KR101562223B1 - Apparatusn and method for tarnsmitting and receiving uplink sounding signal in a broadband wireless communication system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 직교 시퀀스의 송신에 관한 것으로, 송신단의 동작은, 다수의 후보 시퀀스들 중, 상기 송신단의 시퀀스 할당 정보에 대응되는 시퀀스를 생성하는 과정과, 상기 시퀀스에 대응되는 신호열을 생성하는 과정과, 상기 신호열의 송신을 위해 정의된 채널을 통해 상기 신호열을 송신하는 과정을 포함하며, 자도프 츄 시퀀스를 기반으로 다수의 직교 코드들로 구성된 커버링 코드를 이용하여 생성되고, 순환 쉬프트를 통해 확장된 시퀀스들을 이용하여 사운딩, 참조 신호 송신 및 레인징을 수행함으로써, 셀 간 간섭의 영향을 감소시킬 수 있다.The present invention relates to transmission of an orthogonal sequence in a broadband wireless communication system, the operation of a transmitter including: generating a sequence corresponding to sequence allocation information of a transmitter among a plurality of candidate sequences; And transmitting the signal sequence through a channel defined for transmission of the signal sequence, the signal sequence being generated using a covering code composed of a plurality of orthogonal codes based on a Zadoff- By performing sounding, reference signal transmission and ranging using extended sequences through a shift, the influence of inter-cell interference can be reduced.
사운딩 시퀀스(sounding sequence), 자도프 츄(Zadof-Chu) 시퀀스, 커버링 코드(covering code), 순환 쉬프트(cyclic shift), 레인징 시퀀스(ranging sequence), 참조 신호(reference signal)A ranging signal, a sounding sequence, a Zadof-Chu sequence, a covering code, a cyclic shift, a ranging sequence, a reference signal,
Description
본 발명은 광대역 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 광대역 무선통신 시스템에서 상향링크 사운딩 신호를 송수신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a broadband wireless communication system, and more particularly, to an apparatus and method for transmitting and receiving an uplink sounding signal in a broadband wireless communication system.
차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation, 이하 '4G'라 칭함) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 이용하여 다양한 서비스 품질(Quality of Service, 이하 'QoS' 칭함)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 현재 4G 통신 시스템에서는 무선 근거리 통신 네트워크 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크 시스템과 같은 광대역 무선 접속(BWA : Broadband Wireless Access) 통신 시스템에 이동성과 QoS을 보장하는 형태로 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 또한, 그 대표적인 통신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 시스템이다.In a 4th generation (4G) communication system, which is a next generation communication system, a service having various Quality of Service (hereinafter referred to as 'QoS') is provided to users by using a transmission rate of about 100 Mbps Active research is underway. Particularly in the present 4G communication system, studies are being conducted to support high-speed services in a form of ensuring mobility and QoS in a broadband wireless access (BWA) communication system such as a wireless local area network system and a wireless urban area network system . The representative communication system is IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 system.
상기 IEEE 802.16 시스템 규격에 따르면, 기지국의 채널 추정을 위해 단말은 상향링크 사운딩 신호(sounding signal)을 송신한다. 일반적으로, 상기 사운딩 신호는 직교성을 가진 시퀀스들의 집합으로서 정의되며, 단말은 다수의 시퀀스들 중 하나로부터 생성된 사운딩 신호를 송신한다. 이때, 다수의 단말들이 동일한 자원을 통해 각자의 사운딩 신호를 송신할 수 있다. 따라서, 사운딩 시퀀스들 간 직교성을 유지함으로써, 사운딩 신호들 간 상호 간섭을 방지하는 것이 매우 중요하다. 또한, 다중 셀(multi-cell) 환경의 경우, 각 셀에서 동일한 자원을 사운딩 채널로서 사용할 수 있다. 이때, 인접한 셀들에서 동일한 자원을 통해 동일한 사운딩 신호를 송신하는 상황이 발생할 수 있으며, 이로 인해, 사운딩 신호의 셀 간 간섭(ICI : Inter Cell Interference)이 발생한다. 즉, 다중 셀 환경의 경우, 셀 간 간섭으로 인해 사운딩 성능이 크게 저하될 수 있다.
또한, 상기 사운딩 신호의 경우와 유사하게, 하향링크로 송신되는 참조(reference) 신호에 대한 셀 간 간섭도 시스템 성능에 영향을 준다. 상기 참조 신호는 파일럿 신호(pilot signal)로 불릴 수 있다. 단말이 데이터 신호에 대한 왜곡을 보상하기 위해 채널 상태를 추정하여야 하며, 상기 채널 상태를 추정하기 위해 사용되는 신호가 상기 참조 신호이다. 따라서, 상기 참조 신호에 셀 간 간섭이 발생한다면, 단말은 서빙 기지국과의 채널 상태를 정확히 추정할 수 없게 되며, 데이터 신호에 발생한 왜곡을 정확히 보상할 수 없다. 결과적으로, 데이터 전송률의 저하가 발생한다. 상기 참조 신호도 상기 사운딩 신호와 유사하게 시퀀스의 형태로 구성된다.
따라서, 제한된 길이 내에서 가능한 많은 개수의 시퀀스들을 확보함으로써, 시퀀스들 간 직교성을 유지하고, 사운딩 신호 또는 참조 신호에 대한 셀 간 간섭을 방지하기 위한 대안이 필요하다.According to the IEEE 802.16 system standard, a terminal transmits an uplink sounding signal for channel estimation of a base station. Generally, the sounding signal is defined as a set of sequences having orthogonality, and the terminal transmits a sounding signal generated from one of the plurality of sequences. At this time, a plurality of terminals can transmit their respective sounding signals through the same resource. Thus, by maintaining the orthogonality between the sounding sequences, it is very important to prevent mutual interference between the sounding signals. Also, in a multi-cell environment, the same resource can be used as a sounding channel in each cell. At this time, a situation may occur in which neighboring cells transmit the same sounding signal through the same resource, thereby causing inter-cell interference (ICI) of the sounding signal. That is, in the case of a multi-cell environment, the sounding performance may be significantly degraded due to inter-cell interference.
Also, similar to the case of the sounding signal, inter-cell interference with reference signals transmitted in the downlink also affects system performance. The reference signal may be referred to as a pilot signal. A terminal must estimate a channel state to compensate for distortion of a data signal, and a signal used to estimate the channel state is the reference signal. Therefore, if inter-cell interference occurs in the reference signal, the UE can not accurately estimate the channel state with the serving base station and can not accurately compensate for the distortion caused in the data signal. As a result, the data transfer rate is lowered. The reference signal is also configured in the form of a sequence similar to the sounding signal.
Thus, there is a need to maintain an orthogonality between sequences, by securing as many sequences as possible within a limited length, and to prevent inter-cell interference on the sounding signal or reference signal.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 사운딩 성능을 증대시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for enhancing sounding performance in a broadband wireless communication system.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 사운딩 신호의 셀 간 간섭(ICI : Inter Cell Interference)을 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for reducing inter-cell interference (ICI) of a sounding signal in a broadband wireless communication system.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 많은 개수의 사운딩 시퀀스들을 이용하여 사운딩을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for performing sounding using a large number of sounding sequences in a broadband wireless communication system.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 다양한 시퀀스 길이에 적용 가능한 사운딩 시퀀스를 생성하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 사운딩 신호 또는 참조 신호를 위한 시퀀스들의 직교성을 확보하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for generating a sounding sequence applicable to various sequence lengths in a broadband wireless communication system.
It is still another object of the present invention to provide an apparatus and method for ensuring orthogonality of sequences for a sounding signal or a reference signal in a broadband wireless communication system.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 직교 시퀀스의 송신단의 동작 방법은, 다수의 후보 시퀀스들 중, 상기 송신단의 시퀀스 할당 정보에 대응되는 시퀀스를 생성하는 과정과, 상기 시퀀스에 대응되는 신호열을 생성하는 과정과, 상기 신호열의 송신을 위해 정의된 채널을 통해 상기 신호열을 송신하는 과정을 포함하며, 상기 시퀀스 할당 정보는, 시퀀스 길이, 자도프 츄(Zadof-Chu) 시퀀스 루트 인덱스(root index), 직교 코드 인덱스들 및 순환 쉬프트 오프셋(offset) 중 적어도 하나의 조합을 나타내며, 상기 다수의 후보 시퀀스들은, 다수의 직교 코드들로 구성된 커버링 코드(covering code) 및 자도프 츄 시퀀스의 곱에 순환 쉬프트(cyclic shift)를 통해 확장된 후 마스터 커버링(master covering) 시퀀스와 곱해진 형태인 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of operating a transmitter of an orthogonal sequence in a broadband wireless communication system, the method comprising: generating a sequence corresponding to sequence allocation information of the transmitter in a plurality of candidate sequences; Generating a signal sequence corresponding to the sequence; and transmitting the sequence through a channel defined for transmission of the signal sequence, wherein the sequence allocation information includes a sequence length, a Zadof- Chu) sequence root index, orthogonal code indexes, and cyclic shift offset, the plurality of candidate sequences including a covering code composed of a plurality of orthogonal codes, Which is multiplied by a cyclic shift to the product of the Zadoffch sequence and then multiplied by a master covering sequence .
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 직교 시퀀스의 수신단의 동작 방법은, 다수의 후보 시퀀스들 중, 송신단의 시퀀스 할당 정보에 대응되는 시퀀스를 생성하는 과정과, 상기 시퀀스의 송신을 위해 정의된 채널을 통해 수신된 신호열 및 상기 시퀀스의 상관(correlation) 연산을 수행하는 과정을 포함하며, 상기 시퀀스 할당 정보는, 시퀀스 길이, 자도프 츄 시퀀스 루트 인덱스, 직교 코드 인덱스들 및 순환 쉬프트 오프셋 중 적어도 하나의 조합을 나타내며, 상기 후보 시퀀스들은, 다수의 직교 코드들로 구성된 커버링 코드 및 자도프 츄 시퀀스의 곱에 순환 쉬프트를 통해 확장된 후 마스터 커버링 시퀀스와 곱해진 형태인 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of operating a receiving end of an orthogonal sequence in a broadband wireless communication system, the method comprising: generating a sequence corresponding to sequence allocation information of a transmitting end among a plurality of candidate sequences; And performing a correlation operation of the sequence and a sequence of a signal received through a channel defined for transmission of the sequence, the sequence allocation information including a sequence length, a Zadoffch sequence root index, an orthogonal code Indexes and a cyclic shift offset, wherein the candidate sequences are extended through a cyclic shift to a product of a covering code and a jadopucsequence composed of a plurality of orthogonal codes and then multiplied with a master covering sequence .
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 직교 시퀀스의 송신단 장치는, 다수의 후보 시퀀스들 중, 상기 송신단의 시퀀스 할당 정보에 대응되는 시퀀스를 생성하는 시퀀스 생성기와, 상기 시퀀스에 대응되는 신호열을 생성하는 신호열 생성기와, 상기 신호열의 송신을 위해 정의된 채널을 통해 상기 신호열을 송신기를 포함하며, 상기 시퀀스 할당 정보는, 시퀀스 길이, 자도프 츄 시퀀스 루트 인덱스, 직교 코드 인덱스들 및 순환 쉬프트 오프셋 중 적어도 하나의 조합을 나타내며, 상기 다수의 후보 시퀀스들은, 다수의 직교 코드들로 구성된 커버링 코드 및 자도프 츄 시퀀스의 곱에 순환 쉬프트를 통해 확장된 후 마스터 커버링 시퀀스와 곱해진 형태인 것을 특징으로 한다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a transmitter apparatus of an orthogonal sequence in a broadband wireless communication system, including: a sequence generator for generating a sequence corresponding to sequence allocation information of the transmitter in a plurality of candidate sequences; A sequence generator for generating a sequence of signals corresponding to the sequence; and a transmitter for transmitting the sequence of sequences over a channel defined for transmission of the sequence of signals, wherein the sequence assignment information includes a sequence length, a Zadoffch sequence root index, Code indexes and cyclic shift offsets, the plurality of candidate sequences comprising a plurality of orthogonal codes, a plurality of orthogonal codes, a plurality of orthogonal codes, a plurality of orthogonal codes, a plurality of orthogonal codes, And is multiplied.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 직교 시퀀스의 수신단 장치는, 다수의 후보 시퀀스들 중, 송신단의 시퀀스 할당 정보에 대응되는 시퀀스를 생성하는 시퀀스 생성기와, 상기 시퀀스의 송신을 위해 정의된 채널을 통해 수신된 신호열 및 상기 시퀀스의 상관 연산을 수행하는 상관 연산기를 포함하며, 상기 시퀀스 할당 정보는, 시퀀스 길이, 자도프 츄 시퀀스 루트 인덱스, 직교 코드 인덱스들 및 순환 쉬프트 오프셋 중 적어도 하나의 조합을 나타내며, 상기 후보 시퀀스들은, 다수의 직교 코드들로 구성된 커버링 코드 및 자도프 츄 시퀀스의 곱에 순환 쉬프트를 통해 확장된 후 마스터 커버링 시퀀스와 곱해진 형태인 것을 특징으로 한다.According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a receiving end apparatus of an orthogonal sequence in a broadband wireless communication system, including: a sequence generator for generating a sequence corresponding to sequence allocation information of a transmitting end among a plurality of candidate sequences; And a correlator for performing a correlation operation of the sequence and a sequence of a signal received through a channel defined for transmission of the sequence, the sequence allocation information including at least one of a sequence length, a Zadoffch sequence root index, orthogonal code indexes, Wherein the candidate sequences are multiplied by a product of a covering code composed of a plurality of orthogonal codes and a grading sequence with a cyclic shift and then multiplied by a master covering sequence .
