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KR20110044155A - 무선통신시스템에서 임의 접근 채널 전송 장치 및 방법 - Google Patents

무선통신시스템에서 임의 접근 채널 전송 장치 및 방법 Download PDF

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KR20110044155A
KR20110044155A KR1020100103077A KR20100103077A KR20110044155A KR 20110044155 A KR20110044155 A KR 20110044155A KR 1020100103077 A KR1020100103077 A KR 1020100103077A KR 20100103077 A KR20100103077 A KR 20100103077A KR 20110044155 A KR20110044155 A KR 20110044155A
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KR
South Korea
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random access
channel
signal
access channel
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Application number
KR1020100103077A
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Inventor
문희찬
Original Assignee
삼성전자주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 무선통신시스템에서 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 이때, 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송하기 위한 방법은, 순방향 링크를 통해 수신받은 신호를 이용하여 역방향 채널 상태를 추정하는 과정과, 상기 역방향 채널 상태를 고려하여 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송할 것인지 결정하는 과정과, 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송하는 것으로 결정한 경우, 상기 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송하는 과정을 포함한다.

Description

무선통신시스템에서 임의 접근 채널 전송 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR RANDOM ACCESS CHANNEL TRANSMISSION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선통신시스템에서 임의 접근 채널(RACH: Random Access Channel) 전송 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히, 무선통신시스템의 리모트 노드(Remote Node)에서 역 링크 채널 정보를 고려하여 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선통신시스템은 임의(Random) 버스트형 데이터의 전송을 위한 역방향 공통 채널(reverse common channel)로서 임의 접근 채널을 사용한다. 상기 임의 접근 채널은 무선통신시스템에서 리모트 노드가 역방향 링크로 짧은 버스트형 데이터를 전송할 수 있도록 구성된 채널을 의미한다. 예를 들어, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 표준의 무선통신시스템은 프리앰블(preamble)로 구성된 임의 접근 채널을 사용한다. 다른 예를 들어, 3GPP2 표준의 무선통신시스템은 프리앰블과 짧은 메시지로 구성된 임의 접속 채널을 사용한다.
리모트 노드가 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송하는 경우, 호스트 노드는 임의 접근 채널을 통해 상기 리모트 노드로부터 수신받은 신호가 일정 수준의 검출 확률(detection probability) 및 오 경보 확률(false alarm probability) 조건을 만족하길 원한다. 이에 따라, 리모트 노드는 임의 접근 채널을 통해 전송하는 신호의 전송 전력을 높게 설정해야 하는 문제가 발생한다. 또한, 리모트 노드의 최대 전송 전력과 페이딩에 의해 역방향 링크의 서비스 영역이 제한되는 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 프리앰블의 길이가 1ms이고 임의 접속 채널 전송 방식을 사용하는 리모트 노드의 최대 전송 전력이 250mW인 경우, 역방향 서비스 영역은 2Km로 제한된다. 상기 리모트 노드는 프리앰블의 길이를 늘려 역방향 서비스 영역을 넓힐 수 있다. 하지만, 프리앰블의 길이가 길어지는 경우, 상기 프리앰블에 의한 오버헤드가 증가하여 시스템의 용량이 감소하는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선통신시스템에서 임의 접근 채널 전송에 따른 리모트 노드의 전력 소모를 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선통신시스템에서 임의 접근 채널 전송에 의해 제한된 역방향 링크의 서비스 영역을 넓히기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템에서 역방향 링크의 채널 상태를 고려하여 임의 접근 채널 전송을 선택적으로 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템의 리모트 노드에서 역방향 링크의 채널상태를 고려하여 임의 접근 채널 전송을 선택적으로 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템의 리모트 노드에서 역방향 링크의 채널이득을 고려하여 임의 접근 채널 전송을 위한 전송 전력을 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 시분할 복신 방식을 사용하는 무선통신시스템의 리모트 노드에서 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송하기 위한 방법은, 순방향 링크를 통해 수신받은 신호를 이용하여 역방향 채널 상태를 추정하는 과정과, 상기 역방향 채널 상태를 고려하여 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송할 것인지 결정하는 과정과, 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송하는 것으로 결정한 경우, 상기 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 견지에 따르면, 시분할 복신 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송하기 위한 리모트 노드 장치는, 신호를 수신받는 수신 장치와, 상기 수신 장치에서 순방향 링크를 통해 수신받은 신호를 이용하여 역방향 채널 상태를 추정하는 채널 추정부와, 상기 역방향 채널 상태를 고려하여 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송할 것인지 결정하는 제어부와, 상기 제어부에서 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송하는 것으로 결정한 경우, 상기 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송하는 송신 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 무선통신시스템의 리모트 노드에서 역방향 링크의 채널 상태를 고려하여 임의 접근 채널 전송을 선택적으로 수행함으로써, 역방향 접근 채널의 성공률을 향상시킬 수 있고, 역방향 접근 채널을 통해 신호를 전송하기 위한 단말의 전력 소모를 줄일 수 있으며, 최대 전송 전력으로 제한된 역방향 링크의 서비스 영역을 넓힐 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 상향링크 RACH를 통한 신호 전송 구조를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 호스트 노드에서 리모트 노드의 RACH를 통한 신호 전송을 제어하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 리모트 노드에서 RACH를 통해 신호를 전송하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 리모트 노드에서 RACH를 통해 신호를 전송하기 위한 절차를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 RACH를 통해 신호를 전송하기 위한 리모트 노드의 블록 구성을 도시하는 도면, 및
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 RACH를 통해 전송하는 접근 프로브(AP)의 구성을 도시하는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 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. 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 무선통신시스템에서 역방향 채널 상태를 고려하여 임의 접근 채널(RACH: Random Access CHannel) 전송을 수행하기 위한 기술에 대해 설명한다.
