KR20110006597A - Method and apparatus for generating ranging preamble code in wireless communication system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드 생성 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a method and apparatus for generating a ranging preamble code in a wireless communication system.
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 규격은 2007년 ITU(International Telecommunication Union) 산하의 ITU-R(ITU-Radiocommunication Sector)에서 IMT(International Mobile Telecommunication)-2000을 위한 여섯 번째 규격으로 'WMAN-OFDMA TDD'라는 이름으로 채택된 바 있다. ITU-R은 IMT-2000 이후의 차세대 4G 이동통신 규격으로 IMT-Advanced 시스템을 준비하고 있다. IEEE 802.16 WG(Working Group)은 2006년 말 IMT-Advanced 시스템을 위한 규격으로 기존 IEEE 802.16e의 수정(amendment) 규격을 작성하는 것을 목표로 IEEE 802.16m 프로젝트의 추진을 결정하였다. 상기 목표에서 알 수 있듯이, IEEE 802.16m 규격은 IEEE 802.16e 규격의 수정이라는 과거의 연속성과 차세대 IMT-Advanced 시스템을 위한 규격이라는 미래의 연속성인 두 가지 측면을 내포하고 있다. 따라서, IEEE 802.16m 규격은 IEEE 802.16e 규격에 기반한 Mobile WiMAX 시스템과의 호환성(compatibility)을 유지하면서 IMT-Advanced 시스템을 위한 진보된 요구사항을 모두 만족시킬 것을 요구하고 있다.The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.16e standard is the sixth standard for the International Mobile Telecommunications (IMT-2000) in the ITU-Radiocommunication Sector (ITU-R) under the International Telecommunication Union (ITU) in 2007. It was adopted under the name OFDMA TDD '. ITU-R is preparing the IMT-Advanced system as the next generation 4G mobile communication standard after IMT-2000. The IEEE 802.16 Working Group (WG) decided to implement the IEEE 802.16m project in late 2006 with the aim of creating an amendment specification for the existing IEEE 802.16e as a standard for IMT-Advanced systems. As can be seen from the above objectives, the IEEE 802.16m standard implies two aspects: the past continuity of modification of the IEEE 802.16e standard and the future continuity of the specification for next generation IMT-Advanced systems. Therefore, the IEEE 802.16m standard is required to satisfy all the advanced requirements for the IMT-Advanced system while maintaining compatibility with the Mobile WiMAX system based on the IEEE 802.16e standard.
광대역 무선 통신 시스템의 경우 한정된 무선 자원의 효율성을 극대화하기 위하여 효과적인 송수신 기법 및 활용 방안들이 제안되어 왔다. 차세대 무선통신 시스템에서 고려되고 있는 시스템 중 하나가 낮은 복잡도로 심벌간 간섭(ISI; Inter-Symbol Interference) 효과를 감쇄시킬 수 있는 직교 주파수 분할 다중(OFDM; Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템이다. OFDM은 직렬로 입력되는 데이터 심벌을 N개의 병렬 데이터 심벌로 변환하여 각각 분리된 N개의 부반송파(subcarrier)에 실어 전송한다. 부반송파는 주파수 차원에서 직교성을 유지하도록 한다. 각각의 직교 채널은 상호 독립적인 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)을 경험하게 되고, 이에 따라 수신단에서의 복잡도가 감소하고 전송되는 심벌의 간격이 길어져 심벌간 간섭이 최소화될 수 있다.In the case of broadband wireless communication systems, effective transmission and reception techniques and utilization methods have been proposed to maximize the efficiency of limited radio resources. One of the systems considered in the next generation wireless communication system is an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system that can attenuate inter-symbol interference (ISI) effects with low complexity. OFDM converts serially input data symbols into N parallel data symbols and carries them on N subcarriers, respectively. The subcarriers maintain orthogonality in the frequency dimension. Each orthogonal channel experiences mutually independent frequency selective fading, thereby reducing complexity at the receiving end and lengthening the interval of transmitted symbols, thereby minimizing inter-symbol interference.
직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; 이하 OFDMA)은 OFDM을 변조 방식으로 사용하는 시스템에 있어서 이용 가능한 부반송파의 일부를 각 사용자에게 독립적으로 제공하여 다중 접속을 실현하는 다중 접속 방법을 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. OFDMA 시스템에서 주파수 선택적 스케줄링(frequency selective scheduling)을 통하여 다중 사용자에 대한 주파수 다이버시티(frequency diversity)를 얻을 수 있으며, 부반송파에 대한 순열(permutation) 방식에 따라 부반송파를 다양한 형태로 할당할 수 있다. 그리고 다중 안테나(multiple antenna)를 이용한 공간 다중화 기법으로 공간 영역의 효율성을 높일 수 있다.Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) refers to a multiple access method for realizing multiple access by independently providing each user with a portion of available subcarriers in a system using OFDM as a modulation method. 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. In an OFDMA system, frequency diversity scheduling can be obtained through frequency selective scheduling, and subcarriers can be allocated in various forms according to permutation schemes for subcarriers. In addition, the spatial multiplexing technique using multiple antennas can increase the efficiency of the spatial domain.
상향링크 제어 신호를 전송하기 위한 상향링크 제어 채널이 정의될 수 있다. 패스트 피드백 채널(fast feedback channel), HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 피드백 채널, 사운딩 채널(sounding channel), 레인징 채널(ranging channel), 대역폭 요청 채널(bandwidth request channel) 등의 다양한 종류의 상향링크 제어 채널이 정의될 수 있다. 패스트 피드백 채널은 CQI(Channel Quality Indicator) 및/또는 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 정보의 피드백을 나르며, 1차 패스트 피드백 채널(primary fast feedback channel) 및 2차 패스트 피드백 채널(secondary fast feedback channel)으로 나뉠 수 있다. HARQ 피드백 채널은 데이터 전송에 대한 응답으로 ACK(Acknowledgement)/NACK(Non-acknowledgement) 신호를 전송하기 위한 채널이다. 사운딩 채널은 상향링크 폐루프(closed-loop) MIMO 전송과 상향링크 스케줄링을 위한 상향링크 채널 응답으로 사용될 수 있다. 대역폭 요청 채널은 단말이 전송하고자 하는 상향링크 데이터 또는 제어 신호를 전송하기 위한 무선 자원을 요청하는 채널이다.An uplink control channel for transmitting an uplink control signal may be defined. Various types of uplink such as fast feedback channel, hybrid automatic repeat reQuest (HARQ) feedback channel, sounding channel, ranging channel, bandwidth request channel, etc. Control channels can be defined. The fast feedback channel carries feedback of channel quality indicator (CQI) and / or multiple-input multiple-output (MIMO) information, and includes a primary fast feedback channel and a secondary fast feedback channel. Can be divided into The HARQ feedback channel is a channel for transmitting an acknowledgment (ACK) / non-acknowledgement (NACK) signal in response to data transmission. The sounding channel may be used as an uplink channel response for uplink closed-loop MIMO transmission and uplink scheduling. The bandwidth request channel is a channel for requesting radio resources for transmitting uplink data or a control signal to be transmitted by the terminal.
레인징 채널은 상향링크 동기화를 위해 사용될 수 있다. 레인징 채널은 비동기 단말(non-synchronized MS)와 동기 단말(synchronized MS)을 위한 레인징 채널로 구분될 수 있다. 비동기 단말을 위한 레인징 채널은 초기 네트워크 진입(initial network entry) 및 핸드오버 중 목적 기지국(target base station)에 대한 레인징을 위해 사용될 수 있다. 비동기 단말을 위한 레인징 채널이 전송되기로 한 서브프레임에서 단말은 다른 어떤 상향링크 버스트(uplink burst) 또는 상향링크 제어 채널도 전송하지 않을 수 있다. 동기 단말을 위한 레인징 채널은 주기적 레인징을 위해 사용될 수 있다. 목적 기지국과 이미 동기화된 단말은 동기 단말을 위한 레인징 신호를 전송할 수 있다.The ranging channel may be used for uplink synchronization. The ranging channel may be divided into a ranging channel for a non-synchronized MS and a synchronized MS. The ranging channel for the asynchronous terminal may be used for ranging to a target base station during initial network entry and handover. In a subframe in which a ranging channel for an asynchronous terminal is to be transmitted, the terminal may not transmit any other uplink burst or uplink control channel. The ranging channel for the synchronous terminal may be used for periodic ranging. The terminal already synchronized with the target base station may transmit a ranging signal for the synchronization terminal.
레인징 채널을 통해 레인징 프리앰블 코드(ranging preamble code)가 전송될 수 있다. 레인징 프리앰블 코드로 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스 등의 다양한 종류의 코드 또는 시퀀스가 사용될 수 있다. 한편, 레인징 프리앰블 코드 간의 상관 관계가 낮을수록 레인징 채널의 검출 성능이 높아지며, 낮은 상관 관계를 유지하는 레인징 프리앰블 코드의 수가 많을수록 레인징 채널의 검출 성능이 높아진다.A ranging preamble code may be transmitted through the ranging channel. As the ranging preamble code, various kinds of codes or sequences such as a ZCoff (Zadoff-Chu) sequence may be used. On the other hand, the lower the correlation between the ranging preamble codes, the higher the detection performance of the ranging channel, and the larger the number of the ranging preamble codes maintaining the lower correlation, the higher the detection performance of the ranging channel.
따라서, 상관 관계가 낮은 코드 또는 시퀀스를 보다 많이 레인징 프리앰블 코드로 사용하기 위한 방법이 요구된다.Accordingly, what is needed is a method for using more low-correlation codes or sequences as ranging preamble codes.
본 발명의 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드 생성 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.An object of the present invention is to provide a method and apparatus for generating a ranging preamble code in a wireless communication system.
일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드(ranging preamble code) 생성 방법이 제공된다. 상기 방법은 복수의 레인징 프리앰블 코드들 중 하나를 생성하는 것을 포함하되, 상기 복수의 레인징 프리앰블 코드들은 NCS 단위로 순환 쉬프트(cyclic shift)가 적용된 padded ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스를 기반으로 하고, 상기 NCS는 시간 영역에서의 CP(cyclic prefix) 길이의 함수인 것을 특징으로 한다. 상기 NCS는 NCS=G*NFFT의 수학식에 의하여 결정될 수 있다. 상기 G는 프레임 구조(frame structure)에 따라 1/4, 1/8 또는 1/16 중 어느 하나일 수 있으며, 상기 NFFT는 대역폭 크기에 따라 512, 1024 또는 2048 중 어느 하나일 수 있다. 상기 NCS는 상기 CP 길이와 동일할 수 있다. 상기 padded ZC 시퀀스의 길이는 214 또는 216 중 어느 하나일 수 있다. 상기 방법은 상기 레인징 프리앰블 코드 정보를 수신하는 것을 더 포함하고, 상기 레인징 프리앰블 코드 정보는 주기적 레인징 프리앰블 코드들의 개수를 지시할 수 있다. 상기 레인징 프리앰블 코드 정보는 브로드캐스트 될 수 있다. 상기 방법은 상기 생성된 레인징 프리앰블 코드를 레인징 채널을 통해 기지국으로 전송하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 레인징 채널은 레인징 서브프레임(ranging subframe) 내에서 6개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌과 72개의 연속한 부반송파(subcarrier)를 포함할 수 있다. 상기 생성된 레인징 프리앰블 코드는 상기 레인징 채널에 3개의 OFDM 심벌에 걸쳐 맵핑되고 반복될 수 있다.In one aspect, a method for generating a ranging preamble code in a wireless communication system is provided. The method includes generating one of a plurality of ranging preamble codes, wherein the plurality of ranging preamble codes are based on a padded ZC (Zadoff-Chu) sequence to which a cyclic shift is applied in units of N CS . The N CS is a function of a cyclic prefix (CP) length in a time domain. The N CS may be determined by an equation of N CS = G * N FFT . The G may be any one of 1/4, 1/8, or 1/16 according to a frame structure, and the N FFT may be one of 512, 1024, or 2048 according to a bandwidth. The N CS may be equal to the CP length. The length of the padded ZC sequence may be either 214 or 216. The method may further include receiving the ranging preamble code information, wherein the ranging preamble code information may indicate the number of periodic ranging preamble codes. The ranging preamble code information may be broadcast. The method may further include transmitting the generated ranging preamble code to a base station through a ranging channel. The ranging channel may include six orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols and 72 consecutive subcarriers within a ranging subframe. The generated ranging preamble code may be mapped and repeated over three OFDM symbols on the ranging channel.
다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 레인징 프리앰블 코드 생성 장치가 제공된다. 상기 장치는 RF부, 및 상기 RF부와 연결되고 복수의 레인징 프리앰블 코드들 중 하나를 생성하는 프로세서를 포함하되, 상기 복수의 레인징 프리앰블 코드들은 NCS 단위로 순환 쉬프트가 적용된 padded ZC 시퀀스를 기반으로 하고, 상기 NCS는 시간 영역에서의 CP 길이의 함수인 것을 특징으로 한다. 상기 NCS는 수학식 NCS=G*NFFT에 의하여 결정될 수 있다. 상기 G는 프레임 구조에 따라 1/4, 1/8 또는 1/16 중 어느 하나일 수 있고, 상기 NFFT는 대역폭 크기에 따라 512, 1024 또는 2048 중 어느 하나일 수 있다. 상기 NCS는 상기 CP 길이와 동일할 수 있다.In another aspect, a ranging preamble code generation apparatus in a wireless communication system is provided. The apparatus includes an RF unit, and a processor connected to the RF unit and generating one of a plurality of ranging preamble codes, wherein the plurality of ranging preamble codes include a padded ZC sequence to which a cyclic shift is applied in units of N CS . Based on, the N CS is a function of the CP length in the time domain. The N CS may be determined by Equation N CS = G * N FFT . The G may be one of 1/4, 1/8 or 1/16 according to the frame structure, and the N FFT may be one of 512, 1024 or 2048 depending on the bandwidth. The N CS may be equal to the CP length.
