KR100857904B1

KR100857904B1 - 이동통신시스템의 상향링크 고속 레인징 처리 장치 및 그방법

Info

Publication number: KR100857904B1
Application number: KR1020060121421A
Authority: KR
Inventors: 문영진; 김영일
Original assignee: 한국전자통신연구원; 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-12-04
Filing date: 2006-12-04
Publication date: 2008-09-10
Also published as: WO2008069389A2; KR20080050753A; US8165069B2; US20100046431A1; WO2008069389A3

Abstract

본 발명은 이동통신시스템의 상향링크 고속 레인징 처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 상향링크 고속 레인징 처리 장치가 FFT 사이즈의 1/2 포인터 떨어진 위치에 같은 값을 가지는 두 쌍의 레인징 코드를 송신한다. 상향링크 고속 레인징 처리 장치는 수신한 두 쌍의 레인징 코드를 이용하여 상관값을 구한다. 그리고 상관값을 이용하여 시간지연에 해당하는 복수지수 항을 제거하기 위한 복수지수 회전인자 탐색 순서를 결정한다.

따라서, 시간 오차에 해당하는 복수지수 회전인자의 반주기 대칭성을 이용하여 종래의 복수지수 회전인자 탐색 방법에 비해 각 단말기의 시간 오차를 탐색하는 데 걸리는 시간을 줄일 수 있다.

상향링크 고속 레인징, 시간지연, 복수지수 회전인자

Description

이동통신시스템의 상향링크 고속 레인징 처리 장치 및 그 방법{Apparatus for Uplink Fast Ranging in mobile communication system and method thereof}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신시스템에서 상향링크 고속 레인징 신호를 송신하기 위한 상향링크 고속 레인징 처리 장치의 블록 구성도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신시스템에서 상향링크 고속 레인징 신호를 수신하기 위한 상향링크 고속 레인징 처리 장치의 블록 구성도이다.

도 3은 도 2의 복수지수 회전인자 출력 제어부(230)의 세부적인 구성을 보인 블록도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신시스템에서 상향링크 고속 레인징 신호를 송신하기 위한 레인징 처리 방법을 보인 도면이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신시스템에서 상향링크 고속 레인징 신호를 수신하기 위한 레인징 처리 방법을 보인 도면이다.

도 6은 도 5의 단계(S207, S209, S211)를 세부적으로 보인 도면이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신시스템에서 상향링크 고속 레인징 처리 방식을 적용한 시뮬레이션 결과를 보인 도면이다.

본 발명은 이동통신시스템의 상향링크 고속 레인징 처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access)/TDD(Time Division Duplex) 방식의 이동통신시스템에서 상향링크 레인징 채널을 고속으로 처리하는 것이다.

OFDMA/TDD 방식은 고속의 데이터 신호를 저속의 데이터 신호로 변환하여 다수의 부반송파들로 이루어진 부채널을 통해 데이터를 송ㆍ수신하는 방식이다.

일반적으로 하향링크는 한 기지국에서 다수의 사용자들에게 신호를 전송하는 방식으로 여러 부채널에 사용자들의 데이터 신호를 할당하여 하향링크로 신호를 전송한다.

이때, 한 기지국에서 전송된 데이터 신호를 각 사용자 단말기에서 수신을 하면 OFDM 한 심볼내의 모든 부반송파들은 서로 독립적인 시간 지연을 겪지 않고 단말기 수신기에 동시에 도달하여 부반송파들간 직교성이 유지된다.

하지만 상향링크의 경우 각 단말기들 각각의 시간적인 차이와 위치적인 차이로 인하여 기지국에 도착하는 각 단말기 데이터 신호들은 단말기간의 절대적인 시간 동기에 있어 일치하지 않는다.

그런데 단말기간의 절대적인 시간 동기가 일치하지 않으면 다수의 단말기들에서 올라오는 부채널들로 이루어진 OFDM 한 심볼은 각 부채널을 구성하는 부반송파간의 신호 직교성이 파괴되어 기지국에서 데이터 복조시 원 신호의 손실을 가져온다.

이러한 문제점을 보완하기 위해 각 단말기가 송신한 신호에 대해 기지국은 기지국 기준 시간에 대한 시간 지연을 측정하고 단말기 송신 시간을 기지국 기준 시간에 맞추어 송신하도록 하여 각 단말기의 시간적인 차이와 위치적인 차이로 인하여 발생하는 시간 지연을 일치시킨다.

