KR20070103704A - 랜덤액세스 다이버시티를 얻기 위한 이동국의 송신 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 RACH 버스트 송신 다이버시티를 위한 이동국의 송신 방법을 개시한다.
본 발명에 따라 감쇠 채널 환경에 강한 TSTD 기법, 주파수 호핑 기법 및 전력 램핑 기법의 다양한 조합에 의해 RACH 버스트의 송신에 적용함으로써 기지국의 RACH 시그너쳐 검출 활률을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따라 RACH 버스트의 성공적인 송신에 사용된 송신 파라미터(서브밴드 주파수, 송신안테나, 전력 등)를 사용자 패킷 데이터의 송신에 사용함으로써 신뢰도 있는 사용자 패킷 데이터 송신을 수행할 수 있다.
DFT-S OFDMA, 서브밴드, 랜덤액세스, 주파수 호핑, TSTD, 전력 램핑

Description

랜덤액세스 다이버시티를 얻기 위한 이동국의 송신 방법{Transmission method of mobile station for Random Access Channel diversity}
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 단일 서브밴드(single band), 전력 램핑 및 TSTD 방식을 이용하여 RACH 버스트의 송신 다이버시티를 얻는 이동국의 송신 장치의 내부 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 도 1의 송신 장치의 OFDMA 변조부의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 송신 장치의 송신부의 가능한 구성을 예시하는 블록도이다.
도 4는 DFT-S OFDMA 방식을 사용하는 3G LTE 상향링크 프레임 구조를 도시한다.
도 5는 도 1의 송신 장치를 이용하여 RACH 버스트의 송신 다이버시티를 얻는 방법의 예이다.
도 6은 도 1의 송신 장치를 이용하여 RACH 버스트의 송신 다이버시티를 얻는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 다중 서브밴드(multi band), 주파수 호핑, 전력 램핑 및 TSTD 방식을 이용하여 RACH 버스트의 송신 다이버시티를 얻는 이동국의 송신 장치의 내부 구성을 도시하는 블록도이다.
도 8은 도 7의 송신 장치의 OFDMA 변조부의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 9는 도 7의 송신 장치를 이용하여 RACH 버스트의 송신 다이버시티를 얻는 방법의 예이다.
도 10은 도 7의 송신 장치를 이용하여 RACH 버스트의 송신 다이버시티를 얻는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 주파수 호핑(frequency hopping)과 전력 램핑(power ramping) 방식을 이용하여 RACH 버스트의 송신 다이버시티를 얻는 이동국의 송신 장치의 내부 구성을 도시하는 블록도이다.
도 12는 도 10의 송신 장치를 이용하여 RACH 버스트의 송신 다이버시티를 얻는 방법의 예이다.
도 13은 도 11의 송신 장치를 이용한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동국에 사용되는 송신 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 14는 상기 각 실시예에서 사용자 패킷 데이터의 송신 전력을 결정하는 방법의 일 예를 도시한다.
본 발명은 이동국의 송신 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, OFDMA 기반 셀룰러 시스템에서 이동국이 기지국으로 RACH 버스트 및 사용자 패킷 데이터를 송신하는 경우 랜덤액세스 송신 다이버시티를 얻기 위한 송신 방법에 관한 것이다.
현재 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 LTE(Long Term Evolution)를 위한 무선전송 기술로서, 하향 링크 전송 방식에는 OFDMA 방식을 사용하고, 상향링크 전송 방식에는 이산 푸리에 변환 확산(Discrete Fourier Transform-Spread: 이하, DFT-S) OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 후보 기술로 고려하고 있다.
또한 순방향 링크에 다중 입력 다중 출력(Multi Input multi Output: 이하, MIMO) 기술을 도입하기 위해 기본적으로 기지국 및 이동국의 안테나 수를 각각 2개 이상 사용하는 것을 고려하고 있다.
뿐만 아니라 랜덤 액세스 채널(Random Access Channel: 이하, RACH) 전송시 특정한 자원을 분할하여 서브밴드의 개념으로 주파수 호핑을 통한 전송 기술을 고려하고 있다.
한편, 페이딩 채널 환경인 셀룰러 시스템에서 기지국은 랜덤 액세스 시도시 이동국이 송신하는 랜덤 액세스 채널 버스트를 검출해야 하며, 이동국은 사용자 패킷 데이터를 신뢰도 높게 송신해야 한다. 따라서, 페이딩 채널 환경에서 기지국의 RACH 버스트 검출 확률을 향상시킬 수 있으며, 신뢰도 높은 사용자 패킷 데이터의 송신을 수행할 수 있는 이동국의 송신 방법이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기지국의 RACH 버스트 검출 확률을 높일 수 있으며, 페이딩 환경에 강한 사용자 패킷 데이터 전송을 수행할 수 있는 다중 송신안테나를 구비한 이동국의 송신 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 랜덤액세스 다이버시티를 얻기 위한 이동국의 송신 방법은, (a) RACH(Random Access Channel) 버스트를 다중 송신안테나 중 선택된 송신안테나를 이용하여 기지국으로 전송하는 단계; (b) 상기 기지국으로부터 상기 RACH 버스트에 대한 승락 응답을 수신한 경우, 상기 RACH 버스트의 전송시의 송신안테나를 이용하여 사용자 패킷 데이터를 전송하는 단계; (c) 상기 기지국으로부터 상기 RACH 버스트에 대한 비승락 응답을 수신한 경우, 이전 송신안테나와 상이한 송신안테나를 이용하여 신규 RACH 버스트를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 및 (d) 상기 다중 송신안테나를 모두 사용할 때까지 상기 기지국으로부터 비승락 응답을 수신한 경우, 기 설정된 송신 전력보다 높은 송신 전력을 새로 설정한 후, 상기 (a) 단계로 복귀하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 랜덤액세스 다이버시티를 얻기 위한 이동국의 송신 방법은, (a) RACH(Random Access Channel) 버스트를 다중 송신안테나 중 선택된 송신안테나 및 설정된 서브밴드를 이용하여 기지국으로 전송하는 단계; (b) 상기 기지국으로부터 상기 RACH 버스트에 대한 승락 응답을 수신한 경우, 상기 RACH 버스트의 전송시의 송신안테나 및 서브밴드를 이용하여 사용자 패 킷 데이터를 전송하는 단계; (c) 상기 기지국으로부터 상기 RACH 버스트에 대한 비승락 응답을 수신한 경우, 이전 송신안테나 및 이전 서브밴드와 상이한 송신안테나 및 서브밴드를 이용하여 신규 RACH 버스트를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 및 (d) 송신안테나 및 서브밴드의 조합을 모두 사용할 때까지 상기 기지국으로부터 비승락 응답을 수신한 경우, 기 설정된 송신 전력보다 높은 송신 전력을 새로 설정한 후, 상기 (a) 단계로 복귀하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 랜덤액세스 다이버시티를 얻기 위한 이동국의 송신 방법은, (a) RACH(Random Access Channel) 버스트를 설정된 서브밴드를 이용하여 기지국으로 전송하는 단계; 및 (b) 상기 기지국으로부터 상기 RACH 버스트에 대한 승락 응답을 수신한 경우, 상기 RACH 버스트 전송시의 서브밴드를 이용하여 사용자 패킷 데이터를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 및 (c) 상기 기지국으로부터 상기 RACH 버스트에 대한 비승락 응답을 수신한 경우, 이전 서브밴드와 상이한 서브밴드를 이용하여 신규 RACH 버스트를 상기 기지국으로 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 방법은, (d) 소정 시간이 경과할 때까지 상기 기지국으로부터 비승락 응답을 수신한 경우, 기 설정된 송신 전력보다 높은 송신 전력을 새로 설정한 후, 상기 (a) 단계로 복귀하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 사용자 패킷 데이터 송신 전력은 상기 승락 응답을 발생시킨 RACH 버스트의 송신에 사용된 전력을 기초로 설정될 수 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 랜덤액세스 다이버시티를 얻 기 위한 이동국의 송신 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 임의접근채널(Random Access Channel: 이하, RACH) 버스트의 송신시 다이버시티를 얻기 위한 이동국의 송신 방법에 관한 것으로, 상기 RACH 버스트는 랜덤 액세스를 시도하는 이동국을 기지국이 식별하기 위해 사용하는 주파수 (또는 시간) 도메인의 시그너쳐 시퀀스를 포함하며, 사용자 식별자(user ID) 및 호 설정을 위한 자원 요청(resource request) 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 RACH 버스트는 기지국 페이징에 대한 응답으로도 사용될 수 있고, 이동국이 기지국에 호 시도를 요청할 경우에도 사용될 수 있다.
