KR101430437B1 - 통신 시스템에서의 신호 송수신 방법, 장치 및 이에이용되는 채널구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통신 시스템, 특히 셀 반경에 비례하여 허용되는 임의접속채널(RACH)의 길이를 증가시키는 통신 시스템에서의 신호 송수신 방법, 장치 및 이에 이용되는 채널구조에 대한 것이다. 이를 위해 허용되는 채널의 총 길이 중 각 UE의 셀 내 위치에 따라 서비스받기에 충분한 길이를 선택한 후, 이러한 길이를 가지는 시퀀스를 채널에 적용하여 송신을 수행하며, 이를 통해 자원을 효율적으로 사용하고, 각 UE들의 임의접속 기회를 증가시켜줄 수 있으며, 복수의 UE들로부터의 임의 접속 신호가 충돌할 가능성 역시 감소시킬 수 있다.

RACH, 셀 반경

Description

통신 시스템에서의 신호 송수신 방법, 장치 및 이에 이용되는 채널구조{Method and Apparatus for Transmitting and Receiving Signal In Communication System, And Channel Structure Used In The Same}

도 1 및 도 2는 단말이 기지국과 상향링크 통신을 연결할 때 발생하는 과정의 예를 도시한 도면.

도 3은 동기식 접속과 비동기식 접속에 이용되는 RACH 신호 구조를 도시한 도면.

도 4는 셀의 크기와 채널의 길이를 설명하기 위한 도면.

도 5는 긴 길이의 채널 신호를 형성하기 위해 동일 시퀀스를 반복하는 경우와 각 길이에 따라 서로 다른 시퀀스를 정의하는 경우를 각각 도시한 도면.

도 6은 채널 신호를 형성하는 기본 구조를 설명하기 위한 도면.

도 7은 도 6에 도시된 기본 구조를 통해 큰 셀에서의 채널 구조를 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면.

도 8은 큰 셀에서 각 사용자 기기(UE)와 기지국간의 거리에 따라 발생하는 현상을 설명하기 위한 도면.

도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따라 셀 내 UE의 위치에 따라 채널 신호를 새롭게 규정하는 방법을 설명하는 도면.

도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따라 셀 내 UE의 위치에 따라 새롭게 규정된 채널 신호를 이용하여 복수의 UE에게 통신 자원을 할당하는 방법을 설명하기 위한 도면.

도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따라 셀 내에서 UE의 위치에 기초하여 채널 신호를 형성하는 방법을 설명하는 순서도.

도 12는 본 발명의 일 실시형태에 따라 셀 내 UE의 위치에 기초하여 채널 신호를 형성하는 UE 및 이에 포함된 채널 형성기의 구성을 도시한 블록도.

도 13은 본 발명의 일 실시형태에 따라 셀 내 UE의 위치에 기초하여 UE로부터 채널 신호를 수신하고, 자원을 할당하기 위한 기지국의 특징적인 구성을 도시한 블록도.

도 14는 본 발명의 일 실시형태에 따라 UE의 임의접속에 대해 기지국으로부터 응답이 없어 채널 신호를 재전송하는 경우, 채널 신호를 형성하는 방식을 설명하기 위한 도면.

도 15는 본 발명의 일 실시형태에 따라 UE의 임의접속에 대해 기지국으로부터 응답이 없어 채널 신호를 재전송하는 경우, 채널 신호를 형성하는 방식을 설명하는 순서도.

본 발명은 무선 통신 기술에 대한 것으로, 특히 통신 시스템에서의 신호 송 수신 방법, 장치 및 이에 이용되는 채널구조에 관한 것이다.

현재 논의되고 있는 통신 시스템의 상향링크 채널로는 단말이 기지국에 임의접속하기 위한 임의접속채널(RACH)과, 채널품질표시자(CQI) 및 ACK/NACK 정보를 송신하기 위한 상향링크 공유 채널(예를 들어, HS-DPCCH) 등이 있다. 이 중 RACH는 단말이 기지국과 하향 링크 동기를 수행하고, 기지국 정보를 통해서 찾아낼 수 있는 임의 접근 채널이다. 해당 채널의 위치 등은 기지국 정보로부터 알 수 있으며, RACH는 단말이 기지국과 동기를 맞추지 않은 상태에서 접근할 수 있는 유일한 채널이다. 이 RACH를 통해서 단말이 해당 기지국에 신호를 전송하게 되면, 기지국은 단말에게, 기지국 자신과 동기화되기 위해서 상향링크 신호 타이밍에 대한 수정정보와 해당 단말이 기지국에서 연결되기 위한 각종 정보를 알려주게 된다. 이와 같은 RACH를 통해 단말과 기지국의 연결이 수행된 후, 그 밖의 상향링크 채널을 이용하여 통신이 이루어질 수 있다.

도 1 및 도 2는 단말이 기지국과 상향링크 통신을 연결할 때 발생하는 과정의 예를 도시한 도면이다.

RACH를 접근함으로써 단말은 기지국과 상향링크/하향링크의 동기를 모두 획득할 수 있고, 해당 기지국에 접근할 수 있는 상태가 된다. 도 1의 경우는 단말의 전원이 켜지고 처음으로 기지국과 연결될 때의 상황에 대한 것이고, 도 2는 단말이 초기 기지국과 동기를 수행한 후에, 동기가 어긋났거나, 혹은 상향링크 자원을 요청해야 할 경우(즉, 상향링크 전송 데이터를 위한 자원을 요청하는 경우)에 접근하게 된다. 기지국은 해당 단말이 어떤 목적으로 RACH를 접근했는지 파악하고 그에 상응하는 과정을 취하게 된다. RACH를 접근함에 있어서 도 2는 RACH에 보내지는 신호가 기지국과 동기가 맞춰져 있는가 아닌가에 따라서 서로 다른 신호를 쓸 수 있다. 동기식 접속(Synchronized access)의 경우는 단말이 기지국과 동기를 수행한 후, 동기가 유지된 상황(하향링크 신호나 상향링크에 전송되는 CQ 파일롯과 같은 제어 정보를 통해서 동기 유지가 가능함)에서 RACH를 접근하는 것으로, 기지국에서는 RACH에 포함된 신호를 쉽게 알아볼 수 있다. 그리고 동기가 유지된 상태이기 때문에, 단말은 더 긴 시퀀스를 사용하거나 혹은 추가적인 데이터를 더 전송할 수 있게 된다. 반면 비동기식 접속(non-synchronized access)의 경우에는 단말이 기지국에 접근함에 있어, 어떤 이유로 동기가 맞춰져 있지 않을 경우, RACH에 접근함에 있어서 보호시간(guard time)을 설정해야 한다. 이 보호시간은 기지국 안에서 서비스를 받고자 하는 단말이 가질 수 있는 최대 왕복 지연(round-trip delay)을 고려하여 설정되게 된다.

도 3은 동기식 접속과 비동기식 접속에 이용되는 RACH 신호 구조를 도시한 도면이다.

