KR20170033377A

KR20170033377A - 단순 rach(srach)

Info

Publication number: KR20170033377A
Application number: KR1020177004477A
Authority: KR
Inventors: 네일 맥고완; 마티누스 윌리엄 다 실베이라
Original assignee: 텔레호낙티에볼라게트 엘엠 에릭슨(피유비엘)
Priority date: 2014-08-18
Filing date: 2014-08-18
Publication date: 2017-03-24
Also published as: US20190159263A1; BR112017001079B1; CN106664170A; KR102223556B1; EP3723320C0; EP3183834A1; US10244562B2; CN112187429B; US10798747B2; WO2016027125A1; CN112187429A; EP3183834B1; EP3723320B1; BR112017001079A2; KR102039652B1; CN106664170B; JP2017527212A; EP3723320A1; KR20190125525A; US20170238344A1

Abstract

셀룰러 통신 네트워크(74)에서 랜덤 액세스를 제공하기 위한 시스템들 및 방법들이 개시되어 있다. 일반적으로, 셀룰러 통신 네트워크(74)는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Modulation) 기반 셀룰러 통신 네트워크(예컨대, 3GPP LTE 셀룰러 통신 네트워크) 또는 유사한 다중 부반송파 기반 셀룰러 통신 네트워크이다. 랜덤 액세스가 상향링크(예컨대, PUSCH(Physical Uplink Shared Channel))의 하나 이상의 다른 채널들에서의 부반송파 주파수 간격과 동일한 부반송파 주파수 간격을 가지는 부반송파들을 포함하는 PRACH(Physical Random Access Channel)를 사용하여 수행된다. 그 결과, PRACH에서의 부반송파들은 상향링크의 다른 채널(들)에서의 부반송파들에 직교이고, 이는 결국 PRACH 부반송파들과 상향링크의 다른 채널(들)의 부반송파들 사이의 간섭을 감소시키거나 실질적으로 제거한다.

Description

단순 RACH(SRACH){SIMPLE RACH (SRACH)}

본 개시내용은 셀룰러 통신 네트워크에서의 랜덤 액세스에 관한 것이다.

랜덤 액세스는 모든 셀룰러 통신 네트워크의 기본 요소(fundamental component)이다. 일반적으로, 랜덤 액세스는, 3GPP(3^rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution) 표준들에서 사용자 장비(User Equipment)(UE)라고 지칭되는 무선 디바이스가 연결 설정을 요청할 수 있게 한다. 랜덤 액세스는, 셀룰러 통신 네트워크에 처음으로 액세스할 때 라디오 링크(radio link)를 설정(establishing)하는 것, 라디오 링크 실패(radio link failure) 후에 라디오 링크를 재설정하는 것, 핸드오버(handover)를 위해 새로운 셀에 대한 상향링크 동기화를 설정하는 것 등을 포함한 다양한 목적을 위해 사용될 수 있다. 도 1에 예시된 바와 같이, 3GPP LTE에서, 셀 탐색 절차를 먼저 수행한 후에 랜덤 액세스 절차가 수행된다. 더욱 구체적으로는, eNB(evolved Node B)(10)는 PSS/SSS(Primary Synchronization Signal and Secondary Synchronization Signal) 및 시스템 정보를 브로드캐스팅한다(단계(1000)). UE(12)는 PSS/SSS를 검출함으로써 eNB(10)에 의해 서빙되는 셀의 하향링크 타이밍에 동기화하는 셀 탐색 절차를 수행한다(단계(1002)). UE(12)는 이어서 시스템 정보를 획득하거나 판독한다(단계(1004)). 시스템 정보는 랜덤 액세스를 위해 UE(12)에 의해 사용될 물리적 시간 및 주파수 자원들을 식별해주는 정보를 비롯한 다양한 유형들의 정보를 포함한다.

랜덤 액세스 절차와 관련하여, UE(12)는 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다(단계(1006)). 랜덤 액세스 프리앰블은, 논리 전송 채널인, RACH(Random Access Channel)를 통해 전송된다. RACH는, eNB(10)에 의해 브로드캐스팅되는 시스템 정보에 의해 표시된 시간 및 주파수 라디오 자원들을 통해 제공되는, PRACH(Physical RACH)에 매핑된다. eNB(10)는 UE(12)에 의해 전송된 랜덤 액세스 프리앰블을 검출하고, 그 안에서 전송되는 랜덤 액세스 시퀀스에 기초하여, UE(12)에 대한 상향링크 타이밍을 결정한다(단계(1008)). eNB(10)는 이어서 UE(12)로부터의 상향링크에 대한 타이밍 조절을 포함하는 랜덤 액세스 응답을 UE(12)로 전송한다(단계(1010)). UE(12)는 랜덤 액세스 응답에서 수신된 타이밍 조절에 따라 그의 상향링크 타이밍을 조절한다(단계(1012)). UE(12)와 eNB(10)는 이어서 eNB(10)와 UE(12) 사이의 라디오 링크의 설정을 완료하기 위해 정보를 교환하는 데 RRC(Radio Resource Control) 시그널링을 사용한다(단계들(1014 및 1016)).

도 2에 예시된 바와 같이, 본원에서 RACH 프리앰블이라고도 지칭되는, 랜덤 액세스 프리앰블은 T_SEQ의 시간 지속기간을 가지는 시퀀스(본원에서 RACH 시퀀스라고 지칭됨)와 T_CP의 시간 지속기간을 가지는 CP(Cyclic Prefix)를 포함한다. CP는 ISI(Inter-Symbol Interference)를 감소시키기 위해 RACH 시퀀스에 추가된다. RACH 시퀀스는 N_ZC-포인트 자도프-추(Zadoff-Chu)(ZC) 시퀀스이고, 여기서 N_ZC = 839이다. N_ZC는 ZC 시퀀스의 길이이고 따라서 RACH 시퀀스의 길이이다. 3GPP LTE에서, 대략 150 킬로미터(km)(반경)까지의 셀 크기들이 지원된다. 이 지원을 제공하기 위해, RACH 시퀀스의 시간 지속기간(T_SEQ)은 가장 큰 지원되는 셀 크기에 대한 RTT(round-trip time)보다 상당히 더 커야만 한다. 구체적으로는, 3GPP LTE는 4개의 랜덤 액세스 구성들(구성 0 내지 구성 3)을 정의한다. 각각의 구성에 대해, RACH 시퀀스는 하나 이상의 0.8 밀리초(ms) (전송) 사이클들에 걸쳐 있다. 전형적인 랜덤 액세스 구성은 구성 0이다. 구성 0에서, RACH 시퀀스는 0.8 ms 시퀀스이고, 이에 따라, RACH 시퀀스는 단지 하나의 0.8 ms 사이클에 걸쳐 있다. 상세하게는, 구성 0에서, T_SEQ = 0.8 ms이고, T_CP = 0.1 ms이며, 보호 시간(guard time)(도시되지 않음)도 0.1 ms이다. 구성 0은 15 km까지의 셀 크기들(반경)을 허용한다. 훨씬 더 큰 셀 크기들(즉, 150 km까지)을 지원하기 위해, 구성 1 내지 구성 3은 더 긴 CP들을 사용하고, 구성 2 및 구성 3의 경우에, 다수의 서브프레임들에 걸쳐, 더 긴 시퀀스 길이들(즉, T_SEQ = 1.6 ms)을 사용한다. 예를 들어, 구성 2에서, T_SEQ = 1.6 ms이고, T_CP = 0.2 ms이며, 보호 시간(도시되지 않음)도 0.2 ms이다. 구성 2에서, RACH 시퀀스(T_SEQ = 1.6 ms의 지속시간)는 2개의 0.8 ms 사이클들에 걸쳐 있다. 그렇지만, 각각의 사이클은 1.25 킬로헤르츠(kHz)의 PRACH 부반송파들에 대한 부반송파 주파수 간격(Δf_PRACH)에 대응하는 0.8 ms의 지속시간을 갖는다(즉, Δf_PRACH = 1/T_CYC = 1/0.8 ms = 1.25 kHz이고, 여기서 T_CYC는 본원에서 사이클 시간이라고 지칭된다).

RACH 프리앰블을 전송하는 데 사용되는 PRACH는 주파수 영역에서 6개의 RB(Resource Block)들이다. 시간 영역에서, PRACH는 1개의 서브프레임(1 ms)(구성 0), 2개의 서브프레임(2 ms)(구성 1 또는 구성 2), 또는 3개의 서브프레임(3 ms)(구성 3) 중 어느 하나이다. 도 3은 구성 0에 대한 PRACH를 예시하고 있다. 예시된 바와 같이, 0.8 ms 시퀀스를 주파수 영역에서 6개의 RB들에 들어맞게 하고 PRACH 부반송파들 간의 직교성을 제공하기 위해, PRACH 부반송파들에 대한 부반송파 주파수 간격(Δf_PRACH)은 1.25 킬로헤르츠(kHz)이다(즉, Δf_PRACH = 1/T_CYC = 1/0.8 ms = 1.25 kHz이다). 이와 같이, 예시된 바와 같이, PRACH 부반송파들에 대한 부반송파 주파수 간격(Δf_PRACH)은, 15 kHz인, 다른 상향링크 채널들(예컨대, PUSCH(Physical Uplink Shared Channel))의 부반송파들에 대한 부반송파 주파수 간격(Δf_TRAFFIC)의 1/12이다. PRACH를 위해 할당된 6개의 RB들 내에 864개의 PRACH 부반송파들이 있다. 이 864개의 PRACH 부반송파들 중에서, 839개의 PRACH 부반송파들은 839-포인트 ZC 시퀀스의 전송을 위해 사용된다.

3GPP LTE의 종래의 PRACH에서의 하나의 문제점은, 많은 수의 PRACH 부반송파들로 인해, 송신기와 수신기 둘 다에서의 PRACH의 처리가 복잡하다는 것이다. 상세하게는, 종래의 RACH 프리앰블 송신기(14)가 도 4에 예시되어 있다. 예시된 바와 같이, (시간 영역에서의) RACH 프리앰블에 대한 RACH 시퀀스가 N_ZC-포인트 FFT를 수행하는 DFT(Discrete Fourier Transform)(예컨대, FFT(Fast Fourier Transform)) 기능(16)에 입력된다. 다시 말하지만, 3GPP LTE에 대해, N_ZC = 839이다. RACH 시퀀스는 839-포인트 ZC 시퀀스이다. RACH 시퀀스의 사이클 시간, 또는 지속시간(T_CYC)은 0.8 ms이고, 이에 따라 FFT 기능(16)의 출력에서의 주파수 빈(frequency bin)들의 주파수 간격은 1/T_CYC = 1.25 kHz이다. 부반송파 매핑 기능(18)은 FFT 기능(16)의 출력들을 상향링크 시스템 대역폭 내의 적절한 PRACH 부반송파들에 매핑한다.

부반송파 매핑 기능(18)의 출력들은 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)(예컨대, IFFT(Inverse FFT)) 기능(20)의 대응하는 입력들에 제공된다. IFFT(20)의 크기(여기서 N_DFT라고 지칭됨)는 T_CYC·f_S이고, 여기서 f_s는 샘플링 레이트이다. 20 메가헤르츠(MHz) 시스템 대역폭에 대해, 3GPP LTE는 30.72 MHz의 샘플링 레이트를 사용하고, 이에 따라, IFFT(20)의 크기는 24,576이다(즉, N_DFT = T_CYC·f_S = 800 마이크로초(㎲)·30.72 MHz이다). IFFT(20)의 큰 크기는 RACH 프리앰블 송신기(14)를 구현할 때 상당한 양의 자원들 및 복잡성으로 이어진다. 반복 기능(22)은 랜덤 액세스 구성에 따라, 필요한 경우, IFFT(20)에 의해 출력되는 시간 영역 시퀀스를 반복한다. 마지막으로, CP 삽입 기능(24)은 CP를 삽입하고, 그에 의해 전송을 위한 최종적인 시간 영역 RACH 프리앰블을 출력한다.

