KR100663441B1 - 협대역 시분할 듀플렉싱 부호분할다중접속 통신시스템에서 전송 다이버시티 사용 여부 보고방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 협대역 시분할 듀플렉싱(narrow band time division duplexing: 이하 "NB-TDD") 부호분할다중접속 통신시스템에서 1차 공통 제어 물리 채널(primary common control physical channel: 이하 "P-CCPCH")을 전송 다이버시티를 이용하여 전송하는 경우 하향 파일럿 타임슬롯(downlink pilot time slot: 이하 "DwPTS")에 전송되는 SYNC 코드의 위상 변조(phase modulation) 방법에 관한 것이다. 본 발명은 DwPTS에 포함된 SYNC code의 위상 변화를 바꾸어 주는 다이버시티 지시자(diversity indicator)를 제공함으로써 P-CCPCH를 전송 다이버시티를 이용하여 전송, 또는 수신할 수 있는 방법을 제공한다.
P-CCPCH, DwPTS, SYNC, transmit diversity, phase modulation
Description
도 1은 통상적인 협대역 시분할 듀플렉싱(NB-TDD) 부호분할다중접속 통신시스템에서 사용하고 있는 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 협대역 시분할 듀플렉싱(NB-TDD) 부호분할다중접속 통신시스템의 단말이 기지국 정보 획득을 위해 수행하는 통상적인 셀 탐색(cell search) 과정을 나타낸 제어 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국이 전송 다이버시티를 사용하여 제1공통 제어 물리 채널의 전송 다이버시티 사용 여부를 결정하는 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전송 다이버시티의 사용 여부에 의해 제1공통 제어 물리채널 신호를 전송하는 기지국 송신장치의 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전송 다이버시티의 사용 여부에 의해 제1공통 제어 물리채널 신호를 수신하는 단말 수신장치의 구성을 도시한 도면.
본 발명은 협대역 시분할 듀플렉싱(NB-TDD) 부호분할다중접속 통신시스템에서의 전송 다이버시티에 관한 것으로, 특히 하향 공통 채널 중 하나인 제1공통 제어 물리채널(P-CCPCH)에 전송되는 신호의 전송 다이버시티 사용 여부를 선택하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로 전송 다이버시티는 정보의 정확한 전송을 위해 구현되어진 방법 중의 하나로서 부정확한 전송이 이루어져서는 안될 중요한 데이터를 전송하는 채널에 대해 주로 적용된다.
도 1은 NB-TDD 부호분할다중접속 통신시스템에서 사용하고 있는 프레임의 구조를 보여주고 있다. 이때, 멀티프레임을 구성하는 여러 프레임들 중 첫 번째와 두 번째 프레임을 통해서만 P-CCPCH에 의한 정보 전송이 이루어진다. 상기 P-CCPCH에 의해 전송되는 정보는 방송 채널(BROADCAST CHANNEL : 이하 "BCH"라 칭함) 정보를 포함한다. 즉, P-CCPCH를 통해서 BCH 정보를 각 서브 프레임의 하향 타임슬롯 0번의 데이터 심볼(Data Symbol)이 전송되는 구간에 전송하게 되는 것이다. 상기 도 1의 102는 상기 101에서 보여지고 있는 멀티 프레임을 구성하는 여러 프레임들 중 첫 번째 프레임(frame)의 구조를 보여주고 있다. 상기 102에서 보여주고 있는 한 프레임은 10ms 길이를 사용하고, 두 개의 서브 프레임으로 구성된다.
103은 상기 102에 포함된 두 개의 서브 프레임 중에 하나의 서브 프레임의 구조를 도시한 것으로 한 개의 서브 프레임은 5ms의 길이를 사용하고 그 안에 7개의 타임슬롯이 존재한다. 각각의 타임슬롯은 상향전송 혹은 하향 전송으로 사용된다. 상기 타임슬롯은 한 슬롯 안에서는 상향 혹은 하향으로 단방향 전송만이 가능하다. 또한, 상기 하나의 서브 프레임 안에 있는 7개의 타임슬롯들을 상향 혹은 하향전송에 몇 개씩 사용할 것인가는 시스템 운영자가 임의대로 설정할 수 있다. 첫 번째 타임슬롯과 두 번째 타임슬롯 사이에는 96chips 구간의 DwPTS와 96chips 구간의 보호구간(guard period, 이하 "GP"), 그리고 160chips 구간의 역방향 파일럿 타임 슬롯 (UpPTS :Uplink Pilot Time Slot, 이하 UpPTS) 이 포함되어 있다. 상기 DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정(channel estimation)에 사용되고, 상기 UpPTS는 기지국에서의 채널 추정에 사용된다.
도 1의 104는 상기 103에서 도시한 타임슬롯과 DwPTS의 상세 구조이다. 각 타임슬롯의 전체길이는 상기 도 1의 104에서 도시한 바와 같이 864칩으로 되어 있고, 두 개의 352칩 데이터 심볼 구간과 그 사이에 144칩의 미드엠블, 마지막에 16칩의 GP로 구성된다. 상기 미드앰블은 기지국으로부터 하향 전송되는 타임슬롯의 경우, 단말기가 기지국으로부터 어떤 채널들이 전송되는 지와 기지국과의 채널환경이 어떠한지 추정하는 경우 사용되며, 단말기로부터 상향 전송되는 타임슬롯의 경우, 기지국은 상기 미드엠블을 해석해서 어떤 단말기가 채널을 전송하고 있는 지와 단말기와 기지국의 채널환경을 추정하는 경우 사용된다. 또한 상기 미드앰블은 각각의 상하향전송 채널과 대응되어 있으면 어떤 채널 혹은 어떤 가입자가 전송하는지에 대한 추정이 가능한 용도로 사용될 수 있다. 상기 GP는 16칩의 길이를 가지며, 각 타임슬롯을 구별해주는 역할을 한다.
