KR101521894B1

KR101521894B1 - 이동통신시스템에서 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101521894B1
Application number: KR1020080015197A
Authority: KR
Inventors: 이상민; 김영수; 권일원; 김형명; 안우근; 김대현
Original assignee: 삼성전자주식회사; 한국과학기술원
Priority date: 2008-02-20
Filing date: 2008-02-20
Publication date: 2015-05-29
Also published as: US8218482B2; KR20090089993A; US20090209260A1

Abstract

본 발명은 이동통신시스템에서 셀 영역을 벗어난 단말의 통신설정을 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, RF 신호를 모니터링하여 수신신호 레벨을 측정하고, 상기 수신신호 레벨이 임계치보다 크거나 같을 시 하향링크 구간과 상향링크 구간을 동기화하고, 상기 동기화 후, 셀 영역을 벗어난 단말의 통신을 위해 예약한 프리앰블 코드 세트 중에서 하나를 선택하고, 상기 선택한 프리앰블 코드를 상기 동기화된 하향링크에서 전송하는 제 1 단말과, 상기 하향링크 구간에서 프리앰블 코드을 수신하고, 상기 프리앰블 코드가 셀 영역을 벗어난 단말의 통신을 위한 프리앰블 코드인지를 판단하고, 상기 수신한 프리앰블 신호에 대한 응답 메시지를 제 1 단말로 전송하는 제 2 단말을 포함하여, 추가적인 오버헤드나 자원낭비 없이 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 서비스를 효율적으로 지원할 수 있는 이점이 있다.

긴급호, P2P(Peer To Peer), 프리앰블, 동기, 중계.

Description

이동통신시스템에서 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CALL SETUP IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신시스템에 관한 것으로, 특히 서비스 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 서비스를 위해 셀 경계에 있는 단말의 중계로 호설정을 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

이동통신시스템은 범죄사고 등의 위급상황이나 응급상황에 신속하게 대처하기 위해 긴급통화 기능을 지원하고 있다. 이러한 긴급 통화 기능의 기본적인 형태는 이동통신 단말기에 소정의 키를 할당하거나, 복수의 키를 눌러 긴급한 통화를 빠르게 연결하도록 하는 방식과, 이동통신 단말기의 메뉴를 이용하여 소정의 연락처로 빠른 연결이 가능하도록 하는 방식 등이 있다.

도 1은 이동통신시스템에서 P2P(Peer to Peer) 통신을 이용하여 긴급호(emergency call) 의 시나리오를 도시하고 있다.

상기 도 1을 참조하면, 기지국(101)으로부터 신호를 수신할 수 있는 셀 영 역(100)에서 존재하는 단말(102)은 무선자원(예: 주파수)을 통해 기지국(101)과 통신을 하고(104), 셀 영역 밖의 단말(103)과 같이 기지국(101)의 신호가 도달하지 않는 경우에는 상기 기지국(101)과 통신을 할 수가 없다(105). 상향 링크 전송 시점이 되면 자원을 할당받은 단말(102)은 상기 기지국(101)이 수신 가능한 전력 레벨로 상향 링크 전송을 한다(106). 이때 인접한 셀 영역 밖의 단말(103)에도 신호 전달이 가능하다(107). 따라서, 셀 영역 밖의 단말(103)이 긴급호과 같은 서비스를 요구하게 될 때에는, 직접적으로 기지국(101)과 통신을 못하기 때문에 도 1(c)에서 보는 바와 같이 인접한 상기 단말(102)을 통해 상기 기지국(101)과 긴급호 서비스를 수행할 수 있다.

여기서, 셀 영역 밖의 단말(103)이 셀 경계부분에 있는 단말(102)의 중계를 통하여 긴급호 서비스를 받기 위해서는 두 단말 사이의 동기가 필수적이다. 종래에는 긴급호을 요구하는 단말(103)과 이를 기지국(101)까지 중계하는 단말(102) 사이의 동기를 맞추기 위해, 예약된 자원을 이용하여 긴급호의 요구에 대한 Ack 메시지를 수신할 때까지 긴급호를 요구하는 단말(103)이 계속 긴급호 요청 메시지를 전송해야 한다. 이 때문에 긴급호의 요구에 대한 Ack 메시지를 수신할 때까지 단말(103)은 전력소비가 커질 수밖에 없다.

그리고, 긴급호 발생은 드물게 발생하는 것으로, 상기 기지국(101)으로부터 통신 서비스를 받고 있는 단말(102)은 언제 긴급호가 발생할지 알 수 없다. 만약 이동통신 자원 중에서 특정 시간-주파수 자원을 할당해서, 긴급호가 발생했을 경우에 이용할 자원을 항상 예약해 두고 기지국에서 사용하지 않는다면 주파수 효율성이 떨어진다. 또한 긴급호를 요청할 때, 요청하는 단말이 어떤 시간-주파수 자원에 요청 패킷을 전송한다면, 그에 해당하는 영역에 서비스받는 단말들에 간섭을 미치게 될 것이다.

