KR101205923B1 - 타깃 셀로의 가속화된 무선 통신 핸드오버를 위한 방법들 및 시스템들 - Google Patents

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Abstract

이동국(MS)의 자신의 서빙 섹터와의 정상 동작 동안 하나 이상의 이웃 섹터와의 레인징을 위한 방법들 및 장치가 제공된다. 이웃 섹터들 중 하나 이상에 대한 커버리지를 제공하는 다른 기지국(BS)으로의 핸드오버 프로세스를 가속하기 위한 노력으로 레인징 결과들이 빈번하게 업데이트될 수 있다.

Description

타깃 셀로의 가속화된 무선 통신 핸드오버를 위한 방법들 및 시스템들{METHODS AND SYSTEMS FOR ACCELERATED WIRELESS COMMUNICATION HANDOVER TO A TARGET CELL}
본 개시의 특정 실시예들은 일반적으로 무선 통신에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 무선 통신 시스템에서의 핸드오프 도중의 레인징(ranging) 프로세스에 관한 것이다.
IEEE 802.16 하의 직교 주파수 분할 다중화(OFDM: Orthogonal frequency-division multiplexing) 및 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA: orthogonal frequency division multiple access) 무선 통신 시스템들은 다수의 부반송파들의 주파수들의 직교성을 기반으로 시스템들의 서비스들에 등록된 무선 디바이스들(즉, 이동국들)과 통신하기 위해 기지국들의 네트워크를 이용하며, 다중 경로 페이딩 및 간섭에 대한 저항과 같은 광대역 무선 통신에 대한 다수의 기술적 이점을 달성하도록 구현될 수 있다. 각각의 기지국(BS: base station)은 이동국들에 그리고 이동국들로부터 데이터를 전달하는 무선 주파수(RF: radio frequency) 신호들을 방사하고 수신한다. 이동국(MS: mobile device)은 어떤 기지국에 의해 커버되는 영역에서 벗어나 다른 기지국에 의해 커버되는 영역으로 진입하는 것과 같은 다양한 이유로, 기지국들 간에 통신 서비스들(예를 들어, 진행(ongoing) 호 또는 데이터 세션)을 이전하기 위해 (핸드오프로도 알려진) 핸드오버가 수행될 수 있다.
모바일 WiMAX 규격에서 세 가지 핸드오버 방법이 지원되는데, 한 가지는 필수적이고 다른 두 가지는 선택적이다. 필수적인 핸드오버 방법은 하드 핸드오버(HHO: hard handover)로 불리며 처음에 모바일 WiMAX에 의해 구현될 필요가 있는 유일한 타입이다. HHO는 BS들 간의 갑작스러운 접속 이전을 의미한다. MS에 의해 보고되는 측정 결과들을 기초로 MS 또는 BS에 의해 핸드오버 결정이 이루어질 수 있다. MS는 주기적으로 RF 스캔을 이행하여 인접 기지국들의 신호 품질을 측정할 수 있다. 핸드오버 결정은 예를 들어 어떤 셀로부터의 신호 세기가 현재 셀을 능가하거나, MS가 신호 페이딩 또는 간섭을 이끄는 위치로 이동하거나, MS가 더 높은 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 필요로 하는 것으로부터 발생할 수 있다. BS에 의해 할당되는 스캔 간격들 동안 스캔이 수행된다. 이러한 간격들 동안, 초기 레인징을 선택적으로 수행하고 하나 이상의 인접 기지국들과 관련하는 것 또한 MS에 허용된다. 일단 핸드오버 결정이 이루어지면, MS는 타깃 BS의 다운링크 송신과의 동기화를 시작할 수 있고, 스캔 도중 레인징이 이루어지지 않았다면 레인징을 수행할 수 있고, 그 다음 이전 BS와의 접속을 종료할 수 있다. BS에서 전달되지 않은 임의의 프로토콜 데이터 유닛(PDU: Protocol Data Unit)들은 타이머가 만료할 때까지 유지될 수 있다.
본 개시의 어떤 실시예들은 일반적으로 이동국이 자신의 서빙 섹터와의 정상 동작 동안 이웃 섹터들과의 초기 레인징을 수행하고, 이웃 섹터들 중 하나에 대한 서비스 커버리지를 제공하는 다른 기지국으로의 핸드오버 프로세스를 가속하기 위한 노력으로 레인징 결과들을 업데이트하는 것과 관련된다.
본 개시의 어떤 실시예들은 방법을 제공한다. 이 방법은 일반적으로 정상 동작 모드 동안 업링크(UL) 패킷을 서빙(serving) 기지국에 전송하는 단계, 상기 UL 패킷을 전송하면서 하나 이상의 레인징 요청들을 하나 이상의 인접 기지국들에 전송하는 단계, 상기 레인징 요청들을 기초로 하나 이상의 레인징 응답들을 수신하는 단계, 및 상기 레인징 응답들을 기초로 레인징 결과들을 업데이트하는 단계를 포함한다.
본 개시의 어떤 실시예들은 무선 통신을 위한 송수신기를 제공한다. 송수신기는 일반적으로 정상 동작 모드 동안 UL 패킷을 서빙 기지국에 전송하도록 구성된 제 1 송신 로직, 상기 UL 패킷을 전송하면서 하나 이상의 레인징 요청들을 하나 이상의 인접 기지국들에 전송하도록 구성된 제 2 송신 로직, 상기 레인징 요청들을 기초로 하나 이상의 레인징 응답들을 수신하도록 구성된 수신 로직, 및 상기 레인징 응답들을 기초로 레인징 결과들을 업데이트하도록 구성된 업데이트 로직을 포함한다.
본 개시의 어떤 실시예들은 무선 통신을 위한 장치를 제공한다. 이 장치는 일반적으로 정상 동작 모드 동안 UL 패킷을 서빙 기지국에 전송하기 위한 수단, 상기 UL 패킷을 전송하면서 하나 이상의 레인징 요청들을 하나 이상의 인접 기지국들에 전송하기 위한 수단, 상기 레인징 요청들을 기초로 하나 이상의 레인징 응답들을 수신하기 위한 수단, 및 상기 레인징 응답들을 기초로 레인징 결과들을 업데이트하기 위한 수단을 포함한다.
본 개시의 어떤 실시예들은 모바일 디바이스를 제공한다. 이 모바일 디바이스는 일반적으로 정상 동작 모드 동안 UL 패킷을 서빙 기지국에 전송하고, 상기 UL 패킷을 전송하면서 하나 이상의 레인징 요청들을 하나 이상의 인접 기지국들에 전송하고, 그리고 상기 레인징 요청들을 기초로 하나 이상의 레인징 응답들을 수신하도록 구성된 송수신기, 및 상기 레인징 응답들을 기초로 레인징 결과들을 업데이트하도록 구성된 업데이트 로직을 포함한다.
본 개시의 어떤 실시예들은 모바일 디바이스를 제공한다. 이 모바일 디바이스는 일반적으로 정상 동작 모드 동안 UL 패킷을 서빙 기지국에 전송하도록 구성된 제 1 송수신기, 상기 UL 패킷을 전송하면서 하나 이상의 레인징 요청들을 하나 이상의 인접 기지국들에 전송하고, 그리고 상기 레인징 요청들을 기초로 하나 이상의 레인징 응답들을 수신하도록 구성된 제 2 송수신기, 및 상기 레인징 응답들을 기초로 레인징 결과들을 업데이트하도록 구성된 업데이트 로직을 포함한다.
본 개시의 어떤 실시예들은 무선 통신을 위해 업데이트된 레인징 결과들을 유지하기 위한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체를 제공하며, 이 프로그램은 프로세서에 의해 실행될 때 특정 동작들을 수행한다. 이 동작들은 일반적으로 정상 동작 모드 동안 UL 패킷을 서빙 기지국에 전송하는 단계, 상기 UL 패킷을 전송하면서 하나 이상의 레인징 요청들을 하나 이상의 인접 기지국들에 전송하는 단계, 상기 레인징 요청들을 기초로 하나 이상의 레인징 응답들을 수신하는 단계, 및 상기 레인징 응답들을 기초로 레인징 결과들을 업데이트하는 단계를 포함한다.
