KR20100036158A - 이동 통신 시스템에서 레인징 절차를 수행하는 방법 - Google Patents

이동 통신 시스템에서 레인징 절차를 수행하는 방법 Download PDF

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KR20100036158A
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Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 이동 통신 시스템에서의 레인징 절차 수행 방법에 있어서, 레인징 신호를 나르는 레인징 채널을 설정하되 상기 레인징 채널은 레인징 순환 전치 및 레인징 프리앰블로 이루어진 기본 구조를 적어도 하나 포함하고 시간 영역에서 상기 레인징 프리앰블의 길이는 데이터 전송을 위한 OFDMA 심볼의 유용 심볼 길이 보다 길게 설정되는 단계; 가용한 레인징 시퀀스 자원으로부터 프리앰블 시퀀스를 선택하는 단계; 및 상기 프리앰블 시퀀스로부터 생성된 레인징 신호를 상기 레인징 채널을 통해 상향 전송하는 단계를 포함하는 레인징 절차 수행 방법에 관한 것이다.

Description

이동 통신 시스템에서 레인징 절차를 수행하는 방법{METHOD FOR PERFORMING A RANGING PROCEDURE IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 TDD (Time Division Duplex) 방식, F-FDD (Full-Frequency Division Duplex) 방식 또는 H-FDD (Half-Frequency Division Duplex) 방식을 지원하는 이동 통신 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 이동 통신 시스템에서 제어 정보를 상향 전송하는 방법에 관한 것이다.
IEEE 802.16 작업 그룹에서 제정한 주요한 표준으로는 고정 와이맥스(Fixed WiMAX)라고 불리우는 IEEE 802.16-2004와 모바일 와이맥스(mobile WiMAX)라고 불리우는 IEEE 802.16e-2005 (이하, 16e)가 있다. IEEE 802.16e-2005는 2005년 12월에 IEEE로부터 최종적으로 표준으로 승인이 되었다. 현재 버전의 모바일 와이맥스 기술의 근간이 되는 표준은 IEEE 802.16-2004, IEEE 802.16e-2005(이 문서는 IEEE 802.16-2004의 Corrigenda을 포함하고 있다), IEEE 802.16-2004/Corrigenda2/D4이다. 현재, 차기 버전의 모바일 와이맥스를 위한 IEEE 802.16m (이하, 16m)의 표준화가 IEEE 802.16 작업그룹 내의 TGm에서 진행 중이다.
IEEE 802.16e에서 레인징 절차는 다양한 목적을 위해 사용된다. 구체적으로, 레인징 절차는 다음의 네 가지 용도로 사용된다: 초기(Initial) 레인징, 핸드오버(HandOver) 레인징, 주기(Periodic) 레인징 및 대역폭 요청(Bandwidth Request) 레인징. 초기 레인징은 단말이 초기 네트워크 진입을 시도하는 경우에 상향링크 시간 동기(즉, 시간, 주파수 동기)를 맞추는데 사용된다. 핸드오버 레인징은 소스 기지국에서 타겟 기지국으로 접속을 변경하는 경우에 타겟 기지국에 대해 초기 동기를 맞추는데 사용된다. 주기 레인징은 단말이 주기적으로 상향링크 동기를 업데이트 하는데 사용된다. 대역폭 요청 레인징은 단말이 기지국에게 상향링크 자원을 요청하는데 사용된다.
도 1은 IEEE 802.16e 레인징 채널 구조의 예를 나타낸다. 레인징 채널 구조는 레인징 신호를 전송하는데 사용되며, 데이터를 위한 OFDMA 구조에 기초한다. 도 1에서, TCP는 순환 전치의 길이, TO는 유용 심볼 기간, TS는 OFDMA 심볼 기간을 각각 나타낸다. OFDMA 심볼은 순환 전치 및 유용 심볼로 구성되므로 TS=TCP+TO이다
도 1을 참조하면, 레인징 채널 구조는 두 개의 반복된 구조를 갖고 있으며, 각각의 반복 구조는 2개의 OFDMA 심볼로 이루어져 있다. 첫 번째 OFDMA 심볼은 카피 샘플+프리앰블로 구성되고, 두 번째 OFDMA 심볼은 프리앰블+카피 샘플로 구성된다. 첫 번째 및 두 번째 OFDMA 심볼에 포함된 카피 샘플은 프리앰블로부터 유래된 것으로서 프리앰블과 위상 연속성이 보장되도록 부가된다. 카피 샘플은 위치에 따라 순환 전치 (Cyclic Prefix; CP) 또는 순환 후치 (Cyclic Postfix; CP)로 지칭될 수 있다. 도 1에서 첫 번째 OFDMA 심볼 내에 있는 카피 샘플은 순환 전치로 지칭되고, 두 번째 OFDMA 심볼 내의 카피 샘플은 순환 후치로 지칭될 수 있다. 본 명세서에서는 이들을 통칭하기 위해 단순히 순환 전치를 사용하거나 순환영역이란 용어를 사용한다.
첫 번째 및 두 번째 OFDMA 심볼의 경우, 주파수 영역에서 144개의 부반송파에 길이 144의 코드 X가 매핑된다. IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) OFDMA 변조 이후 첫 번째 심볼에는 데이터 OFDMA 구조와 동일하게 순환 전치가 부가된다. 첫 번째 및 두 번째 OFDMA 심볼간의 위상 연속성을 보장하기 위해, 두 번째 심볼에는 시간 영역에서 코드 “X” 부분이 먼저 들어가고 카피 샘플이 순환 후치 형태로 뒤쪽에 부가된다. 여기서, 순환 전치와 순환 후치는 동일한 길이를 가지며, OFDMA 데이터 CP와 동일한 길이가 사용된다. 이와 같이, 레인징 채널은 OFDMA 데이터와 동일한 구조에 기반하여 생성된다. 세 번째 및 네 번째 OFDMA 심볼은 코드 “X+1”을 이용하여 첫 번째 및 두 번째 OFDMA 심볼과 동일하게 생성된다. 이때 두 번째 및 세 번째 OFDMA 심볼 경계에서 위상 불연속이 발생한다. 위상 불연속인 부분이 기지국의 검출 윈도우 안으로 들어올 경우, 부반송파간 간섭 (inter-subcarrier interference)으로 검출 성능이 열화 된다.
기지국과 비-동기된 단말이 도 1에 예시한 레인징 채널 구조를 이용하는 경우, 레인징 신호의 시간 지연이 데이터 CP의 길이 보다 길어지면 기지국에서의 검출시 모든 부분을 이용할 수 없게 된다. 즉, 도 1에 도시한 4 부분의 코드 중에서 첫 번째, 세 번째 코드는 가상적인 레인징 순환 전치로 검출단에서 이용되므로 검출단에서는 이용되지 않는다. 그러므로, 두 번째 및 네 번째 코드만이 기지국에서 검출에 이용될 수 있다. 따라서, 도 1의 레인징 구조는 기지국에서 실제로 이용되지 않는 부분이 과도하게 많은 오버헤드가 큰 구조이다. 실제로, 첫 번째, 세 번째 코드의 시간 길이는 셀 내에서 실제로 발생할 수 있는 최대 라운드 트립 딜레이와 최대 딜레이 스프레드의 합에 해당되기만 하면 된다. 하지만, 도 1의 레인징 채널은 각 코드의 시간 길이가 데이터의 유용 심볼 기간을 따르므로 레인징 채널의 중간에 위치한 가상적인 레인징 CP (첫 번째와 세 번째 코드 부분)의 길이가 필요 이 상으로 길게 설정된다.
또한, 기지국과 비-동기화된 단말이 전송하는 레인징 신호의 시간 지연이 하나의 유용 심볼 기간보다 긴 경우, 도 1에 예시된 레인징 채널 구조로는 시간 지연을 추정할 수 없다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 레인징 신호를 효율적으로 전송할 수 있는 레인징 채널 구조 및 그에 따른 레인징 수행 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 셀 크기가 확대되는 경우에 시간 지연에 의한 성능 열화 없이 레인징 신호를 효율적으로 전송할 수 있는 레인징 채널 구조 및 그에 따른 레인징 수행 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 복수의 반복 구조를 포함하는 경우에 위상 불연속 부분이 없는 레인징 채널 구조 및 그에 따른 레인징 수행 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 레인징 신호 검출 시에 보다 많은 신호(즉, 보다 많은 수신 에너지)를 이용할 수 있도록 하는 레인징 채널 구조 및 그에 따른 레인징 수행 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상으로, 이동 통신 시스템에서의 레인징 절차 수행 방법에 있어서, 레인징 신호를 나르는 레인징 채널을 설정하되, 상기 레인징 채널은 레인징 순환 전치 및 레인징 프리앰블로 이루어진 기본 구조를 적어도 하나 포함하고, 시간 영역에서 상기 레인징 프리앰블의 길이는 데이터 전송을 위한 OFDMA (Orthogonal Frequency Divisional Multiple Access) 심볼의 유용 심볼 길이 (useful symbol duration) 보다 길게 설정되는 단계; 가용한 레인징 시퀀스 자원으로부터 프리앰블 시퀀스를 선택하는 단계; 및 상기 프리앰블 시퀀스로부터 생성된 레인징 신호를 상기 레인징 채널을 통해 상향 전송하는 단계를 포함하는 레인징 절차 수행 방법이 제공된다.
