KR20150076367A - 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법 및 그 시스템 - Google Patents

인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법 및 그 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20150076367A
KR20150076367A KR1020130164143A KR20130164143A KR20150076367A KR 20150076367 A KR20150076367 A KR 20150076367A KR 1020130164143 A KR1020130164143 A KR 1020130164143A KR 20130164143 A KR20130164143 A KR 20130164143A KR 20150076367 A KR20150076367 A KR 20150076367A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ranging
time
correlation
time offset
signal
Prior art date
Application number
KR1020130164143A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102150936B1 (ko
Inventor
엄중선
황성현
유성진
정병장
최재익
Original Assignee
한국전자통신연구원
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 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020130164143A priority Critical patent/KR102150936B1/ko
Priority to US14/450,757 priority patent/US9467320B2/en
Publication of KR20150076367A publication Critical patent/KR20150076367A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102150936B1 publication Critical patent/KR102150936B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655Synchronisation arrangements
    • H04L27/2662Symbol synchronisation
    • H04L27/2663Coarse synchronisation, e.g. by correlation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J11/00Orthogonal multiplex systems, e.g. using WALSH codes
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2626Arrangements specific to the transmitter only
    • H04L27/2646Arrangements specific to the transmitter only using feedback from receiver for adjusting OFDM transmission parameters, e.g. transmission timing or guard interval length
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655Synchronisation arrangements
    • H04L27/2656Frame synchronisation, e.g. packet synchronisation, time division duplex [TDD] switching point detection or subframe synchronisation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655Synchronisation arrangements
    • H04L27/2657Carrier synchronisation
    • H04L27/266Fine or fractional frequency offset determination and synchronisation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00Synchronisation arrangements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/16Discovering, processing access restriction or access information

Abstract

인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법 및 그 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법은 하나 이상의 레인징 구간에 수신된 신호를 검출하는 단계; 상기 하나 이상의 레인징 구간에서 검출된 신호의 부반송파 인덱스간 상관 관계에 기초하여 제1 시간 오프셋을 추정하는 단계; 상기 하나 이상의 레인징 구간에서 검출된 신호와 미리 결정된 복수의 코드들에 대한 상관 관계에 기초하여 제2 시간 오프셋을 추정하고 상기 복수의 코드들 중 초기 레인징 코드를 검출하는 단계; 및 상기 추정된 상기 제1 시간 오프셋과 상기 제2 시간 오프셋을 이용하여 상기 검출된 상기 초기 레인징 코드로 초기 레인징(initial ranging)을 수행하는 단말기의 시간 오프셋을 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법 및 그 시스템 {METHOD FOR PERFORMING INITIAL RANGING IN COGNITIVE RADIO NETWORK AND SYSTEM THEREOF}
본 발명은 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행에 대한 것으로, 상세하게는 인지 무선 기반의 네트워크 예를 들어, WRAN(Wireless Regional Area Network) 시스템의 동작 환경을 고려하여 기지국에서의 연산을 최소화하고 대략적인 시간 오프셋을 추정할 수 있는 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법 및 그 시스템에 대한 것이다.
IEEE802.22은 TV 유휴채널을 이용하여 30km에서 최대 100km의 셀 커버리지로 무선통신 서비스를 제공하는 WRAN(Wireless Regional Area Network) 시스템의 physical (PHY) 과 data link (MAC) 계층을 정의하고 있는 표준이다.
새로운 가입자(Customer-Premises Equipment: CPE)는 WRAN 네트워크에 접속하기 위하여 초기접속 절차를 수행해야 하며, 의미 있는 메시지를 전송하기에 앞서 가입자들로부터 전송되는 신호가 기지국의 일정한 시점에 도착할 수 있도록 시간동기를 수행하는 레인징(ranging) 과정이 가장 앞서 동작되어야 한다.
이러한 절차를 초기 레인징(initial ranging)이라 하며, 랜덤하게 선택된 코드를 CPE가 전송하고 기지국은 해당 코드를 검출하여 해당 CPE가 초기 접속과정을 수행할 수 있도록 제어하게 된다.
IEEE802.22 표준에는 100km의 셀 커버리지를 고려하여 5개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼 구간을 Initial ranging을 위한 구간으로 정의하고 있으며, 각 CPE는 initial ranging을 위한 랜덤 코드를 선택하고 위상의 연속적인 3개의 OFDM 심볼을 생성하여 전송하게 된다.
기지국은 전송된 코드를 검출해야 하는데 선택된 코드와 함께 도착 지연에 따른 위상 오프셋의 양을 추정하여 시간 오프셋을 ranging 신호를 전송한 CPE에 알려주게 되고 해당 CPE는 시간 오프셋을 반영하여 다시 ranging 신호를 전송하게 된다.
정확한 시점이 확인되면 CPE는 기지국에 메시지를 전송하게 됨으로써 초기 접속절차를 수행할 수 있게 된다.
WRAN 시스템에서 사용된 Initial ranging 신호는 OFDM 심볼 사이의 위상 불연속이 없도록 아래 <수학식 1>에 따라 생성된다.
[수학식 1]
Figure pat00001
세 개의 OFDM 심볼 사이의 위상이 연속이 되므로 기지국에서 ranging 신호의 양끝 단을 제외하고 FFT(fast Fourier transform)를 수행할 경우 위상 불연속에 따른 ICI(Inter-Cell Interference) 현상이 나타나지 않는다. 각 CPE는 도 1에 도시된 상향 스트림 자원 중 ranging을 수행하기 위한 영역에 Initial ranging 신호를 전송하게 되며, 기지국과 CPE가 위치한 거리 차이만큼의 라운드 트립 지연(round-trip delay)에 따라 ranging을 위해 할당된 자원의 첫 번째 심볼 시작 위치로부터 시간 오차가 나타나게 된다.
따라서, 지연이 거의 발생하지 않을 경우 첫 번째부터 세 번째 심볼 구간 동안 ranging 신호가 위치하게 되고, 최대한 지연되는 경우 세 번째부터 다섯 번째 심볼 구간에 ranging 신호가 위치하게 된다. 이러한 경우 추정하고자 하는 지연오프셋(위상오프셋)은 FFT 크기인 2048 샘플 수만큼의 범위를 가지므로 OFDM 심볼의 정수 배 오차는 검출을 할 수 없다.
