新しいレンジング構造を用いたレンジング方法

专利摘要:
端末機及び基地局を含み、マルチキャリアを使用する広帯域無線接続システムでレンジングを行う方法において、レンジングシーケンスが占める部分の時間領域上の長さを延ばした構造を用いる方法であって、レンジングシーケンスが占めるプリアンブルを３回以上繰り返す構造を用いる方法、レンジングシーケンスが占めるそれぞれのプリアンブルの長さを時間領域上で延ばす構造を用いる方法、及びレンジング構造のうち、ＣＰ（ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ）及び／またはＧＴ（ｇｕａｒｄ ｔｉｍｅ）の時間領域上の長さをチャネルの遅延拡散（ｄｅｌａｙ ｓｐｒｅａｄ）及び時間遅延（ｔｒｉｐ ｄｅｌａｙ）を考慮して設計した構造を用いることで、拡張された半径を持つセル構造においても正確に時間遅延を推定することができる。
公开号:JP2011505779A
申请号:JP2010536862
申请日:2008-12-31
公开日:2011-02-24
发明作者:ドン；チョル キム，；ジン；サム クァク，；ヨン；ヒョン クウォン，；ミン；ソク ノー，；ソン；ヘー ハン，；スン；ホ ムン，；ヒュン；ウー リー，
申请人:エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド；
IPC主号:H04J11-00

专利说明:

[0001] 本発明は、広帯域無線接続システムに係り、より詳細には、広帯域無線接続システムにおけるレンジング方法に関するものである。]
背景技術

[0002] （無線接続システムで端末機の初期化時におけるネットワーク進入手続き）]
[0003] 図１は、広帯域無線接続システムにおいて端末機の初期化時におけるネットワーク進入手続きを説明したフローチャートである。] 図１
[0004] （１）端末機は、最初に電源が付けられると、ダウンリンクチャネル（ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｃｈａｎｎｅｌ）を検索し、基地局との上／下り同期（ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）を獲得する。この時、端末機は、基地局からダウンリンクマップ（ＤＬ−ＭＡＰ）メッセージ、アップリンクマップ（ＵＬ−ＭＡＰ）メッセージ、ダウンリンクチャネル記述子（ＤＣＤ）メッセージ、アップリンクチャネル記述子（ＵＣＤ）メッセージを受信して、アップ／ダウンリンクチャネルパラメータを獲得する。]
[0005] （２）端末機は、基地局とレンジング（ｒａｎｇｉｎｇ）を行ってアップリンク送信パラメータを調整し、基地局から基本管理連結識別子（Ｂａｓｉｃ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔＣＩＤ）及び第１管理連結識別子（Ｐｒｉｍａｒｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ＣＩＤ）を受け取る。]
[0006] （３）端末機は、基地局と基本性能に対して交渉をする。]
[0007] （４）端末機に対する認証を行う。]
[0008] （５）端末機は自身を基地局に登録し、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）で管理される端末機は、基地局から第２管理連結識別子（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔＣＩＤ）を受け取る。]
[0009] （６）ＩＰ連結を設定する。]
[0010] （７）現在の日付と時間を設定する。]
[0011] （８）端末機の構成ファイルをＴＦＴＰ（Ｔｒｉｖｉａｌ Ｆｉｌｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバーからダウンロード（ｄｏｗｎｌｏａｄ）する。]
[0012] （９）あらかじめ備えられたサービスへの連結を設定する。]
[0013] 広帯域無線接続システムの物理層は、大きく、シングルキャリア方式（単一搬送波方式；Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ）とマルチキャリア方式（多重搬送波方式；ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ）とに区別される。マルチキャリア方式は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を用いるとともに、キャリアの一部をグループ化したサブチャネル（ｓｕｂ−ｃｈａｎｎｅｌ）単位でリソースを割り当てうる接続方式であって、ＯＦＤＭＡ（ＯＦＤＭ Ａｃｃｅｓｓ）を導入している。]
[0014] ＯＦＤＭＡ物理層では、活性キャリアをグループに分離し、グループ別にそれぞれ異なる受信端に送信する。このように一つの受信端に送信されるキャリアのグループを、サブチャネル（ｓｕｂ−ｃｈａｎｎｅｌ）と呼ぶ。各サブチャネルを構成するキャリアは、互いに隣接していてもよく、等間隔に離れていても良い。このようにサブチャネル単位で多重接続を可能にさせると、具現上の複雑度は増加するが、周波数ダイバーシティ利得、電力の集中による利得、そして順方向電力制御を效率的に行うことができるという長所がある。]
[0015] 各ユーザに割り当てられるスロットは、２次元の時間−周波数（ｔｉｍｅ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）空間のデータ領域（Ｄａｔａ Ｒｅｇｉｏｎ）によって定義され、これは、バーストによって割り当てられる連続したサブチャネルの集合である。ＯＦＤＭＡにおいて、一つのデータ領域は、時間座標とサブチャネル座標とによって定められる直方形で示される。このようなデータ領域は、特定ユーザのアップリンクに割り当てられるか、または、ダウンリンクでは、特定のユーザに基地局により伝送されることができる。２次元空間でこのようなデータ領域を定義するためには、時間領域でＯＦＤＭシンボルの数、及び、周波数領域で基準点からのオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）だけ離れた位置で始まる連続したサブチャネルの数が与えられなければならない。]
[0016] （広帯域無線接続システムにおけるＯＦＤＭＡ物理層のフレーム構造）]
[0017] 図２は、広帯域無線接続システムにおけるＯＦＤＭＡ物理層のフレーム（ｆｒａｍｅ）構造を示す図である。ダウンリンクサブフレーム（ｓｕｂ−ｆｒａｍｅ）は、物理層での同期化及び等化をするために用いられるプリアンブル（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）から始まる。続いては、フレームの全体構造は、ダウンリンク及びアップリンクに割り当てられるバーストの位置及び用途を定義するブロードキャスト形態のダウンリンクマップ（ＤＬ−ＭＡＰ）メッセージとアップリンクマップ（ＵＬ−ＭＡＰ）メッセージを通じて定義される。] 図２
[0018] ＤＬ−ＭＡＰメッセージは、バーストモード物理層で、ダウンリンク区間に対してバースト別に割り当てられた用途を定義し、ＵＬ−ＭＡＰメッセージは、アップリンク区間に対して割り当てられたバーストの用途を定義する。ＤＬ−ＭＡＰを構成する情報要素（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｌｅｍｅｎｔ）は、ＤＩＵＣ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｕｓａｇｅ Ｃｏｄｅ）、ＣＩＤ（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ＩＤ）及びバーストの位置情報（サブチャネルオフセット、シンボルオフセット、サブチャネル数、シンボル数）によってユーザ段のダウンリンクトラフィック区間を決定する。一方、ＵＬ−ＭＡＰメッセージを構成する情報要素は、各ＣＩＤ（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ＩＤ）別にＵＩＵＣ（Ｕｐｌｉｎｋ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｕｓａｇｅ Ｃｏｄｅ）によって用途を決定し、‘ｄｕｒａｔｉｏｎ’によって該当の区間の位置を規定する。ここで、ＵＬ−ＭＡＰで用いられるＵＩＵＣ値によって区間別用途が決定され、各区間は、それ以前のＩＥ始点からＵＬ−ＭＡＰ ＩＥで規定された‘ｄｕｒａｔｉｏｎ’だけ離れた地点で始まる。]
[0019] （レンジング）]
