KR20110002786A - 무선 통신 시스템에서 레인징 채널 할당 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

무선 통신 시스템에서 레인징 채널(ranging channel) 할당 방법 및 장치가 제공된다. 기지국은 제1 구조를 가지는 적어도 하나의 제1 레인징 채널과 제2 구조를 가지는 적어도 하나의 제2 레인징 채널을 레인징 서브프레임(ranging subframe)에 할당한다. 상기 제1 구조와 상기 제2 구조가 포함하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌의 개수는 서로 다르며, 상기 적어도 하나의 제1 레인징 채널과 상기 적어도 하나의 제2 레인징 채널 사이에 적어도 하나의 OFDM 심벌을 포함하는 가드 타임(guard time)이 할당된다.

Description

무선 통신 시스템에서 레인징 채널 할당 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS OF ALLOCATING RANGING CHANNEL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 레인징 채널 할당 방법 및 장치에 관한 것이다.
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 규격은 2007년 ITU(International Telecommunication Union) 산하의 ITU-R(ITU-Radiocommunication Sector)에서 IMT(International Mobile Telecommunication)-2000을 위한 여섯 번째 규격으로 'WMAN-OFDMA TDD'라는 이름으로 채택된 바 있다. ITU-R은 IMT-2000 이후의 차세대 4G 이동통신 규격으로 IMT-Advanced 시스템을 준비하고 있다. IEEE 802.16 WG(Working Group)은 2006년 말 IMT-Advanced 시스템을 위한 규격으로 기존 IEEE 802.16e의 수정(amendment) 규격을 작성하는 것을 목표로 IEEE 802.16m 프로젝트의 추진을 결정하였다. 상기 목표에서 알 수 있듯이, IEEE 802.16m 규격은 IEEE 802.16e 규격의 수정이라는 과거의 연속성과 차세대 IMT-Advanced 시스템을 위한 규격이라는 미래의 연속성인 두 가지 측면을 내포하고 있다. 따라서, IEEE 802.16m 규격은 IEEE 802.16e 규격에 기반한 Mobile WiMAX 시스템과의 호환성(compatibility)을 유지하면서 IMT-Advanced 시스템을 위한 진보된 요구사항을 모두 만족시킬 것을 요구하고 있다.
광대역 무선 통신 시스템의 경우 한정된 무선 자원의 효율성을 극대화하기 위하여 효과적인 송수신 기법 및 활용 방안들이 제안되어 왔다. 차세대 무선통신 시스템에서 고려되고 있는 시스템 중 하나가 낮은 복잡도로 심벌간 간섭(ISI; Inter-Symbol Interference) 효과를 감쇄시킬 수 있는 직교 주파수 분할 다중(OFDM; Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템이다. OFDM은 직렬로 입력되는 데이터 심벌을 N개의 병렬 데이터 심벌로 변환하여 각각 분리된 N개의 부반송파(subcarrier)에 실어 전송한다. 부반송파는 주파수 차원에서 직교성을 유지하도록 한다. 각각의 직교 채널은 상호 독립적인 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)을 경험하게 되고, 이에 따라 수신단에서의 복잡도가 감소하고 전송되는 심벌의 간격이 길어져 심벌간 간섭이 최소화될 수 있다.
직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; 이하 OFDMA)은 OFDM을 변조 방식으로 사용하는 시스템에 있어서 이용 가능한 부반송파의 일부를 각 사용자에게 독립적으로 제공하여 다중 접속을 실현하는 다중 접속 방법을 말한다. OFDMA는 부반송파라는 주파수 자원을 각 사용자에게 제공하며, 각각의 주파수 자원은 다수의 사용자에게 독립적으로 제공되어 서로 중첩되지 않는 것이 일반적이다. 결국 주파수 자원은 사용자마다 상호 배타적으로 할당된다. OFDMA 시스템에서 주파수 선택적 스케줄링(frequency selective scheduling)을 통하여 다중 사용자에 대한 주파수 다이버시티(frequency diversity)를 얻을 수 있으며, 부반송파에 대한 순열(permutation) 방식에 따라 부반송파를 다양한 형태로 할당할 수 있다. 그리고 다중 안테나(multiple antenna)를 이용한 공간 다중화 기법으로 공간 영역의 효율성을 높일 수 있다.
상향링크 제어 신호를 전송하기 위한 상향링크 제어 채널이 정의될 수 있다. 패스트 피드백 제어 채널(fast feedback control channel), HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 피드백 제어 채널, 사운딩 채널(sounding channel), 레인징 채널(ranging channel), 대역폭 요청 채널(bandwidth request channel) 등의 다양한 종류의 상향링크 제어 채널이 정의될 수 있다. 패스트 피드백 제어 채널은 CQI(Channel Quality Indicator) 및/또는 MIMO(Multiple-In Multiple-Out) 정보의 피드백을 나르며, 1차 패스트 피드백 채널(primary fast feedback channel) 및 2차 패스트 피드백 채널(secondary fast feedback channel)으로 나뉠 수 있다. HARQ 피드백 제어 채널은 데이터 전송에 대한 응답으로 ACK(Acknowledgement)/NACK(Non-acknowledgement) 신호를 전송하기 위한 채널이다. 사운딩 채널은 상향링크 폐루프(closed-loop) MIMO 전송과 상향링크 스케줄링을 위한 상향링크 채널 응답으로 사용될 수 있다. 대역폭 요청 채널은 단말이 전송하고자 하는 상향링크 데이터 또는 제어 신호를 전송하기 위한 무선 자원을 요청하는 채널이다.
레인징 채널은 상향링크 동기화를 위해 사용될 수 있다. 레인징 채널은 비동기 단말(non-synchronized MS)와 동기 단말(synchronized MS)을 위한 레인징 채널로 구분될 수 있다. 비동기 단말을 위한 레인징 채널은 초기 네트워크 진입(initial network entry) 및 핸드오버 중 목적 기지국(target base station)에 대한 레인징을 위해 사용될 수 있다. 비동기 단말을 위한 레인징 채널이 전송되기로 한 서브프레임에서 단말은 다른 어떤 상향링크 버스트(uplink burst) 또는 상향링크 제어 채널도 전송하지 않을 수 있다. 동기 단말을 위한 레인징 채널은 주기적 레인징을 위해 사용될 수 있다. 목적 기지국과 이미 동기화된 단말은 동기 단말을 위한 레인징 신호를 전송할 수 있다.
한편, IEEE 802.16m 시스템은 하위 호환성(backward compatibility)을 가지므로, IEEE 802.16m 시스템을 지원하는 단말뿐 아니라 IEEE 802.16e 시스템을 지원하는 단말도 지원할 수 있다. IEEE 802.16m 시스템이 802.16e 단말을 지원하는 경우 이를 레거시 지원 모드(legacy support mode)라 할 수 있다.
레거시 지원 모드에서 효율적인 레인징의 전송을 위한 레인징 채널의 구조가 필요하다.
본 발명의 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 레인징 채널 할당 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.
일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 레인징 채널(ranging channel) 할당 방법이 제공된다. 상기 방법은 제1 구조를 가지는 적어도 하나의 제1 레인징 채널과 제2 구조를 가지는 적어도 하나의 제2 레인징 채널을 레인징 서브프레임(ranging subframe)에 할당하는 것을 포함하되, 상기 제1 구조와 상기 제2 구조가 포함하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌의 개수는 서로 다르며, 상기 적어도 하나의 제1 레인징 채널과 상기 적어도 하나의 제2 레인징 채널 사이에 적어도 하나의 OFDM 심벌을 포함하는 가드 타임(guard time)이 할당되는 것을 특징으로 한다. 상기 제1 구조는 2개의 연속한 OFDM 심벌을 포함할 수 있다. 상기 2개의 연속한 OFDM 심벌에서 동일한 레인징 코드가 전송될 수 있다. 상기 제2 구조는 1개의 OFDM 심벌을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 제1 레인징 채널은 상기 레인징 서브프레임의 1번째 내지 4번째 OFDM 심벌에 할당될 수 있다. 상기 적어도 하나의 제2 레인징 채널은 상기 레인징 서브프레임의 마지막 OFDM 심벌에 할당될 수 있다. 상기 방법은 단말이 상기 적어도 하나의 제1 레인징 채널 또는 상기 적어도 하나의 제2 레인징 채널 중 어느 하나를 통해 레인징 코드(ranging code)를 기지국으로 전송하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 레인징 코드는 상기 적어도 하나의 제1 레인징 채널을 통해 전송되며, 상기 레인징 코드는 초기 네트워크 접속 및 결합(initial network entry and association)을 위한 초기 레인징 코드(initial ranging code) 또는 핸드오버(handover) 도중 목적 기지국(target base station)에 대한 레인징을 위한 핸드오버 레인징 코드 중 어느 하나일 수 있다. 또는 상기 레인징 코드는 상기 적어도 하나의 제2 레인징 채널을 통해 전송되며, 상기 레인징 코드는 주기적 레인징(periodic ranging)을 위한 것일 수 있다. 상기 적어도 하나의 제1 레인징 채널 또는 상기 적어도 하나의 제2 레인징 채널은 6개의 분산 자원 유닛(DRU; Distributed Resource Unit)을 포함할 수 있다. 상기 레인징 서브프레임은 6개의 OFDM 심벌을 포함할 수 있다.
