KR20120083619A - 분산 안테나 시스템에서 레인징을 수행하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

분산 안테나 시스템에서 레인징을 수행하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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KR20120083619A
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Abstract

본 발명은 분산 안테나 시스템에서 레인징을 수행하기 위한 것으로서, 단말의 동작은, 각 안테나 포트 그룹에 대한 레인징 코드 할당을 알리는 정보인 그룹 별 레인징 코드 구성 정보를 획득하는 과정과, 상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹을 판단하는 과정과, 상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹에 할당된 레인징 코드들 중 하나를 이용하여 레인징을 수행하는 과정을 포함한다.

Description

분산 안테나 시스템에서 레인징을 수행하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR RANGING IN DISTRIBUTED ANTENNA SYSTEM}
본 발명은 분산 안테나 시스템(DAS : Distrubuted Antenna System)에 관한 것으로, 특히, 분산 안테나 시스템에서 레인징 코드를 적절히 할당하여 효과적으로 레인징을 수행하기 위한 것이다.
무선통신 시스템에서, 단말이 통신을 수행하기 위해서 기지국 등 무선 접속을 제공하는 객체에 접속하고, 통신을 수행하기 위한 시스템 정보들을 획득하는 절차들이 수행되어야 한다. 상기 절차들의 구체적인 과정은 시스템이 채택한 규격에 따라 달라진다. 예를 들어, 단말은 프리앰블(preamble) 등의 신호를 이용하여 하향링크 물리 동기(downlink physical synchronization)를 획득하고, 접속을 위해 필요한 파라미터들을 포함하는 시스템 정보를 획득한다.
접속 과정 중, 레인징(ranging) 절차가 수행될 수 있다. 상기 레인징은 단말의 신호 전송이 기지국에 맞추어지도록 시간 오프셋(time offset), 주파수 오프셋(frequency offset), 전력 조절(power adjustment) 등을 결정하는 절차를 의미한다. 일반적으로, 상기 레인징은 단말이 레인징 코드를 송신하는 것으로 시작된다. 이를 위해, 기지국은 하향링크 제어 메시지를 통해 레인징을 위해 할당된 채널 및 레인징 코드의 구성 정보를 단말들에게 제공한다. 상기 기지국에 접속하기를 원하는 단말은 상기 제어 메시지에 포함된 정보에 따라 레인징 코드를 송신하고, 상기 기지국은 레인징 코드의 수신 상태를 이용하여 상기 시간 오프셋 등을 조절한다.
전통적인 무선통신 시스템은 하나의 기지국이 하나의 셀(cell)을 담당함으로써, 각 기지국은 자신의 셀 내에 위치한 모든 단말들의 무선 접속을 직접 제어한다. 따라서, 일반적으로, 상술한 레인징 절차를 비롯한 접속 절차들은 하나의 기지국이 하나의 셀을 담당하는 상황을 전제하여 정의된다. 하지만, 최근 사용자들의 다양한 서비스 수요 및 서비스 품질에 대한 요청에 따라, 점차 높은 전송률을 지원할 수 있는 시스템의 필요하게 되었다. 이에 따라, 하나의 기지국 장치가 하나의 셀을 담당하는 종래의 방식을 벗어나, 다양한 구조의 무선통신 시스템이 연구?개발 중에 있다. 이에 따라, 종래의 무선통신 시스템을 전제하여 정의된 시그널링 절차가 새로운 구조의 시스템에 그대로 적용되지 못하는 경우가 발생할 수 있다.
따라서, 새로운 구조의 무선통신 시스템에 최적화된 시그널링 절차, 특히, 레인징 절차와 같은 초기 접속 절차가 제안되어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 분산 안테나 시스템에서 레인징을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 분산 안테나 시스템에서 레인징 코드를 할당하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 분산 안테나 시스템에서 안테나 포트들을 그룹핑하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 분산 안테나 시스템에서 단말이 속한 안테나 포트 그룹을 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 분산 안테나 시스템에서 단말이 사용할 레인징 코드를 선택하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 분산 안테나 시스템에서 단말의 동작 방법은, 각 안테나 포트 그룹에 대한 레인징 코드 할당을 알리는 정보인 그룹 별 레인징 코드 구성 정보를 획득하는 과정과, 상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹을 판단하는 과정과, 상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹에 할당된 레인징 코드들 중 하나를 이용하여 레인징을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 분산 안테나 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 각 안테나 포트 그룹에 대한 레인징 코드 할당을 알리는 정보인 그룹 별 레인징 코드 구성 정보를 송신하는 과정과, 단말로부터 수신되는 레인징 코드를 검출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3견지에 따르면, 분산 안테나 시스템에서 단말 장치는, 각 안테나 포트 그룹에 대한 레인징 코드 할당을 알리는 정보인 그룹 별 레인징 코드 구성 정보를 수신하는 모뎀과, 상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹을 판단하고, 상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹에 할당된 레인징 코드들 중 하나를 이용하여 레인징을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4견지에 따르면, 분산 안테나 시스템에서 기지국 장치는, 각 안테나 포트 그룹에 대한 레인징 코드 할당을 알리는 정보인 그룹 별 레인징 코드 구성 정보를 송신하는 모뎀과, 단말로부터 수신되는 레인징 코드를 검출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
분산 안테나 시스템에서 안테나 포트들을 그룹핑하고, 그룹 별로 레인징 코드 구성을 달리 적용함으로써, 분산 안테나 시스템에 최적화된 방식으로 레인징을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 분산 안테나 시스템의 개략적인 구조를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 분산 안테나 시스템에서 안테나 포트 그룹 구분의 예를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 분산 안테나 시스템에서 레인징 코드 할당 예를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 분산 안테나 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 분산 안테나 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 분산 안테나 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 분산 안테나 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 분산 안테나 시스템에서 레인징을 수행하기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 IEEE 802.16, 3GPP LTE 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 본 발명이 동일하게 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 분산 안테나 시스템의 개략적인 구조를 도시하고 있다.