따라서, 심볼의 대략적인 위치를 검출하는 과정이 필요하고, 신호를 검출하는 방법이 선택 가능한 모든 랜덤 코드와 각 코드의 2048 개의 샘플 지연에 대한 위상 오프셋의 조합만큼의 코드를 곱해야 하므로 많은 연산 과정이 요구되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 도출된 것으로서, 인지 무선 기반의 네트워크 예를 들어, WRAN(Wireless Regional Area Network) 시스템의 초기 레인징(ranging)을 수행할 때 기지국에서 레인징 신호를 검출하기 위해 소모되는 연산을 최소화하며, 실제 신호가 수신되었을 때 시간 동기를 수행할 수 있는 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법 및 그 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 CPE에서 CPE의 위치 정보에 기초하여 기지국과 CPE의 거리를 추정함으로써, initial ranging 신호가 기지국에서 요구하는 시점에 도착하도록 제어하는 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법 및 그 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법은 하나 이상의 레인징 구간에 수신된 신호를 검출하는 단계; 상기 하나 이상의 레인징 구간에서 검출된 신호의 부반송파 인덱스간 상관 관계에 기초하여 제1 시간 오프셋을 추정하는 단계; 상기 하나 이상의 레인징 구간에서 검출된 신호와 미리 결정된 복수의 코드들에 대한 상관 관계에 기초하여 제2 시간 오프셋을 추정하고 상기 복수의 코드들 중 초기 레인징 코드를 검출하는 단계; 및 상기 추정된 상기 제1 시간 오프셋과 상기 제2 시간 오프셋을 이용하여 상기 검출된 상기 초기 레인징 코드로 초기 레인징(initial ranging)을 수행하는 단말기의 시간 오프셋을 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 시간 오프셋을 추정하는 단계는 상기 레인징 구간 중 이웃하는 두 레인징 구간에서 검출된 각각의 신호를 주파수 영역으로 변환하는 단계; 상기 주파수 영역으로 변환된 두 주파수 영역 신호 간 상관 관계를 수행하여 상관 관계 값을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 상기 상관 관계 값과 미리 결정된 임계 값을 비교하여 상기 제1 시간 오프셋을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 시간 오프셋을 추정하는 단계는 제1 레인징 구간 내지 제5 레인징 구간 중 제2 레인징 구간과 제3 레인징 구간에서의 두 주파수 영역 신호 간 상관 관계를 수행하여 제1 상관 관계 값을 계산하고, 상기 제3 레인징 구간과 제4 레인징 구간에서의 두 주파수 영역 신호 간 상관 관계를 수행하여 제2 상관 관계 값을 계산하며, 상기 제1 상관 관계 값과 미리 결정된 제1 임계 값을 비교하고, 상기 제2 상관 관계 값과 미리 결정된 제2 임계 값을 비교하며, 두 비교 결과에 기초하여 상기 제1 시간 오프셋을 추정할 수 있다.
상기 상관 관계 값을 계산하는 단계는 상기 두 주파수 영역 신호 중 어느 하나의 신호를 복소 공액(complex conjugate)하고, 상기 어느 하나의 신호를 복소 공액하여 생성된 신호와 상기 두 주파수 영역 신호 중 다른 하나의 신호 간 상관 관계를 수행하여 상관 관계 값을 계산할 수 있다.
상기 주파수 영역으로 변환하는 단계는 고속 푸리에 변환(FFT)을 이용하여 레인징 구간에서 검출된 신호를 주파수 영역으로 변환할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 방법은 상기 하나 이상의 레인징 구간에서 검출된 신호의 부반송파 인덱스간 상관 관계에 의한 결과 값과 미리 결정된 제3 임계 값을 비교하는 단계를 더 포함하고, 상기 결과 값이 상기 제3 임계 값 이상인 경우 상기 제1 시간 오프셋을 추정하는 단계를 수행할 수 있다.
상기 초기 레인징 코드를 검출하는 단계는 미리 결정된 복수의 시간 오프셋들 각각에 대해 상기 복수의 코드들과 상기 하나 이상의 레인징 구간에서 검출된 신호에 대한 상관 관계 값을 계산하고, 상기 계산된 상관 관계 값들 중 최대 값을 가지는 복수의 시간 오프셋들 중 어느 하나의 시간 오프셋을 상기 제2 시간 오프셋으로 추정하며 상기 복수의 코드들 중 어느 하나의 코드를 상기 초기 레인징 코드로 검출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선 네트워크의 단말기에서 초기 레인징 신호 전송 방법은 단말기의 위치 정보와 기지국의 위치 정보에 기초하여 상기 기지국과의 거리와 전파 전달 시간을 도출하는 단계; 상기 기지국으로부터 전송되는 하향 스트림에 동기를 수행하고, 상기 단말기에서 다운로드 시점과 업로드 시점의 시간 차이를 고려하여 상기 기지국에서의 상향 스트림의 시작 시점을 추정하는 단계; 상기 도출된 상기 기지국과의 거리, 상기 전파 전달 시간 및 상기 추정된 상기 상향 스트림의 시작 시점에 기초하여 신호 전송 시점을 도출하는 단계; 상기 기지국과의 채널 정보를 고려하여 시간 오프셋을 추정하는 단계; 및 상기 도출된 상기 신호 전송 시점과 상기 추정된 상기 시간 오프셋을 반영하여 초기 레인징 신호를 상기 기지국으로 전송하기 위한 초기 레인징 신호 전송 시점을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 장치는 하나 이상의 레인징 구간에 수신된 신호를 검출하는 신호 검출부; 상기 하나 이상의 레인징 구간에서 검출된 신호의 부반송파 인덱스간 상관 관계에 기초하여 제1 시간 오프셋을 추정하는 제1 추정부; 상기 하나 이상의 레인징 구간에서 검출된 신호와 미리 결정된 복수의 코드들에 대한 상관 관계에 기초하여 제2 시간 오프셋을 추정하고 상기 복수의 코드들 중 초기 레인징 코드를 검출하는 제2 추정부; 및 상기 추정된 상기 제1 시간 오프셋과 상기 제2 시간 오프셋을 이용하여 상기 검출된 상기 초기 레인징 코드로 초기 레인징(initial ranging)을 수행하는 단말기의 시간 오프셋을 추정하는 제3 추정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선 네트워크의 단말기에서 초기 레인징 신호 전송 장치는 단말기의 위치 정보와 기지국의 위치 정보에 기초하여 상기 기지국과의 거리와 전파 전달 시간을 도출하는 제1 도출부; 상기 기지국으로부터 전송되는 하향 스트림에 동기를 수행하고, 상기 단말기에서 다운로드 시점과 업로드 시점의 시간 차이를 고려하여 상기 기지국에서의 상향 스트림의 시작 시점을 추정하는 제1 추정부; 상기 도출된 상기 기지국과의 거리, 상기 전파 전달 시간 및 상기 추정된 상기 상향 스트림의 시작 시점에 기초하여 신호 전송 시점을 도출하는 제2 도출부; 상기 기지국과의 채널 정보를 고려하여 시간 오프셋을 추정하는 제2 추정부; 및 상기 도출된 상기 신호 전송 시점과 상기 추정된 상기 시간 오프셋을 반영하여 초기 레인징 신호를 상기 기지국으로 전송하기 위한 초기 레인징 신호 전송 시점을 결정하는 결정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 인지 무선 기반의 네트워크 예를 들어, WRAN(Wireless Regional Area Network) 시스템의 초기 레인징(ranging)을 수행할 때 기지국에서 레인징 신호를 검출하기 위해 소모되는 연산을 최소화하며, 실제 신호가 수신되었을 때 시간 동기를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, CPE에서 안테나 및 WRAN 송수신기가 전문적인 설치기사에 의해 설치될 경우 CPE의 위치 정보에 기초하여 기지국과 CPE의 거리를 추정함으로써, initial ranging 신호가 기지국에서 요구하는 시점에 도착하도록 제어할 수 있다.
