WO2009116819A2 - 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스를 위한 프리앰블 생성 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스를 위한 프리앰블 생성 방법 Download PDF

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WO2009116819A2
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노민석
곽진삼
김동철
문성호
한승희
이현우
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Definitions

  • the present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a method for generating a preamble for random access in a wireless communication system.
  • the next generation multimedia wireless communication system which is being actively researched recently, requires a system capable of processing and transmitting various information such as video, wireless data, etc., out of an initial voice-oriented service.
  • the fourth generation wireless communication system which is currently being developed after the third generation wireless communication system, aims to support high-speed data services of downlink 1 Gbps (gigabits per second) and uplink 500 Mbps (Megabits per second).
  • Downlink means communication from the base station to the terminal
  • uplink means communication from the terminal to the base station.
  • a wireless communication system The purpose of a wireless communication system is to enable a large number of users to communicate reliably regardless of location and mobility.
  • a wireless channel is a Doppler due to path loss, noise, fading due to multipath, intersymbol interference (ISI), or mobility of UE.
  • ISI intersymbol interference
  • Various techniques have been developed to overcome the non-ideal characteristics of the wireless channel and to improve the reliability of the wireless communication.
  • Techniques for supporting reliable high speed data services include orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) and multiple input multiple output (MIMO).
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • MIMO multiple input multiple output
  • OFDM is a system under consideration since the third generation that can attenuate inter-symbol interference (ISI) effects with low complexity.
  • OFDM converts serially input data symbols into N parallel data symbols and transmits them on N subcarriers, respectively.
  • the subcarriers maintain orthogonality in the frequency dimension.
  • Each orthogonal channel experiences frequency selective fading that is independent of each other, and the interval between symbols to be transmitted is increased, thereby minimizing inter-symbol interference.
  • OFDMA refers to a multiple access scheme that realizes multiple access by independently providing each user with a portion of available subcarriers in a system using OFDM as a modulation scheme.
  • OFDMA provides each user with a frequency resource called a subcarrier, and each frequency resource is provided to a plurality of users independently so that they do not overlap each other. Eventually, frequency resources are allocated mutually exclusively for each user.
  • MIMO uses multiple transmit antennas and multiple receive antennas to improve data transmission and reception efficiency and spectral efficiency.
  • MIMO techniques include spatial diversity, spatial multiplexing, beamforming, and the like.
  • the terminal performs downlink synchronization through a downlink synchronization channel in the process of establishing synchronization with the base station, and performs uplink synchronization through random access or ranging.
  • the UE may perform random access for network entry, handover, and uplink radio resource acquisition.
  • the base station If the base station does not have information on the terminal capability (capability) such as the number of antennas used by the terminal, the base station transmits a downlink signal assuming that one antenna used by the terminal. In this case, even if a base station transmits a downlink signal through multiple antennas, a diversity-based transmission method is the only multi-antenna technique applicable. Similarly, in the case of uplink synchronization, the base station cannot know the performance of the terminal in advance, and the base station cannot know any performance difference between the terminals accessing the same resource region.
  • the terminal transmits a preamble through a random access channel (RACH) or a ranging channel to the base station.
  • RACH random access channel
  • the random access channel should be designed in consideration of the basic terminal configuration.
  • the base station cannot know the setting of the terminal in advance.
  • the random access channel is a basic channel for all the terminals in the cell that the terminal can access without negotiation with the base station (negotiation). For this reason, the multiple antenna scheme is not applied to the random access channel in the existing system.
  • a preamble generation process for random access is designed assuming a single antenna terminal and transmits a preamble assuming a single antenna terminal.
  • the use of only one antenna by the multi-antenna terminal has a problem of low power efficiency.
  • the output power is the sum of the power at each antenna. That is, the terminal may transmit a preamble using all antennas to maintain an appropriate link budget between the terminal and the base station.
  • a preamble structure for random access in which performance may increase according to the number of antennas of a terminal.
  • a preamble transmission method capable of obtaining the diversity gain of multiple antennas.
  • the base station should be able to transmit the preamble without giving interference between the terminals having various capabilities in the cell, without information on the performance of the terminal.
  • An object of the present invention is to provide a preamble generation method for random access that supports multiple antennas in a wireless communication system.
  • a method of generating a preamble for random access in a wireless communication system includes dividing a preamble sequence into sequence subsets corresponding to each of a plurality of antennas and generating a preamble using a sequence subset corresponding to each of the plurality of antennas.
  • a method of performing random access in a wireless communication system includes dividing a preamble sequence into a sequence subset corresponding to each of a plurality of antennas, generating and transmitting a preamble using the sequence subset corresponding to each of the plurality of antennas, and timing alignment information. Receiving a random access response.
  • a method of generating a preamble for random access in a wireless communication system includes dividing a plurality of subcarriers into subcarrier subsets corresponding to each of a plurality of antennas, and generating a preamble from a preamble sequence using subcarrier subsets corresponding to each of the plurality of antennas.
  • a preamble generator for dividing a plurality of antennas and preamble sequences into sequence subsets corresponding to each of the plurality of antennas and generating a preamble using sequence subsets corresponding to each of the plurality of antennas It provides a terminal.
  • a method for generating a preamble for random access supporting multiple antennas in a wireless communication system may be provided. Thus, overall system performance can be improved.
  • 1 illustrates a wireless communication system
  • FIG. 3 shows an example of a method for generating a preamble in the time domain.
  • FIG. 4 shows an example of a method for generating a preamble in the frequency domain.
  • FIG. 5 illustrates a wireless communication system for transmitting / receiving a random access preamble using multiple antennas.
  • each antenna of the terminal uses an independent preamble sequence.
  • FIG 9 shows an example of transmitting a preamble through a time delay in each antenna of a terminal.
  • FIG. 10 shows another example of transmitting a preamble through a time delay in each antenna of a terminal.
  • FIG. 11 illustrates an example in which a preamble transmitted by each antenna of a terminal is part of a preamble sequence.
  • FIG. 13 shows an example of a method of performing random access.
  • Wireless communication systems are widely deployed to provide various communication services such as voice, packet data, and the like.
  • a wireless communication system includes a user equipment (UE) 10 and a base station 20 (BS).
  • the terminal 10 may be fixed or mobile and may be called by other terms such as a mobile station (MS), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), and a wireless device.
  • the base station 20 generally refers to a fixed station that communicates with the terminal 10, and in other terms, such as a Node-B, a Base Transceiver System, or an Access Point. Can be called.
  • One base station 20 may provide a service for at least one cell. The cell is an area where the base station 20 provides a communication service.
  • downlink means communication from the base station 20 to the terminal 10
  • uplink means communication from the terminal 10 to the base station 20.
  • the transmitter may be part of the base station 20 and the receiver may be part of the terminal 10.
  • uplink the transmitter may be part of the terminal 10 and the receiver may be part of the base station 20.
  • the duplex scheme employed by the wireless communication system is not limited, and a time division duplex (TDD), a frequency division duplex (FDD), or a half-duplex FDD (H-FDD) scheme may be adopted.
  • TDD time division duplex
  • FDD frequency division duplex
  • H-FDD half-duplex FDD
  • the TDD scheme means that uplink transmission and downlink transmission are performed at different times while occupying the same frequency band.
  • FDD frequency division duplex
  • uplink transmission and downlink transmission occupy different frequency bands and are simultaneously performed.
  • the H-FDD scheme means that uplink transmission and downlink transmission occupy different frequency bands and cannot be simultaneously performed. That is, in the H-FDD scheme, uplink transmission and downlink transmission are performed at different times in different frequency bands.
  • the wireless communication system may be a single input multiple output (MIMO) system, a multiple input single output (MIS) system, a single input single output (SISO) system, or a single input multiple output (SIMO) system.
  • MIMO single input multiple output
  • MIS multiple input single output
  • SISO single input single output
  • SIMO single input multiple output
  • TDMA Time Division Multiple Access
  • FDMA Frequency Division Multiple Access
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier-Frequency Division Multiple
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access
  • uplink and downlink multiple access schemes may be different. For example, uplink may use SC-FDMA and downlink may use OFDMA.
  • a random access channel is allocated to a portion of a resource region.
  • the resource region may include an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbol on the time axis and a subcarrier on the frequency axis.
  • the random access channel may be assigned to a bundle of localized subcarriers. Or, if the frequency axis is configured to group distributed subcarriers into a logical resource region, a random access channel may be allocated to a portion of the logical resource region.
  • the terminal transmits a random access signal through a random access channel. That is, the terminal inserts and transmits a random access signal to a resource region allocated to a random access channel.
  • the random access channel may be allocated longer than the length of the random access signal. In this case, the random access channel may be allocated in consideration of a round trip delay of the random access signal.
  • the random access signal is composed of a preamble.
  • the random access signal may further include a cyclic prefix (CP).
  • CP cyclic prefix
  • the preamble is generated through a preamble sequence.
  • the preamble sequence may be a constant amplitude zero auto-correlation (CAZAC) sequence, a pseudo-random sequence, or the like.
  • CAZAC sequences include Generalized Chirp-Like (GCL) sequences and Zadoff-Chu (ZC) sequences.
  • the pseudo random sequence may be implemented by a polynomial generator. For implementation of pseudo-random sequences, see section 8.4.7.3 of the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) standard 802.16-2004 "Part 16: Air Interface for Broadband Wireless Access Systems".