이 RACH는 기지국의 셀 크기에 따라서 RACH의 길이가 달라져야 한다. 단말이 기지국과 멀리 떨어져 있을수록 왕복 지연이 커지게 되고, 이는 비동기식 접속에서 단말을 위해 설정되어야 하는 보호 시간이 길어지는 것을 의미한다. 또한 셀 크기가 커지게 되는 경우, 단말과 기지국 사이의 경로 손실(path loss)이 커지게 되어서 신호를 더 길게 확산(spreading)해서 전송해야되는 상황이다. 이 상황은 도 4에 도시되어 있다.

도 4는 셀의 크기와 채널의 길이를 설명하기 위한 도면이다.

도 4와 같이 채널의 길이, 특히 RACH의 길이는 실제 통신시스템이 설치될 곳에서의 셀 크기에 비례하여 설정된다. 이 서로 다른 RACH 길이에 대해서 실제 RACH 신호를 어떤 식으로 전송할 것인가는 현재 3GPP LTE에서 두 가지로 분류된다. 하나는 최소 크기의 셀에서 제공하게 될 RACH 신호를 셀 크기가 커졌을 때, 이를 단순 반복함으로써 신호의 길이를 증가시키는 방법과, 다른 하나는 각각 서로 다른 길이의 채널에 대해서 서로 다른 시퀀스를 정의하여 사용하자는 방식이다. 최소 셀의 신호를 단순 반복하여 사용할 경우, 단말은 그만큼 단순해지는 장점이 있다. 반면 더 긴 길이의 RACH를 사용함에 있어서, 짧은 시퀀스를 반복하여 사용하게 되므로, 사용할 수 있는 임의접속 시퀀스가 줄어들게 되는 단점이 있다. 반면에 긴 시퀀스를 각각 정의하여 사용할 경우에는 기지국에서 더 좋은 검출 성능과 더 많은 개수의 임의 접속 시퀀스를 사용할 수 있는 장점이 있다. 물론 이렇게 함으로써 단말의 복잡도는 약간 더 증가하게 된다.

도 5는 긴 길이의 채널 신호를 형성하기 위해 동일 시퀀스를 반복하는 경우와 각 길이에 따라 서로 다른 시퀀스를 정의하는 경우를 각각 도시한 도면이다.

도 5는 상술한 바와 같이 큰 셀에서 긴 채널 신호를 형성해야 하는 경우에 동일 시퀀스를 반복하는 경우를 상단에, 서로 다른 시퀀스를 정의하는 경우를 하단에 도시하고 있다.

상술한 바와 같이 셀 반경이 커지는 경우 채널의 길이가 길어지는 것이 일반적이며, 경로 손실과 왕복 지연의 증가로 인하여 적용하는 시퀀스의 확산 계수와 보호 시간을 증가시켜야 하는 RACH의 경우 역시 그러하다. 이 길어진 채널에 접근하는 단말은 해당 채널을 통해서 기지국에 접근하기 위한 시퀀스 신호를 생성하고, 이를 할당된 채널 위치에 전송한다. 하지만 상술한 바와 같이 셀 반경이 커지는 경우 기지국과 멀리 떨어져 있는 단말은 기지국까지의 경로 손실과 왕복 지연으로 인해서 긴 채널을 사용하는 것이 적합하다. 반면 같은 셀 내에서도 단말이 기지국과 가까운 곳에 위치한다면, 단말에게 이 긴 채널 전체는 불필요하게 긴 경우가 된다. 따라서 기지국과 단말 사이의 위치에 기초하여 효율적인 자원 관리를 수행하는 기술이 요구되고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 발명의 목적은 UE의 셀 내 위치 정보에 기초하여 이러한 UE가 사용하는 채널의 길이를 결정함으로써 효율적인 자원 관리를 수행하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 UE의 임의 접속에 대해 기지국으로부터 응답이 없는 경우 재전송하는 채널의 길이를 증가시킴으로써 재전송에 대한 검출성능을 증가시키는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따른 신호 송신 방법은 통신 시스템에서 사용자 기기의 신호 송신 방법으로서, 상기 사용자 기기의 셀 내 위치 정보에 기초하여 전체 채널 길이 중 기지국과의 접속에 사용할 길이를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 길이를 가지는 채널 신호를 송신하는 단계를 포함한다.

이 경우, 상기 통신 시스템은 셀 반경에 비례하여 상기 전체 채널 길이를 증가시키는 통신 시스템일 수 있다.

또한, 상기 채널은 임의접속채널일 수 있고, 상기 사용자 기기의 상기 셀 내 위치 정보는, 상기 임의접속채널 전체 길이를 이용하여 상기 기지국에 접속하는 개시접속단계; 및 상기 개시접속에 응답하여 상기 기지국으로부터 수신한 신호를 통해 상기 사용자 기기의 상기 셀 내 위치를 판정하는 단계를 포함하는 방법에 의해 획득될 수 있으며, 판정된 상기 셀 내 위치 정보를 저장하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

또한, 상기 위치 판정 단계는 상기 개시접속에 응답하여 상기 기지국으로부터 수신한 정보와 상기 기지국에 개시 접속시 송신된 정보를 비교하여 상기 사용자 기기의 상기 셀 내 위치를 판정할 수 있으며, 상기 개시 접속 단계는 상기 사용자 기기의 전원을 켤 때 수행될 수 있다.

또한, 상기 길이 선택 단계는 상기 위치 정보에 기초한 경로 손실 및 왕복지연치를 고려하여 상기 접속에 사용할 길이를 선택할 수 있으며, 상기 길이 선택 단계에서 선택된 상기 길이를 가지는 신호들이 상기 전체 채널 중에 삽입될 위치를 결정하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

한편, 상술한 실시형태에서 상기 송신 단계의 송신에 대해 상기 기지국으로부터 응답이 없는 경우, 상기 선택된 길이 및/또는 채널의 송신전력을 증가시켜 송신할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 신호 송신 방법은 통신 시스템에서 사용 자 기기의 신호 송신 방법으로서, 셀 내 상기 사용자 기기와 상기 기지국과의 거리에 비례하여 채널에 삽입되는 시퀀스의 확산 계수를 증가시키는 단계; 및 확산된 상기 시퀀스를 상기 채널에 적용하여 송신하는 단계를 포함한다.

한편, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 신호 송신 방법은 통신 시스템에서 사용자 기기의 신호 송신 방법으로서, 셀 내 상기 사용자 기기와 상기 기지국과의 거리에 비례하여 채널에 삽입되는 시퀀스의 반복 횟수를 증가시키는 단계; 및 반복된 상기 시퀀스를 상기 채널에 적용하여 송신하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 자원 할당 방법은 통신 시스템에서 기지국의 자원 할당 방법으로서, 소정 사용자 기기의 셀 내 위치 정보에 기초하여 전체 채널 길이 중 상기 사용자 기기가 사용할 채널 길이를 판정하는 단계; 및 상기 전체 채널 중 상기 사용자 기기가 사용할 채널 길이를 가지는 부분의 위치를 할당하는 단계를 포함한다.

