KR100932489B1

KR100932489B1 - 주파수 옵셋에 대비한 순환이동 시퀀스 설정 방법

Info

Publication number: KR100932489B1
Application number: KR1020070102563A
Authority: KR
Inventors: 이현우; 한승희; 노민석; 곽진삼; 드라간 뷔시; 김동철; 권영현
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-04-30
Filing date: 2007-10-11
Publication date: 2009-12-17
Also published as: KR20080097116A

Abstract

주파수 옵셋에 대비한 순환이동 시퀀스 설정 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예는 시퀀스의 채널 응답 위치와 주파수 옵셋으로 인해 발생하는 상기 시퀀스의 엘리어스의 채널 응답 위치 사이의 거리를 연산하고, 상기 연산된 거리의 구간에 따라 상기 시퀀스를 구성하는 그룹당 순환이동의 수를 연산하여 순환이동 적용 구간을 설정하는 과정을 포함한다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 수신 신호가 채널 지연 확산 및 전파 지연으로 인해 시프트 되더라도 수신 시퀀스의 채널 응답 및 이 수신 시퀀스의 엘리어스의 위치를 고려하여 서로 겹치지 않는 위치에 간단한 방법으로 순환이동 적용 구간을 설정함으로써 주파수 옵셋으로 인한 검출 오류 및 잘못된 알람 비율을 크게 감소시킬 수 있고, 주파수 옵셋이 소정 레벨 이상인 셀에 순환이동을 적용하는 시퀀스를 할당하는 경우 고이동성 셀에서 주파수 옵셋의 영향을 최소화할 수 있다.

주파수 옵셋, 순환이동, 엘리어스

Description

주파수 옵셋에 대비한 순환이동 시퀀스 설정 방법{Method for setting cyclic shift sequence against frequency offset}

본 발명은 무선 통신 시스템에서의 시퀀스에 대한 것으로서, 특히, 주파수 옵셋 문제를 해결하기 위한 CAZAC 시퀀스의 특성을 고려하여 각 셀에 시퀀스를 할당하는 방법 및 이에 적용할 순환이동(cyclic shift)을 설정하는 방법에 대한 것이다.

CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation) 시퀀스(sequence)는 현재 3GPP LTE에서 그 활용이 활발이 논의되고 있는 시퀀스 중에 하나이다. 이러한 CAZAC 시퀀스를 사용할 수 있는 곳은 이 시퀀스를 이용하여 각종 ID나 정보를 추출하는 채널들이다. 이러한 채널들로는 하향링크의 동기화를 위한 동기채널들(예를 들어, primary-SCH, secondary-SCH, BCH), 상향링크 동기화를 위한 동기채널들(예를 들어, RACH), 파일럿 채널(예를 들어, 데이터 파일럿, 채널 품질 파일럿) 등이 있다. 또한, 상술한 CAZAC 시퀀스는 혼합화(scrambling)에도 사용될 수 있다.

CAZAC 시퀀스의 이용방법 관련하여 시퀀스의 종류 즉, 루트 인덱스(root index)를 바꿔서 사용하는 방법과 하나의 루트 시퀀스를 순환 이동하여 사용하는 방법 두 가지가 주로 논의된다. 루트 인덱스가 다를 경우의 구분은 약간의 상호상관(cross-correlation)이 존재하기는 하지만, 시퀀스 사용을 설계하는 데는 제약이 되지 않는다. 하지만 순환 이동의 경우에는 서로간에 상호상관이 제로인 특징을 가지고 있어서 서로간에 높은 제거비(rejection ratio)를 요구하는 경우에 사용된다. 특히 같은 셀 내에서 같은 시간-주파수 자원을 공유하여 데이터/컨트롤 신호를 전송할 때 서로 다른 신호/UE를 구분하는 용으로 사용한다.

CAZAC 시퀀스(sequence)의 한 예로 자도프-추(Zadoff-Chu; ZC, 이하 'ZC'라고 함) 시퀀스는 다음과 같이 정의된다.

for odd Nzc

for even Nzc

여기서, n은 샘플링 인덱스, Nzc는 ZC 시퀀스의 길이를 나타내고, u는 ZC 시퀀스의 인덱스를 나타낸다.

고이동성 셀(High mobility cell)을 위한 제한 순환이동(restricted cyclic shift)은 LTE의 연구과제이기도 하다.

그런데, CAZAC 시퀀스를 OFDM방식으로 전송하는 경우와 같이 주파수 축에 대해서 옵셋이 발생할 수 있는 경우에는 성능 열화가 급격히 나타날 수 있는 단점을 가지고 있다.

특히, CAZAC 시퀀스에 순환이동을 적용하는 경우, 주파수 옵셋 또는 타이밍 옵셋의 정도가 심하여, 시퀀스 구분이 어려워지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 주파수 옵셋이 발생하는 상황에서 시퀀스, 특히 CAZAC 시퀀스의 성능 열화를 간단한 방법으로 방지할 수 있는 주파수 옵셋에 대비한 순환이동 시퀀스 설정 방법을 제공하는 데 있다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 시퀀스의 채널 응답 위치와 주파수 옵셋으로 인해 발생하는 상기 시퀀스의 엘리어스의 채널 응답 위치 사이의 거리를 연산하고, 상기 연산된 거리의 구간에 따라 상기 시퀀스를 구성하는 그룹당 순환이동의 수를 연산하여 순환이동 적용 구간을 설정하는 방법을 제공한다.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예는 순환이동 적용 구간을 설정하는 과정에서, 상기 연산된 거리의 구간에 따라 상기 그룹의 수, 상기 그룹당 순환이동의 수 및 상기 그룹의 길이를 연산하고, 상기 그룹의 수, 상기 그룹당 순환이동의 수 및 상기 그룹의 길이를 이용하여 순환이동 적용 구간을 설정할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예는 순환이동 적용 구간을 설정하는 과정에서, 순환이동의 인덱스가 소수인 경우, 상기 소수인 순환이동의 인덱스를 순환이동의 길이에 곱한 후 반올림하여 시프트 위치를 연산하는 과정을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 일 실시예는 순환이동 적용 구간을 설정하는 과정에서, 상기 시퀀스의 길이의 1/3에 해당하는 위치를 기준으로 구분되는 둘 이상의 구간에 따라 순환이동 적용 구간을 설정할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 시퀀스의 채널 응답 위치와 주파수 옵셋으로 인해 발생하는 상기 시퀀스의 엘리어스의 채널 응답 위치 사이의 거리를 연산하고, 상기 연산된 거리의 구간에 따라 상기 시퀀스를 구성하는 그룹당 순환이동의 수 및 상기 그룹에 속하지 않는 추가 순환이동의 수를 연산하여 순환이동 길이의 배수인 시프트 위치를 갖는 순환이동 적용 구간을 설정하는 방법을 제공한다.

바람직하게는, 본 발명의 다른 실시예는 순환이동 적용 구간을 설정하는 과정에서, 상기 그룹에 속하지 않는 첫 번째 추가 순환이동이 존재하는지 확인하고, 상기 첫 번째 추가 순환이동이 존재하지 않으면, 두 번째 추가 순환이동이 존재하는지 확인하는 과정을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 다른 실시예는 순환이동 적용 구간을 설정하는 과정에서, 상기 연산된 거리의 구간에 따라 상기 그룹의 수, 상기 그룹당 순환이동의 수, 상기 그룹의 길이 및 상기 추가 순환이동의 수를 연산하고, 상기 그룹의 수, 상기 그룹당 순환이동의 수, 상기 그룹의 길이 및 상기 추가 순환이동의 수를 이용하여 순환이동 적용 구간을 설정할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 다른 실시예는 순환이동 적용 구간을 설정하는 과정에서, 상기 시퀀스의 길이의 1/3에 해당하는 위치를 기준으로 구분되는 둘 이상의 구간에 따라 순환이동 적용 구간을 설정할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시예는 복수의 셀을 포함하는 이동통신 시스템에서 순환이동 시퀀스를 설정하는 방법에 있어서, 셀 정보를 획득하여 해당 셀이 고이동성 셀인지 확인하고, 상기 확인된 셀이 고이동성 셀이면, 시퀀스의 채널 응답 위치와 주파수 옵셋으로 인해 발생하는 상기 시퀀스의 엘리어스의 채널 응답 위치 사이의 거리를 연산하고, 상기 연산된 거리의 구간에 따라 상기 시퀀스를 구성하는 그룹당 순환이동의 수를 연산하여 순환이동 적용 구간을 설정하는 방법을 제공한다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시예는 복수의 셀을 포함하는 이동통신 시스템에서 시퀀스를 설정하는 방법에 있어서, 셀 정보를 획득하여 해당 셀이 고이동성 셀인지 확인하고, 상기 확인된 셀이 고이동성 셀이면, 시퀀스의 채널 응답 위치와 주파수 옵셋으로 인해 발생하는 상기 시퀀스의 엘리어스의 채널 응답 위치 사이의 거리를 연산하고, 상기 연산된 거리의 구간에 따라 상기 시퀀스를 구성하는 그룹당 순환이동의 수 및 상기 그룹에 속하지 않는 추가 순환이동의 수를 연산하여 순환이동 길이의 배수인 시프트 위치를 갖는 순환이동 적용 구간을 설정하는 방법을 제공한다.