도 1은 상향 스트림 자원의 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 2는 초기 레인징 신호의 구조에 대한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 4는 레인징 자원과 상관 영역 개념을 설명하기 위한 예시도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선 네트워크의 단말기에서 초기 레인징 신호 전송 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 장치에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 7은 도 6에 도시된 장치에 대한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선 네트워크의 단말기에서 초기 레인징 신호 전송 장치에 대한 구성을 나타낸 것이다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법 및 그 시스템을 첨부된 도 2 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
WRAN 시스템에서 사용된 Initial ranging 신호는 OFDM 심볼 사이의 위상 불연속이 없도록 상기 수학식 1에 따라 도 2와 같은 구조를 가지게 되며, 상술한 바와 같이 각 CPE는 도 1의 상향 스트림 자원 중 ranging을 수행하기 위한 영역에 상기 신호를 전송하게 되고, 기지국과 CPE가 위치한 거리 차이만큼의 round-trip delay에 따라 ranging을 위해 할당된 자원의 첫 번째 심볼 시작 위치로부터 시간 오차가 나타나게 된다. 따라서, 지연이 거의 발생하지 않을 경우 첫 번째부터 세 번째 심볼 구간 동안 ranging 신호가 위치하게 되고, 최대한 지연되는 경우 세 번째부터 다섯 번째 심볼 구간에 ranging 신호가 위치하게 된다. 이러한 경우 레인징 신호의 상호(cross) 상관 방식 만으로 추정 할 수 있는 지연오프셋(위상오프셋)은 FFT 크기인 2048 샘플 수만큼의 범위를 가지므로 OFDM 심볼의 정수 배 오차는 검출을 할 수 없다. 따라서 심볼의 대략적인 위치를 검출하는 과정이 필요하고, 신호를 검출하는 방법이 선택 가능한 모든 랜덤 코드와 각 코드의 2048 개의 샘플 지연에 대한 위상 오프셋의 조합만큼의 코드를 곱해야 하므로 많은 연산 과정이 요구되는 문제점이 있다. 또한, WRAN 시스템의 경우 고정된(fixed) CPE가 설치되어 운용되는 경우가 대부분이기 때문에 이동통신 시스템이나 WIMAX와 같이 동적으로 가입자가 네트워크에 가입되었다 나가는 경우가 없으므로, initial ranging 신호가 전송되는 경우도 적다.
본 발명은 이러한 WRAN 시스템의 동작 환경을 고려하여 initial ranging 신호의 도착 여부를 검출하면서 OFDM 심볼의 정수 배의 대략적인 시간 지연을 추정하고, CPE가 전문 기사에 의해 설치되는 경우 기지국과 CPE의 위치정보에 기초하여 ranging 신호의 기지국 도착 지연 시간을 최소화하고자 하는 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 초기 레인징 수행 방법은 하나 이상의 레인징 구간에 수신된 신호를 검출한다(S310).
예를 들어, 도 4에 도시된 일 예와 같이, 다섯 개(1 내지 5)의 미리 결정된 레인징 구간 중 두 번째 내지 네 번째 레인징 구간(2 내지 4)에 수신된 신호를 검출할 수 있다.
이 때, 레인징 구간은 도 4에 도시된 바와 같이, 적어도 하나 이상의 OFDM 심볼을 포함하고 있으며, 이런 레인징 구간은 하나의 OFDM 심볼 단위일 수 있다.
단계 S310에 의해 하나 이상의 레인징 구간에서 신호가 검출되면 검출된 신호의 부반송파 인덱스간 상관 관계에 기초하여 제1 시간 오프셋을 추정한다(S320).
구체적으로, 제1 시간 오프셋을 추정하는 단계(S3210)는 신호가 검출된 레인징 구간 중 이웃하는 두 레인징 구간 예를 들어, 두 번째 레인징 구간과 세 번째 레인징 구간 및/또는 세 번째 레인징 구간과 네 번째 레인징 구간에서 검출된 각각의 신호를 주파수 영역으로 변환하고, 주파수 영역으로 변환된 두 주파수 영역 신호 간 상관 관계를 수행하여 상관 관계 값을 계산한 후 계산된 상관 관계 값과 미리 결정된 임계 값을 비교함으로써, 제1 시간 오프셋을 추정할 수 있다.
이 때, 레인징 구간 각각으로 수신된 신호는 고속 푸리에 변환(FFT)에 의해 주파수 영역으로 변환될 수 있다.
제1 시간 오프셋을 추정하는 과정을 도 4를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제5 레인징 구간(1 내지 5) 중 제2 레인징 구간(2)과 제3 레인징 구간(3)에서의 두 주파수 영역 신호 간 상관 관계를 수행하여 제1 상관 관계 값을 계산하고, 제3 레인징 구간(3)과 제4 레인징 구간(4)에서의 두 주파수 영역 신호 간 상관 관계를 수행하여 제2 상관 관계 값을 계산한다.