상기 도 1을 참고하면, 매크로(macro) 기지국(110)은 매크로 셀 내에 위치한다. 상기 매크로 기지국(110)은 다수의 안테나 포트들(120)을 구비하며, 상기 안테나 포트들(120)은 상기 매크로 셀 내 서로 다른 위치에 설치된다. 상기 안테나 포트들(120) 각각은 상기 매크로 기지국(110)의 제어에 따르며, 각각 개별적인 객체로 동작하지는 아니한다. 상기 안테나 포트들(120) 각각은 상기 매크로 기지국(110)의 제어에 따라 일정 범위의 지역에 위치한 단말들과 신호를 송수신한다. 상기 일정 범위는 핫 스팟 지역(hot spot area), 소형 셀(small cell) 등으로 지칭될 수 있다. 상기 안테나 포트들(120)은 동시에 서로 다른 신호를 송수신할 수 있다. 상기 도 1에 도시된 바와 같은 구조를 통해, 시스템은 셀 전체에서 우수한 채널 품질을 제공할 수 있다. 상기 도 1에서, 상기 안테나 포트들(120) 각각에 연결된 안테나 개수는 1개로 도시되었으나, 본 발명의 실시 예에 따라 상기 안테나 포트들(120) 각각은 다수의 안테나들과 연결될 수 있다.
레인징 코드들은 코드들 간 간섭이 최소화되도록 설계된다. 또한, 주파수 자원 또는 시간 슬롯들을 중첩되지 아니하게 사용하는 등의 해법을 통해 셀들 간 간섭이 최소화될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 시스템은 매크로 셀 내에 안테나 포트에 의해 관리되는 다수의 소형 셀들이 포함되므로, 각 안테나 포트의 레인징 코드 구성(configuration), 즉, 어느 안테나 포트에 어느 레인징 코드를 할당할지가 간섭 발생에 주요한 요인으로 작용할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라, 하나의 매크로 셀에 속한 모든 안테나 포트들이 동일한 레인징 코드 구성을 사용할 수 있다. 이 경우, 각 안테나 포트를 통한 레인징은 동일한 무선 자원을 통해 수행될 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 하나의 매크로 셀에 속한 모든 안테나 포트들이 별개의 레인징 코드 구성을 사용할 수 있다. 즉, 안테나 포트들 각각의 레인징 코드 구성이 서로 다르다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따라, 하나의 매크로 셀에 속한 안테나 포트들을 다수의 그룹들로 구분하고(partition), 그룹 별로 구분되는 레인징 코드 구성이 사용될 수 있다. 상기 그룹은 안테나 포트의 지리적 위치(location), 연결성(connectivity)에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 그룹은 도 2에 도시된 바와 같이 정의될 수 있다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 분산 안테나 시스템에서 안테나 포트 그룹 구분의 예를 도시하고 있다. 상기 도 2를 참고하면, 안테나 포트A(221), 안테나 포트B(222), 안테나 포트C(223)는 그룹A, 안테나 포트D(224), 안테나 포트E(225), 안테나 포트F(226)는 그룹B, 안테나 포트G(227), 안테나 포트H(228), 안테나 포트I(229)는 그룹C에 포함된다. 동일 그룹에 속한 적어도 하나의 안테나 포트는 동일한 레인징 코드 구성을 적용받는다. 즉, 상기 그룹A에 속한 상기 안테나 포트A(221), 상기 안테나 포트B(222), 상기 안테나 포트C(223)는 동일한 레인징 코드 구성을 사용한다. 또한, 간섭 완화를 위해, 인접한 그룹들은 서로 다른 주파수 자원 또는 서로 다른 시간 슬롯을 통해 레인징 코드를 수신한다.