DwPTS는 상기 도 1의 104에서 도시한 바와 같이 총 96칩으로 되어 있으며, 32칩의 GP와 64칩의 동기화 코드(synchronization code: 이하 "SYNC")로 구성된다. 상기 SYNC는 동기를 맞추는데 사용될 뿐 아니라 하나의 서브 프레임 안의 첫 타임슬롯에 대한 정보를 알려 주는 기능도 하게 된다.
NB-TDD 부호분할다중접속 통신시스템에서 P-CCPCH는 전송 채널(transport channel)중 BCH를 전송하게 되는 데 상기 BCH 정보는 기지국 동기 및 기지국 정보 획득 시에 필요하게 된다.
도 2는 기지국 동기 및 기지국 정보 획득 과정인 셀 탐색 과정에 대한 흐름을 도시하고 있으며, 4개의 단계로 나누어질 수 있다. 그 첫 번째 단계가 현재 속하여 있는 기지국 정보를 수신하는 단계이며, 그 두 번째 단계가 사용되고 있는 스크램블링 및 기본 미드엠블 코드를 식별하는 단계이다. 그 세 번째 단계는 멀티프레임에 대한 동기를 이루는 단계이며, 마지막 네 번째 단계는 방송채널을 통해 전송되는 정보를 억세스하는 단계이다.
상기 도 2의 201에 보이는 첫 번째 단계는 DwPTS 탐색과정으로써 단말이 정합 필터(matched filter)를 이용하여 DwPTS 안에 수신된 신호 중에서 동기화 코드(SYNC code)를 찾아내는 과정이다. 상기 동기화 코드(SYNC code)는 총 32가지가 있으며 단말과 기지국의 동기화에 사용된다. 또한 각각의 기지국은 32개중 하나의 동기화 코드(SYNC code)만을 사용하므로 단말은 현재 속해 있는 기지국이 사용 하는 SYNC 코드를 확인하게 된다.
상기 도 2의 202과정은 스크램블링코드(scrambling code)와 기본 미드엠블 코드의 식별 단계이다. 하나의 SYNC는 4개의 기본 미드엠블에 대응되며 단말은 동기화된 기지국으로부터 미드엠블을 계속 받기 때문에 4개의 기본 미드엠블 중 기지국에 맞는 하나를 식별하게 된다. 상기 각각의 기본 미드엠블은 스크램블링코드와 일대 일 대응을 하게 되므로 단말은 기본 미드엠블과 더불어 기지국이 사용하는 스크램블링코드를 식별하게 된다.
상기 도 2의 203 과정은 멀티 프레임 동기화의 제어 단계이다. 도 1의 101에서 볼 수 있듯이 여러 개의 프레임이 모여서 멀티 프레임 구조를 이루게 되는데 상기 단계에서는 멀티프레임의 동기를 맞추는 과정을 하게 된다. 즉, 상기 멀티프레임의 처음과 끝을 찾는 것이다. 상기 단계에서는 DwPTS에 수신된 신호의 QPSK 위상 복조를 통해 각 위상 복조값의 조합 값에 따라 P-CCPCH신호가 포함되어 전송된 프레임을 알게되고, 이에 따라 멀티프레임의 첫 번째 프레임이 무엇인지 알려 주게 된다. 하나의 멀티 프레임 안의 각각의 프레임들은 순서에 맞도록 DwPTS에 수신된 신호가 QPSK 위상 변조가 되어 있어서 단말은 멀티 프레임의 처음과 끝을 찾을 수 있게 된다.
마지막 4번째 단계는 도 2의 204에 보이는 바와 같이 BCH 정보를 읽는 과정이다. 상기 앞 3단계를 통해 단말, 기지국 사이의 동기가 맞고, 단말은 기지국이 사용하는 스크램블링 코드를 알고 있으며, 멀티 프레임의 동기화가 되어 단말은 멀티 프레임 첫 두 프레임의 첫 타임 슬롯에 포함되어 있는 P-CCPCH 신호를 수신하여 기지국의 정보를 얻음으로써 셀 탐색 과정이 끝나게 된다.
현재 NB-TDD 부호분할다중접속 통신시스템에서 P-CCPCH를 통해서 전송되는 신호에 대한 전송 다이버시티를 사용하는 것을 아직 고려하지 않고 있다. 이는 하향 고정물리채널(downlink dedicated physical channel: 이하 "DL-DPCH")이 일반적으로 빔포밍(Beam forming)을 통해 각 UE에게 전송되기 때문에 셀 내부 간섭(intra-cell interference)이 비교적 크지 않기 때문이다. 따라서 공통 채널이 전송 다이버시티를 사용할 필요가 없다는 사실에 근거하고 있다. 하지만 도시와 같은 밀집 지역의 경우, 또는 셀간 간섭(inter-cell interference)을 피할 수 없는 경우와 같이 간섭의 세기가 커지게 되면 P-CCPCH와 같은 공통 채널의 전송 이득을 높여야 하는 경우가 생길 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같이 제1공통 제어 물리채널에서 전송 다이버시티를 사용하지 않는 경우에는 양호한 전송 이득을 얻을 수 없는 문제점이 발생하게 된다. 이러한 경우 쉽게 전송이득을 얻을 수 있는 방법이 전송 다이버시티를 사용하여 전송하는 방법을 찾을 수 있으나 현재는 이와 같은 방법에 대해 정의하고 있지 않다.