이 때, 제2 레인징 구간과 제3 레인징 구간의 주파수 변환 신호 중 어느 하나 그리고 제3 레인징 구간과 제4 레인징 구간의 주파수 변환 신호 중 어느 하나는 복소 공액(complex conjugate)되고, 어느 하나의 주파수 변환 신호와 다른 하나의 복소 공액하여 생성된 주파수 변환 신호의 상관 관계를 통해 제1 상관 관계 값과 제2 상관 관계 값을 계산할 수 있다.
그리고, 계산된 제1 상관 관계 값과 미리 결정된 제1 임계 값의 비교 결과와, 계산된 제2 상관 관계 값과 미리 결정된 제2 임계 값의 비교 결과를 통해 제1 시간 오프셋을 추정한다.
이 때, 단계 S320에 의해 추정되는 제1 시간 오프셋은 FFT 크기(NFFT)에 해당하는 값으로, NFFT가 2048인 경우 제1 시간 오프셋은 2048 단위의 시간 오프셋이 될 수 있다. 예를 들어, 제1 시간 오프셋은 0, 2048, 4096 등의 값이 될 수 있다.
여기서, 제1 상관 관계 값이 제1 임계 값보다 크고 제2 상관 관계 값이 제2 임계 값보다 큰 경우 레인징 신호는 제1 레인징 구간 내지 제5 레인징 구간 중 제2 내지 제4 레인징 구간에 대부분 위치하고 있고, 제1 상관 관계 값이 제1 임계 값보다 크고 제2 상관 관계 값이 제2 임계 값보다 작은 경우 레인징 신호는 제1 내지 제3 레인징 구간에 대부분 위치하고 있으며, 제1 상관 관계 값이 제1 임계 값보다 작고 제2 상관 관계 값이 제2 임계 값보다 큰 경우 레인징 신호는 제3 내지 제5 레인징 구간에 대부분 위치하고 있다.
단계 S320에서 상관 관계 값과 비교되는 제1 임계 값과 제2 임계 값은 동일한 값을 가질 수도 있고, 상이한 값을 가질 수도 있는데, 이는 상황에 따라 달라질 수 있다는 것을 인지하여야 한다.
추가적으로, 제1 시간 오프셋을 추정하는 과정은 제1 상관 관계 값과 제2 상관 관계 값 중 적어도 하나와 미리 결정된 제3 임계 값을 비교하고, 그 비교 결과 적어도 하나의 상관 관계 값이 제3 임계 값보다 이상인 경우에만 상기 과정을 통해 제1 시간 오프셋을 추정할 수 있다. 즉, 제1 상관 관계 값과 제2 상관 관계 값 중 적어도 하나와 미리 결정된 제3 임계 값의 비교 결과 제3 임계 값보다 큰 경우 레인징 신호가 수신되었다고 판단하고, 수신된 레인징 신호를 이용하여 제1 시간 오프셋을 추정하게 된다.
여기서, 제3 임계 값은 False Alarm 확률 즉, 신호가 없으나, 신호가 있다고 잘못 판단할 확률 값을 고려하여 설정될 수 있다.
본 발명에서 채널의 영향과 시간 오차의 영향이 반영된 상태의 레인징 신호를 검출하기 위한 상관 수식은 아래 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00002
여기서, Y는 주파수 변환 신호를 의미하고, H는 주파수 영역에서의 채널 응답 특성을 의미하는 것으로, Hn,k는 n번째 OFDM 심볼의 k번째 부반송파의 값을 의미하고, N은 FFT의 크기를 의미하고, X는 송신기에서 전송된 레인징 코드가 일정 형식으로 변조된 신호 예를 들어, BPSK로 변조된 신호를 의미하고, τ는 기지국에 수신된 신호의 시간 오프셋을 의미한다.
단계 S320에 의해 제1 시간 오프셋이 추정되면, 하나 이상의 레인징 구간에서 검출된 신호, 미리 결정된 복수의 코드들, 미리 결정된 복수의 시간 오프셋들에 대한 상관 관계에 기초하여 제2 시간 오프셋을 추정하고 복수의 코드들 중 초기 레인징 코드를 검출한다(S330).
이 때, 단계 S330은 미리 결정된 복수의 시간 오프셋들 각각에 대해 복수의 코드들과 하나 이상의 레인징 구간에서 검출된 신호에 대한 상관 관계 값을 계산하고, 계산된 상관 관계 값들 중 최대 값을 가지는, 복수의 시간 오프셋들 중 어느 하나의 시간 오프셋을 제2 시간 오프셋으로 추정하며, 복수의 코드들 중 어느 하나의 코드를 초기 레인징 코드로 검출할 수 있다.
단계 S330은 아래 <수학식 3>을 이용하여 제2 시간 오프셋과 초기 레인징 코드를 검출할 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00003
여기서, C는 미리 결정된 복수의 코드들 수를 의미하고, RC는 미리 결정된 초기 레인징 코드들을 의미하고, n은 OFDM 심볼 인덱스를 의미하고, k는 부반송파 인덱스를 의미하고, i는 레인징 코드 순열의 인덱스를 의미하고, τ, τ'는 모두 시간적 오프셋을 의미하는 것으로, τ'의 경우 세 개의 OFDM 심볼을 생성하는 과정에서 심볼 인덱스에 따라 보호구간크기의 정수배 만큼의 시간 오프셋이 송신단에서 인가되는 값을 의미한다. 예를 들어, 첫 번째 레인징 OFDM 심볼의 경우 τ'는 0이 되고 두 번째는 Ncp(보호구간의 샘플 수)가 될 수 있다.
이 때, 수학식 3에서 계산된 복수(C)의 초기 레인징 코드들에 대한 합산 값들 중 가장 큰 값을 가지는 초기 레인징 코드를 CPE의 초기 레인징 코드로 검출할 수 있으며, 이와 같은 과정을 미리 결정된 복수(M)의 시간 오프셋들 각각에 대해 수행하고, 복수의 시간 오프셋들과 복수의 초기 레인징 코드들 중에서, 가장 큰 값의 합산 값을 가지는 시간 오프셋을 제2 시간 오프셋으로 추정하며, 초기 레인징 코드를 CPE의 초기 레인징 코드로 검출할 수 있다. 즉, C개의 코드들과 M개의 시간 오프셋들에 대해 N번씩 수행함으로써, 제2 시간 오프셋과 CPE의 초기 레인징 코드를 검출한다.
