KR20120031702A - 광대역 무선 접속 시스템에서 2 단계 레인징을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

광대역 무선 접속 시스템에서 2 단계 레인징을 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선 접속 시스템에서 레인징 절차에 관한 것으로, 단말의 동작은, 2 단계 레인징을 위해 할당된 레인징 코드들 중 하나인 제1레인징 코드를 송신하는 과정과, 미리 정의된 규칙에 따라 상기 제1레인징 코드와 대응되는 제2레인징 코드를 결정하는 과정과, 상기 제1레인징 코드로 수신자를 표시하는 제1자원 할당 정보 및 상기 제2레인징 코드로 수신자를 표시하는 제2자원 할당 정보를 수신하는 과정과, 상기 제1자원 할당 정보에 의해 할당된 자원을 통해 제1레인징 요청 메시지를, 상기 제2자원 할당 정보에 의해 할당된 자원을 통해 제2레인징 요청 메시지를 송신하는 과정을 포함한다.

Description

광대역 무선 접속 시스템에서 2 단계 레인징을 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR 2-STEP RANGING IN BROADBAND WIRELESS ACCESS SYSTEM}
본 발명은 광대역 무선 접속 시스템에 관한 것으로, 특히, 광대역 무선 접속 시스템에서 2 단계(2-step) 레인징을 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
대표적인 차세대 통신 시스템인 IEEE(Institute of Electrical and Electronical Engineers) 802.16e 시스템은 국내에서 Wibro, 국제적으로는 WiMAX로 불리는 광대역 무선통신 기술로서, 광대역(Broadband) 전송 네트워크를 지원하기 위해 물리 채널(Physical Channel)에 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 채용한다.
기존 설치된 IEEE 802.16e 시스템의 성능 향상을 위해 업그레이드가 추가로 진행되고 있다. 예를 들어, 상향링크 관리 메시지들에 대한 메시지 분할과, HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 적용 등이 있다. 상향링크 관리 메시지들을 분할하여 전송하거나 HARQ를 적용하면, 커버리지(coverage) 증대 효과가 발생하며, 이에 따라 넓은 지역에 있는 단말들과 더욱 안정적인 통신이 가능해진다.
단말이 기지국으로부터 할당받은 자원이 없는 경우, 단말은 임의의 레인징 코드(ranging code)를 전송한다. 이때, 단말들은 각자 임의의 레인징 코드를 선택한다. 따라서, 우연히 같은 레인징 코드를 선택하는 경우 충돌이 발생할 수 있다. 이 경우, 단말은 일정 시간 이후 다시 임의의 레인징 코드를 선택하여 전송하는 절차를 수행한다. 임의의 레인징 코드를 성공적으로 수신한 기지국은 어떤 단말이 레인징 코드를 전송한 것인지 알 수 없으므로, 일반적인 자원 할당 정보와 달리, 레이징 코드를 수신한 프레임 번호 및 수신된 레인징 코드의 인덱스를 이용하여 자원을 할당한다. 상기 자원을 통해, 단말은 기본적인 정보를 포함하는 레인징 요청(RNG-REQ : Ranging Request) 메시지를 송신한다. 상기 레인징 요청 메시지는 단말에서 최초로 전송되는 메시지이므로, 링크 적응(Link adaptation) 과정을 제대로 수행하지 못한 상태로 송신된다. 따라서, 기지국은 상기 레인징 요청 메시지에 강건한(robust) MCS(Modulation and Coding Scheme) 및 반복(repetition)을 적용할 수 밖에 없고, 이는 커버리지 면에서의 제약 사항이 된다. 그러므로, 상향링크 관리 메시지 중 하나인 상기 레인징 요청 메시지에 HARQ를 적용하면, 커버리지 증대 효과가 발생하여 기지국은 더 넓은 지역에 있는 단말들을 지원할 수 있게 된다.
그러나, 상기 HARQ를 적용한다 하더라도, 상기 레인징 요청 메시지의 크기(size)가 일정 크기 이상이 되기 때문에, 다수의 서브채널(Subchannel)들을 점유한다. 결과적으로, 상기 HARQ 기법을 적용하더라도, 점유하는 자원의 양에 따라, 실질적인 커버리지 증대 효과를 얻는 데는 한계가 따른다. 따라서 메시지를 분할하여 전송하는 방안, 즉, 상기 레인징 메시지를 다수의 메시지들로 분할하여 송신하는 방안이 함께 적용되었다. 이를 2 단계(2-step) 레인징이라 한다. 하지만, 상기 레인징 메시지가 다수의 메시지들로 분할됨에 따라, 통상의 자원 할당 절차가 분할된 메시지들의 개수에 비례하여 추가적으로 필요하며, 그 결과, 레인징 절차를 위해 필요한 시간이 길어지게 된다. 따라서, 2 단계 레인징에 있어서, 시간 지연을 최소화하기 위한 대안이 제시되어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선 접속 시스템에서 2 단계 레인징으로 인한 시간 지연을 최소화하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선 접속 시스템에서 별도의 자원 요청 없이 제2레인징 요청 메시지를 위한 자원을 할당하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선 접속 시스템에서 제2레인징 요청 메시지를 위한 자원 할당 정보를 식별하기 위한 레인징 코드 인덱스를 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 광대역 무선 접속 시스템에서 단말의 동작 방법은, 2 단계 레인징을 위해 할당된 레인징 코드들 중 하나인 제1레인징 코드를 송신하는 과정과, 미리 정의된 규칙에 따라 상기 제1레인징 코드와 대응되는 제2레인징 코드를 결정하는 과정과, 상기 제1레인징 코드로 수신자를 표시하는 제1자원 할당 정보 및 상기 제2레인징 코드로 수신자를 표시하는 제2자원 할당 정보를 수신하는 과정과, 상기 제1자원 할당 정보에 의해 할당된 자원을 통해 제1레인징 요청 메시지를, 상기 제2자원 할당 정보에 의해 할당된 자원을 통해 제2레인징 요청 메시지를 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 단말로부터 2 단계 레인징을 위해 할당된 레인징 코드들 중 하나인 제1레인징 코드를 수신하는 과정과, 미리 정의된 규칙에 따라 상기 제1레인징 코드와 대응되는 제2레인징 코드를 결정하는 과정과, 상기 제1레인징 코드로 수신자를 표시하는 제1자원 할당 정보 및 상기 제2레인징 코드로 수신자를 표시하는 제2자원 할당 정보를 송신하는 과정과, 상기 제1자원 할당 정보에 의해 할당된 자원을 통해 제1레인징 요청 메시지를, 상기 제2자원 할당 정보에 의해 할당된 자원을 통해 제2레인징 요청 메시지를 수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3견지에 따르면, 광대역 무선 접속 시스템에서 단말 장치는, 2 단계 레인징을 위해 할당된 레인징 코드들 중 하나인 제1레인징 코드를 송신하고, 상기 제1레인징 코드로 수신자를 표시하는 제1자원 할당 정보 및 제2레인징 코드로 수신자를 표시하는 제2자원 할당 정보를 수신하고, 상기 제1자원 할당 정보에 의해 할당된 자원을 통해 제1레인징 요청 메시지를 송신하고, 상기 제2자원 할당 정보에 의해 할당된 자원을 통해 제2레인징 요청 메시지를 송신하는 모뎀과, 미리 정의된 규칙에 따라 상기 제1레인징 코드와 대응되는 상기 제2레인징 코드를 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 장치는, 단말로부터 2 단계 레인징을 위해 할당된 레인징 코드들 중 하나인 제1레인징 코드를 수신하고, 상기 제1레인징 코드로 수신자를 표시하는 제1자원 할당 정보 및 제2레인징 코드로 수신자를 표시하는 제2자원 할당 정보를 수신하고, 상기 제1자원 할당 정보에 의해 할당된 자원을 통해 제1레인징 요청 메시지 수신하고, 상기 제2자원 할당 정보에 의해 할당된 자원을 통해 제2레인징 요청 메시지를 수신하는 모뎀과, 미리 정의된 규칙에 따라 상기 제1레인징 코드와 대응되는 상기 제2레인징 코드를 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
광대역 무선 접속 시스템에서 레인징 요청 메시지를 2 이상의 단계로 분할하여 보내어 상향링크 커버리지(coverage)를 개선하면서도, 이로 인한 추가 지연의 증가를 최소화함으로써, 전체 지연을 감소시켜 서비스 품질이 개선된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 레인징 절차를 위한 신호 교환을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 레인징 코드의 할당을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 접속 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 광대역 무선 접속 시스템에서 2 단계 레인징으로 인한 시간 지연을 최소화하기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 본 발명은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식의 무선통신 시스템을 예로 들어 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 레인징 절차를 위한 신호 교환을 도시하고 있다. 상기 도 1과 같은 레인징 절차는, 초기 레인징(initial ranging), 재진입 레인징(reentry ranging), 핸드오버 레인징(handover ranging), 자원 할당 레인징(bandwidth request ranging) 등의 경우에 수행될 수 있다. 단, 전체 레인징 메시지의 크기가 제1레인징 메시지를 위해 정의된 크기 이하인 경우, 상기 도 1과 같은 절차가 적용되지 아니할 수 있다.