따라서 본 발명의 목적은 NB-TDD 부호분할다중접속 통신시스템에서 전송 다이버시티를 이용하여 P-CCPCH를 전송하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 P-CCPCH에 전송 다이버시티를 사용함으로써 전송 이득을 얻을 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 P-CCPCH를 전송하는 경우 전송 다이버시티의 사용 여부에 따라 멀티 프레임 동기화 시에 DwPTS를 통해서 전송하는 신호의 위상 변조를 다르게 사용하여 단말로 하여금 전송 다이버시티의 여부를 식별할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
전술한 바를 달성하기 위한 제1견지에 있어, 본 발명은 이동통신시스템의 송신기에서 전송 다이버시티를 사용하여 제1공통제어물리채널을 전송함을 수신기에게 알려주기 위한 방법에 있어서, 복수의 위상 변조 각들에 의한 조합들 중 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용할 조합들을 추출하고, 상기 제1공통제어물리채널이 전송 다이버시티를 사용하여 전송될 시 상기 조합들 중 하나의 조합을 선택하고, 순방향 파일럿 타임 슬롯을 통해 전송할 동기화 코드를 상기 조합을 구성하는 위상 변조 각의 개수만큼 분할하고, 상기 분할된 동기화 코드 각각을 상기 선택된 조합을 구성하는 위상 변조 각들 중 대응하는 위상 변조 각으로 위상 변조하여 전송하며, 상기 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용할 조합들은 상기 전송 다이버시티를 사용하지 않을 경우에 적용할 조합들과는 중복되지 않도록 하는 전송 다이버시티 사용 여부 보고방법을 구현하였다.
전술한 바를 달성하기 위한 제2견지에 있어, 본 발명은 이동통신시스템의 수신기에서 송신가가 전송 다이버시티를 사용하여 제1공통제어물리채널을 전송하였는지를 보고 받는 방법에 있어서, 복수의 순방향 파일럿 타임 슬롯들을 통해 전송되는 동기화 코드들을 수신하고, 상기 수신된 동기화 코드들 각각을 위상 변조하기 위해 사용된 위상 변조 각들을 검출하고, 상기 검출된 위상 변조 각들로 구성되는 조합이 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용되는 조합들에 속하는 지를 확인하고, 상기 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용되는 조합들에 속하면, 상기 제1공통제어물리채널을 전송하기 위해 전송 다이버시티가 사용되었다고 판단하며, 상기 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용되는 조합들은 상기 전송 다이버시티를 사용하지 않을 경우에 적용되는 조합들과는 중복되지 않도록 하는 전송 다이버시티 사용 여부 보고방법을 구현하였다.
전술한 바를 달성하기 위한 제3견지에 있어, 본 발명은 이동통신시스템의 송신기에서 전송 다이버시티를 사용하여 제1공통제어물리채널을 전송함을 수신기에게 알려주기 위한 장치에 있어서, 복수의 위상 변조 각들에 의한 조합들 중 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용할 조합들을 추출하고, 상기 제1공통제어물리채널이 전송 다이버시티를 사용하여 전송될 시 상기 조합들 중 하나의 조합을 선택하고, 상기 선택한 조합을 구성하는 위상 변조 각들을 순차적으로 출력하는 전송 다이버시티 제어부; 및 순방향 파일럿 타임 슬롯을 통해 전송할 동기화 코드가 상기 조합을 구성하는 위상 변조 각의 개수만큼 분할되어 순차적으로 입력되고, 상기 입력되는 분할 동기화 코드를 상기 전송 다이버시티 제어부로부터 제공되는 위상 변조 각에 의해 위상 변조하여 출력하는 위상 변조부로 구성되며, 상기 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용할 조합들은 상기 전송 다이버시티를 사용하지 않을 경우에 적용할 조합들과는 중복되지 않도록 하는 전송 다이버시티 사용 여부 보고장치를 구현하였다.
전술한 바를 달성하기 위한 제1견지에 있어, 본 발명은 이동통신시스템의 송신기에서 전송 다이버시티를 사용하여 제1공통제어물리채널을 전송함을 수신기에게 알려주기 위한 방법에 있어서, 복수의 위상 변조 각들에 의한 조합들 중 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용할 조합들을 추출하고, 상기 제1공통제어물리채널이 전송 다이버시티를 사용하여 전송될 시 상기 조합들 중 하나의 조합을 선택하고, 순방향 파일럿 타임 슬롯을 통해 전송할 동기화 코드를 상기 조합을 구성하는 위상 변조 각의 개수만큼 분할하고, 상기 분할된 동기화 코드 각각을 상기 선택된 조합을 구성하는 위상 변조 각들 중 대응하는 위상 변조 각으로 위상 변조하여 전송하며, 상기 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용할 조합들은 상기 전송 다이버시티를 사용하지 않을 경우에 적용할 조합들과는 중복되지 않도록 하는 전송 다이버시티 사용 여부 보고방법을 구현하였다.
전술한 바를 달성하기 위한 제2견지에 있어, 본 발명은 이동통신시스템의 수신기에서 송신가가 전송 다이버시티를 사용하여 제1공통제어물리채널을 전송하였는지를 보고 받는 방법에 있어서, 복수의 순방향 파일럿 타임 슬롯들을 통해 전송되는 동기화 코드들을 수신하고, 상기 수신된 동기화 코드들 각각을 위상 변조하기 위해 사용된 위상 변조 각들을 검출하고, 상기 검출된 위상 변조 각들로 구성되는 조합이 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용되는 조합들에 속하는 지를 확인하고, 상기 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용되는 조합들에 속하면, 상기 제1공통제어물리채널을 전송하기 위해 전송 다이버시티가 사용되었다고 판단하며, 상기 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용되는 조합들은 상기 전송 다이버시티를 사용하지 않을 경우에 적용되는 조합들과는 중복되지 않도록 하는 전송 다이버시티 사용 여부 보고방법을 구현하였다.
