KR101184019B1

KR101184019B1 - 레인징 부호 생성 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101184019B1
Application number: KR1020090053581A
Authority: KR
Inventors: 이윤주; 김성훈; 김지형; 서범수; 이경호; 김중배; 노명찬; 장철수; 정승욱; 이승익; 박중기; 한철희
Original assignee: 삼성탈레스 주식회사; 한국전자통신연구원
Priority date: 2009-06-16
Filing date: 2009-06-16
Publication date: 2012-09-18
Also published as: KR20100135111A; US20100316039A1

Abstract

레인징 부호 생성 장치는 기준 유엘 펌 베이스 번호에 따른 PN 부호의 한 주기 데이터를 바이트 단위로 저장하고 있는 레인징 부호 테이블과, 기준 유엘 펌 베이스 번호에 따른 PN 부호를 기준으로 상기 기준 유엘 펌 베이스 번호와 다른 복수의 유엘 펌 베이스 번호에 따른 PN 부호의 시작 위치에 대한 바이트 오프셋과 상기 시작 위치가 포함되는 바이트 내의 비트 오프셋을 저장하고 있는 오프셋 테이블을 이용하여, 각 레인징 모드에서의 레인징 부호를 추출한다.

레인징(ranging), PRBS(Psuedo Random Binary Sequence), 오프셋, 테이블

Description

레인징 부호 생성 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING RANGING CODE}

본 발명은 레인징 부호 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.

IEEE 802.16e OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 물리계층에서는 4가지 레인징 모드를 정의한다. 4가지 레인징 모드들은 초기 레인징, 주기적 레인징, 핸드오프 레인징 및 대역폭 요구 레인징으로 구성된다.

각 레인징 모드에서 사용 가능한 레인징 부호의 개수는 초기 시스템 배치 때 설정되며, 레인징 부호의 길이는 144비트로, 사용 가능한 부호의 수는 0-255의 번호로 지정되는 256개이다. 각각의 기지국은 사용 가능한 부호의 부분 그룹을 사용하고, 부분 그룹은 범위가 0≤S≤255인 번호 S에 의해 규정된다. S는 레인징 코드의 오프셋을 의미한다.

일반적으로 레지스터와 덧셈기로 이루어지는 PRBS(Psuedo Random Binary Sequence) 생성기에서 생성 다항식 1+X¹+X⁴+X⁷+X¹⁵을 이용하여 얻어지는 PN(Psuedo Noise) 부호를 레인징 부호로서 사용된다.

PRBS 생성기의 144×(S mod 256) 번째에서 (144×((S+N) mod 256))-1 번째까지의 클럭 출력을 통해 생성된 하나의 긴 수열을 144비트로 균등 분할하여 생성된 N개의 길이 144 비트 부호들을 초기 레인징용으로 사용한다.

PRBS 생성기의 144×((S+N) mod 256) 번째에서 (144×((S+N+M) mod 256))-1번째까지의 클럭 출력을 통해 생성된 하나의 긴 수열을 144비트로 균등 분할하여 생성된 M개의 길이 144 비트 부호들은 핸드오프 레인징용으로 사용한다.

그리고 PRBS 생성기의 144×((S+N+M) mod 256) 번째에서 (144×((S+N+M+L) mod 256))-1 번째까지의 클럭 출력을 통해 생성된 하나의 긴 수열을 144 비트로 균등 분할하여 생성된 L개의 길이 144 비트 부호들은 주기적 레인징용으로 사용한다.

마지막으로 PRBS 생성기의 144×((S+N+M+L) mod 256) 번째에서 (144×((S+N+M+L+O) mod 256))-1 번째까지의 클럭 출력을 통해 생성된 하나의 긴 수열을 144비트로 균등 분할하여 생성된 O개의 길이 144 비트 부호들은 대역폭 요구 레인징용으로 사용한다.

이 경우, 최대 36384(=256×144) 클럭만큼 PRBS 생성기가 동작해야 원하는 레인징 부호를 얻을 수 있으므로, FPGA와 같은 하드웨어 로직이 아닌 범용 DSP(Digital Signal Processing)에서 PRBS 생성기의 동작을 구현할 때는 많은 계산량을 필요로 한다.

