할 오류확률이 커지게 된다. 따라서 데이터 프레임이 전송되었으나 채널 상황이 나빠서 신호의 에너지가 감쇄되었을 경우에는, 측정된 DTX_VALUE 가 작더라도 허위경보 확률을 크게 설정하여 프레임 검출 오류를 줄일 수 있으며, 채널 상황이 좋은 경우, 즉 AWGN(Additive White Gaussian Noise) 채널이라 가정할 수 있을 경우에는 허위경보 확률을 작게 설정하여 프레임 검출 오류를 줄일 수 있다. 그러나 일반적으로 실제 채널상황은 예측하기 힘들기 때문에 항상 채널 상황이 좋지 않은 것으로 예상되나, 검출오류를 줄이기 위하여는 허위경보 확률을 작게 설정하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 제1 프레임 검출만으로도 프레임 검출은 가능하다. 그러나 IS-2000시스템과 같이 페이딩 환경에서 전력제어가 이루어지는 경우, 수신 신호의 전력은 잡음 신호의 전력과 비슷한 수준으로 유지된다. 이러한 상황에서는 제1 프레임 검출만을 사용할 경우, DTX_VALUE가 프레임이 있는 경우와 없는 경우를 구별하기 어려운 경우가 발생하여 검출 오류가 발생하며, 이는 수신 프레임의 잘못된 전력제어로 이어진다. 잘못된 전력 제어는 기지국의 송신 전력을 불필요하게 높임으로써 시스템에 막대한 피해를 주게 된다. 본 발명에서는 이를 방지하기 위해 심볼 에러율을 이용하는 제2 프레임 검출을 사용하여 프레임 검출 성능을 보다 향상시킨다.

다시 도 3을 참조하면, 제2 프레임 검출기(210)는 상기 제1 프레임 검출기(208)의 검출 정보를 이용하여 심볼 에러 임계치를 결정하고, 복호기(209)에서 출력되는 심볼 에러율(즉 심볼 에러 개수)과 상기 결정된 심볼 에러 임계치를 비교하여 최종 프레임 검출 여부를 판정한다. 상기 제2 프레임 검출기(210)의 검출 과정은 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 제2 프레임 검출기(210)의 심볼에러 임계치 결정기(210c)에서는 먼저 상기 제1 프레임 검출기(208)에 의한 프레임 검출 정보를 판정한다. 만약 상기 프레임 검출 정보에 따라 프레임이 존재하지 않는 것으로 판정되었으면 미리 설정된 두 개의 임계치들 중 SER_TH_L (210b)을 선택하고, 프레임이 존재하는 것으로 판정되면 SER_TH_U (210a)를 선택한다. 여기서 SER_TH_L(210b)는 SER_TH_U(210a)보다 작다.
상기 제1 프레임 검출기(208)에서 프레임이 없는 것으로 판정한 경우, 실제 프레임이 전송되었을 확률은 적다는 판단 하에 심볼에러 비교기(210d)는 복호기(209)에 의해 판단된 심볼 에러율을 상기 두 개의 심볼에러 임계치들 중 작은 임계치인 SER_TH_L(210b)와 비교한다. 여기서 상기 심볼 에러율이 상기 SER_TH_L(210b) 이하로 나타나면, 프레임이 실제 전송되었으나 채널 상황이 열악하여 불량 프레임이 발생했다고 판정한다. 즉 프레임의 전송 구간이라고 판단한다. 반면 상기 제1 프레임 검출기(208)에서 프레임이 있는 것으로 판정한 경우, 실제 프레임이 전송되었을 확률이 높다는 판단하에 상기 심볼에러 비교기(210d)는 상기 심볼 에러율을 보다 큰 임계치인 SER_TH_U(210a)와 비교하여 상기 심볼 에러율이 상기 SER_TH_U(210a) 이하이면 프레임이 실제 전송되었으나 불량 프레임이 발생하였다고 판단한다. 즉 프레임의 전송 구간이라고 판단한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부호분할다중접속 이동통신시스템의 불연속 전송구간 검출 동작을 나타내는 제어 흐름도이다.

