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KR101807818B1 - 무선통신시스템에서 랜덤 접속 채널의 자원 구성 방법 및 장치 - Google Patents

무선통신시스템에서 랜덤 접속 채널의 자원 구성 방법 및 장치 Download PDF

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KR101807818B1
KR101807818B1 KR1020150165039A KR20150165039A KR101807818B1 KR 101807818 B1 KR101807818 B1 KR 101807818B1 KR 1020150165039 A KR1020150165039 A KR 1020150165039A KR 20150165039 A KR20150165039 A KR 20150165039A KR 101807818 B1 KR101807818 B1 KR 101807818B1
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Abstract

무선통신시스템의 기지국은 가용한 상향링크 무선자원블록 내에서 복수의 랜덤 접속 채널의 무선자원블록이 대칭구조를 갖도록, 상기 복수의 랜덤 접속 채널이 할당되는 무선자원블록의 인덱스를 결정하고, 결정된 무선자원블록의 인덱스에 해당하는 위치에 상기 복수의 랜덤 접속 채널을 할당한다.

Description

무선통신시스템에서 랜덤 접속 채널의 자원 구성 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONFIGURING RESOURCE OF RANDOM ACCESS CHANNEL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선통신시스템에서 랜덤 접속 채널의 자원 구성 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 무선통신 시스템에서 랜덤 접속 채널의 주파수 영역 자원 구성 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선통신 시스템에서 랜덤 접속(random access) 절차는 단말이 기지국과의 초기 타이밍 동기 및 전력 제어, 상향링크 자원 요청, 핸드오버(handover) 등을 위해 수행된다.
랜덤 접속 채널(random access channel)은 랜덤 접속 과정에서 단말과 기지국간 프리앰블(preamble)을 송수신하기 위한 상향링크 제어 채널로 이용된다. 랜덤 접속을 목적으로 프리앰블을 전송하기 위해 무선 프레임에 할당된 상향링크 제어 채널이 랜덤 접속 채널이며, 랜덤 접속 채널을 PRACH(physical random access channel)이라 칭한다.
무선통신시스템의 전송 모드가 TDD(time division duplex) 방식인 경우, 상향링크 및 하향링크 프레임 구성에 따라 상향링크 서브프레임 내에 다수 개의 PRACH를 할당할 수 있다. 이때 상향링크 서브프레임으로 구성된 시간 도메인 자원의 부족으로 인하여 시간 도메인인 하나의 상향링크 서브프레임에서 PRACH 구성 밀도를 서브프레임 인덱스를 통해 다중화할 수 없을 때에는 PRACH가 중첩하지 않는 전제하에서 주파수 도메인 상에서 다수 개의 PRACH를 다중화할 수 있고, 주파수 도메인 상에는 다수의 PRACH를 포함할 수 있다.
주파수 도메인 상에 다수의 PRACH가 포함되는 경우에, 다수의 PRACH가 할당되는 무선자원블록을 결정한다. 이때 다수의 PRACH가 할당될 효과적인 무선자원블록 결정 방법이 필요하다. 예를 들어, 가용한 무선자원블록 내 다수의 PRACH 배치에 따라서 작은 크기의 무선자원블록 홀이 발생할 수 있다. 이러한 무선자원블록 홀이 발생하면, 데이터 트래픽 전송에 있어서 무선자원블록들과 연속해서 할당할 수 없어 무선자원의 효율적인 운용이 어렵게 된다. 또한 인접 셀과 동일한 수의 PRACH를 구성하면서, 동일한 TDD 프레임 구조를 갖는 경우, 인접 셀의 PRACH과 간섭이 발생할 수도 있고, 이에 따라 단말이 랜덤 접속에 실패할 수 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 무선통신시스템에서 가용한 무선자원블록을 효율적으로 운용할 수 있으며 랜덤 접속 성공 확률을 높일 수 있는 무선통신시스템에서 랜덤 접속 채널의 자원 구성 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시 예에 따르면, 무선통신시스템의 기지국에서 랜덤 접속 채널의 주파수 도메인 자원을 구성하는 방법이 제공된다. 랜덤 접속 채널의 자원 구성 방법은 가용한 상향링크 무선자원블록 내에서 복수의 랜덤 접속 채널의 무선자원블록이 대칭되도록, 상기 복수의 랜덤 접속 채널이 할당되는 무선자원블록의 인덱스를 결정하는 단계, 그리고 결정된 무선자원블록의 인덱스에 해당하는 위치에 상기 복수의 랜덤 접속 채널을 할당하는 단계를 포함한다.
상기 결정하는 단계는 상기 복수의 랜덤 접속 채널 중에서 첫 번째 랜덤 접속 채널의 위치를 지정하는 옵셋 값의 위치를 나타내는 지시값을 결정하는 단계, 그리고 상기 옵셋 값, 상기 지시값, 각 랜덤 접속 채널의 주파수 자원 인덱스를 이용하여 상기 각 랜덤 접속 채널이 할당되는 무선자원블록의 인덱스를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 지시값은 상기 옵셋 값이 상기 가용한 상향링크 무선자원블록 내에서 가운데 무선자원블록을 기준으로 상위 영역에 위치하는지 하위 영역에 위치하는지를 나타낼 수 있다.
상기 지시값은 상기 옵셋 값의 위치에 따라 1 또는 -1의 값을 가질 수 있다.
상기 각 랜덤 접속 채널이 할당되는 무선자원블록의 인덱스를 계산하는 단계는 수학식을 이용하며, 상기 수학식은
Figure 112015114769648-pat00001
이며,
상기 floor(x)는 매개 변수 x보다 작거나 같은 정수 중에서 가장 큰 정수를 반환하고, 상기 fRA는 랜덤 접속 채널의 주파수 자원 인덱스를 나타내며, 상기
Figure 112015114769648-pat00002
는 하나의 랜덤 접속 채널이 점유하는 무선자원블록의 수를 나타내고, 상기
Figure 112015114769648-pat00003
은 상기 옵셋 값이고,
Figure 112015114769648-pat00004
은 상기 지시값이며, 상기
Figure 112015114769648-pat00005
는 상기 랜덤 접속 채널이 할당되는 무선자원블록의 인덱스를 나타낼 수 있다.
상기 지시값은 상기 옵셋 값이 위치가 상기 가용한 상향링크 무선자원블록 내에서 가운데 무선자원블록을 기준으로 상위 영역에 위치하는 경우에 1이고, 상기 옵셋 값이 위치가 상기 가운데 무선자원블록을 기준으로 하위 영역에 위치하는 경우에 -1일 수 있다.
상기 상기 결정하는 단계는 상위계층으로부터 상기 옵셋 값을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 랜덤 접속 채널의 자원 구성 방법은 이웃하는 셀과 동일한 수의 랜덤 접속 채널을 구성하고 동일한 프레임 구조를 갖는 경우, 상기 이웃하는 셀과 시간 도메인에서 상기 복수의 랜덤 접속 채널의 위치를 다르게 할당하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 한 실시 예에 따르면, 무선통신시스템에서 랜덤 접속 채널의 주파수 도메인 자원을 구성하는 장치가 제공된다. 랜덤 접속 채널의 자원 구성 장치는 프로세서, 그리고 송수신기를 포함한다. 상기 프로세서는 가용한 상향링크 무선자원블록 내에 가운데 무선자원블록을 기준으로 복수의 랜덤 접속 채널의 무선자원블록이 대칭되도록 상기 복수의 랜덤 접속 채널이 할당되는 무선자원블록을 결정한다. 그리고 상기 송수신기는 상기 복수의 랜덤 접속 채널의 자원 구성 정보를 셀 내 모든 단말로 전송한다.
