KR101720529B1 - 다수의 임계값을 적용한 채널적응형 임의접근 채널 전송 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 실시예들은 다수 개의 임계값을 사용하여 채널적응형 임의접근 채널을 전송하는 방법 및 장치를 제공한다. 예를 들어, 리모트 스테이션은 채널 상태를 측정하여 측정한 채널 상태가 제1임계값보다 작으면 임의접근 전송을 하지 않고, 채널 상태가 제1임계값 이상인 경우를 기다려 임의접근 전송을 한다. 또한, 리모트 스테이션은 제1임계값 이외에 적어도 한 개 이상의 채널 임계값에 대한 비교를 수행하여 채널 상태에 따라 전송하는 임의접근의 형태를 가변한다. 리모트 스테이션은 채널 상태와 임계값의 비교 결과에 따라 임의접근에 전송하는 데이터의 양을 가변하여 채널 상태에 따른 최적의 임의접근 전송이 가능하게 한다.

Description

다수의 임계값을 적용한 채널적응형 임의접근 채널 전송 방법 및 장치{METHOD FOR TRANSMITTING RANDOM-ACCESS CHANNEL ADAPTED-CHANNEL APPLYING AT LEAST TWO THRESHOLD AND APPARATUS THEREOF}

본 실시예들은 무선통신 시스템에서 임의접근 채널을 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 W-CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolotion), LTE-A(Advanced), 또는 3GPP2의 CDMA2000 등의 이동통신 시스템에서 단말은 기지국과의 통신을 수행하기 위하여 임의접근 절차(Random-Access Procedure)를 수행할 수 있다. 임의접근 절차는 단말이 기지국과 링크(Link)를 이루고 있지 않은 시점에서 기지국과 링크를 형성하기 위한 절차로서, 경쟁기반(Contention Based) 임의접근 절차와 비경쟁기반(Non-Contention Based) 임의접근 절차 등의 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있다.

임의접근 절차는 단말이 기지국으로 임의접근 프리앰블(Random-Access Preamble)을 임의접근 채널을 통해 전송하고, 기지국이 단말의 임의접근 프리앰블을 확인하여 단말에게 임의접근 응답(Random Access Response)을 전송하는 과정을 통하여 수행될 수 있다.

전술한 바와 같이, 임의접근 채널은 다양한 무선통신 시스템의 필수적인 요소로서, 다양한 방식의 임의접근 채널이 구현될 수 있다.

그러나, 종래의 임의접근 채널은 역방향 채널의 채널 상태와 무관하게 상위계층에서 임의접근 채널 전송을 위한 이벤트가 발생하면 즉시 임의접근 프로브(Random-Access Probe)를 전송한다. 이러한 임의접근 채널의 전송은 과도한 전송전력을 요구하는 문제점이 있으며, 이러한 문제점은 비특허 문헌 Hichan Moon, Suhan Choi, "Channel adaptive random access for TDD-based wireless system" (IEEE Trans. Vehicular Tech., pp. 2730-2741, July 2011) 에 의하여 참조될 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 전술한 논문에서 시분할 복신 방식의 무선통신 시스템에서 순방향 채널의 상태를 측정하여 역방향 채널의 채널 상태 정보를 획득하고 역방향 채널의 채널 상태가 특정 전송 조건을 만족하는 경우에만 임의접근 채널을 전송하는 방식을 제안하고 있다.

그러나, 이러한 방식은 채널 상태가 임계값 이상인 경우, 한 개의 형태의 패킷만을 획일적으로 전송하는 방식으로서, 필요 이상의 전력을 소모하거나 시간 지연을 초래할 수 있는 문제점이 존재한다.

본 실시예들의 목적은, 무선통신 시스템에서 임의접근 절차를 효율적으로 수행하고 임의접근 절차 수행을 위해 소모되는 전력을 감소시키는 임의접근 채널 전송 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

본 실시예들의 목적은, 무선통신 시스템에서 임의접근 전송에 소모되는 전력을 감소시키며 임의접근 전송의 통달거리를 확장할 수 있는 임의접근 채널 전송 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

일 실시예는, 기지국으로부터 수신하는 순방향 채널의 채널 상태를 측정하는 단계와, 측정된 채널 상태를 임계값과 비교하고 임의접근 채널의 전송 여부를 결정하는 단계와, 측정된 채널 상태가 임계값보다 크면 측정된 채널 상태를 임계값보다 큰 값을 갖는 적어도 하나의 임계값과 비교하고 임의접근 채널의 전송 형태, 전송 자원 및 전송 크기 중 적어도 하나를 결정하는 단계와, 임의접근 채널을 전송하는 단계를 포함하는 다수의 임계값을 적용한 채널 적응형 임의접근 채널 전송 방법을 제공할 수 있다.

다른 실시예는, 기지국으로부터 수신하는 순방향 채널의 채널 상태를 측정하는 채널 측정부와, 측정된 채널 상태를 임계값과 비교하여 임의접근 채널의 전송 여부를 결정하고 측정된 채널 상태를 임계값보다 큰 값을 갖는 적어도 하나의 임계값과 비교하여 임의접근 채널의 전송 형태, 전송 자원 및 전송 크기 중 적어도 하나를 결정하는 제어부와, 임의접근 채널을 전송하는 송신부를 포함하는 다수의 임계값을 적용한 채널 적응형 임의접근 채널 전송 장치를 제공할 수 있다.

다른 실시예는, 기지국으로부터 수신하는 순방향 채널의 채널 상태를 측정하는 단계와, 측정된 채널 상태를 서로 다른 값을 갖는 둘 이상의 임계값과 비교하고 임의접근 채널의 전송 여부, 전송 형태, 전송 자원 및 전송 크기 중 적어도 하나를 결정하는 단계와, 기설정된 시간 이내에 임의접근 채널이 전송되지 않으면 서로 다른 값을 갖는 둘 이상의 임계값의 개수 및 크기 중 적어도 하나를 변경하는 단계와, 측정된 채널 상태를 변경된 임계값과 비교하고 임의접근 채널의 전송 여부, 전송 형태, 전송 자원 및 전송 크기 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 포함하는 다수의 임계값을 적용한 채널 적응형 임의접근 채널 전송 방법을 제공할 수 있다.

본 실시예들에 의하면, 순방향 채널의 채널 상태를 측정하고 측정된 채널 상태에 기초하여 임의접근 채널을 전송함으로써, 임의접근 채널 전송에 소모되는 전력을 감소시키고 임의접근 채널 전송의 통달거리를 증가시킬 수 있도록 한다.

본 실시예들에 의하면, 순방향 채널의 채널 상태를 다수의 임계값과 비교하고 임의접근 채널의 전송 형태를 가변하여 전송함으로써, 임의접근 채널을 효과적으로 전송하며 임의접근 채널 전송에 소모되는 전력을 감소시킬 수 있도록 한다.