기지국은 수신한 RACH 버스트 신호를 복조한 후 이에 대한 응답으로 승락 응답(ACK) 또는 비승락 응답(NACK)를 이동국으로 전송한다. 기지국은 RACH 버스트 신 호를 복조한 후 응답 전송시, 각 이동국의 트래픽 데이터 전송시 수신되는 신호가 싸이클릭 프리픽스(cyclic prefix) 안에 들어올 수 있도록 이동국의 송신 타이밍을 조절하는 비트를 하향링크로 전송한다.
본 발명에서는 설명의 편의를 위해 OFDMA 변조 방식으로 DFT-S OFDMA 변조 방식을 사용하는 이동국이 예시되었으나, 이 DFT-S OFDMA 변조 방식 외에 일반적인 OFDMA 변조 방식을 사용한 이동국에도 본 발명이 적용될 수 있음을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 충분히 이해할 수 있을 것이다.
이하 RACH 버스트의 송신시 다이버시티를 얻기 위한 이동국의 송신 방법 및 그 방법을 사용하는 송신 장치의 다양한 실시예를 설명하겠다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 단일 서브밴드(single band), 전력 램핑 및 TSTD(Time switching transmit diversity) 방식을 이용하여 RACH 버스트의 송신 다이버시티를 얻는 이동국의 송신 장치의 내부 구성을 도시하는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 2개의 송신안테나(140, 150)를 구비한 송신 장치는 OFDMA 변조부(110), 송신부(120) 및 제어부(130)를 포함한다.
OFDMA 변조부(OFDMA modulating unit)(110)는 RACH 버스트(S1)를 특정 서브밴드(subband)에 할당하여 OFDMA 변조함으로써 변조 신호인 RACH 버스트 신호(S2)를 생성한다. OFDMA 변조부(110)는 기지국으로부터 RACH 버스트에 대한 승락 응답(ACK)을 수신한 경우, RACH 메시지가 포함된 사용자 패킷 데이터(user packet data)를 변조하여 송신부(120)로 전송한다. 이때 사용자 패킷 데이터에는 승락 응답받은 RACH 버스트에 할당된 서브밴드가 할당된다.
송신부(120)는 OFDMA 변조부(110)의 출력인 RACH 버스트 신호(S2)를 소정 송신 전력으로 송신안테나(140, 150)를 번갈아 사용하여 기지국으로 전송한다. 모든 송신안테나가 사용될 때까지 기지국으로부터 비승락 응답(NACK)을 수신한 경우에는 전력을 높여 RACH 버스트 신호를 전송한다. 송신부(120)는 기지국으로부터 상기 RACH 버스트에 대한 ACK를 수신한 경우, OFDMA 변조부(110)로부터 수신한 OFDMA 변조된 사용자 패킷 데이터를 증폭 및 상향 변환한 후, 상기 ACK를 받은 RACH 버스트에 이용된 송신안테나로 전송한다. 이때 사용자 패킷 데이터의 송신 전력은 승락 응답받은 RACH 버스트의 전력을 기초로 계산된다. 따라서 데이터의 송신 전력은 승락 응답받은 RACH 버스트에 설정된 전력과 동일하거나 상이할 수 있다.
전력 제어부(power controlling unit)(130)는 RACH 버스트 신호(S2)의 전력을 제어하는 제어 신호(S4)를 생성한다. 전력 제어부(130)는 특정 레벨의 전력으로 모든 송신안테나를 이용하여 RACH 버스트를 전송할 때까지 기지국으로부터 NACK를 수신한 경우, 송신 전력을 이전 레벨보다 높게 설정하여 RACH 버스트를 전송하도록 한다. 또한 전력 제어부(130)는 ACK를 수신한 경우, RACH 메시지가 포함된 사용자 패킷 데이터에 ACK를 받은 RACH 버스트의 전송시 사용되었던 전력 레벨을 기초로 계산된 송신 전력을 설정한다. 따라서 데이터의 송신 전력은 승락 응답받은 RACH 버스트에 설정된 전력과 동일하거나 상이할 수 있다. 송신 전력 계산 방법은 후술 하겠다.
도 2는 도 1의 송신 장치의 OFDMA 변조부(110)의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, OFDMA 변조부(110)는 M-포인트 FFT 확산기(M-point FFT spreader)(210), 심볼-부반송파 맵퍼(symbol-to-subcarrier mapper)(220), N-포인트 IFFT 유닛(N-point IFFT unit)(230), CP 삽입기(CP inserter)(240) 및 병/직렬 변환기(parallel-to-serial converter)(250)를 포함한다.
M-포인트 FFT 확산기(210)는 신호 성상도(signal constellation) 상의 복소 값으로 이루어진 M개의 입력 심볼들, 즉 RACH 버스트(S1)를 M-point 고속 푸리에 변환한다.
