KR20110049670A

KR20110049670A - 무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드 생성 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20110049670A
Application number: KR1020100097712A
Authority: KR
Inventors: 이현우; 조한규; 곽진삼; 권영현
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-11-05
Filing date: 2010-10-07
Publication date: 2011-05-12
Also published as: KR101681784B1

Abstract

무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드(ranging preamble) 생성 방법 및 장치가 제공된다. 단말은 복수의 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심벌 각각에 대하여 순환 쉬프트(cyclic shift)를 적용한 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스를 레인징 프리앰블 코드로 생성한다. 상기 순환 쉬프트는 상기 각 OFDMA 심벌 별로 적용될 수 있다.

Description

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

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드(ranging preamble code)를 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 규격은 2007년 ITU(International Telecommunication Union) 산하의 ITU-R(ITU-Radiocommunication Sector)에서 IMT(International Mobile Telecommunication)-2000을 위한 여섯 번째 규격으로 'WMAN-OFDMA TDD'라는 이름으로 채택된 바 있다. ITU-R은 IMT-2000 이후의 차세대 4G 이동통신 규격으로 IMT-Advanced 시스템을 준비하고 있다. IEEE 802.16 WG(Working Group)은 2006년 말 IMT-Advanced 시스템을 위한 규격으로 기존 IEEE 802.16e의 수정(amendment) 규격을 작성하는 것을 목표로 IEEE 802.16m 프로젝트의 추진을 결정하였다. 상기 목표에서 알 수 있듯이, IEEE 802.16m 규격은 IEEE 802.16e 규격의 수정이라는 과거의 연속성과 차세대 IMT-Advanced 시스템을 위한 규격이라는 미래의 연속성인 두 가지 측면을 내포하고 있다. 따라서, IEEE 802.16m 규격은 IEEE 802.16e 규격에 기반한 Mobile WiMAX 시스템과의 호환성(compatibility)을 유지하면서 IMT-Advanced 시스템을 위한 진보된 요구사항을 모두 만족시킬 것을 요구하고 있다.

광대역 무선 통신 시스템의 경우 한정된 무선 자원의 효율성을 극대화하기 위하여 효과적인 송수신 기법 및 활용 방안들이 제안되어 왔다. 차세대 무선통신 시스템에서 고려되고 있는 시스템 중 하나가 낮은 복잡도로 심벌간 간섭(ISI; Inter-Symbol Interference) 효과를 감쇄시킬 수 있는 직교 주파수 분할 다중(OFDM; Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템이다. OFDM은 직렬로 입력되는 데이터 심벌을 N개의 병렬 데이터 심벌로 변환하여 각각 분리된 N개의 부반송파(subcarrier)에 실어 전송한다. 부반송파는 주파수 차원에서 직교성을 유지하도록 한다. 각각의 직교 채널은 상호 독립적인 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)을 경험하게 되고, 이에 따라 수신단에서의 복잡도가 감소하고 전송되는 심벌의 간격이 길어져 심벌간 간섭이 최소화될 수 있다.

직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; 이하 OFDMA)은 OFDM을 변조 방식으로 사용하는 시스템에 있어서 이용 가능한 부반송파의 일부를 각 사용자에게 독립적으로 제공하여 다중 접속을 실현하는 다중 접속 방법을 말한다. OFDMA는 부반송파라는 주파수 자원을 각 사용자에게 제공하며, 각각의 주파수 자원은 다수의 사용자에게 독립적으로 제공되어 서로 중첩되지 않는 것이 일반적이다. 결국 주파수 자원은 사용자마다 상호 배타적으로 할당된다. OFDMA 시스템에서 주파수 선택적 스케줄링(frequency selective scheduling)을 통하여 다중 사용자에 대한 주파수 다이버시티(frequency diversity)를 얻을 수 있으며, 부반송파에 대한 순열(permutation) 방식에 따라 부반송파를 다양한 형태로 할당할 수 있다. 그리고 다중 안테나(multiple antenna)를 이용한 공간 다중화 기법으로 공간 영역의 효율성을 높일 수 있다.

상향링크 제어 신호를 전송하기 위한 상향링크 제어 채널이 정의될 수 있다. 패스트 피드백 제어 채널(fast feedback control channel), HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 피드백 제어 채널, 사운딩 채널(sounding channel), 레인징 채널(ranging channel), 대역폭 요청 채널(bandwidth request channel) 등의 다양한 종류의 상향링크 제어 채널이 정의될 수 있다. 패스트 피드백 채널은 CQI(Channel Quality Indicator) 및/또는 MIMO(Multiple-In Multiple-Out) 정보의 피드백을 나르며, 1차 패스트 피드백 채널(primary fast feedback channel) 및 2차 패스트 피드백 채널(secondary fast feedback channel)으로 나뉠 수 있다. HARQ 피드백 제어 채널은 데이터 전송에 대한 응답으로 ACK(Acknowledgement)/NACK(Non-acknowledgement) 신호를 전송하기 위한 채널이다. 사운딩 채널은 상향링크 폐루프(closed-loop) MIMO 전송과 상향링크 스케줄링을 위한 상향링크 채널 응답으로 사용될 수 있다. 대역폭 요청 채널은 단말이 전송하고자 하는 상향링크 데이터 또는 제어 신호를 전송하기 위한 무선 자원을 요청하는 채널이다.

레인징 채널은 상향링크 동기화를 위해 사용될 수 있다. 레인징 채널은 비동기 단말(non-synchronized MS)을 위한 비동기 레인징 채널(NS-RCH; Non-Synchronized ranging channel)와 동기 단말(synchronized MS)을 위한 동기 레인징 채널(S-RCH; Synchronized ranging channel)로 구분될 수 있다. 비동기 레인징 채널은 초기 접속(initial access) 및 핸드오버을 위해 사용될 수 있다. 비동기 레인징 채널이 전송되기로 한 서브프레임에서 단말은 다른 어떤 상향링크 버스트(uplink burst) 또는 상향링크 제어 채널도 전송하지 않을 수 있다. 동기 레인징 채널은 주기적 레인징을 위해 사용될 수 있다. 목적 기지국과 이미 동기화된 단말은 동기 단말을 위한 레인징 신호를 전송할 수 있다.

레인징 채널을 통해 레인징 프리앰블 코드(ranging preamble code)가 전송될 수 있다. 레인징 프리앰블 코드로 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스 등의 다양한 종류의 코드 또는 시퀀스가 사용될 수 있으며, 순환 쉬프트(cyclic shift)가 적용될 수 있다. 레인징 프리앰블 코드는 레인징 채널에 할당된 적어도 하나의 OFDMA 심벌에 맵핑되어 전송될 수 있다.