도 1은 무선통신 시스템에서 임의접근 채널의 전송 과정의 예시를 나타낸 ehauselk.
도 2는 본 실시예들에 따른 채널적응형 임의접근 채널 전송 과정의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 실시예들에 따른 다수의 임계값을 적용한 채널적응형 임의접근 채널 전송 방식의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4와 도 5는 본 실시예들에 따른 채널적응형 임의접근 채널 전송 방법에서 부호분할 다중화 방식을 사용하는 경우 임의접근 프로브의 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 실시예들에 따른 채널적응형 임의접근 채널 전송 방법에서 시분할 다중화 방식을 사용하는 경우 임의접근 프로브의 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 실시예들에 따른 채널적응형 임의접근 채널 전송 방법에서 주파수분할 다중화 방식을 사용하는 경우 임의접근 프로브의 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 실시예들에 따른 채널적응형 임의접근 채널 전송 방법에서 임의접근 프로브의 시간 길이를 가변하는 방식의 예시를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 실시예들에 따른 다수의 임계값을 적용한 채널적응형 임의접근 채널 전송 방식의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 실시예들에 따른 다수의 임계값을 적용한 채널적응형 임의접근 전송 방법의 과정을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 실시예들에 따른 다수의 임계값을 적용한 채널적응형 임의접근 채널 전송 장치의 구조의 예시를 나타낸 도면이다.
도 14와 도 15는 본 실시들에 따른 다수의 임계값을 적용한 채널적응형 임의접근 채널 전송 장치로부터 임의접근 채널을 수신하는 호스트 스테이션(기지국)의 예시를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 발명에서의 무선통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다. 무선통신 시스템은 사용자 단말(User Equipment, UE) 및 기지국(Base Station, BS, 또는 eNB)을 포함한다.

본 명세서에서의 사용자 단말은 무선 통신에서의 단말을 의미하는 포괄적 개념으로서, WCDMA 및 LTE, HSPA 등에서의 UE(User Equipment)는 물론, GSM에서의 MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 할 것이다.

본 명세서에서 MTC 단말은 low cost(또는 low complexity)를 지원하는 단말 또는 coverage enhancement를 지원하는 단말 등을 의미할 수 있다.　또는 본 명세서에서 MTC 단말은 low cost(또는 low complexity) 및/또는 coverage enhancement를 지원하기 위한 특정 카테고리로 정의된 단말을 의미할 수 있다.

다시 말해 본 명세서에서 MTC 단말은 LTE 기반의 MTC 관련 동작을 수행하는 새롭게 정의된 3GPP Release-13 low cost(또는 low complexity) UE category/type을 의미할 수 있다. 또는 본 명세서에서 MTC 단말은 기존의 LTE coverage 대비 향상된 coverage를 지원하거나, 혹은 저전력 소모를 지원하는 기존의 3GPP Release-12 이하에서 정의된 UE category/type, 혹은 새롭게 정의된 Release-13 low cost(또는 low complexity) UE category/type을 의미할 수 있다.

기지국 또는 셀(cell)은 일반적으로 사용자 단말과 통신하는 지점(station)을 말하며, 노드-B(Node-B), eNB(evolved Node-B), 섹터(Sector), 싸이트(Site), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 릴레이 노드(Relay Node), RRH(Remote Radio Head), RU(Radio Unit), small cell 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

즉, 본 명세서에서 기지국 또는 셀(cell)은 CDMA에서의 BSC(Base Station Controller), WCDMA의 NodeB, LTE에서의 eNB 또는 섹터(싸이트) 등이 커버하는 일부 영역 또는 기능을 나타내는 포괄적인 의미로 해석되어야 하며, 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀 및 릴레이 노드(relay node), RRH, RU, small cell 통신범위 등 다양한 커버리지 영역을 모두 포괄하는 의미이다.

상기 나열된 다양한 셀은 각 셀을 제어하는 기지국이 존재하므로 기지국은 두 가지 의미로 해석될 수 있다. i) 무선 영역과 관련하여 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토 셀, 스몰 셀을 제공하는 장치 그 자체이거나, ii) 상기 무선영역 그 자체를 지시할 수 있다. i)에서 소정의 무선 영역을 제공하는 장치들이 동일한 개체에 의해 제어되거나 상기 무선 영역을 협업으로 구성하도록 상호작용하는 모든 장치들을 모두 기지국으로 지시한다. 무선 영역의 구성 방식에 따라 eNB, RRH, 안테나, RU, LPN, 포인트, 송수신포인트, 송신 포인트, 수신 포인트 등은 기지국의 일 실시예가 된다. ii)에서 사용자 단말의 관점 또는 이웃하는 기지국의 입장에서 신호를 수신하거나 송신하게 되는 무선 영역 그 자체를 기지국으로 지시할 수 있다.

따라서, 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토 셀, 스몰 셀, RRH, 안테나, RU, LPN(Low Power Node), 포인트, eNB, 송수신포인트, 송신 포인트, 수신포인트를 통칭하여 기지국으로 지칭한다.

본 명세서에서 사용자 단말과 기지국은 본 명세서에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두 가지 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다. 사용자 단말과 기지국은, 본 발명에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두 가지(Uplink 또는 Downlink) 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다. 여기서, 상향링크(Uplink, UL, 또는 업링크)는 사용자 단말에 의해 기지국으로 데이터를 송수신하는 방식을 의미하며, 하향링크(Downlink, DL, 또는 다운링크)는 기지국에 의해 사용자 단말로 데이터를 송수신하는 방식을 의미한다.

무선통신 시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 GSM, WCDMA, HSPA를 거쳐 LTE 및 LTE-advanced로 진화하는 비동기 무선통신과, CDMA, CDMA-2000 및 UMB로 진화하는 동기식 무선 통신 분야 등의 자원할당에 적용될 수 있다. 본 발명은 특정한 무선통신 분야에 한정되거나 제한되어 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상이 적용될 수 있는 모든 기술분야를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

상향링크 전송 및 하향링크 전송은 서로 다른 시간을 사용하여 전송되는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 사용될 수 있고, 또는 서로 다른 주파수를 사용하여 전송되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 사용될 수 있다.

또한, LTE, LTE-A와 같은 시스템에서는 하나의 반송파 또는 반송파 쌍을 기준으로 상향링크와 하향링크를 구성하여 규격을 구성한다. 상향링크와 하향링크는, PDCCH(Physical Downlink Control CHannel), PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator CHannel), PUCCH(Physical Uplink Control CHannel), EPDCCH(Enhanced Physical Downlink Control CHannel) 등과 같은 제어채널을 통하여 제어정보를 전송하고, PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel), PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel) 등과 같은 데이터채널로 구성되어 데이터를 전송한다.

한편, EPDCCH(enhanced PDCCH 또는 extended PDCCH)를 이용해서도 제어 정보를 전송할 수 있다.

본 명세서에서 셀(cell)은 송수신 포인트로부터 전송되는 신호의 커버리지 또는 송수신 포인트(transmission point 또는 transmission/reception point)로부터 전송되는 신호의 커버리지를 가지는 요소반송파(component carrier), 그 송수신 포인트 자체를 의미할 수 있다.

실시예들이 적용되는 무선통신 시스템은 둘 이상의 송수신 포인트들이 협력하여 신호를 전송하는 다중 포인트 협력형 송수신 시스템(coordinated multi-point transmission/reception System; CoMP 시스템) 또는 협력형 다중 안테나 전송방식(coordinated multi-antenna transmission system), 협력형 다중 셀 통신시스템일 수 있다. CoMP 시스템은 적어도 두개의 다중 송수신 포인트와 단말들을 포함할 수 있다.

다중 송수신 포인트는 기지국 또는 매크로 셀(macro cell, 이하 'eNB'라 함)과, eNB에 광케이블 또는 광섬유로 연결되어 유선 제어되는, 높은 전송파워를 갖거나 매크로 셀영역 내의 낮은 전송파워를 갖는 적어도 하나의 RRH일 수도 있다.

이하에서 하향링크(downlink)는 다중 송수신 포인트에서 단말로의 통신 또는 통신 경로를 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말에서 다중 송수신 포인트로의 통신 또는 통신 경로를 의미한다. 하향링크에서 송신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있다.

