KR20090009263A - 송신장치, 수신장치 그리고 랜덤 액세스 제어방법 - Google Patents

송신장치, 수신장치 그리고 랜덤 액세스 제어방법 Download PDF

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Abstract

송신장치에, 적어도 제어정보의 일부를 포함하는 프리앰블부로 구성되는 랜덤 액세스 채널을 생성하는 랜덤 액세스 채널 생성수단과, 각 유저에 대해서, 연속적인 주파수 할당 및 비연속적인 빗살모양의 주파수 할당 중 일방을 수행하는 할당을 수행하고, 상기 랜덤 액세스 채널을 가변의 멀티 대역폭에서 송신하는 송신수단을 구비함으로써 달성된다.
Figure P1020087028832
시그니처, 프리앰블

Description

송신장치, 수신장치 그리고 랜덤 액세스 제어방법{TRANSMISSION DEVICE, RECEPTION DEVICE, AND RANDOM ACCESS CONTROL METHOD}
본 발명은, 송신장치, 수신장치 그리고 랜덤 액세스 제어방법에 관한 것이다.
W-CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access)나 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)에 뒤이어, Evolved UTRA(E-UTRA)라 불리는 통신방식이 검토되고 있다. E-UTRA는, 복수의 대역폭을 확장 가능하게 서포트하는 무선 액세스 방식이며, 기존의 3G 방식과의 친화성을 확보하면서, 1.25MHz에서 최대 20MHz까지의 대역폭에 대응하는 것이다.
기존의 W-CDMA에서는, 동일 시스템 내에 있어서, 충돌 허용 채널(contention-based channel)의 하나이고, 상향링크(uplink)에 있어서의 초기 접속 확립에 이용되는 랜덤 액세스 채널(random access channel)용 프리앰블(preamble)은, 코드 다중, 시간 다중의 조합에 의해 송신되고 있었다.
예를 들면, 도 1a에 도시한 바와 같이, 코드 다중에 의해 유저가 다중되는 경우에는, 단말은, 복수 마련된 시그니처(signature)(코드) 중에서 임의의 시그니처를 선택할 수 있다.
또, 예를 들면, 도 1b에 도시한 바와 같이, 시간 다중에 의해 유저가 다중되는 경우에는, 단말은, 복수 마련된 액세스 슬롯(access slot) 중에서 임의의 액세스 슬롯을 선택할 수 있다.
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
이에 대해서, E-UTRA에 대응하는 시스템에서는, 동일 시스템 내에 복수의 대역폭이 정의되어 있으며, 기지국(base station) 혹은 사업자에 따라 다른 대역폭이 서포트된다. 즉 각 사업자가 전개하는 시스템(경우에 따라서는 동일 사업자의 시스템 내의 셀)에 따라 사용하는 대역폭이 달라지는 상태가 발생한다. 이와 같은 상황에서, 모든 이동단말이, 다른 대역폭의 임의의 기지국에 접속할 필요가 있다.
또, E-UTRA에 대응하는 시스템에서는, 상향링크의 무선 액세스 방식으로서, 싱글캐리어 Localized/Distributed FDMA 무선 액세스 방식이 검토되어 있다.
일반적으로, 프리앰블부는, 셀 단 등으로부터도, RACH가 송신되어 온 것을 검출하기 위해서, 상당히 긴 계열이 필요시된다. 예를 들면, W-CDMA에서는, 1msec길이(4096chips)이다.
한편, 제어정보(control information)도, 셀 단으로부터도 수신할 수 있도록 하면 상당히 큰 확산율이 필요하게 된다. 예를 들면, 프리앰블에 비하면 작지만 SF=64 정도가 필요하게 된다.
따라서, 제어정보를 모두 프리앰블부와 별도로 보내면, RACH(random access channel)의 계열 길이가 상당히 길어져 효율이 나빠진다. 또는, 송신할 수 있는 제어 비트수가 적어지게 된다.
그래서, 본 발명은, 상술한 문제 중 적어도 하나를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 프리앰블부에서 제어정보의 적어도 일부를 송신할 수 있는 송신장치, 수신장치 그리고 랜덤 액세스 제어방법을 제공하는 것에 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 송신장치는, 충돌 허용형 채널에 할당된 주파수대역 중에서, 적어도 제어정보의 일부를 포함하는 프리앰블부로 구성되는 랜덤 액세스 채널(random access channel)을 생성하는 랜덤 액세스 채널 생성수단; 및 각 유저에 대해서, 연속적인 주파수 할당 및 비연속적인 빗살모양(comb-like)의 주파수 할당 중 일방을 수행하는 할당을 수행하고, 상기 랜덤 액세스 채널을 가변의 멀티 대역폭에서 송신하는 송신 제어수단; 을 구비하는 것을 특징의 하나로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 프리앰블부를 이용하여, 제어정보를 송신할 수 있다.