이하 본 발명에서 무선통신시스템은 시분할 복신(TDD: Time Division Duplex) 방식을 사용하는 것으로 가정한다.
이하 설명에서 임의 접근 채널은 상기 임의 접근 채널의 구성 방식에 상관없이 적용할 수 있다. 예를 들어, 상기 임의 접근 채널은 프리앰블만을 포함하도록 구성된다. 다른 예를 들어, 상기 임의 접근 채널은 프리앰블과 짧은 메시지를 포함하도록 구성될 수도 있다.
이하 설명에서 호스트(Host) 노드는 순방향 링크를 통해 신호를 전송하는 노드를 나타내고, 리모트(Remote) 노드는 역방향 링크를 통해 신호를 전송하는 노드를 나타낸다.
이하 설명에서 호스트 노드는 리모트 노드가 순방향 링크의 채널 상태를 확인할 수 있는 채널(예: 파일럿 채널)을 지속적이거나 주기적으로 전송하는 것으로 가정한다. 또한, 시분할 복신 방식을 사용하는 경우, 채널 상호 관계(channel reciprocity) 특성에 의해 순방향 채널과 역방향 채널의 상태가 동일한 것으로 가정할 수 있다. 이에 따라, 이하 설명에서 리모트 노드는 순방향 링크의 채널 상태 값을 역방향 링크의 채널 상태 값으로 활용하는 것으로 가정한다.
리모트 노드는 하기 도 1에 도시된 바와 같이 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신시스템에서 상향링크 RACH를 통한 신호 전송 구조를 도시하고 있다.
상기 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.
도시된 바와 같이, 리모트 노드는 통신의 초기 동기를 위해 프리앰블을 역방향 링크의 임의 접근 채널을 통해 전송한다. 이때, 상기 리모트 노드는 프리앰블을 포함하는 접근 프로브(AP: Access Probe) 0(100)을 상기 임의 접근 채널을 통해 전송한다. 예를 들어, 상기 리모트 노드는 하기 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 구성되는 접근 프로브를 임의 접근 채널을 통해 전송한다.
상기 리모트 노드는 tp-p(102) 시간 동안 호스트 노드로부터 상기 AP0(100)에 대한 응답 신호를 수신받지 못한 경우, 상기 AP0(100)보다 전송 전력을 △P(104)만큼 증가시킨 AP1(110)을 임의 접근 채널을 통해 재전송한다. 이때, 상기 AP1(110)은 상기 AP0(100)와 동일한 시그너쳐(signature)로 구성된 프리앰블을 포함한다.
호스트 노드는 임의 접근 채널을 통해 AP1(110)을 수신받은 경우, tp-ai(120) 시간 동안 대기한 후 상기 AP1(110)와 동일한 시그너쳐를 AICH(130) 통해 상기 리모트 노드로 전송한다.