이하에서는 PUCCH, PUSCH, PDCCH, EPDCCH 및 PDSCH 등과 같은 채널을 통해 신호가 송수신되는 상황을 'PUCCH, PUSCH, PDCCH, EPDCCH 및 PDSCH를 전송, 수신한다'는 형태로 표기하기도 한다.

또한 이하에서는 PDCCH를 전송 또는 수신하거나 PDCCH를 통해서 신호를 전송 또는 수신한다는 기재는 EPDCCH를 전송 또는 수신하거나 EPDCCH를 통해서 신호를 전송 또는 수신하는 것을 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

즉, 이하에서 기재하는 물리 하향링크 제어채널은 PDCCH를 의미하거나, EPDCCH를 의미할 수 있으며, PDCCH 및 EPDCCH 모두를 포함하는 의미로도 사용된다.

또한, 설명의 편의를 위하여 PDCCH로 설명한 부분에도 본 발명의 일 실시예인 EPDCCH를 적용할 수 있으며, EPDCCH로 설명한 부분에도 본 발명의 일 실시예로 PDCCH를 적용할 수 있다.

한편, 이하에서 기재하는 상위계층 시그널링(High Layer Signaling)은 RRC 파라미터를 포함하는 RRC 정보를 전송하는 RRC시그널링을 포함한다.

eNB은 단말들로 하향링크 전송을 수행한다. eNB은 유니캐스트 전송(unicast transmission)을 위한 주 물리 채널인 물리 하향링크 공유채널(Physical Downlink Shared Channel, PDSCH), 그리고 PDSCH의 수신에 필요한 스케줄링 등의 하향링크 제어 정보 및 상향링크 데이터 채널(예를 들면, 물리 상향링크 공유채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH))에서의 전송을 위한 스케줄링 승인 정보를 전송하기 위한 물리 하향링크 제어채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH)을 전송할 수 있다. 이하에서는, 각 채널을 통해 신호가 송수신 되는 것을 해당 채널이 송수신되는 형태로 기재하기로 한다.

본 발명은 무선통신 시스템에 광범위하게 적용 가능하다. 우선적으로 이동통신 분야에서 역방향 임의접근 채널에 소요되는 송신전력을 절감하거나 같은 최대 송신출력 또는 평균 송신출력이 제한된 단말기의 통달 거리(Coverage Radius)를 확장하기 위해 사용할 수 있다. 또한, 본 발명은 센서 네트워크, 무선 랜, 사물 통신(machine-to-machin 통신) 및 의료장비 간의 통신 등 통신에 소요되는 전력을 최소화할 필요가 있는 모든 통신 시스템, 단말기에 적용 가능하다.

특히, 최근에 많은 관심을 받고 있는 재난통신에 유용하게 사용될 수 있다. 재난시에 단말기의 송신전력이 제한되어 기지국까지 통신하지 못하는 경우가 많다. 이러한 단말기의 송신전력이 제한되어 있는 경우, 채널이 좋은 상황에 임의접근 채널을 전송함으로 종래의 기술로 기지국과 통신이 불가능한 상황에도 통신이 가능해진다.

본 발명은 3GPP의 W-CDMA, LTE 또는 3GPP2의 cdma200 등의 이동통신 시스템에서 사용하는 임의접근 채널에 관한 것이다. 이하 설명에서 호스트(Host) 노드는 순방향 링크(순방향 채널)를 통해 신호를 전송하는 노드를 나타내며, 호스트 스테이션, 기지국으로도 기재한다. 그리고, 리모트(Remote) 노드는 역방향 링크(역방향 채널)를 통해 신호를 전송하는 노드를 나타내며, 리모트 스테이션, 단말로도 기재한다.

W-CDMA 시스템에서의 임의접근채널 전송에 대해 설명한다. 리모트 노드는 도 1에 도시된 바와 같이 임의접근 채널을 통해 신호를 전송한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신 시스템에서 상향링크 RACH를 통한 신호 전송 구조를 도시하고 있다.

도 1을 참조하면 순방향 채널은 접근 프리앰블 포착 표시 채널(AP-AICH: Access Preamble-Acquisition Indication Channel)로 가정하고, 역방향 채널은 임의 접근 채널로 가정한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 리모트 노드는 통신의 초기 동기를 위해 프리앰블을 역방향 링크의 임의 접근 채널을 통해 전송한다. 이때, 리모트 노드는 프리앰블을 포함하는 접근 프로브(AP: Access Probe)인 AP0(100)을 임의접근 채널을 통해 전송한다.

리모트 노드는 tp-p 시간 동안 호스트 노드로부터 AP0(100)에 대한 응답 신호를 수신받지 못한 경우, AP0(100)보다 전송 전력을 △P만큼 증가시킨 AP1(110)을 임의접근 채널을 통해 재전송한다. 이때, AP1(110)은 AP0(100)와 동일한 시그너처(Signature)로 구성된 프리앰블을 포함한다.

호스트 노드는 임의접근 채널을 통해 AP1(110)을 수신한 경우, tp-ai 시간 동안 대기한 후 AP1(110)와 동일한 시그너처를 AICH(120)를 통해 리모트 노드로 전송한다. 리모트 노드는 AICH(130)를 통해 제공받은 신호를 복조하여 시그너처와 포착 확인자(AI: Acquisition Indicator)를 확인한다. 만일, 포착 확인자를 통해 호스트 노드의 ACK이 확인되는 경우, 리모트 노드는 tp-mag 시간만큼 대기한 후 역방향 임의접근 채널을 통해 역방향 데이터를 포함하는 메시지를 호스트 노드로 전송한다. 이때, 리모트 노드는 AP1(110)에 상응하는 전송 전력으로 접근 프로브를 전송한다. 실제로 W-CDMA에서 단말기는 AICH를 통해 ACK의 메시지를 수신하게 되면 임의접근 메시지를 전송하게 되는데 이 메시지의 길이는 통상적으로 10ms이다.

LTE는 3GPP에서 제정한 또 다른 이동통신 시스템의 표준이다. FDD 기반의 LTE 시스템에서도 상기와 유사한 임의접근절차가 진행된다. 그러나, W-CDMA에서의 임의접근 채널전송과 다른 점은 기지국이 접근 프로브를 수신한 후, AICH를 통해 접근 메시지 전송을 허락하는 대신 하향링크의 PDCCH를 통해 역방향 채널의 리소스를 할당한다는 점이다. LTE가 W-CDMA와 또 다른 차이점은 이렇게 기지국의 자원할당 또는 메시지 전송을 허락받은 후, LTE 시스템에서는 PUSCH를 통해 역방향으로 메시지를 전송한다는 점이다. PUSCH의 길이는 일반적으로 1ms 단위이다.

전술한 바와 같이 대부분의 임의접근 채널은 무선통신 시스템의 필수적인 요소이며 여러 가지의 방식으로 임의접근 채널이 구현되어 있다. 이러한 임의접근 채널은 역방향 링크의 채널 상태와 관계없이 상위 계층에서 임의접근 채널 전송할 사건이 발생하면 즉시 접근 프로브를 전송한다.

그러나, 이러한 즉각적인 임의접근 채널 전송은 과도한 송신전력을 필요로 하는 문제점이 존재하므로, 시분할 복신 방식의 무선통신 시스템에서 순방향 채널의 상태를 측정하여 역방향 채널 상태의 정보를 획득하고 이것이 특정 전송 조건을 만족하는 경우에만 임의접근 채널을 전송하는 방식을 사용할 수 있다.

