KR20080043193A - 무선통신 시스템에서 다중 안테나를 통한 임의접근채널메시지의 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

무선통신 시스템에서 다중 안테나를 통한 임의접근채널메시지의 송수신 방법 및 장치 Download PDF

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KR20080043193A KR1020060113009A KR20060113009A KR20080043193A KR 20080043193 A KR20080043193 A KR 20080043193A KR 1020060113009 A KR1020060113009 A KR 1020060113009A KR 20060113009 A KR20060113009 A KR 20060113009A KR 20080043193 A KR20080043193 A KR 20080043193A
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Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 다중 안테나를 사용하여 RACH 메시지를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 이동단말은 2개 이상의 송신 안테나들을 통해 통신의 초기 동기를 위한 RACH 프리앰블을 기지국으로 송신하고, 상기 RACH 프리앰블에 대응하는 접근허여(AG) 메시지가 상기 기지국으로부터 수신되는지를 감시한다. 상기 AG 메시지가 수신되면, 이동단말은 상기 AG 메시지에 포함된 상기 송신 안테나들에 관련된 안테나 제어 정보를 획득하고, 상기 안테나 제어 정보를 이용하여 상기 송신 안테나들 중 적어도 하나를 통해 역방향 데이터를 포함하는 RACH 메시지를 상기 기지국으로 전송한다. 이러한 본 발명은 RACH 프리앰블의 검출성능을 향상시키는 한편, RACH 메시지의 송신 다이버시티 효과를 얻을 수 있다.
비동기, RACH, AP-AICH, 프리앰블, 다중 안테나

Description

무선통신 시스템에서 다중 안테나를 통한 임의접근채널 메시지의 송수신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING/RECEIVING RANDOM ACCESS CHANNEL MESSAGE IN WIRELESS TELECOMMUNICATIONS SYSTEM USING MULTIPLE ANTENNA}
도 1은 전형적인 비동기식 시스템에서 역방향 RACH 및 순방향 AP-AICH를 통한 신호 송수신을 나타낸 도면.
도 2는 전형적인 RACH를 통해 전송되는 역방향 프리앰블의 구조도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선통신 시스템의 역방향 RACH 및 순방향 AP-AICH의 신호 송수신을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 역방향 RACH의 자원 할당의 일 예.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 역방향 RACH의 프리앰블 구조의 일 예.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RACH를 통한 역방향 데이터의 전송 동작을 나타낸 메시지 흐름도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국 및 이동단말의 개략적인 구성을 나타낸 블록도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동단말의 다른 구현들을 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 RACH 프리앰블의 구조를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국의 구현 예를 나타낸 도면.
본 발명은 무선통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 다중 안테나를 사용하여 임의접근채널(Random Access Channel: 이하 RACH라 칭함)의 메시지를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
부호분할 다중접속(Wideband Code Division Multiple Access: 이하 W-CDMA라 칭함) 기술을 기반으로 하는 비동기 방식의 무선통신 시스템인 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 시스템은 랜덤 버스트형 데이터의 전송을 위한 역방향 공통채널(reverse common channel)로서 임의접근채널(RACH)을 사용한다. RACH는 비동기 시스템에서 역방향 링크로 짧은 버스트형 데이터를 전송하기 위하여 구성된 것이다.
도 1은 종래의 비동기식 시스템에서 역방향 RACH를 통한 신호의 송수신을 나타낸 것이다. 여기서 참조번호 151은 역방향 채널로서 일 예로 RACH가 된다. 그리고 참조번호 101은 순방향 채널로써, 일 예로 접근 프리앰블 포착표시채널(Access Preamble-Acquisition Indication Channel: 이하 AP-AICH 혹은 AICH라 칭함)을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 이동단말은 통신의 초기 동기를 위해, 미리 정해지는 복수의 시그너처들(signatures) 중 선택된 시그너처를 가지는 일정 길이의 프리앰블, 즉 접근 프로브(Access Probe: 이하 AP라 칭함) 0(AP0)(152)을 역방향 링크의 RACH(151)를 통해 전송한 후, 기지국으로부터의 응답을 기다린다.
여기서 접근 프로브란, 임의접근채널(RACH)을 통해 단말기가 응답을 수신하기 이전에 전송하는 신호를 통칭하며, 일반적으로 메시지와 프리앰블 등으로 구성될 수 있다. W-CDMA에서 하나의 접근 프로브는 메시지 없이 시그너처를 포함한 프리앰블로 구성된다. 본 명세서에서 접근 프로브는 선택된 시그너처를 포함하는 프리앰블로 구성되어 있는 것으로 한다. 그러나, 메시지를 포함하는 다른 형태의 접근 프로브에도 동일한 설명이 적용 가능함은 물론이다.
기지국로부터 일정기간 tp-p(156) 동안 응답이 없으면 이동단말은 송신전력을 ΔP(155)만큼 증가하여 동일한 시그너처를 가지는 접근 프로브 1(AP1)(154)을 재전송한다. 기지국은 RACH로 전송되는 프리앰블(일 예로서 AP1(154))을 검출하면, 일정기간 tp-ai(103)만큼 대기한 후 상기 AP1(154)에 대한 응답으로 상기 AP1(154)과 동일한 시그너처를 순방향 링크의 AICH(101)를 통해 전송한다.
이동단말은 상기 AP1(154)의 전송에 응답하여 기지국으로부터의 응답이 수신되는지 감시하고 있다. AICH(101)를 통해 신호가 수신되면 이동단말은 상기 수신된 신호를 복조하여 시그너처와 포착 확인자(Acquisition Indicator: 이하 AI라 칭함) 를 획득한다. 이때 AICH(101)를 통해 획득한 AI가 긍정응답(Acknowledgement: 이하 ACK라 칭함)으로 판단되면, 이동단말은 AP1(154)을 기지국이 성공적으로 검출한 것으로 판단하고, 일정기간 tp-msg(158)만큼 대기한 후 역방향 RACH를 통해 역방향 데이터를 담고 있는 메시지(이하 RACH 메시지라 칭함)(157)를 상기 AP1(154)에 상응하는 송신전력으로 전송한다.
도 2는 전형적인 RACH를 통해 전송되는 접근 프로브(AP)의 구조를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 이동단말은 복수의 미리 정해지는 시그너처들 중 랜덤하게 선택한 시그너처를 가지는 프리앰블인 AP를 RACH를 통해 전송하는데, 이때 아무런 제어정보도 함께 전송되지 않는다. 역방향 데이터를 담고 있는 RACH 메시지는 이동단말이 전송한 AP를 기지국이 검출했다는 신호인 AP-AICH 신호를 이동단말이 수신한 후에 전송 가능하다.
상기와 같이 구성되는 종래의 시스템에서는 RACH의 수신 성능을 향상시키고, 기지국이 RACH를 통해 AP를 수신 가능한 셀 반경(Coverage)(즉 RACH의 셀 반경)을 향상시키기 위하여, RACH의 송신전력을 증가시키는 것만을 제공하고 있다. 그러나 이동단말의 최대 송신전력은 제한되어 있기 때문에 기존의 기술로는 RACH의 수신 성능을 향상시키는데 한계가 있었다는 문제점이 있었다.