단계 S330에 의해 제2 시간 오프셋과 CPE의 초기 레인징 코드가 검출되면, 단계 S320에서 추정된 제1 시간 오프셋과 단계 S330에서 추정된 제2 시간 오프셋을 이용하여 단계 S330에서 검출된 초기 레인징 코드로 초기 레인징(initial ranging)을 수행하는 단말기(CPE)의 시간 오프셋을 추정한다(S340).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선 네트워크의 단말기에서 초기 레인징 신호 전송 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 단말기에서 초기 레인징 신호 전송 방법은 단말기(CPE)의 위치 정보와 기지국의 위치 정보에 기초하여 기지국과의 거리와 전파 전달 시간 예를 들어, round trip delay를 도출한다(S510).
이 때, CPE의 위치 정보와 기지국의 위치 정보는 CPE에 내장된 GPS 기능, 및/또는 CPE 설치 기사에 의해 입력된 기지국과 CPE의 위치 정보 및 안테나 높이 정보 등에 기초하여 도출될 수 있다.
기지국과의 거리와 전파 전달 시간이 도출 되면, 기지국으로부터 전송되는 하향 스트림에 동기를 수행하고, CPE에서 다운로드(DL) 시점과 업로드(UL) 시점의 시간 차이(TTG; Transmitted receive Transition Gap)를 고려하여 기지국에서의 상향 스트림(US)의 시작 시점을 추정한다(S520).
여기서, 상향 스트립의 시작 지점은 기지국에서 DL 전송이 끝나고 모든 CPE들이 UL를 전송하여 동일 시점에 UL 신호가 시작되는 구간을 의미한다.
따라서, 기지국과 CPE의 상호 위치를 알게 되면 대략적인 전파 전달 시간을 추정할 수 있게 되므로, CPE는 자신이 어느 시점에 신호를 전송하게 되면 기지국에 정의된 UL 시작 시점에 신호가 도달하게 되는지 알 수 있다. 이는 TTG가 셀의 최대 크기를 고려하여 셀 경계 CPE까지 지원되도록 정의되므로, 기지국 근처의 CPE는 일정 기간 기다렸다가 전송하면 된다.
단계 S510에서 도출된 기지국과의 거리, 전파 전달 시간 및 단계 S520에서 추정된 상향 스트림의 시작 시점에 기초하여 CPE에서의 신호 전송 시점을 도출한다(S530).
단계 S530은 기지국의 UL 시작 시점에 모든 CPE가 전송한 UL 데이터가 동일한 시점에 도착해야 하는데 CPE 위치에 따라 전송시점이 달라지게 되기 때문에 각 CPE 마다 서로 다른 신호 전송 시점이 정의될 수 있다. 이 값은 처음 레인징을 전송하여 시간 오프셋을 기지국이 판단하고 조절할 값을 각 CPE에 전송함으로써 CPE가 제어하게 된다. 따라서, 레인징 신호로 추정된 오차를 기반으로 데이터를 기지국의 실제 UL 시작 시간보다 앞서서 전송하기 위한 신호 전송 시점을 도출하는 것이다.
CPE에서의 신호 전송 시점이 도출되면, 기지국과의 채널 정보를 고려하여 시간 오프셋을 추정한다(S540).
이 때, 단계 S540은 추정 오차를 더 고려하여 시간 오프셋을 추정할 수 있으며, 기지국과 CPE 사이의 지형 지물의 영향으로 직진 성분이 없고 반사되어 간다면 기지국으로의 도착시간이 조금 달라질 수 있기 때문에 실제 계산 값과의 차이가 발생되고, 이렇게 발생된 차이가 추정 오차가 될 수 있다. 그리고, 채널 추정을 하게 되면 첫 번째 도착한 신호 보다 두 번째 도착 신호의 에너지가 더 클 수 있는데, 만약 이것에 시간 동기를 맞추고자 한다면 채널 추정으로 얻은 임펄스 응답(impulse response) 특성 정보를 이용할 수도 있다.
마지막으로, 단계 S530에서 도출된 CPE에서의 신호 전송 시점과 단계 S540에서 추정된 시간 오프셋을 반영하여 초기 레인징 신호를 기지국으로 전송하기 위한 초기 레인징 신호 전송 시점을 결정한다(S550).
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 장치에 대한 구성을 나타낸 것이고, 도 7은 도 6에 도시된 장치에 대한 일 예시도를 나타낸 것으로, 도 3에 도시된 방법을 수행하는 장치를 나타낸 것이다.
도 6과 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 초기 레인징 수행 장치(600)는 신호 검출부(610), 비교부(620), 제1 추정부(630), 제2 추정부(640) 및 제3 추정부(650)를 포함한다.
신호 검출부(610)는 하나 이상의 레인징 구간에 수신된 신호를 검출한다.
예를 들어, 도 4에 도시된 일 예와 같이, 다섯 개(1 내지 5)의 미리 결정된 레인징 구간 중 두 번째 내지 네 번째 레인징 구간(2 내지 4)에 수신된 신호를 검출할 수 있다.
비교부(620)는 신호 검출부(610)에 의해 하나 이상의 레인징 구간에서 검출된 신호의 부반송파 인덱스간 상관 관계에 의한 결과 값과 미리 결정된 임계 값을 비교한다.
이 때, 비교부(620)는 도 7에 도시된 signal detection 블록과 signal detection 블록에 의해 제어되는 스위치의 구성을 포함할 수 있으며, 필요에 따라 비교부(620)는 제1 추정부(630)에 포함되도록 구성할 수도 있다.
제1 추정부(630)는 비교부(620)에 의한 비교 결과 상관 관계에 의한 결과 값이 미리 결정된 임계 값 이상인 경우 제1 시간 오프셋을 추정하는 구성으로, 신호 검출부(610)에 의해 하나 이상의 레인징 구간에서 검출된 신호의 부반송파 인덱스간 상관 관계에 기초하여 제1 시간 오프셋을 추정한다.
이 때, 제1 추정부(630)는 비교부(620)를 포함하도록 구성할 수도 있고, 도 7에 도시된 FFT 블록, Z-Sym 블록, ranging 부반송파 선택 블록, correlation 블록, signal detection 블록 및 coarse timing estimation 블록을 포함할 수 있다.
이런 제1 추정부(630)는 신호가 검출된 레인징 구간 중 이웃하는 두 레인징 구간 예를 들어, 두 번째 레인징 구간과 세 번째 레인징 구간 및/또는 세 번째 레인징 구간과 네 번째 레인징 구간에서 검출된 각각의 신호를 주파수 영역으로 변환하고, 주파수 영역으로 변환된 두 주파수 영역 신호 간 상관 관계를 수행하여 상관 관계 값을 계산한 후 계산된 상관 관계 값과 미리 결정된 임계 값을 비교함으로써, 제1 시간 오프셋을 추정할 수 있다.
