KR101162342B1 - 업링크 블록 현상을 빠르게 회복하는 방법 및 그 단말 - Google Patents

Abstract

본 발명은 와이브로망에서 업링크 블록 현상을 빠르게 회복하는 방법 및 그 단말에 관한 것이다.

이러한 본 발명에 따르면, 기지국과의 초기 레인징 및 주기적 레인징을 수행한 후에 단말이 업링크 블록 현상을 회복하는 방법은 업링크와 다운링크의 타이밍 오프셋이 발생하면 상기 타이밍 오프셋이 미리 설정된 트리거 조건을 만족하는지 판단하고, 상기 트리거 조건이 만족되는 경우 상기 기지국과의 동기획득을 위한 트리거드 레인징(triggered ranging)을 수행한다.

이로써, 기지국과의 새로운 동기를 획득한 단말은 다운링크와 업링크 사이의 타이밍 미스매치를 조기에 회복하고, 그에 따른 업링크 블록현상을 빠르게 회복하는 효과가 있다.

와이브로, 레인징, 업링크 블록, 타이밍 오프셋, 동기

Description

업링크 블록 현상을 빠르게 회복하는 방법 및 그 단말{METHOD AND TERMINAL FOR FAST RESTORING UPLINK-BLOCK EFFECT}

본 발명은 와이브로망에서 업링크 블록 현상을 빠르게 회복하는 방법 및 그 단말에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 중계기 기반의 와이브로 시스템에서 단말은 동일 PN의 중계기간 및 기지국-중계기간 이동시 다운링크와 업링크 사이의 타이밍 미스매치(Timing Mismatch)에 의한 업링크 블록 현상을 빠르게 회복(해결)하는 방법 및 그 단말에 관한 것이다.

본 발명은 지식경제부의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2007-S-029-03, 과제명: 가정용/기업용 WiBro 시스템 기술 개발].

와이브로(WiBro)는 이동하면서도 초고속인터넷을 이용할 수 있는 무선 휴대인터넷으로 와이어리스 브로드밴드 인터넷(Wireless Broadband )의 줄임말이며, 외국에서는 모바일 와이맥스(Mobile WiMAX)라고도 불리는 무선과대역인터넷을 의미한다.

도 1은 일반적인 와이브로망에서의 중계기 운영상태를 나타낸 네트워크 구성 도이다.

첨부된 도 1을 참조하면, 일반적인 와이브로망에서 서비스 커버리지를 형성하는 기지국(200)과 이에 유/무선으로 연동하는 와이브(WiBro)로 중계기(300)들의 네트워크 구성을 보여준다.

와이브로(WiBro) 중계기(이하, 편의상 중계기로 명명함)(300)는 음영지역의 해소, 셀 크기의 확대를 위하여 경제적으로 기지국신호를 원격에 위치한 장소에 전달 하여 가입자 서비스가 가능하도록 하는 장치이다. 중계기(300)는 기지국(200)만으로는 완전한 무선 네트워크 디자인이 불가능하여 기지국 커버리지를 경제적으로 확장할 필요가 있을 때 사용되며 높은 트래픽(Traffic) 밀집지역에서 신호를 다른 기지국으로 분산할 필요가 있을 때에도 사용된다.

기지국(200)에 연결되는 중계기(300)의 종류로는 도 1에서와 같은 광중계기(310)와 RF중계기(320)로 나뉜다.

광중계기(310)는 일반적인 표준 광중계기, 큰 건물에 들어가는 인빌딩 광중계기, 지하철에 들어가는 지하철 공용 광중계기로 구분할 수 있으며 기지국(200)으로부터 광케이블로 연결되는 것이 일반적인 구조이다.

RF중계기(320)는 용량에 따라 대형, 중형, 소형, 초소형 및 조그만 사무실을 위한 소호(SOHO)형으로 나뉘며 기지국(200)과 RF신호로 연결되는 구조이다.