동일한 방식으로, 작은 RACH 부반송파 간격은 종래의 RACH 프리앰블 수신기에 복잡성을 가져온다. 도 5에 예시된 바와 같이, 종래의 장치(26)는 정상 트래픽 경로(28)와 RACH 경로(30)를 포함하고, 여기서 RACH 경로(30)는 종래의 RACH 프리앰블 수신기이다. 정상 트래픽 경로(28)는 CP 제거 기능(34), 주파수 천이 기능(36), 및 심볼 FFT 기능(38)을 포함하는, 데이터 처리 부분(32)을 포함한다. CP 제거 기능(34)은 수신 신호의 CP를 제거한다. 주파수 천이 기능(36)은 이어서 수신 신호의 주파수를 정상 부반송파 간격의 1/2(즉,

)만큼 천이시킨다. 수신 신호는 이어서 밀리초의 수분의 1(예컨대, 1/14 또는 1/12)에 대응하는 시간 단편(time piece)들로 나누어지고, 여기서 이 단편들은 심볼들이라고 지칭된다. 심볼 FFT 기능(38)은 이어서 심볼마다 FFT를 수행한다. 상세하게는, 20 MHz 대역폭에 대해, 심볼 FFT 기능(38)은 심볼마다 2,048 포인트 FFT를 수행한다. 그 결과 얻어지는 주파수 영역 신호 단편(signal piece)들이 이어서 추가의 신호 처리를 위해 상향링크 처리 기능(40)에 제공된다.

RACH 경로(30)에 대해서는, "수퍼 FFT(super FFT)" 기능(42)은 수신 신호의 0.8 ms의 샘플들에 대해 FFT를 수행한다. 20 MHz 대역폭에 대해, FFT의 크기는 24,576이다. 이와 같이, FFT의 큰 크기로 인해, FFT가 본원에서 "수퍼 FFT"라고 지칭된다. 수퍼 FFT 기능(42)은 많은 양의 데이터를 전송하고 버퍼링하는 것을 수반하고, 많은 양의 계산을 필요로 한다. 수퍼 FFT 기능(42)의 출력은 이어서 데이터 처리 부분(44)에 제공된다. 데이터 처리 부분(44)은 RACH 부반송파 선택 기능(46), 상관 기능(48), 및 IFFT 기능(50)을 포함한다. RACH 부반송파 선택 기능(46)은 RACH 부반송파들에 대응하는 수퍼 FFT 기능(42)의 839개의 출력들을 선택한다. 상관 기능(48)은 이어서 RACH 부반송파 선택 기능(46)의 출력을 기지의 ZC 시퀀스들과 상관시키고, 그에 의해 전송측 UE의 임시 식별자를 추출한다. 더욱 구체적으로는, 상관 기능(48)은, 주파수 영역에서, 수신된 RACH 부반송파들과 기지의 ZC 시퀀스들 중 하나의 ZC 시퀀스의 공액(conjugate)의 곱셈을 수행한다. 이것은 하나의 단계에서 그 ZC 시퀀스의 모든 시간 천이들에서의 상관을 실질적으로 동시에 행한다. IFFT 기능(50)은 이어서 2,048 포인트 IFFT를 수행하고, 그 결과 시간 영역 신호가 얻어지며, 이 시간 영역 신호는 이어서 RACH 검출 모듈(52)에 의해 처리된다. IFFT 기능(50)의 출력은 임의의 상관 피크들이 시간상 어디에 위치되는지를 보여준다. 주목할 만한 점은, (주파수 영역에서의) 상관 및 IFFT가 원하는 ZC 시퀀스들 각각에 대해 한 번씩 수행된다는 것이다. 수퍼 FFT 기능(42)은 저장 공간 및 전력의 면에서 상당한 부담인 반면, 수퍼 FFT 기능(42)의 출력들 대부분은 데이터 처리 부분(44)에서 폐기된다.

2011년 6월 1일자로 출원되고 2014년 1월 21자로 등록된, 발명의 명칭이 "SYMBOL FFT RACH PROCESSING METHODS AND DEVICES"인 미국 특허 제8,634,288 B2호는 수퍼 FFT를 사용하는 일 없이 RACH 프리앰블을 추출하는 시스템들 및 방법들을 기술한다. 미국 특허 제8,634,288 B2호에 개시된 바와 같은 장치(54)의 일 실시예가 도 6에 예시되어 있다. 예시된 바와 같이, 장치(54)는 수퍼 FFT를 필요 없게 만드는 방식으로 수신 신호로부터 RACH 프리앰블을 추출하기 위한 디바이스(56)를 포함한다. 상세하게는, 장치(54)는 트래픽 경로와 RACH 경로를 포함한다. 트래픽 경로는 도 4의 것과 동일하다. 그렇지만, RACH 경로는 (트래픽 경로에 대해서도 사용되는) 데이터 처리 부분(32), 디바이스(56), RACH 경로에 대한 데이터 처리 부분(44), 및 RACH 검출 모듈(52)을 포함한다. 도 4의 종래의 장치(26)와 달리, 도 5의 장치(54)는 수퍼 FFT 기능(42)을 제거하기 위해 트래픽 경로의 데이터 처리 부분(32)을 디바이스(56)와 함께 RACH 경로의 일부로서 사용한다. 그 결과, 복잡도가 상당히 감소된다.

상세하게는, RACH 경로에 대해, 미리 결정된 수의 심볼들(예컨대, 12개)에 대한 심볼 FFT 기능(38)의 출력이 디바이스(56)에 하나씩 입력된다. 디바이스(56) 내에서, 디매핑(de-mapping) 기능(58)은 그 시점에서 RACH가 위치되어 있어야만 하는 신호의 한 부분을 선택한다. 보다 조악한(coarser) FFT(즉, 심볼 FFT 기능(38)에 의해 수행되는 FFT)로 인해, 약 1 MHz에 걸쳐 있는, 신호의 선택된 부분은 심볼 FFT의 출력 스펙트럼에서 약 72개의 개별 주파수들을 커버한다. 신호의 선택된 부분(이 경우 모든 다른 비-RACH 주파수 빈들은 0으로 설정되었음)이 기저대역으로 천이된다.

IFFT 기능(60)은 신호의 선택된 부분에 대해 256-포인트 IFFT를 수행하고, 그에 의해 신호의 선택된 부분을 다시 시간 영역으로 변환한다. 위상 조절 기능(62)은 데이터를 기저대역으로 이동시킬 때 심볼 CP 갭(symbol CP gap)들의 그룹 지연을 보상하기 위해 위상 조절을 수행한다(IFFT 출력의 첫 번째 샘플의 위상은 0 또는 다른 값일 수 있고, CP 시간의 끝에서의 신호의 위상과 꼭 같지는 않다). CP 영 삽입(CP zero insertion) 기능(64)은 심볼 CP 시간들에 영들을 삽입하고, 다운샘플링 기능(66)은 신호를 3의 인자만큼 다운샘플링한다. 다운샘플링은 RACH 프리앰블에 대응하는 시퀀스에서의 포인트들의 수를 필요하고 관련성 있는 포인트들의 수(디매핑 이후에 RACH 대역에 대응하는 주파수들의 수인, 3·72를 초과하는 IFFT 기능(60)에서 사용되는 256개의 포인트들의 수, 이 수는 심볼 CP 삽입에 의해 추가로 증가됨)로 제한하기 위해 행해진다. 기능들(58 내지 66)에서의 데이터 처리는 고려되는 심볼들(예컨대, 심볼들의 수는 12일 수 있음) 각각에 대해 수행된다.

다운샘플링 기능(66)의 출력은 누적 기능(68)에 의해 누적되고, RACH 프리앰블 부분이 이어서 프리앰블 선택 기능(70)에 의해 선택된다. FFT 기능(72)은 이어서 1,024-포인트 FFT를 수행한다. FFT 기능(72)의 출력 빈(output bin)들의 주파수 간격은 1.25 kHz이고, FFT 기능(72)의 출력 빈들 중 839개는 839개의 PRACH 부반송파들에 대응한다. FFT 기능(72)의 출력은 이어서, 앞서 논의된 방식으로 처리가 진행되는, 데이터 처리 부분(44)에 입력된다. 이와 같이, 디바이스(56)를 사용하는 것에 의해, 심볼 FFT 기능(38)의 출력이 RACH 추출을 위해 사용될 수 있다. 그렇지만, 심볼 FFT 기능(38)의 출력들의 주파수 간격이 15 kHz이기 때문에, 디바이스(56)는, 1.25 kHz 부반송파 간격을 가지는, PRACH 부반송파들을, 15 kHz 간격을 가지는, 심볼 FFT 기능(38)의 출력들로부터 복구하기 위해 동작한다.

미국 특허 제8,634,288 B2호의 시스템들 및 방법들은 감소된 복잡도의 면에서 상당한 이점들을 제공한다. 그렇지만, 도 5의 장치(26)에서 사용되는 종래의 RACH 수신기와 도 6의 장치(54)에 구현되는 RACH 수신기 둘 다에서, 정상 트래픽(예컨대, PUSCH 트래픽)은 RACH 검출 동안 간섭을 유발하고 그 반대도 마찬가지이다. 이에 따라, RACH 전송들과 정상 트래픽 전송들 사이의 간섭을 감소시키거나 제거하는 시스템들 및 방법들이 필요하다.

셀룰러 통신 네트워크에서의 랜덤 액세스에 관련된 시스템들 및 방법들이 개시되어 있다. 일반적으로, 셀룰러 통신 네트워크는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반 셀룰러 통신 네트워크(예컨대, 3GPP(3^rd Generation Partnership Program) LTE(Long Term Evolution) 셀룰러 통신 네트워크) 또는 유사한 다중 부반송파 기반 셀룰러 통신 네트워크이다. 그렇지만, 일 실시예에서, 셀룰러 통신 네트워크는 3GPP LTE 셀룰러 통신 네트워크 또는 그의 어떤 파생물이다. 랜덤 액세스가 상향링크(예컨대, PUSCH(Physical Uplink Shared Channel))의 하나 이상의 다른 채널들에서의 부반송파 주파수 간격과 동일한 부반송파 주파수 간격을 가지는 부반송파들을 포함하는 PRACH(Physical Random Access Channel)를 사용하여 수행된다. 그 결과, PRACH에서의 부반송파들은 상향링크의 다른 채널(들)에서의 부반송파들에 직교이고, 이는 결국 PRACH 부반송파들과 상향링크의 다른 채널(들)의 부반송파들 사이의 간섭을 감소시키거나 실질적으로 제거한다.