이렇게 채널 상태에 따라 임의접근 채널을 전송할지 여부를 판단하여 전송 조건을 만족하지 못하는 경우 임의접근 채널 접근 프로브의 전송을 지연함으로써 전송출력을 크게 줄일 수 있었다. 또한, 같은 최대 또는 평균 전송출력의 조건하에서 통신 시스템의 통달 거리 (Coverage Radius)가 크게 확장될 수 있다.

전술한 채널적응형 임의접근 채널 전송 방식에서는 한 개의 임계치만을 사용하여, 리모트 스테이션이 임의접근을 전송하지 않고 대기하는 상태와 임의접근을 전송하는 상태로만 구분되고 있다.

도 2는 이러한 한 개의 임계값을 사용한 채널적응형 임의접근 채널 전송 방식의 예시를 나타낸 것이다.

도 2를 참조하여 설명하면, 리모트 스테이션은 주기적으로 채널 상태 측정을 수행하고, 이때 측정한 채널 상태가 임계값보다 작으면 임의접근을 전송하지 않고, 채널 상태가 임계값 이상일 때까지 대기한다. 이렇게 측정을 계속해서 수행하고 채널 상태가 임계값 이상인 경우 임의접근을 전송한다. 이때, 채널 상태는 리모트 스테이션와 호스트 스테이션 간의 채널의 채널 이득을 사용할 수 있다. 특히, 시분할 복신(Time Division Duplex) 기반의 통신 시스템에서는 채널 상호성으로 인해 순방향 채널의 채널 이득과 역방향 채널의 채널 이득이 거의 같다고 가정할 수 있다. 이러한 특성을 활용하여 순방향 채널의 채널 상태 측정을 사용하여 역방향 채널의 채널 상태를 추정하여 채널적응형 임의접근 전송에 활용한다.

한 개의 임계값을 사용한 채널적응형 임의접근 채널 전송 방식에서 리모트 노드가 사전에 임의접근 채널 전송 조건을 결정하고, 순방향 채널을 측정하여 순방향 채널이 전송 조건을 만족하는 경우에만 임의접근 채널을 전송하고 그렇지 않은 경우에는 임의접근 채널 전송을 지연한다. 이를 통해, 채널이 좋은 경우에만 임의접근 채널을 전송하여 전송에 사용되는 송출전력을 크게 감소할 수 있다.

채널적응형 임의접근 채널 전송에서는 TDD 통신 방식의 채널상호성(Channel Reciprocity)을 기반으로 하여 순방향 링크의 채널 상태를 측정하여 역방향 링크의 채널 상태를 추정한다. 이때 사용하는 채널 상태의 값은 호스트 스테이션과 리모트 스테이션과의 무선 채널의 채널 이득이다. 페이딩 채널에서는 무선 채널의 채널 이득이 시간에 따라 변하기 때문에 채널 이득이 높은 시점에 전송한다는 점에서 임의접근의 전송에 필요한 송신전력을 크게 감소할 수 있다.

그러나, 단속적으로 채널 측정을 수행하여 채널적응형 임의접근을 전송하는 경우, 채널 상태에 따라 역방향으로 전송하는 임의접근의 효율적인 전송 방법이 다를 수 있다. 한 개의 임계값을 사용하는 채널적응형 임의접근에서는 채널 이득이 임계값 이상인 경우, 한 개의 형태의 패킷만을 획일적으로 전송한다. 이렇게 획일적인 형태의 임의접근 전송으로 인해 필요 이상의 전력을 소모하거나 시간 지연을 초래할 수 있다.

본 실시예들은 무선통신 시스템에서 채널적응형 임의접근 채널을 전송함에 있어서, 다수의 임계값을 사용하여 임의접근 채널의 전송 여부뿐만 아니라 임의접근 채널의 전송 형태도 가변하여 임의접근 채널을 효과적으로 전송할 수 있는 방법을 제공한다.

도 3은 본 실시예들에 따른 다수의 임계값을 적용한 채널적응형 임의접근 채널 전송 과정의 예시를 나타낸 것이다.

도 3을 참조하면, 채널 상태에 대한 다수 개의 임계값이 존재한다. 도 3의 실시예에서는 3개의 다른 임계값이 존재하는 경우를 도시하였으나, 2개 이상의 임계값을 적용하여 채널적응형 임의접근을 전송하는 어떠한 경우에도 본 발명의 개념을 쉽게 적용할 수 있음을 밝혀두는 바이다.

본 발명에서 제안하는 채널적응형 임의접근 방식은 채널 상태에 따라 전송하는 임의접근 프로브의 형태를 가변하여 전송하는 것이다. 가변할 수 있는 것은 임의접근 프로브의 시간상의 길이, 전송하는 데이터의 양 또는 MCS(Modulation & Coding Scheme), 물리적인 임의접근 프로브의 전송 포맷 등이다.

도 3의 실시예에서 제1임계값은 한 개의 임계값을 적용한 채널적응형 임의접근 채널 전송 과정에서 사용하는 임계값과 유사한 역할을 한다. 즉, 측정된 채널 상태가 제1임계값보다 작으면 임의접근 채널을 전송하지 않고 대기한다. 측정된 채널 상태가 제1임계값보다 크면 임의접근 프로브를 전송한다. 그러나, 이 경우에 한 가지의 형태의 임의접근 프로브를 전송하는 것이 아니라, 여러 가지 전송 형식 중 하나를 선택하여 임의접근 프로브를 전송한다. 임의접근 프로브의 형태를 선택하기 위해, 채널 상태에 따른 여러 개의 임계값(제2임계값, 제3임계값 등)을 두고 이에 따라 차등적인 형태로 임의접근 프로브를 전송한다.

도 3의 실시예에서는 제1임계값 이외에 두 개의 추가적인 임계값이 존재하는 경우를 예로 나타낸 것이다. 즉, 제1임계값보다 큰 값을 갖는 제2임계값과 제3임계값이 존재하여, 세 가지의 서로 다른 채널 상태의 구간이 제1임계값 이상의 채널 상태에 존재한다.

도 3의 실시예에서는 채널 상태에 따라 전송하는 데이터의 양을 차등을 두어 전송하는 경우의 실시예를 도시한다.

즉, 채널 상태에 대한 제1임계값과 제2임계값 사이의 채널에서는 제일 적은 양의 데이터를 전송하고, 제2임계값과 제3임계값 사이의 채널 상태에서는 보다 많은 양의 데이터를 전송하고, 제3임계값 이상의 채널 상태에서는 가장 많은 양의 데이터를 전송한다.

도 3의 실시예에서는 채널 상태가 제1임계값과 제2임계값 사이인 경우 프리앰블만을 전송하고, 채널 상태가 제2임계값과 제3임계값 사이인 경우 20비트의 데이터만을 전송하고, 채널 상태가 제3임계값 이상인 경우에는 100비트의 데이터를 전송하여 채널 상태에 따라 차등적으로 임의접근 프로브를 전송하는 경우의 실시예를 도시한 것이다.

전술한 실시예에서는 데이터의 양을 가변하여 채널 상태에 따라 차등적으로 전송하는 방법을 도시한 것이다. 그러나, 이를 또 다른 방법으로 서로 다른 MCS (Modualtion & Coding Scheme)를 채널 상태에 따라 가변하여 전송하는 방법을 고려할 수 있다. 즉, 채널 상태가 좋아질수록 많은 성상점(Constellation)을 갖거나 낮은 채널 부호화율을 갖는 방식의 전송 형태를 택함으로 가변적인 형태로 데이터를 전송할 수 있다.

