WO2012057531A2 - 임의접속 방법 - Google Patents

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WO2012057531A2
WO2012057531A2 PCT/KR2011/008049 KR2011008049W WO2012057531A2 WO 2012057531 A2 WO2012057531 A2 WO 2012057531A2 KR 2011008049 W KR2011008049 W KR 2011008049W WO 2012057531 A2 WO2012057531 A2 WO 2012057531A2
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random access
base station
access preamble
terminal
system information
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남승현
김희욱
홍태철
강군석
구본준
안도섭
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한국전자통신연구원
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    • H04W74/0833—Random access procedures, e.g. with 4-step access
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    • H04W56/007—Open loop measurement
    • H04W56/0075—Open loop measurement based on arrival time vs. expected arrival time
    • H04W56/0085—Open loop measurement based on arrival time vs. expected arrival time detecting a given structure in the signal

Definitions

  • the present invention relates to a random access method, and more particularly, to a random access method that can reduce the detection complexity of a random access preamble in the random access procedure.
  • the random access procedure is a procedure in which a terminal synchronizes with a base station and requests resource allocation to transmit initial uplink data.
  • 1 is a signal flow diagram illustrating a general random access procedure.
  • a UE receives a Primary Synchronization Signal (PSS) and a Secondary Synchronization Signal (SSS) from an eNodeB, performs synchronization with a base station, and then broadcasts a broadcast channel (BCH) through a broadcasting channel (BCH). Receive system information.
  • PSS Primary Synchronization Signal
  • SSS Secondary Synchronization Signal
  • BCH broadcast channel
  • BCH broadcasting channel
  • the terminal generates a random access preamble based on the system information and transmits the random access preamble to the base station.
  • the base station detects the random access preamble and informs the terminal of the uplink synchronization acquisition.
  • the terminal acquires uplink synchronization from the base station, the terminal requests resource allocation from the base station.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a random access preamble.
  • the random access preamble includes a cyclic prefix (CP), a preamble sequence, and a guard time (GT).
  • the random access preamble has several formats.
  • the random access preamble illustrated in FIG. 1 corresponds to format 0.
  • the length of the cyclic prefix and the guard time is 0.1 ms and the length of the preamble sequence is 0.8 ms.
  • Format 0 can support up to 15km cells.
  • the lengths of the cyclic prefix, the preamble sequence, and the guard time are set differently according to the cell size.
  • LTE Long Term Evolution
  • a cyclic shift is a value determined according to the size of the cell and the root value is a value for generating a preamble sequence.
  • the terminal When the terminal creates the random access preamble based on the system information, the terminal generates 64 candidate random access preambles and transmits one of the random access preambles to the base station. As the size of the cell increases, the number of random access preambles generated from one root value decreases while the size of the cyclic shift increases to prevent interference between random access preambles. Therefore, as the cell size increases, a plurality of route values must be used, and thus, the base station transmits system information including the route set to the terminal by putting the available route set in the system information.
  • the base station When the base station detects the random access preamble, the base station calculates a correlation of the random access preamble received from the terminal. If the base station obtains a correlation for all route values constituting the set of routes in order to detect the random access preamble, the complexity of the random access preamble detection of the base station is increased.
  • Future networks are expected to evolve in a way that land and satellite networks combine or cooperate. Since the LTE-based satellite network system has much wider coverage than the terrestrial network, the detection complexity of the random access preamble is inevitably increased by the random access method currently used in the terrestrial network.
  • the present invention has been made to solve the above problems, to provide a random access method that can reduce the detection complexity of the random access preamble when performing the random access procedure in a communication system having a wide coverage, such as LTE-based satellite network system The purpose.
  • the base station in the random access method between the terminal and the base station, the base station to the system information including a route value sequentially selected from the set of routes to the terminal
  • a random access preamble detection step in which the base station detects the random access preamble within the arrival time interval.
  • the base station transmits the system information every frame in subframe units, and in the interval setting step, the base station considers at least one of a cell radius, a propagation delay, a retransmission, a round trip delay, and a resource allocation interval. By setting the arrival possible section.
  • the random access preamble detection step is characterized in that the base station extracts a parameter from the random access preamble after finding the boundary of the random access preamble within the arrival period.
  • the random access method according to the present invention is characterized in that in the random access method between the terminal and the base station, the base station periodically updates the route value used for generating the random access preamble.
  • the base station updates the route value in each subframe unit, and the subframe unit is set in consideration of at least one of propagation delay, retransmission, and round trip delay.