일 실시예에서, 셀룰러 통신 네트워크에서 랜덤 액세스를 수행하는 무선 디바이스의 동작 방법이 제공된다. 일 실시예에서, 본 방법은 셀룰러 통신 네트워크에서 무선 디바이스로부터 라디오 액세스 노드로의 상향링크에서 PRACH를 통해 RACH 프리앰블을 전송하는 단계를 포함한다. PRACH는 상향링크(예컨대, 상향링크의 PUSCH)의 하나 이상의 다른 채널들의 부반송파 주파수 간격과 동일한 부반송파 주파수 간격을 가지는 부반송파들을 포함한다. 본 방법은, RACH 프리앰블을 전송한 것에 응답하여, 랜덤 액세스 응답을 라디오 액세스 노드로부터 수신하는 단계를 추가로 포함한다.

일 실시예에서, 셀룰러 통신 네트워크는 OFDM 기반 셀룰러 통신 네트워크이다. 하나의 특정 실시예에서, 셀룰러 통신 네트워크는 LTE 셀룰러 통신 네트워크이다.

일 실시예에서, PRACH에서의 부반송파들과 상향링크의 하나 이상의 다른 채널들에서의 부반송파들 둘 다의 부반송파 주파수 간격은 15 킬로헤르츠(kHz)이다. 다른 실시예에서, PRACH에서의 부반송파들과 상향링크의 하나 이상의 다른 채널들에서의 부반송파들 둘 다의 부반송파 주파수 간격은 X·15 kHz이고, 여기서 X > 1이다.

일 실시예에서, RACH 프리앰블을 전송하는 단계는 RACH 프리앰블의 RACH 시퀀스의 하나의 전송 사이클에 대한 기본 RACH 시퀀스(base RACH sequence)를 발생시키는 단계, 기본 RACH 시퀀스를 시간 영역으로부터 주파수 영역으로 변환하여 기본 RACH 시퀀스의 주파수 영역 표현을 제공하는 단계, 기본 RACH 시퀀스의 주파수 영역 표현을 상향링크의 시스템 대역폭 내의 PRACH에 대한 적절한 주파수 오프셋에 매핑하여 기본 RACH 시퀀스의 매핑된 주파수 영역 표현을 제공하는 단계, 및 기본 RACH 시퀀스의 매핑된 주파수 영역 표현을 주파수 영역으로부터 시간 영역으로 변환하여 PRACH의 하나의 심볼 주기에 대한 RACH 프리앰블의 RACH 시퀀스에 대한 샘플들을 제공하는 단계를 포함한다. 기본 RACH 시퀀스의 길이는 PRACH에서의 부반송파들의 수 이하인 길이를 갖는다. 일 실시예에서, RACH 시퀀스를 제공하기 위해 기본 RACH 시퀀스로부터 발생된 샘플들이 총 Q회 반복되고, 여기서 Q는 1 이상이다.

일 실시예에서, RACH 프리앰블을 전송하는 단계는 RACH 프리앰블의 RACH 시퀀스에 대한 하나 이상의 부가 전송 사이클들을 위해 RACH 프리앰블의 RACH 시퀀스에 대한 샘플들을 반복하는 단계를 추가로 포함한다.

다른 실시예에서, 하나의 전송 사이클을 위해 제공되는 RACH 프리앰블의 RACH 시퀀스에 대한 샘플들의 수(Z)는 기본 RACH 시퀀스의 시간 지속기간과 상향링크의 시스템 대역폭의 함수인 시스템 샘플 레이트의 곱으로서 정의되고, RACH 프리앰블을 전송하는 단계는 RACH 프리앰블의 RACH 시퀀스의 Q개의 전송 사이클들을 위해 RACH 프리앰블의 RACH 시퀀스에 대한 Z개의 샘플을 반복하는 단계를 추가로 포함하고, 여기서 Q는 2 이상이다.

다른 실시예에서, RACH 프리앰블을 전송하는 단계는 RACH 프리앰블의 RACH 시퀀스의 하나의 전송 사이클을 위한 RACH 프리앰블의 RACH 시퀀스에 대한 샘플들의 시작에서 다수의 CP(Cyclic Prefix) 샘플들을 삽입하는 단계, RACH 프리앰블의 RACH 시퀀스의 제2 전송 사이클을 위해 RACH 프리앰블의 RACH 시퀀스에 대한 샘플들을 반복하는 단계, 및 전송 사이클을 위한 RACH 프리앰블의 RACH 시퀀스의 샘플들의 시작에서 다수의 CP 샘플들을 삽입하는 단계를 추가로 포함한다. CP 샘플들은 RACH CP의 일부가 아니고, CP 샘플들이 RACH 프리앰블의 RACH 시퀀스의 일부를 실제로 형성하도록 PUSCH 심볼들에 대해 행해지는 것과 동등한 프로세스에서 발생된다.

일 실시예에서, 본 방법은, RACH 프리앰블을 전송하는 동안, RACH 프리앰블의 전송의 조기 종료를 위한 요청을 라디오 액세스 노드로부터 수신하는 단계, 및 요청을 수신한 것에 응답하여, RACH 프리앰블의 전송을 종료하는 단계를 추가로 포함한다.

일 실시예에서, PRACH의 대역폭은 1.08 메가헤르츠(MHz)이고, PRACH에서의 부반송파들과 상향링크의 하나 이상의 다른 채널들에서의 부반송파들 둘 다의 부반송파 주파수 간격은 15 kHz이며, 기본 RACH 시퀀스의 길이는 72 이하이다. 일 실시예에서, 기본 RACH 시퀀스는 자도프-추(ZC) 시퀀스이고, 기본 RACH 시퀀스의 길이는 71이다.

다른 실시예에서, PRACH의 대역폭은 X·1.08 MHz이고, PRACH에서의 부반송파들과 상향링크의 하나 이상의 다른 채널들에서의 부반송파들 둘 다의 부반송파 주파수 간격은 X·15 kHz이며, RACH 시퀀스의 길이는 72 이하이고, 여기서 X > 1이다. 일 실시예에서, RACH 시퀀스는 ZC 시퀀스이고, RACH 시퀀스의 길이는 71이다.

다른 실시예에서, PRACH의 대역폭은 X·M·15 kHz이고, PRACH에서의 부반송파들과 상향링크의 하나 이상의 다른 채널들에서의 부반송파들 둘 다의 부반송파 주파수 간격은 X·15 kHz이며, RACH 시퀀스의 길이는 M 이하이고, 여기서 X > 1이다. 일 실시예에서, RACH 시퀀스는 ZC 시퀀스이고, RACH 시퀀스의 길이는 M 이하의 가장 큰 소수(prime number)이다.

다른 실시예에서, 앞서 기술된 실시예들 중 임의의 실시예에 따라 동작하도록 구성된 무선 디바이스가 개시된다.

본 기술분야의 통상의 기술자는 첨부 도면의 도면들과 관련하여 실시예들의 이하의 상세한 설명을 읽어본 후에 본 개시내용의 범주를 이해하고 그의 부가 양태들을 인식할 것이다.

본 명세서에 포함되어 그의 일부를 형성하는 첨부 도면의 도면들은 본 개시내용의 몇 개의 양태들을 예시하고, 본 설명과 함께, 본 개시내용의 원리들을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 3GPP(3^rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution) 네트워크에서의 종래의 셀 탐색 및 랜덤 액세스 절차를 나타낸 도면;
도 2는 종래의 RACH(Random Access Channel) 프리앰블을 나타낸 도면;
도 3은 종래의 PRACH(Physical Random Access Chanel)에 대한 부반송파 주파수 간격을 다른 상향링크 트래픽 채널들의 부반송파 주파수 간격과 비교하여 나타낸 도면;
도 4는 종래의 RACH 프리앰블 송신기를 나타낸 도면;
도 5는 정상 상향링크 트래픽 처리 경로와 종래의 RACH 프리앰블 수신기를 포함하는 장치를 나타낸 도면;
도 6은 정상 상향링크 트래픽 처리 경로와 감소된 복잡도의 RACH 프리앰블 수신기를 포함하는 장치를 나타낸 도면;
도 7은 본 개시내용의 일 실시예에 따른, SRACH(Simple Random Access Channel)를 이용하는 셀룰러 통신 네트워크를 나타낸 도면;
도 8은 본 개시내용의 일 실시예에 따른, SPRACH(Simple Physical Random Access Chanel)의 일 예에 대한 부반송파 주파수 간격을 다른 상향링크 트래픽 채널들의 부반송파 주파수 간격과 비교하여 나타낸 도면;
도 9는 주파수 스케일링된 셀룰러 통신 네트워크에 대한 상향링크 서브프레임의 하나의 슬롯을 나타낸 도면;
도 10은 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 주파수 스케일링된 셀룰러 통신 네트워크에서 SPRACH의 일 예에 대한 부반송파 주파수 간격을 다른 상향링크 트래픽 채널들의 부반송파 주파수 간격과 비교하여 나타낸 도면;
도 11은 본 개시내용의 일 실시예에 따른, SPRACH를 통해 전송되는 SRACH 프리앰블을 이용하는 셀 탐색 및 랜덤 액세스 절차를 나타낸 도면;
도 12는 본 개시내용의 일 실시예에 따른, SRACH 프리앰블을 발생시키는 프로세스를 나타낸 도면;
도 13은 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 도 7의 무선 디바이스의 블록도로서, 여기서 무선 디바이스는 도 12의 프로세스에 따라 SRACH 프리앰블을 발생시키기 위해 동작함;
도 14는 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 도 7의 기지국의 블록도로서, 여기서 기지국은 무선 디바이스에 의해 발생되어 전송되는 SRACH 프리앰블을 검출하기 위해 동작함;
도 15는 본 개시내용의 일 실시예에 따른, SRACH 프리앰블의 전송을 종료하는 조기 종료 프로세스를 나타낸 도면;
도 16은 본 개시내용의 다른 실시예에 따른, SRACH 프리앰블을 발생시키는 프로세스를 나타낸 도면;
도 17은 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 도 7의 기지국의 블록도;
도 18은 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 도 7의 무선 디바이스의 블록도.

이하에 기재되는 실시예들은 본 기술분야의 통상의 기술자가 실시예들을 실시할 수 있게 하는 정보를 서술하고 실시예들을 실시하는 최선의 실시형태(best mode)를 예시한다. 첨부 도면의 도면들을 고려하여 이하의 설명을 읽어보면, 본 기술분야의 통상의 기술자는 본 개시내용의 개념들을 이해할 것이고 이 개념들의 적용들이 본원에서 상세히 언급되지 않는다는 것을 인식할 것이다. 이 개념들 및 적용들이 본 개시내용 및 첨부된 청구항들의 범주 내에 속한다는 것이 이해되어야만 한다.

셀룰러 통신 네트워크에서의 랜덤 액세스에 관련된 시스템들 및 방법들이 개시되어 있다. 일반적으로, 셀룰러 통신 네트워크는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반 셀룰러 통신 네트워크(예컨대, 3GPP(3^rd Generation Partnership Program) LTE(Long Term Evolution) 셀룰러 통신 네트워크) 또는 유사한 다중 부반송파 기반 셀룰러 통신 네트워크이다. 랜덤 액세스가 하나 이상의 다른 상향링크 채널들(예컨대, PUSCH(Physical Uplink Shared Channel))에서의 부반송파 주파수 간격과 동일한 부반송파 주파수 간격을 가지는 부반송파들을 포함하는 PRACH(Physical Random Access Channel)를 사용하여 수행된다. 그 결과, PRACH에서의 부반송파들은 다른 상향링크 채널(들)에서의 부반송파들에 직교이고, 이는 차례로 PRACH 부반송파들과 다른 상향링크 채널(들)의 부반송파들 사이의 간섭을 감소시키거나 실질적으로 제거한다. 유의할 점은, 용어 상향링크 채널이 상향링크 신호들(예컨대, DRS(Demodulation Reference Signal) 또는 SRS(Sounding Reference Signal))을 포함한다는 것이다. RACH 부반송파 간격 동등성(equality)은 상향링크 신호들에 대해서도 마찬가지일 수 있지만, 간단함과 명확함을 위해, 용어 채널들이 본원에서 사용될 것이다.

