KR20110043439A

KR20110043439A - 광대역 무선 접속 시스템에서 레인징 채널 및 기회 매핑 방법

Info

Publication number: KR20110043439A
Application number: KR1020100092492A
Authority: KR
Inventors: 조희정; 류기선; 곽진삼; 박기원; 김용호; 육영수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2010-09-20
Publication date: 2011-04-27
Also published as: US8594032B2; CN102577527A; WO2011049385A2; CA2778531A1; US20110103325A1; KR101667588B1; JP5584770B2; WO2011049385A3; CA2778531C; JP2013509078A; EP2491747A2; CN102577527B

Abstract

본 발명은 광대역 무선 접속 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 단말이 레인징을 수행하는 상향링크 영역인 레인징 채널 및 기회의 매핑 방법과 그에 따른 단말의 레인징 수행방법 및 그를 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 광대역 무선 접속 시스템에서 단말이 레인징을 수행하는 방법은, 특정 프레임에 할당되는 적어도 하나의 제 1 레인징 채널의 할당 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 할당 정보를 이용하여 상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널의 기회 인덱스(opportunity index)를 판단하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 레인징 채널의 기회 인덱스를 판단하는 단계는 상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널이 비동기 레인징 채널(NS-RCH)인 경우, 상기 비동기 레인징 채널의 기회 인덱스를 기 설정된 기회 인덱스 범위의 최초 값으로 판단하도록 수행되고, 상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널이 동기 레인징 채널(S-RCH)인 경우, 상기 비동기 레인징 채널의 기회 인덱스를 상기 기회 인덱스 범위의 최후 값으로 판단하도록 수행될 수 있다.

Description

광대역 무선 접속 시스템에서 레인징 채널 및 기회 매핑 방법{Method for mapping Ranging Channels and Opportunities in a Broadband Wireless Access System}

본 발명은 광대역 무선 접속 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 단말이 레인징을 수행하는 상향링크 영역인 레인징 채널 및 기회의 매핑 방법과 그에 따른 단말의 레인징 수행방법 및 그를 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.

IEEE 802.16 작업 그룹에서 제정한 주요한 표준으로는 고정 와이맥스(Fixed WiMAX)라고 불리우는 IEEE 802.16-2004와 모바일 와이맥스(mobile WiMAX)라고 불리우는 IEEE 802.16e-2005 (이하, 16e)가 있다. IEEE 802.16e-2005는 2005년 12월에 IEEE로부터 최종적으로 표준으로 승인이 되었다. 현재 버전의 모바일 와이맥스 기술의 근간이 되는 표준은 IEEE 802.16-2004, IEEE 802.16e-2005(이 문서는 IEEE 802.16-2004의 Corrigenda을 포함하고 있다), IEEE 802.16-2004/Corrigenda2/D8이다. 현재, 차기 버전의 모바일 와이맥스를 위한 IEEE 802.16m (이하, 16m)의 표준화가 IEEE 802.16 작업그룹 내의 TGm에서 진행 중이다.

최초 망 등록절차를 수행하는 과정에서, 단말이 기지국과의 상향링크 통신을 위한 전송 파라미터(주파수 오프셋, 시간 오프셋, 전송 전력)를 조정하는 과정을 초기 레인징(initial ranging)이라고 하며, 망 등록절차를 수행한 이후에 단말은 기지국과의 업링크 통신을 지속적으로 유지하기 위하여 주기적 레인징(periodic ranging)을 수행하게 된다. 이 밖에도, 레인징의 종류로서 단말기가 핸드오버 동작 시에 절차를 간소화하기 위한 핸드오버 레인징(handover ranging)과, 단말이 전송할 데이터가 발생했을 때 상향링크 대역을 요청하는 과정에서 수행되는 대역 요청 레인징(bandwidth-request ranging)이 있다.

광대역 무선 접속 시스템에서 각 레인징 종류에 따라 레인징 수행 시 사용될 수 있는 CDMA 코드(또는 레인징 프리엠블: ranging preamble) 집합 및 CDMA 코드를 전송할 영역은 네트워크에 의해 시스템 정보를 방송하는 채널(예를 들어, UL-MAP)을 통해 할당된다. 따라서, 예를 들어, 특정 단말이 핸드오버 레인징을 수행하기 위해서는 핸드오버 레인징을 위한 CDMA 코드들 중에서 특정 코드를 선택하고, 선택된 코드를 초기 레인징 및 핸드오버 레인징 영역을 통해 네트워크로 전송함으로써 레인징을 요청해야 한다. 이러한 방식에 의해 네트워크 입장에서는 수신된 CDMA 코드 및 CDMA 코드가 전송된 구간을 통해 레인징의 종류를 구분할 수 있게 된다.

IEEE802.16m 시스템에서는 동기가 맞춰진 단말이 수행하는 레인징을 위한 동기 레인징채널(S-RCH)과 그렇지 않은 단말이 수행하는 레인징을 위한 비동기 레인징채널(NS-RCH)로 레인징 채널(Ranging channel)이 구분될 수 있다. 또한, IEEE802.16m 시스템에서는 단말이 전송할 데이터가 발생했을 때 상향링크 대역을 요청하는 대역요청 채널 (Bandwidth request channel)이 존재한다. 이러한 레인징 채널(S-RCH, NS-RCH) 및 대역요청 채널 (BRCH)은 매체접속제어 계층(MAC layer)에서 각각 레인징 기회(ranging opportunity)와 대역요청 기회 (BR opportunity)의 개념으로 사용된다.

이러한 ranging opportunity는 레인징 절차에서 수신된 레인징 코드에 대한 수신여부를 기지국이 단말에 알려주기 위한 레인징 긍정응답(AAI_RNG-ACK) 메시지와, 성공적으로 수신된 레인징 코드에 대한 자원할당 정보를 해당 코드를 전송한 단말에게 전달하는 CDMA 할당 맵(CDMA Allocation　A-MAP IE) 등에 사용된다.

이때, 각기 다른 형태의 기지국은 레인징 채널 및 코드 할당 정보를 각기 다른 방식으로 전달한다. 예를 들어, WirelessMAN-OFDMA with FDM-based UL PUSC Zone을 지원하는 기지국 및 Femto 셀과 같은 커버리지가 좁은 기지국은 이들 레인징 관련 정보를 독립된 채널형태인 수퍼프레임헤더(SFH)를 통해 전달하며, 이를 제외한 기지국 (e.g., Macro, Relay, Macro hot-zone)은 각기 다른 레인징 관련 정보를 독립된 채널형태인 수퍼프레임헤더(SFH) 및 매체접속제어(MAC) 메시지 형태인 시스템 설정 기술자(AAI_SCD) 메시지를 통해 전달한다. 레인징 채널 및 코드 할당 정보는 수퍼프레임헤더(SFH)과 시스템 설정 기술자(AAI_SCD) 메시지를 동시에 이용하는 경우에서 각기 다른 시점에 이들 정보가 단말들에게 전달된다.

여기서 단말은 AAI_SCD 메시지를 수신하지 않더라도 SFH만을 수신한 후, 초기 레인징 또는 핸드오버 레인징을 수행할 수 있다. 그런데, AAI_SCD를 통해 할당된 레인징 채널이 시간축/주파수축으로 먼저 할당되어 있을 경우, AAI_SCD를 수신하지 않은 단말은 이에 대한 존재를 모른다.

예를 들어, 동일한 프레임에서 AAI_SCD를 통하여 전달된 레인징 채널의 물리적 위치가 SFH를 통하여 전달된 레인징 채널의 그것보다 시간축/주파수축으로 앞서 있는 경우, AAI_SCD의 레인징 채널은 레인징 기회 인덱스 0이 매핑되고, SFH의 레인징 채널은 레인징 기회 인덱스 1이 매핑된다. 이때, 초기 레인징 또는 핸드오버 레인징 목적으로 단말이 선택한 레인징 채널이 실제로 레인징 기회 인덱스(opportunity index) 1이지만, AAI_SCD를 수신하지 않았기 때문에 해당 레인징 채널을 레인징 기회 인덱스 0으로 인식할 수 있는 문제가 발생한다.

