ＯＦＤＭ 셀룰러 원격통신 시스템, 이동 단말/사용자 장비,및 동기화 채널 및 브로드캐스트 채널 활성화 장치 및방법 document_id A220623063985

GSM(Global System for Mobile Communication) 및 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)와 같은 이동 셀룰러 표준이 발전함에 따라, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)과 같은 새로운 변조 기술들이 구현된다. OFDM에 순환 프리픽스를 도입하는 것은 확산 지연을 강건하게(robust) 하고 매우 높은 데이터 속도를 용이하게 한다. OFDM은, 많은 사용자들이 통신 채널을 공유할 수 있는 방식으로 이 통신 채널을 세그먼트화하는 변조 및 다중 액세스 스킴들의 조합으로서 간주될 수 있다. TDMA 세그먼트가 시간에 따른 것이며 CDMA 세그먼트가 확산 코드에 따른 것인 반면, OFDM 세그먼트는 주파수에 따른 것이다. 이 기술은 스펙트럼을 다수의 균등하게 이격된 톤들로 분할한다. 이에 따라, OFDM은 사용자의 정보의 일부를 각 톤 상에서 전달한다. 톤은 각 톤이 모든 다른 톤에 대하여 직교하는 고유한 주파수일 수 있다. FDM은 통상적으로 주파수들이 서로 간섭하지 않도록 이 주파수들 간에 주파수 가드(guard) 대역을 필요로 한다. OFDM은 각 톤의 스펙트럼이 중첩될 수 있게 하며, 그리고 각 톤이 직교하기 때문에, 톤들은 서로 간섭하지 않는다. 톤들이 중첩될 수 있게 함으로써, 필요한 스펙트럼의 전체량이 저감된다. OFDM에서는, 톤의 위상, 진폭, 또는 둘 다를 조절함으로써 정보를 톤 상에서 변조한다. OFDM 시스템은 데이터 스트림을 취하고 이 스트림을 각각마다 원래 속도의 1/N인 속도로 N개의 병렬 데이터 스트림으로 분할한다. 이후, 각 스트림은 고유 주파수에서 톤에 매핑되고 역 푸리에 변환(IFFT)을 이용하여 함께 결합되어 송신될 시간 도메인 파형을 생성하게 된다. 현존하는 셀룰러 시스템을 새로운 고용량 고속 데이터 시스템으로 매끄럽게 변경하려면, 새로운 시스템은 유연성있는 대역폭(BW) 상에서 동작할 수 있어야 한다. 이러한 새로운 유연성있는 셀룰러 시스템을 위한 제안이, 3G WCDMA 표준의 에볼루션일 수 있는 3GPP의 롱텀 에볼루션(long term evolution)(3GPP LTE)이라고도 알려져 있는 수퍼 3G(S3G)이다. S3G는 OFDM를 이용할 수 있으며 1.25MHz 내지 20MHz에서 스패닝되는 대역폭(BW) 상에서 동작할 수 있다. 게다가, S3G는 약 10km 내지 100km의 반경을 갖는 매크로 셀들 뿐만 아니라 약 10m의 반경을 갖는 마이크로 셀들에서도 작동할 수 있어야 한다. 높은 대역폭(BW)의 마이크로 셀 시스템의 경우에 최대 100Mb/s의 데이터 속도가 가능하다. 이러한 속도들을 얻으려면, S3G에서 다른 순환 프리픽스(prefix) 스킴을 구현하는 것이 예상된다. 큰 지연 확산을 갖는 매크로 셀들을 위해 사용되는 하나의 긴 순환 프리픽스가 존재할 것이며 이에 따라 오버헤드를 증가시키고 최대 데이터 속도를 저감시키며, 작은 다중 경로 컴포넌트들을 갖는 작은 셀들에서 사용되는 하나의 짧은 순환 프리픽스가 존재할 것이며 이에 따라 오버헤드를 감소시키고 최대 데이터 속도를 증가시킬 것이다. S3G 시스템의 유연성은 이동 단말/사용자 장비(UE) 설계에 새로운 도전을 도입한다. 예를 들어, 다양한 BW 및 다른 순환 프리픽스는 셀 검색 및 이동성 프로시저를 위해 동기화 채널에 새로운 요구 사항을 가한다. WCDMA 및 GSM과 같이 현존하는 셀룰러 시스템에서는, 고정된 BW가 사용된다. 이러한 시스템에서의 셀 검색 프로시저는 다음과 같다. 1. 각 반송파에 대하여, 신호를 수신하여 (셀룰러 시스템의 BW와 동일한) BW(200kHz GSM/5MHz WCDMA)를 갖는 기저대역 신호로 다운컨버팅하고 셀룰러 시스템의 특정한 동기화 채널들(GSM: FCH, SCH 버스트, WCDMA: P-SCH, S-SCH 채널들)을 검색함으로써 셀 검색을 수행한다. 2. 셀이 발견되면, (초기 셀 검색 및 이동 단말/UE 로컬 오실레이터가 셀룰러 시스템에 로킹(lock)되어 있지 않으면) 반송파를 정정한다 3. 셀의 ID를 검출하고 브로드캐스트 채널(BCH)을 판독하며, 이동 단말/UE가 허용되면, (아이들 모드에 있는) 셀 상에 캠핑(camp)하거나 (액티브 모드인 경우) 이웃 세트에 그 셀을 포함시킨다. 전술한 제1 스테이지에 대한 검색 시간은, 사용되는 반송파에 대한 선험적 지식을 제공하기 위해 히스토리 리스트(초기 셀 검색) 또는 이웃 리스트(액티브/아이들 모드에서의 셀 검색)를 이용함으로써 줄어들 수 있다. 전술한 프로세스는 출원인의 양수인에 의해 공동 소유되는 미국 특허출원번호 제10/315,710호에 개시되어 있다. 고정된 대역폭 및 고정된 순환 프리픽스 길이를 갖는 (WLAN과 같은) OFDM 시스템을 위한 종래의 동기화(셀 검색) 프로시저는 다음과 같다. 1. 각 반송파에 대하여, 신호를 수신하여 OFDM 시스템 BW에 대응하는 BW 및 슬롯 타이밍(즉, SCH 채널)을 갖는 기저대역 신호로 다운컨버팅한다. 2. 대략적(coarse) 주파수 정정을 수행한다. 3. (예를 들어, 순환 프리픽스 길이의 지식을 이용하여) 미세 주파수 동기화를 수행한다. 4. 셀 ID를 검출하고 브로드캐스트를 판독한다. 5. 셀 상에 캠핑한다. 고정된 BW의 OFDM 시스템에 대한 셀 검색 프로시저의 상세한 설명은 Minn 등의 IEEE Transactions on Communications, Vol. 2 No 4, 2003년 7월 ("Minn")의 "A Robust Timing and Frequency Synchronization for OFDM Systems"에서 알 수 있다. 이러한 종래의 셀 검색 솔루션들은, S3G가 다양한 BW 및 순환 프리픽스를 갖기 때문에 S3G에 직접적으로 적용될 수 없다. 이에 따라, 다양한 BW를 갖는 셀룰러 OFDM 시스템에 대한 빠르고도 정밀한 셀 검색 프로시저가 필요하다.