바람직하게는, 본 발명의 또 다른 실시예는 순환이동 적용 구간을 설정하는 과정에서, 상기 확인된 셀이 고이동성 셀이 아니면, 상기 고이동성 셀에 할당되지 않은 시퀀스를 할당하는 과정을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 또 다른 실시예는 고이동성 셀인지 확인하는 과정에서, 상기 셀 정보를 획득하고 주파수 옵셋이 소정 레벨 이상인 셀을 고이동성 셀로 판단하는 과정을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 시퀀스가 생성되는 도메인에 관계없이 수신 신호가 채널 지연 확산 및 전파 지연으로 인해 시프트 되더라도 수신 시퀀스의 채널 응답 및 이 수신 시퀀스의 엘리어스의 위치를 고려하여 서로 겹치지 않는 위치에 간단한 방법으로 순환이동 적용 구간을 설정함으로써 주파수 옵셋으로 인한 검출 오류 및 잘못된 알람 비율을 크게 감소시킬 수 있고, 주파수 옵셋이 소정 레벨 이상인 셀에 순환이동을 적용하는 시퀀스를 할당하는 경우 고이동성 셀에서 주파수 옵셋의 영향을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1 내지 5에서는 순환이동 단위가 T₀인 경우를 기준으로 설명한다.

RACH에서의 성분대로 설계를 하여 순환이동된 프리엠블(preamble)을 생성하여 전송할 수 있다. 하지만 OFDM에서 주파수 옵셋(frequency offset)이 존재하는 환경에서는 수신단에서 쉽게 다른 시퀀스로 오인하게 되는 경우가 발생한다.

이를 방지하기 위해서는 도 1과 같이 추가적인 순환이동 마진(margin)을 두는 방식을 쉽게 생각할 수 있다.

도 1에서, Delay Spread는 채널의 지연 확산을 나타내고, Round Trip Delay는 단말(UE)과 기지국 사이의 물리적 거리를 전파가 진행하는 시간을 나타낸다. 추가적인 순환이동 마진을 두는 경우에는 각 시퀀스별로 마진의 크기를 조절하여 시퀀스를 사용함에 있어서 주파수 옵셋으로 인한 영향을 감소시킬 수 있다.

도 1과 같이, 추가적인 마진을 이용하여 주파수 옵셋을 구현하고자 하는 경우, 순환이동의 단위는 CAZAC 시퀀스의 함수로 정해진다. 즉, CAZAC 인덱스 m에 대해서, 순환이동의 단위는 수학식 2와 같다.

여기에서

는 시퀀스 인덱스에 상관없이 적용되는 공통 순환이동 단위이고,

은 시퀀스 인덱스가 m인 경우에 적용되는 추가적인 마진이다. 일반적으로 자도프-츄 시퀀스가 이용되는 경우 시퀀스 인덱스 M은 상기 수학식 1에서 자도프-츄 시퀀스의 루트 인덱스 u에 대응한다. 이 마진은 시퀀스와 시프트의 사용 방법에 따라 다른 방법들에 의해서 정해질 수 있다. 따라서 수학식 2에서의 순환이동 단위는 적어도 2M이 되야 한다.

도 2a와 도 2b에는 위와 같은 상황이 표시된다. 도 2a와 도 2b에서 우측의 빗금부분은 순환이동 기회(Cyclic shift opportunity)를 나타낸다.

주파수 옵셋의 영향이 없는 신호의 위치가 t에 있다고 하면 주파수 옵셋의 영향을 받은 펄스는 그 좌우로 한군데씩 발생할 수 있게 되고, 기본적인 순환이동 단위인

를 포함하게 되면,

임을 알 수 있다. CAZAC 인덱스가

보다 작을 때는 도 2a와 도 2b에서 보듯 기본 단위인

즉, 수학식 2에 의해서 순환이동을 정의해야 함을 알 수 있다.

이와 같은 방식으로 모든 인덱스에 대해서 단순히 추가적인 마진을 적용함으로써 주파수 옵셋/타이밍 옵셋(timing offset)에 강인한 순환이동을 정의할 수 있 다. 하지만 시퀀스 인덱스가 커짐에 따라서

이 커지게 되고 결국 사용할 수 있는 순환이동 는 1개로 줄어드는 상황이 발생할 수 있다. 따라서 이와 같이, 사용 가능한 순환이동이 줄어드는 것을 방지하기 위해서, CAZAC 인덱스가 큰 경우에 대해서는 상세히 살펴볼 필요가 있다.

도 3a와 도 3b는 CAZAC 인덱스 M이

~

인 경우와

~

인 경우를 표시하고 있다. 도 3a의 경우는 기본 순환이동 단위를 고려하고도 중간에 공간이 남아서 추가적인 순환이동 셋(빗금부분)을 더 넣을 수 있는 것을 볼 수 있다. 도 3b의 경우는 공간이 더 넓어서 2개까지 들어가는 것을 볼 수 있다.

이를 일반화하면 도 3c와 같이 펄스로 블록이 만들어지는 범위 즉, 3M 범위 안에 빗금친 모양으로 슬롯(slot)들이 정의되고, M의 범위가

인 경우에 총 P개의 순환이동 셋이 만들어짐을 알 수 있다. 이러한 3M의 단위를 순환이동 그룹이라고 한다.

도 4와 같이 전체 시퀀스에 대해서 순환이동 그룹의 단위들이 정의될 수 있고 그 각각 순환이동 그룹은 도 3c과 같이 정의됨을 알 수 있다. 순환이동 그룹의 수가 G, 각 그룹당 순환이동의 수가 P일때, 총 사용 가능한 순환이동 수는 P*G개가 됨을 알 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서는 도 4와 같이, 시퀀스를 그룹으로 나누고 각 그룹안에서 이용 가능한 제한 순환이동을 찾는 것을 전제로 한다.

이와 같은 방식을 취하게 되면, 순환이동 그룹이 1개가 되는 인덱스까지는 사용 가능한 순환이동이 모두 정의된다. 시퀀스의 길이가 N일때, 이 범위는 1 ~ N/3과 2N/3 ~ N - 1까지의 인덱스이다. 여기에서 k번째 인덱스는 대칭특성에 따라 N-k번째 인덱스와 동일한 순환이동 그룹과 순환이동 셋을 갖는다.

도 5는 N/3 ~ N/2 구간에 CAZAC 인덱스가 속하게 될 경우 간섭에 의해 펄스가 발생하는 위치를 도시한 것이다.

도 5에서 하나의 사각형은 순환이동의 단위를 나타낸다. 도 5에서와 같이, CAZAC 인덱스가 N/3을 넘어가게 되면, 연속적인 순환이동 위치(단, To로 정의된 순환이동 위치들)를 모두 사용하지 못하고 일정한 규칙에 따라서 사용할 수 있다.

본 발명에 적용되는 제한 순환이동은 높은 도플러 주파수 효과(high Doppler frequency effect)를 방지하기 위해서 제안되었다. 순환이동 옵셋(cyclic shift offset) C_off는 사용된 루트 인덱스 u에 의존한다. 프리엠블은 시간 도메인(time domain)에서 생성될 수도 있고, 주파수 도메인(frequency domain)에서 생성될 수도 있기 때문에, C_off와 u의 관계는 프리엠블을 생성하는 도메인에 의존적이다.