  • the base station updates the root value by sequentially selecting the root value using a codebook.
  • the interval setting step for setting the interval for the base station detects the random access preamble, and the base station is And a random access preamble detection step of detecting a random access preamble received from the terminal within the interval.
  • the random access preamble detection step includes a boundary detection process for detecting a boundary of the random access preamble within the interval by the base station and a parameter extraction process for extracting a parameter from the random access preamble in which the boundary is detected. do.
  • the boundary detection process is characterized in that the base station detects the boundary of the random access preamble using a cyclic shift or a repetition interval of the random access preamble.
  • the base station detects the random access preamble using only one preset route value.
  • the terminal in the random access method according to the present invention, in the random access method between the terminal and the base station, receives system information including one route value periodically updated from the base station And receiving a system information and generating a random access preamble based on the terminal generating the random access preamble based on the system information.
  • the terminal may receive the system information from the base station for each frame in subframe units.
  • the base station since the base station periodically updates the route value to transmit system information including one route value to the terminal and the terminal generates a random access preamble using one route value, the base station is included in the route set. Since the random access preamble can be detected by obtaining the correlation for one root value without having to obtain the correlation for all root values, the complexity of detecting the random access preamble can be reduced during the random access procedure.
  • the base station since the base station presets the interval for detecting the random access preamble and detects the random access preamble using resources already allocated within the limited interval, the detection complexity of the random access preamble can be further reduced. It works.
  • 1 is a signal flow diagram illustrating a general random access procedure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a random access preamble.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a random access procedure according to the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a random access preamble detection process according to the present invention in chronological order.
  • FIG. 3 shows a random access procedure according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal receives the PSS and the SSS from the base station and performs downlink synchronization with the base station (S10).
  • the terminal receives system information from the base station through a broadcasting channel (S20).
  • the system information includes a factor for generating a random access preamble.
  • the system information according to the present invention includes a route value sequentially selected by the base station from among available route sets. System information is transmitted to the terminal in subframe units every frame.
  • the terminal generates a random access preamble based on the system information received from the base station and transmits it to the base station (S30).
  • the terminal generates 64 candidate random access preambles using one route value included in the system information.
  • the terminal may allocate the size of the CS to 46 to generate 64 candidate random access preambles.
  • the terminal selects one of the 64 candidate random access preambles and transmits it to the base station.
  • the base station sets an arrival possibility section of the random access preamble (S40). Since the base station knows information of its cell radius, propagation delay, retransmission, latency delay, resource allocation interval, and the like, the base station can use this information to predetermine the arrival time interval of the random access preamble.
  • the base station detects the random access preamble received within the set arrival possibility section (S50).
  • the base station may detect a random access preamble by obtaining a correlation using only a predetermined route value in the system information transmitted to the terminal.
  • the random access preamble detection process of the base station consists of finding a boundary of the random access preamble through a correlation within the arrival interval of the random access preamble and extracting a parameter from the random access preamble.
  • the base station transmits a preamble ID, a connection acknowledgment message, and a timing advance (TA) to the terminal having the extracted parameters to notify uplink synchronization acquisition (S60).
  • TA timing advance
  • the terminal When the terminal acquires the uplink synchronization, the terminal adjusts the timing advance received from the base station and requests the base station to allocate resources for the uplink (S70).
  • Figure 4 shows the random access preamble detection process according to the present invention in chronological order.
  • (a) shows a time axis when transmitting system information from a base station to a terminal
  • (b) shows a time axis when receiving a random access preamble from a terminal at a base station.
  • reference numeral Tf denotes a frame period.
  • the frame period is set to 10ms.
  • Each frame is composed of a plurality of subframes.
  • Reference numerals 1, 2, 3, and 4 denote system information.
  • the system information is included in one subframe but may occupy one or more subframes.
  • the subframe occupied by the system information corresponds to the resource allocation interval allocated by the base station.
  • the base station transmits system information to the terminal in subframe units for each frame.
  • the subframe unit may be set differently in consideration of information such as propagation delay, retransmission, round trip delay, and the like.
  • System information includes different root values.
  • the base station sequentially selects route values from the available route sets and puts one route value into the system information. That is, the base station periodically updates the route value used for generating the random access preamble and transmits it to the terminal. Like the system information transmission period, the base station updates the root value in units of subframes for each frame. The base station updates the root value by sequentially selecting the root value using the codebook.