각 단말기와 기지국 사이의 상향링크 시간 지연을 측정하기 위하여 각 단말기는 의사 랜덤한 레인징 코드를 생성하여 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조를 수행한 후 할당된 레인징 채널을 통해 기지국으로 송신한다.

이때, 레인징 채널을 통해 전달되는 여러 단말기들의 레인징 코드는 각각 독립적인 랜덤코드 특성을 가지고 기지국으로 전송된다.

또한, 무선 채널을 통해 기지국에서 수신된 신호는 각 단말기들의 위치적인 차이 및 무선 채널 환경의 차이로 인하여 독립적인 시간 지연을 겪는다. 이때 시간 지연에 해당되는 신호들은 기지국에서는 복수지수 형태로 표현되며 원래 신호에서 위상이 변조된 형태로 나타난다.

따라서, 기지국에서는 기지국 시간 기준에 대한 시간 오차를 찾기 위해 먼저 복수지수 형태로 표현되는 시간 오차를 제거하는 모든 가능한 복수지수 값을 차례대로 곱하여 시간오차를 제거한다. 다음 가능한 모든 의사랜덤 레인징 코드들의 상관값을 구하여 임계치를 비교함으로써 각 단말기의 기지국 시간 기준에 대한 시간 오차와 해당하는 레인징 코드들 찾는 과정을 수행한다.

그런데 이때 정확한 시간 오차에 해당하는 복수지수 값을 찾기 위해 순차적으로 복수지수 항을 곱하다 보면 최악의 경우 정확한 시간 오차를 찾기 위해 필요 한 복수지수 탐색 횟수가 너무 많아 빠른 레인징 응답을 요구하는 시스템의 요구 사항을 수용하지 못하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기지국에서 각 단말기의 시간 오차 탐색 시간을 개선할 수 있는 이동통신시스템의 상향링크 고속 레인징 처리 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

상기 기술한 바와 같은 과제를 이루기 위하여 본 발명의 특징에 따른 상향링크 고속 레인징 처리 장치는,
이동통신 시스템에서 상향링크 레인징 신호를 송신하기 위한 상향링크 고속 레인징 처리 장치에 있어서, 레인징 코드를 생성하는 레인징 코드 생성부; 상기 레인징 코드 생성부가 생성한 레인징 코드가 할당된 포인터 위치로부터 기 설정된 거리만큼 떨어진 포인터 위치에 상기 생성한 레인징 코드를 복사하는 레인징 코드 복사부; 및 상기 레인징 코드 생성부가 생성한 레인징 코드 및 상기 레인징 코드 복사부가 복사한 레인징 코드를 역고속푸리에 변환하여 레인징 코드 쌍을 출력하는 역고속푸리에 변환부를 포함하고, 상기 레인징 코드 쌍은 상향링크 시간 지연이 홀수 지연인지 또는 짝수 지연인지를 추정하는데 사용된다.

삭제

본 발명의 다른 특징에 따른 상향링크 고속 레인징 처리 장치는,

이동통신 시스템에서 상향링크 레인징 신호를 수신하기 위한 상향링크 고속 레인징 처리 장치에 있어서, 시간지연에 대응하는 복수지수 회전인자들을 저장하는 복수지수 회전인자 저장부; 수신되어온 레인징 신호로부터 추출한 동일한 레인징 코드 값을 가지고 할당된 포인터 위치는 서로 다른 제1 레인징 코드 및 제2 레인징 코드의 상관값을 구하는 레인징 코드 상관값 연산부; 및 상기 상관값을 이용하여 상기 시간지연이 짝수번째인지 또는 홀수번째인지를 예측한 결과에 따라 상기 복수지수 회전인자들의 출력 순서를 결정하는 복수지수 회전인자 출력 제어부를 포함하고, 상기 복소지수 회전인자 저장부는, 상기 복수지수 회전인자 출력 제어부가 결정한 출력 순서에 따른 상기 복수지수 회전인자들을 출력한다.

본 발명의 특징에 따른 상향링크 고속 레인징 처리 방법은,
이동통신 시스템에서 상향링크 레인징 신호를 송신하기 위한 상향링크 고속 레인징 처리 방법에 있어서, 레인징 코드를 생성하는 단계; 상기 레인징 코드가 할당된 포인터 위치로부터 기 설정된 거리만큼 떨어진 포인터 위치에 상기 레인징 코드를 복사하는 단계; 및 상기 생성하는 단계에서 생성한 레인징 코드 및 상기 복사하는 단계에서 복사한 레인징 코드를 역고속푸리에 변환하여 레인징 코드 쌍을 출력하는 단계를 포함하고, 상기 레인징 코드 쌍은 상향링크 시간 지연이 홀수 지연인지 또는 짝수 지연인지를 추정하는데 사용된다.

