KR101634398B1

KR101634398B1 - 무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드 생성 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101634398B1
Application number: KR1020100043767A
Authority: KR
Inventors: 이현우; 권영현; 조한규; 곽진삼; 한승희
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-07-14
Filing date: 2010-05-11
Publication date: 2016-06-29
Also published as: KR20110006588A

Abstract

무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드(ranging preamble code) 생성 방법 및 장치가 제공된다. 단말은 레인징 채널 정보를 수신하고, 상기 레인징 채널 정보를 기반으로 결정된 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드들 중 하나를 레인징 프리앰블 코드로 생성한다. 상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드들은 길이가 N_RP이며 루트 인덱스(root index)가 r_p인 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스를 기반으로 하고, 상기 레인징 채널 정보는 상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드들의 루트 인덱스들 중 시작 루트 인덱스(root index) r₀ 및 상기 시작 루트 인덱스를 지시하는 제어 파라미터(parameter) y 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드 생성 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS OF GENERATING RANGING PREAMBLE CODE IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드(ranging preamble code) 생성 방법 및 장치에 관한 것이다.

IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 규격은 2007년 ITU(International Telecommunication Union) 산하의 ITU-R(ITU-Radiocommunication Sector)에서 IMT(International Mobile Telecommunication)-2000을 위한 여섯 번째 규격으로 'WMAN-OFDMA TDD'라는 이름으로 채택된 바 있다. ITU-R은 IMT-2000 이후의 차세대 4G 이동통신 규격으로 IMT-Advanced 시스템을 준비하고 있다. IEEE 802.16 WG(Working Group)은 2006년 말 IMT-Advanced 시스템을 위한 규격으로 기존 IEEE 802.16e의 수정(amendment) 규격을 작성하는 것을 목표로 IEEE 802.16m 프로젝트의 추진을 결정하였다. 상기 목표에서 알 수 있듯이, IEEE 802.16m 규격은 IEEE 802.16e 규격의 수정이라는 과거의 연속성과 차세대 IMT-Advanced 시스템을 위한 규격이라는 미래의 연속성인 두 가지 측면을 내포하고 있다. 따라서, IEEE 802.16m 규격은 IEEE 802.16e 규격에 기반한 Mobile WiMAX 시스템과의 호환성(compatibility)을 유지하면서 IMT-Advanced 시스템을 위한 진보된 요구사항을 모두 만족시킬 것을 요구하고 있다.

광대역 무선 통신 시스템의 경우 한정된 무선 자원의 효율성을 극대화하기 위하여 효과적인 송수신 기법 및 활용 방안들이 제안되어 왔다. 차세대 무선통신 시스템에서 고려되고 있는 시스템 중 하나가 낮은 복잡도로 심벌간 간섭(ISI; Inter-Symbol Interference) 효과를 감쇄시킬 수 있는 직교 주파수 분할 다중(OFDM; Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템이다. OFDM은 직렬로 입력되는 데이터 심벌을 N개의 병렬 데이터 심벌로 변환하여 각각 분리된 N개의 부반송파(subcarrier)에 실어 전송한다. 부반송파는 주파수 차원에서 직교성을 유지하도록 한다. 각각의 직교 채널은 상호 독립적인 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)을 경험하게 되고, 이에 따라 수신단에서의 복잡도가 감소하고 전송되는 심벌의 간격이 길어져 심벌간 간섭이 최소화될 수 있다.

직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; 이하 OFDMA)은 OFDM을 변조 방식으로 사용하는 시스템에 있어서 이용 가능한 부반송파의 일부를 각 사용자에게 독립적으로 제공하여 다중 접속을 실현하는 다중 접속 방법을 말한다. OFDMA는 부반송파라는 주파수 자원을 각 사용자에게 제공하며, 각각의 주파수 자원은 다수의 사용자에게 독립적으로 제공되어 서로 중첩되지 않는 것이 일반적이다. 결국 주파수 자원은 사용자마다 상호 배타적으로 할당된다. OFDMA 시스템에서 주파수 선택적 스케줄링(frequency selective scheduling)을 통하여 다중 사용자에 대한 주파수 다이버시티(frequency diversity)를 얻을 수 있으며, 부반송파에 대한 순열(permutation) 방식에 따라 부반송파를 다양한 형태로 할당할 수 있다. 그리고 다중 안테나(multiple antenna)를 이용한 공간 다중화 기법으로 공간 영역의 효율성을 높일 수 있다.

상향링크 제어 신호를 전송하기 위한 상향링크 제어 채널이 정의될 수 있다. 패스트 피드백 제어 채널(fast feedback control channel), HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 피드백 제어 채널, 사운딩 채널(sounding channel), 레인징 채널(ranging channel), 대역폭 요청 채널(bandwidth request channel) 등의 다양한 종류의 상향링크 제어 채널이 정의될 수 있다. 패스트 피드백 제어 채널은 CQI(Channel Quality Indicator) 및/또는 MIMO(Multiple-In Multiple-Out) 정보의 피드백을 나르며, 1차 패스트 피드백 채널(primary fast feedback channel) 및 2차 패스트 피드백 채널(secondary fast feedback channel)으로 나뉠 수 있다. HARQ 피드백 제어 채널은 데이터 전송에 대한 응답으로 ACK(Acknowledgement)/NACK(Non-acknowledgement) 신호를 전송하기 위한 채널이다. 사운딩 채널은 상향링크 폐루프(closed-loop) MIMO 전송과 상향링크 스케줄링을 위한 상향링크 채널 응답으로 사용될 수 있다. 대역폭 요청 채널은 단말이 전송하고자 하는 상향링크 데이터 또는 제어 신호를 전송하기 위한 무선 자원을 요청하는 채널이다.

레인징 채널은 상향링크 동기화를 위해 사용될 수 있다. 레인징 채널은 비동기 단말(non-synchronized MS)와 동기 단말(synchronized MS)을 위한 레인징 채널로 구분될 수 있다. 비동기 단말을 위한 레인징 채널은 초기 네트워크 진입(initial network entry) 및 핸드오버 중 목적 기지국(target base station)에 대한 레인징을 위해 사용될 수 있다. 비동기 단말을 위한 레인징 채널이 전송되기로 한 서브프레임에서 단말은 다른 어떤 상향링크 버스트(uplink burst) 또는 상향링크 제어 채널도 전송하지 않을 수 있다. 동기 단말을 위한 레인징 채널은 주기적 레인징을 위해 사용될 수 있다. 목적 기지국과 이미 동기화된 단말은 동기 단말을 위한 레인징 신호를 전송할 수 있다.

레인징 채널은 레인징 프리앰블 코드(ranging preamble code)를 포함한다. 단말은 셀 내에서 가능한 레인징 프리앰블 코드 집합 중 하나의 레인징 프리앰블 코드를 선택하여 레인징 채널을 전송할 수 있다.

본 발명의 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드(ranging preamble code)를 생성하는 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.

일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드(ranging preamble code) 생성 방법이 제공된다. 상기 방법은 레인징 채널 정보를 수신하고, 상기 레인징 채널 정보를 기반으로 결정된 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드들 중 하나를 레인징 프리앰블 코드로 생성하는 것을 포함하되, 상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드들은 길이가 N_RP이며 루트 인덱스(root index)가 r_p인 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스를 기반으로 하고, 상기 레인징 채널 정보는 상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드들의 루트 인덱스들 중 시작 루트 인덱스(root index) r₀ 및 상기 시작 루트 인덱스를 지시하는 제어 파라미터(parameter) y 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드들 중 인덱스가 p인 후보 레인징 프리앰블 코드의 루트 인덱스 r_p와 루트 인덱스당 순환 쉬프트 인덱스 s_p는 소정의 수학식에 의하여 결정될 수 있다. 상기 N_TOTAL은 단말에 의해 결정되는 경쟁 기반(contention-based) 후보 레인징 프리앰블 코드(N_cont)와 기지국에 의해 특정 단말에 할당되는 전용 레인징 프리앰블 코드(N_dedi)의 합으로 결정될 수 있다. 상기 r_p는 상기 시작 루트 인덱스인 r₀부터 시작하여 N_RP-r₀, r₀+1, N_RP-(r₀+1)...의 순서로 할당될 수 있다. 상기 레인징 채널 정보는 S-SFH(Secondary Superframe Header) SP1에 의해 브로드캐스트(broadcast) 될 수 있다. 상기 시작 루트 인덱스 r₀는 상기 제어 파라미터 y를 기반으로 하여 r₀=4y+1 또는 r₀=16y+1 중 어느 하나로 결정되거나, r₀=6y+1 로 결정될 수 있다. 상기 제어 파라미터 y는 0부터 15 사이의 정수 중 어느 하나일 수 있다. 상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드 중 인덱스가 p인 후보 레인징 프리앰블 코드는 소정의 수학식에 의해 결정될 수 있다. 상기 방법은 상기 레인징 프리앰블 코드를 포함하는 레인징 채널을 전송하는 것을 더 포함할 수 있다.

다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 레인징 채널 정보 전송 방법이 제공된다. 상기 방법은 레인징 채널 정보를 구성하고, 상기 구성된 레인징 채널 정보를 전송하는 것을 포함하되, 상기 레인징 채널 정보에 의해 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드들이 결정되며, 상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드들 중 하나가 레인징 프리앰블 코드로 생성되며, 상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드들은 길이가 N_RP이며 루트 인덱스(root index)가 r_p인 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스를 기반으로 하고, 상기 레인징 채널 정보는 상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드들의 루트 인덱스들 중 시작 루트 인덱스(root index) r₀ 및 상기 시작 루트 인덱스를 지시하는 제어 파라미터(parameter) y 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드들 중 인덱스가 p인 후보 레인징 프리앰블 코드의 루트 인덱스 r_p와 루트 인덱스당 순환 쉬프트 인덱스 s_p는 소정의 수학식에 의하여 결정될 수 있다. 상기 N_TOTAL은 단말에 의해 결정되는 경쟁 기반(contention-based) 후보 레인징 프리앰블 코드(N_cont)와 기지국에 의해 특정 단말에 할당되는 전용 레인징 프리앰블 코드(N_dedi)의 합으로 결정될 수 있다. 상기 r_p는 상기 시작 루트 인덱스인 r₀부터 시작하여 N_RP-r₀, r₀+1, N_RP-(r₀+1)...의 순서로 할당될 수 있다. 상기 레인징 채널 정보는 S-SFH(Secondary Superframe Header) SP1에 의해 브로드캐스트(broadcast) 될 수 있다. 상기 시작 루트 인덱스 r₀는 상기 제어 파라미터 y를 기반으로 하여 r₀=4y+1 또는 r₀=16y+1 중 어느 하나로 결정되거나, r₀=6y+1 로 결정될 수 있다. 상기 제어 파라미터 y는 0부터 15 사이의 정수 중 어느 하나일 수 있다.

