KR20070001019A - 주파수 오버레이 통신 시스템에서 초기 동작 방법 및시스템 - Google Patents

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KR20070001019A
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Abstract

본 발명은 제1 주파수 대역과, 상기 제1 주파수 대역은 중심 주파수가 서로 다른 다수의 서브 주파수 대역들을 포함하는 주파수 오버레이 통신 시스템에 관한 것으로서, 상기 제1 주파수 대역을 사용하는 이동국의 초기 동작 수행 방법에 있어서, 미리 설정된 주파수 대역 단위로 전체 주파수 대역을 상관하는 과정과, 최대 상관값을 가지는 주파수 대역을 통해 방송 정보를 수신하는 과정과, 상기 방송 정보를 참조하여 인지한 기지국의 주파수 대역이 상기 이동국의 미리 설정된 주파수 대역 단위보다 작은 경우, 상기 최대 상관값을 가지는 주파수 대역을 통해 상기 기지국으로 레인징을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
주파수 오버레이, 초기 동작, 광대역 무선 접속, 협대역

Description

주파수 오버레이 통신 시스템에서 초기 동작 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR INITIAL PROCEDURE IN A FREQUENCY OVERLAY COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 본 발명의 주파수 오버레이 통신 시스템에서 주파수 할당을 개략적으로 도시한 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 EB 통신 시스템에서 사용하는 송수신기 모듈의 일 예를 개략적으로 도시한 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 EB 통신 시스템에서 사용하는 송수신기 모듈의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 오버레이 통신 시스템의 다운링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 오버레이 통신 시스템에서 이동국이 수행하는 초기 동작 과정을 도시한 흐름도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 오버레이 통신 시스템에서 초기 동작을 위한 메시지 흐름을 도시한 신호 흐름도
본 발명은 통신 시스템에서 초기 동작 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 특히 주파수 오버레이(frequency overlay)된 통신 시스템(이하 '주파수 오버레이 통신 시스템'이라 칭하기로 한다)에서 초기 동작 방법 및 시스템에 관한 것이다.
통신 시스템이 발전해나감에 따라 상기 통신 시스템에서 제공되어야 하는 서비스의 종류들이 다양해지고 있다. 따라서, 광대역 서비스를 제공하는 광대역(broadband) 통신 시스템의 필요성이 대두되고 있다. 일반적으로, 상기 통신 시스템에서 주파수 자원은 한정된 자원이기 때문에 광대역 통신 시스템 역시 사용 가능한 주파수 대역은 한정되어 있다. 또한, 이미 설치되어 있는 통신 시스템들과의 호환성(backward compatibility) 역시 고려되어야만 하기 때문에 그 설계에 난이한 점이 있다.
한편, 현재 제안되어 있는 광대역 통신 시스템들은 서로 상이한 주파수 대역을 사용한다는 가정하에 설계된 시스템들이다. 그러나, 통신 기술이 발전함에 따라 상기 광대역 서비스를 위한 주파수 대역 증가 요구는 필연적이다. 이에 따라, 상기 주파수 대역 사용에 대한 라이센스(license) 비용은 증가하게 되고, 상기 라이센스 비용의 증가로 인해 광대역 서비스 제공을 위해 제안된 다양한 방식들이 서비스 되지 못하고 지체되는 현상이 발생하고 있다.
따라서, 상기 주파수 대역의 한정성을 극복하면서도, 즉 상기 주파수 대역에 대한 라이센스 비용 증가 문제를 해결하면서도 상기 광대역 서비스를 원활하게 제공하기 위한 방안이 필요하다. 이러한 방안 중 하나로 기존 통신 시스템과 특정 주 파수 대역에서 오버레이 된 광대역 통신 시스템을 고려해 볼 수 있다. 이 경우, 상기 특정 주파수 대역에서 오버레이 된 광대역 통신 시스템의 이동국(mobile station)과 기존 통신 시스템의 이동국이 기존 통신 시스템에 함께 존재할 수도 있고, 광대역 통신 시스템에 함께 존재할 수도 있다. 따라서, 상기 사용자들이 특정 시스템에 접속 및 등록하여 통신을 수행할 수 있도록 초기 동작 절차를 정의할 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 주파수 오버레이 통신 시스템에서 기지국의 사용 대역폭에 관계없이 초기 동작을 수행하는 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 주파수 오버레이 통신 시스템에서 주파수 다이버시티 이득을 고려하여 초기 동작을 수행하는 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제1방법은; 제1 주파수 대역이 존재하며, 상기 제1 주파수 대역은 다수의 서브 주파수 대역들을 포함하는 주파수 오버레이 통신 시스템에서, 상기 제1 주파수 대역을 사용하는 이동국의 초기 동작 방법에 있어서, 상기 제1 주파수 대역 단위로 전체 주파수 대역을 상관하는 과정과, 최대 상관값을 가지는 주파수 대역을 통해 방송 정보를 수신하는 과정과, 상기 방송 정보를 참조하여 인지한 기지국의 주파수 대역폭이 상기 이동국의 제1 주파수 대역폭보다 작거나 같은 경우, 상기 최대 상관값을 가지는 주파수 대역 을 통해 상기 기지국으로 초기 접속을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제2방법은; 제1 주파수 대역이 존재하며, 상기 제1 주파수 대역은 중심 주파수가 서로 다른 다수의 서브 주파수 대역들을 포함하는 주파수 오버레이 통신 시스템에서, 상기 서브 주파수 대역들 중 어느 하나의 서브 주파수 대역을 사용하는 이동국의 초기 동작 수행 방법에 있어서, 상기 어느 하나의 서브 주파수 대역 단위로 전체 주파수 대역을 상관하는 과정과, 최대 상관값을 가지는 서브 주파수 대역을 통해 방송 정보를 수신하는 과정과, 상기 방송 정보를 참조하여 인지한 대역 정보를 이용하여 기지국으로 레인징을 요구하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적들을 달성하기위한 본 발명의 제1 시스템은; 주파수 오버레이 통신 시스템에서, 초기 접속을 위한 시스템에 있어서, 광대역 주파수 대역인 적어도 하나의 제1 주파수 대역을 운용하며, 상기 제1 주파수 대역은 협대역 주파수 대역인 적어도 하나의 서브 주파수 대역을 포함하며, 상기 적어도 하나의 서브 주파수 대역들 각각의 자원 사용 정도를 나타내는 부하량 정보를 방송하는 기지국과, 상기 기지국으로부터 수신한 부하량 정보를 고려하여 상기 제1 주파수 대역 중 어느 하나의 서브 주파수 대역을 결정하는 이동국을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제3방법은; 광대역 주파수 대역인 적어도 하나의 제1 주파수 대역이 존재하며, 상기 제1 주파수 대역은 협대역 주파수 대역인 적어도 하나의 서브 주파수 대역을 포함하는 주파수 오버레 이 통신 시스템에서, 이동국의 초기 접속 방법에 있어서, 상기 적어도 하나의 서브 주파수 대역들 각각의 자원 사용 정도를 나타내는 부하량 정보를 기지국으로부터 수신하는 과정과, 상기 부하량 정보를 고려하여 상기 제1 주파수 대역 중 어느 하나의 서브 주파수 대역을 결정하는 과정과, 상기 상기 결정된 서브 주파수 대역을 통해 상기 기지국으로 초기 접속을 수행하는 과정을 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 주파수 오버레이(frequency overlay) 된 통신 시스템(이하 '주파수 오버레이 통신 시스템'이라 칭하기로 한다)에서 오버레이 된 주파수 대역 또는 오버레이 되지 않은 주파수 대역을 사용하는 이동국(mobile station)들을 위한 초기 동작 방법 및 그 시스템을 제안한다.