상술한 바와 같이, 종래에는 서비스 영역을 벗어난 단말이 긴급한 상황인 경우, 긴급호 요청시 상기 긴급호는 언제 발생할지 셀 경계부분에 있는 단말들은 인지하기 힘들다. 이런 긴급호를 위해서 항상 예약된 시간-주파수 자원을 운용한다면, 이는 효율성에 있어서 큰 단점이 된다.

이동통신시스템에서 서비스 영역을 벗어난 단말들에 통신서비스를 지원하기 위한 장치 및 방법을 제안하여 상기 문제점을 해결하고자 한다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위한 단말에 있어서, 적어도 하나 이상의 프레임 구간 동안에 수신전력 레벨을 감시하는 모니터링부와, 상기 수신전력 레벨의 변동을 고려하여 하향링크 구간을 추정하는 동기부와, 상기 추정된 하향링크 구간의 시작점에 동기화하여 기정의된 프리앰블 코드을 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 셀 영역을 벗어난 단말을 중계하기 위한 단말에 있어서, 하향링크 구간에서 프리앰블 코드를 스캔하고, 상기 프리앰블 코드가 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위한 프리앰블 코드인지를 판단하고, 상기 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위한 프리앰블 신호에 대한 응답 메시지를 상기 프리앰블을 송신한 단말로 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제 3 견지에 따르면, 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정 및 셀 경계에 있는 단말이 상기 셀 영역을 벗어난 단말을 중계하기 시스템에 있어서, 하향링크 구간을 추정하여 동기화하고, 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위해 예약한 프리앰블 코드 세트 중에서 하나를 선택하여 상기 추정한 하향링크 구간에 전송하는 제 1 단말과, 상기 하향링크 구간에서 프리앰블 코드를 스캔하고, 상기 프리앰블 코드가 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위한 프리앰블 코드인지를 판단하고, 상기 프리앰블 신호에 대한 응답 메시지를 상기 제 1 단말로 전송하는 제 2 단말을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제 4 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위한 방법에 있어서, 적어도 하나 이상의 프레임 구간 동안에 수신전력 레벨을 감시하는 과정과, 상기 수신전력 레벨의 변동을 고려하여 하향링크 구간을 추정하는 과정과, 상기 추정된 하향링크 구간의 시작점에 동기화하여 기정의된 프리앰블 코드을 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제 5 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 셀 영역을 벗어난 단말을 중계하기 위한 방법에 있어서, 하향링크 구간에서 프리앰블 코드를 스캔하는 과정과, 상기 프리앰블 코드가 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위한 프리앰블 코드인지를 판단하는 과정과, 상기 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위한 프리앰블 신호에 대한 응답 메시지를 상기 프 리앰블을 송신한 단말로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 광대역 무선통신 시스템에서 수신신호 레벨을 측정하여 동기화한 후 전체 프리앰블 코드 중 일부 긴급호 설정을 위해 예약된 프리앰블을 사용함으로써, 추가적인 오버헤드나 자원낭비 없이 셀 영역 밖에서도 긴급호를 효율적으로 서비스할 수 있는 이점이 있다.

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 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 서비스 영역에 벗어난 단말의 긴급호를 설정하기 위한 장치 및 방법에 대해 설명하기로 한다.

하향링크 프리앰블은 셀 영역 내의 단말들이 기지국을 검출하고 채널 추정 및 동기화를 이루기 위해 사용된다. 광대역 무선통신시스템(예: IEEE 802.16e)의 경우, 고유한 프리앰블 코드는 사용하는 부반송파 세트(subcarrier set)에 의해서 정의되고, 기지국의 식별자(Cell ID)가 된다. 서비스 영역에 위치한 각 단말은, 각 기지국에서 사용하는 고유한 프리앰블 신호를 검출하여, 자신과 각 기지국과의 채널상황을 알 수 있고, 이값을 이용하여 단말이 각각 자신에게 유리한 기지국에 통신연결을 요청할 수 있다.

본 발명에서는 하향링크 프리앰블 신호를, 도 2와 같이 전체 프리앰블 신호의 세트(200) 중에서 그 일부분만 선택(202)하여 긴급호 요청 및 검출을 하기 위한 코드로 활용한다. 즉 긴급호 요청이 동시에 발생할 경우를 대비하여, 긴급호을 요청하는 각 단말이 정의된 프리앰블 세트에서 임의의 신호를 선택해서 전송할 수 있도록 하나 이상의 프리앰블 신호를 긴급호 서비스를 위해 정의할 수 있다. 이렇게 정의된 프리앰블 신호는 모든 셀에서 공통으로 사용한다.