또한, (N+M+L+O)의 값은 작지만 S의 값이 클 경우에는 레지스터를 원하는 상태로 초기화하기 위해서 불필요한 연산을 많이 수행해야 하므로, 레인징 부호를 생성하는 데 소요되는 시간이 길어지게 된다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 보다 적은 계산량으로 각 레인징 모드에 따른 레인징 부호를 생성할 수 있는 레인징 부호 생성 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 한 실시 예에 따르면, PN(Psuedo Noise) 부호를 이용하여 레인징 부호를 생성하는 장치가 제공된다. 레인징 부호 생성 장치는 레인징 부호 테이블, 오프셋 테이블, 그리고 레인징 부호 추출부를 포함한다. 레인징 부호 테이블은 상향링크 퍼뮤테이션 영역(permutation zone) 별로 부여되는 복수의 유엘 펌베이스 번호 중 기준 유엘 펌 베이스 번호에 따른 PN 부호의 한 주기 데이터를 바이트 단위로 저장하고 있다. 오프셋 테이블은 기준 유엘 펌 베이스 번호에 따른 PN 부호를 기준으로, 상기 기준 유엘 펌 베이스 번호와 나머지 유엘 펌 베이스 번호에 따른 PN 부호의 시작 위치에 대한 바이트 오프셋과 상기 시작 위치가 포함되는 바이트 내의 비트 오프셋을 저장하고 있다. 그리고 레인징 부호 추출부는 상기 오프셋 테이블에서 해당 프레임의 유엘 펌 베이스 번호에 해당하는 바이트 오프셋과 비트 오프셋을 추출하고, 상기 레인징 부호 테이블에서 추출한 상기 바이트 오프셋과 비트 오프셋을 이용하여 필요로 하는 초기 레인징 부호의 시작 위치를 추출한다.

본 발명의 다른 한 실시 예에 따르면, PN(Psuedo Noise) 부호를 이용하여 레인징 부호를 생성하는 방법이 제공된다. 레인징 부호 생성 방법은, 해당 프레임의 유엘 펌 베이스 번호를 수신하는 단계, 상향링크 퍼뮤테이션 영역(permutation zone) 별로 부여되는 복수의 유엘 펌베이스 번호 중 기준 유엘 펌 베이스 번호에 대응하는 PN 부호를 기준으로, 상기 기준 유엘 펌 베이스 번호와 나머지 유엘 펌 베이스 번호에 대응하는 PN 부호의 시작 위치에 대한 바이트 오프셋과 상기 시작 위치가 포함되는 바이트 내의 비트 오프셋이 저장된 오프셋 테이블에서 상기 해당 프레임의 유엘 펌 베이스 번호에 해당하는 바이트 오프셋과 비트 오프셋을 추출하는 단계, 상기 기준 유엘 펌 베이스 번호에 대응하는 PN 부호의 한 주기 데이터가 바이트 단위로 저장되어 있는 레인징 부호 테이블에서 추출한 상기 바이트 오프셋과 상기 비트 오프셋을 이용하여 필요로 하는 레인징 부호의 시작 위치를 추출하는 단계, 그리고 상기 레인징 부호 테이블에서 상기 레인징 부호의 시작 위치부터 각 레인징 모드에서의 레인징 부호를 추출하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 의하면, 보다 적은 계산량으로 각 레인징 모드에 따른 레인징 부호를 생성할 수 있게 된다. 특히, (N+M+L+O)의 값에 비해 S 값이 클 경우, PRBS 생성기에서 레지스터를 원하는 상태로 초기화하기 위해서 수행하는 연산들을 수행할 필요가 없어진다.

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

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 레인징 부호 생성 장치 및 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레인징 부호 생성 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 오프셋 테이블에 저장된 바이트 오프셋과 비트 오프셋의 일 실시 예이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 레인징 부호 생성 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 1을 참고하면, 레인징 부호 생성 장치(100)는 레인징 부호 테이블(110), 오프셋 테이블(120), 제어부(130), 레인징 부호 추출부(140), 변조부(150) 및 저장부(160)를 포함한다.

