KR20090103728A - 2개의 무선 통신 방식을 지원하는 무선 통신 시스템에서의 레인징 수행 방법 - Google Patents

2개의 무선 통신 방식을 지원하는 무선 통신 시스템에서의 레인징 수행 방법

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KR20090103728A
KR20090103728A KR1020090022077A KR20090022077A KR20090103728A KR 20090103728 A KR20090103728 A KR 20090103728A KR 1020090022077 A KR1020090022077 A KR 1020090022077A KR 20090022077 A KR20090022077 A KR 20090022077A KR 20090103728 A KR20090103728 A KR 20090103728A
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Abstract

레인징 수행 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 레거시 시스템 및 새로운 시스템을 동시에 지원하는 무선 통신 시스템에서의 레인징 수행 방법에는 레거시 존 외에 다른 존에 별도로 레인징 채널을 할당하는 방법과 레거시 존 내의 레거시 레인징 채널을 재사용하는 방법이 있다. 레거시 레인징 채널을 재사용하는 경우에는 레거시 단말과 새로운 시스템 단말이 서로 레인징 코드를 공유하는 경우가 있고, 레인징 코드가 레인징 코드 영역 상에서 분리된 경우가 있다. 레거시 레인징 채널을 재사용함으로써 한정된 무선 자원의 효율적 이용이 가능하다.

Description

2개의 무선 통신 방식을 지원하는 무선 통신 시스템에서의 레인징 수행 방법{Ranging executing method in wireless communication system for supporting two communication schemes}
본 발명의 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 2개의 무선 통신 방식을 동시에 지원하는 무선 통신 시스템에서 레인징 수행 방법에 관한 것이다.
무선 통신 시스템의 데이터의 수신 및 복조를 위해서는 송신기 및 수신기 간에 동기화하는 것이 필요하다. 특히 기지국과 단말 간의 채널 환경이 지속적으로 변하는 무선 통신 시스템에서, 성공적인 데이터의 송신 및 수신을 위해서는 기지국 및 단말 간에 시그널링(signaling)을 통해 동기를 맞추어야 한다. 하향링크에서는 기지국이 여러 단말들에게 하나의 기준 타이밍으로 일괄 송신하므로 문제가 되지 않으나, 상향링크에서는 여러 단말들이 제각각 송신하여 각각의 신호가 동일하지 않게 도착하므로 전파 지연이 다르게 나타날 수 있다. 이를 위한 별도의 타이밍 동기화 방법이 필요하게 되는데 이것이 바로 레인징(Ranging)이다. 즉, 여러 단말이 송신 시간에 대한 동기를 올바르게 조정할 수 있게 하기 위한 절차이다.
다수의 단말들은 기지국에서 전송하는 데이터 프레임과 하향링크 동기를 맞춘다. 단말들이 동기를 맞출 수 있도록 하기 위한 하나의 방식으로 기지국은 전송하는 프레임의 일부에 동기화를 위한 프리앰블(preamble)을 삽입할 수 있다. 이와 같이 단말들은 프리앰블을 통해 하향링크 채널에 대한 동기를 맞춘다. 또는 기지국은 별도의 동기화 채널(synchronization channel)을 이용할 수 있다.
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 채널환경을 고려하여, 기지국 및 단말 간에 시그널링을 통해 동기를 조정할 필요가 있다.
초기 레인징(initial ranging) 과정은 단말과 기지국 간의 정확한 타이밍 옵셋(timing offset)을 얻고, 초기에 전송전력을 조정하기 위한 과정이다. 단말의 전원이 온(ON)되면, 단말은 수신되는 하향링크 프리앰블 신호로부터 하향링크 동기화를 얻는다. 이어서, 단말은 상향링크 타이밍 오프셋과 전송 전력을 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. 그 외에 단말이 기지국에 대역폭을 요구하는 목적의 대역폭 요청 레인징(Bandwidth Request Ranging)과 단말이 핸드오버 동안 다른 기지국과의 동기화를 위해 단말에 의해 수행되는 핸드오버 레인징(Handover Ranging) 과정이 있다.
광대역 무선 통신 시스템은 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM), 직교 주파수 분할 다중화 접속 (Orthogonal Frequency Division Multiple Access: OFDMA) 방식에 기반하고 있으며, 다수의 부반송파들을 이용하여 물리채널 신호를 송신함으로써 고속 데이터 전송이 가능하다.
광대역 무선 통신 시스템의 무선 접속 방식은 국제표준화 기구 중 하나인 IEEE 802.16 표준화 그룹에서 표준화되고 있다. 무선통신시스템은 규격 등을 변경하여 기존 시스템과 비교하여 데이터 전송률을 향상시키거나 기존 시스템의 구현측면에서의 문제점을 해결하는 등 점점 진화하고 있다.
레거시 시스템(legacy system)이라 함은 기존의 규격을 준수하는 시스템으로 종래의 시스템에 해당한다. 일 예로 IEEE 802.16e 시스템도 레거시 시스템에 해당한다. 그러나, 레거시 시스템이 IEEE 802.16e 시스템만으로 제한되는 것은 아니다. 레거시 시스템이 설치된 지역에 기존 시스템보다 진화된 새로운 시스템이 설치될 수 있다. 이런 경우, 새로운 시스템은 레거시 단말뿐 아니라 새로운 단말에게 모두 서비스를 지원할 수 있어야 한다.