본 개시의 상술한 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 상기에 간단히 요약된 더 구체적인 설명은 실시예들을 참조할 수 있으며, 실시예들 중 일부는 첨부된 도면에서 설명된다. 그러나 첨부 도면은 본 개시의 어떤 특정한 전형적인 실시예들을 설명할 뿐이며, 따라서 발명의 범위를 한정하는 것으로 간주되는 것이 아니며, 설명을 위해 동등하게 효과를 갖는 실시예들에 허용할 수 있다는 점에 유의해야 한다.
도 1은 본 개시의 특정 실시예들에 따른 예시적인 무선 통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 개시의 특정 실시예들에 따라 무선 디바이스에 이용될 수 있는 다양한 컴포넌트를 나타낸다.
도 3은 본 개시의 특정 실시예에 따른 직교 주파수 분할 다중화 및 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDM/OFDMA) 기술을 이용하는 무선 통신 시스템 내에서 사용될 수 있는 예시적인 송신기 및 예시적인 수신기를 나타낸다.
도 4는 본 개시의 특정 실시예들에 따른 3개의 세그먼트를 갖는 시분할 듀플렉스(TDD: Time Division Duplex)를 위한 예시적인 OFDMA 프레임을 나타낸다.
도 5는 본 개시의 특정 실시예들에 따른 OFDMA 프레임의 예시적인 업링크(UL) 서브프레임을 나타낸다.
도 6a - 도 6c는 본 개시의 특정 실시예들에 따른 기지국들 간의 스위칭시의 예시적인 핸드오버 타임라인들을 나타낸다.
도 7은 본 개시의 특정 실시예들에 따라 서빙 섹터와 정상 동작들을 이행하는 동안 하나 이상의 인접 섹터들과의 레인징에 의해 수집되는 업데이트된 레인징 결과들을 이용한 가속화된 핸드오버를 위한 예시적인 동작들의 흐름도이다.
도 7a는 본 개시의 특정 실시예들에 따른 도 7의 가속화된 핸드오버를 위한 예시적인 동작들에 대응하는 수단의 블록도이다.
도 8a - 도 8c는 본 개시의 특정 실시예들에 따라 서빙 섹터와 정상 동작들을 수행하고 업데이트된 레인징 결과들을 이용하여 가속화된 핸드오버를 수행하는 동안의 하나 이상의 인접 섹터와의 레인징을 나타낸다.
도 9는 본 개시의 특정 실시예들에 따른 초기 레인징으로부터의 레인징 응답(RNG-RSP) 메시지의 포맷을 나타낸다.
본 개시의 어떤 실시예들은 이동국(MS)의 자신의 서빙 섹터와의 정상 동작 동안 하나 이상의 이웃 섹터와의 레인징을 위한 기술들 및 장치를 제공한다. 이웃 섹터들 중 하나 이상에 대한 커버리지를 제공하는 다른 기지국(BS)으로의 핸드오버 프로세스를 가속하기 위한 노력으로 레인징 결과들이 빈번하게 업데이트될 수 있다.
예시적인 무선 통신 시스템
본 개시의 방법들 및 장치는 광대역 무선 통신 시스템에 이용될 수 있다. "광대역 무선"이라는 용어는 소정 영역에 대한 무선, 음성, 인터넷, 및/또는 데이터 네트워크 액세스를 제공하는 기술을 말한다.
마이크로웨이브 액세스를 위한 월드와이드 상호 운용성(Worldwide Interoperability for Microwave Access)을 뜻하는 WiMAX는 장거리에 걸쳐 높은 스루풋 광대역 접속을 제공하는 표준 기반의 광대역 무선 기술이다. 오늘날 WiMAX의 두 가지 주요한 애플리케이션: 고정 WiMAX 및 모바일 WiMAX이 존재한다. 고정 WiMAX 애플리케이션들은 예를 들어 가정 및 업무용의 광대역 액세스를 가능하게 하는 점-대-다점이다. 모바일 WiMAX는 광대역 속도로 셀룰러 네트워크들의 풀(full) 이동성을 제공한다.
모바일 WiMAX는 OFDM(직교 주파수 분할 다중화) 및 OFDMA(직교 주파수 분할 다중 액세스) 기술을 기반으로 한다. OFDM은 최근 다양한 고속 데이터 통신 시스템에서의 폭넓은 채택을 발견한 디지털 다중 반송파 변조 기술이다. OFDM에 의해, 송신 비트 스트림은 다수의 저속 서브스트림으로 분할된다. 각각의 서브스트림은 다수의 직교 부반송파 중 하나와 변조되고 다수의 병렬 서브채널 중 하나를 통해 전송된다. OFDMA는 서로 다른 시간 슬롯에서 부반송파들이 사용자들에게 할당되는 다중 액세스 기술이다. OFDMA는 폭넓게 변화하는 애플리케이션들, 데이터 레이트들 및 서비스 품질 요건들을 갖는 많은 사용자를 수용할 수 있는 유연한 다중 액세스 기술이다.
무선 인터넷 및 통신의 급속도의 성장은 무선 통신 서비스 분야에서 고속 데이터에 대한 증가하는 수요를 이끌었다. OFDM/OFDMA 시스템들은 오늘날 가장 유망한 연구 분야 중 하나이자 차세대 무선 통신에 대한 핵심 기술로 여겨진다. 이는 OFDM/OFDMA 변조 방식이 종래의 단일 반송파 변조 방식들에 비해 변조 효율, 유연성 및 강한 다중 경로 면역성과 같은 많은 이점을 제공할 수 있다는 사실에 기인한다.
IEEE 802.16x는 고정 및 모바일 광대역 무선 액세스(BWA: broadband wireless access) 시스템들에 대한 에어 인터페이스를 정의하기 위한 이머징 표준 기구이다. 이러한 표준들은 적어도 4개의 서로 다른 물리 계층(PHY: physical layer)과 하나의 매체 액세스 제어(MAC: media access control) 계층을 정의하였다. 4개의 물리 계층 중 OFDM 및 OFDMA 물리 계층은 고정 및 모바일 BWA 영역에서 각각 가장 대중적이다.
도 1은 무선 통신 시스템(100)의 예를 나타낸다. 무선 통신 시스템(100)은 광대역 무선 통신 시스템일 수 있다. 무선 통신 시스템(100)은 기지국(104)에 의해 각각 서비스되는 다수의 셀(102)에 통신을 제공할 수 있다. 기지국(104)은 사용자 단말들(106)과 통신하는 고정국일 수 있다. 기지국(104)은 대안으로 액세스 포인트, 노드 B, 또는 다른 어떤 용어로 지칭될 수도 있다.
도 1은 시스템(100) 전역에 분산된 다양한 사용자 단말들(106)을 나타낸다. 사용자 단말들(106)은 고정적(즉, 정지)일 수도 있고 움직일 수도 있다. 사용자 단말들(106)은 대안으로 원격국, 액세스 단말, 단말, 가입자 유닛, 이동국 스테이션, 사용자 장비 등으로 지칭될 수도 있다. 사용자 단말들(106)은 셀룰러폰, 개인 디지털 보조기기(PDA: personal digital assistant), 핸드헬드 디바이스, 무선 모뎀, 랩탑 컴퓨터, 개인용 컴퓨터(PC) 등과 같은 무선 디바이스들일 수도 있다.
무선 통신 시스템(100)에서 기지국들(104)과 사용자 단말들(106) 간의 송신을 위해 다양한 알고리즘 및 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, OFDM/OFDMA 기술들에 따라 기지국들(104)과 사용자 단말들(106) 간에 신호들이 전송 및 수신될 수 있다. 이러한 경우라면, 무선 통신 시스템(100)은 OFDM/OFDMA 시스템으로 지칭될 수 있다.
기지국(104)으로부터 사용자 단말(106)로의 송신을 용이하게 하는 통신 링크는 다운링크(108)로 지칭될 수 있고, 사용자 단말(106)로부터 기지국(104)으로의 송신을 용이하게 하는 통신 링크는 업링크(110)로 지칭될 수 있다. 대안으로, 다운링크(108)는 순방향 링크 또는 순방향 채널로 지칭될 수도 있고, 업링크(110)는 역방향 링크 또는 역방향 채널로 지칭될 수도 있다.
셀(102)은 다수의 섹터(112)로 분할될 수 있다. 섹터(112)는 셀(102) 내의 물리적 커버리지 영역이다. 무선 통신 시스템(100) 내의 기지국들(104)은 셀(102)의 특정 섹터(112) 내에 전력의 흐름을 집중시키는 안테나들을 이용할 수 있다. 이러한 안테나들은 양방향 안테나로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 나타낸 것과 같이, 기지국(104A)은 섹터 A(112A)에 양방향 커버리지를 제공할 수 있고, 기지국(104B)은 섹터 B(112B)에 양방향 커버리지를 제공할 수 있고, 기지국(104C)은 섹터 C(112C)에 양방향 커버리지를 제공할 수 있다.