미 도시되었지만, 상기 리모트 노드는 AICH(130)을 통해 제공받은 신호를 복조하여 시그너쳐와 포착 확인자(AI: Acquisition Indicator)를 확인한다. 만일, 상기 포착 확인자를 통해 호스트 노드의 ACK이 확인되는 경우, 상기 리모트 노드는 tp-mag 시간만큼 대기한 후 역방향 임의 접근 채널을 통해 역방향 데이터를 포함하는 메시지를 상기 호스트 노드로 전송한다. 예를 들어, 상기 리모트 노드는 상기 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 구성되는 메시지를 포함하는 접근 프로브를 임의 접근 채널을 통해 전송한다. 이때, 상기 리모트 노드는 상기 AP1(110)에 상응하는 전송 전력으로 상기 접근 프로브를 전송한다.
상술한 바와 같이 리모트 노드는 역방향 채널 상태를 고려하여 임의 접근 채널을 전송할 수 있다. 즉, 상기 리모트 노드는 역방향 채널 상태가 기준 값 이상인 경우에만 임의 접근 채널을 전송할 수 있다. 상기 기준 값은, 리모트 노드의 서비스 QoS 및 채널의 통계적인 특성을 고려하여 결정된다. 여기서, 상기 채널의 통계적인 특성은 무선 채널의 도플러 주파수와 수신 신호대 잡음비의 평균 및 수신 전력 레벨의 평균 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 기준 값은 리모드 노드 또는 호스트 노드에서 결정할 수 있다. 예를 들어, 호스트 노드에서 상기 기준 값을 결정하는 경우, 상기 호스트 노드는 하기 도 2에 도시된 바와 같이 리모트 노드의 서비스 QoS를 고려하여 상기 기준 값을 결정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 호스트 노드에서 리모트 노드의 RACH를 통한 신호 전송을 제어하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 2를 참조하면 상기 호스트 노드는 201단계에서 리모트 노드로 제공하는 서비스의 QoS를 확인한다.
이후, 상기 호스트 노드는 203단계로 진행하여 상기 리모트 노드의 서비스 QoS를 고려하여 상기 리모트 노드가 임의 접근 채널을 전송할지 여부를 판단하기 위한 기준 값을 결정한다. 예를 들어, 호스트 노드가 리모트 노드로 실시간 서비스를 제공하는 경우, 상기 호스트 노드는 상기 리모트 노드의 지연을 줄이기 위해 상기 기준 값을 낮게 설정한다. 다른 예를 들어, 호스트 노드가 리모트 노드로 비실시간 서비스를 제공하는 경우, 상기 호스트 노드는 상기 기준 값을 높게 설정한다.
상기 기준 값을 결정한 후, 상기 호스트 노드는 205단계로 진행하여 상기 결정한 기준 값을 상기 리모트 노드로 전송한다. 예를 들어, 상기 호스트 노드는 방송 채널을 통해 상기 기준 값 정보를 전송한다. 다른 예를 들어, 상기 호스트 노드는 리모트 노드가 휴면 상태(dormant state)인 경우, 전용 채널(dedicated channel)을 통해 상기 기준 값 정보를 전송할 수도 있다. 여기서, 상기 휴면 상태는 전용 물리 채널이 연결되지 않은 리모트 노드에 대해 상위 노드의 연결만 유지하는 경우를 나타낸다.
이후, 상기 호스트 노드는 본 알고리즘을 종료한다.
상술한 실시 예에서 호스트 노드는 리모트 노드가 임의 접근 채널을 전송할지 여부를 판단하는 하나의 기준 값을 결정한다.
다른 실시 예에서 호스트 노드는 채널 조건에 따른 여러 개의 기준 값들을 결정할 수도 있다. 예를 들어, 상기 호스트 노드는 하기 <표 1>과 같이 도플러 주파수에 따른 여러 개의 기준 값들을 결정한다.
QoS 도플러 주파수 기준 값
QoS1
(실시간 서비스)		 0~10Hz 0.1
10~20Hz 0.2
20~30Hz 0.3
QoS2
(비실시간 서비스)		 0~10Hz 0.2
10~20Hz 0.4
20~30Hz 0.6
상기 <표 1>에 도시된 바와 같이 호스트 노드는 리모트 노드로 제공하는 서비스의 QoS와 채널의 도플러 주파수에 따른 여러 개의 기준 값들을 결정하여 리모트 노드로 전송한다. 이때, 상기 호스트 노드는 실시간 서비스보다 시간 지연에 덜 민감한 비실시간 서비스의 기준 값을 높게 설정한다. 또한, 상기 호스트 노드는 채널의 도플러 주파수가 높을수록 기준 값을 높게 설정한다.