  • the base station After the base station transmits system information to the terminal in subframe units for each frame, the base station sets a section for detecting a random access preamble transmitted from the terminal by using information such as cell radius, propagation delay, retransmission, and round trip delay. do.
  • reference numerals a, b, and c denote delay times.
  • Reference numerals 1, 2, and 3 (color notation) indicate a section for detecting a random access preamble as an arrival possibility section of the random access preamble.
  • the base station transmits the system information 1 and sets the random access preamble detection interval as 1 (color notation) after a certain delay time a elapses.
  • the base station detects the random access preamble by using one preset route value (first route value) within the preamble detection period 1 (color notation). Specifically, the base station detects a boundary of the random access preamble within the random access preamble detection period 1 (color notation) and extracts a parameter from the random access preamble in which the boundary is detected.
  • the random access preamble boundary may be detected using a cyclic shift or a repetition interval of the random access preamble.
  • a wireless communication system having a wide cell radius is a line of sight (LOS) channel, a process of finding a boundary of a random access preamble by using a cyclic shift or repetition interval is valid.
  • LOS line of sight
  • the base station transmits system information 2 and sets the random access preamble detection interval after the predetermined delay time b elapses as 2 (color notation).
  • the base station detects the random access preamble by using one preset route value (second route value) within the preamble detection interval 2 (color notation).
  • the base station transmits the system information 3 and sets the random access preamble detection interval after the predetermined delay time c elapses as in 3 (color notation).
  • the base station detects the random access preamble by using one preset route value (third route value) within the preamble detection section 3 (color notation).
  • the random access preamble detection intervals have different lengths. This is because the random access preamble detection interval is set in consideration of values such as cell radius, propagation delay, retransmission, round trip delay, and resource allocation interval.
  • the process of obtaining the correlation may be performed in the time domain or in the frequency domain depending on whether the root value is time information or frequency information.
  • the base station since the base station detects the random access preamble using only one route value in the random access preamble detection interval based on the system information and the delay time, the base station detects the random access preamble in every interval. The detection complexity can be greatly reduced compared to the conventional method of obtaining correlation.
  • the size of the CS should be 419 or more.
  • the number of random access preambles that can be generated through one root value is two. Therefore, 32 root values are required to generate 64 candidate random access preambles.
  • the base station since the base station needs to detect a random access preamble by obtaining a correlation for 32 root values in all sample intervals, the detection complexity is greatly increased.
  • the correlation can be detected only for one predetermined root value in a predetermined detection interval regardless of the cell radius, the random access preamble can be detected, thereby significantly reducing the detection complexity.

Landscapes

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

Abstract

본 발명에 따른 임의접속 방법은, 단말기와 기지국 간의 임의접속 방법에 있어서, 상기 기지국이 루트 세트 중 순차적으로 선택된 루트 값을 포함하는 시스템 정보를 상기 단말기로 전송하는 시스템 정보 전송 단계와, 상기 단말기가 상기 시스템 정보를 바탕으로 임의접속 프리앰블을 생성하여 상기 기지국으로 전송하는 임의접속 프리앰블 전송 단계와, 상기 기지국이 임의접속 프리앰블의 도착 가능 구간을 설정하는 구간 설정 단계와, 상기 기지국이 상기 도착 가능 구간 내에서 상기 임의접속 프리앰블을 검출하는 임의접속 프리앰블 검출 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

임의접속 방법
본 발명은 임의접속 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 임의접속 과정에서 임의접속 프리앰블(random access preamble)의 검출 복잡도를 감소시킬 수 있는 임의접속 방법에 관한 것이다.
임의접속(random access) 절차는 단말기가 초기 업 링크 데이터를 전송하기 위해 기지국과 동기를 맞추고 자원 할당을 요청하는 절차이다.
도 1은 일반적인 임의접속 과정을 나타낸 신호 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 단말기(UE)는 기지국(eNodeB)으로부터 PSS(Primary Synchronization Signal) 및 SSS(Secondary Synchronization Signal)를 수신하여 기지국과 동기화를 수행한 후 브로드캐스팅 채널(BCH: Broadcasting Channel)을 통해 시스템 정보를 수신한다.
단말기는 시스템 정보를 바탕으로 임의접속 프리앰블(random access preamble)을 생성하여 기지국으로 전송한다. 기지국은 임의접속 프리앰블을 검출하여 단말기에 업 링크 동기 획득을 알린다. 단말기는 기지국으로부터 업 링크 동기를 획득하면 기지국으로 자원 할당을 요청한다.