  • the terminal selects a preamble sequence from the sequence set.
  • the terminal generates a preamble through the selected preamble sequence.
  • the preamble may be generated in the time domain or in the frequency domain according to the generation basis.
  • a method of generating a preamble in the time domain there is a method of direct interpolation.
  • a method of generating a preamble in the frequency domain there is a method of directly mapping a preamble sequence to a subcarrier.
  • Another method of generating the preamble in the time domain or the frequency domain is as follows.
  • FIG. 3 shows an example of a method for generating a preamble in the time domain.
  • a Discrete Fourier Transform (DFT) and an Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) are sequentially applied to a preamble sequence to generate a preamble signal.
  • a frequency domain symbol is output by performing a DFT on a preamble sequence of a time domain.
  • An IFFT is performed on the frequency domain symbol to generate a preamble in the time domain. This oversamples the preamble.
  • FIG. 4 shows an example of a method for generating a preamble in the frequency domain.
  • a preamble signal is generated by applying an IFFT to a preamble sequence. That is, the preamble of the time domain is generated by performing IFFT on the preamble sequence of the frequency domain.
  • the random access signal may have a repeating structure.
  • the preamble sequence may simply be repeated.
  • a signal upsampling one preamble sequence may be simply repeated or processed.
  • a repeating pattern of the preamble is generated in the frequency domain, when the preamble sequence is applied to the subcarrier, the subcarriers 0, x, 2x, 3x,... Is applied as Through this, x preamble repetition patterns may be generated.
  • the preamble generated from the preamble sequence becomes the random access signal.
  • the terminal may transmit the generated preamble immediately.
  • the random access signal includes a CP
  • a part of the CP length is copied from the generated preamble and the CP is added to the preamble.
  • the random access signal has a repetition structure with the CP.
  • the base station detects the random access signal in a non-coherent manner.
  • the non-coherent method is a method of detecting a specific sequence from a received signal without performing a channel estimation process.
  • the base station attempts to detect a specific preamble sequence by performing a process of detecting all possible signal structures. For example, the base station attempts to detect all preamble sequences in the sequence set to detect a particular preamble sequence.
  • the base station may use the detected specific preamble sequence as an identifier (ID) for identifying the terminal.
  • ID identifier
  • the base station broadcasts a random access response message corresponding to the detected specific preamble sequence.
  • the terminal finishes uplink synchronization by performing a synchronization process according to the response message. Through this, the terminal may enter a network (network entry).
  • a preamble is transmitted assuming a single antenna terminal, and the base station can obtain a reception diversity gain through multiple antennas.
  • this is not suitable for the multi-antenna terminal to be used in the next generation wireless communication system.
  • the sum of the output powers at each antenna is the total output power of the terminal.
  • the terminal sets the output power to the maximum, and the preamble is transmitted in the conventional preamble transmission method from all antennas of the terminal, there may be a problem that the preamble is not properly received by the base station. This is because the preamble received at the base station may be destructive signal accumulation.
  • the TDD scheme has a channel reciprocal property in which the characteristics of the uplink channel and the characteristics of the downlink channel are almost complementary. Accordingly, the terminal may predict the characteristics of the uplink channel through the characteristics of the downlink channel. However, except for the TDD scheme, it is difficult for the UE to know the characteristics of the uplink channel. Due to the uncertainty of the channel and the uncertainty of the number of multiple antennas used by the terminal, there is no guarantee that the base station can receive the preamble constructively. Therefore, each preamble transmitted for each antenna of the terminal should be transmitted to be distinguished at the base station.
  • the terminal may have only one antenna or two or more multiple antennas according to the capability of the terminal.
  • a preamble having no distinction between a single antenna terminal and a multiple antenna terminal should be generated.
  • the base station should be able to apply a reception technique irrespective of the number of antennas of the terminal.
  • the terminal may inform the base station of the number of antennas of the terminal through preamble transmission.
  • FIG. 5 shows an example of a wireless communication system for transmitting / receiving a random access preamble using multiple antennas.
  • the terminal 100 includes a preamble generator 110 and a plurality of antennas 190-1, 190-2,..., 190 -M, and M are natural numbers.
  • the preamble generator 110 generates preambles (Preamble 1, Preamble 2, ..., Preamble M) corresponding to each of the plurality of antennas.
  • Each of the plurality of antennas transmits each preamble to the base station 200.
  • the base station 200 includes a preamble detector 210 and a plurality of antennas 290-1, 290-2,..., 290 -N, and N are natural numbers.
  • the base station 200 receives a signal via a wireless channel.
  • the base station 200 detects the preamble transmitted by the terminal 100 from the received signal.
  • the method of generating a preamble for random access in which the terminal supports multiple antennas may vary.
  • a method of generating a preamble for random access in which a terminal supports multiple antennas will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 12.
  • 6 to 12 illustrate a case in which the terminal uses four antennas (ANT A, ANT B, ANT C, and ANT D), but this does not limit the number of antennas of the terminal.
  • the terminal generates a preamble.
  • the preamble may be generated in the same manner as in FIG. 3 or 4.
  • the terminal uses the same preamble in all antennas regardless of the number of antennas of the terminal.
  • the terminal may transmit the preamble simultaneously through each antenna without any other processing.
  • the terminal may perform a signal modification process corresponding to each antenna in the preamble.
  • the signal modification process is performed so that the preamble is reinforced and received at the base station when the terminal can know additional information. Additional information is channel correlation, channel information, and the like.
  • the generated preamble is input to a module for each antenna.
  • the preambles input to each antenna module are the same.
  • Each antenna module transforms the preamble. For example, antenna A (denoted 'ANT A') transforms the preamble through module A (denoted 'Mod A'), while antenna B (denoted 'ANT B') is module B (denoted 'Mod B'). Transform the preamble via a module C, denoted 'ANT C', modulate the preamble via a module C (denoted 'Mod C'), and antenna D (denoted 'ANT D') Modifies the preamble via D (denoted 'Mod D').
  • Each antenna module may determine the polarity of the preamble or correct the phase so that the received signal may be reinforced at the base station.
  • polarity ('+' or '-') may be applied to the signal and transmitted according to the sign of the correlation.
  • Phase can be corrected in the time domain or in the frequency domain.
  • the preamble modified through each antenna module is transmitted through each antenna.
  • the UE may know additional information by using channel complementarity characteristics.
  • the channel complementarity characteristic cannot be used, and neither the correlation nor the characteristic between the antennas can be assumed. Therefore, a method in which all antennas of the UE use the same preamble in the FDD system may be possible only in a specific situation.
  • RACH 7 illustrates a case where multiple random access channels (RACHs) are used. Although four random access channels (RACH 1, RACH 2, RACH 3, and RACH 4) are represented in a resource region composed of a time axis and a frequency axis, this does not limit the number of random access channels.
  • the terminal selects one random access channel among a plurality of random access channels for each antenna.
  • the terminal transmits a preamble through a random access channel selected for each antenna.
  • the preambles transmitted by each antenna may be the same or different.
  • four random access channels RACH 1, RACH 2, RACH 3, RACH 4
  • the terminal uses four antennas (ANT A, ANT B, ANT C, and ANT D).
  • One random access channel is selected for each antenna.
  • Antenna A selects RACH 1 and transmits a first preamble 1.
  • Antenna B selects RACH 2 to transmit a second preamble (Preamble 2).
  • Antenna C selects RACH 3 to transmit a third preamble (Preamble 3).
  • Antenna D selects RACH 4 to transmit a fourth preamble (Preamble 4).
  • the terminal may select a random access channel as many as the number of antennas and transmit the preamble.
  • the base station can determine the antenna identity of the terminal through the random access channel.
  • the base station is a signal transmitted from a multi-antenna terminal for each of the preamble sequences received through several random access channels, or transmitted from a single antenna terminal. You can determine whether it is a signal.
  • This method can be used without distinguishing between a single antenna terminal or multiple antenna terminals. That is, it can be used regardless of the number of antennas of the terminal. However, more frequency resources may be needed for the random access channel. In addition, the time interval between random access channels can be long.
  • each antenna of the terminal uses an independent preamble sequence.
  • each antenna of the UE independently selects a preamble sequence from a set of preamble sequences.
  • antenna A selects and transmits sequence A as a preamble sequence from sequence set A.
  • Antenna B selects and transmits sequence B as a preamble sequence from sequence set B.
  • Antenna C selects and transmits sequence C as a preamble sequence from sequence set C.
  • Antenna D selects and transmits sequence D as a preamble sequence from sequence set D. That is, a method of generating a preamble using an independent preamble sequence for each antenna.
  • One terminal uses as many independent sequences as the number of antennas.
  • the UE has a degree of freedom in selecting a preamble sequence to be used in each antenna.
  • the sequence set for selecting the preamble sequence may be the same for each antenna or may be different for each antenna.
  • at least one sequence set of the plurality of sequence sets may be the same as a sequence set used by a single antenna terminal in a cell.
  • different sequence sets for each antenna may have a portion overlapping with a sequence set used by a single antenna terminal.
  • the sequence set is appropriately composed of sequences having low cross-correlation with each other.
  • a sequence set used by a single antenna terminal and a sequence set used by a multi-antenna terminal may be defined differently.
