KR20090040119A - Method for performing ranging procedure - Google Patents

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KR20090040119A
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이현우
박홍원
조성구
남기호
김동철
곽진삼
한승희
노민석
권영현
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엘지전자 주식회사
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Abstract

A method for performing a ranging process for delivering the status information of a terminal to a base station in a ranging process is provided to manage resource efficiently by efficiently performing a process such as resource allocation. A UE(User Equipment) reads a DL-MAP message transmitted from a BS(Base Station)(S110). A ranging code is transmitted from the terminal in order to attempt the initial ranging(S130). After the ranging response message is received, an RNG-REQ(Ranging Request) message including its own unique identifier is sent to the terminal(S160). The terminal and base station perform the authentication.

Description

레인징 과정을 수행하는 방법{Method for performing ranging procedure} Method for performing ranging procedure

본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단말 정보를 레인징 과정 중에 단말이 기지국으로 알려주는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a method of informing a terminal of a terminal information to a base station during a ranging process.

IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 표준은 광대역 무선 접속(broadband wireless access)을 지원하기 위한 기술과 프로토콜을 제공한다. 1999년부터 표준화가 진행되어 2001년 IEEE 802.16-2001이 승인되었다. 이는 'WirelessMAN-SC'라는 단일 반송파(single carrier) 물리계층에 기반한다. 이후 2003년에 승인된 IEEE 802.16a 표준에서는 물리계층에 'WirelssMAN-SC'외에 'WirelessMAN-OFDM'과 'WirelessMAN-OFDMA'가 더 추가되었다. IEEE 802.16a 표준이 완료된 후 개정된(revised) IEEE 802.16-2004 표준이 2004년 승인되었다. IEEE 802.16-2004 표준의 결함(bug)과 오류(error)를 수정하기 위해 'corrigendum'이라는 형식으로 IEEE 802.16-2004/Cor1 이 2005년에 완료되었다. The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.16 standard provides technologies and protocols to support broadband wireless access. Standardization has been in progress since 1999, and IEEE 802.16-2001 was approved in 2001. This is based on a single carrier physical layer called 'WirelessMAN-SC'. Later, in the IEEE 802.16a standard approved in 2003, 'WirelessMAN-OFDM' and 'WirelessMAN-OFDMA' were added to the physical layer in addition to 'WirelssMAN-SC'. After the completion of the IEEE 802.16a standard, the revised IEEE 802.16-2004 standard was approved in 2004. In order to correct bugs and errors in the IEEE 802.16-2004 standard, IEEE 802.16-2004 / Cor1 was completed in 2005 in the form of 'corrigendum'.

무선통신 시스템의 데이터의 수신 및 복조를 위해서는 수신기와 전송기 간의 동기를 맞추는 작업이 필요하다. 특히 기지국과 단말 간의 채널 환경이 지속적으로 변하는 이동 통신 시스템에서 성공적인 데이터의 송신 및 수신을 위해서는 기지국 과 단말 간의 긴밀한 시그널링(signaling)을 통해 동기를 맞춰줘야 한다. In order to receive and demodulate data in a wireless communication system, a task of synchronizing a receiver and a transmitter is required. In particular, in a mobile communication system in which the channel environment between the base station and the terminal is constantly changing, synchronization is required through close signaling between the base station and the terminal for successful transmission and reception of data.

기지국과 단말과의 통신 채널은 크게 기지국에서 단말로 향하는 하향링크(downlink) 채널과 단말에서 기지국으로 향하는 상향링크(uplink) 채널로 구성된다. 하향링크에서는 점대다점(point-to-multipoint) 상황으로 다수의 단말들이 기지국에서 전송하는 데이터 프레임과 하향링크 동기를 맞춘다. 단말들이 동기를 맞출 수 있도록 하기 위한 일 방식으로 기지국은 전송하는 프레임의 일부에 동기화를 위한 프리앰블(preamble)을 삽입할 수 있다. 단말들은 프리앰블을 통해 하향링크 채널에 대한 동기를 맞춘다. 또는 기지국은 별도의 동기화 채널(synchronization channel)을 이용할 수 있다. The communication channel between the base station and the terminal is largely composed of a downlink channel from the base station to the terminal and an uplink channel from the terminal to the base station. In downlink, a plurality of terminals synchronize downlink synchronization with data frames transmitted from a base station in a point-to-multipoint situation. As a way to allow the terminals to synchronize, the base station may insert a preamble for synchronization into a part of a frame to be transmitted. The UEs synchronize synchronization with the downlink channel through the preamble. Alternatively, the base station may use a separate synchronization channel.

상향링크에서는 각 단말이 자신에게 할당된 시간 및/또는 주파수 영역을 통해 기지국으로 데이터를 전송해야, 단말 간 간섭을 피하고 기지국이 데이터를 수신할 수 있다. 따라서, 상향링크 동기를 위해서는 각 단말의 채널 환경을 고려하여, 기지국과 단말 간의 시그널링을 통해 동기를 조정할 필요가 있다. In the uplink, each terminal must transmit data to the base station through a time and / or frequency domain allocated to the terminal so that the base station can receive the data while avoiding interference between the terminals. Accordingly, for uplink synchronization, it is necessary to adjust synchronization through signaling between the base station and the terminal in consideration of the channel environment of each terminal.

IEEE 802.16 표준에서 상향링크 동기를 맞추기 위해 단말과 기지국 간에 주고 받는 신호를 레인징 신호(ranging signal)라 한다. 레인징 과정은 레인징 신호를 단말과 기지국이 서로 주고 받는 과정을 통해 전송 파워를 조절하고, 시간/주파수 동기를 맞추는 일련의 과정이다. 상향링크 동기화를 얻기 위한 일련의 과정을 레인징 과정이라 할 수 있다. In the IEEE 802.16 standard, a signal transmitted and received between a terminal and a base station for uplink synchronization is called a ranging signal. The ranging process is a series of processes for adjusting transmission power and synchronizing time / frequency synchronization through a process in which a ranging signal is exchanged between a terminal and a base station. A series of processes for obtaining uplink synchronization may be referred to as ranging processes.

초기 레인징(initial ranging)은 단말과 기지국 간의 정확한 타이밍 오프셋을 얻고, 초기에 전송파워를 조정하는 과정이다. 전원이 켜지면, 단말은 수신되는 하향링크 프리앰블(preamble) 신호로부터 하향링크 동기화를 얻는다. 이어서, 단말은 상향링크 타이밍 오프셋(timing offset)과 전송파워를 조정하기 위해 초기 레인징을 수행한다. 초기 레인징과 달리 주기적 레인징(periodic ranging)은 초기 레인징 후에 상향링크 타이밍 오프셋과 수신신호 강도를 주기적으로 추적하는(track) 과정이다. Initial ranging is a process of obtaining an accurate timing offset between a terminal and a base station and initially adjusting transmission power. When the power is turned on, the terminal obtains downlink synchronization from the received downlink preamble signal. Subsequently, the terminal performs initial ranging to adjust uplink timing offset and transmission power. Unlike initial ranging, periodic ranging is a process of periodically tracking uplink timing offset and received signal strength after initial ranging.

레인징 과정을 시도할 때, 레인징 신호로는 미리 지정된 레인징 코드가 사용된다. 하지만, 상향링크 동기화를 얻기 위해서는 기지국이 단말의 특정 정보를 알아야할 필요가 있다. 단말의 지원 가능 여부에 따라 상향링크 자원과 하향링크 자원의 비율이나 위치, 자원 할당 등이 다르게 할당되어야 한다. When attempting the ranging process, a predetermined ranging code is used as the ranging signal. However, in order to obtain uplink synchronization, the base station needs to know specific information of the terminal. Depending on whether the terminal can support the uplink resource and the downlink resource ratio, location, resource allocation, etc. should be allocated differently.

