KR101342373B1 - 주파수 옵셋에 대비한 ｒａｃｈ 송신 설정 방법, ｒａｃｈ송신 방법, 및 ｒａｃｈ 검출 방법 - Google Patents

주파수 옵셋에 대비한 ｒａｃｈ 송신 설정 방법, ｒａｃｈ송신 방법, 및 ｒａｃｈ 검출 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주파수 옵셋에 대비한 RACH 송신 설정 방법, RACH 송신 방법, 및 RACH 검출 방법에 대한 것이다. 본 발명에 따르면 RACH 길이를 감소시키거나, RACH 프리엠블이 반복 구조를 포함하도록 설정하거나, 또는 고속 단말용 RACH 조건과 저속 단말용 RACH 조건을 별도로 설정함으로써 주파수 옵셋에 따른 영향을 감소시킬 수 있다.
RACH, 주파수 옵셋

Description

주파수 옵셋에 대비한 ＲＡＣＨ 송신 설정 방법, ＲＡＣＨ 송신 방법, 및 ＲＡＣＨ 검출 방법{Method For Adjusting RACH Transmission Against Frequency Offset, Method For Transmitting RACH Signal, And Method For Detecting RACH}
도 1은 순환전치부의 포함 여부에 따른 RACH의 기본 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따라 RACH 길이를 감소시키는 방식을 설명하기 위한 도면.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시형태에 따라 짧은 길이를 가지는 RACH로서, 0.5 ms의 RACH를 이용한 경우, 각 조건에 따른 검출 성능과 잘못된 알람 비율을 도시한 그래프.
도 4a 및 도 4b는 1 ms의 RACH를 이용한 경우, 각 조건에 따른 검출 성능과 잘못된 알람 비율을 도시한 그래프.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따라 RACH 프리엠블이 반복 구조를 가지도록 설정하는 방식의 장점을 설명하기 위한 도면.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시형태에 따라 RACH 프리엠블이 반복 구조를 가지도록 설정하는 경우, 주파수 영역에서 주파수 옵셋의 영향이 감소하는 것을 설명하기 위한 도면.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시형태에 따라 프리엠블이 2번 반복되는 구조를 가지도록 RACH를 설계하는 경우 검출 성능과 잘못된 알람 비율을 도시한 그래프.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시형태에 따라 프리엠블이 3번 반복되는 구조를 가지도록 RACH를 설계하는 경우 검출 성능과 잘못된 알람 비율을 도시한 그래프.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시형태에 따라 RACH 프리엠블이 반복 구조를 가지도록 설정하는 다양한 방식을 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따라 고속 단말용 RACH와 저속 단말용 RACH를 설정하는 방식을 설명하기 위한 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따라 단말이 자신의 속도를 추정할 수 없는 경우, RACH에 접속하는 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 12는 본 발명의 일 실시형태에 따라 고속 단말용 RACH 시퀀스와 저속 단말용 RACH 시퀀스를 구분하여 설정하기 위해, CAZAC 시퀀스를 이용하는 예를 설명하기 위한 도면.
도 13은 본 발명의 일 실시형태에 따라 단말이 기지국의 잘못된 알람(false alarm)을 예측하여 임의접속을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면.
본 발명은 무선 통신 기술에 대한 것으로서, 특히 주파수 옵셋에 대비한 RACH 설정 방법, RACH 송신 방법, 시퀀스 검출 방법 및 임의접속 방법에 관한 것이다.
RACH는 단말이 초기 상향링크 동기를 획득하기 위해서 사용하는 채널이다. 단말이 처음 전원을 켰을 때나, 혹은 장시간 휴지(idle) 모드에 있다가 다시 활성(active) 상태로 변환되면서 상향링크 동기를 다시 설정해야될 시점에서 사용되는 채널로서, 시간 동기나 주파수 동기를 맞추지 않고 사용할 수 있는 채널이다.
RACH 채널은 기본적으로 다중 사용자를 지원하며, 각 단말은 RACH에 접근할 때 특정 프리엠블 시퀀스(preamble sequence)를 전송하고, 기지국이 이를 인식하여 하향링크로 신호를 전송하게 되면, 단말은 그 정보를 이용하여 자신의 시간 동기 정보를 업데이트 한다. 이때 주파수 동기 정보를 함께 전송하게 되면, 이 주파수 동기 정보 역시 단말의 보정에 사용할 수 있다.
도 1은 순환전치부의 포함 여부에 따른 RACH의 기본 구조를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, RACH는 순환전치부(Cyclic Prefix: 이하 "CP")를 사용하는 RACH(101)와 CP를 사용하지 않는 RACH(102)의 두 가지 형태로 정의될 수 있다.
RACH(101)과 같이 RACH에 CP를 사용하게 되면, 채널간 간섭을 감소시켜 시퀀스 간의 직교성이 그대로 유지되는 장점이 있지만, 시퀀스 길이가 조금 짧아지게 되며, 시퀀스 길이가 짧아지게 되면 상관(correlation) 특성이 나빠지기 때문에 검출 성능에 영향을 줄 수 있다.
반면, RACH(102)와 같이 RACH가 CP를 포함하지 않는 경우, 프리엠블의 길이가 길어지는 장점이 있으나, 주파수 영역에서 프리엠블 탐색을 수행할 경우, 시퀀스간의 직교성이 유지되지 않아서 성능이 감소할 수 있다.
한편, RACH 프리엠블은 단말과 기지국 사이의 폐 루프(closed loop)가 생성되기 이전에 송신되는 신호이기 때문에, 단말 자체적으로 신호를 생성하여 전송함에 따라서 주파수 옵셋(frequency offset)에 매우 취약한 특징을 가진다. 이와 같은 주파수 옵셋에 의해 RACH를 수신한 기지국이 잘못된 알람 비율(False alarm rate)이 증가하던가, 검출 확률(detection probability)이 감소하는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, RACH 송신에 있어 이러한 주파수 옵셋의 영향에 대처하기 위해 어떻게 RACH를 설정하여야 하는지, 그리고 이러한 RACH 설정에 따라 단말이 어떻게 RACH를 송신할 수 있을지에 대한 연구가 논의되고 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 발명의 목적은 RACH 송신시 주파수 옵셋으로 인한 기지국의 잘못된 알람 비율을 감소시키고, RACH 검출 확률을 증가시키기 위해 단말이 RACH를 어떻게 송신하도록 설정할 것인지를 제안하고, 이에 따라 단말이 자신의 속도를 추정할 수 있는지 여부에 따라 RACH 송신 방법을 어떻게 구성할 것인지에 대해 제안하는 데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따른 RACH 송신 설정 방법은, 주파수 옵셋에 대비하여 단말의 RACH 송신을 설정하는 방법으로서, 고속 단말용 RACH 설정 조건 및 저속 단말용 RACH 설정 조건을 각각 설정하는 단계; 및 설정된 상기 고속 단말용 RACH 설정 조건 및 상기 저속 단말용 RACH 설정 조건을 하향링크로 송신하는 단계를 포함한다.
이 경우, 상기 고속 단말용 RACH 설정 조건 및 상기 저속 단말용 RACH 설정 조건은, 상기 고속 단말 및 상기 저속 단말 각각을 위한 RACH 구조 자체에 대한 조건, 동일한 구조의 RACH에 상기 고속 단말 및 상기 저속 단말 각각에 적용되는 프리엠블 구조에 대한 조건, 및 상기 고속 단말 및 상기 저속 단말 각각을 위한 시퀀스 세트에 대한 조건 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 구체적으로 상기 고속 단말 및 상기 저속 단말 각각을 위한 RACH 구조 자체에 대한 조건을 설정하는 경우, 상기 고속 단말용 RACH가 상기 저속 단말용 RACH에 비해 짧은 길이를 가지도록 설정하는 방식, 및 상기 고속 단말용 RACH의 프리엠블이 반복 구조를 가지도록 설정하는 방식 중 하나 이상의 방식에 의해 설정할 수 있다. 이때, 기지국이 셀 내 주파수 옵셋 상황을 판정하여 상기 고속 단말용 RACH 및 상기 저속 단말용 RACH의 빈도 수를 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 동일한 구조의 RACH에 상기 고속 단말 및 상기 저속 단말 각각에 적용되는 프리엠블 구조에 대한 조건을 설정하는 경우, 상기 고속 단말용 프리엠블 구조는 프리엠블을 반복하여 적용하는 방식에 의해 설정되며, 상기 저속 단말용 프리엠블 구조는 상기 프리엠블을 반복 없이 적용하는 방식, 또는 상기 프리엠블이 반복된 길이에 해당하는 롱(long) 프리엠블을 적용하는 방식에 의해 설정할 수 있 다.
또한, 상기 고속 단말 및 상기 저속 단말 각각을 위한 시퀀스 세트에 대한 조건을 설정하는 경우, 상기 고속 단말 및 상기 저속 단말 각각을 위한 시퀀스 세트를 CAZAC 시퀀스 세트로 설정하고, 상기 고속 단말용 시퀀스 세트는 CAZAC 인덱스가 최초의 소정 범위 이내 또는 최후의 상기 소정 범위 이내인 ZCZ 시퀀스로 구성된 시퀀스 세트로 설정할 수 있으며, 이때, 상기 고속 단말용 시퀀스 세트는 모든 셀에 공통적으로 사용할 수 있는 시퀀스 세트로서, 상기 고속 단말용 시퀀스 세트의 시퀀스 개수는 소정 시퀀스 재사용 비율을 유지하기 위해 결정된 개수 미만으로 설정될 수 있으며, 이와 달리, 상기 고속 단말용 시퀀스 세트의 시퀀스 개수가 소정 시퀀스 재사용 비율을 유지하기 위해 결정된 개수 이상으로 설정되는 경우 셀 계획(Cell Planning)을 통해 각 셀에 할당될 수 있다.