긴급호 상황에 있는 단말의 경우, 정의된 신호들 중에서 하나의 프리앰블 신호를 전송하면 주위의 P2P 통신이 가능한 단말은 프리앰블 신호를 수신하게 된다. 수신 P2P 단말 중에 이 프리앰블 신호를 성공적으로 수신하면 긴급호가 요청된 것으로 인지하게 한다.

따라서, 전체 하향링크 프리앰블의 일부 코드를 긴급호 환경에 이용함으로써 기존의 단말과 시스템에 비해 오버헤드나 복잡도 없이 긴급호 서비스를 지원할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 프레임 동기화를 도시하고 있다. 효율적인 긴급호 인지 및 동기화를 위한 초기 과정으로 긴급호을 요청하는 단말에서 하향링크 프레임의 동기 추정 방안을 설명한다.

상기 도 3(a)에서 각 단말(302), (303), (304)은 기지국의 셀 경계 부분에서 상향링크로 전송할 데이터가 있다고 가정한다. 광대역 무선통신 시스템의 프레임 구조에서 상향링크 프레임은 상향 프레임이 시작하는 심볼을 이용하여 채널 상태의 피드백이나 ACK/NACK의 정보를 피드백하는 제어채널(306)이 상향링크 맨 앞에 위치한다(도 3(b) 참조). 또한 상향링크 전송에 있어서 단말의 송신 전력이 기지국의 송신 전력에 비해 상당히 낮기 때문에 효율적인 전송을 위해 광대역 무선통신 시스템에서 제안하는 구조와 유사하게 시간축으로 긴 시간-주파수 자원 영역(307, 308, 309)을 활용하여 각 단말들(302, 303, 304)은 데이터를 전송하고, 복수의 부반송파들을 각 단말들에 할당할 수 있다. 구현에 따라서 시간-주파수 자원할당을 버스트 구조로 자원할당을 할 수 있다.

이러한 환경에서 셀 영역(300)을 벗어나 긴급호을 요청하는 단말(305)은 연속된 시간으로 단말들의 수신 전력을 모니터링한다. 이때 상기 단말(305)은 기지국(301)과 직접적으로 통신할 수 없기 때문에, 하향링크 구간에서는 낮은 레벨의 전력이 수신되거나 수신전력이 검출될지 않을 것이다. 상기 기지국(301)에 의한 하향링크 전송이 끝나고, 각 단말들(302, 303, 304)은 할당받은 시간-주파수 자원 영역(예: 307, 308, 309)을 통해 각각 상향링크 데이터를 전송할 것이다. 이때 (310) 내지 (312)와 같이 긴급호을 요청하고자 하는 단말(305)에서 높은 수신 전력 검출이 가능할 것이다. 이렇게 연속된 프레임 동안 수신 전력 레벨을 모니터링하면 도 3(c)에서 보는 바와 같이 하향프레임의 시작 지점과 상향프레임의 시작 지점의 추정이 가능하다.

즉, 상기 도 3(c)는 상기 단말(305)에서의 수신전력 레벨을 나타낸 것으로 거리상 상기 단말(303)의 신호세기가 가장 크고(311), 다음 상기 단말(302)의 신호세기(312), 마지막으로 상기 단말(304)의 신호세기(310) 순으로 나타날 것이다. 여기서 상기 단말(305)에서 수신되는 전력레벨을 각각 도시하였지만 실제 상기 단말(305)은 세 단말들(302, 303, 304)의 전력레벨을 합한 총 전력레벨을 수신하게 될 것이다.

상술한 바와 같이, 긴급호을 요청하는 단말(305)에서 연속된 프레임 동안 수신 전력레벨을 모니터링하면, 하향프레임의 시작 지점 또는 상향링크의 시작점을 추정할 수 있다. 상기 추정된 하향링크 프레임의 시작점에서 도 4에서 보는 바와 같이 긴급호을 요청하는 단말이 상기 도 2와 같이 전체 프리앰블 코드 세트 중에서 긴급호 요청을 위해 정의된 코드 중의 하나를 선택하여 추정한 하향프레임의 시작 시간(400)에 맞추어 전송하게 한다.

광대역 무선통신 시스템에서의 프레임 구조는, 하향링크 프레임에서 프리앰블 전송(400) 후, 하향링크 자원의 할당 정보를 가진 DL-MAP 정보와 상향링크 자원의 할당 정보를 담은 UL-MAP 정보가 전송되는 구조로 구성된다. 이러한 상황에서 긴급호를 요청하는 단말(305)이 프리앰블 신호를 전송할 때, 실제 프리앰블 전송 구간보다 지연된 시간에 긴급호을 요청하는 프리앰블 신호를 전송하게 된다면, 셀 가장자리에 위치한 단말들(302, 303, 304)이 DL-MAP 및 UL-MAP의 정보 수신에 간섭의 영향을 줄 수 있을 것이다. 따라서 이러한 간섭의 상황이 발생하지 않도록 추정된 하향프레임의 시작 지점보다 약간 앞선 시간에서 긴급호를 요청하는 단말(305)이 프리앰블 신호를 전송하기 시작하고, 이에 대한 Ack가 오지 않을 경우, 소정의 타임시프트(time shift)를 주면서 프리앰블 신호를 전송함으로써 단말에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.

