KR100605977B1 - 부호분할다중접속 통신시스템의 이동국의 셀 탐색장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

코드워드를 선택하기 위한 적어도 하나의 임계치를 구비하여 기지국과 3단계의 탐색 동작을 수행하여 동기를 이루는 부호분할다중접속 통신시스템의 이동국의 셀 탐색 방법이, 제1 동기채널(P-SCH)신호를 탐색하여 슬롯 동기를 찾는 과정과 1단계의 탐색 과정과, 제2 동기채널 신호를 탐색하는 과정이 수신 신호에 대한 상관값을 검출하는 과정과, 검출된 상관값이 설정 임계치를 초과하는 코드워드들을 이용하여 프레임 동기를 찾고 코드워드에 해당하는 기지국 그룹을 결정하는 과정으로 이루어지고, 2단계 탐색 과정 수행 후 기지국 그룹에 대응되는 스크램블링 코드를 사용하여 공통채널의 신호를 상관시킨 후, 최대값을 갖는 확산부호를 선택하는 과정으로 이루어진다.

cell search, hand-off, sync channel,

Description

부호분할다중접속 통신시스템의 이동국의 셀 탐색 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR SEARCHING CELL OF MOBILE STATION IN CDMA COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 비동기형 W-CDMA 시스템에서 셀 탐색에 이용되는 동기채널의 구조를 도시하는 도면

도 2는 비동기형 W-CDMA 시스템에서 셀 탐색에 이용되는 동기채널의 다른 구조를 도시하는 도면

도 3a는 핸드오프 대상 기지국이 인접 리스트에 존재하는 경우를 설명하기 위한 도면이고, 도 3b는 핸드오프 대상 기지국이 인접 리스트에 존재하지 않는 경우를 설명하기 위한 도면

도 4는 비동기 부호분할다중접속 통신시스템에서 본 발명의 실시예에 따라 핸드오프를 위한 기지국의 코드워드를 선택하는 이동국의 수신장치의 구성을 도시하는 도면

도 5는 비동기 부호분할다중접속 통신시스템에서 제2동기채널의 코드워드를 검출하는 예를 설명하기 위한 도면

도 6a 및 도 6b는 비동기 부호분할다중접속 통신시스템에서 종래와 본 발명의 실시예에 따라 각각 2단계의 동기를 수행한 후 3단계 동기를 수행하는 절차를 비교 설명하기 위한 도면

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 부호분할다중접속 통신시스템에서 이동국이 2단계 동기 절차를 수행한 후 3단계의 동기 절차를 수행하는 과정을 도시하는 흐름도

본 발명은 부호분할다중접속 통신시스템의 동기 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 비동기 방식의 코드분할다중접속 통신시스템의 동기 장치 및 방법에 관한 것이다.

현재 차세대 이동통신인 3GPP W-CDMA 통신시스템(3rd Generation Partnership Project Wideband Code Division Multiple Access communication system)은 비동기형 기지국 시스템으로 구성되며, 상기 각 기지국 간에 비동기 동작을 위하여 각 기지국마다 서로 다른 기지국 스크램블링 코드(scrambling code)를 할당하는 방법을 이용한다. 여기서 512개의 셀을 가정하면, 상기 512개의 기지국을 구분하기 위하여 512개의 서로 다른 스크램블링 코드를 할당하게 되는 것이다.

상기와 같은 비동기 모드의 기지국 통신시스템에서 이동국이 통화를 성공하기 위해서는 현재 이동국에 가장 강하게 들어오는 기지국 신호의 기지국 코드를 알아내야 한다. 그러나 상기와 같은 코드들을 갖는 비동기형 기지국 시스템의 셀 탐 색(cell search)을 수행하는 경우, 이동국이 상기 모든 가능한 모든 코드의 위상에 대해서 검사하는 것은 매우 어렵다. 따라서 상기와 같은 방법으로 셀 탐색을 수행하는 경우 상당한 시간이 소요되기 때문에, 상기 이동국이 일반적인 셀 탐색 알고리즘을 적용하여 탐색하는 방법은 비효율적이다. 그래서 제안된 방법이 다단계 셀 탐색 알고리즘이다. 이 방법은 512개 셀을 32개 그룹으로 나누고, 각 그룹을 16개의 셀로 나눈다. 그리고 상기 셀 탐색을 용이하게 하기 위하여 동기 채널을 사용하게 되는데, 상기 동기 채널은 제1동기 채널과 제2동기 채널들을 사용한다.

도 1은 상기 비동기형 W-CDMA 시스템에서 셀 탐색에 이용되는 동기채널(sync channel: SCH)의 구조를 도시하고 있다.