  • the base station detects the preamble through a combination of preamble sequences.
  • the base station can determine whether the detected preamble is received from a single antenna terminal or from a multiple antenna terminal.
  • the terminal transmits a preamble for each antenna in a form of mutual delay by determining a predetermined time offset between antennas. Implementation of the delay may apply a simple time delay or a cyclic delay.
  • the same preamble sequence may be used for each antenna, or different preamble sequences may be used.
  • the base station may perform the process of detecting the preamble sequence once regardless of the number of antennas of the terminal. If a different preamble sequence is used for each antenna, the base station must perform the preamble sequence detection process several times. The base station may determine whether the detected preamble is a preamble of a multi-antenna terminal or a preamble of a single antenna terminal through a combination of preamble sequences.
  • FIG 9 shows an example of transmitting a preamble through a time delay in each antenna of a terminal.
  • the preambles transmitted for each antenna of the UE have mutual offsets in transmission time.
  • the terminal transmits a first preamble (Preamble 1) through the antenna A (ANT A), and after a predetermined delay from the first preamble transmission, the terminal is a second preamble (Preamble 2) through the antenna B (ANT B) ).
  • the UE transmits a third preamble (Preamble 3) through the antenna C (ANT C).
  • the UE transmits a fourth preamble (Preamble 4) through the antenna D (ANT D).
  • Each preamble may be the same or different from each other.
  • the preambles transmitted from each antenna have a certain delay from each other.
  • the preamble transmitted by the antenna may be set to have a random interval in time. The random spacing does not need to differ from antenna to antenna.
  • the delay profile of the channel may be considered in setting the mutual delay difference for each antenna.
  • the mutual delay difference for each antenna may be set based on the cyclic prefix length of the OFDM symbol. For example, the mutual delay difference for each antenna may be set as a multiple of CP.
  • Each preamble transmitted from each antenna of the terminal received at the base station can be completely received separately because channel responses do not overlap with each other.
  • FIG. 10 shows another example of transmitting a preamble through a time delay in each antenna of a terminal.
  • the preamble transmitted by each antenna is cyclically shifted by a predetermined delay for each antenna.
  • this is a method of cyclically shifting and transmitting a preamble. Therefore, the absolute timing at which the preamble itself is transmitted may be set to be the same in all antennas of the terminal. For example, antenna A cyclically shifts the first preamble by d1, antenna B cyclically shifts the second preamble by d2, antenna C cyclically shifts the third preamble by d3, and antenna D the fourth preamble. cyclic shift by d4
  • the preamble transmitted for each antenna has a form of constant circular delay with each other. Such an implementation is easy for batch processing.
  • 9 and 10 may be implemented in a mixed form. In this case, different preambles may be used for each antenna.
  • the preamble transmitted at each antenna is implemented from one selected preamble sequence.
  • the sequence to be applied to each antenna of the terminal may be implemented in the form of puncturing the selected preamble sequence.
  • the punctured form may be applied in the time domain or the frequency domain.
  • the punctured form in the time domain is to oversample and transmit the preamble.
  • the form punctured in the frequency domain may assume a form in which a preamble transmitted from a specific antenna is applied only to a specific subcarrier set. When the preamble is generated in this way, a change to the preamble sequence set used for the random access channel is not necessary. All terminals can generate the same received signal structure.
  • FIG 11 shows an example in which the preamble transmitted by each antenna of the terminal is part of the preamble sequence.
  • the preamble sequence is composed of a plurality of elements.
  • the terminal divides the preamble sequence into sequence subsets corresponding to each of the plurality of antennas. That is, the plurality of elements constituting the preamble sequence are divided into several subsets. For each antenna ANT A, ANT B, ANT C, and ANT D, the elements of the sequence represented by the long bars of the preamble sequence are a subset of the sequence.
  • the sequence subset divided by the number of antennas varies. For example, when the number of antennas of the terminal is two, the preamble sequence is divided into two sequence subsets. In the case of a single antenna terminal, the entire preamble sequence is transmitted through a single antenna.
  • Corresponding sequence subsets for each antenna may be disjoint. That is, there may be no element common between each subset.
  • Each antenna selects a sequence subset corresponding to each antenna.
  • Each antenna generates and transmits a preamble using only the selected sequence subset.
  • the small bar for each antenna is the remaining unselected portion except the sequence subset. The rest can all be set to zero size.
  • the signal may be weakened and transmitted to the remaining unselected small bar portion.
  • the terminal may generate and transmit a preamble in the time domain. When the preamble is transmitted in the time domain, a phenomenon may occur in which the total output power does not become the maximum at each symbol position.
  • the preamble sequence used by the terminal is one.
  • the preamble sequence may be arbitrarily selected from a set of preamble sequences.
  • the set of preamble sequences may be generated from the CAZAC sequence.
  • the preamble sequence set may be composed of a root ZC sequence and sequences cyclically shifted in units of a cyclic shift from the original ZC sequence. There may be more than one raw ZC sequence.
  • a raw ZC sequence that is a root index u may be defined as in the following equation.
  • N is the length of the ZC sequence and n is 0 ⁇ n ⁇ N ⁇ 1.
  • u is a natural number less than or equal to N, and u and N are relatively prime. If N is prime, the number of raw index u is N-1.
  • the sequence cyclically shifted from the raw ZC sequence, which is the raw index u, may be defined as in the following equation.
  • C v is a cyclic shift unit.
  • the base station may broadcast information on the raw ZC sequence and information on the cyclic shift unit to the terminal.
  • the information about the raw ZC sequence may be information about the raw index.
  • the terminal in the cell may receive the information on the raw ZC sequence and the information on the cyclic shift unit to generate a preamble sequence set.
  • a UE when a UE generates a preamble from a preamble sequence, different UEs use different subcarriers for each antenna. For each antenna, the preamble sequence is mapped to different subcarrier subsets.
  • the terminal divides the plurality of subcarriers into subcarrier subsets corresponding to each of the plurality of antennas. That is, a plurality of subcarriers are divided into several subsets.
  • the subcarrier subset divided according to the number of antennas is different. For example, when the number of antennas of the terminal is two, a plurality of subcarriers can be divided into two subcarrier subsets.
  • a preamble sequence may be generated by mapping a preamble sequence to all of the plurality of subcarriers.
  • a preamble is generated from the preamble sequence using a subcarrier subset corresponding to each of the plurality of antennas.
  • the terminal transmits a preamble generated for each of the plurality of antennas.
  • Corresponding subcarrier subsets for each antenna may not overlap each other. That is, there may be no subcarriers common between each subcarrier subset.
  • the UE selects a subcarrier subset to be used in each antenna. That is, it can be interpreted as a case where only a specific subcarrier subset is used for each antenna. If a subcarrier index that is not selected for each antenna is also used, it can be considered that all subcarriers are used for preamble generation. However, in order to distinguish a preamble coming from each antenna in the base station, it is preferable not to use a subcarrier of an unselected subcarrier index.
  • the preamble is generated in the frequency domain as described above, the maximum transmit power for the preamble can be obtained from all antennas.
  • the base station receives the sum of the same preamble sequence regardless of the number of transmit antennas of the terminal. Even if different channels are generated for each antenna of the base station and the terminal, the base station can detect the preamble separately for each subcarrier or detect them all at once.
  • the above-described antenna-specific transmission method may be applied. That is, even if a signal transmitted from each antenna is extracted from a different sequence, a different subcarrier set for transmitting a signal from each antenna may be applied or a power profile may be applied differently.
  • FIG. 13 shows an example of a method of performing random access.
  • the terminal transmits a random access preamble to the base station (S110).
  • the random access preamble may be transmitted through a random access channel.
  • the preamble transmitted by the UE may be generated through the preamble generation method supporting the multiple antennas described above.
  • the preamble generator of the terminal divides the preamble sequence into a sequence subset corresponding to each of the plurality of antennas.
  • the preamble generator generates a preamble using a sequence subset corresponding to each of the plurality of antennas.
  • the terminal transmits a preamble generated for each antenna through a plurality of antennas.
  • the base station transmits a random access response to the terminal (S120).
  • the random access response includes timing alignment information.
  • the random access response may include information about uplink radio resource allocation.
  • the terminal After receiving the random access response, the terminal can perform uplink synchronization using timing alignment information.
  • a method for generating a preamble for random access supporting multiple antennas in a wireless communication system can be provided.
  • the base station may receive the preamble without distinguishing between the single antenna terminal and the multiple antenna terminal.
  • the set of preamble sequences in a cell may be used as it is without change. Therefore, it is easy to maintain compatibility with existing systems.
  • the terminal can transmit the preamble using multiple antennas, thereby increasing the output power to the maximum. Thus, overall system performance can be improved.
  • a processor such as a microprocessor, a controller, a microcontroller, an application specific integrated circuit (ASIC), or the like according to software or program code coded to perform the function.
  • ASIC application specific integrated circuit

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Abstract

무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스를 위한 프리앰블 생성 방법을 제공한다. 상기 방법은 프리앰블 시퀀스를 복수의 안테나 각각에 대응하는 시퀀스 부분집합들로 구분하는 단계 및 상기 복수의 안테나 각각마다 대응하는 시퀀스 부분집합을 이용하여 프리앰블을 생성하는 단계를 포함한다. 무선 통신 시스템에서 다중 안테나를 지원하는 랜덤 액세스를 위한 프리앰블 생성 방법을 제공할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스를 위한 프리앰블 생성 방법
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스를 위한 프리앰블 생성 방법에 관한 것이다.