도 2는 임의접속 프리앰블의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 임의접속 프리앰블은 순환전치(CP: Cyclic Prefix), 프리앰블 시퀀스(preamble sequence) 및 보호시간(GT: Guard Time)으로 구성된다. 임의접속 프리앰블은 여러 포맷을 가지고 있다. 도 1에 도시된 임의접속 프리앰블은 포맷 0에 해당하는 것으로, 순환전치와 보호시간의 길이가 0.1ms이고 프리앰블 시퀀스의 길이는 0.8ms이다. 포맷 0은 15km 셀까지 지원할 수 있다. 다른 포맷의 임의접속 프리앰블은 순환전치, 프리앰블 시퀀스 및 보호시간의 길이가 셀 크기에 따라 다르게 설정된 것이다.
현재 LTE(Long Term Evolution) 기반의 지상망 시스템은 최대 100km 크기의 셀에서 전송된 임의접속 프리앰블을 검출할 수 있도록 설계되어 있다. 임의접속 프리앰블 생성과 관련된 인자에는 순환 시프트(CS: Cyclic Shift)와 루트 값이 있다. 순환 시프트는 셀의 크기에 따라 결정되는 값이고 루트 값은 프리앰블 시퀀스를 생성하기 위한 값이다. 하나의 루트 값으로 생성된 프리앰블 시퀀스로부터 임의접속 프리앰블을 만들 경우 다른 인자로 생성되는 임의접속 프리앰블 간의 상관도(cross correlation)는 0에 가깝다.
단말기는 시스템 정보를 바탕으로 임의접속 프리앰블을 만들 때 64개의 후보 임의접속 프리앰블을 생성하여 그 중 하나의 임의접속 프리앰블을 기지국으로 전송한다. 셀의 크기가 커질수록 임의접속 프리앰블 간의 간섭 방지를 위해 순환 시프트의 크기도 커지면서 하나의 루트 값으로부터 생성되는 임의접속 프리앰블의 수가 감소된다. 따라서 셀의 크기가 커지면 복수의 루트 값을 사용해야 하므로 기지국은 사용 가능한 루트 세트를 시스템 정보에 담아 루트 세트가 포함된 시스템 정보를 단말기로 전송한다.
기지국은 임의접속 프리앰블을 검출할 때 단말기로부터 수신되는 임의접속 프리앰블의 상관도를 구하게 된다. 기지국이 임의접속 프리앰블을 검출하기 위해 루트 세트를 구성하는 모든 루트 값에 대해 상관도를 구하게 되면 기지국의 임의접속 프리앰블 검출 복잡도가 증가되는 문제점이 있다.
미래 통신망은 지상망과 위성망이 결합하거나 협동하는 방향으로 진화될 것으로 예상된다. LTE 기반의 위성망 시스템은 지상망에 비하여 매우 넓은 커버리지를 갖기 때문에 현재 지상망에서 사용되는 임의접속 방법으로는 임의접속 프리앰블의 검출 복잡도가 증가할 수밖에 없다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, LTE 기반의 위성망 시스템과 같이 넓은 커버리지를 갖는 통신 시스템에서 임의접속 절차 수행 시 임의접속 프리앰블의 검출 복잡도를 줄일 수 있는 임의접속 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위하여, 본 발명의 제1 측면에 따르면, 본 발명에 따른 임의접속 방법은, 단말기와 기지국 간의 임의접속 방법에 있어서, 상기 기지국이 루트 세트 중 순차적으로 선택된 루트 값을 포함하는 시스템 정보를 상기 단말기로 전송하는 시스템 정보 전송 단계와, 상기 단말기가 상기 시스템 정보를 바탕으로 임의접속 프리앰블을 생성하여 상기 기지국으로 전송하는 임의접속 프리앰블 전송 단계와, 상기 기지국이 임의접속 프리앰블의 도착 가능 구간을 설정하는 구간 설정 단계와, 상기 기지국이 상기 도착 가능 구간 내에서 상기 임의접속 프리앰블을 검출하는 임의접속 프리앰블 검출 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 시스템 정보 전송 단계는 상기 기지국이 상기 시스템 정보를 프레임마다 서브 프레임 단위로 전송하고, 상기 구간 설정 단계는 상기 기지국이 셀의 반경, 전파지연, 재전송, 왕복지연, 자원 할당 구간 중 적어도 하나를 고려하여 상기 도착 가능 구간을 설정하는 것을 특징으로 한다.