상기 도 1을 참조하면, 1-1은 제1동기채널(primary sync channel: P-SCH)이고 1-3은 제2동기채널(secondary sync channel: S-SCH)이며, 1-5는 공통 채널(common channel)이다. 상기 공통채널은 방송채널(broadcasting channel) 또는 파일럿 채널(pilot channel) 등을 사용할 수 있으며, 여기서는 상기 공통채널이 공통 파일럿 채널이라고 가정한다. 또한 한 프레임은 16개의 슬롯(slot)으로 구성되어 있다. 이때 상기 제1동기채널과 제2동기채널은 매 슬롯의 시작 부분에서 N1 칩 길이만큼씩 전송되며, 상기 제1 및 제2동기채널의 두 채널간에는 직교성이 유지되므로, 상기 도 1에 도시된 바와 같이 서로 중첩되어 전송된다. 그리고 상기 공통 파일럿 채널에는 기지국마다 서로 다른 PN스크램블링 코드가 사용되며, PN스크램블링 코드의 주기는 한 프레임의 길이와 같다.

상기와 같은 채널 구조를 갖는 비동기방식의 부호분할다중접속 통신시스템 ( 이하 W-CDMA 통신시스템이라 한다)에서는 서로 다른 PN스크램블링 코드로 2¹⁸-1 주기의 골드 코드 중 한 프레임 길이 만큼만을 사용하며, 전체 가능한 골드 코드들 중 M(=512)개만을 사용한다. 상기 공통 파일럿 채널은 상기 도 1에 도시된 바와 같이 제1동기채널과 제2동기채널이 전송되는 부분에서는 전송되지 않고, 그 이외의 부분에서만 전송될 수 있다.

상기 동기 채널에는 동기 코드가 사용되는데, 동기코드는 다음과 같이 생성된다. 하다마드 시퀀스(Hadamad sequence)와 계층적 시퀀스(Hierarchical sequence) 간에 모듈로(modulo) 연산에 의해 만들어진다. 상기 계층적 시퀀스 y는 각각 길이가 n₁, n₂인 시퀀스 x₁, x₂를 이용하여 다음과 같이 생성된다.

y(i) = x₂(i mod n₂) + x₁(i div n₁) for i=0. . .(n₁*n₂)-1

그리고 시퀀스 x₁, x₂는 다음과 같은 길이 16의 시퀀스를 각각 선택한다.

x₁=<0,0,1,1,0,1,0,1,1,1,1,1,0,0,0,1>

x₂=<0,0,1,1,1,1,0,1,0,0,1,0,0,0,1,0>

그러므로 길이 256의 하다마드 시퀀스 hn(i)(i=0...255)와 y(i)을 모듈로 연산 수행하여 다음과 같이 동기코드가 만들어진다.

c_sc_n = <hn(0)+y(0),hn(1)+y(1),hn(2)+y(2),...,hn(255)+y(255)>

제1동기코드c_p와 제2동기코드c₁,...,c₁₇을 다음과 할당할 수 있다.

c_p = c_sc_0

c_l = c_sc_i ~~~~(i=1,....17)

상기와 같은 c_P, c₁,...,c₁₇의 정의는 32 포인트 고속 하다마드 변환을 이용하기 위한 목적이다.

'0'번째 c_p를 1슬롯의 1/10인 256칩 구간만 매 슬롯마다 반복해서 보낸다. 제1동기 채널에 사용되는 동기 코드는 모든 셀이 동일하게 사용한다. 상기 제1동기 채널은 이동국이 수신 신호의 슬롯 타이밍을 찾는데 이용한다. 상기 제2동기 채널을 송신단에서 보낼 때 콤마 프리 코드(comma free code)를 도입하였다. 상기 콤마 프리 코드는 32개 코드워드로 구성되어 있고, 1 코드워드는 16개의 심볼로 구성되며, 매 프레임마다 반복해서 전송된다. 그런데, 16개의 심볼 값이 바로 전송되는 것이 아니라, 상기 동기 코드에 매핑되어 전송된다. 상기 도 1에 도시된 바와 같이 슬롯마다 심볼 값 i에 해당되는 i번째 동기코드가 전송된다. 상기 콤마 프리 코드의 32개의 코드워드는 32개 그룹을 구분하고, 이 코드의 특징은 각 코드워드의 사이클릭 시프트가 유일하다는 점이다. 그러므로 제2동기 채널을 이용하여 코드그룹과 프레임 동기에 대한 정보를 얻을 수 있게 된다. 여기서 상기 프레임 동기라 함은 확산대역시스템의 스크램블링 확산코드의 한 주기내의 타이밍 또는 위상에 대한 동기를 뜻한다. 그런데 현재 W-CDMA 시스템에서는 확산코드의 한 주기와 프레임의 길이가 10ms이므로, 이를 프레임동기라 칭하기로 한다.

마지막으로 기지국의 확산코드에 대해 상관값을 구하여 그 기지국에서 사용된 기지국 확산코드을 구별해 낸다. 이때 상기 기지국의 확산코드에 대한 상관값을 구할 때에는 상기한 바와 같이 순방향 공통채널인 파일럿 채널, 브로드캐스팅 채널(broadcasting channel: BCH)등을 이용할 수 있다. 종래의 W-CDMA 시스템에서는 파일럿 심볼이 브로드캐스팅 채널등에 TDM(Time Division Multiplexing)으로 전송되는 형태였으나, 최근의 표준화 통합과정에서 순방향의 공통파일럿은 CDM(Code Division Multiplexing)의 형태로 전송되는 것이 검토되고 있다. 상기 도1의 실시 예에서는 순방향의 공통 파일럿 채널이 CDM 형태로 전송되며, 상기 동기코드가 전송되는 시점에서는 파일럿 채널의 전송이 중단되는 경우의 실시 예를 보인 것이다.