따라서, 상술한 일반적인 방식과 같이 시간축/주파수축 순으로 레인징 채널의 기회 인덱스를 매핑하는 규칙이 사용되는 것은 바람직하지 않으며, 물리적으로 할당된 레인징 채널들이 레인징 기회(ranging opportunity)로 매핑(mapping)되는 방법을 새로이 정의할 필요가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 일반적인 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 보다 효율적인 레인징 채널의 기회 인덱스 매핑 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 일반적 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 단말이 레인징을 수행하는 방법은, 특정 프레임에 할당되는 적어도 하나의 제 1 레인징 채널의 할당 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 할당 정보를 이용하여 상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널의 기회 인덱스(ranging opportunity index)를 판단하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 레인징 채널의 기회 인덱스를 판단하는 단계는 상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널이 비동기 레인징 채널(NS-RCH)인 경우, 상기 비동기 레인징 채널의 기회 인덱스를 기 설정된 기회 인덱스 범위의 최초 값으로 판단하도록 수행되고, 상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널이 동기 레인징 채널(S-RCH)인 경우, 상기 비동기 레인징 채널의 기회 인덱스를 상기 기회 인덱스 범위의 최후 값으로 판단하도록 수행될 수 있다.

이때, 동적으로 할당되는 적어도 하나의 제 2 레인징 채널의 할당 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 제 2 레인징 채널의 기회 인덱스를 판단하는 단계를 더 포함하되, 상기 제 2 레인징 채널의 기회 인덱스를 판단하는 단계는 상기 제 1 레인징 채널의 기회 인덱스의 판단 결과에 따른 기회 인덱스의 값을 제외한 기회 인덱스 범위에서 상기 제 2 레인징 채널의 할당 정보에서 시간 영역상으로 할당된 위치에 따라 순서대로 상기 적어도 하나의 제 2 레인징 채널의 기회 인덱스를 각각 판단하도록 수행될 수 있다.

또한, 상기 적어도 하나의 레인징 채널 중 어느 하나를 통하여 레인징 코드를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 및 상기 기지국으로부터 수신되는 레인징 긍정응답(AAI_RNG-ACK) 메시지 및 상기 코드를 전송한 레인징 채널의 기회 인덱스를 이용하여 상기 전송한 레인징 코드의 수신 결과를 판단하는 단계 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 비동기 레인징 채널의 기회 인덱스는 0b00이고, 상기 동기 레인징 채널의 기회 인덱스는 0b11인 것이 바람직하다.

아울러, 상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널의 할당정보는 상기 제 1 레인징 채널이 상기 비동기 레인징 채널인 경우 수퍼프레임헤더(SFH)를 통해 수신되고, 상기 제 1 레인징 채널이 상기 동기 레인징 채널인 경우 상기 수퍼프레임헤더(SFH) 또는 시스템 설정 기술자(AAI_SCD) 메시지를 통해 수신되며, 상기 적어도 하나의 제 2 레인징 채널의 할당정보는 맵(A-MAP) 또는 핸드오버 명령(AAI_HO-CMD) 메시지를 통하여 수신될 수 있다.

상기와 같은 일반적 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 기지국의 레인징 수행 방법은, 특정 프레임에 할당되는 적어도 하나의 제 1 레인징 채널 및 동적으로 할당되는 적어도 하나의 제 2 레인징 채널 중 적어도 하나의 할당 정보를 단말로 전송하는 단계; 상기 제 1 레인징 채널 및 상기 제 2 레인징 채널 중 어느 하나를 통하여 상기 단말로부터 레인징 코드를 수신하는 단계; 및 상기 레인징 코드의 수신 상태(ranging status) 및 상기 레인징 코드가 수신된 레인징 채널을 지시하는 기회 인덱스(ranging opportunity index)를 포함하는 레인징 긍정응답(AAI_RNG-ACK) 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 레인징 코드가 수신된 레인징 채널을 지시하는 기회 인덱스는 상기 제 1 레인징 채널의 종류 및 상기 제 2 레인징 채널의 할당 정보에서 상기 적어도 하나의 제 2 레인징 채널이 시간 영역상(time domain)으로 할당된 순서에 따라 결정될 수 있다.

이때, 상기 레인징 코드가 수신된 레인징 채널을 지시하는 기회 인덱스는, 상기 레인징 코드가 수신된 레인징 채널이 상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널 중 비동기 레인징 채널(NS-RCH)인 경우, 기 설정된 기회 인덱스 범위의 최초 값에 매핑(mapping)되고, 상기 레인징 코드가 수신된 레인징 채널이 상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널 중 동기 레인징 채널(S-RCH)인 경우, 상기 기회 인덱스 범위의 최후 값에 매핑되며, 상기 레인징 코드가 수신된 레인징 채널이 상기 적어도 하나의 제 2 레인징 채널 중 어느 하나인 경우, 상기 제 1 레인징 채널에 매핑된 기회 인덱스 값을 제외한 기회 인덱스 범위에서 상기 제 2 레인징 채널의 할당 정보에서 시간 영역상으로 할당된 위치에 따라 순서대로 매핑되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널의 할당정보는 상기 제 1 레인징 채널이 상기 비동기 레인징 채널인 경우 수퍼프레임헤더(SFH)를 통해 전송되고, 상기 제 1 레인징 채널이 상기 동기 레인징 채널인 경우 상기 수퍼프레임헤더(SFH) 또는 시스템 설정 기술자(AAI_SCD) 메시지를 통해 전송되며, 상기 적어도 하나의 제 2 레인징 채널의 할당정보는 맵(A-MAP) 또는 핸드오버 명령(AAI_HO-CMD) 메시지를 통하여 전송될 수 있다.

상기와 같은 일반적 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 레인징 절차를 수행하는 단말 장치는, 프로세서; 및 상기 프로세서의 제어에 따라 외부와 무선 신호를 송수신하기 위한 무선통신(RF) 모듈을 포함하되, 상기 프로세서는 특정 프레임에 할당되는 적어도 하나의 제 1 레인징 채널의 할당 정보가 기지국으로부터 수신되면, 상기 할당 정보를 이용하여 상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널의 기회 인덱스(opportunity index)를 판단하도록 제어하되, 상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널이 비동기 레인징 채널(NS-RCH)인 경우, 상기 비동기 레인징 채널의 기회 인덱스를 기 설정된 기회 인덱스 범위의 최초 값으로 판단하고, 상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널이 동기 레인징 채널(S-RCH)인 경우, 상기 비동기 레인징 채널의 기회 인덱스를 상기 기회 인덱스 범위의 최후 값으로 판단할 수 있다.

이때, 상기 프로세서는, 동적으로 할당되는 적어도 하나의 제 2 레인징 채널의 할당 정보가 상기 기지국으로부터 수신되면, 상기 적어도 하나의 제 2 레인징 채널의 기회 인덱스를 판단하도록 제어하되, 상기 제 1 레인징 채널의 기회 인덱스의 판단 결과에 따른 기회 인덱스의 값을 제외한 기회 인덱스 범위에서, 상기 제 2 레인징 채널의 할당 정보에서 시간 영역상으로 할당된 위치에 따라 순서대로 상기 적어도 하나의 제 2 레인징 채널의 기회 인덱스를 각각 판단할 수 있다.

또한, 상기 프로세서는 상기 적어도 하나의 레인징 채널 중 어느 하나를 통하여 레인징 코드가 상기 기지국으로 전송되도록 하고, 상기 기지국으로부터 수신되는 레인징 긍정응답(AAI_RNG-ACK) 메시지 및 상기 코드를 전송한 레인징 채널의 기회 인덱스를 이용하여 상기 전송한 레인징 코드의 수신 결과를 판단하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 비동기 레인징 채널의 기회 인덱스는 0b00이고 상기 동기 레인징 채널의 기회 인덱스는 0b11인 것이 바람직하다.