한편, 상기 고속 단말 및 상기 저속 단말 각각을 위한 시퀀스 세트에 대한 조건을 설정하는 또 다른 경우로서, 상기 고속 단말 및 상기 저속 단말 각각을 위한 시퀀스 세트를 CAZAC 시퀀스 세트로 설정하고, 상기 고속 단말용 시퀀스 세트는 ZCZ 시퀀스를 포함하지 않도록 설정할 수 있으며, 상술한 경우들에서, 상기 저속 단말용 시퀀스 세트는 전체 RACH 시퀀스 세트 중 상기 고속 단말용 시퀀스 세트를 제외한 시퀀스 세트인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 RACH 설정 방법은, RACH 길이를 주파수 옵셋 수준에 따라 결정되는 소정 길이 이하로 설정하는 단계; 및 상기 설정된 RACH 길이 정보를 하향 링크로 송신하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 RACH 설정 방법은, RACH 프리엠블이 반복 구조를 가지도록 설정하는 단계; 및 상기 설정된 RACH 프리엠블 반복 구조 정보를 하향 링크로 송신하는 단계를 포함한다.
이 경우, 상기 RACH 프리엠블이 반복 구조를 가지도록 설정하는 단계는, 전체 RACH 구조가, 하나의 순환전치부를 포함하되 상기 프리엠블만 반복 구조를 가지는 방식, 상기 순환전치부를 포함하지 않고 상기 프리엠블만을 반복 구조를 가지는 방식, 및 상기 순환전치부 및 상기 프리엠블이 동일 횟수의 반복 구조를 가지는 방식 중 어느 한 방식에 의해 상기 RACH의 프리엠블이 반복 구조를 가지도록 설정할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 RACH 송신 방법은, 초기 셀 탐색 단계에서 단말 자신이 고속 단말인지 또는 저속 단말인지에 대한 정보를 획득하는 단계; 고속 단말용 RACH 설정 조건 및 저속 단말용 RACH 설정 조건 각각을 포함하는 상향링크 정보를 획득하는 단계; 상기 고속 단말 또는 저속 단말인지에 대한 정보에 따라, 상기 고속 단말용 RACH 설정 조건 또는 상기 저속 단말용 RACH 설정 조건에 따른 RACH 접속 조건 선택하여 설정하는 단계; 및 설정된 상기 RACH 접속 조건에 따라 RACH 신호를 송신하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 RACH 송신 방법은, 고속 단말용 RACH 설정 조건 및 저속 단말용 RACH 설정 조건 각각을 포함하는 상향링크 정보를 획득하는 단계; 상기 고속 단말용 RACH 설정 조건에 대해 제 1 선택 확률로, 상기 저속 단말용 RACH 설정 조건에 대해 제 2 선택 확률로 어느 한 RACH 설정 조건 을 선택하는 단계; 선택된 상기 RACH 설정 조건에 따라 RACH 신호를 제 1 송신하는 단계; 및 상기 제 1 송신이 실패하는 경우, 상기 RACH 설정 조건 선택 단계를 반복하여 RACH 신호를 제 2 송신하는 단계를 포함하며, 상기 실패가 응답이 없으므로 인한 경우, 상기 제 2 송신 단계에서의 상기 제 1 선택 확률 및 상기 제 2 선택 확률은, 상기 제 1 송신 단계에서의 상기 제 1 선택 확률 및 상기 제 2 선택 확률과 서로 상이한 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 실패가 NACK 신호 수신으로 인한 경우에는, 상기 제 2 송신 단계에서의 상기 제 1 선택 확률 및 상기 제 2 선택 확률은, 상기 제 1 송신 단계에서의 상기 제 1 선택 확률 및 상기 제 2 선택 확률과 동일할 수 있다.
또한, 상기 제 1 송신 단계에서의 상기 제 1 선택 확률 및 상기 제 2 선택 확률은, 서로 동일하게 설정하는 방식, 또는 상기 제 1 선택 확률을 상기 제 2 선택 확률에 비해 낮게 설정하는 방식 중 어느 한 방식에 의해 설정할 수 있으며, 상기 제 2 송신 단계에서의 상기 제 1 선택 확률은 상기 제 1 송신 단계에서의 상기 제 1 선택 확률에 비해 높게 설정하고, 상기 제 2 송신 단계에서의 상기 제 2 선택 확률은 상기 제 1 송신 단계에서의 상기 제 2 선택 확률에 비해 낮게 설정할 수 있으며, 더 구체적으로, 상기 제 1 선택 확률은 응답이 없으므로 인한 상기 실패 횟수에 비례하여 높게 설정할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 RACH 검출 방법은, 소정 간격의 서브 캐리어 인덱스마다 RACH 프리엠블 시퀀스가 삽입된 RACH 신호를 수신하는 단계; 및 상기 소정 간격의 서브 캐리어 인덱스, 및 상기 소정 간격의 서브 캐리어 인덱스의 좌우 1 서브 캐리어 인덱스만큼 시프트된 인덱스를 포함한 검출 인덱스에서 상기 RACH 프리엠블 시퀀스를 검출하는 단계를 포함한다.
마지막으로, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 임의접속 방법은, 초기 셀 탐색 단계에서 주파수 옵셋에 대한 정보 및 기지국의 시퀀스 검출 알고리즘 정보를 획득하는 단계; RACH 신호 송신에 대한 응답 신호를 수신하는 단계; 및 상기 응답 신호를 상기 주파수 옵셋을 고려하여 해석하는 단계를 포함한다.
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 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
주파수 옵셋은 수신기의 검출 성능에 영향을 미치며, 특히 주파수 영역 검출기에 있어 그 검출 성능의 열화가 더 크다. 예를 들어, 주파수 영역 검출기를 사용할 때, 0.8ms의 프리엠블 길이를 가진 1ms RACH에 있어서, 주파수 옵셋이 625Hz에 이를 경우, ZCZ 시퀀스의 구분이 어려워 짐을 발견하였다. 비록, 발진기(oscillator) 정확도를 타겟 부반송파 주파수에 정확히 설정한다 하더라도, 도플 러 주파수는 주파수 영역 검출기에 심각한 성능 열화를 초래할 수 있다.
하지만, 주파수 영역 검출기는 시간 영역 검출기에 비해 검출 복잡도가 상당히 낮으며, RACH 검출 복잡도를 감소시키기 위해서는 상술한 주파수 영역 검출기를 이용하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 일 실시형태에서는 상술한 바와 같이 주파수 영역 검출기를 사용하는 경우에 주파수 옵셋으로 인해서 RACH에 송신된 프리엠블을 제대로 검출하지 못하는 상황에 대한 해결방안을 제시한다. 초기 단말이 RACH에 접근할 때, 상향링크에 대한 시간/주파수 동기가 전혀 이루어지지 않은 상태로 신호를 전송하게 되므로, RACH 프리엠블을 수신하는 기지국에서는 주파수 옵셋으로 인한 검출 성능 열화를 겪을 수밖에 없다.
이를 개선하기 위해 고려할 수 있는 방법으로는, 1) RACH의 길이를 조절하는 방법, 2) 사용 가능한 시퀀스를 조절하는 방법, 3) 프리엠블이 반복 구조를 포함하도록 설정하는 방법과 같이 상대적으로 큰 주파수 옵셋을 가지는 고속 단말을 위해 전체 RACH에 대한 조건을 설정하는 방법과, 고속 단말과 저속 단말 각각을 위해 서로 상이한 RACH 송신 조건을 설정하는 방법이 있다.
이 중 고속 단말과 저속 단말 각각을 위해 서로 상이한 RACH 송신 조건을 설정하는 방법은, RACH 송신 조건을 모든 단말에게 동일하게 설정하는 대신 고속 단말을 위해 주파수 옵셋으로 인한 성능 열화를 대비하여 특정한 조건을 설정하는 방법으로는, 구체적으로 1) 고속 단말 및 저속 단말 각각을 위한 RACH 구조를 상이하게 설정하는 방법, 2) 동일한 구조의 RACH에 고속 단말 및 저속 단말 각각에 적용 되는 프리엠블 구조를 상이하게 설정하는 방법, 및 3) 고속 단말 및 저속 단말을 위한 시퀀스 세트를 각각 규정하여 할당하는 방법 등이 가능하다.
이러한 각각의 설정 방법 중 고속 단말과 저속 단말 각각을 위해 서로 상이한 RACH 송신 조건을 설정하는 방법에 따를 경우, 단말이 RACH에 접근하는 방식은 단말이 자신의 속도를 추정할 수 있는지 여부에 따라서 다를 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에서는 상술한 바와 같이 다양한 RACH 설정 조건을 미리 고려하여, 이들 중 어느 한 조건에 따른 RACH만을 설정하거나, 이들 중 일부 또는 전부에 따른 RACH를 설정하여, 이를 각 단말에게 BCH등을 통해 알려주는 방법을 제안한다.
이하에서는 이들 각각의 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
먼저, RACH의 길이를 조절하는 방법에 대해 설명한다.
RACH에서 주파수 옵셋이 크게 문제가 되는 주된 이유는 RACH의 길이가 너무 길다는 것이다. 즉, OFDM 심볼의 길이처럼 매우 작은 단위라면 송수신에 의한 주파수 옵셋 정도는 크게 문제가 되지 않지만, RACH의 경우에는 시간상으로 길이가 OFDM 심볼 등과 비교하여 상대적으로 매우 길기 때문에, 약간의 주파수 옵셋에도 매우 민감하게 반응한다. 현재, 3GPP LTE에서 논의되고 있는 RACH의 길이는 1 ms이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따라 RACH 길이를 감소시키는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2의 종래 RACH(201)의 프리엠블이 감내할 수 있는 주파수 옵셋은 RACH 프 리엠블 길이의 역수인 1/TP보다 훨씬 작다. 따라서 본 발명의 일 실시형태에 따른 대응방안은 이에 따라 RACH의 길이를 감소시키는 것이다.