와이브로(WiBro) 중계기(300)는 커버리지 형성을 위하여 기지국(200)에서 단말기 방향의 다운링크(downlink)와 단말기에서 기지국 방향의 업링크(uplink)의 무선 에리어(air)공간의 인터페이스를 사용한다. 여기서, 다운링크(Downlink)는 중계 기(300)가 기지국(200)의 신호를 증폭하여 음영지역 안의 모든 단말기로 송신하는 것을 의미하며, 다운링크(downlink)의 커버리는 중계기(300) 출력 레벨에 따라 확장이 용이하다. 반면, 업링크(Uplink)는 중계기(300)가 음영지역에 위치한 각 단말기의 신호를 수신하고, 이를 증폭하여 기지국(200)으로 송신하는 것을 의미한다.

한편, 업링크 커버리지는 기지국(200)과 중계기(300)의 잡음레벨 결합에 의해 최적화가 필요하다.

와이브로 시스템은 TDD(Time division duplex)시스템이므로 광중계기(310)의 경우에는 광선로 지연보상을 위해 타이밍 보정(time advance)기능을 사용함으로 기지국(200)과 중계기(300)의 다운링크 동기를 맞춘다.

업링크 동기는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)기반의 시스템에서는 매우 중요한 사항이다. 기지국(200)은 여러 단말로부터의 오는 업링크 신호를 처리해야 하기 때문에 엄격한 업링크 동기가 요구된다. 업링크 동기는 처음엔 초기 레인징(initial ranging)을 통해 얻어지며, 그 후 주기적 레인징(periodic ranging)을 통해 주기적으로 얻어진다. 그러나, 만약 업링크 동기문제가 초기 레인징 이후나 주기적 레인징 주기 사이에서 발생한다면 다음 주기적 레인징 때까지 데이터 손실이 발생할 수 있다. 이런 종류의 문제는 특히 중계기(300) 기반의 시스템에서는 항상 일어날수 있는데, 중계기(300)는 레인징 기능을 포함하지 않고, 랜덤하게 수신 전계 강도/캐리어대 간섭 잡음비(RSSI/CINR)가 약한 곳에 커버리지 증대 및 용량 증대를 위해 설치되기 때문이다.

한편, 도 2는 종래의 업링크 타이밍 스킴(Scheme)을 나타낸 흐름도이다.

첨부된 도 2를 참조하면, 중계기(300)를 사용한 와이브로 시스템에서 다운링크의경우에는 타이밍 보정(time advance)기능을 사용하여 기지국(200) 및 중계기(300)에서 동일시간에 데이터를 보냄으로써 동기가 맞게 된다. 그러나, 업링크의 경우에는 각 단말(100)의 위치로 말미암아 중계기(300)로부터 다운링크 신호를 받을 때 약간의 지연이 발생하고 다시 중계기(300)나 기지국(200)으로 업링크 신호를 보낼 때 추가지연이 발생한다.

이러한 지연/추가지연에 따른 오차가 발생하는 동일 PN의 중계기(300)간, 기지국(200)과 중계기(300)간 이동시의 다운링크와 업링크 사이에 타이밍 미스매치(timing mismatch)가 생겨 업링크 블록(uplink block)이 발생한다. 이런 경우 다음 주기적 레인징(periodic ranging)을 할 때까지 업링크 블록 현상이 계속 되고 다음 주기적 레인징이 이루어 짐으로써 비로소 동기 문제가 해결되어 업링크 블록 현상도 해결된다.

그러나, 업링크 블록 현상이 발생하는 경우 단말은 주기적 레인징이 이루어지기 전까지 서비스를 일시적으로 사용할 수 없게 되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로 단말에서 업링크(uplink)동기오류가 예상되는 경우를 판단하여 기지국과의 트리거드 레인징을 수행함으로써 업링크 블록 현상을 빠르게 회복하는 방법 및 그 단말을 제공하기 위한 것이다.

전술한 기술 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 실시 예에 따른 기지국과의 초기 레인징 및 주기적 레인징을 수행한 후에 단말이 업링크 블록 현상을 회복하는 방법은,

a) 업링크와 다운링크의 타이밍 오프셋이 발생하면 상기 타이밍 오프셋이 미리 설정된 트리거 조건을 만족하는지 판단하는 단계; 및 b) 상기 트리거 조건이 만족되는 경우 상기 기지국과의 동기획득을 위한 트리거드 레인징을 수행하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 a) 단계는, 업링크 및 다운링크되는 신호를 샘플링하여 각각의 타이밍에 따른 신호 상태 정보를 측정하는 단계; 상기 신호 상태 정보를 토대로 상기 업링크 및 다운링크의 타이밍 오프셋을 파악하는 단계; 및 파악된 상기 타이밍 오프셋과 미리 설정된 타이밍 오프셋 임계치를 비교하여 초과하는 경우 상기 트리거 조건을 만족하는 것으로 판단하는 단계를 포함한다.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 업링크 블록 현상을 회복하는 단말은,