다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드(ranging preamble code) 생성 장치가 제공된다. 상기 장치는 기지국으로부터 레인징 채널 정보를 수신하는 RF부, 및 상기 RF부와 연결되고 상기 레인징 채널 정보를 기반으로 결정된 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드들 중 하나를 레인징 프리앰블 코드로 생성하는 프로세서를 포함하되, 상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드들은 길이가 N_RP이며 루트 인덱스(root index)가 r_p인 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스를 기반으로 하고, 상기 레인징 채널 정보는 상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드들의 루트 인덱스들 중 시작 루트 인덱스(root index) r₀ 및 상기 시작 루트 인덱스를 지시하는 제어 파라미터(parameter) y 중 적어도 하나를 포함한다.

셀 내에서 레인징 채널(ranging channel)을 구성하는 레인징 프리앰블 코드(ranging preamble code)의 생성의 기반이 되는 후보 레인징 프리앰블 코드의 시작 루트 인덱스(root index) 또는 상기 시작 루트 인덱스를 결정하는 제어 파라미터를 전송할 때 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있으며, 기지국이 수신한 레인징 채널을 검출할 때의 복잡도(complexity)를 줄일 수 있다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 3은 S-SFH의 전송 주기의 일 예를 나타낸다.
도 4는 상향링크 자원 구조의 일 예를 나타낸다.
도 5는 비동기 단말을 위한 레인징 채널의 구조의 일 예이다.
도 6은 비동기 단말을 위한 레인징 채널의 구조의 또 다른 예이다.
도 7은 동기 단말을 위한 레인징 채널의 구조의 일 예이다.
도 8은 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법의 일 실시예를 나타낸다.
도 9는 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 따른 후보 레인징 프리앰블 코드를 결정하는 과정의 일 예를 나타낸다.
도 10은 제안된 레인징 채널 정보 전송 방법의 일 실시예이다.
도 11은 본 발명의 실시예가 구현되는 기지국 및 단말의 블록도이다.

이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access)를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.

설명을 명확하게 하기 위해, IEEE 802.16m을 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸다.

무선 통신 시스템(10)은 적어도 하나의 기지국(11; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 단말(12; User Equipment, UE은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(11)은 일반적으로 단말(12)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

단말은 하나의 셀에 속하는데, 단말이 속한 셀을 서빙 셀(serving cell)이라 한다. 서빙 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 서빙 기지국(serving BS)이라 한다. 무선통신 시스템은 셀룰러 시스템(cellular system)이므로, 서빙 셀에 인접하는 다른 셀이 존재한다. 서빙 셀에 인접하는 다른 셀을 인접 셀(neighbor cell)이라 한다. 인접 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 인접 기지국(neighbor BS)이라 한다. 서빙 셀 및 인접 셀은 단말을 기준으로 상대적으로 결정된다.

이 기술은 하향링크(downlink) 또는 상향링크(uplink)에 사용될 수 있다. 일반적으로 하향링크는 기지국(11)에서 단말(12)로의 통신을 의미하며, 상향링크는 단말(12)에서 기지국(11)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(11)의 일부분이고, 수신기는 단말(12)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(12)의 일부분이고, 수신기는 기지국(11)의 일부분일 수 있다.

도 2는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 슈퍼프레임(SF; Superframe)은 슈퍼프레임 헤더(SFH; Superframe Header)와 4개의 프레임(frame, F0, F1, F2, F3)을 포함한다. 슈퍼프레임 내 각 프레임의 길이는 모두 동일할 수 있다. 각 슈퍼프레임의 크기는 20ms이고, 각 프레임의 크기는 5ms인 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 슈퍼프레임의 길이, 슈퍼프레임에 포함되는 프레임의 수, 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 등은 다양하게 변경될 수 있다. 프레임에 포함되는 서브프레임의 수는 채널 대역폭(channel bandwidth), CP(Cyclic Prepix)의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

슈퍼프레임 헤더는 필수 시스템 파라미터(essential system parameter) 및 시스템 설정 정보(system configuration information)를 나를 수 있다. 슈퍼프레임 헤더는 슈퍼프레임 내 첫 번째 서브프레임 안에 위치할 수 있다. 슈퍼프레임 헤더는 1차 SFH(P-SFH; primary-SFH) 및 2차 SFH(S-SFH; secondary-SFH)로 분류될 수 있다. P-SFH와 S-SFH는 매 슈퍼프레임마다 전송될 수 있다.

하나의 프레임은 다수의 서브프레임(subframe, SF0, SF1, SF2, SF3, SF4, SF5, SF6, SF7)을 포함한다. 각 서브프레임은 상향링크 또는 하향링크 전송을 위하여 사용될 수 있다. 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌 또는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)을 포함하고, 주파수 영역(frequency domain)에서 복수의 부반송파(subcarrier)를 포함한다. OFDM 심벌은 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 다중 접속 방식에 따라 OFDMA 심벌, SC-FDMA 심벌 등 다른 명칭으로 불릴 수 있다. 서브프레임은 5, 6, 7 또는 9개의 OFDM 심벌로 구성될 수 있으나, 이는 예시에 불과하며 서브프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 제한되지 않는다. 서브프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 채널 대역폭, CP의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 서브프레임이 포함하는 OFDM 심벌의 수에 따라 서브프레임의 타입(type)이 정의될 수 있다. 예를 들어, 타입-1 서브프레임은 6 OFDM 심벌, 타입-2 서브프레임은 7 OFDM 심벌, 타입-3 서브프레임은 5 OFDM 심벌, 타입-4 서브프레임은 9 OFDM 심벌을 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 하나의 프레임은 모두 동일한 타입의 서브프레임을 포함할 수 있다. 또는 하나의 프레임은 서로 다른 타입의 서브프레임을 포함할 수 있다. 즉, 하나의 프레임 내 각 서브프레임마다 포함하는 OFDM 심벌의 개수는 모두 동일하거나, 각각 다를 수 있다. 또는, 하나의 프레임 내 적어도 하나의 서브프레임의 OFDM 심벌의 개수는 상기 프레임 내 나머지 서브프레임의 OFDM 심벌의 개수와 다를 수 있다.

프레임에는 TDD(Time Division Duplex) 방식 또는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 적용될 수 있다. TDD 방식에서, 각 서브프레임이 동일한 주파수에서 서로 다른 시간에 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 위해 사용된다. 즉, TDD 방식의 프레임 내의 서브프레임들은 시간 영역에서 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임으로 구분된다. FDD 방식에서, 각 서브프레임이 동일한 시간의 서로 다른 주파수에서 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 위해 사용된다. 즉, FDD 방식의 프레임 내의 서브프레임들은 주파수 영역에서 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임으로 구분된다. 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 주파수 대역을 차지하고, 동시에 이루어질 수 있다.

하나의 OFDM 심벌은 복수의 부반송파를 포함하고, FFT 크기에 따라 부반송파의 개수가 결정된다. 부반송파는 데이터 전송을 위한 데이터 부반송파, 다양한 측정(estimation)을 위한 파일럿 부반송파, 가드 밴드(guard band) 및 DC 캐리어를 위한 공백 부반송파(null subcarrier)로 나뉠 수 있다. OFDM 심벌을 특징짓는 파라미터는 BW, N_used, n, G 등이다. BW는 명목상의 채널 대역폭(nominal channel bandwidth)이다. N_used는 사용되는 부반송파의 개수이다(DC 부반송파 포함). n은 샘플링 계수이다. n은 BW 및 N_used와 결합하여 부반송파 스페이싱(spacing) 및 유효 심벌 시간(useful symbol time)을 결정한다. G는 CP 시간과 유효 시간(useful time)의 비율이다.

아래 표 1은 OFDMA 파라미터를 나타낸다.

Channel bandwidth, BW(MHz)			5	7	8.75	10	20
Sampling factor, n			28/25	8/7	8/7	28/25	28/25
Sampling frequency, Fs(MHz)			5.6	8	10	11.2	22.4
FFT size, N_FFT			512	1024	1024	1024	2048
Subcarrier spacing, Δf(kHz)			10.94	7.81	9.77	10.94	10.94
Useful symbol time, Tb(μs)			91.4	128	102.4	91.4	91.4
G=1/8	Symbol time, Ts(μs)		102.857	144	115.2	102.857	102.857
	FDD	Number of ODFMA symbols per 5ms frame	48	34	43	48	48
	FDD	Idle time(μs)	62.857	104	46.40	62.857	62.857
	TDD	Number of ODFMA symbols per 5ms frame	47	33	42	47	47
	TDD	TTG+RTG(μs)	165.714	248	161.6	165.714	165.714
G=1/16	Symbol time, Ts(μs)		97.143	136	108.8	97.143	97.143
	FDD	Number of ODFMA symbols per 5ms frame	51	36	45	51	51
	FDD	Idle time(μs)	45.71	104	104	45.71	45.71
	TDD	Number of ODFMA symbols per 5ms frame	50	35	44	50	50
	TDD	TTG+RTG(μs)	142.853	240	212.8	142.853	142.853
G=1/4	Symbol time, Ts(μs)		114.286	160	128	114.286	114.286
	FDD	Number of ODFMA symbols per 5ms frame	43	31	39	43	43
	FDD	Idle time(μs)	85.694	40	8	85.694	85.694
	TDD	Number of ODFMA symbols per 5ms frame	42	30	38	42	42
	TDD	TTG+RTG(μs)	199.98	200	136	199.98	199.98
Number of Guard subcarriers		Left	40	80	80	80	160
Number of Guard subcarriers		Right	39	79	79	79	159
Number of used subcarriers			433	865	865	865	1729
Number of PRU in type-1 subframe			24	48	48	48	96

표 1에서, N_FFT는 N_used보다 큰 수 중에서 가장 작은 2ⁿ 가운데 가장 작은 파워(Smallest power of two greater than N_used)이고, 샘플링 인자 F_s=floor(n·BW/8000)×8000이며, 부반송파 스페이싱 Δf=Fs/N_FFT이고, 유효 심벌 시간 Tb=1/Δf이며, CP 시간 Tg=G·Tb이고, OFDMA 심벌 시간 Ts=Tb+Tg이며, 샘플링 시간은 Tb/N_FFT이다.