최근 활발하게 연구되고 있는 차세대 멀티미디어 무선 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 벗어나 영상, 무선 데이터 등의 다양한 정보를 처리하여 전송할 수 있는 시스템이 요구되고 있다. 현재 3세대 무선 통신 시스템에 이어 개발되고 있는 4세대 무선 통신 시스템은 하향링크 1Gbps(Gigabits per second) 및 상향링크 500Mbps(Megabits per second)의 고속의 데이터 서비스를 지원하는 것을 목표로 한다. 하향링크(downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다.
무선 통신 시스템의 목적은 다수의 사용자가 위치와 이동성에 관계없이 신뢰할 수 있는(reliable) 통신을 할 수 있도록 하는 것이다. 그런데, 무선 채널(wireless channel)은 경로 손실(path loss), 잡음(noise), 다중 경로(multipath)에 의한 페이딩(fading) 현상, 심벌간 간섭(ISI, intersymbol interference) 또는 단말의 이동성으로 인한 도플러 효과(Doppler effect) 등의 비이상적인 특성이 있다. 무선 채널의 비이상적 특성을 극복하고, 무선 통신의 신뢰도(reliability)를 높이기 위해 다양한 기술이 개발되고 있다.
신뢰할 수 있는 고속의 데이터 서비스를 지원하기 위한 기술로, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing), MIMO(Multiple Input Multiple Output) 등이 있다.
OFDM은 낮은 복잡도로 심벌간 간섭(Inter-Symbol Interfernce, ISI) 효과를 감쇄시킬 수 있는 3세대 이후 고려되고 있는 시스템이다. OFDM은 직렬로 입력되는 데이터 심벌을 N개의 병렬 데이터 심벌로 변환하여, 각각 분리된 N개의 부반송파(subcarrier)에 실어 송신한다. 부반송파는 주파수 차원에서 직교성을 유지하도록 한다. 각각의 직교 채널은 상호 독립적인 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)을 경험하게 되고, 전송되는 심볼의 간격이 길어져 심볼 간 간섭이 최소화될 수 있다. OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)는 OFDM을 변조 방식으로 사용하는 시스템에 있어서 이용 가능한 부반송파의 일부를 각 사용자에게 독립적으로 제공하여 다중 접속을 실현하는 다중 접속 기법을 말한다. OFDMA는 부반송파라는 주파수 자원을 각 사용자에게 제공하며, 각각의 주파수 자원은 다수의 사용자에게 독립적으로 제공되어 서로 중첩되지 않는 것이 일반적이다. 결국 주파수 자원은 사용자마다 상호 배타적으로 할당된다.
MIMO는 다중 송신 안테나와 다중 수신 안테나를 사용하여 데이터의 송수신 효율과, 스펙트럼 효율(spectral efficiency)을 향상시킨다. MIMO 기술에는 공간 다이버시티(Spatial diversity), 공간 다중화(Spatial multiplexing) 및 빔형성(Beamforming) 등이 있다.
단말은 기지국과 동기(synchronization)를 설정하는 과정에서 하향링크 동기 채널을 통해 하향링크 동기를 맞추고, 랜덤 액세스(random access) 또는 레인징(ranging)을 통해 상향링크 동기를 맞춘다. 상향링크 동기화 목적 외에도 단말은 네트워크 진입(entry), 핸드오버(handover), 상향링크 무선자원 획득 등을 위해 랜덤 액세스를 수행할 수 있다.
기지국이 단말이 사용하는 안테나 개수와 같은 단말 성능(capability)에 대한 정보를 갖지 못하는 경우, 기지국은 단말이 사용하는 안테나를 1개로 가정하여 하향링크 신호를 전송한다. 이 경우, 기지국이 다중 안테나를 통해 하향링크 신호를 전송하더라도 적용할 수 있는 다중 안테나 기법은 다이버시티에 기반한 전송 방법이 유일하게 된다. 상향링크 동기화의 경우도 마찬가지로 기지국이 단말의 성능을 미리 알 수 없고, 기지국은 같은 자원 영역에 접근하는 단말 간에 어떠한 성능 차이가 있는지도 알 수가 없다.
랜덤 액세스 과정에서 단말과 기지국은 상호 정보를 알 수 없기 때문에, 셀 내 모든 단말이 공유할 수 있는 프리앰블(preamble)을 가정한다. 단말은 기지국으로 랜덤 액세스 채널(Random Access Channel, RACH) 또는 레인징 채널을 통해 프리앰블을 전송한다. 랜덤 액세스 채널에 다중 안테나 기법을 적용하고자 한다면, 기본적인 단말의 설정(configuration)을 고려하여 랜덤 액세스 채널이 설계되어야 한다. 그러나, 기지국은 단말의 설정을 미리 알 수 없다. 또, 랜덤 액세스 채널은 단말이 기지국과 협상(negotiation) 없이도 액세스할 수 있는 셀 내 모든 단말을 위한 기본 채널(basic channel)이다. 이로 인해, 기존 시스템에서는 랜덤 액세스 채널에 다중 안테나 기법이 적용되지 않고 있다. 기존 시스템에서는 랜덤 액세스를 위한 프리앰블 생성 과정은 단일 안테나 단말을 가정하고 설계되어 있고, 단일 안테나 단말을 가정하여 프리앰블을 전송하고 있다.
그런데, 이는 다중 안테나 기술을 채택하는 차세대 무선 통신 시스템에 부합되지 않는다. 또, 다중 안테나 단말이 하나의 안테나만을 사용하는 것은 파워 효율이 떨어지는 문제가 있다. 다중 안테나를 사용하는 단말의 경우, 출력 파워(power)는 각 안테나에서의 파워 합이다. 즉, 단말이 모든 안테나를 활용하여 프리앰블을 전송하여야 단말과 기지국 간의 적절한 링크 버짓(link budget)을 유지할 수 있다. 따라서, 단말이 가지는 안테나 개수에 따라 성능이 증가할 수 있는 랜덤 액세스를 위한 프리앰블 구조가 필요하다. 또, 다중 안테나의 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 프리앰블 전송 방법이 필요하다. 이때, 기지국이 단말의 성능에 대한 정보가 확인되지 않은 상태에서, 셀 내 다양한 성능을 가지는 단말 간에 상호 간섭(interference)을 주지 않고 프리앰블을 전송할 수 있어야 한다.
따라서, 다중 안테나를 지원하는 랜덤 액세스를 위한 프리앰블 생성 방법과 생성된 프리앰블을 이용하여 랜덤 액세스를 수행하는 방법을 제공할 필요가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 다중 안테나를 지원하는 랜덤 액세스를 위한 프리앰블 생성 방법을 제공하는 데 있다.
일 양태에서, 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스를 위한 프리앰블 생성 방법을 제공한다. 상기 방법은 프리앰블 시퀀스를 복수의 안테나 각각에 대응하는 시퀀스 부분집합들로 구분하는 단계 및 상기 복수의 안테나 각각마다 대응하는 시퀀스 부분집합을 이용하여 프리앰블을 생성하는 단계를 포함한다.
다른 양태에서, 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스 수행 방법을 제공한다. 상기 방법은 프리앰블 시퀀스를 복수의 안테나 각각에 대응하는 시퀀스 부분집합으로 구분하는 단계, 상기 복수의 안테나 각각마다 대응하는 상기 시퀀스 부분집합을 이용하여 프리앰블을 생성하여 전송하는 단계 및 타이밍 정렬 정보를 포함하는 랜덤 액세스 응답을 수신하는 단계를 포함한다.
또 다른 양태에서, 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스를 위한 프리앰블 생성 방법을 제공한다. 상기 방법은 복수의 부반송파를 복수의 안테나 각각에 대응하는 부반송파 부분집합들로 구분하는 단계 및 상기 복수의 안테나 각각마다 대응하는 부반송파 부분집합을 이용하여 프리앰블 시퀀스로부터 프리앰블을 생성하는 단계를 포함한다.
또 다른 양태에서, 복수의 안테나 및 프리앰블 시퀀스를 상기 복수의 안테나 각각에 대응하는 시퀀스 부분집합들로 구분하고, 상기 복수의 안테나 각각에 대응하는 시퀀스 부분집합을 이용하여 프리앰블을 생성하는 프리앰블 생성기를 포함하는 단말을 제공한다.
무선 통신 시스템에서 다중 안테나를 지원하는 랜덤 액세스를 위한 프리앰블 생성 방법을 제공할 수 있다. 따라서, 전체적인 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 랜덤 액세스 채널 구조의 예를 나타낸다.
도 3은 시간 영역에서 프리앰블을 생성하는 방법의 예를 나타낸다.
도 4는 주파수 영역에서 프리앰블을 생성하는 방법의 예를 나타낸다.
도 5는 다중 안테나를 이용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 송신/수신하는 무선 통신 시스템을 나타낸다.
도 6은 단말의 모든 안테나가 동일한 프리앰블을 사용하는 경우를 나타낸다.
도 7은 랜덤 액세스 채널을 여러 개 사용하는 경우를 나타낸다.
도 8은 단말의 각 안테나가 독립된 프리앰블 시퀀스를 사용하는 경우를 나타낸다.