상기 프로세서는 상기 복수의 랜덤 접속 채널 중에서 첫 번째 랜덤 접속 채널의 위치를 지정하는 옵셋 값, 상기 옵셋 값의 위치를 나타내는 지시값, 각 랜덤 접속 채널의 주파수 자원 인덱스를 이용하여 상기 각 랜덤 접속 채널이 할당되는 무선자원블록의 인덱스를 결정할 수 있다.
상기 지시값은 상기 옵셋 값이 상기 가용한 상향링크 무선자원블록 내에서 상기 가운데 무선자원블록을 기준으로 상위 영역에 위치하는지 하위 영역에 위치하는지에 따라서 1 또는 -1의 값을 가질 수 있다.
상기 프로세서는 이웃하는 셀과 동일한 수의 랜덤 접속 채널을 구성하고 동일한 프레임 구조를 갖는 경우, 상기 이웃하는 셀과 시간 도메인에서 상기 복수의 랜덤 접속 채널의 위치를 다르게 할당할 수 있다.
시간 도메인에서 상기 복수의 랜덤 접속 채널의 위치는 제1 표식자, 제2 표식자, 제3 표식자를 포함하고, 상기 제1 표식자는 매 무선 프레임, 짝수번째 무선 프레임 및 홀수 번째 무선 프레임 중 하나를 나타내고, 상기 제2 표식자는 프레임의 절반(half frame)의 앞부분 또는 상기 프레임의 절반의 뒷부분을 나타내고, 상기 제3 표식자는 랜덤 접속 프리앰블이 시작하는 서브프레임 인덱스를 나타낼 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, PRACH에 대해 주파수 도메인 무선자원 구성을 직관적인 구조로 배치함으로써 서로 다른 셀에서의 랜덤 접속 채널 구성을 보다 쉽도록 하고, 상향링크의 PRACH를 통해 전송된 프리앰블 신호의 서로 다른 인접 셀간 간섭을 줄이고, 랜덤 접속의 성공확률을 높임으로써 시스템의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반 랜덤 접속 프리앰블의 포맷의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 랜덤 접속 절차를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 PRACH 자원 구성의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 FDD(frequency division duplex) 상향링크 무선 프레임에서의 PRACH 자원 구성의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 TDD(time division duplex) 무선 프레임에서의 PRACH 자원 구성의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6는 이웃하는 서로 다른 셀의 PRACH 채널 구성에서 PRACH 구성 버전을 이용한 표 1 및 표 2의 PRACH 다중화를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 LTE TDD 모드에서 수학식 1에 따라 PRACH 주파수 옵셋 값이 가용한 상향링크 채널 주파수 대역 범위 내에서 하위 영역(Lower region)에 위치하는 경우에 상향링크 서브프레임에 PRACH를 할당하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 LTE TDD 모드에서 PRACH 주파수 옵셋 값이 가용한 상향링크 채널 주파수 대역 범위 내에서 상위 영역(Upper region)에 위치하는 경우에 상향링크 서브프레임에 PRACH를 할당하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 LTE TDD 모드에서 시스템 채널 대역 20MHz이고,
Figure 112015114769648-pat00006
인 경우에 수학식 1을 이용할 때
Figure 112015114769648-pat00007
의 값에 따른 가용한 PRACH의 수를 나타낸 도면이다.
도 10은 LTE TDD 모드에서 시스템 채널 대역이 10MHz이고
Figure 112015114769648-pat00008
인 경우에 수학식 1을 이용할 때 PRACH 주파수 옵셋 값에 따른 가용한 PRACH의 수를 나타낸 도면이다.
도 11은 LTE TDD 모드에서 시스템 채널 대역이 5MHz이고
Figure 112015114769648-pat00009
인 경우에 수학식 1을 이용할 때 PRACH 주파수 옵셋 값에 따른 가용한 PRACH의 수를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 LTE TDD 모드에서 PRACH 주파수 옵셋 값이 상향링크 채널 주파수 대역 범위 내에서 하위 영역에 위치하는 경우 수학식 2에 따라 상향링크 서브프레임에 PRACH을 할당하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 LTE TDD 모드에서 PRACH 주파수 옵셋 값이 상향링크 채널 주파수 대역 범위 내에서 상위 영역에 위치하는 경우 수학식 2에 따라 상향링크 서브프레임에 PRACH를 할당하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 14 내지 도 16은 각각 본 발명의 실시 예에 따른 PRACH의 주파수 도메인 자원 구성 방법으로 수학식 2를 이용하는 경우에 LTE TDD 모드에서 PRACH 주파수 옵셋 값에 따른 가용한 PRACH의 수를 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 랜덤 접속 채널의 자원 구성 장치를 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 단말(terminal)은 이동 단말(mobile terminal, MT), 이동국(mobile station, MS), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장비(user equipment, UE) 등을 지칭할 수도 있고, MT, MS, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
또한, 기지국(base station, BS)은 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 중계 노드(relay node, RN), 기지국 역할을 수행하는 진보된 중계기(advanced relay station, ARS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS), 소형 기지국[펨토 기지국(femoto BS), 홈 노드B(home node B, HNB), 홈 eNodeB(HeNB), 피코 기지국(pico BS), 메트로 기지국(metro BS), 마이크로 기지국(micro BS) 등] 등을 지칭할 수도 있고, ABS, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, RN, ARS, HR-RS, 소형 기지국 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
또한 기지국은 셀의 형태에 따라 매크로(Macro) 셀, 원격무선(remote radio head, RRH) 셀, 피코(Pico) 셀, 마이크로(Micro) 셀, 펨토(Femto) 셀 등의 기지국을 지칭할 수 있다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 랜덤 접속 채널의 자원 구성 방법 및 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반 랜덤 접속 프리앰블의 포맷의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 랜덤 접속 프리앰블은 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix, 이하, CP)와 프리앰블 시퀀스(preamble sequence)로 구성된다.
CP의 길이나 프리앰블 시퀀스의 길이는 구성하고자 하는 무선 프레임(radio frame)의 형태 혹은 셀(cell)의 속성에 따라 정의된다. 3GPP에서는 규격 TS36.211에서 정한 5가지의 포맷 중에서 하나의 포맷에 의해 랜덤 접속 프리앰블의 포맷을 구성한다.
기지국은 셀별 랜덤 접속 채널인 PRACH의 채널 구성 정보를 방송 채널을 통해 셀 내에 위치한 모든 단말에게 전달한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 랜덤 접속 절차를 나타낸 도면이다.
도 2를 참고하면, 단말(100)은 기지국(200)으로부터 PSS(Primary Synchronization Signal)/SSS(Second Synchronization Signal)를 통해 동기를 획득하고, 방송 채널(Broadcasting Channel, BCH)를 통해 시스템 정보를 수신한다(S210). BCH를 통해 전송되는 시스템 정보는 랜덤 접속 프리앰블(random access preamble)을 생성하기 위한 파라미터들이 포함되어 있다.
단말(100)은 랜덤 접속 프리앰블을 기지국(200)으로 전송한다(S220). 단말(100)은 선택 가능한 여러 프리앰블 시퀀스들 중 랜덤 접속 프리앰블로 사용할 하나의 프리앰블 시퀀스를 선택하고, 선택한 프리앰블 시퀀스를 이용하여 랜덤 접속 프리앰블을 생성하여 기지국(200)으로 전송한다.
기지국(200)은 수신된 랜덤 접속 프리앰블을 검출하여 단말(100)과 기지국(200)간 데이터 전송에 필요한 상향링크 동기를 맞추기 위한 랜덤 접속 프리앰블 인덱스별 단말(100)의 전송 타이밍을 추정한다. 이후, 기지국(200)에서 검출한 랜덤 접속 프리앰블을 바탕으로 상향링크 동기에 필요한 TA(Timing Advanced) 정보를 포함하는 접속 승인 메시지인 랜덤 접속 응답(random access response)을 단말(100)에게 전송한다(S230).