도 2는 무선 디바이스(202)에 사용될 수 있는 각종 컴포넌트를 나타낸다. 무선 디바이스(202)는 여기서 설명하는 다양한 방법을 구현하도록 구성될 수 있는 디바이스의 예이다. 무선 디바이스(202)는 기지국(104)일 수도 있고 사용자 단말(106)일 수도 있다.
무선 디바이스(202)는 무선 디바이스(202)의 동작을 제어하는 프로세서(204)를 포함할 수 있다. 프로세서(204)는 또한 중앙 처리 유닛(CPU: central processing unit)으로 지칭될 수도 있다. 판독 전용 메모리(ROM: read-only memory)와 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory)를 모두 포함할 수 있는 메모리(206)는 프로세서(204)에 명령들과 데이터를 제공한다. 메모리(206)의 일부는 또한 비휘발성 랜덤 액세스 메모리(NVRAM: non-volatile random access memory)를 포함할 수도 있다. 프로세서(204)는 통상적으로 메모리(206) 내에 저장된 프로그램 명령들을 기초로 논리 및 산술 연산들을 수행한다. 메모리(206) 내의 명령들은 여기서 설명하는 방법들을 구현하도록 실행 가능할 수 있다.
무선 디바이스(202)는 또한 무선 디바이스(202)와 원격 위치 간의 데이터 송신 및 수신을 가능하게 하기 위한 송신기(210) 및 수신기(212)를 포함할 수 있는 하우징(208)을 포함할 수 있다. 송신기(210) 및 수신기(212)는 송수신기(214)로 결합될 수 있다. 안테나(216)가 하우징(208)에 부착되어 송수신기(214)에 전기적으로 연결될 수 있다. 무선 디바이스(202)는 또한 (도시하지 않은) 다수의 송신기, 다수의 수신기, 다수의 송수신기 및/또는 다수의 안테나를 포함할 수 있다.
무선 디바이스(202)는 또한 송수신기(214)에 의해 수신되는 신호들의 레벨을 검출하여 수량화하기 위한 노력에 사용될 수 있는 신호 검출기(218)를 포함할 수 있다. 신호 검출기(218)는 이러한 신호들을 총 에너지, 파일럿 부반송파들로부터의 파일럿 에너지 또는 프리앰블 심벌로부터의 신호 에너지, 전력 스펙트럼 밀도, 및 다른 신호들로서 검출할 수 있다. 무선 디바이스(202)는 또한 신호들을 처리하는데 사용하기 위한 디지털 신호 프로세서(DSP: digital signal processor)(220)를 포함할 수 있다.
무선 디바이스(202)의 다양한 컴포넌트는 버스 시스템(222)에 의해 함께 연결될 수 있으며, 버스 시스템(222)은 데이터 버스 외에도 전력 버스, 제어 신호 버스 및 상태 신호 버스를 포함할 수 있다.
도 3은 OFDM/OFDMA를 이용하는 무선 통신 시스템(100) 내에서 사용될 수 있는 송신기(302)의 예를 나타낸다. 송신기(302)의 부분들은 무선 디바이스(202)의 송신기(210)로 구현될 수 있다. 송신기(302)는 다운링크(108)를 통해 사용자 단말(106)에 데이터(306)를 전송하기 위한 기지국(104)으로 구현될 수 있다. 송신기(302)는 또한 업링크(110)를 통해 기지국(104)으로 데이터(306)를 전송하기 위한 사용자 단말(106)로 구현될 수도 있다.
전송될 데이터(306)는 직렬-병렬(S/P: serial-to-parallel) 변환기(308)에 대한 입력으로서 제공되는 것으로 도시된다. S/P 변환기(308)는 송신 데이터를 N개의 병렬 데이터 스트림(310)으로 분할할 수 있다.
그 다음, N개의 병렬 데이터 스트림(310)은 매퍼(312)에 대한 입력으로서 제공될 수 있다. 매퍼(312)는 N개의 병렬 데이터 스트림(310)을 N개의 성상도 포인트에 매핑할 수 있다. 매핑은 이진 위상 시프트 변조(BPSK: binary phase-shift keying), 직교 위상 시프트 변조(QPSK: quadrature phase-shift keying), 8 위상 시프트 변조(8PSK: 8 phase-shift keying), 직교 진폭 변조(QAM: quadrature amplitude modulation) 등과 같은 어떤 변조 성상도를 이용하여 이루어질 수 있다. 따라서 매퍼(312)는 N개의 병렬 심벌 스트림(316)을 출력할 수 있으며, 각각의 심벌 스트림(316)은 고속 푸리에 역변환(IFFT: inverse fast Fourier transform)(320)의 N개의 직교 부반송파 중 하나에 대응한다. 이러한 N개의 병렬 심벌 스트림(316)은 주파수 영역에 표현될 수 있고 IFFT 컴포넌트(320)에 의해 N개의 병렬 시간 영역 샘플 스트림(318)으로 변환될 수 있다.
다음에 용어에 관한 간단한 정보가 제공될 것이다. 주파수 영역에서의 N회의 병렬 변조는 주파수 영역에서의 N개의 변조 심벌과 같고, 이는 주파수 영역에서의 N회의 매핑 및 N-포인트 IFFT와 같으며, 이는 시간 영역에서의 하나의(유용한) OFDM 심벌과 같고, 이는 시간 영역에서의 N개의 샘플과 같다. 시간 영역에서의 하나의 OFDM 심벌(N s )은 N cp (OFDM 심벌당 보호 샘플 수) + N(OFDM 심벌당 유용한 샘플 수)과 같다.
N개의 병렬 시간 영역 샘플 스트림(318)은 병렬-직렬(P/S: parallel-to-serial)변환기(324)에 의해 OFDM/OFDMA 심벌 스트림(322)으로 변환될 수 있다. 보호 삽입 컴포넌트(326)는 OFDM/OFDMA 스트림(322)에서 연속한 OFDM/OFDMA 심벌들 사이에 보호 구간을 삽입할 수 있다. 그 다음, 보호 삽입 컴포넌트(326)의 출력은 무선 주파수(RF) 프론트엔드(328)에 의해 원하는 송신 주파수 대역으로 변환될 수 있다. 그 다음, 안테나(330)가 결과 신호(332)를 전송할 수 있다.
도 3은 또한 OFDM/OFDMA를 이용하는 무선 통신 시스템(100) 내에서 사용될 수 있는 수신기(304)의 예를 나타낸다. 수신기(304)의 부분들은 무선 디바이스(202)의 수신기(212)로 구현될 수 있다. 수신기(304)는 다운링크(108)를 통해 기지국(104)으로부터 데이터(306)를 수신하기 위한 사용자 단말(106)로 구현될 수 있다. 수신기(304)는 또한 업링크(110)를 통해 사용자 단말(106)로부터 데이터(306)를 수신하기 위한 기지국(104)으로 구현될 수도 있다.
전송된 신호(332)는 무선 채널(334)을 통해 이동하는 것으로 도시된다. 안테나(330')에 의해 신호(332')가 수신되면, 수신 신호(332')는 RF 프론트엔드(328')에 의해 기저대역 신호로 변환될 수 있다. 그 다음, 보호 제거 컴포넌트(326')가 보호 삽입 컴포넌트(326)에 의해 OFDM/OFDMA 심벌들 사이에 삽입되었던 보호 구간을 제거할 수 있다.
보호 제거 컴포넌트(326')의 출력은 S/P 변환기(324')에 제공될 수 있다. S/P 변환기(324')는 OFDM/OFDMA 심벌 스트림(322')을 N개의 병렬 시간 영역 심벌 스트림(318')으로 분할할 수 있고, 이들 각각은 N개의 직교 부반송파 중 하나에 대응한다. 고속 푸리에 변환(FFT: fast Fourier transform) 컴포넌트(320')는 N개의 병렬 시간 영역 심벌 스트림(318')을 주파수 영역으로 변환하여 N개의 병렬 주파수 영역 심벌 스트림(316')을 출력할 수 있다.
