KR20080018056A - 통신 시스템에서 임의 접속 채널을 통한 데이터 송수신방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선통신시스템의 임의접속채널을 통한 데이터의 송수신 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 역방향 접속채널의 프리앰블 또는 시그너쳐와 함께 메시지를 효과적으로 전송할 수 있는 방법 및 프리앰블로 사용되는 시퀀스를 충분히 확보할 수 있는 시퀀스 할당 방법을 제공함으로써, 프리앰블 또는 시그너쳐와 메시지의 전력할당과 길이 조절을 유연하게 할 수 있다.

임의 접속 채널, 액세스 프리앰블 포착채널

Description

통신 시스템에서 임의 접속 채널을 통한 데이터 송수신 방법 및 장치{Method and Apparatus for Transmitting/Receiving of Random Access Channel in Communication System}

도 1은 종래의 비동기식 역방향 공통채널의 통신 신호 송수신 관계를 도시하는 도면

도 2는 상기 도 1의 접근 프로브의 구조를 도시한 도면

도 3은 현재 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long-Term Evolution)에서 고려 중인 역방향 임의접속채널 RACH 및 순방향 채널의 신호 송수신 관계를 도시한 도면

도 4는 현재 3GPP LTE에서 고려중인 역방향 임의접속채널 할당의 예를 도시한 도면

도 5는 현재 3GPP LTE에서 고려중인 역방향 서브프레임 구조를 도시한 도면

도 6은 3GPP LTE에서 고려중인 역방향 접근 채널의 구조를 도시한 도면

도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 역방향 접근 프로브 구조를 나타낸 도면

도 8a 내지 도 8c는 상기 도 7에 따른 본 발명의 실시예에서 프리앰블 혹은 시그너쳐 시퀀스를 할당하는 예를 나타낸 도면

도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역방향 접근 프로브 구조를 나타낸 도면

도 10a 내지 도 10b는 상기 도 9에 따른 본 발명의 실시예에서 프리앰블 혹은 시그너쳐 시퀀스를 할당하는 예를 나타낸 도면

도 11a는 상기 도 7 및 도 9의 임의접속채널을 전송하는 단말기 송신기의 구현 예를 나타낸 도면

도 11b는 상기 도 7 및 도 9의 임의접속채널을 전송하는 또다른 단말기 송신기의 구현 예를 나타낸 도면

도 12a 및 도 12b는 이동단말이 전송한 상기 접근 프로브 신호를 수신하는 수신기의 예를 도시한 도면

도 13a 및 도 13b는 각각 상기 도 12a와 도 12b의 실시예에 따른 수신단의 동작을 설명하기 위한 흐름도

본 발명은 무선통신시스템의 역방향 접속채널(Access Channel)의 송수신 장치 및 방법에 관한 것이다.

현재의 차세대 이동통신인 비동기 방식(또는 UMTS)의 부호분할다중접속 (Wideband Code Division Multiple Access: 이하 W-CDMA라 칭한다) 통신시스템에서 는 역방향 공통채널(reverse common channel)로서 임의접속채널(Random access channel: 이하 RACH라 칭한다)이 사용된다.

도 1은 종래의 비동기식 역방향 공통채널의 통신 신호 송수신 관계를 도시한 도면이다.

도 1에서 151은 역방향 채널의 신호 송신 절차로서, 상기 역방향 채널은 임의접속채널(RACH)이 될 수 있다. 그리고 101은 순방향 채널로서, 액세스 프리앰블 포착 표시채널(Access Preamble - Acquisition Indication Channel: 이하 AICH라 칭한다)이 상기 임의접근 채널로부터 신호를 수신하여 응답하는 것을 나타낸다.

도 1을 참조하면, 상기 임의접속채널(RACH)은 152와 같이 일정 길이의 프리앰블을 전송한 후 기지국으로부터의 응답을 기다린다. 상기 기지국으로부터 일정기간 동안 응답이 없으면 송신전력을 증가시켜서 상기 프리앰블 신호로 재전송한다(154).

상기 기지국은 상기 임의접속채널(RACH)로 전송되는 프리앰블을 검출하면, 이에 대한 응답으로 102와 같이 상기 검출된 프리앰블의 시그너쳐(signature)를, 순방향 링크의 액세스 프리앰블 포착채널(AICH)을 통해 전송한다.

한편 상기 이동국은 전송한 프리앰블에 응답하여 상기 기지국이 전송하는 신호가 수신되는지 검사하고, 상기 액세스 프리앰블 포착채널 신호가 수신되면 상기 시그너쳐를 복조한다. 이때 상기 액세스 프리앰블 포착채널을 통해 전송한 프리앰블에 대응되는 시그너쳐가 액세스 프리앰블 포착채널 신호에서 ACK로 검출되면, 상기 이동국은 상기 프리앰블을 기지국이 검출한 것으로 판단하고 역방향 접속채널로 메시지를 전송한다.

그러나 상기 이동국이 프리앰블(152)을 전송한 후 미리 설정된 시간(tp-ai)(103) 내에 기지국이 전송한 액세스 프리앰블 포착채널 신호를 수신하여 자신이 전송한 시그너쳐를 사용하는 신호를 검출하지 못하면, 상기 이동국은 기지국이 상기 프리앰블을 검출하지 못한 것으로 판단하고 미리 설정된 시간이 경과한 후에 다시 프리앰블을 전송한다. 이때 상기 이동국은 이전 상태에서 전송한 프리앰블의 전력보다 △P(dB)만큼 전력을 올려서 154와 같이 프리앰블을 재전송하고, 설정 시간 내에 기지국이 전송한 액세스 프리앰블 포착채널 신호를 수신하여 자신이 전송한 시그너쳐를 사용하는 신호를 검출한다.

따라서 상기 이동국은 프리앰블을 전송한 후 기지국으로부터 자신이 전송한 시그너쳐를 사용하는 액세스 프리앰블 포착채널 신호가 수신되지 않으면, 설정된 시간만큼 지연한 후 프리앰블의 송신 전력을 높여가면서 상기와 같은 동작을 반복 수행한다.

상기와 같이 프리앰블을 송신하고 액세스 프리앰블 포착채널 신호를 수신하는 과정에서 자신이 전송한 시그너쳐를 사용하는 신호가 수신되면, 상기 이동국은 157과 같이 미리 설정된 시간만큼 지연한 후 역방향 공통채널의 메시지를 상기 프리앰블에 상응하는 전력으로 전송한다.

도 2는 도 1의 접근 프로브(AP)(152,154)의 구조를 도시화한 것이다.

이동국은 자신이 임의로 선택한 시그너쳐를 프리앰블로 사용하여 전송하며 그 외에는 아무런 제어정보도 전송하지 않는다. 모든 메시지는 상기 이동국이 전송 한 접근 프로브를 기지국이 검출했다는 신호인 액세스 프리앰블 포착채널(102)을 상기 이동국이 수신한 후에 전송 가능하다.

도 3은 현재 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long-Term Evolution)에서 고려 중인 역방향 임의접속채널(RACH) 및 순방향 채널의 신호 송수신 관계를 도시한 것이다.

도 3에 도시한 바와 같이, LTE 시스템에서는 순방향 링크로 직교주파수분할(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multilexing) 방식을 사용한다. 그리고 역방향 채널을 통한 데이터 전송은 단일 반송파 주파수분할 다중접속(SC-FDMA : Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 방식을 사용한다.

도 4는 현재 3GPP LTE에서 고려중인 역방향 임의접속채널 할당의 예를 도시한 것이다.

도 4에서 가로축은 시간 영역을 나타내며 세로축은 주파수 영역을 나타낸다. 하나의 SC-FDMA 슬롯(401)은 역방향 임의접속채널 슬롯을 나타낸다. 정해진 임의접속채널 슬롯에서 일정주파수 영역에 임의접속채널 버스트(402)가 할당되어 전송된다.

도 5는 현재 3GPP LTE에서 고려중인 역방향 서브프레임의 구조를 도시한 것이다.

도 5를 참조하면, 역방향 서브 프레임은 총 6개의 긴 블록(LB : Long Block)(1501, 1503~1506, 1508)들과 2개의 짧은 블록(SB : Short Block)(1502, 1507)으로 구성되어 있고, 수신단에서 주파수 영역에서도 신호처리를 할 수 있도록 각 블록 앞에는 CP(Cyclic Prefix)가 전송된다. 긴 블록에는 주로 데이터와 제어 정보가 전송되고, 짧은 블록에는 긴 블록들로 전송되는 데이터 혹은 제어정보를 복조하기 위한 파일럿 신호가 전송된다.