다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 레인징 채널 할당 장치가 제공된다. 상기 장치는 제1 구조를 가지는 적어도 하나의 제1 레인징 채널과 제2 구조를 가지는 적어도 하나의 제2 레인징 채널을 레인징 서브프레임에 할당하도록 구성되는 프로세서, 및 상기 프로세서와 연결되며 무선 신호를 전송하도록 구성되는 RF부(RF unit)를 포함하되, 상기 제1 구조와 상기 제2 구조가 포함하는 OFDM 심벌의 개수는 서로 다르며, 상기 적어도 하나의 제1 레인징 채널과 상기 적어도 하나의 제2 레인징 채널 사이에 적어도 하나의 OFDM 심벌을 포함하는 가드 타임이 할당되는 것을 특징으로 한다. 상기 제1 구조는 2개의 연속한 OFDM 심벌을 포함할 수 있다. 상기 제2 구조는 1개의 OFDM 심벌을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 제1 레인징 채널은 상기 레인징 서브프레임의 1번째 내지 4번째 OFDM 심벌에 할당될 수 있다. 상기 적어도 하나의 제2 레인징 채널은 상기 레인징 서브프레임의 마지막 OFDM 심벌에 할당될 수 있다.
다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 상향링크 동기화 방법이 제공된다. 상기 방법은 레인징 서브프레임에서 제1 단말로부터 적어도 하나의 제1 레인징 채널을 통해 제1 레인징 코드를 수신하고, 상기 레인징 서브프레임에서 제2 단말로부터 제2 레인징 채널을 통해 적어도하나의 제2 레인징 코드를 수신하고, 상기 제1 레인징 코드 및 상기 제2 레인징 코드를 이용하여 상기 제1 단말과 상기 제2 단말에 대해서 각각 상향링크 동기화를 수행하는 것을 포함하되, 상기 적어도 하나의 제1 레인징 채널과 상기 적어도 하나의 제2 레인징 채널 은 적어도 하나의 OFDM 심벌을 포함하는 가드 타임을 사이에 두고 할당되는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 제1 구조는 2개의 연속한 OFDM 심벌을 포함할 수 있으며, 상기 제2 구조는 1개의 OFDM 심벌을 포함할 수 있다.
레거시 지원 모드(legacy support mode)에서 다양한 종류의 레인징 채널(ranging channel)을 오버헤드(overhead)를 최소화하여 할당할 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 3은 프레임 구조의 또 다른 예를 나타낸다.
도 4는 상향링크 자원 구조의 일 예를 나타낸다.
도 5는 PUSC 타일 구조의 일 예를 나타낸다.
도 6은 레거시 지원 모드에서 부반송파를 부채널로 맵핑화는 부채널화(subchannelization) 과정의 일 예를 나타낸다.
도 7은 IEEE 802.16e 시스템의 초기 접속 레인징 채널 또는 핸드오버 레인징 채널의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 8은 IEEE 802.16e 시스템의 주기적 레인징 채널 또는 대역폭 요청 레인징 채널의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 9는 도 7 또는 도 8에서 사용되는 레인징 코드를 생성하기 위한 PRBS(Pseudo Random Binary Sequence) 생성기의 블록도이다.
도 10은 제안된 레인징 채널 할당 방법의 일 실시예이다.
도 11은 제안된 레인징 채널 할당 방법에 따른 레거시 지원 모드의 레인징 채널의 구조의 일 예이다.
도 12 내지 도 19는 제안된 레인징 채널 할당 방법에 따른 레거시 지원 모드의 레인징 채널의 구조의 또 다른 예이다.
도 20은 제안된 상향링크 동기화 방법의 일 실시예이다.
도 21은 본 발명의 실시예가 구현되는 기지국 및 단말을 나타낸 블록도이다.
이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access)를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
설명을 명확하게 하기 위해, IEEE 802.16m을 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸다.
무선 통신 시스템(10)은 적어도 하나의 기지국(11; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 단말(12; User Equipment, UE은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(11)은 일반적으로 단말(12)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
단말은 하나의 셀에 속하는데, 단말이 속한 셀을 서빙 셀(serving cell)이라 한다. 서빙 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 서빙 기지국(serving BS)이라 한다. 무선통신 시스템은 셀룰러 시스템(cellular system)이므로, 서빙 셀에 인접하는 다른 셀이 존재한다. 서빙 셀에 인접하는 다른 셀을 인접 셀(neighbor cell)이라 한다. 인접 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 인접 기지국(neighbor BS)이라 한다. 서빙 셀 및 인접 셀은 단말을 기준으로 상대적으로 결정된다.
이 기술은 하향링크(downlink) 또는 상향링크(uplink)에 사용될 수 있다. 일반적으로 하향링크는 기지국(11)에서 단말(12)로의 통신을 의미하며, 상향링크는 단말(12)에서 기지국(11)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(11)의 일부분이고, 수신기는 단말(12)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(12)의 일부분이고, 수신기는 기지국(11)의 일부분일 수 있다.
도 2는 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 슈퍼프레임(SF; Superframe)은 슈퍼프레임 헤더(SFH; Superframe Header)와 4개의 프레임(frame, F0, F1, F2, F3)을 포함한다. 슈퍼프레임 내 각 프레임의 길이는 모두 동일할 수 있다. 각 슈퍼프레임의 크기는 20ms이고, 각 프레임의 크기는 5ms인 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 슈퍼프레임의 길이, 슈퍼프레임에 포함되는 프레임의 수, 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 등은 다양하게 변경될 수 있다. 프레임에 포함되는 서브프레임의 수는 채널 대역폭(channel bandwidth), CP(Cyclic Prepix)의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
슈퍼프레임 헤더는 필수 시스템 파라미터(essential system parameter) 및 시스템 설정 정보(system configuration information)를 나를 수 있다. 슈퍼프레임 헤더는 슈퍼프레임 내 첫 번째 서브프레임 안에 위치할 수 있다. 슈퍼프레임 헤더는 1차 SFH(P-SFH; primary-SFH) 및 2차 SFH(S-SFH; secondary-SFH)로 분류될 수 있다. P-SFH와 S-SFH는 매 슈퍼프레임마다 전송될 수 있다.
하나의 프레임은 다수의 서브프레임(subframe, SF0, SF1, SF2, SF3, SF4, SF5, SF6, SF7)을 포함한다. 각 서브프레임은 상향링크 또는 하향링크 전송을 위하여 사용될 수 있다. 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌 또는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)을 포함하고, 주파수 영역(frequency domain)에서 복수의 부반송파(subcarrier)를 포함한다. OFDM 심벌은 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 다중 접속 방식에 따라 OFDMA 심벌, SC-FDMA 심벌 등 다른 명칭으로 불릴 수 있다. 서브프레임은 5, 6, 7 또는 9개의 OFDM 심벌로 구성될 수 있으나, 이는 예시에 불과하며 서브프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 제한되지 않는다. 서브프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 채널 대역폭, CP의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 서브프레임이 포함하는 OFDM 심벌의 수에 따라 서브프레임의 타입(type)이 정의될 수 있다. 예를 들어, 타입-1 서브프레임은 6 OFDM 심벌, 타입-2 서브프레임은 7 OFDM 심벌, 타입-3 서브프레임은 5 OFDM 심벌, 타입-4 서브프레임은 9 OFDM 심벌을 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 하나의 프레임은 모두 동일한 타입의 서브프레임을 포함할 수 있다. 또는 하나의 프레임은 서로 다른 타입의 서브프레임을 포함할 수 있다. 즉, 하나의 프레임 내 각 서브프레임마다 포함하는 OFDM 심벌의 개수는 모두 동일하거나, 각각 다를 수 있다. 또는, 하나의 프레임 내 적어도 하나의 서브프레임의 OFDM 심벌의 개수는 상기 프레임 내 나머지 서브프레임의 OFDM 심벌의 개수와 다를 수 있다.
프레임에는 TDD(Time Division Duplex) 방식 또는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 적용될 수 있다. TDD 방식에서, 각 서브프레임이 동일한 주파수에서 서로 다른 시간에 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 위해 사용된다. 즉, TDD 방식의 프레임 내의 서브프레임들은 시간 영역에서 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임으로 구분된다. FDD 방식에서, 각 서브프레임이 동일한 시간의 서로 다른 주파수에서 상향링크 전송 또는 하향링크 전송을 위해 사용된다. 즉, FDD 방식의 프레임 내의 서브프레임들은 주파수 영역에서 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임으로 구분된다. 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 주파수 대역을 차지하고, 동시에 이루어질 수 있다.
하나의 OFDM 심벌은 복수의 부반송파를 포함하고, FFT 크기에 따라 부반송파의 개수가 결정된다. 부반송파는 데이터 전송을 위한 데이터 부반송파, 다양한 측정(estimation)을 위한 파일럿 부반송파, 가드 밴드(guard band) 및 DC 반송파를 위한 공백 부반송파(null subcarrier)로 나뉠 수 있다. OFDM 심벌을 특징짓는 파라미터는 BW, Nused, n, G 등이다. BW는 명목상의 채널 대역폭(nominal channel bandwidth)이다. Nused는 사용되는 부반송파의 개수이다(DC 부반송파 포함). n은 샘플링 계수이다. n은 BW 및 Nused와 결합하여 부반송파 스페이싱(spacing) 및 유효 심벌 시간(useful symbol time)을 결정한다. G는 CP 시간과 유효 시간(useful time)의 비율이다.