도 9는 단말의 각 안테나에서 시간 지연을 통해 프리앰블을 전송하는 일 예를 나타낸다.
도 10은 단말의 각 안테나에서 시간 지연을 통해 프리앰블을 전송하는 다른 예를 나타낸다.
도 11은 단말의 각 안테나에서 전송되는 프리앰블이 프리앰블 시퀀스의 일부인 경우의 일 예를 나타낸다.
도 12는 단말의 각 안테나에서 전송되는 프리앰블이 프리앰블 시퀀스의 일부인 경우의 다른 예를 나타낸다.
도 13은 랜덤 액세스를 수행하는 방법의 예를 나타낸다.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸다. 무선 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.
도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템은 단말(10; User Equipment, UE) 및 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드-B(Node-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)은 적어도 하나의 셀(Cell)에 대해 서비스를 제공할 수 있다. 셀은 기지국(20)이 통신 서비스를 제공하는 영역이다. 일반적으로 하향링크(downlink)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 전송기는 기지국(20)의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말(10)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 전송기는 단말(10)의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국(20)의 일부분일 수 있다.
무선 통신 시스템이 채용하는 듀플렉스(duplex) 방식에는 제한이 없으며, TDD(Time Division Duplex), FDD(Frequency Division Duplex) 또는 H-FDD(Half-duplex FDD) 방식을 채택할 수 있다. TDD 방식은 상향링크 전송과 하향링크 전송이 동일한 주파수 대역을 차지하면서 서로 다른 시간에 이루어지는 것을 말한다. FDD 방식은 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하고, 동시에 이루어지는 것을 말한다. H-FDD 방식은 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하면서, 동시에 이루어질 수 없는 것을 말한다. 즉, H-FDD 방식은 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역에서 서로 다른 시간에 이루어진다.
무선 통신 시스템은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템, MISO(Multiple Input Single Output) 시스템뿐만 아니라, SISO(Single Input Single Output) 시스템이나 SIMO(Single Input Multiple Output) 시스템일 수도 있다.
무선 통신 시스템이 채용하는 다중 접속 기법에는 제한이 없으며, 잘 알려진 TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), CDMA(Code Division Multiple Access), SC-FDMA(Sinigle Carrier-Frequency Division Multiple Access) 또는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access)와 같은 다양한 다중 접속 기법을 채택할 수 있다. 무선 통신 시스템에서 상향링크와 하향링크의 다중 접속 기법을 달리할 수 있다. 예를 들어, 상향링크는 SC-FDMA를 사용하고, 하향링크는 OFDMA를 사용할 수 있다.
도 2는 랜덤 액세스 채널 구조의 예를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 랜덤 액세스 채널(random access channel, RACH)은 자원 영역 중 일정 부분에 할당된다. 자원 영역은 시간 축으로 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 축으로 부반송파를 포함할 수 있다. 랜덤 액세스 채널은 집중된(localized) 부반송파들의 묶음에 할당될 수 있다. 또는, 주파수 축이 분산된(distributed) 부반송파들을 묶어 논리적(logical) 자원 영역으로 설정되는 경우, 랜덤 액세스 채널은 논리적 자원 영역의 일부에 할당될 수 있다. 단말은 랜덤 액세스 채널을 통해 랜덤 액세스 신호(random access signal)를 전송한다. 즉, 단말은 랜덤 액세스 채널로 할당된 자원 영역에 랜덤 액세스 신호를 삽입하여 전송한다. 랜덤 액세스 채널은 랜덤 액세스 신호의 길이보다 길게 할당될 수 있다. 이때, 랜덤 액세스 신호의 라운드 트립 지연(round trip delay)을 고려하여 랜덤 액세스 채널이 할당될 수 있다.
랜덤 액세스 신호는 프리앰블(Preamble)로 구성된다. 랜덤 액세스 신호는 CP(Cyclic Prefix)를 더 포함할 수 있다.
프리앰블은 프리앰블 시퀀스(preamble sequence)를 통해 생성된다. 프리앰블 시퀀스에는 CAZAC(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation) 시퀀스, 의사 랜덤(Pseudo-Random) 시퀀스 등이 사용될 수 있다. CAZAC 시퀀스의 예로는 GCL(Generalized Chirp-Like) 시퀀스, ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스 등이 있다. 의사 랜덤 시퀀스는 폴리노미얼 생성기(polynomial generator)에 의해 구현될 수 있다. 의사 랜덤 시퀀스의 구현은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 표준 802.16-2004 "Part 16: Air Interface for Broadband Wireless Access Systems"의 8.4.7.3절을 참조할 수 있다.
복수의 프리앰블 시퀀스를 원소로 하는 시퀀스 집합이 정해져 있는 경우, 단말은 시퀀스 집합으로부터 프리앰블 시퀀스를 선택한다. 단말은 선택된 프리앰블 시퀀스를 통해 프리앰블을 생성한다. 프리앰블은 생성 근거에 따라서 시간 영역에서 생성되거나, 주파수 영역에서 생성될 수 있다.
시간 영역에서 프리앰블을 생성하는 방법으로 프리앰블을 직접 삽입(direct interpolation)하는 방법이 있다. 주파수 영역에서 프리앰블을 생성하는 방법으로 프리앰블 시퀀스를 부반송파에 직접 맵핑하는 방법이 있다. 시간 영역 또는 주파수 영역에서 프리앰블을 생성하는 다른 방법은 다음과 같다.
도 3은 시간 영역에서 프리앰블을 생성하는 방법의 예를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 프리앰블 시퀀스에 DFT(Discrete Fourier Transform), IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)가 순서대로 적용되어 프리앰블 신호가 생성된다. 보다 자세하게, 시간 영역의 프리앰블 시퀀스에 DFT를 수행하여 주파수 영역 심벌이 출력된다. 주파수 영역 심벌에 IFFT를 수행하여 시간 영역의 프리앰블이 생성된다. 이를 통해 프리앰블이 오버샘플링(oversampling)된다.
도 4는 주파수 영역에서 프리앰블을 생성하는 방법의 예를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 프리앰블 시퀀스에 IFFT를 적용하여 프리앰블 신호가 생성된다. 즉, 주파수 영역의 프리앰블 시퀀스에 IFFT를 수행하여 시간 영역의 프리앰블이 생성된다.
랜덤 액세스 신호는 반복 구조를 가질 수 있다. 시간 영역에서 프리앰블의 반복 패턴이 만들어지는 경우, 단순히 프리앰블 시퀀스가 반복 처리될 수 있다. 또는, 하나의 프리앰블 시퀀스를 업샘플링(upsampling)한 신호가 단순 반복되거나 처리될 수 있다. 주파수 영역에서 프리앰블의 반복 패턴이 만들어지는 경우, 프리앰블 시퀀스가 부반송파에 적용될 때 부반송파의 0, x, 2x, 3x, …와 같이 적용된다. 이를 통해 x번의 프리앰블 반복 패턴이 생성될 수 있다.
랜덤 액세스 신호가 CP를 포함하지 않는 경우, 프리앰블 시퀀스로부터 생성된 프리앰블이 랜덤 액세스 신호가 된다. 단말은 생성된 프리앰블을 바로 전송할 수 있다. 랜덤 액세스 신호가 CP를 포함하는 경우, 생성된 프리앰블에서 CP 길이만큼의 일부가 복사되어 프리앰블에 CP가 추가된다. IEEE 802.16의 경우, 랜덤 액세스 신호는 CP와 반복 구조를 갖는다.
채널 정보가 유효하지 않으므로, 기지국은 논-코히어런트(non-coherent) 방식으로 랜덤 액세스 신호를 검출한다. 논-코히어런트 방식은 채널 추정(channel estimation) 과정을 수행하지 않고 수신 신호로부터 특정 시퀀스를 검출하는 방식이다. 기지국은 모든 가능한 신호 구조를 검출하는 과정을 수행하여 특정 프리앰블 시퀀스 검출을 시도한다. 예를 들어, 기지국은 시퀀스 집합에 있는 모든 프리앰블 시퀀스에 대해 검출을 시도하여, 특정 프리앰블 시퀀스를 검출한다. 기지국은 검출된 특정 프리앰블 시퀀스를 단말을 구분하기 위한 ID(Identifier)로 사용할 수 있다. 기지국은 검출된 특정 프리앰블 시퀀스에 대응하는 랜덤 액세스 응답(response) 메시지를 브로드캐스트(broadcast)한다.
응답 메시지가 단말이 전송한 프리앰블 시퀀스에 대응하는 경우, 단말은 응답 메시지에 따라 동기화 과정을 수행하여 상향링크 동기를 마무리한다. 이를 통해, 단말은 네트워크에 진입(network entry)할 수 있다.
기존 시스템의 랜덤 액세스 채널에서는 단일 안테나 단말을 가정하여 프리앰블이 전송되고, 기지국에서는 다중 안테나를 통해서 수신 다이버시티 이득를 얻을 수 있다. 그런데, 이는 차세대 무선 통신 시스템에서 사용되게 될 다중 안테나 단말에는 적절하지 않다. 다중 안테나 시스템의 경우 RF(Radio Frequency) 체인(chain)이 여러 개 존재한다. 각각의 RF 체인이 내는 파워의 양은 제한이 된다. 다중 안테나 단말의 경우, 각 안테나에서의 출력 파워의 합이 단말의 총 출력 파워가 된다. 단말에서 출력 파워를 최대한으로 설정하고, 단말의 모든 안테나에서 기존의 프리앰블 전송 방법대로 프리앰블이 전송되면, 기지국에서 프리앰블 수신이 제대로 되지 않는 문제가 생길 수 있다. 기지국에서 수신되는 프리앰블이 소멸 축적(destructive signal accumulation)될 수 있기 때문이다.