이와 관련하여, 도 7은 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 랜덤 액세스를 위해 PRACH를 이용하는 셀룰러 통신 네트워크(74)의 일 예를 나타내고 있다. 주목할 만한 점은, 본원에 개시되는 PRACH 및 RACH(Random Access Channel)를 종래의 PRACH 및 종래의 RACH와 구별하기 위해, 본원에 개시되는 PRACH 및 RACH는 이하의 논의의 상당 부분에서 SPRACH(Simple PRACH) 및 SRACH(Simple RACH)라고 지칭된다는 것이다. 이것은 논의의 명확함 및 용이함을 위해서만 그러하다. 용어 "단순(simple)"은 본원에 개시되는 SPRACH/SRACH에 대해 사용되는 부반송파 간격이 다른 상향링크 채널(들)의 부반송파 간격과 동일하다는 사실을 넘어서는 어떤 것도 의미하는 것으로 해석되어서는 안된다.

본원에 기술되는 실시예들에서, 셀룰러 통신 네트워크(74)는 바람직하게는 4G(4^th Generation), 5G(5^th Generation), 또는 어떤 장래의 세대의 3GPP LTE 셀룰러 통신 네트워크이다. 이에 따라, 3GPP LTE 용어가 본원에서 종종 사용된다. 그렇지만, 본원에 개시되는 시스템들 및 방법들이 3GPP LTE로 제한되지 않는다는 것을 잘 알 것이다. 오히려, 본원에 개시되는 시스템들 및 방법들은 임의의 OFDM 기반 셀룰러 통신 네트워크 또는 임의의 다중 부반송파 기반 셀룰러 통신 네트워크(즉, OFDM으로 제한되지 않음)에서 사용될 수 있다.

예시된 바와 같이, 셀룰러 통신 네트워크(74)는 셀(78)에 서빙하는 기지국(76)과, 3GPP LTE에서 UE(User Equipment)라고 지칭되는, 무선 디바이스(80)를 포함한다. 기지국(76)은, 3GPP LTE에서 eNB(evolved Node B)라고 지칭되는, 매크로 또는 고전력 기지국일 수 있다. 기지국(76)은 대안적으로 저전력 기지국(예컨대, 마이크로(micro), 피코(pico), 펨토(femto), 또는 홈 eNB)일 수 있다. 유의할 점은, 기지국(76)이 이하에서 기술되는 실시예들에서 사용되지만, 실시예들이 랜덤 액세스 프리앰블 전송들을 처리하는 임의의 라디오 액세스 노드에 똑같이 적용가능하다는 것이다.

무선 디바이스(80)는, 예를 들어, 셀룰러 통신 네트워크(74)에 처음으로 액세스할 때 라디오 링크를 설정하는 것, 라디오 링크 실패 이후에 기지국(76)과의 라디오 링크를 재설정하는 것, 핸드오버를 위해 기지국(76)에 의해 서빙되는 셀(78)과의 상향링크 동기화를 확립하는 것 등을 비롯한 다양한 목적들을 위해 랜덤 액세스를 수행한다. 랜덤 액세스 동안, 무선 디바이스(80)는 SPRACH를 통해 SRACH 프리앰블을 전송한다. 종래의 3GPP LTE 네트워크들에서, 큰 셀 크기들(즉, 15 킬로미터(km) 초과의 반경 그리고 약 150 km까지의 반경)을 지원하기 위해, 종래의 RACH 프리앰블은 하나 이상의 0.8 밀리초(ms) 사이클들(즉, T_CYC = 0.8 ms)에 걸쳐 전송된 자도프-추(ZC) 시퀀스를 포함한다. 하나의 사이클에 대한 ZC 시퀀스의 길이는 N_ZC라고 지칭된다. 가장 흔한 RACH 구성(구성 0)에 대해, RACH 프리앰블은 하나의 사이클에서 전송되는 N_ZC-포인트 ZC 시퀀스를 포함하고, 여기서 N_ZC는 839이며(즉, ZC 시퀀스의 길이는 839임), ZC 시퀀스의 시간 지속기간은 0.8 ms이다(즉, 시간 지속기간은 T_CYC = 0.8 ms이다). 본원에서 PRACH 부반송파들이라고 지칭되는, 종래의 PRACH 내에서의 부반송파들 간의 직교성을 유지하기 위해, 종래의 PRACH 내에서의 부반송파 주파수 간격은 1.25 킬로헤르츠(kHz)이다(즉,

이다). 그렇지만, 1.25 kHz 부반송파 주파수 간격은 종래의 PRACH 부반송파들 간의 직교성을 유지하는 반면, 1.25 kHz PRACH 부반송파 주파수 간격은 다른 상향링크 채널들(예컨대, PUSCH)에 대한 15 kHz 부반송파 간격과 상이하다. 따라서, 종래의 PRACH 부반송파들은 다른 상향링크 채널들에 대한 부반송파들(예컨대, PUSCH 부반송파들)에 직교가 아니다. 그 결과, 하나의 무선 디바이스로부터의 종래의 PRACH 전송은, 예컨대, 다른 무선 디바이스(들)로부터의 PUSCH 전송(들)에 대한 간섭을 야기하고, 그 반대도 마찬가지이다.

이와 달리, SPRACH는, 본원에서 정상 트래픽 채널들이라고 때때로 지칭되는, 다른 상향링크 채널(들)(예컨대, PUSCH)의 부반송파 간격(Δf_TRAFFIC)과 동일한 부반송파 간격(Δf_SPRACH)을 사용한다. 3GPP LTE를 일 예로서 사용하면, Δf_SPRACH = Δf_TRAFFIC = 15 kHz이다. SPRACH와 다른 상향링크 채널(들) 둘 다에 대해 동일한 부반송파 주파수 간격을 사용함으로써, SPRACH 부반송파들은 다른 상향링크 채널(들)(예컨대, PUSCH)의 부반송파들에 직교이고, 이는 차례로 SRACH 프리앰블 전송들과 상향링크 트래픽 전송들 간의 간섭을, 완전히 제거하지는 않더라도, 실질적으로 제거한다.

종래의 RACH 프리앰블과 같이, SRACH 프리앰블은 T_CP의 시간 지속기간을 가지는 CP(Cyclic Prefix)와 T_SEQ의 시간 지속기간을 가지는 시퀀스(예컨대, ZC 시퀀스)를 포함한다. SRACH 프리앰블에 대한 시퀀스는 본원에서 SRACH 시퀀스라고 지칭된다. SRACH 시퀀스는, 본원에서 기본 SRACH 시퀀스(base SRACH sequence)라고 지칭되는, 동일한 SRACH 시퀀스의 하나 이상의 반복들을 포함한다. 하나의 정상 트래픽 심볼 시간(예컨대, 3GPP LTE에 대해 66.7 마이크로초(㎲))보다 훨씬 더 큰 사이클 시간 또는 지속시간(예컨대, 3GPP LTE에 대해 0.8 ms)을 가지는 3GPP LTE의 종래의 RACH 프리앰블과 달리, SRACH 프리앰블은 하나의 정상 트래픽 심볼 시간과 동일한 사이클 시간 또는 지속시간(T_CYC)을 갖는다. 이와 같이, 3GPP LTE를 일 예로서 사용하면, SRACH는 1/15 kHz = 66.7 ㎲인 사이클 시간(T_CYC)을 갖는다. 환언하면, 기본 SRACH 시퀀스는, 그 자체가 정상 트래픽 심볼 시간인, T_CYC와 동일한 지속시간을 갖는다.

일 실시예에서, SRACH 프리앰블은 시간 영역에서 SRACH 사이클의 하나의 인스턴스와 주파수 영역에서 어떤 정의된 수의 RB(Resource Block)들(예컨대, 3GPP LTE에 대해 6개의 RB들)을 포함한다. 다른 실시예들에서, SRACH 프리앰블은 SRACH 사이클의 다수의 반복들을 포함하고, 다수의 서브프레임들(예컨대, 3GPP LTE 랜덤 액세스 구성 1 내지 3GPP LTE 랜덤 액세스 구성 3에서와 같이 2개 또는 3개의 서브프레임들)에 걸쳐 있을 수 있다. 반복들은 기본 SRACH 시퀀스의 다수의 반복들의 전송을 가능하게 하고, 이는 기지국(76)에 수신 시에 감도 및 시간 판별력(time discrimination)을 개선시킨다.

주목할 만한 점은, 종래의 RACH 사이클과 비교하여 SRACH 사이클의 더 짧은 길이는 셀(78)의 크기가 종래의 RACH 프리앰블을 사용하여 지원되는 것보다 더 작은 크기들로 제한된다는 것을 의미한다. 예를 들어, SRACH 사이클의 길이를 3GPP LTE 네트워크에서의 66.7 ㎲로 감소시키는 것에 의해, 셀(78)의 크기가 10 km로 제한된다. 구체적으로는, SRACH 프리앰블이 사용될 수 있는 명확한 셀 반경은 0.5·300·66.7/X 미터이고, 여기서 3GPP LTE에 대해 X = 1이며, 3GPP LTE의 주파수 스케일링된 버전에 대해 X > 1이고, 300은 미터/마이크로초로 표시되는 전자기 전파 속도이며, 인자 0.5는 양 방향에서의 전송 시간을 고려한다. 이와 같이, X = 1에 대한 최대 셀 크기는 10 km이고, 예컨대, X = 10에 대한 최대 셀 크기는 1 km이다. 보다 작은 셀 크기가 문제로 보이지 않으며, 새로운 장래의 세대들의 LTE(그리고 다른 유형들의 셀룰러 통신 네트워크들)에 대해 특히 그렇다. 새로운 장래의 세대들의 LTE는 더 작은 셀 크기들을 사용하거나 사용할 계획이다. 예를 들어, 이종 네트워크 배포들이 사용될 수 있고, 여기서 이종 네트워크는 많은 소형, 저전력 셀들을 포함할 수 있다. 작은 셀 크기들은 또한, (예컨대, 도시들에서의) 높은 트래픽 부하들을 지원하기 위해 소형 기지국들의 조밀한 배포들을 사용할 것으로 예상되는, 장래의 5G 네트워크들에 대해 특히 적당하다.

도 8은 본 개시내용의 일 실시예에 따른, SPRACH의 주파수 영역 표현이다. 이 예는 3GPP LTE에 대한 것이다. 그렇지만, 다시 말하지만, 본 개시내용이 그것으로 제한되지 않는다. 이 예에서, SPRACH 부반송파들의 부반송파 주파수 간격(Δf_SPRACH)은, PUSCH 부반송파들의 부반송파 주파수 간격(Δf_PUSCH)과 동일한, 15 kHz이다. 게다가, 이 예에서, SPRACH는 주파수 영역에서 6개의 RB에 걸쳐 있고, 여기서 각각의 RB는 12개의 부반송파를 포함한다. 이와 같이, SPRACH는 72개의 SPRACH 부반송파들(즉, 6개의 RB·RB당 12개의 SPRACH 부반송파 = 72개의 SPRACH 부반송파)로 이루어져 있고 1.08 MHz의 총 대역폭(즉, 72개의 SPRACH 부반송파·SPRACH 부반송파당 15 kHz = 1.08 MHz)에 걸쳐 있다. 이 예에서, 기본 SRACH 시퀀스는 71-포인트 ZC 시퀀스(즉, N_ZC = 71)이다. 그렇지만, 유의할 점은, 본 기술 분야의 통상의 기술자라면 잘 알 것인 바와 같이, 다른 유형들의 시퀀스들이 사용될 수 있다는 것이다. 72가 아니라 71 포인트 시퀀스가 사용되기 때문에, SPRACH 부반송파들 중 하나가 사용되지 않는다.

