KR20060081308A - 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 레인징 슬럿 할당시스템 및 방법 - Google Patents

광대역 무선 접속 통신 시스템에서 레인징 슬럿 할당시스템 및 방법 Download PDF

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KR20060081308A
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Abstract

본 발명은 광대역 무선 접속 통신 시스템에 관한 것으로서, 기지국이 레인징 슬럿 수를 결정하는 방법에 있어서, 현재 프레임에서 레인징에 성공한 이동 가입자 단말기들의 수를 카운트하여 결정하는 과정과, 현재 프레임에서 레인징 슬럿 점유비를 결정하는 과정과, 이전 프레임의 레인징 슬럿 점유비와 현재 프레임의 레인징 슬럿 점유비를 비교하는 과정과, 현재 프레임의 레인징 슬럿 점유비가 큰 경우 레인징을 요구한 이동 가입자 단말기 수가 증가하였음을 인지하는 과정과, 다음 프레임의 레인징 슬럿 수를 현재 프레임의 레인징 슬럿 수보다 많도록 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
광대역 무선 접속, 슬럿 점유비, 레인징, 상향링크 프레임

Description

광대역 무선 접속 통신 시스템에서 레인징 슬럿 할당 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ALLOCATING RANGING SLOT IN A BROADBAND WIRELESS ACCESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 일반적인 IEEE 802.16 통신 시스템 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 2는 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 상향 링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 3은 광대역 무선 접속 통신 시스템의 통신 절차를 개략적으로 도시한 도면
도 4는 일반적인 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 레인징 슬럿 충돌시 백오프 과정을 개략적으로 도시한 도면
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 MSS가 초기 레인징을 수행하는 과정을 도시한 흐름도
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기지국이 초기 레인징 경쟁 슬럿 수를 결정하는 과정을 도시한 흐름도
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 동적으로 결정되는 초기 레인징 경쟁 슬럿 수에 따라 변화하는 상향링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기지국이 초기 레인징 슬럿 점유비 평균을 계산하여 초기 레인징 영역의 프레임 할당 주기를 결정하는 과정을 도시한 흐름도
본 발명은 광대역 무선 접속 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 직교 주파수 분할 다중화 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 레인징 슬럿 할당을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation; 이하 '4G'라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(Quality of Service; 이하 'QoS' 칭하기로 한다)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 현재 3세대(3rd Generation; 이하 '3G'라 칭하기로 한다) 통신 시스템은 일반적으로 비교적 열악한 채널 환경을 가지는 실외 채널 환경에서는 약 384Kbps의 전송 속도를 지원하며, 비교적 양호한 채널 환경을 가지는 실내 채널 환경에서도 최대 2Mbps 정도의 전송 속도를 지원한다.
한편, 무선 근거리 통신 네트워크(Local Area Network; 이하 'LAN'이라 칭하기로 한다) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(Metropolitan Area Network; 이하 'MAN'이라 칭하기로 한다) 시스템은 일반적으로 20Mbps ~ 50Mbps의 전송 속도를 지 원한다. 따라서, 현재 4G 통신 시스템에서는 비교적 높은 전송 속도를 보장하는 무선 LAN 시스템 및 무선 MAN 시스템에 이동성(mobility)과 QoS를 보장하는 형태로 새로운 통신 시스템을 개발하여 상기 4G 통신 시스템에서 제공하고자 하는 고속 서비스를 지원하도록 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 통신 시스템은 가입자 단말기와 기지국(Base Station) 사이에 레인징(ranging) 동작을 수행하여 통신을 수행하는 시스템이다.
그러면 여기서 도 1을 참조하여 종래 기술에 따른 상기 IEEE 802.16 통신 시스템에서 고려하고 있는 통신 시스템 구조를 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 IEEE 802.16 통신 시스템 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 1을 설명하기에 앞서, 상기 무선 MAN 시스템은 광대역 무선 접속(BWA; Broadband Wireless Access) 통신 시스템으로서, 상기 무선 LAN 시스템에 비해서 그 서비스 영역이 넓고 보다 고속의 전송 속도를 지원한다. 상기 무선 MAN 시스템의 물리 채널(physical channel)에 광대역(broadband) 전송 네트워크를 지원하기 위해 OFDM 방식 및 OFDMA 방식을 적용한 시스템이 상기 IEEE 802.16 통신 시스템이다. 즉, IEEE 802.16 통신 시스템은 상기 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템이다.
상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 상기 무선 MAN 시스템에 OFDM/OFDMA 방식을 적용하기 때문에 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들을 사용하여 물리 채널 신호를 송신함으로써 고속 데이터 송신이 가능하다.
상기 도 1을 참조하면, 상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 다중 셀 구조를 가지며, 즉 셀(100)과 셀(150)을 가지며, 상기 셀(100)을 관장하는 기지국()(110)과, 상기 셀(150)을 관장하는 기지국(140)과, 다수의 이동 가입자 단말기(Mobile Subscriber Station, 이하 'MSS'라 칭하기로 한다)들(111),(113),(130),(151),(153)로 구성된다. 그리고, 상기 기지국들(110),(140)과 상기 MSS들(111),(113),(130),(151),(153)간의 신호 송수신은 상기 OFDM/OFDMA 방식을 사용하여 이루어진다.
한편, OFDM 통신 시스템의 프레임 구조는 상기 OFDMA 통신 시스템의 프레임 구조와 유사하며, 소정 심볼에서 전체 서브 캐리어 구간을 하나의 가입자 단말기가 사용한다는 점에서 차이가 있다. 1개의 OFDMA 프레임은 다수개(예컨대, 8개)의 OFDMA 심벌들로 구성된다. 또한, 상기 1개의 OFDMA 심벌은 다수개(예컨대, N개)의 서브 채널들로 구성된다. 상기 1개의 OFDMA 프레임마다 레인징 채널(ranging channel)을 가지며, 상기 하나의 레인징 채널은 다수개의 레인징 슬롯(ranging slot)들로 구성된다. 상기 레인징 채널은 1개 이상의 서브 채널들로 구성되며, 상기 레인징 채널을 구성하는 서브 채널들의 번호는 UL(UpLink)-MAP 메시지에 포함된다.
