KR101638635B1 - 무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드 생성 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드(ranging preamble code) 생성 방법 및 장치가 제공된다. 복수의 레인징 프리앰블 코드들 중 하나가 생성되며, 상기 복수의 레인징 프리앰블 코드들은 N_CS 단위로 순환 쉬프트(cyclic shift)가 적용된 padded ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스를 기반으로 하고, 상기 N_CS는 시간 영역에서의 CP(cyclic prefix) 길이의 함수인 것을 특징으로 한다.

Description

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

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드 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 채널(fast feedback channel), HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 피드백 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 채널은 CQI(Channel Quality Indicator) 및/또는 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 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 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 채널을 통해 레인징 프리앰블 코드(ranging preamble code)가 전송될 수 있다. 레인징 프리앰블 코드로 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스 등의 다양한 종류의 코드 또는 시퀀스가 사용될 수 있다. 한편, 레인징 프리앰블 코드 간의 상관 관계가 낮을수록 레인징 채널의 검출 성능이 높아지며, 낮은 상관 관계를 유지하는 레인징 프리앰블 코드의 수가 많을수록 레인징 채널의 검출 성능이 높아진다.

따라서, 상관 관계가 낮은 코드 또는 시퀀스를 보다 많이 레인징 프리앰블 코드로 사용하기 위한 방법이 요구된다.

본 발명의 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드 생성 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.

일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드(ranging preamble code) 생성 방법이 제공된다. 상기 방법은 복수의 레인징 프리앰블 코드들 중 하나를 생성하는 것을 포함하되, 상기 복수의 레인징 프리앰블 코드들은 N_CS 단위로 순환 쉬프트(cyclic shift)가 적용된 padded ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스를 기반으로 하고, 상기 N_CS는 시간 영역에서의 CP(cyclic prefix) 길이의 함수인 것을 특징으로 한다. 상기 N_CS는 N_CS=G*N_FFT의 수학식에 의하여 결정될 수 있다. 상기 G는 프레임 구조(frame structure)에 따라 1/4, 1/8 또는 1/16 중 어느 하나일 수 있으며, 상기 N_FFT는 대역폭 크기에 따라 512, 1024 또는 2048 중 어느 하나일 수 있다. 상기 N_CS는 상기 CP 길이와 동일할 수 있다. 상기 padded ZC 시퀀스의 길이는 214 또는 216 중 어느 하나일 수 있다. 상기 방법은 상기 레인징 프리앰블 코드 정보를 수신하는 것을 더 포함하고, 상기 레인징 프리앰블 코드 정보는 주기적 레인징 프리앰블 코드들의 개수를 지시할 수 있다. 상기 레인징 프리앰블 코드 정보는 브로드캐스트 될 수 있다. 상기 방법은 상기 생성된 레인징 프리앰블 코드를 레인징 채널을 통해 기지국으로 전송하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 레인징 채널은 레인징 서브프레임(ranging subframe) 내에서 6개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌과 72개의 연속한 부반송파(subcarrier)를 포함할 수 있다. 상기 생성된 레인징 프리앰블 코드는 상기 레인징 채널에 3개의 OFDM 심벌에 걸쳐 맵핑되고 반복될 수 있다.

다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드 생성 장치가 제공된다. 상기 장치는 RF부, 및 상기 RF부와 연결되고 복수의 레인징 프리앰블 코드들 중 하나를 생성하는 프로세서를 포함하되, 상기 복수의 레인징 프리앰블 코드들은 N_CS 단위로 순환 쉬프트가 적용된 padded ZC 시퀀스를 기반으로 하고, 상기 N_CS는 시간 영역에서의 CP 길이의 함수인 것을 특징으로 한다. 상기 N_CS는 수학식 N_CS=G*N_FFT에 의하여 결정될 수 있다. 상기 G는 프레임 구조에 따라 1/4, 1/8 또는 1/16 중 어느 하나일 수 있고, 상기 N_FFT는 대역폭 크기에 따라 512, 1024 또는 2048 중 어느 하나일 수 있다. 상기 N_CS는 상기 CP 길이와 동일할 수 있다.

셀간 간섭 또는 셀 내에서의 간섭을 방지하면서 레인징 채널에서 사용할 수 있는 레인징 프리앰블 코드의 개수를 증가시킬 수 있다. 이에 따라 시그널링 오버헤드(signaling overhead)를 방지할 수 있다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 3은 상향링크 자원 구조의 일 예를 나타낸다.
도 4는 IEEE 802.16e 시스템의 초기 접속 레인징 채널 또는 핸드오버 레인징 채널의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 5는 IEEE 802.16e 시스템의 주기적 레인징 채널 또는 대역폭 요청 레인징 채널의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 6은 도 4 및 도 5에서 사용되는 레인징 코드를 생성하기 위한 PRBS(Pseudo Random Binary Sequence) 생성기의 블록도이다.
도 7은 IEEE 802.16m 시스템에서 주기적 레인징 채널의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 8은 IEEE 802.16m 시스템에서 주기적 레인징 채널의 구조의 또 다른 예를 나타낸다.
도 9는 동기 단말을 위한 레인징 채널의 구조의 일 예이다.
도 10은 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법의 일 실시예이다.
도 11은 제안된 레인징 프리앰블 생성 방법에 따른 순환 쉬프트 적용의 일 예이다.
도 12는 매크로 셀과 펨토 셀에서 서로 다른 순환 쉬프트 단위를 적용하는 예이다.
도 13은 2개의 단말에서 전송된 코드의 상관값의 최대치가 동일한 시간에 발생하는 경우의 일 예이다.
도 14는 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 따른 레인징 프리앰블 코드의 맵핑의 예이다.
도 15는 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 길이와 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, NFFT			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
		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
		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
		Idle time(μs)	45.71	104	104	45.71	45.71
	TDD	Number of ODFMA symbols per 5ms frame	50	35	44	50	50
		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
		Idle time(μs)	85.694	40	8	85.694	85.694
	TDD	Number of ODFMA symbols per 5ms frame	42	30	38	42	42
		TTG+RTG(μs)	199.98	200	136	199.98	199.98
Number of Guard subcarriers		Left	40	80	80	80	160
		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 길이 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.

도 3은 상향링크 자원 구조의 일 예를 나타낸다.

도 3을 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.

이하 레인징 채널의 구조에 대하여 설명한다.