따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은, 무선통신 시스템에서 역방향 임의접근채널(RACH)의 최대 셀 반경을 증가시키기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은, RACH를 통한 프리앰블의 전송에 있어서 송신 다이버시티 효과를 얻어 기지국에서 프리앰블 검출을 용이하게 하고 RACH에 의한 접속 시간 지연을 줄이는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은, 프리앰블을 전송시 복수의 송신 안테나를 통한 안테나 스위칭을 허용함으로써 이동단말의 구현 및 기지국에서 프리앰블 검출을 용이하게 하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은, 이동단말이 복수의 송신 안테나를 사용하여 프리앰블을 전송하는 경우 기지국이 각 송신 안테나로부터 수신된 신호로부터 역방향 채널 상태를 측정한 후 이를 바탕으로 피드백 정보를 이동단말에 전달하여, RACH 메시지의 안테나 다이버시티 전송효율을 높이는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은, 기지국이 각 송신 안테나로 수신된 신호를 사용하여 역방향 채널 상태를 측정한 후 이를 바탕으로 최적의 주파수 자원과 최적의 안테나를 이동단말에게 알려 주어, RACH 메시지의 안테나 다이버시티 전송효율을 높이는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 제1 견지에 따른 바람직한 실시예는, 무선통신 시스템에서 이동단말이 다중 안테나를 통한 임의접근채널(RACH) 메시지를 송신하는 방법에 있어서,
2개 이상의 송신 안테나들을 통해 통신의 초기 동기를 위한 RACH 프리앰블을 기지국으로 송신하는 과정과,
상기 RACH 프리앰블에 대응하는 접근허여(AG) 메시지가 상기 기지국으로부터 수신되는지를 감시하는 과정과,
상기 AG 메시지가 수신되면, 상기 AG 메시지에 포함된 상기 송신 안테나들에 관련된 안테나 제어 정보를 획득하는 과정과,
상기 안테나 제어 정보를 이용하여 상기 송신 안테나들 중 적어도 하나를 통해 역방향 데이터를 포함하는 RACH 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 견지에 따른 바람직한 실시예는, 무선통신 시스템에서 다중 안테나를 통한 임의접근채널(RACH) 메시지를 송신하는 이동단말 장치에 있어서,
2개 이상의 송신 안테나들을 통해 통신의 초기 동기를 위한 RACH 프리앰블을 기지국으로 송신하며, 상기 송신 안테나들 중 적어도 하나를 통해 역방향 데이터를 포함하는 RACH 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 송신기와,
상기 RACH 프리앰블에 대응하는 접근허여(AG) 메시지가 상기 기지국으로부터 수신되는지를 감시하는 수신기와,
상기 AG 메시지가 수신되면, 상기 AG 메시지에 포함된 상기 송신 안테나들에 관련된 안테나 제어 정보를 획득하고, 상기 안테나 제어 정보를 이용하여 상기 송신기를 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3 견지에 따른 바람직한 실시예는, 무선통신 시스템에서 기지국이 다중 안테나로부터의 임의접근채널(RACH) 메시지를 수신하는 방법에 있어서,
이동단말로부터 2개 이상의 송신 안테나들을 통해 통신의 초기 동기를 위해 송신되는 RACH 프리앰블을 수신하는 과정과,
상기 RACH 프리앰블에 근거하여 상기 송신 안테나들로부터 기지국으로의 채널 상태 정보를 측정하고 상기 채널 상태 정보에 따라 상기 송신 안테나들에 관련된 안테나 제어 정보를 결정하는 과정과,
상기 안테나 제어 정보를 포함하는 접근허여(AG) 메시지를 상기 이동단말로 송신하는 과정과,
상기 안테나 제어 정보를 이용하여 상기 송신 안테나들 중 적어도 하나를 통해 송신되는 역방향 데이터를 포함하는 RACH 메시지를 상기 이동단말로부터 수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제4 견지에 따른 바람직한 실시예는, 무선통신 시스템에서 다중 안테나로부터의 임의접근채널(RACH) 메시지를 수신하는 기지국 장치에 있어서,
이동단말로부터 2개 이상의 송신 안테나들을 통해 통신의 초기 동기를 위해 송신되는 RACH 프리앰블을 수신하는 수신기와,
상기 RACH 프리앰블에 근거하여 상기 송신 안테나들로부터 기지국으로의 채널 상태 정보를 측정하고 상기 채널 상태 정보에 따라 상기 송신 안테나들에 관련된 안테나 제어 정보를 결정하는 제어기와,
상기 안테나 제어 정보를 포함하는 접근허여(AG) 메시지를 상기 이동단말로 송신하는 송신기를 포함하며,
상기 수신기는, 상기 AG 메시지가 전송된 이후, 상기 안테나 제어 정보를 이용하여 상기 송신 안테나들 중 적어도 하나를 통해 송신되는 역방향 데이터를 포함 하는 RACH 메시지가 상기 이동단말로부터 수신하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 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. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
후술되는 본 발명의 주요한 요지는 무선통신 시스템에서 임의접근채널(RACH)을 통해 통신의 초기 동기를 위한 프리앰블을 전송함에 있어서, 이동단말이 복수의 송신 안테나들을 통해 프리앰블을 전송함으로써 RACH의 전송효율을 향상시키기 위한 기술을 제공하는 것이다.
이하 본 발명을 구체적으로 설명하는데 있어, UMTS 시스템을 기반으로 하는 비동기 통신방식인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution) 시스템을 이용할 것이다. 하지만, 본 발명의 기본 목적인 RACH 송수신 방법은 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 무선통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이 다.
LTE 시스템에서는 순방향 링크로 직교주파수분할(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 사용하며, 역방향 채널을 통한 데이터 전송을 위해 단일반송파(Single Carrier: 이하 SC라 칭함) 주파수분할 다중접속(Frequency Division Multiple Access: 이하 SC-FDMA라 칭함)을 사용한다. LTE 시스템의 임의접근 절차 또한, W-CDMA와 같이 RACH를 통한 프리앰블의 전송, 프리앰블에 대한 응답의 검출 및 RACH 메시지의 전송으로 이루어진다. 단지 LTE 시스템에서는 물리채널의 전송방식으로서 OFDM과 SC-FDMA를 사용하므로, 이에 따른 전송방식의 설계가 적용된다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선통신 시스템의 역방향 RACH 및 순방향 AP-AICH의 신호 송수신을 도시한 것이다. 여기서 참조번호 351은 역방향 RACH가 된다. 그리고 참조번호 301은 순방향 채널로써, 접근 프리앰블(AP) 포착표시채널(AICH)을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 이동단말은 통신의 초기 동기를 위해, 미리 정해지는 복수의 시그너처들 중 선택된 시그너처를 가지는 일정 길이의 접근 프로브 0(AP0)(352)을 역방향 링크의 RACH(351)를 통해 전송한 후, 기지국으로부터의 응답을 기다린다. 기지국로부터 일정기간 tp-p(356) 동안 응답이 없으면 이동단말은 송신전력을 ΔP(354)만큼 증가하여 동일한 시그너처를 가지는 프리앰블인 접근 프로브 1(AP1)(353)을 재전송한다. 기지국은 RACH로 전송되는 프리앰블(일 예로서 AP1(353))을 검출하면, 일정기간 tp-ai(303)만큼 대기한 후 상기 AP1(353)에 대한 응답으로 상기 AP1(353)과 동일한 시그너처를 가지는 접근 허여 메시지(Access Grant Message)(302)를 순방향 링크의 AICH(301)를 통해 전송한다.