상기 도 4에 도시된 흐름도를 참조하여 1차 및 2차 프레임 검출과정을 살펴보면, 단계 400에서 복호기(209)는 일정 시간구간 동안 수신되는 심볼들로 구성되는 수신 프레임의 CRC를 검사한다. 상기 검사 결과 CRC 양호(Good)일 경우는 단계 401에서 프레임 전송 구간이며 상기 수신 프레임이 오류 없이 수신된 것으로 판단하고, 제어기(211)로 상기 판단 결과를 전달하여 전력 제어에 반영하도록 한다. 반면 CRC 불량(Bad)일 경우 상기 제1 프레임 검출기(208)는 단계 402에서 수신 신호의 신호대 잡음비 DTX_VALUE를 미리 정해지는 프레임 검출 임계치 TH와 비교하여 1차적으로 프레임의 유·무를 검출한다.
앞서 설명한 바와 같이 상기 1차 프레임 검출 결과 상기 DTX_VALUE가 상기 TH보다 작으면 보다 작은 심볼에러 임계치 SER_TH_L(210b)이 선택되어 단계 403으로 진행되고, 크거나 같으면 보다 큰 심볼에러 임계치 SER_TH_U(210a)가 선택되어 단계 406으로 진행된다.
심볼에러 비교기(210d)는 단계 403에서 복호기로부터의 심볼 에러율을 상기 선택된 SER_TH_L과 비교하여, 상기 심볼 에러율이 상기 SER_TH_L보다 작으면 단계 404에서 프레임 전송 구간이며 프레임 불량이 발생한 것으로 판정하고, 크거나 같으면 단계 405에서 프레임 비전송 구간인 것으로 판정한 후, 상기 판정 결과를 제어기(211)에 전달한다. 또한 심볼에러 비교기(210d)는 단계 406에서 복호기로부터의 심볼 에러율을 상기 선택된 SER_TH_U과 비교하여, 상기 심볼 에러율이 상기 SER_TH_L보다 작으면 단계 407에서 프레임 전송 구간이며 프레임 불량이 발생한 것으로 판정하고, 크거나 같으면 단계 408에서 프레임 비전송 구간인 것으로 판정한 후, 상기 판정 결과를 제어기(211)에 전달한다.
그러면 상기 제어기(211)에서는 프레임 불량 판정이 났을 경우(404,407), 채널 상황이 열악하다고 판단하여 수신 신호의 전력을 보다 높일 수 있도록 외부순환(outer-loop) 전력제어에 의해 전력제어 임계치를 높이고, 프레임 전송이 되지 않았다고 판정시에는 전력제어 임계치를 유지하도록 한다.

불연속 전송 모드를 지원하는 채널 환경에서 프레임 검출은 필수적이며, 특히 채널이 전력제어 될 때, 프레임 유·무의 판단은 시스템 전체의 성능에 영향을 줄 수 있으므로, 프레임의 정확한 검출은 아주 중요하다. 상술한 바와 같은 본 발명은 전력제어 비트가 포함되지 않은 프레임의 검출을 위해 신호대 잡음비에 의한 1차 프레임 검출과 심볼 에러율에 의한 2차 프레임 검출로 정확도를 기함으로써, 무선 이동통신 채널 환경에서 불연속 전송 모드시 전력제어가 올바르게 이루어지도록 한다.

Claims

불연속 전송모드를 지원하는 부호분할다중접속 이동통신시스템의 프레임 전송구간을 검출하는 장치에 있어서,

소정 시간구간에서 측정한 트래픽 심볼 에너지와 파일럿 심볼 에너지와 잡음 에너지를 이용하여 수신 신호 대 잡음비를 구하고, 상기 신호 대 잡음비를 미리 정해지는 프레임 검출 임계치와 비교함으로써 1차로 프레임 검출을 수행하는 제1 프레임 검출기와,

상기 시간구간에서 수신한 심볼들을 복호하여 복호된 한 프레임의 심볼들을 생성하고, 상기 복호된 한 프레임에 대한 심볼 에러율을 구하는 복호기와,

상기 제1 프레임 검출기로부터의 프레임 검출정보에 따라 심볼 에러 임계치를 결정하고, 상기 결정된 심볼 에러 임계치를 상기 심볼 에러율과 비교하여 최종적으로 프레임의 전송 여부를 검출하는 제2 프레임 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 전송구간의 검출 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 수신 신호 대 잡음비(DTX_VALUE)는 상기 트래픽 심볼 에너지(E_symbol)와 상기 파일럿 심볼 에너지(E_pilot) 및 상기 잡음 에너지(E_noise)에 의해 하기 수학식에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 프레임 전송구간의 검출 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제2 프레임 검출기는