도 2의 실시 예에서는 순방향의 공통 파일럿 채널이 CDM 형태로 전송되면, 상기 동기채널들이 전송되는 시점에도 파일럿 채널이 단속되지 않고 계속해서 전송되는 경우의 실시 예를 보인 것이다.

상기 공통 파일럿 채널로는 매 슬롯마다 파일럿 심볼과 데이터가 시분할 방식으로 다중화되어 전송될 수도 있으며( 현재의 W-CDMA 구조 ), 또한 데이터를 전송하는 채널이 별개로 전송될 수도 있다. 이 경우 상기 데이터를 전송하는 채널 프레임은 공통 파일럿 채널 프레임과 경계가 일치해야 한다.

상기한 바와 같이 W-CDMA 통신시스템은 3단계의 탐색을 수행하면서 동기를 획득한다. 첫 단계에서는 제1동기채널 P-SCH를 이용하여 0.625ms의 타임 슬럿의 동기를 획득하고, 제2단계에서는 프레임의 동기 및 스크램블링 코드그룹을 식별하여 프레임 동기를 획득한다. 그리고 마지막 3단계에서는 프레임 동기가 이루어진 후, 공통채널을 탐색하여 코드그룹 내의 가능한 16개의 코드 후보들 중에서 현재 기지국에 할당된 확산코드를 찾아낸다. 한편 핸드오프(handoff) 상황에서는 이동국이 네이버리스트(Neighbor List)로부터 인접 기지국에 사용되고 있는 코드에 대한 정보를 미리 알고 있으므로, 보다 빠른 동기를 구현할 수 있다.

그러나 상기와 같은 기지국 간 비동기식 시스템에서는 기지국별 시퀀스 오프셋을 이용하지 않으므로 인접 기지국의 SCH간에 충돌할 가능성이 있다. 도 3a 및 도 3b는 기지국 간에 동기채널 SCH 들이 충돌하는 상황을 도시하고 있다. 이런 경우 도3a와 같이 충돌이 일어난 인접 기지국이 네이버리스트에 포함되어 있는 경우와, 도3b와 같이 충돌이 일어난 기지국이 네이버리스트에 포함되지 않은 두 가지 상황이 있을 수 있다. 여기서 BTS1은 이동국이 현재 속한 기지국을 나타내며, BTS2는 SCH 간 충돌을 일으킨 기지국을 나타낸다.

현재 W-CDMA 시스템에서 5MHz(칩속도 4.096Mcps)을 이용할 경우 0.625ms의 타임슬롯은 2560칩 길이를 갖는다. 따라서 이러한 충돌 가능성은 더욱 무시할 수 없다. 특히 기지국의 클럭주파수가 정교할 경우, 오히려 SCH 간 충돌 상황이 오랜 시간동안 지속되는 경우가 발생할 수도 있다. 이러한 상황에서 충돌을 일으킨 기지국의 SCH에 대한 2단계동작의 판정변수의 값이 상대적으로 크게 나타날 것으로 기대된다. 만약 종래의 2단계 탐색 방식과 같이 기지국 식별과정에서 가장 큰 판정변수만을 선택한다면 충돌상황에서 그에 해당하는 기지국을 제외한 (충돌을 일으킨) 다른 기지국의 신호는 무시된다. 그러나 이동국이 충돌을 일으킨 기지국에 대하여 핸드오프상황에 있다면, 즉 충돌을 일으킨 기지국이 목표(target) 기지국이라면 이 신호를 무시하는 것은 비효율적이며, 이런 탐색 방법은 핸드오프 성능을 저하시키는 결과를 가질 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 비동기 방식의 부호분할다중접속 통신시스템에서 이동국이 핸드오프를 위한 기지국의 코드워드를 선택하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 비동기 방식의 부호분할다중접속 통신시스템에서 현재의 기지국과 핸드오프 대상 기지국 간에 동기채널의 충돌에 무관하게 핸드오프 대상 기지국을 선택할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 기지국간 비동기식 동작을 기본으로 하고 있는 3GPP W-CDMA 시스템에서 현재 이동국이 속해있는 기지국의 SCH가 핸드오프의 목표 기지국의 SCH와 충돌이 일어나는 상황에 대비하여 핸드오프 성능을 개선할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에서는, 코드워드를 선택하기 위한 적어도 하나의 임계치를 구비하여 기지국과 3단계의 탐색 동작을 수행하여 동기를 이루는 부호분할다중접속 통신시스템의 이동국의 셀 탐색 방법이, 제1 동기채널(P-SCH)신호를 탐색하여 슬롯 동기를 찾는 과정과 1단계의 탐색 과정과, 제2 동기채널 신호를 탐색하는 과정이 수신 신호에 대한 상관값을 검출하는 과정과, 상기 검출된 상관값이 설정 임계치를 초과하는 코드워드들을 이용하여 프레임 동기를 찾고 상기 코드워드에 해당하는 기지국 그룹을 결정하는 과정으로 이루어지고, 상기 2단계 탐색 과정 수행 후 상기 기지국 그룹에 대응되는 스크램블링 코드를 사용하여 공통채널의 신호를 상관시킨 후, 최대값을 갖는 확산부호를 선택하는 과정으로 이루어진다.