또, 본 발명의 수신장치는, 1 또는 복수의 이동국(mobile station)으로부터 랜덤 액세스 채널을 수신하는 수신수단; 및 상기 랜덤 액세스 채널로부터 프리앰블부 및 제어 메시지부의 검출을 수행하는 검출 처리수단;을 구비하며, 상기 검출 처리수단은, 상기 프리앰블부가 복수의 블록으로 분할되고, 각 블록에서 제어정보를 나타내는 심볼 계열(symbol sequence)에 시그니처 계열(signature sequence)이 승산되어 있는 경우, 각 블록의 시그니처를 검출하고, 제어정보를 나타내는 심볼 계열을 검출하는 것을 특징의 하나로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 프리앰블부를 이용하여 송신된 제어정보를 수신할 수 있다.
또, 본 발명의 랜덤 액세스 제어방법은, 충돌 허용형 채널에 할당된 주파수대역 중에서, 적어도 제어정보의 일부를 포함하는 프리앰블부로 구성되는 랜덤 액세스 채널을 생성하는 랜덤 액세스 채널 생성단계; 각 유저에 대해서, 연속적인 주파수 할당 및 비연속적인 빗살모양의 주파수 할당 중 일방을 수행하는 할당단계; 및 상기 랜덤 액세스 채널을 가변의 멀티 대역폭에서 송신하는 송신단계; 를 갖는 것을 특징의 하나로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 프리앰블부를 이용하여, 제어정보를 송신할 수 있다.
발명의 효과
본 발명의 실시예에 따르면, 프리앰블부에서 제어정보의 적어도 일부를 송신할 수 있는 송신장치, 수신장치 그리고 랜덤 액세스 제어방법을 실현할 수 있다.
도 1a는 W-CDMA에 있어서의 충돌 허용형 채널의 송신방법을 나타내는 설명도이다.
도 1b는 W-CDMA에 있어서의 충돌 허용형 채널의 송신방법을 나타내는 설명도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신장치를 나타내는 부분 블록도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어정보의 송신방법을 나타내는 설명도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어정보의 송신방법을 나타내는 설명도이다.
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어정보의 송신방법을 나타내는 설명도이다.
도 4는 시그니처와 제어정보를 관련지은 일 예를 나타내는 설명도이다.
도 5는 시그니처와 제어정보를 관련지은 일 예를 나타내는 설명도이다.
도 6은 시그니처 계열에 제어정보를 나타내는 계열을 승산하는 송신방법을 나타내는 설명도이다.
도 7은 랜덤 임시 ID로 송신하는 경우를 나타내는 설명도이다.
도 8은 UE-ID로 송신하는 경우를 나타내는 설명도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신장치를 나타내는 부분 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신시스템의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신시스템의 동작을 나타내는 흐름도이다.
부호의 설명
100 송신장치
200 수신장치
발명을 실시하기 위한 최량의 형태
다음으로, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태를, 이하의 실시예에 기초하여 도면을 참조하면서 설명한다.
또한, 실시예를 설명하기 위한 전체 도면에 있어서, 동일 기능을 갖는 것은 동일 부호를 이용하고, 반복 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템은, 이동국(mobile station)과 기지국(base station)을 구비한다.
본 실시예에 따른 무선통신시스템에는, 상향링크(uplink)에 있어서, 싱글캐리어(single carrier) Localized/Distributed FDMA 무선 액세스 방식이 적용된다. 이동국은, 랜덤 액세스(random access)를 수행할 때, 랜덤 액세스 채널을 송신한다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 송신장치(100)에 대해서, 도 2를 참조하여 설명한다.
본 실시예에 따른 송신장치(100)는, 예를 들면 이동국에 구비되며, 상향링크 싱글캐리어 Localized/Distributed FDMA 무선 액세스에 있어서, 랜덤 액세스를 수행할 때, 랜덤 액세스 채널을 이용한다. 이 랜덤 액세스 채널에서는, 프리앰블(preamble)과, 제어정보(control information)의 적어도 일부가 함께 송신된다.
송신장치(100)는, 송신 데이터가 입력되는 D/A 컨버터(102)와, D/A 컨버 터(102)의 출력신호가 입력되는 IF 필터(104)와, IF 필터(104)의 출력신호가 입력되는 업 컨버터(106)와, 업 컨버터(106)의 출력신호가 입력되는 RF 필터(108)와, RF 필터(108)의 출력신호가 입력되는 송신전력 증폭기(Power Amplifier:PA)(110)와, 랜덤 액세스 채널 생성수단으로서의 충돌 허용 채널(contention-based channel) 생성부(112)와, 충돌 허용 채널 생성부(112)의 출력신호가 입력되는 승산부(114)와, 승산부(114)의 출력신호가 입력되는 대역제한 필터(116)와, 충돌 허용 채널 생성부(112)와 대역제한 필터(116)와 PA(110)를 제어하는 송신 제어수단으로서의 제어부(120)와, 승산부(114)에 랜덤 액세스 채널에 이용하는 확산율(spreading factor)을 변경하는 확산율 제어부(118)를 구비한다.
베이스밴드 처리된 랜덤 액세스 채널은, IF부의 D/A 컨버터(102)에 입력되고, IF 필터(104)를 통과한다. IF 필터(104)의 출력은, RF부의 업 컨버터(106)에 입력되고, 설정된 상향링크 송신 주파수대에 따른 RF 주파수로 변환된다. 또한, 이 기능의 일부는 베이스밴드부에서 수행해도 좋다. RF 변환된 신호는, RF 필터(108)를 통과한다.