상기 UL-MAP 메시지는 업링크(uplink) 프레임 정보를 나타내는 메시지로서, 사용되는 상향 링크 채널 식별자(Uplink Channel ID)를 나타내는 Uplink Channel ID, 상향 링크 버스트 프로파일을 포함하고 있는 상향링크 채널 디스크립트(Uplink Channel Descript; 이하 'UCD'라 칭하기로 한다) 메시지의 구성 변화에 상응하는 카운트를 나타내는 UCD count 및 상기 UCD count 이후에 존재하는 엘리먼트들의 개수를 나타내는 Number of UL_MAP Elements n을 포함한다.
결과적으로, 상기 OFDMA 통신 시스템은 기지국과 MSS간에 정확한 시간 오프셋(offset)을 맞추고, 전력 레벨을 조정하는 레인징 과정이 요구된다. 상기 IEEE 802.16 통신 시스템에서 사용되는 레인징들은 초기 레인징(Initial Ranging) 및 유지 관리 레인징(Maintenance Ranging)(즉, 주기적 레인징(Periodic Ranging)) 및 대역 요청(Bandwidth Request)) 레인징이 존재한다.
첫 번째로 초기 레인징에 대해서 설명하기로 한다.
상기 초기 레인징은 기지국과 가입자 단말기와의 동기 획득을 위해 기지국에 요청할 경우에 수행되는 레인징으로서, 상기 초기 레인징은 상기 MSS와 기지국간에 정확한 시간 오프셋(offset)을 맞추고, 송신 전력(transmit power)을 조정하기 위해 수행되는 레인징이다. 즉, 상기 MSS는 파워 온한 후 DL_MAP 메시지, UL_MAP메시지 및 UCD 메시지와 같은 기지국에서 방송되는 정보를 수신하여 기지국과 동기를 획득한 후, 상기 기지국과 상기 시간 오프셋과 송신 전력을 조정하기 위해서 상기 초기 레인징을 수행한다.
두 번째로 주기적 레인징에 대해서 설명하기로 한다.
상기 주기적 레인징은 상기 초기 레인징을 통해 기지국과 시간 오프셋 및 송신 전력을 조정한 MSS가 상기 기지국과 채널 상태 등을 조정하기 위해서 주기적으로 수행하는 레인징이다.
세 번째로 대역 요청 레인징에 대해서 설명하기로 한다.
상기 대역 요청 레인징은 상기 초기 레인징을 통해 기지국과 시간 오프셋 및 송신 전력을 조정한 MSS가 상기 기지국과 실제 통신을 수행하기 위해서 대역폭(bandwidth) 할당을 요청하는 레인징이다.
이하, 도 2를 참조하여 상기 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서의 상향링크 프레임 구조에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 상향 링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면으로서, 특히 IEEE 802.16a/IEEE 802.16e OFDM 통신 시스템의 상향 링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 상기 상향 링크 프레임(200)은 초기 레인징을 위해 할당된 초기 레인징 경쟁 슬럿 영역(210)과, 대역 요청 레인징을 위해 할당된 대역 요청 경쟁 슬럿 영역(220)과, MSS들의 상향 링크 데이터들을 포함하는 다수의 상향 링크 버스트 영역들(230, 240)을 포함한다.
상기 초기 레인징 경쟁 슬럿 영역(210)은 실제 초기 레인징 정보들을 포함하는 다수의 접속 버스트(access burst) 구간들과, 상기 다수의 접속 버스트 구간들간 충돌이 발생할 경우 충돌(collision) 구간이 존재한다.
상기 대역 요청 경쟁 슬럿 영역(220)은 실제 대역 요구 레인징을 포함하는 다수의 대역 요구(bandwidth request) 구간들과, 상기 다수의 대역 요구 구간들간의 충돌이 발생할 경우 충돌 구간이 존재한다.
또한, 상기 상향 링크 버스트 영역들(230, 240)은 각 MSS들별로 상향 링크 데이터를 전송할 수 있도록 다수의 버스트 영역(SS #1 scheduled data 영역 내지 SS #n scheduled data 영역)들로 구성되며, 상기 다수의 버스트 영역들 각각에는 프리앰블(231) 및 상향링크 버스트(233)들로 구성된다.
한편, 초기 레인징을 수행하고자 하는 다수의 MSS들은 상기 초기 레인징 경쟁 슬럿 영역(210) 중 랜덤하게 하나의 슬럿을 선택하고, 선택한 슬럿 정보가 포함된 접속 요청을 기지국으로 송신한다. 그러나, 적어도 둘 이상의 MSS가 동일한 초기 레인징 슬럿을 선택한다면, 충돌이 발생한다. 이에 따라, MSS는 다음 시도에서의 레인징 성공 확률을 높이기 위해서 임의의 백오프 값을 정하며, 상기 백오프 시간 만큼 지연한 후에 레인징 시도를 다시 수행하게 된다. 이상과 같은 백오프 과정은 초기 레인징외에 주기적 레인징 및 대역 요청 레인징에도 동일하게 적용된다.
도 3은 광대역 무선 접속 통신 시스템의 통신 절차를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 먼저 MSS(320)는 파워 온(power on)됨에 따라 상기 MSS(320)에 미리 설정되어 있는 모든 주파수 대역들을 모니터링하여 가장 센 크기, 즉 가장 센 파일럿(pilot) 캐리어 대 간섭 잡음비(CINR)를 가지는 파일럿 채널(pilot channel) 신호를 검출한다. 그리고, 상기 MSS(320)는 가장 센 파일럿 CINR을 가지는 파일럿 채널 신호를 송신한 기지국(300)을 상기 가입자 단말기(320) 자신이 현재 속해있는 기지국(300)으로 판단하고, 상기 기지국(300)에서 송신하는 하향 링크(downlink) 프레임(frame)의 프리앰블(preamble)을 수신하여 상기 기지국 (300)과의 시스템 동기를 획득한다.
