KR100955198B1

KR100955198B1 - 무선통신 시스템에서 랜덤 액세스 프리앰블 생성 방법

Info

Publication number: KR100955198B1
Application number: KR1020097017673A
Authority: KR
Inventors: 이현우; 한승희; 노민석; 곽진삼; 드라간 브즈직; 김동철; 권영현
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2008-03-14
Publication date: 2010-04-29
Also published as: GB0913115D0; KR20090111855A; GB2458427B; KR20080084536A; KR20080084550A; GB2458427A

Abstract

랜덤 액세스 프리앰블을 생성하는 방법은 소스 논리적 인덱스에 관한 정보를 수신하고, 및 미리 정해진 개수의 랜덤 액세스 프리앰블이 얻어질 때까지, 상기 소스 논리적 인덱스를 시작으로 연속적인 논리적 인덱스를 갖는 원시 ZC 시퀀스로부터 순환 쉬프트의 증가 순으로 복수의 랜덤 액세스 프리앰블을 생성한다. 상기 연속적인 논리적 인덱스는 상기 원시 ZC 시퀀스의 원시 인덱스에 맵핑된다.

무선 통신, 시퀀스, ZC 시퀀스, 랜덤 액세스, 프리앰블

Description

무선통신 시스템에서 랜덤 액세스 프리앰블 생성 방법{METHOD OF GENERATING RANDOM ACCESS PREAMBLES IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선통신 시스템에서 무선통신 시스템에서 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하는 방법에 관한 것이다.

WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 무선 접속 기술을 기반으로 하는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 이동통신 시스템은 전세계에서 광범위하게 전개되고 있다. WCDMA의 첫번째 진화 단계로 정의할 수 있는 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)은 중기적인(mid-term) 미래에서 높은 경쟁력을 가지는 무선 접속 기술을 3GPP에 제공한다. 그러나 사용자와 사업자의 요구 사항과 기대가 지속적으로 증가하고 경쟁하는 무선 접속 기술 개발이 계속 진행되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 3GPP에서의 새로운 기술 진화가 요구된다.

3세대 이후의 시스템에서 고려되는 있는 시스템 중 하나가 낮은 복잡도로 심벌간 간섭(inter-symbol interference) 효과를 감쇄시킬 수 있는 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 이하 OFDM) 시스템이다. OFDM은 직렬로 입력되는 데이터 심벌을 N개의 병렬 데이터 심벌로 변환하여, 각각 분리된 N개의 부반송파(subcarrier)에 실어 송신한다. 부반송파는 주파수 차원에서 직 교성을 유지하도록 한다. 각각의 직교 채널은 상호 독립적인 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)을 경험하게 되고, 전송되는 심벌의 간격이 길어져 심벌간 간섭이 최소화될 수 있다. 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; 이하 OFDMA)는 OFDM을 변조 방식으로 사용하는 시스템에 있어서 이용가능한 부반송파의 일부를 각 사용자에게 독립적으로 제공하여 다중 접속을 실현하는 다중 접속 방법을 말한다. OFDMA는 부반송파라는 주파수 자원을 각 사용자에게 제공하며, 각각의 주파수 자원은 다수의 사용자에게 독립적으로 제공되어 서로 중첩되지 않는 것이 일반적이다. 결국 주파수 자원은 사용자마다 상호 배타적으로 할당된다.

데이터 패킷의 송신 또는 수신을 위해서는 제어정보의 전송이 필요하다. 예를 들어, 상향링크 제어정보로는 하향링크 데이터 전송에 대한 응답인 ACK(Acknowledgement)/NAK(Negative-Acknowledgement) 신호, 하향링크 채널품질을 가리키는 CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator) 등이 있다. 또한, 랜덤 액세스(random access) 과정을 수행하기 위해 랜덤 액세스 프리앰블(preamble)의 전송도 필요하다.

상향링크 제어정보나 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하기 위해 시퀀스(sequence)가 널리 사용된다. 시퀀스는 확산 부호(spreading code), 단말 식별자, 시그니처(signature)의 형태로 제어채널이나 랜덤 액세스 채널을 통해 전송된다.

도 1은 WCDMA 시스템에서 랜덤 액세스 과정을 수행하는 방법을 나타낸 예시 도이다. 랜덤 액세스 과정은 단말이 네트워크와 시간 동기를 맞추거나, 상향링크 데이터를 전송하기 위한 무선자원을 획득하기 위해 사용된다.

도 1을 참조하면, 단말은 하나의 액세스 슬롯(access slot)과 하나의 프리앰블을 상향링크 물리채널인 PRACH(physical random access channel)을 통해 전송한다. 상기 프리앰블은 1.33ms 길이의 액세스 슬롯 동안 전송되며, 16개의 프리앰블들 중 하나를 선택하여 전송한다.

단말이 프리앰블을 수신하면 기지국은 하향링크 물리채널인 AICH(Acquisition Indicator Channel)을 통해 응답을 전송한다. 기지국은 상기 AICH을 통해 긍정적인 응답(Acknowledgment; ACK) 또는 부정적인 응답(Not-Acknowledgment; NACK)을 단말에게 전송한다. 만일 단말이 ACK을 수신하면, 단말은 전송한 상기 프리앰블에 대응되는 OVSF(Orthogonal Variable Spreading Factor) 코드를 사용하여 10ms 또는 20ms 길이의 메시지를 전송한다. 만일 단말이 NACK을 수신하면, 적당한 시간 이후에 다시 프리앰블을 전송한다. 만일 단말이 전송한 프리앰블에 대응되는 응답을 수신하지 못하였을 경우, 단말은 정해진 액세스 슬롯 이후에 이전 프리앰블보다 한 단계 높은 전력으로 새로운 프리앰블을 전송한다.

단말은 자신이 사용가능한 16개의 프리앰블들(즉, 시퀀스들)을 기지국으로부터 할당받은 후, 할당된 시퀀스들 중에서 선택한 하나의 시퀀스를 프리앰블로 랜덤 액세스 과정에 사용한다. 가능한 모든 시퀀스들에 관한 정보를 기지국이 전송한다면, signaling overhead가 너무 커지므로, 일반적으로 기지국은 미리 시퀀스의 집합을 지정해 두고, 시퀀스의 집합의 인덱스를 단말에게 전달한다. 이를 위해 단말 과 기지국은 각 시퀀스의 집합의 인덱스에 따른 시퀀스의 집합을 모두 버퍼에 저장해두어야 한다. 이는 시퀀스의 집합에 속하는 시퀀스의 수가 커지거나, 시퀀스의 집합의 수가 커지면 부담이 될 수 있다.

수신기에서의 데이터 검출 성능을 높이고, 단말 용량(capability)를 증가시키기 위해 시퀀스는 상관(correlation)이나 CM(cubic metric) 특성이 어느 정도 보장되어야 한다. 예를 들어, 이는 랜덤 액세스 과정에 사용되는 시퀀스의 집합에 속하는 시퀀스들이 상관이나 CM 특성이 어느 정도 일정 수준이상 보장되어야 함을 의미한다. 특히, 단말이 30km/h 이상의 속도로 이동하는 고속(high speed) 환경에 사용되는 시퀀스와 저속 환경에 사용되는 시퀀스는 도플러 효과 등의 요인으로 인한 시퀀스 특성을 보장하기 위해 달리 사용하는 것이 필요하다.

보다 적은 시그널링 오버헤드(signaling overhead)를 가지고, 상향링크 제어정보의 전송에 사용되는 시퀀스의 특성을 보장할 수 있는 방법이 필요하다.

[기술적 과제]

본 발명은 시퀀스 생성이 용이하도록 원시 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스의 논리 인덱스를 생성하는 방법을 제공한다.

본 발명은 또한 원시 ZC 시퀀스의 논리 인덱스를 이용하여 무선통신 시스템에서 랜덤 액세스 과정을 수행하는 방법을 제공한다.

본 발명은 또한 원시 ZC 시퀀스의 논리 인덱스를 이용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하는 방법을 제공한다.

[기술적 해결 방법]

일 양태에 있어서, 원시 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스의 논리적 인덱스를 생성하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 복수의 원시 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스의 논리적 인덱스들을 미리 지정된 순환 쉬프트 파라미터에 따라 하나 또는 그 이상의 서브그룹으로 나누되, 서브그룹은 적어도 하나의 원시 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스의 논리적 인덱스를 포함하며, 및 상기 서브그룹내의 원시 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스의 원시 인덱스들을 연속적인 논리적 인덱스로 맵핑하는 것을 포함한다.

다른 양태에 있어서, 무선통신 시스템에서 랜덤 액세스 과정을 수행하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 복수의 랜덤 액세스 프리앰블로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 선택하되, 상기 복수의 랜덤 액세스 프리앰블은 연속적인 논리적 인덱스를 갖는 원시 ZC 시퀀스의 가용한 순환 쉬프트로부터 생성되고, 상기 연속적인 논리적 인덱스는 상기 원시 ZC 시퀀스의 원시 인덱스로 맵핑되고, 상기 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하고, 및 상기 선택된 랜덤 액세스 프리앰블의 식별자를 포함하는 랜덤 액세스 응답을 수신하는 것을 포함한다.

또 다른 양태에 있어서, 무선통신 시스템에서 랜덤 액세스 과정을 수행하는 방법은 미리 지정된 순환 쉬프트 파라미터 및 복수의 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하기 위한 소스 논리적 인덱스를 전송하고, 상기 복수의 랜덤 액세스 프리앰블로부터 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 수신하되, 상기 복수의 랜덤 액세스 프리앰블은 상기 소스 논리적 인덱스 및 상기 소스 논리적 인덱스에 적어도 하나의 연속적인 논리적 인덱스를 갖는 원시 ZC 시퀀스의 가용한 순환 쉬프트로부터 생성되고, 상기 랜덤 액세스 프리앰블의 식별자를 포함하는 랜덤 액세스 응답을 전송하는 것을 포함한다.