심볼-부반송파 맵퍼(220)는 M-포인트 FFT 확산기(210)로부터 출력되는 M개의 심볼들을 부반송파에 맵핑한다. 심볼-부반송파 맵퍼(220)가 사용할 수 있는 부반송파 맵핑 기법에는 제약이 없다.
N-포인트 IFFT 유닛(230)은 N개의 부반송파에 맵핑된 복소값들을 N-point 역고속 푸리에 변환하고, CP 삽입기(240)는 N-포인트 IFFT 유닛(230)의 출력에 싸이클릭 프리픽스(cyclic prefix: CP)를 삽입하고, 병/직렬 변환기(250)는 병렬로 입력되는 CP 삽입기(240)의 출력을 직렬로 변환한다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 상기 송신부(120)의 가능한 구성을 예시하는 블록도이다.
도 3a를 참조하면, 상기 송신부(120A)는 IF/RF부(IF/RF unit)(310) 및 스위칭부(switching unit)(320)를 포함한다.
IF/RF부(310)는 상향 변환기(up-converter) 및 증폭기(amplifier) 등을 포함하여, 상기 RACH 버스트 신호(S2)를 증폭 및 상향 변환하고, 전력 제어부(130)의 제어 신호(S4)에 의해 설정된 송신 전력을 갖는 RF(radio frequency) 신호를 생성한다.
스위칭부(320)는 RACH 버스트가 송신안테나에 번갈아 전송되도록 2개의 송신안테나(140, 150)와 IF/RF부(310)를 연결한다. 스위칭부(320)는 TSTD 기법에 따라 송신안테나(140 또는 150)를 선택하고, IF/RF부(310)의 출력 신호를 선택된 송신안테나에 제공한다.
도 3b를 참조하면, 상기 송신부(120B)는 스위칭부(switching unit)(350) 및 IF/RF부(IF/RF unit)(360, 370)를 포함한다.
스위칭부(350)는 상기 RACH 버스트 신호(S2)를 전송할 송신안테나를 TSTD 기법에 따라 선택하고, 선택된 송신안테나(140 또는 150)와 연결된 IF/RF부(360 또는 370)에 상기 RACH 버스트 신호(S2)를 제공한다.
IF/RF부(360)는 상향 변환기(up-converter) 및 증폭기(amplifier) 등을 포함하여, 스위칭부(350)로부터 입력되는 신호를 증폭 및 상향 변환하고, 전력 제어부(130)의 제어 신호(S4)에 의해 설정된 송신 전력의 RF 신호로 변환하여 제1 송신 안테나(140)에 전송한다. IF/RF부(370)는 상향 변환기(up-converter) 및 증폭기(amplifier) 등을 포함하여, 스위칭부(350)로부터 입력되는 신호를 증폭 및 상향 변환하고, 전력 제어부(130)의 제어 신호(S4)에 의해 설정된 송신 전력의 RF 신호로 변환하여 제2 송신안테나(150)에 전송한다.
도 3a의 송신부(120A)는 RF 대역에서 스위칭이 이루어지는 반면, 도 3b의 송신부(120B)는 기저 대역(base band)에서 스위칭이 이루어진다. 따라서, 도 3a의 송신부(120A)는 하나의 IF/RF부가 요구되고, 도 3b의 송신부(120B)는 송신안테나 개수만큼의 IF/RF부가 요구된다.
도 4는 DFT-S OFDMA 방식을 사용하는 3G LTE 상향링크 프레임 구조를 도시한다.
도 4를 참조하면, 하나의 무선 프레임(400)은 RACH 버스트를 전송하는 RACH 전송 영역과 사용자 패킷 데이터를 전송하는 데이터 전송 영역으로 이루어진다. 데이터 전송 영역은 다수개의 데이터 서브 프레임(sub frame)(410)을 포함하며, RACH 전송 영역은 1개 또는 그 이상의 RACH 서브 프레임(420)을 포함한다. RACH 서브 프레임(420)은 RACH 대역폭(430)을 갖는 다수개의 서브밴드(sub band)로 나누어지며, 도 4는 서브밴드0, 서브밴드1. 서브밴드2, 서브밴드3으로 표기된 4개의 서브밴드를 도시한다. 이동국은 RACH 버스트 신호 전송시 하나의 RACH 서브 프레임 내에서 하나의 서브밴드만을 사용한다.
RACH 버스트 신호는 시간 영역 상에서 보호구간(guard time)(440, 460) 및 RACH 버스트(450)를 포함한다. 따라서 본 명세서에서 RACH 버스트와 RACH 버스트 신호가 혼용되어 사용될 것이다.
일반적으로 3G LTE에서는 하나의 서브 프레임의 길이는 0.5msec이고 무선 프레임의 길이는 10msec이다. 도 4는 10msec 무선 프레임 내에 RACH 서브 프레임이 1개만 존재하는 경우의 예이다.
이동국은 현재 셀에서 정의된 임의의 RACH 시그너쳐를 이용하여 RACH 서브 프레임 내 하나의 서브밴드에서 선택된 하나의 송신안테나를 통하여 RACH 버스트 신호를 전송한 후 기지국으로부터 이에 대한 응답(Acquisition Indication: AI)을 받는다. 만일 AI가 비승락 응답(NACK)이면 다음 RACH 서브 프레임 내 다른 서브밴드에서 다른 송신안테나를 통해 임의의 RACH 시그너쳐를 이용하여 다시 RACH 버스트 신호를 전송한다. 이러한 과정은 기지국으로부터 승락 응답(ACK)을 받을 때까지 계속 반복된다. 도 1의 상기 실시예가 적용되는 경우, 동일 서브밴드에 RACH 버스트를 전송하는 것이 가능할 것이다.
도 5는 도 1의 송신 장치를 이용하여 RACH 버스트의 송신 다이버시티를 얻는 방법을 예를 들어 설명한다.
상기 실시예는 2개의 제1 송신안테나 및 제2 송신안테나가 사용된다. 또한 상기 실시예의 프레임 구조는 도 4의 DFT-S OFDMA 방식을 사용하는 3G LTE 상향링크 프레임 구조가 참조될 수 있을 것이다.
도 5를 참조하면, RACH 전송 모드(500)에서, 이동국은 단일 서브밴드를 사용하여 RACH 버스트를 소정의 전력 레벨로 송신안테나를 스위칭하며 기지국으로 전송 한다. RACH 버스트 신호를 첫 번째 무선 프레임의 서브밴드에 실어 레벨(a)의 송신전력(511)으로 제1 송신안테나를 통해 전송한다. 이동국은 기지국으로부터 NACK(520)를 받은 경우, 두 번째 무선 프레임의 서브밴드에 레벨(a)의 송신 전력(512)으로 제2 송신안테나를 통해 전송한다. 모든 송신안테나를 사용한 후에도 기지국으로부터 ACK를 받지 못하면 기존 송신 전력 레벨(a)보다 일정 마진 만큼 높은 레벨(b, c)의 송신전력으로 송신안테나를 스위칭하며 RACH 버스트를 전송한다.