상기 MSS(320)와 기지국(300)간에 시스템 동기가 획득되면, 상기 기지국은 상기 가입자 단말기로 DL_MAP 메시지와 UL_MAP 메시지를 송신한다.(301단계, 303단계). 여기서, 상기 DL_MAP 메시지는 순방향 링크에서 상기 MSS가 상기 기지국에 대해서 동기를 획득하기 위해서 필요한 정보들과 이를 통해서 상기 순방향 링크에서 MSS들에게 전송되는 메시지들을 수신할 수 있는 물리채널의 구조 등의 정보를 상기 가입자 단말기에게 알려주는 메시지이다. 또한, 상기 UL_MAP 메시지는 역방향 링크에서 MSS의 스케줄링(scheduling) 주기 및 물리채널의 구조 등의 정보를 MSS에게 알려주는 메시지이다.
한편, 상기 레인징을 수행할 경우, 상기 MSS(320)는 상기 기지국(300)으로 RNG_REQ 메시지를 전송(305단계)하고, 상기 RNG_REQ 메시지를 수신한 상기 기지국(300)은 상기 MSS(320)에게 주파수, 시간 및 전송 파워를 보정하기 위한 정보들을 포함한 RNG_RSP 메시지를 전송(307단계)한다.
그러면 여기서 도 4를 참조하여 상기 OFDMA 통신 시스템에서 MSS의 레인징 동작 수행시 백오프 과정을 설명하기로 한다.
도 4는 일반적인 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 레인징 슬럿 충돌시 백오프 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 4를 설명하기에 앞서, 상기 도 4에서 설명하는 백오프 과정은 상기 초기 레인징 과정, 주기적 레인징 과정 및 대역폭 요구 레인징 과정 모두에 적용되나, 여기서는 설명의 편의상 상기 초기 레인징 과정을 일 예로 하여 설명하기로 한 다.
상기 도 4를 참조하면, 1개의 프레임은 L개의 초기 레인징을 위한 레인징 슬럿들로 구성된다. 첫 번째로, 제1 프레임(frame 1)을 살펴보기로 한다. 상기 L개의 레인징 슬럿들 중 제3 레인징 슬럿은 3개의 MSS들이 RNG_REQ 메시지를 송신하기 위해 선택한 레인징 슬럿이다. 여기서, 상기 제3 레인징 슬럿에서 RNG_REQ 메시지를 송신하는 MSS들을 제1 MSS(401), 제2 MSS(403) 및 제3 MSS(405)라고 가정하기로 한다.
한편, 하나의 레인징 슬럿은 하나의 MSS에 의해 점유되어야 하는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 도 4의 경우와 같이, 하나의 레인징 슬럿을 다수의 MSS들이 경쟁적으로 선택한 경우 상기 레인징 슬럿에서 레인징 요청을 할 수 없다.
따라서, 상기 제1 MSS(401), 제2 MSS(403) 및 제3 MSS(405)들 중 어느 하나만이 상기 제3 레인징 슬럿에서 초기 레인징 요청을 수행할 수 있고, 나머지 MSS들은 상술한 랜덤 백오프 과정을 수행하게 된다. 예컨대, 상기 제1 MSS(401)가 상기 제3 레인징 슬럿을 점유한 경우, 상기 제2 MSS(403)는 랜덤 백오프 과정을 수행해 제2 프레임(frame 2)의 제4 레인징 슬럿에서 레인징 요청을 수행하고(415)하고, 상기 제3 MSS는 랜덤 백오프 과정을 수행해 상기 제2 프레임의 제2 레인징 슬럿에서 레인징 요청을 수행(413)한다.
종래에 기지국은 고정된 레인징 슬럿 영역 및 고정된 레인징 할당 주기에 따라 레인징 영역을 MSS들에 할당한다. 즉, 상기 기지국은 얼마나 많은 MSS들이 레인징 요청을 수행하는지 미리 알 수 없으므로, 가능한 최대의 슬럿을 레인징 시도용 슬럿으로 유지하여 MSS들간 슬럿 공유로 인한 충돌과, 백오프에 따른 접속 지연을 최소화하여야 한다. 다시 말하자면, 종래의 레인징 영역 할당에 있어서 상기 기지국은 시스템 구축시 또는 망 설계시 미리 고정된 레인징 슬럿수 및 레인징 슬럿 할당 주기를 결정하게 된다. 그러나, MSS들이 증가하여 과도하게 레인징을 시도하여 시스템에 과부하 현상이 발생하게 된다면 레인징 지연이 발생하게 된다. 이런 경우 시스템 운영자는 시스템을 재설계함으로써 상기 고정된 레인징 슬럿 영역을 변경해야만 하는 문제점이 존재한다. 또한, MSS들의 수가 줄어들게 되게 경우 시스템 설계 초기에 고정된 레인징 슬럿 영역은 무선 자원 낭비라는 원인을 제공한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 동적으로 레인징 슬럿수를 조정하는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 동적으로 레인징 할당 주기를 조정하는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명은 또 다른 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 레인징을 수행하는 이동 가입자 단말기들의 레인징 성공 확률을 증가시키기 위한 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 무선 자원을 효율적으로 이용하는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제1방법은; 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 기지국이 레인징 슬럿 수를 결정하는 방법에 있어서, 현재 프레임에서 레인징에 성공한 이동 가입자 단말기들의 수를 카운트하여 결정하는 과정과, 현재 프레임에서 레인징 슬럿 점유비를 결정하는 과정과, 이전 프레임의 레인징 슬럿 점유비와 현재 프레임의 레인징 슬럿 점유비를 비교하는 과정과, 현재 프레임의 레인징 슬럿 점유비가 큰 경우 레인징을 요구한 이동 가입자 단말기 수가 증가하였음을 인지하는 과정과, 다음 프레임의 레인징 슬럿 수를 현재 프레임의 레인징 슬럿 수보다 많도록 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제2방법은; 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 기지국이 레인징 슬럿 할당 주기를 결정하는 방법에 있어서, 현재 프레임에서 레인징에 성공한 이동 가입자 단말기들의 수를 카운트하여 결정하는 과정과, 현재 프레임에서 레인징 슬럿 점유비를 결정하는 과정과, 이전 프레임까지의 평균 슬럿 점유비와, 현재 프레임의 슬럿 점유비에 의해 현재 프레임까지의 평균 슬럿 점유비를 결정하는 과정과, 상기 현재 프레임까지의 평균 슬럿 점유비와 미리 설정한 임계치를 비교하는 과정과, 상기 현재 