IEEE 802.16m 시스템에서 16m 단말은 초기 접속 및 대역 요청 등을 위해 기지국과 레인징 절차를 수행해야 한다. 이때 16m 단말이 레거시 모드를 지원하는 시스템에서 레이징 과정을 수행할 때 이용하는 레인징 채널이나 레인징 구성 정보 등에 대해 아직까지 구체적으로 정의된 바가 없다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 2개의 통신 방식을 동시에 지원하는 무선 통신 시스템에서 무선 자원을 효율적으로 이용할 수 있는 레인징 수행 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 제 1 통신 방식 및 제 2 통신 방식을 동시에 지원하는 무선 통신 시스템에서의 레인징 수행 방법은, 제 1 통신 방식 및 제 2 통신 방식을 동시에 지원하는 무선 통신 시스템에서의 단말이 레인징을 수행하는 방법은, 상기 제 2 통신 방식을 이용하는 단말이 기지국으로부터 상기 단말이 사용할 레인징 채널을 지시하는 정보를 포함하는 시스템 정보를 수신하는 단계; 및 상기 시스템 정보가 상기 단말이 상기 제 1 통신 방식에 따른 레인징 채널을 이용할 것을 나타내는 경우, 상기 단말은 레인징 코드 영역 내에서 상기 제 1 통신 방식을 이용하는 단말이 사용하는 제 1 레인징 코드와 구분되는 제 2 레인징 코드를 선택하여, 상기 선택된 제 2 레인징 코드를 상기 제 1 통신 방식에 따른 레인징 채널을 통해 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 제 1 통신 방식 및 제 2 통신 방식을 동시에 지원하는 무선 통신 시스템에서의 레인징 수행 방법은, 상기 제 2 통신 방식을 이용하는 단말이 기지국으로부터 상기 단말이 사용할 레인징 채널을 지시하는 정보를 포함하는 시스템 정보를 수신하는 단계; 및 상기 시스템 정보가 상기 단말이 상기 제 1 통신 방식에 따른 레인징 채널을 이용할 것을 나타내는 경우, 상기 단말은 제 1 통신 방식을 이용하는 단말과 동일한 코드 집합으로부터 임의로 선택된 레인징 코드를 상기 제 1 통신 방식에 따른 레인징 채널을 통해 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 제 1 통신 방식 및 제 2 통신 방식을 동시에 지원하는 무선 통신 시스템에서의 기지국이 레인징을 수행하는 방법은, 상기 기지국이 상기 제 2 통신 방식을 이용하는 단말로 상기 단말이 사용할 레인징 채널을 지시하는 정보를 포함하는 시스템 정보를 전송하는 단계; 및 상기 시스템 정보가 상기 단말이 상기 제 1 통신 방식에 따른 레인징 채널을 이용할 것을 나타내는 경우, 상기 기지국은 상기 단말로부터 레인징 코드 영역 내에서 상기 제 1 통신 방식을 이용하는 단말이 사용하는 제 1 레인징 코드와 구분되는 선택된 제 2 레인징 코드를 상기 제 1 통신 방식에 따른 레인징 채널을 통해 수신하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 시스템 정보가 상기 단말이 상기 제 2 통신 방식에 따른 레인징 채널을 이용할 것을 나타내는 경우, 상기 단말은 레인징 코드를 상기 제 2 통신 방식에 따른 레인징 채널을 통해 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 제 2 통신 방식을 이용하는 단말은 상기 제 1 통신 방식을 이용하는 단말이 데이터 전송에 이용하는 존(zone)과 다른 존에서 데이터 전송을 하도록 기지국에 존 스위칭을 요청하는 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 제 2 통신 방식을 이용하는 단말이 상기 기지국으로부터 상기 존 스위칭 요청을 수락하는 메시지를 수신하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 시스템 정보는 코드 구성 정보를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 레인징 수행 방법에 의하면, 레거시 단말의 레인징 채널과 별도의 레인징 채널을 할당하지 않고 레거시 단말의 레인징 채널을 재사용함으로써 무선 자원의 효율적인 이용이 가능하다.
