KR101227505B1 - 랜덤 액세스 채널을 통한 데이터 전송 방법 - Google Patents

Abstract

랜덤 액세스 채널을 통하여 효율적으로 데이터를 송수신하는 방법이 제공된다. 이를 위한 첫 번째 방법은 다수의 프레임으로 구성되는 역방향 공통 채널 중 랜덤 액세스 채널(Random Access Channel, RACH)을 통해 데이터를 전송하는 방법에 관한 것으로서, 단말이 소정 개수의 프레임을 주기로 각 프레임에 분할 배치된 RACH 중 현재 프레임의 RACH에 접근을 시도하는 단계와, 상기 접근에 성공한 경우 해당 RACH를 통해 프리엠블(preamble) 데이터를 전송하는 단계와, 상기 접근에 실패한 경우 다음 차순의 프레임에 분할 배치된 RACH에 접근을 시도하는 단계를 포함한다. 한편, 두 번째 방법은 시그널링 채널을 통해 수신측에 데이터를 전송하는 방법에 관한 것으로서, 제1 시퀀스(sequence)를 소정 개수의 블럭으로 구획하는 단계와, 상기 구획된 각 블럭에 전송할 데이터에 해당하는 제2 시퀀스를 적용하는 단계와, 상기 제2 시퀀스가 적용된 블럭들의 조합에 제3 시퀀스를 곱하여 수신측에 전송하는 단계를 포함한다.

RACH, subframe, preamble, sequence, CAZAC, short signature

Description

랜덤 액세스 채널을 통한 데이터 전송 방법 {Method for data transferring through Random Access Channel}

도 1은 종래의 랜덤 액세스 채널 구조에 대한 일 실시예.

도 2는 종래의 랜덤 액세스 채널 구조에 대한 다른 일 실시예.

도 3은 상기 도 1 및 도 2에 공통적으로 적용되는 랜덤 액세스 채널 구조를 모식적으로 도시한 것.

도 4a 내지 도 4b는 각각 시간 영역 및 주파수 영역에서 랜덤 액세스 채널의 신호를 싣는 형태를 모식적으로 도시한 것.

도 5는 본 발명에 의한 랜덤 액세스 채널의 구조를 모식적으로 도시한 것.

도 6은 RACH 파일럿이 할당된 서브 프레임의 랜덤 액세스 채널 구조를 모식적으로 도시한 것.

도 7은 본 발명에 의한 시그널 채널 데이터 전송 방법의 개념도.

도 8은 본 발명에 의한 시그널 채널 데이터의 전송 방법을 송신측 및 수신측에서 도시한 개념도.

본 발명은 랜덤 액세스 채널을 통하여 효율적으로 데이터를 송수신하는 방법에 관한 것으로서, 이를 위한 첫 번째 방법은 다수의 프레임으로 구성되는 역방향 공통 채널 중 랜덤 액세스 채널(Random Access Channel, RACH)을 통해 데이터를 전송하는 방법에 관한 것이고, 두 번째 방법은 긴 CAZAC 시퀀스 및 짧은 시그너처 시퀀스를 이용하여 모듈링 또는 디모듈링된 시그널링 채널 데이터를 송수신하는 방법에 관한 것이다.

3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 시스템에서의 채널은 물리채널과 하나 또는 복수의 물리채널 상에 매핑되는 논리채널로 이루어지며, 논리채널은 사용 목적에 따라 다시 제어채널, 공통채널, 전용제어채널 및 트래픽채널 등으로 구분된다. 여기서 역방향 공통채널 중 하나인 랜덤 액세스 채널(Random Access Channel, 이하 'RACH')은 주로 단말기(User Equipment; UE)를 네트워크에 등록하기 위해 또는 셀 간 이동시 위치 등록을 위해 및 초기 호 설정 등의 신호 전송 용도로 사용된다.

이하에서는 종래에 공개된 각종 RACH 구조를 살펴보고 이들이 공통적으로 지니는 문제점을 짚어보기로 한다.

