KR20050122910A

KR20050122910A - Method and apparatus for generating preamble code pattern for detecting cell of base station in a orthogonal frequency division multiplexing system

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Publication number: KR20050122910A
Application number: KR1020040048572A
Authority: KR
Inventors: 이익범; 박성은; 전재호; 맹승주; 김정헌; 장지호; 윤순영; 김재열; 주판유
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2005-12-29

Abstract

본 발명은 직교 주파수 분할 다중 시스템에서 이동국이 기지국의 셀 또는 섹터를 구분하기 위한 프리앰블 코드 패턴 생성 방법 및 그 장치에 대한 것으로서, 이는 직교 주파수 분할 다중 시스템에서 기지국의 셀 구분을 위한 프리앰블 코드 패턴 생성 방법에서 있어서, 르장드르 시퀀스를 적어도 한 시퀀스 씩 순차로 쉬프트한 다수의 기본 프리앰블 코드가 포함된 원시 매트릭스를 생성하는 과정과, 상기 원시 매트릭스의 임의 열에 소정 비트를 추가하여 기본 매트릭스를 생성하는 과정과, 상기 기본 매트릭스의 각 행을 순환 치환하여 확장 매트릭스를 생성하는 과정과, 상기 기본 매트릭스와 상기 확장 매트릭스를 결합하여 프리앰블 코드 세트를 생성하는 과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. The present invention relates to a method and apparatus for generating a preamble code pattern for identifying a cell or sector of a base station by a mobile station in an orthogonal frequency division multiplexing system, which is a method for generating a preamble code pattern for cell division of a base station in an orthogonal frequency division multiplexing system. Generating a raw matrix including a plurality of basic preamble codes obtained by sequentially shifting a genre sequence by at least one sequence, adding a predetermined bit to an arbitrary column of the raw matrix, and generating a basic matrix; And generating the extended matrix by cyclically replacing each row of the base matrix, and generating a preamble code set by combining the base matrix and the extended matrix.

Description

METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING PREAMBLE CODE PATTERN FOR DETECTING CELL OF BASE STATION IN A ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING SYSTEM}

본 발명은 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : 이하, "OFDM") 방식을 사용하는 이동통신 시스템에서 OFDM 심볼 프레임의 프리앰블(Preamble)에 대한 것으로서, 특히 이동국이 기지국의 셀 또는 섹터를 구분하기 위한 프리앰블 코드 패턴 생성 방법 및 그 장치에 대한 것이다.The present invention relates to a preamble of an OFDM symbol frame in a mobile communication system using Orthogonal Frequency Division Multiplexing (hereinafter, referred to as "OFDM"), and in particular, a mobile station distinguishes a cell or a sector of a base station. The present invention relates to a method and apparatus for generating a preamble code pattern.

상기 OFDM 방식은 유,무선 채널에서 고속데이터 전송에 유용한 통신 방식으로 이는 직렬로 입력되는 심볼(Symbol)열을 병렬로 변환하여 이들 각각을 상호 직교성을 갖는 다수의 부반송파(subcarrier)를 통해 변조하여 전송하는 방식으로 다중 반송파 변조(MCM : Multi Carrier Modulation) 방식의 일종이다.The OFDM method is a communication method useful for high-speed data transmission in wired and wireless channels. It converts symbol strings input in parallel to each other and modulates them through a plurality of subcarriers having mutual orthogonality. It is a kind of multi carrier modulation (MCM) method.

상기 OFDM 방식은 기존 단일 반송파 전송 방식(single carrier modulation scheme)에 비해서 주파수 선택적 다중 경로 페이딩 채널(frequency selective multipath fading channel)에 강한 특성을 보인다. 상기 OFDM 방식에서는 OFDM 심볼 앞에 순환 전치 심볼(Cyclic Prefix : CP)을 덧붙여 전송하여 이전 심볼로부터의 간섭 성분(InterSymbol Interference : ISI)을 제거할 수 있으며, 이와 같은 다중 경로 페이딩 채널에 강한 특성은 OFDM 전송 방식을 광대역 고속 통신에 적합한 전송 방식이 되도록 한다.The OFDM scheme exhibits stronger characteristics than the frequency selective multipath fading channel compared to the conventional single carrier modulation scheme. In the OFDM scheme, an InterSymbol Interference (ISI) from a previous symbol can be removed by adding a Cyclic Prefix (CP) in front of an OFDM symbol, and the strong characteristic of such a multipath fading channel is OFDM transmission. The method is to be a transmission method suitable for broadband high speed communication.