RACH 버스트 신호를 여섯 번째 무선 프레임의 서브밴드에 실어 레벨(c)의 송신전력(516)으로 제2 송신안테나를 통해 전송한 이동국은 기지국으로부터 ACK 신호(530)를 받고 RACH 전송 모드(500)에서 패킷 데이터 전송 모드(550)로 전환된다. 패킷 데이터 전송 모드(550)에서 이동국은 ACK를 받은 RACH 버스트 신호(540)를 송신한 제2 송신안테나로 사용자 패킷 데이터(560)를 송신한다.
두 송신안테나 중 기지국으로부터 ACK(530)를 획득한 RACH 버스트를 송신한 제2 송신안테나가 채널 특성 면에서 제1 송신안테나보다 우수하다고 볼 수 있기 때문에 패킷 데이터 전송 모드(550)에서 상기 제2 송신안테나를 이용하여 사용자 패킷 데이터(560)를 송신하는 것이 기지국 복조기의 검출 확률을 높일 수 있다는 면에서 바람직하다.
이때 전송되는 사용자 패킷 데이터(560)의 송신 전력은 마지막으로 전송된 RACH 버스트 신호(540)의 송신전력(c)을 기초로 계산된 전력이 설정된다. 따라서 데이터의 송신 전력은 승락 응답받은 RACH 버스트에 설정된 전력과 동일하거나 상이할 수 있다.
도 6은 도 1의 송신 장치를 이용한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동국에 사용되는 송신 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 이동국은 RACH 버스트를 TSTD를 이용하여 다중 송신안테나를 스위칭하며 기지국으로 송신한다(S610). RACH 버스트에 설정된 서브밴드에 상기 RACH 버스트가 실리도록 변조함으로써 RACH 버스트 신호를 생성한다. 생성된 RACH 버스트는 설정된 송신전력으로 증폭 및 상향 변환한 후 송신안테나를 선택하거나, 송신안테나를 선택한 후 설정된 송신전력으로 증폭 및 상향 변환하여 기지국으로 전송한다. 송신안테나 스위칭은 미리 설정된 스위칭 패턴에 따라 결정될 수 있다.
전송한 RACH 버스트에 대해 기지국으로부터 ACK를 수신하였는지를 판단한다(S620).
기지국으로부터 ACK를 수신한 경우, 이동국의 전송 모드는 RACH 전송 모드에서 패킷 데이터 전송 모드로 전환되어, 이동국은 ACK를 받은 마지막 RACH 버스트의 전송시의 송신안테나를 이용하여 사용자 패킷 데이터를 송신한다(S630). 이때 송신 전력은 마지막으로 ACK를 받은 RACH 버스트에 설정된 송신 전력을 기초로 계산된다.
기지국으로부터 NACK를 수신한 경우, 이동국은 동일 송신 전력 하에서 모든 송신안테나가 RACH 버스트 송신에 사용되었는지를 판단한다(S640).
모든 송신안테나가 사용되지 않은 것으로 판단되면, 동일 송신전력 하에서 남은 송신안테나들로 스위칭하여 이전 송신안테나와 상이한 송신안테나를 이용하여 RACH 버스트를 전송하기 위해 단계 610으로 복귀한다.
모든 송신안테나가 사용될 때까지 기지국으로부터 NACK를 수신한 경우, 이동국은 이전의 송신 전력보다 높게 송신 전력을 새로 설정한 후(S650), ACK를 받을 때까지 송신안테나를 스위칭하며 RACH 버스트를 전송하기 위해 단계 610으로 복귀한다.
전술된 실시예는 OFDMA 기반 또는 DFT-S OFDMA 기반 셀룰러 시스템의 상향링크에서 2개 이상의 송신안테나를 구비하는 이동국이 랜덤 액세스 시도시, 스위칭 다이버시티 및 전력 램핑을 이용하여 RACH 버스트를 기지국에 전송함으로써 송신 다이버시티 효과를 얻는 방법이다.
다중 안테나를 갖는 이동국이 TSTD의 스위칭 다이버시티와 전력 램핑을 결합하게 되면 이동국 속도가 저속일 때 심한 감쇠(deep fading) 환경에 빠질 확률을 낮추어 기지국의 RACH 시그너쳐 검출 확률을 높일 수 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 다중 서브밴드(multi band), 주파수 호핑, 전력 램핑 및 TSTD 방식을 이용하여 RACH 버스트의 송신 다이버시티를 얻는 이동국의 송신 장치의 내부 구성을 도시하는 블록도이다. 도 7의 실시예는 도 1의 실시예에서 주파수 호핑 기법이 추가된다.
도 7을 참조하면, 2개의 송신안테나(740, 750)를 구비한 이동국의 송신 장치는 OFDMA 변조부(710), 송신부(720) 및 제어부(730)를 포함한다.
OFDMA 변조부(OFDMA modulating unit)(710)의 예가 도 8에 도시된다. 도 8을 참조하면, OFDMA 변조부(OFDMA modulating unit)(710)는 도 2의 OFDMA 변조부(110)와 그 구성 및 기능이 동일하고, 다만 주파수 호핑의 도입으로 인해 심볼-부반송파 맵퍼(820)의 경우, M-포인트 FFT 확산기(810)로부터 출력되는 M개의 심볼들을 제어부(730)의 서브밴드 제어 신호(S3)에 따라 해당 서브밴드의 부반송파에 맵핑하게 된다. N개의 부반송파에 맵핑된 복소값들은 N-포인트 IFFT 유닛(830)으로 출력된다.기타 다른 상세한 설명은 도 2를 참조할 수 있으므로 생략하겠다
송신부(720)는 도 3(a) 및 도 3(b)의 송신부와 그 구성 및 기능이 동일하므로 상세한 설명은 생략하겠다.
제어부(controlling unit)(730)는 서브밴드 제어부(731) 및 전력 제어부(732)를 포함한다. 서브밴드 제어부(731)는 RACH 버스트(S1)에 할당되는 서브밴드를 제어하는 제어 신호(S3)를 생성하고, 전력 제어부(732)는 RACH 버스트 신호(S2)의 전력을 제어하는 제어 신호(S4)를 생성한다. 제어부(730)는 기지국으로부터 RACH 버스트에 대한 승락 응답을 수신할 때까지 매 RACH 버스트에 할당되는 서브밴드 및 송신 전력을 재설정한다. 또한 제어부(730)는 승락 응답(ACK)을 수신한 경우, RACH 메시지가 포함된 사용자 패킷 데이터에 승락 응답받은 RACH 버스트에 할당되었던 서브밴드를 할당하고, OFDMA 변조된 사용자 패킷 데이터에 승락 응답받은 RACH 버스트에 적용되었던 전력 또는 이를 기초로 설정된 전력을 설정한다.