서브프레임은 주파수 영역으로 복수의 물리 자원 유닛(PRU; Physical Resource Unit)을 포함한다. PRU는 자원 할당을 위한 기본 물리적 단위로, 시간 영역에서 연속적인(consecutive) 복수의 OFDM 심벌, 주파수 영역에서 연속적인 복수의 부반송파로 구성된다. PRU에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 하나의 서브프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 개수와 동일할 수 있다. 따라서, PRU 내 OFDM 심벌의 수는 서브프레임의 타입에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 하나의 서브프레임이 6 OFDM 심벌로 구성될 때, PRU는 18 부반송파 및 6 OFDM 심벌로 정의될 수 있다.

논리 자원 유닛(LRU; Logical Resource Unit)은 분산적(distributed) 자원 할당 및 연속적(contiguous) 자원 할당을 위한 기본적인 논리 단위이다. LRU는 복수의 OFDM 심벌과 복수의 부반송파로 정의되고, PRU에서 사용되는 파일럿들을 포함한다. 따라서, 하나의 LRU에서의 적절한 부반송파의 개수는 할당된 파일럿의 수에 의존한다.

분산적 논리 자원 유닛(DLRU; Distributed Logical Resource Unit)은 주파수 다이버시티 이득을 얻기 위하여 사용될 수 있다. DLRU는 하나의 주파수 파티션 내에 분산된 부반송파 그룹을 포함한다. DLRU의 크기는 PRU의 크기와 같다. DLRU를 형성하는 최소 단위는 타일(tile)로, 상향링크 타일의 크기는 6 부반송파 * N_sym OFDM 심벌이다. N_sym은 서브프레임 타입에 따라 달라질 수 있다.

연속적 논리 자원 유닛(CLRU; Contiguous Logical Resource Unit)은 주파수 선택적 스케줄링 이득을 얻기 위하여 사용될 수 있다. CLRU는 국부적 부반송파 그룹을 포함한다. CLRU의 크기는 PRU의 크기와 같다.

SFH는 필수 시스템 파라미터(essential system parameter) 및 시스템 설정 정보(system configuration information)를 나를 수 있다. SFH는 슈퍼프레임 내 첫 번째 서브프레임 안에 위치할 수 있다. SFH는 상기 첫 번째 서브프레임의 마지막 5개의 OFDM 심벌을 차지할 수 있다. 슈퍼프레임 헤더는 1차 SFH(P-SFH; primary-SFH) 및 2차 SFH(S-SFH; secondary-SFH)로 분류될 수 있다. P-SFH와 S-SFH는 매 슈퍼프레임마다 전송될 수 있다. S-SFH는 2개의 연속한 슈퍼프레임에서 전송될 수 있다. S-SFH는 전송하는 정보의 중요도에 따라서 S-SFH SP1, S-SFH SP2 및 S-SFH SP3로 구분할 수 있다. S-SFH SP1은 상향링크 제어 채널 중 HARQ 피드백 채널의 개수 및 레인징 채널에 관한 정보, 또는 서브밴드 파티셔닝(subband partitioning) 및 주파수 파티셔닝(frequency partitioning) 등의 자원 맵핑 정보, 802.16e 단말의 지원을 위한 레거시 지원(legacy support) 정보 등을 포함할 수 있다. S-SFH SP2는 상향링크 대역폭 및 자원 맵핑 정보를 포함할 수 있다. S-SFH SP3는 S-SFH의 전송 주기에 관한 정보, 상향링크 제어 채널 중 피드백 채널 및 대역폭 요청 채널 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.

도 3은 S-SFH의 전송 주기의 일 예를 나타낸다. S-SFH SP1, SP2 및 SP3는 전송되는 주기가 모두 다를 수 있다. S-SFH SP1이 전송하는 정보의 중요성이 가장 크므로, S-SFH SP1이 가장 짧은 주기로 전송되고 S-SFH SP3이 가장 긴 주기로 전송될 수 있다. S-SFH SP1, SP2 및 SP3의 전송 주기는 각각 40 ms, 80 ms, 160 ms 또는 320 ms 일 수 있다. 상기 S-SFH SP1, SP2 및 SP3의 전송 주기는 S-SFH SP3의 SP 스케쥴링 주기 정보(SP scheduling periodicity information) 필드에 의해서 지시될 수 있다.

도 4는 상향링크 자원 구조의 일 예를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 상향링크 서브프레임은 적어도 하나의 주파수 파티션으로 나뉠 수 있다. 여기서, 서브프레임이 2개의 주파수 파티션(FP1, FP2)으로 나뉘는 것을 예시적으로 기술하나, 서브프레임 내 주파수 파티션의 수가 이에 제한되는 것은 아니다. 주파수 파티션의 개수는 최대 4개일 수 있다. 각 주파수 파티션은 FFR과 같은 다른 목적을 위하여 사용될 수 있다.

각 주파수 파티션은 적어도 하나의 PRU로 구성된다. 각 주파수 파티션은 분산된 자원 할당(distributed resource allocation) 및/또는 연속된 자원 할당(contiguous resource allocation)을 포함할 수 있다. 상기 분산된 자원 할당은 DLRU일 수 있으며, 상기 연속된 자원 할당은 CLRU일 수 있다. 여기서, 제2 주파수 파티션(FP2)은 분산된 자원 할당 및 연속된 자원 할당을 포함한다. 'Sc'는 부반송파를 의미한다.

비동기 단말을 위한 레인징 채널은 단말의 초기 네트워크 진입(initial network entry) 및 핸드오버 중 목적 BS(target BS)에 대한 레인징의 용도로 사용될 수 있다. 비동기 단말을 위한 레인징 채널은 시간 영역에서 길이 T_RP의 레인징 프리앰블(RP; Ranging Preamble)과 길이 T_RCP의 레인징 CP(RCP; Ranging Cyclic Prefix)를 포함할 수 있다. T_RP는 레인징 부반송파의 간격인 Δf_RP에 의해 달라질 수 있다. 레인징 채널은 4개의 인접한 CLRU를 포함하는 하나의 서브밴드(subband)에 할당될 수 있다.

도 5는 비동기 단말을 위한 레인징 채널의 구조의 일 예이다. 도 5-(a)의 레인징 채널은 하나의 RCP와 하나의 RP가 한 번 반복된 형태를 가지며, 도 5-(b)의 레인징 채널은 하나의 RCP와 2개의 RP로 구성된다. 도 5-(c)의 레인징 채널은 하나의 RCP와 하나의 RP로 구성된다.

도 6은 비동기 단말을 위한 레인징 채널의 구조의 또 다른 예이다. 비동기 단말을 위한 레인징 채널은 레인징 채널 포맷에 따라서 1개 또는 3개의 서브프레임에 할당될 수 있다. 도 6-(a)는 도 5-(b)의 레인징 채널의 구조에 대응되며, 도 6-(b)는 도 5-(c)의 레인징 채널의 구조에 대응된다. RCP는 RP의 뒷부분(rear part)을 복사한 것이고, RCP와 RP 간 위상 비연속성(phase discontinuity)는 발생하지 않는다. 레인징 채널이 전송되는 시작 시점은 단말에서 하향링크 프리앰블에 의해 획득한 하향링크 동기와 대응되는 상향링크 서브프레임의 시작 시점과 맞게(aligned) 된다. 서브프레임에서 레인징 채널이 전송되고 남은 시간은 인접한 서브프레임 간 간섭을 방지하기 위하여 유보될 수 있다. 비동기 단말을 위한 레인징 채널이 전송되기로 한 서브프레임에서 단말은 다른 어떤 상향링크 버스트(uplink burst) 또는 상향링크 제어 채널도 전송하지 않을 수 있다.

표 2는 레인징 채널의 포맷 및 파라미터의 일 예이다.

Format	레인징 채널 구조	T_RCP	T_RP	Δf_RP
0	도 5-(a)	Tg+k*Tb	2*Tb	Δf/2
1	도 5-(c)	Tg+k*Tb	2*Tb
2	도 5-(b)	K1Tg+K2Tb	22Tb
3	도 5-(c)	7*Tg+Tb	8*Tb	Δf/8

표 3은 레인징 채널의 포맷 및 파라미터의 또 다른 예이다.

Format	레인징 채널 구조	T_RCP	T_RP	Δf_RP
0	도 5-(b)	K1Tg+K2Tb	2*Tb	Δf/2
1	도 5-(c)	3.5Tg+7Tb	8*Tb	Δf/8

Tb, Tg 및 Δf는 표 1에 의해서 각각 유효 심벌 시간, CP 시간, 부반송파 간격으로 정의될 수 있다. 표 2에서 레인징 채널 포맷 0 및 1의 T_RCP는 표 1의 OFDMA 파라미터 및 서브프레임 타입에 의해서 달라질 수 있다. 예를 들어

/ 로 정의될 수 있다. N_sym는 하나의 서브프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 개수이며, Fs 및 N_FFT는 표 1에 의해서 정의될 수 있다. 표 2의 레인징 채널 포맷 2의 TRP는 반복된 레인징 프리앰블의 총 길이를 의미한다. 또한, 표 2 의 레인징 채널 포맷 2 및 표 3의 레인지 채널 포맷 0의 T_RCP도 표 1의 OFDMA 파라미터 및 서브프레임 타입에 의해서 달라질 수 있다. 이때 k1=(N_sym+1)/2, k2=(N_sym-4)/2로 정의될 수 있다.

표 2의 레인징 채널 포맷 0에서 반복된 RCP와 RP가 서브프레임 내에서 하나의 레인징 기회(opportunity)로 사용될 수 있다. 레인징 채널 포맷 2 는 서브프레임 내에서 하나의 RCP와 반복된 RP들을 포함한다. 레인징 채널 포맷 1은 레인징 채널 포맷 0 의 일부인 하나의 RCP와 하나의 RP를 포함하며, 이때 하나의 서브프레임 내에서 2번의 레인징 기회를 가질 수 있다. 레인징 채널 포맷 3은 레인징 채널 포맷 1과 같은 구조를 가지나 길이가 다르다.

동기 단말을 위한 레인징 채널은 주기적 레인징을 위해 사용될 수 있다. 목적 기지국과 이미 동기화된 단말은 동기 단말을 위한 레인징 신호를 전송할 수 있다. 동기 단말을 위한 레인징 채널은 72개의 부반송파와 하나의 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심벌부터 시작하는 6개의 OFDM 심벌을 차지할 수 있다. 동기 단말을 위한 레인징 채널은 72개의 부반송파와 3개의 OFDM 심벌을 차지하며 레인징 프리앰블 코드로부터 생성되는 기본 유닛(basic unit)과 이를 1번 반복한 반복 유닛(repeated unit)으로 구성될 수 있다.