또 다른 양태에 있어서, 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 제1 논리적 인덱스에 맵핑되는 제1 원시 인덱스를 갖는 제1 원시 ZC 시퀀스로부터 순환 쉬프트의 증가 순으로 복수의 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하고, 및 상기 제1 원시 ZC 시퀀스로부터 미리 정해진 개수의 랜덤 액세스 프리앰블이 생성되지 않을 때, 제2 논리적 인덱스에 맵핑되는 제2 원시 인덱스를 갖는 제2 원시 ZC 시퀀스로부터 순환 쉬프트의 증가 순으로 복수의 추가적인 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하는 것을 포함하되, 상기 제2 논리적 인덱스는 상기 제1 논리적 인덱스에 연속적이다.

또 다른 양태에 있어서, 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 소스 논리적 인덱스에 관한 정보를 수신하고, 및 미리 정해진 개수의 랜덤 액세스 프리앰블이 얻어질 때까지, 상기 소스 논리적 인덱스를 시작으로 연속적인 논리적 인덱스를 갖는 원시 ZC 시퀀스로부터 순환 쉬프트의 증가 순으로 복수의 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하되, 상기 연속적인 논리적 인덱스는 상기 원시 ZC 시퀀스의 원시 인덱스에 맵핑된다.

[유리한 효과]

연속적인 논리 인덱스를 사용하여, 유사한 물리적 특성을 갖는 랜덤 액세스프리앰블 집합이 생성될 수 있다. 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하기 위한 제어 시그널링을 최소로 할 수 있다. 고속 환경에서 랜덤 액세스 실패를 줄일 수 있고, 효율적인 셀 설계(cell planning)가 수행될 수 있다.

도 1은 WCDMA 시스템에서 랜덤 액세스 과정을 수행하는 방법을 나타낸 예시도이다.

도 2은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 시퀀스 생성 방법을 나타내는 순서도이다.

도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 물리 인덱스에 따른 CM 특성 및 최대 지원 셀 반경(maximum supportable cell radius) 특성을 나타낸다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 논리 인덱스에 따른 CM 특성 및 최대 지원 셀 반경 특성을 나타낸다.

도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 논리 인덱스에 따른 CM 특성 및 최대 지원 셀 반경 특성을 나타낸다.

도 7 내지 14은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 논리 인덱스에 따른 CM 특성 및 최대 지원 셀 반경 특성을 나타낸다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 CM 맵핑에 대한 Ncs에 따른 논리 인덱스 당 이용 가능한 제한된 순환 쉬프트(restricted cyclic shift)의 수를 나타낸다.

도 16는 본 발명의 일 실시예에 따라 최대 지원 셀 크기 맵핑(maximum supportable cell size mapping)에 대한 Ncs에 따른 논리 인덱스 당 이용 가능한 제한된 순환 쉬프트의 수를 나타낸다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따라 복합 맵핑(hybrid mapping)에 대한 Ncs에 따른 논리 인덱스 당 이용 가능한 제한된 순환 쉬프트의 수를 나타낸다.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 CM 맵핑에 대한 셀에 할당되는 논리 인덱스의 예를 나타낸다.

도 19은 본 발명의 일 실시예에 따른 최대 지원 셀 크기 맵핑에 대한 셀에 할당되는 논리 인덱스의 예를 나타낸다.

도 20는 본 발명의 일 실시예에 따른 최대 지원 셀 크기 맵핑에 대한 셀에 할당되는 논리 인덱스의 예를 나타낸다.

도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 CM 특성에 따라 논리 인덱스를 찾는 방법을 나타낸다.

도 22은 본 발명의 다른 실시예에 따른 CM 특성에 따라 논리 인덱스를 찾는 방법을 나타낸다.

도 23는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 CM 특성에 따라 논리 인덱스를 찾는 방법을 나타낸다.

도 24은 본 발명의 일 실시예에 따른 원시 물리 인덱스(Physical root index)에 따른 CM 특성을 나타낸다.

도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 논리 인덱스에 따른 CM 특성 및 최대 지원 셀 반경 특성을 나타낸다.

도 26는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 논리 인덱스에 따른 CM 특성 및 최대 지원 셀 반경 특성을 나타낸다.

도 27은 CM 정렬을 2개의 그룹으로 묶는 과정을 나타낸다.

도 28은 각 그룹 내에서 최대 지원 Ncs 특성에 따른 정렬을 Ncs 그룹으로 묶는 과정을 나타낸다.

도 29은 각 Ncs 그룹 내에서 CM 특성에 따라 정렬하는 과정을 나타낸다.

도 30는 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 액세스 과정을 나타낸 순서도이다.

도 31는 본 발명의 실시예가 적용되는 단말의 요소를 나타낸 블록도이다.

도 2는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 무선통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.

도 2를 참조하면, 무선통신 시스템은 단말(10; User Equipment, UE) 및 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(Node-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다.

이하에서 하향링크(downlink)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다. 하향링 크에서 송신기는 기지국(20)의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말(10)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(10)의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국(20)의 일부분일 수 있다.

무선통신 시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single-Carrier FDMA) 및 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다. 설명을 명확히 하기 위해, 이하에서는 OFDMA 기반의 무선통신 시스템에 대하여 설명한다.

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)은 다수의 직교 부반송파(subcarrier)를 이용한다. OFDM은 IFFT(inverse fast Fourier Transform)과 FFT(fast Fourier Transform) 사이의 직교성 특성을 이용한다. 송신기에서 데이터는 IFFT를 수행하여 전송한다. 수신기에서 수신신호에 대해 FFT를 수행하여 원래 데이터를 복원한다. 송신기는 다중 부반송파들을 결합하기 위해 IFFT를 사용하고, 다중 부반송파들을 분리하기 위해 수신기는 대응하는 FFT를 사용한다. OFDM에 의하면, 광대역 채널의 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading) 환경에서 수신기의 복잡도를 낮추고, 부반송파간의 상이한 채널 특성을 활용하여 주파수 영역에서의 선택적 스케줄링 등을 통해 주파수 효율(spectral efficiency)을 높일 수 있다. OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)는 OFDM을 기반으로 한 다중 접속 방식이다. OFDMA에 의하면 다중 사용자에게 상이한 부반송파를 할당 함으로써 무선자원의 효율성을 높일 수 있다.

제어정보로는 재전송 유무를 가리키는 ACK(Acknowledgement)/NAK(Negative-Acknowledgement) 신호, 하향링크 채널품질을 가리키는 CQI(Channel Quality Indicator), 랜덤 액세스 과정을 위한 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble) 뿐만 아니라, PMI(Precoding Matrix Index), RI(Rank Indicator) 등과 같은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 제어정보 등 여러 가지 종류가 있을 수 있다.

제어정보의 전송을 위해 직교 인덱스(orthogonal sequence)를 사용할 수 있다. 직교 시퀀스는 상관(correlation) 특성이 우수한 시퀀스를 말한다. 직교 시퀀스의 일 례로 CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation) 시퀀스가 있다.

CAZAC 시퀀스 중 하나인 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스에 대해 살펴보면, 원시 인덱스(root index) M인 원시 ZC 시퀀스의 k번째 요소(element) c(k)는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, N은 ZC 시퀀스의 길이로, 인덱스 M은 N이하의 자연수이고, M과 N은 서로(relatively) 소수(prime)이다. N이 소수라면, ZC 시퀀스의 원시 인덱스(root index)의 개수는 N-1이 된다.

수학식 2는 ZC 시퀀스의 크기가 항상 1임을 의미하고, 수학식 3은 ZC 시퀀스의 자동 상관(auto correlation)은 Dirac-delta 함수로 표시됨을 의미한다. 여기서 자동 상관은 원형 상관(circular correlation)에 기반한다. 수학식 4는 교차 상관(cross correlation)이 언제나 상수임을 의미한다.

무선통신 시스템에서 ZC 시퀀스의 원시 인덱스(root index)를 통해 셀을 구분한다고 하자. 단말은 셀 내에서 사용가능한 원시 인덱스 또는 원시 인덱스의 그룹을 알아야 할 필요가 있다. 기지국은 사용가능한 원시 인덱스 또는 원시 인덱스의 그룹을 단말로 브로드캐스트(broadcast) 해야 한다.

ZC 시퀀스의 길이가 N이라고 할 때, 원시 인덱스는 N보다 작은 서로 소(relative prime)의 개수만큼 있게 된다. N이 소수(prime)일 경우는 원시 인덱스의 수는 N-1이 된다. 이 경우 기지국이 단말로 N-1개의 원시 인덱스 중 어느 하나 를 단말로 알려주기 위해서는 ceil(log₂(N-1)) 비트가 필요하다. 이하에서, ceil(n)은 n보다 큰 최소 정수를 나타낸다.

각 셀들은 셀 반경(cell radius)에 따라서 다양한 개수의 원시 인덱스를 사용할 수 있다. 셀 반경이 커지면 전파 지연(propagation delay) 또는 라운드 트립 지연(round trip delay) 및/또는 지연 확산(delay spread)의 영향으로 순환 쉬프트(cyclic shift)를 통해 직교성을 유지할 수 있는 ZC 시퀀스의 수가 줄어들 수 있다. 즉, 셀 반경이 커지면 ZC 시퀀스의 길이가 일정하더라도 해당하는 원시 인덱스에서 이용가능한 순환 쉬프트의 수가 작아질 수 있다. 이와 같이 원시 인덱스에서 순환 쉬프트에 의해 만들어진 시퀀스들은 서로 직교성을 가지므로 ZCZ(zero correlation zone) 시퀀스라고도 한다. 셀 마다 단말에 할당되는 최소한의 ZC 시퀀스의 수는 보장되어야 하므로, 셀 반경이 커지면 셀에서 사용하는 원시 인덱스의 수를 늘림으로써 최소 ZC 시퀀스의 수를 확보할 수 있다.

