KR100965995B1 - 타이밍 동기화를 지원하는 기지국 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

지상 및 위성 기지국 접속 모두를 지원하는 OFDM 시그널링을 이용하는 무선 단말이 종래의 액세스 프로브(access probe)를 이용하여 제 1 동작 모드에서 지상 기지국과 타이밍 동기화된 무선 링크를 확립(establish)하도록 동작하고, 위성 기지국과 타이밍 동기화된 무선 링크를 확립하는데 이용되는, 제 2 동작 모드에서는, 약간 수정된 액세스 프로토콜이 채택된다. 무선 단말과 위성 기지국 간의 왕복(round-trip) 시그널링 시간 및 타이밍 모호성(ambiguity)이 지상 기지국과의 경우보다 실질적으로 더 크다. 상기 수정된 액세스 프로토콜은 액세스 프로브 신호들의 코딩을 이용하여 비컨슬롯 내의 수퍼슬롯 인덱스를 고유하게 식별한다. 상기 수정된 프로토콜은 상이한 타이밍 오프셋들을 갖는 다수의 액세스 프로브들을 이용하여 추가로 타이밍 모호성을 해결하고 위성 기지국 액세스 모니터링 인터벌이 짧은 듀레이션으로 유지되게 하여 준다. 지상 기지국 위치/접속 정보를 이용하여 초기 타이밍을 추정한다.

Description

타이밍 동기화를 지원하는 기지국 방법 및 장치{BASESTATION METHODS AND APPARATUS FOR SUPPORTING TIMING SYNCHRONIZATION}

본 출원은 지상 및/또는 위성 기지국들로 업링크 신호들을 전달하기 위해 OFDM 톤들을 이용하는 OFDM 시스템을 구현하는데 이용될 수 있는 방법들 및 장치에 관한 것이다.

휴대용 통신 장치, 예컨대 휴대용 전화를 이용하여 통신하는 기능은, 넓은 지역에서 당사자의 위치에 불구하고 매우 가치있는 것이다. 그러한 장치의 가치는 종래의 소비자 기반 애플리케이션들의 경우와 더불어 군용 애플리케이션들에 있어서도 중요하다.

지상 기지국들은 다양한 지상 기반 위치들에 설치되어 음성 및/또는 데이터 서비스들을 지원하여 왔다. 그러한 기지국들은 통상 최대 수 마일의 커버리지 영역을 갖는다. 따라서, 사용 중의 종래의 셀룰러 전화와 기지국 간의 거리는 통상적으로 단지 수 마일이다. 통상적인 사용 중의 셀룰러 전화와 지상 기지국 간에 상대적으로 거리가 더 짧아진다면, 휴대용 셀룰러 전화는 충분한 전력을 가지고 상기 기지국으로, 예컨대 업링크 상으로, 상대적으로 넓은 대역폭을 이용하여 전송하며, 많은 경우에 상대적으로 높은 데이터율들을 지원할 수 있다.

지상 기지국들의 이용에 기초하는 한 가지 공지된 시스템의 경우, 복수의 OFDM 톤(tone)들, 예컨대 일부의 경우 7개 이상의 톤들이, 무선 단말에 의해 병렬로 이용되어 사용자 데이터를 상기 기지국들로 전송한다. 공지된 시스템에서, 업링크를 통해 전달될 사용자 데이터 및 업링크를 통해 전달될 제어 신호들은 통상적으로 별도로 코딩된다. 상기 공지된 시스템에서, 무선 단말은 지상 기지국으로 전송되는 하나 이상의 업링크 요청들에 응답하여 할당되는 톤들에 대응하는 업링크 트래픽 세그먼트들과의 업링크 제어 시그널링을 위한 전용(dedicated) 톤을 할당받을 수 있다. 상기 공지된 시스템에서 업링크 트래픽 채널 세그먼트 할당 정보가 전송된 요청에 응답하여 업링크 트래픽 채널 세그먼트들의 할당을 지시할 수 있는 할당 신호들을 모니터링하는 무선 단말들로 동보(broadcast)된다. 순환적으로, 상기 공지된 시스템의 기지국은, 비컨(beacon) 슬롯으로 종종 지칭되는 시간 주기(time period)에 걸쳐 순환하는, 비컨 신호들로서 지칭되는, 타이밍 동기화 신호들과 함께 타이밍 동기화에 이용될 수 있는 신호들도 동보한다.

지상 기지국들은 인구가 지상 기지국의 코스트를 정당화하기에 충분한 지역들에서 유용한 반면, 지구상의 많은 곳들에서 기지국을 구축할 상업적인 당위성이 불충분하며 그리고/또는 지리적 문제들 때문에 영구적인 지상 기지국을 구축하는 것이 비현실적이다. 예를 들어, 망망대해, 사막 지역들 및/또는 빙하로 뒤덮인 지역들과 같은 물리적으로 황폐한 지역들에서는 지상 기지국을 구축하고 유지하는 것이 어렵거나 비현실적일 수 있다.

일부 지리적 영역들에서 기지국들의 부재는 셀룰러 전화를 이용하여 통신하 는 것이 불가능한 "음영 지역(dead zone)"들을 초래한다. 셀룰러 전화가 놓치는 지역들의 수를 없애려고 하기 위해, 기업들은 계속하여 새로운 기지국들을 구축하려 할 것이지만, 전술한 이유들로 인하여, 예측가능한 미래동안 지구 상의 많은 지역들이 지상 기지국들로부터의 셀룰러 전화 커버리지가 얻어질 수 없는 채로 남아있을 것이다.

지상 기지국들에 대한 대안은 위성들을 기지국들로서 이용하는 것이다. 위성 기지국들은 위성들을 발사하는 비용을 고려하면 구축하는데 극도로 비싸다. 더군다나, 정지 위성들이 위치할 수 있는 지구 위의 공간은 제한적이다. 정지 궤도의 위성들이 지구에 대해 고정된 위치에 있다는 장점을 갖는 반면, 더 낮은 지구 궤도선회 위성들도 구축될 수 있지만 그러한 위성들도 구축하는데 여전히 비싸며 정지위성에 비해 초기의 이들의 저궤도 때문에 더 짧은 시간 동안 궤도에 머무를 것이다. 이동 전화가 위치할 수 있는 지구 표현으로부터 정지 궤도까지의 거리는, 일부 추정들이 22,300 마일이 더 나은 추정치라고 제안할지라도, 예컨대 대략 22,226 마일로 적지않다. 이를 전체적으로 본다면, 지구의 직경은 근사적으로 7,926 마일이다. 불행히도 위성 기지국들의 경우에 신호들이 지나야만 하는 거리들이 종래의 지상 기지국에 도착하기 위해 신호들이 통상적으로 지나는 기껏해야 통상 수 마일인 거리보다 상당히 길다.

이처럼, 정지 궤도까지의 거리를 고려하면, 지상 기지국들로 신호들을 전송하는데 요구되는 것보다 더 높은 전력 수준으로 위성들로 신호들을 전송할 것이 종종 필요하다. 결과적으로, 대부분의 위성 전화들은 배터리 크기, 전력 증폭기들 및 셀룰러 전화들을 구현하는데 이용되는 다른 회로들 때문에 종래의 셀룰러 전화들에 비하여 상대적으로 크고 두껍다. 상대적으로 큰, 그래서 종종 두꺼운, 전력 증폭기에 대한 필요성은, 부분적으로, 많은 종래의 통신 시스템들이 이상적인 첨두전력 대 평균 전력비(peak to average power ratio)보다 더 작은 비를 갖는다는 사실에 기인한다. 상기 상대적으로 큰 첨두 전력 대 평균 전력비는 첨두 전력 출력을 지원하기 위해 동일한 평균 전력 출력이지만, 상기 첨두 전력 대 평균 전력비가 더 낮은 경우에 이용될 수 있는 것보다 더 큰 증폭기가 포함될 것을 필요로 한다.

지상 기지국에 비하여, 위성 기지국까지의 거리가 더 멀고 그리고/또는 비교적 더 큰 셀 크기를 가정하면, 업링크에서 OFDM 신호들을 이용하는 지상 기지국들에 이용되는 업링크 타이밍 동기화는 위성 기지국과 통신할 때 적절한 업링크 심볼 타이밍 동기화를 달성하는데 불충분할 수 있다. 따라서, 긴 왕복 지연(round trip delay)들에도 이용될 수 있는 개선된 타이밍 동기화 방법들 및/또는 장치를 포함하는 OFDM 업링크 시그널링을 지원하는 개선된 방법들에 대한 수요가 존재한다.

본 발명은 원격 기지국들 및/또는 더 큰 커버리지 영역들을 갖는 기지국들을 포함하는 통신 시스템들에서의 이용에 적합한 통신 방법들 및 장치에 대한 것이다.

본 발명의 방법들 및 장치를 이용하여, 기지국 타이밍과 함께, 통신 장치, 예컨대 무선 단말의 업링크 전송 타이밍을 동기화할 수 있다. 기지국으로부터 다운링크로 전송되는 비컨 신호들은 상기 타이밍 동기화 프로세스를 촉진하는데 이용될 수 있다. 다양한 비컨 신호들이 본 발명의 방법들 및 장치를 지원하는데 이용될 수 있다. 일부 OFDM 실시예들에서, 비컨 신호들은 하나 또는 수개의 연속적인 시간 주기들 동안 하나 또는 수 개의 톤들을 이용하여 다운링크로 전송된다. 일부 실시예들에서 비컨 신호들은 특정 실시예에 따라 하나, 둘 또는 세 개의 연속적인 OFDM 심볼 전송 시간 주기들 동안 전송되는 단일(single) 톤 신호들로서 구현된다.

이하에 논의되는 같이, 통신 장치에 의한 기지국으로의 신호들의 전송은, OFDM 시스템들에서, 동기화된 방식, 예컨대 순환 프리픽스(cyclic prefix)들과 함께 전송되는 OFDM 심볼들의 경우에 순환 프리픽스 듀레이션(duration) 내에서의 동기화 레벨을 가지고 전송되는 기지국에 도달해야 한다.

본 발명의 방법들 및 장치는, 요구되는 동기화 레벨을 달성하는 것과 함께 또는 독자적으로 이용될 수 있는 다양한 방법들 및 기술들을 통해, 매우 원거리의 기지국들과도, 이뤄질 수 있는 그러한 동기화 레벨을 지원 및 허용한다. 본 출원의 기재 다수가 다운링크에서 발생하는 비컨 슬롯들 및 다운링크 타이밍 구조에 집중된 반면, 기지국에서 업링크 타이밍은 다운링크 타이밍과 고정된 알려진 관계를 가짐을 알아야 한다. 수신된 신호들 및 신호들이 기지국에서 수신되는 시간은 상기 신호들이 업링크에서 수신되는 반면 다운링크 전송 슬롯들 및 다운링크 심볼 전송 타이밍에 의하여 측정될 수 있다.

본 발명의 업링크 타이밍 구조는 액세스 인터벌들이 업링크 전송 타이밍에 관하여 기지국과 동기화되지 않는 통신 장치들이 액세스 요청을 할 수 있는 동안의 주기적 인터벌들에서 발생하게 하여 준다. 그러한 요청들은 경합(contention)적일 수 있다. 본 발명의 기지국들은 상기 액세스 인터벌들 동안 액세스 요청들을 모니터링하고 타이밍 정정(correction) 및/또는 다른 정보에 응답한다. 액세스 인터벌들은, 상기 업링크 타이밍 구조의 엘리먼트 동안 다운링크 타이밍에 대한 고정된 알려진 관계를 가지고 나타난다. 각각의 액세스 인터벌은 통상적으로 듀레이션 내의 다운링크 수퍼슬롯 보다 짧은 듀레이션을 갖는다.

수퍼슬롯(superslot)들은, 다양한 실시예들에서 각각 다수의 OFDM 심볼 전송 시간 주기들, 예컨대, 고정된 수의 OFDM 심볼 전송 시간 주기들을 포함한다. 일부의 경우(반드시 모든 구현들에서는 아님), 각각의 업링크 수퍼슬롯은 액세스 인터벌을 포함한다. 업링크의 액세스 인터벌들은 다운링크에서 나타나는 다운링크 수퍼슬롯들 및 비컨 신호들의 시작부에 대해 고정된 알려진 위치들에서 존재한다. 따라서, 다운링크 타이밍 구조는 이하에서 더 상세히 설명될 것과 같이 업링크 전송 타이밍을 제어하기 위한 기준으로서 이용될 수 있다.

본 발명의 많은 특징들은 타이밍 동기화에 관한 것이다. 본 발명의 다른 특징들은 타이밍 동기화를 원격 기지국, 예컨대 무선 단말의 위치로부터 100 마일 이상인 기지국과 등록 및 달성하는데 이용될 수 있는 특정한 액세스 방법들 및 장치에 관한 것이다.

다양한 실시예들에서 원격 기지국은 수십, 수백 또는 수천 마일의 관점에서 측정되는 이용 중인 무선 단말로부터의 최소 거리를 갖는 기지국이다. 정지궤도 위성은 원격 기지국의 일례이다. 정지궤도 위성 기지국들은 지구 표면상의 또는 상용 비행기의 통신 장치까지의 최소 거리가 수천 마일로 측정되는 경우에 상기 지구 표면의 수천 마일 상공에 위치한다. 이는, 예컨대 통상적인 이용 중에 무선 단말로부터 최대 50 마일이지만 통상적으로 최대 5 마일 내에 위치하는 지상 기지국일 근접 기지국과 대조적이다.

본 발명의 방법들 및 장치가, 본 발명의 셀룰러 전화를 포함하여 지상 및 위성 기지국들 모두를 포함하는 통신 시스템들에 이용하기에 적합함과 동시에, 본 발명의 방법들 및 장치는 고정 대역폭량에 대한 출력 전력량의 큰 편차가 요구되는 다양한 범위의 통신 애플리케이션들에 대해 적합하다. 상기 위성 예에서, 고정된 대역폭 량에 대한 훨씬 많은 출력 전력 량이 동일한 양의 전송 대역폭을 이용하여 지상 기지국으로의 성공적인 업링크 시그널링에 요구되는 것보다 상기 위성 기지국으로의 성공적인 업링크 시그널링에 통상적으로 요구된다는 점을 알 수 있을 것이다.

본 발명의 다양한 특징들은 원격 및 비교적 근접한 기지국들 모두, 예컨대 위성 기지국들 및 지상 기지국들과 통신할 수 있는 휴대용 통신 장치들을 구현하는데 이용될 수 있는 방법들 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따라서 구현되는 시스템은 복수의 근접 및 원격 기지국들을 포함할 수 있다. 그러한 하나의 시스템에서, 지상 기지국들은 지상 기지국의 구축을 정당화하는데 충분한 통신 트래픽을 갖는 통신 커버리지를 제공하는데 이용된다. 위성 기지국들은, 예컨대 물리적 환경의 본질, 기지국을 위한 사이트 부재 또는 다른 이유들 때문에, 지상 기지국들이 구축되지 않는 지역들을 메꾸는 커버리지를 제공하는데 이용된다. 예시적인 시스템의 휴대용 통신 장치들은, 예컨대 상이한 동작 모드들 사이를 전환함으로써, 지상 및 위성 기지국들 모두와 통신할 수 있다.

이하에서 논의되는 바와 같이, 다양한 실시예들에서, 상기 시스템은 OFDM 시스템으로서 구현된다. 일부 실시예들에서, OFDM 시그널링이 다운링크 시그널링 뿐 아니라 업링크에 이용된다. OFDM 업링크 제 1 및 제 2 동작 모드들이 지원된다.

지상 기지국들과의 통상적인 동작 동안, 무선 단말은 업링크에서 다수의 톤들을 함께 이용하여 상기 다수의 톤들 상으로 사용자 데이터를 기지국에 동시에 전송한다. 이는 상대적으로 높은 데이터율들이 지원되게 하여 준다. 멀티-톤(multi-tone) 모드에서 동작할 때, 평균 첨두 전력 대 평균 전력 비는, 사용자 데이터가 다수의 톤들 상으로 전송되는 시간 부분 동안, 제 1 비(ratio)이다. 이하에 논의되는 바와 같이, 예컨대 위성 기지국과 통신하는데 이용되는, 단일 톤 동작 모드에서 동작할 때, 제 2의, 더 낮은 첨두전력 대 평균 전력비가 달성된다. 따라서, 상기 단일 톤 모드에서 동작할 때, 전력 증폭기가 더 효율적인 방식으로 이용될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 그 차이는, 멀티-톤 모드 동작과 수 개의 심볼 시간들의 주기 동안 이뤄지는 상기 단일 톤 모드 동작 간의 첨두전력 대 평균 전력비에 있어서, 4 db 이상, 그리고 통상적으로는 6 db이다.

단일-톤-모드(single-tone-mode)는 지상 기지국들과 통신할 때 직면하는 일반적인 전력 제약들 하에서 업링크 전력 버짓(budget) 커비리지를 최대화하도록 OFDM 무선 단말을 동작시키는 방법이다. 이 모드는 멀티-톤 채널들의 음성 링크들의 저 레이트(low rate) 데이터에 적합하며, ACK들이 지원되지 않는다.

단일 톤 모드에서 상기 단말은 한 번에 하나의 OFDM 단일 톤 상으로 전송할 것이다. 이 톤은 단일한, 불변(constant) 논리 톤(logical tone)으로서 표현된다; 그러나, 이는, 그리고 다양한 실시예들에서, 물리 톤(physical tone)으로부터 일부 시스템들에서 이용되는 다른 OFDM 채널들과 일관되는 바와 같은 드웰(dwell) 경계들 상의 물리 톤으로 호핑(hop)한다. 일 실시예로, 이러한 논리 톤은 지상 기지국과 통신하는데 이용되는 UL-DCCH를 대체하여 표준 멀티-톤 모드에서 동작하는 다른 OFDM 사용자들과의 호환성을 유지한다.

무선 단말에 의해 이용되는 상기 단일 톤 업링크 채널의 구성요소들은, 일부 실시예들에서, 제어 데이터 및 사용자 데이터의 다중체(multiplex)를 포함한다. 이러한 다중체는 코드 워드(code word) 내에서 필드 수준(field level)일 수 있다, 즉 채널 코딩 블록으로부터의 일부 비트(bit)들이 제어 데이터를 나타내는데 이용되고 나머지가 사용자 데이터를 나타내는데 이용된다. 그러나 다른 실시예들에서 상기 단일 톤 업링크 채널의 다중화(multiplexing)는 코드 워드 수준으로, 예컨대 제어 데이터가 채널 코딩 블록 내에서 코딩되고, 사용자 데이터가 채널 코딩 블록 내에서 코딩되며, 상기 블록들은 단일 톤 업링크 채널에서의 전송을 위해 함께 다중화된다. 일 실시예로, 상기 단일 톤 채널이 완전히 사용자 데이터로써 점유되지 않을 때(예컨대, 음성 호(call)의 침묵 억제(silence suppression) 동안) 상기 불-필요 전송 심볼들 동안 송신기를 블랭킹(blank)하여 송신기 전력을 보전하는 것이 가능하며 이는 본 기간 동안 신호들이 전송될 필요가 없기 때문이다. 사용자 데이터는 다중화된 패킷 데이터 또는 정기적으로 스케줄링되는 음성 데이터, 또는 양자의 혼합일 수 있다.

단일-톤 모드에서 동작하는 단말에 대해, 다운링크 응답확인(acknowledgment) 신호들은 멀티-톤 모드에서처럼 별도의 채널로 전송될 수 없으며 따라서 다운링크 응답확인들은 상기 논리 단일 톤 업링크 채널 톤으로 다중화되거나, 또는 ACK들이 이용되지 않는다. 그러한 경우에, 기지국은 다운링크 트래픽 채널 세그먼트들이 필요시 재전송을 명시적으로 요청하는 무선 단말에서 성공적으로 수신되었다고 가정할 수 있다.

본 발명에 따라서, 단일 톤 모드에서 동작하는 무선 단말은 표준 OFDM 컴포넌트들을 이용하여 송신기를 구현하면서 송신되는 전력의 이점을 달성할 수 있다. 표준 모드에서, 전송되는 평균 전력은 통상적으로 송신기의 전력 증폭기의 첨두 전력 용량 이하로 제한되어, 일반적으로 9dB인, 첨두-대-평균 비(peak-to-average ratio, PAR)를 허용하며, 과도한 대역-외 방출(out-of-band emission)을 야기할 수 있는 첨두 클리핑(clipping)을 회피한다. 단일 톤 모드에서는, 다양한 실시예들에서, 상기 PAR이 대략 3dB로 제한되어 평균 전송 전력이 클리핑 가능성을 높이지 않고 거의 6dB만큼 증가될 수 있다.

주파수 홉(hop)시(단일 논리 톤에 대응하는 물리 톤의 변화가 드웰 경계들에서 발생함), 전송된 파형의 위상은 주파수들에 걸쳐 연속적인 위상이 되도록 제어될 수 있다. 이는 일부의 그러나 반드시 모두는 아닌 실시예들에서 OFDM 심볼의 순환 확장(cyclic extension) 동안 상기 톤의 반송 주파수를 업링크에서 전송되는 하나의 심볼로부터 다음 심볼로 변경하여 상기 심볼의 종단(end)의 신호 위상이 다음 심볼의 시작 위상과 같은 요구되는 값이 되도록 함으로써 이뤄질 수 있으며 달성된다. 본 위상 연속 동작(phase continuous operation)은 신호의 PAR이 3dB에 묶이도록 하여 줄 것이다.

고정-궤도 위성을 통한 OFDM은 기본적인 기존의 기본 OFDM 통신 프로토콜들의 일부 수정들로써 가능하다. 과도하게 긴 왕복 시간(round-trip time, RTT) 때문에 트래픽 채널들에 대한 종속된 확인응답들의 값이 없거나 거의 없다. 따라서, 본 발명의 일부 실시예들에서, 단일 톤 업링크 모드에서 동작할 때 다운링크 확인응답은 전송되지 않는다. 일부 그러한 실시예들에서, 다운링크 확인응답들은 요청이 성공적으로 수신되지 않았던 데이터의 반복 전송을 위해 UL에서 전송되는 반복 요청 매커니즘(repeat request mechanism)으로 대체된다.

본 발명의 다양한 특징들, 이점들 및 실시예들은 다음의 실시예에서 논의된다.

도 1은 본 발명에 따라서 구현되고 본 발명의 방법들을 이용하는 예시적인 무선 통신 시스템의 도면이다.

도 2는 본 발명에 따라서 구현되고 본 발명의 방법들을 이용하는 예시적인, 예컨대 지상 기반 기지국의 도면이다.

도 2A는 본 발명에 따라서 구현되고 본 발명의 방법들을 이용하는, 예시적인 기지국, 예컨대 위성 기반 기지국의 도면이다.

도 3은 본 발명에 따라서 구현되고 본 발명의 방법들을 이용하는, 예시적인 무선 단말, 예컨대 이동 노드(mobile node)의 도면이다.

도 4는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 단일-톤 업링크 동작 모드에서 동작하는 예시적인 WT, 예컨대 MN의 예시적인 업링크 정보 비트 인코딩을 도시하는 도면이다.

도 5는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 지상 기반 및 우주 기반 모두인 기지국들의 혼성(hybrid)을 포함하는 예시적인 OFDM 무선 다중 접속 통신 시스템을 도시하는 도면이다.

도 6은 도 5의 다양한 위성 기반 및 지상 기반 기지국들 간의 예시적인 백홀(backhaul) 상호접속을 도시하는 도면이다.

도 7은 본 발명에 따른, 무선 단말, 예컨대 이동 노드를 동작시키는 예시적인 방법을 나타내는 순서도이다.

도 7A는 본 발명의 방법들 및 장치에 따라 처리되는, 타이밍 동기화 고려사항들을 가져오는, 예시적인 위성 기지국과 상기 위성 기지국의 지구 표면 상의 셀룰러 커버리지 영역의 상이한 포인트들에 위치한 상이한 이동 노드들 간의 상대적으로 긴 왕복 시그널링 시간들 및 현저히 다른 신호 경로를 도시하는 도면이다.

도 8은 위성 기지국에 대한 왕복 타이밍 모호성(ambiguity)을 감소시키기 위해 지상 기지국 위치 정보를 활용하는 지상 및 위성 기반 기지국들 모두와 무선 단말을 포함하는 예시적인 혼성 시스템을 도시한다.

도 8A는 본 발명에 따라서, 다수의 지상 기지국들이 도일한 위성 기지국 커버리지 영역과 관련되며, 지상 기지국 위치 및/또는 접속 정보를 이용하여 WT/위성 기지국 타이밍 모호성을 감소시키는 실시예를 도시한다.

도 9는 예시적인 위성/지상 혼성 무선 통신 시스템에서 위성 기지국과 지상 에 위치한 무선 단말 간의 왕복 신호 지연이 일부 지상 기반 무선 통신 시스템들에서 이용되는 일반적인 수퍼슬롯 시간 인터벌보다 더 클 것을 도시하는 도면이다.

도 10은 본 발명에 따라서, 타이밍 구조 내부의, 상대적으로 더 큰 시간 인터벌, 예컨대 비컨 슬롯 내의 상대적인 시간 인터벌 값, 예컨대 수퍼슬롯 인덱스 값을 식별하는 정보와 함께 액세스 프로브(access probe) 신호를 코딩하는 특징을 도시하는 도면으로서, 상기 코딩된 정보는 액세스 프로세스에서 위성 기지국과 WT 간의 타이밍 동기화를 결정하는데 이용된다.

도 11은 본 발명에 따라서, 위성 기지국과 WT 간의 타이밍 동기화가 더 작은 시간 인터벌 내에서 추가로 분해(resolve)되도록 상이한 타이밍 오프셋들을 갖는, 다수의 액세스 프로브 신호들을 이용하는 특징을 도시하는 도면이다.

도 12는 본 발명에 따라서, 상이한 타이밍 오프셋들을 갖는 다수의 액세스 프로브들을 위성 기지국으로 전송하는 무선 단말의 개념을 추가로 도시한다.

도 13은 본 발명의 방법들에 따른 예시적인 액세스 시그널링을 도시하는 도면이다.

도 14는 본 발명의 방법들에 따른 예시적인 액세스 시그널링을 도시하는 도면이다.

도 15는 본 발명의 방법들에 따른 예시적인 액세스 시그널링을 도시하는 도면이다.

도 16 및 도 16B의 조합을 포함하는 도 16은 본 발명에 따라서 기지국에 액세스하고 타이밍 동기화 동작을 수행하는 무선 단말을 동작시키는 예시적인 방법의 순서도이다.

도 17A 및 도 17B의 조합을 포함하는 도 17은 통신 시스템에서의 이용을 위한 통신 장치를 동작시키는 예시적인 방법의 순서도이다.

도 18은 본 발명에 따른 예시적인 통신 장치를 동작시키는 예시적인 방법의 순서도이다.

도 19는 본 발명에 따른 예시적인 통신 장치의 예시적인 동작 방법의 순서도이다.

도 20은 본 발명에 따라서 시스템에서 무선 통신 단말을 동작시키는 예시적인 방법의 순서도이다.

도 21은 본 발명에 따라서 구현되는, 예시적인 무선 단말, 예컨대 이동 노드의 도면이다.

도 22는 본 발명에 따라서 기지국을 동작시키는 예시적인 방법의 순서도이다.

도 23은 본 발명에 따라서 구현되는, 예시적인 무선 단말, 예컨대 이동 노드의 도면이다.

도 24는 본 발명에 따라서 구현되는, 예시적인 무선 단말, 예컨대 이동 노드의 도면이다.

도 25는 본 발명에 따라서 그리고 본 발명의 방법들을 이용하여 구현되는 예시적인 기지국의 도면이다.

도 1은 본 발명에 따라서 그리고 본 발명의 방법들을 이용하여 구현되는 예시적인 무선 통신 시스템(100)의 도면이다. 상기 예시적인 시스템(100)은 예시적인 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) 다중 접속 확산 스펙트럼 무선 통신 시스템이다. 상기 예시적인 시스템(100)은 복수의 기지국들(102, 104) 및 복수의 무선 단말들(106, 108), 예컨대 이동 노드(mobile node)들을 포함한다. 다양한 기지국들(102, 104)은 백홀(backhaul) 네트워크를 통해 함께 접속될 수 있다. 상기 이동 노드들(MN1(106), MN N(108))은 상기 시스템을 통해 이동하고 기지국을 이용할 수 있으며, 네트워크 부착점(point of network attachment)인, 이들의 커버리지 영역에 현재 위치한다. 일부 기지국들은 지상(terrestrial) 기반 기지국들, 예컨대 BS(102)이고, 일부 기지국들은 위성 기반 기지국들, 예컨대 BS(104)이다. MN들(106, 108)의 관점으로부터, 상기 지상 기지국들은 근접 기지국들(102)로 간주되는 반면 상기 위상 기반 기지국들은 원격 기지국들(104)로 간주된다. 상기 MN들(106, 108)은 두 가지 상이한 동작 모드들, 예컨대 근접한, 예컨대 지상의, 기지국(102)과의 통신의 전력 및 타이밍 고려사항들에 맞춰진 업링크 멀티-톤 동작 모드와 원격, 예컨대 위성, 기지국(104)과의 통신의 전력 및 타이밍 고려사항들에 맞춰진 업링크 단일 톤 동작 모드에서 동작하는 기능을 포함한다. 때때로, MN 1(106)은 무선 링크(114)를 통해 상기 위성 BS(104)에 접속될 수 있으며 업링크 단일 톤 동작 모드에서 동작중일 수 있다. 다른 때에는, MN 1(106)은 무선 링크(110)를 통해 지상 기지국(102)에 접속될 수 있으며 더 종래의 멀티-톤 업링크 동작 모드에서 동작중일 수 있다. 유사하게, 때때 로, MN N(108)은 무선 링크(116)를 통해 위성 BS(104)에 접속될 수 있으며 업링크 단일 톤 동작 모드에서 동작중일 수 있다. 다른 때에는, MN N(108)은 무선 링크(112)를 통해 지상 기지국(102)에 접속될 수 있으며 종래의 멀티-톤 업링크 동작 모드에서 동작중일 수 있다.