기지국과의 초기 레인징 혹은 주기적 레인징을 수행한 이후에 상기 기지국으로 업링크 및 다운링크되는 신호를 샘플링하여 각각의 타이밍에 따른 신호 상태 정보를 측정하는 신호 측정부; 측정된 상기 신호 상태 정보에 따른 업링크와 다운링크의 타이밍 오프셋이 발생하면 상기 타이밍 오프셋이 미리 설정된 트리거 조건을 만족하는지 판단하는 트리거 판단부; 및 상기 트리거 조건이 만족되는 경우 상기 기지국과의 동기획득을 위한 트리거드 레인징을 요청하는 제어부를 포함한다.

전술한 구성에 의하여 단말이 업링크 블록이 발생하는 조건에 기지국으로 트리거드 레인징을 요청함으로써 다운링크와 업링크 사이의 타이밍 미스매치를 조기에 회복하고, 그에 따른 업링크 블록현상을 예방하거나 조기에 해결하는 효과가 있다. 그리고, 본 발명에 따르면 단말에서의 업링크 블록현상을 빠르게 해결함으로써 고객의 서비스 이용에 따른 체감품질을 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 트리거드 레인징이 단말의 소프트웨어 변경만으로 가능하여 기존 인프라인 기지국 및 중계기의 변경 없이 용이하게 적용할 수 있으므로 사업자 측면에서는 기반시설을 적극 활용하여 서비스의 질을 높일 수 있는 효과가 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

본 명세서에서 이동국(Mobile Station, MS)은 단말(terminal), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

본 명세서에서 기지국(Base Station, BS)은 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 와이브로망에서 업링크 블록 현상을 빠르게 회복하는 방법 및 그 단말에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

전술했듯이 기존의 와이브로 망에서는 업링크 블록 현상이 발생하는 경우, 단말(100)은 주기적 레인징(periodic ranging)이 이루어지기 전까지 서비스를 일시적으로 사용할 수 없게 되는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제가 발생되는 원인을 살펴보면, 중계기에서는 레인징(ranging) 기능이 없고, 기지국(200)은 초기접속시의 초기 레인징(initial ranging)기능과 이후 주기적 레인징(periodic ranging) 기능만 있고, 그 외의 경우에는 오직 기지국(200)의 수신성능으로만 업링크 블록(uplink block)문제를 해결하기 때문이다.

이론상으로 이 문제를 해결하는 가장 쉬운 방법 중에 하나는 주기적 레인징(periodic ranging)의 주기를 줄이는 것이다. 그러나 이 방법은 단말과 기지국(200) 사이에서 유발될 수 있는 많은 오버헤드를 고려한다면 실질적인 대안이 될 수 없다.

그러므로, 본 발명은 이러한 상황에서 약간의 오버헤드를 가진 주기적인 레인징(periodic ranging) 사이에서의 동기문제나 데이터손실을 최소화하기 위해서 단말과 기지국(200)간의 트리거드 레인징(triggered ranging) 방법을 제안한다.

여기서, 트리거드 레인징(Triggered ranging)은 단말이 업링크(uplink)동기오류가 예상되는 경우를 판단하고, 기지국(200)으로 레인징 요청(RNG_REQ)메시지를 보냄으로써 새로운 동기를 획득하는 방법이다.

즉, 단말(100)은 주기적 레인징과 관계없이 업링크와 다운링크의 타이밍오프셋(timing offset)이 미리 설정된 특정 임계치(예; 5us-기지국 수신성능) 이상으로 미스매치(mismatch)되는 경우 트리거드 레인징(triggered ranging) 요청을 기지국(200)으로 보내는 방법으로 업링크 동기를 보정할 수 있게 된다. 이 때, 기지국(200)측면에서는 초기 레인징(initial ranging)이나 주기적 레인징(periodic ranging)으로 인한 레인징 요청(RNG_REQ)을 받을 때와 같이 동작하면 된다.