아래 표 1은 OFDMA 파라미터를 나타낸다.
Channel bandwidth, BW(MHz) 5 7 8.75 10 20
Sampling factor, n 28/25 8/7 8/7 28/25 28/25
Sampling frequency, Fs(MHz) 5.6 8 10 11.2 22.4
FFT size, NFFT 512 1024 1024 1024 2048
Subcarrier spacing, Δf(kHz) 10.94 7.81 9.77 10.94 10.94
Useful symbol time, Tb(μs) 91.4 128 102.4 91.4 91.4
G=1/8 Symbol time, Ts(μs) 102.857 144 115.2 102.857 102.857
FDD Number of
ODFMA symbols
per 5ms frame		 48 34 43 48 48
Idle time(μs) 62.857 104 46.40 62.857 62.857
TDD Number of
ODFMA symbols
per 5ms frame		 47 33 42 47 47
TTG+RTG(μs) 165.714 248 161.6 165.714 165.714
G=1/16 Symbol time, Ts(μs) 97.143 136 108.8 97.143 97.143
FDD Number of
ODFMA symbols
per 5ms frame		 51 36 45 51 51
Idle time(μs) 45.71 104 104 45.71 45.71
TDD Number of
ODFMA symbols
per 5ms frame		 50 35 44 50 50
TTG+RTG(μs) 142.853 240 212.8 142.853 142.853
G=1/4 Symbol time, Ts(μs) 114.286 160 128 114.286 114.286
FDD Number of
ODFMA symbols
per 5ms frame		 43 31 39 43 43
Idle time(μs) 85.694 40 8 85.694 85.694
TDD Number of
ODFMA symbols
per 5ms frame		 42 30 38 42 42
TTG+RTG(μs) 199.98 200 136 199.98 199.98
Number of Guard subcarriers Left 40 80 80 80 160
Right 39 79 79 79 159
Number of used subcarriers 433 865 865 865 1729
Number of PRU in type-1 subframe 24 48 48 48 96
표 1에서, NFFT는 Nused보다 큰 수 중에서 가장 작은 2n 가운데 가장 작은 파워(Smallest power of two greater than Nused)이고, 샘플링 인자 Fs=floor(n·BW/8000)×8000이며, 부반송파 스페이싱 Δf=Fs/NFFT이고, 유효 심벌 시간 Tb=1/Δf이며, CP 시간 Tg=G·Tb이고, OFDMA 심벌 시간 Ts=Tb+Tg이며, 샘플링 시간은 Tb/NFFT이다.
서브프레임은 주파수 영역으로 복수의 물리 자원 유닛(PRU; Physical Resource Unit)을 포함한다. PRU는 자원 할당을 위한 기본 물리적 단위로, 시간 영역에서 연속적인(consecutive) 복수의 OFDM 심벌, 주파수 영역에서 연속적인 복수의 부반송파로 구성된다. PRU에 포함되는 OFDM 심벌의 수는 하나의 서브프레임에 포함되는 OFDM 심벌의 개수와 동일할 수 있다. 따라서, PRU 내 OFDM 심벌의 수는 서브프레임의 타입에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 하나의 서브프레임이 6 OFDM 심벌로 구성될 때, PRU는 18 부반송파 및 6 OFDM 심벌로 정의될 수 있다.
논리 자원 유닛(LRU; Logical Resource Unit)은 분산적(distributed) 자원 할당 및 연속적(contiguous) 자원 할당을 위한 기본적인 논리 단위이다. LRU는 복수의 OFDM 심벌과 복수의 부반송파로 정의되고, PRU에서 사용되는 파일럿들을 포함한다. 따라서, 하나의 LRU에서의 적절한 부반송파의 개수는 할당된 파일럿의 수에 의존한다.
분산적 논리 자원 유닛(DLRU; Distributed Logical Resource Unit)은 주파수 다이버시티 이득을 얻기 위하여 사용될 수 있다. DLRU는 하나의 주파수 파티션 내에 분산된 부반송파 그룹을 포함한다. DLRU의 크기는 PRU의 크기와 같다. DLRU를 형성하는 최소 단위는 타일(tile)로, 상향링크 타일의 크기는 6 부반송파 * Nsym OFDM 심벌이다. Nsym은 서브프레임 타입에 따라 달라질 수 있다.
연속적 논리 자원 유닛(CLRU; Contiguous Logical Resource Unit)은 주파수 선택적 스케줄링 이득을 얻기 위하여 사용될 수 있다. CLRU는 국부적 부반송파 그룹을 포함한다. CLRU의 크기는 PRU의 크기와 같다.
도 3은 프레임 구조의 또 다른 예를 나타낸다. 도 3의 프레임 구조는 IEEE 802.16m 시스템을 지원하는 단말(이하 16m 단말)뿐 아니라 IEEE 802.16e 시스템을 지원하는 단말(이하 16e 단말)도 지원하는 레거시 지원 모드에서의 TDD 프레임 구조를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 프레임은 하향링크(DL) 서브프레임과 상향링크(UL) 서브프레임을 포함한다. 하향링크 서브프레임은 상향링크 서브프레임보다 시간적으로 앞선다. 하향링크 서브프레임은 프리앰블(preamble), FCH(Frame Control Header), DL(Downlink)-MAP, UL(Uplink)-MAP, 버스트(burst) 영역의 순서로 시작된다. 상향링크 서브프레임은 레인징 채널, 피드백 채널 등의 상향링크 제어 채널, 버스트 영역 등을 포함한다. 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임을 구분하기 위한 보호 시간(guard time)이 프레임의 중간 부분(하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임 사이)과 마지막 부분(상향링크 서브프레임 다음)에 삽입된다. TTG(Transmit/Receive Transition Gap)는 하향링크 버스트와 계속되는(subsequent) 상향링크 버스트 사이의 갭이다. RTG(Receive/Transmit Transition Gap)는 상향링크 버스트와 계속되는 하향링크 버스트 사이의 갭이다. 하향링크 영역과 상향링크 영역은 16e 단말을 위한 영역과 16m 단말의 위한 영역으로 구분된다. 하향링크 영역에서 프리앰블, FCH, DL-MAP, UL-MAP 및 하향링크 버스트 영역은 16e 단말을 위한 영역이고, 나머지 하향링크 영역은 16m 단말을 위한 영역이다. 상향링크 영역에서 상향링크 제어 채널 및 상향링크 버스트 영역은 16e 단말을 위한 영역이고, 나머지 상향링크 영역은 16m 단말을 위한 영역이다. 상향링크 영역에서 16e 단말을 위한 영역과 16m 단말을 위한 영역은 다양한 방식으로 다중화될 수 있다. 도 3에서는 상향링크 영역이 TDM 방식으로 다중화되나, 이에 제한되는 것은 아니고 상향링크 영역은 FDM 방식으로 다중화될 수도 있다.
프리앰블은 기지국과 단말 간의 초기 동기, 셀 탐색, 주파수 오프셋 및 채널 추정에 사용된다. FCH는 DL-MAP 메시지의 길이와 DL-MAP의 코딩 방식(coding scheme) 정보를 포함한다. DL-MAP은 DL-MAP 메시지가 전송되는 영역이다. DL-MAP 메시지는 하향링크 채널에의 접속(access)을 정의한다. 이는 DL-MAP 메시지는 하향링크 채널에 대한 지시 및/또는 제어 정보를 정의함을 의미한다. 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 채널에의 접속을 정의한다. 이는 UL-MAP 메시지는 상향링크 채널에 대한 지시 및/또는 제어 정보를 정의함을 의미한다. UL-MAP 메시지는 UCD(Uplink Channel Descriptor)의 구성 변화 카운트, UL-MAP에 의해 정의되는 상향링크 할당의 유효 시작 시각(allocation start time)을 포함한다. UCD는 상향링크 버스트 프로파일(uplink burst profile)을 기술한다. 상향링크 버스트 프로파일은 상향링크 물리 채널의 특성을 말하며, UCD는 UCD 메시지를 통해 주기적으로 기지국에 의해 전송된다. 하향링크 버스트는 기지국이 단말에게 보내는 데이터가 전송되는 영역이고, 상향링크 버스트는 단말이 기지국에 보내는 데이터가 전송되는 영역이다. 패스트 피드백 영역은 OFDM 프레임의 상향링크 버스트(UL burst) 영역에 포함된다. 패스트 피드백 영역은 기지국으로부터 빠른 응답(fast response)이 요구되는 정보의 전송을 위하여 사용된다. 패스트 피드백 영역은 CQI 전송을 위하여 사용될 수 있다. 패스트 피드백 영역의 위치는 UL-MAP에 의해 결정된다. 패스트 피드백 영역의 위치는 OFDM 프레임 내에서 고정된 위치일 수 있고, 변동되는 위치일 수 있다.