셀마다 사용가능한 원시 ZC 인덱스의 그룹을 Ri라 하고, 모두 M개의 원시 ZC 인덱스의 그룹이 설정된다고 가정하자. 이는 R₁, R₂, ..., R_M으로 나타낼 수 있다. Ri=10이라면, Ri가 설정되는 셀은 10개의 원시 ZC 인덱스를 사용한다고 할 수 있다. 이제 셀 반경에 따라 N=839, M=7, R₁=1, R₂=2, R₃=4, R₄=8, R₅=16, R₆=32, R₇=64로 설정된다고 하자. 그러면, 셀 반경이 클 경우 제어정보를 전송하기 위해 최소 ceil(log₂(7)) + ceil(log₂(838/64)) = 7비트가 필요하며, 셀 반경이 작을 경우 최 대 ceil(log₂(7)) + ceil(log₂(838/1)) = 13비트가 필요하다.

무선통신이 발전함에 따라 더 높은 전송 속도에 대한 요구가 많아지며 셀 반경이 작은 셀들이 많아지고 있는 추세이다. 셀 반경이 작은 셀에서는 하나의 원시 ZC 인덱스만을 사용하기 때문에 제어정보를 전송하는 데 보다 많은 비트가 필요하고, 이는 시그널링 오버헤드(overhead)를 야기할 수 있다. 따라서 모든 셀에서 시그널링에 필요한 비트 수를 줄이는 기법이 필요하다. 특히 작은 셀 반경을 가지는 셀에서의 시그널링 비트 수를 줄이는 것이 보다 중요하다고 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시퀀스 생성 방법을 나타내는 순서도이다.

도 3을 참조하면, 다수의 원시 ZC 시퀀스를 미리 지정된 순환 쉬프트 파라미터(predetermined cyclic shift parameter)에 따라 하나 또는 그 이상의 서브그룹으로 분할한다(S110). 서브그룹은 적어도 하나의 원시 ZC 시퀀스를 포함한다. 순환 쉬프트 파라미터를 Ncs라 할 때, 원시 ZC 시퀀스는 길이 Ncs-1의 영 상관 영역(zero correlation zones)을 갖는다. 순환 쉬프트 파라미터는 원시 ZC 시퀀스의 순환 쉬프트 단위를 구하기 위한 파라미터이며, 서브그룹들은 순환 쉬프트 파라미터에 따라 정렬될(order) 수 있다. 고속 환경에서 도플러 주파수에 의한 효과가 크게 나타나므로, 각 최대 지원 셀 반경에 따른 순환 쉬프트 파라미터와 검출단의 도플러 쉬프트(Doppler shift)를 이용하여 순환 쉬프트 단위를 구한다. 순환 쉬프트 단위는 하나의 원시 ZC 시퀀스를 순환 쉬프트시키는 단위이다. 원시 ZC 시퀀스의 순환 쉬프트 파라미터는 원시 ZC 시퀀스의 서브그룹의 순환 쉬프트 파라미터보다 작거나 같다. 원시 ZC 시퀀스의 순환 쉬프트는 원시 ZC 시퀀스의 순환 쉬프트 파라미터보다 큰 값을 갖는다.

서브그룹 내에서 CM(cubic metric)에 따라 원시 ZC 시퀀스들을 정렬한다(S120). CM 특성에 따른 정렬은 원시 ZC 인덱스들의 결합에 따른 ZC 시퀀스의 CM 특성에 따라 정렬하는 것을 말한다. 서브그룹내에서 원시 ZC 시퀀스들을 정렬시키기 위한 메트릭(metric)으로는 CM 뿐만 아니라 교차 상관(cross-correlation), PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) 및 도플러 주파수(doppler frequency) 등을 사용할 수 있다. 교차 상관 특성에 따른 정렬은 원시 ZC 인덱스들의 결합에 따른 ZC 시퀀스의 교차 상관 특성에 따라 정렬하는 것을 말한다. PAPR 특성에 따른 정렬은 원시 ZC 인덱스들의 결합에 따른 ZC 시퀀스의 PAPR 특성에 따라 정렬하는 것을 말한다. 도플러 주파수 특성에 따른 정렬은 원시 인덱스들의 도플러 주파수에 강인한(robust) 정도에 따라 정렬하는 것을 말한다.

비교적 높은 속도의 이동성(mobility)를 가지는 셀(high mobility cell or high speed cell)에 도플러 주파수가 강인한 인덱스들을 사용하여 이득을 얻을 수 있다. 고속의 셀(high mobility cell)에서 제한된 순환 쉬프트(restricted cyclic shift)를 사용하는 경우에 최대 지원 셀 반경(maximum supportable cell radius) 또는 최대 지원 순환 쉬프트(maximum supportable cyclic shift) 특성에 따라 정렬할 수 있다. 각 원시 ZC 순환 시퀀스의 최대 지원 순환 쉬프트 파리미터와 미리 지정된 순환 쉬프트 파라미터를 비교하여 서브그룹으로 분할함으로써, 서브 그룹내에 서 속하는 원시 ZC 시퀀스는 유사한 특성을 갖도록 한다.

하나의 서브그룹에 속하는 원시 ZC 시퀀스들의 물리적 원시 인덱스(physical root index)를 연속적인(consecutive) 논리 인덱스(logical index)로 맵핑한다(S130). 물리적 원시 인덱스는 기지국 및/또는 단말이 제어정보나 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 실제 사용하는 ZC 시퀀스의 원시 인덱스를 말한다. 논리 인덱스는 물리적 원시 인덱스가 맵핑되는 논리적인 원시 인덱스이다.

상기와 같이 미리 지정된 순환 쉬프트 파라미터에 따라 서브그룹별로 원시 ZC 시퀀스들을 분할하고, 서브그룹내에서 연속적인 논리 인덱스를 할당하는 경우 기지국은 단말에게 적어도 하나의 논리 인덱스만을 알려줌으로써 유사한 특성을 갖는 다수의 ZC 시퀀스에 대한 정보를 알려줄 수 있다. 예를 들어, 원시 ZC 시퀀스가 서브그룹내에서 CM에 따라 정렬되어 있고, 하나의 논리 인덱스를 단말에게 알려준다고 하자. 단말은 수신된 하나의 논리 인덱스가 맵핑되는 물리적 원시 인덱스로부터 원시 ZC 시퀀스를 생성한다. 만약, 하나의 논리 인덱스로부터 생성되는 ZC 시퀀스의 수(예를 들어, 상기 ZC 시퀀스의 사용가능한 순환 쉬프트의 수)가 부족하다면, 상기 수신된 논리 인덱스에 인접하는 논리 인덱스에 맵핑되는 물리적 원시 인덱스로부터 새로운 원시 ZC 시퀀스를 생성한다. 인접하는 논리 인덱스들끼리는 유사한 CM 특성을 가지므로, 하나의 논리 인덱스만 주어지더라도 단말은 유사한 CM 특성을 갖는 ZC 시퀀스를 다수 생성할 수 있다.

도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 물리 인덱스에 따른 CM 특성 및 최대 지원 셀 반경(maximum supportable cell radius) 특성을 나타낸다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 논리 인덱스에 따른 CM 특성 및 최대 지원 셀 반경 특성을 나타낸다. 도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 논리 인덱스에 따른 CM 특성 및 최대 지원 셀 반경 특성을 나타낸다.

N을 ZC 시퀀스의 길이라 할 때, 도 4의 물리적 원시 인덱스는 U_P = 1, 2, 3, ..., N-3, N-2, N-1로 나타낼 수 있다. 도 5는 도 4의 물리적 원시 인덱스의 앞과 뒤에서 하나씩 뽑아서 재정렬하여 논리 인덱스를 U_L = 1, N-1, 2, N-2, 3, N-3, 4, ... 와 같이 나타낸 결과이다. 도 6는 도 4의 물리 인덱스를 논리 인덱스에 해당하는 CM 값으로 정렬한 결과이다.

표 1은 물리 인덱스와 논리 인덱스의 CM-기반 정렬(CM-based ordering)의 일 예를 보여준다.

물리적 원시 인덱스를 CM 특성에 따라 정렬한 후 논리 인덱스로 맵핑함으로써 인접하는(consecutive) 논리 인덱스에 해당하는 ZC 시퀀스의 CM 특성을 유사하게 유지시킬 수 있고, CM 기반 셀 설계(CM based cell planning)가 가능하다. 채널 환경이 좋지 않은 셀이나 셀 반경이 큰 셀 등과 같이 파워 제한(power limited) 환경에서 기지국이 CM 기반 셀 설계를 할 수 있다. 또한, 기지국은 CM 특성이 좋은 인덱스들은 핸드오버(handover) 등의 경우에 전용 프리앰블(dedicated preamble)로 사용할 수 있다. 채널 환경이 좋지 않은 단말은 이미 자신의 최대 파워를 사용하고 있으므로 파워 램핑(power ramping) 효과를 얻기 힘들다. 기지국은 이러한 단말에게 CM 특성이 좋은 인덱스를 할당함으로써 검출 확률의 증가를 가져올 수 있다.

<최대 지원 셀 반경 특성에 따른 정렬의 예>

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 물리적 원시 인덱스에 따른 CM 특성 및 최대 지원 셀 반경 특성을 나타낸다. 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 논리 인덱스에 따른 CM 특성 및 최대 지원 셀 반경 특성을 나타낸다. 도 9은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 논리 인덱스에 따른 CM 특성 및 최대 지원 셀 반경 특성을 나타낸다.