도 1은 IEEE 802.16e 시스템에서 레인징 코드를 생성하기 위한 PRBS(Pseudo Random Binary Sequence) 생성기의 일 예를 나타낸 도면,
도 2는 IEEE 802.16e 시스템에서의 레인징 슬롯의 구조를 나타낸 도면,
도 3은 IEEE 802.16m 시스템에서의 새로운 프레임 구조를 도시한 도면,
도 4는 IEEE 802.16m 시스템에서 레거시 모드를 지원하기 위한 프레임 구조를 도시한 도면,
도 5는 레거시 모드를 지원하기 위한 FDD에서의 시간 영역(time zones)을 도시한 도면,
도 6은 레거시 모드를 지원하기 위한 TDD에서의 시간 영역(time zones)을 도시한 도면,
도 7 및 도 8은 각각 상향링크 FDM, 상향링크 TDM으로 무선MAN-OFDMA 동작을 지원하기 위한 TDD 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면,
도 9는 단말이 레거시 단말의 레인징 채널을 재사용하지만 서로 레인징 코드는 분리된 경우의 바람직한 레인징 수행 과정의 일 예를 도시한 도면,
도 10은 단말이 레거시 단말의 레인징 채널을 재사용하지만 서로 레인징 코드는 분리된 경우의 바람직한 레인징 수행 과정의 일 예를 도시한 도면,
도 11은 단말이 레거시 단말의 레인징 채널을 재사용하며 서로 레인징 코드도 레거시 단말과 공유하는 경우에서의 바람직한 레인징 수행 과정의 일 예를 도시한 도면, 그리고,
도 12는 단말이 레거시 단말의 레인징 채널을 재사용하며 서로 레인징 코드도 레거시 단말과 공유하는 경우에서의 바람직한 레인징 수행 과정의 일 예를 도시한 도면이다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시형태들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시되는 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 돕기 위해 구체적인 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 이하의 설명에서 일정 용어를 중심으로 설명하나, 이들 용어에 한정될 필요는 없으며 임의의 용어로서 지칭되는 경우에도 동일한 의미를 나타낼 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일하거나 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
이하에서 기술되는 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '이동 단말(MS: Mobile Station)'은 UE(User Equipment), SS(Subscriber Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 또는 단말(Mobile Terminal) 등의 용어로 대체될 수 있다.
또한, 송신단은 데이터 또는 음성 서비스를 전송하는 노드를 말하고, 수신단은 데이터 또는 음성 서비스를 수신하는 노드를 의미한다. 따라서, 상향링크에서는 단말이 송신단이 되고, 기지국이 수신단이 될 수 있다. 마찬가지로, 하향링크에서는 단말이 수신단이 되고, 기지국이 송신단이 될 수 있다.
한편, 본 발명의 이동 단말로는 PDA(Personal Digital Assistant), 셀룰러폰, PCS(Personal Communication Service)폰, GSM(Global System for Mobile)폰, WCDMA(Wideband CDMA)폰, MBS(Mobile Broadband System)폰 등이 이용될 수 있다.도 1은 IEEE 802.16e 시스템에서 레인징 코드를 생성하기 위한 PRBS(Pseudo Random Binary Sequence) 생성기의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 이는 다항식 생성기(polynomial generator) 1+X1+X4+X7+X15를 구현한 것으로, 출력 Ck에서 나타나는 시퀀스가 레인징 코드가 된다. 이때, PRBS 생성기를 통해 생성되는 144비트 길이의 256개 직교 코드는 목적에 따라 초기 레인징(initial ranging), 핸드오버 레인징(handover ranging), 주기적 레인징(periodic ranging), 대역폭 요청(bandwidth request) 용으로 각각 나누어진다. 단말은 256개 직교 코드 중 자신이 수행하는 레인징 목적에 속하는 코드 집합(code set) 중에서 임의로 하나의 코드를 선택한다.
144비트의 레인징 코드는 6 (또는 8) 서브채널의 그룹에 속하는 부반송파에 변조된다. 레인징 코드가 변조되는 복수의 부채널(subchannel)을 레인징 부채널이라 한다.
도 2는 IEEE 802.16e 시스템에서의 레인징 슬롯의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 레인징 슬롯은 N1 OFDMA 심벌과 N2 부채널을 포함한다. 레인징 슬롯은 레인징 기회 크기(ranging opportunity size)라고도 한다. N1은 레인징 코드를 전송하는 데 필요한 OFDM 심벌의 수, N2는 레인징 코드를 전송하는 데 필요한 부채널의 수이다. 단말은 레인징을 수행하기 위해 임의로 슬롯을 선택할 수 있다.
단말은 임의로 레인징 코드와 레인징 슬롯을 선택할 수 있다. 하나의 셀 내에서 다수의 단말이 존재하므로, 2 이상의 단말이 동시에 동일한 레인징 코드와 레인징 슬롯을 이용하여 레인징을 시도할 수 있다. 레인징 요청 메시지는 레인징 슬롯을 통해 전송되는 메시지이다. 동일한 시간에 동일한 레인징 슬롯을 통해 레인징 요청 메시지를 전송하는 단말들은 경합 상태가 된다. 레인징 과정에서 두 개 이상의 단말이 동시에 동일한 레인징 코드를 선택하고, 동일한 레인징 슬롯을 통해 기지국으로 전송하면, 충돌(collision)이 발생할 수도 있다.
도 3은 IEEE 802.16m 시스템에서의 새로운 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 각 20ms의 수퍼 프레임은 각 5ms의 4개의 프레임으로 나누어지고, 수퍼 프레임 기반 제어 시그널링으로 시작된다. 각 5ms의 프레임들은 8개의 서브 프레임을 더 포함할 수 있다. 서브 프레임의 형태에는 3가지가 있다. 6개의 OFDM 심볼로 구성된 타입 1 서브 프레임, 1개의 심볼이 펑처링되어 5개의 OFDM 심볼로 구성된 타입 2 서브 프레임 및 1개의 심볼이 더 추가되어 7개의 OFDM 심볼로 구성된 타입 3 서브 프레임이 존재한다. 이러한 기본 프레임 구조는 시간 분할 이중화 (Time Division Duplexing :TDD) 및 주파수 분할 이중화 (Frequency Division Duplexing: FDD)방식을 적용할 수 있다.