셀간 간섭 또는 셀 내에서의 간섭을 방지하면서 레인징 채널에서 사용할 수 있는 레인징 프리앰블 코드의 개수를 증가시킬 수 있다. 이에 따라 시그널링 오버헤드(signaling overhead)를 방지할 수 있다.The number of ranging preamble codes that can be used in the ranging channel can be increased while preventing inter-cell interference or inter-cell interference. Accordingly, signaling overhead can be prevented.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 3은 상향링크 자원 구조의 일 예를 나타낸다.
도 4는 IEEE 802.16e 시스템의 초기 접속 레인징 채널 또는 핸드오버 레인징 채널의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 5는 IEEE 802.16e 시스템의 주기적 레인징 채널 또는 대역폭 요청 레인징 채널의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 6은 도 4 및 도 5에서 사용되는 레인징 코드를 생성하기 위한 PRBS(Pseudo Random Binary Sequence) 생성기의 블록도이다.
도 7은 IEEE 802.16m 시스템에서 주기적 레인징 채널의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 8은 IEEE 802.16m 시스템에서 주기적 레인징 채널의 구조의 또 다른 예를 나타낸다.
도 9는 동기 단말을 위한 레인징 채널의 구조의 일 예이다.
도 10은 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법의 일 실시예이다.
도 11은 제안된 레인징 프리앰블 생성 방법에 따른 순환 쉬프트 적용의 일 예이다.
도 12는 매크로 셀과 펨토 셀에서 서로 다른 순환 쉬프트 단위를 적용하는 예이다.
도 13은 2개의 단말에서 전송된 코드의 상관값의 최대치가 동일한 시간에 발생하는 경우의 일 예이다.
도 14는 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 따른 레인징 프리앰블 코드의 맵핑의 예이다.
도 15는 본 발명의 실시예가 구현되는 기지국 및 단말의 블록도이다.1 shows a wireless communication system.
2 shows an example of a frame structure.
3 shows an example of an uplink resource structure.
4 illustrates an example of a structure of an initial access ranging channel or a handover ranging channel of an IEEE 802.16e system.
5 shows an example of a structure of a periodic ranging channel or a bandwidth request ranging channel of the IEEE 802.16e system.
6 is a block diagram of a pseudo random binary sequence (PRBS) generator for generating a ranging code used in FIGS. 4 and 5.
7 shows an example of a structure of a periodic ranging channel in an IEEE 802.16m system.
8 shows another example of a structure of a periodic ranging channel in an IEEE 802.16m system.
9 is an example of a structure of a ranging channel for a synchronization terminal.
10 is an embodiment of a proposed ranging preamble code generation method.
11 is an example of applying a cyclic shift according to the proposed ranging preamble generation method.
12 illustrates an example of applying different cyclic shift units in a macro cell and a femto cell.
13 is an example of the case where the maximum value of a correlation value of codes transmitted from two terminals occurs at the same time.
14 is an example of mapping of a ranging preamble code according to the proposed ranging preamble code generation method.
15 is a block diagram of a base station and a terminal in which an embodiment of the present invention is implemented.
이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access)를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다. The following techniques include code division multiple access (CDMA), frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access (TDMA), orthogonal frequency division multiple access (OFDMA), single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA), and the like. It can be used in various wireless communication systems. CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000. TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE). OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA), or the like. IEEE 802.16m is an evolution of IEEE 802.16e and provides backward compatibility with systems based on IEEE 802.16e. UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS). 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Long Term Evolution (LTE) is part of Evolved UMTS (E-UMTS) using Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access (E-UTRA), which employs OFDMA in downlink and SC in uplink -FDMA is adopted. LTE-A (Advanced) is the evolution of 3GPP LTE.
설명을 명확하게 하기 위해, IEEE 802.16m을 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.For clarity, the following description focuses on IEEE 802.16m, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸다.1 illustrates a wireless communication system.
무선 통신 시스템(10)은 적어도 하나의 기지국(11; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 단말(12; User Equipment, UE은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(11)은 일반적으로 단말(12)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.The
단말은 하나의 셀에 속하는데, 단말이 속한 셀을 서빙 셀(serving cell)이라 한다. 서빙 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 서빙 기지국(serving BS)이라 한다. 무선통신 시스템은 셀룰러 시스템(cellular system)이므로, 서빙 셀에 인접하는 다른 셀이 존재한다. 서빙 셀에 인접하는 다른 셀을 인접 셀(neighbor cell)이라 한다. 인접 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 인접 기지국(neighbor BS)이라 한다. 서빙 셀 및 인접 셀은 단말을 기준으로 상대적으로 결정된다. The UE belongs to one cell, and the cell to which the UE belongs is called a serving cell. A base station that provides a communication service for a serving cell is called a serving BS. Since the wireless communication system is a cellular system, there are other cells adjacent to the serving cell. Another cell adjacent to the serving cell is called a neighbor cell. A base station that provides communication service for a neighbor cell is called a neighbor BS. The serving cell and the neighbor cell are relatively determined based on the terminal.
이 기술은 하향링크(downlink) 또는 상향링크(uplink)에 사용될 수 있다. 일반적으로 하향링크는 기지국(11)에서 단말(12)로의 통신을 의미하며, 상향링크는 단말(12)에서 기지국(11)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(11)의 일부분이고, 수신기는 단말(12)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(12)의 일부분이고, 수신기는 기지국(11)의 일부분일 수 있다.This technique can be used for downlink or uplink. In general, downlink means communication from the
도 2는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.2 shows an example of a frame structure.
도 2를 참조하면, 슈퍼프레임(SF; Superframe)은 슈퍼프레임 헤더(SFH; Superframe Header)와 4개의 프레임(frame, F0, F1, F2, F3)을 포함한다. 슈퍼프레임 내 각 프레임의 길이는 모두 동일할 수 있다. 각 슈퍼프레임의 크기는 20ms이고, 각 프레임의 크기는 5ms인 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 슈퍼프레임의 길이, 슈퍼프레임에 포함되는 프레임의 수, 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 등은 다양하게 변경될 수 있다. 프레임에 포함되는 서브프레임의 수는 채널 대역폭(channel bandwidth), CP(Cyclic Prepix)의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다.Referring to FIG. 2, a superframe (SF) includes a superframe header (SFH) and four frames (frames, F0, F1, F2, and F3). Each frame in the superframe may have the same length. The size of each superframe is 20ms and the size of each frame is illustrated as 5ms, but is not limited thereto. The length of the superframe, the number of frames included in the superframe, the number of subframes included in the frame, and the like may be variously changed. The number of subframes included in the frame may be variously changed according to a channel bandwidth and a length of a cyclic prefix (CP).
슈퍼프레임 헤더는 필수 시스템 파라미터(essential system parameter) 및 시스템 설정 정보(system configuration information)를 나를 수 있다. 슈퍼프레임 헤더는 슈퍼프레임 내 첫 번째 서브프레임 안에 위치할 수 있다. 슈퍼프레임 헤더는 1차 SFH(P-SFH; primary-SFH) 및 2차 SFH(S-SFH; secondary-SFH)로 분류될 수 있다. P-SFH와 S-SFH는 매 슈퍼프레임마다 전송될 수 있다. The superframe header may carry essential system parameters and system configuration information. The superframe header may be located in the first subframe in the superframe. The superframe header may be classified into primary SFH (P-SFH) and secondary SFH (S-SFH; secondary-SFH). P-SFH and S-SFH may be transmitted every superframe.
하나의 프레임은 다수의 서브프레임(subframe, SF0, SF1, SF2, SF3, SF4, SF5, SF6, SF7)을 포함한다. 각 서브프레임은 상향링크 또는 하향링크 전송을 위하여 사용될 수 있다. 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌 또는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)을 포함하고, 주파수 영역(frequency domain)에서 복수의 부반송파(subcarrier)를 포함한다. OFDM 심벌은 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 다중 접속 방식에 따라 OFDMA 심벌, SC-FDMA 심벌 등 다른 명칭으로 불릴 수 있다. 서브프레임은 5, 6, 7 또는 9개의 OFDM 심벌로 구성될 수 있으나, 이는 예시에 불과하며 서브프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 제한되지 않는다. 서브프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 채널 대역폭, CP의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 서브프레임이 포함하는 OFDM 심벌의 수에 따라 서브프레임의 타입(type)이 정의될 수 있다. 예를 들어, 타입-1 서브프레임은 6 OFDM 심벌, 타입-2 서브프레임은 7 OFDM 심벌, 타입-3 서브프레임은 5 OFDM 심벌, 타입-4 서브프레임은 9 OFDM 심벌을 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 하나의 프레임은 모두 동일한 타입의 서브프레임을 포함할 수 있다. 또는 하나의 프레임은 서로 다른 타입의 서브프레임을 포함할 수 있다. 즉, 하나의 프레임 내 각 서브프레임마다 포함하는 OFDM 심벌의 개수는 모두 동일하거나, 각각 다를 수 있다. 또는, 하나의 프레임 내 적어도 하나의 서브프레임의 OFDM 심벌의 개수는 상기 프레임 내 나머지 서브프레임의 OFDM 심벌의 개수와 다를 수 있다. One frame includes a plurality of subframes (subframe, SF0, SF1, SF2, SF3, SF4, SF5, SF6, SF7). Each subframe may be used for uplink or downlink transmission. One subframe includes a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols or an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) in a time domain, and includes a plurality of subcarriers in the frequency domain. do. The OFDM symbol is used to represent one symbol period, and may be called another name such as an OFDMA symbol or an SC-FDMA symbol according to a multiple access scheme. The subframe may be composed of 5, 6, 7, or 9 OFDM symbols, but this is only an example and the number of OFDM symbols included in the subframe is not limited. The number of OFDM symbols included in the subframe may be variously changed according to the channel bandwidth and the length of the CP. A type of a subframe may be defined according to the number of OFDM symbols included in the subframe. For example, the type-1 subframe may be defined to include 6 OFDM symbols, the type-2 subframe includes 7 OFDM symbols, the type-3 subframe includes 5 OFDM symbols, and the type-4 subframe includes 9 OFDM symbols. have. One frame may include subframes of the same type. Alternatively, one frame may include different types of subframes. That is, the number of OFDM symbols included in each subframe in one frame may be all the same or different. Alternatively, the number of OFDM symbols in at least one subframe in one frame may be different from the number of OFDM symbols in the remaining subframes in the frame.
프레임에는 TDD(Time Division Duplex) 방식 또는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 적용될 수 있다. TDD 방식에서, 각 서브프레임이 동일한 주파수에서 서로 다른 시간에 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 위해 사용된다. 즉, TDD 방식의 프레임 내의 서브프레임들은 시간 영역에서 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임으로 구분된다. FDD 방식에서, 각 서브프레임이 동일한 시간의 서로 다른 주파수에서 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 위해 사용된다. 즉, FDD 방식의 프레임 내의 서브프레임들은 주파수 영역에서 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임으로 구분된다. 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 주파수 대역을 차지하고, 동시에 이루어질 수 있다.A time division duplex (TDD) scheme or a frequency division duplex (FDD) scheme may be applied to the frame. In the TDD scheme, each subframe is used for uplink transmission or downlink transmission at different times at the same frequency. That is, subframes in a frame of the TDD scheme are classified into an uplink subframe and a downlink subframe in the time domain. In the FDD scheme, each subframe is used for uplink transmission or downlink transmission at different frequencies at the same time. That is, subframes in the frame of the FDD scheme are divided into an uplink subframe and a downlink subframe in the frequency domain. Uplink transmission and downlink transmission occupy different frequency bands and may be simultaneously performed.
하나의 OFDM 심벌은 복수의 부반송파를 포함하고, FFT 크기에 따라 부반송파의 개수가 결정된다. 부반송파는 데이터 전송을 위한 데이터 부반송파, 다양한 측정(estimation)을 위한 파일럿 부반송파, 가드 밴드(guard band) 및 DC 캐리어를 위한 공백 부반송파(null subcarrier)로 나뉠 수 있다. OFDM 심벌을 특징짓는 파라미터는 BW, Nused, n, G 등이다. BW는 명목상의 채널 대역폭(nominal channel bandwidth)이다. Nused는 사용되는 부반송파의 개수이다(DC 부반송파 포함). n은 샘플링 계수이다. n은 BW 및 Nused와 결합하여 부반송파 스페이싱(spacing) 및 유효 심벌 시간(useful symbol time)을 결정한다. G는 CP 길이와 유효 시간(useful time)의 비율이다. One OFDM symbol includes a plurality of subcarriers, and the number of subcarriers is determined according to the FFT size. The subcarriers may be divided into data subcarriers for data transmission, pilot subcarriers for various measurements, guard bands, and null subcarriers for DC carriers. Parameters that characterize an OFDM symbol are BW, N used , n, G, and the like. BW is the nominal channel bandwidth. N used is the number of subcarriers used (including DC subcarriers). n is a sampling coefficient. n is combined with BW and N used to determine subcarrier spacing and useful symbol time. G is the ratio of CP length to useful time.
아래 표 1은 OFDMA 파라미터를 나타낸다. Table 1 below shows OFDMA parameters.