IEEE 802.16e 시스템에서 레인징 채널의 구조는 레인징 채널의 용도에 따라 달라질 수 있다. 레인징 채널은 초기 접속(initial access) 또는 핸드오버의 용도로 사용되거나, 또는 주기적 레인징(periodic ranging) 또는 대역폭 요청(bandwidth request)을 위해서 사용될 수 있다. 단말은 초기 상향링크의 시간 동기를 맞추기 위하여 초기 접속 레인징 채널을 전송할 수 있고, 다른 셀로의 핸드오버를 위하여 핸드오버 레인징 채널을 전송할 수 있다. 또는 시간 및 주파수 동기를 업데이트 하기 위하여 주기적 레인징 채널을 전송할 수 있고, 주파수 자원을 요청하기 위하여 대역폭 요청 레인징 채널을 전송할 수 있다. 레인징 채널의 종류 및 레인징 채널에 할당되는 시간 또는 주파수 자원의 할당 정보는 UL-MAP을 통해서 브로드캐스트 될 수 있다.

도 4는 IEEE 802.16e 시스템의 초기 접속 레인징 채널 또는 핸드오버 레인징 채널의 구조의 일 예를 나타낸다.

도 4-(a)의 레인징 채널은 2개의 연속한 OFDM 심벌을 포함한다. 각 심벌 구간 동안 레인징 채널에서 동일한 레인징 코드가 2개의 심벌 사이에서 위상 불연속성(phase discontinuity) 없이 전송될 수 있다. 도 4-(b)의 레인징 채널은 4개의 연속한 OFDM 심벌을 포함한다. 기지국은 2개의 연속한 레인징 코드를 할당할 수 있고, 이에 따라 단말은 2개의 연속한 레인징 코드를 전송한다. 즉, 3번째 OFDM 심벌과 4번째 OFDM 심벌에서 사용되는 레인징 코드는 1번째 OFDM 심벌과 2번째 OFDM 심벌에서 사용되는 코드와 연속한 레인징 코드일 수 있다. 기지국은 도 4-(a) 또는 도 7-(b)의 레인징 채널 중 어느 하나를 선택하여 이를 단말로 브로드캐스트 할 수 있다. 예를 들어 채널 상태가 좋은 셀에서는 도 4-(a)의 레인징 채널 구조를 사용하고, 채널 상태가 좋지 않은 셀에서는 수신 에너지를 증가시키기 위하여 도 4-(b)의 레인징 채널 구조를 사용할 수 있다.

도 5는 IEEE 802.16e 시스템의 주기적 레인징 채널 또는 대역폭 요청 레인징 채널의 구조의 일 예를 나타낸다.

도 5-(a)의 레인징 채널은 1개의 OFDM 심벌을 포함한다. 하나의 OFDM 심벌 구간 동안 레인징 부채널(subchannel) 상에서 하나의 레인징 코드가 변조될 수 있다. 상기 레인징 부채널은 MAC(Media Access Control)에 의해서 동적으로 할당되고, UL-MAP에 의해서 지시될 수 있다. 도 5-(b)의 레인징 채널은 3개의 OFDM 심벌을 포함한다. 3개의 OFDM 심벌 구간 동안 레인징 부채널(subchannel) 상에서 3개의 연속한 레인징 코드가 변조될 수 있다. 상기 레인징 부채널은 MAC(Media Access Control)에 의해서 동적으로 할당되고, UL-MAP에 의해서 지시될 수 있다.

도 6은 도 4 및 도 5에서 사용되는 레인징 코드를 생성하기 위한 PRBS(Pseudo Random Binary Sequence) 생성기의 블록도이다. 도 4 및 도 5에서 제시된 4개 종류의 레인징 채널은 서로 다른 레인징 코드를 가질 수 있다. 도 6의 PRBS 생성기는 PN 코드 생성식인 1+x¹+x⁴+x⁷+x¹⁵를 이용하여 레인징 코드를 생성한다. 이때 PRBS의 초기값으로는 다양한 값이 사용될 수 있다. 예를 들어 PRS 의 초기값으로 {b14,b13,...,b1,b0}={0,0,1,0,0,1,0,1,1,s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6}이 사용될 수 있다. 여기서 {b6,...,b0}는 UL_PermBase를 나타내며, s6은 PRBS의 초기값의 LSB(Least Significant Bit) 및 Ul_PermBase의 MSB(Most Significant Bit)을 나타낼 수 있다. 상기의 PN 코드 생성식을 사용하여 총 256개의 레인징 코드가 생성될 수 있으며, 생성된 레인징 코드는 각 용도에 따라 구분된다. 예를 들어 처음 N개의 코드는 초기 접속 레인징의 용도로, 뒤이은 M개의 코드는 주기적 레인징의 용도로, 뒤이은 L개의 코드는 대역폭 요청 레인징의 용도로, 마지막 P개의 코드는 핸드오버 레인징의 용도로 사용될 수 있다. 각각의 용도로 사용되는 레인징 코드의 개수는 브로드캐스트 될 수 있다.

IEEE 802.16m 시스템에서 레인징 채널은 비동기 단말(non-synchronized MS)을 위한 레인징 채널과 동기 단말(synchronized MS)을 위한 레인징 채널로 나뉠 수 있다. 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. 동기 단말을 위한 레인징 채널은 주기적 레인징을 위해 사용될 수 있다. 목적 기지국과 이미 동기화된 단말은 동기 단말을 위한 레인징 신호를 전송할 수 있다.

도 7은 IEEE 802.16m 시스템에서 주기적 레인징 채널의 구조의 일 예를 나타낸다.

레인징 채널은 72개의 연속한 부반송파를 포함하는 1개의 서브밴드에 할당될수 있다. IEEE 802.16m 시스템의 주기적 레인징 채널은 1개의 서브밴드와 1개의 OFDM 심벌을 기본 구조로 할 수 있다. 또한 보다 넓은 영역을 커버하기 위하여 상기 기본 구조가 시간 영역에서 반복될 수 있다. 시간 영역에서 상기 기본 구조가 반복되는 횟수는 2회 또는 3회일 수 있다. 기본 구조가 2회 반복된다면 하나의 서브프레임 내에서 3번의 레인징 채널의 전송 기회가 있게 되고, 보다 넓은 영역을 커버하기 위하여 기본 구조를 3회 반복한다면 하나의 서브프레임 내에서 2번이 레인징 채널의 전송 기회가 생긴다. 매크로 셀(macro cell)에서 기본 구조의 반복 횟수가 2회일 때 3번의 레인징 채널의 전송 기회는 하나의 서브프레임 내에 할당된다. 매크로 셀의 크기가 크지 않다면, 시간 영역에서의 기본 구조의 반복은 필요하지 않을 수 있으며 남은 부반송파는 펨토 셀과 마찬가지로 데이터 자원 블록으로 사용될 수 있다. 또한, 10MHz의 대역폭에서 매 M개의 서브프레임마다 하나의 서브프레임이 레인징 채널에 할당될 수 있다.