레인징 부호 테이블(110)은 기준 유엘 펌 베이스 번호(예를 들면, 유엘 펌 베이스 번호가 0)에 따른 PN 부호의 한 주기 데이터를 바이트 단위로 묶어서 저장한다. 예를 들어, PN 부호의 한 주기 데이터가 32767비트인 경우 4096 바이트가 레인징 부호 테이블(110)에 저장될 수 있다.

PN 부호는 PRBS 생성기(도면 미도시)에서 생성된다. PRBS 생성기(도면 미도 시)의 시프트 레지스터(도면 미도시)는 "00101011"과 7비트의 유엘 펌 베이스 번호(UL_PermBase number)에 의해 초기화되며, 생성 다항식 1+X¹+X⁴+X⁷+X¹⁵에 의해 PN 부호를 생성한다.

유엘 펌 베이스(UL_PermBase)는 셀 인식 번호(Cell ID)에 따라 퍼뮤테이션(permutation)이 변하기 때문에 이를 나타내는 값으로, 7비트로 정의되며, 관리 객체(management entity)에 의해서 부여되며, 상향링크 채널 디스크립터(uplink channel descriptor, UCD)에 포함되어 있다.

유엘 펌 베이스 번호(UL_PermBase number)는 상향링크 퍼뮤테이션 영역(permutation zone) 별로 부여되며, 상향링크 부반송파 할당 시 타일 퍼뮤테이션(permutation)에 이용될 뿐 아니라 레인징 부호 발생을 위한 PRBS 생성기(도면 미도시)의 초기값으로도 이용된다. 또한, 같은 할당 주파수(frequency assignment, FA)를 이용하는 셀이라도 유엘 펌 베이스 번호(UL_PermBase number)에 따라서 동일 논리 부채널이 사용하는 물리적 부반송파 집합이 달라지며, 같은 레인징 부호라고 하더라도 144비트의 값이 달라지게 된다.

이러한 PN 부호는 주기적 부호이므로, 기준 유엘 펌 베이스 번호로 초기화된 PN 부호는 기준 유엘 펌 베이스 번호와 다른 유엘 펌 베이스 번호로 초기화된 PN 부호와 시작 위치만 다를 뿐 동일한 값을 가진다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 레인징 부호 생성 장치(100)는 레인징 부호 테이블(110)에 기준 유엘 펌 베이스 번호에 따른 PN 부호의 한 주기 데이터를 바이트 단위로 묶어서 저장한 후, 레인징 부호 테이블(110)에서 특정 유엘 펌 베이스 번호에 해당하는 레인징 부호를 추출한다.

오프셋 테이블(120)은 기준 유엘 펌 베이스 번호에 따른 PN 부호에 대한 복수의 유엘 펌 베이스 번호에 따른 PN 부호의 시작 위치에 대한 바이트 오프셋과 시작 위치가 포함되는 바이트 내의 비트 오프셋을 저장하고 있다. 이러한 바이트 오프셋과 비트 오프셋은 PRBS 생성기(도면 미도시)에서 매 클럭마다 시프트 레지스터(도면 미도시)의 상태를 비교하면 얻을 수 있으며, 이렇게 얻어진 바이트 오프셋과 비트 오프셋이 도 2에 도시된 형태로 오프셋 테이블(120)에 저장되어 있을 수 있다.

제어부(130)는 프레임마다 레인징 부호 생성에 필요한 레인징 파라미터인 유엘 펌 베이스 번호, S, N, M, L, O 값들을 수신한다. 레인징 부호는 0-255의 번호로 지정되는 256개를 사용하며, 각각의 기지국은 사용 가능한 부호의 부분 그룹을 사용한다. 이때, 부분 그룹은 범위는 0≤S≤255인 번호 S에 의해 규정되며, S는 레인징 코드의 오프셋이다. 그리고 N, M, L, O 값은 각각 초기 레인징용, 핸드오프 레인징용, 주기적 레인징용 및 대역폭 요구 레인징용으로 사용되는 레인징 부호의 수이다.