기지국 수신단에서는 두 개의 짧은 블록으로 수신된 파일럿 신호로부터 채널을 추정하고 시간영역 및 주파수영역에서 보간법(interpolation)을 수행하여 파일럿이 전송되지 않은 시간 및 주파수 영역에 대한 채널 추정을 수행한다. 파일럿 전송을 위한 짧은 블록의 오버헤드(overhead)를 줄이기 위해, 짧은 블록은 긴 블록에 비해 길이가 두 배이고 CP의 길이는 서로 동일하게 한다.

LTE에서의 임의접속채널도 W-CDMA와 같이 프리앰블 전송, 기지국이 프리앰블 검출시 단말기가 데이터 메시지를 전송할 수 있도록 프리앰블에 대한 응답 전송, 단말기의 데이터 메시지 전송의 과정으로 구성될 수 있다. 단지 LTE에서는 물리채널의 전송방식이 CDMA가 아니므로 이에 따라 효율적인 전송방식의 설계가 필요하다.

LTE 시스템에서 현재 검토되고 있는 임의접속채널 전송방식은 도 3의 352와 같이 단말기가 일정 길이의 프리앰블을 전송한 후 기지국으로부터의 응답을 기다리는 것이다. 단말기는 상기 기지국로부터 일정기간 동안 응답이 없으면 송신전력을 증가하여 상기 프리앰블 신호로 재전송한다(353). 이에 대해 기지국은 상기 임의접속채널로 전송되는 프리앰블을 검출하면, 302와 같이 임의접속채널 프리앰블에 대한 응답을 보내서 이동국이 계속해서 전송하고자 하는 데이터를 전송할 수 있게 한다. 이때 기지국이 프리앰블에 대응하여 전송하는 메시지를 접근허여 메시 지(Access grant message)라고 한다.

본 발명에서 접근허여 메시지는 OFDM상의 특정 주파수 및 시간 구간을 통해 전송되는 부호화 된 메시지라고 가정한다. 그리고 본 발명에서 접근허여 메시지는 임의접속채널의 시간수정, 전송한 임의접속채널의 ID, 임의접속채널로 단말기가 데이터를 전송할 역방향채널에 대한 채널할당 정보들이 포함될 수 있다. 본 발명은 이러한 접근허여 메시지가 전송되는 형태에 구애받지 않고 다른 임의접속채널에 사용될 수 있다.

한편 상기 이동국은 전송한 프리앰블에 응답하여 상기 기지국이 전송하는 접근허여 메시지가 수신되는지 검사한다. 이때 상기 임의접속채널을 통해 전송한 프리앰블에 대응되는 시그너쳐 또는 이동국의 ID정보 등이 접근허여 메시지에서 검출되면, 상기 이동국은 상기 프리앰블을 기지국이 검출한 것으로 판단하고, 역방향 단일반송파 주파수분할 다중접속 방식으로 메시지를 전송한다. 이때 단말기가 전송하는 메시지는 접근허여 메시지가 할당한 채널을 통해 시간수정 정보에 있는 제어정보만큼 전송시간을 조절하여 전송한다.

그러나 상기 이동국이 프리앰블(352)을 전송한 후 설정된 시간(tp-ai) 내에 기지국이 전송한 접근허여 메시지를 수신하여 자신이 전송한 시그너쳐를 사용하는 신호를 검출하지 못하면, 상기 이동국은 기지국이 상기 프리앰블을 검출하지 못한 것으로 판단하고 설정된 시간이 경과한 후에 다시 프리앰블을 전송한다. 이때 상기 이동국은 이전 상태에서 전송한 프리앰블의 전력보다 △P (dB)만큼 전력을 올려 353와 같이 프리앰블을 재전송하고 설정 시간 내에 기지국이 전송한 접근허여메시 지를 수신하여 자신이 전송한 시그너쳐 또는 이동국 ID정보 등을 사용하는 신호를 검출한다. 따라서 상기 이동국은 프리앰블을 전송한 후 기지국으로부터 자신이 전송한 시그너쳐를 사용하는 접근허여 메시지가 수신되지 않으면, 설정된 시간을 지연한 후 프리앰블의 송신 전력을 높여가면서 상기와 같은 동작을 반복 수행한다.

상기와 같이 프리앰블을 송신하고 이에 대한 접근허여 메시지 수신하는 과정에서 자신이 전송한 시그너쳐를 사용하는 신호가 수신되면, 상기 이동국은 355와 같이 설정된 시간을 지연한 후 역방향 공통채널의 메시지를 상기 프리앰블에 상응하는 전력으로 전송한다.

한편, 현재 3GPP LTE에서는 임의접속채널 전송시에 프리앰블뿐만 아니라 짧은 제어정보도 같이 프리앰블과 연속으로 전송하는 방법이 논의되고 있다. 여기에 포함될 수 있는 제어정보로는 이동국 ID의 일부, 이동국의 버퍼 상태(buffer status), 순위(priority) 정보 또는 순방향 채널 정보가 될 수 있고, 최대 길이는 수 비트에서 수십 비트로 비교적 짧을 수 있다.

도 6은 3GPP LTE에서 고려중인 역방향 접근 채널의 구조를 나타낸 것이다.

도 6을 참조하면, 긴블록들(1551,1553~1556,1558)로는 제어정보가 전송되고 짧은 블록들(1552,1557)로는 프리앰블이 전송된다. 기지국은 이동국으로부터 전송된 프리앰블(1552,1557)을, 채널 추정 및 메시지 정보 복조에 사용한다. 상기 메시지 부분은 채널 부호화 또는 반복 부호화하여 전송할 수 있다.

이렇게 짧은 길이의 메시지를 프리앰블과 같이 전송함으로써 임의 접속채널의 충돌확률을 낮출 수 있고, 전체적인 임의접속채널의 처리량(throughput)을 올릴 수 있으며, 단말기의 채널요청들의 짧은 메시지들을 추가적인 메시지 전송 없이 프리앰블과 동시에 전송할 수 있다.

현재 LTE에서 임의접속채널 전송시 고려되는 프리앰블과 짧은 데이터 전송은 도 6과 같이 시분할 방식으로 전송된다. 즉, 단말기는 정해진 시간 영역(블록)에서 메시지 혹은 프리앰블을 전송한다.

도 6과 같이 역방향 접근 채널의 시그너쳐 부분과 메시지 부분을 시간적으로 분할하여 전송하는 경우 다음의 몇 가지 성능열화가 가능하다.

우선, 시분할로 시그너쳐와 메시지를 전송하는 경우에는 원하는 프리앰블의 포착성능에 필요한 프리앰블의 전력과 메시지부분의 복조에 필요한 메시지 부분의 전력이 다를 수 있다. 이렇게 다른 전력으로 프리앰블 부분과 메시지 부분을 전송하게 되면 셀 커버리지(coverage)에 영향을 줄 수 있다. 프리앰블과 메시지를 같은 전력으로 전송하고 각 부분의 길이를 조절하여 원하는 성능을 얻도록 할 수도 있다. 그러나 시그너쳐만 길게 하면 기지국에서의 시그너쳐 검출 능력은 향상되지만 메시지 채널 복호화 능력은 변화가 없기 때문에 셀 커버리지가 메시지의 채널 부호화에 의해 제한이 된다.

메시지에 의한 셀 커버리지 제한을 늘리기 위해 메시지 부분의 채널 부호화율(coding rate)을 작게 하면 접근 프로브의 길이가 지나치게 길어지고, 메시지 길이 내에서 채널 변화가 크게 되어 시그너쳐를 이용한 채널 추정치가 부정확해져 결국 메시지 채널 복호화 능력이 떨어진다. 따라서 종래의 프리앰블과 메시지를 시분할로 전송하는 방법은 전력할당 또는 길이 조정에 한계가 있다.

또한 프리앰블과 메시지를 시분할로 전송하면 고속의 단말에 대해 채널추정의 성능이 열화될 수 있다. 이는 프리앰블과 메시지가 시간적으로 멀리 떨어지는 것이 가능하고, 이렇게 되는 경우 고속의 도플러 주파수에 대해서는 성능이 열화될 수 있다.