도 4는 IEEE 802.16m 시스템에서 레거시 모드를 지원하기 위한 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 5ms의 레거시 TDD 프레임은 29개의 OFDM 심볼을 갖는 하향링크, 18개의 OFDM 심볼을 갖는 상향링크, 하향링크 버스트와 이어지는 상향링크 버스트 사이의 갭인 TTG(transmit/receive transition gap) 및 상향링크 버스트와 이어지는 하향링크 버스트 사이의 갭인 RTG(receive/transmit transition gap)로 구성된다. 하향링크는 5개의 하향링크 서브프레임으로 분할될 수 있고, 상향링크는 3개의 상향링크 서브프레임으로 분할될 수 있다. 또한, 다수의 하향링크서브프레임은 하나의 OFDM 심볼이 102.82μs인 6개의 OFDM 심볼을 포함할 수 있다. 그러나, 하향링크 서브프레임 중 마지막 서브프레임은 하나의 OFDM 심볼을 TTG/RTG로 사용할 수 있기 때문에 이때는 5개의 OFDM 심볼로 구성될 수 있다.
도 5는 레거시 모드를 지원하기 위한 FDD에서의 시간 영역(time zones)을 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 레거시 하향링크 영역(legacy DL zone) 및 16m 하향링크 영역(16m DL zone)가 레거시 상향링크 영역(legacy UL zone) 및 16m 상향링크 영역(16m UL zone)와 하나의 레거시 프레임에서 주파수 분할 이중화 되어있다. 2개의 레거시 프레임마다 유휴시간(idle time)이 존재한다.
도 6은 레거시 모드를 지원하기 위한 TDD에서의 시간 영역(time zones)을 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, TDD에서의 시간 영역은 시간 분할 다중화 (Time Division Multiplexing :TDM) 모드와 주파수 분할 다중화 (Frequency Division Multiplexing: FDM) 모드가 있다.
시간 분할 다중화 모드에서, 하나의 레거시 프레임 내의 상향링크 서브프레임에서 레거시 상향링크 영역 및 16m 상향링크 영역이 시간 분할 다중화될 수 있다. 또한, 주파수 분할 다중화 모드에서 하나의 레거시 프레임 내의 상향링크 서브프레임에서 레거시 상향링크 영역 및 16m 상향링크 영역이 주파수 분할 다중화될 수 있다.
도 7 및 도 8은 각각 상향링크 FDM, 상향링크 TDM으로 무선MAN-OFDMA 동작을 지원하기 위한 TDD 프레임 구조의 일 예를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 프레임은 물리적 사양에 의해 사용되는 고정된 시간 동안의 데이터 시퀀스이다. OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 프레임은 상향링크 프레임과 하향링크 프레임을 포함한다. 시간 분할 이중화(Time Division Duplex: TDD)는 상향링크와 하향링크 전송이 동일 주파수를 공유하지만 서로 다른 시간에 일어나는 방식이다. 하향링크 프레임은 상향링크 프레임보다 시간적으로 앞선다.
하향링크 프레임은 무선-MAN OFDMA 하향링크 존(WirelessMAN OFDMA DL zone) 및 진보된 무선 인터페이스 하향링크 존(Advanced Air Interface DL zone)으로 나누어질 수 있다. 하향링크 프레임 중 무선-MAN OFDMA 하향링크 존(이하 L 하향링크 존이라 한다)은 프리앰블, FCH(Frame Control Header), DL(DownLink)-MAP, UL(UpLink)-MAP 및 버스트 영역을 포함할 수 있다. 진보된 무선 인터페이스 하향링크 존(이하 M 하향링크 존이라 한다) 16m 단말을 위한 시스템 정보를 포함할 수 있다.
상향링크 프레임은 무선-MAN OFDMA 상향링크 존(WirelessMAN OFDMA UL zone) 및 진보된 무선 인터페이스 상향링크 존(Advanced Air Interface UL zone)으로 나누어질 수 있다. 상향링크 프레임 중 무선-MAN OFDMA 상향링크 존(이하 L 상향링크 존이라 한다)은 레인징 채널, 채널상태지시자(CQI) 채널, ACK 채널 및 상향링크 버스트를 포함할 수 있다. 진보된 무선 인터페이스 상향링크 존(이하 M 상향링크 존이라 한다)은 새로운 시스템 단말을 위한 상향링크 존이다.
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 하향링크 버스트와 이어지는 상향링크 버스트 사이의 갭이다. RTG(receive/transmit transition gap)는 상향링크 버스트와 이어지는 하향링크 버스트 사이의 갭이다.
프리앰블은 단말과 기지국 간의 초기 동기, 셀 탐색, 주파수 옵셋 및 채널 추정하는데 사용된다. FCH는 DL-MAP 메시지의 길이와 DL-MAP의 코딩 방식(coding scheme) 정보를 포함한다. 여기서 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 주기적으로 기지국에 의해 전송된다.
