KR20080017201A - 광대역 무선 통신 시스템에서 역방향 접근채널의 프리앰블송수신 방법 및 장치 - Google Patents

광대역 무선 통신 시스템에서 역방향 접근채널의 프리앰블송수신 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선 통신 시스템에서 역방향 접근채널(Access Channel)의 프리앰블 송수신 방법 및 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 역방향 접근채널의 프리앰블 전송 방법은 상기 프리앰블의 길이를 하나의 서브 프레임의 길이 보다 길게 설정하는 과정과, 상기 서브 프레임의 왕복 전송 지연 시간 보다 긴 시간 범위 내에서 상기 프리앰블이 전송되지 않는 제1 가드 타임을 설정하는 과정과, 상기 제1 가드 타임이 설정된 상기 프리앰블을 상기 역방향 접근채널을 통해 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
따라서 본 발명에 의하면, 광대역 무선 통신 시스템에서 역방향 접근채널의 최대 셀 커버리지(coverage)를 보다 확장할 수 있으며, 기지국에서의 프리앰블 검출 능력을 더욱 향상시킬 수 있다.
preamble, RACH, 가드 타임, 접근채널, cell coverage

Description

광대역 무선 통신 시스템에서 역방향 접근채널의 프리앰블 송수신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING/RECEIVING PREAMBLE OF RANDOM ACCESS CHANNEL IN BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 종래 광대역 부호분할 다중접속 시스템에서 역방향 공통채널의 통신 신호 송수신 관계를 도시하는 도면
도 2는 역방향 접근 프로브를 간략히 나타낸 도면
도 3은 3GPP LTE에서 제안된 역방향 및 순방향 공통채널의 신호 송수신 관계를 나타낸 도면
도 4는 3GPP LTE에서 제안된 역방향 RACH 할당의 일 예를 나타낸 도면
도 5는 3GPP LTE에서 제안된 RACH 프리앰블의 구조의 일 예를 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 역방향 접근채널의 프리앰블의 구조를 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 역방향 접근채널의 프리앰블의 구조를 나타낸 도면
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 실시 예에 따른 역방향 접근채널의 프리앰블을 전송하는 단말의 송신기 구성을 나타낸 블록도
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 역방향 접근채널의 프리 앰블을 전송하는 단말의 송신기 구성을 나타낸 블록도
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 역방향 접근채널의 프리앰블을 수신하는 기지국의 수신기 구성을 나타낸 블록도
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 동작을 설명하기 위한 순서도
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 시그너쳐 시퀀스 그룹핑의 일 예를 나타낸 도면
도 13은 본 발명의 실시 예에 따라 수신기의 탐색기에서 수행되는 동기 누적 및 비동기 누적 동작의 일 예를 나타낸 도면.
본 발명은 무선통신 시스템에서 프리앰블을 전송하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 광대역 무선 통신 시스템에서 역방향 접근채널(Access Channel)의 프리앰블 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 이동통신 시스템은 통신 기술의 급격한 발전에 따라 일반적인 음성통화 서비스는 물론 멀티미디어 서비스가 가능한 고속 데이터 서비스를 제공하는 단계에 이르고 있다. 상기 고속 데이터 서비스를 제공하는 패킷 데이터 시스템은 크게 미국 등에서 채택된 동기 방식과 유럽 및 일본 등에서 채택된 비동기 방식으로 구분되며, 동기 방식과 비동기 방식의 사용 여부에 따라 표준화 단체별로 서로 다른 형태의 표준화 작업이 이루어지고 있다.
상기 표준화 단체중 3GPP2(Third Generation Partnership Project2)에서 주관하는 동기 방식의 패킷 데이터 시스템은 현재 서비스되고 있는 CDMA 2000 1x와, 고속의 패킷 전송이 가능한 1x EV-DO(Evolution Data Only)와, 음성과 패킷 서비스의 동시 지원이 가능한 EV-DV(Evolution of Data and Voice)의 형태로 진화되고 있다. 그리고 3GPP(Third Generation Partnership Project)에서 주관하는 비동기 방식의 패킷 데이터 시스템은 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Systems)라고 불리우며, 비동기 방식 패킷 데이터 시스템의 대표적인 예로 광대역 부호분할 다중접속(Wideband Code Division Multiple Access : 이하 "W-CDMA"라 칭한다) 시스템을 들 수 있다.
한편 상기 W-CDMA 시스템에서 사용되는 채널들 중에서 역방향 공통채널(reverse common channel)은 잘 알려진 것처럼 임의 접근채널(Random access channel : 이하 "RACH"라 칭한다)을 사용하며, 이하 상기 RACH에 대해 기술하기로 한다.
도 1은 종래 광대역 부호분할 다중접속 시스템에서 역방향 공통채널의 통신 신호 송수신 관계를 나타낸 도면이다.
도 1에서 참조번호 151은 역방향 채널을 나타낸 것이고, 그 역방향 채널은 상기 RACH가 될 수 있다. 그리고 참조번호 101은 순방향 채널을 나타낸 것이고, 그 순방향 채널은 억세스 프리앰블 포착 표시 채널(Access Preamble Acquisition Indication Channel: 이하 "AICH"라 칭한다)이 될 수 있다. 도 1은 상기 AICH가 상 기 RACH로부터 신호를 수신하여 응답하는 과정을 도시한 것으로서, 이동 단말이 기지국으로 RACH를 두 번 전송하여 성공한 경우이다. 첫 번째 RACH 전송 시 이동 단말은 AICH를 수신하지 못하여 tp-p 시간 이후 RACH를 다시 전송하는 것이고 tp-ai 시간 이후 기지국으로부터 AICH를 수신하여 RACH 전송에 성공한 예를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 상기 RACH는 일정 길이의 프리앰블(152)을 전송한 후, 기지국으로부터의 응답을 기다린다. 상기 기지국으로부터 일정 기간 동안 응답이 없으면, 이동 단말은 송신 전력이 증가된 프리앰블(154)을 기지국으로 재전송한다. 상기 기지국은 상기 RACH를 통해 전송되는 프리앰블을 검출하면, 프리앰블에 대한 응답으로 검출된 프리앰블의 시그너쳐(signature)(102)를 순방향 링크의 AICH을 통해 이동 단말로 전송한다. 상기 이동단말은 전송한 프리앰블에 응답하여 AICH을 통해 시그너쳐 신호가 수신되는지 검사한다.
상기 이동 단말은 상기 AICH를 통해 시그너쳐 신호를 수신하면, 수신된 시그너쳐 신호를 복조한다. 이때 상기 AICH를 통해 프리앰블에 대응되는 시그너쳐가 ACK로 검출되면, 이동 단말은 기지국이 프리앰블을 검출한 것으로 판단하고, RACH를 통해 메시지를 전송한다.
그러나 상기 이동 단말이 프리앰블(152)을 전송한 후, 도 1에서 설정된 시간(tp-ai)(103) 내에 기지국이 전송한 AICH 신호(102)로부터 자신이 전송한 시그너쳐를 검출하지 못하면, 이동 단말은 기지국이 프리앰블을 검출하지 못한 것으로 판단하고, 설정된 시간(tp-p)(156) 뒤에 다시 프리앰블을 전송한다.