모든 셀의 단말(302, 303, 304)은 하향링크 프레임의 시작점에서 셀 탐색, 동기화, 채널추정 등을 위해 프리앰블을 수신한다. 여기에, 전체 프리앰블 코드 중 일부 프리앰블 코드를 이용하여 본래의 기능이 아닌 긴급호를 위해 사용하기 때문에, 단말이 셀 탐색과 동일한 과정을 통하여 긴급호를 파악할 수 있다. 즉, 수신 신호 전력이 일정 레벨의 이상인 기지국이 탐색되면 그 기지국과의 통신 환경이 우수하다고 판단할 수 있는 것처럼, 긴급호를 위해 예약된 프리앰블 신호에 대한 수신 신호 전력이 일정 임계값(threshold)을 넘어서면 긴급호가 요청된 상황으로 파악할 수 있다.

이렇게, 일정 레벨 이상의 신호 전력이 수신되면, 단말(302, 303, 304)은 긴급호가 요청된 것으로 판단하고, 기지국(301)으로 긴급호가 발생했음을 알린다. 이때 상기 기지국(301)은 긴급호 상황에 대한 동작을 수행한다. 예들 들면, 긴급호를 탐색한 단말(302, 303, 304)과 긴급호 요청 단말(305)의 P2P 통신을 위해서 시간-주파수 자원을 할당하거나, 긴급호 상황을 위해 미리 정의해 둔 자원 영역의 자원 사용을 금지시킬 수 있다. 또한 긴급호를 인지한 단말(302, 303, 304)은 자신의 긴급호 요청 신호에 대한 수신 신호 레벨 및 기지국(301)과의 채널 상황과 같은 단말의 정보를 이용하여 Ack 패킷을 만들어 긴급호 요청 단말(305)에 전송한다. 여기서, 상기 단말들(302, 303, 304)이 상기 단말(305)로 모두 Ack를 보낼 때, 상기 단말(305)은 이중 하나의 단말을 선택하여 P2P 통신을 할 수 있다고 가정한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 서비스 셀 영역에 벗어난 단말의 긴급호 설정을 위한 단말 동작의 흐름도를 도시하고 있다.

상기 도 5를 참조하면, 서비스 영역을 벗어나 즉 셀 영역의 외곽에 위치한 단말(305)은 500 단계에서 긴급상황에 있을 시 502 단계로 진행하여 수신신호를 모니터링한다. 이때 상기 단말은 직접 기지국과 통신할 수 없고 자신 주변에 있는 상향링크로 전송 중인 단말(302, 303, 304)이 송신하는 신호들을 탐색하게 될 것이다. 하향링크 구간에 대해 낮은 레벨의 신호들을 수신하게 될 것이다.

상기 단말은 504 단계에서 모니터링한 수신신호의 전력을 측정하여 506 단계에서 측정 수신전력이 임계치보다 작을 시 상기 502 진행하여 주변에 단말들의 수신신호가 검출될 때까지 신호를 모니터링한다. 반면 504 단계에서 측정 수신전력이 임계치보다 같거나 클 시 508 단계로 진행하여 하향링크 프리앰블 송신구간 측정한다.

예를 들면, 상기 도 1의 시나리오 환경에서 단말에 수신되는 신호를 연속적으로 모니터링 할 시 기지국으로부터 직접적으로 송신된 신호의 전력은 검출되지 않고 상향링크로 송신하는 인접 단말의 신호가 검출될 확률은 상당히 크기 때문에 하향링크 및 상향링크의 프레임 동기를 쉽게 찾을 수 있다.

이후, 상기 단말은 510 단계로 진행하여 긴급호를 위해 예약된 프리앰블코드 중 하나를 랜덤하게 혹은 스케줄링에 의해 선택하여 추정된 하향링크 프레임의 시작위치에 전송한다.

이후, 상기 단말은 512 단계로 진행하여 상기 프리앰블에 대한 Ack가 수신되었는지 확인하여 Ack 수신시 514 단계로 진행하여 Ack 신호를 보낸 단말(302, 303, 304 중 하나)과 P2P 연결을 수행한다.

이후, 상기 단말은 긴급호 설정 절차를 종료한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 서비스 셀 영역에 벗어난 단말의 긴급호를 중계하는 단말의 동작 흐름도를 도시하고 있다.

상기 도 6을 참조하면, 상기 셀 경계 부분에 위치하여 기지국으로부터 연결이 가능한 단말(302, 303, 304 중 하나)은 600 단계에서 하향링크 구간에서 프리앰블 신호를 스캔한다.