다른 MN들은 한 가지 종류의 기지국, 예컨대 지상 기지국(102)과의 통신을 지원하지만, 다른 종류의 기지국, 예컨대 위성 기지국(104)과의 통신을 지원하지 않는 시스템 내에 있을 수 있다.

도 2는 본 발명에 따라서 구현되고 본 발명의 방법들을 이용하는, 예시적인 기지국(200), 예컨대 지상 기반 기지국의 도면이다. 예시적인 기지국(20)은도 1의 상기 예시적인 시스템(100)의 근접, 예컨대 지상, 기지국(102)일 수 있다. 기지국(200)이 네트워크 액세스를 WT들에 제공하기 때문에, 상기 기지국(200)은 종종 액세스 노드로 지칭된다. 기지국(200)은 수신기(202), 송신기(204), 처리기(206), I/O 인터페이스(208), 및 다양한 구성요소들이 데이터 및 정보를 교환할 수 있는 버스(212)를 통해 함께 접속되는 메모리(210)를 포함한다. 수신기(202)는 WT들로부터 수신되는 업링크 신호들을 디코딩하는 디코더(214)를 포함한다. 송신기(204)는 WT들로 전송되는 다운링크 신호들을 인코딩하는 인코더(216)를 포함한다. 수신기(202) 및 송신기(204)는, 각각 업링크 신호들이 WT들로부터 수신되고 다운링크 신호들이 WT들로 전송되는 안테나들(218, 220)에 각각 접속된다. 일부 실시예들에서, 동일한 안테나가 수신기(202) 및 송신기(204)에 이용된다. I/O 인터페이스(208)는 상기 기지국(200)을 인터넷/다른 네트워크 노드들에 접속시킨다. 메모 리(210)는 루틴들(222) 및 데이터/정보(224)를 포함한다. 처리기(206), 예컨대 CPU는 상기 루틴들(222)을 실행하고 메모리(210) 내의 데이터/정보(224)를 이용하여 기지국(200)의 동작을 제어하고 보 발명의 방법들을 구현한다. 루틴들(222)은 통신 루틴(226)과 기지국 제어 루틴(228)을 포함한다. 통신 루틴(226)은 기지국(200)에 의해 이용되는 다양한 통신 프로토콜들을 구현한다. 기지국 제어 루틴(228)은 스케줄러 모듈(230)을 포함하며, 이는 업링크 및 다운링크 세그먼트들을 업링크 채널 세그먼트들을 포함하여 WT들, 다운링크 제어 모듈들(232) 및 업링크 멀티-톤 사용자 제어 모듈들(234)에 할당한다. 다운링크 제어 모듈(232)은 WT들에 대한 비컨 시그널링, 파일럿 시그널링, 할당 시그널링, 다운링크 트래픽 채널 세그먼트 시그널링, 및 수신되는 ack들/nak들에 따른 다운링크 트래픽 채널 세그먼트들에 관한 자동 재송 매커니즘(automatic retransmission mechanism)들을 포함하는 다운링크 시그널링을 제어한다. 업링크 멀티-톤 사용자 제어 모듈(234)은 멀티-톤 업링크 모드에서 동작하는 WT에 관련된 동작들, 예컨대 액세스 동작들, 시간에 따라 다른 WT들 간에 변화하는 할당을 갖는, 할당된 업링크 트래픽 채널 세그먼트에서 동시에 다수의, 예컨대 7개의, 톤들을 통해 WT로부터 전달되는 업링크 트래픽 채널 사용자 데이터를 수신 및 처리하는 동작들, 타이밍 동기화 동작들, 및 전용 논리 톤을 이용하여 전용 제어 채널을 통해 WT로부터 전달되는 제어 정보의 처리를 제어한다.

데이터/정보(224)는 기지국(200)을 자신의 네트워크 부착점으로서 이용하는 무선 단말들에 대응하는 정보(사용자 1/MN 세션 A 세션 B 데이터/정보(238), 사용 자 N/MN 세션 X 데이터/정보(240))의 복수의 세트들을 포함하는 사용자 데이터/정보(236)를 포함한다. 그러한 WT 사용자 데이터/정보는, 예컨대, WT 식별자(identifier)들, 라우팅 정보, 세그먼트 할당 정보, 사용자 데이터/정보, 예컨대, 음성 정보, 텍스트, 비디오 등의 데이터 패킷들, 코딩된 정보 블록들을 포함할 수 있다. 또한 데이터/정보(224)는 멀티-톤 UL 사용자 주파수/타이밍/전력/톤 호핑/코딩 구조 정보(224)를 포함하는 시스템 정보(242)를 포함한다.

도 2A는 본 발명에 따라서 구현되고 본 발명의 방법들을 이용하는, 예시적인 기지국(300), 예컨대 위성 기반 기지국의 도면이다. 예시적인 기지국(300)은 도 1의 예시적인 시스템(100)의 BS(104)일 수 있다. 상기 기지국(300)은 종종 액세스 노드로서 지칭되는데, 이는 상기 기지국이 네트워크 액세스를 WT들에 제공하기 때문이다. 기지국(300)은 수신기(302), 송신기(304), 처리기(306), 및 다양한 구성요소들이 데이터와 정보를 교환할 수 있는 버스(310)를 통해 함께 접속되는 메모리(308)를 포함한다. 수신기(302)는 WT들로부터 수신되는 업링크 신호들을 디코딩하는 디코더(312)를 포함한다. 송신기(304)는 WT들로 전송되는 다운링크 신호들을 인코딩하는 인코더(314)를 포함한다. 수신기(302) 및 송신기(304)는 각각, 업링크 신호들이 WT들로부터 수신되고 다운링크 신호들이 WT들로 전송되는 안테나들(316, 318)에 각각 접속된다. 일부 실시예들에서, 동일한 안테나가 수신기(302) 및 송신기(304)에 이용된다. WT들과의 통신에 추가하여, 기지국(300)은 다른 네트워크 노드들, 예컨대 지향성 안테나 및 고용량 링크를 갖는 지상국, 다른 네트워크 노드들, 예컨대 다른 기지국들, 라우터들, AAA 서버들, 홈 에이전트 노드들 및 인터넷 에 접속되는 지상국과 통신할 수 있다. 일부 실시예들에서, BS-WT 통신 링크들과 함께 앞서 기재된 동일한 수신기들(302), 송신기들(304), 및/또는 안테나들이 BS-네트워크 노드 지상국 링크들에 이용되는 반면, 다른 실시예들에서는 별도의 엘리먼트들이 다른 기능들에 이용된다. 메모리(308)는 루틴들(320) 및 데이터/정보(322)를 포함한다. 처리기(306), 에컨대 CPU는, 루틴들(320)을 실행하고 메모리(308)의 데이터/정보(322)를 이용하여 기지국(300)의 동작을 제어하고 본 발명의 방법들을 구현한다. 메모리(308)는 통신 루틴(324)과 기지국 제어 루틴(326)을 포함한다. 통신 루틴(324)은 기지국(300)에 의해 이용되는 다양한 통신 프로토콜들을 구현한다. 기지국 제어 루틴(326)은 스케줄러 모듈(328)을 포함하며, 이는 다운링크 세그먼트들을 WT들에 할당하고 재전송에 대한 수신된 요청에 응답하여 다운링크 세그먼트들을 WT들, 다운링크 제어 모듈들(330), 단일 업링크 톤 사용자 제어 모듈들(332), 및 네트워크 모듈(344)에 재스케줄링(reschedule)한다. 다운링크 제어 모듈(330)은 비컨 시그널링, 파일럿 시그널링, 다운링크 세그먼트 할당 시그널링, 및 다운링크 트래픽 채널 세그먼트 시그널링을 포함하는 WT들에 대한 다운링크 시그널링을 제어한다. 단일 UL 톤 사용자 제어 모듈(332)은: 사용자 데이터 및 제어 정보 모두를 포함하는 업링크 시그널링에 이용되는 WT 사용자에 대한 단일 전용 논리 톤(single dedicated logical tone) 할당 및 BS를 네트워크 부착점으로서 이용하려고 하는 WT와의 타이밍 동기화 동작들을 포함하는 동작들을 수행한다. 네트워크 모듈(334)은 네트워크 노드 지상국 링크와의 I/O 인터페이스에 관련된 동작들을 제어한다.

데이터/정보(322)는 기지국(300)을 네트워크 부착점으로서 이용하는 무선 단말들에 대응하는 정보(사용자 1/MN 세션 A 세션 B 데이터/정보(338), 사용자 N/MN 세션 X 데이터/정보(340))의 복수의 세트들을 포함하는 사용자 데이터/정보(336)를 포함한다. 그러한 WT 정보는, 예컨대 WT 식별자들, 라우팅 정보, 할당된 업링크 단일 논리 톤, 다운링크 세그먼트 할당 정보, 사용자 데이터/정보, 예컨대 텍스트, 비디오, 음악 등의 데이터 패킷들, 코딩된 정보 블록들을 포함할 수 있다. 또한 데이터/정보(322)는 단일-톤 UL 사용자 주파수/타이밍/전력/톤 호핑/코딩 구조 정보(344)를 포함하는 시스템 정보(342)를 포함한다.

도 3은 본 발명에 따라서 구현되며 본 발명의 방법들을 이용하는, 예시적인 무선 단말(40), 예컨대 이동 노드의 도면이다. 예시적인 WT(400)는 도 1의 예시적인 시스템(100) 내의 MN들(106, 108) 중 임의의 것일 수 있다. 상기 예시적인 무선 단말(400)은 수신기(402), 송신기(404), 처리기(406) 및 다양한 구성요소들이 데이터/정보를 교환할 수 있는 버스(410)를 통해 함께 접속되는 메모리(408)를 포함한다. 수신 안테나(412)에 접속되는, 수신기(402)는 BS들로부터 수신되는 다운링크 신호들을 디코딩하는 디코더(414)를 포함한다. 송신 안테나(416)에 접속되는, 송신기(404)는 BS들로 전송되는 업링크 신호들을 인코딩하는 인코더(418)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 동일한 안테나가 수신기(402) 및 송신기(404)에 이용된다. 일부 실시예들에서, 무-지향성(omni-directional) 안테나가 이용된다.

또한 송신기(404)는 전력 증폭기(405)를 포함한다. 동일한 전력 증폭기(405)가 멀티-톤 업링크 동작 모드 및 단일 톤 업링크 동작 모드 모두에 대해 WT(400)에 의해 이용된다. 예를 들어, 상기 멀티-톤 업링크 동작 모드에서, 업링크 트래픽 채널 세그먼트들은 일반적으로 7, 14, 또는 28개의 톤들을 동시에 이용할 수 있으며, 전력 증폭기는 상기 28개의 톤들에 대응하는 28개의 신호들이 동시에 구조적으로 정렬(align)하는 피크 조건(peak condition)들을 수용할 필요가 있으며, 이는 평균 출력 레벨을 제한하려는 경향이 있다. 그러나, 동일한 전력 증폭기를 이용하여, WT(400)가 단일 업링크 톤 동작 모드에서 동작될 때, 상이한 톤들로부터의 신호들 간의 구조적인 정렬(alignment) 문제는 문제가 아니며, 상기 증폭기에 대한 평균 전력 출력 레벨이 멀티-톤 동작 모드동안 상당히 증가될 수 있다. 본 발명에 따른, 본 방식은 종래의 지상 이동 노드가, 약간의 변경들로써 적응되고, 충분히 증가된 거리의 위성 기지국으로 업링크 신호들을 전달하는데 이용되게 하여 준다.

메모리(408)는 루틴들(420) 및 데이터/정보(422)를 포함한다. 처리기(406), 예컨대 CPU는 상기 루틴들(420)을 실행하고 메모리(408)의 데이터/정보(422)를 이용하여 무선 단말(400)의 동작을 제어하고 본 발명의 방법들을 구현한다. 상기 루틴들(420)은 통신 루틴(424) 및 무선 단말 제어 루틴들(426)을 포함한다. 통신 루틴(424)은 무선 단말(400)에 의해 이용되는 다양한 통신 프로토콜들을 구현한다. 무선 단말 제어 루틴들(426)은 초기화 모듈(427), 핸드오프 모듈(428), 업링크 모드 스위칭 제어 모듈(430), 업링크 단일 톤 모드 모듈(432), 업링크 멀티-톤 모드 모듈(434), 업링크 톤 호핑 모듈(436), 코딩 모듈(438), 및 변조 모듈(440)을 포함한다.

초기화 모듈(427)은 무선 단말의 스타트-업(start-up)에 관련된, 예컨대 동작의 파워 오프(power off)로부터 파워 온(power on) 상태까지의 스타트-업을 포함하는 동작들, 그리고 기지국과 무선 통신 링크를 확립하려고 하는 무선 단말(40)에 관련된 동작들을 제어한다. 핸드오프 모듈(428)은 하나의 기지국으로부터 다른 기지국으로의 핸드오프들에 관련된 동작들을 제어하며, 예컨대 WT(400)는 현재 지상 기지국에 접속되어 있지만, 위성 기지국으로의 핸드오프에 참가할 수 있다. 업링크 스위칭 제어 모듈(430)은 다른 동작 모드들 간의 전환, 예컨대 무선 단말이 지상 기지국과의 통신으로부터 위성 기지국으로 스위칭할 때 멀티-톤 업링크 동작 모드로부터 단일 톤 업링크 동작 모드로의 전환을 제어한다. 업링크 단일 톤 모드 모듈(432)은 위성 기지국들과의 단일 톤 동작 모드에서 이용되는 모듈들을 포함하는 반면, UL 멀티-톤 모드 모듈(434)은 지상 기지국들과의 멀티-톤 동작 모드에서 이용되는 모듈들을 포함한다.

업링크 단일 톤 모듈(432)은 사용자 데이터 전송 제어 모듈(442), 전송 전력 제어 모듈(444), 제어 시그널링 모듈(446), UL 단일 톤 결정 모듈(448), 제어 데이터/사용자 데이터 다중화 모듈(450), DL 트래픽 트래픽 채널 재전송 요청 모듈(452), 드웰 경계(dwell boundary) 및/또는 심볼-간(inter-symbol) 경계 반송파 조정 모듈(454), 및 액세스 모듈(456)을 포함한다. 사용자 데이터 전송 모듈(442)은 단일 톤 동작 모드 동안 업링크 사용자 데이터와 관련한 동작들을 제어한다. 전송 전력 제어 모듈(444)은 단일 톤 업링크 모드 동안 전송 전력을 제어하여 상기 멀티-톤 업링크 동작 모드 동안 유지되는 첨두 전력 대 평균 전력 비보다 적어도 4 dB 낮은 평균 첨두 전력 대 평균 전력비를 유지한다. 제어 시그널링 모듈(446)은 단일 톤 동작 모드 동안의 시그널링을 제어하며, 그러한 제어 동작들은 동작이 멀티-톤 동작 모드로부터 단일 톤 동작 모드로 전환될 때 WT(400)로부터 전송되는 업링크 제어 신호들의 수 및/또는 주파수를 감소시키는 것을 포함한다. 업링크 단일 톤 결정 모듈(448)은, 예컨대 기지국 할당 WT 식별자와의 결합(association)을 통한, 업링크 시그널링에 이용되는 WT에 할당된 업링크 타이밍 구조의 단일 논리 톤을 결정한다. 제어 데이터/사용자 데이터 다중화 모듈(450)은 사용자 데이터 정보 비트들과 제어 데이터 비트들을 다중화하여 블록으로서 코딩될 수 있는 결합된 입력을 제공한다. 다운링크 트래픽 채널 재전송 요청 모듈(452)은, 예컨대 긴 왕복 시그널링 시간 때문에 수반되는 큰 지연을 가정할 때 WT가 데이터가 여전히 유효(valid)하다고 간주한다면, 성공적으로 디코딩되지 않았던 다운링크 트래픽 채널 세그먼트의 재전송에 대한 요청을 발행(issue)한다. 드웰 경계(dwell boundary) 반송파 조정 모듈(454)은 드웰(dwell)을 종결시키는 OFDM 심볼의 순환 확장(cyclic extension) 동안 톤의 반송파 주파수를 약간 변경하여 상기 심볼 종단(end)에서의 신호 위상이 이후의 심볼의 시작부 위상과 동일한 요구되는 값이 된다. 이 방식으로, 본 발명의 일부 실시예들의 특징에 따라서, 주파수 홉(hop)들에서, 전송되는 파형의 위상은 주파수들에 걸쳐 연속적인 위상이 되도록 제어될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 주파수 조정은, 예컨대 연속적인 OFDM 심볼들 각각에 포함되는 다-편(multi-part) 순환 프리픽스의 일부로서 수행되어, 단일 UL 톤 동작 모드 동안 업링크에 대해 WT에 의해 전송되는 연속적인 업링크 OFDM 심볼들 간의 연속성을 제공한다. 상기 신호의 심볼들 간의 본 연속성은 첨두 전력 레벨 제어를 유지하는데 있어서 유리하며, 이는 전력 증폭기(405)가 단일 톤 동작 모드 동안 구동될 수 있는 레벨에 영향을 미친다.

액세스 모듈(456)은 위성 기지국과 새로운 무선 링크를 확립하는데 관련된 동작들을 제어한다. 그러한 동작은, 예컨대 본 발명의 일부 실시예들의 다양한 특징들에 따른 액세스 프로브 시그널링을 포함하는 타이밍 동기화 동작들을 포함할 수 있다. 넓은 지리적 영역을 커버하는 빔을 갖는 정지-궤도 위성들에 대해 빔의 중심부와 가장자리 사이에 왕복 시간에 있어서 현저한 차이가 있을 수 있다. 이러한 RTT 모호성을 해결하기 위해, 수 밀리초의 델타(delta)-RTT를 분해(resolve)할 수 있는 레인징(ranging) 방식이 이용된다. 예를 들어, 타이밍 구조는, 예컨대 수퍼슬롯과 같은, 상이한 시간 세그먼트들로 분할될 수 있으며, 여기서 수퍼슬롯은 114개의 연속적인 OFDM 심볼 전송 시간 인터벌들을 나타내며, 액세스 프로브 신호의 상이한 코딩이 상이한 수퍼슬롯들에 이용될 수 있다. 이는 수퍼슬롯 내에서 분해되는 위성 BS와 WT간의 타이밍 모호성을 허용하는데 이용될 수 있다. 추가로, 다양한 시간 오프셋들에서의 반복적인 액세스 시도들이 상기 수퍼슬롯 모호성(ambiguity), 예컨대(<11.4msec)을 커버하기 위해 반복적으로 시도될 수 있다. 일부 실시예들에서, 검출된 최종 지상 BS에 대한 위치가 초기 왕복 시간 추정치(estimate)(WT-SAT BS-WT)를 형성하는데 이용될 수 있으며 본 추정치는 지상 기지국들과 일반적으로 이용되는 액세스 시그널링에 의해 지원되는 범위 내에서 이용되는 범위를 압축할 수 있다.

업링크 멀티-톤 모듈(434)은 사용자 데이터 전송 제어 모듈(458), 전송 전력 제어 모듈(460), 제어 시그널링 모듈(462), 업링크 트래픽 채널 요청 모듈(464), 업링크 트래픽 채널 톤 세트 결정 모듈(466), 업링크 트래픽 채널 변조/코딩 선택 모듈(468), 다운링크 트래픽 채널 ack/nak 모듈(470), 및 액세스 모듈(472)을 포함한다. 사용자 데이터 전송 제어 모듈(458)은 WT에 할당된 업링크 트래픽 채널 세그먼트들의 전송을 제어를 포함하는 동작들을 포함한다.

사용자 데이터 전송 제어 모듈(458) 멀티-톤 동작 모드에서 사용자 데이터의 동작들에 관련된 업링크 전송을 제어하며, 여기서 사용자 데이터는, 일시적으로 WT에 할당되며, 다수의 톤들을 동시에 이용하여 전송되는 신호들을 포함하는, 업링크 트래픽 채널 세그먼트로 전달된다. 전송 전력 제어 모듈(460)은, 예컨대 전력 증폭기의 피크(peak) 전력 출력 능력(capability)을 초과하지 않는 점에서, 예컨대 상기 전력 증폭기의 능력들 내에서 그리고 수신된 기지국 업링크 전력 제어 신호들에 따라서 출력 전력 레벨들을 조정하여, 업링크 동작의 멀티-톤 모드에서 업링크 전송 전력 레벨들을 제어한다. 제어 시그널링 모듈(462)은 상기 멀티-톤 업링크 동작 모드 동안 전력 및 타이밍 제어 시그널링 동작들을 제어하며, 상기 제어 시그널링의 레이트(rate)는 상기 단일-톤 업링크 동작 모드에서보다 더 높다. 일부 실시예들에서, 제어 시그널링 모듈(462)은, 업링크 제어 시그널링에서 이용할, 예컨대 BS 할당 WT 식별자에 대응하는, BS에 의해 WT에 전용되는 전용 제어 채널 논리 톤의 이용을 포함한다. 제어 시그널링 모듈(462)은 사용자 데이터를 포함하지 않는 업링크 제어 채널 세그먼트들의 전송에 관한 제어 정보를 코딩할 수 있다. UL 트래픽 채널 요청 모듈(464)은, 예컨대 WT(400)가 업링크 상으로 전달할 사용자 데이터를 가질 때, 할당되는 트래픽 채널에 대한 요청들을 발생시킨다. UL 트래픽 채널 톤 세트 결정 모듈(466)은 할당된 업링크 트래픽 채널 세그먼트에 대응하는 이용할 톤들의 세트를 결정한다. 상기 톤들의 세트는 동시에 이용되는 다수의 톤들을 포함한다. 멀티-톤 동작 모드에서, WT가 동일한 BS에 의해 동일한 WT 식별자를 할당받았을 수 있을지라도, 어느 시간에 업링크 트래픽 채널 사용자 데이터를 전달하기 위해 WT에 할당되는 논리 톤 세트는 다른 시간에서 업링크 트래픽 채널 사용자 데이터를 전달하기 위해 WT에 할당된 논리 톤 세트와 다를 수 있다. 또한 모듈(466)은 톤 호핑(hopping) 정보를 이용하여 상기 논리 톤들에 대응하는 물리 톤들을 결정할 수 있다. UL 트래픽 채널 변조/코딩 선택 모듈(468)은 업링크 트래픽 채널 세그먼트에 이용될 코딩율(coding rate) 및 변조 방법을 선택 및 구현한다. 예를 들어, UL 멀티-톤 모드에서, WT는, 상이한 코딩율들 및/또는 상이한 변조 방법들, 예컨대 QPSK, QAM 16을 이용하여 구현되는 복수의 사용자 데이터율(data rate)들을 지원할 수 있다. DL 트래픽 채널 Ack/Nak 모듈(470)은, 업링크 멀티-톤 동작 모드 동안, 수신된 다운링크 트래픽 채널 세그먼트들의 Ack/Nak 결정 및 응답 시그널링을 제어한다. 예를 들어, 다운링크 타이밍 구조 내의 각각의 다운링크 트래픽 채널 세그먼트에 대해, 상기 UL 멀티-톤 동작 모드에 대한 업링크 타이밍 구조 내에 대응하는 Ack/Nak가 있을 수 있으며, 만일 상기 다운링크 트래픽 채널 세그먼트를 할당받았다면, WT는, 예컨대 자동 재전송 매커니즘에서 이용되는, 전송 결과를 BS로 되돌려 전달하는 Ack/Nak를 전송한다. 액세스 모듈(472)은 상기 멀티-톤 동작 모드 동안 액세스 동작들, 예컨대 근접, 예컨대 지상 기지국과의 무선 링크를 확립하고, 그리고 타이밍 동기화를 달성하는 동작들을 제어한다. 일부 실시예들에서, 상기 멀티-톤 모드용 액세스 모듈(472)은 단일-톤 모드용 액세스 모듈(456)용 액세스 모듈(456)보다 더 낮은 수준의 복잡도를 갖는다.

데이터/정보(422)는 업링크 동작 모드(474), 기지국 식별자(476), 기지국 시스템 정보(475), 기지국 할당 무선 단말 식별자(477), 사용자/장치/세션/자원 정보(478), 업링크 사용자 음성 데이터 정보 비트들(479), 업링크 사용자 다중화 패킷 데이터 정보 비트들(480), 업링크 제어 데이터 정보 비트들(481), 업링크 사용자 데이터 및 제어 데이터(482)를 포함하는 코딩된 블록, 코딩된 사용자 데이터 블록들, 코딩된 제어 데이터 블록(484), 주파수 및 타이밍 구조 정보(485), 단일 톤 모드 코딩 블록 정보(488), 멀티-톤 모드 코딩 블록 정보(489), 단일 톤 모드 송신기 블랭킹(blanking) 기준/정보(490), 단일 톤 모드 송신기 전력 조정 정보(491), 멀티-톤 모드 송신기 전력 조정 정보(492), 및 단일 톤 모드 반송파 주파수/순환 확장 조정 정보(493)를 포함한다. 업링크 동작 모드(474)는 WT가 현재, 예컨대 지상 기지국과의 통신을 위한 멀티-톤 업링크 모드(400)에 있는지 또는, 예컨대 위성 기지국과의 통신을 위한, 단일-톤 업링크 모드에 있는지를 식별하는 정보를 포함한다. BS들 시스템 정보(475)는, 상기 시스템의 기지국들 각각에 관련된 정보, 예컨대 기지국 위성 또는 지상 타입, 기지국에 의해 이용되는 반송파 주파수 또는 주파수들, 기지국 식별자 정보, 기지국 내의 섹터들, 기지국이 이용하는 타이밍과 주파수 업링크 및 다운링크 구조를 포함한다.

BS 식별자(476)는, 예컨대 전체 시스템에서 다른 BS들과 그 BS를 구별하는, WT(400)이 자신의 현재 네트워크 부착점으로서 이용 중인 BS의 식별자를 포함한다. BS 할당 WT 식별자(477)는 WT의 네트워크 부착점으로서 이용되는 BS에 의해 할당되는, 예컨대 범위 0..31내의 값인, 식별자일 수 있다. 단일 톤-톤 업링크 동작 모드에서, 상기 식별자(477)는 사용자 데이터 및 제어 데이터 모두를 포함하는 업링크 시그널링을 위한 WT에 의해 이용되는 업링크 타이밍 구조 내의 단일 전용 논리 톤에 관련될 수 있다. 멀티-톤 업링크 동작 모드에서, 상기 식별자(477)는 업링크 제어 데이터에 대한 전용 제어 채널에 대한 WT에 의해 이용되는 업링크 타이밍 구조 내의 논리 톤에 관련될 수 있다. 상기 BS 할당 식별자(477)은, 예컨대 상기 업링크 멀티-톤 동작 모드에서 업링크 트래픽 채널 세그먼트의, 세그먼트 할당들을 생성할 때 BS에 의해 이용될 수도 있다.

사용자/장치 세션/자원 정보(478)는 사용자 및 장치 식별 정보, 라우팅 정보, 보안(security) 정보, 진행(ongoing) 세션 정보, 및 무선 링크 자원 정보를 포함한다. 업링크 사용자 음성 데이터 정보 비트들(479)은 음성 호(call)에 대응하는 입력 사용자 데이터를 포함한다. 업링크 사용자 다중화(multiplexed) 패킷 데이터 정보 비트들(480)은, 예컨대 텍스트, 비디오, 음악, 데이터 파일 등에 대응하는, 입력 사용자 데이터를 포함한다. 업링크 제어 데이터 정보 비트들(481)은 WT(400)가 BS에 전달하고자 하는 전력 및 타이밍 제어 정보를 포함한다. 업링크 사용자 데이터 및 제어 비트들을 포함하는 코딩된 블록(482)은 제어 정보 비트들(481)과 함께 사용자 정보 비트들(478 및/또는 479)의 혼합에 대응하는 코딩된 출력 블록으로, 이는 일부 실시예들에서 UL 단일 톤 동작 모드 동안 형성된다. 코딩된 사용자 데이터 블록(483)은 사용자 정보 비트들(478 및/또는 479)의 코딩된 블록인 반면, 코딩된 제어 데이터 블록(484)은 제어 정보 비트들(481)의 코딩된 블록이다. 데이터 및 제어 정보는 UL 멀티-톤 동작 모드에서, 그리고 UL 단일 톤 동작 모드의, 일부 실시예들에서는 별도로 코딩된다. 업링크 사용자 데이터와 업링크 제어 데이터 간의 코딩이 분리된 단일-톤 동작 모드의 일부 실시예들에서, 전달할 사용자 데이터가 없을 때, 송신기를 블랭킹(blank)하는 능력이 촉진된다. 단일 톤 모드 송신기 블랭킹 기준/정보(490)가, 예컨대 진행 중인 대화(conversation)의 소강상태(lull)에 기인하여, 전달할 데이터가 없는, 사용자 데이터에 전용되는 일부 인터벌들 동안 단일 업링크 톤 상에 출력 송신기 전력을 적용하지 않는, 블랭킹 결정(blanking decision)들에 이용된다. 이러한 송신기 블랭킹 방식은 무선 단말에 관한 전력 절감을 가져오며, 이는 평균 전력 출력이 정지-궤도의 위성과의 통신을 용이하게 하는데 있어서 상대적으로 높은 경우에 중요한 고려사항들이다. 추가로, 간섭 수준들이 감소될 수 있다.