삭제

본 발명의 다른 특징에 따른 상향링크 고속 레인징 처리 방법은,

이동통신 시스템에서 상향링크 레인징 신호를 수신하기 위한 상향링크 고속 레인징 처리 방법에 있어서, 수신되어온 레인징 신호로부터 추출한 동일한 레인징 코드 값을 가지고 할당된 포인터 위치는 서로 다른 제1 레인징 코드 및 제2 레인징 코드의 상관값을 연산하는 단계; 상기 상관값을 이용하여 시간지연이 짝수번째인지 또는 홀수번째인지를 예측하는 단계; 및 시간지연에 대응되는 복수지수 회전인자들 중에서 상기 예측하는 단계에서 예측한 결과에 상응하는 복수지수 회전인자들을 출력하는 단계를 포함한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명 이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 본 명세서에서 기재한 모듈(module)이란 용어는 특정한 기능이나 동작을 처리하는 하나의 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현할 수 있다.

이제, 본 발명의 실시예에 따른 이동통신시스템의 상향링크 고속 레인징 처리 장치 및 그 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1에 따르면, 상향링크 고속 레인징 처리 장치(100)는 레인징 코드 생성부(110), 레인징 코드 복사부(120) 및 역고속푸리에 변환부(130)를 포함한다.

여기서, 상향링크 고속 레인징 신호를 송신하기 위한 상향링크 고속 레인징 처리 장치(100)는 이동통신시스템의 단말기에 해당한다.

레인징 코드 생성부(110)는 상향링크 레인징 신호를 송신하기 위한 레인징 코드를 생성한다. 이때, 와이브로 레인징 코드 길에 해당하는 144 비트 길이의 의사랜덤 코드를 생성하며 이 레인징 코드는 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조된다.

레인징 코드 복사부(120)는 레인징 코드 생성부(110)가 생성한 레인징 코드를 복사하는데, 레인징 코드 생성부(110)가 생성한 레인징 코드가 생성된 포인터 위치와 다른 포인터 위치에 복사한다. 즉 와이브로 시스템의 한 심볼의 부반송파 수에 해당하는 1024 IFFT 포인터의 반 포인터인 512 포인터 떨어진 위치에 동일한 레인징 코드를 복사한다.

이와 같이 레인징 코드를 복사함으로써 생성된 i 번째 단말기의 레인징 코드 쌍은 아래 수학식 1과 같이 표현된다.

이때,

는 레인징 코드 생성부(110)가 생성한 제1 레인징 코드라 하고,

는 레인징 코드 복사부(120)가 복사한 제2 레인징 코드라 하기로 한다.

역고속푸리에 변환부(130)는 동일한 레인징 코드 값을 가진 제1 레인징 코드 및 제2 레인징 코드를 입력받아 역고속푸리에 변환을 수행한다.

이후, 역고속푸리에 변환된 제1 레인징 코드 및 제2 레인징 코드로 이루어진 레인징 코드 쌍은 라디오 주파수 변환되어 무선채널을 거쳐 기지국으로 레인징 신호로 전송된다.

도 2에 따르면, 상향링크 고속 레인징 처리 장치(200)는 고속푸리에 변환부(210), 레인징 코드 상관값 연산부(220), 복수지수 회전인자 출력 제어부(230), 복수지수 회전인자 저장부(240), 복수지수 곱셈부(250), m개의 레인징 코드 상관부(260) 및 m개의 임계치 비교부(270)를 포함한다.

여기서, 상향링크 고속 레인징 신호를 수신하기 위한 상향링크 고속 레인징 처리 장치(200)는 이동통신시스템의 기지국에 해당한다.

이때, 기지국은 여러 단말기들로부터 각각의 독립적인 의사랜덤 레인징 코드와 무선환경하에서 각각의 독립적인 시간지연을 경험하면서 합쳐진 레인징 신호를 수신한다.

여기서, 수신한 신호에 대해 무선채널에 대한 페이딩 환경과 부가적인 백색 가우시안 잡음(AWGN, Additive White Gaussian Noise)을 고려하지 않고 독립적인 시간지연만을 고려한 표현은 아래 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.

이때,

은 수신한 레인징 신호이고

는 i번째 단말기로부터 수신한 레인징 신호에 해당하고

는 i번째 이외의 단말기로부터 수신한 레인징 신호들의 합에 해당한다.