그룹 별 레인징 코드 구성을 알리는 정보는 매크로 기지국 또는 각 안테나 포트를 통해 브로드캐스트(broadcast)될 수 있다. 예를 들어, 상기 그룹 별 레인징 코드 구성을 알리는 정보는 수퍼 프레임 헤더(super frame header), SIB(System Information Block) 등의 메시지를 통해 송신될 수 있다. 이에 따라, 단말은 접속할 안테나 포트가 속한 그룹을 확인하고, 해당 레인징 코드 구성에 따라 레인징을 수행한다. 상기 단말은 각 안테나 포트의 하향링크 신호를 이용하여 어느 그룹에 속하는지 판단할 수 있다. 안테나 포트들은 서로 다른 식별자(Identifier)를 사용하며, 서로 다른 하향링크 참조 신호(reference signal)을 송신한다. 따라서, 단말은 수신되는 안테나 포트의 하향링크 참조 신호를 이용하여 해당 안테나 포트에 대한 수신 전력을 측정하고, 상기 수신 전력을 이용하여 어느 그룹의 레인징 코드 구성을 사용할지 결정한다.
예를 들어, 상기 수신 전력을 이용한 그룹 판단은 다음과 같이 수행될 수 있다. 단말은 해당 그룹에 속함을 확인하기 위한 제1임계값 또는 해당 그룹에 속하지 아니함을 확인하기 위한 제2임계값을 이용할 수 있다. 동일 그룹에 속한 적어도 하나의 안테나 포트에 대한 수신 전력만이 측정된 경우, 수신 전력이 상기 제1임계값보다 크면, 상기 단말은 해당 그룹에 속한다고 판단할 수 있다. 서로 다른 그룹에 속한 2개의 안테나 포트들에 대한 수신 전력이 측정된 경우, 제1그룹에 속한 안테나 포트에 대한 수신 전력이 상기 제1임계값보다 크고, 제2그룹에 속한 안테나 포트에 대한 수신 전력이 상기 제2임계값보다 작으면, 상기 단말은 상기 제1그룹에 속한다고 판단한다. 하지만, 제1그룹에 속한 안테나 포트에 대한 수신 전력이 상기 제1임계값보다 크고, 제2그룹에 속한 안테나 포트에 대한 수신 전력이 상기 제2임계값보다 크면, 상기 단말은 상기 제1그룹 및 상기 제2그룹의 경계에 위치한다고 판단한다. 여기서, 상기 수신 전력은 채널 품질을 나타내는 다른 지표, 예를 들어, 신호대 잡음비, 신호대 간섭 및 잡음비 등으로 대체될 수 있다.
상기 도 2에 도시된 그룹A에 3개의 그룹들이 결정된 경우, 상기 그룹A에 속한 안테나 포트들로의 레인징 코드 할당은 도 3과 같이 이루어질 수 있다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 분산 안테나 시스템에서 레인징 코드 할당 예를 도시하고 있다. 상기 도 3은 그룹A에 할당된 레인징 코드들을 도시한다. 상기 도 3은 레인징 코드 인덱스의 범위를 도시한 것으로서, 레인징 코드의 인덱스들을 나열한 것을 표현한다. 상기 도 3을 참고하면, 단말은 상기 그룹A에 할당된 레인징 코드들 중 상기 그룹A에 속한 안테나 포트들에 대한 수신 전력 세기에 따라 레인징 코드를 선택한다. 즉, 각 안테나 포트는 그룹에 할당된 레인징 코드들 중 자신에게 미리 구획된(pre-partitioned) 레인징 코드들을 가진다. 예를 들어, 수신 전력의 크기가 안테나 포트A(PA ,A), 안테나 포트B(PA ,B), 안테나 포트C(PA ,C)인 경우, 단말은 제1범위(311)에 속한 레인징 코드를 송신한다. 또는, 수신 전력의 크기가 안테나 포트B(PA,B), 안테나 포트A(PA ,A), 안테나 포트C(PA ,C)인 경우, 단말은 제2범위(322)에 속한 레인징 코드를 송신한다. 만일, 그룹에 속한 안테나 포트들의 개수가 3개 이상인 경우, 레인징 코드들은 더 많은 개수의 범위들로 구획될 수 있다.
단말이 그룹들의 경계(boundary)에 위치한 경우, 상기 단말은 어느 그룹의 레인징 코드 구성에 따를지 판단이 곤란할 수 있다. 이를 위해, 기지국은 그룹들의 경계에 위치한 경우를 위한 전용(dedicated) 레인징 코드 구성을 정의할 수 있다. 이 경우, 상기 기지국은 상기 경계 전용 레인징 코드 구성을 브로드캐스트하고, 경계에 위치함이 판단되는 단말은 상기 경계 전송 레인징 코드 구성에 따라 레인징을 수행할 수 있다.