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광대역 무선통신 시스템에서, 자도프 츄(Zadof-Chu) 시퀀스를 기반으로 다수의 직교 코드들로 구성된 커버링 코드(covering code)를 이용하여 생성되고, 순환 쉬프트(cyclic shift)를 통해 확장된 시퀀스들을 이용하여 사운딩 및 레인징을 수행함으로써, 셀간 간섭의 영향을 감소시킬 수 있다. 사운딩 및 레인징의 성능을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 상기 순환 쉬프트된 기초 시퀀스에 마스터 커버링 시퀀스를 곱하여 시퀀스의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 감소시킴으로써, 사운딩 및 레인징의 성능을 보다 더 향상시킬 수 있다In a broadband wireless communication system, a spreading code is generated by using a covering code composed of a plurality of orthogonal codes based on a Zadof-Chu sequence and using extended sequences by cyclic shift The influence of inter-cell interference can be reduced by performing sounding and ranging. The performance of sounding and ranging can be improved. Further, the performance of sounding and ranging can be further improved by reducing the PAPR (Peak to Average Power Ratio) of the sequence by multiplying the cyclically shifted base sequence by the master covering sequence
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
이하 본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 사운딩 신호(sounding signal)들 및 참조 신호(reference signal)들 간 직교성을 증대시키기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 본 발명은 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭함)/직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭함) 방식의 무선통신 시스템을 예로 들어 설명하며, 다른 방식의 무선통신 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위해, 본 발명은 사운딩 신호를 위한 시퀀스를 예로 들어 설명한다. 하지만, 사운딩 신호 및 참조 신호는 수신단에서의 채널 추정을 위해 사용되는 점 및 신호의 직교성이 주요한 성능 지표로 사용되는 점에서 동일한 것으로 취급될 수 있는 것이므로, 이하 설명되는 시퀀스 생성 과정은 참조 신호를 위한 시퀀스에도 동일하게 적용될 수 있다.Hereinafter, a technique for enhancing orthogonality between sounding signals and reference signals in a broadband wireless communication system will be described. Hereinafter, the present invention will be described by taking an example of a wireless communication system of Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) / Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) , And can be similarly applied to other types of wireless communication systems.
For convenience of explanation, the present invention will be described taking a sequence for a sounding signal as an example. However, since the sounding signal and the reference signal can be regarded as the same in that the point used for channel estimation at the receiving end and the orthogonality of the signal are used as the primary performance indicators, The same can be applied to the sequence.
본 발명은 자도프 츄(Zadof-Chu) 시퀀스를 기반으로 생성된 사운딩 시퀀스들을 이용한다. 사운딩 시퀀스의 길이를 P라 할 때, 상기 시퀀스의 기반이 되는 자도프 츄 시퀀스들은 하기 <수학식 1> 또는 하기 <수학식 2>와 같이 생성된다. 하기 <수학식 1>은 시퀀스의 길이 P가 짝수인 경우 적용되고, 하기 <수학식 2>는 시퀀스 길이 P가 홀수인 경우 적용된다.The present invention utilizes sounding sequences generated based on the Zadof-Chu sequence. When the length of the sounding sequence is denoted by P, the Zadoff-Chu sequences that are the basis of the sequence are generated as Equation (1) or Equation (2). Equation (1) is applied when the length P of the sequence is an even number, and Equation (2) is applied when the sequence length P is an odd number.
상기 <수학식 1>에서, 상기 ar[n]은 자도프 츄 시퀀스의 n번째 원소, 상기 n은 톤 인덱스(tone index), 상기 r은 자도프 츄 시퀀스의 루트 인덱스(root index), 상기 P는 자도프 츄 시퀀스의 길이를 의미한다. 여기서, 상기 n 및 상기 r은 0 이상 P-1 이하의 정수이다.In the above Equation (1), a r [n] is an nth element of the Jadophruch sequence, n is a tone index, r is a root index of a GiDQ sequence, P is the length of the Zadoffach sequence. Here, n and r are integers of 0 or more and P-1 or less.
상기 <수학식 2>에서, 상기 ar[n]은 자도프 츄 시퀀스의 n번째 원소, 상기 n은 톤 인덱스, 상기 r은 자도프 츄 시퀀스의 루트 인덱스(root index), 상기 P는 자도프 츄 시퀀스의 길이를 의미한다. 여기서, 상기 n 및 상기 r은 0 이상 P-1 이하의 정수이다.In Equation (2), a r [n] is an nth element of a jadopu sequence, n is a tone index, r is a root index of a jadopu sequence, P is a Zadop Means the length of the chu sequence. Here, n and r are integers of 0 or more and P-1 or less.
상기 <수학식 1> 또는 상기 <수학식 2>를 통해 총 r 개, 즉, P개의 자도프 츄 시퀀스들이 생성된다. 상기 P개의 자도프 츄 시퀀스들을 기반으로, 본 발명은 사운딩 시퀀스들을 생성하기 위해 P개의 커버링 코드(covering code)들을 이용한다. 이때, 상기 커버링 코드들을 생성하기 위해, 상기 P는 2개의 상수들의 곱, 즉, 제1상수 s 및 제2상수 m의 제곱의 곱(=sm2)으로 분해된다. 본 발명에 따른 상기 커버링 코드는 2개의 직교 코드(orthogonal code)들의 곱으로 표현된다. 예를 들어, 상기 직교 코드로서 DFT(Discrete Fourier Transform) 코드가 사용될 수 있다. 2개의 직교 코드들을 b 및 c라 할 때, 상기 커버링 코드들은 하기 <수학식 3>과 같이 생성된다. A total of r, or P, daughter dopchu sequences are generated through Equation (1) or Equation (2). Based on the P Zadoffu sequences, the present invention utilizes P covering codes to generate sounding sequences. At this time, in order to generate the covering codes, P is decomposed into a product of two constants, that is, a product of squares of a first constant s and a second constant m (= sm 2 ). The covering code according to the present invention is expressed as a product of two orthogonal codes. For example, a DFT (Discrete Fourier Transform) code may be used as the orthogonal code. When the two orthogonal codes are b and c, the covering codes are generated as shown in Equation (3).
상기 <수학식 3>에서, 상기 vu,l[n]은 인덱스 u,l인 커버링 코드의 n번째 원소, 상기 u는 제1직교 코드의 인덱스, 상기 l은 제2직교 코드의 인덱스, 상기 n은 톤 인덱스, 상기 bu는 인덱스 u의 제1직교 코드, 상기 m은 P를 구성하는 제2상수, 상기 cl은 인덱스 l의 제2직교 코드, 상기 는 올림 연산자, 상기 s는 P를 구성하는 제1상수를 의미한다. 여기서, 상기 u는 0 이상 m-1 이하의 정수이고, 상기 l은 0 이상 sm-1 이하의 정수이다.In the above Equation (3), v u, l [n] is an nth element of a covering code having an index u, l, u is an index of a first orthogonal code, l is an index of a second orthogonal code, n is a tone index, b u is a first orthogonal code of index u, m is a second constant constituting P, c l is a second orthogonal code of index l, Denotes a rounding operator, and s denotes a first constant constituting P. Here, u is an integer of 0 or more and m-1 or less, and 1 is an integer of 0 or more and less than or equal to sm-1.
상기 <수학식 3>를 통해 u×l개, 즉, P개의 커버링 코드들이 생성된다. 상기 <수학식 3>에서, 상기 제1직교 코드는 최종 생성된 사운딩 시퀀스들간에 상관 특성을 우수하게, 즉, 상관 값을 낮추기 하기 위한 것이며, 상기 제2직교 코드는 상기 제1직교 코드만으로 구성된 시퀀스의 상관 특성과 유사한 상관 특성을 갖으면서 보다 많은 시퀀스들을 생성하기 위한 것이다. 상기 P개의 커버링 코드들을 생성한 후, 본 발명은 상기 P개의 자도프 츄 시퀀스들 각각 및 상기 P개의 상기 커버링 코드들 각각을 곱함으로써 P2개의 기초 사운딩 시퀀스(base sounding sequence)들을 생성한다. 상기 자도프 츄 시퀀스 및 상기 커버링 코드는 하기 <수학식 4>와 같이 곱해진다.U x 1, i.e., P covering codes are generated through Equation (3). In Equation (3), the first orthogonal code is to improve the correlation property between the last generated sounding sequences, that is, to lower the correlation value, and the second orthogonal code may include only the first orthogonal code To generate more sequences with similar correlation properties as the correlation properties of the constructed sequences. After generating the P covering codes, the present invention generates P 2 base sounding sequences by multiplying each of the P daughter codes sequences and each of the P covering codes. The GiDQ sequence and the covering code are multiplied by the following Equation (4).
상기 <수학식 4>에서, 상기 gr,u,l[n]는 인덱스 r,u,l인 기초 사운딩 시퀀스의 n번째 원소, 상기 ar[n]는 루트 인덱스(root index) r인 자도프 츄 시퀀스의 n번째 원소, 상기 vu,l[n]은 인덱스 u,l인 커버링 시퀀스의 n번째 원소를 의미한다. 여기서, 상기 n은 0 이상 P-1 이하의 정수이다.In the above Equation (4), g r, u, l [n] is an nth element of the basic sounding sequence of index r, u, l and a r [n] is a root index r The nth element of the Zadoffch sequence, vu , l [n], means the nth element of the covering sequence of index u, l. Here, n is an integer of 0 or more and P-1 or less.
상기 <수학식 4>을 통해 P2개의 기초 사운딩 시퀀스들이 생성된다. 본 발명은 순환 쉬프트(cyclic shift)를 통해 하나의 기초 사운딩 시퀀스 당 P개의 사운딩 시퀀스들을 생성한다. 상기 사운딩 시퀀스는 하기 <수학식 5>와 같이 생성된다. P 2 primitive sounding sequences are generated through Equation (4). The present invention generates P sounding sequences per one fundamental sounding sequence through cyclic shift. The sounding sequence is generated as shown in Equation (5).
상기 <수학식 5>에서, 상기 Cq,r,u,l[k]는 인덱스 q,r,u,l인 사운딩 시퀀스의 k번째 원소, 상기 q는 순환 쉬프트 오프셋(offset), 상기 gr,u,l은 인덱스 r,u,l인 기초 사운딩 시퀀스, 상기 k는 톤 인덱스, 상기 P는 사운딩 시퀀스의 길이, 상기 f[k]는 마스터(master) 커버링 시퀀스의 k번째 원소, 상기 Nused는 사운딩 시퀀스의 송신 위해 사용 가능한 톤의 개수를 의미한다. 여기서, 상기 q는 0 이상 P-1 이하의 정수이다. 그리고, 상기 f[k]는 사운딩 시퀀스의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 감소시키기 위한 인자로서, 인덱스 q,u,l에 무관하게 모든 시퀀스들에 공통적으로 적용된다. 예를 들어, 상기 f[k]로서, 골레이(Golay) 시퀀스, 랜덤(random) 시퀀스, 올원(All-one) 시퀀스 및 하기 <수학식 6>과 같이 정의되는 시퀀스 중 하나가 사용될 수 있다.In the <
상기 <수학식 6>에서, 상기 f[k]는 마스터 커버링 시퀀스의 k번째 원소, 상기 k는 톤 인덱스, 상기 NG는 전체 톤의 개수보다 큰 양의 정수들 중 최소의 소수(prime number), 상기 y는 1 및 NG-1 간 양의 정수들 중 사운딩 시퀀스의 PAPR을 최소화하도록 선택된 값, 상기 d는 사운딩 시퀀스의 개수를 증가시키기 위한 마스터 커버링 시퀀스의 인덱스를 의미한다. In Equation (6), f [k] is a kth element of the master covering sequence, k is a tone index, N G is a minimum prime number among positive integers larger than the total number of tones, , Y is a value selected to minimize the PAPR of the sounding sequence among positive integers between 1 and N G -1, and d is an index of the master covering sequence for increasing the number of sounding sequences.
상기 <수학식 6>에서, 상기 NG 및 상기 y는 모든 기지국에서 동일한 값으로 설정된다. 예를 들어, 톤의 개수가 864인 경우, 상기 NG는 877이다. 또한, 상기 d는 사운딩 시퀀스의 개수가 부족할 때 기지국 별로 서로 다른 d값을 사용함으로써 상기 사운딩 시퀀스의 개수를 증가시키기 위한 것이다. 예를 들어, 매크로(macro) 기지국은 상기 d를 0으로 사용하고, 펨토(femto) 기지국 또는 중계기(relay station)은 상기 d를 특정 값으로 사용함으로써, 사운딩의 성능 저하를 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 값은 상기 펨토 기지국 또는 상기 중계기에 의해 임의로 선택된 값이거나, 또는, 해당 셀 ID(cell IDentifier)로부터 도출되는 값일 수 있다.In Equation (6), N G and y are set to the same value in all base stations. For example, if the number of tones is 864, then N G is 877. Also, d is used to increase the number of sounding sequences by using different d values for each base station when the number of sounding sequences is insufficient. For example, a macro base station may use d as 0, and a femto base station or a relay station may use the d as a specific value, thereby preventing sounding performance degradation. For example, the specific value may be a value arbitrarily selected by the femto base station or the repeater, or may be a value derived from a corresponding cell ID (cell IDentifier).
상기 <수학식 5>를 통해, P3개의 사운딩 시퀀스들이 생성된다. 이때, 본 발명은 동일한 기초 사운딩 시퀀스로부터 생성된 사운딩 시퀀스들을 '사운딩 시퀀스 셋(set)'이라 칭한다.Through the above Equation (5), P 3 sounding sequences are generated. At this time, the sounding sequences generated from the same basic sounding sequence will be referred to as a 'sounding sequence set'.