상기 제1 프레임 검출기에 의해 프레임이 존재하지 않는 것으로 판정되면 미리 정해지는 2 개의 심볼 에러 임계치들 중 작은 심볼 에러 임계치를 선택하고, 프레임이 존재하는 것으로 판정되면 큰 심볼 에러 임계치를 선택하는 심볼 에러 임계치 결정기와,

상기 결정된 심볼 에러 임계치와 상기 심볼 에러율을 비교하여 최종적으로 프레임의 전송 여부를 검출하는 심볼 에러 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 전송구간의 검출 장치.
불연속 전송모드를 지원하는 부호분할다중접속 이동통신시스템의 프레임 전송구간을 검출하는 방법에 있어서,

소정 시간구간에서 측정한 트래픽 심볼 에너지와 파일럿 심볼 에너지와 잡음 에너지를 이용하여 수신 신호 대 잡음비를 구하고, 상기 신호 대 잡음비를 미리 정해지는 프레임 검출 임계치와 비교함으로써 1차 프레임 검출을 수행하여 프레임 검출정보를 출력하는 과정과,

상기 시간구간에서 수신한 심볼들을 복호하여 복호된 한 프레임의 심볼들을 생성하고, 상기 복호된 한 프레임에 대한 심볼 에러율을 구하는 과정과,

상기 프레임 검출정보에 따라 심볼 에러 임계치를 결정하고, 상기 결정된 심볼 에러 임계치를 상기 심볼 에러율과 비교하여 최종적으로 프레임의 전송 여부를 검출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 전송구간의 검출 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 수신 신호 대 잡음비(DTX_VALUE)는 상기 트래픽 심볼 에너지(E_symbol)와 상기 파일럿 심볼 에너지(E_pilot) 및 상기 잡음 에너지(E_noise)에 의해 하기 수학식에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 프레임 전송구간의 검출 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 프레임 검출 임계치는 트래픽 채널 이득이 0일 때의 신호 대 잡음비로 정해지는 것을 특징으로 하는 프레임 전송구간의 검출 장치.
제 1 항에 있어서,

무선 주파수 신호를 수신하여 기저대역 신호로 주파수 하강 변환하는 RF(Radio Frequency)부와,

상기 기저대역 신호를 소정 PN(Pseudo-random Noise) 부호를 가지고 역확산하는 PN 역확산기와,

상기 PN 역확산된 신호를 소정 직교 부호를 가지고 역확산하는 직교 역확산기와,

상기 PN 역확산된 신호를 가지고 채널 추정 신호를 추정하는 채널 추정기와,

상기 직교 역확산된 신호에 상기 추정 신호를 곱하여 채널 보상된 신호를 출력하는 곱셈기와,

상기 채널 보상된 신호를 가지고 상기 트래픽 심볼 에너지를 측정하여 상기 제1 프레임 검출기로 제공하는 트래픽 심볼 에너지 측정기와,

상기 채널 추정 신호를 가지고 상기 파일럿 심볼 에너지를 측정하여 상기 제1 프레임 검출기로 제공하는 파일럿 심볼 에너지 측정기와,

상기 PN 역확산된 신호를 가지고 상기 잡음 에너지를 측정하여 상기 제1 프레임 검출기로 제공하는 잡음 에너지 측정기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 전송구간의 검출 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 트래픽 심볼 에너지 측정기는,

상기 채널 보상된 신호를 다중 경로에 대해 결합하여 트래픽 심볼들을 출력하는 트래픽 심볼 다중 경로 결합기와,

상기 트래픽 심볼들의 동위상 성분과 직교위상 성분의 절대치들의 합을 계산하는 절대값 계산기와,

상기 절대값 계산기의 출력을 소정 시간구간 동안 누적하여 상기 트래픽 심볼 에너지를 출력하는 누적기로 구성되는 것을 특징으로 하는 프레임 전송구간의 검출 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 트래픽 심볼들은 상기 심볼 에러율을 계산하기 위하여 상기 복호기로 제공되는 것을 특징으로 하는 프레임 전송구간의 검출 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 파일럿 심볼 에너지 측정기는,