한편 OFDM 시스템에서 송신 데이터는 스크램블러(scrambler), 인코더(encoder), 인터리버(interleaver)를 통해서 부반송파들로 변조된다. 이때 상기 송신기는 다양한 가변 데이터 레이트(data rate)를 제공하게 되는데, 상기 데이터 레이트에 따라서 각기 다른 코딩 레이트(coding rate)와, 인터리빙 크기(interleaving size) 및 변조 방식을 갖게 된다.Meanwhile, in an OFDM system, transmission data is modulated into subcarriers through a scrambler, an encoder, and an interleaver. In this case, the transmitter provides various variable data rates. The transmitter has different coding rates, interleaving sizes, and modulation schemes according to the data rates.

통상적으로 상기 인코더는 1/2, 3/4 등의 코딩 레이트를 사용하고, 버스트 에러(burst error)를 막기 위한 인터리버의 크기는 OFDM 심벌(symbol)당 코딩된 비트 수(NCBPS: Number of Coded Bits per Symbol)에 따라 결정된다. 상기 변조 방식은 상기 데이터 레이트에 따라 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 8PSK(Phase Shift Keying), 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM 등을 사용한다.Typically, the encoder uses coding rates such as 1/2, 3/4, etc., and the size of the interleaver to prevent burst errors is defined by the number of coded bits (NCBPS) per OFDM symbol. per Symbol). The modulation scheme uses Quadrature Phase Shift Keying (QPSK), Phase Shift Keying (8PSK), Quadrature Amplitude Modulation (16QAM), 64QAM, etc. according to the data rate.

한편 도 1과 같은 OFDM 시스템의 송신기 구조에서 소정 개수의 부반송파들(f₀~f_N)로 변조된 송신 데이터(P₀~P_N)는 소정 개수의 파일럿(pilot) 부반송파들이 가산되고, 이는 역고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform : IFFT)되어 다중화(10)된 후, 하나의 OFDM 심벌을 생성한다. 여기서 OFDM 심볼은 다중 경로(multi-path) 채널 환경에서의 심벌간 간섭을 제거하기 위한 보호구간(guard interval)을 삽입한 뒤 심벌 파형 생성기를 통화하여 최종적으로 도시되지 않은 무선 주파수(RF) 처리기로 입력되고, 상기 무선 주파수 처리기는 입력된 신호를 무선 주파수 처리하여 에어(air)상으로 전송한다.Meanwhile, in the transmitter structure of the OFDM system as shown in FIG. 1, a predetermined number of pilot subcarriers are added to transmission data P ₀ to P _N modulated with a predetermined number of subcarriers f ₀ to f _N. After Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) and multiplexing (10), one OFDM symbol is generated. Here, OFDM symbols are inserted into a guard interval to remove intersymbol interference in a multi-path channel environment, and then call the symbol waveform generator to a radio frequency (RF) processor (not shown). When input, the radio frequency processor wirelessly processes the input signal and transmits the signal over the air.

상기한 OFDM 시스템에서 기지국이 셀 구조를 갖는 경우 이동국은 현재 자신이 속한 셀 또는 섹터의 ID를 알아야 한다. 여기서 기지국은 자신의 셀 또는 섹터 ID를 알려주는 방법의 하나로 프리앰블을 이용할 수 있다. 즉 기지국은 상기 프리앰블에 특정 패턴의 코드(이하, "프리앰블 코드"이라 칭함)을 함께 보낸다. 그리고 이동국은 상기 프리앰블 코드과 상관을 취하는 다수의 프리앰블 코드(이하, "프리앰블 코드 세트"라 칭함)를 구비하고, 상기 프리앰블 코드 세트에 포함되어 있는 모든 프리앰블 코드들과 자신이 수신한 프리앰블 코드와의 상관을 취하여 가장 큰 상관값이 나오는 프리앰블 코드에 대응되는 셀 ID를 자신이 속한 셀 또는 섹터라고 판단하는 방식으로 자신이 속하는 셀 또는 섹터를 확인하게 된다. 이하 본 명세서에서 셀 구분이라 함은 섹터 구분을 포함하는 의미로 해석하기로 한다.When the base station has a cell structure in the OFDM system, the mobile station needs to know the ID of the cell or sector to which it currently belongs. Here, the base station may use the preamble as one of methods of informing its cell or sector ID. That is, the base station sends a code of a specific pattern (hereinafter, referred to as a "preamble code") to the preamble. The mobile station includes a plurality of preamble codes (hereinafter referred to as "preamble code sets") that correlate with the preamble code, and correlates all preamble codes included in the preamble code set with the preamble codes received by the mobile station. Then, the cell or sector to which it belongs is identified in such a way that the cell ID corresponding to the preamble code having the largest correlation value is determined as the cell or sector to which it belongs. Hereinafter, the cell division in the present specification will be interpreted as meaning including sector division.