상술한 바와 같이, 사운딩 시퀀스들은 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 5>를 통해 생성된다. 상기 사운딩 시퀀스들의 생성 과정을 개념적으로 도시하면 도 1과 같다. 상기 도 1을 참고하면, P개의 자도프 츄 시퀀스들(110) 각각은 커버링 코드들(120-1 내지 120-sm)과 곱해진다. 이때, P개의 커버링 코드 셋(set)이 사용된다. 이에 따라, P2개의 기초 사운딩 시퀀스들(130)이 생성되고, 순환 쉬프트 및 마스터 커버링 시퀀스와의 곱을 통해 상기 기초 사운딩 시퀀스들(130) 각각으로부터 P개의 사운딩 시퀀스들, 즉, P3개의 사운딩 시퀀스들이 생성된다. 이때, 본 발명의 실시자의 의도에 따라, 자도프 츄 시퀀스의 개수가 제한될 수 있다. 예를 들어, 1개의 자도프 츄 시퀀스만이 사용되는 경우, P2개의 사운딩 시퀀스들이 생성된다.As described above, sounding sequences are generated through Equation (1) to Equation (5). The generation process of the sounding sequences is conceptually shown in FIG. Referring to FIG. 1, each of the P sub-dopsequences 110 is multiplied by covering codes 120-1 through 120-sm. At this time, P covering codesets are used. Thus, P 2 fundamental sounding sequences 130 are generated, and from each of the fundamental sounding sequences 130 P sounding sequences, i.e., P 3 Sounding sequences are generated. At this time, according to the intention of the inventor of the present invention, the number of the Jadophoch sequences can be limited. For example, if only one Zadoffch sequence is used, P 2 sounding sequences are generated.
상술한 바와 같이 생성되는 사운딩 시퀀스들은 하기 <수학식 7>와 같은 상관 특성을 갖는다.The sounding sequences generated as described above have correlation properties as shown in Equation (7).
상기 <수학식 7>에서, 상기 Cq,r,u,l[k]는 인덱스 q,r,u,l인 사운딩 시퀀스, 상기 q는 순환 쉬프트 오프셋, 상기 r은 자도프 츄 시퀀스의 루트 인덱스, 상기 u는 커버링 코드의 제1직교 코드 인덱스, 상기 l은 커버링 코드의 제2직교 코드 인덱스, 상기 s는 P를 구성하는 제1상수, 상기 m은 P를 구성하는 제2상수, 상기 λ는 1 이상 m-1 이하의 정수를 의미한다. In Equation (7), C q, r, u, l [k] is a sounding sequence having indices q, r, u, l, q is a cyclic shift offset, and r is a root of a jadopu sequence Index, where u is a first orthogonal code index of the covering code, l is a second orthogonal code index of the covering code, s is a first constant constituting P, m is a second constant constituting P, Means an integer of 1 or more and m-1 or less.
즉, 동일한 기초 사운딩 시퀀스로부터 생성된 사운딩 시퀀스들은 직교한다. 또한, 서로 다른 기초 사운딩 시퀀스로부터 생성된 사운딩 시퀀스들 간에는 하기 <수학식 8>의 조건이 만족되는 경우에만 상호 상관 값의 피크(peak)가 나타난다.That is, the sounding sequences generated from the same underlying sounding sequence are orthogonal. Also, peaks of cross-correlation values appear only when the condition of Equation (8) is satisfied between sounding sequences generated from different base sounding sequences.
상기 <수학식 8>에서, 상기 q는 순환 쉬프트 오프셋, 상기 s는 P를 구성하는 제1상수, 상기 m은 P를 구성하는 제2상수, 상기 λ는 1 이상 m-1 이하의 정수를 의미한다.In Equation (8), q is a cyclic shift offset, s is a first constant constituting P, m is a second constant constituting P, and λ is an integer of 1 or more and m-1 or less do.
예를 들어, P가 18인 경우, 본 발명의 사운딩 시퀀스들 간 상호 상관 피크치의 분포를 도시하면 도 2와 같다. 상기 도 2에서, 가로축은 임의의 두 사운딩 시퀀스들의 상호 상관의 피크치를 나타내며, 세로축은 분포 비율을 나타낸다. 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 상호 상관의 피크치가 0인 사운딩 시퀀스 쌍(pair)들이 80%의 비율을 차지하며, 상호 상관의 피크치가 약 3, 4, 6, 7, 10, 12, 13, 17인 사운딩 시퀀스 쌍들은 비교적 매우 적은 비율을 차지한다. 즉, 대부분의 사운딩 시퀀스 쌍들이 서로 직교한다.For example, if P is 18, the distribution of the cross-correlation peaks between the sounding sequences of the present invention is shown in FIG. In FIG. 2, the horizontal axis represents the peak value of the cross-correlation of any two sounding sequences, and the vertical axis represents the distribution ratio. As shown in FIG. 2, sounding sequence pairs having a peak value of 0 of cross-correlation occupies 80%, and peaks of cross-correlation are about 3, 4, 6, 7, 10, 12, Sounding sequence pairs 13, 17 occupy a relatively small proportion. That is, most of the sounding sequence pairs are orthogonal to each other.
상술한 바와 같이 생성되는 사운딩 시퀀스들은 단말에 의해 사운딩 신호로서 송신된다. 즉, 기지국은 사운딩 시퀀스의 인덱스를 상기 단말에게 할당하고, 상기 단말은 할당받은 인덱스에 대응되는 사운딩 시퀀스를 송신한다. 따라서, 상기 단말은 할당받은 인덱스에 대응되는 사운딩 시퀀스들을 생성해야 한다. 이때, 상기 단말은 미리 작성된 인덱스 및 사운딩 시퀀스 간 매핑(mapping) 관계를 나타내는 테이블을 검색함으로써 상기 인덱스에 대응되는 사운딩 시퀀스를 확인하거나, 또는, 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 5>에 할당받은 인덱스를 대입함으로써 직접 사운딩 시퀀스를 생성한다.
또한, 상술한 바와 같이 생성되는 시퀀스들은 기지국에 의해 참조 신호들로서 송신된다. 즉, 다수의 기지국들은 서로 다른 인덱스를 할당받고, 상기 다수의 기지국들 각각은 자신에게 할당된 인덱스에 대응되는 시퀀스를 이용하여 참조 신호들을 생성 및 송신한다. 따라서, 상기 단말들은 서빙 기지국에게 할당된 인덱스에 대응되는 시퀀스에 따르는 참조 신호들을 이용하여 채널을 추정함으로써, 셀 간 간섭의 영향 없이 채널을 추정한다. 이때, 상기 단말들 및 상기 기지국들은 미리 작성된 인덱스 및 시퀀스 간 매핑 관계를 나타내는 테이블을 검색함으로써 상기 인덱스에 대응되는 참조 신호 시퀀스를 확인하거나, 또는, 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 5>에 할당받은 인덱스를 대입함으로써 직접 참조 신호 시퀀스를 생성한다. The sounding sequences generated as described above are transmitted by the terminal as sounding signals. That is, the BS allocates an index of a sounding sequence to the MS, and the MS transmits a sounding sequence corresponding to the allocated index. Therefore, the terminal must generate sounding sequences corresponding to the allocated indexes. At this time, the terminal checks a sounding sequence corresponding to the index by searching a table indicating a mapping relationship between a previously created index and a sounding sequence, or by checking the sounding sequence corresponding to the index of Equation (1) ≫ to generate a direct sounding sequence.
In addition, the sequences generated as described above are transmitted as reference signals by the base station. That is, a plurality of base stations are allocated different indexes, and each of the plurality of base stations generates and transmits reference signals using a sequence corresponding to an index assigned to the base stations. Therefore, the UEs estimate the channel using the reference signals corresponding to the sequence corresponding to the index allocated to the serving BS, thereby estimating the channel without any inter-cell interference. At this time, the UEs and the BSs check a reference signal sequence corresponding to the index by searching a table indicating a mapping relationship between an index and a sequence created in advance, To generate a direct reference signal sequence.
상기 시퀀스들은 길이 P를 갖는 다위상(poly-phase) 시퀀스들로 정의될 수 있다. 이때, 상술한 바와 같이, 각 시퀀스는 기초 시퀀스 및 순환 쉬프트 버전의 조합으로 구성된다. 시퀀스의 길이가 P이면 P개의 기초 시퀀스가 존재한다. 다중 셀 환경의 경우, 기초 시퀀스들은 각 셀로 할당되고, 상기 시초 시퀀스의 재사용 패턴(reuse pattern)은 본 발명의 실시자의 의도에 따라 결정된다. 그리고, 하나의 셀 내에서의 기초 시퀀스의 할당은 해당 셀의 기지국에 의해 제어된다. 하나의 길이 P의 베이직 시퀀스에 대하여 P개의 순환 쉬프트 버전들이 적용되어 P개의 시퀀스들이 생성되며, 상기 P개의 시퀀스들은 단말들에게 할당된다. The sequences may be defined as poly-phase sequences having length P. At this time, as described above, each sequence is composed of a combination of a base sequence and a cyclic shift version. If the length of the sequence is P, there are P base sequences. In the case of a multi-cell environment, the basic sequences are assigned to each cell, and the reuse pattern of the initial sequence is determined according to the intention of the inventor of the present invention. The allocation of the base sequence in one cell is controlled by the base station of the corresponding cell. P cyclic shifted versions are applied to a basic sequence of one length P to generate P sequences, and the P sequences are allocated to the terminals.
길이 4인 기초 시퀀스의 일 예는 하기 <표 1>과 같다.An example of a base sequence of
길이 6인 기초 시퀀스의 일 예는 하기 <표 2>와 같다.An example of a base sequence of
길이 8인 기초 시퀀스의 일 예는 하기 <표 3>과 같다.An example of a base sequence of
길이 16인 기초 시퀀스의 일 예는 하기 <표 4>와 같다.An example of a base sequence of
길이 9인 기초 시퀀스의 일 예는 하기 <표 5>와 같다.An example of a base sequence of length 9 is shown in Table 5 below.
길이 18인 기초 시퀀스의 일 예는 하기 <표 6>과 같다.An example of a base sequence of
길이 32인 기초 시퀀스의 일 예는 하기 <표 7> 내지 <표 10>과 같다.An example of the base sequence of length 32 is shown in Table 7 to Table 10 below.
18×6 크기의 톤 집합이 하나의 자원 묶음로 사용되고, 하나의 자원 묶음 내에서 상기 시퀀스의 송신을 위해 L개의 톤들이 사용될 때, 상기 <표 1> 내지 상기 <표 10>과 같은 기초 시퀀스들이 사용되기 위하여 상기 L의 값이 4, 6, 8, 16, 9, 18 또는 32가 될 수 있다.When an 18x6 tone set is used as one resource bundle and L tones are used for transmission of the sequence in one resource bundle, the basic sequences as shown in Table 1 to Table 10 The value of L may be 4, 6, 8, 16, 9, 18 or 32 for use.
CDM(Code Division Multiplexing) 방식에 따르는 경우, 개의 연속된 자원 묶음들이 시퀀스 송신을 위해 사용될 수 있다. 또는, 상기 L이 시퀀스 길이 P보다 큰 경우, 상기 시퀀스는 하나의 자원 묶음 내에서 회 반복 송신될 수 있다. 이 경우, 시퀀스의 송신단들은 서로 다른 순환 쉬프트 오프셋을 적용한다.In accordance with the CDM (Code Division Multiplexing) scheme, Consecutive resource bundles may be used for sequence transmission. Or, if L is greater than the sequence length P, the sequence may be stored in one resource bundle Repeatedly. In this case, the transmitters of the sequence apply different cyclic shift offsets.
FDM(Frequency Division Multiplexing) 방식에 따르는 경우, 송신단들은 서로 다른 톤을 사용한다. 이 경우, 하나의 자원 묶음에서 L개의 톤들 중 R개의 톤들이 하나의 송신단의 시퀀스 송신을 위해 사용된다면, 개의 송신단들이 하나의 자원 묶음을 통해 시퀀스를 송신할 수 있다. 즉, 송신단들은 서로 다른 순환 쉬프트 오프셋을 할당받고, 시퀀스는 개의 연속된 자원 묶음들 내에서 P개의 톤들을 통해 송신된다.In accordance with the FDM (Frequency Division Multiplexing) scheme, the transmitting terminals use different tones. In this case, if R tones out of L tones in one resource bundle are used for sequence transmission of one transmitting end, Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > resource bundle. That is, the transmitting terminals are assigned different cyclic shift offsets, and the sequence is Lt; RTI ID = 0.0 > P < / RTI > tones within the consecutive resource bundles.
상술한 바와 같은 시퀀스 생성 기술은 상기 사운딩 신호 및 참조 신호 뿐만 아니라, 초기 레인징(initial ranging)을 위한 레인징 시퀀스에도 적용될 수 있다. 상기 초기 레인징은 기지국에 초기 접속하고자하는 단말 및 상기 기지국 간 수행되는 절차로서, 상기 단말이 레인징 신호를 송신함으로써 시작된다. 즉, 상기 단말은 상기 기지국에 대한 동기 정보 외엔 어떠한 정보도 가지고 있지 않기 때문에, 물리적인 방법으로 검출 가능한 레인징 신호를 송신한다. 이때, 상기 레인징 신호를 구성하는 레인징 시퀀스가 상기 사운딩 시퀀스의 생성 방식과 동일한 방식으로 생성될 수 있다. 단, 상기 사운딩 시퀀스의 생성 과정과 달리, 레인징 시퀀스의 길이는 고정된 값으로 사용된다. 왜냐하면, 상기 레인징 신호는 레인징 채널을 통해 송신되며, 상기 단말은 아무런 정보 없이 상기 레인징 신호를 송신해야 하므로, 상기 레인징 채널의 위치 및 톤 개수는 고정되어 있기 때문이다.The sequence generation technique as described above can be applied not only to the sounding signal and the reference signal but also to a ranging sequence for initial ranging. The initial ranging is a procedure performed between a base station and a base station initially accessing a base station, and is initiated by the terminal transmitting a ranging signal. That is, since the terminal does not have any information other than the synchronization information for the base station, the terminal transmits a ranging signal detectable by a physical method. At this time, the ranging sequence configuring the ranging signal may be generated in the same manner as the sounding sequence generation method. However, unlike the above sounding sequence generation process, the length of the ranging sequence is used as a fixed value. This is because the ranging signal is transmitted through a ranging channel and the terminal transmits the ranging signal without any information, and thus the location and number of tones of the ranging channel are fixed.