ZC 시퀀스가 주파수 도메인에서 생성되고 순환이동은 시간 도메인에서 생성된다면, C_off은 다음과 같이 유도될 수 있다.

도플러 주파수(Doppler frequency)에 의해서 인접한 서브 캐리어(sub-carrier)에서 넘어오는 값에 의해서 신호 에너지가 퍼지는 것을 상정한다. 그리고 인접 캐리어에서 넘어오는 것을 단지 바로 한칸 인접하는 서브 캐리어 위치에서만 넘어온다고 가정한다(first order case). 이 경우 특정 서브 캐리어에서의 수신 신호는 주파수 옵셋이 존재하는 상황에서 다음의 수학식 3과 같이 세가지 항으로 구성된다.

s(n)= p(-f_off)c(n) + p(-w₀-f_off)c(n-1) + p(w₀-f_off)c(n+1)

여기에서 펄스 성형(pulse shape) 함수 즉, p(f)는 간단하게 올림형 코사인(raised cosine)이나 sinc 함수로 정의될 수 있으며, 편의를 위해서 상수 c₀, c_-1, c₁로 설정하면, s(n)= c₀c(n) + c_-1c(n-1) + c₁c(n+1) 이다. 이로부터 시퀀스를 검출할 때 시퀀스의 켤레(conjugate)를 곱하면 다음의 수학식 4와 같이 된다.

s(n)c^*(n)= c^*(n)(c₀c(n) + c_-1c(n-1) + c₁c(n+1)) = c₀ + c_-1c(n-1)c^*(n) + c₁c(n+1)c^*(n)

여기에서

는 c(n)=x(n)가 CAZAC일 때, 다음의 수학식 4와 같이 주어진다.

따라서 수학식 5를 수학식 4에 적용하면, s(n)는 세개의 신호로 구성됨을 알 수 있다. 첫 번째 항목은 단순한 DC성분, 두 번째는 주파수가 M/N인 복소 지수 파 형(complex exponential wave), 세번째는 주파수가 -M/N인 복소 지수 파형임을 알 수 있다.

따라서, C_off는 ZC 시퀀스의 인덱스 u에 따라서 다음과 같이 정의된다.

C_off,u= u

반면, ZC 시퀀스가 시간 도메인에서 생성되고 순환이동은 시간 도메인에서 생성된다면, C_off은 다음과 같이 유도된다.

주파수 옵셋 없이 수신된 RACH 프리엠블을 r(n)이라고 하면 주파수 옵셋을 가지고 수신된 RACH 신호는 다음과 같다.

여기서

이고,

는 주파수 옵셋을 Hz 단위로 나타낸 것이며, f_s는 RACH 프리엠블의 샘플링 비율(sampling rate)을 나타낸다.

의 자기상관(auto-correlation)은 수학식 8과 같이, r(n) = x_u(n)의 설정으로 구해진다. 여기서 u는 ZC 시퀀스의 인덱스를 나타낸다.

C_off,u가 주파수 옵셋에 의한 마진(margin) 값이라면,

의 자기상관은 수학식 9와 같이,

의 설정으로 구해진다.

여기서 ()zc는 Nzc에 대한 모듈라 연산(modular operation)을 나타낸다. C_off,u'=u * C_off,u를 샘플 시프트(sample shifts)와 관계된 루트 인덱스라 하고,

를 타이밍 오류(timing error)에 응답하는 재샘플링 비율(re-sampling ratio)이라 하면,

가 된다.

수학식 8와 수학식 9에 의해

가 된다. 채널 응답 위치를 메인 로브(main lobe), +/-의 도플러 주파수의 영향을 받은 채널의 엘리어스 응답 위치를 사이드 로브(side lobe)라고 한다. 즉, 메인로브는 0 offset에 의한 위치로서, 도플러 주파수의 영향이 없을 때의 제대로 된 채널 응답 위치를 나타낸다. 사이드 로브 중 +사이드 로브는 +옵셋에 의한 위치로서, +도플러 주파수의 영향을 받은 엘리어스의 응답 위치이고, -사이드 로브는 -옵셋에 의한 위치로서, -도플러 주파수의 영향을 받은 엘리어스의 응답 위치이다. 수학식 9로부터 자기상관의 피크(peak)의 메인 로브는 C_off,u=0 혹은 C_off,u'=0 에서 나타남을 알 수 있다. 수학식 9로부터 사이드 로브의 쌍은 다음의 수학식 10과 같은 조건하에서 나타남을 알 수 있다.

(u*C_off,u)_Nzc= -1

그러므로, u*C_off,u- m*Nzc = -1 이다. 즉, C_off,u= (m*Nzc - 1)/u 이다. 여기서 m은 C_off,u를 정수로 만드는 가장 작은 정수이다. 예를 들어, ZC 시퀀스의 길이가 839이고, 루트 인덱스가 300일 경우, m는 59가 되며 C_off,u은 165가 된다.

시간 영역에서 정의된 ZC 시퀀스를 사용할 경우에 C_off는 다음의 수학식 12와 같이 정의된다.

C_off,u= (N_zcm-1)/u

여기서 m은 C_off를 정수로 만드는 가장 작은 양수이고, Nzc는 ZC의 길이이다. 모든 인덱스 u는 Nzc에 대해 이미 서로소(relative prime)이다. 따라서 u*u_inv= 1 mod Nzc을 만족하는 양의 정수 u_inv= 1/u가 존재한다. 그러므로 C_off,u는의 다음의 수학식 12와 같이 간단히 표현될 수 있다.

여기서 음수 부호(-)는 +옵셋과 옵셋의 부호만을 바꾸게 된다. 따라서 음수 부호 없이 수학식 13과 같이 나타낼 수 있다.

C_off,u= 1/u mod N_zc

정리해서 말하자면, 주파수 영역에서 정의된 CAZAC 시퀀스를 사용할 경우는CAZAC 시퀀스의 인덱스 u가 그대로 C_off가 되며, 시간 영역에서 정의된 CAZAC 시퀀스를 사용할 경우는 CAZAC 시퀀스의 인덱스 u를 1/u mod Nzc한 값이 C_off가 된다.

주파수 혹은 시간 영역에서 정의된 ZC 시퀀스를 사용할 때, C_off와 ZC 시퀀스의 켤레 특성(conjugate property)을 사용하면, 메인 로브와 사이드 로브들 사이의 거리 d_u는 다음의 수학식 14와 같이 정의된다.

본 발명에 따른 실시예들에서는 제한 순환이동을 설정하는데 있어 여러 가지의 방법을 제안한다. 본 발명에 따른 실시예들에서는 크게 두가지로 고정된 순환이동 위치(cyclic shift position) 없이 제한 순환이동을 설정하는 방법과 고정된 순환이동 위치를 가지고 제한 순환이동을 설정하는 방법을 제안한다. 첫 번째 방법은 미리 정의된 시프트 위치를 고려하지 않는 제한 순환이동(Restricted Cyclic Shift without pre-defined shift position)과 관련되고, 두 번째 방법은 미리 정의된 시프트 위치를 고려하는 제한 순환이동(Restricted Cyclic Shift with pre-defined shift position)과 관련된다.

첫 번째 방법과 관련하여, V_a번째 제한 순환이동의 시프트 값(shift value)을 바로 이용하는 방법, 예를 들어, 시프트 값 C_Va를 구하여 순환이동 구간을 설정하는 방법이 있다. 즉, 순환이동된 시퀀스는 x_u,V(n)=x_u((n+C_Va) mod N_zc) 가 된다. 또한, 첫 번째 방법과 관련하여, V_a번째 제한 순환이동을 위한 소수 V_a를 이용하는 방법, 예를 들어, 시프트 인덱스 소수 V_a를 구하여 순환이동 구간을 설정하는 방법이 있다. 즉, 순환이동의 길이를 Ncs라고 하면, 순환이동된 시퀀스는 x_u,Va(n)=x_u((n+round(v_aN_cs)) mod N_zc) 가 된다. 여기서, round는 반올림 함수를 의미한다.

두 번째 방법과 관련하여, V_a번째 제한 순환이동을 위한 정수 V_a를 이용하는 방법, 예를 들어, 시프트 인덱스 정수 V_a를 구하여 순환이동 구간을 설정하는 방법 이 있다. 즉, 순환이동된 시퀀스는 x_u,Va(n)=x_u((n+v_aN_cs) mod N_zc) 가 된다.