[0020] 図１に示すように、最初の網登録手続きを行う過程で、端末機が基地局とのアップリンク通信のための送信パラメータ（周波数オフセット、時間オフセット、送信電力）を調整する過程を、初期レンジング（ｉｎｉｔｉａｌ ｒａｎｇｉｎｇ）と言い、網登録手続きを行った後に、端末機は、基地局とのアップリンク通信を持続するために、周期的レンジング（ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｒａｎｇｉｎｇ）を行うようになる。その他にも、レンジングの種類として、端末機のハンドオーバー動作時に手続きを簡素化するためのハンドオーバーレンジング（ｈａｎｄｏｖｅｒ ｒａｎｇｉｎｇ）と、端末機により伝送されるデータが発生した時、アップリンク帯域を要請する過程で行われる帯域要請レンジング（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ−ｒｅｑｕｅｓｔ ｒａｎｇｉｎｇ）がある。] 図１
[0021] 広帯域無線接続システムで、各レンジング種類によって、レンジングを行う時に用いられうるＣＤＭＡコード集合及びＣＤＭＡコードを伝送する領域は、ネットワークによってＵＬ−ＭＡＰを通じて割り当てられる。したがって、例えば、特定端末機がハンドオーバーレンジングを行うためには、ハンドオーバーレンジングのためのＣＤＭＡコードの中で特定コードを選択し、選択されたコードを初期レンジング及びハンドオーバーレンジング領域を通じてネットワークに伝送することによってレンジングを要請しなければならない。このような方式により、ネットワークにとっては、受信したＣＤＭＡコード及びＣＤＭＡコードの送信された区間を通じてレンジングの種類を区分することができる。]
[0022] ＩＥＥＥ ８０２．１６（ＩＥＥＥＰ ８０２．１６Ｒｅｖ２／Ｄ２， “ＤＲＡＦＴ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｌｏｃａｌ ａｎｄ ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋｓ’Ｐａｒｔ １６： Ａｉｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ”， Ｄｅｃｅｍｂｅｒ， ２００７．参照）で、レンジング構造（ｒａｎｇｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）は、図３に示すように、初期／ハンドオーバーレンジング（ｉｎｉｔｉａｌ／ＨＯ（ｈａｎｄｏｖｅｒ） ｒａｎｇｉｎｇ）と周期／帯域要請レンジング（ｐｅｒｉｏｄｉｃ／ＢＲ（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｒｅｑｕｅｓｔ）ｒａｎｇｉｎｇ）とに区別される。初期アップリンク時間同期を合わせるために、端末機は初期レンジングを用い、ハンドオーバーのためには、ハンドオーバーレイジングを用いる。また、周期レンジングを通じて時間及び周波数同期をアップデートし、帯域要請レンジングを通じてリソース（ｒｅｓｏｕｒｃｅ）を要請することができる。このような４種類のレンジングは、それぞれ異なるコードを有する。ＰＮコード生成式１＋Ｘ１＋Ｘ４＋Ｘ７＋Ｘ１５を用いてレンジングコードを生成する。このようなＰＲＢＳ（ｐｓｅｕｄｏ ｒａｎｄｏｍ ｂｉｎａｒｙ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の初期値（ｓｅｅｄ）には｛ｂ１４…ｂ０＝０，０，１，０，１，０，１，１，ｓ０，ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５，ｓ６｝が使用され、ここで、ｓ６は、ＰＲＳＢ初期値のＬＳＢを表し、ｓ６：ｓ０＝ＵＬ＿ＰｅｒｍＢａｓｅで表される。ここで、ｓ６は、ＵＬ＿ＰｅｒｍＢａｓｅのＭＳＢを表す。このようなＰＮ生成式を用いて総２５６個のコードを生成することができ、このようなコードは各用途によって区分される。最初のＮ個のコードは、初期レンジング用途で使われ、続くＭ個のコードは、周期レンジング用途で使われ、続くＬ個のコードは、帯域要請レンジング用途で使われ、続くＯ個のコードは、ハンドオーバーレンジング用途で使われる。] 図３
発明が解決しようとする課題

[0023] （従来のレンジング構造の問題点）]
[0024] 従来のレンジング構造は、下記のような問題点を有している。]
[0025] （１）支援可能なセルサイズが制限される。]
[0026] 例えば、８０２．１６ｍ ｓｙｓｔｅｍ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ［８０２．１６ｍ−０７／００２ｒ４］によれば、５０ｋｍのセル半径まで支援可能でなければならない。しかし、従来の構造では、推定可能な時間遅延が一つの有用シンボル（ｏｎｅ ｕｓｅｆｕｌ ｓｙｍｂｏｌ）Ｔ０（例えば、９１．４３μｓ）長に制限される。このような例を、図４（ａ）に示す。Ｔ０だけの時間遅延差を有する二つの信号間には、ｃｏｄｅ Ｘ（コードＸ）が正確に一致して受信される。したがって、このような信号が受信された場合は、時間遅延を推定することができない。図３（ｂ）では、４シンボルを用いるレンジング構造における例を示す。この時も、上記の場合と同様に、Ｔ０だけの 時間遅延差を有する二つの信号間にはｃｏｄｅ Ｘとｃｏｄｅ（Ｘ＋１）が正確に一致するので時間遅延を推定することができなくなる。また、前部の二つのシンボルと後部の二つのシンボルとの間には位相不連続（ｐｈａｓｅ ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ）が発生し、この部分は検出に使用し難い。] 図３ 図４
[0027] （２）データトラフィック及び他のレンジングコードの両方に対する干渉（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｔｏ ｂｏｔｈ ｄａｔａ ｔｒａｆｆｉｃ ａｎｄｏｔｈｅｒｒａｎｇｉｎｇ ｃｏｄｅ）が発生する。]
[0028] ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅのシステムによる（以下、‘８０２．１６ｅ’または‘１６ｅ’と略す。）初期レンジング構造は、送信時間遅延に対して別に考慮せずに、基本ＯＦＤＭＡの構造に従う。換言すると、レンジング構造で、時間遅延に対しては別に考慮せずに、最大遅延拡散（ｍａｘｉｍｕｍ ｄｅｌａｙ ｓｐｒｅａｄ）のみを考慮した。基本ＯＦＤＭＡ構造のＣＰ（ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ）長を超過する時間遅延により、シンボル区間内でサブキャリア間の直交性が破壊される。これは、レンジングコードだけでなく、隣接するデータトラフィックにも影響を与えることになる。また、隣接したサブキャリアを用いないＰＵＳＣ（ｐａｒｔｉａｌ ｕｓａｇｅ ｏｆ ｓｕｂ−ｃｈａｎｎｅｌ）モードでより深刻に見られる。特に、ＰＵＳＣモードで、隣接したサブキャリアは４個ずつから構成されるので、このような影響を防止するためには、４個のサブキャリア単位でフィルタリングする必要がある。１４４長のレンジングコードを用いる場合、４個単位で総３６個のバンドパス（ｂａｎｄ−ｐａｔｈ）フィルタが必要とされる。このようなフィルタリングは、複雑度及びハードウェア価格などの側面で好ましくない。図５は、レンジングコード間の干渉を示す図である。] 図５
[0029] （３）低品質の相関（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）特性を示す。]
[0030] 従来の構造では、ロングＰＮコードを生成しこれを短い長さに切断して、それぞれのレンジングコードとする。このような切断して使用するＰＮコードは、相関特性に劣るという短所がある。図６で、従来のロングＰＮコードを生成し、これを１４４個ずつ切断して使用するコードと、これに類似する長さの１３９長のＺＣコードとの自己相関（ａｕｔｏ−ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）及び相互相関（ｃｒｏｓｓ−ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）を対比した。図６からわかるように、従来の（例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ）のレンジングコードは、ＺＣシーケンスに比べて高い自己相関のサイドローブ（ｓｉｄｅ ｌｏｂｅ）及び高い相互相関特性を有している。高い自己相関のサイドローブは、時間アドバンス（ｔｉｍｉｎｇ ａｄｖａｎｃｅ）を推定する際にエラーを増加させることができ、高い相互相関はノイズ及び干渉の許容範囲を制限することになる。] 図６