도 8은 IEEE 802.16m 시스템에서 주기적 레인징 채널의 구조의 또 다른 예를 나타낸다. 도 8의 레인징 채널은 펨토 셀에서 사용될 수 있다. 펨토 셀에서 레인징 채널은 데이터 채널과 TDM 방식으로 다중화될 수 있다. 레인징 채널은 하나의 서브프레임 내에서 72개의 연속한 부반송파를 포함하는 1개의 서브밴드와 1개의 OFDM 심벌을 차지할 수 있으며, 나머지 부반송파는 5개의 OFDM 심벌에 해당하는 CRU를 형성할 수 있다. 이와 같이 펨토 셀에서 레인징 채널과 데이터 채널이 TDM 방식으로 다중화되는 경우 시간 동기를 정확하게 맞추고 보다 높은 스펙트럴(spectral) 효율을 달성할 수 있는 반면에, 하나의 서브프레임 내에 2가지 종류의 PRU가 존재한다는 단점이 있다.

도 9는 동기 단말을 위한 레인징 채널의 구조의 일 예이다.

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. Tb는 표 1의 유효 심벌 시간, Tg는 CP 길이를 의미한다. 처음 3개의 OFDM 심벌은 기본 유닛에 할당되고, 다음 3개의 OFDM 심벌은 반복 유닛에 할당된다.

레인징 채널에서 사용되는 레인징 프리앰블 코드로 수학식 1의 시퀀스가 사용될 수 있다.

수학식 1에서 ZC=71일 수 있다. m은 각 셀에서 순환 쉬프트(cyclic shift) 값을 나타내며, {0,10,20,30,40,50,60} 중 어느 하나일 수 있다. 각 셀에서 u=1,...,70에 대해서 각각 7개의 시퀀스가 할당되므로, 총 490개의 시퀀스가 사용될 수 있다. 주파수 영역에서 상기 m을 기반으로 하여 순환 쉬프트가 적용되며, 복수의 레인징 프리앰블 코드가 생성된다. 모든 루트 인덱스(root index)는 하나의 셀 내에서 사용되며, 서로 다른 순환 쉬프트 값이 인접한 셀에서 사용된다.

루트 인덱스가 r이며 길이가 N_ZC인 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스는 수학식 2에 의해서 정의될 수 있다. ZC 시퀀스는 레인징 채널의 레인징 프리앰블 코드로 사용될 수 있다.

q는 임의의 자연수일 수 있다. q=0인 경우 길이가 홀수인 ZC 시퀀스는 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.

수학식 2 또는 수학식 3에서 N_ZC가 소수(prime number)일 때 자기 상관(auto-correlation), 교차 상관(cross-corrlelation) 등의 특성을 해치지 않으면서 루트 인덱스로 0부터 N_ZC-1까지의 자연수를 모두 사용할 수 있다.

ZC 시퀀스를 정의한 영역(domain)에서 순환 쉬프트를 적용할 수 있다. 즉, 시간 영역에서 ZC 시퀀스를 정의한 경우 ZC 시퀀스가 시간 영역에서 순환 쉬프트 될 수 있으며, 주파수 영역에서 ZC 시퀀스를 정의한 경우 ZC 시퀀스가 시간 영역에서 순환 쉬프트 될 수 있다. 어느 영역에서 정의되던지 간에 q=0일 경우 순환 쉬프트를 적용한 ZC 시퀀스는 수학식 와 같이 나타낼 수 있다.

수학식 5는 수학식 4의 변형이다.

수학식 5에서 x_r,ν(n)은 루트 인덱스가 r이며 ν번째 순환 쉬프트 된 시퀀스를 나타내며, C_ν는 ν번째 순환 쉬프트 값을 나타낸다.

루트 인덱스 r의 길이가 N_ZC인 GCL(Generalized Chirp-Like) 시퀀스는 수학식 6에 의해서 정의될 수 있다. GCL 시퀀스도 레인징 채널의 레인징 프리앰블 코드로 사용될 수 있다.

수학식 6에서 q는 임의의 자연수일 수 있다.

루트 인덱스가 r이며 길이가 N_ZC인 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스를 기반으로 길이 N_ZC+n인 extended ZC 시퀀스(또는 padded ZC 시퀀스)는 수학식 7에 의해서 정의될 수 있다. extended ZC 시퀀스도 레인징 채널의 레인징 프리앰블 코드로 사용될 수 있다.

q는 임의의 자연수일 수 있다. q=0인 경우 길이가 홀수인 ZC 시퀀스는 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.

수학식 7 또는 수학식 8에서 N_ZC가 소수(prime number)일 때 자동 상관(auto-correlation), 교차 상관(cross-corrlelation) 등의 특성을 해치지 않으면서 루트 인덱스로 0부터 N_ZC-1까지의 자연수를 모두 사용할 수 있다.

이하 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법을 실시예를 통해 기술하도록 한다.

제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법은 시그널링 오버헤드를 줄이면서 레인징 채널을 통해 전송되는 레인징 프리앰블 코드로 사용하기 위한 코드의 수를 증가시키기 위하여 적용될 수 있다. 이하의 실시예에서는 레인징 채널이 특정 구조를 가지며 레인징 프리앰블 코드로 ZC 시퀀스 또는 extended ZC 시퀀스가 사용되는 것을 예시로 하고 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 다양한 종류의 레인징 채널의 구조가 적용될 수 있고, 또한 편의상 제안된 발명은 레인징 프리앰블 코드로 ZC 시퀀스를 이용하는 것을 가정하나, 이에 제한되지 않고 GCL 시퀀스, 변형된 ZC 시퀀스 또는 변형된 GCL 시퀀스 등을 사용할 수 있다. 변형된 ZC 시퀀스 또는 변형된 GCL 시퀀스로서 순환 확장(cyclic extention)된 시퀀스 또는 zero-padded된 시퀀스 등이 사용될 수 있다.

주기적 레인징 채널에 사용되는 레인징 프리앰블 코드로서 u번째 루트 인덱스를 가지는 ZC 시퀀스는 주파수 영역에서 수학식 9에 의해서 정의될 수 있다.