단일 톤 모드 코딩 블록 정보(488)는 단일 톤 동작 모드에서 업링크에 이용되는 코딩율 및 변조 방법, 예컨대 적어도 4.8KBits/sec를 지원하는, 예컨대 QPSK 변조를 이용하는 낮은 코딩율을 식별하는 정보를 포함한다. 멀티-톤 모드 코딩 블록 정보(489)는 단일 톤 모드에서의 코딩율 더하기 일부 추가적인 더 높은 데이터율과 적어도 동일한 코딩율을 지원하기 위한, 멀티-톤 모드 동작 동안 업링크의 업링크 트래픽 채널 세그먼트들에 대해 지원되는 복수의 상이한 데이터율 옵션들, 예 컨대 QAM4, 예컨대 QPSK, 및 QAM16을 포함하는 변조 방식들 및 다양한 코딩율들을 포함한다.

주파수 및 타이밍 구조 정보(485)는, 네트워크 부착점으로서 이용되는 BS에 대응하는, 드웰 경계 정보(486) 및 톤 호핑 정보(487)를 포함한다. 주파수 및 타이밍 정보(485)는 상기 타이밍 및 주파수 구조 내의 논리 톤들을 식별하는 정보도 포함한다.

단일 톤 모드 송신기 전력 조정 정보(491) 및 멀티-톤 모드 전력 조정 정보(492)는, 각각 단일 톤 동작 모드 및 멀티-톤 모드일 때, 전력 증폭기(405)의 동작 및 제어를 위한, 첨두 전력(peak power), 평균 전력, 첨두 전력 대 평균 전력 비, 최대 전력 레벨들을 포함한다. 단일 톤 모드 반송파 주파수 순환 확장 조정 정보(493)는 드웰 경게 및/또는 심볼-간 경계 반송파 조정 모듈(454)에 의해 이용되어 단일 톤 동작 모드 동안, 예컨대 특히 드웰 경계에서 하나의 물리 톤으로부터 다른 물리톤으로의 홉(hop)들 동안 업링크의 심볼 경계들에서의 신호들 간의 연속성을 구현한다.

도 4는 본 발명의 다양한 실시예들에 따라, 단일-톤 업링크 동작 모드에서 동작하는 예시적인 WT, 예컨대 MN에 대한 예시적인 업링크 정보 비트 인코딩을 도시하는 도면(500)이다. 업링크 주파수 구조에서, 논리 톤이 WT에, 예컨대 기지국에 의해, 직접 또는 간접적으로 할당된다. 예를 들어, BS는 단일-톤 모드 WT에게 특정 전용 논리 톤과 관련될 수 있는 사용자 식별자를 할당할 수 있다. 예를 들어, 상기 논리 톤은, 예컨대 WT가 통상적으로 동시에 7개 이상의 톤들을 이용하여 업링크 트래픽 채널 정보를 전송하는, 멀티-톤 동작 모드에 있다면, 전용 제어 채널(dedicated control channel, DCCH) 톤에서 이용되는 것과 동일한 논리 톤일 수 있다. 상기 논리 톤은 기지국 및 WT 모두에 알려진 톤 호핑 정보에 따라서 물리 톤으로 매핑될 수 있다. 상이한 물리 톤들 간의 톤 호핑은 드웰 경계들 상에서 일어날 수 있으며, 여기서 드웰은 고정 된 수, 예컨대 7개의, 업링크에서 이용되는 타이밍 구조 내의 연속적인 OFDM 심볼 전송 시간 인터벌들일 수 있다. 상기 업링크 주파수 구조 내의 동일한 논리 톤이 단일-톤 동작 모드에서 이용되어 제어 정보 비트들(502) 및 사용자 데이터 정보 비트들(504) 모두를 전달한다. 상기 제어 정보 비트들(502)은, 예컨대 전력 및 타이밍 제어 정보를 포함할 수 있다. 상기 사용자 데이터 비트들(504)은 음성 사용자 데이터 정보 비트들(504) 및/또는 다중화된 패킷 사용자 데이터 비트들(508)을 포함할 수 있다. 다중화기(multiplexer)(510)를 이용하여 제어 데이터 정보 비트들(502) 및 사용자 데이터 정보 비트들(504)을 수신한다. 상기 다중화기(510)의 출력은 제어 및 사용자 정보 비트들의 조합을 인코딩하고 코딩된 비트들의 코딩된 블록(516)을 출력하는 업링크 블록 인코딩 모듈(514)에 대한 입력이다. 상기 코딩된 비트들은 이용되는 업링크 변조 방식, 예컨대 저 레이트 QPSK 변조 방식에 따라서, 변조 심볼들로 매핑되며, 상기 변조 심볼들은 할당된 논리 톤에 대응하는 물리 톤을 이용하여 전송된다. 업링크 레이트는 적어도 하나의 단일 음성 호를 지원하기 위한 것이다. 일부 실시예들에서, 업링크 사용자 정보 레이트는 적어도 4.8KBits/sec 이다.

도 5는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 지상 기반 및 우주 기반 모두인 기지국들의 혼성(hybrid)을 포함하는 예시적인 OFDM 무선 다중 접속 통신 시스템(600)을 도시하는 도면이다. 각각의 위성(위성 1(602), 위성 2(604), 위성 N(606))은, 본 발명에 따라서 구현되고 본 발명의 방법들을 이용하는, 기지국(위성 기지국 1(608), 위성 기지국 2(610), 위성 기지국 N(612))을 포함한다. 위성들(602, 604, 608)은, 지구(603)의 적도 근방의 대략 22,300 마일의 높은 지구 궤도의 우주(601)에 위치한, 예컨대 대지-정지(geo-stationary) 위성들일 수 있다. 상기 위성들(602, 604, 608)은 각각, 지구의 표면 상에 대응하는 셀룰러 커버리지 영역들(셀 1(614), 셀 2(616), 셀 N(618))을 가질 수 있다. 예시적인 혼성 통신 시스템(600)은 복수의 지상 기지국(지상 BS 1'(620), 지상 BS 2'(622), 지상 BS N'(624))들도 포함하며, 이들 각각은 각각 대응하는 셀룰러 커버리지 영역(셀 1'(626), 셀 2'(628), 셀 N'(630))을 갖는다. 다른 셀들 또는 다른 셀의 부분들은 부분적으로 또는 완전히 서로 중첩하거나 중첩하지 않을 수 있다. 일반적으로, 지상 기지국들 셀의 크기는 위성의 셀 크기보다 작다. 일반적으로, 지상 기지국들의 수는 위성 기지국들의 수를 초과한다. 일부 실시예들에서, 많은 상대적으로 작은 지상 BS 셀이 상대적으로 큰 위성 셀 내에 위치한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 지상 셀들은 통상적인 반경 1-5 마일을 갖는 반면, 위성 셀들은 통상적으로 100-500 마일의 반경을 갖는다. 본 발명에 따라 구현되고 본 발명의 방법들을 이용하는, 복수의 무선 단말들, 예컨대 셀룰러 폰들, PDA, 데이터 단말 등과 같은 사용자 통신 장치들이 본 시스템에 존재한다. 무선 단말들의 세트는 고정형 노드(stationary node)들 및 이동 노드들을 포함할 수 있다; 이동 노드들은 시스템 전체를 이동할 수 있다. 이동 노드는 기지국을 이용할 수 있으며, 그 셀에서 네트워크 부착점으로서 현재 머무른다. 일부 실시예들에서, 지상 BS들은 WT들에 의해 디폴트 타입의 기지국으로 이용되어 먼저 액세스가 지상 또는 위성 기지국에 의해 제공될 수 있는 위치들에서 이용하려고 하며, 위성 기지국들은 주로 지상 기지국에 의해 커버되지 않는 영역들에서 액세스를 제공하는데 이용된다. 예를 들어, 일부 지역들에서는, 낮은 인구 밀도 때문에, 울퉁불퉁한 황폐한 지형 등 때문에, 경제적, 환경적, 및/또는 지형적 이유들로 지상 기지국을 설치하는 것이 비실용적일 수 있다. 일부 지상 기지국 셀들에서는, 예컨대 산, 고층 빌딩 등과 같은 장애물 때문에, 음영 지점(dead spot)들이 있을 수 있다. 그러한 음영 지점 위치들에서 위성 기지국들을 이용하여 커버리지 내의 간극(gap)들을 채워서 WT 사용자에게 더 심리스(seamless)한 전체 커버리지를 제공할 수 있다. 추가로, 우선순위 고려사항들, 그리고 사용자 가입 티어 레벨(user subscribed tier level)들이, 일부 실시예들에서 이용되어, 위성 기지국들로의 액세스를 결정한다. 상기 기지국들은, 예컨대 백홀 네트워크를 통해, 함께 접속되어 다른 셀들에 위치한 MN들에 대한 상호접속성을 제공한다.

위성 기지국과 통신하는 MN들은, 예컨대 음성 채널을 지원하는, 단일 톤이 업링크에 이용되는 단일-톤 동작 모드에서 동작 중일 수 있다. 다운링크에서, 톤들의 더 큰 세트, 예컨대 113 개의 다운링크 톤들이 이용될 수 있으며, 이는 WT에 의해 수신 및 처리된다. 예를 들어, 다운링크에서 WT는, 필요에 따라, 일시적으로 복수의 톤들을 동시에 이용하여 다운링크 트래픽 채널 세그먼트를 할당받을 수 있 다. 추가로, WT는 다른 셀들에 걸쳐 동시에 제어 시그널링을 수신할 수 있다. 셀 1(614)은, 각각 무선 링크들(644, 646)을 통해 위성 BS 1(608)과 통신하는 (MN 1(632), MN N(634))을 포함한다. 셀 2(616)는, 각각 무선 링크들(648, 650)을 통해 위성 BS 2(610)와 통신하는 (MN 1'(636), MN N'(638))을 포함한다. 셀 N(618)은, 각각 무선 링크들(652, 654)을 통해 위성 BS N(612)과 통신하는 (MN 1''(640), MN N'(642))을 포함한다. 일부 실시예들에서, 위성 BS와 MN간의 다운링크는, 예컨대 다운링크에서 음성, 데이터, 및/또는 디지털 비디오 방송을 지원하는, 대응하는 업링크보다 사용자 정보의 더 높은 레이트를 지원한다. 일부 실시예들에서, 위성 BS를 그 네트워크 부착점으로서 이용하는, WT를 가정하면 다운링크 사용자 데이터율은, 상기 업링크 사용자 데이터율, 예컨대 4.8 KBit/sec와 근사적으로 동일하며, 따라서 단일 음성 호를 지원하지만, 위성 기지국의 전력 자원들을 보전하는데 도움이 된다.

지상 기지국들과 통신하는 MN들은, 예컨대 다수의 톤들, 예컨대 7개 이상이, 업링크 트래픽 채널 세그먼트들에 동시에 이용되는, 종래의 동작 모드에서 동작 중일 수 있다. 셀 1'(626)은, 각각 무선 링크들(666, 668)을 통해 지상 BS 1'(620)과 통신하는 (MN1'''(654), MN N'''(656))을 포함한다. 셀 2'(628)는, 각각 무선 링크들(670, 672)을 통해 지상 BS 2(622)와 통신하는 (MN1'''(658), MN N'''(660))을 포함한다. 셀 N'(630)은, 각각 무선 링크들(674, 676)을 통해 지상 BS N'(624)과 통신하는 (MN1''''(662), MN N''''(664))을 포함한다.

도 6은 도 5의 다양한 위성 기반 및 지상 기반 기지국들 간의 예시적인 백홀 상호 접속을 도시하는 도면이다. 다양한 네트워크 노드들(702, 704, 706, 708, 710, 712)은, 예컨대 라우터들, 홈 에이전트 노드들, 외부 에이전트(foreign agent) 노드들, AAA 서버 노드들, 및 백홀 네트워크를 통해 위성들을 지원하고 통신하는 위성 추적(satellite tracking)/고 통신 데이터율 용량 지상 국들(high communications data rate capacity ground stations)을 포함할 수 있다. 지상국들로서 서빙하는 네트워크 노드들(702, 716 ,718)과 위성 기지국들(608, 610, 612) 간의 링크들(714, 716, 718)은 지향성 안테나들을 이용하는 무선 링크들일 수 있는 반면, 지상 노드들 간의 링크들(720, 722, 724, 726, 728, 730, 732, 734, 736, 738)은 유선 및/또는 무선 링크들, 예컨대 광 섬유 케이블들, 광대역 케이블들, 마이크로파 링크들 등일 수 있다.

도 7A는 예시적인 위성 기지국(608)과 지구 표면 상의 대응하는 셀룰러 커버리지 영역(셀 2)(616)을 포함하는 예시적인 위성 2(604)를 도시하는 도면(800)이다. MN 1'(636)은 셀(616)의 중심 근방에 위치하며 셀(616)의 외부 주위에 가까이 위치한 MN N'(638)보다 위성(604)에 더 가깝다. 본 예시에서, 위성으로부터의 빔(beam)은 큰 지리적 영역을 커버하며, 두 개의 상이한 MN들에 대한 왕복 시간(RTT)(WT-BS-WT)에 현저한 차이가 있다(MN1'(636)이 더 짧은 RTT를 가짐). TRR 모호성을 해결하기 위해, 본 발명에 따라, 수 밀리초의 델타-RTT를 분해(resolve)할 수 있는 레인징 방식이 구현된다.

일반적으로, 종래의, 동작 모드에서, 정확하게 타이밍 동기화 또는 전력 제어될 수 없는, WT들이 업링크 톤, 예컨대 경합 기반 업링크 톤 상으로 요청 신호를 전송하여 기지국과 접속 및 동기화하고 상기 BS를 네트워크 부착점으로서 이용할 수 있는 시스템의 타이밍 구조에 대한 본래의 액세스 인터벌들이 존재한다. 본 발명의, 다양한 실시예들에 따른, 위성 기반 단일-톤에 대한 RTT 고려사항들을 해결하는 한 가지 예시적인 방식은 어느 순방향 링크 수퍼 슬롯에 역방향-링크 전송이 관련되는지를 지시하는 액세스 톤 세트 상에 추가적인 시변(time varying) 코딩으로써, 액세스 인터벌, 예컨대 종래의 동작 모드에서 이용되는 것과 동일한 액세스 인터벌을 이용하는 것이다. 이 코딩은 수퍼슬롯 레벨에 대한 모호성(ambiguity)을 해결하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 수퍼슬롯이 114개의 연속적인 OFDM 심볼 전송 시간 인터벌들에 대응하는 듀레이션에서 근사적으로 11.4 msec일 수 있다. 무선 단말은 상기 수퍼-슬롯(<11.4 msec) 모호성을 커버하기 위해 변화하는 시간 오프셋들에서 반복적인 액세스 시도들을 할 필요가 있을 수 있다.

도 8은 지상 및 위성 기반 기지국둘 모두와 지상 기지국 위치 정보를 활용하여 위성 기지국에 대한 왕복 타이밍 모호성을 감소시키는 무선 단말을 포함하는 예시적인 혼성 시스템의 도면(800)을 나타낸다. 예시적인 WT(MN A)(902)는 이전에 셀 2'(628)의 지상 BS 2'(622)에 접속되어 있었지만, 위성 BS 2에 의해 커버되는 셀 2(616)로 이동하였다. MN A(902)는 위성 BS 2(608)와 무선 링크를 확립하려고 하지만 타이밍 모호성을 해결할 필요가 있다. 본 발명의 특징에 따라서, WT는 지상 기지국들의 위치와 위성 기지국들의 셀을 관련시키는 정보를 포함한다. 일부 실시예들에서, 다수의 지상 기지국들은 동일한 위성 셀 커버리지 영역에 관련될 수 있다(도 8A 참조). MN A(902)는 탐지된 최종 지상 기지국(622)의 위치에 관한 정 보를 이용하여 초기 RTT 추정을 형성한다. 이 방식으로, 본 발명에 따라, RTT와 관련된 모호성이 압축될 수 있다. 일부 그러한 실시예들에서, 상기 모호성은 지상 기지국에서 이용되는 액세스 프로토콜에 의해 지원되는 범위 내로 압축될 수 있다.

도 8A는 본 발명에 따른, 다수의 기지국들이 동일한 위성 커버리지 영역에 관련되는, 예시적인 실시예를 도시한다. 일반적으로 위성 기지국의 셀룰러 커버리지 영역과 관련되거나 내부의 더 많은 지상 기지국들이 있을 수 있을지라도, 3개의 예시적인 기지국들이 도시되며, 지상 BS는 일반적으로 대략 1-5 마일의 반경으로써 지구 표면 상의 셀룰러 커버 영역을 갖는 반면 위성은 전형적으로 대략 100-500 마일의 반경을 갖는 지구 표면 상의 셀룰러 커버리지 영역을 갖는다. 대응 셀들(962, 964, 966)을 갖는 지상 기지국들(BS A(956), BS B(958), BS C(960))은 위성 D(950)에 대응하는 커버리지 영역(셀 D(954))와 관련되며, 이는 위성 BS D(952)를 포함한다. 정확한 위치를 알지 못하며 위성 D BS(952)와 접속을 확립하려고 하는, 무선 단말은 지상 기지국들의 위치의 알려진 위치 정보, 대지-정지 궤도의 위성 기지국의 알려진 정보, 및 지상 기지국들에 관한 시그널링 정보에 기초하여, 예컨대 WT가 시작점으로서 접속되었던 최정 지상 기지국의 알려진 위치를 이용하여, 왕복 신호 시간(round trip signal time)을 추정할 수 있다. 예를 들어, 지상 BS A(956)는, 셀(954)의 외부 한계선 근처에 위치하여, 최장 RTT를 나타내는 추정치에 대응할 수 있으며, 상기 셀의 외부 한계선과 상기 셀의 중심 간의 중간 점에 위치한 지상 BS B(958)는 중간 RTT를 나타낼 수 있는 반면, 셀(954)의 중심 근처에 위치한 지상 BS C(960)는 최단 RTT를 나타낼 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른, 무선 단말, 예컨대 이동 노드를 동작시키는 예시적인 방법의 순서도(1200)이다. 무선 단말은 복수의 기지국들을 포함하는 예시적인 무선 OFDM 다중 접속 확산 스펙트럼 통신 시스템의 복수의 제 1 타입 무선 단말들 중 하나일 수 있으며, 일부 기지국들은 지상 기반 그리고 일부 기지국들은 위성 기반이고, 상기 제 1 타입 무선 단말들은 지상 기지국들 및 위성 기지국들 모두와 통신할 수 있다. 또한 상기 예시적인 통신 시스템은 지상 기지국들과 통신할 수 있지만, 위성 기지국들과 통신할 수 없는 예시적인 제 2 타입 무선 단말들을 포함할 수 있다.

순서도(1200)의 방법의 동작은 무선 단말이 파워 온(power on)되는 것 또는 핸드오프 동작에 반응하여 단계(1202)에서 시작된다. 동작은 단계(1202)로부터 단계(1204)로 진행한다. 단계(1204)에서, 상기 무선 단말은 새로운 네트워크 부착점으로서 이용하고자 하는, 네트워크 부착점이 지상 기지국인지 또는 위성 기지국인지를 결정한다. 단계(1204)에서 상기 새로운 네트워크 부착점이 지상 기지국이라고 결정된다면 동작은 단계(1206)으로 진행하며, 여기서 무선 단말은 그 동작 모드를 제 1 동작 모드, 예컨대 멀티 톤 업링크 동작 모드로 설정한다. 그러나, 단계(1204)에서 상기 새로운 네트워크 부착점이 위성 기지국이라고 결정되면, 동작은 단계(1208)로 진행하며, 여기서 무선 단말은 그 동작 모드를 제 2 동작 모드, 예컨대 단일 톤 업링크 동작 모드로 설정한다.

단계(1206)로 돌아가면, 동작은 단계(1206)로부터 단계(1210)로 진행하며, 여기서 새로운 지상 기지국에 의해 수락되었던 WT는, 기지국 할당 무선 단말 사용 자 식별자(base station assigned wireless terminal user identifier)를 수신한다. 동작은 단계(1210)로부터 단계(1212, 1214 및 1216)로 진행한다. 단계(1212)에서, WT는 다운링크 사용자 데이터를, 상기 지상 기지국으로부터 전달하는, 다운링크 트래픽 채널 세그먼트들에 대응하는 신호들을 수신하도록 동작된다. 동작은 단계(1212)로부터 단계(1218)로 진행하며, 여기서 WT는 응답확인(Acknowledgment)/부정 응답확인(Negative Acknowledgment)(Ack/Nak) 응답 신호를 상기 기지국으로 전송한다.

단계(1214)로 돌아가면, 단계(1214)에서, WT는 단계(1212)에서 수신된 WT 사용자 ID로부터 전용 제어 채널 논리 톤을 결정한다. 동작은 단계(1214)로부터 단계(1220)로 진행한다. 단계(1220)에서, WT는 톤 호핑 정보에 기초하여 이용할 논리 톤에 대응하는 물리 톤을 결정한다. 예를 들어, WT 할당 ID 변수(WT assigned ID variable)는 32개의 값들(0..31)의 범위를 가질 수 있으며, 각각의 ID는 예컨대 113개의 톤들을 포함하는 업링크 타이밍 구조인, 업링크 타이밍 구조 내의 상이한 단일 논리 톤에 대응한다. 상기 113개의 논리 톤들은 업링크 타이밍 구조 내의 업링크 톤 호핑 패턴에 따라서 호핑될 수 있다. 예를 들어, 액세스 인터벌들을 제외하면, 상기 업링크 타이밍 구조는 드웰 인터벌(dwell interval)들로 세분될 수 있으며, 각각의 드웰 인터벌은, 예컨대 7인, 고정된 수의 듀레이션, 연속적인 OFDM 심볼 전송 시간 인터벌들, 및 드웰 경계들에서 발생하지만 중간에서는 발생하지 않는 톤 호핑을 갖는다. 동작은 단계(1220)에서 단계(1222)로 진행한다. 단계(1222)에서, WT는 전용 제어 채널 톤을 이용하여 업링크 제어 채널 신호들을 전 송하도록 동작된다.

단계(1216)로 돌아가면, 단계(1216)에서, WT는 업링크 상으로 전송할 사용자 데이터가 있는지에 대해 체크한다. 전송을 대기 중인 데이터가 없다면, 동작은 단계(1216)로 돌아오며, 여기서 WT는 계속하여 전송할 데이터를 체크한다. 그러나, 단계(1216)에서, 업링크 상으로 전송할 사용자 데이터가 있다고 결정되면, 동작은 단계(1216)에서 단계(1224)로 진행한다. 단계(1224)에서, WT는 지상 기지국으로부터의 업링크 트래픽 채널 할당을 요청한다. 동작은 단계(1224)에서 단계(1226)로 진행한다. 단계(1226)에서, WT는 업링크 트래픽 채널 세그먼트 할당을 수신한다. 동작은 단계(1228)로 진행하며, 여기서 WT는, 예컨대 QPSK 또는 QAM16인, 이용할 변조 방식을 선택한다. 단계(1230)에서, WT는 이용될 코딩율을 선택한다. 동작은 단계(1230)에서 단계(1232)로 진행하며, 여기서 WT는 단계(1230)의 선택된 코딩율에 따라 상기 할당된 업링크 트래픽 채널 세그먼트에 대한 사용자 데이터를 코딩하며 상기 코딩된 비트들을 단계(1228)의 선택된 변조 방법에 따라 변조 심볼 값들로 매핑한다. 동작은 단계(1232)에서 단계(1234)로 진행하며, 여기서 WT는 상기 업링크 트래픽 채널 세그먼트 할당에 기초하여 이용할 논리 톤들을 결정한다. 단계(1236)에서, WT는 톤 호핑 정보에 기초하여 이용할 논리 톤들에 대응하는, 물리 톤들을 결정한다. 동작은 단계(1236)에서 단계(1238)로 진행한다. 단계(1238)에서, WT는 사용자 데이터를 상기 결정된 물리 톤들을 이용하여 지상 기지국으로 전송한다.

단계(1208)로 돌아가면, 동작은 단계(1208)에서 단계(1240)로 진행한다. 단 계(1240)에서, 위성 기지국에 의해 수락되었던, WT는 BS 할당 WT 사용자 ID를 상기 위성 기지국으로부터 수신한다. 동작은 단계(1240)에서 단계(1242) 및 단계(1244)로 진행한다.

단계(1242)에서, WT는 위성 기지국으로부터, 다운링크 사용자 데이터를 전달하는, 다운링크 트래픽 채널 세그먼트들에 대응하는 신호들을 수신하도록 동작된다. 동작은 단계(1242)에서 단계(1246)로 진행하며, 여기서 WT는 오류(error)에 응답하여 다운링크 트래픽 채널 사용자 데이터의 재전송을 요청한다. 다운링크 전송이 성공적으로 수신되고 디코딩되었다면 응답이 무선 단말로부터 기지국으로 전달되지 않는다. 오류가 정보 복구(information recovery) 프로세스에서 검출되는, 일부 실시예들에서, 재전송 요청은 전송되지 않는데, 예컨대 이는 손실 다운링크 데이터에 대한 유효성(validity)의 시간 윈도우(time window)가 재전송이 완료될 수 있기 전에 또는 데이터의 낮은 우선순위 레벨 때문에 만료될 것이기 때문이다.

단계(1244)로 돌아가면, 단계(1244)에서, WT는 상기 할당된 WT 사용자 ID에 대한 사용자 데이터 및 제어 데이터 모두에 대해 이용할 단일 업링크 논리 톤을 결정한다. 특정 실시예에 따라, 동작은 단계(1248) 또는 단계(1250)로 진행한다.

단계(1248)에서, WT는 업링크 상으로 전달될 사용자 데이터 및 제어 데이터를 다중화한다. 단계(1248)의 다중화된 데이터는 단계(1252)로 전달되며, 여기서 WT는 사용자 및 제어 정보 비트들의 혼합(mixture)을 단일 코딩된 블록(single coded block)으로 코딩한다. 동작은 단계(1252)에서 단계(1254)로 진행하며, 여기서 WT는 상기 결정된 논리 톤 및 톤 호핑 정보에 기초하여 각각의 드웰에 이용할 물리 톤을 결정한다. 동작은 단계(1254)에서 단계(1256)로 진행한다. 단계(1256)에서, WT는 각각의 드웰에 대한 상기 결정된 논리 톤을 이용하여 결합된 사용자 데이터 및 제어 데이터의 상기 코딩된 블록을 위성 기지국으로 전송하도록 동작된다.

단계(1250)에서, WT는 상기 사용자 데이터 및 제어 데이터를 독립 블록들로 코딩하도록 동작된다. 동작은 단계(1250)에서 단계(1258)로 진행하며, 여기서 WT는 상기 결정된 논리 톤 및 톤 호핑 정보에 기초하여 각각의 드웰에 이용되는 물리 톤을 결정하도록 동작된다. 동작은 단계(1258)에서 단계(1260)로 진행한다. 단계(1260)에서, WT는 드웰 당 결정된, 상기 결정된 물리 톤을 이용하여 사용자 데이터의 코딩된 블록들 및 제어 데이터의 코딩된 블록들을 위성 기지국으로 전송하도록 동작된다. 단계(1260)에 대해서, 본 발명의 일부 실시예들의 특징에 따라, 전송될 사용자 데이터가 존재하지 않는, 사용자 데이터에 전용되는 시간 인터벌들 동안, 단일 톤이 사용되지 않을 수 있다.