TDD 방식은 상향링크 채널의 특성과 하향링크 채널의 특성이 거의 상보적(reciprocal)인 채널 상보적 특성(channel reciprocal property)이 있다. 따라서, 단말은 하향링크 채널 특성을 통해 상향링크 채널의 특성을 예측할 수 있다. 그러나, TDD 방식을 제외하면, 단말이 상향링크 채널의 특성을 알기는 어렵다. 채널의 불확실성과 단말이 사용하는 다중 안테나 개수의 불확실성으로 인해, 기지국에서 프리앰블을 보강되게(constructive) 수신할 수 있다는 보장이 없다. 따라서, 단말의 각 안테나마다 전송되는 각각의 프리앰블은 기지국에서 구분될 수 있도록 전송되어야 한다. 단말은 단말의 성능에 따라 하나의 안테나만을 가지거나, 2개 이상의 다중 안테나를 가질 수 있다. 따라서, 프리앰블을 생성함에 있어서 단일 안테나 단말과 다중 안테나 단말 간에 구분이 없는 프리앰블이 생성되어야 한다. 기지국에서도 단말의 안테나 개수에 상관없는 수신 기법이 적용될 수 있어야 한다. 단말은 기지국으로 단말의 안테나 개수를 프리앰블 전송을 통해 알려줄 수도 있다.
도 5는 다중 안테나를 이용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 송신/수신하는 무선 통신 시스템의 예를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 단말(100)은 프리앰블 생성기(Preamble Generator, 110) 및 복수의 안테나(190-1, 190-2, …, 190-M, M은 자연수)를 포함한다. 프리앰블 생성기(110)는 복수의 안테나 각각에 대응하는 프리앰블(Preamble 1, Preamble 2, …, Preamble M)들을 생성한다. 복수의 안테나 각각은 기지국(200)으로 각각의 프리앰블을 전송한다.
기지국(200)은 프리앰블 검출기(Preamble Detector, 210) 및 복수의 안테나(290-1, 290-2, …, 290-N, N은 자연수)를 포함한다. 기지국(200)은 무선 채널을 거친 신호를 수신한다. 기지국(200)은 수신 신호로부터 단말(100)이 전송한 프리앰블을 검출한다.
단말이 다중 안테나를 지원하는 랜덤 액세스를 위한 프리앰블을 생성하는 방법은 다양할 수 있다. 이하, 도 6 내지 도 12를 이용하여 단말이 다중 안테나를 지원하는 랜덤 액세스를 위한 프리앰블 생성 방법을 상술한다. 도 6 내지 12는 단말이 4개의 안테나(ANT A, ANT B, ANT C, ANT D)를 사용하는 경우를 표현하나, 이는 단말의 안테나 개수를 한정하는 것은 아니다.
(1) 단말의 모든 안테나가 동일한 프리앰블 사용
도 6은 단말의 모든 안테나가 동일한 프리앰블을 사용하는 경우를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 단말은 프리앰블을 생성한다. 프리앰블은 도 3 또는 4와 같은 방법으로 생성될 수 있다. 단말은 단말의 안테나 개수에 상관없이 모든 안테나에서 동일한 프리앰블을 사용한다. 단말은 프리앰블을 다른 처리 없이 각 안테나를 통해 동시에 전송할 수 있다. 또는, 단말은 프리앰블에 각 안테나에 대응하여 신호 변형(signal modification) 과정을 수행할 수 있다. 신호 변형 과정은 단말이 부가적인 정보를 알 수 있는 경우, 기지국에서 프리앰블이 보강되어 수신되도록 하기 위해 수행된다. 부가적인 정보는 채널 상관도(channel correlation), 채널 정보 등이다.
생성된 프리앰블은 각 안테나 별 모듈(module)로 입력된다. 각 안테나별 모듈로 입력되는 프리앰블은 동일하다. 각 안테나별 모듈은 프리앰블을 변형시킨다. 예를 들어, 안테나 A('ANT A'로 표시됨)는 모듈 A('Mod A'로 표시됨)를 통해 프리앰블을 변형시키고, 안테나 B('ANT B'로 표시됨)는 모듈 B('Mod B'로 표시됨)를 통해 프리앰블을 변형시키고, 안테나 C('ANT C'로 표시됨)는 모듈 C('Mod C'로 표시됨)를 통해 프리앰블을 변형시키고, 안테나 D('ANT D'로 표시됨)는 모듈 D('Mod D'로 표시됨)를 통해 프리앰블을 변형시킨다.
각 안테나별 모듈은 기지국에서 수신 신호가 보강될 수 있도록, 프리앰블의 극성를 정하거나, 위상(phase)을 보정할 수 있다. 안테나 사이에 채널 상관도(channel correlation)가 클 경우, 상관도의 부호에 따라서 신호에 극성(polarity, '+' 또는 '-')이 적용되어 전송될 수 있다. 위상은 시간 영역 또는 주파수 영역에서 보정될 수 있다. 각 안테나별 모듈을 통해 변형된 프리앰블은 각 안테나를 통해 전송된다.
TDD 시스템의 경우, 단말은 채널 상보적 특성을 이용하여 부가적인 정보를 알 수 있다. 그러나, FDD 시스템의 경우, 채널 상보적 특성을 이용할 수 없고, 안테나 사이의 상관도 특징도 가정할 수 없다. 따라서, FDD 시스템에서 단말의 모든 안테나가 동일한 프리앰블을 사용하는 방법은 특정한 상황에 한하여 가능할 수 있다.
(2) 랜덤 액세스 채널을 여러 개 사용하는 경우
도 7은 랜덤 액세스 채널(RACH)을 여러 개 사용하는 경우를 나타낸다. 시간 축과 주파수 축으로 이루어진 자원 영역에서 4개의 랜덤 액세스 채널(RACH 1, RACH 2, RACH 3, RACH 4)이 표현되고 있으나, 이는 랜덤 액세스 채널의 개수를 제한하는 것은 아니다.
도 7을 참조하면, 시간 영역의 일정 구간에서 여러 개의 랜덤 액세스 채널이 동시에 정의된다. 여러 개의 랜덤 액세스 채널은 각각 서로 다른 주파수 영역을 사용함으로써 구별될 수 있다. 단말은 안테나별로 여러 개 랜덤 액세스 채널 중 하나의 랜덤 액세스 채널을 선택한다. 단말은 각 안테나마다 선택된 랜덤 액세스 채널을 통해 프리앰블을 전송한다. 각 안테나에서 전송되는 프리앰블은 동일하거나, 다를 수 있다. 예를 들어, 4개의 랜덤 액세스 채널(RACH 1, RACH 2, RACH 3, RACH 4)을 정의하고, 단말은 4개의 안테나(ANT A, ANT B, ANT C, ANT D)를 사용한다. 각 안테나마다 하나의 랜덤 액세스 채널을 선택한다. 안테나 A(ANT A)는 RACH 1을 선택하여 제1 프리앰블(Preamble 1)을 전송한다. 안테나 B(ANT B)는 RACH 2를 선택하여 제2 프리앰블(Preamble 2)를 전송한다. 안테나 C(ANT C)는 RACH 3을 선택하여 제3 프리앰블(Preamble 3)을 전송한다. 안테나 D(ANT D)는 RACH 4를 선택하여 제4 프리앰블(Preamble 4)를 전송한다. 단말의 안테나 개수가 정의된 랜덤 액세스 채널 수보다 작을 경우에는 단말은 안테나 개수만큼만 랜덤 액세스 채널을 선택하여 프리앰블을 전송할 수 있다.
기지국에서는 프리앰블을 검출함에 있어서 랜덤 액세스 채널을 통해서 단말의 안테나 정체성을 파악할 수 있다. 랜덤 액세스 채널 간(inter-random access channel)의 조합(combination)을 통해서, 기지국은 여러 랜덤 액세스 채널을 통해서 수신된 프리앰블 시퀀스들 각각에 대해 다중 안테나 단말로부터 전송된 신호인지, 단일 안테나 단말로부터 전송된 신호인지 여부를 파악할 수 있다.
이 방법은 단일 안테나 단말이나 다중 안테나 단말 모두 구분되지 않고 사용할 수 있다. 즉, 단말의 안테나 개수에 상관없이 사용할 수 있다. 그러나, 랜덤 액세스 채널을 위해 더 많은 주파수 자원이 필요할 수 있다. 또, 랜덤 액세스 채널 간의 시간 간격이 길어질 수 있다.
