KR101356497B1 - 다양한 ｒａｃｈ 구조를 이용한 ｒａｃｈ 송신 방법, 및주파수 옵셋의 영향 감소를 위한 시퀀스 반복 방법 - Google Patents

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Abstract

다양한 RACH 구조를 이용한 RACH 송신 방법, 및 주파수 옵셋의 영향 감소를 위한 시퀀스 반복 방법이 개시된다. 즉, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 큰 셀을 지원하기 위해 복수의 TTI 길이를 가지며, 다양한 횟수의 프리엠블 반복 구조를 가지는 RACH 구조들 중 지원 가능한 셀 크기, 이용되는 RACH 구조를 나타내기 위한 비트 수 등을 고려하여 다양한 조합으로 이용될 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 일 실시형태에서는 주파수 옵셋 문제를 해결하기 위한 효율적인 시퀀스 반복 방법이 제공된다.
RACH, 주파수 옵셋

Description

다양한 ＲＡＣＨ 구조를 이용한 ＲＡＣＨ 송신 방법, 및 주파수 옵셋의 영향 감소를 위한 시퀀스 반복 방법{Method For Transmitting RACH Using Variable RACH Structure, And Method For Repeating Sequence For Reducing The Influence Of Frequency Offset}
도 1은 큰 셀을 지원하기 위해 복수의 TTI 길이를 지원하며, 다양한 횟수의 프리엠블 반복 구조를 가지는 RACH 구조들을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따라 프리엠블 시퀀스를 2회 반복하는 경우, 이를 2 부분으로 나누어 재배치함으로써 주파수 옵셋의 영향을 감소시키는 시퀀스 반복 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따라 시퀀스를 반복 적용하며, 반복 부분 중 일부 부분에 순환 이동을 적용하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따라 프리엠블 시퀀스에 소정 시퀀스를 마스킹하여 적용하는 방법을 설명하기 위한 도면.
이하의 설명은 다양한 RACH 구조를 이용한 RACH 송신 방법, 및 주파수 옵셋 의 영향 감소를 위한 시퀀스 반복 방법에 대한 것이다.
이를 위해 일반적인 RACH 송신 구조와 주파수 옵셋의 영향에 대해 살펴보면 다음과 같다.
RACH는 사용자 기기(UE)가 초기 상향링크 동기를 획득하기 위해서 사용하는 채널이다. UE가 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.
RACH는 기본적으로 다중 사용자를 지원하며, 각 UE는 RACH에 접근할 때 특정 프리엠블 시퀀스(preamble sequence)를 송신하고, 기지국이 이를 인식하여 하향링크로 신호를 송신하게 되면, UE는 그 정보를 이용하여 자신의 시간 동기 정보를 업데이트 한다. 이때 주파수 동기 정보를 함께 전송하게 되면, 이 주파수 동기 정보 역시 UE의 정보에 사용할 수 있다.
이와 같은 RACH에 대한 기본적인 요구 사항으로는 UE의 속도, 주파수 옵셋(Frequency Offset), 셀 크기 등에 관계없이 왕복 지연 및 경로 손실에 대한 조건을 만족시키는 것이다. 현재 3GPP LTE분야에서는 1 ms TTI 길이를 가지며, 0.8 ms의 프리엠블 길이, 100 ㎲의 보호 시간(Guard Time)을 가지는 RACH 구조가 논의되고 있으며, 상술한 100 ㎲에서 채널지연 확산을 제외한 길이의 보호 시간(Guard Time)으로는 15 Km의 셀 크기까지 커버될 수 있다.
다만, 셀 크기는 경우에 따라 15 Km 보다 클 수 있으며, 현재 30 Km 이상을 커버할 수 있어야 함이 논의되고 있다. 따라서, 복수의 TTI 길이를 가지는 RACH를 이용하는 방법이 요구되고 있다.
한편, 상술한 RACH 프리엠블은 UE와 기지국 사이의 폐 루프(closed loop)가 생성되기 이전에 송신되는 신호이기 때문에, UE 자체적으로 신호를 생성하여 송신함에 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 UE가 어떻게 RACH를 송신할 수 있을지에 대한 연구가 논의되고 있다.
상술한 바와 같은 관점에 따라 이하에서는 큰 셀을 지원하기 위한 복수의 TTI 길이를 가지는 다양한 RACH 구조들을 제안하고, 이들 구조들을 나타내기 위한 시그널링 비트 수, 및 프리엠블 반복 구조 이용 여부 등에 따라 이용 가능한 RACH 구조의 조합을 규정하고자 한다.
또한, RACH 프리엠블 시퀀스 등의 용도로 시퀀스를 반복하여 적용하는 경우, 주파수 옵셋의 영향을 감소시키기 위해 효율적으로 시퀀스를 반복하는 방법을 제공하고자 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태에 따른 RACH 송신 방법은, 미리 결정된 하나 이상의 RACH 구조를 선택하기 위해 기지국으로부터 시그널링 메시지를 수신하는 단계, 및 상기 시그널링 메시지에 따라 선택된 RACH 구조를 가지는 RACH 신호를 송신하는 단계를 포함한다.