그러나 OFDM 시스템에서 기지국의 증가에 따라 이동국이 더 많은 기지국 셀을 구분하기 위해서는 프리앰블 코드 세트에 더욱 많은 프리앰블 코드열이 포함되어 있어야 하고, 이 경우 각각의 프리앰블 코드 간의 상호 상관 특성이 저하되는 문제점이 있다. 또한 OFDM 시스템에서는 다수의 부반송파 간의 중첩으로 인하여 OFDM 심볼 간 PAPR(peak-to-average power ratio) 특성이 증가되는 문제점이 있으며, 이러한 문제점들을 해결하고자 상호 상관 특성과 상기 PAPR 특성을 모두 만족하기 위한 프리앰블 코드의 패턴 생성에 많은 연구가 진행되고 있다.However, in order to distinguish more base station cells with an increase in base stations in an OFDM system, more preamble code sequences must be included in a preamble code set. In this case, there is a problem in that cross-correlation between each preamble code is degraded. . In addition, in an OFDM system, there is a problem in that a peak-to-average power ratio (PAPR) characteristic between OFDM symbols is increased due to overlap between a plurality of subcarriers. To solve these problems, a preamble for satisfying both cross-correlation and PAPR characteristics is solved. Much research is being done on the pattern generation of code.

그러나 OFDM 시스템에서 기지국들을 구분하기 위해 사용되는 프리앰블 코드는 생성 가능한 패턴 수에 제한이 있으며, OFDM 시스템을 구성하는 기지국들의 개수가 증가할 경우 상기 패턴 수의 제한으로 인해 이동국이 구분할 수 있는 셀의 개수에 제한이 발생하는 어려움이 있다. However, the preamble code used to distinguish base stations in an OFDM system has a limit on the number of patterns that can be generated, and when the number of base stations constituting the OFDM system increases, the number of cells that can be identified by the mobile station due to the limit of the number of patterns is increased. There is a difficulty in generating limitations.

본 발명의 목적은 OFDM 시스템에서 기지국의 셀 또는 섹터 구분을 위한 프리앰블 코드 패턴 생성 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method and apparatus for generating a preamble code pattern for identifying a cell or a sector of a base station in an OFDM system.

본 발명의 다른 목적은 본 발명은 상관 특성을 보장하면서 기지국의 셀 또는 섹터의 구분 가능한 개수를 높일 수 있도록 된 프리앰블 코드 패턴 생성 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for generating a preamble code pattern which can increase the number of distinguishable numbers of cells or sectors of a base station while ensuring a correlation characteristic.