[0031] コード自体の特性よりも、実際のマッピング及び処理の特性が重要である。８０２．１６ｅでは、周波数領域でコードを挿入して伝送する。この時、時間領域で時間遅延が発生するので、基地局は、時間領域で相関値を計算しなければならない。しかし、周波数領域で挿入された、切断して使用するＰＮコードの時間領域での相関値は良好でない。特に、隣接するサブキャリアを使用せずに、ランダム型サブキャリア（ｒａｎｄｏｍ−ｌｉｋｅ ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ）を使用するＰＵＳＣモードで、タイミングオフセット推定及び検出（ｔｉｍｉｎｇ ｏｆｆｓｅｔ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）におけるこのような劣化（ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ）は、より深刻に現れる。図７ａ及び図７ｂはそれぞれ、ＰＵＳＣモード及びＡＭＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ）モードで、精密マッピング（ｅｘａｃｔ ｍａｐｐｉｎｇ）をした時の相関特性を示すグラフである。] 図７ａ 図７ｂ
[0032] 本発明は、上記の従来技術における問題点を解決するために案出されたもので、その目的は、新しいレンジング構造を用いることによって、拡張されたセル半径環境でも時間遅延を推定可能にすることにある。]
[0033] 本発明の他の目的は、新しいコードを周波数領域に挿入して時間領域における相関特性を向上させることによって、タイミングオフセット推定性能を向上させることにある。]
[0034] 本発明の他の目的は、レンジングを行う時に受信端で必要とするプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）エネルギーを得ることができる新しいレンジング構造を提供することにある。]
課題を解決するための手段

[0035] 上述の従来技術の問題点を解決するために、従来に使用されてきたレンジング構造において、レンジングシーケンスの占める部分（シーケンス部またはプリアンブル）の時間領域上の長さを延長することによって本発明の目的を達成することができる。]
[0036] レンジングシーケンスの占める部分の時間領域上の長さを延ばした構造を用いる方法として、レンジングシーケンスの占めるプリアンブルを３回以上繰り返す構造を用いる方法、レンジングシーケンスの占めるそれぞれのプリアンブルの長さを時間領域上で延ばす構造を用いる方法、及び、レンジング構造のうち、ＣＰ（ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ）及び／またはＧＴ（ｇｕａｒｄ ｔｉｍｅ）の時間領域上の長さを、チャネルの遅延拡散（ｄｅｌａｙ ｓｐｒｅａｄ）及び時間遅延（ｔｒｉｐ ｄｅｌａｙ）を考慮して設計した構造を用いる方法が可能である。]
[0037] 本発明では、レンジング領域のサブキャリア間隔（ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ ｓｐａｃｉｎｇ）が変わるので、このようなサブキャリア間隔の選択において、レンジング構造自体のサンプリングレートとシステムサンプリングレートを合わせるためのオーバーサンプリングを、整数サイズのＤＦＴで処理するように設計することができる。また、この時、ドップラー周波数（Ｄｏｐｐｌｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の影響が最小化するように、最大剰余周波数オフセット（ｒｅｓｉｄｕａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆｆｓｅｔ）と最大支援可能な端末機の速度を考慮して設計することができる。]
[0038] 本発明では、周波数ダイバーシティ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）を得るために、サブキャリアからなる基本ユニット（ｂａｓｉｃｕｎｉｔ）を、周波数領域上で互いに隣接しないように設計することができる。また、この場合、複数の基本ユニットを使用すると、基地局が複数の位置を知らせる上で大きいオーバーヘッドを有することがあるので、一つの基本ユニットの位置のみを知らせると、残りはあらかじめ定められた規則によって選択できるように設計することができる。ここで、基本ユニットは、一つのサブチャネルでありうる。また、支援すべき端末機の数が多い場合及び／または衝突確率（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ）を減らすために及び／または機会（ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ）を増加させるために、周波数領域で多数のレンジングスロットを割り当てることができる。]
[0039] また、本発明では、レンジングのためのシーケンスに、既存の１６ｅコードを用いることも可能であり、ＣＡＺＡＣ系列のシーケンスを用いることもできる。]
[0040] 上述した本発明の目的を達成するための本発明の一様相として、本発明によるレンジング方法は、マルチキャリア（ｍｕｌｔｉ−ｃａｒｒｉｅｒ）を用いる広帯域無線接続システムにおけるレンジング（ｒａｎｇｉｎｇ）方法であって、端末機が任意のレンジングコード及びタイムスロット（ｔｉｍｅ−ｓｌｏｔ）を選択する段階と、選択されたレンジングコードを、上記選択されたタイムスロットで伝送する段階と、を含み、レンジングコードを含むレンジング構造は、ＣＰ（ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ）とＧＴ（ガード区間）のうちの一つ以上、及び、上記レンジングコードを含むプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）を含み、レンジング構造の時間領域上の長さは、あらかじめ定められた２個の連続したＯＦＤＭＡシンボル区間の長さよりも長いことを特徴とする。]
[0041] 上述の本発明の目的を達成するための本発明の他の様相として、本発明によるレンジング方法は、マルチキャリアを用いる広帯域無線接続システムにおけるレンジング方法であって、基地局がレンジングコードを受信する段階と、上記基地局が、上記受信したレンジングコードを用いてレンジング処理を行う段階と、を含み、上記レンジングコードを含むレンジング構造は、ＣＰ及びＧＴのうち一つ以上、及び、上記レンジングコードを含むプリアンブルを含み、上記レンジング構造の時間領域上の長さは、あらかじめ定められた２個の連続したＯＦＤＭＡシンボル区間の長さよりも長いことを特徴とする。]
発明の効果

[0042] 本発明によれば、セルカバレッジ（Ｃｅｌｌｃｏｖｅｒａｇｅ）を確張することができ、基本ユニット別ローカルレンジング（ｌｏｃａｌｉｚｅｄ ｒａｎｇｉｎｇ ｐｅｒｂａｓｉｃｕｎｉｔ）を用いることで、周波数ダイバーシティ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）を得ることができ、基本ユニット別ローカルレンジングを用いることで、大きい帯域にわたるチャネルを推定することができるという效果が得られる。]
図面の簡単な説明

[0043] 広帯域無線接続システムで端末機の初期化時におけるネットワーク進入手続きを説明するフローチャートである。
広帯域無線接続システムにおけるＯＦＤＭＡ物理層のフレーム（ｆｒａｍｅ）構造を示す図である。
図３ａから図３ｄ及び図４ａから図４ｂは、従来技術によるレンジング送信に用いられるレンジング構造を示す図である。
図３ａから図３ｄ及び図４ａから図４ｂは、従来技術によるレンジング送信に用いられるレンジング構造を示す図である。
レンジングコード間の干渉を示す図である。
図６ａ及び図６ｂは、レンジングコード自体の相関特性を示す図である。
レンジングコードを精密マッピング（ｅｘａｃｔ ｍａｐｐｉｎｇ）した時の相関特性を示す図である。
レンジングコードを精密マッピング（ｅｘａｃｔ ｍａｐｐｉｎｇ）した時の相関特性を示す図である。
図８ａ及び図８ｂは、本発明の一実施例による、レンジングコードが繰り返されたレンジング構造を示す図である。
図９ａから図９ｃは、本発明の一実施例による、レンジングコードの長さが時間領域上で延長されたレンジング構造を示す図である。
図１０ａから図１０ｃは、本発明の一実施例による、ＣＰ（ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ）またはＧＴ（ｇｕａｒｄ ｔｉｍｅ）の時間領域の長さが遅延拡散（ｄｅｌａｙ ｓｐｒｅａｄ）、時間遅延（ｔｒｉｐ ｄｅｌａｙ）、及び遅延拡散と時間遅延との和のいずれか一つに対応するレンジング構造を示す図である。
図１１ａ及び図１１ｂは、本発明の一実施例による、セル半径によるＣＰ、シーケンス部分、ＧＴの長さを示す図である。
図１２ａ及び図１２ｂは、本発明の一実施例による、ローカルサブキャリア割り当てられた専用レンジング構造を示す図である。
図１３ａ及び図１３ｂは、本発明の一実施例による、基本ユニット別にローカルサブキャリア割り当てられた専用レンジング構造を示す図である。
図１４ａ及び図１４ｂは、本発明の一実施例による、あらかじめ規定された基本ユニット別にローカルサブキャリア割り当てられた専用レンジング構造を示す図である。
