KR100332803B1 - 이동통신 시스템의 채널 할당 방법 - Google Patents

이동통신 시스템의 채널 할당 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차세대 이동통신 규격 중 하나인 3GPP(3GPP: 3'rd Generation Partnership Project) 시스템에서 단말기가 기지국으로 데이터를 송출하는데 사용되는 업링크 채널 중 PRACH와 PCPCH에 대해 동일한 채널 할당방식을 적용하고, PRACH가 갖는 SF(SF: Spreading Factor)의 범위를 확장하는 기술에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 데이터 부분에 대하여/2 노드로부터 출발하여 시그너쳐에 해당하는 노드를 지나는 가지에 위치하는 노드들로 결정하고, 콘트롤 부분에 대해서는 앞의 데이터들이 위치하는 가지를 지나지 않으면서

Description

이동통신 시스템의 채널 할당 방법{CHANNEL ALLOCATION METHOD FOR MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동통신 시스템에서 채널 할당기술에 관한 것으로, 특히 차세대 이동통신 규격 중 하나인 3GPP(3GPP: 3'rd Generation Partnership Project) 시스템에서 단말기가 기지국으로 데이터를 송출하는데 사용되는 업링크 채널 중 PRACH와 PCPCH에 대해 동일한 채널 할당방식을 적용하고, PRACH가 갖는 SF(SF: Spreading Factor)의 범위를 확장할 수 있도록한 이동통신 시스템의 채널 할당 방법에 관한 것이다.
차세대 이동통신 규격 중 하나인 3GPP 시스템에서 단말기가 기지국으로 데이터를 전송하기 위해 사용하는 업링크 채널 중 PRACH(PRACH: Physical Random Access Channel)와 PCPCH(PCPCH: Physical Common Packet Channel)의 채널 할당을 위해 스크램블링 코드(SC: Scrambling Code)와 채널화 코드인 OVSF(OVSF: Orthogonal Variable Spreading Factor)가 사용되며, 단말기는 16개의 시그너쳐(Signature) 중 하나를 억세스 프리엠블(Access preamble)에 실어서 송출한다.
종래 기술에 의한 PRACH 채널 할당방법에 의하면, 도 1에서와 같이 16개 각각의 시그너쳐는 SF(SF: Spreading Factor)의 해당 위치에 존재하는 노드에 1 대 1로 대응된다. 따라서, 단말기가 특정한 시그너쳐를 프리엠블에 실어서 송출한 후 승인 응답신호를 받으면 그 시그너쳐에 해당하는 노드로부터 OVSF 코드를 결정한다.
채널화 코드인 OVSF 코드를 근거로 하여, 전송하고자 하는 데이터 부분과 콘트롤 부분의 코드를 결정하게 되는데, 상기와 같은 방법으로 결정된 노드로부터 도 2와 같은 방법으로 각각의 코드를 결정한다. 따라서, 16개의 시그너쳐로 할당할 수 있는 OVSF 코드는 SF가 32∼256인 구간이다.
이와 같은 경우 채널 구분은 OVSF 코드로 하게 되고, 스크램블링 코드에 대해서는 모든 채널이 동일하다.
상기 PCPCH의 경우 PRACH와는 달리 SF가 8∼16인 구간의 OVSF 코드로 할당하여야 하므로 PRACH와는 다른 채널 할당방법이 사용된다. PCPCH의 경우 16개 각각의 시그너쳐는 각기 다른 스크램블링 코드로 맵핑(Mapping)되고, OVSF는 코드 트리(Code Tree)에서 정해진 하나의 코드를 사용한다.
이와 같이 종래기술에 의한 3GPP 시스템의 채널 할당 방법에 있어서는 PRACH와 PCPCH의 채널 할당을 위해 17개의 스크램블링 코드를 필요로 하며, 채널 할당을 위해서 각각 다른 방식의 채널 할당방법을 사용해야 하는 번거로움이 있었다. 더욱이, PRACH의 경우 SF가 32 이상인 경우에만 적용할 수 있는 결함이 있었다.
따라서, 본 발명의 제1목적은 3GPP 시스템에서 소정 개수의 시그너쳐와 그 이하의 스크램블링 코드를 이용하여 PRACH와 PCPCH의 채널을 할당하는데 있다.