RF 필터(108)의 출력은 PA(110)에서 증폭된다. 일반적으로는, 하향링크(downlink)의 파일럿 채널(pilot channel)의 수신전력에 기초하여, 랜덤 액세스 채널의 송신전력을 결정하는 오픈 루프형(open-loop) 송신전력 제어가 수행된다. 증폭된 송신신호는, 송신 안테나로부터 송신된다.
충돌 허용 채널 생성부(112)는, 충돌 허용 채널, 예를 들면 랜덤 액세스 채널(RACH)을 생성하고, 승산부(114)에 입력한다.
여기서, 랜덤 액세스 채널로 송신되는 정보에 대해서, 설명한다.
본 실시예에 따른 송신장치(100)에서는, 시그니처(signature), 및 유저 ID, 하향링크 채널 상태를 나타내는 정보, 스케줄링 요구정보(scheduling request information), 목적 식별자(access identifier) 및 CRC(Cyclic Redundancy Check) 중 적어도 일부가, 랜덤 액세스 채널에 의해 송신된다.
시그니처는, 복수 유저의 랜덤 액세스를 식별하기 위한 정보이며, 프리앰블부에서 송신된다. 기지국에서는, 시그니처를 이용하여 타이밍 동기(timing synchronization)가 수행된다. W-CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access)의 경우, 이 시그니처는 16종류이다.
유저 ID는, 랜덤 임시 ID(Random temporary ID) 또는 UE ID로 구성된다. 랜덤 임시 ID는, 접속 셀로부터 UE ID를 부여받기 전, 예를 들면 아이들(IDLE) 상태에서 사용된다. 이동국은, UE ID를 접속 셀로부터 부여된 후, 랜덤 액세스 채널을 송신하는 경우에, 해당 랜덤 액세스 채널에 UE ID를 붙여 송신한다. 유저 ID는, 예를 들면 10bit-14bit 정도 필요된다.
하향링크 채널 상태(CQI)는, 랜덤 액세스에 대한 하향링크의 피드백 채널(feedback channel)의 링크 어댑테이션(link adaptation), 예를 들면 송신전력 제어, AMC 등, 최초 스케줄링에 있어서의 CQI값으로서 사용된다. 하향링크 채널 상태에는, 예를 들면 2bit-8bit 정도 필요된다.
스케줄링 요구정보는, 스케줄링의 요구정보, 예를 들면 상향링크·하향링크의 종별(type), 데이터량, 소요 오류율(maximum error rate)·지연시간 등의 QoS이 다. 스케줄링 요구정보에는, 예를 들면 1bit-8bit 정도 필요된다.
목적 식별자는, 예를 들면, IDLE 상태의 랜덤 액세스인지, ACTIVE 상태의 랜덤 액세스인지를 식별하기 위한 정보이다. 목적 식별자는, 예를 들면 1bit-2bit 정도 필요된다.
CRC는, 랜덤 액세스 제어정보의 오류 검출(error detect)을 위해서 사용되는 정보이다. CRC는, 예를 들면 12bit 정도 필요된다.
본 실시예에 따른 송신장치(100)가 송신하는 랜덤 액세스 채널은, 도 3a에 도시한 바와 같이, 프리앰블부와 제어 메시지부로 이루어진다. 프리앰블부에서는 시그니처와 제어정보의 일부가 송신되며, 제어 메시지부에서는 프리앰블부에서 송신되는 제어정보 이외의 나머지 제어정보가 송신된다.
이 랜덤 액세스의 구성에 있어서, 프리앰블부와 제어 메시지부는 시간적으로 연속하여 1버스트(burst)로 송신된다.
이와 같이, 프리앰블부와 제어 메시지부를 시간적으로 연속하여, 다시 말하면 프리앰블부에 제어 메시지부를 부가하여 송신함으로써, 상향링크의 링크 확립에 필요한 지연시간을 저감할 수 있다. 그 결과, 랜덤 액세스 채널에 후속하는 공유 데이터 채널(Shared data channel)에 있어서의, 트래픽 데이터의 송신에 필요한 지연시간도 저감할 수 있다.
또, 도 3b에 도시한 바와 같이, 프리앰블부에서 시그니처를 송신하고, 제어 메시지부에서 모든 제어정보를 송신하도록 해도 좋다. 이 랜덤 액세스의 구성에 있어서, 프리앰블부와 제어 메시지부는 시간적으로 연속하여 1버스트로 송신된다.
또, 도 3c에 도시한 바와 같이, 프리앰블부에서 시그니처와 모든 제어정보를 송신하도록 해도 좋다. 이와 같이 함으로써, 제어 메시지부를 없앨 수 있다.
랜덤 액세스 채널에 있어서의 프리앰블부는, 상향링크의 링크를 최초로 확립하기 위해서 이용되며, 복수의 랜덤 액세스 채널을 식별·검출하기 위한 시그니처를 포함한다.
프리앰블부에 의해, 수신장치(기지국)는, 상향링크의 송신 타이밍 제어를 수행하기 위한 수신 타이밍 측정, 멀티 대역폭의 시스템에 있어서의 캐리어 주파수의 동정(identification)을 수행한다. 또, 프리앰블부는, 제어 메시지부의 복조를 수행하기 위한 채널 추정(channel estimation)을 수행하기 위한 참조 심볼(reference symbol)의 역할을 갖는다.