図１５ａ及び図１５ｂは、本発明の一実施例による、複数のレンジングスロットの構造を示す図である。
図１６ａ及び図１６ｂは、本発明の一実施例による、ローカルレンジングでプリアンブルが繰り返される構造を示す図である。
図１７ａ及び図１７ｂは、本発明の一実施例による、基本ユニット別ローカルレンジングでプリアンブルが繰り返される構造を示す図である。
図１８ａ及び図１８ｂは、本発明の一実施例による、ＣＰとプリアンブルの両方とも繰り返された構造を示す図である。] 図１０ａ 図１０ｃ 図１１ａ 図１１ｂ 図１２ａ 図１２ｂ 図１３ａ 図１３ｂ 図１４ａ 図１４ｂ
実施例

[0044] 以下に添付の図面を参照しつつ説明される本発明の好適な実施例から、本発明の構成、作用及び他の特徴が容易に把握可能になる。以下に説明される実施例は、本発明の技術的特徴が広帯域無線接続システムに適用された例であり、広帯域無線接続システムにおけるレンジング方法に関する一般的な事項を提供する広帯域無線接続システムの標準（ｓｔａｎｄａｒｄ）であるＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１６ｅＴＭ、“ＩＥＥＥ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｌｏｃａｌ ａｎｄ ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋｓ， Ｐａｒｔ １６： Ａｉｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ Ｆｉｘｅｄ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ”を参照することができる。]
[0045] 本発明では、従来のレンジングにおける問題点を解決するためのマルチキャリアシステムにおける新しいレンジング構造を提示する。本発明で、実際に生成されたシーケンスが占める部分をシーケンス部（ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｐａｒｔ）あるいはプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）と表現した。しかし、本発明がこのような用語によって制約されることはない。シーケンスの検出は、時間領域処理（ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）によることもでき、周波数領域処理（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｏｍａｉｎ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）によることもできる。しかし、検出段の簡単な具現のために、周波数領域処理を支援可能なように設計することが好ましい。本発明では、便宜上、周波数領域処理の観点で説明する。]
[0046] 本発明による実施例において、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）は、隣接したサブチャネルの一つ以上の対で構成されたアップリンク上の単一レンジングチャネルを定義することができる。このレンジングチャネル上では、送信間に衝突があり得る。端末機は、初期レンジング、周期レンジング及び帯域要請のために定義された適切なセットからいずれか一つのＣＤＭＡレンジングコードを無作為に選択することができる。このＣＤＭＡレンジングコードは、ＺＣシーケンスに置き換えられることもできる。]
[0047] 初期レンジング送信は、初めてシステムチャネルに同期化しようとする任意の端末機により行われることができる。初期レンジング送信は、連続した複数のＯＦＤＭＡシンボル区間の間に行われることができる。同一のＣＤＭＡレンジングコードが二つのシンボルの間にレンジングチャネル上で送信されることができ、隣接した二つのシンボルの間では位相が連続している。周期レンジング送信及び帯域要請送信も行われることができるが、これらの送信は、既にシステムと同期化した端末機によってのみ行われることができる。]
[0048] 端末機は、例えば、８０２．１６ａのＤＣＤ、ＵＣＤ、ＵＬ−ＭＡＰ及びＤＬ−ＭＡＰのようなダウンリンク制御フレームからダウンリンク同期及びアップリンク送信パラメータを得た後に、（ａ）レンジングを行うための時間としてレンジングスロットを任意に選択し、（ｂ）レンジングコードを選択して、選択されたレンジングスロットで基地局に伝送することができる。もし、他の端末機が同一スロットに同一コードを送信しなかった場合は、コードは基地局に成功的に受信されることができる。基地局は、どの端末機がＣＤＭＡレンジング要請を送ったかが識別できず、ＣＤＭＡレンジングコードを成功的に受信した場合は、ＣＤＭＡレンジングコードが受信されたレンジングスロットだけでなく、受信されたレンジングコードを知らせるレンジング応答メッセージ（ＣＤＭＡ＿Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ＿ＩＥ）をブロードキャストすることができる。この情報は、当該レンジングコードを成功的に送信した端末機が自身を識別できるようにする。このレンジング応答メッセージは、端末機がレンジングを行うのに必要なすべての送信調節事項（例えば、時間、パワー及び周波数調整など）及び状態応答（ｓｔａｔｕｓ ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）（例えば、成功、再送信）を含むことができる。]
[0049] 図８ａ及び図８ｂは、本発明の一実施例による、レンジング処理に用いられるレンジング構造である。大きい遅延を持つセルでタイミング推定をするために、繰り返された構造（ｒｅｐｅａｔｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を用いることができる。図８（ａ）に示すように、ｃｏｄｅ Ｘ部分を繰り返すことができる。基地局は、それぞれのｃｏｄｅ Ｘ部分で相関を取ることができる。図８（ａ）では、ｃｏｄｅ Ｘが３部分を占めている。基地局は、各区間で相関を取り、一番目の部分と二番目の部分でピーク（ｐｅａｋ）が検出される場合、遅延時間がＯＦＤＭＡの１シンボル区間よりも小さいことがわかる。一番目の部分でピークが検出されずに二番目と三番目の部分でピークが検出された場合、遅延時間がＯＦＤＭＡの１シンボル区間よりも大きいことがわかる。図８（ｂ）は、２ＯＦＤＭＡシンボル区間よりも大きい遅延が発生するセルでタイミング推定を行うための構造を示す。このような構造として、最大支援可能なセル半径によってレンジングコードが数回繰り返された構造を用いることができる。] 図８ 図８ａ 図８ｂ
[0050] 図９ａ〜図９ｃには、本発明の他の実施例による、レンジング処理に用いられるレンジング構造を示す。従来のレンジング処理に用いられたレンジング基本構造を、セルサイズによって時間領域で延ばして使用する方法（ｅｘｔｅｎｔｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を用いることができる。基本構造の時間形態をそのまま用いながら、セルサイズに応じて、時間領域を、基本２ＯＦＤＭＡシンボルよりも多いＯＦＤＭＡシンボルが占める区間に確張して使用する。この時、ＣＰ及びガード（ｇｕａｒｄ）区間の長さは固定しても良く、一緒に拡張しても良い。この時、ｃｏｄｅ Ｘの占める時間領域が異なるため、ｃｏｄｅ Ｘが占めるサブキャリア間隔（ｓｕｂ−ｃａｒｒｉｅｒ ｓｐａｃｉｎｇ）も異なってくる。したがって、各構造ごとに異なるシーケンスを用いることが可能である。１６ｅのように、ロングＰＮシーケンスを生成し、必要な長さ（例えば、１４４長）だけ切断してコードとして使用する場合、各構造に必要な長さだけ切断して使用する方法が可能である。また、各構造ごとに異なる長さのシーケンスを使用する方法も可能である。]
[0051] ＣＰ及びＧＴの長さを定めるにあたり、最大支援可能な時間遅延（ｒｏｕｎｄ ｔｒｉｐ ｄｅｌａｙ ｏｒ ｏｎｅ−ｗａｙ ｔｒｉｐ ｄｅｌａｙ）を考慮して設計される。しかし、システムで支援可能な最大セル半径に基づいて一つの構造として設計するとすれば、小さいセルでは余分のオーバーヘッドを発生させる。したがって、支援可能なセル半径に応じた様々な構造を設計することが好ましい。]
[0052] 図１０ａ〜図１０ｃには、本発明の他の実施例による、レンジング処理に用いられるレンジング構造を示す。レンジング構造として、大きく、下記の３つの形態を用いることが可能である。]