이하 본 발명은 상술한 바와 같이 레인징을 수행하는 단말 및 기지국의 동작 및 구성을 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 분산 안테나 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 4를 참고하면, 상기 단말은 401단계에서 레인징 코드 구성 정보를 획득한다. 상기 레인징 코드 구성 정보는 각 안테나 포트 그룹에 대한 레인징 코드 할당을 알리는 정보인 그룹 별 레인징 코드 구성 정보를 포함한다. 또한, 상기 레인징 코드 구성 정보는 각 안테나 포트 그룹의 레인징 채널 자원 할당 정보, 즉, 어느 주파수 자원인지 또는 어느 시간 슬롯인지를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 상기 레인징 코드 구성 정보는 기지국 또는 각 안테나 포트에 의해 브로드캐스트될 수 있다. 예를 들어, 상기 레인징 코드 구성 정보는 수퍼 프레임 헤더, SIB 등의 메시지를 통해 브로드캐스트될 수 있다. 상기 도 4에 미도시되었으나, 상기 단말은 상기 레인징 코드 구성 정보를 획득하기에 앞서, 참조 신호를 검출함으로써 동기를 획득할 수 있다.
이후, 상기 단말은 403단계로 진행하여 적어도 하나의 인접한 안테나 포트에 대한 수신 전력을 측정한다. 각 안테나 포트는 다른 안테나 포트와 구별되는 하향링크 참조 신호를 송신한다. 따라서, 상기 단말은 상기 하향링크 참조 신호를 이용하여 인접한 안테나 포트를 식별할 수 있으며, 동시에, 상기 하향링크 참조 신호를 이용하여 해당 안테나 포트에 대한 수신 전력을 측정할 수 있다.
상기 적어도 하나의 안테나 포트에 대한 수신 전력을 측정한 후, 상기 단말은 405단계로 진행하여 측정된 수신 전력을 이용하여 자신이 어느 안테나 포트 그룹에 속하는지 판단한다. 상기 단말은 측정된 적어도 하나의 수신 전력 값을 미리 정의된 적어도 하나의 임계값과 비교함으로써 자신이 속한 안테나 포트 그룹을 판단할 수 있다. 예를 들어, 해당 그룹에 속함을 확인하기 위한 제1임계값 또는 해당 그룹에 속하지 아니함을 확인하기 위한 제2임계값이 정의될 수 있다. 동일 그룹에 속한 적어도 하나의 안테나 포트에 대한 수신 전력만이 측정된 경우, 수신 전력이 상기 제1임계값보다 크면, 상기 단말은 해당 그룹에 속한다고 판단할 수 있다. 서로 다른 그룹에 속한 다수의 안테나 포트들에 대한 수신 전력만이 측정된 경우, 제1그룹에 속한 안테나 포트에 대한 수신 전력이 상기 제1임계값보다 크고, 나머지 그룹에 속한 안테나 포트에 대한 수신 전력이 상기 제2임계값보다 작으면, 상기 단말은 상기 제1그룹에 속한다고 판단할 수 있다. 또는, 제1그룹에 속한 안테나 포트에 대한 수신 전력이 상기 제1임계값보다 크고, 나머지 그룹에 속한 안테나 포트에 대한 수신 전력이 상기 제2임계값보다 크면, 상기 단말은 상기 제1그룹 및 상기 제2그룹의 경계에 위치한다고 판단할 수 있다.
이어, 상기 단말은 407단계로 진행하여 자신이 그룹들의 경계에 위치하는지 판단한다. 즉, 상기 단말은 상기 405단계에서의 판단 결과, 그룹들의 경계라고 판단되었는지 확인한다. 만일, 상기 경계에 위치하면, 상기 단말은 409단계로 진행하여 경계에 위치한 경우를 위한 전용(dedicated) 레인징 코드 구성에 따라 레인징 코드를 선택하고, 레인징을 수행한다. 상기 경계 전용 레인징 코드 구성 정보는 기지국에 의해 브로드캐스트된다. 예를 들어, 상기 경계 전용 레인징 코드 구성 정보는 상기 401단계에서 그룹 별 레인징 코드 구성 정보와 함께 획득될 수 있다.
반면, 상기 경계에 위치하지 아니하면, 즉, 특정 그룹에 속한다고 판단되면, 상기 단말은 411단계로 진행하여 안테나 포트 그룹 및 상기 그룹에 속한 안테나 포트에 대한 측정된 수신 전력을 이용하여 레인징에 이용할 레인징 코드를 선택한다. 단말은 상기 401단계에서 수신한 그룹 별 레인징 코드 구성 정보를 이용하여 각 그룹에 할당된 레인징 코드 인덱스의 범위를 알 수 있다. 각 그룹에 할당된 레인징 코드들에서 해당 그룹에 속한 안테나 포트들의 수신 전력 순서에 따라 선택 범위가 구획되어 있으며, 상기 단말은 상기 수신 전력 순서에 따른 구획 정보 또한 상기 그룹 별 레인징 코드 구성 정보를 통해 알 수 있다. 따라서, 상기 단말은 자신이 속한 그룹에 속한 안테나 포트들의 수신 전력 순서에 따라 해당 선택 범위를 확인하고, 선택 범위 내에서 하나의 레인징 코드를 선택한다. 다시 말해, 상기 단말은 상기 그룹에 할당된 레인징 코드들의 전체 범위에서, 상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹에 속한 안테나 포트들의 수신 전력 순서에 대응되는 선택 범위를 확인하고, 선택 범위 내에서 하나의 레인징 코드를 선택한다.