또한 시간적으로 짧은 구간인 짧은 블록에 프리앰블이 전송되므로 이동단말이 사용할 수 있는 프리앰블의 개수가 제한된다. 패킷 데이터 전송 시스템에서는 많은 이동단말들이 데이터를 송신하거나 혹은 수신한 후 긴 시간동안 순방향 혹은 역방향으로 데이터 전송이 없는 상태에 있게 된다. 이후 다시 전송할 데이터가 발생하는 경우 기지국과 재접속 시간을 단축하기 위하여 각 이동단말의 고유 ID(identity)에 연결된 고유한 시그너쳐 시퀀스가 있어야 하는데, 이 시퀀스 개수가 충분하지 않으면 충분한 수의 이동단말에 대해 재접속 시간을 짧게 제공할 수 없다. 따라서 역방향 접근 채널에 사용될 시그너쳐 시퀀스의 개수가 많이 확보되어야 하는데, 도 6과 같이 짧은 블록에만 프리앰블(혹은 시그너쳐)이 전송되는 경우에는 시그너쳐 시퀀스의 개수가 지극히 제한된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 CDMA 시스템 또는 OFDMA를 근간으로 하는 통신시스템에서 역방향 접속채널을 통해 프리앰블과 동시에 짧은 메시지를 전송할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 역방향 접근 채널의 프리앰블 (혹은 시그너쳐) 시퀀스를 충분하게 확보할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 역방향 접근 채널의 프리앰블 검출시 채널 변화 또는 주파수 오차의 영향을 덜 받는 시퀀스 할당 방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 역방향접속채널의 프리앰블과 짧은 메시지의 전력할당을 유연하게 할당할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 역방향접속채널의 프리앰블 및 메시지의 길이를 유연하게 조절할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 역방향접속채널의 프리앰블과 메시지를 동시에 전송할 때, 최대전력 대 평균전력의 비 PAPR (peak to average power ratio)을 낮게 유지하는 방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 역방향 접속채널의 채널추정을 용이하게 하여 프리앰블과 동시에 전송되는 메시지의 복조 성능을 높이는 방법을 제공하는 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서 의 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.

앞서 기술한 바와 같이 프리앰블과 메시지를 시분할로 전송하는 경우에는 프리앰블과 메시지의 전력을 유연하기 할당하기 어려운 문제점을 가지고 있었다. 따라서 본 발명에서는 이동국이 임의접속채널을 통해 전송하는 프리앰블 또는 시그너쳐와 같이 부호분할로 메시지를 전송하는 방법을 제안한다. 또한 본 발명에서는 많은 수의 프리앰블(혹은 시그너쳐)을 확보하기 위하여 시퀀스를 할당하는 방법도 제안한다.

본 발명의 실시예에서는 이동단말의 추가적인 ID 정보, 버퍼의 상태, 이동국 서비스의 우선순위 등의 짧은 제어 메시지 또는 이들의 조합 등이 전송된다. 즉, 이동국이 전송하는 임의접속 프로브가 프리앰블 또는 시그너쳐와 동시에 부호분할로 짧은 메시지 또는 이동국이 전송하고자 하는 짧은 데이터를 포함하는 것을 제안한다.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 역방향 접근 프로브 구조를 나타낸 도면으로서, 도 5의 역방향 서브프레임 구조를 기반하여 설계한 도면이다.

역방향 접근 채널의 구조가, 데이터 혹은 제어 정보가 전송되는 도 5의 서브프레임과 동일한 구조로 전송되는 경우, 기지국 수신단에서는 데이터 혹은 제어 정 보의 복조를 위해 사용하는 동일한 수신부를 역방향 접속채널 검출 및 메시지 복조에 사용할 수 있다는 장점이 있다. 본 발명의 실시예와 도 6에 도시한 종래 기술의 차이점은, 도 6은 짧은 블록(1552,1557)에서는 프리앰블만 전송되고 긴 블록(1551,1553~1556,1558)에서는 메시지만 전송되지만, 본 발명의 실시예에서는 긴 블록과 짧은 블록 모두에 프리앰블과 메시지가 동시에 전송되거나 일부 블록에서는 프리앰블 혹은 메시지만 전송하는 것이 가능하다는 것이다. 따라서 프리앰블 부분과 메시지 부분에 좀더 유연하게 전력을 할당할 수 있다는 장점이 있다.

도 7a는 제어 정보를 담은 메시지(1601,1603,1605,1607,1609,1609,1611,1613,1615)의 길이가 이동국이 전송할 시그너쳐(1602,1604,1606,1608,1610,1612,1614,1616)의 길이와 같게 설정한 예이고, 도 7b는 시그너쳐의 길이가 전송할 메시지보다 더 긴 경우의 예이다.

상기 도 7b의 경우, 시그너쳐의 시작 시점으로부터 메시지의 시작 시점까지의 시간 간격 T1 및 메시지의 끝 시점으로부터 시그너쳐의 끝 시점까지의 시간 간격 T2는 순방향 방송 채널 등을 통해 모든 이동국으로 전달되는 시스템 파라미터이거나 시스템 표준에서 정해지는 파라미터이다.

도 7c는 메시지의 길이가 시그너쳐의 길이보다 더 긴 경우의 예이다. 상기 도 7c의 경우, 메시지의 시작 시점으로부터 시그너쳐의 시작 시점까지의 시간 간격 T3와 시그너쳐의 끝 시점으로부터 메시지의 끝 시점까지의 시간 간격 T4는 상기 순방향 방송 채널 등을 통해 모든 이동국으로 전달되는 시스템 파라미터이거나 시스템 표준에서 정해지는 파라미터이다. 임의접속 프로브가 프리앰블 또는 시그너쳐와 동시에 부호분할로 메시지가 전송되며, 그 때 메시지 부분의 길이는 시스템의 환경에 따라 여러 가지 형태로 구현될 수 있다.

도 8a 내지 도 8c는 상기 도 7a 내지 도 7c에 따른 본 발명의 실시예에서 프리앰블 혹은 시그너쳐 시퀀스를 할당하는 예를 나타낸 도면이다.

구체적으로 도 8a는 짧은 블록과 긴 블록 각각에 독립적인 시퀀스가 할당된 경우의 예이고, 도 8b는 여러 개의 블록에 걸쳐서 하나의 독립적인 시퀀스가 할당된 예이다. 도 8c는 1042, 1045 블록과 같이 한 블록 내에 두 가지 종류의 시퀀스가 할당된 예이다.

상기 도 8a를 참조하면, 시퀀스 1~8(1031~1038)은 각각 길이가 해당 블록의 길이와 같은 시퀀스들이다. 상기 실시예와 같이 시퀀스를 할당하면 시퀀스의 길이가 짧기 때문에 주파수 오차가 큰 경우 혹은 채널 변화가 심한 경우에도 성능 열화를 피할 수 있다. 또한 각 블록단위로 FFT를 수행하여 주파수 영역에서 시퀀스의 종류 및 시간 지연을 검출할 수 있다. 자세한 내용은 수신기 구현 구조 설명 부분을 참조한다. 그러나 할당된 시퀀스의 주기가 각각의 블록의 길이와 같기 때문에 시퀀스 2(1032)와 시퀀스 7(1037)의 경우는 시퀀스 길이가 짧고, 이 경우 긴 블록에 할당된 시퀀스들(1031,1033~1036,1038)에 비해 사용할 수 있는 시퀀스의 개수가 적어서 동시에 접속할 수 있는 이동단말들의 개수가 제한될 수 있다. 상기 도 8a의 실시예에서 시퀀스 1(1031)과 시퀀스 3~6(1033~1036) 그리고 시퀀스 8(1038)은 서로 같은 시퀀스를 할당할 수도 있고 서로 다른 시퀀스들을 할당할 수도 있다. 마찬가지로 시퀀스 2(1032)와 시퀀스 7(1037)은 서로 같은 시퀀스를 할당할 수도 있고 서로 다른 시퀀스를 할당할 수도 있다.

도 8b를 참조하면, 이는 상기 도 8a가 충분한 시퀀스 개수를 확보할 수 없다는 단점을 보완한 실시예로서, 하나의 시퀀스가 여러 개의 블록에 걸쳐서 할당된다. 상기 도 8b에서 시퀀스 1(1020)과 시퀀스 3(1022)은 두 개의 긴 블록과 하나의 짧은 블록에 걸쳐 시퀀스가 할당되었고 시퀀스 2(1021)는 나머지 두개의 긴 블록에 걸쳐 시퀀스가 할당된다. 이 실시예에서는 상기 도 8a의 실시예보다 시퀀스들의 길이가 길기 때문에 시퀀스의 개수가 더 많이 확보될 수 있다. 그러나 주파수 오차가 크거나 채널 변화가 심하여 2~3개의 블록동안에 채널이 심하게 변한다면 성능 열화가 발생할 수 있다. 또한 하나의 시퀀스가 여러 개의 블록에 걸쳐 할당되었기 때문에 각 긴 블록 혹은 짧은 블록 단위로 FFT하여 주파수 영역에서 시퀀스의 종류 및 시간 지연을 검출할 수 없다. 상기 도 8b의 실시예에서 시퀀스 1(1020)과 시퀀스 3(1022)은 서로 같은 시퀀스를 할당할 수도 있고 서로 다른 시퀀스를 할당할 수도 있다. 또한 시퀀스를 할당하는 조합은 상기 도 8b의 실시예에 국한되는 것이 아니고 1010~1013 그리고 1014~1017에 각각 하나의 시퀀스를 할당하는 조합 등도 가능하다. 이는 시스템에서 필요한 시그너쳐의 개수 및 채널 변화의 속도 및 주파수 오차 한계 그리고 요구 성능에 따라 결정되어야 할 시스템 파라미터이다.