[0053] 第一、図１０（ａ）に示すように、長いレンジングＣＰ（ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ）＋シーケンス部分（ｓｅｑｕｅｎｃｙ ｐａｒｔ）＋ＧＴ（ｇｕａｒｄ ｔｉｍｅ；ガード区間）で構成されたレンジング構造を有することができる。この長いレンジングＣＰは、チャネルの遅延拡散（ｄｅｌａｙ ｓｐｒｅａｄ）と時間遅延（ｔｒｉｐ ｄｅｌａｙ）を考慮して設計する。ここで、遅延拡散は、無線電波の多重経路環境でそれぞれ異なる経路を経由した、一番目に受信された電波とその次に反射して来る受信電波との遅延された時間を言い、時間遅延は、遠隔地から目的地までメッセージが伝達されるまでかかる時間のことを指す。ここで、時間遅延は、往復遅延（ｒｏｕｎｄ ｔｒｉｐ ｄｅｌａｙ）を考慮することもでき、単方向遅延（ｏｎｅ−ｗａｙ ｔｒｉｐ ｄｅｌａｙ）を考慮することもできる。これは、遅延拡散及び時間遅延による影響が、シーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）部分に影響を与えないようにする效果がある。最後の部分であるＧＴは、時間遅延のみを考慮して設計し、チャネルの遅延拡散は、次のシンボルのＣＰ区間に含まれるので考慮しなくても良い。] 図１０
[0054] 第二、図１０（ｂ）に示すように、短いレンジングＣＰ＋シーケンス部分＋ＧＴで構成されたレンジング構造を有することができる。短いレンジングＣＰは、チャネルの遅延拡散を考慮して設計する。時間遅延が発生するとき、シーケンス部分の直交性（ｏｔｈｏｇｏｎａｌｉｔｙ）に影響を与えることができる。しかし、必要時には、受信端でオーバーラップ及び追加方法（ｏｖｅｒｌａｐ ａｎｄ ａｄｄ ｍｅｔｈｏｄ）によって直交性を維持することが可能である。] 図１０
[0055] 第三、図１０（ｃ）に示すように、シーケンス部分＋ＧＴで構成されたレンジング構造を有することができる。すなわち、特にＣＰを考慮せずに設計する。チャネルによる遅延拡散及び時間遅延が発生するとき、シーケンス部分の直交性に影響を与えることができる。しかし、必要時には、受信端でオーバーラップ及び追加方法によって直交性を維持することができる。] 図１０
[0056] 本発明では、便宜上、長いレンジングＣＰと短いレンジングＣＰを区別せずに表示した。本発明は、ＣＰの長さに制約されないわけである。]
[0057] 図１１ａ及び図１１ｂは、本発明の実施例による、レンジングＣＰの長さ、シーケンス部分の長さ、ＧＴの長さを示す。図１２ａ及び図１２ｂは、本発明の実施例によるローカルサブキャリアを含む専用レンジング構造を示す。多数のシンボルにわたって位相の連続性が維持されるようにレンジングコードを伝送する手法を用いることで、支援可能なタイミングオフセット推定（ｔｉｍｉｎｇ ｏｆｆｓｅｔ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）を要求（ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ）レベルに合わせることができる。したがって、特定バンド内で基本ＯＦＤＭＡシンボルを複数個結合して一つの長いシンボルとしてレンジングを行うことが好ましい。図１２ａ及び図１２ｂでは、隣接した物理層サブキャリアを用いる専用レンジング領域（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ｒａｎｇｉｎｇ ｒｅｇｉｏｎ）を取り上げた。全体システム帯域中の一部分を、レンジングのために、ローカルに（ｌｏｃａｌｌｙ）割り当てることによって、多数のシンボルを通じて一つのレンジングシンボルを構成する。] 図１１ａ 図１１ｂ 図１２ａ 図１２ｂ
[0058] セル半径による簡単な構成（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）、セル間干渉の最小化、及び最大支援可能なセル半径で簡単なタイミングアドバンス推定（ｔｉｍｉｎｇ ａｄｖａｎｃｅ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）を可能にするために、セル半径によらずに同一のシーケンス長及びシーケンス部分の送信時間長を用いることが好ましい。例えば、最大支援可能な５０ｋｍセル半径で、ＲＴＤ（ｒｏｕｎｄ ｔｒｉｐ ｄｅｌａｙ）は３３３．３５５６ｕｓである。データ部分の１／８ＣＰを遅延拡散として考慮するとすれば、シーケンス時間長は３４４．７８５６ｕｓにならなければならない。よって、３ＯＦＤＭＡシンボルよりも多い個数のシンボルがシーケンス部分として必要となる。１６ｅのリソース割当（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）単位であるサブチャネルが、３ ＯＦＤＭＡシンボルであるから、基本レンジング構造の時間長は、６ ＯＦＤＭＡシンボルが好ましい。例えば、８５．７２ｕｓ ＣＰ、４５７．１４ｕｓシーケンス部分、７４．３０ｕｓＧＴの６ ＯＦＤＭＡシンボルを用いる基本レンジング構造の設計により、１１．１ｋｍセル半径まで支援可能である。ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍのシステム（以下、‘１６ｍ’と略す。）に基づくリソース割当基本単位（ｓｕｂ−ｃｈａｎｎｅｌ ｏｒ ＲＢ）によって、このような基本レンジング構造の時間長を変更することが可能である。]
[0059] この実施例では、６個のＯＦＤＭＡシンボルを用いた一つのレンジングシンボルの構成を例にした。レンジング領域以外の領域では、隣接したサブキャリアを用いる割当（例えば、ＡＭＣ ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ）だけでなく、隣接していないサブキャリアを用いる割当（例えば、ＰＵＳＣ ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ）方法を利用することも可能である。また、これら二つの割当方法を併用することも可能である。この時、レンジング領域のサブキャリア間隔は、１／Ｔｓｅｑに変わる。このようなサブキャリア間隔は、次のように選択する。第一に、レンジング構造自体のサンプリングレート（ｓａｍｐｌｉｎｇ ｒａｔｅ）とシステムサンプリングレートとを合わせるためのオーバーサンプリングを、整数サイズ（ｓｉｚｅ）のＤＦＴで処理することが好ましい。また、速いＤＦＴ処理のために、素数の倍数の積でＤＦＴサイズを設計することが好ましい。このような例に、下記の表１のようなサブキャリア間隔を用いることができる。ここで、Ｔｏは、シーケンスが送信される時間長を表す。]
[0060] ]
[0061] 第二に、サブキャリア間隔は、ドップラー周波数（Ｄｏｐｐｌｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の影響を最小化するように設計することが好ましい。ドップラー周波数の影響がサブキャリア間隔の半分以上になった時、受信端における連関値ピーク（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｐｅａｋ）位置が大きく変わることがある。よって、サブキャリア間隔は、システムで発生しうる最大剰余周波数オフセット（ｒｅｓｉｄｕａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆｆｓｅｔ）と最大支援可能な端末機の速度を考慮して設計することが好ましい。例えば、最大発生しうる剰余周波数オフセットが、データサブキャリア間隔の２％であり、最大支援可能な端末機の速度を３５０ｋｍ／ｈとする。２．５ＧＨｚの中心周波数（ｃｅｎｔｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を考慮する時、最大１．０２８９ｋＨｚのドップラー周波数が発生することができる。したがって、この値の二倍に該当する約２．０５７８ｋＨｚ以上のサブキャリア間隔に設計することが好ましい。このような点を考慮して設計したとき、３ＧＰＰＬＴＥにおける高速（ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ）のための制限セット（ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ ｓｅｔ）のような特別な構造を別に必要としない。このような例として、次のようなサブキャリア間隔が使用可能である。ここで、Ｔｏは、シーケンスが送信される時間長を表す。下記の表２は、ドップラー周波数を考慮したサブキャリア間隔である。]
[0062] ]
[0063] 仮に、２．１８７５ｋＨｚレンジングサブキャリア間隔が用いられる場合、レンジングの基本構造として８５．７０ｕｓ ＣＰ、４５７．１４ｕｓシーケンス部分、７４．３１ｕｓＧＴの６ＯＦＤＭＡシンボルを使用する基本レンジング構造の設計により、１１．１ｋｍセル半径まで支援可能である。１６ｍのリソース割当基本単位（すなわち、ｓｕｂ−ｃｈａｎｎｅｌ ｏｒ ＲＢ）によって上記の基本レンジング構造の時間長は変更可能である。]