도 7 내지 9을 참조하면, 도 7은 도 4에 사용된 ZC 시퀀스들을 최대 지원 셀 반경에 따라 정렬한 것이다. N을 ZC 시퀀스의 길이라 할 때, 도 7의 물리 인덱스 U_P = 1, 2, 3, ..., N-3, N-2, N-1을 (1/U_P) mod N으로 물리적 원시 인덱스를 재정렬한 것이다. 이때, 시간 영역에서 생성된 ZC 시퀀스 인덱스를 (1/U_P) mod N을 하는 것은 주파수 영역에서 생성된 ZC 시퀀스 인덱스로 맵핑하는 것이다. 다시 말해, 이러한 변환은 시간 영역에서 생성된 ZC 시퀀스 인덱스 특성을 주파수 영역에서 생성된 ZC 시퀀스 인덱스로 재정렬하는 것을 의미한다. 도 8은 물리 인덱스 Up를 (1/U_P) mod N으로 인덱스 변환 후에 변환된 인덱스를 단순히 1, N-1, 2, N-2, 3, N-3, 4, ... 와 같이 앞과 뒤에서 하나씩 뽑아서 재정렬한 결과이다. 도 9은 물리 인덱스에 해당하는 최대 지원 셀 반경에 의해 정확히 재정렬한 결과이다.

표 2는 최대 지원 셀 반경 기반 정렬(maximum supportable cell radius-based ordering)의 일 예를 나타낸다.

최대 지원 셀 반경에 따라 정렬하는 방법은 고속의 셀(high speed cell) 환경에서 제한된 순환 쉬프트(restricted cyclic shift)를 사용할 경우에 적용될 수 있다. 제한된 순환 쉬프트를 사용하는 경우, 인덱스에 따라 지원 가능한 순환 쉬프트(Ncs)의 값이 달라질 수 있다. 도 4과 같이 물리적 원시 인덱스를 그대로 사용할 경우 단일 셀에서 연속된 물리 인덱스의 사용이 어려워질 수 있다. 이러한 영향으로 전체 네트워크에서 셀마다 중복되지 않는 인덱스를 할당해 주어야 하는데 문제가 생길 수 있다. 즉, 시퀀스의 재사용 인자(reuse factor)가 줄어들게 되어 셀 설계가 힘들어지게 된다. 따라서 최대 지원 셀 반경 특성에 따라 정렬된 논리 인덱스를 사용함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있다. 그러나 최대 지원 셀 반경 특성에 따라 정렬하는 경우는 CM 특성에서의 이득을 얻지 못할 수 있다.

CM 특성에 의한 정렬과 최대 지원 셀 반경 특성에 따른 정렬은 서로 상반된 특성을 나타낼 수 있다. CM 특성 및 최대 지원 셀 반경 특성이 가지는 이득을 모두 가질 수 있는 방법에 대하여 설명한다.

여러 가지 특성을 조합하여 정렬하는 방법은 다음과 같은 절차를 따른다.

1. 특정 특성에 따라 전체 인덱스를 정렬한다.

2. 전체 인덱스를 관련있는 값에 의해 구간으로 나눈다(그룹화).

3. 각각의 구간(또는 그룹)안에서 또 다른 특성에 따라 구간(또는 그룹) 안의 인덱스를 정렬한다.

4. 단계 2와 단계 3의 과정을 반복한다. 이때 단계 2에서 구간을 나누는 것은 앞서 구분된 구간과 연관이 있을 수도 있고, 앞서 구분된 구간과 연관 없이 새로운 법칙을 적용할 수도 있다.

도 10는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 논리 인덱스에 따른 CM 특성 및 최대 지원 셀 반경 특성을 나타낸다. 최대 지원 셀 반경 특성에 따른 정렬 및 특정 값(Ncs)에 의한 최대 지원 셀 반경의 구간의 설정을 나타낸다. 도 11은 도 10에서 설정된 구간 내에서의 CM 특성에 따른 정렬을 나타낸다.

도 10 및 11을 참조하면, 먼저 최대 지원 셀 반경에 의해 전체 인덱스를 정렬한 후 순환 쉬프트 파라미터 (Ncs) 또는 최대 지원 셀 반경 값에 의해 구간을 나눈다. 순환 쉬프트 파라미터(Ncs)은 ZC 시퀀스 당 지원되는 순환 쉬프트 단위를 구하기 위한 파라미터이다.

표 3는 순환 쉬프트 파라미터(Ncs)의 일 예를 나타낸다.

물리 인덱스의 특성이 도 4과 같은 경우, 최대 지원 셀 반경에 의해 전체 인덱스를 정렬하면 도 9과 같이 나타난다. 도 9을 표 3의 순환 쉬프트 파라미터(Ncs)에 대한 최대 지원 셀 반경 값으로 구간을 나누면 도 10와 같이 나타난다. 여기서는 'No guard sample'의 값을 사용하였다.

각각의 나눠진 구간 안에서 CM 특성에 따라 정렬하면 도 11과 같이 나타난다. 이때, 물리 인덱스와 논리 인덱스의 관계는 표 4의 CM과 최대 지원 셀 반경을 모두 고려한 복합 정렬(hybrid ordering)이 적용된다.

다수의 시퀀스를 순환 쉬프트 파라미터(Ncs)에 따라 복수의 서브그룹으로 나누고, 서브그룹 내에서 CM 특성에 따라 정렬한다(order). 복수의 서브그룹은 해당하는 순환 쉬프트 파라미터에 따라 정렬될 수 있다. 도 11의 상부 그래프에 나타나는 첨부(peak)는 서브그룹 내에서 최대 CM(또는 최소 CM)을 갖는 원시 인덱스를 나타낸다.

순환 쉬프트 파라미터와 CM 특성에 따른 복합적인 정렬을 통하여 셀 크기에 관계없이 각 셀은 연속된 논리 인덱스를 사용할 수 있으며, 각 셀의 특성에 따라 CM 기반 셀 설계가 가능하며, 각 셀 내에서 기지국은 자신에게 할당된 가장 작은 논리 인덱스를 특정 파워 제한 환경에 있는 단말을 위해 사용할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 가장 작은 논리 인덱스를 핸드오버하는 단말에게 전용 프리앰블로 사용할 수 있다. 가장 작은 셀 크기 구간에서는 지원 가능한 셀의 크기가 매우 작으며 0km 이하의 값을 가지는 인덱스들도 존재할 수 있는데, 이러한 인덱스는 제한적 순환 쉬프트를 이용할 수 없는 인덱스를 나타낸다. 또한, 보다 간편한 인덱스 할당을 위해서 구간을 세분화할 수 있다. 도 11에서는 첫 번째 구간이 0~1.1km로 나누어졌으나, 구간을 더 작게 나누어 별도의 CM 기반 정렬을 할 수 있다. 예를 들어, 첫 번째 구간을 0~500m와 500m~1.1km의 두 구간으로 나누어 각각 CM 기반 정렬을 할 수 있다.

표 5은 Ncs 설정(configuration) 구간에 따른 물리 인덱스를 나타낸다.

상기 표 5는 미리 지정된 순환 쉬프트 파라미터(Ncs)에 따라 다수의 물리적 원시 인덱스들을 다수의 서브그룹으로 나누고, 서브그룹내에서 연속적인 논리 인덱스를 할당한 것을 나타낸다.

이와 같이, 논리 인덱스의 설정을 가지고 고속의 이동체를 가지는 셀(high mobility cell)에서는 셀 크기에 맞는 시퀀스를 쉽게 선택할 수 있다. 또한 낮은 CM 특성이 요구되는 셀인 경우에는 단순히 자신의 셀 크기에서 사용할 수 있는 인덱스 중 앞선 인덱스를 선택함으로써 낮은 CM 특성을 가지는 인덱스를 사용할 수 있다. 표 5은 Ncs에 관련된 인덱스(물리 인덱스 또는 논리 인덱스) 값만을 사용할 수 있다는 것을 의미하지는 않는다. 중저속의 이동체를 가지는 셀(low/middle mobility cell)에서는 셀 크기에 상관없이 셀의 CM 특성에 적절한 인덱스를 선택하여 사용할 수 있다. 또한, 중저속의 이동체를 가지는 셀에서 사용할 수 있는 Ncs 구간 테이블을 따로 설정하는 것도 가능하다. 이때, 중저속의 이동체를 가지는 셀과 고속의 이동체를 가지는 셀의 구분 신호를 이용하여 적용할 테이블을 선택할 수 있다.

도 12은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 논리 인덱스에 따른 CM 특성 및 최대 지원 셀 반경 특성을 나타낸다. 복수의 특성 및 켤레 배치(pair allocation)에 기초한 정렬을 나타낸다.

도 12을 참조하면, ZC 시퀀스는 복소 켤레 대칭(complex conjugate symmetry) 특성을 가지는데, 이를 이용하여 복소 켤레 대칭을 가지는 인덱스가 연속해서 켤레 배치(pair allocation)되도록 할 수 있다.

다음 수학식 5는 ZC 시퀀스의 복소 켤레 대칭을 나타낸다.

여기서, (.)^*는 복소 켤레(complex conjugate)를 나타낸다. 셀에서 하나의 인덱스만을 사용할 경우에는 이러한 특성을 얻을 수 없으나, 각 셀에서 복소 켤레 대칭의 특성을 가지는 다수의 인덱스를 이용하는 경우에는 검출기의 복잡도를 반으로 감소시킬 수 있다. CM 기반 정렬, 최대 지원 셀 반경 기반 정렬 및 복합 정렬 등을 적용하면서 복소 켤레 대칭을 가지는 인덱스를 연속해서 배치되도록 할 수 있다. 인덱스가 켤레 배치(pair allocation)된 경우, 기지국은 하나의 논리 인덱스 값만을 시그널링하고, 단말은 필요에 따라 논리 인덱스를 증가시키면서 사용하면 자연적으로 켤레 인덱스(pair index)들을 사용하게 된다.

상기 표 5에서 각 그룹은 홀수 개의 인덱스를 포함하고 있는데, 복소 켤레 대칭의 특성을 구성하기 위하여 상위 그룹의 하나의 인덱스를 하위 그룹에서 사용하도록 할 수 있다. 이는 표 6와 같이 나타낼 수 있다.