도 8c는 상기 도 8a가 충분한 시퀀스 개수를 확보할 수 없다는 단점을 보완한 또 다른 실시예로서, 하나의 시퀀스는 여러 개의 블록에 걸쳐서 할당될 뿐만 아니라 한 블록에 두 가지의 시퀀스가 할당될 수도 있는 구조이다. 도 8c의 1042 블록을 참조하면, 시퀀스 1(1050)과 시퀀스 2(1051)가 같이 할당되어 있다. 또한 도 8c의 1045 블록을 참조하면, 시퀀스 2(1051)와 시퀀스 3(1052)이 함께 할당되어 있다. 상기 도 8b에서는 시퀀스 2(1021)가 시퀀스 1(1020)과 시퀀스 3(1022)보다 짧기 때문에 사용할 수 있는 시퀀스의 총 개수는 시퀀스 2(1021)의 길이에 제한을 받게 된다. 그러나 상기 도 8c와 같이 한 블록에 두 개의 시퀀스가 할당될 수 있도록 허용하면, 시퀀스 1(1050)과 시퀀스 2(1051) 그리고 시퀀스 3(1052)의 길이를 모두 같게 할 수 있으므로 사용할 수 있는 시퀀스의 총 개수가 더 늘어나게 된다. 그러나 주파수 오차가 크거나 채널 변화가 심하여 2~3개의 블록동안에 채널이 심하게 변한다면 성능 열화가 발생할 수 있다. 또한 하나의 시퀀스가 여러 개의 블록에 걸쳐 할당되었기 때문에 각 긴 블록 혹은 짧은 블록 단위로 FFT하여 주파수 영역에서 시퀀스의 종류 및 시간 지연을 검출할 수 없다. 상기 도 8c의 실시예에서 시퀀스 1(1050), 시퀀스2(1051) 그리고 시퀀스 3(1052)은 서로 같은 시퀀스를 할당할 수도 있고 서로 다른 시퀀스를 할당할 수도 있다. 또한 시퀀스를 할당하는 조합은 상기 도 8c의 실시예에 국한되는 것이 아니다. 이는 시스템에서 필요한 시그너쳐의 개수 및 채널 변화의 속도 및 주파수 오차 한계 그리고 요구 성능에 따라 결정되어야 할 시스템 파라미터이다. 만일 한 블록에 두 개 이상의 시퀀스가 할당되었을 때, 시간축으로 앞에 놓인 시퀀스를 SQ1, 뒤에 놓인 시퀀스를 SQ2라 하면, 두 개의 시간축상에서 SQ1과 SQ2의 각각 해당 블록에 할당된 부분을 시간축으로 연결하여 시퀀스를 생성한다. 그리고 이 시퀀스들이 SC-FDMA로 변조되어 역방향링크로 전송된다.

도 8d는 상기 도 8a가 충분한 시퀀스 개수를 확보할 수 없다는 단점을 보완한 또 다른 실시예로서, 역방향 접근 프로브가 같은 길이의 시퀀스 두 개로 구성되 어 있어서, 상기 도 8c보다도 더 많은 시퀀스를 확보할 수 있다. 도 8d를 참조하면, 역방향 접근 프로브는 시퀀스 1(1070)과 시퀀스 2(1071)로 구성되어 있다. 시퀀스 1(1070)과 시퀀스 2(1071)는 서로 길이가 동일하며, 시퀀스 1(1070)은 1060~1063 블록에 걸쳐 할당되어 있고, 시퀀스 2(1071)는 1064~1067 블록에 걸쳐 할당되어 있다. 상기 도 8d의 시퀀스 1(1070)과 시퀀스 2(1071)는 상기 도 8a 내지 도 8c에 도시된 모든 시퀀스들보다 길이가 길기 때문에 가장 많은 수의 시퀀스를 제공할 수 있다. 그러나 주파수 오차가 크거나 채널 변화가 심하여 2~3개의 블록동안에 채널이 심하게 변한다면 성능 열화가 발생할 수 있다. 또한 하나의 시퀀스가 여러 개의 블록에 걸쳐 할당되었기 때문에 각 긴 블록 혹은 짧은 블록 단위로 FFT하여 주파수 영역에서 시퀀스의 종류 및 시간 지연을 검출할 수 없다. 상기 도 8d의 시퀀스 1(1070)과 시퀀스 2(1071)는 서로 같은 시퀀스일 수도 있고 서로 다른 시퀀스일 수도 있다.

본 발명에 따른 시퀀스 할당 방법 실시예에서는 상기 도 7a 및 도 7c와 같이 프리앰블의 길이가 전체 서브프레임과 같은 경우를 가정하여 설명하지만 반드시 이러한 경우에 한정되는 것은 아니다.

도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역방향 접근 프로브 구조를 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 도 5의 구조에서 짧은 블록(1552,1557)에 의해 시퀀스의 개수가 제한받는다는 단점을 해결하기 위해, 상기 도 5에서 짧은 블록 두 개를 묶어 하나의 긴 블록으로 구성하여 총 7개의 긴 블록으로 구성한다.

도 9a 내지 도 9c의 실시예는 역방향 접근 채널의 구조가 데이터 혹은 제어 정보가 전송되는 상기 도 5의 서브프레임과 동일하지 않은 구조로 전송되는 경우, 기지국 수신단에서는 데이터 혹은 제어 정보 복조를 위해 사용하는 동일한 수신부를 역방향 접속채널 검출 및 메시지 복조에 사용할 수 없다는 단점이 있다. 본 발명의 실시예와 도 6에 도시한 종래 기술과의 차이점은, 상기 도 6은 짧은 블록(1552,1557)에서는 프리앰블만 전송되고 긴 블록(1551,1553~1556,1558)에서는 메시지만 전송되지만, 본 발명의 실시예에서는 모두 긴 블록으로 구성되어 있고 모든 긴 블록에 프리앰블과 메시지가 동시에 전송되거나 일부 블록에서는 프리앰블 혹은 메시지만 전송하는 것이 가능하다는 것이다. 따라서 프리앰블 부분과 메시지 부분에 좀더 유연하게 전력을 할당할 수 있다는 장점이 있다.

도 9a는 제어 정보를 담은 메시지(1701,1703,1705,1707,1709,1709,1711,1713)의 길이가 이동국이 전송할 시그너쳐(1702,1704,1706,1708,1710,1712,1714)의 길이와 같은 경우의 예이고, 도 9b는 시그너쳐의 길이가 전송할 메시지보다 더 긴 경우의 예이다.

상기 도 9b의 실시예의 경우, 시그너쳐의 시작 시점으로부터 메시지의 시작 시점까지의 시간 간격 T1 및 메시지의 끝 시점으로부터 시그너쳐의 끝 시점까지의 시간 간격 T2는 순방향 방송 채널 등을 통해 모든 이동국으로 전달되는 시스템 파라미터이거나 시스템 표준에서 정해지는 파라미터이다. 도 9c는 메시지의 길이가 시그너쳐의 길이보다 더 긴 경우의 예이다. 상기 도 9c의 실시예의 경우, 메시지의 시작 시점으로부터 시그너쳐의 시작 시점까지의 시간 간격 T3와 시그너쳐의 끝 시 점으로부터 메시지의 끝 시점까지의 시간 간격 T4는 상기 순방향 방송 채널 등을 통해 모든 이동국으로 전달되는 시스템 파라미터이거나 시스템 표준에서 정해지는 파라미터이다. 임의접속 프로브가 프리앰블 또는 시그너쳐와 동시에 부호분할로 메시지가 전송되며, 그 때 메시지 부분의 길이는 시스템의 환경에 따라 여러 가지 형태로 구현될 수 있다.

도 10a 내지 도 10d는 상기 도 9a 내지 도 9c에 따른 본 발명의 실시예에서 프리앰블 혹은 시그너쳐 시퀀스를 할당하는 예를 나타낸 도면이다.

도 10a는 각 긴 블록에 독립적인 시퀀스가 할당된 경우의 예이고, 도 10b는 여러 개의 블록에 걸쳐서 하나의 독립적인 시퀀스가 할당된 예이다. 또한 도 10c는 1133, 1135 블록과 같이 한 블록 내에 두 가지 종류의 시퀀스가 할당된 예이다.

도 10a를 참조하면, 시퀀스 1~7(1151~1157)은 각각의 길이가 해당 블록의 길이와 같은 시퀀스들이다. 상기 실시예와 같이 시퀀스를 할당하면 시퀀스의 길이가 짧기 때문에 주파수 오차가 큰 경우 혹은 채널 변화가 심한 경우에도 성능 열화를 피할 수 있다. 또한 각 블록단위로 FFT를 수행하여 주파수 영역에서 시퀀스의 종류 및 시간 지연을 검출할 수 있다. 자세한 내용은 수신기 구현 구조 설명부분을 참조한다. 할당된 시퀀스의 주기가 모두 긴 블록의 길이와 같기 때문에 상기 도 8a의 실시예에서와 같이 짧은 블록에 할당된 시퀀스의 길이에 의해 시퀀스의 개수가 제한받지 않는다는 장점이 있다. 상기 도 10a의 실시예에서 시퀀스 1~7(1151~1157)은 서로 같은 시퀀스를 할당할 수도 있고 서로 다른 시퀀스들을 할당할 수도 있다.