이후, 상기 단말은 602 단계에서 상기 스캔된 프리앰블이 긴급호를 위한 예약된 프리앰블 신호인지를 확인한다. 만약 긴급호를 위한 예약된 프리앰블 신호가 아닐시 해당모드로 동작한다. 상기 해당모드는 기존 기지국의 프리앰블을 수신하여 셀 탐색을 수행하고 동기절차를 수행한다.

반면 상기 602 단계에서 긴급호 용도로 예약된 프리앰블 신호가 검출되면 604 단계로 진행하여 기지국(301)으로 긴급호가 발생하였음을 알린다. 그리고 상기 단말은 608 단계에서 긴급호 요청 신호에 대한 수신 신호레벨 및 기지국과의 채널 상황과 같은 단말의 정보를 이용하여 ACK 패킷을 만들어 긴급호 요청한 단말(305)로 전송한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 서비스 셀 영역에 벗어난 단말의 긴급호 설정을 위한 신호 흐름도를 도시하고 있다.

상기 도 7을 참조하면, 셀 영역을 벗어나 긴급호를 요청하는 단말(305)은 셀 경계에 있는 단말(302 내지 304)이 기지국(301)과 데이터 전송(702, 703)을 할 때 상향링크에서 단말(302 내지 304)의 신호와 하향링크에서 기지국(301)의 신호를 모니터링한다(700, 701). 즉, 수신신호 레벨을 측정한다. 물론 호를 요청하는 단말(305)은 기지국과 동기화되어 있지 않기 때문에 수신된 신호가 단말의 신호인지 기지국의 신호인지를 알 수 없다. 하지만 상기 단말(305)이 셀 영역을 벗어나 있다는 것을 안다면 기지국 신호레벨이 작거나 거의 수신되지 않으므로 수신전력이 임계치보다 크거나 같은 구간을 상향링크 구간으로 나머지 신호레벨이 임계치보다 작은 구간을 하향링크 구간으로 판단할 수 있다.

이후, 긴급호를 요청하는 단말(305)은 704 단계에서 하향링크 구간을 통해 긴급호를 위해 예약된 프리앰블 신호를 전송한다.

이후, 긴급호를 요청하는 단말(305)은 705 단계에서 상기 프리앰블 신호를 수신한 셀 경계에 있는 단말로부터 Ack 응답메시지를 수신한다.

이후, 상기 프리앰블 신호를 수신한 셀 경계에 있는 단말(302 내지 304 중 하나)은 706 단계에서 기지국으로 긴급호를 알리는 메시지를 전송한다.

이후, 상기 기지국은 707 단계에서 단말(305)과 단말(302 내지 304 중 하나)이 P2P 통신을 할 수 있도록 P2P 자원을 할당한다.

이후, 상기 단말(305)과 상기 단말(302 내지 304 중 하나)은 708 단계에서 기설정된 P2P 절차에 따라 P2P 통신을 시작하여 단말의 긴급호를 기지국(301)으로 중계한다.

이후, 긴급호 설정 절차를 종료한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 긴급호를 설정을 위한 단말기를 도시하고 있다. 편의상 셀 경계에서 긴급호를 전달하는 단말기와 셀 경계를 벗어나 긴급호를 설정하는 단말기를 상기 도 8에서 같이 설명하기로 한다.

상기 도 8을 참조하면, 상기 단말은 RF처리기(800), OFDM 복조기(802), 메시지 처리부(804), 제 1 제어부(806), 메시지 생성부(808), OFDM 변조기(810), RF 처리기(812), P2P 제어부(814), 신호 모니터링부(816), 동기부(818)를 포함하여 구성된다.

상기 RF처리기(800)는 안테나를 통해 수신되는 RF(Radio Frequency)신호를 기저대역 아날로그 신호로 변환한다. 상기 OFDM 복조기(802)는 상기 RF처리기(800)로부터의 아날로그 신호를 샘플데이터로 변환하여 출력한다. 그리고, 상기 샘플데이터를 FFT(Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역의 데이터로 변환하고, 상기 주파수 영역의 데이터에서 실제 수신하고자 하는 부반송파들의 데이터를 선택하여 출력한다. 그리고, 상기 OFDM 복조기(802)는 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 복조(demodulation) 및 복호(decoding)하여 상기 메시지 처리부(804)로 출력한다.

상기 메시지 처리부( [5] 804)는 상기 OFDM 복조기( [5] 802)로부터 입력되는 제어메시지를 분해하여 그 결과를 제 1 제어부(806)로 제공한다. 그리고, P2P 통신모드로 전환된 상태에서 상기 메시지 처리부(804)는 상기 OFDM 복조기(802)로부터 입력되는 P2P 제어메시지를 분해하여 그 결과를 상기 P2P 제어부(814)로 제공한다.