도 7은 동기 단말을 위한 레인징 채널의 구조의 일 예이다. Tb는 표 1의 유효 심벌 시간, Tg는 CP 시간을 의미한다. 처음 3개의 OFDM 심벌은 기본 유닛에 할당되고, 다음 3개의 OFDM 심벌은 반복 유닛에 할당된다.

레인징 채널을 구성하는 레인징 프리앰블은 레인징 프리앰블 코드를 이용하여 전송될 수 있다. 레인징 프리앰블 코드로 다양한 종류의 시퀀스가 사용될 수 있다. 비동기 단말을 위한 레인징 채널에서 레인징 프리앰블 코드는 초기 접속 레인징 프리앰블 코드와 핸드오버 레인징 프리앰블 코드로 분류될 수 있다. 초기 접속 레인징 프리앰블 코드는 초기 네트워크 접속을 위하여 사용되고, 핸드오버 레인징 프리앰블 코드는 핸드오버 도중 목적 기지국으로의 레인징을 위하여 사용된다.

레인징 프리앰블 코드로 사용될 수 있는 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스는 루트 인덱스(root index)가 r이며 길이가 N_zc일 때, 수학식 1에 의해 정의될 수 있다.

수학식 1에서 q는 임의의 자연수일 수 있다. q=0인 경우, 길이가 홀수인 ZC 시퀀스는 수학식 2와 같이 표현할 수 있다.

또한, 루트 인덱스가 r이며 길이가 N_GCL인 GCL(Generalized Chirp-Like) 시퀀스는 수학식 3에 의해 정의될 수 있다.

수학식 3에서 q는 임의의 자연수일 수 있다.

상기 ZC 코드 또는 상기 GCL 코드 등의 시퀀스를 전송하기 위하여 시퀀스의 루트 인덱스가 전송될 필요가 있다. 예를 들어 LTE 시스템에서 PRACH(Physical Random Access Channel)에 사용되는 ZC 코드의 N_ZC=839이고, 따라서 셀 내에서 논리적으로 정렬된 루트 인덱스를 브로드캐스트 하기 위하여 10비트의 신호가 전송될 필요가 있다.

한편, ZC 시퀀스는 수학식 4와 같이 루트 인덱스 r과 루트 인덱스 N_ZC-r가 서로 복소 공액(complex conjugate) 관계를 이룬다.

GCL 시퀀스도 수학식 5와 같이 루트 인덱스 r과 루트 인덱스 N_ZC-r가 서로 복소 공액 관계를 이룬다.

수학식 4 또는 수학식 5와 같은 복소 공액 관계는 시퀀스가 시간 영역에 정의되던지 또는 주파수 영역에서 정의되던지 관계 없이 적용될 수 있다.

상기와 같은 복소 공액 관계에 있는 시퀀스를 이용하여 코드를 검출하는 경우 수신단에서의 복잡도를 감소시킬 수 있다. 복소 공액 관계를 가지는 시퀀스가 주파수 영역에서 정의된다고 가정한다. 수신된 주파수 영역 신호를 y(k)라 하면, 루트 인덱스a를 가지는 코드 x_a(k)를 검출하기 위하여 수학식 6과 같이 코드 x_a(k)의 conjugate를 곱할 수 있다.

또한 루트 인덱스 N_ZC-a를 가지는 코드 x_NZC-a(k)를 검출하기 위해 수학식 7과 같이 코드 x_NZC-a(k)의 conjugate를 곱할 수 있다.

코드 x_a(k)를 검출하기 위한 수학식 6과 코드 x_NZC-a(k)를 검출하기 위한 수학식 7의 결과가 서로 상관됨을 알 수 있다. 즉, 수학식 6의 검출의 결과값인 c, d, e 및 f가 수학식 7의 검출의 결과값으로 도출된다. 따라서 루트 인덱스가 a인 코드 x_a(k) 또는 루트 인덱스가 N_ZC-a인 코드 x_NZC-a(k) 중 어느 하나만을 이용하여 두 코드를 모두 검출하는 것이 가능하다. 수학식 6에서 루트 인덱스 a인 코드 x_a(k)를 검출한 결과값을 이용하여 루트 인덱스 N_ZC-a인 코드 x_NZC-a(k)를 검출할 수 있다. 반대로 수학식 7에서 루트 인덱스 N_ZC-a인 코드 x_NZC-a(k)를 검출한 결과값을 이용하여 루트 인덱스 a인 코드 x_a(k)를 검출할 수 있다.

이와 같이 루트 인덱스 r인 ZC 시퀀스와 루트 인덱스 N_ZC-r인 ZC 시퀀스는 서로 상관 관계에 있으므로, 셀 내에서 복수의 루트 인덱스를 기반으로 하여 시퀀스를 전송하는 경우 루트 인덱스가 r인 시퀀스와 루트 인덱스가 N_ZC-r인 시퀀스를 서로 쌍으로 할당할 수 있다. 즉, 루트 인덱스 r과 루트 인덱스 N_zc-r은 서로 pair allocation 관계에 있다고 할 수 있다. 따라서, 루트 인덱스를 전송함에 있어서, 전송되는 루트 인덱스에 관한 정보는 모든 가능한 루트 인덱스를 표시하게 구성될 필요 없이 루트 인덱스의 절반만을 표시할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어 루트 인덱스가 1~138인 ZC 시퀀스에서, 루트 인덱스가 1인 ZC 시퀀스와 루트 인덱스가 138인 ZC 시퀀스는 서로 pair allocation 관계에 있으므로, 루트 인덱스로 138을 전송하기보다 1을 전송함으로써 루트 인덱스의 시그널링 오버헤드(overhead)를 줄일 수 있다.

도 8은 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법의 일 실시예를 나타낸다. 본 실시예에서는 레인징 채널 중 단말의 초기 접속을 위한 초기 접속 레인징 채널 또는 핸드오버를 위한 핸드오버 레인징 채널에 ZC 시퀀스 또는 GCL 시퀀스가 적용되는 경우를 가정하나 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, ZC 시퀀스 또는 GCL 시퀀스는 동기 단말을 위한 레인징 채널, 사운딩 채널, 랜덤 액세스 채널 등에 적용될 수 있다.

단계 S100에서 단말은 기지국으로부터 레인징 채널 정보를 수신한다.

상기 레인징 채널 정보는 SFH 등을 통하여 브로드캐스트 될 수 있다. 상기 레인징 채널 정보는 레인징 채널에 할당되는 주파수 영역 및 시간 영역에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 레인징 채널 정보는 레인징 채널을 구성하는 레인징 프리앰블 코드를 생성하기 위한 다양한 종류의 파라미터(parameter)를 포함할 수 있다. 이에 따라 레인징 채널 정보는 셀 내에서 사용 가능한 루트 인덱스들 중 시작 루트 인덱스(r₀)에 관한 파라미터, 순환 쉬프트(cyclic shift; N_CS)값 또는 셀 내에서 선택 가능한 레인징 프리앰블 코드인 후보 레인징 프리앰블 코드의 개수(N_set)에 관한 파라미터 등을 포함할 수 있다. 상기 파라미터들은 기지국에 의해 전송될 수 있으나, 파라미터 중 일부는 미리 고정된 값으로 정해질 수도 있다. 예를 들어 N_set는 시그널링 없이 FDD 시스템에서는 64로, TDD 시스템에서는 32로 정해질 수 있다.

레인징 프리앰블 코드를 생성하기 위한 파라미터 중 시작 루트 인덱스에 관한 파리미터를 전송함에 있어서 시그널링 오버헤드를 줄이는 것이 가능하다. 즉, 시작 루트 인덱스를 그대로 전송하기보다는, ZC 시퀀스의 특성을 이용하여 전체 루트 인덱스의 절반만을 사용하여 시작 루트 인덱스를 전송할 수 있다.

예를 들어 길이 N_RP=139인 ZC 시퀀스가 사용될 수 있다. 이때 가능한 모든 루트 인덱스(1~138)를 전송하기 위해서는 8비트가 필요하다. 그러나 루트 인덱스 r인 ZC 시퀀스와 루트 인덱스 N_RP-r인 ZC 시퀀스는 서로 pair allocation 관계에 있다. 따라서 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 의해 모든 루트 인덱스 중 절반인 1~69((N_RP-1)/2)만을 전송한다면 8비트가 아닌 7비트만으로 모든 루트 인덱스를 표현할 수 있다. 또한, 7비트가 아닌 6비트를 사용하여 루트 인덱스 1~64만을 전송하고, 전송되지 않는 루트 인덱스는 전용 코드(dedicated code)로 할당할 수 있다. 전용 코드는 기지국에 의해 특정 단말에 할당된 코드이다.

또 다른 예로 N_RP=167인 ZC 시퀀스가 사용될 수 있다. 이때 가능한 모든 루트 인덱스(1~166)를 전송하기 위해서는 8비트가 필요하다. 그러나 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 의해 모든 루트 인덱스 중 절반인 1~83((N_RP-1)/2)만을 전송한다면 8비트가 아닌 7비트만으로 모든 루트 인덱스를 표현할 수 있다. 또한, 7비트가 아닌 6비트를 사용하여 루트 인덱스 1~64만을 전송하고, 전송되지 않는 루트 인덱스는 전용 코드로 할당할 수 있다.