상기 기지국은 초기 레인징을 위해 정의된 모든 레인징 시퀀스들을 이용하여 레인징 신호의 검출을 시도하여야 한다. 상기 레인징 시퀀스의 길이를 N이라 할 때, 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 5>를 통해 N3개의 시퀀스들이 생성 가능하다. 하지만, 상기 N3개의 시퀀스들을 상기 초기 레인징을 위한 레인징 시퀀스들로 정의하는 경우, 상기 기지국의 연산량이 매우 크다. 따라서, 상기 기지국의 연산량을 감소시키기 위해, 시스템은 상기 N3개의 시퀀스들 중 일부 시퀀스들만을 상기 초기 레인징을 위한 레인징 시퀀스들로 정의할 수 있다.The BS must attempt to detect the ranging signal using all the ranging sequences defined for the initial ranging. When the length of the ranging sequence is denoted by N, N 3 sequences can be generated through Equation (1) to Equation (5). However, when the N 3 sequences are defined as the ranging sequences for the initial ranging, the computation amount of the base station is very large. Therefore, in order to reduce the computation amount of the base station, the system may define only some of the N 3 sequences as the ranging sequences for the initial ranging.
이하 본 발명은 상술한 바와 같이 생성되는 시퀀스들을 이용하여 특정 목적의 신호 송신을 수행하는 단말 및 기지국의 동작 및 구성을 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation and configuration of a terminal and a base station that perform a specific-purpose signal transmission using the sequences generated as described above will be described in detail with reference to the drawings.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 사운딩 신호 송신 절차를 도시하고 있다. FIG. 3 illustrates a procedure for transmitting a sounding signal of a terminal in the broadband wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
상기 도 3을 참고하면, 상기 단말은 301단계에서 사운딩 시퀀스 할당 정보가 수신되는지 확인한다. 이때, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 사운딩 시퀀스 길이, 자도프 츄 시퀀스의 루트 인덱스, 직교 코드 인덱스들, 순환 쉬프트 오프셋 및 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함한다. 단, 시스템에서 하나의 자도프 츄 시퀀스만을 사용하는 경우, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 사운딩 시퀀스 길이, 직교 코드 인덱스들, 순환 쉬프트 오프셋 및 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함한다. 또는, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 기초 사운딩 시퀀스 인덱스, 상기 순환 쉬프트 오프셋 및 마스터 커버링 시퀀스 인덱스 중 적어도 하나를 포함한다. 상술한 모든 경우에서, 만일, 상기 마스터 커버링 시퀀스가 기지국에 의해 할당되는 경우, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 상기 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함하며, 반면, 상기 마스터 커버링 시퀀스가 미리 약속된 규칙에 의해 결정되는 경우, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 상기 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함하지 않는다.Referring to FIG. 3, the UE determines in
상기 사운딩 시퀀스 할당 정보가 수신되면, 상기 단말은 303단계로 진행하여 미리 저장된 테이블에서 상기 할당 정보에 대응되는 사운딩 시퀀스를 검색한다. 즉, 상기 단말은 사운딩 시퀀스 길이, 자도프 츄 시퀀스의 루트 인덱스, 직교 코드 인덱스들 및 순환 쉬프트 오프셋 중 적어도 둘 이상의 조합들 및 사운딩 시퀀스들 간 매핑 관계를 나타내는 테이블을 저장하고 있으며, 상기 테이블에서 자신에게 할당된 사운딩 시퀀스를 검색한다. 여기서, 상기 테이블은 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 5>를 통해 생성된 사운딩 시퀀스들을 포함하며, 상기 <표 1> 내지 상기 <표 10> 중 적어도 하나일 수 있다. 단, 상기 <표 1> 내지 상기 <표 10>과 같은 테이블을 통해 사운딩 시퀀스가 검색된 경우, 상기 테이블에서 검색된 시퀀스는 순환 쉬프트 및 공통 커버링 코드가 적용되지 않은 시퀀스이다. 따라서, 이 경우, 상기 단말은 상기 시퀀스 할당 정보에 포함된 순환 쉬프트 인덱스에 따라 검색된 시퀀스를 순환 쉬프트시키고, 상기 공통 커버링 코드를 곱함으로써, 사운딩 시퀀스를 생성한다. 이때, 상기 단말은 상기 공통 커버링 코드 인덱스에 따라 상기 공통 커버링 코드를 생성하며, 상기 공통 커버링 코드 인덱스는 상기 시퀀스 할당 정보에 포함되어 있거나, 또는, 약속된 규칙에 따라 상기 단말에 의해 결정된다. 예를 들어, 상기 약속된 규칙은 무선 접속된 노드의 종류에 의존하는 방식이 될 수 있다. 즉, 상기 공통 커버링 코드 인덱스는 매크로 기지국에 접속된 경우 0이고, 펨토 기지국 또는 중계기에 접속된 경우 셀 ID로부터 도출되는 값이다.When the sounding sequence allocation information is received, the MS proceeds to step 303 and searches for a sounding sequence corresponding to the allocation information in a previously stored table. That is, the terminal stores a table indicating a mapping relationship between at least two of sounding sequence length, root index of a child shadow sequence, orthogonal code indexes and cyclic shift offset, and sounding sequences, And searches for the sounding sequence assigned to it. Here, the table may include at least one of Table 1 to Table 10, including the sounding sequences generated through Equations (1) to (5). However, when a sounding sequence is searched through the table as shown in Table 1 to Table 10, the sequence retrieved from the table is a sequence to which the cyclic shift and common covering codes are not applied. Accordingly, in this case, the UE generates a sounding sequence by cyclically shifting the searched sequence according to the cyclic shift index included in the sequence allocation information, and multiplying the sequence by the common covering code. At this time, the terminal generates the common covering code according to the common covering code index, and the common covering code index is included in the sequence allocation information or is determined by the terminal according to a promised rule. For example, the promised rule may be a method depending on the type of wirelessly connected node. That is, the common coverage code index is 0 when connected to the macro base station, and derived from the cell ID when connected to the femto base station or repeater.
상기 사운딩 시퀀스를 검색한 후, 상기 단말은 305단계로 진행하여 검색된 사운딩 시퀀스에 따라 사운딩 신호를 생성한다. 다시 말해, 상기 단말은 사운딩 시퀀스를 구성하는 P개의 원소들에 대응되는 복소 신호열을 생성한다. After searching for the sounding sequence, the terminal proceeds to step 305 and generates a sounding signal according to the detected sounding sequence. In other words, the terminal generates a complex signal sequence corresponding to P elements constituting the sounding sequence.
상기 사운딩 신호를 생성한 후, 상기 단말은 307단계로 진행하여 상기 사운딩 신호를 사운딩 채널을 통해 송신한다. 상세히 설명하면, 상기 단말은 상기 사운딩 신호를 구성하는 복소 신호열을 사운딩 톤들에 매핑하고, IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산을 통해 사운딩 톤들에 매핑된 복소 신호들을 시간 영역 신호로 변환한 후, CP(Cyclic Prefix)를 삽입하고, 안테나를 통해 송신한다. 여기서, 상기 사운딩 톤들은 미리 정해진 위치의 톤들이거나, 또는, 상기 기지국으로부터 할당받은 위치의 톤들이다.After generating the sounding signal, the terminal proceeds to step 307 and transmits the sounding signal through the sounding channel. In more detail, the terminal maps a complex signal sequence constituting the sounding signal to sounding tones, converts complex signals mapped to sounding tones through an inverse fast Fourier transform (IFFT) operation into a time domain signal , And CP (Cyclic Prefix) are inserted and transmitted through an antenna. Here, the sounding tones are tones of a predetermined position or tones of a position allocated from the base station.
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 사운딩 신호 검출 절차를 도시하고 있다.FIG. 4 illustrates a sounding signal detection procedure of a base station in a broadband wireless communication system according to a first embodiment of the present invention.
상기 도 4를 참고하면, 상기 기지국은 401단계에서 단말에게 사운딩 시퀀스를 할당하고, 사운딩 시퀀스 할당 정보를 상기 단말에게 송신한다. 이때, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 사운딩 시퀀스 길이, 자도프 츄 시퀀스의 루트 인덱스, 직교 코드 인덱스들, 순환 쉬프트 오프셋 및 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함한다. 단, 시스템에서 하나의 자도프 츄 시퀀스만을 사용하는 경우, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 사운딩 시퀀스 길이, 직교 코드 인덱스들, 순환 쉬프트 오프셋 및 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함한다. 또는, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 기초 사운딩 시퀀스 인덱스, 상기 순환 쉬프트 오프셋 및 마스터 커버링 시퀀스 인덱스 중 적어도 하나를 포함한다. 만일, 상기 마스터 커버링 시퀀스가 기지국에 의해 할당되는 경우, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 상기 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함하며, 반면, 상기 마스터 커버링 시퀀스가 미리 약속된 규칙에 의해 결정되는 경우, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 상기 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함하지 않는다.Referring to FIG. 4, in
상기 사운딩 시퀀스 할당 정보를 송신한 후, 상기 기지국은 403단계로 진행하여 사운딩 채널을 통해 수신된 신호들을 추출한다. 상세히 설명하면, 상기 기지국은 안테나를 통해 수신되는 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, CP를 제거한 후, FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 각 톤에 매핑된 복소 신호들을 복원하고, 사운딩 톤들에 매핑된 신호들을 추출한다. 여기서, 상기 사운딩 톤들은 미리 정해진 위치의 톤들이거나, 또는, 상기 단말의 사운딩 신호 송신을 위해 할당된 위치의 톤들이다.After transmitting the sounding sequence allocation information, the base station proceeds to step 403 and extracts signals received through the sounding channel. In detail, the base station divides a signal received through an antenna into OFDM symbols, removes a CP, restores complex signals mapped to respective tones through an FFT (Fast Fourier Transform) operation, And extracts the mapped signals. Here, the sounding tones may be tones of predetermined positions or tones of a position allocated for sounding signal transmission of the terminal.
상기 사운딩 채널을 통해 수신된 신호를 추출한 후, 상기 기지국은 405단계로 진행하여 상기 단말에게 할당된 사운딩 시퀀스를 검색한다. 즉, 상기 기지국은 사운딩 시퀀스 길이, 자도프 츄 시퀀스의 루트 인덱스, 직교 코드 인덱스들 및 순환 쉬프트 오프셋 중 적어도 둘 이상의 조합들 및 사운딩 시퀀스들 간 매핑 관계를 나타내는 테이블을 저장하고 있으며, 상기 테이블에서 상기 단말에게 송신된 할당 정보에 대응되는 사운딩 시퀀스를 검색한다. 여기서, 상기 테이블은 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 5>를 통해 생성된 사운딩 시퀀스들을 포함하며, 상기 <표 1> 내지 상기 <표 10> 중 적어도 하나일 수 있다.After extracting a signal received through the sounding channel, the BS proceeds to step 405 and searches for a sounding sequence assigned to the terminal. That is, the base station stores a table indicating a mapping relationship between at least two of sounding sequence length, root index of a child gradient sequence, orthogonal code indexes, and cyclic shift offset, and sounding sequences, Searches for a sounding sequence corresponding to the allocation information transmitted to the terminal. Here, the table may include at least one of Table 1 to Table 10, including the sounding sequences generated through Equations (1) to (5).
단, 상기 <표 1> 내지 상기 <표 10>과 같은 테이블을 통해 사운딩 시퀀스가 검색된 경우, 상기 테이블에서 검색된 시퀀스는 순환 쉬프트 및 공통 커버링 코드가 적용되지 않은 시퀀스이다. 따라서, 이 경우, 상기 기지국은 상기 시퀀스 할당 정보에 포함된 순환 쉬프트 인덱스에 따라 검색된 시퀀스를 순환 쉬프트시키고, 상기 공통 커버링 코드를 곱함으로써, 상기 단말에게 할당된 사운딩 시퀀스를 결정한다. 이때, 상기 기지국은 상기 공통 커버링 코드 인덱스에 따라 상기 공통 커버링 코드를 생성하며, 상기 공통 커버링 코드 인덱스는 약속된 규칙에 따라 결정된다. 예를 들어, 상기 약속된 규칙은 상기 기지국의 종류에 의존하는 방식이 될 수 있다. 즉, 상기 공통 커버링 코드 인덱스는 매크로 기지국인 경우 0이고, 펨토 기지국인 경우 셀 ID로부터 도출되는 값이다.However, when a sounding sequence is searched through the table as shown in Table 1 to Table 10, the sequence retrieved from the table is a sequence to which the cyclic shift and common covering codes are not applied. Therefore, in this case, the BS cyclically shifts the searched sequence according to the cyclic shift index included in the sequence allocation information, and multiplies the common covering code to determine the sounding sequence allocated to the UE. At this time, the base station generates the common covering code according to the common covering code index, and the common covering code index is determined according to an agreed rule. For example, the promised rule may be a method depending on the type of the base station. That is, the common covering code index is 0 for a macro base station and is derived from a cell ID for a femto base station.