아울러, 상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널의 할당정보는 상기 제 1 레인징 채널이 상기 비동기 레인징 채널인 경우 수퍼프레임헤더(SFH)를 통해 수신되고, 상기 제 1 레인징 채널이 상기 동기 레인징 채널인 경우 상기 수퍼프레임헤더(SFH) 또는 시스템 설정 기술자(AAI_SCD) 메시지를 통해 수신되며, 상기 적어도 하나의 제 2 레인징 채널의 할당정보는 맵(A-MAP) 또는 핸드오버 명령(AAI_HO-CMD) 메시지를 통하여 수신되는 것이 바람직하다.

본 발명의 적어도 일 실시예에 따르면, 효율적으로 레인징 채널과 기회의 매핑 규칙이 정의되어 단말은 레인징 채널에 대한 정보가 전달되는 채널에 관계 없이 정확한 레인징 채널의 기회 인덱스를 인식할 수 있다.

도 1은 레거시 시스템을 지원하는 IEEE 802.16m 시스템의 레인징 채널 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 일례를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 다른 일례를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 또 다른 일례를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 또 다른 일례를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 또 다른 일례를 나타낸다.
도 7은 커버리지가 좁은 기지국에서 본 발명의 일 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 일례를 나타낸다.
도 8은 레거시 시스템을 지원하는 기지국에서 본 발명의 일 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 일례를 나타낸다.
도 9는 레거시 시스템을 지원하는 기지국에서 본 발명의 일 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 다른 일례를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 일례를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 일례를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 일례를 나타낸다.
도 13은 레거시 시스템을 지원하는 기지국에서 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 일례를 나타낸다.
도 14는 커버리지가 좁은 기지국에서 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 일례를 나타낸다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예로서, 송신단 및 수신단 구조의 일례를 나타내는 블록도이다.

본 발명은 무선접속 시스템에 관한 것이다. 이하 본 발명의 실시예들은 레인징 채널과 기회의 효율적인 매핑 방법들 및 그를 수행하기 위한 장치 구조를 개시한다.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 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.

본 명세서에서 본 발명의 실시예들은 기지국과 단말 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.

즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(AP: Access Point), ABS (Advanced BS) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), AMS (Advanced MS) 또는 SS(Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 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 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 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 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예들은 IEEE 802.16 시스템의 표준 문서인 P802.16-2004, P802.16e-2005, P802.16Rev2 및 IEEE P802.16m 문서들 중 하나 이상에 의해 뒷받침될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

기지국이 단말로부터 레인징 목적에 따른 종류의 CDMA 레인징 코드를 수신하면, 기지국은 레인징 코드의 수신 성공여부, 수신 상태 및 물리 보정 값 등을 AAI_RNG-ACK 메시지로 단말에 알려줄 수 있다. 구체적으로, 기지국은 단말로부터 레인징 코드들을 수신하면, 그에 대한 응답으로 AAI_RNG-ACK 메시지의 할당정보를 방송 마스킹 코드(Broadcast Masking Code)를 이용한 방송 할당 맵 정보요소(Broadcast assignment A-MAP IE)를 통하여 단말로 전송한다. AAI_RNG-ACK 메시지가 비요청으로 특정 단말에 전송되는 경우에는, 유니캐스트 STID를 이용한 하향링크 기본 할당 맵 정보요소 (DL basic assignment A-MAP IE)를 통하여 할당정보가 단말에 전달된다. 만일, 모든 레인징 코드가 성공적으로 수신된 등의 특정 조건의 경우 AAI_RNG-ACK 메시지의 전송은 생략될 수 있다.

이하에서는, 기지국의 타입별로 레인징 채널의 구성을 설명한다.

1) 레거시 시스템을 지원하는 기지국

먼저, IEEE802.16m 시스템과 그의 레거시(legacy) 시스템(예를 들어, IEEE 802.16e 시스템)을 동시에 지원하는 기지국(ABS)의 경우를 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1은 레거시 시스템을 지원하는 IEEE 802.16m 시스템의 레인징 채널 구조를 나타낸다.

레거시를 지원하는 IEEE 802.16m 시스템에서 레거시 단말을 위한 상향링크 영역과 IEEE 802.16m 단말을 위한 상향링크 영역이 FDM 방식으로 나눠져 있는 경우, 이들 물리적 영역의 퍼뮤테이션(permutation)은 레거시 시스템에서 사용되는 서브캐리어 부분 이용(PUSC) 구조여야 한다. 따라서, 레거시를 지원하는 IEEE 802.16m 시스템은 IEEE 802.16m 단말만을 지원하는 일반적인 IEEE 802.16m 시스템에서의 레인징 채널구조와 다른 형태를 갖는다. 이러한 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 하나의 서브프레임에 NS-RCH와 S-RCH가 함께 존재하는 것이 바람직하다.

이러한 레거시를 지원하는 IEEE 802.16m 시스템의 기지국에서 레인징 채널 및 코드 할당 정보는 기본적으로 SFH (SP1 : RP code partition information for the RCH, Allocation periodicity of the RCH, Subframe offset of the RCH 등)를 통해 단말로 전달된다. SFH를 통해 전달되는 할당 방식에 따라 최대 매 프레임마다 각각 하나의 NS-RCH와 S-RCH (ranging opportunity)가 존재한다. 본 타입의 기지국을 이하 편의상 "타입 1 기지국"이라 칭한다.

2) 좁은 커버리지를 갖는 기지국

다음으로, 펨토 기지국과 같이 비교적 좁은 커버리지(coverage)를 갖는 기지국의 경우를 설명한다.

펨토 기지국에서 레인징 채널 및 코드 할당 정보는 기본적으로 SFH (SP1 : RP code partition information for the S-RCH, Allocation periodicity of the S-RCH, Subframe offset of the S-RCH 등)를 통해 전달된다. SFH를 통해 전달되는 할당 방식에 따라 최대 매 프레임마다 하나의 동기 레인징 채널(즉, ranging opportunity)이 존재한다. 다만, 펨토 기지국과 같이 좁은 커버리지를 갖는 기지국에서는 동기가 어긋날 가능성이 낮아 비동기 레인징 채널(NS-RCH) 없이 동기 레인징 채널(S-RCH)만 사용될 수 있다. 본 타입의 기지국을 이하 편의상 "타입 2 기지국"이라 칭한다.

3) 나머지 타입의 기지국

마지막으로, 커버리지가 좁은 기지국이나 레거시 시스템을 지원하는 기지국이 아닌 나머지 타입의 기지국(예를 들어, 16m only ABS, ARS, macro hot-zone 등)의 경우를 설명한다.

나머지 타입의 기지국의 경우 레인징 채널 및 코드 할당 정보는 기본적으로 SFH(SP1 : RP code partition information for the NS-RCH, Allocation periodicity of the NS-RCH, Subframe offset of the NS-RCH 등)를 통해 전달된다. SFH를 통해 전달되는 할당 방식에 따라 최대 매 프레임마다 하나의 비동기 레인징 채널(ranging opportunity)이 존재한다. 또한, SFH 외에도 추가적으로 맵(A-MAP) 또는 AAI_SCD 메시지를 통해 레인징 채널 정보가 전달될 수 있다.