도 4는 상향링크 자원 구조의 일 예를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 상향링크 서브프레임은 적어도 하나의 주파수 파티션으로 나뉠 수 있다. 여기서, 서브프레임이 2개의 주파수 파티션(FP1, FP2)으로 나뉘는 것을 예시적으로 기술하나, 서브프레임 내 주파수 파티션의 수가 이에 제한되는 것은 아니다. 주파수 파티션의 개수는 최대 4개일 수 있다. 각 주파수 파티션은 FFR과 같은 다른 목적을 위하여 사용될 수 있다.
각 주파수 파티션은 적어도 하나의 PRU로 구성된다. 각 주파수 파티션은 분산된 자원 할당(distributed resource allocation) 및/또는 연속된 자원 할당(contiguous resource allocation)을 포함할 수 있다. 상기 분산된 자원 할당은 DLRU일 수 있으며, 상기 연속된 자원 할당은 CLRU일 수 있다. 여기서, 제2 주파수 파티션(FP2)은 분산된 자원 할당 및 연속된 자원 할당을 포함한다. 'Sc'는 부반송파를 의미한다.
IEEE 802.16m 시스템에서 16e 단말을 지원하는 레거시 지원 모드(legacy support mode)가 제공될 수 있다. 레거시 지원 모드에서 16m 단말과 16e 단말은 다중화(multiplexing)된다.
레거시 지원 모드에서 새로운 심벌 구조가 제안될 수 있다. 복수의 부반송파는 Ng,left개의 왼쪽 가드 부반송파(left guard subcarriers), Ng,right개의 오른쪽 가드 부반송파(right guard subcarriers) 및 Nused개의 사용 부반송파(used subcarriers)로 나뉠 수 있다. 상기 사용 부반송파는 복수의 PUSC(Partial Usage of Subchannels) 타일들로 나뉠 수 있다.
도 5는 PUSC 타일 구조의 일 예를 나타낸다. PUSC 타일은 4개의 연속한 부반송파와 6개의 OFDM 심벌을 포함할 수 있다.
도 6은 레거시 지원 모드에서 부반송파를 부채널로 맵핑화는 부채널화(subchannelization) 과정의 일 예를 나타낸다. 레거시 지원 모드에서 상향링크 자원은 다음의 과정을 통해서 부채널화 될 수 있다.
1) 단계 S50: 사용 가능한 모든 부반송파가 복수의 PUSC 타일로 나뉜다. 예를 들어 대역폭이 10 MHz일 때 부반송파의 개수는 840개이고, 총 210개의 PUSC 타일로 나뉠 수 있다.
2) 단계 S51: 복수의 PUSC에 대해서 PUSC 부채널화가 수행된다.
3) 단계 S52: PUSC 부채널화를 거친 복수의 PUSC 타일 중 16e 단말을 위한 PUSC 타일을 먼저 특정하고, 나머지 가능한 PUSC를 16m 단말을 위한 PUSC 타일로 특정한다.
4) 단계 S53: 단계 S52에서 특정된 16m 단말을 위한 PUSC 타일을 시간 영역에서 3개의 OFDM 심벌에서 Nsym개의 OFDM 심벌로 확장한다. 상기 Nsym은 서브프레임의 타입에 따라 달라질 수 있다.
5) 단계 S54: 단계 S53에서 확장된 PUSC 타일을 기반으로 DRU를 생성한다.
6) 단계 S55: 단계 S53과 단계 S54를 모든 상향링크 서브프레임의 남아 있는 OFDM 심벌에 대해서 반복한다.
한편, 각 부채널 별로 부채널 회전(subchannel rotation)이 적용될 수 있다. 부채널 회전에 의해서 연속된 슬롯(slot)마다 부채널에 할당되는 물리 자원이 달라지게 된다. 부채널 회전은 각각의 OFDM 슬롯 구간 동안 적용될 수 있다.
이하 레인징 채널의 구조에 대하여 설명한다.
IEEE 802.16e 시스템에서 레인징 채널의 구조는 레인징 채널의 용도에 따라 달라질 수 있다. 레인징 채널은 초기 접속(initial access) 또는 핸드오버의 용도로 사용되거나, 또는 주기적 레인징(periodic ranging) 또는 대역폭 요청(bandwidth request)을 위해서 사용될 수 있다. 단말은 초기 상향링크의 시간 동기를 맞추기 위하여 초기 접속 레인징 채널을 전송할 수 있고, 다른 셀로의 핸드오버를 위하여 핸드오버 레인징 채널을 전송할 수 있다. 또는 시간 및 주파수 동기를 업데이트 하기 위하여 주기적 레인징 채널을 전송할 수 있고, 주파수 자원을 요청하기 위하여 대역폭 요청 레인징 채널을 전송할 수 있다. 레인징 채널의 종류 및 레인징 채널에 할당되는 시간 또는 주파수 자원의 할당 정보는 UL-MAP을 통해서 브로드캐스트 될 수 있다.
도 7은 IEEE 802.16e 시스템의 초기 접속 레인징 채널 또는 핸드오버 레인징 채널의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 7-(a)의 레인징 채널은 2개의 연속한 OFDM 심벌을 포함한다. 도 7-(a)의 레인징 채널 구조를 이하 RCH-a라 한다. 각 심벌 구간 동안 레인징 채널에서 동일한 레인징 코드가 2개의 심벌 사이에서 위상 불연속성(phase discontinuity) 없이 전송될 수 있다. 도 7-(b)의 레인징 채널은 4개의 연속한 OFDM 심벌을 포함한다. 도 7-(b)의 레인징 채널 구조를 이하 RCH-a’라 한다. 기지국은 2개의 연속한 레인징 코드를 할당할 수 있고, 이에 따라 단말은 2개의 연속한 레인징 코드를 전송한다. 즉, 3번째 OFDM 심벌과 4번째 OFDM 심벌에서 사용되는 레인징 코드는 1번째 OFDM 심벌과 2번째 OFDM 심벌에서 사용되는 코드와 연속한 레인징 코드일 수 있다. 기지국은 도 7-(a) 또는 도 7-(b)의 레인징 채널 중 어느 하나를 선택하여 이를 단말로 브로드캐스트 할 수 있다. 예를 들어 채널 상태가 좋은 셀에서는 도 7-(a)의 레인징 채널 구조를 사용하고, 채널 상태가 좋지 않은 셀에서는 수신 에너지를 증가시키기 위하여 도 7-(b)의 레인징 채널 구조를 사용할 수 있다.
도 8은 IEEE 802.16e 시스템의 주기적 레인징 채널 또는 대역폭 요청 레인징 채널의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 8-(a)의 레인징 채널은 1개의 OFDM 심벌을 포함한다. 도 8-(a)의 레인징 채널 구조를 이하 RCH-b라 한다. 하나의 OFDM 심벌 구간 동안 레인징 부채널(subchannel) 상에서 하나의 레인징 코드가 변조될 수 있다. 상기 레인징 부채널은 MAC(Media Access Control)에 의해서 동적으로 할당되고, UL-MAP에 의해서 지시될 수 있다. 도 8-(b)의 레인징 채널은 3개의 OFDM 심벌을 포함한다. 3개의 OFDM 심벌 구간 동안 레인징 부채널(subchannel) 상에서 3개의 연속한 레인징 코드가 변조될 수 있다. 상기 레인징 부채널은 MAC(Media Access Control)에 의해서 동적으로 할당되고, UL-MAP에 의해서 지시될 수 있다.
도 9는 도 7 또는 도 8에서 사용되는 레인징 코드를 생성하기 위한 PRBS(Pseudo Random Binary Sequence) 생성기의 블록도이다. 도 9의 PRBS 생성기는 PN 코드 생성식인 1+x1+x4+x7+x15를 이용하여 레인징 코드를 생성한다. PRBS의 초기값으로는 다양한 값이 사용될 수 있다. 예를 들어 PRS 의 초기값으로 {b14,b13,...,b1,b0}={0,0,1,0,0,1,0,1,1,s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6}이 사용될 수 있다. 여기서 {b6,...,b0}는 UL_PermBase를 나타내며, s6은 PRBS의 초기값의 LSB(Least Significant Bit) 및 UL_PermBase의 MSB(Most Significant Bit)을 나타낼 수 있다.
2진 레인징 코드(binary ranging code)는 도 9의 출력 Ck에 나타나는 모조 잡음 시퀀스(pseudonoise sequence)의 부시퀀스(subsequence)이다. 각 레인징 코드의 길이는 144비트일 수 있다. 레인징 코드는 6개의 인접한(adjacent) DLRU를 포함하는 DLRU 그룹 내의 부반송파를 변조하는 데 사용된다. 레인징 코드의 각 비트는 가장 작은 인덱스를 가지는 비트가 가장 작은 주파수 인덱스를 가지는 부반송파를 변조하고 가장 큰 인덱스를 가지는 비트가 가장 큰 주파수 인덱스를 가지는 부반송파를 변조하도록 부반송파에 맵핑된다. 각 DLRU 그룹 내에서 가장 작은 인덱스를 가지는 DLRU의 인덱스는 6의 배수일 수 있다.