ODFMA symbols
per 5ms frameNumber of
ODFMA symbols
per 5ms frame
ODFMA symbols
per 5ms frameNumber of
ODFMA symbols
per 5ms frame
ODFMA symbols
per 5ms frameNumber of
ODFMA symbols
per 5ms frame
ODFMA symbols
per 5ms frameNumber of
ODFMA symbols
per 5ms frame
ODFMA symbols
per 5ms frameNumber of
ODFMA symbols
per 5ms frame
ODFMA symbols
per 5ms frameNumber of
ODFMA symbols
per 5ms frame
표 1에서, NFFT는 Nused보다 큰 수 중에서 가장 작은 2n 가운데 가장 작은 파워(Smallest power of two greater than Nused)이고, 샘플링 인자 Fs=floor(n·BW/8000)×8000이며, 부반송파 스페이싱 Δf=Fs/NFFT이고, 유효 심벌 시간 Tb=1/Δf이며, CP 길이 Tg=G·Tb이고, OFDMA 심벌 시간 Ts=Tb+Tg이며, 샘플링 시간은 Tb/NFFT이다.In Table 1, N FFT is the most small 2 n in the water is greater than N used is the least power (Smallest power of two greater than N used), sampling factor F s = floor (n · BW / 8000) , and × 8000, Subcarrier spacing Δf = Fs / N FFT , effective symbol time Tb = 1 / Δf, CP length Tg = G · Tb, OFDMA symbol time Ts = Tb + Tg, and sampling time is Tb / N FFT .
서브프레임은 주파수 영역으로 복수의 물리 자원 유닛(PRU; Physical Resource Unit)을 포함한다. PRU는 자원 할당을 위한 기본 물리적 단위로, 시간 영역에서 연속적인(consecutive) 복수의 OFDM 심벌, 주파수 영역에서 연속적인 복수의 부반송파로 구성된다. PRU에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 하나의 서브프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 개수와 동일할 수 있다. 따라서, PRU 내 OFDM 심벌의 수는 서브프레임의 타입에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 하나의 서브프레임이 6 OFDM 심벌로 구성될 때, PRU는 18 부반송파 및 6 OFDM 심벌로 정의될 수 있다.The subframe includes a plurality of physical resource units (PRUs) in the frequency domain. The PRU is a basic physical unit for resource allocation and is composed of a plurality of OFDM symbols consecutive in the time domain and a plurality of subcarriers consecutive in the frequency domain. The number of OFDM symbols included in the PRU may be equal to the number of OFDM symbols included in one subframe. Thus, the number of OFDM symbols in the PRU may be determined according to the type of subframe. For example, when one subframe consists of 6 OFDM symbols, the PRU may be defined with 18 subcarriers and 6 OFDM symbols.
논리 자원 유닛(LRU; Logical Resource Unit)은 분산적(distributed) 자원 할당 및 연속적(contiguous) 자원 할당을 위한 기본적인 논리 단위이다. LRU는 복수의 OFDM 심벌과 복수의 부반송파로 정의되고, PRU에서 사용되는 파일럿들을 포함한다. 따라서, 하나의 LRU에서의 적절한 부반송파의 개수는 할당된 파일럿의 수에 의존한다. Logical Resource Units (LRUs) are basic logical units for distributed resource allocation and contiguous resource allocation. The LRU is defined by a plurality of OFDM symbols and a plurality of subcarriers and includes pilots used in a PRU. Thus, the appropriate number of subcarriers in one LRU depends on the number of pilots assigned.
분산적 논리 자원 유닛(DLRU; Distributed Logical Resource Unit)은 주파수 다이버시티 이득을 얻기 위하여 사용될 수 있다. DLRU는 하나의 주파수 파티션 내에 분산된 부반송파 그룹을 포함한다. DLRU의 크기는 PRU의 크기와 같다. DLRU를 형성하는 최소 단위는 타일(tile)로, 상향링크 타일의 크기는 6 부반송파 * Nsym OFDM 심벌이다. Nsym은 서브프레임 타입에 따라 달라질 수 있다.Distributed Logical Resource Units (DLRUs) may be used to obtain frequency diversity gains. The DLRU includes subcarrier groups distributed in one frequency partition. The size of the DLRU is equal to the size of the PRU. The minimum unit forming the DLRU is a tile, and the size of the uplink tile is 6 subcarriers * N sym OFDM symbols. N sym may vary depending on the subframe type.
연속적 논리 자원 유닛(CLRU; Contiguous Logical Resource Unit)은 주파수 선택적 스케줄링 이득을 얻기 위하여 사용될 수 있다. CLRU는 국부적 부반송파 그룹을 포함한다. CLRU의 크기는 PRU의 크기와 같다.Contiguous Logical Resource Units (CLRUs) may be used to obtain frequency selective scheduling gains. The CLRU includes a local subcarrier group. The size of the CLRU is equal to the size of the PRU.
도 3은 상향링크 자원 구조의 일 예를 나타낸다.3 shows an example of an uplink resource structure.
도 3을 참조하면, 상향링크 서브프레임은 적어도 하나의 주파수 파티션으로 나뉠 수 있다. 여기서, 서브프레임이 2개의 주파수 파티션(FP1, FP2)으로 나뉘는 것을 예시적으로 기술하나, 서브프레임 내 주파수 파티션의 수가 이에 제한되는 것은 아니다. 주파수 파티션의 개수는 최대 4개일 수 있다. 각 주파수 파티션은 FFR과 같은 다른 목적을 위하여 사용될 수 있다. Referring to FIG. 3, an uplink subframe may be divided into at least one frequency partition. Here, the subframe is divided into two frequency partitions (FP1, FP2) by way of example, but the number of frequency partitions in the subframe is not limited thereto. The number of frequency partitions may be up to four. Each frequency partition can be used for other purposes, such as FFR.
각 주파수 파티션은 적어도 하나의 PRU로 구성된다. 각 주파수 파티션은 분산된 자원 할당(distributed resource allocation) 및/또는 연속된 자원 할당(contiguous resource allocation)을 포함할 수 있다. 상기 분산된 자원 할당은 DLRU일 수 있으며, 상기 연속된 자원 할당은 CLRU일 수 있다. 여기서, 제2 주파수 파티션(FP2)은 분산된 자원 할당 및 연속된 자원 할당을 포함한다. 'Sc'는 부반송파를 의미한다.Each frequency partition consists of at least one PRU. Each frequency partition may include distributed resource allocation and / or contiguous resource allocation. The distributed resource allocation may be a DLRU, and the contiguous resource allocation may be a CLRU. Here, the second frequency partition FP2 includes distributed resource allocation and continuous resource allocation. 'Sc' means a subcarrier.
이하 레인징 채널의 구조에 대하여 설명한다.Hereinafter, the structure of the ranging channel will be described.
IEEE 802.16e 시스템에서 레인징 채널의 구조는 레인징 채널의 용도에 따라 달라질 수 있다. 레인징 채널은 초기 접속(initial access) 또는 핸드오버의 용도로 사용되거나, 또는 주기적 레인징(periodic ranging) 또는 대역폭 요청(bandwidth request)을 위해서 사용될 수 있다. 단말은 초기 상향링크의 시간 동기를 맞추기 위하여 초기 접속 레인징 채널을 전송할 수 있고, 다른 셀로의 핸드오버를 위하여 핸드오버 레인징 채널을 전송할 수 있다. 또는 시간 및 주파수 동기를 업데이트 하기 위하여 주기적 레인징 채널을 전송할 수 있고, 주파수 자원을 요청하기 위하여 대역폭 요청 레인징 채널을 전송할 수 있다. 레인징 채널의 종류 및 레인징 채널에 할당되는 시간 또는 주파수 자원의 할당 정보는 UL-MAP을 통해서 브로드캐스트 될 수 있다. The structure of the ranging channel in the IEEE 802.16e system may vary depending on the purpose of the ranging channel. The ranging channel may be used for initial access or handover, or may be used for periodic ranging or bandwidth request. The UE may transmit an initial access ranging channel to match time synchronization of an initial uplink, and may transmit a handover ranging channel for handover to another cell. Alternatively, a periodic ranging channel can be transmitted to update time and frequency synchronization, and a bandwidth request ranging channel can be transmitted to request frequency resources. Types of ranging channels and allocation information of time or frequency resources allocated to the ranging channels may be broadcast through UL-MAP.
도 4는 IEEE 802.16e 시스템의 초기 접속 레인징 채널 또는 핸드오버 레인징 채널의 구조의 일 예를 나타낸다.4 illustrates an example of a structure of an initial access ranging channel or a handover ranging channel of an IEEE 802.16e system.
도 4-(a)의 레인징 채널은 2개의 연속한 OFDM 심벌을 포함한다. 각 심벌 구간 동안 레인징 채널에서 동일한 레인징 코드가 2개의 심벌 사이에서 위상 불연속성(phase discontinuity) 없이 전송될 수 있다. 도 4-(b)의 레인징 채널은 4개의 연속한 OFDM 심벌을 포함한다. 기지국은 2개의 연속한 레인징 코드를 할당할 수 있고, 이에 따라 단말은 2개의 연속한 레인징 코드를 전송한다. 즉, 3번째 OFDM 심벌과 4번째 OFDM 심벌에서 사용되는 레인징 코드는 1번째 OFDM 심벌과 2번째 OFDM 심벌에서 사용되는 코드와 연속한 레인징 코드일 수 있다. 기지국은 도 4-(a) 또는 도 7-(b)의 레인징 채널 중 어느 하나를 선택하여 이를 단말로 브로드캐스트 할 수 있다. 예를 들어 채널 상태가 좋은 셀에서는 도 4-(a)의 레인징 채널 구조를 사용하고, 채널 상태가 좋지 않은 셀에서는 수신 에너지를 증가시키기 위하여 도 4-(b)의 레인징 채널 구조를 사용할 수 있다.The ranging channel of FIG. 4- (a) includes two consecutive OFDM symbols. The same ranging code in the ranging channel during each symbol period may be transmitted without phase discontinuity between two symbols. The ranging channel of Figure 4- (b) includes four consecutive OFDM symbols. The base station may allocate two consecutive ranging codes, and accordingly, the terminal transmits two consecutive ranging codes. That is, the ranging code used in the third OFDM symbol and the fourth OFDM symbol may be a ranging code consecutive to the code used in the first OFDM symbol and the second OFDM symbol. The base station may select any one of the ranging channels of FIGS. 4- (a) or 7- (b) and broadcast it to the terminal. For example, in a cell having a good channel state, the ranging channel structure of FIG. 4- (a) is used, and in a cell having a poor channel state, the ranging channel structure of FIG. 4- (b) is used to increase reception energy. Can be.
도 5는 IEEE 802.16e 시스템의 주기적 레인징 채널 또는 대역폭 요청 레인징 채널의 구조의 일 예를 나타낸다.5 shows an example of a structure of a periodic ranging channel or a bandwidth request ranging channel of the IEEE 802.16e system.
도 5-(a)의 레인징 채널은 1개의 OFDM 심벌을 포함한다. 하나의 OFDM 심벌 구간 동안 레인징 부채널(subchannel) 상에서 하나의 레인징 코드가 변조될 수 있다. 상기 레인징 부채널은 MAC(Media Access Control)에 의해서 동적으로 할당되고, UL-MAP에 의해서 지시될 수 있다. 도 5-(b)의 레인징 채널은 3개의 OFDM 심벌을 포함한다. 3개의 OFDM 심벌 구간 동안 레인징 부채널(subchannel) 상에서 3개의 연속한 레인징 코드가 변조될 수 있다. 상기 레인징 부채널은 MAC(Media Access Control)에 의해서 동적으로 할당되고, UL-MAP에 의해서 지시될 수 있다.The ranging channel of FIG. 5- (a) includes one OFDM symbol. One ranging code may be modulated on a ranging subchannel during one OFDM symbol period. The ranging subchannel may be dynamically allocated by a media access control (MAC) and may be indicated by a UL-MAP. The ranging channel of FIG. 5- (b) includes three OFDM symbols. Three consecutive ranging codes may be modulated on a ranging subchannel during three OFDM symbol periods. The ranging subchannel may be dynamically allocated by a media access control (MAC) and may be indicated by a UL-MAP.
도 6은 도 4 및 도 5에서 사용되는 레인징 코드를 생성하기 위한 PRBS(Pseudo Random Binary Sequence) 생성기의 블록도이다. 도 4 및 도 5에서 제시된 4개 종류의 레인징 채널은 서로 다른 레인징 코드를 가질 수 있다. 도 6의 PRBS 생성기는 PN 코드 생성식인 1+x1+x4+x7+x15를 이용하여 레인징 코드를 생성한다. 이때 PRBS의 초기값으로는 다양한 값이 사용될 수 있다. 예를 들어 PRS 의 초기값으로 {b14,b13,...,b1,b0}={0,0,1,0,0,1,0,1,1,s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6}이 사용될 수 있다. 여기서 {b6,...,b0}는 UL_PermBase를 나타내며, s6은 PRBS의 초기값의 LSB(Least Significant Bit) 및 Ul_PermBase의 MSB(Most Significant Bit)을 나타낼 수 있다. 상기의 PN 코드 생성식을 사용하여 총 256개의 레인징 코드가 생성될 수 있으며, 생성된 레인징 코드는 각 용도에 따라 구분된다. 예를 들어 처음 N개의 코드는 초기 접속 레인징의 용도로, 뒤이은 M개의 코드는 주기적 레인징의 용도로, 뒤이은 L개의 코드는 대역폭 요청 레인징의 용도로, 마지막 P개의 코드는 핸드오버 레인징의 용도로 사용될 수 있다. 각각의 용도로 사용되는 레인징 코드의 개수는 브로드캐스트 될 수 있다.6 is a block diagram of a pseudo random binary sequence (PRBS) generator for generating a ranging code used in FIGS. 4 and 5. The four types of ranging channels shown in FIGS. 4 and 5 may have different ranging codes. The PRBS generator of FIG. 6 generates a ranging code using 1 + x 1 + x 4 + x 7 + x 15, which is a PN code generation equation. In this case, various values may be used as the initial value of the PRBS. For example, the initial value of PRS is {b14, b13, ..., b1, b0} = {0,0,1,0,0,1,0,1,1, s0, s1, s2, s3, s4 , s5, s6} may be used. Here, {b6, ..., b0} may represent UL_PermBase, and s6 may represent LSB (Least Significant Bit) of initial value of PRBS and MSB (Most Significant Bit) of Ul_PermBase. A total of 256 ranging codes may be generated using the PN code generation equation, and the generated ranging codes are classified according to each use. For example, the first N codes are for initial access ranging, the next M codes for periodic ranging, the subsequent L codes for bandwidth request ranging, and the last P codes for handover. It can be used for the purpose of ranging. The number of ranging codes used for each purpose may be broadcast.