즉, 맵이 이용되는 경우, 핸드오버 레인징을 위한 비동기 레인징 채널(NS-RCH for handover ranging)의 할당 정보는 기지국의 스케쥴링 결정에 따라 임의의 일반적인 방송 데이터의 할당을 위해 사용된 서브프레임을 제외한 서브프레임에서 방송 할당 맵 정보요소(Broadcast Assignment A-MAP IE) 또는 핸드오버 명령 메시지(AAI_HO-CMD)를 통해 전송될 수 있다. 아울러, AAI_SCD 메시지가 이용되는 경우 periodicityOfRngChSync, rangingPreambleCodeSync 등의 정보가 해당 메시지에 포함되며, 할당 방식에 따라 최대 매 프레임마다 하나의 동기 레인징 채널(ranging opportunity)이 존재한다. 본 타입의 기지국을 이하 편의상 "타입 3 기지국"이라 칭한다.

상술한 세 가지 타입의 기지국에서 레인징 채널 및 코드 할당정보가 전송되는 형태에서, 시간/주파수 영역 순서대로 일반적인 레인징 채널의 기회 인덱스를 판단하는 매핑 방식이 사용되는 경우 할당정보의 전송 방식에 따라 단말이 판단한 레인징 기회 인덱스와 실제 레인징 기회 인덱스가 상이할 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 레인징 채널에 기회 인덱스를 부여하는 새로운 매핑 규칙들을 이하에서 제안한다.

제 1 실시예

본 발명의 일 실시예에 따르면, 레인징 채널 할당 정보가 전송되는 형태 및 레인징 채널의 종류에 따라 레인징 채널을 기회 인덱스의 고정된 값에 매핑시키는 방법이 제공된다.

본 실시예에 따른 매핑 방법을 적용하는 일례를 들어, SFH를 통해 할당된 NS-RCH의 기회 인덱스는 맨 처음 값 (e.g., '0') 혹은 맨 마지막 값(만약 2bits로 구성된 경우, '3')을 부여한다. 그리고, SFH 혹은 AAI_SCD 메시지를 통해 할당된 S-RCH의 기회 인덱스는 맨 마지막 값 (e.g., 만약 2bits로 구성된 경우, 3) 혹은 맨 처음 값('0')을 부여한다.

이때, NS-RCH의 기회 인덱스를 맨 처음 값으로 정의한다면, S-RCH의 기회 인덱스를 맨 마지막 값으로 정의해야 한다. 즉, NS-RCH의 기회 인덱스와 S-RCH의 기회 인덱스는 중첩되지 않는 것이 바람직하다.

맵(A-MAP)을 통해 추가로 할당된 핸드오버 레인징을 위한 채널들의 기회 인덱스는 NS-RCH 및 S-RCH에 할당된 기회 인덱스의 사이 값(즉, 남아있는 index 값)으로 시간축과 주파수축 순으로 순차적으로 부여한다.

상술한 본 실시예에 따른 기회 인덱스 맵핑 방법이 타입 3 기지국(즉, WirelessMAN-OFDMA with FDM-based UL PUSC Zone을 지원하는 기지국 및 Femto 셀과 같은 커버리지가 좁은 기지국을 제외한 기지국)에 적용되는 형태의 일례를 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 일례를 나타낸다.

도 2에서 하향링크/상향링크 비율(DL/UL ratio)은 3:5이고 레인징 기회 인덱스의 크기를 2bit(즉, 0~3의 4개)로 가정한다. 또한, NS-RCH에 기회 인덱스의 맨 처음 값(즉, 0)이 부여되는 것으로 가정한다. 아울러, 하나의 서브프레임에는 최대 하나의 레인징 채널이 존재하는 것으로 가정한다.

도 2를 참조하면, 서브프레임 #0부터 #3까지 각 서브프레임 당 하나씩의 레인징 채널이 할당된다. 이때, 서브프레임 #3에 SFH를 통해 전달된 비동기 레인징 채널(NS-RCH)이 위치하며, 본 실시예에 따른 매핑 방법이 적용되어 해당 레인징 채널이 시간축 상에서 가장 먼저 위치하지 않음에도 그 레인징 기회 인덱스는 0이 된다.

다음으로, AAI_SCD 메시지를 통하여 전달된 동기 레인징 채널(S-RCH)이 서브프레임 #1에 위치하나, 본 실시예의 매핑 규칙에 따라 마지막 인덱스인 3이 부여된다.

그에 따라 남은 기회 인덱스는 1 및 2가 되며, A-MAP을 통해 할당된 NS-RCH들의 인덱스는 시간축 순서대로 서브프레임 #0의 레인징 채널에 1이, 서브프레임 #2의 레인징 채널에 2가 부여된다.

타입 3 기지국에의 적용

본 실시예에 따른 매핑 방법이 타입 3 기지국에 적용되는 다른 예를 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 다른 일례를 나타낸다.

도 3에서도 하향링크/상향링크 비율(DL/UL ratio)은 3:5이고 레인징 기회 인덱스의 크기를 2bit(즉, 0~3의 4개)로 가정한다. 또한, NS-RCH에 기회 인덱스의 맨 처음 값(즉, 0)이 부여되는 것으로 가정한다. 아울러, 하나의 서브프레임에는 최대 하나의 레인징 채널이 존재하는 것으로 가정한다.

도 3을 참조하면, 서브프레임 #0부터 #3까지 각 서브프레임 당 하나씩의 레인징 채널이 할당된다. 이때, 서브프레임 #0에 SFH를 통해 할당되는 비동기 레인징 채널(NS-RCH)이 위치하며, 본 실시예에 따른 매핑 방법이 적용되어 해당 레인징 채널이 시간축 상에서 가장 먼저 위치함에 관계없이 그 기회 인덱스는 0이 된다.

다음으로, AAI_SCD 메시지를 통하여 할당되는 동기 레인징 채널(S-RCH)이 서브프레임 #1에 위치하나, 본 실시예의 매핑 규칙에 따라 마지막 인덱스인 3이 부여된다.

그에 따라 남은 레인징 기회 인덱스는 1 및 2가 되며, A-MAP을 통해 할당된 NS-RCH들의 인덱스는 시간축 순서대로 서브프레임 #2의 레인징 채널에 1이, 서브프레임 #3의 레인징 채널에 2가 부여된다.

본 실시예에 따른 매핑 방법이 타입 3 기지국에 적용되는 또 다른 예를 도 4을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 또 다른 일례를 나타낸다.

도 4에서도 하향링크/상향링크 비율(DL/UL ratio)은 3:5이고 레인징 기회 인덱스의 크기를 2bit(즉, 0~3의 4개)로 가정한다. 또한, NS-RCH에 기회 인덱스의 맨 처음 값(즉, 0)이 부여되는 것으로 가정한다. 아울러, 하나의 서브프레임에는 최대 하나의 레인징 채널이 존재하는 것으로 가정한다. 단, 본 프레임에서 AAI_SCD 메시지를 통한 동기 레인징 채널은 할당되지 않는 것으로 가정한다.

도 4를 참조하면, 서브프레임 #0과 #2 부터 #3까지 각 서브프레임 당 하나씩의 레인징 채널이 할당된다. 이때, 서브프레임 #0에 SFH를 통해 전달된 비동기 레인징 채널(NS-RCH)이 위치하며, 본 실시예에 따른 매핑 방법이 적용되어 해당 레인징 채널이 시간축 상에서 가장 먼저 위치함에 관계없이 그 기회 인덱스는 0이 된다.

그에 따라 남은 기회 인덱스는 1내지 3이 되며, A-MAP을 통해 할당된 NS-RCH들의 인덱스는 시간축 순서대로 서브프레임 #2의 레인징 채널에 1이, 서브프레임 #3의 레인징 채널에 2가 부여된다.

본 실시예에 따른 매핑 방법이 타입 3 기지국에 적용되는 또 다른 예를 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 또 다른 일례를 나타낸다.