이와 같이, 복소 켤레 대칭을 특성을 구성한 결과는 도 11의 복합 정렬의 결과와 유사하게 나타낸다. 즉, 특정 특성의 저하 없이 켤레 배치(pair allocation)가 가능하도록 인덱스를 정렬할 수 있다.

도 13는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 논리 인덱스에 따른 CM 특성 및 최대 지원 셀 반경 특성을 나타낸다. 다른 실시예에 따라 복수의 특성 및 켤레 배치(pair allocation)에 기초한 정렬을 나타낸다.

도 13를 참조하면, 도 12에서 나눈 구간을 더욱 작게 세분할 수 있다. 예를 들어, 표 4의 설정 수(configuration number) 11과 12의 구간을 반씩 더 작게 나누어 최대 셀 반경(maximum cell radius)을 더 크게 이용할 수 있다. 표 7는 11번째와 12번째 구간을 반으로 나눈 경우의 구간별 물리 인덱스를 나타내는 맵핑 표이다.

표 7를 적용하여 최대 셀 반경을 29.14km에서 34.15km로 증가시켜 사용할 수 있다. 여기서는 특정 구간을 반으로 나누어 재정렬하는 예를 들었으나, 이는 예시에 불과하다. 특정 구간을 나누는 크기를 여러 가지 방법으로 나눌 수 있다. 예를 들어, 특정 최대 셀 반경을 지원할 수 있도록 하기 위하여 특정 최대 셀 반경을 기준으로 구간을 나눌 수 있다. 또는 특정 구간에서 사용하는 인덱스의 수의 배가 되도록 구간을 나눌 수 있다. 적은 수의 인덱스를 가지는 그룹을 묶어서 하나의 그룹으로써 두 번째 정렬을 적용할 수도 있다. 또한 많은 수의 인덱스를 가지는 그룹을 나누어 둘(또는 둘 이상)의 그룹으로써 두 번째 정렬을 적용할 수도 있다.

도 14은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 논리 인덱스에 따른 CM 특성 및 최대 지원 셀 반경 특성을 나타낸다. 특정 CM을 기준으로 인덱스를 그룹으로 나누고 각 그룹 내에서 최대 지원 셀 크기로 정렬하는 경우이다.

도 14을 참조하면, 먼저 CM 특성에 따라 인덱스를 정렬한 후, SC-OFDMA QPSK CM인 1.2dB보다 높은 CM을 가지는 그룹과 낮은 CM을 가지는 그룹으로 나누어 각 그룹 안에서 최대 지원 셀 반경(Max. supportable cell radius)으로 정렬할 수 있다. QPSK 보다 낮은 CM을 가지는 그룹은 최대 지원 셀 크기가 감소하는 순서로 정렬하고, QPSK 보다 높은 CM을 가지는 그룹은 최대 지원 셀 크기가 증가하는 순서로 정렬할 수 있다. 표 8은 CM 특성에 따라 인덱스를 정렬한 후, 하나의 CM값 1.2dB를 기준으로 그룹을 나눈 후 각 그룹 내에서 최대 지원 셀 크기로 정렬한 경우 구간 별 물리 인덱스를 나타낸 맵핑 표이다.

< 큰 셀(large cell)에서의 재사용 인자와의 비교>

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 CM 맵핑에 대한 Ncs에 따른 논리 인덱스 당 이용 가능한 제한된 순환 쉬프트(restricted cyclic shift)의 수를 나타낸다. 도 16는 본 발명의 일 실시예에 따라 최대 지원 셀 크기 맵핑(maximum supportable cell size mapping)에 대한 Ncs에 따른 논리 인덱스 당 이용 가능한 제한된 순환 쉬프트의 수를 나타낸다. 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따라 복합 맵핑(hybrid mapping)에 대한 Ncs에 따른 논리 인덱스 당 이용 가능한 제한된 순환 쉬프트의 수를 나타낸다.

도 15 내지 17를 참조하면, CM 맵핑에 대비하여 최대 지원 셀 크기 맵핑과 복합 맵핑은 고속의 셀(high speed cell)에서 연속된 인덱스를 사용할 수 있다. 예를 들어, 20개의 셀에 있어서, 첫 번째 셀의 Ncs=13, 뒤이은 2개의 셀(두 번째 셀, 세 번째 셀)의 Ncs=26, 뒤이은 3개의 셀의 Ncs=38, 뒤이은 4개의 셀의 Ncs=38, 뒤이은 4개의 셀의 Ncs=52, 뒤이은 4개의 셀의 Ncs=64라고 가정한다. 이때, 각 맵핑에 대하여 켤레 인덱스 할당(pair index allocation) 방법을 적용한다. Ncs는 셀의 크기에 따른 순환 쉬프트의 수를 의미한다. 도 15에서 어떤 논리적 인덱스에서 가용한 순환 쉬프트의 개수가 0이 나타난다. 반면, 도 16 및 도 17에서는 각 Ncs에 따른 논리적 인덱스의 시작부터는 가용한 순환 쉬프트가 연속적으로 나타나는 것을 볼 수 있다. 즉, CM 맵핑에서는 연속된 인덱스를 사용할 수 없으나, 최대 지원 셀 크기 맵핑 및 복합 맵핑에서는 연속된 인덱스를 사용할 수 있다.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 CM 맵핑에 대한 셀에 할당되는 논리 인덱스의 예를 나타낸다. 도 19은 본 발명의 일 실시예에 따른 최대 지원 셀 크기 맵핑에 대한 셀에 할당되는 논리 인덱스의 예를 나타낸다. 도 20는 본 발명의 일 실시에에 따른 최대 지원 셀 크기 맵핑에 대한 셀에 할당되는 논리 인덱스의 예를 나타낸다. 도 15 내지 17에서의 가정을 바탕으로 셀에 어떤 인덱스가 할당되는지를 나타낸다.

도 18 내지 20를 참조하면, 모든 셀은 고속의 이동체를 가지는 셀(high mobility cell)인 것으로 가정한다. 도 18에서 큰 셀에서는 연속된 인덱스를 사용하지 못함을 알 수 있다. 이와 달리 도 19과 도 20에서는 큰 셀에서도 모두 연속된 인덱스의 사용이 가능함을 알 수 있다. 도 19과 도 20에서는 Ncs=209인 하나의 셀이 있을 경우, 4개의 Ncs=167인 셀의 구성이 가능하다. 그러나 도 18에서는 3개의 Ncs=167인 셀의 구성만이 가능하다. 이러한 이유는 도 18에서는 연속된 인덱스의 사용이 불가능하기 때문이다. 이보다 더 중요한 점은, 도 18에서는 Ncs=209인 셀이 1개, Ncs=167인 셀이 3개 있을 경우, Ncs=139, Ncs=104, Ncs=83, Ncs=76인 셀들을 단 한개도 구성할 수가 없음을 알 수 있다. 반면 도 19과 도 20에서는 다양한 크기의 셀이 모두 구성 가능함을 알 수 있다. 또한 도 18에서 고속의 이동체를 가지는 셀에서는, y축에서 0의 값을 가지는 사용되지 못하는 다수의 인덱스가 있음을 알 수 있다. 물론 저속의 이동체만을 가지는 셀과 혼합될 때 이러한 인덱스는 모두 사용할 수 있지만, 고속의 이동체를 가지는 셀의 구성 능력을 크게 떨어뜨린다. 이와 같이 연속된 인덱스를 사용하지 못하는 경우, 큰 셀이 다수 존재하는 경우에서 재사용 인자(reuse factor)를 크게 떨어뜨림을 알 수 있다. 연속된 인덱스를 사용함으로써 여분의 공간을 다른 셀이 사용할 수 있다. 즉, 작은 셀로만 구성된 네트워크에서는 연속된 인덱스의 사용 여부가 큰 차이를 나타내지 않을 수 있으나, 큰 셀이 다수 포함된 네트워크에서는 연속된 인덱스의 사용의 지원이 재사용 인자를 증가시킬 수 있다. 도 18 내지 20에서는 모든 셀이 고속의 이동체를 가지는 경우를 고려하였으나, 저속 혹은 중속의 이동체를 가지는 셀이 동시에 존재할 경우도 같은 이유로 연속된 인덱스를 사용하지 못하는 경우에 재사용 인자가 제약된다. 또한 저속 혹은 중속의 이동체를 가지는 셀에서 연속된 인덱스를 사용할 경우, 고속의 이동체를 가지는 셀의 재사용 인자는 더욱 많이 제약된다.

여기서 사용된 각 맵핑의 정확한 인덱스는 표 9 내지 11와 같다. 표 9은 CM 맵핑에 사용되는 인덱스이고, 표 10은 최대 지원 셀 크기 맵핑에 사용되는 인덱스이며, 표 11는 복합 맵핑에 사용되는 인덱스이다. 표 9 및 10에서는 논리 인덱스 1에서부터 838까지에 대한 물리 인덱스를 순서대로 나열한 것이다.

<지원 셀 크기 정렬 및 CM 분류>

도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 CM 특성에 따라 논리 인덱스를 찾는 방법을 나타낸다. 도 22은 본 발명의 다른 실시예에 따른 CM 특성에 따라 논리 인덱스를 찾는 방법을 나타낸다. 도 23는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 CM 특성에 따라 논리 인덱스를 찾는 방법을 나타낸다.

도 21 내지 23를 참조하면, 물리 인덱스는 먼저 지원 셀 크기에 의해 정렬된다. 그 후, 각 셀에서의 사용 가능한 인덱스들은 전송된 하나의 인덱스의 특성에 따라 사용 방법이 달라지게 된다. 논리 인덱스 할당은 one logical index + Ncs에 따라 형성될 수 있다. 이는 다음 두 가지 방법으로 수행될 수 있다.

첫번째 방법에서, 각 셀은 단 하나의 시퀀스 종류(sequence class)를 사용한다(도 20 참조). 낮은 CM 인덱스 및 높은 CM 인덱스로 나뉜다.