전술한 바를 달성하기 위한 제3견지에 있어, 본 발명은 이동통신시스템의 송신기에서 전송 다이버시티를 사용하여 제1공통제어물리채널을 전송함을 수신기에게 알려주기 위한 장치에 있어서, 복수의 위상 변조 각들에 의한 조합들 중 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용할 조합들을 추출하고, 상기 제1공통제어물리채널이 전송 다이버시티를 사용하여 전송될 시 상기 조합들 중 하나의 조합을 선택하고, 상기 선택한 조합을 구성하는 위상 변조 각들을 순차적으로 출력하는 전송 다이버시티 제어부; 및 순방향 파일럿 타임 슬롯을 통해 전송할 동기화 코드가 상기 조합을 구성하는 위상 변조 각의 개수만큼 분할되어 순차적으로 입력되고, 상기 입력되는 분할 동기화 코드를 상기 전송 다이버시티 제어부로부터 제공되는 위상 변조 각에 의해 위상 변조하여 출력하는 위상 변조부로 구성되며, 상기 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용할 조합들은 상기 전송 다이버시티를 사용하지 않을 경우에 적용할 조합들과는 중복되지 않도록 하는 전송 다이버시티 사용 여부 보고장치를 구현하였다.
전술한 바를 달성하기 위한 제4견지에 있어, 본 발명은 이동통신시스템의 수신기에서 송신가가 전송 다이버시티를 사용하여 제1공통제어물리채널을 전송하였는지를 보고받는 장치에 있어서, 복수의 순방향 파일럿 타임 슬롯들을 통해 전송되는 동기화 코드들을 수신하고, 상기 수신된 동기화 코드들 각각을 위상 변조하기 위해 사용된 위상 변조 각들을 검출하는 위상 복조부; 및 상기 검출된 위상 변조 각들로 구성되는 조합이 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용되는 조합들에 속하는 지를 확인하고, 상기 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용되는 조합들에 속하면, 상기 제1공통제어물리채널을 전송하기 위해 전송 다이버시티가 사용되었다고 판단하는 전송 다이버시티 검출부로 구성되며, 상기 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용되는 조합들은 상기 전송 다이버시티를 사용하지 않을 경우에 적용되는 조합들과는 중복되지 않도록 하는 전송 다이버시티 사용 여부 보고장치를 구현하였다.
이하 본 발명의 실시 예에 따라 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 제시하는 전송 다이버시티를 이용하여 P-CCPCH를 통해 BCH 정보를 전송하는 방법은 전송 다이버시티를 이용하지 않는 경우 각 서브 프레임에 있는 DwPTS에 전송되는 신호의 위상 변조시 각 위상의 조합에 변화를 주어 다른 조합으로 DwPTS에 전송되는 신호를 QPSK 위상 변조를 하여 보내는 것이다.
현재 NB-TDD 부호분할다중접속 통신시스템에서는 멀티 프레임 동기화를 위하여 도 1의 104에 도시되어 있는 DwPTS에 수신한 신호안에 있는 64 칩의 SYNC 코드를 사용한다. 멀티 프레임 구조는 16개 프레임 주기로 SYNC 코드가 일정한 위상 변조의 규칙을 갖는다. 하기 표 1은 상기 각각의 SYNC 코드가 포함되어 있는 DwPTS에 전송되는 신호의 위상 변조 규칙을 나타내고 있다. 우선 64칩의 SYNC 코드는 4개의 16칩씩 하기 표1의 1열에 나와 있는 4개의 값에 맞는 각으로 QPSK 위상 변조가 이루어진다. 즉, 각 프레임은 자신의 시스템 프레임 번호(system frame number: 이하 "SFN")를 알고 있기 때문에 (SFN/2) mod 8 의 값에 따라 SYNC 코드 64 칩을 4개로 16칩 code로 나누어 하기 표 1에 나오는 4개의 위상 변조 각의 값을 통해 QPSK 위상 변조가 이루어지는 것이다. 상기와 같이 멀티 프레임 구조는 16개 프레임의 주기를 가지고 두 프레임씩 각기 다른 위상 변조 각을 사용하게 되는데 단말은 DwPTS에 수신한 SYNC 코드를 복조하여 위상 변조 각을 찾아내게 되고 현재 프레임이 멀티 프레임 구조에서 어느 위치에 있는지는 쉽게 알 수 있게 되는 것이다.
| 위상 변조 각 (4*16칩=64칩) | (SFN/2) mod 8 |
| 45,225,225,225 | 0 (BCH는 여기에 있음) |
| 45,135,135,225 | 1 |
| 45,135,225,135 | 2 |
| 45,315,225,315 | 3 |
| 45.225.135,315 | 4 |
| 45,225,315,315 | 5 |
| 45,225,225,135 | 6 |
| 45,225,225,315 | 7 |
본 발명은 상기에서 설명한 위상 변조 각에 따른 멀티 프레임 동기화에서 위상 변조 규칙을 변화시킴으로써 P-CCPCH의 전송 다이버시티 사용 여부를 식별할 수 있는 방법을 부여한다. 가능한 변조 각은 45도, 135도, 255도, 315도, 이렇게 4가지이므로 16칩*4의 SYNC코드의 위상 변조 각 조합은 4*4*4*4로 총 256 가지의 조합이 만들어진다. 따라서 상기 표 1의 위상 변조 각의 조합 8가지를 제외하고 248가지의 조합이 더 만들어질 수 있다. 본 발명은 상기 248가지의 여분의 조합 중에 가장 적당한 조합을 찾아내어 전송 다이버시티를 사용하는 경우의 지시자 조합으로 이용한다. 또는 나아가서 총 256개의 조합 중에 전송 다이버시티를 사용하지 않는 용도의 새로운 8개의 조합, 그리고 전송 다이버시티를 사용하는 용도의 또 다른 8개의 조합 등 16개의 조합을 선택하여 사용할 수도 있다. 즉, P-CCPCH를 통해 전송되는 신호가 Tx Diversity를 사용하고 있음을 DwPTS를 통해 전송되는 Sync Code의 위상변조조합을 통해서 알려주기 위해서는 현재 Tx Diversity를 사용하지 않는 경우의 위상변조 값의 조합과 중복되지 않는 용도의 8개의 조합이면 가능하다고 볼 수 있다.
