KR20130058166A - Method and apparatus for prach detection in lte system - Google Patents

Method and apparatus for prach detection in lte system Download PDF

Info

Publication number
KR20130058166A
KR20130058166A KR1020110124027A KR20110124027A KR20130058166A KR 20130058166 A KR20130058166 A KR 20130058166A KR 1020110124027 A KR1020110124027 A KR 1020110124027A KR 20110124027 A KR20110124027 A KR 20110124027A KR 20130058166 A KR20130058166 A KR 20130058166A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sequence
sequences
signal
unit
random access
Prior art date
Application number
KR1020110124027A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101283909B1 (en
Inventor
정진섭
지승환
임용훈
양승익
김성봉
Original Assignee
주식회사 이노와이어리스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 이노와이어리스 filed Critical 주식회사 이노와이어리스
Priority to KR1020110124027A priority Critical patent/KR101283909B1/en
Publication of KR20130058166A publication Critical patent/KR20130058166A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101283909B1 publication Critical patent/KR101283909B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00Wireless channel access
    • H04W74/08Non-scheduled access, e.g. ALOHA
    • H04W74/0833Random access procedures, e.g. with 4-step access
    • H04W74/0841Random access procedures, e.g. with 4-step access with collision treatment
    • H04W74/0858Random access procedures, e.g. with 4-step access with collision treatment collision detection
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

PURPOSE: A physical random access channel detecting method in an LTE(Long Term Evolution) system and a device thereof are provided to calculate a peak value by adding up a plurality of sequences. CONSTITUTION: A sequence reception unit receives two or more sequences from a plurality of Zadoff-Chu sequences. An adder(502) adds up the sequences received from the sequence reception unit. A calculator(506) calculates a random access pre-amble received from a user terminal and a signal outputted from the adding unit. An IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) unit(508) executes the IFFT of a signal outputted from the calculator. A peak value detector(510) detects a peak value of a signal outputted from the IFFT unit. [Reference numerals] (504) Multiplexer; (506) Calculator(A·B*); (510) Peak value detector

Description

LTE 시스템에서 물리 랜덤 접속 채널 검출 방법 및 장치{Method and apparatus for PRACH detection in LTE system}Method and apparatus for detecting physical random access channel in LTE system {Method and apparatus for PRACH detection in LTE system}

본 발명은 LTE 시스템에서 PRACH 검출 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수 개의 루트 자도프-추(Root Zadoff-Chu) 시퀀스 중에서 사용자 단말이 사용한 루트 자도프-추 시퀀스를 검출하는 방안을 관한 것이다.
The present invention relates to a PRACH detection method in an LTE system, and more particularly, to a method for detecting a root Zadoff-Chu sequence used by a user terminal among a plurality of Root Zadoff-Chu sequences.

LTE의 PRACH는 단말이 망과의 연결 설정을 요청하는 랜덤 접속(Random Access) 과정 중 가장 첫 단계에 해당하는 Random Access(RA) 프리앰블의 전송을 위한 물리 채널(Physical Channel)을 의미한다. 즉, RA 프리앰블이 전송되는 시간-주파수 자원을 PRACH라 부른다. 망은 어떤 시간-주파수 자원이 RA 프리앰블 전송에 사용될 수 있는지를 나타내는 시스템 정보 (SIB-2)를 통해 모든 단말에게 브로드캐스팅(Broadcasting)한다.The PRACH of LTE refers to a physical channel for transmission of a random access (RA) preamble corresponding to the first step of a random access process in which a UE requests to establish a connection with a network. That is, the time-frequency resource on which the RA preamble is transmitted is called PRACH. The network broadcasts to all terminals through system information (SIB-2) indicating which time-frequency resource can be used for RA preamble transmission.

RA 프리앰블은 PRACH를 통해 망으로 전송되는 단말의 RA 요청 정보를 의미한다. 하나의 망 내에는 총 64개의 가용한 RA 프리앰블이 존재하고, 이 64개의 프리앰블이 어떻게 생성될 수 있는지는 망의 시스템 정보를 통해 브로드캐스팅된다.The RA preamble means RA request information of a UE transmitted to a network through a PRACH. There are a total of 64 available RA preambles in one network, and how these 64 preambles can be generated is broadcast through the system information of the network.

도 1은 RA 프리앰블을 도시하고 있다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 RA 프리앰블은 프리앰블 시퀀스와 Cyclic Prefix(CP)를 구성되며, 이 시퀀스 및 CP의 길이에 따라 크게 5가지 종류의 형식으로 구분된다.1 illustrates an RA preamble. As shown in FIG. 1, the RA preamble includes a preamble sequence and a Cyclic Prefix (CP), and is classified into five types according to the length of the sequence and the CP.

도 2는 프리앰블 형식별 파라미터를 도시하고 있다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 프리앰블의 길이는 1Sub-frame(1ms)에 조금 못 미칠 수도 있고 (Format 0), 2Sub-frame(Format 1,2) 혹은 3Sub-frame(Format 3)에 조금 못 미치는 길이가 될 수도 있다. 따라서 포맷 0을 사용하는 프리앰블의 경우는 프리앰블 전송 가능 시간이 매 Sub-frame이 될 수 있고, 포맷 1, 2는 최소 두 개의 Sub-frame 간격, 포맷 3은 최소 세 개의 Sub-frame 간격으로 전송이 가능하다. 프리앰블의 전송 가능 시간 또한 망의 시스템 정보에 의해 단말에 알려진다.2 illustrates preamble type-specific parameters. As shown in FIG. 2, the length of the preamble may be slightly shorter than 1 Sub-frame (1 ms) and slightly shorter than (Format 0), 2 Sub-frame (Format 1,2) or 3 Sub-frame (Format 3). It can also be a length. Therefore, in the case of a preamble using format 0, the preamble transmission time can be every sub-frame, and formats 1 and 2 are transmitted at least two sub-frame intervals, and format 3 is transmitted at least three sub-frame intervals. It is possible. The transmission possible time of the preamble is also known to the terminal by the system information of the network.