상기 임의접속 프리앰블 검출 단계는 상기 기지국이 상기 도착 가능 구간 내에서 상기 임의접속 프리앰블의 경계를 찾은 후 상기 임의접속 프리앰블로부터 파라미터를 추출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 본 발명에 따른 임의접속 방법은, 단말기와 기지국 간의 임의접속 방법에 있어서, 상기 기지국이 임의접속 프리앰블 생성에 사용되는 루트 값을 주기적으로 갱신하는 것을 특징으로 한다.
상기 기지국은 상기 루트 값을 프레임마다 서브 프레임 단위로 갱신하고, 상기 서브 프레임 단위는 전파지연, 재전송, 왕복지연 중 적어도 하나를 고려하여 설정되는 것을 특징으로 한다.
상기 기지국은 코드 북을 이용하여 루트 값을 순차적으로 선택함으로써 루트 값을 갱신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3 측면에 따르면, 본 발명에 따른 임의접속 방법은, 단말기와 기지국 간의 임의접속 방법에 있어서, 상기 기지국이 임의접속 프리앰블을 검출하기 위한 구간을 설정하는 구간 설정 단계와, 상기 기지국이 상기 단말기로부터 수신한 임의접속 프리앰블을 상기 구간 내에서 검출하는 임의접속 프리앰블 검출 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 임의접속 프리앰블 검출 단계는 상기 기지국이 상기 구간 내에서 상기 임의접속 프리앰블의 경계를 검출하는 경계 검출 과정과, 상기 경계가 검출된 임의접속 프리앰블로부터 파라미터를 추출하는 파라미터 추출 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 경계 검출 과정은 상기 기지국이 상기 임의접속 프리앰블의 순환 시프트 또는 반복구간을 이용하여 상기 임의접속 프리앰블의 경계를 검출하는 것을 특징으로 한다.
상기 기지국은 기 설정된 하나의 루트 값만을 이용하여 상기 임의접속 프리앰블을 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제4 측면에 따르면, 본 발명에 따른 임의접속 방법은, 단말기와 기지국 간의 임의접속 방법에 있어서, 상기 단말기가 상기 기지국으로부터 주기적으로 갱신되는 하나의 루트 값이 포함된 시스템 정보를 수신하는 시스템 정보 수신 단계와, 상기 단말기가 상기 시스템 정보를 바탕으로 임의접속 프리앰블을 생성하는 임의접속 프리앰블 생성 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 시스템 정보 수신 단계는 상기 단말기가 상기 기지국으로부터 프레임마다 서브 프레임 단위로 상기 시스템 정보를 수신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기지국이 루트 값을 주기적으로 갱신하여 하나의 루트 값이 포함된 시스템 정보를 단말기로 전송하고 단말기가 하나의 루트 값을 이용하여 임의접속 프리앰블을 생성하므로 기지국이 루트 세트에 포함된 모든 루트 값에 대하여 상관도를 구할 필요 없이 하나의 루트 값에 대한 상관도를 구하여 임의접속 프리앰블을 검출할 수 있기 때문에 임의접속 절차 시 임의접속 프리앰블의 검출 복잡도를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 기지국이 임의접속 프리앰블을 검출하기 위한 구간을 미리 설정하여 그 한정된 구간 내에서 이미 할당된 자원을 이용하여 임의접속 프리앰블을 검출하기 때문에 임의접속 프리앰블의 검출 복잡도를 더욱 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 임의접속 과정을 나타낸 신호 흐름도.
도 2는 임의접속 프리앰블의 구성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 의한 임의접속 과정을 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명에 의한 임의접속 프리앰블 검출 과정을 시간 순으로 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 임의접속 과정을 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 우선 단말기는 기지국으로부터 PSS 및 SSS를 수신하여 기지국과의 다운링크 동기화를 수행한다(S10). 단말기와 기지국 간의 동기화가 이루어지면 단말기는 기지국으로부터 브로드캐스팅 채널을 통해 시스템 정보를 수신한다(S20). 시스템 정보에는 임의접속 프리앰블을 생성하기 위한 인자가 포함되어 있다. 본 발명에 의한 시스템 정보에는 사용 가능한 루트 세트 중에서 기지국이 순차적으로 선택한 루트 값이 포함되어 있다. 시스템 정보는 프레임 마다 서브 프레임 단위로 단말기에 전송된다.