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. UCD 메시지는 레인징을 위한 백오프(backoff) 윈도우에 관한 정보를 포함할 수 있다.
일반적으로 16m 단말의 경우 M 상향링크 영역의 진보된 특징(advanced feature)를 이용해 상향링크/하향링크 전송을 수행함으로써 레거시 단말에 비해 성능 향상을 꾀할 수 있다. 이러한 방식으로, 16m 단말의 레인징도 16m 단말을 위한 새로운 레인징 방식(ranging scheme)을 도입함으로써 성능을 향상(예를 들어, 기지국에서의 코드 검출 능력 향상) 시킬 수 있다.
레거시 단말을 지원하기 위한 혼합된 존 구조(mixed zone structure)가 이용되는 셀에서 L 상향링크 존 및 M 상향링크 존 각각에 레인징 채널을 할당할 수 있다. 이때, 16m 존의 자원 매핑 방법에 따라 레인징 채널 할당을 위한 자원 블록 매핑 시그널링을 정의할 수 있다. 상술한 별도의 레인징 채널 할당은 레거시를 지원하기 위한 하나의 방법이 될 수 있으나 무선 자원의 이용 측면에서 효율적이지 못하다는 점이 있다. 따라서, 새로운 시스템의 단말에 대하여 M 상향링크 영역에 레인징 채널을 별도로 할당하기보다는 레거시 단말에게 할당된 L 상향링크 존의 레인징 채널을 재사용하는 방법을 고려할 수 있다.
이하에서 새로운 시스템의 단말은 단말 또는 16m 단말이라 칭하고, 레거시 시스템의 단말은 레거시 단말로 칭한다. 그리고 단말이 레거시 단말에게 할당된 L 상향링크 존의 레인징 채널을 통하여 레인징하는 과정을 상세히 설명할 것이다. 이때, 레거시 단말이 사용하는 레인징 코드와 단말이 사용하는 레인징 코드가 레인징 코드 도메인에서 분리되는지 아니면 공유하는 지에 따라 각각 레인징 수행 과정이 상이하므로 나누어서 살펴볼 것이다.
도 9는 단말이 레거시 단말의 레인징 채널을 재사용하지만 레인징 코드는 서로 분리된 경우의 바람직한 레인징 수행 과정의 일 예를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 단말이 기지국으로부터 M 하향링크 존을 통하여 레인징 타입, L 하향링크 존의 프리앰블 시퀀스 인덱스 및 레인징 코드 생성을 위한 정보를 포함하는 시스템 정보를 수신한다(S910). 이러한 시스템 정보를 통해 단말은 레인징을 수행하기 위해 필요한 레인징 구성에 관한 정보를 얻을 수 있다.
레인징 구성 정보 중 레인징 타입은 단말이 속한 해당 셀의 레인징 타입이다. 레인징 타입은 단말이 M 상향링크 존을 통해 별도의 레인징 채널이 할당되는지, 아니면 L 상향링크 존의 레거시 단말의 레인징 채널을 재사용하는지에 대한 지시이다. 이때, 레인징 타입을 1 비트로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 1 비트 중 “0”은 레거시 레인징 채널을 재사용하는 것을 나타내고, “1”은 단말들을 위해 M 상향링크 존에 할당된 새로운 레인징 채널을 이용하는 것을 나타낸다. 그러면, 단말은 자신이 레거시 레인징 채널을 재사용하는지 여부를 알 수 있다. 따라서, 단말이 기지국으로부터 레인징 타입 “0”이라는 시스템 정보를 수신하면 레거시 레인징 채널을 재사용하여 레인징하는 것임을 알 수 있다.
또한, 단말은 시스템 정보에 포함된 L 하향링크 존의 프리앰블 시퀀스 인덱스를 수신하여 L 하향링크 존과 동기화할 수 있다.
기지국은 레거시 단말의 레인징을 위한 레인징 코드와 단말의 레인징을 위한 레인징 코드를 레인징 코드 도메인 상에 따로 할당할 수 있다. 즉, 기지국은 레인징 코드 도메인에서 레거시 단말이 사용하는 레인징 코드와 단말이 사용하는 레인징 코드를 분리함으로써 레거시 단말과 단말을 구별할 수 있다.
레거시 단말의 경우에는 레인징 코드를 생성하기 위한 정보(UL_Permbase, 레인징 코드 그룹의 시작, 초기/주기적/대역폭 요청/핸드오버 레인징 코드 등)를 L 하향링크 존의 UCD를 통해 얻을 수 있다. 이와 달리, 단말은 레인징 코드를 생성하기 위한 정보를 M 하향링크 존으로부터 전송되는 시스템 정보를 통해 얻을 수 있다.
레인징 코드 생성을 위한 정보는 PRBS 생성을 위한 7 비트 또는 8비트의 씨드 시퀀스(seed sequence) 및 단말에게 할당된 레인징 코드 그룹의 시작을 알려주는 단말의 PRBS 코드의 시작 인덱스가 포함할 수 있다. 또한, 레인징 코드 생성을 위한 정보는 초기 접속을 위한 코드/주기적 레인징을 위한 코드/대역폭 요청을 하기 위한 대역폭 요청 레인징 코드/핸드오버 하기 위한 핸드오버 레인징 코드(각 8비트)의 개수가 포함할 수 있다.