상기 레인징 코드를 선택한 후, 상기 단말은 413단계로 진행하여 선택된 레인징 코드를 이용하여 레인징을 수행한다. 즉, 상기 단말은 선택된 레인징 코드의 시퀀스를 이용하여 레인징 신호를 생성하고, 상기 레인징 신호를 상기 단말이 속한 그룹에게 할당된 레인징 채널 자원을 통해 송신한다. 이후, 상기 단말은 기지국과 레인징 절차를 위한 적어도 하나의 제어 메시지를 송수신할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 분산 안테나 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 5를 참고하면, 기지국은 501단계에서 레인징 코드를 나누고, 분산 설치된 안테나 포트들을 그룹핑한다. 즉, 상기 기지국은 각 안테나 포트의 지리적 위치(location), 연결성(connectivity)에 따라 안테나 포트들을 다수의 그룹들로 나눈다. 그리고, 상기 기지국은 전체 레인징 코드들을 나누어 각 그룹에 할당한다. 단, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 501단계는 기지국이 아닌 사업자 또는 시스템 운영자에 의해 수행될 수 있다. 이 경우, 상기 501단계는 생략되며, 상기 기지국은 시스템 운영자에 의해 입력되는 그룹 분할 결과 및 레인징 코드 할당 결과를 이용한다.
이후, 상기 기지국은 503단계로 진행하여 레인징 코드 구성 정보를 브로드캐스팅한다. 상기 레인징 코드 구성 정보는 각 안테나 포트 그룹에 대한 레인징 코드 할당을 알리는 정보인 그룹 별 레인징 코드 구성 정보를 포함한다. 또한, 상기 레인징 코드 구성 정보는 각 안테나 포트 그룹의 레인징 채널 자원 할당 정보, 즉, 어느 주파수 자원인지 또는 어느 시간 슬롯인지를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 상기 레인징 코드 구성 정보는 기지국 또는 각 안테나 포트에 의해 브로드캐스트될 수 있다. 즉, 상기 기지국은 상기 레인징 코드 구성 정보를 직접 송신하거나, 또는, 분산되어 설치된 안테나 포트들을 제어하여 상기 안테나 포트들을 통해 송신할 수 있다. 예를 들어, 상기 레인징 코드 구성 정보는 수퍼 프레임 헤더, SIB 등의 메시지를 통해 브로드캐스트될 수 있다.
이후, 상기 기지국은 505단계로 진행하여 단말에 의해 송신된 레인징 코드가 검출되는지 판단한다. 상기 레인징 코드는 미리 정의된 시퀀스들 중 하나이므로, 상기 기지국은 레인징 채널을 통해 수신된 신호 및 시퀀스 후보들, 즉, 유효한 레인징 코드들 각각 간의 상관(correlation)을 통해 어느 시퀀스가 송신되었는지 판단할 수 있다.
상기 레인징 코드가 검출되면, 상기 기지국은 507단계로 진행하여 상기 레인징 코드 인덱스를 이용하여 단말이 속한 안테나 포트 그룹을 판단하고, 또한, 단말이 측정한 각 안테나 포트에 대한 수신 전력의 순서를 판단한다. 그리고, 상기 기지국은 509단계로 진행하여 상기 단말과 레인징 절차를 수행한다. 예를 들어, 상기 기지국은 상기 단말과 레인징 절차를 위한 적어도 하나의 제어 메시지를 송수신할 수 있다. 단, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 509단계는 생략될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 분산 안테나 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 단말은 RF(Radio Frequency)처리부(610), 모뎀(620), 저장부(630), 제어부(640)를 포함하여 구성된다.
상기 RF처리부(610)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(610)는 상기 모뎀(620)으로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(610)는 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(Digital to Analog Convertor), ADC(Analog to Digital Convertor) 등을 포함할 수 있다.
상기 모뎀(620)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, OFDM(Orthgonal Frequency Division Multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 모뎀(620)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산 및 CP(Cyclic Prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 모뎀(620)은 상기 RF처리부(610)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 상기 모뎀(620)은 기지국 및 안테나 포트에 의해 송신되는 참조 신호를 검출한다.
상기 저장부(630)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 사용자 컨텐츠 등의 데이터를 저장한다. 그리고, 상기 저장부(630)는 상기 제어부(610)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다. 또한, 상기 저장부(630)는 레인징 코드들의 시퀀스 값들을 저장한다. 또한, 상기 저장부(630)는 기지국으로부터 수신되는 레인징 코드 구성 정보를 저장한다.