순서도(1200)의 방법에 따라서 무선 단말을 동작시키는 것은 다수의 OFDM 톤들이 동시에 이용되어 제 1 첨두전력 대 평균전력 비를 갖는 제 1 업링크 신호로 적어도 일부의 사용자 데이터를 전송하는 제 1 동작 모드에서 제 1 복수의 연속적인 OFDM 심볼 전송 시간 주기들을 포함하는 제 1 시간 주기 동안 상기 무선 단말을 동작시키는 것으로 귀결될 수 있다. 예를 들어, WT는 지상 기지국을 네트워크 부착점으로서 이용할 수 있으며 업링크 트래픽 채널 데이터에 대해, 예컨대 7, 14, 또는 28개의 톤들인 복수의 톤들을 동시에 이용하여 업링크 트래픽 채널 세그먼트에 대응하는 무선 링크 자원들을 통한 업링크 사용자 데이터를 전달할 수 있다: 예 컨대, 전용 제어 채널 톤인, 추가적인 톤 또는 톤들이 제어 시그널링에 함께 이용될 수도 있다. 또한 순서도(1200)의 방법에 따라서 무선 단말을 동작시키는 것은 최대 하나의 OFDM 톤을 이용하여, 상기 제 1 첨두전력 대 평균전력비와는 다른, 제 2 첨두전력 대 평균전력 비를 갖는 제 2 업링크 신호로 적어도 일부 사용자 데이터를 전송하는 제 2 동작 모드에서 제 2 복수의 OFDM 심볼 전송 시간 주기들을 포함하는 제 2 시간 주기 동안 상기 무선 단말을 동작시키는 것으로 귀결될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 시간 주기 동안, WT는 위성 기지국을 네트워크 부착점으로서 이용중일 수 있으며 기지국 할당 WT 사용자 식별자와 관련된 단일 전용 논리 톤에 대응하는 무선 링크 자원들을 통해 업링크 사용자 데이터 및 제어 데이터를 전달 중일 수 있으며, 상기 단일 전용 논리 톤은 드웰 경계들에서 다른 물리 톤들로 호핑될 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제 2 첨두전력 대 평균전력 비는, 예컨대 적어도 4dB만큼, 상기 제 1 첨두전력 대 평균전력비보다 낮다. 일부 실시예들에서, WT는 무-지향성(omni-directional) 안테나를 이용한다. 상기 제 1 시간 주기 동안의 상기 제 1 동작 모드 도안 무선 링크를 통해 전달되는 사용자 데이터는 적어도 4.8 Kbits/sec의 레이트인 사용자 데이터를 포함할 수 있다. 상기 제 2 시간 주기 동안의 상기 제 2 동작 모드 동안 상기 업링크를 통해 전달되는 사용자 데이터는 적어도 4.8 Kbits/sec의 레이트인 사용자 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 음성 채널이 상기 제 1 및 제 2 동작 모드들 모두에서 WT 동작을 위해 지원될 수 있다. 일부 실시예들에서, WT는 제 1 동작 모드에서 복수의 상이한 코딩율들을 포함 하는 복수의 상이한 업링크 코딩율 옵션들과, 예컨대 QPSK, QAM16인, 복수의 상이한 변조 방식들을 지원한다. 일부 실시예들에서, WT는 제 2 동작 모드에서의 동작을 위한, 예컨대 단일 코딩율을 이용하는 QPSK인, 단일 업링크 레이트 옵션을 지원한다. 일부 실시예들에서, 상기 제 2 동작 모드에서의, 업링크 사용자 데이터 신호들에 대한, 정보 비트율은, 상기 제 1 동작 모드의, 업링크 사용자 데이터 신호에 대한, 최소 정보 비트율과 같거나 낮다.

일부 실시예들에서, 위성 기지국이 WT에 의해 네트워크 부착점으로서 이용될 때, 상기 위성 기지국과 무선 단말 간의 거리는, 지상 기지국이 WT에 의해 네트워크 부착점으로서 이용될 때의, 지상 기지국과 무선 단말 간의 거리보다 적어도 3배이다. 일부 실시예들에서, 상기 통신 시스템의 적어도 일부의 위성 기지국들이 대지-정지(geo-stationary) 또는 정지-궤도(geo-synchronous) 위성들이다. 그러한 일부 실시예들에서, 상기 대지-정지 또는 정지-궤도 위성 기지국과 이를 네트워크 부착점으로서 이용하는 WT 간의 거리는 적어도 35,000 km인 반면, 지상 기지국과 이를 네트워크 부착점으로서 이용하는 WT간의 거리는 최대 100 km이다. 일부 실시예들에서, WT에 의해 네트워크 부착점으로서 이용되는 위성 기지국은 WT로부터 적어도 신호 왕복 시간이 100 OFDM 심볼 전송 시간 주기를 초과하게 되는 거리만큼 떨어져 있으며, 각각의 OFDM 심볼 전송 시간 주기는 하나의 OFDM 심볼 및 대응하는 순환 프리픽스를 전송하는데 이용되는 시간을 포함한다.

일부 실시예들에서, 제 1 동작 모드로부터 제 2 동작 모드로의 전환은 지상 기지국과 위성 기지국 사이에 핸드오프가 일어날 때 발생한다. 제 1 동작 모드로 부터 제 2 동작 모드로의 전환이 발생하는, 그러한 일부 실시예들에서, WT는 수신된 다운링크 사용자 데이터에 응답하여 확인응답 신호들을 전송하는 것을 중지한다. 제 1 동작 모드로부터 제 2 동작 모드로의 전환이 일어나는, 그러한 일부 실시예들에서, WT는 전송되는 업링크 제어 신호들의 수 및/또는 주파수를 감소시킨다.

본 발명의 다양한 특징들에 따른, 다른 실시예들은 우주 기반 기지국들을 포함하지만 지상 기반 기지국들을 포함하지 않는 시스템들, 지상 기지국들을 포함하지만 우주 기반 기지국들을 포함하지 않는 시스템들, 및 공중 플랫폼(airborne platform) 기반 기지국들을 포함하는 다양한 조합들을 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들로 일부가 업링크에서 다수의 톤들을 이용하는, 원격 기지국들과 통신할 때, 업링크 세그먼트 할당들이 트래픽 세그먼트들의 할당 > 2x 최대 RTT(round trip time) 을 보상하도록 조정되는 UL 할당 슬레이브 구조(UL assignment slave structure)와 함께 이용된다. 예컨대, 무-지향성 안테나들 또는 거의 무-지향성 안테나들을 장착한 핸드셋들인, 고 이득 안테나들이 없는 단말들의 일부의 경우에(그러나 반드시 모든 경우는 아님), 위성 기지국에 의해 전송된 신호의 성공적인 수신을 위한 극단 링크 버짓(extreme link budget) 요구사항들은 단일 톤 모드의 이용을 통한 통신을 제약할 수 있다. 따라서, 지상 기지국으로부터 위성 기지국으로의 핸드오프가 발생할 때의 일부 실시예들로, 무선 단말은 멀티-톤 업링크 모드로부터 단일 OFDM 업링크 모드 동작으로의 변경 및 전환을 감지한다.

큰 지리적 영역을 커버하는 빔을 갖는 대지-정지 위성들에 있어서 상기 빔의 중심과 가장자리 간의 왕복 시간에 상당한 차이가 있을 수 있다. 이러한 RTT 모호성을 해결하기 위해 수 밀리초(millisecond)의 델타-RTT를 분해할 수 있는 레인징 방식이 요망될 수 있다.

그러한 방식은 액세스 톤 세트 상의 추가적인 시변 코딩과 함께 OFDM 의 기존 액세스 인터벌을 이용하여 역방향-링크 전송이 어느 순방향 링크 수퍼 슬롯에 관련되는지를 지시할 수 있다. 이 코딩은 수퍼 슬롯 레벨에 대한 모호성을 해결할 수 있다. 단말은 서브-수퍼슬롯(<11.4 msec) 모호성을 커버하기 위해 시변 오프셋들에서 반복적인 액세스 시도들을 시도할 필요가 있을 수 있다. 혼성 지상-위성 네트워크에 있어서 상기 단말은 검출된 최종 지상 기지국의 위치에 관한 정보를 이용하여 초기 RTT 추정을 형성하고 상기 모호성을 통상적인 액세스 프로토콜에 의해 지원되는 범위 내로 압축할 수 있다.

도 9는 위성 기지국과 지상에 위치한 WT 간의 왕복 신호 지연이 수퍼슬롯보다 더 클 것임을 도시하는 도면(1000)이다. 도면(1000)은 시간을 나타내는 수평 축(1002), 지상에 위치한 무선 단말로부터 위성 기지국으로 전송되는 액세스 프로브 신호(1004), 및 상기 지상에 위치한 무선 단말에 의해 수신되는 상기 위성 기지국으로부터의 응답 신호(1006)를 포함한다. 왕복 지연 시간(1008)은 수퍼-슬롯 시간 인터벌보다 더 길다. 예를 들어, 일부 지상 무선 통신 시스템들에서, 액세스 인터벌은 무선 단말이 새로운 지상 BS와의 접속을 확립할 것을 요청하는 기회와 타이밍 동기를 제공하도록 매 수퍼슬롯마다 한 번 구성된다. 지상에 위치한 무선 단 말이 지상 기지국과의 액세스를 시도하는 경우에, 여기서 왕복 거리는 상대적으로 짧은, 예컨대 일반적으로 2-10 마일이며, 왕복 신호 이동 시간은 근사적으로 11 마이크로-초 내지 54 마이크로-초이고, 지상 기지국에 의한 신호 처리를 포함하는 왕복 지연은 수퍼-슬롯, 예컨대 근사적으로 11.4 msec를 나타내는 114개의 수퍼-슬롯들의 시간 인터벌 내일 수 있다. 그러므로, 어느 수퍼슬롯들에 액세스 프로브 및 응답 신호가 관련되는지에 대한 모호성이 존재하지 않는다. 한 편, 지상 무선 단말이 왕복 신호 이동 시간이 근사적으로 240 msec인 대략 22,300 마일의 정지-궤도에 있는 위성 기지국과의 액세스를 시도하는 경우에, 상기 왕복 지연은 11.4 msec의 수퍼-슬롯 인터벌 시간보다 더 길 것이다. 추가로, 셀 내의 WT의 위치에 따른 상이한 RTT들을 초래하는 위성 기지국의 큰 커버리지 영역에 기인하는 왕복 지연의 편차가 있을 수 있다. 본 발명에 따라서, 위성 BS와의 무선 링크 및 타이밍 동기를 확립하려고 하는 WT의 액세스 방법은 WT가 지상 BS와의 접속을 시도할 때 존재하지 않는 위성 BS와의 접속을 WT가 시도할 때 존재하는 타이밍 모호성 문제들을 해결하도록 수정된다.

도 10은 위성 기지국과 WT 간의 타이밍 동기화를 결정하기 위한 액세스 프로세스에서 이용되는 본 발명의 일 특징을 도시하는 도면(1100)이다. 도 10은 예시적인 타이밍 구조가, 예컨대 9개의 OFDM 심볼 시간 인터벌들인, 각각의 수퍼슬롯의 시작부가 액세스 인터벌인, 예컨대 114개의 OFDM 심볼 시간 인터벌들인, 수퍼슬롯들로 세분되는 것을 도시한다. 도면(1100)은 시간을 나타내는 수평 축(1102), 수퍼슬롯 1(1104), 수퍼슬롯 2(1106), 수퍼슬롯 N(1108)을 포함한다. 수퍼슬롯 1(1104)은 예시적인 지상 액세스 인터벌(1104)를 포함한다; 수퍼슬롯 2(1106)는 예시적인 지상 액세스 인터벌(1112)을 포함한다; 수퍼슬롯 N은 예시적인 지상 액세스 인터벌(1114)을 포함한다. 기지국은, 비컨 슬롯을 한정하는, 예컨대 비컨 신호인, 기준 신호를 전송할 수 있으며, 상기 수퍼슬롯들은 상기 비컨 슬롯 내에서 인덱싱될 수 있다. 지상 BS와 함께, BS와의 링크를 확립하고자 하는 WT는 상기 액세스 인터벌 동안 액세스 프로브 신호를 전송하며 상기 신호를 수신하는 BS는, WT 식별자 및 타이밍 정정(timing correction)을 역으로 전송하여 동기화를 제공할 수 있다. 그러나, 위성 BS의 경우에, 타이밍 모호성은 수퍼슬롯보다 더 크다. 그러므로, WT는 어느 수퍼슬롯으로부터 전송되었는지에 따라서 상기 액세스 신호 프로브를 다르게 코딩할 수 있다. 코딩된 액세스 프로브 신호(1116)는, 액세스 인터벌(1110) 내에서 발생하여, 수퍼슬롯 1(1104)을 식별하도록 코딩된다. 코딩된 액세스 프로브 신호(1118)는, 액세스 인터벌(1112) 동안 발생하며, 수퍼슬롯 2(1106)를 식별하도록 코딩된다. 액세스 인터벌(1114) 동안 발생하는 코딩된 액세스 프로브 신호는 수퍼슬롯 N(1108)을 식별하도록 코딩된다. 그러므로, 기지국이 상기 코딩된 액세스 프로브 신호를 수신할 때, BS는 상기 코드로부터, 액세스 프로브 신호가 전송되었던 수퍼슬롯을 결정할 수 있다.

도 11은 위성 기지국과 WT 간의 타이밍 동기화를 결정하기 위한 액세스 프로세스에서 이용되는 본 발명의 다른 특징을 도시하는 도면(1200)이다. 도 11은 WT들의 관점으로부터, WT가, 예컨대 상이한 오프셋들, 예컨대 400 마이크로-초 오프셋으로써 액세스 프로브 신호를 오프셋(offset)할 수 있어서, 상기 위성이 수퍼슬 롯 내의 타이밍 동기화를 추가로 분해(resolve)할 수 있음을 도시한다. 도면(1200)은 시간을 나타내는 수평 축(1150), 수퍼슬롯 1(1152), 수퍼슬롯 2(1154), 및 수퍼슬롯 N(1156)을 포함한다. 수퍼슬롯들(1152, 1154, 1156)은, 예컨대 각각의 수퍼슬롯의 시작부의 9개의 OFDM 심볼 전송 시간 인터벌들인, 일반적으로 WT가 액세스 프로브 신호를 지상 기지국으로 전송하여 접속 및 타이밍 동기화를 확립할 기회를 제공하는데 이용되는, 시간 인터벌들(1158, 1160, 1162)을 포함한다. 위성 기지국과의 액세스를 시도하는 모드에서 동작할 때, WT는, WT의 기준에 대한 수퍼슬롯 내의, 예컨대 인터벌들(1158, 1160, 1162) 밖의 시간들을 포함하는, 다른 시간들에서 액세스 프로브들을 전송할 수 있다. 다수의 액세스 프로브 신호들(1164, 1166, 1168, 1170, 1172, 1174, 1176)이 400 마이크로-초인 액세스 프로브 신호들 간의 예시적인 오프셋과 함께 도시되며, 액세스 프로브들이 수퍼슬롯 내의 다양한 시간들에서 발생할 수 있음을 나타낸다. 수퍼슬롯 1(1152) 동안 전송되는 액세스 프로브 신호들, 예컨대 액세스 프로브 신호(1164, 1166, 1168, 1170, 또는 1172)는 수퍼슬롯 1을 식별하도록 코딩된다. 액세스 프로브(1174)와 같이, 수퍼슬롯 2(1154) 동안 전송되는 액세스 프로브 신호들은 수퍼슬롯 2를 식별하도록 코딩된다. 액세스 프로브 신호(1176)와 같이, 수퍼슬롯 N(1156) 동안 전송되는 액세스 프로브 신호들은 수퍼슬롯 N을 식별하도록 코딩된다.

위성 기지국과 타이트하게(tightly) 동기화되지 않고 위성과 WT 간의 큰 가능한 거리 편차들에 기인하는 큰 정도의 타이밍 불확실성이 있는, 지상에 위치한 WT는 예컨대 지상 기지국에 의해 이용되는 것에 대응하는 것과 동일한 인터벌인, 수퍼슬롯 내의 짧은 인터벌 동안 WT들로부터의 액세스 프로브 신호들을 모니터링할 수 있다. 전송된 WT 프로브 신호가 위성 기지국에서의 수신에 대한 기회(opportunity)의 액세스 인터벌 윈도우를 히트(hit)하지 않는다면, 상기 위성 기지국은 상기 요청을 디코딩하지 않을 것이다. 상이한 오프셋들을 갖는 다수의 요청들을 전송함으로써, WT는 타이밍에 있어서 잠재적인 편차를 스패닝(span)할 수 있으며, 종국적으로, WT 프로브 신호는 위성 BS에 의해 포착되고 디코딩된다. 그리고 나서, 위성 BS는, 상기 신호를 디코딩함으로써 상기 신호가 지향하였던 수퍼슬롯을 식별하고 상기 수퍼슬롯 내의 타이밍을 분해(resolve)할 수 있으며, 위성 BS는 BS 할당 WT 식별자 및 타이밍 정정 신호를 WT로 전송할 수 있다. WT는 수신된 타이밍 정정 정보를 적용하여 위성 기지국과 동기화할 수 있다.

도 12는 상이한 타이밍 오프셋들을 갖는 위성 기지국에 대한 다수의 액세스 프로브들을 전송하는 WT의 개념을 추가로 도시한다. 도 12는 WT가 액세스 프로브들을 위성 기지국으로 전송하는 범위들을 도시하는 시간을 나타내는 수평 축(1171)을 포함하는 도면(1169)이다. 도 12는: WT가 제 1 타이밍 오프셋 값 t₀(1179)에 따라서 코딩된 액세스 프로브 신호(1177)를 전송하는 액세스 프로브 신호(1175)에 대해 WT에 의해 이용되는 제 1 수퍼슬롯, WT가 제 2 타이밍 오프셋 t₀+델타(DELTA)(1184)에 따라서 코딩된 액세스 프로브 신호(1182)를 전송하는 액세스 프로브 신호(1180)를 전송하는데 WT에 의해 이용되는 제 2 수퍼슬롯, 그리고 제 N 타이밍 오프셋 값 t₀+N델타(1190)에 따라서 WT가 코딩된 액세스 프로브 신호(1188)를 전송하는 액세스 프로브 신호(1186)를 전송하는데 WT에 의해 이용되는 제 N 수퍼슬롯을 포함한다. 상기 위성 BS가, 예컨대 k번째 프로브인, 액세스 프로브 중 하나를 수락(accept)할 것이며, 이는 WT들로부터의 액세스 프로브 신호들을 수락 및 처리하는데 BS에 의해 모니터링되는 액세스 인터벌 내에 있게 된다고 간주한다.

예를 들어, 위성 BS와 지상 WT간의 타이밍 모호성이 수퍼슬롯보다 크다고 보기로 한다. WT는 위성 BS와 접속하려고 한다. 상기 위성 BS는 비컨 신호들을 출력 중이며, 각각의 비컨 신호는 하나의 비컨 슬롯과 수퍼슬롯의 한 세트에 관련된다. 각각의 수퍼슬롯은, 예컨대 BS가 위성 BS와의 접속을 확립하려고 하는 WT들로부터의 코딩된 액세스 프로브들을 수락하는 9개의 OFDM 심볼들인, 액세스 인터벌을 포함한다. 상기 액세스 프로브가 본 액세스 인터벌 윈도우 외부에 있다면, 상기 신호를 수신하는 BS의 관점에서, 상기 BS는 상기 신호를 수락하지 않을 것이다. 위성 BS를 네트워크 부착점으로서 이용하려고 하는 WT는, 수퍼-슬롯 인덱스 번호를 나타내도록 코딩되는, 코딩된 액세스 프로브 신호를 전송한다. BS에 도달할 때 WT의 액세스 프로브가 수락 윈도우(window of acceptance) 밖에 있을 수 있기 때문에, WT는, 예컨대 수퍼슬롯의 시작부에 대해, 상이한 타이밍 오프셋들을 갖는, 다수의 프로브들을 전송할 수 있다. 예를 들어 400 마이크로-초의 타이밍 오프셋이 이용될 수 있다. 예를 들어, 예컨대 10 개의 액세스 프로브들인, 액세스 프로브들의 시퀀스를, 대략 1/2 초 떨어진 인터벌들에서 전송할 수 있으며, 각각의 연속적인 액세스 프로브는 수퍼슬롯의 시작부에 대해 상이한 타이밍 오프셋을 갖는다. 그러나, BS는 그 액세스 인터벌 윈도우 내에서 수신되는 액세스 프로브 신호만을 인식할 것이다. 상기 윈도우 외부의 액세스 프로브 신호들은 간섭 잡음(interference noise)으로서 시스템에 의해 허용된다. BS가 상기 액세스 인터벌 윈도우 내에서 수신되는 WT로부터의 다수의 액세스 프로브들 중 하나를 수신할 때, BS는 상기 신호를 디코딩함으로써 수퍼슬롯 정보를 결정하며, BS와 WT간의 타이밍 동기화를 달성하기 위한 타이밍 정정을 결정한다. BS는 기지국 할당 WT 식별자, 수퍼슬롯 식별 정보의 반복(repeat), 및 타이밍 정정 값을 WT로 전송한다. WT는 상기 기지국 할당 WT 식별자를 수신하고, 타이밍 정정을 적용할 수 있으며, 따라서 위성 BS를 네트워크 부착점으로서 이용할 수 있게 된다. 단일 전용 논리 업링크 톤은 위성 BS로의 업링크 시그널링에 이용할 WT에 대한 상기 할당된 WT 식별자와 관련될 수 있다.

도 13은 본 발명의 방법들에 따른 예시적인 액세스 시그널링을 도시하는 도면(1300)이다. 도 13은 본 발명에 따라서 구현되는, 예시적인 기지국(1302) 및 예시적인 무선 단말(1304)을 포함한다. 예시적인 BS(1302)는 다운링크 타이밍 및 주파수 구조를 이용하여 다운링크 시그널링을 전송한다. 상기 다운링크 타이밍 구조는 비컨 슬롯들을 포함하며, 각각의 비컨 슬롯은 고정된 수의 인덱싱된(indexed) 수퍼슬롯들, 예컨대 비컨 당 8개의 인덱싱된 수퍼슬롯들을 포함하고, 그리고, 각각의 수퍼슬롯은 고정된 수의 OFDM 심볼 전송 시간 인터벌들, 예컨대 수퍼슬롯 당 114개의 OFDM 심볼 전송 시간 인터벌들을 포함한다. 또한 각각의 비컨 슬롯은 비컨 신호를 포함한다. BS(1302)로부터의 다운링크 신호들은 WT(1304)에 의해 수신되며, BS(1302)가 전송할 때와 WT(1304)가 수신할 때 사이의 다운링크 시그널링 지 연은 BS와 WT 간의 거리의 함수로서 변한다. 수신된 비컨 신호(1306)가 인덱싱된 수퍼슬롯들(수퍼슬롯 1(1310), 수퍼슬롯 2(1312), 수퍼슬롯 3(1314),...,수퍼슬롯 N(1316))을 포함하는 대응하는 비컨 슬롯(1308)과 함께 도시된다. WT(1304)는 수신된 비컨 슬롯 타이밍에 대해 업링크 시그널링을 참조(reference)할 수 있다.

또한 BS(1302)는 다운링크 타이밍 구조에 대해 기지국에서 동기화된 업링크 타이밍 및 주파수 구조를 유지한다. BS(1302)의 상기 업링크 타이밍 및 주파수 구조 내에서, 액세스 신호들을 수신하기 위한 수신 윈도우(receive window)들이 존재하며, 예컨대 하나의 윈도우는 각각의 수퍼슬롯(1318, 1320, 1322,...,1324)에 대응한다.

WT(1304)는 BS(1302)와의 액세스 및 등록(register)을 획득하고자 하는 업링크 액세스 프로브 신호(1326)를 BS(1302)로 전송한다. 화살표들(1328, 1330, 1332)은, BS(1302)와 WT(1304)간의, 각각, (짧은, 중간의, 그리고 긴) 거리들에 대응하는 (짧은, 중간의, 그리고 긴) 전파 지연(propagation delay)들의 경우들(A, B, C)을 나타낸다.

예시적인 경우 A에서, WT(1304)는 액세스 프로브 신호(1326)를 전송하였고 이는 액세스 기회 윈도우(access window of opportunity)(1318)를 성공적으로 히트(hit)하였다. BS(1302)는 상기 액세스 프로브 신호를 처리하고, 타이밍 오프셋을 결정하고 그리고 타이밍 오프셋 정정을 WT(1304)로 전송할 수 있어서, WT(1304)가, 수신된 타이밍 오프셋 정정을 이용하여 업링크 전송 타이밍을 조정하여 그 업링크 시그널링을 더 정확하게 타이밍 동기화하게 하여주며, 그리하여 WT(1304)로부 터의 업링크 신호들이 BS(1302) 업링크 수신 타이밍과 동기화되어 도달하여, 예컨대 데이터 통신을 가능하게 한다.

예시적인 경우 B에 있어서, WT(1304)는 액세스 프로브 신호(1326)를 전송하였으며 이는 액세스 기회 윈도우들(1318, 1320)을 미스(miss)하였다. BS(1302)는 상기 액세스 프로브 신호를 성공적으로 처리하지 않으며, 액세스 프로브 신호는 BS(1302)에 의해 간섭으로서 취급되며, BS(1302)는 WT(1304)에 응답하지 않는다.

예시적인 경우 C에서, WT(1304)는 액세스 프로브 신호(1326)를 전송하였고 이는 액세스 기회 윈도우(1320)를 성공적으로 히트(hit)하였다. BS(1302)는 상기 액세스 프로브 신호를 처리하고, 타이밍 오프셋 정정을 결정하고 그리고 상기 타이밍 오프셋 정정을 WT(1304)로 전송할 수 있어서, WT(1304)가 상기 수신된 타이밍 오프셋을 이용하여 업링크 전송 타이밍을 조정하여 그 업링크 시그널링을 더 정확하게 타이밍 동기화하게 하여 주어, WT(1304)로부터의 업링크 신호들이 BS(1302) 업링크 수신 타이밍과 동기화되어 도달하여, 예컨대 데이터 통신을 가능하게 하여 준다.

예컨대 셀 반경 5 마일을 갖는 지상 BS와 같은 근접 지상 기지국들을 이용한, 일부 실시예들에서, 왕복 시간 불확실성(round trip time uncertainty)의 정도는 상대적으로 작으며, 액세스 프로브 업링크 신호를 전송할 때 WT(1304)는 기지국에서 다음 액세스 윈도우를 히트(hit)할 것으로 예상될 수 있다. 기지국이 WT로부터 멀리 떨어져 있지만, 상대적인 거리 불확실성이 매우 작은, 일부 실시예들에서, 액세스 프로브 신호는 기지국에서 액세스 윈도우를 히트(hit)할 것으로 예상될 수 있다.

그러나, 상기 왕복 시간의 불확실성이 액세스 인터벌 크기에 의해 지원되는 것보다 더 큰, 실시예들에서, 상기 액세스 프로브 신호는 액세스 기회 윈도우를 히트하거나 히트하지 못할 수 있다. 그러한 경우에, 상기 경우 B에서와 같이, 액세스 프로브가 미스(miss)하면, WT 타이밍이 조정될 필요가 있으며 다른 액세스 프로브가 전송된다. 액세스 인터벌 윈도우 시간(access interval window time)은 시그널링 오버헤드(signaling overhead)를 나타내며 상기 액세스 인터벌을 짧게 유지하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 예시적인 액세스 윈도우 시간 인터벌은 114개의 OFDM 심볼 전송 시간 인터벌들의 예시적인 수퍼슬롯에 대응하는 9개의 OFDM 심볼 전송 시간 인터벌들이다.

도 13의 예시들에서, 전파 지연에 있어서의 편차(variation)는, 예컨대 WT(1304)와 BS(1302)간의 상대적인 거리에 따라서, 상기 액세스 프로브 신호(1326)가 상이한 액세스 윈도우들(1318, 1320)을 히트(hit)할 수 있게 될 수 있음에 유의하여야 한다. 예를 들어, 경우 A(화살표(1328) 및 경우 C(화살표(1332))가 WT까지의 상대적 거리가, 성공적으로 수신될 때의, 액세스 프로브 신호가 주어진 시간에 상대적인 BS-WT 거리에 따라서 액세스 윈도우들 중 상이한 것들에서 수신될 수 있을 정도까지 변화할 수 있는 동일한 BS에 대응한다고 생각하자. 또한 WT는 상이한 인덱스 값들을 가즌 수퍼슬롯들 동안 액세스 프로브 신호들을 전송할 수 있다고 생각하자. BS가 정확한 타이밍 정정(timing correction)을 계산하기 위한, 액세스 프로브 신호를 수신할 때, 상기 기지국은 타이밍 기준점(reference point)을 얻기 위해 WT(1304)로부터 더 많은 정보를 알 필요가 있다. 본 발명의 일부 실시예들의 일 특징에 따라서, WT는 액세스 프로브 신호(1326)를 코딩하여 액세스 프로브 신호(1326)가 전송되었던 수퍼슬롯 인덱스를 식별한다. BS(1302)는 상기 슬롯 인덱스 정보를 이용하여 타이밍 오프셋 정정을 계산하며, 이는 다운링크 신호를 통해 WT(1304)로 전송된다. 이에 따라 WT(1304)는 상기 타이밍 정정 신호를 수신하고 업링크 타이밍을 조정한다.