[0064] ＷｉＭＡＸ ｐｒｏｆｉｌｅによってアップリンクシンボル時間正確度（ＵＬ ｓｙｍｂｏｌ ｔｉｍｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ）は、（Ｔｂ／３２）／４よりも小さくなければならない。ここで、Ｔｂは、ＣＰを含まないＯＦＤＭシンボル時間（ＯＦＤＭｓｙｍｂｏｌ ｄｕｒａｔｉｏｎ）を指す。１６ｅにおけるＴｂを９１．４ｕｓと仮定する場合、レンジングは、周波数領域で１．４ＭＨｚよりも大きい周波数領域を通じて送信されなければならない。例えば、２．１８７５ｋＨｚレンジングサブキャリア間隔を持って１５．７５ＭＨｚの周波数帯域にわたって７２０個のサブキャリアを通じてレンジングを行うことができる。この場合、７２０に近似する長さのコードが選択されることができる。]
[0065] ここに、本発明の出願人によって出願された韓国特許出願番号１０−２００７−０１２１４６５に記載された発明（以下、‘１０−２００７−０１２１４６５発明’という。）の手法を適用することも可能である。１０−２００７−０１２１４６５発明は、無線通信システムに関するもので、保護区間の長さを考慮せずに、基地局のセル半径によってランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）のプリアンブルを構成する方法に関するものである。このランダムアクセスチャネルのプリアンブルを構成する方法は、基地局のセル半径による所定のＣＰ時間長情報を獲得する段階と、一つのシーケンスまたは繰り返されたシーケンスに対するシーケンス時間長情報を獲得する段階と、保護区間の時間長を考慮せずに、上記所定のＣＰ時間長情報及び上記シーケンス時間長情報を用いて上記プリアンブルを構成する段階と、を含むことができる。１０−２００７−０１２１４６５発明では、最大支援セル半径が１００ｋｍだったが、１６ｍは、最大支援セル半径が５０ｋｍなので、これに合わせて設計することができる。]
[0066] 図１１（ａ）に、４５７．１４ｕｓシーケンス部分に対するセル半径によるＣＰ、シーケンス部分、ＧＴ及び全体レンジング長を示す。図１１（ｂ）には、基本シーケンス部分が繰り返されて用いられる場合におけるＣＰ、シーケンス部分、ＧＴ及び全体レンジング長を示す。１０−２００７−０１２１４６５発明を用いて次のような構成セット（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｓｅｔ）の構成が可能である。基本構造は、８５．７０ｕｓ ＣＰ、４５７．１４ｕｓシーケンス部分、７４．３１ｕｓ ＧＴを有する６シンボルを含む。ＧＴは、実際に伝送する部分がないので、特定（ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）しない。シーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を繰り返すか否かによらず、最大支援セル半径が５０ｋｍを支援するＣＰをシグナリング（ｓｉｇａｎｌｉｎｇ）する。これは、時間において３４４．７９ｕｓに該当する。シーケンスを繰り返すか否かをシグナリングする。シーケンス繰り返し構造の場合、５０ｋｍで１８ＯＦＤＭＡシンボルを用いるようになる。ここで、１２ ＯＦＤＭＡシンボルを用いうる短いＣＰを追加的にシグナリングする。よって、３種類のＣＰ長、及びシーケンスを繰り返すか否かに対する総５種類の場合を、２ビートで構成（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）することができる。表３で、フォーマット０は、６ ＯＦＤＭＡシンボルを占める基本構造を表す。フォーマット１は、１２ＯＦＤＭシンボルあるいは１８ ＯＦＤＭシンボルを占め、５０ｋｍセル半径まで支援可能である。フォーマット２は、５０ｋｍセル半径まで支援可能な繰り返されたコード部分を有する構造を表し、１８ ＯＦＤＭシンボル長を占める。フォーマット３は、繰り返されたコード部分をもって少ないリソースを用いることができる構造で、１２ ＯＦＤＭシンボル長を占める。] 図１１
[0067] ]
[0068] 表３で、実際にシグナル及び特定をする必要がないＧＴは、表さなかった。また、ＴＲＡもシグナリング及び特定をする必要がない。]
[0069] 使用可能な最大シーケンスの長さは、ＢＷｒａｎｇｉｎｇ／（１／Ｔｓｅｑ）となり、これと等しいまたは短いシーケンスの使用も可能である。また、この長さよりも長いシーケンスを生成し、必要な長さに合わせて切断して使用することも可能である。また、専用領域の周波数両端に、隣接帯域との干渉を防止するために、ガードサブキャリア（ｇｕａｒｄ ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ）を有する短いシーケンスを使用することができる。]
[0070] 様々なシステム帯域幅を簡便に支援する側面で及び／またはハードウェア的な問題によってＣＰの時間長が変更されることができる。しかし、ＣＰの時間長がある程度変更されても本発明の思想に影響を及ぼすことはない。]
[0071] 例えば、サンプリング周波数の関係によってＣＰの時間長を調整することが可能である。システムサンプリング周波数は、様々なものが存在できる。例えば、５．６ＭＨｚ、１１．２ＭＨｚ、２２．４ＭＨｚのシステムサンプリング周波数ですべて動作しなければならない場合を考慮することができる。この場合、サンプリング周波数は、互いに倍数の関係を持つ。５．６ＭＨｚの４倍が２２．４ＭＨｚになり、１１．２ＭＨｚの２倍が２２．４ＭＨｚになり、また、５．６ＭＨｚの２倍が１１．２ＭＨｚになる。このような場合、様々な動作帯域で、サンプリング周波数の倍数関係と同様に、ＣＰのサンプル数も倍数で存在することが好ましい。よって、ＣＰのサンプル数は、２あるいは４の倍数で存在することが好ましい。このような例を、表４に表す。ここで、括弧中のサンプル数は、２０ＭＨｚシステム帯域幅の場合におけるサンプル数を表す。すなわち、このようなサンプル数にシステムサンプリング周波数の逆数を乗じると、時間長が求められる。]
[0072] ]
[0073] 他の発明の実施例として、上記のものに加えて、ＲＡＣＨシーケンスのサンプリング周波数（例えば、ｆＩＦＴ）との関係を考慮してＣＰの時間長を修正することが可能である。ＲＡＣＨシーケンスは、小さいＩＤＦＴを行い、システム帯域にアップサンプリング（ｕｐｓａｍｐｌｉｎｇ）をした後に、時間領域で要求される中心周波数に周波数変換（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）をして生成することができる（ｈｙｂｒｉｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ／ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）。例えば、ＲＡＣＨで用いられるサブキャリアスペイシングを、２．１８７５ｋＨｚとする。一番目のＩＦＦＴサイズが１０２４個であれば、サンプリング周波数（ｆＩＦＴ）は、２．２４Ｍｓｐｓである。上記の理由を適用すると、ＣＰのサンプル数は１０の倍数にならなければならない。よって、二つの倍数条件を同時に満たすために、ＣＰのサンプル数は、４０の倍数にならなければならない。したがって、サンプリング周波数及びＲＡＣＨシーケンスのサンプリング周波数によってＣＰの長さが調整されることができる。このような例を、表５及び表６に表す。]
[0074] ]
[0075] ]
[0076] 図１３ａ及び図１３ｂは、本発明の他の実施例による、基本ユニット別にローカルサブキャリア割り当てられた専用レンジング構造を示す図である。前述したローカルサブキャリア割り当てられた専用レンジング構造による方法は、密集した周波数領域を用いるので、周波数ダイバーシティを得ることができないという短所がある。したがって、周波数ダイバーシティを得るためには、周波数領域で広く拡散された構造が要求される。現在の構造は、４個のサブキャリア単位でのみ連続しており、隣接したチャネルに干渉を多く与えることがあり、また、４個のサブキャリア単位でフィルタリングをすることは、ハードウェア的な費用が多くかかるので好ましくない。したがって、フィルタリングの費用を節約しながら隣接したチャネル間の干渉を減らす方法として、特定基本単位で隣接したサブキャリアを用い、基本単位の間では隣接しないサブキャリアを用いる方法が可能である。このような基本単位は、リソース割当の基本単位の倍数と定めることが好ましい。このような基本単位は、１６ｅのサブチャネルになることができ、ＬＴＥのＲＢ（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｂｌｏｃｋ）になることができる。１６ｅ ＰＵＳＣモードでは、一つのサブチャネルは、４サブキャリア＊６タイル（ｔｉｌｅｓ）として２４サブキャリアの倍数を隣接させて使用することが可能である。ＡＭＣモードでは、一つのサブチャネルは、９サブキャリア＊２ｂｉｎｓとして１８サブキャリアの倍数を隣接させて使用することが可能である。ここで、サブキャリアの数は、基本構造におけるサブキャリアの数を表し、実際に長い時間領域にわたって送信するときに、同一の周波数領域を用いてもサブキャリアの数は変わることがあるということに留意されたい。一つのサブチャネル内では周波数領域で隣接したサブキャリアを用い、各サブチャネルは周波数領域で隣接しないように構成することができる。このような構成を通じて大きい帯域にわたるレンジング信号を伝送することができるので、周波数ダイバーシティを得ることができ、かつ、基地局でスケジューリングのためのチャネル推定を行うことが可能になる。また、レンジングチャネルが周波数ホッピング（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｈｏｐｐｉｎｇ）を必要としないので、シグナリングオーバーヘッド（ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｏｖｅｒｈｅａｄ）を減らすことができ、ハンドオーバー（ｈａｎｄｏｖｅｒ）時に隣接セルのホッピング位置（ｈｏｐｐｉｎｇ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を確認する必要がない。] 図１３ａ 図１３ｂ