다른 상향링크의 유저간의 신호가, 보통은 기지국과 이동국의 위치에 따라, 복수의 이동국이 동시에 전파를 송신해도, 기지국에서 수신되는 경우에는 그들 수신신호의 타이밍은 어긋나버린다. 그러나, 싱글캐리어 Localized/Distributed FDMA에서는, Cyclic Prefix 이내의 수신 타이밍 오차로 수신되도록 송신 타이밍 제어를 수행한다. 이와 같이 함으로써, 동일 서브프레임 내의 유저 간의 신호의 주파수영역에서의 직교성이 실현된다.
또, 패킷 스케줄링(packet scheduling)을 수행하여 시간영역에서의 직교한 무선 리소스(radio resource)의 할당을 수행하기 위해서도, 송신 타이밍 제어가 필요하다.
그래서, 상향링크에서 최초로 송신되는 랜덤 액세스 채널을 이용하여, 기지 국은, 수신 타이밍 측정을 수행함으로써, 송신 타이밍 제어를 수행한다.
또, 멀티 대역폭의 시스템에 있어서, 이동국은, 복수 마련된 주파수대역 중에서 임의의 주파수대역을 선택하여 랜덤 액세스를 할 수 있다. 그 때, 이동국이 선택한 캐리어 주파수의 동정을 수행한다. 예를 들면, 각 이동국은 랜덤으로 주파수대역을 선택한다.
랜덤 액세스 채널에 있어서의 제어정보에는, 상술한 바와 같이 링크를 확립하기 위한 제어정보, 후속하는 공유 데이터 채널에 있어서 데이터를 송신하기 위해서 필요한 예약정보가 저장된다. 본 실시예에 따른 송신장치(100)는, 랜덤 액세스 채널에 의해, 상향링크의 링크 확립을 위해 필요한 최소한의 정보를 송신하고, 후속하는 공유 데이터 채널에 의해, 트래픽 데이터(traffic data) 및 상위 레이어(upper layer)의 제어정보를 송신한다.
링크를 확립하기 위한 제어정보에는, 유저 ID, 예를 들면 이동국에 있어서의 랜덤 액세스용 템포러리 유저 ID(랜덤 임시 ID)가 포함된다. 공유 데이터 채널에 있어서 데이터를 송신하기 위해 필요한 예약정보에는, 데이터 사이즈, 데이터의 QoS, 예를 들면 소요 오류율, 허용지연, 특수한 호(긴급 호)임을 나타내는 정보 등, 이동국의 능력(UE capability), 예를 들면 송신가능한 대역폭, 송신가능한 최대 송신전력, 송신 안테나수를 나타내는 정보가 포함된다.
승산부(114)는, 확산율 제어부(118)에서 결정된 확산부호로, 광대역의 신호로 확산하고, 대역제한 필터(116)에 입력한다.
확산 제어부(118)는 입력된 수신상태를 나타내는 정보, 즉 이동국의 평균적 인 수신상태에 따라서, 랜덤 액세스 채널에 이용하는 확산율을 변경한다. 확산율 제어부(118)는, 랜덤 액세스 채널에 대해서 미리 정의된 복수의 확산율 중에서, 수신상태에 기초하여, 확산율을 선택한다. 예를 들면, 확산율 제어부(118)는, 수신상태가 나쁜 경우에는 큰 확산율을 선택하고, 수신상태가 좋은 경우에는 작은 확산율을 선택한다. 즉, 확산율 제어부(118)는 가변 확산율 제어를 수행한다. 확산율 제어부(118)는, 프리앰블부, 제어 메시지부 중 적어도 일방에 대해서, 확산율의 제어를 수행한다. 또, 확산율 제어부(118)는, 선택한 확산율을 나타내는 정보를, 제어부(120)에 입력한다.
제어부(120)는, 프리앰블부 및 L1/L2 제어 메시지에 대해서, 랜덤 액세스 채널용으로 할당된 대역 중에서, 복수의 미리 마련된 연속 주파수밴드 중에서 임의의 연속 주파수밴드(Localized FDMA) 또는 복수의 미리 마련된 빗살모양(comb-like)의 주파수밴드 중에서, 임의의 빗살모양 주파수밴드(Distributed FDMA)를 선택한다. 예를 들면, 제어부(120)는, 복수의 미리 마련된 연속 주파수밴드 중에서 임의의 연속 주파수밴드를 선택하는 경우에, 할당 대역이 5MHz인 경우에는, 해당 할당 대역을 4분할한 1.25MHz를 분할 할당 대역으로서 선택한다. 또, 제어부(120)는, 복수의 미리 마련된 연속 주파수밴드 중에서 임의의 연속 주파수밴드를 선택하는 경우에, 할당 대역이 2.5MHz인 경우에는, 해당 할당 대역을 2분할한 1.25MHz를 분할 할당 대역으로서 선택한다.