단계 S110에서 단말은 셀 내에서 선택 가능한 후보 레인징 프리앰블 코드 들로부터 하나의 레인징 프리앰블 코드를 임의로 생성한다. 단말은 시간 또는 주파수 영역 중 어느 하나의 영역을 임의로 선택하고, 선택된 영역에서 루트 인덱스를 증가시키면서 적어도 하나의 후보 레인징 프리앰블 코드를 결정할 수 있다. 예를 들어 시작 루트 인덱스 r₀로부터 순환 쉬프트값 N_CS를 기반으로 하여 N_set개의 후보 레인징 프리앰블 코드를 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, ZC 시퀀스의 길이 N_ZC=20, r₀=1, N_CS=10, N_set=5라고 가정하자. 루트 인덱스가 1인 ZC 시퀀스를 순환 쉬프트하지 않은 제1 후보 레인징 프리앰블 코드, 루트 인덱스가 1인 ZC 시퀀스를 10만큼 순환 쉬프트한 제2 후보 레인징 프리앰블 코드가 결정될 수 있다. 또한, 루트 인덱스 1에서 더 이상 순환 쉬프트를 적용할 수 없으므로 루트 인덱스가 루트 인덱스 1과 pair allocation 관계에 있는 19로 변화하며, 루트 인덱스가 19인 ZC 시퀀스를 순환 쉬프트하지 않은 제3 후보 레인징 프리앰블 코드, 루트 인덱스가 19인 ZC 시퀀스를 10만큼 순환 쉬프트한 제4 후보 레인징 프리앰블 코드가 결정될 수 있다. 루트 인덱스 19에서 더 이상 순환 쉬프트를 적용할 수 없으므로 루트 인덱스가 2로 변화하며, 루트 인덱스가 2인 ZC 시퀀스를 순환 쉬프트하지 않은 제5 후보 레인징 프리앰블 코드가 결정될 수 있다. 단말은 제1 내지 제5 후보 레인징 프리앰블 코드들 중 임의로 하나의 레인징 프리앰블 코드를 생성하여 레인징 채널에서 전송한다. 상기 N_set는 초기 접속 레인징 채널 또는 핸드오버 레인징 채널에서 각각 다른 값으로 정의될 수 있다. 또는 하나의 N_set 이 정의되고 그에 해당하는 N_set 개의 후보 레인징 프리앰블 코드가 초기 접속 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드와 핸드오버 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드로 각각 나누어질 수 있다. 단말은 레인징 채널의 용도에 따라 나눠진 각각의 후보 레인징 프리앰블 코드 중 하나의 레인징 프리앰블 코드를 임의로 선택하여 전송한다.

도 9는 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 따른 후보 레인징 프리앰블 코드를 결정하는 과정의 일 예를 나타낸다.

제안된 레인징 채널 프리앰블 코드 생성 방법에 의한 레인징 프리앰블 코드의 일 예가 수학식 8에 의해서 정의될 수 있다. 수학식 8의 레인징 프리앰블 코드는 순환 쉬프트를 적용한 ZC 시퀀스를 기본으로 한다.

p는 루트 인덱스가 r_p인 ZC 시퀀스로부터, N_CS만큼 s_p번 순환 쉬프트 되어 결정된 후보 레인징 프리앰블 코드의 인덱스이다. r_p 및 s_p는 각각 수학식 9 및 수학식 10에 의해서 정의될 수 있다.

r₀는 SFH를 통해서 브로드캐스트되는 정보이며,

/ 이다. r₀는 1부터 (n_RP-1)/2까지의 자연수 중 하나로 설정되어 기지국이 전송하는 비트의 수를 줄일 수 있다. Γ는 p번째 후보 레인징 프리앰블 코드에 사용되는 루트 인덱스를 결정하는 파라미터이다. p=0 또는 Γ=0이면 루트 인덱스 r₀인 ZC 시퀀스가 사용된다. p가 0부터 점차 증가하여 Γ=1이 되면 수학식 9에 의해서 루트 인덱스가

인 ZC 시퀀스가 사용된다. 즉, Γ=0일 때의 루트 인덱스와 Γ=1일 때의 루트 인덱스가 pair allocation 관계에 있다. p가 더욱 증가하여 Γ=2가 되면 수학식 9에 의해서 루트 인덱스가

인 ZC 시퀀스가 사용되며, Γ=3이 되면

인 ZC 시퀀스가 사용된다. 따라서 Γ=2일 때의 루트 인덱스와 Γ=3일 때의 루트 인덱스가 역시 pair allocation 관계에 있다. p가 증가함에 따라 pair allocation 관계에 있는 루트 인덱스를 기반으로 하는 레인징 프리앰블 코드를 사용할 수 있다. N_TOTAL은 섹터별 초기 접속 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 개수와 핸드오버 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 개수의 합이다. N_CS는 셀 크기에 따른 순환 쉬프트의 단위이다. N_RP는 레인징 프리앰블 코드의 길이이다. 상기 N_CS 또는 N_RP는 표 2 또는 표 3에서 정의된 레인징 채널의 포맷에 따라서 각각 다른 값으로 정의될 수 있다. 표 4는 표 2의 레인징 채널 포맷에 따른 N_CS의 값을 나타난 일 예이다.

index		0	1	2	3	4	5	6	7
N _CS	Format 0, 1, 2	12	16	27	37	48	58	69	0
N _CS	Format 3	89	121	152	184	215	247	278	0

상기 실시예에서 비동기 단말을 위한 레인징 채널을 가정하였으나, 상기 N_TOTAL은 섹터 내에서 전송되는 레인징 채널의 종류에 따라서 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어 섹터 내에서 초기 접속 레인징 채널, 핸드오버 레인징 채널 및 동기 단말을 위한 레인징 채널이 모두 전송되는 경우, 상기 N_TOTAL은 초기 접속 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 개수(N_IN), 핸드오버 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 개수(N_HO) 및 동기 단말을 위한 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 개수(N_PE)의 합일 수 있다(즉, N_TOTAL=N_IN+N_HO+N_PE). 또는 동기 단말을 위한 레인징 채널이 전송되지 않는 경우에는 상기 N_TOTAL은 초기 접속 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 개수와 핸드오버 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 개수의 합으로 나타낼 수 있다(즉, N_TOTAL=N_IN+N_HO). 또는 동기 단말을 위한 레인징 채널이 전송되지 않는 경우, N_TOTAL을 일정한 크기로 고정하고 N_TOTAL 내에서 초기 접속 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 개수와 핸드오버 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 개수를 적응적으로 변화시킬 수 있다. 예를 들어 N_TOTAL=64로 고정하고 초기 접속 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 개수가 N_IN일 때, 핸드오버 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 개수 N_HO=64-N_IN일 수 있다.

이하 제안된 레인징 채널의 전송 방법에 따른 레인징 프리앰블 코드의 다양한 예를 기술하도록 한다.

제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 의한 레인징 프리앰블 코드의 또 다른 예가 수학식 11에 의해서 정의될 수 있다. 수학식 11의 레인징 프리앰블 코드는 시간 영역에서 순환 쉬프트 되어 주파수 영역에서 정의된 ZC 시퀀스를 기본으로 한다.

p는 루트 인덱스가 r_p인 ZC 시퀀스로부터 N_CS만큼 s_p번 순환 쉬프트 되어 결정된 후보 레인징 프리앰블 코드의 인덱스이다. r_p 및 s_p는 각각 수학식 12에 의해서 정의될 수 있다.

p번째 후보 레인징 프리앰블 코드는 시작 루트 인덱스 r₀로부터 결정되는 루트 인덱스 r_p와 s_p번째 순환 쉬프트를 이용하여 결정된다. r₀는 1부터 (n_RP-1)/2의 자연수 중 하나로 미리 결정되거나, 기지국에서 의해서 전송될 수 있다. 이에 따라 루트 인덱스가 r인 ZC 시퀀스와 루트 인덱스가 N_RP-r인 루트 인덱스가 서로 pair allocation 관계에 있게 된다. N_TOTAL은 섹터별 초기 접속 레인징 채널 및 핸드오버 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 총 개수이다. N_TOTAL은 편의상 단말에 의해서 할당되는 경쟁 기반(contention-based) 프리앰블 코드만을 포함하는 것으로 가정하나, 기지국에 의해 할당되는 전용 프리앰블 코드도 포함될 수 있다. N_TOTAL이 전용 프리앰블 코드까지 포함하는 경우, N_TOTAL은 경쟁 기반 프리앰블 코드의 개수인 N_cont와 전용 프리앰블 코드의 개수인 N_dedi의 합으로 나타낼 수 있다. N_cont는 초기 접속 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 개수 N_IN과 핸드오버 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 개수 N_HO의 합으로 나타낼 수 있다. N_dedi는 최대 32일 수 있다.

N_CS는 시간 영역에서 셀 크기에 따른 순환 쉬프트의 단위이다.

로 정의될 수 있다. 여기서 M은 ZC 시퀀스의 루트 인덱스당 순환 쉬프트된 코드의 개수를 나타내며, 이는 표 5에 의하여 결정될 수 있다.

Index	0	1	2	3
M	1	2	4	8

N_RP는 레인징 프리앰블 코드의 길이이며 표 3에 의해 결정되는 레인징 채널의 포맷이 0일 때 139, 레인징 채널의 포맷이 1일 때 557의 값을 가질 수 있다. 상기 r₀와 M 및 레인징 프리앰블 코드 파티션 정보는 브로드캐스트 될 수 있다. 상기 r₀와 M및 레인징 프리앰블 코드 파티션 정보는 SFH를 통해서 브로드캐스트 될 수 있으며, 특히 S-SFH SP1을 통해 40 ms 주기로 전송될 수 있다. 레인징 프리앰블 코드 파티션 정보는 각 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 개수를 나타내며, 이는 표 6에 의하여 결정될 수 있다. 레인징 프리앰블 코드 파티션 정보에 의하여 결정된 초기 접속 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 개수와 핸드오버 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 개수를 합하면 상기 N_TOTAL이 될 수 있다.

Partition Index	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Number of initial ranging preamble codes	8	8	8	8	16	16	16	16	24	24	24	24	32	32	32	32
Number of handover ranging preamble codes	8	16	24	32	8	16	24	32	8	16	24	32	8	16	24	32

수학식 11에서 1부터 (N_RP-1)/2 중 어느 하나의 정수가 r₀로 결정되어 전송됨으로써, 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있다. 예를 들어 N_RP=139인 경우, 1~138의 루트 인덱스 중 어느 하나를 시작 루트 인덱스로 결정함에 있어서 8비트가 필요하나, 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법과 같이 pair allocation 관계를 이용하여 7비트로 구성된 1~69의 루트 인덱스 중 어느 하나를 시작 루트 인덱스로 결정할 수 있다. 또는 6비트로 구성된 1~64의 루트 인덱스 중 어느 하나를 시작 루트 인덱스로 결정하고, 나머지 루트 인덱스는 전용 코드로 할당할 수 있다.

또한, 표 6을 참조하면 각 섹터 또는 셀은 복수 개의 후보 레인징 프리앰블 코드로부터 레인징 프리앰블 코드를 생성하므로, 보다 적은 수의 비트를 사용하여 시작 루트 인덱스를 결정할 수 있다. 이때 시작 루트 인덱스 r₀가 전송되는 대신, 시작 루트 인덱스를 결정하는 시작 루트 인덱스 제어 파라미터가 전송되고 시작 루트 인덱스는 상기 시작 루트 인덱스 제어 파라미터로부터 결정될 수 있다.