IEEE 802.16m 시스템에서 레인징 채널은 비동기 단말(non-synchronized MS)을 위한 레인징 채널과 동기 단말(synchronized MS)을 위한 레인징 채널로 나뉠 수 있다. 비동기 단말을 위한 레인징 채널은 단말의 초기 네트워크 진입(initial network entry) 및 핸드오버 중 목적 BS(target BS)에 대한 레인징의 용도로 사용될 수 있다. 동기 단말을 위한 레인징 채널은 주기적 레인징을 위해 사용될 수 있다. 목적 기지국과 이미 동기화된 단말은 동기 단말을 위한 레인징 신호를 전송할 수 있다.In the IEEE 802.16m system, a ranging channel may be divided into a ranging channel for a non-synchronized MS and a ranging channel for a synchronized MS. The ranging channel for the asynchronous terminal may be used for the purpose of ranging to the target BS during the initial network entry and handover of the terminal. The ranging channel for the synchronous terminal may be used for periodic ranging. The terminal already synchronized with the target base station may transmit a ranging signal for the synchronization terminal.
도 7은 IEEE 802.16m 시스템에서 주기적 레인징 채널의 구조의 일 예를 나타낸다.7 shows an example of a structure of a periodic ranging channel in an IEEE 802.16m system.
레인징 채널은 72개의 연속한 부반송파를 포함하는 1개의 서브밴드에 할당될수 있다. IEEE 802.16m 시스템의 주기적 레인징 채널은 1개의 서브밴드와 1개의 OFDM 심벌을 기본 구조로 할 수 있다. 또한 보다 넓은 영역을 커버하기 위하여 상기 기본 구조가 시간 영역에서 반복될 수 있다. 시간 영역에서 상기 기본 구조가 반복되는 횟수는 2회 또는 3회일 수 있다. 기본 구조가 2회 반복된다면 하나의 서브프레임 내에서 3번의 레인징 채널의 전송 기회가 있게 되고, 보다 넓은 영역을 커버하기 위하여 기본 구조를 3회 반복한다면 하나의 서브프레임 내에서 2번이 레인징 채널의 전송 기회가 생긴다. 매크로 셀(macro cell)에서 기본 구조의 반복 횟수가 2회일 때 3번의 레인징 채널의 전송 기회는 하나의 서브프레임 내에 할당된다. 매크로 셀의 크기가 크지 않다면, 시간 영역에서의 기본 구조의 반복은 필요하지 않을 수 있으며 남은 부반송파는 펨토 셀과 마찬가지로 데이터 자원 블록으로 사용될 수 있다. 또한, 10MHz의 대역폭에서 매 M개의 서브프레임마다 하나의 서브프레임이 레인징 채널에 할당될 수 있다.The ranging channel may be allocated to one subband including 72 consecutive subcarriers. The periodic ranging channel of the IEEE 802.16m system may have a basic structure of one subband and one OFDM symbol. The basic structure can also be repeated in the time domain to cover a wider area. The number of times the basic structure is repeated in the time domain may be two or three times. If the basic structure is repeated twice, there is an opportunity to transmit three ranging channels in one subframe, and if the basic structure is repeated three times to cover a larger area, the ranging is performed twice in one subframe. There is a transmission opportunity for the channel. When the number of repetitions of the basic structure is two in a macro cell, transmission opportunities of three ranging channels are allocated in one subframe. If the size of the macro cell is not large, repetition of the basic structure in the time domain may not be necessary, and the remaining subcarriers may be used as data resource blocks like the femto cell. In addition, one subframe may be allocated to a ranging channel for every M subframes at a bandwidth of 10 MHz.
도 8은 IEEE 802.16m 시스템에서 주기적 레인징 채널의 구조의 또 다른 예를 나타낸다. 도 8의 레인징 채널은 펨토 셀에서 사용될 수 있다. 펨토 셀에서 레인징 채널은 데이터 채널과 TDM 방식으로 다중화될 수 있다. 레인징 채널은 하나의 서브프레임 내에서 72개의 연속한 부반송파를 포함하는 1개의 서브밴드와 1개의 OFDM 심벌을 차지할 수 있으며, 나머지 부반송파는 5개의 OFDM 심벌에 해당하는 CRU를 형성할 수 있다. 이와 같이 펨토 셀에서 레인징 채널과 데이터 채널이 TDM 방식으로 다중화되는 경우 시간 동기를 정확하게 맞추고 보다 높은 스펙트럴(spectral) 효율을 달성할 수 있는 반면에, 하나의 서브프레임 내에 2가지 종류의 PRU가 존재한다는 단점이 있다.8 shows another example of a structure of a periodic ranging channel in an IEEE 802.16m system. The ranging channel of FIG. 8 may be used in a femto cell. The ranging channel in the femto cell may be multiplexed with the data channel in a TDM manner. The ranging channel may occupy one subband and one OFDM symbol including 72 consecutive subcarriers in one subframe, and the remaining subcarriers may form a CRU corresponding to five OFDM symbols. As such, when the ranging channel and the data channel are multiplexed by the TDM scheme in the femto cell, time synchronization can be precisely achieved and higher spectral efficiency can be achieved, while two types of PRUs are included in one subframe. The disadvantage is that it exists.
도 9는 동기 단말을 위한 레인징 채널의 구조의 일 예이다.9 is an example of a structure of a ranging channel for a synchronization terminal.
동기 단말을 위한 레인징 채널은 72개의 부반송파와 하나의 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심벌부터 시작하는 6개의 OFDM 심벌을 차지할 수 있다. 동기 단말을 위한 레인징 채널은 72개의 부반송파와 3개의 OFDM 심벌을 차지하며 레인징 프리앰블 코드로부터 생성되는 기본 유닛(basic unit)과 이를 1번 반복한 반복 유닛(repeated unit)으로 구성될 수 있다. Tb는 표 1의 유효 심벌 시간, Tg는 CP 길이를 의미한다. 처음 3개의 OFDM 심벌은 기본 유닛에 할당되고, 다음 3개의 OFDM 심벌은 반복 유닛에 할당된다. The ranging channel for the synchronous terminal may occupy six OFDM symbols starting from the first OFDM symbol of 72 subcarriers and one subframe. The ranging channel for the synchronous terminal occupies 72 subcarriers and 3 OFDM symbols, and may be composed of a basic unit generated from a ranging preamble code and a repeated unit repeated this once. Tb is the effective symbol time of Table 1, Tg is the CP length. The first three OFDM symbols are assigned to the base unit and the next three OFDM symbols are assigned to the repeating unit.
레인징 채널에서 사용되는 레인징 프리앰블 코드로 수학식 1의 시퀀스가 사용될 수 있다.As the ranging preamble code used in the ranging channel, the sequence of
수학식 1에서 ZC=71일 수 있다. m은 각 셀에서 순환 쉬프트(cyclic shift) 값을 나타내며, {0,10,20,30,40,50,60} 중 어느 하나일 수 있다. 각 셀에서 u=1,...,70에 대해서 각각 7개의 시퀀스가 할당되므로, 총 490개의 시퀀스가 사용될 수 있다. 주파수 영역에서 상기 m을 기반으로 하여 순환 쉬프트가 적용되며, 복수의 레인징 프리앰블 코드가 생성된다. 모든 루트 인덱스(root index)는 하나의 셀 내에서 사용되며, 서로 다른 순환 쉬프트 값이 인접한 셀에서 사용된다.In
루트 인덱스가 r이며 길이가 NZC인 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스는 수학식 2에 의해서 정의될 수 있다. ZC 시퀀스는 레인징 채널의 레인징 프리앰블 코드로 사용될 수 있다.A ZC (Zadoff-Chu) sequence having a root index of r and a length of N ZC may be defined by
q는 임의의 자연수일 수 있다. q=0인 경우 길이가 홀수인 ZC 시퀀스는 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.q can be any natural number. When q = 0, an odd-length ZC sequence may be represented by
수학식 2 또는 수학식 3에서 NZC가 소수(prime number)일 때 자기 상관(auto-correlation), 교차 상관(cross-corrlelation) 등의 특성을 해치지 않으면서 루트 인덱스로 0부터 NZC-1까지의 자연수를 모두 사용할 수 있다.In
ZC 시퀀스를 정의한 영역(domain)에서 순환 쉬프트를 적용할 수 있다. 즉, 시간 영역에서 ZC 시퀀스를 정의한 경우 ZC 시퀀스가 시간 영역에서 순환 쉬프트 될 수 있으며, 주파수 영역에서 ZC 시퀀스를 정의한 경우 ZC 시퀀스가 시간 영역에서 순환 쉬프트 될 수 있다. 어느 영역에서 정의되던지 간에 q=0일 경우 순환 쉬프트를 적용한 ZC 시퀀스는 수학식 와 같이 나타낼 수 있다.Cyclic shift can be applied in the domain where the ZC sequence is defined. That is, when the ZC sequence is defined in the time domain, the ZC sequence may be cyclically shifted in the time domain. When the ZC sequence is defined in the frequency domain, the ZC sequence may be cyclically shifted in the time domain. When q = 0 is defined in any region, the ZC sequence to which the cyclic shift is applied may be expressed as in Equation.
수학식 5는 수학식 4의 변형이다.
수학식 5에서 xr,ν(n)은 루트 인덱스가 r이며 ν번째 순환 쉬프트 된 시퀀스를 나타내며, Cν는 ν번째 순환 쉬프트 값을 나타낸다.In
루트 인덱스 r의 길이가 NZC인 GCL(Generalized Chirp-Like) 시퀀스는 수학식 6에 의해서 정의될 수 있다. GCL 시퀀스도 레인징 채널의 레인징 프리앰블 코드로 사용될 수 있다.A generalized chirp-like (GCL) sequence having a length of the root index r N ZC may be defined by
수학식 6에서 q는 임의의 자연수일 수 있다.In
루트 인덱스가 r이며 길이가 NZC인 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스를 기반으로 길이 NZC+n인 extended ZC 시퀀스(또는 padded ZC 시퀀스)는 수학식 7에 의해서 정의될 수 있다. extended ZC 시퀀스도 레인징 채널의 레인징 프리앰블 코드로 사용될 수 있다.An extended ZC sequence (or padded ZC sequence) of length N ZC + n based on a ZC (Zadoff-Chu) sequence having a root index of r and length N ZC may be defined by
q는 임의의 자연수일 수 있다. q=0인 경우 길이가 홀수인 ZC 시퀀스는 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.q can be any natural number. If q = 0, the odd-length ZC sequence may be represented by
수학식 7 또는 수학식 8에서 NZC가 소수(prime number)일 때 자동 상관(auto-correlation), 교차 상관(cross-corrlelation) 등의 특성을 해치지 않으면서 루트 인덱스로 0부터 NZC-1까지의 자연수를 모두 사용할 수 있다.In
이하 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법을 실시예를 통해 기술하도록 한다.Hereinafter, the proposed ranging preamble code generation method will be described through an embodiment.
제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법은 시그널링 오버헤드를 줄이면서 레인징 채널을 통해 전송되는 레인징 프리앰블 코드로 사용하기 위한 코드의 수를 증가시키기 위하여 적용될 수 있다. 이하의 실시예에서는 레인징 채널이 특정 구조를 가지며 레인징 프리앰블 코드로 ZC 시퀀스 또는 extended ZC 시퀀스가 사용되는 것을 예시로 하고 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 다양한 종류의 레인징 채널의 구조가 적용될 수 있고, 또한 편의상 제안된 발명은 레인징 프리앰블 코드로 ZC 시퀀스를 이용하는 것을 가정하나, 이에 제한되지 않고 GCL 시퀀스, 변형된 ZC 시퀀스 또는 변형된 GCL 시퀀스 등을 사용할 수 있다. 변형된 ZC 시퀀스 또는 변형된 GCL 시퀀스로서 순환 확장(cyclic extention)된 시퀀스 또는 zero-padded된 시퀀스 등이 사용될 수 있다.The proposed ranging preamble code generation method can be applied to increase the number of codes for use as the ranging preamble code transmitted through the ranging channel while reducing signaling overhead. In the following exemplary embodiment, the ranging channel has a specific structure and a ZC sequence or an extended ZC sequence is used as the ranging preamble code, but is not limited thereto. Various types of ranging channels may be applied, and for convenience, the proposed invention assumes that a ZC sequence is used as a ranging preamble code, but is not limited thereto. A GCL sequence, a modified ZC sequence, or a modified GCL sequence may be used. Can be used. As a modified ZC sequence or a modified GCL sequence, a cyclic extented sequence or a zero-padded sequence may be used.