도 9의 PRBS 생성기에 의해 생성된 레인징 코드의 개수는 256개일 수 있다. 각 기지국은 256개의 레인징 코드의 일부를 사용할 수 있다. 생성된 레인징 코드는 각 용도에 따라 구분된다. 예를 들어 처음 N개의 코드는 초기 접속 레인징의 용도로, 뒤이은 L개의 코드는 핸드오버 레인징의 용도로, 뒤이은 M개의 코드는 주기적 레인징 채널의 용도로 사용될 수 있다.
IEEE 802.16m 시스템에서 레인징 채널은 비동기 단말(non-synchronized MS)을 위한 레인징 채널과 동기 단말(synchronized MS)을 위한 레인징 채널로 나뉠 수 있다. 비동기 단말을 위한 레인징 채널은 단말의 초기 네트워크 진입(initial network entry) 및 핸드오버 중 목적 BS(target BS)에 대한 레인징의 용도로 사용될 수 있다. 동기 단말을 위한 레인징 채널은 주기적 레인징을 위해 사용될 수 있다. 목적 기지국과 이미 동기화된 단말은 동기 단말을 위한 레인징 신호를 전송할 수 있다.
레거시 지원 모드에서도 레인징 채널이 전송된다. 이때 레인징 채널의 구조로 IEEE 802.16m 시스템의 레인징 채널의 구조를 사용하는 것이 논의되고 있으나, IEEE 802.16m 시스템의 레인징 채널은 국부적 대역폭(localized bandwidth)에 할당되므로 레거시 지원 모드에서 그대로 사용하기 어렵다. 특히 16m 단말과 PUSC 타일을 사용하는 16e 단말이 FDM(Frequency Division Multiplexing) 방식으로 다중화될 때, 주파수 영역에서 IEEE 802.16m 시스템의 레인징 채널 자원 할당이 가능한지를 보장할 수 없다. 또한, IEEE 802.16m 시스템의 레인징 채널 구조를 그대로 사용한다 하더라도 IEEE 802.16e 시스템의 커버리지(coverage) 및 성능의 한계상 자원을 효율적으로 사용할 수 없다. 따라서 레거시 지원 모드에서 분산된 주파수 자원을 사용할 수 있는 레인징 채널 할당 방법이 제안될 필요가 있다.
이하, 실시예를 통해 제안된 레인징 채널 할당 방법을 기술하도록 한다. 본 발명에서는 IEEE 802.16e 시스템의 레인징 채널의 구조를 레거시 지원 모드의 레인징 채널 구조로 사용하는 방법을 제안한다. 이는 IEEE 802.16m 시스템의 커버리지 및 성능을 16e 단말이 지원할 수 없으므로 IEEE 802.16m 시스템의 레인징 채널 구조를 사용할 필요가 없기 때문이다. IEEE 802.16e 시스템의 레인징 채널 구조를 재활용함으로써 오버헤드를 최소화할 수 있다.
도 10은 제안된 레인징 채널 할당 방법의 일 실시예이다.
단계 S100에서 기지국은 제1 구조를 가지는 적어도 하나의 제1 레인징 채널과 제2 구조를 가지는 적어도 하나의 제2 레인징 채널을 레인징 서브프레임(ranging subframe)에 할당한다. 상기 제1 구조 또는 상기 제2 구조는 IEEE 802.16e 시스템의 레인징 채널 구조 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 상기 제1 구조와 상기 제2 구조가 포함하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌의 개수는 서로 다를 수 있다. 단계 S110에서 단말은 상기 적어도 하나의 제1 레인징 채널 또는 상기 적어도 하나의 제2 레인징 채널 중 어느 하나를 통해 레인징 코드(ranging code)를 기지국으로 전송한다.
레인징 서브프레임에 다양한 형태로 적어도 하나의 레인징 채널이 할당될 수 있다. 한편, 레거시 지원 모드에서 16e 단말과 16m 단말이 다중화될 수 있다. 이하, 16e 단말이 사용하는 자원 영역을 L-zone, 16m 단말이 사용하는 자원 영역을 M-zone이라 한다. 상기 적어도 하나의 레인징 채널은 L-zone 또는 이하 M-zone에 할당될 수 있다.
먼저, 도 7-(a)의 2개의 연속한 OFDM 심벌을 포함하는 레인징 채널을 L-zone에서 사용하여 레거시 지원 모드에서의 레인징 채널로 할당할 수 있다.
도 11은 제안된 레인징 채널 할당 방법에 따른 레거시 지원 모드의 레인징 채널의 구조의 일 예이다.
도 11-(a)에서 도 7-(a)의 레인징 채널 구조(RCH-a; 200)가 L-zone에 할당된다. 상기 RCH-a(200)는 주파수 영역에서 6개의 부채널을 포함한다. 16e 단말(16e MS)과 16m 단말(16m AMS)는 모두 상기 RCH-a(200)를 통해 레인징을 수행한다. 이때 16e 단말과 16m 단말을 위한 별도의 레인징 채널이 구성될 필요가 없으므로 오버헤드를 줄일 수 있다.
도 11-(b)에서 도 7-(a)의 레인징 채널 구조(RCH-a; 210) 및 도 8-(a)의 레인징 채널 구조(RCH-b; 211)가 인접하여 L-zone에 할당된다. 상기 RCH-a(210) 및 상기 RCH-b(211)는 주파수 영역에서 6개의 부채널을 포함한다. 상기 RCH-a(210)와 상기 RCH-b(211)는 서로 다른 용도의 레인징 채널일 수 있다. 예를 들어 RCH-a(210)는 초기 접속 레인징 채널, RCH-b(211)는 주기적 레인징 채널로 사용될 수 있다. 이하, RCH-a는 초기 접속 레인징 채널 또는 핸드오버 레인징 채널, RCH-b는 주기적 레인징 채널로 사용되는 것을 가정한다. 16e 단말과 16m 단말을 상기 RCH-a(210) 또는 RCH-b(211)를 통해 각각 레인징을 수행한다. 이때 16m 단말은 레인징 채널이 시작하는 시간 자원 및 주파수 자원의 위치 정보만을 수신하고, 레인징 채널이 2개의 OFDM 심벌을 포함하는 레인징 채널 구조와 1개의 OFDM 심벌을 포함하는 레인징 채널 구조로 구성됨을 알 수 있다.
또는, 도 7-(a)의 2개의 연속한 OFDM 심벌을 포함하는 레인징 채널을 M-zone에서 사용하여 레거시 지원 모드에서의 레인징 채널로 할당할 수 있다. 16e 단말은 L-zone에서 레인징을 수행하고 16m 단말은 M-zone에서 레인징을 수행함으로써 비교적 간단히 레인징을 수행할 수 있다.
IEEE 802.16e 시스템의 자원의 기본 할당 단위는 시간 영역에서 3개의 OFDM 심벌을 포함하는 부채널이고, IEEE 802.16m 시스템의 자원의 기본 할당 단위는 시간 영역에서 6개의 OFDM 심벌을 포함하는 PRU이다. 따라서 레거시 지원 모드에서 IEEE 802.16e 시스템의 레인징 채널 구조를 M-zone에서 사용하는 경우 복수의 레인징 채널을 할당할 수 있다. 복수의 레인징 채널을 레인징을 전송하는 레인징 서브프레임 내에서 다중화될 수 있다. 복수의 레인징 채널의 다중화 방식을 미리 정해놓음으로써 자원을 효율적으로 사용하고 오버헤드를 줄일 수 있다. 복수의 레인징 채널은 다양한 방식으로 다중화될 수 있다. 다중화 방식은 기지국에 의해 시그널링 될 수 있다. 예를 들어 IEEE 802.16m 시스템에서 SFH를 통해 전송되며 레인징 채널 포맷을 지시하는 필드는 레거시 지원 모드에서 복수의 레인징 채널의 다중화 방식을 지시하는 필드로 사용될 수 있다. 16m 단말은 레인징 채널이 시작하는 시간 자원 및 주파수 자원의 위치 정보만을 수신하고, M-zone에 복수의 레인징 채널이 존재함을 알 수 있다.
도 12는 제안된 레인징 채널 할당 방법에 따른 레거시 지원 모드의 레인징 채널의 구조의 또 다른 예이다.
도 12-(a)에서 도 7-(a)의 레인징 채널 구조(RCH-a)가 L-zone 및 M-zone에 할당된다. L-zone에는 제1 RCH-a(300)가 할당된다. M-zone에는 제2 RCH-a 내지 제4 RCH-a의 3개의 RCH-a(310, 311, 312)가 다중화되어 할당된다. 상기 제1 RCH-a(300)는 주파수 영역에서 6개의 부채널을 포함하며, 상기 제2 RCH-a 내지 제4 RCH-a(310, 311, 312)는 주파수 영역에서 6개의 DRU를 포함한다. 16e 단말은 상기 제1 RCH-a(300)을 통해 레인징을 수행하며, 16m 단말은 상기 제2 RCH-a 내지 제4 RCH-a(310, 311, 312)을 통해 레인징을 수행한다.