본 발명의 또 다른 목적은 자기 상관은 크고 상호 상관은 작은 프리앰블 코드 패턴 생성 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for generating a preamble code pattern having a large autocorrelation and a small cross correlation.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프리앰블 코드 패턴 생성 방법은 직교 주파수 분할 다중 시스템에서 기지국의 셀 구분을 위한 프리앰블 코드 패턴 생성 방법에서 있어서, 르장드르 시퀀스를 적어도 한 시퀀스 씩 순차로 쉬프트한 다수의 기본 프리앰블 코드가 포함된 원시 매트릭스를 생성하는 과정과, 상기 원시 매트릭스의 임의 열에 소정 비트를 추가하여 기본 매트릭스를 생성하는 과정과, 상기 기본 매트릭스의 각 행을 순환 치환하여 확장 매트릭스를 생성하는 과정과, 상기 기본 매트릭스와 상기 확장 매트릭스를 결합하여 프리앰블 코드 세트를 생성하는 과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.A method of generating a preamble code pattern according to the present invention for achieving the above object is a method of generating a preamble code pattern for cell division of a base station in an orthogonal frequency division multiplexing system. Generating a raw matrix including a basic preamble code, adding a predetermined bit to an arbitrary column of the raw matrix, generating a basic matrix, cyclically replacing each row of the basic matrix, and generating an extended matrix; And generating a preamble code set by combining the base matrix and the extension matrix.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프리앰블 코드 패턴 생성 장치는 직교 주파수 분할 다중 시스템에서 기지국의 셀 구분을 위한 프리앰블 코드 패턴 생성 장치에서 있어서, 르장드리 시퀀스를 적어도 한 시퀀스 씩 순차로 쉬프트한 다수의 기본 프리앰블 코드가 포함된 원시 매트릭스를 생성하는 원시 매트릭스 생성기와, 상기 원시 매트릭스의 임의 열에 소정 비트를 추가하여 기본 매트릭스를 생성하는 기본 매트릭스 생성기와, 상기 기본 매트릭스의 각 행을 순환 치환하여 확장 매트릭스를 생성하는 순환 치환기와, 상기 기본 매트릭스와 상기 확장 매트릭스를 결합하여 프리앰블 코드 세트를 생성하는 결합기을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. A preamble code pattern generation apparatus according to the present invention for achieving the above object is a preamble code pattern generation apparatus for cell division of a base station in an orthogonal frequency division multiplexing system, a plurality of sequential shifts of the Rejangdry sequence by at least one sequence A raw matrix generator for generating a raw matrix including a basic preamble code, a base matrix generator for generating a base matrix by adding a predetermined bit to an arbitrary column of the raw matrix, and an extended matrix by cyclically replacing each row of the base matrix And a combiner for generating a cyclic substituent and a combiner for generating the preamble code set by combining the base matrix and the extension matrix.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that in the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted so as not to distract from the gist of the present invention.

이하 먼저 도 2를 참조하여 본 발명이 적용되는 OFDM 시스템의 부반송파 배치 구조와 기지국의 셀 구분을 위한 프리앰블 코드 전송 방식을 설명한 후, 본 발명에 따른 프리앰블 코드 패턴 생성 방법 및 장치의 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, referring to FIG. 2, a subcarrier arrangement structure of an OFDM system to which the present invention is applied and a preamble code transmission method for cell division of a base station will be described. Next, an embodiment of a method and apparatus for generating a preamble code pattern according to the present invention will be described. Shall be.

도 2는 예컨대, 128-FFT(fast Fourier transform)를 이용하는 OFDM 시스템(N_FFT = 128)에서 데이터 전송에 사용되는 데이터 부반송파(21)와 가드 밴드로 이용되는 널(Null) 부반송파(23)가 배치된 예를 나타낸 것이다. 상기 널 부반송파(23)는 데이터를 전송하지 않는 부반송파를 일컬으며, 주파수 축상(25)에서 좌,우 일측에 위치되고 데이터를 전송하지 않음으로써 이웃한 주파수 대역을 이용하는 타 시스템에 간섭을 최소화하기 위한 가드 밴드로 작용한다. 도 2의 예는 DC 부반송파를 포함하여 널 부반송파(23)의 개수가 20개이고, 총 128개의 부반송파 중에서 데이터 부반송파(21)로 108개의 부반송파를 할당한 경우이다. 다만 도 2의 예는 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것으로 본 발명은 도 2의 예에 한정되지 않음을 유의하여야 한다.FIG. 2 shows a data subcarrier 21 used for data transmission and a null subcarrier 23 used as a guard band, for example, in an OFDM system (N_FFT = 128) using a 128-FFT (fast Fourier transform). An example is shown. The null subcarrier 23 refers to a subcarrier that does not transmit data. The null subcarrier 23 is located on one side of the left and right sides of the frequency axis 25 and does not transmit data to minimize interference to other systems using neighboring frequency bands. It acts as a guard band. In the example of FIG. 2, the number of null subcarriers 23 including the DC subcarriers is 20, and 108 subcarriers are allocated to the data subcarriers 21 from a total of 128 subcarriers. However, it should be noted that the example of FIG. 2 is for explaining the embodiment of the present invention and the present invention is not limited to the example of FIG. 2.