한편, Ncs의 배수로 순환이동하는 경우, u번째 루트 ZC 시퀀스에 대해, 상관이 0인 영역(Zero Correlation Zone; ZCZ)을 가지는 랜덤 액세스(random access) 프리엠블들은 x_u,v(n)=x_u((n+vN_cs) mod N_zc)와 같이 정의된다. 이러한 정의는 높은 주파수 옵셋(high frequency offset)이 문제가 되지 않는 중저 이동성 셀(low/middle cell)에서 적합하다. 그러나 고이동성 셀에서 제한 순환이동이 사용될 때, 위와 같은 정의는 적합하지 않다. 특히, 사용 가능한 v의 값은 제한되고 이용 가능한 ZCZ 프리엠블의 수는 일반적인 경우보다 1/3로 줄어든다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.

이하의 도면에서, +도플러 주파수에 의해 엘리어스가 발생하는 위치를 "+offset"의 위치, -도플러 주파수에 의해 엘리어스가 발생하는 위치를 "-offset"의 위치로 나타낸다.

도 6a 및 6b는 Nzc=839, Ncs=100, d_u=155인 경우를 예로 든 것으로, 엘리어스 응답(alias response) 때문에 ZCZ 프리엠블 시퀀스의 수가 어떻게 줄어드는지를 보여준다.

도 6a에서 순환이동은 어떤 위치에서도 시작 가능하다. 도 6b에서 순환이동 은 Ncs의 배수의 위치에서만 가능하다. 도 6a 및 도 6b에서 Ncs 값은 동일하고, 단지 각 순환이동의 시작 위치만이 다르다.

결론적으로, 도 6a의 경우가 도 6b의 경우 보다 더 많은 순환이동을 구성할 수 있다. 즉, 도 6a의 경우는 순환이동의 시작 위치에 대한 제약을 제거함으로써, 추가적인 제한 순환이동을 얻을 수 있다.

도 7은 Nzc=839의 경우에, 순환이동의 시작 위치에 대한 제약을 제거함에 따라 이용 가능한 제한 순환이동의 증가율을 보여준다.

위와 같은 순환이동의 시작에 대한 제약의 제거는 어떠한 하드웨어 복잡도(hardware complexity)를 증가시키지 않는다.

따라서, 미리 정의된 시프트 위치를 고려하지 않는 제한 순환이동이 선호된다. 그러나, 본 발명은 실시형태에 따라 미리 정의된 시프트 위치를 갖는 제한 순환이동의 경우에도 적용될 수 있으므로, 이하에서는 위 두 경우를 모두 설명한다.

먼저, 미리 정의된 시프트 위치를 고려하지 않는 제한 순환이동의 경우(Case 1)를 설명하면 다음과 같다.

프리엠블 생성 도메인에 관계없이, 수학식 14는 엘리어스 거리(alias distance)를 나타낸다. 루트 ZC 시퀀스 당 이용 가능한 제한 순환이동의 수는 루트 인덱스와 Ncs에 따라 다르기 때문에, 서로 다른 엘리어스 거리 구간(range)을 위한 서로 다른 수학식이 필요하다.

특히, 엘리어스 응답이 구별되지 않는 두 개의 엘리어스 거리 구간이 존재한다. 순환이동 구간과 두 개의 엘리어스 구간이 서로 겹쳐지지 않는, 제한 순환이동 이 사용 가능한 구간은 Ncs≤d_u≤(Nzc-Ncs)/2 로 주어진다.

여기서, 프리엠블이 주파수 도메인에서 생성(generation)되는 경우, d_u = u이고, 시간 도메인에서 생성되는 경우, d_u = 1/u mod Nzc이다. 제한 순환이동의 수는 다음과 같이 주어진다.

여기서 P는 그룹당 제한 순환이동의 개수를 나타내고, G는 하나의 프리엠블 시퀀스에서 나타나는 그룹의 수를 나타낸다. R은 불완전(non-integral) 그룹 그룹을 할당하고 남은 순환이동 영역)의 추가적인 제한 순환이동의 개수를 나타낸다.

제한 순환이동이 사용 가능한 구간 Ncs≤d_u≤(Nzc-Ncs)/2 는 Nzc/3를 기준으로, Ncs≤d_u<(Nzc/3)와 (Nzc/3)≤d_u≤(Nzc-Ncs)/2로 나누어질 수 있다.

Nzc/3를 기준으로 엘리어스 거리 구간을 나누는 이유는 다음과 같다.

즉, d_u가 Nzc/3보다 작을 경우, 도 3c에서와 같이 하나의 그룹이 있을 때, 그 양 옆이 엘리어스의 응답 위치가 된다. 도 4의 아래쪽 그림에서 여기는 하나의 제한 순환이동이 있을 때 그 양옆이 엘리어스 위치가 된다. 도 4의 하단부에서 세 부분으로 나누어져 있는 것 중 실제로 가운데 것만 전송에 사용하고 양쪽 두 부분은 엘리어스 부분(+/-M만큼 떨어진 부분)으로 전송에는 사용되지 않고 검출할 때만 사용하게 된다. 이러한 세 부분이 합쳐져서 하나의 그룹의 크기가 된다. 전체 길이 Nzc에서 이러한 그룹들의 전체 크기를 제외하고 남은 부분에서 추가적으로 가능한 순환이동의 개수를 구할 수 있다. 도 4에서는 G개의 그룹이 있고, 각 그룹에 P개의 요소가 있다.

반대로, d_u가 Nzc/3보다 클 경우, 도 5에서와 같이 엘리어스가 발생하는 위치가 달라진다. 더 이상 순환이동의 양옆에 붙어서 엘리어스가 발생하지 않다.

각각의 구간에서 좌측 첫 번째 사각형 부분을 사용하는 경우, +M과 -M만큼 떨어져서 (1+M)과 (1-M mod Nzc) 위치에 엘리어스가 발생한다. 하나의 그룹의 크기는 가운데 부분의 N-2M의 길이로 제한되게 되고, 좌측 길이 M인 구간에 엘리어스들이 겹쳐지지 않도록 유지하면서 그룹을 몇 개나 넣을 수 있는가로 그룹의 수가 결정되게 된다. 여기서 좌측 길이 M인 구간 안에 그룹을 넣고 남은 부분에서 더 사용할 수 있는지에 따라서 첫 번째 추가 순환이동 R₁이 발생한다. 특히, 미리 정의된 시프트 위치를 사용할 경우는 좌측 길이 M인 구간만을 고려하는 것이 아니라, 우측 길이 M인 구간에서 가능한 두 번째 추가 순환이동 R₂가 있는지의 여부를 판단해야 한다.

따라서, Ncs≤d_u≤(Nzc-Ncs)/2 는 Nzc/3를 기준으로 엘리어스 발생 위치가 달라지므로, 이하에서는 Ncs≤d_u<(Nzc/3)와 (Nzc/3)≤d_u≤(Nzc-Ncs)/2의 구간을 각각 살펴본다.

첫 번째 그룹의 시작 위치를 0이라고 하면, V_a번째 제한 순환이동의 구간은 수학식 16 및 수학식 17에서 [C_{Va, start}, C_{Va, end}]로써 정의된다.

C_{Va, end}= C_{Va, start}+ Ncs - 1

그리고 엘리어스는 수학식 18 및 수학식 19의 위치에서 발생한다.

여기서 ()_Nzc는 Nzc에 대한 모듈라 연산을 나타낸다.

먼저, 엘리어스 거리 구간 Ncs≤d_u<(Nzc/3) (엘리어스 거리 구간 1)에는

개의 그룹이 있고, 그룹당

개의 제한 순환이동이 있으며, 각 그룹의 길이는

이다. 그리고, 이용 가능한 추가 순환이동은 R 이 양수이면,

이 된다.

도 8은 Nzc=839, Ncs=40, d_u=150인 경우의 순환이동을 예로 든 것으로, 그룹당 3개의 순환이동을 가지는 1개의 그룹이 있고, 남은 구간에서 2개의 추가 순환이동이 있다. 이 예에서 총 제한 순환이동은 5개가 된다.

본 발명의 일 실시예에서는 이와 같이 연산된 그룹의 수, 그룹당 제한 순환이동의 수 및 그룹의 길이를 수학식 16 및 수학식 17에 적용하여 순환이동 적용 구간을 설정한다.