주기적 레인징 채널에 사용되는 레인징 프리앰블 코드로서 u번째 루트 인덱스를 가지는 ZC 시퀀스는 주파수 영역에서 수학식 9에 의해서 정의될 수 있다.A ZC sequence having a u-th root index as a ranging preamble code used for a periodic ranging channel may be defined by
수학식 9에서 NZC는 소수이며 ZC 시퀀스의 길이를 나타낸다. NZC가 소수일 때 루트 인덱스가 서로 다른 ZC 시퀀스는 낮은 교차 상관 특성을 가진다. 예를 들어 NZC=71인 경우 1부터 70(NZC-1)까지의 서로 다른 루트 인덱스를 가진 ZC 시퀀스가 의 낮은 교차 상관 특성을 가진다. 마찬가지로 NZC=139인 경우 1부터 138(NZC-1)까지의 서로 다른 루트 인덱스를 가진 ZC 시퀀스가 의 낮은 교차 상관 특성을 가진다. 즉, ZC 시퀀스의 낮은 교차 상관 특성을 유지하는 코드의 개수는 NZC-1개이다. In
한편, ZC 시퀀스는 자기 상관 특성도 우수하다. 특히, ZC 시퀀스가 시간 영역에서 순환 쉬프트 되는 경우, 서로 다른 순환 쉬프트 값을 가지는 각각의 코드 는 상관 관계가 0이 되는 특성을 가진다. 즉, 시간 영역에서 서로 다른 순환 쉬프트 값을 적용한 각각의 코드를 사용하는 경우 보다 많은 코드를 사용할 수 있으면서도 성능의 저하를 피할 수 있다. ZC 시퀀스의 루트 인덱스를 고려하는 경우, 서로 다른 루트 인덱스를 가지는 ZC 시퀀스를 사용하기보다 루트 인덱스가 동일하면서 서로 다른 순환 쉬프트 값을 적용한 ZC 시퀀스를 사용함으로써 전체적인 코드 간의 교차 상관 특성을 감소시킬 수 있다. 이에 따라 ZC 시퀀스의 검출 성능을 보다 높일 수 있다. 즉, 레인징 채널의 레인징 프리앰블 코드를 생성함에 있어서, 보다 많은 코드를 사용하기 위하여 루트 인덱스 외에 순환 쉬프트 값을 고려할 필요가 있다.On the other hand, the ZC sequence also has excellent autocorrelation characteristics. In particular, when a ZC sequence is cyclically shifted in the time domain, each code having a different cyclic shift value has a characteristic of having a correlation of zero. That is, when each code is applied with different cyclic shift values in the time domain, more codes can be used and performance degradation can be avoided. When considering the root indices of ZC sequences, cross-correlation between codes can be reduced by using ZC sequences with the same root index and different cyclic shift values, rather than using ZC sequences with different root indices. . As a result, the detection performance of the ZC sequence can be further improved. That is, in generating the ranging preamble code of the ranging channel, it is necessary to consider the cyclic shift value in addition to the root index in order to use more codes.
도 10은 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법의 일 실시예이다.10 is an embodiment of a proposed ranging preamble code generation method.
단계 S100에서 단말은 기지국으로부터 레인징 프리앰블 코드 정보를 수신한다. 상기 레인징 프리앰블 코드 정보는 S-SFH 등을 통하여 브로드캐스트 될 수 있다. 상기 레인징 프리앰블 코드 정보는 레인징 채널에 할당되는 주파수 영역 및 시간 영역에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 레인징 프리앰블 코드 정보는 레인징 채널을 구성하는 레인징 프리앰블 코드를 생성하기 위한 다양한 종류의 파라미터(parameter)를 포함할 수 있으며, 특히 셀 내에서 사용 가능한 루트 인덱스들 중 시작 루트 인덱스(r0)에 관한 파라미터 및 주기적 레인징 프리앰블 코드들의 개수를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.In step S100, the terminal receives ranging preamble code information from the base station. The ranging preamble code information may be broadcast through S-SFH. The ranging preamble code information may include information on a frequency domain and a time domain allocated to a ranging channel. The ranging preamble code information may include various types of parameters for generating a ranging preamble code constituting a ranging channel. In particular, the ranging preamble code information may include a starting root index (r 0) among the root indices available in a cell. ) And information indicating the number of periodic ranging preamble codes.
단계 S110에서 단말은 복수의 레인징 프리앰블 코드 중 하나를 생성한다. 단말은 시간 또는 주파수 영역 중 어느 하나의 영역을 임의로 선택하고, 선택된 영역에서 루트 인덱스를 증가시키면서 복수의 레인징 프리앰블 코드를 결정하고, 상기 복수의 레인징 프리앰블 코드 중 하나를 임의로 선택하여 생성한다.In step S110, the terminal generates one of a plurality of ranging preamble codes. The UE randomly selects one of the time and frequency domains, determines a plurality of ranging preamble codes while increasing the root index in the selected region, and randomly selects one of the plurality of ranging preamble codes and generates the generated preamble codes.
단말은 순환 쉬프트 값을 적용한 ZC 시퀀스를 레인징 프리앰블 코드로 사용할 수 있다.The UE may use the ZC sequence to which the cyclic shift value is applied as the ranging preamble code.
예를 들어 수학식 10과 같이 순환 쉬프트 된 ZC 시퀀스가 레인징 프리앰블 코드로 사용될 수 있다.For example, a cyclically shifted ZC sequence may be used as a ranging preamble code as shown in
p는 루트 인덱스가 r인 ZC 시퀀스로부터 s번 순환 쉬프트 되어 결정된 레인징 프리앰블 코드의 인덱스이다. NCS는 순환 쉬프트의 단위이며, 레인징 채널에서 사용되는 레인징 프리앰블 코드가 시간 영역에서 순환 쉬프트 되는 단위를 나타낸다. NRP는 레인징 프리앰블 코드의 길이이다. p is the index of the ranging preamble code determined cyclically shifted s times from the ZC sequence whose root index is r. N CS is a unit of cyclic shift and indicates a unit in which a ranging preamble code used in a ranging channel is cyclically shifted in the time domain. N RP is the length of the ranging preamble code.
수학식 11에 의해 정의된 순환 쉬프트 된 ZC 시퀀스가 레인징 프리앰블 코드로 사용될 수 있다. 이는 대역폭에 따른 FFT 크기(NFFT)를 기반으로 순환 쉬프트 된 ZC 시퀀스이다.The cyclically shifted ZC sequence defined by
p는 루트 인덱스가 r인 ZC 시퀀스로부터 s번 순환 쉬프트 되어 결정된 레인징 프리앰블 코드의 인덱스이다. NCS는 순환 쉬프트의 단위이며, 레인징 채널에서 사용되는 레인징 프리앰블 코드가 시간 영역에서 순환 쉬프트 되는 단위를 나타낸다. NRP는 레인징 프리앰블 코드의 길이이다.p is the index of the ranging preamble code determined cyclically shifted s times from the ZC sequence whose root index is r. N CS is a unit of cyclic shift and indicates a unit in which a ranging preamble code used in a ranging channel is cyclically shifted in the time domain. N RP is the length of the ranging preamble code.
또한, 수학식 12에 의해서 정의된 순환 쉬프트 된 ZC 시퀀스가 레인징 프리앰블 코드로 사용될 수 있다.In addition, a cyclically shifted ZC sequence defined by
p는 루트 인덱스가 r인 ZC 시퀀스로부터 s번 순환 쉬프트 되어 결정된 레인징 프리앰블 코드의 인덱스이다. NCS는 순환 쉬프트의 단위이며, 레인징 채널에서 사용되는 레인징 프리앰블 코드가 시간 영역에서 순환 쉬프트 되는 단위를 나타낸다. NRP는 레인징 프리앰블 코드의 길이이다. N은 시퀀스에 대응되는 시간 영역에서의 샘플의 개수이다. 즉, 레인징 프리앰블 코드의 길이 또는 FFT의 크기가 아닌 시간 영역에서의 샘플의 개수만을 가지고 시간 영역에서 순환 쉬프트를 적용하는 것이 가능하다.p is the index of the ranging preamble code determined cyclically shifted s times from the ZC sequence whose root index is r. N CS is a unit of cyclic shift and indicates a unit in which a ranging preamble code used in a ranging channel is cyclically shifted in the time domain. N RP is the length of the ranging preamble code. N is the number of samples in the time domain corresponding to the sequence. That is, it is possible to apply cyclic shift in the time domain with only the number of samples in the time domain, not the length of the ranging preamble code or the size of the FFT.
한편, 일반적으로 주파수 영역에서 자원 할당 단위가 짝수이므로 그 길이를 맞추기 위하여 ZC 시퀀스의 앞 또는 뒤에 0을 추가하여 사용할 수 있다. 또는 ZC 시퀀스의 앞 또는 뒤에 각각 순환 전치(cyclic prefix) 또는 순환 후치(cyclic postfix)를 붙여 ZC 시퀀스의 길이를 짝수가 되게 할 수 있다. 수학식 13은 ZC 시퀀스의 뒤에 순환 후치를 추가하여 결정된 확장된 ZC 시퀀스를 나타낸다.On the other hand, in general, since the resource allocation unit is even in the frequency domain, 0 may be added before or after the ZC sequence to match the length. Alternatively, the length of the ZC sequence may be even by attaching a cyclic prefix or a cyclic postfix before or after the ZC sequence, respectively.
상기와 같이 레인징 프리앰블 코드에 순환 쉬프트를 적용함에 있어서, 순환 쉬프트 단위를 CP의 함수인 어떤 고정된 값으로 할 수 있다.In applying the cyclic shift to the ranging preamble code as described above, the cyclic shift unit may be any fixed value that is a function of CP.
일반적으로 초기 접속 레인징 채널 또는 핸드오버 레인징 채널에서 순환 쉬프트 단위는 셀에서 최대 지원 가능한 반경에 따른 최대 왕복 지연(maximum round-trip delay) 시간 또는 최대 지연 스프레드(maximum delay spread)의 함수로 결정될 수 있다. 반면에 주기적 레인징 채널은 기지국과 단말이 동기화된 상태에서 전송되는 채널이므로, 초기 접속 레인징 채널 또는 핸드오버 레인징 채널과 같이 큰 순환 쉬프트 단위가 필요하지 않다. 따라서 주기적 레인징 채널에서 순환 쉬프트 단위를 시그널링 없이 미리 고정된 값을 사용할 수 있다. 상기 고정된 값은 데이터 채널에서 사용되는 CP의 길이의 함수로 결정될 수 있다. 예를 들어 5 MHz 대역폭에서 CP 길이인 Tg가 Tg=1/4*Tb, Tg=1/8*Tb 또는 Tg=1/16*Tb 중 어느 하나일 때, 대역폭에 따른 CP의 샘플 개수인 Ng는 각각 128(512/4), 64(512/8) 또는 32(512/16)일 수 있다. 상기 1/4, 1/8 또는 1/16은 표 1의 CP 길이와 유효 심벌 구간의 비율을 나타내는 G이며, Tb는 유효 심벌 구간을 나타낸다. 또한 512는 5 MHz 대역폭에서 FFT 크기인 Nb이며, 10 MHz, 20 MHz 대역폭에서 상기 Nb는 각각 1024, 2048일 수 있다. 시간 영역에서 순환 쉬프트 값은 상기 Ng의 함수로 표현할 수 있다. 각 프레임 구조에서 CP의 길이는 최대 지연 스프레드를 고려하여 결정되므로 CP의 길이와 동일한 길이의 순환 쉬프트 단위를 사용함으로써 지연 스프레드의 영향을 방지할 수 있다. In general, in the initial access ranging channel or the handover ranging channel, the cyclic shift unit is determined as a function of the maximum round-trip delay time or the maximum delay spread according to the maximum supportable radius in the cell. Can be. On the other hand, since the periodic ranging channel is a channel transmitted when the base station and the terminal are synchronized, a large cyclic shift unit such as an initial access ranging channel or a handover ranging channel is not required. Therefore, a fixed value may be used in advance without signaling the cyclic shift unit in the periodic ranging channel. The fixed value may be determined as a function of the length of the CP used in the data channel. For example, when Tg, the CP length, at 5 MHz bandwidth is any of Tg = 1/4 * Tb, Tg = 1/8 * Tb, or Tg = 1/16 * Tb, Ng is the number of samples of CP according to the bandwidth. May be 128 (512/4), 64 (512/8) or 32 (512/16), respectively. The 1/4, 1/8, or 1/16 is a G representing the ratio of the CP length and the effective symbol interval in Table 1, and Tb represents an effective symbol interval. In addition, 512 is Nb which is an FFT size in a 5 MHz bandwidth, and Nb may be 1024 and 2048 in a 10 MHz and 20 MHz bandwidth, respectively. The cyclic shift value in the time domain may be expressed as a function of Ng. Since the length of the CP in each frame structure is determined in consideration of the maximum delay spread, the influence of the delay spread can be prevented by using a cyclic shift unit having the same length as the length of the CP.
또는 최대 지연 스프레드 이상으로 동기가 어긋나는 경우를 대비하여, 순환 쉬프트 단위의 길이를 CP 길이 이상으로 할 수도 있다. 즉, 순환 쉬프트 단위를 Tg 또는 Ng가 아닌 1.5*Tg(또는 1.5*Ng) 또는 2*Tg(2*Ng) 등으로 사용함으로써, 최대 지연 스프레드 이상으로 동기가 벗어나는 경우에도 동기화를 수행할 수 있다. 이때 순환 쉬프트 단위의 길이를 NFFT의 함수로 표현할 수 있고, 또는 순환 쉬프트 단위의 길이를 ZC 시퀀스의 길이인 NZC 의 함수로 표현할 수 있다. 예를 들어 순환 쉬프트 단위를 ZC 시퀀스의 길이에 따라 1.5*Tg*(NFFT/NZC)(또는 1.5*Ng*(NFFT/NZC)) 또는 2*Tg*(NFFT/NZC)(또는 2*Ng*(NFFT/NZC)) 등으로 표현할 수 있다. 이때 NFFT/NZC는 floor 함수를 이용하여 그 수를 최소화할 수 있고, ceil 함수를 이용하여 그 수를 최대화할 수 있다.Alternatively, the length of the cyclic shift unit may be greater than or equal to the CP length in preparation for the case where the synchronization is shifted beyond the maximum delay spread. That is, by using a cyclic shift unit of 1.5 * Tg (or 1.5 * Ng) or 2 * Tg (2 * Ng) instead of Tg or Ng, synchronization can be performed even if synchronization is out of the maximum delay spread or more. . In this case, the length of the cyclic shift unit may be expressed as a function of N FFT , or the length of the cyclic shift unit may be expressed as a function of N ZC , which is the length of a ZC sequence. For example, the cyclic shift unit is 1.5 * Tg * (N FFT / N ZC ) (or 1.5 * Ng * (N FFT / N ZC )) or 2 * Tg * (N FFT / N ZC ) depending on the length of the ZC sequence. (Or 2 * Ng * (N FFT / N ZC )) or the like. At this time, the number of N FFT / N ZC can be minimized using the floor function, and the number can be maximized using the ceil function.