본 발명의 일부 실시예들에서, 대안적인 방법이 채택되며, 여기서는 상기 액세스 프로브 신호가 상기 수퍼슬롯 인덱스를 코딩하지 않는다; 그러나, 기지국은 다운링크를 통해 타이밍 정정 신호 및 슬롯 인덱스 오프셋 지시자(slot index offset indicator)를 전달하며, 예컨대 이는 액세스 윈도우(1318)와 액세스 윈도우(1320) 사이를 구분한다. 그리고 나서, 전송된 액세스 프로브 신호의 수퍼슬롯 인덱스를 아는, WT(1304)는 상기 정보를 상기 수신된 타이밍 정정 신호 및 상기 수신된 슬롯 인덱스 지시자와 결합하여 복합 타이밍 조정(composite timing adjustment)을 계산하고, 상기 타이밍 조정을 적용할 수 있다.

도 14는 본 발명의 방법들에 따른 예시적인 액세스 시그널링을 도시하는 도면(1400)이다. 도 14는, 본 발명에 따라서 구현되는, 예시적인 기지국(1402) 및 예시적인 무선 단말(1404)을 포함한다. 예시적인 BS(1402)는 다운링크 타이밍 및 주파수 구조를 이용하여 다운링크 시그널링을 전송한다. 상기 다운링크 타이밍 구조는 비컨 슬롯들을 포함하며, 각각의 비컨 슬롯은 고정된 수의 인덱싱된 수퍼슬롯들, 예컨대 비컨 슬롯 당 8 개의 인덱싱된 수퍼슬롯들을 포함하며, 그리고, 각각의 수퍼슬롯은 고정된 수의 OFDM 심볼 전송 시간 인터벌들, 예컨대 수퍼슬롯 당 114개의 OFDM 심볼 전송 시간 인터벌들을 포함한다. 또한 각각의 비컨 슬롯은 비컨 신호를 포함한다. BS(1402)로부터의 다운링크 신호들은 WT(1404)에 의해 수신되며, BS(1402)가 전송하고 WT(1402)가 수신할 때 사이의 다운링크 시그널링 지연은 BS와 WT간의 거리의 함수로서 변화한다. 수신된 비컨 신호(1406)가 인덱싱된 수퍼슬롯들(수퍼슬롯 1(1410), 수퍼슬롯 2(1412), 수퍼슬롯 3(1414),...,수퍼슬롯 N(1416))을 포함하는 대응 비컨 슬롯(1408)과 함께 도시된다. WT(1404)는 수신된 비컨슬롯 타이밍에 대해 업링크 시그널링을 참조할 수 있다. RTT 불확실성은, 액세스 프로브 신호를 전송할 때, WT(1404)가 기지국(1402)에서 액세스 슬롯을 히트(hit)하는데 성공적이거나 성공적이지 못할 수 있게 된다.

또한 BS(1402)는 다운링크 타이밍 구조에 대해 기지국에서 동기화된 업링크 타이밍 및 주파수 구조를 유지한다. BS(1402)에서의 상기 업링크 타이밍 및 주파수 구조 내에서, 액세스 신호들, 액세스 슬롯들을 수신하기 위한 수신 윈도우들이 있으며, 하나의 윈도우는 각각의 수퍼슬롯(1418, 1420, 1422,..., 1424)에 대응한다. 추가로, 상기 업링크 타이밍은 액세스 슬롯들 사이에 데이터 슬롯들(1426, 1428, 1428)이 존재하도록 구성된다.

도 14는, 본 발명에 따라서, 액세스 프로브 업링크 신호가 종국적으로 액세스 슬롯 내에서 수신되도록, 수퍼슬롯의 시작부에 대해 액세스 프로브 타이밍 오프셋들을 조정하는 방법을 도시한다. 본 방법은 신호 RTT의 편차가, 예컨대 BS-WT 거리의 잠재적인 편차들 때문에, 첫 번째 시도에서 액세스 윈도우를 히트(hit)할 것이 보장되지 않는 경우들에 유용하다.

WT(1404)는 액세스 프로브 신호(1432)를 전송하며, 전송 타이밍은 상기 신호가 전송되는 동안의 수퍼슬롯의 시작부에 대해 제 1 타이밍 오프셋, 타이밍 오프셋 t₁(1434)이 존재하도록 제어된다. 상기 전송된 액세스 프로브 신호(1432)는 비스듬한 화살표(1433)로써 표시되는 시그널링 전파만큼 지연되는 업링크 신호이며 BS(1402)의 수신기에 프로브 신호(1432')로서 도달한다. 그러나, 액세스 프로브 신호(1432')가 데이터 슬롯(1426) 동안 도달하게 되고, 그러므로 BS(1402)에 의해 간섭으로 간주된다. BS(1402)는 응답을 WT(1404)로 전송하지 않는다.

WT(1404)는 그 타이밍 오프셋을 제 2 타이밍 오프셋 값 t₂(1438)로 조정하고 액세스 프로브 신호(1436)를 전송한다. 전송된 액세스 프로브 신호(1436)는 비스듬한 화살표(1437)에 의해 표시되는 바와 같이 시그널링 전파만큼 지연되는 업링크 신호이며 액세스 프로브 신호(1436')로서 BS(1402)의 수신기에 도달한다. 그러나, 수신된 액세스 프로브 신호(1436')가 이번에는 액세스 슬롯(1420) 내이고, BS(1402)는 상기 액세스 신호를 처리하고, WT(1404)가 등록되는 것을 수락하고, 타이밍 정정 신호를 계산하여 상기 타이밍 정정 신호를 다운링크를 통해 WT(1404)로 전송한다. WT는 상기 수신된 타이밍 정정 신호에 따라 업링크 타이밍을 조정한다.

액세스 프로브 시그널링 타이밍 오프셋들 간의 차이들은 상이한 오프셋들을 갖는 연속적인 액세스 프로브들이 종국적으로 액세스 슬롯을 히트(hit)하도록 액세스 슬롯의 크기에 상관되어 선택될 수 있다. 예를 들어 9개의 OFDM 심볼 전송 시 간 인터벌들의 액세스 슬롯들을 갖는 예시적인 시스템에서, 상이한 시간 오프셋들은 4개의 OFDM 심볼 전송 시간 인터벌들만큼 차이날 수 있으며, 예컨대 OFDM 전송 시간 인터벌은 대략적으로 100 마이크로-초이다.

도 15는 본 발명의 방법들에 따른 예시적인 액세스 시그널링을 도시하는 도면(1500)이다. 도 15는 본 발명에 따라서 구현되는, 예시적인 기지국(1502) 및 예시적인 무선 단말(1504)을 포함한다. 상기 예시적인 BS(1502)는, 예컨대 100, 200, 500마일 또는 그 이상의 반경을 갖는, 지구 표면 상에 넓은 셀룰러 커버리지 영역을 갖는 대지-정지 궤도에 있는 위성 BS일 수 있다고 간주한다. 그러한 실시예에서, RTT가 다운링크의 수퍼슬롯보다 길며, 예컨대 잠재적인 WT(1504) 위치 변동에 기인하는 RTT 불확실성이 있어서, 예시적인 액세스 프로브 신호가 기지국(1500)에서 액세스 시간 슬롯을 히트하거나 히트하지 못할 수 있다고 간주한다. 본 예시적인 실시예에서, 상기 기재된 두 가지 특징들인, 수퍼슬롯 인덱스 식별 정보를 상기 액세스 프로브로 코딩하고 액세스 신호가 전송되는 수퍼슬롯의 시작부로부터 상이한 타이밍 오프셋들을 갖는 연속적인 액세스 프로브들을 전송하는 것이, WT(1504)에 대한 타이밍 정정을 획득하는데 함께 이용된다.

BS(1502)는 수퍼슬롯들을 포함하는 다운링크 타이밍 구조의 일부인 비컨슬롯 당 하나의 다운링크 비컨 신호를 포함하는 다운링크 신호들을 전송하며, 상기 다운링크 타이밍 구조는 BS 및 WT에 알려져 있다. WT(1504)는 상기 수신된 다운링크 신호들에 대해 동기화할 수 있으며 각 비컨 슬롯내의 수퍼슬롯들의 인덱스를 식별할 수 있다.

WT(1504)는 BS(1502)(위성 BS)를, 네트워크 부착점으로서 이용할 것이라고 결정한다; 그러나, WT(1504)는 그 위치를 알지 못하며 따라서 RTT를 알지 못한다. WT(1504)는, 액세스 프로브 신호가 전송되는 수퍼슬롯(1512)의 시작부에 대해, 제 1 타이밍 오프셋 t₁(1510)을 갖는 액세스 프로브 신호(1508)를 전송한다. 비컨 슬롯 내의 수퍼슬롯(1512)의 인덱스 번호는 WT(1504)에 알려져 있으며 액세스 프로브 신호(1508)에 인코딩된다. WT-BS 전파 지연(propagation delay) 시간 후에, 상기 액세스 신호는 액세스 프로브(1508')로서 BS(1502)에 도달한다. 그러나, 상기 액세스 프로브 신호(1508')는, 액세스 슬롯이 아닌, 데이터 슬롯(1514)을 히트(hit)한다. BS(1502)는 신호(1508')를 간섭으로서 취급하며 WT(1504)에 응답하지 않는다.

무선 단말(1504)은 다른 액세스 프로브 신호를 전송하기 전에 시간 인터벌(1516) 동안 대기한다. 시간 인터벌(1516)이 RTT 시간 더하기 신호 처리에 허용되는 추가적인 시간보다 더 큰 것으로 선택되어, 상기 액세스 프로브 신호가 성공적으로 BS(1502)에서 액세스 슬롯을 히트(hit)하였고 BS(1502)가 WT(1504)가 등록되는 것을 허용하였다면, WT(1504)에 의해 발생, 전송, 전파(propagate), 및 검출(detect)될 BS(1502) 액세스 프로브 신호에 충분한 시간을 제공한다.

예상 시간 인터벌 내에서 응답을 수신하지 않았다면, WT(1504)는 타이밍 오프셋을 수퍼슬롯의 시작부로부터, 상기 제 1 타이밍 오프셋(1510)과는 다른 타이밍 오프셋(1518)으로 조정하고, 수퍼슬롯(1522) 동안 다른 액세스 프로브 신호(1520) 를 전송한다. 비컨 슬롯 내의 수퍼슬롯(1522)의 인덱스 번호는 신호(1520)로 코딩되고, 상기 인덱스 값은 신호(1508)에 코딩되는 인덱스 값과 같거나 다를 수 있다. WT-BS 전파 지연 시간 후에, 상기 액세스 신호는 BS(1502)에 액세스 프로브(1520')로서 도달한다. 이 경우, 상기 액세스 프로브 신호(1520')는 액세스 슬롯(1521)을 히트(hit)한다. BS(1502)는 전달된 상기 수퍼슬롯 인덱스를 디코딩하고, 액세스 슬롯(1521) 내의 수신된 신호(1520') 타이밍 오프셋을 측정하고, 그리고 상기 타이밍 오프셋과 수퍼슬롯 정보를 이용하여 WT(1504)에 대한 타이밍 정정 값을 계산한다. BS(1502)는 상기 타이밍 오프셋 정정 값을 다운링크 신호로서 WT(1504)로 전송한다. WT(1504)는 상기 타이밍 오프셋 값을 수신 및 디코딩하고 그 업링크 타이밍을 수신된 정정에 따라 조정한다. WT(1504)는, WT(1504)가, 예컨대 상이한 오프셋을 가진, 다른 액세스 프로브 신호를 전송하려고 하는 시간 전에, BS(1502)에 의해 등록이 허용된다는 것을 식별하는 시그널링을 수신하였다.

도 16은 본 발명에 따라서 기지국에 액세스하고 타이밍 동기화 동작을 수행하도록 무선 단말을 동작시키는 예시적인 방법의 순서도(1600)이다. 동작은 시작 단계(1602)에서 시작되며, 여기서 WT가 파워 온되고, 초기화되며, 하나 이상의 기지국들로부터 다운링크 신호들을 수신하기 시작한다. 동작은 단계(1602)에서 단계(1604)로 진행한다.

단계(1604)에서, WT는 위성 또는 지상 기지국으로의 액세스를 개시하려고 하는 것인지를 결정한다. 본 발명에 따라서 구현되는, 상기 예시적인 WT는 다른 액세스 방법들의 구현을 포함할 수 있다. 제 1 액세스 방법이, 위성 기지국들, 예컨 대 대략 100-500 마일의 반경을 갖는 지구 표면 상의 셀 커버리지 영역들을 갖는 대지-정지 궤도에 있는 위성 기지국들에 맞추어지며, 여기서 신호 RTT는 수퍼슬롯보다 크고, 그리고 RTT의 모호성은 액세스 시간 인터벌보다 크다. 제 2 액세스 방법은, 예컨대 1, 2, 또는 5 마일인, 예컨대 상대적으로 작은 셀 반경을 갖는, 지상 기지국들에 맞춰지며, 여기서 신호 RTT는 수퍼슬롯보다 작으며, RTT의 모호성이 충분히 작아서 WT로부터 전송되는 액세스 요청 신호가 한 번의 시도로 지상 BS에서 액세스 슬롯을 히트(hit)할 것으로 예상된다. WT가 위성 BS와의 액세스를 시도중이라면, 동작은 단계(1604)에서 단계(1606)로 진행한다; 반면 상기 WT가 지상 기지국을 액세스하고 하는 중이라면, 동작은 단계(1604)에서 단계(1608)로 진행한다.

단계(1606)에서, WT는 위성 BS로부터 다운링크 비컨 신호 또는 신호들을 수신하도록 동작된다. 예시적인 시스템의 위성 기지국이 이용하는 다운링크 타이밍 및 주파수 구조는 순환적으로 발생하는 비컨 슬롯들을 포함할 수 있으며, 각각의 비컨슬롯은 비컨 신호를 포함하고 각각의 비컨슬롯은, 예컨대 8개인, 고정된 수의 수퍼슬롯들을 포함하며, 비컨슬롯 내의 수퍼슬롯들 각각이 하나의 인덱스 값과 관련되고, 상기 수퍼슬롯들 각각은 예컨대, 114개인, 고정된 수의 OFDM 심볼 전송 시간 인터벌들을 포함한다.

동작은 단계(1606)에서 단계(1608)로 진행한다. 단계(1608)에서, WT는 수신된 비컨 신호(들)로부터 타이밍 기준을 결정한다(예를 들어, 수신된 다운링크 시그널링에 대한 비컨슬롯의 시작부를 결정한다). 단계(1610)에서, WT는 프로브 카운터(probe counter)를 1로 설정하고, 단계(1612)에서 WT는 가변 타이밍 오프 셋(timing offset variable)을 초기 타이밍 오프셋으로 설정한다; 예를 들어, 상기 초기 타이밍 오프셋은 WT에 저장된 미리결정된 값이다. 동작은 단계(1612)에서 단계(1614)로 진행한다.

단계(1614)에서, WT는 제 1 액세스 프로브 신호를 전송하기 위해 비컨슬롯 내의 수퍼슬롯을 선택하며 상기 선택된 수퍼슬롯의 인덱스를 식별한다. 그리고 나서, 단계(1614)에서, 상기 WT는 선택된 수퍼슬롯의 인덱스를 상기 제 1 액세스 프로브 신호로 코딩한다. 다음에, 단계(1618)에서, WT는 선택된 수퍼슬롯 내에서 발생하는 시점에서 상기 제 1 액세스 프로브 신호를 전송하여 전송은 단계(1612)의 타이밍 오프셋 값만큼 선택된 수퍼슬롯의 시작부로부터 타이밍 오프셋된다. 동작은 단계(1618)에서 연결 노드 A(1620)를 거쳐 단계(1622)로 진행한다.

단계(1622)에서, WT는 위성 기지국으로부터 다운링크 시그널링을 수신하도록 동작되며, 상기 수신된 다운링크 시그널링은 액세스 프로브 신호에 대한 응답을 포함할 수 있다. 동작은 단계(1622)에서 단계(1624)로 진행한다. 단계(1624)에서, WT는 응답이 WT에 대해 수신되었는지를 체크한다. 응답이 수신되지 않았다면, 동작은 단계(1624)에서 단계(1626)로 진행한다; 그러나 응답이 WT에 대해 수신되었다면 동작은 단계(1628)로 진행한다.

단계(1626)에서, WT는 최종 액세스 프로브 전송 이후의 시간 변화가 예상되는 최악의 경우의 RTT+처리 시간, 예컨대 WT에 저장된 미리 결정된 한계치를 초과하였는지 여부를 체크한다. 상기 시간 한계를 초과하지 않았다면, 동작은 단계(1622)로 복귀하며, 여기서 WT는 다운링크 신호들을 수신하고 응답을 체크하는 프로세스를 계속한다. 그러나, 단계(1626)에서, WT가 상기 시간 한계가 초과되었다고 결정한다면, WT 동작은 단계(1630)로 진행하며, 여기서 WT는 상기 프로브 카운터를 증분(increment)한다.

다음에, 단계(1632)에서, WT는 상기 프로브 카운터가 최대 프로브 카운터 수를 초과하는지를 체크한다. 상기 최대 프로브 카운터 수는 상이한 타이밍 오프셋들을 갖는 최대 프로브 카운터 수의 액세스 프로브들의 세트가 타이밍 모호성을 커버하는데 충분하여 상기 액세스 프로브들 중 적어도 하나가 위성 기지국에서 액세스 슬롯을 히트(hit)하도록 타이밍될 것으로 예상되도록 선택되는 WT 메모리에 저장된 미리 결정된 값일 수 있다.

상기 프로브 카운터가 단계(1632)의 상기 최대 프로브 수를 초과하였다면, 액세스 시도 세트(access attempt set)가 실패하였다고 가정할 수 있으며 동작은 연결 노드 B(1634)를 거쳐 단계(1604)로 진행한다. 예를 들어, 실패의 가능한 원인들은: 기지국에서 액세스 슬롯을 히트하였을 액세스 프로브 신호가 성공적으로 검출 및 처리될 수 없었거나, 위성 BS가, 예컨대 로딩(loading) 고려사항들 때문에 WT 액세스를 거부하기로 결정하거나, 또는 위성 기지국으로부터의 응답 신호가 성공적으로 복구될 수 없었던 것과 같은 방해 조건들(interference conditions)을 포함할 수 있다. 단계(1604)에서, WT는 동일 위성 기지국과의 프로세스를 반복할 것인지 또는 다른 기지국에 액세스를 시도할 것인지를 결정할 수 있다.

단계(1632)에서, 상기 프로브 카운터가 상기 최대 프로브 카운터 수를 초과하지 않았다면 동작은 단계(1636)로 진행하며, 여기서 WT는 현재 타이밍 오프셋 값 더하기 델타 오프셋과 같도록 타이밍 오프셋을 설정한다. 예를 들어, 상기 델타 오프셋은 액세스 슬롯 인터벌의, 예컨대 절반 미만인, 일부분(fraction)일 수 있다. 그리고 나서, 단계(1640)에서, WT는 선택된 수퍼슬롯의 인덱스를 다른 액세스 프로브 신호로 코딩한다. 그리고 나서, 단계(1644)에서, WT는 다른 액세스 프로브 신호를 전송하기 위해 비컨 슬롯 내부의 수퍼슬롯을 선택하고 선택된 수퍼슬롯의 인덱스를 식별한다. 다음에, 단계(1642)에서, 상기 전송이 단계(1638)의 타이밍 오프셋 값만큼 선택된 수퍼슬롯의 시작부로부터 오프셋되도록 WT는 선택된 수퍼슬롯 내에서 발생하는 시점에서 다른 액세스 프로브 신호를 전송한다. 동작은 단계(1644)로부터 연결 노드 A(1620)를 거쳐 단계(1622)로 돌아가며 여기서 WT는 다운링크 신호들을 수신하고 액세스 프로브 신호에 대한 응답을 체크한다.

단계(1624)로 돌아가서, 단계(1624)에서 WT가 상기 무선 단말을 향한 응답을 수신하였다고 결정되었다면, 동작은 단계(1628)로 진행하며, 여기서 WT는 타이밍 정정 정보를 포함하는 WT로 향하는, 수신된 응답을 처리한다. 동작은 단계(1628)에서 단계(1646)로 진행한다. 단계(1646)에서, WT는 수신된 타이밍 정정 정보에 따라서 WT 타이밍을 조정한다.

단계(1604)로 돌아가면, 단계(1604)에서 무선 단말이 지상 BS 국을 통해 액세스를 개시하려고 한다면, 동작은 단계(1608)로 진행하며, 여기서 WT는, WT가 이를 네트워크 부착점으로서 이용하고자 하는, 상기 지상 기지국으로부터 다운링크 비컨 신호 또는 신호들을 수신하도록 동작된다. 그리고 나서, 단계(1646)에서, WT는 상기 수신된 비컨 신호 또는 신호들로부터, 타이밍 기준을 결정하며, 단 계(1648)에서, 상기 액세스 요청 신호가 액세스 인터벌 동안 지상 기지국에서 수신될 것으로 예상되도록 WT는 상기 결정된 시간 기준을 이용하여 언제 액세스 요청 신호를 전송할 것인지를 결정한다. 동작은 단계(1648)에서 단계(1650)로 진행한다.

단계(1650)에서, WT는 결정된 시간에서의 액세스 요청 신호와 같은 액세스 요청 신호를 전송하도록 동작되며, 상기 액세스 요청 신호는 코딩된 수퍼슬롯 식별 정보를 포함하지 않는다. 다음에, 단계(1652)에서, WT는 액세스 허용 정보(access grant information)를 포함할 수 있는 지상 BS로부터의 다운링크 시그널링을 수신하도록 동작된다. 동작은 단계(1652)에서 단계(1654)로 진행한다.

단계(1654)에서, WT는 WT가 그 액세스 요청 전송에 응답하는 액세스 허용 신호를 수신하였는지를 결정하도록 동작된다. 상기 액세스 허용이 수신되지 않았다면, 동작은 단계(1654)에서 연결 노드 B(1634)를 거쳐 진행하며, 여기서 WT는 동일한 지상 기지국과의 액세스를 재시도할 것인지 또는 다른 BS와의 액세스를 시도할 것인지를 결정한다. 단계(1654)에서, WT가 지상 BS를 네트워크 부착점으로서 이용하도록 액세스를 허여받았다고 결정된다면, 동작은 단계(1656)로 진행하며, 여기서 WT는, 타이밍 정정 정보를 포함하는, WT로 향한 액세스 허용 시그널링을 처리하도록 동작된다. 그리고 나서, 단계(1658)에서, WT는 단계(1656)의 수신된 타이밍 정정 정보에 따라서 WT 타이밍을 조정하도록 동작된다.

도 17A 및 도 17B의 조합을 포함하는 도 17은 통신 시스템에서 이용할 통신 장치를 동작시키는 예시적인 방법의 순서도(1700)이다. 예를 들어, 상기 예시적인 통신 장치는, 본 발명에 따라서 구현되는, 이동 노드와 같은 무선 단말일 수 있으며, 상기 예시적인 통신 시스템은 다중 접속 확산 스펙트럼 OFDM 무선 통신 시스템일 수 있다. 상기 통신 시스템은 하나 이상의 기지국들을 포함할 수 있으며, 각각의 기지국은 다운링크 비컨 신호들을 전송할 수 있다. 상기 시스템의 다양한 기지국들은 서로에 대해서 타이밍 동기화되거나 동기화되지 않을 수 있다. 예시적인 통신 시스템에서, 기지국에 의한 비컨 시그널링 동보가 상기 기지국에 대한 타이밍 기준 정보를 제공하는데 이용될 수 있다. 상기 예시적인 통신 시스템에서, 기지국에 대한 타이밍 구조는 비컨 시간 슬롯들이 주기적으로 발생하도록 될 수 있으며, 비컨 신호는 주기적 다운링크 타아밍 구조에 따라서 각각의 비컨 시간 슬롯 동안 기지국에 의해 전송되고, 상기 다운링크 타이밍 구조는 각각의 비컨슬롯 내의 복수의 수퍼슬롯들을 포함하고, 각각의 비컨 슬롯 내의 개별 수퍼슬롯들은 수퍼슬롯 인덱스의 이용을 통한 식별에 적합하며, 각각의 수퍼슬롯은 복수의 심볼 전송 시간 주기들을 포함한다.

동작은 시작 단계(1702)에서 시작되며, 여기서 상기 통신 장치가 파워 온되고 초기화된다. 동작은 단계(1702)에서 단계(1704)로 진행한다. 단계(1704)에서, 상기 통신 장치는 상기 통신 장치가 네트워크 부착점(network attachment point)으로서 이용하고자 하는 기지국, 예컨대 위성 BS로부터 적어도 하나의 비컨 신호를 수신한다. 일부 실시예들에서 상기 통신 장치는 속행전에, 상기 기지국으로부터 다수의 비컨 신호들 및/또는 다른 다운링크 동보 정보, 예컨대 파일럿 신호들을 수신한다. 동작은 단계(1704)에서 단계(1706)로 진행한다. 단계(1706)에서, 상기 통신 장치는 수신된 비컨 신호를 처리하여 다운링크 타이밍 기준점을 결정하며, 비컨슬롯 내의 수퍼슬롯들은 결정된 타이밍 기준점에 대한 미리결정된 기준을 갖는다. 동작은 단계(1706)에서 단계(1708)로 진행한다.

단계(1708)에서, 상기 통신 장치는 제 1 액세스 프로브를 전송할 시간을 상기 결정된 타이밍 기준점의 함수로서 결정한다. 예를 들어, 상기 제 1 액세스 프로브는 상기 결정된 타이밍 기준점으로부터의 초기 시간 오프셋을 갖는다. 예컨대 위성 및 지상 기지국들 모두를 포함하는 일부 혼성 시스템인, 일부 실시예들에서, 상기 통신 장치는 부-단계(1709)를 수행하며, 부-단계(1709)에서, 상기 통신 장치는 제 1 액세스 프로브를 전송할 시간을 지상 기지국으로부터의 신호로부터 결정되는 위치 정보의 함수로서 결정한다. 일부 그러한 실시예들에서, 상기 제 1 액세스 프로브를 전송할 시간을 결정하는 것은 상기 지상 기지국의 위치 및 상기 위성 기지국의 위치를 지시하는 알려진 정보의 함수로서 추가로 수행된다. 예를 들어, 상기 통신 장치가 이제 액세스 프로브 신호를 전송하고자 하는 기지국은 위성 기지국일 수 있으며, 지구 표면 상의 넓은 커버리지 영역에 기인하는 신호 RTT의 상대적으로 큰 편차에 기인하여 액세스 프로브를 전송하는데 이용할 타이밍에 상대적으로 큰 정도의 불확실성이 있을 수 있으며, 통신 장치의 현재 위치는 알지 못한다. 그러나, 위성의 셀 커버리지 영역은, 다수의 더 작은 셀들을 포함하고, 더 작은 셀들과 중첩되고 그리고/또는 더 작은 셀들과 근접할 수 있으며, 상기 더 작은 셀들은 지상 기지국들에 대응한다. 지상 기지국 신호들로부터 결정되는 상기 통신 장치의 현재 위치를 근사시킴으로써, 상기 통신 장치는 언제 액세스 프로브를 전송할 것인 지에 대한 타이밍 불확실성을 감소시킬 수 있으며, 따라서 상기 액세스 프로브가 위성 기지국에 의해 수락(accept)될 가능성을 증가시키고, 그리고 위성 BS로 전송될 필요가 있는 상이한 타이밍 오프셋 액세스 프로브들의 수 및 시간을 감소시킨다. 예를 들어, 상기 통신 장치는 통신 장치가 액세스 포인트로서 이용하였던 최종 지상 BS를 식별하는 정보를 저장하였을 수 있으며, 상기 지상 BS의 위치는 알려져 있고 통신 장치에 저장되어 있으며, 또한 지상 BS 셀들을 위성 위치 및/또는 위성 셀 위치와 상관시키는 정보가 저장 및 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 통신 장치는 복수의 지상 기지국들로부터 수신되는 비컨 신호들에 기초하여 그 위치를 삼각측량할 수 있다. 일부 실시예들에서, 위성 기지국으로의 제 1 액세스 프로브 신호가 위성 기지국의 액세스 슬롯을 히트(hit)할 것으로 예상되도록, 지상 기지국들로부터 유도되는 위치 정보를 이용함으로써, 타이밍 불확실성의 수준을 감소시키는 것이 가능할 수 있다.

동작은 단계(1708)에서 단계(1710)로 진행한다. 단계(1710)에서, 상기 통신 장치는 제 1 수퍼슬롯 인덱스를 식별하는 제 1 액세스 프로브 신호 내의 정보를 코딩한다. 그리고 나서, 단계(1712)에서, 상기 통신 장치는 제 1 수퍼슬롯 인덱스를 식별하는 제 1 액세스 프로브 신호를 전송하며, 여기서 상기 제 1 액세스 프로브 신호는 상기 제 1 수퍼슬롯 인덱스의 시작부에 대한 제 1 타이밍 오프셋에서 전송된다. 동작은 단계(1712)에서 단계(1714)로 진행하며, 여기서 상기 통신 장치는 상기 제 1 액세스 프로브 신호에 대한 응답이 기지국으로부터 수신되었는지를 결정하기 위해 모니터링한다. 그리고 나서, 단계(1716)에서, 응답이 수신되지 않았다 면 동작은 단계(1718)로 진행하거나 응답이 수신되었다면 동작은 단계(1720)로 진행한다.