본 발명에서 제안하는 가변적인 전송 형태의 구현은 여러 가지의 방식으로 구현이 가능하다. 임의접근 프로브는 프리앰블(또는 파일럿)과 데이터 부분으로 구성된다. 이를 어떻게 효율적으로 전송하는지도 매우 중요하다. 본 발명의 실시예에서는 이러한 프리앰블과 데이터가 부호분할다중화, 시분할다중화, 주파수분할다중화의 형식으로 전송되는 방법들을 제안한다.

도 4와 도 5는 부호분할다중화 방식을 사용하여 프리앰블(또는 파일럿)과 데이터를 동시에 전송하는 방법의 실시예를 도시한다.

도 4를 참조하면, 제1임계값과 제2임계값 사이의 채널 상태에서는 프리앰블만을 전송한다. 반면, 제2임계값과 제3임계값 사이의 채널 상태에서는 데이터가 동시에 전송된다. 그리고, 제3임계값 이상의 채널 상태에서는 데이터와 프리앰블이 동시에 전송되며 데이터에 보다 많은 전력이 할당되어 있음을 알 수 있다. 이와 같이 채널 상태에 따라 프리앰블과 데이터 채널을 부호분할로 전송하여 서로 할당된 전력을 다르게 하여 상이한 채널 상태에 따른 효율적인 임의접근 프로브의 형태를 구현한다.

도 4의 실시예를 참조하면, 채널 상태가 좋아질수록 데이터에 할당된 전력이 프리앰블에 할당된 전력과 비교하여 증가함을 알 수 있다.

도 4에서는 전송하는 모든 프리앰블에 동일한 시퀀스가 사용되는 경우의 실시예를 도시한 것이다.

리모트 스테이션은 여러 개의 시퀀스 중 하나를 선택하여 임의접근을 전송할 수 있지만, 선택한 시퀀스가 전송하는 데이터의 유무, 메시지의 양과 관계없이 동일한 경우이다.

반면, 도면 5의 실시예에서는 각각의 임계값마다 리모트 스테이션이 전송하는 프리앰블에 사용하는 시퀀스가 모두 다른 경우이다. 이렇게 전송함으로써, 프리앰블만 수신하여도 메시지가 전송되는지 그 전송되는 메시지의 양은 얼마인지를 호스트 스테이션이 알 수 있게 된다.

또 다른 가능한 구현으로는 도면 5의 실시예에서 시퀀스2와 시퀀스3을 같은 것을 사용하는 것도 가능하다. 이렇게 전송하게 되면 시퀀스는 메시지의 전송 유무만을 알려주게 되고, 데이터의 양은 실제로 메시지 부분을 복조/복호 과정을 수행하여 알아내게 되는 것이다.

도 5의 실시예에서 더 많은 시퀀스를 사용하게 되면 호스트 스테이션의 구현 복잡도가 증가하는 반면, 추가적으로 임의접근의 전송 형태에 대한 추가적인 정보를 적게 보내도 되므로 시스템 용량면에서 장점이 발생하게 된다.

도 6은 시분할다중화 방식을 사용하여 프리앰블(또는 파일럿)과 데이터를 동시에 전송하는 방법의 실시예를 나타낸 것으로서, 도 6에서 수평 무늬로 채워진 블록이 프리앰블에 할당된 자원이고 채워지지 않은 블록이 데이터에 할당된 자원이다.

도 6을 참조하면, 제1임계값과 제2임계값 사이의 채널 상태에서는 프리앰블만을 전송한다. 반면, 제2임계값과 제3임계값 사이의 채널 상태에서는 일부 자원에 데이터가 동시에 전송된다. 그리고, 제3임계값 이상의 채널 상태에서는 데이터와 프리앰블이 동시에 전송되지만 데이터에 보다 많은 시간 자원이 할당되어 있음을 알 수 있다. 이와 같이 채널 상태에 따라 프리앰블과 데이터 채널을 시분할로 전송하여 서로 할당된 시간 자원의 양을 다르게 하여 상이한 채널 상태에 따른 효율적인 임의접근 프로브의 형태를 구현한다.

도 6의 실시예를 참조하면 채널 상태가 좋아질수록 데이터에 할당된 시간 축의 자원이 증가함을 알 수 있다. 도 6의 실시예에서는 채널 상태가 좋아짐에 따라 프리앰블을 전송하는 자원이 줄어드는 것을 볼 수 있다. 또한, 좋은 채널 상태에서 전송하는 프리앰블에 할당된 자원이 상대적으로 나쁜 채널 상태에서 전송하는 프리앰블에 할당된 자원의 부분집합이다.

도 7은 주파수분할다중화 방식을 사용하여 프리앰블(또는 파일럿)과 데이터를 동시에 전송하는 방법의 실시예를 나타낸 것으로서, 도 7에서 수평 무늬로 채워진 블록이 프리앰블에 할당된 자원이고, 채워지지 않은 블록이 데이터에 할당된 자원이다.

도 7을 참조하면, 제1임계값과 제2임계값 사이의 채널 상태에서는 프리앰블만을 전송한다. 반면, 제2임계값과 제3임계값 사이의 채널 상태에서는 일부 자원에 데이터가 동시에 전송된다. 그리고, 제3임계값 이상의 채널 상태에서는 데이터와 프리앰블이 동시에 전송되지만 데이터에 보다 많은 주파수 자원이 할당되어 있음을 알 수 있다. 이와 같이 채널 상태에 따라 프리앰블과 데이터 채널을 주파수분할로 전송하여 서로 할당된 주파수 자원의 양을 다르게 하여 상이한 채널 상태에 따른 효율적인 임의접근 프로브의 형태를 구현한다.

도 7의 실시예를 참조하면 채널 상태가 좋아질수록 데이터에 할당된 주파수 축의 자원이 증가함을 알 수 있다. 도 7의 실시예에서는 채널 상태가 좋아짐에 따라 프리앰블을 전송하는 자원이 줄어드는 것을 볼 수 있다. 또한, 좋은 채널 상태에서 전송하는 프리앰블에 할당된 자원이 상대적으로 나쁜 채널 상태에서 전송하는 프리앰블에 할당된 자원의 부분집합이다.

도 4 내지 도 7은 각각 부호분할, 시분할, 주파수분할을 사용하여 채널 상태가 좋은 상황에서 임의접근 프로브를 전송하는 경우의 실시예를 도시한 것이다. 전술한 실시예들에서 채널 상태에 따라 다른 형태의 임의접근 프로브가 전송되며, 채널 상태가 좋을수록 더 많은 데이터 정보를 포함하여 임의접근 프로브를 구성한다. 또한, 시분할 및 주파수분할의 경우 프리앰블에 사용되는 자원이 채널이 좋아질수록 감소하는 것을 제안한다. 그리고 좋은 채널 상태에서 프리앰블에 할당하는 자원이 나쁜 채널 상태에서 프리앰블에 할당하는 자원의 부분집합이 되도록 프레임의 형태를 구성한 것이다. 본 발명에서는 각기 부호분할, 시분할, 주파수분할로 자원을 할당하는 방식의 실시예를 도시하였으나, 두 개 이상의 다중화 방식을 결합하여 자원을 할당하여 사용할 수도 있다.

도 4 내지 도 7의 실시예들은 임의접근 프로브의 전송 길이를 고정한 채, 프리앰블 및 데이터를 전송하는 형태만을 변경하는 방법들에 대한 실시예이다. 그러나, 채널 상태에 따라 임의접근 프로브의 시간 길이를 가변할 수도 있다.

도 8 내지 도 10은 전송하는 채널 상태에 따라 임의접근 프로브의 길이를 가변하는 실시예를 나타낸 것이다.