본 발명의 제2목적은 동일한 구조의 채널 할당방법으로 PRACH와 PCPCH의 채널을 할당하는데 있다.
본 발명의 제3목적은 PRACH가 갖는 SF의 범위를 기존에 비해 더욱 확장하는데있다.
도 1은 종래의 PRACH 채널 할당을 위한 코드 트리 설명도.
도 2는 종래 PRACH의 채널화 코드인 OVSF 코드 할당 방법의 설명도.
도 3은 종래의 PCPCH 채널 할당을 위한 코드 트리 설명도.
도 4는 종래 PCPCH의 채널화 코드인 OVSF 코드 할당 방법의 설명도.
도 5는 본 발명에 의한 PRACH, PCPCH의 채널 할당을 위한 코드 트리 설명도.
도 6a는 본 발명에 의한 OVSF 코드 할당 방법의 제1실시 예시도.
도 6b는 본 발명에 의한 OVSF 코드 할당 방법의 제2실시 예시도.
도 6c,6d는 본 발명에 의한 OVSF 코드 할당 방법의 제3실시 예시도.
도 7은 본 발명에 의한 OVSF 코드 트리의 다른 실시 예시도.
도 8은일 때 PRACH, PCPCH 채널 할당을 위한 코드 트리 설명도.
도 9는일 때 PRACH, PCPCH 채널 할당을 위한 코드 트리 설명도.
도 10은일 때 PRACH, PCPCH 채널 할당을 위한 코드 트리 설명도.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
SF : 스프레딩팩터 AP : 억세스 프리엠블
SC : 스크램블링코드
본 발명의 제1특징에 따르면, PRACH와 PCPCH의 채널 할당할 때 각각의 시그너쳐에 해당하는 노드를 이용하여 스크램블링 코드와 채널화 코드가 결정된다.
본 발명의 제2특징에 따르면, 상기 제1특징에서 각각의 시그너쳐는 각기 다른 신호이며, 여러개의 시그너쳐가 사용 가능한 스크램블링 코드 중의 하나에 맵핑된다.
본 발명의 제3특징에 따르면, OVSF를 할당할 때 각 시그너쳐에 해당하는 SF 16의 위치에 있는 노드들이 트리 구조에 의해 연결된 SFmin/2 위치에 있는 노드들로부터 결정된다. 여기서, SFmin은 최소 SF를 의미하며, SF란 전송되는 한 심볼내에 몇 개의 대역 확산 코드 칩(chip)이 들어 있는지를 나타내는 값이다. 따라서, 기존의 PCPCH의 OVSF 코드를 할당하는 방법과 달리 SF=2인 위치에 존재하는 두 개의 노드로부터 OVSF를 결정하게 되므로 콘트롤 부분을 위한 여러 종류의 채널화 코드가 존재한다.
본 발명의 제4특징에 따르면, 최상위 노드로 연결된 각각의 시그너쳐에 해당하는 채널은 스크램블링 코드가 다른 것을 이용하여 구분할 수 있다.
본 발명의 제5특징에 따르면, 기존에 비하여 PRACH와 PCPCH의 채널 할당을 위해 사용되는 스크램블링 코드의 수를 줄일 수 있고, PRACH 채널 할당과 PCPCH의 채널 할당을 동일한 알고리즘으로 수행할 수 있다.
본 발명의 제6특징에 따르면, 제5특징의 예로써 본 발명을 이용하여 각 8개의 스크램블링 코드를 PRACH와 PCPCH의 채널 할당을 위해 사용하면, 기존의 PCPCH 채널 할당을 위해 사용되는 스크램블링 코드의 수를 16개에서 8개로 줄일 수 있고 PRACH와 PCPCH는 4 이상의 모든 SF(SFmin=4)를 사용할 수 있게 된다. 즉, PRACH 채널 할당을 위해 스크램블링 코드를 사용하므로 종래와 달리 32 이하의 SF(즉, SF=4,8,16)들도 PRACH가 사용할 수 있다. 결국, PRACH와 PCPCH 채널 할당을 위해 필요한 스크램블링 코드의 수는 종래의 17개에서 16개로 하나 줄어든다.
