A Synchronization & Cell Searching Technique for OFDM-based Cellular Systems

OFDM 기반의 셀룰러 시스템을 위한 동기화 및 셀 탐색 기법

  • 김광순 (한국전자통신연구원 이동통신연구소 무선전송기술연구부 무선전송방식 연구팀) ;
  • 김성웅 (중앙대학교 전자전기 공학부 디지탈통신 연구실) ;
  • 장경희 (인하대학교 정보통신대학원) ;
  • 조용수 (중앙대학교 전자전기 공학부 디지탈통신 연구실)
  • Published : 2004.01.01

Abstract

In this paper, a novel preamble structure, including a synchronization preamble and a cell search preamble, is proposed for OFDM-based cellular systems. An efficient algorithm for downlink synchronization and cell searching using the preamble is also proposed. The synchronization process includes the initial symbol timing estimation using continuously, or at least, periodically transmitted downlink signal, frame synchronization, the fine symbol timing estimation, and the frequency offset estimation using the synchronization preamble, and the cell identification using the cell searching preamble. Performance of each synchronization and cell searching step is analyzed and the analytic results including the overall performance of the synchronization and cell searching are verified by computer simulation. It is shown that the proposed preamble with the corresponding synchronization and cell searching algorithm can provide very robust synchronization and cell searching capability even in bad cellular environments.

본 논문에서는 OFDM 기반의 셀룰러 시스템의 하향 링크를 위해 동기화 프리앰블 및 셀 탐색 프리앰블을 포함한 프리앰블 구조를 제안하고, 프리앰블을 이용한 효과적인 하향 링크 동기화 및 셀 탐색 기법을 제안한다. 동기화 과정은 연속적 또는 주기적으로 전송되는 하향 링크 신호를 이용한 초기 심볼 타이밍 추정과 동기화 프리앰블을 이용한 프레임 동기, 시간 및 주파수 동기의 수행 과정으로 이루어지며, 셀 탐색은 셀 탐색 프리앰블을 이용하여 이루어진다. 각각의 동기화와 셀 탐색 과정의 성능을 분석하구 컴퓨터 모의 실험을 통하여 성능 분석 결과를 확인한다. 모의 실험을 통하여 제안된 프리앰블을 이용한 동기화와 셀 탐색 알고리즘은 열악한 셀룰러 환경에서도 강건한 성능을 보임을 확인한다.

Keywords

References

  1. IEEE 802.lla, High Speed Physical Layer in the 5GHz Band, 1999
  2. ETSI BRAN TS 101 475, Broadband Radio Access Networks(BRAN) HIPERLAN Type2; Physical(PHY) Layer, Apr. 2000
  3. IEEE 802.16ab-01/01r1, 'An Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems between 2 and 11 GHz,' July 2001
  4. ETSI EN 300 401, 'Radio broadcasting systems; digital audio broadcasting(DAB) to mobile, portable and fixed receivers,' Sep. 2000
  5. ETSI EN 300 799, 'Digital video broadcasting (DVB); framing, structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television, June 1999
  6. J. Heiskala and J. Terry, 'OFDM Wireless LAN: A Theoretical and Practical Guide,' pp. 124, SAMS, 2001
  7. 3GPP2 C.S0002-A, 'Physical Layer Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems', Feb. 2002
  8. 3GPP TS 25. 125, Physical layer procedure (FDD), Mar. 2000
  9. 3GPP TS 25. 858, 'High Speed Downlink Packet Access: Physical Layer Aspects', Mar. 2002
  10. 3GPP2 C.S0024, 'cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification' May 2001
  11. R.V. Nee and R. Prasad, 'OFDM Wireless multimedia communications,' Artech House, 2000
  12. A. Annamalai and V.K. Bhargava, 'Performance of selection diversity for DS/CDMA communications over Rayleigh fading channels', Electron Letters, vol. 32, no. 21, pp. 1966-1968, Oct. 1996
  13. K.S. Kim, S.W. Kim, Y.S. Cho, and J.Y. Ahn, 'Synchronization and cell search technique using preamble for OPDM cellular systems,' IEEE Trans. Commun., 2003 (submitted for publication)