고속푸리에 변환부(210)는 수신된 레인징 신호를 복조하기 위한 고속푸리에 변환을 수행한다. 이때, 고속푸리에 변환된 레인징 신호는 각 단말기들의 원래 레인징 신호와 함께 시간 지연에 의해 발생하는 원신호의 위상변조 형태가 함께 나타난다. 이에 대한 수학식은 아래 수학식 3과 같다.

수학식 3에서 i번째 단말기로부터 수신된 레인징 신호에 해당하는

는 단말기에서 생성한 의사랜덤 레인징 코드와 시간 지연에 의해 발생하는 위상변조가 함께 나타난다.

레인징 코드 상관값 연산부(220)는 고속푸리에 변환부(210)로부터 출력된 레인징 신호에서 레인징 코드 쌍을 추출한다. 이때, 레인징 코드 쌍은 도 1에서 설명한 제1 레인징 코드 및 제2 레인징 코드로 이루어진다.

레인징 코드 상관값 연산부(220)는 제1 레인징 코드 및 제2 레인징 코드 간에 상관값을 연산하여 시간지연에 해당하는 복수지수 항이 짝수지연인지 또는 홀수지연인지 추론한다.

추론을 위해 레인징 코드 상관값 연산부(220)는 시간지연을 겪은 제1 레인징 코드 및 제2 레인징 코드를 비교한다.

다음 수학식 4는 시간지연을 겪은 i번째 단말기의 제2 레인징 코드를 수학식으로 표현한 것이다.

수학식 4에 따르면, 제2 레인징 코드를 위상변조 항을 두 부분으로 분리하여 나타내었다.

이때, 분리된 위상변조 항 중에서 '

'항은 i번째 단말기의 시간 지연인 '

'의 값에 따라 짝수지연 값이면 '1'이고 홀수지연 값이면 '-1'이다.

즉 수학식 4의 특징을 이용하면, 도 1의 상향링크 고속 레인징 처리 장치(100)에서 제1 레인징 코드와 제2 레인징 코드를 같은 값으로 송신했지만 무선환경에서 경험한 시간지연이 짝수지연인지 또는 홀수지연인지에 따라 고속푸리에 변환부(210)의 제1 레인징 코드 및 제2 레인징 코드 출력값은 서로 같을 수도 있고 다를 수도 있다.

이러한 내용을 수학식으로 표현하면 아래 수학식 5와 같다.

즉 i번째 단말기의 시간 지연인 '

'이 '0, 2, 4, 8'과 같은 짝수번째 시간지연인 경우 제1 레인징 코드와 제2 레인징 코드는 값이 같다.

그러나 시간지연이 '1, 3, 5, 7'과 같은 홀수번째 시간지연인 경우 제1 레인징 코드와 제2 레인징 코드의 값은 반전된 값을 가진다.

따라서, 레인징 코드 상관값 연산부(220)는 제1 레인징 코드와 제2 레인징 코드가 동일하면 상관값으로 '1'을 출력한다. 또한, 제1 레인징 코드와 제2 레인징 코드가 서로 반전된 값을 가지면 상관값으로 '-1'을 출력한다. 또한, 제1 레인징 코드와 제2 레인징 코드가 동일하지도 반전된 값을 가지지도 않는 경우에는 상관값으로 '0'을 출력한다.

복수지수 회전인자 출력 제어부(230)는 레인징 코드 상관값 연산부(220)로부터 출력되는 상관값을 기반으로 복수지수 곱셈부(250)로 출력될 복수지수 회전인자의 순서를 결정한다. 즉 상관값에 따라 시간지연이 짝수지연인지 또는 홀수지연인지를 예측한다. 그리고 예측한 결과에 따라 시작점을 짝수번째 복수지수 회전인자에 해당하는 값부터 탐색을 시작할지 또는 홀수번째 복수지수 회전인자에 해당하는 값부터 탐색을 시작할지를 결정한다. 이렇게 하면, 시간지연 오차를 구하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있을 것으로 판단된다.

여기서, 복수지수 회전인자 출력 제어부(230)는 도 3을 참조해볼 때 보다 세부적으로 구현될 수 있다.

즉 도 3에 따르면, 복수지수 회전인자 출력 제어부(230)는 상관값 판단 모 듈(232), 제1 복수지수 회전인자 선택 모듈(234), 제2 복수지수 회전인자 선택 모듈(236) 및 제3 복수지수 회전인자 선택 모듈(238)을 포함한다.