망에서 사용되는 프리앰블 포맷은 셀 반경에 의해 결정된다. 즉, 반경이 큰 셀의 경우 긴 길이의 CP를 지원하는 프리앰블 포맷을 사용하여, 큰 전송 지연(Propagation Delay)이 있어도 데이터의 손실 없이 RA 프리앰블의 검출이 가능하도록 한다. 프리앰블은 Zadoff-Chu(자도프-추)와 사이클릭 쉬프트 값(Cyclic Shift Value)을 기반으로 생성된다. 자도프-추 시퀀스는 사이클릭 쉬프트에 대한 직교성(Orthogonality)이 보장되는 특성을 가진다. 즉, 하나의 루트 자도프-추 시퀀스로부터 파생된 각기 다른 Cyclic Shift Value를 가진 시퀀스들을 모두 합산하여도, 루트 자도프-추 시퀀스와의 상관(Correlation)을 통해 각각의 자도프-추 시퀀스 성분을 손실 없이 검출할 수 있다. 이는 여러 단말이 같은 시간에 RA 프리앰블을 전송하여도 모든 RA 프리앰블을 한 번에 검출하는 것이 가능하게 한다.The preamble format used in the network is determined by the cell radius. That is, in case of a large radius cell, the RA preamble can be detected without a loss of data even if there is a large propagation delay by using a preamble format that supports a long CP. The preamble is generated based on Zadoff-Chu and Cyclic Shift Value. Zadoff-Chu sequences have the property of ensuring orthogonality to cyclic shifts. That is, even if all the sequences with different Cyclic Shift Values derived from one root Zadoff-Chu sequence are summed, each Zadoff-Chu sequence component is generated through correlation with the root Zadoff-Chu sequence. It can be detected without loss. This makes it possible to detect all RA preambles at once even if several UEs transmit RA preambles at the same time.

망 내에서 사용할 수 있는 RA 프리앰블은 이러한 자도프-추 시퀀스의 루트 인덱스(Root Index), 사이클릭 쉬프트 인덱스(Cyclic Shift Index) 및 단일 사이클릭 쉬프트 값(Unit Cyclic Shift Value)의 조합으로 결정할 수 있다. 루트 인덱스는 루트 자도프-추 시퀀스를 결정하는 인덱스이고, 단일 사이클릭 쉬프트 값은 사이클릭 쉬프트 값의 기본 단위, 사이클릭 쉬프트 인덱스는 단일 사이클릭 쉬프트 값을 몇 번 적용하여 사이클릭 쉬프트를 수행할 것인지를 결정하는 인덱스이다. 이 중 망의 시스템 정보를 통해 단말에게 알려지는 정보는 루트 인덱스, 단일 사이클릭 쉬프트 값이고, 사이클릭 쉬프트 인덱스는 64 이내의 범위에서 단말의 임의로 결정하게 된다. The RA preamble that can be used in the network can be determined by a combination of the root index, the cyclic shift index, and the unit cyclic shift value of the Zadoff-Chu sequence. . The root index is an index that determines the root Zadoff-Chu sequence, a single cyclic shift value is a basic unit of the cyclic shift value, and a cyclic shift index is used to perform a cyclic shift by applying a single cyclic shift value several times. Index to determine whether or not. Among them, information known to the terminal through system information of the network is a root index and a single cyclic shift value, and the cyclic shift index is arbitrarily determined by the terminal within a range of 64.

기본적으로 단말은 망에서 알려준 루트 자도프-추 시퀀스에 임의의 사이클릭 쉬프트 인덱스를 선택하여 RA 프리앰블 시퀀스를 구성한다. 경우에 따라 하나의 루트 자도프-추 시퀀스로부터 사이클릭 쉬프트만으로 64개의 RA 프리앰블을 생성하지 못할 수도 있는데, 이 경우에는 64개의 RA 프리앰블을 지원할 수 있도록 다른 루트 인덱스의 루트 자도프-추 시퀀스로부터 RA 프리앰블을 만들게 된다. Basically, the terminal selects an arbitrary cyclic shift index to the root Zadoff-Chu sequence informed by the network to configure the RA preamble sequence. In some cases, 64 RA preambles may not be generated by cyclic shifts from one root Zadoff-Chu sequence alone. In this case, RAs may be generated from a root Zadoff-Chu sequence at another root index to support 64 RA preambles. You will create a preamble.