이 경우, 상기 채널은 상향링크 공유채널을 포함하며, 상기 사용자 기기의 셀 내 위치 정보는 상기 사용자 기기의 임의접속채널을 이용한 개시접속을 통해 획득될 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 신호 수신 방법은 통신 시스템에서 기지국의 신호 수신 방법으로서, 셀 내 복수의 사용자 기기들의 상기 셀 내 위치 정보들에 기초하여 상기 복수의 사용자 기기가 각각 사용할 채널 길이를 판정하는 단계; 상기 전체 채널 중 상기 복수의 사용자 기기가 각각 사용할 채널 길이를 가지는 부분의 위치를 각각 할당하는 단계; 및 할당된 상기 위치로부터 상기 복 수의 사용자 기기로부터의 신호를 수신하는 단계를 포함한다.

다른 한편, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 임의접속채널 구조는 셀 반경에 비례하여 허용되는 임의접속채널의 길이를 증가시키는 통신 시스템에의 임의접속채널 구조로서, 사용자 기기의 상기 셀 내 위치 정보에 기초하여 선택된 길이를 가지는 임의접속채널 신호가 상기 허용되는 임의접속채널 전체 중 소정 위치에 삽입된 구조를 가진다.

본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 채널 형성기는 통신 시스템에서의 사용자 기기의 채널 형성기로서, 상기 사용자 기기의 셀 내 위치 정보에 기초하여 전채 채널 길이 중 기지국과의 접속에 사용할 길이를 선택하는 길이 선택부; 상기 길이 선택부가 선택한 길이를 가지는 채널 신호가 상기 전체 채널 중에 삽입될 위치를 결정하는 위치 결정부; 및 상기 선택된 길이 및 상기 삽입될 위치 정보에 기초하여 채널에 시퀀스를 적용하는 시퀀스 적용부를 포함한다.

이 경우, 상기 채널은 임의접속채널일 수 있으며, 상기 채널 형성기는, 상기 임의접속채널 전체 길이를 이용하여 상기 기지국에 접속하는 개시접속에 응답하여 상기 기지국으로부터 수신한 신호를 수신하는 수신기; 상기 수신기가 수신한 상기 신호 통해 상기 사용자 기기의 상기 셀 내 위치를 판정하는 셀 내 위치 판정부; 및 판정된 상기 셀 내 위치 정보를 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다.

마지막으로, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 따른 기지국은 셀 반경에 비례하여 허용되는 채널의 길이를 증가시키는 통신 시스템에서의 기지국으로서, 상기 셀 내 사용자 기기의 임의접속채널을 통한 개시접속 신호를 수신하여, 상기 사용자 기기의 상기 셀 내 위치 정보들을 획득하는 위치 판정부; 및 상기 위치 판정부가 획득한 위치 정보에 기초하여 상기 사용자 기기의 상향링크 공유채널 자원을 할당하는 자원 할당부를 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.

본 발명은 이동 통신 시스템에서 셀 반경이 큰 경우 채널을 효율적으로 사용하기 위한 방안, 특히 상향링크 동기화로 사용되는 RACH에서의 사용 방안을 제시한다. 즉, 셀 반경에 따라서 채널의 자원양도 증가하나, 이는 기지국과 멀리 떨어진 단말들에게 유용하지만 기지국과 가까운 단말들에게는 자원이 불필요하게 많은 경우가 된다. 따라서 셀 반경이 큰 경우 채널을 좀 더 효과적으로 사용하기 위한 채널 구조와 해당 채널 신호에 대한 설계를 수행하도록 한다.

채널을 사용함에 있어서 두 가지의 논점이 존재한다. 하나는 채널에 사용될 신호를 어떤 모양으로 사용할 것인가와 채널의 구조를 어떤 식으로 구현할 것인가 이다.

도 6은 채널 신호를 형성하는 기본 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 6의 상단에 "Basic Sequence only"로 지칭된 구조(601)와 같이, 채널에 단순히 시퀀스와 같은 것(예를 들어, 3GPP에서 주로 사용되는 GCL CAZAC와 Zadoff-Chu CAZAC와 같은 CAZAC, WCDMA에서 주로 사용되는 골드 코드(Gold Code) 등)으로부터 생성된 신호를 바로 삽입하여 통신하는 경우가 있다. 특히, 상술한 예들 중 일정한 크기를 가져 전력 부스팅이 용이하며, 우수한 상관 특성을 가져 동기 획득 등에 있어 유리한 CAZAC 시퀀스에 대해 간략하게 설명하면 다음과 같다.

상기 CAZAC 시퀀스는 두 종류가 많이 사용되고 있으며, 이는 상술한 바와 같이 GCL CAZAC와 Zadoff-Chu CAZAC이다. 이 두 종류 사이의 관계는 서로 공액복소수 관계로 묶이며, 따라서 Zadoff-Chu CAZAC는 GCL CAZAC에 공액복소수 연산을 적용하면 얻어진다. Zadoff-Chu CAZAC은 다음과 같이 주어진다.

여기서, k 는 시퀀스 인덱스를, N 은 생성될 CAZAC 시퀀스의 길이를, M은 시퀀스 ID를 나타낸다.

상기 수학식 1 및 수학식 2와 같이 주어지는 Zadoff-Chu CAZAC 시퀀스 및 이의 공액복소수 관계에 있는 GCL CAZAC 시퀀스를 c(k;N,M) 로 나타낼 때, 모두 다음과 같은 세 가지 특징을 가진다.

상기 수학식 3 은 CAZAC 시퀀스는 언제나 그 크기가 1을 의미하고, 수학식 4 는 CAZAC 시퀀스의 자기상관(Auto-Correlation) 함수가 델타 함수로 표시됨을 보여준다. 여기에서 자기상관은 순환 상관(circular correlation)에 기반한다. 또한, 수학식 5 는 교차상관함수(Cross-Correlation)가 언제나 상수임을 보여준다.

상기 수학식 3에 나타난 바와 같은 특징은 채널로 전송되는 신호의 크기가 일정해서, 상술한 바와 같이 전송단에서 시간 영역 신호를 충분히 부스팅(boosting)시킬 수 있는 장점을 제공한다. 또한 상기 수학식 4의 경우는 단말이 채널로부터 시퀀스를 검출할 때, 정확한 시간 동기를 찾을 수 있게 하는 근거를 제시하며, 마지막 수학식 5의 특징은 여러 기지국의 채널이 섞여서 들어올 경우에 각 기지국을 구분하는데 있어서 효과적으로 처리할 수 있게 해준다.