리모트 노드는 호스트 노드로부터 제공받은 기준 값들 중 상기 호스트 노드와 통신하고자하는 서비스의 QoS 및 채널의 도플러 주파수를 고려하여 기준 값을 설정할 수 있다. 또한, 상기 리모트 노드는 서비스의 QoS가 변하거나 채널의 도플러 주파수가 변하는 경우, 상기 <표 1>에서 해당 QoS와 도플러 주파수에 따른 기준 값으로 변경할 수도 있다.
또 다른 실시 예에서, 호스트 노드는 QoS에 따른 임의 접근 전송이 허용되는 시간의 한계를 리모트 노드로 알리고, 상기 리모트 노드는 상기 시간의 한계 내에서 임의 접근 채널을 전송하면서 전송 전력을 최적화하기 위한 기준 값을 산출할 수도 있다. 예를 들어, 상기 호스트 노드는 임의 접근 채널의 지연 성능과 채널의 통계적인 특성을 이용하여 리모트 노드가 임의 접근 채널을 전송할지 여부를 판단하는 하나의 기준 값을 하기 <표 2>와 같이 결정한다. 다른 예를 들어, 하기 <표 2>와 같은 기준 값은 표준이나 채널 환경에 따른 시뮬레이션을 통해 상기 리모트 노드에서 결정할 수도 있다. 여기서, 상기 <표 2>의 임의 접근 채널의 지연 성능은 임의 접근 채널의 평균 지연을 사용하고, 채널의 통계적인 특성은 채널의 도플러 주파수를 사용하는 것으로 가정한다.
QoS 도플러 주파수 기준 값
평균시간지연
100ms		 0~10Hz 0.1
10~20Hz 0.2
20~30Hz 0.3
평균시간지연
500ms		 0~10Hz 0.2
10~20Hz 0.4
20~30Hz 0.6
리모트 노드는 서비스의 특성에 의한 지연 성능이 결정되면, 채널의 도플러 주파수에 따라 상기 <표 2>을 이용하여 기준 값을 선택할 수도 있다.
무선통신시스템에서 시분할 복신 방식을 사용하는 경우, 순방향 링크와 역 방향 링크는 동일한 주파수를 사용한다. 이에 따라, 리모트 노드는 하기 도 3에 도시된 바와 같이 순방향 링크 신호의 세기를 통해 추정한 역방향 채널 상태를 고려하여 임의 접근 채널을 전송한다. 여기서, 상기 리모트 노드는 수신신호의 전력 레벨, 수신신호의 경로 감쇠, 수신신호의 신호대 잡음비(SNR: Signal to Noise Ratio), 순방향 채널 이득 등을 이용하여 역방향 채널 상태를 추정할 수 있다. 이하 설명에서 리모트 노드는 수신신호의 전력 레벨을 이용하여 역방향 채널 상태를 추정하는 것으로 가정하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 리모트 노드에서 RACH를 통해 신호를 전송하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 3을 참조하면 상기 리모트 노드는 301단계에서 호스트 노드가 전송한 순방향 신호가 수신되는지 확인한다.
순방향 신호가 수신되는 경우, 상기 리모트 노드는 303단계로 진행하여 상기 호스트 노드로부터 수신받은 순방향 신호의 전력을 측정한다.
이후, 상기 리모트 노드는 305단계로 진행하여 임의 접근 채널을 전송할 것인지 여부를 판단하기 위한 기준 값을 확인한다. 예를 들어, 상기 리모트 노드는 사용자가 요구하는 서비스의 QoS 및 채널의 통계적인 특성을 고려하여 임의 접근 채널의 전송 여부를 판단하기 위한 기준 값을 결정한다. 다른 예를 들어, 상기 리모트 노드는 호스트 노드로부터 임의 접근 채널의 전송 여부를 판단하기 위한 기준 값을 제공받을 수도 있다. 또 다른 예를 들어, 상기 리모트 노드는 통신을 사용하는 채널의 통계적인 특성을 고려하여 여러 개의 기준 값들 중 어느 하나의 기준 값을 선택할 수도 있다. 이때, 상기 리모트 노드는 채널의 통계적인 특성인 도플러 주파수를 고려하여 기준 값을 선택할 수도 있다.
임의 접근 채널 전송 수행 여부를 판단하기 위한 기준 값을 확인한 후, 상기 리모트 노드는 307단계로 진행하여 상기 303단계에서 측정한 순방향 신호의 전력과 상기 305단계에서 확인한 기준 값을 비교한다.
상기 순방향 신호의 전력이 상기 기준 값보다 작거나 같은 경우, 상기 리모트 노드는 역방향 채널 상태가 임의 접근 채널 전송에 적합하지 않은 것으로 판단한다. 이에 따라, 상기 리모트 노드는 임의 접근 채널 전송을 수행하지 않는다.