중요한 점은, 도 8의 실시예가 일 예에 불과하다는 것이다. 예를 들어, 장래의 세대들의 3GPP LTE 네트워크 또는 다른 OFDM 기반 셀룰러 네트워크들은 주파수 영역에서 6개 초과 또는 미만의 RB들을 SPRACH 채널에 할당할지도 모른다. 다른 예로서, 15 kHz 이외의 부반송파 주파수 간격이 사용될지도 모른다. 게다가, 주파수는 스케일링 인자 X와 곱해지고(예컨대, SPRACH 부반송파 간격이 15 kHz·X임) 시간은 스케일링 인자 X에 의해 나누어지는(예컨대, SRACH 사이클의 길이가 66.7 ㎲ / X임) 주파수 스케일링된 셀룰러 통신 네트워크(예컨대, 주파수 스케일링된 LTE 네트워크)에서 SPRACH 채널 및 SRACH 프리앰블이 사용될지도 모른다. 예를 들어, 20 기가헤르츠(GHz) 반송파에 대해, 스케일링 인자 X는, 예컨대, 10일 수 있다. 이것은 도 9와 도 10에 예시되어 있고, 여기서 도 9는 주파수 스케일링된 네트워크에서의 상향링크 프레임 구조의 하나의 슬롯을 예시하고 있고, 도 10은 주파수 스케일링된 네트워크에서의 SPRACH를 예시하고 있다. 주목할 만한 점은, 일 실시예에서, 주파수 스케일링된 네트워크에서의 SPRACH가 X·M·15 kHz의 대역폭 및 (다른 상향링크 채널(들)의 부반송파 주파수 간격과 동일한) X·15 kHz의 부반송파 주파수 간격을 갖고, 기본 SRACH 시퀀스의 길이가 M 이하이며, 여기서 M은 SPRACH 부반송파들의 수(M > 1)이고 X는 스케일링 인자(X > 1)라는 것이다. 유의할 점은, M = 72 및 X = 1이 3GPP LTE 네트워크에서의 SPRACH의 일 실시예라는 것이다. 일 실시예에서, 기본 SRACH 시퀀스는 N_ZC-포인트 ZC 시퀀스이고, 여기서 N_ZC는 M 이하의 가장 큰 소수이다.

도 11은 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 도 7의 셀룰러 통신 네트워크(74)와 관련하여 셀 탐색 및 랜덤 액세스 절차를 나타내고 있다. 유의할 점은, 도 11 및 어떤 다른 도면들이 "단계들"을 예시하고 있지만, 용어 "단계들"이 연관된 동작들의 수행을 위해 임의의 특정 순서를 필요로 하는 것으로 해석되어서는 안된다는 것에 유의해야 한다는 것이다. 사실, 단계들은, 특정 순서가 요구되는 것으로 명확히 언급되지 않는 한 또는 특정 순서가 동작을 위해 다른 방식으로 요구되지 않는 한, 임의의 원하는 순서로 수행될 수 있다. 게다가, 단계들 중 일부는 동시에 수행될 수 있다.

예시된 바와 같이, 기지국(76)은 PSS/SSS(Primary Synchronization Signal and Secondary Synchronization Signal) 및 시스템 정보를 브로드캐스팅한다(단계(2000)). 무선 디바이스(80)는, 무선 디바이스(80)가 PSS/SSS를 검출함으로써 셀(78)의 하향링크 타이밍에 동기화하는 셀 탐색 절차를 수행한다(단계(2002)). 무선 디바이스(80)는 이어서 시스템 정보를 획득하거나 판독한다(단계(2004)). 시스템 정보는 랜덤 액세스를 위해 무선 디바이스(80)에 의해 사용될 물리적 시간 및 주파수 자원들을 식별해주는 정보를 비롯한 다양한 유형들의 정보를 포함한다. 더욱 구체적으로는, 시스템 정보는 SRACH 프리앰블 전송을 위해 사용될 자원들을 식별해주는(즉, SPRACH를 식별해주는) 정보를 포함한다.

무선 디바이스(80)는 이어서 SRACH 프리앰블을 전송한다(단계(2006)). SRACH 프리앰블은, SPRACH에 매핑되는 논리 채널인, SRACH를 통해 전송된다. 기지국(76)은 무선 디바이스(80)에 의해 전송된 SRACH 프리앰블을 검출하고 무선 디바이스(80)에 대한 상향링크 타이밍을 결정한다(단계(2008)). 이 시점으로부터, 절차가 종래의 방식으로 진행된다. 구체적으로는, 기지국(76)은 무선 디바이스(80)로부터의 상향링크에 대한 타이밍 조절을 포함하는 랜덤 액세스 응답을 무선 디바이스(80)로 전송한다(단계(2010)). 무선 디바이스(80)는 이어서 랜덤 액세스 응답에 따라 그의 상향링크 타이밍을 조절한다(단계(2012)). 무선 디바이스(80)와 기지국(76)은 이어서 기지국(76)과 무선 디바이스(80) 사이의 라디오 링크의 설정을 완료하기 위해 정보를 교환하는 데 RRC(Radio Resource Control) 시그널링을 사용한다(단계들(2014 및 2016)).

도 12는 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 무선 디바이스(80)에 의해 전송될 SRACH 프리앰블을 발생시키는 프로세스를 나타내고 있다. 이 프로세스는 무선 디바이스(80)에 의해 수행된다. 먼저, 시간 영역에서 기본 SRACH 시퀀스가 발생된다(단계(3000)). 그렇지만, 유의할 점은, 기본 SRACH 시퀀스가 대안적으로 주파수 영역에서 발생될 수 있고, 이 경우에 단계(3002)를 건너뛸 수 있다는 것이다. 기본 SRACH 시퀀스는 양호한 교차 상관, 자기 상관, 및 주파수 영역 특성들을 가지는 ZC 시퀀스 또는 다른 시퀀스의 N_ZC개의 복소 값들로 이루어져 있다. 필수적이지는 않지만, 하나의 대안 실시예에서, 기본 SRACH 시퀀스는 문헌(Ian Oppermann et al., "Complex Spreading Sequences with a Wide Range of Correlation Properties," IEEE Transactions on Communications, Vol. 45, No. 3, March 1997, pages 365-375) - 이로써 기본 SRACH 시퀀스에 대한 적당한 시퀀스에 관한 그의 교시내용을 위해 참고로 본원에 포함됨 - 에 개시된 바와 같은 시퀀스이다. 기존의 3GPP LTE 표준들과의 상호연동을 위해, 기본 SPRACH는, 일 실시예에서, 주파수 영역에서 6개의 RB들(즉, 72개의 SPRACH 부반송파들)일 수 있고 15 kHz의 부반송파 간격을 가질 수 있다. 이 경우에, N_ZC(또는 보다 일반적으로 시간 영역 기본 SRACH 시퀀스 내의 복소 값들의 수)는 71이다. 유의할 점은, 특히 ZC 시퀀스들에 대해, 시퀀스에 대한 소수(prime number) 개의 복소 값들이 바람직하다는 것이다.

이어서 시간 영역 기본 SRACH 시퀀스에 대해 DFT(Discrete Fourier Transform)(예컨대, FFT(Fast Fourier Transform))를 수행하여, 시간 영역 기본 SRACH 시퀀스를 기본 SRACH 시퀀스의 주파수 영역 표현으로 변환한다(단계(3002)). FFT에서의 포인트들의 수는 바람직하게는 시간 영역 기본 SRACH 시퀀스에서의 복소 값들의 수와 동일하다. 이와 같이, 예를 들어, 기본 SRACH 시퀀스가 N_ZC-포인트 ZC 시퀀스이면, FFT에서의 포인트들의 수는 N_ZC이다. FFT의 출력 주파수 빈들의 주파수 간격은 1/T_CYC이고, 여기서 T_CYC는 기본 SRACH 시퀀스의 하나의 사이클의 길이 또는 시간 지속기간이다. 여기서, T_CYC는 다른 상향링크 트래픽 채널들에 대한 심볼 길이와 동일하고, 이에 따라, FFT의 출력 주파수 빈들의 주파수 간격(그리고 따라서 SPRACH 부반송파 주파수 간격)이 다른 상향링크 채널들의 부반송파 주파수 간격과 동일하다. 일 실시예에서, T_CYC = 66.7 ㎲이고 N_ZC = 71이다. 이에 따라, FFT는 71-포인트 FFT이고, FFT의 출력 주파수 빈들의 주파수 간격은 15 kHz(즉, 1/0.0667 ms = 15 kHz)이고, 이는 다른 3GPP LTE 채널들에 대한 원하는 부반송파 주파수 간격과 일치한다.

SPRACH 부반송파들인, DFT의 출력들은 이어서 상향링크 내의 SPRACH에 대한 적절한 주파수 오프셋에 매핑된다(단계(3004)). 더욱 구체적으로는, 상향링크에 대해 L개의 부반송파들이 있고, 여기서 L은 상향링크의 대역폭의 함수이다. 3GPP LTE 및 3GPP LTE의 주파수 스케일링된 버전에서,

이다. DFT에 의해 출력되는 SPRACH 부반송파들은 상향링크의 L개의 부반송파들 내의 적절한 부반송파들(즉, PRACH를 위해 할당된 부반송파들)의 세트에 매핑된다.

중요한 점은, FFT의 출력 빈들 사이의 주파수 간격, 그리고 따라서 SPRACH 부반송파 주파수 간격이 다른 상향링크 채널들(예컨대, PUSCH, PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 등)의 부반송파 주파수 간격과 동일하도록, 시간 영역 기본 SRACH 시퀀스의 길이(즉, 사이클 시간(T_CYC))가 선택된다는 것이다. 따라서, SPRACH 부반송파들이 기지국(76)에서 다른 상향링크 채널들의 부반송파들에 직교일 것이다. 다른 상향링크 채널들의 부반송파들에의 이 직교성은 주파수 영역에서 SPRACH의 외측 가장자리들에서의 보호 대역의 필요성을, 제거하지는 않더라도, 감소시킨다. 종래의 3GPP LTE PRACH에서는 이러한 보호 대역들이 요구된다. 데이터/제어 부반송파들과 SPRACH 부반송파들 간의 누설이 없기 때문에 보호 대역들의 제거가 가능할 수 있다. 그에 의해 SPRACH 부반송파들의 직교성은 개선된 SINR(Signal-to-Interference plus Noise Ratio) 및 시스템 성능을 제공할 것이다.