도 6의 상단에 도시된 구조(601)은 이와 같은 CAZAC 시퀀스를 포함하는 다양한 시퀀스들이 순환전치부나 반복구조 없이 단순히 채널에 삽입되어 있는 구조를 도시하고 있다. 이 경우에는 후술할 "Basic CP only"로 지칭된 구조(602)나 "Basic CP+Repetition"으로 지칭된 구조(603)에서와 같은 반복구조(Repetition)나 순환 전치부(CP)와 같은 것을 사용하지 않기 때문에 전송 신호 자체는 가장 길게 보낼 수 있고, 따라서 RACH 등에서 가장 많은 정보를 전달할 수 있다. 하지만 구조(603)과 같은 반복구조가 없기 때문에 신호를 검출하기 위해서는 모든 시간 지연에 대해서 모두 신호가 있는지 확인을 해봐야 하는 단점이 있다. 이는 기지국에게 많은 부하를 줄 수 있는 단점이 된다. 또한 신호 길이에 따라서 달라지지만, 구조(602) 및 구조(603)과 같은 순환전치부를 사용하지 않을 경우 기지국(수신단)에서 RACH 신호를 검출하는데 오차가 발생하는 것이 용납되지 않는다. 이와 같이 순환전치부를 포함하지 않는 구조(601)는 다중경로와 같은 채널 왜곡이 발생하면 기지국(수신단)에서 RACH 신호를 검출하는데 타이밍 오차를 일으키고, 만약 신호가 OFDM 서브캐리어에 실려있는 경우라면, OFDM 신호의 직교성(orthogonally)이 망가지게 되어 수신단에서 신호 자체를 검출하는데 문제가 발생한다.

이러한 다중경로 환경에서 사용하기 위해서는 보통 도 6의 중단부에 "Basic CP only"로 지칭된 구조(602)와 같이 신호의 앞단에 순환전치부(CP)를 위치시켜서 수신단에서 다중경로에 의한 시간 오차에 대해서 강인하도록 만든다. 이와 같이 할 경우에 수신단에서는 다중경로에 의해서 시간 오차가 생기는 것을 무시할 수 있지 만, 여전히 모든 지연시간 위치에 대해서 신호 검출을 수행해 봐야 하는 문제가 생긴다.

모든 위치에서 신호를 검출하는 것이 불합리하거나 가능하지 않을 경우에는 도 6의 하단에 "Basic CP+Repetition"으로 지칭된 구조(603)와 같이, 채널 신호 자체가 반복 구조를 가지도록 하고, 신호의 앞단에 순환전치부를 삽입하는 경우가 있다. 이렇게 하면 RACH 신호 등을 수신한 수신단에서는 수신신호에 대해서 자기상관(autocorrelation)기반으로 타이밍을 검출할 수 있다. 이는 상기 수학식 5와 같은 교차상관에 의해 타이밍을 검출하는 것에서 필요한 바와 같이 신호가 무엇인지 파악하지 않아도 되며, 자기상관 이외의 다른 프로세싱 과정이 전혀 필요 없기 때문에 수신단에서는 타이밍을 검출하기 매우 좋은 기법이 된다. 하지만 신호의 길이가 반복구조로 인해서 짧아졌기 때문에 보낼 수 있는 정보량이 줄어드는 단점이 있다.

도 6에서 도시된 것은, 시스템이 지원하는 기본 단위의 채널을 접근하기 위해서 사용되는 채널 신호구조로서, 이와 달리 채널의 길이가 확장되어야 할 경우에는 다음과 같이 다양한 방법으로 확장될 수 있다.

도 7은 도 6에 도시된 기본 구조를 통해 큰 셀에서의 채널 구조를 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 RACH를 예를 들어 설명한다. 기본적인 틀은 도 6의 각각 틀에 대해서 확장되는 것이고, 그 방법으로는 기본 시퀀스를 반복할 것인가와 반복하지 않고 새로운 길이에 대해서 다시 생성할 것인가 이다. 즉, 순환전치부 및 반복구조 없이 단순히 CAZAC 시퀀스와 같은 신호만 존재하는 "Basic Sequence only(601)"의 경우를 3배 길이의 RACH에 적용하기 위해서 확장한다면, 이 시퀀스를 단순히 세 번 반복하여 세배 길이의 구조("Extended Sequence only"로 지칭된 구조들 중 구조(701a))를 통해 RACH에 전송하는 방법이 하나이고, 다른 하나는 구조(701b)로 도시된 바와 같이 기본 시퀀스를 반복하지 않고 세배로 확장된 곳에서 사용 가능한 길이만큼의 시퀀스를 다시 정의하여 하나의 긴 시퀀스를 생성하는 방법이다. 이는 도 7의 (a)에 도시되어 있다.

"Basic CP only(602)"의 경우도 비슷한 양상으로 확장할 수 있는데, 구조(702a)와 같이 맨 앞의 CP를 제외하고 나머지 부분을 세 번 반복해서 전송하거나, 구조(702b)와 같이 CP까지 포함하는 단순 반복을 이용하여 신호를 생성하거나, 혹은 구조(702c)와 같이 긴 시퀀스를 새로 생성하여 맨 앞에 CP를 적용하는 것이다. 이러한 구조는 도 7의 (b)에 도시되어 있다.

이와 비슷하게 "Basic CP+Repetition(603)"의 경우도 적용할 수 있는데, 이때는 구조(703a)와 같이 본래 반복 구조를 가지고 있는 시퀀스를 CP를 제외하고 다시 반복시켜서 긴 시퀀스를 생성하거나, 구조(703b)와 같이 CP를 포함하여 반복시켜 긴 시퀀스를 생성할 수 있으며, 혹은 구조(703c)와 같이 반복구조를 가지는 긴 시퀀스 하나를 생성하고 CP를 부착하여 전송하는 방식을 생각할 수 있다. 이와 같은 방법들로 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이 RACH 신호가 확장되었으면, 단말에서는 확장된 RACH를 확장 시퀀스로써 접근함으로써, 기지국과 멀리 떨어져 있는 UE들도 경로 손실과 왕복 지연에도 불구하고 기지국과 통신을 수행하여 상향링크 동기 를 맞출 수 있게 된다.

도 8은 큰 셀에서 각 UE와 기지국간의 거리에 따라 발생하는 현상을 설명하기 위한 도면이다.