상기 사운딩 시퀀스를 검색한 후, 상기 기지국은 407단계로 진행하여 검색된 사운딩 시퀀스를 이용하여 상기 단말의 사운딩 신호를 검출한다. 여기서, 상기 사운딩 신호를 검출함은 상기 단말에 대한 채널 계수를 추정함을 의미한다. 상세히 설명하면, 상기 기지국은 상기 403단계에서 추출된 신호들의 켤레(conjugate) 값들에 상기 검색된 사운딩 시퀀스를 곱한다. 즉, 상기 기지국은 상기 추출된 신호들 및 상기 검색된 사운딩 시퀀스 간 상관 연산을 수행한다. 이로 인해, 상기 기지국은 상기 단말에 대한 채널 계수를 획득한다.After searching for the sounding sequence, the BS proceeds to step 407 and detects a sounding signal of the terminal using the detected sounding sequence. Here, detecting the sounding signal means estimating a channel coefficient for the UE. In more detail, the base station multiplies the detected sounding sequence by the conjugate values of the signals extracted in
도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 사운딩 신호 송신 절차를 도시하고 있다.FIG. 5 illustrates a procedure for transmitting a sounding signal of a terminal in a broadband wireless communication system according to a second embodiment of the present invention.
상기 도 5를 참고하면, 상기 단말은 501단계에서 사운딩 시퀀스 할당 정보가 수신되는지 확인한다. 이때, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 사운딩 시퀀스 길이, 자도프 츄 시퀀스의 루트 인덱스, 직교 코드 인덱스들, 순환 쉬프트 오프셋 및 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함한다. 단, 시스템에서 하나의 자도프 츄 시퀀스만을 사용하는 경우, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 사운딩 시퀀스 길이, 직교 코드 인덱스들, 순환 쉬프트 오프셋 및 마스터 커버링 시퀀스를 포함한다. 또는, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 기초 사운딩 시퀀스 인덱스, 상기 순환 쉬프트 오프셋 및 마스터 커버링 시퀀스 인덱스 중 적어도 하나를 포함한다. 만일, 상기 마스터 커버링 시퀀스가 기지국에 의해 할당되는 경우, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 상기 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함하며, 반면, 상기 마스터 커버링 시퀀스가 미리 약속된 규칙에 의해 결정되는 경우, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 상기 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함하지 않는다.Referring to FIG. 5, in
상기 사운딩 시퀀스 할당 정보가 수신되면, 상기 단말은 503단계로 진행하여 상기 할당 정보에 따라 사운딩 시퀀스를 생성한다. 다시 말해, 상기 단말은 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 5>에 할당 정보에 포함된 사운딩 시퀀스 길이, 자도프 츄 시퀀스의 루트 인덱스, 직교 코드 인덱스들 및 순환 쉬프트 오프셋을 대입함으로써, 자신에게 할당된 사운딩 시퀀스를 생성한다. 이때, 상기 사운딩 시퀀스 길이에 대응되는 제1상수 s 및 제2상수 m은 미리 정의되어 있으며, 상기 단말은 상기 사운딩 시퀀스 길이 및 상기 상수들 간 매핑 관계를 나타내는 테이블에서 상기 제1상수 s 및 상기 제2상수 m을 검색한다. 즉, 상기 단말은 길이 P의 자도프 츄 시퀀스를 생성하고, 인덱스 u의 제1직교 코드 및 인덱스 l의 제2직교 코드로 구성된 커버링 코드를 생성한다. 그리고, 상기 단말은 상기 자도프 츄 시퀀스 및 상기 커버링 코드를 곱함으로써 기초 사운딩 시퀀스를 생성한다. 이어, 상기 단말은 상기 할당 정보에 포함된 순환 쉬프트 오프셋에 따라 상기 기초 사운딩 시퀀스를 순환 쉬프트 시킨 후, 마스터 커버링 시퀀스를 곱함으로써 사운딩 시퀀스를 생성한다. 이때, 상기 단말은 상기 공통 커버링 코드 인덱스에 따라 상기 공통 커버링 코드를 생성하며, 상기 공통 커버링 코드 인덱스는 상기 시퀀스 할당 정보에 포함되어 있거나, 또는, 약속된 규칙에 따라 상기 단말에 의해 결정된다. 예를 들어, 상기 약속된 규칙은 무선 접속된 노드의 종류에 의존하는 방식이 될 수 있다. 즉, 상기 공통 커버링 코드 인덱스는 매크로 기지국에 접속된 경우 0이고, 펨토 기지국 또는 중계기에 접속된 경우 셀 ID로부터 도출되는 값이다.When the sounding sequence allocation information is received, the terminal proceeds to step 503 and generates a sounding sequence according to the allocation information. In other words, the UE substitutes the sounding sequence length, the root index of the JDCH sequence, the orthogonal code indexes, and the cyclic shift offset included in the allocation information in Equations (1) to (5) Create a sounding sequence assigned to you. In this case, the first constant s and the second constant m corresponding to the sounding sequence length are defined in advance, and the terminal calculates the first constant s and the second constant s in a table indicating the sounding sequence length and the mapping relation between the constants, The second constant m is retrieved. That is, the terminal generates a Zadoff-Chu sequence of length P and generates a covering code composed of a first orthogonal code of index u and a second orthogonal code of index l. Then, the terminal generates a fundamental sounding sequence by multiplying the Zadoff-Chu sequence and the covering code. The UE cyclically shifts the basic sounding sequence according to the cyclic shift offset included in the allocation information, and then generates a sounding sequence by multiplying the basic covering sequence by the master covering sequence. At this time, the terminal generates the common covering code according to the common covering code index, and the common covering code index is included in the sequence allocation information or is determined by the terminal according to a promised rule. For example, the promised rule may be a method depending on the type of wirelessly connected node. That is, the common coverage code index is 0 when connected to the macro base station, and derived from the cell ID when connected to the femto base station or repeater.
상기 사운딩 시퀀스를 생성한 후, 상기 단말은 505단계로 진행하여 검색된 사운딩 시퀀스에 따라 사운딩 신호를 생성한다. 다시 말해, 상기 단말은 사운딩 시퀀스를 구성하는 P개의 원소들에 대응되는 복소 신호열을 생성한다. After generating the sounding sequence, the terminal proceeds to step 505 and generates a sounding signal according to the detected sounding sequence. In other words, the terminal generates a complex signal sequence corresponding to P elements constituting the sounding sequence.
상기 사운딩 신호를 생성한 후, 상기 단말은 507단계로 진행하여 상기 사운딩 신호를 사운딩 채널을 통해 송신한다. 상세히 설명하면, 상기 단말은 상기 사운딩 신호를 구성하는 복소 신호열을 사운딩 톤들에 매핑하고, IFFT 연산을 통해 사운딩 톤들에 매핑된 복소 신호들을 시간 영역 신호로 변환한 후, CP를 삽입한 후, 안테나를 통해 송신한다. 여기서, 상기 사운딩 톤들은 미리 정해진 위치의 톤들이거나, 또는, 상기 기지국으로부터 할당받은 위치의 톤들이다.After generating the sounding signal, the terminal proceeds to step 507 and transmits the sounding signal through the sounding channel. In detail, the UE maps the complex signal sequence constituting the sounding signal to sounding tones, converts the complex signals mapped to sounding tones into time domain signals through an IFFT operation, inserts CPs , And transmits it through the antenna. Here, the sounding tones are tones of a predetermined position or tones of a position allocated from the base station.
도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 사운딩 신호 검출 절차를 도시하고 있다.FIG. 6 illustrates a sounding signal detection procedure of a base station in a broadband wireless communication system according to a second embodiment of the present invention.
상기 도 6를 참고하면, 상기 기지국은 601단계에서 단말에게 사운딩 시퀀스를 할당하고, 사운딩 시퀀스 할당 정보를 상기 단말에게 송신한다. 이때, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 사운딩 시퀀스 길이, 자도프 츄 시퀀스의 루트 인덱스, 직교 코드 인덱스들, 순환 쉬프트 오프셋 및 공통 커버링 코드 인덱스를 포함한다. 단, 시스템에서 하나의 자도프 츄 시퀀스만을 사용하는 경우, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 사운딩 시퀀스 길이, 직교 코드 인덱스들, 순환 쉬프트 오프셋 및 공통 커버링 코드 인덱스를 포함한다. 또는, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 기초 사운딩 시퀀스 인덱스, 상기 순환 쉬프트 오프셋 및 마스터 커버링 시퀀스 인덱스 중 적어도 하나를 포함한다. 만일, 상기 마스터 커버링 시퀀스가 기지국에 의해 할당되는 경우, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 상기 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함하며, 반면, 상기 마스터 커버링 시퀀스가 미리 약속된 규칙에 의해 결정되는 경우, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 상기 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함하지 않는다.Referring to FIG. 6, the BS allocates a sounding sequence to the MS in
상기 사운딩 시퀀스 할당 정보를 송신한 후, 상기 기지국은 603단계로 진행하여 사운딩 채널을 통해 수신된 신호들을 추출한다. 상세히 설명하면, 상기 기지국은 안테나를 통해 수신되는 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, CP를 제거한 후, FFT 연산을 통해 각 톤에 매핑된 복소 신호들을 복원하고, 사운딩 톤들에 매핑된 신호들을 추출한다. 여기서, 상기 사운딩 톤들은 미리 정해진 위치의 톤들이거나, 또는, 상기 단말의 사운딩 신호 송신을 위해 할당된 위치의 톤들이다.After transmitting the sounding sequence allocation information, the BS proceeds to step 603 and extracts the signals received through the sounding channel. In more detail, the base station divides a signal received through an antenna into OFDM symbols, removes a CP, restores complex signals mapped to respective tones through an FFT operation, extracts signals mapped to sounding tones do. Here, the sounding tones may be tones of predetermined positions or tones of a position allocated for sounding signal transmission of the terminal.
상기 사운딩 채널을 통해 수신된 신호를 추출한 후, 상기 기지국은 605단계로 진행하여 상기 단말에게 할당된 사운딩 시퀀스를 생성한다. 다시 말해, 상기 기지국은 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 5>에 상기 할당 정보에 포함된 사운딩 시퀀스 길이, 자도프 츄 시퀀스의 루트 인덱스, 직교 코드 인덱스들 및 순환 쉬프트 오프셋을 대입함으로써, 상기 단말에게 할당된 사운딩 시퀀스를 생성한다. 이때, 상기 사운딩 시퀀스 길이에 대응되는 제1상수 s 및 제2상수 m은 미리 정의되어 있으며, 상기 기지국은 상기 사운딩 시퀀스 길이 및 상기 상수들 간 매핑 관계를 나타내는 테이블에서 상기 제1상수 s 및 상기 제2상수 m을 검색한다. 즉, 상기 기지국은 길이 P의 자도프 츄 시퀀스를 생성하고, 인덱스 u의 제1직교 코드 및 인덱스 l의 제2직교 코드로 구성된 커버링 코드를 생성한다. 그리고, 상기 기지국은 상기 자도프 츄 시퀀스 및 상기 커버링 코드를 곱함으로써 기초 사운딩 시퀀스를 생성한다. 이어, 상기 기지국은 상기 할당 정보에 포함된 순환 쉬프트 오프셋에 따라 상기 기초 사운딩 시퀀스를 순환 쉬프트 시킨 후, 마스터 커버링 시퀀스를 곱함으로써 상기 단말에게 할당된 사운딩 시퀀스를 생성한다. 이때, 상기 기지국은 상기 공통 커버링 코드 인덱스에 따라 상기 공통 커버링 코드를 생성하며, 상기 공통 커버링 코드 인덱스는 약속된 규칙에 따라 결정된다. 예를 들어, 상기 약속된 규칙은 상기 기지국의 종류에 의존하는 방식이 될 수 있다. 즉, 상기 공통 커버링 코드 인덱스는 매크로 기지국인 경 경우 0이고, 펨토 기지국인 경우 셀 ID로부터 도출되는 값이다.After extracting a signal received through the sounding channel, the BS proceeds to step 605 and generates a sounding sequence allocated to the UE. In other words, the base station substitutes the sounding sequence length, the root index of the Zadoff-Chu sequence, the orthogonal code indexes, and the cyclic shift offset included in the allocation information into Equation (1) to Equation , And generates a sounding sequence allocated to the UE. In this case, a first constant s and a second constant m corresponding to the sounding sequence length are defined in advance, and the base station calculates a first constant s and a second constant s in a table indicating a mapping relationship between the sounding sequence length and the constants, The second constant m is retrieved. That is, the base station generates a Zadoffach sequence of length P, and generates a covering code composed of a first orthogonal code of index u and a second orthogonal code of index l. Then, the base station generates a fundamental sounding sequence by multiplying the self-pilot sequence and the covering code. Then, the base station cyclically shifts the basic sounding sequence according to the cyclic shift offset included in the allocation information, and then generates a sounding sequence allocated to the terminal by multiplying the base covering sequence by the master covering sequence. At this time, the base station generates the common covering code according to the common covering code index, and the common covering code index is determined according to an agreed rule. For example, the promised rule may be a method depending on the type of the base station. That is, the common coverage code index is 0 for a macro base station, and is derived from a cell ID for a femto base station.