상기 레인징 채널은 인접한 OFDMA 심볼과의 간섭을 방지하기 위한 가드 타임 (Guard Time) 부분을 더 포함할 수 있다.
시간 영역에서 상기 레인징 채널의 길이는 서브프레임, 서브프레임의 약수, 서브프레임의 배수에 해당할 수 있다.
시간 영역에서 상기 레인징 순환 전치의 길이는 데이터 전송을 위한 OFDMA 심볼의 순환 전치 보다 길게 설정될 수 있다.
상기 데이터 전송을 위한 OFDMA 심볼의 유용 심볼 길이는 시스템 프로파일에 따라 91.459us, 102.4us 및 128us 중에서 선택될 수 있다.
시간 영역에서 상기 레인징 프리앰블의 길이는 데이터 전송을 위한 OFDMA 심볼의 유용 심볼 길이 보다 2배 이상 길게 설정될 수 있다.
상기 레인징 신호는 특정 코드를 이용하여 마스킹 또는 스크램블링 될 수 있 다. 이 경우, 상기 레인징 신호는 프리앰블 단위로 특정 코드를 적용함으로써 마스킹 또는 스크램블링 될 수 있다. 또한, 상기 특정 코드는 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스, CAZAC(Constant Amplitude Zero AutoCorrelation waveform) 시퀀스, 왈쉬(Walsh) 코드, DFT(Discrete Fourier Transform), PN(Pseudo Noise) 시퀀스, 골레이 시퀸스(Golay Sequence) 또는 GCL(Generalized Chirp-Like) 시퀀스일 수 있다.
상기 레인징 채널은 시간 영역에서 연접한 복수의 기본 구조를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 복수의 기본 구조 사이에 위상 연속성을 보장하기 위하여, 상기 복수의 기본 구조 중에서 적어도 하나는 시간 영역에서 순환 쉬프트 될 수 있다. 또한, 상기 복수의 기본 구조에 사용되는 각각의 프리앰블 시퀀스는 상기 레인징 시퀀스 자원으로부터 독립적으로 선택될 수 있다.
상기 레인징 채널은 시간 영역에서 상기 기본 구조에 연접한 하나 이상의 레인징 프리앰블을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 기본 구조 및 상기 하나 이상의 레인징 프리앰블에 사용되는 각각의 프리앰블 시퀀스는 상기 레인징 시퀀스 자원으로부터 독립적으로 선택될 수 있다.
상기 레인징 채널은 초기 레인징 채널 (initial ranging channel), 핸드오버 레인징 채널 (handover ranging channel), 주기 레인징 채널 (periodic ranging channel) 또는 대역폭 요청 레인징 채널 (bandwidth request ranging channel)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 레인징 절차는 기지국과 비-동기화된 단말에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 레인징 절차는 초기 네트워크 진입 또는 핸드오버와 관련하여 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 레인징 신호를 효율적으로 전송할 수 있는 레인징 채널 구조 및 그에 따른 레인징 수행 방법을 제공할 수 있다.
둘째, 셀 크기가 확대되는 경우에 시간 지연에 의한 성능 열화 없이 레인징 신호를 효율적으로 전송할 수 있는 레인징 채널 구조 및 그에 따른 레인징 수행 방법을 제공할 수 있다.
셋째, 복수의 반복 구조를 포함하는 경우에 위상 불연속 부분이 없는 레인징 채널 구조 및 그에 따른 레인징 수행 방법을 제공할 수 있다.
넷째, 레인징 신호 검출 시에 보다 많은 신호(즉, 보다 많은 수신 에너지)를 이용할 수 있도록 하는 레인징 채널 구조 및 그에 따른 레인징 수행 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 OFDMA 시스템에 적용된 예들이다.
본 발명에서 설명하는 레인징 채널 기간 (ranging channel duration), 레인 징 부반송파 간격(subcarrier spacing), 레인징 대역폭, 레인징 코드 타입/길이, 제로-상관 존(zero-correlation zone) (cyclic shift for increasing opportunity (number of available codes))의 사용여부, 레인징 채널의 목적 (initial ranging, periodic ranging, handover ranging, bandwidth request ranging, etc.), 레인징 채널의 주파수 사용 방법 (localized allocation, distributed allocation, sub-band, grouping, etc.) 등은 예시로서 본 발명에 제약이 되지 않는다.
본 명세서에서 레인징 채널은 OFDMA 데이터 구조에 기반하여 구성되는 것으로 가정한다. 다시 말해서, 레인징 채널은 데이터와 동일한 부반송파 스페이싱을 가지며, 데이터 유용 심볼 기간 단위로 FFT 등의 프로세싱이 이루어지는 것으로 가정한다. 그러나, 상기 가정은 편의상의 이유이며, 레인징 채널이 OFDMA 데이터 구조와 별도로 구성된다고 해도 본 발명에 제약을 주지 않는다. 다시 말해서, 레인징 채널은 데이터와 다른 부반송파 스페이싱을 가지도록 구성될 수 있다. 이 경우, 레인징 채널에서 하나의 코드에 해당하는 부분은 시간 영역에서 데이터의 유용 심볼 기간 보다 길 수 있다.
본 발명은 위상 연속성을 유지하거나 기지국에서의 레인징 신호 검출 시에 보다 많은 수신 에너지를 이용할 수 있는 레인징 채널의 설계 방법에 관한 것이다. 본 발명에서 설명하는 레인징 채널 기간, 레인징 부반송파 간격(subcarrier spacing), 레인징 대역폭, 레인징 코드 타입/길이, 제로-상관 존(zero-correlation zone) (cyclic shift for increasing opportunity (number of available codes))의 사용여부, 레인징 채널의 목적 (initial ranging, periodic ranging, handover ranging, bandwidth request ranging, etc.), 레인징 채널의 주파수 사용 방법 (localized allocation, distributed allocation, sub-band, grouping, etc.) 등은 예시로서 본 발명에 제약이 되지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 IEEE 802.16m에 적용하는 것에 관해 구체적으로 예시하도록 한다. IEEE 802.16m은 OFDMA 변조 방식을 이용하는 시스템의 예로 기재된 것이며, 본 발명이 IEEE 802.16m으로 제한되는 것은 아니다.
도 2는 IEEE 802.16m에 사용되는 기본 프레임 구조를 나타낸다. 기본 프레임 구조는 FDD (Frequency Division Duplex), H-FDD (Half Frequency Division Duplex), TDD (Time Division Duplex) 등에 적용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 기본 프레임 구조는 5 MHz, 8.75 MHz, 10 MHz 또는 20 MHz 대역폭을 지원하는 20ms 수퍼프레임(SU0-SU3)을 포함한다. 각 수퍼프레임은 동일한 크기를 갖는 네 개의 5ms 프레임(F0-F3)으로 나눠지며 수퍼프레임 헤더(supuer frame header; SFH)로 시작한다. 각각의 프레임은 여덟 개의 서브프레임(SF0-SF7)을 포함한다. 서브프레임은 DL 또는 UL 전송에 할당된다. 순환 전치(Cyclic Prefix; CP)의 타입에 따라 세 가지 타입의 서브프레임이 존재한다. 일 예로, 서브프레임은 5, 6 또는 7개의 OFDMA 심볼로 구성될 수 있다. OFDMA 심볼은 순환 전치와 유용 심볼로 구성된다. 순환 전치는 일반적으로 유용 심볼의 끝 부분에서 카피되어 유용 심볼의 앞에 부가된다. 이로 인해, 순환 전치와 유용 심볼 사이에 위상이 연속된다. 유용 심볼 기간은 시스템 대역폭, IFFT/DFT에 사용되는 포인트의 개수 등과 같은 시스템 프로파일에 따라 다양한 값을 갖는다.
표 1은 시스템 프로파일에 정의된 IEEE 802.16m OFDMA 파라미터의 일부를 나타낸다. 상기 OFDMA 파라미터는 데이터를 기준으로 정의된 것이다. 본 명세서에서 특별히 언급하지 않는 한, OFDMA 심볼은 데이터를 위한 OFDMA 심볼을 지칭하고, CP 및 유용 심볼 기간은 데이터를 위한 OFDMA 심볼 구조에 기초한다.
Figure 112009020188260-PAT00001
부반송파 간격과 유용 심볼의 기간과 역수 관계에 있다. 순환 전치는 유용 심볼로부터 카피되는 크기에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 일 예로, 순환 전치의 길이는 1/4×Tu, 1/8×Tu, 1/16×Tu 등과 같이 다양하게 설정될 수 있다. OFDMA 심볼은 순환 전치 및 유용 심볼로 구성되므로, OFDMA 심볼의 길이는 순환 전치의 길이 및 유용 심볼 기간의 합으로 결정된다. 데이터를 위한 OFDMA 심볼 구조에서, 심볼 길이는 Ts, 순환 전치의 길이는 TCP, 유용 심볼의 길이는 Tu 또는 TO로 지칭한다.