도 3은 기지국이 전송 다이버시티를 사용하는 경우 장치의 변화에 대해 기술된 그림이다. 상기 도 3의 301이 입력되는 SYNC 코드이고 상기 301 SYNC 코드는 302의 쉬프트 레지스터(shift register)의 입력이 된다. 상기 쉬프트 레지스터는 64칩의 SYNC 코드를 16칩씩 잘라서 출력으로 보내게 된다. 302의 출력은 I채널과 Q채널로 나누어지게 되고 상기 두 채널은 상기 표 1에서 정해진 위상 변조 각에 알맞은 값, g1, g2가 곱해지게 된다. 만약 전송 다이버시티를 사용하는 경우는 하기 실시예들에서 설명될 위상 변조 각에 알맞은 값이 곱해져야 한다. 상기 I 채널은 303에서 g1이 곱해지고 상기 Q 채널은 304에서 g2가 곱해지게 된다. 상기 장치에서 사용되는 g1, g2 값은 하기 표 2에서 선언된다. 하기 표 2의 선언된 값에 따라 상기 도 3의 305에서 g1, g2값을 제어하게 된다. 즉, 전송 다이버시티의 사용 여부에 따라서 전송다이버시티 Enable/Disable 제어기 305에서 g1, g2값을 하기 몇 가지 실시 예에서 선언할 값으로 지정하게 되는 것이다. 전송다이버시티 Enable/Disable 제어기 305는 전송 다이버시티를 사용하지 않는 경우의 각 위상값에 따른 g1, g2값에 대한 테이블과, 전송 다이버시티를 사용하는 경우의 각 위상값에 따른 g1, g2값에 대한 테이블을 내부 메모리에 저장하고 있어야 한다. 즉, 전송다이버시티 Enable/Disable 제어기 305는 P-CCPCH의 전송신호에 전송 다이버시티(Tx Diversity)를 적용할지 여부에 따라 내부 메모리에 저장하고 있는 위상변조각을 참조하여 I 채널 위상변조부 303 과 Q 채널 위상변조부 304에 위상변조값을 제공하게 된다.
304 Q 채널 위상변조부에서 출력된 상기 Q 채널 신호는 j가 곱해져서 303 I 채널 위상변조부에서 출력된 I 채널 신호와 더해지고 이 신호 I+jQ 는 32칩의 GP신호와 306 다중화기에서 시간 다중화되어 DwPTS를 통해 전송되는 신호를 이루게 되고 이 신호는 도 4의 406 시간 다중화기의 입력으로 들어가게 된다.
| 위상 변조 각 | g1 | g2 |
| 45 | 1 | 1 |
| 135 | -1 | 1 |
| 225 | -1 | -1 |
| 315 | 1 | -1 |
현재 NB-TDD 시스템에는 전송 다이버시티에 대한 구체적인 사항이 확립되어 있지 않으므로 만약 상기에서 전송 다이버시티를 사용하는 경우는 도 4의 도면과 같은 전송 다이버시티 기술을 사용할 수 있다. 도 4에 기술되어 있는 방법은 광대역 시분할 듀플렉싱(Wide band time division duplexing: 이하 "WB-TDD") 부호분할다중접속 통신시스템에서 사용되는 P-CCPCH를 위한 블록 공간-시간 전송 다이버시티(space time transmit diversity: 이하 "STTD") 방법이다. 도 4의 STTD 부호화기(401)는 입력된 P-CCPCH 신호(400)를 이용하여 한 개 또는 두 개의 직교신호를 만들게 된다. 이때 상기 STTD 부호화기(401)는 도 3의 전송 다이버시티 제어기(305)로부터의 제어를 받아 전송 다이버시티가 사용되는 경우는 상기 P-CCPCH 신호를 입력으로 하여 두 개의 직교 신호를 만들어 출력한다. 하지만, 전송 다이버시티가 사용되지 않는 일반적인 경우 상기 STTD 부호화기(401)는 아무 작용을 하지 않고 상기 입력된 P-CCPCH 신호를 그대로 첫 번째 출력으로 출력하고, 두 번째 출력은 사용하지 않게 된다. 상기 전송다이버시티 Enable/Disable 제어기 305는 기지국이 어떤 전송다이버시티를 사용할지 여부와 무관하게 DwPTS를 통해 전송할 SYNC 코드 신호의 위상변조값의 패턴에 따라 그 전송다이버시티의 위상변조값의 패턴에 따른 값을 제공하게 된다.
하기는 전송 다이버시티를 사용하는 경우를 가정하여 설명한다. 전송 다이버시티가 사용되는 경우는 블록 STTD 부호화기 401에서 두 개의 직교 신호가 출력되고, 상기 두 신호는 도 4의 곱셈기 421, 곱셈기 422에서 같은 OVSF 코드로 확산된 후 곱셈기 423, 곱셈기 425에서 같은 스크램블링 코드로 스크램블링 된다. 곱셈기 423의 출력 신호는 다중화기 404에서 402의 미드엠블1과 다중화되고 곱셈기 425의 출력 신호는 다중화기 405에서 403의 미드엠블 2와 다중화된다. 여기서 미드엠블 1과 미드엠블 2는 같은 코드를 사용하나, 다른 코드를 사용하는 것도 가능하다. 상기 다중화기 404에서 다중화된 신호는 시간 다중화기 406에서 다른 채널의 신호들과 다중화된다. 도 3의 다중화기 306의 출력인 DwPTS를 통해 전송되는 신호를 포함하여 411의 두 번째 공통 제어 물리 채널(Secondary common control physical channel: 이하 "S-CCPCH"), 그리고 413의 DPCH등을 통해 전송되는 신호가 이 시간 다중화기 406에서 시간 다중화된다. 상기 다중화되는 신호들은 부호화, 채널화, 스크램블링이 끝난 신호이다. 상기 시간 다중화기 406의 출력은 408의 첫 번째 안테나를 통해 전송된다. 상기 다중화기 405의 출력 역시 다른 신호들, 즉 414의 DPCH, 412의 S-CCPCH 등을 통해 전송되는 신호들과 시간 다중화기 407에서 시간 다중화되고 409의 두 번째 안테나를 통하여 전송되게 된다. 상기 414의 DPCH와 412의 S-CCPCH를 통해 전송되는 신호들 역시 P-CCPCH를 통해 전송되는 신호와 마찬가지로 전송 다이버시티를 사용하는 경우의 부호화, 채널화, 스크램블링을 마친 신호이다.