상기 제어부(640)는 상기 단말의 전반적인 기능을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(640)는 송신 트래픽 패킷 및 제어 메시지를 생성하여 상기 모뎀(420)으로 제공하고, 상기 모뎀(420)으로부터 제공되는 수신 트래픽 패킷 및 제어 메시지를 해석한다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부(640)는 레인징 코드 구성 정보를 획득하고, 상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹에 따라 레인징 코드를 선택하기 위한 기능들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(640)는 상기 단말이 상기 도 4에 도시된 절차와 같이 동작하도록 제어한다.
상기 레인징 코드 구성 정보 획득 및 레인징 코드 선택을 위한 상기 제어부(640)의 동작을 살펴보면 다음과 같다. 상기 제어부(640)는 상기 RF처리부(610) 및 상기 모뎀(620)을 통해 수신되는 브로드캐스트 메시지를 통해 각 안테나 포트 그룹에 대한 레인징 코드 할당을 알리는 정보인 그룹 별 레인징 코드 구성 정보를 포함하는 상기 레인징 코드 구성 정보를 획득한다. 상기 레인징 코드 구성 정보는 기지국 또는 각 안테나 포트에 의해 브로드캐스트될 수 있다. 그리고, 상기 제어부(640)는 상기 모뎀(620)에 의해 검출된 안테나 포트들의 하향링크 참조 신호를 이용하여 적어도 하나의 인접한 안테나 포트에 대한 수신 전력을 측정하고, 측정된 수신 전력을 이용하여 상기 단말이 어느 안테나 포트 그룹에 속하는지 판단한다. 판단 결과, 상기 단말이 그룹들의 경계에 위치하면, 상기 제어부(640)는 경계 전용 레인징 코드 구성에 따라 레인징 코드를 선택하고, 레인징을 수행한다. 반면, 상기 경계에 위치하지 아니하면, 상기 제어부(640)는 내의 레인징코드선택부(642)는 안테나 포트 그룹 및 상기 그룹에 속한 안테나 포트에 대한 측정된 수신 전력을 이용하여 레인징에 이용할 레인징 코드를 선택한다. 즉, 상기 레인징코드선택부(642)는 상기 단말이 속한 그룹에 속한 안테나 포트들의 수신 전력 순서에 따라 해당 선택 범위를 확인하고, 선택 범위 내에서 하나의 레인징 코드를 선택한다. 그리고, 상기 제어부(640)는 레인징 절차를 수행한다.
상술한 상기 제어부(640)의 동작에서, 상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹을 판단하는 과정의 예는 다음과 같다. 예를 들어, 동일 그룹에 속한 적어도 하나의 안테나 포트에 대한 수신 전력만이 측정된 경우, 수신 전력이 상기 제1임계값보다 크면, 상기 제어부(640)는 해당 그룹에 속한다고 판단할 수 있다. 서로 다른 그룹에 속한 다수의 안테나 포트들에 대한 수신 전력만이 측정된 경우, 제1그룹에 속한 안테나 포트에 대한 수신 전력이 상기 제1임계값보다 크고, 나머지 그룹에 속한 안테나 포트에 대한 수신 전력이 상기 제2임계값보다 작으면, 상기 제어부(640)는 상기 제1그룹에 속한다고 판단할 수 있다. 반면, 제1그룹에 속한 안테나 포트에 대한 수신 전력이 상기 제1임계값보다 크고, 나머지 그룹에 속한 안테나 포트에 대한 수신 전력이 상기 제2임계값보다 크면, 상기 제어부(640)는 상기 제1그룹 및 상기 제2그룹의 경계에 위치한다고 판단할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 분산 안테나 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리부(710), 모뎀(720), 저장부(730), 다수의 안테나포트들(740-1 내지 704-3), 제어부(750)를 포함하여 구성된다.
상기 RF처리부(710)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(710)는 상기 모뎀(720)으로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(710)는 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다.
상기 모뎀(720)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 모뎀(720)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 모뎀(720)은 상기 RF처리부(710)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 상기 모뎀(720)은 단말에 의해 송신된 레인징 코드를 검출한다.
상기 저장부(730)는 상기 기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 사용자 트래픽 등의 데이터를 저장한다. 그리고, 상기 저장부(730)는 상기 제어부(710)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다. 또한, 상기 저장부(730)는 레인징 코드들의 시퀀스 값들을 저장한다. 또한, 상기 저장부(730)는 단말들로 브로드캐스트될 레인징 코드 구성 정보를 저장한다.
상기 다수의 안테나포트들(740-1 내지 704-3)은 상기 기지국의 본체와 이격되어 셀 내에 분산되어 설치되는 블록들로서, 상기 제어부(750)로부터 제공되는 송신 데이터를 송신하고, 수신되는 데이터를 상기 제어부(750)로 제공한다. 상기 다수의 안테나포트들(740-1 내지 704-3)은 상기 RF처리부(710)과 동일한 구성을 가지거나, 또는, 상기 RF처리부(710) 및 상기 모뎀(720)과 동일한 구성을 가질 수 있다. 상기 다수의 안테나포트들(740-1 내지 704-3)이 상기 RF처리부(710)과 동일한 구성을 가지는 경우, 상기 다수의 안테나포트들(740-1 내지 704-3)은, 상기 도 7에 도시된 바와 달리, 상기 모뎀(720)로부터 송신 데이터를 제공받을 수 있다.