수학식 9에서 N_ZC는 소수이며 ZC 시퀀스의 길이를 나타낸다. N_ZC가 소수일 때 루트 인덱스가 서로 다른 ZC 시퀀스는 낮은 교차 상관 특성을 가진다. 예를 들어 N_ZC=71인 경우 1부터 70(N_ZC-1)까지의 서로 다른 루트 인덱스를 가진 ZC 시퀀스가

의 낮은 교차 상관 특성을 가진다. 마찬가지로 N_ZC=139인 경우 1부터 138(N_ZC-1)까지의 서로 다른 루트 인덱스를 가진 ZC 시퀀스가

의 낮은 교차 상관 특성을 가진다. 즉, ZC 시퀀스의 낮은 교차 상관 특성을 유지하는 코드의 개수는 N_ZC-1개이다.

한편, ZC 시퀀스는 자기 상관 특성도 우수하다. 특히, ZC 시퀀스가 시간 영역에서 순환 쉬프트 되는 경우, 서로 다른 순환 쉬프트 값을 가지는 각각의 코드 는 상관 관계가 0이 되는 특성을 가진다. 즉, 시간 영역에서 서로 다른 순환 쉬프트 값을 적용한 각각의 코드를 사용하는 경우 보다 많은 코드를 사용할 수 있으면서도 성능의 저하를 피할 수 있다. ZC 시퀀스의 루트 인덱스를 고려하는 경우, 서로 다른 루트 인덱스를 가지는 ZC 시퀀스를 사용하기보다 루트 인덱스가 동일하면서 서로 다른 순환 쉬프트 값을 적용한 ZC 시퀀스를 사용함으로써 전체적인 코드 간의 교차 상관 특성을 감소시킬 수 있다. 이에 따라 ZC 시퀀스의 검출 성능을 보다 높일 수 있다. 즉, 레인징 채널의 레인징 프리앰블 코드를 생성함에 있어서, 보다 많은 코드를 사용하기 위하여 루트 인덱스 외에 순환 쉬프트 값을 고려할 필요가 있다.

도 10은 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법의 일 실시예이다.

단계 S100에서 단말은 기지국으로부터 레인징 프리앰블 코드 정보를 수신한다. 상기 레인징 프리앰블 코드 정보는 S-SFH 등을 통하여 브로드캐스트 될 수 있다. 상기 레인징 프리앰블 코드 정보는 레인징 채널에 할당되는 주파수 영역 및 시간 영역에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 레인징 프리앰블 코드 정보는 레인징 채널을 구성하는 레인징 프리앰블 코드를 생성하기 위한 다양한 종류의 파라미터(parameter)를 포함할 수 있으며, 특히 셀 내에서 사용 가능한 루트 인덱스들 중 시작 루트 인덱스(r₀)에 관한 파라미터 및 주기적 레인징 프리앰블 코드들의 개수를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.

단계 S110에서 단말은 복수의 레인징 프리앰블 코드 중 하나를 생성한다. 단말은 시간 또는 주파수 영역 중 어느 하나의 영역을 임의로 선택하고, 선택된 영역에서 루트 인덱스를 증가시키면서 복수의 레인징 프리앰블 코드를 결정하고, 상기 복수의 레인징 프리앰블 코드 중 하나를 임의로 선택하여 생성한다.

단말은 순환 쉬프트 값을 적용한 ZC 시퀀스를 레인징 프리앰블 코드로 사용할 수 있다.

예를 들어 수학식 10과 같이 순환 쉬프트 된 ZC 시퀀스가 레인징 프리앰블 코드로 사용될 수 있다.

p는 루트 인덱스가 r인 ZC 시퀀스로부터 s번 순환 쉬프트 되어 결정된 레인징 프리앰블 코드의 인덱스이다. N_CS는 순환 쉬프트의 단위이며, 레인징 채널에서 사용되는 레인징 프리앰블 코드가 시간 영역에서 순환 쉬프트 되는 단위를 나타낸다. N_RP는 레인징 프리앰블 코드의 길이이다.

수학식 11에 의해 정의된 순환 쉬프트 된 ZC 시퀀스가 레인징 프리앰블 코드로 사용될 수 있다. 이는 대역폭에 따른 FFT 크기(N_FFT)를 기반으로 순환 쉬프트 된 ZC 시퀀스이다.

p는 루트 인덱스가 r인 ZC 시퀀스로부터 s번 순환 쉬프트 되어 결정된 레인징 프리앰블 코드의 인덱스이다. N_CS는 순환 쉬프트의 단위이며, 레인징 채널에서 사용되는 레인징 프리앰블 코드가 시간 영역에서 순환 쉬프트 되는 단위를 나타낸다. N_RP는 레인징 프리앰블 코드의 길이이다.

또한, 수학식 12에 의해서 정의된 순환 쉬프트 된 ZC 시퀀스가 레인징 프리앰블 코드로 사용될 수 있다.

p는 루트 인덱스가 r인 ZC 시퀀스로부터 s번 순환 쉬프트 되어 결정된 레인징 프리앰블 코드의 인덱스이다. N_CS는 순환 쉬프트의 단위이며, 레인징 채널에서 사용되는 레인징 프리앰블 코드가 시간 영역에서 순환 쉬프트 되는 단위를 나타낸다. N_RP는 레인징 프리앰블 코드의 길이이다. N은 시퀀스에 대응되는 시간 영역에서의 샘플의 개수이다. 즉, 레인징 프리앰블 코드의 길이 또는 FFT의 크기가 아닌 시간 영역에서의 샘플의 개수만을 가지고 시간 영역에서 순환 쉬프트를 적용하는 것이 가능하다.

한편, 일반적으로 주파수 영역에서 자원 할당 단위가 짝수이므로 그 길이를 맞추기 위하여 ZC 시퀀스의 앞 또는 뒤에 0을 추가하여 사용할 수 있다. 또는 ZC 시퀀스의 앞 또는 뒤에 각각 순환 전치(cyclic prefix) 또는 순환 후치(cyclic postfix)를 붙여 ZC 시퀀스의 길이를 짝수가 되게 할 수 있다. 수학식 13은 ZC 시퀀스의 뒤에 순환 후치를 추가하여 결정된 확장된 ZC 시퀀스를 나타낸다.

상기와 같이 레인징 프리앰블 코드에 순환 쉬프트를 적용함에 있어서, 순환 쉬프트 단위를 CP의 함수인 어떤 고정된 값으로 할 수 있다.