상기 제 1 제어부(806)는 상기 메시지 처리부(804)로부터 제공받은 정보들에 대한 해당 처리를 수행하고, 그 결과를 메시지 생성부(808)로 제공한다. 그리고, P2P 통신모드로 전환된 상태에서 상기 P2P 제어부(814)는 상기 메시지 처리부(504)로부터 제공받은 P2P 통신을 위한 제어정보들에 대한 해당 처리를 수행하고, 그 결과를 메시지 생성부(808)로 제공한다.

본 발명에 더하여, 셀 영역을 벗어나 긴급호를 요청하는 단말일 경우, 상기 제 1 제어부(806)는 상기 동기화 후, 긴급호를 위해 예약한 프리앰블 코드 세트 중에서 하나를 선택하여 상기 선택한 프리앰블 코드를 상기 동기화된 하향링크 시작점에서 전송한다. 여기서, 상기 예약한 프리앰블 코드 세트는 전체 프리앰블 코드 세트 중 일부이다. 또한, 상기 제 1 제어부(806)는 상기 긴급호를 위한 프리앰블에 대한 Ack 응답 메시지 수신한다. 만약 상기 제 1 제어부(806)는 상기 Ack 응답 메시지를 수신하지 못할 시, 상기 긴급호를 위한 프리앰블을 재선택하여 다시 전송한다.

상기 P2P 제어부(814)는 상기 제 1 제어부(806)로부터 P2P 통신 활성화 제어신호를 받아 Ack 응답 메시지를 전송한 단말과 P2P 연결을 수행한다.

상기 신호 모니터링부(816)는 RF 신호를 모니터링하여 수신신호 레벨을 측정하여 상기 동기부(818)로 제공한다. 상기 동기부(818)는 상기 수신신호 레벨이 임계치보다 크거나 같을 시 하향링크 구간과 상향링크 구간에 대한 동기정보를 상기 제 1 제어부(806)로 제공한다.

상기 신호를 모니터링할 시, 상기 셀 영역을 벗어난 단말은 기지국으로부터 낮은 레벨의 신호를 수신하고 인접해 있는 주변 단말들로부터 높은 레벨의 신호를 수신하게 된다. 즉, 상기 셀 영역을 벗어난 단말은 기지국과 직접 통신연결을 할 수 없는 것을 알고 있어, 상기 하향링크 구간에는 낮은 신호레벨이 감지되고 상기 상향링크 구간에는 인접한 단말들의 데이터 전송으로 높은 신호레벨이 감지될 것이다.

셀 경계 부분에서 긴급호를 중계하는 단말일 경우, 상기 제 1 제어부(806)는 하향링크 구간에서 프리앰블 코드을 스캔하고, 상기 프리앰블 코드가 긴급호를 위한 프리앰블 코드인지를 판단하고, 상기 긴급호를 위한 프리앰블 신호에 대한 Ack 응답 메시지를 긴급호를 요청한 단말로 전송한다.

상기 제 1 제어부(806)는 상기 긴급호를 위한 프리앰블 코드일 경우 긴급호 요청이 발생했음 알리는 메시지를 기지국으로 전송하고, 상기 기지국으로부터 P2P(Peer to Peer) 자원을 할당받는다. 그리고 상기 제 1 제어부(806)는 상기 프리앰블 코드가 긴급호를 위한 프리앰블 코드가 아닐 경우 기설정된 셀 탐색 및 동기화 절차를 수행한다.

상기 P2P 제어부(814)는 상기 제 1 제어부(806)로부터 P2P 통신 활성화 제어신호를 받아 긴급호를 요청한 단말과 P2P 연결 절차를 수행한다.

상기 메시지 생성부(808)는 상기 제 1 제어부(806) 혹은 상기 P2P 제어부(814)로부터 제공받은 각종 정보들을 가지고 메시지를 생성하여 물리계층의 상기 OFMD 변조기(810)로 출력한다. 예를 들어, 상기 메시지 생성부(808)는 주변 단말들의 정보를 요청하는 메시지 등을 생성한다.

상기 OFMD 변조기(810)는 상기 메시지 생성부(808)로부터의 데이터를 미리 정해진 변조수준(MCS레벨)에 따라 부호 및 변조한다. 그리고, 상기 변조된 데이터를 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)하여 샘플데이터(OFDM 심볼)를 출력한다. 그리고, 상기 샘플데이터를 아날로그 신호로 변환하여 상기 RF 처리부(812)로 출력한다. 상기 RF처리기(812)는 상기 아날로그 신호를 RF(Radio Frequency) 신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.

여기서, 상기 제 1 제어부(806)는 교환국 혹은 기지국을 통한 일반적인 이동통신 프로토콜 처리 수행중 필요한 정보를 물리계층의 해당 구성부로 제공받거나, 물리계층의 해당 구성부로 제어신호를 발생한다. 상기 제 1 제어부(806)는 송신부와 수신부를 TDD(Time Division Duplex) 또는 FDD(Frequency Division Duplex) 모 드로 제어하여 사용할 수 있다.