도 1은 종래 OFDMA 시스템에서 사용되는 RACH의 구조를 도시한 것이다. 도면에서 보듯, RACH는 셀의 반경에 따라 시간축으로 N개의 서브 프레임(sub-frame)으로 분할되고, 주파수축으로 N개의 주파수 대역으로 분할됨을 알 수 있다. RACH의 생성 빈도는 MAC에서의 QoS 요구 조건에 따라서 정해지는데, 일반적으로 수십 ms 단위로 한 번씩 또는 수백 ms 단위로 한 번씩 채널이 생성된다. 이는 여러 개의 subcarrier 별로 다른 RACH를 설정하여 단말간 충돌을 줄이는 구조이다.

도 2는 텍사스 인스트루먼트(TI)사에 정의한 RACH의 구조를 도시한 것이다. 도면에서 보듯 PACH에 통상의 프리엠블 외에 파일럿까지 함께 전송할 수 있도록 설계되어 있으며, RACH에 메시지가 추가되는 경우 채널추정을 통해 메시지 복호를 용이하게 하고, 광대역 파일럿을 사용함으로써 RACH의 프리엠블(preamble)이 사용하는 대역 이외의 RACH 총 채널 대역에 대한 채널품질정보(Channel Quality Information, 이하 'CQI')를 획득할 수 있도록 한다. 특히, RACH가 할당되는 시스템 대역에 한하여 파일럿이 할당되는 특징이 있다.

도 3은 위와 같은 도 1 및 도 2에 공통적으로 적용되는 RACH 구조를 모식적으로 도시한 것이다. 종래의 RACH는 주파수축 및 시간축으로의 구조를 명확하게 제시하지 않고 있으나, 대략적으로는 도 3과 같은 버스트(burst) 형태의 구조로 파악해 볼 수 있다. 이러한 버스트 형태는 단말이 특정 프레임의 RACH에 접근했다가 실패하는 경우 다음 주기의 프레임에 할당된 RACH가 나타날 때까지 상당한 시간을 기다려야 하는 문제점, 즉 단말이 RACH 접근에 실패할 경우 재시도까지의 간격이 길어지는 문제점이 발생한다. 또한, RACH 중에서 선택된 주파수 대역의 채널 특징이 좋지 않을 경우 RACH의 접근 실패가 발생할 확률이 높아지는데 버스트 형태의 RACH는 단말에게 여러 주파수 선택의 기회를 주지 않는 문제가 있다.

한편, 3GPP LTE 시스템에서 RACH를 통해 소정의 메시지를 전송하는 방법은 크게 두 가지로 구분된다. 즉, 해당 메시지가 프리엠블 시퀀스(Preamble sequence)와 별개로 전송되는 방법과, 해당 메시지가 프리엠블 시퀀스에 함축적으로 포함되 어 전송되는 방법이 있는데, 상기 도 2의 부속된 광대역 파일럿(attached wideband pilot)을 통해 전송되는 방식은 전자에 해당하고 상기 도 2의 임베디드된 광대역 파일럿(embedded wideband pilot)을 통해 전송되는 방식은 후자에 해당한다.

후자에 있어서, 긴 시퀀스(long sequence)를 그대로 사용하는 경우에는 시퀀스의 길이로 증가함에 따라서 사용할 수 있는 시퀀스 개수는 선형적으로 증가하지만 전달 가능한 메시지의 양으로 보면 log₂의 함수로 증가하기 때문에 사용 가능한 시퀀스의 수가 줄어들어 전송될 수 있는 메시지의 양에 한계가 있다. 반면, 짧은 프리엠블 시퀀스(short preamble sequence)를 사용하는 경우에는 반복되는 짧은 시퀀스에 다른 시퀀스를 덧씌워서 전송하기 때문에 시퀀스 ID의 검출 성능이 저하되는 문제가 있고, 짧은 시퀀스 자체를 모듈레이션하는 경우에는 특정 시퀀스 영역만으로 원본 데이터를 추정해야 하기 때문에 시간/주파수 다이버시티 효과가 경감되는 문제가 있다. 또한 직접 모듈레이션 방법은 채널의 영향에 의하여 그 성능이 절대적으로 악화된다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, RACH의 주파수축/시간축 상의 구조를 보다 명확히 제시하는 한편 단말이 RACH에 접근하는 시간을 최소화할 수 있는 방안을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 단말과 기지국 간에 메시지를 송수신 함에 있어서 가능한 한 긴 시퀀스를 이용하여 메시지를 전달함으로써 시간/주파수 다이버시티를 최대화하는 한편 채널의 영향으로 인한 성능 감쇄 현상을 완화하기 위한 방안을 제공하는 데에 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는 다수의 프레임으로 구성되는 역방향 공통 채널 중 랜덤 액세스 채널(Random Access Channel, RACH)을 통해 데이터를 전송하는 방법에 관한 것으로서, 단말이 소정 개수의 프레임을 주기로 각 프레임에 분할 배치된 RACH 중 현재 프레임의 RACH에 접근을 시도하는 단계와, 상기 접근에 성공한 경우, 해당 RACH를 통해 프리엠블(preamble) 데이터를 전송하는 단계 및 상기 접근에 실패한 경우, 다음 차순의 프레임에 분할 배치된 RACH에 접근을 시도하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 RACH는 시간-주파수 다이버시티(time-frequency diversity)효과를 얻기 위하여 한 주기를 이루는 각 프레임에 주파수 대역별로 균일하게 분포되도록 분할 배치되는 것이 바람직하고, 상기 RACH는 각 프레임에 배치된 RACH의 간격이 최소가 되도록 주파수 및 시간 대역 중 어느 하나 이상의 위치가 변경될 수 있다.