상기 도 1에 도시된 신호 교환이 이루어지기에 앞서, 단말(110)은 기지국(120)에서 전송되는 시스템 정보를 포함하는 메시지를 수신하고, 상기 메시지에 포함된 레인징 코드 분할 정보를 획득한다. 예를 들어, 상기 메시지는 UCD(Uplink Channel Descriptor) 메시지일 수 있다. 또한, 상기 레인징 코드 분할 정보는 유효한 레인징 코드들을 용도에 따라 분류해 놓은 결과를 알리는 정보로서, 예를 들어, 전체 레인징 코드들은 초기 레인징용, 주기적 레인징용, 자원 요청 레인징용, 핸드오버 레인징용, 2 단계 레인징용 등으로 구분될 수 있으며, 2 단계 레인징용 레인징 코드들은 다시 용도별로 구분될 수 있다.
상기 도 1을 참고하면, 상기 단말(110)은 레인징 절차를 수행할 것을 결정하고, 제1레인징 코드 집합에 속한 레인징 코드들 중 임의의 레인징 코드를 송신한다(101단계). 여기서, 상기 제1레인징 코드 집합은 상기 2단계 레인징용 레인징 코드들을 의미하며, 'Ranging Code set 1'이라 지칭될 수 있다. 예를 들어, 핸드오버를 수행하고자 하는 경우, 상기 단말(110)은 2단계 레인징용 레인징 코드들 중 핸드오버 레인징을 위해 할당된 레인징 코드들 중 하나를 송신한다. 상기, 2단계 레인징용 레인징 코드들 중 핸드오버 레인징을 위해 할당된 레인징 코드들은 'HO Ranging Code set 1'이라 지칭될 수 있다.
상기 레인징 코드를 수신한 상기 기지국(120)은 상기 레인징 코드를 전송한 상기 단말(110)로 'Ranging Status=Success'를 포함하는 레인징 응답 메시지를 송신한다(103단계). 상기 레인징 코드를 수신하면, 상기 기지국(120)은 주파수/전송전력/타이밍 보정이 필요한지 판단하고, 필요한 경우 상기 레인징 응답 메시지를 통해 주파수/전송전력/타이밍을 보정할 수 있다. 하지만, 보정할 필요가 없는 경우, 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 기지국(120)은 'Ranging Status=Success'를 포함하는 레인징 응답 메시지를 송신한다. 즉, 상기 도 1은 상기 주파수/전송전력/타이밍을 보정할 필요가 없는 경우를 가정한다. 단, 주파수/전송전력/타이밍을 보정할 필요가 없는 경우, 상기 'Ranging Status=Success'를 포함하는 레인징 응답 메시지의 송신은 생략될 수 있다.
이후, 상기 기지국(120)은 제1레인징 요청 메시지의 송신을 위한 자원을 할당하는 제1CDMA할당IE(Code Division Multiple Access allocation Information Element)를 송신한다(105단계). 이때, 상기 2 단계 레인징용 레인징 코드를 송신한 상기 단말(110)에 대한 식별 정보가 할당되지 아니하였으므로, 상기 제1CDMA할당IE의 수신자는 상기 101단계에서 수신된 상기 2 단계 레인징용 레인징 코드 및 상기 레인징 코드가 수신된 프레임 번호를 이용하여 표시된다. 또한, 상기 제1CDMA할당IE에 의해 할당되는 자원량은 미리 정의된다. 즉, 상기 제1CDMA할당IE에 의해 할당되는 자원의 크기는 상향링크 커버리지를 고려하여 정의되며, 예를 들어, 25 바이트일 수 있다.
상기 제1CDMA할당IE를 수신한 상기 단말(110)은 상기 제1CDMA할당IE를 통해 할당된 자원을 통해 제1레인징 요청 메시지를 송신한다(107단계). 여기서, 상기 제1레인징 요청 메시지는 상기 단말(110)의 MAC(Media Access Contorl) 주소를 포함할 수 있다. 이때, 상기 단말(110)은 상기 제1CDMA할당IE의 파라미터인, 'Frame Number Index', 'Ranging Code/Ranging Symbol', 'Ranging Subchannel'을 통해 상기 제1CDMA할당IE가 자신에게 자원을 할당하기 위한 것인지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 상기 'Ranging Code'는 'Frame Number Index'로 지시되는 특정 프레임에 송신한 레인징 코드의 인덱스 값을 나타낸다.
이어, 상기 기지국(120)은 제2레인징 요청 메시지의 송신을 위한 자원을 할당하는 제2CDMA할당IE를 송신한다(109단계). 이때, 상기 105단계와 마찬가지로, 상기 제2CDMA할당IE의 수신자는 레인징 코드 및 프레임 번호를 이용하여 표시된다. 하지만, 상기 제1CDMA할당IE와의 구별을 위해, 상기 제2CDMA할당IE에 포함되는 레인징 코드 인덱스는 상기 101단계에서 수신된 2 단계 레인징용 레인징 코드 인덱스와 다르게 설정된다. 다시 말해, 상기 105단계와 마찬가지로 CDMA할당IE가 사용되나, 상기 제1CDMA할당IE 대비 'Ranging Code' 만이 다르게 설정된다. 이때, 상기 제2CDMA할당IE가 송신되는 시점은 상기 제1CDMA할당IE가 송신되는 프레임의 다음 프레임일 수 있다.