다음, 단말기는 기지국으로부터 수신한 시스템 정보를 바탕으로 임의접속 프리앰블을 생성하여 기지국으로 전송한다(S30). 단말기는 시스템 정보에 포함된 하나의 루트 값을 이용하여 64개의 후보 임의접속 프리앰블을 생성한다. 단말기는 64개의 후보 임의접속 프리앰블을 생성하기 위해 CS의 크기를 46으로 할당할 수 있다. 단말기는 64개의 후보 임의접속 프리앰블 중 하나를 선택하여 기지국으로 전송한다.
기지국은 임의접속 프리앰블의 도착 가능 구간을 설정한다(S40). 기지국은 자신의 셀 반경, 전파지연, 재전송, 왕복지연(latency delay), 자원 할당 구간 등의 정보를 알고 있기 때문에 이러한 정보를 이용하여 임의접속 프리앰블의 도착 가능 구간을 미리 설정할 수 있다.
기지국은 설정한 도착 가능 구간 내에서 수신된 임의접속 프리앰블을 검출한다(S50). 기지국은 단말기로 전송한 시스템 정보에 기 설정된 루트 값만을 이용하여 상관도를 구해 임의접속 프리앰블을 검출할 수 있다.
기지국의 임의접속 프리앰블 검출 과정은 임의접속 프리앰블의 도착 가능 구간 내에서 상관도를 통해 임의접속 프리앰블의 경계를 찾은 후 임의접속 프리앰블로부터 파라미터를 추출하는 과정으로 이루어진다.
기지국은 추출한 파라미터를 갖는 단말기로 프리앰블 ID, 접속승인 메시지, 타이밍 어드밴스(TA: Timing Advance)를 전송하여 업 링크 동기 획득을 통지하게 된다(S60).
단말기는 업 링크 동기를 획득하면 기지국으로부터 수신한 타이밍 어드밴스를 조절하여 기지국에 업 링크를 위한 자원 할당을 요청한다(S70).
도 4는 본 발명에 의한 임의접속 프리앰블 검출 과정을 시간 순으로 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, (a)는 기지국에서 단말기로 시스템 정보를 전송할 때의 시간 축을 나타낸 것이고, (b)는 기지국에서 단말기로부터 임의접속 프리앰블을 수신할 때의 시간 축을 나타낸 것이다.
도 4의 (a)에서 도면부호 Tf는 프레임 주기를 나타낸다. 프레임 주기는 10ms으로 설정되어 있다. 각 프레임은 복수의 서브 프레임으로 구성된다. 도면부호 ①, ②, ③, ④는 시스템 정보를 나타낸다. 시스템 정보는 하나의 서브 프레임에 들어 있으나 하나 이상의 서브 프레임을 차지할 수 있다. 시스템 정보가 차지하는 서브 프레임이 기지국에 의해 할당된 자원 할당 구간에 해당한다.
기지국은 프레임마다 서브 프레임 단위로 단말기에 시스템 정보를 전송한다. 서브 프레임 단위는 전파지연, 재전송, 왕복지연 등의 정보를 고려하여 다르게 설정될 수 있다.
시스템 정보는 각각 다른 루트 값을 포함한다. 기지국은 사용 가능한 루트 세트에서 루트 값을 순차적으로 선택하여 시스템 정보에 하나의 루트 값을 넣는다. 즉, 기지국은 임의접속 프리앰블 생성에 사용되는 루트 값을 주기적으로 갱신하여 이를 단말기에 전송한다. 기지국은 시스템 정보 전송 주기와 마찬가지로 프레임마다 서브 프레임 단위로 루트 값을 갱신한다. 기지국은 코드 북을 이용하여 루트 값을 순차적으로 선택함으로써 루트 값을 갱신하게 된다.
기지국이 프레임마다 서브 프레임 단위로 시스템 정보를 단말기로 전송한 후 기지국은 자신의 셀 반경, 전파지연, 재전송, 왕복지연 등의 정보를 이용하여 단말기로부터 전송되는 임의접속 프리앰블을 검출하기 위한 구간을 설정한다.
도 4의 (b)에서 도면부호 a, b, c는 지연 시간을 나타낸다. 도면부호 ①, ②, ③(색깔 표기)은 임의접속 프리앰블의 도착 가능 구간으로서 임의접속 프리앰블을 검출하기 위한 구간을 나타낸다.