일반적으로 프리앰블 코드는 도 2의 주파수 축상(25)에서 데이터 부반송파(21) 중 짝수의 인덱스를 갖는 부반송파를 통해 전송하거나 또는 홀수의 인덱스를 갖는 부반송파를 통해 전송하는데, 이는 OFDM 시스템의 송신기에서 IFFT를 수행한 결과 시간 영역에서 봤을 때 프리앰블 코드가 두 번 반복되는 패턴을 낳게 하기 위함이며, 이동국은 이러한 시간 영역 반복 패턴을 이용하여 셀 탐색에 앞서 초기 프레임 동기를 찾게 된다. 상기 초기 프레임 동기에 관한 내용은 본 발명의 요지와 무관한 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.In general, a preamble code is transmitted on a subcarrier having an even number of indexes or an even index among data subcarriers 21 on a frequency axis 25 of FIG. 2 or a subcarrier having an odd index, which is used to transmit an IFFT in a transmitter of an OFDM system. As a result, the preamble code generates a pattern that is repeated twice in the time domain, and the mobile station uses the time domain repetition pattern to find initial frame synchronization before cell searching. The information on the initial frame synchronization is irrelevant to the gist of the present invention, and a detailed description thereof will be omitted.

한편 도 2의 예에서 상기와 같이 짝수 또는 홀수의 인덱스를 갖는 데이터 부반송파를 통해서만 프리앰블 코드를 전송하려면, 프리앰블 코드 길이는 전체 데이터 부반송파 개수인 108개의 절반인 54개가 된다. 본 발명에서는 상기 54개의 데이터 부반송파 중에서 48개만 셀 구분을 위한 프리앰블 코드 전송용으로 이용하고, 나머지 6개의 부반송파는 PAPR 특성을 향상시키는 용도로 이용한다. PAPR 저감을 위한 부반송파의 위치는 PAPR 특성과는 관련이 있으나, 본 발명에서 제안하는 셀 구분용 프리앰블 코드의 패턴 설계와는 무관하므로 이에 대한 설명은 생략하고, 다만 임의의 위치에 있는 6개 데이터 부반송파를 PAPR 저감 용도로 이용하는 것으로 가정한다.Meanwhile, in the example of FIG. 2, if the preamble code is transmitted only through the data subcarriers having even or odd indices as described above, the preamble code length is 54, 108 halves of the total number of data subcarriers. In the present invention, only 48 of the 54 data subcarriers are used for transmitting a preamble code for cell division, and the remaining six subcarriers are used for improving PAPR characteristics. The location of subcarriers for PAPR reduction is related to the PAPR characteristics, but the description of the subcarriers is not related to the pattern design of the preamble code for cell classification proposed in the present invention. Is used for PAPR reduction purposes.

이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서 기지국의 셀 구분을 위한 프리앰블 코드 패턴 생성 방법을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of generating a preamble code pattern for cell division of a base station in an OFDM system according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 6.

본 발명의 방법은 1 단계로 프리앰블 코드 세트를 구성하기 위하여 르장드르(Legendre) 시퀀스(L1)를 이용하여 도 2와 같은 기본 프리앰블 코드 세트를 생성한다. 도 3에서 기본 프리앰블 코드는 예컨대, 하기 <수학식 1>과 같은 길이 47인 르장드르 시퀀스(L1)를 의미한다.The method of the present invention generates a basic preamble code set as shown in FIG. 2 by using a Regendre sequence L1 to configure the preamble code set in one step. In FIG. 3, the basic preamble code means, for example, a lengthre 47 sequence L1 having a length as shown in Equation 1 below.

{1, -1, -1, -1, -1, 1, -1, -1, -1, -1, 1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, -1, -1, 1, 1, -1, 1, 1, -1, -1. 1, -1, -1, 1, 1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, -1, 1, 1, 1, 1, -1, 1, 1, 1, 1}{1, -1, -1, -1, -1, 1, -1, -1, -1, -1, 1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, -1,- 1, 1, 1, -1, 1, 1, -1, -1. 1, -1, -1, 1, 1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, -1, 1, 1, 1, 1, -1, 1, 1, 1, 1}

