KR20040005839A - 위성 이동 통신 시스템에서 임의 접속 채널 접속 장치 및그 방법 - Google Patents

위성 이동 통신 시스템에서 임의 접속 채널 접속 장치 및그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 위성 이동 통신 시스템에서 임의 접속 채널 접속 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 위성 이동 통신 시스템의 임의 접속 채널 접속 과정에서 전송 지연 시간을 단축시키기 위한 임의 접속 채널 접속 장치 및 그 방법을 제공하기 위하여, 위성 시스템에서 복수의 이동 단말이 메시지 데이터를 전송하는 임의 접속 채널에 접속하는 방법에 있어서, 상기 복수의 이동 단말로부터 함께 전송되는 프리엠블 및 상기 메시지 데이터를 연속하여 수신하는 제1단계 및 상기 프리엠블 또는 메시지 데이터에 대한 검출 응답 신호를 상기 복수의 이동 단말로 전송하는 제2단계를 포함하는 위성 이동 통신 시스템에서 임의 접속 채널 접속 장치를 제공한다. 따라서, 패킷 수신 성공 확률이 향상되며, 전송 지연 시간은 감소된다.

Description

위성 이동 통신 시스템에서 임의 접속 채널 접속 장치 및 그 방법{Random Access Channel Access Apparatus for Mobile Satellite Communication System and Method Therefor}
임의 접속 채널(RACH)은 1 프레임 내지 2 프레임 길이에 해당하는 메시지 데이터를 전송하고자 하는 경우에 사용되는 채널로서, 제3세대 파트너쉽 프로젝트(3rd Generation Partnership Project, 3GPP)의 기술 표준 그룹(Technical Specification Group, TS)의 25.211 및 25.214에 임의 접속 채널(RACH)의 채널 구조 및 임의 접속 채널 접속 절차가 개시되어 있다.
임의 접속 채널은 상향 링크 전송 채널로서 항상 전체 셀로부터 위성 시스템으로 수신된다. 임의 접속 채널은 충돌 위험(collision risk) 및 개방 루프 전력제어(open loop power control)로 특징지을 수 있다.
최대 50 프레임 정도의 중간 길이에 해당하는 데이터 패킷은 공통 패킷 채널(Common Packet CHannel, CPCH)을 통해 전송되고, 음성 데이터와 같은 50 프레임 이상의 데이터는 전용 채널을 통해 전송된다.
IMT-2000 서비스를 위한 지상 이동 통신 시스템의 경우, 이동 단말은 접속 네트워크로 임의 접속 채널을 통해 메시지를 전송하기 이전에 프리엠블을 전송한다.
전송한 프리엠블에 대한 응답이 소정 시간 동안 접속 네트워크로부터 전송되지 않은 경우, 이동 단말은 전송 전력을 증가시켜 프리앰블을 재전송하고, 접속 네트워크로부터의 응답을 기다린다.
접속 네트워크로 프리앰블을 전송한 이동 단말이 소정 시간 경과 후에 접속 네트워크로부터 전송된 응답을 수신하면 비로소 메시지를 전송한다. 즉 메시지 전송 이전에 프리엠블 전송 및 프리엠블 수신 확인 절차를 수행하게 된다.
또한, 전송된 메시지가 오류 없이 접속 네트워크에서 수신되었는지 여부는 메시지에 대한 응답-메시지 검출 응답 신호가 아닌 메시지 내용에 대한 응답-을 접속 네트워크로부터 이동 단말이 수신함으로써 확인할 수 있다. 메시지에 대한 응답을 이동 단말로 전송하기 위해서는 수신된 메시지에 대한 응답을 접속 네트워크의 상위 계층에서 처리하는 시간이 필요하다.
위와 같은 지상 이동 통신 시스템에서의 임의 접속 채널 접속 방법을 위성 이동 통신 시스템에 적용하는 데에는 다음과 같은 몇가지 문제점 및 요구 사항이존재한다.
첫 번째, 일반적으로 지상 이동 통신 시스템에서는 이동 단말과 접속 네트워크간의 링크 상에서의 전파 지연 시간이 1ms 이하이기 때문에 프리엠블 전송과 그에 대한 응답 대기 시간이 짧다. 따라서, 지상 이동통신시스템의 경우, 메시지 전송 이전에 프리앰블을 전송하고 그 프리앰블에 대한 검출 확인 과정을 거친 후에 메시지를 전송함으로써 메시지 수신 성공 확률을 높일 수 있다.
그러나, 위성 이동 통신 시스템의 경우 이동 단말과 위성 시스템간 위성 링크의 전파 지연 시간은 수십 ms 이상이며, 프리엠블 전송과 그에 대한 검출 응답 신호 대기 시간은 전파 지연 시간의 수배에 해당한다. 따라서, 지상 이동 통신의 임의 접속 채널 접속 방법을 위성 이동 통신 시스템에 적용하면 위성 링크의 전파 지연 시간이 길기 때문에, 프리앰블 전송과 그에 대한 검출 확인 과정에서 상당한 시간이 소요되며 결과적으로 메시지 전송 지연 시간이 매우 길어지게 되는 문제점이 있다.
두 번째, 위성 이동 통신 시스템의 이동 단말과 위성 시스템과의 거리는 지상 이동 통신 시스템의 이동 단말과 기지국과의 거리보다 훨씬 크기 때문에 프리엠블의 수신 전력 특성이 열악하여 위성 시스템이 프리엠블을 수신할 수 있는 확률이 매우 낮고, 저궤도 위성을 이용하는 경우에는 수십 Khz에 이르는 도플러 천이(Doppler Shift)가 발생하기 때문에 위성 이동 통신 시스템에서 지상 이동 통신 시스템의 경우와 같이 하나의 프리엠블만으로 수신 확률을 높이기 위해서는 많은 에너지를 프리엠블에 할당하여야 한다는 문제점이 있다.
세 번째, 지상 이동 통신 시스템의 경우 이동 단말과 기지국과의 링크 지연 시간이 작기 때문에 메시지 전송 이전에 프리엠블 전송 및 그에 대한 검출 확인 과정이 수행되고, 그 다음에 메시지 전송 및 메시지에 대한 응답-메시지의 수신 여부에 대한 응답이 아닌 메시지 내용에 대한 응답- 과정이 수행되어도 메시지 전송 지연에 대한 문제는 발생하지 아니한다.
또한, 지상 이동 통신 시스템에서는 이동 단말과 기지국간의 링크 지연 시간이 작기 때문에, 종래 기술인 알로하(ALOHA) 방식에 의해 프리엠블 및 메시지를 함께 전송한 후에 프리엠블 검출 응답 신호 없이 메시지에 대한 응답을 수신하여도 상위 계층에서의 메시지에 대한 응답의 처리 시간이 포함된 메시지 전송 지연 시간이 문제되지 아니한다. 알로하(ALOHA) 방식에 의해 임의 접속 채널에 접속하고자 하는 경우에 이동 단말은 프리엠블과 메시지를 함께 전송한 후에, 전송한 메시지에 대한 응답을 수신하여 프리엠블 및 메시지가 기지국에 오류 없이 전송되었는지 확인할 수 있다. 따라서, 기지국을 포함하는 접속 네트워크에서 이동 단말이 전송한 메시지에 대한 응답을 처리하고 이동 단말로 메시지 응답을 전송하기 위해서는 상위 계층의 처리 시간이 필요하다. 즉, 상위 계층에서 네트워크 내부적으로 소요되는 시그널링 및 처리 시간이 경과한 후에 이동 단말은 메시지에 대한 응답을 수신할 수 있게 되고 메시지가 오류없이 전송되었는지를 확인할 수 있게 된다.
따라서, 지상 이동 통신 시스템의 경우 메시지에 대한 응답을 이동 단말로 전송하기 위한 상위 계층의 시그널링 및 메시지 응답 처리 시간이 메시지 전송 지연 시간에 포함되어도 이동 단말이 메시지에 대한 응답을 수신하기까지의 지연 시간은 크지 않다.
그러나, 상기한 바와 같이, 위성 이동 통신 시스템의 경우 이동 단말과 위성 시스템간 위성 링크의 전파 지연 시간은 수십 ms 이상이며, 메시지 데이터 전송과 당해 메시지에 대한 응답 대기 시간은 전파 지연 시간의 수배에 해당한다. 따라서, 프리앰블 전송과 그에 대한 검출 확인 과정에서 상당한 시간이 소요되는 것은 물론 메시지에 대한 응답을 수신하기까지에는 상당한 시간이 소요된다는 문제점이 있다.
나아가, 이동 통신 시스템의 환경에 따라 차이가 있으나, 통상적으로 메시지에 대한 응답 처리 및 시그널링을 위한 시간은 링크 전파 지연 시간보다 크기 때문에 지상 이동 통신 시스템에서는 무시할 수 있는 링크 전파 지연 시간이 위성 이동 통신 시스템에서는 심각한 문제로 대두된다.
네 번째, 비동기 이동 통신 시스템의 경우 이동 단말이 접속 네트워크에 동기화되어 이동 단말로부터 임의 접속 채널을 통해 전송되는 패킷이 접속 네트워크의 슬럿 구간을 기준으로 하여 접속 네트워크에서 수신되도록 하기 위해서는 이동 단말은 패킷의 전송 시점을 접속 네트워크의 슬럿 구간의 정밀도 이내로 정확히 조절하여야 한다. 이러한 슬럿 구간 기반의 임의 접속 채널 전송 방법에 의해 이동 단말이 전송한 패킷의 수신 시점을 접속 네트워크의 슬럿 구간으로 동기화하기 위해서는 이동 단말과 접속 네트워크와의 전파 지연 시간이 정확히 파악되어야 하며 패킷 전송 시점이 조절되어야 한다. 따라서, 이동 단말과 접속 네트워크간의 임의 접속 채널을 통한 패킷 전송 이전에 슬럿 동기화를 위한 전송 및 그에 대한 피드백과정이 수행되거나 위치 확인 시스템(Global Positioning System, GPS)과 같은 외부 시스템의 신호를 이용하여 이동 단말의 정확한 위치를 확인함으로써 정확한 전파 지연 시간이 파악되어야 한다.
따라서, 비동기 위성 이동 통신 시스템의 경우에도 이동 단말과 위성 시스템간에 패킷이 교환되는 임의 접속 채널의 동기화를 단순화시키는 것이 바람직하다.
다섯 번째, 앞서 설명된 바와 같이 위성 이동 통신 시스템은 이동 단말이 위성 시스템으로 전송한 패킷의 수신 전력 특성이 열악하기 때문에, 상호 근접한 이동 단말이 동일한 시점을 기준으로 패킷을 전송하게 되면 거의 동일한 시점에서 위성 시스템이 패킷을 수신하게 되므로 상호 간섭이 발생하게 되어 패킷의 수신 확률은 더욱 심각하게 떨어지는 문제점이 있다.
동일한 시점을 기준으로 복수의 이동 단말로부터 전송된 패킷이 위성 시스템에서 수신될 때 특정 시간 구간에 집중되며, 집중되는 시간 구간은 왕복 지연 시간 차이에 의존하게 된다. 따라서 왕복 지연 시간 차이가 매우 작은 경우에는 각 이동 단말이 전송한 패킷이 특정 시간 구간에 집중되어 수신되고 따라서 상호 간섭이 심각하게 발생하게 되어 패킷의 수신 확률을 저하시키게 된다.
여섯 번째, 지상 이동 통신 시스템의 경우 프리엠블에 대한 수신 응답 메시지를 수신한 이동 단말이 메시지를 전송한 후, 소정 시간 동안 접속 네트워크로부터 전송되는 당해 메시지에 대한 응답을 기다려야 하며, 접속 네트워크가 당해 메시지를 수신하지 못한 경우에는 이동 단말이 프리엠블을 재전송하기 위해 대기하여야 하는 시간이 길어지게 되는 문제점이 있다. 이러한 문제점은 이동 단말과 위성 시스템간의 링크 지연 시간이 지상 이동 통신 시스템보다 훨씬 큰 위성 이동 통신 시스템의 경우에 더욱 심각해지게 된다.
본 발명은 CDMA 위성 이동 통신 시스템에서 간헐적인 트래픽 특성을 가진 패킷 서비스 이동 단말로부터 위성 시스템으로 메시지 데이터를 전송하는 경우에 사용되는 임의 접속 채널(Random Access CHannel, RACH) 접속 장치와 그 방법에 관한 것이다.