여기서 상기 접근 허여 메시지(302)는 OFDM 방식에 따른 자원, 즉 특정 주파수 및 특정 시간 구간을 통해 전송되는 부호화된 메시지로서, 일 예로서 RACH의 시간수정(time alignment) 정보, RACH의 식별자(Identifier: 이하 ID라 칭함), 이동단말이 RACH를 통해 역방향 데이터를 전송하는데 사용되기 위한 자원을 나타내는 채널할당 정보를 포함할 수 있다. 여기서 RACH의 ID라 함은 단말이 접근 허여 메시지를 식별할 수 있도록 하기 위한 ID 정보로서, RACH 프리앰블에 포함된 것과 동일한 랜덤 ID 혹은 시그너처를 의미한다.
이동단말은 상기 AP1(353)의 전송에 응답하여 기지국으로부터 접근 허여 메시지(302)가 수신되는지 감시한다. AICH(101)를 통해 접근 허여 메시지(302)가 수신되면 이동단말은 상기 접근 허여 메시지(302)를 복조 및 복호하여 식별자(ID) 정보 또는 시그너처 등을 획득한다. 이때 접근 허여 메시지(302)를 통해 획득한 시그너처가 상기 AP1(353)의 시그너처와 동일하거나, 상기 접근 허여 메시지(302)를 통해 획득한 ID 정보가 이동단말의 ID 정보와 일치하면, 이동단말은 AP1(353)을 기지국이 성공적으로 검출한 것으로 판단하고, 일정기간 tp-msg(357)만큼 대기한 후 역방향 데이터를 담고 있는 RACH 메시지(355)를 SC-FDMA 방식에 따른 자원, 즉 특정 주파수 및 특정 시간 구간을 통해 전송한다. 여기서 상기 RACH 메시지(355)는, AP1(353) 전송시의 기준 시간에 비해, 상기 접근 허여 메시지(302)의 시간수정 정보가 지시하는 전송시간만큼 전진 혹은 후진된 기준 시간에서 상기 AP1(353)에 상 응하는 송신전력으로 전송된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 역방향 RACH의 자원 할당의 일 예를 나타낸 것이다. 여기서 가로축은 시간 영역(time domain)을 나타내고, 세로축은 주파수 영역(frequency domain)을 나타낸다. 도시한 바와 같이, 한 SC-FDMA 슬롯(401)은 역방향 RACH 슬롯을 나타낸다. 미리 정해진 RACH 슬롯(401)의 일정 주파수 영역에서 RACH 버스트(902)가 할당되어 전송된다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 역방향 RACH의 프리앰블 구조의 일 예를 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 역방향 전송 기본 단위는 1 서브프레임(501)으로서 0.5ms의 길이를 갖는다. 상기 서브프레임(501)을 통해 Tp 길이(530)의 RACH 프리앰블, 즉 AP(510)가 전송되는데, 초기 상향 링크의 타이밍 비동기와 왕복 전송 시간 지연(Round Trip Delay: 이하 RTD라 칭함) 그리고 채널의 최대 지연 확산(Delay Spread: 이하 DS라 칭함)을 고려하여 상기 RACH 프리앰블(510)의 전후로 시간상의 여유를 둔다.
구체적으로, 이전 심볼에 의한 간섭을 피하기 위하여 서브프레임(501)의 시작 시점으로부터 RACH 프리앰블(510)의 시작까지의 사이에 채널의 최대 지연 확산(Tds)(520)만큼의 여유를 둔다. 또한 상향링크의 타이밍 비동기와 다음 심볼로의 간섭을 피하기 위하여 RACH 프리앰블(510)의 끝으로부터 서브프레임(501)의 종료 시점까지의 사이에 왕복 전송 시간 지연(TGP) 및 최대 지연 확산(TdS)의 합만큼의 여 유를 둔다. 즉 서브프레임(501)의 종료 시점 보다 TGP+Tds만큼 이른 시점에 RACH 프리앰블(510)의 전송이 종료된다. 여기서 TGP는 기지국에서 송신된 신호가 이동단말에서 수신되고 동기를 맞춘 이동단말이 다시 기지국으로 응답 신호를 전송해 상기 기지국에 수신되기까지의 시간 지연으로서, 약 6.7usec(micro second)/km이다.
RACH 프리앰블(510)이 지원할 수 있는 최대 셀 반경은 RACH 프리앰블(510)에 사용된 최대 전송 에너지에 의해 제한되는데, 이동단말의 최대 송신 전력은 제한되어 있기 때문에 최대 전송 에너지는 프리앰블 길이(530)에 비례한다. 그런데 셀 반경이 커지면 TGP+Tds(540)가 증가하여 프리앰블 길이(530)가 줄어들게 되는 트레이드 오프(trade-off)가 발생한다. 전파의 왕복 전송 시간 지연은 6.7usec/km 이므로 셀의 반경을 1km만큼 늘리면 프리앰블 길이(530)가 6.7usec만큼 줄게 되어 프리앰블을 위한 최대 전송 에너지가 줄어들게 되고, 이는 기지국에서의 프리앰블 검출 능력에 영향을 준다. 따라서 상기 도 5의 프리앰블 구조로는 최대 셀 반경을 늘리는데 한계가 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서는 RACH 프리앰블의 송신에 있어서 이동단말에 구비되는 2개 이상의 송신 안테나들을 사용한다. 이동단말은 2개 이상의 송신 안테나들을 사용하여 RACH 프리앰블을 전송하는데, 이때 하나의 RACH 프리앰블이 상기 송신 안테나들을 사용하여 단일한 전송구간 동안에 전송된다. 상기 프리앰블 전송구간은 이동단말이 시그너처 등을 포함하는 RACH 프리앰블을 전송하고, 상기 RACH 프리앰블에 대응하는 응답을 받기 전까지의 시간이라고 정의된다. 즉, 이동단 말은 하나의 RACH 프리앰블을 전송한 후 응답을 받으려고 시도하고, 응답이 수신되지 않은 경우 RACH 프리앰블을 다시 전송하게 된다. 이렇게 기지국이 RACH 프리앰블의 전송에 응답하는 ACK 혹은 부정적 인지(non-acknowledge: 이하 NACK라 칭함)를 전송할 수 있는 시간 이전에, 하나 혹은 그 이상의 프리앰블들이 전송되는 시간 구간을 하나의 프리앰블 전송구간이라고 칭한다.