다음으로, 엘리어스 거리 구간 (Nzc/3)≤d_u≤(Nzc-Ncs)/2 (엘리어스 거리 구간 2)에서 그룹당 이용 가능한 순환이동의 수는

이고, 각 그룹의 길이는

이 되며,

개의 그룹이 있다. 추가 순환이동은 가운데 부분과 오른쪽 부분의 남은 영역에서 가능한 수 중에서 작은 수로 선택 된다. 즉, 추가 순환이동의 수는 R이 양수일 때,

이다. V_a번째 제한 순환이동의 시작 위치는 위의 파라미터들을 수학식 16 및 수학식 17에 적용하여 연산한다.

도 9은 Nzc=839, Ncs=40, d_u=399인 경우를 예로 든 것으로, 그룹당 1개의 순환이동을 가지는 4개의 그룹이 있고 1개의추가 순환이동이 있다. 이 예에서 총 제한 순환이동은 5개이다.

위에서 구분한 두개의 엘리어스 거리 구간의 등호(=)는 큰 의미를 가지지 않을 수 있다. 예를 들어 839 길이의 ZC 시퀀스를 사용할 경우, (Nzc/3)=279.67이므로, Ncs≤d_u<(Nzc/3) 와 (Nzc/3)≤d_u≤(Nzc-Ncs)/2로 구간을 나누는 것과 Ncs≤d_u≤(Nzc/3) 와 (Nzc/3)<d_u≤(Nzc-Ncs)/2로 구간을 나누는 것은 같은 결과를 가진다.

다음으로, 미리 정의된 시프트 위치를 고려하는 제한 순환이동의 경우(Case 2)를 설명한다.

미리 정의된 시프트 위치를 가지고 제한 순환이동의 생성 방법은 바뀌게 된다. 각 엘리어스 거리 구간에서, P개의 순환이동을 가지는 G개의 그룹이 있고 R₁개의 그룹에 속하지 않는 첫 번째 추가 순환이동이 있다. 또한 미리 정의된 시프트 위치를 사용하는 경우, 엘리어스 거리 구간 2 영역에서 미리 정의된 시프트 위치가 없는 경우와 달리 특수한 추가 순환이동이 존재한다. 엘리어스 거리 구간 2 영역에서 일반적으로 메인 영역(main region)이 시퀀스의 앞쪽 샘플들에서 나타나고 시퀀스의 뒤쪽 샘플들에서 엘리어스 영역(alias region)들이 나타나는 것과 달리 반대로 시퀀스의 뒤쪽 샘플들에서 메인 영역이 나타나고 시퀀스의 앞쪽 샘플들에서 엘리어스 영역들이 나타나는 현상이 나타난다. 이러한 두 번째 추가 순환이동을 R₂로 나타낸다. 이러한 두 번째 추가 순환이동은 엘리어스 거리 구간 1에서는 나타나지 않는다. 전체 제한 순환이동의 개수는 다음의 수학식 20과 같다.

첫 번째 그룹의 시작 위치를 0이라고 가정하면, V_a번째 제한 순환이동은 수학식 21 및 수학식 22와 같이 [C_{Va, start}, C_{Va, end}] 영역에서 정의된다.

C_{Va, end}= C_{Va, start}+ Ncs - 1

그리고 관계된 엘리어스는 수학식 23 및 수학식 24의 위치에서 발생한다.

여기서 ()_Nzc는 Nzc에 대한 모듈라 연산을 나타낸다.

먼저, 엘리어스 거리 구간 Ncs≤d_u<(Nzc/3) (엘리어스 거리 구간 1)에서, 각각

개의 제한 순환이동을 가지는

개의 그룹이 있고, 그룹의 길이는

이다. 첫 번째 추가 순환이동의 수는 R₁이 양수일 때,

개이다. 엘리어스 거리 구간 1에서 두 번째 추가 순환이동의 수는 항상 0이다.

도 10은 Nzc=839, Ncs=40, d_u=150인 경우를 예로 든 것으로, 에 그룹당 3개의 순환이동을 가지는 1개의 그룹이 있고 2개의 추가 순환이동이 있다. 이 예에서 총 제한 순환이동은 5개이다.

본 발명의 다른 실시예에서는 이와 같이 연산된 그룹의 수, 그룹당 제한 순환이동의 수 및 그룹의 길이를 수학식 21 및 수학식 22에 적용하여 순환이동 적용 구간을 설정한다.

이고, 각 그룹의 길이는

이 되며,

개의 그룹이 있다. 첫 번째 추가 순환이동은 앞서의 구간에서와 같은 방식으로 구해지며, 그 수는 R₁이 양수일 때,

이다. R₁=0이면, 두 번째 추가 순환이동이 있는지 확인해야 한다. 두 번째 추가 순환이동은 도 11의 마지막 순환이동과 같이, 기존 순환이동와 반대의 형태를 가지게 된다. 두 번째 추가 순환이동의 엘리어스 구간이 사용 가능한 구간인지 체크 즉,

인지 확인하고, 순환이동 구간이 사용 가능한지 체크 즉

인지 확인하여, 사용 가능하면 R₂=1이 된다. 이때 엘리어스 구간의 사용 여부 체크는 생략 가능하다. 여기서

이다.

도 11은 Nzc=839, Ncs=40, d_u=399인 경우를 예로 든 것으로, 그룹당 1개의 순환이동을 가지는 3개의 그룹이 있고 0개의 첫 번째 추가 순환이동이 있다. 또한, 메인 영역과 엘리어스 영역의 상대적 위치가 일반적인 경우와 반대되게 나타나는 1개의 두 번째 추가 순환이동이 있다. 이러한 두 번째 추가 순환이동은 고정된 순환이동 위치를 사용하지 않을 경우에서는 도 9에서와 같이 발생하지 않는다. 이 예에서 총 제한 순환이동은 4개이다.

본 발명의 다른 실시예에서와 같이, 순환이동이 고정되어 있는 특정 시스템에서는 다음과 같은 과정을 통해 순환이동을 결정할 수 있다.

먼저, 전체 시퀀스 구간을 순환이동 값으로 나눈다.

다음, 첫 번째 구간(n=1)에 대해서 옵셋으로 인한 간섭(interference)이 발생하는 구간 (±u or ±(m*Nzc-1)/u)을 찾는다. 이때, 간섭이 발생하는 구간은 복수 개의 구간이 된다. 예를 들어, 첫 번째 간섭(first interference)만을 고려하였을 경우 간섭이 발생하는 구간은 최대 4개까지의 구간으로 구성될 수 있다.

다음, 첫 번째 구간과 옵셋으로 인한 복수 개의 간섭 구간이 모두 서로 겹쳐지지 않으면, 첫 번째 구간은 순환이동을 이용 가능한 구간으로 설정하고 옵셋으로 인한 나머지 복수 개의 구간은 금지구간으로 설정한다.

다음 구간으로 넘어가고(n=n+1), n번째 구간에서 옵셋으로 인한 간섭이 발생하는 구간을 찾는 과정을 반복한다.

n번째 구간에서 옵셋으로 인한 간섭이 발생하는 구간을 찾는 과정에서, 관찰 구간, 옵셋으로 인한 복수 개의 구간, 이전에 설정된 이용 가능한 구간, 이전에 설정된 금지구간들이 모두 서로 겹쳐지지 않으면, 현재의 구간을 이용 가능한 구간으로 설정하고 현재 구간에 대한 옵셋으로 인한 복수개의 구간은 금지구간으로 설정한다. 이러한 과정을 마지막 구간까지 반복하면, 순환이동이 고정되어 있는 시스템에서 순환이동을 결정할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예로서, 복수의 셀을 포함하는 이동통신 시스템에서 고이동성 셀로 확인된 셀에 대해서만 위와 같이 설정된 순환이동 적용 구간을 적용 하게 할 수 있다.

