KR100968387B1 - 원격 기지국과의 업링크를 지원하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

지상 및 위성 기지국 접속도 양자를 지원하는 OFDM 시그널링을 사용하는 무선 단말기는, 지상 기지국과의 동기화된 무선 링크를 확립하기 위해 동작의 제 1 모드에서 종래의 액세스 프로브 시그널링을 사용하여 동작한다. 위성 기지국과의 타이밍 동기화된 무선 링크를 확립하기 위해 사용된 동작의 제 2 모드에서, 약간 변형된 액세스 프로토콜이 이용된다. 무선 단말기와 위성 기지국 사이의 라운드 트립 시그널링 시간 및 타이밍 모호성은 지상 기지국에 대한 것보다 실질적으로 더 크다. 변형된 액세스 프로토콜은 비컨슬롯내의 슈퍼슬롯 인덱스를 고유하게 식별하기 위해 액세스 프로브 신호들의 코딩을 사용한다. 변형된 프로토콜은 타이밍 모호성을 추가적으로 리졸빙하기 위해 상이한 타이밍 오프셋들을 갖는 다중의 액세스 프로브들을 사용하고, 위성 기지국 액세스 모니터링 간격이 지속기간에서 작게 유지하게 한다. 지상 기지국 위치/접속 정보는 초기 타이밍을 추정하기 위해 사용된다.

업링크, 다운링크, 지상기지국, 위성 기지국

Description

원격 기지국과의 업링크를 지원하기 위한 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUS FOR SUPPORTING UPLINKS WITH REMOTE BASE STATIONS}

발명의 분야

본 발명은, 지상 기지국 및/또는 위성 기지국으로 업링크 신호를 전달하기 위해 OFDM 톤들을 사용하는 OFDM 시스템을 구현하는데 사용될 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.

배경

와이드 영역에서의 핸드헬드 통신 디바이스의 위치와 관계없이 그 통신 디바이스, 예를 들어, 휴대용 전화기를 사용하여 통신하는 능력은, 대단한 가치가 있는 것이다. 그러한 디바이스의 가치는 종래의 소비자 기반 애플리케이션의 경우뿐만 아니라 군용 애플리케이션에 중요하다.

지상 기지국들은 음성 및/또는 데이터 서비스를 지원하기 위해 다양한 지표 기반 위치에서 인스톨된다. 일반적으로, 그러한 기지국들은 기껏해야 몇 마일의 커버리지 영역을 갖는다. 따라서, 사용 동안 종래의 셀 전화기와 기지국 사이의 거리는 일반적으로 단지 몇 마일이다. 일반적인 사용 동안 셀 전화기와 지상 기지국 사이의 비교적 작은 거리를 가정하면, 일반적으로 핸드헬드 셀 전화기는, 비교적 와이드하고 많은 경우 비교적 높은 데이터 레이트를 지원할 수 있는 대역폭을 사용하여, 예를 들어, 업링크를 통해 기지국으로 송신하는데 충분한 전력을 갖는다.

지상 기지국들의 사용에 기초한 하나의 공지된 시스템의 경우, 사용자 데이터를 기지국들에 송신하기 위해 복수의 OFDM 톤들, 예를 들어, 일부 경우 7 이상의 톤들이 무선 단말기에 의해 병렬로 사용된다. 공지된 시스템에서, 일반적으로, 업링크를 통해 전달될 사용자 데이터 및 업링크를 통해 전달될 제어 신호들은 개별적으로 코딩된다. 공지된 시스템에서, 무선 단말기는, 지상 기지국으로 송신되는 하나 이상의 업링크 요청들에 응답하여 할당될 톤들에 대응하는 업링크 트래픽 세그먼트들로 업링크 제어 시그널링하는 전용 톤을 할당받을 수도 있다. 공지된 시스템에서, 업링크 트래픽 채널 세그먼트 할당 정보는, 송신된 요청에 응답하는 업링크 트래픽 채널 세그먼트들의 할당을 나타낼 수도 있는 할당 신호들을 모니터링하는 무선 단말기들로 브로드캐스팅된다. 주기적으로, 공지된 시스템의 기지국은, 종종 비컨 (beacon) 슬롯으로서 지칭되는 시간의 주기에 걸쳐 순환하는, 비컨 신호들로서 지칭되는 타이밍 동기화 신호들에 의한 타이밍 동기화를 위해 사용될 수 있는 신호들을, 또한, 브로드캐스팅한다.

인구가 지상 기지국의 비용을 정당화하는데 충분한 영역에서는 지상 기지국들이 유용하지만, 행성상의 많은 위치들에서, 기지국을 배치하는데 상업적인 정당성이 불충분하고 및/또는 지리적 이슈로 인해 영구적인 지상 기지국을 배치하는 것이 실용적이지 않다. 예를 들어, 해양, 사막 지역 및/또는 빙상 (ice sheet) 에 의해 커버링된 지역과 같이 물리적으로 거주불가능한 영역에서, 지상 기지국을 배치 및 유지하는 것은 어렵거나 실용적이지 않을 수도 있다.

일부 지리적 영역에서 기지국들의 부족은, 셀 전화기를 사용하여 통신하는데 불가능한 "데드 구역 (dead zone)" 을 유도한다. 셀 전화기 커버리지가 미싱 (missing) 되고 있는 영역들의 수를 제거하려고 시도하기 위해, 회사들은 신규한 기지국들을 배치하는 것을 계속할 수도 있지만, 상술된 원인때문에, 가까운 장래에 있어서, 지상 기지국들로부터의 셀 전화기 커버리지가 획득될 수 없는 행성의 많은 영역들이 남겨질 수도 있다.

지상 기지국에 대한 대안은 기지국으로서 위성을 사용하는 것이다. 위성을 발사하는 비용을 생각하면, 위성 기지국은 배치하는데 매우 많은 비용이 든다. 또한, 정지 위성이 배치될 수 있는 행성상의 공간은 제한되어 있다. 정지 궤도에서의 위성이 지구에 관해 고정된 위치에 있다는 이점을 갖지만, 더 낮은 지구 궤도 위성이 또한 배치될 수 있으며, 하지만, 그러한 위성은 배치하는데 비용이 많이 들고 정지 위성보다 낮은 그 위성의 초기 궤도로 인해 더 짧은 시간의 주기 동안 궤도에서 유지될 것이다. 이동 전화기가 위치될 수도 있는 지구 표면으로부터 정지 궤도까지의 거리는, 예를 들어, 약 22,226 마일에 상당하지만, 일부 추정은 22,300 마일이 더 양호한 추정치라고 제안한다. 이를 전체적으로 고려하여, 지구의 직경은 약 7,926 마일이다. 불운하게도, 위성 기지국의 경우에서 신호가 이동해야 하는 거리는, 통상적으로 기껏해야 몇 마일인, 종래의 지상 기지국에 도달하기 위해 신호가 일반적으로 이동하는 거리보다 상당히 더 길다.

알 수 있는 바와 같이, 정지 궤도에 대한 거리를 가정하면, 종종, 지상 기지국에 신호를 송신하는데 요구되는 것보다 더 높은 전력 레벨로 위성에 신호를 송신 할 필요가 있다. 그 결과, 대부분의 위성 전화기는, 셀 전화기를 구현하는데 사용되는 배터리, 전력 증폭기, 및 다른 회로의 사이즈로 인해 종래의 전화기와 비교하여 비교적 크고 부피가 크다. 비교적 크고 그에 따라 종종 부피가 큰 전력 증폭기에 대한 필요성은, 많은 종래의 통신 시스템이 이상적인 피크 대 평균 전력 비율 미만을 갖는다는 사실로부터 부분적으로 기인한다. 비교적 큰 피크 대 평균 전력 비율은, 동일한 평균 전력 출력의 경우에서 사용될 수 있는 것보다는 피크 전력 출력을 지원하기 위해 더 큰 증폭기가 포함될 것을 요구하지만, 여기서, 피크 대 평균 전력 비율은 더 낮다.

지상 기지국과 비교하여 위성 기지국에 대한 큰 거리 및/또는 비교적 큰 셀 사이즈를 가정하면, 업링크에서 OFDM 신호를 사용하는 지상 기지국을 위해 사용된 업링크 타이밍 동기화는, 위성 기지국과 통신하는 경우 충분한 업링크 심볼 타이밍 동기화를 달성하는데 충분하지 않을 수도 있다. 따라서, 긴 라운드 트립 딜레이 (round trip delay) 를 가지고 사용될 수 있는 개선된 타이밍 동기화 방법 및/또는 장치를 포함한 OFDM 업링크 시그널링을 지원하는 개선된 방법에 대한 필요성이 존재한다.

본 발명의 요약

본 발명은, 큰 커버리지 영역을 갖는 기지국들 및/또는 원격 기지국들을 포함하는 통신 시스템에서의 사용에 적합한 통신 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명의 방법 및 장치는, 통신 디바이스, 예를 들어, 무선 단말기의 업링크 송신 타이밍을 기지국 타이밍과 동기화시키기 위해 사용될 수 있다. 다운링 크에서 기지국으로부터 송신된 비컨 신호는 타이밍 동기화 프로세스를 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 광범위하게 다양한 비컨 신호들은 본 발명의 방법 및 장치를 지원하기 위해 사용될 수 있다. 일부 OFDM 실시형태에서, 비컨 신호들은, 하나 또는 몇몇의 연속 시간 주기 동안 하나 또는 몇몇의 톤들을 사용하여 다운링크에서 송신된다. 일부 실시형태에서, 비컨 신호들은, 특정 실시형태에 의존하여 하나, 2, 또는 3개의 연속하는 OFDM 심볼 송신 시간 동안 송신되는 단일 톤 신호로서 구현된다.

후술될 바와 같이, OFDM 시스템에서, 통신 디바이스에 의한 기지국으로의 신호들의 송신은, 동기화된 방식, 예를 들어, 사이클릭 프리픽스로 송신된 OFDM 심볼들의 경우 사이클릭 프리픽스 지속기간내에서 동기화 레벨로 그 신호들이 송신되는 기지국에 도달해야 한다.

본 발명의 방법 및 장치는, 원하는 레벨의 동기화를 달성하기 위해 단독으로 또는 결합하여 사용될 수 있는 다양한 방법 및 기술을 통해, 매우 원격인 기지국에 관해서도 달성될 그러한 레벨의 동기화를 지원 및 허용한다. 본 명세서에의 대부분의 설명이 다운링크 타이밍 구조 및 다운링크에서 발생한 비컨 슬롯에 초점을 두지만, 기지국 업링크 타이밍이 다운링크 타이밍에 관해 고정된 공지의 관계를 갖는다는 것을 알 수 있다. 수신 신호 및 신호가 기지국에서 수신되는 시간은, 신호가 업링크에서 수신되는 다운링크 심볼 송신 타이밍 및 다운링크 송신 슬롯의 관점에서 측정될 수 있다.

본 발명의 업링크 타이밍 구조는, 업링크 송신 타이밍의 관점에서 기지국과 동기화되지 않은 통신 디바이스가 액세스 요청을 생성할 수 있는 주기적인 간격에서 발생할 액세스 간격을 허용한다. 그러한 요청은 경쟁 기반일 수도 있다. 본 발명의 기지국은 액세스 요청에 대한 액세스 간격 동안 모니터링되고 타이밍 정정 및/또는 다른 정보로 응답한다. 액세스 간격은, 업링크 타이밍 구조의 엘리먼트가 다운링크 타이밍에 대한 고정된 공지의 관계에서 발생하는 동안의 간격이다. 일반적으로, 각각의 액세스 간격은, 지속기간에서 다운링크 슈퍼슬롯의 지속간격 미만인 지속간격을 갖는다.

다양한 실시형태에서, 슈퍼슬롯들 각각은 다중의 OFDM 심볼 송신 시간 주기, 예를 들어, 고정된 수의 OFDM 심볼 송신 시간 주기를 포함한다. 모든 구현에서 필요하지는 않지만 일부에서, 각각의 업링크 슈퍼슬롯은 액세스 간격을 포함한다. 업링크에서의 액세스 간격은 다운링크 슈퍼슬롯 및 다운링크에서 발생하는 비컨 신호의 시작에 관해 고정된 공지의 위치에서 발생한다. 따라서, 다운링크 타이밍 구조는 후술될 바와 같이 업링크 송신 타이밍을 제어하기 위한 참조로서 사용될 수 있다.

본 발명의 다수의 특성들은 타이밍 동기화에 관한 것이다. 본 발명의 다른 특성들은, 원격 기지국, 예를 들어, 무선 단말기의 위치로부터 100 마일 이상 이격된 기지국과의 타이밍 동기화를 등록 및 달성하기 위해 사용될 수 있는 특정 액세스 방법 및 장치에 관한 것이다.

다양한 실시형태에서, 원격 기지국은, 수십, 수백 또는 심지어 수천 마일의 관점에서 측정되는, 사용 동안 무선 단말기로부터의 최소 거리를 갖는 기지국이다. 정지 위성 기지국은 원격 기지국의 일 예이다. 정지 위성 기지국은 지구의 표면 위로 수 천 마일에 위치되며, 이 경우, 지구의 표면상 또는 심지어 상업 비행기에서의 통신 디바이스에 대한 최소 거리는 수 천 마일로 측정된다. 이것은, 예를 들어, 통상적인 사용 동안 무선 단말기의 최대 50 마일 이내이지만 더욱 통상적으로는 최대 5 마일 이내에 위치되는 지상 기지국일 수도 있는 근접 기지국과는 대조적이다.

본 발명의 셀 전화기를 포함하는 본 발명의 방법 및 장치는 지상 기지국 및 위성 기지국 양자를 갖는 통신 시스템에서의 사용에 매우 적합하지만, 본 발명의 방법 및 장치는, 고정된 양의 대역폭에 대한 출력 전력의 양에서의 큰 차이가 요구되는 광범위한 통신 애플리케이션에 매우 적합하다. 위성 예에서, 일반적으로, 지상 기지국에 대한 동일한 양의 송신 대역폭을 사용하는 성공적인 업링크 시그널링에 대해 요구되는 것보다, 고정된 양의 대역폭에 대한 훨씬 더 큰 양의 출력 전력이 위성 기지국에 대한 성공적인 업링크 시그널링에 대해 요구된다.

본 발명의 다양한 특성들은, 원격 기지국 및 비교적 근접한 기지국, 예를 들어, 위성 기지국 및 지상 기지국 양자와 통신할 수 있는 휴대용 통신 디바이스를 구현하기 위해 사용될 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따라 구현된 시스템은 복수의 근접 기지국 및 원격 기지국을 포함할 수도 있다. 그러한 일 시스템에서, 지상 기지국은, 지상 기지국의 배치를 정당화하기 위해 충분한 통신 트래픽을 통신 커버리지에 제공하는데 사용된다. 위성 기지국은, 예를 들어, 물리적 환경의 특성, 기지국에 대한 사이트의 부족, 또는 다른 원인으로 인 해 지상 기지국이 배치되지 않는 지역에서 커버리지를 채우기 위해 사용된다. 예시적인 시스템에서의 휴대용 통신 디바이스는, 예를 들어, 동작의 상이한 모드들 사이에서 스위칭함으로써 지상 기지국 및 위성 기지국 양자와 통신할 수 있다.

후술될 바와 같이, 다양한 실시형태에서, 시스템은 OFDM 시스템으로서 구현된다. 일부 실시형태에서, OFDM 시그널링은 다운링크 시그널링뿐만 아니라 업링크 시그널링에 대해 사용된다. OFDM 업링크 동작의 제 1 및 제 2 모드가 지원된다.

지상 기지국과의 통상적인 동작 동안, 무선 단말기는, 기지국으로 다중의 톤들을 통해 사용자 데이터를 동시에 송신하기 위해 업링크에서 병렬로 다중의 톤들을 사용한다. 이는 비교적 높은 데이터 레이트가 지원되게 한다. 멀티-톤 모드에서 동작할 경우, 사용자 데이터가 다중의 톤들을 통해 송신되는 시간의 일부 동안 평균 피크 대 평균 전력 비율은 제 1 비율이다. 후술될 바와 같이, 예를 들어, 위성 기지국과 통신하기 위해 사용되는 동작의 단일 톤 모드에서 동작하는 경우, 제 2, 즉 더 낮은 피크 대 평균 전력 비율이 달성된다. 따라서, 단일 톤 모드에서 동작하는 경우, 전력 증폭기는 더 효율적인 방식으로 사용될 수 있다. 다양한 실시형태에 있어서, 수개의 심볼 시간의 주기 동안 달성되는 멀티-톤 모드의 동작과 단일 톤 모드의 동작 사이의 피크 대 평균 전력 비율에서 차이는 4dB 이상이며 일반적으로 6dB이다.

단일-톤-모드는, 지상 기지국들과 통신하는 경우에 직면하는 통상적인 전력 제한하에서 OFDM 무선 단말기의 업링크 전력 버짓 (budget) 커버리지를 최대화하기 위해 그 무선 단말기를 동작시키는 방법이다. 이러한 모드는, 멀티-톤 채널들, 즉, ACK가 지원되지 않는 음성 링크의 낮은 레이트 데이터에 적합하다.

단일 톤 모드에서, 단말기는 OFDM 단일 톤을 한번에 송신할 것이다. 이러한 톤은 단일의 일정한 로지컬 톤으로서 표현되지만, 다양한 실시형태에서, 그 톤은, 일부 시스템에서 사용되는 다른 OFDM 채널들과 부합할 때 드웰 (dwell) 경계상에서 물리적 톤으로부터 물리적 톤으로 홉핑할 수 있다. 일 실시형태에서, 이러한 로지컬 톤은 지상 기지국과 통신하기 위해 사용되는 UL-DCCH 채널을 대체하며, 따라서, 표준 멀티-톤 모드에서 동작하는 다른 OFDM 사용자들과의 호환성을 유지한다.

일부 실시형태에서, 무선 단말기에 의해 사용되는 단일 톤 업링크 채널의 콘텐츠는 제어 데이터와 사용자 데이터의 멀티플렉스 (multiplex) 를 포함한다. 이러한 멀티플렉스는 코드 워드내의 필드 레벨에서 존재할 수도 있고, 즉, 채널 코딩 블록으로부터의 일부 비트들은 제어 데이터를 나타내기 위해 사용되고 나머지는 사용자 데이터를 나타낸다. 그러나, 다른 실시형태에서, 단일 톤 업링크 채널에서의 멀티플렉싱은 코드 워드 레벨에서 존재하며, 예를 들어, 제어 데이터는 채널 코딩 블록내에서 코딩되고, 사용자 데이터는 채널 코딩 블록내에서 코딩되며, 그 블록들은 단일 톤 업링크 채널에서의 송신을 위해 함께 멀티플렉싱된다. 일 실시형태에서, 단일 톤 채널이 사용자 데이터로 완전히 점유되지 않은 경우 (예를 들어, 음성 콜의 사일런스 억제 (silence suppression) 동안), 불필요한 송신 심볼 동안 송신기를 블랭크 (blank) 시키는 것이 가능하며, 그에 의해, 이러한 주기 동 안 신호가 전송될 필요가 없으므로 송신기 전력을 보존한다. 사용자 데이터는, 멀티플렉싱된 패킷 데이터 또는 정규적으로 스케줄링된 음성 데이터, 또는 그들의 혼합일 수도 있다.

단일-톤 모드에서 동작하는 단말기에 있어서, 다운링크 확인응답 신호들은 멀티-톤 모드에서 행해지는 것과 같이 별개의 채널에서 송신될 수 없으며, 따라서, 다운링크 확인응답은 로지컬 단일 톤 업링크 채널 톤으로 멀티플렉싱되거나 ACK가 사용되지 않는다. 그러한 경우, 기지국은, 다운링크 트래픽 채널 세그먼트들이, 필요하다면 재송신을 명백히 요청하는 무선 단말기에 의해 성공적으로 수신되었다고 가정할 수도 있다.

본 발명에 따르면, 단일 톤 모드에서 동작하는 무선 단말기는, 송신기를 구현하기 위해 표준 OFDM 컴포넌트들을 사용하는 동안 송신된 전력에서 이점을 달성할 수 있다. 표준 모드에서, 일반적으로 송신된 평균 전력은, 피크-대-평균 비율 (PAR), 즉, 통상적으로 9dB를 허용하고 과도한 대역외 방출을 야기할 수 있는 피크 클리핑을 회피하기 위해 송신기의 전력 amp의 피크 전력 능력 아래에서 제한된다. 단일 톤 모드에 있어서, 다양한 실시형태에서, PAR은 약 3dB로 제한되며, 따라서, 평균 송신 전력은 클리핑의 확률을 증가시키지 않고 거의 6dB만큼 증가될 수 있다.

주파수 홉에서 (단일 로지컬 톤에 대응하는 물리적 톤에서의 변화는 드웰 경계에서 발생함), 송신된 파형의 위상은 주파수에 걸쳐 위상 연속적이도록 제어될 수 있다. 이것은, 심볼의 말단에서의 신호 위상이 후속 심볼의 시작 위상과 동 일한 원하는 값에 존재하도록, 업링크에서 송신된 하나의 심볼로부터 다음의 심볼로의 OFDM 심볼의 사이클릭 확장 동안 톤의 캐리어 주파수를 변경함으로써 달성될 수 있고, 필요한 모든 실시형태가 아닌 일부 실시형태에서 달성된다. 이러한 위상 연속적인 동작은 신호의 PAR이 3dB에 구속되게 할 것이다.

정지 위성을 통한 OFDM은 기존의 기본 OFDM 통신 프로토콜의 몇몇 변형에 의해 가능하다. 매우 긴 라운드-트립 시간 (RTT) 으로 인해, 트래픽 채널에 대한 슬레이브된 확인응답의 값이 거의 없거나 없다. 따라서, 본 발명의 일부 실시형태에서, 단일 톤 업링크 모드에서 동작하는 경우 다운링크 확인응답은 전송되지 않는다. 그러한 일부 실시형태에서, 다운링크 확인응답은, 성공적으로 수신되지 않았던 데이터의 반복 송신에 대해 요청이 UL에서 송신되는 반복 요청 메커니즘으로 대체된다.

본 발명의 많은 특성들, 이점들 및 실시형태들이 다음의 상세한 설명에서 설명된다.

도면의 간단한 설명

도 1은 본 발명에 따라 구현되고 본 발명의 방법을 사용하는 예시적인 통신 시스템의 도면이다.

도 2는 본 발명에 따라 구현되고 본 발명의 방법을 사용하는 예시적인 기지국, 예를 들어, 지상 기반 기지국의 도면이다.

도 2a는 본 발명에 따라 구현되고 본 발명의 방법을 사용하는 예시적인 기지국, 예를 들어, 위성 기반 기지국의 도면이다.

도 3은 본 발명에 따라 구현되고 본 발명의 방법을 사용하는 예시적인 무선 단말기, 예를 들어, 이동 노드의 도면이다.

도 4는, 본 발명의 다양한 실시형태에 따라, 동작의 단일-톤 업링크 모드에서 동작하는 예시적인 WT, 예를 들어 MN에 대한 예시적인 업링크 정보 비트 인코딩을 도시한 도면이다.

도 5는, 본 발명의 다양한 실시형태에 따라, 지상 기반 및 위성 기반 양자인 기지국들의 하이브리드를 포함하는 예시적인 OFDM 무선 다중 액세스 통신 시스템을 도시한 도면이다.

도 6은, 도 5의 다양한 위성 기반 기지국과 지상 기반 기지국 사이의 예시적인 백홀 (backhaul) 상호접속도를 도시한 도면이다.

도 7은, 본 발명에 따라 무선 단말기, 예를 들어, 이동 노드를 동작시키는 예시적인 방법의 흐름도이다.

도 7a는, 본 발명의 방법 및 장치에 따라 해결되는 타이밍 동기화 고려사항을 초래하는, 지구의 표면상의 위성 기지국의 셀룰러 커버리지 영역에서 상이한 포인트에 위치된 상이한 이동 노드들과 예시적인 위성 기지국 사이의 현저히 상이한 신호 경로 길이들 및 비교적 긴 라운드 트립 시그널링 시간을 도시한 도면이다.

도 8은, 지상 기반 기지국 및 위성 기반 기지국 양자, 및 위성 기지국에 관해 라운드 트립 타이밍 모호성을 감소시키기 위해 지상 기지국 위치 정보를 이용하는 무선 단말기를 포함하는 예시적인 하이브리드 시스템을 도시한다.

도 8a는, 본 발명에 따라, 다중의 지상 기지국들이 동일한 위성 기지국 커버 리지 영역과 관련된 실시형태를 도시하며, 지상 기지국 정보 및/또는 접속 정보는 WT/위성 기지국 타이밍 모호성을 감소시키기 위해 사용된다.

도 9는, 예시적인 위성/지상 하이브리드 무선 통신 시스템에서, 위성 기지국과 지상에 위치된 무선 단말기 사이의 라운드 트립 신호 딜레이가 일부 지상 기반 무선 통신 시스템에서 사용된 통상적인 슈퍼슬롯 시간 간격보다 더 클 것이라는 것을 도시한 도면이다.

도 10은, 본 발명에 따라, 타이밍 구조내의 더 큰 상대적인 시간 간격, 예를 들어, 비컨 슬롯내에서 상대적인 시간 간격값, 예를 들어, 슈퍼슬롯 인덱스값을 식별하는 정보로 액세스 프로브 신호를 코딩하는 특성을 도시한 도면이며, 상기 코딩된 정보는 위성 기지국과 WT 사이의 타이밍 동기화를 결정하기 위해 액세스 프로세스에서 사용된다.

도 11은, 본 발명에 따라, 위성 기지국과 WT 사이의 타이밍 동기화가 더 작은 시간 간격내에서 추가적으로 리졸빙 (resolve) 될 수 있도록 상이한 타이밍 오프셋을 갖는 다중 액세스 프로브 신호들을 사용하는 특성을 도시한 도면이다.

도 12는, 본 발명에 따라, 상이한 타이밍 오프셋을 갖는 다중 액세스 프로브들을 위성 기지국에 전송하는 무선 단말기의 개념을 추가적으로 도시한다.

도 13은 본 발명의 방법에 따른 예시적인 액세스 시그널링을 도시한 도면이다.

도 14는 본 발명의 방법에 따른 예시적인 액세스 시그널링을 도시한 도면이다.

도 15는 본 발명의 방법에 따른 예시적인 액세스 시그널링을 도시한 도면이다.

도 16a 및 도 16b의 결합을 포함한 도 16은, 기지국에 액세스하고 본 발명에 따라 타이밍 동기화 동작을 수행하기 위해 무선 단말기를 동작시키는 예시적인 방법의 흐름도이다.

도 17a 및 도 17b의 결합을 포함한 도 17은, 통신 시스템에서의 사용을 위해 통신 디바이스를 동작시키는 예시적인 방법의 흐름도이다.

도 18은 본 발명에 따라 예시적인 통신 디바이스를 동작시키는 예시적인 방법의 흐름도이다.

도 19는 본 발명에 따라 예시적인 통신 디바이스를 동작시키는 예시적인 방법의 흐름도이다.

도 20은 본 발명에 따라 시스템에서 무선 통신 단말기를 동작시키는 예시적인 방법의 흐름도이다.

도 21은 본 발명에 따라 구현된 예시적인 무선 단말기, 예를 들어, 이동 노드의 도면이다.

도 22는 본 발명에 따라 기지국을 동작시키는 예시적인 방법의 흐름도이다.

도 23은 본 발명에 따라 구현된 예시적인 무선 단말기, 예를 들어, 이동 노드의 도면이다.

도 24는 본 발명에 따라 구현된 예시적인 단말기, 예를 들어, 이동 노드의 도면이다.

도 25는, 본 발명에 따라 구현되고 본 발명의 방법을 사용하는 예시적인 기지국의 도면이다.

상세한 설명

도 1은 본 발명에 따라 구현되고 본 발명의 방법을 사용하는 예시적인 무선 통신 시스템 (100) 의 도면이다. 예시적인 시스템 (100) 은 예시적인 직교 주파수 분할 멀티플렉싱 (OFDM) 다중 액세스 확산 스펙트럼 무선 통신 시스템이다. 예시적인 시스템 (100) 은 복수의 기지국들 (102, 104) 및 복수의 무선 단말기들 (106, 108), 예를 들어, 이동 노드들을 포함한다. 다양한 기지국들 (102, 104) 은 백홀 네트워크를 통해 함께 커플링될 수도 있다. 이동 노드들 (MN1 (106), MN N (108)) 은 시스템 전반에 걸쳐 이동하며, 그 이동 노드가 현재 위치되는 기지국의 커버리지 영역에서 그 이동 노드의 네트워크 연결 지점으로서 기지국을 사용할 수도 있다. 기지국들 중 일부 기지국은 지상 기반 기지국, 예를 들어, BS (102) 이고, 기지국들 중 일부의 기지국은 위성 기반 기지국, 예를 들어, BS (104) 이다. MN들 (106, 108) 의 관점으로부터, 지상 기지국은 근접 기지국 (102) 으로 고려되지만, 위성 기반 기지국은 원격 기지국 (104) 으로 고려된다. MN들 (106, 108) 은 동작의 2개의 상이한 모드, 예를 들어, 근접 기지국, 예를 들어, 지상 기지국 (102) 과 통신하는 전력 및 타이밍 고려사항에 맞춤화된 동작의 업링크 멀티-톤 모드, 및 원격 기지국, 예를 들어, 위성 기지국 (104) 과 통신하는 전력 및 타이밍 고려사항에 맞춤화된 동작의 업링크 단일 톤 모드에서 동작하기 위한 능력을 포함한다. 일부 시간에서, MN1 (106) 은 무선 링크 (114) 를 통해 위성 BS (104) 에 커플링될 수도 있으며, 동작의 업링크 단일 톤 모드에서 동작하고 있을 수도 있다. 다른 시간에서, MN1 (106) 은 무선 링크 (110) 를 통해 지상 기지국 (102) 에 커플링될 수도 있으며, 동작의 더 종래의 멀티-톤 업링크 모드에서 동작하고 있을 수도 있다. 유사하게, 일부 시간에서, MN N (108) 은 무선 링크 (116) 를 통해 위성 BS (104) 에 커플링될 수도 있으며, 동작의 업링크 단일 톤 모드에서 동작하고 있을 수도 있다. 다른 시간에서, MN N (108) 은 무선 링크 (112) 를 통해 지상 기지국 (102) 에 커플링될 수도 있으며, 동작의 더 종래의 멀티-톤 업링크 모드에서 동작하고 있을 수도 있다.