이때 상기 이동 단말은 이전 상태에서 전송한 프리앰블의 전력 보다 대략 △P(dB) 만큼 전력을 올려 참조번호 154와 같이 프리앰블을 재전송하고, 설정 시간내에 기지국이 전송한 AICH 신호를 수신하여 자신이 전송한 시그너쳐를 사용하는 신호를 검출한다.
상기 이동 단말은 프리앰블을 전송한 후, 기지국으로부터 자신이 전송한 시그너쳐를 사용하는 AICH 신호가 수신되지 않으면, 설정된 시간을 지연한 후, 프리앰블의 송신 전력을 높여가면서 상기와 같은 동작을 반복 수행한다. 상기와 같이 프리앰블을 송신하고 AICH 신호를 수신하는 과정에서 자신이 전송한 시그너쳐를 사용하는 신호가 수신되면, 이동 단말은 설정된 시간(tp-msg)(158)을 지연한 후 역방향 공통채널의 메시지(157)를 상기 프리앰블에 상응하는 전력으로 전송한다.
도 2는 역방향 접근 프로브를 간략히 나타낸 도면으로 도 2에서 참조번호 201은 프리앰블로서 이는 상기 역방향 접근 프로브(Access Probe)를 의미한다. 이동 단말은 임의로 선택한 시그너쳐를 프리앰블로 사용하여 전송하고, 이와 다른 제어정보는 전송되지 않는다. 모든 메시지는 이동 단말이 전송한 프리앰블(또는 시그너쳐) 즉, 역방향 접근 프로브를 기지국이 검출했다는 ACK 신호를 AICH를 통해 수신한 후에 전송이 가능하다.
도 3은 3GPP LTE에서 제안된 역방향 및 순방향 공통채널의 신호 송수신 관계를 나타낸 것이고, 도 4는 3GPP LTE에서 고려중인 역방향 RACH 할당의 일 예를 나타낸 것이다. 비동기식 이동통신 시스템의 표준화 단체인 3GPP에서 최근 제안된 LTE(Long-Term Evolution) 시스템의 전송 방식을 살펴보면, 순방향 링크에서는 직 교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multilexing : OFDM) 방식을 사용한다. 그리고 역방향 링크에서는 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access : SC-FDMA) 방식을 사용한다.
먼저 도 4의 역방향 RACH 할당 예에서 도 4의 가로축은 시간 영역을 의미하고, 세로축은 주파수 영역을 의미한다. 도 4에서 하나의 SC-FDMA 슬롯은 하나의 역방향 RACH 슬롯(401)을 의미하며, 도 4는 정해진 RACH 슬롯(401)에서 일정 주파수 영역에 RACH 버스트(402)가 할당되어 전송되는 예를 나타낸 것이다. LTE 시스템의 RACH도 W-CDMA 시스템과 같이 이동 단말이 프리앰블을 전송한 후 기지국이 프리앰블을 검출하면, 이동 단말이 데이터 메시지를 전송할 수 있도록 기지국은 프리앰블에 대한 응답을 이동 단말로 전송하고, 이 응답을 수신한 이동 단말은 데이터 메시지를 전송하는 일련의 과정이 적용될 수 있다. 다만 LTE 시스템에서는 물리 채널의 전송방식이 CDMA 방식이 아니므로 적합한 전송 방식의 설계가 필요하게 된다.
다시 도 3의 설명으로 돌아가서 LTE 시스템에서 현재 검토되고 있는 RACH 전송방식은 이동 단말이 역방향 RACH(351)를 통해 일정 길이의 프리앰블(352)을 전송한 후 기지국으로부터의 응답을 기다린다. 이동 단말은 기지국으로부터 일정기간(tp-p)(356) 동안 응답이 없으면 송신 전력이 ΔP(dB)(354) 만큼 증가된 프리앰블(353)을 재전송한다. 이후 기지국은 RACH를 통해 프리앰블을 검출하면, 도 3의 참조번호 302와 같이 설정된 시간(tp-ai)(303) 내에 순방향 AICH(301)를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 전송한다. 응답 메시지를 수신한 이동 단말은 설정된 시간(tp-msg)(357) 후 참조번호 353과 같이 메시지를 전송하여 전송하고자 하는 데 이터를 전송할 수 있다. 이때 기지국이 프리앰블에 대응하여 전송하는 상기 응답 메시지를 접근 허여 메시지(Access grant message)라 한다.
도 3에서 이동 단말은 상기 프리앰블에 응답하여 기지국이 전송하는 상기 접근 허여 메시지가 수신되는지 검사한다. 이때 이동 단말은 프리앰블에 대응되는 시그너쳐 또는 해당 이동 단말의 ID정보 등이 상기 접근 허여 메시지에서 검출되면, 이동 단말은 자신이 전송한 프리앰블을 기지국이 검출한 것으로 판단하고, 예컨대 SC-FDMA 방식으로 메시지를 역방향 전송한다. 이때 이동 단말은 접근 허여 메시지를 통해 수신한 제어 정보로부터 시간 수정 정보를 참조하여 상기 SC-FDMA 방식으로 전송되는 메시지의 전송 시간을 조절할 수 있다.
그러나 이동 단말이 프리앰블(352)을 전송한 후 설정된 시간(tp-ai) 내에 기지국으로부터 접근 허여 메시지를 수신하지 못하여 프리앰블에 대응되는 시그너쳐를 사용하는 신호를 검출하지 못하면, 이동 단말은 기지국이 프리앰블을 검출하지 못한 것으로 판단하고 설정된 시간 뒤에 프리앰블을 재전송한다. 이때 이동 단말은 이전 상태에서 전송한 프리앰블의 전력 보다 △P(dB) 만큼 전력을 올려서 프리앰블을 재전송한다. 이후 기지국이 정상적으로 프리앰블을 수신하여 접근 허여 메시지를 전송하면, 이동 단말은 설정 시간 내에 기지국이 전송한 접근 허여 메시지를 수신하고, 수신한 접근 허여 메시지로부터 프리앰블에 대응되는 시그너쳐 또는 이동 단말 ID정보 등을 사용하는 신호를 검출한다.
이동 단말은 프리앰블을 전송한 후, 기지국으로부터 자신이 전송한 시그너쳐를 사용하는 접근 허여 메시지가 수신되지 않으면, 설정된 시간을 지연한 후 프리 앰블의 송신 전력을 높여가면서 상기와 같은 동작을 반복하여 수행한다. 상기와 같이 이동 단말은 프리앰블을 송신한 후 기지국으로부터 접근 허여 메시지를 수신하는 과정에서 자신이 전송한 시그너쳐를 사용하는 신호가 수신하면, 도 3과 같이 설정된 시간(tp-msg)을 지연한 후 역방향 RACH의 메시지를 프리앰블에 상응하는 전력으로 전송한다.