상관값 판단 모듈(232)은 레인징 코드 상관값 연산부(220)로부터 출력되는 상관값이 0 보다 큰 경우, 0 보다 작은 경우, 또는 0 인 경우 중 어느 경우에 해당하는지 판단한다.

제1 복수지수 회전인자 선택 모듈(234)은 상관값 판단 모듈(232)이 판단한 상관값이 0 보다 큰 경우에 해당할 때 짝수 번째 복수지수 항에 해당하는 시간 지연을 제거하기 위한 복수지수 회전인자 값부터 차례대로 출력할 것을 제어하는 신호를 복수지수 회전인자 저장부(240)에게 출력한다.

제2 복수지수 회전인자 선택 모듈(236)은 상관값 판단 모듈(232)이 판단한 상관값이 0인 경우 순차적으로 시간지연을 제거하도록 저장된 복수지수 회전인자 값을 차례대로 출력할 것을 제어하는 신호를 복수지수 회전인자 저장부(240)에게 출력한다.

제3 복수지수 회전인자 선택 모듈(238)은 상관값 판단 모듈(232)이 판단한 상관값이 0 보다 작은 경우에 해당할 때 홀수 번째 복수지수 항에 해당하는 시간지연을 제거하는 복수지수 회전인자 값부터 차례대로 출력할 것을 제어하는 신호를 복수지수 회전인자 저장부(240)에게 출력한다.

복수지수 회전인자 저장부(240)는 시간지연에 대응되는 복수지수 회전인자 들을 저장한다.

복수지수 회전인자 저장부(240)는 복수지수 회전인자 출력 제어부(230)의 제 어하에 해당하는 복수지수 회전인자들을 출력한다.

복수지수 곱셈부(250)는 복수지수 회전인자 저장부(240)가 출력하는 복수지수 회전인자 들과 모든 가능한 레인징 코드 집합과의 복소 곱셉을 수행한다.

m개의 레인징 코드 상관부(260)는 복수지수 곱셈부(250)가 수행한 복소 곱셈 출력 결과를 이용하여 해당하는 레인징 코드를 검색한다.

m개의 임계치 비교부(270)는 m개의 레인징 코드 상관부(260)가 검색한 레인징 코드와 임계치를 비교하여 임계치 이상의 값에 해당할 때의 복수지수 회전인자 및 레인징 코드를 검색한다.

이후, m개의 임계치 비교부(270)의 검색 과정이 완료되면 기지국(또는 상향링크 고속 레인징 처리 장치(200))은 해당 단말기의 시간지연과 레인징 코드를 단말기로 알려줌으로써 레인징 과정을 완료한다.

이제, 상술한 구성을 토대로 이동통신시스템에서 상향링크 고속 레인징 처리 방법에 대해 살펴보기로 한다.

도 4에 따르면, 상향링크 고속 레인징 처리 장치(100)가 레인징 코드를 생성한다(S101).

단계(S101)에서 생성한 레인징 코드를 복사하는데, 단계(S101)에서 생성한 레인징 코드의 포인터 위치와 다른 포인터 위치에 복사한다(S103). 이때, IFFT 사이즈의 1/2 포인터 떨어진 위치에 단계(S101)에서 생성한 레인징 코드를 복사한다.

다음, 단계(S101)에서 생성한 제1 레인징 코드 및 단계(S103)에서 복사한 제2 레인징 코드를 역고속푸리에 변환한다(S105).

다음, 역고속푸리에 변환된 제1 레인징 코드 및 제2 레인징 코드로 이루어진 레인징 코드 쌍을 송신한다(S107).

도 5에 따르면, 레인징 신호가 수신되면(S201) 고속푸리에 변환을 수행한다(S203).

다음, 단계(S203)에서 고속푸리에 변환된 레인징 신호로부터 레인징 코드 쌍을 추출한다(S205). 이때, 레인징 코드 쌍은 이미 도 4에서 설명한 바와 동일한 것으로, 단계(S107)에서 송신한 제1 레인징 코드 및 제2 레인징 코드로 이루어진다.

다음, 단계(S205)에서 추출한 레인징 코드 쌍 즉 제1 레인징 코드 및 제2 레인징 코드 간에 상관값을 연산한다(S207). 여기서, 상관값 연산은 도 2의 레인징 코드 상관값 연산부(220)의 연산 동작에 따른다.

다음, 단계(S207)에서 연산한 상관값을 이용하여 복수지수 회전인자 저장부(240)에 저장된 복수지수 회전인자들의 출력 순서를 결정한다(S209).