레인징 프리앰블 코드가 복수의 OFDMA 심벌에 맵핑될 때 순환 쉬프트를 적용하기 위한 방법이 필요하다.

본 발명의 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드(ranging preamble code)를 생성하는 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.

일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드(ranging preamble) 생성 방법이 제공된다. 상기 레인징 프리앰블 코드 생성 방법은 복수의 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심벌 각각에 대하여 순환 쉬프트(cyclic shift)를 적용한 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스를 레인징 프리앰블 코드로 생성하는 것을 포함하되, 상기 순환 쉬프트는 상기 각 OFDMA 심벌 별로 적용되는 것을 특징으로 한다.

상기 순환 쉬프트는

의수학식에 의해 결정될 수 있다. 단, s_p는 순환 쉬프트 인덱스(cyclic shift index), N_TCS는 시간 영역에서의 순환 쉬프트 단위, N_FFT는 FFT 크기, N_RP는 OFDMA 심벌당 상기 레인징 프리앰블 코드의 길이를 나타낸다. 상기 N_TCS=G*N_FFT일 수 있다. 단, G는 CP(cyclic prefix) 비율(ratio)이며, N_FFT는 FFT 크기이다. 상기 레인징 프리앰블 코드는

의 수학식에 의해 결정될 수 있다. 단, r_p는 상기 ZC 시퀀스의 루트 인덱스(root index), s_p는 순환 쉬프트 인덱스(cyclic shift index), N_TCS는 시간 영역에서의 순환 쉬프트 단위, N_FFT는 FFT 크기, N_RP는 OFDM 심벌당 상기 레인징 프리앰블 코드의 길이, n은 OFDMA 심벌 인덱스를 나타낸다.

상기 레인징 프리앰블 코드의 길이는 72일 수 있다. 상기 복수의 OFDMA 심벌의 개수는 3개일 수 있다. 상기 레인징 프리앰블 코드 생성 방법은 상기 생성된 레인징 프리앰블 코드를 상기 각 OFDMA 심벌에 맵핑하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 순환 쉬프트가 적용되는 순환 쉬프트 단위는 상기 레인징 프리앰블 코드의 길이와 같거나 상기 레인징 프리앰블 코드의 길이보다 작을 수 있다. 상기 레인징 프리앰블 코드는 동기 레인징 채널(S-RCH; Synchronized Ranging Channel)을 통한 주기적 레인징(periodic ranging)의 용도로 사용될 수 있다.

다른 양태에 있어서, 레인징 프리앰블 코드 생성 장치는 무선 신호를 송신 또는 수신하는 RF(Radio Frequency)부, 및 상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 복수의 OFDMA 심벌 각각에 대하여 순환 쉬프트를 적용한 ZC 시퀀스를 레인징 프리앰블 코드로 생성하도록 구성되며, 상기 순환 쉬프트는 상기 각 OFDMA 심벌 별로 적용되는 것을 특징으로 한다. 상기 레인징 프리앰블 코드의 길이는 72일 수 있다. 상기 복수의 OFDMA 심벌의 개수는 3개일 수 있다. 상기 프로세서는 생성된 레인징 프리앰블 코드를 상기 각 OFDMA 심벌에 맵핑하도록 더 구성될 수 있다.

기본 시퀀스에 순환 쉬프트(cyclic shift)가 적용된 레인징 프리앰블 코드(ranging preamble code)를 수신단에서 검출 복잡도(detection complexity)의 증가 없이 이용할 수 있다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 3은 상향링크 자원 구조의 일 예를 나타낸다.
도 4는 시간 영역에서의 동기 레인징 채널의 구조를 나타낸다.
도 5는 동기 레인징 채널의 레인징 프리앰블 코드가 OFDMA 심벌에 맵핑되는 예를 나타낸다.
도 6은 레인징 프리앰블 코드를 검출하는 알고리즘(algorithm)의 블록도이다.
도 7은 순환 쉬프트 된 시퀀스가 하나의 OFDMA 심벌 또는 복수의 OFDMA 심벌에 맵핑될 때의 모습을 나타낸다.
도 8은 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 의하여 생성된 레인징 프리앰블 코드가 복수의 OFDMA 심벌에 맵핑된 모습을 나타낸다.
도 9 내지 도 12는 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 따라 레인징 프리앰블 코드가 맵핑되는 경우의 일 예이다.
도 13은 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법의 일 실시예이다.
도 14는 본 발명의 실시예가 구현되는 기지국 및 단말의 나타낸 블록도이다.

이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access)를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.

설명을 명확하게 하기 위해, IEEE 802.16m을 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸다.

무선 통신 시스템(10)은 적어도 하나의 기지국(11; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 단말(12; User Equipment, UE은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(11)은 일반적으로 단말(12)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

단말은 하나의 셀에 속하는데, 단말이 속한 셀을 서빙 셀(serving cell)이라 한다. 서빙 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 서빙 기지국(serving BS)이라 한다. 무선통신 시스템은 셀룰러 시스템(cellular system)이므로, 서빙 셀에 인접하는 다른 셀이 존재한다. 서빙 셀에 인접하는 다른 셀을 인접 셀(neighbor cell)이라 한다. 인접 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 인접 기지국(neighbor BS)이라 한다. 서빙 셀 및 인접 셀은 단말을 기준으로 상대적으로 결정된다.

이 기술은 하향링크(downlink) 또는 상향링크(uplink)에 사용될 수 있다. 일반적으로 하향링크는 기지국(11)에서 단말(12)로의 통신을 의미하며, 상향링크는 단말(12)에서 기지국(11)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(11)의 일부분이고, 수신기는 단말(12)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(12)의 일부분이고, 수신기는 기지국(11)의 일부분일 수 있다.