또한, 시스템 정보는 레인징 간격 및 레거시 레인징 채널의 주파수 호핑(hopping) 패턴을 포함할 수 있다. 또한, 시스템 정보는 레인징을 위해 사용되는 코드의 종류와 이에 따른 루트 시퀀스(root sequence), 씨드(seed)(예를 들어, ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스와 같은 CAZAC(Constant Amplitude Zero AutoCorrelation) 시퀀스의 루트 시퀀스 또는 PRBS 생성을 위한 씨드) 등의 정보가 포함할 수 있다.
그 후, 단말은 기지국으로부터 L 하향링크 존을 통하여 하향링크 물리 채널의 특성을 기술하는 DCD(Downlink Channel Descriptor) 및 상향링크 채널 특성을 기술하는 UCD(Uplink Channel Descriptor)를 수신한다(S920).
그리고, L 하향링크 존과 동기화된 단말은 기지국으로부터 L 하향링크 존을 통하여 레인징 채널 할당 정보를 포함하는 UL-MAP을 수신한다(S930). L 하향링크 존을 통하여 전송되는 레인징 채널할당 정보는 L 상향링크 전송을 위한 물리 구조 및 채널할당 정보를 포함할 수 있다.
그 후, 단말이 시스템 정보를 통해 얻은 레인징 코드 생성을 위한 정보에 기반하여 레거시 단말의 레인징 코드와 구별되는 레인징 코드를 L 상향링크 존의 레거시 레인징 채널을 통하여 기지국으로 전송한다(S940).
그 후, 단말이 기지국으로부터 M 하향링크 존을 통하여 레인징 코드에 대한 레인징 응답 메시지를 수신한다(S950).
그 후, 단말이 기지국으로 레인징 응답 메시지에 대한 응답으로 M 상향링크 존을 통하여 레인징 요청 메시지를 전송하고(S960), 이에 대하여 단말이 기지국으로부터 M 하향링크 존 통하여 레인징 요청 메시지에 대한 레인징 응답 메시지를 수신한다(S970).
도 10은 단말이 레거시 단말의 레인징 채널을 재사용하지만 레인징 코드는 서로 분리된 경우의 바람직한 레인징 수행 과정의 일 예를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 단말이 기지국으로부터 M 하향링크 존을 통하여 레인징 타입, 레인징 코드 생성을 위한 정보 및 레인징 채널 할당 정보를 포함하는 시스템 정보를 수신한다(S1010). 단말은 레인징 타입으로부터 자신이 레거시 레인징 채널을 재사용하는지, 별도로 할당된 레인징 채널을 사용하는지 알 수 있다. 본 실시예에서 단말은 기지국으로부터 M 하향링크 존의 시스템 정보를 통하여 PRBS 코드 구성에 대한 정보뿐만이 아니라 L 상향링크 존의 레인징 채널 할당에 대한 정보를 얻을 수 있다. 이러한 레인징 채널 할당 정보는 L 하향링크 존의 UCD를 통해 전송되는 정보 중 일부인 L 상향링크 존을 통한 상향링크 전송을 위한 물리 구조 및 L 하향링크 존으로 전송되는 레인징 채널 할당을 위한 상향링크-맵 정보요소(UL-MAP IE)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이러한 경우에는, 단말은 L 하향링크 존으로부터 UCD 및 UL-MAP을 별도로 수신할 필요가 없다.
단말이 시스템 정보를 통해 얻은 레인징 코드 생성을 위한 정보에 기반하여 레거시 단말의 레인징 코드와 구별되는 레인징 코드를 L 상향링크 존의 레거시 레인징 채널을 통하여 기지국으로 전송한다(S1020).
그 후, 단말이 기지국으로부터 M 하향링크 존을 통하여 레인징 코드에 대한 레인징 응답 메시지를 수신한다(S1030).
그 후, 단말이 기지국으로 레인징 응답 메시지에 대한 응답으로 M 상향링크 존을 통하여 레인징 요청 메시지를 전송하고(S1040), 이에 대하여 단말이 기지국으로부터 M 하향링크 존 통하여 레인징 요청 메시지에 대한 레인징 응답 메시지를 수신한다(S1050).
도 11은 단말이 레거시 단말의 레인징 채널을 재사용하며 레인징 코드도 레거시 단말과 공유하는 경우에서의 바람직한 레인징 수행 과정의 일 예를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 단말이 기지국으로부터 M 하향링크 존을 통하여 레인징 타입, 레인징 코드를 생성하기 위한 정보 및 레인징 채널 할당 정보를 포함하는 시스템 정보를 수신한다(S1110).
단말은 레인징 타입으로부터 자신이 레거시 레인징 채널을 재사용할 것인지 별도로 할당된 새로운 레인징 채널을 사용할 것인지를 알 수 있다.