다음, 단계(S209)의 결정에 따라 출력되는 복수지수 회전인자 들과 단계(S203)에서 출력되는 레인징 신호들과의 복소 곱셈과 더불어 레인징 코드 상관 및 임계치 비교를 수행한다(S211).

단계(S211)를 통해 임계치 이상의 복소지수 회전인자 및 레인징 코드가 출력 되면 이는 해당 단말기로 송신된다.

도 6에 따르면, 레인징 코드 쌍의 상관값을 연산하여(S301) 연산한 상관값이 0 보다 큰 경우, 0 보다 작은 경우 또는 0 인 경우 중 어느 경우에 해당하는 지를 판단한다(S303).

판단 결과, 상관값이 0 보다 큰 경우에 해당하면 복수지수 회전인자 저장부(240)에 저장된 복수지수 회전인자들 중에서 짝수번째 복수지수 회전인자 값들을 순차적으로 출력하도록 한다(S305).

그리고 단계(S305)에서 출력한 짝수번째 복수지수 회전인자 값들을 이용하여 짝수번째 복수지수 회전인자 곱셈을 수행한다(S307).

또한, 판단 결과 상관값이 0인 경우에 해당하면 복수지수 회전인자 저장부(240)에 저장된 모든 복수지수 회전인자 들을 순차적으로 출력하도록 한다(S309).

그리고 단계(S309)에서 출력한 복수지수 회전인자 값을 이용하여 복수지수 회전인자 곱셈을 수행한다(S311).

또한, 판단 결과 상관값이 0보다 작은 경우에 해당하면 복수지수 회전인자 저장부(240)에 저장된 홀수번째 복수지수 회전인자 값들을 순차적으로 출력하도록 한다(S313).

그리고 단계(S313)에서 출력한 홀수번째 복수지수 회전인자 값을 이용하여 복수지수 회전인자 곱셈을 수행한다(S315).

이와 같이, 단말기(또는 상향링크 고속 레인징 처리 장치(100))에서 FFT 사이즈에 1/2 포인터 떨어진 위치에 같은 레인징 코드를 송신한다. 이로써 기지국(또는 상향링크 고속 레인징 처리 장치(200))에서는 두 쌍의 레인징 코드의 상관값을 구하여 단말기 시간지연이 홀수번째 시간지연인지 또는 짝수번째 시간지연인지를 예측하므로 시간지연 오차를 탐색하는데 걸리는 시간을 줄일 수 있다.

이때, 시간지연 오차를 탐색하는데 걸리는 평균시간이 얼마나 줄어드는지를 간략화한 수치해석으로 나타내었다.

다음 수학식 6은 독립적인 시간지연을 경험한 i번째 단말기의 해당 시간지연을 검색하기 위해 기지국에서 수행되어지는 평균 복수지수 회전인자 시도 횟수를 나타낸다.

즉 시간오차 탐색시간의 평균치(

)는 평균 복수지수 회전인자 시도횟수(

)와 일치한다.

여기서, 평균 복수지수 회전인자 시도횟수(

)는 i번째 단말기의 시간지연과 상관값이 일치할 때, 상관값이 '0'으로 알 수 없을 때, i번째 단말기의 시간지연과 상관값이 일치하지 않을 때의 각각의 평균 복수지수 회전인자 시도횟수들을 더한 값과 동일하다.

이때,

는 i번째 단말기의 시간지연과 상관값이 일치할 때의 평균 복수지수 회전인자 시도횟수이고,

는 i번째 단말기의 시간지연과 상관값이 '0'으로 알 수 없을 때의 평균 복수지수 회전인자 시도횟수이고,

는 i번째 단말기의 시간지연과 상관값이 일치하지 않을 때의 평균 복수지수 회전인자 시도횟수이다.

다음, 수학식 7은 상관값의 경우에 따른 각각의 평균 복수지수 회전인자 시도횟수를 나타낸다.

여기서,

는 단말기의 타이밍 오차 값이고,

는 최대 타이밍 오차 값이다.

다음, 수학식 8은 상관값의 경우에 따른 각각의 확률값을 나타낸다.

여기서,

는 i번째 단말기의 타이밍 오차값이 짝수일 경우이고,

는 i번째 단말기의 타이밍 오차값이 홀수 일 경우이고,

는 n-3/2 보다 크지 않은 정수값을 말한다.

도 7에 따르면, 상술한 수학식 6, 수학식 7 및 수학식 8을 이용하여 산출한 평균 복수지수 회전인자 시도횟수를 기존의 방식을 통해 산출한 평균 복수지수 회전인자 시도횟수와 비교한 결과를 보인 것이다.