레인징 과정 중에 단말의 상태에 대한 정보를 기지국이 알 수 있도록 할 방법이 필요하다. There is a need for a method for allowing a base station to know information about a state of a terminal during a ranging process.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 레인징 과정 중에 단말 정보를 기지국으로 단말이 알려주는 방법을 제공하는 데에 있다. An object of the present invention is to provide a method for the terminal to inform the base station of the terminal information during the ranging process.

일 양태에 있어서, 상향링크 동기화를 얻기 위한 레인징 과정을 수행하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 레인징 슬롯을 통해 레인징 코드를 전송하는 단계 및 상기 레인징 코드에 대한 응답으로 레인징 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함한다. 상기 레인징 코드는 상기 레인징 과정을 수행하는 단말의 상태 정보를 포함한다.In one aspect, a method for performing a ranging process for obtaining uplink synchronization is provided. The method includes transmitting a ranging code over a ranging slot and receiving a ranging response message in response to the ranging code. The ranging code includes state information of a terminal performing the ranging process.

다른 양태에 있어서, 기지국이 단말로부터 상향링크 전송에 필요한 시간 또는 주파수 오프셋을 조정하기 위한 레인징 과정을 수행하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 단말의 상태 정보를 포함하는 레인징 코드를 수신하는 단계 및 상기 레인징 코드에 대한 응답으로 상기 단말의 상태 정보에 대한 확인을 포함하는 레인징 응답 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.In another aspect, a base station provides a method for performing a ranging process for adjusting a time or frequency offset required for uplink transmission from a terminal. The method includes receiving a ranging code including status information of the terminal and transmitting a ranging response message including confirmation of the status information of the terminal in response to the ranging code.

레인징 과정 중에 단말의 상태 정보를 기지국으로 전달할 수 있다. 기지국은 단말의 상태 정보를 통해 레인징 과정 중에 자원 할당 등의 처리가 가능하여, 보다 효율적인 자원 관리가 가능하다. The state information of the terminal may be transmitted to the base station during the ranging process. The base station can process resources such as resource allocation during the ranging process through state information of the terminal, thereby enabling more efficient resource management.

도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 무선통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다. 1 is a block diagram illustrating a wireless communication system. Wireless communication systems are widely deployed to provide various communication services such as voice and packet data.

도 1을 참조하면, 무선통신 시스템은 단말(10; User Equipment, UE) 및 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 노드B(NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. Referring to FIG. 1, a wireless communication system includes a user equipment (UE) 10 and a base station 20 (BS). The terminal 10 may be fixed or mobile and may be referred to by other terms such as a mobile station (MS), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), and a wireless device. The base station 20 generally refers to a fixed station for communicating with the terminal 10 and may be referred to in other terms such as a NodeB, a base transceiver system (BTS), and an access point. . One or more cells may exist in one base station 20.

무선통신 시스템은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) /OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기반 시스템일 수 있다. OFDM은 다수의 직교 부반송파를 이용한다. OFDM은 IFFT(inverse fast Fourier Transform)과 FFT(fast Fourier Transform) 사이의 직교성 특성을 이용한다. 전송기에서 데이터는 IFFT를 수행하여 전송한다. 수신기에서 수신신호에 대해 FFT를 수행하여 원래 데이터를 복원한다. 전송기는 다중 부반송파들을 결합하기 위해 IFFT를 사용하고, 다중 부반송파들을 분리하기 위해 수신기는 대응하는 FFT를 사용한다. The wireless communication system may be an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) / Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) based system. OFDM uses multiple orthogonal subcarriers. OFDM uses orthogonality between inverse fast fourier transforms (IFFTs) and fast fourier transforms (FFTs). At the transmitter, data is sent by performing an IFFT. The receiver performs FFT on the received signal to recover the original data. The transmitter uses an IFFT to combine multiple subcarriers, and the receiver uses a corresponding FFT to separate multiple subcarriers.

도 2는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다. 프레임은 물리적 사양에 의해 사용되는 고정된 시간 동안의 데이터 시퀀스이다. 이는 IEEE 표준 802.16-2004 "Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems" (이하, 참조 문 헌 1)의 8.4.4.2절을 참조할 수 있다. 2 shows an example of a frame structure. A frame is a sequence of data for a fixed time used by physical specifications. This can be found in section 8.4.4.2 of the IEEE standard 802.16-2004 "Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems" (hereafter reference 1).

도 2를 참조하면, 프레임은 하향링크(DL) 프레임과 상향링크(UL) 프레임을 포함한다. 시간 분할 이중(Time Division Duplex, TDD)은 상향링크와 하향링크 전송이 동일 주파수를 공유하지만 서로 다른 시간에 일어나는 방식이다. 하향링크 프레임은 상향링크 프레임보다 시간적으로 앞선다. 하향링크 프레임은 프리앰블(preamble), FCH(Frame Control Header), DL(Downlink)-MAP, UL(Uplink)-MAP, 버스트 영역의 순서로 시작된다. 상향링크 프레임과 하향링크 프레임을 구분하기 위한 보호시간(guard time)이 프레임의 중간 부분(하향링크 프레임과 상향링크 프레임 사이)과 마지막 부분(상향링크 프레임 다음)에 삽입된다. TTG(transmit/receive transition gap)는 다운링크 버스트와 계속되는(subsequent) 상향링크 버스트 사이의 갭이다. RTG(receive/transmit transition gap)는 상향링크 버스트와 계속되는 하향링크 버스트 사이의 갭이다. Referring to FIG. 2, the frame includes a downlink (DL) frame and an uplink (UL) frame. Time Division Duplex (TDD) is a method in which uplink and downlink transmissions share the same frequency but occur at different times. The downlink frame is temporally ahead of the uplink frame. The downlink frame starts with a preamble, a frame control header (FCH), a downlink (DL) -MAP, an uplink (MAP) -MAP, and a burst region. A guard time for distinguishing the uplink frame and the downlink frame is inserted in the middle part (between the downlink frame and the uplink frame) and the last part (after the uplink frame) of the frame. A transmit / receive transition gap (TGT) is a gap between a downlink burst and a subsequent uplink burst. A receive / transmit transition gap (RTG) is a gap between an uplink burst and a subsequent downlink burst.

프리앰블은 기지국과 단말 간의 초기 동기, 셀 탐색, 주파수 오프셋 및 채널추정에 사용된다. FCH는 DL-MAP 메시지의 길이와 DL-MAP의 코딩 방식(coding scheme) 정보를 포함한다. The preamble is used for initial synchronization, cell search, frequency offset, and channel estimation between the base station and the terminal. The FCH includes the length of the DL-MAP message and the coding scheme information of the DL-MAP.

DL-MAP은 DL-MAP 메시지가 전송되는 영역이다. DL-MAP 메시지는 하향링크 채널의 접속을 정의한다. DL-MAP 메시지는 DCD(Downlink Channel Descriptor)의 구성 변화 카운트 및 기지국 ID(identifier)를 포함한다. DCD는 현재 맵에 적용되는 하향링크 버스트 프로파일(downlink burst profile)을 기술한다. 하향링크 버스트 프로파일은 하향링크 물리채널의 특성을 말하며, DCD는 DCD 메시지를 통해 주기적으 로 기지국에 의해 전송된다. DL-MAP is an area where a DL-MAP message is transmitted. The DL-MAP message defines the connection of the downlink channel. The DL-MAP message includes a configuration change count of the downlink channel descriptor (DDC) and a base station identifier (ID). DCD describes a downlink burst profile applied to the current map. The downlink burst profile refers to the characteristics of the downlink physical channel, the DCD is periodically transmitted by the base station through the DCD message.