이하 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

하기의 설명에서 코드워드, 코드워드에 대한 사이클릭 쉬프트, 판정변수, 슬롯 등 기지국 코드식별을 위한 코드그룹선택에 대한 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 또한 이들의 변형에 의해서도 본 발명이 용이하게 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 본 발명은 아이들 핸드오프, 소프트 핸드오프, 하드 핸드오프시, 이동통신 단말기의 파워를 온 했을 때 초기 셀 탐색시 및 단말기가 셀 탐색이 필요한 경우에 응용 가능하다.

상기한 바와 같이 W-CDMA 통신시스템에서 기지국과 이동국 간의 동기는 다단계 동기 방법을 사용하며, 본 발명의 실시예에서는 3단계의 동기 방식을 가정하여 설명하기로 한다. 상기 기지국과 이동국 간의 3단계 동기 탐색 방법을 살펴보면, 이동국이 1단계에서 수신되는 P-SCH를 탐색하여 슬롯동기를 수행하면, 상기 이동국은 SCH 구간을 구별할 수 있다. 물론 여기서 상기 1단계 동작의 오동작으로 인하여 타임슬롯동기가 제대로 이루어지지 않을 수도 있으므로, 상기 SCH 구간은 잠정적으로 판단된 것이다. 여기서 본 발명의 실시예에 따른 동기 방법은 2단계의 동기 탐색에 관련된 것이므로, 하기의 설명에서는 편의상 1단계에서 올바른 슬롯의 동기를 획득하였다고 가정하며, 잠정적으로 상기 1단계에서 판단된 SCH 구간을 이하 SCH 구간이라 칭한다.

상기 1단계에서 슬롯의 타이밍 정보를 획득한 후, 상기 이동국은 제2단계 동작에서 S-SCH로 잠정 판단된 구간의 신호가 수신될 때마다 S-SCH로서 전송 가능한 코드에 대한 상관결과를 저장한다. 상기 2단계 동작을 위하여 K개의 SCH가 이용된다고 할 때, K개의 SCH에 대한 상관결과가 수집되면 32개의 콤마 프리 코드워드와 각 코드워드에 대하여 사이클릭 쉬프트(cyclic shift)된 16개의 코드워드에 해당하는 상관값을 추출하여 더하며, 따라서 총 512(=32*16)개의 판정변수를 가진다.

기지국 식별과정의 1단계에서 타임슬롯 타이밍 정보를 획득한 후 이동국은 제2단계 동작에서 S-SCH로 잠정 판단된 구간의 신호가 수신될 때마다 S-SCH로서 전송 가능한 코드에 대한 상관결과를 저장한다. 2단계 동작을 위하여 K(예;16)개의 SCH가 이용된다고 할 때 K(예;16)개의 SCH에 대한 상관결과가 수집되면 32개의 콤마 프리 코드워드와 각 코드워드에 대하여 사이클릭 쉬프트(cyclic shift)된 16개의 코드워드에 해당하는 상관값을 추출하여 더함으로써 총 512(=32*16)개의 판정변수를 가진다. 상기 2단계에서는 이중에서 가장 큰 값을 가지는 것을 선택함으로써 스크램블링 코드그룹 정보와 프레임동기 정보를 획득한다. 본 발명의 실시예에서는 상기 2단계에서 상기 최대 판정 변수 값을 갖는 코드워드 외에도 설정된 임계치 조건을 충족시키는 코드워드를 선택한다. 이는 핸드오프 상황이 발생될 시, 현재의 기지국과 핸드오프할 대상 기지국 간 SCH 충돌이 일어나는 상황에서 원하는 코드워드를 선택할 수 있게된다.

상기 기지국 식별과정의 2단계에 프레임 동기를 획득한 후, 상기 이동국은 공통채널을 탐색하여 기지국이 사용하는 확산부호를 탐색한다.

도 4는 W-CDMA 통신시스템에서 본 발명의 실시예에 따라 상기 기지국의 코드 그룹 식별을 위한 이동국의 수신장치 구성을 도시하고 있다.