예를 들어 루트 인덱스가 0이고 단일 사이클릭 쉬프트 값이 15, RA 프리앰블 시퀀스의 길이가 839 Sample인 경우, 839 길이로부터 단일 사이클릭 쉬프트 값 15로는 839/15=55개의 RA 프리앰블밖에 생성할 수 없다. 이 경우 그 다음 루트 인덱스인 루트 인덱스1로부터 단일 사이클릭 쉬프트 값 15를 가지는 9개의 추가적인 RA 프리앰블을 지원하여, 망 내에서 가용한 RA 프리앰블의 개수가 총 64개가 될 수 있도록 한다. 따라서 단말이 사이클릭 쉬프트 인덱스로 60을 선택한 경우, 단말이 생성하는 RA 프리앰블 시퀀스는 루트 인덱스 1의 루트 자도프-추 시퀀스에 60-55-1=4의 사이클릭 쉬프트 인덱스를 적용하여 총 4*15=60 샘플의 사이클릭 쉬프트가 적용된 시퀀스가 된다.For example, if the root index is 0, the single cyclic shift value is 15, and the length of the RA preamble sequence is 839 Sample, only 839/15 = 55 RA preambles can be generated from the length 839 to the single cyclic shift value 15. . In this case, nine additional RA preambles having a single cyclic shift value 15 are supported from the next root index root index 1 so that the total number of RA preambles available in the network can be 64. Therefore, when the UE selects 60 as the cyclic shift index, the RA preamble sequence generated by the UE applies a cyclic shift index of 60-55-1 = 4 to the root Zadoff-Chu sequence of the root index 1 and thus total 4 *. The sequence is applied with a cyclic shift of 15 = 60 samples.

단말이 선택한 사이클릭 쉬프트 인덱스로 생성된 RA 프리앰블은 LTE의 다른 상향링크 채널과 마찬가지로 SC-FDMA 방식으로 변조되는데, 이 때 15kHz의 Subcarrier Spacing을 지원하는 일반적인 채널들과는 다르게 1.25kHz 혹은 7.5kHz(프리앰블 포맷4 Only)의 Subcarrier Spacing을 적용하여, 시스템 대역폭에 비해 1.4MHz 정도의 Narrow한 영역에서 프리앰블을 전송하도록 한다.
The RA preamble generated by the UE-selected cyclic shift index is modulated by SC-FDMA like other uplink channels of LTE. At this time, unlike general channels supporting 15 kHz subcarrier spacing, 1.25 kHz or 7.5 kHz (preamble format) By applying Subcarrier Spacing of 4 Only), the preamble is transmitted in a narrow area of about 1.4MHz relative to the system bandwidth.

본 발명이 해결하려는 과제는 기지국에서 PRACH 검출하기 복잡도를 감소시키는 방안을 제안함에 있다.
An object of the present invention is to propose a method for reducing the complexity of detecting a PRACH in a base station.

이를 위해 본 발명의 LTE 시스템에서 물리 랜덤 접속 채널 검출 장치는 복수의 자도프-추(Zadoff-Chu) 시퀀스 중 적어도 두 개의 시퀀스를 수신하는 시퀀스 수신부; 상기 시퀀스 수신부에서 수신한 시퀀스를 가산하는 가산부; 상기 가산부에서 출력되는 신호와 사용자 단말로부터 수신한 랜덤 엑세스 프리앰블을 연산하는 연산부; 상기 연산부에서 출력되는 신호를 IFFT 변환하는 IFFT부; 상기 IFFT부에서 출력되는 신호의 피크값을 검출하는 피크 검출부를 포함한다.To this end, in the LTE system of the present invention, an apparatus for detecting a physical random access channel includes a sequence receiving unit which receives at least two sequences of a plurality of Zadoff-Chu sequences; An adder configured to add a sequence received by the sequence receiver; A calculator for calculating a signal output from the adder and a random access preamble received from a user terminal; An IFFT unit for IFFT converting the signal output from the operation unit; And a peak detector for detecting a peak value of the signal output from the IFFT unit.

이를 위해 본 발명의 LTE 시스템에서 물리 랜덤 접속 채널 검출 방법은 복수의 각 시퀀스 수신부에서 복수의 자도프-추(Zadoff-Chu) 시퀀스 중 적어도 두 개의 시퀀스를 수신하는 단계; 각 시퀀스 수신부별로 수신한 상기 시퀀스들을 가산하는 단계; 가산한 상기 시퀀스들을 상기 시퀀스 수신부별로 순차적으로 하나씩 출력하는 단계; 출력한 상기 시퀀스와 사용자 단말로부터 수신한 랜덤 엑세스 프리앰블을 연산하는 단계; 연산한 상기 신호를 IFFT 변환하는 단계; IFFT 변환한 상기 신호의 피크값을 검출하는 단계를 포함하며, 상기 연산하는 단계는 출력되는 신호를 공액복소 한 후 상기 랜덤 엑세스 프리앰블과 승산함을 특징으로 한다.
To this end, in the LTE system of the present invention, a method for detecting a physical random access channel includes receiving at least two sequences of a plurality of Zadoff-Chu sequences at each of a plurality of sequence receiving units; Adding the sequences received for each sequence receiver; Outputting the added sequences sequentially one by one for each sequence receiving unit; Calculating the output sequence and the random access preamble received from the user terminal; IFFT transforming the computed signal; Detecting a peak value of the IFFT-converted signal, wherein the calculating step multiplies the random signal preamble by conjugating the output signal.

본 발명에 따른 기지국에서의 PRACH 검출 알고리즘을 이용하여 PRACH를 검출하면, 기지국의 복잡도를 감소시킬 수 있다. 즉, 기존 64개의 시퀀스 각각에 대해 각각 피크값을 산출하였으나, 본 발명은 복수 개의 시퀀스를 합산하여 피크값을 산출함으로써 기지국에서의 복잡도를 현저하게 감소된다는 효과가 있다.
When the PRACH is detected using the PRACH detection algorithm in the base station according to the present invention, the complexity of the base station can be reduced. That is, although the peak value is calculated for each of the existing 64 sequences, the present invention has the effect of significantly reducing the complexity at the base station by calculating the peak value by summing the plurality of sequences.