이 때, 제1 추정부(630)는 레인징 구간 각각으로 수신된 신호를 고속 푸리에 변환(FFT)을 이용하여 주파수 영역 신호로 변환할 수 있다.
이 때, 제1 추정부(630)는 제2 레인징 구간과 제3 레인징 구간의 주파수 변환 신호 중 어느 하나 그리고 제3 레인징 구간과 제4 레인징 구간의 주파수 변환 신호 중 어느 하나를 복소 공액(complex conjugate)하고, 어느 하나의 주파수 변환 신호와 다른 하나의 복소 공액하여 생성된 주파수 변환 신호의 상관 관계를 통해 제1 상관 관계 값과 제2 상관 관계 값을 계산한 후 계산된 제1 상관 관계 값과 미리 결정된 제1 임계 값의 비교 결과와 계산된 제2 상관 관계 값과 미리 결정된 제2 임계 값의 비교 결과를 통해 제1 시간 오프셋을 추정할 수 있다.
제2 추정부(640)는 하나 이상의 레인징 구간에서 검출된 신호, 미리 결정된 복수의 코드들, 미리 결정된 복수의 시간 오프셋들에 대한 상관 관계에 기초하여 제2 시간 오프셋을 추정하고 복수의 코드들 중 초기 레인징 코드를 검출한다.
이 때, 제2 추정부(640)는 미리 결정된 복수의 시간 오프셋들 각각에 대해 복수의 코드들과 하나 이상의 레인징 구간에서 검출된 신호에 대한 상관 관계 값을 계산하고, 계산된 상관 관계 값들 중 최대 값을 가지는, 복수의 시간 오프셋들 중 어느 하나의 시간 오프셋을 제2 시간 오프셋으로 추정하며, 복수의 코드들 중 어느 하나의 코드를 초기 레인징 코드로 검출할 수 있다.
제2 추정부(640)는 도 7에 도시된 correlation NxMxC 블록을 포함할 수 있으며, 상술한 수학식 3을 이용하여 제2 시간 오프셋과 CPE의 초기 레인징 코드를 검출할 수 있다.
제3 추정부(650)는 추정된 제1 시간 오프셋과 제2 시간 오프셋을 이용하여 검출된 초기 레인징 코드로 초기 레인징(initial ranging)을 수행하는 단말기(CPE)의 시간 오프셋을 추정한다.
이 때, 제3 추정부(650)는 도 7에 도시된 code detection timing estimation 블록을 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 인지 무선 네트워크의 단말기에서 초기 레인징 신호 전송 장치에 대한 구성을 나타낸 것으로, 도 5에 도시된 방법을 수행하는 장치를 나타낸 것이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 초기 레인징 신호 전송 장치(800)는 제1 도출부(810), 제1 추정부(820), 제2 도출부(830), 제2 추정부(840) 및 결정부(850)를 포함한다.
제1 도출부(810)는 단말기(CPE)의 위치 정보와 기지국의 위치 정보에 기초하여 기지국과의 거리와 전파 전달 시간을 도출한다.
이 때, 제1 도출부(810)는 CPE의 위치 정보와 기지국의 위치 정보는 CPE에 내장된 GPS 기능, 및/또는 CPE 설치 기사에 의해 입력된 기지국과 CPE의 위치 정보 및 안테나 높이 정보 등에 기초하여 기지국과의 거리와 전파 전달 시간을 도출할 수 있다.
제1 추정부(820)는 기지국으로부터 전송되는 하향 스트림에 동기를 수행하고, 단말기에서 다운로드 시점과 업로드 시점의 시간 차이를 고려하여 기지국에서의 상향 스트림의 시작 시점을 추정한다.
여기서, 상향 스트립의 시작 지점은 기지국에서 DL 전송이 끝나고 모든 CPE들이 UL를 전송하여 동일 시점에 UL 신호가 시작되는 구간을 의미한다.
제2 도출부(830)는 도출된 기지국과의 거리, 전파 전달 시간 및 추정된 상향 스트림의 시작 시점에 기초하여 신호 전송 시점을 도출한다.
제2 추정부(840)는 기지국과의 채널 정보 나아가 추정 오차를 고려하여 시간 오프셋을 추정한다.
결정부(850)는 도출된 CPE에서의 신호 전송 시점과 추정된 시간 오프셋을 반영하여 초기 레인징 신호를 기지국으로 전송하기 위한 초기 레인징 신호 전송 시점을 결정한다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (16)

  1. 하나 이상의 레인징 구간에 수신된 신호를 검출하는 단계;
    상기 하나 이상의 레인징 구간에서 검출된 신호의 부반송파 인덱스간 상관 관계에 기초하여 제1 시간 오프셋을 추정하는 단계;
    상기 하나 이상의 레인징 구간에서 검출된 신호와 미리 결정된 복수의 코드들에 대한 상관 관계에 기초하여 제2 시간 오프셋을 추정하고 상기 복수의 코드들 중 초기 레인징 코드를 검출하는 단계; 및
    상기 추정된 상기 제1 시간 오프셋과 상기 제2 시간 오프셋을 이용하여 상기 검출된 상기 초기 레인징 코드로 초기 레인징(initial ranging)을 수행하는 단말기의 시간 오프셋을 추정하는 단계
    를 포함하는 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 시간 오프셋을 추정하는 단계는
    상기 레인징 구간 중 이웃하는 두 레인징 구간에서 검출된 각각의 신호를 주파수 영역으로 변환하는 단계;
    상기 주파수 영역으로 변환된 두 주파수 영역 신호 간 상관 관계를 수행하여 상관 관계 값을 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 상기 상관 관계 값과 미리 결정된 임계 값을 비교하여 상기 제1 시간 오프셋을 추정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 시간 오프셋을 추정하는 단계는
    제1 레인징 구간 내지 제5 레인징 구간 중 제2 레인징 구간과 제3 레인징 구간에서의 두 주파수 영역 신호 간 상관 관계를 수행하여 제1 상관 관계 값을 계산하고,
    상기 제3 레인징 구간과 제4 레인징 구간에서의 두 주파수 영역 신호 간 상관 관계를 수행하여 제2 상관 관계 값을 계산하며,
    상기 제1 상관 관계 값과 미리 결정된 제1 임계 값을 비교하고, 상기 제2 상관 관계 값과 미리 결정된 제2 임계 값을 비교하며, 두 비교 결과에 기초하여 상기 제1 시간 오프셋을 추정하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 상관 관계 값을 계산하는 단계는
    상기 두 주파수 영역 신호 중 어느 하나의 신호를 복소 공액(complex conjugate)하고,
    상기 어느 하나의 신호를 복소 공액하여 생성된 신호와 상기 두 주파수 영역 신호 중 다른 하나의 신호 간 상관 관계를 수행하여 상관 관계 값을 계산하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 주파수 영역으로 변환하는 단계는
    고속 푸리에 변환(FFT)을 이용하여 레인징 구간에서 검출된 신호를 주파수 영역으로 변환하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 레인징 구간에서 검출된 신호의 부반송파 인덱스간 상관 관계에 의한 결과 값과 미리 결정된 제3 임계 값을 비교하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 결과 값이 상기 제3 임계 값 이상인 경우 상기 제1 시간 오프셋을 추정하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 초기 레인징 코드를 검출하는 단계는
    미리 결정된 복수의 시간 오프셋들 각각에 대해 상기 복수의 코드들과 상기 하나 이상의 레인징 구간에서 검출된 신호에 대한 상관 관계 값을 계산하고, 상기 계산된 상관 관계 값들 중 최대 값을 가지는 복수의 시간 오프셋들 중 어느 하나의 시간 오프셋을 상기 제2 시간 오프셋으로 추정하며 상기 복수의 코드들 중 어느 하나의 코드를 상기 초기 레인징 코드로 검출하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법.