도 10b의 경우는 상기 도 10a에서 제공할 수 있는 시퀀스 개수보다 더 많은 시퀀스를 확보할 수 있는 것으로, 하나의 시퀀스는 여러 개의 블록에 걸쳐서 할당된다. 상기 도 10b의 실시예에서는 시퀀스 1(1121)과 시퀀스 3(1123)은 두 개의 긴 블록에 걸쳐 시퀀스가 할당되었고, 시퀀스 2(1122)는 나머지 세 개의 긴 블록에 걸쳐 시퀀스가 할당된 예이다. 이 실시예에서는 상기 도 10a의 실시예에서보다 시퀀스들의 길이가 길기 때문에 시퀀스의 개수가 더 많이 확보될 수 있다. 그러나 주파수 오차가 크거나 채널 변화가 심하여 2~3개의 블록동안에 채널이 심하게 변한다면 성능 열화가 발생할 수 있다. 또한 하나의 시퀀스가 여러 개의 블록에 걸쳐 할당되었기 때문에 각 긴 블록 단위로 FFT하여 주파수 영역에서 시퀀스의 종류 및 시간 지연을 검출할 수 없다. 상기 도 10b의 실시예에서 시퀀스 1(1121)과 시퀀스 3(1123)은 서로 같은 시퀀스를 할당할 수도 있고 서로 다른 시퀀스를 할당할 수도 있다. 또한 시퀀스를 할당하는 조합은 상기 도 10b의 실시예에 국한되는 것이 아니고 1111~1114 그리고 1115~1117에 각각 하나의 시퀀스를 할당하는 조합 등도 가능하다. 이는 시스템에서 필요한 시그너쳐의 개수 및 채널 변화의 속도 및 주파수 오차 한계 그리고 요구 성능에 따라 결정되어야 할 시스템 파라미터이다.

도 10c는 상기 도 10a가 충분한 시퀀스 개수를 확보할 수 없다는 단점을 보완한 또 다른 실시예로서, 하나의 시퀀스는 여러 개의 블록에 걸쳐서 할당될 뿐만 아니라 한 블록에 두 가지의 시퀀스의 일부분들이 할당될 수도 있는 구조이다. 도 10c의 1133블록을 참조하면 시퀀스 1(1141)과 시퀀스 2(1142)가 같이 할당되어 있다. 또한 도 10c의 1135 블록을 참조하면 시퀀스 2(1142)와 시퀀스 3(1143)이 함께 할당되어 있다. 상기 도 10b에서는 시퀀스 1(1121)과 시퀀스 3(1123)이 시퀀스 2(1122)보다 짧기 때문에 사용할 수 있는 시퀀스의 총 개수는 시퀀스 1(1121) 또는 시퀀스 3(1123)의 길이에 제한을 받게 된다. 그러나 상기 도 10c와 같이 한 블록에 두 개의 시퀀스가 할당될 수 있도록 허용하면 시퀀스 1(1141)과 시퀀스 2(1142) 그리고 시퀀스 3(1143)의 길이를 모두 같게 할 수 있으므로 사용할 수 있는 시퀀스의 총 개수가 더 늘어나게 된다. 그러나 주파수 오차가 크거나 채널 변화가 심하여 2~3개의 블록동안에 채널이 심하게 변한다면 성능 열화가 발생할 수 있다. 또한 하나의 시퀀스가 여러 개의 블록에 걸쳐 할당되었기 때문에 각 긴 블록 단위로 FFT하여 주파수 영역에서 시퀀스의 종류 및 시간 지연을 검출할 수 없다는 단점이 있다. 상기 도 10c의 실시예에서 시퀀스 1(1141), 시퀀스 2(1142) 그리고 시퀀스 3(1143)은 서로 같은 시퀀스를 할당할 수도 있고 서로 다른 시퀀스를 할당할 수도 있다. 또한 시퀀스를 할당하는 조합은 상기 도 10c의 실시예에 국한되는 것이 아니다. 이는 시스템에서 필요한 시그너쳐의 개수 및 채널 변화의 속도 및 주파수 오차 한계 그리고 요구 성능에 따라 결정되어야 할 시스템 파라미터이다.

만일 한 블록에 두 개 이상의 시퀀스가 할당되었을 때, 시간축으로 앞에 놓인 시퀀스를 SQ1, 뒤에 놓인 시퀀스를 SQ2라 하면, 두 개의 시간축상에서 SQ1과 SQ2의 각각 해당 블럭에 할당된 부분을 시간축으로 연결하여 시퀀스를 생성한다. 그리고 이 시퀀스들이 SC-FDMA로 변조되어 역방향링크로 전송된다.

상기 도 10d는 상기 도 10a가 충분한 시퀀스 개수를 확보할 수 없다는 단점을 보완한 또 다른 실시예로서, 하나의 시퀀스는 여러 개의 블록에 걸쳐서 할당될 뿐만 아니라 한 블록에 두 가지의 시퀀스가 할당될 수도 있는 구조이다. 상기 도 10d는 역방향 접근 프로브가 같은 길이의 시퀀스 두 개로 구성되어 있어서, 상기 도 10c보다도 더 많은 시퀀스를 확보할 수 있다는 장점이 있다.

도 10d를 참조하면, 역방향 접근 프로브는 시퀀스 1(1161)과 시퀀스 2(1162)로 구성되어 있다. 시퀀스 1(1161)과 시퀀스 2(1162)는 서로 길이가 동일하고, 시퀀스 1(1161)은 1151~1154 블록에 걸쳐 할당되어 있으며, 시퀀스 2(1162)는 1154~1157 블록에 걸쳐 할당되어 있다. 상기 도 10d의 시퀀스 1(1161)과 시퀀스 2(1162)는 상기 도 10a 내지 도 10c에 도시된 모든 시퀀스들보다 길이가 길기 때문에 가장 많은 수의 시퀀스를 제공할 수 있다. 그러나 주파수 오차가 크거나 채널 변화가 심하여 2~3개의 블록동안에 채널이 심하게 변한다면 성능 열화가 발생할 수 있다. 또한 하나의 시퀀스가 여러 개의 블록에 걸쳐 할당되었기 때문에 각 긴 블록 혹은 짧은 블록 단위로 FFT하여 주파수 영역에서 시퀀스의 종류 및 시간 지연을 검출할 수 없다는 단점이 있다. 상기 도 10d의 시퀀스 1(1161)과 시퀀스 2(1162)는 서로 같은 시퀀스일 수도 있고 서로 다른 시퀀스일 수도 있다.

도 11a는 상기 도 7a 내지 도 7c와 상기 도 9a 내지 도 9c의 임의접속채널을 전송하는 단말기 송신기의 구현 예를 도시한 것이다.

도 11a를 참조하면, 메시지 발생기(702)는 임의접속채널로 전송하고자 하는 메시지를 발생한다. 상기 메시지는 이동국의 ID 정보, 버퍼의 상태, 이동국 서비스의 우선순위 등의 짧은 제어 메시지 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 본 발명에서는 상기 메시지가 프리앰블 또는 시그너처와 동시에 임의접속 프로브에 전송된다. 본 발명의 실시예에서는 상기 메시지와 프리앰블 또는 시그너처는 부호분할 로 전송된다. 이때 프리앰블과 시그너처는 서로 직교인 왈쉬부호를 사용하여 전송될 수 있다.

부호화기(703)에서는 시스템에서 정해진 부호화기를 이용하여 상기 메시지를 부호화한다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 부호화기는 길쌈부호화기일 수 있다. 또한 전송되는 부호의 수가 몇 비트 안 되는 경우에는 하다마드(Hardamard) 부호를 사용하여 부호화할 수 있다.

반복기(704)는 부호화기(703)의 출력을 시스템에서 정한 방법으로 반복시켜, 원하는 길이의 심볼을 발생시킨다.

본 발명에서 접속 프로브에 전송되는 데이터는 프리앰블 또는 시그너쳐와 부호분할로 전송된다. 본 발명의 실시예에서는 프리앰블 또는 시그너쳐는 전송신호의 I축에 전송되고, 데이터는 Q축에 전송된다. 데이터는 BPSK와 같이 Q축만 사용하는 변조방식으로 전송되며 시그너쳐로 곱해지기 이전의 프리앰블 신호는 항상 상수인 1로 전송된다.

제1 왈쉬부호 발생기(705)로부터 발생된 왈쉬부호 Wd를 이용하여 대역 확산 시킨다. 메시지측 이득제어기(706)는 데이터 메시지로 전송되는 신호의 이득을 조정한다.