도 5에서도 하향링크/상향링크 비율(DL/UL ratio)은 3:5이고 레인징 기회 인덱스의 크기를 2bit(즉, 0~3의 4개)로 가정한다. 또한, S-RCH에 기회 인덱스의 맨 마지막 값(즉, 3)이 부여되는 것으로 가정한다. 아울러, 하나의 서브프레임에는 최대 하나의 레인징 채널이 존재하는 것으로 가정한다. 단, 본 프레임에서 SFH를 통한 비동기 레인징 채널은 할당되지 않는 것으로 가정한다.

도 5를 참조하면, 먼저 AAI_SCD 메시지를 통하여 할당되는 동기 레인징 채널(S-RCH)이 서브프레임 #1에 위치하나, 본 실시예의 매핑 규칙에 따라 마지막 인덱스인 3이 부여된다.

그에 따라 남은 기회 인덱스는 0 내지 2가 되며, A-MAP을 통해 할당된 NS-RCH들의 인덱스는 시간축 순서대로 서브프레임 #2의 레인징 채널에 0이, 서브프레임 #3의 레인징 채널에 1가 부여된다.

한편, 해당 프레임 내에 SFH를 통해 할당된 NS-RCH가 없더라도 그에 부여되는 레인징 기회 인덱스의 맨 처음 값(즉, 0)을 유보해 둘 수도 있다. 이러한 경우에는 A-MAP을 통해 할당되는 NS-RCH들에 남은 기회 인덱스는 1 및 2가 되며, A-MAP을 통해 할당된 NS-RCH들의 인덱스는 시간축 순서대로 서브프레임 #2의 레인징 채널에 1이, 서브프레임 #3의 레인징 채널에 2가 부여된다.

본 실시예에 따른 매핑 방법이 타입 3 기지국에 적용되는 또 다른 예를 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 또 다른 일례를 나타낸다.

도 6에서도 하향링크/상향링크 비율(DL/UL ratio)은 3:5이고 레인징 기회 인덱스의 크기를 2bit(즉, 0~3의 4개)로 가정한다. 또한, S-RCH에 기회 인덱스의 맨 마지막 값(즉, 3)이 부여되는 것으로 가정한다. 아울러, 하나의 서브프레임에는 최대 하나의 레인징 채널이 존재하는 것으로 가정한다. 단, 본 프레임에서 SFH를 통한 비동기 레인징 채널 및 AAI_SCD 메시지를 통한 동기 레인징 채널은 할당되지 않는 것으로 가정한다.

도 6을 참조하면, SFH 및 AAI_SCD 메시지를 통하여 할당되는 레인징 채널이 존재하기 않으므로 남은 기회 인덱스는 0 내지 3이 되며, A-MAP을 통해 할당된 NS-RCH들의 인덱스는 시간축 순서대로 서브프레임 #2의 레인징 채널에 0이, 서브프레임 #3의 레인징 채널에 1가 부여된다.

한편, 이 경우에도 해당 프레임 내에 SFH를 통해 할당된 NS-RCH가 없더라도 그에 부여되는 레인징 기회 인덱스의 맨 처음 값(즉, 0)을 유보해 둘 수도 있으며, AAI_SCD 메시지를 통해 할당되는 S-RCH에 부여되는 기회 인덱스의 맨 마지막 값(즉, 3)을 유보해 둘 수 있다. 이러한 경우에는 A-MAP을 통해 할당되는 NS-RCH들에 남은 기회 인덱스는 1 및 2가 되며, A-MAP을 통해 할당된 NS-RCH들의 인덱스는 시간축 순서대로 서브프레임 #2의 레인징 채널에 1이, 서브프레임 #3의 레인징 채널에 2가 부여된다.

타입 2 기지국에의 적용

이하에서는, 본 실시예에 따른 매핑 방법이 타입 2 기지국에 적용되는 다른 예를 도 7을 참조하여 설명한다.

도 7은 커버리지가 좁은 기지국에서 본 발명의 일 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 일례를 나타낸다.

도 7에서 하향링크/상향링크 비율(DL/UL ratio)은 3:5이고 레인징 기회 인덱스의 크기를 2bit(즉, 0~3의 4개)로 가정한다. 또한, 본 실시 예에서 펨토셀과 같이 커버리지가 좁은 기지국에서는 S-RCH만 할당되는 것을 가정한다. 따라서, SFH를 통하여 할당되는 S-RCH에 기회 인덱스의 맨 마지막 값(즉, 3)이 부여되는 것으로 가정한다. 아울러, 하나의 서브프레임에는 최대 하나의 레인징 채널이 존재하는 것으로 가정한다.

도 7을 참조하면, 서브프레임 #1에 SFH를 통해 할당되는 동기 레인징 채널이 위치하며, 본 실시예에 따른 매핑 방법이 적용되어 해당 레인징 채널이 시간축 상의 위치에 관계없이 그 기회 인덱스는 3이 된다.

그에 따라 남은 기회 인덱스는 0 내지 2가 되며, A-MAP을 통해 할당된 S-RCH들의 인덱스는 시간축 순서대로 서브프레임 #0의 레인징 채널에 0이, 서브프레임 #2의 레인징 채널에 1이 부여된다.

타입 1 기지국에의 적용

이하에서는, 본 실시예에 따른 매핑 방법이 타입 1 기지국에 적용되는 다른 예를 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다.

도 8은 레거시 시스템을 지원하는 기지국에서 본 발명의 일 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 일례를 나타낸다.

도 8에서 하향링크/상향링크 비율(DL/UL ratio)은 3:5이고 레인징 기회 인덱스의 크기를 2bit(즉, 0~3의 4개)로 가정한다. 또한, NS-RCH에 기회 인덱스의 맨 처음 값(즉, 0)이 부여되는 것으로 가정한다. 아울러, 레거시 시스템 지원을 위하여 하나의 서브프레임에 A-MAP(또는 AAI_HO-CMD 메시지)을 통해 동적으로 할당되는 NS-RCH를 제외한 NS-RCH와 S-RCH가 함께 위치하는 것을 가정한다.

도 8을 참조하면, 먼저 SFH를 통하여 할당되는 비동기 레인징 채널(NS-RCH)이 서브프레임 #0에 위치함과 관계없이, 본 실시예의 매핑 규칙에 따라 처음 기회 인덱스인 0이 부여된다. 또한, 동일 서브프레임에 SFH를 통해 할당되는 동기 레인징 채널에 기회 인덱스 3이 부여된다.

그에 따라 남은 기회 인덱스는 1 및 2가 되며, A-MAP을 통해 할당된 NS-RCH들의 인덱스는 시간축 순서대로 서브프레임 #2의 레인징 채널에 1이, 서브프레임 #3의 레인징 채널에 2가 부여된다.

도 9는 레거시 시스템을 지원하는 기지국에서 본 발명의 일 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 다른 일례를 나타낸다.

도 9에서도 하향링크/상향링크 비율(DL/UL ratio)은 3:5이고 레인징 기회 인덱스의 크기를 2bit(즉, 0~3의 4개)로 가정한다. 또한, NS-RCH에 기회 인덱스의 맨 처음 값(즉, 0)이 부여되는 것으로 가정한다. 다만, 해당 프레임은 SFH를 통한 RCH의 할당이 존재하지 않는 것으로 가정한다.

도 9를 참조하면, 상술한 가정과 같이 SFH를 통해 할당되는 RCH가 존재하지 않으므로 A-MAP을 통해 할당되는 NS-RCH에 순서대로 0 및 1의 기회 인덱스가 부여된다.

한편, SFH를 통해 해당 프레임 내에 할당된 RCH가 없더라도 그에 부여되는 기회 인덱스의 맨 처음 값(즉, 0) 및/또는 맨 마지막 값(즉, 3)을 유보해 둘 수 있다. 이러한 경우에는 A-MAP을 통해 할당되는 NS-RCH들에 남은 기회 인덱스는 1 및 2가 되며, A-MAP을 통해 할당된 NS-RCH들의 인덱스는 시간축 순서대로 서브프레임 #2의 레인징 채널에 1이, 서브프레임 #3의 레인징 채널에 2가 부여된다.