상기 제2CDMA할당IE의 수신자 식별을 위한 레인징 코드 인덱스는 다음과 같이 결정된다. 상기 제2CDMA할당IE를 위한 레인징 코드 인덱스는 어떠한 용도로도 할당되지 아니한 레인징 코드들 중에서 결정된다. 상기 제2CDMA할당IE를 위한 레인징 코드들의 개수는 상기 2 단계 레인징용 레인징 코드들의 개수와 동일하며, 상기 제2CDMA할당IE를 위한 레인징 코드들 및 상기 2 단계 레인징용 레인징 코드들은 1 대 1 대응 관계를 가진다. 따라서, 상기 제2CDMA할당IE에 포함되는 레인징 코드 인덱스는 상기 제1CDMA할당IE에 포함될 수 있는 레인징 코드 인덱스를 변수로 가지는 미리 정의된 규칙에 의해 결정될 수 있다. 다시 말해, 상기 미리 정의된 규칙은 상기 2 단계 레인징용 레인징 코드 인덱스를 변수로 가지며, 상기 2 단계 레인징용 레인징 코드 하나로부터 어떠한 용도로도 할당되지 아니한 레인징 코드 인덱스 하나를 유도한다. 예를 들어, 상기 미리 정의된 규칙은 상기 2 단계 레인징용 레인징 코드에 특정 값의 오프셋(offset)을 가산하는 것일 수 있다. 이 경우, 상기 오프셋은 상기 단말(110) 및 상기 기지국(120) 간 공유되어야 한다. 이를 위해, 상기 기지국(120)은 상기 오프셋을 상기 시스템 정보의 일부로서 상기 레인징 코드 분할 정보와 함께 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 오프셋은 하기 <표 1>과 같이 정의될 수 있다.
Name Type Length Value
Ranging code offset
(for 2-step Ranging)		 xxx 1 Indicates the difference in code index between original CDMA code (MS sent) and pseudo CDMA code (derived by BS and MS for 2nd CDMA_Allocation_IE).
The range of offset is H+J ≤ Ranging code offset ≤ 255 - (S+O+N+M+L+K+H), where
N is the number of initial ranging codes
M is the number of periodic ranging codes
L is the number of BR codes
O is the number of HO ranging codes
H is the number of HO ranging codes in HO Ranging Code set 1
J is the number of BR ranging codes in BR Ranging Code set 1
K is the number of Initial ranging codes in Initial Ranging Code set 1
구체적인 예로, IEEE 802.16e 시스템 규격에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 레인징 코드 인덱스들은 0 내지 255의 값을 가지며, 운용되는 값은 상기 0 내지 255 중 일부이다. 상기 도 2에서, 'S', 'O', 'N', 'M', 'L', 'K', 'H', 'J'는 용도별로 할당된 코드들을 의미하며, 나머지는 미사용 코드(210)들이다. 상기 'H'가 핸드오버를 위한 2 단계 레인징용 코드들이라 할 때, 상기 'H'에 속한 코드 인덱스에 레인징 코드 오프셋을 가산함으로써 상기 미사용 코드(210)들 중 하나가 선택된다.
상기 도 1에서, 상기 107단계 및 상기 109단계는 1 프레임 내, 다시 말해, 동일 프레임 내에서 수행되는 것으로 도시되어 있다. 상기 도 1에 따르면, 상기 제1레인징 요청 메시지가 송신된 후, 상기 제2CDMA할당IE가 송신된다. 하지만, 하나의 프레임 내에서 하향링크 통신이 상향링크 통신보다 먼저 수행되는 경우, 상기 제2CDMA할당IE가 송신된 후, 제1레인징 요청 메시지가 송신될 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 107단계 및 상기 109단계는 서로 다른 프레임에서 수행될 수 있다. 단, 본 발명의 목적이 레인징으로 인한 시간 지연을 최소화하는 것이므로, 상기 107단계 및 상기 109단계는 동일 프레임 내에서 수행됨이 바람직하다.
상기 제2CDMA할당IE를 수신한 상기 단말(110)은 상기 제2CDMA할당IE를 통해 할당된 자원을 통해 제2레인징 요청 메시지를 송신한다(111단계). 여기서, 상기 제2레인징 요청 메시지는 MAC 버전(version)을 포함한 필수 파라미터를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2레인징 요청 메시지는 추가적으로 필요한 상향링크 자원의 크기를 표시하는 GMSH(Grant Management Subheader)를 포함할 수 있다. 상기 GMSH는 'Piggyback Request' 필드를 포함하며, 상기 'Piggyback Request' 필드가 '0'으로 설정되거나 상기 GMSH가 포함되지 아니한 경우, 추가적으로 필요한 상향링크 자원이 없음을 나타내고, 상기 'Piggyback Request' 필드가 '0' 보다 큰 값으로 설정된 경우, 추가적으로 필요한 상향링크 자원이 있음을 나타낸다. 따라서, 상기 제2레인징 요청 메시지 내의 GMSH에 포함된 'Piggyback Request' 필드가 '0' 보다 큰 값으로 설정된 경우, 상기 제2레인징 요청 메시지는 자원 요청을 포함하며, 상기 111단계에서 송신되는 상기 제2레인징 요청 메시지는 1차 제2레인징 요청 메시지(1st fragment of 2nd RNG-REQ message)가 된다.
상기 제2레인징 요청 메시지를 수신한 상기 기지국(120)은 상기 제1레인징 요청 메시지에 대한 응답으로서, 레인징 응답(RNG-RSP : Ranging Response) 메시지를 송신한다(113단계). 여기서, 상기 레인징 응답 메시지는 상기 단말(110)에게 할당되는 BCID(Basic Connection IDentifier), 주 관리 CID(Primary Management CID) 등을 포함한다. 상기 도 1에서, 상기 레인징 응답 메시지는 상기 제2레인징 요청 메시지의 수신 이후에 송신된다. 반면, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 도 1에 도시된 바와 달리, 상기 113단계의 상기 레인징 응답 메시지는 상기 제2레인징 요청 메시지의 수신 전에 송신될 수 있다.
이어, 상기 기지국(120)은 상기 제2레인징 요청 메시지 내에 자원 요청이 포함되어 있는지, 다시 말해, 상기 제2레인징 요청 메시지 내에 GMSH가 포함되어 있는지, 그리고 상기 GMSH의 'Piggyback Request' 필드가 '0' 보다 큰 값으로 설정되어 있는지 판단한다. 상기 도 1은 GMSH가 포함되어 있고, 상기 GMSH의 'Piggyback Request' 필드가 '0' 보다 큰 값으로 설정되었음을 가정한다. 상기 GMSH가 존재하고, 상기 'Piggyback Request' 필드가 '0' 보다 큰 값으로 설정된 경우, 이는 상기 단말(110)이 상기 1차 제2레인징 요청 메시지에 포함시키지 못한 추가적인 파라미터가 존재하며, 상기 추가적인 파라미터를 2차 제2레인징 요청 메시지를 통해 송신하고자 함을 의미한다. 따라서, 상기 기지국(120)은 상기 GMSH의 상기 'Piggyback Request' 필드를 통해 요구된 양에 따라 추가적인 상향링크 자원을 할당하고, 상기 상향링크 자원을 할당하는 상향링크 맵(map) IE를 송신한다(115단계). 이때, 상향링크 자원 할당을 위해 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) UL-MAP(Uplink MAP) IE가 사용될 수 있으며, 상기 HARQ UL-MAP IE는 상기 단말(110)의 BCID를 포함할 수 있다. 또한, 상기 BCID는 감소된 CID(Reduced CID) 형태를 가질 수 있고, UL HARQ Chase subburst IE에 포함되며, 상기 단말(110)은 자신에게 할당된 HARQ 버스트(burst)의 위치/크기를 인지할 수 있다.