상기 제어부(750)는 상기 기지국의 전반적인 기능을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(750)는 송신 트래픽 패킷 및 제어 메시지를 생성하여 상기 모뎀(420)으로 제공하고, 상기 모뎀(420)으로부터 제공되는 수신 트래픽 패킷 및 제어 메시지를 해석한다. 또한, 상기 제어부(750)는 상기 다수의 안테나포트들(740-1 내지 704-3)로 송신 데이터를 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부(750)는 본 발명에 따라 할당된 레인징 코드들에 대한 정보를 포함하는 레인징 코드 구성 정보를 전달하기 위한 기능들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(750)는 상기 기지국이 상기 도 5에 도시된 절차와 같이 동작하도록 제어한다.
상기 레인징 코드 구성 정보 전달을 위한 상기 제어부(750)의 동작을 살펴보면 다음과 같다. 상기 도 5를 참고하면, 상기 제어부(750)는 각 안테나 포트 그룹에 대한 레인징 코드 할당을 알리는 정보인 그룹 별 레인징 코드 구성 정보 및 레인징 채널 자원 할당 정보 중 적어도 하나를 포함하는 레인징 코드 구성 정보를 생성하고, 상기 레인징 코드 구성 정보를 브로드캐스트하도록 제어한다. 이때, 상기 레인징 코드 구성 정보는 기지국 또는 각 안테나 포트에 의해 브로드캐스트될 수 있다. 상기 레인징 코드 구성 정보가 기지국에 의해 송신되는 경우, 상기 제어부(750)는 상기 모뎀(720)으로 상기 레인징 코드 구성 정보를 출력한다. 상기 각 안테나 포트를 통해 상기 레인징 구성 정보가 송신되는 경우, 상기 제어부(750)는 상기 다수의 안테나포트들(740-1 내지 740-3)로 상기 레인징 구성 정보를 출력한다.
또한, 상기 모뎀(720)에 의해 단말에서 송신된 상기 레인징 코드가 검출되면, 상기 제어부(750)는 상기 레인징 코드 인덱스를 이용하여 단말이 속한 안테나 포트 그룹을 판단하고, 상기 단말이 측정한 각 안테나 포트에 대한 수신 전력의 순서를 판단한다. 그리고, 상기 제어부(750)는 상기 단말과 레인징 절차를 수행한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (32)

  1. 분산 안테나 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
    각 안테나 포트 그룹에 대한 레인징 코드 할당을 알리는 정보인 그룹 별 레인징 코드 구성 정보를 획득하는 과정과,
    상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹을 판단하는 과정과,
    상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹에 할당된 레인징 코드들 중 하나를 이용하여 레인징을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    각 안테나 포트 그룹의 레인징 채널 자원 할당 정보를 획득하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 그룹 별 레인징 코드 구성 정보는, 기지국 및 안테나 포트 중 하나에 의해 송신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹을 판단하는 과정은,
    적어도 하나의 안테나 포트에 대한 수신 전력을 측정하는 과정과,
    적어도 하나의 수신 전력 측정 값을 이용하여 상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹을 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹을 판단하는 과정은,
    동일 그룹에 속한 적어도 하나의 안테나 포트에 대한 수신 전력만이 측정된 경우, 적어도 하나의 수신 전력 측정 값이 제1임계값보다 크면, 해당 그룹에 속한다고 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹을 판단하는 과정은,
    서로 다른 그룹에 속한 다수의 안테나 포트들에 대한 수신 전력만이 측정된 경우, 제1그룹에 속한 안테나 포트에 대한 수신 전력 측정 값이 제1임계값보다 크고, 나머지 그룹에 속한 안테나 포트에 대한 수신 전력 측정 값이 제2임계값보다 작으면, 상기 제1그룹에 속한다고 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹을 판단하는 과정은,
    서로 다른 그룹들에 속한 다수의 안테나 포트들에 대한 수신 전력만이 측정된 경우, 제1그룹에 속한 안테나 포트에 대한 수신 전력이 상기 제1임계값보다 크고, 나머지 그룹에 속한 안테나 포트에 대한 수신 전력이 상기 제2임계값보다 크면, 상기 단말은 상기 제1그룹 및 상기 제2그룹의 경계에 위치한다고 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 레인징을 수행하는 과정은,
    상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹 및 상기 그룹에 속한 적어도 하나의 안테나 포트에 대한 수신 전력 측정 값을 이용하여 레인징 코드를 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 레인징 코드를 선택하는 과정은,
    상기 그룹에 할당된 레인징 코드들의 전체 범위에서, 상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹에 속한 안테나 포트들의 수신 전력 순서에 대응되는 선택 범위를 확인하는 과정과,
    상기 선택 범위 내에서 하나의 레인징 코드를 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 레인징을 수행하는 과정은,
    안테나 포트 그룹들의 경계에 위치하면, 상기 경계에 위치한 경우를 위한 전용(dedicated) 레인징 코드 구성에 따라 레인징 코드를 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 분산 안테나 시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
    각 안테나 포트 그룹에 대한 레인징 코드 할당을 알리는 정보인 그룹 별 레인징 코드 구성 정보를 송신하는 과정과,