도 8을 참조하면, 임의접근 프로브는 3GPP의 시스템에서와 같이 프리앰블로만 구성할 수도 있지만, 데이터와 프리앰블(또는 파일럿)의 조합으로 구성할 수도 있다. 리모트 스테이션은 채널 상태가 좋은 채널에서는 임의접근 프로브의 길이를 짧게 하여 전송하고, 채널 상태가 나빠질수록 임의접근 프로브의 길이를 길게 설정하여 전송한다.

예를 들어, 제1임계값과 제2임계값 사이의 채널 상태에서는 임의접근 프로브의 길이를 가장 길게 설정하여 전송하고, 제2임계값과 제3임계값 사이의 채널 상태에서는 임의접근 프로브의 길이를 짧게 하여 전송하며, 제3임계값 이상의 채널 상태에서는 임의접근 프로브의 길이를 가장 짧게 하여 전송할 수 있다.

도 8의 실시예에서는 채널 상태가 가장 좋은 채널에서 전송하는 임의접근 프로브의 시간 길이의 정수배로 다른 임의접근 프로브의 시간 길이를 설정하여 전송하는 경우를 나타낸다. 이렇게 임의접근 프로브의 길이를 가변함으로써 리모트 스테이션의 불필요한 전력소모를 줄일 수 있다.

도 8의 실시예에서는 시간 길이를 가변한 임의접근 프로브의 전송 시작 시점을 일치하여 전송하는 경우를 나타낸 것이다. 그러나, 이렇게 하는 경우, 특정 부분의 간섭량이 증가할 수 있는 문제점이 있다. 이를 방지하기 위하여, 리모트 스테이션이 임의접근 프로브를 전송하는 시점을 가변하여, 호스트 스테이션에서 수신하는 간섭량이 균일하도록 할 수도 있다.

도 9와 도 10은 각각의 리모트 스테이션이 전송하는 임의접근 프로브의 전송 시작 시점에 임의의 시간 지연을 주는 방법을 사용한 경우의 전송 방식의 예시를 나타낸 것이다.

도 9를 참조하면, 가장 긴 임의접근 프로브를 전송하는 경우에는 임의접근 프로브의 전송 시작 시점이 일정한 반면, 임의접근 프로브의 길이가 짧아지면 임의접근 프로브의 전송 시작 시점이 가변하는 것을 알 수 있다.

도 9의 실시예에서는 전술한 바와 같이 임의접근 프로브의 전송 시작 시점을 가변할 때, 가장 짧은 임의접근 프로브의 단위로 시간 지연을 주는 경우를 도시하고 있다.

도 10에서는 채널 상태에 따라 임의접근 프로브의 길이를 가변하는 방법의 또 다른 실시예를 도시한다. 도 10의 실시예에서는 호스트 스테이션의 수신기에 입력되는 간섭의 양이 일정하지 않다. 이를 해결하기 위해서 다양한 길이의 임의접근 프로브를 전송함에 있어, 전송하는 패턴을 랜덤하게 전송함으로써 호스트 스테이션이 수신하는 간섭의 양을 균일하게 조절한다. 전술한 실시예에서 임의접근 프로브에 사용하는 시퀀스에 따라 각기 다른 패턴으로 전송하게 할 수 있다.

또한, 임의접근 과정에서 최초의 임의접근의 전송을 트리거링한 이벤트로부터 시간이 경과함에 따라 임계값을 변경할 뿐만 아니라 전송하는 단계의 수를 변경할 수 있다. 즉, 최초 임의접근 전송 이후의 시간 경과에 따라 임계값의 수와 크기를 조정하여 임의접근 채널을 전송하도록 할 수도 있다.

도 11은 시간 경과에 따라 다른 임계값을 적용하여 채널적응형 임의접근 채널을 전송하는 과정의 예시를 나타낸 것이다.

도 11을 참조하면, 전송 초기 시점인 t0에서는 세 개의 임계값(제1임계값, 제2임계값, 제3임계값)이 존재하여, 전송하지 않는 채널 상태, 프리앰블만 전송하는 채널 상태, 20비트 정도의 짧은 메시지를 전송하는 상태와 100비트 정도의 메시지를 전송하는 상태의 네 가지의 다른 상태로 채널이 나누어지게 된다. 그러나, 일정시간 동안 임의접근의 전송을 성공하지 못하는 경우, 그 이후에는 이러한 채널 상태를 나누는 단계의 수를 변경할 수 있다.

예를 들어, 전송 초기 시점인 t0로부터 시간 T만큼 경과한 이후에는, 두 개의 임계값(제4임계값, 제5임계값)을 사용하여 임의접근을 전송하지 않는 상태, 프리앰블만 전송하는 상태, 그리고 20비트 정도의 짧은 메시지만 전송하는 세 가지의 단계로 변경하여 임의접근 채널을 전송할 수 있다.

이때, 채널 상태의 경계를 나타내는 임계값인 제4임계값과 제5임계값의 크기가 변경된 것을 확인할 수 있다.

즉, 제4임계값은 전송 초기 시점의 제1임계값에 대응하는 값으로서, 임의접근을 전송하지 않는 채널 상태와 프리앰블만을 전송하는 채널 상태를 구분한다. 제4임계값은 초기의 제1임계값에 대비하여 작아진 것을 볼 수 있다. 또한, 제5임계값은 전송 초기 시점의 제2임계값에 대응하는 값으로서, 프리앰블만 전송하는 채널 상태와 20비트 정도의 메시지를 함께 전송하는 상태를 구분하는 것이다. 제5임계값은 초기의 제2임계값과 비교하여 증가한 것을 볼 수 있다.

이렇게 임계값을 변경하는 이유는 최대 전송 지연 내에 임의접근을 성공적으로 전송하기 위해 상대적으로 낮은 채널 이득에도 임의접근을 전송할 뿐 아니라, 많은 양의 데이터를 전송하여 실패하는 확률을 낮추기 위해서이다.

이와 같이 시간이 지남에 따라, 가능한 전송 방식의 수를 변경하고, 해당하는 임계값들을 변경하여 보다 효율적인 임의접근 전송이 가능하게 할 수 있다.

도 12는 본 실시예들에 따른 다수의 임계값을 적용한 채널적응형 임의접근 채널 전송 방법의 과정을 나타낸 흐름도이다.

도 12를 참조하면, 리모트 스테이션은 호스트 스테이션으로부터 순방향 채널을 수신하고 수신한 순방향 채널의 채널 상태를 측정한다(S1200). 리모트 스테이션은 순방향 채널의 채널 상태를 측정함으로써, 임의접근 프로브를 전송할 역방향 채널의 채널 상태를 추정할 수 있다.

리모트 스테이션은 측정된 채널 상태를 제1임계값과 비교하고(S1210), 제1임계값과의 비교 결과에 따라 임의접근 프로브를 전송할지 여부를 결정한다(S1220).

예를 들어, 리모트 스테이션은 측정된 채널 상태가 제1임계값보다 작으면 임의접근 프로브를 전송하지 않고, 측정된 채널 상태가 제1임계값 이상이면 임의접근 프로브를 전송할 수 있다.

이때, 리모트 스테이션은 측정된 채널 상태를 제1임계값보다 큰 값을 갖는 제2임계값과 비교하고(S1230), 임의접근 프로브의 전송 형태, 전송 자원 및 전송 크기를 결정할 수도 있다(S1240).

예를 들어, 리모트 스테이션은 측정된 채널 상태가 제1임계값 이상이고 제2임계값보다 작으면, 임의접근 프로브를 프리앰블로만 구성되도록 할 수 있다. 그리고, 측정된 채널 상태가 제2임계값 이상이면 임의접근 프로브를 프리앰블과 데이터로 구성되도록 할 수 있다. 이때, 제2임계값보다 큰 값을 갖는 제3임계값을 추가하여, 제2임계값과 제3임계값을 기준으로 전송되는 데이터의 양을 다르게 하도록 할 수도 있다.