상기 상향링크 맵 IE를 수신한 상기 단말(110)은 상기 상향링크 맵 IE를 통해 할당된 자원을 통해 상기 2차 제2레인징 요청 메시지(2nd fragment of 2nd RNG-REQ message)를 송신한다(117단계). 상기 2차 제2레인징 요청 메시지는 상기 1차 제2레인징 요청 메시지에 포함시키지 못한 추가적인 파라미터를 포함한다. 이때, 상기 2차 제2레인징 요청 메시지는 상기 단말(110)의 주 관리 CID를 포함할 수 있다. 이후, 상기 기지국(120)은 상기 제2레인징 요청 메시지에 대한 응답으로서, 레인징 응답 메시지를 송신한다(119단계).
상기 도 1에 도시되지 아니하였으나, 상기 제1레인징 요청 메시지 및 상기 1차 제2레인징 요청 메시지, 상기 2차 제2레인징 요청 메시지는 HARQ 기법을 적용받을 수 있다. 이 경우, 상기 기지국(120)은 상기 레인징 요청 메시지들 각각에 대한 ACK/NACK(ACKnowledge/Non-ACK)을 송신하고, 상기 단말(110)은 NACK 발생 시 해당 레인징 요청 메시지를 재전송할 수 있다.
이하 본 발명은 상술한 바와 같이 레인징을 수행하는 단말 및 기지국의 동작 및 구성을 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 3을 참고하면, 상기 단말은 301단계에서 레인징 코드 분할 정보 및 2 단계 레인징은 위한 오프셋 값을 획득한다. 상기 레인징 코드 분할 정보 및 상기 오프셋 값은 기지국에서 송신되는 시스템 정보의 일부로서 획득된다. 여기서, 상기 오프셋 값은 제2레인징 요청 메시지를 위한 자원 할당 정보의 수신자를 식별하기 위한 레인징 코드 인덱스를 결정하기 위한 파라미터이다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따라 오프셋 가산 방식이 아닌 다른 방식이 사용되는 경우, 상기 오프셋 값은 상기 다른 방식에 따른 파라미터로 대체될 수 있다.
이후, 상기 단말은 303단계로 진행하여 레인징을 수행할 필요가 있는지 판단한다. 예를 들어, 상기 레인징은 초기 레인징, 재진입 레인징, 핸드오버 레인징, 자원 요청 레인징 등을 포함한다. 즉, 상기 단말이 기지국에 초기 접속하는 경우, 아이들 모드 또는 슬립 모드 상태에서 망에 재진입하는 경우, 핸드오버를 수행하는 경우, 또는, 자원 요청이 필요한 경우, 상기 단말은 상기 레인징을 수행할 필요가 있음을 판단한다. 단, 이후의 2 단계 레인징 절차는 상기 초기 레인징, 상기 재진입 레인징, 상기 핸드오버 레인징 및 자원 요청 레인징 모두의 경우에 수행되거나, 또는, 구체적인 실시 예에 따라 일부의 경우에만 수행될 수 있다. 예를 들어, 이후의 2 단계 레인징 절차는 상기 핸드오버 레인징의 경우에만 수행될 수 있다.
상기 레인징이 필요하면, 상기 단말은 305단계로 진행하여 2 단계 레인징용 레인징 코드들 중 하나를 송신한다. 다시 말해, 상기 단말은 상기 2 단계 레인징을 위해 할당된 레인징 코드들 중 하나를 송신한다. 상기 2 단계 레인징용 레인징 코드 인덱스의 범위는 상기 301단계에서 획득된 레인징 코드 분할 정보를 통해 알려진다.
상기 레인징 코드를 송신한 후, 상기 단말은 307단계로 진행하여 제1레인징 요청 메시지를 위한 제1자원 할당 정보가 수신되는지 확인한다. 상기 제1자원 할당 정보는 상기 제1레인징 요청 메시지를 송신하기 위한 자원을 할당하는 정보이며, 상기 305단계에서 송신된 레인징 코드의 인덱스 및 상기 레인징 코드가 송신된 프레임 번호를 이용하여 상기 단말이 수신자임을 나타낸다. 예를 들어, 상기 제1자원 할당 정보는 CDMA 할당 IE일 수 있다.
상기 제1자원 할당 정보를 수신한 후, 상기 단말은 309단계로 진행하여 상기 제1자원 할당 정보에 의해 할당된 자원을 통해 제1레인징 요청 메시지를 송신한다. 여기서, 상기 제1레인징 요청 메시지는 상기 단말의 MAC 주소를 포함할 수 있다. 상기 도 3에 도시되지 아니하였으나, 상기 제1레인징 요청 메시지를 송신한 후, 상기 단말은 주파수/전송전력/타이밍 보정을 위한 레인징 응답 메시지를 수신할 수 있다. 또는, 상기 단말은 'Ranging Status=Success'를 포함하는 레인징 응답 메시지를 수신할 수 있다.
이어, 상기 단말은 311단계로 진행하여 제2자원 할당 정보를 식별하기 위한 레인징 코드 인덱스를 결정한다. 즉, 상기 단말은 미리 정의된 규칙에 따라 상기 305단계에서 송신된 레인징 코드 인덱스를 이용하여 상기 제2자원 할당 정보를 식별하기 위한 레인징 코드 인덱스를 결정한다. 상기 미리 정의된 규칙은 상기 2 단계 레인징용 레인징 코드 인덱스를 변수로 가지며, 상기 2 단계 레인징용 레인징 코드 하나로부터 어떠한 용도로도 할당되지 아니한 레인징 코드 인덱스들 중 하나를 유도한다. 예를 들어, 상기 미리 정의된 규칙은 상기 2 단계 레인징용 레인징 코드에 특정 값의 오프셋을 가산하는 것일 수 있다. 이 경우, 상기 단말은 상기 301단계에서 획득한 오프셋 값을 상기 305단계에서 송신된 레인징 코드 인덱스에 가산함으로써 상기 제2자원 할당 정보를 식별하기 위한 레인징 코드 인덱스를 결정한다.
상기 제2자원 할당 정보를 식별하기 위한 레인징 코드 인덱스를 결정한 후, 상기 단말은 313단계로 진행하여 제2레인징 요청 메시지를 위한 상기 제2자원 할당 정보가 수신되는지 확인한다. 상기 제2자원 할당 정보는 상기 제2레인징 요청 메시지를 송신하기 위한 자원을 할당하는 정보이며, 상기 311단계에서 결정된 레인징 코드의 인덱스 및 상기 305단계에서 송신된 레인징 코드가 송신된 프레임 번호를 이용하여 상기 단말이 수신자임을 나타낸다. 예를 들어, 상기 제2자원 할당 정보는 CDMA 할당 IE일 수 있다.