한편 LTE 시스템에서 프리앰블을 수신한 기지국이 이동 단말로 전송하는 접근 허여 메시지는 OFDM 시스템의 특정 주파수 및 시간 구간을 통해 전송되는 부호화된 메시지를 사용할 수 있다. 또한 상기 접근 허여 메시지에는 RACH의 시간 수정 정보, RACH의 ID, 이동 단말이 데이터를 전송하는 역방향 채널에 대한 채널 할당 정보 등이 포함될 수 있다.
현재 LTE 시스템에서 논의 중인 RACH 프리앰블의 구조를 살펴보면, 도 5와 같다. 역방향 전송의 기본 단위는 서브 프레임(501)이고, 0.5ms 길이를 갖는다. 하나의 서브 프레임(501)에서 프리앰블(510)을 전송하는데 초기 상향 링크의 타이밍 동기, 왕복 전송 지연 시간, 채널의 최대 지연 확산(Delay Spread) 시간을 고려하여 프리앰블의 전후로 시간상의 여유를 둔다. 즉 프리앰블(510)은 이전 심볼과의 간섭을 방지하기 위하여 서브 프레임의 시작 시점으로부터 채널의 최대 지연 확산 시간(Tds)(520) 만큼 지난 후 TP 시간(530) 동안 전송된다.
또한 상향 링크의 타이밍 동기의 불확실성과 다음 심볼과의 간섭을 방지하기 위하여 참조번호 540과 같이 서브 프레임(510)의 종료 시점을 기준으로 왕복 전송 지연 시간(TGP)과 채널의 최대 지연 확산 시간(Tds)의 합만큼 이른 시점에 프리앰블의 전송이 종료된다. 상기 왕복 전송 지연 시간(TGP)은 기지국이 전송한 신호를 이동 단말이 수신하고, 동기를 맞춘 이동 단말이 전송한 신호를 기지국이 수신하는 시점까지 걸리는 시간 지연으로서 약 6.7usec/km이다.
그러나 도 5의 프리앰블 구조로 지원 가능한 최대 셀 반경을 늘리는데는 한계가 있다. 이는 이동 단말의 최대 송신 전력은 제한되어 있으나 프리앰블이 지원할 수 있는 최대 셀 반경은 프리앰블에 사용된 최대 전송 에너지로 제한되기 때문이다. 또한 프리앰블의 최대 전송 에너지는 프리앰블의 길이에 비례하지만 셀 반경이 커질수록 상기 왕복 전송 지연 시간(540)이 증가하므로 프리앰블의 길이는 줄어들게 된다. 즉 셀 반경과 프리앰블의 길이는 트레이드 오프(trade-off) 관계가 있으므로 도 5의 프리앰블 구조로는 최대 셀 반경을 늘리는데 한계가 있다.
상기와 같이 왕복 전송 시간 지연은 약 6.7usec/km 이므로 셀 반경을 1km 늘리면 프리앰블의 길이가 6.7usec 줄어 프리앰블 에너지가 줄어들게 되고 이는 기지국에서 프리앰블 검출 능력에 좋지 않은 영향을 준다. 따라서 도 5의 프리앰블 구조로는 셀 반경을 늘리는데 한계가 있으므로 셀 반경을 늘리면서도 프리앰블의 검출 성능을 저하시키지 않는 프리앰블 전송 방안이 요구된다.
본 발명은 광대역 무선 통신 시스템에서 역방향 접근채널의 프리앰블 송수신 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 광대역 무선 통신 시스템에서 역방향 접근채널의 최대 셀 커버리지(coverage)를 늘리는 프리앰블 송수신 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 광대역 무선 통신 시스템에서 셀 반경의 크기에 따라 프리앰블의 길이를 유연하게 할당할 수 있는 프리앰블 송수신 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 광대역 무선 통신 시스템의 기지국에서 이동 단말이 전송한 프리앰블을 용이하게 검출하고, 역방향 접근채널로 인한 이동 단말의 접속 시간 지연을 줄일 수 있는 프리앰블 송수신 방법 및 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 광대역 무선 통신 시스템의 이동 단말에서 송신 안테나가 두 개 이상이며, 프리앰블 전송 시 송신 다이버시티를 사용하는 경우 이동 단말의 구성을 간단히 하면서도 기지국에서 프리앰블의 검출을 용이하게 할 수 있는 프리앰블 송수신 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 역방향 접근채널의 프리앰블 전송 방법은 상기 프리앰블의 길이를 하나의 서브 프레임의 길이 보다 길게 설정하는 과정과, 상기 서브 프레임의 왕복 전송 지연 시간 보다 긴 시간 범위 내에서 상기 프리앰블이 전송되지 않는 제1 가드 타임을 설정하는 과정과, 상기 제1 가드 타임이 설정된 상기 프리앰블을 상기 역방향 접근채널을 통해 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 역방향 접근채널의 프리앰블 수신 방법은 상기 역방향 접근채널의 슬롯 구간에서 수신된 샘플들을 메모리 에 저장하는 과정과, 상기 샘플들을 동기 및 비동기 누적하여 구해진 상관값의 크기를 소정 문턱값과 비교하는 과정과, 상기 상관값이 상기 문턱값 보다 큰 경우 상기 프리앰블을 수신한 것으로 판단하는 과정을 포함하고, 상기 프리앰블의 길이는 서브 프레임의 길이 보다 길게 설정됨을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 역방향 접근채널의 프리앰블을 전송하는 송신 장치는 상기 프리앰블의 길이를 하나의 서브 프레임의 길이 보다 길게 설정하고, 상기 서브 프레임의 왕복 전송 지연 시간 보다 긴 시간 범위 내에서 상기 프리앰블이 전송되지 않는 가드 타임을 설정하며, 상기 가드 타임이 설정된 상기 프리앰블의 시그너쳐를 생성하는 시그너쳐 발생기와, 상기 프리앰블의 시그너쳐를 증폭하고 RF 변조하여 무선 신호로 출력하는 변조기를 포함함을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 광대역 무선 통신 시스템에서 역방향 접근채널의 프리앰블을 수신하는 수신 장치는 상기 역방향 접근채널의 슬롯 구간에서 수신된 샘플들을 저장하는 메모리와, 상기 샘플들을 동기 및 비동기 누적하여 상관값을 출력하는 탐색기와, 상기 상관값의 크기를 소정 문턱값과 비교하여 상기 상관값이 상기 문턱값 보다 큰 경우 상기 프리앰블을 수신한 것으로 판단하는 판정기와, 상기 동기 및 비동기 누적의 길이를 제어하는 제어기를 포함함을 특징으로 한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체 적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
먼저 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템과 본 발명의 기본 개념을 간략히 설명하면, 본 발명은 예컨대, 순방향 링크에서 전송 방식으로 OFDM 방식을 사용하고, 역방향 링크에서 전송 방식으로 SC-FDMA 방식을 사용하는 LTE 시스템에 적용될 수 있는 역방향 접근채널의 프리앰블 전송 방안을 제안한 것이다. 그러나 이는 설명의 편의를 위해 LTE 시스템의 예를 든 것이고, 본 발명에 따른 프리앰블의 구조와 전송 방식은 상기 LTE 시스템은 물론 역방향 접근채널을 통해 프리앰블을 전송하는 다양한 광대역 무선 통신 시스템에 적용될 수 있음에 유의하여야 할 것이다.