도 8은 기지국이 지원하는 셀의 가장 가장자리에 있는 UE3, 셀 중간에 존재하는 UE2, 그리고 기지국과 가까이에 존재하는 UE1의 경우를 예를 들어 각각 묘사하고 있다. 도 8은 이들 UE1, UE2 및 UE3의 경로 손실을 각각 L_p ¹, L_p ², L_p ³로 도시하고 있으며, 왕복지연을 2t_d ¹, 2t_d ², 2t_d ³로 표시하고 있다. 여기서 2t_d ¹, 2t_d ², 2t_d ³는 왕복지연이 각각 일방향 송신에 소요되는 지연 t_d ¹, t_d ², t_d ³의 각각 2배임을 나타낸다. 보통 거리가 먼 순서로 경로 손실이 있어 L_p ¹ < L_p ² < L_p ³순으로 되며, 왕복 지연도 마찬가지로 2t_d ¹ < 2t_d ² < 2t_d ³이다. 따라서, 셀 내 UE1, UE2, UE3의 위치에 따라 필요한 각각의 보호구간의 길이 G_d ¹, G_d ², G_d ³는 G_d ¹ < G_d ² < G_d ³이 되고, 채널에 적용할 시퀀스의 확장계수 S_p ¹, S_p ², S_p ³ 역시 S_p ¹ < S_p ² < S_p ³의 관계를 가지게 된다. 즉, UE3의 경우는 긴 RACH와 높은 확산 계수를 가지는 시퀀스를 가지고 RACH를 접근해야 UE1이 보다 짧은 RACH와 낮은 확산 계수를 가지고 RACH를 접근했을 때 얻게 되는 성능과 동등 수준의 성능을 얻을 수 있게 된다. 하지만 UE1의 경우는 기지국에 서 할당한 RACH를 사용하지만, 셀 반경이 클 경우에는 이 RACH의 크기는 셀의 가장자리 UE(예를 들어, UE3)를 지원하기 위한 조건에 맞춰서 설계된다. 따라서 UE1과 같이 기지국과 가까이에 있는 단말의 경우는 실제 그와 같은 긴 RACH가 필요 없는 상황이 발생한다.

도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따라 셀 내 UE의 위치에 따라 RACH 신호를 새롭게 규정하는 방법을 설명하는 도면이다.

상술한 바와 같이 셀의 반경에 비례하여 허용되는 RACH의 길이를 증가시키는 통신 시스템에서 각 UE들이 효율적으로 임의 접속을 수행하기 위해 각 UE들은 자신의 셀 내 위치 정보에 기초하여 셀 내에서 허용되는 전체 RACH의 길이 중 적절한 길이를 선택하고, 이러한 길이를 가지는 시퀀스를 RACH에 적용하여 송신하는 것이 셀 내 모든 UE들이 모두 셀의 경계에 위치한 UE를 지원하기 위한 길이를 가지는 RACH를 사용하여 통신하는 것에 비해 효율적이다. 구체적으로, 큰 셀에서도 기지국과의 거리가 가까운 "Nearby UEs"의 경우 도 9에 도시된 바와 같이 허용되는 전체 RACH 길이 중 일부만을 사용함으로써, 각 UE들이 기지국에 임의접속할 수 있는 기회(random access opportunity)가 증대될 수 있으며, 또한 각 UE들이 임의접속 가능한 임의 슬롯(random slot)이 증가하게 되므로, 전체적으로 각 UE들의 임의 접속이 충돌할 가능성(collision probability)도 감소시킬 수 있다. 또한,이하에서 더 상세히 설명하겠지만 기지국으로의 임의접속 실패에 따라 RACH 신호를 재전송시 허용되는 RACH 길이 내에서 적용할 시퀀스의 길이를 증대시킴으로써 임의접속 성공 확률을 증대시킬 수 있는 효과 역시 가질 수 있다. 한편, 당업자는 도 9에 도시된 바와 같이 UE의 셀 내 위치에 기초하여 전체 채널 길이 중 특정 부분만을 이용하는 방식은 RACH 이외의 다른 상향링크 채널에도 적용될 수 있음을 알 수 있다. 이하에서는 도 8에 도시된 UE1, UE2, UE3이 RACH를 사용하는 경우를 예로서 상술한 원리에 대해 구체적으로 개시한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 도 8에 도시된 UE1, UE2, UE3은 서로 단말 자신이 속해 있는 상황에 따라서 서로 다른 RACH를 접근하는 방식을 취하게 된다. 우선 모든 UE들은 초기에 단말 자신의 위치와 기지국간의 거리를 전혀 알 수 없고 경로 손실이 얼마가 될지 알 수가 없기 때문에, 개시 접속(initial access)의 경우에는 셀 크기에 따라 셀 내 모든 UE들에 공통적으로 할당되어 있는 전체 길이를 이용하여 기지국에 접근하게 된다. 이렇게 접근하고 나면 기지국은 단말에게 상향링크의 동기정보를 단말에 전달해주고, 단말은 하향링크 신호와 상향링크 신호의 동기 차를 이용해서 자신의 셀 내 위치를 파악할 수 있게 된다.

이렇게 자신의 위치를 파악한 UE1, UE2, UE3는 개시접속 이후에 RACH를 다시 접근하는 임의접속시, 자신의 셀 내 위치정보에 근거하여 RACH를 도 9와 같이 다르게 해석할 수 있다. 즉, 단말이 기지국과 멀리 있으면 할당된 전체 RACH를 하나의 단위로 하여 최소 단위 시퀀스의 반복 또는 해당하는 길이를 가지는 시퀀스를 선택하여 사용하고(UE3경우), 기지국과 아주 가까워서 긴 RACH가 필요 없을 경우에는 RACH에 최소단위로 쪼개서 그 중 하나만에 최소단위 시퀀스를 적용하여 사용하는 것이다. 도 9에서는 "Nearby UEs"가 UE1인 경우이고 확장된 RACH가 기본 최소단위 RACH의 3배일 경우를 도시하고 있다. 이 경우, 선택된 길이를 가지는 시퀀스가 전체 RACH 중 삽입되는 위치는 UE1이 임의로 선택하는 것이 RACH의 특성상 일반적일 수 있으나, 이와 달리 시퀀스가 적용될 위치는 자원의 효율적인 관리의 측면에서 소정의 방식에 따라 제어될 수도 있다. 그리고 중간거리에 있는 UE2의 경우에는 RACH를 사용함에 있어서 자신의 셀 내 위치정보에 근거하여 선택된 길이를 가지는 RACH 신호, 예를 들어 전체 RACH 길이의 2/3에 해당하는 시퀀스를 적용하여 전송한다.

이와 같이, 셀 반경에 비례하여 허용되는 RACH의 길이를 증가시키는 통신 시스템에 본 발명의 일 실시형태에 따라 이용되는 RACH 구조는 UE의 셀 내 위치 정보에 기초하여 선택된 길이를 가지는 RACH 신호가, 전체 RACH 중 소정 위치에 삽입된 구조를 가진다.

상술한 예에서 각 UE별로 전체 RACH 중 시퀀스를 적용할 길이를 선택하는 것과, 각 UE별로 선택된 길이를 가지는 시퀀스를 허용된 전체 RACH 중 어느 부분에 삽입할 것인지는 상술한 바와 같이 RACH의 특성상 각 UE 별로 임의로 선택되는 것이 일반적이다. 다만, RACH를 통한 개시접속을 통해 상술한 바와 같이 UE의 셀 내 위치 정보를 획득한 후, RACH를 제외한 다른 상향링크 채널(예를 들어, CQI, ACK/NACK 등의 제어 정보를 송신하는 상향링크 공유채널)의 전체 길이 중 상기 UE가 사용할 채널 길이를 선택하고, 이러한 길이 부분이 전체 채널 중 삽입되는 위치를 결정하는 것은 자원의 효율적 관리의 측면에서 기지국에 의해 수행될 수도 있다.