상기 제2자원 할당 정보가 수신되면, 상기 단말은 315단계로 진행하여 상기 제2자원 할당 정보에 의해 할당된 자원을 통해 상기 제2레인징 요청 메시지를 송신한다. 즉, 상기 단말은 별도의 자원 요청 없이 상기 제2자원 할당 정보를 통해 할당된 자원을 통해 상기 제2레인징 요청 메시지를 송신한다. 여기서, 상기 제2레인징 요청 메시지는 MAC 버전을 포함한 필수 파라미터를 포함할 수 있다.
이후, 상기 단말은 317단계로 진행하여 레인징 응답 메시지를 수신한다. 여기서, 상기 레인징 응답 메시지는 상기 제1레인징 요청 메시지에 대응되는 레인징 응답 메시지 및 상기 제2레인징 요청 메시지에 대응되는 레인징 응답 메시지를 포함한다. 단, 상기 제2레인징 요청 메시지에 추가적으로 필요한 상향링크 자원의 크기를 표시하는 GMSH가 포함된 경우, 상기 제2레인징 요청 메시지에 대응되는 레인징 응답 메시지는, 도시되지 아니하였으나, 추가적인 자원 할당 및 2차 제2레인징 요청 메시지가 송신된 이후 수신될 수 있다.
상기 도 3에서, 상기 309단계 내지 상기 313단계를 참고하면, 상기 단말은 제1레인징 요청 메시지를 송신한 후, 상기 제2자원 할당 정보를 수신한다. 하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 단말은 상기 제2자원 할당 정보를 수신한 후, 상기 제1레인징 요청 메시지를 송신할 수 있다.
또한, 상기 도 3에서, 상기 315단계 및 317단계를 참고하면, 상기 단말은 상기 제2레인징 요청 메시지를 송신한 후, 상기 제1레인징 요청 메시지에 대응되는 레인징 응답 메시지를 수신한다. 하지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 단말은 상기 제2레인징 요청 메시지를 송신하기에 앞서, 상기 제1레인징 요청 메시지에 대응되는 레인징 응답 메시지를 수신할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 4를 참고하면, 상기 기지국은 401단계에서 레인징 코드 분할 정보 및 2 단계 레인징은 위한 오프셋 값을 송신한다. 상기 레인징 코드 분할 정보 및 상기 오프셋 값은 기지국에서 송신되는 시스템 정보의 일부로서 단말로 전달된다. 여기서, 상기 오프셋 값은 제2레인징 요청 메시지를 위한 자원 할당 정보의 수신자를 식별하기 위한 레인징 코드 인덱스를 결정하기 위한 파라미터이다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따라 오프셋 가산 방식이 아닌 다른 방식이 사용되는 경우, 상기 오프셋 값은 상기 다른 방식에 따른 파라미터로 대체될 수 있다.
이후, 상기 기지국은 403단계로 진행하여 2 단계 레인징용 레인징 코드가 수신되는지 판단한다. 상기 2 단계 레인징용 레인징 코드 인덱스의 범위는 상기 401단계에서 획득된 레인징 코드 분할 정보를 통해 알려진다. 단, 상기 2 단계 레인징용 코드들은 용도에 따라 초기 레인징을 위한 2 단계 레인징용, 재진입 레인징을 위한 2 단계 레인징용, 핸드오버 레인징을 위한 2 단계 레인징용, 자원 요청 레인징을 위한 2 단계 레인징용 등으로 분류될 수 있다. 단, 이후의 2 단계 레인징 절차는 상기 초기 레인징, 상기 재진입 레인징, 상기 핸드오버 레인징 및 자원 요청 레인징 모두의 경우에 수행되거나, 또는, 구체적인 실시 예에 따라 일부의 경우에만 수행될 수 있다. 예를 들어, 이후의 2 단계 레인징 절차는 상기 핸드오버 레인징의 경우에만 수행될 수 있다. 상기 2 단계 레인징용 레인징 코드가 수신되면, 상기 기지국은 405단계 및 413단계로 진행한다.
먼저, 상기 기지국은 405단계로 진행하여 제1레인징 요청 메시지를 위한 자원을 할당한다. 즉, 상기 기지국은 미리 정의된 크기의 자원을 상기 제1레인징 요청 메시지의 송신을 위해 할당한다.
이어, 상기 기지국은 407단계로 진행하여 상기 제1레인징 요청 메시지를 위한 제1자원 할당 정보를 송신한다. 상기 제1자원 할당 정보는 상기 405단계에의 자원 할당 결과를 알리는 정보이며, 상기 403단계에서 수신된 레인징 코드의 인덱스 및 상기 레인징 코드가 수신된 프레임 번호를 이용하여 상기 403단계의 레인징 코드를 송신한 단말이 수신자임을 나타낸다. 예를 들어, 상기 제1자원 할당 정보는 CDMA 할당 IE일 수 있다.
이후, 상기 기지국은 409단계로 진행하여 상기 제1레인징 요청 메시지가 수신되는지 확인한다. 여기서, 상기 제1레인징 요청 메시지는 단말의 MAC 주소를 포함할 수 있다. 상기 도 4에 도시되지 아니하였으나, 상기 제1레인징 요청 메시지를 수신한 후, 상기 기지국은 주파수/전송전력/타이밍 보정을 위한 레인징 응답 메시지를 송신할 수 있다. 또는, 상기 기지국은 'Ranging Status=Success'를 포함하는 레인징 응답 메시지를 송신할 수 있다.
상기 제1레인징 요청 메시지가 수신되면, 상기 기지국은 411단계로 진행하여 상기 제1레인징 요청 메시지에 대응하는 레인징 응답 메시지를 송신한다. 여기서, 상기 레인징 응답 메시지는 상기 단말(110)에게 할당되는 BCID(Basic Connection IDentifier), 주 관리 CID(Primary Management CID) 등을 포함할 수 있다.
상기 403단계에서 상기 2 단계 레인징용 레인징 코드가 수신되면, 상기 기지국은 413단계로 진행하여 제2레인징 요청 메시지를 위한 자원을 할당한다. 즉, 상기 기지국은 미리 정의된 크기의 자원을 상기 제2레인징 요청 메시지의 송신을 위해 할당한다.
이어, 상기 기지국은 415단계로 진행하여 제2자원 할당 정보를 식별하기 위한 레인징 코드 인덱스를 결정한다. 즉, 상기 기지국은 미리 정의된 규칙에 따라 상기 403단계에서 수신된 레인징 코드 인덱스를 이용하여 상기 제2자원 할당 정보를 식별하기 위한 레인징 코드 인덱스를 결정한다. 상기 미리 정의된 규칙은 상기 2 단계 레인징용 레인징 코드 인덱스를 변수로 가지며, 상기 2 단계 레인징용 레인징 코드 하나로부터 어떠한 용도로도 할당되지 아니한 레인징 코드 인덱스들 중 하나를 유도한다. 예를 들어, 상기 미리 정의된 규칙은 상기 2 단계 레인징용 레인징 코드에 특정 값의 오프셋을 가산하는 것일 수 있다. 이 경우, 상기 기지국은 상기 401단계에서 송신한 오프셋 값을 상기 403단계에서 수신된 레인징 코드 인덱스에 가산함으로써 상기 제2자원 할당 정보를 식별하기 위한 레인징 코드 인덱스를 결정한다.