단말은 레거시 단말과 동일한 코드 세트를 이용하여 레인징을 수행할 수 있다. 이를 위해 기지국은 M 하향링크 존의 시스템 정보를 통해 레인징 타입과 함께 L 하향링크 존의 UCD를 통해 내려오는 레인징 구성 정보를 단말에 전송할 수 있다. 즉, 단말은 기지국으로부터 M 하향링크 존의 시스템 정보를 통하여 PRBS 코드 구성에 대한 정보뿐만이 아니라 L 상향링크 존의 레인징 채널 할당에 대한 정보를 얻을 수 있다. 레인징 채널 할당 정보는 L 하향링크 존의 UCD를 통해 전송되는 정보 중 일부인 L 상향링크 존을 통한 상향링크 전송을 위한 물리 구조 및 L 하향링크 존으로 전송되는 레인징 채널 할당을 위한 상향링크-맵 정보요소(UL-MAP IE)에 대한 정보가 포함할 수 있다. 이러한 경우에는, 단말은 L 하향링크 존으로부터 UCD 및 UL-MAP을 별도로 수신할 필요가 없다.
단말이 시스템 정보를 통해 얻은 레인징 코드를 생성하기 위한 정보에 기반하여 레거시 단말 및 단말의 코드 그룹에서 임의로 선택된 레인징 코드를 L 상향링크 존의 레거시 레인징 채널을 통하여 기지국으로 전송한다(S1120).
그 후, 단말이 기지국으로부터 L 하향링크 존을 통하여 레인징 코드에 대한 레인징 응답 메시지를 수신한다(S1130).
그 후, 단말은 기지국으로 M 상향링크 존을 통하여 자신이 레거시 단말이 아닌 새로운 시스템의 단말임을 지시하고 데이터 전송을 위한 존을 L 존에서 M 존으로 존 스위칭(zone switching)을 하도록 요청하는 레인징 요청 메시지를 전송한다(S1140).
이에 대하여, 그 후 단말은 기지국으로부터 L 하향링크 존을 통하여 존 스위칭을 하도록 요청하는 레인징 요청 메시지에 대해 존 스위칭을 수락하는 레인징 응답 메시지를 수신한다(S1150).
도 12는 단말이 레거시 단말의 레인징 채널을 재사용하며 레인징 코드도 레거시 단말과 공유하는 경우에서의 바람직한 레인징 수행 과정의 일 예를 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 단말이 기지국으로부터 M 하향링크 존을 통하여 레인징 타입, L 하향링크 존의 프리앰블 시퀀스 인덱스 및 레인징 코드를 생성하기 위한 정보를 포함하는 시스템 정보를 수신한다(S1210). 그러면, 단말은 레인징 타입으로부터 자신이 레거시 레인징 채널을 재사용하는 것인지 별도로 할당된 새로운 레인징 채널을 사용하는 것인지에 대해 알 수 있다. 그리고, 단말은 L 하향링크 존의 프리앰블 시퀀스를 검출하여 L 하향링크 존에 동기화할 수 있다.
그 후, 단말이 기지국으로부터 L 하향링크 존을 통하여 하향링크 물리 채널의 특성을 기술하는 DCD(Downlink Channel Descriptor) 및 상향링크 채널 특성을 기술하는 UCD(Uplink Channel Descriptor)를 수신한다(S1220). 그리고, 단말은 레인징 채널 할당 정보를 포함하는 UL-MAP을 수신한다(S1230). L 하향링크 존을 통하여 전송되는 레인징 채널할당 정보는 L 상향링크 전송을 위한 물리 구조 및 채널할당 정보를 포함할 수 있다.
단말이 시스템 정보를 통해 얻은 레인징 코드를 생성하기 위한 정보에 기반하여 레거시 단말 및 단말의 코드 그룹에서 임의로 선택된 레인징 코드를 L 상향링크 존의 레거시 레인징 채널을 통하여 기지국으로 전송한다(S1240).
그 후, 단말이 기지국으로부터 L 하향링크 존을 통하여 레인징 코드에 대한 레인징 응답 메시지를 수신한다(S1250).
그 후, 단말은 기지국으로 M 상향링크 존을 통하여 자신이 레거시 단말이 아닌 새로운 시스템의 단말임을 지시하고 데이터 전송을 위한 존을 L 존에서 M 존으로 존 스위칭(zone switching)을 요청하는 레인징 요청 메시지를 전송한다(S1260).
이에 대하여, 그 후 단말은 기지국으로부터 L 하향링크 존을 통하여 존 스위칭을 요청하는 레인징 요청 메시지에 대해 존 스위칭을 수락하는 레인징 응답 메시지를 수신한다(S1270).
상술한 바와 같이, 레거시 단말의 레인징 채널을 재사용하는 경우에, 16m 존(M 하향링크 존)의 자원 매핑 포맷을 고려하여, 레거시 존(L 상향링크 존) 및 위치한 레인징 채널에 대한 매핑 방법을 정의하고, 이에 대한 시그널링 포맷을 정의할 수 있다.
전술한 바와 같이, 단말 및 레거시 단말이 레거시 레인징 채널을 공통으로 사용하는데, 양 단말 간에 레거시 레인징 채널에서 경합함에 따라 충돌되는 문제가 일어나지 않는다.