  8. 단말기의 위치 정보와 기지국의 위치 정보에 기초하여 상기 기지국과의 거리와 전파 전달 시간을 도출하는 단계;
    상기 기지국으로부터 전송되는 하향 스트림에 동기를 수행하고, 상기 단말기에서 다운로드 시점과 업로드 시점의 시간 차이를 고려하여 상기 기지국에서의 상향 스트림의 시작 시점을 추정하는 단계;
    상기 도출된 상기 기지국과의 거리, 상기 전파 전달 시간 및 상기 추정된 상기 상향 스트림의 시작 시점에 기초하여 신호 전송 시점을 도출하는 단계;
    상기 기지국과의 채널 정보를 고려하여 시간 오프셋을 추정하는 단계; 및
    상기 도출된 상기 신호 전송 시점과 상기 추정된 상기 시간 오프셋을 반영하여 초기 레인징 신호를 상기 기지국으로 전송하기 위한 초기 레인징 신호 전송 시점을 결정하는 단계
    를 포함하는 인지 무선 네트워크의 단말기에서 초기 레인징 신호 전송 방법.
  9. 하나 이상의 레인징 구간에 수신된 신호를 검출하는 신호 검출부;
    상기 하나 이상의 레인징 구간에서 검출된 신호의 부반송파 인덱스간 상관 관계에 기초하여 제1 시간 오프셋을 추정하는 제1 추정부;
    상기 하나 이상의 레인징 구간에서 검출된 신호와 미리 결정된 복수의 코드들에 대한 상관 관계에 기초하여 제2 시간 오프셋을 추정하고 상기 복수의 코드들 중 초기 레인징 코드를 검출하는 제2 추정부; 및
    상기 추정된 상기 제1 시간 오프셋과 상기 제2 시간 오프셋을 이용하여 상기 검출된 상기 초기 레인징 코드로 초기 레인징(initial ranging)을 수행하는 단말기의 시간 오프셋을 추정하는 제3 추정부
    를 포함하는 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 추정부는
    상기 레인징 구간 중 이웃하는 두 레인징 구간에서 검출된 각각의 신호를 주파수 영역으로 변환하고, 상기 주파수 영역으로 변환된 두 주파수 영역 신호 간 상관 관계를 수행하여 상관 관계 값을 계산하며, 상기 계산된 상기 상관 관계 값과 미리 결정된 임계 값을 비교하여 상기 제1 시간 오프셋을 추정하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 추정부는
    제1 레인징 구간 내지 제5 레인징 구간 중 제2 레인징 구간과 제3 레인징 구간에서의 두 주파수 영역 신호 간 상관 관계를 수행하여 제1 상관 관계 값을 계산하고, 상기 제3 레인징 구간과 제4 레인징 구간에서의 두 주파수 영역 신호 간 상관 관계를 수행하여 제2 상관 관계 값을 계산하며, 상기 제1 상관 관계 값과 미리 결정된 제1 임계 값을 비교하고, 상기 제2 상관 관계 값과 미리 결정된 제2 임계 값을 비교하며, 두 비교 결과에 기초하여 상기 제1 시간 오프셋을 추정하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 추정부는
    상기 두 주파수 영역 신호 중 어느 하나의 신호를 복소 공액(complex conjugate)하고, 상기 어느 하나의 신호를 복소 공액하여 생성된 신호와 상기 두 주파수 영역 신호 중 다른 하나의 신호 간 상관 관계를 수행하여 상관 관계 값을 계산하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 추정부는
    고속 푸리에 변환(FFT)을 이용하여 레인징 구간에서 검출된 신호를 주파수 영역으로 변환하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 하나 이상의 레인징 구간에서 검출된 신호의 부반송파 인덱스간 상관 관계에 의한 결과 값과 미리 결정된 제3 임계 값을 비교하는 비교부
    를 더 포함하고,
    상기 제1 추정부는
    상기 결과 값이 상기 제3 임계 값 이상인 경우 상기 제1 시간 오프셋을 추정하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 제2 추정부는
    미리 결정된 복수의 시간 오프셋들 각각에 대해 상기 복수의 코드들과 상기 하나 이상의 레인징 구간에서 검출된 신호에 대한 상관 관계 값을 계산하고, 상기 계산된 상관 관계 값들 중 최대 값을 가지는 복수의 시간 오프셋들 중 어느 하나의 시간 오프셋을 상기 제2 시간 오프셋으로 추정하며 상기 복수의 코드들 중 어느 하나의 코드를 상기 초기 레인징 코드로 검출하는 것을 특징으로 하는 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 장치.