도 2는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 슈퍼프레임(SF; Superframe)은 슈퍼프레임 헤더(SFH; Superframe Header)와 4개의 프레임(frame, F0, F1, F2, F3)을 포함한다. 슈퍼프레임 내 각 프레임의 길이는 모두 동일할 수 있다. 각 슈퍼프레임의 크기는 20ms이고, 각 프레임의 크기는 5ms인 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 슈퍼프레임의 길이, 슈퍼프레임에 포함되는 프레임의 수, 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 등은 다양하게 변경될 수 있다. 프레임에 포함되는 서브프레임의 수는 채널 대역폭(channel bandwidth), CP(Cyclic Prefix)의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

하나의 프레임은 다수의 서브프레임(subframe, SF0, SF1, SF2, SF3, SF4, SF5, SF6, SF7)을 포함한다. 각 서브프레임은 상향링크 또는 하향링크 전송을 위하여 사용될 수 있다. 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌 또는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)을 포함하고, 주파수 영역(frequency domain)에서 복수의 부반송파(subcarrier)를 포함한다. OFDM 심벌은 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 다중 접속 방식에 따라 OFDMA 심벌, SC-FDMA 심벌 등 다른 명칭으로 불릴 수 있다. 서브프레임은 5, 6, 7 또는 9개의 OFDMA 심벌로 구성될 수 있으나, 이는 예시에 불과하며 서브프레임에 포함되는 OFDMA 심벌의 수는 제한되지 않는다. 서브프레임에 포함되는 OFDMA 심벌의 수는 채널 대역폭, CP의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 서브프레임이 포함하는 OFDMA 심벌의 수에 따라 서브프레임의 타입(type)이 정의될 수 있다. 예를 들어, 타입-1 서브프레임은 6 OFDMA 심벌, 타입-2 서브프레임은 7 OFDMA 심벌, 타입-3 서브프레임은 5 OFDMA 심벌, 타입-4 서브프레임은 9 OFDMA 심벌을 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 하나의 프레임은 모두 동일한 타입의 서브프레임을 포함할 수 있다. 또는 하나의 프레임은 서로 다른 타입의 서브프레임을 포함할 수 있다. 즉, 하나의 프레임 내 각 서브프레임마다 포함하는 OFDMA 심벌의 개수는 모두 동일하거나, 각각 다를 수 있다. 또는, 하나의 프레임 내 적어도 하나의 서브프레임의 OFDMA 심벌의 개수는 상기 프레임 내 나머지 서브프레임의 OFDMA 심벌의 개수와 다를 수 있다.

프레임에는 TDD(Time Division Duplex) 방식 또는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 적용될 수 있다. TDD 방식에서 각 서브프레임이 동일한 주파수에서 서로 다른 시간에 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 위해 사용된다. 즉, TDD 방식의 프레임 내의 서브프레임들은 시간 영역에서 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임으로 구분된다. 스위칭 포인트는 상향링크 영역에서 하향링크 영역으로 또는 하향링크 영역에서 상향링크 영역으로 전송 방향이 바뀌는 지점을 말하며, TDD 방식에서 각 프레임 내의 스위칭 포인트의 개수는 2개일 수 있다. FDD 방식에서 각 서브프레임이 동일한 시간의 서로 다른 주파수에서 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 위해 사용된다. 즉, FDD 방식의 프레임 내의 서브프레임들은 주파수 영역에서 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임으로 구분된다. 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 주파수 대역을 차지하고, 동시에 이루어질 수 있다.

SFH는 필수 시스템 파라미터(essential system parameter) 및 시스템 설정 정보(system configuration information)를 나를 수 있다. SFH는 슈퍼프레임 내 첫 번째 서브프레임 안에 위치할 수 있다. SFH는 상기 첫 번째 서브프레임의 마지막 5개의 OFDMA 심벌을 차지할 수 있다. 슈퍼프레임 헤더는 1차 SFH(P-SFH; primary-SFH) 및 2차 SFH(S-SFH; secondary-SFH)로 분류될 수 있다. P-SFH는 매 슈퍼프레임마다 전송된다. S-SFH로 전송되는 정보는 S-SFH SP1, S-SFH SP2, S-SFH SP3의 3개의 서브패킷(sub-packet)으로 나뉠 수 있다. 각 서브패킷은 서로 다른 주기를 가지고 주기적으로 전송될 수 있다. S-SFH SP1, S-SFH SP2 및 S-SFH SP3을 통해 전송되는 정보의 중요도는 서로 다를 수 있으며, S-SFH SP1이 가장 짧은 주기로, S-SFH SP3이 가장 긴 주기로 전송될 수 있다. S-SFH SP1은 네트워크 재진입(network re-entry)에 관한 정보를 포함한다. S-SFH SP2는 초기 네트워크 진입(initial network entry) 및 네트워크 탐색(network discovery)에 관한 정보를 포함한다. S-SFH SP3는 나머지 중요한 시스템 정보를 포함한다.

하나의 OFDMA 심벌은 복수의 부반송파를 포함하고, FFT 크기에 따라 부반송파의 개수가 결정된다. 몇 가지 유형의 부반송파가 있다. 부반송파의 유형은 데이터 전송을 위한 데이터 부반송파, 다양한 측정(estimation)을 위한 파일롯 부반송파, 가드 밴드(guard band) 및 DC 캐리어를 위한 널 캐리어로 나뉠 수 있다. OFDM 심벌을 특징짓는 파라미터는 BW, N_used, n, G 등이다. BW는 명목상의 채널 대역폭(nominal channel bandwidth)이다. N_used는 (DC 부반송파를 포함하는) 사용되는 부반송파의 개수이다. n은 샘플링 인자이다. 이 파라미터는 BW 및 N_used와 결합하여 부반송파 스페이싱(spacing) 및 유효 심벌 시간(useful symbol time)을 결정한다. G는 CP 시간과 유효 시간(useful time)의 비율이다.

아래 표 1은 OFDMA 파라미터를 나타낸다.

Channel bandwidth, BW(MHz)			5	7	8.75	10	20
Sampling factor, n			28/25	8/7	8/7	28/25	28/25
Sampling frequency, F_s(MHz)			5.6	8	10	11.2	22.4
FFT size, N_FFT			512	1024	1024	1024	2048
Subcarrier spacing, Δf(kHz)			10.94	7.81	9.77	10.94	10.94
Useful symbol time, T_b(μs)			91.4	128	102.4	91.4	91.4
G=1/8	Symbol time, T_s(μs)		102.857	144	115.2	102.857	102.857
	FDD	Number of ODFMA symbols per 5ms frame	48	34	43	48	48
	FDD	Idle time(μs)	62.857	104	46.40	62.857	62.857
	TDD	Number of ODFMA symbols per 5ms frame	47	33	42	47	47
	TDD	TTG+RTG(μs)	165.714	248	161.6	165.714	165.714
G=1/16	Symbol time, T_s(μs)		97.143	136	108.8	97.143	97.143
	FDD	Number of ODFMA symbols per 5ms frame	51	36	45	51	51
	FDD	Idle time(μs)	45.71	104	104	45.71	45.71
	TDD	Number of ODFMA symbols per 5ms frame	50	35	44	50	50
	TDD	TTG+RTG(μs)	142.853	240	212.8	142.853	142.853
G=1/4	Symbol time, T_s(μs)		114.286	160	128	114.286	114.286
	FDD	Number of ODFMA symbols per 5ms frame	43	31	39	43	43
	FDD	Idle time(μs)	85.694	40	8	85.694	85.694
	TDD	Number of ODFMA symbols per 5ms frame	42	30	38	42	42
	TDD	TTG+RTG(μs)	199.98	200	136	199.98	199.98
Number of Guard subcarriers		Left	40	80	80	80	160
Number of Guard subcarriers		Right	39	79	79	79	159
Number of used subcarriers			433	865	865	865	1729
Number of PRU in type-1 subframe			24	48	48	48	96