한편, 본 발명의 다른 일 양태에 따른 RACH 수신 방법은, 미리 결정된 하나 이상의 RACH 구조를 선택하기 위한 시그널링 메시지를 하나 이상의 사용자 기기에게 송신하는 단계, 및 상기 시그널링 메시지에 따라 선택된 RACH 구조를 가지는 RACH 신호를 수신하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 미리 결정된 하나 이상의 RACH 구조는, 1 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 1 타입 RACH 구조, 2 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 3 타입 RACH 구조, 및 3 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 6 타입 RACH 구조를 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 기지국으로부터의 시그널링 메시지는 상기 제 1 타입 RACH 구조와 제 3 또는 제 6 타입 RACH 구조를 구분하기 위한 1 비트 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 미리 결정된 하나 이상의 RACH 구조는, 1 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 1 타입 RACH 구조, 2 TTI 길이를 가지며, 2개의 프리엠블을 포함하는 제 2 타입 RACH 구조, 2 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 3 타입 RACH 구조, 3 TTI 길이를 가지며, 2개의 프리엠블을 포함하는 제 5 타입 RACH 구조, 및 3 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 6 타입 RACH 구조를 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 기지국으로부터의 시그널링 메 시지는 상기 제 1, 제 2, 제 3 또는 제 6, 및 제 5 타입 RACH 구조들을 구분하기 위한 2 비트 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 미리 결정된 하나 이상의 RACH 구조는, 1 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 1 타입 RACH 구조, 2 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 3 타입 RACH 구조, 3 TTI 길이를 가지며, 3개의 프리엠블을 포함하는 제 4 타입 RACH 구조, 및 3 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 6 타입 RACH 구조를 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 기지국으로부터의 시그널링 메시지는 상기 제 1, 제 3, 제 4, 및 제 6 타입 RACH 구조들을 구분하기 위한 2 비트 정보를 포함할 수도, 이와 달리 상기 기지국으로부터의 시그널링 메시지는 상기 제 1, 제 3 또는 제 6, 제 4 타입 RACH 구조들, 및 1비트로 표현 가능한 소정 RACH 용도를 구분하기 위한 2비트 정보를 포함할 수도 있다.
또한, 상기 미리 결정된 하나 이상의 RACH 구조는, 1 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 1 타입 RACH 구조, 2 TTI 길이를 가지며, 2개의 프리엠블을 포함하는 제 2 타입 RACH 구조, 3 TTI 길이를 가지며, 2개의 프리엠블을 포함하는 제 5 타입 RACH 구조, 및 3 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 6 타입 RACH 구조를 포함할 수 있으며, 이 경우, 상기 기지국으로부터의 시그널링 메시지는 상기 제 1, 제 2, 제 5, 및 제 6 타입 RACH 구조들을 구분하기 위한 2 비트 정보를 포함할 수도, 이와 달리 상기 기지국으로부터의 시그널링 메시지는 상기 제 1, 제 2 또는 제 5, 제 6 타입 RACH 구조들, 및 1비트로 표현 가능한 소정 RACH 용도를 구분하기 위한 2 비트 정보를 포함할 수도 있다.
또한, 상기 미리 결정된 하나 이상의 RACH 구조는, 1 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 1 타입 RACH 구조, 2 TTI 길이를 가지며, 2개의 프리엠블을 포함하는 제 2 타입 RACH 구조, 2 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 3 타입 RACH 구조, 및 3 TTI 길이를 가지며, 2개의 프리엠블을 포함하는 제 5 타입 RACH 구조를 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 기지국으로부터의 시그널링 메시지는 상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 5 타입 RACH 구조들을 구분하기 위한 2 비트 정보를 포함할 수 있다.
아울러, 상술한 실시형태들에서 상기 제 3 및 제 6 타입 RACH 구조 중 어느 하나에 포함된 프리엠블의 길이는 순환전치부(CP)의 길이와 동일할 수도 있으며, 서로 다를 수도 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 양태에 따른 시퀀스 반복 방법은, 채널 신호 송신을 위해 시퀀스 반복을 수행하는 방법으로서, 소정 시퀀스를 2회 이상 반복하는 단계, 상기 2회 이상 반복된 시퀀스의 각 반복 부분을 2 이상의 부분으로 구분하는 단계, 및 상기 2회 이상 반복된 시퀀스의 각 반복 부분에서 구분된 상기 2 이상의 부분들 중 동일한 순서를 가지는 부분들이 연속하도록 순차적으로 배치하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 반복 단계에서 상기 소정 시퀀스를 2회 반복하며, 상기 구분 단계에서 상기 2회 반복된 시퀀스의 각 반복부분을 제 1 부분 및 제 2 부분의 2부분으로 구분하는 경우, 상기 배치 단계에서, 상기 2회 반복된 시퀀스의 각 반복부분에서의 상기 제 1 부분들이 연속하도록 배치하고, 상기 제 1 부분들에 후속하여 상 기 각 반복부분에서의 상기 제 2 부분이 연속하도록 배치할 수 있으며, 또한, 상기 반복 단계와 상기 구분 단계 사이에, 상기 2회 이상 반복된 시퀀스 중 하나 이상의 반복 부분에 순환이동(Circular shift)을 적용하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
아울러, 상기 2회 이상 반복된 시퀀스의 각 반복 부분을 상기 2회 이상의 반복 횟수 길이를 가지는 시퀀스를 이용하여 마스킹하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 여기서 상기 채널 신호는 주파수 옵셋의 추정이 필요한 채널 신호일 수 있다.