이동단말은 2개 이상의 송신 안테나들을 통해 RACH 프리앰블을 전송하고, 기지국은 상기 프리앰블의 포착이 확인되면 상기 프리앰블을 기반으로 상기 송신 안테나들 각각에 대한 신호 세기 등의 역방향 채널 상태를 측정하고, 상기 역방향 채널 상태에 따라 상기 송신 안테나들 중 최적의(best) 안테나를 나타내는 안테나 선택 정보 또는 상기 송신 안테나들에 대한 안테나 제어 정보와 같은 피드백 정보를 결정한다. 여기서 안테나 제어 정보는 상기 송신 안테나들 각각에 대한 전송 이득 등과 같은 개별 제어 정보와 더불어 상기 안테나 선택 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 최적의 안테나는 가장 양호한 역방향 채널 상태를 가지는 송신 안테나가 될 수 있다. 그러면 기지국은 상기 프리앰블에 대한 포착 확인(Acquisition Indication: 이하 AI라 칭함) 메시지 또는 접근허여(AG) 메시지를 전송할 때, 상기 피드백 정보를 상기 AI 혹은 AG 메시지에 포함시킨다.
이동단말은 상기 AI 또는 AG 메시지를 수신하여 상기 안테나 선택 정보 또는 상기 안테나 제어 정보를 획득하고, 상기 기지국으로 RACH를 통해 역방향 데이터를 전송하기 위해 상기 안테나 선택 정보가 지시하는 송신 안테나를 선택하거나 또는 상기 기지국으로 RACH를 통해 역방향 데이터를 전송함에 있어서 상기 안테나 제어 정보에 의해 상기 송신 안테나들을 제어한다.
다른 경우 상기 피드백 정보는 상기 측정된 역방향 채널 상태를 포함할 수 있다. 이 경우 이동단말은 상기 피드백 정보를 기반으로 최적의 안테나를 직접 선택하거나 혹은 송신 안테나들을 제어한다.
상기 RACH 프리앰블의 전송 시점과 역방향 데이터가 전송되는 시점은 통상 2-3ms 정도 떨어져 있으므로 시간적으로 상관도가 높다. 그러므로, 프리앰블을 통해 기지국이 측정한 역방향 채널 상태는 역방향 데이터의 전송시에도 계속 유지될 가능성이 높다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RACH를 통한 역방향 데이터의 전송 동작을 나타낸 메시지 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 601 단계에서 이동단말은 순방향 채널을 통해 이미 수신한 RACH에 관련된 접근 파라미터를 이용하여, RACH를 통해 RACH 프리앰블(혹은 접근 프로브)을 전송한다. 일 예로서 상기 RACH 프리앰블은 미리 정해지는 확산 시퀀스에 랜덤 ID가 맵핑된 형태를 가지며, 도 4에 나타낸 바와 같이 OFDMA 또는 SC-FDMA 방식에 따라 RACH로 할당된 특정 시간-주파수 구간을 통해 전송된다. 상기 RACH로 할당된 특정 시간-주파수 구간은 상기 접근 파라미터에 의해 지시된다. 특히 상기 RACH 프리앰블은 이동단말로부터 두 개 이상의 송신 안테나들을 통하여 기지국으로 전송된다.
기지국이 RACH 프리앰블에 대한 포착을 시도한다. 이동단말이 RACH 프리앰블을 2개 이상의 송신 안테나들을 통해 전송한 경우, 기지국은 상기 송신 안테나들로 부터 전송된 신호들을 결합하여 RACH 프리앰블의 포착여부를 판단하게 된다. RACH 프리앰블이 포착되었다고 판단하게 되면, 기지국은 상기 송신 안테나들로부터 수신된 상기 RACH 프리앰블을 포함하는 신호들의 세기를 선별적으로 측정하여, 상기 송신 안테나들로 수신된 신호들의 신호 세기, 상대적인 위상 등과 같은 채널 상태 정보를 얻는다. 상기 채널 상태 정보를 얻는 과정은 프리앰블의 구조에 따라 정해진다.
602 단계에서 기지국은 상기 RACH 프리앰블에 대한 접근허여(AG) 메시지(또는 포착 확인(AI) 메시지)를 OFDM 방식에 따라 이동단말에게 전송한다. 상기 AG 메시지는 상기 RACH 프리앰블의 랜덤 ID를 포함하며, 이동단말이 RACH 메시지를 전송할 역방향 자원, 즉 주파수대역에 대한 정보와 RACH 메시지를 포함하는 역방향 OFDMA 신호의 시간 정렬(time alignment)을 위해, 상기 RACH 프리앰블을 기지국이 수신한 시간에 따라 정해지는 시간수정 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 AG 메시지는 이동단말의 안테나 제어에 필요한 정보로서, 안테나 선택 정보 또는 안테나 제어 정보와 같은 피드백 정보를 포함한다. 상기 안테나 선택 정보 또는 상기 안테나 제어 정보는 이동단말이 RACH 프리앰블 이후에 전송하는 RACH 메시지의 전송에 적용된다.
603 단계에서 이동단말은 상기 AG 메시지에 의해 지시된 자원 혹은 랜덤 ID를 통해 미리 할당된 자원을 통해 역방향 데이터를 포함하는 RACH 메시지를 전송한다. 상기 RACH 메시지의 전송에는 상기 AG 메시지에 포함되어 있는 제어 정보가 적용된다. 즉, 상기 AG 메시지에 시간수정 정보가 포함되어 있다면, 상기 RACH 메시 지는 RACH 프리앰블의 전송시의 기준 시간에 비해 상기 시간수정 정보가 지시하는 시간만큼 전진 혹은 후진된 기준 시간에 맞추어 전송된다. 또한 AG 메시지에 안테나 제어 정보가 포함되어 있다면, 상기 RACH 메시지의 전송을 위해 상기 안테나 제어 정보가 지시하는 최적의 안테나, 이득 및/또는 위상이 적용된다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국 및 이동단말의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다. 여기에서는 본 발명의 동작에 필요한 구성요소들만을 개략적으로 나타내었다.
도 7을 참조하여 이동단말의 동작을 설명하면, RACH 프리앰블(혹은 접근 프로브)을 전송하기 이전에 이동단말은 순방향 채널을 통해 접근 파라미터를 수신한다. 이동단말의 제어기(701)는 상기 접근 파라미터를 기반으로 RACH 프리앰블의 초기 전력을 계산하고, 상기 계산된 초기 전력으로 랜덤 ID 등을 포함하는 RACH 프리앰블을, 기저대역 처리기로서 동작하는 송신기(702)로 전달한다. 송신기(702)는 상기 RACH 프리앰블을 부호화 및 변조하여 상기 접근 파라미터가 지시하는 시간-주파수 자원에 맵핑시키며, 송신 RF(Radio Frequency) 부(704)는 상기 RACH 프리앰블을 포함하는 상기 송신기(702)로부터의 신호를 RF 신호로 변환하여 2개 이상의 송신 안테나들을 통해 상기 초기 전력으로 전송한다.