이하, 설명의 편의상 오버레이 되지 않은 주파수 대역을 사용하는 이동국을 'NB-MS'(Narrow Band-Mobile Station)라 칭하기로 하며, 상기 오버레이 되지 않은 주파수 대역을 포함한 확장된 주파수 대역까지 사용하는 이동국을 'EB-MS'(Extended Band-Mobile Station)라 칭하기로 한다. 또한, 상기 오버레이 되지 않은 주파수 대역을 제공하는 기지국을 'NB-BS'(Narrow Band-Base Station)라 칭하기로 하며, 상기 오버레이 되지 않은 주파수 대역을 포함한 확장된 주파수 대역까 지 제공하는 기지국을 'EB-BS'(Extended Band-Base Station)라 칭하기로 한다. 여기서, 상기 EB-MS가 자신이 사용할 수 있는 주파수 대역보다 더 확장된 주파수 대역을 사용하는 EB-BS에 존재하는 경우, 상기 EB-BS 입장에서 상기 EB-MS는 NB-MS가 됨은 물론이다.
도 1은 본 발명의 주파수 오버레이 통신 시스템에서 주파수 할당을 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 먼저 기존 통신 시스템은 중심 주파수 fc1를 가지는 협대역(narrow band) 통신 시스템(이하, 'NB 통신 시스템'라 칭하기로 한다)이다. 상기 NB 통신 시스템은 서비스의 다양화 및 요구되어지는 전송 용량의 증가로 인해 주파수 대역폭을 늘려야 하는 상황이 발생할 수 있다. 따라서, 주파수 대역폭이 확장된 통신 시스템을 고려할 수 있으며, 상기 주파수 대역폭이 확장된 통신 시스템(이하, 'EB 통신 시스템'라 칭하기로 한다)을 상기 NB 통신 시스템과 주파수 대역상에서 오버레이되는 형태로 설계할 수 있다. 이에 따라, 도 1에서 EB 통신 시스템은 중심 주파수 fc2를 가진다. 여기서, 상기 NB 통신 시스템은 상기 EB 통신 시스템에서 사용하는 주파수 대역폭에 비해 상대적으로 협대역임을 의미할 뿐, 상기 NB 통신 시스템에서 사용하고 있는 주파수 대역 자체를 협대역으로 한정하는 것은 아니다. 이렇게, 상기 주파수 오버레이 방식을 적용하여 주파수 대역폭을 확장하는 이유는 다음과 같다.
(1) 주파수 대역에 대한 라이센스 비용 감소 측면
주파수 오버레이 방식을 사용하지 않고 NB 통신 시스템에서 사용하고 있는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역을 새로운 통신 시스템에 배치(deploy)할 경우 새로운 주파수 대역을 사용하는 경우와 동일하게 주파수 대역에 대한 라이센스 비용이 추가적으로 발생하게 된다. 이와는 달리 상기 주파수 오버레이 방식을 사용할 경우에는 기존의 주파수 대역을 제외한 추가적으로 확장되는 대역폭에 대한 라이센스 비용만이 추가적으로 발생하게 된다. 따라서, 사업자는 상기 추가적으로 발생한 라이센스 비용만을 부담하면 되므로 주파수 대역에 대한 라이센스 비용이 비교적 덜 큰 부담으로 작용하게 된다.
(2) 오버레이 주파수 대역에서의 주파수 자원 효율성 증가 측면
주파수 오버레이 방식을 적용할 경우 오버레이되는 주파수 대역에서는 주파수 자원 효율성이 증가하게 된다. 서비스 사업자는 주파수 자원의 효율성에 비례하여 그 가입자들로부터 수익을 창출할 수 있기 때문에 상기 주파수 자원 효율성은 중요시 되어진다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 EB 통신 시스템에서 사용하는 송수신기 모듈의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 먼저 사용 주파수 대역의 대역폭이 확장되기 이전의 통신 시스템, 즉 NB 통신 시스템에서 사용하는 송수신기 모듈의 역고속 푸리에 변환(IFFT: Inverse Fast Fourier Transformer, 이하 'IFFT'라 칭하기로 한다)/고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform， 이하 'FFT'라 칭하기로 한다) 포인트(point) 수가 'N'이라고 가정하고, 사용 주파수 대역의 대역폭이 확장된 이후의 통신 시스템, 즉 EB 통신 시스템에서 사용하는 송수신기 모듈의 IFFT/FFT 포인트 수가 'M'(단, M>N)이라고 가정하기로 한다.
기지국(200)은 N-포인트 IFFT/FFT 모듈(module)을 별도로 구비하지 않고도 M-포인트 IFFT/FFT 모듈만으로도 NB 통신 시스템의 이동국 #1(240)과, EB 통신 시스템의 이동국 #2(260)에 서비스를 지원할 수 있다. 상기와 같이 1개의 IFFT/FFT 모듈, 즉 M-포인트 IFFT/FFT 모듈만으로 NB 통신 시스템과 EB 통신 시스템의 MS들 모두에 서비스를 지원하기 위해서는 상기 NB 통신 시스템과 EB 통신 시스템의 경계 주파수 대역에 보호 대역(guard band)을 구비해야만 한다. 여기서, 상기 보호 대역의 구체적인 사이즈(size)는 대역 통과 필터(Band-Pass Filter)의 성능에 의해 좌우된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 EB 통신 시스템에서 사용하는 송수신기 모듈의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 도 2에서 설명한 바와 같이 먼저 NB 통신 시스템에서 사용하는 송수신기 모듈의 IFFT/FFT 포인트 수가 'N'이라고 가정하고, EB 통신 시스템에서 사용하는 송수신기 모듈의 IFFT/FFT 포인트 수가 'M'(단, M>N)이라고 가정하기로 한다.
그런데, 상기 도 2에서 설명한 바와 달리 시스템을 확장할 때 주파수 오버레이 방식을 사용하는 기지국을 배치하는 것이 바람직하지만, 특정 지역에 대해서는 주파수 오버레이 방식을 사용하는 기지국을 배치하지 못하는 상황이 발생할 수 있다. 이 때에는 기존의 NB 통신 시스템에서 운용하던 N-포인트 IFFT/FFT를 사용하는 기지국을 유지하게 된다.
물론, 시스템 확장이 완료되면 특정 지역에 대해 상기 NB-BS만 존재하는 경우는 거의 발생하지 않지만, 시스템 확장 중간 단계에서는 필수적으로 발생하게 된다. 따라서, 상기 도 2에서 설명한 바와는 달리 BS가 NB-BS일 경우 EB 통신 시스템에서 사용하는 송수신기 모듈의 IFFT/FFT 포인트에 대해서도 고려해야만 한다.