한편, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

첨부된 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 와이브로망에서 업링크 블록 현상을 빠르게 회복하기 위한 단말(100)은 통신부(110), 음성 처리부(120), 키입력부(130), 표시부(140), 카메라부(150), 저장부(160), 신호 측정부(170), 트리거 판단부(180) 및 제어부(190)를 포함한다.

통신부(110)는 안테나를 통해 기지국(200)과 무선통신신호를 송수신하고, 음성 처리부(120)는 프로그램의 구동 및 외부 통신으로 사용자에 대해 입/출력되는 음성신호를 처리한다.

키입력부(130)는 각종 입력 키를 구비하여 단말(100)의 운용에 필요한 각종 명령을 제어부(190)로 입력하고, 표시부(140)는 제어부(190)의 제어에 따라 단말(100)의 동작에 따른 다양한 정보를 시각적으로 표시한다.

카메라부(150)는 파사체의 이미지 및 동영상을 촬영하는 기능을 수행하며, 저장부(160)는 단말(100)의 구동을 위한 각종 프로그램 및 구동에 의해 생성되는 데이터를 저장한다.

신호 측정부(170)는 단말(100)이 기지국(200)과의 초기 레인징을 수행한 이후에 업로드 및 다운로드되는 신호를 샘플링하여 신호 상태를 측정한다.

여기서, 상기 신호 상태는 단말(100)의 업로드와 다운로드 동작에 따른 타이밍 정보를 의미하는 것으로, 신호 측정부(170)는 상기 초기 레인징과 주기적 레인징의 사이에서(혹은 주기적 레인징간)의 업링크와 다운링크 타이밍(rx_timing)을 측정하여 트리거 판단부(180)로 전달하는 역할을 한다.

트리거 판단부(180)는 상기 신호 측정부(170)로부터 전달되는 신호 상태 정 보를 토대로 다운링크 및 업링크 지연에 따른 신호 상태가 미리 설정된 트리거(Trigger) 조건을 만족하는지 판단하여 트리거드 레인징(Triggered ranging)의 수행 여부를 판단한다.

여기서, 상기 트리거드 레인징은 초기 레인징 및 주기적 레인징과 마찬가지로 업링크에서 단말(100)과 기지국(200)간의 정확한 타임 오프셋을 동기화하고, 전력 등을 조정하는 과정과 동일한 의미를 갖되, 다운링크와 업링크 사이의 타이밍 미스매치(Timing mismatch)시 수행되는 점이 다르다.

트리거 판단부(180)는 업링크시 단말(100)의 위치로 인해 중계기(300)나 기지국(200)으로부터 다운로드 신호를 받을 때 약간의 지연이 발생하고, 다시 중계기(300)나 기지국(200)으로 업링크 신호를 보낼 때 추가지연이 발생하는 것을 고려하여 다음의 세가지 방법으로 트리거 조건을 판단할 수 있다.

첫 번째, 트리거 판단부(180)는 단말(100)이 초기 레인징 혹은 주기적 레인징을 수행한 후에 측정된 제1 다운로드 신호 타이밍(rx_timing)을 기준으로 하고, 제1 다운로드 신호 타이밍(rx_timing)과 현재의 제2 다운로드 신호 타이밍(rx_timing)의 차인 제1 타이밍 오프셋(rx_timing_offset)을 생성한다. 여기서, 상기 제1 다운로드 신호 타이밍은 초기 레인징 혹은 주기적 레인징을 수행한 직후에 측정된 값으로 신뢰성이 있는 것으로 판단하여 기준 값으로 설정한다.

그리고, 트리거 판단부(180)는 제1 타이밍 오프셋이 미리 설정된 임계치를 초과하는 경우 타이밍 미스매치(Timing mismatch)로 판단하여 트리거드 레인징(Triggered ranging) 이벤트를 생성하고, 이를 제어부(190)로 알린다. 여기서, 상기 임계치는 단말(100)에 업링크 블록(uplink block)현상이 유발이 예상되는 타이밍 오프셋 값으로 설정하는 것이 바람직하다.

두 번째, 트리거 판단부(180)는 상기 첫 번째와 동일한 방식으로 단말(100)이 초기 레인징 혹은 주기적 레인징을 수행한 직후의 동기된 제1 업로드 신호 타이밍을 기준으로 하고, 제1 업로드 신호 타이밍과 현재의 제2 업로드 신호 타이밍의 차인 제2 타이밍 오프셋을 생성한다.