도 7에 보인 평균 탐색 횟수 비교 그래프에서 가로축은 시뮬레이션 횟수(Number of Users)를 나타내고, 세로축은 평균 복수지수 회전인자 시도횟수를 나타낸다.

이때, 'classic'에 해당하는 막대 그래프가 기존의 방식에 해당하고 'fast'에 해당하는 막대 그래프가 본 발명의 실시예에 따른 방식에 해당한다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

그리고 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 기지국에서 시간지연 오차에 해당하는 복수지수 회전인자의 반주기 대칭성을 이용하여 각 단말기의 시간지연 오차를 탐색하는 데 걸리는 시간을 줄일 수 있다.

Claims

이동통신 시스템에서 상향링크 레인징 신호를 송신하기 위한 상향링크 고속 레인징 처리 장치에 있어서,

레인징 코드를 생성하는 레인징 코드 생성부;

상기 레인징 코드 생성부가 생성한 레인징 코드가 할당된 포인터 위치로부터 기 설정된 거리만큼 떨어진 포인터 위치에 상기 생성한 레인징 코드를 복사하는 레인징 코드 복사부; 및

상기 레인징 코드 생성부가 생성한 레인징 코드 및 상기 레인징 코드 복사부가 복사한 레인징 코드를 역고속푸리에 변환하여 레인징 코드 쌍을 출력하는 역고속푸리에 변환부를 포함하고,

상기 레인징 코드 쌍은 상향링크 시간 지연이 홀수 지연인지 또는 짝수 지연인지를 추정하는데 사용되는 상향링크 고속 레인징 처리 장치.
제1항에 있어서,

상기 레인징 코드 복사부는,

상기 생성한 레인징 코드가 할당된 포인터 위치로부터 한 심볼 부반송파 수에 해당하는 역고속푸리에변환 포인터의 1/2 포인터가 떨어진 포인터 위치에 상기 생성한 레인징 코드를 복사하는 것을 특징으로 하는 상향링크 고속 레인징 처리 장치.
이동통신 시스템에서 상향링크 레인징 신호를 수신하기 위한 상향링크 고속 레인징 처리 장치에 있어서,

시간지연에 대응하는 복수지수 회전인자들을 저장하는 복수지수 회전인자 저장부;

수신되어온 레인징 신호로부터 추출한 동일한 레인징 코드 값을 가지고 할당된 포인터 위치는 서로 다른 제1 레인징 코드 및 제2 레인징 코드의 상관값을 구하는 레인징 코드 상관값 연산부; 및

상기 상관값을 이용하여 상기 시간지연이 짝수번째인지 또는 홀수번째인지를 예측한 결과에 따라 상기 복수지수 회전인자들의 출력 순서를 결정하는 복수지수 회전인자 출력 제어부를 포함하고,

상기 복소지수 회전인자 저장부는,

상기 복수지수 회전인자 출력 제어부가 결정한 출력 순서에 따른 상기 복수지수 회전인자들을 출력하는 상향링크 고속 레인징 처리 장치.
제3항에 있어서,

상기 복수지수 회전인자 출력 제어부는,

상기 상관값이 0보다 큰 경우, 0보다 작은 경우 또는 0인 경우 중에서 해당되는 경우를 판단하는 상관값 판단 모듈;

상기 상관값이 0보다 큰 경우이면 상기 시간지연이 짝수번째인 경우로 예측하여 짝수번째 복수지수 회전인자들의 순차적인 출력을 결정하는 제1 복수지수 회전인자 선택 모듈;

상기 상관값이 0인 경우로 판단되면 상기 시간지연이 짝수번째인지 또는 홀 수번째인지 알 수 없는 것으로 예측하여 상기 복수지수 회전인자 저장부에 저장된 복수지수 회전인자 들의 순차적인 출력을 결정하는 제2 복수지수 회전인자 선택 모듈; 및

상기 상관값이 0보다 작은 경우로 판단되면 상기 시간지연이 홀수번째인 경우로 예측하여 홀수번째 복수지수 회전인자들의 순차적인 출력을 결정하는 제3 복수지수 회전인자 선택 모듈; 및