도 2는 RACH(201)의 길이 TR을 TR'으로 줄여 RACH(202)와 같이 설정하는 것을 도시하고 있다. 도 2의 RACH(202)와 같이 RACH 길이를 감소시켜 설정하는 경우, 프리엠블이 견딜 수 있는 주파수 옵셋이 커지므로(예를 들어, 1/TP에서 1/TP', 단 TP' ＜ TP), 기지국에서 검출 오류가 발생할 확률도 작아진다. 이때, 감소되는 RACH 길이는 주파수 옵셋에 의한 영향을 고려하여, 시스템에서 요구되는 검출 확률이 유지되도록 설정될 수 있다. 한편, 현재 3GPP LTE에서는 주파수 옵셋의 영향이 심각한 상황에서 0.5 ms의 길이를 가지는 RACH를 이용하는 것이 논의되고 있다. 이와 같이 0.5 ms 길이의 RACH를 이용하는 경우, 주파수 옵셋으로 인한 검출 성능 저하 문제는 해결될 수 있으며, 단말의 속도 500 Km/h까지 지원이 가능하다.
구체적으로, 0.5 ms 길이의 RACH가 이용되는 경우, 프리엠블의 길이는 0.4 ms, CP 길이 및 보호 시간은 50 us가 된다. 이와 같이, 0.4 ms의 프리엠블 길이를 가지는 경우, 0.05ppm의 기지국 발진기 편차와 0.1ppm의 단말기 발진기 편차를 가정할 때, 하프 서브 캐리어 간격(the half of subcarrier space)은 1250Hz이 되며, 이는 약 500 Km/h의 단말 속도를 지원할 수 있다. 최대 성능 열화는 상술한 하프 서브 캐리어 간격에서 발생함을 가정할 때, 상술한 바와 같이 0.5 ms의 RACH를 이용할 경우, 충분한 성능을 나타냄을 알 수 있다.
한편, 발진기의 성능이 나쁠 경우, 주파수 옵셋으로 인한 성능 열화는 더 심 각해 질 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시형태에 따라 짧은 길이를 가지는 RACH로서, 0.5 ms의 RACH를 이용한 경우, 각 조건에 따른 검출 성능과 잘못된 알람 비율을 도시한 그래프이다.
구체적으로, 도 3a 및 도 3b는 시퀀스로서 CAZAC 시퀀스를 이용하고, 파일럿 신호대 잡음비(Ep/No)가 18dB인 TU(Typical Urban) 채널에서 주파수 영역 검출기를 이용하는 경우, 각각 주파수 옵셋이 0 Hz, 300 Hz일 때의 검출 성능(좌측)과 잘못된 알람 비율(우측)을 도시하고 있다. 또한, 각 그래프에서 평면방향의 일축은 CAZAC 시퀀스의 인덱스를, 다른 일축은 단말의 속도를 나타낸다.
도 3a를 통해, 0.5 ms RACH를 이용하는 경우 일부 CAZAC 인덱스에서 고속 단말에 대해 검출 성능이 열화되는 것을 알 수 있다. 또한, 이러한 검출 성능 열화가 크지 않다고 하더라도, 잘못된 알람 비율은 상대적으로 크며, 이에 따라 기지국의 프로세싱 시간 및 자원이 낭비될 수 있음을 알 수 있다.
한편, 도 3b는 300Hz의 주파수 옵셋이 있는 상황에서의 검출 성능과 잘못된 알람 비율을 도시하고 있으며, 이는 도 3a에 비해 큰 성능 차이를 가지지 않음을 알 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 1 ms의 RACH를 이용한 경우, 각 조건에 따른 검출 성능과 잘못된 알람 비율을 도시한 그래프이다.
구체적으로, 도 4a 및 도 4b는 도 3a 및 도 3b와 동일하게 시퀀스로서 CAZAC 시퀀스를 이용하며, 파일럿 신호대 잡음비(Ep/No)가 18dB인 TU(Typical Urban) 채 널에서 주파수 영역 검출기를 이용하는 경우, 각각 주파수 옵셋이 0 Hz, 300 Hz일 때의 검출 성능(좌측)과 잘못된 알람 비율(우측)을 도시하고 있다. 또한, 도 3a 및 도 3b와 각 축의 설정 역시 동일하다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 결과를 도 3a 및 도 3b에 도시된 결과와 비교하여 살펴보면, 1 ms RACH를 이용하는 경우, 0.5 ms RACH를 이용하는 경우에 비해 검출 성능 및 잘못된 알람 비율에 있어 심각한 성능 열화를 가지는 것을 알 수 있다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 검출 성능 및 잘못된 알람 비율 그래프에서 일부 CAZAC 시퀀스에서의 성능 열화가 다른 CAZAC 시퀀스에 비해 상대적으로 작게 측정되는 것을 알 수 있다. 이와 같은 CAZAC 인덱스 선택을 통한 방식에 대해서는 이하에서 후술하기로 한다.
도 3a 내지 도 4b를 통해, RACH의 길이를 작게 설정하는 경우, 주파수 옵셋에 보다 강건해 질 수 있음을 알 수 있다.
하지만 RACH의 길이를 도 2와 같이 단순히 감소시킬 경우에는 사용할 수 있는 시퀀스의 개수가 줄어드는 점과 확산 이득(spreading gain)이 줄어드는 등의 단점들을 가질 수 있다.
따라서 본 발명의 다른 일 실시형태에서는 RACH를 설계하여 할당할 경우, RACH 프리엠블이 반복 구조를 포함하도록 설정하는 방법을 제안한다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따라 RACH 프리엠블이 반복 구조를 가지도록 설정하는 방식의 장점을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 RACH(301)와 같이 RACH 프리엠블이 감내할 수 있는 주파수 옵 셋 수준을 높이기 위해 단순히 RACH 길이를 줄이는 경우, 상술한 바와 같이 프리엠블에 적용할 시퀀스의 길이가 감소함에 따라 사용 가능한 시퀀스의 개수가 감소하는 단점을 가진다. 구체적으로 RACH(301)은 전체 RACH 길이(TR)가 0.5 ms 인 경우를 예를 들어 도시한 것으로서, 약 15 Km의 커버리지를 가지기 위해 0.1 ms의 CP(TCP = 0.1 ms)와 0.1 ms 의 보호시간(Guard Time)(TG= 0.1 ms)을 포함하는 것을 도시하고 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 RACH(302)의 경우, RACH의 길이(TR)를 1 ms로 유지하면서 프리엠블이 반복 구조를 포함하는 것을 도시하고 있다. 이 경우, RACH(301)과 동일한 커버리지를 고려하는 경우 역시 0.1 ms의 CP와 0.1 ms의 보호 시간을 포함하여(TCP = TG = 0.1 ms), 반복 구조를 가지는 프리엠블의 기본 단위 길이는 RACH(301)의 프리엠블에 비해 긴 0.4 ms를 포함하는 것을 알 수 있다(TP = 0.4 ms). 이 경우, RACH(302)는 RACH(301)에 비해 더 많은 시퀀스를 사용할 수 있게 된다.
또한, RACH(303)의 경우, 주파수 옵셋에 더욱 강건한 구조를 가지도록 하기 위해 프리엠블을 3번 반복하는 구조를 가지는 RACH 구조를 도시하고 있다. 만일, 큰 셀을 지원하거나 더 큰 시퀀스 재사용율을 가지도록 RACH를 설계할 필요가 있는 경우, RACH 길이(TR)를 1 TTI보다 더 길게 설정할 수 있으며, RACH(303)은 전체 RACH 길이를 2 ms로, CP 길이(TCP)를 405 us 이하로, 보호 시간의 길이(TG)를 395 us로, 프리엠블의 길이(TP)를 0.4 ms로 RACH를 설계한 것을 도시하고 있다.
상술한 RACH(302) 및 RACH(303)과 같이, RACH 슬롯안에 프리엠블이 반복되도록 설정하면, 기지국은 수신된 프리엠블 신호로부터 주파수 옵셋을 결정할 수 있는 방안을 갖게 된다. 즉, 반복 패턴에 근거하여 주파수 옵셋을 추정하게 되면, 수신신호에서 주파수 옵셋을 제거할 수 있게 되고, 프리엠블 검출에 아무런 성능 감소를 겪지 않아도 된다.
구체적으로, 시간 영역에서 프리엠블이 반복 구조를 포함하게 되는 경우, 주파수 영역에서 시퀀스가 실려있는 서브 캐리어(subcarrier)간의 간격이 변화하게 된다. 시간 영역에서 시간 축으로의 N번 반복은 주파수 영역에서 시퀀스가 N 서브 캐리어 간격으로 삽입되는 것에 해당하기 때문이다.
따라서, RACH 프리엠블이 반복하지 않을 경우에는 인접하는 커브 캐리어에 모두 시퀀스 신호가 실리게 되고, RACH(302)와 같이 프리엠블을 두 번 반복하는 경우에는 두 칸 간격으로 시퀀스가 실리게 된다. 그리고 RACH(303)과 같이 세 번 반복의 경우에는 세 칸 간격으로 실린다.
이러한 상황에서 주파수 옵셋이 발생하면 시퀀스가 실려있는 간격이 넓을수록 더 적은 간섭을 받게 되고, 검출성능 혹은 잘못된 알람의 빈도가 낮아지게 된다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시형태에 따라 RACH 프리엠블이 반복 구조를 가지도록 설정하는 경우, 주파수 영역에서 주파수 옵셋의 영향이 감소하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a는 RACH 프리엠블이 시간 영역에서 반복 구조를 포함하지 않음으로써, 모든 서브 캐리어마다 프리엠블 시퀀스가 전달되는 경우를 도시한 것이며, 도 6b는 본 발명의 일 실시형태에 따라 RACH 프리엠블이 시간 영역에서 2 번의 반복 구조를 포함함으로써 시퀀스가 2 서브 캐리어 간격으로 전달되는 경우를 도시하고 있다.
도 6a에 도시된 바와 같이 주파수 옵셋이 존재할 때, 바로 인접하는 서브 캐리어로부터 오는 간섭이 매우 큰 것을 알 수 있는데 반해, 도 6b의 경우 바로 인접하는 서브 캐리어에는 시퀀스를 전달하지 않기 때문에 간섭 신호가 도 6a에 비해 상대적으로 작은 것을 알 수 있다.
따라서 이와 같이 하나의 RACH안에 프리엠블을 반복을 시키면 주파수 옵셋이 있어도 기지국의 잘못된 알람 비율을 낮출 수 있다.