도 11은 제안된 레인징 프리앰블 생성 방법에 따른 순환 쉬프트 적용의 일 예이다.11 is an example of applying a cyclic shift according to the proposed ranging preamble generation method.
유효 심벌 구간이 Tb이며 FFT 크기가 Nb일 때, 순환 쉬프트 단위 NCS는 대역폭에 따른 CP의 샘플 개수인 Ng의 함수로 나타낼 수 있다. 즉 NCS=α*Ng로 표현할 수 있다. 주기적 레인징 채널의 경우 α=1로 지정하여, 순환 쉬프트 단위를 고정된 값(Ng)으로 할 수 있다. 이때 반올림 오차에 의해서 Nb는 NCS의 배수가 되지 않을 수도 있다.When the effective symbol interval is Tb and the FFT size is Nb, the cyclic shift unit N CS may be expressed as a function of Ng, which is the number of samples of CP according to bandwidth. That is, it can be expressed as N CS = α * Ng. In the case of the periodic ranging channel, α = 1 may be designated, and the cyclic shift unit may be a fixed value (Ng). In this case, Nb may not be a multiple of N CS due to a rounding error.
또한, 레인징 프리앰블 코드에 순환 쉬프트를 적용함에 있어서, 순환 쉬프트 단위를 미리 지정된 값으로 할 수 있다. 이는 다양한 채널 상황 또는 동기화를 수행할 때의 요구 조건 등에 따라 순환 쉬프트 단위를 유연하게 적용하기 위함이다. 기지국은 채널 상황 또는 요구 조건 등에 대한 정보를 단말로 브로드캐스트 할 수 이다. 표 2는 미리 지정된 순환 쉬프트 단위의 일 예를 나타낸다. NCS=0은 순환 쉬프트를 적용하지 않는 것을 나타낸다.In addition, in applying the cyclic shift to the ranging preamble code, the cyclic shift unit may be a predetermined value. This is to flexibly apply a cyclic shift unit according to various channel conditions or requirements when performing synchronization. The base station may broadcast information on channel conditions or requirements to the terminal. Table 2 shows an example of a predetermined cyclic shift unit. N CS = 0 indicates no cyclic shift is applied.
표 3은 미리 지정된 순환 쉬프트 단위의 또 다른 예를 나타낸다.Table 3 shows another example of a predetermined cyclic shift unit.
한편, IEEE 802.16m 시스템에서는 펨토 기지국(femto base station) 기술이 적용될 수 있고, 최근 이에 대해 활발한 연구가 진행 중이다. 펨토 기지국은 가정이나 사무실 등 실내에서 사용되는 초소형 이동 통신 기지국을 의미한다. 펨토 기지국은 피코 셀(pico-cell)과 유사한 의미로 사용되는데, 펨토 기지국은 피코 셀보다 더욱 진화된 기능을 가진 의미로 사용되고 있다. 펨토 기지국은 일반적으로 낮은 전송 전력을 가지며, 가입자(subscriber) 또는 접속 제공자(access provider)로 구성된 가입자 그룹에 접속을 제공한다. 펨토 기지국은 가정이나 사무실에 보급되어 있는 IP 네트워크와 연결되며, IP 네트워크를 통하여 이동 통신 시스템의 핵심망(core network)에 접속하여 이동통신 서비스를 제공한다. 즉, 펨토 기지국은 디지털 가입자 회선(DSL; Digital Subscriber Line) 등의 광대역(broadband) 연결을 통하여 이동 통신 시스템의 핵심망에 연결된다. 또한, 펨토 기지국은 상기 펨토 기지국이 씌워진(overlaid) 매크로 기지국과 에어 인터페이스(air-interface)를 통해 제어 메시지를 교환함으로써 서로 통신할 수 있다. 이동 통신 시스템의 사용자는 실외에서 기존의 매크로 기지국을 통하여 서비스를 제공받고, 실내에서는 펨토 기지국을 통하여 서비스를 제공받을 수 있다.On the other hand, femto base station (femto base station) technology can be applied to the IEEE 802.16m system, the active research is in progress recently. The femto base station refers to a very small mobile communication base station used indoors, such as homes and offices. A femto base station is used in a similar sense to a pico-cell, and a femto base station is used to have a more advanced function than a pico cell. A femto base station generally has a low transmit power and provides access to a group of subscribers consisting of a subscriber or an access provider. The femto base station is connected to an IP network spread in homes and offices, and provides a mobile communication service by accessing a core network of a mobile communication system through an IP network. That is, the femto base station is connected to the core network of the mobile communication system through a broadband connection such as a digital subscriber line (DSL). In addition, the femto base station can communicate with each other by exchanging control messages over an air interface with the macro base station overlaid with the femto base station. The user of the mobile communication system may be provided with the service through the existing macro base station outdoors, and with the femto base station indoors.
펨토 셀은 매크로 셀(macro cell)에 비해서 커버리지가 작으므로 신호의 왕복 딜레이(round-trip dela) 또는 지연 스프레드(delay spread)가 매크로 셀의 왕복 딜레이 또는 지연 스프레드보다 짧을 수 있다. 따라서 펨토 셀에서 사용할 수 있는 레인징 프리앰블 코드의 개수를 증가시키기 위하여, 매크로 셀과 펨토 셀에서 서로 다른 순환 쉬프트 단위를 적용할 수 있다.Since a femto cell has less coverage than a macro cell, a round-trip dela or delay spread of a signal may be shorter than a round trip delay or delay spread of a macro cell. Therefore, in order to increase the number of ranging preamble codes that can be used in the femto cell, different cyclic shift units may be applied in the macro cell and the femto cell.
도 12는 매크로 셀과 펨토 셀에서 서로 다른 순환 쉬프트 단위를 적용하는 예이다.12 illustrates an example of applying different cyclic shift units in a macro cell and a femto cell.
도 12를 참조하면, 매크로 셀(Macro BS)와 펨토 셀(Femto BS)이 동시에 존재한다. 매크로 셀의 커버리지와 펨토 셀의 커버리지는 겹칠 수 있다. 매크로 셀은 순환 쉬프트 단위로 NCS1을 사용하며, 펨토 셀은 순환 쉬프트 단위로 NCS2를 사용한다. NCS2는 NCS1보다 작거나 같은 수 있다. 펨토 셀의 순환 쉬프트 단위를 매크로 셀의 순환 쉬프트 단위보다 작게 함으로써, 사용할 수 있는 레인징 프리앰블 코드의 개수를 증가시킬 수 있다. 이때 매크로 셀과 펨토 셀에서 전송되는 정보의 비트의 수를 같게 할 수 있고, 또는 펨토 셀에서의 시그널링 오버헤드를 줄이기 위하여 펨토 셀에서 전송되는 정보의 비트의 수를 다르게 할 수 있다.Referring to FIG. 12, a macro cell (Macro BS) and a femto BS exist simultaneously. The coverage of the macro cell and the coverage of the femto cell may overlap. The macro cell uses N CS1 as a cyclic shift unit, and the femto cell uses N CS2 as a cyclic shift unit. N CS2 may be less than or equal to N CS1 . By making the cyclic shift unit of the femto cell smaller than the cyclic shift unit of the macro cell, the number of usable ranging preamble codes can be increased. In this case, the number of bits of information transmitted in the macro cell and the femto cell may be the same, or the number of bits of information transmitted in the femto cell may be different in order to reduce signaling overhead in the femto cell.
표 4는 매크로 셀과 펨토 셀에서의 순환 쉬프트 단위의 일 예를 나타낸다.Table 4 shows an example of cyclic shift units in the macro cell and femto cell.
표 5는 매크로 셀과 펨토 셀에서의 순환 쉬프트 단위의 또 다른 예를 나타낸다.Table 5 shows another example of a cyclic shift unit in a macro cell and a femto cell.
또는 주기적 레인징 채널의 경우 초기 접속 레인징 채널 또는 핸드오버 레인징 채널과 동일한 레인징 채널 구조를 사용할 수 있다. 이때 초기 접속 레인징 채널 또는 핸드오버 레인징 채널에서 사용되는 순환 쉬프트 단위와는 다른 순환 쉬프트 단위를 펨토 셀에서 사용할 수 있다.Alternatively, the periodic ranging channel may use the same ranging channel structure as the initial access ranging channel or the handover ranging channel. In this case, a cyclic shift unit different from the cyclic shift unit used in the initial access ranging channel or the handover ranging channel may be used in the femto cell.
상기에서 펨토 셀은 커버리지가 작은 셀의 일 예로 본 발명은 펨토 셀 이외에 피코 셀, 중계 셀(relay cell), 핫스팟(hot spot) 등의 커버리지가 작은 셀에도 적용될 수 있다.The femto cell is an example of a cell having a small coverage. The present invention may be applied to a cell having a small coverage such as a pico cell, a relay cell, a hot spot, etc. in addition to the femto cell.
앞서 순환 쉬프트 단위인 NCS가 Tg 또는 Ng의 정수 배가 되게 하여 순환 쉬프트를 적용하는 것을 예로 들었으나, NCS는 단순히 Tg 또는 Ng의 정수 배가 아닌, 레인징 프리앰블 코드의 길이와 OFDMA 변조비(OFDMA modulation ratio)를 반영한 Tg 또는 Ng의 배수가 될 수 있다. 예를 들어 로 결정될 수 있다. NZC는 레인징 프리앰블 코드의 길이, G는 CP 비율(CP ratio)로 CP 길이인 Tg와 유효 심벌 구간 Tb의 비율이다. G는 1/4, 1/8 또는 1/16 중 어느 하나일 수 있으며, 표 1에 의해서 결정될 수 있다. NCS는 CP 길이에 따라서 고정된 값을 가진다. 그러나 서로 다른 프레임 구조에서 CP 길이가 다를 경우 NCS도 바뀐다. 또는 로 결정될 수 있다. 이때 NRP는 extended(또는 padded) ZC 시퀀스의 길이이다.In the above example, the cyclic shift is applied by making N CS, which is a cyclic shift unit, to be an integer multiple of Tg or Ng, but N CS is not simply an integer multiple of Tg or Ng, but the length of the ranging preamble code and the OFDMA modulation ratio (OFDMA). It may be a multiple of Tg or Ng reflecting the modulation ratio. E.g Can be determined. N ZC is the length of the ranging preamble code, G is the CP ratio (CP ratio) is the ratio of the CP length Tg and the effective symbol interval Tb. G may be any one of 1/4, 1/8 or 1/16, and may be determined by Table 1. N CS has a fixed value according to CP length. However, if the CP length is different in different frame structures, N CS is also changed. or Can be determined. Where N RP is the length of the extended (or padded) ZC sequence.
제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 의한 레인징 프리앰블 코드의 또 다른 예가 수학식 14에 의해서 정의될 수 있다. 수학식 14의 레인징 프리앰블 코드는 시간 영역에서 순환 쉬프트 되어 주파수 영역에서 정의된 ZC 시퀀스를 기본으로 한다.Another example of the ranging preamble code by the proposed ranging preamble code generation method may be defined by
p는 루트 인덱스가 rp인 ZC 시퀀스로부터 NCS만큼 sp번 순환 쉬프트 되어 결정된 레인징 프리앰블 코드의 인덱스이다. rp 및 sp는 각각 수학식 15에 의해서 정의될 수 있다.p is the index of the ranging preamble code determined by cyclically shifting s p times by N CS from the ZC sequence having the root index r p . r p and s p may be defined by
인덱스가 p인 레인징 프리앰블 코드는 시작 루트 인덱스 r0로부터 결정되는 루트 인덱스 rp와 sp번째 순환 쉬프트를 이용하여 결정된다. r0는 기지국에 의해서 브로드캐스트 될 수 있다. 또는 r0=2*ks+1(=1,3,5,…,33)으로 결정될 수 있으며, 이때 ks는 S-SFH를 통해 브로드캐스트 되는 셀 특정 값이다. M은 ZC 시퀀스의 루트 인덱스당 순환 쉬프트된 코드의 개수를 나타내며, 으로 결정된다. NRP는 레인징 프리앰블 코드의 길이로 ZC 시퀀스 길이인 NZC보다 1을 더한 값이 될 수 있다. 예를 들어 NZC=71일 때 NRP=72이다.The ranging preamble code whose index is p is determined using the root index r p and the s p th cyclic shift determined from the starting root index r 0 . r 0 may be broadcast by the base station. Alternatively, it may be determined that r 0 = 2 * k s +1 (= 1, 3, 5, ..., 33), where k s is a cell specific value broadcast through S-SFH. M represents the number of cyclically shifted codes per root index of the ZC sequence, Is determined. N RP may be a length of a ranging preamble code plus 1 than N ZC , which is a ZC sequence length. For example, N RP = 72 when N ZC = 71.