도1은 본 발명이 적용되는 위성 이동 통신 환경을 설명하기 위한 위성 시스템 및 이동 단말의 개략도,
도2는 도1에서 이동 단말의 구성을 설명하기 위한 일실시예 기능 블럭도,
도3은 도1에서 지구국 또는 위성에서 채용되는 임의 접속 채널 접속 장치의 구성을 설명하기 위한 일실시예 기능 블럭도,
도4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 임의 접속 채널 접속 방법을 설명하기 위한 프레임 구간 및 패킷의 타이밍도,
도5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 임의 접속 채널 접속 방법을 설명하기 위한 프리엠블 및 메시지의 구성도,
도6은 본 발명에 따른 서브 프리엠블의 단속적 전송을 설명하기 위한 프리엠블 구조도,
도7은 본 발명에 따른 임의 접속 채널에서의 전력 증가 재전송 주기 및 재전송 주기를 설명하기 위한 도면,
도8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 임의 접속 채널 접속 방법을 나타내는 흐름도이다.
따라서, 본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 위성 이동 통신 시스템의 임의 접속 채널 접속 과정에서 전송 지연 시간을 단축시키기 위한 임의 접속 채널 접속 장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 위성 이동 통신 시스템의 임의 접속 채널 접속 과정에서 위성 시스템이 상기 이동 단말로부터 전송된 프리엠블 및 메시지의 수신 확률을 증대시키기 위한 임의 접속 채널 접속 장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 이동 단말로부터 전송되는 패킷의 수신 확률은 증대시키는 반면 전송 패킷의 전송 전력을 감소시키기 위한 임의 접속 채널 접속 장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 위성 이동 통신 시스템의 임의 접속 채널 접속 과정에서 상위 계층의 시그널링 및 메시지 응답 처리 시간을 제외시킴으로써 이동 단말의 응답 대기 시간을 단축시키기 위한 임의 접속 채널 접속 장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 비동기 위성 이동 시스템의 경우에도 이동 단말과 위성 시스템간의 패킷 전송에 필요한 동기화를 단순화시키기 위한 임의 접속 채널 접속 장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 복수의 이동 단말이 전송하는 패킷 전송 시점을 프레임 단위로 분산시켜 위성 시스템이 복수의 이동 단말로부터 패킷을 수신하는 경우에도 패킷 간의 상호 간섭을 감소시키기 위한 임의 접속 채널 접속 장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 복수의 이동 단말이 전송하는 패킷 전송 시점을 복수의 이동 단말이 독립적으로 선택하는 전송 오프셋 시간으로 분산시켜 위성 시스템이 복수의 이동 단말로부터 패킷을 수신하는 경우에도 패킷 간의 상호 간섭을 감소시키기 위한 임의 접속 채널 접속 장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 위성 시스템으로부터 메시지에 대한 응답 대신 위성 시스템의 물리 계층에서 전송하는 메시지 검출 응답 신호를 수신하도록 함으로써 위성 시스템이 프리엠블은 성공적으로 수신하였으나 메시지 데이터 수신에 실패한 경우에 이동 단말의 메시지 데이터 재전송 대기 시간을 단축시키기 위한 임의 접속 채널 접속 장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서의 도면,발명의 상세한 설명 및 특허청구범위로부터 본 발명의 다른 목적 및 장점을 쉽게 인식할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 위성 시스템에서 복수의 이동 단말이 메시지 데이터를 전송하는 임의 접속 채널에 접속하는 방법에 있어서, 상기 복수의 이동 단말로부터 함께 전송되는 프리엠블 및 상기 메시지 데이터를 연속하여 수신하는 제1단계 및 상기 프리엠블 또는 메시지 데이터에 대한 검출 응답 신호를 상기 복수의 이동 단말로 전송하는 제2단계를 포함하는 임의 접속 채널 접속 방법을 제공한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 복수의 이동 단말 시스템들이 메시지 데이터를 전송하는 위성 시스템의 임의 접속 채널에 대한 이동 단말 시스템의 접속 방법에 있어서, 상기 위성 시스템으로 프리엠블 및 상기 메시지 데이터를 연속적으로 함께 전송하는 제1단계, 상기 위성 시스템으로부터 상기 제1단계의 프리엠블 또는 메시지 데이터에 대한 검출 응답 신호를 수신하는 제2단계 및 상기 검출 응답 신호를 기초로 상기 프리엠블 및 메시지 데이터를 재전송하거나 메시지 데이터에 대한 응답의 수신을 대기하는 제3단계를 포함하는 임의 접속 채널 접속 방법을 제공한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 복수의 이동 단말이 위성 시스템으로 메시지 데이터를 전송하는 임의 접속 채널에 접속하기 위한 이동 단말 시스템의 임의 접속 채널 접속 장치에 있어서, 복수의 서브 프리엠블로 구성된 프리엠블 및 메시지 데이터를 전송하기 위한 접속 프레임 구간과, 상기 접속 프레임 구간이 복수 개로 구분된 서브 접속 프레임 구간 중 어느 하나의 서브 접속 프레임 구간과, 전송 오프셋 시간과, 상기 프리엠블을 생성하기 위한 시그너쳐 코드 및 접속하고자 하는 임의 접속 채널에서 상기 선택한 서브 접속 프레임 구간에 대응하는 확산 코드를 선택하기 위한 전송 자원 결정 수단, 상기 전송 자원 결정 수단에서 결정된 시그너쳐 코드 및 확산 코드를 이용하여 상기 프리엠블 및 메시지 데이터를 상기 임의 접속 채널로 전송하기에 적합하도록 변조하기 위한 생성 수단, 상기 접속 프레임 구간 또는 상기 서브 접속 프레임 구간의 시작 시점으로부터 상기 선택된 전송 오프셋 시간이 경과된 후에 상기 프리엠블 및 메시지 데이터를 연속하여 함께 전송하고 상기 전송된 프리엠블 및 메시지 데이터에 대한 검출 응답 신호를 수신하기 위한 송수신 수단 및 상기 수신된 검출 응답 신호를 기초로 상기 프리엠블 및 메시지 데이터를 재전송할 것인지 또는 메시지 데이터에 대한 응답의 수신을 대기할 것인지 여부를 결정하는 전송 결정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말 시스템의 임의 접속 채널 접속 장치를 제공한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 복수의 이동 단말 시스템이 위성 시스템으로 메시지 데이터를 전송하는 임의 접속 채널에 접속하기 위한 상기 위성 시스템의 임의 접속 장치에 있어서, 상기 복수의 이동 단말 시스템으로부터 함께 전송되는 프리엠블 및 상기 메시지 데이터를 연속하여 수신하기 위한 송수신 수단 및 상기 프리엠블 또는 메시지 데이터의 검출 정보를 포함하는 양의 검출 응답 신호 또는 상기 프리엠블 또는 메시지 데이터가 전송된 임의 접속 채널의 현재 사용 불가 정보를 포함하는 음의 검출 응답 신호를 생성하기 위한 검출 응답 신호생성 수단을 포함하는 위성 시스템의 임의 접속 장치를 제공한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 복수의 이동 단말이 위성 시스템으로 메시지 데이터를 전송하는 임의 접속 채널에 접속하기 위한 이동 단말 시스템에 있어서, 복수의 서브 프리엠블로 구성된 프리엠블 및 메시지 데이터를 전송하기 위한 접속 프레임 구간과, 상기 접속 프레임 구간이 복수 개로 구분된 서브 접속 프레임 구간 중 어느 하나의 서브 접속 프레임 구간과, 전송 오프셋 시간과, 상기 프리엠블을 생성하기 위한 시그너쳐 코드 및 접속하고자 하는 임의 접속 채널에서 상기 선택한 서브 접속 프레임 구간에 대응하는 확산 코드를 선택하기 위한 전송 자원 결정 수단, 상기 전송 자원 결정 수단에서 결정된 시그너쳐 코드 및 확산 코드를 이용하여 상기 프리엠블 및 메시지 데이터를 상기 임의 접속 채널로 전송하기에 적합하도록 변조하기 위한 생성 수단, 상기 접속 프레임 구간 또는 상기 서브 접속 프레임 구간의 시작 시점으로부터 상기 선택된 전송 오프셋 시간이 경과된 후에 상기 프리엠블 및 메시지 데이터를 연속하여 함께 전송하고 상기 전송된 프리엠블 및 메시지 데이터에 대한 검출 응답 신호를 수신하기 위한 송수신 수단 및 상기 수신된 검출 응답 신호를 기초로 상기 프리엠블 및 메시지 데이터를 재전송할 것인지 또는 메시지 데이터에 대한 응답의 수신을 대기할 것인지 여부를 결정하는 전송 결정 수단을 포함하는 이동 단말 시스템을 제공한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 복수의 이동 단말 시스템이 위성 시스템으로 메시지 데이터를 전송하는 임의 접속 채널에 접속하기 위한 상기 위성 시스템에 있어서, 상기 복수의 이동 단말 시스템으로부터 함께 전송되는 프리엠블 및 상기 메시지 데이터를 연속하여 수신하기 위한 송수신 수단 및 상기 프리엠블 또는 메시지 데이터의 검출 정보를 포함하는 양의 검출 응답 신호 또는 상기 프리엠블 또는 메시지 데이터가 전송된 임의 접속 채널의 현재 사용 불가 정보를 포함하는 음의 검출 응답 신호를 생성하기 위한 검출 응답 신호 생성 수단을 포함하는 위성 시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면, 이동 단말과 위성 시스템간의 위성 링크에서 패킷 전송에 소요되는 지연 시간을 단축시키기 위해 임의 접속 채널로의 접속을 위한 프리엠블 및 메시지 데이터를 연속하여 전송한다.
또한, 이동 단말의 응답 대기 지연 시간을 단축시키기 위해 위성 시스템의 위성 또는 지구국의 물리 계층에서 프리엠블 또는 메시지 데이터의 검출 응답 신호를 처리하게 된다.
또한, 위성 링크의 열악한 수신 전력 환경에서도 프리엠블 및 메시지 데이터의 수신 확률을 높이기 위해 프리엠블을 연속적인 복수개의 서브 프리엠블이 반복되도록 구성하여 위성 시스템으로 전송한다. 여기서, 연속적으로 전송되는 프리엠블과 메시지 데이터를 구분하기 위해 마지막 서브 프리엠블의 코드는 앞서의 서브 프리엠블 코드에 대한 반전 부호를 갖거나 공액 코드(conjugate code)가 될 수 있다.
나아가, 페이딩 채널에서 반복되는 서브 프리엠블의 전력 효율을 높이기 위해 단속적으로 전송하도록 할 수 있다.
또한, 비동기 위성 이동 통신 시스템의 이동 단말과 위성 시스템의 동기화를단순화시키기 위해 위성 시스템으로부터 이동 단말로 향하는 하향 링크의 제어 채널을 통해 이동 단말이 수신하는 무선 프레임을 기준으로 프리엠블 및 메시지 데이터의 전송 시점의 기준이 되는 접속 프레임을 위성 시스템과 동기화시킨다. 여기서, 접속 프레임은 최대 전파 지연 시간의 차이보다 크게 설정될 수 있으며, 이동 단말의 검출 확인 응답 수신을 위한 기준 시점 및 프리엠블 및 메시지 데이터의 재전송을 위한 기준 시점이 접속 프레임을 기준으로 설정될 수 있다.
또한, 위성 이동 통신 시스템에서 복수의 이동 단말로부터 전송되는 프리엠블 및 메시지 데이터의 수신을 분산시키기 위해 접속 프레임을 복수개의 서브 접속 프레임으로 구분하거나 프리엠블 및 메시지 데이터의 송신 시점을 접속 프레임 구간 또는 서브 접속 프레임 구간의 시작 시점으로부터 복수의 이동 단말 각각이 독립적으로 선택하는 전송 오프셋 시간 이후로 설정함으로써 복수의 이동 단말 각각이 패킷 전송 시점을 달리할 수 있다.
또한, 이동 단말의 응답 대기 시간을 단축시키기 위해 프리엠블 검출 응답 신호를 메시지 검출 응답 신호로 사용할 수 있다.
또한, 임의 접속 메시지의 종류에 따라 우선순위를 부여하기 위해 임의 접속 채널(RACH)에서 사용 가능한 접속 프레임의 집합, 확산 코드, 퍼시스턴스(persistence) 검사 과정에서의 확률, 초기 메시지 전송 전력, 재전송 과정에서의 전력 증가값을 메시지 종류에 따라 다르게 할당할 수 있다.
상술한 목적, 특징 및 장점들은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도1은 본 발명이 적용되는 위성 이동 통신 환경을 설명하기 위한 위성 시스템 및 이동 단말의 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 위성 이동 통신 환경은, 메시지 데이터를 발생시키고 임의 접속 채널을 통해 프리엠블 및 메시지 데이터를 전송하는 이동 단말(170) 및 응답 채널을 통해 상기 이동 단말(170)로부터 전송된 프리엠블 및 메시지 데이터에 대한 검출 응답 신호를 전송하며 메시지 데이터를 지상 네트워크(도면에 도시되지 않음)로 중계하는 위성 시스템(100)을 포함하며, 상기 위성 시스템(100)은 위성 시스템(100)을 제어하고 지상 네트워크와의 연동을 수행하는 제어국(150), 위성(110) 및 지구국(130)을 구비하여 이동 단말(170)과 지상 네트워크간의 연결을 제공한다.