이와 같이 RACH 구조에 있어 프리엠블이 반복 구조를 가지도록 설정하는 경우의 검출 성능과 잘못된 알람 비율에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시형태에 따라 프리엠블이 2번 반복되는 구조를 가지도록 RACH를 설계하는 경우 검출 성능과 잘못된 알람 비율을 도시한 그래프이다.
구체적으로, 도 7a 및 도 7b는 도 3a 내지 도 4b와 동일하게 시퀀스로서 CAZAC 시퀀스를 이용하며, 파일럿 신호대 잡음비(Ep/No)가 18dB인 TU(Typical Urban) 채널에서 주파수 영역 검출기를 이용하는 경우, 각각 주파수 옵셋이 0 Hz, 300 Hz일 때의 검출 성능(좌측)과 잘못된 알람 비율(우측)을 도시하고 있다. 또한, 도 3a 내지 도 4b와 각 축의 설정 역시 동일하다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 바를 도 4a 및 도 4b의 경우와 비교하여 살펴볼 경우, 무엇보다도 각 그래프의 우측에 도시된 잘못된 알람 비율이 수용 가능한 범위 내로 감소된 것을 알 수 있다. 한편, 좌측에 도시된 검출 성능에 있어서는 잘못된 알람 비율에서와 같이 큰 폭의 성능 개선을 발견하기 어려우나, 도 7a 및 도 7b의 경우에는 검출 성능이 균일하게 나옴을 알 수 있다. 즉, 도 3a 내지 도 4b의 경우에는 특정 CAZAC 인덱스에 있어서 검출 성능이 단말의 속도에 따라 변화하지 않고 항상 열악한 성능을 나타내나, 도 7a 및 도 7b의 경우에는 전체 시퀀스 인덱스에 있어 검출 성능이 단말의 속도에 따라 순차적으로 저감됨을 알 수 있다.
전체적으로, 도 7a 및 도 7b에 도시된 검출 성능 및 잘못된 알람 비율은 도 4a 및 도 4b의 경우에 비해 양호한 성능을 나타냄을 알 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시형태에 따라 프리엠블이 3번 반복되는 구조를 가지도록 RACH를 설계하는 경우 검출 성능과 잘못된 알람 비율을 도시한 그래프이다.
구체적으로, 도 8a 및 도 8b 역시 도 3a 내지 도 4b와 동일하게 시퀀스로서 CAZAC 시퀀스를 이용하며, 파일럿 신호대 잡음비(Ep/No)가 18dB인 TU(Typical Urban) 채널에서 주파수 영역 검출기를 이용하는 경우, 각각 주파수 옵셋이 0 Hz, 300 Hz일 때의 검출 성능(좌측)과 잘못된 알람 비율(우측)을 도시하고 있다. 또한, 도 3a 내지 도 4b와 각 축의 설정 역시 동일하다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 검출 성능과 잘못된 알람 비율을 도 7a 및 도 7b의 경우와 대비하여 살펴볼 경우, 잘못된 알람 비율이 그다지 크게 개선되지 않은 점을 알 수 있다. 이는 도 7a 및 도 7b의 경우와 같이 프리엠블이 2번 반복 구조를 가지는 경우에도 충분한 서브 캐리어 간격을 확보하여, 프리엠블이 3번 반복 구조를 가져 추가적으로 서브 캐리어 간격을 확보하는 것의 성능 개선이 크지 않을 수도 있음을 의미할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 RACH 프리엠블이 반복 구조를 포함하도록 설정하고, 단말이 이에 따라 RACH 신호를 송신하는 경우, 이 RACH 신호를 검출하는 방법은 다음과 같다.
만일, 본 발명의 일 실시형태에 따라 소정 간격의 서브 캐리어마다 시퀀스가 삽입된 RACH 신호를 수신할 때, 송신된 RACH 신호의 하프 서브 캐리어 간격(half-subcarrier space)에 해당하는 주파수 옵셋이 발생할 경우에는 피크의 크기가 매우 작아지므로, 이에 대응하여 프리엠블 검출 시에 시퀀스가 실리지 않은 위치에도 시퀀스 검출을 수행해주는 것이 좋다.
즉, 도 6b에 도시된 바와 같이 서브 캐리어 인덱스(subcarrier No) 1, 3, 5, 7, 9 ...에 시퀀스를 전달하는 경우, 프리엠블 검출시에 서브 캐리어 인덱스 2, 4, 6, 8, 10.. 같은 서브 캐리어 인덱스를 포함하여 시퀀스를 검출하도록 한다.
이때 주파수 옵셋이 포지티브(positive)일 때와 네거티브(negative)일 때를 가정하여 두 가지 경우에 대해서 모두 검출하도록 하는 것이 바람직할 수 있다. (즉, 시퀀스가 우측으로 한 칸 쉬프트된 형태나 좌측으로 한 칸 쉬프트된 형태로 가정하여 검출할 수 있다)
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따라 RACH 프리엠블이 반복 구조를 포함하도록 설정하는 방법에는 여러 가지 방법이 있을 수 있으며, 다음과 같은 경우를 포함한다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시형태에 따라 RACH 프리엠블이 반복 구조를 가지도록 설정하는 다양한 방식을 설명하기 위한 도면이다.
프리엠블을 반복하는 횟수는 2회, 3회 또는 필요에 따라 임의의 횟수가 될 수 있으며, 도 9a 내지 도 9c의 RACH(501), RACH(503), RACH(505)는 2회 반복 구조를 포함하는 것을, RACH(502), RACH(504), RACH(506)는 3회 반복 구조를 포함하는 것을 도시하고 있다. 이에 따라 RACH(501), RACH(503), RACH(505)는 주파수 축에서 2 서브 캐리어마다 시퀀스가 삽입되게 되며, RACH(501), RACH(503), RACH(505)는 3 서브 캐리어마다 시퀀스가 삽입되게 된다.
한편, 도 9a는 RACH에 CP가 삽입되도록 설정하는 경우를, 도 9b는 RACH에 CP가 삽입되지 않도록 설정되는 경우를 도시하고 있으며, 도 9c는 CP를 포함하며, 반복되는 구조가 CP를 포함한 RACH 전체이고 양 구조 사이에 소정 간격을 포함하는 것으로 도시하고 있다.
도 9a와 도 9b의 경우를 비교하면, 도 9b의 경우 도 9a에 비해 종래 기술과 관련하여 상술한 바와 같이 직교성 유지에는 불리하지만, CP 길이에 해당하는 길이만큼 프리엠블의 길이를 증가시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 주파수 축에서 각 서브 캐리어 사이의 간격은 RACH의 프리엠블 길이의 역수에 따라 다르며, RACH 프 리엠블이 N 회의 반복 구조를 포함하여 N 서브 캐리어 간격으로 시퀀스가 전달될 때 도 9a와 같이 RACH 프리엠블 길이가 너무 짧은 경우, 주파수 영역에서 시퀀스가 삽입되는 서브 캐리어 사이의 간격이 너무 넓어질 우려가 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에서는 도 9a 및 도 9b와 같이 CP 삽입 여부에 따라 프리엠블의 길이를 조정하여 주파수 영역에서의 서브 캐리어 사이의 간격을 조정할 수 있다.
또한, 도 9c와 같이 CP를 포함한 전체 RACH 구조를 반복하고, 각 RACH 구조 사이에 소정 간격을 설정하는 경우, 각 RACH 프리엠블에 서로 독립적인 시퀀스를 삽입하고, 이들의 조합을 통해 RACH 신호를 구분함으로써 사용가능한 시퀀스의 수를 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시형태에 따라 RACH 프리엠블이 반복 구조를 포함하도록 설정하는 방식에는 다양한 방식이 있으며, 본 발명을 어느 한 방식에 한정할 필요는 없다.
한편, 이하에서는 고속 단말과 저속 단말 각각을 위해 서로 상이한 RACH 송신 조건을 설정하는 방법에 대해 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따라 고속 단말용 RACH와 저속 단말용 RACH를 설정하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
RACH를 반드시 하나의 형태로만 할당하여 사용해야 되는 경우가 아니라면, 단말 속도에 따라서 달리 사용할 수 있는 구조를 만드는 것도 가능하다. 예를 들어, 고속의 사용자를 위해서 모든 프리엠블을 반으로 줄여야 한다면, 사용가능한 시퀀스 개수가 1/4로 줄어들게 되는 단점을 갖는다. 이는 시퀀스 재사용 계 수(Sequence reuse factor)가 1/4로 줄어는 효과가 있으며, 이는 셀 계획(cell-planning)의 문제까지 야기시킬 수 있는 단점을 갖는다.
따라서 본 발명의 일 실시형태에서는 고속의 단말을 지원해야 하면, 전체 RACH 구조를 고속 단말에 맞추어 설정하기 보다는 고속 단말이 사용했을 경우 문제가 되지 않는 고속 단말용 RACH 구조와 일반 저속 단말용 RACH 구조를 각각 제시하고, 단말이 알아서 해당 RACH구조를 사용하도록 하는 것이다.
이때, 단말이 RACH에 접근하는 방법은 초기 셀 탐색 단계 등에서 자신의 속도를 추정할 수 있는 경우(즉, 정확한 속도는 아니더라도 소정 임계 속도와 대비하여 고속인지 저속인지에 대한 추정이 가능한 경우)와 단말이 자신의 속도를 추정할 수 없는 경우에 따라 상이하게 규정될 수 있다.
도 10은 상술한 바와 같이 저속 단말용 RACH(RACH Type 1)뿐만 아니라 고속 단말용 RACH(RACH Type 2)를 추가적으로 규정하여 설정하는 예를 도시하고 있다.
여기서, 고속 단말용 RACH(Type 2)는 고속 단말이 RACH를 통해 기지국에 접근하는데 문제가 없는 형태를 취하는 한, 그 구체적인 방법은 도 2와 같이 RACH 길이를 줄여 설정하는 방법에 의할 수도, 도 5와 같이 RACH 프리엠블이 반복 구조를 포함하도록 설정할 수도 있으며, 이하에서 설명할 바와 같이 어느 특정 시퀀스만을 이용하도록 설정할 수 있는 것이며, 어느 한 방법에 한정할 필요는 없다.