따라서, 본 발명의 다른 일 실시형태에서는 상술한 실시형태와 같이 각 UE별로 셀 내 위치 정보에 기초하여 셀 내 모든 UE에 할당된 전체 채널 중 일부 길이만을 이용하는 경우와 같이 채널에 이용할 슬롯이 증가하는 경우, 이를 보다 효율적으로 관리하기 위하여 기지국이 각 UE의 상향링크 자원, 즉 RACH를 이용한 개시접속 이후에 각 UE의 임의접속에 사용할 자원을 할당하는 방식을 또한 제안한다.

도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따라 셀 내 UE의 위치에 따라 새롭게 규정된 RACH 신호를 이용하여 복수의 UE에게 통신 자원을 할당하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

셀 반경에 비례하여 허용되는 임의접속채널의 길이를 증가시키는 통신 시스템에서 본 발명의 일 실시형태에 따른 기지국은 UE들의 개시접속 신호를 수신하여, 각 UE들의 셀 내 위치 정보를 획득한다. 여기서, 기지국이 각 UE들의 위지 정보를 획득하는 것은 UE들로부터 송신된 개시접속 신호를 통해 획득된 동기 정보와 기지국이 이러한 개시접속 신호에 응답하여 송신하는 신호의 동기 정보를 비교하여 획득할 수 있다. 이와 같이 획득된 UE들의 셀 내 위치 정보에 기초하여 기지국은 UE들의 상향링크 자원을 할당할 수 있으며, 구체적으로 도 10에 도시된 바와 같이 동일한 셀 내에서 기지국과의 거리가 가까운 UE들(UE1a, UE1b, 및 UE1c)은 전체 RACH 중 일정 부분, 예를 들어 도 10의 경우 1/3의 길이만을 이용하여도 원격 UE들이 전체 RACH를 사용하는 것과 동등한 수준의 성능을 유지할 수 있으므로, 이들 3 개 UE들 각각이 할당된 전체 RACH 길이를 3등분한 부분 중 1 부분씩을 통해 이후 임의접속을 수행할 수 있도록 할당할 수 있다. 이러한 기지국의 자원 할당은 도 1에 도시 된 바와 같은 개시접속을 통해 위치 정보를 확인한 이후에 도 2와 같은 임의접속 단계에서 사용하는 RACH 신호에 대해 수행될 수도 있고, 이와는 별도의 할당 단계에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 본 발명의 일 실시형태에 따른 자원할당 방법은 UE들의 셀 내 위치정보에 기초하여 기지국이 각 UE가 전체 RACH 중 실제 시퀀스를 적용할 길이와 이러한 시퀀스를 적용할 위치를 결정하는 방식이다. 이와 같은 자원 할당을 통해 기지국은 복수의 사용자로부터의 임의접속 신호를 충돌없이 효율적으로 수신할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시형태들을 수행하는 방법에 대해 이하에서 더 구체적으로 살펴본다.

도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따라 셀 내에서 UE의 위치에 기초하여 RACH 신호를 형성하는 방법을 설명하는 순서도이다.

단계 S1101에서, UE의 전원이 켜지는 경우와 같이 기지국과 완전한 동기를 잃어버린 상태이라면 UE는 단계 S1102 및 단계 S1103을 통해 셀 탐색과 하향링크 동기화를 수행하고, 그 후 상향링크의 구조를 획득하고 이에 따른 RACH를 식별한다. 그 후, 단계 S1104에서, UE는 자신의 셀 내 할당된 전체 RACH 길이를 모두 사용하여 개시 접속을 수행한다. 이러한 개시 접속을 통해 기지국으로부터 응답 신호를 수신하는 경우, UE는 수신된 신호로부터 상향링크 동기 정보와 하향 링크 동기정보를 비교하는 과정을 수행하며, 이를 통해 단계 S1105에서 기지국과의 거리를 측정한다. 그 후, 단계 S1105에서 획득된 위치 정보에 기초하여 단계 S1106에서는 전체 RACH 중 시퀀스를 적용하여 사용할 길이를 선택한다. 즉, RACH를 자신이 서비 스받기에 충분한 길이라고 판단되는 단위로 쪼개고 그 중에 하나를 임의 선택하는 것으로서, 기지국과의 거리가 먼 경우 전체 RACH 길이를 모두 사용할 것을 결정하고, 기지국과의 거리가 가까운 경우 할당된 전체 RACH 중 일부만을 사용할 것을 결정하게 된다. 이와 같이 결정된 길이 정보를 가지고 단계 S1107에서 UE는 각 UE별로 특정된 RACH 길이를 통해 임의접속을 수행한다. 물론, 기지국에서는 이러한 상황을 감안하여 RACH에서의 신호 검출 알고리즘을 사용하여야 한다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시형태들에 따른 방법을 수행하기 위한 채널 형성기 및 기지국의 구성에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 12는 본 발명의 일 실시형태에 따라 셀 내 UE의 위치에 기초하여 RACH 신호를 형성하는 UE 및 이에 포함된 채널 형성기의 구성을 도시한 블록도이다.

셀 반경에 비례하여 허용되는 임의접속채널의 길이를 증가시키는 통신 시스템에서 본 발명의 일 실시형태에 따른 UE의 채널 형성기는 길이 선택부(1204) 및 시퀀스 적용 위치 결정부(1205)를 포함한다. RACH 중 실제 사용할 길이를 선택하기 위한 길이 선택부(1204)는 UE의 셀 내 위치 정보, 즉 기지국과 해당 UE와의 거리에 기초하여 허용되는 RACH의 길이 중 기지국과의 임의접속에 사용할 길이를 선택한다. 이 경우, 기지국과의 거리가 가까운 UE의 경우 큰 셀의 경계부분을 고려하여 할당된 전체 RACH를 모두 사용할 필요는 없으며, 이 전체 길이 중 자신이 서비스를 받기에 충분한 길이를 선택하며, 구체적으로 길이 선택부(1204)는 UE와 기지국과의 거리에 기초한 경로 손실 및 왕복지연을 고려하며 이러한 길이를 선택할 수 있다.