또한, 상기 각 프레임의 서브 프레임에는 해당 RACH로 접근한 단말을 위한 RACH 파일럿(RACH pilot)이 할당되어 있는 단블럭(short block)이 하나 이상 포함될 수 있으며, 상기 단블럭에는 하나 이상의 RACH 파일럿(RACH Pilot)과 액세스 파일럿(Access Pilot)이 소정의 패턴으로 할당될 수 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 실시예는 시그널링 채널 을 통해 수신측에 데이터를 전송하는 방법에 관한 것으로서, 제1 시퀀스(sequence)를 소정 개수의 블럭으로 구획하는 단계와, 상기 구획된 각 블럭에, 전송할 데이터에 해당하는 제2 시퀀스를 적용하는 단계 및 상기 제2 시퀀스가 적용된 블럭들의 조합에 제3 시퀀스를 곱하여 수신측에 전송하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 제2 시퀀스로는 소정 패턴의 짧은 시그너처 시퀀스(short signature sequence)가 이용될 수 있으며, 상기 짧은 시그너처 시퀀스는 상기 구획된 블럭 개수의 모듈화값(Modulation values)으로 구성되거나, 상기 구획된 블럭 개수의 지수화 시퀀스(Exponential sequence)로 구성되거나, 상기 구획된 블럭 개수의 왈시 하다마드 시퀀스(Walsh Hadamard sequence)로 구성될 수 있다.

또한, 상기 제3 시퀀스로 긴 CAZAC 시퀀스(long CAZAC sequence)가 이용될 수 있다.

한편, 상기 수신측으로의 데이터 전송에 앞서 상기 제3 시퀀스가 곱해진 제1 시퀀스를 채널 코딩(channel coding)하는 단계와, 상기 채널 코딩된 데이터를 인터리빙(interleaving)하는 단계와, 상기 인터리빙된 데이터를 시그너처 맵핑(signature mapping)하는 단계 및 상기 시그너처 맵핑된 데이터에 CAZAC 시퀀스를 곱하는 단계가 더 포함될 수 있으며, 상기 시그너처 맵핑으로 그레이 맵핑(Gray mapping)이 이용될 수 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 실시예는 시그널링 채널을 통해 송신측으로부터 데이터를 수신하는 방법에 관한 것으로서, 상기 수신된 데이터에 제4 시퀀스를 곱하는 단계와, 상기 제4 시퀀스가 곱해진 데이터를 소정 개 수의 블럭으로 구획하여 블럭별 제5 시퀀스를 추정하는 단계와, 제6 시퀀스를 상기 개수의 블럭으로 구획하는 단계 및 상기 제6 시퀀스의 각 블럭을 제5 시퀀스의 각 블럭에 역으로 적용하여 최종 데이터 시퀀스를 추정하는 단계를 포함한다.