이와 같이 저속 단말용 RACH(Type 1)와 고속 단말용 RACH(Type 2)를 규정하는 방법으로는 다음과 같은 예로 정리하여 나타낼 수 있다.
Figure 112007010624813-pat00001
상기 표 1에서 * 표시는 큰 셀을 지원하기 위한 RACH를 설계하는 경우를 나타내며, TR은 RACH 전체 길이를, TP는 프리엠블 길이를, TG는 보호 시간의 길이를 각각 나타낸다. 아울러, 'RPF'는 'Repetition Factor', 즉 프리엠블의 반복 계수를 나타낸다.
구체적으로, 상기 표 1의 첫 번째 열은 저속 단말용 RACH(RACH Type 1)로서 상기 도 2의 RACH(201)와 같이 프리엠블 반복 없이 1 ms의 길이를 가지는 RACH를 설정하고, 고속 단말용 RACH(RACH Type 2)로서 상기 도 5의 RACH(302)와 같이 프리엠블이 2번 반복된 구조를 가지며, 전체 1ms의 길이를 가지는 RACH를 설정하는 경우를 나타낸다. 또한, 상기 표 1의 두 번째 열은 저속 단말용 RACH(RACH Type 1)로서 상기 도 5의 RACH(302)를, 고속 단말용 RACH(RACH Type 2)로서 상기 도 5의 RACH(303)을 설정하는 경우를 나타내며, 이는 큰 셀을 지원하기 위한 구조에 해당한다.
아울러, 상기 표 1의 마지막 열은 저속 단말용 RACH(RACH Type 1)로서 상기 도 2의 RACH(201)을, 고속 단말용 RACH(RACH Type 2)로서 상기 도 5의 RACH(303)을 설정하는 경우를 나타낸다.
이와 같이 도 10에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에서는 고속 단말용 RACH(Type 2)로서 고속 사용자가 기지국에 접근하는데 문제없는 형태로 정의하는 한, 짧은 길이를 가지도록 설정될 수도, 동일한 길이를 가지나 프리엠블이 반복 구조를 가지도록 설정될 수도 있으며, 어느 한 형태로 한정할 필요는 없다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면 상술한 바와 같이 고속 단말용 RACH(Type 2)를 고속 사용자가 기지국을 접근하는 데 문제없는 형태로 정의하고, 실제 시스템상에서 구현할 경우에는 셀 내 환경에서 고속 단말이 존재하는지 등에 따라서 주파수 옵셋이 있는 환경에서 사용할 RACH 구조와 주파수 옵셋이 없는 환경에서 사용할 RACH의 구조를 적절한 조합으로 선택할 수 있다. 즉, 두 가지의 RACH구조가 동시에 한 기지국에서 존재할 수도 있고, 이 중에서 하나만 골라서 기지국이 제공할 수도 있다.
즉, 각 RACH 구조의 배치 빈도 수는 기지국이 셀 내 주파수 옵셋 상황에 따라 소정 비율로 결정하여 설정할 수 있다. 따라서, 고속 단말의 수가 적은 경우 도 10과 같이 고속 단말용 RACH는 그 설정된 빈도수가 적을 수 있다. 구체적으로, 도 10은 고속 단말용 RACH(Type 2)는 "RACH Type 2 Period"의 긴 주기로 배치되고, 저속 단말용 RACH(Type 1)는 "RACH Type 1 Period"의 짧은 주기로 배치되는 것을 도시하고 있다.
한편, 저속 단말은 도 10에 도시된 2가지 타입의 RACH를 모두 사용할 수 있는 반면, 고속 단말은 2가지 타입의 RACH 중 고속 단말을 위한 RACH(Type 2)만을 사용해야 하며, 후술하는 바와 같이 사용되는 시퀀스도 제한된다.
이러한 점을 고려할 경우, 본 발명의 일 실시형태에서 대다수 단말이 저속인 점을 고려하여 저속의 단말이 사용할 시퀀스 개수에 대해서는 감소시키지 않고도 고속의 단말을 지원할 수 있다. 또한, 저속 단말에 대해서는 프리엠블 반복을 피함으로써 RACH 길이가 길어질 수 있는 문제를 회피할 수 있다. 즉, RACH의 오버헤드가 감소할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따라 도 10에 도시된 바와 같이 고속 단말용 RACH(Type 2)와 저속 단말용 RACH(Type 1)를 규정하는 경우, 단말은 초기 셀 탐색 단계 등에서 자신의 속도를 추정할 수 있는지 여부에 따라 다음과 같이 RACH 접속 방법이 상이할 수 있다.
단말이 초기 셀 탐색 단계 등에서 자신이 고속 단말인지 저속 단말인지 여부를 판정할 수 있는 경우, 단말은 하향링크로부터 고속 단말용 RACH와 저속 단말용 RACH에 대한 설정 조건 정보를 수신하여 자신의 속도에 해당하는 RACH에 접근할 수 있다.
다만, 경우에 따라서는 단말이 자신의 속도를 알 수 없는 경우가 있을 수 있다. 이 경우, 본 발명의 일 실시형태에서는 단말의 초기 RACH 접속과 접속 실패(구체적으로, 주파수 옵셋의 영향에 따른 접속 실패)에 따라 재시도하는 경우의 RACH 설정 조건에 대한 선택 확률을 달리하는 방법을 제안한다.
도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따라 단말이 자신의 속도를 추정할 수 없는 경우, RACH에 접속하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 11에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따르면 단말이 자신의 속도를 추정할 수 없는 경우, 우선 단계 S701에서, 단말이 고속 단말용 RACH 설정 조건과 저속 단말용 RACH 설정 조건 각각을 포함하는 상향링크 정보를 획득한다. 그후, 단계 S702에서, 초기 RACH를 송신하는 경우에는 고속 단말용 RACH와 저속 단말용 RACH를 제한 없이 임의의 확률로 선택하여 초기 RACH 송신(이하 "제 1 송신"이라 함)을 수행한다. 즉, 단계 S702 단계에서는 1) 고속 단말용 RACH 및 저속 단말용 RACH의 두 가지 RACH 타입을 동일한 확률로 선택하거나, 2) 제 1 송신을 통한 RACH 접속의 경우에는 재송신을 통한 단말과의 충돌 확률을 줄이기 위해 고속 단말용 RACH 구조의 선택확률을 낮추거나, 3) 아예 저속 단말용 RACH 구조만을 선택하도록 설정하여 제 1 송신을 수행한다.
이에 따라, 단계 S703에서 RACH 접속에 성공하였는지 여부를 판정한다. 만일 기지국으로부터의 AI(aquisition Indicator) 수신으로 인해 RACH 접속에 성공한 경우라면, 이후 RACH 접속 목적에 따른 통신 절차를 수행한다.
한편, RACH 접속에 실패한 경우, 단계 S704에서는 RACH 접속 실패가 기지국으로부터의 NACK 수신에 의한 것인지를 판정하고, NACK 수신으로 인한 경우가 아닌 경우, 즉 기지국으로부터 응답 없음으로 인한 경우에는 단계 S706으로 진행하여 재송신을 위한 RACH 구조 선택을 통해 RACH 재송신을 수행한다. 이때, RACH 구조를 선택하는 방법으로는, 1) 고속 단말용 RACH 및 저속 단말용 RACH 모두를 동일한 확률로 선택하는 방법, 2) 고속 단말용 RACH 구조 선택 확률을 더 높이는 방법이 가능하나, 기지국으로부터 응답이 없음으로 인하여 RACH 접속에 실패하는 경우, 주파수 옵셋으로 인한 경우일 확률이 크므로 2)와 같이 재송신시 RACH 구조 선택은 고속 단말용 RACH 구조를 선택하는 확률을 증가시키는 것이 바람직하다.
또한, 단계 S704의 판정 결과, RACH 접속 실패가 기지국으로부터의 NACK 수신으로 인한 경우에는 RACH 접속 실패가 주파수 옵셋으로 인한 것으로 보기 어려우므로, 단계 S705와 같이 전력 증폭(Power boosting) 등의 작업을 통해 다시 단계 S702로 진행하여 제 1 송신과 동일한 확률로 RACH 구조를 선택하여 송신할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 실시형태에서는 고속 단말용 RACH 조건과 저속 단말용 RACH 조건을 서로 상이하게 설정하는 방법 중 고속 단말이 RACH에 접속하는데 문제가 없는 시퀀스와 일반 저속 단말이 사용 가능한 시퀀스를 조절하여 설정하는 방법을 제안하며, 이하에서 상세히 설명한다.
RACH 프리엠블에 사용되는 시퀀스의 종류에 따라서 동일한 환경하의 RACH 접속도 상이한 결과가 나올 수 있다. 즉, 주파수 옵셋에 강인한 시퀀스가 있는 반면, 이에 매우 약한 시퀀스가 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시형태에 따라 고속 단말용 RACH 시퀀스와 저속 단말용 RACH 시퀀스를 구분하여 설정하기 위해, CAZAC 시퀀스를 이용하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
CAZAC 시퀀스는 GCL CAZAC 과 Zadoff-Chu CAZAC 두 종류가 많이 사용되고 있다. 이들은 서로 공액 복소수 관계에 있으며, GCL CAZAC 는 Zadoff-Chu 의 공액 복소수를 취함으로써 획득할 수 있다. Zadoff-Chu CAZAC은 다음과 같이 주어진다.
Figure 112007010624813-pat00002
Figure 112007010624813-pat00003
Figure 112007010624813-pat00004
Figure 112007010624813-pat00005
여기서, k는 시퀀스의 주파수축 인덱스를, N은 생성될 CAZAC 시퀀스의 길이를, M은 CAZAC 인덱스를 나타낸다.
또한, 도 12에 도시된 바와 같이 Nt개의 CAZAC 인덱스 각각에 따른 시퀀스는 서로 상이한 순환이동(Circular shift: 이하 "CS")를 적용한 L 개의 ZCZ(Zero Correlation Zone) 시퀀스를 포함하며, 여기서 ZCZ는 기지국에서 RACH 신호가 구분될 수 있도록 CS를 적용할 수 있는 구간을 의미한다.