리모트 스테이션은 측정된 채널 상태와 제1임계값, 제2임계값의 비교 결과에 따라 임의접근 프로브의 전송 여부, 전송 형태, 전송 자원 및 전송 크기 등을 결정하고, 임의접근 프로브를 호스트 스테이션으로 전송한다(S1250).

따라서, 본 실시예들에 따른 채널적응형 임의접근 채널 전송 방법은, 순방향 링크의 채널 상태를 파악하여 이를 바탕으로 임의접근 채널을 전송할지 여부를 결정할 수 있다. 미리 정해진 채널 조건을 만족하는 경우에만 임의접근 채널을 전송함으로써, 임의접근 채널에 소모되는 송신전력을 감소할 수 있을 뿐 아니라, 같은 전송전력으로 통달 거리를 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서는 다수 개의 임계값을 사용하여 채널적응형 임의접근 채널을 전송하는 방법을 제공한다. 리모트 스테이션은 채널 상태를 측정하여 측정한 채널 상태가 제1임계값보다 작으면 임의접근 전송을 하지 않고, 채널 상태가 제1임계값 이상인 경우를 기다려 임의접근 전송을 한다. 또한, 리모트 스테이션은 제1임계값 이외에 적어도 한 개 이상의 채널 임계값에 대한 비교를 수행하여, 채널 상태에 따라 전송하는 임의접근의 형태를 가변한다. 예를 들면, 리모트 스테이션은 임계값에 따라 임의접근에 전송하는 데이터의 양을 가변하여 채널 상태에 따른 최적의 임의접근 전송이 가능하게 한다.

전술한 방법을 통해 무선통신 시스템에서 임의접근을 보다 효율적으로 수행할 수 있고, 임의접근 전송을 위해 소모하는 전력을 최소화할 수 있다.

도 13은 본 실시예들에 따른 임의접근 채널을 통해 신호를 전송하기 위한 단말의 블록 구성을 도시한 것이다.

도 13을 참조하면, 본 실시예들에 따른 단말은 안테나(1310), 수신부(1320), 채널 측정부(1330), 수신 주파수 발진부(1340), 제어부(1350), 송신부(1360) 및 송신 주파수 발진부(1370)를 포함하여 구성된다. 안테나(1310)는 무선 채널을 통해 전송되는 신호를 수신하는 역할 및 단말이 전송하는 신호를 전송하는 역할을 수행한다.

수신부(1320)는 안테나(1310)로부터 제공받은 신호로부터 데이터를 복원한다. 예를 들어, 수신부(1320)는 RF 수신블록, 복조블록, 채널복호블록 등을 포함하여 구성된다. RF 수신블록은 필터 및 RF 전처리기 등으로 구성된다. 채널복호블록은 복조기, 디인터리버 및 채널디코더 등으로 구성된다.

채널 측정부(1330)는 수신부(1320)로부터 제공받은 수신 신호를 이용하여 순방향 채널의 채널 상태를 추정한다. 예를 들어, 채널 측정부(1330)는 순방향 신호의 파일럿을 이용하여 수신 신호의 수신 전력을 추정한다.

수신 주파수 발진부(1340)는 수신부(1320)에서 신호를 수신하기 위한 주파수를 생성한다. 일반적으로 FDD 모드에서 수신 주파수와 송신 주파수는 다르게 설정된다.

제어부(1350)는 채널 측정부(1330)로부터 제공받은 순방향 링크의 채널의 상태 정보를 토대로 임의접근 채널을 전송할 것인지 결정한다. 즉, 제어부(1350)는 채널 측정부(1330)에서 추정한 수신 신호의 전력과 기준 값을 비교하여 임의접근 채널을 전송할 것인지 결정한다.

예를 들어, 채널 측정부(1330)에서 추정한 수신 신호의 전력이 기준 값보다 작은 경우, 제어부(1350)는 역방향 채널 상태가 임의접근 채널 전송에 적합하지 않은 것으로 판단한다. 이에 따라, 제어부(1350)는 임의접근 채널을 전송하지 않도록 송신부(1360)를 제어한다. 다른 예를 들어, 채널 측정부(1330)에서 추정한 수신 신호의 전력이 상기 기준 값보다 크거나 같은 경우, 제어부(1350)는 역방향 채널 상태가 임의접근 채널 전송에 적합한 것으로 판단한다.

또한, 제어부(1350)는 채널 상태에 따라 미리 정해진 여러 가지의 형태의 임의접근 프로브 중 전송할 임의접근 프로브의 형태를 선택한다. 이에 따라, 제어부(1350)는 임의접근 채널을 전송하도록 송신부(1360)를 제어한다.

본 발명에서 제어부(1350)는 정해진 시간에만 순방향 링크의 채널 상태를 측정하도록 단말을 제어한다. 즉, 제어부(1350)는 다음 순방향 채널 상태 측정 시간을 결정하고 현재 시점이 그 시간이면 순방향 채널의 측정을 수행하지만, 그렇지 않으면 다음 측정 시간까지 단말의 전원을 꺼서 단말의 전력소모를 최소화하도록 한다. 단말의 수신부(1320)의 전원이 꺼져 있는 상태에서 다시 시간이 다음 측정 시간이 되면 제어부(1350)는 수신부(1320)를 다시 가동시켜 순방향 채널의 채널 상태를 측정한다.

송신부(1360)는 제어부(1350)의 제어에 따라 임의접근 채널을 통해 기지국으로 전송할 신호를 생성한다. 즉, 송신부(1360)는 제어부(1350)에서 임의접근 채널 전송을 수행하도록 제어하는 경우에만, 임의접근 채널을 통해 기지국으로 전송할 신호를 무선 자원을 통해 전송을 위한 형태로 변환하여 안테나(1310)로 제공한다.

예를 들어, 송신부(1360)는 신호 생성블록, 채널부호블록, 변조블록, RF 송신블록 등을 포함하여 구성된다. 채널부호블록은 변조기, 인터리버 및 채널인코더 등으로 구성된다. RF 송신블록은 필터 및 RF 전처리기 등으로 구성된다.

송신 주파수 발진부(1370)는 제어부(1350)의 제어에 따라 송신부(1360)가 신호 전송을 위해 필요한 송신 주파수를 발진한다.

도 14와 도 15는 기지국의 구조의 예시를 나타낸 것으로서, 기지국의 구조는 도 13에 도시된 단말의 구조와 유사하다. 다만, 제어부의 동작과 실질적으로 전송되는 신호가 다르다.

도 14에 본 발명에서 제안하는 기지국의 간단한 구조의 실시예가 도시되어 있다.

도 14는 본 발명의 TDD 모드에서 동작하는 기지국의 구조이다. 이는 종래의 기지국과 동일하다. 안테나(1410), 송신부(1420)와 수신부(1430)로 구성되어 있다.

도 15는 본 발명의 FDD 모드에서 동작하는 기지국의 구조이다. FDD 모드에서는 상향링크로 채널측정용 파일럿을 전송하는 경우의 호스트 스테이션의 구조를 도시한 것이다. 안테나(1510), 송신부(1520), 수신부(1530) 이외에 채널측정용 파일럿 신호를 발생하는 채널측정용 파일럿 송신부(1550)가 추가적으로 필요하다.