디매퍼(312')는 매퍼(312)에 의해 수행되었던 심벌 매핑 동작의 역을 수행할 수 있으며, 이로써 N개의 병렬 데이터 스트림(310')을 출력할 수 있다. P/S 변환기(308')는 N개의 병렬 데이터 스트림(310')을 단일 데이터 스트림(306')으로 결합할 수 있다. 이상적으로, 이 데이터 스트림(306')은 송신기(302)에 대한 입력으로서 제공되었던 데이터(306)에 대응한다.
예시적인 OFDMA 프레임
다음에 도 4를 참조하면, 시분할 듀플렉스(TDD: Time-Division Duplex) 구현을 위한 OFDMA 프레임(400)이 통상적이지만 한정이 아닌 예로서 도시된다. 풀 및 하프-듀플렉스(Half-Duplex) 주파수 분할 듀플렉스(FDD: Frequency-Division Duplex)와 같은 OFDMA 프레임의 다른 구현들이 사용될 수 있으며, 이 경우 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 메시지들 모두 서로 다른 반송파를 통해 동시에 전송된다는 점을 제외하고 프레임은 동일하다. TDD 구현에서, 각 프레임은 DL 서브프레임(402)과 UL 서브프레임(404)으로 분할될 수 있으며, 이들은 DL 및 UL 송신 충돌을 방지하기 위한 노력으로, 작은 보호 구간에 의해 ? 또는 보다 구체적으로 송신/수신 및 수신/송신 트랜지션 갭(Transition Gap)(각각 TTG(406) 및 RTG(407))에 의해 ? 구분될 수 있다. DL-UL 서브프레임 비는 서로 다른 트래픽 프로파일을 지원하도록 3:1 내지 1:1로 변화할 수 있다.
OFDMA 프레임(400) 내에는 다양한 제어 정보가 포함될 수 있다. 예를 들어, 프레임(400)의 첫 번째 OFDMA 심벌은 프리앰블(408)일 수 있으며, 이는 동기화를 위해 사용되는 여러 개의 파일럿 신호들(파일럿들)을 포함할 수 있다. 프리앰블(408) 내의 고정 파일럿 시퀀스들은 수신기(304)가 주파수 및 위상 에러들을 추정하여 송신기(302)에 동기화하게 할 수 있다. 더욱이, 프리앰블(408) 내의 고정 파일럿 시퀀스들은 무선 채널들을 추정하고 등화하는데 이용될 수 있다. 프리앰블(408)은 BPSK 변조된 반송파들을 포함할 수 있으며 통상적으로 하나의 OFDM 심벌 길이이다. 프리앰블(408)의 반송파들은 전력 상승될 수 있으며 통상적으로 WiMAX 신호에서 데이터 부분들의 주파수 영역에서의 전력 레벨보다 높은 몇 데시벨(㏈)(예를 들어, 9 ㏈)이다. 사용되는 프리앰블 반송파들의 수는 존의 3개의 세그먼트(409) 중 어느 것이 사용되는지를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 반송파 0, 3, 6, … 은 세그먼트 0(4090)이 사용되어야 함을 나타낼 수 있고, 반송파 1, 4, 7, … 은 세그먼트 1(4091)이 사용되어야 함을 나타낼 수 있으며, 반송파 2, 5, 8, … 은 세그먼트 2(4092)가 사용되어야 함을 나타낼 수 있다.
프레임 제어 헤더(FCH: Frame Control Header)(410)가 프리앰블(408) 뒤에 세그먼트(409)마다 하나씩 이어질 수 있다. FCH(410)는 사용 가능한 서브채널들, 변조 및 코딩 방식, 현재 OFDMA 프레임에 대한 MAP 메시지 길이와 같은 프레임 구성 정보를 제공할 수 있다. 다운링크 프레임 프리픽스(DLFP: downlink Frame Prefix), 프레임 구성 정보의 개요와 같은 데이터 구조가 FCH(410)에 매핑될 수 있다. 모바일 WiMAX에 대한 DLFP는 사용되는 서브채널(SCH) 비트맵, 0으로 설정되는 예비 비트, 반복 코딩 표시, 코딩 표시, MAP 메시지 길이 및 0으로 설정되는 4개의 예비 비트를 포함할 수 있다. FCH(410)에 매핑되기 전에, 24-비트 DLFP가 복사되어 48-비트 블록을 형성할 수 있고, 이는 최소 순방향 에러 정정(FEC: forward error correction) 블록 크기이다.
각 세그먼트(409)에서 FCH(410)에 이어, DL-MAP(414) 및 UL-MAP(416)이 DL 및 UL 서브프레임(402, 404) 각각에 대한 서브채널 할당 및 다른 제어 정보를 지정할 수 있다. OFDMA의 경우, 프레임(400) 내의 데이터 영역들에 다수의 사용자가 할당될 수 있고, 이러한 할당들은 DL 및 UL-MAP(414, 416)에 지정될 수 있다. MAP 메시지들은 각 사용자에 대한 버스트 프로파일을 포함할 수 있으며, 이는 특정 링크에 사용되는 변조 및 코딩 방식을 정의한다. MAP 메시지들은 해당 세그먼트(409)에 대한 모든 사용자에 이르는데 필요한 중요한 정보를 포함하기 때문에, DL 및 UL-MAP(414, 416)은 흔히 ½ 레이트 코딩 및 반복 코딩에 의한 BPSK 또는 QPSK와 같은 매우 신뢰성 있는 링크를 통해 전송될 수 있다. OFDMA 프레임의 DL 서브프레임(402)은 전달되는 다운링크 데이터를 포함하는 다양한 비트 길이의 DL 버스트들을 포함할 수 있다. 따라서 DL-MAP(414)은 다운링크 존들에 포함된 버스트들의 위치와 다운링크 버스트들의 수는 물론, 시간(즉, 심벌) 방향과 주파수(즉, 서브채널) 방향 모두로의 오프셋들 및 길이들도 기술할 수 있다.
마찬가지로, UL 서브프레임(404)은 전달되는 업링크 데이터로 구성된 다양한 비트 길이의 UL 버스트들을 포함할 수 있다. 따라서 DL 서브프레임(402)에서 첫 번째 DL 버스트로서 전송되는 UL-MAP(416)은 서로 다른 사용자에 대한 UL 버스트의 위치에 관한 정보를 포함할 수 있다. UL 서브프레임(404)은 도 4에 나타낸 것과 같이, 대역폭 요청들뿐 아니라 네트워크 진입 도중 그리고 이후에 주기적으로 폐루프 시간, 주파수 및 전력 조정을 수행하도록 이동국에 할당되는 UL 레인징 서브채널(422)과 같은 추가 제어 정보를 포함할 수 있다. UL 서브프레임(404)은 또한 DL 하이브리드 자동 재전송 요청 확인 응답(HARQ ACK: hybrid automatic repeat request acknowledgment)을 피드백하도록 이동국(MS)에 할당되는 (도시하지 않은) UL ACK 및/또는 채널 품질 표시자 채널(CQICH: Channel Quality Indicator channel)을 통해 채널 상태 정보를 피드백하도록 MS에 할당되는 (도시하지 않은) UL CQICH를 포함할 수 있다.
다음에 도 5를 참조하면, UL 서브프레임(404)은 또한 경합 기반 액세스를 위한 2개의 초기 채널을 포함할 수 있다. 경합 기반 초기 레인징 채널(502)이 예를 들어 새로 합류하는 이동국들의 초기 레인징에 사용될 수 있다. 경합 기반 대역폭 요청 채널(504)이 예를 들어 이미 관련된 이동국들의 최선 트래픽/대역폭 요청들에 사용될 수 있다. 더욱이, 이동국(106)이 단일 패킷만을 기지국(104)으로 전송할 예정이라면, 이동국(106)은 전용 대역폭을 획득하는 대신 UL 서브프레임(404)의 경합 기반 부분(506)을 사용할 수 있다. UL 레인징 서브채널(422)이 UL 서브프레임(404)의 경합 기반 부분(506)에 사용될 수 있다.
하나 이상의 매체 액세스 제어(MAC) 프로토콜 데이터 유닛(PDU)들(512)로부터 매핑되었던 UL 데이터 버스트들(510)을 포함하는 서로 다른 이동국에 대한 UL 물리 채널(PHY) PDU들(508)이 경합 기반 부분(506) 뒤에 이어질 수 있다. MAC PDU(512)는 MAC 계층 관리 메시지들을 포함할 수 있다. 전체적으로, 프리앰블(408), FCH(410), DL-MAP(414) 및 UL-MAP(416)은 수신기(304)가 수신 신호를 정확하게 복조할 수 있게 하는 정보를 운반할 수 있다.