단말에서는 도 2에서 203에 기술된 셀 탐색 과정중 세 번째 단계인 멀티 프레임 동기화 과정에서 DwPTS를 통해 수신된 신호의 QPSK 복조를 통해 기지국에서 변조한 위상 각을 찾을 수 있게 된다. 상기에서 찾은 위상 변조 각의 조합을 통하여 상기 도 2의 204에서 행해지는 P-CCPCH를 통하여 수신된 신호가 전송 다이버시 티를 사용했는지의 여부를 판단할 수 있게끔 한다.
도 5에서 단말이 기지국으로부터 수신된 신호를 처리하는 과정을 보여 주고 있다. 501의 안테나에서 받은 신호는 502의 역다중화기에서 503의 DwPTS 에 수신된 신호, 504의 P-CCPCH를 통해 수신된 신호, 505의 S-CCPCH를 통해 수신된 신호, 그리고 506의 DPCH를 통해 수신된 신호로 나누어 진다. 503의 DwPTS에 수신된 신호는 다시 507의 역다중화기에서 508의 GP 신호와 509의 SYNC코드로 나누어진다. 상기 SYNC 코드는 QPSK 위상 변조가 되어 있기 때문에 520의 위상 복조기에서 SYNC코드의 위상을 찾아내게 된다. 520에서 찾아낸 위상값은 521의 전송 다이버시티 사용 탐지기에서 현재 P-CCPCH가 전송 다이버시티를 사용하고 있는 지의 여부를 찾아내게 된다. 상기 전송 다이버시티 사용 탐지기 521은 도 3의 305와 마찬가지로 전송 다이버시티를 사용하지 않는 경우의 위상값에 대한 테이블과 전송 다이버시티를 사용하는 경우의 위상값에 대한 테이블을 메모리에 저장하고 있어야 한다. 즉, 상기 전송다이버시티 사용탐지기 521은 상기 위상복조기 520으로부터 복조해낸 위상복조값을 자신의 메모리에 저장하고 있는 전송다이버시티를 사용하는 경우의 위상값에 대한 테이블과 전송다이버시티를 사용하지 않는 경우의 위상값에 대한 테이블에서 검색을 하여 상기 수신된 SYNC 코드신호의 위상복조값과 비교함으로써 상기 기지국에서 P-CCPCH를 통해 전송된 신호가 전송 다이버시티를 사용했는지 여부와 몇번째 프레임인지 여부를 판단할 수 있게끔 한다. 상기 전송다이버시티 사용탐지기 521은 상기와 같은 판단을 통해 제어신호를 역다중화기 522로 제공하게 된다. 상기 역다중화기 522는 상기 역다중화기 502로부터 나뉘어진 P-CCPCH를 통해 수신된 신호 504가 510의 스크램블링 코드로 디스크램블링 되고, 511의 OVSF 코드로 디스프레딩 된 신호를 입력으로 받는다. 상기 역다중화기 522는 상기 전송다이버시티 사용탐지기 521로부터 전송 다이버시티가 사용이 되지 않았다는 제어 신호를 받으면 출력을 523으로 하고, 상기 전송다이버시티 사용탐지기 521로부터 전송 다이버시티가 사용되었다는 제어 신호를 받으면 출력을 524로 하게 된다. 전송 다이버시티가 사용된 경우 522의 출력 524는 STTD 소프트 복호기 525에서 STTD 복호화가 되고 531과 532의 두 출력을 얻게 된다. STTD 소프트 복호기 525에서는 526의 채널 추정기로부터 제공되는 채널 추정 신호를 이용하여 STTD 복호화를 실행하게 된다. 또 다른 실시예로 기지국이 다른 전송다이버시티 방법을 사용하여 전송하였을지라도, 상기 전송 다이버시티 사용감지기 521은 기지국이 어떤 전송다이버시티를 사용했는지 여부와 무관하게 DwPTS를 통해 수신된 SYNC 코드 신호의 위상복조값의 패턴에 따라 그 전송다이버시티의 사용여부를 판단하게 된다.
하기 제1, 제2, 제3 실시 예를 통해 본 발명이 목적하고 있는 전송 다이버시티 사용 여부 식별 방법에 대해 설명한다. 하기의 실시 예는 P-CCPCH를 통해 전송되는 신호가 Tx Diversity를 사용하고 있음을 DwPTS를 통해 전송되는 동기화 코드(Sync Code)의 위상변조패턴을 통해서 알려주기 위해서 현재 전송 다이버시티(Tx Diversity)를 사용하지 않는 경우의 위상변조 값의 패턴과 중복되지 않는 용도의 8개의 패턴을 보인 것이다. 또한 상기 중복되지 않는 용도의 8개의 패턴들 간에도 중복되지 않아야 한다. 하기의 예와 다르게 현재 전송 다이버시티(Tx Diversity)를 사용하지 않는 경우와 중복되지 않고, 패턴 상호 간에 중복이 이루어지지 않으면 어느 패턴이나 가능하다. 이에 전송 다이버시티(Tx Diversity)를 사용하는 경우의 위상 변조값의 패턴의 경우 첫 번째 16칩의 위상 각을 고정시킨 실시 예는 단말이 첫 번째 위상값을 고정시켰다는 것을 알고 있다면 단말의 위상 감지가 빠르다는 장점을 가지고 있음을 알려두는 바이며, 하기와 같지 않은 패턴들도 전송 다이버시티를 알려주는 기능을 할 수 있다.