제어부(130)는 현재 프레임의 레인징 파라미터를 수신하면, 현재 프레임의 레인징 파라미터와 이전 프레임의 레인징 파라미터를 비교하여 레인징 부호의 추출 여부를 결정한다. 이때, 현재 프레임의 레인징 파라미터가 이전 프레임의 레인징 파라미터와 동일한 경우에는 이전 프레임에서 추출된 레인징 부호를 사용하면 되므 로, 레인징 부호를 다시 추출할 필요가 없다. 따라서, 제어부(130)는 레인징 부호 추출부(140) 및 변조부(150)를 동작시키지 않는다. 한편, 현재 프레임의 레인징 파라미터가 이전 프레임의 레인징 파라미터와 동일하지 않는 경우, 제어부(130)는 레인징 부호의 추출을 결정하고, 레인징 부호 추출부(140) 및 변조부(150)를 동작시킨다.

도 1 및 도 3을 참고하면, 레인징 부호 추출부(140)는 프레임마다 레인징 파라미터인 유엘 펌 베이스 번호, S, N, M, L, O 값들을 수신하고(S310), 오프셋 테이블(120)에서 수신한 유엘 펌 베이스 번호에 해당하는 바이트 오프셋과 비트 오프셋을 추출한다(S320).

레인징 부호 추출부(140)는 추출한 바이트 오프셋과 비트 오프셋을 이용하여 레인징 부호 테이블(110)에서 레인징 부호의 시작 위치를 검출하고(S330), 레인징 파라미터 N, M, L, O 값에 따라서 각 레인징 모드에 따른 레인징 부호를 추출한다(S340).

변조기(150)는 추출한 각 레인징 모드에 따른 레인징 부호를 변조한다. 변조 방식으로는 BPSK(Binary Phase Shift Keying)가 사용될 수 있으며, 이와 다른 변조 방식이 사용될 수도 있다.

저장부(160)는 변조한 각 레인징 모드에 따른 레인징 부호를 저장한다.

본 발명의 실시 예에 따른 레인징 부호 생성 장치(100)를 범용 DSP(Digital Signal Processing)로 구현하는 경우, 적은 계산량으로 레인징 부호를 추출할 수가 있다. 특히, (N+M+L+O)에 비해 S가 클 경우, (S×144) 클럭 수 만큼의 PRBS 생성 기(도면 미도시)의 연산 동작이 필요하지만, 본 발명의 실시 예에서는 이러한 연산 동작이 필요 없어진다.

표 1은 PRBS 생성기(도면 미도시)로 레인징 부호를 생성하는 종래 방법과 본 발명의 실시 예에 따른 레인징 부호 생성 장치(100)의 레인징 부호 생성 방법의 클럭 수를 나타낸 표이다. 표 1은 특정 DSP 상에서 소스 레벨에서 최적화되지 않은 C 소스에 대해서 컴파일러 최적화 옵션만을 최대로 하고 비교한 결과이다.

표 1을 보면, 본 발명의 실시 예에 따른 레인징 부호 생성 방법은 종래 방법에 비해 적은 클럭 수로 필요로 하는 레인징 부호를 얻을 수 있으며, S 값이 커질수록 클럭 수의 차이는 더 커짐을 알 수 있다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레인징 부호 생성 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,

도 2는 오프셋 테이블에 저장된 바이트 오프셋과 비트 오프셋의 일 실시 예이고,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 레인징 부호 생성 방법을 나타낸 흐름도이다.

Claims

PN(Psuedo Noise) 부호를 이용하여 레인징 부호를 생성하는 장치에 있어서,

상향링크 퍼뮤테이션 영역(permutation zone) 별로 부여되는 복수의 유엘 펌베이스 번호 중 기준 유엘 펌 베이스 번호에 따른 PN 부호의 한 주기 데이터를 바이트 단위로 저장하고 있는 레인징 부호 테이블,

기준 유엘 펌 베이스 번호에 따른 PN 부호를 기준으로, 상기 기준 유엘 펌 베이스 번호와 나머지 유엘 펌 베이스 번호에 따른 PN 부호의 시작 위치에 대한 바이트 오프셋과 상기 시작 위치가 포함되는 바이트 내의 비트 오프셋을 저장하고 있는 오프셋 테이블, 그리고