다른 MN들이 일 타입의 기지국, 예를 들어, 지상 기지국 (102) 과의 통신을 지원하지만 다른 타입의 기지국, 예를 들어, 위성 기지국 (104) 과의 통신을 지원하지 않는 시스템에 존재할 수도 있다.

도 2는, 본 발명에 따라 구현되고 본 발명의 방법을 사용하는 예시적인 기지국 (200), 예를 들어, 지상 기반 기지국의 도면이다. 예시적인 기지국 (200) 은, 도 1의 예시적인 시스템 (100) 의 근접 기지국, 예를 들어, 지상 기지국 (102) 일 수도 있다. 기지국 (200) 이 WT로의 네트워크 액세스를 제공하므로, 기지국 (200) 은 종종 액세스 노드로 지칭된다. 기지국 (200) 은, 수신기 (202), 송신기 (204), 프로세서 (206), I/O 인터페이스 (208), 및 다양한 엘리먼트들이 데이터 및 정보를 교환할 수도 있는 버스 (212) 를 통해 함께 커플링된 메모리 (210) 를 포함한다. 수신기 (202) 는 WT들로부터의 수신 업링크 신호들을 디코딩하는 디코더 (214) 를 포함한다. 송신기 (204) 는 WT들로 송신될 다운링크 신호들을 인코딩하는 인코더 (216) 를 포함한다. 수신기 (202) 및 송신기 (204) 각각은, 각각, 업링크 신호들이 WT들로 수신되고 다운링크 신호들이 WT로 송신되는 안테나들 (218, 220) 에 커플링된다. 일부 실시형태에서, 동일한 안테나가 수신기 (202) 및 송신기 (204) 에 대해 사용된다. I/O 인터페이스 (208) 는 기지국 (200) 을 인터넷/다른 네트워크 노드들에 커플링시킨다. 메모리 (210) 는 루틴 (222) 및 데이터/정보 (224) 를 포함한다. 프로세서 (206), 예를 들어, CPU는 메모리 (210) 에서 루틴 (222) 을 실행하고 데이터/정보 (224) 를 사용하여, 기지국 (200) 의 동작을 제어하고 본 발명의 방법을 구현한다. 루틴 (222) 은 통신 루틴 (226) 및 기지국 제어 루틴 (228) 을 포함한다. 통신 루틴 (226) 은 기지국 (200) 에 의해 사용된 다양한 통신 프로토콜을 구현한다. 기지국 제어 루틴 (228) 은, 업링크 트래픽 채널 세그먼트를 포함하는 업링크 세그먼트 및 다운링크 세그먼트를 WT에 할당하는 스케줄러 모듈 (230), 다운링크 제어 모듈 (232), 및 업링크 멀티-톤 사용자 제어 모듈 (234) 을 포함한다. 다운링크 제어 모듈 (232) 은, 비컨 시그널링, 파일럿 시그널링, 할당 시그널링, 다운링크 트래픽 채널 세그먼트 시그널링, 및 수신된 ack/nak에 따른 다운링크 트래픽 채널 세그먼트에 관한 자동 재송신 메커니즘을 포함하는 WT에 대한 다운링크 시그널링을 제어한다. 업링크 멀티-톤 사용자 제어 모듈 (234) 은, 멀티-톤 업링크 모드에서 동작하는 WT에 관한 동작, 예를 들어, 액세스 동작, 시간에 걸쳐 상이한 WT들 사이에서 변하는 할당에 의하여 할당된 업링크 트래픽 채널 세그먼트에서 다중의, 예를 들어, 7개의 톤들을 통해 동시에 전달되는 WT로부터의 업링크 트래픽 채널 사용자 데이터를 수 신 및 프로세싱하는 동작, 타이밍 동기화 동작, 및 전용 로지컬 톤을 사용하는 전용 제어 채널을 통해 전달된 WT로부터의 제어 정보의 프로세싱을 제어한다.

데이터/정보 (224) 는, 그들의 네트워크 연결 지점으로서 기지국 (200) 을 사용하는 무선 단말기들에 대응하는 복수의 세트의 정보 (사용자 1/MN 세션 A 세션 B 데이터/정보 (238), 사용자 N/MN 세션 X 데이터/정보 (240)) 를 포함하는 사용자 데이터/정보 (236) 를 포함한다. 그러한 WT 사용자 데이터/정보는, 예를 들어, WT 식별자, 라우팅 정보, 세그먼트 할당 정보, 사용자 데이터/정보, 예를 들어, 음성 정보, 텍스트, 비디오, 음악 등의 데이터 패킷, 및 정보의 코딩된 블록을 포함할 수도 있다. 또한, 데이터/정보 (224) 는 멀티-톤 UL 사용자 주파수/타이밍/전력/톤 홉핑/코딩 구조 정보 (244) 를 포함한 시스템 정보 (242) 를 포함한다.

도 2a는 본 발명에 따라 구현되고 본 발명의 방법을 사용하는 예시적인 기지국 (300), 예를 들어, 위성 기반 기지국의 도면이다. 예시적인 기지국 (300) 은 도 1의 예시적인 시스템 (100) 의 BS (104) 일 수도 있다. 기지국 (300) 은, 그 기지국이 WT에 네트워크 액세스를 제공하므로 종종 액세스 노드로 지칭된다. 기지국 (300) 은, 수신기 (302), 송신기 (304), 프로세서 (306), 및 다양한 엘리먼트들이 데이터 및 정보를 교환할 수도 있는 버스 (310) 를 통해 함께 커플링되는 메모리 (308) 를 포함한다. 수신기 (302) 는 WT들로부터의 수신 업링크 신호들을 디코딩하는 디코더 (312) 를 포함한다. 송신기 (304) 는 WT들로 송신될 다운링크 신호들을 인코딩하는 인코더 (314) 를 포함한다. 수신기 (302) 및 송신기 (304) 각각은, 각각, 업링크 신호들이 WT들로부터 수신되고 다운 링크 신호들이 WT들로 송신되는 안테나들 (316, 318) 에 커플링된다. 일부 실시형태에서, 동일한 안테나가 수신기 (302) 및 송신기 (304) 에 대해 사용된다. WT들과 통신하는 것 이외에, 기지국 (300) 은 다른 네트워크 노드들, 예를 들어, 지향성 안테나 및 고용량 링크를 갖는 지상국 (ground station) 과 통신할 수 있으며, 그 지상국은 다른 네트워크 노드들, 예를 들어, 다른 기지국들, 라우터들, AAA 서버들, 홈 에이전트 노드들 및 인터넷에 커플링된다. 일부 실시형태에서, BS-WT 통신 링크에 관해 상술된 동일한 수신기 (302), 송신기 (304), 및/또는 안테나가 BS-네트워크 노드 지상국 링크에 대해 사용되지만, 다른 실시형태에서, 별개의 엘리먼트들이 상이한 기능을 위해 사용된다. 메모리 (308) 는 루틴 (320) 및 데이터/정보 (322) 를 포함한다. 프로세서 (306), 예를 들어, CPU는 메모리 (308) 에서 루틴 (320) 을 실행하고 데이터/정보 (322) 를 사용하여, 기지국 (300) 의 동작을 제어하고 본 발명의 방법을 구현한다. 메모리 (308) 는 통신 루틴 (324) 및 기지국 제어 루틴 (326) 을 포함한다. 통신 루틴 (324) 은 기지국 (300) 에 의해 사용된 다양한 통신 프로토콜을 구현한다. 기지국 제어 루틴 (326) 은, 다운링크 세그먼트를 WT에 할당하고 재송신에 대한 수신된 요청에 응답하여 WT에 대한 다운링크 세그먼트를 재스케줄링하는 스케줄러 모듈 (328), 다운링크 제어 모듈 (330), 단일 업링크 톤 사용자 제어 모듈 (332), 및 네트워크 모듈 (344) 을 포함한다. 다운링크 제어 모듈 (330) 은, 비컨 시그널링, 파일럿 시그널링, 다운링크 세그먼트 할당 시그널링, 및 다운링크 트래픽 채널 세그먼트 시그널링을 포함하는 WT에 대한 다운링크 시그널링을 제어한다. 단일 UL 톤 사용 자 제어 모듈 (332) 은, 사용자 데이터 및 제어 정보 양자를 포함하는 업링크 시그널링에 대해 사용되기 위해 단일 전용 로지컬 톤을 WT 사용자에게 할당하는 것을 포함하는 동작, 및 WT의 네트워크 연결 지점으로서 BS를 사용하는 것을 추구하는 WT와의 타이밍 동기화 동작을 수행한다. 네트워크 모듈 (334) 은 네트워크 노드 지상국 링크와의 I/O 인터페이스에 관한 동작을 제어한다.

데이터/정보 (322) 는, 무선 단말기들의 네트워크 연결 지점으로서 기지국 (300) 을 사용하는 그 무선 단말기들에 대응하는 복수의 세트의 정보 (사용자 1/MN 세션 A 세션 B 데이터/정보 (338), 사용자 N/MN 세션 X 데이터/정보 (340)) 를 포함한 사용자 데이터/정보 (366) 를 포함한다. 그러한 WT 정보는, 예를 들어, WT 식별자, 라우팅 정보, 할당된 업링크 단일 로지컬 톤, 다운링크 세그먼트 할당 정보, 사용자 데이터/정보, 예를 들어, 음성 정보, 텍스트, 비디오, 음악 등의 데이터 패킷, 및 정보의 코딩된 블록을 포함할 수도 있다. 또한, 데이터/정보 (322) 는 단일-톤 UL 사용자 주파수/타이밍/전력/톤 홉핑/코딩 구조 정보 (344) 를 포함한 시스템 정보 (342) 를 포함한다.

도 3은, 본 발명에 따라 구현되고 본 발명의 방법을 사용하는 예시적인 무선 단말기 (400), 예를 들어, 이동 노드의 도면이다. 예시적인 WT (400) 는 도 1의 예시적인 시스템 (100) 의 MN들 (106, 108) 중 임의의 MN일 수도 있다. 예시적인 무선 단말기 (400) 는, 수신기 (402), 송신기 (404), 프로세서 (406), 및 다양한 엘리먼트들이 데이터/정보를 교환할 수도 있는 버스 (410) 를 통해 함께 커플링된 메모리 (408) 를 포함한다. 수신 안테나 (412) 에 커플링된 수신기 (402) 는, BS들로부터 수신된 다운링크 신호들을 디코딩하는 디코더 (414) 를 포함한다. 송신 안테나 (416) 에 커플링된 송신기 (404) 는, BS들로 송신될 업링크 신호들을 인코딩하는 인코더 (418) 를 포함한다. 일부 실시형태에서, 동일한 안테나가 수신기 (402) 및 송신기 (404) 에 대해 사용된다. 일부 실시형태에서, 무-지향성 (omni-directional) 안테나가 사용된다.

또한, 송신기 (404) 는 전력 증폭기 (405) 를 포함한다. 동작의 멀티-톤 업링크 모드 및 동작의 단일 톤 업링크 모드 양자에 대해 동일한 전력 증폭기 (405) 가 WT (400) 에 의해 사용된다. 예를 들어, 업링크 트래픽 채널 세그먼트들이 통상적으로 7, 14, 또는 28개의 톤들을 동시에 사용할 수도 있는 멀티-톤 업링크 동작 모드에서, 전력 증폭기는, 28개의 톤들에 대응하는 28개의 신호들이 동시에 구조적으로 정렬하는 피크 조건들을 수용할 필요가 있으며, 이는 평균 출력 레벨을 제한하는 경향이 있다. 그러나, WT (400) 가 동일한 전력 증폭기를 사용하여 동작의 단일 업링크 톤 모드에서 동작되는 경우, 상이한 톤들로부터의 신호들 사이에서의 구조적 정렬 개념은 이슈가 되지 않으며, 증폭기에 대한 평균 전력 출력 레벨은 멀티-톤 동작 모드보다 상당히 증가될 수 있다. 본 발명에 따른 이러한 접근법은, 위성 기지국에 업링크 신호들을 실질적으로 증가된 거리에서 전달하기 위해 사용되고 사소한 변형으로 구성되는 종래의 지상 이동 노드를 허용한다.

메모리 (408) 는 루틴 (420) 및 데이터/정보 (422) 를 포함한다. 프로세서 (406), 예를 들어, CPU는 메모리 (408) 에서 루틴 (420) 을 실행하고 데이터/정 보 (422) 를 사용하여, 무선 단말기 (400) 의 동작을 제어하고 본 발명의 방법을 구현한다. 루틴 (420) 은 통신 루틴 (424) 및 무선 단말기 제어 루틴 (426) 을 포함한다. 통신 루틴 (424) 은 무선 단말기 (400) 에 의해 사용되는 다양한 통신 프로토콜들을 구현한다. 무선 단말기 제어 루틴 (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 홉핑 모듈 (436), 코딩 모듈 (438), 및 변조 모듈 (440) 을 포함한다.

초기화 모듈 (427) 은, 예를 들어, 동작 상태에 관해 파워 오프로부터 파워 온으로의 시작을 포함하는 무선 단말기의 시작에 관한 동작, 및 기지국과의 무선 통신 링크를 확립하는 것을 추구하는 무선 단말기 (400) 에 관한 동작을 제어한다. 핸드오프 모듈 (428) 은, 일 기지국으로부터 또 다른 기지국으로의 핸드오프에 관한 동작을 제어하고, 예를 들어, WT (400) 는 지상 기지국과 현재 접속될 수도 있지만, 위성 기지국으로의 핸드오프에 관련될 수도 있다. 업링크 스위칭 제어 모듈 (430) 은, 무선 단말기가 지상 기지국과의 통신으로부터 위성 기지국과의 통신으로 스위칭하는 경우 동작의 상이한 모드들 사이의 스위칭, 예를 들어, 동작의 멀티-톤 업링크 모드로부터 동작의 단일 톤 업링크 모드로의 스위칭을 제어한다. 업링크 단일 톤 모드 모듈 (432) 은 위성 기지국에 관한 동작의 단일 톤 모드에서 사용되는 모듈들을 포함하지만, UL 멀티-톤 모드 모듈 (434) 은 지상 기지국에 관한 동작의 멀티-톤 모드에서 사용되는 모듈들을 포함한다.

업링크 단일 톤 모드 모듈 (432) 은, 사용자 데이터 송신 제어 모듈 (442), 송신 전력 제어 모듈 (444), 제어 시그널링 모듈 (446), UL 단일 톤 결정 모듈 (448), 제어 데이터/사용자 데이터 멀티플렉싱 모듈 (450), DL 트래픽 채널 재송신 요청 모듈 (452), 드웰 경계 및/또는 인터-심볼 경계 캐리어 조정 모듈 (454), 및 액세스 모듈 (456) 을 포함한다. 사용자 데이터 송신 모듈 (442) 은, 동작의 단일 톤 모드에 있는 동안 업링크 사용자 데이터에 관한 동작을 제어한다. 송신 전력 제어 모듈 (444) 은 단일 톤 업링크 모드 동안 전력의 송신을 제어하여, 동작의 상기 멀티-톤 업링크 모드 동안 유지되는 피크 대 평균 전력 비율보다 적어도 4dB 더 낮은 평균 피크 대 평균 전력 비율을 유지한다. 제어 시그널링 모듈 (446) 은 동작의 단일 톤 모드 동안 시그널링을 제어하며, 그러한 제어 동작은, 동작이 동작의 멀티-톤 모드로부터 동작의 단일 톤 모드로 스위칭하는 경우 WT (400) 로부터 송신되는 업링크 제어 신호들의 수 및/또는 주파수를 감소시키는 것을 포함한다. 업링크 단일 톤 결정 모듈 (448) 은, 예를 들어, 기지국 할당된 WT 식별자와의 관련성을 통하여 업링크 시그널링에 대해 사용되기 위해 WT에 할당되는 업링크 타이밍 구조에서 단일 로지컬 톤을 결정한다. 제어 데이터/사용자 데이터 멀티플렉싱 모듈 (450) 은, 블록으로서 코딩될 수도 있는 결합된 입력을 제공하는 제어 데이터 비트들과 사용자 데이터 정보 비트들을 멀티플렉싱한다. 다운링크 트래픽 채널 재송신 요청 모듈 (452) 은, 예를 들어, 긴 라운드 트립 시그널링 시간으로 인해 관련된 소저의 큰 딜레이 동안 데이터가 여전히 유효할 것이라고 WT가 간주한다면, 성공적으로 디코딩되지 않았던 다운링크 트래픽 채널 세그먼트의 재송신에 대한 요청을 이슈한다. 드웰 경계 캐리어 조정 모듈 (454) 은, 심볼의 말 단에서의 신호 위상이 후속 심볼의 시작 위상과 동일한 원하는 값이 되도록 드웰을 종료하는 OFDM 심볼의 사이클릭 확장 동안, 톤의 캐리어 주파수를 약간 변화시킨다. 이러한 방식으로, 본 발명의 일부 실시형태의 특성에 따라, 주파수 홉에서, 송신된 파형의 위상은 주파수에 걸쳐 위상 연속적이도록 제어될 수 있다. 일부 실시형태에서, 동작의 단일 UL 톤 모드 동안 업링크를 통하여 WT에 의해 송신된 연속하는 업링크 OFDM 심볼들 사이에서 연속성을 제공하기 위해, 예를 들어, 연속하는 OFDM 심볼들의 각각에 포함된 멀티-부분 사이클릭 프리픽스의 일부로서, 주파수 조정이 수행된다. 신호의 심볼들 사이의 이러한 연속성은 피크 전력 레벨 제어를 유지할 시에 유리하며, 그것은 전력 증폭기 (405) 가 동작의 단일 톤 모드에 있는 동안 구동될 수 있는 레벨에 영향을 준다.

액세스 모듈 (456) 은 위성 기지국과의 신규한 무선 링크를 확립하는 것과 관련된 동작을 제어한다. 그러한 동작은, 예를 들어, 본 발명의 일부 실시형태의 다양한 특성에 따른 액세스 프로브 시그널링을 포함한 타이밍 동기화 동작을 포함할 수도 있다. 큰 지리적 영역을 커버링하는 빔을 갖는 정지 위성에 있어서, 빔의 센터와 에지 사이의 라운드 트립 시간에서 현저한 차이가 있을 수도 있다. 이러한 RTT 모호성을 리졸빙하기 위해, 수 밀리초의 델타-RTT를 리졸빙할 수 있는 범위 방식이 사용된다. 예를 들어, 타이밍 구조는, 예를 들어, 슈퍼슬롯과 같은 상이한 시간 세그먼트들로 분할될 수도 있고, 액세스 프로브 신호의 상이한 코딩은 상이한 슈퍼슬롯에 대해 사용될 수도 있으며, 여기서, 슈퍼슬롯은 114개의 연속하는 OFDM 심볼 송신 시간 간격을 나타낸다. 이것은, WT와 위성 BS 사이의 타이밍 모호성이 슈퍼슬롯내에서 리졸빙되게 하도록 사용될 수 있다. 또한, 다양한 시간 오프셋에서 반복된 액세스 시도들은 슈퍼슬롯 모호성 (예를 들어, ＜11.4 msec) 을 커버링하기 위해 반복적으로 시도될 수 있다. 일부 실시형태에서, 검출된 마지막 지상 BS에 관한 위치는 초기 라운드 트립 시간 추정치 (WT-SAT BS-WT) 를 형성하기 위해 사용될 수 있으며, 이러한 추정치는 지상 기지국에 의해 통상적으로 사용된 액세스 시그널링에 의해 지원된 범위내로 범위를 압축시킬 수 있다.

업링크 멀티-톤 모듈 (434) 은, 사용자 데이터 송신 제어 모듈 (458), 송신 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 송신 제어 모듈 (458) 은, WT에 할당된 업링크 트래픽 채널 세그먼트의 송신을 제어하는 것을 포함한 동작을 포함한다.

사용자 데이터 송신 제어 모듈 (458) 은 동작의 멀티-톤 모드에서 사용자 데이터의 업링크 송신 관련 동작을 제어하며, 여기서, 사용자 데이터는 WT에 임시로 할당된 업링크 트래픽 채널 세그먼트에서 전달되고, 다중의 톤들을 사용하여 동시에 송신될 신호들을 포함한다. 송신 전력 제어 모듈 (460) 은, 예를 들어, 수신 기지국 업링크 전력 제어 신호에 따라서 및 전력 증폭기의 능력내, 예를 들어, 전력 증폭기의 피크 전력 출력 능력을 초과하지 않는 관점에서 출력 전력 레벨을 조정하여 업링크 동작의 멀티-톤 모드에서 업링크 송신 전력 레벨을 제어한다. 제어 시그널링 모듈 (462) 은 동작의 멀티-톤 업링크 모드에 있는 동안 전력 및 타이밍 제어 시그널링 동작을 제어하며, 제어 시그널링의 레이트는 동작의 단일-톤 업링크 모드에서의 레이트보다 더 높다. 일부 실시형태에서, 제어 시그널링 모듈 (462) 은, 업링크 제어 시그널링에서의 사용을 위해, 예를 들어, BS 할당된 WT 식별자에 대응하는, BS에 의해 WT에 전용된 전용 제어 채널 로지컬 톤의 사용을 포함한다. 제어 시그널링 모듈 (462) 은 사용자 데이터를 포함하지 않는 업링크 제어 채널 세그먼트에서의 송신을 위해 제어 정보를 코딩할 수도 있다. UL 트래픽 채널 요청 모듈 (464) 은, 예를 들어, WT (400) 가 업링크를 통해 전달할 사용자 데이터를 갖는 경우, 할당될 트래픽 채널 세그먼트들에 대한 요청을 생성한다. UL 트래픽 채널 톤 세트 결정 모듈 (466) 은 할당된 업링크 트래픽 채널 세그먼트에 대응하는 사용에 대한 톤들의 세트를 결정한다. 그 톤들의 세트는 동시에 사용될 다중의 톤들을 포함한다. 동작의 멀티-톤 모드에서, WT가 동일한 BS에 의해 동일한 WT 식별자를 할당받을 수 있다고 하더라도, 일 시간에서 업링크 트래픽 채널 사용자 데이터를 전달하기 위해 WT에 할당된 로지컬 톤 세트는, 상이한 시간에서 업링크 트래픽 채널 사용자 데이터를 전달하기 위해 WT에 할당된 로지컬 톤 세트와는 상이할 수도 있다. 또한, 모듈 (466) 은 톤 홉핑 정보를 사용하여 로지컬 톤들에 대응하는 물리적 톤들을 결정할 수 있다. UL 트래픽 채널 변조/코딩 선택 모듈 (468) 은 업링크 트래픽 채널 세그먼트를 위해 사용될 업링크 코딩 레이트 및 변조 방법을 선택 및 구현한다. 예를 들어, UL 멀티-톤 모드에서, WT는, 상이한 코딩 레이트 및/또는 상이한 변조 방법, 예를 들어, QPSK, QAM16을 사용하여 구현된 복수의 사용자 데이터 레이트를 지원할 수도 있다. DL 트래픽 채널 Ack/Nak 모듈 (470) 은, 동작의 업링크 멀티-톤 모드에 있는 동안 Ack/Nak 판정 및 수신 다운링크 트래픽 채널 세그먼트의 응답 시그널링을 제어한다. 예를 들어, 다운링크 타이밍 구조에서의 각각의 다운링크 트래픽 채널 세그먼트에 있어서, 할당된 다운링크 트래픽 채널 세그먼트가, 예를 들어, 자동 재송신 메커니즘에서 사용될 송신의 결과를 운반하는 Ack/Nak를 역으로 BS에 전송하면, 동작의 UL 멀티-톤 모드 및 WT에 대한 업링크 타이밍 구조에서 대응하는 Ack/Nak 업링크 세그먼트가 존재할 수도 있다. 액세스 모듈 (472) 은 동작의 멀티-톤 모드에 있는 동안 액세스 동작, 예를 들어, 근접 기지국, 예를 들어, 지상 기지국과의 무선 링크를 확립하고 타이밍 동기화를 달성하기 위한 액세스 동작을 제어한다. 일부 실시형태에서, 멀티-톤 모드에 대한 액세스 모듈 (472) 은 단일-톤 모드에 대한 액세스 모듈 (456) 보다 더 낮은 레벨의 복잡도를 갖는다.

데이터/정보 (422) 는, 업링크 동작 모드 (474), 기지국 식별자 (476), 기지국 시스템 정보 (475), 기지국 할당된 무선 단말기 식별자 (477), 사용자/디바이스/세션/리소스 정보 (478), 업링크 사용자 음성 데이터 정보 비트 (479), 업링크 사용자 멀티플렉싱된 패킷 데이터 정보 비트 (480), 업링크 제어 데이터 정보 비트 (481), 업링크 사용자 데이터 및 제어 데이터를 포함한 코딩된 블록 (482), 코딩된 사용자 데이터 블록 (483), 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 송 신기 전력 조정 정보 (491), 멀티-톤 모드 송신기 전력 조정 정보 (492), 및 단일 톤 모드 캐리어 주파수/사이클릭 확장 조정 정보 (493) 를 포함한다. 업링크 동작 모드 (474) 는, WT (400) 가, 예를 들어, 지상 기지국과 통신하기 위해 멀티-톤 업링크 모드에 현재 있는지, 또는, 예를 들어, 위성 기지국과 통신하기 위해 단일-톤 업링크 모드에 현재 있는지의 여부를 식별하는 정보를 포함한다. BS 시스템 정보 (475) 는 시스템에서의 각각의 기지국들과 관련된 정보, 예를 들어, 위성 또는 지상과 같은 기지국의 타입, 기지국에 의해 사용된 캐리어 주파수 또는 주파수들, 기지국 식별자 정보, 기지국에서의 섹터들, 기지국에 의해 사용된 타이밍 및 주파수 업링크 및 다운링크 구조 등을 포함한다.

BS 식별자 (476) 는, WT (400) 가 그의 현재의 네트워크 연결 지점으로서 사용하고 있는 BS의 식별자를 포함하며, 예를 들어, 그 BS의 식별자는 전체 시스템에서 다른 BS들로부터 BS를 구별한다. BS 할당된 WT 식별자 (477) 는, WT의 네트워크 연결 지점으로서 사용되고 있는 BS에 의해 할당된 식별자일 수도 있으며, 예를 들어, 범위가 0, ...31인 값일 수도 있다. 동작의 단일-톤 업링크 모드에서, 식별자 (477) 는, 사용자 데이터 및 제어 데이터 양자를 포함하는 업링크 시그널링을 위하여, WT에 의해 사용될 업링크 타이밍 구조에서 단일 전용 로지컬 톤과 관련될 수도 있다. 동작의 멀티-톤 업링크 모드에서, 식별자 (477) 는, 업링크 제어 데이터에 대한 전용 제어 채널을 위하여, WT에 의해 사용될 업링크 타이밍 구조에서 로지컬 톤과 관련될 수도 있다. 또한, BS 할당된 WT 식별자 (477) 는, 예를 들어, 업링크 동작의 멀티-톤 모드에서 업링크 트래픽 채널 세그먼트의 세그 먼트 할당을 행하는 경우, BS에 의해 사용될 수도 있다.

사용자/디바이스/세션/리소스 정보 (478) 는, 사용자 및 디바이스 식별 정보, 라우팅 정보, 보안 정보, 온고잉 (ongoing) 세션 정보, 및 공중 링크 리소스 정보를 포함한다. 업링크 사용자 음성 데이터 정보 비트 (479) 는 음성 콜에 대응하는 입력 사용자 데이터를 포함한다. 업링크 사용자 멀티플렉싱된 패킷 데이터 정보 비트 (480) 는, 예를 들어, 텍스트, 비디오, 음악, 데이터 파일 등에 대응하는 입력 사용자 데이터를 포함한다. 업링크 제어 데이터 정보 비트 (481) 는 WT (400) 가 BS에 전달하길 원하는 전력 및 타이밍 제어 정보를 포함한다. 업링크 사용자 데이터 및 제어 비트를 포함한 코딩된 블록 (482) 은, 제어 정보 비트 (481) 와 결합한 사용자 정보 비트들 (478 및/또는 479) 의 혼합물에 대응하는 코딩된 출력 블록이며, 일부 실시형태에서, 동작의 UL 단일 톤 모드 동안 형성된다. 코딩된 사용자 데이터 블록 (483) 은 사용자 정보 비트들 (478 및/또는 479) 의 코딩된 블록이지만, 코딩된 제어 데이터 블록 (484) 은 제어 정보 비트 (481) 의 코딩된 블록이다. 데이터 및 제어 정보는 동작의 UL 멀티-톤 모드에서 개별적으로 코딩되며, 일부 실시형태에서는, 동작의 UL 단일 톤 모드에서 개별적으로 코딩된다. 업링크 사용자 데이터와 업링크 제어 데이터 사이의 코딩이 별개인 동작의 단일-톤 모드의 일부 실시형태에서, 전달할 사용자 데이터가 존재하지 않는 경우, 송신기를 블랭크하는 능력이 용이해진다. 예를 들어, 사용자 데이터에 전용된 일부 간격 동안 단일 업링크 톤상에 출력 송신기 전력을 인가하지 않음으로써, 단일 톤 모드 송신기 블랭킹 기준/정보 (490) 가 블랭킹 판정에 서 사용되며, 여기서, 예를 들어, 온고잉 대화의 중단으로 인해 전달할 데이터가 존재하지 않는다. 송신기 블랭킹의 이러한 접근법은 무선 단말기에 있어서 전력 절약을 초래하며, 평균 전력 출력이 정지 궤도에서의 위성과의 통신을 용이하게 하는데 비교적 높으므로 중요한 고려사항이다. 또한, 간섭의 레벨이 감소될 수도 있다.