단말(100)은 수신한 랜덤 접속 응답을 기반으로 상향링크 타이밍을 조절한 후 정해진 상향링크 무선자원을 통해 필요한 상향링크 무선 자원을 기지국(200)에 요청한다(S240).
이러한 일련의 랜덤 접속 과정이 이루어지도록 무선 프레임 혹은 서브프레임 내의 랜덤 접속 프리앰블 송수신에 있어서 시간 영역의 랜덤 접속 프리앰블 전송기회(opportunity)와 주파수 영역의 무선 자원 위치를 적절히 구성한 PRACH를 정의하게 된다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 PRACH 자원 구성의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3을 참고하면, PRACH는 시간과 주파수를 무선자원으로 사용한다. 매 프레임(frame) 혹은 매 서브프레임(subframe) 혹은 매 슬롯(slot)마다 하나의 PRACH는 임의의 주파수 자원에 위치한다.
하나의 프레임은 복수의 서브프레임을 포함하고, 하나의 서브프레임은 복수의 슬롯을 포함한다. 슬롯은 시간 영역에서 복수의 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 자원블록(resource block)을 포함한다. 하나의 자원블록(resource block, RB)에서 주파수 자원은 복수 개의 부반송파와 시간 자원은 1개의 심볼을 포함할 수 있다. 가령, OFDM 전송 방식의 예에서 k개의 부반송파와 l개의 심볼 수로 구성된 RB를 단위로 하였을 때 N개의 RB로 하나의 PRACH를 구성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 FDD(frequency division duplex) 상향링크 무선 프레임에서의 PRACH 자원 구성의 일 예를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 TDD(time division duplex) 무선 프레임에서의 PRACH 자원 구성의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 무선통신 시스템에서의 전송 모드에는 FDD 모드와 TDD 모드가 있다. FDD 모드는 상향링크 및 하향링크의 송수신 자원을 주파수로 구별하여 상향링크와 하향링크의 통신을 지원한다. TDD 모드는 상향링크 및 하향링크 송수신 자원을 시간으로 구별하여 상향링크와 하향링크의 통신을 지원한다.
도 4를 보면, FDD 모드는 상향링크와 하향링크의 통신을 주파수에 의해 구분하므로, FDD 상향링크 무선 프레임은 하나의 무선 프레임을 구성하는 모든 서브프레임이 상향링크 서브프레임으로 구성될 수 있다. FDD 상향링크 무선 프레임의 상향링크 서브프레임마다 하나의 PRACH가 구성될 수 있다.
반면, 도 5를 보면, TDD 모드는 상향링크와 하향링크 통신을 시간에 의해 구분하므로, TDD 상향링크 무선 프레임은 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임으로 구성될 수 있다. 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임의 개수는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. TDD 무선 프레임의 상향링크 서브프레임마다 하나의 PRACH가 구성될 수 있다. TDD 무선 프레임의 상향링크 서브프레임마다 하나의 PRACH가 구성될 수 있다.
표 1과 표 2는 LTE(Long Term Evolution) FDD 및 TDD 모드에서 랜덤 접속 프리앰블의 포맷(preamble format) 0번에 대한 PRACH 구성을 나타낸 도면이다.
[표 1]
Figure 112015114769648-pat00010
표 1에 도시한 바와 같이, LTE FDD 모드의 PRACH 구성 방법은 PRACH 구성 인덱스(PRACH Configuration Index) 목록과 같이 주어진 PRACH 설정을 통해 랜덤 접속 프리앰블 전송기회(opportunity) 위치를 지정하는데, 프리앰블 시퀀스 길이에 따라 여러 유형으로 구분된 프리앰블 포맷(Preamble Format) 그리고 랜덤 접속 프리앰블 전송이 가능한 전송기회를 나타내는 시간 영역 위치로써의 프레임 번호(System frame number)과 서브프레임 인덱스(Subframe number) 등이 하나의 파라미터 세트로 PRACH 구성 인덱스에 대응된다. 프레임 번호는 짝수(Even) 혹은 홀수(Odd) 혹은 두 가지 모두(Any)를 나타낸다.
프레임의 PRACH 무선자원의 주파수 도메인(frequency domain) 위치는 모든 PRACH에 대해 동일하며 기지국에서 통일적으로 구성할 수 있다. 이러한 PRACH 구성 인덱스와 PRACH 무선자원의 주파수 도메인 위치는 BCH 즉 시스템 정보 방송 메시지를 통하여 단말에 전달된다.
[표 2]
Figure 112015114769648-pat00011
FDD 모드와 달리 TDD 모드의 경우는 프레임 구조와 프리앰블 포맷에 따라 PRACH 구성 밀도(density, DRA), PRACH 구성 버전(version, RRA)이 하나의 파라미터 세트로 PRACH 구성 인덱스에 대응된다. 여기서 DRA는 하나의 TDD 무선 프레임당 PRACH 채널의 개수를 나타내고, RRA는 시간 도메인의 몇 가지 상이한 맵핑 방식의 버전 번호로써 이웃하는 셀간 PRACH의 시간 도메인의 위치를 달리하기 위한 인덱스이다. 이러한 PRACH 구성 인덱스는 BCH 즉 시스템 정보 방송 메시지를 통하여 단말에 전달된다.
도 6는 이웃하는 서로 다른 셀의 PRACH 채널 구성에서 PRACH 구성 버전을 이용한 표 1 및 표 2의 PRACH 다중화를 나타낸 도면이다.
도 6을 참고하면, 이웃하는 셀에는 서로 다른 RRA가 할당된다. 즉 이웃하는 셀간 PRACH의 시간 도메인의 위치가 서로 다르다.
TDD 모드에서 프레임 구성에 따라 상향링크 서브프레임 내에 다수 개의 PRACH 자원을 할당할 수 있는데, 시간 도메인과 주파수 도메인의 구성 방식을 통해 PRACH의 채널 맵핑이 이루어진다. 이때 시간 도메인 자원의 부족으로 인하여 시간 도메인인 하나의 상향링크 서브프레임에서 DRA를 서브프레임 인덱스(번호)를 통해 다중화할 수 없을 때에는, PRACH가 중첩하지 않는 전제하에서 주파수 도메인 상에서 복수 개의 PRACH를 다중화할 수 있고, 주파수 도메인 상에는 다수의 PRACH를 포함시킬 수 있다.
즉 PRACH 구성 설정에 따른 랜덤 접속 자원은 시간 도메인 다중화가 우선적으로 적용되고, 만약 주어진 DRA에 대해 시간 영역으로 겹치지 않고 PRACH 자원 할당을 할 수 없을 경우, 시간 도메인 다중화와 더불어 주파수 도메인 다중화가 추가적으로 활용된다.
LTE TDD 모드에서 PRACH의 주파수 도메인 다중화를 위한 PRACH가 할당되는 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00012
를 결정하는 방법은 수학식 1에 의해 결정된다.
Figure 112015114769648-pat00013
여기서
Figure 112015114769648-pat00014
은 가용한 상향링크 RB의 수를 의미하고,
Figure 112015114769648-pat00015
는 PRACH 주파수 옵셋으로, 다수의 랜덤 접속 채널 중에서 첫 번째 랜덤 접속 채널의 위치를 나타내며, PRACH 전송을 위해 상위 계층에서 알려주는 RB 인덱스를 의미한다.
Figure 112015114769648-pat00016
는 PRACH의 주파수 자원 인덱스를 의미한다. 해당 시간 영역의 랜덤 접속 프리앰블 전송기회에 할당된 전체 PRACH의 채널 수에 따라
Figure 112015114769648-pat00017
의 최대값이 정해진다. 그리고
Figure 112015114769648-pat00018
는 floor 연산을 의미하며, 매개 변수 x보다 작거나 같은 정수 중에서 가장 큰 정수를 반환한다.