한편, 상기 순방향 신호의 전력이 상기 기준 값보다 큰 경우, 상기 리모트 노드는 역방향 채널 상태가 임의 접근 채널 전송에 적합한 것으로 판단한다. 이에 따라, 상기 리모트 노드는 309단계로 진행하여 역방향 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송한다.
이후, 상기 리모트 노드는 본 알고리즘을 종료한다.
상술한 바와 같이 리모트 노드가 역방향 채널 상태를 고려하여 임의 접근 채널 전송을 수행하는 경우, 상기 리모트 노드는 개루프(open loop)를 통해 임의 접근 채널 전송에 사용할 전력을 결정할 수 있다.
또한, 상기 리모트 노드는 호스트 노드에서 역방향 링크의 채널 상태를 쉽게 추정할 수 있도록 일정한 크기의 전력으로 임의 접근 채널을 전송할 수도 있다.
또한, 상기 리모트 노드는 하기 도 4에 도시된 바와 같이 역방향 채널의 이득을 고려하여 임의 접근 채널 전송에 사용할 전력을 결정할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 리모트 노드에서 RACH를 통해 신호를 전송하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 4를 참조하면 상기 리모트 노드는 401단계에서 호스트 노드가 전송한 순방향 신호가 수신되는지 확인한다.
순방향 신호가 수신되는 경우, 상기 리모트 노드는 403단계로 진행하여 상기 호스트 노드로부터 수신받은 순방향 신호의 전력을 측정한다.
이후, 상기 리모트 노드는 405단계로 진행하여 임의 접근 채널 전송 수행 여부를 판단하기 위한 기준 값을 확인한다. 예를 들어, 상기 리모트 노드는 사용자가 요구하는 서비스의 QoS 및 채널의 통계적인 특성을 고려하여 임의 접근 채널 전송 수행 여부를 판단하기 위한 기준 값을 결정한다. 다른 예를 들어, 상기 리모트 노드는 호스트 노드로부터 임의 접근 채널 전송 여부를 판단하기 위한 기준 값을 제공받을 수도 있다. 또 다른 예를 들어, 상기 리모트 노드는 통신을 사용하는 채널의 통계적인 특성을 고려하여 여러 개의 기준 값들 중 어느 하나의 기준 값을 선택할 수도 있다. 이때, 상기 리모트 노드는 채널의 통계적인 특성인 도플러 주파수를 고려하여 기준 값을 선택할 수도 있다.
임의 접근 채널 전송 수행 여부를 판단하기 위한 기준 값을 확인한 후, 상기 리모트 노드는 407단계로 진행하여 상기 403단계에서 측정한 순방향 신호의 전력과 상기 405단계에서 확인한 기준 값을 비교한다.
상기 순방향 신호의 전력이 상기 기준 값보다 작거나 같은 경우, 상기 리모트 노드는 역방향 채널 상태가 임의 접근 채널 전송에 적합하지 않은 것으로 판단한다. 이에 따라, 상기 리모트 노드는 임의 접근 채널을 전송하지 않는다.
한편, 상기 순방향 신호의 전력이 상기 기준 값보다 큰 경우, 상기 리모트 노드는 역방향 채널 상태가 임의 접근 채널 전송에 적합한 것으로 판단한다. 이에 따라, 상기 리모트 노드는 409단계로 진행하여 역방향 채널의 이득을 확인한다.
이후, 상기 리모트 노드는 411단계로 진행하여 상기 409단계에서 확인한 역방향 채널 이득을 고려하여 임의 접근 채널 전송에 사용할 전송 전력을 결정한다. 예를 들어, 상기 리모트 노드는 역방향 채널 이득에 반비례하도록 상기 임의 접근 채널 전송에 사용할 전송 전력을 결정한다. 다른 예를 들어, 상기 리모트 노드는 평균 전파 감쇠와 순시적 역방향 채널 사이의 비율에 비례하도록 상기 임의 접근 채널 전송에 사용할 전송 전력을 결정할 수도 있다. 또 다른 예를 들어, 상기 리모트 노드는 역방향 채널의 순시적인 이득에 관계없이 임의 접근 채널을 전송에 사용할 전송 전력을 일정한 레벨로 유지할 수도 있다. 여기서, 일정한 레벨은 호스트 노드와 리모트 노드 사이의 평균 경로 감쇠와 비례하도록 설정될 수 있다.