이때도 마찬가지로, 트리거 판단부(180)는 제2 타이밍 오프셋이 미리 설정된 임계치를 초과하는 경우 타이밍 미스매치(Timing mismatch)로 판단하여 트리거드 레인징(Triggered ranging) 이벤트를 생성하고, 이를 제어부(190)로 알릴 수 있다.

세 번째, 트리거 판단부(180)는 상기 제1 타이밍 오프셋과 제2 타이밍 오프셋을 더하여, 다운링크 및 업링크 지연을 합한 제3 타이밍 오프셋을 구한다. 그리고, 트리거 판단부(180)는 이를 미리 설정된 타이밍 오프셋 임계치를 초과하는 경우 타이밍 미스매치(Timing mismatch)로 판단하여 트리거드 레인징(Triggered ranging) 이벤트를 생성하고, 이를 제어부(190)로 알릴 수 있다.

제어부(190)는 단말(100)의 구동을 위한 상기 각부의 동작을 제어하는 역할을 한다.

특히, 제어부(190)는 트리거 판단부(180)로부터 트리거드 레인징 이벤트를 수신하면 트리거드 레인징 요청 메시지를 생성한다. 그리고, 생성된 트리거드 레인징 요청 메시지(RNG-REQ)를 기지국(200)으로 전송하여 업링크에서의 단말(100)과 기지국(200) 간의 동기화에 따른 정확한 타이밍 오프셋 조정을 요청할 수 있다.

이후, 단말(100)은 기지국(200)으로부터 트리거드 레인징 응답 메시지를(RNG_RSP)를 정상적으로 수신하여 새로운 동기를 획득한 후 업링크(uplink) 동기를 새로 맞춤으로써 업링크 블록(uplink block)현상을 방지하거나 빠르게 해결할 수 있다.

한편, 다음의 도 4를 통하여 본 발명의 실시 예에 따른 단말(100)이 트리거드 레인징을 수행하여 와이브로망에서의 업링크 블록 현상을 빠르게 회복하는 방법을 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 업링크 블록 현상을 빠르게 회복하는 방법을 나타낸 흐름도이다.

첨부된 도 4를 참조하면 본 발명의 실시 예에 따른 와이브로망의 기지국(200)에 접속된 단말(100)이 동기 획득을 위하여 레인징을 수행한다. 여기서, 상기 레인징은 초기 레인징, 주기적 레인징 그리고, 트리거드 레인징을 포함한다.

상기 초기 레인징, 주기적 레인징 및 트리거드 레인징은 각 단말(100)과 기지국(200)간의 동기가 어긋나는 상황에 대처한다. 즉, 초기 레인징(100)은 초기 동기 획득이 목적으로 하고, 주기적 레인징은 적정 주기안에 파라미터를 때맞추어 조정하는 것이 목적으로 한다. 그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 트리거드 레인징(Triggered ranging)은 단말(100)이 갑작스런 파라미터(rx_timing_offest) 변경에 대처하기 위하여 기지국(200)으로 트리거드 레인징 요청(RNG_REQ) 메시지를 전송함으로써 새로운 동기를 획득에 의한 업링크 블록현상을 해결하는 것을 목적으로 한다.

먼저, 단말(100)은 기지국(200)과의 동기를 위한 초기 레인징을 수행한다(S410).

상기 초기 레인징은 단말(100)이 기지국(200)과의 초기동기 획득을 위해 요청할 경우에 수행되는 동작으로서, 단말(100)과 기지국(200)간의 정확한 타임 오프셋을 맞추고 전력을 조정하기 위해 수행되는 레인징이다. 즉, 단말(100)은 파워 온 한 후 다운링크 동기를 획득하고, 기지국(200)에서 방송되는 시스템 정보를 수신하여 기지국(200)과 연결된 업링크 채널을 이용하여 초기 레인징 요청(RNG_REQ)메시지를 기지국(200)으로 전송한다(S411).