예를 들면, 제어부(120)는, 복수의 미리 마련된 빗살모양의 주파수밴드 중에서, 임의의 빗살모양의 주파수밴드를 선택하는 경우에, 할당 대역폭이 5MHz인 경우 에, 예를 들면 5MHz 중에 4개의 빗살모양 대역을 마련하고, 어느 하나의 빗살모양 대역을 선택한다. 그 결과, 할당 대역폭에 걸쳐, 1.25MHz마다 사용하는 주파수가 나타나는 빗살모양의 주파수대역이 할당된다.
또, 제어부(120)는, 프리앰블부 및 L1/L2 제어 메시지부에 대해서, Localized FDMA 방식과 Distributed FDMA 방식을 조합하여, 할당할 주파수밴드 및 빗살모양의 주파수대역을 선택하도록 해도 좋다. 또, 양 방식과, 코드 다중, 시간 다중(액세스 슬롯 : access slot)과의 병용도 가능하다.
또, 이동국의 평균적인 수신상태에 따라서, 랜덤 액세스 채널에 이용하는 송신전력과 확산율이 변경되는 경우에, 제어부(120)는, 랜덤 액세스 채널의 버스트길이(burst length)를 변경하도록 해도 좋다. 동일한 버스트 길이를 이용한 채로 확산율의 크기를 크게 하면, 실현할 수 있는 데이터 레이트가 감소하고, L1/L2 제어 메시지부에서 전송할 수 있는 제어 비트수가 감소하기 때문에, 소정의 제어 비트수를 송신할 수 없게 된다. 그래서, 상술한 가변 확산율 제어 방법과 더불어, 랜덤 액세스 채널의 버스트 길이를 변경한다.
제어부(120)는, 입력된 확산율을 나타내는 정보에 기초하여, 랜덤 액세스 채널에 있어서의 L1/L2 제어 메시지부 길이를 제어한다. 예를 들면, 제어부(120)는, 확산율이 큰 경우에는 L1/L2 제어 메시지부 길이를 길게하고, 확산율이 작은 경우에는 L1/L2 제어 메시지부 길이를 짧게하는 제어를 수행한다. 이 경우, 확산율과, L1/L2 제어 메시시부 길이와의 대응관계를 미리 결정해둠으로써, 수신장치에서의 처리를 간단히 할 수 있다.
또, 제어부(120)는, 확산율에 따라서, L1/L2 제어 메시지부의 길이에 더하여, 프리앰블부의 길이도 가변으로 하도록 해도 좋다.
다음으로, 충돌 허용 채널 생성부(112)에 있어서의 랜덤 액세스 채널의 생성처리에 대해서 설명한다. 본 실시예에 있어서는, 시그니처가 16종류인 경우에 대해서 설명하나, 16종류 이외인 경우에 있어서도 적용할 수 있다.
충돌 허용 채널 생성부(112)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 하향 CQI에 기초하여, 유저를 그룹 분류하고, 각 그룹에 대응하는 시그니처 번호를 미리 결정해 둔다. 예를 들면, 충돌 허용 채널 생성부(112)에서는, 이동국으로부터의 하향링크의 CQI에 기초하여, 그 CQI의 값이 "Very high(매우 높음)", "High(높음)", "Low(낮음)" 및 "Very low(매우 낮음)"로 그룹 분류되고, 이들 그룹에 대응하여, 그룹 "Very high"의 경우에는 시그니처 번호 "1", 그룹 "High"의 경우에는 시그니처 번호 "2", "3" 및 "4", 그룹 "Low"의 경우에는 시그니처 번호 "5", "6", "7", "8" 및 "9", 그룹 "Very low"의 경우에는 시그니처 번호 "10", "11", "12", "13", "14", "15" 및 "16"이 미리 대응지어져 있다.
충돌 허용 채널 생성부(112)는, 이동국으로부터의 하향링크의 CQI에 기초하여, 그 CQI의 값이 "Very high", "High", "Low" 및 "Very low" 중 어느 그룹에 속하는지를 판단하고, 해당하는 그룹에 대응지어진 시그니처 번호를 할당한다.
여기에서는, 하향링크의 CQI에 기초하여 이동국을 그룹 분류하고, 각 그룹에 대응하는 시그니처 번호를 할당하는 경우에 대해서 설명하였으나, 기지국(송신장치)으로부터의 거리에 기초하여, 이동국을 그룹 분류하고, 각 그룹에 대응지어진 시그니처 번호를 할당하도록 해도 좋다.
이와 같이 함으로써, 수신장치에서는, 시그니처 번호에 기초하여, 이동국의 하향링크의 채널 상태를 취득할 수 있다. 따라서, 송신장치(100)측에서는, 제어정보로서, 제어 비트를 이용하여, 하향링크의 채널 상태를 통지하지 않아도 좋으며, 제어정보를 삭감할 수 있다.