그리고 본 발명의 기본 개념을 설명하면, 본 발명은 광대역 무선 통신 시스템에서 프리앰블의 길이를 한 서브 프레임 이상으로 확장하는 방법과 이 방법의 이용 시 송신 다이버시티를 적용하는 방법을 제안한 것이다. 이러한 본 발명의 실시 예를 간략히 설명하면, 이동 단말의 송신 안테나가 두 개 이상인 경우 프리앰블 전송 시 하나의 독립된 프리앰블을 전송하는 송신 안테나를 스위칭 함으로써 송신 다이버시티 효과를 얻을 수 있으며, 그 결과 기지국은 이동 단말이 전송한 프리앰블을 용이하게 검출할 수 있다. 따라서 이동 단말은 역방향 접근채널에 의한 접속 시 간 지연을 줄일 수 있으며, 송신 다이버시티를 사용하는 경우 안테나간 스위칭 시간을 허용함으로써 이동 단말의 구현을 간소화함은 물론 기지국에서 프리앰블 검출을 더욱 용이하게 할 수 있다.
또한 본 발명의 실시 예에서는 프리앰블의 길이를 한 서브 프레임 이상으로 확장하여 전송하는 경우 프리앰블 사이에 가드 타임은 선택적으로 존재할 수 있다. 상기 가드 타임은 이동 단말의 동일 접근 프로브(Access Probe) 내에 존재할 수도 있고 서로 독립적인 접근 프로브 사이에 존재 할 수도 있다. 그리고 본 발명은 프리앰블을 수신한 기지국이 이동 단말로 전송하는 접근 허여 메시지의 형태에 구애받지 않고 적용될 수 있다.
이하 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명에서 제안하는 역방향 접근채널의 프리앰블 구조를 설명한다. 그리고 도 8a 내지 도 8c, 도 9a 내지 도 9c를 참조하여 본 발명의 프리앰블을 송신하는 송신기의 구성을 설명하기로 한다. 이하 설명에서 역방향 접근채널, 역방향 임의 접근채널, 역방향 RACH는 등가의 의미로 해석하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 역방향 접근채널의 프리앰블의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6의 (A) 내지 (C)에서 서브 프레임(601)은 역방향 RACH 할당의 최소 단위를 나타낸다. 도 6의 (A)는 종래 기술로서 역방향 RACH 프로브의 프리앰블이 한 서브 프레임보다 작은 경우이고, 도 6의 (B), (C)는 본 발명의 실시 예로 도 6의 (A)의 프리앰블 구조로 커버할 수 있는 셀 반경보다 더 큰 셀을 지원하도록 제안된 프 리앰블 구조를 나타낸 것이다. 도 6의 (B)에서 프리앰블의 길이 TP2(620)는 셀 반경이 큰 기지국에서도 충분히 검출 될 수 있도록 도 6의 (A)에서 프리앰블 길이 TP1(610)보다 길고, 가드타임 TG2(621)는 더 큰 셀의 왕복 전송 지연 시간을 커버할 수 있도록 도 6의 (A)에서 가드타임 TG1(611)보다 더 길다.
도 6의 (B)의 프리앰블 시퀀스는 도 6의 (A)의 프리앰블 시퀀스를 반복시킨 시퀀스로 구성할 수도 있고, 프리앰블의 길이가 TP2(620)인 새로운 프리앰블 시퀀스로 구성할 수도 있다.
상기한 프리앰블 시퀀스의 길이와 가드 타임 정보는 순방향 방송 채널 등을 통해 모든 이동 단말로 전달되는 시스템 파라미터들로서 기지국이 원하는 셀 커버리지에 의해 결정된다. 도 6의 (C)는 도 6의 (B)에서 지원할 수 있는 셀 반경보다 더 큰 셀을 위한 프리앰블 구조로서 프리앰블의 길이 TP3(630)는 셀 반경이 큰 기지국에서도 충분히 검출 될 수 있도록 TP2(620)보다 더 길고 가드타임 TG3(631)는 더 큰 셀의 왕복 시간 지연을 커버하기 위하여 TG2(621)보다 더 길다. 도 6의 (C)의 프리앰블 시퀀스는 도 6의 (A)의 프리앰블 시퀀스를 반복시킨 구조일 수도 있고 길이가 TP3(631)인 새로운 프리앰블 시퀀스일 수도 있다.
상기 프리앰블의 길이와 가드타임의 정보를 포함한 시스템 파라미터들은 순방향 방송 채널 등을 통해 모든 이동 단말로 전달될 수 있으며, 파라미터 값들은 기지국이 원하는 셀 커버리지에 의해 결정된다. 본 발명의 프리앰블 시퀀스는 도 6 의 (B), (C)에서 나타낸 실시 예 뿐만 아니라 더 큰 셀 커버리지를 위하여 상기한 방식으로 더 확장이 가능하다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 역방향 접근채널의 프리앰블의 구조를 나타낸 도면이다.
도 7의 (A)의 프리앰블(701)은 하나의 독립된 역방향 접근 프로브의 프리앰블로서 도 6에서 설명한 프리앰블에 대응된다. 도 7의 (B)는 도 7의 (A)의 독립된 프리앰블 시퀀스를 둘로 나누어 전송하는 방식으로 프리앰블(710)과 프리앰블(711) 사이에 프리앰블이 전송되지 않는 가드 타임 TG1(712)이 존재한다. 상기 프리앰블(710)과 프리앰블(711)은 프리앰블 시퀀스(701)의 일부분일 수도 있고, 새로운 프리앰블 시퀀스일 수도 있다. 그리고 도 7의 (B)에서 프리앰블의 길이 Tp1과 Tp2는 같은 길이일 수도 있고 서로 다른 길이 일 수도 있다.
이동 단말이 두 개 이상의 송신 안테나를 지원할 경우 프리앰블(710)과 프리앰블(711)은 서로 다른 안테나로 전송될 수 있다. 이 경우 하나의 독립된 프리앰블에 대해 송신 다이버시티 이득을 얻을 수 있어 기지국에서 역방향 RACH 프리앰블의 검출 성능을 향상시킬 수 있다. 도 7의 (C)는 도 7의 (A)의 프리앰블(701)을 4개의 작은 프리앰블(720~723)로 나누어 전송하는 실시 예로서 각 프리앰블과 프리앰블 사이에는 프리앰블이 전송되지 않는 가드타임(724~726)이 존재한다. 도 7의 (C)에서 프리앰블(720~723)은 도 7의 (A)의 프리앰블 시퀀스(701)의 일부일 수도 있고 새로운 프리앰블 시퀀스 일 수 있다. 또한 도 7의 (C)에서 프리앰블(720~723)의 길이 Tp3, Tp4, Tp5, Tp6는 서로 같은 길이 일수도 있고, 서로 다른 길이 일수도 있 다. 마찬가지로 가드 타임 TG2, TG3, TG4 또한 서로 같은 길이 일 수도 있고 서로 다른 길이 일수도 있다.