상술한 길이 선택부(1204)가 사용할 길이를 선택할 때 이용하는 UE의 셀 내 위치 정보(PC)는 메모리(1203)에 이미 저장된 것일 수도 있으며, UE의 전원이 새로이 켜진 경우와 같이 기지국과의 동기에 대한 정보가 전혀 없는 경우와 같은 경우에는 할당된 전체 RACH 길이를 사용하여 개시접속을 수행함으로써 획득된 샐 내 위치 정보를 이용할 수도 있다. 이를 위해 본 발명의 일 실시형태에 따른 UE는 기지국으로부터 개시접속에 응답하는 신호를 수신하기 위한 수신부(1201), 이 수신부(1201)로부터 획득된 동기 정보를 이용하여 UE의 셀 내 위치를 판정하는 셀 내 위치 판정부(1202), 및 이 셀 내 위치 판정부(1202)에 의해 판정된 정보(PC)를 저장하기 위한 메모리(1203)를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 길이 선택부(1204)에 의해 선택된 길이 정보(L)는 시퀀스 적용 위치 결정부(1205) 및 시퀀스 적용부(1206)에 입력되며, 시퀀스 적용 위치 결정부(1205)는 이 길이를 가지는 시퀀스를 전체 RACH 중 어느 부분에 삽입할 것인지를 결정한다. 이와 같은 시퀀스 적용 위치 결정부(1205)의 결정은 UE가 임의로 수행하는 것이 일반적이나, 상술한 바와 같이 기지국의 제어에 의해 결정된 바에 따라 수행될 수도 있다. 그 후, 이와 같이 결정된 시퀀스 적용 위치 정보(PS) 및 시퀀스 적용 길이 정보(L)를 입력받은 시퀀스 적용부는 할당된 RACH에 길이 L을 가지는 시퀀스를 PS위치에 적용하여, 채널 신호(S)를 형성한다.

도 13은 본 발명의 일 실시형태에 따라 셀 내 UE의 위치에 기초하여 UE로부터 RACH 신호를 수신하고, 자원을 할당하기 위한 기지국의 특징적인 구성을 도시한 블록도이다.

셀 반경에 비례하여 허용되는 RACH의 길이를 증가시키는 통신 시스템에서 기 지국은 각 UE의 셀 내 위치를 판정하기 위한 셀 내 위치판정부(1302) 및 이러한 위치 정보에 기초하여 상향링크 자원 할당을 하기 위한 자원 할당부(1303)를 포함한다. 구체적으로 상술한 위치 판정부(1302)는 수신부(1301)가 임의의 UE로부터의 수신한 개시접속 신호로부터 동기 정보를 입력받아 이를 기초로 하여 각 UE가 기지국과 어느 정도 거리에 위치하는 것인지를 판정하며, 이와 같이 판정된 위치 정보를 상향링크 자원 할당부(1303)에 전달한다. 그 후, 상향링크 자원 할당부(1303)는 위치 판정부(1302)가 획득한 위치 정보에 기초하여 UE의 상향링크 자원 할당을 수행한다. 이 경우, 상향링크 자원할당부(1303)가 각 UE에 할당하는 것은 각 UE별로 RACH 중 실제 시퀀스를 적용하여 이용할 길이와 이러한 길이를 가지는 시퀀스를 RACH의 어느 부분을 통하여 전송할 것인지 일 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 신호 송신 방법은 RACH를 통한 임의접속에 대해 기지국으로부터 응답이 없는 경우 어떠한 방식으로 재전송을 수행하여야 전송 성공률을 증가시킬 수 있을지에 대한 것으로서 이하에서 상세히 설명하기로 한다.

도 14는 본 발명의 일 실시형태에 따라 UE의 임의접속에 대해 기지국으로부터 응답이 없어 RACH 신호를 재전송하는 경우, RACH 신호를 형성하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.

RACH를 분할하여 접근하는 UE의 경우는 첫 시도에서 기지국이 신호를 인식하지 못했을 경우에 송신 전력을 증가시키는 방법이 있으나, 이외에 추가로 사용하는 RACH의 길이를 조절하는 방식이 가능하다. 즉, 첫 번째 전송시점에서 사용한 전력 이 P1이고 길이가 L1이라면, 두 번째 전송시점에서 사용할 전력은 P2 (P1≤P2) 그리고 RACH 길이는 L2(L1≤L2), 이런 식으로 매 전송 시점에서 사용하게 되는 전력의 양과 전송할 RACH 신호의 길이를 조절함으로써 재전송 시점에서 기지국에서 올바르게 수신할 확률을 높이기 위한 방안을 강구할 수 있다. 또한, OFDM 시스템의 경우 재전송시 송신전력 증가에 따른 효과가 크지 않기 때문에, 송신전력은 유지한 채 RACH 길이만을 증가시켜 송신할 수도 있다. 아울러, 도 14에 도시된 실시형태에 도시된 바와 같이 각 전송 시점마다 전송되는 시퀀스의 길이를 증가시키는 경우, OFDM의 시간 주파수 영역에서 시간 축으로 증가된 형태를 가지고 전송될 수 있으며, 이와 동시에 또는 별도로 주파수 축으로 증가된 형태로 전송될 수도 있다. 이에 따라 시간 및/또는 주파수 영역에서의 다이버시티를 높이는 효과를 얻을 수 있다.

도 14의 경우는 UE가 RACH를 세 슬롯으로 분할하여 사용하는 경우이며, 표시된 예는 첫 번째 접근 때, 1/3만 사용하고, 그 다음번에는 2/3, 그리고 세 번째는 전체를 사용하는 상황을 예시한 것이다. 즉 할당된 RACH 중에 일부만에 신호를 채워서 전송하되, 매 재전송에서는 길이가 다른 신호를 전송하는 것이다. 이때 사용할 신호의 종류는 상술한 도 7과 같은 형식으로 확장되어 갈 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따른 재전송 방법에 대해 보다 상세히 설명하면, 다음과 같다.

도 15는 본 발명의 일 실시형태에 따라 UE의 임의접속에 대해 기지국으로부터 응답이 없어 RACH 신호를 재전송하는 경우, RACH 신호를 형성하는 방식을 설명 하는 순서도이다.

단계 S1501에서, 임의의 UE가 기지국으로의 임의접속을 수행한다. 이 경우 UE가 RACH에 사용하는 시퀀스의 길이는 셀 내 모든 UE들에 할당된 RACH 길이 전체를 사용하는 것이 아니라, 각 UE가 기지국과 어느 정도 거리에 위치하는 지에 따라 선택된 UE별로 특정된 길이를 가지는 RACH 신호를 사용하여 접속한다. 이러한 임의 접속에 대해 기지국으로부터 응답을 수신하는 경우, 해당 UE는 단계 S1502로 진행하여 RACH를 통해 의도한 목적을 달성한다.