일반적으로 초기 접속 레인징 채널 또는 핸드오버 레인징 채널에서 순환 쉬프트 단위는 셀에서 최대 지원 가능한 반경에 따른 최대 왕복 지연(maximum round-trip delay) 시간 또는 최대 지연 스프레드(maximum delay spread)의 함수로 결정될 수 있다. 반면에 주기적 레인징 채널은 기지국과 단말이 동기화된 상태에서 전송되는 채널이므로, 초기 접속 레인징 채널 또는 핸드오버 레인징 채널과 같이 큰 순환 쉬프트 단위가 필요하지 않다. 따라서 주기적 레인징 채널에서 순환 쉬프트 단위를 시그널링 없이 미리 고정된 값을 사용할 수 있다. 상기 고정된 값은 데이터 채널에서 사용되는 CP의 길이의 함수로 결정될 수 있다. 예를 들어 5 MHz 대역폭에서 CP 길이인 Tg가 Tg=1/4*Tb, Tg=1/8*Tb 또는 Tg=1/16*Tb 중 어느 하나일 때, 대역폭에 따른 CP의 샘플 개수인 Ng는 각각 128(512/4), 64(512/8) 또는 32(512/16)일 수 있다. 상기 1/4, 1/8 또는 1/16은 표 1의 CP 길이와 유효 심벌 구간의 비율을 나타내는 G이며, Tb는 유효 심벌 구간을 나타낸다. 또한 512는 5 MHz 대역폭에서 FFT 크기인 Nb이며, 10 MHz, 20 MHz 대역폭에서 상기 Nb는 각각 1024, 2048일 수 있다. 시간 영역에서 순환 쉬프트 값은 상기 Ng의 함수로 표현할 수 있다. 각 프레임 구조에서 CP의 길이는 최대 지연 스프레드를 고려하여 결정되므로 CP의 길이와 동일한 길이의 순환 쉬프트 단위를 사용함으로써 지연 스프레드의 영향을 방지할 수 있다.

또는 최대 지연 스프레드 이상으로 동기가 어긋나는 경우를 대비하여, 순환 쉬프트 단위의 길이를 CP 길이 이상으로 할 수도 있다. 즉, 순환 쉬프트 단위를 Tg 또는 Ng가 아닌 1.5*Tg(또는 1.5*Ng) 또는 2*Tg(2*Ng) 등으로 사용함으로써, 최대 지연 스프레드 이상으로 동기가 벗어나는 경우에도 동기화를 수행할 수 있다. 이때 순환 쉬프트 단위의 길이를 N_FFT의 함수로 표현할 수 있고, 또는 순환 쉬프트 단위의 길이를 ZC 시퀀스의 길이인 N_ZC 의 함수로 표현할 수 있다. 예를 들어 순환 쉬프트 단위를 ZC 시퀀스의 길이에 따라 1.5*Tg*(N_FFT/N_ZC)(또는 1.5*Ng*(N_FFT/N_ZC)) 또는 2*Tg*(N_FFT/N_ZC)(또는 2*Ng*(N_FFT/N_ZC)) 등으로 표현할 수 있다. 이때 N_FFT/N_ZC는 floor 함수를 이용하여 그 수를 최소화할 수 있고, ceil 함수를 이용하여 그 수를 최대화할 수 있다.

도 11은 제안된 레인징 프리앰블 생성 방법에 따른 순환 쉬프트 적용의 일 예이다.

유효 심벌 구간이 Tb이며 FFT 크기가 Nb일 때, 순환 쉬프트 단위 N_CS는 대역폭에 따른 CP의 샘플 개수인 Ng의 함수로 나타낼 수 있다. 즉 N_CS=α*Ng로 표현할 수 있다. 주기적 레인징 채널의 경우 α=1로 지정하여, 순환 쉬프트 단위를 고정된 값(Ng)으로 할 수 있다. 이때 반올림 오차에 의해서 Nb는 N_CS의 배수가 되지 않을 수도 있다.

또한, 레인징 프리앰블 코드에 순환 쉬프트를 적용함에 있어서, 순환 쉬프트 단위를 미리 지정된 값으로 할 수 있다. 이는 다양한 채널 상황 또는 동기화를 수행할 때의 요구 조건 등에 따라 순환 쉬프트 단위를 유연하게 적용하기 위함이다. 기지국은 채널 상황 또는 요구 조건 등에 대한 정보를 단말로 브로드캐스트 할 수 이다. 표 2는 미리 지정된 순환 쉬프트 단위의 일 예를 나타낸다. N_CS=0은 순환 쉬프트를 적용하지 않는 것을 나타낸다.

Index	0	1	2	3
NCS	0	0.5*Tg	Tg	1.5*Tg

표 3은 미리 지정된 순환 쉬프트 단위의 또 다른 예를 나타낸다.

Index	0	1	2	3
NCS	0.5*Tg	Tg	1.5*Tg	2*Tg

한편, IEEE 802.16m 시스템에서는 펨토 기지국(femto base station) 기술이 적용될 수 있고, 최근 이에 대해 활발한 연구가 진행 중이다. 펨토 기지국은 가정이나 사무실 등 실내에서 사용되는 초소형 이동 통신 기지국을 의미한다. 펨토 기지국은 피코 셀(pico-cell)과 유사한 의미로 사용되는데, 펨토 기지국은 피코 셀보다 더욱 진화된 기능을 가진 의미로 사용되고 있다. 펨토 기지국은 일반적으로 낮은 전송 전력을 가지며, 가입자(subscriber) 또는 접속 제공자(access provider)로 구성된 가입자 그룹에 접속을 제공한다. 펨토 기지국은 가정이나 사무실에 보급되어 있는 IP 네트워크와 연결되며, IP 네트워크를 통하여 이동 통신 시스템의 핵심망(core network)에 접속하여 이동통신 서비스를 제공한다. 즉, 펨토 기지국은 디지털 가입자 회선(DSL; Digital Subscriber Line) 등의 광대역(broadband) 연결을 통하여 이동 통신 시스템의 핵심망에 연결된다. 또한, 펨토 기지국은 상기 펨토 기지국이 씌워진(overlaid) 매크로 기지국과 에어 인터페이스(air-interface)를 통해 제어 메시지를 교환함으로써 서로 통신할 수 있다. 이동 통신 시스템의 사용자는 실외에서 기존의 매크로 기지국을 통하여 서비스를 제공받고, 실내에서는 펨토 기지국을 통하여 서비스를 제공받을 수 있다.

펨토 셀은 매크로 셀(macro cell)에 비해서 커버리지가 작으므로 신호의 왕복 딜레이(round-trip dela) 또는 지연 스프레드(delay spread)가 매크로 셀의 왕복 딜레이 또는 지연 스프레드보다 짧을 수 있다. 따라서 펨토 셀에서 사용할 수 있는 레인징 프리앰블 코드의 개수를 증가시키기 위하여, 매크로 셀과 펨토 셀에서 서로 다른 순환 쉬프트 단위를 적용할 수 있다.