NB-BS(300)는 Ｎ-포인트 IFFT/FFT 모듈만을 사용하고 있다. 상기 도 2에서도 설명한 바와 같이 EB 통신 시스템에서 사용하는 주파수 대역과 NB 통신 시스템에서 사용하는 주파수 대역간에 보호 대역만 존재할 경우 상기 NB-BS(300)은 Ｎ-포인트 IFFT/FFT 모듈만을 사용해도 Ｎ-포인트 IFFT/FFT 모듈을 사용하는 이동국 #1(340) 뿐만 아니라 M-포인트 IFFT/FFT 모듈을 사용하는 이동국 #2(360)와도 통신을 수행할 수 있다. 또한, 상기 도 2에서 설명한 바와 같이 상기 보호 대역의 구체적인 사이즈는 BPF의 성능에 의해 좌우되며, 상기 보호 대역에 대해서는 본 발명과 관련이 없으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
다만, EB 통신 시스템의 상기 M 포인트 예컨대,
Figure 112006046488729-PAT00001
포인트 IFFT 모듈과 후술하는 NB 통신 시스템의 N 포인트 FFT 모듈간 통신 운용이 가능한 이유는 다음과 같다.
예컨대, 실제 수신단이 원하는 신호는
Figure 112006046488729-PAT00002
포인트 IFFT 모듈에서 N 포인트 부분에만 매핑된다고 가정한다. 다음으로, 상기 M 포인트 IFFT 모듈을 통과한 상기 데이터는 대역 통과 필터링 과정을 통해 NB 통신 시스템에서 사용하는 반송파 주파수(carrier frequency)
Figure 112006046488729-PAT00003
대역으로 업 컨버젼(Up conversion)이 이루어진다. 이후 상기
Figure 112006046488729-PAT00004
포인트가 차지하는 대역폭(
Figure 112006046488729-PAT00005
)을 고려한 밴드 패스 필터링이 수행된다. 상기와 같은 과정을 거친 데이터는 송신 안테나(Tx Ant)를 통해 전송된다.
한편, 다운링크에서 수신단에 해당되는 NB-MS는 수신 안테나(Rx Ant)를 통해 상기 송신단 즉, 상기 BS로부터 전송되는 신호를 수신한다. 이후 상기 MS는 N 포인트에 해당하는 대역폭(
Figure 112006046488729-PAT00006
)만큼 대역 통과 필터링을 수행한다. 상기와 같은
Figure 112006046488729-PAT00007
대역폭 밴드 패스 필터링으로 인해 상기 BS에서 M 포인트, 즉
Figure 112006046488729-PAT00008
포인트 IFFT로 전송한 데이터인 경우에도
Figure 112006046488729-PAT00009
포인트 FFT가 아닌 N 포인트 FFT만으로도 복원이 가능하게 된다. 상기 대역 통과 필터링이 끝난 신호는 N 포인트 FFT 모듈(470)을 통해 원래의 신호로 복원할 수 있게 된다. 즉, 제어 신호를 통해 상기 NB-MS는 자신에게 할당된 자원 정보를 인지하고, 이후 트래픽 신호를 복원하게 된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 오버레이 통신 시스템의 다운링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, NB-BS는 410 또는 420 주파수 대역을 사용할 수 있고, EB-BS는 상기 410 및 420 주파수 대역에 보호 구간(415)을 합친 주파수 대역을 사용할 수 있다. 따라서, EB-BS의 주파수 대역(430)을 'FA'(frequency allocation) 라 정의하면, 상기 FA(430)는 두개의 FA 블록(Frequency Allocation Block)들(410, 420)을 포함함을 알 수 있다. 이하에서는 상기 각 FA 블록을 'FAB'라 칭하기로 하며, 상기 FA 및 FAB는 이동국에게도 동일하게 적용됨은 물론이다. 다시 정리하면, FAB는 이동국 혹은 기지국에게 할당할 수 있는 최소 단위의 주파수 대역을 의미하고, 상기 FA는 적어도 하나의 FAB로 구성된다. 예컨대, 하나의 FAB가 하나의 FA를 구성하는 경우 상기 FA를 사용하는 통신 시스템은 NB 통신 시스템이 된다. 또한, 두개 이상의 FAB가 하나의 FA를 구성하는 경우 상기 FA를 사용하는 통신 시스템은 EB 통신 시스템이 된다. 여기서, FAB(410)와 FAB(420)는 중심 주파수가 상이하며, FA(430)와 각 FAB들(410, 420)들간의 중심 주파수도 상이하다.
상기 FA와 FAB간의 관계를 일 례를 들어 설명하면, 기지국이 80MHz의 주파수 대역을 운용하는 경우, 상기 80MHz 주파수 대역은 10MHz 주파수 대역인 8개의 FAB로 구분할 수 있다. 여기서, 상기 80MHz 주파수 대역은 FA가 되며, 40MHz 주파수 대역 단위로 구분하는 경우 각 40MHz 주파수 대역폭을 가지는 2개의 FAB로 구성되었다고도 말할 수 있다. 또한, 상기 40MHz 주파수 대역 각각은 FA 1 및 FA 2로 구분할 수도 있으며, 상기 FA 1 및 FA 2 각각은 20MHz 주파수 대역 FAB 두개로 구분하거나, 10MHz 주파수 대역 FAB 4개로 구분할 수도 있다. 만약, 상기 기지국이 최소 운용 주파수 대역인 10MHz 주파수 대역만을 사용하면, 상기 10MHz 주파수 대역은 FAB 이자 FA가 된다. 즉, 상기 FA와 FAB간의 관계는 정의하기에 따라 달라질 수 있다. 상술한 FA와 FAB간의 관계는 이동국에도 동일하게 적용된다.
한편, 이동국이 자신의 주파수 대역폭보다 넓은 기지국으로 초기 접속을 수 행할 수도 있고, 자신의 주파수 대역폭과 동일한 기지국으로 초기 접속을 수행할 수도 있고, 자신의 주파수 대역폭보다 좁은 기지국으로 초기 접속을 수행할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에서 제안하고자 하는 NB-MS 또는 EB-MS가 NB-BS 또는 EB-BS에 접속하여 등록 절차를 수행하는 초기 동작 과정에 대해 설명하기로 한다. 여기서, 초기 동작 과정이라 함은 NB-MS 또는 EB-MS가 파워 온(power on)하고 통화 대기 모드로 동작하기까지의 과정을 의미한다.
설명에 앞서, 상기 초기 동작 과정을 위해 다음과 같은 가정들이 필요하다.
먼저, NB-BS가 사용하는 서브 캐리어 간격(sub-carrier spacing)과 EB-BS가 사용하는 서브 캐리어 간격은 동일하여야 한다.
*또한, NB-MS 또는 EB-MS는 기지국의 중심 주파수를 구분할 수 있을 뿐만 아니라, NB-BS 인지 EB-BS인지 구분할 수 있어야 한다.
또한, 기지국이 방송하는 정보들은 모든 FAB를 통해 전송되어져야 한다. 즉, EB-BS가 방송하는 정보를 특정 FAB만을 사용하는 NB-MS도 수신할 수 있도록 모든 FAB들을 통해 방송 정보가 전송되어야 한다.
또한, NB-BS 또는 EB-BS는 임의의 이동국이 접속을 시도할 때나 상기 이동국의 스케줄링을 수행할 때에 상기 이동국이 NB-MS인지 EB-MS인지 구분하여야 하며, 요구하는 서비스 종류에 대해서도 구분하여야 한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 주파수 오버레이 통신 시스템에서 이동국이 수행하는 초기 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 5를 참조하면, 먼저 502단계에서 상기 이동국은 파워 온(power on)하고 504단계로 진행한다. 상기 504단계에서 상기 이동국이 사용하는 주파수 대역이 하나의 FAB로 구성되었을 경우에는 506단계로, 적어도 두개의 FAB로 구성되었을 경우에는 514단계로 진행한다.