상기 도 4를 참조하면, 기지국 코드식별과정의 1단계 동작이 완료되면, 판정변수 연산 및 제어 기능을 수행하는 제어부420은 매 SCH 구간이 수신될 때마다 코드생성기430의 SCH 확산코드생성기431을 동작시킨다. 여기서 상기 코드생성기430은 SCH 확산코드를 생성하는 SCH 확산코드생성기431과 스크램블링코드를 생성하는 스크램블링코드생성기432로 구성된다. 그러면 상기 SCH 확산코드생성기431은 상기 제어부420의 제어에 의해 생성 가능한 SCH 부호들을 생성한다. 그러면 기지국에서 전송되는 신호들을 수신하는 상관기뱅크(correlator bank)410은 상기 수신신호와 SCH 확산부호를 상관시키고, 그 결과들을 상기 제어부420에 출력한다. 그러면 상기 제어부420은 2단계에 이용되는 SCH의 개수를 카운트하며, K(예;16)개의 SCH 구간이(즉 K(예;16)개의 슬롯) 수신될 때까지 이 결과들을 판정변수 저장하는 상관변수 메모리450에 저장한다.

상기와 같은 방식으로 K(예;16)개의 SCH에 대한 상관값들을 검출하면, 상기 제어부420은 코드워드메모리440을 참조하여 상기 판정변수 메모리450에 저장된 상관 결과값들로부터 코드워드의 각 알파벳에 대응하는 상관값을 추출하고, 이렇게 추출되는 상관값들을 비동기방식으로 누적(noncoherent integration)시킨다. 여기서 상기 판정변수들은 32코드워드와 각 코드워드에 대하여 16개의 cyclic shift가 가능하므로, 총 512개의 판정변수(즉 비동기누적된 결과)들을 가지게 된다.

도 5는 W-CDMA 통신시스템에서 기지국 간에 SCH 충돌이 일어나는 상황에서 나타날 수 있는 판정변수들에 대한 예를 도시하는 도면이다. 상기 도 5에서 BTS1은 현재 이동국이 속한 기지국을 나타내며, BTS2는 상기 BTS1과 충돌을 발생하는 기지국을 나타낸다. 그리고 상기 도 5는 512개의 판정변수들 중에서 BTS1 및 BTS2의 상관값 크기를 예를들어 도시하고 있다.

상기 도 5를 참조하면, 상기 512개의 판정변수들 중에서 특히 현재 이동국이 속해 있는 기지국인 BTS1의 코드워드에 의한 판정변수와 충돌을 일으킨 기지국인 BTS2의 코드워드에 대한 판정변수가 특히 상대적으로 큰 값을 가질 가능성이 크며, 나머지 판정변수들도 채널환경에 따라 크고 작은 값들을 가질 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 2단계에서 검출한 판정변수들에 대하여 코드워드를 선택하는 방식을 설명하기 위한 도면이다. 여기서 도 6a는 2단계에서 검출한 판정변수들 중 가장 큰 판정변수를 갖는 값에 대해서 3단계 동작을 수행하는 예를 도시하고 있으며, 도 6b는 2단계에서 검출한 판정변수들 중 설정된 임계치를 초과하는 값들에 대해서도 3단계의 동작을 수행하는 예를 도시하고 있다. 여기서 3단계의 동작이란 2단계에서 선택한 코드워드의 코드 그룹 및 프레임 동기정보에 대해 가능한 확산부호에 대해 역확산을 취하는 것이다. 3단계에서 확산부호는 각 기지국마다 고유한 것이므로 서로 다른 기지국에서 전송하는 동기채널이 충돌이 일어나도 문제없이 역확산이 가능하다.

상기 도 6a를 참조하면, 판정변수 들 중에서 가장 큰 판정변수 값에 대해서만 3단계동작을 수행한다. 그러나 상기와 같은 코드워드 검출 방식은 핸드오프 상 황에서 목표하는 기지국이 되는 BTS2의 신호를 검출하지 못할 가능성이 존재한다. 즉, 현재 이동국이 속한 기지국 BTS1의 판정변수 값이 611과 같이 최대 값을 갖고, 충돌을 발생한 핸드오프할 대상 기지국 BTS2의 판정변수 값이 615와 같이 상기 기지국 BTS1 보다 작은 경우에는 핸드오프 성능을 저하시킨다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 핸드오프시 도 6b와 같은 방식으로 코드워드를 검출한다.

상기 도 6b를 참조하면, 상기 도 6a에서와 같이 652와 같은 최대 판정변수에 대응하는 코드워드에 대하여 3단계를 동작시키고, 또한 미리 설정된 임계치를 초과하는 판정변수들에 대해서도 3단계를 동작시킨다. 본 발명의 실시예에서는 제1임계치θ₁과 제2임계치 θ₂(θ_{1 ≥}θ₂)를 미리 설정하여 사용한다. 여기서 제1임계치θ₁은 최대 판정변수 값보다 상대적으로 작은 값을 갖지만, 일정 크기 이상의 상관값을 갖는 판정변수 값에 대해서 3단계를 동작시키기 위한 기준 값이 된다. 제2임계치θ₂는 상기 제1임계치θ₁ 보다는 작거나 같은 값을 갖지만, 채널 환경이 불량한 상태이고 네이버리스트에 등록된 기지국의 판정변수 값에 대하여 3단계를 동작시키기 위한 기준 값이 된다. 따라서 상기 두 개의 임계치, 제2임계치 θ₂와 제1임계치 θ₁(θ₁ ≥θ₂)를 설정하여, 핸드오프시의 코드워드를 검출하는 능력을 향상시킨다. 본 발명의 실시예에서는 두 개의 임계치를 사용하는 예를들어 설명하고 있지만, 세 개 이상의 임계치들을 사용할 수도 있다.