도 12는 매크로 셀과 펨토 셀에서 서로 다른 순환 쉬프트 단위를 적용하는 예이다.

도 12를 참조하면, 매크로 셀(Macro BS)와 펨토 셀(Femto BS)이 동시에 존재한다. 매크로 셀의 커버리지와 펨토 셀의 커버리지는 겹칠 수 있다. 매크로 셀은 순환 쉬프트 단위로 N_CS1을 사용하며, 펨토 셀은 순환 쉬프트 단위로 N_CS2를 사용한다. N_CS2는 N_CS1보다 작거나 같은 수 있다. 펨토 셀의 순환 쉬프트 단위를 매크로 셀의 순환 쉬프트 단위보다 작게 함으로써, 사용할 수 있는 레인징 프리앰블 코드의 개수를 증가시킬 수 있다. 이때 매크로 셀과 펨토 셀에서 전송되는 정보의 비트의 수를 같게 할 수 있고, 또는 펨토 셀에서의 시그널링 오버헤드를 줄이기 위하여 펨토 셀에서 전송되는 정보의 비트의 수를 다르게 할 수 있다.

표 4는 매크로 셀과 펨토 셀에서의 순환 쉬프트 단위의 일 예를 나타낸다.

Index		0	1	2	3
NCS	Macro cell	0
	Femto cell	0	0.5*Tg	Tg	1.5*Tg

표 5는 매크로 셀과 펨토 셀에서의 순환 쉬프트 단위의 또 다른 예를 나타낸다.

Index		0	1	2	3
NCS	Macro cell
	Femto cell	0.5*Tg	Tg	1.5*Tg	2*Tg

또는 주기적 레인징 채널의 경우 초기 접속 레인징 채널 또는 핸드오버 레인징 채널과 동일한 레인징 채널 구조를 사용할 수 있다. 이때 초기 접속 레인징 채널 또는 핸드오버 레인징 채널에서 사용되는 순환 쉬프트 단위와는 다른 순환 쉬프트 단위를 펨토 셀에서 사용할 수 있다.

상기에서 펨토 셀은 커버리지가 작은 셀의 일 예로 본 발명은 펨토 셀 이외에 피코 셀, 중계 셀(relay cell), 핫스팟(hot spot) 등의 커버리지가 작은 셀에도 적용될 수 있다.

앞서 순환 쉬프트 단위인 N_CS가 Tg 또는 Ng의 정수 배가 되게 하여 순환 쉬프트를 적용하는 것을 예로 들었으나, N_CS는 단순히 Tg 또는 Ng의 정수 배가 아닌, 레인징 프리앰블 코드의 길이와 OFDMA 변조비(OFDMA modulation ratio)를 반영한 Tg 또는 Ng의 배수가 될 수 있다. 예를 들어

로 결정될 수 있다. N_ZC는 레인징 프리앰블 코드의 길이, G는 CP 비율(CP ratio)로 CP 길이인 Tg와 유효 심벌 구간 Tb의 비율이다. G는 1/4, 1/8 또는 1/16 중 어느 하나일 수 있으며, 표 1에 의해서 결정될 수 있다. N_CS는 CP 길이에 따라서 고정된 값을 가진다. 그러나 서로 다른 프레임 구조에서 CP 길이가 다를 경우 N_CS도 바뀐다. 또는

로 결정될 수 있다. 이때 N_RP는 extended(또는 padded) ZC 시퀀스의 길이이다.

제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 의한 레인징 프리앰블 코드의 또 다른 예가 수학식 14에 의해서 정의될 수 있다. 수학식 14의 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 레인징 프리앰블 코드의 인덱스이다. r_p 및 s_p는 각각 수학식 15에 의해서 정의될 수 있다.

인덱스가 p인 레인징 프리앰블 코드는 시작 루트 인덱스 r₀로부터 결정되는 루트 인덱스 r_p와 s_p번째 순환 쉬프트를 이용하여 결정된다. r₀는 기지국에 의해서 브로드캐스트 될 수 있다. 또는 r₀=2*k_s+1(=1,3,5,…,33)으로 결정될 수 있으며, 이때 k_s는 S-SFH를 통해 브로드캐스트 되는 셀 특정 값이다. M은 ZC 시퀀스의 루트 인덱스당 순환 쉬프트된 코드의 개수를 나타내며,

으로 결정된다. N_RP는 레인징 프리앰블 코드의 길이로 ZC 시퀀스 길이인 N_ZC보다 1을 더한 값이 될 수 있다. 예를 들어 N_ZC=71일 때 N_RP=72이다.

N_CS는 순환 쉬프트 단위로

로 결정될 수 있다. 또는

로 결정될 수 있다. 또는 보다 간편한 표현으로

로 표현될 수 있다. G는 CP 비율이며, α는 임의의 정수로 정해질 수 있다. 예를 들어 α=1 또는 α=2 또는 α=1.5로 결정될 수 있다.

또는, 매크로 셀과 펨토 셀이 동시에 존재하는 경우에 보다 작은 순환 쉬프트 단위와 적은 수의 루트 인덱스를 사용하여 펨토 셀의 수신 복잡도(complexity)를 줄일 수 있다. 즉, 펨토 셀의 순환 쉬프트 단위를 매크로 셀의 순환 쉬프트 단위보다 작게 할 수 있다. 펨토 셀의 순환 쉬프트 단위는 CP 길이와 같게(α=1) 또는 CP 길이의 절반(α=0.5)일 수 있다. 예를 들어 매크로 셀에서는 α=2, 펨토 셀에서는 α=1로 결정될 수 있다. 또는, 시스템의 단순화를 위해서 펨토 셀의 순환 쉬프트 단위를 따로 설정하지 않고 매크로 셀의 순환 쉬프트 단위를 그대로 사용할 수도 있다.

N_TOTAL은 섹터별 주기적 레인징 프리앰블 코드의 총 개수이다. 펨토 셀의 경우 N_TOTAL은 초기 접속 레인징 프리앰블 코드의 개수 N_IN, 핸드오버 레인징 프리앰블 코드의 개수 N_HO 및 주기적 레인징 프리앰블 코드의 개수N_PE의 합으로 나타낼 수 있다.