상기 506단계에서 상기 이동국은 접속할 기지국이 NB-BS인지 EB-BS이냐와 상관없이 전 주파수 대역을 FAB 단위로 스캐닝하고 508단계로 진행한다. 상기 508단계에서 상기 이동국은 스캐닝 결과에 따라 최대 상관값을 가지는 주파수 대역을 선택하게 되면 해당 주파수 대역이 어느 기지국인지 알게 되며, 상기 기지국의 FAB를 선택하고 510단계로 진행한다. 상기 510단계에서 상기 이동국은 상기 선택한 기지국으로부터 방송 정보를 수신하고 512단계로 진행한다. 여기서, 상기 방송 정보는 기지국의 시스템 파라미터 정보와, 순방향(downlink) 및 역방향(uplink) 링크 정보와, 기지국으로의 초기 접속(initial access)에 필요한 위치 정보, 즉 프레임 시간 슬럿(time slot) 정보 및 주파수 대역(frequency band) 정보를 포함한다. 상기 512단계에서 상기 이동국은 상기 방송 정보 수신을 통해 인지한 위치 정보를 이용해 기지국으로 초기 접속을 수행하고 528단계로 진행한다.
한편, 상기 514단계에서 상기 이동국은 FA 단위로 전 주파수 대역을 스캐닝하고 516단계로 진행한다. 상기 516단계에서 상기 이동국은 기지국으로부터 수신한 프리앰블 신호의 상관 연산을 통해 최대 상관값을 가지는 기지국을 선택한 후, 상기 기지국의 FA를 선택하고, 상기 선택한 FA에서 임의의 FAB를 선택하고 518단계로 진행한다. 상기 518단계에서 상기 이동국은 상기 선택한 기지국으로부터 방송 정보 를 수신하고 520단계로 진행한다. 여기서, 상기 방송 정보는 기지국의 시스템 파라미터 정보와, 순방향(downlink) 및 역방향(uplink) 링크 정보와, 기지국으로의 초기 접속(initial access)에 필요한 위치 정보 뿐만 아니라 기지국이 지원할 수 있는 FA 정보와, FA를 구성하는 FAB들의 로드(load) 정보를 포함한다. 여기서, 상기 로드 정보는 각 FAB별로 얼마나 많은 이동국들이 접속해 있는지에 대한 정보이다. 상기 이동국은 FAB 선택시 상기 로드 정보를 이용할 수 있다.
상기 520단계에서 상기 이동국은 상기 방송 정보를 수신함으로써 기지국의 FAB 개수를 알 수 있다. 즉, 상기 이동국은 초기 접속을 시도하려는 기지국이 자신의 주파수 대역폭보다 넓은 대역폭을 사용하는지 판단한다. 상기 판단 결과, 상기 이동국의 주파수 대역보다 넓은 주파수 대역을 사용하는 기지국인 경우 522단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우 526단계로 진행한다.
*상기 522단계에서 상기 이동국은 상기 로드 정보에 기반하여 주파수 이용률이 현재 선택한 FA보다 낮은 최적의 FA를 재선택 할 수 있다. 즉, 상기 이동국은 주파수 이용률이 낮은 FA를 재선택 할 수 있으며, 이 때 선택한 FA는 이전에 선택한 FA와 동일한 FA일 수도 있다. 만약, 상기 516단계에서 선택한 FA와 상이한 FA를 선택하는 경우 524단계로 진행하여 상기 이동국은 상기 새롭게 선택한 FA 중 랜덤으로 FAB를 선택하거나, 상기 로드 정보에 따라 최소 부하량을 가지는 FAB를 선택하고 526단계로 진행한다.
상기 526단계에서 상기 이동국은 516단계에서 선택한 FAB 또는 524단계에서 선택한 FAB를 이용하여 기지국으로 초기 접속 절차를 수행하고 528단계로 진행한 다. 상기 528단계에서 상기 이동국은 상기 초기 접속한 기지국과 사용 가능 대역폭 협상 및 MCS(modulation and coding scheme) 레벨 협상과 같은 용량(capabilities) 협상을 수행하고 530단계로 진행한다.
상기 530단계에서 상기 이동국은 상기 기지국과 인증키(authentication key) 교환과 같은 인증 동작을 수행하고 532단계로 진행한다. 상기 532단계에서 상기 이동국은 상기 기지국으로 등록을 시도하고 534단계로 진행한다. 상기 534단계에서 등록 성공시 536단계로, 등록 실패시 540단계로 진행한다.
상기 536단계에서 상기 이동국은 상기 기지국과 IP(internet protocol) 연결 설정을 수행하고 538단계로 진행한다. 상기 538단계에서 상기 이동국은 새로운 연결 설정을 요구하거나, 페이징(paging) 메시지를 수신하기 전까지 대기(idle) 모드로 동작한다. 상기 540단계에서 상기 이동국은 등록 실패에 따라 슬립(sleep) 모드로 동작하면서 주기적으로 깨어나 방송 정보만을 수신한다. 필요시 상기 이동국은 532단계로 돌아가 상기 기지국으로 등록을 시도하게 된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 오버레이 통신 시스템에서 초기 동작을 위한 메시지 흐름을 도시한 신호 흐름도이다.
상기 도 6을 참조하면, 이동국(600)은 기지국(650)으로부터 프리앰블을 수신한다(602단계). 여기서, 상기 이동국(600)은 NB-MS이거나, EB-MS이다. 또한, 상기 임의의 기지국(650) 역시 NB-BS이거나, EB-BS이다. 상기 이동국(600)은 상기 프리앰블 신호의 상관 연산을 통해 최대 상관값을 가지는 기지국을 선택한 후, 상기 기지국의 FA 또는 FAB를 선택한다(604단계). 여기서, 상기 새롭게 선택한 기지국을 ' 선택 기지국'(660)으로 명명한다.
상기 선택 기지국(660)은 방송 채널(BCH: broadcast channel)을 통해 상기 이동국(600)으로 방송 정보들을 송신한다(606단계). 상기 방송 정보는 DL-MAP 및 UL-MAP 메시지와, 시스템 정보 및 FAB별 로드 정보등을 포함한다. 상기 방송 정보를 수신함에 따라 상기 이동국(600)은 상기 선택 기지국(660)이 NB-BS인지, EB-BS인지 구분할 수 있다. 상기 이동국(600)은 상기 선택 기지국(660)으로 랜덤 억세스 채널(RACH: Random Access CHannel)을 통해 레인징 요구(raging request) 메시지를 송신하고(608단계), 상기 선택 기지국(660)은 상기 레인징 요구에 대한 응답으로 전용 제어 채널(DCCH: Dedicated Control CHannel)을 통해 레인징 응답(raging response) 메시지를 송신한다(610단계).
이후, 레인징에 성공한 상기 이동국(600)은 상기 DCCH를 통해 용량 협상을 위한 서비스 용량 요구 메시지를 상기 선택 기지국(660)으로 송신하고(612단계), 상기 선택 기지국(660)은 상기 서비스 용량 요구 메시지에 대한 응답으로 서비스 용량 응답 메시지를 상기 이동국(600)으로 송신한다(614단계). 여기서, 상기 서비스 용량 응답 메시지에는 상기 이동국(600)에 지원 가능한 MCS 레벨 정보가 포함될 수 있다.