제 2 실시예

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 레인징 채널의 기회 인덱스를 시간/주파수 축에 따라 서브프레임 단위로 순차적으로 부여하되, 레인징 채널의 서브프레임 번호를 명시적으로 단말에게 알려주는 방법이 제공된다.

상술한 본 실시예에 따른 레인징 기회 인덱스 맵핑 방법이 타입 1 기지국(즉, WirelessMAN-OFDMA with FDM-based UL PUSC Zone을 지원하는 기지국)에 적용되는 형태의 일례를 도 10을 참조하여 설명한다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 일례를 나타낸다.

도 10에서 하향링크/상향링크 비율(DL/UL ratio)은 3:5이고 레인징 기회 인덱스의 크기를 2bit(즉, 0~3의 4개)로 가정한다. 또한, 레거시 시스템 지원을 위하여 하나의 서브프레임에 A-MAP을 통해 동적으로 할당되는 NS-RCH를 제외한 NS-RCH와 S-RCH가 함께 위치하는 것을 가정한다.

도 10을 참조하면, 서브프레임 #0에서는 SFH를 통해 할당되는 NS-RCH와 S-RCH가 함께 존재하는데, 서브프레임 단위로 레인징 기회 인덱스가 시간축 순서로 매겨지므로, NS-RCH에는 기회 인덱스 0이, S-RCH에는 기회 인덱스 1이 각각 부여된다. 또한, A-MAP을 통하여 할당되는 나머지 NS-RCH들은 서브프레임 #2와 #3에 각각 하나씩 존재하므로 두 NS-RCH 모두 기회 인덱스는 0이 된다.

본 실시예가 구현되기 위해서는 SFH, AAI_SCD 및 A-MAP의 레인징 채널 할당 정보에 RCH 마다 서브프레임 번호를 지시하기 위한 필드가 추가되는 것이 바람직하다. 또한, 레인징 긍정응답 (AAI_RNG-ACK) 메시지 및 CDMA 할당 맵 (CDMA Allocation A-MAP)에도 레인징 기회 인덱스가 속한 서브프레임 번호를 지시하기 위한 필드가 추가되는 것이 바람직하다.

제 3 실시예

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 레인징 채널의 용도(즉, NS-RCH 또는 S-RCH인지 여부)에 따라 해당 채널의 시간축과 주파수축 순으로 순차적으로 레인징 기회 인덱스를 부여하는 방법이 제공된다.

즉, NS-RCH에는 기본적으로 본 발명의 일 실시예와 동일한 방법으로 기회 인덱스가 부여되고, S-RCH에는 NS-RCH와 동일한 기회 인덱스 값이 부여될 수 있다. 이를 위해서, SFH 또는 A-MAP 등을 통하여 전송되는 레인징 채널 할당정보에는 레인징 타입 정보(Ranging type, 즉, NS-RCH인지 S-RCH인지 여부)가 명시적으로 포함되는 것이 바람직하다.

또한, 레인징 긍정응답 (AAI_RNG-ACK) 메시지 및 CDMA 할당 맵 (CDMA Allocation A-MAP)에도 레인징 기회 인덱스의 레인징 타입 정보가 명시적으로 포함되는 것이 바람직하다.

이하에서 상술한 본 실시예에 따른 레인징 기회 인덱스 맵핑 방법이 타입 1 기지국(즉, WirelessMAN-OFDMA with FDM-based UL PUSC Zone을 지원하는 기지국)에 적용되는 형태의 일례를 도 11을 참조하여 설명한다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 일례를 나타낸다.

도 11에서 하향링크/상향링크 비율(DL/UL ratio)은 3:5이고 레인징 기회 인덱스의 크기를 2bit(즉, 0~3의 4개)로 가정한다. 또한, 레거시 시스템 지원을 위하여 하나의 서브프레임에 A-MAP을 통해 동적으로 할당되는 NS-RCH를 제외한 NS-RCH와 S-RCH가 함께 위치하는 것을 가정한다.

도 11을 참조하면, 서브프레임 #0에서는 SFH를 통해 할당되는 NS-RCH와 S-RCH가 함께 존재하는데, NS-RCH는 해당 프레임에서 시간축 상으로 처음 위치하므로 레인징 기회 인덱스는 0이 된다. S-RCH 또한 해당 프레임에서 시간축 상으로 처음 위치하므로 레인징 기회 인덱스는 0이 된다.

먼저 서브프레임 #0에서 NS-RCH가 하나 존재(레인징 기회 인덱스 0)하므로, 이후 A-MAP을 통해 할당된 나머지 두 NS-RCH에는 순서대로 기회 인덱스 1과 기회 인덱스 2가 시간축 순서로 각각 부여된다.

제 4 실시예

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 레인징 채널 할당 정보가 전송되는 형태에 따라 레인징 채널을 기회 인덱스의 고정된 값에 매핑시키는 방법이 제공된다.

구체적으로, 레인징의 수행에 있어 하나의 프레임에 레인징 채널이 S-SFH SP1을 통하여 할당될 때, S-SFH 를 통해 할당된 각 레인징 채널에 0번부터 기회 인덱스가 각각 매핑된다. 이때, 레인징 기회 인덱스의 매핑의 순서는 시간 축에서 S-SFH SP1을 통해 레인징 채널들이 할당되는 순서와 동일하다. 또한, 하나의 프레임에 레인징 채널이 AAI_SCD 메시지를 통하여 할당될 때, 해당 레인징 채널은 기회 인덱스 3에 매핑된다. 이후 나머지 레인징 기회 인덱스가 A-MAP IE를 통하여 할당된 레인징 채널에 부여되며, 각 레인징 채널에 기회 인덱스가 매핑되는 순서는 시간 축에서 A-MAP IE를 통해 레인징 채널들이 할당되는 순서와 동일하다.

본 실시예에 따른 매핑 방법이 타입 3 기지국에 적용되는 예를 도 12를 참조하여 설명한다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 일례를 나타낸다.

도 12에서도 하향링크/상향링크 비율(DL/UL ratio)은 3:5이고 레인징 기회 인덱스의 크기를 2bit(즉, 0~3의 4개)로 가정한다. 또한, 하나의 서브프레임에는 최대 하나의 레인징 채널이 존재하는 것으로 가정한다.

도 12를 참조하면, 서브프레임 #0부터 #3까지 각 서브프레임 당 하나씩의 레인징 채널이 할당된다. 이때, 서브프레임 #3에 SFH를 통해 할당되는 비동기 레인징 채널(NS-RCH)이 위치하며, 본 실시예에 따른 매핑 방법이 적용되어 해당 레인징 채널이 시간축 상에서 가장 먼저 위치하지 않더라도 그 기회 인덱스는 0이 된다.

다음으로, 본 실시예에 따른 매핑 방법이 타입 1 기지국에 적용되는 일례를 도 13을 참조하여 설명한다.

도 13은 레거시 시스템을 지원하는 기지국에서 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 일례를 나타낸다.

도 13에서 하향링크/상향링크 비율(DL/UL ratio)은 3:5이고 레인징 기회 인덱스의 크기를 2bit(즉, 0~3의 4개)로 가정한다. 또한, 레거시 시스템 지원을 위하여 하나의 서브프레임에 A-MAP을 통해 동적으로 할당되는 NS-RCH를 제외한 NS-RCH와 S-RCH가 함께 위치하는 것을 가정한다.

도 13을 참조하면, 먼저 SFH를 통하여 할당되는 NS-RCH와 S-RCH가 각각 서브프레임 #0에 위치하는데, 동일한 채널(여기서는 SFH)을 통해 할당되는 RCH는 시간축에 따라 기회 인덱스가 부여되므로, 시간축으로 먼저 위치하는 NS-RCH에 기회 인덱스 0이 부여된다. S-RCH에는 기회인덱스 1이 부여된다.