이후 제어기(701)는 수신 RF부(705)를 통해 수신되고, 기저대역 처리기로서 동작하는 수신기(703)에 의해 복조 및 복호된 AP-AICH의 신호를 검사함으로써, 상기 RACH 프리앰블이 기지국에 의해 성공적으로 검출되었는지를 판단한다. 만일 일정기간 동안 AP-AICH에서 상기 RACH 프리앰블에 대응하여 포착성공을 나타내는 AG 메시지가 수신되지 않는다면, 제어기(701)는 RACH 프리앰블의 다음 송신 전력을 계산하여 상기 RACH 프리앰블을 다시 전송한다. 다시 전송되는 RACH 프리앰블들 또한 마찬가지로 2개 이상의 송신 안테나들을 통하여 전송된다.
만일 상기 RACH 프리앰블에 대응하여 포착성공을 나타내는 AG 메시지가 수신되었다면, 제어기(701)는 상기 RACH 프리앰블이 기지국에 의해 성공적으로 검출된 것으로 판단하여, 상기 AG 메시지로부터 안테나 제어 정보를 포함한 제어 정보를 획득한다. 이 후, 제어기(701)는 전송하고자 하는 역방향 데이터를 포함하는 RACH 메시지를 송신기(702)를 통해 송신 RF부(704)로 전달한다. 이때 제어기(701)는 상기 RACH 메시지를 상기 AG 메시지에 의해 할당된 역방향 자원에 맵핑시키도록 송신기(702)를 제어하며, 상기 RACH 메시지가 상기 안테나 제어 정보가 지시하는 이득 및/또는 위상을 가지고 최적의 안테나를 통해 전송되도록 송신 RF부(704)를 제어한다.
도 7을 참조하여 기지국의 동작을 설명하면, 기지국은 순방향 링크를 통해 주기적으로 RACH에 관련된 접근 파라미터를 해당 셀 내의 이동단말들에게 알려 준다. 미리 정해지는 접근 슬롯에서, 기지국의 제어기(701)는 수신 RF부(704)와 수신기(703)를 통해 상기 RACH 상에서 RACH 프리앰블의 포착을 시도한다. 만일 이동 단말로부터 송신된 RACH 프리앰블을 성공적으로 포착한 경우, 기지국은 상기 이동단말의 송신 안테나들 각각에 대한 역방향 채널 상태를 측정하고, 상기 역방향 채널 상태를 바탕으로 상기 이동단말이 이후에 전송할 RACH 메시지를 위한 안테나 제어 정보를 생성한다. 상기 안테나 제어 정보는 송신 안테나들 각각의 이득 및/또는 위 상에 대한 정보와 최적의 안테나를 나타내는 안테나 선택 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
제어기(701)는 상기 RACH 메시지를 위한 역방향 자원을 나타내는 채널할당 정보, 랜덤 ID 및 상기 안테나 제어 정보를 포함하는 AG 메시지를 송신기(702)로 전달한다. 송신기(702)는 상기 AG 메시지를 부호화 및 변조하며, 송신 RF부(704)는 상기 AG 메시지를 포함하는 상기 송신기(702)로부터의 신호를 RF 신호로 변환하여 이동단말에게 전송한다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동단말의 다른 구현들을 나타낸 것이다.
도 8의 (a)는 이동단말이 하나의 송신 안테나(803)를 가지는 경우를 나타낸 것이다. 기저대역 송신기(801)에서 발생되는 RACH 프리앰블의 시그너처는 일 예로서 복소(complex) 형태의 I 시퀀스 및 Q 시퀀스로 구성될 수 있으며, 이러한 시그너처의 구성이 본 발명의 범위를 한정하지 않음은 물론이다. W-CDMA 시스템에서와 같이 시그너처에 일부 이동단말의 ID가 포함될 수 있다. 상기 기저대역 송신기(801)에서 발생된 RACH 프리앰블은 변조 및 RF부(802)에 의해 변조되고 전력 증폭과 주파수 상승변환을 통해 반송파에 실려 안테나(803)로부터 기지국으로 전송된다. 이후 이동단말은 상기 RACH 프리앰블에 응답하여 기지국으로부터 수신된 AG 메시지를 참조하여, 상기 AG 메시지가 지시하는 이득 및/또는 위상으로 역방향 데이터를 포함하는 RACH 메시지를 전송한다.
도 8의 (b)는 이동단말이 두 개의 송신 안테나들(813,814)을 가지며, 상기 송신 안테나들이 각각의 변조 및 RF부(811, 812)에 연결되는 경우를 나타낸 것이다. 기저대역 송신기(810)에서 발생되는 RACH 프리앰블의 시그너처는 일 예로서 복소 형태의 I 시퀀스 및 Q 시퀀스로 구성된다. 상기 기저대역 송신기(810)에서 발생된 RACH 프리앰블은 두 개의 변조 및 RF부(811, 812)에 의해 변조되고 전력 증폭과 주파수 상승변환을 통해 반송파에 실려, 두 개의 송신 안테나들(813, 814)로부터 기지국으로 전송된다. 이후 이동단말은 상기 RACH 프리앰블에 응답하여 기지국으로부터 수신된 AG 메시지를 참조하여, 상기 두 개의 송신 안테나들(813, 814) 중 하나 혹은 두 개를 사용하여, 상기 AG 메시지가 지시하는 이득 및/또는 위상으로 역방향 데이터를 포함하는 RACH 메시지를 전송한다.
도 8의 (c)는 이동단말이 두 개의 송신 안테나들(823,824)을 가지며, 상기 송신 안테나들이 하나의 변조 및 RF부(822)에 연결되는 경우를 나타낸 것이다. 기저대역 송신기(820)에서 발생되는 RACH 프리앰블의 시그너처는 일 예로서 복소 형태의 I 시퀀스 및 Q 시퀀스로 구성된다. 상기 기저대역 송신기(820)에서 발생된 RACH 프리앰블은 변조 및 RF부(821)에 의해 변조되고 전력 증폭과 주파수 상승변환을 통해 반송파에 실린 후, 스위치(822)를 통해 두 개의 송신 안테나들(823, 824) 중 하나로 전송된다. 이후 이동단말은 상기 RACH 프리앰블에 응답하여 기지국으로부터 수신된 AG 메시지를 참조하여, 상기 두 개의 송신 안테나들(813, 814) 중 하나를 사용하여, 상기 AG 메시지가 지시하는 이득 및/또는 위상으로 역방향 데이터를 포함하는 RACH 메시지를 전송한다.
여기에서는 이동단말이 하나 혹은 두 개의 송신 안테나들을 포함하는 경우의 실시예들만을 도시하였으나 본 발명의 주요한 개념이 세 개 이상의 송신 안테나들을 가지는 이동단말에 대해서도 용이하게 확장이 가능함은 물론이다.