UL-MAP은 UL-MAP 메시지가 전송되는 영역이다. UL-MAP 메시지는 상향링크 채널의 접속을 정의한다. UL-MAP 메시지는 UCD(Uplink Channel Descriptor)의 구성 변화 카운트, UL-MAP에 의해 정의되는 상향링크 할당의 유효 시작 시각을 포함한다. UCD는 상향링크 버스트 프로파일(uplink burst profile)을 기술한다. 상향링크 버스트 프로파일은 상향링크 물리채널의 특성을 말하며, UCD는 UCD 메시지를 통해 주기적으로 기지국에 의해 전송된다. The UL-MAP is an area in which the UL-MAP message is transmitted. The UL-MAP message defines the access of an uplink channel. The UL-MAP message includes a configuration change count of an uplink channel descriptor (UCD) and a valid start time of uplink allocation defined by UL-MAP. UCD describes an uplink burst profile. The uplink burst profile refers to characteristics of an uplink physical channel, and the UCD is periodically transmitted by the base station through a UCD message.

이하에서, 슬롯(slot)은 최소한의 가능한 데이터 할당 유닛으로, 시간과 서브채널(subchannel)로 정의된다. 서브채널의 수는 FFT 크기와 시간-주파수 맵핑에 종속한다. 서브채널은 복수의 부반송파를 포함하고, 서브채널 당 부반송파의 수는 순열(permutation) 방식에 따라 따르다. 순열은 논리적인 서브채널을 물리적인 부반송파로 맵핑을 의미한다. FUSC(Full Usage of Subchannels)에서 서브채널은 48 부반송파를 포함하고, PUSC(Partial Usage of Subchannels)에서 서브채널은 24 또는 16 부반송파를 포함한다. 세그먼트(segment)는 적어도 하나의 서브채널 집합을 말한다. 빈(bin)은 OFDM 심벌 상에서 9 인접하는(contiguous) 부반송파를 포함한다. 밴드(band)는 빈의 4 행(row)의 그룹을 말하고, AMC(Adaptive modulation and Coding) 서브채널은 동일한 밴드에서 6 인접하는 빈들로 구성된다.In the following, a slot is defined as the minimum possible data allocation unit, time and subchannel. The number of subchannels depends on the FFT size and the time-frequency mapping. The subchannel includes a plurality of subcarriers, and the number of subcarriers per subchannel depends on a permutation scheme. Permutation means mapping logical subchannels to physical subcarriers. In FUSC (Full Usage of Subchannels), a subchannel includes 48 subcarriers, and in Partial Usage of Subchannels (PUSC), a subchannel includes 24 or 16 subcarriers. A segment refers to at least one subchannel set. The bin includes 9 contiguous subcarriers on the OFDM symbol. A band refers to a group of four rows of bins, and an adaptive modulation and coding (AMC) subchannel consists of six contiguous bins in the same band.

도 3은 FDD 모드와 H-FDD 모드를 나타내는 예시도이다.3 is an exemplary diagram illustrating an FDD mode and an H-FDD mode.

도 3을 참조하면, FDD(Frequency Division Duplex) 모드에서는 상향링크 전송과 하향링크 전송과 서로 다른 주파수 대역에서 이루어진다. H-FDD(Half- Frequency Division Duplex) 모드에서는 상향링크 전송과 하향링크 전송과 서로 다른 주파수 대역에서 이루어지지만, 하나의 단말이 상향링크 전송과 하향링크 전송을 서로 다른 시간에서 수행한다. 즉, H-FDD 모드에서 단말은 상향링크 전송과 하향링크 전송을 동시에 수행하지 못한다.Referring to FIG. 3, in the frequency division duplex (FDD) mode, uplink transmission and downlink transmission are performed in different frequency bands. In half-frequency division duplex (H-FDD) mode, although uplink transmission and downlink transmission are performed in different frequency bands, one UE performs uplink transmission and downlink transmission at different times. That is, in the H-FDD mode, the UE cannot simultaneously perform uplink transmission and downlink transmission.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 초기화 과정을 나타낸 흐름도이다. 네트워크 초기화는 단말이 네트워크로 초기에 진입하는 과정을 나타내며, 이 중 초기 레인징(initial ranging)은 단말과 기지국 간의 정확한 타이밍 오프셋을 얻고, 초기에 전송파워를 조정하는 과정이다. 4 is a flowchart illustrating a network initialization process according to an embodiment of the present invention. The network initialization refers to a process in which a terminal initially enters a network, and initial ranging is a process of obtaining an accurate timing offset between the terminal and a base station and initially adjusting transmission power.

도 4를 참조하면, 단말은 기지국으로부터 전송되는 DL-MAP 메시지를 읽는다(S110). 초기화를 위해 또는 신호를 잃어버린 후에, 단말은 하향링크 채널을 얻어야 한다. 단말은 무선 채널을 스캔하여, 프레임 구조를 수신하고, 기지국과 동기화한다. 단말은 적어도 하나의 DL-MAP 메시지를 수신하면, MAC(Medium Access Control) 동기화를 얻을 수 있다. MAC 동기화를 얻으면, 단말은 DL-MAP 메시지, DCD 메시지 및 UCD 메시지를 계속해서 수신할 수 있다. 동기화 후에 단말은 기지국으로부터의 UCD 메시지를 기다려 가능한 상향링크 채널에 관한 전송 파라미터를 얻는다. UCD 메시지는 레인징 요청을 전송할 시간 및 주파수를 포함한다. UCD 메시지는 경합(contention) 기반의 레인징이 수행되는 6 (또는 8) 인접하는 서브채널들의 하나 또는 그 이상의 그룹을 지정할 수 있다(specify). 경합 기반은 적어도 하나 이상의 단말이 동일한 시간에 동일한 서브채널을 통해 전송할 수 있다는 것을 의미한다. 4, the terminal reads the DL-MAP message transmitted from the base station (S110). For initialization or after losing the signal, the terminal should obtain the downlink channel. The terminal scans a radio channel, receives a frame structure, and synchronizes with the base station. When the terminal receives at least one DL-MAP message, it may obtain MAC (Medium Access Control) synchronization. Upon obtaining MAC synchronization, the terminal can continue to receive DL-MAP message, DCD message and UCD message. After synchronization, the terminal waits for a UCD message from the base station and obtains transmission parameters for possible uplink channels. The UCD message includes the time and frequency to send the ranging request. The UCD message may specify one or more groups of 6 (or 8) contiguous subchannels where contention based ranging is performed. The contention-based means that at least one terminal may transmit on the same subchannel at the same time.

초기 레인징 간격(initial ranging interval)을 찾기 위해 단말은 UL-MAP 메시지를 읽는다(S120). 기지국은 적어도 하나 이상의 전송 기회(transmission opportunity)로 이루어진 초기 레인징 간격을 할당한다. 전송 기회는 공인된 일정 그룹의 단말들이 초기 레인징 요청을 전송할 수 있도록 UL-MAP 등에서 제공되는 할당을 말한다. In order to find an initial ranging interval, the UE reads a UL-MAP message (S120). The base station allocates an initial ranging interval consisting of at least one transmission opportunity. The transmission opportunity refers to an allocation provided by UL-MAP so that a certain group of authorized terminals can transmit an initial ranging request.

단말은 초기 레인징 (initial ranging)을 시도하기 위해 레인징 코드(Ranging code)를 전송한다(S130). 레인징 코드는 네트워크 지연을 결정하고, 파워 및/또는 다운링크 버스트 프로파일 변화를 요청하기 위해 초기화시에 단말로부터 전송된다. 단말은 UCD에 포함된 백오프(backoff) 윈도우 내에서 임의로 레인징 슬롯(ranging slot)을 선택한다. 레인징 코드는 일련의 허용된 코드들로부터 CDMA(Code Division Multiple Access) 코드를 임의로 선택한다. 레인징 코드는 PRBS(pseudo-random bit sequence) BPSK(binary phase shift keying) 코드를 사용할 수 있다. 선택된 레인징 슬롯을 통해 레인징 코드를 전송한다. 초기에 보내지는 레인징 코드를 초기 레인징 코드라 한다.The terminal transmits a ranging code to attempt initial ranging (S130). The ranging code is sent from the terminal at initialization to determine the network delay and to request a power and / or downlink burst profile change. The terminal randomly selects a ranging slot within a backoff window included in the UCD. The ranging code randomly selects a Code Division Multiple Access (CDMA) code from a series of allowed codes. The ranging code may use a pseudo-random bit sequence (PRBS) coded binary phase shift keying (BPSK) code. The ranging code is transmitted through the selected ranging slot. The ranging code sent initially is called an initial ranging code.