상기 도 6b를 참조하면, 충돌을 일으킨 인접기지국의 SCH에 대한 상관은 높 은 값을 가질 가능성이 크므로, 2단계의 동작을 수행한 후 판정변수의 값이 상위임계치 θ₁을 초과하면 상기 이동국은 무조건 다음 3단계에서 현재 판정변수에 해당하는 코드 그룹에 대하여 조사하도록 한다. 한편 핸드오프의 목표 기지국인 경우에도 불구하고 채널상황이 좋지 않아서 상위임계치 θ₁을 넘지 못할 경우, 핸드오프를 수행하기 위한 목표 기지국의 후보에서 누락될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 이와 같은 상황을 방지하기 위하여 하위임계치 θ₂를 설정한다. 그리고 상기와 같은 경우에는 검사 대상이 되는 코드워드와 인접한 기지국 리스트(neighbor list)를 비교하고, 상기 비교 결과 해당 코드워드가 여기에 속할 경우만 3단계 동작으로 연결되도록 하며, 이로인해 상대적으로 낮은 임계치 설정으로 인한 오보(false alarm)를 방지하도록 한다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 기지국과 이동국 간의 동기 방법은 기지국 코드식별과정의 핸드오프 상황에서 2단계에서 코드워드선택을 위한 것이다. 여기서 상기와 같은 동기 방법의 이해를 위하여, 3단계동작을 살펴보면 다음과 같다. 그러나 하기와 같은 방법은 절대적인 것은 아니며, 이동국의 수신장치를 설계하는 설계자에 의해 다양한 변형이 가능하다.

상기한 바와 같이, 기지국 코드식별과정의 3단계는 코드그룹의 정보와 프레임동기 정보가 주어진 상태에서 코드그룹 내에 속한 코드들에 대하여 상관시키어 가장 큰 에너지를 갖는 (즉, 가장 가능성이 높은) 코드를 선택하는 과정이다.

상기 3단계의 동작에서, 한 그룹 내에 사용하는 확산코드의 판단은 파일럿 채널(pilot channel)이나 브로드캐스팅 채널(broadcasting channel) 등의 순방향 공통채널들을 통해 확인할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 이동국은 최대 판정변수 값을 갖는 코드워드 외에도 임계치의 조건들을 충족시키는 코드워드들을 선택할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따라 3단계의 동기 동작을 수행하면 하나 또는 그 이상의 코드워드가 선택되며, 이에 대응하는 코드그룹의 정보와 프레임동기의 정보가 각각 존재한다. 따라서 상기 3단계 동작에서는 저장된 코드워드들에 속한 코드후보자들(1코드워드 당 16개의 코드후보자가 존재)에 대하여 싸이클릭 쉬프트(cyclic shift) 정보를 이용하여 코드의 위상(프레임동기)을 맞추고, 이들 각각에 대하여 상관기뱅크410에서 상관시킨다. 여기서 각 코드후보자들에 대한 상관은 병렬 또는 직렬로 상관시킬 수 있으며, 또한 하이브리드 형태로 순차적으로 상관시킬 수도 있다. 상기 모든 코드워드 후보자들에 대한 상관이 이루어지면, 제어부420은 그 중에서 가장 큰 상관 에너지를 가지는 코드를 선택함으로써 기지국을 식별한다.

도 7a 및 도 7b는 이동국이 기지국과 동기 기능을 수행할 시, 본 발명의 실시예에 따라 2단계 및 3단계에서 수행하는 동작의 절차를 도시하는 흐름도이다. 기지국 코드식별과정의 1단계 동작이 완료되면 상기 도 7과 같은 절차로 코드워드를 선택하는 과정을 시작한다.

상기 도 7a를 참조하면, 먼저 판정변수 연산 및 제어 기능을 수행하는 제어부420은 711단계에서 코드워드 메모리440에서 상관값 검출을 제어하기 위한 코드워드를 액세스한 후, SCH 구간이 수신될 때마다 SCH 확산코드생성기431을 동작시킨 다. 그러면 상기 SCH 확산코드생성기431은 생성 가능한 SCH 부호들을 생성하며, 상기 기지국에서 전송되는 신호들을 수신하는 상관기뱅크410은 상기 수신신호와 SCH 확산부호를 상관시키고, 그 결과들을 상기 제어부420에 출력한다. 그러면 상기 제어부420은 713단계에서 상기 상관기뱅크410에서 출력되는 판정변수인 상관값을 추출하여 상관변수 메모리450에 비동기 방식으로 누적시킨다.