기지국은 시스템 정보 ①을 전송하고 일정한 지연 시간 a 경과 후 임의접속 프리앰블 검출 구간을 ①(색깔 표기)과 같이 설정한다. 기지국은 프리앰블 검출 구간 ①(색깔 표기) 내에서 기 설정된 하나의 루트 값(제1 루트 값)을 이용하여 임의접속 프리앰블을 검출한다. 구체적으로 기지국은 임의접속 프리앰블 검출 구간 ①(색깔 표기) 내에서 임의접속 프리앰블의 경계를 검출한 후 경계가 검출된 임의접속 프리앰블로부터 파라미터를 추출하게 된다.
임의접속 프리앰블 경계는 임의접속 프리앰블의 순환 시프트 또는 반복구간을 이용하여 검출할 수 있다. 일반적으로 넓은 셀 반경을 갖는 무선 통신 시스템은 LOS(Line Of Sight) 채널이기 때문에 순환 시프트 또는 반복구간을 이용하여 상관도를 구함으로써 임의접속 프리앰블의 경계를 찾는 과정은 타당성을 갖는다.
마찬가지로 기지국은 시스템 정보 ②를 전송하고 일정한 지연 시간 b 경과 후 임의접속 프리앰블 검출 구간을 ②(색깔 표기)와 같이 설정한다. 기지국은 프리앰블 검출 구간 ②(색깔 표기) 내에서 기 설정된 하나의 루트 값(제2 루트 값)을 이용하여 임의접속 프리앰블을 검출한다. 또한 기지국은 시스템 정보 ③을 전송하고 일정한 지연 시간 c 경과 후 임의접속 프리앰블 검출 구간을 ③(색깔 표기)과 같이 설정한다. 기지국은 프리앰블 검출 구간 ③(색깔 표기) 내에서 기 설정된 하나의 루트 값(제3 루트 값)을 이용하여 임의접속 프리앰블을 검출한다.
여기서 임의접속 프리앰블 검출 구간의 길이가 서로 다름을 알 수 있다. 그것은 셀 반경, 전파지연, 재전송, 왕복지연, 자원 할당 구간 등의 값을 고려하여 임의접속 프리앰블 검출 구간이 설정되기 때문이다.
상관도를 구하는 과정은 루트 값이 시간 정보인지 주파수 정보인지에 따라 시간 영역에서 수행될 수도 있고 주파수 영역에서 수행될 수도 있다. 본 발명에 의하면 기지국이 시스템 정보와 지연시간을 바탕으로 임의접속 프리앰블 검출 구간에서 하나의 루트 값만을 이용하여 상관도를 구해 임의접속 프리앰블을 검출하기 때문에, 모든 구간에서 루트 세트의 모든 루트 값에 대한 상관도를 구해야 하는 종래 방식에 비하여 검출 복잡도가 크게 감소할 수 있게 된다.
예를 들어, 약 100km 셀 반경을 갖는 네트워크에서 간섭을 고려할 때 CS의 크기는 419 이상이 되어야 한다. CS의 크기가 419일 때 하나의 루트 값을 통해 발생시킬 수 있는 임의접속 프리앰블 개수는 2개이다. 따라서 64개의 후보 임의접속 프리앰블을 생성하기 위해서는 32개의 루트 값이 필요하다.
따라서 종래 방식에 의하면 기지국이 모든 샘플 구간에서 32개 루트 값에 대한 상관도를 구하여 임의접속 프리앰블을 검출해야 하므로 검출 복잡도가 매우 증가하게 된다. 그러나 본 발명에 의하면 셀 반경에 관계 없이 일정한 검출 구간에서 기 설정된 하나의 루트 값에 대해서만 상관도를 구해 임의접속 프리앰블을 검출할 수 있으므로 검출 복잡도가 현저하게 줄어들게 된다.
본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.