프레임까지의 평균 슬럿 점유비가 상기 임계치보다 큰 경우 레인징 슬럿 할당 주기를 감소하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제1시스템은; 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 레인징 슬럿 수의 결정에 따른 레인징을 수행하는 시스템에 있어서, 현재 프레임에서 레인징에 성공한 이동 가입자 단말기들의 수를 카 운트하여 결정하고, 현재 프레임에서 레인징 슬럿 점유비를 결정하고, 이전 프레임의 레인징 슬럿 점유비와 현재 프레임의 레인징 슬럿 점유비를 비교하여,현재 프레임의 레인징 슬럿 점유비가 큰 경우 레인징을 요구한 이동 가입자 단말기 수가 증가하였음을 인지하며, 다음 프레임의 레인징 슬럿 수를 현재 프레임의 레인징 슬럿 수보다 많도록 결정하는 기지국과, 상기 기지국에서 방송되는 현재 프레임의 상향링크 맵을 수신하여, 상기 결정된 다음 프레임의 레인징 슬럿 수를 포함한 레인징 정보를 파악하고, 파악된 레인징 정보를 참조하여 레인징을 수행하는 이동 가입자 단말기를 포함함을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제2시스템은; 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 레인징 슬럿 할당 주기 결정에 따른 레인징을 수행하는 시스템에 있어서, 현재 프레임에서 레인징에 성공한 이동 가입자 단말기들의 수를 카운트하여 결정하고, 현재 프레임에서 레인징 슬럿 점유비를 결정하고, 이전 프레임까지의 평균 슬럿 점유비와, 현재 프레임의 슬럿 점유비에 의해 현재 프레임까지의 평균 슬럿 점유비를 결정하고, 상기 현재 프레임까지의 평균 슬럿 점유비와 미리 설정한 임계치를 비교하며, 상기 현재 프레임까지의 평균 슬럿 점유비가 상기 임계치보다 큰 경우 레인징 슬럿 할당 주기를 감소시키는 기지국과, 상기 기지국에서 방송되는 현재 프레임의 상향링크 맵을 수신하여, 상기 결정된 레인징 슬럿 할당 주기를 포함한 레인징 정보를 파악하고, 파악된 레인징 정보를 참조하여 레인징을 수행하는 이동 가입자 단말기를 포함함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 동작을 이해하는데 필요한 부분만을 설명하며 그 이외의 배경 기술은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략한다.
본 발명은 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; 이하 'OFDMA'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 통신 시스템(이하 'OFDMA 통신 시스템'라 칭하기로 한다)에서 동적으로(dynamic) 레인징 슬럿 수 또는 레인징 할당 주기를 조절하여 레인징 성공 확률을 증가시키고 자원 할당 효율성을 증가시키기 위한 시스템 및 방법을 제안한다.
보다 상세하게는, 본 발명은 기지국(Base Station)과 이동 가입자 단말기(Mobile Subscriber Station, 이하 'MSS'라 칭하기로 한다)간에 레인징 절차 수행시, 접속 지연 및 레인징 슬럿 활용율 모두를 고려하여 최적의 레인징 슬럿 수 또는 레인징 할당 주기 결정을 각 프레임별로 동적으로 결정할 수 있다.
종래에 레인징 영역은 시스템 설계 초기에 고정되어 결정된다. 이 때, 레인징 슬럿 수를 크게 설정하면 접속 지연과 충돌이 감소하지만, 슬럿 활용 효율은 떨어지게 된다. 반대로, 레인징 슬럿 수를 작게 설정하면 슬럿 활용 효율은 높아지지만, 접속 지연 및 충돌이 발생하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 매 OFDMA 프레임마다 변화하는 레인징 시도 MSS들의 수에 따라 레인징 슬럿 수 또는 레인징 할당 주기를 동적으로 결정하여 무선 자원을 효율적으로 활용할 수 있다. 이와 같이, 결정된 동적 레인징 슬럿 영역은 기지국이 UL_MAP을 통해 브로드캐스팅 (broadcasting)한다.
한편, 본 발명은 초기 레인징(initial ranging), 주기적 레인징(periodic ranging) 및 대역 요청 레인징(band request ranging) 모두에 적용 가능하며, 이하에서는 바람직한 실시예로 초기 레인징에 대해 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 MSS가 초기 레인징을 수행하는 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 5를 참조하면, 먼저 501단계에서 상기 MSS는 기지국으로부터 방송되는 UL_MAP을 스캔하여 동적으로 결정된 초기 레인징 경쟁 슬럿 구간을 인지하고 503단계로 진행한다. 상기 503단계에서 상기 MSS는 상기 초기 레인징 경쟁 슬럿 구간 중 하나의 슬럿을 랜덤하게 선택하여 레인징 요청(Ranging Request, 이하 'RNG_REQ'라 칭하기로 한다) 메시지를 기지국으로 송신하고 505단계로 진행한다. 상기 505단계에서 상기 MSS는 상기 RNG_REQ 메시지에 대한 응답으로 레인징 응답(Ranging Response, 이하 'RNG_RSP'라 칭하기로 한다) 메시지를 수신하는지 판별한다. 상기 MSS가 미리 설정되어 있는 RNG_RSP 메시지 수신 대기 기간내에 기지국으로부터 RNG_RSP with success 메시지를 수신하면 507단계로 진행하고, 수신하지 못한다면 509단계로 진행한다. 상기 507단계에서 상기 MSS는 상기 기지국으로의 초기 레인징이 성공적으로 수행되었음을 인지한다. 상기 509단계에서 상기 MSS는 초기 레인징이 실패했음을 인지함에 따라 랜덤 백오프 과정을 수행하고 501단계 이후를 다시 수행한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기지국이 초기 레인징 경쟁 슬럿 수를 결정하는 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 6의 설명에 앞서, 상기 기지국은 현재 프레임(n 프레임)에서 다음 프레임(n+1 프레임)의 초기 레인징 경쟁 슬럿 수를 계산하고, 상기 계산된 n+1 프레임의 초기 레인징 경쟁 슬럿 수는 n+1 프레임에서 브로드캐스팅되는 UL-MAP에 반영된다. 따라서, MSS는 상기 UL-MAP을 수신함으로써 초기 레인징을 시도할 슬럿 구간을 인지할 수 있다.