주파수 옵셋이 있는 상황에서 RACH 프리엠블 시퀀스로 CAZAC을 사용하는 경우, 주파수 옵셋에 의해서 ZCZ 시퀀스 간에 구분이 안 되는 문제를 가지고 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에서는 고속 단말용 RACH 시퀀스로서 ZCZ 시퀀스를 이용하지 않는 것을 제안한다.
다만, 이와 같이 고속 단말이 ZCZ 시퀀스를 사용하지 않도록 설정하는 경우에는 도 12에 도시된 바와 같이 CAZAC 인덱스에 따른 Nt개의 인덱스만을 사용할 수 있어 사용 가능한 시퀀스의 수가 작아지는 문제가 있다. 이에 따라 시퀀스 재사용 계수가 작아지는 경우, 셀 계획을 통해 시퀀스를 할당할 수밖에 없다.
또한, 상술한 바와 같이 주파수 옵셋으로 인하여 ZCZ 시퀀스 간에 구분이 안 되는 문제는 CAZAC 인덱스가 매우 크거나 매우 작지 않을 경우 심각해진다. 구체적으로 k가 상술한 바와 같이 주파수축 인덱스를, N이 CAZAC 시퀀스를, M이 CAZAC 인덱스를 지칭하고, 송신 신호를 c(k, N, M)라 가정할 경우, 수신 신호 R(k, N, M)는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007010624813-pat00006
여기서, d는 주파수 옵셋으로 인한 주파수축 지연량을 나타낸다.
상기 수학식 3을 통해 알 수 있는 바와 같이 만일 CAZAC 인덱스 M이 매우 작은 값을 가지거나, 전체 Nt개의 시퀀스 인덱스 중 가장 큰 값을 가지는 경우에는 수신 신호에서 주파수 옵셋으로 인한 영향이 감소하는 것을 알 수 있다.
이와 같은 결과는 상술한 바와 같은 도 3a 내지 도 4b에서 CAZAC 인덱스가 매우 크거나, 매우 작을 경우 검출 성능이 매우 높게 나타나고, 잘못된 알람 비율이 매우 낮게 나타나는 점을 통해서도 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 일 실시형태에서는 고속 단말을 위한 프리엠블 시퀀스로서 ZCZ CAZAC 시퀀스를 이용하는 경우, CAZAC 인덱스가 전체 인덱스 중 최초의 소정 범위 이내 또는 최후의 소정 범위 이내인 시퀀스를 이용하는 것을 제안한다. 여기서의 소정 범위는 시스템의 검출 성능에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 상술한 실시형태에 따르면 고속 단말을 위해 ZCZ 시퀀스를 사용하지 않도록 설정하는 방법에 비해 사용할 수 있는 시퀀스의 종류가 증가하여 셀 계획을 거의 할 필요가 없는 장점을 가진다.
구체적으로, 고속 단말을 위한 시퀀스로서 도 12와 같이 전체 CAZAC 인덱스가 Nt까지 존재하는 경우, CAZAC 인덱스 0, 1, 2 와 Nt-2, Nt-1, 및 Nt를 이용하는 것이 가능하다. 또한, 이와 같이 주파수 옵셋의 영향이 적은 CAZAC 인덱스는 모든 셀에 공통적인바, 고속 단말을 위한 상술한 CAZAC 인덱스를 모든 셀에 공통적으로 고속 사용자가 사용할 수 있도록 설정할 수 있다. 이 경우에는 인접 셀간에 간섭이 생길 수 있지만, 단말 입장에서는 자신이 관여하는 셀에서 오는 응답만 수신하므로 동작에 아무런 문제가 없다.
한편, 저속 단말을 위한 CAZAC 시퀀스의 경우, 인덱스 크기에 상관없이 임의의 인덱스를 선택해서 사용할 수 있다. 다만, 고속 단말과의 충돌 확률을 낮추기 위해서는 고속 단말용으로 할당된 시퀀스 인덱스를 사용하지 않는 편이 더 효율적이다.
또한, 고속 단말을 위해 모든 셀에 공통적인 CAZAC 인덱스를 사용하는 대신에, 고속에 사용 가능한 인덱스의 CAZAC만 셀 계획을 하는 방식도 가능하다. 하지만 이 경우에는 시퀀스 재사용 계수를 올림으로써 셀 계획을 피하고자 하는 의도와 상충될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에서는 이와 같은 시퀀스 재사용 계수 및 셀 계획을 최소화하기 위해 다음과 같이 설정할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시형태에 따르면 고속 단말용 및 저속 단말용으로 시퀀 스를 할당함에 있어서, 시퀀스 재사용 계수를 고려하여, 고속 사용자용 시퀀스의 배분율을 기지국이 지원하는 총 시퀀스의 개수 중에 일부로 제한할 수 있다. 즉, 예를 들어, 기지국이 지원하는 총 시퀀스의 개수를 64개라 하고, 시퀀스의 조합을 (주파수 옵셋에 민감한 시퀀스(저속 단말용 시퀀스), 주파수 옵셋에 강인한 시퀀스(고속 단말용 시퀀스))로 표시하는 경우, 이를 (60,4), (56,8), (48,16), (32,32) 등과 같이 설정할 수 있다. 이는 주파수 옵셋에 강인한 시퀀스가 ZCZ 시퀀스를 사용할 경우에는 사용가능한 수가 적기 때문에 셀 계획을 피하려면 적은 수만을 할당하게 된다. 하지만 만약 많은 수를 사용가능하게 하려면 (32,32)와 같은 조합으로 하되, 주파수 옵셋에 강인한 시퀀스의 총 개수 내에서 셀 계획을 수행하도록 한다.
그리고, ZCZ 시퀀스를 사용하지 않는 시퀀스를 주파수 옵셋에 강인한 시퀀스, 즉 고속 단말용 시퀀스로 할당하는 경우에는, 전체적인 시퀀스 재사용 계수를 고려해서 결정해야 한다. 즉, 상술한 예에서 두 번째 항목에 너무 많은 시퀀스를 할당하면, 전체적인 시퀀스 재사용 계수가 감소하게 되어서 문제를 야기할 수 있기 때문이다.
이와 같이 고속 사용자가 ZCZ 시퀀스를 사용할 경우와 사용하지 않을 경우로 나누어서 시퀀스를 할당했을지라도, 기지국에서는 그들 간의 구분이 사실상 의미가 없다. 즉, 기지국은 특정 시퀀스가 검출됐는지 여부만 판단하고, 그에 따라서 응답을 하게 된다.
한편, 상술한 바와 같이 고속 단말용 시퀀스와 저속 단말용 시퀀스를 각각 할당한 경우, 단말이 RACH에 접속하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
만일, 단말 지신이 초기 셀 탐색 과정 등을 통해 자신의 속도를 추정할 수 있는 경우에는, 자신의 속도에 해당하는 RACH 시퀀스를 통해 RACH 접속을 수행할 수 있다. 다만, 단말에서 자신의 속도에 대한 정보가 없을 경우도 발생하며, 이러한 경우에는 상술한 바와 같이 시퀀스를 할당해 놓고도, 실제로 제대로 활용되지 못할 가능성이 있다. 따라서 단말은 고속 단말용 RACH 구조와 저속 단말용 RACH 구조를 상이하게 설정하는 방법에서, 도 11과 관련하여 설명한 바와 유사한 과정을 통해 RACH에 접속할 수 있다.
구체적으로, 먼저, 단말은 하향링크 동기화를 수행하고 RACH 시퀀스 할당 정보를 포함하는 상향링크 정보를 수집한다. 그 후, 단말은 초기 접속에 있어 고속 단말용 시퀀스와 저속 단말용 시퀀스를 각각 임의의 확률로 선택하여 프리엠블에 적용할 수 있다. 즉, 1) 사용가능한 모든 시퀀스에 대해서 동일한 확률로 선택하도록 설정하는 방식, 2) 이후 재접속 단말과의 충동 확률을 감소시키기 위해, 또한 고속 단말용 시퀀스로서 ZCZ 시퀀스를 이용하는 경우에는 상술한 바와 같이 고속 사용자용 시퀀스가 모든 셀에 공통적으로 사용되기 때문에 셀 간 간섭을 줄이기 위해, 고속 단말용 시퀀스를 선택할 확률에 비해 저속 단말용 시퀀스를 선택할 확률을 높게 하여 설정하는 방식, 및 3) 상술한 이유로 인해 아예 초기 접속에 있어서는 저속 단말용 시퀀스를 통해 RACH에 접속하도록 설정하는 방식 등이 가능하다.
이러한 초기 접속에 대해 기지국으로부터 AI를 수신하는 경우, RACH에 접속한 이유에 따라 이후의 통신 절차를 수행할 수 있다. 그러나, 기지국으로부터 NACK 을 수신하거나 기지국으로부터 응답이 없는 경우에는 다음과 같이 재접속을 수행한다.
만일 기지국으로부터 응답이 없어 재접속을 수행하는 경우에는 재접속을 위한 시퀀스 세트를 선택한다. 이 경우, 초기 접속에 있어서의 고속 단말용 시퀀스 세트와 저속 단말용 시퀀스 세트의 선택 확률과는 다르게 고속 단말용 시퀀스 세트의 선택 확률을 증가시키는 것이 바람직하다. 즉, 재접속을 수행하는 경우에 고속 단말용 시퀀스 세트 선택 확률과 저속 단말용 시퀀스 세트 선택 확률은 1) 모두 동일한 선택 확률에 의해 선택하도록 설정하는 방법, 2) 고속 단말용 시퀀스 세트 선택 확률을 저속 단말용 시퀀스 세트 선택 확률에 비해 증가시켜 선택하도록 설정하는 방법, 3) 아예 고속 단말용 시퀀스 세트만을 선택하도록 설정하는 방법 등이 가능하다. 다만, 1)의 경우에는 기지국으로부터 응답이 없어 RACH의 재접속을 수행하는 경우라도, 이 접속 실패가 주파수 옵셋에 의한 것이 아닌 경우에 행하는 것이 바람직하다.