또한 이동 단말이 복수 개의 송신 안테나를 지원할 경우 도 7의 (C)에서 프리앰블(720~723)은 서로 다른 송신 안테나로 전송될 수 있다. 이 경우 하나의 독립된 프리앰블에 대해 송신 다이버시티 이득을 얻을 수 있어 기지국에서 역방향 RACH 프리앰블의 검출 성능을 향상시킬 수 있다. 도 7의 (B), (C)는 독립된 프리앰블을 더 짧은 길이의 프리앰블로 나누는 실시 예로서 프리앰블이 나뉘어지는 개수는 2개 또는 4개뿐만 아니라 일반적인 정수 개로 확장될 수 있다. 이동 단말이 역방향 RACH 프리앰블로 전송할 시그너쳐 시퀀스는 각 기지국마다 정해진 집합 내에서 임의로 선택하여 전송하는데 본 발명에서는 도 7의 (A) 내지 (C)에서 설명한 프리앰블의 전송 형태에 따라 선택할 수 있는 시그너쳐 집합을 다르게 사용할 수도 있다.
도 12를 참조하여 상기 시그너쳐 시퀀스의 그룹핑 예를 설명하면, 도 12의 (A) 내지 (C)에서 그룹1(1201), 그룹2(1221), 그룹3(1241)은 각각 도 7의 (A), (B), (C)와 같은 이동 단말이 사용할 프리앰블 형태에 따라 선택할 수 있는 시그너쳐 집합의 그룹핑 예를 나타낸 것이다. 도 12의 (A)에서 그룹1(1201)은 도 7의 (A)와 같은 형태의 프리앰블을 전송하는 경우 시그너쳐 시퀀스 그룹을 나타낸 것이고, 그룹2(1221)는 도 7의 (B)와 같은 형태의 프리앰블을 전송하는 경우의 시그너쳐 시퀀스 그룹을 나타낸 것이다. 그리고 그룹3(1241)은 도 7의 (C)와 같은 형태의 프리앰블을 전송하는 경우 시그너쳐 시퀀스 그룹을 나타낸 것이다.
도 12에서 상기 그룹1(1201)은 시그너쳐 시퀀스가 A1(1202) 내지 AN(1204)인 N개의 시퀀스들을 포함한다. 상기 그룹2(1221)는 시그너쳐 시퀀스가 B11(1222), B12(1223), B11(1224), B12(1225),..., BM1(1226),BM2(1227)인 2M 개의 시퀀스들을 포함한다. 상기 그룹2(1221)의 시퀀스들은 상기 그룹1(1201)의 시퀀스들의 일부분일 수도 있고, 또는 상기 그룹1(1201)의 시퀀스들과는 다른 새로운 시퀀스들일 수도 있다. 상기 그룹3(1241)은 시그너쳐 시퀀스가 C11(1242), C12(1243), C13(1244), C14(1245),..., CL3(1250), CL4(1253)인 4L 개의 시퀀스들을 포함한다. 상기 그룹3(1241)의 시퀀스들은 상기 그룹1(1201) 또는 그룹2(1221)의 시퀀스들의 일부분일 수도 있고, 또는 상기 그룹1(1201) 또는 그룹2(1221)의 시퀀스들과는 다른 새로운 시퀀스들일 수도 있다.
상기한 구조의 프리앰블을 전송하기 위한 본 발명의 송신기를 도 8a 내지 도 8c를 참조하여 설명하기로 한다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 실시 예에 따른 역방향 접근채널의 프리앰블을 전송하는 단말의 송신기 구성을 나타낸 블록도로서, 도 8a 내지 도 8c의 송신기는 각각 도 7의 (A) 내지 (C)에 대응되는 역방향 RACH 프리앰블을 전송하도록 구현된 실시 예이다.
먼저 도 8a는 단말의 송신 안테나(803)가 하나인 송신기(800a)의 실시 예이다. 도 8a의 시그너쳐 발생기(801)에서 발생되는 시그너쳐는 복소(complex) 형태의 I, Q 축의 시퀀스가 사용될 수 있다. 상기 시그너쳐 발생기(801)에서 발생된 역방향 RACH 프리앰블의 시그너쳐는 변조기(802)를 통해 전력이 증폭되고 반송파에 실려 안테나(803)를 통해 무선 채널로 전송된다. 도 8b는 예컨대, 단말의 송신 안테나(814, 815)가 두 개이고 파워앰프와 RF부분을 포함한 변조기(812, 813)가 두 개인 송신기(800b)의 실시 예이다. 도 8b의 시그너쳐 발생기(811)에서 발생되는 시그너쳐는 복소 형태의 I, Q 축의 시퀀스가 사용될 수 있다. 상기 시그너쳐 발생기(811)에서 발생된 역방향 RACH 프리앰블의 시그너쳐는 두 개의 변조기(812, 813)를 통해 각각 전력이 증폭되고 반송파에 실려 각각의 안테나(814, 815)를 통해 무선 채널로 전송된다.
도 8c는 예컨대, 단말의 송신 안테나(824, 825)가 두 개이고 파워앰프와 RF 부분을 포함한 변조기(822)가 하나인 경우 송신기(800c)의 실시 예이다. 도 8c의 시그너쳐 발생기(821)에서 발생되는 시그너쳐는 복소 형태의 I, Q 축의 시퀀스가 사용될 수 있다. 상기 시그너쳐 발생기(821)에서 발생된 역방향 RACH 프리앰블의 시그너쳐는 하나의 변조기(821)를 통해 전력이 증폭되고 반송파에 실려 전송된다. 그리고 스위치(823)는 역방향 RACH 프리앰블의 시그너쳐가 두 개의 안테나들(824, 825)중 하나를 통해 전송되도록 전송 경로를 스위칭한다. 여기서 상기 스위치(823)의 스위칭 동작은 도시되지 않은 제어기를 통해 제어될 수 있다. 또한 도 8a 내지 도 8c에는 도시되지 않았으나 송신기는 상기 프리앰블의 시그너쳐를 역방향 RACH를 통해 전송하도록 시그너쳐 발생기와 변조기의 동작을 제어하는 별도의 제어기를 구비할 수 있다.
한편 도 8a 내지 도 8c의 시그너쳐 발생기(801, 811, 821)에서 발생되는 시그너쳐는 특정 시그너쳐에 제약되는 것은 아님에 유의하여야 할 것이다. 그리고 상기 시그너쳐는 W-CDMA 시스템에서와 같이 일부 이동 단말의 ID가 포함될 수도 있다. 또한 도 8a 내지 도 8c는 송신기의 안테나가 하나 또는 두 개인 경우만을 보인 실시 예로서 본 발명에서 제안한 역방향 RACH 프리앰블은 세 개 이상의 송신 안테나를 가진 송신기에 대해서도 마찬가지로 확장이 가능하다.
본 발명에서 도 8c의 송신기의 경우 안테나(824)에서 송신을 하다가 다른 안테나(825)로 안테나를 스위칭하여 프리앰블을 전송하는 경우 안테나를 스위칭하는 시간이 필요하다. 이 스위칭 시간은 대략 수 ㎲ 정도의 시간이 소요되는데 이 스위칭 시간 동안은 전송하고자 하는 프리앰블 시퀀스가 올바르게 전송되지 못할 수 있다. 결국 안테나의 스위칭 시간은 기지국에서의 역방향 RACH 프리앰블 검출 능력에 영향을 줄 수 있다.