이후, 상기 이동국(600)은 상기 선택 기지국(660)으로 사용자 인증에 필요한 정보를 포함하여 인증, 키 요구 메시지를 송신하고(616단계), 상기 선택 기지국(660)은 상기 이동국(600)으로 인증 성공 여부와 암호화에 필요한 키 값 정보를 포함한 인증, 키 응답 메시지를 송신한다(618단계).
이후, 상기 이동국(600)은 상기 선택 기지국(660)으로 등록을 위한 등록 요구 메시지를 송신하고(620단계), 상기 선택 기지국(660)은 상기 이동국(600)으로 등록 응답 메시지를 송신한다(622단계).
이후, 등록 성공된 이동국(600)은 상기 선택 기지국(660)으로 IP 주소 할당 요구를 위해 동적 호스트 구성 프로토콜(DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol) 요구 메시지를 송신하고(624단계), 상기 선택 기지국(660)은 DHCP 응답 메시지를 상기 이동국(600)으로 송신한다(626단계).
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 주파수 오버레이 통신 시스템에서 이동국이 수행하는 초기 접속 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 7을 참조하면, 먼저 701단계에서 상기 이동국은 접속할 기지국이 NB-BS인지 EB-BS이냐와 상관없이 전체 주파수 대역을 미리 설정한 주파수 대역 단위로 스캐닝하고 705단계로 진행한다. 여기서, 상기 미리 설정한 주파수 대역이라 함은 단일 FAB를 사용하는 NB-MS인 경우 FAB 단위가 되며, 다수의 FAB를 사용하는 EB-MS인 경우 FA 단위가 된다. 상기 단일 FAB를 사용하는 NB-MS는 상기 단일 FAB 자체가 FA가 될 수 있음은 물론이다. 만약, 상기 EB-MS가 FA 단위로 스캐닝 한 결과 기지국의 주파수 대역 단위가 상기 FA 단위보다는 작은 FAB 단위인 경우 상기 EB-MS는 FAB 단위로 다시 스캐닝을 수행할 수 있다. 그리고, 상기 스캐닝이라 함은 상기 이동국이 중심 주파수를 변경해가며 상기 미리 설정한 주파수 대역 단위에 해당하는 주파수 대역들의 상관 연산을 수행하는 것을 의미한다. 상기 상관 연산은 상기 미리 설정한 주파수 대역 단위에 상응하는 주파수 대역들의 프리앰블 신호의 상관 연산을 의미한다.
상기 705단계에서 상기 이동국은 상기 상관 연산을 통해 가장 큰 상관값을 가지는 주파수 대역(FA 또는 FAB)을 선택하고, 상기 선택한 주파수 대역이 FA이면 상기 FA 중 임의의 FAB를 선택하며, 상기 선택한 주파수 대역이 FAB이면 상기 FAB를 선택하고 707단계로 진행한다. 상기 707단계에서 상기 이동국은 상기 선택한 주파수 대역(FAB)으로부터 방송 정보를 수신함으로써 상기 선택한 주파수 대역이 어느 기지국에 해당하는지 인지하고 709단계로 진행한다. 상기 방송 정보는 FAB 단위로 방송되며, 상기 기지국이 운용하는 주파수 대역 정보 및 시스템 파라미터 정보와, 순방향(downlink) 및 역방향(uplink) 링크 정보와, 기지국으로의 초기 접속(initial access)에 필요한 위치 정보, 즉 프레임 시간 슬럿(time slot) 정보등을 포함한다. 또한, 상기 방송 정보는 주파수 대역별로 얼마나 많은 이동국들이 접속해 있는지에 대한 로드(load) 정보도 포함할 수 있다. 이상의 과정들은 상기 이동국이 방송 정보를 수신하기 위해서 주파수 대역 선택 및 셀 획득을 수행하는 과정들이다. 여기서, 상기 이동국은 상기 기지국의 방송 정보 수신없이도 미리 인지하고 있는 기지국별 주파수 대역 정보에 따라 선택한 주파수 대역이 어느 기지국에 해당하는지 알 수도 있다.
상기 709단계에서 상기 이동국은 상기 기지국이 자신의 주파수 대역폭보다 넓은 주파수 대역폭을 사용하는지 판단한다. 상기 판단 결과, 상기 이동국의 FA보다 넓은 FA를 사용하는, 즉 이동국의 FAB보다 많은 FAB를 사용하는 기지국인 경우 713단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우 711단계로 진행한다. 상기 711단계에서 상 기 이동국은 상기 기지국으로 상기 705단계에서 선택한 FAB 주파수 대역을 통해 수신한 상향링크 정보를 이용해 초기 레인징을 수행한다. 기지국의 FA와 이동국의 FA가 동일한 주파수 대역인 경우, 상기 이동국은 상기 FA 중 로드량이 낮은 순으로 FAB를 선택하거나 혹은 캐리어 대 간섭비(C/I: Carreir to Interference) 또는 신호 대 잡음 간섭 비(SINR: Signal to Interference and Noise Ratio) 등의 신호 세기가 미리 설정한 기준을 만족하는 경우 초기 접속 수행을 위한 주파수 대역으로 결정할 수 있다. 만약, 상기 이동국이 초기 레인징에 실패한 경우 상기 이동국은 701단계 이후를 다시 수행하거나, 705단계에서 다른 FAB를 선택하고 이후 단계들을 반복한다.
한편, 상기 713단계에서 상기 이동국은 현재 선택한 FA와는 상이한 FA를 선택할 수 있다. 이 때, 상기 이동국은 상기 로드 정보를 참조하여 할당할 주파수 자원이 풍부한 FA를 결정하고 715단계로 진행한다. 물론, 상기 705단계에서 선택한 FA와 동일한 FA가 선택될 수도 있다. 상기 715단계에서 상기 이동국은 상기 결정된 FA를 통해 수신한 신호에 대해 세기를 측정하고 717단계로 진행한다. 여기서, 상기 신호 세기는 캐리어 대 간섭비(C/I: Carreir to Interference) 또는 신호 대 잡음 간섭 비(SINR: Signal to Interference and Noise Ratio)로 결정할 수 있다.
상기 717단계에서 상기 이동국은 상기 측정한 신호 세기가 미리 설정한 설정 임계치(threshold)보다 높은 경우 719단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우 713단계로 되돌아간다. 여기서 유념하여야 할 점은, 상기 715단계 및 717단계는 시스템 구현에 따라 생략될 수 있는 단계들이다.
상기 719단계에서 상기 이동국은 상기 FA의 FAB들 중 임의의 FAB를 선택하고 721단계로 진행한다. 여기서, 상기 FAB 선택시 상기 FAB별 로드 정보를 이용하여 최적의 FAB를 선택할 수도 있다. 한편, 상기 719단계의 FAB 결정은 상기 715단계인 신호 세기 측정 이전에 수행될 수도 있다. 또한, 상기 719단계는 FA가 하나의 FAB로 구성되는 NB-MS인 경우 생략될 수 있다. 상기 FAB를 선택하는 방안에 대해서는 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다. 상기 721단계에서 상기 이동국은 705단계에서 선택한 FA와, 713단계에서 결정된 FA가 서로 다른 FA인지 비교한다. 비교 결과, 서로 다른 FA인 경우 723단계로 진행하고, 동일한 FA인 경우 711단계를 수행한다. 상기 723단계에서 상기 이동국은 새로운 FA의 FAB를 통해 방송 정보를 재수신하고 711단계를 수행한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 주파수 오버레이 통신 시스템에서 이동국이 수행하는 초기 접속 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 8을 참조하면, 먼저 801단계 내지 811단계까지는 도 7의 701단계 내지 711단계와 동일한 과정이기 때문에 그 설명을 생략하기로 한다.