도 4로 돌아가면, OFDMA에서의 DL 및 UL 송신에 서로 다른 "모드"가 사용될 수 있다. 특정 모드가 사용되는 시간 영역의 범위는 일반적으로 존으로 지칭된다. 어떤 타입의 존은 DL-PUSC(downlink partial usage of subchannels: 서브채널들의 다운링크 부분 사용) 존(424)이라 하며 이 존에 이용 가능한 모든 서브채널을 사용하지 않을 수도 있다(즉, DL-PUSC 존(424)은 특정 그룹들의 서브채널들만을 사용할 수 있다). 총 6개의 서브채널 그룹이 존재할 수 있으며, 이들은 3개까지의 세그먼트(409)에 할당될 수 있다. 따라서 세그먼트는 1 - 6 서브채널 그룹을 포함할 수 있다(예를 들어, 도 4에 나타낸 것과 같이 세그먼트 0은 2개의 서브채널 그룹 0과 1을 포함할 수 있고, 세그먼트 1은 2개의 서브채널 그룹 2와 3을 포함할 수 있고, 세그먼트 2는 2개의 서브채널 그룹 4와 5를 포함할 수 있다). 다른 타입의 존은 DL-FUSC(downlink full usage of subchannels: 서브채널들의 다운링크 전체 사용) 존(426)이라 한다. DL-PUSC와 달리, DL-FUSC는 어떠한 세그먼트도 사용하지 않지만, 전체 주파수 범위에 걸쳐 모든 버스트를 분배할 수 있다.
예시적인 가속화 핸드오버
다음에 도 6a의 타임라인(600)을 참조하면, 이동국은 예를 들어 상술한 바와 같이 OFDMA 프레임들을 사용하여 정상 동작 모드(602) 동안 서빙 섹터 A(112A)와 통신중일 수 있다. 이동국이 섹터 A에서 섹터 B(112B)와 같은 새로운 섹터로 서비스를 스위칭하기로 결정하면, 이동국은 섹터 A와의 통신을 중단할 수 있다. 이동국은 새로운 섹터 B와의 (핸드오버 레인징으로도 알려진) 초기 레인징 프로세스(604)를 시작할 수 있다. 일단 만족스러운 레인징 응답이 수신되면, 이동국은 새로운 섹터 B로의 핸드오버(606)를 수행할 수 있고, 그 다음 정상 동작(608)이 재개할 수 있어 이동국이 새로운 서빙 섹터 B와 통신하고 있다.
레인징 프로세스(604)는 잠재적으로 완료에 오랜 시간이 걸릴 수 있다. 따라서 트래픽 휴지 시간(즉, 이동국과 네트워크 간에 트래픽이 교환되지 않는 시간 간격)은 레인징 프로세스(604)를 완료하는데 얼마나 걸리는지에 직접 좌우될 수 있다. 레인징 프로세스(604)를 가속함으로써 트래픽 휴지 시간이 감소할 수 있고 데이터 스루풋이 증가할 수 있다.
이에 따라, 도 7은 예를 들어 모바일 WiMAX 시스템에서의 (핸드오프로도 알려진) 가속화된 핸드오버를 위한 예시적인 동작(700)의 흐름도이다. 동작(700)은 701에서 시작할 수 있으며, 여기서는 예를 들어 사용자 단말이 정상 동작 모드에서 제어 및 데이터 패킷들을 전송 및 수신하고 있을 수 있다. 예를 들어, 도 8a의 섹터 A(112A)에 있는 이동국(800)이 기지국(104A)과 무선 통신중일 수 있다. 이 경우, 섹터 A는 이동국(800)에 대한 서빙 섹터이다. 모바일 WiMAX에서, 서빙 섹터는 비-서빙 섹터 B, C(112B, 112C)와 같은 임의의 인접 섹터에 대한 정보를 브로드캐스트할 수 있다. 이 정보는 이웃 섹터들의 초기 레인징 영역 위치들은 물론, 이들의 채널 구조를 포함할 수 있다.
702에서, 하나 이상의 코드 분할 다중 액세스(CDMA: code division multiple access) 레인징 코드/레인징 요청들이 서빙 섹터에 대한 임의의 패킷과 함께 하나 이상의 인접 섹터에 전송될 수 있다. 부여된 업링크 대역폭이 인접 섹터들에 의해 할당된 초기 레인징 영역과 중첩하지 않을 때 또는 서빙 섹터에 의해 이동국에 어떠한 업링크 대역폭도 부여되지 않을 때 CDMA 레인징 코드/레인징 요청(들)이 특정 OFDMA 프레임에서 전송될 수 있다. 예를 들어, 서빙 섹터에 있는 이동국(800)은 도 8a에 나타낸 것과 같이 UL 데이터 버스트(802)와 같은 패킷을 기지국(104A)으로 전송할 수 있다. 더욱이, 이동국(800)은 서빙 섹터로 패킷을 전송하면서 비-서빙 인접 섹터 B, C(112B, 112C)와의 경합 기반 초기 레인징을 수행할 수 있다. 즉, 섹터 B, C와의 레인징 프로시저는 이동국(800)이 섹터 A와 트래픽을 교환하고 있는 동안 동시에 이행될 수 있다. CDMA 레인징 코드/레인징 요청(들)은 UL 데이터 버스트(802)와 동일한 OFDMA 프레임에서 전송될 수 있으므로, 정상 동작 동안 데이터 스루풋은 레인징에 의해 영향받기 쉽지 않을 수도 있다.
이러한 초기 레인징은 어떠한 결합(association) 시그널링 메시지도 수반하지 않고 OFDMA 프레임(400)에서 UL 서브프레임(404)의 경합 기반 초기 레인징 채널(502)을 이용하여 수행될 수 있다. 이동국(800)은 끝을 자른 지수 백오프 알고리즘(truncated exponential backoff algorithm)을 이용하여 어느 초기 레인징 슬롯이 CDMA 레인징 코드/레인징 요청 메시지를 전송하는데 사용될 것인지를 결정할 수 있다. 이동국(800)이 최소 전력 설정을 이용하여 CDMA 레인징 코드/레인징 요청(들)을 전송할 수 있고 레인징 응답의 수신 또는 타임아웃이 발생할 때까지 점점 더 높은 송신 전력으로 다시 시도할 수 있다.
704에서, 인접 섹터(들)로부터의 하나 이상의 레인징 응답이 수신되어 디코딩될 수 있다. 예를 들어, (기지국(104B, 104C)에 의해 각각 전송되는) 인접 섹터 B, C(112B, 112C)로부터의 브로드캐스트 레인징 응답(RNG-RSP) 메시지들(804B, 804C)이 도 8b에 나타낸 것과 같이 이동국(800)에 의해 수신되어 디코딩될 수 있다. 이러한 수신 방식은 3개의 서로 다른 섹터(예를 들어, 섹터 A, B, C)가 OFDMA 프레임에서 3개의 서로 다른 세그먼트(즉, 동일한 RF 채널을 갖는 부반송파들의 3개의 서로 다른 세트)를 사용하는 모바일 WiMAX 구성들에서 잘 작동할 수 있다. 세그먼트 내의 부반송파들의 각 세트가 RF 채널의 전체 스펙트럼에 걸쳐 확산할 때, 3개의 모든 섹터로부터의 I/Q(동상/직교) 샘플들은 RF 주파수를 조정할 필요 없이 수신될 수 있으며 샘플 버퍼에 의해 저장될 수 있다. 즉, 이동국이 3개의 섹터 중 하나(예를 들어, 서빙 섹터)와 통신중인 경우에도, 이동국은 RF 조정 없이 (다른 2개의 섹터(예를 들어, 인접 섹터들)로 정보를 전송하는 것은 물론) 다른 2개의 섹터로부터 정보를 획득할 수 있다.