도 12-(b)에서 도 7-(a)의 레인징 채널 구조(RCH-a) 및 도 8-(a)의 레인징 채널 구조(RCH-b)가 L-zone 및 M-zone에 할당된다. L-zone에는 제1 RCH-a(320)와 제1 RCH-b(321)가 인접하여 할당된다. M-zone에는 제2 RCH-a(330), 제2 RCH-b(331), 제3 RCH-a(332), 제3 RCH-b(333)이 인접하여 차례대로 할당된다. 상기 제1 RCH-a(320) 및 제1 RCH-b(321)는 주파수 영역에서 6개의 부채널을 포함하며, 상기 제2 RCH-a(330), 제2 RCH-b(331), 제3 RCH-a(332), 제3 RCH-b(333)는 주파수 영역에서 6개의 DRU를 포함한다. 16e 단말은 상기 제1 RCH-a(320) 및 제1 RCH-b(321)을 통해 레인징을 수행하며, 16m 단말은 상기 제2 RCH-a(330), 제2 RCH-b(331), 제3 RCH-a(332), 제3 RCH-b(333)을 통해 레인징을 수행한다.
도 12-(c)에서 도 7-(a)의 레인징 채널 구조(RCH-a) 및 도 8-(a)의 레인징 채널 구조(RCH-b)가 L-zone 및 M-zone에 할당된다. L-zone에는 제1 RCH-a(340)와 제1 RCH-b(341)가 인접하여 할당된다. M-zone에는 제2 RCH-a(350), 제3 RCH-a(351), 제2 RCH-b(352), 제3 RCH-b(353)이 인접하여 차례대로 할당된다. 상기 제1 RCH-a(340) 및 제1 RCH-b(341)는 주파수 영역에서 6개의 부채널을 포함하며, 상기 제2 RCH-a(350), 제3 RCH-a(351), 제2 RCH-b(352), 제3 RCH-b(353)는 주파수 영역에서 6개의 DRU를 포함한다. 16e 단말은 상기 제1 RCH-a(340) 및 제1 RCH-b(341)을 통해 레인징을 수행하며, 16m 단말은 상기 제2 RCH-a(350), 제3 RCH-a(351), 제2 RCH-b(352), 제3 RCH-b(353)을 통해 레인징을 수행한다.
도 13은 제안된 레인징 채널 할당 방법에 따른 레거시 지원 모드의 레인징 채널의 구조의 또 다른 예이다.
도 13에서 도 7-(a)의 레인징 채널 구조(RCH-a) 및 도 8-(a)의 레인징 채널 구조(RCH-b)가 L-zone 및 M-zone에 할당된다. L-zone에는 제1 RCH-a(360)와 제1 RCH-b(361)가 인접하여 할당된다. M-zone에는 제2 RCH-a(370)와 제3 RCH-a(371)가 인접하여 할당되며, 하나의 OFDM 심벌을 비우고 제2 RCH-b(372)가 할당된다. 즉, R제3 RCH-a(371)와 제2 RCH-b(372) 사이에 가드 타임(guard time)을 할당할 수 있다. 이에 따라 하나의 레인징 서브프레임 내에서 처음 4개의 OFDM 심벌은 초기 접속 레인징 또는 핸드오버 레인징의 용도로 사용되고, 마지막 OFDM 심벌은 주기적 레인징 또는 대역폭 요청의 용도로 사용될 수 있다. 서로 다른 종류의 레인징 채널이 자원 영역에서 다중화되고 상향링크 동기가 맞지 않는 단말들이 레인징을 수행할 경우, 기지국이 복수의 레인징 채널을 수신할 때 발생하는 ISI(Inter-Symbol Interference)를 방지하기 위함이다. 상기 제1 RCH-a(360) 및 제1 RCH-b(361)는 주파수 영역에서 6개의 부채널을 포함하며, 상기 제2 RCH-a(370), 제3 RCH-a(371), 제2 RCH-b(372)는 주파수 영역에서 6개의 DRU를 포함한다. 16e 단말은 상기 제1 RCH-a(360) 및 제1 RCH-b(361)을 통해 레인징을 수행하며, 16m 단말은 상기 제2 RCH-a(370), 제3 RCH-a(371), 제2 RCH-b(372)을 통해 레인징을 수행한다.
도 14는 제안된 레인징 채널 할당 방법에 따른 레거시 지원 모드의 레인징 채널의 구조의 또 다른 예이다. 도 14는 도 13의 레인징 채널의 구조를 시간 영역에서 나타낸 것이다. 레인징 서브프레임에서 처음 4개의 OFDM 심벌에 도 7-(a)의 레인징 채널 구조가 연속으로 할당되되고, 마지막 OFDM 심벌에 도 8-(a)의 레인징 채널 구조가 할당된다. 5번째 OFDM 심벌은 가드 타임으로 사용된다. 상기 레인징 서브프레임의 처음 4개의 OFDM 심벌은 비동기 단말을 위한 레인징 채널로 사용될 수 있으며, 초기 접속 레인징 채널 또는 핸드오버 레인징 채널이 전송될 수 있다. 상기 레인징 서브프레임의 마지막 OFDM 심벌은 동기 단말을 위한 레인징 채널로 사용될 수 있으며, 주기적 레인징 채널이 전송될 수 있다.
또는, 도 7-(b)의 4개의 연속한 OFDM 심벌을 포함하는 레인징 채널을 M-zone에서 사용하여 레거시 지원 모드에서의 레인징 채널로 할당할 수 있다. IEEE 802.16m 시스템은 6개의 OFDM 심벌 단위로 자원을 할당하므로 도 7-(a)의 레인징 채널 구조를 레거시 지원 모드의 레인징 채널 구조로 사용할 경우 오버헤드가 커지게 되다. 따라서 시간 영역에서 도 7-(b)의 레인징 채널 구조를 사용하면서 주파수 영역에 할당되는 자원의 양을 줄임으로써 오버헤드를 줄일 수 있다. 즉, 도 11 내지 도 14의 레인징 채널 구조에 비하여 시간 영역에 할당되는 자원의 양을 늘리고, 주파수 영역에 할당되는 자원의 양을 줄여서 레인징 채널을 할당할 수 있다. 주기적 레인징 또는 대역폭 요청을 위한 레인징 채널은 줄어든 주파수 자원의 양을 보상하기 위하여 시간 영역에서 반복하여 할당될 수 있다. 예를 들어, 도 8-(a)의 레인징 채널 구조가 시간 영역에서 반복되어 2개의 OFDM 심벌에 걸쳐 할당될 수 있다. 또는 새로운 레인징 채널 구조로 도 7-(a)의 레인징 채널 구조를 M-zone에서 주기적 레인징 또는 대역폭 요청을 위한 레인징 채널 구조로 사용할 수 있다.
도 15는 제안된 레인징 채널 할당 방법에 따른 레거시 지원 모드의 레인징 채널의 구조의 또 다른 예이다.
도 15에서 도 7-(a)의 레인징 채널 구조(RCH-a) 및 도 7-(b)의 레인징 채널 구조(RCH-a’)가 L-zone 및 M-zone에 각각 할당된다. 도 15-(a)에서 L-zone에는 제1 RCH-a(400)가 할당되며, M-zone에는 제1 RCH-a’(410)이 할당된다. 도 15-(b)에서 L-zone에는 제2 RCH-a(420)가 할당되며, M-zone에는 제2 RCH-a’(430)이 할당된다. 상기 제1 RCH-a(400) 및 제2 RCH-a(420)는 주파수 영역에서 6개의 부채널을 포함한다. 상기 제1 RCH-a’(410)는 주파수 영역에서 3개의 DRU를 포함하며, 상기 제2 RCH-a’(430)는 주파수 영역에서 4개의 DRU를 포함한다. 즉, 도 15에서 M-zone에 할당되는 레인징 채널은 도 11 내지 도 14에서 M-zone에 할당되는 레인징 채널보다 주파수 영역에서 적은 대역폭을 차지한다. 도 15에서는 3 DRU 또는 4 DRU를 포함하는 것을 가정하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 도 7-(b)의 4개의 OFDM 심벌을 포함하는 레인징 채널 구조의 성능을 유지하기 위하여 그대로 6개의 DRU(144개의 부반송파)를 차지할 수도 있다. 16e 단말은 상기 제1 RCH-a(400) 또는 제2 RCH-a(420)을 통해 레인징을 수행하며, 16m 단말은 상기 제1 RCH-a’(410) 또는 제2 RCH-a’(430)을 통해 레인징을 수행한다.
한편, 단말은 상향링크 서브프레임의 경계(boundary)에 맞추어서 레인징 채널을 전송할 수 있다. 또는 하향링크 서브프레임의 끝부분 경계에서 RTG만큼 지난 시간에 맞추거나 상향링크 서브프레임의 시작 부분 경계에서 TTG만큼 앞선 시간에 맞추어서 레인징 채널을 전송할 수 있다. 단, 단말이 상향링크 서브프레임의 경계보다 앞선 시간에 레인징 채널을 전송할 경우, 레인징 채널은 항상 상향링크 서브프레임 중 첫 번째 상향링크 서브프레임에 할당되어야 한다.
도 16은 제안된 레인징 채널 할당 방법에 따른 레거시 지원 모드의 레인징 채널의 구조의 또 다른 예이다.