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.
RACH 송신 시 큰 셀을 지원하기 위해서 프리엠블을 반복하는 방식이 제안되고 있다. 현재 3GPP LTE 분야에서 기본적인 RACH 구조로는 전체 길이가 1.0 ms이고, 0.8 ms의 프리엠블 길이를 가지는 구조가 제안되고 있으며, 이와 같은 RACH 구조를 통해 상술한 바와 같이 15 Km의 반경을 가지는 셀을 지원할 수 있다.
다만, 상술한 바와 같이 현재 진보된 UTRA 구조하에서 RACH는 30 Km의 반경 을 가지는 셀까지 지원할 것이 요구되며, 이는 상술한 기본 RACH 구조가 지원 가능한 반경의 2배에 해당한다.
이와 같은 상황 하에서의 다양한 왕복 지연 등을 고려하는 경우, 이용 가능한 다양한 타입의 RACH 구조를 이하의 표 1과 같이 나타낼 수 있다.
타입 RACH 길이 RPF 셀 크기 (km) 파라미터들
1 1.0 ms 1 ~15 CP = 0.1ms, 프리엠블 = 0.8ms, GT = 0.1ms
2 2.0 ms 2 15~30 CP = 0.2ms, 프리엠블 = 1.6ms, GT = 0.2ms
3 2.0 ms 1 30~90 CP = 0.6ms, 프리엠블 = 0.8ms, GT = 0.6ms
4 3.0 ms 3 30~45 CP = 0.3ms, 프리엠블 = 2.4ms, GT = 0.3ms
5 3.0 ms 2 45~105 CP = 0.7ms, 프리엠블 = 1.6ms, GT = 0.7ms
6 3.0 ms 1 45~120 CP = 0.8ms, 프리엠블 = 0.8ms, GT = 1.4ms
상기 표 1에서 "RPF"는 반복 계수(Repetition Factor), 즉 프리엠블의 반복 횟수를 나타내며, "CP"는 순환 전치부(cyclic prefix)의 길이를, "GT"는 보호 시간(guard time)의 길이를 나타낸다.
상기 표 1과 관련하여 상술한 다양한 RACH 구조들을 이하의 도 1과 관련하여 상세히 설명한다.
도 1은 큰 셀을 지원하기 위해 복수의 TTI 길이를 지원하며, 다양한 횟수의 프리엠블 반복 구조를 가지는 RACH 구조들을 도시한 도면이다.
도 1의 (a) 내지 (f)에 도시된 상기 표 1의 제 1 내지 제 6 타입 RACH 구조를 통해 알 수 있는 바와 같이, 다양한 RACH 구조에 있어서 지원 가능한 셀 크기는 CP 길이 및 GT의 길이에 의해 결정됨을 알 수 있다. 즉, 도 1 및 표 1로부터 대략적으로 지원 가능한 셀 크기는 GP 길이 0.1 ms당 15 Km씩 증가함을 알 수 있다. 따라서, 상술한 CP 길이 및 GP 길이는 적절한 커버리지 영역에 따라 결정될 수 있다.
또한, 이용되는 RACH 구조는 시스템에서 허용되는 프리엠블의 반복 횟수를 고려하여 결정될 수 있다.
만일, 시스템에서 프리엠블의 2회 반복만이 지원되는 경우, 상기 표 1 및 도 1의 처음 3가지 타입(즉, 제 1 내지 제 3 타입 RACH 구조)의 RACH가 큰 셀을 지원하기 위해 이용될 수 있다. 이때, 제 1 타입의 기본 RACH 구조는 15 Km의 커버리지 내에서 이용될 수 있고, 2회 반복된 프리엠블을 가지는 제 2 타입 RACH는 30 Km까지 지원할 수 있으며, 3 TTI 길이를 가지며 하나의 프리엠블을 가지는 제 3 타입 RACH는 30~90 Km까지 지원할 수 있다.
또한, 만일 시스템에서 프리엠블의 3회 반복이 지원되는 경우, 상기 표 1 및 도 1의 제 1, 제 2, 제 4 및 제 5 타입 RACH 구조가 각 RACH 구조에 따른 커버리지 영역 내에서 이용될 수 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시형태에서는 상술한 바와 같은 CP 및 GT 길이에 따른 커버리지 영역, 시스템에서 허용되는 프리엠블 반복 횟수뿐만 아니라 이용 가능한 RACH 구조를 시그널링하기 위한 비트 수를 고려하여, 시스템 내에서 이용할 수 있는 RACH 구조의 세트를 규정할 것을 제안하며, 이에 따라 다음과 같은 RACH 구조 조합을 이용할 수 있다.