단일 톤 모드 코딩 블록 정보 (488) 는, 동작의 단일 톤 모드에서의 업링크를 위해 사용된 코딩 레이트 및 변조 방법, 예를 들어, 적어도 4.8 KBit/sec를 지원하는, 예를 들어, QPSK 변조를 사용하는 낮은 코딩 레이트를 식별하는 정보를 포함한다. 멀티-톤 모드 코딩 블록 정보 (489) 는, 단일 톤 모드에서와 적어도 동일한 코딩 레이트 플러스 일부 부가적인 더 높은 데이터 레이트를 지원하기 위해, 동작의 멀티-톤 모드 동안 업링크에서의 업링크 트래픽 채널 세그먼트들에 대해 지원된 복수의 상이한 데이터 레이트 옵션, 예를 들어, QAM4, 예를 들어, QPSK 및 QAM16를 포함하는 다양한 코딩 레이트 및 변조 방식을 포함한다.

주파수 및 타이밍 구조 정보 (485) 는 드웰 경계 정보 (486) 및 톤 홉핑 정보 (487) 를 포함하며, 네트워크 연결 지점으로서 사용되는 BS에 대응한다. 또한, 주파수 및 타이밍 구조 정보 (485) 는 타이밍 및 주파수 구조내에 로지컬 톤들을 식별하는 정보를 포함한다.

단일 톤 모드 송신기 전력 조정 정보 (491) 및 멀티-톤 모드 전력 조정 정보 (492) 는, 각각, 동작의 단일 톤 모드 및 멀티-톤 모드에 있는 경우, 전력 증폭기 (405) 의 동작 및 제어에 대하여, 피크 전력, 평균 전력, 피크 대 평균 전력 비율, 최대 전력 레벨과 같은 정보를 포함한다. 단일 톤 모드 캐리어 주파수 사이클릭 확장 조정 정보 (493) 는, 동작의 단일 톤 모드 동안, 예를 들어, 특히, 드웰 경계에서 일 물리적 톤으로부터 또 다른 물리적 톤으로의 홉 동안, 업링크에서의 심볼 경계에서 신호들 사이의 연속성을 구현하기 위해, 드웰 경계 및/또는 인터-심볼 경계 캐리어 조정 모듈 (454) 에 의해 사용된 정보를 포함한다.

도 4는, 본 발명의 다양한 실시형태에 따라, 동작의 단일-톤 업링크 모드에서 동작하는 예시적인 WT, 예를 들어, MN에 대한 예시적인 업링크 정보 비트 인코딩을 도시한 도면 (500) 이다. 업링크 주파수 구조에서, 로지컬 톤은, 예를 들어, 기지국에 의해 직접 또는 간접으로 WT에 할당된다. 예를 들어, BS는 특정 전용 로지컬 톤과 관련될 수도 있는 사용자 식별자를 단일-톤 모드 WT에 할당할 수도 있다. 예를 들어, WT가 동작의 멀티-톤 모드에 있다면, 예를 들어, 일반적으로, WT가 동시에 7개 이상의 톤들을 사용하여 업링크 트래픽 채널 정보를 전달하는 경우, 로지컬 톤은 전용 제어 채널 (DCCH) 톤으로서 사용된 것과 동일한 로지컬 톤일 수도 있다. 로지컬 톤은, 기지국 및 WT 양자에 공지된 톤 홉핑 정보에 따라 물리적 톤에 매핑될 수도 있다. 상이한 물리적 톤들 사이의 톤 홉핑은, 드웰이 업링크에서 사용된 타이밍 구조에서 연속하는 OFDM 심볼 송신 시간 간격의 고정된 수, 예를 들어, 7일 수도 있는 드웰 경계상에서 발생할 수도 있다. 업링크 주파수 구조에서의 동일한 로지컬 톤이 동작의 단일-톤 모드에서 사용되어, 제어 정보 비트 (502) 및 사용자 데이터 정보 비트 (504) 양자를 운반한다. 제어 정보 비트 (502) 는, 예를 들어, 전력 및 타이밍 제어 정보를 포함할 수도 있다. 사용자 데이터 비트 (504) 는 음성 사용자 데이터 정보 비트 (506) 및/또는 멀티플렉싱된 패킷 사용자 데이터 비트 (508) 를 포함할 수도 있다. 멀티플렉서 (510) 는 제어 데이터 정보 비트 (502) 및 사용자 데이터 정보 비트 (504) 를 수신하기 위해 사용된다. 멀티플렉서 (510) 의 출력 (512) 은, 제어 및 사용자 정보 비트의 결합을 인코딩하여 코딩된 비트의 코딩된 블록 (516) 을 출력하는 업링크 블록 인코딩 모듈 (514) 로의 입력이다. 그 코딩된 비트는, 사용된 업링크 변조 방식, 예를 들어, 낮은 레이트 QPSK 변조 방식에 따라 변조 심볼들로 매핑되고, 그 변조 심볼들은 할당된 로지컬 톤에 대응하는 물리적 톤을 사용하여 송신된다. 업링크 레이트는 하나 이상의 단일 음성 콜을 지원하기 위한 것과 같다. 일부 실시형태에서, 업링크 사용자 정보 레이트는 적어도 4.8 Kbit/sec이다.

도 5는, 본 발명의 다양한 실시형태에 따른, 지상 기반 및 우주 기반 양자인 기지국들의 하이브리드를 포함한 예시적인 OFDM 무선 다중 액세스 통신 시스템 (600) 을 도시한 도면이다. 각각의 위성 (위성 1 (602), 위성 2 (604), 위성 N (606)) 은, 본 발명에 따라 구현되고 본 발명의 방법을 사용하는 기지국 (위성 기지국 1 (608), 위성 기지국 2 (610), 위성 기지국 N (612)) 을 포함한다. 위성들 (602, 604, 606) 은, 예를 들어, 지구 (603) 의 적도 주변에 약 22,300 mi의 높은 지구 궤도에서 우주 (601) 에 위치된 정지 위성들일 수도 있다. 위성들 (602, 604, 606) 은, 각각, 지구의 표면상의 대응하는 셀룰러 커버리지 영역들 (셀 1 (614), 셀 2 (616), 셀 N (618)) 을 가질 수도 있다. 또한, 예시적인 하이브리드 통신 시스템 (600) 은, 각각, 각각이 대응하는 셀룰러 커버리지 영역 (셀 1' (626), 셀 2' (628), 셀 N' (630)) 을 갖는 복수의 지상 기지국 (지상 BS 1' (620), 지상 BS 2' (622), 지상 BS N' (624)) 을 포함한다. 상이한 셀들 또는 상이한 셀의 일부는 부분적으로 또는 완전히 서로 중첩할 수도 있거나 중첩하지 않을 수도 있다. 통상적으로, 지상 기지국 셀의 사이즈는 위성 기지국 셀의 사이즈보다 작다. 통상적으로, 지상 기지국들의 수는 위성 기지국들의 수를 초과한다. 일부 실시형태에서, 수 많은 비교적 작은 지상 BS 셀은 위성 BS의 비교적 큰 셀내에 위치된다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 지상 셀은 통상적으로 1 mi 내지 5 mi의 반경을 갖지만, 위성 셀은 통상적으로 100 mi 내지 500 mi를 갖는다. 본 발명에 따라 구현되고 본 발명의 방법을 사용하는 복수의 무선 단말기들, 예를 들어, 셀 전화기, PDA, 데이터 단말기 등과 같은 사용자 통신 디바이스가 시스템에 존재한다. 무선 단말기들의 세트는 정지 노드들 및 이동 노드들을 포함할 수도 있으며, 그 이동 노드들은 시스템 전반에 걸쳐 이동할 수도 있다. 이동 노드는, 그 이동 노드가 현재 상주하는 기지국의 셀에서 그 이동 노드의 네트워크 연결 지점으로서 그 기지국을 사용할 수도 있다. 일부 실시형태에서, 액세스가 지상 기지국 또는 위성 기지국 중 어느 한 기지국에 의해 제공될 수 있는 위치에서 사용하는 것을 먼저 시도하기 위해, 기지국의 디폴트 타입으로서 지상 BS들이 WT들에 의해 사용되며, 위성 기지국들은 지상 기지국에 의해 커버링되지 않는 이들 영역들에서 액세스를 제공하기 위해 주로 사용된다. 예를 들어, 일부 영역에서, 경제적, 환경적, 및/또는 지형 원인, 예를 들어, 낮은 인구 밀도, 험악한 거주불가능한 지형 등으로 인해 지상 기지국을 인스톨하는 것은 실용적이지 않을 수도 있다. 일부 지상 기지국 셀에서, 예를 들어, 산, 높은 빌딩 등과 같은 장애물들로 인한 데드 스폿 (dead spot) 이 존재할 수도 있다. 그러한 데드 스폿 위치에서, 위성 기지국들은 커버리지에서의 갭을 메우기 위해 사용되어, 더 심리스 (seamless) 한 전체 커버리지를 WT 사용자에게 제공할 수 있다. 또한, 일부 실시형태에서, 우선순위 고려사항, 및 사용자 가입된 계층 (tier) 레벨이 사용되어, 위성 기지국들에 대한 액세스를 결정한다. 기지국들은, 예를 들어, 백홀 네트워크를 통해 함께 커플링되며, 상이한 셀에 위치된 MN에 대한 상호접속도를 제공한다.

위성 기지국과 통신하는 MN들은, 예를 들어, 음성 채널을 지원하는 업링크를 위해 단일 톤이 사용되는 동작의 단일-톤 모드에서 동작하고 있을 수도 있다. 다운링크에서, 톤들, 예를 들어, WT에 의해 수신 및 프로세싱되는 113개의 다운링크 톤들의 더 큰 세트가 사용될 수도 있다. 예를 들어, 다운링크에서, 필요하다면 WT는 복수의 톤들을 동시에 사용하여 다운링크 트래픽 채널 세그먼트를 임시로 할당받을 수도 있다. 또한, WT는 상이한 톤들을 통하여 동시에 제어 시그널링을 수신할 수도 있다. 셀 1 (614) 은, 각각, 무선 링크들 (644, 646) 을 통해 위성 BS 1 (608) 과 통신하는 MN 1 (632) 및 MN N (634) 를 포함한다. 셀 2 (616) 는, 각각, 무선 링크들 (648, 650) 을 통해 위성 BS 2 (610) 과 통신하는 MN 1' (636) 및 MN N' (638) 를 포함한다. 셀 N (618) 은, 각각, 무선 링크들 (652, 654) 을 통해 BS N (612) 과 통신하는 MN 1'' (640) 및 MN N'' (642) 를 포함한다. 일부 실시형태에서, 위성 BS와 MN 사이의 다운링크는 대응하는 업링크 보다 더 높은 레이트의 사용자 정보를 지원하며, 예를 들어, 다운링크에서 음성, 데이터, 및/또는 디지털 비디오 브로드캐스트를 지원한다. 일부 실시형태에서, WT의 네트워크 연결 지점으로서 위성 BS를 사용하는 그 WT에 제공된 다운링크 사용자 데이터 레이트는 업링크 사용자 데이터 레이트, 예를 들어, 4.8 Kbit/sec와 거의 동일하며, 따라서, 단일 음성 콜을 지원하지만 위성 기지국의 전력 소스를 보존하는 경향이 있다.

지상 기지국들과 통신하는 MN들은 동작의 종래 모드에서 동작할 수도 있으며, 여기서, 다중의 톤들, 예를 들어, 7개 이상의 톤들은 업링크 트래픽 채널 세그먼트에 대해 동시에 사용된다. 셀 1' (626) 은, 각각, 무선 링크들 (666, 668) 을 통해 지상 BS 1' (620) 와 통신하는 MN 1''' (654) 및 MN N''' (656) 을 포함한다. 셀 2' (628) 는, 각각, 무선 링크들 (670, 672) 을 통해 지상 BS 2' (622) 와 통신하는 MN 1'''' (658) 및 MN N'''' (660) 을 포함한다. 셀 N' (630) 는, 각각, 무선 링크들 (674, 676) 을 통해 지상 BS N' (624) 와 통신하는 MN 1''''' (662) 및 MN N''''' (664) 을 포함한다.

도 6은, 도 5의 다양한 위성 기반 기지국과 다양한 지상 기반 기지국 사이의 예시적인 백홀 상호접속도를 도시한 도면이다. 다양한 네트워크 노드들 (702, 704, 706, 708, 710, 712) 은, 예를 들어, 라우터, 홈 에이전트 노드, 외부 에이전트 노드, AAA 서버 노드, 및 백홀 네트워크를 통해 위성들과 통신하고 이를 지원하는 위성 추적/높은 통신 데이터 레이트 용량 지상국을 포함할 수도 있다. 지상국으로서 기능하는 네트워크 노드들 (702, 712, 708) 과 위성 기지국들 (608, 610, 612) 사이의 링크들 (714, 716, 718) 은 지향성 안테나를 사용하는 무선 링크일 수도 있지만, 지상 노드들 사이의 링크들 (720, 722, 724, 726, 728, 730, 732, 734, 736, 738) 은 유선 및/또는 무선 링크들, 예를 들어, 광섬유 케이블, 광대역 (broadband) 케이블, 마이크로파 링크 등일 수도 있다.

도 7a는, 지구의 표면상에 예시적인 위성 2 (604) 의 예시적인 위성 기지국 (608) 및 대응하는 셀룰러 커버리지 영역 (셀 2) 을 포함한 그 예시적인 위성 2 (604) 를 도시한 도면 (800) 이다. MN 1' (636) 은 셀 (616) 의 중앙 근방에 위치되고, 셀 (616) 의 외주 근방에 위치된 MN N' (638) 보다 위성 (604) 에 더 근접해 있다. 이러한 예에서, 위성으로부터의 빔은 큰 지리적 영역을 커버링하며, 2개의 상이한 MN들에 대한 라운드 트립 시간 (RTT) (WT-BS-WT) 에서 현저한 차이가 존재하고, MN 1' (636) 이 더 짧은 RTT를 갖는다. 본 발명에 따라 RTT 모호성을 리졸빙하기 위해, 수 밀리초의 델타-RTT를 리졸빙할 수 있는 범위 방식이 구현된다.

통상적으로, 동작의 종래 모드에서, 정확히 타이밍 동기화되지 않거나 전력 제어되지 않을 수도 있는 WT가, 기지국과 접속 및 동기화하고 그 BS를 그 WT의 네트워크 연결 지점으로서 사용하기 위해 업링크 톤, 예를 들어, 경쟁 기반 업링크 톤을 통해 요청 신호를 전송할 수도 있는 시스템의 타이밍 구조에 빌트-인 (built-in) 된 액세스 간격이 존재한다. 본 발명의 다양한 실시형태에 따라, 어느 순방향 링크 슈퍼슬롯이 역방향-링크 송신과 관련되는지를 표시하기 위해 액세스 톤 세트에 관한 부가적인 시변 코딩에 대한 액세스 간격, 예를 들어, 동작의 종래 모 드에서 사용된 동일한 액세스 간격을 사용하여, 위성 기반 하나의 톤에 대한 RTT 고려사항을 리졸빙하는 하나의 예시적인 방식이 개시된다. 이러한 코딩은 슈퍼슬롯 레벨에 대한 모호성을 리졸빙하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 슈퍼슬롯은 114개의 연속하는 OFDM 심볼 송신 시간 간격에 대응하는 약 11.4 msec의 지속기간일 수도 있다. 무선 단말기는 슈퍼-슬롯 (＜11,4 msec) 모호성을 커버링하기 위해 가변 시간 오프셋에서 반복된 액세스 시도를 시도할 필요가 있을 수도 있다.

도 8은, 지상 기반 기지국 및 위성 기반 기지국 양자, 및 위성 기지국에 관한 라운드 트립 타이밍 모호성을 감소시키기 위해 지상 기지국 위치 정보를 이용하는 무선 단말기를 포함하는 예시적인 하이브리드 시스템의 도면 (800) 을 도시한다. 예시적인 WT (MNA; 902) 는 셀 2' (628) 에서 지상 BS 2' (622) 에 이전에 접속되지만, 위성 BS 2에 의해 커버링되는 셀 2 (616) 으로 이동된다. MN A (902) 는 위성 BS 2 (608) 와 무선 링크를 확립하는 것을 추구하지만, 타이밍 모호성을 리졸빙할 필요가 있다. 본 발명의 특성에 따라, WT는 지상 기지국의 위치를 위성 기지국의 셀들과 관련시키는 정보를 포함한다. 일부 실시형태에서, 다중의 지상 기지국은 동일한 위성 셀 커버리지 영역과 관련될 수도 있다 (도 8a 참조). MN A (902) 는 검출된 마지막 지상 기지국 (622) 의 위치에 관한 정보를 사용하여, 초기 RTT 추정치를 형성한다. 이러한 방식으로, 본 발명에 따라, RTT와 관련된 모호성이 압축될 수 있다. 그러한 일부 실시형태에서, 모호성은, 지상 기지국에 의해 사용된 액세스 프로토콜에 의해 지원된 범위내로 압축될 수 있 다.

도 8a는 본 발명에 따른 예시적인 실시형태를 도시하며, 여기서, 다중의 기지국들은 동일한 위성 커버리지 영역과 관련된다. 3개의 예시적인 기지국들이 설명의 목적을 위해 도시되지만, 통상적으로 지상 BS가 약 1 mi 내지 5 mi의 반경으로 지구의 표면상에 셀룰러 커버리지 영역을 가질 수도 있지만, 통상적으로 위성이 약 100 mi 내지 500 mi의 반경으로 지구의 표면상에 셀룰러 커버리지 영역을 가질 수도 있으므로, 일반적으로 위성 기지국의 셀룰러 커버리지 영역내에 또는 그 영역과 관련된 더 많은 지상 기지국들이 존재할 수도 있다는 것을 알 수 있다. 대응하는 셀들 (962, 964, 966) 을 갖는 지상 기지국들 (BS A (956), BS B (958), BS C (960)) 은, 위성 BS D (952) 를 포함하는 위성 D (950) 에 대응하는 커버리지 영역 (셀 D (954)) 과 관련된다. 그것의 정확한 위치가 공지되어 있지 않고 위성 D BS (952) 와의 접속을 확립하는 것을 시도하는 무선 단말기는, 지상 기지국들의 위치의 공지된 위치 정보, 정지 궤도에서의 위성 기지국의 공지된 위치, 및 예를 들어, WT가 시작 포인트로서 접속되었던 마지막 지상 기지국의 공지된 위치를 사용하는 지상 기지국들에 관한 시그널링 정보에 기초하여 그 무선 단말기의 라운드 트립 신호 시간을 추정할 수 있다. 예를 들어, 셀 (954) 의 외부 제한 근방에 위치된 지상 BS A (956) 는 가장 긴 RTT를 나타내는 추정된 값에 대응할 수도 있고, 셀의 외부 제한과 셀의 중앙 사이의 중간 포인트에 위치된 지상 BS B (958) 는 중간 RTT를 나타낼 수도 있지만, 셀 (954) 의 중앙 근방에 위치된 지상 BS C (960) 는 가장 짧은 RTT를 나타낼 수도 있다.

도 7은, 본 발명에 따른, 무선 단말기, 예를 들어, 이동 노드를 동작시키는 예시적인 방법의 흐름도 (1200) 이다. 무선 단말기는, 일부의 기지국은 지상 기반 기지국이고 일부의 기지국은 위성 기반 기지국인 복수의 기지국들을 포함하는 예시적인 무선 OFDM 다중 액세스 확산 스펙트럼 통신 시스템에서 복수의 제 1 타입 무선 단말기들 중 하나의 단말기일 수도 있으며, 여기서, 상기 제 1 타입 무선 단말기들은 지상 기지국 및 위성 기지국 양자와 통신할 수 있다. 또한, 예시적인 통신 시스템은, 지상 지기국들과는 통신할 수 있지만 위성 기지국들과는 통신할 수 없는 예시적인 제 2 타입 무선 단말기들을 포함할 수도 있다.

흐름도 (1200) 의 방법의 동작은, 파워 온된 무선 단말기에 응답하여 또는 핸드오프 동작에 응답하여 단계 (1202) 에서 시작한다. 동작은 시작 단계 (1202) 로부터 단계 (1204) 로 진행한다. 단계 (1204) 에서, 무선 단말기는, 무선 단말기의 신규한 네트워크 연결 지점으로서 사용되도록 의도되는 네트워크 연결 지점이 지상 기지국 또는 위성 기지국인지의 여부를 판정한다. 신규한 네트워크 연결 지점이 지상 기지국이라고 단계 (1204) 에서 판정되면, 동작은 단계 (1206) 로 진행하고, 여기서, 무선 단말기는 그의 동작 모드를 제 1 동작 모드, 예를 들어, 동작의 다중 톤 업링크 모드로 설정한다. 그러나, 신규한 네트워크 연결 지점이 위성 기지국이라고 단계 (1204) 에서 판정되면, 동작은 단계 (1208) 로 진행하고, 여기서, 무선 단말기는 그의 동작 모드를 제 2 동작 모드, 예를 들어, 동작의 하나의 톤 업링크 모드로 설정한다.

단계 (1206) 으로 복귀하여, 동작은 단계 (1206) 로부터 단계 (2010) 으로 진행하고, 여기서, 신규한 지상 기지국에 의해 수용된 WT는 기지국 할당된 무선 단말기 사용자 식별자를 수신한다. 동작은 단계 (1210) 로부터 단계 (1212, 1214, 및 1216) 으로 진행한다. 단계 (1212) 에서, WT는 다운링크 사용자 데이터를 운반하는 다운링크 트래픽 채널 세그먼트들에 대응하는 신호를 지상 기지국으로부터 수신하도록 동작된다. 동작은 단계 (1212) 로부터 단계 (1218) 로 진행하고, 여기서, WT는 확인응답/부정 확인응답 (Ack/Nak) 신호를 기지국에 전송한다.

단계 (1214) 로 복귀하여, 단계 (1214) 에서, WT는 단계 (1212) 에서 수신된 WT 사용자 ID로부터 전용 제어 채널 로지컬 톤을 결정한다. 동작은 단계 (1214) 로부터 단계 (1220) 로 진행한다. 단계 (1220) 에서, WT는 톤 홉핑 정보에 기초하여 사용하기 위해 로지컬 톤에 대응하는 물리적 톤을 결정한다. 예를 들어, WT 할당된 ID 변수는 32개의 값들 (0, ..., 31) 의 범위를 가질 수도 있으며, 각각의 ID는 업링크 타이밍 구조, 예를 들어, 113개의 톤들을 포함하는 업링크 타이밍 구조에서 상이한 단일 로지컬 톤에 대응한다. 113개의 로지컬 톤들은, 업링크 타이밍 구조내의 업링크 톤 홉핑 패턴에 따라 홉핑될 수도 있다. 예를 들어, 액세스 간격을 배제하면, 업링크 타이밍 구조는 드웰 간격들로 세분될 수도 있으며, 각각의 드웰 간격은 고정된 수의 지속기간, 예를 들어, 7의 연속하는 OFDM 심볼 송신 시간 간격을 갖고, 톤 홉핑은 중간이 아닌 드웰 경계에서 발생한다. 동작은 단계 (1220) 로부터 단계 (1222) 로 진행한다. 단계 (1222) 에서, WT는 전용 제어 채널 톤을 사용하여 업링크 제어 채널 신호를 송신하도록 동작된다.

단계 (1216) 로 복귀하여, 단계 (1216) 에서, WT는 업링크를 통해 송신할 사용자 데이터가 존재하는지에 관해 검사한다. 송신되길 대기하는 데이터가 존재하지 않으면, 동작은 단계 (1216) 으로 다시 진행하고, 여기서, WT는 송신할 데이터를 검사하는 것을 계속한다. 그러나, 업링크를 통해 송신할 사용자 데이터가 존재한다고 단계 (1216) 에서 판정되면, 동작은 단계 (1216) 로부터 단계 (1224) 로 진행한다. 단계 (1224) 에서, WT는 지상 기지국으로부터 업링크 트래픽 채널 할당을 요청한다. 동작은 단계 (1224) 로부터 단계 (1226) 로 진행한다. 단계 (1226) 에서, WT는 업링크 트래픽 채널 세그먼트 할당을 수신한다. 동작은 단계 (1228) 로 진행하고, 여기서, WT는, 예를 들어, QPSK 또는 QAM16와 같은 사용할 변조 방법을 선택한다. 단계 (1230) 에서, WT는 사용될 코딩 레이트를 선택한다. 동작은 단계 (1230) 로부터 단계 (1232) 로 진행하고, 여기서, WT는 할당된 업링크 트래픽 채널 세그먼트에 대한 사용자 데이터를 단계 (1230) 의 선택된 코딩 레이트에 따라 코딩하고, 단계 (1228) 의 선택된 변조 방법에 따라 변조 심볼 값들에 그 코딩된 비트들을 매핑한다. 동작은 단계 (1232) 로부터 단계 (1234) 로 진행하고, 여기서, WT는 업링크 트래픽 채널 세그먼트 할당에 기초하여 사용할 로지컬 톤들을 결정한다. 단계 (1236) 에서, WT는 톤 홉핑 정보에 기초하여 사용하기 위해 로지컬 톤들에 대응하는 물리적 톤들을 결정한다. 동작은 단계 (1236) 로부터 단계 (1238) 로 진행한다. 단계 (1238) 에서, WT는 결정된 물리적 톤들을 사용하여 지상 기지국에 사용자 데이터를 송신한다.

단계 (1208) 로 복귀하여, 동작은 단계 (1208) 로부터 단계 (1240) 로 진행 한다. 단계 (1240) 에서, 위성 기지국에 의해 수용된 WT는 위성 기지국으로부터 BS 할당된 WT 사용자 ID를 수신한다. 동작은 단계 (1240) 로부터 단계 (1242) 및 단계 (1244) 로 진행한다.

단계 (1242) 에서, WT는 다운링크 사용자 데이터를 운반하는 다운링크 트래픽 채널 세그먼트들에 대응하는 신호들을 위성 기지국으로부터 수신하도록 동작된다. 동작은 단계 (1242) 로부터 단계 (1246) 로 진행하고, 여기서, WT는 에러에 응답하여 다운링크 트래픽 채널 사용자 데이터의 재송신을 요청한다. 다운링크 송신이 성공적으로 수신 및 디코딩되었다면, 무선 단말기로부터 기지국으로 응답이 전달되지 않는다. 일부 실시형태에서, 에러가 정보 복원 프로세스에서 검출된 경우, 예를 들어, 재송신이 완료될 수 있기 전에 손실된 다운링크 데이터에 대한 유효성의 시간 윈도우가 만료할 것이므로 또는 데이터의 낮은 우선순위 레벨로 인해, 재송신에 대한 요청은 전송되지 않는다.

단계 (1244) 로 복귀하여, 단계 (1244) 에서, WT는 제어 데이터 및 할당된 WT 사용자 ID에 대한 사용자 데이터 양자에 대해 사용하기 위해 단일 업링크 로지컬 톤을 결정한다. 특정 실시형태에 의존하여, 동작은 단계 (1248) 또는 단계 (1250) 중 하나의 단계로 진행한다.

단계 (1248) 에서, WT는 업링크를 통해 전달될 사용자 데이터와 제어 데이터를 멀티플렉싱한다. 단계 (1248) 의 멀티플렉싱된 데이터는 단계 (1252) 로 포워딩되며, 여기서, WT는 사용자 및 제어 정보 비트의 혼합물을 단일 코딩된 블록으로 코딩한다. 동작은 단계 (1252) 로부터 단계 (1254) 로 진행하고, 여기서, WT는 결정된 로지컬 톤 및 톤 홉핑 정보에 기초하여 각각의 드웰에 대해 사용하기 위해 물리적 톤을 결정한다. 동작은 단계 (1254) 로부터 단계 (1256) 로 진행한다. 단계 (1256) 에서, WT는, 각각의 드웰에 대한 결정된 물리적 톤을 사용하여, 결합된 사용자 데이터 및 제어 데이터의 코딩된 블록을 위성 기지국으로 송신하도록 동작된다.

단계 (1250) 에서, WT는 사용자 데이터 및 제어 데이터를 독립적인 블록들로 코딩하도록 동작된다. 동작은 단계 (1250) 로부터 단계 (1258) 로 진행하고, 여기서, WT는 결정된 로지컬 톤 및 톤 홉핑 정보에 기초하여 각각의 드웰에 대해 사용될 물리적 톤을 결정하도록 동작된다. 동작은 단계 (1258) 로부터 단계 (1260) 로 진행한다. 단계 (1260) 에서, WT는, 각 드웰 단위로 결정되는 결정된 물리적 톤을 사용하여, 사용자 데이터의 코딩된 블록들 및 제어 데이터의 코딩된 블록들을 위성 기지국으로 송신하도록 동작된다. 단계 (1260) 에 관하여, 본 발명의 일부 실시형태의 특성을 따르면, 송신될 사용자 데이터가 존재하지 않는 사용자 데이터에 전용된 시간 간격 동안, 단일 톤이 사용되지 않게 한다.

흐름도 (1200) 의 방법에 따라 무선 단말기를 동작시키는 것은, 제 1 피크 대 평균 전력 비율을 갖는 제 1 업링크 신호에서 적어도 일부 사용자 데이터를 송신하기 위해 다중의 OFDM 톤들이 동시에 사용되는 동안에, 동작의 제 1 모드에서 제 1 복수의 연속하는 OFDM 심볼 송신 시간 주기를 포함하는 제 1 시간 주기 동안 무선 단말기를 동작시키는 것을 초래할 수 있다. 예를 들어, WT는 그의 네트워크 연결 지점으로서 지상 기지국을 사용하고 있을 수도 있고, 업링크 트래픽 채널 데이터에 대한 복수의 톤들, 예를 들어, 7, 14, 또는 28개의 톤들을 동시에 사용하여, 업링크 트래픽 채널 세그먼트에 대응하는 공중 링크 리소스를 통해 업링크 사용자 데이터를 전달하고 있을 수도 있으며, 또한, 부가적인 톤 또는 톤들, 예를 들어, 전용 제어 채널 톤이 제어 시그널링을 위해 병렬로 사용될 수도 있다. 또한, 흐름도 (1200) 의 방법에 따라 무선 단말기를 동작시키는 것은, 상기 제 1 피드 대 평균 전력 비율과는 상이한 제 2 피크 대 평균 전력 비율을 갖는 제 2 업링크 신호에서 적어도 일부 사용자 데이터를 송신하기 위해 기껏해야 하나의 OFDM 톤이 사용되는 동안에, 동작의 제 2 모드에서 제 2 복수의 연속하는 OFDM 심볼 송신 시간 주기를 포함하는 제 2 시간 주기 동안 무선 단말기를 동작시키는 것을 초래할 수 있다. 예를 들어, 제 2 시간 주기 동안, WT는 그의 네트워크 연결 지점으로서 위성 기지국을 사용하고 있을 수도 있고, 기지국 할당된 WT 사용자 식별자와 관련된 단일 전용 로지컬 톤에 대응하는 공중 링크 리소스를 통해 업링크 사용자 데이터 및 제어 데이터를 전달하고 있을 수도 있으며, 상기 단일 전용 로지컬 톤은 드웰 경계상에서 상이한 물리적 톤들로 홉핑될 수도 있다.