상술한 방법에서, 보다 많은 제어 비트를 프리앰블부에서 송신하기 위해서는, 시그니처의 종류를 증대할 필요가 있다. 그러나, 단순히 시그니처의 종류를 증대시키면, 수신측에서 상관 검출(correlation detection)의 처리가 상당히 증대한다. 여기서, 충돌 허용 채널 생성부(112)는, 프리앰블부를 복수의 블록으로 나누고, 각 블록에서 다른 시그니처의 조합을 생성하도록 해도 좋다. 예를 들면, 도 5에 도시한 바와 같이, 충돌 허용 채널 생성부(112)는, 프리앰블부를 복수, 예를 들면 4 블록(블록1, 블록2, 블록3 및 블록4)으로 분할하고, 각 블록에서 다른 시그니처, 예를 들면 16종류의 시그니처를 할당하여 송신하고, 수신측에서는 다른 시그니처의 조합에 의해 제어정보를 검출한다. 예를 들면, 4 블록에 있어서, 각각 16종류의 시그니처가 송신된 경우, 취할 수 있는 패턴은, 164(=65,536) 패턴이 된다.
수신측에서는, 블록마다 16가지의 시그니처를 검출하는 부분은 종래와 같으나, 그 후 상관 검출값의 블록간의 합계값 계산이 추가 처리로 필요하게 된다.
단, 모든 패턴을 허용하면, 복수의 유저가 충돌했을 때, 식별할 수 없게 되므로, 취할 수 있는 패턴은 제한된다. 제한된 서로 상관이 작은 시그니처의 조합 패턴은, 리드 솔로몬 부호(Reed-Solomon code)를 사용하여 생성할 수 있다. 리드 솔로몬 부호는, W-CDMA에 있어서의 하향 S-SCH의 부호 패턴의 생성에서 이용되고 있는 방법이다. W-CDMA에서는, 리드 솔로몬 부호에 의해, 16종류 코드의 16 반복 패턴을 64가지 만들고 있다.
또, 충돌 허용 채널 생성부(112)는, 시그니처 계열(signature sequence)에 제어정보를 나타내는 계열을 승산하도록 해도 좋다. 예를 들면, 충돌 허용 채널 생성부(112)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 제어정보를 나타내는 심볼 계열, 예를 들면 "+1", "-1", "+1", "-1"에, 시그니처 계열, 예를 들면 "시그니처 1", "시그니처 2", "시그니처 3", "시그니처 4"를 승산하고, 계층적 프리앰블 계열을 생성한다.
여기서, 제어정보를 나타내는 심볼 계열로서는, Walsh 계열, GCL 계열 등 직교계열(orthogonal sequence)을 이용한다. 이와 같이 함으로써, 서로 직교(상호 상관이 제로)하므로, 검출 정밀도가 높다. 예를 들면, Walsh 계열이면 Hadmard 변환, GCL이면 DFT 변환에 의해, 간이하게 검출이 가능하다.
또, 랜덤 변조 계열(random modulation sequence)을 이용하도록 해도 좋다. 이와 같이 함으로써, 송신할 수 있는 비트 수를 증대시킬 수 있다.
또, 부호화 계열(coded sequence)을 이용하도록 해도 좋다. 예를 들면, 제어정보를 컨볼루션 부호화 등 채널 부호화한 계열을 이용한다. 프리앰블의 블록수가 충분히 크지 않으면 부호화 이득(coding gain)을 얻을 수 없으나, 블록수가 충분히 크다면, 비트수도 크게 취해져, 검출 정밀도도 부호화 이득에 의해 높일 수 있다.
수신측의 처리로서는, 이하의 구성을 생각할 수 있다. 우선, 각 블록의 시 그니처를 검출하고 나서, 제어정보를 나타내는 심볼 계열을 검출한다. 이와 같이 함으로써, 비교적 간단한 처리로 시그니처 및 심볼 계열을 검출할 수 있다. 또, 각 블록의 시그니처와 제어정보를 나타내는 심볼 계열의 검출을 모아서 수행하도록 해도 좋다. 이와 같이 함으로써, 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또, 충돌 허용 채널 생성부(112)는, 제어 비트수 자체를 삭감하도록 해도 좋다. 충돌 허용 채널 생성부(112)는, 복수의 다른 제어 비트의 조합에 의해, 랜덤 임시 ID를 나타낸다. 예를 들면, 충돌 허용 채널 생성부(112)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 랜덤 임시 ID로 송신하는 경우(Initial access), 제어정보로서, 목적 식별자, 하향링크의 CQI, 스케줄링 요구정보 및 시그니처 번호를 생성한다. 여기서, 충돌 허용 채널 생성부(112)는, 스케줄링 요구정보 및 시그니처 번호의 부분의 계열을 랜덤 임시 ID로 간주한다. 여기서, 목적 식별자로서는, 예를 들면 IDLE 상태의 랜덤 액세스인 경우에는, 랜덤 임시 ID가 사용되고 있음을 나타내는 "0"이 저장된다.
또, 예를 들면, 충돌 허용 채널 생성부(112)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 동기 불일치, 핸드오버(handover)가 수행되고, UE-ID로 송신하는 경우, 제어정보로서, 목적 식별자, 하향링크 CQI, UE-ID를 생성한다. 여기서, UE-ID에는, UE-ID에 따라서 결정되는 시그니처 번호가 저장된다. 여기서, 목적 식별자로서는, 예를 들면 Active 상태의 랜덤 액세스임을 나타내는 "1"이 저장된다. UE-ID로 송신하는 경우, 스케줄링 요구정보는 송신완료이다.