상기 이동국은 809단계에서 기지국이 자신의 주파수 대역폭보다 넓은 대역폭을 사용하는지 판단한다. 상기 판단 결과, 상기 이동국의 FA보다 넓은 FA를 사용하는, 즉 이동국의 FAB 수보다 많은 FAB들을 사용하는 기지국인 경우 813단계로 진행한다. 상기 813단계에서 상기 이동국은 방송 정보 수신에 따라 인지한 로드 정보를 참조하여 주파수 대역 사용량이 일정 기준을 만족하는 FA들을 초기 접속할 후보 FA들로 결정하고 815단계로 진행한다. 여기서, 상기 후보 FA들의 수는 미리 설정한 설정 개수 또는/및 미리 설정한 주파수 대역 사용량 임계치에 의해 결정된다. 상기 815단계에서 상기 이동국은 상기 후보 FA들 각각에 대해 프리앰블 신호 세기를 측정하고 817단계로 진행한다. 상기 817단계에서 상기 이동국은 상기 측정한 신호 세기 및 상기 로드 정보를 종합적으로 고려하여 최적의 FA를 결정하고 819단계로 진행한다.
상기 819단계에서 상기 이동국은 상기 결정된 최적의 FA의 FAB들 중 어느 하나의 FAB를 결정하고 821단계로 진행한다. 상기 FAB는 랜덤하게 결정할 수도 있고, 상기 FAB별 로드 정보를 고려하여 최소 로드량을 가지는 FAB로 결정할 수도 있다. 상기 821단계에서 상기 이동국은 805단계에서 선택한 FA와, 617단계에서 선택한 FA가 서로 다른 FA인지 비교한다. 비교 결과, 상이한 FA인 경우 823단계로 진행하고, 동일한 FA인 경우 811단계를 수행한다. 상기 823단계에서 상기 이동국은 새로운 FA의 FAB를 통해 방송 정보를 재수신하고 811단계를 수행한다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 FAB 로드 정보 포맷의 일례를 나타낸 도면이다.
상기 도 9를 참조하면, 모든 기지국들은 자신의 주파수 대역들별 로드 정보인 FAB 로드 정보를 방송 정보에 포함하여 이동국으로 송신한다. 본 발명에서는 상기 FAB 로드 정보 크기를 일례로 1바이트(byte)로 나타내었으며, 상기 FAB 로드 정보는 4비트(bit)의 FAB_ID 필드(910)와, 4비트의 Load_info 필드(920)를 포함한다. 예컨대, EB-BS가 120MHz 주파수 대역(즉, FA)을 사용하고, 상기 120MHz 주파수 대역은 10MHz의 FAB들로 구분하는 경우, 상기 EB-BS는 각 FAB별 로드 정보, 즉 12바 이트의 FAB별 로드 정보를 상기 방송 정보에 포함하여 이동국으로 송신한다. 따라서, 상기 FAB_ID 필드(910)는 각 FAB들을 구분하기 위한 지시자 필드이고, 상기 Load_info 필드(920)는 각 FAB별 로드 정보를 나타낸 필드이다. 상기 FAB별 로드 정보는 다양한 방법으로 나타낼 수 있으며, 이동국은 상기 FAB별 로드 정보에 따라 FAB를 선택할 수 있다.
그러면, 상기 FAB별 로드 정보에 따라 이동국이 최적의 FA를 선택하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
먼저, FA를 구성하는 FAB별 로드 정보, 즉 부하량의 합에 따라 각 FA들의 자원 사용량이 결정되고, 이동국은 FA별 자원 사용량 정도가 낮은 순서대로 선택하는 방법이 있다. 다시 말하자면, 각 FA들별로 자원 사용량 정도에 따라 순위가 정해지고, 이동국은 FA의 Load_info 값의 합이 가장 큰(즉, 자원 사용량이 적은) FA 순으로 FA를 차례로 선택한다.
다음으로, FA들을 일정 개수로 묶어 그룹핑(grouping)하고, 이동국은 Load_info 값이 큰 그룹을 선택하여 어느 하나의 FA를 랜덤하게 선택하는 방법이 있다. 그러나, 상술한 방법들은 특정 시점에 하나의 FA 또는 FAB로 다수의 이동국들이 집중적으로 몰릴 수 있는 경우가 발생할 수 있다.
따라서, 상기와 같은 문제를 해결하고자 이동국이 FA 선택시 확률적 가중치에 기반하여 FA를 선택하는 방법이 있다.
Figure 112006046488729-PAT00010
상기 수학식 1에서,
Figure 112006046488729-PAT00011
는 i번째 FA를 이동국이 선택할 확률을 의미하며,
Figure 112006046488729-PAT00012
는 i번째 FA의 로드 정보, 즉 부하량 정보를 의미하며,
Figure 112006046488729-PAT00013
는 각 FA들의 부하량의 총 합을 의미한다. 상기 수학식 1을 이용하여 결정한 각 FA별
Figure 112006046488729-PAT00014
를 각 FA들별 가중치로 결정한다. 즉, 상기 방법은 이동국이
Figure 112006046488729-PAT00015
값이 큰 FA를 선택할 확률을
Figure 112006046488729-PAT00016
값이 작은 FA를 선택할 확률보다 상대적으로 높게 결정함으로써, 무조건적으로
Figure 112006046488729-PAT00017
값이 큰 FA만을 선택하는 집중 현상을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 이동국은
Figure 112006046488729-PAT00018
값이 작은 FA를 비록 낮은 확률이지만 선택할 수도 있기 때문에, 장기적으로 이동국들이 FA를 선택함에 있어서 FA들별 로드 밸런싱(load balancing) 효과를 가져오게 된다. 여기서, 상기 이동국이 최적의 FA를 선택한 후 FAB를 선택하는 방안으로 랜덤하게 FAB를 선택하거나, 각 FAB별 로드 정보를 고려하여 선택하는 방안이 있다.
그러면, 상기와 같은 FA 선택시 확률적 가중치에 기반하여 FA를 선택하는 방법을 고려하여 본 발명의 제2 실시에에 따른 최적의 FA를 결정하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
이동국은 방송 정보 수신을 통해 인지한 로드 정보에 따라 후보 FA들을 N개 선택한다. 여기서, 각 FA들별 로드 정보를 L1, L2, L3,ㆍㆍㆍLN (큰 값일수록 자원 사용량이 적음)이라 정의하고, 각 FA들별 수신 신호 세기를 S1, S2, S3,ㆍㆍㆍSN (큰 값일수록 신호 세기가 높음)라 하면, 하기 수학식 2를 이용하여 최적의 FA를 결정할 수 있다.
Figure 112006046488729-PAT00019
상기 수학식 2에서,
Figure 112006046488729-PAT00020
이고,
Figure 112006046488729-PAT00021
과
Figure 112006046488729-PAT00022
는 각각 로드 정보와 수신 신호 세기의 가중치를 의미한다. 상기 수신 신호 세기의 가중치
Figure 112006046488729-PAT00023
는 수신 신호 세기별로 미리 설정된 가중치이다. 상기 이동국은 상기 수학식 2에 의해 최대값을 가지는 n, 즉 최적의 FA를 선택하게 된다.