도 1은 RA 프리앰블을 도시하고 있다.
도 2는 프리앰블 형식별 파라미터를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 기지국에 수신되는 PRACH 예를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 기지국에서 PRACH 검출 알고리즘의 구조를 도시하고 있다.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 상관 및 피크 검출부를 도시하고 있다.
1 illustrates an RA preamble.
2 illustrates preamble type-specific parameters.
3 illustrates an example of a PRACH received by a base station according to an embodiment of the present invention.
4 illustrates a structure of a PRACH detection algorithm in a base station according to an embodiment of the present invention.
5 illustrates a correlation and peak detector according to an embodiment of the present invention.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 이러한 실시 예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.The foregoing and further aspects of the present invention will become more apparent through the preferred embodiments described with reference to the accompanying drawings. Hereinafter will be described in detail to enable those skilled in the art to easily understand and reproduce through this embodiment of the present invention.

단말이 PRACH를 통해 망에 접속할 때에는 시스템 정보에서 알려준 PRACH 전송 가능 시간에 망에서 지원하는 64개의 프리앰블 ID(식별자) 중 하나를 선택하여 RA 프리앰플 시퀀스를 생성한 후, PRACH 자원에 프리앰블을 실어 전송하게 된다. 실제로 시스템 정보에서는 64개의 프리앰블 ID에 대해 두 개의 부분집합을 정의하며, 단말은 두 부분집합 중 하나의 부분집합에서 프리앰블 ID를 무작위로 선택하게 된다. 이 때, 단말은 DL 동기 채널(Synchronization Channel)을 통해 망의 동기를 이미 알고 있으므로, PRACH 전송이 가능한 시간 자원을 알 수 있게 되고, 따라서 망에서 수신되는 RA 프리앰블은 프리앰블 전송 가능 시간 자원에서 단말에서 망까지의 전파 지연(Propagation Delay)시간만큼 시간 간격을 둔 신호가 된다. When the UE accesses the network through the PRACH, the RA preamble sequence is generated by selecting one of the 64 preamble IDs (identifiers) supported by the network at the PRACH transmission time indicated by the system information, and then transmitting the preamble on the PRACH resource. Done. In fact, the system information defines two subsets for the 64 preamble IDs, and the UE randomly selects the preamble IDs from one subset of the two subsets. In this case, since the UE already knows the synchronization of the network through the DL synchronization channel, the UE can know the time resource capable of PRACH transmission. Signals are timed by propagation delay to the network.

망의 입장에서는 여러 개의 단말이 보낸 프리앰블이 수신될 수 있는데, 수신되는 프리앰블은 서로 다른 ID를 가질 수도 있고, 서로 같은 ID를 가질 수도 있다. 만약 서로 다른 단말이 같은 ID의 프리앰블을 전송하게 되면, 기지국은 중첩된 프리앰블 ID에 대해 하나의 DL 응답 메시지(RAR)만 보내게 된다. 이 경우, 하나의 응답에 대해 여러 단말이 반응하게 되어 충돌이 발생하게 된다. 이러한 충돌의 해소에 대해서는 RA 프리앰블 전송 이 후 벌어지는 Random Access 절차에서 담당하게 된다. 만약 서로 다른 단말이 서로 다른 ID의 프리앰블을 전송하게 되면 망은 각 단말이 보낸 프리앰블을 검출할 수 있게 되고, 따라서 각 RA 시도에 대한 각기 다른 DL 응답 메시지가 단말들에 전송되게 되어 충돌 없이 확실한 DL 시그널링이 가능하게 된다.From the network's point of view, a preamble sent by several terminals may be received. The received preambles may have different IDs or may have the same IDs. If different terminals transmit preambles having the same ID, the base station transmits only one DL response message (RAR) for the overlapping preamble ID. In this case, several terminals respond to one response and a collision occurs. Resolving such collisions is the responsibility of the Random Access procedure after the RA preamble transmission. If different UEs transmit different preambles with different IDs, the network can detect the preambles sent by each UE, so that different DL response messages for each RA attempt are transmitted to the UEs, thus ensuring a reliable DL without conflict. Signaling becomes possible.

각 단말들이 서로 다른 ID의 프리앰블을 전송하는 경우, 기지국에 도달하는 각 프리앰블은 단말의 위치에 따라 서로 다른 전파 지연을 두고 수신되게 된다. 예를 들어 3개의 단말이 동시에 서로 다른 ID의 프리앰블을 전송하고, 각 단말의 위치는 기지국과 아주 가까운 거리, 셀의 중간 지점, 셀의 가장자리라 가정하면, 기지국이 수신하는 각 프리앰블은 다음의 도면과 같이 표현될 수 있다.When each terminal transmits a preamble having a different ID, each preamble reaching the base station is received with a different propagation delay according to the position of the terminal. For example, assuming that three terminals simultaneously transmit preambles having different IDs, and the positions of each terminal are very close to the base station, the midpoint of the cell, and the edge of the cell, each preamble received by the base station is as follows. It can be expressed as

도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 기지국에 수신되는 PRACH 예를 도시하고 있다. 이하 도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 기지국에 수신되는 PRACH에 대해 상세하게 알아보기로 한다.3 illustrates an example of a PRACH received by a base station according to an embodiment of the present invention. 3 will be described in detail with respect to the PRACH received by the base station according to an embodiment of the present invention.