도 8b의 RNG-RSP(804)는 도 9에서 더욱 상세히 설명된다. RNG-RSP(804)는 8 비트의 길이를 갖는 관리 메시지 타입(902)으로 시작할 수 있으며, 이는 제어 메시지가 RNG-RSP임을 나타내는 5(00000101b)의 값을 갖는다. 관리 메시지 타입(902) 다음에는 타이밍 조정(904), 전력 레벨 조정(906) 및 오프셋 주파수 조정(908)이 이어질 수 있다. 타이밍 조정(904) 및 전력 레벨 조정(906)은 초기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청의 도달 시간 및 측정된 신호 전력을 기초로 할 수 있으며, 요청을 수신하는 기지국은 레인징 응답으로 이동국에 타이밍 진행 및 전력 조정을 지시할 수 있다. 오프셋 주파수 조정(908) 다음에는 레인징 상태(910)가 이어질 수 있으며, 이는 레인징을 계속하는지(=1), 레인징을 중단하는지(=2), 성공으로 인해 레인징을 그만 두는지(=3), 또는 다시 레인징하는지(=4)를 이동국에 명령할 수 있다.
도 9의 레인징 상태(910) 다음에는 32 비트의 길이를 갖는 레인징 코드 속성들(912)이 이어질 수 있다. 레인징 코드 속성(912)의 10개의 최상위 비트(MSB: most significant bit)(즉, 비트 31-22)는 레인징 코드를 전송하는데 사용되는 OFDM 심벌 참조를 나타낼 수 있는 한편, 다음 6 비트(즉, 비트 21-16)는 사용되는 OFDMA 서브채널 참조를 나타낼 수 있다. 레인징 코드 속성(912)의 비트 15-8은 이동국에 의해 전송된 레인징 코드 인덱스를 나타낼 수 있다. 8개의 최하위 비트(LSB: least significant bit)(즉, 비트 7-0)는 이동국이 레인징 코드를 전송한 OFDMA 프레임의 프레임 번호의 8개의 LSB와 같을 수 있다. 이동국은 RNG-RSP(804)에 포함된 "레인징 코드 속성들"을 기초로 RNG-RSP(804)가 이동국에 어드레싱되는지 여부를 식별할 수 있다.
도 7의 706에서, 레인징 결과들(예를 들어, 타이밍, 주파수 및 전력 정보)이 업데이트될 수 있다. 업데이트된 레인징 결과들은 이동국 상의 메모리에 저장될 수 있다. 즉, 도 9의 RNG-RSP(804)의 타이밍 조정(904), 전력 레벨 조정(906) 및 오프셋 주파수 조정(908)은 추후 사용을 위해 이동국(800)에 저장될 수 있다. 서빙 섹터에 대한 임의의 패킷과 함께 초기 레인징을 위한 하나 이상의 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들을 하나 이상의 인접 섹터에 전송함으로써, 이동국은 데이터 스루풋에 영향을 주지 않고 인접 섹터들과의 레인징 결과들을 계속해서 매우 빈번하게 업데이트할 수 있다.
708에서 핸드오버가 수행될 필요가 없다면, 동작(700)은 702에서의 시작을 반복할 수 있다. 그러나 708에서 (이동국 또는 기지국에 의해 개시되는) 핸드오버가 바람직하다면, 710에서 인접 섹터들 중 하나(즉, 추후의 서빙 섹터)로부터의 업데이트된 레인징 결과들을 이용하여 핸드오버가 수행될 수 있다. 빈번하게 업데이트되는 레인징 결과들을 이용 가능하게 함으로써, 레인징 결과들은 핸드오버 프로세스 동안 초기 레인징 단계를 감소 또는 제거함으로써 핸드오버 프로세스의 속도를 높이는데 사용될 수 있다. 즉, 하드 핸드오버(HHO) 프로세스로 인한 트래픽 휴지 시간이 감소할 수 있다.
더욱이, 상술한 도 7의 동작들(700)은 IEEE 802.16e 표준으로 규정된 바와 같이 결합 레인징을 이행할 필요성이 적기 때문에 무선 채널에서 결합 조정을 위한 백본 네트워크를 통한 결합 관련 시그널링 메시지들을 줄이는 데 도움을 줄 수 있다. 인접 섹터들이 한 섹터에 의한 초기 레인징 영역 할당이 다른 섹터에 의해 이동국들에 부여된 대역폭 할당과 중첩하지 않음을 보장하는 네트워크 스케줄링의 도움으로 추가 이익들이 얻어질 수 있다. 이런 식으로, 이동국은 언제든 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들을 전송할 수 있다.
도 6b 및 도 6c는 도 6a와 비교할 때, 예를 들어 섹터 A(112A)에서 섹터 B(112B)로의 핸드오버 프로세스에서의 시간 절약과 본 개시의 특정 실시예들에 대한 트래픽 휴지 시간의 잠재적 감소를 설명한다. 도 6a의 타임라인(600)과 달리 도 6b의 타임라인(610)에서의 이동국은 이동국이 예를 들어 서빙 섹터 A(112A)로부터 트래픽을 수신하고 서빙 섹터 A(112A)로 트래픽을 전송하고 있을 수 있는 정상 동작 모드(612) 동안 하나 이상의 인접 섹터(예를 들어, 섹터 B(112B))와 빈번하게 레인징하고 있을 수 있다. 일단 섹터 A에서 섹터 B로의 핸드오버가 수행되어야 한다면, 섹터 B로의 핸드오버(606)는 업데이트된 레인징 결과들을 기초로, 섹터 B와의 어떠한 초기 레인징도 없이 수행될 수 있다. 도 6b에서 섹터 B로의 핸드오버(606)의 핸드오버 시간과 레인징(604) 및 섹터 B에 대한 핸드오버(606)의 도 6a에서의 상당히 더 긴 전체 핸드오버 프로세스 시간을 비교한다.
섹터 B에 대한 핸드오버(606) 다음에는, 예를 들어 이동국이 섹터 A(112A) 및/또는 섹터 C(112C)와 같은 하나 이상의 비-서빙 인접 섹터와 레인징하면서 새로운 서빙 섹터 B로부터 트래픽을 수신하고 새로운 서빙 섹터 B로 트래픽을 전송하고 있을 수 있는 정상 동작 모드(614)가 이어질 수 있다. 이 시나리오는 도 8c에서 설명되며, 여기서 이동국(800)은 섹터 B 안으로 이동하여, 상술한 바와 같이 업데이트된 레인징 결과들을 기초로 서빙 섹터 A에서 인접 섹터 B로의 핸드오버가 수행되었고, 섹터 B가 새로운 서빙 섹터가 되었다.
도 6c의 타임라인(620)에서 설명한 것과 같은 어떤 실시예들의 경우, 섹터 B(112B)와의 레인징(616)은 여전히 섹터 B(112B)로의 핸드오버(606) 전에 발생할 수 있다. 그러나 인접 섹터(들)로부터의 레인징 결과들을 업데이트함으로써, 레인징(616) 동안의 레인징 시간은 도 6a의 타임라인(600)에서의 섹터 B(112B)와의 레인징(604)보다 여전히 상당히 더 짧을 수 있다. 이는 통상의 시작점(즉, 최저 전력 설정을 갖고 어떠한 타이밍 또는 주파수 오프셋 조정에 관한 지식도 없음)으로부터 초기 레인징을 시작하는 것과 반대로, 업데이트된 레인징 결과들이 시작점으로서 사용될 수 있기 때문이다.
섹터 A, B, C가 동일한 RF 채널 내의 서로 다른 세트의 부반송파들보다는 서로 다른 RF 채널을 사용하는 구성에서, 이동국이 둘 이상의 독립적인 송수신기를 사용한다면 정상 트래픽과 동시에 레인징하는 동일한 방법이 여전히 적용될 수 있다. 이러한 경우, 제 1 송수신기는 서빙 섹터와 통신하는데 사용될 수 있는 한편, 제 2 송수신기는 임의의 인접 섹터와의 초기 레인징을 수행하는데 사용될 수 있다.
여기서 사용된 바와 같이, "결정"이라는 용어는 광범위한 동작들을 포괄한다. 예를 들어, "결정"은 계산, 연산, 처리, 유도, 연구, 조사(예를 들어, 테이블, 데이터베이스 또는 다른 데이터 구조의 조사), 확인 등을 포함할 수 있다. 또한, "결정"은 수신(예를 들어, 정보 수신), 액세스(예를 들어, 메모리의 데이터 액세스) 등을 포함할 수 있다. 또한, "결정"은 해결, 선택, 선출, 설정 등을 포함할 수 있다.