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 주파수 오버레이 통신 시스템에서 NB-MS 및 EB-MS의 초기 동작 과정을 정의함으로써 차세대 이동 통신 시스템에서 지향하고 있 는 고속 멀티미디어 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 이점이 존재한다.

Claims (45)

  1. 제1 주파수 대역이 존재하며, 상기 제1 주파수 대역은 다수의 서브 주파수 대역들을 포함하는 주파수 오버레이 통신 시스템에서, 상기 제1 주파수 대역을 사용하는 이동국의 초기 동작 방법에 있어서,
    상기 제1 주파수 대역 단위로 전체 주파수 대역을 상관하는 과정과,
    최대 상관값을 가지는 주파수 대역을 통해 방송 정보를 수신하는 과정과,
    상기 방송 정보를 참조하여 인지한 기지국의 주파수 대역폭이 상기 이동국의 제1 주파수 대역폭보다 작거나 같은 경우, 상기 최대 상관값을 가지는 주파수 대역을 통해 상기 기지국으로 초기 접속을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 제1 주파수 대역을 사용하는 이동국의 초기 동작 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기지국과 서비스 용량 협상을 수행하는 과정과,
    인증 동작을 수행하는 과정과,
    등록 동작을 수행하는 과정과,
    상기 기지국으로 등록 후, 아이피(IP) 연결 설정을 수행하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 제1 주파수 대역을 사용하는 이동국의 초기 동작 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 주파수 대역 단위로 전체 주파수 대역을 상관하는 과정은;
    상기 제1 주파수 대역만큼을 상관하는 제1 과정과,
    상기 제1 주파수 대역 단위만큼을 쉬프트(shift)하고, 중간 주파수를 변경하여 상관하는 제2 과정과,
    상기 제2 과정을 전체 주파수 대역 상관을 완료할 때까지 반복하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 제1 주파수 대역을 사용하는 이동국의 초기 동작 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방송 정보는 상기 최대 상관값을 가지는 주파수 대역의 서브 주파수 대역들 중 어느 하나의 서브 주파수 대역을 통해 수신함을 특징으로 하는 상기 제1 주파수 대역을 사용하는 이동국의 초기 동작 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 방송 정보는 하향링크 프레임 정보(DL-MAP) 및 상향링크 프레임 정보(UL-MAP)를 포함함을 특징으로 하는 상기 제1 주파수 대역을 사용하는 이동국의 초기 동작 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 방송 정보는 기지국의 주파수 대역 정보를 포함함을 특징으로 하는 상기 제1 주파수 대역을 사용하는 이동국의 초기 동작 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 방송 정보는 각 서브 주파수 대역들별 부하량 정보를 포함함을 특징으로 하는 상기 제1 주파수 대역을 사용하는 이동국의 초기 동작 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 초기 접속은 상기 최대 상관값을 가지는 주파수 대역의 서브 주파수 대역들 중 어느 하나의 주파수 대역을 통해 레인징 절차를 수행하는 것임을 특징으로 하는 상기 제1 주파수 대역을 사용하는 이동국의 초기 동작 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 방송 정보를 참조하여 인지한 기지국의 주파수 대역이 상기 이동국의 제1 주파수 대역 단위보다 큰 경우, 상기 방송 정보에 포함된 부하량 정보를 고려하여 상기 제1 주파수 대역폭과는 동일하나 중심 주파수가 다른 제2 주파수 대역을 선택하는 과정과,
    상기 제2 주파수 대역의 서브 주파수 대역들 중 어느 하나의 서브 주파수 대역을 통해 레인징을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 제1 주파수 대역을 사용하는 이동국의 초기 동작 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 어느 하나의 주파수 대역은 상기 다수의 서브 주파수 대역들 중 최소의 부하량을 가지는 서브 주파수 대역임을 특징으로 하는 상기 제1 주파수 대역을 사용하는 이동국의 초기 동작 방법.
  11. 제1 주파수 대역이 존재하며, 상기 제1 주파수 대역은 중심 주파수가 서로 다른 다수의 서브 주파수 대역들을 포함하는 주파수 오버레이 통신 시스템에서, 상기 서브 주파수 대역들 중 어느 하나의 서브 주파수 대역을 사용하는 이동국의 초기 동작 수행 방법에 있어서,
    상기 어느 하나의 서브 주파수 대역 단위로 전체 주파수 대역을 상관하는 과 정과,
    최대 상관값을 가지는 서브 주파수 대역을 통해 방송 정보를 수신하는 과정과,
    상기 방송 정보를 참조하여 인지한 대역 정보를 이용하여 기지국으로 레인징을 요구하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 레인징 요구에 따른 레인징 응답 수신 후, 상기 기지국과 서비스 용량 협상을 수행하는 과정과,
    인증 동작을 수행하는 과정과,
    등록 동작을 수행하는 과정과,
    상기 기지국으로 등록 후, 아이피(IP) 연결 설정을 수행하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 상관은 임의의 기지국으로부터 수신한 프리앰블 신호를 이용하여 최대 상관값을 가지는 기지국을 선택함을 특징으로 하는 상기 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 방송 정보는 각 서브 주파수 대역들별 부하량 정보를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 대역 정보는 레인징 수행에 필요한 상향링크 프레임의 시간 슬럿 정보 및 주파수 대역 정보임을 특징으로 하는 상기 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 레인징 요구는 랜덤 억세스 채널을 통해 수행함을 특징으로 하는 상기 방법.