상기 임의 접근 채널 전송에 사용할 전송 전력을 결정한 후, 상기 리모트 노드는 413단계로 진행하여 역방향 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송한다. 이때, 상기 리모트 노드는 상기 411단계에서 결정한 전송 전력으로 신호를 전송한다.
이후, 상기 리모트 노드는 본 알고리즘을 종료한다.
이하 설명은 역방향 채널 상태를 고려하여 임의 접근 채널 전송을 수행하기 위한 리모트 노드의 구성에 대해 설명한다. 이때, 상기 리모트 노드는 채널의 통계적인 특성으로 도플로 주파수를 사용하는 것으로 가정한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 RACH를 통해 신호를 전송하기 위한 리모트 노드의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 5에 도시된 바와 같이 리모트 노드는 듀플렉서(500), 수신 장치(510), 채널 추정기(520), 도플로 주파수 추정부(530), 제어부(540) 및 송신 장치(550)를 포함하여 구성된다.
상기 듀플렉서(500)는 듀플렉싱 방식에 따라 상기 송신 장치(550)로부터 제공받은 송신신호를 안테나를 통해 송신하고, 안테나로부터의 수신신호를 수신 장치(510)로 제공한다.
상기 수신 장치(510)는 상기 듀플렉서(500)로부터 제공받은 신호로부터 데이터를 복원한다. 예를 들어, 상기 수신 장치(510)는 RF수신블록, 복조블록, 채널복호블록 등을 포함하여 구성된다. 상기 RF수신블록은 필터 및 RF전처리기 등으로 구성된다. 상기 복조블록은 무선통신시스템이 직교 주파수 분할 다중 방식을 사용하는 경우, 각 부반송파에 실린 데이터를 추출하기 위한 FFT연산기 등으로 구성된다. 상기 채널복호블록은 복조기, 디인터리버 및 채널디코더 등으로 구성된다.
상기 채널 추정부(520)는 상기 수신 장치(510)로부터 제공받은 수신 신호를 이용하여 순방향의 채널을 추정한다. 예를 들어, 상기 채널 추정부(520)는 순반향 신호의 파일럿을 이용하여 수신 신호의 수신 전력을 추정한다.
상기 도플로 주파수 추정부(530)는 상기 수신 장치(510)로부터 제공받은 수신 신호를 이용하여 호스트 노드와 리모트 노드 사이의 도플러 주파수를 추정한다. 즉, 상기 도플러 주파수 추정부(530)는 순방향 채널을 통해 수신된 신호의 변화를 통해 도플러 주파수를 추정한다.
상기 제어부(540)는 상기 채널 추정부(520)로부터 제공받은 순방향 링크의 채널의 상태 정보를 토대로 임의 접근 채널을 전송할 것인지 결정한다. 즉, 상기 제어부(540)는 상기 채널 추정부(520)에서 추정한 수신 신호의 전력과 기준 값을 비교하여 임의 접근 채널을 전송할 것인지 결정한다. 예를 들어, 상기 채널 추정부(520)에서 추정한 수신 신호의 전력이 기준 값보다 작거나 같은 경우, 상기 제어부(530)는 역방향 채널 상태가 임의 접근 채널 전송에 적합하지 않은 것으로 판단한다. 이에 따라, 상기 제어부(530)는 임의 접근 채널을 전송하지 않도록 상기 송신 장치(550)를 제어한다. 다른 예를 들어, 상기 채널 추정부(520)에서 추정한 수신 신호의 전력이 상기 기준 값보다 큰 경우, 상기 제어부(540)는 역방향 채널 상태가 임의 접근 채널 전송에 적합한 것으로 판단한다. 이에 따라, 상기 제어부(540)는 임의 접근 채널을 전송하도록 상기 송신 장치(550)를 제어한다.
이때, 상기 제어부(540)는 호스트 노드로부터 제공받은 기준 값을 이용하여 임의 접근 채널을 전송할 것인지 결정한다. 다른 예를 들어, 상기 제어부(540)는 사용자가 요구하는 서비스의 QoS를 고려하여 기준 값을 산출할 수도 있다. 또 다른 예를 들어, 상기 제어부(540)는 고정된 기준 값을 이용할 수도 있다. 또 다른 예를 들어, 상기 제어부(540)는 서비스의 QoS와 상기 도플로 주파수 추정부(530)에서 추정한 도플러 주파수를 이용하여 상기 <표 1>에서 해당 기준 값을 선택할 수도 있다. 또 다른 예를 들어, 상기 제어부(540)는 서비스의 QoS에 따른 지연 특성 및 상기 도플로 주파수 추정부(530)에서 추정한 도플러 주파수를 이용하여 상기 <표 2>에서 해당 기준 값을 선택할 수도 있다.