[0077] この時、レンジング領域のサブキャリア間隔は、１／Ｔｓｅｑに変わる。使用可能なシーケンスの長さは、ＢＷｒａｎｇｉｎｇ／（１／Ｔｓｅｑ）になり、これと等しいまたは短いシーケンスの使用が可能である。また、この長さよりも長いシーケンスを生成して、必要な長さに合わせて切断して使用することも可能である。また、各ローカル領域（ｌｏｃａｌｉｚｅｄ ｒｅｇｉｏｎ）の周波数の両端に、隣接帯域との干渉を防止するために、ガードサブキャリア（ｇｕａｒｄｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ）を有する短いシーケンスを用いることも可能である。]
[0078] 図１４ａ及び図１４ｂは、本発明の他の実施例による、あらかじめ規定された基本ユニット別にローカルサブキャリア割り当てられた専用レンジング構造を示す図である。この実施例は、上記基本ユニット別にローカルサブキャリア割り当てられた専用レンジング構造で、等間隔（ｅｑｕａｌ ｓｐａｃｉｎｇ）またはあらかじめ定められた位置（ｐｒｅｄｅｆｉｎｅｄ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いる。上記基本ユニット別にローカルサブキャリア割り当てられた専用レンジング構造による実施例において複数の基本ユニット（ｂａｓｉｃｕｎｉｔ）を用いる場合、基地局が複数の位置を知らせる上で大きいオーバーヘッドを有することがある。よって、簡単な指示（ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）のために一つの位置のみを知らせると、残りは、あらかじめ定められた規則によって選択できるようにすることが好ましい。このような規則として、各基本ユニット間（例えば、サブチャネル間）の間隔を一定にして使用することが可能である。このような間隔は、システム帯域によらずに一定であってもよい。例えば、レンジングサブチャネルの数と最小支援可能なシステム帯域（ｍｉｎｉｍｕｍ ｓｕｐｐｏｒｔａｂｌｅ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）における総サブチャネルの数の関数として間隔を定めることができる。ここで、最小支援可能な帯域は、システムで支援する多数の周波数帯域のうち、最も小さい帯域を意味する。例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍは、５ＭＨｚ〜２０ＭＨｚのシステム帯域を支援するので、最小支援可能な帯域は５ＭＨｚになる。ここでは、現在支援するシステム帯域の全帯域にわたる領域が、レンジングに割り当てられる。これよりも大きい帯域では、周波数ダイバーシティ（ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）のために周波数ホッピングをすることも可能である。] 図１４ａ 図１４ｂ
[0079] あるいは、上記間隔を、システム帯域幅に比例して大きくすることも可能である。例えば、レンジングサブチャネルの数と現在のシステム帯域における総サブチャネルの数の関数として間隔が定められることができる。ここでは、現在支援するシステム帯域の全帯域にわたる領域が、レンジングに割り当てられる。]
[0080] 等間隔ではなく既知の情報を用いて特定位置を検出する方法も可能である。]
[0081] また、連続した論理的サブチャネル（ｌｏｇｉｃａｌ ｓｕｂ−ｃｈａｎｎｅｌ）を用いることで、シグナリングオーバーヘッドを減らす方法も可能である。]
[0082] 本発明の他の実施例によれば、支援すべき端末機の数が多い場合及び／または衝突可能性（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ）を減らすために及び／または機会（ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ）を増加させるために、周波数領域で多数のレンジングスロットを割り当てることができる。逆に、同一のリソースを占めるレンジングスロットを、隣接したセクター／セル間において異なるコードセットを持って一緒に用いることも可能である。図１５に、複数のレンジングスロットを用いる例を示す。] 図１５
[0083] 本発明の他の実施例では、プリアンブルを繰り返して伝送する構造を用いる。特定状況で、受信端が、プリアンブル検出に十分なプリアンブルエネルギーを受信できない場合がありうる。例えば、チャネル環境が良くないセルや、大きい送信損失（ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｌｏｓｓ）がある端末機あるいはセルでは、基本構造のみでは受信端で必要なプリアンブルエネルギーを得ることができない場合が生じうる。他の例として、同一の状況で、最小限の通信が可能な端末機の受信エネルギーがレンジングに必要な受信エネルギーよりも小さいと、この端末機がセルにアクセスできない場合がありうる。このような問題点を解決するために、プリアンブルを１回以上繰り返して用いる手法が必要である。図１６ａ〜図１７ｂに示すようにプリアンブルを繰り返して伝送することで、受信エネルギーの増加を得ることができる。]
[0084] 図１６ａ〜図１７ｂでは、単純にプリアンブルのみを繰り返した。時間遅延まで考慮した長いレンジングＣＰを用いる場合は、ＣＰを敢えて繰り返して用いる必要はない。しかし、時間遅延を考慮しなかった短いレンジングＣＰを用いる場合では、図１８ａ及び図１８ｂに示すように、レンジングＣＰまで含めた繰り返しも考慮することができる。] 図１８ａ 図１８ｂ
[0085] 図１８ａ及び図１８ｂで、ＣＰ及びプリアンブルの両方とも繰り返される。レンジングシグナルが‘ＣＰ＋プリアンブル＋ＣＰ＋プリアンブル’として端末によって送信される。２回繰り返されたプリアンブルは、受信されたプリアンブルのエネルギーを増加させるために、基地局で用いられることができる。２回繰り返されたＣＰは、遅延拡散の衝撃を防止するために用いられることができる。もし、各ＣＰの長さが遅延時間よりも長いと、ＣＰは、遅延時間がセルサイズによる往復遅延時間であるか、単方向遅延である場合における処理遅延による衝撃を防止するために用いられることができる。] 図１８ａ 図１８ｂ
[0086] 上述の実施例で、レンジングのためのシーケンスとして既存の１６ｅコードを用いることも可能であり、ＣＡＺＡＣ系列のシーケンス（Ｚａｄｏｆｆ−ＣｈｕシーケンスまたはＧＣＬシーケンスなど）を用いることも可能である。]
[0087] 本発明の実施例を、１６ｅと１６ｍが同時に存在する環境で用いる場合、すなわち、以前システム構造（ｌｅｇａｃｙ）を支援しなければならない場合には、セルカバレッジは１６ｅシステム構造のセルカバレッジに制限される。したがって、既存１６ｅレンジング構造を１６ｅ端末機と１６ｍ端末機の両方とも用いることができる。または、１６ｅ端末機は、１６ｅレンジング構造を用い、１６ｍ端末機は１６ｍレンジング構造を用いることも可能である。この時、１６ｍ端末機は、１６ｍレンジング構造のみを用いることもでき、ある条件によって１６ｅレンジング構造や１６ｍレンジング構造を選択して用いることも可能である。例えば、このような条件として、基地局からブロードキャスト（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）される確率値が用いられることができる。１６ｅ端末機は、１６ｅレンジング構造のみを用いる一方、１６ｍ端末機は、確率値によって１６ｅまたは１６ｍレンジング構造を選択して用いることが可能である。]