기지국(200)은 초기 레인징 요청에 따른 레인징 코드 정보를 확인하고, 상기 레인징 코드 정보에 상응하여 상기 레인징을 위한 주파수, 타이밍 오프셋 및 전력을 보정하기 위한 동기 정보를 포함하는 레인징 응답(RNG_RSP)메시지를 단말(100)로 전송한다(S412). 이로써 단말(100)은 수신되는 레인징 응답을 통하여 기지국(200)과의 동기를 획득한다.

단말(100)은 초기 레인징을 통한 동기 획득 후 기지국(200)과의 동기를 상실하는 것에 대비하여 일정한 주기를 반복하여 시간에 따른 주기적 레인징을 수행한다(S420).

단말(100)은 초기 레인징 이후로부터 미리 설정된 주기(주기를 구분하기 위하여 제1 주기라 가정함)가 돌아오면 기지국(200)으로부터 할당된 업링크 채널을 이용하여 제1 주기적 레인징 요청(RNG_REQ)메시지를 기지국(200)으로 전송한다(S421).

기지국(200)은 단말(100)로부터 수신되는 제1 주기적 레인징 요청(RNG_REQ)메시지에 상응하여 타이밍 오프셋, 전력 및 주파수 오프셋을 보정한 후 레인징 응답(RNG_RSP)메시지를 단말(100)로 전송한다(S422).

한편, 단말(100)은 레인징 응답을 통해 기지국(200)과의 동기를 획득한 이후에 업링크(uplink)동기오류를 검출할 경우 새로운 동기 획득을 위한 트리거드 레인징을 수행한다(S430).

단말(100)은 주기적 레인징과 관계없이 업링크와 다운링크의 타이밍오프셋(timing offset)이 발생하여 트리거 조건이 만족되면(S431), 트리거드 레인징 요청(RNG_REQ) 메시지를 생성하여 기지국(200)으로 전송한다(S432). 여기서, 단말(100)이 임계치에 따라 트리거 조건을 판단하는 방법은 상기 도 3을 통해 충분히 설명되었으므로 생략한다.

기지국(200)은 상기 초기 레인징 및 주기적 레인징과 마찬가지로 상기 트리거드 레인징 요청(RNG_REQ)메시지에 상응하여 타이밍 오프셋, 전력 및 주파수 오프셋을 보정한 후 레인징 응답(RNG_RSP)메시지를 단말(100)로 전송한다(S433).

이 때, 단말(100)은 새로운 동기를 획득함으로써 업링크 동기 오류로 인한 업링크 블록현상을 빠르게 해결할 수 있는 이점이 있다.

이후, 단말(100)은 제1 주기적 레인징 이후로부터 미리 설정된 주기가 돌아오면 제2 주기적 레인징을 수행하되(S440), 제2 주기적 레인징의 절차는 앞에서 설명된 제1차 주기적 레인징과 동일함으로 그 설명을 생략한다.

이처럼, 기지국(200)에서는 단말(100)의 트리거드 레인징에 대한 응답(RNG- RSP)을 정상적으로 보내고 단말에서는 새로운 동기 획득 후 업링크 동기를 새로 맞춤으로써 업링크 블록(uplink block)현상을 예방하거나 조기에 해결할 수 있다.

즉, 본 발명에 따르면 단말(100)이 업링크 블록이 발생하는 조건에 기지국(200)으로 트리거드 레인징을 요청함으로써 다운링크와 업링크 사이의 타이밍 미스매치를 조기에 회복하고, 그에 따른 업링크 블록현상을 예방하거나 조기에 해결하 수 있는 효과가 있다. 그래서, 궁극적으로 와이브로 서비스 이용에 따른 고객의 체감품질을 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.

한편, 도 5내지 도 7을 통하여 본 발명의 실시 예에 따른 트리거드 레인징을 적용한 실험결과를 설명한다.

도 5는 종래의 방법에 따른 랩 테스트(Lab test)결과를 나타낸다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 트리거드 레인징의 랩 테스트(Lab test)결과를 나타낸다.

첨부된 도 5와 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 테스트(Test) 구성에서는 기지국(200)과 단말(100) 및 중계기(300) 사이에 적절한 감쇄기를 사용한 RF 케이블로 연결했다. 그리고, 업링크 블록(Uplink block)현상을 시뮬레이션 하기 위해서 강제적으로 중계기(300)를 통한 다운링크/업링크 신호의 타이밍(timing)을 10usec 선행/지연하였다. 이 때, 미리 지정한 트리거(trigger)조건은 단말(100) 안에서 5usec이상 다운링크 타이밍이 시프트되는 것으로 하였다.