본 발명에서는 도 7의 (B), (C)에서와 같이 역방향 RACH 프리앰블 전송 시 중간의 가드타임(712, 724, 725, 726)을 두고 있기 때문에 프리앰블의 전송을 잠시 중단하였다가 안테나 스위칭이 완전하게 이루어진 후, 다시 프리앰블을 전송할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 송신기의 안테나 스위칭 시간에 영향을 받지 않고, 역방향 RACH 프리앰블이 왜곡없이 모두 올바르게 송신이 되므로 기지국에서 검출 능력을 보다 향상시킬 수 있게 된다.
상기한 구조의 프리앰블을 전송하기 위한 본 발명의 송신기의 다른 실시 예를 도 9a 내지 도 9c를 참조하여 설명하기로 한다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 역방향 접근채널의 프리앰블을 전송하는 단말의 송신기 구성을 나타낸 블록도로서, 도 9a 내지 도 9c의 송신기는 각각 도 7의 (A) 내지 (C)에 대응되는 역방향 RACH 프리앰블을 전송하도록 구현된 실시 예이다.
도 9a는 단말의 송신 안테나(908)가 하나인 송신기(900a)의 실시 예이다. 도 9a의 시그너쳐 발생기(901)에서 발생되는 시그너쳐는 복소 형태의 I, Q축의 시퀀스가 사용될 수 있다. 그리고 도 9a의 송신기는 SC-FDMA 방식의 신호를 발생시키는 SC-FDMA 신호 생성기(SC1)를 포함한다. 상기 SC-FDMA 신호 생성기(SC1)는 크기가 M인 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform : DFT) 처리기(902), 미리 정해진 방법으로 입력 신호를 매핑시키는 부반송파 매핑기(903) 및 크기가 N인 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform : IFFT) 처리기(904)를 포함한다.
상기 DFT 처리기(902)는 M개의 입력 샘플에 대해 DFT 연산을 수행하여 M개의 주파수 성분 값을 계산한다. 상기 부반송파 매핑기(903)는 M개의 입력 신호를 미리 정해진 방법에 따라 부반송파에 매핑시키고 매핑되지 않는 부반송파에는 '0' 값을 할당한다. 상기 부반송파의 매핑 방법은 입력 신호를 전주파수 대역의 부반송파에 골고루 분산시키는 방법(Distributed)과, 입력 신호를 특정 주파수 대역의 부반송파 주변에 지역화(Localized) 시키는 방법 그리고 상기 두 가지 방법을 조합하는 방법이 가능하다. 본 발명의 실시 예에서는 편의상 특정 부반송파 주변에 지역화 시키는 방법을 사용함을 가정한다. 상기 IFFT 처리기(904)는 주파수 영역의 신호인 N개의 입력 샘플을 IFFT 연산하여 시간 영역의 신호로 변환시킨다. 그리고 상기 시 간 영역의 신호로 변환된 SC-FDMA 신호는 변조기(905)를 통해 전력이 증폭되고 반송파에 실려 안테나(906)를 통해 무선 채널로 전송된다.
한편 도 9b는 단말의 송신 안테나(917, 918)가 두 개이고, 파워앰프와 RF부분을 포함한 변조기(935, 936)가 두 개인 송신기(900b)의 실시 예이다. 도 9b의 시그너쳐 발생기(931)에서 발생되는 시그너쳐는 복소 형태의 I, Q축의 시퀀스가 사용될 수 있다. 도 9a의 실시 예와 같이 도 9b의 송신기(900b) 또한 SC-FDMA 방식의 신호를 발생시키는 SC-FDMA 신호 생성기(SC2)를 포함한다. 상기 SC-FDMA 신호 생성기(SC2)는 DFT 처리기(912), 부반송파 매핑기(913) 및 IFFT 처리기(914)를 포함하며, 그 구성 요소들은 도 9a의 대응되는 구성 요소들과 동일한 동작을 수행하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 SC-FDMA 신호 생성기(SC2)를 통해 생성된 SC-FDMA 신호는 두 개의 변조기(915, 916)를 통해 각각 전력이 증폭되고 반송파에 실려 해당 경로의 안테나(917, 918)를 통해 무선 채널로 전송된다.
도 9c는 단말의 송신 안테나(927, 928)가 두 개이고, 파워앰프와 RF 부분을 포함한 변조기(955)가 하나인 송신기(900c)의 실시 예이다. 도 9c의 시그너쳐 발생기(951)에서 발생되는 시그너쳐는 복소 형태의 I, Q축의 시퀀스가 사용될 수 있다. 도 9a의 실시 예와 같이 도 9c의 송신기(900c) 또한 SC-FDMA 방식의 신호를 발생시키는 SC-FDMA 신호 생성기(SC3)를 포함한다. 상기 SC-FDMA 신호 생성기(SC3)는 DFT 처리기(922), 부반송파 매핑기(923) 및 IFFT 처리기(924)를 포함하며, 그 구성 요소들은 도 9a의 대응되는 구성 요소들과 동일한 동작을 수행하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 SC-FDMA 신호 생성기(SC3)를 통해 생성된 SC-FDMA 신호 는 하나의 변조기(925)를 통해 전력이 증폭되고 반송파에 실려 무선 채널로 전송된다. 그리고 스위치(926)는 역방향 RACH 프리앰블의 시그너쳐가 두 개의 안테나들(927, 928)중 하나를 통해 전송되도록 전송 경로를 스위칭한다. 여기서 상기 스위치(926)의 스위칭 동작은 도시되지 않은 제어기를 통해 제어될 수 있다. 또한 본 발명에서 역방향 RACH 프리앰블 전송 시 중간의 가드타임을 두어 프리앰블의 전송을 잠시 중단하였다가 안테나 스위칭이 완전하게 이루어진 후, 다시 프리앰블을 전송하는 특징은 도 9c의 송신기에서도 적용된다. 또한 도 9a 내지 도 9c에는 도시되지 않았으나 송신기는 상기 프리앰블의 시그너쳐를 역방향 RACH를 통해 전송하도록 시그너쳐 발생기와 변조기의 동작을 제어하는 별도의 제어기를 구비할 수 있다.
한편 도 9a 내지 도 9c의 시그너쳐 발생기(901, 911, 921)에서 발생되는 시그너쳐는 특정 시그너쳐에 제약되는 것은 아님에 유의하여야 할 것이다. 그리고 상기 시그너쳐는 W-CDMA 시스템에서와 같이 일부 이동 단말의 ID가 포함될 수도 있다. 또한 도 9a 내지 도 9c는 송신기의 안테나가 하나 또는 두 개인 경우만을 보인 실시 예로서 본 발명에서 제안한 역방향 RACH 프리앰블은 세 개 이상의 송신 안테나를 가진 송신기에 대해서도 마찬가지로 확장이 가능하다.