주기적 레인징 프리앰블 코드의 개수는 S-SFH를 통해 브로드캐스트 되는 레인징 프리앰블 코드 정보에 의해서 지시될 수 있다. 표 6은 주기적 레인징 프리앰블 코드의 개수의 일 예를 나타낸다.

index	0	1	2	3
NPE	8	16	24	32

제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 의한 레인징 프리앰블 코드의 또 다른 예가 수학식 16에 의해서 정의될 수 있다. 수학식 16의 레인징 프리앰블 코드는 padded ZC 시퀀스를 기본으로 한다.

p는 루트 인덱스가 r_p인 padded ZC 시퀀스로부터 순환 쉬프트 되어 결정되어 레인징 채널의 기본 유닛(basic unit)을 구성하는 레인징 프리앰블 코드의 인덱스이다. r_p는 수학식 17에 의해서 정의될 수 있다.

p번째 레인징 프리앰블 코드는 시작 루트 인덱스 r₀로부터 결정되는 루트 인덱스 r_p를 이용하여 결정된다. r₀는 기지국에서 의해서 브로드캐스트 될 수 있다. 또는 r₀=6*k_s+1(=1,7,13,…,37)으로 결정될 수 있으며, 이때 k_s는 S-SFH를 통해 브로드캐스트 되는 셀 특정 값이다.M은 ZC 시퀀스의 루트 인덱스당 순환 쉬프트된 코드의 개수이며, M=1/G로 정의될 수 있다. N_TOTAL은 섹터별 주기적 레인징 프리앰블 코드의 총 개수이다. 섹터별 주기적 레인징 프리앰블 코드의 개수는 S-SFH를 통해 브로드캐스트 되는 레인징 프리앰블 코드 정보에 의해서 지시될 수 있으며, 표 6에 의해서 결정될 수 있다.

N_TCS는 CP 길이에 따른 OFDM 심벌당 순환 쉬프트 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=72로 정의될 수 있다.

신호 수신의 지연 시간이 CP 길이보다 작은 경우, 지연 스프레드가 부반송파 사이의 직교성을 크게 해치지 않는다. 그러나 주기적 레인징 채널에서 순환 쉬프트 단위가 CP 길이와 동일하고, 수신 지연이 없는 단말에서 전송된 코드와 CP 길이만큼 수신 지연된 단말에서 전송된 코드가 동시에 수신될 경우, 두 코드의 상관값의 최대치(correlation peak)는 동일한 시간에 발생한다.

도 13은 2개의 단말에서 전송된 코드의 상관값의 최대치가 동일한 시간에 발생하는 경우의 일 예이다.

도 13을 참조하면 특정 루트 인덱스에서 제2 단말(AMS 2)은 순환 쉬프트 되지 않은 코드를 전송하며, 기지국은 이를 Tg만큼 지연하여 수신한다. 제1 단말(AMS 1)은 Tg만큼 순환 쉬프트 된 코드를 전송하고, 기지국은 이를 지연 없이 수신한다. 제1 단말에서 전송된 코드와 제2 단말에서 전송된 코드 사이의 상관값의 최대치가 동일한 시간에 발생하며, 기지국은 두 단말에서 전송된 코드를 구별할 수 없다. 따라서 이를 방지하기 위하여 주기적 레인징에서 순환 쉬프트를 적용할 경우에 순환 쉬프트 단위를 CP 길이의 2배와 같거나 이보다 크게 정할 수 있다. 즉, α=2일 수 있다.

수학식 18은 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 의한 레인징 프리앰블 코드의 또 다른 예이다. 수학식 18의 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 레인징 프리앰블 코드의 인덱스이다. r_p 및 s_p는 각각 수학식 19에 의해서 정의될 수 있다.

인덱스가 p인 레인징 프리앰블 코드는 시작 루트 인덱스 r₀로부터 결정되는 루트 인덱스 r_p와 s_p번째 순환 쉬프트를 이용하여 결정된다. r₀는 기지국에 의해서 브로드캐스트 될 수 있다. 또는 r₀=2*k_s+1(=1,3,5,…,33)으로 결정될 수 있으며, 이때 k_s는 S-SFH를 통해 브로드캐스트 되는 셀 특정 값이다. M은 ZC 시퀀스의 루트 인덱스당 순환 쉬프트된 코드의 개수를 나타내며,

으로 결정된다. N_RP는 레인징 프리앰블 코드의 길이로 ZC 시퀀스 길이인 N_ZC보다 1을 더한 값이 될 수 있다. 예를 들어 N_ZC=71일 때 N_RP=72이다.

N_CS는 순환 쉬프트 단위로

로 결정된다. G는 CP 비율이며, α는 임의의 정수로 정해질 수 있다. 예를 들어 α=1 또는 α=2 또는 α=1.5로 결정될 수 있다. 또는, 매크로 셀과 펨토 셀이 동시에 존재하는 경우에는 펨토 셀의 순환 쉬프트 단위를 매크로 셀의 순환 쉬프트 단위보다 작게 할 수 있다. 예를 들어 매크로 셀에서는 α=2, 펨토 셀에서는 α=1로 결정될 수 있다.

N_TOTAL은 섹터별 레인징 프리앰블 코드의 총 개수이다. 펨토 셀의 경우 N_TOTAL은 초기 접속 레인징 프리앰블 코드의 개수 N_IN, 핸드오버 레인징 프리앰블 코드의 개수 N_HO 및 주기적 레인징 프리앰블 코드의 개수N_PE의 합으로 나타낼 수 있다.

주기적 레인징 프리앰블 코드의 개수는 S-SFH를 통해 브로드캐스트 되는 레인징 프리앰블 코드 정보에 의해서 지시될 수 있다. 주기적 레인징 프리앰블 코드의 개수는 표 6에 의해서 결정될 수 있다.

또한, N_CS가 N_RP가 아닌 N_RP보다 작은 수를 기반으로 하여 고정된 값으로 결정될 수 있다. 이는 길이가 긴 코드가 다수의 OFDM 심벌에 맵핑되는 경우에 적용될 수 있다.

수학식 20은 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 의한 레인징 프리앰블 코드의 또 다른 예이다. 수학식 20에 의해서 생성되는 레인징 프리앰블 코드는 전체 코드 길이에 대하여 순환 쉬프트를 적용하는 경우이다.

p는 루트 인덱스가 r_p인 ZC 시퀀스로부터 N_CS만큼 s_p번 순환 쉬프트 되어 결정된 레인징 프리앰블 코드의 인덱스이다. N_RP는 레인징 프리앰블 코드의 길이로, N_RP=214일 수 있다. N_CS는 순환 쉬프트 단위로

로 결정된다. G는 CP 비율이며, α는 임의의 정수이다. 예를 들어 α=1 또는 α=2 또는 α=1.5로 결정될 수 있다.