본 발명은 시분할 복신(Time Division Duplex) 방식의 통신 시스템을 바탕으로 설명하고 있다. 그러나, 본 발명은 주파수분할 복신(Frequency Division Duplex) 방식의 통신 시스템에서도 용이하게 적용할 수 있음을 밝혀두는 바이다. 즉, 주파수분할 복신 방식의 통신 시스템에서는 일부 시간 동안 호스트 스테이션이 역방향 링크에 신호를 전송하여 이를 바탕으로 채널 측정을 할 수 있게 하거나, 순방향 링크에 일부 시간 동안에 호스트 스테이션이 전송을 하지 않고 임의접근을 전송하게 허용함으로 채널 상호성을 확보할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 채널 측정 및 역방향의 임의접근을 위한 자원들에 대한 정보는 호스트 스테이션과 리모트 스테이션 사이에 사전에 공유되어야 한다. 즉, 어떠한 모드로 시스템이 동작하는지의 여부를 단말들에게 브로드캐스팅 정보를 통해 사전에 알려줄 필요가 있다. 또한, 동작 여부 외에 관련 파라미터들도 브로드캐스팅하여 공유한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

1. 기지국으로부터 수신하는 순방향 채널의 채널 상태를 측정하는 단계;
   상기 측정된 채널 상태를 제1임계값과 비교하고 임의접근 채널의 전송 여부를 결정하는 단계;
   상기 측정된 채널 상태가 상기 제1임계값보다 크면, 상기 측정된 채널 상태를 상기 제1임계값보다 큰 값을 갖는 하나 이상의 제2임계값과 비교하고 상기 임의접근 채널의 전송 형태, 전송 자원 및 전송 크기 중 적어도 하나를 결정하는 단계; 및
   상기 임의접근 채널을 전송하는 단계
   를 포함하는 다수의 임계값을 적용한 채널 적응형 임의접근 채널 전송 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 임의접근 채널의 전송 형태, 전송 자원 및 전송 크기 중 적어도 하나를 결정하는 단계는,
   상기 측정된 채널 상태와 상기 하나 이상의 제2임계값의 비교 결과에 따라 상기 임의접근 채널의 데이터의 크기를 증가시키는 다수의 임계값을 적용한 채널 적응형 임의접근 채널 전송 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 임의접근 채널의 전송 형태, 전송 자원 및 전송 크기 중 적어도 하나를 결정하는 단계는,
   상기 측정된 채널 상태와 상기 하나 이상의 제2임계값의 비교 결과에 따라 상기 임의접근 채널의 프리앰블에 할당하는 자원을 감소시키는 다수의 임계값을 적용한 채널 적응형 임의접근 채널 전송 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 임의접근 채널의 전송 형태, 전송 자원 및 전송 크기 중 적어도 하나를 결정하는 단계는,
   상기 측정된 채널 상태와 상기 하나 이상의 제2임계값의 비교 결과에 따라 상기 임의접근 채널의 프리앰블의 시퀀스를 상이하게 사용하는 다수의 임계값을 적용한 채널 적응형 임의접근 채널 전송 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 임의접근 채널의 전송 형태, 전송 자원 및 전송 크기 중 적어도 하나를 결정하는 단계는,
   상기 측정된 채널 상태와 상기 하나 이상의 제2임계값의 비교 결과에 따라 상기 임의접근 채널의 시간 길이를 감소시키는 다수의 임계값을 적용한 채널 적응형 임의접근 채널 전송 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 임의접근 채널의 전송 형태, 전송 자원 및 전송 크기 중 적어도 하나를 결정하는 단계는,
   상기 임의접근 채널의 시간 길이를 감소시키면 상기 임의접근 채널의 전송 시점을 변경하는 다수의 임계값을 적용한 채널 적응형 임의접근 채널 전송 방법.
7. 기지국으로부터 수신하는 순방향 채널의 채널 상태를 측정하는 채널 측정부;
   상기 측정된 채널 상태를 제1임계값과 비교하여 임의접근 채널의 전송 여부를 결정하고, 상기 측정된 채널 상태를 상기 제1임계값보다 큰 값을 갖는 하나 이상의 제2임계값과 비교하여 상기 임의접근 채널의 전송 형태, 전송 자원 및 전송 크기 중 적어도 하나를 결정하는 제어부; 및
   상기 임의접근 채널을 전송하는 송신부
   를 포함하는 다수의 임계값을 적용한 채널 적응형 임의접근 채널 전송 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 측정된 채널 상태와 상기 하나 이상의 제2임계값의 비교 결과에 따라 상기 임의접근 채널의 데이터의 크기를 증가시키는 다수의 임계값을 적용한 채널 적응형 임의접근 채널 전송 장치.
9. 제7항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 측정된 채널 상태와 상기 하나 이상의 제2임계값의 비교 결과에 따라 상기 임의접근 채널의 프리앰블에 할당되는 자원을 감소시키는 다수의 임계값을 적용한 채널 적응형 임의접근 채널 전송 장치.
10. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 측정된 채널 상태와 상기 하나 이상의 제2임계값의 비교 결과에 따라 상기 임의접근 채널의 프리앰블의 시퀀스를 상이하게 사용하는 다수의 임계값을 적용한 채널 적응형 임의접근 채널 전송 장치.
11. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 측정된 채널 상태와 상기 하나 이상의 제2임계값의 비교 결과에 따라 상기 임의접근 채널의 시간 길이를 감소시키는 다수의 임계값을 적용한 채널 적응형 임의접근 채널 전송 장치.
12. 기지국으로부터 수신하는 순방향 채널의 채널 상태를 측정하는 단계;
    상기 측정된 채널 상태를 서로 다른 값을 갖는 둘 이상의 임계값과 비교하고 임의접근 채널의 전송 여부, 전송 형태, 전송 자원 및 전송 크기 중 적어도 하나를 결정하는 단계;
    기설정된 시간 이내에 상기 임의접근 채널이 전송되지 않으면 상기 서로 다른 값을 갖는 둘 이상의 임계값의 개수 및 크기 중 적어도 하나를 변경하는 단계; 및
    상기 측정된 채널 상태를 상기 변경된 임계값과 비교하고 상기 임의접근 채널의 전송 여부, 전송 형태, 전송 자원 및 전송 크기 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 둘 이상의 임계값은 상기 임의접근 채널의 전송 여부를 결정하기 위한 기준이 되는 하나의 임계값과 상기 임의접근 채널의 전송 형태, 전송 자원 및 전송 크기 중 적어도 하나를 결정하기 위한 기준이 되는 하나 이상의 임계값을 포함하는 다수의 임계값을 적용한 채널 적응형 임의접근 채널 전송 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 서로 다른 값을 갖는 둘 이상의 임계값의 개수 및 크기 중 적어도 하나를 변경하는 단계는,
    상기 임의접근 채널의 전송 여부를 결정하는 기준이 되는 임계값의 크기를 감소시키는 다수의 임계값을 적용한 채널 적응형 임의접근 채널 전송 방법.
14. 제12항에 있어서,
    상기 서로 다른 값을 갖는 둘 이상의 임계값의 개수 및 크기 중 적어도 하나를 변경하는 단계는,
    상기 임의접근 채널의 전송 크기를 결정하는 기준이 되는 임계값의 크기를 증가시키는 다수의 임계값을 적용한 채널 적응형 임의접근 채널 전송 방법.
15. 제12항에 있어서,
    상기 서로 다른 값을 갖는 둘 이상의 임계값의 개수 및 크기 중 적어도 하나를 변경하는 단계는,
    상기 서로 다른 값을 갖는 둘 이상의 임계값의 개수를 감소시키는 다수의 임계값을 적용한 채널 적응형 임의접근 채널 전송 방법.

Images