전송된 논리 인덱스가 SC-FDMA의 QPSK CM (1.2dB)보다 낮거나 같은 CM 특성을 가지면, SC-FDMA의 QPSK CM 보다 낮거나 같은 CM 특성을 가지는 가장 가까운 인접한 논리 인덱스들을 찾아서 순서대로 사용한다. 전송된 논리 인덱스가 SC-FDMA의 QPSK CM 보다 높은 CM 특성을 가지면, SC-FDMA의 QPSK CM 보다 높은 CM 특성을 가지는 가장 가까운 인접한 논리 인덱스들을 찾아서 순서대로 사용한다. 단 하나의 시퀀스 종류만을 사용할 경우, QPSK CM과 같은 특정한 기준없이 무조건 인접한 논리 인덱스를 사용하는 방법도 가능하다.

다른 방법에서, 하나의 셀은 양 시퀀스 종류(낮은 CM 또는 높은 CM)를 사용할 수 있다(도 20 및 21 참조). 낮은 CM 인덱스, 높은 CM 인덱스 및 혼합(mixed) CM 인덱스로 나뉜다.

전송된 논리 인덱스가 SC-FDMA의 QPSK CM (1.2dB)보다 낮거나 같은 CM 특성을 가지면, SC-FDMA의 QPSK CM보다 낮거나 같은 CM 특성을 가지는 가장 가까운 인접한 논리 인덱스들을 찾아서 순서대로 사용한다. 이때, Ncs 세그먼트(segment)의 끝에 도달하면, 인덱스를 Ncs 세그먼트의 첫 번째 더 높은 CM을 가지는 인덱스로 리셋(reset)된다. 전송된 논리 인덱스가 SC-FDMA의 QPSK CM (1.2dB)보다 높은 CM 특성을 가지면, SC-FDMA의 QPSK CM 보다 높은 CM 특성을 가지는 가장 가까운 인접한 논리 인덱스들을 찾아서 순서대로 사용한다. 이때, Ncs 세그먼트의 끝에 도달하면, 인덱스를 그 다음 Ncs 세그먼트의 첫 번째 더 낮은 CM을 가지는 인덱스로 리셋된다.

같은 특성의 인덱스를 찾는 방향(+/-, 인덱스가 증가/감소하는 방향)은 서로 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 이러한 인덱스를 찾는 방향은 앞서 언급한 인덱스의 정렬 방향(ascent/descent)과 마찬가지로 제안된 기법에 영향을 주지 않는다.

도 24을 참조하면, 시퀀스 종류(sequence class)는 시퀀스의 물리 인덱스에 따라서 정의될 수 있다. 원시 물리 인덱스는 CM 종류 임계값을 설정함으로써 분류될 수 있다. 원시 물리 인덱스의 분류(classification)는 선택된 물리 인덱스가 높은 CM 영역에 속하는지 낮은 CM 영역에 속하는지 확인하여 간단히 수행될 수 있다. 예를 들어, CM 분류 임계값을 1.2dB 라고 할 때, 높은 CM 영역은 [238, N_ZC-238] 로 간단히 정해짐을 확인할 수 있다. 이러한 방법을 이용하면, 인덱스 정렬(또는 인덱스 맵핑)을 하기 위해 복잡한 테이블은 필요하지 않고 간단한 수식으로 생성할 수 있다.

최대 지원 셀 크기(또는 Ncs)를 기반으로 한 논리적 인덱스 u_log에 응답하는 물리적 인덱스 u_phy(u_log)으로의 맵핑은 다음과 같다.

여기서, α_i,1=(N_ZC+1), α_i,2=2i-1, α_i,3=2i and u'(r)= (-1/r) mod N_ZC 이다.

수학식 7은 셀내에서 다수의 인덱스가 사용될 때, 인접한 사용가능한 인덱스의 선택의 일 예를 나타낸다.

여기서, u_log++는 u_log 및 I_t=238에 연관된 다음의 논리 인덱스(예를 들어, u_log+1, u_log+2, u_log+3, ...)를 의미한다. 이는 모든 인덱스를 + 방향(인덱스가 증가하는 방향)으로 검색하는 경우이다. 혼합 CM 인덱스(mixed CM index)가 허용되지 않는 경우에 검색 과정은 간단하다. u_log++ 과정을 통해 낮은 CM 시퀀스가 N_ZC-1 경 계에 다다르면, u_log++의 첫 논리 인덱스로 리셋된다. 그러나, 혼합 CM 인덱스가 허용되는 경우에는 조건이 필요하다. u_log++이 Ncs 시퀀스 경계에 다다르면 u_log++ Ncs 세그먼트 내의 첫 논리 인덱스로 리셋된다. 더 높은 CM을 위하여 u_log++ 과정에서 Ncs 세그먼트 경계에 다다르면 u_log++는 다음 Ncs 세그먼트의 첫 논리 인덱스로 리셋된다. 이때, 리셋되는 경우의 CM 특성은, 혼합 CM 인덱스가 허용되지 않는 경우 전송된 인덱스 특성과 같은 특성의 첫 인덱스로 리셋되고, 혼합 CM 인덱스가 허용되는 경우 전송된 인덱스의 특성에 따라 미리 정해진 더 높은 CM 또는 더 낮은 CM 인덱스로 리셋될 수 있다.

수학식 8은 셀내에서 다수의 인덱스가 사용될 때, 인접한 사용가능한 인덱스의 선택의 다른 예를 나타낸다.

여기서, u_log++는 u_log 및 I_t=238에 연관된 다음의 논리 인덱스(예를 들어, u_log+1, u_log+2, u_log+3, ...)를 의미한다. 이는 인덱스를 + 방향 및 - 방향(인덱스가 증가 및 감소하는 방향)으로 검색하는 경우이다.

인덱스의 정렬을 수식으로 표현하기 어려운 경우, 각 기지국과 단말은 838개*10bits(1~838)=8380bits의 큰 정렬 표를 가지고 있어야 한다. 그러나 수학식 6이 주어지면 기지국과 단말은 정렬 표 없이 최대 지원 셀 크기 정렬(max. supportable cell size ordering)을 사용할 수 있다. 표 12은 수학식 6을 이용하여 최대 지원 셀 크기를 기반으로 한 물리 인덱스로부터 논리 인덱스로의 맵핑을 나타낸다.

상술한 모든 실시예에서, 어떠한 특성을 가지고 인덱스를 정렬할 경우, 특성이 같은 값의 순서는 정렬의 순서에 아무런 영향을 주지 않는다. 또한 켤레 인덱스(pair index)의 순서는 정렬의 순서에 영향을 주지 않는다. 그리고 모든 실시예의 정렬(맵핑) 방법에서 인덱스의 증가에 따라 CM 또는 최대 지원 셀 크기가 증가하는 방향으로 순서를 정하여 예를 들었으나, 이는 일 예에 불과하다. 인덱스의 증가에 따라 각 그룹 내에서 CM 또는 최대 지원 셀 크기가 증가하는 방향으로 순서를 정할 수도 있고, 감소하는 방향으로 순서를 정할 수도 있으며, 산꼭대기 모양으로 순서(^)를 정할수도 있고, 산골짜기 모양으로 순서(v)를 정할 수도 있다. 또한, 그룹마다 CM 또는 최대 지원 셀 크기의 방향성을 다르게 정할 수도 있다.

도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 논리 인덱스에 따른 CM 특성 및 최대 지원 셀 반경 특성을 나타낸다. 논리 인덱스의 증가에 따라 최대 지원 셀 크기는 증가하는 방향으로 정렬(ascending order)하고, CM은 감소하는 방향으로 정렬(descending order)한 경우이다. 도 26는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 논리 인덱스에 따른 CM 특성 및 최대 지원 셀 반경 특성을 나타낸다. 각 CM 그룹은 순환 쉬프트 단위(Ncs)별로 묶은 것이다. 논리 인덱스의 증가에 따라 최대 지원 셀 반경 크기는 증가하는 방향으로 정렬하고, CM의 홀수 그룹은 감소하는 방향으로 정렬하고, CM의 짝수 그룹은 증가하는 방향으로 정렬한 경우이다.

도 25 및 26를 참조하면, 그룹마다 CM 또는 최대 지원 셀 크기의 방향성을 다르게 정할 수 있다. 최대 지원 셀 크기가 증가하는 순서로 정렬한 후, CM이 감소하는 순서로 정렬하면 도 25와 같이 나타난다. 또는, 홀수 번째 그룹은 CM이 감소하는 순서로 정렬하고, 짝수 번째 그룹은 CM이 증가하는 순서로 정렬하면 도 26와 같이 나타난다. 이와 같이 인접한 그룹에서의 정렬 순서를 다르게 함으로써 최대 지원 셀 반경에 상관없는 저속의 이동체를 가지는 셀에서는 낮은 CM을 가지는 인접한 인덱스들을 보다 많이 사용할 수 있다.

상술한 모든 실시예에서, 정렬(맵핑) 방법에서 각 셀마다 하나의 인덱스를 할당하는 경우, 각 단말은 셀당 필요한 랜덤 액세스 프리앰블의 개수를 충족시키기 위해 필요에 따라 전송된 인덱스에 +1 또는 -1을 하면서, 즉 인덱스를 1씩 증가 또는 감소하면서 인덱스들을 사용할 수 있다. +1을 하면서 인덱스들을 사용하는 경우, 최대 인덱스 838까지를 사용한 후에는 가장 작은 인덱스 1로 되돌아가 사용할 수 있다. -1을 하면서 인덱스들을 사용하는 경우, 최소 인덱스 1까지를 사용한 후에는 가장 큰 인덱스 838로 돌아가 사용할 수 있다. 또한, 각 특성(예를 들어, 더 낮은 CM/더 높은 CM)에 따라 인덱스의 증가 방향(+/-)을 달리 사용할 수 있다. 인덱스의 증가에 따라 최대 지원 셀 크기가 증가하는 방향으로 정렬한 경우, 큰 셀에서는 사용 가능한 인덱스가 제한되므로 큰 셀부터 인덱스를 할당하는 것이 바람직하다. 이때, 가장 큰 셀부터 가능한 가장 큰 인덱스를 할당하고 -1을 하면서 인덱스를 사용하는 것이 셀 설계를 간단히 할 수 있는 방법이다.