레인징 채널 구조를 데이터를 위한 OFDMA 심볼 구조와 구별하여 설명하기 위해, 레인징 채널 구조에 포함되는 순환 전치와 프리앰블을 각각 레인징 순환 전치 (Ranging Cyclic Prefix; RCP) 및 레인징 프리앰블 (Ranging Preamble; RP)로 지칭한다. RCP 및 RP는 각각 데이터를 위한 CP 및 유용 심볼과 동일한 구조를 갖도록 설정될 수도 있고 서로 다른 구조를 갖도록 설정될 수 있다. RCP 및 RP가 데이터를 위한 CP 및 유용 심볼과 동일한 구조를 갖는 것을 나타내기 위해, 레인징 순환 전치를 단순히 순환 전치 (CP)라고 지칭하고, 레인징 순환 전치의 길이를 TCP, 레인징 프리앰블의 길이를 TO로 지칭할 수 있다. 그 외에는, 레인징 순환 전치의 길이를 TRangingCP, 레인징 프리앰블의 길이를 TRP, 레인징 가드 타임의 길이를 TRangingGT로 지칭한다.
첨부된 모든 도면에서, 가로축은 시간 영역을 나타내고 세로축은 주파수 영역을 나타낸다. 주파수 영역은 물리적 부반송파 또는 논리적 부반송파로 표현될 수 있다. 또한, 레인징 영역 내에서 특정 주파수 영역은 인접 채널과의 부반송파간 간섭을 방지하기 위한 가드 밴드 (또는 가드 주파수)로 할당되어 실제 전송에 사용되지 않을 수 있다. 예를 들어, 레인징 채널의 주파수 영역의 양쪽 끝의 일부분은 가드 밴드로 할당되어 실제 전송에 사용되지 않을 수 있다.
또한, P(Code Xw)k는 프리앰블에 사용된 코드 (또는 시퀀스)를 나타낸다. 여기에서, P(Code X)는 레인징 코드 세트로부터 선택된 X 번째 프리앰블 코드를 의미한다. 레인징 코드 세트는 PN (Pseudo random Noise) 코드 세트, CAZAC (Constant Amplitude Zero Auto-Correlation) 시퀀스 세트, ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스 세트, GCL (Generalized Chirp-Like) 시퀀스 세트 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. Xw는 X 번째 레인징 코드의 w 번째 값을 의미하고, w는 0 ~ (Ncode-1)의 값을 가질 수 있다. 도면에 Xw라고 표현한 것은 편의상의 이유이며, 이러한 표현이 프리앰블에 단지 하나의 값이 들어가는 것을 의미하는 것은 아니다. 프리앰블에는 실제로 전체 레인징 코드 길이에 대한 Xw (0≤w≤Ncode-1) 값들이 모두 매핑된다. k는 Code Xw가 매핑되는 부반송파의 물리적 또는 논리적 인덱스를 나타내고, k의 값은 w의 값 보다 많거나(길거나) 같다. 프리앰블 코드가 매핑되는 않는 부반송파는 NULL (=0) 값을 가진다. 도면에서 수식은 편의상 간략히 표시되었고,
Figure 112009020188260-PAT00002
의 정확한 표현은 다음과 같다.
Figure 112009020188260-PAT00003
또는,
Figure 112009020188260-PAT00004
구체예 1: 데이터 OFDMA 심볼 구조에 기초한 레인징 채널의 구성
도 3 내지 9를 참조하여, RP의 길이가 데이터를 위한 유용 심볼 기간과 동일하게 설정되는 경우에 대해 구체적으로 설명한다. 이 경우, 레인징 채널의 시간 길이는 m개의 OFDMA 심볼 기간과 동일하게 설정될 수 있다. m은 하나의 서브프레임 내 OFDMA 심볼 수 (예, 6 등) 또는 그 약수/배수 (예, 3 또는 12 또는 18 등)가 될 수 있다. 또한, 서브프레임 내에서 다른 제어 채널 (예, 사운딩 채널, UL 피드백 채널, 다른 목적의 레인징 채널)과의 다중화를 고려하여, 레인징 채널의 시간 길이는 서브프레임 내 OFDMA 심볼 수보다 하나 또는 두 개가 작을 수 있다 (예, 5 OFDMA 심볼 등).
1-1: 주파수 영역에서의 위상 회전 또는 시간 영역에서의 순환 쉬프트에 의한 레인징 채널 구성 기법
도 3은 위상 회전을 통해 레인징 채널 구조를 구성하는 예를 나타낸다. 레인징 채널 내의 각 OFDMA 심볼마다 위상 회전을 다르게 적용하여 시간 영역에서 레인징 채널의 위상 연속성을 유지할 수 있다. 위상 회전 값은 유용 심볼 기간, 순환 전치 길이, OFDMA 심볼의 순서 등과 같은 변수를 포함하는 함수로 정해질 수 있다.
도 3을 참조하면, 레인징 채널은 m개의 OFDMA 심볼로 구성되고, 각각의 OFDMA 심볼은 RCP 및 RP를 포함하고 있다. 여기에서, RCP 및 RP의 길이는 데이터를 위한 순환 전치 및 유용 심볼의 길이와 동일하다 (즉, RCP=TCP 및 RP=TO). 이 경우, 각각의 OFDMA 심볼의 경계에서 위상이 불연속적으로 변하게 된다. 이를 해결하기 위해, 각 OFDMA 심볼마다 주파수 영역에서 프리앰블 코드에 위상 회전을 적용할 수 있다. 도 3의 예는 레인징 채널 내 에서의 각 OFDMA 심볼 번호 (
Figure 112009020188260-PAT00005
)에 따라 주파수 영역에서
Figure 112009020188260-PAT00006
또는
Figure 112009020188260-PAT00007
을 곱하여 위상 회전을 적용한다. 여기서
Figure 112009020188260-PAT00008
는 부반송파의 물리적 또는 논리적 인덱스를 의미하고,
Figure 112009020188260-PAT00009
와
Figure 112009020188260-PAT00010
는 FFT 사이즈와 프리앰블 코드의 길이를 각각 의미한다.
Figure 112009020188260-PAT00011
는 데이터를 위한 OFDMA에서 사용하는 FFT 사이즈와 같을 수도 있고, 레인징 채널에서만 사용하는 FFT 사이즈가 될 수도 있다. 여기서
Figure 112009020188260-PAT00012
은 시간 영역에서 순환 쉬프트 되는 샘플 수를 나타낸다. 예를 들어, 순환 쉬프트 되는 샘플 수는 데이터 CP의 샘플 수와 동일하게 정해질 수 있다. 프리앰블 코드의 시간 길이가 유용 심볼 기간 보다 긴 경우에 순환 쉬프트 되는 샘플 수는 데이터 CP의 샘플 수의 자연수 또는 정수 배가 될 수 있다. 예를 들어, 대역폭이 10MHz인 시스템에서 1024-포인트 FFT를 사용하고 CP 길이가 유용 심볼 기간의 1/8 또는 1/16인 경우,
Figure 112009020188260-PAT00013
또는
Figure 112009020188260-PAT00014
가 각각 사용될 수 있다. 프리앰블 코드의 시간 길이가 유용 심볼 기간 보다 길 경우 이러한 수는 FFT 사이즈에 의해 변경될 수 있다.
또한, 상기 예는 주파수 영역의 프리앰블 코드를 가지고 설명하였지만, 시간 영역의 프리앰블 코드를 사용할 수도 있다. 주파수 영역에서 위상 회전은 시간 영역에서 순환 쉬프트와 등가이다. 즉, 주파수 영역에서
Figure 112009020188260-PAT00015
(
Figure 112009020188260-PAT00016
는 부반송파 인덱스)는 시간 영역에서
Figure 112009020188260-PAT00017
(
Figure 112009020188260-PAT00018
은 시간 인덱스)와 등가이다. 여기서,
Figure 112009020188260-PAT00019
은
Figure 112009020188260-PAT00020
의 IFFT 결과이다. 다시 말하면, [시퀀스 삽입 -> 위상 회전 -> IFFT 변조; 또는 위상 회전 -> 시퀀스 삽입 -> IFFT 변조] 과정은 [시퀀스 삽입->IFFT 변조->순환 쉬프트] 과정으로 대체 가능하다. 예를 들어, 시간 영역의 코드를 사용할 경우, 각
Figure 112009020188260-PAT00021
번째 OFDMA 심볼을
Figure 112009020188260-PAT00022
(
Figure 112009020188260-PAT00023
) 만큼 순환 쉬프트 시켜 레인징 채널 구조를 생성할 수 있다.
이와 같은 구조를 사용함으로써, OFDMA 데이터 구조를 기반으로, 위상 불연속성이 없을 뿐만 아니라 가용한 프리앰블 코드의 전체 시간 길이가 데이터를 위한 유용 심볼 기간의 2배 이상인 레인징 채널을 구성할 수 있다.
1-2: 시간 영역에서의 반복에 의한 레인징 채널 구성 기법
도 3은 매 OFDMA 심볼마다 RCP를 삽입하는 구조를 이용하였다. 그러나, 레인징 채널 내에서는 매번 RCP를 삽입하지 않고 구성하는 것이 가능하다. 도 4에 유용 심볼 기간 단위의 반복 구조를 가지는 레인징 채널 구조의 예를 나타냈다.
도 4를 참조하면, 레인징 채널 구조는 RCP 이후에 RP 만이 반복되는 구조를 가질 수 있다. 여기에서, RCP 및 RP의 길이는 데이터를 위한 순환 전치 및 유용 심볼의 길이와 동일하다 (즉, RCP=TCP 및 RP=TO).