일부 실시형태에서, 제 2 피크 대 평균 전력 비율은, 예를 들어, 적어도 4dB만큼 제 1 피크 대 평균 전력 비율보다 더 작다. 일부 실시형태에서, WT는 무-지향성 안테나를 사용한다. 제 1 시간 주기 동안에 동작의 제 1 모드 동안 업링크를 통해 전달된 사용자 데이터는 적어도 4.8 Kbit/sec의 레이트에서 사용자 데이터를 포함할 수 있다. 제 2 시간 주기 동안에 동작의 제 2 모드 동안 업링크를 통해 전달된 사용자 데이터는 적어도 4.8 Kbit/sec의 레이트에서 사용자 데이터 를 포함할 수 있다. 예를 들어, 음성 채널은 동작의 제 1 모드 및 제 2 모드 양자에서 WT 동작에 대해 지원될 수도 있다. 일부 실시형태에서, WT는, 복수의 상이한 코딩 레이트들 및 복수의 상이한 변조 방식들, 예를 들어, QPSK, QAM16을 포함하는, 동작의 제 1 모드에서 복수의 상이한 업링크 코딩 옵션들을 지원한다. 일부 실시형태에서, WT는, 제 2 모드에서의 동작에 대한 단일 업링크 레이트 옵션, 예를 들어, 단일 코딩 레이트를 사용하는 QPSK를 지원한다. 일부 실시형태에서, 동작의 제 2 모드에서의 업링크 사용자 데이터 신호들에 관한 정보 비트 레이트는, 동작의 제 2 모드에서의 업링크 사용자 데이터 신호에 관한 최소 정보 비트 레이트 이하이다.

일부 실시형태에서, 위성 기지국이 WT의 네트워크 연결 지점으로서 그 WT에 의해 사용되고 있는 경우 상기 위성 기지국과 무선 단말기 사이의 거리는, 지상 기지국이 WT의 네트워크 연결 지점으로서 그 WT에 의해 사용되고 있는 동안 상기 지상 기지국과 무선 단말기 사이의 거리보다 적어도 3배이다. 일부 실시형태에서, 통신 시스템에서의 위성 기지국들 중 적어도 일부는 정지 위성이다. 그러한 일부 실시형태에서, 정지 위성 기지국과 WT의 네트워크 연결 지점으로서 그 기지국을 사용하는 WT 사이의 거리는 적어도 35,000 km 이지만, 지상국과 WT의 네트워크 연결 지점으로서 그 지상국을 사용하는 WT 사이의 거리는 기껏해야 100 km 이다. 일부 실시형태에서, WT의 네트워크 연결 지점으로서 그 WT에 의해 사용되고 있는 위성 기지국은, 신호 라운드 트립 시간이 100개의 OFDM 심볼 송신 시간 주기를 초과하도록 적어도 WT로부터 이격된 거리이며, 각각의 OFDM 심볼 송신 시간 주기는 하나의 OFDM 심볼 및 대응하는 사이클릭 프리픽스를 송신하기 위해 사용된 시간의 양을 포함한다.

일부 실시형태에서, 동작의 제 1 모드로부터 동작의 제 2 모드로 스위칭하는 것은, 핸드오프가 지상 기지국과 위성 기지국 사이에서 발생하는 경우 발생한다. 동작의 제 1 모드로부터 동작의 제 2 모드로 스위칭하는 것이 발생한 그러한 일부 실시형태에서, WT는 수신된 다운링크 사용자 데이터에 응답하여 확인응답 신호들을 전송하는 것을 중지한다. 동작의 제 1 모드로부터 동작의 제 2 모드로 스위칭하는 것이 발생한 그러한 일부 실시형태에서, WT는 주파수 및/또는 송신될 업링크 제어 신호들의 수를 감소시킨다.

본 발명의 다양한 특성에 따른 다른 실시형태는, 위성 기반 기지국을 포함하지만 지상 기반 기지국을 포함하지 않는 시스템, 지상 기지국을 포함하지만 위성 기반 기지국을 포함하지 않는 시스템, 및 에어본 플랫폼 (airborne platform) 기반 기지국을 포함하는 다양한 조합들을 포함할 수도 있다.

본 발명의 다양한 실시형태에서, 그 기지국의 일부가 업링크에서 다중의 톤들을 사용하는 원격 기지국과 통신하는 경우, 트래픽 세그먼트들 ＞ 2×최대 RTT (라운드 트립 시간) 의 할당을 해결하도록 조정될 UL 할당 슬레이브 구조에 의해 업링크 세그먼트 할당이 사용된다. 높은 이득 안테나 없는 단말기들, 예를 들어, 무-지향성 안테나 또는 거의 무-지향성 안테나를 갖는 핸드셋의 반드시 모든 경우는 아니지만 일부의 경우, 위성 기지국에 의한 송신 신호의 성공적인 수신에 대한 극단적인 링크 버짓 요건은 단일 일 모드의 사용을 통한 통신을 제한할 수도 있다. 따라서, 일부 실시형태에서, 지상 기지국으로부터 위성 기지국으로의 핸드오프가 발생하는 경우, 무선 단말기는 변화를 검출하고 멀티-톤 업링크 모드로부터 단일 OFDM 톤 업링크 모드 동작으로 스위칭한다.

큰 지리적 영역을 커버링하는 빔을 갖는 정지 위성에 있어서, 빔의 중앙과 에지 사이에서 라운드 트립 시간에서의 현저한 차이가 존재할 수도 있다. 이러한 RTT 모호성을 리졸빙하기 위해, 수 밀리초의 델타-RTT를 리졸빙할 수 있는 범위 방식이 바람직할 수도 있다.

그러한 방식은, 어느 순방향 링크 슈퍼슬롯이 역방향-링크 송신과 관련되는지를 표시하기 위해 액세스 톤 세트에 관한 부가적인 시변 코딩에 대한 OFDM에서의 기존 액세스 간격을 사용할 수 있다. 이러한 코딩은 슈퍼슬롯 레벨에 대한 모호성을 리졸빙할 수 있다. 단말기는, 서브-슈퍼슬롯 (＜11.4 msec) 모호성을 커버링하기 위해 가변 시간 오프셋에서 반복된 액세스 시도를 시도할 필요가 있을 수도 있다. 하이브리드 지상-위성 네트워크에 있어서, 단말기는 검출된 마지막 지상 기지국의 위치에 대한 정보를 사용하여 초기 RTT 추정치를 형성할 수 있고, 일반적인 액세스 프로토콜에 의해 지원된 범위내로 모호성을 압축할 수 있다.

도 9는, 위성 기지국과 지상에 위치된 WT 사이의 라운드 트립 신호 딜레이가 슈퍼슬롯보다 큰 것을 도시한 도면 (1000) 이다. 도면 (1000) 은 시간을 나타내는 수평축 (1002) 을 포함하며, 액세스 프로브 신호 (1004) 는 지상에 위치된 무선 단말기로부터 위성 기지국으로 전송되고, 위성 기지국으로부터의 응답 신호 (1006) 는 지상에 위치된 무선 단말기에 의해 수신된다. 라운드 트립 딜레이 시간 (1008) 은 슈퍼-슬롯 시간 간격보다 크다. 예를 들어, 일부 지상 무선 통신 시스템에서, 무선 단말기가 신규한 지상 BS와의 접속을 확립하고 타이밍 동기화시키도록 요청하기 위한 기회를 제공하는 모든 슈퍼슬롯에서 액세스 간격이 일회 구성된다. 라운드 트립 거리가 비교적 짧은, 예를 들어, 통상적으로 2마일 내지 10마일인, 지상 기지국에 대한 액세스를 추구하는 지상에 위치된 무선 단말기의 경우, 라운드 트립 신호 이동 시간은 약 11 마이크로-초 내지 54 마이크로-초이고, 지상 기지국에 의한 신호 프로세싱을 포함한 라운드 트립 딜레이는 슈퍼-슬롯내에 있을 수 있고, 예를 들어, 114개의 슈퍼-슬롯의 시간 간격은 약 11.4 msec를 나타낸다. 따라서, 액세스 프로브 및 응답 신호가 관련되는 어떠 슈퍼슬롯에 관한 모호성이 존재하지 않는다. 한편, 라운드 트립 신호 이동 시간이 약 240 msec인 약 22,300 mi의 정지 궤도에서의 위성 기지국에 대한 액세스를 추구하는 지상 무선 단말기의 경우, 라운드 트립 딜레이는 11.4msec의 슈퍼-슬롯 간격 시간보다 클 것이다. 또한, 셀 내의 WT의 위치에 의존하여 상이한 RTT를 초래하는 위성 기지국의 큰 커버리지 영역으로 인해 라운드 트립 딜레이에서의 변화가 존재할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 위성 BS와의 무선 링크를 확립하고 타이밍 동기화시키는 것을 추구하는 WT의 액세스 방법은, WT가 지상 BS에 접속하는 것을 추구하는 경우에 존재하지 않고 WT가 위성 BS에 접속하는 것을 추구하는 경우 존재하는 타이밍 모호성 이슈를 해결하도록 변경된다.

도 10은, 위성 기지국과 WT 사이의 타이밍 동기화를 결정하기 위해 액세스 프로세스에서 사용된 본 발명의 일 특성을 도시한 도면 (1100) 이다. 도 10은, 예시적인 타이밍 구조가 슈퍼슬롯들, 예를 들어, 114개의 OFDM 심볼 시간 간격으로 세분되고, 각각의 슈퍼슬롯의 시작이 액세스 간격, 예를 들어, 9개의 OFDM 심볼 시간 간격인 것을 도시한다. 도면 (1100) 은, 시간, 슈퍼슬롯 1 (1104), 슈퍼슬롯 2 (1106), 슈퍼슬롯 N (1108) 을 나타내는 수평축 (1102) 을 포함한다. 슈퍼슬롯 1 (1104) 은 예시적인 지상 액세스 간격 (1110) 을 포함하고, 슈퍼슬롯 2 (1106) 는 예시적인 지상 액세스 간격 (1112) 을 포함하며, 슈퍼슬롯 N은 예시적인 지상 액세스 간격 (1114) 을 포함한다. 기지국은 기준 신호, 예를 들어, 비컨 슬롯을 정의하는 비컨 신호를 전송할 수 있고, 슈퍼슬롯들은 비컨 슬롯내에 인덱스될 수 있다. 지상 BS에 관하여, BS와의 링크를 확립하는 것을 추구하는 WT는 액세스 간격 동안 액세스 프로브 신호를 전송하고, 신호를 수신하는 BS는 WT 식별자 및 동기화를 제공하기 위한 타이밍 정정을 역으로 전송할 수 있다. 그러나, 위성 BS의 경우, 타이밍 모호성은 슈퍼슬롯보다 크다. 따라서, WT는, 전송되었던 슈퍼슬롯에 의존하여 액세스 신호 프로브를 상이하게 코딩할 수 있다. 액세스 간격 (1110) 내에서 발생하는 코딩된 액세스 프로브 신호 (1116) 는 슈퍼슬롯 1 (1104) 을 식별하도록 코딩된다. 액세스 간격 (1112) 동안 발생한 코딩된 액세스 프로브 신호 (1118) 는 슈퍼슬롯 2 (1106) 를 식별하도록 코딩된다. 액세스 간격 (1114) 동안 발생한 코딩된 액세스 프로브 신호는 슈퍼슬롯 N (1108) 을 식별하도록 코딩된다. 따라서, 기지국이 코딩된 액세스 프로브 신호를 수신하는 경우, BS는 전송되었던 슈퍼슬롯을 그 코드로부터 결정할 수 있다.

도 11은, 위성 기지국과 WT 사이의 타이밍 동기화를 결정하기 위해 액세스 프로세스에서 사용된 본 발명의 또 다른 특성을 도시한 도면 (1200) 이다. 도 11은, WT의 관점으로부터, 위성이 슈퍼슬롯내로 타이밍 동기화를 추가적으로 리졸빙할 수 있도록 WT가 액세스 프로브 신호를, 예를 들어, 상이한 오프셋들, 예를 들어, 400 마이크로-초 오프셋만큼 오프셋시킬 수 있다는 것을 도시한다. 도면 (1200) 은, 시간, 슈퍼슬롯 1 (1152), 슈퍼슬롯 2 (1154), 및 슈퍼슬롯 N (1156) 을 나타내는 수평축 (1150) 을 포함한다. 슈퍼슬롯들 (1152, 1154, 1156) 은, 접속을 확립하고 타이밍 동기화시키기 위해 WT가 액세스 프로브 신호를 지상 기지국에 전송하기 위한 기회를 제공하기 위해 통상적으로 사용되는 시간 간격들 (1158, 1160, 1162), 예를 들어, 각각의 슈퍼슬롯의 시작에서의 9개의 OFDM 심볼 송신 시간 간격을 포함한다. 위성 기지국과의 액세스를 시도하기 위한 모드에서 동작하는 경우, WT는 WT의 기준에 관한 슈퍼슬롯내에서의, 예를 들어, 간격 (1158, 1160, 1162) 외부의 시간을 포함하는 상이한 시간에서 액세스 프로브들을 전송할 수 있다. 400 마이크로-초인 액세스 프로브 신호들 사이의 예시적인 간격 오프셋을 갖는 액세스 프로브 신호들 (1164, 1166, 1168, 1170, 1172, 1174, 1176) 이 도시되어 있으며, 액세스 프로브가 슈퍼슬롯내의 다양한 시간에서 발생할 수도 있다는 것을 나타낸다. 슈퍼슬롯 1 (1152) 동안 전송된 액세스 프로브 신호들, 예를 들어, 액세스 프로브 신호 (1164, 1166, 1168, 1170 또는 1172) 는 슈퍼슬롯 1을 식별하도록 코딩된다. 액세스 프로브 (1174) 와 같은, 슈퍼슬롯 2 (1154) 동안 전송된 액세스 프로브 신호들은 슈퍼슬롯 2를 식별하도록 코딩된다. 액세스 프로브 (1176) 와 같은, 슈퍼슬롯 N (1156) 동안 전송된 액세스 프로브 신호들은 슈퍼슬롯 N을 식별하도록 코딩된다.

위성 기지국에 단단히 동기화되지 않고, 위성과 WT 사이의 큰 가능한 거리 변화로 인해 큰 정도의 불확실성이 존재하는 지상에 위치된 WT는, 슈퍼슬롯내의 짧은 간격, 예를 들어, 지상 기지국에 의해 사용된 간격에 대응하는 동일한 간격 동안 WT로부터의 액세스 프로브 신호들을 모니터링할 수 있다. 송신된 WT 프로브 신호가 위성 기지국에서의 수신에 대한 기회의 액세스 간격 윈도우를 히트 (hit) 하지 않으면, 위성 기지국은 요청을 디코딩하지 않을 것이다. WT는 상이한 오프셋들을 갖는 다중의 요청들을 전송함으로써 타이밍에서의 잠재적인 변화를 메울 수 있으며, 결국, WT 프로브 신호는 위성 BS에 의해 캡쳐되고 디코딩되어야 한다. 그 후, 위성 BS는 신호를 디코딩함으로써 신호가 안내되었던 슈퍼슬롯을 식별할 수 있고 슈퍼슬롯내로 타이밍을 리졸빙할 수 있으며, 위성 BS는 BS 할당된 WT 식별자 및 타이밍 정정 신호를 WT로 전송할 수 있다. WT는 위성 기지국과 동기화하기 위해 수신된 타이밍 정정 정보를 적용할 수 있다.

도 12는, 상이한 타이밍 오프셋으로 위성 기지국에 다중의 액세스 프로브들을 전송하는 WT의 개념을 추가적으로 도시한다. 도 12는, WT가 액세스 프로브들을 위성 기지국에 전송하는 범위를 나타내는 시간을 나타낸 수평축 (1171) 을 포함한 도면 (1169) 이다. 도 12는, 제 1 타이밍 오프셋 값 T₀ (1179) 에 따라 WT가 코딩된 액세스 프로브 신호 (1177) 를 전송하는 동안에 액세스 프로브 신호 (1175) 를 전송하기 위해 WT에 의해 사용된 제 1 슈퍼슬롯, 제 2 타이밍 오프셋 t₀ ＋DELTA (1184) 에 따라 WT가 코딩된 액세스 프로브 신호 (1182) 를 전송하는 동안에 액세스 프로브 신호 (1180) 를 전송하기 위해 WT에 의해 사용된 제 2 슈퍼슬롯, 및 제 N 타이밍 오프셋 값 t₀＋NDELTA (1190) 에 따라 WT가 코딩된 액세스 프로브 신호 (1188) 를 전송하는 동안에 액세스 프로브 신호 (1186) 를 전송하기 위해 WT에 의해 사용된 제 N 슈퍼슬롯을 포함한다. WT들로부터의 액세스 프로브 신호들을 수용 및 프로세싱하기 위해 BS에 의해 모니터링되는 액세스 간격내에 있도록 발생하는 액세스 프로브들 중 하나의 프로브, 예를 들어, k번째 프로브를 위성 BS가 수용할 것이라고 가정한다.

예를 들어, 위성 BS와 지상 WT 사이에서 타이밍에서의 모호성이 슈퍼슬롯보다 크다고 가정한다. WT는 위성 BS에 접속하는 것을 추구한다. 위성 BS는 비컨 신호들을 출력하며, 각각의 비컨 신호는 비컨 슬롯과 슈퍼슬롯의 세트와 관련된다. 각각의 슈퍼슬롯은, 위성 BS와의 접속을 확립하는 것을 추구하는 WT로부터의 코딩된 액세스 프로브들을 BS가 수용하는 액세스 간격, 예를 들어, 9개의 OFDM 심볼들을 갖는다. 신호를 수신하는 BS의 관점으로부터, 액세스 프로브가 이러한 액세스 간격 윈도우 외부에 존재하면, BS는 신호를 수용하지 않을 것이다. WT의 네트워크 연결 지점으로서 위성 BS를 사용하는 그 WT는, 슈퍼-슬롯 인덱스 번호를 나타내도록 코딩되는 코딩된 액세스 프로브 신호를 전송한다. WT 액세스 프로브가 BS에 도달하는 경우 수용 윈도우의 외부에 존재할 수도 있으므로, WT는, 예를 들어, 슈퍼슬롯의 시작에 관하여 상이한 타이밍 오프셋으로 다중의 프로 브들을 전송할 수도 있다. 예를 들어, 400 마이크로-초의 타이밍 오프셋이 사용될 수도 있다. 예를 들어, WT는 약 1/2 초의 간격에서 액세스 프로브들의 시퀀스, 예를 들어, 10개의 액세스 프로브들을 전송할 수도 있으며, 각각의 연속하는 액세스 프로브는 슈퍼슬롯의 시작에 관해 상이한 타이밍 오프셋을 갖는다. 그러나, BS는 그의 액세스 간격 윈도우내에서 수신된 액세스 프로브 신호만을 승인할 것이다. 그 윈도우 외부의 액세스 프로브 신호들은 간섭 잡음으로서 시스템에 의해 허용된다. 액세스 간격 윈도우내에서 수신된 WT로부터의 다중의 액세스 프로브들 중 하나의 액세스 프로브를 BS가 수신하는 경우, BS는 신호를 디코딩함으로써 슈퍼슬롯 정보를 결정하고, BS와 WT 사이에서 타이밍 동기화를 달성하기 위해 타이밍 정정을 결정한다. BS는, 기지국 할당된 WT 식별자, 슈퍼슬롯 식별 정보의 반복, 및 타이밍 정정값을 WT에 전송한다. WT는 기지국 할당된 WT 식별자를 수신하고, 타이밍 정정을 적용하여, 이에 따라, 그 WT의 네트워크 연결 지점으로서 위성 BS를 사용하게 될 수 있다. 단일 전용 로지컬 업링크 톤은, 위성 BS로의 업링크 시그널링을 위해 사용하기 위한 WT에 대한 할당된 WT 식별자와 관련될 수도 있다.

도 13은 본 발명의 방법에 따른 예시적인 액세스 시그널링을 도시한 도면 (1300) 이다. 도 13은, 본 발명에 따라 구현된 예시적인 기지국 (1302) 및 예시적인 무선 단말기 (1304) 를 포함한다. 예시적인 BS (1302) 는, 다운링크 타이밍 및 주파수 구조를 사용하여 다운링크 시그널링을 송신한다. 다운링크 타이밍 구조는 비컨 슬롯들을 포함하며, 각각의 비컨 슬롯은 고정된 수의 인덱스된 슈퍼슬롯들, 예를 들어, 비컨 슬롯 당 8개의 인덱스된 슈퍼슬롯들을 포함하고, 각각의 슈퍼슬롯은 고정된 수의 OFDM 심볼 송신 시간 간격들, 예를 들어, 슈퍼슬롯 당 114개의 OFDM 심볼 송신 시간 간격을 포함한다. 또한, 각각의 비컨 슬롯은 비컨 신호를 포함한다. BS (1302) 로부터의 다운링크 신호들은 WT (1304) 에 의해 수신되며, BS (1302) 가 송신할 때와 WT (1304) 가 수신할 때 사이의 다운링크 시그널링 딜레이는 BS와 WT 사이의 거리의 함수로서 변한다. 수신된 비컨 신호 (1306) 는, 인덱스된 슈퍼슬롯들 (슈퍼슬롯 1 (1310), 슈퍼슬롯 2 (1312), 슈퍼슬롯 3 (1314),..., 슈퍼슬롯 N (1316)) 을 포함한 대응하는 비컨 슬롯 (1308) 으로 도시되어 있다. WT (1304) 는 수신된 비컨슬롯 타이밍에 관한 업링크 시그널링을 참조할 수 있다.

또한, BS (1302) 는, 다운링크 타이밍 구조에 관해 기지국에서 동기화된 업링크 타이밍 및 주파수 구조를 유지한다. BS (1302) 에서의 업링크 타이밍 및 주파수 구조내에서, 액세스 신호들을 수신하는 수신 윈도우가 존재하며, 예를 들어, 하나의 윈도우는 각각의 슈퍼슬롯 (1318, 1320, 1322, ..., 1324) 에 대응한다.

WT (1304) 는 업링크 액세스 프로브 신호 (1326) 를 BS (1302) 로 전송하여, BS (1302) 와의 액세스를 획득 및 BS (1302) 에 등록하는 것을 추구한다. 화살표 (1328, 1330, 1332) 는, 각각, BS (1302) 와 WT (1304) 사이의 (짧은, 중간, 및 긴) 거리에 대응하는 (더 짧은, 중간, 및 더 긴) 전파 (propagation) 딜레이의 경우들 (A, B, C) 을 나타낸다.

예시적인 경우 A에서, WT (1304) 는 액세스 프로브 신호 (1326) 를 전송하며, 그 신호는 기회의 액세스 윈도우 (1318) 를 성공적으로 히트한다. BS (1302) 는 그 액세스 프로브 신호를 프로세싱하고, 타이밍 오프셋을 결정하며, 타이밍 오프셋 정정을 WT (1304) 로 전송할 수 있으며, WT (1304) 로부터의 업링크 신호들이, 예를 들어, 데이터 통신을 허용하는 업링크 수신 타이밍에서 BS (1302) 와 동기화되어 도달하도록, WT (1304) 로 하여금, 더 정확하게 그의 업링크 시그널링을 타이밍 동기화시키기 위해 업링크 송신 타이밍을 조정하도록 수신된 타이밍 오프셋 정정을 사용하게 한다.

예시적인 경우 B에서, WT (1304) 는 액세스 프로브 신호 (1326) 를 전송하며, 그 신호는 기회의 액세스 윈도우들 (1318, 1320) 을 미스 (miss) 한다. BS (1302) 는 그 액세스 프로브 신호를 성공적으로 프로세싱하지 않고, 액세스 프로브 신호는 BS (1302) 에 의해 간섭으로서 처리되며, BS (1302) 는 WT (1304) 에 응답하지 않는다.

예시적인 경우 C에서, WT (1304) 는 액세스 프로브 신호 (1326) 를 전송하며, 그 신호는 기회의 액세스 윈도우 (1320) 를 성공적으로 히트한다. BS (1302) 는 그 액세스 프로브 신호를 프로세싱하고, 타이밍 오프셋 정정을 결정하며, 그 타이밍 오프셋 정정을 WT (1304) 에 전송할 수 있으며, WT (1304) 로부터의 업링크 신호들이, 예를 들어, 데이터 통신을 허용하는 업링크 수신 타이밍에서 BS (1302) 와 동기화되어 도달하도록, WT (1304) 로 하여금, 더 정확하게 그의 업링크 시그널링을 타이밍 동기화시키기 위해 업링크 송신 타이밍을 조정하도록 수신된 타 이밍 오프셋을 사용하게 한다.

예를 들어, 5 마일의 셀 반경을 갖는 지상 BS와 같은 근접 기지국에 관한 일부 실시형태에서, 라운드 트립 시간 불확실성의 양은 비교적 작으며, 액세스 프로브 업링크 신호를 송신하는 경우 WT (1304) 는 기지국에서 다음의 액세스 윈도우를 히트하도록 기대될 수 있다. 일부 실시형태에서, 기지국이 WT로부터 멀리 이격되어 있지만 상대적인 거리 불확실성이 매우 작은 경우, 액세스 프로브 신호는 기지국에서 액세스 윈도우를 히트하도록 기대될 수 있다.

그러나, 라운드 트립 시간에서의 불확실성이 액세스 간격 사이즈에 의해 지원되는 것보다 더 큰 실시형태에서, 액세스 프로브 신호는 기회의 액세스 윈도우를 히트할 수도 있거나 히트하지 못할 수도 있다. 그러한 경우에서, 상기 경우 B에서와 같이 액세스 프로브가 미스하면, WT 타이밍은 조정되고 또 다른 액세스 프로브가 전송될 필요가 있다. 액세스 간격 윈도우 시간은 시그널링 오버헤드를 나타내며, 액세스 간격을 짧게 유지하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 예시적인 액세스 윈도우 시간 간격은, 예시적인 슈퍼슬롯의 114개의 OFDM 심볼 송신 시간 간격에 대응하는 9개의 OFDM 심볼 송신 시간 간격이다.

도 13의 예들에서, 액세스 프로브 신호 (1326) 가, 예를 들어, WT (1304) 와 BS (1302) 사이의 상대적인 거리에 의존하여 상이한 액세스 윈도우들 (1318, 1320) 을 히트할 수 있도록 전파 딜레이에서의 변화가 존재할 수 있다는 것이 관측되어야 한다. 예를 들어, 성공적으로 수신되는 경우 액세스 프로브 신호가 소정의 시간에서 상대적인 BS-WT 거리에 의존하여 액세스 윈도우들 중 상이한 윈도우에서 수 신될 수도 있는 정도로, WT에 대한 BS의 상대적인 거리가 변할 수 있는 동일한 BS에 경우 A (화살표 (1328)) 및 경우 C (화살표 (1332)) 가 대응한다고 가정한다. 또한, 상이한 인덱스 값들을 갖는 슈퍼슬롯들 동안 WT가 액세스 프로브 신호들을 송신하도록 허용된다고 가정한다. BS가 정확한 타이밍 정정을 계산하기 위해 액세스 프로브 신호를 수신하는 경우, 타이밍 기준 포인트를 획득하기 위해 기지국은 WT (1304) 로부터의 더 많은 정보를 알 필요가 있다. 본 발명의 일부 실시형태들의 일 특성에 따르면, WT는 액세스 프로브 신호 (1326) 를 코딩하여, 액세스 프로브 신호 (1326) 가 송신되었던 슈퍼슬롯 인덱스를 식별한다. BS (1302) 는 그 슬롯 인덱스 정보를 사용하여, 다운링크 신호를 통해 WT (1304) 로 전송되는 타이밍 오프셋 정정을 계산한다. WT (1304) 는 타이밍 정정 신호를 수신하여 이에 따라 그의 업링크 타이밍을 조정한다.

본 발명의 일부 실시형태에서, 액세스 프로브 신호가 슈퍼슬롯 인덱스를 코딩하지 않지만, 기지국은, 예를 들어, 액세스 윈도우 (1318) 와 액세스 윈도우 (1320) 를 구별하여, 타이밍 정정 신호 및 슬롯 인덱스 오프셋 표시자를 다운링크를 통해 전달하는 또 다른 방법이 이용된다. 그 후, 송신된 액세스 프로브 신호의 슈퍼슬롯 인덱스를 알고 있는 WT (1304) 는 수신된 타이밍 정정 신호 및 수신된 슬롯 인덱스 표시자와 그 정보를 결합하여, 합성 타이밍 조정을 계산하고 그 타이밍 조정을 적용할 수 있다.