<복합 정렬의 실시예>

도 27은 CM 정렬을 2개의 그룹으로 묶는 과정을 나타낸다. 도 28은 각 그룹 내에서 최대 지원 Ncs 특성에 따른 정렬을 Ncs 그룹으로 묶는 과정을 나타낸다. 도 29은 각 Ncs 그룹 내에서 CM 특성에 따라 정렬하는 과정을 나타낸다.

도 27 내지 29을 참조하면, (1) CM 특성으로 인덱스를 정렬한다. SC-FDMA의 QPSK CM인 1.2dB보다 높은 그룹과 낮은 그룹으로 나눈다. 도 27과 같이 나타난다.

(2) 최대 지원 셀 반경에 따라 전체 인덱스를 정렬한 후에 Ncs 값 (또는 최대 지원 셀 반경 값)에 의해 구간을 나눈다. 최대 지원 셀 반경에 따라 각 그룹을 정렬한 후 Ncs에 대한 최대 지원 셀 반경 값으로 구간을 나눈다. 이때, Ncs 값에 따라 모두 다른 그룹으로 나누는 방법 또는 몇 개의 특정 Ncs 값들을 묶어서 나누는 방법 또는 특정 Ncs 값을 더 세분화할 수 있다. 여기서는 모든 Ncs 값에 해당하는 그룹을 사용한 경우로, 나눠진 구간은 도 28과 같이 나타난다.

(3) 각각의 나눠진 구간 내에서 CM 특성에 따라 정렬한다. 도 29과 같이 나타난다. 여기서 Ncs 샘플(samples) 값은 13, 15, 18, 22, 26, 32, 38, 46, 59, 76, 119, 167, 237, 279, 419를 사용하였다. 표 13은 도 29의 결과에 따라 물리 인덱스와 논리 인덱스의 관계를 나타낸다.

표 13에서 적은 수의 인덱스만을 가지는 그룹들이 다수 존재한다. 적은 수의 인덱스만을 가지는 그룹은 인접한 그룹과 합쳐서 하나의 그룹으로 구성할 수 있다.

상술한 모든 실시예에서, 켤레 할당(pair allocation)을 할 경우, 인접한 두 켤레 인덱스들의 상대적 위치는 제안된 기법에 영향을 주지 않는다. 또한, 어떠한 특성(예를 들어, CM, 최대 지원 셀 크기(또는 Ncs 등))에 따라 정렬할 때, 그 특성이 유사한 인덱스들의 순서는 제안된 기법에 영향을 주지 않는다.

상술한 방법을 이용하는 경우, 단말 및 기지국은 물리 인덱스와 논리 인덱스의 관계를 나타내는 맵핑 표를 메모리에 가지고 있어야 한다. 이때, 전체 838개의 인덱스를 메모리에 저장할 수도 있고, 켤레 할당에 의해 그 절반만을 저장하고 있을 수도 있다. 절반만을 저장하고 있을 경우, 하나의 인덱스(i) 후에는 N-i번째 인덱스가 있음을 가정하여 처리할 수 있다.

상술한 방법을 이용하여 인덱스를 정렬한 후 기지국으로 셀에서 사용가능한 인덱스를 알리는 경우, Ncs 구성 수와 하나의 논리 인덱스를 알려주는 방법을 사용할 수 있다. 이때 하나의 논리 인덱스를 10 비트를 이용하여 1에서 838까지의 논리 인덱스로 알려주는 방법을 사용할 수 있다. 다른 방법으로 켤레 할당 중 하나의 값만을 이용하여 1에서 419까지의 인덱스를 9 비트를 이용하여 알려주는 방법을 사용할 수 있다. 이때, 켤레 인덱스의 분리된 사용을 위해 켤레 인덱스 중 선행하는 1~419의 인덱스인지, 후행하는 420-838의 인덱스인지를 나타내는 추가 1비트를 사용할 수 있다. 9 비트만으로 인덱스를 알려주는 경우, 하나의 인덱스(i) 후에는 N-i번째 인덱스가 있음을 가정하여 처리할 수 있다.

도 30를 참조하면, 단말(UE)은 기지국(BS)으로부터 랜덤 액세스 정보를 수신한다(S310). 랜덤 액세스 정보는 랜덤 액세스 프리앰블을 선택하기 위한 순환 쉬프트 단위(Ncs)와 랜덤 액세스 프리앰블의 생성에 관한 정보를 포함한다. 순환 쉬프트 단위(Ncs)는 ZC 시퀀스가 순환 쉬프트되는 단위이고, 랜덤 액세스 프리앰블의 생성에 관한 정보는 하나의 논리 인덱스에 관한 정보이다. 논리 인덱스는 ZC 시퀀스의 물리적 원시 인덱스가 맵핑된 인덱스이다. 논리 인덱스는 특정 메트릭(예를 들어, CM)에 따라 정렬된 물리적 원시 인덱스에 맵핑된다. 또한, 논리 인덱스는 복합 정렬 방식으로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 순환 쉬프트 파라미터(Ncs)와 CM에 따라 정렬된 물리적 원시 인덱스에 맵핑된다.

순환 쉬프트 파라미터(Ncs)와 랜덤 액세스 프리앰블에 관한 정보는 시스템 정보의 일부분(part) 또는 하향링크 제어채널을 통해 전송될 수 있다. 순환 쉬프트 파라미터(Ncs)와 랜덤 액세스 프리앰블에 관한 정보를 전송하기 위한 방법이나 형태에는 제한이 없으며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되지 않는다.

단말은 논리적 인덱스로부터 맵핑된 물리적 원시 인덱스를 획득한다(S320). 각 셀에는 64개의 가용한 프리앰블이 있다. 셀 내의 64개의 프리앰블 시퀀스 집합은 논리적 인덱스를 갖는 원시 ZC 시퀀스의 가용한 순환 쉬프트로부터 순환 쉬프트의 올림 차순으로 얻어질 수 있다. 하나의 원시 ZC 시퀀스로부터 64개의 랜덤 액세스 프리앰블이 생성되지 못하면, 64개의 시퀀스가 얻어질 때까지 연속하는 논리적 인덱스를 갖는 원시 시퀀스로부터 추가적인 프리앰블 시퀀스가 얻어질 수 있다. 논리적 원시 인덱스는 순환적이다. 예를 들어, Nzc=838일 때, 논리적 인덱스 9은 837에 연속적이다. 따라서, 단말은 하나의 논리적 인덱스로부터 가용한 모든 랜덤 액세스 프리앰블을 얻을 수 있다.

기지국이 하나의 논리 인덱스만 알려주더라도, 단말은 가능한 64개의 랜덤 액세스 프리앰블을 찾을 수 있다. 또한, 연속적인 논리 인덱스는 대응하는 물리적 원시 ZC 시퀀스가 유사한 특성을 갖도록 정렬되어 있으므로, 생성되는 모든 시퀀스는 거의 유사한 특성을 갖는다. 연속적인 논리 인덱스에 대응하는 원시 ZC 시퀀스는 복소 켤레 대칭(complex conjugate symmetry)를 가진다. 이는 2개의 연속하는 논리 인덱스에 대응하는 2개의 원시 인덱스의 합은 원시 ZC 시퀀스의 길이와 같다는 것이다.

논리적 인덱스는 서브그룹별로 ZC 시퀀스의 물리적 원시 인덱스를 CM에 따라 정렬한 후, 순서대로 맵핑한 것이다. 상기 서브그룹은 순환 쉬프트 단위(Ncs)로 ZC 시퀀스를 그룹화한 것이다. 인접하는 논리적 인덱스를 선택하더라도 기존 논리적 인덱스와 유사한 특성을 갖는 ZC 시퀀스를 얻을 수 있다. 따라서, 하나의 논리적 인덱스만으로도 단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 선택하는 데 필요한 64개의 프리앰블 시퀀스를 획득할 수 있다.

상술한 바와 같이 논리적 인덱스는 순환 쉬프트 파라미터(Ncs)에 따라 ZC 시퀀스를 서브그룹으로 묶고, 서브 그룹내에서 CM별로 ZC 시퀀스를 정렬한 상태에서 물리적 인덱스가 맵핑된 것이다. 따라서, 하나의 서브그룹에 속하는 논리적 시퀀스는 동일한 순환 쉬프트 파라미터(Ncs)를 가진다. 기지국은 단말의 이동성을 고려하여 논리적 시퀀스만을 할당하더라도, 단말은 동일한 순환 쉬프트 파라미터(Ncs)를 갖고, 유사한 CM 특성을 갖는 다수의 ZC 시퀀스를 얻을 수 있는 것이다.

단말은 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 RACH(Random Access Chanel)을 통해 기지국으로 전송한다(S330). 단말은 사용가능한 64개의 랜덤 액세스 프리앰블들 중 하나를 임의로 선택하고, 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다.

기지국은 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 전송한다(S340). 랜덤 액세스 응답은 물리계층의 상위계층인 MAC에서 구성되는 MAC 메시지일 수 있다. 랜덤 액세스 응답은 DL-SCH(Downlink Shared Channel)를 통해 전송된다. 랜덤 액세스 응답은 PDCCH(physical downlink control channel)을 통해 전송되는 RA-RNTI(Random Access-Radio Network Temporary Identifier)에 의해 지시된다(address). 랜덤 액세스 응답은 타이밍 정렬 정보(Timing Alignment information), 초기 상향링크 승인(initial uplink grant) 및 임시 C-RNTI(Temporary Cell-Radio Network Temporary Identifier) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 타이밍 정렬 정보는 상향링크 전송을 위한 타이밍 보정 정보이다. 초기 상향링크 승인은 접속을 시도한 단말이 처음으로 상향링크를 통해서 스케줄링된 전송 (scheduled transmission)을 하기 위한 자원에 대한 정보이다. 임시 C-RNTI는 충돌이 해결될 때까지 영구적(permanant)이지 않을 수 있는 C-RNTI를 말한다.