상기 송신 장치(550)는 상기 제어부(540)의 제어에 따라 임의 접근 채널을 통해 기지국으로 전송할 신호를 생성한다. 즉, 상기 송신 장치(550)는 상기 제어부(540)에서 임의 접근 채널 전송을 수행하도록 제어하는 경우에만 임의 접근 채널을 통해 기지국으로 전송할 신호를 무선 자원을 통해 전송을 위한 형태로 변환하여 상기 듀플렉서(500)로 제공한다. 예를 들어, 상기 송신 장치(550)는 신호 생성블록, 채널부호블록, 변조블록, RF송신블록 등을 포함하여 구성된다. 상기 채널부호블록은 변조기, 인터리버 및 채널인코더 등으로 구성된다. 상기 변조블록은 무선통신시스템이 직교 주파수 분할 다중 방식을 사용하는 경우, 각 부반송파에 데이터를 매핑하기 위한 IFFT연산기 등으로 구성된다. 상기 RF 송신블록은 필터 및 RF전처리기 등으로 구성된다.
미 도시되었지만, 상기 리모트 노드는 역방향 채널 이득을 고려하여 임의 접근 채널 전송에 사용할 전송 전력을 결정하는 전력 제어부를 더 포함하여 구성된다. 이때, 상기 전력 제어부는 역방향 채널 이득을 고려하여 임의 접근 채널의 송신 전력을 결정한다. 예를 들어, 상기 전력 제어부는 역방향 채널 이득에 반비례하도록 임의 접근 채널 전송에 사용할 전송 전력을 결정한다. 다른 예를 들어, 상기 전력 제어부는 역방향 채널의 순시적인 이득에 관계없이 임의 접근 채널을 전송에 사용할 전송 전력을 일정한 레벨로 유지할 수도 있다. 여기서, 일정한 레벨은 호스트 노드와 리모트 노드 사이의 평균 경로 감쇠와 비례하도록 설정될 수 있다.
상술한 실시 예에서 리모트 노드는 순방향 신호의 수신 전력을 고려하여 임의 접근 채널의 전송 여부를 결정한다.
다른 실시 예에서 리모트 노드는 순방향 채널의 페이딩 값을 고려하여 임의 접근 채널의 전송 여부를 결정할 수도 있다. 이때, 상기 리모트 노드는 하기 <수학식 1>과 같이 순방향 채널의 페이딩 값을 산출할 수 있다.
Figure pat00001
여기서, 상기 Y는 순방향 채널의 페이딩 값을 나타낸다.
이때, 상기 <수학식 1>과 같이 산출된 순방향 채널의 페이딩 값이 기준 값보다 큰 경우, 리모트 노드는 역방향 채널 상태가 임의 접근 채널 전송에 적합한 것으로 판단한다. 이에 따라, 상기 리모트 노드는 역방향 임의 접근 채널을 전송한다.
한편, 상기 <수학식 1>과 같이 산출된 순방향 채널의 페이딩 값이 기준 값보다 작거나 같은 경우, 리모트 노드는 역방향 채널 상태가 임의 접근 채널 전송에 적합하지 않은 것으로 판단한다. 이에 따라, 상기 리모트 노드는 역방향 임의 접근 채널을 전송하지 않는다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (22)

  1. 시분할 복신 방식을 사용하는 무선통신시스템의 리모트 노드에서 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송하기 위한 방법에 있어서,
    순방향 링크를 통해 수신받은 신호를 이용하여 역방향 채널 상태를 추정하는 과정과,
    상기 역방향 채널 상태를 고려하여 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송할 것인지 결정하는 과정과,
    임의 접근 채널을 통해 신호를 전송하는 것으로 결정한 경우, 상기 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 역방향 채널 상태를 추정하는 과정은,
    순방향 링크를 통해 수신받은 신호의 전력 레벨, 순방향 링크를 통해 수신받은 신호의 경로 감쇠, 순방향 링크를 통해 수신받은 신호의 신호대 잡음비(SNR: Signal to Noise Ratio), 순방향 채널 이득 중 적어도 하나를 이용하여 상기 역방향 채널 상태를 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 역방향 채널 상태를 추정하는 과정은,
    순방향 링크를 통해 수신받은 신호의 전력 레벨을 이용하여 역방향 채널의 페이딩 값을 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송할 것인지 결정하는 과정은,
    호스트 노드로부터 제공받은 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송할 것인지 결정하는 기준 값을 확인하는 과정과,
    상기 역방향 채널 상태와 상기 기준 값을 비교하여 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송할 것인지 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 기준 값을 확인하는 과정은,
    상기 호스트 노드로부터 적어도 두 개의 기준 값들을 제공받은 경우, 서비스 QoS 및 채널의 통계적인 특성 중 적어도 하나를 고려하여 어느 하나의 기준 값을 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 기준 값을 확인하는 과정은,
    상기 호스트 노드로부터 적어도 두 개의 기준 값들을 제공받은 경우, 임의 접근 채널의 지연 시간 및 채널의 통계적인 특성 중 적어도 하나를 고려하여 어느 하나의 기준 값을 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송할 것인지 결정하는 과정은,
    임의 접근 채널을 통해 신호를 전송할 것인지 결정하는 기준 값을 결정하는 과정과,