  17. 주파수 오버레이 통신 시스템에서, 초기 접속을 위한 시스템에 있어서,
    광대역 주파수 대역인 적어도 하나의 제1 주파수 대역을 운용하며, 상기 제1 주파수 대역은 협대역 주파수 대역인 적어도 하나의 서브 주파수 대역을 포함하며, 상기 적어도 하나의 서브 주파수 대역들 각각의 자원 사용 정도를 나타내는 부하량 정보를 방송하는 기지국과,
    상기 기지국으로부터 수신한 부하량 정보를 고려하여 상기 제1 주파수 대역 중 어느 하나의 서브 주파수 대역을 결정하는 이동국을 포함함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 상기 이동국은 상기 결정된 어느 하나의 서브 주파수 대역을 통해 초기 레인징임을 수행함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 이동국은 상기 부하량 정보 및 상기 기지국의 기준 신호 세기를 모두 고려하여 상기 제1 주파수 대역 중 어느 하나의 서브 주파수 대역을 초기 접속을 수행할 주파수 대역으로 결정함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 이동국은 상기 부하량 정보 수신을 위해 미리 설정된 주파수 대역 단위로 전체 주파수 대역을 스캐닝하고, 기준 신호 세기가 가장 높은 주파수 대역을 선 택하고, 상기 선택한 주파수 대역으로부터 상기 부하량 정보가 포함된 방송 정보를 수신함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 이동국은 상기 부하량 정보 수신을 위해 미리 설정된 주파수 대역 단위로 전체 주파수 대역을 스캐닝하고, 상기 서브 주파수 대역들 중 임의로 어느 하나의 주파수 대역을 선택하고, 상기 선택한 주파수 대역으로부터 상기 부하량 정보가 포함된 방송 정보를 수신함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 방송 정보는 하향링크 프레임 정보(DL-MAP) 및 상향링크 프레임 정보(UL-MAP)를 포함함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 부하량 정보는 상기 서브 주파수 대역들을 구분하는 식별자 필드와, 각 서브 주파수 대역 식별자에 대응하는 부하량 정보를 나타낸 부하량 필드를 포함함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 방송 정보는 하향링크 프레임 정보(DL-MAP) 및 상향링크 프레임 정보(UL-MAP)를 포함함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 부하량 정보는 상기 서브 주파수 대역들을 구분하는 식별자 필드와, 각 서브 주파수 대역 식별자에 대응하는 부하량 정보를 나타낸 부하량 필드를 포함함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  26. 제17항에 있어서,
    상기 이동국이 상기 기지국의 적어도 하나의 서브 주파수 대역들 중 하나의 서브 주파수 대역을 사용하는 경우, 상기 이동국은 부하량이 낮은 순으로 상기 기지국의 서브 주파수 대역들을 선택하고, 선택된 서브 주파수 대역이 일정 기준 이상을 만족하는 경우 초기 레인징을 위한 주파수 대역으로 결정함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 일정 기준은 미리 설정한 캐리어 대 간섭비(C/I) 값임을 특징으로 하는 상기 시스템.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 이동국은 중심 주파수를 변경하며 상기 기지국의 서브 주파수 대역들을 선택함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  29. 제17항에 있어서,
    상기 이동국이 상기 기지국의 제1 주파수 대역과 동일한 주파수 대역을 사용하는 경우, 상기 이동국은 상기 제1 주파수 대역 중 부하량이 낮은 순으로 서브 주파수 대역들을 선택하고, 선택된 서브 주파수 대역이 일정 기준 이상을 만족하는 경우 초기 레인징을 위한 주파수 대역으로 결정함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  30. 제17항에 있어서,
    상기 이동국이 상기 기지국의 제1 주파수 대역보다 넓은 제2 주파수 대역을 사용하는 경우, 상기 이동국은 상기 제1 주파수 대역 단위로 상기 제2 주파수 대역 을 구분하고, 상기 구분된 주파수 대역들 각각과 상기 제1 주파수 대역을 상관 연산하고, 최대 상관 연산값을 가지는 주파수 대역을 초기 레인징을 위한 주파수 대역으로 결정함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  31. 제17항에 있어서,
    상기 이동국은 상기 제1 주파수 대역의 각 서브 주파수 대역들의 부하량 대비 전체 서브 주파수 대역들의 총 로드량으로 상기 각 서브 주파수 대역별 가중치를 결정하고, 상기 가중치에 의해 결정된 각 서브 주파수 대역별 확률적 부하량을 고려하여 초기 레인징을 위한 주파수 대역을 결정함을 특징으로 하는 상기 시스템.
  32. 광대역 주파수 대역인 적어도 하나의 제1 주파수 대역이 존재하며, 상기 제1 주파수 대역은 협대역 주파수 대역인 적어도 하나의 서브 주파수 대역을 포함하는 주파수 오버레이 통신 시스템에서, 이동국의 초기 접속 방법에 있어서,
    상기 적어도 하나의 서브 주파수 대역들 각각의 자원 사용 정도를 나타내는 부하량 정보를 기지국으로부터 수신하는 과정과,
    상기 부하량 정보를 고려하여 상기 제1 주파수 대역 중 어느 하나의 서브 주파수 대역을 결정하는 과정과,
    상기 상기 결정된 서브 주파수 대역을 통해 상기 기지국으로 초기 접속을 수 행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 초기 접속을 수행할 주파수 대역은 부하량 정보 및 상기 기지국의 주파수 대역별 기준 신호 세기를 고려하여 상기 제1 주파수 대역 중 어느 하나의 서브 주파수 대역을 결정함을 특징으로 하는 상기 방법.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 이동국은 미리 설정된 주파수 대역 단위로 전체 주파수 대역을 스캐닝하는 과정과,
    기준 신호 세기가 가장 높은 주파수 대역을 선택하는 과정과,
    상기 선택한 주파수 대역으로부터 상기 부하량 정보가 포함된 방송 정보를 수신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  35. 제33항에 있어서,
    상기 이동국은 미리 설정된 주파수 대역 단위로 전체 주파수 대역을 스캐닝하는 과정과,
    임의로 어느 하나의 서브 주파수 대역을 선택하는 과정과,
    상기 선택한 주파수 대역으로부터 상기 부하량 정보가 포함된 방송 정보를 수신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  36. 제34항에 있어서,
    상기 방송 정보는 하향링크 프레임 정보(DL-MAP) 및 상향링크 프레임 정보(UL-MAP)를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  37. 제34항에 있어서,
    상기 부하량 정보는 상기 서브 주파수 대역들을 구분하는 식별자 필드와, 각 서브 주파수 대역 식별자에 대응하는 부하량 정보를 나타낸 부하량 필드를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  38. 제35항에 있어서,
    상기 방송 정보는 하향링크 프레임 정보(DL-MAP) 및 상향링크 프레임 정보(UL-MAP)를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  39. 제35항에 있어서,
    상기 부하량 정보는 상기 서브 주파수 대역들을 구분하는 식별자 필드와, 각 서브 주파수 대역 식별자에 대응하는 부하량 정보를 나타낸 부하량 필드를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  40. 제32항에 있어서, 상기 이동국이 상기 기지국의 적어도 하나의 서브 주파수 대역들 중 하나의 서브 주파수 대역만을 사용하는 경우 상기 초기 접속을 수행하는 주파수 대역 결정은;
    상기 부하량이 낮은 순으로 상기 기지국의 서브 주파수 대역들을 선택하는 과정과,
    상기 선택된 서브 주파수 대역이 일정 기준 이상을 만족하는 경우 상기 초기 접속 수행을 위한 주파수 대역으로 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 일정 기준은 미리 설정한 캐리어 대 간섭비(C/I) 값임을 특징으로 하는 상기 방법.
  42. 제40항에 있어서,
    상기 기지국의 서브 주파수 대역들 선택은 상기 이동국의 중심 주파수를 변경해가며 선택하는 것임을 특징으로 하는 상기 방법.
  43. 제32항에 있어서, 상기 이동국이 상기 기지국의 제1 주파수 대역과 동일한 주파수 대역을 사용하는 경우, 상기 초기 접속을 수행하는 주파수 대역 결정은;
    상기 제1 주파수 대역 중 부하량이 낮은 순으로 서브 주파수 대역들을 선택하는 과정과,
    상기 선택된 서브 주파수 대역이 일정 기준 이상을 만족하는 경우 상기 초기 접속 수행을 위한 주파수 대역으로 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  44. 제32항에 있어서, 상기 이동국이 상기 기지국의 제1 주파수 대역보다 넓은 제2 주파수 대역을 사용하는 경우, 상기 초기 접속을 수행하는 주파수 대역 결정은;
    상기 제1 주파수 대역 단위로 상기 제2 주파수 대역을 구분하는 과정과,
    상기 구분된 주파수 대역들 각각과 상기 제1 주파수 대역을 상관 연산하는 과정과,
    최대 상관 연산값을 가지는 주파수 대역을 초기 접속 수행을 위한 주파수 대역으로 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  45. 제32항에 있어서,
    상기 초기 접속을 수행할 주파수 대역은 상기 제1 주파수 대역의 각 서브 주파수 대역들의 서브 주파수 대역의 로드량 대비 전체 서브 주파수 대역들의 총 로드량으로 상기 각 서브 주파수 대역별 가중치를 결정하고, 상기 가중치에 의해 결정된 각 서브 주파수 대역별 확률적 로드량을 고려하여 초기 접속 수행을 위한 주파수 대역을 결정함을 특징으로 하는 상기 방법.
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