매핑 후에, 주파수 영역 샘플들에 대해 Z-포인트 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)(예컨대, Z-포인트 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform))를 수행하여, 주파수 영역 샘플들을 Z개의 시간 영역 샘플로 변환한다(단계(3006)). Z의 값은 샘플링 레이트에 의존한다. 구체적으로는,

이고, 여기서 f_s는 샘플링 레이트이다. 예를 들어, 3GPP LTE에서, 20 메가헤르츠(MHz) 대역폭을 사용할 때의 샘플링 레이트는 30.72 메가샘플/초(Msps)이다. 이와 같이, T_CYC = 66.7 ㎲ 및 f_s = 30.72 Msps에 대해, Z는 2,048이다. IDFT의 출력은 적절한 SPRACH 부반송파 주파수들에서의 OFDM 변조된 기본 PRACH 시퀀스의 T_CYC 길이 시간 영역 표현이고, 여기서 PRACH 부반송파 주파수 간격은 다른 상향링크 채널들의 부반송파 주파수 간격과 동일하다.

이 실시예에서, IDFT에 의해 출력되는 Z개의 시간 영역 샘플을 임의로 반복하여 기본 SRACH 시퀀스의 총 Q회 반복을 제공하고, 그에 의해 최종적인 SRACH 시퀀스를 제공할 수 있다(단계(3008)). 환언하면, 이 실시예에서, SRACH 프리앰블의 SRACH 시퀀스는 기본 SRACH 시퀀스의 Q회 반복이고, 여기서 Q는 1 이상이다. 다수의 반복들을 사용하는 것은 기지국(76)에서의 SRACH 처리 후의 감도(예컨대, SINR) 및 시간 판별력(예컨대, 시간 분해능)을 개선시킨다. 예를 들어, Q = 12이고 T_CYC = 66.7 ㎲이면, 기본 SRACH 시퀀스의 반복들 전부의 총 길이는 대략 0.8 ms이고, 이는 3GPP LTE 구성 0에 대한 종래의 RACH 시퀀스의 길이와 동등하다. 일 실시예에서,

이고, 여기서 3GPP LTE에 대해서는 X = 1이고 3GPP LTE의 주파수 스케일링된 버전에 대해서는 X > 1이다. 반복을 사용하여, SRACH 프리앰블의 SRACH 시퀀스가

개의 샘플들을 위해 계속하여 발생되고, 기지국(76)에서 효과적으로 추출될 수 있다. 마지막으로, 기본 SRACH 시퀀스의 Q회 반복의 시작에서 CP를 삽입하여, 전송을 위한 SRACH 프리앰블을 제공한다(단계(3010)).

일 실시예에서, 시간 영역 SRACH 프리앰블 s(t)는 다음과 같이 정의되고:

에 대해,

는, 예컨대, 종래의 PRACH의 전력을 설정하는 기존의 절차들에 따라 설정될 수 있는 SPRACH에 대한 송신 전력(P_SPRACH)과 부합하기 위한 진폭 스케일링 인자이고,

은 (3GPP LTE 표준들에 따른 또는 그와 유사한) u번째 루트 ZC 시퀀스(root ZC sequence)의 v번째 순환 시프트(cyclic shift)이며, φ는 Δf_SPRACH 분해능에서 물리적 RB 경계에 대한 고정 오프셋이고(예컨대, 0 또는 1), K는 SRACH에 대해 1이며, T_CP는 SRACH 프리앰블의 CP의 길이이고, k₀은 다음과 같이 정의되며:

,

여기서 파라미터

는 주파수 영역에서의 위치를 제어하고,

는 RB당 부반송파들의 수이며,

는 상향링크에서의 RB들의 수이다. 게다가, u번째 루트 ZC 시퀀스는 다음과 같이 정의되고:

에 대해,

,

여기서 u는 ZC 물리적 루트 시퀀스 인덱스(physical root sequence index)이다. SRACH 부반송파 주파수 간격(Δf_SPRACH)은, 일 실시예에서, 주파수 스케일링되지 않은 네트워크에서의 어떤 값 Δf(예컨대, 3GPP LTE 네트워크에서 Δf_SPRACH = Δf = 15 kHz)와 동일하고, 여기서 Δf는 다른 상향링크 채널(들)의 부반송파 간격과 동일하다. 다른 실시예에서, SRACH 부반송파 주파수 간격(Δf_SPRACH)은 주파수 스케일링된 네트워크에서

이고(예컨대, 10의 스케일링 인자(X)를 가지는 3GPP LTE 네트워크의 주파수 스케일링된 버전에 대해

임), 여기서

는 주파수 스케일링된 네트워크에서 다른 상향링크 채널들의 부반송파 간격이다. 주목할 만한 점은, 값 K가 주파수 스케일링되지 않은 네트워크에 대해서는 Δf/Δf_SPRACH = 1이고, 주파수 스케일링된 네트워크에 대해서는 X·Δf/Δf_SPRACH = 1이다. 어느 경우든지, SPRACH와 다른 상향링크 채널(들) 사이에서 부반송파 간격의 동일함이 달성되도록 K=1이다.

도 13은 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 도 12의 프로세스에 따라 SRACH 프리앰블을 발생시키기 위해 동작하는 무선 디바이스(80)의 블록도이다. 주목할 만한 점은, 도 13이 SRACH 프리앰블을 발생시키기 위해 동작하는 무선 디바이스(80)의 한 부분을 예시하는 것에 불과하다는 것이다. 무선 디바이스(80)는 도 13에 예시되지 않은 다른 컴포넌트들을 포함한다. 도 13에 예시된 블록들은 하드웨어 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 예시된 바와 같이, 무선 디바이스(80)는 시간 영역 기본 SRACH 시퀀스의 DFT를 수행하기 위해 동작하는 DFT 기능(82)을 포함한다. 앞서 논의된 바와 같이, 시간 영역 기본 SRACH 시퀀스의 길이(T_CYC)는 출력 주파수 빈들의 주파수 간격(1/T_CYC임)이 원하는 SPRACH 부반송파 주파수 간격과 동일하도록 되어 있고, 여기서 원하는 SPRACH 부반송파 주파수 간격은 다른 상향링크 채널들의 부반송파 주파수 간격과 동일하다. 부반송파 매핑 기능(84)은 DFT의 출력들을 적절한 SPRACH 부반송파들에 매핑한다. IDFT 기능(86)은 이어서, 앞서 논의된 바와 같이, Z개의 시간 영역 샘플을 제공하기 위해 부반송파 매핑 기능(84)의 출력들의 IDFT를 수행한다. 반복 기능(88)은 이어서 Z개의 시간 영역 샘플을 총 Q회 반복한다. 마지막으로, CP 삽입 기능(90)은 SRACH 프리앰블을 완성하기 위해 CP를 삽입한다. 유의할 점은, 기능들(82 내지 90)이 하드웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다는 것이다.

도 14는 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 기지국(76)의 일 실시예를 나타내고 있으며, 여기서 기지국(76)은 무선 디바이스(80)에 의해 전송되는 SRACH 시퀀스를 검출하기 위해 동작한다. 유의할 점은, 본 기술분야의 통상의 기술자라면 잘 알 것인 바와 같이, 기지국(76)이 도 14에 예시되지 않은 다른 컴포넌트들을 포함한다는 것이다. 예시된 바와 같이, 기지국(76)은 데이터 처리 부분(92) 및 상향링크 처리 기능(94)에 의해 형성되는 정상 트래픽 경로와, 데이터 처리 기능(92), SRACH 프리앰블 추출 기능(95), 데이터 처리 기능(96), 및 SRACH 검출 기능(98)에 의해 형성되는 SRACH 경로를 포함한다. 데이터 처리 기능(92)은 CP 제거 기능(100), 주파수 천이 기능(102), 및 심볼 FFT 기능(104)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 주파수 천이 기능(102)이 포함되지 않을 수 있다. CP 제거 기능(100)은 수신 신호의 CP를 제거한다. 주파수 천이 기능(102)은 이어서 수신 신호의 주파수를 정상 부반송파 간격의 1/2(즉, 3GPP LTE에 대해

)만큼 천이시킨다. 수신 신호는 이어서 서브프레임(3GPP LTE에 대해 1 ms임)의 수분의 1(예컨대, 1/14 또는 1/12)에 대응하는 시간 단편(time piece)들로 나누어지고, 여기서 이 단편들은 심볼들이라고 지칭된다. 심볼 FFT 기능(104)은 이어서, 20 MHz 3GPP LTE 대역폭에 대해, 심볼마다 2,048 포인트 FFT를 사용하여 심볼마다 FFT를 수행한다. 그 결과 얻어지는 주파수 영역 신호 단편(signal piece)들이 이어서 추가의 신호 처리를 위해 상향링크 처리 기능(94)에 제공된다.

SRACH 경로에 대해, 미리 결정된 수의 심볼들(예컨대, 12개)에 대한 심볼 FFT 기능(104)의 출력이 SRACH 프리앰블 추출 기능(95)에 입력된다. SRACH 프리앰블 추출 기능(95)의 상세는 도 6의 디바이스(56)와 관련하여 앞서 기술된 것과 동일하지만, 이 예에서는, (839개의 부반송파들이 아니라) 71개의 부반송파들만이 이용된다. SRACH 프리앰블 추출 기능(95)의 출력 심볼들은 데이터 처리 기능(96)에 하나씩 입력된다. 데이터 처리 기능(96) 내에서, SPRACH 부반송파 선택 기능(106)은 사용된 SPRACH 부반송파들에 대응하는 심볼 FFT 기능(104)의 (예컨대, 71개의) 출력들을 선택한다. 상관 기능(108)은 이어서 SPRACH 부반송파 선택 기능(106)의 출력을 기지의 ZC 시퀀스들과 상관시키고, 그에 의해 전송측 무선 디바이스(80)의 임시 식별자를 추출한다. IFFT 기능(110)은 이어서 2,048 포인트 IFFT를 수행하고, 그 결과 시간 영역 신호가 얻어지며, 이 시간 영역 신호는 이어서 SRACH 검출 기능(98)에 의해 처리된다. 주목할 만한 점은, 도 14의 기능들(94 및 98 내지 110)이 하드웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다는 것이다.

앞서 논의된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 예컨대, 기지국(76)에서의 감도 및 시간 판별력을 개선시키기 위해 SRACH 프리앰블의 SRACH 시퀀스를 제공하는 데 기본 SRACH 시퀀스가 Q회 반복된다. 그렇지만, 어떤 경우들에서, 기지국(76)은 기본 SRACH 시퀀스의 Q개의 반복들 모두가 전송되기 전에 SRACH 프리앰블을 검출할 수 있을지도 모른다. 이와 관련하여, 도 15는 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 무선 디바이스(80)에 의한 SRACH 프리앰블 전송의 조기 종료를 제공하기 위한 기지국(76)과 무선 디바이스(80)의 동작을 나타내고 있다. 예시된 바와 같이, 무선 디바이스(80)는 SRACH 프리앰블을 전송한다(단계(4000)). SRACH 프리앰블의 전송 동안 그리고 기본 SRACH 시퀀스의 Q개의 반복들 전부가 전송되기 전에, 기지국(76)은 기본 SRACH 시퀀스를 검출한다(단계(4002)). 기본 SRACH 시퀀스을 검출할 때, 기지국(76)은 SRACH 프리앰블의 전송의 조기 종료에 대한 요청을 무선 디바이스(80)로 송신한다(단계(4004)). 요청에 응답하여, 무선 디바이스(80)는 SRACH 시퀀스의 Q개의 반복들 전부가 전송되기 전에 SRACH 프리앰블의 전송을 종료한다(단계(4006)).