표 1에서, N_FFT는 N_used보다 큰 수 중에서 가장 작은 2ⁿ 가운데 가장 작은 파워(Smallest power of two greater than N_used)이고, 샘플링 인자 F_s=floor(n·BW/8000)×8000이며, 부반송파 스페이싱 Δf=F_s/N_FFT이고, 유효 심벌 시간 T_b=1/Δf이며, CP 시간 T_g=G·T_b이고, OFDMA 심벌 시간 T_s=T_b+T_g이며, 샘플링 시간은 T_b/N_FFT이다.

도 3은 상향링크 자원 구조의 일 예를 나타낸다.

각 상향링크 서브프레임은 4개 또는 그 이하의 주파수 파티션으로 나뉠 수 있다. 도 3에서 서브프레임이 2개의 주파수 파티션(FP1, FP2)으로 나뉘는 것을 예시적으로 기술하나, 서브프레임 내 주파수 파티션의 수가 이에 제한되는 것은 아니다. 각 주파수 파티션은 서브프레임 내에서 사용 가능한 전체 OFDMA 심벌에 걸쳐 적어도 하나의 물리 자원 유닛(PRU; Physical Resource Unit)으로 구성된다. 또한 각 주파수 파티션은 연속한(contiguous/localized) 및/또는 분산된(distributed) PRU를 포함할 수 있다. 각 주파수 파티션은 부분적 주파수 재사용(FFR; Fractional Frequency Reuse)과 같은 다른 목적을 위하여 사용될 수 있다. 도 3에서 제2 주파수 파티션(FP2)은 연속된 자원 할당 및 분산된 자원 할당을 모두 포함한다. 'Sc'는 부반송파를 의미한다.

PRU는 자원 할당을 위한 기본 물리적 단위로, Psc개의 연속한 부반송파와 Nsym개의 연속한 OFDMA 심벌을 포함한다. Psc는 18일 수 있다. Nsym은 하나의 서브프레임에 포함되는 OFDMA 심벌의 개수와 동일할 수 있다. 따라서, Nsym은 서브프레임의 타입에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 하나의 서브프레임이 6 OFDMA 심벌로 구성될 때, PRU는 18 부반송파 및 6 OFDMA 심벌로 정의될 수 있다. 논리 자원 유닛(LRU; Logical Resource Unit)은 분산적 및 연속적 자원 할당을 위한 기본적인 논리 단위이다.

분산적 논리 자원 유닛(DLRU; Distributed Logical Resource Unit)은 주파수 다이버시티 이득을 얻기 위하여 사용될 수 있다. 상향링크 DLRU는 하나의 주파수 파티션 내에 분산된 3개의 타일(tile)에 포함되는 부반송파들로 구성될 수 있다. 타일은 상향링크 DLRU를 구성하는 최소 단위이다. 상향링크 타일의 크기는 6*Nsym일 수 있으며, Nsym은 서브프레임 타입에 따라 달라질 수 있다.

연속적 논리 자원 유닛(CLRU; Contiguous Logical Resource Unit)은 주파수 선택적 스케줄링 이득을 얻기 위하여 사용될 수 있다. DLRU는 국부적으로(localized) 할당된 자원 내에서 연속한 부반송파의 그룹을 포함한다. CLRU는 연속적 자원 유닛(CRU; Contiguous Resource Unit) 내의 데이터 부반송파로 구성된다. CRU의 크기는 PRU의 크기와 같다.

이하 동기 레인징 채널에 대해서 설명한다.

동기 레인징 채널은 주기적 레인징을 위하여 사용된다. 목적 기지국과 이미 동기화가 이루어진 단말은 기지국으로 주기적인 레인징 신호를 전송한다. 펨토셀(femtocell)에서 단말은 동기 레인징 채널을 사용하여 초기 레인징(initial ranging), 핸드오버 레인징(handover rangin0 또는 주기적 레인징을 수행할 수 있다.

도 4는 시간 영역에서의 동기 레인징 채널의 구조를 나타낸다. 도 4-(a)는 동기 레인징 채널을 구성하는 기본 유닛(basic unit)의 구조이며, 도 4-(b)는 상기 기본 유닛으로 구성된 동기 레인징 채널의 구조이다. 기본 유닛은 72개의 부반송파 및 3개의 OFDMA 심벌을 차지하며, 레인징 프리앰블 코드에 의해서 기본 유닛에 대응되는 신호 파형이 생성된다. 동기 레인징 채널은 서브프레임 내의 첫 번째 OFDMA 심벌로부터 72개의 부반송파 및 6개의 OFDMA 심벌을 차지한다. 2개의 반복된 기본 유닛이 동기 레인징 채널을 구성한다.

동기 레인징 채널의 레인징 프리앰블 코드로 Padded ZC(Zadoff-Chu) 코드가 사용될 수 있다. 수학식 1은 동기 레인징 채널에서 사용되는 레인징 프리앰블 코드의 일 예이다.

p는 기본 유닛 내의 n번째 OFDMA 심벌에 대한 레인징 프리앰블 코드의 인덱스이다. 수학식 1의 레인징 프리앰블 코드는 루트 인덱스(root index)가 r_p인 ZC 시퀀스로부터 순환 쉬프트 단위(cyclic shift unit) m을 가지는 s_p번째 순환 쉬프트(cyclic shift)를 적용하여 생성될 수 있다. m은 순환 쉬프트의 단위이며, N_RP는 레인징 프리앰블 코드의 길이이다.