상기 제2자원 할당 정보를 식별하기 위한 레인징 코드 인덱스를 결정한 후, 상기 기지국은 417단계로 진행하여 제2레인징 요청 메시지를 위한 제2자원 할당 정보를 송신한다. 상기 제2자원 할당 정보는 상기 제2레인징 요청 메시지를 송신하기 위한 자원을 할당하는 정보이며, 상기 415단계에서 결정된 레인징 코드의 인덱스 및 상기 403단계에서 수신된 레인징 코드가 수신된 프레임 번호를 이용하여 상기 단말이 수신자임을 나타낸다. 예를 들어, 상기 제2자원 할당 정보는 CDMA 할당 IE일 수 있다.
이후, 상기 기지국은 419단계로 진행하여 제2레인징 요청 메시지가 수신되는지 확인한다. 즉, 상기 기지국은 별도의 자원 요청 없이 상기 제2자원 할당 정보를 통해 자원을 할당하고, 상기 제2자원 할당 정보에 의해 할당된 자원을 통해 상기 제2레인징 요청 메시지를 수신한다. 여기서, 상기 제2레인징 요청 메시지는 MAC 버전을 포함한 필수 파라미터를 포함할 수 있다.
상기 제2레인징 요청 메시지를 수신한 후, 상기 기지국은 421단계로 진행하여 상기 제2레인징 요청 메시지에 대응하는 레인징 응답 메시지를 송신한다. 이때, 상기 제2레인징 요청 메시지에 대응하는 레인징 응답 메시지는 상기 411단계에서 송신되는 레인징 응답 메시지와 다른 종류의 정보를 포함할 수 있다. 단, 상기 제2레인징 요청 메시지에 추가적으로 필요한 상향링크 자원의 크기를 표시하는 GMSH가 포함된 경우, 상기 제2레인징 요청 메시지에 대응되는 레인징 응답 메시지는, 도시되지 아니하였으나, 추가적인 자원 할당이 이루어지고, 2차 제2레인징 요청 메시지가 수신된 이후 송신될 수 있다.
상기 도 4에서, 상기 407단계에서의 제1자원 할당 정보 송신 및 상기 417단계에서의 제2자원 할당 정보 송신은 서로 독립적으로 수행되는 것으로 도시되었으나, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 기지국은 상기 제1자원 할당 정보를 송신한 다음 프레임에서 상기 제2자원 할당 정보를 송신할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF(Radio Frequency)처리부(510), 모뎀(520), 저장부(530), 제어부(540)를 포함하여 구성된다.
상기 RF처리부(510)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(510)는 상기 모뎀(520)으로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다.
상기 모뎀(520)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 모뎀(520)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(520)은 상기 RF처리부(510)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.
상기 저장부(530)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 사용자 컨텐츠 등의 데이터를 저장한다. 그리고, 상기 저장부(530)는 상기 제어부(540)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다. 예를 들어, 상기 저장부(530)는 레인징 코드 인덱스들에 대응되는 레인징 코드 시퀀스들을 저장한다. 특히, 상기 저장부(530)는 기지국으로부터 수신된 레인징 코드 분할 정보 및 2 단계 레인징을 위한 오프셋 값을 저장한다.
상기 제어부(540)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(540)는 하향링크 데이터를 구성하여 상기 모뎀(520)으로 제공하고, 상기 모뎀(520)으로부터 제공되는 상향링크 데이터를 해석한다. 또한, 상기 제어부(540)는 레인징을 위한 레인징 신호를 생성하는 레인징신호생성기(542) 및 2 단계 레인징 수행 시 제2자원 할당 정보를 식별하기 위한 레인징 코드 인덱스를 결정하는 레인징코드결정기(544)를 포함한다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부(540)는 2 단계 레인징을 수행하기 위한 기능을 다음과 같이 제어한다.
먼저, 상기 제어부(540)는 상기 RF처리부(510) 및 상기 모뎀(520)을 통해 기지국에서 송신되는 레인징 코드 할당 정보 및 2 단계 레인징을 위한 오프셋 값을 수신하고, 상기 레인징 코드 할당 정보 및 상기 오프셋 값을 상기 저장부(530)에 저장한다. 단, 본 발명의 다른 실시 예에 따라 오프셋 가산 방식이 아닌 다른 방식이 사용되는 경우, 상기 오프셋 값은 상기 다른 방식에 따른 파라미터로 대체될 수 있다. 이후, 상기 레인징을 수행할 필요가 있다고 판단되면, 상기 제어부(540)는 2 단계 레인징용 레인징 코드들 중 하나인 제1레인징 코드를 송신한다. 이후, 상기 제1레인징 코드의 인덱스 및 상기 제1레인징 코드가 송신된 프레임 번호를 이용하여 상기 단말이 수신자임을 나타내는 제1자원 할당 정보가 수신되면, 상기 제어부(540)는 상기 제1자원 할당 정보에 의해 할당된 자원을 통해 제1레인징 요청 메시지를 송신한다.
이어, 상기 제어부(540)는 미리 정의된 규칙에 따라 상기 제1레인징 코드 인덱스를 이용하여 상기 제2자원 할당 정보를 식별하기 위한 제2레인징 코드 인덱스를 결정한다. 예를 들어, 상기 미리 정의된 규칙은 상기 제1레인징 코드 인덱스에 특정 값의 오프셋을 가산하는 것일 수 있다. 상기 제2레인징 코드 인덱스를 결정한 후, 상기 제어부(540)는 상기 제2레인징 코드의 인덱스 및 상기 제1레인징 코드가 송신된 프레임 번호를 이용하여 상기 단말이 수신자임을 나타내는 제2레인징 요청 메시지를 위한 상기 제2자원 할당 정보의 수신을 판단하고, 상기 제2자원 할당 정보에 의해 할당된 자원을 통해 상기 제2레인징 요청 메시지를 송신한다. 즉, 상기 제어부(540)는 별도의 자원 요청 없이 상기 제2자원 할당 정보를 통해 할당된 자원을 통해 상기 제2레인징 요청 메시지를 송신한다. 이후, 상기 제어부(540)는 상기 RF처리부(510) 및 상기 모뎀(520)을 통해 레인징 응답 메시지를 수신한다. 여기서, 상기 레인징 응답 메시지는 상기 제1레인징 요청 메시지에 대응되는 레인징 응답 메시지 및 상기 제2레인징 요청 메시지에 대응되는 레인징 응답 메시지를 포함한다.
단, 상기 제2레인징 요청 메시지에 추가적으로 필요한 상향링크 자원의 크기를 표시하는 GMSH가 포함된 경우, 상기 제2레인징 요청 메시지에 대응되는 레인징 응답 메시지는, 추가적인 자원 할당 및 2차 제2레인징 요청 메시지가 송신된 이후 수신될 수 있다. 또한, 상술한 실시 예에서, 상기 제어부(540)는 제1레인징 요청 메시지를 송신한 후, 상기 제2자원 할당 정보를 수신하나, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 상기 제어부(540)는 상기 제2자원 할당 정보를 수신한 후, 상기 제1레인징 요청 메시지를 송신할 수 있다. 또한, 상술한 실시 예에서, 상기 상기 제어부(540)는 상기 제2레인징 요청 메시지를 송신한 후, 상기 제1레인징 요청 메시지에 대응되는 레인징 응답 메시지를 수신하나, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 상기 제어부(540)는 상기 제2레인징 요청 메시지를 송신하기에 앞서, 상기 제1레인징 요청 메시지에 대응되는 레인징 응답 메시지를 수신할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선 접속 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF처리부(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.