LTE에서 각 랜덤 접속 프리앰블이 점유하는, 즉 하나의 PRACH가 점유하는 RB의 수는 6이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 LTE TDD 모드에서 수학식 1에 따라
Figure 112015114769648-pat00019
값이 가용한 상향링크 채널 주파수 대역 범위 내에서 하위 영역(Lower region)에 위치하는 경우에 상향링크 서브프레임에 PRACH를 할당하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 7의 (A)는 첫 번째 PRACH의 위치를 지정하는 옵셋 값이
Figure 112015114769648-pat00020
(fRA = 0)이고, 가용한 PRACH의 최대 개수가 6인 경우를 나타내며, 따라서 fRA가 0, 1, 2, 3, 4, 5일 때 PRACH의 배치 구조를 나타낸다.
도 7의 (A)에 나타낸 바와 같이, 수학식 1에 따라서, fRA의 인덱스가 0인 PRACH #0은
Figure 112015114769648-pat00021
에 해당하는 주파수 영역에서 RB 인덱스 0에 해당하는 최하위에 할당되고 fRA의 인덱스가 1인 PRACH #1은 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00022
에 해당하는 최상위에 할당된다. fRA의 인덱스가 2인 PRACH #2는 RB 인덱스 6에 해당하는 위치에 할당되고, fRA의 인덱스가 3인 PRACH #3은 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00023
에 해당하는 위치에 할당된다. 그리고 fRA의 인덱스가 4인 PRACH #4는 RB 인덱스 12에 해당하는 위치에 할당되고, fRA의 인덱스가 5인 PRACH #5는 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00024
에 해당하는 위치에 할당된다. 이렇게 함으로써, fRA의 인덱스에 따라 PRACH가 할당되는 RB 위치가 가운데 위치한 RB를 중심으로 서로 대칭이 된다.
도 7의 (B)는
Figure 112015114769648-pat00025
(fRA = 0)이고, 가용한 PRACH의 최대 개수가 6인 경우이며, 따라서 fRA가 0, 1, 2, 3, 4, 5일 때 PRACH의 배치 구조를 나타낸다.
도 7의 (B)에 나타낸 바와 같이, 수학식 1에 따라, fRA의 인덱스가 0인 PRACH #0은
Figure 112015114769648-pat00026
에 해당하는 주파수 영역에서 RB 인덱스 18에 해당하는 위치에 할당되고 fRA의 인덱스가 1인 PRACH #1은 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00027
에 해당하는 위치에 할당된다. fRA의 인덱스가 2인 PRACH #2는 RB 인덱스 24에 해당하는 위치에 할당되고, fRA의 인덱스가 3인 PRACH #3은 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00028
에 해당하는 위치에 할당된다. 그리고 fRA의 인덱스가 4인 PRACH #4는 RB 인덱스 30에 해당하는 위치에 할당되고, fRA의 인덱스가 5인 PRACH #5는 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00029
에 해당하는 위치에 할당된다. 이렇게 함으로써, fRA의 인덱스에 따라 PRACH가 할당되는 RB 위치가 가운데 위치한 RB를 중심으로 서로 대칭이 된다.
도 7의 (C)는
Figure 112015114769648-pat00030
(fRA = 0)이고, 가용한 PRACH의 최대 개수가 6이지만,
Figure 112015114769648-pat00031
의 최대값이 2인 경우이며, 따라서 fRA가 0, 1, 2일 때 PRACH의 배치 구조를 나타낸다.
수학식 1에 따라서, 첫 번째 PRACH의
Figure 112015114769648-pat00032
는 0이 되므로, fRA의 인덱스가 0인 PRACH #0은
Figure 112015114769648-pat00033
에 해당하는 주파수 영역에서 RB 인덱스 0에 해당하는 최하위에 할당된다. 그리고 수학식 1에 따라서 fRA의 인덱스가 1인 PRACH #1은 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00034
에 해당하는 최상위에 할당되며, fRA의 인덱스가 2인 PRACH #2는 RB 인덱스 6에 해당되는 위치에 할당된다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 LTE TDD 모드에서
Figure 112015114769648-pat00035
값이 가용한 상향링크 채널 주파수 대역 범위 내에서 상위 영역(Upper region)에 위치하는 경우에 상향링크 서브프레임에 PRACH를 할당하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 8의 (A)는 첫 번째 PRACH의 위치를 지정하는 옵셋 값이
Figure 112015114769648-pat00036
(fRA = 0)이고, 가용한 PRACH의 최대 개수가 6인 경우이며, 따라서 fRA가 0, 1, 2, 3, 4, 5일 때 PRACH의 배치 구조를 나타낸다.
도 8의 (A)에 나타낸 바와 같이, 수학식 1에 따라서, fRA의 인덱스가 0인 PRACH #0은
Figure 112015114769648-pat00037
에 해당하는 주파수 영역에서 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00038
에 해당하는 위치에 할당되고 fRA의 인덱스가 1인 PRACH #1은 RB 인덱스 12에 해당하는 위치에 할당된다. fRA의 인덱스가 2인 PRACH #2는 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00039
에 해당하는 위치에 할당되고, fRA의 인덱스가 3인 PRACH #3은 RB 인덱스 6에 해당하는 위치에 할당된다. 그리고 fRA의 인덱스가 4인 PRACH #4는 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00040
에 해당하는 최상위에 할당되고, fRA의 인덱스가 5인 PRACH #5는 RB 인덱스 0에 해당하는 최하위에 할당된다. 이렇게 함으로써, fRA의 인덱스에 따라 PRACH가 할당되는 RB 위치가 가운데 위치한 RB를 중심으로 서로 대칭이 된다.
도 8의 (B)는
Figure 112015114769648-pat00041
(fRA = 0)이고, 가용한 PRACH의 최대 개수가 6인 경우이며, 따라서 fRA가 0, 1, 2, 3, 4, 5일 때 PRACH의 배치 구조를 나타낸다.
도 8의 (B)에 나타낸 바와 같이, 수학식 1에 따라서, fRA의 인덱스가 0인 PRACH #0은
Figure 112015114769648-pat00042
에 해당하는 주파수 영역에서 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00043
에 해당하는 위치에 할당되며, fRA의 인덱스가 1인 PRACH #1은 수학식 1에 따라서 RB 인덱스 30에 해당하는 위치에 할당된다. fRA의 인덱스가 2인 PRACH #2는 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00044
에 해당하는 위치에 할당되고, fRA의 인덱스가 3인 PRACH #3은 RB 인덱스 24에 해당하는 위치에 할당된다. 그리고 fRA의 인덱스가 4인 PRACH #4는 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00045
에 해당하는 위치에 할당되고, fRA의 인덱스가 5인 PRACH #5는 RB 인덱스 18에 해당하는 위치에 할당된다. 이렇게 함으로써, fRA의 인덱스에 따라 PRACH가 할당되는 RB 위치가 가운데 위치한 RB를 중심으로 서로 대칭이 된다.
도 8의 (C)는
Figure 112015114769648-pat00046
(fRA = 0)이고, 가용한 PRACH의 최대 개수가 6이지만,
Figure 112015114769648-pat00047
의 최대값이 2인 경우이며, 따라서 fRA가 0, 1, 2일 때 PRACH의 배치 구조를 나타낸다.
도 8의 (C)에 나타낸 바와 같이, 수학식 1에 따라서, fRA의 인덱스가 0인 PRACH #0은 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00048
에 해당하는 위치에 할당되고, fRA의 인덱스가 1인 PRACH #1은 RB 인덱스 6에 해당하는 위치에 할당되며, fRA의 인덱스가 2인 PRACH #2는 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00049
에 해당하는 위치에 할당된다.