도 16에서 도 7-(a)의 레인징 채널 구조(RCH-a) 및 도 8-(a)의 레인징 채널 구조(RCH-b)가 L-zone에 할당되고, 도 7-(b)의 레인징 채널 구조(RCH-a’) 및 도 7-(a)의 레인징 채널 구조(RCH-b’)가 M-zone에 할당된다. 도 16-(a)에서 L-zone에는 제1 RCH-a(440)과 제1 RCH-b(441)이 인접하여 할당되며, M-zone에는 제1 RCH-a’(450)과 제1 RCH-b’(451)가 인접하여 할당된다. 도 16-(b)에서 L-zone에는 제2 RCH-a(460)과 제2 RCH-b(461)이 인접하여 할당되며, M-zone에는 제2 RCH-a’(470)과 제2 RCH-b’(471)가 인접하여 할당된다. 도 16-(a)의 상기 제1 RCH-a(440)과 제1 RCH-b(441), 또는 도 16-(b)의 상기 제2 RCH-a(460)과 제2 RCH-b(461)는 주파수 영역에서 6개의 부채널을 포함한다. 도 16-(a)의 상기 제1 RCH-a’(450)과 제1 RCH-b’(451)는 주파수 영역에서 4개의 DRU를 포함한다. 도 16-(b)의 상기 제2 RCH-a’(470)과 제2 RCH-b’(471)는 주파수 영역에서 6개의 DRU를 포함한다. 즉, 도 16에서 M-zone에 할당되는 레인징 채널은 6개의 DRU와 같거나 그보다 작은 대역폭을 차지할 수 있다. 16e 단말은 도 16-(a)의 상기 제1 RCH-a(440)과 제1 RCH-b(441), 또는 도 16-(b)의 상기 제2 RCH-a(460)과 제2 RCH-b(461)를 통해 레인징을 수행하며, 16m 단말은 도 16-(a)의 상기 제1 RCH-a’(450)과 제1 RCH-b’(451) 또는 도 16-(b)의 상기 제2 RCH-a’(470)과 제2 RCH-b’(471)을 통해 레인징을 수행한다.
상기와 같이 도 8-(a)의 레인징 채널 구조(RCH-b)가 사용되는 경우, 단말은 상향링크 서브프레임의 경계(boundary)에 맞추어서 레인징 채널을 전송할 수 있다. 그러나 이에 앞서 도 7-(a) 또는 도 7-(b)의 레인징 채널 구조(RCH-a 또는 RCH-a’)가 할당되는 경우에는 단말은 하향링크 서브프레임의 끝부분 경계에서 RTG만큼 지난 시간에 맞추거나 상향링크 서브프레임의 시작 부분 경계에서 TTG만큼 앞선 시간에 맞추어서 레인징 채널을 전송할 수 있다. 단말은 상향링크 서브프레임의 경계보다 앞서 RCH-a 또는 RCH-a’를 전송하면, 기지국은 TTG 구간을 가상적인 RCP(Ranging Cyclic Prefix)로 사용하여 상향링크 서브프레임의 경계에 맞춰 레인징 채널을 검출할 수 있다. 따라서 RCH-a에 뒤따르는 가드 타임 없이 RCH-b를 할당하더라도 ISI를 방지할 수 있다. 다만, 단말이 상향링크 서브프레임의 경계보다 앞선 시간에 레인징 채널을 전송할 경우, 레인징 채널은 항상 상향링크 서브프레임 중 첫 번째 상향링크 서브프레임에 할당되어야 한다.
도 17은 제안된 레인징 채널 할당 방법에 따른 레거시 지원 모드의 레인징 채널의 구조의 또 다른 예이다.
도 17에서 도 7-(a)의 레인징 채널 구조(RCH-a) 및 도 8-(a)의 레인징 채널 구조(RCH-b)가 L-zone에 할당되고, 도 7-(b)의 레인징 채널 구조(RCH-a’) 및 도 8-(a)의 레인징 채널 구조(RCH-b)가 M-zone에 할당된다. 도 16-(a)에서 L-zone에는 제1 RCH-a(480)과 제1 RCH-b(481)이 인접하여 할당된다. M-zone에는 제1 RCH-a’(490)가 할당되고 하나의 OFDM 심벌을 비우고 제2 RCH-b(491)가 할당된다. 서로 다른 종류의 레인징 채널이 자원 영역에서 다중화되고 상향링크 동기가 맞지 않는 단말들이 레인징을 수행할 경우, 기지국이 복수의 레인징 채널을 수신할 때 발생하는 ISI를 방지할 수 있다. 상기 제1 RCH-a(480)과 제1 RCH-b(481)는 주파수 영역에서 6개의 부채널을 포함한다. 상기 제1 RCH-a’(490)과 제2 RCH-b(491)는 주파수 영역에서 6개의 DRU를 포함한다. M-zone에 할당되는 레인징 채널은 6개의 DRU와 같거나 그보다 작은 대역폭을 차지할 수 있다. 16e 단말은 상기 제1 RCH-a(480)과 제1 RCH-b(481)를 통해 레인징을 수행하며, 16m 단말은 상기 제1 RCH-a’(490)과 제2 RCH-b(491)를 통해 레인징을 수행한다. 단말은 상향링크 서브프레임의 경계(boundary)에 맞추어서 레인징 채널을 전송할 수 있다. 또한, RCH-a 또는 RCH-a’에서 초기 접속 레인징과 핸드오버 레인징은 동일한 위치에서 전송되며, 서로 다른 코드 등으로 구분될 수 있다.
이상의 실시예에서 단말이 레인징 채널을 전송함에 있어 상향링크 서브프레임의 경계보다 앞서 레인징 채널을 전송하는 것을 설명하였으나, 레인징 채널의 할당 위치 또는 할당 방법에 따라서 전송 시점을 다르게 할 수 있다. 즉, A-MAP에 의한 레인징 채널의 추가 할당 또는 동적 할당(dynamic allocation)을 통해 도 7의 RCH-a 또는 RCH-a’만을 추가로 할당할 수 있다. 이때 상기 RCH-a 또는 RCH-a’는 상향링크 서브프레임 중 어느 서브프레임에도 할당될 수 있다. RCH-a 또는 RCH-a’만이 추가로 할당될 경우 RCH-b는 할당되지 않으며, 레인징 채널은 상향링크 서브프레임의 경계에 맞추어서 전송될 수 있다. RCH-b가 할당되지 않으므로 ISI가 발생하지 않는다.
이하, 부채널 회전이 적용되는 경우에 레인징 채널 할당 방법을 설명하도록 한다. 레거시 지원 모드에서 부채널 회전이 적용될 경우, 서로 다른 물리 부반송파도 M-zone의 6개의 OFDM 심벌 내에서 논리적 인덱스가 동일할 수 있다. 즉, 서브프레임 내에서 처음 3개의 OFDM 심벌과 마지막 OFDM 심벌은 동일한 부채널 인덱스를 가지더라도 물리 부반송파는 서로 다를 수 있다. 따라서 이를 고려한 레인징 채널 할당 방법이 필요하다.
도 18은 제안된 레인징 채널 할당 방법에 따른 레거시 지원 모드의 레인징 채널의 구조의 또 다른 예이다.
도 18-(a)는 레인징 채널을 수신하는 기지국의 입장을 나타내며, 도 18-(b)는 레인징 채널을 전송하는 단말의 입장을 나타낸다. 도 18에서 도 7-(a)의 레인징 채널 구조(RCH-a) 및 도 8-(a)의 레인징 채널 구조(RCH-b)가 할당된다. M-zone에 제1 RCH-a(500), 제1 RCH-b(501) 및 제2 RCH-a(502)가 인접하여 할당된다.
각 단말은 하향링크 동기를 맞춘 후에 상향링크 파라미터(UL parameters)를얻는다. 단말은 제1 RCH-a(500)를 상향링크 서브프레임의 경계에 맞추지 않고 하향링크 서브프레임의 끝부분 경계에서 RTG만큼 지난 시간에 맞추거나 상향링크 서브프레임의 시작 부분 경계에서 TTG만큼 앞선 시간에 맞추어서 전송한다. 즉, 제1 RCH-a(500)의 실제 전송 시간은 상향링크 서브프레임의 경계보다 앞서서 시작되고, 기지국은 TTG 구간을 가상적인 RCP(Ranging Cyclic Prefix)로 사용하여 상향링크 서브프레임의 경계에 맞춰 레인징 채널을 검출할 수 있다. 따라서 RCH-a에 뒤따르는 가드 타임 없이 RCH-b를 할당하더라도 ISI를 방지할 수 있다. 반면에, 제2 RCH-a(502)를 상향링크 서브프레임의 경계보다 앞서서 전송하게 되면 부채널 회전에 의해서 실제 사용되는 부반송파가 달라지게 되므로 간섭이 발생한다. 따라서, 제1 RCH-b(501)에 뒤이은 제2 RCH-a(502)의 전송은 상향링크 서브프레임의 경계에 맞추어져야 한다. 다만, 단말이 상향링크 서브프레임의 경계보다 앞선 시간에 레인징 채널을 전송할 경우, 레인징 채널은 항상 상향링크 서브프레임 중 첫 번째 상향링크 서브프레임에 할당되어야 한다.