도 3에 의하면, 기지국에 RA 프리앰블이 수신된 경우, 기지국은 자신이 관리하는 시스템 동기를 기준으로 기지국에 설정된 프리앰블 포맷에 따른 CP 길이 이 후의 데이터를 프리앰블 시퀀스 길이(T SEQ )만큼 추출하여 이를 프리앰블 검출에 사용한다. 만약 특정 단말에서 송신한 RA 프리앰블이 CP 길이(T CP )보다 더 긴 전파 지연을 거쳐 기지국에 도달한 경우, 기지국이 추출한 프리앰블 시퀀스는 특정 길이만큼 데이터가 손실되었기 때문에 프리앰블 검출이 정확히 수행되기가 불가능하다. 따라서 셀 반경은 CP 길이에 의해 제한되게 된다.Referring to FIG. 3, when the RA preamble is received by the base station, the base station extracts data after the CP length according to the preamble format set in the base station based on the system synchronization managed by the base station by the preamble sequence length ( T SEQ ) and preambles it. Used for detection. If the RA preamble transmitted from a specific terminal reaches the base station through a propagation delay longer than the CP length ( T CP ), the preamble sequence extracted by the base station cannot be accurately performed because the data is lost by a specific length. Do. Thus, the cell radius is limited by the CP length.

기지국은 추출한 수신 데이터를 바탕으로 전송 프리앰블에 대한 검출 작업을 수행하는데, 이 때 자도프-추 시퀀스의 특성을 이용하면 여러 단말의 프리앰블을 한 번에 검출할 수 있게 된다. 앞서 설명한 바와 같이 하나의 루트 자도프-추 시퀀스로부터 파생된 프리앰블 시퀀스는 Cyclic Shift에 따른 직교성이 보장되므로, 같은 루트 자도프-추 시퀀스로 만들어진 여러 프리앰블 시퀀스가 합쳐진 경우, 루트 자도프-추 시퀀스와의 상관(Correlation) 연산을 통해 각 프리앰블 시퀀스의 사이클릭 쉬프트 값을 추정할 수 있게 된다. 만약 각 프리앰블 시퀀스에 전파 지연이 존재하는 경우, 기지국에서 추정된 사이클릭 쉬프트 값은 원래의 프리앰블 시퀀스 사이클릭 쉬프트 값에 전파 지연만큼이 더해진 값이 된다. PRACH 검출 방식에 대해서는 후술하기로 한다.The base station performs a detection operation on the transmission preamble based on the extracted received data. At this time, by using the characteristics of the Zadoff-Chu sequence, it is possible to detect the preambles of several terminals at once. As described above, the preamble sequence derived from one root Zadoff-Chu sequence is guaranteed orthogonality according to Cyclic Shift. Through the correlation operation of the cyclic shift value of each preamble sequence can be estimated. If there is a propagation delay in each preamble sequence, the cyclic shift value estimated by the base station is a value obtained by adding the propagation delay to the original preamble sequence cyclic shift value. The PRACH detection method will be described later.

도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 기지국에서 PRACH 검출 알고리즘의 구조를 도시하고 있다. 이하 도 4를 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 기지국에서 PRACH 검출 알고리즘의 구조에 대해 상세하게 알아보기로 한다.4 illustrates a structure of a PRACH detection algorithm in a base station according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the structure of the PRACH detection algorithm in the base station according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 4.

도 4에 의하면 검출 알고리즘 구조는 ADC, 주파수 시프트 보상부, BPF, 정수 생성부, 다운 샘플링부, FFT, 루트 자도프-추 시퀀스 생성부, 상관 및 피크 검출부를 포함한다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 구성이 검출 알고리즘 구조에 포함될 수 있음은 자명하다.4, the detection algorithm structure includes an ADC, a frequency shift compensator, a BPF, an integer generator, a down sampling unit, an FFT, a root Zadoff-Chu sequence generator, a correlation and a peak detector. Of course, it is obvious that other configurations may be included in the detection algorithm structure in addition to the above-described configuration.

ADC(400)는 입력받은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.The ADC 400 converts the received analog signal into a digital signal.

주파수 시프트 보상부(402)는 프리앰블 변조 과정에서 적용된 7.5kHz 주파수 시프트를 보상하여 베이스밴드 주파수 대역으로 신호를 천이한다.The frequency shift compensator 402 shifts the signal to the baseband frequency band by compensating the 7.5 kHz frequency shift applied during the preamble modulation process.

BPF(404)는 다운샘플시 발생 가능한 앨리어싱(Aliasing) 현상을 방지하기 위해 PRACH 주파수 대역의 신호만을 남기는 밴드 패스 필터링(Band Pass Filtering)을 수행한다. The BPF 404 performs band pass filtering to leave only signals in the PRACH frequency band in order to prevent aliasing that may occur during downsampling.

정수 발생부(406)는 BPF의 필터 정수를 테이블 형태로 저장하여, 필터링시 BPF로 전달한다.The integer generator 406 stores the filter constants of the BPF in the form of a table and transfers them to the BPF during filtering.

다운 샘플링부(408)는 연산량 절감을 위한 248-point FFT 수행을 위해 30.72㎒ 샘플링 레이트로 24576 샘플을 12배 다운 샘플한다.The down sampling unit 408 down-samples 24576 samples at 30.72MHz sampling rate 12 times to perform 248-point FFT to reduce the amount of computation.

FFT부(410)는 시간 도메인 신호를 주파수 도메인 신호로 변환하기 위해 FFT를 수행한다. The FFT unit 410 performs an FFT to convert the time domain signal into a frequency domain signal.

자도프-추 시퀀스 생성부(412)는 기준이 될 루트 자도프-추 시퀀스를 미리 DFT를 수행하여 테이블에 저장함으로써 연산량을 감소시킨다.The Zadoff-Chu sequence generation unit 412 reduces the amount of calculation by storing the root Zadoff-Chu sequence to be a reference in advance by performing a DFT.