그런데, 도 8의 (C)의 경우, RB 인덱스가 0~5까지의 RB 홀이 발생한다. RB 홀이 발생함에 따라 데이터 트래픽 전송에 있어서 위쪽에 위치한 RB들과 연속해서 무선자원을 할당할 수 없는 문제가 나타난다.
또한 수학식 1에 따르면, 부분적으로 PRACH가 할당되는 RB 위치가 가운데 위치한 RB를 중심으로 서로 대칭이 되지만,
Figure 112015114769648-pat00050
값이 하위 영역에 위치하는 경우와 상위 영역에 위치하는 경우에 있어서, 동일한 수와 동일한 수의 PRACH 구성 시 fRA 인덱스에 따라 점유하는 RB 위치가 서로 대칭이 되지 않아 각 셀의 PRACH 구성 버전 배정 및 관리가 쉽지 않다.
도 9는 LTE TDD 모드에서 시스템 채널 대역 20MHz이고,
Figure 112015114769648-pat00051
인 경우에 수학식 1을 이용할 때
Figure 112015114769648-pat00052
의 값에 따른 가용한 PRACH의 수를 나타낸 도면이다.
도 9에 도시한 바와 같이,
Figure 112015114769648-pat00053
의 값이 RB 인덱스의 하위 영역 0~49에 위치하는 경우와 상위 영역 50~99에 위치하는 경우, 가용한 PRACH의 수가 비대칭 구조를 이루며, 상위 영역에 위치할 때 PRACH의 개수가 3(fRA = 2), 5(fRA = 4)인 경우는 사용할 수 없는 문제가 나타난다.
도 10은 LTE TDD 모드에서 시스템 채널 대역이 10MHz이고
Figure 112015114769648-pat00054
인 경우에 수학식 1을 이용할 때
Figure 112015114769648-pat00055
의 값에 따른 가용한 PRACH의 수를 나타낸 도면이다.
도 10에 도시한 바와 같이,
Figure 112015114769648-pat00056
의 값이 RB 인덱스의 하위 영역 0~24에 위치하는 경우와 상위 영역 25~49에 위치하는 경우, 가용한 PRACH의 수가 비대칭 구조를 이루며, 상위 영역에 위치할 때 PRACH 개수가 3(fRA = 2), 5 (fRA = 4)인 경우는 사용할 수 없는 문제가 나타난다.
도 11은 LTE TDD 모드에서 시스템 채널 대역이 5MHz이고
Figure 112015114769648-pat00057
인 경우에 수학식 1을 이용할 때
Figure 112015114769648-pat00058
의 값에 따른 가용한 PRACH의 수를 나타낸 도면이다.
도 11에 도시한 바와 같이,
Figure 112015114769648-pat00059
의 값이 RB 인덱스의 하위 영역 0~12에 위치하는 경우와 상위 영역 13~24에 위치하는 경우 가용한 PRACH의 수가 비대칭 구조를 이루며, 상위 영역에 위치할 때 PRACH 개수가 3(fRA = 2)인 경우는 사용할 수 없는 문제가 나타난다.
표 3-1 및 표 3-2는 시간 및 주파수 도메인 다중화를 통한 LTE TDD PRACH 구성 예시를 나타낸다. 시간 도메인 및 주파수 도메인 상에서 다수의 PRACH를 다중화하여 랜덤 접속 프리앰블을 전송하기 위한 PRACH 무선자원 맵핑을 4종류의 파라미터를 이용하여 표식자(x,y,z,w) 포맷으로 정리한 예시이다.
[표 3-1]
Figure 112015114769648-pat00060
[표 3-2]
Figure 112015114769648-pat00061
표 3-1 및 표 3-2에 도시된 표식자(x,y,z,w)에서, x는 하나의 주파수 도메인 파라미터를 나타내고, y, z 및 w는 각각 시간 도메인 파라미터를 나타낸다.
x는 주파수 자원 인덱스인 fRA를 나타내며, y, z, w는 각각 표식자
Figure 112015114769648-pat00062
를 나타낸다. 여기서
Figure 112015114769648-pat00063
는 각각 PRACH를 위한 랜덤 접속 자원이 매 무선 프레임마다 혹은 짝수 또는 홀수 무선프레임마다 할당됨을 의미하고,
Figure 112015114769648-pat00064
은 각각 PRACH를 위한 랜덤 접속 자원이 프레임 절반(half frame)의 첫 번째(앞부분) 또는 프레임 절반의 두 번째(뒷부분)에 위치함을 나타낸다.
Figure 112015114769648-pat00065
는 랜덤 접속 프리앰블이 시작하는 서브프레임 인덱스를 의미하는데, 0은 하향링크와 상향링크의 전환점이 위치한 서브프레임 사이의 첫 번째 상향링크 서브프레임을 나타낸다.
그리고 상향링크-하향링크 구성(Uplink-downlink configurations)은 TDD 방식의 프레임 구조에 관한 것으로, 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임의 구성비에 의한 프레임 구조를 나타낸다. 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임의 구성비에 의한 프레임 구조의 인덱스, 즉 상향링크-하향링크 구성 인덱스는 표 4와 같다. 표 4는 TDD 상향링크-하향링크 구성(Uplink-downlink configuration)의 일 예를 나타낸다. 여기서 D는 하향링크 전송이 이루어지는 서브프레임을 가리키고, U는 하향링크 전송이 이루어지는 서브프레임을 가리키고, S는 하향리크와 상향링크가 스위칭되는 특별 서브프레임(special subframe)으로 하향링크 파일럿 전송 슬롯(DwPTS), 스위칭 간격(switching gap), 상향링크 파일럿 전송 슬롯(UpPTS)으로 이루어진다.
[표 4]
Figure 112015114769648-pat00066
이와 같이 PRACH를 구성하여 랜덤 접속 프리앰블 전송을 시작으로 일련의 랜덤 접속 과정이 이루어지게 된다.
그러면, 아래에서는
Figure 112015114769648-pat00067
의 값이 RB 인덱스의 하위 영역에 위치하든 상위 영역에 위치하든 RB 홀이 발생하지 않도록 하는 PRACH의 주파수 도메인 자원 구성 방법에 대해서 자세하게 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 PRACH의 주파수 도메인 자원 구성 방법은
Figure 112015114769648-pat00068
, fRA 및
Figure 112015114769648-pat00069
을 이용하여
Figure 112015114769648-pat00070
이
Figure 112015114769648-pat00071
에 대해 주파수 도메인의 상위 영역 혹은 하위 영역에 위치함에 따라 PRACH가 할당되는 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00072
를 다르게 결정하여 주파수 도메인에서 PRACH 다중화를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 PRACH의 주파수 도메인 자원 구성 방법은,
Figure 112015114769648-pat00073
이 상위 영역으로 설정되든 하위 영역으로 설정되든 복수 개의 PRACH가 할당되는 경우, 가운데 위치한 RB를 중심으로 PRACH가 할당되는 RB가 대칭으로 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 PRACH의 주파수 도메인 자원 구성 방법은, 주파수 도메인 채널 다중화를 위해 PRACH가 할당되는 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00074
를 결정하는 방법을 특징으로 하며,
Figure 112015114769648-pat00075
를 결정하는 방법은 수학식 2에 의해 결정된다.
Figure 112015114769648-pat00076
수학식 2에서, floor(x)는 매개 변수 x보다 작거나 같은 정수 중에서 가장 큰 정수를 반환한다. fRA는 주파수 도메인 다중화를 통해 구분되는 PRACH의 주파수 자원 인덱스를 의미한다. PRACH의 주파수 자원 인덱스는 셀 내 최대 가용한 PRACH의 개수 내에서 0부터 시작된다.
Figure 112015114769648-pat00077
는 각 랜덤 접속 프리앰블 즉, 하나의 PRACH가 점유하는 RB의 수를 나타내며, 가령 LTE에서
Figure 112015114769648-pat00078
는 6이 된다. 따라서 PRACH 전송을 위해 상위 계층에서 알려주는 RB의 인덱스인 PRACH 주파수 옵셋
Figure 112015114769648-pat00079
은
Figure 112015114769648-pat00080
범위 내에서 설정된다.