상기 제4 시퀀스로 긴 CAZAC 시퀀스(long CAZAC sequence)가 이용될 수 있고, 상기 제5 시퀀스로는 소정 패턴의 짧은 시그너처 시퀀스(short signature sequence)가 이용될 수 있다. 이때, 상기 짧은 시그너처 시퀀스는 상기 구획된 블럭 개수의 모듈화값(Modulation values)으로 구성될 수도 있고, 상기 구획된 블럭 개수의 지수화 시퀀스(Exponential sequence)로 구성될 수도 있으며, 상기 구획된 블럭 개수의 왈시 하다마드 시퀀스(Walsh Hadamard sequence)로 구성될 수도 있다.

한편, 상기 제1 시퀀스의 곱하기 단계 이전에는 수신된 시그널링 데이터로부터 CAZAC 아이디를 추출하는 단계와, 수신된 시그널링 데이터로부터 로그 유사도비(log-likelihood ratio)를 산출하는 단계와, 수신된 시그널링 데이터를 디인터리빙(Deinterleaving)하는 단계 및 상기 디인터리빙된 데이터를 채널 디코딩(channel decoding)하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이하, 본 발명의 명세서에 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.

랜덤 액세스 채널(Random Access Channel, 이하 'RACH')은 단말(User Equipment; UE)이 기지국(Node-B)과 업링크(uplink) 동기가 이루어지지 않은 상태에서 네트워크에 접근하기 위한 통로로 사용된다. 즉, 단말이 다운링크(downlink) 동기화를 이루고 맨 처음 기지국에 접근하는 경우(initial ranging, 초기 접근)와, 네트워크에 접속된 상태로 단말의 필요에 따라서 네트워크에 그때마다 접근하는 경우(periodic ranging, 주기적 접근)에 RACH가 사용된다. 여기서, 전자의 경우는 단말이 네트워크에 접속하면서 동기를 이루고 자신에게 필요한 아이디(ID)를 제공받기 위한 용도로 사용되고, 후자는 전송할 패킷이 존재하거나 기지국으로부터 정보를 수신하기 위해 프로토콜을 초기화(initiation)시키기 위한 용도로 사용된다.

특히 후자의 경우는 3GPP LTE에 의할 때 다시 두 가지로 구분할 수 있는데, 단말이 RACH에 접근할 때 자신의 업링크(uplink) 신호가 동기 한계 내에 있을 때 사용하는 동기화 접근 모드(synchronized access mode)와, 동기 한계를 벗어났을 때 사용하는 비동기화 접근 모드(non-synchronized access mode)로 구분할 수 있다. 비동기화 접근 모드는 단말이 최초로 기지국에 접근하는 경우나, 동기 과정을 거친 후 동기 갱신(update)가 이루어지지 않았을 경우에 사용되는 방식이다. 이때, 동기화 접근 모드는 상기 주기적 접근(periodic ranging)과 같은 개념이며, 단말이 기지국에게 자신의 변경사항 통보와 자원할당 요청을 목적으로 RACH에 접근하는 경우에 이용된다.

이에 비해, 동기화 접근 모드는 단말이 기지국과 업링크(uplink) 동기를 벗어나지 않은 상태라 가정하고 그 가정에 따라 RACH에 있어서 보호 시간(Guard time)의 제한을 완화한다. 이로 인해 더 많은 시간-주파수 자원(time-frequency resource)를 사용할 수 있는데, 3GPP LTE에서는 동기화 접근 모드에서 랜덤 액세스용 프리엠블 시퀀스(preamble sequence)에 상당한 양의 메시지(24bits 이상)를 더하여 양자를 함께 전송하도록 하고 있다. 따라서, 본 발명에 있어서 새롭게 정의된 RACH 구조에 의해 데이터를 전송하는 방법(제1 실시예)에 대하여는 비동기화 접근 모드 및 동기화 접근 모드가 적용되고, 단말과 기지국 간에 시그널 데이터를 송수신하는 방법(제2 실시예)에 대하여는 제안된 방법 이외의 다른 랜덤 액세스 기법에도 적용될 수 있다.

<제1 실시예>

일반적으로 RACH의 생성 빈도는 물리 채널(MAC)에서의 QoS(Quality of Service) 요구 조건에 따라 정해지며, 수십 ms 단위 또는 수백 ms 단위로 RACH가 생성된다. 이러한 RACH는 시간 영역 또는 주파수 영역에서 생성될 수 있는데, 시간 영역에서 랜덤 액세스 신호를 생성하는 경우에는 본래의 서브 프레임 구조가 무시되고 단지 시간-주파수 자원(time-frequency resource, TFR) 만으로 신호를 정렬하여 전송한다. 참고로, 도 4a는 시간 영역에서 RACH의 신호를 싣는 형태를 모식적으로 도시하고 있다.