이후 상기 제어부713은 상기 판정변수 값을 미리 설정된 임계치들과 비교하여 코드워드와 사이클릭 쉬프트값을 저장하며, 이들 중 최대 에너지 값을 갖는 코드워드 및 사이클릭 쉬프트 값을 갱신하면서 저장한다. 상기와 같은 동작을 구체적으로 살펴보면, 먼저 713단계에서 상기 상관 값이 상위임계치 θ₁을 초과하는가 검사한다. 이때 상기 상위 임계치 θ₁을 초과하는 경우에는 715단계에서 해당하는 상관값을 갖는 코드워드와 사이클릭 쉬프트 값을 저장한다. 또한 상기 713단계에서 상기 상관값이 상위임계치 θ₁ 보다 작은 경우, 717단계에서 하위임계치θ₂를 초과하는가 검사한다. 이때 상기 하위임계치 θ₂를 초과하는 경우에는 719단계에서 상기 상관값에 해당하는 코드워드가 인접기지국리스트에 존재하는 코드워드인가 검사한다. 이때 상기 코드워드가 인접기지국리스트에 존재하는 경우에는 역시 715단계에서 코드워드와 사이클릭 쉬프트 값을 저장한다. 그러나 상기 과정들에서 검출된 상관값이 하위임계치 θ₂ 보다 작거나 또는 상기 상위임계치 θ₁과 하위임계치 θ₂ 사이의 상관값을 갖더라도 인접기지국리스트에 등록되지 않은 코드워드면 해당하는 코드워드 및 사이클릭 쉬프트 값은 무시한다. 이후 상기 제어부420은 721단계에서 현재의 상관 값과 이전의 상태까지의 최대 상관값을 비교하여, 최대 상관값이 변경되는가 검사한다. 이때 최대값이 변경되는 경우에는 최대 상관값을 갖는 코드워드 및 사이클릭 쉬프트값을 갱신하여 저장한다.

상기와 같은 과정으로 추출된 상관값의 크기를 분석하여 해당하는 상관값이 설정된 임계치를 초과할 시 해당하는 코드워드와 사이클릭 쉬프트 값을 저장한 후, 723단계에서 해당 코드워드의 사이클릭 쉬프트 값들에 대한 검사를 완료하였는가 검사한다. 즉, 상기 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 코드워드에 대한 사이클릭 쉬프트 값이 16인 경우, 특정 코드워드가 선택되면 상기와 같은 동작을 16회 반복한다. 따라서 상기 723단계에서 모든 사이클릭 쉬프트에 대한 검사가 종료되지 않은 상태이면 상기 725단계로 진행하여 현재의 코드워드를 1회 사이클릭 쉬프트 한 후 상기 713단계로 되돌아가 상기 713단계-721단계의 동작을 반복 수행한다.

그러나 상기 723단계에서 모든 사이클릭 쉬프트에 대한 검사를 종료한 경우에는 727단계에서 모든 코드워드에 대한 검사를 종료하였는가 검사한다. 즉, 상기 도 5에 도시된 바와 같이 32개의 코드워드를 사용하는 경우, 특정 코드워드가 선택되면 상기 713단계-725단계를 반복 수행한다. 따라서 상기 727단계에서 모든 코드워드에 대한 검사가 종료되지 않은 상태이면 상기 729단계로 진행하여 코드워드 번호를 하나 증가시킨 후, 711단계로 되돌아가 변경된 코드워드를 선택하며, 이 후 상기 713단계-721단계의 동작을 반복 수행한다. 그리고 상기 727단계에서 모든 코드워드에 대한 검사를 종료한 경우, 751단계로 진행하여 3단계의 동기 동작을 수행 한다.

따라서 상기 코드워드 선택 과정이 수행되면, 2단계에 이용되는 SCH의 개수를 카운트하며, K개의 SCH 구간이(즉 K개의 슬롯) 수신될 때까지 이 결과들을 판정변수 저장하는 상관변수 메모리450에 저장한다. 상기와 같은 방식으로 K개의 SCH에 대한 상관값들을 검출하면, 상기 제어부420은 코드워드메모리440을 참조하여 상기 판정변수 메모리450에 저장된 상관 결과값들로부터 코드워드의 각 알파벳에 대응하는 상관값을 추출하고, 이렇게 추출되는 상관값들을 비동기방식으로 누적(noncoherent integration)시킨다. 여기서 상기 판정변수들은 32코드워드와 각 코드워드에 대하여 16개의 사이클릭 쉬프트가 가능하므로, 총 512개의 판정변수(즉 비동기누적된 결과)들을 가지게 된다. 그리고 상기 512개의 판정변수들을 상기 제1임계치 θ₁ 및 제2임계치θ₂와 비교하여 상기 제1임계치θ₁ 보다 크거나 또는 상기 제2임계치 θ₂ 보다 크고 인접기지국 리스트1에 등록된 코드워드인 경우에는 해당 코드워드와 사이클릭 쉬프트 값을 저장한다.