Figure 112015114769648-pat00081
는 가용한 상향링크 채널 주파수 대역 범위 내에서
Figure 112015114769648-pat00082
값이 상위 영역에 위치하는지 혹은 하위 영역에 위치하는지를 나타내는 지시값을 나타내며, 수학식 3에 따라 결정된다.
Figure 112015114769648-pat00083
즉
Figure 112015114769648-pat00084
을 만족하면
Figure 112015114769648-pat00085
값이 가용한 상향링크 채널 주파수 대역 범위 내에서 상위 영역에 위치하는 것을 나타내고,
Figure 112015114769648-pat00086
이 된다.
Figure 112015114769648-pat00087
이면
Figure 112015114769648-pat00088
값이 상향링크 채널 주파수 대역 범위 내에서 하위 영역에 위치하는 것을 나타내고,
Figure 112015114769648-pat00089
이 된다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 LTE TDD 모드에서
Figure 112015114769648-pat00090
값이 상향링크 채널 주파수 대역 범위 내에서 하위 영역에 위치하는 경우 수학식 2에 따라 상향링크 서브프레임에 PRACH을 할당하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 12의 (A)는 첫 번째 PRACH의 위치를 지정하는 옵셋 값인
Figure 112015114769648-pat00091
(fRA = 0)이고, 가용한 PRACH의 최대 개수가 6인 경우를 나타내며, 따라서 fRA가 0, 1, 2, 3, 4, 5일 때 PRACH의 배치 구조를 나타낸다.
도 12의 (A)에 나타낸 바와 같이, 수학식 2에 따라서, fRA의 인덱스가 0인 PRACH #0은
Figure 112015114769648-pat00092
에 해당하는 주파수 영역에서 RB 인덱스 0에 해당하는 최하위에 할당되고 fRA의 인덱스가 1인 PRACH #1은 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00093
에 해당하는 최상위에 할당된다. fRA의 인덱스가 2인 PRACH #2는 RB 인덱스 6에 해당하는 위치에 할당되고, fRA의 인덱스가 3인 PRACH #3은 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00094
에 해당하는 위치에 할당된다. 그리고 fRA의 인덱스가 4인 PRACH #4는 RB 인덱스 12에 해당하는 위치에 할당되고, fRA의 인덱스가 5인 PRACH #5는 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00095
에 해당하는 위치에 할당된다. 이렇게 함으로써, fRA의 인덱스에 따라 PRACH가 할당되는 RB 위치가 가운데 위치한 RB를 중심으로 서로 대칭이 된다.
도 12의 (B)는
Figure 112015114769648-pat00096
(fRA = 0)이고, 가용한 PRACH의 최대 개수가 6인 경우이며, 따라서 fRA가 0, 1, 2, 3, 4, 5일 때 PRACH의 배치 구조를 나타낸다.
도 12의 (B)에 나타낸 바와 같이, 수학식 2에 따라, fRA의 인덱스가 0인 PRACH #0은
Figure 112015114769648-pat00097
에 해당하는 주파수 영역에서 RB 인덱스 18에 해당하는 위치에 할당되고 fRA의 인덱스가 1인 PRACH #1은 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00098
에 해당하는 위치에 할당된다. fRA의 인덱스가 2인 PRACH #2는 RB 인덱스 24에 해당하는 위치에 할당되고, fRA의 인덱스가 3인 PRACH #3은 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00099
에 해당하는 위치에 할당된다. 그리고 fRA의 인덱스가 4인 PRACH #4는 RB 인덱스 30에 해당하는 위치에 할당되고, fRA의 인덱스가 5인 PRACH #5는 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00100
에 해당하는 위치에 할당된다. 이렇게 함으로써, fRA의 인덱스에 따라 PRACH가 할당되는 RB 위치가 가운데 위치한 RB를 중심으로 서로 대칭이 된다.
도 12의 (C)는
Figure 112015114769648-pat00101
(fRA = 0)이고, 가용한 PRACH의 최대 개수가 6이지만,
Figure 112015114769648-pat00102
의 최대값이 2인 경우를 나타내며, 따라서 fRA가 0, 1, 2일 때 PRACH의 배치 구조를 나타낸다.
수학식 2에 따라서, 첫 번째 PRACH의
Figure 112015114769648-pat00103
는 0이 되므로, fRA의 인덱스가 0인 PRACH #0은
Figure 112015114769648-pat00104
에 해당하는 주파수 영역에서 RB 인덱스 0에 해당하는 최하위에 할당된다. 그리고 수학식 2에 따라서 fRA의 인덱스가 1인 PRACH #1은 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00105
에 해당하는 최상위에 할당되며, fRA의 인덱스가 2인 PRACH #2는 RB 인덱스 6에 해당되는 위치에 할당된다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 LTE TDD 모드에서
Figure 112015114769648-pat00106
값이 상향링크 채널 주파수 대역 범위 내에서 상위 영역에 위치하는 경우 수학식 2에 따라 상향링크 서브프레임에 PRACH를 할당하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 13의 (A)는 첫 번째 PRACH의 위치를 지정하는 옵셋 값이
Figure 112015114769648-pat00107
(fRA = 0)이고, 가용한 PRACH의 최대 개수가 6인 경우이며, 따라서 fRA가 0, 1, 2, 3, 4, 5일 때 PRACH의 배치 구조를 나타낸다.
도 13의 (A)에 나타낸 바와 같이, 수학식 2에 따라서, fRA의 인덱스가 0인 PRACH #0은
Figure 112015114769648-pat00108
에 해당하는 주파수 영역에서 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00109
에 해당하는 최상위에 할당되고 fRA의 인덱스가 1인 PRACH #1은 RB 인덱스 0에 해당하는 최하위에 할당된다. fRA의 인덱스가 2인 PRACH #2는 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00110
에 해당하는 위치에 할당되고, fRA의 인덱스가 3인 PRACH #3은 RB 인덱스 6에 해당하는 위치에 할당된다. 그리고 fRA의 인덱스가 4인 PRACH #4는 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00111
에 해당하는 최상위에 할당되고, fRA의 인덱스가 5인 PRACH #5는 RB 인덱스 12에 해당하는 위치에 할당된다. 이렇게 함으로써, fRA의 인덱스에 따라 PRACH가 할당되는 RB 위치가 가운데 위치한 RB를 중심으로 서로 대칭이 된다.
도 13의 (B)는
Figure 112015114769648-pat00112
(fRA = 0)이고, 가용한 PRACH의 최대 개수가 6인 경우이며, 따라서 fRA가 0, 1, 2, 3, 4, 5일 때 PRACH의 배치 구조를 나타낸다.
도 13의 (B)에 나타낸 바와 같이, 수학식 2에 따라서, fRA의 인덱스가 0인 PRACH #0은
Figure 112015114769648-pat00113
에 해당하는 주파수 영역에서 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00114
에 해당하는 위치에 할당되며, fRA의 인덱스가 1인 PRACH #1은 수학식 1에 따라서 RB 인덱스 18에 해당하는 위치에 할당된다. fRA의 인덱스가 2인 PRACH #2는 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00115
에 해당하는 위치에 할당되고, fRA의 인덱스가 3인 PRACH #3은 RB 인덱스 24에 해당하는 위치에 할당된다. 그리고 fRA의 인덱스가 4인 PRACH #4는 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00116
에 해당하는 위치에 할당되고, fRA의 인덱스가 5인 PRACH #5는 RB 인덱스 30에 해당하는 위치에 할당된다. 이렇게 함으로써, fRA의 인덱스에 따라 PRACH의 RB 위치가 가운데 위치한 RB 중심으로 서로 대칭이 된다.