이러한 르장드르 시퀀스(L1)를 도 3에서와 같이 한 샘플씩 순차적으로 쉬프트 시켜 얻은 47 개의 시퀀스들(S1~S47)을 모아서 기본 프리앰블 코드 세트를 구성한다. 상기 도 3과 같은 기본 프리앰블 코드 세트를 매트릭스 형태로 표현하면 도 4a와 같은 47x 47 매트릭스가 되는데, 이를 "원시 매트릭스"라 칭하기로 한다. 이후 2 단계에서는 상기 원시 매트릭스의 예컨대, 우측 첫 번째 열에 비트 '-1'을 추가하여 도 4b와 같은 47x48 크기의 매트릭스를 생성하고 이를 "기본 매트릭스"라 칭하기로 한다. 상기 추가되는 비트는 임의의 열에 추가하는 것이 가능하다.As shown in FIG. 3, 47 sequences S1 to S47 obtained by sequentially shifting the genre sequence L1 by one sample are collected to form a basic preamble code set. When the basic preamble code set as shown in FIG. 3 is expressed in a matrix form, it becomes a 47x47 matrix as shown in FIG. 4A, which will be referred to as a "raw matrix". Subsequently, in step 2, a bit of '−1' is added to the first column of the raw matrix, for example, to generate a matrix having a size of 47 × 48 as shown in FIG. 4B and referred to as a “base matrix”. The added bits can be added to any column.

본 발명의 방법에서 3 단계에서는 상기 기본 매트릭스에 순방향 및/또는 역방향 순환치환(permutation)을 적용하여 기본 매트릭스를 구성하는 기본 코드 즉, 프리앰블 코드를 확장하게 된다. 이하 설명되는 예는 47 개의 프리앰블 코드를 141 개로 확장하여 총 141 개의 셀 구분이 가능하도록 한 것이다. 여기서 상기 순환치환에 이용되는 시퀀스는 하기 <수학식 2>의 갈로아 필드 GF(47)에서 생성한 M 시퀀스(maximal length sequence)이다.In the third step of the method of the present invention, by applying forward and / or reverse permutation to the base matrix, the base code, that is, the preamble code, is formed. In the example described below, 47 preamble codes are extended to 141 to enable a total of 141 cell divisions. The sequence used for the cyclic substitution is an M sequence (maximum length sequence) generated by the Galloa field GF 47 of Equation 2 below.

{6 1 17 32 38 31 29 18 34 2 26 45 33 47 44 24 27 0 8 19 43 15 14 12 41 4 37 22 16 23 25 36 13 3 28 9 21 7 10 30 20 5 46 35 11 39 40 42}{6 1 17 32 38 31 29 18 34 2 26 45 33 47 44 24 27 0 8 19 43 15 14 12 41 4 37 22 16 23 25 36 13 3 28 9 21 7 10 30 20 5 46 35 11 39 40 42}

상기 3 단계에 따른 순방향, 역방향 순환치환을 설명하면, 순방향 순환치환에서는 도 3b와 같은 기본 매트릭스의 각 행을 상기 <수학식 2>의 순환치환 시퀀스를 통해 순환 치환하여 47x48 크기의 순방향 확장 매트릭스를 생성한다. 즉 도 5의 (A)는 상기 순방향 순환치환 시퀀스의 배치를 나타낸 것으로서, P0~P47는 상기 GF(47)의 각 원소가 순차로 대응된다. 여기서 상기 기본 매트릭스의 각 행을 구성하는 48 개의 샘플 위치는 상기 <수학식 2>의 갈로아 필드 GF(47)에 지정된 각 원소 위치에 대응되도록 그 샘플 위치가 변경된다.Referring to the forward and reverse cyclic substitution according to the above three steps, in the forward cyclic substitution, each row of the base matrix as shown in FIG. Create 5 (A) shows the arrangement of the forward cyclic substitution sequence, and P0 to P47 correspond to each element of the GF 47 sequentially. In this case, the 48 sample positions constituting each row of the base matrix are changed so that the sample positions correspond to the element positions specified in the galoa field GF 47 of Equation 2.