제어장치(713)는 도 7 및 도 9의 메시지와 시그너쳐 간의 시간 간격에 따라 메시지 발생 시작 및 끝 시점을 제어하는 장치이다.

도 11a의 실시예에서 시그너쳐가 곱해지기 이전의 프리앰블에 해당하는 신호는 I축에, 데이터 메시지는 Q축에 전송된다.

위상 이동 장치(707)는 메시지를 위상변환을 통해 Q축의 신호로 만들어준다.

프리앰블로는 항상 1인 신호가 전송되며, 이 신호가 제2 왈쉬부호 발생기(715)로부터 발생된 왈쉬부호 Ws로 곱해진다. 이때 프리앰블에 사용되는 제2 왈쉬부호와 제1 왈쉬부호는 서로 직교관계에 있다. 그리고 프리앰블에 곱해지는 제2 왈쉬부호는 W0, 즉 항상 1인 신호가 사용될 수 있다. 또한 제1 왈쉬부호와 제2 왈쉬부호는 상기 순방향 방송 채널 등을 통해 모든 이동국에 전달되는 시스템 파라미터일 수도 있고, 이동국 고유 ID 혹은 선택된 임의접속 시그너쳐 등으로부터 생성되는 것일 수도 있다. 본 발명에서는 상기 제1 왈쉬부호와 상기 제2 왈쉬부호는 상기 순방향 방송 채널 등을 통해 모든 이동국에 전달되는 것으로 가정한다.

이득제어기(709)는 시그너쳐의 이득을 제어하는 블록으로서 기지국의 포착성능 요구사항 등에 따라 이득값이 다르게 설정될 수 있다.

덧셈기(714)는 시그너쳐 성분과 이와 동시에 전송되는 데이터 메시지를 더한다. 이렇게 서로 더해진 신호가 시그너쳐 발생기(710)에서 발생한 시그너쳐와 곱셈기(716)에서 곱해진다. 시그너쳐 발생기(710)에서 발생하는 시그너쳐는 복소 (complex)형태의 I, Q축의 시퀀스가 있는 형태가 사용될 수 있으며, 본 발명은 특정 시그너쳐 사용에 제약받지 않는다. W-CDMA에서와 같이 시그너쳐에 일부 이동국의 ID가 포함될 수 있으며, 부족한 확장된 이동국의 ID는 본 발명에서 제안한 짧은 제어 메시지 부분에 전송될 수 있다. 상기의 이동국 ID는 이동국의 고유 번호일 수도 있을 뿐 아니라, 단말기에게 임시로 할당된 MAC ID일 수도 있고, 임의 접속과정에서 타 이동국과의 충돌을 피하기 위한 임시 ID일 수도 있다.

제어기(716)는 도 8과 도 10의 실시예에서 보인 시퀀스의 길이 및 종류에 따라 필요한 시퀀스 발생을 제어하는 부분이다. 이렇게 시그너쳐와 곱해진 신호는 변조기(711)을 통해 전송된다.

도 11a의 구현 예는 임의접속 프로브가 CDMA의 형태로 전송되는 경우의 구현예를 보인 것이다. 만일 임의 접속 프로브가 단일반송파 주파수분할다중접속의 형태로 전송된다면 도 11b의 단말 송신기의 구조로 구현이 가능하다.

도 11b는 상기 도 7a 내지 도 7c와 상기 도 9a 내지 도 9c의 임의접속채널을 전송하는 또 다른 단말기 송신기의 구현 예를 도시한 것이다.

도 11b를 참조하면, 메시지 발생기(752)는 임의접속채널로 전송하고자 하는 메시지를 발생한다. 상기 메시지는 이동국의 ID 정보, 버퍼의 상태, 이동국 서비스의 우선순위 등의 짧은 제어 메시지 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 본 발명에서는 상기 메시지가 프리앰블 또는 시그너쳐와 동시에 임의접속 프로브에 전송된다. 본 발명의 실시예에서는 상기 메시지와 프리앰블 또는 시그너쳐는 부호분할로 전송된다. 이때 프리앰블과 시그너쳐는 서로 직교인 왈쉬부호를 사용하여 전송될 수 있다.

부호화기(753)에서는 시스템에서 정해진 부호화기를 이용하여 상기 메시지를 부호화한다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 부호화기는 길쌈부호일 수 있다. 또한 전송되는 부호의 수가 몇 비트 안 되는 경우에는 하다마드(Hardamard) 부호를 사용하여 부호화 할 수 있다.

반복기(754)는 부호화기의 출력을 시스템에서 정한 방법으로 반복시켜, 원하 는 길이의 심볼을 발생시킨다.

본 발명에서 접속 프로브에 전송되는 데이터는 프리앰블 또는 시그너쳐와 부호분할로 전송된다. 본 발명의 실시예에서 프리앰블 또는 시그너쳐는 전송신호의 I축에 전송되고, 데이터는 Q축에 전송된다. 데이터는 BPSK와 같이 Q축만 사용하는 변조방식으로 전송되며 시그너쳐로 곱해지기 이전의 프리앰블 신호는 항상 상수인 1로 전송된다.

제1 왈쉬부호 발생기(755)로부터 발생된 왈쉬부호 Wd를 이용하여 대역 확산 시킨다. 메시지측 이득제어기(756)는 데이터 메시지로 전송되는 신호의 이득을 조정한다.

제어장치(767)는 도 7과 도 9의 메시지와 시그너쳐 간의 시간 간격에 따라 메시지 발생 시작 및 끝 시점을 제어하는 장치이다.

도 11b의 실시예에서 시그너쳐가 곱해지기 이전의 프리앰블에 해당하는 신호는 I축에, 데이터 메시지는 Q축에 각각 전송된다.

위상 이동 장치(757)는 메시지를 위상변환을 통해 Q축의 신호로 만들어준다.

프리앰블로는 항상 1인 신호가 전송되며, 이 신호가 제2 왈쉬부호 발생기(769)로부터 발생된 왈쉬부호 Ws로 곱해진다. 이때 프리앰블에 사용되는 제2 왈쉬부호와 제1 왈쉬부호는 서로 직교관계에 있다. 그리고 프리앰블에 곱해지는 제2 왈쉬부호는 W0, 즉 항상 1인 신호가 사용될 수 있다. 또한 제1 왈쉬부호와 제2 왈쉬부호는 상기 순방향 방송 채널 등을 통해 모든 이동국에 전달되는 시스템 파라미터일 수도 있고, 이동국 고유 ID 혹은 선택된 임의접속 시그너쳐 등으로부터 생성 되는 것일 수도 있다. 본 발명에서 상기 제1 왈쉬부호와 상기 제2 왈쉬부호는 상기 순방향 방송 채널 등을 통해 모든 이동국에 전달되는 것으로 가정한다.

이득제어기(759)는 시그너쳐의 이득을 제어하는 블록으로서 기지국의 포착성능 요구사항 등에 따라 이득값이 다르게 설정될 수 있다.

덧셈기(768)는 시그너쳐 성분과 이와 동시에 전송되는 데이터 메시지를 더한다. 이렇게 서로 더해진 신호가 시그너처 발생기(760)에서 발생한 시그너쳐와 곱셈기(771)에서 곱해진다. 시그너쳐 발생기(760)에서 발생하는 시그너쳐는 I, Q축의 시퀀스가 있는 복소 (complex) 형태가 사용될 수 있으며, 본 발명은 특정 시그너쳐 사용에 제약받지 않는다.

W-CDMA에서와 같이 시그너쳐에 일부 이동국의 ID가 포함될 수 있으며, 부족한 확장된 이동국의 ID는 본 발명에서 제안한 짧은 제어 메시지 부분에 전송될 수 있다. 상기의 이동국 ID는 이동국의 고유 번호일 수 있을 뿐 아니라, 단말기에게 임시로 할당된 MAC ID일 수도 있고, 임의 접속과정에서 타 이동국과의 충돌을 피하기 위한 임시 ID일 수도 있다.

제어기(780)는 상기 도 8과 상기 도 10의 실시예에서 보인 시퀀스의 길이 및 종류에 따라 필요한 시퀀스 발생을 제어하는 부분이다. 이렇게 시그너쳐와 곱해진 신호는 변조기(771)를 통해 전송된다.

도 11b에서 770은 단일반송파 주파수분할다중접속방식 신호를 발생하는 부분이다. 크기가 M인 DFT(Discrete Fourier Transform) 블록(761)은 M개의 입력 샘플에 대해 DFT를 수행하여 M개의 주파수 성분값을 계산한다. 부반송파 매핑 블 록(762)은 M개의 입력 신호를 미리 약속된 방법으로 부반송파로 매핑시키고, 매핑되지 않는 부반송파에는 '0' 값을 할당한다. 부반송파 매핑 방법은 전 주파수 대역에 골고루 분산시키는 방법(Distributed)과 특정 부반송파 주변에만 지역화(Localized) 시키는 방법 그리고 이들을 조합시키는 방법이 있을 수 있다. 본 발명의 예에서는 특정 부반송파 주변에 지역화 시키는 방법을 가정한다.