상관 및 피크 검출부(414)는 FFT로부터 출력된 신호와 루트 자도프-추 시퀀스 생성부에서 생성된 시퀀스를 순차적으로 상관하여 가장 높은 피크치를 갖는 시퀀스를 탐색함으로써 프리앰블 ID와 지연시간을 추정한다.The correlation and peak detector 414 sequentially estimates the preamble ID and delay time by sequentially correlating a signal output from the FFT and a sequence generated by the root Zadoff-Chu sequence generator to search for a sequence having the highest peak value.

도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 상관 및 피크 검출부를 도시하고 있다. 이하 도 5를 본 발명의 일실시 예에 따른 상관 및 피크 검출부에 대해 상세하게 알아보기로 한다.5 illustrates a correlation and peak detector according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, FIG. 5 will be described in detail with reference to the correlation and peak detector according to an embodiment of the present invention.

도 5에 의하면 상관 및 피크 검출부는 복수의 시퀀스 수신부, 가산부, 다중화부, 연산부, IFFT부, 피크 검출부를 포함한다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 구성이 상관 및 피크 검출부에 포함될 수 있음은 자명하다.Referring to FIG. 5, the correlation and peak detector includes a plurality of sequence receivers, an adder, a multiplexer, a calculator, an IFFT unit, and a peak detector. Of course, it is obvious that other configurations may be included in the correlation and peak detection units in addition to the above configurations.

시퀀스 수신부(500)는 시퀀스 생성부에서 생성한 루트 자도프-추 시퀀스를 수신한다. 상술한 바와 같이 시퀀스 생성부에서 생성되는 시퀀스는 64개이며, 생성된 시퀀스는 복수 개의 시퀀스 수신부 중 하나로 제공된다. The sequence receiver 500 receives a root zadoff-chu sequence generated by the sequence generator. As described above, 64 sequences are generated by the sequence generator, and the generated sequences are provided to one of the plurality of sequence receivers.

본 발명은 8개의 시퀀스 수신부를 제안하며, 각 시퀀스 수신부는 64개의 시퀀스 중 8개씩 순차적으로 제공받는다. 물론 시퀀스 수신부의 개수를 달라질 수 있으며, 이 경우 각 시퀀스 수신부로 제공되는 시퀀스의 개수 역시 달라진다. 즉, 시퀀스 수신부의 개수가 16개인 경우, 각 시퀀스 수신부는 4개의 시퀀스를 제공받는다. 또한, 시퀀스 수신부의 개수가 4개인 경우 각 시퀀스 수신부는16개의 시퀀스를 제공받는다.The present invention proposes 8 sequence receivers, and each sequence receiver receives 8 of 64 sequences sequentially. Of course, the number of sequence receivers may vary, and in this case, the number of sequences provided to each sequence receiver also varies. That is, when the number of sequence receivers is 16, each sequence receiver receives four sequences. In addition, when the number of sequence receivers is four, each sequence receiver receives 16 sequences.

물론 상술한 방식 이외에 다른 방식으로 진행될 수 있다. 즉, 시퀀스 수신부의 개수가 4개인 각 시퀀스 수신부로 8개의 시퀀스를 제공받아 일련의 동작을 수행한다. 일련이 동작이 종료되면, 시퀀스 수신부는 일련의 과정을 수행하지 않은 시퀀스들을 순차적으로 8개씩 제공받아 일련의 동작을 수행한다. 이와 같은 시퀀스 수신부의 개수가 작은 경우에는 상술한 과정을 통해 본 발명에서 제안하는 일련의 과정을 수행할 수 있다.Of course, in addition to the above-described manner may proceed in other ways. That is, eight sequences are provided to each sequence receiver having four sequence receivers to perform a series of operations. When the series ends, the sequence receiving unit sequentially receives 8 sequences that have not performed the sequence and performs a series of operations. When the number of such sequence receivers is small, a series of processes proposed by the present invention may be performed through the above-described process.

시퀀스 수신부는 내부에 가산부(502)를 포함하고 있다. 물론 시퀀스 수신부와 가산부는 별도로 구성할 수 있다. 가산부(502)는 시퀀스 수신부(500)가 수신한 시퀀스를 가산하여 다중화부(504)로 제공한다.The sequence receiver includes an adder 502 therein. Of course, the sequence receiver and adder may be configured separately. The adder 502 adds the sequence received by the sequence receiver 500 and provides it to the multiplexer 504.

다중화부(504)는 복수의 가산부로부터 제공받은 시퀀스 가산치 중 어느 하나를 상관부로 제공한다. 즉, 다중화부(504)는 제공받은 시퀀스 가산치를 설정된 시간단위로 순차적으로 하나씩 연산부(506)로 제공한다.The multiplexer 504 provides any one of sequence addition values provided from the plurality of adders to the correlation unit. That is, the multiplexer 504 provides the received sequence additions to the calculator 506 one by one in a set time unit.

연산부(508)는 수신받은 FFT부로부터 제공받은 프리앰블 신호와 다중화부(504)로부터 제공받은 시퀀스 가산치를 연산한다. 즉, 연산부(506)는 FFT부(508)로부터 제공받은 프리앰블 신호와 다중화부로부터 제공받은 시퀀스 가산치 중 어느 하나를 복소공액(Complex Conjugate)한 후 승산한다.The calculation unit 508 calculates the preamble signal provided from the received FFT unit and the sequence addition value provided from the multiplexer 504. That is, the calculating unit 506 multiplies one of the preamble signal provided from the FFT unit 508 and the sequence addition value provided from the multiplexing unit and then multiplies the complex conjugate.