서브밴드 제어부(731)가 RACH 버스트(S1)에 하나의 서브밴드만을 할당하도록 제어하는 경우에는 본 실시예는 전술된 도 1의 실시예와 동일한 기능을 한다.
도 9는 도 7의 송신 장치를 이용하여 RACH 버스트의 송신 다이버시티를 얻는 방법을 예를 들어 설명한다.
상기 실시예는 4개의 서브밴드(서브밴드0 내지 서브밴드3)와 2개의 제1 송신안테나 및 제2 송신안테나가 사용된다. 또한 상기 실시예의 프레임 구조는 도 4의 DFT-S OFDMA 방식을 사용하는 3G LTE 상향링크 프레임 구조가 참조될 수 있을 것이다.
RACH 전송 모드(900)에서, 이동국은 다중 서브밴드를 사용하여 RACH 버스트를 소정의 전력 레벨로 송신안테나를 스위칭하며 기지국으로 전송한다. RACH 버스트 신호를 첫 번째 무선 프레임의 서브밴드0에 실어 레벨(a)의 송신전력(911)으로 제1 송신안테나를 통해 전송한다. 이동국은 기지국으로부터 NACK(920)를 받은 경우, 두 번째 무선 프레임의 서브밴드에 레벨(a)의 송신 전력(912)으로 제2 송신안테나를 통해 전송한다. 모든 송신안테나를 사용한 후에도 기지국으로부터 ACK를 받지 못하면 기존 송신 전력 레벨(a)보다 일정 마진 만큼 높은 레벨(b, c)의 송신전력으로 송신안테나를 스위칭하며 RACH 버스트를 전송한다. 모든 송신안테나를 사용하고 모든 서브밴드를 사용한 후에 송신전력 레벨을 높일 수도 있다.
RACH 버스트 신호를 여섯 번째 무선 프레임의 서브밴드에 실어 레벨(c)의 송신전력(916)으로 제2 송신안테나를 통해 전송한 이동국은 기지국으로부터 ACK 신호(930)를 받고 RACH 전송 모드(900)에서 패킷 데이터 전송 모드(950)로 전환된다. 패킷 데이터 전송 모드(950)에서 이동국은 ACK를 받은 RACH 버스트 신호(940)를 송신한 제2 송신안테나로 사용자 패킷 데이터(960)를 송신한다.
두 송신안테나 중 기지국으로부터 ACK(930)를 획득한 RACH 버스트를 송신한 서브밴드 및 제2 송신안테나가 채널 특성 면에서 우수하다고 볼 수 있기 때문에 패킷 데이터 전송 모드(950)에서 상기 서브밴드1 및 상기 제2 송신안테나를 이용하여 사용자 패킷 데이터(960)를 송신하는 것이 기지국 복조기의 검출 확률을 높일 수 있다는 면에서 바람직하다.
이때 전송되는 사용자 패킷 데이터(960)의 송신 전력은 마지막으로 전송된 RACH 버스트 신호(940)의 송신전력 레벨(c)과 동일한 송신 전력을 기초로 계산된다. 따라서 데이터의 송신 전력은 승락 응답받은 RACH 버스트에 설정된 전력과 동일하거나 상이할 수 있다.
송신안테나 선택 패턴, 서브밴드 선택 패턴은 주파수 도약 및 TSTD의 설계에 따라 동일하거나 주기적으로 다른 다양한 패턴으로 수행될 수 있을 것이다. 따라서 서브밴드 및 송신안테나 조합은 상기 실시예에 한정되지 않음은 본 발명의 기술 분야에 종사하는 자라면 충분히 이해할 수 있을 것이다.
도 10은 도 7의 실시예에 따른 이동국에 사용되는 송신 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 이동국은 RACH 버스트의 송신에 사용되는 서브밴드와 송신안테나의 조합을 매 송신시마다 달리하여, RACH 버스트 신호를 설정된 송신 전력으로 송신한다(S1010). 상기 RACH 버스트 신호는 RACH 버스트를 설정된 서브밴드에 실리도록, OFDMA 변조한 신호이다. RACH 버스트 신호는 설정된 송신전력으로 증폭 및 상향 변환한 후 송신안테나를 선택하거나, 송신안테나를 선택한 후 설정된 송신전력으로 증폭 및 상향 변환하여 기지국으로 전송된다. 서브밴드 선택 및 송신안테 나 스위칭은 미리 설정된 패턴에 따라 결정될 수 있다.
전송한 RACH 버스트에 대해 기지국으로부터 승락 응답(ACK)을 수신하였는지를 판단한다(S1020).
기지국으로부터 승락 응답이 수신되면, 이동국의 전송 모드는 RACH 전송 모드에서 패킷 데이터 전송 모드로 전환되어, 이동국은 ACK를 얻어낸 RACH 버스트의 송신에 사용된 송신안테나 및 서브밴드를 이용하여 사용자 패킷 데이터를 전송한다(S1030). 이때 사용자 패킷 데이터의 송신 전력은 ACK를 받은 RACH 버스트 전송에 이용된 송신 전력을 기초로 계산된다. 따라서 데이터의 송신 전력은 승락 응답받은 RACH 버스트에 설정된 전력과 동일하거나 상이할 수 있다.
기지국으로부터 ACK가 수신되지 않으면(NACK를 수신한 경우), 이동국은 동일 송신 전력하에서 RACH 버스트 전송에 서브밴드 선택 및 송신안테나 선택의 모든 조합이 사용되었는지를 판단한다(S1040).
모든 조합이 사용되지 않은 것으로 판단되면, 동일 송신 전력 하에서 남은 서브밴드와 송신안테나의 조합을 달리하여, RACH 버스트 신호를 전송하기 위해 단계 1010으로 복귀한다.
모든 조합이 사용된 것으로 판단되면, 이동국은 이전의 송신전력보다 높게 송신전력을 설정한 후(S1050), ACK를 받을 때까지 서브밴드와 송신안테나 조합을 달리하며 RACH 버스트를 전송하기 위해 단계 1010으로 복귀한다.
전술된 실시예는 OFDMA 기반 또는 DFT-S OFDMA 기반 셀룰러 시스템의 상향링크에서 2개 이상의 송신안테나를 구비하는 이동국이 랜덤 액세스 시도시, 주파수 호핑, 스위칭 다이버시티 및 전력 램핑을 이용하여 RACH 버스트를 기지국에 전송함으로써 송신 다이버시티 효과를 얻는 방법이다.