제1실시 예
제1실시 예는 하기 표 2와 같은 위상 변조 각을 사용한다. 즉 전송 다이버시티 이용 여부에 관계없이 첫 번째 16 칩의 위상 각은 모두 45도로 고정하고 다음 3개의 16칩 코드의 위상 각에 변화를 준다. 따라서 4*4*4의 총 64패턴이 가능하므로, 전송 다이버시티를 사용하는 경우는 64-8 = 56가지의 패턴중의 8개를 선택하여 위상 변조 각으로 사용할 수 있다. 하기 표 3은 본 제 1 실시예의 한 방법으로 전송 다이버시티 사용 여부에 관계없이 첫 번째 16칩 코드의 위상 변조 각은 45도로 고정하고 다음 세 개의 16칩 코드는 전송 다이버시티 사용의 경우 그렇지 않은 경우의 위상 변조 값을 180도 회전한 값을 사용하는 경우를 나타낸다.
| 위상 변조 각 | (SFN/2) mod 8 | |
| 전송 다이버시티 사용 않음 | 전송 다이버시티 사용 | |
| 45,225,225,225 | 45,45,45,45 | 0 |
| 45,135,135,225 | 45,315,315,45 | 1 |
| 45,135,225,135 | 45,315,45,315 | 2 |
| 45,315,225,315 | 45,135,45,135 | 3 |
| 45.225.135,315 | 45,45,315,135 | 4 |
| 45,225,315,315 | 45,45,135,135 | 5 |
| 45,225,225,135 | 45,45,45,315 | 6 |
| 45,225,225,315 | 45,45,45,135 | 7 |
제2실시 예
제2실시 예는 전송 다이버시티를 사용하는 경우 그렇지 않은 경우의 위상 변조 각에 180도를 더한 각을 사용한다. 하기 표 3에서 볼 수 있듯이 전송 다이버시티를 사용하는 위상 변조 각은 사용하지 않는 경우의 위상 변조 각에 비해 원점에 대하여 대칭 되어 있다.
| 위상 변조 각 | (SFN/2) mod 8 | |
| 전송 다이버시티 사용 않음 | 전송 다이버시티 사용 | |
| 45,225,225,225 | 225,45,45,45 | 0 |
| 45,135,135,225 | 225,315,315,45 | 1 |
| 45,135,225,135 | 225,315,45,315 | 2 |
| 45,315,225,315 | 225,135,45,135 | 3 |
| 45.225.135,315 | 225,45,315,135 | 4 |
| 45,225,315,315 | 225,45,135,135 | 5 |
| 45,225,225,135 | 225,45,45,315 | 6 |
| 45,225,225,315 | 225,45,45,135 | 7 |
제3실시 예
제3실시 예는 하기 표 5와 같은 위상 변조 각을 사용한다. 즉, 전송 다이버시티를 사용하지 않는 경우는 항상 첫 번째 16칩의 위상 변조 각이 45도로 고정되어 있는데 전송 다이버시티를 사용하는 경우는 첫 번째 16칩의 위상 변조 각을 모두 225도로 고정하고 하기 표 5에서 x 표시로 기술되어 있는 세 개의 16칩에 대해서는 적당한 위상 변조 각을 대응시켜 주는 방법이다.
| 위상 변조 각 | (SFN/2) mod 8 | |
| 전송 다이버시티 사용 않음 | 전송 다이버시티 사용 | |
| 45,225,225,225 | 225,x,x,x | 0 |
| 45,135,135,225 | 225,x,x,x | 1 |
| 45,135,225,135 | 225,x,x,x | 2 |
| 45,315,225,315 | 225,x,x,x | 3 |
| 45.225.135,315 | 225,x,x,x | 4 |
| 45,225,315,315 | 225,x,x,x | 5 |
| 45,225,225,135 | 225,x,x,x | 6 |
| 45,225,225,315 | 225,x,x,x | 7 |
제4실시 예
제4실시 예에서는 전송 다이버시티를 사용하지 않는 경우의 위상 변조 각 까지도 수정을 한다. 표에서 볼 수 있듯이 모든 각은 45도와 225도 만으로 사용한다. 총 위상 변조 각의 패턴이 2*2*2*2의 16개가 가능하기 때문에 전송 다이버시티 사용 여부를 지시해 줄 수 있는 패턴을 만들 수 있다. 이 경우는 상기 제1, 제2, 제3 실시 예에서 위상 변조 각을 네 개를 사용한 것과 달리 두 개만을 사용하기 때문에 사용되어야 하는 정합 필터의 개수가 준다는 장점이 있다. 하기 표 6은 제 4 실시예 방법의 한 예를 들어 설명하고 있다.
| 위상 변조 각 | (SFN/2) mod 8 | |
| 전송 다이버시티 사용 않음 | 전송 다이버시티 사용 | |
| 45,225,225,225 | 225,225,225,225 | 0 |
| 45,45,45,225 | 225,45,45,225 | 1 |
| 45,45,225,45 | 225,45,225,45 | 2 |
| 45,225,45,45 | 225,225,45,45 | 3 |
| 45,45,225,225 | 225,45,225,225 | 4 |
| 45,225,45,225 | 225,225,45,225 | 5 |
| 45,225,225,45 | 225,225,225,45 | 6 |
| 45,45,45,45 | 225,45,45,45 | 7 |
상술한 바와 같이 본 발명은 공통 채널의 하나인 P-CCPCH를 전송 다이버시티를 이용하여 전송하고자 하는 경우 기지국이 전송 다이버시티 사용 여부를 신호에 첨가하여 전송하는 효과가 있다. 따라서 전송 다이버시티를 사용하는 경우 간섭과 같은 잡음이 심한 지역에서 전송 이득을 볼 수 있어 공통 채널 수신 성능을 향상시킬 수 있다. 본 발명은 또한 단말이 쉽게 다이버시티 사용 여부를 판단할 수 있는 방법을 제시하여 현재 장치에 특별한 변경 없이 수신 성능의 향상을 얻을 수 있는 효과가 있다.
