第二章 IEEE 802.16e Initial Ranging簡介
2.2 Initial Ranging簡介
Ranging 傳送方式
一個 ranging 通道是由一個或是多個組(groups)所形成，每組均由 6 或 8 個 連續的子通道所組成，在這子載波分配方式使用UL-PUSC，定義於 2.1.2。我們 可以由UL_MAP 中得知是由哪些連續的子通道組成 ranging 通道。每個 MS 端 可以同時在 ranging 通道中傳輸 ranging 訊號。為了有效的傳輸 ranging 碼，
每個MS 使用者會從 BS 設定的多組 2 位元 ranging 碼中隨機選擇一組，且每個 MS 的 ranging 碼在 ranging 通道上均是 BPSK 調變。
Initial ranging 碼是用作於一個 MS 要初始化進入網路。一個 initial ranging 訊號是由 2 個或 4 個連續的 OFDM symbol 所組成，每一個連續的 OFDMA symbol 都是用一樣的 ranging 碼傳送。圖 2.5 是 initial ranging 在時域上傳輸訊 號圖，第1 個 symbol 循環字首(CP - cyclic prefix)複製 symbol 最後的點數到最 前端，而第2 個 symbol 所複製的點數與第 1 個 symbol 循環字首擺法不同，由 symbol 前面的點數複製到後端，是因為要讓兩個 symbol 之間的角度為連續。
BS 端會分配給 MS 連續兩個 initial ranging 的空間，故 MS 可以連續傳輸兩組 initial ranging 碼如圖 2.6
圖2.5 OFDMA initial ranging 時域傳輸訊號
圖2.6 使用兩組連續 initial ranging 時域傳輸訊號
Ranging 碼
Ranging 碼是二位元碼並且是一種 PN (pseudonoise)碼，是由 PRBS 產生器 產生，如圖2.7。
圖2.7 PRBS 產生器
PBRS 多項式(generator polynomial)產生器為 1+
X
1+X
4 +X
7+X
15。PRBS 產生器會藉由 [b14…b10]=[0,0,1,0,1,0,1,1,s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6]來初始化，s6 是 PRBS 的最低有效位元(LSB)，而 s0:s6 是由 UL_PermBase 定義的，s6 是 UL_PermBase 的最有效位元(MSB)。每組 ranging 碼的長度均是 144 個位元，由 PRBS 產生出的 形成一連串 PN 序列中選出。這些位元會被調變在由 6 個連續子通道所形成的 ranging 通道，
會從最低的子載波開始放上去，由UL-PUSC 知道 6 個子通道所含的子載波共有 144 根，所以最低的位元被分配到最低頻率的子載波，而最高的位元被分配到最 高頻率的子載波。舉例來說，假設參數UL_PermBase 為 0，
C
k1
C 所產生出來的碼
k字為00110000010001………，取最先的 144 個位元就是我們的第 組 ranging 碼，而下一組ranging 碼則為由
C
k產生出第145 到第 288 個二位元碼。圖2.8 UL_PermBase=0 的第[50,100,150,200]組 ranging 碼與其他組的相關性
由 PRBS 所產生出來的 ranging 碼每組之間相關性非常低。由我們的例子，
UL_PermBase 為 0，我們取 256 組 ranging 碼，觀察第[50,100,150,200]組這 4 組的ranging 碼與其他 256 組碼字的相關性，由圖 2.8 中得知除了與自己相關性 最大，跟其他255 組的相關性都非常低。所以，當多個 MS 進入網路選擇在同一 個ranging slot 中傳輸 ranging 訊號，BS 端可以利用相關性低的特性，將碰撞在 一起的訊號分別估測出來，並且去得知各個MS 所需要調整的參數(時間延遲、頻 率偏移、功率)，使 MS 端可以有效的去調整並提升系統效能。
Ranging slot 大小
Ranging 傳輸機會(ranging slot)大小是由 N1 個 OFDMA symbols 以及 N2 個OFDMA 子通道所形成，N1 可以是 1 到 4 個 symbol，而 N2 可以是 6 或 8 個 子通道，N1 及 N2 是由 UL_MAP 所定義，在每次的 ranging 配置，N1 的大小 都是固定的。
Ranging 的頻寬配置被分成數個 ranging slots，其大小由 N1 及 N2 控制。
由圖2.9 得知，第一個 ranging slot 是選擇自 ranging 頻寬配置中的第一個子通 道裡的第一個symbol 到第 N1 個 symbol，而下一個 ranging slot 則是相同子通 道且再往下加N1 個 symbol，依此類推直到現在這個子通道時間軸上的配置少於 N1 個 symbol，接下來下一個 ranging slot 則是再加上 N2 個子通道並由第一個 symbol 開始。ranging slot 並不一定要把所有 BS 給的頻寬配置佔滿，留下的一 段空間可以讓ranging 訊號與資料訊號可以有一段區隔去降低干擾。
圖2.9 Ranging slot 圖