조합(타입) 시그널링 비트 수 최대 허용 RPF 지원 가능한 최대 셀 크기 (~ Km)
1 1, 3, 6 1 1 15/90/120
2 1, 2, 3, 5, 6 2 2 15/30/90/105/120
3 1, 3, 4, 6 2 3 15/90/105/120
4 1, 2, 5, 6 2 2 15/30/105/120
5 1, 2, 3, 5 2 2 15/30/90/105
상기 표 2에서 각 조합에 포함되는 타입 인덱스는 상기 표 1의 RACH 구조에 대한 타입 인덱스를 의미하며, 시그널링 비트 수는 각 조합에 포함된 RACH 구조들을 구분하여 기지국이 각 UE에게 알려주기 위해 필요한 시그널링의 비트 수를, 최대 허용 RPF는 시스템에서 허용되는 최대 프리엠블 반복 횟수를, 지원 가능한 최대 셀 크기는 각 조합에 포함된 RACH 구조에 따라 지원 가능한 커버리지 영역의 크기를 나타내고 있다.
구체적으로, 상기 제 1 조합에 따를 경우, 제 1, 제 3 및 제 6 타입 RACH 구조를 이용할 수 있다. 이 경우, 제 3 타입 RACH와 제 6 타입 RACH는 동일한 프리엠블 길이를 가지므로, 기지국이 각 UE에게 이를 구분하여 나타내 줄 필요는 없으며, 이용되는 각 타입에 따라 CP 길이와 GT 길이를 비워둠으로써 UE의 RACH 신호를 구분할 수 있다. 따라서, 상술한 3가지 RACH 구조를 지원하는 경우 기지국은 1 비트의 시그널링 메시지를 통해 각 UE에게 이용되는 RACH 구조를 알려 줄 수 있는 장점을 가진다.
또한, 상기 제 2 조합에 따를 경우, 제 1, 제 2, 제 3, 제 5 및 제 6 타입 RACH 구조를 이용할 수 있다. 이 경우, 상술한 바와 마찬가지로 제 3 타입 RACH와 제 6 타입 RACH는 기지국이 각 UE에게 구분하여 알려줄 필요는 없으므로, 기지국은 2비트의 시그널링 메시지를 통해 각 UE에게 이용되는 RACH 구조를 알려 줄 수 있다.
또한, 상기 제 3 조합에 따를 경우, 제 1, 제 3, 제 4 및 제 6 타입 RACH 구조를 이용할 수 있다. 이 경우에도 상술한 바와 같이 제 3 타입 RACH 구조와 제 6 타입 RACH 구조는 기지국이 각 UE에게 구분하여 알려줄 필요는 없으나, 이를 구분하지 않는다고 하더라도 3가지 경우를 나타내기 위해 2비트의 시그널링 메시지가 필요하므로, 이 시그널링 메시지를 통해 상술한 4가지 RACH 구조를 구분하여 나타내도록 설정할 수 있다. 다만, 본 발명의 다른 일 실시형태에서는 상기 제 3 타입 RACH 구조와 제 6 타입 RACH 구조를 구분하지 않고, 상술한 2 비트의 시그널링 메시지를 통해 나타낼 수 있는 4가지 경우 중 나머지 1가지 경우를 다른 용도(예를 들어, (예를 들어, 제어 채널을 나타내거나, 데이터 채널을 겹쳐 넣는 등의) RACH의 특정 용도를 나타내도록 설정할 수도 있다.
또한, 상기 제 4 조합에 따를 경우에는, 제 1, 제 2, 제 5 및 제 6 타입 RACH 구조를 이용할 수 있다. 이 경우, 제 2 타입 RACH 구조와 제 5 타입 RACH 구조는 동일한 프리엠블 구조를 가지므로 기지국은 상술한 바와 같이 이를 UE에게 구분하여 알려 줄 필요가 없다. 따라서, 이에 대해 상기 제 3 조합에서와 같이 2 비트의 시그널링 메시지가 상술한 제 4 조합에 포함되는 4가지 RACH 구조를 각각 나타내게 설정할 수도, 상술한 제 4 조합에 포함되는 4가지 RACH 구조 중 제 2 타입 RACH 구조와 제 5 타입 RACH 구조를 구분하지 않고, 상술한 2비트의 시그널링 메시지를 통해 나타낼 수 있는 4가지 경우 중 나머지 1가지 경우가 RACH의 특정 용도 등을 나타내도록 설정할 수도 있다.
아울러, 상기 제 5 조합에 따를 경우에는, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 5 타입 RACH 구조를 이용할 수 있다. 이 경우, 기지국은 2 비트의 시그널링 메시지를 통해 상술한 4가지 RACH 타입을 구분하여 알려줄 수 있다.