    상기 역방향 채널 상태와 상기 기준 값을 비교하여 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송할 것인지 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 기준 값을 결정하는 과정은,
    서비스 QoS 및 채널의 통계적인 특성 중 적어도 하나를 이용하여 상기 기준 값을 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 기준 값을 결정하는 과정은,
    임의 접근 채널의 지연 시간 및 채널의 통계적인 특성 중 적어도 하나를 이용하여 상기 기준 값을 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송하는 과정은,
    임의 접근 채널을 통해 신호를 전송하는 것으로 결정한 경우, 역방향 채널 이득에 고려하여 전송 전력을 결정하는 과정과,
    상기 결정한 전송 전력을 사용하여 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 전송 전력을 결정하는 과정은,
    전파 감쇠에 따른 변수와 순시적 역방향 채널 이득의 차를 전송 전력으로 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 시분할 복신 방식을 사용하는 무선통신시스템에서 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송하기 위한 리모트 노드 장치에 있어서,
    신호를 수신받는 수신 장치와,
    상기 수신 장치에서 순방향 링크를 통해 수신받은 신호를 이용하여 역방향 채널 상태를 추정하는 채널 추정부와,
    상기 역방향 채널 상태를 고려하여 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송할 것인지 결정하는 제어부와,
    상기 제어부에서 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송하는 것으로 결정한 경우, 상기 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송하는 송신 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 채널 추정부는, 상기 수신 장치에서 순방향 링크를 통해 수신받은 신호의 전력 레벨, 순방향 링크를 통해 수신받은 신호의 경로 감쇠, 순방향 링크를 통해 수신받은 신호의 신호대 잡음비(SNR: Signal to Noise Ratio), 순방향 채널 이득 중 적어도 하나를 이용하여 상기 역방향 채널 상태를 추정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 채널 추정부는, 상기 수신 장치에서 순방향 링크를 통해 수신받은 신호의 전력 레벨을 이용하여 역방향 채널의 페이딩 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 제어부는, 호스트 노드로부터 제공받은 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송할 것인지 결정하는 기준 값을 확인하고, 상기 역방향 채널 상태와 상기 기준 값을 비교하여 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송할 것인지 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 호스트 노드로부터 적어도 두 개의 기준 값들을 제공받은 경우, 서비스 QoS 및 채널의 통계적인 특성 중 적어도 하나를 고려하여 어느 하나의 기준 값을 선택하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 호스트 노드로부터 적어도 두 개의 기준 값들을 제공받은 경우, 임의 접근 채널의 지연 시간 및 채널의 통계적인 특성 중 적어도 하나를 고려하여 어느 하나의 기준 값을 선택하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 12항에 있어서,
    상기 제어부는, 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송할 것인지 결정하는 기준 값을 결정하고, 상기 역방향 채널 상태와 상기 기준 값을 비교하여 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송할 것인지 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 제어부는, 서비스 QoS 및 채널의 통계적인 특성 중 적어도 하나를 이용하여 상기 기준 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 제어부는, 임의 접근 채널의 지연 시간 및 채널의 통계적인 특성 중 적어도 하나를 이용하여 상기 기준 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 12항에 있어서,
    임의 접근 채널을 통해 신호를 전송하는 것으로 결정한 경우, 역방향 채널 이득에 고려하여 전송 전력을 결정하는 전력 제어부를 더 포함하여,
    상기 송신 장치는, 상기 전력 제어부에서 결정한 전송 전력을 사용하여 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 전력 제어부는, 전파 감쇠에 따른 변수와 순시적 역방향 채널 이득의 차를 전송 전력으로 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
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