레인징 채널 할당 정보는 레인징 구성 정보를 포함할 수 있다. 레인징 구성 정보는 시간 영역에서 레인징 채널을 위한 자원이 할당되는 서브프레임 오프셋(O_SF)를 지시할 수 있다. 서브프레임 오프셋에 의해서 비동기 레인징 채널 및 동기 레인징 채널이 할당되는 시간 영역의 무선 자원이 결정될 수 있다.

표 2는 동기 레인징 채널의 레인징 채널 할당 정보를 나타낸다. 표 2에 의해서 동기 레인징 채널이 할당되는 서브프레임이 결정된다. 이때 프레임 당 상향링크 서브프레임의 개수(N_UL)는 1보다 크다.

Configurations	The subframe allocating Ranging channel
0	mod(O_SF+1, N_UL)^th UL AAI subframe in every frame
1	mod(O_SF+1, N_UL)^th UL AAI subframes in the first frame in every superframe
2	mod(O_SF+1, N_UL)^th UL AAI subframe in the first frame in every 4^th superframe
3	mod(O_SF+1, N_UL)^th UL AAI subframe of the first frame in every 8^th superframe

도 5는 동기 레인징 채널의 레인징 프리앰블 코드가 OFDMA 심벌에 맵핑되는 예를 나타낸다. 도 5-(a)에서 레인징 프리앰블 코드가 주파수 영역에서 72개의 부반송파 및 시간 영역에서 3개의 OFDMA 심벌에 걸쳐 맵핑된다. 도 5-(b)에서 도 5-(a)의 기본 유닛이 반복되어 맵핑된다. 즉, 레인징 프리앰블 코드는 1번째 내지 3번째 OFDMA 심벌에 맵핑된 것과 마찬가지로 4번째 내지 6번째 OFDMA 심벌에 맵핑된다.

도 5에서 사용되는 레인징 프리앰블 코드는 수학식 2에 의해서 결정될 수 있다.

p는 기본 유닛 내의 n번째 OFDMA 심벌에 대한 레인징 프리앰블 코드의 인덱스이다. 수학식 2의 레인징 프리앰블 코드는 루트 인덱스(root index)가 r_p인 ZC 시퀀스로부터 순환 쉬프트 단위 N_CS을 가지는 s_p번째 순환 쉬프트(cyclic shift)를 적용하여 생성될 수 있다. N_RP는 레인징 프리앰블 코드의 길이이며 수학식 2에서 N_RP=214로 정의될 수 있다. 단말은 수학식 2에 의하여 레인징 프리앰블 코드를 생성하고 이를 도 5와 같이 복수의 OFDMA 심벌에 맵핑한다.

도 6은 레인징 프리앰블 코드를 검출하는 알고리즘(algorithm)의 블록도이다. 도 6을 참조하면, 수신단은 각 OFDMA 심벌 별로 레인징 프리앰블 코드의 복소 공액(complex conjugate)을 주파수 영역에서 곱한 후, OFDMA 심벌들을 부반송파 레벨에서 더하고, IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)을 통해 레인징 프리앰블 코드의 상관 관계(correlation)를 구하여 레인징 프리앰블 코드를 검출한다. 레인징 프리앰블 코드를 검출하는 알고리즘은 이에 제한되지 않으나, 이하의 설명에서는 도 6의 검출 알고리즘에 의해서 레인징 프리앰블 코드를 검출하는 것을 예시로 한다.

한편, 수학식 2의 레인징 프리앰블 코드는 수학식 3으로 다시 표현될 수 있다.

수학식 3에서도 N_RP=214로 결정될 수 있다. N_RP=214=N_ZC+3이라 하면, N_ZC=211이고 이는 소수(prime number)가 된다. 수학식 3에 이를 대입하여 정리하면 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.

수학식 4의 첫 번째 텀(term)은 길이가 N_ZC인 ZC 시퀀스를 생성하는 수식이다. 이때 k는 원래의 ZC 시퀀스의 길이인 N_ZC-1가 아닌 3 샘플만큼 순환 확장된 N_ZC+2까지의 값을 가질 수 있다. 수학식 4의 2번째 텀은 생성된 ZC 시퀀스를 길이 N_ZC에 대하여 S_p*N_CS만큼 시간 영역에서 순환 쉬프트 하는 수식이다. 즉, 첫 번째 텀에 의해서 생성된 ZC 시퀀스가 두 번째 텀에 의해서 순환 쉬프트 되며, 레인징 프리앰블 코드의 길이가 하나의 OFDMA 심벌 내의 부반송파의 개수보다 길므로 복수의 OFDMA 심벌에 걸쳐 분할되어(segmented) 맵핑된다.

도 7은 순환 쉬프트 된 시퀀스가 하나의 OFDMA 심벌 또는 복수의 OFDMA 심벌에 맵핑될 때의 모습을 나타낸다. 도 7에서 코드 인덱스는 시퀀스의 시간 영역에서의 샘플 인덱스(sample index)를 나타낸다.

도 7-(a)는 길이 4의 시퀀스가 하나의 OFDMA 심벌에 맵핑되는 경우이다. 도 7-(a)에서 기본 시퀀스가 사용되던지 순환 쉬프트가 적용된 시퀀스가 사용되던지 관계 없이, 시퀀스가 맵핑되는 하나의 OFDMA 심벌 내에서 길이 4의 기본 시퀀스의 형태가 그대로 유지된다. 한편, 도 6의 레인징 프리앰블 코드의 검출 알고리즘에서는 OFDMA 심벌 단위로 상관 관계를 구하여 레인징 프리앰블 코드를 검출한다. 따라서 수신단에서 레인징 프리앰블 코드를 검출할 때 기본 시퀀스에 대한 상관 관계만을 구하면 기본 시퀀스에 순환 쉬프트가 적용된 레인징 프리앰블 코드도 쉽게 검출할 수 있다. 이때 기본 시퀀스는 순환 쉬프트가 적용되지 않은 시퀀스를 의미한다. 예를 들어 ZC 시퀀스 또는 padded ZC 시퀀스에서 루트 인덱스가 서로 다른 시퀀스들이 모두 기본 시퀀스가 될 수 있다.