도 5는 PRBS 생성기의 일 예를 나타낸다.5 shows an example of a PRBS generator.

도 5를 참조하면, 이는 다항식 생성기(polynomial generator) 1+X1+X4+X7+X15를 구현한 것으로, 출력 Ck에서 나타나는 시퀀스가 레인징 코드가 된다. PRBS 생성기를 통해 생성되는 144비트 길이의 256개 직교 코드는 목적에 따라 초기 레인징(initial ranging), 핸드오버 레인징(handover ranging), 주기적 레인 징(periodic ranging), 대역폭 할당(bandwidth request) 용으로 각각 나누어진다. 단말은 256개 직교 코드 중 자신이 수행하는 레인징 목적에 속하는 코드 집합(code set) 중에서 임의로 하나의 코드를 선택한다.Referring to FIG. 5, it implements a polynomial generator 1 + X 1 + X 4 + X 7 + X 15 , and the sequence represented by the output Ck becomes a ranging code. 256 orthogonal codes of 144 bits in length generated by the PRBS generator are used for initial ranging, handover ranging, periodic ranging, and bandwidth request. Each is divided into The terminal randomly selects one code among 256 code codes belonging to the ranging purpose performed by the terminal.

144비트의 레인징 코드는 6 (또는 8) 서브채널의 그룹에 속하는 부반송파에 변조된다. 레인징 코드가 변조되는 복수의 서브채널을 레인징 서브채널이라 한다. The 144-bit ranging code is modulated onto subcarriers belonging to a group of 6 (or 8) subchannels. The plurality of subchannels to which the ranging code is modulated are called ranging subchannels.

도 6은 초기 레인징과 핸드오버 레인징을 위한 레인징 코드에 사용되는 OFDM 심벌 구조를 나타낸다. 초기 레인징 전송과 핸드오버 레인징 전송은 2 연속된(consecutive) OFDM 심벌 동안 수행된다. 각 OFDM 심벌 동안 레인징 서브채널 상으로 동일한 레인징 코드가 전송된다. 이 구조를 반복하여, 4 OFDM 심벌 동안 레인징 코드를 전송할 수도 있다. 반복된 구조를 사용할 경우, 각 반복되는 기본 구조 단위마다 다른 시퀀스를 사용할 수도 있다. 순차적인 인덱스의 시퀀스들을 사용할 수도 있다. 6 shows an OFDM symbol structure used for a ranging code for initial ranging and handover ranging. Initial ranging transmission and handover ranging transmission are performed during two consecutive OFDM symbols. The same ranging code is transmitted on the ranging subchannel for each OFDM symbol. This structure may be repeated to transmit a ranging code for 4 OFDM symbols. When using repeated structures, different sequences may be used for each repeated basic structural unit. It is also possible to use sequences of sequential indexes.

도 7은 주기적 레인징과 대역폭 요청을 위한 레인징 코드에 사용되는 OFDM 심벌 구조를 나타낸다. 하나의 OFDM 심벌 동안 레인징 서브채널 상으로 레인징 코드가 전송된다. 이 구조를 3번 반복하여, 3 OFDM 심벌 동안 레인징 코드를 전송할 수도 있다. 반복된 구조를 사용할 경우, 각 반복되는 기본 구조 단위마다 다른 시퀀스를 사용할 수도 있다. 순차적인 인덱스의 시퀀스들을 사용할 수도 있다.7 shows an OFDM symbol structure used for a ranging code for periodic ranging and bandwidth request. The ranging code is transmitted on the ranging subchannel during one OFDM symbol. This structure may be repeated three times to transmit a ranging code for three OFDM symbols. When using repeated structures, different sequences may be used for each repeated basic structural unit. It is also possible to use sequences of sequential indexes.

다시 도 4를 참조하면, 기지국은 레인징 코드에 대한 응답으로 레인징 응답(Ranging Response; RNG-RSP) 메시지를 보낸다(S145). 기지국에서는 레인징 코드를 수신하면, 수신한 레인징 코드 인덱스와 레인징 슬롯 수(ranging slot number) 와 함께 시간/주파수 오프셋 정보를 레인징 응답 메시지에 실어 보낸다. 기지국은 어느 단말이 레인징 코드를 보낸 것을 모르므로, CDMA 코드와 레인징 슬롯을 지정하여, 단말이 상기 레인징 슬롯을 통해 자신을 확인하도록 한다. Referring to FIG. 4 again, the base station sends a ranging response (RNG-RSP) message in response to the ranging code (S145). When the base station receives the ranging code, the base station transmits time / frequency offset information along with the received ranging code index and ranging slot number in the ranging response message. Since the base station does not know which terminal has sent a ranging code, it designates a CDMA code and a ranging slot to allow the terminal to identify itself through the ranging slot.

레인징 응답 메시지는 브로드캐스트(broadcast) 메시지이다. 레인징을 통해 기지국은 전송 지연에 따른 심벌 타이밍 오프셋, 도플러 쉬프트(Doppler shift)나 오실레이터(oscillator)의 부정확에 따른 주파수 오프셋, 수신 파워 등을 결정한다. 이 정보를 이용하여 기지국은 단말로 교정을 보낸다. 단말은 파워, 타이밍 및 주파수가 정렬될 때까지 레인징을 계속한다. The ranging response message is a broadcast message. Through ranging, the base station determines symbol timing offset due to transmission delay, frequency offset due to Doppler shift or oscillator inaccuracy, and reception power. Using this information, the base station sends a calibration to the terminal. The terminal continues ranging until the power, timing and frequency are aligned.

레인징 응답 메시지는 레인징 상태(ranging status) 정보를 포함한다. 레인징 상태(status)가 '계속(continue)'이면, 단말은 전송 시도는 성공적이지 않지만 레인징 응답 메시지에서 지정되는 교정을 수행하고, 적당한 백오프 지연 후에 다른 CDMA 코드를 등록한다. The ranging response message includes ranging status information. If the ranging status is 'continue', the terminal performs the calibration specified in the ranging response message although the transmission attempt is not successful, and registers another CDMA code after an appropriate backoff delay.

수신된 레인징 응답 메시지의 레인징 상태가 '계속'이면, 단말은 레인징 코드를 계속해서 보낸다(S150). 단말은 레인징 응답 메시지에 지정된 타이밍 및 파워를 갱신하고 레인징 요청 메시지를 보낸다. 레인징 응답 메시지를 통해 단말은 자신이 보낸 레인징 코드를 기지국에서 수신했다는 것을 확인하고, 레인징 응답 메시지에 실린 정보를 바탕으로 전송 파워를 조정하고, 시간/주파수 동기를 맞춘다. If the ranging status of the received ranging response message is 'continue', the terminal continues to send the ranging code (S150). The terminal updates the timing and power specified in the ranging response message and sends a ranging request message. Through the ranging response message, the terminal confirms that the base station has received the ranging code sent by the base station, adjusts transmission power based on the information contained in the ranging response message, and adjusts time / frequency synchronization.