NCS는 순환 쉬프트 단위로 로 결정될 수 있다. 또는 로 결정될 수 있다. 또는 보다 간편한 표현으로 로 표현될 수 있다. G는 CP 비율이며, α는 임의의 정수로 정해질 수 있다. 예를 들어 α=1 또는 α=2 또는 α=1.5로 결정될 수 있다.N CS is the unit of cyclic shift Can be determined. or Can be determined. Or in a simpler way It can be expressed as. G is the CP ratio, and α can be set to any integer. For example, α = 1 or α = 2 or α = 1.5 may be determined.
또는, 매크로 셀과 펨토 셀이 동시에 존재하는 경우에 보다 작은 순환 쉬프트 단위와 적은 수의 루트 인덱스를 사용하여 펨토 셀의 수신 복잡도(complexity)를 줄일 수 있다. 즉, 펨토 셀의 순환 쉬프트 단위를 매크로 셀의 순환 쉬프트 단위보다 작게 할 수 있다. 펨토 셀의 순환 쉬프트 단위는 CP 길이와 같게(α=1) 또는 CP 길이의 절반(α=0.5)일 수 있다. 예를 들어 매크로 셀에서는 α=2, 펨토 셀에서는 α=1로 결정될 수 있다. 또는, 시스템의 단순화를 위해서 펨토 셀의 순환 쉬프트 단위를 따로 설정하지 않고 매크로 셀의 순환 쉬프트 단위를 그대로 사용할 수도 있다.Alternatively, when the macro cell and the femto cell exist at the same time, the reception complexity of the femto cell can be reduced by using a smaller cyclic shift unit and a smaller number of root indexes. That is, the cyclic shift unit of the femto cell can be made smaller than the cyclic shift unit of the macro cell. The cyclic shift unit of the femto cell may be equal to the CP length (α = 1) or half of the CP length (α = 0.5). For example, α = 2 in a macro cell and α = 1 in a femto cell. Alternatively, the cyclic shift unit of the macro cell may be used as it is without setting the cyclic shift unit of the femto cell separately for the sake of simplicity of the system.
NTOTAL은 섹터별 주기적 레인징 프리앰블 코드의 총 개수이다. 펨토 셀의 경우 NTOTAL은 초기 접속 레인징 프리앰블 코드의 개수 NIN, 핸드오버 레인징 프리앰블 코드의 개수 NHO 및 주기적 레인징 프리앰블 코드의 개수NPE의 합으로 나타낼 수 있다.N TOTAL is the total number of periodic ranging preamble codes per sector. In the case of a femto cell, N TOTAL may be represented by the sum of the number N IN of initial access ranging preamble codes, the number N HO of handover ranging preamble codes, and the number N PE of periodic ranging preamble codes.
주기적 레인징 프리앰블 코드의 개수는 S-SFH를 통해 브로드캐스트 되는 레인징 프리앰블 코드 정보에 의해서 지시될 수 있다. 표 6은 주기적 레인징 프리앰블 코드의 개수의 일 예를 나타낸다.The number of periodic ranging preamble codes may be indicated by ranging preamble code information broadcasted through S-SFH. Table 6 shows an example of the number of periodic ranging preamble codes.
제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 의한 레인징 프리앰블 코드의 또 다른 예가 수학식 16에 의해서 정의될 수 있다. 수학식 16의 레인징 프리앰블 코드는 padded ZC 시퀀스를 기본으로 한다.Another example of the ranging preamble code by the proposed ranging preamble code generation method may be defined by Equation 16. The ranging preamble code of Equation 16 is based on a padded ZC sequence.
p는 루트 인덱스가 rp인 padded ZC 시퀀스로부터 순환 쉬프트 되어 결정되어 레인징 채널의 기본 유닛(basic unit)을 구성하는 레인징 프리앰블 코드의 인덱스이다. rp는 수학식 17에 의해서 정의될 수 있다.p is an index of a ranging preamble code that is cyclically shifted from a padded ZC sequence having a root index r p and constitutes a basic unit of a ranging channel. r p may be defined by Equation 17.
p번째 레인징 프리앰블 코드는 시작 루트 인덱스 r0로부터 결정되는 루트 인덱스 rp를 이용하여 결정된다. r0는 기지국에서 의해서 브로드캐스트 될 수 있다. 또는 r0=6*ks+1(=1,7,13,…,37)으로 결정될 수 있으며, 이때 ks는 S-SFH를 통해 브로드캐스트 되는 셀 특정 값이다.M은 ZC 시퀀스의 루트 인덱스당 순환 쉬프트된 코드의 개수이며, M=1/G로 정의될 수 있다. NTOTAL은 섹터별 주기적 레인징 프리앰블 코드의 총 개수이다. 섹터별 주기적 레인징 프리앰블 코드의 개수는 S-SFH를 통해 브로드캐스트 되는 레인징 프리앰블 코드 정보에 의해서 지시될 수 있으며, 표 6에 의해서 결정될 수 있다.The p th ranging preamble code is determined using the root index r p determined from the starting root index r 0 . r 0 may be broadcast by the base station. Or r 0 = 6 * k s +1 (= 1,7,13, ..., 37), where k s is a cell-specific value broadcast over S-SFH. M is the root of the ZC sequence The number of cyclically shifted codes per index, which may be defined as M = 1 / G. N TOTAL is the total number of periodic ranging preamble codes per sector. The number of periodic ranging preamble codes for each sector may be indicated by ranging preamble code information broadcast through S-SFH, and may be determined by Table 6.
NTCS는 CP 길이에 따른 OFDM 심벌당 순환 쉬프트 단위로, NTCS=G*NFFT로 정의될 수 있다. G 및 NFFT는 표 1에 의해서 정의될 수 있다. NRP는 레인징 프리앰블 코드의 길이이며 본 실시예에서 NRP=72로 정의될 수 있다.N TCS is a cyclic shift unit per OFDM symbol according to CP length and may be defined as N TCS = G * N FFT . G and N FFT may be defined by Table 1. N RP is the length of the ranging preamble code and may be defined as N RP = 72 in this embodiment.
신호 수신의 지연 시간이 CP 길이보다 작은 경우, 지연 스프레드가 부반송파 사이의 직교성을 크게 해치지 않는다. 그러나 주기적 레인징 채널에서 순환 쉬프트 단위가 CP 길이와 동일하고, 수신 지연이 없는 단말에서 전송된 코드와 CP 길이만큼 수신 지연된 단말에서 전송된 코드가 동시에 수신될 경우, 두 코드의 상관값의 최대치(correlation peak)는 동일한 시간에 발생한다.If the delay time of signal reception is smaller than the CP length, the delay spread does not significantly compromise the orthogonality between subcarriers. However, in a cyclic ranging channel, when the cyclic shift unit is the same as the CP length, and a code transmitted from a terminal without a reception delay and a code transmitted from a terminal delayed by a CP length are received at the same time, the maximum value of the correlation value of two codes ( correlation peaks) occur at the same time.
도 13은 2개의 단말에서 전송된 코드의 상관값의 최대치가 동일한 시간에 발생하는 경우의 일 예이다.13 is an example of the case where the maximum value of a correlation value of codes transmitted from two terminals occurs at the same time.
도 13을 참조하면 특정 루트 인덱스에서 제2 단말(AMS 2)은 순환 쉬프트 되지 않은 코드를 전송하며, 기지국은 이를 Tg만큼 지연하여 수신한다. 제1 단말(AMS 1)은 Tg만큼 순환 쉬프트 된 코드를 전송하고, 기지국은 이를 지연 없이 수신한다. 제1 단말에서 전송된 코드와 제2 단말에서 전송된 코드 사이의 상관값의 최대치가 동일한 시간에 발생하며, 기지국은 두 단말에서 전송된 코드를 구별할 수 없다. 따라서 이를 방지하기 위하여 주기적 레인징에서 순환 쉬프트를 적용할 경우에 순환 쉬프트 단위를 CP 길이의 2배와 같거나 이보다 크게 정할 수 있다. 즉, α=2일 수 있다.Referring to FIG. 13, in a specific root index, the
수학식 18은 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 의한 레인징 프리앰블 코드의 또 다른 예이다. 수학식 18의 레인징 프리앰블 코드는 시간 영역에서 순환 쉬프트 되어 주파수 영역에서 정의된 ZC 시퀀스를 기본으로 한다.
p는 루트 인덱스가 rp인 ZC 시퀀스로부터 NCS만큼 sp번 순환 쉬프트 되어 결정된 레인징 프리앰블 코드의 인덱스이다. rp 및 sp는 각각 수학식 19에 의해서 정의될 수 있다.p is the index of the ranging preamble code determined by cyclically shifting s p times by N CS from the ZC sequence having the root index r p . r p and s p may be defined by Equation 19, respectively.
인덱스가 p인 레인징 프리앰블 코드는 시작 루트 인덱스 r0로부터 결정되는 루트 인덱스 rp와 sp번째 순환 쉬프트를 이용하여 결정된다. r0는 기지국에 의해서 브로드캐스트 될 수 있다. 또는 r0=2*ks+1(=1,3,5,…,33)으로 결정될 수 있으며, 이때 ks는 S-SFH를 통해 브로드캐스트 되는 셀 특정 값이다. M은 ZC 시퀀스의 루트 인덱스당 순환 쉬프트된 코드의 개수를 나타내며, 으로 결정된다. NRP는 레인징 프리앰블 코드의 길이로 ZC 시퀀스 길이인 NZC보다 1을 더한 값이 될 수 있다. 예를 들어 NZC=71일 때 NRP=72이다.The ranging preamble code whose index is p is determined using the root index r p and the s p th cyclic shift determined from the starting root index r 0 . r 0 may be broadcast by the base station. Alternatively, it may be determined that r 0 = 2 * k s +1 (= 1, 3, 5, ..., 33), where k s is a cell specific value broadcast through S-SFH. M represents the number of cyclically shifted codes per root index of the ZC sequence, Is determined. N RP may be a length of a ranging preamble code plus 1 than N ZC , which is a ZC sequence length. For example, N RP = 72 when N ZC = 71.
NCS는 순환 쉬프트 단위로 로 결정된다. G는 CP 비율이며, α는 임의의 정수로 정해질 수 있다. 예를 들어 α=1 또는 α=2 또는 α=1.5로 결정될 수 있다. 또는, 매크로 셀과 펨토 셀이 동시에 존재하는 경우에는 펨토 셀의 순환 쉬프트 단위를 매크로 셀의 순환 쉬프트 단위보다 작게 할 수 있다. 예를 들어 매크로 셀에서는 α=2, 펨토 셀에서는 α=1로 결정될 수 있다. N CS is the unit of cyclic shift Is determined. G is the CP ratio, and α can be set to any integer. For example, α = 1 or α = 2 or α = 1.5 may be determined. Alternatively, when the macro cell and the femto cell exist at the same time, the cyclic shift unit of the femto cell may be smaller than the cyclic shift unit of the macro cell. For example, α = 2 in a macro cell and α = 1 in a femto cell.
NTOTAL은 섹터별 레인징 프리앰블 코드의 총 개수이다. 펨토 셀의 경우 NTOTAL은 초기 접속 레인징 프리앰블 코드의 개수 NIN, 핸드오버 레인징 프리앰블 코드의 개수 NHO 및 주기적 레인징 프리앰블 코드의 개수NPE의 합으로 나타낼 수 있다.N TOTAL is the total number of ranging preamble codes per sector. In the case of a femto cell, N TOTAL may be represented by the sum of the number N IN of initial access ranging preamble codes, the number N HO of handover ranging preamble codes, and the number N PE of periodic ranging preamble codes.
주기적 레인징 프리앰블 코드의 개수는 S-SFH를 통해 브로드캐스트 되는 레인징 프리앰블 코드 정보에 의해서 지시될 수 있다. 주기적 레인징 프리앰블 코드의 개수는 표 6에 의해서 결정될 수 있다. The number of periodic ranging preamble codes may be indicated by ranging preamble code information broadcasted through S-SFH. The number of periodic ranging preamble codes may be determined by Table 6.
또한, NCS가 NRP가 아닌 NRP보다 작은 수를 기반으로 하여 고정된 값으로 결정될 수 있다. 이는 길이가 긴 코드가 다수의 OFDM 심벌에 맵핑되는 경우에 적용될 수 있다.In addition, N is CS may be determined by a fixed value on the basis of the number smaller than N instead of N RP RP. This may be applied when a long code is mapped to a plurality of OFDM symbols.
수학식 20은 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 의한 레인징 프리앰블 코드의 또 다른 예이다. 수학식 20에 의해서 생성되는 레인징 프리앰블 코드는 전체 코드 길이에 대하여 순환 쉬프트를 적용하는 경우이다.Equation 20 is another example of a ranging preamble code by the proposed ranging preamble code generation method. The ranging preamble code generated by Equation 20 is a case where cyclic shift is applied to the entire code length.
p는 루트 인덱스가 rp인 ZC 시퀀스로부터 NCS만큼 sp번 순환 쉬프트 되어 결정된 레인징 프리앰블 코드의 인덱스이다. NRP는 레인징 프리앰블 코드의 길이로, NRP=214일 수 있다. NCS는 순환 쉬프트 단위로 로 결정된다. G는 CP 비율이며, α는 임의의 정수이다. 예를 들어 α=1 또는 α=2 또는 α=1.5로 결정될 수 있다.p is the index of the ranging preamble code determined by cyclically shifting s p times by N CS from the ZC sequence having the root index r p . N RP is the length of the ranging preamble code and may be N RP = 214. N CS is the unit of cyclic shift Is determined. G is the CP ratio and α is an arbitrary integer. For example, α = 1 or α = 2 or α = 1.5 may be determined.