한편 도 8의 (c)와 같은 이동단말의 경우, 스위치(822)가 제1 송신 안테나(823)로부터 제2 안테나(824)로 스위칭하기 위해서는 소정의 스위칭 시간이 소요된다. 상기 스위칭 시간은 통상 수 usec 정도가 되는데, 상기의 스위칭 시간 동안에는 RACH 프리앰블이 올바르게 전송되지 못하므로, 상기 스위칭 시간은 기지국에서 RACH 프리앰블을 검출하는 능력에 영향을 미친다.
따라서 하나의 서브프레임 내에서 RACH 프리앰블의 전후에 소정의 보호구간(Guard Period: 이하 GP라 칭함)을 두고, 상기 보호구간 동안 안테나 스위칭이 완전하게 이루어진 후 RACH 프리앰블을 전송하게 되면 RACH 프리앰블이 모든 송신 안테나들에서 왜곡없이 올바르게 송신되므로, 기지국에서의 검출 능력을 향상 시킬 수 있다.
도 8의 (b)와 같이 이동단말이 2개의 송신 안테나들(813, 814)과 2개의 변조 및 RF부들(811, 812)을 가지고 있는 경우, 상기 2개의 전송 경로들을 통해 RACH 프리앰블을 서로 다른 확산부호로 확산하여 전송하는 것이 가능하다. 이러한 경우의 프리앰블 구조를 도 9에 나타내었다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 RACH 프리앰블의 구조를 나타낸 것이다.
도 9의 (a)는 이동단말이 도 8의 (b)와 같이 2개의 전송 경로들을 가지는 경우를 나타낸 것이다. 이동단말은 두 개의 송신 안테나들을 통해 동시에 프리앰블을 전송하는 것이 가능하다. 두 개의 송신 안테나들로 프리앰블을 전송하게 되면, 한 개의 송신 안테나로 전송하는 것에 비해 더 높은 전송 전력을 사용하는 것이 가능하므로, 프리앰블을 전송하기 위한 셀 반경이 보다 확대될 수 있다. 도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이, RACH 프리앰블은 제1 확산부호(C0)에 의해 확산되는(혹은 제1 시그너처를 포함하는) 프리앰블 시퀀스 1(901)과 제2 확산부호(C1)에 의해 확산되는(혹은 제2 시그너처를 포함하는) 프리앰블 시퀀스 2(902)로 이루어진다.
이동단말은 C0에 의해 확산된 프리앰블 시퀀스 1(901)을 제1 변조 및 RF부와 제1 송신 안테나를 통해 전송하고, C1에 의해 확산된 프리앰블 시퀀스 2(902)를 제2 변조 및 RF부와 제2 송신 안테나를 통해 전송한다. 여기서 C0과 C1은 각기 프리앰블 시퀀스 1, 2(901, 902)에 적용되도록 미리 지정된 것이다. 즉, RACH 프리앰블을 위해 선택된 시그너처 또는 랜덤 ID에 대해 사용될 확산부호 또는 시그너처의 셋이 각 안테나별로 미리 정의되어 있다. 확산부호들 C0과 C1은 항상 같이 전송되므로, 두 개의 프리앰블 신호들 간의 간섭을 감소시키기 위하여 상기 확산부호들 C0과 C1은 서로 직교관계에 있도록 정해진다.
1개의 안테나로 RACH 프리앰블이 전송되는 경우, 미리 정의된 시그너처 셋이 사용된다. 이동단말이 전송하고자 하는 함축된 메시지(implicit message)는 특정 시그너처에 매핑된다. W-CDMA에서는 이동단말이 RACH 프리앰블을 통해 전송하는 함축된 메시지는 램덤 ID로 구성되어 있다. 이동단말이 임의접근채널을 통해 RACH 프리앰블을 전송하는 경우 랜덤 ID로 RACH 프리앰블을 구성하게 되므로, 실제로 전송되는 RACH 프리앰블은 램덤하게 선택된다.
그러나, LTE와 같은 시스템에서는 이동단말이 RACH 프리앰블 또는 시그너처를 통해 전송하는 함축된 메시지에는 램덤 ID 외에도 부가적인 비트들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 임의접근채널을 전송하는 이유등을 포함할 수 있다. 도 9의 (a)에서 이동단말이 2개의 송신 안테나들을 통해 RACH 프리앰블을 전송함에 있어서, 램덤 ID 등을 포함하는 함축된 메시지에 대해, 할당된 2개의 시그너처들이 이동단말과 기지국 사이에 미리 정의된다. 그러므로, 함축된 메시지가 램덤 ID로만 구성되는 경우, 이동단말이 선정한 램덤 ID에 따라 각 안테나로 전송하게 되는 2개의 시그너처들이 결정된다. 상기 2개의 시그너처들은 각 송신 안테나로 전송되는 RACH 프리앰블로 사용된다.
도 9의 (b)는 이동단말이 도 8의 (b) 혹은 (c)과 같이 하나 혹은 두 개의 변조 및 RF부와 두 개의 송신 안테나들을 가지는 경우를 나타낸 것이다. 도 9의 (b)에 나타낸 바와 같이, RACH 프리앰블은 제1 확산부호(C0)에 의해 확산되는 프리앰블 시퀀스 1(903)과 제2 확산부호(C1)에 의해 확산되는 프리앰블 시퀀스 2(904)로 이루어진다. 제1 확산부호(C0)에 의해 확산된 프리앰블 시퀀스 1(903)은 제1 시간구간 동안에 전송되고, 제2 확산부호(C1)에 의해 확산된 프리앰블 시퀀스 2(904)는 상기 제1 시간구간으로부터 미리 정해지는 시간간격 Tg(904)만큼 이후에 제2 시간구간 동안 전송한다.
이와 같이 프리앰블 시퀀스들(903, 904) 사이에는 Tg(904)동안의 시간간격이 존재하여, 이동 단말은 상기 Tg(904) 동안 RF부를 구성하는 RF 소자들 등을 안정적 으로 스위칭할 수 있다. 이를 위해 상기 Tg(904)는 이동단말에서 요구되는 스위칭 시간보다 적어도 크도록 정해진다. 이동단말이 2개의 RF부를 가지고 있거나, RF 소자들이 매우 적은 스위칭 시간을 지원 가능한 경우, 상기의 시간간격 Tg(904)는 0으로 설정될 수 있다.
상기와 같이 시간상으로 분리된 확산부호들은 [C0 C1]이라는 하나의 조합된 확산 부호로 사용될 수 있다. 서로 다른 두 개의 확산 부호들을 하나의 조합된 확산 부호로 사용하게 되면, 상기 조합된 확산 부호는 중간 위치에서 가장 큰 자기상관 값을 갖게 된다. 그러므로 셀 반경이 큰 경우, C0과 C1을 서로 다른 시퀀스로 설계하는 것이 유리하다. 그러나 C0, C1의 시간길이가 셀 반경의 RTD보다 큰 경우에는, C0과 C1을 동일한 시퀀스로 설계하여 기지국 구현을 간단하게 하는 것이 바람직하다.