도 7-(b)는 길이 12의 시퀀스가 3개의 OFDMA 심벌에 걸쳐 맵핑되는 경우이다. 도 7-(b)에서 길이가 12인 기본 시퀀스가 시간 영역에서 2 샘플만큼 순환 쉬프트 되어 3개의 OFDMA 심벌에 맵핑된다. 제1 OFDMA 심벌에는 코드 인덱스 10, 11, 0 및 1이, 제2 OFDMA 심벌에는 코드 인덱스 2 내지 5가, 제3 OFDMA 심벌에는 코드 인덱스 6 내지 9가 맵핑된다. 이때 각 OFDMA 심벌에서 길이 12의 기본 시퀀스의 형태가 그대로 유지되지 않는다. 즉, 도 6의 검출 알고리즘에 의하여 레인징 프리앰블 코드를 검출할 때 각 OFDMA 심벌 내에서 기본 시퀀스의 형태가 그대로 유지되지 않으므로, 기본 시퀀스에 대한 상관 관계만으로 해당 레인징 프리앰블 코드를 검출할 수 없다. 따라서 기본 시퀀스에 순환 쉬프트가 적용된 모든 시퀀스에 대한 상관 관계를 구해야 한다. 예를 들어 하나의 기본 시퀀스에 8개의 순환 쉬프트 된 시퀀스가 사용된다고 가정할 때, 8개의 순환 쉬프트를 모두 기본 시퀀스처럼 간주하여 8개의 시퀀스에 대한 상관 관계를 모두 구하여 검출을 수행해야 한다.

도 7의 예에서 설명한 바와 같이 길이가 긴 시퀀스가 순환 쉬프트 되어 복수의 OFDMA 심벌에 맵핑될 때 각 OFDMA 심벌에서 시퀀스를 제대로 검출할 수 없으며, 이에 따라 순환 쉬프트 된 시퀀스의 개수만큼 검출 복잡도(detection complexity)가 증가하게 된다. 따라서 검출 복잡도의 증가를 방지하기 위한 레인징 프리앰블 코드 생성 방법이 요구된다.

도 8은 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 의하여 생성된 레인징 프리앰블 코드가 복수의 OFDMA 심벌에 맵핑된 모습을 나타낸다. 도 7-(b)와 마찬가지로 길이가 12인 시퀀스가 순환 쉬프트 되어 3개의 OFDMA 심벌에 걸쳐 맵핑되는 경우가 설명된다.

도 8을 참조하면, 기본 시퀀스에 순환 쉬프트가 적용된 시퀀스가 복수의 OFDMA 심벌에 맵핑되나, 순환 쉬프트가 기본 시퀀스 전체에 대하여 적용되지 않고 각 OFDMA 심벌 단위로 적용될 수 있다. 즉, 각 OFDMA 심벌 내에서 해당 OFDMA 심벌에 포함되는 부반송파의 개수와 같거나 이보다 작은 단위로 순환 쉬프트가 적용될 수 있다. 이에 따라 제1 OFDMA 심벌에는 코드 인덱스 0 내지 3이 2 샘플만큼 순환 쉬프트 된 코드 인덱스 2, 3, 0, 1이, 제2 OFDMA 심벌에는 코드 인덱스 4 내지 7이 2 샘플만큼 순환 쉬프트 된 코드 인덱스 6, 7, 4, 5이, 제3 OFDMA 심벌에는 코드 인덱스 8 내지 11이 2 샘플만큼 순환 쉬프트 된 코드 인덱스 10, 11, 8, 9가 맵핑된다. 순환 쉬프트가 OFDMA 심벌별로 적용됨으로써, 순환 쉬프트 된 모든 시퀀스에 대해서 상관 관계를 구할 필요 없이 기본 시퀀스에 대한 상관 관계만을 이용하여 순환 쉬프트 된 시퀀스를 모두 검출할 수 있다.

수학식 5는 제안된 발명에 의해 레인징 프리앰블 코드를 생성하는 수식의 일 예이다.

p는 루트 인덱스가 r_p인 ZC 시퀀스로부터 순환 쉬프트되어 결정된 레인징 채널의 기본 유닛(basic unit)을 구성하는 레인징 프리앰블 코드의 인덱스이다. r_p 및 s_p는 수학식 6에 의해서 정의될 수 있다.

p번째 레인징 프리앰블 코드는 시작 루트 인덱스 r₀로부터 결정되는 루트 인덱스 r_p를 이용하여 결정된다. M은 ZC 시퀀스의 루트 인덱스당 순환 쉬프트 된 시퀀스의 개수이며, M=1/G로 정의될 수 있다. N_TOTAL은 섹터별 주기적 레인징 프리앰블 코드의 총 개수이며, 경쟁 기반(contention-based) 레인징 프리앰블 코드의 개수인 N_cont와 전용 레인징 프리앰블 코드의 개수인 N_dedi의 합으로 나타낼 수 있다.

N_TCS는 CP 길이에 따른 OFDMA 심벌당 시간 영역 순환 쉬프트의 단위로, N_TCS=G*N_FFT로 정의될 수 있다. G 및 N_FFT는 표 1에 의해서 정의될 수 있다. N_RP는 OFDMA 심벌당 레인징 프리앰블 코드의 길이이며 본 실시예에서 N_RP=72로 정의될 수 있다. n은 3 OFDMA 심볼에 걸친 기본 유닛 내에서의 OFDMA 심벌 인덱스를 의미한다.

수학식 7은 제안된 발명에 의해 레인징 프리앰블 코드를 생성하는 수식의 또 다른 예이다.

수학식 7에서 N_RP=214, U_SC1=72, U_CS2=72일 수 있다. N_CS는 U_CS2의 길이 내에서 순환 쉬프트 단위를 나타낸다. N_CS는 U_CS2에 따라 결정되는 값이다. 예를 들어 하나의 루트 인덱스 당 8개의 순환 쉬프트 된 시퀀스가 사용되는 경우, N_CS=U_CS2/8로 결정될 수 있다. 이때 반올림 오차 등을 없애기 위하여 N_CS에 floor 또는 ceil 등의 연산이 적용될 수 있다.

수학식 8은 제안된 발명에 의해 레인징 프리앰블 코드를 생성하는 수식의 또 다른 예이다.

수학식 8에서 N_RP=216, U_SC1=72, U_CS2=72일 수 있다. N_CS는 U_CS2의 길이 내에서 순환 쉬프트 단위를 나타낸다. N_CS는 U_CS2에 따라 결정되는 값이다. 예를 들어 하나의 루트 인덱스 당 8개의 순환 쉬프트 된 시퀀스가 사용되는 경우, N_CS=U_CS2/8로 결정될 수 있다. 이때 반올림 오차 등을 없애기 위하여 N_CS에 floor 또는 ceil 등의 연산이 적용될 수 있다.

수학식 9는 수학식 7의 또 다른 형태이다.