또한 상기 역방향 순환치환을 설명하면, 역방향 순환치환에서는 상기 <수학식 2>의 순환치환 시퀀스를 역순으로 배치하고, 이를 통해 도 3b와 같은 기본 매트릭스의 각 행을 순환 치환하여 또 다른 47x48 크기의 역방향 확장 매트릭스를 생성한다. 즉 도 5의 (B)는 상기 역방향 순환치환 시퀀스의 배치를 나타낸 것으로서, P47~P0은 상기 GF(47)의 각 원소가 역순으로 대응된다. 여기서 상기 기본 매트릭스의 각 행을 구성하는 48 개의 샘플 위치는 상기 <수학식 2>의 갈로아 필드 GF(47)에 지정된 각 원소 위치에 대응되도록 그 샘플 위치가 변경된다.In addition, the reverse cyclic substitution will be described. In reverse cyclic substitution, the cyclic substitution sequence of Equation (2) is arranged in the reverse order, through which each row of the base matrix as shown in FIG. Create an extension matrix. 5 (B) shows the arrangement of the reverse cyclic substitution sequence, and P47 to P0 correspond to each element of the GF 47 in the reverse order. In this case, the 48 sample positions constituting each row of the base matrix are changed so that the sample positions correspond to the element positions specified in the galoa field GF 47 of Equation 2.

도 6은 본 발명에 따른 프리앰블 코드 세트의 구성을 나타낸 것으로서, 상기한 기본 매트릭스와 두 종류의 순환치환을 통해서 생성된 동일 크기의 순방향 확장 매트릭스와 역방향 확장 매트릭스를 상하로 늘어놓아, 최종적으로 141 개의 패턴을 갖는 프리앰블 코드가 구비된 141x48 크기의 매트릭스를 생성하고, 이를 프리앰블 코드 세트로 이용한다는 것이다.FIG. 6 illustrates a configuration of a preamble code set according to the present invention. The base matrix and the forward extension matrix and the reverse extension matrix of the same size generated through two kinds of cyclic substitutions are arranged vertically, and finally 141 pieces are arranged. It is to generate a 141x48 matrix with a preamble code having a pattern and use it as a preamble code set.

즉 141x48 크기의 매트릭스의 각 행을 셀 구분을 위한 프리앰블 코드라고 생각하면, 결국 141개의 프리앰블 코드가 생성된 셈이다. 만약 구분 해야할 기지국의 셀 개수가 141개 미만이라면, 상기 48 길이를 갖는 147개의 프리앰블 코드 중에서 PAPR 특성이 좋은 것만을 골라 셀구분을 위한 프리앰블 코드로 이용하면 된다.That is, if each row of the 141x48 matrix is regarded as a preamble code for cell division, 141 preamble codes are generated. If the number of cells of the base station to be distinguished is less than 141, only the one with good PAPR characteristics among the 147 preamble codes having 48 lengths may be used as a preamble code for cell division.

도 7은 본 발명에 따른 CDMA 시스템에서 기지국의 셀 구분을 위한 프리앰블 코드 패턴 생성 장치의 내부 구성을 나타낸 블록 구성도이다. 도 7에서 원시 매트릭스 생성기(41)는 르장드르 시퀀스를 한 시퀀스 씩 순차로 쉬프트한 도 4a와 같은 다수의 기본 프리앰블 코드를 포함하는 원시 매트릭스를 생성한다. 그리고 기본 매트릭스 생성기(43)는 상기 생성된 원시 매트릭스의 우측 첫 번째 열에 샘플 '1'을 추가하여 열이 확장된 도 4b와 같은 기본 매트릭스를 생성한다.7 is a block diagram showing an internal configuration of a preamble code pattern generation apparatus for cell division of a base station in a CDMA system according to the present invention. In FIG. 7, the primitive matrix generator 41 generates a primitive matrix including a plurality of basic preamble codes as shown in FIG. 4A, which sequentially shifts the genre sequence one by one. The base matrix generator 43 adds a sample '1' to the first right column of the generated raw matrix to generate a base matrix as shown in FIG. 4B in which the column is expanded.

상기 기본 매트릭스는 순방향 순환 치환기(45)와 역방향 순환 치환기(47)로 각각 전달되고, 상기 순방향 순환 치환기(45)는 상기 기본 매트릭스의 각 행을 상기 <수학식 2>의 순환치환 시퀀스를 통해 순환 치환하여 47x48 크기의 순방향 확장 매트릭스를 생성하고, 상기 <수학식 2>의 순환치환 시퀀스를 역순으로 배치하고, 상기 기본 매트릭스의 각 행을 순환 치환하여 또 다른 47x48 크기의 역방향 확장 매트릭스를 생성한다.The base matrix is passed to the forward cyclic substituent 45 and the reverse cyclic substituent 47, respectively, and the forward cyclic substituent 45 circulates each row of the base matrix through the cyclic substitution sequence of Equation (2). Substitution is performed to generate a 47x48 sized forward expansion matrix, the cyclic substitution sequence of Equation 2 is arranged in reverse order, and each row of the base matrix is cyclically substituted to generate another 47x48 sized reverse expansion matrix.