반복들과 관련하여, 상기한 도 12는 기본 SRACH 시퀀스의 반복들이 연속 신호로서 발생되는 프로세스를 기술한다. 도 16은 본 개시내용의 다른 실시예에 따른, 기본 SRACH 시퀀스의 각각의 반복에 대한 CP들을 삽입하기 위해 심볼별 트래픽 처리가 사용되는 SRACH 프리앰블을 발생시키는 프로세스를 나타내고 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 시간 영역에서 기본 SRACH 시퀀스가 발생되고(단계(5000)), 이어서 시간 영역 기본 SRACH 시퀀스에 대해 DFT(예컨대, FFT)를 수행하고, 그에 의해 시간 영역 기본 SRACH 시퀀스를 기본 SRACH 시퀀스의 주파수 영역 표현으로 변환한다(단계(5002)). SRACH 부반송파들인, DFT의 출력들은 이어서 상향링크 내의 SPRACH에 대한 적절한 주파수 오프셋에 매핑된다(단계(5004)). 매핑 후에, 주파수 영역 샘플들에 대해 Z-포인트 IDFT(예컨대, Z-포인트 IFFT)를 수행하고, 그에 의해 주파수 영역 샘플들을 Z개의 시간 영역 샘플로 변환한다(단계(5006)).

이 실시예에서, N_cp,q개의 샘플들의 CP가 Z개의 시간 영역 샘플들에 추가된다(단계(5008)). N_cp,q는 SRACH 시퀀스의 q번째 반복에 대한 CP 내의 샘플들의 수이다. 주목할 만한 점은, N_cp,q가 모든 반복들에 대해 동일할 수 있거나 상이한 반복들에 대해 상이할 수 있다는 것이다. 중요한 점은, N_cp,q개의 샘플들의 CP가 SRACH 프리앰블의 CP의 일부가 아닐 수 있다는 것이다. 오히려, N_cp,q개의 샘플들의 CP가 실제로는 SRACH 프리앰블의 SRACH 시퀀스의 일부를 형성하도록, 정상 상향링크 트래픽 심볼들(예컨대, PUSCH 심볼들)에 대해 행해지는 것과 동등한 프로세스에서 N_cp,q개의 샘플들이 발생된다. SRACH 시퀀스에 대해 발생된 시간 영역 샘플들의 총수가

이상인지에 관한 결정이 이어서 행해질 수 있다(단계(5010)). Q는 1 이상의 값이다(즉, 기본 SRACH 시퀀스의 1개의 반복/인스턴스에 대해서는 1이거나 기본 SRACH 시퀀스의 하나 초과의 반복/인스턴스에 대해서는 1 초과임). 시간 영역 샘플들의 총수가

이상이 아니면, 카운터 q가 증분되고(단계(5012)), 프로세스는 단계(5008)로 되돌아가서 SRACH 시퀀스가 그 반복에 대해 추가된 CP를 사용해 반복된다. 시간 영역 샘플들의 총수가

이상이면, SRACH 시퀀스의 발생이 완료된다. 주목할 만한 점은, SRACH 프리앰블을 완성하기 위해 SRACH 프리앰블의 CP가 이어서 추가된다는 것이다.

일 실시예에서, 시간 영역 SRACH 프리앰블 s(t_s,q)는 다음과 같이 정의되고:

및

에 대해

는 (3GPP LTE 표준들에 따른 또는 그와 유사한) u번째 루트 ZC 시퀀스의 v번째 순환 시프트이며, φ는 Δf_SPRACH 분해능에서 물리적 RB 경계에 대한 고정 오프셋이고(예컨대, 0 또는 1), K는 SRACH에 대해 1이며,

는 SRACH 프리앰블의 CP의 총 지속시간이고,

는 SRACH 프리앰블을 발생시키기 위해 사용되는 q번째 트래픽 심볼에 대한 N_cp,q개의 샘플들의 CP의 지속시간이며, k₀은 다음과 같이 정의되고:

,

여기서 파라미터

는 주파수 영역에서의 위치를 제어하고,

는 RB당 부반송파들의 수이며,

에 대해

,

여기서 u는 ZC 물리적 루트 시퀀스 인덱스이다. SPRACH 부반송파 주파수 간격(Δf_SPRACH)은, 일 실시예에서, 주파수 스케일링되지 않은 네트워크에서의 어떤 값 Δf(예컨대, 3GPP LTE 네트워크에서 Δf_SPRACH = Δf = 15 kHz)와 동일하고, 여기서 Δf는 다른 상향링크 채널(들)의 부반송파 간격과 동일하다. 다른 실시예에서, SRACH 부반송파 주파수 간격(Δf_SPRACH)은 주파수 스케일링된 네트워크에서

이고(예컨대, 10의 스케일링 인자를 갖는 3GPP LTE 네트워크의 주파수 스케일링된 버전에 대해

임), 여기서

는 주파수 스케일링된 네트워크에서 다른 상향링크 채널들의 부반송파 간격이다. 주목할 만한 점은, 값 K가 주파수 스케일링되지 않은 네트워크에 대해서는 Δf/Δf_SPRACH = 1이고, 주파수 스케일링된 네트워크에 대해서는 X·Δf/Δf_SPRACH = 1이다. 어느 경우든지, SPRACH와 다른 상향링크 채널(들) 사이에서 부반송파 간격의 동일함이 달성되도록 K=1이다. 주목할 만한 점은, 상기한

에 대한 방정식에서, 부가의 항

는 CP 샘플들의 추가로 인한 Z개의 시간 영역 샘플들의 블록들에 대한 불연속성을 보상하기 위해 추가된 위상 천이이다.

도 17은 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 도 7의 기지국(76)의 블록도이다. 이 설명은 다른 유형들의 라디오 액세스 노드들(즉, 셀룰러 통신 네트워크(74)의 무선 액세스 네트워크 내의 노드들)에 똑같이 적용가능하다. 예시된 바와 같이, 기지국(76)은 하나 이상의 프로세서(들)(114), 메모리(116), 및 네트워크 인터페이스(118)를 포함하는 기저대역 유닛(112)과, 하나 이상의 안테나들(124)에 결합된 송수신기(122)를 포함하는 라디오 유닛(120)을 포함한다. 일 실시예에서, 앞서 기술된 기지국(76)의 SRACH 처리 기능은, 적어도 부분적으로, 기저대역 유닛(112) 내에 있거나 그와 연관되어 있는 또는 2개 이상의 네트워크 노드들(예컨대, 기저대역 유닛(112)과 다른 네트워크 노드)에 걸쳐 분산되어 있는 프로세서(들)(114)에 의해 실행되는 소프트웨어의 형태로 기저대역 유닛(112)에 구현된다. 다른 예에서, 프로세서(들)(114)는 앞서 기술된 SRACH 처리 기능의 일부 또는 전부를 제공하는 하나 이상의 하드웨어 컴포넌트들(예컨대, ASIC(Application Specific Integrated Circuit)들)을 포함한다. 다른 실시예에서, 프로세서(들)(114)는 하나 이상의 하드웨어 컴포넌트들(예컨대, CPU(Central Processing Unit)들)을 포함하고, 앞서 기술된 SRACH 처리 기능의 일부 또는 전부는, 예컨대, 메모리(116)에 저장되고 프로세서(114)에 의해 실행되는 소프트웨어로 구현된다.

도 18은 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 도 7의 무선 디바이스(80)의 블록도이다. 예시된 바와 같이, 무선 디바이스(80)는 프로세서(126), 메모리(128), 및 하나 이상의 안테나들(132)에 결합된 송수신기(130)를 포함한다. 프로세서(126)는, 예를 들어, 하나 이상의 CPU들, 하나 이상의 ASIC들 등과 같은 하나 이상의 하드웨어 처리 컴포넌트들을 포함한다. 일 실시예에서, 앞서 기술된 무선 디바이스(80)의 SRACH 처리 기능은, 적어도 부분적으로, 프로세서(126)에 구현된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 프로세서(126)는 앞서 기술된 SRACH 처리 기능의 일부 또는 전부를 제공하는 하나 이상의 하드웨어 컴포넌트들(예컨대, 하나 이상의 ASIC들)을 포함한다. 다른 실시예에서, 프로세서(126)는 하나 이상의 하드웨어 컴포넌트들을 포함하고(예컨대, CPU들 또는 그 자체가 다수의 프로세서들로 이루어져 있을 수 있음), 앞서 기술된 SRACH 처리 기능의 일부 또는 전부는, 예컨대, 메모리(128)에 저장되고 프로세서(들)(126)에 의해 실행되는 소프트웨어로 구현된다.

SRACH 프리앰블 전송 및 SRACH 시퀀스 수신/검출을 위한 시스템들 및 방법들이 본원에 개시되어 있다. 임의의 특정 이점 또는 장점으로 또는 그에 의해 제한되지 않지만, 본원에 기술되는 실시예들의 적어도 일부의 실시예들의 일부 비제한적인 이점들 및 장점들은 다음과 같다. 앞서 논의된 바와 같이, SPRACH의 부반송파 주파수 간격은 다른 상향링크 채널들의 부반송파 주파수 간격과 동일하다. 그 결과, SPRACH 부반송파들이 다른 상향링크 채널들의 부반송파들에 직교이다. 다른 상향링크 채널들의 부반송파들에의 이 직교성은 개선된 SINR 및 시스템 성능을 제공한다. 그에 부가하여, 종래의 3GPP LTE RACH에서와 같은 더 작은 부반송파 주파수 간격이 아니라, 다른 상향링크 채널들과 동일한 부반송파 주파수 간격을 사용하는 것은, 수퍼 FFT/IFFT를 필요 없게 하는 것에 의해, 송신단에서의 SRACH 프리앰블 발생 및 수신단에서의 SRACH 시퀀스 검출/수신의 복잡성을 실질적으로 감소시킨다. 다른 예로서, 다른 상향링크 채널(들)(예컨대, PUSCH)을 발생시키는 데 사용되는 소프트웨어 및/또는 하드웨어가 SPRACH를 발생시키는 데 사용될 수 있다.

이하의 두문자어들이 본 개시내용 전체에 걸쳐 사용된다.

3GPP 3^rd Generation Partnership Project

4G 4^th Generation

5G 5^th Generation

ASIC Application Specific Integrated Circuit

CP Cyclic Prefix

CPU Central Processing Unit

DFT Discrete Fourier Transform

DRS Demodulation Reference Signal

eNB Evolved Node B

FFT Fast Fourier Transform

GHz Gigahertz

IDFT Inverse Discrete Fourier Transform

IFFT Inverse Fast Fourier Transform

ISI Inter-Symbol Interference

kHz Kilohertz

km Kilometer

LTE Long Term Evolution

MHz Megahertz

ms Millisecond

Msps Megasamples per Second

OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing

- PRACH Physical Random Access Channel

PSS Primary Synchronization Signal

PUCCH Physical Uplink Control Channel

PUSCH Physical Uplink Shared Channel

RACH Random Access Channel

RB Resource Block

RRC Radio Resource Control

SINR Signal-to-Interference plus Noise Ratio

SPRACH Simple Physical Random Access Channel

SRACH Simple Random Access Channel

SRS Sounding Reference Signal

SSS Secondary Synchronization Signal

UE User Equipment

㎲ Microsecond

ZC Zadoff-Chu

본 기술분야의 통상의 기술자는 본 개시내용의 실시예들에 대한 개선들 및 수정들을 인식할 것이다. 이러한 개선들 및 수정들 모두는 본원에 개시되는 개념들 및 이하의 청구항들의 범주 내에 있는 것으로 간주된다.