그에 따라 남은 기회 인덱스는 2 및 3이 되며, A-MAP을 통해 할당된 NS-RCH들의 인덱스는 시간축 순서대로 서브프레임 #2의 레인징 채널에 2가, 서브프레임 #3의 레인징 채널에 3이 부여된다.

이하에서는, 본 실시예에 따른 매핑 방법이 타입 2 기지국에 적용되는 다른 예를 도 14를 참조하여 설명한다.

도 14는 커버리지가 좁은 기지국에서 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레인징 채널을 기회 인덱스에 매핑한 형태의 일례를 나타낸다.

도 14에서 하향링크/상향링크 비율(DL/UL ratio)은 3:5이고 레인징 기회 인덱스의 크기를 2bit(즉, 0~3의 4개)로 가정한다. 또한, 하나의 서브프레임에는 최대 하나의 레인징 채널이 존재하는 것으로 가정한다.

도 14를 참조하면, 서브프레임 #1에 SFH를 통해 할당되는 동기 레인징 채널이 위치하며, 본 실시예에 따른 매핑 방법이 적용되어 해당 레인징 채널이 시간축 상의 위치에 관계없이 그 기회 인덱스는 0이 된다.

그에 따라 남은 기회 인덱스는 1 내지 3이 되며, A-MAP을 통해 할당된 S-RCH들의 인덱스는 시간축 순서대로 서브프레임 #0의 레인징 채널에 1이, 서브프레임 #2의 레인징 채널에 2가 부여된다.

상술한 실시예들에서 A-MAP을 통하여 할당되는 것으로 설명된 동적으로 할당되는 레인징 채널은, A-MAP 외에도 핸드오버 과정에서 핸드오버 명령(AAI_HO-CMD) 메시지를 통하여 할당될 수도 있다.

단말 및 기지국 구조

이하, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 상술한 본 발명의 실시예들이 수행될 수 있는 단말 및 기지국(FBS, MBS)을 설명한다.

단말은 상향링크에서는 송신기로 동작하고, 하향링크에서는 수신기로 동작할 수 있다. 또한, 기지국은 상향링크에서는 수신기로 동작하고, 하향링크에서는 송신기로 동작할 수 있다. 즉, 단말 및 기지국은 정보 또는 데이터의 전송을 위해 송신기 및 수신기를 포함할 수 있다.

송신기 및 수신기는 본 발명의 실시예들이 수행되기 위한 프로세서, 모듈, 부분 및/또는 수단 등을 포함할 수 있다. 특히, 송신기 및 수신기는 메시지를 암호화하기 위한 모듈(수단), 암호화된 메시지를 해석하기 위한 모듈, 메시지를 송수신하기 위한 안테나 등을 포함할 수 있다. 이러한 송신단과 수신단의 일례를 도 15를 참조하여 설명한다.

도 15는 본 발명의 다른 실시예로서, 송신단 및 수신단 구조의 일례를 나타내는 블록도이다.

도 15를 참조하면, 좌측은 송신단의 구조를 나타내고, 우측은 수신단의 구조를 나타낸다. 송신단과 수신단 각각은 안테나(5, 10), 프로세서(20, 30), 전송모듈(Tx module(40, 50)), 수신모듈(Rx module(60, 70)) 및 메모리(80, 90)를 포함할 수 있다. 각 구성 요소는 서로 대응되는 기능을 수행할 수 있다. 이하 각 구성요소를 보다 상세히 설명한다.

안테나(5, 10)는 전송모듈(40, 50)에서 생성된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 수신모듈(60, 70)로 전달하는 기능을 수행한다. 다중 안테나(MIMO) 기능이 지원되는 경우에는 2개 이상이 구비될 수 있다.

안테나, 전송모듈 및 수신모듈은 함께 무선통신(RF) 모듈을 구성할 수 있다.

프로세서(20, 30)는 통상적으로 이동 단말기 전체의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 콘트롤러 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC(Medium Access Control) 프레임 가변 제어 기능, 핸드오버(Hand Over) 기능, 인증 및 암호화 기능 등이 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 프로세서(20, 30)는 상술한 시스템 정보 전송/갱신 절차를 수행하기 위한 전반적인 제어를 수행할 수 있다.

특히, 단말의 프로세서는 무선통신 모듈을 제어하여 레인징 채널의 할당 정보를 포함하는 SFH, AAI_SCD 메시지 및/또는 A-MAP을 수신할 수 있다. 레인징 채널의 할당정보를 획득한 단말의 프로세서는 자신이 수행하고자 하는 레인징의 목적에 따른 레인징 코드를 선택하고, 레인징 목적에 대응되는 레인징 채널 할당 정보가 지시하는 레인징 채널로 선택한 코드가 전송되도록 무선통신 모듈을 제어할 수 있다. 이후 단말은 자신이 선택한 레인징 코드의 수신 결과를 기지국으로부터 수신되는 AAI_RNG-ACK 메시지를 통하여 확인할 수 있다. 상술한 레인징 절차에서 단말의 프로세서는 자신이 레인징 코드를 전송한 레인징 채널을 식별하기 위하여 전술된 실시예들 중 어느 하나의 방법을 통하여 해당 레인징 채널의 기회 인덱스를 판단할 수 있다.

이 외에도 단말의 프로세서는 상술한 실시예들에 개시된 동작 과정의 전반적인 제어 동작을 수행할 수 있다.

전송 모듈(40, 50)은 프로세서(20, 30)로부터 스케쥴링되어 외부로 전송될 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 안테나(10)에 전달할 수 있다.

수신 모듈(60, 70)은 외부에서 안테나(5, 10)를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)을 수행하여 원본 데이터의 형태로 복원하여 프로세서(20, 30)로 전달할 수 있다.

메모리(80, 90)는 프로세서(20, 30)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 메모리(80, 90)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.

한편, 기지국 및 중계국은 상술한 본 발명의 실시예들을 수행하기 위한 콘트롤러 기능, 직교주파수분할다중접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 패킷 스케줄링, 시분할듀플렉스(TDD: Time Division Duplex) 패킷 스케줄링 및 채널 다중화 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC 프레임 가변 제어 기능, 고속 트래픽 실시간 제어 기능, 핸드오버(Handover) 기능, 인증 및 암호화 기능, 데이터 전송을 위한 패킷 변복조 기능, 고속 패킷 채널 코딩 기능 및 실시간 모뎀 제어 기능 등이 상술한 모듈 중 적어도 하나를 통하여 수행하거나, 이러한 기능을 수행하기 위한 별도의 수단, 모듈 또는 부분 등을 더 포함할 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 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. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