[0088] 以上で説明された実施例は、本発明の構成要素及び特徴が所定形態に結合されたものである。各構成要素または特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮されなければならない。各構成要素または特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施されることもできる。また、一部構成要素及び／または特徴を結合して本発明の実施例を構成することも可能である。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更可能である。ある実施例の一部構成や特徴は、他の実施例に含まれることができ、または、他の実施例の対応する構成または特徴に代替可能である。特許請求の範囲において明示的な引用関係にない請求項を結合して実施例を構成することもでき、出願後の補正によって新しい請求項として含ませることもできることは自明である。]
[0089] 本文書で、本発明の実施例は、基地局と端末機とのデータ送受信関係を中心に説明された。ここで、基地局は、端末機と直接的に通信を行うネットワークの終端ノード（ｔｅｒｍｉｎａｌ ｎｏｄｅ）としての意味を有する。本文書で基地局によって行われると説明された特定動作は、場合によっては、基地局の上位ノード（ｕｐｐｅｒ ｎｏｄｅ）によって行われることもできる。すなわち、基地局を含む多数のネットワークノード（ｎｅｔｗｏｒｋ ｎｏｄｅｓ）からなるネットワークにおいて端末機との通信のために行われる様々な動作は、基地局または基地局以外の他のネットワークノードによって行われることもできることは自明である。‘基地局’は、固定局（ｆｉｘｅｄ ｓｔａｔｉｏｎ）、Ｎｏｄｅ Ｂ、ｅＮｏｄｅ Ｂ（ｅＮＢ）、アクセスポイント（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）などの用語にすることもできる。また、‘端末機’は、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、ＭＳ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）、ＭＳＳ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）、ＲＳＳ（Ｒａｎｇｉｎｇ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）などの用語にすることもできる。]
[0090] 本発明による実施例は、様々な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア（ｆｉｒｍｗａｒｅ）、ソフトウェアまたはそれらの結合などによって具現することができる。ハードウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、一つまたはそれ以上のＡＳＩＣｓ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙｓ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現されることができる。]
[0091] ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、以上で説明された機能または動作を行うモジュール、手続き、関数などの形態で具現することができる。ソフトウェアコードは、メモリユニットに記憶されて、プロセッサによって駆動されることができる。メモリユニットは、プロセッサの内部または外部に設けられて、公知の様々な手段によってプロセッサとデータを交換することができる。]
[0092] 本発明は、本発明の精神及び必須特徴を逸脱しない範囲で、他の特定の形態に具体化できることは、当業者にとっては明らかである。よって、上記の詳細な説明は、いずれの面においても制限的に解釈されてはならず、例示的なものとして考慮されなければならない。本発明の範囲は、添付した請求項の合理的解釈によって定められるべきであり、本発明の等価的範囲内におけるあらゆる変更は、本発明の範囲に含まれる。]
[0093] 本発明は、移動通信システム、無線インターネットシステムなどのような無線通信システムに適用可能である。具体的には、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍによるシステムだけでなく、ＬＴＥによるシステムにも適用可能である。]

权利要求:

請求項1
マルチキャリア（ｍｕｌｔｉ−ｃａｒｒｉｅｒ）を使用する広帯域無線接続システムにおけるレンジング（ｒａｎｇｉｎｇ）方法であって、レンジングコード、少なくとも一つのタイムスロット（ｔｉｍｅ−ｓｌｏｔ）及び周波数スロットを選択する段階と、前記レンジングコードを用いて第１プリアンブル及び第２プリアンブルを生成する段階と、レンジング信号を、選択された前記タイムスロットまたは周波数スロットで伝送する段階と、を含み、前記レンジング信号は、第１ＣＰ、第１プリアンブル、第２ＣＰ及び第２プリアンブルを含む、レンジング方法。
請求項2
前記レンジング信号は、ランダムアクセス信号である、請求項１に記載のレンジング方法。
請求項3
マルチキャリア（ｍｕｌｔｉ−ｃａｒｒｉｅｒ）を使用する広帯域無線接続システムにおけるレンジング（ｒａｎｇｉｎｇ）方法であって、端末機が、任意のレンジングコード及びタイム−周波数スロット（ｔｉｍｅ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｌｏｔ）を選択する段階と、前記選択されたレンジングコードを、前記選択されたタイム−周波数スロットで伝送する段階と、を含み、前記レンジングコードを含むレンジング信号は、ＣＰ（ｃｙｃｌｉｃｐｒｅｆｉｘ）とＧＴ（ｇｕａｒｄｔｉｍｅ）のうち一つ以上、及び前記レンジングコードを含むプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）を含み、前記レンジング信号の時間の長さは、あらかじめ定められた２個の連続した直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ）シンボル区間の長さよりも長い、レンジング方法。
請求項4
前記ＣＰの持続時間及び前記ＧＴの持続時間の和は、チャネルの遅延拡散（ｄｅｌａｙｓｐｒｅａｄ）と時間遅延（ｔｒｉｐｄｅｌａｙ）との和以上である、請求項３に記載のレンジング方法。
請求項5
前記レンジングコードを含むプリアンブルは、同一のレンジングコードを２回以上繰り返す、請求項３に記載のレンジング方法。
請求項6
前記レンジング信号のシンボル長によって、あらかじめ定められたサンプリングレートでオーバーサンプリングを行う、請求項３に記載のレンジング方法。
請求項7
前記レンジング信号に対するレンジングチャネルは、複数の基本ユニットで構成され、前記複数の基本ユニットのうち２個以上の基本ユニットは、あらかじめ定められた規則によって周波数領域で互いに隣接しない、請求項６に記載のレンジング方法。
請求項8
移動端末によって送信される一つのレンジング信号を構成する前記基本ユニットは、周波数軸上において同一距離で互いに離れている、請求項７に記載のレンジング方法。
請求項9
前記プリアンブルの長さは、４５７．１４ｕｓであり、前記オーバーサンプリングによるＤＦＴサイズは、５１２０ポイントであり、前記オーバーサンプリングによるサブキャリア間隔（ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒｓｐａｃｉｎｇ）は、２．１８７５ｋＨｚである、請求項６〜８のいずれか１項に記載のレンジング方法。
請求項10
前記レンジング信号は、ランダムアクセス信号である、請求項３〜８のいずれか１項に記載のレンジング方法。
請求項11
マルチキャリアを使用する広帯域無線接続システムにおけるレンジング方法であって、基地局がレンジングコードを受信する段階と、前記基地局が受信したレンジングコードを用いてレンジング過程を行う段階と、を含み、前記レンジングコードを含むレンジング信号は、ＣＰとＧＴのいずれか一つ以上、及び前記レンジングコードを含むプリアンブルを含み、前記レンジング信号の時間領域上の長さは、あらかじめ定められた２個の連続したＯＦＤＭＡシンボル区間の長さよりも長い、レンジング方法。
請求項12
マルチキャリアを使用する広帯域無線接続システムにおいてレンジングを行う方法であって、レンジングコード及びタイムスロットを選択する段階と、選択された前記レンジングコードを、選択された前記タイムスロットで伝送する段階と、を含み、前記レンジングコードを含むレンジング信号は、第１ＣＰ及びガードタイムのいずれか一つ以上、及び前記レンジングコードを含むプリアンブルを含み、前記プリアンブルは、第２ＣＰ、前記レンジングコード、及び前記レンジングコードの複写本を含む、レンジング方法。
請求項13
前記第２ＣＰは、前記レンジングコード及び前記レンジングコードの複写本の間に配置される、請求項１２に記載のレンジング方法。
請求項14
前記レンジング信号は、ランダムアクセス信号である、請求項１２または１３に記載のレンジング方法。