이와 같이 함으로써, 목적 식별자에 의해, 어느 포맷, 즉 랜덤 임시 ID에 의 해 송신되는 포맷인지, UE-ID로 송신되는 포맷인지를 수신측에서 식별할 수 있다. 또, 랜덤 임시 ID를 다른 비트로 송신할 필요가 없다. 또, UE-ID를 송신하는 경우와 같은 제어 비트수로 송신할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 수신장치(200)에 대해서, 도 9를 참조하여 설명한다.
본 실시예에 따른 수신장치(200)는, 예를 들면 기지국에 구비되며, 안테나를 구비하는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier:LNA)(102)와, LNA(102)의 출력신호가 입력되는 RF 필터(104)와, RF 필터(104)의 출력신호가 입력되는 다운 컨버터(106)와, 다운 컨버터(106)의 출력신호가 입력되는 IF 필터(108)와, IF 필터의 출력신호가 입력되는 D/A 컨버터(110)와, D/A 컨버터(110)의 출력신호가 입력되는 대역제한 필터(112)와, 대역제한 필터(112)의 출력신호가 입력되는 검출 처리수단으로서의 프리앰블부 검출 처리부(114) 및 제어 메시지부 검출 처리부(116)와, 대역제한 필터(112), 프리앰블부 검출 처리부(114) 및 제어 메시지부 검출 처리부(116)를 제어하는 제어수단으로서의 홉핑 패턴 중심주파수(hopping pattern center frequency) 제어부(118)를 구비한다.
수신신호는, LNA(102)에서 처리에 적합한 진폭으로 증폭되고, 다운 컨버터(106)에 입력된다. 다운 컨버터(106)는, 증폭된 수신신호로부터 중간주파수(IF)로 저하한 신호를 발생하고, IF 필터(108)에 입력한다. IF 필터(108)는, IF 신호를 수신신호의 특정 주파수대역으로 제한한다. 대역제한된 신호는, D/A 컨버터(110)에 입력되고, 대역제한 필터(112)에서 대역제한되며, 프리앰블부 검출 처리부(114) 및 L1/L2 제어 메시지부 검출 처리부(116)에 입력된다.
홉핑 패턴 중심주파수 제어부(118)는, 자(自) 기지국이 랜덤 액세스 채널을 위해서 할당을 수행하고 있는 기지의 홉핑 패턴, 중심주파수의 정보에 기초하여, 대역제한 필터(112), 프리앰블부 검출 처리부(114), 제어 메시지부 검출 처리부(116)의 제어를 수행한다.
프리앰블부 검출 처리부(114)는 프리앰블부의 검출을 수행하고, 프리앰블부(시그니처)의 검출 정보를 출력한다. 또, 제어 메시지부 검출 처리부(116)는 제어 메시지부의 검출을 수행하고, 제어정보를 출력한다.
프리앰블부 검출 처리부(114)는, 수신된 랜덤 액세스 채널로부터 프리앰블부의 검출 및 복조를 수행한다. 복수의 이동국은, 복수의 코드 중, 하나를 선택하여 랜덤 액세스 채널을 송신한다. 프리앰블부 검출 처리부(114)는, 시그니처와 제어정보가 관련지어 있는 경우, 프리앰블부를 복조함으로써, 얻어진 제어정보를 제어 메시지부 검출 처리부(116)에 입력한다.
또, 프리앰블부 검출 처리부(114)는, 프리앰블부가 복수의 블록으로 나누어지고, 각 블록에서 다른 시그니처의 조합이 송신된 경우, 예를 들면 각 블록에서 16종류 중 하나의 시그니처가 송신된 경우, 블록마다 16가지의 시그니처를 검출하고, 상관 검출값의 블록간 합계값의 계산을 수행한다. 이와 같이 함으로써, 프리앰블부에서 송신된 많은 제어 비트를 검출할 수 있다.
또, 시그니처 계열에 제어정보를 나타내는 계열이 승산되어 송신된 경우, 프리앰블부 검출 처리부(114)는, 각 블록의 시그니처를 검출하고, 제어정보를 나타내 는 심볼 계열을 검출한다. 프리앰블부 검출 처리부(114)는, 검출한 제어정보를 제어 메시지부 검출 처리부(116)에 입력한다. 이와 같이 함으로써, 비교적 간단히 검출처리를 수행할 수 있다.
또, 이 경우, 프리앰블부 검출 처리부(114)는, 각 블록의 시그니처와 제어정보를 나타내는 심볼 계열의 검출을 모아서 수행하도록 해도 좋다. 프리앰블부 검출 처리부(114)는, 검출한 제어정보를 제어 메시지부 검출처리부(116)에 입력한다. 이와 같이 함으로써, 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
다음으로, 본 실시예에 따른 무선통신시스템의 동작에 대해서 설명한다.
IDLE 모드에서 ACTIVE 모드로 천이하는 경우에 대해서, 도 10을 참조하여 설명한다.
이동국(UE)은, 랜덤 액세스 채널(RACH)을 기지국(Node B)으로 송신한다(단계 S1002). 예를 들면, 이동국은 랜덤 임시 ID에 의해 RACH를 기지국으로 송신한다.