IFFT부(510)는 연산부로부터 출력된 신호를 IFFT 변환을 수행한다. IFFT부(510)로부터 출력되는 신호는 각 프리앰블의 루트 자도프-추 시퀀스 및 Cyclic Shift Value에 따라 구별 가능한 피크 데이터이다.The IFFT unit 510 performs IFFT conversion on the signal output from the calculator. The signal output from the IFFT unit 510 is peak data that can be distinguished according to the root Zadoff-Chu sequence and the Cyclic Shift Value of each preamble.

피크 검출부(512)는 수신한 신호의 피크값을 추출한다. 피크 검출부는 수신한 신호와 추출한 피크값을 저장하며, 최대 피크값을 갖는 신호를 검색한다. 최대 피크값을 신호에 대해서는 상술한 과정을 반복한다. 즉, 최대 피크값을 갖는 신호에 포함되어 있는 시퀀스 중 하나가 단말에서 전송한 프리앰블에 포함되어 있는 시퀀스이다. The peak detector 512 extracts the peak value of the received signal. The peak detector stores the received signal and the extracted peak value, and searches for a signal having the maximum peak value. The above process is repeated with respect to the maximum peak signal. That is, one of the sequences included in the signal having the maximum peak value is a sequence included in the preamble transmitted by the terminal.

따라서 최대값을 갖는 신호에 포함되어 있는 시퀀스에 대해서 상술한 과정을 반복하여 최대값을 갖는 시퀀스를 최종적으로 검색한다. 검색된 시퀀스를 이용하여 프리앰블의 ID 및 전파 지연을 추정할 수 있게 된다. Therefore, the above-described process is repeated with respect to the sequence included in the signal having the maximum value to finally retrieve the sequence having the maximum value. It is possible to estimate the ID and propagation delay of the preamble using the retrieved sequence.

본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the scope of the present invention .

400: ADC 402: 주파수 시프트 보상부
404: BPF 406: 정수 생성부
408: 다운 샘플링부 410: FFT
412: 루트 자도프-추 시퀀스 생성부
414: 상관 및 피크 검출부
400: ADC 402: frequency shift compensation unit
404: BPF 406: integer generation unit
408: down sampling unit 410: FFT
412: Root Zadoff-Chu sequence generation unit
414: correlation and peak detector

Claims (7)

복수의 자도프-추(Zadoff-Chu) 시퀀스 중 적어도 두 개의 시퀀스를 수신하는 시퀀스 수신부;
상기 시퀀스 수신부에서 수신한 시퀀스를 가산하는 가산부;
상기 가산부에서 출력되는 신호와 사용자 단말로부터 수신한 랜덤 엑세스 프리앰블을 연산하는 연산부;
상기 연산부에서 출력되는 신호를 IFFT 변환하는 IFFT부;
상기 IFFT부에서 출력되는 신호의 피크값을 검출하는 피크 검출부를 포함함을 특징으로 하는 LTE 시스템에서 물리 랜덤 접속 채널 검출 장치.
A sequence receiver configured to receive at least two sequences of a plurality of Zadoff-Chu sequences;
An adder configured to add a sequence received by the sequence receiver;
A calculator for calculating a signal output from the adder and a random access preamble received from a user terminal;
An IFFT unit for IFFT converting the signal output from the operation unit;
And a peak detector for detecting a peak value of the signal output from the IFFT unit.
제 1항에 있어서, 상기 연산부는,
가산부에서 출력되는 신호를 공액복소 한 후 상기 랜덤 엑세스 프리앰블과 승산함을 특징으로 하는 LTE 시스템에서 물리 랜덤 접속 채널 검출 장치.
The method of claim 1, wherein the operation unit,
The apparatus for detecting a physical random access channel in an LTE system, characterized in that after multiplying the signal output from the adder and multiplied by the random access preamble.
제 2항에 있어서,
복수의 시퀀스 수신부로부터 수신된 신호들 중 하나를 상기 연산부로 전달하는 다중화부를 포함함을 특징으로 하는 LTE 시스템에서 물리 랜덤 접속 채널 검출 장치.
The method of claim 2,
And a multiplexer for transmitting one of the signals received from a plurality of sequence receivers to the calculator.
제 3항에 있어서, 각 시퀀스 수신부로 입력되는 자도프-추(Zadoff-Chu) 시퀀스의 개수는 동일함을 특징으로 하는 LTE 시스템에서 물리 랜덤 접속 채널 검출 장치.
4. The apparatus of claim 3, wherein the number of Zadoff-Chu sequences input to each sequence receiving unit is the same.
제 4항에 있어서,
입력받은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC;
7.5kHz 주파수 시프트를 보상하여 베이스밴드 주파수 대역으로 신호를 천이하는 주파수 시프트 보상부;
밴드 패스 필터링(Band Pass Filtering)을 수행하는 BPF;
다운 샘플링을 수행하는 다운 샘플링부;
시간 도메인 신호를 주파수 도메인 신호로 변환하는 FFT부;를 포함하며,
상기 FFT부로터 출력된 신호인 상기 랜덤 엑세스 프리앰블을 상기 연산부로 입력함을 특징으로 하는 LTE 시스템에서 물리 랜덤 접속 채널 검출 장치.
5. The method of claim 4,
An ADC for converting an input analog signal into a digital signal;
A frequency shift compensator for compensating the 7.5 kHz frequency shift to shift the signal to the baseband frequency band;
A BPF that performs band pass filtering;
A down sampling unit performing down sampling;
And an FFT unit for converting the time domain signal into a frequency domain signal.
And a random access preamble, which is a signal output from the FFT unit, to the operation unit.
제 5항에 있어서, 상기 BPF의 필터 정수를 상기 BPF로 전달하는 정수 생성부를 포함함을 특징으로 하는 LTE 시스템에서 물리 랜덤 접속 채널 검출 장치.
The apparatus of claim 5, further comprising: an integer generator configured to transfer the filter constant of the BPF to the BPF.
복수의 각 시퀀스 수신부에서 복수의 자도프-추(Zadoff-Chu) 시퀀스 중 적어도 두 개의 시퀀스를 수신하는 단계;
각 시퀀스 수신부별로 수신한 상기 시퀀스들을 가산하는 단계;
가산한 상기 시퀀스들을 상기 시퀀스 수신부별로 순차적으로 하나씩 출력하는 단계;
출력한 상기 시퀀스와 사용자 단말로부터 수신한 랜덤 엑세스 프리앰블을 연산하는 단계;
연산한 상기 신호를 IFFT 변환하는 단계;
IFFT 변환한 상기 신호의 피크값을 검출하는 단계를 포함하며,
상기 연산하는 단계는,
출력되는 신호를 공액복소 한 후 상기 랜덤 엑세스 프리앰블과 승산함을 특징 LTE 시스템에서 물리 랜덤 접속 채널 검출 방법.
Receiving at least two sequences of a plurality of Zadoff-Chu sequences at each of the plurality of sequence receiving units;
Adding the sequences received for each sequence receiver;
Outputting the added sequences sequentially one by one for each sequence receiving unit;
Calculating the output sequence and the random access preamble received from the user terminal;
IFFT transforming the computed signal;
Detecting a peak value of the signal after IFFT conversion;
Wherein the calculating comprises:
And conjugating the output signal and multiplying the random access preamble by the random access preamble.
KR1020110124027A 2011-11-25 2011-11-25 Method and apparatus for PRACH detection in LTE system KR101283909B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110124027A KR101283909B1 (en) 2011-11-25 2011-11-25 Method and apparatus for PRACH detection in LTE system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110124027A KR101283909B1 (en) 2011-11-25 2011-11-25 Method and apparatus for PRACH detection in LTE system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130058166A true KR20130058166A (en) 2013-06-04
KR101283909B1 KR101283909B1 (en) 2013-07-16