상기와 같이 2단계 동작을 수행하면서 코드워드를 선택하면, 이후 도 7b와 같은 동작을 수행하면서 3단계의 동작을 수행한다. 3단계 동작에서는 선택된 코드워드가 나타내는 코드그룹과 프레임 오프셋 정보에 대해 가능한 확산부호를 역확산하여 테스트한다. 상기 도 7b를 참조하면, 751단계에서 상기 제어부420은 저장된 코드워드와 사이클릭 쉬프트 값을 이용하여 코드워드(코드그룹)에 속한 스크램블링 후보자들에 대하여 상관을 시킨다. 그리고 753단계에서 상기 코드그룹 내의 가능한 16개의 확산코드 후보들 중에서 현재 순방향 공용채널에 할당된 확산부호를 탐색한다. 따라서 상기 753단계에서는 상기와 같이 선택된 코드워드에 속한 스크램블링코드 후보자들에 대한 상관값들 중에 가장 큰 값을 갖는 코드를 선택하여 기지국의 확산코드로 결정한다.

따라서 본 발명의 실시예에서는 이동국이 2단계 동작을 수행하면서, 기지국 식별 과정에서 가장 큰 판정변수를 갖는 코드워드 이외에 충돌을 일으키는 다른 기지국의 코드워드에 대한 판정변수를 갖는 코드워드를 검출할 수 있으며, 또한 채널 환경이 열악하여 제1임계치를 갖지 못하는 경우에도 제2임계치를 만족하는 경우에는 이 코드워드가 네이버 리스트에 등록된 경우에는 이를 검출한다. 따라서 핸드오프 상황에서 현재 이동국이 속하는 기지국의 판정변수와 충돌이 발생되는 핸드오프 대상 기지국의 코드워드를 검출할 수 있다.

상술한 바와 같이 3GPP W-CDMA 통신시스템에서 기지국들 간에 SCH채널이 충돌하는 상황에서 코드워드의 검출율을 높일 수 있고, 특히 고속의 기지국 식별을 수행하여 이동국의 핸드오프 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 코드워드를 선택하기 위한 적어도 하나의 임계치를 구비하여 기지국과 3단계의 탐색 동작을 수행하여 동기를 이루는 부호분할다중접속 통신시스템의 이동국의 셀 탐색 방법에 있어서,

   제1 동기채널(P-SCH)신호를 탐색하여 슬롯 동기를 찾는 1단계 탐색 과정과,

   제2 동기채널(S-SCH) 신호를 탐색하여 수신 신호에 대한 상관값을 검출한 후, 상기 검출된 상관값이 미리 정해지는 임계치를 초과하는 코드워드들을 이용하여 프레임 동기를 찾고 상기 코드워드에 해당하는 기지국 그룹을 결정하는 2단계 탐색 과정과,

   상기 2단계 탐색 과정 수행 후 상기 기지국 그룹에 대응되는 스크램블링 코드를 사용하여 공통채널의 신호를 상관시킨 후, 최대값을 갖는 확산부호를 선택하는 3단계 탐색 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 셀 탐색 방법.
2. 코드워드를 선택하기 위한 적어도 하나의 임계치를 구비하여 기지국과 3단계의 탐색 동작을 수행하여 동기를 이루는 부호분할다중접속 통신시스템의 이동국의 셀 탐색 방법에 있어서,

   제1 동기채널(P-SCH)신호를 탐색하여 슬롯 동기를 찾는 1단계 탐색 과정과,

   제2 동기채널(S-SCH) 신호를 탐색하여 수신 신호에 대한 상관값을 검출한 후, 상기 상관값들 중 미리 정해지는 제1임계치를 초과하는 상관값에 해당하는 코드워드들에 따른 기지국 그룹과 상기 제1임계치 보다 작고 미리 정해지는 제 2임계치를 초과하는 상관값에 해당하는 코드워드들에 따른 기지국 그룹을 결정하는 제2단계 탐색 과정과,

   상기 2단계 탐색 과정 수행 후 상기 기지국 그룹들에 대응되는 스크램블링 코드를 사용하여 공통채널의 신호를 상관시킨 후, 최대값을 갖는 확산부호를 선택하는 제3단계 탐색과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 셀 탐색 방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 제 1임계치보다 작고 상기 제 2임계치를 초과하는 상관값에 해당하는 코드워드들에 따른 기지국 그룹이 상기 이동국의 네이버 리스트에 포함되어 있는 경우에 상기 제3단계 탐색을 수행하는 것을 특징으로 하는 셀 탐색 방법
4. 코드워드를 생성하는 코드워드 생성기와,

   기지국에서 전송되는 신호를 상기 생성된 코드워드에 상관시켜 상관 값을 발생하는 상관기와,

   상기 상관값을 미리 설정된 임계치와 비교하여 상기 임계치를 초과하는 상관 값을 갖는 코드워드 및 사이클릭 쉬프트값들을 검출하는 제어부와,

   검출된 코드워드에 따른 스크램블링코드를 생성하는 스크램블링코드 생성기와,

   상기 스크램블링코드와 상기 기지국에서 전송되는 공용채널의 신호를 상관시켜 기지국의 확산부호를 결정하는 수단으로 구성되는 비동기 부호분할다중접속 통신시스템의 이동국의 수신장치.

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