상기 사운딩 시퀀스를 생성한 후, 상기 기지국은 607단계로 진행하여 생성된 사운딩 시퀀스를 이용하여 상기 단말의 사운딩 신호를 검출한다. 여기서, 상기 사운딩 신호를 검출함은 상기 단말에 대한 채널 계수를 추정함을 의미한다. 상세히 설명하면, 상기 기지국은 상기 603단계에서 추출된 신호들의 켤레 값들에 상기 검색된 사운딩 시퀀스를 곱한다. 즉, 상기 기지국은 상기 추출된 신호들 및 상기 검색된 사운딩 시퀀스 간 상관 연산을 수행한다. 이로 인해, 상기 기지국은 상기 단말에 대한 채널 계수를 획득한다.After generating the sounding sequence, the BS proceeds to step 607 and detects a sounding signal of the MS using the sounding sequence. Here, detecting the sounding signal means estimating a channel coefficient for the UE. In more detail, the base station multiplies the found sounding sequence by the found values of the signals extracted in
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 레인징 신호 송신 절차를 도시하고 있다.FIG. 7 illustrates a ranging signal transmission procedure of a terminal in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 7을 참고하면, 상기 단말은 701단계에서 초기 레인징(initial ranging)을 위한 레인징 시퀀스의 인덱스 조합을 선택한다. 여기서, 상기 레인징 시퀀스의 인덱스 조합은 자도프 츄 시퀀스의 루트 인덱스, 직교 코드 인덱스들 및 순환 쉬프트 오프셋을 포함한다. 단, 시스템에서 하나의 자도프 츄 시퀀스만을 사용하는 경우, 상기 레인징 시퀀스의 인덱스는 직교 코드 인덱스들 및 순환 쉬프트 오프셋을 포함한다. Referring to FIG. 7, in
상기 레인징 시퀀스의 인덱스 조합을 선택한 후, 상기 단말은 703단계로 진행하여 선택된 인덱스 조합에 따라 레인징 시퀀스를 생성한다. 다시 말해, 상기 단말은 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 5>에 레인징 시퀀스 길이, 자도프 츄 시퀀스의 루트 인덱스 및 순환 쉬프트 오프셋을 대입함으로써, 초기 레인징을 위한 레인징 시퀀스를 생성한다. 즉, 상기 단말은 길이 N의 자도프 츄 시퀀스를 생성하고, 인덱스 u의 제1직교 코드 및 인덱스 l의 제2직교 코드로 구성된 커버링 코드를 생성한다. 그리고, 상기 단말은 상기 자도프 츄 시퀀스 및 상기 커버링 코드를 곱함으로써 기초 레인징 시퀀스를 생성한다. 그리고, 상기 단말은 선택된 순환 쉬프트 오프셋에 따라 상기 기초 레인징 시퀀스를 순환 쉬프트 시킨 후, 마스터 커버링 시퀀스를 곱함으로써 레인징 시퀀스를 생성한다.After selecting the index combination of the ranging sequence, the terminal proceeds to step 703 and generates a ranging sequence according to the selected index combination. In other words, the terminal generates a ranging sequence for initial ranging by substituting the ranging sequence length, the root index of the jadopucsequence, and the cyclic shift offset into Equation (1) to Equation (5) do. That is, the terminal generates a Zadoff-Chu sequence of length N and generates a covering code composed of a first orthogonal code of index u and a second orthogonal code of index l. Then, the terminal generates a basic ranging sequence by multiplying the self-pilot sequence and the covering code. Then, the terminal cyclically shifts the base ranging sequence according to the selected cyclic shift offset, and then generates a ranging sequence by multiplying the base covering sequence by a master covering sequence.
상기 레인징 시퀀스를 생성한 후, 상기 단말은 705단계로 진행하여 생성된 레인징 시퀀스에 따라 레인징 신호를 생성한다. 다시 말해, 상기 단말은 상기 레인징 시퀀스를 구성하는 P개의 원소들에 대응되는 복소 신호열을 생성한다.After generating the ranging sequence, the MS proceeds to step 705 and generates a ranging signal according to the ranging sequence. In other words, the terminal generates a complex signal sequence corresponding to P elements constituting the ranging sequence.
상기 레인징 신호를 생성한 후, 상기 단말은 707단계로 진행하여 상기 레인징 신호를 레인징 채널을 통해 송신한다. 상세히 설명하면, 상기 단말은 상기 레인징 신호를 구성하는 복소 신호열을 레인징 톤들에 매핑하고, IFFT 연산을 통해 사운딩 톤들에 매핑된 복소 신호들을 시간 영역 신호로 변환한 후, CP를 삽입한 후, 안테나를 통해 송신한다.After generating the ranging signal, the terminal proceeds to step 707 and transmits the ranging signal through the ranging channel. In detail, the UE maps a complex signal sequence constituting the ranging signal to ranging tones, converts the complex signals mapped to sounding tones through an IFFT operation into a time domain signal, inserts a CP , And transmits it through the antenna.
상기 레인징 신호를 송신한 후, 상기 단말은 709단계로 진행하여 초기 레인징 절차를 수행한다. 즉, 상기 단말은 상기 레인징 신호를 송신한 후, 기지국으로부터 초기 레인징 절차를 수행하기 위한 자원을 할당받고, 할당받은 자원을 이용한 시그널링을 통해 초기 레인징 절차를 수행한다.After transmitting the ranging signal, the MS proceeds to step 709 and performs an initial ranging procedure. That is, after transmitting the ranging signal, the terminal allocates resources for performing an initial ranging procedure from the base station and performs an initial ranging procedure through signaling using the allocated resources.
상기 도 7에서, 상기 단말은 레인징 신호를 생성하기 위해 레인징 시퀀스를 직접 생성한다. 하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 단말은 미리 저장된 테이블을 이용할 수 있다. 이 경우, 상기 단말은 상기 703단계에서 미리 저장된 테이블에서 선택한 인덱스에 대응되는 레인징 시퀀스를 검색한다. 즉, 상기 단말은 자도프 츄 시퀀스의 루트 인덱스, 직교 코드 인덱스들 및 순환 쉬프트 오프셋 중 적어도 둘 이상의 조합들 및 레인징 시퀀스들 간 매핑 관계를 나타내는 테이블을 저장하고 있으며, 상기 테이블에서 선택한 인덱스에 대응되는 레인징 시퀀스를 검색한다. 여기서, 상기 테이블은 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 5>를 통해 생성된 레인징 시퀀스들을 포함하며, 상기 <표 1> 내지 상기 <표 10> 중 적어도 하나일 수 있다.In FIG. 7, the terminal directly generates a ranging sequence to generate a ranging signal. However, according to another embodiment of the present invention, the terminal can use a pre-stored table. In
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 레인징 신호 검출 절차를 도시하고 있다.FIG. 8 illustrates a ranging signal detection procedure of a base station in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 8을 참고하면, 상기 기지국은 801단계에서 초기 레인징을 위한 레인징 시퀀스들을 생성한다. 여기서, 상기 초기 레인징을 위한 레인징 시퀀스들은 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 5>를 통해 생성 가능한 모든 시퀀스들이거나, 또는, 일부 시퀀스들이다. 즉, 상기 기지국은 상기 레인징 시퀀스들을 위해 정의된 루트 인덱스에 따라 적어도 하나의 자도프 츄 시퀀스를 생성하고, 상기 레인징 시퀀스들을 위해 정의된 상기 직교 코드 인덱스들에 따른 직교 코드들을 곱함으로써 적어도 하나의 커버링 코드를 생성한다. 그리고, 상기 기지국은 상기 적어도 하나의 자도프 츄 시퀀스 및 상기 적어도 하나의 커버링 코드를 곱함으로써 적어도 하나의 기초 시퀀스를 생성한다. 이어, 상기 기지국은 상기 레인징 시퀀스들을 위해 정의된 오프셋에 따라 상기 적어도 하나의 기초 시퀀스를 순환 쉬프트시킨 후, 마스터 커버링 시퀀스를 곱함으로써 상기 다수의 레인징 시퀀스들을 생성한다.Referring to FIG. 8, in
이후, 상기 기지국은 803단계로 진행하여 레인징 채널을 통해 수신된 신호들을 추출한다. 상세히 설명하면, 상기 기지국은 안테나를 통해 수신되는 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, CP를 제거한 후, FFT 연산을 통해 각 톤에 매핑된 복소 신호들을 복원하고, 레인징 톤들에 매핑된 신호들을 추출한다. In
상기 레인징 채널을 통해 수신된 신호들을 추출한 후, 상기 기지국은 805단계로 진행하여 상기 초기 레인징을 위한 레인징 시퀀스들을 이용하여 레인징 신호의 검출을 시도한다. 다시 말해, 상기 기지국은 상기 레인징 채널에서 추출된 신호열 및 상기 초기 레인징을 위한 레인징 시퀀스들 각각 간의 상관 연산을 수행하고, 상기 레인징 시퀀스들 각각에 대응되는 상관 연산의 피크치를 확인한다. 예를 들어, 상기 초기 레인징을 위한 레인징 시퀀스들의 개수가 N개인 경우, 상기 기지국은 N회의 상관 연산을 수행한다.After extracting the signals received through the ranging channel, the BS proceeds to step 805 and attempts to detect the ranging signal using the ranging sequences for the initial ranging. In other words, the BS performs a correlation operation between the signal sequence extracted from the ranging channel and the ranging sequences for the initial ranging, and confirms the peak value of the correlation operation corresponding to each of the ranging sequences. For example, if the number of ranging sequences for the initial ranging is N, the base station performs N correlation operations.
이어, 상기 기지국은 807단계로 진행하여 레인징 신호가 검출되었는지 확인한다. 다시 말해, 상기 기지국은 상기 상관 연산의 결과 임계치 이상의 피크치를 발생시키는 레인징 시퀀스가 존재하는지 확인한다. In
상기 레인징 신호가 검출되면, 상기 기지국은 809단계로 진행하여 검출된 레인징 신호를 송신한 단말과 초기 레인징 절차를 수행한다. 즉, 상기 기지국은 상기 레인징 신호를 검출한 후, 상기 단말에게 초기 레인징 절차를 수행하기 위한 자원을 할당하고, 할당한 자원을 이용한 시그널링을 통해 초기 레인징 절차를 수행한다.If the ranging signal is detected, the BS proceeds to step 809 and performs an initial ranging procedure with the terminal that transmitted the detected ranging signal. That is, after detecting the ranging signal, the BS allocates a resource for performing an initial ranging procedure to the MS, and performs an initial ranging procedure through signaling using the allocated resources.
상기 도 8에서, 상기 기지국은 레인징 신호를 검출하기에 앞서 초기 레인징을 위해 정의된 레인징 시퀀스들을 직접 생성한다. 하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 기지국은 미리 저장된 테이블을 이용할 수 있다. 이 경우, 상기 단말은 상기 801단계에서 미리 저장된 테이블에서 선택한 인덱스에 대응되는 레인징 시퀀스를 검색한다. 즉, 상기 단말은 자도프 츄 시퀀스의 루트 인덱스, 직교 코드 인덱스들 및 순환 쉬프트 오프셋 중 적어도 둘 이상의 조합들 및 레인징 시퀀스들 간 매핑 관계를 나타내는 테이블을 저장하고 있으며, 상기 테이블에서 상기 레인징 시퀀스를 위해 정의된 인덱스 조합들에 대응되는 레인징 시퀀스를 검색한다. 여기서, 상기 테이블은 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 5>를 통해 생성된 레인징 시퀀스들을 포함하며, 상기 <표 1> 내지 상기 <표 10> 중 적어도 하나일 수 있다.In FIG. 8, the base station directly generates ranging sequences defined for initial ranging before detecting a ranging signal. However, according to another embodiment of the present invention, the base station can use a pre-stored table. In this case, the terminal searches for a ranging sequence corresponding to the index selected in the table stored in advance in
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하고 있다.FIG. 9 shows a block configuration of a terminal in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 단말은 제어부(902), 시퀀스생성기(904), 신호열생성기(906), 부반송파매핑기(908), IFFT연산기(910), CP삽입기(912), RF(Radio Frequency)송신기(914)를 포함하여 구성된다.9, the terminal includes a
상기 제어부(902)는 상기 단말의 전반적인 기능을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(902)는 사운딩 시퀀스 및 레인징 시퀀스를 생성하도록 상기 시퀀스생성기(904)로 사운딩 시퀀스 할당 정보 및 레인징 시퀀스의 인덱스 선택 정보를 제공한다. 이때, 상기 제어부(902)는 사운딩 시퀀스 생성 과정에 필요한 공통 커버링 코드 인덱스를 결정한다. 상기 공통 커버링 코드 인덱스는 기지국으로부터 수신되는 시퀀스 할당 정보에 포함되어 있거나, 또는, 약속된 규칙에 따라 상기 제어부(902)에 의해 결정된다. 예를 들어, 상기 약속된 규칙은 무선 접속된 노드의 종류에 의존하는 방식이 될 수 있다. 즉, 상기 공통 커버링 코드 인덱스는 매크로 기지국에 접속된 경우 0이고, 펨토 기지국 또는 중계기에 접속된 경우 셀 ID로부터 도출되는 값이다. 또한, 상기 제어부(902)는 사운딩 신호를 사운딩 채널에 매핑하고, 레인징 신호를 레인징 채널에 매핑하도록 상기 부반송파매핑기(908)로 사운딩 톤들 및 레인징 톤들의 위치를 알린다. The
상기 시퀀스생성기(904)는 본 발명의 실시 예에 따라 사운딩 시퀀스 및 레인징 시퀀스를 생성한다. 이때, 상기 시퀀스생성기(904)는 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 5>를 통해 직접 시퀀스들을 생성하거나, 또는, 상기 <표 1> 내지 상기 <표 10>과 같은 미리 저장된 테이블에서 시퀀스를 검색한다. 상기 신호열생성기(906)는 상기 시퀀스생성기(904)로부터 제공되는 시퀀스에 대응되는 복소 신호열을 생성한다. The
상기 부반송파매핑기(908)는 상기 제어부(902)의 제어에 따라 상기 신호열생성기(906)로부터 제공되는 신호들을 사운딩 톤들 또는 레인징 톤들에 매핑한다. 상기 IFFT연산기(910)는 IFFT 연산을 통해 상기 부반송파매핑기(908)로부터 제공되는 톤들에 매핑된 신호들을 시간 영역 신호로 변환한다. 상기 CP삽입기(912)는 상기 IFFT연산기(910)로부터 제공되는 시간 영역 신호에 CP를 삽입함으로써 OFDM 심벌을 구성한다. 상기 RF(Radio Frequency)송신기(914)는 상기 CP삽입기(912)로부터 제공되는 OFDM 심벌을 RF 대역 신호로 상향 변환한 후, 안테나를 통해 송신한다.The
상기 도 9에 도시된 단말의 구성에 근거하여 사운딩 신호 및 레인징 신호를 송신하기 위한 각 블록의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of each block for transmitting a sounding signal and a ranging signal based on the configuration of the terminal shown in FIG. 9 will be described below.