상기 표 2와 관련하여 상술한 바와 같은 RACH 구조의 조합은 각 시스템에서 시그널링 메시지를 통해 이용할 RACH 구조를 특정하고, 이에 따라 결정되는 RACH 구조를 통해 UE가 RACH 신호를 송신하는 방식으로 적용될 수 있다.
또한, 하나의 시스템에서 상기 표 2로 나타낸 조합들에 포함된 다양한 구조의 RACH들 중 복수의 RACH 구조를 지원하는 것 역시 가능하다. 예를 들어, 하나의 시스템이 복수의 RACH 구조를 이용하는 경우, UE의 셀 내 위치에 따라 서로 다른 RACH 구조를 이용함으로써, 셀 가장자리에 위치한 UE를 기준으로 설계된 긴 길이의 RACH를 셀 중심에 위치하는 UE 역시 동일하게 이용함에 따른 자원 낭비를 방지할 수도 있다.
한편, 상술한 표 1 및 표 2의 조합에서 상술한 제 3 및 제 6 타입 RACH 구조 중 어느 하나에 포함된 프리엠블의 길이는 CP의 길이와 동일할 수 있다(예를 들어, 표 1에 도시된 바와 같이 프리엠블 길이 및 CP 길이는 모두 0.8 ms일 수 있다). 다만, 프리엠블의 길이와 CP 길이는 표 1에 나타낸 것과 다소 다르게 설정될 수도 있다.
또한, 표 1과 같이 나타내는 다양한 RACH 구조에 있어서 CP 길이는 표 1에 나타낸 수치보다 소정 길이만큼 더 길고, GT 길이는 표 1에 나타낸 수치보다 소정 길이만큼 더 짧을 수도 있다.
한편, 이하에서는 본 발명의 다른 일 양태에 따라 RACH 프리엠블 시퀀스 등의 용도로 시퀀스를 반복하여 적용하는 경우, 주파수 옵셋의 영향을 감소시키기 위해 효율적으로 시퀀스를 반복하는 방법에 대해 설명한다.
큰 셀을 지원하기 위해 RACH 길이를 증가시킴에 따라 프리엠블 길이를 증가시키는 경우, 가장 간단한 방법으로서 프리엠블에 적용되는 시퀀스를 단순 반복할 수 있다. 이는 상기 도 1 및 표 1에 나타낸 제 2, 제 4, 및 제 5 타입 RACH 구조의 경우와 같다. 이와 같은 구조에 의할 경우, 다른 UE의 프리엠블과 상관 특성이 유지될 수 있으며, 반복되는 프리엠블에 따라 상이한 셀 크기를 지원할 수 있다.
다만, 이와 같이 프리엠블을 단순 반복하는 경우, 지원 가능한 주파수 옵셋의 범위가 제한될 수 있다(예를 들어, 상기 표 1의 제 2, 제 4 및 제 5 타입 RACH 구조의 경우, 625 Hz까지의 주파수 옵셋 범위까지만을 지원할 수 있다).
따라서, 본 발명의 일 실시형태에서는 프리엠블에 적용할 수 있는 시퀀스의 반복 부분 내에서 각각의 반복 부분을 구분하여, 시퀀스의 반복 기간을 감소시킴으로써 더 큰 주파수 옵셋 범위를 지원할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따라 프리엠블 시퀀스를 2회 반복하는 경우, 이를 2 부분으로 나누어 재배치함으로써 주파수 옵셋의 영향을 감소시키는 시퀀스 반복 방법을 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에서는 2회 반복되는 원 프리엠블 시퀀스의 각 반복부분(즉, 프리엠블 1 및 프리엠블 2)을 도 2의 상단에 도시된 바와 같이 제 1 부분 및 제 2 부분의 2 부분으로 구분한다(즉, 프리엠블 1의 제 1 부분 및 제 2 부분, 그리고 프리엠블 2의 제 1 부분 및 제 2 부분으로 구분한다).
이와 같이 각 반복 부분 시퀀스에서 구분된 2 부분 중 프리엠블 1 및 프리엠블 2의 제 1 부분들은 도 2의 하단에 도시된 바와 같이 전단에 연속하도록 배치되고, 프리엠블 1 및 프리엠블 2의 제 2 부분들은 상기 제 1 부분들에 후속하도록 배치할 수 있다.