도 4의 레인징 채널 구조는 주파수 영역 신호를 IFFT를 통해 시간 영역 신호로 변환 시킨 후 반복을 통해 구현할 수 있다. 동일한 코드가 시간 영역에서 반복되므로, 전체 레인징 시간 길이에서 위상 연속성을 보장할 수 있다. 도 4에서 시간 영역의 마지막 부분에 있는 순환 후치(
Figure 112009020188260-PAT00024
)는 미리 정해진 값으로 기지국과 단말이 서로 미리 알고 있는 값이다.
Figure 112009020188260-PAT00025
가 m-1이 되면 전체 m개의 심볼 구간 내 전체에서 레인징 신호가 연속된 위상을 가지도록 구성할 수 있다. 이는 주파수 영역에서 레인징 채널과 인접한 다른 제어 채널 또는 데이터 채널에 레인징 채널이 주는 부반송파간 간섭을 줄일 수 있게 한다. 이와 달리,
Figure 112009020188260-PAT00026
를 m-1 보다 작은 값으로 구성하여 (예,
Figure 112009020188260-PAT00027
), 동기를 맞추지 않은 단말의 전파 지연 (propagation delay)으로 인하여 레인징 채널이 시간적으로 연속된 OFDMA 심볼에 미치는 심볼간 간섭을 방지하도록 구성하는 것도 가능하다. 즉, 이 구간 동안 전송 신호 없이 가드 타임 (Guard Time; GT)으로 활용하는 것이 가능하다. 특히
Figure 112009020188260-PAT00028
인 경우는, 순환 후치가 사용되 지 않는 것을 의미한다.
이와 같은 구조를 사용함으로써, OFDMA 데이터 구조를 기반으로, 위상 불연속성이 없을 뿐만 아니라 가용한 프리앰블 코드의 전체 시간 길이가 데이터를 위한 유용 심볼 기간의 2배 이상인 레인징 채널을 구성할 수 있다.
1-3: 긴 RCP 및 GT 를 갖는 레인징 채널의 위상 회전을 통한 구성 기법
동기가 맞쳐지지 않은 단말의 전파 지연 (propagation delay)를 고려하여 레인징 채널을 설계하는 것이 바람직하다. 기지국에서 복잡도가 낮은 주파수 영역 검출기를 성능 열화 (performance degradation) 없이 사용할 수 있도록 하기 위해서, 데이터 CP보다 더 긴 시간 영역을 가지는 RCP를 고려할 수 있다. 이 경우, RCP의 길이는 최대 채널 딜레이 스프레드와 최대 지원 가능한 셀 크기에 따른 라운드 트립 딜레이 (Round Trip Delay; RTD)를 고려하여 정해질 수 있다. 여기서, 최대 채널 딜레이 스프레드는 페이딩 채널에 따른 최대 지연 시간을 의미하고, 최대 지원 가능한 셀 크기에 따른 RTD는 설계된 특정 레인징 채널이 지원 가능한 최대 셀 크기에서의 RTD를 의미한다. 또한 레인징 채널은 전파 지연에 의해 레인징 채널과 시간상으로 인접한 다음 OFDMA 심볼에 심볼간 간섭을 야기시킨다. 따라서, 레인징 채널의 뒤쪽의 시간 영역은 가드 타임 (GT)으로 실제 전송하는 신호가 없는 구간으로 설정할 수 있다. 이러한 GT의 시간 길이는 레인징 CP와 같게 설정될 수 있다. 딜레이 스프레드에 의한 시간 지연 부분은 다음 OFDMA 심볼의 데이터 CP 영역 안으로 들어가므로, GT의 시간 길이는 최대 지원 가능한 셀 크기에 따른 라운드 트립 딜레이만을 고려하여 설계될 수도 있다. 이러한 예를 도 5 및 6에 나타냈다.
도 5는 데이터 CP 보가 길게 설정된 레인징 채널 구조의 예를 나타낸다. 도 5의 레인징 채널 구조는 GT를 더 포함하고 위상 회전을 통해 구성된다. RCP와 GT의 긴 시간 구간 확보를 위해서 실제로 위상 회전을 가지고 반복되는 프리앰블 시퀀스 부분의 수는 도 3의 경우 보다 줄어든다. 단말은 첫 번째 심볼에 대해서만 RCP에 대한 처리를 수행하고 나머지 심볼에서는 데이터 CP에 대한 처리를 수행하여 레인징 신호를 생성하여 전송한다. 실제 채널 생성시 레인징 채널의 각 길이의 구성과 OFDMA 심볼 기간의 배수와의 불일치에 의해 GT 뒤에 다소의 시간 영역이 남을 수 있다.
도 5는 시간 영역에서 가장 앞선 부분에서만 긴 RCP를 고려한 것을 나타낸 반면, 도 6은 모든 위상 회전을 가지는 반복구조에서 긴 RCP를 고려한 것을 나타내었다. 두 경우 모두 전체 레인징 시간 영역에서 위상 연속성을 보장할 수 있다. 도 6과 같은 구조를 이용할 경우, 도 5의 구조와 비교하여 단말에서 위상 회전을 가지고 반복하는 횟수는 줄어들지만, 전체 레인징 채널의 시간 구간 내에서 위상 연속성이 보장되므로, 기지국에서 검출 윈도우를 이용하는 점에는 큰 차이가 없다. 도 5 및 6의 두 경우 모두, 시간 영역에서 가장 앞선 RCP와 가장 뒤의 GT를 제외한 모든 시퀀스 부분을 검출 윈도우로써 성능 열화 없이 사용할 수 있다. 도 6에서도 실제 채널 생성시 레인징 채널의 각 길이의 구성과 OFDMA 심볼 기간의 배수와의 불일치에 의해 GT 뒤에 다소의 시간영역이 남을 수 있다.
도 6에서 시간 영역의 코드를 사용할 경우, 각
Figure 112009020188260-PAT00029
번째 반복되는 레인징 구조 에서
Figure 112009020188260-PAT00030
(
Figure 112009020188260-PAT00031
,
Figure 112009020188260-PAT00032
는 레인징 채널 내 최대 반복 가능 수)만큼이 시간 영역에서의 순환 쉬프트를 이용하여 동일한 구조를 생성할 수 있다.
도 5 및 6과 같은 구조를 사용하여, 프리앰블을 가상적인 RCP로 낭비하는 문제를 해결하고, 정확히 필요한 만큼의 RCP들만을 이용하고, 나머지 부분을 모두 프리앰블로 이용할 수 있다. 기지국에서는 여러 번 반복된 프리앰블을 모두 검출에 이용하여 수신 에너지를 증가시킬 수 있다. 도 5 및 6은 매 OFDMA 심볼마다 CP를 삽입하는 구조를 이용하였다. 그러나, 이는 예시로서, 레이징 채널 구성 시에 매 OFDMA 심볼 마다 CP를 삽입하지 않는 것도 가능하다.
1-4: 긴 RCP 및 GT 를 갖는 레인징 채널의 시간 영역 반복을 통한 구성 기법
도 7은 긴 RCP 및 GT를 갖는 레인징 채널을 시간 영역 반복을 통해 구성하는 예를 나타낸다. 도 7을 참조하면, 레인징 채널 구조는 긴 RCP 및 반복 구조의 프리앰블을 포함한다. 여기에서, RCP는 데이터 CP 보다 길게 설정되고, R는 데이터의 유용 심볼의 길이와 동일하게 설정된다 (즉, RCP=TRangingCP>TCP 및 RP=TO).
동일한 코드가 시간영역에서 반복되므로, 전체 레인징 시간 길이에서 위상 연속성을 보장할 수 있다. 도 7에서 시간 영역의 GT를 제외한 마지막 부분의 순환 후치(
Figure 112009020188260-PAT00033
)는 미리 정해진 값으로 기지국과 단말이 서로 미리 알고 있는 값이다.
Figure 112009020188260-PAT00034
값 (임의의 실수)에 의해 전체 m개의 심볼 구간 내 전체에서 레인징 채널 내의 신호를 연속된 위상을 가지게 구성할 수 있다. 이는 주파수 영역에서 레인징 채널과 인접한 다른 제어 채널 또는 데이터 채널에 레인징 채널이 주는 부반송파간 간섭을 줄일 수 있게 한다. 이와 달리,
Figure 112009020188260-PAT00035
를 작은 값으로 구성하여 (예,
Figure 112009020188260-PAT00036
), 동기를 맞추지 않은 단말의 전파 지연 (propagation delay)에 의하여, 레인징 채널이 시간적으로 연속된 OFDMA 심볼에 주는 심볼간 간섭을 방지하도록 구성하는 것도 가능하다. 즉, 이 구간 동안 전송 신호 없이 가드 타임 (GT)으로 활용하는 것이 가능하다. 특히
Figure 112009020188260-PAT00037
인 경우는, 순환 후치가 사용되지 않는 것을 의미한다.
이와 같은 구조를 사용함으로써, OFDMA 데이터 구조를 기반으로, 위상 불연속성이 없을 뿐만 아니라 가용한 프리앰블 코드의 전체 시간 길이가 데이터를 위한 유용 심볼 기간의 2배 이상인 레인징 채널을 구성할 수 있다.