도 14는 본 발명의 방법에 따른 예시적인 액세스 시그널링을 도시한 도면 (1400) 이다. 도 14는 본 발명에 따라 구현된 예시적인 기지국 (1402) 및 예시 적인 무선 단말기 (1404) 를 포함한다. 예시적인 BS (1402) 는 다운링크 타이밍 및 주파수 구조를 사용하여 다운링크 시그널링을 송신한다. 다운링크 타이밍 구조는 비컨 슬롯들을 포함하며, 각각의 비컨 슬롯은 고정된 수의 인덱스된 슈퍼슬롯들, 예를 들어, 비컨 슬롯 당 8개의 인덱스된 슈퍼슬롯들을 포함하고, 각각의 슈퍼슬롯은 고정된 수의 OFDM 심볼 송신 시간 간격, 예를 들어, 슈퍼슬롯 당 114개의 OFDM 심볼 송신 시간 간격을 포함한다. 또한, 각각의 비컨 슬롯은 비컨 신호를 포함한다. BS (1402) 로부터의 다운링크 신호들은 WT (1404) 에 의해 수신되며, BS (1402) 가 송신할 때와 WT (1404) 가 수신할 때 사이의 다운링크 시그널링 딜레이는 BS와 WT 사이의 거리의 함수로서 변한다. 수신된 비컨 신호 (1406) 는, 인덱스된 슈퍼슬롯들 (슈퍼슬롯 1 (1410), 슈퍼슬롯 2 (1412), 슈퍼슬롯 3 (1414),..., 슈퍼슬롯 N (1416)) 을 포함한 대응하는 비컨 슬롯 (1408) 으로 도시되어 있다. WT (1404) 는 수신된 비컨슬롯 타이밍에 관한 업링크 시그널링을 참조할 수 있다. 액세스 프로브 신호를 송신할 경우 WT (1404) 가 기지국 (1402) 에서 액세스 슬롯을 히트할 시에 성공적일 수도 있거나 성공적이지 않을 수도 있도록 RTT 불확실성이 존재한다.

또한, BS (1402) 는, 그의 다운링크 타이밍 구조에 관해 기지국에서 동기화된 업링크 타이밍 및 주파수 구조를 유지한다. BS (1402) 에서의 업링크 타이밍 및 주파수 구조내에서, 액세스 신호들, 즉, 액세스 슬롯들을 수신하는 수신 윈도우들이 존재하며, 예를 들어, 하나의 윈도우는 각각의 슈퍼슬롯 (1418, 1420, 1422, ..., 1424) 에 대응한다. 또한, 업링크 타이밍은, 액세스 슬롯들 사이에 데이터 슬롯들 (1426, 1428, 1430) 이 존재하도록 구성된다.

도 14는, 본 발명에 따라, 액세스 프로브 업링크 신호가 액세스 슬롯내에서 결국 수신되도록 슈퍼슬롯의 시작에 관한 액세스 프로브 타이밍 오프셋들을 조정하는 방법을 도시한다. 그 방법은, 제 1 시도에서 액세스 윈도우를 히트하는 것이 보장되지 않도록, 예를 들어, BS-WT 거리에서의 잠재적인 변화로 인한 신호 RTT에서의 변화가 존재하는 경우에 유용하다.

WT (1404) 는 액세스 프로브 신호 (1432) 를 송신하며, 송신 타이밍은, 신호가 송신되는 슈퍼슬롯의 시작에 관한 제 1 타이밍 오프셋, 즉, 타이밍 오프셋 t₁ (1434) 이 존재하도록 제어된다. 송신된 액세스 프로브 신호 (1432) 는, 비스듬한 화살표 (1433) 에 의해 나타낸 바와 같이 시그널링 전파에 의해 딜레이되고 BS (1402) 의 수신기에서 액세스 프로브 신호 (1432') 로서 도달하는 업링크 신호이다. 그러나, 액세스 프로브 신호 (1432') 는 데이터 슬롯 (1426) 동안 도달하도록 발생하며, 따라서, BS (1402) 에 의해 간섭인 것으로 간주된다. BS (1402) 는 WT (1404) 에 응답을 전송하지 않는다.

WT (1404) 는 그의 타이밍 오프셋을 제 2 타이밍 오프셋 값 t₂ (1438) 로 조정하고, 액세스 프로브 신호 (1436) 를 송신한다. 송신된 액세스 프로브 신호 (1436) 는, 비스듬한 화살표 (1437) 에 의해 나타낸 바와 같이 시그널링 전파에 의해 딜레이되고 BS (1402) 의 수신기에서 액세스 프로브 신호 (1436') 로서 도달하는 업링크 신호이다. 그러나, 수신된 액세스 프로브 신호 (1436') 의 이러한 시간은 액세스 슬롯 (1420) 내에 존재하며, BS (1402) 는 그 액세스 신호를 프로세싱하고, 등록될 WT (1404) 를 수용하며, 타이밍 정정 신호를 계산하여 그 타이밍 정정 신호를 다운링크를 통해 WT (1404) 로 전송한다. WT는 수신된 타이밍 정정 신호에 따라 그의 업링크 타이밍을 조정한다.

액세스 프로브 시그널링 타이밍 오프셋들 사이의 차이는, 상이한 오프셋들을 갖는 연속하는 액세스 프로브들이 액세스 슬롯을 결국 히트하도록, 액세스 슬롯의 사이즈에 상관 (correlation) 하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 9개의 OFDM 심볼 송신 시간 간격의 액세스 슬롯을 갖는 예시적인 시스템에서, 상이한 시간 오프셋은 4개의 OFDM 심볼 송신 시간 간격만큼 상이할 수도 있으며, 예를 들어, OFDM 송신 시간 간격은 약 100 마이크로-초이다.

도 15는 본 발명의 방법에 따른 예시적인 액세스 시그널링을 도시한 도면 (1500) 이다. 도 15는, 본 발명에 따라 구현된 예시적인 기지국 (1502) 및 예시적인 무선 단말기 (1504) 를 포함한다. 예시적인 BS (1502) 가 지구의 표면상에서 큰 셀룰러 커버리지 영역, 예를 들어, 100, 200, 500 또는 그 이상의 마일을 갖는 정지 궤도에서의 위성 BS일 수도 있다고 가정한다. 그러한 실시형태에서, RTT가 다운링크에서 슈퍼슬롯보다 크고, 예시적인 액세스 프로브 신호가 기지국 (1500) 에서 액세스 시간 슬롯을 히트할 수도 있거나 히트하지 못할 수도 있도록, 예를 들어, 잠재적인 WT (1504) 위치 변화로 인한 RTT 불확실성이 존재한다고 가정한다. 이러한 예시적인 실시형태에서, 슈퍼슬롯 인덱스 식별 정보를 액세스 프로브로 코딩하고, 액세스 신호가 송신되는 슈퍼슬롯의 시작으로부터 상이한 타이밍 오프셋을 갖는 연속하는 액세스 프로브를 전송하는 상술된 2개의 특성은, WT (1504) 에 대한 타이밍 정정을 획득하기 위해 결합하여 사용된다.

BS (1502) 는, 슈퍼슬롯들을 포함하는 다운링크 타이밍 구조의 일부인 비컨슬롯 당 다운링크 비컨 신호를 포함하는 다운링크 신호들을 송신하며, 다운링크 타이밍 구조는 BS 및 WT에 공지되어 있다. WT (1504) 는 수신된 다운링크 신호에 관하여 동기화할 수 있고, 각각의 비컨 슬롯내에서 슈퍼슬롯들의 인덱스 값을 식별할 수 있다.

WT (1504) 는, 네트워크 연결 지점으로서 BS (1502), 즉, 위성 BS를 사용한다고 결정하지만, WT (1504) 는 그의 위치를 알지 못하고, 따라서, RTT를 알지 못한다. WT (1504) 는, 신호가 송신되는 슈퍼슬롯 (1512) 의 시작에 관한 제 1 타이밍 오프셋 t₁ (1510) 을 갖는 액세스 프로브 신호 (1508) 를 전송한다. 슈퍼슬롯 (1512) 의 비컨슬롯내의 슈퍼슬롯 (1512) 의 인덱스 번호는 WT (1504) 에 공지되어 있으며, 액세스 프로브 신호 (1508) 에서 인코딩된다. WT-BS 전파 딜레이 시간 이후에, 액세스 신호는 액세스 프로브 (1508') 로서 BS (1502) 에 도달한다. 그러나, 액세스 프로브 신호 (1508') 는 액세스 슬롯보다는 데이터 슬롯 (1514) 을 히트한다. BS (1502) 는 신호 (1508') 를 간섭으로서 처리하고 WT (1504) 에 응답하지 않는다.

무선 단말기 (1504) 는 또 다른 액세스 프로브 신호를 전송하기 전에 시간 간격 (1516) 을 대기한다. 시간 간격 (1516) 은 RTT 플러스 신호 프로세싱을 위해 허용된 부가적인 시간보다 크도록 선택되며, 액세스 프로브 신호가 BS (1502) 에서 액세스 슬롯을 성공적으로 히트하였고 BS (1502) 가 등록을 위해 WT (1504) 를 수용했다면, BS (1502) 가 액세스 프로브 응답 신호를 생성하고, 송신하고, 전파하며, WT (1504) 에 의해 검출되는데 충분한 시간을 제공한다.

기대된 시간 간격에서 응답을 수신하지 못했다면, WT (1504) 는, 제 1 타이밍 오프셋 (1510) 과는 상이한 제 2 타이밍 오프셋 (1518) 으로 슈퍼슬롯의 시작으로부터 그 WT의 타이밍 오프셋을 조정하고, 슈퍼슬롯 (1522) 동안 또 다른 액세스 프로브 신호 (1520) 를 전송한다. 슈퍼슬롯 (1522) 의 비컨 슬롯내의 슈퍼슬롯 (1522) 의 인덱스 번호는 신호 (1520) 에서 코딩되며, 인덱스 값은 신호 (1508) 에서 코딩된 인덱스 값과 동일 또는 상이할 수도 있다. WT-BS 전파 딜레이 시간 이후, 액세스 신호는 액세스 프로브 (1520') 로서 BS (1502) 에 도달한다. 이러한 경우, 액세스 프로브 신호 (1520') 는 액세스 슬롯 (1521) 을 히트한다. BS (1502) 는 전달된 슈퍼슬롯 인덱스를 디코딩하고, 액세스 슬롯 (1521) 내에서 수신된 신호 (1520') 타이밍 오프셋을 측정하며, 측정된 타이밍 오프셋 및 슈퍼슬롯 정보를 사용하여 WT (1504) 에 대한 타이밍 정정값을 계산한다. BS (1502) 는 타이밍 오프셋 정정값을 다운링크 신호로서 WT (1504) 에 전송한다. WT (1504) 는 타이밍 오프셋 값을 수신 및 디코딩하여, 그의 업링크 타이밍을 수신된 정정에 따라 조정한다. WT (1504) 가, 예를 들어, 상이한 오프셋을 갖는 또 다른 액세스 프로브 신호를 송신하는 것을 시도할 시간 이전에, WT (1504) 는, BS (1502) 에 의한 등록을 위해 수용된다는 것을 식별하는 시그널링을 수신하였다.

도 16은, 본 발명에 따라, 기지국에 액세스하고 타이밍 동기화 동작을 수행하기 위해 무선 단말기를 동작시키는 예시적인 방법의 흐름도 (1600) 이다. 동작은 시작 단계 (1602) 에서 시작하고, 여기서, WT는 파워 온 및 초기화되고 하나 이상의 기지국들로부터 다운링크 신호들을 수신하는 것을 시작한다. 동작은 단계 (1602) 로부터 단계 (1604) 로 진행한다.

단계 (1604) 에서, WT는 위성 또는 지상 기지국과의 액세스를 개시하는 것을 추구하는지의 여부에 관해 결정한다. 본 발명에 따라 구현된 예시적인 WT는 액세스의 상이한 방법들의 구현을 포함할 수도 있다. 액세스의 제 1 방법은 위성 기지국, 예를 들어, 약 100 mi 내지 500 mi의 반경을 갖는 지구의 표면상의 셀 커버리지 영역을 갖는 정지 궤도에서의 위성 기지국에 맞춤화되며, 여기서, 신호 RTT는 슈퍼슬롯보다 크고, RTT에서의 모호성은 액세스 시간 간격보다 크다. 액세스의 제 2 방법은, 예를 들어, 비교적 작은 셀 반경, 예를 들어, 1, 2, 또는 5 mi를 갖는 지상 기지국에 맞춤화되며, 여기서, 신호 RTT는 슈퍼슬롯보다 작고, RTT에서의 모호성은, WT로부터 송신된 액세스 요청 신호가 단일 시도시에 지상 BS에서 액세스 슬롯을 히트하도록 기대되기 위해 충분히 작다. WT가 위성 BS와의 액세스를 시도하고 있으면, 동작은 단계 (1604) 로부터 단계 (1606) 로 진행하지만, WT가 지상 기지국에 액세스하는 것을 추구하고 있으면, 동작은 단계 (1604) 로부터 단계 (1608) 로 진행한다.

단계 (1606) 에서, WT는 다운링크 비컨 신호 또는 신호들을 위성 BS로부터 수신하도록 동작된다. 예시적인 시스템에서 위성 기지국에 의해 사용된 다운링 크 타이밍 및 주파수 구조는 주기적으로 발생하는 비컨 슬롯들을 포함할 수도 있으며, 각각의 비컨슬롯은 비컨 신호를 포함하고, 각각의 비컨슬롯은 고정된 수의 슈퍼슬롯들, 예를 들어, 8개의 슈퍼슬롯을 포함하며, 비컨슬롯내의 각각의 슈퍼슬롯들은 인덱스 값과 관련되고, 각각의 슈퍼슬롯들은 고정된 수의 OFDM 심볼 송신 시간 간격, 예를 들어, 114개의 OFDM 심볼 송신 시간 간격을 포함한다.

동작은 단계 (1606) 로부터 단계 (1608) 로 진행한다. 단계 (1608) 에서, WT는 수신 비컨 신호(들)로부터 타이밍 기준을 결정하고, 예를 들어, 수신된 다운링크 시그널링에 관한 비컨슬롯의 시작을 결정한다. 단계 (1610) 에서, WT는 프로브 카운터를 1과 동일하게 설정하고, 단계 (1612) 에서, WT는 타이밍 오프셋 변수를 초기 타이밍 오프셋과 동일하게 설정하며, 예를 들어, 그 초기 타이밍 오프셋은 WT에 저장된 소정의 값이다. 동작은 단계 (1612) 로부터 단계 (1614) 로 진행한다.

단계 (1614) 에서, WT는 제 1 액세스 프로브 신호를 송신하기 위해 비컨슬롯내에서 슈퍼슬롯을 선택하고 그 선택된 슈퍼슬롯의 인덱스를 식별한다. 그 후, 단계 (1614) 에서, WT는 선택된 슈퍼슬롯의 인덱스를 제 1 액세스 프로브 신호로 코딩한다. 다음으로, 단계 (1618) 에서, 송신이 단계 (1612) 의 타이밍 오프셋 값만큼 선택된 슈퍼슬롯의 시작으로부터의 타이밍 오프셋이도록, WT는 선택된 슈퍼슬롯내에서 발생한 시점에서 제 1 액세스 프로브 신호를 송신한다. 동작은 접속 노드 A (1620) 를 통해 단계 (1618) 로부터 단계 (1622) 로 진행한다.

단계 (1622) 에서, WT는 위성 기지국으로부터 다운링크 시그널링을 수신하도 록 동작되며, 그 수신된 다운링크 시그널링은 액세스 프로브 신호에 대한 응답을 포함할 수도 있다. 동작은 단계 (1622) 로부터 단계 (1624) 로 진행한다. 단계 (1624) 에서, WT는 그 WT로 안내된 응답을 수신하였는지에 관해 검사한다. 응답이 수신되지 않았다면, 동작은 단계 (1624) 로부터 단계 (1626) 로 진행하지만, WT로 안내된 응답이 수신되었다면, 동작은 단계 (1628) 로 진행한다.

단계 (1626) 에서, WT는, 마지막 액세스 프로브 송신 이후의 시간에서의 변화가 기대된 최악의 경우 RTT＋프로세싱 시간, 예를 들어, WT에 저장된 소정의 제한값을 초과하였는지에 관해 검사한다. 시간 제한이 초과되지 않았다면, 동작은 단계 (1622) 로 복귀하고, 여기서, WT는 다운링크 신호를 수신하고 응답을 검사하는 프로세스를 계속한다. 그러나, 단계 (1626) 에서, 시간 제한이 초과하였다고 WT가 판정하면, WT 동작은 단계 (1630) 로 진행하고, 여기서, WT는 프로브 카운터를 증분시킨다.

다음으로, 단계 (1632) 에서, WT는, 프로브 카운터가 최대 프로브 카운터 수를 초과하는지에 관해 검사한다. 최대 프로브 카운터 수는, 상이한 타이밍 오프셋을 갖는 최대 프로브 카운터 수 액세스 프로브의 세트가 타이밍 모호성을 커버링하는데 충분하도록 선택된 WT 메모리에 저장된 소정의 값일 수도 있어서, 액세스 프로브들 중 하나 이상의 액세스 프로브가 위성 기지국에서 액세스 슬롯을 히트하기 위해 타이밍되는 것이 기대된다.

단계 (1632) 에서 프로브 카운터가 최대 프로브 수를 초과한다면, 액세스 시도 세트가 실패를 초래한다고 가정될 수 있으며, 동작은 접속 노드 B (1634) 를 통 해 단계 (1604) 로 진행한다. 예를 들어, 실패의 가능한 원인은, 기지국에서 액세스 슬롯을 히트해야 하는 액세스 프로브 신호가 성공적으로 검출 및 프로세싱될 수 없도록 하는 간섭 조건들, 예를 들어, 로딩 (loading) 고려사항들로 인해 WT 액세스를 거부하기로 결정된 위성 BS, 또는 성공적으로 복원될 수 없도록 위성 기지국으로부터의 응답 신호를 포함할 수도 있다. 단계 (1604) 에서, WT는, 동일한 위성 기지국에 관한 프로세스를 반복할지 또는 상이한 기지국에 액세스하는 것을 시도할지의 여부를 판정할 수 있다.

단계 (1632) 에서 프로브 카운터가 최대 프로브 카운터 수를 초과하지 않는다면, 동작은 단계 (1636) 로 진행하고, 여기서, WT는 타이밍 오프셋을 현재의 타이밍 오프셋 값 플러스 델타 오프셋과 동일하게 설정한다. 예를 들어, 델타 오프셋은, 예를 들어, 액세스 슬롯 간격의 절반 미만인 분수일 수 있다. 그 후, 단계 (1640) 에서, WT는 또 다른 액세스 프로브 신호를 송신하기 위해 비컨슬롯 내에서 슈퍼슬롯을 선택하고, 그 선택된 슈퍼슬롯의 인덱스를 식별한다. 다음으로, 단계 (1642) 에서, WT는 선택된 슈퍼슬롯의 인덱스를 또 다른 액세스 프로브 신호로 코딩한다. 그 후, 단계 (1644) 에서, 송신이 단계 (1638) 의 타이밍 오프셋만큼 선택된 슈퍼슬롯의 시작으로부터의 타이밍 오프셋이도록, WT는 선택된 슈퍼슬롯내에서 발생한 시점에서 또 다른 액세스 프로브 신호를 송신한다. 동작은 접속 노드 A (1620) 를 통해 단계 (1644) 로부터 단계 (1622) 로 다시 진행하고, 여기서, WT는 다운링크 신호들을 수신하고 액세스 프로브 신호에 대한 응답을 검사한다.

단계 (1624) 로 복귀하여, 단계 (1624) 에서, WT가 무선 단말기로 안내되는 응답을 수신하였다고 판정하였다면, 동작은 단계 (1628) 로 진행하고, 여기서, WT는 타이밍 정정 정보를 포함하여 WT로 안내되는 수신된 응답을 프로세싱한다. 동작은 단계 (1628) 로부터 단계 (1646) 로 진행한다. 단계 (1646) 에서, WT는 수신된 타이밍 정정 정보에 따라 WT 타이밍 정보를 조정한다.

단계 (1604) 로 복귀하여, 단계 (1604) 에서, 무선 단말기가 지상 BS를 통한 액세스를 개시하는 것을 추구하면, 동작은 단계 (1608) 로 진행하고, 여기서, WT는 WT가 그의 네트워크 연결 지점으로서 사용하길 원하는 지상 기지국으로부터 다운링크 비컨 신호 또는 신호들을 수신하도록 동작된다. 그 후, 단계 (1646) 에서, WT는 수신된 비컨 신호 또는 신호들로부터 타이밍 기준을 결정하며, 단계 (1648) 에서, WT는 결정된 타이밍 기준을 사용하여, 액세스 요청 신호가 액세스 간격 동안 지상 기지국에서 수신되도록 기대되기 위해 그 액세스 요청 신호를 송신할 시간을 결정한다. 동작은 단계 (1648) 로부터 단계 (1650) 로 진행한다.

단계 (1650) 에서, WT는 결정된 시간에서 액세스 요청 신호를 송신하도록 동작되며, 상기 액세스 요청 신호는 코딩된 슈퍼슬롯 식별 정보를 포함하지 않는다. 다음으로, 단계 (1652) 에서, WT는 액세스 허여 정보를 포함할 수도 있는 지상 BS로부터 다운링크 시그널링을 수신하도록 동작된다. 동작은 단계 (1652) 로부터 단계 (1654) 로 진행한다.

단계 (1654) 에서, WT는, WT가 그의 액세스 요청 신호에 응답하여 액세스 허여 신호를 수신하였는지의 여부를 판정하도록 동작된다. 액세스 허여가 수신되 지 않았다면, 동작은 단계 (1654) 로부터 접속 노드 B (1634) 를 통해 진행하고, 여기서, WT는 동일한 지상 기지국과의 액세스를 재시도할지 또는 상이한 BS와의 액세스를 시도할지의 여부를 결정한다. 단계 (1654) 에서, WT가 그의 네트워크 연결 지점으로서 지상 BS를 사용하도록 액세스 허여되었다고 판정되면, 동작은 단계 (1656) 로 진행하고, 여기서, WT는, 타이밍 정정 정보를 포함하고 WT로 안내된 액세스 허여 시그널링을 프로세싱하도록 동작된다. 그 후, 단계 (1658) 에서, WT는 단계 (1656) 의 수신된 타이밍 정정 정보에 따라 WT 타이밍을 조정하도록 동작된다.

도 17a 및 도 17b의 조합을 포함하는 도 17은, 통신 시스템에서의 사용을 위해 통신 디바이스를 동작시키는 예시적인 방법의 흐름도 (1700) 이다. 예를 들어, 예시적인 통신 디바이스는 본 발명에 따라 구현된 이동 노드와 같은 무선 단말기일 수도 있고, 예시적인 통신 시스템은 다중 액세스 확산 스펙트럼 OFDM 무선 통신 시스템일 수도 있다. 통신 시스템은 하나 이상의 기지국들을 포함할 수도 있으며, 각각의 기지국은 다운링크 비컨 신호들을 송신할 수도 있다. 시스템에서의 다양한 기지국들은 서로 타이밍 동기화될 수도 있거나 타이밍 동기화되지 않을 수도 있다. 예시적인 통신 시스템에서, 기지국에 의해 브로드캐스팅된 비컨 시그널링은 기지국에 관한 타이밍 기준 정보를 제공할 시에 사용될 수도 있다. 예시적인 통신 시스템에서, 기지국에 대한 타이밍 구조는, 비컨 시간 슬롯이 주기적으로 발생하도록 존재하며, 비컨 신호는 주기적인 다운링크 타이밍 구조에 따라 각각의 비컨 시간 슬롯 동안 기지국에 의해 송신되고, 상기 다운링크 타이밍 구조 는 각각의 비컨슬롯내에서 복수의 슈퍼슬롯들을 포함하고, 각각의 비컨 슬롯내의 개별 슈퍼슬롯들은 슈퍼슬롯 인덱스의 사용을 통한 식별에 적합하며, 각각의 슈퍼슬롯은 복수의 심볼 송신 시간 간격들을 포함한다.

동작은 시작 단계 (1702) 에서 시작하며, 여기서, 통신 디바이스는 파워 업 및 초기화된다. 동작은 단계 (1702) 로부터 단계 (1704) 로 진행한다. 단계 (1704) 에서, 통신 디바이스는, 통신 디바이스가 네트워크 연결 지점으로 사용하길 원하는 기지국, 예를 들어, 위성 BS로부터 하나 이상의 비컨 신호를 수신한다. 일부 실시형태에서, 통신 시스템은, 프로세싱 이전에, 다중의 비컨 신호들 및/또는 다른 다운링크 브로드캐스트 정보, 예를 들어, 파일럿 신호들을 기지국들로부터 수신한다. 동작은 단계 (1704) 로부터 단계 (1706) 로 진행한다. 단계 (1706) 에서, 통신 디바이스는 수신된 비컨 신호를 프로세싱하여, 다운링크 타이밍 기준 포인트를 결정하며, 슈퍼슬롯들은 결정된 타이밍 기준 포인트에 대한 소정의 기준을 갖는 비컨슬롯내에서 발생한다. 동작은 단계 (1706) 로부터 단계 (1708) 로 진행한다.

단계 (1708) 에서, 통신 디바이스는, 결정된 타이밍 기준 포인트의 함수로서 제 1 액세스 프로브를 송신할 시간을 결정한다. 예를 들어, 제 1 액세스 프로브는 그 결정된 타이밍 기준 포인트로부터의 초기 시간 오프셋을 갖는다. 일부 실시형태, 예를 들어, 위성 기지국 및 지상 기지국 양자를 포함하는 일부 하이브리드 시스템에서, 통신 디바이스는 서브-단계 (1709) 를 수행하며, 서브-단계 (1709) 에서, 통신 디바이스는, 지상 기지국으로부터의 신호로부터 결정된 위치 정보의 함 수로서 제 1 액세스 프로브를 송신할 시간을 결정한다. 그러한 일부 실시형태에서, 제 1 액세스 프로브를 송신할 시간을 결정하는 것은, 상기 지상 기지국의 위치 및 상기 위성 기지국의 위치를 나타내는 공지된 정보의 함수로서 추가적으로 수행된다. 예를 들어, 통신 디바이스가 액세스 프로브 신호를 전송하길 현재 원하는 기지국은 위성 기지국일 수도 있으며, 지구 표면상의 큰 커버리지 영역으로 인한 신호 RTT에서의 비교적 큰 변화때문에 액세스 프로브를 송신하기 위해 사용할 타이밍에서 비교적 큰 양의 불확실성이 존재할 수도 있고, 통신 디바이스의 현재 위치가 공지되어 있지 않다. 그러나, 다수의 더 작은 셀들과 중첩 또는 그 셀들의 근방에 존재하는 위성의 셀 커버리지 영역은 위성 기지국에 대응하는 더 작은 셀들을 포함할 수도 있다. 지상 기지국 신호들로부터 결정된 통신 디바이스의 현재 위치의 근사치를 구함으로써, 통신 디바이스는 액세스 프로브를 송신할 때에 관한 타이밍 불확실성을 감소시킬 수도 있으며, 따라서, 액세스 프로브가 위성 기지국에 의해 수용될 가능도를 증가시키고, 위성 BS에 전송할 필요가 있는 상이한 타이밍 액세스 프로브들의 시간 및 수를 감소시킨다. 예를 들어, 통신 디바이스는, 그 통신 디바이스가 액세스 포인트로서 사용하였던 마지막 지상 BS를 식별하는 정보를 저장할 수도 있으며, 위성 위치 및/또는 위성 셀 위치와 지상 BS 셀들을 상관시키는 정보가 또한 저장 및 사용될 수도 있다. 일부 실시형태에서, 통신 디바이스는, 복수의 지상 기지국들로부터 수신된 비컨 신호들에 기초하여, 그 디바이스의 위치를 삼각 측량 (triangulate) 할 수도 있다. 일부 실시형태에서, 위성 기지국에 대한 제 1 액세스 프로브가 그 위성 기지국의 액세스 슬롯을 히트하도 록 기대되기 위해, 지상 기지국들로부터 유도된 위치 정보를 사용함으로써 타이밍 불확실성의 레벨을 감소시키는 것이 가능할 수도 있다.

동작은 단계 (1708) 로부터 단계 (1710) 로 진행한다. 단계 (1710) 에서, 통신 디바이스는 제 1 슈퍼슬롯 인덱스를 식별하는 제 1 액세스 프로브 신호에서의 정보를 코딩한다. 그 후, 단계 (1712) 에서, 통신 디바이스는 제 1 슈퍼슬롯 인덱스를 식별하는 제 1 액세스 프로브 신호를 송신하며, 여기서, 그 제 1 액세스 프로브 신호는 그 제 1 슈퍼슬롯 인덱스의 시작에 대한 제 1 타이밍 오프셋에서 송신된다. 동작은 단계 (1712) 로부터 단계 (1714) 로 진행하고, 여기서, 통신 디바이스는, 제 1 액세스 프로브 신호에 대한 응답이 기지국으로부터 수신되었는지의 여부를 판정하기 위해 모니터링한다. 그 후, 단계 (1716) 에서, 동작은, 응답이 수신되지 않았다면 단계 (1718) 로, 또는 응답이 수신되었다면 단계 (1720) 로 진행한다.

응답이 수신되었다면, 단계 (1720) 에서, 통신 디바이스는 응답에 포함된 정보의 함수로서 송신 타이밍 조정을 수행한다.

그러나, 응답이 수신되지 않았다면, 단계 (1718) 에서, 통신 디바이스는 제 2 슈퍼슬롯 인덱스를 식별하는 제 2 액세스 프로브 신호에서의 정보를 코딩하고, 단계 (1722) 에서, 통신 디바이스는 제 2 슈퍼슬롯 인덱스를 갖는 제 2 슈퍼슬롯의 시작에 관한 제 2 타이밍 오프셋에서 상기 제 2 슈퍼슬롯 인덱스를 식별하는 제 2 액세스 프로브 신호를 송신하며, 그 제 2 타이밍 오프셋은 그 제 1 타이밍 오프셋과는 상이하다. 동작은 접속 노드 A (1724) 를 통해 단계 (1722) 로부터 단계 (1726) 로 진행한다.

단계 (1726) 에서, 통신 디바이스는, 제 2 액세스 프로브 신호에 대한 응답이 기지국으로부터 수신되었는지의 여부를 판정하기 위해 모니터링한다. 그 후, 단계 (1728) 에서, 응답이 수신되지 않았다면 동작은 단계 (1732) 로 진행하거나, 응답이 수신되었다면 동작은 단계 (1730) 로 진행한다.

응답이 수신되었다면, 단계 (1732) 에서, 통신 디바이스는 그 응답에 포함된 정보의 함수로서 송신 타이밍 조정을 수행한다.