수학식 21 및 수학식 22는 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 의한 레인징 프리앰블 코드의 또 다른 예이다. 수학식 21 및 수학식 22는 루트 인덱스가 rp인 padded ZC 시퀀스로부터 NCS만큼 sp번 순환 쉬프트 되어 생성된 레인징 프리앰블 코드이다. Equations 21 and 22 are another examples of ranging preamble codes by the proposed ranging preamble code generation method. Equations 21 and 22 are ranging preamble codes generated by cyclically shifting n ps by N CS from a padded ZC sequence having a root index of r p .
수학식 21에서 NRP=216, UCS1=72, UCS2=72일 수 있다.In Equation 21, N RP = 216, U CS1 = 72, and U CS2 = 72.
수학식 22는 수학식 21의 변형이다. 수학식 20에서 NRP=216, UCS1=72, UCS2=72일 수 있다.(22) is a variation of (21). In Equation 20, N RP = 216, U CS1 = 72, and U CS2 = 72.
또한, 수학식 21 또는 수학식 22에서 USC1과 USC2를 서로 다른 값으로 지정할 수 있다. 예를 들어 USC1=71, USC2=72일 수 있다. NCS는 순환 쉬프트 단위로 로 결정될 수 있다. G는 CP 비율이며, α는 임의의 정수로 정해질 수 있다. 예를 들어 α=1 또는 α=2 또는 α=1.5로 결정될 수 있다.In addition, in Equation 21 or Equation 22, U SC1 and U SC2 may be designated as different values. For example, U SC1 = 71, U SC2 = 72. N CS is the unit of cyclic shift Can be determined. G is the CP ratio, and α can be set to any integer. For example, α = 1 or α = 2 or α = 1.5 may be determined.
수학식 23 및 수학식 24는 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 의한 레인징 프리앰블 코드의 또 다른 예이다. 수학식 23 및 수학식 24는 루트 인덱스가 rp인 padded ZC 시퀀스로부터 NCS만큼 sp번 순환 쉬프트 되어 생성된 레인징 프리앰블 코드이다.Equations 23 and 24 are another examples of ranging preamble codes by the proposed ranging preamble code generation method. Equations 23 and 24 are ranging preamble codes generated by cyclically shifting ps by N CS from a padded ZC sequence having a root index of r p .
수학식 23에서 NRP=214, UCS1=71, UCS2=71일 수 있다.In Equation 23, N RP = 214, U CS1 = 71, and U CS2 = 71.
수학식 24는 수학식 23의 변형이다. 수학식 22에서 NRP=214, UCS1=71, UCS2=71일 수 있다.(24) is a variation of (23). In Equation 22, N RP = 214, U CS1 = 71, and U CS2 = 71.
또한, 수학식 23 또는 수학식 24에서 USC1과 USC2를 서로 다른 값으로 지정할 수 있다. 예를 들어 USC1=72, USC2=71일 수 있다. NCS는 순환 쉬프트 단위로 로 결정될 수 있다. G는 CP 비율이며, α는 임의의 정수로 정해질 수 있다. 예를 들어 α=1 또는 α=2 또는 α=1.5로 결정될 수 있다.In addition, in Equation 23 or Equation 24, U SC1 and U SC2 may be designated as different values. For example, U SC1 = 72, U SC2 = 71. N CS is the unit of cyclic shift Can be determined. G is the CP ratio, and α can be set to any integer. For example, α = 1 or α = 2 or α = 1.5 may be determined.
도 14는 제안된 레인징 프리앰블 코드 생성 방법에 따른 레인징 프리앰블 코드의 맵핑의 예이다. 도 14-(a)는 수학식 21 또는 수학식 22에 의해 생성된 레인징 프리앰블 코드가 맵핑되는 예를 나타낸다. 길이가 216인 레인징 프리앰블 코드가 3개의 OFDM 심벌에 걸쳐 맵핑된다. 도 14-(b) 및 도 14-9(c)는 수학식 23 또는 수학식 24에 의해 생성된 레인징 프리앰블 코드가 맵핑되는 예를 나타낸다. 길이가 214인 레인징 프리앰블 코드가 3개의 OFDM 심벌에 걸쳐 맵핑된다. UCS2=71이므로 각 OFDM 심벌에서 71개 단위로 맵핑된다.14 is an example of mapping of a ranging preamble code according to the proposed ranging preamble code generation method. 14- (a) shows an example in which the ranging preamble code generated by Equation 21 or Equation 22 is mapped. A ranging preamble code of length 216 is mapped over three OFDM symbols. 14- (b) and 14-9 (c) show examples in which the ranging preamble code generated by Equation 23 or Equation 24 is mapped. A ranging preamble code of
도 15는 본 발명의 실시예가 구현되는 기지국 및 단말의 블록도이다.15 is a block diagram of a base station and a terminal in which an embodiment of the present invention is implemented.
기지국(800)은 프로세서(810; processor) 및 RF부(820; Radio Frequency Unit)를 포함한다. 프로세서(810)는 RF부(820)와 연결되고 레인징 프리앰블 코드 정보를 구성한다. RF부(820)는 상기 레인징 프리앰블 코드 정보를 단말(900)로 전송한다.The
단말(900)는 프로세서(910) 및 RF부(920)를 포함한다. 단말(900)은 도 10의 실시예를 구현한다. RF부(920)는 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(910)는 상기 RF부(920)와 연결되고 복수의 레인징 프리앰블 코드들 중 하나를 생성한다. 상기 복수의 레인징 프리앰블 코드들은 NCS 단위로 순환 쉬프트가 적용된 padded ZC 시퀀스를 기반으로 하며, 상기 NCS는 CP 길이의 함수일 수 있다. 순환 쉬프트가 적용된 padded ZC 시퀀스는 수학식 10 내지 수학식 24에 의해서 생성될 수 있다. The terminal 900 includes a
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.The present invention may be implemented in hardware, software, or a combination thereof. (DSP), a programmable logic device (PLD), a field programmable gate array (FPGA), a processor, a controller, a microprocessor, and the like, which are designed to perform the above- , Other electronic units, or a combination thereof. In the software implementation, the module may be implemented as a module that performs the above-described function. The software may be stored in a memory unit and executed by a processor. The memory unit or processor may employ various means well known to those skilled in the art.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. In the exemplary system described above, the methods are described based on a flowchart as a series of steps or blocks, but the invention is not limited to the order of steps, and certain steps may occur in a different order or concurrently with other steps than those described above. Can be. In addition, those skilled in the art will appreciate that the steps shown in the flowcharts are not exclusive and that other steps may be included or one or more steps in the flowcharts may be deleted without affecting the scope of the present invention.
상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다. The above-described embodiments include examples of various aspects. While it is not possible to describe every possible combination for expressing various aspects, one of ordinary skill in the art will recognize that other combinations are possible. Accordingly, it is intended that the invention include all alternatives, modifications and variations that fall within the scope of the following claims.
Claims (20)
복수의 레인징 프리앰블 코드들 중 하나를 생성하는 것을 포함하되,
상기 복수의 레인징 프리앰블 코드들은 NCS 단위로 순환 쉬프트(cyclic shift)가 적용된 padded ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스를 기반으로 하고,
상기 NCS는 시간 영역에서의 CP(cyclic prefix) 길이의 함수인 것을 특징으로 하는 방법.A method of generating a ranging preamble code in a wireless communication system,
Generating one of a plurality of ranging preamble codes,
The plurality of ranging preamble codes are based on a padded ZC (Zadoff-Chu) sequence to which a cyclic shift is applied in N CS units.
The N CS is a function of a cyclic prefix (CP) length in the time domain.
상기 NCS는 아래의 수학식에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
NCS=G*NFFT
단, G는 상기 CP 길이(length)와 유효 심벌 구간(useful symbol duration)의 비율인 CP 비율(CP ratio), NFFT는 대역폭에 따른 FFT 크기이다. The method of claim 1,
The N CS is determined by the following equation.
N CS = G * N FFT
G is a CP ratio which is a ratio of the CP length and the useful symbol duration, and N FFT is an FFT size according to bandwidth.
상기 G는 프레임 구조(frame structure)에 따라 1/4, 1/8 또는 1/16 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 2,
G is any one of 1/4, 1/8 or 1/16 depending on the frame structure.
상기 NFFT는 대역폭 크기에 따라 512, 1024 또는 2048 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 2,
The N FFT is any one of 512, 1024 or 2048 depending on the bandwidth size.
상기 NCS는 상기 CP 길이와 동일한 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1,
The N CS is equal to the CP length.
상기 padded ZC 시퀀스에 적용되는 순환 쉬프트는 아래의 수학식에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
단, sp는 루트 인덱스(root index) 당 순환 쉬프트 인덱스, NFFT는 대역폭에 따른 FFT 크기, NRP는 상기 padded ZC 시퀀스의 길이를 나타낸다.The method of claim 1,
The cyclic shift applied to the padded ZC sequence is determined by the following equation.
Where s p is a cyclic shift index per root index, N FFT is an FFT size according to bandwidth, and N RP is a length of the padded ZC sequence.
상기 복수의 레인징 프리앰블 코드 중 인덱스가 p인 레인징 프리앰블 코드는 아래의 수학식에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
단, rp는 상기 padded ZC 시퀀스의 루트 인덱스, sp는 루트 인덱스당 순환 쉬프트 인덱스, NFFT는 대역폭에 따른 FFT 크기, NRP는 상기ZC 시퀀스의 길이를 나타낸다.The method of claim 1,
The ranging preamble code having an index of p among the plurality of ranging preamble codes is determined by the following equation.
Where r p is the root index of the padded ZC sequence, s p is the cyclic shift index per root index, N FFT is the FFT size according to bandwidth, and N RP is the length of the ZC sequence.
상기 padded ZC 시퀀스의 길이는 214 또는 216 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1,
And the length of the padded ZC sequence is either 214 or 216.
상기 레인징 프리앰블 코드 정보를 수신하는 것을 더 포함하고,
상기 레인징 프리앰블 코드 정보는 주기적 레인징 프리앰블 코드들의 개수를 지시하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1,
Receiving the ranging preamble code information;
The ranging preamble code information indicates the number of periodic ranging preamble codes.
상기 레인징 프리앰블 코드 정보는 브로드캐스트 되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 9,
The ranging preamble code information is broadcast.
상기 생성된 레인징 프리앰블 코드를 레인징 채널을 통해 기지국으로 전송하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1,
And transmitting the generated ranging preamble code to a base station through a ranging channel.
상기 레인징 채널은 레인징 서브프레임(ranging subframe) 내에서 6개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌과 72개의 연속한 부반송파(subcarrier)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 11,
And the ranging channel includes six orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols and 72 consecutive subcarriers within a ranging subframe.
상기 생성된 레인징 프리앰블 코드는 상기 레인징 채널에 3개의 OFDM 심벌에 걸쳐 맵핑되고 반복되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 11,
Wherein the generated ranging preamble code is mapped and repeated over three OFDM symbols in the ranging channel.
RF부; 및
상기 RF부와 연결되고 복수의 레인징 프리앰블 코드들 중 하나를 생성하는 프로세서를 포함하되,
상기 복수의 레인징 프리앰블 코드들은 NCS 단위로 순환 쉬프트(cyclic shift)가 적용된 padded ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스를 기반으로 하고,
상기 NCS는 시간 영역에서의 CP(cyclic prefix) 길이의 함수인 것을 특징으로 하는 장치.An apparatus for generating a ranging preamble code in a wireless communication system,
RF unit; And
And a processor connected to the RF unit and generating one of a plurality of ranging preamble codes.
The plurality of ranging preamble codes are based on a padded ZC (Zadoff-Chu) sequence to which a cyclic shift is applied in N CS units.
Wherein the N CS is a function of a cyclic prefix (CP) length in the time domain.
상기 NCS는 아래의 수학식에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
NCS=G*NFFT
단, G는 상기 CP 길이(length)와 유효 심벌 구간(useful symbol duration)의 비율인 CP 비율(CP ratio), NFFT는 대역폭에 따른 FFT 크기이다. The method of claim 14,
The N CS is determined by the following equation.
N CS = G * N FFT
G is a CP ratio which is a ratio of the CP length and the useful symbol duration, and N FFT is an FFT size according to bandwidth.
상기 G는 프레임 구조(frame structure)에 따라 1/4, 1/8 또는 1/16 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 장치.The method of claim 15,
G is any one of 1/4, 1/8 or 1/16 depending on the frame structure.
상기 NFFT는 대역폭 크기에 따라 512, 1024 또는 2048 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 장치.The method of claim 15,
The N FFT is any one of 512, 1024 or 2048 depending on the bandwidth size.
상기 NCS는 상기 CP 길이와 동일한 것을 특징으로 하는 장치.The method of claim 14,
Wherein the N CS is equal to the CP length.
상기 padded ZC 시퀀스에 적용되는 순환 쉬프트는 아래의 수학식에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
단, sp는 루트 인덱스(root index) 당 순환 쉬프트 인덱스, NFFT는 대역폭에 따른 FFT 크기, NRP는 상기 padded ZC 시퀀스의 길이를 나타낸다.The method of claim 14,
The cyclic shift applied to the padded ZC sequence is determined by the following equation.
Where s p is a cyclic shift index per root index, N FFT is an FFT size according to bandwidth, and N RP is a length of the padded ZC sequence.
상기 복수의 레인징 프리앰블 코드 중 인덱스가 p인 레인징 프리앰블 코드는 아래의 수학식에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
단, rp는 상기 padded ZC 시퀀스의 루트 인덱스, sp는 루트 인덱스당 순환 쉬프트 인덱스, NFFT는 대역폭에 따른 FFT 크기, NRP는 상기ZC 시퀀스의 길이를 나타낸다.The method of claim 14,
And a ranging preamble code having an index of p among the plurality of ranging preamble codes is determined by the following equation.
Where r p is the root index of the padded ZC sequence, s p is the cyclic shift index per root index, N FFT is the FFT size according to bandwidth, and N RP is the length of the ZC sequence.
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