반면, 주파수 영역에서 랜덤 액세스 신호를 생성하는 경우에는 서브 프레임 구조를 어느 정도 유지하면서 각각 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiflexing) 심벌의 반송파에 상기 생성된 랜덤 액세스 신호를 실어서 전송하므로, 각 블록 사이의 직교성이 유지되고 채널 추정 또한 용이하게 수행되는 장점이 있다. 따라서, 본 실시예에서는 주파수 영역에서 랜덤 액세스 신호가 생성되는 경우에 있어서의 RACH 구조에 촛점을 맞추어 설명하기로 한다. 참고로, 도 4b는 주파수 영역에서 RACH의 신호를 싣는 형태를 모식적으로 도시한 것이다.

본 실시예에서는 상기 도 3에서 먼저 설명한 바와 같이 단말이 RACH 접근에 실패할 경우 재시도까지의 간격이 길어지는 단점을 극복하기 위해, RACH의 발생 빈도수와 오버헤드(overhead)의 양이 결정되면 해당 RACH 자원을 한 주기 내의 각 프레임에 분산하여 배치한다. 이때, RACH는 한 주기를 이루는 복수의 프레임에 대하여 주파수 대역별로 균일하게 분포되도록 분할 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 각 프레임에 배치된 RACH의 간격이 최소가 되도록 주파수 및 시간 대역 중 어느 하나 이상의 위치가 변경될 수도 있다. 참고로, 도 5는 이와 같은 실시예에 의한 RACH의 구조를 모식적으로 도시한 것이다.

이제, 이와 같은 RACH 구조에서 단말이 기지국에 업링크 데이터를 전송하는 과정을 살펴보면 다음과 같다. 여기서, 데이터의 전송은 다수의 프레임으로 구성되는 역방향 공통 채널 중에서 특히 RACH을 통해 수행되는 것을 전제로 한다.

먼저, 단말은 자신의 일정 정보를 기지국에 전달하기 위해 현재 프레임에 포함되어 있는 분산된 RACH에 접근을 시도한다. 여기서, 만약 접근에 성공하면 해당 RACH를 통해 프리엠블(preamble) 데이터를 전송하지만, 접근에 실패하면 다음 차순의 프레임에 분할 배치된 RACH에 접근을 시도한다. 이때, 다음 차순의 프레임에 포함된 RACH는 이전 프레임의 RACH와 상이한 주파수 대역에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기와 같은 접근 절차는 접근에 성공할 때까지 다음 차순의 프레임에서 계속적으로 수행된다.

한편, 각 프레임의 서브 프레임에는 해당 RACH로 접근한 단말을 위한 파일럿이 할당되어 있는 단블럭(short block)이 포함되는 것이 바람직하다. 이러한 단블럭에는 하나 이상의 RACH 파일럿(RACH Pilot)과 액세스 파일럿(Access Pilot)이 소 정의 패턴으로 할당될 수 있다. 즉, RACH로 접근한 단말이 기지국으로부터 채널을 할당받기 위해서는 채널에 대한 정보를 알 수 있어야 하는데. 이와 같은 채널 정보는 업링크 단블럭(uplink short block) 내의 RACH 파일럿에 설정될 수 있다. 기지국은 해당 RACH 파일럿을 통해 단말에게 적절한 채널을 할당해준다. 한편, RACH로 접근하는 단말 입장에서도 상기 RACH 파일럿을 통해서 어떤 채널을 할당받는 것이 좋은지에 대한 채널품질정보를 기지국에 알려줄 수 있다면 스케줄링될 때 단말에 유리한 채널이 할당될 수 있으므로 양질의 통신을 지속시킬 수도 있다는 장점이 있다.