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- 이동통신시스템의 송신기에서 전송 다이버시티를 사용하여 제1공통제어물리채널을 전송함을 수신기에게 알려주기 위한 방법에 있어서,복수의 위상 변조 각들에 의한 조합들 중 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용할 조합들을 추출하고;상기 제1공통제어물리채널이 전송 다이버시티를 사용하여 전송될 시 상기 조합들 중 하나의 조합을 선택하고;순방향 파일럿 타임 슬롯을 통해 전송할 동기화 코드를 상기 조합을 구성하는 위상 변조 각의 개수만큼 분할하고;상기 분할된 동기화 코드 각각을 상기 선택된 조합을 구성하는 위상 변조 각들 중 대응하는 위상 변조 각으로 위상 변조하여 전송하며,상기 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용할 조합들은 상기 전송 다이버시티를 사용하지 않을 경우에 적용할 조합들과는 중복되지 않도록 하는 전송 다이버시티 사용 여부 보고방법.
- 제21항에 있어서,상기 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용할 조합들 중 하나의 조합은 하기 <수학식 1>에 의해 선택하는 전송 다이버시티 사용 여부 보고방법.
선택 조합 = (SNF/2) mod 8 여기서, SNF는 프레임의 고유 번호 - 제21항에 있어서,상기 조합은 4개의 위상 변조 각들로 구성함을 특징으로 하는 전송 다이버시티 사용 여부 보고방법.
- 제21항에 있어서,상기 동기화 코드는 14칩 단위로 분할됨을 특징으로 하는 전송 다이버시티 사용 여부 보고방법.
- 이동통신시스템의 수신기에서 송신가가 전송 다이버시티를 사용하여 제1공통제어물리채널을 전송하였는지를 보고 받는 방법에 있어서,복수의 순방향 파일럿 타임 슬롯들을 통해 전송되는 동기화 코드들을 수신하고;상기 수신된 동기화 코드들 각각을 위상 변조하기 위해 사용된 위상 변조 각들을 검출하고;상기 검출된 위상 변조 각들로 구성되는 조합이 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용되는 조합들에 속하는 지를 확인하고;상기 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용되는 조합들에 속하면, 상기 제1공통제어물리채널을 전송하기 위해 전송 다이버시티가 사용되었다고 판단하며,상기 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용되는 조합들은 상기 전송 다이버시티를 사용하지 않을 경우에 적용되는 조합들과는 중복되지 않도록 하는 전송 다이버시티 사용 여부 보고방법.
- 제25항에 있어서, 각 순방향 파일럿 타임 슬롯을 통해 전송되는 동기화 코드는 14칩임을 특징으로 하는 전송 다이버시티 사용 여부 보고방법.
- 제26항에 있어서, 상기 조합은 4개의 위상 변조 각들로 구성함을 특징으로 하는 전송 다이버시티 사용 여부 보고방법.
- 이동통신시스템의 송신기에서 전송 다이버시티를 사용하여 제1공통제어물리채널을 전송함을 수신기에게 알려주기 위한 장치에 있어서,복수의 위상 변조 각들에 의한 조합들 중 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용할 조합들을 추출하고, 상기 제1공통제어물리채널이 전송 다이버시티를 사용하여 전송될 시 상기 조합들 중 하나의 조합을 선택하고, 상기 선택한 조합을 구성하는 위상 변조 각들을 순차적으로 출력하는 전송 다이버시티 제어부; 및순방향 파일럿 타임 슬롯을 통해 전송할 동기화 코드가 상기 조합을 구성하는 위상 변조 각의 개수만큼 분할되어 순차적으로 입력되고, 상기 입력되는 분할 동기화 코드를 상기 전송 다이버시티 제어부로부터 제공되는 위상 변조 각에 의해 위상 변조하여 출력하는 위상 변조부로 구성되며,상기 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용할 조합들은 상기 전송 다이버시티를 사용하지 않을 경우에 적용할 조합들과는 중복되지 않도록 하는 전송 다이버시티 사용 여부 보고장치.
- 제28항에 있어서,상기 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용할 조합들 중 하나의 조합은 하기 <수학식 2>에 의해 선택하는 전송 다이버시티 사용 여부 보고장치.
선택 조합 = (SNF/2) mod 8 여기서, SNF는 프레임의 고유 번호 - 제28항에 있어서,상기 조합은 4개의 위상 변조 각들로 구성함을 특징으로 하는 전송 다이버시티 사용 여부 보고장치.
- 제28항에 있어서,상기 동기화 코드는 14칩 단위로 분할됨을 특징으로 하는 전송 다이버시티 사용 여부 보고장치.
- 이동통신시스템의 수신기에서 송신가가 전송 다이버시티를 사용하여 제1공통제어물리채널을 전송하였는지를 보고받는 장치에 있어서,복수의 순방향 파일럿 타임 슬롯들을 통해 전송되는 동기화 코드들을 수신하고, 상기 수신된 동기화 코드들 각각을 위상 변조하기 위해 사용된 위상 변조 각들을 검출하는 위상 복조부; 및상기 검출된 위상 변조 각들로 구성되는 조합이 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용되는 조합들에 속하는 지를 확인하고, 상기 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용되는 조합들에 속하면, 상기 제1공통제어물리채널을 전송하기 위해 전송 다이버시티가 사용되었다고 판단하는 전송 다이버시티 검출부로 구성되며,상기 전송 다이버시티를 사용하는 경우에 적용되는 조합들은 상기 전송 다이버시티를 사용하지 않을 경우에 적용되는 조합들과는 중복되지 않도록 하는 전송 다이버시티 사용 여부 보고장치.
- 제32항에 있어서, 각 순방향 파일럿 타임 슬롯을 통해 전송되는 동기화 코드는 14칩임을 특징으로 하는 전송 다이버시티 사용 여부 보고장치.
- 제33항에 있어서, 상기 조합은 4개의 위상 변조 각들로 구성함을 특징으로 하는 전송 다이버시티 사용 여부 보고장치.
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