다중 안테나를 갖는 이동국이 TSTD의 스위칭 다이버시티, 주파수 호핑 및 전력 램핑을 결합하게 되면 이동국 속도가 저속일 때 심한 감쇠(deep fading) 환경에 빠질 확률을 낮추어 기지국의 RACH 시그너쳐 검출 확률을 높일 수 있다.
도 11은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 주파수 호핑(frequency hopping)과 전력 램핑(power ramping) 방식을 이용하여 RACH 버스트의 송신 다이버시티를 얻는 이동국의 송신 장치의 내부 구성을 도시하는 블록도이다.
도 11을 참조하면, 1개의 송신안테나(1140)를 구비한 이동국의 송신 장치는 OFDMA 변조부(1110), IF/RF부(1120) 및 제어부(1130)를 포함한다.
OFDMA 변조부(OFDMA modulating unit)(1110)는 RACH 버스트(S1)를 특정 서브밴드(subband)에 할당하여 OFDMA 변조함으로써 변조 신호인 RACH 버스트 신호(S2)를 생성한다. OFDMA 변조부(1110)는 기지국으로부터 상기 RACH 버스트에 대한 승락 응답(ACK)을 수신한 경우, RACH 메시지가 포함된 사용자 패킷 데이터(user packet data)를 변조하여 IF/RF부(1120)로 전송한다. 이때 사용자 패킷 데이터에는 승락 응답받은 RACH 버스트에 할당되었던 서브밴드가 할당된다.
상기 OFDMA 변조부(1110)는 도 8의 OFDMA 변조부(710)와 그 구성 및 기능이 동일하므로 상세한 설명은 생략하겠다.
IF/RF부(1120)는 OFDMA 변조부(1110)의 출력인 RACH 버스트 신호(S2)를 소정 전력으로 증폭 및 상향 변환한 후 송신안테나(1140)로 전송한다. 또한 IF/RF부(1120)는 기지국으로부터 상기 RACH 버스트에 대한 승락 응답(ACK)을 수신한 경우, OFDMA 변조부(1110)로부터 수신한 OFDMA 변조된 RACH 메시지가 포함된 사용자 패킷 데이터를 증폭 및 상향 변환한 후 송신안테나(1140)로 전송한다. 이때 사용자 패킷 데이터는 승락 응답받은 RACH 버스트에 설정되었던 송신 전력을 기초로 계산된 송신 전력이 사용된다. 따라서 데이터의 송신 전력은 승락 응답받은 RACH 버스트에 설정된 전력과 동일하거나 상이할 수 있다.
제어부(controlling unit)(1130)는 서브밴드 제어부(1131) 및 전력 제어부(1132)를 포함한다. 서브밴드 제어부(1131)는 RACH 버스트(S1)에 할당되는 서브밴드를 제어하는 제어 신호(S3)를 생성하고, 전력 제어부(1132)는 RACH 버스트 신호(S2)의 전력을 제어하는 제어 신호(S4)를 생성한다. 제어부(1130)는 기지국으로부터 RACH 버스트에 대한 승락 응답을 수신할 때까지 매 RACH 버스트에 할당되는 서브밴드 및 전력을 재설정한다. 또한 제어부(1130)는 승락 응답(ACK)을 수신한 경우, 사용자 패킷 데이터에 승락 응답받은 RACH 버스트에 할당되었던 서브밴드를 할당하고, OFDMA 변조된 사용자 패킷 데이터에 승락 응답받은 RACH 버스트에 설정되었던 송신 전력을 기초로 계산된 송신 전력을 설정한다. 따라서 데이터의 송신 전력은 승락 응답받은 RACH 버스트에 설정된 전력과 동일하거나 상이할 수 있다.
도 12는 도 11의 송신 장치를 이용하여 RACH 버스트의 송신 다이버시티를 얻는 방법을 예를 들어 설명한다.
상기 실시예는 4개의 서브밴드(서브밴드0 내지 서브밴드3) 가 적용된다. 또한 상기 실시예의 프레임 구조는 도 4의 DFT-S OFDMA 방식을 사용하는 3G LTE 상향링크 프레임 구조가 참조될 수 있을 것이다.
도 12를 참조하면, RACH 전송 모드(1200)에서, 이동국은 첫 번째 무선 프레임에서 서브밴드0를 사용하여 RACH 버스트를 소정의 전력 레벨(a)로 송신안테나를 통해 기지국으로 전송한다. 이에 대한 응답으로 이동국이 기지국으로부터 NACK(1220)를 받은 경우, 두 번째 무선 프레임에서 서브밴드1을 사용하여 RACH 버스트를 상기 전력 레벨(a)로 송신안테나를 통해 기지국으로 다시 전송한다. 미리 설정된 소정 주기 동안 동일한 전력으로 서브밴드를 바꾸며 ACK(1230)를 받을 때까지 RACH 버스트를 기지국으로 반복하여 전송한다.
소정 주기 경과 후까지 ACK를 받지 못한 경우, 전력을 일정 마진(margin)만큼 높여서 소정 주기 동안 서브밴드를 바꾸며 ACK(1230)를 받을 때까지 RACH 버스트를 기지국으로 반복 전송한다. 전력 레벨을 증가시켜 RACH 버스트를 전송함으로써 기지국의 랜덤 액세스 시그너쳐 검출 확률이 더 높아질 수 있기 때문이다.
도 12의 실시예에서, 이동국은 여섯 번째 무선 프레임의 서브밴드1을 사용하여 RACH 버스트(1240)를 전송한 후 ACK(1230) 신호를 받는다. 기지국으로부터 ACK(1230) 신호를 받으면 RACH 전송 모드(1200)는 데이터 전송 모드(1250)로 바뀐다. 상기 ACK 신호에는 이동국이 후속 RACH 메시지를 전송할 자원을 할당하게 되는데, 그 자원은 이동국이 RACH 버스트를 전송할 때 사용했던 자원이 된다.
데이터 전송 모드(1250)에서 이동국은 ACK를 받은 마지막으로 전송한 RACH 버스트(1240)에 이용된 서브밴드(서브밴드1)를 이용하여 RACH 메시지가 포함된 사용자 패킷 데이터(1260)를 기지국으로 전송한다. 상기 사용자 패킷 데이터의 송신 전력은 전력 레벨(c)을 기초로 계산된 송신 전력이 설정된다. 따라서 데이터의 송신 전력은 승락 응답받은 RACH 버스트에 설정된 전력과 동일하거나 상이할 수 있다.