따라서, RACH가 포함된 서브 프레임에서는 RACH에 접근하는 단말이 사용할 수 있는 RACH 파일럿을 따로 할당해두고, RACH에 접근하는 단말은 해당 RACH를 통해 기지국으로 프리엠블(Preamble)을 보내는 한편, 지정된 RACH 파일럿에 채널품질정보 전송용 파일럿도 함께 보낸다. 상기 RACH 파일럿은 프리엠블(Preamble)에 따라서 정해지는 시퀀스(sequence)이며, 서로 다른 프리엠블 시퀀스(Preamble sequence)를 사용하는 단말은 가능하면 서로 다른 RACH 파일럿 시퀀스를 사용하거나, 다른(또는 일부가 겹치는 형태) 부반송파(subcarrier)의 RACH 파일럿을 선택하는 것이 바람직하다. 참고로, 도 6은 RACH 파일럿이 할당된 서브 프레임의 랜덤 액세스 채널 구조를 모식적으로 도시한 것이다. 여기서 각 서브 프레임에는 하나 이상의 RACH 파일럿(RACH Pilot)과 액세스 파일럿(Access Pilot)이 소정의 패턴으로 할당되어 있는 단블럭(short block)이 하나 이상 포함되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이 경우 RACH 파일럿은 할당된 RACH의 주파수 대역에만 존재하는 것이 아니라 그 외의 시스템 대역에서도 존재하게 된다. 본 실시예에서는 할당 패턴에 있어서 하나의 프레임당 2개의 단블럭이 존재하고 그에 RACH 파일럿이 전송되는 경우를 예로 들었지만, 여기에 한정하지 않고 당업자가 자명한 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.

<제2 실시예>

일반적으로 실제 RACH 채널을 구현하는 데에 있어서 신호의 시작 위치를 검색해야 하는 부담으로 인해 랜덤 액세스 신호가 시간 영역에서 특정 패턴을 가지도록 설계한다. 이를 위해 본래부터 반복적인 패턴을 가지도록 프리엠블 시퀀스(preamble sequence)를 사용할 수도 있고, 주파수 영역에서 반송파 간의 사이를 일정 구간 띄우는 방식으로 시간 영역에서의 반복 특성을 만들어 낼 수도 있다. 따라서, 상기 도 4a 및 도 4b의 접근 방식 모두 시간 영역에서 용이하게 검색되기 위한 특징이 있어야 하며, 이를 위해 CAZAC(Constant Amplitude Zero AutoCorrelation) 시퀀스가 사용된다. CAZAC 시퀀스는 크게 GCL 시퀀스(수식 1)와 Zadoff-Chu 시퀀스(수식 2)로 구분할 수 있다.

for odd N

for even N

for odd N

for even N

한편, RACH(Random Access Channel)나 SCH(Syncronization Channel)에서 접근 단말 또는 기지국의 고유(unique) 정보를 전달하기 위해 원칙적으로 긴 특정 sequence를 사용하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 시퀀스의 길이가 길면 수신단에서 해당 ID를 검출하기 용이할 뿐 아니라, 더 많은 종류의 시퀀스를 사용할 수 있으므로 시스템 설계에 편리함을 제공하기 때문이다.

그러나, 시퀀스의 길이를 길게 하여 해당 ID로 메시지를 전달할 경우 메시지의 양은 log₂ 함수로 증가하므로 시퀀스가 일정 길이 이상이 되면 ID만으로 메시지를 전달하는 데에 한계가 있다. 따라서, 본 실시예에서는 시퀀스를 몇 개의 단블록(short block)으로 구획하고, 자체에 컨쥬데이트(conjugate) 또는 니게이션(negation) 등의 특정한 조작을 가하기보다는 시퀀스의 각 블록에 전송하고자 하는 데이터에 해당하는 짧은 시그너처 시퀀스(short signature sequence)를 적용하기로 한다. 참고로, 도 6은 본 발명에 의한 시그널 채널 데이터의 전송 방법을 도시한 개념도이다.

본 실시예에 따라 시그널링 채널을 통해 수신측에 데이터를 전송하는 방법을 도 7을 참고로 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 시퀀스(sequence)를 소정 개수의 블럭으로 구획하고 그 구획된 각 블럭에, 전송할 데이터에 해당하는 짧은 시그너쳐 시퀀스(short signature sequence)를 적용한다. 그리고, 상기 짧은 시그너처 시퀀스가 적용된 블럭들의 조합에 긴 CAZAC 시퀀스(long CAZAC sequence)를 곱하여 수신측에 전송할 최종적인 데이터 시퀀스를 완성한다.