1-5: 단말의 상태에 따른 반복 횟수 결정 기법
도 3 내지 7에서 예시한 바와 같이 레인징 채널이 복수의 반복 구조를 갖는 경우, 단말은 레인징 채널에 포함되는 반복 구조의 개수를 최대 반복 횟수 내에서 선택할 수 있다. 이 경우, 단말은 자신의 통신 환경을 고려하여 반복 횟수를 결정할 수 있다. 일 예로, 단말은 하향링크 프리앰블 및/또는 하향링크 파일럿 등을 이용하여 자신의 전파 손실(propagation loss), SNR (Signal-to-Noise Ratio), CIR (Carrier-to-Interference Ratio), CNR (Carrier-to-Noise Ratio), CINR (Carrier-to-Interference-and-Noise Ratio), RSS (Receive Signal Strength) 등의 상태를 추정할 수 있고, 이러한 정보를 이용하여 레인징 채널에 포함되는 반복 구조의 횟수를 동적으로 결정할 수 있다. 구체적으로, 단말은 통신 환경이 좋은 경우에 반복 횟수를 적게 할 수 있다. 일 예로, 단말은 전파 손실 (propagation loss)이 작거나 RSS가 큰 경우에 레인징 채널에 포함되는 반복 구조의 횟수를 적게 하여 레인징 신호를 전송한다. 레인징 채널 내에 포함되는 반복 구조의 횟수를 조정함으로써 단말의 불필요한 전송을 막고 단말의 파워 세이빙이 가능하게 한다. 한편, 전파 손실 (propagation loss)가 크거나 RSS가 작은 경우에 단말은 할당된 레인징 채널이 허용하는 범위 내에서 반복 구조의 횟수를 많게 하여 레인징 신호를 전송한다. 기지국은 반복된 신호를 결합하여 검출함으로써 상태가 좋지 않은 단말의 레인징 신호를 검출할 수 있다.
기지국은 반복 구조에 대한 검출을 각각 수행함으로써, 각각의 단말들이 서로 다른 반복 횟수를 사용하여 레인징 신호를 전송한다고 하더라고 레인징 신호를 검출할 수 있다. 특히 도 6과 같이 데이터 CP 보다 길게 설정된 RCP를 포함하여 반복할 경우, 기지국은 반복된 RCP 구간을 제외한 부분에서 검출을 수행함으로써, 각 단말들이 서로 다른 반복 횟수를 가지고 전송하더라도 검출 윈도우 안에서 위상 불연속성 없이 검출을 수행할 수 있다.
1-6: 마스킹 또는 스크램블링을 이용하는 기법
도 8 및 9는 레인징 채널이 복수의 반복 구조를 갖는 경우에 각각의 반복 구조에 마스킹 또는 스크램블링을 입혀 전송하는 예를 나타낸다. 도 8 및 9의 레인징 채널 구조는 마스킹 또는 스크램블링을 제외하고는 도 6 및 7에서 예시한 것과 동일하다. 따라서, 마스킹 또는 스크램블링에 대해서만 추가적으로 설명한다.
도 8 및 9를 참조하면, 각각의 레인징 채널은 y개의 반복된 프리앰블 구조를 가지고, 길이 y의 마스킹 코드가 각 시간 반복 단위로 적용된다. 마스킹 코드는 주 파수 영역 신호에서 곱해질 수도 있고, 시간 영역 신호에서 곱해질 수도 있다. 레인징 채널에 적용될 수 있는 마스킹 코드는 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스, CAZAC(Constant Amplitude Zero AutoCorrelation waveform) 시퀀스, 왈쉬(Walsh) 코드, DFT(Discrete Fourier Transform), PN(Pseudo Noise) 시퀀스, 골레이 시퀸스(Golay Sequence) 또는 GCL(Generalized Chirp-Like) 시퀀스를 포함한다. 일 예로, 길이 3인 마스킹 코드는 [+1, +1, +1], [+1, ej2 π/3, ej4 π/3] 및 [+1, ej4 π/3, ej2 π/3]로 구성될 수 있다. 길이 4인 마스킹 코드는 [+1, +1, +1, +1], [+1, -1, +1, -1], [+1, -1, -1, +1] 및 [+1, +1, -1, -1]로 구성될 수 있다. 또한, 길이 4이 마스킹 코드는 [+1+j, +1-j, +1+j, +1-j], [+1-j, +1+j, +1-j, +1+j], [+1+j, +1-j, -1-j, -1+j] 및 [+1-j, +1+j, -1+j, -1-j]로 구성될 수 있다.
또한, 마스킹 또는 스크램블링을 셀 또는 섹터 스페시픽 (specific)하게 설정함으로써, 마스킹 또는 스크램블링을 레인징 코드의 재사용 팩터를 증가시키는데 이용할 수 있다. 또한, 마스킹 또는 스크램블링을 레인징 목적에 따라 스페시픽 하게 설정함으로써, 마스킹 또는 스크램블링을 초기 레인징, 핸드오버 레인징, 주기 레인징, 대역폭 요청 레인징 등의 용도를 구별하는데 사용할 수 있다. 또한, 마스킹 또는 스크램블링을 통해 단말에 관한 추가 정보 (우선순위, 긴급상황, F-FDD 지원 여부 등)를 전송하는 것이 가능하다.
구체예 2: 데이터 OFDMA 심볼 구조에 기초하지 않은 레인징 채널의 구성
앞에서는 한 프리앰블의 시간 길이가 데이터 유용 심볼 기간(TO)과 동일하게 설정된 경우에 대해 설명하였으나, 한 프리앰블의 시간 길이는 유용 심볼 기간보다 클 수 있다. 이하, 도 10 내지 18을 참조하여, RP의 길이가 데이터를 위한 유용 심볼 기간 보다 길게 설정되는 경우에 대해 구체적으로 설명한다.
2-1: 하나의 유용 심볼 기간 보다 긴 RP 를 갖는 레인징 채널 구성 기법
도 10은 RP의 길이를 데이터의 유용 심볼 기간 보다 길게 설정한 경우에 레인징 채널을 구성하는 예를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 레인징 채널은 한 서브프레임 내에서 두 개의 반복된 구조를 갖는다. 구체적으로, 도 10의 레인징 채널은 RCP+RP+RCP+RP(+GT)의 구조를 가진다. 여기에서, RCP의 시간 길이(TRangingCP)는 데이터를 위한 CP 길이(TCP) 보다 길게 설정될 수 있다. 또한, 프리앰블의 시간 길이(TRP)는 데이터의 유용 심볼 길이(Tu 또는 TO) 보다 길게 설정된다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 프리앰블의 시간 길이는 유용 심볼 길이의 2배 이상으로 설정될 수 있다. 또한, 프리앰블의 길이는 단 하나로 고정될 수도 있고, 설정(configuration)에 따라 몇 가지가 사용될 수도 있다. 예를 들어, 설정에 따라 유용 심볼 기간의 길이, 유용 심볼 기간의 2배, 유용 심볼 기간의 3배 길이를 갖는 프리앰블이 선택적으로 사용될 수 있다. 그러나, 이는 예시로서 프리앰블의 시간 길이는 유용 심볼 기간의 배수가 아닐 수도 있다. GT에는 실제로 단말이 전송하는 신호가 없는 부분이므로 규정(specify)되지 않을 수 있다. 한 서브프레임의 시간 길이는 프레임 구조에 의해 달라 질 수 있다. 일 예로, IEEE 802.16m에서, 유용 심볼 기간의 1/8배에 해당되는 CP를 사용할 경 우, 6 OFDMA 심볼이 한 서브프레임을 차지한다.
도 10과 같이 반복 구조를 사용할 경우 고속 단말의 성능 저하를 방지하는 것이 가능하다. 예를 들어, 레인징 채널이 한 서브프레임 내에서 반복 구조 없이 RCP+RP로만 구성되고, RP의 시간 길이가 도 10의 TRP+TRangingCP+TRP에 해당한다고 가정할 경우, 레인징 부파송파 스페이싱은 1/TRP에서 1/(TRP+TRangingCP+TRP)로 작아진다. 단말이 고속으로 이동하는 경우와 같이 주파수 오프셋이 발생할 수 있는 상황에서, 긴 RP 길이로 인해 감소된 레인징 부반송파 스페이싱은 오-검출 확률 및 오-경보율 (false alarm rate)의 성능 저하를 야기시킨다. 따라서 도 10과 같이 비교적 짧은 프리앰블의 반복된 구조를 사용함으로써 1/TRP의 비교적 큰 레인징 부반송파 스페이싱을 유지하여 고속에서의 성능 저하를 방지할 수 있다.
또한, 반복 구조를 이용할 경우, 기지국은 반복된 프리앰블을 모두 검출에 이용하여 수신 에너지를 증가시킬 수 있다. 또한, 데이터의 유용 심볼 기간 보다 길어진 프리앰블을 이용하여 보다 큰 시간 지연을 손쉽게 추정할 수 있다. 즉, 유용 심볼 기간 단위의 프리앰블을 이용하는 것 보다 큰 반경의 셀을 지원할 수 있다.