예를 들어 루트 인덱스를 x간격으로 할당하는 것이 가능하다. 이때 루트 인덱스는 (1, x+1, 2x+1,…)일 수 있다. 편의상 x를 짝수로 가정하고 시작 루트 인덱스 제어 파라미터를 y라 하면, 시작 루트 인덱스 r₀=x/2*y+1로 결정될 수 있다. 루트 인덱스의 간격을 나타내는 x가 2로 나눠지는 것은 pair allocation 관계에 있는 루트 인덱스가 동시에 할당되기 때문이다. 예를 들어 루트 인덱스가 4의 간격으로 전송되는 경우, 시작 루트 인덱스 제어 파라미터 y는 5비트의 길이를 가지며 r₀=2y+1(r₀=1,3,5,…,63)일 수 있다. 또는 루트 인덱스가 6의 간격으로 전송되는 경우, 시작 루트 인덱스 제어 파라미터 y는 5비트의 길이를 가지며 r₀=3y+1(r₀=1,4,7,…,94)일 수 있다. 또는 루트 인덱스가 8의 간격으로 전송되는 경우, 시작 루트 인덱스 제어 파라미터 y는 4비트의 길이를 가지며 r₀=4y+1(r₀=1,5,9,…,61)일 수 있다. 또는 루트 인덱스가 32의 간격으로 전송되는 경우, 시작 루트 인덱스 제어 파라미터 y는 2비트의 길이를 가지며 r₀=16y+1(r₀=1,17,33,49)일 수 있다. 표 3에 따른 레인징 채널의 포맷이 0일 때 루트 인덱스가 8의 간격으로 전송될 수 있으며, 레인징 채널의 포맷이 1일 때 루트 인덱스가 32의 간격으로 전송될 수 있다.

이와 같이 시작 루트 인덱스 제어 파라마터를 기반으로 특정 루트 인덱스만이 전송되는 경우, 루트 인덱스당 순환 쉬프트된 코드의 개수 및 섹터당 레인징 프리앰블 코드의 개수에 따라서 가운데 부분에 위치한 루트 인덱스가 사용되지 않을 수도 있다. 예를 들어 N_RP=139이고 루트 인덱스가 8의 간격으로 전송되는 경우 사용되는 루트 인덱스는 (1,138,2,137,3,136,4,135), (5,134,6,133,7,132,8,131),…, (61,78,62,77,63,76,64,75)이며 가운데에 위치한 루트 인덱스인 65 내지 74는 사용되지 않는다. 이때 사용되지 않은 루트 인덱스를 기반으로 하는 시퀀스는 기지국이 특정 단말에 할당하는 전용 코드로 사용될 수 있고, 이를 통해 모든 시퀀스를 사용할 수 있다. 또는 가운데에 위치한 루트 인덱스는 레인징 채널이 아닌 다른 용도를 위한 시퀀스의 루트 인덱스로 사용될 수 있다. 예를 들어 긴급 통화를 위한 용도, 데이터 중계를 위한 용도 또는 펨토 셀(femto cell)을 위한 용도 등으로 사용될 수 있다. 또는, 이와 같이 가운데에 위치한 루트 인덱스가 사용되지 않는 것을 방지하기 위하여 시작 루트 인덱스 제어 파라미터를 보다 많은 비트로 구성할 수 있다. 예를 들어 루트 인덱스가 8의 간격으로 전송되는 경우 시작 루트 인덱스 제어 파라미터를 4비트가 아닌 5비트로 구성하여, 보다 많은 루트 인덱스(r₀=1,5,9,…,125)를 전송하게 할 수 있다.

제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 의한 레인징 프리앰블 코드의 또 다른 예가 수학식 13에 의해서 정의될 수 있다. 수학식 13의 레인징 프리앰블 코드는 시간 영역에서 순환 쉬프트 되어 주파수 영역에서 정의된 ZC 시퀀스를 기본으로 한다.

p는 루트 인덱스가 r_p인 ZC 시퀀스로부터 N_CS만큼 s_p번 순환 쉬프트 되어 결정된 후보 레인징 프리앰블 코드의 인덱스이다. r_p 및 s_p는 각각 수학식 14에 의해서 정의될 수 있다.

p번째 후보 레인징 프리앰블 코드는 시작 루트 인덱스 r₀로부터 결정되는 루트 인덱스 r_p와 N_CS를 순환 쉬프트 단위로 사용하는s_p 를 이용하여 결정된다. r₀는 1부터 (n_RP-1)/2의 자연수 중 하나로 미리 결정되거나, 기지국에서 의해서 전송될 수 있다. 이에 따라 루트 인덱스가 r인 ZC 시퀀스와 루트 인덱스가 N_RP-r인 루트 인덱스가 서로 pair allocation 관계에 있게 된다. N_TOTAL은 섹터별 초기 접속 레인징 채널 및 핸드오버 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 총 개수이다. N_TOTAL은 편의상 단말에 의해서 할당되는 경쟁 기반(contention-based) 프리앰블 코드만을 포함하는 것으로 가정하나, 기지국에 의해 할당되는 전용 프리앰블 코드도 포함될 수 있다.

로 정의될 수 있다. M은 ZC 시퀀스의 루트 인덱스당 순환 쉬프트된 코드의 개수를 나타내며, 이는 표 5에 의하여 결정될 수 있다. N_CS는 시간 영역에서 셀 크기에 따른 순환 쉬프트의 단위이다. N_CS 또한

에 의해서 결정될 수 있다. 즉, M 또는 N_CS 중 어느 하나의 값을 알면 다른 하나의 값을 계산할 수 있다. N_RP는 레인징 프리앰블 코드의 길이이며 표 3에 의해 결정되는 레인징 채널의 포맷이 0일 때 139, 레인징 채널의 포맷이 1일 때 557의 값을 가질 수 있다. 상기 r₀와 M 및 레인징 프리앰블 코드 파티션 정보는 브로드캐스트될 수 있다. 레인징 프리앰블 코드 파티션 정보는 각 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 개수를 나타내며, 이는 표 6에 의하여 결정될 수 있다. 레인징 프리앰블 코드 파티션 정보에 의하여 결정된 초기 접속 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 개수와 핸드오버 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 개수를 합하면 상기 N_TOTAL이 될 수 있다.

수학식 13에서 1부터 (N_RP-1)/2 중 어느 하나의 정수가 r₀로 결정되어 전송됨으로써, 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있다. 예를 들어 N_RP=139인 경우, 1~138의 루트 인덱스 중 어느 하나를 시작 루트 인덱스로 결정함에 있어서 8비트가 필요하나, 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법과 같이 pair allocation 관계를 이용하여 7비트로 구성된 1~69의 루트 인덱스 중 어느 하나를 시작 루트 인덱스로 결정할 수 있다. 또는 6비트로 구성된 1~64의 루트 인덱스 중 어느 하나를 시작 루트 인덱스로 결정하고, 나머지 루트 인덱스는 전용 코드로 할당할 수 있다.

또한, 보다 적은 수의 비트를 사용하여 시작 루트 인덱스를 결정할 수 있다. 이때 시작 루트 인덱스를 결정하는 시작 루트 인덱스 제어 파라미터가 전송되고 시작 루트 인덱스는 상기 시작 루트 인덱스 제어 파라미터로부터 결정될 수 있다. 예를 들어 루트 인덱스가 4의 간격으로 전송되는 경우, 시작 루트 인덱스 제어 파라미터 y는 5비트의 길이를 가지며 r₀=2y+1(r₀=1,3,5,…,63)일 수 있다. 또는 루트 인덱스가 6의 간격으로 전송되는 경우, 시작 루트 인덱스 제어 파라미터 y는 5비트의 길이를 가지며 r₀=3y+1(r₀=1,4,7,…,94)일 수 있다. 또는 루트 인덱스가 8의 간격으로 전송되는 경우, 시작 루트 인덱스 제어 파라미터 y는 4비트의 길이를 가지며 r₀=4y+1(r₀=1,5,9,…,61)일 수 있다.

또한, 루트 인덱스당 순환 쉬프트된 코드의 개수 및 섹터당 레인징 프리앰블 코드의 개수에 따라서 가운데 부분에 위치한 루트 인덱스가 사용되지 않는 경우, 사용되지 않은 루트 인덱스를 기반으로 하는 시퀀스는 기지국이 특정 단말에 할당하는 전용 코드로 사용될 수 있고, 이를 통해 모든 시퀀스를 사용할 수 있다. 또는 가운데에 위치한 루트 인덱스는 레인징 채널이 아닌 다른 용도를 위한 시퀀스의 루트 인덱스로 사용될 수 있다. 예를 들어 긴급 통화를 위한 용도, 데이터 중계를 위한 용도 또는 펨토 셀(femto cell)을 위한 용도 등으로 사용될 수 있다. 또는, 이와 같이 가운데에 위치한 루트 인덱스가 사용되지 않는 것을 방지하기 위하여 시작 루트 인덱스 제어 파라미터를 보다 많은 비트로 구성할 수 있다. 예를 들어 루트 인덱스가 8의 간격으로 전송되는 경우 시작 루트 인덱스 제어 파라미터를 4비트가 아닌 5비트로 구성하여, 보다 많은 루트 인덱스(r₀=1,5,9,…,125)를 전송하게 할 수 있다.

제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 의한 레인징 프리앰블 코드의 또 다른 예가 수학식 15에 의해서 정의될 수 있다. 수학식 15의 레인징 프리앰블 코드는 주파수 영역에서 순환 쉬프트 되어 주파수 영역에서 정의된 padded ZC 시퀀스(또는 extended ZC 시퀀스)를 기본으로 한다. 수학식 15의 레인징 프리앰블 코드는 동기 단말을 위한 레인징 채널에서 사용될 수 있다.

수학식 15의 레인징 프리앰블 코드는 길이가 N_RP+1인 padded ZC 시퀀스가 적용된 것이다. p는 루트 인덱스가 r_p인 padded ZC 시퀀스로부터 순환 쉬프트 되어 결정된 후보 레인징 프리앰블 코드의 인덱스이다. r_p는 수학식 16에 의해서 정의될 수 있다.

p번째 후보 레인징 프리앰블 코드는 시작 루트 인덱스 r₀로부터 결정되는 루트 인덱스 r_p를 이용하여 결정된다. r₀는 1부터 (n_RP-1)/2의 자연수 중 하나로 미리 결정되거나, 기지국에서 의해서 전송될 수 있다. 이에 따라 루트 인덱스가 r인 ZC 시퀀스와 루트 인덱스가 N_RP-r인 루트 인덱스가 서로 pair allocation 관계에 있게 된다. N_TOTAL은 섹터별 동기 단말을 위한 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 총 개수이다. m은 주파수 영역에서 순환 쉬프트되는 단위이다. N_RP는 레인징 프리앰블 코드의 길이이며 본 실시예에서 N_RP=71로 정의될 수 있다.