여기서, 상기 짧은 시그너쳐 시퀀스가 4개의 시그너처로 이루어진다고 가정할 때 아래와 같은 시그너처 세트들이 사용될 수 있다. 또한, 시그너처 세트를 구성하는 각 데이터 간에 차별성이 있다면 그 외에 어떤 시그너쳐 세트라도 사용이 가능하다.

1) 모듈레이션 값(Modulation values): {1+j, 1-j, -1-j, -1+j}

2) 지수적 시퀀스(Exponential sequence): {[exp(jw₀n)], [exp(jw₁n)], [exp(jw₂n)], [exp(jw₃n)]} 여기서 n=0...Ns이고, Ns는 각 블록의 길이

3) 왈시 하마다드 시퀀스(Walsh Hadamard sequence): {[1111], [1-11-1], [11-1-1], [1-1-11]} 여기서, 블록의 길이 Ns가 4보다 길면 각 sequence를 반복시켜서 길이를 맞춤.

이상과 같이 긴 CAZAC 시퀀스에 데이터 송수신을 위한 짧은 시그너처 시퀀스를 사용하는 방식은 종래 기술에 있어서 곧바로 전송 데이터를 변조하는 방식에 비해 채널의 영향이 적다는 장점이 있으며, 하나의 시그너처를 구성하는 비트 수를 늘리더라도 성능의 감소가 크지 않은 특징이 있다.

상기 방식을 이용하여 RACH 또는 SCH에 프리엠블(preamble)과 데이터를 전송하기 위한 송신측 구성 및 수신측 구성을 도 8을 참고로 살펴보면 다음과 같다.

송신단에 있어서, 상기와 같은 경우 시그너처 증가에 따른 비트 수 증가가 가능하기 때문에 채널 코딩이 적용 가능하며, 채널 코딩을 수행하는 경우 다시 인터리버를 통해서 시간/주파수 다이버시티를 얻을 수 있다. 또한, 비트 에러율을 최소화하기 위해서 비트 -> 시그너처 맵핑을 수행할 수 있으며, 이 경우 특히 그레이 맵핑(Gray mapping)을 이용할 수 있다. 이와 같은 과정을 거친 시퀀스는 최종적으로 CAZAC으로 믹싱되어 송신된다.

수신단에서는 CAZAC에 대한 ID를 검출하고, 그 다음 각 bit들에 대해서 로그 유사도비(log-likelihood ratio, LLR)를 계산한다. 그런 다음 채널 디코더를 통해서 전송 데이터를 복호화 한다. 도 8과 같은 구성의 수신단에서 시퀀스 검색에 따른 복잡도(complexity)를 고려하면, 전송단에서 시그너처 시퀀스로 지수적 시퀀스(exponential sequence)를 사용하는 것이 적절하다. 이러한 경우 수신단에서는 위상차 푸리에 변환(phase difference Fourier Transform)을 통해서 CAZAC ID 검색을 간단하게 수행할 수 있으며, 이후 시그너처로부터 다시 LLR을 계산하는 경우에도 푸리에 변환(Fourier Transform)을 통해 간단하게 구현할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

본 발명에 의하면 RACH의 주파수축/시간축 상의 구조를 보다 명확하게 파악할 수 있고, RACH 자원이 프레임별로 균일하게 분할 분포되어 특정 RACH에의 접근이 실패하더라도 곧바로 다음 프레임의 RACH로 접근할 수 있으므로 기지국으로의 접근성이 향상되며, QoS(Quality of Service) 조건이 까다로운 트래픽 영역에서도 RACH로의 접근을 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 단말과 기지국 간에 긴 시퀀스를 이용하여 메시지를 송수신하므로 시간/주파수 다이버시티를 최대화할 수 있고, 시그너처 방식을 통해 채널의 영향에 의한 성능 감쇄 현상을 완화할 수 있다.