크기가 N인 푸리에역변환기(763)는 N개의 샘플에 푸리에역변환을 수행하여 시간 도메인 신호로 변환시킨다. 이렇게 변환된 신호는 변조기(764)를 통해 전송된다.

도 12a 및 도 12b는 이동단말이 전송한 상기 접근 프로브 신호를 수신하는 수신기의 예를 도시한 것이다. 도 12a 및 도 12b에서는 도 11a 및 도 11b의 송신기로부터 송신된 접근 프로브 수신을 가정한다.

도 12a는 상기 도 8b 또는 상기 도 10b와 같이 시퀀스가 여러 블록에 걸쳐 할당된 경우 기지국 수신단의 예로서, 시간 영역에서 프리앰블을 검출하는 수신단의 예이다. 도 12b는 상기 도 8a 또는 상기 도 10a와 같이 시퀀스가 하나의 블록에만 할당된 경우 기지국 수신단의 예로서 주파수 영역에서 프리앰블을 검출하는 수신단의 예이다.

도 12a를 참조하면, RF 블록(1202)은 수신안테나(1201)로 수신된 신호를 반송파에 실려 수신된 신호를 기저대역으로 변환시켜주는 역할을 한다. 아날로그 대 디지털변환기(ADC : Analog to Digital Converter)(1203)는 기적대역 아날로그 신호를 샘플링하여 기저대역 디지털 신호로 변환시킨다.

메모리(1204)는 기저대역 필터로서 전체 시스템에서 사용하는 대역폭중 역방향 접속채널로 할당된 대역을 필터링하는 역할을 한다. 메모리(1205)는 역방향 접속채널 슬롯 길이 또는 그 이상의 시간동안 기저대역 필터링된 샘플들을 저장한다.

탐색기(1206)는 메모리(1205)에 저장된 샘플들에서 모든 이동단말에서 사용 가능한 프리앰블 또는 시그너쳐들의 시작 시점을 탐색하여 결과값을 제어장치(1210)에 전달한다. 도 12a에서는 상관기를 이용한 탐색기를 가정한다. 상관기를 이용한 탐색기는 특정 문턱값을 넘는 상관값에 대해 탐색위치, 탐색한 프리앰블 또는 시그너쳐 등의 탐색 결과를 제어장치(1210)에 전달하는 것을 가정한다.

제어장치(1210)는 수신단의 각 블록의 동작을 제어한다. 제어장치(1210)는 탐색된 결과로부터 프리앰블 또는 시그너쳐가 탐색되었는지에 대한 판정을 내린다. 제어장치(1210)는 탐색기(1206)의 탐색결과의 상관값이 문턱값보다 낮다면 프리앰블을 수신하지 않은 것으로 판정을 하고, 탐색결과의 상관값이 문턱값보다 높다면 프리앰블 또는 시그너쳐가 수신된 것으로 판정하여 이와 함께 전송된 메시지의 복호를 수행한다. 제어장치(1210)는 탐색기(1206)에서 탐색된 결과로부터 메시지의 시작시점과 끝 시점을 계산하여 메시지 복조기(1208)와 복호기(1209)의 동작을 제어한다.

메시지의 시작 시점과 끝 시점은 도 7a 내지 도 7c와, 도 9a 내지 도 9c 중에 현재 시스템에서 사용되는 접근 프로브의 형태에 따라 계산된다. 상기 도 7a 또는 상기 도 9a가 전송된 경우에 메시지의 시작 시점과 끝 시점은 프리앰블 또는 시그너쳐의 시작 시점과 끝 시점과 같다. 상기 도 7b 또는 상기 도 9b가 전송된 경우 에 메시지의 시작 시점은 프리앰블 또는 시그너쳐의 시작점으로부터 T1 만큼 지연된 시점이고 메시지의 끝 시점은 프리앰블 또는 시그너쳐의 끝 시점보다 T2 만큼 이른 시점이다. 또한 상기 도 7c 또는 상기 도 9c가 전송된 경우에 메시지의 시작 시점은 프리앰블 또는 시그너쳐의 시작 시점보다 T3 만큼 이른 시점이고 메시지의 끝 시점은 프리앰블 또는 시그너쳐의 시작 시점보다 T4 만큼 늦은 시점이다.

메시지 복조기(1208)는 채널 부호화된 메시지를 복조하여 심볼 수준의 소프트 메트릭(soft metric)을 출력한다. 송신단에서 반복 부호화되어 송신된 경우에는 해당 심볼의 소프트 메트릭을 누적한다. 복조된 신호는 채널 복호기(1209)에서 복호되어 제어장치(1210)로 전달된다.

제어장치(1210)는 복호된 메시지를 분석하여 해당하는 임의접속채널의 동작을 수행한다. 본 발명의 실시예에서는 길쌈부호를 가정하며, 채널 복호기(1209)는 길쌈부호에 대한 복호를 수행한다. 본 발명의 실시예에서는 비터비 알고리듬을 이용한 채널 복호화를 가정한다.

도 12b를 참조하면, RF 블록(1302)은 수신안테나(1301)를 통하여 반송파에 실려 수신된 신호를 기저대역으로 변환시켜주는 역할을 한다. 아날로그 대 디지털변환기(ADC : Analog to Digital Converter)(1303)는 기적대역 아날로그 신호를 샘플링하여 기저대역 디지털 신호로 변환시킨다.

FFT(Fast Fourier Transform) 블록(1304)은 기저대역으로 샘플링된 신호를 시스템 대역폭에 맞게 버퍼링한 후 주파수 영역으로 변환해주는 블록이고, 1305는 역방향 접속채널이 할당된 대역을 선택해주는 블록이다.

메모리(1306)는 역방향 접속채널 슬롯 길이 또는 그 이상의 시간동안 역방향 접속채널이 할당된 대역의 샘플값들을 저장한다.

탐색기(1311)는 메모리(1306)에 저장된 샘플들에서 모든 이동단말에서 사용 가능한 프리앰블 또는 시그너쳐들의 시작 시점을 탐색하여 결과값을 제어장치(1307)에 전달한다. 상기 도 12b에서는 주파수 영역 탐색기를 가정한다. 주파수 영역 탐색기(1311)는 메모리(1306)에 저장된 샘플들중 프리앰블에 해당하는 위치에 모든 이동단말에서 사용가능한 프리앰블 시퀀스의 주파수 스펙트럼을 곱한 후 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)하여 시간영역에서 특정 문턱값을 넘는 상관값에 대해 탐색 위치, 탐색한 프리앰블 또는 시그너쳐 등의 탐색 결과를 제어장치(1307)에 전달하는 역할을 한다.

제어장치(1307)는 수신단의 각 블록의 동작을 제어한다. 제어 장치(1307)는 탐색된 결과로부터 프리앰블 또는 시그너쳐가 탐색되었는지에 대한 판정을 내린다. 제어장치(1307)는 탐색기(1311)의 탐색결과의 상관값이 문턱값보다 낮다면 프리앰블을 수신하지 않은 것으로 판정을 하고, 탐색결과의 상관값이 문턱값보다 높다면 프리앰블 또는 시그너쳐가 수신된 것으로 판정하여 이와 함께 전송된 메시지의 복호를 수행한다. 제어장치(1307)는 주파수 영역 탐색기(1311)에서 탐색된 결과로부터 메시지의 시작시점과 끝 시점을 계산하여 메시지 복조기(1309)와 복호기(1310)의 동작을 제어한다.

메시지의 시작 시점과 끝 시점은 도 7a 내지 도 7c와, 도 9a 내지 도 9c 중에 현재 시스템에서 사용되는 접근 프로브의 형태에 따라 계산된다. 상기 도 7a 또 는 상기 도 9a가 전송된 경우에 메시지의 시작 시점과 끝 시점은 프리앰블 또는 시그너쳐의 시작 시점과 끝 시점과 같다. 상기 도 7b 또는 상기 도 9b가 전송된 경우에 메시지의 시작 시점은 프리앰블 또는 시그너쳐의 시작점으로부터 T1 만큼 지연된 시점이고 메시지의 끝 시점은 프리앰블 또는 시그너쳐의 끝 시점보다 T2 만큼 이른 시점이다. 또한 상기 도 7c 또는 상기 도 9c가 전송된 경우에 메시지의 시작 시점은 프리앰블 또는 시그너쳐의 시작 시점보다 T3 만큼 이른 시점이고 메시지의 끝 시점은 프리앰블 또는 시그너쳐의 시작 시점보다 T4 만큼 늦은 시점이다.