도2는 도1에서 이동 단말의 구성을 설명하기 위한 일실시예 기능 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동 단말(170)은 프리엠블 및 메시지 데이터를 연속하여 접속 프레임 구간 동안 위성 시스템(100)으로 전송하고, 상기 위성 시스템(100)으로부터 프리엠블 검출 응답 신호, 메시지 검출 응답 신호 또는 메시지에 대한 응답을 수신하는 이동 단말 송수신부(209)를 포함한다. 이동단말 송수신부(209)는 후술되는 바와 같이 접속 프레임 구간 또는 서브 접속 프레임 구간의 시작 시점으로부터 소정의 전송 오프셋 시간 차이(TOff)를 가지고 프리엠블 및 메시지 데이터를 전송할 수 있다.
또한, 이동 단말(170)은 사용자 데이터를 임의 접속 채널을 통해 전송할 수 있도록 메시지 데이터으로 변환시키는 메시지 데이터 처리부(201)를 포함한다.
또한, 이동 단말(170)은 본 발명에 따라 프리엠블 및 메시지 데이터를 전송하기 위한 접속 프레임 구간과 프리엠블을 생성하기 위한 시그너쳐 코드 등 임의 접속 채널에 접속하기 위해 필요한 파라미터를 선택하는 전송 자원 결정부(203)를 더 포함한다. 본 발명에 따라 임의 접속 채널에 접속하고자 하는 모든 이동 단말의 전송 자원 결정부(203)는 접속 프레임 구간 및 서브 접속 프레임 구간을 독립적으로 선택하며, 접속 프레임 구간은 서로 다른 이동 단말(170)과 상기 위성 시스템(100)간의 왕복 전파 지연 시간의 최대 차이보다 크게 설정되도록 할 수 있다.
또한, 이동 단말(170)은 본 발명에 따라 상기 시그너쳐 코드를 이용하여 프리엠블을 생성하며, 상기 메시지 데이터 처리부(201)로부터 메시지 데이터를 수신하여 임의 접속 채널에 적합한 신호 체계로 복조하는 전송부(205)를 포함한다. 따라서, 전송부(205)는 프리엠블 생성 수단 및 데이터 패킷 대역 확산 수단을 갖는다.
마지막으로, 이동 단말(170)은 위성 시스템(100)으로부터 이동 단말 송수신부(209)가 수신한 응답을 기초로 프리엠블 및 메시지 데이터를 재전송하는지 여부를 결정하는 전송 결정부(207)를 포함한다. 전송 결정부(207)는 위성시스템(100)으로부터 응답을 수신하지 못한 경우, 응답을 수신할 때까지 프리엠블 및 메시지 데이터의 전력을 증가시켜 재전송하기 위해 전송 자원 결정부(203) 및 전송부(205)를 활성화시킨다. 또한, 전송 결정부(207)는 위성시스템(100)으로부터의 응답이 후술되는 음의 응답인 경우 소정 시간(백오프 지연 시간) 경과 후 프리엠블 및 메시지 데이터를 재전송하기 위해 상기 전송 자원 결정부(203) 및 전송부(205)를 활성화시킨다. 또한, 전송 결정부(207)는 선택된 임의 접속 채널을 통해 프리엠블 및 메시지 데이터를 전송하기 위해 전송부(205)를 활성화시킨다. 그리고, 상기 전송 결정부(207)는 제어 채널(401, 도4 참조)을 통해 위성 시스템(100)으로부터 획득한 채널 정보를 기초로 임의 접속 채널 접속에 관련된 파라미터를 갱신한다.
도3은 도1에서 지구국 또는 위성에서 채용되는 임의 접속 채널 접속 장치의 구성을 설명하기 위한 일실시예 기능 블록도이다.
본 발명에 따른 위성 시스템의 임의 접속 채널 접속 장치는 위성(110) 또는 지구국(130)에서 구현될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 임의 접속 채널 접속 장치는 복수의 이동 단말로부터 전송되는 프리엠블과 메시지 데이터를 수신하고 그에 대한 검출 응답 신호 및 메시지에 대한 응답을 복수의 이동 단말로 전송하는 위성 시스템 송수신부(301)와 메시지 데이터를 지상 네트워크로 중계하는 메시지 데이터 송수신부(303)를 포함한다.
한편, 임의 접속 채널 접속 장치는, 본 발명에 따라 위성 시스템송수신부(301)로부터 수신한 프리엠블 또는 메시지 데이터에 대한 검출 응답 신호를 생성하는 검출 응답 신호 생성부(305)를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 이동 단말(170)로부터 위성 시스템(100)으로의 상향 링크(역방향 링크)는 임의 접속 채널(405, 409)로 구성되어 있으며, 위성 시스템(100)로부터 이동 단말(170)로의 하향 링크(순방향 링크)는 제어 채널(401) 및 응답 채널(403, 407)로 구성되어 있다.
제어 채널(401, 도4 참조)은 임의 접속 채널의 현재 사용 상태에 관한 정보를 위성 시스템(100)이 이동 단말(170)로 전송하기 위한 채널로서, 이동 단말(170)은 위성 시스템(100)이 제어 채널(401, 도4 참조)을 통해 전송한 임의 접속 채널(405, 409) 접속에 관련된 파라미터를 수신하여, 임의 접속 채널(407) 접속을 위한 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)를 위성 시스템(100)으로 전송한다.
상기 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)를 수신한 위성 시스템(100)은 응답 채널(403, 407)을 통해 프리엠블 검출 응답 신호 또는 메시지 데이터 검출 응답 신호(423, 433)를 이동 단말(170)로 전송한다.
도4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 임의 접속 채널 접속 방법을 설명하기 위한 프레임 구간 및 패킷의 타이밍도이고, 도5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 임의 접속 채널 접속 방법을 설명하기 위한 프리엠블 및 메시지의 구성도이며, 도6은 본 발명에 따른 서브 프리엠블의 단속적 전송을 설명하기 위한 프리엠블 구조도이다.
도4에 도시된 바와 같이, 위성(110)의 관할 영역 내에 있는 이동 단말(170)은 위성(110)으로부터 전송된 제어 채널(401)의 시간 구간(time interval)인 무선 프레임 구간(411)을 기준으로 임의 접속 채널의 시간 구간(time interval)인 접속 프레임 구간(421) 및 서브 접속 프레임 구간(431, 441)의 시점을 동기화 한다.
비동기식 CDMA 방식을 적용하는 위성 이동 통신 시스템에서, 이동 단말로부터 임의 접속 채널을 통해 전송되는 패킷이 지구국(위성이 단순 중계 역할만을 하는 경우) 또는 위성(위성이 재생 중계 역할을 하는 경우)의 슬럿 구간으로 동기화 되도록 하기 위해서는 각 이동 단말의 전송 시점을 슬럿 구간의 정밀도 이내로 정확히 조절하여야 한다. 이러한 슬럿 기반의 임의 접속 채널 접속 방법은 각 이동 단말에 대한 링크 경로 지연 시간을 측정하는 과정과 전송 시점을 조정하는 과정을 포함하여야 한다.
이와 같은 종래 기술의 슬럿 기반 임의 접속 채널 접속 방법에서 요구되는 부가적인 위성 또는 지구국에서의 수신 시점 조정 과정을 단순화하기 위해, 일반적으로 이동 단말로부터 전송된 메시지의 수신 시점을 특정 시간 즉 위성 또는 지구국의 슬럿 구간으로 조정하는 대신, 각각의 이동 단말(170)은 제어 채널(401)을 통해 위성 시스템(100)으로부터 수신하는 무선 프레임(411)을 기준으로 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)의 전송 시점을 설정한다.
또한, 패킷 전송의 시간 단위를 슬럿 구간 보다 길이가 큰 프레임으로 한다. 즉, 접속 프레임 구간(421)의 길이는 위성(110)의 관할 영역 내에서 서로 다른 위치에 있는 이동 단말(170)들에 대한 왕복 전파 지연 시간의 최대 차보다 크게 설정될 수 있다.
위성(110)의 관할 영역 내에 존재하는 각 이동 단말(170)과 위성(110)간의 거리는 각기 다르며, 이에 따라 서로 다른 위치에 존재하는 이동 단말(170)이 전송한 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)는 이동 단말(170)과 위성(110)간 전파 지연 시간의 차이만큼의 수신 시간차를 갖고 위성 시스템(100)에서 수신된다.
나아가 당해 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)에 대한 검출 응답 신호가 위성 시스템(100)으로부터 각각의 이동 단말(170)으로 전송될 때에도 각 이동 단말(170)은 이동 단말(170)과 위성(110)간 전파 지연 시간의 차이만큼의 수신 시간차를 갖고 당해 검출 응답 신호를 수신하게 된다.
결국, 서로 다른 이동 단말(170)에서의 수신 시점은 이동 단말(170)과 위성(110)간 전파 지연 시간에 의해 왕복 전파 지연 시간의 차이가 있으며 이동 단말(170)의 패킷 전송을 본 발명에 따라 접속 프레임 구간(421)의 시간 단위로 제어하는 경우에는 접속 프레임 구간(421)의 길이는 왕복 전파 지연 시간의 최대 차이보다 크게 설정될 수 있다.
즉, 위성 시스템(100)이 수신한 패킷이 전송된 접속 프레임 구간(421)이 동일한 무선 프레임 구간(411)을 기준으로 하여 전송된 것인지 상이한 무선 프레임 구간(411)을 기준으로 하여 전송된 것인지를 판단할 수 있도록 접속 프레임 구간의 길이(421)가 왕복 전파 지연 시간의 최대차 보다 크게 설정될 수 있다.
위성 시스템(100)이 수신한 패킷이 전송된 접속 프레임 구간(421)을 기준으로 검출 응답 신호(423, 433)를 전송할 접속 프레임 구간(421)의 시점이 결정되며, 패킷을 전송한 각 이동 단말(170)은 상기 검출 응답 신호(423, 433)가 전송되는 접속 프레임 구간(421)을 기준으로 검출 응답 신호(423, 433) 수신을 대기한다.
여기서 도4는 본 발명의 일실시예를 설명하기 위해, 임의 접속 채널(409)은 무선 프레임 구간(411)의 두 배의 길이를 갖는 접속 프레임 구간(423)으로 구성된 경우를 도시한 것이다. 즉, 위성(110)의 관할 영역 내에서의 왕복 지연 시간 차이의 최대 차이가 하나의 무선 프레임 구간(411)의 시간 길이보다는 크고 두 개의 무선 프레임 구간(411)의 시간 길이 보다는 작은 경우로서 접속 프레임 구간(421)의 길이를 무선 프레임 구간(411)의 2배로 한 경우를 도시한 것이다.
접속 프레임 구간(421)의 길이는 제어의 편의성을 위해 무선 프레임 구간(411)의 정수배로 설정될 수도 있다. 즉, 아래의 수학식 1을 만족하는 정수 n에 의해 무선 프레임 구간(411)의 n배 길이로 설정된다.
그러나, 도면에 도시된 바와 같은 무선 프레임 구간(411) 및 접속 프레임 구간(421)의 선정은 위성 이동 통신 환경 및 시스템 설계에 따라 다양하게 변화될 수 있음은 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.
따라서, 본 발명은 도면에 도시된 바와 같은 무선 프레임 구간(411) 및 접속 프레임 구간(421)의 선정에 한정되지 않는 것으로 이해되어야 한다.
만약, 왕복 전파 지연 시간의 최대 차이가 무선 프레임 구간(411)보다 작을 경우에는 임의 접속 채널의 패킷 전송 시간 단위를 접속 프레임 구간(421)대신에 무선 프레임 구간(411)으로 설정 할 수도 있다.
상기된 바와 같이, 접속 프레임 구간(421)이 무선 프레임 구간(411)의 길이 보다 큰 경우, 접속 프레임 구간(421)은 여러 개의 서브 접속 프레임 구간(431, 441)으로 구분될 수 있다. 접속 프레임 구간(421)이 무선 프레임 구간(411)의 n배(n은 정수)이면 하나의 접속 프레임 구간(421)에 n개의 서브 접속 프레임 구간이 설정될 수 있다.
이동 단말(170)은 접속 프레임 구간(421) 및 당해 접속 프레임 구간(421) 내의 서브 접속 프레임 구간(431, 441) 중 어느 하나를 선택하고, 선택된 서브 접속 프레임 구간(431, 441)을 기준으로 하여 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)를 전송하게 된다. 이 경우 임의 접속 채널(409)의 서브 접속 프레임 구간(431, 441) 각각에 대응하는 확산 코드(S pre , i )를 설정할 수 있다. 즉, 이동 단말(170)이 접속하고자 하는 임의 접속 채널(409)에서 이동 단말(170)이 선택한 서브 접속 프레임 구간(431, 441)i에 대응하는 확산 코드를 설정할 수 있다.