단말은 UL-SCH를 통해 스케줄링된 상향링크 전송을 수행한다(S350). 단말은 필요에 따라 추가적으로 전송할 데이터가 존재하면 기지국으로 상향링크 전송을 하고, 충돌 해결 과정을 수행한다.

랜덤 액세스 프리앰블의 전송에서 오류가 발생하면, 랜덤 액세스 과정이 지연된다. 랜덤 액세스 과정은 기지국으로의 초기 접속이나 핸드오버 과정에서 수행되는 절차이므로, 랜덤 액세스 과정의 지연은 접속 지연 또는 서비스 지연의 문제를 야기할 수 있다. 단말의 고속 환경을 고려한 순환 쉬프트 파라미터(Ncs)가 사용될 경우, 단말은 고속 환경에 적합한 64개의 프리앰블 시퀀스를 얻을 수 있으므로 고속 환경에서도 신뢰성있게 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수 있다.

도 31은 본 발명의 실시예가 적용되는 단말의 요소를 나타낸 블록도이다. 단말(50)은 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52), RF부(RF unit, 53), 디스플레이부(display unit, 54), 사용자 인터페이스부(user interface unit, 55)을 포함한다. 프로세서(51)는 시퀀스의 생성 및 맵핑을 담당하며, 전술한 다양한 실시예들에 관한 기능이 구현될 수 있다. 메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 단말 구동 시스템, 애플리케이션 및 일반적인 파일을 저장한다. 디스플레이부(54)는 단말의 여러 정보를 디스플레이하며, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스부(55)는 키패드나 터치 스크린 등 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 이루어질 수 있다. RF부(53)는 프로세서와 연결되어, 무선 신호(radio signal)을 송신 및/또는 수신한다.

상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.

Claims

원시 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스의 논리적 인덱스를 생성하는 방법에 있어서,

복수의 원시 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스의 논리적 인덱스들을 미리 지정된 순환 쉬프트 파라미터에 따라 하나 또는 그 이상의 서브그룹으로 나누되, 서브그룹은 적어도 하나의 원시 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스의 논리적 인덱스를 포함하며, 및

상기 서브그룹내의 원시 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스의 원시 인덱스들을 연속적인 논리적 인덱스로 맵핑하는 것을 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 원시 ZC 시퀀스는 (상기 원시 ZC 시퀀스의 순환 쉬프트 파라미터-1)의 길이의 영 상관 영역(zero correlation zones)을 갖는 방법.
제1항에 있어서, 상기 논리적 인덱스로 맵핑하기 전 특정 기준에 따라 서브그룹내에서 원시 ZC 시퀀스의 원시 인덱스들을 정렬하는 것을 더 포함하는 방법.
제3항에 있어서, 상기 특정 기준은 CM(cubic metric)인 방법.
제1항에 있어서, 순환 쉬프트 값만큼 원시 ZC 시퀀스의 순환 쉬프트를 수행하는 것을 더 포함하되, 상기 순환 쉬프트 값은 상기 ZC 시퀀스의 순환 쉬프트 파라미터와 검출단의 도플러 쉬프트(Doppler shift)를 이용하여 얻어지는 방법.
제5항에 있어서, 상기 원시 ZC 시퀀스의 순환 쉬프트 파라미터는 상기 원시 ZC 시퀀스의 서브그룹의 미리 지정된 순환 쉬프트 파라미터와 작거나 같은 방법.
제5항에 있어서, 상기 원시 ZC 시퀀스의 순환 쉬프트 값은 상기 원시 ZC 시퀀스의 순환 쉬프트 파라미터보다 큰 방법.
제1항에 있어서, 원시 ZC 시퀀스의 k번째 요소 c(k)는 다음 식과 같고,

여기서, N은 상기 ZC 시퀀스의 길이이고, M은 N과 상대적 소수인 물리적 원시 인덱스인 방법.
제1항에 있어서, 미리 지정된 순환 쉬프트 파라미터에 따라 상기 서브그룹들을 정렬하는 것을 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 제1 서브그룹의 마지막 논리적 인덱스는 제2 서브그룹의 첫 번째 논리적 인덱스에 연속적이고, 상기 제1 서브그룹과 상기 제2 서브그룹은 연속적인 방법.
무선통신 시스템에서 랜덤 액세스 과정을 수행하는 방법에 있어서,

복수의 랜덤 액세스 프리앰블로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 선택하되, 상기 복수의 랜덤 액세스 프리앰블은 연속적인 논리적 인덱스를 갖는 원시 ZC 시퀀스의 가용한 순환 쉬프트로부터 생성되고, 상기 연속적인 논리적 인덱스는 상기 원시 ZC 시퀀스의 원시 인덱스로 맵핑되고,

상기 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하고, 및

상기 선택된 랜덤 액세스 프리앰블의 식별자를 포함하는 랜덤 액세스 응답을 수신하는 것을 포함하는 방법.
제11항에 있어서, 2개의 연속적인 논리적 인덱스에 대응하는 원시 ZC 시퀀스의 2개의 원시 인덱스의 합은 원시 ZC 시퀀스의 길이와 같은 방법.
제11항에 있어서, DL-SCH(downlink shard channel)상의 상기 랜덤 액세스 응답은 PDCCH(physical downlink control channel) 상의 랜덤 액세스 식별자에 의해 지시되는 방법.
제11항에 있어서, 기지국으로부터 상기 복수의 랜덤 액세스 프리앰블을 생성 하기 위한 논리적 인덱스와 순환 쉬프트 파라미터를 수신하는 것을 더 포함하되, 상기 순환 쉬프트 파라미터는 순환 쉬프트 값을 얻는데 사용되는 방법.
무선통신 시스템에서 랜덤 액세스 과정을 수행하는 방법에 있어서,

미리 지정된 순환 쉬프트 파라미터 및 복수의 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하기 위한 소스 논리적 인덱스를 전송하고,

상기 복수의 랜덤 액세스 프리앰블로부터 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 수신하되, 상기 복수의 랜덤 액세스 프리앰블은 상기 소스 논리적 인덱스 및 상기 소스 논리적 인덱스에 적어도 하나의 연속적인 논리적 인덱스를 갖는 원시 ZC 시퀀스의 가용한 순환 쉬프트로부터 생성되고,

상기 랜덤 액세스 프리앰블의 식별자를 포함하는 랜덤 액세스 응답을 전송하는 것을 포함하는 방법.
제15항에 있어서, 상기 소스 논리적 인덱스는 시스템 정보의 일부로 브로드캐스트되는 방법.
제15항에 있어서, 2개의 연속적인 논리적 인덱스에 대응하는 원시 ZC 시퀀스의 2개의 원시 인덱스의 합은 원시 ZC 시퀀스의 길이와 같은 방법.
제15항에 있어서, 순환 쉬프트 파라미터를 수신하는 것을 더 포함하고, 순환 쉬프트 값은 상기 순환 쉬프트 파라미터를 이용하여 얻어지는 방법.
랜덤 액세스 프리앰블을 생성하는 방법에 있어서,

제1 논리적 인덱스에 맵핑되는 제1 원시 인덱스를 갖는 제1 원시 ZC 시퀀스로부터 순환 쉬프트의 증가 순으로 복수의 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하고, 및

상기 제1 원시 ZC 시퀀스로부터 미리 정해진 개수의 랜덤 액세스 프리앰블이 생성되지 않을 때, 제2 논리적 인덱스에 맵핑되는 제2 원시 인덱스를 갖는 제2 원시 ZC 시퀀스로부터 순환 쉬프트의 증가 순으로 복수의 추가적인 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하는 것을 포함하되, 상기 제2 논리적 인덱스는 상기 제1 논리적 인덱스에 연속적인 방법.
제19항에 있어서, 기지국으로부터 상기 제1 논리적 인덱스를 수신하는 것을 더 포함하는 방법.
제19항에 있어서, 상기 미리 정해진 랜덤 액세스 프리앰블의 개수는 64인 방법.
제19항에 있어서, 순환 쉬프트 파라미터에 관한 정보를 수신하는 것을 더 포함하되, 순환 쉬프트 값은 상기 순환 쉬프트 파라미터를 이용하여 얻어지는 방법.
제19항에 있어서, 상기 복수의 랜덤 액세스 프리앰블 및 상기 복수의 추가적인 랜덤 액세스 프리앰블로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 선택하고, 및

상기 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 것을 더 포함하는 방법.
랜덤 액세스 프리앰블을 생성하는 방법에 있어서,

소스 논리적 인덱스에 관한 정보를 수신하고, 및

미리 정해진 개수의 랜덤 액세스 프리앰블이 얻어질 때까지, 상기 소스 논리적 인덱스를 시작으로 연속적인 논리적 인덱스를 갖는 원시 ZC 시퀀스로부터 순환 쉬프트의 증가 순으로 복수의 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하되, 상기 연속적인 논리적 인덱스는 상기 원시 ZC 시퀀스의 원시 인덱스에 맵핑되는 방법.
제24항에 있어서, 상기 복수의 랜덤 액세스 프리앰블은 원시 ZC 시퀀스로부터 순환 쉬프트의 증가 순으로 생성되는 방법.
제25항에 있어서, 순환 쉬프트 파라미터에 관한 정보를 수신하는 것을 더 포함하되, 순환 쉬프트 값은 상기 순환 쉬프트 파라미터를 이용하여 얻어지는 방법.