반면, 상기 P2P 제어부(814)는 단말간 P2P 통신 프로토콜을 처리 수행중 필요한 정보를 물리계층의 해당 구성부로 제공받거나, 물리계층의 해당 구성부로 제어신호를 발생한다.

상술한 구성에서, 상기 제1 제어부(806)는 프로토콜 제어부로서, 상기 메시지 처리부(804), 상기 메시지 생성부(808), 상기 P2P 제어부(814), 상기 신호 모니터링부(816), 상기 동기부(818)를 제어한다. 즉, 상기 제1 제어부(806)는 상기 메시지 처리부(804), 상기 메시지 생성부(808), 상기 P2P 제어부(814), 상기 신호 모니터링부(816), 상기 동기부(818)의 기능을 수행할 수 있다. 본 발명에서 이를 별도로 구성한 것은 각 기능들을 구별하여 설명하기 위함이다. 따라서, 실제로 구현하는 경우 이들 모두를 상기 제 1 제어부(806)에서 처리하도록 구성할 수 있으며, 이들 중 일부만 상기 제 1 제어부(806)에서 처리하도록 구성할 수 있다.

본 발명은 긴급호를 예를 들어 설명하였지만, 긴급호가 아닌 일반 호를 요구하는 단말도 적용가능하다.

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.

도 1은 이동통신시스템에서 P2P 통신을 이용하여 긴급호(emergency call) 의 시나리오 예시도,

도 2는 본 발명에 따른 긴급호 서비스를 위한 하향링크의 프리앰블 사용 예시도,

도 3은 본 발명에 실시예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 하향링크 프레임 동기화를 위한 시나리오 예시도,

도 4는 본 발명에 따른 동기에 따른 프리앰블 전송 신호 예,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 서비스 셀 영역에 벗어난 단말의 긴급호 설정을 위한 단말 동작의 흐름도,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 서비스 셀 영역에 벗어난 단말의 긴급호를 중계하는 단말의 동작 흐름도,

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 서비스 셀 영역에 벗어난 단말의 긴급호를 설정을 위한 신호 흐름도 및,

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 서비스 셀 영역에 벗어난 단말의 긴급호 설정 및 중계를 위한 장치도.

Claims

광대역 무선통신 시스템에서 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위한 단말에 있어서,

적어도 하나 이상의 프레임 구간 동안에 수신전력 레벨을 감시하는 모니터링부와,

상기 수신전력 레벨의 변동을 고려하여 하향링크 구간을 추정하는 동기부와,

상기 추정된 하향링크 구간의 시작점에 동기화하여 기정의된 프리앰블 코드를 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
제 1항에 있어서,

상기 기정의된 프리앰블은 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위해 예약된 프리앰블 코드 세트 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 단말.
제 2항에 있어서,

상기 예약된 프리앰블 코드 세트는 전체 프리앰블 코드 세트 중 기지국이 사용하지 않는 적어도 하나 이상의 프리앰블 코드인 것을 특징으로 하는 단말.
제 1항에 있어서,

상기 동기부는

상기 수신전력 레벨이 임계치보다 크거나 같은 구간을 상향링크 구간으로 동기화하고, 상기 수신전력 레벨이 임계치보다 작은 구간을 하향링크 구간으로 동기화하는 것을 특징으로 하는 단말.
제 1항에 있어서,

상기 제어부는

상기 기정의된 프리앰블 코드에 대한 응답 메시지를 해당 단말로부터 수신하고, 상기 응답 메시지 수신 후, 응답 메시지를 전송한 상기 해당 단말과 P2P(Peer to Peer) 연결설정을 수행하는 것을 특징으로 하는 단말.
제 5항에 있어서,

상기 제어부는

상기 응답 메시지를 수신하지 못할 시, 예약된 프리앰블 코드 세트 중에 다른 프리앰블 코드를 선택하여 전송하는 것을 특징으로 하는 단말.
제 1항에 있어서,

상기 프리앰블 코드를 상기 하향링크 구간 시작점보다 소정시간 앞선 시점에 전송하고, 이에 대한 응답 메시지가 수신되지 않을 시, 프리앰블 코드 전송 시점을 상기 하향링크 구간 시작점으로 근접하도록 변경하고 상기 프리앰블 코드 혹은 다른 프리앰블 코드를 전송하는 것을 특징으로 하는 단말.
광대역 무선통신 시스템에서 셀 영역을 벗어난 단말을 중계하기 위한 단말에 있어서,

하향링크 구간에서 프리앰블 코드를 스캔하고, 상기 프리앰블 코드가 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위한 프리앰블 코드인지를 판단하고, 상기 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위한 프리앰블 신호에 대한 응답 메시지를 상기 프리앰블을 송신한 단말로 전송하는 제어부를 포함하고,