이에 따라, 동일한 임의 접속 채널(409)의 접속 프레임 구간(421)에서 상이한 서브 접속 프레임 구간(431, 441)을 기준으로 전송된 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)를 위성 시스템(100)이 구별할 수 있게 된다.
나아가, 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)의 전송 시점을 이동단말(170)이 선택한 서브 접속 프레임 구간(431, 441)의 시작 시점으로부터 전송 오프셋 시간(T off [chip])만큼 오프셋되도록 설정할 수 있다. 전송 오프셋 시간(T off )은 소정의 최대 전송 오프셋 시간T off,max 에 의해 결정되는-T off,max 으로부터T off,max 까지의 구간 중에서 이동 단말(170)이 독립적으로 선택하는 값이다.
상기된 바와 같이, 서브 접속 프레임 구간(431, 441) 및 전송 오프셋 시간(T off )을 기준으로 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)가 전송되도록 하는 이유는 상호 근접하게 위치한 이동 단말(170)이 동일한 접속 프레임 구간(421)의 시점에서 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)를 전송하면 거의 동일한 시점에서 위성 시스템(100)이 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)를 수신하게 되어 패킷간에 상호 간섭이 발생할 수 있기 때문이다.
동일한 접속 프레임 구간(421)의 시작 시점을 기준으로 복수의 이동 단말(170)로부터 전송된 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)들이 위성 시스템(100)에서 수신될 때 특정 시간 구간에 집중될 수 있다. 집중되는 시간 구간은 왕복 지연 시간의 차이에 의존한다. 따라서 왕복 지연 시간의 차이가 접속 프레임 구간(421)의 시간 길이보다 매우 작을 경우 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)들이 해당 시간 구간에 집중되고 따라서 상호 간섭이 심각하게 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면 복수의 이동 단말(170) 각각이 독립적으로 선택한 서브 접속 프레임 구간(431, 441) 및 전송 오프셋 시간(T off )에 의해 프리엠블(415)및 메시지 데이터(425)의 전송 시점을 분산시킴으로써 상호 간섭을 방지할 수 있게 된다.
도4에서 임의 접속 채널(405)은 접속 프레임 구간(421), 서브 접속 프레임 구간(431, 441) 및 전송 오프셋 시간(T off )이 고려되지 아니한 경우에 이동 단말이 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)를 전송하는 경우를 도시한 것이고, 임의 접속 채널(409)은 접속 프레임 구간(421), 서브 접속 프레임 구간(431, 441) 및 전송 오프셋 시간(T off )이 고려되어 이동 단말(170)이 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)를 전송하는 경우를 도시한 것이다.
한편, 본 발명에 따라 전송 오프셋 시간(T off )이 패킷 전송 시점의 기준으로 사용되는 경우에는, 이동 단말(170)의 수신 시점에 있어서 왕복 지연 시간의 최대차 이외에도 최대 전송 오프셋 시간T off,max 에 의해 결정되는-T off,max 으로부터T off,max 까지의 구간의 시간차가 존재하기 때문에 상기 [수학식 1]이 다음의 [수학식 2]와 같이 최대 초기 전송 오프셋 시간이 고려되도록 수정된다.
한편, 임의 접속 채널(405, 409)을 통해 이동 단말(170)로부터 위성시스템(100)으로 전송되는 데이터 패킷은 도4와 도5에서 도시한 바와 같이 메시지 수신을 용이하게 하기 위해 삽입되는 프리앰블(415)과 실제 전달할 정보를 담은 메시지 데이터(425)로 구성된다. 메시지 데이터(425)는 사용자 데이터가 이동 단말(170)이 접속 하고자 하는 임의 접속 채널(405, 409) 또는 이동 단말(170)이 접속 하고자 하는 임의 접속 채널(409)에서 이동 단말(170)이 선택한 서브 접속 프레임 구간(431, 441)에 대응하는 확산 코드(S pre,i )로 확산된 것이다.
도5에 도시된 바와 같이 프리앰블(415)은N p 개의 서브 프리앰블(505, 515)로 구성되며, 각 서브 프리앰블(505, 515)은L SP 칩(chip) 길이를 가진다. 각 서브 프리앰블(505, 515)은 해당 임의 접속 채널(405, 409)i의 확산코드S pre,i 와 서로 다른 이동 단말(170)로부터 전송된 프리앰블 구별을 위한 시그너쳐 코드C s 에 의해 수학식 3과 같이 구성된다. 여기서, 확산 코드S pre,i 의 길이는 서브 프리엠블(505, 515)의 길이와 동일하게L SP 칩(chip)으로 구성되고, 시그너쳐 코드의 길이L sig 칩의 정수배가 되도록 하여 시그너쳐 코드가 서브 프리엠블(505, 515)에서 반복되도록 한다. 따라서, 각 서브 프리엠블 길이의 구간 내에 시그너쳐가N sig 번 반복되도록 구성되는 경우에는L SP = N sig ×L sig 의 관계식이 성립한다.
수학식 3에서C pre 는 이동 단말(170)이 접속 하고자 하는 임의 접속 채널(405, 409) 또는 이동 단말(170)이 접속하고자 하는 임의 접속 채널(409)에서 이동 단말(170)이 선택한 서브 접속 프레임 구간(431, 441)i에 대응하는 확산 코드S pre,i 및s번째 시그너쳐 코드C s 에 의해 생성되는 서브 프리엠블 코드를 의미한다. 코드의 각 칩은 1 또는 -1의 값을 갖는다.
또한,k mod L sig 는k를L sig 로 나누었을 때 취해지는 나머지 값을 의미한다.
시그너쳐(Signature) 코드C s 는 임의 접속 채널(405, 409)의 프리엠블에 이용되는 확산 부호(Spreading Code)를 변조하는 복수개의 심볼로 구성된 시퀀스이다. 이러한 시그너쳐를 이용하는 경우, 시그너쳐간(따라서 프리엠블간)에 직교성이 유지되기 때문에 복수의 이동 단말이 상이한 시그너쳐를 이용하여 전송한 복수의 프리엠블을 위성 시스템(100)이 구별하여 검출할 수 있다. 일반적으로, 시그너쳐는 상호간 독립성을 유지하는 시퀀스로 구성되며 하다마드(Hadamard) 시퀀스가 이용될 수 있다.
위성 시스템(100)에서의 프리앰블(415) 검출 확률을 높이기 위해서 각 서브 프리앰블은N p 번 반복되고, 앞부분의N p-1 개의 서브 프리앰블(505)은 동일 코드C pre 로 구성되며, 마지막 서브 프리앰블(515)은 부호가 역전된 코드-C pre 또는 공액 코드(conjugate code)C pre * 로 구성된다.
공액 코드에 의한 서브 프리엠블(C pre * )(515)은 이전 서브 프리엠블(C pre )(505)에서 사용된, 이동 단말(170)이 접속 하고자 하는 임의 접속 채널(405, 409) 또는 이동 단말(170)이 접속 하고자 하는 임의 접속 채널(409)에서 이동 단말(170)이 선택한 서브 접속 프레임 구간(431, 441)에 대응하는 확산 코드(S pre,i )의 공액 코드(Conjugate Code)(S pre ,i * )에 의해 구현될 수 있다.
이동 단말(170)이 접속하고자 하는 임의 접속 채널(405, 409)에 따라 사용 가능한 시그너쳐 코드가 미리 정의되며, 이동 단말(170)은 해당 임의 접속 채널(405, 409)에 대응되는 시그너쳐 코드들 중 하나의 시그너쳐 코드를 선택한다.
예를 들어, 16개의 임의 접속 채널에 대응하는 16개의 시그너쳐 코드가 설정되어 있을 수도 있다. 또한, 4개의 시그너쳐 코드로 구성된 시그너쳐 그룹이 4개 설정되어 4개의 임의 접속 채널에 매핑될 수도 있다. 여기서 시그너쳐 그룹은 동일한 시그너쳐 코드로 구성될 수도, 아닐 수도 있다. 임의 접속 채널과 시그너쳐 코드와의 매핑 관계는 시스템 설계자의 선택 사항이다.
임의 접속 채널(405, 409)은 이동 단말(170)이 전송하고자 하는 메시지 데이터(425)의 내용에 따라 상위 계층에서 선택된다. 임의 접속 채널(405, 409)은 메시지 데이터(425)의 클래스에 따라 다르게 선택될 수 있다. 또한 여러 클래스가 동일한 임의 접속 채널을 사용할 수도 있다.
그러나, 도면에 도시된 바와 같은 서브 프리엠블(415)의 반복 회수, 클래스의 구별/선택 및 시그너쳐 코드의 설정은 위성 이동 통신 환경 및 시스템 설계자에 따라 다양하게 변화될 수 있음은 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다. 따라서, 본 발명은 도면에 도시된 바와 같은 서브 프리엠블(415)의 반복 회수, 클래스의 구별/선택 및 시그너쳐 코드의 설정에 한정되지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이와 같이, 동일 코드(505)의 반복으로 위성 시스템(100)에서 프리앰블(415) 검출확률이 높아지며, 역전된 부호를 가진 마지막 서브 프리앰블(515) 또는 공액 코드인 마지막 서브 프리엠블(515)은 프리엠블(415)의 종료 및 이후의 데이터는 메시지 데이터(425)임을 알린다. 따라서, 프리앰블(415) 초기 수신 시점에서 검출 실패 하더라도 반복되는 다음 서브 프리앰블(505)에서 검출할 수 있으며, 연속된 서브 프리엠블(505) 중 어떠한 서브 프리앰블(505)에서 검출을 시작하더라도 마지막 서브 프리앰블(515)에 의해 프리앰블(415) 종료 시점 및 메시지 데이터(425)의 시작 시점을 알 수 있다.
프리엠블이 성공적으로 전송되기 위해 요구되는 에너지를E라 하면, 서브 프리엠블의 반복 없이 하나의 프리엠블만을 전송하는 종래 기술에 의하면E의 에너지가 하나의 프리엠블에 할당되어야 한다.
그러나, 본 발명에 따라 하나의 프리엠블(415)에N p 개의 서브 프리엠블(505, 515)을 반복하여 전송하는 경우에는 각각의 서브 프리엠블(505, 515)에E/N p 의 에너지가 할당된다. 이로써 동일한 에너지를 사용하면서도 순간 전송 전력을 작게 할당함으로써 다른 채널의 신호에 대한 순간 간섭을 줄일 수 있으며 서브 프리엠블(505)의 반복에 의해 프리엠블(415) 검출 능력을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 일반적으로 위성 이동 통신 환경에서의 수신 신호는 시간에 따라 전력이 변화하는 페이딩을 경험하게 된다. 이와 같은 페이딩 환경에서는 상기된 본 발명에 따라 서브 프리엠블(505, 515)을 연속적으로 전송하는 대신, 본 발명의 다른 일실시예인 도6에 도시된 바와 같이 미리 정의된 주기N g (N g <N p ) 에 따라N g 개의 서브 프리엠블(505, 515) 시간 구간 동안 하나의 서브 프리엠블(505, 515)(E/N p 의 에너지 보유)만을 전송하도록 하여 아래의 수학식 4와 같이 프리엠블 전송에 요구되는 전송 전력을 감소시킬 수 있다.
페이딩의 크기는 시간에 따라 변화하며 그 변화 속도는 이동 단말(170)의 이동 속도에 비례한다. 페이딩의 시간적 상관성에 따라, 근접한 서브 프리엠블(505, 515)들은 비슷한 크기의 페이딩을 경험하게 되며 상대적으로 멀리 위치한 서브 프리엠블(505, 515)들은 상관성이 없는 크기의 페이딩을 경험하게 된다. 즉 이전 서브 프리엠블(505)의 페이딩 크기는 크지만 이후 서브 프리엠블(505, 515)의 페이딩 크기는 작을 수 있다.
이와 같이 근접한 서브 프리엠블(505, 515)들은 비슷한 페이딩 크기를 갖지만 서로 떨어진 서브 프리엠블(505, 515)들은 상호 독립적인 페이딩 크기를 가질 수 있는 것이다. 따라서 서브 프리엠블(505, 515)을 연속해서 전송하는 대신 미리 정의된 시간 간격(N g )을 두고 서브 프리엠블(505)을 반복 전송함으로써 페이딩에 대한 다이버서티(diversity) 효과를 얻을 수 있으며, 전송 전력 효율을 증대시킬 수 있게 된다.