상기 모뎀(620)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 상기 모뎀(620)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(620)은 상기 RF처리부(610)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(620)은 레인징 채널을 통해 수신되는 신호에 대하여 상관(correlation) 연산을 수행함으로써 레인징 코드를 검출하고, 검출된 레인징 코드를 상기 제어부(640)에 통지한다.
상기 저장부(630)는 상기 기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 사용자 트래픽, 설정 정보, 시스템 정보 등의 데이터를 저장하고, 상기 제어부(640)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다. 예를 들어, 상기 저장부(630)는 레인징 코드 인덱스들에 대응되는 레인징 코드 시퀀스들을 저장한다. 특히, 상기 저장부(630)는 기지국으로부터 수신된 레인징 코드 분할 정보 및 2 단계 레인징을 위한 오프셋 값을 저장한다.
상기 제어부(640)는 상기 기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(640)는 하향링크 데이터를 구성하여 상기 모뎀(620)으로 제공하고, 상기 모뎀(620)으로부터 제공되는 상향링크 데이터를 해석한다. 상기 제어부(640)는 자원을 할당하는 자원할당기(642) 및 2 단계 레인징 수행 시 제2자원 할당 정보를 식별하기 위한 레인징 코드 인덱스를 결정하는 레인징코드결정기(644)를 포함한다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부(640)는 2 단계 레인징을 수행하기 위한 기능을 다음과 같이 제어한다.
먼저, 상기 제어부(640)는 상기 모뎀(620) 및 상기 RF처리부(610)를 통해 레인징 코드 분할 정보 및 2 단계 레인징은 위한 오프셋 값을 송신한다. 단, 본 발명의 다른 실시 예에 따라 오프셋 가산 방식이 아닌 다른 방식이 사용되는 경우, 상기 오프셋 값은 상기 다른 방식에 따른 파라미터로 대체될 수 있다. 이후, 2 단계 레인징용 제1레인징 코드가 수신되면, 상기 제어부(640)는 미리 정의된 크기의 자원을 상기 제1레인징 요청 메시지의 송신을 위해 할당하고, 상기 제1레인징 코드의 인덱스 및 상기 제1레인징 코드가 수신된 프레임 번호를 이용하여 수신자를 나타내는 제1레인징 요청 메시지를 위한 제1자원 할당 정보를 송신한다. 이후, 상기 제1레인징 요청 메시지가 수신되면, 상기 제어부(640)는 상기 제1레인징 요청 메시지에 대응하는 레인징 응답 메시지를 송신하도록 제어한다.
상기 제1레인징 코드가 수신된 경우, 상술한 동작에 병행하여, 상기 제어부(640)는 제2레인징 요청 메시지를 위한 자원을 할당하고, 미리 정의된 규칙에 따라 상기 제1레인징 코드 인덱스를 이용하여 상기 제2자원 할당 정보를 식별하기 위한 제2레인징 코드 인덱스를 결정한다. 예를 들어, 상기 미리 정의된 규칙은 상기 2 단계 레인징용 레인징 코드에 특정 값의 오프셋을 가산하는 것일 수 있다. 상기 제2레인징 코드 인덱스를 결정한 후, 상기 제어부(640)는 상기 제2레인징 코드의 인덱스 및 상기 제1레인징 코드가 수신된 프레임 번호를 이용하여 수신자를 나타내는 제2레인징 요청 메시지를 위한 제2자원 할당 정보를 송신한다. 이후, MAC 버전 등의 필수 파라미터를 포함하는 제2레인징 요청 메시지가 수신되면, 상기 제어부(640)는 레인징 응답 메시지를 송신한다. 단, 상기 제2레인징 요청 메시지에 추가적으로 필요한 상향링크 자원의 크기를 표시하는 GMSH가 포함된 경우, 상기 제2레인징 요청 메시지에 대응되는 레인징 응답 메시지는 추가적인 자원 할당이 이루어지고, 2차 제2레인징 요청 메시지가 수신된 이후 송신될 수 있다.
상술한 실시 예에서, 상기 제1자원 할당 정보 송신 및 상기 제2자원 할당 정보 송신은 서로 독립적으로 수행되는 것으로 설명되었으나, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부(640)는 상기 제1자원 할당 정보를 송신한 다음 프레임에서 상기 제2자원 할당 정보를 송신하도록 제어할 수 있다.
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. 광대역 무선 접속 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
    2 단계 레인징을 위해 할당된 레인징 코드들 중 하나인 제1레인징 코드를 송신하는 과정과,
    미리 정의된 규칙에 따라 상기 제1레인징 코드와 대응되는 제2레인징 코드를 결정하는 과정과,
    상기 제1레인징 코드로 수신자를 표시하는 제1자원 할당 정보 및 상기 제2레인징 코드로 수신자를 표시하는 제2자원 할당 정보를 수신하는 과정과,
    상기 제1자원 할당 정보에 의해 할당된 자원을 통해 제1레인징 요청 메시지를, 상기 제2자원 할당 정보에 의해 할당된 자원을 통해 제2레인징 요청 메시지를 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미리 정의된 규칙은, 상기 제1레인징용 레인징 코드의 인덱스를 변수로 가지며, 상기 제1레인징용 레인징 코드 하나로부터 어떠한 용도로도 할당되지 아니한 레인징 코드 인덱스 하나를 유도하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    기지국으로부터 상기 제2레인징 코드를 결정하기 위한 파라미터를 수신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 파라미터는, 오프셋 값임을 특징으로 하며,
    상기 제2레인징 코드를 결정하는 과정은,
    상기 제1레인징 코드의 인덱스에 상기 오프셋 값을 가산하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 오프셋 값은, 하기 표와 같이 정의되는 것을 특징으로 하는 방법. Name Type Length Value Ranging code offset
    (for 2-step Ranging)     xxx 1 Indicates the difference in code index between original CDMA code (MS sent) and pseudo CDMA code (derived by BS and MS for 2nd CDMA_Allocation_IE).
    The range of offset is H+J ≤ Ranging code offset ≤ 255 - (S+O+N+M+L+K+H), where
    N is the number of initial ranging codes
    M is the number of periodic ranging codes
    L is the number of BR codes
    O is the number of HO ranging codes
    H is the number of HO ranging codes in HO Ranging Code set 1
    J is the number of BR ranging codes in BR Ranging Code set 1
    K is the number of Initial ranging codes in Initial Ranging Code set 1

  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1레인징 요청 메시지는, 상기 단말의 MAC 주소를 포함하며,
    상기 제2레인징 요청 메시지는, 상기 단말의 MAC 버전을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2레인징 요청 메시지는, 2차 제2레인징 요청 메시지를 송신하기 위한 자원 요청을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 자원 요청은, '0'보다 큰 값으로 설정된 'Piggyback Request' 필드를 포함하는 GMSH인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 광대역 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
    단말로부터 2 단계 레인징을 위해 할당된 레인징 코드들 중 하나인 제1레인징 코드를 수신하는 과정과,
    미리 정의된 규칙에 따라 상기 제1레인징 코드와 대응되는 제2레인징 코드를 결정하는 과정과,
    상기 제1레인징 코드로 수신자를 표시하는 제1자원 할당 정보 및 상기 제2레인징 코드로 수신자를 표시하는 제2자원 할당 정보를 송신하는 과정과,
    상기 제1자원 할당 정보에 의해 할당된 자원을 통해 제1레인징 요청 메시지를, 상기 제2자원 할당 정보에 의해 할당된 자원을 통해 제2레인징 요청 메시지를 수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 미리 정의된 규칙은, 상기 제1레인징용 레인징 코드의 인덱스를 변수로 가지며, 상기 제1레인징용 레인징 코드 하나로부터 어떠한 용도로도 할당되지 아니한 레인징 코드 인덱스 하나를 유도하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2레인징 코드를 결정하기 위한 파라미터를 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 파라미터는, 오프셋 값임을 특징으로 하며,
    상기 제2레인징 코드를 결정하는 과정은,
    상기 제1레인징 코드의 인덱스에 상기 오프셋 값을 가산하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 오프셋 값은, 하기 표와 같이 정의되는 것을 특징으로 하는 방법. Name Type Length Value Ranging code offset
    (for 2-step Ranging)     xxx 1 Indicates the difference in code index between original CDMA code (MS sent) and pseudo CDMA code (derived by BS and MS for 2nd CDMA_Allocation_IE).