또한, RCP의 길이를 데이터를 위한 CP 보다 길게 설정함으로써, 큰 시간 지연으로 인해 RCP와 이웃한 프리앰블이 가상적인 RCP로 낭비되는 문제를 해결할 수 있다. 즉, 정확히 필요한 만큼의 RCP만을 이용하고, 나머지 부분을 모두 프리앰블로 이용할 수 있다. 이 경우, RCP의 길이는 최대 채널 딜레이 스프레드와 최대 지 원 가능한 셀 크기에 따른 라운드 트립 딜레이 (Round Trip Delay; RTD)를 고려하여 정해질 수 있다. 여기서, 최대 채널 딜레이 스프레드는 페이딩 채널에 따른 최대 지연 시간을 의미하고, 최대 지원 가능한 셀 크기에 따른 RTD는 설계된 특정 레인징 채널이 지원 가능한 최대 셀 크기에서의 RTD를 의미한다. 또한 레인징 채널은 전파 지연에 의해 레인징 채널과 시간상으로 인접한 다음 OFDMA 심볼에 심볼간 간섭을 야기시킨다. 따라서, 레인징 채널의 뒤쪽의 시간 영역은 가드 타임 (GT)으로 실제 전송하는 신호가 없는 구간으로 설정할 수 있다. 이러한 GT의 시간 길이는 레인징 CP와 같게 설정될 수 있다. 딜레이 스프레드에 의한 시간 지연 부분은 다음 OFDMA 심볼의 데이터 CP 영역으로 들어가므로, GT의 시간 길이는 최대 지원 가능한 셀 크기에 따른 라운드 트립 딜레이만을 고려하여 설계될 수도 있다.
도 10의 경우, 첫 번째 반복구조의 프리앰블과 두 번째 반복 구조의 RCP 사이에 위상이 불연속적으로 된다. 이러한 위상 불연속으로 인한 야기되는 인접 채널간 간섭은 레인징 채널의 주파수 영역의 양쪽 끝에 가드 밴드를 사용함으로써 방지될 수 있다. 또한, 검출 윈도우를 RCP 구간을 피해 사용하면 레인징 채널의 성능은 반복 구조 간의 위상 불연속에 의해 영향을 주지 않는다.
도 10에서, 레인징 채널의 시간 길이는 한 서브프레임에 해당되는 것으로 되어있지만, 이는 예시로서 레인징 채널의 시간 길이는 서브프레임의 약수 또는 배수에 해당할 수 있다. 또한, 레인징 채널 내에 2개의 구조가 반복되는 것으로 되어있지만, 이는 예시로서 레인징 채널 내에 3 이상의 반복 구조를 가질 수도 있고, 반복 구조를 갖지 않을 수도 있다.
도 11은 도 10의 레인징 채널에 위상 회전을 적용한 예이다.
상술한 바와 같이, 도 10에 예시한 레인징 채널은 첫 번째 반복 구간과 두 번째 반복 구간 사이에 위상이 불연속 된다. 이러한 위상 불연속은 인접 채널간에 간섭을 야기할 수 있고, 신호 검출 시에 레인징 채널의 성능에 영향을 주지 않는다. 이러한 위상 불연속 문제를 해결하기 위해, 반복 구조 단위로 각 프리앰블에는 RCP의 길이에 해당하는 위상 회전을 적용하여 이용할 수 있다.
주파수 영역에서 위상 회전은 시간 영역에서 순환 쉬프트와 등가이다. 즉, 주파수 영역에서
Figure 112009020188260-PAT00038
(
Figure 112009020188260-PAT00039
는 부반송파 인덱스)는 시간 영역에서
Figure 112009020188260-PAT00040
(
Figure 112009020188260-PAT00041
은 시간 인덱스)와 등가이다. 여기서,
Figure 112009020188260-PAT00042
은
Figure 112009020188260-PAT00043
의 IFFT 결과이다. 다시 말하면, [시퀀스 삽입 -> 위상 회전 -> IFFT 변조; 또는 위상 회전 -> 시퀀스 삽입 -> IFFT 변조] 과정은 [시퀀스 삽입->IFFT 변조->순환 쉬프트] 과정으로 대체 가능하다. 도 11에서는 위상 회전을 하기 수학식으로 표현하였다.
Figure 112009020188260-PAT00044
또는,
Figure 112009020188260-PAT00045
여기에서, P(Code Xw)k는 프리앰블에 사용된 코드 (또는 시퀀스)를 나타낸다. 여기에서, P(Code X)는 X 번째 레인징 코드를 의미한다. Xw는 X 번째 레인징 코드의 w 번째 값을 의미하고, w는 0 ~ (Ncode-1)의 값을 가질 수 있다. 도면에 Xw라고 표현한 것은 편의상의 이유이며, 이러한 표현이 프리앰블에 단지 하나의 값이 들어가는 것을 의미하는 것은 아니다. 프리앰블에는 실제로 전체 레인징 코드 길이에 대한 Xw (0≤w≤Ncode-1) 값들이 모두 매핑된다. k는 Code Xw가 매핑되는 부반송파의 물리적 또는 논리적 인덱스를 나타내고, k의 값은 w의 값 보다 많거나(길거나) 같다. 프리앰블 코드가 매핑되는 않는 부반송파는 NULL (=0) 값을 가진다.
여기에서,
Figure 112009020188260-PAT00046
는 프리앰블의 시퀀스를 시스템 샘플링 레이트에 맞추기 위해 데이터에서 사용되는 FFT 보다 더 큰 FFT가 사용될 수 있다. 이러한 위상 회전을 통해서 레인징 채널 내에서 위상 연속성을 유지할 수 있다.
도 11의 레인징 채널 구조를 데이터의 유용 심볼 기간 단위로 처리할 시, 위상 불연속에 의해 프리앰블의 일부가 가상적인 RCP로 낭비되는 문제를 해결할 수 있다. 또한, 정확히 필요한 만큼의 RCP만을 이용하고 나머지 부분을 모두 프리앰블로 이용할 수 있다. 기지국은 두번 반복된 프리앰블을 모두 검출에 이용하여 수신 에너지를 증가시킬 수 있다. 또한, 데이터의 유용 심볼 기간 보다 길어진 프리앰블을 이용하여 보다 큰 단말의 시간 지연을 손쉽게 추정할 수 있다. 즉, 유용 심볼 기간 단위의 프리앰블을 이용하는 것보다 큰 반경을 가지는 셀을 지원 가능하다.
도 12는 RP의 길이를 데이터의 유용 심볼 기간 보다 길게 설정한 경우에 레인징 채널을 구성하는 다른 예를 나타낸다.
도 12를 참조하면, 레인징 채널은 시간적인 측면에서 두 개의 반복 구조를 가진다. 구체적으로, 레인징 채널은 한 서브프레임 내에 RCP+RP+RP+RCP(+GT)의 구조를 가진다. 여기에서, RCP의 시간 길이(TRangingCP)는 데이터를 위한 CP 길이(TCP) 보다 길게 설정될 수 있다. 또한, 프리앰블의 시간 길이(TRP)는 데이터의 유용 심볼 길이(Tu 또는 TO) 보다 길게 설정된다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 프리앰블의 시간 길이는 유용 심볼 길이의 2배 이상으로 설정될 수 있다. 또한, 프리앰블의 길이는 단 하나로 고정될 수도 있고, 설정(configuration)에 따라 몇 가지가 사용될 수도 있다. 예를 들어, 설정에 따라 유용 심볼 기간의 길이, 유용 심볼 기간의 2배, 유용 심볼 기간의 3배 길이를 갖는 프리앰블이 선택적으로 사용될 수 있다. 그러나, 이는 예시로서 프리앰블의 시간 길이는 유용 심볼 기간의 배수가 아닐 수도 있다. GT에는 실제로 단말이 전송하는 신호가 없는 부분이므로 규정(specify)되지 않을 수 있다. 한 서브프레임의 시간 길이는 프레임 구조에 의해 달라 질 수 있다. 일 예로, IEEE 802.16m에서, 유용 심볼 기간의 1/8배에 해당되는 CP를 사용할 경우, 6 OFDMA 심볼이 한 서브프레임을 차지한다.
두 번째 반복 구조에서 RCP의 길이는 x·TRangingCP로 정의되고, x는 임의의 실수를 나타낸다. x가 1의 값을 가지면 첫 번째 반복 구조에 부가된 것과 동일한 크기의 RCP가 두 번째 반복 구조에서는 프리앰블 뒤에 순환 후치 형태로 부가된 형태가 된다. 또한, x는 0의 값을 가질 수 있고, 이 경우 레인징 채널은 RCP+RP+RP(+GT) 의 구조를 가진다. GT에는 실제로 단말이 전송하는 신호가 없는 부분이므로 레인징 채널 구조의 일 요소로 규정되지 않을 수 있다. 도 12의 레인징 채널에서 두 개의 반복 구조에서 프리앰블은 동일한 코드/시퀀스를 사용하고 있고 서로 시간적으로 이웃하고 있으므로 위상 연속성이 보장된다. 도 11과 비교하여, 레인징 채널 구성 방법은 상이하게 보이지만, x가 1인 경우 도 12의 레인징 채널은 도 10의 레인징 채널에서 두 번째 반복 구조의 프리앰블을 RCP의 길이만큼 주파수 영역에서 위상 회전 시킨 것과 동일한 효과가 발생한다. 즉, 도 11의 레인징 채널 구조는 도 12의 구조에서 x=1인 경우의 특별한 예에 해당한다고 할 수 있다.