이하 본 발명에 따른 프리앰블을 수신하기 위한 수신기를 도 9 및 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 역방향 접근채널의 프리앰블을 수신하는 기지국의 수신기 구성을 나타낸 블록도로서, 도 10의 수신기는 이동 단말이 전송한 접근 프로브 신호를 수신하며, 도 8a 내지 8c 또는 도 9a 내지 9c의 송신기로부터 송신된 접근 프로브 신호를 수신할 수 있도록 제안된 것이다.
도 10의 수신기(1000)의 구성을 살펴보면, 수신 안테나(1001)를 통해 무선 신호가 수신되면, RF 처리기(1002)는 반송파에 실려 수신된 신호를 기저대역신호로 변환한다. 아날로그 대 디지털 변환기(Analog to Digital(A/D) Converter)(1003)는 기저대역의 아날로그 신호를 샘플링하여 디지털 신호로 변환시켜 메모리(1004)로 출력한다. 상기 메모리(1004)는 역방향 RACH의 슬롯 길이 또는 그 이상의 시간동안 상기 A/D 변환기(1003)로부터 출력되는 기저대역 샘플들을 저장한다. 도 10의 탐색기(1005)는 상기 메모리(1004)에 저장된 샘플들로부터 모든 이동 단말에서 사용 가능한 프리앰블 또는 시그너쳐들의 시작 시점을 탐색하여 그 탐색결과를 판정기(1009)로 전달한다.
도 10의 수신기에서는 상관기를 이용한 탐색기(1005)를 가정한다. 상관기를 이용한 탐색기는 특정 문턱값을 넘는 상관값에 대해 탐색위치, 탐색한 프리앰블 또는 시그너쳐 등의 탐색 결과를 판정기(1009)로 전달하는 것을 가정한다. 본 실시 예에서 탐색기(1005)는 동기 누적기(1006)과 비동기 누적기(1007)를 포함한다. 상기 동기 누적기(1006)는 메모리(1004)에 저장된 샘플값들과 검출할 시그너쳐 시퀀스를 곱한 후 계속 더하는 과정을 반복한다. 비동기 누적기(1007)는 일정 구간 동안 동기누적된 결과값을 제곱하여 에너지를 누적하는 동작을 반복한다. 여기서 누적된 에너지값은 탐색결과인 상관값으로 출력된다. 판정기(1009)는 탐색된 결과로부터 프리앰블 또는 시그너쳐가 탐색되었는지에 대한 판정을 내린다. 판정기(1009)는 만일 탐색기(1005)의 탐색결과의 상관값이 문턱값보다 낮다면 프리앰블을 수신 하지 않은 것으로 판정을 하고, 탐색결과의 상관값이 문턱값보다 높다면 프리앰블 또는 시그너쳐가 수신된 것으로 판정한다. 제어기(1008)는 탐색기(1005)와 판정기(1009)의 동작을 제어한다. 또한 상기 제어기(1008)는 탐색기(1005)의 동기 누적 길이와 비동기 누적 길이, 가드 타임 길이 등을 제어한다. 또한 상기 제어기(1008)는 판정기(1009)의 문턱값을 조절하여 검출 확률을 제어할 수 있다.
이하 도 13을 참조하여 도 10의 수신기내 탐색기(1005)에서 수행되는 동작을 설명하기로 한다.
즉 도 13은 본 발명의 실시 예에 따라 수신기의 탐색기에서 수행되는 동기 누적 및 비동기 누적 동작의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 13의 (A)를 참조하면, 하나의 프리앰블(1301)이 연속적으로 전송되므로 도 10의 수신기에서 동기 누적기(1006)는 동기누적 구간(1302)동안 동기누적을 하고, 비동기 누적기(1007)는 한 번의 비동기 누적을 수행한다. 도 13의 (B)를 참조하면, 하나의 프리앰블이 프리앰블1(1310)과 프리앰블2(1311)로 두 번으로 나누어 전송되고, 그 사이 프리앰블이 전송되지 않는 가드타임1(1312)이 존재한다. 이런 형태의 프리앰블이 전송되는 경우 동기 누적기(1006)는 프리앰블1(1310)에 대해 동기누적1 구간(1313)동안 동기 누적을 하고, 그 결과 값을 비동기 누적기(1007)로 전달한다. 그러면 비동기 누적기(1007)는 전달받은 동기누적 결과 값을 제곱한 후, 에너지값으로 변환하여 누적한다. 다시 동기 누적기(1006)는 프리앰블2(1311)에 대해 동기누적2 구간(1314)동안 동기 누적을 하고, 그 결과 값을 비동기 누적기(1007)로 전달한다. 그러면 비동기 누적기(1007)는 전달받은 동기누적 결과값을 제곱한 후 에너지값으로 변환하여 누적한다.
도 13의 (C)를 참조하면, 하나의 프리앰블이 프리앰블3(1320), 프리앰블4(1321), 프리앰블5(1322), 프리앰블6(1323)으로 4 개로 나뉘어 전송되고, 각 프리앰블의 사이에 프리앰블이 전송되지 않는 가드타임2(1324), 가드타임3(1325), 가드타임4(1326)가 존재한다. 이런 형태의 프리앰블이 전송되는 경우 도 10의 수신기내 동기 누적기(1006)가 프리앰블3(1320)에 대해 동기누적3 구간(1327) 동안 동기 누적을 하고, 그 결과 값을 비동기 누적기(1007)로 전달하면, 비동기 누적기(1007)는 동기누적 결과값을 제곱하여 에너지 값으로 변환한 후 누적한다. 동일한 방식으로 동기 누적기(1006)가 다시 프리앰블4, 5, 6(1321, 1322, 1323)에 대해 각각 동기누적4, 5, 6 구간(1328, 1329, 1330) 동안 동기 누적을 하고, 그 결과 값을 비동기 누적기(1007)로 전달하면, 비동기 누적기(1007)는 각각 동기누적 결과값을 제곱하여 에너지 값으로 변환한 후 누적한다. 상기와 같은 동작은 이동 단말과 기지국간의 주파수 오차가 클 경우 동기누적구간을 짧게 하고 비동기 누적횟수를 늘리는 방법으로 확장이 가능하다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
1111 단계에서 기지국의 수신기는 역방향 RACH의 슬롯(이하, 접근 슬롯)이 시작되었는지를 판단한다. 만약 접근 슬롯이 시작되지 않았으면 1111 단계에서 계속 대기한다. 만약 상기 1111 단계에서 접근 슬롯이 시작된 것으로 판단하면, 수신기는 1112 단계에서 A/D 변환기(1003)의 출력을 메모리(1004)에 저장하기 시작한 다. 이때 메모리(1004)에 저장되는 샘플의 길이는 접근 슬롯의 길이와 같거나 그 이상일 수도 있다. 상기 1112단계에서 메모리(1004)에 샘플 저장이 완료되면, 1113 단계에서 탐색기(1005)는 가능한 모든 프리앰블 또는 시그너쳐에 대한 탐색을 수행한다. 본 발명의 실시 예에서는 상관기를 이용한 탐색을 가정한다. 1113단계에서 탐색기(1005)의 탐색 동작이 완료되면, 1114 단계에서 판정기(1009)는 탐색기(1005)로부터 얻어진 상관값을 문턱값과 비교한다. 그리고 상관값들중 문턱값을 넘는 상관값이 없는 경우 상기 1011 단계로 복귀하여 다음 접근 슬롯을 대기한다. 반면 상기 1114 단계에서 문턱값을 넘는 상관값이 존재하는 경우 판정기(1009)는 1115 단계에서 해당 프리앰블 또는 시그너쳐가 수신되었다고 판정한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 광대역 무선 통신 시스템에서 역방향 접근채널의 최대 셀 커버리지(coverage)를 보다 확장할 수 있으며, 역방향 접근채널의 프리앰블 또는 시그너쳐를 셀 커버리지에 따라 더 길게 전송할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 송신단 안테나가 두 개 이상일 경우 하나의 독립된 프리앰블 내에서 송신 다이버시티 이득을 얻어 기지국에서의 프리앰블 검출 능력을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한 하나의 프리앰블 전송 구간동안 프리앰블이 전송되지 않는 가드 타임을 두어 안테나 스위칭 기법을 사용하는 이동 단말에서 프리앰블을 신호의 왜곡 없이 전송하여 기지국에서의 검출 능력을 향상시킬 수 있다.