본 발명의 제7특징에 따르면, PCPCH는 4 이상의 SF 모두를 사용할 수 있으나 PRACH가 사용할 수 있는 SF의 범위를 제한하고자 할 경우, PRACH를 위하여 8개의 스크램블링 코드를 사용하는 대신에 x개(1<x<8, x=정수)의 스크램블링 코드만을 PRACH에 할당할 수 있다. 이 경우, 결국 PRACH와 PCPCH 채널 할당을 위해 필요한 스크램블링 코드의 수는 (x+1)개로 더욱 줄어든다.
본 발명의 제8특징에 따르면, 제5특징 및 제7특징의 예로써, PCPCH는 4 이상의 SF 모드를 사용(즉, SFmin=4)할 수 있고, PRACH가 사용할 수 있는 SF의 범위를 16 이상으로 제한(즉, SFmin=16)하고자 할 경우 2개의 스크램블링 코드만을 PRACH에 할당할 수 있다.
본 발명의 제9특징에 따르면, 제5특징 및 제7특징의 예로써, PRACH가 사용할 수 있는 SF의 범위를 8 이상으로 제한(즉, SFmin=8)하고자 할 경우 4개의 4개의 스크램블링 코드만을 PRACH에 할당할 수 있다.
본 발명의 제10특징에 따르면, 제5특징 및 제7특징의 예로써, PCPCH는 4 이상의 모드를 사용(즉, SFmin=4)할 수 있고, PRACH가 사용할 수 있는 SF의 범위를 기존처럼 32 이상으로 제한(예, SFmin=32)하고자 할 경우 8개의 스크램블링 코드를 PCPCH에 할당하고 1개의 스크램블링 코드만을 PRACH에 할당할 수 있다.
본 발명에 의한 OVSF 코드의 할당 방법은, 콘트롤 부분에 대하여/2 노드로부터 연결된 상위 가지의 SF=256 위치에 있는 노드로 할당하고, 데이터 부분에 대해서는/2와 연결되어 있는의 하위 노드로부터 출발하며 그 하위 노드 중에서 가장 상위에 있는 가지에 위치한 노드들 중 어느 하나에 할당한다.
본 발명에 의한 OVSF 코드의 또 다른 할당 방법은, 콘트롤 부분에 대하여/2 노드로부터 연결된 가장 하위 가지의 SF=256 위치에 있는 노드로부터 할당하고, 데이터 부분에 대해서는/2와 연결된 가장 상위 가지에 있는 노드로부터 할당한다.
본 발명에 의한 OVSF 코드의 또 다른 할당 방법은, 데이터 부분에 대하여/2 노드로부터 출발하여 시그너쳐에 해당하는 노드를 지나는 가지에 위치하는 노드들로 결정하고, 콘트롤 부분에 대해서는 앞의 데이터들이 위치하는 가지를 지나지 않으면서/2 에 연결되어 있는 가지 위의 SF=256 노드로 할당한다.
이와 같은 본 발명의 작용을 첨부한 도 5 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5에서 AP#0∼AP#15는 단말기가 억세스 프리엠블에 실어서 전송하는 시그너쳐를 의미하며, OVSF 코드 트리에서 SF가 16인 지점의 노드들과 1대1로 맵핑된다.
시스템에 따라서 어떤 채널의 전송할 수 있는 메시지의 최고 전송율을 제한할 수 있다. 이때, 가능한 메시지의 최고 전송율에 따라서 SF의 최소값이 정해지는데 이를 SFmin이라 하면, 하나의 스크램블링 코드에 맵핑되는 시그너쳐의 수 Ms과 필요한 스크램블링 코드의 수 NSC는 다음의 수식으로 표현된다.
상기 (식1)에 의해 결정된 스크램블링 코드의 수 Nsc와 맵핑되는 시그너쳐의 수 Ms에 의해서 AP#0∼AP#15는 각각의 스크램블링 코드에 Ms:1로 맵핑되는데, 다음의 (식2),(식3)은 그 예를 나타낸 것이다.
여기서, mod는 모듈로(modulo) 연산을 의미하며,은 PRACH의 스크램블링 코드를 의미하며,는 PCPCH의 스크램블링 코드를 의미한다.는 사용 가능한 스크램블링 코드 중 k번째를 의미한다.
