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Cell search methods for OFDM cellular systems = OFDM 셀룰라 시스템을 위한 셀 탐색 방법
서명 / 저자 Cell search methods for OFDM cellular systems = OFDM 셀룰라 시스템을 위한 셀 탐색 방법 / Il-Gyu Kim.
저자명 Kim, Il-Gyu ; 김일규
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2009].
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초록정보

Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) has been a widely accepted technology in high rate and multimedia data service systems such as the long term evolution (LTE) in the third generation partnership project (3GPP). The design of a synchronization signal for supporting an efficient cell search in a mobile station (MS) is one of the most important issues in cellular systems. In this thesis, we first propose two cell search methods based on the sequence hopping technology and then compare with the existing LTE scheme. The goal of the proposed schemes is to minimize the receiver complexity while maintaining similar performance with existing scheme. The performance of our proposed schemes is evaluated under various channel environments. The impacts of multipath fading, frequency offset, and vehicular speed on system performance are examined and the average search time performance using the Markov process is analyzed. The complexity of the proposed schemes is also compared with existing scheme. Ideas addressed in this thesis will provide a useful guideline in designing the downlink synchronization signals and the cell search algorithm for future wireless communication systems.

셀룰라 이동통신 시스템의 이동국 기저대역 모뎀의 주요 블록은 크게 인코더/디코더, 변조/복조기, 그리고 셀 탐색기로 이루어져 있다. 그간 기저대역 모뎀 개발 경험으로 비추어 볼 때 기저대역 모뎀의 하드웨어 크기만을 고려 했을 때 셀 탐색기는 전체 기저대역 모뎀의 15~25% 정도로 추정된다. 다른 하나의 중요한 이슈는 이동국의 전력 소모량이다. 전력 소모량은 이동국 밧데리의 대기시간과 직결되기 때문에 매우 중요하다. 셀룰라 이동통신 시스템에서 끊김없는 핸드오버를 지원하기 위해서 셀 탐색기는 빈번하게 인접셀들을 탐색해야 한다. 특히 이동국 속도가 고속 일 경우 인접셀을 탐색하게 되는 빈도수는 더욱 더 커지며 이동국이 유휴 상태이건 통화상태이건 인접셀을 탐색해야 하는 것은 마찬가지이다. 이것은 셀 탐색기가 다른 모듈에 비해 run time 이 훨씬 많다는 것을 의미한다. 즉 기저대역 모뎀에서 이동국의 밧데리의 대기시간에 가장 영향을 많이 미치는 모듈이 셀 탐색기이다. 본 논문에서는 OFDM 셀룰라 시스템을 위한 두 가지 새로운 셀 탐색 방법을 제안한다. 두 방식 모두 하향링크에서 동기신호에 시퀀스 호핑 기술을 사용한다. 첫 번째 방식은 한 종류의 동기신호만 존재하며 시스템에서 사용되는 셀 식별자가 동기신호에 할당되는 스크램블링 코드와 도약코드의 조합에 매핑되는 방법으로서 셀탐색 1단계 및 2단계가 동일한 동기신호를 이용하여 수행되는 것이 특징이다. 첫번째 방식은 셀 탐색 1단계에서 차등(differential) 상관기법을 사용하여 1단계의 연산량이 LTE 방식에 비해 1/64 정도밖에 되지 않는다. 그럼에도 불구하고 평균 셀 탐색 시간 관점에서 통상적인 셀룰라 환경의 SNR 영역에서 LTE 방식과 유사한 성능을 가진다. 두 번째 제안 방식은 LTE 방식과 유사하게 2개의 동기신호를 하향링크에 두지만 LTE 방식과 다른점은 셀 식별자는 1차 동기신호의 시퀀스 번호와 2차 동기신호에 함축된 도약코드시퀀스 번호의 조합에 의해 결정된다. 도약 코드는 길이가 4이고 코드 알파벳 크기가 31이며 최소 Hamming distance가 3인 특징을 가지고 있다. 셀 탐색 1단계는 LTE 방식과 동일한 반면 셀 탐색 2단계의 복잡도는 부가적인 스크램블링을 사용하지 않기 때문에 LTE 방식에 비해 매우 간단하다. 하지만 셀 탐색 성능은 LTE 방식과 유사하다. 이러한 특징은 제안 방식의 도약 코드 워드의 사용이 LTE 방식에서 스크램블링을 하는 것과 동일한 영향을 성능에 주는 것으로 해석 할 수 있다. 본 논문에서는 두 가지 제안방식을 LTE 방식과 성능 및 복잡도면에서 자세히 비교 분석하였으며 Markov process를 도입하여 이론적으로 평균 셀 탐색성능도 분석하였다. 본 논문은 주파수 옵셋이 있는 초기 셀 탐색환경에 초점을 맞추었으며 초기 셀 탐색이 끝나고 이동국 유휴 상태 혹은 이동국 통화 상태에서 핸드오버 준비를 위한 인접셀 탐색 성능 및 이종 주파수간 핸드오버 환경에서의 셀 탐색 성능 등은 향후 더 연구 되어야 할 부분이다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {DICE 09001
형태사항 x, 99 p. : 삽도 ; 26 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 김일규
지도교수의 영문표기 : Young-Nam Han
지도교수의 한글표기 : 한영남
수록잡지정보 : "Sequence hopping cell search scheme for OFDM cellular systems". IEEE Trans. on Wireless Communications, v. 7, pp. 1483-1489(2008)
학위논문 학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 정보통신공학과,
서지주기 References : p. 88-93
주제 Cell Search;Synchronization;OFDM;3GPP;LTE
셀 탐색;동기획득;OFDM;3GPP;LTE
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