레인징 응답 메시지의 레인징 상태가 '계속'이면, 단말은 CDMA 초기 레인징 IE(information Element)로부터 주기적 레인징(periodic ranging)에 대한 정보를 얻는다. 주기적 레인징 슬롯 중 하나를 임의로 선택(random selection)하여 이전 초기 레인징에 사용한 CDMA 코드를 사용하여 전송한다. If the ranging state of the ranging response message is 'continued', the UE obtains information on periodic ranging from the CDMA initial ranging IE. One of the periodic ranging slots is randomly selected and transmitted using the CDMA code used for the previous initial ranging.

기지국은 레인징 상태가 '성공(success)'인 레인징 응답 메시지를 전송한다(S155). 기지국은 레인징 응답 메시지를 통해 추가적인 미세 튜닝을 계속한다. 레인징 요청/응답 단계들은 기지국이 레인징 성공이나 레인징 중지(abort)를 포함하는 레인징 응답 메시지를 보낼 때까지 반복된다.The base station transmits a ranging response message in which the ranging state is 'success' (S155). The base station continues further fine tuning via the ranging response message. The ranging request / response steps are repeated until the base station sends a ranging response message including ranging success or ranging abort.

단말은 레인징 상태가 '성공'인 레인징 응답 메시지를 수신한 후에 자신의 고유 식별자를 포함하는 레인징 요청(Ranging Request; RNG-REQ) 메시지를 보낸다(S160). 레인징 과정은 경합(contention) 기반 과정이므로, 레인징이 성공적으로 이루어진 경우 해당하는 단말을 구분할 식별자가 필요하다. 고유 식별자는 예를 들어 MAC(Medium Access Control) 주소일 수 있다. MAC 주소는 제조 단계에서 할당되어 단말의 식별을 위해 사용되는 고유 식별자이다. After receiving the ranging response message having the ranging status 'success', the terminal sends a ranging request (RNG-REQ) message including its own unique identifier (S160). Since the ranging process is a contention-based process, when ranging is successfully performed, an identifier for identifying a corresponding terminal is required. The unique identifier may be, for example, a medium access control (MAC) address. The MAC address is a unique identifier assigned at the manufacturing stage and used for identification of the terminal.

기지국은 1차 관리 CID(primary management connection identifier)를 포함하는 레인징 응답 메시지를 전송한다(S165). CID(connection identifier)는 기지국과 단말의 MAC에서의 연결을 확인하는 값을 말하고, 1차 관리 CID는 초기 레인징 동안 확립되어 지연 허용(delay-tolerant) MAC(Medium Access Control) 메시지를 전송하는 데 사용되는 연결에 대한 CID이다. The base station transmits the ranging response message including the primary management primary identification CID (S165). A connection identifier (CID) refers to a value for confirming a connection between a base station and a terminal's MAC, and a primary management CID is established during initial ranging to transmit a delay-tolerant medium access control (MAC) message. CID for the connection used.

기지국과 단말은 기본 능력(basic capability)을 협상한다(S170). 레인징이 완료된 즉시 단말은 자신의 기본 능력을 포함하는 기본 능력 요청(Basic Capability Request; SBC-REQ) 메시지를 전송한다. 제공되는 단말의 기본 능력은 ARQ(Automatic Repeat Request) 지원 여부, MAC 레벨 CRC(Cyclic Redundancy Check) 지원 여부 등이다. 기본 능력 요청 메시지에 대한 응답으로 기지국은 기본 능력 응답(Basic Capability Response; SBC-RSP) 메시지를 보낸다. The base station and the terminal negotiate a basic capability (S170). Immediately after the ranging is completed, the terminal transmits a Basic Capability Request (SBC-REQ) message including its basic capability. The basic capability of the provided terminal is whether to support ARQ (Automatic Repeat Request) or MAC level CRC (Cyclic Redundancy Check). In response to the basic capability request message, the base station sends a Basic Capability Response (SBC-RSP) message.

단말과 기지국은 서로 인증하고, 인증키(authorization key)를 교환한다(S175). The terminal and the base station authenticate each other, and exchange an authorization key (S175).

단말은 등록요청(Registration Request; REG-REQ) 메시지를 보낸다(S180). 등록요청 메시지에는 상기 1차 관리 CID가 포함된다. The terminal sends a registration request (REG-REQ) message (S180). The registration request message includes the primary management CID.

기지국은 등록요청 메시지에 대한 응답으로 등록 응답(Registration Response; REG-RSP) 메시지를 보낸다(S185). 등록 응답 메시지는 2차 관리 CID(secondary management CID)가 포함된다. 2차 관리 CID는 단말 등록 동안 확립되어 SNMP(Simple Network Management Protocol)나 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 등과 같은 표준 기반(standards-based) 메시지를 전송하는 데 사용되는 연결에 대한 CID이다. The base station sends a registration response (REG-RSP) message in response to the registration request message (S185). The registration response message includes a secondary management CID. The secondary management CID is the CID for the connection established during terminal registration and used to send standards-based messages such as Simple Network Management Protocol (SNMP) or Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP).

등록이 이루어진 후에 IP 연결도(connectivity)를 확립하고, 시각(time of day)를 확립하고, 기타 동작 파라미터를 전송한다. 이로써 연결이 셋업된다. After registration is made, IP connectivity is established, a time of day is established, and other operating parameters are transmitted. This sets up the connection.

상기와 같은 네트워크 초기화 과정에 있어서, 기본 능력을 협상하기 전에 레인징 과정에서 단말의 특정 정보를 전송할 수 있다. 예를 들어, FDD 모드와 H-FDD 모드가 동시에 사용될 경우, 단말이 FDD를 지원하는지 혹은 H-FDD 만을 지원하는지에 대한 정보가 레인징 과정 중에 전송되어야 기지국이 그에 맞는 상향링크/하향링크 비율 및 위치, 자원 할당(resource allocation), 파워 균등(power balancing) 등을 수행할 수 있다. In the network initialization process as described above, specific information of the terminal may be transmitted in the ranging process before the basic capability is negotiated. For example, when the FDD mode and the H-FDD mode are used at the same time, information on whether the UE supports FDD or only H-FDD should be transmitted during the ranging process. Location, resource allocation, power balancing, and the like.

현재 IEEE 802.16 표준에서는 레인징 과정 중에 단말의 상태에 대한 정보를 기지국이 알 수 없다. 단말이 FDD 모드 또는 H-FDD 모드를 지원하는지 여부에 따라 기지국은 무선자원의 할당 방식을 상이하게 설정할 수 있어야 하며, 이를 통해 시스템의 효율적인 무선 자원 활용이 가능하다. 특히, H-FDD 모드와 같이 FDD 모드에 비해 단말의 송신 및/또는 수신에 제약을 주는 상황에서는 H-FDD 모드의 단말이 분할된 하향링크/상향링크 쌍(pair)에 대해 특정 영역으로 집중되는 현상을 극복하기 위해서는 네트워크 초기화 단계에서부터 효과적인 부하 균등(load balancing)이 요구된다. In the current IEEE 802.16 standard, the base station cannot know information about the state of the terminal during the ranging process. Depending on whether the terminal supports the FDD mode or the H-FDD mode, the base station should be able to set the radio resource allocation method differently, thereby enabling efficient use of radio resources of the system. In particular, in a situation in which the transmission and / or reception of the UE is restricted compared to the FDD mode such as the H-FDD mode, the UE of the H-FDD mode is concentrated in a specific area with respect to the divided downlink / uplink pair. To overcome this phenomenon, effective load balancing is required from the network initialization stage.

따라서, 단말이 초기 레인징 과정에서 FDD 모드 또는 H-FDD 모드에 대한 정보를 전송함으로써, 기지국이 무선 자원을 효율적으로 활용할 수 있도록 하고, 시스템 접속(access)에서의 레이턴시(latency) 증가를 사전에 방지할 수 있게 된다.Therefore, the UE transmits information on the FDD mode or the H-FDD mode during the initial ranging process, so that the base station can efficiently utilize radio resources, and in advance to increase the latency in system access. It can be prevented.