그러나, 응답이 수신되지 않았다면, 단계 (1730) 에서, 통신 디바이스는 제 3 슈퍼슬롯 인덱스를 식별하는 제 3 액세스 프로브 신호에서의 정보를 코딩하고, 단계 (1734) 에서, 통신 디바이스는 상기 제 3 슈퍼슬롯 인덱스를 갖는 제 3 슈퍼슬롯의 시작에 관한 제 3 타이밍 오프셋에서 제 3 액세스 프로브 신호를 송신하며, 그 제 3 타이밍 오프셋은 그 제 2 타이밍 오프셋과는 상이하다.

동작은 단계 (1734) 로부터 단계 (1736) 로 진행한다. 단계 (1736) 에서, 통신 디바이스는, 제 3 액세스 프로브 신호에 대한 응답이 기지국으로부터 수신되었는지의 여부를 판정하기 위해 모니터링한다. 그 후, 단계 (1738) 에서, 응답이 수신되지 않았다면 동작은 단계 (1742) 로 진행하거나, 응답이 수신되었다면 동작은 단계 (1740) 으로 진행한다.

응답이 수신되었다면, 단계 (1742) 에서, 통신 디바이스는 그 응답에 포함된 정보의 함수로서 송신 타이밍 조정을 수행한다. 응답이 수신되지 않았다면, 단계 (1740) 에서, 통신 디바이스는 실시형태에 따른 액세스 신호 생성/송신/응답 결 정/추가적인 액션의 프로세스로 계속한다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 프로브에 응답할 때까지 또는 고정된 수의 액세스 프로브들이 전송될 때까지, 통신 디바이스는 각각의 연속하는 액세스 프로브들에 대한 상이한 타이밍 오프셋을 갖는 액세스 프로브들을 전달할 수도 있다. 예를 들어, 액세스 프로브들의 총 수는 기대된 타이밍 모호성을 커버링하는데 적어도 충분할 수도 있다.

일부 실시형태에서, 제 1 및 제 2 액세스 프로브는 상이한 비컨 슬롯에서 송신되고, 제 2 슈퍼슬롯 인덱스는 제 1 슈퍼슬롯 인덱스와 동일 또는 상이하다. 일부 실시형태에서, 제 1 및 제 2 액세스 프로브는 상이한 비컨 슬롯에서 송신되고, 제 2 슈퍼슬롯 인덱스는 제 1 슈퍼슬롯 인덱스와 상이하다.

일부 실시형태에서, 제 1 및 제 2 액세스 프로브는 동일한 비컨슬롯에서 송신되고, 제 2 슈퍼슬롯은 제 1 슈퍼슬롯과 상이하다. 그러한 일부 실시형태에서, 응답은 응답될 프로브 신호들 중 하나의 신호를 식별하는 정보를 포함한다.

3개 이상의 액세스 프로브들을 포함하는 시퀀스가 송신되는 일부 실시형태에서, 제 2 타이밍 오프셋은, 초기 타이밍 오프셋값과 고정 스텝 사이즈 오프셋의 제 1 정수배와의 합산만큼 제 1 타이밍 오프셋과 상이하고, 제 3 타이밍 오프셋은, 초기 타이밍 오프셋 값과 고정 스텝 사이즈 타이밍 오프셋의 제 2 정수배와의 합산만큼 상이하며, 그 고정 스텝 사이즈 타이밍 오프셋의 제 2 정수배는 그 고정 스텝 사이즈 오프셋의 제 1 정수배와 상이하다. 일부 실시형태에서, 고정 스텝 사이즈 타이밍 오프셋의 제 1 및 제 2 정수배는 양수 또는 음수 중 하나일 수 있다.

일부 실시형태에서, 고정 스텝 사이즈는 기지국 액세스 간격의 지속기간보다 작으며, 그 기지국 액세스 간격은, 기지국이 액세스 프로브 신호에 응답하는 시간의 주기이다.

다양한 실시형태에서, 통신 디바이스가 액세스 프로브를 전송하는 기지국은 위성 기지국이고, 광속으로 이동하는 신호에 대한, 위성 기지국과 통신 디바이스 사이의 라운드 트립 시간 (RTT) 은 슈퍼슬롯의 지속기간보다 크다. 그러한 일부 실시형태에서, RTT는 또한 비컨슬롯의 지속기간보다 크다. 일부 실시형태에서, RTT는 0.2초보다 크다.

도 18은 본 발명에 따른 예시적인 통신 디바이스를 동작시키는 예시적인 방법의 흐름도 (1800) 이다. 흐름도 (1800) 의 예시적인 방법은 비컨 시간 슬롯이 주기적으로 발생하는 통신 시스템에서의 사용을 위해 통신 디바이스를 동작시키는 방법이며, 비컨 신호는 주기적인 다운링크 타이밍 구조에 따른 각각의 비컨 시간 슬롯 동안 기지국에 의해 송신되고, 상기 다운링크 타이밍 구조는 각각의 비컨슬롯내에 복수의 슈퍼슬롯들을 포함하고, 비컨 슬롯내의 개별 슈퍼슬롯들은 슈퍼슬롯 인덱스의 사용을 통한 식별에 적합하며, 각각의 슈퍼슬롯은 복수의 심볼 송신 시간 주기들을 포함한다.

동작은 단계 (1802) 에서 시작하고, 여기서, 통신 디바이스는 파워 온 및 초기화된다. 동작은 단계 (1802) 로부터 단계 (1804) 로 진행하고, 여기서, 통신 디바이스는 하나 이상의 비컨 신호를 수신하도록 동작되고, 그 후, 단계 (1806) 에서, 통신 디바이스는 수신된 비컨 신호를 프로세싱하여 다운링크 타이밍 기준 포인트를 결정하며, 슈퍼슬롯들은 결정된 타이밍 기준 포인트에 대한 소정의 관계를 갖 는 비컨슬롯내에서 발생한다. 동작은 단계 (1806) 로부터 단계 (1808) 로 진행한다.

단계 (1808) 에서, 통신 디바이스는 제 1 및 제 2 액세스 프로브 중 하나 이상의 액세스 프로브에서 액세스 프로브 식별자를 코딩한다. 단계 (1810) 에서, 통신 디바이스는 비컨슬롯에서의 슈퍼슬롯의 시작에 관한 제 1 타이밍 오프셋에 대응하는 시간에서 제 1 액세스 프로브를 송신한다. 그 후, 단계 (1812) 에서, 통신 디바이스는 슈퍼슬롯의 시작에 관한 제 2 타이밍 오프셋에 대응하는 시간에서 제 2 액세스 프로브를 송신하며, 그 제 1 액세스 프로브가 송신되었던 시점으로부터, 더 큰 슈퍼슬롯 지속기간보다 작고 통신 디바이스로부터 기지국으로 이동하기 위해 송신 신호에 대해 요구되는 시간의 2배인 시점에서 제 2 액세스 프로브가 송신된다. 동작은 단계 (1812) 로부터 단계 (1814) 로 진행한다.

단계 (1814) 에서, 통신 디바이스는, 응답이 기지국으로부터 수신되었는지의 여부를 판정하기 위해 모니터링되도록 동작되고, 단계 (1816) 에서, 동작은 판정에 기초하여 진행한다. 응답이 기지국으로부터 수신되었다면, 동작은 단계 (1816) 로부터 단계 (1818) 로 진행한다. 단계 (1818) 에서, 통신 디바이스는 그 응답에 포함된 정보의 함수로서 송신 타이밍 조정을 수행한다. 응답이 기지국으로부터 수신되지 않았다면, 동작은 접속 노드 A (1820) 를 통해 단계 (1816) 로부터 단계 (1804) 로 진행하고, 여기서, 통신 디바이스는 액세스 시그널링을 개시하는 프로세스를 재시작할 수 있다.

일부 실시형태에서, 최대 타이밍 모호성은 슈퍼슬롯의 지속기간보다 작고, 제 1 액세스 프로브의 송신과 제 2 액세스 프로브의 송신 사이의 시간은 슈퍼슬롯의 지속기간보다 작다. 일부 실시형태에서, 제 1 및 제 2 액세스 프로브는, 기지국이 수신 액세스 프로브들에 응답할 액세스 간격 이하인 서로로부터의 간격에서 송신된다.

수신된 응답이, 그 응답이 대응하는 액세스 프로브를 식별하는 정보를 포함하는 다양한 실시형태에서, 그 응답내에 포함된 정보의 함수로서 송신 타이밍 조정을 수행하는 단계는, 기지국으로부터 수신된 타이밍 정정 정보 및 결정된 다운링크 타이밍 기준 포인트에 관한 식별된 프로브의 송신 시간에 대한 정보로부터 수행될 타이밍 조정의 양을 결정하는 단계를 포함한다.

도 19는 본 발명에 따른 예시적인 통신 디바이스를 동작시키는 예시적인 방법의 흐름도 (1900) 이다. 흐름도 (1900) 의 예시적인 방법은, 비컨 시간 슬롯이 주기적으로 발생하는 통신 시스템, 예를 들어, OFDM 시스템에서의 사용을 위해 통신 디바이스를 동작시키는 방법이며, 비컨 신호는 주기적인 다운링크 타이밍 구조에 따른 각각의 비컨 시간 동안 기지국, 예를 들어, 위성 기지국에 의해 송신되고, 상기 다운링크 타이밍 구조는 각각의 비컨슬롯내에 복수의 슈퍼슬롯들을 포함하고, 비컨 슬롯내의 개별 슈퍼슬롯들은 슈퍼슬롯 인덱스의 사용을 통한 식별에 적합하며, 각각의 슈퍼슬롯은 복수의 심볼 송신 시간 주기들을 포함한다.

동작은 단계 (1902) 에서 시작하고, 여기서, 통신 디바이스는 파워 온 및 초기화된다. 동작은 단계 (1902) 로부터 단계 (1904) 로 진행하고, 여기서, 통신 디바이스는 기지국으로부터 하나 이상의 비컨 신호를 수신하도록 동작하며, 그 후, 단계 (1906) 에서, 통신 디바이스는 수신된 비컨 신호를 프로세싱하여 다운링크 타이밍 기준 포인트를 결정하며, 슈퍼슬롯들은 그 결정된 타이밍 기준 포인트에 대한 소정의 관계를 갖는 비컨슬롯내에서 발생한다. 동작은 단계 (1906) 로부터 단계 (1908) 로 진행한다.

단계 (1908) 에서, 통신 디바이스는 액세스 프로브 신호를 기지국으로 송신하도록 동작된다. 그 후, 단계 (1910) 에서, 그 액세스 프로브 신호에 대한 응답을 기지국으로부터 수신하며, 그 응답은, i) 슈퍼슬롯 시간 주기의 정수배인, 표시된 메인 슈퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정의 양, 및 ii) 수신된 응답에 대응하는 액세스 프로브 신호를 기지국이 수신하였던 비컨슬롯내의 슈퍼슬롯의 위치를 나타내는 슈퍼슬롯 식별자 중 하나 이상을 나타내는 정보를 포함한다. 동작은 단계 (1910) 로부터 단계 (1912) 로 진행하고, 여기서, 통신 디바이스는 수신된 응답에서 수신된 정보의 함수로서 타이밍 조정을 수행한다. 단계 (1912) 는 서브-단계 (1914) 를 포함한다. 서브-단계 (1914) 에서, 통신 디바이스는, 기지국으로부터 수신된 정보 및 액세스 프로브 신호가 송신되었던 시간을 나타내는 정보로부터 타이밍 조정량을 결정한다.

일부 실시형태에서, 기지국으로부터의 수신된 응답은, 기지국이 액세스 프로브 신호를 수신하였던 비컨 슬롯내의 슈퍼슬롯의 위치를 나타내는 슈퍼슬롯 식별자를 포함하고, 그 응답에 포함된 정보의 함수로서 송신 타이밍 조정을 수행하는 것은, 그 수신된 응답에 포함된 슈퍼슬롯 식별자, 및 액세스 프로브가 송신되었던 비컨슬롯내의, 다운링크 타이밍 기준 포인트에 관한 슈퍼슬롯 위치를 나타내는 정보 로부터 메인 슈퍼슬롯 타이밍 오프셋을 결정하는 것을 포함하며, 그 메인 슈퍼슬롯 타이밍 오프셋은 슈퍼슬롯의 지속기간의 정수배이다. 그러한 일부 실시형태에서, 수신된 응답은 서브-슈퍼슬롯 시간 오프셋을 포함하는 서브-슈퍼슬롯 타이밍 정정 정보를 더 포함하고, 송신 타이밍 조정을 수행하는 것은, 결정된 메인 슈퍼슬롯 타이밍 오프셋과 서브-슈퍼슬롯 시간 오프셋의 합산에 대응하는 양만큼 송신 타이밍을 조정하는 것을 포함한다.

다양한 실시형태에서, 기지국으로부터의 수신된 응답은, 슈퍼슬롯의 지속기간의 정수배인 메인 슈퍼슬롯 타이밍 오프셋 및 슈퍼슬롯의 지속기간보다 작은 시간 오프셋인 서브-슈퍼슬롯 시간 오프셋을 나타내는 서브-슈퍼슬롯 타이밍 정정 정보를 포함한다. 일부 실시형태에서, 송신 타이밍 조정을 수행하는 단계는, 메인 슈퍼슬롯 타이밍 오프셋과 서브-슈퍼슬롯 시간 오프셋의 합산에 대응하는 양만큼 송신 타이밍을 조정하는 단계를 포함한다. 그러한 일부 실시형태에서, 메인 슈퍼슬롯 타이밍 오프셋 및 서브-슈퍼슬롯 시간 오프셋은 단일의 코딩된 값의 일부로서 전달된다. 다른 실시형태에서, 메인 슈퍼슬롯 타이밍 오프셋 및 서브-슈퍼슬롯 시간 오프셋은 2개의 별개로 코딩된 값들로서 전달된다.

도 20은, 주기적인 방식으로 순환하는 복수의 슈퍼슬롯들을 포함한 다운링크 타이밍 구조를 기지국이 갖는 시스템에서 무선 통신 단말기를 동작시키는 예시적인 방법의 흐름도 (2000) 이다. 동작은 단계 (2002) 에서 시작하고, 여기서, 무선 단말기는 파워 온 및 초기화된다. 동작은 단계 (2002) 로부터 단계 (2004) 로 진행하고, 여기서, 무선 단말기는, 그 무선 단말기가 업링크 신호들을 전송하는 것 을 추구하는 기지국이 위성 기지국 또는 지상 기지국인지의 여부를 판정하도록 동작된다. 단계 (2004) 의 판정에 기초하여, 동작은 단계 (2006) 로부터, 위성 BS의 경우 단계 (2008) 또는 기지국이 지상 기지국인 경우 단계 (2010) 중 어느 한 단계로 진행한다.

단계 (2008) 에서, 무선 단말기는 제 1 업링크 타이밍 동기화 프로세스를 수행하도록 동작되며, 그 제 1 업링크 타이밍 동기화 프로세스는 업링크 타이밍 정정 신호의 통신 단말기로의 전달을 지원한다. 단계 (2008) 는 서브-단계 (2012, 2014, 및 2016) 를 포함한다. 서브-단계 (2012) 에서, 무선 단말기는 액세스 프로브 신호를 위성 기지국으로 송신하도록 동작된다. 단계 (2014) 에서, 무선 단말기는 액세스 프로브 신호에 대한 응답을 기지국으로부터 수신하도록 동작되며, 그 응답은, i) 슈퍼슬롯 시간 주기의 정수배인 표시된 메인 슈퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정의 양, 및 ii) 수신된 응답이 대응하는 액세스 프로브 신호를 기지국이 수신하였던 비컨슬롯내의 슈퍼슬롯의 위치를 나타내는 슈퍼슬롯 식별자 중 하나 이상을 포함한다. 그 후, 단계 (2016) 에서, 무선 단말기는 그 수신된 응답에 포함된 정보의 함수로서 송신 타이밍 조정을 수행한다.

단계 (2010) 에서, 무선 단말기는, 제 1 타이밍 동기화 프로세스와 상이한 제 2 업링크 타이밍 동기화 프로세스를 수행한다. 단계 (2010) 는 서브-단계 (2018, 2020, 및 2022) 를 포함한다. 서브-단계 (2018) 에서, 무선 단말기는 액세스 프로브 신호를 지상 기지국으로 송신한다. 단계 (2020) 에서, 무선 단말기는 액세스 프로브 신호에 대한 응답을 지상 기지국으로부터 수신하며, 그 응답 은 슈퍼슬롯의 지속기간보다 작은 타이밍 정정을 나타낸 정보를 포함한다. 일부 실시형태에서, 그 타이밍 정정은 액세스 간격의 지속기간보다 작다. 일부 실시형태에서, 그 타이밍 정정은 액세스 간격의 절반의 지속기간보다 작다. 그 후, 단계 (2022) 에서, 무선 단말기는 지상 기지국으로부터 수신된 응답에 포함된 정보의 함수로서 송신 타이밍 조정을 수행하며, 그 타이밍 조정은 슈퍼슬롯의 지속기간보다 작은 양만큼 송신기 타이밍을 변경하는 것과 관련있다.

도 21은 본 발명에 따라 구현된 예시적인 무선 단말기 (2100), 예를 들어, 이동 노드의 도면이다. 예시적인 WT (2100) 는 본 발명의 무선 통신 시스템의 다양한 실시형태에서 사용될 수도 있다. 예시적인 WT (2100) 는, 수신기 (2102), 송신기 (2104), 프로세서 (2106), 및 다양한 엘리먼트들이 데이터 및 정보를 교환할 수도 있는 버스 (2110) 를 통해 함께 커플링된 메모리 (2108) 를 포함한다. 메모리 (2108) 는 루틴 (2120) 및 데이터/정보 (2122) 를 포함한다. 프로세서 (2106), 예를 들어, CPU는 메모리 (2108) 에서 루틴을 실행하고 데이터/정보 (2122) 를 사용하여, WT (2100) 의 동작을 제어하고 본 발명의 방법을 구현한다.

수신기 (2102), 예를 들어, OFDM 수신기는, WT (2100) 가 타이밍 조정 정보를 포함한 응답 신호들 및 비컨 신호들을 포함하는 다운링크 신호들을 기지국으로부터 수신할 수 있는 수신 안테나 (2112) 에 커플링된다. 송신기 (2104), 예를 들어, OFDM 송신기는, WT (2100) 가 액세스 프로브 신호들을 포함한 업링크 신호들을 기지국으로 송신할 수 있는 송신 안테나 (2116) 에 커플링된다. 슈퍼슬롯들 로부터의 오프셋, 소정의 액세스 프로브 신호를 송신할 슈퍼슬롯 및 비컨슬롯을 포함한 액세스 프로브 신호의 타이밍이 송신기 (2104) 에서 제어가능하다. 수신기 (2102) 는 다운링크 신호들을 디코딩하기 위해 사용되는 디코더 모듈 (2114) 을 포함하지만, 송신기 (2104) 는 업링크 신호들을 인코딩하기 위한 인코더 모듈 (2118) 을 포함한다.

루틴 (2120) 은, WT (2100) 에 의해 사용된 통신 프로토콜을 구현하기 위한 통신 루틴 (2124), 및 WT (2100) 의 동작을 제어하기 위한 WT 제어 루틴 (2125) 을 포함한다. WT 제어 루틴 (2125) 은 수신된 신호 프로세싱 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. 수신된 신호 프로세싱 모듈 (2126) 은 비컨 신호들을 포함한 신호들을 프로세싱하고, 하나 이상의 비컨 신호로부터 다운링크 타이밍 기준 포인트를 결정한다. 일부 실시형태에서, 단독으로 또는 인코더 (2118) 와 함께 동작하는 코딩 모듈 (2128) 은, 액세스 프로브 신호에 대응하는 슈퍼슬롯 인덱스를 식별하는 액세스 프로브 신호에서의 정보를 코딩한다. 일부 실시형태에서, WT 식별자 및/또는 고유한 액세스 프로브 식별자가 액세스 프로브 신호에서 코딩되고 포함된다. 송신기 제어 모듈 (2130) 은, 타이밍 오프셋, 예를 들어, 상이한 액세스 프로브들에 대한 상이한 타이밍 오프셋으로 송신될 코딩된 액세스 프로브 신호들을 제어하는 것을 포함하는 송신기 (2104) 의 동작들을 제어하도록 동작한다. 일부 실시형태에서, 송신기 제어 모듈 (2130) 은, WT로부터 기지국으로의 시그널링 시간 플러 스 신호 프로세싱 시간의 2배보다 더 크도록 연속하는 액세스 프로브들의 송신을 제어하고, 예를 들어, 또 다른 액세스 프로브를 이슈하기 전에 액세스 프로브에 응답하는지의 여부를 WT (2100) 가 관측하도록 허용한다. 모니터링 모듈 (2132) 은, 액세스 프로브 신호에 대한 응답이 기지국으로부터 수신되는지의 여부를 판정하기 위해 사용된다. 타이밍 정정 모듈 (2134) 은 모니터링 모듈 (2132) 에 응답하고, 수신된 액세스 프로브 응답에 포함된 정보의 함수로서 송신 타이밍 조정을 수행한다. 단독으로 또는 디코더 (2114) 와 함께 동작하는 디코더 모듈 (2136) 은, 액세스 프로브 신호들 중 하나의 신호를 식별하는 응답에서의 정보를 디코딩한다. 위치 기반 타이밍 조정 모듈 (2138) 은, 지상 기지국으로부터 수신된 신호로부터 결정되는 위치 정보의 함수로서 제 1 액세스 프로브를 송신할 시간을 결정한다. 위치 기반 타이밍 조정 모듈 (2138) 은 큰 커버리지 영역으로 인한 위성 기지국과 관련된 타이밍 모호성을 감소시키기 위해 사용될 수도 있으며, 따라서, 필요한 액세스 프로브의 수 및/또는 위성 기지국에 의한 액세스 프로세스의 평균 시간을 감소시킨다.

데이터/정보 (2122) 는, 타이밍/주파수 구조 정보 (2140), 사용자/디바이스/세션/리소스 정보 (2142), 복수의 액세스 프로브 신호 정보 세트들 (제 1 액세스 프로브 신호 정보 (2144), ..., 제 N 액세스 프로브 신호 정보 (2146)), 수신된 비컨 신호 정보 (2148), 타이밍 기준 포인트 정보 (2150), 초기 타이밍 오프셋 정보 (2152), 스텝 사이즈 정보 (2154), 수신된 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 정보, 인덱스 정보, OFDM 심볼 송신 시간 간격 정보, 슬롯, 슈퍼슬롯, 비컨슬롯 등과 같은 OFDM 심볼 송신 시간 간격의 그룹화에 관한 정보, 기지국 식별 정보, 비컨 신호 정보, 반복적인 간격 정보, 액세스 간격 정보, 업링크 캐리어 주파수, 다운링크 캐리어 주파수, 업링크 톤 블록 정보, 다운링크 톤 블록 정보, 업링크 및 다운링크 톤 홉핑 정보, 기지국 식별 정보 등을 포함한다. 타이밍/주파수 구조 정보 (2140) 는, 무선 통신 시스템에서 존재할 수도 있는 복수의 기지국들에 대응하는 정보를 포함한다. 사용자/디바이스/세션/리소스 정보 (2142) 는, WT (2100) 의 사용자에 대응하는 정보, 및 예를 들어, 식별자, 어드레스, 라우팅 정보, 예를 들어, 다운링크 트래픽 채널 세그먼트, 지상 기지국에 의한 멀티-톤 모드에 대한 업링크 트래픽 채널 세그먼트와 같은 할당된 공중 링크 리소스, 위성 BS에 의한 업링크 시그널링에 대한 단일 전용 로지컬 톤, 기지국 할당된 WT 사용자 식별자 등을 포함하는, WT (2100) 와의 통신 세션에서의 피어 (peer) 에 대응하는 정보를 포함한다. 제 1 액세스 프로브 정보 (2144) 는, 액세스 프로브에 대응하는, 예를 들어, 슈퍼슬롯의 시작에 관한 타이밍 오프셋 정보, 슈퍼슬롯 인덱스를 식별하는 정보, 코딩된 정보, 비컨슬롯을 식별하는 정보 등을 포함한다. 제 N 액세스 프로브 정보 (2146) 는, 액세스 프로브에 대응하는, 예를 들어, 슈퍼슬롯의 시작에 관한 타이밍 오프셋 정보, 슈퍼슬롯 인덱스를 식별하는 정보, 코딩된 정보, 비컨슬롯을 식별하는 정보 등을 포함한다. 상이한 세트의 액세스 프로브 정보 (2144, 2146) 는, 상이한 정보, 예를 들어, 상이한 타이밍 오프셋, 상이한 슈퍼슬롯 인덱 스 값 또는 상이한 타이밍 오프셋, 동일한 슈퍼슬롯 인덱스 값을 부분적으로 또는 완전하게 포함할 수도 있다. 또한, 액세스 프로브 신호 정보 (2144, 2146) 는, 사용자 식별 정보, 예를 들어, WT 사용자 식별자 및/또는 고유한 액세스 프로브 신호 식별자, 및 액세스 프로브 신호와 관련된 톤 정보를 포함할 수도 있다. 수신된 비컨 신호 정보 (2148) 는, 수신된 비컨 신호로부터의 정보, 예를 들어, 특정 기지국, 캐리어 주파수, 및/또는 섹터와 비컨을 관련시키는 정보, 비컨 신호 강도 정보, WT로 하여금 타이밍 기준 포인트를 확립하게 하는 정보 등을 포함한다. 타이밍 기준 포인트 정보 (2150) 는, 기준 포인트, 예를 들어, 슈퍼슬롯 인덱스가 기초하는 비컨슬롯 시작을 확립하는, 예를 들어, 다운링크 비컨 시그널링을 사용하여 결정된 정보를 포함한다. 액세스 프로브 시그널링 송신 타이밍은 확립된 타이밍 기준 포인트 정보 (2150) 에 관해 참조될 수 있다. 초기 타이밍 오프셋 정보 (2152) 는, 예를 들어, 액세스 프로브들에 대하여 슈퍼슬롯 시작에 관한 타이밍 오프셋의 계산에 사용된 초기 타이밍 오프셋 값을 식별하는 정보를 포함한다. 스텝 사이즈 정보 (2154) 는, 특정 액세스 프로브에 대한 슈퍼슬롯의 시작으로부터 오프셋을 결정하기 위해, 정수배로 초기 타이밍 오프셋에 부가되는 고정 스텝 사이즈 타이밍 오프셋을 식별하는 정보를 포함하며, 예를 들어, 상이한 액세스 프로브들은 스텝 사이즈 타이밍 오프셋의 상이한 정수배를 사용한다. 일부 실시형태에서, 고정 스텝 사이즈는 기지국 액세스 간격의 지속기간보다 작으며, 그 기지국 액세스 간격은, 기지국이 액세스 프로브 신호들에 응답하는 시간의 주기이다. 수신된 응답 신호 정보 (2156) 는 타이밍 정정 정보를 포함한 액세스 프로브 시 그널링에 응답하여 수신된 정보를 포함한다. 타이밍 정정 정보는 코딩될 수도 있다. 일부 실시형태에서, 응답 신호 정보 (2156) 는, 액세스 프로브 신호 중 어느 한 신호가 응답되는지를, 예를 들어, WT 식별자 및/또는 고유한 액세스 프로브 신호 식별자를 통해 식별하는 정보를 또한 포함한다. 타이밍 조정 정보 (2158) 는, 수신된 응답 신호로부터 추출된 타이밍 정정 정보, 및 그 정정 정보를 적용한 결과로서 송신 타이밍에 대한 변화들을 나타내는 정보를 포함한다. 지상 기지국/위성 기지국 위치 정보 (2160) 는 시스템에서 지상 기지국들의 위치 및 위성 기지국들의 위치를 나타내는 정보를 포함한다. 또한, 정보 (2160) 는 셀 커버리지 영역들 또는 위성 기지국들을 지상 기지국들과 상관시키는 정보를 포함할 수도 있다.

도 23은, 본 발명에 따라 구현된 예시적인 무선 단말기 (2300), 예를 들어, 이동 노드의 도면이다. 예시적인 WT (2300) 는 본 발명의 무선 통신 시스템의 다양한 실시형태에서 사용될 수도 있다. 예시적인 WT (2300) 는, 수신기 (2302), 송신기 (2304), 프로세서 (2306), 및 다양한 엘리먼트들이 데이터 및 정보를 교환할 수도 있는 버스 (2310) 를 통해 함께 커플링된 메모리 (2308) 를 포함한다. 메모리 (2308) 는 루틴 (2320) 및 데이터/정보 (2322) 를 포함한다. 프로세서 (2306), 예를 들어, CPU는 메모리 (2308) 에서 루틴을 실행하고 데이터/정보 (2322) 를 사용하여, WT (2300) 의 동작을 제어하고 본 발명의 방법을 구현한다.

수신기 (2302), 예를 들어, OFDM 수신기는, WT (2300) 가 타이밍 조정 정보 를 포함한 응답 신호들 및 비컨 신호들을 포함하는 다운링크 신호들을 기지국으로부터 수신할 수 있는 수신 안테나 (2312) 에 커플링된다. 송신기 (2304), 예를 들어, OFDM 송신기는, WT (2300) 가 액세스 프로브 신호들을 포함한 업링크 신호들을 기지국으로 송신할 수 있는 송신 안테나 (2316) 에 커플링된다. 슈퍼슬롯들로부터의 오프셋을 포함한 액세스 프로브 신호의 타이밍, 소정의 액세스 프로브 신호를 송신할 슈퍼슬롯 및 비컨슬롯이 송신기 (2304) 에서 제어가능하다. 수신기 (2302) 는 다운링크 신호들을 디코딩하기 위해 사용되는 디코더 모듈 (2314) 을 포함하지만, 송신기 (2304) 는 업링크 신호들을 인코딩하기 위한 인코더 모듈 (2318) 을 포함한다.