상기 채널 추정 신호의 동위상 성분과 직교위상 성분의 제곱들의 합을 계산하는 제곱기와,

상기 제곱기의 출력을 다중 경로에 대해 결합하여 파일럿 심볼들을 출력하는 파일럿 심볼 다중 경로 결합기와,

상기 파일럿 심볼들을 소정 시간구간 동안 누적하여 상기 파일럿 심볼 에너지를 출력하는 누적기로 구성되는 것을 특징으로 하는 프레임 전송구간의 검출 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 복호된 한 프레임의 심볼들의 에러 검사 결과가 양호한 경우 상기 시간구간이 프레임 전송 구간인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 프레임 전송구간의 검출 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 심볼 에러율이 상기 결정된 심볼 에러 임계치보다 작으면 프레임 전송 구간인 것으로 판단하고, 작지 않으면 프레임 비전송 구간인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 프레임 전송구간의 검출 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 프레임 검출 임계치는 트래픽 채널 이득이 0일 때의 신호 대 잡음비로 정해지는 것을 특징으로 하는 프레임 전송구간의 검출 방법.
제 4 항에 있어서,

무선 주파수 신호를 수신하여 기저대역 신호로 주파수 하강 변환하는 과정과,

상기 기저대역 신호를 소정 PN(Pseudo-random Noise) 부호를 가지고 역확산하는 과정과

상기 PN 역확산된 신호를 소정 직교 부호를 가지고 역확산하는 과정과,

상기 PN 역확산된 신호를 가지고 채널 추정 신호를 추정하는 과정과,

상기 직교 역확산된 신호에 상기 추정 신호를 곱하여 채널 보상된 신호를 출력하는 과정과,

상기 채널 보상된 신호를 가지고 상기 트래픽 심볼 에너지를 측정하는 과정과,

상기 채널 추정 신호를 가지고 상기 파일럿 심볼 에너지를 측정하는 과정과,

상기 PN 역확산된 신호를 가지고 상기 잡음 에너지를 측정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 전송구간의 검출 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 트래픽 심볼 에너지를 측정하는 과정은,

상기 채널 보상된 신호를 다중 경로에 대해 결합하여 트래픽 심볼들을 출력하는 단계와,

상기 트래픽 심볼들의 동위상 성분과 직교위상 성분의 절대치들의 합을 계산하는 단계와,

상기 절대치들의 합을 소정 시간구간 동안 누적하여 상기 트래픽 심볼 에너지를 출력하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 프레임 전송구간의 검출 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 트래픽 심볼들은 상기 심볼 에러율을 계산하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 프레임 전송구간의 검출 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 파일럿 심볼 에너지를 측정하는 과정은,

상기 채널 추정 신호의 동위상 성분과 직교위상 성분의 제곱들의 합을 계산하는 단계와,

상기 제곱들의 합을 다중 경로에 대해 결합하여 파일럿 심볼들을 출력하는 단계와,

상기 파일럿 심볼들을 소정 시간구간 동안 누적하여 상기 파일럿 심볼 에너지를 출력하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 프레임 전송구간의 검출 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 복호된 한 프레임의 심볼들의 에러 검사 결과가 양호한 경우 상기 시간구간이 프레임 전송 구간인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 프레임 전송구간의 검출 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 최종적으로 프레임의 전송 여부를 검출하는 과정은,

상기 프레임 검출정보에 따라 프레임이 존재하지 않는 것으로 판정되면 미리 정해지는 2 개의 심볼 에러 임계치들 중 작은 심볼 에러 임계치를 선택하고, 프레임이 존재하는 것으로 판정되면 큰 심볼 에러 임계치를 선택하는 단계와

상기 선택된 심볼 에러 임계치와 상기 심볼 에러율을 비교하여 최종적으로 프레임의 전송 여부를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레임 전송구간의 검출 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 심볼 에러율이 상기 결정된 심볼 에러 임계치보다 작으면 프레임 전송 구간인 것으로 판단하고, 작지 않으면 프레임 비전송 구간인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 프레임 전송구간의 검출 방법.