단말기가 특정한 시그너쳐 AP#s를 전송하여 기지국으로부터 승인을 받았을 때 할당하는 스크램블링 코드는 상기 (식2) 및 (식3)에 의한 맵핑 규칙을 따른다.
승인된 시그너쳐 AP#s를 이용하여 전송할 메시지의 데이터 부분과 콘트롤 부분의 채널화 코드는 임의의 규칙에 따라 결정하면 된다. 가능한 방법 중 세가지의 예로써 도 6a 내지 도 6c와 같은 방법으로 할당할 수 있으며, 이를 식으로 표현하면 다음과 같다.
혹은,
혹은,
상기 도 6a를 살펴보면, 콘트롤 부분은/2 노드로부터 연결된 상위 가지의 SF=256 위치에 있는 노드로 할당됨을 할 수 있다. 이에 비하여 데이터 부분은/2와 연결되어 있는의 하위 노드로부터 출발하며, 그 하위 노드 중에서 가장 상위에 있는 가지에 위치한 노드들 중에서 어느 하나에 할당됨을 알 수 있다.
상기 도 6b를 살펴보면, 콘트롤 부분은/2 노드로부터 연결된 가장 하위 가지의 SF=256 위치에 있는 노드로부터 할당됨을 알 수 있다. 이에 비하여 데이터 부분은/2와 연결된 가장 상위 가지에 있는 노드드로부터 할당됨을 알 수 있다.
상기 도 6c와 6d를 살펴보면, 데이터 부분은/2 노드로부터 출발하여 시그너쳐에 해당하는 노드를 지나는 가지에 위치하는 노드들로 결정된다. 이에 비하여 콘트롤 부분은 앞의 데이터들이 위치하는 가지를 지나지 않으면서/2 에 연결되어 있는 가지 위의 SF=256 노드로 할당됨을 알 수 있다.
상기 (식6)에서와는 각각 콘트롤 부분과 데이터 부분의 채널화 코드를 의미하고,는 OVSF 코드 트리에서 각각의 노드에 할당되는 코드값이다. 이는 도 8에 나타나 있으며, 다음의 (식8) 내지 (식10)와 같이 정의된다.
상기의 모든 처리과정은 PRACH와 PCPCH의 채널 할당을 위해서 공통적으로 사용할 수 있으며, 각와개의 스크램블링 코드가 필요하다. 따라서, PRACH를 위하여∼이 사용되고, PCPCH를 위하여∼가 사용된다.
인 경우에 대하여, 상기의 모든 처리과정을 수행하였을 때 그 결과는 기존의 PRACH 채널 할당 결과와 동일하게 된다. 기존의 방법과 OVSF 코드 할당을 동일하게 하기 위해서는 상기 (식4)를 사용하면 된다.
이상의 설명은 본 발명의 제1실시예를 나타낸 것이고, 본 발명의 다른 실시예로써 제1실시예에서 데이터 부분의 최저 SF인가 각각 16,8,4일 때의 처리과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전송하려는 메시지의 데이터 부분의 최저 SF인가 16일 때, 도 8에 도시한 코드 트리에 의하여 각 시그너쳐와 스크램블링 코드가 맵핑된다. 상기 (식1)에 의해 하나의 스크램블링 코드에 맵핑되는 시그너쳐의 수는 8이고, 필요한 스크램블링 코드의 수는 2이다. 각각의 시그너쳐와 스크램블링 코드의 맵핑 규칙은 다음의 (식11)으로 표현된다.
이와 같은 경우, 도 8에서와 같이 각각의 시그너쳐에 해당하는 노드를 이용하여 스크램블링 코드와 채널화 코드를 결정한다. 즉, 8개의 시그너쳐가 하나의 스크램블링 코드에 맵핑된다. 따라서, PRACH와 PCPCH 채널 할당을 위해 필요한 스크램블링 코드의 수는 [2(PRACH) + 8(PCPCH)] = 10개가 된다.
상기 제1실시예에서 데이터 부분의 최저 SF인가 8일 때, 도 9의 코드 트리에 의하여 각 시그너쳐와 스크램블링 코드가 맵핑된다.가 8임을 이용하여 제1실시예의 (식2)에서부터 (식9)의 처리과정을 수행한다.