(3) 단말의 각 안테나가 독립된 프리앰블 시퀀스를 사용하는 경우
도 8은 단말의 각 안테나가 독립된 프리앰블 시퀀스를 사용하는 경우를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 단말의 각 안테나마다 프리앰블 시퀀스들의 집합에서 독립적으로 프리앰블 시퀀스를 선택한다. 예를 들어, 안테나 A(ANT A)는 시퀀스 집합 A로부터 시퀀스 A를 프리앰블 시퀀스로 선택하여 전송한다. 안테나 B(ANT B)는 시퀀스 집합 B로부터 시퀀스 B를 프리앰블 시퀀스로 선택하여 전송한다. 안테나 C(ANT C)는 시퀀스 집합 C로부터 시퀀스 C를 프리앰블 시퀀스로 선택하여 전송한다. 안테나 D(ANT D)는 시퀀스 집합 D로부터 시퀀스 D를 프리앰블 시퀀스로 선택하여 전송한다. 즉, 각 안테나에 대해 독립된 프리앰블 시퀀스를 사용하여 프리앰블을 생성하는 방법이다. 하나의 단말은 안테나 개수만큼의 독립된 시퀀스를 사용한다. 단말은 각 안테나에서 사용할 프리앰블 시퀀스를 선택함에 있어서 자유도를 갖는다. 이때, 프리앰블 시퀀스를 선택하는 시퀀스 집합은 각 안테나마다 동일할 수도 있고, 각 안테나마다 다를 수도 있다. 각 안테나마다 서로 다른 시퀀스 집합을 사용하는 경우, 복수의 시퀀스 집합 중 적어도 하나의 시퀀스 집합은 셀 내 단일 안테나 단말이 사용하는 시퀀스 집합과 같을 수 있다. 또는, 각 안테나마다 다른 시퀀스 집합들은 단일 안테나 단말이 사용하는 시퀀스 집합과 겹치는 부분이 있을 수 있다. 이 경우, 시퀀스 집합은 서로 상호 상관(cross-correlation)이 작은 시퀀스들로 이루어지는 것이 적절하다. 반면, 단일 안테나 단말이 사용하는 시퀀스 집합과 다중 안테나 단말이 사용하는 시퀀스 집합을 다르게 정의할 수도 있다.
기지국은 프리앰블 시퀀스의 조합을 통해서 프리앰블을 검출한다. 기지국은 검출된 프리앰블이 단일 안테나 단말로부터 수신된 것인지, 다중 안테나 단말로부터 수신된 것인지 파악할 수 있다.
(4) 단말의 각 안테나가 시간 지연을 통해 프리앰블을 전송하는 경우
단말은 안테나 간에 일정한 시간 오프셋을 정해서 상호 지연(delay)된 형태로 각 안테나마다 프리앰블을 전송한다. 지연의 구현 형태는 단순 시간지연이나 순환 지연(cyclic delay)를 적용할 수 있다. 각 안테나마다 동일한 프리앰블 시퀀스를 사용하거나, 다른 프리앰블 시퀀스를 사용할 수 있다. 각 안테나마다 동일한 시퀀스를 사용하는 경우, 기지국은 단말의 안테나의 개수에 상관없이 프리앰블 시퀀스를 검출하는 과정을 한번 수행할 수 있다. 각 안테나마다 다른 프리앰블 시퀀스를 사용하는 경우, 기지국은 프리앰블 시퀀스 검출 과정을 여러 차례 수행해야 한다. 기지국은 프리앰블 시퀀스의 조합을 통해서 검출된 프리앰블이 다중 안테나 단말의 프리앰블인지, 단일 안테나 단말의 프리앰블인지 파악할 수 있다.
도 9는 단말의 각 안테나에서 시간 지연을 통해 프리앰블을 전송하는 일 예를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 단말의 각 안테나마다 전송되는 프리앰블은 전송 시간 상으로 상호 오프셋을 가진다. 예를 들어, 단말은 안테나 A(ANT A)를 통해 제1 프리앰블(Preamble 1)을 전송하고, 제1 프리앰블 전송으로부터 일정 지연 후, 단말은 안테나 B(ANT B)를 통해 제2 프리앰블(Preamble 2)을 전송한다. 제2 프리앰블 전송으로부터 일정 지연 후, 단말은 안테나 C(ANT C)를 통해 제3 프리앰블(Preamble 3)을 전송한다. 제3 프리앰블 전송으로부터 일정 지연 후, 단말은 안테나 D(ANT D)를 통해 제4 프리앰블(Preamble 4)을 전송한다. 각 프리앰블들은 서로 동일하거나, 다를 수 있다. 각 안테나에서 전송되는 프리앰블들이 서로 간에 일정한 지연을 갖는 형태이다. 안테나에서 전송되는 프리앰블은 시간적으로 임의 간격을 가지도록 설정될 수 있다. 임의 간격은 안테나마다 서로 다를 필요는 없다. 또, 각 안테나마다 상호 지연 차를 설정함에 있어서 채널의 지연 프로파일(delay profile)을 고려할 수 있다. 또, 각 안테나마다의 상호 지연 차는 OFDM 심볼의 CP(Cyclic Prefix) 길이를 기준으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 각 안테나마다의 상호 지연 차는 CP의 배수로 설정할 수 있다.
기지국에서 수신되는 단말의 각 안테나로부터 전송된 각 프리앰블들은 서로 간에 채널 응답이 겹치지 않아 온전히 따로 수신이 가능하다.
도 10은 단말의 각 안테나에서 시간 지연을 통해 프리앰블을 전송하는 다른 예를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 각 안테나에서 전송되는 프리앰블은 각 안테나마다 일정한 지연만큼 순환 쉬프트(circular shift)된 것이다. 이는 도 9와 달리 프리앰블을 순환 쉬프트해서 전송하는 방식이다. 따라서, 프리앰블 자체가 전송되는 절대적인 타이밍은 단말의 모든 안테나에서 같도록 설정할 수 있다. 예를 들어, 안테나 A는 제1 프리앰블을 d1만큼 순환 쉬프트하고, 안테나 B는 제2 프리앰블을 d2만큼 순환 쉬프트하고, 안테나 C는 제3 프리앰블을 d3만큼 순환 쉬프트하고, 안테나 D는 제4 프리앰블을 d4만큼 순환 쉬프트한다. 각 안테나마다 전송되는 프리앰블은 서로 간의 일정한 순환 지연(circular delay)를 갖는 형태이다. 이와 같은 구현은 배치 프로세싱(batch processing)이 용이하다.
도 9와 도 10이 혼합된 형태의 구현도 가능하다. 이 경우, 각 안테나에서 전송되는 프리앰블은 서로 다른 것이 사용될 수 있다.
(5) 단말의 각 안테나에서 전송되는 프리앰블이 프리앰블 시퀀스의 일부인 경우
각 안테나에서 전송되는 프리앰블은 하나의 선택된 프리앰블 시퀀스로부터 구현된다. 단말의 각 안테나에 적용될 시퀀스는 선택된 프리앰블 시퀀스를 펑처링(puncturing)한 형태로 구현될 수 있다. 펑처링된 형태는 시간 영역 또는 주파수 영역에서 적용될 수 있다. 시간 영역에서 펑처링된 형태는 프리앰블을 오버샘플링(oversampling)하여 전송하는 것이다. 주파수 영역에서 펑처링된 형태는 특정 안테나에서 전송되는 프리앰블이 특정 부반송파 집합(subcarrier set)에만 적용되는 형태를 가정할 수 있다. 이와 같이 프리앰블을 생성하는 경우에는 랜덤 액세스 채널에 사용되는 프리앰블 시퀀스 집합에 대한 변화가 필요하지 않다. 모든 단말은 모두 동일한 수신 신호 구조를 생성할 수 있게 된다.
도 11은 단말의 각 안테나에서 전송되는 프리앰블이 프리앰블 시퀀스의 일부인 경우의 예를 나타낸다.
도 11을 참조하면, 프리앰블 시퀀스는 복수의 요소들로 구성된다. 단말은 프리앰블 시퀀스를 복수의 안테나 각각에 대응하는 시퀀스 부분집합(subset)들로 구분한다. 즉, 프리앰블 시퀀스를 구성하는 복수의 요소들을 여러 개의 부분집합으로 구분하는 것이다. 각 안테나(ANT A, ANT B, ANT C, ANT D)마다 프리앰블 시퀀스 중 긴 막대로 표현된 시퀀스의 요소들을 시퀀스 부분집합으로 한다. 안테나 개수에 따라 나눠지는 시퀀스 부분집합이 달라진다. 예를 들어, 단말의 안테나 수가 2개인 경우에는 프리앰블 시퀀스가 2개의 시퀀스 부분집합으로 구분된다. 단일 안테나 단말의 경우에는 전체 프리앰블 시퀀스를 단일 안테나를 통해 전송한다.
각 안테나마다 대응하는 시퀀스 부분집합들은 서로 중복되지 않도록 할 수 있다(disjoint). 즉, 각 부분집합들 간에 공통되는 요소가 없을 수 있다. 각 안테나는 각 안테나에 대응하는 시퀀스 부분집합을 선택한다. 각 안테나는 선택된 시퀀스 부분집합만을 이용하여 프리앰블을 생성하여 전송한다. 각 안테나마다 작게 표시된 막대는 시퀀스 부분집합을 제외한 선택되지 않은 나머지 부분이다. 나머지 부분은 모두 크기가 0인 것으로 설정할 수 있다. 또는, 선택되지 않은 나머지 작은 막대 부분에 신호를 약하게 해서 전송할 수 있다. 작은 막대 부분의 사용 여부에 상관없이, 단말은 시간 영역에서 프리앰블을 생성하여 전송할 수 있다. 시간 영역에서 프리앰블을 전송하는 경우, 총 출력 파워가 각 심볼 위치에서 최대가 되지 않는 현상이 발생할 수 있다.