    단말로부터 수신되는 레인징 코드를 검출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    각 안테나 포트 그룹의 레인징 채널 자원 할당 정보를 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 그룹 별 레인징 코드 구성 정보는, 기지국 및 안테나 포트 중 하나에 의해 송신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    분산 설치된 안테나 포트들을 그룹핑하는 과정과,
    각 그룹에 레인징 코드들을 나누어 할당하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    검출된 레인징 코드의 인덱스를 이용하여 상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹을 판단하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    검출된 레인징 코드의 인덱스를 이용하여 상기 단말이 측정한 각 안테나 포트에 대한 수신 전력의 순서를 판단하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 분산 안테나 시스템에서 단말 장치에 있어서,
    각 안테나 포트 그룹에 대한 레인징 코드 할당을 알리는 정보인 그룹 별 레인징 코드 구성 정보를 수신하는 모뎀과,
    상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹을 판단하고, 상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹에 할당된 레인징 코드들 중 하나를 이용하여 레인징을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 모뎀은, 각 안테나 포트 그룹의 레인징 채널 자원 할당 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 그룹 별 레인징 코드 구성 정보는, 기지국 및 안테나 포트 중 하나에 의해 송신되는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 제어부는, 적어도 하나의 안테나 포트에 대한 수신 전력을 측정하고, 적어도 하나의 수신 전력 측정 값을 이용하여 상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹을 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제어부는, 동일 그룹에 속한 적어도 하나의 안테나 포트에 대한 수신 전력만이 측정된 경우, 적어도 하나의 수신 전력 측정 값이 제1임계값보다 크면, 해당 그룹에 속한다고 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 제어부는, 서로 다른 그룹에 속한 다수의 안테나 포트들에 대한 수신 전력만이 측정된 경우, 제1그룹에 속한 안테나 포트에 대한 수신 전력 측정 값이 제1임계값보다 크고, 나머지 그룹에 속한 안테나 포트에 대한 수신 전력 측정 값이 제2임계값보다 작으면, 상기 제1그룹에 속한다고 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 제어부는, 서로 다른 그룹들에 속한 다수의 안테나 포트들에 대한 수신 전력만이 측정된 경우, 제1그룹에 속한 안테나 포트에 대한 수신 전력이 상기 제1임계값보다 크고, 나머지 그룹에 속한 안테나 포트에 대한 수신 전력이 상기 제2임계값보다 크면, 상기 단말은 상기 제1그룹 및 상기 제2그룹의 경계에 위치한다고 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 제어부는. 상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹 및 상기 그룹에 속한 적어도 하나의 안테나 포트에 대한 수신 전력 측정 값을 이용하여 레인징 코드를 선택하는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 그룹에 할당된 레인징 코드들의 전체 범위에서, 상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹에 속한 안테나 포트들의 수신 전력 순서에 대응되는 선택 범위를 확인하고, 상기 선택 범위 내에서 하나의 레인징 코드를 선택하는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제17항에 있어서,
    상기 제어부는, 안테나 포트 그룹들의 경계에 위치하면, 상기 경계에 위치한 경우를 위한 전용(dedicated) 레인징 코드 구성에 따라 레인징 코드를 선택하는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 분산 안테나 시스템에서 기지국 장치에 있어서,
    각 안테나 포트 그룹에 대한 레인징 코드 할당을 알리는 정보인 그룹 별 레인징 코드 구성 정보를 송신하는 모뎀과,
    단말로부터 수신되는 레인징 코드를 검출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    각 안테나 포트 그룹의 레인징 채널 자원 할당 정보를 송신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 그룹 별 레인징 코드 구성 정보는, 기지국 및 안테나 포트 중 하나에 의해 송신되는 것을 특징으로 하는 장치.
  30. 제27항에 있어서,
    상기 제어부는, 분산 설치된 안테나 포트들을 그룹핑하고, 각 그룹에 레인징 코드들을 나누어 할당하는 것을 특징으로 하는 장치.
  31. 제27항에 있어서,
    상기 제어부는, 검출된 레인징 코드의 인덱스를 이용하여 상기 단말이 속한 안테나 포트 그룹을 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 제27항에 있어서,
    상기 제어부는, 검출된 레인징 코드의 인덱스를 이용하여 상기 단말이 측정한 각 안테나 포트에 대한 수신 전력의 순서를 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
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