도 12와 같이 반복 구조를 사용할 경우 고속 단말의 성능 저하를 방지하는 것이 가능하다. 예를 들어, 레인징 채널이 한 서브프레임 내에서 반복 구조 없이 RCP+RP로만 구성되고, RP의 시간 길이가 도 12의 TRP+TRP+TRangingCP 또는 TRP+TRP에 해당한다고 가정할 경우, 레인징 부파송파 스페이싱은 1/TRP에서 1/(TRP+TRP+TRangingCP) 또는 1/(TRP+TRP)로 작아진다. 단말이 고속으로 이동하는 경우와 같이 주파수 오프셋이 발생할 수 있는 상황에서, 긴 RP 길이로 인해 감소된 레인징 부반송파 스페이싱은 오-검출 확률 및 오-경보율 (false alarm rate)의 성능 저하를 야기시킨다. 따라서 도 12와 같이 비교적 짧은 프리앰블의 반복된 구조를 사용함으로써 1/TRP의 비교적 큰 레인징 부반송파 스페이싱을 유지하여 고속에서의 성능 저하를 방지할 수 있다.
또한, 반복 구조를 이용할 경우, 기지국은 반복된 프리앰블을 모두 검출에 이용하여 수신 에너지를 증가시킬 수 있다. 또한, 데이터의 유용 심볼 기간 보다 길어진 프리앰블을 이용하여 보다 큰 시간 지연을 손쉽게 추정할 수 있다. 즉, 유용 심볼 기간 단위의 프리앰블을 이용하는 것 보다 큰 반경의 셀을 지원할 수 있 다.
또한, RCP의 길이를 데이터를 위한 CP 보다 길게 설정함으로써, 위상 불연속으로 인해 프리앰블 중 일부가 가상적인 RCP로 낭비되는 문제를 해결할 수 있다. 즉, 정확히 필요한 만큼의 RCP만을 이용하고, 나머지 부분을 모두 프리앰블로 이용할 수 있다. 이 경우, RCP의 길이는 최대 채널 딜레이 스프레드와 최대 지원 가능한 셀 크기에 따른 라운드 트립 딜레이 (Round Trip Delay; RTD)를 고려하여 정해질 수 있다. 여기서, 최대 채널 딜레이 스프레드는 페이딩 채널에 따른 최대 지연 시간을 의미하고, 최대 지원 가능한 셀 크기에 따른 RTD는 설계된 특정 레인징 채널이 지원 가능한 최대 셀 크기에서의 RTD를 의미한다. 또한 레인징 채널은 전파 지연에 의해 레인징 채널과 시간상으로 인접한 다음 OFDMA 심볼에 심볼간 간섭을 야기시킨다. 따라서, 레인징 채널의 뒤쪽의 시간 영역은 가드 타임 (GT)으로 실제 전송하는 신호가 없는 구간으로 설정할 수 있다. 이러한 GT의 시간 길이는 레인징 CP와 같게 설정될 수 있다. 딜레이 스프레드에 의한 시간 지연 부분은 다음 OFDMA 심볼의 데이터 CP 영역으로 들어가므로, GT의 시간 길이는 최대 지원 가능한 셀 크기에 따른 라운드 트립 딜레이만을 고려하여 설계될 수도 있다.
도 12에서, 레인징 채널의 시간 길이는 한 서브프레임에 해당되는 것으로 되어있지만, 이는 예시로서 레인징 채널의 시간 길이는 서브프레임의 약수 또는 배수에 해당할 수 있다. 또한, 레인징 채널 내에 2개의 구조가 반복되는 것으로 되어있지만, 이는 예시로서 레인징 채널 내에 3 이상의 반복 구조를 가질 수도 있고, 반복 구조를 갖지 않을 수도 있다.
2-2: 서로 다른 코드를 함께 사용하여 레인징 채널을 구성하는 기법
앞에서는 복수개의 프리앰블이 모두 동일한 프리앰블 코드를 사용하는 경우에 대해 예시하였으나 이는 본 발명에 제약을 주지 않는다. 도 13 내지 15는 각각 도 10 내지 12의 레인징 채널 구조에서 프리앰블 별로 서로 다른 코드를 사용하는 예를 나타낸다. 도 13 내지 15은 프리앰블 별로 서로 다른 코드를 사용하는 점을 제외하고는 도 10 내지 12에서 설명한 것과 동일하다. 따라서, 레인징 채널 구조에 관한 기본적인 사항은 도 10 내지 12를 참조한다. 만약, 레인징 채널이 셋 이상의 프리앰블을 갖는 경우, 각각의 프리앰블 별로 또는 소정 개수의 프리앰블 별로 서로 다른 코드를 적용할 수 있다. 또한, 도 13 내지 15는 도 10 내지 12에 예시한 레인징 채널 구조를 사용하고 있지만 이는 예시로서 본 발명에 제약을 주지 않는다. 예를 들어, 도 3 내지 9에 예시한 레인징 채널 구조에도 각각의 프리앰블 별로 또는 소정 개수의 프리앰블 별로 서로 다른 코드를 적용하는 것이 가능하다.
각 코드는 코드 자체의 성능에 의해 검출 성능, 오-검출율, 타이밍 추정 에러, PAPR (Peak-to-Average Power Ratio), CM (Cubic Metric) 등의 특성 중에서 하나 이상의 특성이 서로 다를 수 있다. 이와 같이 시간 영역에 걸쳐 서로 다른 코드를 사용함으로써, 서로 다른 코드 특성의 의한 다이버시티 효과를 얻을 수 있다. 프리앰블 별로 서로 다른 코드를 사용할 경우, 프리앰블과 그 뒤에 따르는 RCP 사이에 위상이 불연속적으로 된다. 위상 불연속으로 인한 인접 채널간의 간섭은 주파수 영역에서 레인징 채널의 양쪽 끝에 가드 밴드를 사용하여 방지될 수 있다. 또한 검출 윈도우를 RCP 구간을 피해 사용하면 레인징 채널의 성능에 영향을 주지 않는 다.
도 13 내지 14의 레인징 채널 구조들은 시간적으로 앞선 RCP+RP와 뒤이은 RCP+RP 또는 RP+RCP에 서로 다른 코드를 사용한다. 프리앰블 코드는 레인징 시퀀스 세트로부터 선택될 수 있다. 이 경우, 레인징 시퀀스 세트는 PN (Pseudo random Noise) 코드 세트, CAZAC (Constant Amplitude Zero Auto-Correlation) 시퀀스 세트, ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스 세트, GCL (Generalized Chirp-Like) 시퀀스 세트 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 앞선 영역에 사용되는 코드 X와 뒤이은 영역에 사용되는 코드 Y는 동일한 종류의 레인징 시퀀스 세트로부터 선택될 수도 있고, 서로 다른 종류의 레인징 시퀀스 세트로부터 선택될 수도 있다. 또한, 앞선 영역에 사용되는 코드 X와 뒤이은 영역에 사용되는 코드 Y는 서로 특정 관계를 가질 수 있다. 예를 들어, 코드 Y는 코드 (X+1)의 값을 가질 수 있다. 다른 예를 들어, 코드 Y는 코드 X의 순환 쉬프트된 코드일 수 있다. 다른 예로, 코드 X와 코드 Y는 미리 결정된 조합을 가질 수 있다. 이와 같은 복수개의 서로 다른 코드를 전송하는 방법을 사용하여 레인징 기회를 증가시킬 수 있다. 간단한 예를 들어, 레인징 코드가 전체 r개가 있을 경우, 앞선 영역의 코드와 뒤이은 영역의 코드를 서로 조합함으로써, 최대 r×r개의 조합을 가질 수 있다. 이를 모두 이용할 수도 있고, 특정 부분만을 이용할 수도 있다.
셀 크기가 큰 셀에서는 반복되는 횟수가 더 많아지는 형태의 추가 구조를 사용하는 것이 가능하다. 이러한 추가적인 반복을 가지고 셀 크기가 큰 셀의 큰 경로 손실 (path loss) 또는 전파 손실 (propagation loss)에 대항하여 필요한 수신 에 너지를 얻는 것이 가능하다.
또한, 셀 크기가 큰 셀에서는 도 10 내지 15의 레인징 채널 구조를 시간 영역에서 각각 더 길게 사용하는 것이 가능하다. 다시 말해서, 도 10 내지 15의 구조를 그대로 사용하나, 각 구조의 길이는 더 길어진다. 예를 들어, 도 10의 예에서, 레인징 채널 구조는 RCP+RP+RCP+RP(+GT) 형태를 그대로 유지하지만, 레인징 채널의 시간 길이는 2 서브프레임 또는 3 서브프레임에 걸쳐 구성될 수 있다. 이 경우, RCP, RP, GT의 시간 길이도 그에 따라 더 길어진다. 이러한 긴 프리앰블의 구조를 가지고 셀 크기가 큰 셀의 큰 경로 손실 (path loss) 또는 전파 손실 (propagation loss)에 대항하여 필요한 수신 에너지를 얻는 것이 가능하다.
2-3: 마스킹 또는 스크램블링을 이용한 레인징 채널 구성 기법
도 16 내지 18은 레인징 채널이 복수의 반복 구조를 갖는 경우에 각각의 반복 구조에 마스킹 또는 스크램블링을 입혀 전송하는 예를 나타낸다. 도 16 내지 18의 레인징 채널 구조는 마스킹 또는 스크램블링을 제외하고는 도 13 내지 15에서 예시한 것과 동일하다. 따라서, 마스킹 또는 스크램블링에 대해서만 추가적으로 설명한다. 도 16 내지 18은 각 반복 구조에 서로 다른 프리앰블 코드가 사용된 경우를 나타내지만, 이는 예시로서 각각의 프리앰블에는 동일 코드가 사용될 수 있다. 마스킹 또는 스크램블링의 사용은 여러 면에서 이득을 가져올 수 있다. 예를 들어, 마스킹 또는 스크램블링에 의해서 PAPR 또는 CM 특성을 더 좋게 만들 수 있다. 다른 예를 들어, 마스킹 또는 스크램블링에 의해서 레인징 코드들의 기회를 증가시킬 수 있다.