상기 도 6을 참조하면, 먼저 601단계에서 현재 프레임(n 프레임)에서 기지국은 초기 레인징을 성공한 MSS들의 수를 카운트한 값인 s(n)을 결정하고 603단계로 진행한다. 여기서, 상기 초기 레인징에 성공한 MSS는 RNG_RSP with success 메시지를 수신한 MSS이다. 상기 603단계에서 상기 기지국은 현재 프레임(n 프레임)에서 할당한 초기 레인징 경쟁 슬럿 수와 상기 s(n) 값을 이용하여 현재 프레임(n 프레임)에서의 슬럿 점유비 r(n)을 계산한다. 상기 슬럿 점유비 r(n)은 하기 수학식 1로 나타낼 수 있다.
Figure 112005001110710-PAT00001
상기 수학식 1에서, slot(n)은 현재 프레임(n 프레임)에 할당한 초기 레인징 경쟁 슬럿 수를 의미한다.
이후, 605단계에서 상기 기지국은 이전 프레임(n-1)에서의 슬럿 점유비 r(n-1)과, 현재 프레임(n 프레임)에서의 슬럿 점유비 r(n)을 비교한다. 만약, r(n-1) < r(n)이면, 상기 기지국은 초기 레인징을 시도하는 MSS의 수가 증가하였음을 예측할 수 있다. 이와는 반대로 r(n-1) > r(n)이면, 상기 기지국은 초기 레인징을 시도하는 MSS의 수가 감소하였음을 예측할 수 있다. 상기 r(n) 값이 r(n-1) 값보다 큰 경우에는 607단계로 진행하고, 상기 r(n) 값이 r(n-1) 값보다 작은 경우에는 609단계로 진행한다.
상기 607단계에서 상기 기지국은 Event_I 카운트를 1 증가시키고 611단계로 진행한다. 상기 Event_I 카운트는 슬럿 점유비가 증가한 이벤트가 발생한 횟수를 의미한다. 즉, r(n) < r(n+1) 인 경우, 상기 Event_I 카운트는 다시 1 증가하게 된다.
반면에, 상기 609단계에서 상기 기지국은 Event_D 카운트를 1 증가시키고 611단계로 진행한다. 상기 Event_D 카운트는 슬럿 점유비가 감소한 이벤트가 발생한 횟수를 의미한다.
상기 611단계에서 상기 기지국은 다음 프레임(n+1)에 할당할 초기 레인징 경쟁 슬럿 수 slot(n+1)을 결정한다. 즉, 상기 607단계에서 r(n) 값이 r(n-1) 값보다 큰 경우 하기 수학식 2를 이용해 상기 slot(n+1)을 결정할 수 있다.
slot(n+1)=slot(n) + ceil(pow (r(n), Event_I))
상기 수학식 2에서, ceil(X)는 X보다 높은 최소 정수값을 반환함을 의미한다. 예컨대, ceil(4.25)=5 이다. 또한, pow(Y, Z)는 Y가 Z 제곱만큼 지수적으로 증 가함을 의미한다. 예컨대, pow(10, 3)=103 이다. 즉, r(n) 값이 r(n-1) 값보다 큰 경우에 다음 프레임(n+1 프레임)에 할당할 초기 레인징 경쟁 슬럿 수 slot(n+1)은 r(n)의 지수 함수로 증가함을 알 수 있다.
한편, 상기 611단계에서 상기 609단계의 r(n) 값이 r(n-1) 값보다 작은 경우에는 하기 수학식 3을 이용해 상기 slot(n+1)을 결정할 수 있다.
slot(n+1)=slot(n) - ceil(pow (r(n), Event_D))
상기 수학식 3은 r(n) 값이 r(n-1) 값보다 작은 경우에 다음 프레임(n+1 프레임)에 할당할 초기 레인징 경쟁 슬럿 수 slot(n+1)은 r(n)의 지수 함수로 감소함을 알 수 있다.
한편, 상기 slot(n+1)은 미리 설정되어 있는 최대 할당 초기 레인징 경쟁 슬럿 수와, 최소 할당 레인징 경쟁 슬럿 수를 초과하지 않도록 결정되어야 한다. 즉, 상기 slot(n+1) 값이 최대 할당 초기 레인징 경쟁 슬럿 수보다 큰 경우, 상기 slot(n+1) 값은 최대 할당 초기 레인징 경쟁 슬럿 수로 결정되어야 한다. 또한, 상기 slot(n+1) 값이 최소 할당 초기 레인징 경쟁 슬럿 수보다 작은 경우, 상기 slot(n+1) 값은 최소 할당 초기 레인징 경쟁 슬럿 수로 결정되어야 한다.
그러면, 도 7을 참조하여 상기 초기 레인징 경쟁 슬럿 수 결정에 따라 변경되는 상향링크 프레임 구조에 대해 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 동적으로 결정되는 초기 레인징 경쟁 슬럿 수에 따라 변화하는 상향링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 7을 참조하면, 각 OFDMA 심벌 시간별 상향링크 프레임들은 초기 레인징 경쟁 슬럿 및 대역 요청 경쟁 슬럿으로 제어심벌 영역을 구성하고, 각 MSS들별 데이터 버스트들로 데이터 버스트 영역을 구성한다. 한편, 상기 상향링크 프레임들은 일예로 도시된 것으로서 다른 예로 초기 레인징 경쟁 슬럿, 대역 요청 경쟁 슬럿 및 주기적 레인징 슬럿으로 제어심벌 영역을 구성할 수도 있고, 특정 레인징 슬럿으로만 제어심벌 영역을 구성할 수도 있다. 상기 데이터 스트 영역은 도 2의 230 및 249 슬럿과 같이 각 MSS들별로 상향 링크 데이터를 전송할 수 있도록 다수의 버스트 영역(SS #1 scheduled data 영역 내지 SS #n scheduled data 영역)들로 구성되며, 상기 다수의 버스트 영역들 각각에는 프리앰블(231) 및 상향링크 버스트(233)들로 구성된다.