수학식 9에서 N_RP=214, U_SC1=72, U_CS2=72일 수 있다. N_CS는 U_CS2의 길이 내에서 순환 쉬프트 단위를 나타낸다. N_CS는 U_CS2에 따라 결정되는 값이다. 예를 들어 하나의 루트 인덱스 당 8개의 순환 쉬프트 된 시퀀스가 사용되는 경우, N_CS=U_CS2/8로 결정될 수 있다. 이때 반올림 오차 등을 없애기 위하여 N_CS에 floor 또는 ceil 등의 연산이 적용될 수 있다.

수학식 10은 수학식 8의 또 다른 형태이다.

수학식 10에서 N_RP=216, U_SC1=72, U_CS2=72일 수 있다. N_CS는 U_CS2의 길이 내에서 순환 쉬프트 단위를 나타낸다. N_CS는 U_CS2에 따라 결정되는 값이다. 예를 들어 하나의 루트 인덱스 당 8개의 순환 쉬프트 된 시퀀스가 사용되는 경우, N_CS=U_CS2/8로 결정될 수 있다. 이때 반올림 오차 등을 없애기 위하여 N_CS에 floor 또는 ceil 등의 연산이 적용될 수 있다. 수학식 9 및 수학식 10에서 U_CS1과 U_CS2가 서로 다른 값일 수 있다. 예를 들어 U_CS1=71, U_CS2=72일 수 있다.

한편, 수학식 7 내지 수학식 10은 주파수 영역에서 72개의 부반송파를 사용하는 것을 예시로 하였으나, 레인징 프리앰블 코드의 맵핑 방법에 따라서 그보다 적은 개수의 부반송파를 사용할 수도 있다. 이때 순환 쉬프트 되는 시퀀스의 개수는 72개가 아닌, 실제 검출창(detection window)의 크기에 의해 결정될 수 있다.

도 9는 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 따라 레인징 프리앰블 코드가 맵핑되는 경우의 일 예이다. 단말은 각 OFMDA 심벌의 각각 71개, 71개, 68개의 부반송파를 검출창으로 하여 레인징 프리앰블 코드를 맵핑할 수 있고, 각 OFDMA 심벌의 검출창의 크기를 단위로 하여 순환 쉬프트를 적용할 수 있다. 각 OFDMA 심벌마다 검출창의 크기가 다르다 하더라도 부반송파 단위로 각 OFDMA 심벌에 맵핑된 시퀀스를 더하여 레인징 프리앰블 코드를 검출하므로, 각 OFDMA 심벌 별로 적용되는 순환 쉬프트의 단위는 동일한 것이 바람직하다.

수학식 11은 도 9와 같이 레인징 프리앰블 코드가 맵핑되는 경우 레인징 프리앰블 코드를 생성하는 수식의 일 예이다.

수학식 11에서 N_RP=214, U_SC1=71, U_CS2=71일 수 있다. 즉, 수학식 9와 비교했을 때 수학식 11을 구성하는 두 번째 텀의 분모가 달라지게 된다. N_CS는 U_CS2의 길이 내에서 순환 쉬프트 단위를 나타낸다. N_CS는 U_CS2에 따라 결정되는 값이다. 예를 들어 하나의 루트 인덱스 당 8개의 순환 쉬프트 된 시퀀스가 사용되는 경우, N_CS=U_CS2/8로 결정될 수 있다. 이때 반올림 오차 등을 없애기 위하여 N_CS에 floor 또는 ceil 등의 연산이 적용될 수 있다. 또한 수학식 11에서 U_CS1과 U_CS2가 서로 다른 값일 수 있다. 예를 들어 U_CS1=72, U_CS2=71일 수 있다.

도 10 및 도 11은 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 따라 레인징 프리앰블 코드가 맵핑되는 경우의 또 다른 예이다. 각 실시예에서 단말은 검출창의 크기를 다양하게 하여 레인징 프리앰블 코드를 3개의 OFDMA 심벌에 맵핑할 수 있다. 맵핑되는 방법에 따라서 레인징 프리앰블 코드를 생성하는 수식도 달라질 수 있다. 예를 들어 도 10-(a)와 같이 복수의 OFDMA 심벌에 동일한 시퀀스의 샘플이 적용되는 경우 각 OFDMA 심벌 별로 구별하여 레인징 프리앰블 코드를 생성할 수 있다. 수학식 12는 도 10-(a)와 같이 레인징 프리앰블 코드가 맵핑되는 경우 레인징 프리앰블 코드를 생성하는 수식의 일 예이다.

수학식 12에서 N_RP=214, U_SC1=72, U_CS2=72일 수 있다. 즉, 수학식 9와 비교했을 때 수학식 11을 구성하는 두 번째 텀의 분모가 달라지게 된다. N_CS는 U_CS2의 길이 내에서 순환 쉬프트 단위를 나타낸다. N_CS는 U_CS2에 따라 결정되는 값이다. 예를 들어 하나의 루트 인덱스 당 8개의 순환 쉬프트 된 시퀀스가 사용되는 경우, N_CS=U_CS2/8로 결정될 수 있다. 이때 반올림 오차 등을 없애기 위하여 N_CS에 floor 또는 ceil 등의 연산이 적용될 수 있다. 또한 수학식 12에서 U_CS1과 U_CS2가 서로 다른 값일 수 있다. 예를 들어 U_CS1=71, U_CS2=71일 수 있다.

이상 각 OFDMA 심벌에 포함되는 부반송파의 개수와 같거나 그보다 작은 값을 순환 쉬프트 단위로 하여 순환 쉬프트가 적용되는 경우를 설명하였으나, 이는 편의상의 이유이며 각 OFDMA 심벌 별로 시퀀스의 길이보다 긴 값을 단위로 하여 순환 쉬프트를 적용할 수 있다. 예를 들어 수학식 7 내지 수학식 12에서 U_CS2 대신 N_FFT를 대입할 수 있다. N_CS는 U_CS2의 길이 내에서 순환 쉬프트 단위를 나타내며, N_CS는 U_CS2에 따라 결정되는 값이다.

도 12는 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 따라 레인징 프리앰블 코드가 맵핑되는 경우의 또 다른 예이다. 도 12와 같이 레인징 프리앰블 코드가 맵핑되는 경우 레인징 프리앰블 코드는 수학식 13에 의해서 생성될 수 있다.