도 2는 프리엠블 1의 제 1 부분을 배치하고, 프리엠블 2의 제 1 부분 및 제 2 부분을 배치한 후, 프리엠블 2의 제 2 부분을 배치한 형태를 도시하여, 시퀀스 재배치의 과정을 단순하게 하는 방법의 일례를 도시하고 있으나, 구체적인 배치 방법은 이와 다른 순서에 따를 수 있으며, 예를 들어 프리엠블 1의 제 1 부분, 프리엠블 2의 제 1 부분, 프리엠블 1의 제 2 부분, 프리엠블 2의 제 2 부분을 순차적으로 배치할 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같은 실시형태에 따라 시퀀스를 반복하는 경우, 동일한 길이를 가지는 시퀀스를 이용하여 프리엠블을 구성하는 기존의 상기 표 1의 제 2, 제 4 및 제 5 타입 RACH 구조에 비해 프리엠블 기간이 절반으로 감소함을 알 수 있으며, 이에 따라 지원 가능한 주파수 옵셋의 범위를 1250 Hz까지 증가시킬 수 있다. 즉, 상술한 실시형태에 따를 경우 프리엠블 시퀀스를 단순 반복하는 경우에 비해 주파수 옵셋의 영향에 덜 민감할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 일 실시형태에서는 도 2와 관련하여 상술한 바와 같이 프리엠블 시퀀스를 반복하여 적용하되, 반복 부분 중 어느 한 부분 이상에 순환이동을 적용하여 추가적인 정보를 나타내도록 할 수 있으며, 이하 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따라 시퀀스를 반복 적용하며, 반복 부분 중 일부 부분에 순환 이동을 적용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2와 관련하여 상술한 본 발명의 일 실시형태에 따른 시퀀스 반복 방법을 보다 일반화하여 적용한 구조를 도시하고 있다. 즉, 프리엠블 시퀀스를 2회 반복하여 적용하는 경우, 각 반복 부분을 2 이상의 복수 부분으로 구분하고, 시퀀스의 각 반복 부분에서 구분된 부분들을 순서에 따라 재배치하는 형태를 도시하고 있다. 도 3과 같이 각 시퀀스 반복 부분을 복수의 부분으로 구분할 경우, 구분되는 각 부분은 칩 레벨(chip level)까지로 구분될 수도 있다. 이와 같이 시퀀스의 각 반복 부분을 다수의 부분으로 구분하여 적용할 경우, 구분 횟수에 따라 프리엠블의 반복 기간이 감소하게 되며, 상술한 구분 횟수에 비례하여 RACH가 지원 가능한 주파수 옵셋의 범위를 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일 실시형태에서는 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 시퀀스 반복 부분 중 어느 하나 이상의 부분에 순환이동을 적용하여 추가적인 정보를 나타내도록 할 수 있다. 구체적으로, 도 3에서 각 시퀀스 반복 부분을 구분하는 단위가 칩 레벨인 경우를 가정하면, 두 번째 시퀀스 반복 부분(즉, 프리엠블 2)에 2 칩에 걸쳐 순환 이동이 적용된 것을 도시하고 있다. 이에 따라 도 3의 하단에 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 시퀀스 반복이 이루어진 구조에서 프리엠블 2에서 구분된 부분은 프리엠블 1에서 구분된 부분들에 비해 2 칩만큼 이동된 형태로 재배열되는 것을 알 수 있다.
이와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따라 시퀀스의 반복 부분 중 소정 부분에 순환이동을 적용할 경우, 상술한 바와 같이 이를 통해 추가적인 정보를 나타낼 수 있을 뿐만 아니라, 동일한 시퀀스 부분의 반복으로 인한 타이밍 추정의 부정확성을 감소시킬 수 있다. 즉, 도 3에서 프리엠블 1과 프리엠블 2는 동일한 시퀀스를 반복한 반복 부분에 해당하며, 만일 이들을 동일하게 분할하여 재배치하는 경우, 각 시퀀스의 동일한 부분이 각각 반복됨에 따라 타이밍 추정이 어려울 수 있다. 그러나, 도 3의 하단에 도시된 바와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따라 동일한 시퀀스를 반복한 프리엠블 1과 프리엠블 2 중 어느 하나(예를 들어, 프리엠블 2)에 순환이동을 적용한 후, 이를 복수의 부분으로 구분하여 재배치하는 경우, 상술한 바와 같은 동일한 시퀀스 부분의 반복으로 인한 타이밍 추정의 모호함은 감소할 수 있다.
한편, RACH 채널이 큰 셀을 지원할 수 있도록 하기 위해 해결하여야 하는 문제에는 상술한 바와 같이 RACH 길이를 증가시키는 문제와 주파수 옵셋과 관련한 문제뿐만 아니라, 사용 가능한 시퀀스 부족 문제가 있다. 즉, RACH를 큰 셀에서 이용하는 경우, 큰 전파 지연으로 인하여 시퀀스에 순환이동을 적용하는 것이 어렵기 때문에 이용 가능한 시퀀스의 수는 감소할 수 있다.