정보 및 신호들은 다양한 어떤 다른 기술 및 방식을 이용하여 표현될 수 있다. 예를 들어, 상기 설명 전반에 걸쳐 언급될 수 있는 데이터, 명령, 지시, 정보, 신호 등은 전압, 전류, 전자파, 자기 필드 또는 입자, 광 필드 또는 입자, 또는 이들의 임의의 조합으로 표현될 수 있다.
본 개시와 관련하여 설명한 다양한 예시적인 논리 블록, 모듈 및 회로는 여기서 설명한 기능들을 수행하도록 설계된 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 현장 프로그래밍 가능 게이트 어레이 신호(FPGA: field programmable gate array) 또는 다른 프로그래밍 가능 논리 디바이스(PLD: programmable logic device), 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 대안으로 프로세서는 임의의 상용화된 프로세서, 제어기, 마이크로컨트롤러 또는 상태 머신일 수도 있다. 프로세서는 또한 연산 디바이스들의 조합, 예를 들어 DSP와 마이크로프로세서의 조합, 다수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 결합한 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 구성으로 구현될 수도 있다.
본 개시와 관련하여 설명되는 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어에 직접, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에, 또는 이 둘의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 공지된 임의의 형태의 저장 매체에 상주할 수도 있다. 사용될 수 있는 저장 매체들의 몇 가지 예시는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 플래시 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드디스크, 착탈식 디스크, CD-ROM 등을 포함한다. 소프트웨어 모듈은 단일 명령 또는 다수 명령을 포함할 수도 있고, 여러 다른 코드 세그먼트들에, 다른 프로그램들 사이에, 그리고 다수의 저장 매체에 걸쳐 분산될 수도 있다. 저장 매체는 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 읽고 저장 매체에 정보를 기록할 수 있도록 프로세서에 연결될 수 있다. 대안으로, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수도 있다.
본원에 개시된 방법들은 설명한 방법을 달성하기 위한 하나 이상의 단계 또는 동작을 포함한다. 방법 단계들 및/또는 동작들은 청구범위를 벗어나지 않고 서로 교환될 수 있다. 즉, 단계들 또는 동작들의 특정 순서가 지정되지 않는 한, 특정 단계들 및/또는 동작들의 순서 및/또는 사용은 청구범위를 벗어나지 않고 변경될 수 있다.
설명한 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어에 구현된다면, 이 기능들은 컴퓨터 판독가능 매체 또는 저장 매체 상에 명령들 또는 한 세트 이상의 명령들로서 저장될 수도 있다. 저장 매체들은 컴퓨터 또는 하나 이상의 처리 디바이스에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용 가능 매체들일 수 있다. 한정이 아닌 예시로, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체들은 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM이나 다른 광 디스크 저장소, 자기 디스크 저장소 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 명령이나 데이터 구조의 형태로 원하는 프로그램 코드를 운반 또는 저장하는데 사용될 수 있으며 컴퓨터에 의해 액세스 가능한 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 여기서 사용된 것과 같은 디스크(disk 및 disc)는 콤팩트 디스크(CD), 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 다목적 디스크(DVD: digital versatile disc), 플로피디스크 및 블루레이
Figure 112012032302434-pct00001
디스크를 포함하며, 디스크(disk)들은 보통 데이터를 자기적으로 재생하는 반면, 디스크(disc)들은 데이터를 레이저에 의해 광학적으로 재생한다.
소프트웨어나 명령들은 전송 매체를 통해 전송될 수도 있다. 예를 들어, 소프트웨어가 동축 케이블, 광섬유 케이블, 꼬임 쌍선, 디지털 가입자 회선(DSL: digital subscriber line), 또는 적외선, 라디오 및 초고주파와 같은 무선 기술을 이용하여 웹사이트, 서버 또는 다른 원격 소스로부터 전송된다면, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 꼬임 쌍선, DSL, 또는 적외선, 라디오 및 초고주파와 같은 무선 기술들이 전송 매체의 정의에 포함된다.
또한, 여기서 설명한 방법들 및 기술들을 수행하기 위한 모듈들 및/또는 다른 적절한 수단은 적용 가능한 경우 사용자 단말 및/또는 기지국에 의해 적절히 다운로드 및/또는 달리 얻어질 수 있는 것으로 인식해야 한다. 예를 들어, 이러한 디바이스는 서버에 연결되어 여기서 설명한 방법들을 수행하기 위한 수단의 전송을 용이하게 할 수 있다. 대안으로, 여기서 설명한 다양한 방법은 사용자 단말 및/또는 기지국이 저장 수단을 디바이스에 연결 또는 제공할 때 다양한 방법을 얻을 수 있도록 저장 수단(예를 들어, RAM, ROM, 콤팩트 디스크(CD)나 플로피디스크 등과 같은 물리적 저장 매체 등)을 통해 제공될 수 있다. 더욱이, 여기서 설명한 방법들 및 기술들을 디바이스에 제공하기 위한 임의의 적당한 기술이 이용될 수 있다.
청구범위는 상기에 예시된 정확한 구성 및 컴포넌트들로 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다. 상술한 방법들 및 장치들의 배치, 동작 및 상세에 대해 청구범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변형, 변경 및 개조가 이루어질 수 있다.

Claims (35)

  1. 이동국에 의해 수행되는 무선 통신을 위한 방법으로서,
    (a) 정상 동작 모드 동안 업링크(UL) 패킷을 서빙(serving) 기지국에 송신하는 단계;
    (b) 상기 UL 패킷을 송신하면서 하나 이상의 코드 분할 다중 액세스(CDMA: code division multiple access) 레인징(ranging) 코드/레인징 요청들을 하나 이상의 인접 기지국들에 송신하는 단계;
    (c) 상기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들을 기초로 하나 이상의 레인징 응답들을 수신하는 단계;
    (d) 상기 레인징 응답들을 기초로 레인징 결과들을 업데이트하는 단계 ? 상기 레인징 결과들은 타이밍, 주파수 또는 전력 정보 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 레인징 결과들은 저장됨 ?; 및
    (e) 상기 레인징 결과들이 계속 업데이트되도록 (a)-(d) 단계들을 반복하는 단계를 포함하는, 무선 통신을 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a)-(d) 단계들을 반복하는 단계는,
    (1) (d) 단계 후에, 핸드오버가 수행되어야 하는지 여부를 결정하는 단계;
    (2) 핸드오버를 수행하지 않는다고 결정된 경우, (a)-(d) 단계들 반복하는 단계; 및
    (3) 핸드오버를 수행한다고 결정된 경우, 상기 업데이트된 레인징 결과들을 기초로 상기 핸드오버를 개시하는 단계를 더 포함하는,
    무선 통신을 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 핸드오버에 대해서는 초기 레인징이 수행되지 않는, 무선 통신을 위한 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 UL 패킷은 제 1 송수신기로부터 송신되고, 상기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들은 제 2 송수신기로부터 송신되는, 무선 통신을 위한 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 UL 패킷 및 상기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들은 동일한 송수신기로부터 송신되는, 무선 통신을 위한 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들은 상기 인접 기지국으로부터의 초기 레인징 영역 할당이 상기 서빙 기지국들로부터의 대역폭 할당과 중첩하지 않도록 네트워크 스케줄링에 따라 임의의 시간에 송신되는, 무선 통신을 위한 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들은 전기전자 기술자 협회(IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 계열의 표준들에 따른 포맷에 있는, 무선 통신을 위한 방법.
  10. 무선 통신을 위한 송수신기로서,
    정상 동작 모드 동안 업링크(UL) 패킷을 서빙 기지국에 송신하도록 구성된 제 1 송신 논리 회로;
    상기 UL 패킷을 송신하면서 하나 이상의 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 레인징 코드/레인징 요청들을 하나 이상의 인접 기지국들에 송신하도록 구성된 제 2 송신 논리 회로;
    상기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들을 기초로 하나 이상의 레인징 응답들을 수신하도록 구성된 수신 논리 회로; 및
    상기 레인징 응답들을 기초로 레인징 결과들을 업데이트하도록 구성된 업데이트 논리 회로 ? 상기 레인징 결과들은 타이밍, 주파수 또는 전력 정보 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 레인징 결과들은 저장됨 ? 를 포함하고, 그리고
    상기 제 1 송신 논리 회로에 의한 송신, 상기 제 2 송신 논리 회로에 의한 송신, 상기 수신 논리 회로에 의한 수신 및 상기 업데이트 논리 회로에 의한 업데이트는 상기 레인징 결과들이 계속 업데이트되게 하기 위해 반복되는,
    무선 통신을 위한 송수신기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 업데이트된 레인징 결과들을 기초로 핸드오버를 개시하도록 구성된 핸드오버 개시 논리 회로를 더 포함하는, 무선 통신을 위한 송수신기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 핸드오버 개시 논리 회로는 상기 핸드오버에 대한 초기 레인징을 수행하지 않는, 무선 통신을 위한 송수신기.