단말이 사용하는 프리앰블 시퀀스는 하나이다. 프리앰블 시퀀스는 프리앰블 시퀀스들의 집합으로부터 임의로 선택될 수 있다. 프리앰블 시퀀스들의 집합은 CAZAC 시퀀스로부터 생성될 수 있다. 예를 들어, 프리앰블 시퀀스 집합은 원시(root) ZC 시퀀스 및 상기 원시 ZC 시퀀스로부터 순환 쉬프트(cyclic shift) 단위로 순환 쉬프트된 시퀀스들로 구성될 수 있다. 원시 ZC 시퀀스는 하나 이상일 수 있다.
원시 인덱스(root index) u인 원시 ZC 시퀀스는 다음 수학식과 같이 정의될 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2009001412-appb-M000001
Figure PCTKR2009001412-appb-I000001
여기서, N은 ZC 시퀀스의 길이로, n은 0≤n≤N-1이다. u는 N이하의 자연수이고, u와 N은 서로소(relatively prime)이다. N이 소수(prime)라면, 원시 인덱스 u의 개수는 N-1이 된다.
원시 인덱스 u인 원시 ZC 시퀀스로부터 순환 쉬프트된 시퀀스는 다음 수학식과 같이 정의될 수 있다.
수학식 2
Figure PCTKR2009001412-appb-M000002
여기서, Cv는 순환 쉬프트 단위이다.
기지국은 단말로 원시 ZC 시퀀스에 대한 정보 및 순환 쉬프트 단위에 대한 정보를 브로드캐스트할 수 있다. 원시 ZC 시퀀스에 대한 정보는 원시 인덱스에 대한 정보일 수 있다. 셀 내 단말은 원시 ZC 시퀀스에 대한 정보 및 순환 쉬프트 단위에 대한 정보를 수신하여 프리앰블 시퀀스 집합을 생성할 수 있다.
도 12는 각 안테나에서 전송되는 프리앰블이 프리앰블 시퀀스의 일부인 경우의 다른 예를 나타낸다.
도 12를 참조하면, 단말은 프리앰블 시퀀스로부터 프리앰블을 생성할 때, 안테나마다 다른 부반송파를 사용한다. 각 안테나마다 프리앰블 시퀀스가 서로 다른 부반송파 부분집합에 맵핑되는 것이다.
단말은 복수의 부반송파를 복수의 안테나 각각에 대응하는 부반송파 부분집합들로 구분한다. 즉, 복수의 부반송파를 여러 개의 부분집합으로 구분하는 것이다. 안테나 개수에 따라 나눠지는 부반송파 부분집합이 달라진다. 예를 들어, 단말의 안테나 수가 2개인 경우에는 복수의 부반송파를 2개의 부반송파 부분집합으로 구분할 수 있다. 단일 안테나 단말의 경우에는 프리앰블 시퀀스를 상기 복수의 부반송파 모두에 맵핑하여 프리앰블을 생성할 수 있다.
복수의 안테나 각각마다 대응하는 부반송파 부분집합을 이용하여 프리앰블 시퀀스로부터 프리앰블을 생성한다. 단말은 복수의 안테나 각각마다 생성된 프리앰블을 전송한다. 각 안테나마다 대응하는 부반송파 부분집합들은 서로 중복되지 않도록 할 수 있다. 즉, 각 부반송파 부분집합들 간에 공통되는 부반송파가 없을 수 있다.
이는 단말이 프리앰블 시퀀스로부터 각 안테나에서 전송할 프리앰블을 주파수 영역에서 적용하는 것이다. 주파수 영역에서 프리앰블 시퀀스로부터 프리앰블을 생성할 때, 단말은 각 안테나에서 사용할 부반송파 부분집합을 선택한다. 즉, 안테나마다 특정 부반송파 부분집합만을 사용하는 경우로 해석할 수 있다. 각 안테나마다 선택되지 않은 부반송파 인덱스도 사용한다면 모든 부반송파를 프리앰블 생성을 위해서 사용하는 경우로 볼 수 있다. 하지만, 기지국에서 각 안테나로부터 오는 프리앰블을 구분하기 위해서는 선택되지 않은 부반송파 인덱스의 부반송파는 사용하지 않는 것이 바람직하다. 이와 같이 주파수 영역에서 프리앰블을 생성하는 경우, 프리앰블에 대한 전송 파워를 모든 안테나로부터 최대로 얻을 수 있다.
기지국에서는 단말의 송신 안테나 개수에 상관없이 동일한 프리앰블 시퀀스의 총합을 받게 된다. 기지국과 단말의 각 안테나별로 서로 다른 채널이 생성되어도, 기지국은 프리앰블을 부반송파별로 모두 구분하여 검출하거나 한꺼번에 검출할 수 있다.
상기 가정과 달리 하나의 시퀀스의 일부를 각 안테나에서 전송하는 경우가 아닌 경우에도 앞서의 안테나별 전송 방법이 적용될 수 있다. 즉, 각 안테나에서 전송되는 신호는 서로 다른 시퀀스로부터 추출된 경우라 하더라도, 각 안테나에서 신호를 전송하는 부반송파 집합을 다르게 하거나, 파워 프로파일(power profile)을 다르게 적용할 수 있다.
도 13은 랜덤 액세스를 수행하는 방법의 예를 나타낸다.
도 13을 참조하면, 단말은 기지국으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다(S110). 랜덤 액세스 프리앰블은 랜덤 액세스 채널을 통하여 전송될 수 있다.
단말이 전송하는 프리앰블은 위에서 설명한 다중 안테나를 지원하는 프리앰블 생성 방법을 통해 생성될 수 있다. 예를 들어, 단말의 프리앰블 생성기는 프리앰블 시퀀스를 복수의 안테나 각각에 대응하는 시퀀스 부분집합으로 구분한다. 프리앰블 생성기는 복수의 안테나 각각마다 대응하는 시퀀스 부분집합을 이용하여 프리앰블을 생성한다. 단말은 복수의 안테나를 통해 각각의 안테나마다 생성된 프리앰블을 전송한다.
기지국은 단말로 랜덤 액세스 응답를 전송한다(S120). 랜덤 액세스 응답은 타이밍 정렬 정보를 포함한다. 또, 랜덤 액세스 응답은 상향링크 무선자원 할당에 관한 정보 등을 포함할 수 있다. 단말은 랜덤 액세스 응답을 수신한 후, 타이밍 정렬 정보를 이용하여 상향링크 동기화를 수행할 수 있다.
이와 같이, 무선 통신 시스템에서 다중 안테나를 지원하는 랜덤 액세스를 위한 프리앰블 생성 방법을 제공할 수 있다. 기지국에서는 단일 안테나 단말과 다중 안테나 단말 간의 구분없이 프리앰블을 수신할 수 있다. 셀 내 프리앰블 시퀀스들의 집합은 기존과 변화없이 그대로 사용될 수 있다. 따라서, 기존의 시스템과 호환성을 유지하는 것이 용이하다. 또, 단말이 다중 안테나를 사용하여 프리앰블을 전송할 수 있어, 출력 파워를 최대로 올릴 수 있다. 따라서, 전체적인 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.
상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.
이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.

Claims (11)

  1. 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스를 위한 프리앰블 생성 방법에 있어서,
    프리앰블 시퀀스를 복수의 안테나 각각에 대응하는 시퀀스 부분집합들로 구분하는 단계; 및
    상기 복수의 안테나 각각마다 대응하는 시퀀스 부분집합을 이용하여 프리앰블을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 안테나 각각마다 상기 프리앰블을 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 시퀀스 부분집합들은 서로 중복되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리앰블 시퀀스는 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스로부터 생성되는 복수의 시퀀스들의 집합으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 집합은 상기 ZC 시퀀스 및 상기 ZC 시퀀스로부터 순환 쉬프트 단위로 순환 쉬프트된 시퀀스로 구성된 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 ZC 시퀀스에 대한 정보 및 상기 순환 쉬프트 단위에 대한 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스 수행 방법에 있어서,
    프리앰블 시퀀스를 복수의 안테나 각각에 대응하는 시퀀스 부분집합으로 구분하는 단계;
    상기 복수의 안테나 각각마다 대응하는 상기 시퀀스 부분집합을 이용하여 프리앰블을 생성하여 전송하는 단계; 및
    타이밍 정렬 정보를 포함하는 랜덤 액세스 응답을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스를 위한 프리앰블 생성 방법에 있어서,
    복수의 부반송파를 복수의 안테나 각각에 대응하는 부반송파 부분집합들로 구분하는 단계; 및
    상기 복수의 안테나 각각마다 대응하는 부반송파 부분집합을 이용하여 프리앰블 시퀀스로부터 프리앰블을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 안테나 각각마다 상기 프리앰블을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 부반송파 부분집합들은 서로 중복되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 복수의 안테나; 및
    프리앰블 시퀀스를 상기 복수의 안테나 각각에 대응하는 시퀀스 부분집합들로 구분하고, 상기 복수의 안테나 각각에 대응하는 시퀀스 부분집합을 이용하여 프리앰블을 생성하는 프리앰블 생성기를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
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