Family

ID=48857480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110124027A KR101283909B1 (en) 2011-11-25 2011-11-25 Method and apparatus for PRACH detection in LTE system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101283909B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10568144B2 (en) 2017-11-13 2020-02-18 Electronics And Telecommunications Research Institute Timing estimation method of random access preamble, random access preamble detection method, and random access preamble detection apparatus

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8345804B2 (en) * 2007-06-14 2013-01-01 Alcatel Lucent Simplified RACH preamble detection receiver
JP5460383B2 (en) 2010-02-26 2014-04-02 三菱電機株式会社 Receiver
KR101080906B1 (en) 2010-09-20 2011-11-08 주식회사 이노와이어리스 Apparatus for acquired preamble sequence

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10568144B2 (en) 2017-11-13 2020-02-18 Electronics And Telecommunications Research Institute Timing estimation method of random access preamble, random access preamble detection method, and random access preamble detection apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR101283909B1 (en) 2013-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10201018B2 (en) Transmission and reception of a random access preamble signal
US20190239249A1 (en) Processing of random access preamble sequences
CN106664170B (en) Method and wireless device for performing random access in cellular communication network
JP4820941B2 (en) Fast cell search method and apparatus
US7965689B2 (en) Reference sequence construction for fast cell search
KR101080906B1 (en) Apparatus for acquired preamble sequence
US20170324587A1 (en) Preamble detection and time-of-arrival estimation for a single-tone frequency hopping random access preamble
US20090040918A1 (en) Random Access Preamble Detection for Long Term Evolution Wireless Networks
EP3254521B1 (en) Method and apparatus for random access preamble detection
EP2439973A1 (en) Detection method and apparatus based on random access process
KR20160146851A (en) Method for generating preamble symbol, method for receiving preamble symbol, method for generating frequency domain symbol, and apparatuses
US8923338B2 (en) Method and device for receiving non-synchronous signal in OFDMA system
KR20130050336A (en) Avoiding spectral lines on pilot tones in ieee 802.11ac by avoiding r matrix of all ones
US20080291893A1 (en) Ofdm-based device and method for performing synchronization in the presence of interference signals
US20120195328A1 (en) Transmission apparatus, transmission method, reception apparatus, and reception method
US8630279B2 (en) Method for generating downlink signal, and method for searching cell
CN102387108A (en) Transmission method and device for physical random access channel signal
JP5250335B2 (en) RADIO COMMUNICATION DEVICE HAVING RANDOM ACCESS SIGNAL DETECTION FUNCTION, RADIO COMMUNICATION SYSTEM, AND RANDOM ACCESS SIGNAL DETECTION METHOD
KR20120032120A (en) Apparatus for acquired preamble sequence
KR101283909B1 (en) Method and apparatus for PRACH detection in LTE system
CN101820407B (en) Serial interference cancellation based frequency domain initial ranging method and system
CN103916348A (en) Calculation methods and systems for phase deviant, timing deviation and frequency deviation
CN110838882A (en) Method and device for detecting preamble signal
KR102625779B1 (en) Method and apparatus for detecting narrowband random access channel
RU2008100224A (en) TRANSMITTER, RECEIVER, MOBILE COMMUNICATION SYSTEM AND METHOD FOR TRANSMISSION OF THE SYNCHRONIZATION CHANNEL

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160609

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170608

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180627

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190625

Year of fee payment: 7