도 9의 프리앰블 구조에서, 이동단말은 2개 이상의 송신 안테나들을 사용하여 RACH 프리앰블을 전송하며, 상기 RACH 프리앰블의 전송은 기지국으로부터 응답이 수신되는 시점 이전에 이루어진다. 2개 이상의 송신 안테나들을 통해 RACH 프리앰블을 전송하게 되면, 안테나 다이버시티 이득을 통해 기지국이 RACH 프리앰블을 한번에 검출할 수 있는 확률을 증가시키게 된다. 기지국은 두 송신 안테나로부터 이동단말이 전송한 신호들을 결합하여, RACH 프리앰블의 검출여부를 판단하게 된다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국의 구현 예를 나타낸 것이 다. 여기에서는 프리앰블 시퀀스들이 제1 및 제2 확산부호들 C0, C1을 사용하여 제1 및 제2 송신 안테나들을 통해 전송되는 경우에 대응하는 구현 예를 도시하였다.
도 10을 참조하면, 기지국은 두 개의 확산부호들 C0, C1을 사용하는 두 개의 역확산기들(1001, 1002)을 구비하고 있다. 상기 역확산기들(1001, 1002)은 두 개의 확산부호들 C0, C1을 이용하여 수신신호를 각각 역확산한다. 여기서 상기 역확산기들(1001, 1002)은 알려진 정합필터(matched filter)로 구현될 수 있다. C0 역확산기(1001)는 수신신호를 확산부호 C0으로 역확산하고, C1 역확산기(1002)는 확산부호 C1로 수신신호를 역확산한다. 역확산기들(1001, 1002)로부터 출력되는 각각의 역확산된 신호 X1, X2는 수신 제어기(1003)에 전달된다. 여기서 X1은 확산부호 C0에 대한 역확산 결과이고 X2는 C1에 대한 역확산 결과이다.
수신 제어기(1003)는 상기 역확산 결과들 X1, X2로부터 RACH 프리앰블의 검출여부를 판단한다. RACH 프리앰블의 검출을 위해 사용하는 검출변수 Y의 구현 예는 다음 <수학식 1>과 같다.
Y = X1 * X1 + X2 * X2
수신 제어기(1003)는 상기 검출변수 Y가 미리 정해지는 임계값보다 크면 RACH 프리앰블의 검출에 성공한 것으로 판단하고, 임계값보다 크지 않으면 RACH 프리앰블이 검출되지 않았다고 판단한다. RACH 프리앰블이 검출된 것으로 판단한 경우, 수신 제어기(1003)는 각 송신 안테나로부터 송신된 신호들의 크기를 비교한다. 이때 사용하는 검출변수 Z1, Z2의 구현 예는 다음 <수학식 2>와 같다.
Z1 = X1 * X1
Z2 = X2 * X2
여기서 Z1은 제1 송신 안테나로부터의 신호 크기를 나타내며, Z2는 제2 송신 안테나로부터의 신 호 크기를 나타낸다. Z1이 Z2보다 크다면 수신 제어기(1003)는 제1 송신 안테나를 이동단말을 위한 최적 안테나로 선택하고, 제1 송신 안테나로 RACH 메시지를 전송할 것을 지시하는 안테나 선택 정보(혹은 안테나 제어 정보)를 AG 메시지에 실어, 상기 AG 메시지를 상기 RACH 프리앰블에 대응하도록 AP-AICH를 통해 이동단말에게 전송한다. 반면 Z1이 Z2보다 크지 않다면, 수신 제어기(1003)는 제2 송신 안테나로 RACH 메시지를 전송할 것을 지시하는 안테나 선택 정보를 AG 메시지를 실어 이동단말에게 전송한다.
한편 도 10에서는 기지국이 2개의 역확산기를 가지는 것으로 도시하였으나, 기지국은 한 개의 역확산기를 시분할로 사용하여 2개의 확산부호들에 대한 역확산 결과를 구할 수도 있다.
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.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, RACH 프리앰블을 여러 송신 안테나들을 사용하여 전송함으로써 RACH 프리앰블의 검출확률을 높여 RACH 전송에 소용되는 시간 지연을 감소시킬 수 있다. 또한, 기지국은 각 송신 안테나로 전송된 신호들을 결합하여 RACH 프리앰블을 검출하며, 이동단말이 이후에 전송할 RACH 메시지의 전송에 사용할 안테나 제어 정보를 계산하여 AP-AICH를 통해 이동단말에게 전달함으로써, RACH 메시지의 전송효율을 향상시킨다.

Claims (24)

  1. 무선통신 시스템에서 이동단말이 다중 안테나를 통한 임의접근채널(RACH) 메시지를 송신하는 방법에 있어서,
    2개 이상의 송신 안테나들을 통해 통신의 초기 동기를 위한 RACH 프리앰블을 기지국으로 송신하는 과정과,
    상기 RACH 프리앰블에 대응하는 접근허여(AG) 메시지가 상기 기지국으로부터 수신되는지를 감시하는 과정과,
    상기 AG 메시지가 수신되면, 상기 AG 메시지에 포함된 상기 송신 안테나들에 관련된 안테나 제어 정보를 획득하는 과정과,
    상기 안테나 제어 정보를 이용하여 상기 송신 안테나들 중 적어도 하나를 통해 역방향 데이터를 포함하는 RACH 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 송신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 AG 메시지는,
    상기 RACH 프리앰블을 식별하기 위한 식별 정보, 상기 RACH 메시지의 전송을 위한 역방향 자원을 나타내는 채널할당 정보, 상기 RACH 메시지의 전송을 위한 시간수정 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 송신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 안테나 제어 정보는,
    상기 송신 안테나들 중 상기 RACH 메시지를 전송하기 위한 최적의 송신 안테나를 나타내는 안테나 선택 정보와, 상기 송신 안테나들을 위한 이득과, 상기 송신 안테나들을 위한 위상 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 송신 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 RACH 프리앰블은,
    상기 기지국으로 전송되기 이전에 서로 다른 확산부호에 의해 확산되어 서로 다른 송신 안테나를 통해 동시에 전송되는 2개 이상의 프리앰블 시퀀스들로 구성되는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 송신 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 RACH 프리앰블은,
    상기 기지국으로 전송되기 이전에, 동일하거나 서로 다른 제1 및 제2 확산부호들에 의해 확산되어 서로 다른 송신 안테나들을 통해 미리 정해지는 시간간격을 가지는 서로 다른 시간구간들 동안 전송되는 2개 이상의 프리앰블 시퀀스들로 구성되는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 송신 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 시간간격은,
    상기 송신 안테나들 중 하나로부터 다른 하나로 절체하기 위한 스위칭 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 송신 방법.