응답이 수신되었다면, 단계(1720)에서, 상기 통신 장치는 전송 타이밍 조정을 상기 응답에 포함된 정보의 함수로서 수행한다.

그러나, 응답이 수신되지 않았다면, 단계(1718)에서, 상기 통신 장치는 제 2 수퍼슬롯 인덱스를 식별하는 제 2 액세스 프로브 신호 내의 정보를 코딩하고 단계(1722)에서 상기 통신 장치는 제 2 수퍼슬롯 인덱스를 식별하는 제 2 액세스 프로브 신호를 상기 제 2 수퍼슬롯 인덱스를 포함하는 제 2 수퍼슬롯의 시작부에 대한 제 2 타이밍 오프셋에서 전송하며, 상기 제 2 타이밍 오프셋은 제 1 타이밍 오프셋과 다르다. 동작은 단계(1722)로부터 연결 노드 A(1724)를 통해 단계(1726)로 진행한다.

단계(1726)에서, 통신 장치는 제 2 액세스 프로브 신호에 대한 응답이 상기 기지국으로부터 수신되었는지를 결정하기 위해 모니터링한다. 그리고 나서, 단계(1728)에서, 동작은 응답이 수신되지 않았다면 단계(1732)로 진행하거나 또는 동작은 응답이 수신되었다면 단계(1730)로 진행한다.

응답이 수신되었다면, 단계(1732)에서, 상기 통신 장치는 전송 타이밍 조정을 상기 응답에 포함된 정보의 함수로서 수행한다.

그러나, 응답이 수신되지 않았다면, 단계(1730)에서, 상기 통신 장치는 제 3 수퍼슬롯 인덱스를 식별하는 제 3 액세스 프로브 신호 내의 정보를 코딩하고 단계(1734)에서 상기 통신 장치는 상기 제 3 수퍼슬롯 인덱스를 포함하는 제 3 수퍼 슬롯의 시작부에 대한 제 3 타이밍 오프셋에서 상기 제 3 액세스 프로브 신호를 전송하며, 여기서 상기 제 3 타이밍 오프셋은 상기 제 1 및 제 2 타이밍 오프셋들과 다르다.

동작은 단계(1734)에서 단계(1736)로 진행한다. 단계(1736)에서, 상기 통신 장치는 상기 제 3 액세스 프로브 신호에 대한 응답이 상기 기지국으로부터 수신되었는지를 결정하기 위해 모니터링한다. 그리고 나서, 단계(1740)에서, 동작은 응답이 수신되지 않았다면 단계(1742)로 진행하거나 동작은 응답이 수신되었다면 단계(1740)로 진행한다.

응답이 수신되었다면, 단계(1742)에서, 통신 장치는 전송 타이밍 조정을 상기 응답에 포함된 정보의 함수로서 수행한다. 응답이 단계(1740)에서 수신되지 않았다면, 통신 장치는 본 실시예에 따라서 액세스 신호 발생/전송/응답 결정/추가 동작의 프로세스를 계속한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 상기 통신 장치는 연속적인 액세스 프로브들 각각에 대해 상이한 타이밍 오프셋들을 갖는 액세스 프로브들을, 프로브가 응답되거나 또는 고정된 개수의 액세스 프로브들이 전송될 때까지 전달할 수 있다. 예를 들어, 전체 액세스 프로브들의 수는 적어도 예상되는 타이밍 모호성을 커버하는데 충분할 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 제 1 및 제 2 액세스 프로브들이 상이한 비컨 슬롯들에서 전송되며 상기 제 2 수퍼슬롯 인덱스는 상기 제 1 수퍼슬롯 인덱스와 같거나 다르다. 일부 실시예들에서, 상기 제 1 및 제 2 액세스 프로브들은 상이한 비컨 슬롯들에서 전송되며 상기 제 2 수퍼슬롯 인덱스는 제 1 수퍼슬롯 인덱스와 다 르다.

일부 실시예들에서, 상기 제 1 및 제 2 액세스 프로브들은 동일한 비컨 슬롯에서 전송되며, 제 2 수퍼슬롯은 제 1 수퍼슬롯과 다르다. 일부 그러한 실시예들에서, 상기 응답은 응답되는 상기 프로브 신호들 중 하나를 식별하는 정보를 포함한다.

일부 실시예들에서, 적어도 세 개의 액세스 프로브들을 포함하는 시퀀스가 전송되며, 상기 제 2 타이밍 오프셋은 상기 제 1 타이밍 오프셋과 초기 타이밍 오프셋 값 더하기 고정된 스텝 크기(step size) 오프셋의 제 1 정수배만큼 차이나고, 상기 제 3 타이밍 오프셋은 상기 제 1 타이밍 오프셋과 상기 초기 타이밍 오프셋 값 더하기 상기 고정 스텝 크기 타이밍 오프셋의 제 2 정수배(이는 상기 고정 스텝 크기 오프셋의 제 1 정수배와 다름)만큼 차이가 있다. 일부 실시예들에서, 상기 고정 스텝 크기 타이밍 오프셋의 제 1 및 제 2 정수배들은 양 또는 음수들 중 임의의 것일 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 고정 스텝 크기는 기지국 액세스 인터벌의 듀레이션(duration)보다 작으며, 상기 기지국 액세스 인터벌은 기지국이 액세스 프로브 신호들에 응답하는 시간 주기이다.

다양한 실시예들에서, 통신 장치가 액세스 프로브들을 전송하는 기지국은 위성 기지국이며, 상기 위성 기지국과 통신 장치 간의 빛의 속도로 이동하는 신호들에 대한 왕복 시간(RTT)은 수퍼슬롯의 듀레이션보다 길다. 일부 그러한 실시예들에서, RTT는 비컨슬롯의 듀레이션보다도 길다. 일부 실시예들에서, 상기 RTT는 0.2초보다 길다.

도 18은 본 발명에 따라 예시적인 통신 장치를 동작시키는 예시적인 방법의 순서도(1800)이다. 순서도(1800)의 예시적인 방법은 비컨 시간 슬롯들이 주기적으로 발생하는 통신 시스템에서의 이용을 위한 통신 장치를 동작시키는 방법으로, 비컨 신호는 주기적인 다운링크 타이밍 구조에 따라서 각각의 비컨 시간 슬롯 동안 기지국에 의해 전송되고, 상기 다운링크 타이밍 구조는 각각의 비컨슬롯 내의 복수의 수퍼슬롯들을 포함하고, 비컨 슬롯 내의 개별 수퍼슬롯들은 수퍼슬롯 인덱스의 이용을 통한 식별에 적합하며, 각각의 수퍼슬롯은 복수의 심볼 전송 시간 주기들을 포함한다.

동작은 단계(1802)에서 시작되며, 여기서 통신 장치가 파워 온되고 초기화된다. 동작은 단계(1802)에서 단계(1804)로 진행하며, 여기서 통신 장치는 적어도 하나의 비컨 신호를 수신하도록 동작되고, 그리고 나서 단계(1806)에서, 상기 통신 장치는 수신된 비컨 신호를 처리하여 다운링크 타이밍 기준점을 결정하며, 비컨슬롯 내에서 발생하는 수퍼슬롯들은 상기 결정된 타이밍 기준점과 미리 결정된 관계를 갖는다. 동작은 단계(1806)에서 단계(1808)로 진행한다.

단계(1808)에서, 통신 장치는 제 1 및 제 2 액세스 프로브들 중 적어도 하나로 액세스 프로브 식별자를 코딩한다. 단계(1810)에서, 통신 장치는 비컨슬롯 내의 수퍼슬롯의 시작부에 대한 제 1 타이밍 오프셋에 대응하는 시간에 제 1 액세스 프로브를 전송한다. 그리고 나서, 단계(1812)에서, 통신 장치는 수퍼슬롯의 시작부에 대한 제 2 타이밍 오프셋에 대응하는 시간에 제 2 액세스 프로브를 전송하며, 상기 제 2 액세스 프로브는, 상기 제 1 액세스 프로브가 전송되었던 시점으로부터, 전송된 신호가 통신 장치에서 기지국으로 이동하는데 요구되는 시간의 두배와 수퍼슬롯 듀레이션 중 더 큰 것보다 짧은, 시점에서 전송된다. 동작은 단계(1812)에서 단계(1814)로 진행한다.

단계(1814)에서, 통신 장치는 응답이 상기 기지국으로부터 수신되었는지를 결정하기 위해 모니터링하며, 단계(1816)에서 동작은 상기 결정에 기초하여 진행된다. 응답이 기지국으로부터 수신되었다면, 동작은 단계(1816)에서 단계(1818)로 진행한다. 단계(1818)에서 통신 장치는 전송 타이밍 조정을 상기 응답에 포함된 정보의 함수로서 수행한다. 응답이 기지국으로부터 수신되지 않았다면, 동작은 단계(1816)로부터 연결 노드 A(1820)를 거쳐 단계(1804)로 진행하며, 여기서 통신 장치는 액세스 시그널링을 개시(initiate)하는 프로세스를 재시작할 수 있다.

일부 실시예들에서, 최대 타이밍 모호성은 수퍼슬롯의 듀레이션보다 작으며 제 1 및 제 2 액세스 프로브들의 전송 사이의 시간은 수퍼슬롯의 듀레이션보다 짧다. 일부 실시예들에서, 상기 제 1 및 제 2 액세스 프로브들은 기지국이 수신된 액세스 프로브들에 응답할 액세스 인터벌보다 작거나 같은 서로 간의 인터벌들에서 전송된다.

수신된 응답이 상기 응답이 대응하는 액세스 프로브를 식별하는, 다양한 실시예들에서, 전송 타이밍 조정을 상기 응답에 포함된 정보의 함수로서 수행하는 단계는 기지국으로부터 수신된 타이밍 정정 정보 및 결정된 다운링크 타이밍 기준점에 대한 식별된 프로브의 전송 시간에 대한 정보로부터 수행되는 타이밍 조정량을 결정하는 단계를 포함한다.

도 19는 본 발명에 따른 예시적인 통신 장치를 동작시키는 예시적인 방법의 순서도(1900)이다. 상기 순서도(1900)의 예시적인 방법은 통신 시스템, 예컨대 OFDM 시스템에서 이용할 통신 장치를 동작시키는 방법으로, 여기서 비컨 시간 슬롯들은 주기적으로 발생하고, 비컨 신호는 기지국, 예컨대 위성 기지국에 의해, 주기적 다운링크 타이밍 구조에 따른 각각의 비컨 시간 슬롯 동안 전송되고, 상기 다운링크 타이밍 구조는 각각의 비컨슬롯 내의 복수의 수퍼슬롯들을 포함하고, 비컨 슬롯 내의 개별적인 수퍼슬롯들은 수퍼슬롯 인덱스의 이용을 통한 식별에 적합하며, 각각의 수퍼슬롯은 복수의 심볼 전송 시간 주기들을 포함한다.

동작은 단계(1902)에서 시작하며, 여기서 통신 장치가 파워 온 및 초기화된다. 동작은 단계(1902)에서 단계(1904)로 진행하며, 여기서 통신 장치는 기지국으로부터 적어도 하나의 비컨 신호를 수신하도록 동작되고, 그리고 나서 단계(1906)에서, 상기 통신 장치는 수신된 비컨 신호를 처리하여 다운링크 타이밍 기준점을 결정하며, 비컨슬롯 내에서 발생하는 수퍼슬롯들은 상기 결정된 타이밍 기준점에 대한 미리 결정된 관계를 갖는다. 동작은 단계(1906)에서 단계(1908)로 진행한다.

단계(1908)에서, 통신 장치는 액세스 프로브 신호를 기지국으로 전송하도록 동작된다. 그리고 나서, 단계(1910)에서, 통신 장치는 기지국으로부터 액세스 프로브 신호에 대한 응답을 수신하며, 상기 응답은 i) 지시되는 주(main) 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정량(상기 주 수퍼슬롯 정정량은 수퍼슬롯 시간 주기의 정수배임); 및 ii) 기지국이 수신된 응답이 대응하는 액세스 프로브 신호를 수신하는 비컨 슬롯 내의 수퍼슬롯의 위치를 지시하는 수퍼슬롯 식별자 중 적어도 하나를 지시하는 정보를 포함한다. 동작은 단계(1910)에서 단계(1912)로 진행하며, 여기서 통신 장치는 타이밍 조정을 수신된 응답에 수신된 정보의 함수로서 수행한다. 단계(1912)는 부-단계(1914)를 포함한다. 부-단계(1914)에서, 통신 장치는 기지국으로부터 수신된 정보 및 액세스 프로브 신호가 전송되었던 시간을 지시하는 정보로부터 타이밍 조정량을 결정한다.

일부 실시예들에서, 기지국으로부터 수신된 응답은 기지국이 액세스 프로브 신호를 수신한 비컨 슬롯 내의 수퍼슬롯의 위치를 지시하는 수퍼슬롯 식별자를 포함하고 전송 타이밍 조정을 응답에 포함된 정보의 함수로서 수행하는 단계는 수신된 응답에 포함된 수퍼슬롯 식별자 및, 액세스 프로브가 전송되었던 비컨슬롯내의, 다운링크 타이밍 기준점에 대한, 수퍼슬롯 위치를 지시하는 정보로부터 주(main) 수퍼슬롯 타이밍 오프셋을 결정하는 단계를 포함하며, 상기 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋은 수퍼슬롯의 듀레이션의 정수배이다. 일부 그러한 실시예들에서, 상기 수신된 응답은 서브-수퍼슬롯(sub-superslot) 시간 오프셋을 포함하는 서브-수퍼슬롯 타이밍 정정 정보를 더 포함하며 전송 타이밍 정정을 수행하는 단계는 상기 결정된 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋과 상기 서브-수퍼슬롯 시간 오프셋의 합에 대응하는 양만큼 전송 타이밍을 조정하는 단계를 포함한다.

다양한 실시예들에서, 기지국으로부터 수신된 응답은 수퍼슬롯의 듀레이션의 정수배인 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋과 수퍼슬롯의 듀레이션보다 작은 시간 오프셋인 서브-수퍼슬롯 시간 오프셋을 지시하는 서브-수퍼슬롯 타이밍 정정 정보를 포함 한다. 일부 그러한 실시예들에서, 전송 타이밍 조정을 수행하는 단계는 전송 타이밍을 상기 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋과 상기 서브-수퍼슬롯 시간 오프셋의 합에 대응하는 양만큼 조정하는 단계를 포함한다. 일부 그러한 실시예들에서, 상기 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 및 서브-수퍼슬롯 시간 오프셋은 단일 코딩된 값(single coded value)의 일부로서 전달된다. 다른 실시예들에서, 상기 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 및 상기 서브-수퍼슬롯 시간 오프셋은 두 개의 별도의 코딩된 값들로서 전달된다.

도 20은 기지국들이 주기적으로 반복되는 복수의 수퍼슬롯들을 포함하는 다운링크 타이밍 구조를 갖는 시스템에서 무선 통신 단말을 동작시키는 예시적인 방법의 순서도(2000)이며, 각각의 수퍼슬롯은 복수의 OFDM 심볼 전송 시간 주기들을 포함한다. 동작은 단계(2002)에서 시작되며, 여기서 무선 단말이 파워 온되고 초기화된다. 동작은 단계(2002)에서 단계(2004)로 진행하며, 여기서 무선 단말은 무선 단말이 업링크 신호들을 전송하려고 하는 기지국이 위성 기지국 또는 지상 기지국인지를 결정하도록 동작된다. 단계(2004)의 결정에 기초하여, 동작은 단계(2006)에서 위성 BS의 경우에 단계(2008)로 또는 상기 기지국이 지상 기지국인 경우에 단계(2010)로 진행한다.

단계(2008)에서, 무선 단말은 제 1 업링크 타이밍 동기화 프로세스를 수행하도록 동작되며, 상기 제 1 타이밍 업링크 동기화 프로세스는 통신 단말로의 업링크 타이밍 정정 신호 전달을 지원한다. 단계(2008)는 부-단계(2012, 2014 및 2016)를 포함한다. 부-단계(2012)에서, 무선 단말은 액세스 프로브 신호를 위성 기지 국(2012)으로 전송하도록 동작된다. 단계(2014)에서, 무선 단말은 기지국으로부터의 액세스 프로브 신호에 대한 응답을 수신하며, 상기 응답은: i) 지시되는 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정량(상기 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정량은 수퍼슬롯 시간 주기의 정수배임); 및 ii) 상기 기지국이 상기 수신된 응답이 대응하는 액세스 프로브 신호를 수신하는 비컨슬롯 내의 수퍼슬롯의 위치를 지시하는 수퍼슬롯 식별자 중 적어도 하나를 포함한다. 그리고 나서 단계(2016)에서, 무선 단말은 전송 타이밍 조정을 수신된 응답에 포함된 정보의 함수로서 수행한다.

단계(2010)에서, 무선 단말은 제 2 업링크 타이밍 동기화 프로세스를 수행하며, 상기 제 2 업링크 타이밍 동기화 프로세스는 상기 제 1 타이밍 동기화 프로세스와 다르다. 단계(2010)는 부-단계(2018, 2020 및 2022)를 포함한다. 부-단계(2018)에서, 무선 단말은 액세스 프로브 신호를 지상 기지국으로 전송한다. 단계(2018)에서, 무선 단말은 액세스 프로브 신호에 대한 응답을 지상 기지국으로부터 수신하며, 상기 응답은 수퍼슬롯의 듀레이션보다 작은 타이밍 정정을 지시하는 정보를 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 타이밍 정정은 액세스 인터벌의 듀레이션보다 작다. 일부 실시예들에서, 상기 타이밍 정정은 액세스 인터벌의 절반의 듀레이션보다 작다. 그리고 나서, 단계(2022)에서, 무선 단말은 전송 타이밍 조정을 지상 기지국으로부터 수신된 응답에 포함된 정보의 함수로서 수행하며, 상기 타이밍 조정은 송신기 타이밍을 수퍼슬롯의 듀레이션보다 작은 양만큼 변경하는 것을 수반한다.

도 21은 본 발명에 따라서 구현되는, 예시적인 무선 단말(2100), 예컨대 이 동 노드의 도면이다. 예시적인 WT(2100)는 본 발명의 무선 통신 시스템들의 다양한 실시예들에서 이용될 수 있다. 예시적인 WT(2100)는 수신기(2102), 송신기(2104), 처리기(2106), 및 다양한 구성요소들이 데이터 및 정보를 교환할 수 있는 버스(2110)를 통해 함께 접속되는 메모리(2108)를 포함한다. 상기 메모리(2108)는 루틴들(2120) 및 데이터/정보(2122)를 포함한다. 처리기(2106), 예컨대 CPU는, 상기 루틴들을 실행하고 메모리(2108) 내의 상기 데이터 정보(2122)를 이용하여 WT(2100)의 동작을 제어하고 본 발명의 방법들을 구현한다.

수신기(2102), 예컨대 OFDM 수신기는 WT(2100)가 기지국으로부터 비컨 신호들을 포함하는 다운링크 신호들 및 타이밍 조정 정보를 포함하는 응답 신호들을 수신할 수 있는 수신 안테나(2112)에 접속된다. 송신기(2104), 예컨대 OFDM 송신기는, WT(2100)가 액세스 프로브 신호들을 포함하는 업링크 신호들을 기지국으로 전송할 수 있는 송신 안테나(2116)에 접속된다. 액세스 프로브 신호들의 타이밍은 수퍼슬롯들로부터의 오프셋들을 포함하며, 어느 수퍼슬롯 및 어느 비컨슬롯에 주어진 액세스 프로브 신호를 전송할 것인지는 송신기(2104)에서 제어가능하다. 수신기(2102)는 다운링크 신호들을 디코딩하는데 이용되는 디코더 모듈(2114)을 포함하는 반면, 송신기(2104)는 업링크 신호들을 인코딩하는 인코더 모듈(2118)을 포함한다.

루틴들(2120)은 WT(2100)가 이용하는 통신 프로토콜들을 구현하는 통신 루틴들(2124) 및 WT(2100)의 동작들을 제어하는 WT 제어 루틴들(2125)을 포함한다. WT 제어 루틴들(2125)은 수신 신호 처리 모듈(2126), 코딩 모듈(2128), 송신기 제어 모듈(2130), 모니터링 모듈(2132), 타이밍 정정 모듈(2134), 디코더 모듈(2136), 및 위치 기반 타이밍 조정 모듈(2138)을 포함한다. 수신 신호 처리 모듈(2126)은 비컨 신호들을 포함하는 신호들을 처리하고 적어도 하나의 비컨 신호로부터 다운링크 타이밍 기준점을 결정한다. 일부 실시예들에서, 독자적으로 또는 인코더(2118)와 함께, 동작하는 코딩 모듈(2128)은 액세스 프로브 신호에 대응하는 수퍼슬롯 인덱스를 식별하는 액세스 프로브 신호내의 정보를 코딩한다. 일부 실시예들에서, WT 식별자 및/또는 고유 액세스 프로브 식별자(unique access probe ideitifier)가 인코딩되며 액세스 프로브 신호에 포함된다. 송신기 제어 모듈(2130)은, 예컨대 상이한 액세스 프로브들에 대해 상이한 타이밍 오프셋들을 갖는, 타이밍 오프셋들 가지고 송신될 코딩된 액세스 프로브 신호들의 제어를 포함하는 송신기(2104)의 동작들을 제어한다. 일부 실시예들에서, 송신기 제어 모듈(2130)은 WT로부터 기지국으로의 시그널링 시간의 두배 더하기 신호 처리 시간보다 더 큰 연속적인 액세스 프로브들의 전송을 제어하며, 예컨대 WT(2100)로 하여금 액세스 프로브가 다른 액세스 프로브를 발행(issue)하기 전에 응답되었는지를 알게 하여 준다. 모니터링 모듈(2132)은 액세스 프로브 신호에 대한 응답이 기지국으로부터 수신되었는지를 결정하는데 이용된다. 타이밍 정정 모듈(2134)은 상기 모니터링 모듈(2132)에 응답하며 전송 타이밍 조정을 수신된 액세스 프로브 응답에 포함된 정보의 함수로서 수행한다. 독자적으로 또는 디코더(2114)와 함께 동작하는 디코더 모듈(2136)은, 상기 액세스 프로브 신호들 중 하나를 식별하는 응답내의 정보를 디코딩한다. 위치 기반 타이밍 조정 모듈(2138)은 제 1 액세스 프로브를 지상 기지국으로부터 수 신된 신호로부터 결정되는 정보의 함수로서 전송할 시간을 결정한다. 위치 기반 타이밍 조정 모듈(2138)은 큰 커버리지 영역에 기인하는 위성 기지국에 관련된 타이밍 모호성을 감소시키는데 이용될 수 있으며, 따라서 필요한 액세스 프로브들의 수 및/또는 위성 기지국과의 액세스 프로세스의 평균 시간을 감소시킨다.

데이터/정보(2122)는 타이밍/주파수 구조 정보(2140), 사용자/장치/세션/자원 정보(2142), 복수의 액세스 프로브 신호 정보 세트들(제 1 액세스 프로브 신호 정보(2144),...,제 N 액세스 프로브 신호 정보(2146)), 수신 비컨 신호 정보(2148), 타이밍 기준점 정보(2150), 초기 타이밍 오프셋 정보(2152), 스텝 크기 정보(2154), 수신 응답 신호 정보(2156), 타이밍 조정 정보(2158), 및 지상 BS/위성 BS 위치 정보(2160)를 포함한다. 타이밍/주파수 구조 정보(2140)는 다운링크 및 업링크 타이밍 및 주파수 구조 정보, 주기성(periodicity) 정보, 인덱싱 정보, OFDM 심볼 전송 시간 인터벌 정보, 슬롯들, 수퍼슬롯들, 비컨슬롯들 등과 같은 OFDM 심볼 전송 시간 인터벌의 그루핑(grouping)에 대한 정보, 기지국 식별 정보, 비컨 신호 정보, 반복(repetitive) 인터벌 정보, 액세스 인터벌 정보, 업링크 반송파 주파수들, 다운링크 반송파 주파수들, 업링크 톤 블록 정보, 다운링크 톤 블록 정보, 업링크 및 다운링크 톤 호핑 정보, 기지국 식별 정보 등을 포함한다. 타이밍/주파수 구조 정보(2140)는 상기 무선 통신 시스템에 존재할 수 있는 복수의 기지국들에 대응하는 정보를 포함한다. 사용자/장치/세션/자원 정보(2142)는 WT(2100)의 사용자에 대응하는 정보, 및 WT(2100)과 통신 세션이 있는 피어(peer)들에 대응하는 정보를 포함하며, 예컨대 식별자들, 주소(address)들, 라우팅 정보, 할당된 무선 링크 자원, 예컨대 다운링크 트래픽 채널 세그먼트들, 지상 기지국들과의 멀티-톤 모드를 위한 업링크 트래픽 채널 세그먼트들, 위성 BS와의 업링크 시그널링을 위한 단일 전용 논리 톤, 기지국 할당 WT 사용자 식별자 등을 포함한다. 제 1 액세스 프로브 정보(2144)는 액세스 프로브에 대응하는, 예컨대 수퍼슬롯의 시작부에 대한, 타이밍 오프셋 정보, 수퍼슬롯 인덱스를 식별하는 정보, 코딩된 정보, 비컨슬롯을 식별하는 정보 등을 포함한다. 제 N 액세스 프로브 정보(2146)는 액세스 프로브에 대응하는, 예컨대 수퍼슬롯의 시작부에 대한, 타이밍 오프셋 정보, 수퍼슬롯 인덱스를 식별하는 정보, 코딩된 정보, 비컨슬롯을 식별하는 정보 등을 포함한다. 액세스 프로브 정보(2144, 2146)의 상이한 세트들은, 부분적으로 또는 완전히, 다른 정보, 예컨대 상이한 타이밍 오프셋들, 상이한 수퍼슬롯 인덱스 값들 또는 상이한 타이밍 오프셋들, 동일한 수퍼슬롯 인덱스 값을 포함할 수 있다. 또한 액세스 프로브 신호 정보(2144, 2146)는 사용자 식별 정보, 예컨대 WT 사용자 식별자 및/또는 고유 액세스 프로브 신호 식별자, 그리고 액세스 프로브 신호에 관련된 톤 정보를 포함할 수 있다. 수신 비컨 신호 정보(2148)는 수신된 비컨 신호로부터의 정보, 예컨대 비컨을 특정 기지국, 반송파 주파수, 및/또는 섹터와 관련시키는 정보, 비컨 신호 강도 정보, WT가 타이밍 기준점을 확립하게 하여 주는 정보 등을 포함한다. 타이밍 기준점 정보(2150)는, 예컨대 수퍼슬롯 인덱싱이 기반하는 비컨슬롯 시작부인, 기준점을 설정하는, 예컨대 다운링크 비컨 시그널링을 이용하여 결정되는, 정보를 포함한다. 액세스 프로브 시그널링 전송 타이밍은 상기 확립되는 타이밍 기준점 정보(2150)에 대하여 참조(reference)될 수 있다. 초기 타이밍 오프셋 정보(2152)는 액세스 프로브들에 관한, 예컨대 수퍼슬롯 시작부에 대한, 타이밍 오프셋의 계산에 이용되는 초기 타이밍 오프셋 값을 식별하는 정보를 포함한다. 스텝 크기(step size) 정보(2154)는, 예컨대 스텝 크기 타이밍 오프셋의 상이한 정수배들을 이용한 상이한 액세스 프로브들을 갖는, 특정 액세스 프로브에 대한 수퍼슬롯의 시작부로부터의 오프셋을 결정하기 위한, 상기 초기 타이밍 오프셋에 정수배씩 가산되는, 고정 스텝 크기 타이밍 오프셋을 식별하는 정보를 포함한다. 일부 실시예들에서 상기 고정 스텝 크기는 기지국 액세스 인터벌의 듀레이션보다 작으며, 상기 기지국 액세스 인터벌은 상기 기지국이 액세스 프로브 신호들에 응답하는 시간 주기이다. 수신 응답 신호 정보(2156)는 타이밍 정정(timing correction) 정보를 포함하는 액세스 프로브 시그널링에 응답하여 수신되는 정보를 포함한다. 상기 타이밍 정정 정보는 코딩될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 응답 신호 정보(2156)는 액세스 프로브 신호 중 어느 것이, 예컨대 WT 식별자 및/또는 고유 액세스 프로브 신호 식별자를 통해, 응답받는지를 식별하는 정보도 포함한다. 타이밍 조정 정보(2158)는 상기 수신된 응답 신호로부터 추출된 타이밍 정정 정보 및 상기 정정 정보를 적용한 결과로서 전송 타이밍에 대한 변경을 지시하는 정보를 포함한다. 지상 기지국/위성 기지국 위치 정보(2160)는 시스템의 지상 기지국들의 위치 및 위성 기지국들의 위치를 지시하는 정보를 포함한다. 또한 정보(2160)는 셀 커버리지 영역들 또는 위성 기지국들을 지상 기지국들과 상관시키는 정보를 포함할 수 있다.