루틴 (2320) 은, WT (2300) 에 의해 사용된 통신 프로토콜을 구현하기 위한 통신 루틴 (2324), 및 WT (2300) 의 동작을 제어하기 위한 WT 제어 루틴 (2325) 을 포함한다. WT 제어 루틴 (2325) 은 수신된 신호 프로세싱 모듈 (2326), 코딩 모듈 (2328), 송신기 제어 모듈 (2330), 모니터링 모듈 (2332), 타이밍 조정 모듈 (2334), 및 디코더 모듈 (2336) 을 포함한다. 수신된 신호 프로세싱 모듈 (2326) 은 비컨 신호들을 포함한 신호들을 프로세싱하고, 하나 이상의 비컨 신호로부터 다운링크 타이밍 기준 포인트를 결정한다. 일부 실시형태에서, 단독으로 또는 인코더 (2318) 와 함께 동작하는 코딩 모듈 (2328) 은, 예를 들어, 액세스 프로브 신호들의 시퀀스내의 대응하는 액세스 프로브 신호를 식별하는 액세스 프로브 신호에서의 정보를 코딩한다. 또한, 무선 단말기 식별자 및/또는 고유한 액세스 프로브 신호 식별자는, 액세스 프로브들을 송신할 수도 있는 시스템에서 복수의 WT들 사이의 구별을 허용하도록 인코딩될 수도 있다. 송신기 제어 모듈 (2330) 은, 타이밍 오프셋, 예를 들어, 상이한 액세스 프로브들에 대한 상이한 타이밍 오프셋으로 송신될 코딩된 액세스 프로브 신호들을 제어하는 것을 포함하는 송신기 (2304) 의 동작들을 제어하도록 동작한다. 일부 실시형태에서, 연속하는 액세스 프로브들 사이의 시간은, 더 큰 슈퍼슬롯의 지속기간보다 작고 WT로부터 기지국으로 이동하기 위해 신호에 대해 요구되는 시간의 2배일 수도 있다. 예를 들어, 슈퍼슬롯이 하나의 액세스 간격을 포함한다고 가정하지만, 타이밍 모호성은 슈퍼슬롯 지속기간보다는 작지만 액세스 간격보다는 클 수도 있으며, WT는 슈퍼슬롯내의 가능한 타이밍 범위 모호성을 커버링하기 위해 액세스 간격보다 작은 시간 간격만큼 이격된, 예를 들어, 액세스 프로브를 식별하기 위해 코딩된 액세스 프로브들의 시퀀스를 송신할 수도 있다. 모니터링 모듈 (2332) 은, 액세스 프로브 신호에 대한 응답이 기지국으로부터 수신되는지의 여부를 판정하기 위해 사용된다. 타이밍 조정 모듈 (2334) 은 모니터링 모듈 (2332) 에 응답하고, 수신된 액세스 프로브 응답에 포함된 정보의 함수로서 송신 타이밍 조정을 수행한다. 단독으로 또는 디코더 (2314) 와 함께 동작하는 디코더 모듈 (2336) 은, 액세스 프로브 신호들 중 하나의 신호를 식별하는 응답에서의 정보를 디코딩한다.

데이터/정보 (2322) 는, 타이밍/주파수 구조 정보 (2340), 사용자/디바이스/세션/리소스 정보 (2342), 복수의 액세스 프로브 신호 정보 세트들 (제 1 액세스 프로브 신호 정보 (2344), ..., 제 N 액세스 프로브 신호 정보 (2346)), 수신된 비컨 신호 정보 (2348), 타이밍 기준 포인트 정보 (2350), 액세스 프로브 간격/오프 셋 정보 (2352), 수신된 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, 인덱스 정보, OFDM 심볼 송신 시간 간격 정보, 슬롯, 슈퍼슬롯, 비컨슬롯 등과 같은 OFDM 심볼 송신 시간 간격의 그룹화에 관한 정보, 기지국 식별 정보, 비컨 신호 정보, 반복적인 간격 정보, 액세스 간격 정보, 업링크 캐리어 주파수, 다운링크 캐리어 주파수, 업링크 톤 블록 정보, 다운링크 톤 블록 정보, 업링크 및 다운링크 톤 홉핑 정보, 기지국 식별 정보 등을 포함한다. 타이밍/주파수 구조 정보 (2340) 는, 무선 통신 시스템에서 존재할 수도 있는 복수의 기지국들에 대응하는 정보를 포함한다. 사용자/디바이스/세션/리소스 정보 (2342) 는, WT (2300) 의 사용자에 대응하는 정보, 및 예를 들어, 식별자, 어드레스, 라우팅 정보, 예를 들어, 다운링크 트래픽 채널 세그먼트, 지상 기지국에 의한 멀티-톤 모드에 대한 업링크 트래픽 채널 세그먼트와 같은 할당된 공중 링크 리소스, 위성 BS에 의한 업링크 시그널링에 대한 단일 전용 로지컬 톤, 기지국 할당된 WT 사용자 식별자 등을 포함하는, WT (2300) 와의 통신 세션에서의 피어에 대응하는 정보를 포함한다. 제 1 액세스 프로브 정보 (2344) 는, 액세스 프로브에 대응하는, 예를 들어, 슈퍼슬롯의 시작에 관한 타이밍 오프셋 정보, 슈퍼슬롯 인덱스를 식별하는 정보, 코딩된 정보, 비컨슬롯을 식별하는 정보 등을 포함한다. 제 N 액세스 프로브 정보 (2346) 는, 액세스 프로브에 대응하는, 예를 들어, 슈퍼슬롯의 시작에 관한 타이밍 오프셋 정보, 슈퍼슬롯 인덱스를 식별하는 정보, 코딩된 정보, 비컨슬롯을 식별하는 정보 등을 포함한다. 상이한 세트의 액세스 프로브 정보 (2344, 2346) 는, 상이한 정보, 예를 들어, 동일한 슈퍼슬롯이지만 상이한 타이밍 오프셋을 부분적으로 또는 완전하게 포함할 수도 있다. 또한, 액세스 프로브 신호 정보 (2344, 2346) 는, 사용자 식별 정보, 예를 들어, WT 식별자 및/또는 고유한 액세스 프로브 신호 식별자, 및 액세스 프로브 신호와 관련된 톤 정보를 포함할 수도 있다. 수신된 비컨 신호 정보 (2348) 는, 수신된 비컨 신호로부터의 정보, 예를 들어, 특정 기지국, 캐리어 주파수, 및/또는 섹터와 비컨을 관련시키는 정보, 비컨 신호 강도 정보, WT로 하여금 타이밍 기준 포인트를 확립하게 하는 정보 등을 포함한다. 타이밍 기준 포인트 정보 (2350) 는, 기준 포인트, 예를 들어, 슈퍼슬롯 인덱스가 기초하는 비컨슬롯 시작을 확립하는, 예를 들어, 다운링크 비컨 시그널링을 사용하여 결정된 정보를 포함한다. 액세스 프로브 시그널링 송신 타이밍은 확립된 타이밍 기준 포인트 정보 (2350) 에 관해 참조될 수 있다. 액세스 프로브 간격/오프셋 정보 (2352) 는 액세스 프로브들의 시퀀스에서 액세스 프로브들에 관한 타이밍 정보, 예를 들어, 연속하는 액세스 프로브들 사이의 델타 시간 간격을 포함한다. 예를 들어, 각각의 액세스 간격 지속기간이 슈퍼슬롯보다 작지만 타이밍 모호성은 액세스 간격 지속기간보다 큰 경우, 다수의 연속하는 액세스 프로브들 액세스 간격 지속기간 이하인 델타 시간 간격만큼 이격될 수도 있으며, 그 수는 타이밍 모호성 범위를 커버링하기 위한 수이다. 수신된 응답 신호 정보 (2356) 는 타이밍 정정 정보를 포함한 액세스 프로브 시그널링에 응답하여 수신된 정보를 포함한다. 타이밍 정정 정보는 코딩될 수도 있다. 일부 실시형태에서, 응답 신호 정보 (2356) 는, 연속하는 액세스 프로브들의 시퀀스에서 액세스 프로브 신호들 중 하나의 신호가 응답되는지를 식별하는 정보를 또한 포함한다. 타이밍 조정 정보 (2358) 는, 수신된 응답 신호로부터 추출된 타이밍 정정 정보, 및 그 정정 정보를 적용한 결과로서 송신 타이밍에 대한 변화들을 나타내는 정보를 포함한다. 또한, 수신된 응답 신호 정보 (2356) 는 WT 식별자 및/또는 고유한 액세스 프로브 신호 식별자를 포함할 수도 있다.

도 24은, 본 발명에 따라 구현된 예시적인 무선 단말기 (2400), 예를 들어, 이동 노드의 도면이다. 예시적인 WT (2400) 는 본 발명의 무선 통신 시스템의 다양한 실시형태에서 사용될 수도 있다. 예시적인 WT (2400) 는, 수신기 (2402), 송신기 (2404), 프로세서 (2406), 및 다양한 엘리먼트들이 데이터 및 정보를 교환할 수도 있는 버스 (2410) 를 통해 함께 커플링된 메모리 (2408) 를 포함한다. 메모리 (2408) 는 루틴 (2420) 및 데이터/정보 (2422) 를 포함한다. 프로세서 (2406), 예를 들어, CPU는 메모리 (2408) 에서 루틴을 실행하고 데이터/정보 (2422) 를 사용하여, WT (2400) 의 동작을 제어하고 본 발명의 방법을 구현한다.

수신기 (2402), 예를 들어, OFDM 수신기는, WT (2400) 가 타이밍 조정 정보를 포함한 응답 신호들 및 비컨 신호들을 포함하는 다운링크 신호들을 기지국으로부터 수신할 수 있는 수신 안테나 (2412) 에 커플링된다. 송신기 (2404), 예를 들어, OFDM 송신기는, WT (2400) 가 액세스 프로브 신호들을 포함한 업링크 신호들을 기지국으로 송신할 수 있는 송신 안테나 (2416) 에 커플링된다. 슈퍼슬롯들 로부터의 오프셋을 포함한 액세스 프로브 신호의 타이밍, 소정의 액세스 프로브 신호를 송신할 슈퍼슬롯 및 비컨슬롯이 송신기 (2404) 에서 제어가능하다. 수신기 (2402) 는 다운링크 신호들을 디코딩하기 위해 사용되는 디코더 모듈 (2414) 을 포함하지만, 송신기 (2404) 는 업링크 신호들을 인코딩하기 위한 인코더 모듈 (2418) 을 포함한다.

루틴 (2420) 은, WT (2400) 에 의해 사용된 통신 프로토콜을 구현하기 위한 통신 루틴 (2424), 및 WT (2400) 의 동작을 제어하기 위한 WT 제어 루틴 (2425) 을 포함한다. WT 제어 루틴 (2425) 은, 수신된 신호 프로세싱 모듈 (2426), 코딩 모듈 (2428), 송신기 제어 모듈 (2430), 모니터링 모듈 (2432), 송신 타이밍 조정 모듈 (2434), 및 수신기 제어 및 디코딩 모듈 (2436) 을 포함한다. 수신된 신호 프로세싱 모듈 (2426) 은 비컨 신호들을 포함한 신호들을 프로세싱하고, 하나 이상의 비컨 신호로부터 다운링크 타이밍 기준 포인트를 결정한다. 단독으로 또는 인코더 (2418) 와 함께 동작하는 코딩 모듈 (2428) 은 업링크 신호들에서의 정보를 코딩하고, 예를 들어, WT (2400) 에 의해 송신될 액세스 프로브 신호에서의 WT 식별자 및/또는 고유한 액세스 프로브 식별자를 인코딩하며, 그들 식별자들은 다른 WT들에 의해 송신될 수도 있는 다른 액세스 프로브들로부터 BS에 의해 액세스 프로브가 구별되게 한다. 송신기 제어 모듈 (2430) 은, 타이밍 오프셋, 예를 들어, 상이한 액세스 프로브들에 대한 슈퍼슬롯의 시작으로부터의 상이한 타이밍 오프셋으로 송신될 액세스 프로브 신호들을 제어하는 것을 포함한 송신기 (2404) 의 동작을 제어하도록 동작한다. 일부 실시형태에서, 송신기 제어 모듈 (2430) 은, WT로부터 기지국으로의 시그널링 시간 플러스 신호 프로세싱 시간의 2배보다 더 크도록 연속하는 액세스 프로브들의 송신을 제어하고, 예를 들어, 또 다른 액세스 프로브를 이슈하기 전에 액세스 프로브에 응답하는지의 여부를 WT (2400) 가 관측하도록 허용한다. 모니터링 모듈 (2432) 은, 액세스 프로브 신호에 대한 응답이 기지국으로부터 수신되는지의 여부를 판정하기 위해 사용된다. 송신 타이밍 조정 모듈 (2434) 은 모니터링 모듈 (2432) 에 응답하고, 수신된 액세스 프로브 응답 신호에 포함된 정보의 함수로서 송신 타이밍 조정을 수행한다. 예를 들어, 송신 타이밍 조정 모듈 (2434) 은, 액세스 프로브가 송신되었던 때에 관해 WT (2400) 에 공지되어 있는 정보와 함께, 수신된 응답 신호에서의 정보, 예를 들어, 서브-슈퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정 정보 (2464), 및 기지국에서의 수신을 나타내는 슈퍼슬롯 위치 표시자 또는 메인 슈퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정값 중 하나를 사용하여 타이밍 조정을 계산할 수도 있다. 일부 실시형태에서, 수신된 응답 신호는 서브-슈퍼슬롯 타이밍 오프셋 정보를, 예를 들어, 응답 신호에서의 코딩된 비트들을 통해 운반하고, 메인 슈퍼슬롯 타이밍 오프셋 정보는 응답 신호의 송신 시간을 통해 운반된다. 일부 실시형태에서, 단독으로 또는 디코더 (2414) 와 함께 동작하는 수신기 제어 및 디코더 모듈 (2436) 은, 기지국으로부터 액세스 프로브 응답 신호를 수신하고, i) 슈퍼슬롯 시간 주기의 정수배인, 표시된 메인 슈퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정의 양, 및 ii) 수신된 응답에 대응하는 액세스 프로브 신호를 기지국이 수신하였던 비컨슬롯내의 슈퍼슬롯의 위치를 나타내는 슈퍼슬롯 식별자 중 하나 이상을 추출하는 응답에서의 정보를 디코딩한다. 일부 실시형태에서, 메 인 슈퍼슬롯 타이밍 오프셋은 단일 코딩된 값으로서 서브-슈퍼슬롯 시간 오프셋에 의해 코딩되며, 모듈 (2436) 은 디코딩 동작을 수행한다. 일부 실시형태에서, 메인 슈퍼슬롯 타이밍 오프셋은 2개의 별개로 코딩된 값들로서 서브-슈퍼슬롯 시간 오프셋으로부터 별개로 코딩되며, 모듈 (2436) 은 디코딩 동작을 수행한다. 일부 실시형태에서, 서브-슬롯 타이밍 오프셋은 응답 신호의 코딩된 비트들을 통해 운반되고, 메인 슈퍼슬롯 오프셋은 응답 신호, 예를 들어, 상이한 양만큼 오프셋되는 응답 신호의 송신 시간을 제어하는 것을 통해 운반된다. 일부 실시형태에서, 응답 신호가 시스템에서의 또 다른 WT가 아닌 WT (2400) 으로 안내되는 것을 WT (2400) 가 승인할 수 있도록, 응답 신호는 WT 식별자 및/또는 고유한 액세스 프로브 신호 식별자 (2465) 를 또한 포함한다.

데이터/정보 (2422) 는, 타이밍/주파수 구조 정보 (2440), 사용자/디바이스/세션/리소스 정보 (2442), 복수의 액세스 프로브 신호 정보 세트들 (제 1 액세스 프로브 신호 정보 (2444), ..., 제 N 액세스 프로브 신호 정보 (2446)), 수신된 비컨 신호 정보 (2448), 타이밍 기준 포인트 정보 (2450), 초기 타이밍 오프셋 정보 (2452), 스텝 사이즈 정보 (2454), 수신된 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, 인덱스 정보, OFDM 심볼 송신 시간 간격 정보, 슬롯, 슈퍼슬롯, 비컨슬롯 등과 같은 OFDM 심볼 송신 시간 간격의 그룹화에 관한 정보, 기지국 식별 정보, 비컨 신호 정보, 반복적인 간격 정보, 액세스 간격 정보, 업링크 캐리어 주파수, 다운링크 캐리어 주파수, 업링크 톤 블록 정보, 다운링크 톤 블록 정보, 업링크 및 다운링크 톤 홉핑 정보, 기지국 식별 정보 등을 포함한다. 타이밍/주파수 구조 정보 (2440) 는, 무선 통신 시스템에서 존재할 수도 있는 복수의 기지국들에 대응하는 정보를 포함한다. 사용자/디바이스/세션/리소스 정보 (2442) 는, WT (2400) 의 사용자에 대응하는 정보, 및 예를 들어, 식별자, 어드레스, 라우팅 정보, 예를 들어, 다운링크 트래픽 채널 세그먼트, 지상 기지국에 의한 멀티-톤 모드에 대한 업링크 트래픽 채널 세그먼트와 같은 할당된 공중 링크 리소스, 위성 BS에 의한 업링크 시그널링에 대한 단일 전용 로지컬 톤, 기지국 할당된 WT 사용자 식별자 등을 포함하는, WT (2400) 와의 통신 세션에서의 피어에 대응하는 정보를 포함한다. 제 1 액세스 프로브 정보 (2444) 는, 액세스 프로브에 대응하는, 예를 들어, 슈퍼슬롯의 시작에 관한 타이밍 오프셋 정보, 슈퍼슬롯 인덱스를 식별하는 정보, 비컨슬롯을 식별하는 정보 등을 포함한다. 제 N 액세스 프로브 정보 (2446) 는, 액세스 프로브에 대응하는, 예를 들어, 슈퍼슬롯의 시작에 관한 타이밍 오프셋 정보, 슈퍼슬롯 인덱스를 식별하는 정보, 비컨슬롯을 식별하는 정보 등을 포함한다. 상이한 세트의 액세스 프로브 정보 (2444, 2446) 는, 상이한 정보, 예를 들어, 상이한 타이밍 오프셋, 상이한 슈퍼슬롯 인덱스 값 또는 상이한 타이밍 오프셋, 동일한 슈퍼슬롯 인덱스 값을 부분적으로 또는 완전하게 포함할 수도 있다. 또한, 액세스 프로브 신호 정보 (2444, 2446) 는, 사용자 식별 정보, 예를 들어, WT 식별자 및/또는 고유한 액세스 프로브 신호 식별자, 및 액세스 프로브 신호와 관련된 톤 정보를 포함할 수도 있다. BS가, 예를 들어, 시스템에서 상이한 WT들로부터의 복수의 액세스 프로브 들을 구별할 수 있도록, WT 식별자 및/또는 고유한 액세스 프로브 신호 식별자는 액세스 프로브 신호로 인코딩될 수도 있고, BS는, WT (2400) 로 하여금 응답신호가 WT (2400) 로 안내된다는 것을 알게 하는 응답 신호들에서의 식별을 포함할 수도 있다. 수신된 비컨 신호 정보 (2448) 는, 수신된 비컨 신호로부터의 정보, 예를 들어, 특정 기지국, 캐리어 주파수, 및/또는 섹터와 비컨을 관련시키는 정보, 비컨 신호 강도 정보, WT로 하여금 타이밍 기준 포인트를 확립하게 하는 정보 등을 포함한다. 타이밍 기준 포인트 정보 (2450) 는, 기준 포인트, 예를 들어, 슈퍼슬롯 인덱스가 기초하는 비컨슬롯 시작을 확립하는, 예를 들어, 다운링크 비컨 시그널링을 사용하여 결정된 정보를 포함한다. 액세스 프로브 시그널링 송신 타이밍은 확립된 타이밍 기준 포인트 정보 (2450) 에 관해 참조될 수 있다. 초기 타이밍 오프셋 정보 (2452) 는, 예를 들어, 액세스 프로브들에 대하여 슈퍼슬롯 시작에 관한 타이밍 오프셋의 계산에 사용된 초기 타이밍 오프셋 값을 식별하는 정보를 포함한다. 스텝 사이즈 정보 (2454) 는, 특정 액세스 프로브에 대한 슈퍼슬롯의 시작으로부터 오프셋을 결정하기 위해, 정수배로 초기 타이밍 오프셋에 부가되는 고정 스텝 사이즈 타이밍 오프셋을 식별하는 정보를 포함하며, 예를 들어, 상이한 액세스 프로브들은 스텝 사이즈 타이밍 오프셋의 상이한 정수배를 사용한다. 일부 실시형태에서, 고정 스텝 사이즈는 기지국 액세스 간격의 지속기간보다 작으며, 그 기지국 액세스 간격은, 기지국이 액세스 프로브 신호들에 응답하는 시간의 주기이다. 수신된 응답 신호 정보 (2456) 는 타이밍 정정 정보를 포함한 액세스 프로브 시그널링에 응답하여 수신된 정보를 포함한다. 수신된 응답 신호 정보 (2456) 는, 응답 신호가 시스템에서의 또 다른 WT가 아닌 WT (2400) 으로 안내되는 것을 WT (2400) 이 승인하게 하는 WT 식별자 및/또는 고유한 액세스 프로브 신호 식별자 (2465) 를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태에서, 응답 신호 정보 (2456) 는, 예를 들어, WT로부터 BS로의 신호 송신 시간의 2배보다 작은 시간 간격에서 복수의 액세스 프로브들을 WT (2400) 가 송신하면, WT (2400) 에 의해 송신된 액세스 프로브 신호들 중 어느 신호가 응답되는지를 식별하는 정보를 또한 포함한다. 타이밍 정정 정보는 코딩될 수도 있다. 일부 실시형태에서, 응답 신호 정보 (2156) 는, 액세스 프로브 신호 중 어느 신호가 응답되는지를 식별하는 정보를 또한 포함한다. 수신된 응답 신호 정보 (2456) 는, 서브-슈퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정 정보 (2464), 및 일부 실시형태에서는, 예를 들어, 슈퍼슬롯 시간 주기의 정수배인 메인 슈퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정 정보 (2460), 및 예를 들어, 수신된 응답이 대응하는 액세스 프로브 신호를 기지국이 수신하였던 비컨슬롯내의 슈퍼슬롯의 위치를 식별하는 슈퍼슬롯 위치 식별자 (2462) 중 하나 이상을 포함한다. 타이밍 조정 정보 (2458) 는, 수신된 응답 신호로부터 추출된 타이밍 정정 정보, 및 예를 들어, 액세스 프로브에 대응하는 공지된 타이밍 정보와 결합하여 그 정정 정보를 적용한 결과로서 송신 타이밍에 대한 변화들을 나타내는 정보를 포함한다.

도 22는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 기지국, 예를 들어, 위성 기지국을 동작시키는 방법을 도시한다. 그 방법의 모두 또는 일부는, 특정 실시형태 및 기지국에 전송된 무선 단말기 시그널링의 타입, 예를 들어, 송신된 액세스 프로브들에 관해 인코딩된 정보의 타입에 의존하여 사용될 수도 있다.

방법은, 예를 들어, 기지국이 초기화되고 동작에 배치되는 단계 (2202) 에서 시작한다. 동작은, 병렬로 수행될 수도 있는 단계 (2203) 및 단계 (2204) 로 병렬 경로를 따라 진행한다. 단계 (2203) 에서, 기지국은 소정의 다운링크 타이밍 구조에 따라 주기적으로 비컨 신호들을 송신하며, 하나 이상의 비컨 신호는 각각의 비컨 슬롯 동안 송신된다. 다양한 실시형태에서, 비컨 신호는, 사용자 데이터, 예를 들어, 텍스트, 비디오 또는 애플리케이션 데이터를 송신하기 위해 통상적으로 사용되는 것보다 더 높은 전력 레벨로 송신된 신호이다. 일부 실시형태에서, 비컨 신호는 협대역 신호이다. 일부 실시형태에서, 비컨 신호는, 예를 들어, 3 또는 4개의 연속하는 OFDM 심볼 시간 주기보다 작은 몇몇 연속하는 심볼 송신 시간 주기 동안 송신되는 단일 톤 신호로서 구현된다. 비컨 신호들은 다운링크 타이밍 구조에 의해 결정된 바와 같이 주기적으로 송신된다.

비컨 송신 단계 (2203) 와 병렬로 발생할 수 있는 단계 (2204) 에서, 기지국은, 액세스 프로브 신호들을 검출하기 위해, 예를 들어, 주기적으로 발생하는 액세스 간격 동안 모니터링한다. 일부 실시형태에서, 주기적인 액세스 간격은 다운링크 슈퍼슬롯의 주기보다 짧은 지속기간을 갖는다. 액세스 프로브 신호들은, 기지국과의 업링크 타이밍 동기화를 아직 완전하게 달성하지 못한 하나 이상의 통신 디바이스로부터 수신될 수도 있다. 액세스 프로브들을 전송하는 무선 단말기들이 기지국과의 심볼 레벨 업링크 타이밍 동기화를 달성하기 전에, 슈퍼슬롯 및/또는 서브-슈퍼슬롯 업링크 타이밍 정정이 요구될 수도 있다. 단계 (2204) 에 서 검출된 각각의 액세스 프로브 신호에 대하여, 동작은 단계 (2206) 로 진행한다. 단계 (2206) 에서, 기지국은, 액세스 프로브 신호가 수신되었던, 상기 기지국에서의 다운링크 슈퍼슬롯 시간 주기의 인덱스를 결정한다. 이것은, 송신중인 통신 디바이스가 액세스 프로브를 송신하였다고 믿어지는 슈퍼슬롯과는 상이할 수도 있다. 액세스 프로브 신호가 어느 다운링크 슈퍼슬롯에서 수신되었는지에 대한 판정은, 내부 기지국 타이밍 정보 및 액세스 프로브가 수신되었던 때에 관한 정보를 사용하여 행해질 수 있다.

동작은 단계 (2206) 로부터 단계 (2208) 로 진행한다. 단계 (2208) 에서, 기지국은 액세스 프로브 신호에 관한 디코딩 동작을 수행하여, 신호, 예를 들어, 액세스 프로브 식별자, 송신중인 통신 디바이스를 식별하는 통신 디바이스 식별자, 및/또는 예를 들어, 송신중인 디바이스가 액세스 프로브를 전송하였던 비컨 슬롯내의 슈퍼슬롯의 인덱스를 나타내는 다운링크 슈퍼슬롯 식별자에 관해 인코딩될 수도 있는 정보를 검출한다.

디코딩되는 액세스 프로브 정보에 관하여, 동작은 단계 (2210) 및 단계 (2212) 로 진행한다. 단계 (2210) 에서, 기지국은, 그 기지국에 송신된 신호들, 예를 들어, OFDM 심볼들에 대한 슈퍼슬롯내에서 적절한 심볼 레벨 타이밍을 달성하기 위해 수신된 프로브를 송신하는 통신 디바이스에 의해 행해질 서브-슈퍼슬롯 업링크 송신 타이밍 정정 오프셋을 결정한다. 이러한 타이밍 정정값은 슈퍼슬롯의 지속기간보다 작은 정정을 나타내는 값이다. 동작은 단계 (2210) 로부터 단계 (2214) 로 진행한다.

단계 (2212) 는, 슈퍼슬롯 인덱스가 수신된 액세스 프로브에 관해 인코딩되는 일부 실시형태에서 수행되는 동작 단계이다. 반드시 모든 실시형태는 아니지만 일부 실시형태에서 수행되는 단계 (2212) 에서, 메인 슈퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정은, 액세스 프로브가 수신되었던 다운링크 슈퍼슬롯의 결정된 인덱스와 디코딩된 슈퍼슬롯 식별자에 의해 나타낸 바와 같이 액세스 프로브가 송신되었던 슈퍼슬롯의 인덱스 사이의 차이로부터 결정된다. 동작은 단계 (2212) 로부터 단계 (2214) 로 진행한다.

단계 (2214) 는, 수신된 액세스 프로브에 대한 응답이 생성 및 송신되는 단계이다. 일부 실시형태에서, 응답이 대응하는 액세스 프로브가 기지국에 의해 수신되었던 다운링크 슈퍼슬롯 시간 주기로부터 소정의 다운링크 슈퍼슬롯 오프셋을 갖는 다운링크 슈퍼슬롯에서 응답이 송신된다. 슈퍼슬롯 오프셋은 기지국이, 필요한 응답, 예를 들어, 액세스 프로브가 수신되었던 슈퍼슬롯으로부터의 하나 또는 2개의 슈퍼슬롯인을 프로세싱 및 생성하는데 충분하다. 응답이 수신되었던 슈퍼슬롯으로부터의 소정의 공지된 슈퍼슬롯 오프셋을 갖는 다운링크 슈퍼슬롯에서 응답들이 송신되는 그러한 일 실시형태는, 무선 단말기로 하여금 응답 타이밍으로부터 슈퍼슬롯 타이밍 오프셋 에러를 추정하게 한다.

액세스 프로브가 수신되었던 시점에 대한 소정의 슈퍼슬롯 오프셋에서 액세스 프로브 응답 신호들이 응답을 송신하는 일부 실시형태에서, 그 액세스 프로브 응답을 수신하는 무선 단말기는,

메인 타이밍 조정 ＝ 2×((액세스 프로브에 대한 응답이 수신되었던 슈퍼슬 롯의 인덱스 － 액세스 프로브가 송신되었던, 통신 디바이스에 의해 결정된 슈퍼슬롯의 인덱스)－고정된 슈퍼슬롯 딜레이)×슈퍼슬롯의 주기

와 같은 수학식에 따라 구현될 메인 타이밍 조정을 수행한다. 고정된 슈퍼슬롯 딜레이는 소정의 오프셋의 함수이다. 2의 승수 (multipler) 는 관련된 딜레이가 라운드 트립 딜레이라는 것을 고려하지만, 다운링크 슈퍼슬롯의 주기 횟수의 승산은 슈퍼슬롯들의 지속기간을 고려한다.