따라서, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에서는 상술한 바와 같은 이용 가능한 시퀀스의 수가 부족해지는 문제를 해결하기 위해, 프리엠블에 적용하기 위한 시퀀스에 소정 시퀀스를 마스킹(Masking)하여 이용하는 방식을 제안한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따라 프리엠블 시퀀스에 소정 시퀀스를 마스킹하여 적용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로, 도 4는 프리엠블 시퀀스가 2번 반복되는 경우, 길이 2인 시퀀스를 이용하여 각 프리엠블 시퀀스를 마스킹하는 것을 도시하고 있다. 만일, 프리엠블 시퀀스가 R번 반복되는 경우, 본 실시형태에 따른 마스킹 시퀀스는 길이 R을 가지는 양호한 교차상관/자기상관 특성을 가지는 시퀀스를 이용할 수 있다. 바람직하게, 여기서의 마스킹 시퀀스는 직교 시퀀스일 수 있으나, 각 프리엠블 시퀀스의 상관 특성을 열화시키지 않는 경우, 임의의 마스킹 시퀀스가 이용될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 프리엠블 시퀀스에 소정 시퀀스를 이용하여 마스킹하는 방식은 도 2 및 도 3과 관련하여 상술한 본 발명의 각 실시형태들과 병행하여 적용될 수 있다. 도 2 및 도 3과 관련하여 상술한 본 발명의 각 실시형태에 따르더라도, 각 프리엠블의 반복 부분은 전체 시퀀스 부분을 포함하기 때문이다. 또한, 도 2 및 도 3과 관련하여 상술한 본 발명의 각 실시형태에 도 4와 관련하여 상술한 바와 같이 양호한 상관 특성을 가지는 마스킹 시퀀스를 이용하여 마스킹을 수행하는 경우, 전체 시퀀스의 배열을 재배치함에 따라 약해지는 상관 특성을 어느 정도 보상해 줄 수도 있다.
한편, 도 2 내지 도 4와 관련하여 상술한 본 발명의 각 실시형태에 따른 시퀀스 반복 방법은 RACH 프리엠블에 적용되는 경우를 중점적으로 살펴보았으나, 이와 같은 방식은 그 밖에 다른 채널에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 3GPP LTE 시스템에서의 동기 채널(SCH), 사운딩 채널(CQ 채널 등), 파일럿 채널 등에 상술한 바와 같은 시퀀스 반복 방법, 순환 이동 적용 방법 및 시퀀스 마스킹 방법을 적용할 수 있으며, 또한, IEEE 802 계열 시스템에서의 프리엠블에 역시 상술한 바와 같은 방식을 적용할 수 있다. 즉, 상술한 바와 같은 본 발명의 각 실시형태에 따른 방법은 RACH 프리엠블 뿐만 아니라 주파수 옵셋의 추정이 필요한 임의의 채널에 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 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 방법에 따르면, 큰 셀을 지원하기 위한 복수의 TTI 길이를 가지는 다양한 RACH 구조들 중 이들 구조들을 나타내기 위한 시그널링 비트 수, 및 프리엠블 반복 구조 이용 여부 및 반복 횟수 등에 따라 이용 가능한 RACH 구조의 조합을 다양하게 선택할 수 있다.
또한, 주파수 옵셋의 추정이 필요한 채널에서 시퀀스를 반복하여 적용하는 경우, 상술한 본 발명의 실시형태들에 따를 경우 더 높은 주파수 옵셋이 존재하는 시스템을 지원할 수 있다.

Claims (17)

  1. 미리 결정된 하나 이상의 RACH 구조들의 조합 중 RACH 구조를 선택하기 위해 기지국으로부터 시그널링 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 시그널링 메시지에 따라 선택된 RACH 구조를 통해 단말이 RACH 신호를 송신하는 단계를 포함하되,
    상기 시그널링 메시지는 상기 RACH 구조들의 조합 중 단말이 RACH 신호를 송신하기 위한 RACH 구조의 타입 인덱스를 지시하며,
    상기 RACH 구조들의 조합 내 RACH 구조들 각각은 순환 전치부(Cyclic Prefix; CP)의 길이 및 프리엠블 시퀀스의 반복 횟수가 서로 다르게 설정되어 있고,상기 단말이 RACH 신호를 송신하는 RACH 구조는 상기 RACH 구조의 타입 인덱스에 따라 결정되는, RACH 송신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 하나 이상의 RACH 구조들의 조합은,
    1 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 1 타입 RACH 구조,
    2 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 3 타입 RACH 구조, 및
    3 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 6 타입 RACH 구조를 포함하며,
    상기 기지국으로부터의 시그널링 메시지는 상기 제 1 타입 RACH 구조와 제 3 또는 제 6 타입 RACH 구조를 구분하기 위한 1 비트 정보를 포함하는, RACH 송신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 하나 이상의 RACH 구조들의 조합은,
    1 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 1 타입 RACH 구조,
    2 TTI 길이를 가지며, 2개의 프리엠블을 포함하는 제 2 타입 RACH 구조,
    2 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 3 타입 RACH 구조,
    3 TTI 길이를 가지며, 2개의 프리엠블을 포함하는 제 5 타입 RACH 구조, 및
    3 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 6 타입 RACH 구조를 포함하며,
    상기 기지국으로부터의 시그널링 메시지는 상기 제 1, 제 2, 제 3 또는 제 6, 및 제 5 타입 RACH 구조들을 구분하기 위한 2 비트 정보를 포함하는, RACH 송신 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 하나 이상의 RACH 구조들의 조합은,
    1 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 1 타입 RACH 구조,