IDFT 블록(1308)은 주파수 영역 신호를 시간 영역 신호로 변환하여 메시지 복조기(1309)에서 메시지를 복조할 수 있도록 하는 역할을 한다. 메시지 복조기(1309)는 채널 부호화된 메시지를 복조하여 심볼 수준의 소프트 메트릭(soft metric)을 출력한다. 송신단에서 반복 부호화되어 송신된 경우에는 해당 심볼의 소프트 메트릭을 누적한다. 복조된 신호는 채널 복호기(1310)에서 복호되어 제어장치(1307)로 전달된다.

제어장치(1307)는 복호된 메시지를 분석하여 해당하는 임의접속채널의 동작을 수행한다. 본 발명의 예에서는 길쌈부호를 가정하며, 채널 복호기(1310)는 길쌈부호에 대한 복호를 수행한다. 본 발명의 실시예에서는 비터비 알고리듬을 이용한 채널 복호화를 가정한다.

도 13a와 도 13b는 각각 도 12a와 도 12b의 실시예에 따른 수신단의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 13a를 참조하면, 1402 단계에서 기지국은 접근 슬롯이 시작되었는지를 판 단한다. 접근 슬롯이 시작되지 않았으면 1402 단계에서 계속 대기한다.

1402 단계에서 접근 슬롯이 시작된 것으로 판단하면, 1403 단계에서 상기 아날로그 대 디지털 변환기(1203)의 출력을 기저대역 필터링하기 시작한다. 1405 단계에서 필터링된 신호를 상기 메모리(1205)에 저장하기 시작한다. 이때 상기 메모리(1205)에 저장하는 샘플 길이는 접근 슬롯의 길이와 같을 수도 있고 그 이상일 수도 있다.

1405 단계에서 상기 메모리(1205)에 샘플 저장이 완료되면, 1406 단계에서 상기 탐색기(1205)에서 가능한 모든 프리앰블 또는 시그너쳐에 대한 탐색을 수행한다. 상기 도 13a에서는 상관기를 이용한 탐색을 가정한다.

1406단계에서 탐색이 완료되면, 1407 단계에서 상기 탐색기(1205)로부터 얻어진 상관값을 문턱값과 비교한다. 상관값들 중 문턱값을 넘는 상관값이 없는 경우에는 1402 단계로 복귀하여 다음 접근 슬롯을 기다린다.

1407 단계에서 문턱값을 넘는 상관값이 존재하는 경우에는, 1408 단계에서 해당 프리앰블 또는 시그너쳐에 해당하는 메시지 복조 및 복호화를 수행한다.

도 13b는 도 12b에 따른 수신단의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 13b를 참조하면, 1502 단계에서 기지국은 접근 슬롯이 시작되었는지를 판단한다. 만약 접근 슬롯이 시작되지 않았으면 1502 단계에서 계속 대기한다.

1502 단계에서 접근 슬롯이 시작된 것으로 판단하면, 1503 단계에서 FFT를 수행하여 시간 영역 신호를 주파수 영역 신호로 변환한다. 변환이 완료되면 1504 단계에서 역방향 접속채널이 할당된 대역을 선택하고, 1505 단계에서 상기 메모 리(1306)에 샘플값을 저장한다. 이때 상기 메모리(1306)에 저장하는 샘플 길이는 접근 슬롯의 길이와 같을 수도 있고 그 이상일 수도 있다.

상기 메모리(1306)에 샘플 저장이 완료되면, 1506 단계에서 상기 주파수 영역 탐색기(1311)에서 가능한 모든 프리앰블 또는 시그너쳐에 대한 탐색을 한다. 상기 도 13b에서는 주파수 영역에서 프리앰블 또는 시그너쳐의 주파수 스펙트럼을 곱한 후 IDFT 하여 시간영역에서 문턱값과 비교하는 방식을 이용한 탐색을 가정한다.

1506단계에서 탐색이 완료되면, 1507 단계에서 상기 주파수 영역 탐색기(1311)로부터 얻어진 상관값을 문턱값과 비교한다. 상관값들 중 문턱값을 넘는 상관값이 없는 경우에는 1502 단계로 복귀하여 다음 접근 슬롯을 기다린다.

1507 단계에서 문턱값을 넘는 상관값이 존재하는 경우에는, 1508 단계에서 상기 메모리(1306)에 저장된 주파수 영역 신호를 IDFT하여 시간영역으로 변환한다. 그리고 1509 단계에서 해당 프리앰블 또는 시그너쳐에 해당하는 메시지 복조 및 복호화를 수행한다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 역방향 접속채널의 프리앰블 또는 시그너쳐와 함께 메시지를 효과적으로 전송할 수 있는 방법 및 프리앰블로 사용되는 시퀀스를 충분히 확보할 수 있는 시퀀스 할당 방법을 제공함으로써, 프리앰블 또는 시그너쳐와 메시지의 전력할당과 길이 조절을 유연하게 할 수 있으며, 역방향접속채널의 최대전력 대 평균전력의 비(PAPR)를 효과적으로 낮출 수 있고, 많은 이동단말의 역방향 동시 접속을 지원할 수 있다.

Claims (6)

1. 통신 시스템에서 임의접속채널을 통하여 데이터를 전송하는 방법에 있어서,

   상기 임의접속채널을 통하여 전송할 메시지를 발생시키고, 상기 메시지에 제1 왈시부호를 곱해서 전송 신호의 Q축 신호에 실어 전송하는 과정과,

   상기 임의접속채널을 통하여 전송할 프리앰블 신호에 상기 제1 왈시부호와 직교하는 제2 왈시부호를 곱해서 상기 전송 신호의 I축 신호에 실어 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 I축 신호와 상기 Q축 신호를 포함하는 상기 전송 신호가 전송되기 이전에, 상기 전송 신호에 상기 프리앰블에 대응되는 시그너쳐를 곱하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
3. 통신 시스템에서 임의접속채널을 통하여 데이터를 전송하는 장치에 있어서,

   상기 임의접속채널을 통하여 전송할 메시지를 발생시키고, 상기 메시지에 제1 왈시부호를 곱해서 전송 신호의 Q축 신호에 실어 전송하는 메시지 전송부와,

   상기 임의접속채널을 통하여 전송할 프리앰블 신호에 상기 제1 왈시부호와 직교하는 제2 왈시부호를 곱해서 상기 전송 신호의 I축 신호에 실어 전송하는 프리앰블 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 I축 신호와 상기 Q축 신호를 포함하는 상기 전송 신호가 전송되기 이전에, 상기 전송 신호에 상기 프리앰블에 대응되는 시그너쳐를 곱하는 시그너쳐 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치.
5. 통신 시스템에서 임의접속채널을 통하여 데이터를 수신하는 장치에 있어서,

   제1 왈시부호가 곱해져서 전송 신호의 Q축 신호에 실어 전송되는 메시지와, 상기 제1 왈시부호와 직교하는 제2 왈시부호가 곱해져서 상기 전송 신호의 I축 신호에 실어 전송되는 프리앰블 신호를 포함하는 상기 전송 신호를 수신하는 수신부와,

   접근 슬롯이 시작되면, 상기 수신된 신호를 기저대역 필터링하여 저장하는 메모리와,

   상기 메모리에 저장된 신호에 대하여 가능한 모든 프리앰블 또는 시그너쳐에 대한 탐색을 수행하고, 상기 탐색을 통하여 얻어진 상관값으로부터 메시지의 시작 시점과 끝 시점을 계산하는 탐색기와,

   상기 상관값을 미리 정해진 문턱값과 비교하여, 상기 문턱값을 넘는 상관값이 존재하면 해당 프리앰블 또는 시그너쳐에 해당하는 메시지 복조 및 복호화를 수행하는 복조 및 복호부를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 장치.
6. 통신 시스템에서 임의접속채널을 통하여 데이터를 수신하는 방법에 있어서,

   제1 왈시부호가 곱해져서 전송 신호의 Q축 신호에 실어 전송되는 메시지와, 상기 제1 왈시부호와 직교하는 제2 왈시부호가 곱해져서 상기 전송 신호의 I축 신호에 실어 전송되는 프리앰블 신호를 포함하는 상기 전송 신호를 수신하는 과정과,

   접근 슬롯이 시작되면, 상기 수신된 신호를 기저대역 필터링하여 메모리에 저장하는 과정과,

   상기 메모리에 저장된 신호에 대하여 가능한 모든 프리앰블 또는 시그너쳐에 대한 탐색을 수행하고, 상기 탐색을 통하여 얻어진 상관값으로부터 메시지의 시작 시점과 끝 시점을 계산하는 과정과,

   상기 상관값을 미리 정해진 문턱값과 비교하여, 상기 문턱값을 넘는 상관값이 존재하면 해당 프리앰블 또는 시그너쳐에 해당하는 메시지 복조 및 복호화를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.

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