이하에서는 레인징 과정 중에 단말의 상태(state)를 기지국에 전송할 수 있는 방법을 제시한다. 단말의 상태 정보는 H-FDD 모드의 지원 여부, FDD 모드의 지원 여부 등 단말에게 무선자원을 할당하기 위해 레인징 과정 중에 기지국이 알아야 할 다양한 제어 정보를 말한다.Hereinafter, a method of transmitting a state of a terminal to a base station during a ranging process is provided. The state information of the terminal refers to various control information that the base station needs to know during the ranging process to allocate radio resources to the terminal, such as whether the H-FDD mode is supported or whether the FDD mode is supported.

제1 First 실시예Example

레인징 코드에 사용되는 시퀀스 전체 길이를 x라 할 때, 시퀀스의 일부분을 단말의 상태를 전송하기 위해 사용한다. x 길이의 시퀀스 중 하나 또는 그 이상의 길이 y의 영역을 단말 상태 정보(state information)를 전송하기 위해서 사용하고, 나머지 길이 x-y 시퀀스를 레인징 코드로 사용한다.When the total length of the sequence used for the ranging code is x, a part of the sequence is used to transmit the state of the terminal. One or more regions of length y of length x are used to transmit terminal state information, and the remaining length x-y sequences are used as ranging codes.

시퀀스는 처음부터 x-y개로 생성할 수 있고, 또는 길이 x로 생성하여 길이 y를 잘라내고 사용할 수도 있다. 길이 y가 잘려지는 부분은 시퀀스의 앞부분 또는 뒷부분 또는 중간부분 어느 부분이든 상관없다. 또한, y개는 인접하지 않아도 상관없다. 예를 들어, 144 길이의 시퀀스 중 143 길이의 시퀀스를 레인징 코드로 사용하고, 마지막 한 비트는 단말의 상태 정보를 전달하기 위해서 사용한다. FDD 모드를 지원하는 단말은 '0'을 전송하고, H-FDD 모드를 지원하는 단말은 '1'을 전송한다. The sequence can be generated x-y from the beginning, or it can be created with length x to cut and use the length y. The part whose length y is cut off can be any part of the sequence before, after, or in the middle. In addition, y may not be adjacent. For example, a 143 length sequence of the 144 length sequences is used as a ranging code, and the last one bit is used to convey status information of the terminal. The terminal supporting the FDD mode transmits '0', and the terminal supporting the H-FDD mode transmits '1'.

기지국은 레인징 코드 검출에 x-y 길이의 시퀀스를 사용한다. 레인징 코드가 검출되면, 검출된 시퀀스를 사용하여 상태 정보를 포함하는 비트 주변의 시간/주파수 위치에 대한 채널 추정을 수행할 수 있다. AMC 모드를 사용할 경우, 여러 개의 인접한 부반송파들 이용하여 채널을 추정하는 것이 가능하다. PUSC 모드에서 사용할 경우, 여러 개의 타일(tile)들은 서로 주파수 영역에서 인접하지 않지만, 하나의 타일 내에는 4개의 부반송파가 주파수 영역에서 인접해 있으므로, 4-y개의 부반송파를 이용하여 채널을 추정할 수 있다. 또는 인접한 하나의 부반송파만을 이용하여 채널을 추정하는 것도 가능하다. 추정된 채널값으로 채널 보상을 실시한 후에 전송된 정보의 검출이 가능하다.The base station uses the x-y length sequence for ranging code detection. When the ranging code is detected, channel estimation may be performed on a time / frequency position around a bit including state information using the detected sequence. When using the AMC mode, it is possible to estimate a channel using several adjacent subcarriers. When used in the PUSC mode, multiple tiles are not adjacent to each other in the frequency domain, but since four subcarriers are adjacent to each other in the frequency domain, a channel may be estimated using 4-y subcarriers. have. Alternatively, the channel may be estimated using only one adjacent subcarrier. After performing channel compensation with the estimated channel value, it is possible to detect the transmitted information.

이와 같은 방법을 사용할 경우, 레인징 코드에 사용되는 시퀀스의 길이가 줄어들지만, 검출 성능의 차이는 그리 크지 않다. 상기 예에서 시퀀스의 길이를 하나 줄이고, 단말의 상태 정보를 전송하는 것을 예로 들었으나, 단말의 상태 정보 전송을 위해서 사용되는 시퀀스의 길이는 제한이 없다. 또한, 단말의 상태 정보는 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 외에 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 4-QAM(Quadrature amplitude modulation), 16-QAM, 64-QAM 등으로 변조되어 전송될 수 있다. 높은 차수의 변조 방식을 사용할 경우, 여러 개의 단말의 상태 정보를 한번에 전송할 수 있고, 단말의 상태 정보를 반복하여 전송할 수도 있다. 검출 에러를 줄이기 위해, 단말의 상태 정보를 포함하는 부반송파는 파워 부스팅(power boosting)되어 전송될 수 있다. Using this method, the length of the sequence used for the ranging code is reduced, but the difference in detection performance is not so large. In the above example, the length of a sequence is reduced by one and the state information of the terminal is transmitted as an example. However, the length of the sequence used for transmitting the state information of the terminal is not limited. In addition, the state information of the UE may be modulated and transmitted in quadrature phase shift keying (QPSK), quadrature amplitude modulation (4-QAM), 16-QAM, 64-QAM, etc. in addition to binary phase shift keying (BPSK). When using a higher order modulation scheme, the state information of several terminals may be transmitted at once, and the state information of the terminals may be repeatedly transmitted. In order to reduce the detection error, the subcarrier including the state information of the terminal may be power boosted and transmitted.

초기 레인징 채널(initial ranging channel)은 상향링크 동기를 맞추고, 또 한 단말이 기지국으로 가장 처음에 접근하는 채널로써 그 중요성이 높다. 초기 레인징 채널의 성능 저하를 방지하기 위해서 초기 레인징 채널에 대한 응답으로 기지국이 상태 '계속"을 포함하는 레인징 응답 메시지를 수신한 후 단말이 주기적 레인징 채널을 통해 단말의 상태 정보를 전송할 수 있다. Initial ranging channel (initial ranging channel) is uplink synchronization, and is also important as a channel that the terminal is the first access to the base station. In order to prevent performance of the initial ranging channel, the base station receives the ranging response message including the status 'continued' in response to the initial ranging channel, and then the terminal transmits the status information of the terminal through the periodic ranging channel. Can be.

제 2 2nd 실시예Example

레인징 코드 자체를 단말의 상태 정보에 따라 분리하여 할당할 수 있다. 예를 들어, 전체 N개의 레인징 코드가 있을 경우, 이들을 단말의 상태 정보에 따라 그룹별로 구분한다. 각 단말의 상태에 따라 단말이 레인징 코드를 할당된 상태 정보 그룹 안에서 선택하여 전송한다. The ranging code itself may be allocated separately according to the state information of the terminal. For example, if there are a total of N ranging codes, they are divided into groups according to state information of the terminal. According to the state of each terminal, the terminal selects and transmits the ranging code in the allocated state information group.

예를 들어, 전체 N개의 초기 레인징 코드가 있고, 이를 2부분으로 나누어, K개의 초기 레인징 코드는 FDD 모드의 지원을, 나머지 N-K개의 초기 레인징 코드는 H-FDD 모드의 지원을 나타낸다고 하자. 단말이 FDD 모드를 지원 가능할 경우, K개의 초기 레인징 코드 중에서 임의 선택하여 전송한다. 단말이 H-FDD 모드를 지원할 경우, N-K개의 초기 레인징 코드 중에서 임의 선택하여 전송한다. For example, if there are N initial ranging codes, divided into two parts, K initial ranging codes support FDD mode, and the remaining NK initial ranging codes represent H-FDD mode support. . When the UE supports the FDD mode, the UE randomly selects and transmits K initial ranging codes. When the terminal supports the H-FDD mode, the UE randomly selects and transmits N-K initial ranging codes.