    2 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 3 타입 RACH 구조,
    3 TTI 길이를 가지며, 3개의 프리엠블을 포함하는 제 4 타입 RACH 구조, 및
    3 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 6 타입 RACH 구조를 포함하는, RACH 송신 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기지국으로부터의 시그널링 메시지는 상기 제 1, 제 3, 제 4, 및 제 6 타입 RACH 구조들을 구분하기 위한 2 비트 정보를 포함하는, RACH 송신 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 기지국으로부터의 시그널링 메시지는 상기 제 1, 제 3 또는 제 6, 제 4 타입 RACH 구조들, 및 1비트로 표현 가능한 소정 RACH 용도를 구분하기 위한 2비트 정보를 포함하는, RACH 송신 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 하나 이상의 RACH 구조들의 조합은,
    1 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 1 타입 RACH 구조,
    2 TTI 길이를 가지며, 2개의 프리엠블을 포함하는 제 2 타입 RACH 구조,
    3 TTI 길이를 가지며, 2개의 프리엠블을 포함하는 제 5 타입 RACH 구조, 및
    3 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 6 타입 RACH 구조를 포함하는, RACH 송신 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 기지국으로부터의 시그널링 메시지는 상기 제 1, 제 2, 제 5, 및 제 6 타입 RACH 구조들을 구분하기 위한 2 비트 정보를 포함하는, RACH 송신 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 기지국으로부터의 시그널링 메시지는 상기 제 1, 제 2 또는 제 5, 제 6 타입 RACH 구조들, 및 1비트로 표현 가능한 소정 RACH 용도를 구분하기 위한 2 비트 정보를 포함하는, RACH 송신 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 하나 이상의 RACH 구조들의 조합은,
    1 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 1 타입 RACH 구조,
    2 TTI 길이를 가지며, 2개의 프리엠블을 포함하는 제 2 타입 RACH 구조,
    2 TTI 길이를 가지며, 하나의 프리엠블을 포함하는 제 3 타입 RACH 구조, 및
    3 TTI 길이를 가지며, 2개의 프리엠블을 포함하는 제 5 타입 RACH 구조를 포함하며,
    상기 기지국으로부터의 시그널링 메시지는 상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 5 타입 RACH 구조들을 구분하기 위한 2 비트 정보를 포함하는, RACH 송신 방법.
  11. 제 2 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 및 제 6 타입 RACH 구조 중 어느 하나에 포함된 프리엠블의 길이는 순환전치부(CP)의 길이와 동일한, RACH 송신 방법.
  12. 미리 결정된 하나 이상의 RACH 구조들의 조합 중 RACH 구조를 선택하기 위한 시그널링 메시지를 하나 이상의 사용자 기기에게 송신하는 단계; 및
    상기 시그널링 메시지에 따라 선택된 RACH 구조를 통해 상기 사용자 기기로부터 RACH 신호를 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 시그널링 메시지는 상기 RACH 구조들의 조합 중 상기 사용자 기기가 RACH 신호를 송신하기 위한 RACH 구조의 타입 인덱스를 지시하며,
    상기 RACH 구조들의 조합 내 RACH 구조들 각각은 순환 전치부(Cyclic Prefix; CP)의 길이 및 프리엠블 시퀀스의 반복 횟수가 서로 다르게 설정되어 있고,상기 사용자 기기로부터 RACH 신호를 수신하는 RACH 구조는 상기 RACH 구조의 타입 인덱스에 따라 결정되는, RACH 수신 방법.
  13. 채널 신호 송신을 위해 시퀀스 반복을 수행하는 방법에 있어서,
    소정 시퀀스를 2회 이상 반복하는 단계;
    상기 2회 이상 반복된 시퀀스의 각 반복 부분을 2 이상의 부분으로 구분하는 단계; 및
    상기 2회 이상 반복된 시퀀스의 각 반복 부분에서 구분된 상기 2 이상의 부분들 중 동일한 순서를 가지는 부분들이 연속하도록 순차적으로 배치하는 단계를 포함하는, 시퀀스 반복 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 반복 단계에서 상기 소정 시퀀스를 2회 반복하며, 상기 구분 단계에서 상기 2회 반복된 시퀀스의 각 반복부분을 제 1 부분 및 제 2 부분의 2부분으로 구분하는 경우,
    상기 배치 단계에서, 상기 2회 반복된 시퀀스의 각 반복부분에서의 상기 제 1 부분들이 연속하도록 배치하고, 상기 제 1 부분들에 후속하여 상기 각 반복부분에서의 상기 제 2 부분이 연속하도록 배치하는, 시퀀스 반복 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 반복 단계와 상기 구분 단계 사이에,
    상기 2회 이상 반복된 시퀀스 중 하나 이상의 반복 부분에 순환이동(Circular shift)을 적용하는 단계를 더 포함하는, 시퀀스 반복 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 2회 이상 반복된 시퀀스의 각 반복 부분을 상기 2회 이상의 반복 횟수 길이를 가지는 시퀀스를 이용하여 마스킹하는 단계를 더 포함하는, 시퀀스 반복 방법.
  17. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 채널 신호는 주파수 옵셋의 추정이 필요한 채널 신호인, 시퀀스 반복 방법.
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