Claims (20)

  1. 광대역 무선 통신 시스템에서 역방향 접근채널의 프리앰블 전송 방법에 있어서,
    상기 프리앰블의 길이를 하나의 서브 프레임의 길이 보다 길게 설정하는 과정과,
    상기 서브 프레임의 왕복 전송 지연 시간 보다 긴 시간 범위 내에서 상기 프리앰블이 전송되지 않는 제1 가드 타임을 설정하는 과정과,
    상기 제1 가드 타임이 설정된 상기 프리앰블을 상기 역방향 접근채널을 통해 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 역방향 접근채널의 프리앰블 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리앰블의 전송 전에 상기 프리앰블의 길이와 상기 제1 가드 타임의 정보를 포함하는 시스템 파라미터들을 순방향 방송채널을 통해 전송하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 역방향 접근채널의 프리앰블 전송 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리앰블의 길이는 기지국의 셀 크기에 비례하도록 설정함을 특징으로 하는 역방향 접근채널의 프리앰블 전송 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리앰블을 적어도 둘 이상으로 분할하여 전송하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 역방향 접근채널의 프리앰블 전송 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 프리앰블을 분할하여 전송하는 경우 분할된 프리앰블들 사이에 각각 상기 프리앰블이 전송되지 않는 제2 가드 타임을 설정하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 역방향 접근채널의 프리앰블 전송 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    복수의 안테나를 통해 상기 분할된 프리앰블들을 전송하는 경우 상기 제2 가드 타임 구간에서 안테나 스위칭을 수행하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 역방향 접근채널의 프리앰블 전송 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 분할된 프리앰블들의 길이는 서로 동일함을 특징으로 하는 역방향 접근채널의 프리앰블 전송 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 분할된 프리앰블들의 길이는 서로 다름을 특징으로 하는 역방향 접근채널의 프리앰블 전송 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리앰블의 시그너쳐는 상기 프리앰블을 전송하는 이동 단말의 식별자(ID)를 더 포함함을 특징으로 하는 역방향 접근채널의 프리앰블 전송 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리앰블은 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속(SC-FDMA) 방식으로 전송됨을 특징으로 하는 역방향 접근채널의 프리앰블 전송 방법.
  11. 광대역 무선 통신 시스템에서 역방향 접근채널의 프리앰블 수신 방법에 있어서,
    상기 역방향 접근채널의 슬롯 구간에서 수신된 샘플들을 메모리에 저장하는 과정과,
    상기 샘플들을 동기 및 비동기 누적하여 구해진 상관값의 크기를 소정 문턱값과 비교하는 과정과,
    상기 상관값이 상기 문턱값 보다 큰 경우 상기 프리앰블을 수신한 것으로 판단하는 과정을 포함하고,
    상기 프리앰블의 길이는 서브 프레임의 길이 보다 길게 설정됨을 특징으로 하는 역방향 접근채널의 프리앰블 수신 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 비교하는 과정은
    상기 프리앰블이 적어도 둘 이상으로 분할되어 전송될 경우 분할된 프리앰블들의 샘플들에 대해 각각 동기 누적하는 과정과,
    상기 동기 누적된 결과값들을 각각 제곱하여 에너지 값으로 변환하여 비동기 누적하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 역방향 접근채널의 프리앰블 수신 방법.
  13. 광대역 무선 통신 시스템에서 역방향 접근채널의 프리앰블을 전송하는 송신 장치에 있어서,
    상기 프리앰블의 길이를 하나의 서브 프레임의 길이 보다 길게 설정하고, 상기 서브 프레임의 왕복 전송 지연 시간 보다 긴 시간 범위 내에서 상기 프리앰블이 전송되지 않는 가드 타임을 설정하며, 상기 가드 타임이 설정된 상기 프리앰블의 시그너쳐를 생성하는 시그너쳐 발생기와,
    상기 프리앰블의 시그너쳐를 증폭하고 RF 변조하여 무선 신호로 출력하는 변조기를 포함함을 특징으로 송신 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 시그너쳐 발생기는 상기 프리앰블의 길이를 기지국의 셀 크기에 비례하도록 설정함을 특징으로 하는 송신 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 시그너쳐 발생기는 상기 프리앰블의 시퀀스를 적어도 둘 이상으로 분할하여 생성함을 특징으로 하는 송신 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 시그너쳐 생성기는 상기 프리앰블을 분할하여 생성하는 경우 분할된 프리앰블들 사이에 각각 상기 프리앰블이 전송되지 않는 다른 가드 타임을 설정함을 특징으로 하는 송신 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 변조기는 상기 분할된 프리앰블들을 각각 RF 변조하도록 복수 개가 구비되며, 상기 분할된 프리앰블들은 복수의 안테나를 통해 전송됨을 특징으로 하는 송신 장치.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 분할된 프리앰블들의 안테나 경로를 스위칭하는 스위치와,
    상기 안테나 경로별로 구비된 복수 개의 안테나를 더 포함함을 특징으로 하는 송신 장치.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 프리앰블의 시퀀스를 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속(SC-FDMA) 방식의 신호로 생성하는 SC-FDMA 신호 생성기를 더 포함함을 특징으로 하는 송신 장치.
  20. 광대역 무선 통신 시스템에서 역방향 접근채널의 프리앰블을 수신하는 수신 장치에 있어서,
    상기 역방향 접근채널의 슬롯 구간에서 수신된 샘플들을 저장하는 메모리와,
    상기 샘플들을 동기 및 비동기 누적하여 상관값을 출력하는 탐색기와,
    상기 상관값의 크기를 소정 문턱값과 비교하여 상기 상관값이 상기 문턱값 보다 큰 경우 상기 프리앰블을 수신한 것으로 판단하는 판정기와,
    상기 동기 및 비동기 누적의 길이를 제어하는 제어기를 포함함을 특징으로 하는 수신 장치.
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