그 결과, 도 5와 비교해서 볼 수 있듯이 도 6에서의 트리거드 레인징을 사용하는 경우 단말(100)의 업링크 능력이 크게 향상되는 것을 확인할 수 있다.

다음, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 트리거드 레인징의 필드 테스트(Field test)결과를 나타낸다.

본 발명의 실시 예에 따른 트리거드 레인징(triggered ranging)은 기반 시설인 기지국(200)과 중계기(300)에 관계없이 단말(100)에 적용되는 스킴(scheme)으로 상기 랩 테스트(Lab test)와 같은 기능/성능검증과 상용망의 기지국(200)과 중계기(300)에 혹시 발생할지 모르는 부작용(side effect)을 검증하기 위하여 실제 케이티 와이브로(KT WiBro) 상용망 지역에서 필드 테스트(Field test)를 수행하였다.

첨부된 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 트리거드 레인징 스킴을수 차례 반복하여 필드 테스트(Field test)를 수행한 결과 트리거드 레인징 스킴에 어떠한 부작용(side effect)도 없이 향상된 성능을 보여주고 있다.

이와 같이 본 발명의 실시 예에 따라 수행되는 트리거드 레인징(Triggered ranging)은 단말(100)이 갑작스런 파라미터(rx_timing_offest) 변경에 대처하기 위하여 기지국(200)으로 트리거드 레인징 요청(RNG_REQ) 메시지를 전송하는 절차를 가지되, 이는 기존의 기지국(200) 및 중계기(300)의 하드웨어/소프트웨어(HW/SW)적 변경 없이 손쉽게 단말(100)에서의 소프트웨어(SW) 변경만으로 용이하게 적용할 수 있는 장점을 가진다.

이상에서는 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되는 것은 아니며 그 외의 다양한 변경이 가능하다.

예컨대, 도 4에 도시한 본 발명의 실시 예에서는 주기적 레인징 사이에서 트리거 조건이 만족되는 경우 트리거드 레인징을 수행하는 것으로 설명하였으나 이에 한정되지 않고 초기 레인징과 주기적 레인징 사이에서도 트리거 조건이 만족되는 경우 트리거드 레인징을 수행할 수 있다. 그래서, 와이브로 망에서 갑작스럽게 발생할 수 있는 업링크 블록현상을 신속히 해결함으로써 고객의 서비스에 대한 체감품질을 높을 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 일반적인 와이브로망에서의 중계기 운영상태를 나타낸 네트워크 구성도이다.

도 2는 종래의 업링크 타이밍 스킴(Scheme)을 나타낸 흐름도이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 업링크 블록 현상을 빠르게 회복하는 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 5는 종래의 방법에 따른 랩 테스트(Lab test)결과를 나타낸다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 트리거드 레인징의 랩 테스트(Lab test)결과를 나타낸다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 트리거드 레인징의 필드 테스트(Field test)결과를 나타낸다.

Claims (11)

1. 기지국과의 초기 레인징 및 주기적 레인징을 수행한 후에 단말이 업링크 블록 현상을 회복하는 방법에 있어서,

   a) 업링크와 다운링크의 타이밍 오프셋이 발생하면 상기 타이밍 오프셋이 미리 설정된 트리거 조건을 만족하는지 판단하는 단계; 및

   b) 상기 트리거 조건이 만족되는 경우 상기 기지국과의 동기획득을 위한 트리거드 레인징을 수행하는 단계

   를 포함하는 업링크 블록 현상 회복 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 a) 단계는,

   업링크 및 다운링크되는 신호를 샘플링하여 각각의 타이밍에 따른 신호 상태 정보를 측정하는 단계;

   상기 신호 상태 정보를 토대로 상기 업링크 및 다운링크의 타이밍 오프셋을 파악하는 단계; 및

   파악된 상기 타이밍 오프셋과 미리 설정된 타이밍 오프셋 임계치를 비교하여 초과하는 경우 상기 트리거 조건을 만족하는 것으로 판단하는 단계

   를 포함하는 업링크 블록 현상 회복 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 a) 단계는,