요컨대, 본 발명에 의하면, 레거시 단말의 레인징 채널을 재사용함으로써 한정된 무선 자원을 효율적으로 이용할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다. 펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (12)

  1. 제 1 통신 방식 및 제 2 통신 방식을 동시에 지원하는 무선 통신 시스템에서의 단말이 레인징을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 제 2 통신 방식을 이용하는 단말이 기지국으로부터 상기 단말이 사용할 레인징 채널을 지시하는 정보를 포함하는 시스템 정보를 포함하는 단계; 및
    상기 시스템 정보가 상기 단말이 상기 제 1 통신 방식에 따른 레인징 채널을 이용할 것을 나타내는 경우, 상기 단말은 레인징 코드 영역 내에서 상기 제 1 통신 방식을 이용하는 단말이 사용하는 제 1 레인징 코드와 구분되는 제 2 레인징 코드를 선택하여, 상기 선택된 제 2 레인징 코드를 상기 제 1 통신 방식에 따른 레인징 채널을 통해 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는, 단말의 레인징 수행 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 시스템 정보가 상기 단말이 상기 제 2 통신 방식에 따른 레인징 채널을 이용할 것을 나타내는 경우, 상기 단말은 레인징 코드를 상기 제 2 통신 방식에 따른 레인징 채널을 통해 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는, 단말의 레인징 수행 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 시스템 정보는 레인징 코드 구성 정보를 더 포함하는, 단말의 레인징 수행 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 통신 방식을 이용하는 단말은 상기 제 1 통신 방식을 이용하는 단말이 데이터 전송에 이용하는 존(zone)과 다른 존에서 데이터 전송을 하도록 기지국에 존 스위칭을 요청하는 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 제 2 통신 방식을 이용하는 단말이 상기 기지국으로부터 상기 존 스위칭 요청을 수락하는 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는, 단말의 레인징 수행 방법.
  5. 제 1 통신 방식 및 제 2 통신 방식을 동시에 지원하는 무선 통신 시스템에서의 단말이 레인징을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 제 2 통신 방식을 이용하는 단말이 기지국으로부터 상기 단말이 사용할 레인징 채널을 지시하는 정보를 포함하는 시스템 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 시스템 정보가 상기 단말이 상기 제 1 통신 방식에 따른 레인징 채널을 이용할 것을 나타내는 경우, 상기 단말은 제 1 통신 방식을 이용하는 단말과 동일한 코드 집합으로부터 임의로 선택된 레인징 코드를 상기 제 1 통신 방식에 따른 레인징 채널을 통해 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는, 단말의 레인징 수행 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 시스템 정보가 상기 단말이 상기 제 2 통신 방식에 따른 레인징 채널을 이용할 것을 나타내는 경우, 상기 단말은 레인징 코드를 상기 제 2 통신 방식에 따른 레인징 채널을 통해 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는, 단말의 레인징 수행 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 시스템 정보는 레인징 코드 구성 정보를 더 포함하는, 단말의 레인징 수행 방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 제 2 통신 방식을 이용하는 단말은 상기 제 1 통신 방식을 이용하는 단말이 데이터 전송에 이용하는 존(zone)과 다른 존에서 데이터 전송을 하도록 기지국에 존 스위칭을 요청하는 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 제 2 통신 방식을 이용하는 단말이 상기 기지국으로부터 상기 존 스위칭 요청을 수락하는 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는, 단말의 레인징 수행 방법.
  9. 제 1 통신 방식 및 제 2 통신 방식을 동시에 지원하는 무선 통신 시스템에서의 기지국이 레인징을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 기지국이 상기 제 2 통신 방식을 이용하는 단말로 상기 단말이 사용할 레인징 채널을 지시하는 정보를 포함하는 시스템 정보를 전송하는 단계; 및
    상기 시스템 정보가 상기 단말이 상기 제 1 통신 방식에 따른 레인징 채널을 이용할 것을 나타내는 경우, 상기 기지국은 상기 단말로부터 레인징 코드 영역 내에서 상기 제 1 통신 방식을 이용하는 단말이 사용하는 제 1 레인징 코드와 구분되는 선택된 제 2 레인징 코드를 상기 제 1 통신 방식에 따른 레인징 채널을 통해 수신하는 단계를 포함하는, 기지국의 레인징 수행 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 시스템 정보가 상기 단말이 상기 제 2 통신 방식에 따른 레인징 채널을 이용할 것을 나타내는 경우, 상기 기지국은 상기 제 2 통신 방식을 이용하는 단말로부터 레인징 코드를 상기 제 2 통신 방식에 따른 레인징 채널을 통해 수신하는 단계를 더 포함하는, 기지국의 레인징 수행 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 시스템 정보는 레인징 코드 구성 정보를 더 포함하는, 단말의 레인징 수행 방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 제 2 통신 방식을 이용하는 단말로부터 상기 제 1 통신 방식을 이용하는 단말이 데이터 전송에 이용하는 존(zone)과 다른 존에서 데이터 전송을 하도록 존 스위칭을 요청하는 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 기지국은 상기 제 2 통신 방식을 이용하는 단말에게 상기 존 스위칭 요청을 수락하는 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는, 기지국의 레인징 수행 방법.
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