  7. 무선통신 시스템에서 다중 안테나를 통한 임의접근채널(RACH) 메시지를 송신하는 이동단말 장치에 있어서,
    2개 이상의 송신 안테나들을 통해 통신의 초기 동기를 위한 RACH 프리앰블을 기지국으로 송신하며, 상기 송신 안테나들 중 적어도 하나를 통해 역방향 데이터를 포함하는 RACH 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 송신기와,
    상기 RACH 프리앰블에 대응하는 접근허여(AG) 메시지가 상기 기지국으로부터 수신되는지를 감시하는 수신기와,
    상기 AG 메시지가 수신되면, 상기 AG 메시지에 포함된 상기 송신 안테나들에 관련된 안테나 제어 정보를 획득하고, 상기 안테나 제어 정보를 이용하여 상기 송신기를 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 송신 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 AG 메시지는,
    상기 RACH 프리앰블을 식별하기 위한 식별 정보, 상기 RACH 메시지의 전송을 위한 역방향 자원을 나타내는 채널할당 정보, 상기 RACH 메시지의 전송을 위한 시간수정 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 송신 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 안테나 제어 정보는,
    상기 송신 안테나들 중 상기 RACH 메시지를 전송하기 위한 최적의 송신 안테나를 나타내는 안테나 선택 정보와, 상기 송신 안테나들을 위한 이득과, 상기 송신 안테나들을 위한 위상 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 송신 장치.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 RACH 프리앰블은,
    상기 기지국으로 전송되기 이전에 서로 다른 확산부호에 의해 확산되어 서로 다른 송신 안테나를 통해 동시에 전송되는 2개 이상의 프리앰블 시퀀스들로 구성되는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 송신 장치.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 RACH 프리앰블은,
    상기 기지국으로 전송되기 이전에, 동일하거나 서로 다른 제1 및 제2 확산부 호들에 의해 확산되어 서로 다른 송신 안테나들을 통해 미리 정해지는 시간간격을 가지는 서로 다른 시간구간들 동안 전송되는 2개 이상의 프리앰블 시퀀스들로 구성되는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 송신 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 시간간격은,
    상기 송신 안테나들 중 하나로부터 다른 하나로 절체하기 위한 스위칭 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 송신 장치.
  13. 무선통신 시스템에서 기지국이 다중 안테나로부터의 임의접근채널(RACH) 메시지를 수신하는 방법에 있어서,
    이동단말로부터 2개 이상의 송신 안테나들을 통해 통신의 초기 동기를 위해 송신되는 RACH 프리앰블을 수신하는 과정과,
    상기 RACH 프리앰블에 근거하여 상기 송신 안테나들로부터 기지국으로의 채널 상태 정보를 측정하고 상기 채널 상태 정보에 따라 상기 송신 안테나들에 관련된 안테나 제어 정보를 결정하는 과정과,
    상기 안테나 제어 정보를 포함하는 접근허여(AG) 메시지를 상기 이동단말로 송신하는 과정과,
    상기 안테나 제어 정보를 이용하여 상기 송신 안테나들 중 적어도 하나를 통 해 송신되는 역방향 데이터를 포함하는 RACH 메시지를 상기 이동단말로부터 수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 수신 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 AG 메시지는,
    상기 RACH 프리앰블을 식별하기 위한 식별 정보, 상기 RACH 메시지의 전송을 위한 역방향 자원을 나타내는 채널할당 정보, 상기 RACH 메시지의 전송을 위한 시간수정 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 수신 방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 안테나 제어 정보는,
    상기 송신 안테나들 중 상기 RACH 메시지를 전송하기 위한 최적의 송신 안테나를 나타내는 안테나 선택 정보와, 상기 송신 안테나들을 위한 이득과, 상기 송신 안테나들을 위한 위상 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 수신 방법.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 RACH 프리앰블은,
    상기 기지국으로 전송되기 이전에 서로 다른 확산부호에 의해 확산되어 서로 다른 송신 안테나를 통해 동시에 전송되는 2개 이상의 프리앰블 시퀀스들로 구성되는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 수신 방법.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 RACH 프리앰블은,
    상기 기지국으로 전송되기 이전에, 동일하거나 서로 다른 제1 및 제2 확산부호들에 의해 확산되어 서로 다른 송신 안테나들을 통해 미리 정해지는 시간간격을 가지는 서로 다른 시간구간들 동안 전송되는 2개 이상의 프리앰블 시퀀스들로 구성되는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 수신 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 시간간격은,
    상기 이동단말에서 상기 송신 안테나들 중 하나로부터 다른 하나로 절체하기 위한 스위칭 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 수신 방법.
  19. 무선통신 시스템에서 다중 안테나로부터의 임의접근채널(RACH) 메시지를 수신하는 기지국 장치에 있어서,
    이동단말로부터 2개 이상의 송신 안테나들을 통해 통신의 초기 동기를 위해 송신되는 RACH 프리앰블을 수신하는 수신기와,
    상기 RACH 프리앰블에 근거하여 상기 송신 안테나들로부터 기지국으로의 채널 상태 정보를 측정하고 상기 채널 상태 정보에 따라 상기 송신 안테나들에 관련된 안테나 제어 정보를 결정하는 제어기와,
    상기 안테나 제어 정보를 포함하는 접근허여(AG) 메시지를 상기 이동단말로 송신하는 송신기를 포함하며,
    상기 수신기는,
    상기 AG 메시지가 전송된 이후, 상기 안테나 제어 정보를 이용하여 상기 송신 안테나들 중 적어도 하나를 통해 송신되는 역방향 데이터를 포함하는 RACH 메시지가 상기 이동단말로부터 수신하는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 수신 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 AG 메시지는,
    상기 RACH 프리앰블을 식별하기 위한 식별 정보, 상기 RACH 메시지의 전송을 위한 역방향 자원을 나타내는 채널할당 정보, 상기 RACH 메시지의 전송을 위한 시간수정 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 수신 장치.
  21. 제 19 항에 있어서, 상기 안테나 제어 정보는,
    상기 송신 안테나들 중 상기 RACH 메시지를 전송하기 위한 최적의 송신 안테 나를 나타내는 안테나 선택 정보와, 상기 송신 안테나들을 위한 이득과, 상기 송신 안테나들을 위한 위상 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 수신 장치.
  22. 제 19 항에 있어서, 상기 RACH 프리앰블은,
    상기 기지국으로 전송되기 이전에 서로 다른 확산부호에 의해 확산되어 서로 다른 송신 안테나를 통해 동시에 전송되는 2개 이상의 프리앰블 시퀀스들로 구성되는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 수신 장치.
  23. 제 19 항에 있어서, 상기 RACH 프리앰블은,
    상기 기지국으로 전송되기 이전에, 동일하거나 서로 다른 제1 및 제2 확산부호들에 의해 확산되어 서로 다른 송신 안테나들을 통해 미리 정해지는 시간간격을 가지는 서로 다른 시간구간들 동안 전송되는 2개 이상의 프리앰블 시퀀스들로 구성되는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 수신 장치.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 시간간격은,
    상기 이동단말에서 상기 송신 안테나들 중 하나로부터 다른 하나로 절체하기 위한 스위칭 시간을 포함하는 것을 특징으로 하는, RACH 메시지 수신 장치.
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