기지국은 이동국이 송신한 RACH 버스트에 할당된 서브밴드를 이동국의 RACH 메시지 송신에 할당함으로써 RACH 메시지의 수신율을 높일 수 있다. 또한 이동국은 RACH 버스트를 보낼 때 사용했던 전력 레벨을 기초로 계산된 전력으로 RACH 메시지를 송신함으로써 간섭(interference)을 적게 유지한 상태에서 기지국의 RACH 메시지 수신율을 높일 수 있다.
도 13은 도 11의 송신 장치를 이용하여 RACH 버스트의 송신 다이버시티를 얻는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 13을 참조하면, 먼저 이동국은 주파수 도약을 이용하여 RACH 버스트에 소정 서브밴드를 할당하여 RACH 버스트를 기지국으로 전송한다(S1310). 즉, 상기 서브밴드에 상기 RACH 버스트가 실리도록 OFDMA 변조함으로써 RACH 버스트 신호를 생성하고, 상기 RACH 버스트 신호를 설정된 소정 전력 레벨로 증폭 및 상향 변환하여 송신안테나를 통해 기지국으로 전송한다.
기지국으로부터 전송한 RACH 버스트에 대해 승락 응답(ACK)이 수신되는지를 판단한다(S1320).
기지국으로부터 ACK를 수신한 경우, 이동국의 전송 모드는 RACH 전송 모드에 서 패킷 데이터 전송 모드로 전환되어, 이동국은 ACK를 받은 마지막 RACH 버스트의 전송시의 서브밴드를 이용하여 RACH 메시지를 포함하는 사용자 패킷 데이터를 전송한다(S1330). 상기 사용자 패킷 데이터의 송신 전력은 승락 응답받은 RCH 버스트의 송신 전력을 기초로 계산된다. 따라서 데이터의 송신 전력은 승락 응답받은 RACH 버스트에 설정된 전력과 동일하거나 상이할 수 있다.
기지국으로부터 ACK를 수신하지 못한 경우, 미리 약속된 소정 시간이 경과되었는지 여부를 판단한다(S1340).
아직 소정 시간 내라면, 서브밴드를 재설정하여 RACH 버스트를 다시 전송하기 위해 단계 1310으로 복귀한다.
만일 소정 시간이 경과할 때까지 기지국으로부터 ACK를 수신하지 못한 경우, 이전에 설정된 송신 전력보다 높은 전력을 설정하고(S1350), 서브밴드를 재설정하여 RACH 버스트를 다시 전송하기 위해 단계 1310으로 복귀한다.
전술된 실시예는 OFDMA 기반 또는 DFT-S OFDMA 기반 셀룰러 시스템의 상향링크에서 하나의 송신안테나 및 증폭기를 구비하는 이동국이 랜덤 액세스 시도시, 주파수 호핑 및 전력 램핑을 이용하여 RACH 버스트를 기지국에 전송함으로써 송신 다이버시티 효과를 얻는 방법이다.
이동국의 안테나가 하나일 때 주파수 호핑과 전력 램핑을 결합하여 RACH 버스트를 전송하게 되면, 이동국 속도가 저속일 때 심한 감쇠(deep fading) 환경에 빠질 확률을 낮추어 기지국의 RACH 시그너쳐 검출 확률을 높일 수 있고, 기지국은 RACH에 의해 검증된 채널을 사용자 패킷 데이터에 할당함으로써 RACH 메시지의 검 출 확률도 높일 수 있다.
상기 실시예는 다중 송신안테나와 하나의 증폭기를 구비하는 이동국의 경우에도 적용될 수 있음을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 충분히 이해할 수 있을 것이다.
도 14는 도 1, 도 7 및 도 11의 모든 실시예에서 사용자 패킷 데이터의 송신전력을 결정하는 방법의 일 예를 도시한다. 도 14는 주파수 호핑이 도입된 예를 도시하고 있으나, 도 1의 실시예인 단일 서브밴드를 이용하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.
도 14에서, RACH 버스트(메시지 1)가 성공하기 위해 필요한 SNR(signal-to-noise ratio) 값을 SNR1이라 하고, 이에 대한 기지국으로부터의 승락 응답(메시지 2)에 따라 전송되는 사용자 패킷 데이터(메시지 3)가 성공하기 위해 필요한 SNR 값을 SNR2라고 하자. 그리고, 성공한 메시지 1의 송신전력을 전력 1이라 하고, 메시지 3의 전송을 위해 사용되어야 할 송신전력을 전력 2라 하자.
이때 랜덤액세스 프리앰블(메시지 1)의 SNR 값은 전송된 프리앰블의 구조에 따르고, UL(Up Link) 메시지(메시지 3) 역시 MCS(Modulation and Coding Scheme) 및 사이즈에 따라 다르다.
본 발명에 따라 성공한 마지막 프리앰블인 메시지 1에 대해 메시지 3은 같은 주파수 영역(서브밴드) 및 같은 안테나를 사용함으로써 같은 채널 환경을 유지할 확률이 크다. 따라서 전력 2는 두 SNR 값의 차에 여유분을 더한 후 전력 1에 곱하여 구할 수 있다(식 (1) 참조).
전력 2=전력 1*10^{(SNR2-SNR1+Delta_SNR)/10} ······ (1)
여기서 Delta_SNR은 프리앰블(메시지1)과 메시지3의 시간차에 따른 채널 변화를 고려한 여유 전력이다.
상기 메시지 3의 송신전력은 식 (1) 외에 승락 응답받은 RACH 버스트의 송신전력(전력 1)을 기초로 네트워크 환경 및 프리앰블에 따라 다양한 방법으로 계산될 수 있음을 본 발명의 기술 분야에 종사하는 자라면 충분히 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에서는 설명의 편의를 위해 1개 또는 2개의 송신안테나를 구비한 이동국을 예시하여 설명하고 있으나, 3개 이상의 다중 송신안테나를 구비한 이동국에도 적용될 수 있음이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 충분히 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
지금까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
그러므로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 따라 감쇠 채널 환경에 강한 TSTD 기법, 주파수 호핑 기법 및 전력 램핑 기법을 다양한 조합에 의해 RACH 버스트의 송신에 적용함으로써 기지국의 RACH 시그너쳐 검출 활률을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따라 RACH 버스트의 성공적인 송신에 사용된 송신 파라미터(서브밴드 주파수, 송신안테나, 전력 등)를 사용자 패킷 데이터의 송신에 사용함으로써 신뢰도 있는 사용자 패킷 데이터 송신을 수행할 수 있다.