상기 사운딩 신호를 송신하는 경우, 상기 제어부(902)는 기지국으로부터 수신된 사운딩 시퀀스 할당 정보를 상기 시퀀스생성기(904)로 제공한다. 여기서, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 사운딩 시퀀스 길이, 자도프 츄 시퀀스의 루트 인덱스, 직교 코드 인덱스들, 순환 쉬프트 오프셋 및 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함한다. 단, 시스템에서 하나의 자도프 츄 시퀀스만을 사용하는 경우, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 사운딩 시퀀스 길이, 직교 코드 인덱스들, 순환 쉬프트 오프셋 및 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함한다. 또는, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 기초 사운딩 시퀀스 인덱스, 상기 순환 쉬프트 오프셋 및 마스터 커버링 시퀀스 인덱스 중 적어도 하나를 포함한다. 만일, 상기 마스터 커버링 시퀀스가 기지국에 의해 할당되는 경우, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 상기 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함하며, 반면, 상기 마스터 커버링 시퀀스가 미리 약속된 규칙에 의해 결정되는 경우, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 상기 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함하지 않는다. 이에 따라, 상기 시퀀스생성기(904)는 상기 <표 1> 내지 상기 <표 10>과 같은 미리 저장된 테이블에서 상기 할당 정보에 대응되는 사운딩 시퀀스를 검색하거나, 또는, 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 5>를 통해 사운딩 시퀀스를 생성한다. 상기 시퀀스생성기(904)의 자세한 구성 및 기능은 이하 도 11 및 도 12을 참고하여 설명한다. 상기 시퀀스생성기(904)로부터 사운딩 시퀀스를 제공받은 상기 신호열생성기(906)는 상기 사운딩 시퀀스에 따라 사운딩 신호를 생성한다. 다시 말해, 상기 신호열생성기(906)는 상기 사운딩 시퀀스를 구성하는 P개의 원소들에 대응되는 복소 신호열을 생성한다. 상기 신호열생성기(906)는 상기 사운딩 신호를 상기 부반송파매핑기(908)로 제공하고, 상기 제어부(902)는 상기 사운딩 신호를 매핑할 사운딩 톤들의 위치를 상기 부반송파매핑기(908)로 알린다. 여기서, 상기 사운딩 톤들은 미리 정해진 위치의 톤들이거나, 또는, 상기 기지국으로부터 할당받은 위치의 톤들이다. 이에 따라, 상기 부반송파매핑기(908)는 상기 사운딩 신호를 구성하는 복소 신호들을 사운딩 톤들에 매핑한다. 이후, 상기 사운딩 톤들에 매핑된 사운딩 신호는 상기 IFFT연산기(910), 상기 CP삽입기(912), 상기 RF송신기(914)를 거쳐 안테나를 통해 송신된다.When transmitting the sounding signal, the
레인징 신호를 송신하는 경우, 상기 제어부(902)는 초기 레인징을 위한 레인징 시퀀스의 인덱스 조합을 선택하고, 선택된 인덱스 조합을 상기 시퀀스생성기(904)로 알린다. 여기서, 상기 레인징 시퀀스의 인덱스 조합은 자도프 츄 시퀀스의 루트 인덱스, 직교 코드 인덱스들, 순환 쉬프트 오프셋 및 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함한다. 단, 시스템에서 하나의 자도프 츄 시퀀스만을 사용하는 경우, 상기 레인징 시퀀스의 인덱스 조합은 직교 코드 인덱스들, 순환 쉬프트 오프셋 및 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함한다. 또는, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 기초 사운딩 시퀀스 인덱스, 상기 순환 쉬프트 오프셋 및 마스터 커버링 시퀀스 인덱스 중 적어도 하나를 포함한다. 만일, 상기 마스터 커버링 시퀀스가 기지국에 의해 할당되는 경우, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 상기 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함하며, 반면, 상기 마스터 커버링 시퀀스가 미리 약속된 규칙에 의해 결정되는 경우, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 상기 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함하지 않는다. 이에 따라, 상기 시퀀스생성기(904)는 상기 <표 1> 내지 상기 <표 10>과 같은 미리 저장된 테이블에서 상기 할당 정보에 대응되는 레인징 시퀀스를 검색하거나, 또는, 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 5>를 통해 레인징 시퀀스를 생성한다. 상기 시퀀스생성기(904)의 자세한 구성 및 기능은 이하 도 11 및 도 12을 참고하여 설명한다. 상기 시퀀스생성기(904)로부터 레인징 시퀀스를 제공받은 상기 신호열생성기(906)는 상기 레인징 시퀀스에 따라 레인징 신호를 생성한다. 다시 말해, 상기 신호열생성기(906)는 상기 레인징 시퀀스를 구성하는 N개의 원소들에 대응되는 복소 신호열을 생성한다. 상기 신호열생성기(906)는 상기 레인징 신호를 상기 부반송파매핑기(908)로 제공하고, 상기 제어부(902)는 상기 레인징 신호를 매핑할 레인징 톤들의 위치를 상기 부반송파매핑기(908)로 알린다. 이에 따라, 상기 부반송파매핑기(908)는 상기 레인징 신호를 구성하는 복소 신호들을 레인징 톤들에 매핑한다. 이후, 상기 레인징 톤들에 매핑된 레인징 신호는 상기 IFFT연산기(910), 상기 CP삽입기(912), 상기 RF송신기(914)를 거쳐 안테나를 통해 송신된다. 이후, 상기 제어부(902)는 기지국으로부터 초기 레인징 절차를 수행하기 위한 자원을 할당받고, 할당받은 자원을 이용한 시그널링을 통해 초기 레인징 절차를 수행한다.When transmitting the ranging signal, the
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.10 is a block diagram of a base station in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF수신기(1002), CP제거기(1004), FFT연산기(1006), 부반송파디매핑기(1008), 시퀀스생성기(1010), 상관연산기(1012), 제어부(1014)를 포함하여 구성된다.10, the base station includes an
상기 RF수신기(1002)는 안테나를 통해 수신되는 RF 신호를 하향 변환한다. 상기 CP제거기(1004)는 상기 RF수신기(1002)로부터 제공되는 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, CP를 제거한다. 상기 FFT연산기(1006)는 FFT 연산을 통해 상기 CP제거기(1004)로부터 제공되는 시간 영역 신호로부터 톤들에 매핑된 신호들을 복원한다. 상기 부반송파디매핑기(1008)는 상기 제어부(1014)의 제어에 따라 사운딩 톤들 및 레인징 톤들에 매핑된 신호들을 추출하고, 추출된 신호들을 상기 상관연산기(1012)로 제공한다.The
상기 시퀀스생성기(1010)는 본 발명의 실시 예에 따라 사운딩 시퀀스 및 레인징 시퀀스를 생성한다. 이때, 상기 시퀀스생성기(1010)는 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 5>를 통해 직접 시퀀스들을 생성하거나, 또는, 상기 <표 1> 내지 상기 <표 10>과 같은 미리 저장된 테이블에서 시퀀스를 검색한다. 상기 상관연산기(1012)는 상기 시퀀스생성기(1010)로부터 제공되는 시퀀스 및 상기 부반송파디매핑기(1008)로부터 제공되는 신호열 간 상관 연산을 수행하고, 상관 연산의 결과를 상기 제어부(1014)로 제공한다.The
상기 제어부(1014)는 상기 기지국의 전반적인 기능을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1014)는 단말에게 사운딩 시퀀스를 할당한다. 그리고, 상기 제어부(1014)는 사운딩 채널에서 사운딩 신호를 추출하고, 레인징 채널에서 레인징 신호를 추출하도록 상기 부반송파디매핑기(1008)로 사운딩 톤들 및 레인징 톤들의 위치를 알린다. 또한, 상기 제어부(1014)는 사운딩 시퀀스 및 레인징 시퀀스를 생성하도록 상기 시퀀스생성기(1010)로 사운딩 시퀀스 할당 정보 및 레인징 시퀀스의 인덱스 선택 정보를 제공한다. 이때, 상기 제어부(1014)는 사운딩 시퀀스 생성 과정에 필요한 공통 커버링 코드 인덱스를 결정한다. 상기 공통 커버링 코드 인덱스는 약속된 규칙에 따라 상기 제어부(1014)에 의해 결정된다. 예를 들어, 상기 약속된 규칙은 무선 접속된 노드의 종류에 의존하는 방식이 될 수 있다. 즉, 상기 공통 커버링 코드 인덱스는 매크로 기지국에 접속된 경우 0이고, 펨토 기지국 또는 중계기에 접속된 경우 셀 ID로부터 도출되는 값이다. The
상기 도 10에 도시된 기지국의 구성에 근거하여 사운딩 신호 및 레인징 신호를 검출하기 위한 각 블록의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of each block for detecting a sounding signal and a ranging signal based on the configuration of the base station shown in FIG. 10 will be described below.
상기 사운딩 신호를 검출하는 경우, 상기 제어부(1014)는 단말에게 사운딩 시퀀스를 할당하고, 사운딩 시퀀스 할당 정보를 상기 단말에게 송신한다. 이때, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 사운딩 시퀀스 길이, 자도프 츄 시퀀스의 루트 인덱스, 직교 코드 인덱스들, 순환 쉬프트 오프셋 및 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함한다. 단, 시스템에서 하나의 자도프 츄 시퀀스만을 사용하는 경우, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 사운딩 시퀀스 길이, 직교 코드 인덱스들, 순환 쉬프트 오프셋 및 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함한다. 또는, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 기초 사운딩 시퀀스 인덱스, 상기 순환 쉬프트 오프셋 및 마스터 커버링 시퀀스 인덱스 중 적어도 하나를 포함한다. 만일, 상기 마스터 커버링 시퀀스가 기지국에 의해 할당되는 경우, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 상기 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함하며, 반면, 상기 마스터 커버링 시퀀스가 미리 약속된 규칙에 의해 결정되는 경우, 상기 사운딩 시퀀스 할당 정보는 상기 마스터 커버링 시퀀스 인덱스를 포함하지 않는다. 이후, 상기 부반송파디매핑기(1008)는 상기 RF수신기(1002), 상기 CP제거기(1004), 상기 FFT연산기(1006)를 거쳐 복원된 톤들에 매핑된 신호들 중 사운딩 채널을 통해 수신된 신호들을 추출한다. 여기서, 상기 사운딩 톤들은 미리 정해진 위치의 톤들이거나, 또는, 상기 단말의 사운딩 신호 송신을 위해 할당된 위치의 톤들이다. 또한, 상기 시퀀스생성기(1010)는 상기 제어부(1014)로부터 제공된 사운딩 시퀀스 할당 정보에 따라 상기 단말에게 할당된 사운딩 시퀀스를 생성한다. 즉, 상기 시퀀스생성기(1010)는 상기 <표 1> 내지 상기 <표 10>과 같은 미리 저장된 테이블에서 상기 할당 정보에 대응되는 레인징 시퀀스를 검색하거나, 또는, 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 5>를 통해 레인징 시퀀스를 생성한다. 상기 시퀀스생성기(1010)의 자세한 구성 및 기능은 이하 도 11 및 도 12을 참고하여 설명한다. 상기 시퀀스생성기(1010)로부터 사운딩 시퀀스를 제공받고, 상기 부반송파디매핑기(1008)로부터 신호열을 제공받은 상기 상관연산기(1012)는 상기 단말의 사운딩 신호를 검출한다. 여기서, 상기 사운딩 신호를 검출함은 상기 단말에 대한 채널 계수를 추정함을 의미한다. 상세히 설명하면, 상기 상관연산기(1012)는 상기 부반송파디매핑기(1008)에 의해 추출된 신호열의 켤레 값들에 상기 시퀀스생성기(1010)에 의해 생성된 사운딩 시퀀스를 곱하고, 곱셈의 결과를 상기 제어부(1014)로 제공한다. 이로 인해, 상기 제어부(1014)는 상기 단말에 대한 채널 계수를 획득한다.When detecting the sounding signal, the
상기 레인징 신호를 검출하는 경우, 상기 제어부(1014)는 초기 레인징을 위한 레인징 시퀀스들을 생성하도록 상기 시퀀스생성기(1010)로 초기 레인징을 위해 정의된 레인징 시퀀스들의 인덱스 정보를 제공한다. 이에 따라, 상기 시퀀스생성기(1010)는 상기 제어부(1014)로부터 제공된 인덱스 정보에 따라 레인징 시퀀스들를 생성한다. 즉, 상기 시퀀스생성기(1010)는 상기 <표 1> 내지 상기 <표 10>과 같은 미리 저장된 테이블에서 상기 인덱스 정보에 대응되는 시퀀스들을 검색하거나, 또는, 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 5>를 통해 상기 인덱스 정보에 대응되는 시퀀스들을 생성한다. 상기 시퀀스생성기(1010)의 자세한 구성 및 기능은 이하 도 11 및 도 12을 참고하여 설명한다. 이후, 상기 부반송파디매핑기(1008)는 상기 RF수신기(1002), 상기 CP제거기(1004), 상기 FFT연산기(1006)를 거쳐 복원된 톤들에 매핑된 신호들 중 레인징 채널을 통해 수신된 신호들을 추출한다. 그리고, 상기 부반송파디매핑기(1008)는 상기 레인징 채널을 통해 수신된 신호열을 상기 상관연산기(1012)로 제공한다. 또한, 상기 제어부(1010)는 초기 레인징을 위해 정의된 레인징 시퀀스들을 출력하도록 상기 시퀀스생성기(1010)를 제어한다. 이에 따라, 상기 부반송파디매핑기(1008)로부터 신호열을 제공받고, 상기 시퀀스생성기(1010)로부터 레인징 시퀀스들을 제공받은 상기 상관연산기(1012)는 상기 레인징 시퀀스들을 이용하여 레인징 신호의 검출을 시도한다. 다시 말해, 상기 상관연산기(1012)는 상기 레인징 채널에서 추출된 신호열 및 상기 초기 레인징을 위한 레인징 시퀀스들 각각 간의 상관 연산을 수행하고, 상기 레인징 시퀀스들 각각에 대응되는 상관 연산의 피크치를 상기 제어부(1014)로 제공한다. 상기 레인징 시퀀스들 각각에 대응되는 상관 연산의 피크치를 제공받은 상기 제어부(1014)는 상기 상관 연산의 결과 임계치 이상의 피크치를 발생시키는 레인징 시퀀스가 존재하는지 확인하고, 즉, 레인징 신호가 검출되었는지 확인한 후, 검출된 레인징 신호를 송신한 단말과 초기 레인징 절차를 수행한다. 즉, 상기 제어부(1014)는 상기 단말에게 초기 레인징 절차를 수행하기 위한 자원을 할당하고, 할당한 자원을 이용한 시그널링을 통해 초기 레인징 절차를 수행한다.When detecting the ranging signal, the
도 11은 본 발명의 제1실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 상기 시퀀스생성기(904, 1010)의 블록 구성을 도시하고 있다.FIG. 11 shows a block configuration of the
상기 도 11에 도시된 바와 같아, 상기 시퀀스생성기(904, 1010)는 ZC(Zadof-Chu)생성기(1102), 커버링코드생성기(1104), 기초시퀀스생성기(1106), 순환쉬프트확장기(1108), 공통시퀀스곱셈기(1110)를 포함하여 구성된다.11, the
상기 ZC생성기(1102)는 상기 제어부(902, 1014)로부터 제공되는 사운딩 시퀀스 할당 정보 또는 레인징 시퀀스 인덱스 정보에 포함된 자도프 츄 시퀀스의 루트 인덱스 및 시퀀스 길이에 따라 자도프 츄 시퀀스를 생성한다. 예를 들어, 상기 ZC생성기(1102)는 상기 <수학식 1>과 같이 상기 자도프 츄 시퀀스를 생성한다. 단, 시스템에서 하나의 자도프 츄 시퀀스만을 사용하는 경우, 상기 ZC생성기(1102)는 상기 시퀀스 길이 및 고정된 루트 인덱스에 따라 자도프 츄 시퀀스를 생성한다. The