Claims

셀룰러 통신 네트워크(74)에서 랜덤 액세스를 수행하는 무선 디바이스(80)의 동작 방법으로서,
상기 셀룰러 통신 네트워크(74)에서 상기 무선 디바이스(80)로부터 라디오 액세스 노드(radio access node)(76)로의 상향링크에서 물리 랜덤 액세스 채널(physical random access channel)을 통해 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 전송하는 단계 - 상기 물리 랜덤 액세스 채널은 상기 상향링크의 하나 이상의 다른 채널들에서의 부반송파 주파수 간격(subcarrier frequency spacing)과 동일한 부반송파 주파수 간격을 가지는 복수의 부반송파들을 포함함 -; 및
상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 것에 응답하여, 상기 라디오 액세스 노드(76)로부터 랜덤 액세스 응답을 수신하는 단계
를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 셀룰러 통신 네트워크(74)는 LTE(Long Term Evolution) 셀룰러 통신 네트워크인, 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 상향링크의 상기 하나 이상의 다른 채널들은 물리 상향링크 공유 채널(physical uplink shared channel)을 포함하는, 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 물리 랜덤 액세스 채널에서의 상기 복수의 부반송파들과 상기 상향링크의 상기 하나 이상의 다른 채널들에서의 부반송파들 둘 다의 상기 부반송파 주파수 간격은 15 킬로헤르츠인, 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 물리 랜덤 액세스 채널에서의 상기 복수의 부반송파들과 상기 상향링크의 상기 하나 이상의 다른 채널들에서의 부반송파들 둘 다의 상기 부반송파 주파수 간격은 X·15 킬로헤르츠이고, X > 1인, 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 단계는
상기 물리 랜덤 액세스 채널에서의 부반송파들의 수 이하인 길이를 가지는 기본 랜덤 액세스 시퀀스(base random access sequence)를 발생시키는 단계;
상기 기본 랜덤 액세스 시퀀스를 시간 영역으로부터 주파수 영역으로 변환하여, 상기 기본 랜덤 액세스 시퀀스의 주파수 영역 표현을 제공하는 단계;
상기 기본 랜덤 액세스 시퀀스의 상기 주파수 영역 표현을 상기 상향링크의 시스템 대역폭 내의 상기 물리 랜덤 액세스 채널에 대한 적절한 주파수 오프셋에 매핑(mapping)하여, 상기 랜덤 액세스 시퀀스의 매핑된 주파수 영역 표현을 제공하는 단계; 및
상기 기본 랜덤 액세스 시퀀스의 상기 매핑된 주파수 영역 표현을 주파수 영역으로부터 시간 영역으로 변환하여, 상기 물리 랜덤 액세스 채널의 하나의 심볼 주기(one symbol period)에 대한 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 시퀀스의 Z개의 샘플을 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
제6항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 단계는 상기 물리 랜덤 액세스 채널의 하나 이상의 부가 심볼 주기에 대해 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 상기 랜덤 액세스 시퀀스의 상기 Z개의 샘플을 반복하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
제6항에 있어서,
상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 상기 랜덤 액세스 시퀀스의 샘플들의 수(Z)는 상기 기본 랜덤 액세스 시퀀스의 시간 지속기간과 상기 상향링크의 상기 시스템 대역폭의 함수인 시스템 샘플 레이트(system sample rate)의 곱으로서 정의되고;
상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 단계는 상기 물리 랜덤 액세스 채널의 Q개의 심볼 주기에 대해 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 상기 랜덤 액세스 시퀀스의 상기 Z개의 샘플을 반복하는 단계 - Q는 2 이상임 - 를 추가로 포함하는, 방법.
제6항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 단계는
상기 물리 랜덤 액세스 채널의 상기 하나의 심볼 주기에 대해 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 상기 랜덤 액세스 시퀀스의 상기 Z개의 샘플의 시작에서 다수의 순환 프리픽스 샘플들(a number of cyclic prefix samples)을 삽입하는 단계 - 상기 수의 순환 프리픽스 샘플들은 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 순환 프리픽스라기보다는 상기 랜덤 액세스 프리앰블의 상기 랜덤 액세스 시퀀스의 일부임 -;
상기 물리 랜덤 액세스 채널의 제2 심볼 주기에 대해 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 상기 랜덤 액세스 시퀀스의 상기 Z개의 샘플을 반복하는 단계; 및
상기 물리 랜덤 액세스 채널의 상기 제2 심볼 주기에 대해 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 상기 랜덤 액세스 시퀀스의 상기 Z개의 샘플의 시작에서 다수의 순환 프리픽스 샘플들을 삽입하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 동안:
상기 랜덤 액세스 프리앰블의 전송의 조기 종료(early termination)를 위한 요청을 상기 라디오 액세스 노드(76)로부터 수신하는 단계; 및
상기 요청을 수신한 것에 응답하여, 상기 랜덤 액세스 프리앰블의 전송을 종료하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물리 랜덤 액세스 채널의 대역폭은 1.08 메가헤르츠이고, 상기 물리 랜덤 액세스 채널에서의 상기 복수의 부반송파들과 상기 상향링크의 상기 하나 이상의 다른 채널들에서의 상기 부반송파들 둘 다의 상기 부반송파 주파수 간격은 15 킬로헤르츠이며, 상기 랜덤 액세스 시퀀스의 길이는 72 이하인, 방법.
제11항에 있어서, 상기 기본 랜덤 액세스 시퀀스는 자도프-추(Zadoff-Chu) 시퀀스이고, 상기 랜덤 액세스 시퀀스의 길이는 71인, 방법.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물리 랜덤 액세스 채널의 대역폭은 X·1.08 메가헤르츠이고, 상기 물리 랜덤 액세스 채널에서의 상기 복수의 부반송파들과 상기 상향링크의 상기 하나 이상의 다른 채널들에서의 상기 부반송파들 둘 다의 상기 부반송파 주파수 간격은 X·15 킬로헤르츠이며, 상기 기본 랜덤 액세스 시퀀스의 길이는 72 이하이고, X > 1인, 방법.
제13항에 있어서, 상기 기본 랜덤 액세스 시퀀스는 자도프-추 시퀀스이고, 상기 기본 랜덤 액세스 시퀀스의 길이는 71인, 방법.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물리 랜덤 액세스 채널의 대역폭은 X·M·15 킬로헤르츠이고, 상기 물리 랜덤 액세스 채널에서의 상기 복수의 부반송파들과 상기 상향링크의 상기 하나 이상의 다른 채널들에서의 상기 부반송파들 둘 다의 상기 부반송파 주파수 간격은 X·15 킬로헤르츠이며, 상기 기본 랜덤 액세스 시퀀스의 길이는 M 이하이고, X > 1인, 방법.
제15항에 있어서, 상기 기본 랜덤 액세스 시퀀스는 자도프-추 시퀀스이고, 상기 기본 랜덤 액세스 시퀀스의 길이는 M 이하의 가장 큰 소수(prime number)인, 방법.
무선 디바이스(80)로서,
송수신기(130); 및
상기 송수신기(130)와 연관된 프로세서(126)를 포함하고, 상기 프로세서(126)는
셀룰러 통신 네트워크(74)에서 상기 무선 디바이스(80)로부터 라디오 액세스 노드(76)로의 상향링크에서 물리 랜덤 액세스 채널을 통해 랜덤 액세스 프리앰블을, 상기 송수신기(130)를 통해, 전송하고 - 상기 물리 랜덤 액세스 채널은 상기 상향링크의 하나 이상의 다른 채널들에서의 부반송파 주파수 간격과 동일한 부반송파 주파수 간격을 가지는 복수의 부반송파들을 포함함 -;
상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 것에 응답하여, 랜덤 액세스 응답을 상기 라디오 액세스 노드(76)로부터, 상기 송수신기(130)를 통해, 수신하도록 구성되는, 무선 디바이스(80).
제17항에 있어서, 상기 셀룰러 통신 네트워크(74)는 LTE(Long Term Evolution) 셀룰러 통신 네트워크인, 무선 디바이스(80).
제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 물리 랜덤 액세스 채널에서의 상기 복수의 부반송파들과 상기 상향링크의 상기 하나 이상의 다른 채널들에서의 부반송파들 둘 다의 상기 부반송파 주파수 간격은 15 킬로헤르츠인, 무선 디바이스(80).
제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 물리 랜덤 액세스 채널에서의 상기 복수의 부반송파들과 상기 상향링크의 상기 하나 이상의 다른 채널들에서의 부반송파들 둘 다의 상기 부반송파 주파수 간격은 X·15 킬로헤르츠이고, X > 1인, 무선 디바이스(80).
제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하기 위해, 상기 프로세서(126)는
상기 물리 랜덤 액세스 채널에서의 부반송파들의 수 이하인 길이를 가지는 기본 랜덤 액세스 시퀀스를 발생시키고;
상기 기본 랜덤 액세스 시퀀스를 시간 영역으로부터 주파수 영역으로 변환하여, 상기 기본 랜덤 액세스 시퀀스의 주파수 영역 표현을 제공하고;
상기 기본 랜덤 액세스 시퀀스의 상기 주파수 영역 표현을 상기 상향링크의 시스템 대역폭 내의 상기 물리 랜덤 액세스 채널에 대한 적절한 주파수 오프셋에 매핑하여, 상기 기본 랜덤 액세스 시퀀스의 매핑된 주파수 영역 표현을 제공하고; 그리고
상기 기본 랜덤 액세스 시퀀스의 상기 매핑된 주파수 영역 표현을 주파수 영역으로부터 시간 영역으로 변환하여, 상기 물리 랜덤 액세스 채널의 하나의 심볼 주기에 대한 상기 랜덤 액세스 프리앰블의 랜덤 액세스 시퀀스의 샘플들을 제공
하도록 구성되는, 무선 디바이스(80).
제21항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 것은 상기 물리 랜덤 액세스 채널의 하나 이상의 부가 심볼 주기에 대해 상기 랜덤 액세스 프리앰블의 상기 랜덤 액세스 시퀀스의 상기 샘플들을 반복하는 것을 추가로 포함하는, 무선 디바이스(80).
제22항에 있어서, 상기 프로세서(126)는, 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 동안:
상기 랜덤 액세스 프리앰블의 전송의 조기 종료를 위한 요청을 상기 라디오 액세스 노드(76)로부터, 상기 송수신기(130)를 통해, 수신하고;
상기 요청을 수신한 것에 응답하여, 상기 랜덤 액세스 프리앰블의 전송을 종료하도록 추가로 구성되는, 무선 디바이스(80).
제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물리 랜덤 액세스 채널의 대역폭은 1.08 메가헤르츠이고, 상기 물리 랜덤 액세스 채널에서의 상기 복수의 부반송파들과 상기 상향링크의 상기 하나 이상의 다른 채널들에서의 상기 부반송파들 둘 다의 상기 부반송파 주파수 간격은 15 킬로헤르츠이며, 상기 기본 랜덤 액세스 시퀀스의 길이는 72 이하인, 무선 디바이스(80).
제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물리 랜덤 액세스 채널의 대역폭은 X·1.08 메가헤르츠이고, 상기 물리 랜덤 액세스 채널에서의 상기 복수의 부반송파들과 상기 상향링크의 상기 하나 이상의 다른 채널들에서의 상기 부반송파들 둘 다의 상기 부반송파 주파수 간격은 X·15 킬로헤르츠이며, 상기 기본 랜덤 액세스 시퀀스의 길이는 72 이하이고, X > 1인, 무선 디바이스(80).