이 경우, 고이동성 셀인지 여부는 셀 정보를 획득하여 셀에 대한 주파수 옵셋이 소정 레벨 이상인지를 기준으로 판단할 수 있다. 이때, 소정 레벨은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자(이하 '당업자')가 용이하게 설정 및 변경할 수 있는 주파수 옵셋 값이다. 고이동성 셀인지 여부는 기지국 혹은 단말이 판단하는 것이 가능하다. 그러나, 단말은 셀내 다른 단말들의 주파수 옵셋 값을 추정하기 어렵다. 따라서, 셀내 복수의 단말들을 고려해서 기지국이 이를 판단한 후, 고이동성 셀인지 여부를 방송 채널(broadcast channel)을 통해 방송하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예는 확인된 셀이 고이동성 셀이 아니면, 상기 고이동성 셀에 할당되지 않은 시퀀스를 할당하는 과정을 포함할 수 있다.

본 발명에서 제한 순환이동을 생성하는 방법은 Case 1 및 Case 2에서 설명한 방법을 그대로 따르는 경우에도, 상기 수학식은 다른식으로 표현될 수 있다. 다음의 예에서는 몇 가지의 수학식 표현을 보여준다.

한편, 아래의 모든 수학식에서 d_u는 주파수 도메인에서 ZC 시퀀스를 생성할 경우에 수학식 25와 같다.

또한, 시간 도메인에서 ZC 시퀀스를 생성할 경우에 d_u는 수학식 26과 같다.

여기서, m은 d_u를 정수로 만드는 가장 작은 양수이고, Nzc는 ZC의 길이다. 수학식 26은 수학식 27과 같이 표현될 수 있다.

u번째 루트 인덱스에 대한 v번째 순환이동은 x_u,V(n)=x_u((n+C_V) mod N_zc)와 같이 정의된다. 여기서 일반적인 순환이동일 경우 C_v = v*N_cs이고, 제한 순환이동일 경우 C_v는 아래의 수학식에 의해 결정된다.

먼저, 미리 정의된 시프트 위치를 고려하지 않는 제한 순환이동의 경우(Case 1)를 상기와 다른 수학식으로 설명하면 다음과 같다.

상관이 0인 영역을 갖는 u번째 루트 ZC 시퀀스, v번째 랜덤 액세스 프리엠블은 x_u,V(n)=x_u((n+C_V) mod N_zc)에 따라 정의된다.

여기서, C_V는 수학식 28과 같다.

고이동성 셀의 파라미터들은 다음과 같이 정의된다.

Ncs≤d_u<(Nzc/3) 의 엘리어스 거리 구간에서, 그룹당 순환이동은

개 존재하고, 길이

인

개의 그룹이 존재하며, 추가 제한 순환이동은

개 존재한다.

(Nzc/3)≤d_u≤(Nzc-Ncs)/2의 엘리어스 거리 구간에서, 그룹당 순환이동은

개 존재하고, 길이

인

개의 그룹이 존재하며, 추가 제한 순환이동은

개 존재한다.

또한, 상기 수학식들은 다음과 같이 표현될 수도 있다.

즉, C_v=

이고,

,

인 경우에 Ncs≤d_u<(Nzc/3) 의 엘리어스 거리 구간에서, P=E,

,

로 표현되고, (Nzc/3)≤d_u≤(Nzc-Ncs)/2의 엘리어스 거리 구간에서, P=F,

,

로 표현될 수 있다.

다음, 미리 정의된 시프트 위치를 고려하는 제한 순환이동의 경우(Case 2)를 상기와 다른 수학식으로 설명하면 다음과 같다.

상관이 0인 영역을 갖는 u번째 루트 ZC 시퀀스, v번째 랜덤 액세스 프리엠블은 x_u,V(n)=x_u((n+C_v) mod N_zc)에 따라 정의된다. 여기서, C_v는 수학식 29와 같다.

여기서,

이다.

이때, 고이동성 셀의 파라미터는 다음과 같이 정의된다.

즉, Ncs≤d_u<(Nzc/3)의 엘리어스 구간에서,

,

, 로 표현되고, 첫 번째 추가 제한 순환이동

개로, 두 번째 추가 제한 순환 이동 R₂=0 개로 표현될 수 있다.

또한, (Nzc/3)≤d_u≤(Nzc-Ncs)/2의 엘리어스 구간에서,

,

로 표현되고, 첫 번째 추가 제한 순환이동

개로, 두 번째 추가 제한 순환이동 R₂는 R₁=0 이고 X - Ncs < 2 d_u인 경우에만 R₂=1개로 표현될 수 있다. 여기서,

이다.

제한 순환이동 x_u,V(n)=x_u((n+C_v) mod N_zc)에서는 v번째 제한 순환이동의 시프트 값을 바로 이용하는 방법에 대한 예를 들었다. 이와 달리, Va번째 제한 순환이동을 위한 Va를 이용하여 제한 순환이동을 적용할 수 있다. 즉, x_u,Va(n)=x_u((n+round(v_aN_cs)) mod N_zc)를 이용하여 유사한 순환이동을 생성할 수 있다. 이와 같은 방법으로 순환이동을 생성하는 경우 기본 개념은 상기 설명들과 동일하다. 하지만, 수학식은 다음과 같이 달라지게 된다.

이때, 순환이동을 위한 인덱스 v는 수학식 30과 같이 표현된다.

Ncs≤d_u<(Nzc/3)의 엘리어스 구간에서,

,

이고, 추가적인 제한 순환이동

으로 표현된다.

(Nzc/3)≤d_u≤(Nzc-Ncs)/2의 엘리어스 구간에서,

_,

이고,

_,

으로 표현된다.

또한 위의 표현은

,

인 경우에, Ncs≤d_u<(Nzc/3)의 엘리어스 구간에서, P=E,

,

로 달리 표현되고, (Nzc/3)≤d_u≤(Nzc-Ncs)/2의 엘리어스 구간에서, P=F,

_,

로 표현될 수 있다.

다음으로, 미리 정의된 시프트 위치를 고려하는 제한 순환이동의 경우(Case 2)를 상기와 다른 수학식으로 설명하면 다음과 같다.

이때, 순환이동을 위한 인덱스 v는 수학식 31과 같이 표현된다.

Ncs≤d_u<(Nzc/3)의 엘리어스 구간에서,

,

이고, 첫 번째 추가 제한 순환이동

이고, 두 번째 추가 제한 순환이동 R₂=0로 표현될 수 있다.

(Nzc/3)≤d_u≤(Nzc-Ncs)/2의 엘리어스 구간에서,

,

이고, R₁=0이고

인 경우에 R₂=1 로 표현될 수 있다. 여기서,

이다.

또한, 위의 표현은

,

인 경우에,

Ncs≤d_u<(Nzc/3)의 엘리어스 구간에서, P=E, S=3E+E',

,

으로 달리 표현되고, (Nzc/3)≤d_u≤(Nzc-Ncs)/2의 엘리어스 구간에서, P=F, S=2F+F',

,

이고, R₁=0이고

인 경우에 R₂=1로 표현될 수 있다. 여기서,

이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, CAZAC 시퀀스를 이용하여 순환이동된 시퀀스를 구현할 때, 주파수 옵셋이나 타이밍 옵셋으로 인한 시프트의 모호함(shift ambiguity)을 제거할 수 있는 순환이동 셋(cyclic shift set)을 정의할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 동기가 맞춰지지 않은 채널을 접근할 때는 주파수 옵셋이나 타이밍 옵셋이 맞지 않은 상태이므로 이러한 채널을 강인하게 만들 수 있고, 펄스 성형 필터(pulse shaping filter)의 영향범위에 따라서 1차 성분(first order) 뿐만 아니라, 2차 성분(second order)이나 더 높은 차수의 성분(higher order)의 간섭까지 고려한 순환이동 셋을 정의할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구 현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 포함하는 것이다.

본 발명은 주파수 옵셋 문제를 해결하기 위한 CAZAC 시퀀스의 특성을 고려하여 각 셀에 시퀀스를 할당하는 방법 및 이에 적용할 순환이동을 설정하는 방법에 대한 것으로, 무선 통신 시스템, 특히, 단말과 기지국에 적용될 수 있다.

도 1은 종래의 순환이동 적용 단위에 추가적인 마진을 더하여 순환이동 적용 단위를 설정하는 방법을 도시한 것이다.

도 2a 및 도 2b는 시퀀스 인덱스가 작은 경우에 도 1의 추가적인 마진을 적용하는 예를 도시한 것이다.

도 3a 및 도 3b는 시퀀스 인덱스가 큰 경우에 도 1의 추가적인 마진을 적용하는 예를 도시한 것이다.