그리고 상기 기본 매트릭스 생성기(43)와 순방향 순환 치환기(45) 및 역방향 순환 치환기(47)로부터 각각 출력된 기본 매트릭스와 두 종류의 순환치환을 통해서 생성된 동일 크기의 순방향 확장 매트릭스와 역방향 확장 매트릭스는 결합기(49)를 통해 결합되어 도 6과 같은 프리앰블 코드 세트로 출력된다. In addition, the base matrix output from the base matrix generator 43, the forward cyclic substituent 45, and the reverse cyclic substituent 47, and the same size of the forward expansion matrix and the reverse expansion matrix generated through two types of cyclic substitution, are combined groups. It is combined through 49 and output as a preamble code set as shown in FIG.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, OFDM 시스템을 셀룰라 환경에서 동작시킴에 있어, 이동국에서 최초로 셀 탐색을 할 때 사용되는 프리앰블 코드 세트를 구성하는 프리앰블 코드의 개수를 용이하게 확장할 수 있다. 또한 본 발명에 의하면, 셀룰라 시스템에서 구분 가능한 셀 및 수를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 PAPR 저감 시퀀스를 사용하여 프리앰블을 생성함으로써 PAPR 특성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, when operating an OFDM system in a cellular environment, the number of preamble codes constituting the preamble code set used when the mobile station first searches for a cell can be easily extended. In addition, according to the present invention, not only the number of distinguishable cells and the number of cells can be increased, but also the PAPR characteristics can be improved by generating a preamble using a PAPR reduction sequence.

도 1은 일반적인 OFDM 시스템의 송신기 구조를 간략히 나타낸 도면1 is a diagram schematically illustrating a transmitter structure of a general OFDM system.

도 2는 본 발명이 적용되는 OFDM 시스템의 부반송파 배치 구조를 나타낸 도면2 illustrates a subcarrier arrangement structure of an OFDM system to which the present invention is applied.

도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서 기지국의 셀 구분을 위한 프리앰블 코드 패턴 생성 방법을 설명하기 위한 도면3 to 6 are diagrams for explaining a method of generating a preamble code pattern for cell division of a base station in an OFDM system according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 OFDM 시스템에서 기지국의 셀 구분을 위한 프리앰블 코드 패턴 생성 장치의 내부 구성을 나타낸 도면 7 is a diagram illustrating an internal configuration of a preamble code pattern generation apparatus for cell division of a base station in an OFDM system according to the present invention.

Claims

A method of generating a preamble code pattern for cell division of a base station in an orthogonal frequency division multiplexing system,

Generating a raw matrix including a plurality of basic preamble codes which sequentially shift the genre sequence by at least one sequence,

Generating a base matrix by adding a predetermined bit to an arbitrary column of the raw matrix;

Generating an extended matrix by cyclically replacing each row of the base matrix;

And combining the base matrix and the extension matrix to generate a preamble code set.

The method of claim 1,

Generating 47 codes having a length of 47 by cyclically shifting the genre sequence by one sample.

The method of claim 1,

And adding bit 1 to the first column of the raw matrix to create a base matrix.

The method of claim 1,

2. The method of generating a preamble codeset by performing two kinds of cyclic substitution using the sequences generated in the Galloa field GF (47).

The method of claim 4, wherein

Generating the extension matrix by using forward cyclic substitution generated by the GF (47).

The method of claim 4, wherein

Generating the extension matrix by using reverse cyclic substitution generated by the GF (47).

An apparatus for generating a preamble code pattern for cell division of a base station in an orthogonal frequency division multiplexing system,

A primitive matrix generator for generating a primitive matrix including a plurality of basic preamble codes, which are sequentially shifted at least one sequence of the Rejangdrie sequence;

A base matrix generator for generating a base matrix by adding predetermined bits to an arbitrary column of the raw matrix;

A cyclic substituent for cyclically replacing each row of the base matrix to generate an extended matrix,

And a combiner for combining the base matrix and the extension matrix to generate a preamble code set.