수학식 15에서 1부터 (N_RP-1)/2 중 어느 하나의 정수가 r₀로 결정되어 전송됨으로써, 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있다. N_RP=71이므로 1~70의 루트 인덱스 중 어느 하나를 시작 루트 인덱스로 결정함에 있어서 7비트가 필요하나, 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법과 같이 pair allocation 관계를 이용하여 6비트로 구성된 1~35(또는 1~64)의 루트 인덱스 중 어느 하나를 시작 루트 인덱스로 결정할 수 있다. 또는 5비트로 구성된 1~32의 루트 인덱스 중 어느 하나를 시작 루트 인덱스로 결정하고, 나머지 루트 인덱스는 전용 코드로 할당할 수 있다.

또한, 보다 적은 수의 비트를 사용하여 시작 루트 인덱스를 결정할 수 있다. 이때 시작 루트 인덱스를 결정하는 시작 루트 인덱스 제어 파라미터가 전송되고 시작 루트 인덱스는 상기 시작 루트 인덱스 제어 파라미터로부터 결정될 수 있다. 예를 들어 루트 인덱스가 4의 간격으로 전송되는 경우, 시작 루트 인덱스 제어 파라미터 y는 4비트의 길이를 가지며 r₀=2y+1(r₀=1,3,5,…,31)일 수 있다. 또는 루트 인덱스가 6의 간격으로 전송되는 경우, 시작 루트 인덱스 제어 파라미터 y는 4비트의 길이를 가지며 r₀=3y+1(r₀=1,4,7,…,46)이거나, 3비트의 길이를 가지며 r₀=3y+1(r₀=1,4,7,…,22)일 수 있다. 또는 루트 인덱스가 8의 간격으로 전송되는 경우, 시작 루트 인덱스 제어 파라미터 y는 3비트의 길이를 가지며 r₀=4y+1(r₀=1,5,9,…,29)이거나, 2비트의 길이를 가지며 r₀=4y+1(r₀=1,5,9,…,13)일 수 있다.

또한, 루트 인덱스당 순환 쉬프트된 코드의 개수 및 섹터당 레인징 프리앰블 코드의 개수에 따라서 가운데 부분에 위치한 루트 인덱스가 사용되지 않는 경우, 사용되지 않은 루트 인덱스를 기반으로 하는 시퀀스는 기지국이 특정 단말에 할당하는 전용 코드로 사용될 수 있고, 이를 통해 모든 시퀀스를 사용할 수 있다. 또는 가운데에 위치한 루트 인덱스는 레인징 채널이 아닌 다른 용도를 위한 시퀀스의 루트 인덱스로 사용될 수 있다. 예를 들어 긴급 통화를 위한 용도, 데이터 중계를 위한 용도 또는 펨토 셀(femto cell)을 위한 용도 등으로 사용될 수 있다. 또는, 이와 같이 가운데에 위치한 루트 인덱스가 사용되지 않는 것을 방지하기 위하여 시작 루트 인덱스 제어 파라미터를 보다 많은 비트로 구성할 수 있다. 예를 들어 루트 인덱스가 8의 간격으로 전송되는 경우 시작 루트 인덱스 제어 파라미터를 3비트 또는 2비트가 아닌 4비트 또는 3비트로 구성하여, 보다 많은 루트 인덱스(r₀=1,5,9,…,61, 또는 r₀=1,5,9,…,29)를 전송하게 할 수 있다.

제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 의한 레인징 프리앰블 코드의 또 다른 예가 수학식 17에 의해서 정의될 수 있다. 수학식 17의 레인징 프리앰블 코드는 주파수 영역에서 순환 쉬프트 되어 주파수 영역에서 정의된 padded ZC 시퀀스를 기본으로 한다. 수학식 17의 레인징 프리앰블 코드는 동기 단말을 위한 레인징 채널에서 사용될 수 있다.

수학식 17의 레인징 프리앰블 코드는 길이가 N_RP+1인 padded ZC 시퀀스가 적용된 것이다. p는 루트 인덱스가 r_p인 padded ZC 시퀀스로부터 m만큼 s_p번 순환 쉬프트 되어 결정된 후보 레인징 프리앰블 코드의 인덱스이다. r_p는 수학식 18에 의해서 정의될 수 있다.

p번째 후보 레인징 프리앰블 코드는 시작 루트 인덱스 r₀로부터 결정되는 루트 인덱스 r_p를 이용하여 결정된다. r₀는 1부터 (n_RP-1)/2의 자연수 중 하나로 미리 결정되거나, 기지국에서 의해서 전송될 수 있다. 이에 따라 루트 인덱스가 r인 ZC 시퀀스와 루트 인덱스가 N_RP-r인 루트 인덱스가 서로 pair allocation 관계에 있게 된다.

/ 로 정의되며, p번째 후보 레인징 프리앰블 코드에 사용되는 루트 인덱스를 결정하는 파라미터이다. N_TOTAL은 섹터별 동기 단말을 위한 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 총 개수이다. N_TOTAL은 편의상 단말에 의해서 할당되는 경쟁 기반(contention-based) 프리앰블 코드만을 포함하는 것으로 가정하나, 기지국에 의해 할당되는 전용 프리앰블 코드도 포함될 수 있다. m은 주파수 영역에서 순환 쉬프트되는 단위이다. N_RP는 레인징 프리앰블 코드의 길이이며 본 실시예에서 N_RP=71로 정의될 수 있다.

수학식 17에서 1부터 (N_RP-1)/2 중 어느 하나의 정수가 r₀로 결정되어 전송됨으로써, 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있다. N_RP=71이므로 1~70의 루트 인덱스 중 어느 하나를 시작 루트 인덱스로 결정함에 있어서 7비트가 필요하나, 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법과 같이 pair allocation 관계를 이용하여 6비트로 구성된 1~35(또는 1~64)의 루트 인덱스 중 어느 하나를 시작 루트 인덱스로 결정할 수 있다. 또는 5비트로 구성된 1~32의 루트 인덱스 중 어느 하나를 시작 루트 인덱스로 결정하고, 나머지 루트 인덱스는 전용 코드로 할당할 수 있다.

제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 의한 레인징 프리앰블 코드의 또 다른 예가 수학식 19에 의해서 정의될 수 있다. 수학식 19의 레인징 프리앰블 코드는 padded ZC 시퀀스를 기본으로 한다. 수학식 19의 레인징 프리앰블 코드는 동기 단말을 위한 레인징 채널에서 사용될 수 있다.

p는 루트 인덱스가 r_p인 padded ZC 시퀀스로부터 순환 쉬프트 되어 결정되어 레인징 채널의 기본 유닛(basic unit)을 구성하는 후보 레인징 프리앰블 코드의 인덱스이다. r_p는 수학식 20에 의해서 정의될 수 있다.

p번째 후보 레인징 프리앰블 코드는 시작 루트 인덱스 r₀로부터 결정되는 루트 인덱스 r_p를 이용하여 결정된다. r₀는 1부터 (n_RP-1)/2의 자연수 중 하나로 미리 결정되거나, 기지국에서 의해서 전송될 수 있다. 이에 따라 루트 인덱스가 r인 ZC 시퀀스와 루트 인덱스가 N_RP-r인 루트 인덱스가 서로 pair allocation 관계에 있게 된다. M은 ZC 시퀀스의 루트 인덱스당 순환 쉬프트된 코드의 개수이며, M=1/G로 정의될 수 있다. N_TOTAL은 섹터별 동기 단말을 위한 레인징 채널의 후보 레인징 프리앰블 코드의 총 개수이다. 경쟁 기반 레인징 프리앰블 코드에 대하여 N_TOTAL은 표 7에 의해서 결정될 수 있다.

Index	N_TOTAL
0	8
1	16
2	24
3	32

N_TCS는 CP 길이에 따른 OFDM 심벌당 시간 영역 순환 쉬프트의 단위로, N_TCS=G*N_FFT로 정의될 수 있다. G 및 N_FFT는 표 1에 의해서 정의될 수 있다. N_RP는 레인징 프리앰블 코드의 길이이며 본 실시예에서 N_RP=71로 정의될 수 있다. 시작 루트 인덱스 r₀와 레인징 프리앰블 코드 정보는 기지국에 의해 브로드캐스트 될 수 있다. 레인징 프리앰블 코드 정보는 표 7에 의해서 정의될 수 있다. 상기 시작 루트 인덱스와 상기 레인징 프리앰블 코드 정보는 상위 계층 메시지에 의하여 브로드캐스트 되거나, S-SFH SP1에 의해서 40 ms 주기로 브로드캐스트 될 수도 있다.

수학식 19에서 1부터 (N_RP-1)/2 중 어느 하나의 정수가 r₀로 결정되어 전송됨으로써, 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있다. N_RP=71이므로 1~70의 루트 인덱스 중 어느 하나를 시작 루트 인덱스로 결정함에 있어서 7비트가 필요하나, 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법과 같이 pair allocation 관계를 이용하여 6비트로 구성된 1~35(또는 1~64)의 루트 인덱스 중 어느 하나를 시작 루트 인덱스로 결정할 수 있다. 또는 5비트로 구성된 1~32의 루트 인덱스 중 어느 하나를 시작 루트 인덱스로 결정하고, 나머지 루트 인덱스는 전용 코드로 할당할 수 있다.

또한, 보다 적은 수의 비트를 사용하여 시작 루트 인덱스를 결정할 수 있다. 이때 시작 루트 인덱스를 결정하는 시작 루트 인덱스 제어 파라미터가 전송되고 시작 루트 인덱스는 상기 시작 루트 인덱스 제어 파라미터로부터 결정될 수 있다. 예를 들어 루트 인덱스가 12의 간격으로 전송되는 경우, 시작 루트 인덱스 제어 파라미터 y는 3비트의 길이를 가지며 r₀=6y+1(r₀=1,7,13,…,31)일 수 있다.

도 10은 제안된 레인징 채널 정보 전송 방법의 일 실시예이다.

단계 S200에서 기지국은 레인징 채널 정보를 구성한다. 단계 S210에서 기지국은 상기 구성된 레인징 채널 정보를 전송한다. 상기 레인징 채널 정보에 의해 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드들이 결정되며, 상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드들 중 하나가 레인징 프리앰블 코드로 생성된다. 또한, 상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드들은 길이가 N_RP이며 루트 인덱스(root index)가 r_p인 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스를 기반으로 하고, 상기 레인징 채널 정보는 상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드들의 루트 인덱스들 중 시작 루트 인덱스(root index) r₀ 및 상기 시작 루트 인덱스를 지시하는 제어 파라미터(parameter) y 중 적어도 하나를 포함한다. 표 8은 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법 또는 레인징 채널 정보 전송 방법에 따른 레인징 채널 정보가 S-SFH SP1에 의해 브로드캐스트 될 때의 S-SFH SP1 구성의 일 예이다.