상기의 실시예에서 부채널 회전이 적용되는 경우를 가정하여 제안된 레인징 채널 할당 방법에 따른 레거시 지원 모드의 레인징 채널의 구조를 설명하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 부채널 회전이 적용되지 않는 경우라 하더라도 도 18의 레인징 채널 구조가 사용될 수 있다. 또한, 단말이 레인징 채널을 전송함에 있어 상향링크 서브프레임의 경계보다 앞서 레인징 채널을 전송하는 것을 설명하였으나, 레인징 채널의 할당 위치 또는 할당 방법에 따라서 전송 시점을 다르게 할 수 있다. 즉, A-MAP에 의한 레인징 채널의 추가 할당 또는 동적 할당(dynamic allocation)을 통해 도 7의 RCH-a 또는 RCH-a’만을 추가로 할당할 수 있다. 이때 상기 RCH-a 또는 RCH-a’는 상향링크 서브프레임 중 어느 서브프레임에도 할당될 수 있다. RCH-a 또는 RCH-a’만이 추가로 할당될 경우 RCH-b는 할당되지 않으며, 레인징 채널은 상향링크 서브프레임의 경계에 맞추어서 전송될 수 있다. RCH-b가 할당되지 않으므로 ISI가 발생하지 않는다.
또한, 이상의 실시예에서 편의상 대역폭 요청 채널을 구분하지 않고 설명하였으나, 레인징 채널과 대역폭 요청 채널을 구분하여 정의할 수 있다.
도 19는 제안된 레인징 채널 할당 방법에 따른 레거시 지원 모드의 레인징 채널의 구조의 또 다른 예이다.
도 19-(a)에서 처음 2개의 OFDM 심벌은 초기 접속 레인징 또는 핸드오버 레인징을 위한 RCH-a(600)로 할당된다. 3번째 OFDM 심벌을 ISI를 방지하기 위한 가드 타임으로 사용된다. 4번째 OFDM 심벌은 주기적 레인징을 위한 RCH-b(601)로 할당된다. 5번째 및 6번째 OFDM 심벌은 대역폭 요청을 위한 제1 RCH-c(602) 및 제2 RCH-c(603)로 각각 할당된다. 상기 RCH-a, RCH-b, 제1 RCH-c 및 제2 RCH-c는 모두 상향링크 서브프레임이 경계에 맞추어서 전송할 수 있다. 도 19-(b)에서 1번째 및 2번째 OFDM 심벌은 대역폭 요청을 위한 제1 RCH-c(610) 및 제2 RCH-c(611)로 각각 할당된다. 3번째 OFDM 심벌은 주기적 레인징을 위한 RCH-b(612)로 할당된다. 4번째 및 5번째 OFDM 심벌은 초기 접속 레인징 또는 핸드오버 레인징을 위한 RCH-a(613)로 할당된다. 레인징 채널 및 대역폭 요청 채널은 다양한 형태로 다중화될 수 있다.
도 20은 제안된 상향링크 동기화 방법의 일 실시예를 나타낸다.
단계 S700에서 기지국은 레인징 서브프레임에서 제1 단말로부터 적어도 하나의 제1 레인징 채널을 통해 제1 레인징 코드를 수신하고, 단계 S710에서 상기 레인징 서브프레임에서 제2 단말로부터 제2 레인징 채널을 통해 적어도 하나의 제2 레인징 코드를 수신한다. 단계 S720에서 상기 제1 레인징 코드 및 상기 제2 레인징 코드를 이용하여 상기 제1 단말과 상기 제2 단말에 대해서 각각 상향링크 동기화를 수행한다. 이때 상기 적어도 하나의 제1 레인징 채널과 상기 적어도 하나의 제2 레인징 채널은 적어도 하나의 OFDM 심벌을 포함하는 가드 타임(guard time)을 사이에 두고 할당될 수 있다. 상기 적어도 하나의 제1 레인징 채널은 초기 접속 레인징 채널 또는 핸드오버 레인징 채널 중 어느 하나일 수 있으며, 상기 적어도 하나의 제2 레인징 채널은 주기적 레인징 채널일 수 있다.
도 21은 본 발명의 실시예가 구현되는 기지국 및 단말을 나타낸 블록도이다.
기지국(800)는 프로세서(810; processor) 및 RF부(820; Radio Frequency Unit)를 포함한다. 프로세서는 제1 구조를 가지는 적어도 하나의 제1 레인징 채널과 제2 구조를 가지는 적어도 하나의 제2 레인징 채널을 레인징 서브프레임(ranging subframe)에 할당한다. RF부(820)는 상기 프로세서(810)와 연결되며, 상기 레인징 서브프레임에서 적어도 하나의 단말로부터 상기 적어도 하나의 제1 레인징 채널 또는 상기 적어도 하나의 제2 레인징 채널을 통해 레인징 코드를 수신한다. 이때 상기 적어도 하나의 제1 레인징 채널과 상기 적어도 하나의 제2 레인징 채널은 적어도 하나의 OFDM 심벌을 포함하는 가드 타임(guard time)을 사이에 두고 할당될 수 있다. 도 21의 기지국(800)에 의해서 도 11 내지 도 19의 다양한 형태의 레인징 채널이 구성될 수 있다.
단말(900)은 프로세서(910) 및 RF부(920)를 포함한다. 프로세서(910)는 레인징 코드를 처리한다. RF부(920)는 상기 프로세서(910)와 연결되며, 상기 레인징 코드를 기지국으로 전송한다.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (19)

  1. 무선 통신 시스템에서 레인징 채널(ranging channel) 할당 방법에 있어서,
    제1 구조를 가지는 적어도 하나의 제1 레인징 채널과 제2 구조를 가지는 적어도 하나의 제2 레인징 채널을 레인징 서브프레임(ranging subframe)에 할당하는 것을 포함하되,
    상기 제1 구조와 상기 제2 구조가 포함하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌의 개수는 서로 다르며,
    상기 적어도 하나의 제1 레인징 채널과 상기 적어도 하나의 제2 레인징 채널 사이에 적어도 하나의 OFDM 심벌을 포함하는 가드 타임(guard time)이 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 구조는 2개의 연속한 OFDM 심벌을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 2개의 연속한 OFDM 심벌에서 동일한 레인징 코드가 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 구조는 1개의 OFDM 심벌을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 레인징 채널은 상기 레인징 서브프레임의 1번째 내지 4번째 OFDM 심벌에 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2 레인징 채널은 상기 레인징 서브프레임의 마지막 OFDM 심벌에 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    단말은 상기 적어도 하나의 제1 레인징 채널 또는 상기 적어도 하나의 제2 레인징 채널 중 어느 하나를 통해 레인징 코드(ranging code)를 기지국으로 전송하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 레인징 코드는 상기 적어도 하나의 제1 레인징 채널을 통해 전송되며,
    상기 레인징 코드는 초기 네트워크 접속 및 결합(initial network entry and association)을 위한 초기 레인징 코드(initial ranging code) 또는 핸드오버(handover) 도중 목적 기지국(target base station)에 대한 레인징을 위한 핸드오버 레인징 코드 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 레인징 코드는 상기 적어도 하나의 제2 레인징 채널을 통해 전송되며,
    상기 레인징 코드는 주기적 레인징(periodic ranging)을 위한 것임을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 레인징 채널 또는 상기 적어도 하나의 제2 레인징 채널은 6개의 분산 자원 유닛(DRU; Distributed Resource Unit)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 레인징 서브프레임은 6개의 OFDM 심벌을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 무선 통신 시스템에서 레인징 채널 할당 장치에 있어서,
    제1 구조를 가지는 적어도 하나의 제1 레인징 채널과 제2 구조를 가지는 적어도 하나의 제2 레인징 채널을 레인징 서브프레임(ranging subframe)에 할당하도록 구성되는 프로세서; 및
    상기 프로세서와 연결되며 무선 신호를 전송하도록 구성되는 RF부(RF unit)를 포함하되,
    상기 제1 구조와 상기 제2 구조가 포함하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심벌의 개수는 서로 다르며,
    상기 적어도 하나의 제1 레인징 채널과 상기 적어도 하나의 제2 레인징 채널 사이에 적어도 하나의 OFDM 심벌을 포함하는 가드 타임(guard time)이 할당되는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 구조는 2개의 연속한 OFDM 심벌을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제2 구조는 1개의 OFDM 심벌을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 레인징 채널은 상기 레인징 서브프레임의 1번째 내지 4번째 OFDM 심벌에 할당되는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2 레인징 채널은 상기 레인징 서브프레임의 마지막 OFDM 심벌에 할당되는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 무선 통신 시스템에서 상향링크 동기화 방법에 있어서,
    레인징 서브프레임(ranging subframe)에서 제1 단말로부터 적어도 하나의 제1 레인징 채널을 통해 제1 레인징 코드를 수신하고,
    상기 레인징 서브프레임에서 제2 단말로부터 제2 레인징 채널을 통해 적어도하나의 제2 레인징 코드를 수신하고,
    상기 제1 레인징 코드 및 상기 제2 레인징 코드를 이용하여 상기 제1 단말과 상기 제2 단말에 대해서 각각 상향링크 동기화를 수행하는 것을 포함하되,
    상기 적어도 하나의 제1 레인징 채널과 상기 적어도 하나의 제2 레인징 채널 은 적어도 하나의 OFDM 심벌을 포함하는 가드 타임(guard time)을 사이에 두고 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제1 구조는 2개의 연속한 OFDM 심벌을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제2 구조는 1개의 OFDM 심벌을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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