기지국은 수신 신호를 검출하여 어떤 그룹의 코드인가에 따라 단말의 상태를 알 수 있다. 상기와 같은 코드에 의한 구분은 초기 레인징 코드뿐 아니라, 주기적 레인징 코드나 대역폭 요청(bandwidth request) 레인징 코드를 이용할 수 있다. The base station detects the received signal and knows the state of the terminal according to which group of codes. The division by the above code may use not only an initial ranging code but also a periodic ranging code or a bandwidth request ranging code.

제 3 3rd 실시예Example

IEEE 802.16-2004/Cor1 8.4.7.3절을 참조하면, 레인징 코드는 초기 레인징 코드, 주기적 레인징 코드, 대역폭 요청 레인징 코드, HO(Handover) 레인징 코드와 같이 용도에 따라 나누어져 있다. 단말의 상태 정보를 전송하기 위해 다른 용도로 구분되어 있는 레인징 코드를 재사용할 수 있다.Referring to IEEE 802.16-2004 / Cor1 section 8.4.7.3, ranging codes are divided according to the use such as initial ranging code, periodic ranging code, bandwidth request ranging code, and HO (Handover) ranging code. In order to transmit the state information of the terminal, the ranging code, which is classified for other purposes, may be reused.

예를 들어, FDD 모드를 지원하는 단말은 정상적으로 초기 레인징 코드를 사용하여 초기 레인징을 수행한다. H-FDD 모드를 지원하는 단말은 주기적 레인징 코드를 사용하여 초기 레인징을 수행한다. initial ranging을 사용하게 할 수 있다. 레인징 응답 메시지의 상태가 '계속'인 경우, H-FDD 모드를 지원하는 단말은 미리 정해진 매핑 관계에 따라 자신이 사용한 주기적 레인징 코드에 대응되는 초기 레인징 코드를 주기적 레인징을 시도할 수 있다. For example, a terminal supporting the FDD mode normally performs initial ranging using an initial ranging code. A terminal supporting the H-FDD mode performs initial ranging using a periodic ranging code. You can use initial ranging. If the status of the ranging response message is 'continued', the UE supporting the H-FDD mode may attempt to periodically ranging the initial ranging code corresponding to the periodic ranging code used by the UE according to a predetermined mapping relationship. have.

다른 예로, 모든 단말은 초기에는 초기 레인징 코드를 사용하고, 레인징 응답 메시지의 상태가 '계속'일 때 단말의 상태 정보를 전송할 수 있다. FDD 모드를 지원하는 단말은 초기 레인징 코드를 통해 주기적 레인징을 수행하고, H-FDD 모드를 지원하는 단말은 HO 레인징 코드를 통해 주기적 레인징을 수행한다. 이때, 초기 레인징 코드의 수와 다른 레인징 코드의 수가 다른 경우 일 대 다의 매핑 관계를 미리 설정해 둘 수 있다. As another example, all terminals may initially use an initial ranging code and may transmit status information of the terminal when the ranging response message is 'continued'. A UE supporting the FDD mode performs periodic ranging through an initial ranging code, and a UE supporting the H-FDD mode performs periodic ranging through a HO ranging code. In this case, when the number of initial ranging codes is different from that of other ranging codes, one-to-many mapping relation may be set in advance.

제 4 4th 실시예Example

단말의 상태 정보를 전송하기 위해 초기 레인징 코드의 순환 쉬프트(cyclic shift)를 이용할 수 있다. 단말이 FDD 모드를 지원할 경우, 임의 선택되는 초기 레인징 코드를 그대로 전송한다. 단말이 H-FDD 모드를 지원할 경우, 임의 선택된 초기 레인징 코드를 미리 정해진 특정 길이(예를 들어, 144/2=72) 만큼 순환 쉬프트시켜 전송한다. 기지국은 레인징 코드의 첨두(peak)가 검출되는 위치에 따라 각 단말의 상태 정보를 알 수 있다. 셀의 라운드 트립 지연(round trip delay)이 순환 쉬프트의 길이보다 작다면, 시스템의 전체 성능에 영향을 미치지 않고 단말의 상태 정보를 전송할 수 있다.A cyclic shift of an initial ranging code may be used to transmit state information of the terminal. When the terminal supports the FDD mode, the terminal initially transmits an arbitrarily selected initial ranging code. When the terminal supports the H-FDD mode, the randomly selected initial ranging code is cyclically shifted by a predetermined specific length (for example, 144/2 = 72) and transmitted. The base station can know the state information of each terminal according to the position where the peak (peak) of the ranging code is detected. If the round trip delay of the cell is smaller than the length of the cyclic shift, the state information of the terminal may be transmitted without affecting the overall performance of the system.

제5 5th 실시예Example

단말의 상태 정보를 전송하기 위해서 부호의 상관(correlation) 특성을 이용할 수 있다. 단말의 상태 정보를 전송하기 위해 레인징 코드의 위상을 변환시킬 수 있다. 예를 들어, FDD 모드를 지원하는 단말은 레인징 코드를 그대로 전송하고, H-FDD 모드를 지원하는 단말은 레인징 코드에 -1을 곱하여 전송한다. In order to transmit the state information of the terminal, a correlation characteristic of a code may be used. The phase of the ranging code may be converted to transmit state information of the terminal. For example, a terminal supporting the FDD mode transmits a ranging code as it is, and a terminal supporting the H-FDD mode multiplies the ranging code by -1.

기지국은 먼저 절대값으로 레인징 코드를 검출한다. 이때 절대값을 사용하는 이유는 채널 등의 영향으로 레인징 코드 자체의 부호가 바뀔 수 있기 때문이다. 기지국이 레인징 코드를 검출한 이후, 검출된 레인징 코드를 기준신호로 사용하여 채널을 추정할 수 있다. 추정된 채널을 이용하여 수신 신호에서 채널값을 보상한 이후 절대값없이 상관을 다시 계산한다. 이때 최고값(peak)이 뜨는 곳의 부호가 양수인지 음수인지에 따라서 전송한 단말이 FDD 모드를 지원하는지 H-FDD 모드를 지원하는지 여부를 판단할 수 있다. 기지국은 단말의 상태 정보가 필요한 경우만 상관 계산이 필요하다. 단말의 상태 정보가 필요 없는 기지국은 상관 계산이 불필요하다.The base station first detects the ranging code as an absolute value. The reason why the absolute value is used is that the sign of the ranging code itself can be changed by the influence of the channel. After the base station detects the ranging code, the channel can be estimated using the detected ranging code as a reference signal. After the channel value is compensated in the received signal using the estimated channel, the correlation is recalculated without an absolute value. In this case, it may be determined whether the transmitted terminal supports the FDD mode or the H-FDD mode according to whether the sign of the peak value is positive or negative. The base station needs correlation calculation only when the state information of the terminal is needed. The base station that does not need the state information of the terminal does not need correlation calculation.

제 6 6th 실시예Example

MAC(Medium Access Control) 메시지를 통해 단말의 상태 정보를 기지국으로 전송할 수 있다. 레인징 응답의 상태가 '성공'일 때, 단말이 레인징 요청 메시지에 단말의 상태 정보를 포함하여 전송할 수 있다. The terminal may transmit state information of the terminal through a medium access control (MAC) message. When the ranging response state is 'success', the terminal may transmit the ranging request message including the status information of the terminal.

상기의 실시예들은 레인징 과정에서 단말이 자신의 상태 정보를 기지국으로 전송하는 방법에 관한 것이다. 이하는 전송된 단말의 상태 정보에 대해 기지국이 확인(confirm)하는 방법에 대해 기술한다.The above embodiments are related to a method of transmitting, by a terminal, its own state information to a base station in a ranging process. Hereinafter, a description will be given of a method for the base station confirming the status information of the transmitted terminal.