상기 커버링코드생성기(1104)는 상기 제어부(902, 1014)로부터 제공되는 사운딩 시퀀스 할당 정보 또는 레인징 시퀀스 인덱스 정보에 포함된 시퀀스 길이 및 직교 코드 인덱스들에 따라 커버링 코드를 생성한다. 예를 들어, 상기 커버링코드생성기(1104)는 상기 <수학식 3>와 같이 상기 커버링 코드를 생성한다. 즉, 상기 커버링코드생성기(1104)는 직교 코드 인덱스 u, l, 제1상수 s 및 제2상수 m에 따라 정의되는 2개의 직교 코드들을 곱함으로써 상기 커버링 코드를 생성한다. 이때, 상기 시퀀스 길이에 대응되는 제1상수 s 및 제2상수 m은 미리 정의되어 있으며, 상기 커버링코드생성기(1104)는 상기 시퀀스 길이에 대응되는 상기 제1상수 s 및 상기 제2상수 m을 검색한 후, 상기 커버링 코드를 생성한다.The
상기 기초시퀀스생성기(1106)는 상기 ZC생성기(1102)로부터 제공되는 자도프 츄 시퀀스 및 상기 커버링코드생성기(1104)로부터 제공되는 커버링 코드를 이용하여 기초 시퀀스들을 생성한다. 예를 들어, 상기 기초시퀀스생성기(1106)는 상기 <수학식 4>과 같이 상기 기초 시퀀스를 생성한다. 즉, 상기 기초시퀀스생성기(1106)는 상기 자도프 츄 시퀀스에 상기 커버링 코드를 곱함으로써, 기초 시퀀스를 생성한다.The
상기 순환쉬프트확장기(1108)는 상기 제어부(902, 1014)로부터 제공되는 순환 쉬프트 인덱스에 따라 상기 기초시퀀스생성기(1106)로부터 제공되는 기초 시퀀스를 순환 쉬프트시킨다.The
상기 공통시퀀스곱셈기(1110)는 상기 순환쉬프트확장기(1108)에 의해 순환 쉬프트된 기초 시퀀스에 PAPR 감소를 위한 마스터 커버링 시퀀스를 곱한다. 이때, 상기 마스터 커버링 시퀀스는 상기 제어부(902, 1014)로부터 제공되는 마스터 커버링 시퀀스 인덱스에 따라 상기 마스터 커버링 시퀀스를 생성한다. 예를 들어, 상기 마스터 커버링 시퀀스로서 골레이 시퀀스, 랜덤 시퀀스, 올원 시퀀스 및 상기 <수학식 6>과 같이 정의되는 시퀀스 중 하나가 사용될 수 있다. 상기 마스터 커버링 시퀀스가 곱해짐으로써, 사운딩 시퀀스 또는 레인징 시퀀스가 생성된다. 예를 들어, 상기 순환쉬프트확장기(1108) 및 상기 공통시퀀스곱셈기(1110)는 상기 <수학식 5>와 같이 상기 사운딩 시퀀스 또는 상기 레인징 시퀀스를 생성한다. The
도 12는 본 발명의 제2실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 상기 시퀀스생성기(904, 1010)의 블록 구성을 도시하고 있다.FIG. 12 shows a block configuration of the
상기 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 시퀀스생성기(904, 1010)는 시퀀스저장부(1202)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 12, the
상기 시퀀스저장부(1202)는 상기 <수학식 1> 내지 상기 <수학식 5>를 통해 산출된 시퀀스들을 저장하고 있으며, 상기 시퀀스들은 시퀀스 길이, 자도프 츄 시퀀스의 루트 인덱스, 직교 코드 인덱스들 및 순환 쉬프트 오프셋 중 적어도 둘의 조합들로 인덱싱되어 있다. 예를 들어, 상기 시퀀스저장부(1202)는 상기 <표 1> 내지 상기 <표 10> 중 적어도 하나의 테이블을 저장하고 있다. 따라서, 상기 제어부(902, 1014)로부터 사운딩 시퀀스 할당 정보 또는 레인징 시퀀스 인덱스 정보가 제공되면, 상기 시퀀스저장부(1202)는 상기 할당 정보 또는 상기 인덱스 정보에 대응되는 시퀀스를 검색하고, 검색된 시퀀스를 출력한다. The
단, 상기 <표 1> 내지 상기 <표 10>에 포함된 시퀀스들은 기초 사운딩 시퀀스들로서, 순환 쉬프팅 및 마스터 커버링 시퀀스가 적용되기 전의 사운딩 시퀀스들이다. 따라서, 이 경우, 미 도시되었지만, 상기 시퀀스생성기(904, 1010)는 상기 도 11에 도시된 상기 순환쉬프트확장기(1108) 및 상기 공통시퀀스곱셈기(1110)를 더 포함한다. 이에 따라, 상기 순환쉬프트확장기(1108)는 상기 제어부(902, 1014)로부터 제공되는 순환 쉬프트 인덱스에 따라 상기 시퀀스저장부(1202)로부터 제공되는 기초 시퀀스를 순환 쉬프트시킨다. 그리고, 상기 공통시퀀스곱셈기(1110)는 상기 제어부(902, 1014)로부터 제공되는 마스터 커버링 시퀀스 인덱스에 따라 상기 마스터 커버링 시퀀스를 생성한 후, 상기 마스터 커버링 시퀀스를 상기 순환 쉬프트된 기초 사운딩 시퀀스에 곱한다. 이로 인해, 사운딩 시퀀스가 생성된다.However, the sequences included in Table 1 to Table 10 are the basic sounding sequences, which are the sounding sequences before the cyclic shifting and the master covering sequence are applied. Thus, although not shown in this case, the
도 13은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템의 사운딩 채널 품질을 도시하고 있다. 상기 도 13은 본 발명 및 종래 기술의 성능을 비교 도시하고 있으며, (a)는 채널이 ITU-R(International Telecommunication Union-Radiocommunication sector)에서 권고하는 이동통신 채널 모델인 Ped-A인 경우의 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)을, (b)는 채널이 ITU-R에서 권고하는 이동통신 채널 모델인 Ped-B인 경우의 SINR을 도시하고 있다. 또한, 상기 도 13의 각 그래프에서, 가로축은 사운딩 처리 후 사용자들의 사운딩 SINR을 나타내며, 세로축은 사운딩 SINR이 가로축의 SINR 이하일 확률을 나타낸다. 여기서, 상기 종래 기술은 셀 특유 오프셋(cell-specific offset)이 적용된 골레이 코드(Golay code)를 스크램블링 코드(scrambling code)로서 적용한 DFT 직교 코드를 사용하는 경우이다. 상기 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명은 종래기술 대비하여 Ped-A채널에서 평균(CDF=0.5)값에서 1.5~3dB 개선을 보이며, 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명은 종래기술 대비하여 Ped-B 채널에서 0.5~1.1dB 성능 개선을 보인다.13 shows the sounding channel quality of the broadband wireless communication system according to the present invention. 13A and 13B show a comparison of the performance of the present invention and the prior art. FIG. 13A shows the SINR when the channel is Ped-A, a mobile communication channel model recommended by the International Telecommunication Union-Radiocommunication sector (ITU-R) Signal to Interference and Noise Ratio, and (b) shows SINR when the channel is Ped-B, which is a mobile communication channel model recommended by ITU-R. 13, the horizontal axis represents the sounding SINR of the users after the sounding process, and the vertical axis represents the probability that the sounding SINR is equal to or less than the SINR of the horizontal axis. Here, the above-described conventional technique uses a DFT orthogonal code in which a Golay code to which a cell-specific offset is applied is applied as a scrambling code. As shown in FIG. 13A, the present invention shows a 1.5 to 3 dB improvement in the average value (CDF = 0.5) in the Ped-A channel as compared with the prior art, and as shown in FIG. 13B Likewise, the present invention shows a 0.5-1. 1 dB performance improvement over the Ped-B channel compared to the prior art.
도 14는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템의 레인징 신호 특성을 도시하고 있다. 상기 도 14에서, 가로축은 레인징 시퀀스의 인덱스를 나타내고, 세로축은 시간 영역에서의 레인징 신호의 크기를 나타낸다. 상기 도 14에 도시된 바와 같이, 레인징 시퀀스의 시간 영역 인덱스가 변화함에도, 레인징 신호의 크기는 일정하다. 따라서, 동일 전력 증폭기(power AMP) 조건에서 시간에 따라 신호의 크기가 바뀌는 방식대비 전송 파워의 효율을 증대시켜서 레인징 커버리지(ranging coverage)를 증대시킬 수 있다.FIG. 14 shows a ranging signal characteristic of the broadband wireless communication system according to the present invention. 14, the horizontal axis represents the index of the ranging sequence, and the vertical axis represents the size of the ranging signal in the time domain. As shown in FIG. 14, although the time domain index of the ranging sequence changes, the ranging signal has a constant size. Therefore, the ranging power can be increased by increasing the efficiency of the transmission power with respect to the method of changing the signal size according to the time under the same power amplifier (power AMP) condition.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of various modifications within the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the illustrated embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.
도 1은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 사운딩 시퀀스들의 생성을 개념적으로 도시하는 도면,FIG. 1 conceptually illustrates the generation of sounding sequences in a broadband wireless communication system according to the present invention; FIG.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 사운딩 시퀀스들 간 상호 상관 피크치의 분포를 도시하는 도면,2 is a diagram illustrating distribution of cross-correlation peaks between sounding sequences in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 사운딩 신호 송신 절차를 도시하는 도면,3 is a diagram illustrating a procedure for transmitting a sounding signal of a terminal in a broadband wireless communication system according to a first embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 사운딩 신호 검출 절차를 도시하는 도면,4 is a diagram illustrating a sounding signal detection procedure of a base station in a broadband wireless communication system according to a first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 사운딩 신호 송신 절차를 도시하는 도면,5 is a diagram illustrating a procedure for transmitting a sounding signal of a terminal in a broadband wireless communication system according to a second embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 사운딩 신호 검출 절차를 도시하는 도면,6 is a flowchart illustrating a sounding signal detection procedure of a base station in a broadband wireless communication system according to a second embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 레인징 신호 송신 절차를 도시하는 도면,7 is a diagram illustrating a procedure for transmitting a ranging signal of a terminal in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 레인징 신호 검출 절차를 도시하는 도면,8 is a diagram illustrating a ranging signal detection procedure of a base station in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하는 도면,9 is a block diagram of a terminal in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 블 록 구성을 도시하는 도면,10 is a block diagram of a base station in a broadband wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 제1실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 시퀀스 생성기의 블록 구성을 도시하는 도면,11 is a block diagram of a sequence generator in a broadband wireless communication system according to a first embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 제2실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 시퀀스 생성기의 블록 구성을 도시하는 도면,12 is a block diagram of a sequence generator in a broadband wireless communication system according to a second embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템의 사운딩 채널 품질을 도시하는 도면,13 is a diagram illustrating the sounding channel quality of a broadband wireless communication system according to the present invention.
도 14는 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템의 레인징 신호의 신호 크기 분포를 도시하는 도면.14 is a diagram showing a signal size distribution of a ranging signal in a broadband wireless communication system according to the present invention;
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