도 16 내지 18을 참조하면, 각각의 레인징 채널은 2개의 반복된 프리앰블을 가지며, 마스킹 코드는 길이 2로서 [m1, m2]로 구성된다. 각 반복 구조에 m1과 m2가 시간 영역에서 곱해진다. 한편, 주파수 영역에서 마스킹 또는 스크램블링 코드가 곱하여 질 수도 있다. 마스킹 또는 스크램블링 코드의 종류 및 타입은 본 발명에 제약을 주지 않는다. 레인징 채널에 적용될 수 있는 마스킹 코드는 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스, CAZAC(Constant Amplitude Zero AutoCorrelation waveform) 시퀀스, 왈쉬(Walsh) 코드, DFT(Discrete Fourier Transform), PN(Pseudo Noise) 시퀀스, 골레이 시퀸스(Golay Sequence) 또는 GCL(Generalized Chirp-Like) 시퀀스를 포함한다. 일 예로, 길이 2인 마스킹 코드는 [+1, +1] 및 [+1, -1]로 구성될 수 있다.
또한, 마스킹 또는 스크램블링을 셀 또는 섹터 스페시픽 (specific)하게 설정함으로써, 마스킹 또는 스크램블링을 레인징 코드의 재사용 팩터를 증가시키는데 이용할 수 있다. 또한, 마스킹 또는 스크램블링을 레인징 목적에 따라 스페시픽 하게 설정함으로써, 마스킹 또는 스크램블링을 초기 레인징, 핸드오버 레인징, 주기 레인징, 대역폭 요청 레인징 등의 용도를 구별하는데 사용할 수 있다. 또한, 마스킹 또는 스크램블링을 통해 단말에 관한 추가 정보 (우선순위, 긴급상황, F-FDD 지원 여부 등)를 전송하는 것이 가능하다.
상기 발명은 각 채널의 목적에 따라 다르게 적용될 수 있다. 다시 말해서, 초기 레인징, 핸드오버 레인징, 주기 레인징, 대역폭 요청 레인징에서 채널 구조를 서로 다르게 적용할 수 있다. 일 예로, 상향링크 동기가 맞춰지지 않는 단말을 위한 레인징 채널 (ranging channel for non-synchronized mobile stations) (예, 초 기 레인징, 핸드오버 레인징)을 위해서는 도 5 내지 18에서 예시한 것과 같은 구조를 사용하고, 상향링크 동기가 맞춰진 단말을 위한 레인징 채널 (ranging channel for synchronized mobile stations) (예, 주기 레인징)를 위해서는 도 3 또는 4에 예시한 것과 같은 구조를 사용하는 것이 가능하다. 이때, 각 구성 요소의 길이는 서로 다를 수 있다. 또한 각 채널의 목적에 따라 대역폭, 코드 타입/길이 등을 다르게 사용할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 단말과 기지국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에 서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access 포인트) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital 신호 processors), DSPDs(digital 신호 processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명 의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명은 이동 통신 시스템에 적용될 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 TDD (Time Division Duplex) 방식, F-FDD (Full-Frequency Division Duplex) 방식 또는 H-FDD (Half-Frequency Division Duplex) 방식을 지원하는 이동 통신 시스템에 적용될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명은 이동 통신 시스템에서 제어 정보를 상향 전송하는 방법에 적용될 수 있다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 IEEE 802.16e의 레인징 채널 구조를 나타낸다.
도 2는 IEEE 802.16m에 사용되는 기본 프레임 구조를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 위상 회전을 갖는 레인징 채널 구조의 예를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 유용 심볼 기간 (useful symbol duration) 단위의 반복 구조를 갖는 레인징 채널 구조의 예를 나타낸다.
도 5은 본 발명의 실시예에 따른, 레인징 CP와 위상 회전을 갖는 레인징 채널 구조의 예를 나타낸다.
도 5은 본 발명의 실시예에 따른, 레인징 CP와 위상 회전을 갖는 레인징 채널 구조의 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 레인징 CP와 위상 회전을 갖는 레인징 채널 구조의 다른 예를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 레인징 CP와 유용 심볼 기간 단위의 반복 구조를 갖는 레인징 채널 구조의 예를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른, 마스킹된 레인징 채널 구조의 예를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른, 마스킹된 레인징 채널 구조의 다른 예를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른, 유용 심볼 기간 보다 긴 시간 길이의 프리앰블을 갖는 레인징 채널 구조의 예를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른, 유용 심볼 기간 보다 긴 시간 길이의 프리앰블을 갖는 레인징 채널 구조의 다른 예를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른, 유용 심볼 기간 보다 긴 시간 길이의 프리앰블을 갖는 레인징 채널 구조의 또 다른 예를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른, 서로 다른 코드를 함께 사용하는 레인징 채널 구조의 예를 나타낸다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른, 서로 다른 코드를 함께 사용하는 레인징 채널 구조의 다른 예를 나타낸다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른, 서로 다른 코드를 함께 사용하는 레인징 채널 구조의 또 다른 예를 나타낸다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른, 마스킹 코드를 사용하는 레인징 채널 구조의 예를 나타낸다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른, 마스킹 코드를 사용하는 레인징 채널 구조의 다른 예를 나타낸다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른, 마스킹 코드를 사용하는 레인징 채널 구조의 또 다른 예를 나타낸다.

Claims (15)

  1. 이동 통신 시스템에서의 레인징 절차 수행 방법에 있어서,
    레인징 신호를 나르는 레인징 채널을 설정하되, 상기 레인징 채널은 레인징 순환 전치 및 레인징 프리앰블로 이루어진 기본 구조를 적어도 하나 포함하고, 시간 영역에서 상기 레인징 프리앰블의 길이는 데이터 전송을 위한 OFDMA (Orthogonal Frequency Divisional Multiple Access) 심볼의 유용 심볼 길이 (useful symbol duration) 보다 길게 설정되는 단계;
    가용한 레인징 시퀀스 자원으로부터 프리앰블 시퀀스를 선택하는 단계; 및
    상기 프리앰블 시퀀스로부터 생성된 레인징 신호를 상기 레인징 채널을 통해 상향 전송하는 단계를 포함하는 레인징 절차 수행 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레인징 채널은 인접한 OFDMA 심볼과의 간섭을 방지하기 위한 가드 타임 (Guard Time) 부분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레인징 절차 수행 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    시간 영역에서 상기 레인징 채널의 길이는 서브프레임, 서브프레임의 약수, 서브프레임의 배수에 해당하는 것을 특징으로 하는 레인징 절차 수행 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    시간 영역에서 상기 레인징 순환 전치의 길이는 데이터 전송을 위한 OFDMA 심볼의 순환 전치 보다 길게 설정되는 것을 특징으로 하는 레인징 절차 수행 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 전송을 위한 OFDMA 심볼의 유용 심볼 길이는 시스템 프로파일에 따라 91.459us, 102.4us 및 128us 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 레인징 절차 수행 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    시간 영역에서 상기 레인징 프리앰블의 길이는 데이터 전송을 위한 OFDMA 심볼의 유용 심볼 길이 보다 2배 이상 길게 설정되는 것을 특징으로 하는 레인징 절차 수행 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 레인징 신호는 특정 코드를 이용하여 마스킹 또는 스크램블링 된 것을 특징으로 하는 레인징 절차 수행 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 레인징 신호는 프리앰블 단위로 특정 코드를 적용함으로써 마스킹 또는 스크램블링 된 것을 특징으로 하는 레인징 절차 수행 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 특정 코드는 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스, CAZAC(Constant Amplitude Zero AutoCorrelation waveform) 시퀀스, 왈쉬(Walsh) 코드, DFT(Discrete Fourier Transform), PN(Pseudo Noise) 시퀀스, 골레이 시퀸스(Golay Sequence) 또는 GCL(Generalized Chirp-Like) 시퀀스인 것을 특징으로 하는 레인징 절차 수행 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 레인징 채널은 시간 영역에서 연접한 복수의 기본 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 레인징 절차 수행 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 기본 구조 사이에 위상 연속성을 보장하기 위하여, 상기 복수의 기본 구조 중에서 적어도 하나는 시간 영역에서 순환 쉬프트 되는 것을 특징으로 하는 레인징 절차 수행 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 기본 구조에 사용되는 각각의 프리앰블 시퀀스는 상기 레인징 시퀀스 자원으로부터 독립적으로 선택되는 것을 특징으로 하는 레인징 절차 수행 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 레인징 채널은 시간 영역에서 상기 기본 구조에 연접한 하나 이상의 레인징 프리앰블을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레인징 절차 수행 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 기본 구조 및 상기 하나 이상의 레인징 프리앰블에 사용되는 각각의 프리앰블 시퀀스는 상기 레인징 시퀀스 자원으로부터 독립적으로 선택되는 것을 특징으로 하는 레인징 절차 수행 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 레인징 절차는 기지국과 비-동기화된 단말에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 레인징 절차 수행 방법.
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