이와 같은 경우, 각각의 시그너쳐에 해당하는 노드를 이용하여 스크램블링 코드와 채널화 코드를 결정한다. 즉, 4개의 시그너쳐가 하나의 스크램블링 코드에 맵핑된다. 따라서, PRACH와 PCPCH 채널 할당을 위해 필요한 스크램블링 코드의 수는 (4+8)=12가 된다.
상기 제1실시예에서 메시지의 데이터 부분의 최저 SF인가 4일 때, 도 10에 도시한 트리에 의하여 각 시그너쳐와 스크램블링 코드가 맵핑된다.가 4임을 이용하여 제1실시예의 (식2)에서부터 (식6)의 처리과정을 수행한다.
이와 같은 경우, PRACH는 기존의 방법과 동일하고 PCPCH만 도 10의 방식으로 8개의 스크램블링 코드를 할당하면 된다. 따라서, PRACH와 PCPCH 채널 할당을 위해 필요한 스크램블링 코드의 수는 (1+8)=9개가 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 억세스 프리엠블의 시그너쳐를 이용하여 스크램블링 코드 및 채널화 코드를 할당하는 방식을 사용하는 3GPP의 업링크 채널인 PRACH와 PCPCH의 채널 할당 방식을 통합할 수 있고, PRACH와 PCPCH의 채널 할당을 위해 필요한 전체 스크램블링 코드의 수를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, PRACH와 PCPCH에 할당할 수 있는 'OVSF의 자유도'(채널들이 OVSF를 얼마나 자유롭게 사용할 수 있는지에 대한 정도)를 향상시킬 수 있고, 추가적으로 PRACH에 SF가 4∼16 OVSF를 할당할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 통신 시스템에서 일반적인 공유 랜덤 억세스 채널의 채널 할당을 효율적으로 사용하는데 기여할 수 있고, 3GPP에서 사용하는 PRACH 및 PCPCH의 채널 할당 방식에 적용함으로써 기존의 방식보다 필요한 스크램블링 코드의 수를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 램덤억세스채널(PRACH)과 공통패킷채널(PCPCH) 할당을 위해 채널화코드 (OVSF)를 할당하는 방법에 있어서, 콘트롤 부분에 대하여/2 노드로부터 연결된 상위 가지의 최상위 스프레딩팩터 위치에 있는 노드로 할당하고, 데이터 부분에 대해서는/2와 연결되어 있는의 하위 노드로부터 출발하되 그 중에서 최상위에 있는 가지에 위치한 노드들 중 어느 하나로 할당하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 채널 할당 방법.
  2. 제1항에 있어서, 콘트롤 부분 및 데이터 부분의 채널화 코드는 다음의 식을 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 채널 할당 방법.
  3. 램덤억세스채널(PRACH)과 공통패킷채널(PCPCH) 할당을 위해 채널화코드 (OVSF)를 할당하는 방법에 있어서, 콘트롤 부분에 대하여/2 노드로부터 연결된 최하위 가지의 스프레딩팩터 위치에 있는 노드로 할당하고, 데이터 부분에 대해서는/2와 연결된 최상위 가지에 있는 노드드로 할당하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 채널 할당 방법.
  4. 제3항에 있어서, 콘트롤 부분 및 데이터 부분의 채널화 코드는 다음의 식을 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 채널 할당 방법.
  5. 램덤억세스채널(PRACH)과 공통패킷채널(PCPCH) 할당을 위해 채널화코드 (OVSF)를 할당하는 방법에 있어서, 데이터 부분에 대하여/2 노드로부터 출발하여 시그너쳐에 해당하는 노드를 지나는 가지에 위치하는 노드들로 결정하고, 콘트롤 부분에 대해서는 이전의 데이터들이 위치하는 가지를 통과하지 않으면서/2 에 연결되어 있는 가지 위의 최상위 노드로 할당하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 채널 할당 방법.
  6. 제5항에 있어서, 콘트롤 부분 및 데이터 부분의 채널화 코드는 다음의 식을 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 채널 할당 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 콘트롤 부분 및 데이터 부분의 채널화 코드는 다음의 식을 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 채널 할당 방법.
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