Claims (23)

  1. 랜덤액세스 다이버시티를 얻기 위한 이동국의 송신 방법에 있어서,
    (a) RACH(Random Access Channel) 버스트를 다중 송신안테나 중 선택된 송신안테나를 이용하여 기지국으로 전송하는 단계;
    (b) 상기 기지국으로부터 상기 RACH 버스트에 대한 승락 응답을 수신한 경우, 상기 RACH 버스트의 전송시의 송신안테나를 이용하여 사용자 패킷 데이터를 전송하는 단계;
    (c) 상기 기지국으로부터 상기 RACH 버스트에 대한 비승락 응답을 수신한 경우, 이전 송신안테나와 상이한 송신안테나를 이용하여 신규 RACH 버스트를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 및
    (d) 상기 다중 송신안테나를 모두 사용할 때까지 상기 기지국으로부터 비승락 응답을 수신한 경우, 기 설정된 송신 전력보다 높은 송신 전력을 새로 설정한 후, 상기 (a) 단계로 복귀하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국의 송신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 패킷 데이터 송신 전력은 상기 승락 응답을 발생시킨 RACH 버스트의 전송에 사용된 송신 전력을 기초로 설정되는 것을 특징으로 하는 이동국의 송신 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계는,
    (a1) 상기 RACH 버스트를 설정된 서브밴드에 실리도록 OFDMA 변조하여 RACH 버스트 신호를 생성하는 단계;
    (a2) 상기 RACH 버스트 신호를 신호 처리한 후 상기 선택된 송신안테나를 이용하여 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국의 송신 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 (a2) 단계는,
    상기 RACH 버스트 신호를 설정된 송신 전력의 RF 신호로 상향 변환하는 단계;
    상기 상향 변환된 RACH 버스트 신호를 전송할 송신안테나를 선택하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국의 송신 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 (a2) 단계는,
    상기 RACH 버스트 신호를 전송할 송신안테나를 선택하는 단계;
    상기 RACH 버스트 신호를 설정된 송신 전력의 RF 신호로 상향 변환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국의 송신 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 RACH 버스트는,
    랜덤 액세스를 시도하는 이동국을 식별하기 위한 시그너쳐 시퀀스를 포함하 는 것을 특징으로 하는 이동국의 송신 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 RACH 버스트는,
    사용자 식별자 및 호 설정을 위한 자원 요청 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국의 송신 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 OFDMA 변조는,
    이산 푸리에 변환 확산(Discrete Fourier Transform-Spread: DFT-S) OFDMA 변조를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국의 송신 방법.
  9. 랜덤액세스 다이버시티를 얻기 위한 이동국의 송신 방법에 있어서,
    (a) RACH(Random Access Channel) 버스트를 다중 송신안테나 중 선택된 송신안테나 및 설정된 서브밴드를 이용하여 기지국으로 전송하는 단계;
    (b) 상기 기지국으로부터 상기 RACH 버스트에 대한 승락 응답을 수신한 경우, 상기 RACH 버스트의 전송시의 송신안테나 및 서브밴드를 이용하여 사용자 패킷 데이터를 전송하는 단계;
    (c) 상기 기지국으로부터 상기 RACH 버스트에 대한 비승락 응답을 수신한 경우, 이전 송신안테나 및 이전 서브밴드와 상이한 송신안테나 및 서브밴드를 이용하여 신규 RACH 버스트를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 및
    (d) 송신안테나 및 서브밴드의 조합을 모두 사용할 때까지 상기 기지국으로 부터 비승락 응답을 수신한 경우, 기 설정된 송신 전력보다 높은 송신 전력을 새로 설정한 후, 상기 (a) 단계로 복귀하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국의 송신 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 사용자 패킷 데이터 송신 전력은 상기 승락 응답을 발생시킨 RACH 버스트의 전송에 사용된 송신 전력을 기초로 설정되는 것을 특징으로 하는 이동국의 송신 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 (a) 단계는,
    (a1) 상기 RACH 버스트를 설정된 서브밴드에 실리도록 OFDMA 변조하여 RACH 버스트 신호를 생성하는 단계;
    (a2) 상기 RACH 버스트 신호를 신호 처리한 후 상기 선택된 송신안테나를 이용하여 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국의 송신 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 (a2) 단계는,
    상기 RACH 버스트 신호를 설정된 송신 전력의 RF 신호로 상향 변환하는 단계;
    상기 상향 변환된 RACH 버스트 신호를 전송할 송신안테나를 선택하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국의 송신 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 (a2) 단계는,
    상기 RACH 버스트 신호를 전송할 송신안테나를 선택하는 단계;
    상기 RACH 버스트 신호를 설정된 송신 전력의 RF 신호로 상향 변환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국의 송신 방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 RACH 버스트는,
    랜덤 액세스를 시도하는 이동국을 식별하기 위한 시그너쳐 시퀀스를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국의 송신 방법.
  15. 제9항에 있어서, 상기 RACH 버스트는,
    사용자 식별자 및 호 설정을 위한 자원 요청 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국의 송신 방법.
  16. 랜덤액세스 다이버시티를 얻기 위한 이동국의 송신 방법에 있어서,
    (a) RACH(Random Access Channel) 버스트를 설정된 서브밴드를 이용하여 기지국으로 전송하는 단계; 및
    (b) 상기 기지국으로부터 상기 RACH 버스트에 대한 승락 응답을 수신한 경우, 상기 RACH 버스트 전송시의 서브밴드를 이용하여 사용자 패킷 데이터를 상기 기지국으로 전송하는 단계;
    (c) 상기 기지국으로부터 상기 RACH 버스트에 대한 비승락 응답을 수신한 경우, 이전 서브밴드와 상이한 서브밴드를 이용하여 신규 RACH 버스트를 상기 기지국으로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국의 송신 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    (d) 소정 시간이 경과할 때까지 상기 기지국으로부터 비승락 응답을 수신한 경우, 기 설정된 송신 전력보다 높은 송신 전력을 새로 설정한 후, 상기 (a) 단계로 복귀하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국의 송신 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 사용자 패킷 데이터 송신 전력은 상기 승락 응답을 발생시킨 RACH 버스트의 전송에 사용된 송신 전력을 기초로 설정되는 것을 특징으로 하는 이동국의 송신 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 (a) 단계는,
    (a1) 상기 RACH 버스트를 상기 설정된 서브밴드에 실리도록 OFDMA 변조하여 RACH 버스트 신호를 생성하는 단계;
    (a2) 상기 RACH 버스트 신호를 신호 처리하여 설정된 송신 전력으로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국의 송신 방법.
  20. 제16항에 있어서, 상기 RACH 버스트는,
    랜덤 액세스를 시도하는 이동국을 식별하기 위한 시그너쳐 시퀀스를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국의 송신 방법.
  21. 제16항에 있어서, 상기 RACH 버스트는,
    사용자 식별자 및 호 설정을 위한 자원 요청 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국의 송신 방법.
  22. 제16항에 있어서, 상기 OFDMA 변조는,
    이산 푸리에 변환 확산(Discrete Fourier Transform-Spread: DFT-S) OFDMA 변조를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국의 송신 방법.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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