다음으로, 기지국은, 상향 리소스 할당(Uplink data resource allocation)과, 타이밍 정보(Timing information)를 이동국으로 통지한다(단계 S1004).
다음으로, 기지국은, 셀 고유의 ID(Cell specific UE ID(C-RNTI))를 이동국으로 통지한다(단계 S1006).
다음으로, 이동국은, 공유 데이터 채널(Shared data channel)을 기지국으로 송신한다(단계 S1008). 이동국은, RRC+NAS를 송신하고, 커넥션 오픈 리퀘스트(connection open request)를 수행한다.
다음으로, 기지국은, 커넥션 오픈 리스폰스(connection open response)를 이 동국으로 통지한다.
다음으로, 이동국과 기지국은, 공유 데이터 채널에 의해, 데이터의 송수신을 수행한다.
도만트(dormant) 상태에서 액티브 상태 또는 핸드오버 상태로 천이하는 경우에 대해서, 도 11을 참조하여 설명한다.
이동국은, 랜덤 액세스 채널(RACH)을 기지국으로 송신한다(단계 S1102). 예를 들면, 이동국은 UE-ID에 의해 RACH를 기지국으로 송신한다.
다음으로, 기지국은, 상향 리소스 할당(Uplink data resource allocation)과, 타이밍 정보(Timing information)를 이동국에 통지한다(단계 S1104).
다음으로, 이동국과 기지국은, 공유 데이터 채널에 의해, 데이터의 송수신을 수행한다(단계 S1106).
본 국제출원은, 2006년 5월 1일에 출원한 일본국 특허출원 2006-127994호에 기초한 우선권을 주장하는 것이며, 2006-127994호의 전 내용을 본 국제출원에 원용한다.
본 발명에 따른 송신장치, 수신장치 그리고 랜덤 액세스 제어방법은, 무선통신시스템에 적용할 수 있다.

Claims (8)

  1. 충돌 허용형 채널(contention-based channel)에 할당된 주파수대역 중에서,
    적어도 제어정보(control information)의 일부를 포함하는 프리앰블(preamble)부로 구성되는 랜덤 액세스 채널(random access channel)을 생성하는 랜덤 액세스 채널 생성수단; 및
    각 유저에 대해서, 연속적인 주파수 할당 및 비연속적인 빗살모양의(comb-like) 주파수 할당 중 일방을 수행하는 할당을 수행하고, 상기 랜덤 액세스 채널을 가변의 멀티 대역폭에서 송신하는 송신제어수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 송신장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 채널 생성수단은, 이동국(mobile station)으로부터 송신되는 CQI 정보에 기초하여 미리 그룹 분류된 시그니처 번호(signature number)를 생성하는 것을 특징으로 하는 송신장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 프리앰블부는, 복수의 블록으로 분할되고,
    상기 랜덤 액세스 채널 생성수단은, 블록마다 시그니처 번호를 생성하는 것을 특징으로 하는 송신장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 채널 생성수단은, 각 블록에 있어서, 제어정보를 나타내는 심볼 계열(symbol sequence)에 시그니처 계열(signature sequence)을 승산하고, 프리앰블부를 구성하는 계열을 생성하는 것을 특징으로 하는 송신장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 채널 생성수단은, 목적 식별자(access identifier), 하향링크 CQI, 스케줄링 요구정보(scheduling request information) 및 시그니처 번호로 구성되는 랜덤 액세스 채널을 생성하고,
    상기 스케줄링 요구정보 및 시그니처 번호는, 랜덤 액세스를 수행하는 경우의 임시 ID(temporary ID)를 나타내는 것을 특징으로 하는 송신장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 채널 생성수단은, 목적 식별자, 하향링크 CQI, 유저 ID로 구성되는 랜덤 액세스 채널을 생성하고,
    상기 유저 ID에 따라서, 시그니처가 결정되는 것을 특징으로 하는 송신장치.
  7. 1 또는 복수의 이동국(mobile station)으로부터 랜덤 액세스 채널(random access channel)을 수신하는 수신수단; 및
    상기 랜덤 액세스 채널로부터 프리앰블(preamble)부 및 제어 메시지부의 검출을 수행하는 검출 처리수단;을 구비하며,
    상기 검출 처리수단은, 상기 프리앰블부가 복수의 블록으로 분할되고, 각 블록에서 제어정보(control information)를 나타내는 심볼 계열(symbol sequence)에 시그니처 계열(signature sequence)이 승산되어 있는 경우, 각 블록의 시그니처를 검출하고, 제어정보를 나타내는 심볼 계열을 검출하는 것을 특징으로 하는 수신장치.
  8. 충돌 허용형 채널(contention-based channel)에 할당된 주파수대역 중에서,
    적어도 제어정보(control information)의 일부를 포함하는 프리앰블(preamble)부로 구성되는 랜덤 액세스 채널(random access channel)을 생성하는 랜덤 액세스 채널 생성단계;
    각 유저에 대해서, 연속적인 주파수 할당 및 비연속적인 빗살모양의(comb-like) 주파수 할당 중 일방을 수행하는 할당단계; 및
    상기 랜덤 액세스 채널을 가변의 멀티 대역폭에서 송신하는 송신단계;를 갖는 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 제어방법.
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