Claims (21)

  1. 단말기와 기지국 간의 임의접속 방법에 있어서,
    상기 기지국이 루트 세트 중 순차적으로 선택된 루트 값을 포함하는 시스템 정보를 상기 단말기로 전송하는 시스템 정보 전송 단계와,
    상기 단말기가 상기 시스템 정보를 바탕으로 임의접속 프리앰블을 생성하여 상기 기지국으로 전송하는 임의접속 프리앰블 전송 단계와,
    상기 기지국이 임의접속 프리앰블의 도착 가능 구간을 설정하는 구간 설정 단계와,
    상기 기지국이 상기 도착 가능 구간 내에서 상기 임의접속 프리앰블을 검출하는 임의접속 프리앰블 검출 단계를 포함하는 임의접속 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시스템 정보 전송 단계는 상기 기지국이 상기 시스템 정보를 프레임마다 서브 프레임 단위로 전송하는 것을 특징으로 하는 임의접속 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 구간 설정 단계는 상기 기지국이 셀의 반경, 전파지연, 재전송, 왕복지연, 자원 할당 구간 중 적어도 하나를 고려하여 상기 도착 가능 구간을 설정하는 것을 특징으로 하는 임의접속 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 임의접속 프리앰블 검출 단계는 상기 기지국이 상기 도착 가능 구간 내에서 상기 임의접속 프리앰블의 경계를 찾은 후 상기 임의접속 프리앰블로부터 파라미터를 추출하는 것을 특징으로 하는 임의접속 방법.
  5. 단말기와 기지국 간의 임의접속 방법에 있어서,
    상기 기지국이 임의접속 프리앰블 생성에 사용되는 루트 값을 주기적으로 갱신하는 것을 특징으로 하는 임의접속 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 루트 값을 프레임마다 서브 프레임 단위로 갱신하는 것을 특징으로 하는 임의접속 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 서브 프레임 단위는 전파지연, 재전송, 왕복지연 중 적어도 하나를 고려하여 설정되는 것을 특징으로 하는 임의접속 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 기지국이 상기 갱신된 루트 값을 시스템 정보에 포함하여 루트 값이 포함된 시스템 정보를 상기 단말기로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임의접속 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 시스템 정보를 브로드캐스팅 채널을 통해 상기 단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 임의접속 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 기지국은 코드 북을 이용하여 루트 값을 순차적으로 선택함으로써 루트 값을 갱신하는 것을 특징으로 하는 임의접속 방법.
  11. 단말기와 기지국 간의 임의접속 방법에 있어서,
    상기 기지국이 임의접속 프리앰블을 검출하기 위한 구간을 설정하는 구간 설정 단계와,
    상기 기지국이 상기 단말기로부터 수신한 임의접속 프리앰블을 상기 구간 내에서 검출하는 임의접속 프리앰블 검출 단계를 포함하는 임의접속 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 구간 설정 단계는 상기 기지국이 셀의 반경, 전파지연, 재전송, 왕복지연, 자원 할당 구간 중 적어도 하나를 고려하여 상기 구간을 설정하는 것을 특징으로 하는 임의접속 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 임의접속 프리앰블 검출 단계는 상기 기지국이 상기 구간 내에서 상기 임의접속 프리앰블의 경계를 검출하는 경계 검출 과정과,
    상기 경계가 검출된 임의접속 프리앰블로부터 파라미터를 추출하는 파라미터 추출 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 임의접속 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 경계 검출 과정은 상기 기지국이 상기 임의접속 프리앰블의 순환 시프트 또는 반복구간을 이용하여 상기 임의접속 프리앰블의 경계를 검출하는 것을 특징으로 하는 임의접속 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 기지국은 기 설정된 하나의 루트 값만을 이용하여 상기 임의접속 프리앰블을 검출하는 것을 특징으로 하는 임의접속 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 기지국이 상기 추출된 파라미터를 갖는 단말기에 업 링크 동기 획득을 통지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임의접속 방법.
  17. 단말기와 기지국 간의 임의접속 방법에 있어서,
    상기 단말기가 상기 기지국으로부터 주기적으로 갱신되는 하나의 루트 값이 포함된 시스템 정보를 수신하는 시스템 정보 수신 단계와,
    상기 단말기가 상기 시스템 정보를 바탕으로 임의접속 프리앰블을 생성하는 임의접속 프리앰블 생성 단계를 포함하는 임의접속 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 시스템 정보 수신 단계는 상기 단말기가 상기 기지국으로부터 프레임마다 서브 프레임 단위로 상기 시스템 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 임의접속 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 임의접속 프리앰블 생성 단계는 상기 단말기가 상기 하나의 루트 값을 이용하여 복수의 후보 임의접속 프리앰블을 생성하는 것을 특징으로 하는 임의접속 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 단말기가 상기 복수의 후보 임의접속 프리앰블 중 하나의 임의접속 프리앰블을 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임의접속 방법.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 시스템 정보 수신 단계는 상기 단말기가 상기 기지국으로부터 브로드캐스팅 채널을 통해 상기 시스템 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 임의접속 방법.
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