확인 정보는 레인징 응답 메시지를 통해 단말로 전송될 수 있다. 레인징 과정에서 기지국에서 검출된 단말의 상태 정보를 레인징 응답 메시지를 통해 단말에 게 전송할 수 있다. 단말은 수신된 레인징 응답 메시지에 나타난 자신의 상태 정보가 올바르지 않다면, 자신의 상태 정보를 알리기 위한 추가적인 전송을 하거나, 레인징 과정을 새로이 수행할 수 있다. 일 예를 들어, 수신된 자신의 상태 정보가 올바르지 않다면, 레인징 응답 메시지의 상태가 '성공'이라도, 이전 레인징 코드를 이용하여 다시 레인징 요청 메시지를 전송한다. 기지국은 이전 레인징 코드를 포함하는 레인징 요청 메시지가 수신되면, 기존 단말의 상태 정보가 잘못 검출되었음을 알고 올바르게 수정한다. 다른 예를 들어, 단말은 HO 레인징 코드를 사용하여 주기적 레인징 슬롯을 통해 자신의 상태가 잘못되었음을 기지국에게 알릴 수 있다. 이때 초기 레인징 코드와 HO 레인징 코드는 미리 정해진 관계를 가질 수 있다. 초기 레인징 코드와 HO 레인징 코드는 서로 다르기 때문에 기지국은 검출된 레인징 코드에 따라 그 목적을 구별할 수 있다.The confirmation information may be transmitted to the terminal through a ranging response message. In the ranging process, state information of the terminal detected by the base station may be transmitted to the terminal through a ranging response message. If the state information of the terminal indicated in the received ranging response message is not correct, the terminal may additionally transmit the notification of the state information or newly perform the ranging process. For example, if the received status information is not correct, even if the status of the ranging response message is 'success', the ranging request message is transmitted again using the previous ranging code. When the base station receives the ranging request message including the previous ranging code, the base station recognizes that the state information of the existing terminal is incorrectly corrected and corrects it. For another example, the terminal may inform the base station that its state is wrong through the periodic ranging slot using the HO ranging code. In this case, the initial ranging code and the HO ranging code may have a predetermined relationship. Since the initial ranging code and the HO ranging code are different from each other, the base station can distinguish the purpose according to the detected ranging code.

추가적으로, 초기 레인징 코드를 통해 단말의 상태 정보를 전송할 수 없는 경우, 레인징 응답 메시지의 전송 전후에 단말의 상태 정보를 전송할 필요가 있다. 기존 레인징 과정에서 사용되는 코드 및 슬롯 정보를 활용하여 단말의 상태 정보를 전송할 수 있고, 새로운 형태로 단말의 상태 정보를 전송할 수도 있다. 단말의 상태 정보가 전송되면, 레인징 응답 메시지에 상기 상태 정보의 확인을 포함될 수 있다.In addition, when the state information of the terminal cannot be transmitted through the initial ranging code, it is necessary to transmit the state information of the terminal before and after the transmission of the ranging response message. The state information of the terminal may be transmitted using code and slot information used in the existing ranging process, and the state information of the terminal may be transmitted in a new form. When the status information of the terminal is transmitted, the ranging response message may include confirmation of the status information.

앞선 예들에서 단말의 상태 정보가 초기 레인징, 주기적 레인징 등 단계에서 한번 전송될 수 있고, 여러 번 전송될 수 있다. 예를 들어 초기 레인징에서 단말의 상태 정보를 기지국에 전달하고, 레인징 응답 메시지의 상태가 '계속'이면, 주 기적 레인징에서 다시 한번 단말의 상태 정보를 전달함으로써 오류를 줄일 수 있다. 또한, 레인징 응답 메시지를 통해 확인 정보를 수신한 후 단말이 레인징 요청 메시지를 통해 다시 한번 단말의 상태 정보를 전송할 수도 있다. 각 단계에서 단말의 상태 정보를 전송하는 방법은 서로 같을 수도 있고, 다를 수도 있다.In the above examples, the state information of the terminal may be transmitted once in an initial ranging, periodic ranging, etc. step, and may be transmitted several times. For example, when the initial ranging may transmit the status information of the terminal to the base station, and if the status of the ranging response message is 'continuous', the error may be reduced by delivering the status information of the terminal once again in the periodic ranging. In addition, after receiving the confirmation information through the ranging response message, the terminal may transmit the status information of the terminal once again through the ranging request message. The method of transmitting the state information of the terminal in each step may be the same or different.

상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.All of the above functions may be performed by a processor such as a microprocessor, a controller, a microcontroller, an application specific integrated circuit (ASIC), or the like according to software or program code coded to perform the function. The design, development and implementation of the code will be apparent to those skilled in the art based on the description of the present invention.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be modified and changed in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention. I can understand. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the present invention will include all embodiments within the scope of the following claims.

도 1은 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating a wireless communication system.

도 2는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다. 2 shows an example of a frame structure.

도 3은 FDD 모드와 H-FDD 모드를 나타내는 예시도이다.3 is an exemplary diagram illustrating an FDD mode and an H-FDD mode.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 초기화 과정을 나타낸 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a network initialization process according to an embodiment of the present invention.

도 5는 PRBS 생성기의 일 예를 나타낸다.5 shows an example of a PRBS generator.

도 6는 초기 레인징과 핸드오버 레인징을 위한 레인징 코드에 사용되는 OFDM 심벌 구조를 나타낸다. 6 shows an OFDM symbol structure used for a ranging code for initial ranging and handover ranging.

도 7은 주기적 레인징과 대역폭 요청을 위한 레인징 코드에 사용되는 OFDM 심벌 구조를 나타낸다. 7 shows an OFDM symbol structure used for a ranging code for periodic ranging and bandwidth request.

Claims (7)

상향링크 동기화를 얻기 위한 레인징 과정을 수행하는 방법에 있어서,In a method for performing a ranging process for obtaining uplink synchronization, 레인징 슬롯을 통해 레인징 코드를 전송하는 단계; 및Transmitting a ranging code through a ranging slot; And 상기 레인징 코드에 대한 응답으로 레인징 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함하되, 상기 레인징 코드는 상기 레인징 과정을 수행하는 단말의 상태 정보를 포함하는 방법.And receiving a ranging response message in response to the ranging code, wherein the ranging code includes state information of a terminal performing the ranging process. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상태 정보는 상기 레인징 코드에 사용되는 시퀀스의 일부분을 통해 표현되는 방법.The state information is represented through a portion of a sequence used in the ranging code. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상태 정보는 상기 레인징 코드에 따라 구분되는 방법.The state information is classified according to the ranging code. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레인징 슬롯은 주기적 레인징 슬롯인 방법.The ranging slot is a periodic ranging slot. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상태 정보는 상기 레인징 코드의 상관 특성에 따라 구분되는 방법.The state information is classified according to the correlation characteristics of the ranging code. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레인징 응답 메시지는 상기 상태 정보에 관한 확인을 포함하는 방법.And the ranging response message includes a confirmation regarding the status information. 기지국이 단말로부터 상향링크 전송에 필요한 시간 또는 주파수 오프셋을 조정하기 위한 레인징 과정을 수행하는 방법에 있어서,In the method for the base station performs a ranging process for adjusting the time or frequency offset required for uplink transmission from the terminal, 단말의 상태 정보를 포함하는 레인징 코드를 수신하는 단계; 및Receiving a ranging code including state information of a terminal; And 상기 레인징 코드에 대한 응답으로 상기 단말의 상태 정보에 대한 확인을 포함하는 레인징 응답 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 방법.And transmitting a ranging response message including confirmation of the state information of the terminal in response to the ranging code.
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