도6은 동일한 6개(N p = 6)의 서브 프리엠블(505, 515) 시간 구간 동안 1개(N g = 1, 601 참조), 2개(N g = 2, 603 참조) 및 3개(N g = 3, 605 참조)의 서브 프리엠블(505, 515) 시간 구간 간격을 두고 서브 프리엠블(505, 515)이 전송되는 일실시예를 도시한 것이다. 마지막 서브 프리엠블(515)은 상기된 바와 같이 이전 서브 프리엠블(505) 코드의 역전된 부호를 갖거나 이전 서브 프리엠블(505) 코드의 공액 코드로 구성된다.
한편, 종래 기술에 의하면 도1과 같은 위성 이동 통신 환경에서 이동 단말(170)이 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)를 전송하고, 제어국(150)으로부터 메시지에 대한 응답을 수신하기까지는 적어도 수학식 5와 같은 시간이 소요된다.
여기서,t UL 는 이동 단말(170)과 위성(110)간의 링크에서 전파 지연 시간,t FL 는 위성(110)과 지구국(130)간의 링크에서 전파 지연 시간,t x 는 지구국(130)의 물리 계층에서 패킷 수신 및 송신 처리 과정에서 소요되는 시간,t L 는 지구국(130)과 제어국(150)간의 전파 지연 시간,t RNC 는 제어국(150)에서 메시지 데이터(425)수신 및 송신 과정과 메시지 데이터(425)에 대한 응답 처리를 위해 소요되는 시간이다. 따라서t RNC 에는 제어국(150)의 상위 계층에서 메시지 데이터(425)에 대한 응답을 처리하는데 소요되는 시간이 포함된다. 물리 계층에서는 패킷 신호의 송수신을 담당한다. 검출 응답 신호(423, 433)는 물리 계층에서 처리되며, 메시지에 대한 응답은 상위 계층에서 처리된다.
따라서 종래 기술에 의하면 이동 단말은 메시지 데이터(425)를 전송였음에도 불구하고 지구국에서 메시지 데이터(425)가 성공적으로 수신되지 못하여 일정 대기 시간T 0 동안 제어국으로부터 이동 단말로 메시지(425)에 대한 응답이 전송되지 않으면, 이동 단말은 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)의 재전송을 시도한다. 그러므로 대기 시간T 0 는 적어도T 1 보다 커야 한다.
그러나, 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)를 연속하여 전송하는 본 발명에 따라서, 제어국(150)의 상위 계층에서 메시지(425)에 대한 응답을 수신하기 이전에, 이동 단말(170)이 연속적으로 전송한 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)의 검출 여부에 대해 물리 계층 레벨에서 즉각적으로 응답하면 재전송 지연 시간을 감소시킬 수 있다.
일반적으로 물리 계층 기능은 지구국(130)에 구현되는 바, 지구국(130)은 이동 단말(170)이 전송한 프리앰블(415)을 검출할 경우 검출된 프리앰블(415)에 대응되는 검출 확인값(AIs, 수학식 8 참조)를 이동 단말(170)로 전송한다.
반면, 이동 단말(170)은 전송된 프리엠블(415)에 대한 검출 응답 신호(423, 433)가 수신되지 않으면 즉각적으로 재전송을 시도하며, 이때 이동 단말(170)이 재전송하기 까지의 시간은 다음의 수학식 6과 같이 수학식 5의 경우에 비해 재전송 지연시간을 단축할 수 있다.
나아가, 물리 계층 기능이 위성(110)에 구현될 경우, 이동 단말(170)이 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)를 재전송하기 까지의 시간은 아래의 수학식 7과 같이 현저하게 단축된다.
상기의 수학식 6 및 수학식 7에서t x 는 본 발명의 일실시예에 따라 물리 계층의 신호 송수신 처리에 필요한 시간을 의미하는 것으로서 상기된 바와 같이 검출 응답 신호(423, 433)가 프리엠블(415)이 성공적으로 검출되었는지 여부를 확인하기 위해 사용되는 신호인 경우에는 연속적으로 전송되는 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)에서 프리엠블(415)을 수신하고 당해 프리엠블(415)이 성공적으로 수신된 경우에 검출 응답 신호(423, 433)를 생성하여 이동 단말(170)로 전송하는데 소요되는 시간을 의미한다.
본 발명의 또 다른 일실시예로서, 검출 응답 신호(423, 433)를 이동 단말(170)로부터 위성 시스템(100)으로 전송된 프리엠블(415)의 성공적 수신 여부를 확인하는 용도로만 사용하는 대신, 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425) 모두가 성공적으로 수신되었는지 여부를 확인하는 용도로 사용될 수 있도록 할 수 있다.
위성 시스템(100)에서는 프리엠블(415)이 성공적으로 검출되지 아니하면 프리엠블(415) 전송 이후에 연속적으로 전송된 메시지 데이터(425)도 검출되지 아니하는 것이다. 그러므로, 본 발명의 일실시예에 따라 프리엠블(415)에 이어 연속적으로 전송된 메시지 데이터(425)가 위성 시스템(100)에서 성공적으로 검출되었다는 의미는 이동 단말(170)이 전송한 프리엠블(415)도 성공적으로 검출되었다는 의미가 된다.
따라서, 프리엠블(415)을 성공적으로 수신하였는지 여부를 확인하는 용도로만 사용되는 검출 응답 신호(423, 433)의 변경 없이도 메시지 데이터(425)의 성공적인 수신 여부를 이동 단말(170)로 신속하게 알릴 수가 있게 되는 것이다. 메시지 데이터(425)의 성공적인 수신 여부는 메시지 데이터(425)에 포함된 CRC(Cyclic Redundancy Check) 코드를 이용하여 위성 시스템(100)에서 확인할 수 있다.
이에 따라, 프리엠블(415)은 성공적으로 수신되었으나 메시지 데이터(425) 수신에 실패한 경우에 이동 단말(170)이 메시지 데이터(425)를 재전송하기 위해 대기하는 시간을 단축시킬 수 있게 되는 것이다.
상기의 수학식 6 및 수학식 7에서t x 는 본 발명의 일실시예에 따라 물리 계층의 신호 송수신 처리에 필요한 시간을 의미하는 것으로서 상기된 바와 같이 검출 응답 신호(423, 433)가 메시지 데이터(425)가 성공적으로 검출되었는지 여부를 확인하기 위해 사용되는 신호인 경우에는 연속적으로 전송되는 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)를 수신하고 당해 메시지 데이터(425)가 오류없이 성공적으로 수신된 경우에 검출 응답 신호(423, 433)를 생성하여 이동 단말(170)로 전송하는데소요되는 시간을 의미한다.
위성 시스템(100)은 각 이동 단말(170)로부터 임의 접속 채널(405, 409)을 통해 연속적으로 전송된 프리앰블(415)과 메시지 데이터(425)를 물리 계층 레벨에서 수신하고, 응답 채널(403, 407)을 통해 검출 응답 신호(Acquisition Indicator, AI)(423, 433)를 이동 단말(170)로 전송한다.
위성 시스템(100)에서 전송되는 검출 응답 신호(423, 433)의 일실시예로서 프리엠블(415)에 대한 검출 응답 신호(423, 433)는 수학식 8과 같다.
수학식 8에서C s '는 복수의 이동 단말(170) 각각으로부터 전송된 프리엠블(415)에서 사용된 시그너쳐 코드C s 에 대응하는 코드이고,N s 는 시그너쳐의 총 수이다.AI s 는 검출 확인값로서 시그너쳐 코드C s 에 해당하는 프리엠블의 수신 여부에 따라 1, -1 또는 0의 값을 갖는다.L AI 는 검출 응답 신호(423, 433)의 길이이다.
따라서, 검출 응답 신호(AI, 423, 433)는 검출 확인값(AIs)에 따라C s '(양의 응답),-C s '(음의 응답) 또는 0(무응답) 중 어느 한 값을 갖는다.
앞서 설명된 본 발명의 일실시예인 메시지 데이터(425)에 대한 검출 응답 신호(423, 433)의 경우도 마찬가지로 검출 확인값(AI s )는 메시지 데이터(425)의 수신 여부에 따라 1, -1 또는 0의 값을 갖는다.
따라서, 검출된 프리앰블(415) 또는 메시지 데이터(425)에 대응되는 검출 확인값(AI s )는 1의 값을 갖고, 검출되지 않은 프리앰블(415) 또는 메시지 데이터(425)에 대응되는 검출 확인값(AI s )는 0의 값을 갖는다. 검출 확인값(AI s )가 0의 값을 갖는다는 의미는 0의 검출 확인값(AI s )에 대응하는 시그너쳐 코드C s 의 프리엠블(415) 또는 메시지 데이터(425)에 대한 검출 응답 신호(423)의 전력이 0, 즉 대응 시그너쳐 코드 Cs 의 프리엠블(415) 또는 메시지 데이터(425)에 대한 검출 응답 신호가 전송되지 아니한다는 의미가 된다.
프리엠블(415)은 성공적으로 수신하였으나 메시지 데이터(425)를 위한 수신기가 부족한 경우, 시스템 부하가 일정값을 초과할 경우 등 당해 프리엠블(415)이 전송된 임의 접속 채널을 사용할 수 없는 상태(busy 상태)인 경우에는 시스템 안정화를 위하여 모든 프리앰블(415) 또는 메시지 데이터(425)에 대응되는 검출 확인값(AI s )에 -1의 값을 할당한다.
그러나, 수학식 8에 나타난 바와 같은 특정 구조의 검출 응답 신호는 위성 이동 통신 환경 및 시스템 설계자에 따라 다양하게 변화될 수 있음은 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.
따라서, 본 발명은 수학식 8에 나타난 바와 같은 특정 구조의 검출 응답 신호에 한정되지 않으며, 다만 이동 단말(170)이 연속적으로 전송한 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)에 대하여 성공적인 검출 여부를 확인하기 위해 성공적인 검출을 의미하는 양의 응답, 패킷 검출 실패를 의미하는 무응답 및 위성 시스템의 부하가 초과된다거나 메시지 데이터 수신을 위한 수신기가 부족하다는 의미의 음의 응답 중 어느 하나를 이동 단말(170)로 전송할 수 있다는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 후술되는 바와 같이, 이동 단말(170)이 응답 채널을 통해 수신하는 검출 응답 신호(AI, 423, 433)의 서브 접속 프레임 구간(431, 441)은 이동 단말(170)이 초기 전송을 위해 선택한 서브 접속 프레임 구간(431, 441)에 대응하는 서브 접속 프레임 구간(431, 441) 즉 동일한 위치의 서브 접속 프레임 구간(431, 441)이다. 예를 들어 이동 단말(170)이 초기 전송을 위해 제1 서브 접속 프레임 구간(431)을 선택하였다면, 이동 단말(170)은 후술되는 바와 같이 임의 접속 채널(409)를 통해 서브 접속 프레임 구간(431)의 시작 시점으로부터 프리엠블-검출 응답 시간(T p-a )(407 참조) 이후인 제1 서브 접속 프레임 구간(431) 동안 검출 응답 신호(AI, 423, 433)를 수신하기 위해 대기하게 된다.
비록 도4의 응답 채널(403, 423)에서는 임의 접속 채널(405, 409)을 통해 전송된 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)에 대한 하나의 검출 확인값(AI s )이 대응하는 서브 접속 프레임 구간(431, 441)에 포함된 것으로 도시되어 있으나, 동일한 임의 접속 채널(405, 409)의 서브 접속 프레임 구간(431, 441)을 통해프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)을 전송한 모든 이동 단말(170)에 대해서 대응하는 서브 접속 프레임 구간(431, 441)에 모든 검출 확인값(AI s )이 포함되어 있다.
위성 시스템(100)은 연속적으로 전송된 프리앰블(415)과 메시지 데이터(425)를 물리 계층 레벨에서 검출하면, 검출 응답 신호(423, 433)를 이동 단말(170)로 전송함과 동시에 수신된 메시지 데이터(425)를 제어국(150)으로 전달한다. 제어국(150)은 성공적으로 수신된 메시지 데이터(425)에 대한 응답 메시지를 위성 시스템(100)을 통하여 이동 단말(170)로 전송한다.
도4의 임의 접속 채널(405)은 본 발명의 일실시예로서, 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)의 패킷 전송 시간 단위를 제어 채널(401)의 무선 프레임 구간(411)으로 하는 일실시예를 나타내고 있으며, 당해 임의 접속 채널(405)에 대한 응답은 응답 채널(403)을 통해 전송되는 일실시예를 나타내고 있다.
본 발명에 따른 일실시예에 따라 도4의 임의 접속 채널(405) 및 응답 채널(403)에 도시된 바와 같이, 이동 단말(170)은 임의 접속 채널(405)을 통한 프리앰블(415)과 메시지 데이터(425)가 전송되는 무선 프레임 구간(411)의 시작 시점으로부터T p 시간(403 참조)을 대기한 후, 그 이후의T w 시간(403 참조) 동안 응답 채널(403)을 통해 검출 응답 신호(423, 433)를 수신한다.