    The range of offset is H+J ≤ Ranging code offset ≤ 255 - (S+O+N+M+L+K+H), where
    N is the number of initial ranging codes
    M is the number of periodic ranging codes
    L is the number of BR codes
    O is the number of HO ranging codes
    H is the number of HO ranging codes in HO Ranging Code set 1
    J is the number of BR ranging codes in BR Ranging Code set 1
    K is the number of Initial ranging codes in Initial Ranging Code set 1

  14. 제9항에 있어서,
    상기 제1레인징 요청 메시지는, 상기 단말의 MAC 주소를 포함하며,
    상기 제2레인징 요청 메시지는, 상기 단말의 MAC 버전을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 제2레인징 요청 메시지는, 상기 단말이 2차 제2레인징 요청 메시지를 송신하기 위한 자원 요청을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 자원 요청은, '0'보다 큰 값으로 설정된 'Piggyback Request' 필드를 포함하는 GMSH인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 광대역 무선 접속 시스템에서 단말 장치에 있어서,
    2 단계 레인징을 위해 할당된 레인징 코드들 중 하나인 제1레인징 코드를 송신하고, 상기 제1레인징 코드로 수신자를 표시하는 제1자원 할당 정보 및 제2레인징 코드로 수신자를 표시하는 제2자원 할당 정보를 수신하고, 상기 제1자원 할당 정보에 의해 할당된 자원을 통해 제1레인징 요청 메시지를 송신하고, 상기 제2자원 할당 정보에 의해 할당된 자원을 통해 제2레인징 요청 메시지를 송신하는 모뎀과,
    미리 정의된 규칙에 따라 상기 제1레인징 코드와 대응되는 상기 제2레인징 코드를 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 미리 정의된 규칙은, 상기 제1레인징용 레인징 코드의 인덱스를 변수로 가지며, 상기 제1레인징용 레인징 코드 하나로부터 어떠한 용도로도 할당되지 아니한 레인징 코드 인덱스 하나를 유도하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 모뎀은, 기지국으로부터 상기 제2레인징 코드를 결정하기 위한 파라미터를 수신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 파라미터는, 오프셋 값임을 특징으로 하며,
    상기 제어부는, 상기 제2레인징 코드를 결정하기 위해, 상기 제1레인징 코드의 인덱스에 상기 오프셋 값을 가산하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 오프셋 값은, 하기 표와 같이 정의되는 것을 특징으로 하는 장치. Name Type Length Value Ranging code offset
    (for 2-step Ranging)     xxx 1 Indicates the difference in code index between original CDMA code (MS sent) and pseudo CDMA code (derived by BS and MS for 2nd CDMA_Allocation_IE).
    The range of offset is H+J ≤ Ranging code offset ≤ 255 - (S+O+N+M+L+K+H), where
    N is the number of initial ranging codes
    M is the number of periodic ranging codes
    L is the number of BR codes
    O is the number of HO ranging codes
    H is the number of HO ranging codes in HO Ranging Code set 1
    J is the number of BR ranging codes in BR Ranging Code set 1
    K is the number of Initial ranging codes in Initial Ranging Code set 1

  22. 제17항에 있어서,
    상기 제1레인징 요청 메시지는, 상기 단말의 MAC 주소를 포함하며,
    상기 제2레인징 요청 메시지는, 상기 단말의 MAC 버전을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제17항에 있어서,
    상기 제2레인징 요청 메시지는, 2차 제2레인징 요청 메시지를 송신하기 위한 자원 요청을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 자원 요청은, '0'보다 큰 값으로 설정된 'Piggyback Request' 필드를 포함하는 GMSH인 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 광대역 무선통신 시스템에서 기지국 장치에 있어서,
    단말로부터 2 단계 레인징을 위해 할당된 레인징 코드들 중 하나인 제1레인징 코드를 수신하고, 상기 제1레인징 코드로 수신자를 표시하는 제1자원 할당 정보 및 제2레인징 코드로 수신자를 표시하는 제2자원 할당 정보를 수신하고, 상기 제1자원 할당 정보에 의해 할당된 자원을 통해 제1레인징 요청 메시지 수신하고, 상기 제2자원 할당 정보에 의해 할당된 자원을 통해 제2레인징 요청 메시지를 수신하는 모뎀과,
    미리 정의된 규칙에 따라 상기 제1레인징 코드와 대응되는 상기 제2레인징 코드를 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 미리 정의된 규칙은, 상기 제1레인징용 레인징 코드의 인덱스를 변수로 가지며, 상기 제1레인징용 레인징 코드 하나로부터 어떠한 용도로도 할당되지 아니한 레인징 코드 인덱스 하나를 유도하는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 모뎀은, 상기 제2레인징 코드를 결정하기 위한 파라미터를 송신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 파라미터는, 오프셋 값임을 특징으로 하며,
    상기 제어부는, 상기 제2레인징 코드를 결정하기 위해, 상기 제1레인징 코드의 인덱스에 상기 오프셋 값을 가산하는 것을 특징으로 하는 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 오프셋 값은, 하기 표와 같이 정의되는 것을 특징으로 하는 장치. Name Type Length Value Ranging code offset
    (for 2-step Ranging)     xxx 1 Indicates the difference in code index between original CDMA code (MS sent) and pseudo CDMA code (derived by BS and MS for 2nd CDMA_Allocation_IE).
    The range of offset is H+J ≤ Ranging code offset ≤ 255 - (S+O+N+M+L+K+H), where
    N is the number of initial ranging codes
    M is the number of periodic ranging codes
    L is the number of BR codes
    O is the number of HO ranging codes
    H is the number of HO ranging codes in HO Ranging Code set 1
    J is the number of BR ranging codes in BR Ranging Code set 1
    K is the number of Initial ranging codes in Initial Ranging Code set 1

  30. 제25항에 있어서,
    상기 제1레인징 요청 메시지는, 상기 단말의 MAC 주소를 포함하며,
    상기 제2레인징 요청 메시지는, 상기 단말의 MAC 버전을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  31. 제25항에 있어서,
    상기 제2레인징 요청 메시지는, 상기 단말이 2차 제2레인징 요청 메시지를 송신하기 위한 자원 요청을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 자원 요청은, '0'보다 큰 값으로 설정된 'Piggyback Request' 필드를 포함하는 GMSH인 것을 특징으로 하는 장치.
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