을 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 고속 레인징 처리 장치.
제4항에 있어서,

상기 레인징 코드 상관값 연산부는,

상기 시간지연이 짝수번째 시간지연인 경우 상기 상관값은 '1'을, 상기 시간지연이 홀수번째 시간지연인 경우 상기 상관값은 '-1'을, 상기 시간지연이 짝수번째인지 또는 홀수번째인지 알 수 없는 경우 상기 상관값은 '0'을 출력하는 것을 특징으로 하는 상향링크 고속 레인징 처리 장치.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 레인징 코드 및 상기 제2 레인징 코드가 할당된 각각의 포인터 위치는 한 심볼 부반송파 수에 해당하는 고속푸리에변환 포인터의 1/2 포인터에 상당하는 차이가 있는 것을 특징으로 하는 상향링크 고속 레인징 처리 장치.
이동통신 시스템에서 상향링크 레인징 신호를 송신하기 위한 상향링크 고속 레인징 처리 방법에 있어서,

레인징 코드를 생성하는 단계;

상기 레인징 코드가 할당된 포인터 위치로부터 기 설정된 거리만큼 떨어진 포인터 위치에 상기 레인징 코드를 복사하는 단계; 및

상기 생성하는 단계에서 생성한 레인징 코드 및 상기 복사하는 단계에서 복사한 레인징 코드를 역고속푸리에 변환하여 레인징 코드 쌍을 출력하는 단계를 포함하고,

상기 레인징 코드 쌍은 상향링크 시간 지연이 홀수 지연인지 또는 짝수 지연인지를 추정하는데 사용되는 상향링크 고속 레인징 처리 방법.
제7항에 있어서,

상기 레인징 코드를 복사하는 단계는,

상기 생성하는 단계에서 생성한 레인징 코드가 할당된 포인터 위치와, 한 심볼 부반송파 수에 해당하는 역고속푸리에변환 포인터의 1/2 포인터 위치 차이가 있도록 상기 생성한 레인징 코드를 복사하는 것을 특징으로 하는 상향링크 고속 레인징 처리 방법.
이동통신 시스템에서 상향링크 레인징 신호를 수신하기 위한 상향링크 고속 레인징 처리 방법에 있어서,

수신되어온 레인징 신호로부터 추출한 동일한 레인징 코드 값을 가지고 할당된 포인터 위치는 서로 다른 제1 레인징 코드 및 제2 레인징 코드의 상관값을 연산하는 단계;

상기 상관값을 이용하여 시간지연이 짝수번째인지 또는 홀수번째인지를 예측하는 단계; 및

시간지연에 대응되는 복수지수 회전인자들 중에서 상기 예측하는 단계에서 예측한 결과에 상응하는 복수지수 회전인자들을 출력하는 단계

를 포함하는 상향링크 고속 레인징 처리 방법.
제9항에 있어서,

상기 예측하는 단계는,

상기 상관값이 0보다 큰 경우, 0보다 작은 경우 또는 0인 경우 중 해당되는경우를 판단하는 단계;

상기 상관값이 0보다 큰 경우로 판단되면 상기 시간지연이 짝수번째인 시간지연인 것으로 예측하는 단계;

상기 상관값이 0인 경우 상기 시간지연이 짝수번째인지 또는 홀수번째인지 알 수 없는 것으로 예측하는 단계; 및

상기 상관값이 0보다 작은 경우로 판단되면 상기 시간지연이 홀수번째인 시간지연인 것으로 예측하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 고속 레인징 처리 방법.
제10항에 있어서,

상기 복수지수 회전인자들을 출력하는 단계는,

상기 시간지연이 짝수번째인 예측 결과가 출력되면 짝수번째 복수지수 회전인자들을 출력하는 단계;

상기 시간지연이 짝수번째인지 또는 홀수번째인지 알 수 없는 예측 결과가 출력되면 복수지수 회전인자들을 순차적으로 출력하는 단계; 및

상기 시간지연이 홀수번째인 예측 결과가 출력되면 홀수번째 복수지수 회전인자들을 출력하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 고속 레인징 처리 방법.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 상관값을 연산하는 단계는,

상기 시간지연이 짝수번째 시간지연인 경우 '1', 상기 시간지연이 홀수번째 시간지연인 경우 '-1', 상기 시간지연이 짝수번째인지 또는 홀수번째인지 알 수 없는 경우 '0'인 상관값을 연산하는 것을 특징으로 하는 상향링크 고속 레인징 처리 방법.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 레인징 코드 및 상기 제2 레인징 코드가 각각 할당된 포인터 위치는 심볼 부반송파 수에 해당하는 고속푸리에변환 포인터의 1/2 포인터에 상당한 차이가 있는 것을 특징으로 하는 상향링크 고속 레인징 처리 방법.