Claims

광대역 무선 접속 시스템에서 단말이 레인징을 수행하는 방법에 있어서,
특정 프레임에 할당되는 적어도 하나의 제 1 레인징 채널의 할당 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
상기 할당 정보를 이용하여 상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널의 기회 인덱스(opportunity index)를 판단하는 단계를 포함하되,
상기 제 1 레인징 채널의 기회 인덱스를 판단하는 단계는,
상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널이 비동기 레인징 채널(NS-RCH)인 경우, 상기 비동기 레인징 채널의 기회 인덱스를 기 설정된 기회 인덱스 범위의 최초 값으로 판단하도록 수행되고,
상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널이 동기 레인징 채널(S-RCH)인 경우, 상기 비동기 레인징 채널의 기회 인덱스를 상기 기회 인덱스 범위의 최후 값으로 판단하도록 수행되는 것을 특징으로 하는 레인징 수행 방법.
제 1항에 있어서,
동적으로 할당되는 적어도 하나의 제 2 레인징 채널의 할당 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 제 2 레인징 채널의 기회 인덱스를 판단하는 단계를 더 포함하되,
상기 제 2 레인징 채널의 기회 인덱스를 판단하는 단계는,
상기 제 1 레인징 채널의 기회 인덱스의 판단 결과에 따른 기회 인덱스의 값을 제외한 기회 인덱스 범위에서 상기 제 2 레인징 채널의 할당 정보에서 시간 영역상으로 할당된 위치에 따라 순서대로 상기 적어도 하나의 제 2 레인징 채널의 기회 인덱스를 각각 판단하도록 수행되는 것을 특징으로 하는 레인징 수행 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 적어도 하나의 레인징 채널 중 어느 하나를 통하여 레인징 코드를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 및
상기 기지국으로부터 수신되는 레인징 긍정응답(AAI_RNG-ACK) 메시지 및 상기 코드를 전송한 레인징 채널의 기회 인덱스를 이용하여 상기 전송한 레인징 코드의 수신 결과를 판단하는 단계 더 포함하는, 레인징 수행 방법.
제 1항에 있어서,
상기 비동기 레인징 채널의 기회 인덱스는 0b00이고,
상기 동기 레인징 채널의 기회 인덱스는 0b11인 것을 특징으로 하는 레인징 수행 방법.
제 2항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널의 할당정보는,
상기 제 1 레인징 채널이 상기 비동기 레인징 채널인 경우 수퍼프레임헤더(SFH)를 통해 수신되고,
상기 제 1 레인징 채널이 상기 동기 레인징 채널인 경우 상기 수퍼프레임헤더(SFH) 또는 시스템 설정 기술자(AAI_SCD) 메시지를 통해 수신되며,
상기 적어도 하나의 제 2 레인징 채널의 할당정보는 맵(A-MAP) 또는 핸드오버 명령(AAI_HO-CMD) 메시지를 통하여 수신되는 것을 특징으로 하는 레인징 수행 방법.
광대역 무선 접속 시스템에서 기지국의 레인징 수행 방법에 있어서,
특정 프레임에 할당되는 적어도 하나의 제 1 레인징 채널 및 동적으로 할당되는 적어도 하나의 제 2 레인징 채널 중 적어도 하나의 할당 정보를 단말로 전송하는 단계;
상기 제 1 레인징 채널 및 상기 제 2 레인징 채널 중 어느 하나를 통하여 상기 단말로부터 레인징 코드를 수신하는 단계; 및
상기 레인징 코드의 수신 상태(ranging status) 및 상기 레인징 코드가 수신된 레인징 채널을 지시하는 기회 인덱스(opportunity index)를 포함하는 레인징 긍정응답(AAI_RNG-ACK) 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함하되,
상기 레인징 코드가 수신된 레인징 채널을 지시하는 기회 인덱스는,
상기 제 1 레인징 채널의 종류 및 상기 상기 제 2 레인징 채널의 할당 정보에서 상기 적어도 하나의 제 2 레인징 채널이 시간 영역상(time domain)으로 할당된 순서에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는, 레인징 수행 방법.
제 6항에 있어서,
상기 레인징 코드가 수신된 레인징 채널을 지시하는 기회 인덱스는,
상기 레인징 코드가 수신된 레인징 채널이 상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널 중 비동기 레인징 채널(NS-RCH)인 경우, 기 설정된 기회 인덱스 범위의 최초 값에 매핑(mapping)되고,
상기 레인징 코드가 수신된 레인징 채널이 상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널 중 동기 레인징 채널(S-RCH)인 경우, 상기 기회 인덱스 범위의 최후 값에 매핑되며,
상기 레인징 코드가 수신된 레인징 채널이 상기 적어도 하나의 제 2 레인징 채널 중 어느 하나인 경우, 상기 제 1 레인징 채널에 매핑된 기회 인덱스 값을 제외한 기회 인덱스 범위에서 상기 제 2 레인징 채널의 할당 정보에서 시간 영역상으로 할당된 위치에 따라 순서대로 매핑되는 것을 특징으로 하는 레인징 수행 방법.
제 7항에 있어서,
상기 비동기 레인징 채널의 기회 인덱스는 0b00이고,
상기 동기 레인징 채널의 기회 인덱스는 0b11인 것을 특징으로 하는 레인징 수행 방법.
제 8항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널의 할당정보는,
상기 제 1 레인징 채널이 상기 비동기 레인징 채널인 경우 수퍼프레임헤더(SFH)를 통해 전송되고,
상기 제 1 레인징 채널이 상기 동기 레인징 채널인 경우 상기 수퍼프레임헤더(SFH) 또는 시스템 설정 기술자(AAI_SCD) 메시지를 통해 전송되며,
상기 적어도 하나의 제 2 레인징 채널의 할당정보는 맵(A-MAP) 또는 핸드오버 명령(AAI_HO-CMD) 메시지를 통하여 전송되는 것을 특징으로 하는 레인징 수행 방법.
광대역 무선 접속 시스템에서 레인징 절차를 수행하는 단말 장치에 있어서,
프로세서; 및
상기 프로세서의 제어에 따라 외부와 무선 신호를 송수신하기 위한 무선통신(RF) 모듈을 포함하되,
상기 프로세서는,
특정 프레임에 할당되는 적어도 하나의 제 1 레인징 채널의 할당 정보가 기지국으로부터 수신되면, 상기 할당 정보를 이용하여 상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널의 기회 인덱스(opportunity index)를 판단하도록 제어하되,
상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널이 비동기 레인징 채널(NS-RCH)인 경우, 상기 비동기 레인징 채널의 기회 인덱스를 기 설정된 기회 인덱스 범위의 최초 값으로 판단하고, 상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널이 동기 레인징 채널(S-RCH)인 경우, 상기 비동기 레인징 채널의 기회 인덱스를 상기 기회 인덱스 범위의 최후 값으로 판단하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
제 10항에 있어서,
상기 프로세서는,
동적으로 할당되는 적어도 하나의 제 2 레인징 채널의 할당 정보가 상기 기지국으로부터 수신되면, 상기 적어도 하나의 제 2 레인징 채널의 기회 인덱스를 판단하도록 제어하되,
상기 제 1 레인징 채널의 기회 인덱스의 판단 결과에 따른 기회 인덱스의 값을 제외한 기회 인덱스 범위에서, 상기 제 2 레인징 채널의 할당 정보에서 시간 영역상으로 할당된 위치에 따라 순서대로 상기 적어도 하나의 제 2 레인징 채널의 기회 인덱스를 각각 판단하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
제 10항 또는 제 11항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 적어도 하나의 레인징 채널 중 어느 하나를 통하여 레인징 코드가 상기 기지국으로 전송되도록 하고, 상기 기지국으로부터 수신되는 레인징 긍정응답(AAI_RNG-ACK) 메시지 및 상기 코드를 전송한 레인징 채널의 기회 인덱스를 이용하여 상기 전송한 레인징 코드의 수신 결과를 판단하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
제 10항에 있어서,
상기 비동기 레인징 채널의 기회 인덱스는 0b00이고,
상기 동기 레인징 채널의 기회 인덱스는 0b11인 것을 특징으로 하는 단말 장치.
제 10항에 있어서,
상기 기지국은,
소형 사이즈 셀(small size cell) 기지국 및 레거시(legacy) 시스템을 지원 기지국을 제외한 개량 기지국(ABS)인 것을 특징으로 하는 단말 장치.
제 11항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제 1 레인징 채널의 할당정보는,
상기 제 1 레인징 채널이 상기 비동기 레인징 채널인 경우 수퍼프레임헤더(SFH)를 통해 수신되고,
상기 제 1 레인징 채널이 상기 동기 레인징 채널인 경우 상기 수퍼프레임헤더(SFH) 또는 시스템 설정 기술자(AAI_SCD) 메시지를 통해 수신되며,
상기 적어도 하나의 제 2 레인징 채널의 할당정보는 맵(A-MAP) 또는 핸드오버 명령(AAI_HO-CMD) 메시지를 통하여 수신되는 것을 특징으로 하는 단말 장치.