이때, 전송된 프리앰블(415) 또는 메시지 데이터(425)에 대응되는 검출 확인값(AI s )이 0의 값을 가지면 검출 응답 신호(423, 433)는 무응답인 경우로서, 이동단말(170)은 어떠한 응답도 수신하지 못하므로 위성 시스템(100)에서의 메시지 데이터(425) 수신이 실패된 것으로 간주하고 다음 무선 프레임 구간(411)에서 즉각적으로 프리앰블(415)과 메시지 데이터(425)를 재전송한다.
전송된 프리앰블(415) 또는 메시지 데이터(425)에 대응되는 검출 확인값(AI s )이 1의 값을 가지는 경우, 이동 단말(170)은 전송된 메시지 데이터(425)가 위성 시스템(100)에서 성공적으로 수신된 것으로 간주하고 제어국(150)으로부터의 메시지에 대한 응답을 기다린다.
전송된 프리앰블(415) 또는 메시지 데이터(425)에 대응되는 검출 확인값(AI s )이 -1의 값을 가지는 경우, 임의의 백오프(back off) 시간을 기다린 후에 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)의 재전송을 시도한다.
검출 응답 신호(423, 433)에 대한 수신시간T w (403 참조) 가 무선 프레임 구간(411)의 길이보다 클 경우 해당 시간동안 하나 이상의 검출 확인값AI s,j 를 수신하면, 다수의 검출 확인값AI s,j 를 수학식 9와 같이 하나의 검출 확인값AI s 로 합성한다. 본 발명에 따른 일실시예의 경우 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)를 전송한 이동 단말(170)에 대한 응답이 어떠한 무선 프레임 구간(411)에 존재하는지 확인할 수 없기 때문에 이동 단말(170)은 수신한 검출 확인값AI s 를 합성한다.
도4의 임의 접속 채널(409)은 본 발명의 또 다른 일실시예로서, 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)의 패킷 전송 시간 단위를 상기된 접속 프레임 구간(421)으로 하는 일실시예를 나타내고 있으며, 당해 임의 접속 채널(409)에 대한 응답은 응답 채널(407)을 통해 전송되는 일실시예를 나타내고 있다.
임의 접속 채널(409)과 응답 채널(407)은 제어 채널(401)의 무선 프레임 구간(411)을 기준으로 동기화 되어 있으며, 접속 프레임 구간(421)을 패킷 전송 시간 단위로 하고 있다.
이동 단말(170)은 임의 접속 채널(409)를 통해 접속 프레임 구간(421)의 시작 시점에서 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)를 연속적으로 전송하고 소정의 프리엠블-검출 응답 시간(T p-a )(407 참조) 이후에 응답 채널(407)을 통해 검출 응답 신호(423, 433)를 수신하기 위해 대기한다.
이 경우, 이동 단말(170)은 가장 최근에 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)가 전송된 접속 프레임 구간(421)의 서브 접속 프레임 구간(431, 441)에 대응하는 서브 접속 프레임 구간(431, 441)의 시작 시점으로부터 수신되는 검출 응답 신호(423, 433)를 위해 대기한다.
이동 단말(170)은 검출 확인값(AI s ), 즉 검출 응답 신호(423, 433)에 따라 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)의 재전송 여부를 결정한다.
검출 확인값이 0(무응답)이거나, -1(음의 응답)이어서 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)를 재전송 해야 하는 경우, 이동 단말(170)은 직전에 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)를 전송한 접속 프레임 구간(421)의 시작 시점으로부터 소정의 프리엠블-프리엠블 시간(T p-p )(407 참조)이 경과한 후에 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)를 재전송한다.
여기서, 이동 단말(170)이 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)를 재전송해야 하는 경우에는 초기 전송을 위해 선택한 서브 접속 프레임 구간(431, 441)에 대응하는 서브 접속 프레임 구간(431, 441)을 다시 선택하여 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)를 재전송한다.
프리엠블-검출 응답 시간(T p-a )(407 참조)과 프리엠블-프리엠블 시간(T p-p )(407 참조)은 이동 단말(170)과 지구국(130) 사이의 최대 왕복 전파 지연과 신호 처리 시간의 합 보다 크게 설정된다.
여기서, 신호 처리 시간이라 함은 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)를 위성 시스템(100)에서 수신하는 데 소요되는 프리엠블(415)의 시간 길이(검출 응답 신호(423, 433)를 프리엠블(415)에 대한 검출 응답 신호(423, 433)로 사용하는 경우) 또는 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)의 시간 길이(검출 응답 신호(423, 433)를 메시지 데이터 검출 응답 신호(423, 433)로 사용하는 경우) 및 당해 프리엠블(415) 또는 메시지 데이터(425)가 성공적으로 수신되었는지 판단하기 위해 위성 시스템(100)에서 소요되는 시간을 의미한다.
상기 프리엠블-검출 응답 시간(T p-a )(407 참조)과 프리엠블-프리엠블 시간(T p-p )(407 참조)의 정의는 위성 빔에 따라 다를 수 있으며, 제어국(150)은 각각의 위성 빔에 해당되는 제어 채널(401)을 통하여 방송한다.
프리엠블-검출 응답 시간(T p-a )(407 참조)과 프리엠블-프리엠블 시간(T p-p )의 시간 단위는 접속 프레임 구간(421)(407 참조)을 기준 단위로 사용하며, 도4에서는 프리엠블-검출응답 시간(T p-a )을 2개의 접속 프레임 구간(421)으로, 프리엠블-프리엠블 시간(T p-p )은 3개의 접속 프레임 구간(421)으로 각각 설정한 일실시예가 도시된 것이다.
프리엠블-검출 응답 시간(T p-a )과 프리엠블-프리엠블 시간(T p- p)은 다음의 수학식 10과 같이 일반화되어 정의된다.
도7은 본 발명에 따른 임의 접속 채널에서의 전력 증가 재전송 주기 및 재전송 주기를 설명하기 위한 도면이다.
임의 접속 채널(405, 409)로 메시지를 전송하기 전에, 이동 단말(170)은 제어 채널(401)의 수신 전력과 제어 채널(401)에서 전달된 전송 전력에 대한 정보를 바탕으로 해당 링크에 대한 전력 손실을 추정하고 이로부터 메시지의 초기전송에 필요한 전력P est 를 계산한다. 실질적인 초기 전송 전력P init 는 도7에 도시된 바와 같이 계산된 전력P est 로부터 오프셋 전력△P offset,i 만큼의 차이를 가진다. 재전송되는 메시지의 전력은 이전 전송전력보다△P step,i 만큼 증가되며, 전력 증가 재전송 시도는 최대M ramp 번까지 수행된다. 전력 증가 주기 이후, 새로이 시작되는 재전송 주기에서 초기 전송 전력은 현 프레임에서의 수신 정보로부터 재계산된 초기전력이 되며, 재전송 시도는 최대M retx 번까지 가능하다.
도8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 임의 접속 채널 접속 방법을 나타내는 흐름도이다.
이동 단말(170)은 도8의 임의 채널 접속 과정을 수행하기 전에 위성 시스템(100)으로부터 제어 채널(401)을 통하여 다음의 파라미터에 관한 정보를 얻는다.
임의 채널 접속 서비스 클래스 i에 따른 파라미터들은, 사용 가능한 임의 접속 채널(405, 409) 확산 코드 집합(S pre,i ), 사용 가능한 시그너쳐 집합(C s ), 퍼시스턴스 검사 확률(P i ), 초기 전송 전력 오프셋 값(△P offset,i ), 및 전송전력 증가값(△P step,i ) 등이 있다.
또한, 공통 파라미터들은, 최대 재전송 주기 회수(M retx ), 최대 전력 증가 재전송 회수(M ramp ), 최대 백오프 지연 시간 범위(T BO,min , TB O,max ), 검출 응답 신호 대기시간(T p ), 검출 응답 신호 수신기간(T w ), 응답 메시지 수신 대기시간(T R ), 프리엠블-검출 응답 시간(T p-a ), 프리엠블-프리엠블 시간(T p-p ) 및 최대 전송 오프셋 시간 (T off,max ) 등이 있다.
위의 파라미터들에서, 임의 채널 접속 서비스 클래스에 따른 파라미터들은 메시지 전송에 있어 우선 순위를 부여하기 위한 것으로, 서로 다른 확산 코드 및 전력 파라미터 값들로 다른 서비스 클래스들 사이에 수신 확률을 차별화한다.
그러나, 접속 과정 관련 파라미터는 위성 이동 통신 환경 및 시스템 설계자의 선택에 따라 변경될 수 있다. 따라서, 상기된 접속 과정 관련 파라미터의 설정은 위성 이동 통신 환경 및 시스템 설계자에 따라 다양하게 변화될 수 있음은 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며, 본 발명은 상기된 접속 과정 관련 파라미터의 설정에 한정되지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도8에 도시된 임의 채널 접속 과정과 같이 먼저, 임의 접속 채널(405, 409)로 전송할 데이터가 있는 이동 단말(170)은 먼저 임의 접속 채널(405, 409)에 관련된 파라미터를 초기화하고 메시지 데이터의 서비스 종류에 따라 임의 채널 접속 서비스 클래스를 선정한다(S801).
다음으로 이동 단말(170)은 재전송 주기 카운터(m retx )를 0으로 초기화 한다(S803). 이 후의 접속 과정에서 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)의 재전송 주기(m retx )는 최대 재전송 주기 회수(M retx )만큼 이루어지며, 만약 최대 재전송 주기 회수를 초과하는 경우(m retx > M retx )(S805) 접속 과정은 실패하게 된다(S807).
최대 재전송 주기 회수(M retx )를 초과하지 않는 범위 내에서는 각 재전송 주기(m retx )마다 제어 채널을 통하여 임의 접속 채널 접속에 관련된 파라미터를 갱신한다(S809).
다음으로 퍼시스턴스(Persistence) 검사를 수행한다(S811). 퍼시스턴스 검사에서는 0과 1 사이의 임의의 수를 랜덤하게 발생시키고, 발생된 값이 퍼시스턴스 검사 확률P i 보다 크면 즉 퍼시스턴스 검사를 만족하지 않은 경우에는 다음 무선 프레임 구간(411) 동안 대기한 후(S813), 단계 S809로 회귀하여 프로세스를 반복한다.
퍼시스턴스 검사에서 발생된 랜덤 수가 퍼시스턴스 검사 확률P i 보다 작거나 같으면 퍼시스턴스 검사(S811)를 만족한 것으로서 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425) 전송을 위한 전력 증가 재전송 주기(m ramp )를 0으로 초기화 한다(S815). 각 재전송 주기(m retx )에서 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)의 전력 증가 재전송 회수(m ramp )는 최대 전력 증가 재전송 회수(M ramp )까지 가능하다.
다만, 초기 전송을 제외한 각 재전송 프로세스에서는 임의 접속 채널(405, 409)을 통해 전송된 메시지 데이터(425)에 대한 응답 신호가 위성 시스템(100)으로부터 이동 단말(170)로 전송될 수 있으며, 메시지 데이터(425)에 대한 응답 신호를 수신한 이동 단말(170)은 본 발명에 따른 임의 접속 채널 접속 과정을 중단한다.
이동 단말(170)이 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)를 전송한 후 검출 응답 신호(423, 433)가 수신되지 아니하여 계속적으로 재전송을 시도하고 있는 반면, 위성 시스템(100)에서는 당해 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)를 성공적으로 수신하였고, 이에 따라 상위 계층에서 당해 메시지 데이터(425)에 대한 응답 메시지를 이동 단말(170)로 전송하는 경우가 발생할 수 있으며, 이 경우 응답 메시지를 수신한 이동 단말(170)은 비록 검출 응답 신호(423, 433)를 어떠한 이유로 수신하지 못하였어도 궁극적인 목적인 메시지 데이터(425)에 대한 응답 메시지를 수신하였으므로 임의 접속 채널 접속 프로세스를 중단하게 된다.
전력 증가 카운터(m ramp )가 최대 전력 증가 재전송 회수(M ramp )보다 큰 경우(S817), 다음 무선 프레임 구간(411) 동안 대기한 후, 재전송 주기 카운터(m retx )를 1만큼 증가시키고(S821) 단계 S805부터 시작하여 새로운 재전송 주기에 대한 프로세스를 반복한다.
전력 증가 카운터(mramp)가 최대 전력 증가 재전송 회수(M ramp )보다 작으면(S817), 선택된 서비스 클래스에서 가능한 시그너쳐를 선택하고(S823), 프리앰블(415)과 메시지 데이터(425)를 전송한다(S825).
본 발명의 일실시예에 따라 접속 프레임 구간(421), 서브 접속 프레임 구간(431, 441) 및 초기 전송 오프셋 시간(T off )이 적용되는 경우에는 단계S823에서 임의 접속 채널 접속을 위한 상기 접속 프레임 구간(421), 서브 접속 프레임 구간(431, 441), 서브 접속 프레임에 대응하는 시그너쳐 및 초기 전송 오프셋 시간(T off )이 선택된다.