  16. 단말기의 위치 정보와 기지국의 위치 정보에 기초하여 상기 기지국과의 거리와 전파 전달 시간을 도출하는 제1 도출부;
    상기 기지국으로부터 전송되는 하향 스트림에 동기를 수행하고, 상기 단말기에서 다운로드 시점과 업로드 시점의 시간 차이를 고려하여 상기 기지국에서의 상향 스트림의 시작 시점을 추정하는 제1 추정부;
    상기 도출된 상기 기지국과의 거리, 상기 전파 전달 시간 및 상기 추정된 상기 상향 스트림의 시작 시점에 기초하여 신호 전송 시점을 도출하는 제2 도출부;
    상기 기지국과의 채널 정보를 고려하여 시간 오프셋을 추정하는 제2 추정부; 및
    상기 도출된 상기 신호 전송 시점과 상기 추정된 상기 시간 오프셋을 반영하여 초기 레인징 신호를 상기 기지국으로 전송하기 위한 초기 레인징 신호 전송 시점을 결정하는 결정부
    를 포함하는 인지 무선 네트워크의 단말기에서 초기 레인징 신호 전송 장치.
KR1020130164143A 2013-12-26 2013-12-26 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법 및 그 시스템 KR102150936B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130164143A KR102150936B1 (ko) 2013-12-26 2013-12-26 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법 및 그 시스템
US14/450,757 US9467320B2 (en) 2013-12-26 2014-08-04 Method and system for performing initial ranging in cognitive radio network

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130164143A KR102150936B1 (ko) 2013-12-26 2013-12-26 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법 및 그 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150076367A true KR20150076367A (ko) 2015-07-07
KR102150936B1 KR102150936B1 (ko) 2020-09-03

Family

ID=53483160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130164143A KR102150936B1 (ko) 2013-12-26 2013-12-26 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법 및 그 시스템

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9467320B2 (ko)
KR (1) KR102150936B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018088640A1 (ko) * 2016-11-11 2018-05-17 삼성전자 주식회사 무선 통신 시스템의 보정 시간 결정 방법 및 이를 위한 장치
KR20180053205A (ko) * 2016-11-11 2018-05-21 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템의 보정 시간 결정 방법 및 이를 위한 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080058217A (ko) * 2006-12-21 2008-06-25 삼성전자주식회사 무선 인지 무선통신 시스템에서 셀 간 동기화 방법
KR20090063340A (ko) * 2007-12-14 2009-06-18 삼성전자주식회사 무선통신시스템에서 레인징 신호 검파 장치 및 방법
KR20110025414A (ko) * 2009-09-04 2011-03-10 인하대학교 산학협력단 Ofdma 시스템에서 레인징 성능 향상을 위한 레인징 장치 및 그 방법
US20120032855A1 (en) * 2006-10-05 2012-02-09 Ivan Reede High-resolution ranging and location finding using multicarrier signals
KR20120071920A (ko) * 2010-12-23 2012-07-03 한국전자통신연구원 무선 통신 시스템에서의 초기 레인징 신호 처리 장치 및 그 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008130165A1 (en) 2007-04-19 2008-10-30 Electronics And Telecommunications Research Institute Method and apparatus of generating signals for initial ranging in ofdma system
US8335474B2 (en) * 2008-02-01 2012-12-18 Nokia Corporation Correlation-based detection in a cognitive radio system
KR101255635B1 (ko) * 2011-08-30 2013-04-16 성균관대학교산학협력단 무선 통신 시스템에서 부분 주기도표를 기반으로 하는 주파수 오프셋 추정 방법 및 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120032855A1 (en) * 2006-10-05 2012-02-09 Ivan Reede High-resolution ranging and location finding using multicarrier signals
KR20080058217A (ko) * 2006-12-21 2008-06-25 삼성전자주식회사 무선 인지 무선통신 시스템에서 셀 간 동기화 방법
KR20090063340A (ko) * 2007-12-14 2009-06-18 삼성전자주식회사 무선통신시스템에서 레인징 신호 검파 장치 및 방법
KR20110025414A (ko) * 2009-09-04 2011-03-10 인하대학교 산학협력단 Ofdma 시스템에서 레인징 성능 향상을 위한 레인징 장치 및 그 방법
KR20120071920A (ko) * 2010-12-23 2012-07-03 한국전자통신연구원 무선 통신 시스템에서의 초기 레인징 신호 처리 장치 및 그 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018088640A1 (ko) * 2016-11-11 2018-05-17 삼성전자 주식회사 무선 통신 시스템의 보정 시간 결정 방법 및 이를 위한 장치
KR20180053205A (ko) * 2016-11-11 2018-05-21 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템의 보정 시간 결정 방법 및 이를 위한 장치
US11109330B2 (en) 2016-11-11 2021-08-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for determining correction time in wireless communication system and apparatus therefor

Also Published As

Publication number Publication date
US20150188746A1 (en) 2015-07-02
US9467320B2 (en) 2016-10-11
KR102150936B1 (ko) 2020-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3453218B1 (en) Preamble detection and time-of-arrival estimation for a single- tone frequency hopping random access preamble
US8165106B2 (en) Apparatus and method for detecting a ranging signal in a wireless communication system
KR102337033B1 (ko) 데이터 송수신을 위한 동기 제어 방법 및 데이터 송수신 동기를 위한 스테이션
KR101314314B1 (ko) 시간 분할 송수신 방식의 이동통신 시스템에서 레인징신호를 이용한 상향 링크 시간 동기 방법 및 장치
US8989085B2 (en) Downlink network synchronization mechanism for femtocell in cellular OFDM systems
CN101669341B (zh) Ofdm系统中的同步时间差测量
US20070002728A1 (en) Radio receiver and radio signal receiving method
JP2010518741A (ja) 同期処理及びセルサーチのためのプリアンブル設計
WO2008069555A1 (en) Apparatus and method for channel estimation and synchronization in ofdm/ofdma relay system
JP2010021648A (ja) 移動端末局および受信品質測定方法
WO2010025147A1 (en) Methods for over-the-air blind synchronization of two ofdma-based networks that minimizes interference and by using an extended correlation window length
CN114585081A (zh) 一种基于从定位基站的5gnr室内定位方法
WO2016124220A1 (en) Calculating timing offset in wireless communications
WO2015180801A1 (en) Technique for time of arrival estimation
KR102150936B1 (ko) 인지 무선 네트워크에서 초기 레인징 수행 방법 및 그 시스템
KR102130585B1 (ko) 협대역 무선 통신 시스템의 동기 획득 장치 및 그 방법
KR20120015851A (ko) 이동통신시스템에서 otdoa 추정 장치 및 방법
KR101075239B1 (ko) 무선 중계기의 동기장치 및 방법
KR20130137488A (ko) 분산 네트워크에서 그룹간 동기화 방법
KR20110068740A (ko) 상향링크 초기 레인징 시간 오차 탐색 범위 조정 방법 및 장치

Legal Events

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