도 3c는 P개의 순환이동 셋으로 구성되는 하나의 그룹의 예를 도시한 것이다.

도 4는 순환이동 적용 그룹과 각 그룹 내에서 순환이동 적용 구간을 설정하는 방법을 도시한 것이다.

도 5는 수신 시퀀스의 채널 응답과 수신 시퀀스의 각 엘리어스를 합한 길이가 시퀀스 전체 길이보다 큰 경우에 순환이동 단위의 예를 도시한 것이다.

도 6a는 미리 정의된 시프트 위치를 고려하지 않는 제한 순환이동의 경우 순환이동의 위치 및 옵셋의 위치를 도시한 것이다.

도 6b는 미리 정의된 시프트 위치를 갖는 제한 순환이동의 경우 순환이동의 위치 및 옵셋의 위치를 도시한 것이다.

도 7은 도 6a의 미리 정의된 시프트 위치를 고려하지 않는 제한 순환이동의 경우에서 도 6b의 미리 정의된 시프트 위치를 갖는 제한 순환이동의 경우 보다 사용 가능한 순환이동의 수가 증가됨을 나타내는 그래프이다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 옵셋에 대비한 순환이동 시퀀스 설정 방법을 적용하여 구한 순환 이동의 위치 및 옵셋의 위치의 예를 도시한 것이다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 옵셋에 대비한 순환이동 시퀀스 설정 방법을 적용하여 구한 순환 이동의 위치 및 옵셋의 위치의 예를 도시한 것이다.

Claims

소정 임계치 이상의 높은 도플러 주파수(Doppler Frequency)의 영향에 대비하여, 단말이 주어진 시퀀스에 적용할 순환 이동(Cyclic Shift)을 설정하여 기지국에 전송하는 방법에 있어서,

상기 주어진 시퀀스의 루트 인덱스(u)를 이용하여 1 서브캐리어 간격의 도플러 이동(Doppler shift)에 대응하는 순환이동 값인 제 1 변수(d_u)를 획득하는 단계;

상기 제 1 변수(d_u)를 이용하여, 상기 주어진 시퀀스를 그룹핑할 경우 형성되는 그룹의 개수(G), 상기 그룹 각각의 길이(S) 및 상기 그룹당 적용 가능한 순환 이동의 개수(P)를 포함하는 제 2 변수들을 획득하는 단계;

상기 획득된 제 2 변수들에 따라 상기 주어진 시퀀스에 적용될 순환 이동을 설정하는 단계; 및

상기 주어진 시퀀스에 상기 설정된 순환 이동을 적용하여 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하는, 시퀀스 전송 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 변수들은 상기 주어진 시퀀스 중 상기 그룹에 포함되지 않은 시퀀스에 적용 가능한 추가적인 순환 이동의 개수(R)를 추가적으로 포함하는, 시퀀스 전송 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 주어진 시퀀스는 자도프-츄(Zadoff-Chu) 시퀀스이며,

상기 제 1 변수는 <수학식 A>에 의해 획득되는, 시퀀스 전송 방법.

<수학식 A>

(상기 <수학식 A>에서 "u"는 상기 자도프-츄 시퀀스의 루트 인덱스이고, "N_ZC"는 상기 자도프-츄 시퀀스의 길이임)
제 3 항에 있어서,

상기 제 1 변수가 가지는 값의 범위는 상기 자도프-츄 시퀀스의 길이의 1/3 (N_ZC/3) 길이를 가지는 범위 단위로 구분되며,

상기 제 2 변수들은 상기 제 1 변수가 가지는 값이 상기 구분된 범위 중 어느 범위에 속하는지에 따라 달리 획득되는, 시퀀스 전송 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 제 1 변수(d_u)의 값이 N_CS ≤ d_u ≤ (N_ZC/3)인 경우, 상기 제 2 변수들은 <수학식 B>에 의해 획득되는, 시퀀스 전송 방법.

<수학식 B>

(상기 <수학식 B>에서 "N_CS"는 소정 순환 이동 파라미터, "P"는 상기 그룹당 적용 가능한 순환 이동의 개수, "S"는 상기 그룹 각각의 길이, "G"는 상기 그룹의 개수, 그리고 "R"은 상기 자도프-츄 시퀀스 중 상기 그룹에 포함되지 않은 자도프-츄 시퀀스에 적용 가능한 추가적인 순환 이동의 개수를 나타냄)
제 4 항에 있어서,

상기 제 1 변수(d_u)의 값이 (N_ZC/3) ≤ d_u ≤ ((N_ZC- N_CS)/2)인 경우, 상기 제 2 변수들은 <수학식 C>에 의해 획득되는, 시퀀스 전송 방법.

<수학식 C>

(상기 <수학식 C>에서 "N_CS"는 소정 순환 이동 파라미터, "P"는 상기 그룹당 적용 가능한 순환 이동의 개수, "S"는 상기 그룹 각각의 길이, "G"는 상기 그룹의 개수, 그리고 "R"은 상기 자도프-츄 시퀀스 중 상기 그룹에 포함되지 않은 자도프-츄 시퀀스에 적용 가능한 추가적인 순환 이동의 개수를 나타냄)
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 자도프-츄 시퀀스에 적용할 순환이동(
)을 설정하는 단계는,

<수학식 D>에 의해 획득되는 순환이동 값을 상기 자도프-츄 시퀀스에 적용하는, 시퀀스 전송 방법.

<수학식 D>
제 1 항에 있어서,

상기 주어진 시퀀스는 임의접속 프리엠블을 생성하기 위한 시퀀스인, 시퀀스 전송 방법.
기지국에 전송할 시퀀스의 루트 인덱스(u) 정보를 획득하는 단계;

상기 루트 인덱스에 따라 주어진 시퀀스에 적용할 순환 이동을 설정하는 단계; 및

상기 주어진 시퀀스에 상기 설정된 순환 이동을 적용하여 기지국에 전송하는 단계를 포함하며,

상기 순환 이동 설정 단계는,

(a) 상기 순환 이동이 도플러 이동(Doppler shift)으로 인하여 제한된 세트(restricted set)에 대해 설정될 것인지 또는 비제한 세트(unrestricted set)에 대해 설정될 것인지 여부를 판정하는 단계; 및

(b) 상기 순환 이동이 상기 제한된 세트에 대해 설정되는 경우, 1 서브캐리어 간격의 도플러 이동에 대응하는 순환 이동을 고려하여 상기 주어진 시퀀스에 적용될 상기 순환 이동을 설정하는 단계를 포함하는,시퀀스 전송 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 (b) 단계는,

상기 주어진 시퀀스의 루트 인덱스(u)를 이용하여 상기 1 서브캐리어 간격의 도플러 이동(Doppler shift)에 대응하는 순환이동 값을 나타내는 제 1 변수(d_u)를 획득하는 단계;

상기 제 1 변수(d_u)를 이용하여, 상기 주어진 시퀀스를 그룹핑할 경우 형성되는 그룹의 개수(G), 상기 그룹 각각의 길이(S) 및 상기 그룹당 적용 가능한 순환 이동의 개수(P)를 포함하는 제 2 변수들을 획득하는 단계; 및

상기 획득된 제 2 변수들에 따라 상기 주어진 시퀀스에 적용될 순환 이동을 설정하는 단계를 포함하는, 시퀀스 전송 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 주어진 시퀀스는 자도프-츄(Zadoff-Chu) 시퀀스이며,

상기 제 1 변수는 <수학식 A>에 의해 획득되는, 시퀀스 전송 방법.

<수학식 A>

(상기 <수학식 A>에서 "u"는 상기 자도프-츄 시퀀스의 루트 인덱스이고, "N_ZC"는 상기 자도프-츄 시퀀스의 길이임)
제 11 항에 있어서,

상기 제 1 변수가 가지는 값의 범위는 상기 자도프-츄 시퀀스의 길이의 1/3 (N_ZC/3) 길이를 가지는 범위 단위로 구분되며,

상기 제 2 변수들은 상기 제 1 변수가 가지는 값이 상기 구분된 범위 중 어느 범위에 속하는지에 따라 달리 획득되는, 시퀀스 전송 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 제 1 변수(d_u)의 값이 N_CS ≤ d_u ≤ (N_ZC/3)인 경우, 상기 제 2 변수들은 <수학식 B>에 의해 획득되는, 시퀀스 전송 방법.