상기 제어부는, 상기 프리앰블 코드가 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위한 프리앰블 코드가 아닐 경우 기설정된 셀탐색 및 동기화 절차를 수행하는 것을 특징으로 하는 중계를 위한 단말.
제 8항에 있어서,

상기 제어부는

상기 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위한 프리앰블 코드일 경우 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정 요청이 발생했음 알리는 메시지를 기지국으로 전송하고, 상기 기지국으로부터 P2P(Peer to Peer) 자원을 할당받은 후, 상기 P2P 자원을 이용하여 상기 프리앰블을 송신한 단말과 P2P 연결을 수행하는 것을 특징으로 하는 중계를 위한 단말.
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셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정 및 셀 경계에 있는 단말이 상기 셀 영역을 벗어난 단말을 중계하기 위한 시스템에 있어서,

하향링크 구간을 추정하여 동기화하고, 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위해 예약한 프리앰블 코드 세트 중에서 하나를 선택하여 상기 추정한 하향링크 구간에 전송하는 제 1 단말과,

상기 하향링크 구간에서 프리앰블 코드를 스캔하고, 상기 프리앰블 코드가 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위한 프리앰블 코드인지를 판단하고, 상기 프리앰블 신호에 대한 응답 메시지를 상기 제 1 단말로 전송하는 제 2 단말을 포함하고,

상기 제 2 단말은, 상기 프리앰블 코드가 상기 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위한 프리앰블 코드가 아닐 경우, 기설정된 셀 탐색 및 동기화 절차를 수행하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제 11항에 있어서,

상기 제 2 단말이 스캔한 프리앰블이 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위한 프리앰블 코드일 경우, 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정 요청이 발생했음을 알리는 메시지를 수신하고, 상기 제 1 단말과 상기 제 2 단말 사이의 P2P(Peer to Peer) 통신을 위한 자원을 할당하는 기지국을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
광대역 무선통신 시스템에서 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위한 방법에 있어서,

적어도 하나 이상의 프레임 구간 동안에 수신전력 레벨을 감시하는 과정과,

상기 수신전력 레벨의 변동을 고려하여 하향링크 구간을 추정하는 과정과,

상기 추정된 하향링크 구간의 시작점에 동기화하여 기정의된 프리앰블 코드를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13항에 있어서,

상기 기정의된 프리앰블을 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위해 예약된 프리앰블 코드 세트 중에서 선택하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 14항에 있어서,

상기 예약된 프리앰블 코드 세트는 전체 프리앰블 코드 세트 중 기지국이 사용하지 않는 적어도 하나 이상의 프리앰블 코드인 것을 특징으로 하는 방법.
제 13항에 있어서,

상기 하향링크 구간을 추정하는 과정은

상기 수신전력 레벨이 임계치보다 크거나 같은 구간을 상향링크 구간으로 동기화하고, 상기 수신전력 레벨이 임계치보다 작은 구간을 하향링크 구간으로 동기화하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13항에 있어서,

상기 기정의된 프리앰블 코드에 대한 응답 메시지를 수신하는 과정과,

상기 응답 메시지 수신 후, 응답 메시지를 전송한 단말과 P2P(Peer to Peer) 연결설정을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 17항에 있어서,

상기 응답 메시지를 수신하지 못할 시, 예약된 프리앰블 코드 세트 중에 다른 프리앰블 코드를 선택하여 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13항에 있어서,

상기 프리앰블 코드를 상기 하향링크 구간 시작점보다 소정시간 앞선 시점에 전송하고, 이에 대한 응답 메시지가 수신되지 않을 시, 프리앰블 코드 전송 시점을 상기 하향링크 구간 시작점으로 근접하도록 변경하고 상기 프리앰블 코드 혹은 다른 프리앰블 코드를 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
광대역 무선통신 시스템에서 셀 영역을 벗어난 단말을 중계하기 위한 방법에 있어서,

하향링크 구간에서 프리앰블 코드를 스캔하는 과정과,

상기 프리앰블 코드가 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위한 프리앰블 코드인지를 판단하는 과정과,

상기 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위한 프리앰블 신호에 대한 응답 메시지를 상기 프리앰블을 송신한 단말로 전송하는 과정을 포함하고,

상기 프리앰블 코드가 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위한 프리앰블 코드가 아닐 경우 기설정된 셀탐색 및 동기화 절차를 수행하는 것을 특징으로 하는 중계를 위한 방법.
제 20항에 있어서,

상기 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정을 위한 프리앰블 코드일 경우 셀 영역을 벗어난 단말의 통신 설정 요청이 발생했음 알리는 메시지를 기지국으로 전송하는 과정과,

상기 기지국으로부터 P2P(Peer to Peer) 자원을 할당받은 후, 상기 P2P 자원을 이용하여 상기 프리앰블을 송신한 단말과 P2P 연결을 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중계를 위한 방법.
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