Claims (20)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 시그널링 채널을 통해 수신측에 데이터를 전송하는 방법에 있어서,

   제1 시퀀스(sequence)를 소정 개수의 블럭으로 구획하는 단계;

   상기 구획된 각 블럭에, 전송할 데이터에 해당하는 제2 시퀀스를 적용하는 단계; 및

   상기 제2 시퀀스가 적용된 블럭들의 조합에 제3 시퀀스를 곱하여 수신측에 전송하는 단계

   를 포함하는 시그널링 데이터 전송 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제2 시퀀스로 소정 패턴의 짧은 시그너처 시퀀스(short signature sequence)가 이용되는 시그널링 데이터 전송 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 짧은 시그너처 시퀀스는 상기 구획된 블럭 개수의 모듈화값(Modulation values)으로 구성되는 시그널링 데이터 전송 방법.
9. 제7항에 있어서,

   상기 짧은 시그너처 시퀀스는 상기 구획된 블럭 개수의 지수화 시퀀스(Exponential sequence)로 구성되는 시그널링 데이터 전송 방법.
10. 제7항에 있어서,

    상기 짧은 시그너처 시퀀스는 상기 구획된 블럭 개수의 왈시 하다마드 시퀀스(Walsh Hadamard sequence)로 구성되는 시그널링 데이터 전송 방법.
11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제3 시퀀스로 긴 CAZAC 시퀀스(long CAZAC sequence)가 이용되는 시그널링 데이터 전송 방법.
12. 제6항에 있어서, 상기 수신측으로의 데이터 전송에 앞서

    상기 제3 시퀀스가 곱해진 제1 시퀀스를 채널 코딩(channel coding)하는 단계;

    상기 채널 코딩된 데이터를 인터리빙(interleaving)하는 단계;

    상기 인터리빙된 데이터를 시그너처 맵핑(signature mapping)하는 단계; 및

    상기 시그너처 맵핑된 데이터에 CAZAC 시퀀스를 곱하는 단계

    가 더 포함되는 시그널링 데이터 전송 방법.
13. 제12항에 있어서,

    상기 시그너처 맵핑으로 그레이 맵핑(Gray mapping)이 이용되는 시그널링 데이터 전송 방법.
14. 시그널링 채널을 통해 송신측으로부터 데이터를 수신하는 방법에 있어서,

    상기 수신된 데이터에 제1 시퀀스를 곱하는 단계;

    상기 제1 시퀀스가 곱해진 데이터를 소정 개수의 블럭으로 구획하여 블럭별 제2 시퀀스를 추정하는 단계;

    제3 시퀀스를 상기 개수의 블럭으로 구획하는 단계; 및

    상기 제3 시퀀스의 각 블럭을 제2 시퀀스의 각 블럭에 역으로 적용하여 최종 데이터 시퀀스를 추정하는 단계;

    를 포함하는 시그널링 데이터 전송 방법.
15. 제14항에 있어서,

    상기 제1 시퀀스로 긴 CAZAC 시퀀스(long CAZAC sequence)가 이용되는 시그널링 데이터 전송 방법.
16. 제14항 또는 제15항에 있어서,

    상기 제2 시퀀스로 소정 패턴의 짧은 시그너처 시퀀스(short signature sequence)가 이용되는 시그널링 데이터 전송 방법.
17. 제16항에 있어서,

    상기 짧은 시그너처 시퀀스는 상기 구획된 블럭 개수의 모듈화값(Modulation values)으로 구성되는 시그널링 데이터 전송 방법.
18. 제16항에 있어서,

    상기 짧은 시그너처 시퀀스는 상기 구획된 블럭 개수의 지수화 시퀀스(Exponential sequence)로 구성되는 시그널링 데이터 전송 방법.
19. 제16항에 있어서,

    상기 짧은 시그너처 시퀀스는 상기 구획된 블럭 개수의 왈시 하다마드 시퀀스(Walsh Hadamard sequence)로 구성되는 시그널링 데이터 전송 방법.
20. 제14항에 있어서, 상기 제1 시퀀스의 곱하기 단계 이전에

    수신된 시그널링 데이터로부터 CAZAC 아이디를 추출하는 단계;

    수신된 시그널링 데이터로부터 로그 유사도비(log-likelihood ratio)를 산출하는 단계;

    수신된 시그널링 데이터를 디인터리빙(Deinterleaving)하는 단계; 및

    상기 디인터리빙된 데이터를 채널 디코딩(channel decoding)하는 단계;

    를 더 포함하는 시그널링 데이터 전송 방법.

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