한편, 기지국으로부터 NACK 신호를 수신하여 RACH 접속에 실패한 경우에는 재접속시 고속 단말용 시퀀스 세트와 저속 단말용 시퀀스 세트의 선택 확률을 초기 접속의 경우와 동일하게 설정하여 송신하도록 할 수 있다.
이 경우, 기지국에서 응답 없음으로 인해 검출되지 못하는 회수가 많아질수록 고속 단말용으로 할당된 시퀀스 세트에 대한 선택확률을 그만큼 증가시키도록 설정하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 기지국으로부터 응답이 없을 경우(RACH 프리엠블이 검출되 지 않음) 단말이 RACH 재접속을 수행하는 과정에서 선택하는 시퀀스의 종류를 변화시킴으로써, 단말이 속도에 대한 측정값이 없어도 고속 단말이 검출되기 용이한 시퀀스의 선택 확률을 높여서 속도에 의한 주파수 옵셋으로 인해서 생기는 열화를 감소시킬 수 있다. 확률을 변화시키는 방법으로는 상술한 바와 같이 온(ON)/오프(OFF) 형식으로 초기에는 사용하지 않고, 재시도 때 반드시 선택하도록 하는 방식과, 초기에도 일정한 확률로 선택할 수 있게 설정하고 재시도 때마다 점진적으로 확률을 변화시키는 소프트 방식으로 구현할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 일 실시형태에서는 고속 단말용 RACH 조건과 저속 단말용 RACH 조건을 서로 상이하게 설정하는 방법 중 동일한 구조의 RACH에 고속 단말과 저속 단말 각각에 적용되는 프리엠블 구조에 대한 조건을 상이하게 설정하는 방법을 제안하며, 이하에서 상세히 설명한다.
본 발명에 대해 상술한 실시형태들은 하나의 RACH 구조에 사용할 수 있는 시퀀스를 하나로만 정의하여 표시하는 경우에 대한 것이다. 하지만 이에 고집하지 않고 RACH 구조 하나에 여러가지 프리엠블 패턴을 정의할 수 있다. 예를 들어, 반복구조를 포함하는 프리엠블과 반복하지 않는 프리엠블을 동시에 정의할 수 있다. 프리엠블 구조가 반복되는 경우에는 숏 프리엠블(short preamble)을 사용하여 반복시키고(예를들어, 2번 반복), 프리엠블 구조가 반복되지 않는 경우에는 숏 프리엠블(short preamble)을 그대로 사용하거나 아니면 숏 프리엠블(short preamble)이 반복되어 나타나는 프리엠블의 길이만큼 롱 프리엠블(long preamble)을 정의하여 사용하는 방식이 가능하다.
이외 여러 가지 조합이 가능하나 여기에서는 프리엠블이 2번 반복되는 숏 프리엠블과 반복되지 않은 롱 프리엠블을 이용하는 경우를 기준으로 설명한다. 2번 반복된 프리엠블은 주파수 옵셋이 있는 경우에도 좋은 성능을 보이지만, 실제 사용할 수 있는 시퀀스의 개수가 적은 특징을 가지고 있다. 그리고 롱 프리엠블의 경우에는 시퀀스의 개수는 많아지지만 주파수 옵셋에 취약한 단점을 가지게 된다.
따라서 단말이 자신의 속도를 알고 있을 경우에는 상황에 따라서 숏 프리엠블이나 롱 프리엠블을 적절하게 선택하여 전송할 수 있다. 하지만 일반적으로 단말은 자신의 속도를 모르는 상황이 있을 수 있다. 이 경우에는 어느 프리엠블을 선택해야 할지에 대한 답이 없으므로 초기 RACH 송신시에는 임의 프리엠블을 선택하거나 자신의 현재 CQ정보에 따라서 선택하고, 기지국으로부터 응답이 없어 재송신하는 경우에는 숏 프리엠블쪽을 선택하거나 롱 프리엠블쪽을 선택하도록 경향을 정할 수 있다. 이때 선택기준은 롱 프리엠블이 숏 프리엠블을 반복한 경우라면, 숏 프리엠블쪽으로 재전송시에 선택하는 것은 단말의 CQ가 좋거나 속도가 느린 경우에 해당하고, 롱 프리엠블을 선택하는 경우는 CQ가 나쁘거나 속도가 빠른 경우에 해당한다. 반면, 롱 프리엠블이 숏 프리엠블의 반복이 아니고 단일의 긴 시퀀스를 이용해서 생성된 경우라면 위와 반대로 선택함이 적절하다. 물론 도 7과 관련하여 상술한 과정에서와 같이 숏 프리엠블과 롱 프리엠블간의 선택확률을 설정하여 초기에는 균등 혹은 롱 프리엠블 선호형태로 전송하고, 기지국에서 검출하지 못하면 숏 프리엠블의 선택확률을 높이는 방안 역시 가능함은 상술한 설명을 통해 당업자에게 자명하다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에서는 단말이 기지국이 주파수 옵셋으로 인해 잘못된 알람을 하는 것을 미리 예측하여 기지국으로부터 수신한 AI 값을 해석하는 방법을 제안하며, 이하에서 상세히 설명한다.
도 13은 본 발명의 일 실시형태에 따라 단말이 기지국의 잘못된 알람(false alarm)을 예측하여 임의접속을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
단말이 자신의 속도와 OSC의 정확도를 어느 정도 알고 있다면, 단말 자신이 전송한 RACH 프리엠블에 대해서 발생하는 오차에 대해서 예측이 가능하다. 즉, 도 13에 도시된 바와 같이 단말(UE)은 특정 시퀀스(K)를 전송하고, 이것이 주파수 옵셋(Frequency Offset)의 영향으로 기지국에 의해 다른 시퀀스(P)로 검출될 가능성이 있는 것을 예측할 수 있다. 그러면 RACH에 특별한 수정 없이 기지국은 검출된 시퀀스에 대해서 기존과 같이 똑같이 프로세싱하되, 단말은 자신이 전송한 시퀀스가 제대로 검출되지 않고 다른 시퀀스로 검출될 것을 미리 파악하여, 해당 시퀀스로 기지국으로부터 응답이 오면 자신의 것으로 간주하여 처리하는 방식이다.
이 경우 기지국에서는 잘못된 알람에 해당하지만, 단말에게는 잘못된 알람이 아니므로 적절한 동작이 가능하다. 다만, 이를 위해 단말은 자신이 전송한 시퀀스에 대해서 기지국이 다른 시퀀스로 검출될 것에 대해서 미리 알 수 있어야 하며, 이를 위해 기지국은 자신의 검출 알고리즘에 대해서 하향링크로 단말에게 알려주어야 한다. 도 13은 단말이 송신 가능한 시퀀스 K, P, 및 Q에 대한 예측값을 가지고 있는 상황을 예로서 도시하고 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명 은 당업자가 본 발명을 구현하고 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 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 RACH 설정 방법에 따르면 주파수 옵셋이 있는 경우에도 RACH 프리엠블 길이를 감소시키거나, RACH 프리엠블이 반복구조를 포함하도록 설정하거나, 주파수 옵셋에 영향이 적은 특정 시퀀스를 사용하도록 함으로써 기지국의 RACH 프리엠블 검출이 용이해지며, 고속 단말과 저속 단말을 위해 서로 다른 조건을 설정하는 경우, 전체 RACH 조건을 고속 단말에 맞추어 설정하는 것에 비해 시스템의 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 RACH 설정에 대해 단말이 자신의 속도를 추정할 수 있는지 여부에 따라 RACH 접속 방법을 구체적으로 규정함으로써, 단말이 자신의 속도를 알 수 없는 경우라도 주파수 옵셋에 의한 영향을 감소시키도록 RACH를 송신할 수 있다.

Claims (20)

  1. 주파수 옵셋에 대비하여 단말의 RACH 송신을 설정하는 방법에 있어서,
    고속 단말용 RACH 설정 조건 및 저속 단말용 RACH 설정 조건을 각각 설정하는 단계; 및
    설정된 상기 고속 단말용 RACH 설정 조건 및 상기 저속 단말용 RACH 설정 조건을 포함하는 설정 정보를 하향링크로 송신하는 단계를 포함하되,
    상기 설정 정보는, 상기 단말 자신이 고속 단말인지 또는 저속 단말인지 추정할 수 있는 경우 상기 RACH 설정 조건 중 상기 추정된 속도에 상응하는 RACH 설정 조건을 선택하여 RACH 신호를 송신하도록 지시하고, 추정할 수 없는 경우 상기 RACH 설정 조건 각각을 기 설정된 서로 다른 확률로 선택하여 RACH 신호를 송신하도록 지시하는 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, RACH 송신 설정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고속 단말용 RACH 설정 조건 및 상기 저속 단말용 RACH 설정 조건은,
    상기 고속 단말 및 상기 저속 단말 각각을 위한 RACH 구조에 대한 조건, 동일한 구조의 RACH에 상기 고속 단말 및 상기 저속 단말 각각에 적용되는 프리엠블 구조에 대한 조건, 및 상기 고속 단말 및 상기 저속 단말 각각을 위한 시퀀스 세트에 대한 조건 중 하나 이상을 포함하는, RACH 송신 설정 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 고속 단말 및 상기 저속 단말 각각을 위한 RACH 구조에 대한 조건을 설정하는 경우,
    상기 고속 단말용 RACH가 상기 저속 단말용 RACH에 비해 짧은 길이를 가지도록 설정하는 방식, 및 상기 고속 단말용 RACH의 프리엠블이 반복 구조를 가지도록 설정하는 방식 중 하나 이상의 방식에 의해 설정하는, RACH 송신 설정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    기지국이 셀 내 주파수 옵셋 상황을 판정하여 상기 고속 단말용 RACH 및 상기 저속 단말용 RACH의 빈도 수를 설정하는 단계를 더 포함하는, RACH 송신 설정 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 동일한 구조의 RACH에 상기 고속 단말 및 상기 저속 단말 각각에 적용되는 프리엠블 구조에 대한 조건을 설정하는 경우,
    상기 고속 단말용 프리엠블 구조는 프리엠블을 반복하여 적용하는 방식에 의해 설정되며,
    상기 저속 단말용 프리엠블 구조는 상기 프리엠블을 반복 없이 적용하는 방식, 또는 상기 프리엠블이 반복된 길이에 해당하는 롱(long) 프리엠블을 적용하는 방식에 의해 설정하는, RACH 송신 설정 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 고속 단말 및 상기 저속 단말 각각을 위한 시퀀스 세트에 대한 조건을 설정하는 경우,
    상기 고속 단말 및 상기 저속 단말 각각을 위한 시퀀스 세트를 CAZAC 시퀀스 세트로 설정하고,
    상기 고속 단말용 시퀀스 세트는 CAZAC 인덱스가 최초의 소정 범위 이내 또는 최후의 상기 소정 범위 이내인 ZCZ 시퀀스로 구성된 시퀀스 세트로 설정하는, RACH 송신 설정 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 고속 단말용 시퀀스 세트는 모든 셀에 공통적으로 사용할 수 있는 시퀀스 세트로서, 상기 고속 단말용 시퀀스 세트의 시퀀스 개수는 소정 시퀀스 재사용 비율을 유지하기 위해 결정된 개수 미만으로 설정되는, RACH 송신 설정 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 고속 단말용 시퀀스 세트는 모든 셀에 공통적으로 사용할 수 있는 시퀀스 세트로서, 상기 고속 단말용 시퀀스 세트의 시퀀스 개수가 소정 시퀀스 재사용 비율을 유지하기 위해 결정된 개수 이상으로 설정되는 경우 셀 계획(Cell Planning)을 통해 각 셀에 할당되는, RACH 송신 설정 방법.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 고속 단말 및 상기 저속 단말 각각을 위한 시퀀스 세트에 대한 조건을 설정하는 경우,
    상기 고속 단말 및 상기 저속 단말 각각을 위한 시퀀스 세트를 CAZAC 시퀀스 세트로 설정하고,
    상기 고속 단말용 시퀀스 세트는 ZCZ 시퀀스를 포함하지 않는, RACH 송신 설정 방법.