상술한 바와 같이, n-1 프레임에서 초기 레인징 경쟁 슬럿(701)은 이전 프레임(n-2 프레임)에서 초기 레인징 성공 MSS들의 수(slot(n-2) 및 슬럿 점유비 r(n-2)와 Event_I 또는 Event_D 값에 의해 결정된 slot(n-1) 값에 따라 그 슬럿 수가 결정되어진다. 즉, n-1 프레임의 초기 레인징 경쟁 슬럿 수는 하기 수학식 4에 의해 결정되어진다.
slot(n-1)=slot(n-2)± ceil( pow (r(n-2), Event_I 또는 Event_D))
즉, 상기 도 7의 n-1 프레임의 초기 레인징 경쟁 슬럿 수는 상기 수학식 4에 의해 6으로 결정되었음을 알 수 있다.
이후, n 프레임에서 초기 레인징 경쟁 슬럿(707)의 수는 다음과 같이 결정된다. n-1 프레임에서 초기 레인징에 성공한 MSS의 수가 늘어났다고 가정하고, 이에 따라 n-1 프레임의 슬럿 점유비 r(n-1) 값은 n-2 프레임의 슬럿 점유비 r(n-2) 값보다 크게 되어 Event_I 값이 1 증가한다. 따라서, n 프레임에서 초기 레인징 경쟁 슬럿 수는 하기 수학식 5에 의해 결정된다.
slot(n)=slot(n-1)+ceil( pow (r(n-1), Event_I)
상기 수학식 5에서, slot(n-1) 값은 6이고, ceil( pow (r(n-1), Event_I) 값은 1이 되어, slot(n) 값은 7로 결정된다.
즉, 상기 n 프레임에서 초기 레인징 경쟁 슬럿 수가 이전 프레임(n-1)에서 초기 레인징 경쟁 슬럿 수보다 증가함을 알 수 있다. 이 경우 증가한 슬럿 수만큼 데이터 버스트 영역의 슬럿 수 또는 대역 요청 경쟁 슬럿 수는 감소하게 된다.
이후, n+1 프레임에서 초기 레인징 경쟁 슬럿(709)의 수는 다음과 같이 결정된다. n 프레임에서 초기 레인징에 성공한 MSS의 수가 감소하였다고 가정하고, 이에 따라 n 프레임의 슬럿 점유비 r(n) 값은 n-1 프레임의 슬럿 점유비 r(n-1) 값보다 작게 되어 Event_D 값이 1 증가한다. 따라서, n+1 프레임에서 초기 레인징 경쟁 슬럿 수는 하기 수학식 6에 의해 결정된다.
slot(n+1)=slot(n)-ceil( pow (r(n), Event_D)
상기 수학식 6에서, slot(n) 값은 7이고, ceil( pow (r(n-1), Event_I) 값은 1이 되어, slot(n+1) 값은 6으로 결정된다.
즉, 상기 n+1 프레임에서 초기 레인징 경쟁 슬럿 수가 이전 프레임(n 프레임)에서 초기 레인징 경쟁 슬럿 수보다 감소함을 알 수 있다. 이 경우 감소한 슬럿 수만큼 데이터 버스트 영역의 슬럿 수 또는 대역 요청 경쟁 슬럿 수는 증가하게 된다.
이렇게 결정된 각 프레임별 초기 레인징 경쟁 슬럿 수는 UL-MAP을 통해 MSS들로 브로드캐스팅된다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기지국이 초기 레인징 슬럿 점유비 평균을 계산하여 초기 레인징 영역의 프레임 할당 주기를 결정하는 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 8의 설명에 앞서, 기지국이 관리하는 MSS들의 수가 적은 경우 그만큼 상기 MSS들이 레인징을 요구할 확률은 감소한다. 또한, 기지국이 관리하는 MSS들의 수가 많은 경우 그만큼 상기 MSS들이 레인징을 요구할 확률은 증가하게 된다. 따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 기지국은 무선 자원을 효율적으로 할당하기 위해 현재까지의 평균 슬럿 점유비를 계산하여 레인징 자원을 할당할 프레임의 주기를 결정할 수 있다.
보다 상세하게, 상기 기지국은 평균 슬럿 점유비가 미리 설정한 임계치보다 큰 경우 레인징 경쟁 슬럿 할당 주기를 감소시킨다. 여기서, MSS들이 레인징을 요구하는 횟수가 증가하는 경우가 평균 슬럿 점유비가 증가함을 의미한다. 예컨대, n 프레임에서 레인징 자원을 할당하고 n+2 프레임에서 다시 레인징 자원을 할당하는 경우 레인징 경쟁 슬럿 할당 주기는 2가 된다. 즉, n+1 프레임은 할당된 레인징 자원이 존재하지 않아 그만큼 데이터 버스트 영역이 증가하여 데이터 전송 효율이 증가하게 된다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 레인징 중 초기 레인징에 대해 설명하기로 한다.
상기 도 8을 참조하면, 801단계에서 상기 기지국은 n 프레임에서 초기 레인징에 성공한 MSS들의 수를 카운트하여 s(n) 값을 결정하고 803단계로 진행한다. 상기 803단계에서 상기 기지국은 n 프레임에서 할당한 초기 레인징 경쟁 슬럿 수와 이미 결정한 s(n) 값을 이용하여 슬럿 점유비 r(n) 값을 결정하고 805단계로 진행한다. 상기 805단계에서 상기 기지국은 n 프레임에서 평균 슬럿 점유비 A(n) 값을 결정하고 807단계로 진행한다. 여기서, 상기 A(n) 값은 하기 수학식 7에 의해 결정된다.