  13. 삭제
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 송신 논리 회로는, 상기 제 2 송신 논리 회로가 상기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들을 송신하기 위해 사용하는 무선 주파수(RF: radio frequency) 채널과 상이한 RF 채널을 사용하여 상기 UL 패킷을 송신하도록 구성되는, 무선 통신을 위한 송수신기.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 송신 논리 회로는 제 1 세트의 부반송파들을 이용하여 상기 UL 패킷을 송신하도록 구성되고, 상기 제 2 송신 논리 회로는 제 2 세트의 부반송파들을 이용하여 상기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들을 송신하도록 구성되며, 상기 제 1 세트 및 상기 제 2 세트의 부반송파들은 동일한 무선 주파수(RF) 채널 내에 존재하는, 무선 통신을 위한 송수신기.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들은 전기전자 기술자 협회(IEEE) 802.16 계열의 표준들에 따른 포맷에 있는, 무선 통신을 위한 송수신기.
  17. 무선 통신을 위한 장치로서,
    정상 동작 모드 동안 업링크(UL) 패킷을 서빙 기지국에 송신하기 위한 수단;
    상기 UL 패킷을 송신하면서 하나 이상의 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 레인징 코드/레인징 요청들을 하나 이상의 인접 기지국들에 송신하기 위한 수단;
    상기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들을 기초로 하나 이상의 레인징 응답들을 수신하기 위한 수단; 및
    상기 레인징 응답들을 기초로 레인징 결과들을 업데이트하기 위한 수단 ? 상기 레인징 결과들은 타이밍, 주파수 또는 전력 정보 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 레인징 결과들은 저장됨 ? 을 포함하고, 그리고
    상기 업링크(UL) 패킷을 서빙 기지국에 송신하는 것, 상기 하나 이상의 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 레인징 코드/레인징 요청들을 하나 이상의 인접 기지국들에 송신하는 것, 상기 하나 이상의 레인징 응답들을 수신하는 것 및 상기 레인징 결과들을 업데이트하는 것은, 상기 레인징 결과들이 계속 업데이트되게 하기 위해 반복되는,
    무선 통신을 위한 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 업데이트된 레인징 결과들을 기초로 핸드오버를 개시하기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 통신을 위한 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 핸드오버를 개시하기 위한 수단은 상기 핸드오버에 대한 초기 레인징을 수행하지 않는, 무선 통신을 위한 장치.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 UL 패킷을 송신하기 위한 수단은 제 1 송수신기이고, 상기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들을 송신하기 위한 수단은 제 2 송수신기인, 무선 통신을 위한 장치.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 UL 패킷을 송신하기 위한 수단과 상기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들을 송신하기 위한 수단은 동일한 송수신기인, 무선 통신을 위한 장치.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들을 송신하기 위한 수단은 상기 인접 기지국으로부터의 초기 레인징 영역 할당이 상기 서빙 기지국들로부터의 대역폭 할당과 중첩하지 않도록 네트워크 스케줄링에 따라 임의의 시간에 상기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들을 송신하도록 구성되는, 무선 통신을 위한 장치.
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들은 전기전자 기술자 협회(IEEE) 802.16 계열의 표준들에 따른 포맷에 있는, 무선 통신을 위한 장치.
  24. 모바일 디바이스로서,
    정상 동작 모드 동안 업링크(UL) 패킷을 서빙 기지국에 송신하고, 상기 UL 패킷을 송신하면서 하나 이상의 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 레인징 코드/레인징 요청들을 하나 이상의 인접 기지국들에 송신하고, 그리고 상기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들을 기초로 하나 이상의 레인징 응답들을 수신하도록 구성된 송수신기; 및
    상기 레인징 응답들을 기초로 레인징 결과들을 업데이트하도록 구성된 업데이트 논리 회로 ? 상기 레인징 결과들은 타이밍, 주파수 또는 전력 정보 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 레인징 결과들은 메모리에 저장됨 ? 를 포함하고, 그리고
    상기 업링크(UL) 패킷을 서빙 기지국에 송신하는 것, 상기 하나 이상의 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 레인징 코드/레인징 요청들을 하나 이상의 인접 기지국들에 송신하는 것, 상기 하나 이상의 레인징 응답들을 수신하는 것 및 상기 레인징 결과들을 업데이트하는 것은, 상기 레인징 결과들이 계속 업데이트되게 하기 위해 반복되는,
    모바일 디바이스.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 송수신기는 제 1 세트의 부반송파들을 이용하여 상기 UL 패킷을 송신하고 제 2 세트의 부반송파들을 이용하여 상기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들을 송신하도록 구성되며, 상기 제 1 세트 및 상기 제 2 세트의 부반송파들은 동일한 무선 주파수(RF) 채널 내에 존재하는, 모바일 디바이스.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들은 전기전자 기술자 협회(IEEE) 802.16 계열의 표준들에 따른 포맷에 있는, 모바일 디바이스.
  27. 모바일 디바이스로서,
    정상 동작 모드 동안 업링크(UL) 패킷을 서빙 기지국에 송신하도록 구성된 제 1 송수신기;
    상기 UL 패킷을 송신하면서 하나 이상의 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 레인징 코드/레인징 요청들을 하나 이상의 인접 기지국들에 송신하고, 그리고 상기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들을 기초로 하나 이상의 레인징 응답들을 수신하도록 구성된 제 2 송수신기; 및
    상기 레인징 응답들을 기초로 레인징 결과들을 업데이트하도록 구성된 업데이트 논리 회로 ? 상기 레인징 결과들은 타이밍, 주파수 또는 전력 정보 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 레인징 결과들은 메모리에 저장됨 ? 를 포함하고, 그리고
    상기 업링크(UL) 패킷을 서빙 기지국에 송신하는 것, 상기 하나 이상의 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 레인징 코드/레인징 요청들을 하나 이상의 인접 기지국들에 송신하는 것, 상기 하나 이상의 레인징 응답들을 수신하는 것 및 상기 레인징 결과들을 업데이트하는 것은, 상기 레인징 결과들이 계속 업데이트되게 하기 위해 반복되는,
    모바일 디바이스.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 제 1 송수신기는, 상기 제 2 송수신기가 상기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들을 송신하기 위해 사용하는 무선 주파수(RF) 채널과 상이한 RF 채널을 사용하여 상기 UL 패킷을 송신하도록 구성되는, 모바일 디바이스.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들은 전기전자 기술자 협회(IEEE) 802.16 계열의 표준들에 따른 포맷에 있는, 모바일 디바이스.
  30. 무선 통신을 위해 업데이트된 레인징 결과들을 유지하기 위한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체로서, 상기 프로그램은 프로세서에 의해 실행될 때,
    (a) 정상 동작 모드 동안 업링크(UL) 패킷을 서빙 기지국에 송신하는 단계;
    (b) 상기 UL 패킷을 송신하면서 하나 이상의 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 레인징 코드/레인징 요청들을 하나 이상의 인접 기지국들에 송신하는 단계;
    (c) 상기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들을 기초로 하나 이상의 레인징 응답들을 수신하는 단계; 및
    (d) 상기 레인징 응답들을 기초로 레인징 결과들을 업데이트하는 단계 ? 상기 레인징 결과들은 타이밍, 주파수 또는 전력 정보 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 레인징 결과들은 저장됨 ? 를 포함하는 동작들을 수행하고, 그리고
    상기 동작들은 상기 레인징 결과들이 계속 업데이트되게 하기 위해 단계들 (a)-(d)를 반복하는 단계를 더 포함하는,
    컴퓨터 판독가능 매체.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 동작들은 상기 업데이트된 레인징 결과들을 기초로 핸드오버를 개시하는 단계를 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 핸드오버에 대해서는 초기 레인징이 수행되지 않는, 컴퓨터 판독가능 매체.
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 제 30 항에 있어서,
    상기 CDMA 레인징 코드/레인징 요청들은 전기전자 기술자 협회(IEEE) 802.16 계열의 표준들에 따른 포맷에 있는, 컴퓨터 판독가능 매체.
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