도 13의 (C)는
Figure 112015114769648-pat00117
(fRA = 0)이고, 가용한 PRACH의 최대 개수가 6이지만,
Figure 112015114769648-pat00118
의 최대값이 2인 경우이며, 따라서 fRA가 0, 1, 2일 때 PRACH의 배치 구조를 나타낸다.
도 13의 (C)에 나타낸 바와 같이, 수학식 2에 따라서, fRA의 인덱스가 0인 PRACH #0은 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00119
에 해당하는 최상위에 할당되고, fRA의 인덱스가 1인 PRACH #1은 RB 인덱스 0에 해당하는 최하위에 할당되며, fRA의 인덱스가 2인 PRACH #2는 RB 인덱스
Figure 112015114769648-pat00120
에 해당하는 위치에 할당된다.
도 13의 (C)를 보면, 가용한 PRACH의 최대 개수는 6이지만, PRACH를 3개까지만 할당하여도, 도 8의 (C)와 달리 RB 홀이 발생되지 않는다.
이와 같이, 수학식 2를 토대로 하는 본 발명의 실시 예에 따른 PRACH의 주파수 도메인 자원 구성 방법은 RB 홀이 발생하지 않으며, 따라서 데이터 트래픽 전송에 있어서 RB들을 연속해서 할당할 수 있으며, RB 홀을 제거함으로써 무선자원의 효율적인 운용이 가능하다.
또한 수학식 2를 토대로 PRACH의 주파수 도메인 자원을 구성하면,
Figure 112015114769648-pat00121
값이 하위 영역에 위치하는 경우와 상위 영역에 위치하는 경우에 있어서, 동일한 수의 PRACH 구성 시 fRA 인덱스에 따라 점유하는 RB 위치가 서로 대칭을 이루게 되어 각 셀의 PRACH 구성 버전 배정 및 관리가 용이하다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 PRACH의 주파수 도메인 자원 구성 방법으로 수학식 2를 이용하는 경우에 LTE TDD 모드에서
Figure 112015114769648-pat00122
의 값에 따른 가용한 PRACH의 수를 나타낸 도면으로, 시스템 채널 대역은 20MHz이고,
Figure 112015114769648-pat00123
인 경우를 도시하였다.
도 14에 도시한 바와 같이,
Figure 112015114769648-pat00124
의 값이 RB 인덱스의 하위 영역 0~49에 위치하는 경우와 상위 영역 50~99에 위치하는 경우, 가용한 PRACH의 수가 완전한 대칭 구조를 이루며, 도 9와 달리
Figure 112015114769648-pat00125
이 상위 영역에 위치할 때에도 PRACH의 개수가 3(fRA = 2), 5(fRA = 4)인 경우도 사용할 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 PRACH의 주파수 도메인 자원 구성 방법으로 수학식 2를 이용하는 경우에 LTE TDD 모드에서
Figure 112015114769648-pat00126
의 값에 따른 가용한 PRACH의 수를 나타낸 도면으로, 시스템 채널 대역은 10MHz이고,
Figure 112015114769648-pat00127
인 경우를 도시하였다.
도 15에 도시한 바와 같이,
Figure 112015114769648-pat00128
의 값이 RB 인덱스의 하위 영역 0~24에 위치하는 경우와 상위 영역 25~49에 위치하는 경우, 가용한 PRACH의 수가 완전한 대칭 구조를 이루며, 도 10과 달리
Figure 112015114769648-pat00129
이 상위 영역에 위치할 때에도 PRACH의 개수가 3(fRA = 2), 5(fRA = 4)인 경우도 사용할 수 있다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 PRACH의 주파수 도메인 자원 구성 방법으로 수학식 2를 이용하는 경우에 LTE TDD 모드에서
Figure 112015114769648-pat00130
의 값에 따른 가용한 PRACH의 수를 나타낸 도면으로, 시스템 채널 대역은 5MHz이고,
Figure 112015114769648-pat00131
인 경우를 도시하였다.
도 16에 도시한 바와 같이,
Figure 112015114769648-pat00132
의 값이 RB 인덱스의 하위 영역 0~12에 위치하는 경우와 상위 영역 13~24에 위치하는 경우, 가용한 PRACH의 수가 완전한 대칭 구조를 이루며, 도 11과 달리
Figure 112015114769648-pat00133
이 상위 영역에 위치할 때에도 PRACH의 개수가 3(fRA = 2)인 경우도 사용할 수 있다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 도메인 자원 구성 방법에, 서로 다른 PRACH 구성 버전으로 시간 및 주파수 도메인 다중화를 적용하여 PRACH를 재구성할 수 있다. 시간 및 주파수 도메인 다중화는 표 3과 같이 4종류의 파라미터(x, y, z, w)를 이용할 수 있다. 이렇게 하면, 서로 다른 셀이 동일한 수의 랜덤 접속 채널을 구성하면서 동일한 TDD 프레임 구조를 갖는 경우, 서로 다른 PRACH 구성 버전으로 셀간 랜덤 접속 채널간 간섭을 피할 수 있다.
이상에서 설명한 주파수 도메인 자원 구성 방법을 사용하면, 더욱 효과적인 랜덤 접속 과정을 적용한 시스템을 구성할 수 있다.
가령, 상기 도 12, 도 13과 같은 형태로
Figure 112015114769648-pat00134
을 하위 영역 혹은 상위 영역에 위치하도록 하고, 도 6과 같이 셀간에 버전을 달리하면서 PRACH를 배치하고, 표 4 와 같이 시간 및 주파수 도메인 다중화를 통한 PRACH를 구성함으로써, 랜덤 접속 프리앰블 전송 시 발생할 수 있는 PRACH의 간섭을 효과적으로 줄일 수 있고, 랜덤 접속 성공 확률을 높일 수 있으며, PRACH의 처리 부하를 여러 셀에 걸쳐 골고루 분산시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 랜덤 접속 채널의 자원 구성 장치를 나타낸 도면이다.
도 17을 참고하면, 랜덤 접속 채널의 자원 구성 장치(1700)는 프로세서(1710), 송수신기(1720) 및 메모리(1730)를 포함한다. 랜덤 접속 채널의 자원 구성 장치(1700)는 기지국에 구현될 수 있다.
프로세서(1710)는 가용한 상향링크 RB 내에서 랜덤 접속 채널인 PRACH의 RB가 대칭구조를 갖도록 PRACH가 할당되는 RB 인덱스의 값을 수학식 2를 통해 결정하고, 결정된 RB 인덱스에 해당하는 위치에 PRACH를 할당한다. 또한 프로세서(1710)는 서로 다른 셀이 동일한 수의 PRACH를 구성하면서 동일한 TDD 프레임 구조를 갖는 경우에 셀간 PRACH의 간섭을 피하기 위하여 서로 다른 PRACH 구성 버전으로 시간 도메인 및 주파수 도메인 다중화를 수행하여 PRACH를 재구성할 수 있다.
송수신기(1720)는 단말과 데이터 또는 신호를 송수신한다. 특히, 송수신기(1720)는 PRACH의 자원 구성 정보를 셀 내에 위치한 모든 단말에게 송신한다.
메모리(1730)는 프로세서(1710)에서 PRACH의 주파수 도메인 자원 구성을 위한 명령어(instructions)을 저장하고 있거나 저장 장치(도시하지 않음)로부터 명령어를 로드하여 일시 저장하며, 프로세서(1710)는 메모리(1730)에 저장되어 있거나 로드된 명령어를 실행한다.
프로세서(1710)와 메모리(1730)는 버스(도시하지 않음)를 통해 서로 연결되어 있으며, 버스에는 입출력 인터페이스(도시하지 않음)도 연결되어 있을 수 있다. 이때 입출력 인터페이스에 송수신기(1720)가 연결되며, 입력 장치, 디스플레이, 스피커, 저장 장치 등의 주변 장치가 연결되어 있을 수 있다.