Figure 112005001110710-PAT00002
상기 A(n) 값은 이전 프레임까지의 평균 슬럿 점유비와 현재 프레임의 슬럿 점유비에 의해 결정된다. 상기 수학식 7에서,
Figure 112005001110710-PAT00003
는 가중치이며, 0부터 1까지의 실수값을 가진다. 상기 가중치
Figure 112005001110710-PAT00004
값의 결정은 시스템 구현에 따라 현재 프레임에 가중을 둘 것인지, 이전 프레임까지 가중을 둘 것인지에 따라 가변적으로 결정될 수 있다.
상기 807단계에서 상기 기지국은 A(n) 값이 미리 설정한 임계치 S보다 큰지 판단한다. 큰 경우에는 809단계로, 작은 경우에는 811단계로 진행한다. 상기 809단계에서 상기 기지국은 초기 레인징을 요구하는 MSS들의 수가 증가한 것으로 판단하여 초기 레인징 경쟁 슬럿 할당 주기를 감소시킨다. 즉, 이전의 초기 레인징 경쟁 슬럿 할당 주기가 4인 경우 상기 기지국은 초기 레인징 경쟁 슬럿 할당 주기를 1 감소시키게 된다. 따라서, n 프레임에서 초기 레인징 자원을 할당한 기지국은 n+3 프레임에서 초기 레인징 자원을 할당한다. n+1 및 n+2 프레임들에 할당된 초기 레인징 자원은 존재하지 않는다.
상기 811단계에서 상기 기지국은 초기 레인징을 요구하는 MSS들의 수가 감소한 것으로 판단하여 초기 레인징 경쟁 슬럿 할당 주기를 증가시킨다. 즉, 이전의 초기 레인징 경쟁 슬럿 할당 주기가 4인 경우 상기 기지국은 초기 레인징 경쟁 슬럿 할당 주기를 1 증가시킨다. 따라서, n 프레임에서 초기 레인징을 자원을 할당한 기지국은 n+5 프레임에서 초기 레인징 자원을 할당한다. n+1, n+2, n+3 및 n+4 프레임들에 할당된 초기 레인징 자원은 존재하지 않는다. 한편, 상기 초기 레인징 경쟁 슬럿 할당 주기는 시스템에 따라 가변적으로 결정될 수 있는 값임에 유념한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 광대역 무선 접속 시스템에서 기지국이 슬럿 점유비 및 평균 슬럿 점유비에 따라 레인징 경쟁 슬럿 수 및 레인징 경쟁 슬럿 할당 주기를 동적으로 변경 가능하게 구현할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 레인징을 수행하는 이동 가입자 단말기들의 레인징 성공 확률을 증가시키면서도 무선 자원을 효율적으로 이용할 수 있는 이점을 가진다.

Claims (26)

  1. 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 기지국이 레인징 슬럿 수를 결정하는 방법에 있어서,
    현재 프레임에서 레인징에 성공한 이동 가입자 단말기들의 수를 카운트하여 결정하는 과정과,
    현재 프레임에서 레인징 슬럿 점유비를 결정하는 과정과,
    이전 프레임의 레인징 슬럿 점유비와 현재 프레임의 레인징 슬럿 점유비를 비교하는 과정과,
    현재 프레임의 레인징 슬럿 점유비가 큰 경우 레인징을 요구한 이동 가입자 단말기 수가 증가하였음을 인지하는 과정과,
    다음 프레임의 레인징 슬럿 수를 현재 프레임의 레인징 슬럿 수보다 많도록 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 현재 프레임에서의 레인징 슬럿 점유비는 현재 프레임에서 레인징에 성공한 이동 가입자 단말기의 수와 현재 프레임에 할당한 레인징 슬럿 수의 비로 결정함을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 레인징은 초기 레인징, 대역 요청 레인징 및 주기적 레인징 중 어느 하나임을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다음 프레임의 레인징 슬럿 수는, 현재 프레임의 레인징 슬럿 점유비가 큰 경우 레인징을 요구한 이동 가입자 단말기 수가 증가하였음을 인지함에 따라 결정된 제1 변수값이 존재하며, 상기 현재 프레임의 슬럿 점유비를 상기 제1 변수값으로 지수적으로 증가시키고, 상기 증가된 값보다 큰 최소 정수값과 현재 프레임의 레인징 슬럿 수를 합산하여 결정함을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    현재 프레임의 레인징 슬럿 점유비가 작은 경우 레인징을 요구한 이동 가입자 단말기 수가 감소하였음을 인지하는 과정과,
    다음 프레임의 레인징 슬럿 수를 현재 프레임의 레인징 슬럿 수보다 적도록 결정하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 다음 프레임의 레인징 슬럿 수는, 현재 프레임의 레인징 슬럿 점유비가 작은 경우 레인징을 요구한 이동 가입자 단말기 수가 감소하였음을 인지함에 따라 결정된 제2 변수값이 존재하며, 상기 현재 프레임의 슬럿 점유비를 상기 제2 변수값으로 지수적으로 증가시키고, 현재 프레임의 레인징 슬럿 수에서 상기 증가된 값보다 큰 최소 정수값을 감산하여 결정함을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 레인징 슬럿 수는 매 프레임별로 결정함을 특징으로 하는 상기 방법.
  8. 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 기지국이 레인징 슬럿 할당 주기를 결정하는 방법에 있어서,
    현재 프레임에서 레인징에 성공한 이동 가입자 단말기들의 수를 카운트하여 결정하는 과정과,
    현재 프레임에서 레인징 슬럿 점유비를 결정하는 과정과,
    이전 프레임까지의 평균 슬럿 점유비와, 현재 프레임의 슬럿 점유비에 의해 현재 프레임까지의 평균 슬럿 점유비를 결정하는 과정과,
    상기 현재 프레임까지의 평균 슬럿 점유비와 미리 설정한 임계치를 비교하는 과정과,
    상기 현재 프레임까지의 평균 슬럿 점유비가 상기 임계치보다 큰 경우 레인징 슬럿 할당 주기를 감소하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 현재 프레임에서의 레인징 슬럿 점유비는 현재 프레임에서 레인징에 성공한 이동 가입자 단말기의 수와 현재 프레임에 할당한 레인징 슬럿 수의 비로 결정함을 특징으로 하는 상기 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 레인징은 초기 레인징, 대역 요청 레인징 및 주기적 레인징 중 어느 하나임을 특징으로 하는 상기 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 현재 프레임까지의 평균 슬럿 점유비가 상기 임계치보다 작은 경우 레인징 슬럿 할당 주기를 증가하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 레인징 슬럿 할당 주기는 프레임 단위임을 특징으로 하는 상기 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 현재 프레임까지의 평균 슬럿 점유비는 하기 수학식 8에 의해 결정함을 특징으로 하는 상기 방법.