   상기 초기 레인징 혹은 주기적 레인징을 수행한 직후에 측정되는 제1 다운로드 신호 타이밍을 기준으로 하고, 현재 측정되는 제2 다운로드 신호 타이밍과 비교하여 차인 제1 타이밍 오프셋을 생성하는 단계;

   상기 초기 레인징 혹은 주기적 레인징을 수행한 직후에 측정되는 제1 업로드 신호 타이밍을 기준으로 하고, 현재 측정되는 제2 업로드 신호 타이밍과 비교하여 차인 제2 타이밍 오프셋을 생성하는 단계; 및

   상기 제1 타이밍 오프셋과 제2 타이밍 오프셋의 합이 상기 타이밍 오프셋 임계치를 초과하면 상기 트리거 조건을 만족하는 것으로 판단하는 단계

   를 포함하는 업링크 블록 현상 회복 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 b) 단계는,

   상기 트리거 조건 만족에 따른 트리거드 레인징 요청 메시지를 생성하여 상기 기지국으로 전송하는 단계; 및

   상기 기지국으로부터 트리거드 레인징 응답 메시지를 수신하여 새로운 동기를 획득하는 단계

   를 포함하는 업링크 블록 현상 회복 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 b) 단계 이후에,

   상기 트리거드 레인징 요청 메시지는 상기 기지국으로부터 할당된 업링크 채널을 이용하여 전송하는 것을 특징으로 하는 업링크 블록 현상 회복 방법.
6. 기지국과의 초기 레인징 혹은 주기적 레인징을 수행한 이후에 상기 기지국으로 업링크 및 다운링크되는 신호를 샘플링하여 각각의 타이밍에 따른 신호 상태 정보를 측정하는 신호 측정부; 및

   측정된 상기 신호 상태 정보에 따른 업링크와 다운링크의 타이밍 오프셋이 발생하면 상기 타이밍 오프셋이 미리 설정된 트리거 조건을 만족하는지 판단하는 트리거 판단부; 및

   상기 트리거 조건이 만족되는 경우 상기 기지국과의 동기획득을 위한 트리거드 레인징을 요청하는 제어부

   를 포함하는 단말.
7. 제 6 항에 있어서,

   안테나를 통해 상기 기지국과 무선통신신호를 송수신하는 통신부;

   프로그램의 구동에 의해 발생되는 신호 및 외부 통신으로 입/출력되는 음성신호를 처리하는 음성 처리부;

   각종 입력키를 구비하여 운용에 필요한 각종 명령을 상기 제어부로 입력하는 키입력부;

   상기 프로그램의 구동에 따른 정보를 시각적으로 표시하는 표시부; 및

   피사체의 이미지 및 동영상을 촬영하는 카메라부; 및

   상기 프로그램 및 상기 프로그램의 구동에 의해 생성되는 데이터를 저장하는 저장부

   를 더 포함하는 단말.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

   상기 트리거 판단부는,

   다운로드 지연에 따른 제1 타이밍 오프셋과 업로드 지연에 따른 제2 타이밍 오프셋을 생성하며, 상기 제1 타이밍 오프셋과 제2 타이밍 오프셋의 합이 미리 설정된 타이밍 오프셋 임계치를 초과하면 상기 트리거 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 단말.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 타이밍 오프셋 임계치는,

   업링크 블록 현상 유발이 예상되는 타이밍 오프셋 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 단말.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 트리거 판단부는,

    상기 초기 레인징 혹은 주기적 레인징을 수행한 직후에 측정되는 제1 다운로드 신호 타이밍을 기준으로 현재 측정되는 제2 다운로드 신호 타이밍과 비교하여 차인 제1 타이밍 오프셋을 생성하고,

    상기 초기 레인징 혹은 주기적 레인징을 수행한 직후에 측정되는 제1 업로드 신호 타이밍을 기준으로 현재 측정되는 제2 업로드 신호 타이밍과 비교하여 차인 제2 타이밍 오프셋을 생성하는 것을 특징으로 하는 단말.
11. 제 6 항에 있어서,

    상기 제어부는,

    상기 기지국으로부터 수신되는 트리거드 레인징 응답 메시지를 수신하여 동기를 획득한 후 상기 타이밍 오프셋을 조정을 통해 상기 업링크 동기를 맞추는 것을 특징으로 하는 단말.

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