본 발명의 일실시예로서 접속 프레임 구간(421)이 복수개의 서브 접속 프레임 구간(431, 441)으로 구분된 경우에는 상기 선택한 접속 프레임 구간(421)에 속한 복수 개의 서브 접속 프레임 구간(431, 441)중 하나를 독립적으로 선택한다. 이 경우 프리엠블(415) 전송을 위한 기준 시간은 당해 선택된 서브 접속 프레임 구간(431, 441)의 시작 시점이 된다. 앞서 설명된 바와 같이 프리엠블이 전송되는 채널 및 서브 접속 프레임 구간을 구별하기 위한 확산 코드(S Pre )가 설정될 수 있으며, 이러한 확산 코드는 제어 채널(401)을 통해 위성 시스템(100)이 이동 단말(170)로 사전에 전송할 수 있다.
선택된 임의 접속 채널 및 서브 접속 프레임 구간(431, 441)을 기준으로 하여 전송되는 프리엠블은 모두 동일한 확산 코드를 갖는다.
다음으로, 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425) 전송에 사용된 접속 프레임 구간(421)의 시작점으로부터 프리엠블-검출 응답 시간(T p-a )을 대기한 후, 응답 채널(403, 407)에서의 검출 응답 신호(423, 433)를 수신하여 접속 상태를 판단하거나(접속 프레임 구간(421) 및 서브 접속 프레임 구간(431, 441)을 적용한 경우), 프리앰블(415) 및 메시지 데이터(425)의 전송시점으로부터T p 시간(403 참조)을 대기한 후의T w 시간(403 참조) 동안 응답 채널(403)을 통해 검출 응답 신호(423, 433)를 수신하여 위성 시스템(100)으로부터의 검출 응답 신호(423, 433)를 확인한다(접속 프레임 구간(421) 및 서브 접속 프레임 구간(431, 441)을 적용하지 않은 경우).
여기서, 접속 프레임 구간(421) 및 서브 접속 프레임 구간(431, 441)을 적용하지 않은 경우에는 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)가 전송된 무선 프레임 구간(411)의 시작 시점으로부터T p 시간 경과 후T w 시간 동안 응답 채널(403, 407)을 통하여 프리앰블(415)에서 사용되었던 시그너쳐와 대응되는 검출 확인값(AI s,j )를 합성한다. 합성된 검출 확인값(AI s )는 수학식 9와 같이 결정된다.
검출 확인값(AI s )가 1의 값을 가지면(양의 응답의 경우, S827) 프리엠블(415)(검출 응답 신호(423, 433)를 프리엠블(415)에 대한 검출 응답 신호(423, 433)로 사용하는 경우) 또는 프리엠블(415) 및 메시지 데이터(425)(검출 응답 신호(423, 433)를 메시지 데이터 검출 응답 신호(423, 433)로 사용하는 경우)가 성공적으로 위성 시스템(100)에서 수신된 것을 의미하므로 위성 시스템(100)으로부터의 메시지 데이터(425)에 대한 응답 메시지의 수신을 대기하는 것으로서 임의 접속 채널 접속 프로세스를 종료한다.
상기된 임의 접속 채널 접속 과정은 위성 시스템(100)으로부터 이동 단말(170)로 전송된 메시지 데이터에 대한 응답 메시지의 내용에 따라 재시도될 수 있다.
검출 확인값(AI s )가 -1의 값을 가질 경우(음의 응답의 경우, S829), 소정의 백오프 지연 시간 동안 대기한 후(S831), 재전송 주기 카운터(m retx )를 1만큼 증가시키고(S821) 단계 S805부터 시작하여 새로운 재전송 주기에 대한 프로세스를 반복한다.
이동 단말(170)이 응답 채널(403, 407)을 통하여 상기된 검출 응답 신호(423, 433) 이외의 어떠한 신호도 수신하지 않은 경우, 즉 검출 확인값(AI s )가 0의 값을 갖는 경우(무응답의 경우, S829), 다음 무선 프레임 구간(411) 동안 대기한 후(S833) 전송전력을△P step,i 만큼 증가시키고(S835) 전력 증가 재전송 주기 카운터(m ramp )를 1만큼 증가시키고(S837) 단계 S817부터 시작하여 새로운 전력 증가 재전송 주기에 대한 프로세스를 반복한다.
이상에서는 본 발명의 내용을 효과적으로 설명하기 위해 일례로 위성 이동 통신 시스템에서의 임의 접속 채널 접속 및 제어 방법이 설명되었다. 그러나, 본 발명의 접속 및 제어 방법은 임의 접속 채널을 갖는 다른 통신 시스템에서도 적용될 수 있으며, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 본 발명의 기술 사항을 벗어남이 없이 다른 시스템 환경에 적용하거나, 다양한 변경및 조절이 가능함이 분명하다. 그러므로, 본 발명의 보호 범위는 응용 대상이나 실시 예가 아닌 첨부된 청구 범위에 의해서만 한정될 것이며, 앞서 언급한 다양한 응용이나, 변경 예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백하다 할 것이다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 패킷 수신 성공 확률이 향상되며, 전송 지연 시간은 감소된다. 특히, 위성 시스템의 제어 기능이 물리적으로 지구국과 분리되어 있거나, 위성이 물리 계층에 대한 기능을 가지는 위성 시스템의 경우, 응답 대기 시간은 현저히 감소되는 효과가 있다. 또한, 이동 단말과 위성 시스템간의 동기화가 용이하게 수행되며, 프리엠블 및 메시지 데이터 전송을 분산시킴으로써 패킷 신호간의 상호 간섭을 감소시키는 효과가 있다. 나아가 프리엠블 검출 응답 신호를 메시지 데이터 검출 응답 신호로 사용함으로써 이동 단말의 응답 대기 시간을 감소시키는 효과가 있다.

Claims (57)

  1. 위성 시스템에서 복수의 이동 단말이 메시지 데이터를 전송하는 임의 접속 채널에 접속하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 이동 단말로부터 함께 전송되는 프리엠블 및 상기 메시지 데이터를 연속하여 수신하는 제 1 단계; 및
    상기 프리엠블 또는 메시지 데이터에 대한 검출 응답 신호를 상기 복수의 이동 단말로 전송하는 제 2 단계
    를 포함하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리엠블 및 메시지 데이터는,
    상기 복수의 이동 단말 각각에 의해 독립적으로 선택된 상기 임의 접속 채널의 소정 길이의 접속 프레임 구간을 전송 시간 단위로 하여 전송되는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 접속 프레임 구간은,
    상기 위성 시스템으로부터 제어 채널을 통해 방송되어 상기 복수의 이동 단말 각각이 수신하는 무선 프레임 구간의 시작 시점과 시간 정렬되는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 프리엠블 및 메시지 데이터는,
    상기 접속 프레임 구간이 복수 개로 구분된 동일 길이의 서브 접속 프레임 구간 중 상기 복수의 이동 단말이 독립적으로 선택한 상기 서브 접속 프레임 구간의 시작 시점을 기준으로 하여 전송되는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 프리엠블 및 메시지 데이터는,
    상기 접속 프레임 구간 또는 상기 서브 접속 프레임 구간의 시작 시점으로부터 상기 복수의 이동 단말이 독립적으로 선택한 전송 오프셋 시간이 경과된 후에 전송되는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출 응답 신호는,
    상기 프리엠블 또는 메시지 데이터의 검출 정보를 포함하는 양의 검출 응답 신호; 및
    상기 프리엠블 또는 메시지 데이터가 전송된 임의 접속 채널의 현재 사용 불가 정보를 포함하는 음의 검출 응답 신호 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 양의 검출 응답 신호는,
    양의 검출 확인값을 포함하는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 음의 검출 응답 신호는,
    음의 검출 확인값을 포함하는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 임의 접속 채널 접속 방법은,
    상기 위성 시스템의 물리 계층 레벨에서 수행되는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 물리 계층은,
    상기 위성 시스템에 포함된 지구국이 갖는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 물리 계층은,
    상기 위성 시스템에 포함된 위성이 갖는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리엠블은,
    상기 이동 단말 시스템이 접속하고자 하는 임의 접속 채널에 대응하는 시그너쳐 코드에 의해 생성되는 서브 프리엠블을 N개(N은 2보다 큰 정수) 포함하는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 프리엠블은,
    동일한 코드의 N-1개의 서브 프리엠블들; 및
    상기 서브 프리엠블들의 공액 코드(Conjugate Code)인 1개의 서브 프리엠블을 포함하는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 프리엠블은,
    동일한 코드의 N-1개의 서브 프리엠블들; 및
    상기 서브 프리엠블들의 상반된 부호를 갖는 1개의 서브 프리엠블을 포함하는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 프리엠블은,
    상기 N개의 서브 프리엠블이 연속하여 구성된 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 프리엠블은,
    상기 N개의 서브 프리엠블이 소정 간격을 주기로 하여 단속적으로 구성된 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  17. 제 4 항에 있어서,
    상기 프리엠블 및 메시지 데이터는,
    상기 임의 접속 채널에서 상기 선택된 서브 접속 프레임 구간에 대응하는 확산 코드에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  18. 제 2 항에 있어서,
    상기 접속 프레임 구간은,
    서로 다른 이동 단말 시스템과 상기 위성 시스템간의 왕복 전파 지연 시간의 최대 차이보다 큰 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  19. 제 5 항에 있어서,
    상기 접속 프레임 구간은,
    서로 다른 이동 단말 시스템과 상기 위성 시스템간의 왕복 전파 지연 시간 차이의 최대값과 상기 전송 오프셋 시간의 최대값의 2배를 합한 값보다 큰 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  20. 제 4 항에 있어서,
    상기 서브 접속 프레임 구간은,
    상기 위성 시스템으로부터 제어 채널을 통해 방송되는 무선 프레임 구간의 시간 길이와 동일한 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  21. 제 2 항에 있어서,
    상기 프리엠블 또는 메시지 데이터에 대한 검출 응답 신호는,
    상기 접속 프레임 구간을 주기로 하여 전송되는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리엠블 또는 메시지 데이터에 대한 검출 응답 신호는,
    상기 위성 시스템으로부터 제어 채널을 통해 방송되는 무선 프레임 구간을 전송 시간 단위로 하여 전송되는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  23. 복수의 이동 단말 시스템들이 메시지 데이터를 전송하는 위성 시스템의 임의 접속 채널에 대한 이동 단말 시스템의 접속 방법에 있어서,
    상기 위성 시스템으로 프리엠블 및 상기 메시지 데이터를 연속적으로 함께 전송하는 제 1 단계;
    상기 위성 시스템으로부터 상기 제 1 단계의 프리엠블 또는 메시지 데이터에 대한 검출 응답 신호를 수신하는 제 2 단계; 및
    상기 검출 응답 신호를 기초로 상기 프리엠블 및 메시지 데이터를 재전송하거나 메시지 데이터에 대한 응답의 수신을 대기하는 제 3 단계
    를 포함하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 프리엠블 및 메시지 데이터는,
    상기 이동 단말 시스템에 의해 독립적으로 선택된 상기 임의 접속 채널의 소정 길이의 접속 프레임 구간을 전송 시간 단위로 하여 전송되는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 접속 프레임 구간은,
    상기 위성 시스템으로부터 제어 채널을 통해 방송되어 상기 이동 단말 시스템이 수신하는 무선 프레임 구간의 시작 시점과 시간 정렬되는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 프리엠블 및 메시지 데이터는,
    상기 접속 프레임 구간이 복수 개로 구분된 동일 길이의 서브 접속 프레임 구간 중 상기 이동 단말 시스템에 의해 독립적으로 선택된 상기 서브 접속 프레임 구간의 시작 시점을 기준으로 하여 전송되는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 프리엠블 및 메시지 데이터는,
    상기 접속 프레임 구간 또는 상기 서브 접속 프레임 구간의 시작 시점으로부터 상기 이동 단말 시스템에 의해 독립적으로 선택된 전송 오프셋 시간이 경과된 후에 전송되는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  28. 제 23 항에 있어서,
    상기 프리엠블은,
    상기 이동 단말 시스템이 접속하고자 하는 임의 접속 채널에 대응하는 시그너쳐 코드에 의해 생성되는 서브 프리엠블을 N개(N은 2보다 큰 정수) 포함하는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 프리엠블은,