  10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저속 단말용 시퀀스 세트는 전체 RACH 시퀀스 세트 중 상기 고속 단말용 시퀀스 세트를 제외한 시퀀스 세트인, RACH 송신 설정 방법.
  11. 고속 단말용 RACH 설정 조건 및 저속 단말용 RACH 설정 조건을 각각 설정하되 상기 고속 단말용 RACH 설정 조건은 RACH 길이를 주파수 옵셋 수준에 따라 결정되는 소정 길이 이하로 설정하는 단계; 및
    상기 설정된 RACH 길이 정보를 나타내는 고속 단말용 RACH 설정 조건 및 저속 단말용 RACH 설정 조건을 포함하는 설정 정보를 하향 링크로 송신하는 단계를 포함하되,
    상기 설정 정보는, 단말 자신이 고속 단말인지 또는 저속 단말인지 추정할 수 있는 경우 상기 RACH 설정 조건 중 상기 추정된 속도에 상응하는 RACH 설정 조건을 선택하여 RACH 신호를 송신하도록 지시하고, 추정할 수 없는 경우 상기 RACH 설정 조건 각각을 기 설정된 서로 다른 확률로 선택하여 RACH 신호를 송신하도록 지시하는 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, RACH 송신 설정 방법.
  12. 고속 단말용 RACH 설정 조건 및 저속 단말용 RACH 설정 조건을 각각 설정하되 상기 고속 단말용 RACH 설정 조건은 RACH 프리엠블이 반복 구조를 가지도록 설정하는 단계; 및
    상기 설정된 RACH 프리엠블 반복 구조 정보를 나타내는 고속 단말용 RACH 설정 조건 및 저속 단말용 RACH 설정 조건을 포함하는 설정 정보를 하향 링크로 송신하는 단계를 포함하되,
    상기 설정 정보는, 단말 자신이 고속 단말인지 또는 저속 단말인지 추정할 수 있는 경우 상기 RACH 설정 조건 중 상기 추정된 속도에 상응하는 RACH 설정 조건을 선택하여 RACH 신호를 송신하도록 지시하고, 추정할 수 없는 경우 상기 RACH 설정 조건 각각을 기 설정된 서로 다른 확률로 선택하여 RACH 신호를 송신하도록 지시하는 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, RACH 송신 설정 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 RACH 프리엠블이 반복 구조를 가지도록 설정하는 단계는, 전체 RACH 구조가,
    하나의 순환전치부를 포함하되 상기 프리엠블만 반복 구조를 가지는 방식, 상기 순환전치부를 포함하지 않고 상기 프리엠블만을 반복 구조를 가지는 방식, 및 상기 순환전치부 및 상기 프리엠블이 동일 횟수의 반복 구조를 가지는 방식 중 어느 한 방식에 의해 상기 RACH의 프리엠블이 반복 구조를 가지도록 설정하는, RACH 송신 설정 방법.
  14. 초기 셀 탐색 단계에서 단말 자신이 고속 단말인지 또는 저속 단말인지에 대한 속도 정보를 획득하는 단계;
    고속 단말용 RACH 설정 조건 및 저속 단말용 RACH 설정 조건 각각을 포함하는 상향링크 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 고속 단말용 RACH 설정 조건 또는 상기 저속 단말용 RACH 설정 조건에 따른 RACH 접속 조건을 선택하여 선택된 상기 RACH 접속 조건에 따라 RACH 신호를 송신하는 단계를 포함하되,
    상기 상향링크 정보는, 상기 단말 자신이 상기 속도 정보에 따라 고속 단말인지 또는 저속 단말인지 추정할 수 있는 경우 상기 RACH 설정 조건 중 추정된 속도에 상응하는 RACH 설정 조건을 선택하여 RACH 신호를 송신하도록 지시하고, 추정할 수 없는 경우 상기 RACH 설정 조건 각각을 기 설정된 서로 다른 확률로 선택하여 RACH 신호를 송신하도록 지시하는 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, RACH 송신 방법.
  15. 고속 단말용 RACH 설정 조건 및 저속 단말용 RACH 설정 조건 각각을 포함하는 상향링크 정보를 획득하는 단계;
    상기 고속 단말용 RACH 설정 조건에 대해 제 1 선택 확률로, 상기 저속 단말용 RACH 설정 조건에 대해 제 2 선택 확률로 어느 한 RACH 설정 조건을 선택하는 단계;
    선택된 상기 RACH 설정 조건에 따라 RACH 신호를 제 1 송신하는 단계; 및
    상기 제 1 송신이 실패하는 경우, 상기 RACH 설정 조건 선택 단계를 반복하여 RACH 신호를 제 2 송신하는 단계를 포함하며,
    상기 상향링크 정보는, 단말 자신이 고속 단말인지 또는 저속 단말인지 추정할 수 있는 경우 상기 RACH 설정 조건 중 추정된 속도에 상응하는 RACH 설정 조건을 선택하여 RACH 신호를 송신하도록 지시하고, 추정할 수 없는 경우 상기 RACH 설정 조건 각각을 기 설정된 서로 다른 확률로 선택하여 RACH 신호를 송신하도록 지시하는 지시 정보를 더 포함하며,
    상기 실패가 응답이 없으므로 인한 경우, 상기 제 2 송신 단계에서의 상기 제 1 선택 확률 및 상기 제 2 선택 확률은, 상기 제 1 송신 단계에서의 상기 제 1 선택 확률 및 상기 제 2 선택 확률과 서로 상이한, RACH 송신 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 실패가 NACK 신호 수신으로 인한 경우, 상기 제 2 송신 단계에서의 상기 제 1 선택 확률 및 상기 제 2 선택 확률은, 상기 제 1 송신 단계에서의 상기 제 1 선택 확률 및 상기 제 2 선택 확률과 동일한, RACH 송신 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 송신 단계에서의 상기 제 1 선택 확률 및 상기 제 2 선택 확률은, 서로 동일하게 설정하는 방식, 또는 상기 제 1 선택 확률을 상기 제 2 선택 확률에 비해 낮게 설정하는 방식 중 어느 한 방식에 의해 설정하는, RACH 송신 방법.
  18. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 송신 단계에서의 상기 제 1 선택 확률은 상기 제 1 송신 단계에서 의 상기 제 1 선택 확률에 비해 높게 설정하고,
    상기 제 2 송신 단계에서의 상기 제 2 선택 확률은 상기 제 1 송신 단계에서의 상기 제 2 선택 확률에 비해 낮게 설정하는, RACH 송신 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 선택 확률은 응답이 없으므로 인한 상기 실패 횟수에 비례하여 높게 설정하는, RACH 송신 방법.
  20. 소정 간격의 서브 캐리어 인덱스마다 RACH 프리엠블 시퀀스가 삽입된 RACH 신호를 단말로부터 수신하는 단계; 및
    상기 소정 간격의 서브 캐리어 인덱스, 및 상기 소정 간격의 서브 캐리어 인덱스의 좌우 1 서브 캐리어 인덱스만큼 시프트된 인덱스를 포함한 검출 인덱스에서 상기 RACH 프리엠블 시퀀스를 검출하는 단계를 포함하되,
    상기 RACH 프리엠블 시퀀스가 삽입된 RACH 신호는, 상기 단말 자신이 고속 단말인지 또는 저속 단말인지 추정할 수 있는 경우 기 설정된 RACH 설정 조건들 중 추정된 속도에 상응하는 RACH 설정 조건에 따라 상기 단말로부터 전송되고, 추정할 수 없는 경우 상기 기 설정된 RACH 설정 조건들을 기 설정된 서로 다른 확률로 선택하여 상기 단말로부터 전송되는 것을 특징으로 하는, RACH 검출 방법.
KR1020070011534A 2006-10-25 2007-02-05 주파수 옵셋에 대비한 ｒａｃｈ 송신 설정 방법, ｒａｃｈ송신 방법, 및 ｒａｃｈ 검출 방법 KR101342373B1 (ko)

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