단계 (2214) 에서, 단계 (2210) 에서 결정된 서브-슈퍼슬롯 업링크 타이밍 오프셋 정정이 응답으로 인코딩된다. 또한, 생성되는 액세스 프로브 응답 신호로 다른 정보가 또한 인코딩될 수도 있다. 각각의 엘리먼트들은, 예를 들어, 별개의 에러값들로서 별개로 코딩될 수도 있거나, 예를 들어, 단일값으로서 코딩될 메인 및 서브-슈퍼슬롯 에러 정보와 결합될 수도 있다. 서브-단계 (2224) 에서, 메인 슈퍼슬롯 업링크 타이밍 오프셋 정정, 예를 들어, 단계 (2212) 에서 생성된 정정값은 응답 신호로 코딩된다. 서브-단계 (2226) 에서, 액세스 프로브 신호가 수신되었던 다운링크 슈퍼슬롯의 인덱스를 나타내는 슈퍼슬롯 식별자는 응답 신호로 인코딩된다. 서브-단계 (2228) 에서, 응답될 수신 액세스 프로브에 대응하는 통신 디바이스 식별자 및/또는 액세스 프로브 식별자는 응답 신호로 인코딩된다. 응답이 안내되는 통신 디바이스의 식별은, 다중의 디바이스들이, 예를 들어, 특히, 경쟁 기반 액세스 프로세스의 일부로서 요청들을 생성할 수도 있는 멀티-사용자 시스템에서 유용할 수 있다. 동작은 단계 (2214) 로부터 단계 (2230) 로 진행하고, 여기서, 생성된 프로브는 액세스 프로브 응답 신호로서 송신 된다. 검출된 수신 액세스 프로브에 대응하는 프로세싱은 단계 (2232) 에서 중지하지만, 다른 액세스 프로브들의 수신 및 프로세싱은 계속할 수도 있다.

도 25는 본 발명에 따라 구현되고 본 발명의 방법을 사용하는 예시적인 기지국 (2500), 예를 들어, 위성 기반 기지국의 도면이다. 예시적인 기지국 (2500) 은, 본 발명에 따라 구현된 예시적인 무선 통신 시스템의 BS일 수도 있다. 기지국이 WT들에 대한 네트워크 액세스를 제공하므로, 기지국 (2500) 은, 종종, 액세스 노드로서 지칭된다. 기지국 (2500) 은, 수신기 (2502), 송신기 (2504), 프로세서 (2506), 및 다양한 엘리먼트들이 데이터 및 정보를 교환할 수도 있는 버스 (2510) 를 통해 함께 커플링된 메모리 (2508) 를 포함한다. 수신기 (2502) 는, 예를 들어, 액세스 프로브 신호들을 포함하는 WT들로부터의 수신된 업링크 신호들을 디코딩하기 위한 디코더 (2512) 를 포함한다. 송신기 (2504) 는, 예를 들어, 액세스 프로브들에 대한 다운링크 응답 신호들 및 다운링크 비컨 신호들을 포함하는 WT들로 송신될 다운링크 신호들을 인코딩하기 위한 인코더 (2514) 를 포함한다. 수신기 (2502) 및 송신기 (2504) 각각은, 각각, 업링크 신호들이 WT들로부터 수신되고 다운링크 신호들이 WT들로 송신되는 안테나들 (2516, 2518) 에 커플링된다. 일부 실시형태에서, 동일한 안테나가 수신기 (2502) 및 송신기 (2504) 에 대해 사용된다. WT들과 통신하는 것 이외에, 기지국 (2500) 은 다른 네트워크 노드들과 통신할 수 있다. BS (2500) 가 위성 BS인 일부 실시형태에서, BS는 지향성 안테나 및 고용량 링크를 갖는 지상국과 통신하며, 그 지상국은, 다른 네트워크 노드들, 예를 들어, 다른 기지국들, 라우터들, AAA 서버들, 홈 에이전트 노드들 및 인터넷에 커플링된다. 그러한 일부 실시형태에서, BS-WT 통신 링크에 관해 상술된 동일한 수신기 (2502), 송신기 (2504) 및/또는 안테나가 BS-네트워크 노드 지상국 링크에 대해 사용되지만, 다른 실시형태에서, 별개의 엘리먼트들이 상이한 기능을 위해 사용된다. BS (2500) 가 지상 기지국인 실시형태에서, BS (2500) 는, 다른 네트워크 노드들 및/또는 인터넷과 그 BS (2500) 를 커플링시키는 네트워크 인터페이스를 포함한다. 메모리 (2508) 는 루틴 (2520) 및 데이터/정보 (2522) 를 포함한다. 프로세서 (2506), 예를 들어, CPU는 메모리 (2508) 에서 루틴 (2520) 을 실행하고 데이터/정보 (2522) 를 사용하여, 기지국 (2500) 의 동작을 제어하고 본 발명의 방법을 구현한다.

메모리 (2508) 는 통신 루틴 (2524) 및 기지국 제어 루틴 (2526) 을 포함한다. 통신 루틴 (2524) 은 기지국 (2500) 에 의해 사용된 다양한 통신 프로토콜을 구현한다. 기지국 제어 루틴 (2526) 은, 세그먼트, 예를 들어, 다운링크 트래픽 채널 세그먼트들을 WT들에 할당하는 스케줄러 모듈 (2528), 송신기 제어 모듈 (2530), 수신기 제어 모듈 (2536), 인코더 모듈 (2546), 액세스 프로브 디코딩 및 프로세싱 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 송신, 예를 들어, 비컨슬롯 동안 하나 이상의 비컨 신호의 송신을 제어한다. 일부 실시형태에서, 비컨 신호는 단일 톤 신호이다. 일부 실시형태에서, 비컨 신호는 3개의 OFDM 심볼 송신 시간 주기보다 작은 지 속기간을 갖는다. 액세스 프로브 응답 모듈 (2534) 은, 액세스 프로브 신호들에 응답하는 응답 신호들의 생성 및 송신을 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 단말기들로부터 액세스 프로브 신호들을 수신 및 검출할 시에 사용된다. 액세스 프로브 검출 모듈 (2540) 은 액세스 프로브 검출 모듈 (2542) 및 액세스 시간 간격 결정 모듈 (2544) 을 포함한다. 액세스 시간 간격 결정 모듈 (2544) 은 비컨 슬롯 동안에 각각의 슈퍼슬롯의 일부 동안 발생하는 소정의 주기적 시간 주기를 식별하며, 상기 일부는 슈퍼슬롯의 절반보다 작고, 그 소정의 시간 주기는 액세스 프로브들을 수신하기 위해 예약된 종종 액세스 간격 또는 슬롯으로서 지칭된다. 액세스 간격 외부에서 도달하는 액세스 프로브들은 기지국에 의해 간섭으로서 처리되고 응답되지 않는다. 일부 실시형태에서, 액세스 간격은 슈퍼슬롯 간격의 25%보다 작다. 예를 들어, 액세스 간격은, 114개의 OFDM 심볼 송신 시간 간격의 슈퍼슬롯에 대응하는 8 또는 9개의 OFDM 송신 시간 간격일 수도 있다. 일부 실시형태에서, OFDM 심볼 송신 시간 간격은 약 100 마이크로-초이다. 액세스 프로브 검출 모듈 (2542) 은, 액세스 시간 간격 결정 모듈 (2544) 에 의해 수용가능하다고 간주된 시간 간격 동안 도달한 수신된 액세스 프로브들을 검출 및 프로세싱한다.

일부 실시형태에서, 단독으로 또는 인코더 (2514) 와 함께 동작하는 인코더 모듈 (2546) 은, 기지국이 액세스 프로브 신호를 수신하였던 비컨슬롯내의 슈퍼슬 롯의 위치를 나타내는 슈퍼슬롯 식별자를 응답 신호에 포함한다. 일부 실시형태에서, 단독으로 또는 인코더 (2514) 와 함께 동작하는 인코더 모듈은, 응답 신호에서의 서브-슈퍼슬롯 타이밍 정정 정보를 인코딩하며, 상기 서브-슈퍼슬롯 타이밍 정정 정보는 슈퍼슬롯의 지속기간보다 작은 타이밍 조정을 나타낸다.

단독으로 또는 디코더 (2512) 와 함께 동작하는 액세스 프로브 디코딩 및 프로세싱 모듈 (2548) 은, 인코딩된 정보, 예를 들어, 인코딩된 슈퍼슬롯 식별자, WT를 식별하는 인코딩된 정보, 액세스 프로브 신호를 식별하는 인코딩된 정보를 복원하기 위해, 수신된 액세스 프로브 신호들을 디코딩한다.

일부 실시형태에서, 타이밍 정정 결정 모듈 (2550) 은, 예를 들어, 액세스 프로브가 수신되었던 슈퍼슬롯의 비컨슬롯내의 슈퍼슬롯 인덱스와 디코딩된 슈퍼슬롯 식별자 사이의 차이로부터 슈퍼슬롯의 지속기간의 정수배인 메인 슈퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정을 결정한다. 일부 실시형태에서, 타이밍 정정 결정 모듈 (2550) 은, 비컨 송신 기준 포인트 및 수신된 액세스 프로브 신호의 기준 포인트에 기초하여 메인 슈퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정을 결정한다. 그러한 일부 실시형태에서, 액세스 프로브 신호는, WT가 액세스 프로브 신호를 송신하였던 슈퍼슬롯의 인덱스를 나타내는 정보를 운반한다. 그러한 일부 실시형태에서, 응답 신호는, BS에 공지되지 않지만 WT에 공지된 액세스 신호 오프셋 정보와 WT에 의해 결합된 타이밍 조정 정보를 운반한다. 그러한 일부 실시형태에서, 서브-슈퍼슬롯 타이밍 정정은 코딩된 비트들을 통해 응답 신호에서 운반되지만, 메인 타이밍 오프셋 정보는 응답 신호의 송신 시간에 의해 운반된다.

데이터/정보 (2522) 는, 무선 단말기들의 네트워크 연결 지점으로서 기지국 (2500) 을 사용하는 그 무선 단말기에 대응하는 복수의 세트들의 정보 (사용자 1/MN 세션 A 세션 B 데이터/정보 (2554), 사용자 N/MN 세션 X 데이터/정보 (2556)) 를 포함한 사용자 데이터/정보 (2552) 를 포함한다. 그러한 WT 정보는, 예를 들어, WT 식별자, 라우팅 정보, 할당된 업링크 단일 로지컬 톤, 다운링크 세그먼트 할당 정보, 사용자 데이터/정보, 예를 들어, 음성 정보, 텍스트, 비디오, 음악 등의 데이터 패킷, 및 정보의 코딩된 블록을 포함할 수도 있다. 또한, 데이터/정보 (2522) 는, 다운링크/업링크 타이밍 및 주파수 구조 정보 (2576), 비컨 신호 정보 (2558), 수신된 액세스 프로브 신호 정보 (2560), 및 응답 신호 정보 (2562) 를 포함한 시스템 정보 (2574) 를 포함한다. 응답 신호 정보는, 서브-슈퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정 정보 (2572), 및 메인 슈퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정 정보 (2564), 슈퍼슬롯 식별자 정보 (2566), 통신 디바이스 식별자 정보 (2568), 및 액세스 프로브 식별자 정보 (2570) 중 하나 이상을 포함한다.

일부 실시형태에서, 메인 슈퍼슬롯 타이밍 오프셋 정정은 슈퍼슬롯 시간 주기의 정수배이다. 슈퍼슬롯 식별자는, 수신 응답이 대응하는 액세스 프로브 신호를 기지국이 수신하였던 비컨슬롯내의 슈퍼슬롯의 위치를 나타내기 위해 사용될 수 있다. 통신 디바이스 식별자는, 수신된 응답이 대응하는 액세스 프로브 신호를 송신하였던 통신 디바이스를 식별하기 위해 사용될 수 있다. 액세스 프로브 식별자는, 응답 신호가 대응하는 액세스 프로브를 식별하기 위해 사용될 수 있다.

다운링크/업링크 타이밍 및 주파수 구조 정보 (2576) 는, OFDM 심볼 송신 타이밍 정보, OFDM 심볼들, 예를 들어, 슬롯, 슈퍼슬롯, 비컨슬롯, 액세스 간격 등의 그룹화에 대응하는 정보, 정보, 비컨 타이밍 및 톤 정보, 예를 들어, 비컨슬롯내의 슈퍼슬롯들의 인덱스 정보, 업링크 및 다운링크에 대해 사용된 캐리어 주파수, 업링크 및 다운링크에 대해 사용된 톤 블록들, 업링크 및 다운링크에 대한 톤 홉핑 정보, 기지국에서의 업링크 타이밍 구조와 다운링크 타이밍 구조 사이의 타이밍 관계 및 오프셋, 타이밍 구조들내의 주기적인 간격 등을 포함한다.

본 발명의 기술들은, 소프트웨어, 하드웨어 및/또는 소프트웨어 및 하드웨어의 결합을 사용하여 구현될 수도 있다. 본 발명은 장치, 예를 들어, 이동 단말기와 같은 이동 노드, 기지국, 본 발명을 구현하는 통신 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 방법들, 예를 들어, 본 발명에 따라, 이동 노드, 기지국 및/또는 통신 시스템, 예를 들어, 호스트를 제어 및/또는 동작하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 본 발명에 따라 하나 이상의 단계들을 구현하도록 머신을 제어하는 머신 판독가능 명령들을 포함하는 머신 판독가능 매체, 예를 들어, ROM, RAM, CD, 하드 디스크 등에 관한 것이다.

다양한 실시형태에서, 여기에 설명된 노드들은, 본 발명의 하나 이상의 방법에 대응하는 단계들, 예를 들어, 신호 프로세싱, 메세지 생성 및/또는 송신 단계를 수행하기 위한 하나 이상의 모듈들을 사용하여 구현된다. 따라서, 일부 실시형태에서 본 발명의 다양한 특성들은 모듈들을 사용하여 구현된다. 그러한 모듈들은, 소프트웨어, 하드웨어 또는 소프트웨어 및 하드웨어의 결합을 이용하여 구현 될 수도 있다. 상술된 방법들 또는 방법 단계들의 대부분은, 예를 들어, 하나 이상의 노드들에서 상술된 방법들의 모두 또는 일부를 구현하기 위해 머신, 예를 들어, 부가 하드웨어를 갖는 또는 부가 하드웨어 없는 범용 컴퓨터를 제어하도록, 메모리 디바이스, 예를 들어, RAM, 플로피 디스크 등과 같은 머신 판독가능 매체에 포함된 소프트웨어와 같은 머신 실행가능 명령들을 사용하여 구현될 수 있다. 따라서, 다른 것들 중, 본 발명은, 머신, 예를 들어, 프로세서 및 관련 하드웨어가 상술된 방법(들) 의 하나 이상의 단계들을 수행하게 하는 머신 실행가능 명령들을 포함하는 머신-판독가능 매체에 관한 것이다.

본 발명의 타이밍 동기화 방법들 및 장치는 광범위하게 다양한 디바이스들 및 시스템들에 의해 사용될 수 있다. 본 발명의 방법 및 장치는 사용에 매우 적합하며, 본 출원과 동일한 발명자이고 본 출원과 동일한 날짜에 출원된, 명칭이 "COMMUNICATIONS SYSTEM, METHODS AND APPARATUS" 인 미국 실용 특허 출원 제 11/184,051 호에 설명된 방법 및 장치와 결합하여 사용될 수 있다. 이러한 특허 출원은 여기에 참조로서 명백히 포함되며, 본 특허 출원의 명세서의 일부로서 간주될 것이다.

OFDM 시스템의 콘텍스트에서 설명되었지만, 본 발명의 방법 및 장치의 적어도 일부는, 많은 비-OFDM 및/또는 비-셀룰러 시스템을 포함하는 광범위한 범위의 통신 시스템에 적용가능하다.

상술된 본 발명의 방법 및 장치에 관한 많은 부가적인 변경은, 본 발명의 상기 설명의 관점에서 당업자에게 명백할 것이다. 그러한 변경은 본 발명의 범위 내로 고려될 것이다. 일부 실시형태에서, 기지국은 OFDM 신호들을 사용하는 이동 노드 (WT) 와의 통신 링크를 확립하는 액세스 노드로서 기능한다. 다양한 실시형태에서, WT는, 셀 전화기, 노트북 컴퓨터, 개인 휴대 정보 단말기 (PDA), 또는 본 발명의 방법을 구현하기 위한 수신기/송신기 회로 및 로직 및/또는 루틴을 포함한 다른 휴대용 디바이스로서 구현된다.

Claims (33)

1. 비컨 (beacon) 시간 슬롯들이 주기적으로 발생하고, 주기적인 다운링크 타이밍 구조에 따라 각각의 비컨 시간 슬롯 동안 기지국에 의해 비컨 신호가 송신되고, 상기 주기적인 다운링크 타이밍 구조는 각각의 비컨 시간 슬롯내에 복수의 슈퍼슬롯들을 포함하고, 비컨 시간 슬롯내의 개별 슈퍼슬롯들은 슈퍼슬롯 인덱스의 사용을 통해 식별가능하며, 각각의 슈퍼슬롯은 복수의 심볼 송신 시간 주기들을 포함하는, 통신 시스템에서 사용하기 위한 통신 디바이스를 동작시키는 방법으로서,

   하나 이상의 비컨 신호를 수신하는 단계;

   다운링크 타이밍 기준 포인트를 결정하기 위해 상기 수신된 하나 이상의 비컨 신호를 프로세싱하는 단계로서, 상기 슈퍼슬롯들은 상기 결정된 다운링크 타이밍 기준 포인트에 대한 소정의 관계를 갖는 비컨 시간 슬롯내에서 발생하는, 상기 프로세싱 단계;

   제 1 슈퍼슬롯 인덱스를 식별하는 제 1 액세스 프로브 신호에서 정보를 코딩하는 단계;

   상기 제 1 슈퍼슬롯 인덱스를 식별하는 상기 제 1 액세스 프로브 신호를 송신하는 단계;

   상기 제 1 액세스 프로브 신호에 대한 응답이 상기 기지국으로부터 수신되었는지의 여부를 판정하기 위해 모니터링하는 단계; 및

   상기 응답이 수신되었다고 판정되면, 상기 응답에 포함된 정보의 함수로서 송신 타이밍 조정을 수행하는 단계를 포함하는, 통신 디바이스 동작 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 액세스 프로브 신호는, 상기 제 1 슈퍼슬롯 인덱스를 갖는 제 1 슈퍼슬롯의 시작에 관한 제 1 타이밍 오프셋에서 송신되는, 통신 디바이스 동작 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 액세스 프로브 신호에 대한 응답이 수신되지 않았다고 판정되면,

   제 2 슈퍼슬롯 인덱스를 식별하는 제 2 액세스 프로브 신호에서 정보를 코딩하는 단계; 및

   상기 통신 디바이스에 의해 판정된 바와 같이, 상기 제 2 슈퍼슬롯 인덱스를 갖는 제 2 슈퍼슬롯의 시작에 관한 제 2 타이밍 오프셋에서, 상기 제 2 슈퍼슬롯 인덱스를 식별하는 상기 제 2 액세스 프로브 신호를 송신하는 단계를 더 포함하며,

   상기 제 2 타이밍 오프셋은 상기 제 1 타이밍 오프셋과 상이한, 통신 디바이스 동작 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 1 액세스 프로브 신호 및 상기 제 2 액세스 프로브 신호는 상이한 다운링크 비컨 시간 슬롯들에서 송신되며,

   상기 제 2 슈퍼슬롯 인덱스는 상기 제 1 슈퍼슬롯 인덱스와 동일 또는 상이한, 통신 디바이스 동작 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 1 액세스 프로브 신호 및 상기 제 2 액세스 프로브 신호는 상이한 비컨 시간 슬롯들에서 송신되며,

   상기 제 2 슈퍼슬롯 인덱스는 상기 제 1 슈퍼슬롯 인덱스와 상이한, 통신 디바이스 동작 방법.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 1 액세스 프로브 신호 및 상기 제 2 액세스 프로브 신호는 동일한 비컨 시간 슬롯에서 송신되며,

   상기 제 2 슈퍼슬롯 인덱스는 상기 제 1 슈퍼슬롯 인덱스와 상이한, 통신 디바이스 동작 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 응답은, 응답되는 상기 프로브 신호들 중 하나의 신호를 식별하는 정보를 포함하는, 통신 디바이스 동작 방법.
8. 제 3 항에 있어서,

   제 3 슈퍼슬롯 인덱스를 식별하는 제 3 액세스 프로브 신호에서 정보를 코딩 하는 단계; 및

   상기 제 3 슈퍼슬롯 인덱스를 갖는 제 3 슈퍼슬롯의 시작에 관한 제 3 타이밍 오프셋에서 상기 제 3 액세스 프로브 신호를 송신하는 단계를 더 포함하며,

   상기 제 3 타이밍 오프셋은 상기 제 1 타이밍 오프셋 및 상기 제 2 타이밍 오프셋과 상이한, 통신 디바이스 동작 방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 제 2 타이밍 오프셋은, 초기 타이밍 오프셋 값과 고정 스텝 사이즈 타이밍 오프셋의 제 1 정수배와의 합산만큼 상기 제 1 타이밍 오프셋과 상이하고,

   상기 제 3 타이밍 오프셋은, 초기 타이밍 오프셋 값과 상기 고정 스텝 사이즈 타이밍 오프셋의 제 2 정수배와의 합산만큼 상기 제 1 타이밍 오프셋과 상이하며,

   상기 고정 스텝 사이즈 타이밍 오프셋의 제 2 정수배는 상기 고정 스텝 사이즈 타이밍 오프셋의 제 1 정수배와 상이한, 통신 디바이스 동작 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 기지국은 위성 기지국이고,

    광속으로 이동하는 신호에 대한, 상기 위성 기지국과 상기 통신 디바이스 사이의 라운드 트립 시간은 슈퍼슬롯의 지속기간보다 큰, 통신 디바이스 동작 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 라운드 트립 시간은 0.2 초보다 큰, 통신 디바이스 동작 방법.
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 고정 스텝 사이즈 타이밍 오프셋은, 상기 기지국이 상기 액세스 프로브 신호들에 응답하는 시간의 주기인 기지국 액세스 간격의 지속기간보다 작은, 통신 디바이스 동작 방법.
13. 제 9 항에 있어서,

    상기 고정 스텝 사이즈 타이밍 오프셋은, 심볼 송신 주기의 지속기간보다 큰, 통신 디바이스 동작 방법.
14. 제 9 항에 있어서,

    상기 제 1 정수배 및 상기 제 2 정수배는 양수 또는 음수인, 통신 디바이스 동작 방법.
15. 제 1 항에 있어서,

    지상 기지국으로부터 수신된 신호로부터 결정된 위치 정보의 함수로서 상기 제 1 액세스 프로브 신호를 송신할 시간을 결정하는 단계를 더 포함하는, 통신 디바이스 동작 방법.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 제 1 액세스 프로브 신호를 송신할 시간을 결정하는 단계는, 상기 지상 기지국의 위치 및 위성 기지국의 위치를 나타내는 공지된 정보의 함수로서 추가적으로 수행되는, 통신 디바이스 동작 방법.
17. 제 1 항에 있어서,

    상기 제 1 액세스 프로브 신호는 OFDM 신호인, 통신 디바이스 동작 방법.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 수신된 하나 이상의 비컨 신호는 단일 OFDM 톤에 대응하는 OFDM 신호인, 통신 디바이스 동작 방법.
19. 비컨 시간 슬롯들이 주기적으로 발생하고, 주기적인 다운링크 타이밍 구조에 따라 각각의 비컨 시간 슬롯 동안 기지국에 의해 비컨 신호가 송신되고, 상기 다운링크 타이밍 구조는 각각의 비컨 시간 슬롯내에 복수의 슈퍼슬롯들을 포함하고, 비컨 시간 슬롯내의 개별 슈퍼슬롯들은 슈퍼슬롯 인덱스의 사용을 통해 식별가능하며, 각각의 슈퍼슬롯은 복수의 심볼 송신 시간 주기들을 포함하는, 통신 시스템에서 사용하기 위한 통신 디바이스로서,

    하나 이상의 비컨 신호를 수신하는 수신기;

    상기 수신된 하나 이상의 비컨 신호로부터 다운링크 타이밍 기준 포인트를 결정하도록 동작하는, 수신된 비컨 신호들을 포함한 수신된 신호들을 프로세싱하기 위한 수신 신호 프로세싱 모듈로서, 상기 슈퍼슬롯들은 상기 결정된 다운링크 타이밍 기준 포인트에 대한 소정의 관계를 갖는 비컨 시간 슬롯내에서 발생하는, 상기 수신 신호 프로세싱 모듈;

    제 1 슈퍼슬롯 인덱스를 식별하는 제 1 액세스 프로브 신호에서 정보를 코딩하는 코딩 모듈;

    상기 제 1 슈퍼슬롯 인덱스를 식별하는 상기 제 1 액세스 프로브 신호를 송신하는 송신기;

    상기 제 1 액세스 프로브 신호에 대한 응답이 상기 기지국으로부터 수신되었는지의 여부를 판정하기 위해 사용되는 모니터링 모듈; 및

    상기 모니터링 모듈에 응답하여, 수신된 액세스 프로브 응답에 포함된 정보의 함수로서 송신 타이밍 조정을 수행하는 타이밍 정정 모듈을 포함하는, 통신 디바이스.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 송신기는, 상기 제 1 슈퍼슬롯 인덱스를 갖는 제 1 슈퍼슬롯의 시작에 관한 제 1 타이밍 오프셋에서 상기 제 1 액세스 프로브 신호를 송신하는 수단을 포함하는, 통신 디바이스.
21. 제 20 항에 있어서,

    상기 코딩 모듈은, 상기 제 1 액세스 프로브 신호에 대한 응답이 수신되지 않았다고 판정되면, 제 2 슈퍼슬롯 인덱스를 식별하는 제 2 액세스 프로브 신호에서 정보를 코딩하는 수단을 포함하고,

    상기 송신기는, 상기 제 2 슈퍼슬롯 인덱스를 갖는 제 2 슈퍼슬롯의 시작에 관한 제 2 타이밍 오프셋에서, 상기 제 2 슈퍼슬롯 인덱스를 식별하는 상기 제 2 액세스 프로브 신호를 송신하는 수단을 포함하며,

    상기 제 2 타이밍 오프셋은 상기 제 1 타이밍 오프셋과 상이한, 통신 디바이스.
22. 제 21 항에 있어서,

    상기 송신기는, 상이한 비컨 시간 슬롯들에서 송신되는 상기 제 1 액세스 프로브 신호 및 상기 제 2 액세스 프로브 신호를 송신하며,

    상기 제 2 슈퍼슬롯 인덱스는 상기 제 1 슈퍼슬롯 인덱스와 동일 또는 상이한, 통신 디바이스.
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 제 1 액세스 프로브 신호 및 상기 제 2 액세스 프로브 신호는 상이한 비컨 시간 슬롯들에서 송신되며,

    상기 제 2 슈퍼슬롯 인덱스는 상기 제 1 슈퍼슬롯 인덱스와 상이한, 통신 디바이스.
24. 제 21 항에 있어서,

    상기 제 1 액세스 프로브 신호 및 상기 제 2 액세스 프로브 신호는 동일한 비컨 시간 슬롯에서 송신되며,

    상기 제 2 슈퍼슬롯 인덱스는 상기 제 1 슈퍼슬롯 인덱스와 상이한, 통신 디바이스.
25. 제 24 항에 있어서,

    상기 응답은, 응답되는 상기 프로브 신호들 중 하나의 신호를 식별하는 정보를 포함하며,

    상기 통신 디바이스는, 상기 프로브 신호들 중 하나의 신호를 식별하는 응답에서의 정보를 디코딩하는 디코더 모듈을 더 포함하는, 통신 디바이스.
26. 제 21 항에 있어서,

    상기 코딩 모듈은, 제 3 슈퍼슬롯 인덱스를 식별하는 제 3 액세스 프로브 신호에서 정보를 코딩하는 수단을 더 포함하고,

    상기 송신기는 상기 제 3 슈퍼슬롯 인덱스를 갖는 제 3 슈퍼슬롯의 시작에 관한 제 3 타이밍 오프셋에서 상기 제 3 액세스 프로브 신호를 송신하는 수단을 더 포함하며,

    상기 제 3 타이밍 오프셋은 상기 제 1 타이밍 오프셋 및 상기 제 2 타이밍 오프셋과 상이한, 통신 디바이스.
27. 제 26 항에 있어서,

    저장된 고정 스텝 사이즈 타이밍 오프셋 정보를 포함하는 저장 디바이스를 더 포함하며,

    상기 제 2 타이밍 오프셋은 상기 저장된 고정 스텝 사이즈 타이밍 오프셋의 제 1 정수배만큼 상기 제 1 타이밍 오프셋과 상이하고,

    상기 제 3 타이밍 오프셋은 상기 저장된 고정 스텝 사이즈 타이밍 오프셋의 제 2 정수배만큼 상기 제 1 타이밍 오프셋과 상이하며,

    상기 제 2 정수배는 상기 저장된 고정 스텝 사이즈 타이밍 오프셋의 상기 제 1 정수배와 상이한, 통신 디바이스.
28. 제 27 항에 있어서,

    상기 기지국은 위성 기지국이고,

    광속으로 이동하는 신호에 대한, 상기 위성 기지국과 무선 단말기 사이의 라운드 트립 시간은 슈퍼슬롯의 지속기간보다 큰, 통신 디바이스.
29. 제 28 항에 있어서,

    상기 라운드 트립 시간은 0.2 초보다 큰, 통신 디바이스.
30. 제 27 항에 있어서,

    상기 저장된 고정 스텝 사이즈 타이밍 오프셋은, 상기 기지국이 상기 액세스 프로브 신호들에 응답하는 시간의 주기인 기지국 액세스 간격의 지속기간보다 작은, 통신 디바이스.
31. 제 19 항에 있어서,

    상기 송신기는 OFDM 송신기인, 통신 디바이스.
32. 제 19 항에 있어서,

    지상 기지국으로부터 수신된 신호로부터 결정된 위치 정보의 함수로서 상기 제 1 액세스 프로브 신호를 송신할 시간을 결정하는 수단을 더 포함하는, 통신 디바이스.
33. 제 32 항에 있어서,

    상기 통신 디바이스는, 상기 지상 기지국의 위치 및 위성 기지국의 위치를 나타내는 저장된 정보를 포함하는, 통신 디바이스.

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