수학식 21 및 수학식 22는 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 의한 레인징 프리앰블 코드의 또 다른 예이다. 수학식 21 및 수학식 22는 루트 인덱스가 r_p인 padded ZC 시퀀스로부터 N_CS만큼 s_p번 순환 쉬프트 되어 생성된 레인징 프리앰블 코드이다.

수학식 21에서 N_RP=216, U_CS1=72, U_CS2=72일 수 있다.

수학식 22는 수학식 21의 변형이다. 수학식 20에서 N_RP=216, U_CS1=72, U_CS2=72일 수 있다.

또한, 수학식 21 또는 수학식 22에서 U_SC1과 U_SC2를 서로 다른 값으로 지정할 수 있다. 예를 들어 U_SC1=71, U_SC2=72일 수 있다. N_CS는 순환 쉬프트 단위로

로 결정될 수 있다. G는 CP 비율이며, α는 임의의 정수로 정해질 수 있다. 예를 들어 α=1 또는 α=2 또는 α=1.5로 결정될 수 있다.

수학식 23 및 수학식 24는 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 의한 레인징 프리앰블 코드의 또 다른 예이다. 수학식 23 및 수학식 24는 루트 인덱스가 r_p인 padded ZC 시퀀스로부터 N_CS만큼 s_p번 순환 쉬프트 되어 생성된 레인징 프리앰블 코드이다.

수학식 23에서 N_RP=214, U_CS1=71, U_CS2=71일 수 있다.

수학식 24는 수학식 23의 변형이다. 수학식 22에서 N_RP=214, U_CS1=71, U_CS2=71일 수 있다.

또한, 수학식 23 또는 수학식 24에서 U_SC1과 U_SC2를 서로 다른 값으로 지정할 수 있다. 예를 들어 U_SC1=72, U_SC2=71일 수 있다. N_CS는 순환 쉬프트 단위로

로 결정될 수 있다. G는 CP 비율이며, α는 임의의 정수로 정해질 수 있다. 예를 들어 α=1 또는 α=2 또는 α=1.5로 결정될 수 있다.

도 14는 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 따른 레인징 프리앰블 코드의 맵핑의 예이다. 도 14-(a)는 수학식 21 또는 수학식 22에 의해 생성된 레인징 프리앰블 코드가 맵핑되는 예를 나타낸다. 길이가 216인 레인징 프리앰블 코드가 3개의 OFDM 심벌에 걸쳐 맵핑된다. 도 14-(b) 및 도 14-9(c)는 수학식 23 또는 수학식 24에 의해 생성된 레인징 프리앰블 코드가 맵핑되는 예를 나타낸다. 길이가 214인 레인징 프리앰블 코드가 3개의 OFDM 심벌에 걸쳐 맵핑된다. U_CS2=71이므로 각 OFDM 심벌에서 71개 단위로 맵핑된다.

도 15는 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 프리앰블 코드 정보를 구성한다. RF부(820)는 상기 레인징 프리앰블 코드 정보를 단말(900)로 전송한다.

단말(900)는 프로세서(910) 및 RF부(920)를 포함한다. 단말(900)은 도 10의 실시예를 구현한다. RF부(920)는 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(910)는 상기 RF부(920)와 연결되고 복수의 레인징 프리앰블 코드들 중 하나를 생성한다. 상기 복수의 레인징 프리앰블 코드들은 N_CS 단위로 순환 쉬프트가 적용된 padded ZC 시퀀스를 기반으로 하며, 상기 N_CS는 CP 길이의 함수일 수 있다. 순환 쉬프트가 적용된 padded ZC 시퀀스는 수학식 10 내지 수학식 24에 의해서 생성될 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 (20)

1. 무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드(ranging preamble code)를 생성하는 방법에 있어서,
   복수의 레인징 프리앰블 코드들 중 하나를 생성하는 것을 포함하되,
   상기 복수의 레인징 프리앰블 코드들은 N_CS 단위로 순환 쉬프트(cyclic shift)가 적용된 padded ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스를 기반으로 하고,
   상기 N_CS는 시간 영역에서의 CP(cyclic prefix) 길이의 함수이며,
   상기 padded ZC 시퀀스에 적용되는 상기 순환 쉬프트는 아래의 수학식에 의하여 결정되며,
   

   

   , 단, s_p는 루트 인덱스(root index) 당 순환 쉬프트 인덱스, N_FFT는 대역폭에 따른 FFT(fast Fourier transform) 크기, N_RP는 상기 padded ZC 시퀀스의 길이를 나타낸다,
   상기 N_CS는 아래의 수학식에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
   N_CS=G*N_FFT, 단, G는 상기 CP 길이와 유효 심벌 구간(useful symbol duration)의 비율인 CP 비율(CP ratio), N_FFT는 대역폭에 따른 FFT 크기이다.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 G는 프레임 구조(frame structure)에 따라 1/4, 1/8 또는 1/16 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 N_FFT는 대역폭 크기에 따라 512, 1024 또는 2048 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 레인징 프리앰블 코드 중 인덱스가 p인 레인징 프리앰블 코드는 아래의 수학식에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
   

   

   
   단, r_p는 상기 padded ZC 시퀀스의 루트 인덱스, s_p는 루트 인덱스당 순환 쉬프트 인덱스, N_FFT는 대역폭에 따른 FFT 크기, N_RP는 상기ZC 시퀀스의 길이를 나타낸다.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 padded ZC 시퀀스의 길이는 214 또는 216 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
9. 삭제
10. 삭제
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 레인징 프리앰블 코드들 중 상기 생성된 하나를 레인징 채널을 통해 기지국으로 전송하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 삭제
13. 삭제
14. RF(radio frequency)부; 및
    상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    복수의 레인징 프리앰블 코드들 중 하나를 생성하도록 구성되며,
    상기 복수의 레인징 프리앰블 코드들은 N_CS 단위로 순환 쉬프트(cyclic shift)가 적용된 padded ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스를 기반으로 하고,
    상기 N_CS는 시간 영역에서의 CP(cyclic prefix) 길이의 함수이며,
    상기 padded ZC 시퀀스에 적용되는 상기 순환 쉬프트는 아래의 수학식에 의하여 결정되며,
    

    

    , 단, s_p는 루트 인덱스(root index) 당 순환 쉬프트 인덱스, N_FFT는 대역폭에 따른 FFT(fast Fourier transform) 크기, N_RP는 상기 padded ZC 시퀀스의 길이를 나타낸다,
    상기 N_CS는 아래의 수학식에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
    N_CS=G*N_FFT, 단, G는 상기 CP 길이와 유효 심벌 구간(useful symbol duration)의 비율인 CP 비율(CP ratio), N_FFT는 대역폭에 따른 FFT 크기이다.
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제

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