Syntax	Size (bit)	Notes
Ranging channel allocation information	4	2 bits : ranging-period, P_R 2 bits : subframe-offset, O_SF 2 bits : subband-offset, k₀
Ranging preamble codes Information	7	4 bits : root index, r₀ r₀=4×signaled number+1 (e.g., 1,5,9, … , 65) 3 bits : cyclic shift unit, N_CS
Handover ranging preamble codes	4	Number of handover ranging preamble codes, O O = 4×(signaled number+1) (e.g., 4,8,12, … , 64)
Ranging channel format	2	0b00 : Ranging channel format 0 0b01 : Ranging channel format 1 0b10 : Ranging channel format 2 0b11 : Ranging channel format 3

표 9는 표 8에 의해 정의된 P_R, O_SF, k₀의 구성의 일 예를 나타낸다.

Configurations	Ranging-period (P_R)	Ranging subframe
0	5 ms	O_SF ^th UL subframes of every frames (0^th, 1^st, 2^nd, and 3^rd frame of a superframe)
1	10 ms	O_SF ^th UL subframes of every odd frames (0^th, 1^st, 2^nd, and 3^rd frame of a superframe)
2	20 ms	O_SF ^th UL subframe of first frame within a superframe (0^th frame of a superframe)
3	40 ms	O_SF ^th UL subframe of first frame among two superframe (0^th frame of odd superframes)

표 9에서 레인징 서브프레임은 표 2의 레인징 채널 포맷 0, 1 및 2의 할당된 레인징 서브프레임의 인덱스를 나타낼 수 있다. 또는 레인징 서브프레임은 표 2의 레인징 채널 포맷 3의 할당된 레인징 서브프레임의 시작 인덱스를 나타낼 수 있으며, 이때 레인징 서브프레임은 상기 시작 인덱스를 시작으로 하여 3개의 서브프레임을 차지할 수 있다.

표10은 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 따른 레인징 채널 정보가 S-SFH SP1에 의해 브로드캐스트 될 때의 S-SFH SP1 구성의 또 다른 예이다.

Syntax	Size (bit)	Notes
Allocation periodicity	2	Indicates the periodicity of ranging channel allocation
Subframe offset	2	Indicates the subframe offset (O_SF) of ranging channel allocation (0≤O_SF≤3)
Start code information	4	Indicates the kns which is the parameter controlling the start root index of ranging preamble codes (r₀) r₀=4y+1 for ranging channel format 0 (0≤y≤15) r₀=16y+1 for ranging channel format 1 (0≤y≤15)
Ranging preamble code partition information	4	Indicates the number of initial and handover ranging preamble codes (N_IN and N_HO)
Ranging preamble codes per root index	2	Indicates the number of cyclic shifted codes per root index (M) for ranging preamble codes
Ranging channel formats	1	Indicates the ranging channel formats number

표 10에서 Start code information 필드에 의해서 레인징 프리앰블 코드의 시작 루트 인덱스가 지시될 수 있다. 레인징 프리앰블 코드의 시작 루트 인덱스가 직접 지시 또는 전송되는 대신, 시작 루트 인덱스의 제어 파라미터인 y에 의하여 r₀가 결정됨으로써 시작 루트 인덱스를 전송하기 위한 시그널링 비트의 수를 줄일 수 있다. 또한, Ranging preamble code partition information 필드는 표 6에 의하여 결정될 수 있고, Ranging preamble codes per root index 필드는 표 5에 의하여 결정될 수 있다. 또한, Ranging channel formats 필드는 표 3에 의하여 결정될 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예가 구현되는 기지국 및 단말의 블록도이다.

기지국(800)은 프로세서(810; processor) 및 RF부(820; Radio Frequency Unit)를 포함한다. 프로세서(810)는 RF부(820)와 연결되고 레인징 채널 정보를 구성한다. RF부(820)는 상기 레인징 채널 정보를 단말(900)로 전송한다.

단말(900)은 프로세서(910) 및 RF부(920)를 포함한다. RF부(920)는 기지국(800)으로부터 레인징 채널 정보를 수신한다. 프로세서(910)는 상기 RF부(920)와 연결되고 상기 레인징 채널 정보를 기반으로 결정된 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드들 중 하나를 레인징 프리앰블 코드로 생성한다. 상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드들은 길이가 N_RP이며 루트 인덱스(root index)가 r_p인 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스를 기반으로 하고, 상기 레인징 채널 정보는 상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드들의 루트 인덱스들 중 시작 루트 인덱스(root index) r₀ 및 상기 시작 루트 인덱스를 지시하는 제어 파라미터(parameter) y 중 적어도 하나를 포함한다. 도 11의 단말(900)에 의해서 도 8에서 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법이 구현될 수 있고, 도 11의 기지국(800)에 의해서 도 10에서 제안된 레인징 채널 정보 전송 방법이 구현될 수 있다. 또한, 수학식 8 내지 수학식 20에서 제안되는 레인징 프리앰블 코드가 도 11의 단말(900)에 의해서 결정될 수 있다.

본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.

상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims

무선 통신 시스템에서 비동기 단말(non-synchronized mobile station)을 위하여 사용되는 레인징 프리앰블 코드(ranging preamble code)를 생성하는 방법에 있어서,
레인징 채널 정보를 수신하고,
상기 레인징 채널 정보를 기반으로 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드 중 하나를 선택하여 레인징 프리앰블 코드로 생성하는 것을 포함하되,
상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드는 길이가 N_RP이며 루트 인덱스(root index)가 r_p인 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스를 기반으로 하고,
상기 레인징 채널 정보는 상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드의 루트 인덱스 중 시작 루트 인덱스 r₀를 제어하는 제어 파라미터(parameter) y를 포함하며,
상기 레인징 채널 정보는 S-SFH(secondary superframe header)를 이용하여 방송되며,
상기 시작 루트 인덱스 r₀는 상기 제어 파라미터 y를 기반으로 r₀=4y+1로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드 중 인덱스가 p인 후보 레인징 프리앰블 코드의 루트 인덱스 r_p와 루트 인덱스당 순환 쉬프트 인덱스 s_p를 아래의 수학식에 의하여 결정하는 것을 더 포함하는 방법.

단, N_TOTAL은 후보 레인징 프리앰블 코드의 총 개수이다. M은 상기 ZC 시퀀스의 각 루트 인덱스당 순환 쉬프트된 코드의 개수이다. N_RP는 상기 후보 레인징 프리앰블 코드의 길이이다.
제 2 항에 있어서,
상기 N_TOTAL을 단말에 의해 결정되는 경쟁 기반(contention-based) 후보 레인징 프리앰블 코드 카운트(N_cont)와 특정 단말에 할당되는 전용 레인징 프리앰블 코드 카운트(N_dedi)의 합으로 결정하는 것을 더 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 r_p의 초기값은 상기 시작 루트 인덱스 r₀이며,
상기 r_p는 N_RP-r₀, r₀+1, N_RP-(r₀+1)...의 순서로 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
삭제
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 제어 파라미터 y는 0부터 15 사이의 정수인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드 중 인덱스가 p인 후보 레인징 프리앰블 코드를 아래의 수학식에 의하여 결정하는 것을 더 포함하는 방법.

단, r_p는 상기 ZC 시퀀스의 루트 인덱스이다. s_p는 각 루트 인덱스당 순환 쉬프트 인덱스이다. N_CS는 시간 영역에서 셀 크기에 따른 순환 쉬프트의 단위이며,
/ 로 정의된다. M은 상기 ZC 시퀀스의 각 루트 인덱스당 순환 쉬프트된 코드의 개수이다. N_RP는 상기 후보 레인징 프리앰블 코드의 길이이다.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드 중 인덱스가 p인 후보 레인징 프리앰블 코드를 아래의 수학식에 의하여 결정하는 것을 더 포함하는 하는 방법.

단, r_p는 상기 ZC 시퀀스의 루트 인덱스이다. s_p는 각 루트 인덱스당 순환 쉬프트 인덱스이다. N_TCS는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌당 시간 영역에서의 순환 쉬프트의 단위이며 CP(cyclic prefix) 길이를 기반으로 한다. N_FFT는 대역폭에 따른 FFT(fast Fourier transfomr) 크기이다.
제 1 항에 있어서,
상기 생성된 레인징 프리앰블 코드를 포함하는 레인징 채널을 전송하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
무선 통신 시스템에서 레인징 채널 정보를 전송하는 방법에 있어서,
레인징 채널 정보를 구성하고,
상기 구성된 레인징 채널 정보를 전송하는 것을 포함하되,
상기 레인징 채널 정보에 따라 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드가 결정되며,
상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드 중 하나가 비동기 단말(non-synchronized mobile station)을 위하여 사용되는 레인징 프리앰블 코드로 생성되며,
상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드는 길이가 N_RP이며 루트 인덱스(root index)가 r_p인 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스를 기반으로 하고,
상기 레인징 채널 정보는 상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드의 루트 인덱스 중 시작 루트 인덱스 r₀를 제어하는 제어 파라미터(parameter) y를 포함하며,
상기 레인징 채널 정보는 S-SFH(secondary superframe header)를 이용하여 방송되며,
상기 시작 루트 인덱스 r₀는 상기 제어 파라미터 y를 기반으로 r₀=4y+1로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
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무선 통신 시스템에서 비동기 단말(non-synchronized mobile station)을 위하여 사용되는 레인징 프리앰블 코드(ranging preamble code)를 생성하는 장치에 있어서,
레인징 채널 정보를 수신하는 RF부; 및
상기 RF부와 연결되고 상기 레인징 채널 정보를 기반으로 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드 중 하나를 선택하여 레인징 프리앰블 코드로 생성하도록 구성되는 프로세서를 포함하며,
상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드는 길이가 N_RP이며 루트 인덱스(root index)가 r_p인 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스를 기반으로 하고,
상기 레인징 채널 정보는 상기 복수의 후보 레인징 프리앰블 코드의 루트 인덱스 중 시작 루트 인덱스 r₀를 제어하는 제어 파라미터(parameter) y를 포함하며,
상기 레인징 채널 정보는 S-SFH(secondary superframe header)를 이용하여 방송되며,
상기 시작 루트 인덱스 r₀는 상기 제어 파라미터 y를 기반으로 r₀=4y+1로 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.