발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (15)

  1. 무선통신시스템의 랜덤 접속 채널의 주파수 도메인 자원을 구성하는 방법으로서,
    복수의 랜덤 접속 채널 중에서 첫 번째 랜덤 접속 채널의 위치를 지정하는 옵셋 값의 위치를 나타내며, 상기 옵셋 값이 가용한 상향링크 무선자원블록 내에서 가운데 무선자원블록을 기준으로 상위 영역에 위치하는지 하위 영역에 위치하는지 여부에 따라 다른 값을 가지는 지시값을 결정하는 단계,
    상기 가운데 무선자원블록을 기준으로 상기 복수의 랜덤 접속 채널의 무선자원블록이 대칭되도록, 상기 옵셋 값, 상기 지시값, 각 랜덤 접속 채널의 주파수 자원 인덱스를 이용하여 상기 복수의 랜덤 접속 채널이 할당되는 무선자원블록의 인덱스를 결정하는 단계, 그리고
    결정된 무선자원블록의 인덱스에 해당하는 위치에 상기 복수의 랜덤 접속 채널을 할당하는 단계를 포함하며,
    상기 복수의 랜덤 접속 채널 중에서 첫 번째 랜덤 접속 채널의 위치를 지정하는 옵셋 값의 위치가 상기 가용한 상향링크 무선자원블록의 인덱스의 상위 영역에 있을 때 상기 복수의 랜덤 접속 채널의 수에 대한 분포는, 상기 옵셋 값의 위치가 상기 인덱스의 하위 영역에 있을 때 상기 복수의 랜덤 접속 채널의 수에 대한 분포와 대칭적이며,
    상기 각 랜덤 접속 채널이 할당되는 무선자원블록의 인덱스를 계산하는 단계는 수학식을 이용하며,
    상기 수학식은
    Figure 112017111923302-pat00162
    이며,
    상기 floor(x)는 매개 변수 x보다 작거나 같은 정수 중에서 가장 큰 정수를 반환하고, 상기 fRA는 상기 각 랜덤 접속 채널의 상기 주파수 자원 인덱스를 나타내며, 상기
    Figure 112017111923302-pat00163
    는 하나의 랜덤 접속 채널이 점유하는 무선자원블록의 수를 나타내고, 상기
    Figure 112017111923302-pat00164
    은 상기 옵셋 값이고,
    Figure 112017111923302-pat00165
    은 상기 지시값이며, 상기
    Figure 112017111923302-pat00166
    는 상기 랜덤 접속 채널이 할당되는 무선자원블록의 인덱스를 나타내는 랜덤 접속 채널의 자원 구성 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에서,
    상기 지시값은 상기 옵셋 값의 위치에 따라 1 또는 -1의 값을 가지는 랜덤 접속 채널의 자원 구성 방법.
  5. 삭제
  6. 제4항에서,
    상기 지시값은 상기 옵셋 값이 위치가 상기 가용한 상향링크 무선자원블록 내에서 가운데 무선자원블록을 기준으로 상위 영역에 위치하는 경우에 1이고, 상기 옵셋 값이 위치가 상기 가운데 무선자원블록을 기준으로 하위 영역에 위치하는 경우에 -1인 랜덤 접속 채널의 자원 구성 방법.
  7. 제1항에서,
    상기 상기 결정하는 단계는 상위계층으로부터 상기 옵셋 값을 수신하는 단계를 더 포함하는 랜덤 접속 채널의 자원 구성 방법.
  8. 제1항에서,
    이웃하는 셀과 동일한 수의 랜덤 접속 채널을 구성하고 동일한 프레임 구조를 갖는 경우, 상기 이웃하는 셀과 시간 도메인에서 상기 복수의 랜덤 접속 채널의 위치를 다르게 할당하는 단계
    를 더 포함하는 랜덤 접속 채널의 자원 구성 방법.
  9. 무선통신시스템에서 랜덤 접속 채널의 주파수 도메인 자원을 구성하는 장치로서,
    복수의 랜덤 접속 채널 중에서 첫 번째 랜덤 접속 채널의 위치를 지정하는 옵셋 값의 위치를 나타내며, 상기 옵셋 값이 상기 가용한 상향링크 무선자원블록 내에서 가운데 무선자원블록을 기준으로 상위 영역에 위치하는지 하위 영역에 위치하는지 여부에 따라 다른 값을 가지는 지시값을 결정하고, 상기 가운데 무선자원블록을 기준으로 상기 복수의 랜덤 접속 채널의 무선자원블록이 대칭되도록, 상기 옵셋 값, 상기 지시값, 각 랜덤 접속 채널의 주파수 자원 인덱스를 이용하여 상기 복수의 랜덤 접속 채널이 할당되는 무선자원블록을 결정하는 프로세서, 그리고
    상기 복수의 랜덤 접속 채널의 자원 구성 정보를 셀 내 단말로 전송하는 송수신기
    를 포함하며,
    상기 프로세서는 수학식을 이용하여 상기 각 랜덤 접속 채널이 할당되는 무선자원블록의 인덱스를 결정하며,
    상기 수학식은
    Figure 112017111923302-pat00167
    이며,
    상기 floor(x)는 매개 변수 x보다 작거나 같은 정수 중에서 가장 큰 정수를 반환하고, 상기 fRA는 랜덤 접속 채널의 주파수 자원 인덱스를 나타내며, 상기
    Figure 112017111923302-pat00168
    는 하나의 랜덤 접속 채널이 점유하는 무선자원블록의 수를 나타내고, 상기
    Figure 112017111923302-pat00169
    은 상기 옵셋 값이고,
    Figure 112017111923302-pat00170
    은 상기 지시값이며, 상기
    Figure 112017111923302-pat00171
    는 상기 랜덤 접속 채널이 할당되는 무선자원블록의 인덱스를 나타내는 랜덤 접속 채널의 자원 구성 장치.
  10. 삭제
  11. 제9항에서,
    상기 지시값은 상기 옵셋 값이 상기 가용한 상향링크 무선자원블록 내에서 상기 가운데 무선자원블록을 기준으로 상위 영역에 위치하는지 하위 영역에 위치하는지에 따라서 1 또는 -1의 값을 가지는 랜덤 접속 채널의 자원 구성 장치.
  12. 삭제
  13. 제11항에서,
    상기 지시값은 상기 옵셋 값이 위치가 상기 가용한 상향링크 무선자원블록 내에서 가운데 무선자원블록을 기준으로 상위 영역에 위치하는 경우에 1이고, 상기 옵셋 값이 위치가 상기 가운데 무선자원블록을 기준으로 하위 영역에 위치하는 경우에 -1인 랜덤 접속 채널의 자원 구성 장치.
  14. 제9항에서,
    상기 프로세서는 이웃하는 셀과 동일한 수의 랜덤 접속 채널을 구성하고 동일한 프레임 구조를 갖는 경우, 상기 이웃하는 셀과 시간 도메인에서 상기 복수의 랜덤 접속 채널의 위치를 다르게 할당하는 랜덤 접속 채널의 자원 구성 장치.
  15. 제14항에서,
    시간 도메인에서 상기 복수의 랜덤 접속 채널의 위치는 제1 표식자, 제2 표식자, 제3 표식자를 포함하고,
    상기 제1 표식자는 매 무선 프레임, 짝수번째 무선 프레임 및 홀수 번째 무선 프레임 중 하나를 나타내고, 상기 제2 표식자는 프레임의 절반(half frame)의 앞부분 또는 상기 프레임의 절반의 뒷부분을 나타내고, 상기 제3 표식자는 랜덤 접속 프리앰블이 시작하는 서브프레임 인덱스를 나타내는 랜덤 접속 채널의 자원 구성 장치.
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