수학식 13에서 N_RP는 전체 시퀀스의 길이이며, N_RP2는 각 OFDMA 심벌에서의 시퀀스의 길이이다. 수학식 13에서 N_RP=216, U_CS1=72, U_CS2=N_FFT, N_RP2=72일 수 있다. N_FFT는 대역폭에 따라 결정되는 OFDMA 변조 및 복조에서의 FFT 크기를 나타낸다. 예를 들어 대역폭이 각각 5MHz, 10MHz 및 20MHz일 때 N_FFT는 각각 512, 1024 및 2048이다. N_CS는 U_CS2에 따라 결정되는 값이다. 예를 들어 하나의 루트 인덱스 당 8개의 순환 쉬프트 된 시퀀스가 사용되는 경우, N_CS=U_CS2/8로 결정될 수 있다.

도 13은 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법의 일 실시예이다. 단계 S100에서 단말은 복수의 OFDMA 심벌 각각에 대하여 순환 쉬프트를 적용한 ZC 시퀀스를 레인징 프리앰블 코드로 생성한다. 상기 순환 쉬프트는 상기 각 OFDMA 심벌 별로 적용될 수 있다.

도 14는 본 발명의 실시예가 구현되는 기지국 및 단말의 나타낸 블록도이다.

기지국(800)은 프로세서(810; processor), 메모리(820; memory) 및 RF부(830; Radio Frequency unit)을 포함한다. 프로세서(810)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(810)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(820)는 프로세서(810)와 연결되어, 프로세서(810)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(830)는 프로세서(810)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.

단말(900)은 프로세서(910), 메모리(920) 및 RF부(930)을 포함한다. 프로세서(910)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 프로세서(910)는 복수의 OFDMA 심벌 각각에 대하여 순환 쉬프트를 적용한 ZC 시퀀스를 레인징 프리앰블 코드로 생성한다. 상기 순환 쉬프트는 상기 각 OFDMA 심벌 별로 적용될 수 있다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(910)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(920)는 프로세서(910)와 연결되어, 프로세서(910)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(930)는 프로세서(910)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.

프로세서(810, 910)은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(820, 920)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(830, 930)은 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(820, 920)에 저장되고, 프로세서(810, 910)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(820, 920)는 프로세서(810, 910) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(810, 910)와 연결될 수 있다.

상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims

무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드(ranging preamble) 생성 방법에 있어서,
복수의 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심벌 각각에 대하여 순환 쉬프트(cyclic shift)를 적용한 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스를 레인징 프리앰블 코드로 생성하는 것을 포함하되,
상기 순환 쉬프트는 상기 각 OFDMA 심벌 별로 적용되는 것을 특징으로 하는 레인징 프리앰블 코드 생성 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 순환 쉬프트는 아래의 수학식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 레인징 프리앰블 코드 생성 방법.

단, s_p는 순환 쉬프트 인덱스(cyclic shift index), N_TCS는 시간 영역에서의 순환 쉬프트 단위, N_FFT는 FFT 크기, N_RP는 OFDMA 심벌당 상기 레인징 프리앰블 코드의 길이를 나타낸다.
제 2 항에 있어서,
상기 N_TCS=G*N_FFT인 것을 특징으로 하는 레인징 프리앰블 코드 생성 방법. 단, G는 CP(cyclic prefix) 비율(ratio)이며, N_FFT는 FFT 크기이다.
제 1 항에 있어서,
상기 레인징 프리앰블 코드는 아래의 수학식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 레인징 프리앰블 코드 생성 방법.

단, r_p는 상기 ZC 시퀀스의 루트 인덱스(root index), s_p는 순환 쉬프트 인덱스(cyclic shift index), N_TCS는 시간 영역에서의 순환 쉬프트 단위, N_FFT는 FFT 크기, N_RP는 OFDM 심벌당 상기 레인징 프리앰블 코드의 길이, n은 OFDMA 심벌 인덱스를 나타낸다.
제 1 항에 있어서,
상기 레인징 프리앰블 코드의 길이는 72인 것을 특징으로 하는 레인징 프리앰블 코드 생성 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 OFDMA 심벌의 개수는 3개인 것을 특징으로 하는 레인징 프리앰블 코드 생성 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 생성된 레인징 프리앰블 코드를 상기 각 OFDMA 심벌에 맵핑하는 것을 더 포함하는 레인징 프리앰블 코드 생성 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 순환 쉬프트가 적용되는 순환 쉬프트 단위는 상기 레인징 프리앰블 코드의 길이와 같거나 상기 레인징 프리앰블 코드의 길이보다 작은 것을 특징으로 하는 레인징 프리앰블 코드 생성 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 레인징 프리앰블 코드는 동기 레인징 채널(S-RCH; Synchronized Ranging Channel)을 통한 주기적 레인징(periodic ranging)의 용도로 사용되는 것을 특징으로 하는 레인징 프리앰블 코드 생성 방법.
무선 신호를 송신 또는 수신하는 RF(Radio Frequency)부; 및
상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되,
상기 프로세서는,
복수의 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 심벌 각각에 대하여 순환 쉬프트(cyclic shift)를 적용한 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스를 레인징 프리앰블 코드로 생성하도록 구성되며,
상기 순환 쉬프트는 상기 각 OFDMA 심벌 별로 적용되는 것을 특징으로 하는 레인징 프리앰블 코드 생성 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 순환 쉬프트는 아래의 수학식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 레인징 프리앰블 코드 생성 장치.

단, s_p는 순환 쉬프트 인덱스(cyclic shift index), N_TCS는 시간 영역에서의 순환 쉬프트 단위, N_FFT는 FFT 크기, N_RP는 OFDMA 심벌당 상기 레인징 프리앰블 코드의 길이를 나타낸다.
제 10 항에 있어서,
상기 레인징 프리앰블 코드는 아래의 수학식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 레인징 프리앰블 코드 생성 장치.

단, r_p는 상기 ZC 시퀀스의 루트 인덱스(root index), s_p는 순환 쉬프트 인덱스(cyclic shift index), N_TCS는 시간 영역에서의 순환 쉬프트 단위, N_FFT는 FFT 크기, N_RP는 OFDMA 심벌당 상기 레인징 프리앰블 코드의 길이, n은 OFDMA 심벌 인덱스를 나타낸다.
제 10 항에 있어서,
상기 레인징 프리앰블 코드의 길이는 72인 것을 특징으로 하는 레인징 프리앰블 코드 생성 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 복수의 OFDMA 심벌의 개수는 3개인 것을 특징으로 하는 레인징 프리앰블 코드 생성 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 프로세서는 생성된 레인징 프리앰블 코드를 상기 각 OFDMA 심벌에 맵핑하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 레인징 프리앰블 코드 생성 장치.