도 23은 본 발명에 따라 구현되는, 예시적인 무선 단말(2300), 예컨대 이동 노드의 도면이다. 예시적인 WT(2100)는 본 발명의 무선 통신 시스템들의 다양한 실시예들에서 이용될 수 있다. 예시적인 WT(2300)는 수신기(2302), 송신기(2304), 처리기(2306), 및 다양한 구성요소들이 데이터 및 정보를 교환할 수 있는 버스(2310)를 통해 합께 접속되는 메모리(2308)를 포함한다. 상기 메모리(2308)는 루틴들(2320) 및 데이터/정보(2322)를 포함한다. 처리기(2306), 예컨대 CPU는, 상기 루틴들을 실행하고 메모리(2308)의 데이터 정보(2322)를 이용하여 WT(2300)의 동작을 제어하고 본 발명의 방법들을 구현한다.

수신기(2302), 예컨대 OFDM 수신기는, WT(2300)가 기지국으로부터 타이밍 조정 정보를 포함하는 비컨 신호들 및 응답 신호들을 포함하는 다운링크 신호들을 수신할 수 있는 수신 안테나(2312)에 접속된다. 송신기(2304), 예컨대 OFDM 송신기는, WT가 액세스 프로브 신호들을 포함하는 업링크 신호들을 기지국으로 전송할 수 있는 송신 안테나(2316)에 접속된다. 액세스 프로브 신호들의 타이밍은 수퍼슬롯들로부터의 오프셋들을 포함하며, 어느 수퍼슬롯 및 어느 비컨슬롯에서 주어진 액세스 프로브 신호를 전송할 것인지가 송신기(2304)에서 제어가능하다. 수신기(2302)는 다운링크 신호들을 디코딩하는데 이용되는 디코더 모듈(2314)을 포함하는 반면, 송신기(2304)는 업링크 신호들을 인코딩하기 위한 인코더 모듈(2318)을 포함한다.

루틴들(2320)은 WT(2300)에 의해 이용되는 통신 프로토콜들을 구현하기 위한 통신 루틴(2324) 및 WT(2300)의 동작들을 제어하기 위한 WT 제어 루틴들(2325)을 포함한다. WT 제어 루틴들(2325)은 수신 신호 처리 모듈(2326), 코딩 모듈(2328), 송신기 제어 모듈(2330), 모니터링 모듈(2332), 타이밍 조정 모듈(2334), 및 디코더 모듈(2316)을 포함한다. 수신 신호 처리 모듈(2326)은 비컨 신호들을 포함하는 신호들을 처리하고 적어도 하나의 비컨 신호로부터 다운링크 타이밍 기준점을 결정한다. 독자적으로 또는 인코더(2318)와 함께 동작하는, 코딩 모듈(2328)은 일부 실시예들에서, 예컨대 액세스 프로브 신호들의 시퀀스 내의, 대응 액세스 프로브 신호를 식별하는 액세스 프로브 신호 내의 정보를 코딩한다. 또한 무선 단말 식별자 및/또는 고유 액세스 프로브 신호 식별자가 액세스 프로브들을 전송할 수 있는 시스템 내의 복수의 WT들 간에 구별되게 하도록 인코딩될 수도 있다. 송신기 제어 모듈(2330)은, 예컨대 상이한 액세스 프로브들에 대해 상이한 타이밍 오프셋들인, 타이밍 오프셋들을 가지고 전송되는 코딩된 액세스 프로브 신호들을 제어하는 것을 포함하는 송신기(2304)의 동작들을 제어하도록 동작된다. 일부 실시예들에서, 연속적인 액세스 프로브들 사이의 시간은 수퍼슬롯의 듀레이션과 WT로부터 기지국으로 이동하는 신호에 요구되는 시간의 두배 중 더 큰 것보다 짧을 수 있다. 예를 들어, 수퍼슬롯은 하나의 액세스 인터벌을 포함한다고 간주하기로 한다; 그러나 타이밍 모호성은 상기 액세스 인터벌보다 크지만 상기 수퍼슬롯 듀레이션보다 짧을 수 있으며, WT는, 상기 수퍼슬롯 내에서의 가능한 타이밍 범위 모호성을 커버하기 위해 상기 액세스 인터벌보다 짧은 시간 인터벌만큼 분리되어 이격되는, 예컨대 상기 액세스 프로브를 식별하도록 코딩된, 액세스 프로브들의 시퀀스를 전송할 수 있다. 모니터링 모듈(2332)은 액세스 프로브 신호에 대한 응답이 기지국으로부터 수신되었는지를 결정하는데 이용된다. 타이밍 조정 모듈(2334)은 상기 모니터링 모 듈(2332)에 응답하며 전송 타이밍 조정을 수신된 액세스 프로브 응답에 포함된 정보의 함수로서 수행한다. 독자적으로 또는 디코더(2314)와 함께 동작하는 디코더 모듈(2336)은, 액세스 프로브 신호들 중 하나를 식별하는 응답 내의 정보를 디코딩한다.

데이터/정보(2322)는 타이밍/주파수 구조 정보(2340), 사용자/장치/세션/자원 정보(2342), 복수의 액세스 프로브 신호 정보 세트들(제 1 액세스 프로브 신호 정보(2344),...,제 N 액세스 프로브 신호 정보(2346), 수신 비컨 신호 정보(2348), 타이밍 기준점 정보(2350), 액세스 프로브 이격(spacing)/오프셋 정보(2352), 수신 응답 신호 정보(2356), 및 타이밍 조정 정보(2358)를 포함한다. 타이밍/주파수 구조 정보(2340)는 다운링크 및 업링크 타이밍 및 주파수 구조 정보, 주기성 정보, 인덱싱 정보, OFDM 심볼 전송 시간 인터벌 정보, 슬롯들, 수퍼슬롯들, 비컨슬롯들 등과 같은 OFDM 심볼 전송 시간 인터벌들의 그루핑에 관련된 정보, 기지국 식별 정보, 비컨 신호 정보, 반복 인터벌 정보, 액세스 인터벌 정보, 업링크 반송파 주파수들, 다운링크 반송파 주파수들, 업링크 톤 블록 정보, 다운링크 톤 블록 정보, 업링크 및 다운링크 톤 호핑 정보, 기지국 식별 정보 등을 포함한다. 타이밍/주파수 구조 정보(2340)는 무선 통신 시스템에 존재할 수 있는 복수의 기지국들에 대응하는 정보를 포함한다. 사용자/장치/세션/자원 정보(2342)는 WT(2300)의 사용자들에 대응하는 정보, 및 WT(2300)와 통신 세션이 있는 피어들에 대응하는 정보를 포함하며, 예컨대 식별자들, 주소들, 라우팅 정보, 할당된 무선 링크 자원, 예컨대 다운링크 트래픽 채널 세그먼트들, 지상 기지국들과의 멀티-톤 모드에 대한 업링크 트래픽 채널 세그먼트들, 위성 BS와의 업링크 시그널링을 위한 단일 전용 논리 톤, 기지국 할당 WT 사용자 식별자 등을 포함한다. 제 1 액세스 프로브 정보(2344)는 액세스 프로브에 대응하는, 예컨대 수퍼슬롯의 시작부에 대한, 타이밍 오프셋 정보, 수퍼슬롯 인덱스를 식별하는 정보, 코딩된 정보, 비컨슬롯을 식별하는 정보 등을 포함한다. 제 N 액세스 프로브 정보(2346)는 상기 액세스 프로브에 대응하는, 예컨대 수퍼슬롯의 시작부에 대한, 타이밍 오프셋 정보, 수퍼슬롯 인덱스를 식별하는 정보, 코딩된 정보, 비컨슬롯을 식별하는 정보 등을 포함한다. 액세스 프로브 정보의 상이한 세트들(2344, 2346)은, 예컨대 상이한 타이밍 오프셋들이지만 동일한 수퍼슬롯인, 부분적으로 또는 완전히, 상이한 정보를 포함할 수 있다. 또한 액세스 프로브 신호 정보(2344, 2346)는 사용자 식별 정보, 예컨대 WT 할당 및/또는 고유 액세스 프로브 신호 식별자, 및 상기 액세스 프로브 신호와 관련된 톤 정보를 포함할 수 있다. 수신 비컨 신호 정보(2348)는 수신된 비컨 신호로부터의 정보, 예컨대 상기 비컨을 특정 기지국, 반송파 주파수, 및/또는 섹터와 관련시키는 정보, 비컨 신호 강도 정보, WT가 타이밍 기준점을 확립하게 하여주는 정보 등을 포함한다. 타이밍 기준점 정보(2350)는, 예컨대 수퍼슬롯 인덱싱이 기반하는 비컨슬롯 시작부인, 기준점을 설정하는, 예컨대 다운링크 비컨 시그널링을 이용하여 결정되는, 정보를 포함한다. 액세스 프로브 시그널링 전송 타이밍은 확립된 타이밍 기준점 정보(2350)에 대하여 참조될 수 있다. 액세스 프로브 이격/오프셋 정보(2352)는, 액세스 프로브들의 시퀀스 내의 액세스 프로브들에 관한 타이밍 정보, 예컨대 연속적인 액세스 프로브들 간의 델타 시간 인터벌을 포함한다. 예를 들어, 각각의 액세스 인터벌 듀레이션이 수퍼슬롯보다 작지만, 타이밍 모호성이 액세스 인터벌 듀레이션보다 큰 경우에, 다수의 연속적인 액세스 프로브들이 상기 액세스 인터벌 듀레이션과 같거나 작은 델타 시간 인터벌만큼 이격될 수 있으며, 그 수는 타이밍 모호성 범위를 커버할 정도가 된다. 수신 응답 신호 정보(2356)는 타이밍 정정 정보를 포함하는 액세스 프로브 시그널링에 응답하여 수신된 정보를 포함한다. 상기 타이밍 정정 정보는 코딩될 수 있다. 또한 일부 실시예들에서, 상기 응답 신호 정보(2356)는 연속적인 액세스 프로브들의 시퀀스 내의 액세스 프로브 신호들 중 어느 것이 응답받을 것인지를 식별하는 정보를 포함한다. 타이밍 조정 정보(2358)는 상기 수신된 응답 신호로부터 추출된 타이밍 정정 정보 및 상기 정정 정보를 적용한 결과로서 전송 타이밍에 대한 변경들을 지시하는 정보를 포함한다. 또한 수신 응답 신호 정보(2356)는 WT 식별자 및/또는 고유 액세스 프로브 신호 식별자를 포함할 수 있다.

도 24는 본 발명에 따라서 구현되는 예시적인 무선 단말(2400), 예컨대 이동 노드의 도면이다. 예시적인 WT(2100)는 본 발명의 무선 통신 시스템들의 다양한 실시예들에서 이용될 수 있다. 예시적인 WT(2400)는 수신기(2402), 송신기(2404), 처리기(2406), 및 다양한 구성요소들이 데이터 및 정보를 교환할 수 있는 버스(2410)를 통해 합께 접속되는 메모리(2408)를 포함한다. 상기 메모리(2408)는 루틴들(2420) 및 데이터/정보(2422)를 포함한다. 처리기(2406), 예컨대 CPU는, 상기 루틴들을 실행하고 메모리(2408)의 데이터 정보(2422)를 이용하여 WT(2400)의 동작을 제어하고 본 발명의 방법들을 구현한다.

수신기(2402), 예컨대 OFDM 수신기는, WT(2400)가 기지국으로부터 타이밍 조정 정보를 포함하는 비컨 신호들 및 응답 신호들을 포함하는 다운링크 신호들을 수신할 수 있는 수신 안테나(2412)에 접속된다. 송신기(2404), 예컨대 OFDM 송신기는, WT가 액세스 프로브 신호들을 포함하는 업링크 신호들을 기지국으로 전송할 수 있는 송신 안테나(2416)에 접속된다. 액세스 프로브 신호들의 타이밍은 수퍼슬롯들로부터의 오프셋들을 포함하며, 어느 수퍼슬롯 및 어느 비컨슬롯에서 주어진 액세스 프로브 신호를 전송할 것인지가 송신기(2404)에서 제어가능하다. 수신기(2402)는 다운링크 신호들을 디코딩하는데 이용되는 디코더 모듈(2414)을 포함하는 반면, 송신기(2404)는 업링크 신호들을 인코딩하기 위한 인코더 모듈(2418)을 포함한다.

루틴들(2420)은 WT(2400)에 의해 이용되는 통신 프로토콜들을 구현하기 위한 통신 루틴(2424) 및 WT(2400)의 동작들을 제어하기 위한 WT 제어 루틴들(2425)을 포함한다. WT 제어 루틴들(2425)은 수신 신호 처리 모듈(2426), 코딩 모듈(2428), 송신기 제어 모듈(2430), 모니터링 모듈(2432), 전송 타이밍 조정 모듈(2434), 및 디코더 모듈(2436)을 포함한다. 수신 신호 처리 모듈(2426)은 비컨 신호들을 포함하는 신호들을 처리하고 적어도 하나의 비컨 신호로부터 다운링크 타이밍 기준점을 결정한다. 독자적으로 또는 인코더(2118)와 함께 동작하는, 코딩 모듈(2128)은 업링크 신호들 내의 정보를 코딩하며, 예컨대 WT(2400)에 의해 전송되는 액세스 프로브 신호 내의 WT 식별자 및/또는 고유 액세스 프로브 식별자를 인코딩하여, 액세스 프로브가 다른 WT들에 의해 전송되었을 수 있는 다른 액세스 프로브들과 BS에 의해 구분되게 하여 준다. 송신기 제어 모듈(2430)은, 예컨대 상이한 액세스 프로브들에 대해 상이한 타이밍 오프셋들인, 타이밍 오프셋들을 가지고 전송되는 액세스 프로브 신호들을 제어하는 것을 포함하는 송신기(2404)의 동작들을 제어하도록 동작된다. 일부 실시예들에서, 송신기 제어 모듈(2430)은 연속적인 액세스 프로브들의 전송을 WT로부터 기지국으로의 시그널링 시간 더하기 신호 처리 시간의 두배보다 더 크게 제어하여, 예컨대 WT(2400)가 다른 액세스 프로브 발행(issue) 전에 액세스 프로브가 응답되었는지를 알게 하여 준다. 모니터링 모듈(2432)은 액세스 프로브 신호에 대한 응답이 기지국으로부터 수신되었는지를 결정하는데 이용된다. 타이밍 조정 모듈(2434)은 상기 모니터링 모듈(2432)에 응답하며 전송 타이밍 조정을 수신된 액세스 프로브 응답에 포함된 정보의 함수로서 수행한다. 예를 들어, 상기 전송 타이밍 조정 모듈(2434)은, 타이밍 조정을 계산하기 위해, 언제 액세스 프로브가 전송되었는지에 대하여 WT(2400)에 알려진 정보와 함께, 수신된 응답 신호 내의 정보, 예컨대 서브-수퍼슬롯(sub-superslot) 타이밍 오프셋 정정 정보(2464), 및 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정값 또는 기지국에서의 수신을 지시하는 수퍼슬롯 위치 지시자 중 하나를 이용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 수신된 응답 신호는 서브-수퍼슬롯 타이밍 오프셋 정보를, 예컨대 상기 응답 신호 내의 코딩된 비트들로 전달하며, 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 정보는 상기 응답 신호의 전송 시간을 통해 전달된다. 일부 실시예들에서, 독자적으로 또는 디코더(2414)와 함께 동작하는 수신기 제어 및 디코더 모듈(2436)은, 기지국으로부터 액세스 프로브 응답 신호를 수신하고 대응하여 i) 지시되는 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정량(상기 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정량은 수퍼슬롯 시간 주기의 정수배임); 및 ii) 기지국이 수신된 응답이 대응하는 액세스 프로브 신호를 수신한 비컨 슬롯 내의 수퍼슬롯의 위치를 지시하는 수퍼슬롯 식별자 중 적어도 하나를 추출하여 정보를 디코딩한다. 일부 실시예들에서, 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋은 서브-수퍼슬롯 시간 오프셋과 함께 단일 코딩된 값으로서 코딩되었으며 모듈(2436)은 상기 디코딩 동작을 수행한다. 일부 실시예들에서, 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋은 서브-수퍼슬롯 시간 오프셋과 별도로 두 개의 별도로 코딩된 값들로서 코딩되었으며 모듈(2436)은 상기 디코딩 동작을 수행한다. 일부 실시예들에서, 서브-슬롯(sub-slot) 타이밍 오프셋이 상기 응답 신호의 코딩된 비트들을 통해 전달되며 주 수퍼슬롯 오프셋은, 예컨대 상이한 양들만큼 오프셋되는 응답 신호 내의, 응답 신호 전송 시간 제어를 거쳐 전달된다. 일부 실시예들에서 상기 응답 신호는 WT 식별자 및/또는 고유 액세스 프로브 신호 식별자(2465)를 포함하여 WT(2400)가 상기 응답 신호가 WT(2400)를 향한 것이며 시스템 내의 다른 WT를 향한 것이 아님을 인식할 수 있게 된다.

데이터/정보(2422)는 타이밍/주파수 구조 정보(2440), 사용자/장치/세션/자원 정보(2442), 복수의 액세스 프로브 신호 정보 세트들(제 1 액세스 프로브 신호 정보(2444),...,제 N 액세스 프로브 신호 정보(2446)), 수신 비컨 신호 정보(2448), 타이밍 기준점 정보(2450), 초기 타이밍 오프셋 정보(2452), 스텝 크기 정보(2454), 수신 응답 신호 정보(2456), 및 타이밍 조정 정보(2458)를 포함한다. 타이밍/주파수 구조 정보(2440)는 다운링크 및 업링크 타이밍 및 주파수 구조 정보, 주기성 정보, 인덱싱 정보, OFDM 심볼 전송 시간 인터벌 정보, 슬롯들, 수퍼슬 롯들, 비컨슬롯들 등과 같은 OFDM 심볼 전송 시간 인터벌들의 그루핑에 관련된 정보, 기지국 식별 정보, 비컨 신호 정보, 반복 인터벌 정보, 액세스 인터벌 정보, 업링크 반송파 주파수들, 다운링크 반송파 주파수들, 업링크 톤 블록 정보, 다운링크 톤 블록 정보, 업링크 및 다운링크 톤 호핑 정보, 기지국 식별 정보 등을 포함한다. 타이밍/주파수 구조 정보(2440)는 무선 통신 시스템에 존재할 수 있는 복수의 기지국들에 대응하는 정보를 포함한다. 사용자/장치/세션/자원 정보(2442)는 WT(2400)의 사용자들에 대응하는 정보, 및 WT(2400)와 통신 세션이 있는 피어들에 대응하는 정보를 포함하며, 예컨대 식별자들, 주소들, 라우팅 정보, 할당된 무선 링크 자원, 예컨대 다운링크 트래픽 채널 세그먼트들, 지상 기지국들과의 멀티-톤 모드에 대한 업링크 트래픽 채널 세그먼트들, 위성 BS와의 업링크 시그널링을 위한 단일 전용 논리 톤, 기지국 할당 WT 사용자 식별자 등을 포함한다. 제 1 액세스 프로브 정보(2444)는 액세스 프로브에 대응하는, 예컨대 수퍼슬롯의 시작부에 대한, 타이밍 오프셋 정보, 수퍼슬롯 인덱스를 식별하는 정보, 코딩된 정보, 비컨슬롯을 식별하는 정보 등을 포함한다. 제 N 액세스 프로브 정보(2446)는 상기 액세스 프로브에 대응하는, 예컨대 수퍼슬롯의 시작부에 대한, 타이밍 오프셋 정보, 수퍼슬롯 인덱스를 식별하는 정보, 코딩된 정보, 비컨슬롯을 식별하는 정보 등을 포함한다. 액세스 프로브 정보의 상이한 세트들(2444, 2446)은, 부분적으로 또는 완전히 상이한 정보, 예컨대 상이한 타이밍 오프셋들, 상이한 수퍼슬롯 인덱스 값들 또는 상이한 타이밍 오프셋들, 동일한 수퍼슬롯 인덱스 값을 포함할 수 있다. 또한 액세스 프로브 신호 정보(2444, 2446)는 사용자 식별 정보, 예컨대 WT 식별자 및/또는 고유 액세스 프로브 신호 식별자, 및 상기 액세스 프로브 신호와 관련된 톤 정보를 포함할 수 있다. WT 식별자 및/또는 고유 액세스 프로브 신호 식별자는 액세스 프로브 신호로 인코딩될 수 있어서, 예컨대 시스템 내의 다른 WT들로부터의 복수의 액세스 프로브들을 BS가 구분할 수 있으며, BS는 WT(2400)로 하여금 응답 신호가 WT(2400)를 향한다는 것을 알게 하여 주는 응답 신호들 내의 식별을 포함할 수 있다. 수신된 비컨 신호 정보(2448)는 수신된 비컨 신호로부터의 정보, 예컨대 비컨을 특정 기지국, 반송파 주파수, 및/또는 섹터와 관련시키는 정보, 비컨 신호 강도 정보, WT로 하여금 타이밍 기준점을 확립하게 하여주는 정보를 포함한다. 타이밍 기준점 정보(2450)는, 예컨대 수퍼슬롯 인덱싱이 기반하는 비컨슬롯 시작부인, 기준점을 설정하는, 예컨대 다운링크 비컨 시그널링을 이용하여 결정되는, 정보를 포함한다. 액세스 프로브 시그널링 전송 타이밍은 확립된 타이밍 기준점 정보(2450)에 대하여 참조될 수 있다. 초기 타이밍 오프셋 정보(2452)는 액세스 프로브들에 대한, 예컨대 수퍼슬롯 시작부에 대한, 타이밍 오프셋의 계산에 이용되는 초기 타이밍 오프셋 값을 식별하는 정보를 포함한다. 스텝 크기 정보(2454)는 고정 스텝 크기 타이밍 오프셋을 식별하는 정보를 포함하며, 이는 상기 초기 타이밍 오프셋에 정수배수로 가산되어, 예컨대 상이한 스텝 크기 타이밍 오프셋의 정수배들을 이용하는 상이한 액세스 프로브들을 갖는, 특정 액세스 프로브에 대한 수퍼슬롯의 시작부로부터의 오프셋을 결정한다. 상기 고정 스텝 크기는 일부 실시예들에서 기지국 액세스 인터벌의 듀레이션보다 작으며, 상기 기지국 액세스 인터벌은 기지국이 액세스 프로브 신호들에 응답하는 시간 주기이다. 수신 응답 신호 정 보(2454)는 타이밍 정정 정보를 포함하는 액세스 프로브 시그널링에 대한 응답 내의 수신된 정보를 포함한다. 수신 응답 신호 정보(2456)는 WT 식별자 및/또는 고유 액세스 프로브 신호 식별자(2465)를 포함할 수 있어서, WT(2400)로 하여금 응답 신호가 자신에 대한 것이며 시스템의 다른 WT에 대한 것이 아님을 인식하게 하여 준다. 또한 일부 실시예들에서, 상기 응답 신호 정보(2156)는, 예컨대 WT(2400)가 WT로부터 BS로의 신호 전송 시간의 두 배 보다 짧은 시간 인터벌에서 복수의 액세스 프로브들을 전송한다면, WT(2400)에 의해 액세스 프로브 신호들 중 어느 것이 응답될 것인지를 식별하는 정보를 포함한다. 상기 타이밍 정정 정보는 코딩될 수 있다. 또한 일부 실시예들에서, 상기 응답 신호 정보(2156)는 액세스 프로브 신호 중 어느 것이 응답될 것인지를 식별하는 정보를 포함한다. 수신 응답 신호 정보(2456)는 서브-수퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정 정보(2464), 그리고, 일부 실시예들에서, 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정 정보(2460) 중 적어도 하나, 예컨대 수퍼슬롯 시간 주기의 정수배를, 그리고, 예컨대 기지국이 상기 수신 응답이 대응하는 액세스 프로브 신호를 수신하는 비컨슬롯 내의 수퍼슬롯의 위치를 식별하는, 수퍼슬롯 위치 식별자(2462)를 포함한다. 타이밍 조정 정보(2458)는 상기 수신된 응답 신호로부터 추출된 타이밍 정정 정보 및, 예컨대 액세스 프로브에 대응하는 알려진 타이밍 정보와 함께, 상기 정정 정보를 적용한 결과로서 전송 타이밍에 대한 변경들을 지시하는 정보를 포함한다.

도 22는 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따라, 기지국, 예컨대 위성 기지국을 동작시키는 방법을 나타낸다. 상기 방법의 전부 또는 일부가 특정 실시예와 기 지국으로 전송되는 무선 단말 시그널링의 종류, 예컨대 전송되는 액세스 프로브들 상의 인코딩된 정보의 종류에 따라서 이용될 수 있다.

본 방법은 단계(2202)에서 시작되며, 예컨대 기지국이 초기화되고 동작된다. 동작은 병렬 경로들을 따라 병행하여 수행될 수 있는 단계들(2203 및 2204)로 진행한다. 단계(2203)에서 기지국은 미리 결정된 다운링크 타이밍 구조에 따라서 주기적으로 비컨 신호들을 전송하며, 적어도 하나의 비컨 신호가 각 비컨 슬롯 동안에 전송된다. 다양한 실시예들에서, 상기 비컨 신호는 통상적으로 사용자 데이터, 예컨대 텍스트, 비디오 또는 애플리케이션 데이터를 전송하는데 이용되는 것보다 더 높은 전력 레벨로 전송된다. 일부 실시예들에서, 비컨 신호는 협대역 신호이다. 일부 실시예들에서 비컨 신호는 하나의 수개의 연속적인 심볼 전송 시간 주기들, 예컨대 3 또는 4개의 연속적인 OFDM 심볼 전송 주기들 동안 전송되는 단일 톤 신호로서 구현된다. 비컨 신호들은 다운링크 타이밍 구조에 의해 결정된 바와 같이 주기적으로 전송된다.

비컨 전송 단계(2203)와 함께 발생할 수 있는, 단계(2204)에서, 기지국은, 예컨대 주기적으로 발생할 수 있는 액세스 인터벌들 동안, 모니터링하여 액세스 프로브 신호들을 검출한다. 일부 실시예들에서, 상기 주기적 액세스 인터벌들은 다운링크 수퍼슬롯의 주기보다 짧은 듀레이션을 갖는다. 액세스 프로브 신호들은 아직 기지국과의 업링크 타이밍 동기화를 완전히 이루지 못한 하나 이상의 통신 장치들로부터 수신될 수 있다. 수퍼슬롯 및/또는 서브-수퍼슬롯 업링크 타이밍 정정들이 상기 액세스 프로브들을 전송하는 무선 단말들이 심볼 레벨 업링크 타이밍 동기 화를 기지국과 달성하기 전에 요구될 수 있다. 단계(2204)에서 검출되는 각각의 액세스 프로브 신호에 대해, 동작은 단계(2206)로 진행한다. 단계(2206)에서, 상기 기지국은 액세스 프로브 신호가 수신되었던 상기 기지국에서 다운링크 수퍼슬롯 시간 주기의 인덱스를 결정한다. 이는 전송하는 통신 장치들이 액세스 프로브들을 전송하였던 것으로 여겨지는 수퍼슬롯과는 다를 수 있다. 액세스 프로브 신호가 어느 다운링크 수퍼슬롯에서 수신되었는지에 대한 결정은 내부 기지국 타이밍 정보(internal base station timing information) 및 언제 액세스 프로브가 수신되었는지의 정보를 이용하여 수행될 수 있다.

동작은 단계(2206)에서 단계(2208)로 진행한다. 단계(2208)에서, 기지국은 상기 액세스 프로브 신호에 디코딩 동작을 수행하여 상기 신호상에 인코딩되었을 수 있는 정보, 예컨대 액세스 프로브 식별자, 상기 전송 통신 장치를 식별하는 통신 장치 식별자, 및/또는 예를 들어, 상기 전송 장치가 액세스 프로브를 전송한 비컨 슬롯 내의 수퍼슬롯의 인덱스를 지시하는 다운링크 수퍼슬롯 식별자를 검출 동작을 수행한다.

액세스 프로브 정보가 디코딩되고 나면, 동작은 단계들(2210 및 2212)로 진행한다. 단계(2210)에서 기지국은 기지국으로 전송되는 신호들, 예컨대 OFDM 심볼들에 대한 수퍼슬롯 내의 적절한 심볼 레벨 타이밍을 달성하기 위해 수신된 프로브를 전송한 통신 장치에 의해 생성되는 서브-수퍼슬롯 업링크 전송 타이밍 정정 오프셋을 결정한다. 본 타이밍 정정 값은 수퍼슬롯의 듀레이션보다 작은 정정을 지시하는 값이다. 동작은 단계(2210)에서 단계(2214)로 진행한다.

단계(2212)는 수퍼슬롯 인덱스가 상기 수신된 액세스 프로브 상에 인코딩되는 일부 실시예들에서 수행되는 선택적 단계이다. 일부 그러나 전부는 아닌 실시예들에서 수행되는 단계(2212)에서, 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정이 액세스 프로브가 수신되었던 다운링크 수퍼슬롯의 결정된 인덱스와 디코딩된 수퍼슬롯 식별자가 지시하는 바와 같은 액세스 프로브가 디코딩된 수퍼슬롯 식별자에 의해 전송되었던 수퍼슬롯의 인덱스 간의 차이로부터 결정된다. 동작은 단계(2212)에서 단계(2214)로 진행한다.