<수학식 B>

(상기 <수학식 B>에서 "N_CS"는 소정 순환 이동 파라미터, "P"는 상기 그룹당 적용 가능한 순환 이동의 개수, "S"는 상기 그룹 각각의 길이, "G"는 상기 그룹의 개수, 그리고 "R"은 상기 자도프-츄 시퀀스 중 상기 그룹에 포함되지 않은 자도프-츄 시퀀스에 적용 가능한 추가적인 순환 이동의 개수를 나타냄)
제 12 항에 있어서,

상기 제 1 변수(d_u)의 값이 (N_ZC/3) ≤ d_u ≤ ((N_ZC- N_CS)/2)인 경우, 상기 제 2 변수들은 <수학식 C>에 의해 획득되는, 시퀀스 전송 방법.

<수학식 C>

(상기 <수학식 C>에서 "N_CS"는 소정 순환 이동 파라미터, "P"는 상기 그룹당 적용 가능한 순환 이동의 개수, "S"는 상기 그룹 각각의 길이, "G"는 상기 그룹의 개수, 그리고 "R"은 상기 자도프-츄 시퀀스 중 상기 그룹에 포함되지 않은 자도프-츄 시퀀스에 적용 가능한 추가적인 순환 이동의 개수를 나타냄)
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,

상기 자도프-츄 시퀀스에 적용할 순환이동(
)을 설정하는 단계는,

<수학식 D>에 의해 획득되는 순환이동 값을 상기 자도프-츄 시퀀스에 적용하는, 시퀀스 전송 방법.

<수학식 D>
제 9 항에 있어서,

상기 주어진 시퀀스는 임의접속 프리엠블을 생성하기 위한 시퀀스인, 시퀀스 전송 방법.
주어진 시퀀스에 적용된 순환 이동을 설정하는 방법에 있어서,

(a) 상기 주어진 시퀀스의 루트 인덱스가 "u"이고, 상기 주어진 시퀀스의 길이가 "N_ZC"일 때, <수학식 A>에 따라 변수 "d_u"를 획득하는 단계;

<수학식 A>

(b) 소정 순환 이동 파라미터를 "N_CS", 상기 주어진 시퀀스를 그룹핑할 경우 형성되는 그룹당 적용 가능한 순환 이동의 개수를 "P", 상기 그룹 각각의 길이를 "S", 상기 그룹의 개수를 "G", 그리고 상기 주어진 시퀀스 중 상기 그룹에 포함되지 않은 시퀀스에 적용 가능한 추가적인 순환 이동의 개수를 "R"이라 표기하고,

상기 변수 "d_u"의 값이 N_CS ≤ d_u ≤ (N_ZC/3)인 경우, 상기 P, S, G 및 R을 <수학식 B>에 의해 획득하며,

<수학식 B>

상기 변수 "d_u"의 값이 (N_ZC/3) ≤ d_u ≤ ((N_ZC- N_CS)/2)인 경우, 상기 P, S, G 및 R을 <수학식 C>에 의해 획득하는 단계; 및

<수학식 C>

(c) 상기 순환 이동을
로 표기하고, 도플러 이동(Doppler shift)에 의해 제한된 순환 이동 세트(cyclic shift set)를 제한 세트(restricted set), 상기 도플러 이동에 의해 제한되지 않은 순환 이동 세트를 비제한 세트(unrestricted set)라 표기할 경우, 상기 순환 이동을 <수학식 E>에 따라 설정하는 단계를 포함하는,

<수학식 E>

, 순환 이동 설정 방법.
순환 이동을 이용하여 단말이 기지국에 임의접속 프리엠블을 전송하는 방법에 있어서,

시스템 정보로부터 상기 임의접속 프리엠블을 위한 시퀀스의 루트 인덱스(u)를 획득하는 단계;

상기 임의접속 프리엠블을 위한 시퀀스에 적용될 순환 이동이 도플러 이동(Doppler shift)으로 인하여 제한된 세트(restricted set)에 대해 설정되는 경우, 1 서브캐리어 간격의 도플러 이동에 대응하는 순환 이동을 고려하여 상기 임의접속 프리엠블을 위한 시퀀스에 적용될 순환 이동을 설정하는 단계;

상기 획득된 루트 인덱스(u)를 가지며, 상기 설정된 순환 이동을 적용한 시퀀스를 생성하는 단계; 및

상기 생성된 시퀀스를 상기 임의접속 프리엠블로서 전송하는 단계를 포함하는, 임의접속 프리엠블 전송 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 임의접속 프리엠블을 위한 시퀀스에 적용될 순환 이동이 상기 제한된 세트에 대해 설정되는 경우, 상기 순환 이동을 설정하는 단계는,

상기 임의접속 프리엠블을 위한 시퀀스의 루트 인덱스(u)를 이용하여 상기 1 서브캐리어 간격의 도플러 이동(Doppler shift)에 대응하는 순환이동 값을 나타내는 제 1 변수(d_u)를 획득하는 단계;

상기 제 1 변수(d_u)를 이용하여, 상기 임의접속 프리엠블을 위한 시퀀스를 그룹핑할 경우 형성되는 그룹의 개수(G), 상기 그룹 각각의 길이(S) 및 상기 그룹당 적용 가능한 순환 이동의 개수(P)를 포함하는 제 2 변수들을 획득하는 단계; 및

상기 획득된 제 2 변수들에 따라 상기 임의접속 프리엠블을 위한 시퀀스에 적용될 순환 이동을 설정하는 단계를 포함하는, 임의접속 프리엠블 전송 방법.
제 19 항에 있어서,

상기 임의접속 프리엠블을 위한 시퀀스는 자도프-츄(Zadoff-Chu) 시퀀스이며,

상기 제 1 변수는 <수학식 A>에 의해 획득되는, 임의접속 프리엠블 전송 방법.

<수학식 A>
제 20 항에 있어서,

상기 제 1 변수가 가지는 값의 범위는 상기 자도프-츄 시퀀스의 길이의 1/3 (N_ZC/3) 길이를 가지는 범위 단위로 구분되며,

상기 제 2 변수들은 상기 제 1 변수가 가지는 값이 상기 구분된 범위 중 어느 범위에 속하는지에 따라 달리 획득되는, 임의접속 프리엠블 전송 방법.
제 21 항에 있어서,

상기 제 1 변수(d_u)의 값이 N_CS ≤ d_u ≤ (N_ZC/3)인 경우, 상기 제 2 변수들은 <수학식 B>에 의해 획득되는, 임의접속 프리엠블 전송 방법.

<수학식 B>

(상기 <수학식 B>에서 "N_CS"는 소정 순환 이동 파라미터, "P"는 상기 그룹당 적용 가능한 순환 이동의 개수, "S"는 상기 그룹 각각의 길이, "G"는 상기 그룹의 개수, 그리고 "R"은 상기 자도프-츄 시퀀스 중 상기 그룹에 포함되지 않은 자도프-츄 시퀀스에 적용 가능한 추가적인 순환 이동의 개수를 나타냄)
제 21 항에 있어서,

상기 제 1 변수(d_u)의 값이 (N_ZC/3) ≤ d_u ≤ ((N_ZC- N_CS)/2)인 경우, 상기 제 2 변수들은 <수학식 C>에 의해 획득되는, 임의접속 프리엠블 전송 방법.

<수학식 C>

<수학식 C>

(상기 <수학식 C>에서 "N_CS"는 소정 순환 이동 파라미터, "P"는 상기 그룹당 적용 가능한 순환 이동의 개수, "S"는 상기 그룹 각각의 길이, "G"는 상기 그룹의 개수, 그리고 "R"은 상기 자도프-츄 시퀀스 중 상기 그룹에 포함되지 않은 자도프-츄 시퀀스에 적용 가능한 추가적인 순환 이동의 개수를 나타냄)
제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,

상기 순환 이동을
로 표기하고, 도플러 이동(Doppler shift)에 의해 제한된 순환 이동 세트(cyclic shift set)를 제한된 세트(restricted set)로, 상기 도플러 이동에 의해 제한되지 않은 순환 이동 세트를 비제한 세트(unrestricted set)로 표기할 경우, 상기 순환 이동을 <수학식 E>에 따라 설정하는,

<수학식 E>

, 임의접속 프리엠블 전송 방법.