    Figure 112005001110710-PAT00005
    상기 수학식 8에서,
    Figure 112005001110710-PAT00006
    는 가중치를 의미하며 0부터 1까지의 실수값을 가지며, r(n)은 n 프레임에서의 슬럿 점유비를 의미하며, A(n-1)은 n-1 프레임까지의 평균 슬럿 점유비를 의미함.
  14. 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 레인징 슬럿 수의 결정에 따른 레인징을 수행하는 시스템에 있어서,
    현재 프레임에서 레인징에 성공한 이동 가입자 단말기들의 수를 카운트하여 결정하고, 현재 프레임에서 레인징 슬럿 점유비를 결정하고, 이전 프레임의 레인징 슬럿 점유비와 현재 프레임의 레인징 슬럿 점유비를 비교하여,현재 프레임의 레인징 슬럿 점유비가 큰 경우 레인징을 요구한 이동 가입자 단말기 수가 증가하였음을 인지하며, 다음 프레임의 레인징 슬럿 수를 현재 프레임의 레인징 슬럿 수보다 많도록 결정하는 기지국과,
    상기 기지국에서 방송되는 현재 프레임의 상향링크 맵을 수신하여, 상기 결정된 다음 프레임의 레인징 슬럿 수를 포함한 레인징 정보를 파악하고, 파악된 레인징 정보를 참조하여 레인징을 수행하는 이동 가입자 단말기를 포함함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기지국은 현재 프레임에서 레인징에 성공한 이동 가입자 단말기의 수와 현재 프레임에 할당한 레인징 슬럿 수의 비로 상기 현재 프레임에서의 레인징 슬럿 점유비를 결정함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 레인징은 초기 레인징, 대역 요청 레인징 및 주기적 레인징 중 어느 하나임을 특징으로 하는 상기 시스템.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 기지국은, 현재 프레임의 레인징 슬럿 점유비가 큰 경우 레인징을 요구한 이동 가입자 단말기 수가 증가하였음을 인지함에 따라 결정된 제1 변수값이 존재하며, 상기 현재 프레임의 슬럿 점유비를 상기 제1 변수값으로 지수적으로 증가시키고, 상기 증가된 값보다 큰 최소 정수값과 현재 프레임의 레인징 슬럿 수를 합산하여 상기 다음 프레임의 레인징 슬럿 수를 결정함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 기지국은 현재 프레임의 레인징 슬럿 점유비가 작은 경우 레인징을 요구한 이동 가입자 단말기 수가 감소하였음을 인지하고, 다음 프레임의 레인징 슬럿 수를 현재 프레임의 레인징 슬럿 수보다 적도록 결정함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 기지국은, 현재 프레임의 레인징 슬럿 점유비가 작은 경우 레인징을 요 구한 이동 가입자 단말기 수가 감소하였음을 인지함에 따라 결정된 제2 변수값이 존재하며, 상기 현재 프레임의 슬럿 점유비를 상기 제2 변수값으로 지수적으로 증가시키고, 현재 프레임의 레인징 슬럿 수에서 상기 증가된 값보다 큰 최소 정수값을 감산하여 상기 다음 프레임의 레인징 슬럿 수를 결정함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 기지국은 매 프레임별로 상기 레인징 슬럿 수를 결정함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  21. 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 레인징 슬럿 할당 주기 결정에 따른 레인징을 수행하는 시스템에 있어서,
    현재 프레임에서 레인징에 성공한 이동 가입자 단말기들의 수를 카운트하여 결정하고, 현재 프레임에서 레인징 슬럿 점유비를 결정하고, 이전 프레임까지의 평균 슬럿 점유비와, 현재 프레임의 슬럿 점유비에 의해 현재 프레임까지의 평균 슬럿 점유비를 결정하고, 상기 현재 프레임까지의 평균 슬럿 점유비와 미리 설정한 임계치를 비교하며, 상기 현재 프레임까지의 평균 슬럿 점유비가 상기 임계치보다 큰 경우 레인징 슬럿 할당 주기를 감소시키는 기지국과,
    상기 기지국에서 방송되는 현재 프레임의 상향링크 맵을 수신하여, 상기 결정된 레인징 슬럿 할당 주기를 포함한 레인징 정보를 파악하고, 파악된 레인징 정보를 참조하여 레인징을 수행하는 이동 가입자 단말기를 포함함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 기직국은 현재 프레임에서 레인징에 성공한 이동 가입자 단말기의 수와 현재 프레임에 할당한 레인징 슬럿 수의 비로 현재 프레임에서의 레인징 슬럿 점유비를 결정함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 레인징은 초기 레인징, 대역 요청 레인징 및 주기적 레인징 중 어느 하나임을 특징으로 하는 상기 시스템.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 현재 프레임까지의 평균 슬럿 점유비가 상기 임계치보다 작은 경우 레인징 슬럿 할당 주기를 증가함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 레인징 슬럿 할당 주기를 프레임 단위로 결정함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 현재 프레임까지의 평균 슬럿 점유비를 하기 수학식 9에 의해 결정함을 특징으로 하는 상기 시스템.
    Figure 112005001110710-PAT00007
    상기 수학식 9에서,
    Figure 112005001110710-PAT00008
    는 가중치를 의미하며 0부터 1까지의 실수값을 가지며, r(n)은 n 프레임에서의 슬럿 점유비를 의미하며, A(n-1)은 n-1 프레임까지의 평균 슬럿 점유비를 의미함.
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