단계(2214)는 수신된 액세스 프로브에 대한 응답이 발생되고 전송되는 단계이다. 일부 실시예들에서, 상기 응답은 응답이 대응하는 액세스 프로브가 기지국에 의해 수신된 다운링크 수퍼슬롯 시간 주기로부터 미리 결정된 다운링크 수퍼슬롯 오프셋을 갖는 다운링크 수퍼슬롯에서 전송된다. 상기 수퍼슬롯 오프셋은 기지국이 필요한 응답, 예컨대 액세스 프로브가 수신되었던 수퍼슬롯으로부터 하나 또는 두 개의 수퍼슬롯들을 처리하고 발생시키는데 충분하다. 응답이 수신된 수퍼슬롯으로부터 미리 결정된 알려진 수퍼슬롯 오프셋을 갖는 다운링크 수퍼슬롯에서 응답들을 전송하는, 그러한 실시예는 무선 단말이 상기 응답 타이밍으로부터 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 오류(error)를 추정하는 것을 허용한다.

액세스 프로브 신호들이 액세스 프로브가 수신되는 시점에 대한 미리 결정된 수퍼슬롯 오프셋에서 상기 응답을 전송하는 일부 실시예들에서, 상기 액세스 프로브 응답을 수신하는 무선 단말은 이하의 등식에 따라서 구현되는 주 타이밍 조정(main timing adjustment)을 계산한다:

주 타이밍 조정 = 2 x (액세스 프로브에 대한 응답이 수신된 수퍼슬롯의 인덱스 - 액세스 프로브가 수신된 통신 장치에 의해 결정되는 수퍼슬롯의 인덱스) - 고정 수퍼슬롯 지연) 곱하기(times) 수퍼슬롯의 주기. 상기 고정 수퍼슬롯 지연은 미리 결정된 오프셋의 함수이다. 상기 2 배곱(multipler)은 수반되는 상기 지연이 왕복 지연임을 고려하는 한편 상기 곱셈 다운링크 수퍼슬롯의 주기 배수(times)는 수퍼슬롯들의 듀레이션을 고려한다.

단계(2214)에서, 단계(2210)에서 결정된 상기 서브-수퍼슬롯 업링크 타이밍 오프셋 정정이 응답으로 인코딩된다. 추가로, 다른 정보도 발생되는 액세스 프로브 응답 신호로 인코딩될 수 있다. 각각의 상기 엘리먼트들은 별도로, 예컨대 별도의 오차 값들로서 코딩될 수 있거나 또는 결합되어, 예컨대 주 그리고 서브-수퍼슬롯 오차 정보가 단일 값으로서 코딩될 수 있다. 부-단계(2224)에서, 주 수퍼슬롯 업링크 타이밍 오프셋 정정, 예컨대 단계(2212)에서 발생되는 정정값은, 응답 신호로 코딩될 수 있다. 부-단계(226)에서, 액세스 프로브 신호가 수신되었던 다운링크 수퍼슬롯의 인덱스를 지시하는 수퍼슬롯 식별자가 상기 응답 신호로 인코딩된다. 부-단계(2228)에서, 상기 통신 장치 식별자 및/또는 응답되는 수신된 액세스 프로브에 대응하는 액세스 프로브 식별자가 상기 응답 신호로 인코딩된다. 상기 응답이 지향하는 통신 장치의 식별은 다수의 장치들이, 예컨대 경합(contention) 기반 액세스 프로세스의 일부로서, 요청들을 생성할 수 있는 다중-사용자(multi-user) 시스템에서 특히 유용할 수 있다. 동작은 단계(2214)로부터 상기 발생된 프로브가 액세스 프로브 응답 신호로서 전송되는 단계(2230)로 진행한 다. 그러나 단계(2232)에서 상기 수신된 검출된 액세스 프로브들에 대응하는 처리가 중지되며, 다른 액세스 프로브들의 수신 및 처리가 계속될 수 있다.

도 25는 본 발명의 따라서 구현되고 본 발명의 방법들을 이용하는, 예시적인 기지국(2500), 예컨대 위성 기반 기지국의 도면이다. 예시적인 기지국(2500)은, 본 발명에 따라서 구현되는, 예시적인 무선 통신 시스템의 BS일 수 있다. 상기 기지국(2500)은 종종 액세스 노드로서 지칭되며, 이는 상기 기지국이 WT들에 대해 네트워크 액세스를 제공하기 때문이다. 기지국(2500)은 수신기(2502), 송신기(2504), 처리기(2506), 및 다양한 구성요소들이 데이터 및 정보를 교환할 수 있는 버스(2510)를 통해 함께 접속되는 메모리(2508)를 포함한다. 수신기(2502)는, 예컨대 액세스 프로브 신호들을 포함하는, WT들로부터 수신된 업링크 신호들을 디코딩하는 디코더(2512)를 포함한다. 송신기(2504)는, 예컨대 다운링크 신호들 및 액세스 프로브들에 대한 다운링크 응답 신호들을 포함하는, WT들로 전송되는 다운링크 신호들을 인코딩하기 위한 인코더(2514)를 포함한다. 수신기(2502) 및 송신기(2504)는, 각각 업링크 신호들이 WT들로부터 수신되고 다운링크 신호들이 WT들로 전송되는 안테나들(2516, 2518)에 각각 접속된다. 일부 실시예들에서, 동일한 안테나가 수신기(2502) 및 송신기(2504)에 이용된다. WT들과의 통신에 추가하여, 기지국(2500)은 다른 네트워크 노드들과 통신할 수 있다. BS(2500)가 위성 BS인 일부 실시예들에서 BS는 지향성 안테나(directional antenna)와 고용량 링크(high capacity link)를 갖는 지상국(ground station)과 통신하며, 상기 지상국은 다른 네트워크 노드들, 예컨대 다른 기지국들, 라우터들, AAA 서버들, 홈 에이전트 노드 들 및 인터넷에 접속된다. 일부 그러한 실시예들에서, BS-WT 통신 링크들과 함께 전술한 동일한 수신기들(2502), 송신기들(2504), 및/또는 안테나들이 BS-네트워크 노드 지상국 링크들에 이용되는 한편, 다른 실시예들에서는 별도의 엘리먼트들이 다른 기능들에 이용된다. BS(2500)가 지상 기지국인 실시예들에서, BS(2500)는 BS(2500)를 다른 네트워크 노드들 및/또는 인터넷에 접속시키는 네트워크 인터페이스를 포함한다. 메모리(2508)는 루틴들(2520) 및 데이터/정보(2522)를 포함한다. 처리기(2506), 에컨대 CPU는 루틴들(2520)을 실행하고 메모리(2508)의 상기 데이터/정보(2522)를 이용하여 상기 기지국(2500)의 동작을 제어하고 본 발명의 방법들을 구현한다.

메모리(2508)는 통신 루틴(2524)과 기지국 제어 루틴(2526)을 포함한다. 통신 루틴(2524)은 기지국(2500)에 의해 이용되는 다양한 통신 프로토콜들을 구현한다. 기지국 제어 루틴(2526)은, 세그먼트들, 예컨대 다운링크 트래픽 채널 세그먼트들을 할당하는, 스케줄러 모듈(2528), 송신기 제어 모듈(2530), 수신기 제어 모듈(2536), 인코더 모듈(2546), 액세스 프로브 디코딩 및 처리 모듈(2548), 및 타이밍 정정 결정 모듈(2550)을 포함한다.

송신기 제어 모듈은 송신기(2504)의 동작을 제어한다. 송신기 제어 모듈(2530)은 비컨 모듈(2532) 및 액세스 프로브 응답 모듈(2534)을 포함한다. 비컨 모듈은 비컨 신호들의 전송, 예컨대 비컨슬롯 동안의 적어도 하나의 비컨 신호의 전송을 제어한다. 일부 실시예들에서, 상기 비컨 신호는 단일 톤 신호이다. 일부 실시예들에서, 상기 비컨 신호는 3 OFDM 심볼 전송 시간 주기들 보다 작은 듀레이 션을 갖는다. 액세스 프로브 응답 모듈(2542)은, 액세스 프로브 신호들에 응답하는, 응답 신호들의 발생 및 전송을 제어한다.

수신기 제어 모듈(2536)은 액세스 프로브 수신 및 검출 모듈(2540)을 포함한다. 수신기 제어 모듈(2536)은 수신기(2502) 동작을 제어한다. 액세스 프로브 수신 및 검출 모듈(2540)은 무선 단말들로부터 액세스 프로브 신호들을 수신하고 검출하는데 이용된다. 액세스 프로브 검출 모듈(2540)은 액세스 프로브 검출 모듈(2542) 및 액세스 시간 인터벌 결정 모듈(2544)을 포함한다. 액세스 시간 인터벌 결정 모듈(2544)은 비컨슬롯 동안의 각 수퍼슬롯의 일부 동안 발생하는 미리 결정된 주기적 시간 주기들을 식별하며, 상기 일부분은 수퍼슬롯의 절반(one half)보다 작고, 때때로 액세스 인터벌들 또는 슬롯들로 지칭되는 상기 미리 결정된 시간 주기들은 액세스 프로브들을 수신하기 위해 유보된다. 액세스 인터벌들 밖에서 도달하는 액세스 프로브들은 기지국에 의해 간섭으로 취급되며 응답되지 않는다. 일부 실시예들에서, 액세스 인터벌은 수퍼슬롯 인터벌의 25%보다 짧다. 예를 들어, 액세스 인터벌은 114개의 OFDM 심볼 전송 시간 인터벌들의 수퍼슬롯에 대응하는 8 또는 9개의 OFDM 심볼 전송 시간 인터벌들일 수 있다. 일부 실시예들에서, OFDM 심볼 전송 시간 인터벌은 근사적으로 100 마이크로-초이다. 액세스 프로브 검출 모듈(2542)은 액세스 시간 인터벌 결정 모듈(2544)에 의해 수락가능한 것으로 간주되는 시간 인터벌들 동안 도달하는 수신된 액세스 프로브들을 검출하고 처리한다.

홀로 또는 인코더(2514)와 함께 동작하는, 인코더 모듈(2546)은 기지국이 액세스 프로브 신호를 수신하는 동안의 비컨슬롯 내의 수퍼슬롯의 위치를 지시하는 수퍼슬롯 식별자를 응답 신호 내에 포함한다. 일부 실시예들에서, 홀로 또는 인코더(2514)와 함께 동작하는, 상기 인코더 모듈은 상기 응답 신호 내의 서브-수퍼슬롯 타이밍 정정 정보를 인코딩하며, 상기 수퍼-슬롯 타이밍 정정 정보는 수퍼슬롯의 듀레이션보다 작은 타이밍 조정을 지시한다.

독자적으로 또는 디코더(2512)와 함께 동작하는, 액세스 프로브 디코딩 및 처리 모듈(2548)은 수신된 액세스 프로브 신호들을 디코딩하여 인코딩된 정보, 예컨대 인코딩된 수퍼슬롯 식별자, WT를 식별하는 인코딩된 정보, 액세스 프로브 신호를 식별하는 인코딩된 정보를 복구한다.

일부 실시예들에서, 타이밍 정정 결정 모듈(2550)은 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정, 예컨대 수퍼슬롯의 듀레이션의 정수배를 디코딩된 수퍼슬롯 식별자와 액세스 프로브가 수신된 수퍼슬롯의 비컨슬롯 내의 수퍼슬롯 인덱스 간의 차이로부터 결정한다. 일부 실시예들에서, 타이밍 정정 결정(2550)은 비컨 전송 기준점에 기초하여 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정을, 그리고 수신된 액세스 프로브 신호의 기준점을 결정한다. 그러한 일부 실시예들에서, 액세스 프로브 신호는 WT가 액세스 프로브 신호를 전송하는 동안의 수퍼슬롯의 인덱스를 식별하는 정보를 전달한다. 일부 그러한 실시예들에서, 응답 신호는 WT에 의해 WT에 알려져 있지만, BS에는 알려지지 않은 액세스 신호 오프셋 정보와 결합되는 타이밍 조정 정보를 전달한다. 일부 그러한 실시예들에서, 서브-수퍼슬롯 타이밍 정정이 응답 신호 내에서 코딩된 비트들을 통해 전달되는 한편 상기 주 타이밍 오프셋 정보는 응답 신호의 전송 시간에 의해 전달된다.

데이터/정보(2522)는 기지국(2500)을 네트워크 부착점으로서 이용하는 무선 단말들에 대응하는 정보의 복수의 세트들(사용자 1/MN 세션 A 세션 B 데이터/정보(2554), 사용자 N/MN 세션 X 데이터/정보(2556))을 포함하는 사용자 데이터/정보(2552)를 포함한다. 그러한 WT 정보는, 예컨대 WT 식별자들, 라우팅 정보, 할당된 업링크 단일 논리 톤, 다운링크 세그먼트 할당 정보, 사용자 데이터/정보, 예컨대 음성 정보, 텍스트, 비디오, 음악 등의 데이터 패킷들, 정보의 코딩된 블록들을 포함할 수 있다. 또한 데이터/정보(2552)는 다운링크/업링크 타이밍 및 주파수 구조 정보(2576)를 포함하는 시스템 정보(2574), 비컨 신호 정보(2558), 수신 액세스 프로브 신호 정보(2560) 및 응답 신호 정보(2562)를 포함한다. 응답 신호 정보는 서브-수퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정 정보(2572), 그리고 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정 정보(2564), 수퍼슬롯 식별자 정보(2566), 통신 장치 식별자 정보(2568), 그리고 액세스 프로브 식별자 정보(2570) 중 적어도 하나를 포함한다.

일부 실시예들에서, 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정은 수퍼슬롯 시간 주기의 정수배이다. 수퍼슬롯 식별자는 기지국이 수신된 응답이 대응하는 액세스 프로브 신호를 수신하는 동안의 비컨슬롯 내의 수퍼슬롯의 위치를 지시하는데 이용될 수 있다. 통신 장치 식별자는 수신된 응답이 대응하는 액세스 프로브 신호를 전송한 통신 장치를 식별하는데 이용될 수 있다. 액세스 프로브 식별자는 상기 응답 신호가 대응하는 액세스 프로브를 식별하는데 이용될 수 있다.

다운링크/업링크 타이밍 및 주파수 구조 정보(2576)는 OFDM 심볼 전송 타이밍 정보, OFDM 심볼들, 예컨대 슬롯, 수퍼슬롯, 비컨슬롯, 액세스 인터벌 등 정보 의 그룹핑에 대응하는 정보, 비컨 타이밍 및 톤 정보, 예컨대 비컨슬롯 내의 수퍼슬롯들의, 인덱싱 정보, 업링크 및 다운링크에 이용되는 반송파 주파수들, 업링크 및 다운링크에 이용되는 톤 블록들, 업링크 및 다운링크에 이용되는 톤 호핑 정보, 기지국에서의 업링크 및 다운링크 타이밍 구조 간의 타이밍 관계들 및 오프셋들, 타이밍 구조 내의 주기적 인터벌들 등을 포함한다.

본 발명의 기술들은 소프트웨어, 하드웨어 및/또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 본 발명은, 장치, 예컨대 이동 단말들과 같은 이동 노드들, 기지국들, 본 발명을 구현하는 통신 시스템에 대한 것이다. 또한 본 발명에 따른, 방법들, 예컨대 이동 노드들, 기지국들 및/또는 통신 시스템들, 예컨대 호스트를 제어 및/또는 동작시키는 방법에 대한 것이다. 또한 본 발명은 기계(machine)가 본 발명에 따른 하나 이상의 단계들을 구현하도록 제어하는 기계 판독가능(machine readable) 명령(instruction)들을 포함하는, 기계 판독가능 매체(machine readable medium), 예컨대 ROM, RAM, CD들, 하드 디스크들 등에 대한 것이다.

다양한 실시예들에서 여기 기재된 노드들은 하나 이상의 모듈들을 이용하여 하나 이상의 본 발명의 방법들에 대응하는 단계들, 예를 들어, 신호 처리, 메시지 발생 및/또는 전송 단계들을 수행하도록 구현된다. 따라서, 일부 실시예들에서 본 발명의 다양한 특징들이 모듈들을 이용하여 구현된다. 그러한 모듈들은 소프트웨어, 하드웨어 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 상기 기재된 방법들 또는 방법 단계들 다수가, 예컨대 하나 이상의 노드들에서, 상기 기재된 방법들의 전부 또는 일부를 구현하기 위해 기계, 예컨대 추가적인 하드웨어를 구비하거나 구비하지 않은 범용 컴퓨터를 제어하는, 메모리 장치, 예컨대 RAM, 플로피 디스크 등과 같은 기계 판독가능 매체에 포함된, 소프트웨어와 같은, 기계 실행가능(machine executable) 명령들을 이용하여 구현될 수 있다. 따라서, 다른 것들 중에서, 본 발명은 기계, 예컨대 처리기 또는 관련 하드웨어로 하여금, 전술한 방법(들)의 하나 이상의 단계들을 수행하게 하는 기계 실행가능 명령들을 포함하는 기계-판독가능 매체에 대한 것이다.

본 발명의 타이밍 동기화 방법들 및 장치는 다양한 장치들 및 시스템들과 함께 이용될 수 있다. 본 발명의 방법들 및 장치는, 미국 실용 특허 출원 번호 11/184,051. 2005년 7월 18일에 출원되고 본 출원과 동일한 발명자들이 기재된 발명의 명칭 "통신 시스템, 방법 및 장치(COMMUNICATIONS SYSTEM, METHODS AND APPARATUS)"에 기재된 방법들 및 장치와 함께 이용하는데 적합하며, 함께 이용될 수 있다. 본 실용 특허 출원은 여기에 명시적으로 참조로서 통합되며 본 특허 출원의 개시사항의 일부로서 간주된다.

OFDM 시스템을 배경으로 기재된 반면, 본 발명의 방법들 및 장치 중 적어도 일부는, 많은 비-OFDM 및/또는 비-셀룰러 시스템들을 포함하는 다양한 범위의 통신 시스템들에 적용가능하다.

상기 기재된 본 발명의 방법들 및 장치에 대한 많은 추가적인 변형들이 본 발명의 상기 기재의 관점에서 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 그러한 변형들은 본 발명의 범위 내로 간주된다. 일부 실시예들에서 기지국들은 OFDM 신호들을 이용하는 이동 노드들(WT들)과 통신 링크를 확립하는 액세스 노드들로서 기능한다. 다양한 실시예들에서, WT들은 셀룰러 전화들, 노트북 컴퓨터들, 개인 휴대 정보 단말들(PDA들), 또는 본 발명의 방법들을 구현하기 위한, 수신기/송신기 회로들 및 논리 및/또는 루틴들을 포함하는 다른 휴대용 장치들로서 구현된다.

Claims (26)

1. 비컨 시간 슬롯(beacon time slot)들이 다운링크에서 주기적으로 발생하는 주기적인 다운링크 타이밍 구조(timing structure)를 갖는 기지국을 동작시키는 방법으로서, 각각의 비컨 시간 슬롯은 복수의 수퍼슬롯(superslot)들을 포함하고, 비컨 슬롯 내의 상기 수퍼슬롯들은 수퍼슬롯 인덱스의 이용을 통해 식별가능하고, 각각의 수퍼슬롯은 복수의 심볼 전송 시간 주기(symbol transmission time period)들을 포함하며, 상기 방법은:

   액세스 프로브 신호(access probe signal)의 수신을 검출(detect)하기 위해 모니터링하는 단계;

   상기 액세스 프로브 신호에 대한 응답을 전송하는 단계를 포함하며, 상기 응답은:

   i) 지시되는 주 수퍼슬롯(main superslot) 타이밍 오프셋 정정(timing offset correction)량 ― 상기 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정량은 수퍼슬롯 시간 주기의 정수배임 ―;

   ii) 상기 기지국이 수신된 응답이 대응하는 상기 액세스 프로브 신호를 수신했던 비컨 슬롯 내부의 다운링크 수퍼슬롯의 위치를 지시하는 수퍼슬롯 식별자(identifier);

   iii) 상기 수신된 응답이 대응하는 상기 액세스 프로브 신호를 전송했던 통신 장치를 식별하는 식별자, 및

   iv) 상기 응답이 응답하는 상기 액세스 프로브를 식별하는 식별자 중 적어도 하나를 지시하는 정보를 포함하는, 기지국을 동작시키는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   액세스 프로브의 수신을 검출하기 위해 모니터링하는 상기 단계는 업링크 타이밍 구조의 액세스 인터벌들의 발생(occurence)에 따라서 미리 결정된 주기마다 수행되며, 각각의 액세스 인터벌은 다운링크 수퍼슬롯 시간주기보다 짧은, 기지국을 동작시키는 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 액세스 프로브 신호에 대한 응답을 전송하는 상기 단계는 상기 응답이 수신되었던 시간으로부터 미리 결정된 수퍼슬롯 시간 오프셋(time offset)을 갖는 다운링크 수퍼슬롯에 상기 응답을 전송하는 단계를 포함하는, 기지국을 동작시키는 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   응답을 전송하는 상기 단계는 응답되는 상기 액세스 프로브를 전송한 장치를 식별하는 장치 식별자 및 서브-수퍼슬롯 타이밍 정정 지시자 값(sub-superslot timing correction indictor value)을 전송하는 단계를 포함하는, 기지국을 동작시키는 방법.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 모니터링 단계는 업링크 타이밍 구조에서 발생하는 각각의 액세스 인터벌(access interval) 동안의 일부 동안 수행되는, 기지국을 동작시키는 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   각각의 비컨 슬롯 동안 적어도 하나의 비컨 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는, 기지국을 동작시키는 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 비컨 신호는 단일 톤 신호(single tone signal)인, 기지국을 동작시키는 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 비컨 신호는 3 개의 OFDM 심볼 전송 시간 주기들보다 작은 듀레이션을 갖는, 기지국을 동작시키는 방법.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 액세스 프로브 신호는 OFDM 신호인, 기지국을 동작시키는 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    수신된 액세스 프로브에 대한 응답을 전송하는 단계는 상기 기지국이 상기 액세스 프로브 신호를 수신했던 다운링크 비컨 슬롯 내의 상기 수퍼슬롯의 위치를 지시하는 다운링크 수퍼슬롯 식별자(identifier)를 인코딩하는 단계를 포함하는, 기지국을 동작시키는 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    수신된 액세스 프로브 신호에 대한 응답을 전송하는 단계는:

    서브-수퍼슬롯 업링크 타이밍 정정 정보를 상기 응답에 인코딩하는 단계를 더 포함하며, 상기 서브-수퍼슬롯 업링크 타이밍 정정 정보는 수퍼슬롯의 듀레이션보다 작은 타이밍 조정(timing adjustment)을 지시하는, 기지국을 동작시키는 방법.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 수신된 액세스 프로브는 인코딩된 다운링크 수퍼슬롯 식별자를 포함하며, 상기 방법은:

    상기 인코딩된 수퍼슬롯 식별자를 디코딩하는 단계;

    상기 디코딩된 수퍼슬롯 식별자와 상기 액세스 프로브가 수신되었던 다운링크 수퍼슬롯의 다운링크 비컨 슬롯 내의 수퍼슬롯 인덱스 간의 차이로부터 다운링크 수퍼슬롯의 듀레이션의 정수배인 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정(main superslot timing offset correction)을 결정하는 단계를 더 포함하는, 기지국을 동작시키는 방법.
13. 제 9 항에 있어서,

    상기 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정은 정수값이며 수신된 액세스 프로브 신호에 대한 응답을 전송하는 단계는:

    결정된 주 수퍼슬롯 업링크 타이밍 정정을 상기 응답에 인코딩하는 단계를 더 포함하는, 기지국을 동작시키는 방법.
14. 제 13 항에 있어서,

    수신된 액세스 프로브 신호에 대한 응답을 전송하는 단계는:

    서브-수퍼슬롯 업링크 타이밍 정정 정보를 상기 응답에 인코딩하는 단계를 더 포함하며, 상기 서브-수퍼슬롯 업링크 타이밍 정정 정보는 상기 수퍼슬롯의 듀레이션보다 작은 타이밍 조정을 지시하는, 기지국을 동작시키는 방법.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 및 상기 서브-수퍼슬롯 시간 오프셋은 단일 코딩된 값(single coded value)의 일부로서 인코딩되는, 기지국을 동작시키는 방법.
16. 제 14 항에 있어서,

    상기 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 및 상기 서브-수퍼슬롯 시간 오프셋은 두 개의 개별 값들로서 인코딩되는, 기지국을 동작시키는 방법.
17. 제 1 항에 있어서,

    상기 기지국은 위성 기지국이며 상기 액세스 프로브 신호 및 상기 전송되는 응답은 OFDM 신호들인, 기지국을 동작시키는 방법.
18. 비컨 시간 슬롯들이 주기적으로 발생하는 주기적인 다운링크 타이밍 구조(timing structure)를 이용하는 기지국으로서, 각각의 비컨 시간 슬롯(beacon time slot)은 복수의 수퍼슬롯(superslot)들을 포함하고, 비컨 슬롯(beacon slot) 내의 상기 수퍼슬롯들은 수퍼슬롯 인덱스의 이용을 통해 식별가능하고, 각각의 수퍼슬롯은 복수의 심볼 전송 시간 주기(symbol transmission time period)들을 포함하며, 상기 기지국은:

    무선 단말로부터의 액세스 프로브(access probe) 신호를 수신하고 검출(detect)하기 위한 수신기 모듈;

    상기 액세스 프로브 신호에 응답하여, 적어도:

    i) 지시되는 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정(main superslot timing offset correction)량 ― 상기 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정량은 수퍼슬롯 시간 주기의 정수배임 ―;

    ii) 상기 기지국이 수신된 응답이 대응하는 상기 액세스 프로브 신호를 수신했던 비컨 슬롯 내의 수퍼슬롯의 위치를 지시하는 수퍼슬롯 식별자(identifier);

    iii) 상기 수신된 응답이 대응하는 상기 액세스 프로브 신호를 전송한 통신 장치를 식별하는 식별자, 및

    iv) 상기 응답이 응답하는 상기 액세스 프로브를 식별하는 식별자 중 하나를 지시하는 정보를 포함하는 응답을 전송하기 위한 송신기 모듈을 포함하는 기지국.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 수신기 모듈은 미리결정된 주기적인 시간 주기들 동안 액세스 프로브의 수신을 검출하는 수단을 포함하며, 상기 미리 결정된 주기적인 시간 주기들 중 적어도 하나는 각각의 비컨 슬롯 내의 적어도 하나의 수퍼슬롯 시간 주기의 일부 동안 발생하며, 상기 일부는 수퍼슬롯의 듀레이션의 절반(one half)보다 작은, 기지국.
20. 제 18 항에 있어서,

    각각의 비컨 슬롯 동안 적어도 하나의 비컨 신호를 전송하기 위한 수단을 더 포함하는, 기지국.
21. 제 20 항에 있어서,

    상기 비컨 신호는 단일 톤 신호(single tone signal)인, 기지국.
22. 제 21 항에 있어서,

    상기 비컨 신호는 3 개의 OFDM 심볼 전송 시간 주기들보다 작은 듀레이션을 갖는, 기지국.
23. 제 18 항에 있어서,

    상기 전송된 응답 신호 내에, 상기 기지국이 상기 액세스 프로브 신호를 수신했던 비컨 슬롯 내의 상기 수퍼슬롯의 위치를 지시하는 수퍼슬롯 식별자(superslot identifier)를 포함하기 위한 인코더 모듈을 더 포함하는, 기지국.
24. 제 18 항에 있어서,

    서브-수퍼슬롯(sub-superslot) 업링크 타이밍 정정(uplink timing correction) 정보를 상기 응답에 인코딩하기 위한 인코더 모듈을 더 포함하며, 상기 서브-수퍼슬롯 업링크 타이밍 정정 정보는 수퍼슬롯의 듀레이션보다 작은 타이밍 조정(timing adjustment)을 지시하는, 기지국.
25. 제 24 항에 있어서,

    상기 수신된 액세스 프로브는 통신 장치 식별자(communication device identifier)를 포함하고 그리고

    상기 기지국은:

    상기 인코딩된 통신 장치 식별자를 복원(recover)하기 위해 상기 수신된 액세스 프로브를 디코딩하기 위한 디코딩 모듈을 더 포함하는, 기지국.
26. 제 18 항에 있어서,

    상기 수신된 액세스 프로브는 인코딩된 수퍼슬롯 식별자를 포함하며, 상기 기지국은:

    상기 인코딩된 수퍼슬롯 식별자를 복구하기 위해 상기 수신된 액세스 프로브를 디코딩하기 위한 디코딩 모듈;

    상기 디코딩된 수퍼슬롯 식별자 및 상기 액세스 프로브가 수신된 상기 수퍼슬롯의 비컨 슬롯 내의 상기 다운링크 수퍼슬롯 인덱스 간의 차이로부터 수퍼슬롯의 듀레이션의 정수배인 주 수퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정(main superslot timing offset correction)을 결정하기 위한 타이밍 정정 결정 모듈을 더 포함하는, 기지국.

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