반면, 단계 S1501의 임의 접속에 대해 기지국으로부터 응답이 없는 경우, 단계 S1503으로 진행하여, 임의의 길이만큼 백오프를 수행한다. 그 후, 단계 S1504에서 UE는 이전에 송신된 RACH 신호에 비해 송신전력을 증가하게 된다. 아울러, 단계 S1505를 통해 적절한 RACH 접속 길이를 선택한다. 도 15에서는 상술한 바와 같이 단계 S1504 및 단계 S1505를 통해 송신 전력 및 사용하는 시퀀스의 길이를 모두 증가시키는 경우를 예를 들어 설명하였으나, 필요에 따라 재전송시 송신 전력만을 증가시키거나, 송신에 이용하는 RACH 신호의 길이만을 증가시키는 것 역시 가능함을 당업자라면 충분히 알 수 있다. 그 후, UE는 단계 S1501로 돌아가 다시 임의접속을 수행하며, 상술한 과정을 반복할 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. 예를 들어, 본 발명은 채널 구조에 대한 설명을 RACH를 중심으로 설명하였으나, 셀 반경의 증가에 따라 채널 길이를 증가시키는 시스템에서 UE와 기지국의 거리에 따라 적용되는 신호 길이를 선택할 수 있는 한, 임의의 채널에 대해서도 이러한 방식의 적용이 가능하다. 또한, 상술한 실시형태들에서 셀 반경이 증가할 경우 채널 전체의 길이를 증가시키는 경우뿐만 아니라, 채널, 구체적으로 RACH의 프리엠블만을 증가시키는 경우에도, 해당 UE의 셀 내 위치정보에 기초하여 사용할 프리엠블의 길이를 선택하여 채널 신호를 송신하는 경우 역시 가능하다.

따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 큰 셀에서도 기지국과의 거리가 가까운 "Nearby UEs"의 경우 전체 RACH 길이 중 일부만을 사용함으로써, 각 UE들이 기지국에 임의접속할 수 있는 기회(random access opportunity)가 증대될 수 있으며, 또한 각 UE들이 임의접속 가능한 임의 슬롯(random slot)이 증가하게 되므로, 전체적으로 각 UE들의 임의 접속이 충돌할 가능성(collision probability)도 감소시킬 수 있다.

또한, 기지국으로의 임의접속 실패에 따라 RACH 신호를 재전송시 허용되는 RACH 길이 내에서 적용할 시퀀스의 길이를 증대시킴으로써 임의접속 성공 확률을 증대시킬 수 있는 효과 역시 가질 수 있다.

아울러, 상술한 바와 같이 증가된 RACH 슬롯을 복수의 UE들에 효율적으로 분배함으로써, 복수의 UE들의 RACH 신호를 보다 효율적으로 수신할 수 있다.

Claims (20)

1. 통신 시스템에서 사용자 기기의 신호 송신 방법에 있어서,

   임의접속채널(Random Access Channel; RACH) 전체 길이를 이용하여 기지국에 개시접속하는 단계;

   상기 개시접속에 대한 응답으로, 상기 기지국으로부터 신호를 수신하는 단계;

   상기 수신한 신호에 기초하여, 상기 사용자 기기의 상기 셀 내 위치를 판정하는 단계;

   상기 판정된 사용자 기기의 셀 내 위치 정보에 기초하여 전체 채널 길이 중 상기 기지국과의 접속에 사용할 길이를 선택하는 단계; 및

   상기 선택된 길이를 가지는 채널 신호를 상기 기지국으로 송신하는 단계를 포함하는, 신호 송신 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 통신 시스템은 셀 반경에 비례하여 상기 전체 채널 길이를 증가시키는, 신호 송신 방법.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   판정된 상기 셀 내 위치 정보를 저장하는 단계를 더 포함하는, 신호 송신 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 위치 판정 단계는, 상기 개시접속에 응답하여 상기 기지국으로부터 수신한 정보와 상기 기지국에 개시 접속시 송신된 정보를 비교하여 상기 사용자 기기의 상기 셀 내 위치를 판정하는, 신호 송신 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 개시 접속 단계는 상기 사용자 기기의 전원을 켤 때 수행되는, 신호 송신 방법.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 길이 선택 단계는 상기 위치 정보에 기초한 경로 손실 및 왕복지연치를 고려하여 상기 접속에 사용할 길이를 선택하는, 신호 송신 방법.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 길이 선택 단계에서 선택된 상기 길이를 가지는 신호들이 상기 전체 채 널 중에 삽입될 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는, 신호 송신 방법.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 송신 단계의 송신에 대해 상기 기지국으로부터 응답이 없는 경우, 상기 선택된 길이를 증가시켜 상기 기지국으로 송신하는, 신호 송신 방법.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 송신 단계의 송신에 대해 상기 기지국으로부터 응답이 없는 경우, 상기 송신하는 채널의 송신전력을 증가시켜 상기 기지국으로 송신하는, 신호 송신 방법.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 송신 단계의 송신에 대해 상기 기지국으로부터 응답이 없는 경우, 상기 선택된 길이 및 상기 송신하는 채널의 송신 전력을 증가시켜 상기 기지국으로 송신하는, 신호 송신 방법.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 사용자 기기와 상기 기지국과의 거리에 비례하여 상기 선택된 길이를 가지는 채널에 삽입되는 시퀀스의 확산 계수를 증가시키는, 신호 송신 방법.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 사용자 기기와 상기 기지국과의 거리에 비례하여 상기 선택된 길이를 가지는 채널에 삽입되는 시퀀스의 반복 횟수를 증가시키는, 신호 송신 방법.
14. 통신 시스템에서 기지국의 자원 할당 방법에 있어서,

    기지국이 사용자 기기와 개시접속하는 단계;

    상기 개시접속에 대한 응답으로, 상기 사용자 기기로 신호를 전송하는 단계;

    상기 사용자 기기의 셀 내 위치 정보에 기초하여 전체 채널 길이 중 상기 사용자 기기가 사용할 채널 길이를 판정하는 단계; 및

    상기 전체 채널 중 상기 사용자 기기가 사용할 채널 길이를 가지는 부분의 위치를 할당하는 단계를 포함하고,

    상기 사용자 기기의 셀 내 위치 정보의 획득은, 상기 사용자 기기의 개시접속을 통해 획득한 동기 정보 및 상기 기지국이 상기 개시접속 신호에 응답하여 전송하는 신호의 동기 정보를 비교하여 수행되는, 자원 할당 방법.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 채널은 상향링크 공유채널을 포함하는, 자원 할당 방법.
16. 삭제
17. 삭제
18. 통신 시스템에서의 사용자 기기의 채널 형성기에 있어서,

    상기 사용자 기기의 셀 내 위치 정보에 기초하여 전체 채널 길이 중 기지국과의 접속에 사용할 길이를 선택하는 길이 선택부;

    상기 길이 선택부가 선택한 길이를 가지는 채널 신호가 상기 전체 채널 중에 삽입될 위치를 결정하는 위치 결정부; 및

    상기 선택된 길이 및 상기 삽입될 위치 정보에 기초하여 채널에 시퀀스를 적용하는 시퀀스 적용부를 포함하고,

    상기 채널은 임의접속채널이며,

    상기 채널 형성기는,

    상기 임의접속채널 전체 길이를 이용하여 상기 기지국에 접속하는 개시접속에 응답하여 상기 기지국으로부터 수신한 신호를 수신하는 수신기;

    상기 수신기가 수신한 상기 신호 통해 상기 사용자 기기의 상기 셀 내 위치를 판정하는 셀 내 위치 판정부; 및

    판정된 상기 셀 내 위치 정보를 저장하는 메모리를 더 포함하는, 채널 형성기.
19. 삭제
20. 삭제

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