    동일한 코드의 N-1개의 서브 프리엠블들; 및
    상기 서브 프리엠블들의 공액 코드(Conjugate Code)인 1개의 서브 프리엠블을 포함하는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 프리엠블은,
    동일한 코드의 N-1개의 서브 프리엠블들; 및
    상기 서브 프리엠블들의 상반된 부호를 갖는 1개의 서브 프리엠블을 포함하는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  31. 제 28 항에 있어서,
    상기 프리엠블은,
    상기 N개의 서브 프리엠블이 연속하여 구성된 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  32. 제 28 항에 있어서,
    상기 프리엠블은,
    상기 N개의 서브 프리엠블이 소정 간격을 주기로 하여 단속적으로 구성된 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  33. 제 26 항에 있어서,
    상기 프리엠블 및 메시지 데이터는,
    상기 임의 접속 채널에서 상기 선택된 서브 접속 프레임 구간에 대응하는 확산 코드에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  34. 제 24 항에 있어서,
    상기 접속 프레임 구간은,
    서로 다른 이동 단말 시스템과 상기 위성 시스템간의 왕복 전파 지연 시간의 최대 차이보다 큰 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  35. 제 27 항에 있어서,
    상기 접속 프레임 구간은,
    서로 다른 이동 단말 시스템과 상기 위성 시스템간의 왕복 전파 지연 시간 차이의 최대값과 상기 전송 오프셋 시간의 최대값의 2배를 합한 값보다 큰 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  36. 제 26 항에 있어서,
    상기 서브 접속 프레임 구간은,
    상기 위성 시스템으로부터 제어 채널을 통해 방송되는 무선 프레임 구간의 시간 길이와 동일한 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  37. 제 23 항에 있어서,
    상기 검출 응답 신호는,
    상기 프리엠블 또는 메시지 데이터의 검출 정보를 포함하는 양의 검출 응답 신호; 및
    상기 프리엠블 또는 메시지 데이터가 전송된 임의 접속 채널의 현재 사용 불가 정보를 포함하는 음의 검출 응답 신호 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  38. 제 23 항에 있어서,
    상기 제1단계는,
    전송하고자 하는 상기 메시지 데이터의 임의 접속 채널 접속 서비스 클래스를 선택하는 제 4 단계;
    상기 프리엠블 및 메시지 데이터를 전송하기 위한 접속 프레임 구간과, 상기 프리엠블을 생성하기 위한 시그너쳐 코드 및 접속하고자 하는 임의 접속 채널에 대응하는 확산 코드를 선택하는 제 5 단계; 및
    상기 접속 프레임 구간을 전송 시간 단위로 하여 상기 시그너쳐 코드 및 확산 코드에 의해 생성된 프리엠블 및 메시지 데이터를 연속하여 함께 전송하는 제 6 단계
    를 포함하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 제 6 단계 이전에 퍼시스턴스 검사를 만족하는지 여부를 판단하는 제 7 단계
    를 더 포함하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  40. 제 38 항에 있어서,
    상기 제 2 단계에서 상기 위성 시스템으로부터 상기 양의 검출 응답 신호 및 음의 검출 응답 신호 중 어느 것도 수신하지 못한 경우 상기 제 3 단계는,
    상기 양의 검출 응답 신호 및 음의 검출 응답 신호 중 어느 하나의 검출 응답 신호를 수신할 때까지 상기 프리엠블 및 메시지 데이터의 전송 전력을 증가시켜 상기 제 5 단계 및 제 6 단계를 반복하여 수행하는 제 8 단계;
    상기 제 8 단계의 반복 회수가 소정의 최대 전력 증가 재전송 회수를 초과한경우 새로운 재전송 주기에 대해 상기 제4단계 내지 제6단계를 반복하여 수행하는 제 9 단계
    를 포함하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  41. 제 38 항에 있어서,
    상기 제 2 단계의 검출 응답 신호가 양의 검출 응답 신호인 경우 상기 제 3 단계는,
    상기 위성 시스템으로부터 상기 전송된 메시지 데이터에 대한 응답을 수신하기 위해 대기하는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  42. 제 38 항에 있어서,
    상기 제 2 단계의 검출 응답 신호가 음의 검출 응답 신호인 경우 상기 제 3 단계는,
    소정 시간 경과 후 상기 제 4 단계 내지 제 6 단계를 반복하여 수행하는 제 10 단계
    를 포함하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  43. 제 38 항에 있어서,
    상기 제 5 단계는,
    상기 접속 프레임 구간이 복수 개로 구분된 서브 접속 프레임 구간 중 어느 하나의 서브 접속 프레임 구간을 더 선택하고,
    상기 확산 코드는, 상기 접속하고자 하는 임의 접속 채널에서 상기 선택한 서브 접속 프레임 구간에 대응하며,
    상기 제 6 단계는,
    상기 접속 프레임 구간 또는 서브 접속 프레임 구간의 시작 시점을 기준으로 상기 프리엠블 및 메시지 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 제 5 단계는,
    전송 오프셋 시간을 더 선택하고,
    상기 제 6 단계는,
    상기 접속 프레임 구간 또는 상기 서브 접속 프레임 구간의 시작 시점으로부터 상기 선택된 전송 오프셋 시간이 경과된 후에 상기 프리엠블 및 메시지 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  45. 제 38 항에 있어서,
    상기 제 5 단계는,
    상기 위성 시스템으로부터 방송되는 제어 채널로부터 획득한 임의 접속 채널 정보를 기초로 임의 접속 채널 접속에 관련된 파라미터를 갱신하는 제11단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  46. 제 43 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    상기 제 6 단계에서 프리엠블 및 메시지 데이터가 전송된 접속 프레임 구간 또는 서브 접속 프레임 구간의 시작 시점으로부터 소정 구간의 프리엠블-검출 응답 시간이 경과한 후에 상기 프리엠블 및 메시지 데이터에 대한 검출 응답 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  47. 제 43 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    상기 제 6 단계에서 프리엠블 및 메시지 데이터가 전송된 접속 프레임 구간 또는 서브 접속 프레임의 시작 시점으로부터 소정 구간의 프리엠블-프리엠블 시간이 경과한 후에 상기 프리엠블 및 메시지 데이터에 대한 검출 응답 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  48. 제 47 항에 있어서,
    상기 프리엠블-검출 응답 시간은,
    상기 프리엠블-프리엠블 시간보다 상기 접속 프레임 구간의 길이만큼 작은 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  49. 제 46 항에 있어서,
    상기 프리엠블-검출 응답 시간은,
    상기 접속 프레임의 정수배인 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  50. 제 47 항에 있어서,
    상기 프리엠블-프리엠블 시간은,
    상기 접속 프레임의 정수배인 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  51. 제 23 항에 있어서,
    상기 프리엠블 또는 메시지 데이터에 대한 검출 응답 신호는,
    상기 위성 시스템으로부터 제어 채널을 통해 방송되는 무선 프레임 구간을 전송 시간 단위로 하여 전송되는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  52. 제 38 항에 있어서,
    상기 제 5 단계는,
    퍼시스턴스 검사 확률, 초기 전송 전력 오프셋 및 전송 전력 증가값을 더 선택하고, 상기 제4단계의 임의 접속 채널 접속 서비스 클래스에 따라 사용 가능한 확산 코드, 사용 가능한 시그너쳐 집합, 퍼시스턴스 검사 확률, 초기 전송 전력 오프셋, 전송 전력 증가값을 다르게 선택하는 것을 특징으로 하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  53. 제 37 항 또는 제 51 항에 있어서,
    상기 무선 프레임 구간의 시간 길이보다 상기 검출 응답 신호의 수신 시간이 더 긴 경우 상기 제 2 단계는,
    상기 검출 응답 신호에 포함된 복수의 검출 확인값 중 적어도 하나 이상이양의 검출 확인값인 경우 상기 복수의 검출 확인값을 모두 양의 값으로 합성하는 제 12 단계; 및
    상기 검출 응답 신호에 포함된 복수의 검출 확인값 각각이 음의 검출 확인값 또는 영(零)의 검출 확인값인 경우 상기 복수의 검출 확인값을 모두 음의 값으로 합성하는 제 13 단계
    를 포함하는 임의 접속 채널 접속 방법.
  54. 복수의 이동 단말이 위성 시스템으로 메시지 데이터를 전송하는 임의 접속 채널에 접속하기 위한 이동 단말 시스템에 있어서,
    복수의 서브 프리엠블로 구성된 프리엠블 및 메시지 데이터를 전송하기 위한 접속 프레임 구간과, 상기 접속 프레임 구간이 복수 개로 구분된 서브 접속 프레임 구간 중 어느 하나의 서브 접속 프레임 구간과, 전송 오프셋 시간과, 상기 프리엠블을 생성하기 위한 시그너쳐 코드 및 접속하고자 하는 임의 접속 채널에서 상기 선택한 서브 접속 프레임 구간에 대응하는 확산 코드를 선택하기 위한 전송 자원 결정 수단;
    상기 전송 자원 결정 수단에서 결정된 시그너쳐 코드 및 확산 코드를 이용하여 상기 프리엠블 및 메시지 데이터를 상기 임의 접속 채널로 전송하기에 적합하도록 변조하기 위한 생성 수단;
    상기 접속 프레임 구간 또는 상기 서브 접속 프레임 구간의 시작 시점으로부터 상기 선택된 전송 오프셋 시간이 경과된 후에 상기 프리엠블 및 메시지 데이터를 연속하여 함께 전송하고 상기 전송된 프리엠블 및 메시지 데이터에 대한 검출 응답 신호를 수신하기 위한 송수신 수단; 및
    상기 수신된 검출 응답 신호를 기초로 상기 프리엠블 및 메시지 데이터를 재전송할 것인지 또는 메시지 데이터에 대한 응답의 수신을 대기할 것인지 여부를 결정하는 전송 결정 수단
    을 포함하는 이동 단말 시스템.
  55. 복수의 이동 단말 시스템이 위성 시스템으로 메시지 데이터를 전송하는 임의 접속 채널에 접속하기 위한 상기 위성 시스템에 있어서,
    상기 복수의 이동 단말 시스템으로부터 함께 전송되는 프리엠블 및 상기 메시지 데이터를 연속하여 수신하기 위한 송수신 수단; 및
    상기 프리엠블 또는 메시지 데이터의 검출 정보를 포함하는 양의 검출 응답 신호 또는 상기 프리엠블 또는 메시지 데이터가 전송된 임의 접속 채널의 현재 사용 불가 정보를 포함하는 음의 검출 응답 신호를 생성하기 위한 검출 응답 신호 생성 수단
    을 포함하는 위성 시스템.
  56. 복수의 이동 단말이 위성 시스템으로 메시지 데이터를 전송하는 임의 접속 채널에 접속하기 위한 이동 단말 시스템의 임의 접속 채널 접속 장치에 있어서,
    복수의 서브 프리엠블로 구성된 프리엠블 및 메시지 데이터를 전송하기 위한 접속 프레임 구간과, 상기 접속 프레임 구간이 복수 개로 구분된 서브 접속 프레임 구간 중 어느 하나의 서브 접속 프레임 구간과, 전송 오프셋 시간과, 상기 프리엠블을 생성하기 위한 시그너쳐 코드 및 접속하고자 하는 임의 접속 채널에서 상기 선택한 서브 접속 프레임 구간에 대응하는 확산 코드를 선택하기 위한 전송 자원 결정 수단;
    상기 전송 자원 결정 수단에서 결정된 시그너쳐 코드 및 확산 코드를 이용하여 상기 프리엠블 및 메시지 데이터를 상기 임의 접속 채널로 전송하기에 적합하도록 변조하기 위한 생성 수단;
    상기 접속 프레임 구간 또는 상기 서브 접속 프레임 구간의 시작 시점으로부터 상기 선택된 전송 오프셋 시간이 경과된 후에 상기 프리엠블 및 메시지 데이터를 연속하여 함께 전송하고 상기 전송된 프리엠블 및 메시지 데이터에 대한 검출 응답 신호를 수신하기 위한 송수신 수단; 및
    상기 수신된 검출 응답 신호를 기초로 상기 프리엠블 및 메시지 데이터를 재전송할 것인지 또는 메시지 데이터에 대한 응답의 수신을 대기할 것인지 여부를 결정하는 전송 결정 수단
    을 포함하는 이동 단말 시스템의 임의 접속 채널 접속 장치.
  57. 복수의 이동 단말 시스템이 위성 시스템으로 메시지 데이터를 전송하는 임의 접속 채널에 접속하기 위한 상기 위성 시스템의 임의 접속 장치에 있어서,
    상기 복수의 이동 단말 시스템으로부터 함께 전송되는 프리엠블 및 상기 메시지 데이터를 연속하여 수신하기 위한 송수신 수단; 및
    상기 프리엠블 또는 메시지 데이터의 검출 정보를 포함하는 양의 검출 응답 신호 또는 상기 프리엠블 또는 메시지 데이터가 전송된 임의 접속 채널의 현재 사용 불가 정보를 포함하는 음의 검출 응답 신호를 생성하기 위한 검출 응답 신호 생성 수단
    을 포함하는 위성 시스템의 임의 접속 장치.
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