상기 오프셋 테이블에서 해당 프레임의 유엘 펌 베이스 번호에 해당하는 바이트 오프셋과 비트 오프셋을 추출하고, 상기 레인징 부호 테이블에서 추출한 상기 바이트 오프셋과 비트 오프셋을 이용하여 필요로 하는 초기 레인징 부호의 시작 위치를 추출하는 레인징 부호 추출부

를 포함하는 레인징 부호 생성 장치.
제1항에 있어서,

상기 레인징 부호 추출부는,

상기 해당 프레임의 상기 유엘 펌 베이스 번호와 상기 레인징 부호의 생성 개수를 나타내는 레인징 파라미터를 수신하고, 상기 레인징 부호 테이블에서 상기 초기 레인징 부호의 시작 위치로부터 상기 레인징 파라미터를 이용하여 각 레인징 모드에서의 레인징 부호를 추출하는 레인징 부호 생성 장치.
제2항에 있어서,

상기 해당 프레임의 유엘 펌 베이스 번호와 레인징 파라미터를 직전 프레임의 유엘 펌 베이스 번호와 레인징 파라미터를 비교하여 레인징 부호의 추출 여부를 결정하고, 상기 레인징 부호의 추출 여부에 따라 상기 레인징 부호 추출부의 동작을 제어하는 제어부

를 더 포함하는 레인징 부호 생성 장치.
제3항에 있어서,

상기 제어부는,

상기 해당 프레임의 유엘 펌 베이스 번호와 레인징 파라미터를 직전 프레임의 유엘 펌 베이스 번호와 레인징 파라미터가 동일한 경우 상기 레인징 부호 추출부를 동작시키지 않는 레인징 부호 생성 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

추출한 상기 각 레인징 모드에서의 레인징 부호를 변조시키는 변조부, 그리고

변조시킨 상기 각 레인징 모드에서의 레인징 부호가 저장되는 저장부

를 더 포함하는 레인징 부호 생성 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 기준 유엘 펌 베이스 번호에 따른 PN 부호와 상기 나머지 유엘 펌 베이스 번호에 따른 PN 부호는 같은 값들로 이루어지며,

상기 기준 유엘 펌 베이스 번호에 따른 PN 부호와 상기 나머지 유엘 펌 베이스 번호에 따른 PN 부호는 시작 위치의 값이 다른 레인징 부호 생성 장치.
PN(Psuedo Noise) 부호를 이용하여 레인징 부호를 생성하는 방법에 있어서,

해당 프레임의 유엘 펌 베이스 번호를 수신하는 단계,

상향링크 퍼뮤테이션 영역(permutation zone) 별로 부여되는 복수의 유엘 펌베이스 번호 중 기준 유엘 펌 베이스 번호에 대응하는 PN 부호를 기준으로, 상기 기준 유엘 펌 베이스 번호와 나머지 유엘 펌 베이스 번호에 대응하는 PN 부호의 시작 위치에 대한 바이트 오프셋과 상기 시작 위치가 포함되는 바이트 내의 비트 오프셋이 저장된 오프셋 테이블에서 상기 해당 프레임의 유엘 펌 베이스 번호에 해당하는 바이트 오프셋과 비트 오프셋을 추출하는 단계,

상기 기준 유엘 펌 베이스 번호에 대응하는 PN 부호의 한 주기 데이터가 바이트 단위로 저장되어 있는 레인징 부호 테이블에서 추출한 상기 바이트 오프셋과 상기 비트 오프셋을 이용하여 필요로 하는 레인징 부호의 시작 위치를 추출하는 단계, 그리고

상기 레인징 부호 테이블에서 상기 레인징 부호의 시작 위치부터 각 레인징 모드에서의 레인징 부호를 추출하는 단계

를 포함하는 레인징 부호 생성 방법.
제7항에 있어서,

상기 유엘 펌 베이스를 수신할 때 상기 각 레인징 모드에서의 레인징 부호의 개수를 나타내는 레인징 파라미터를 수신하는 단계

를 더 포함하며,

각 레인징 모드에서 상기 레인징 파라미터에 따른 개수의 레인징 부호가 추출되는 레인징 부호 생성 방법.