KR20060097508A

KR20060097508A - 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 레인징 영역 할당 및 지시 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20060097508A
Application number: KR1020050022008A
Authority: KR
Inventors: 손영문; 구창회; 주판유; 손중제; 조재원; 강현정; 김영호; 이성진; 임형규
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2005-03-16
Publication date: 2006-09-14

Abstract

본 발명은 광대역 무선 접속 통신 시스템에 관한 것으로서, 기지국이 수행하는 레인징 영역 할당 및 그 지시 방법에 있어서, 매 하향 링크 프레임의 제1영역에 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보를 포함하는 과정과, 상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보에 상응하게 매 하향 링크 프레임의 제2영역을 통해 방송되는 방송 메시지에 레인징 수행에 필요한 정보들의 포함 여부를 결정하는 과정과, 상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보에 상응하게 상향 링크 프레임에 레인징 영역을 할당 또는 할당하지 않는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

광대역 무선 접속, 레인징, 다운링크 프레임 선행자, UL-MAP

Description

광대역 무선 접속 통신 시스템에서 레인징 영역 할당 및 지시 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ALLOCATION AND INDICATION OF RANGING REGION IN A BROADBAND WIRELESS ACCESS COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 일반적인 IEEE 802.16 통신 시스템 구조를 개략적으로 도시한 도면

도 2는 OFDMA 통신 시스템의 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면

도 3은 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 하향 링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면

도 4는 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 상향 링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면

도 5는 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 레인징 절차를 개략적으로 도시한 도면

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 레인징 영역 할당 및 그 지시 방안의 일 예들을 설명하기 위해 프레임 구조를 도시한 도면

도 7a 및 7b는 본 발명의 실시예에 따른 초기 레인징 영역 및 대역폭 요구/주기적 레인징 영역의 할당 및 이를 지시하는 과정을 도시한 흐름도

도 8a 내지 8c는 본 발명의 실시예에 따른 이동 가입자 단말기의 레인징 영 역 인지 및 그에 따른 레인징 수행 과정을 도시한 흐름도

본 발명은 광대역 무선 접속 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 직교 주파수 분할 다중 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 레인징(ranging) 영역 할당 및 지시를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation; 이하 '4G'라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서는 약 100Mbps의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(Quality of Service; 이하 'QoS' 칭하기로 한다)을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 현재 3세대(3rd Generation; 이하 '3G'라 칭하기로 한다) 통신 시스템은 일반적으로 비교적 열악한 채널 환경을 가지는 실외 채널 환경에서는 약 384Kbps의 전송 속도를 지원하며, 비교적 양호한 채널 환경을 가지는 실내 채널 환경에서도 최대 2Mbps 정도의 전송 속도를 지원한다.

현재, 무선 근거리 통신 네트워크(Local Area Network; 이하 'LAN'이라 칭하기로 한다) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(Metropolitan Area Network; 이하 'MAN'이라 칭하기로 한다) 시스템은 일반적으로 20Mbps ~ 50Mbps의 전송 속도를 지원한다. 그러나, 비교적 높은 전송 속도를 보장하는 무선 LAN 시스템 및 무선 MAN 시스템은 이동성(mobility)과 다양한 서비스 품질 (Quality of Service; 이하 'QoS' 칭하기로 한다)을 만족스럽게 보장하지 못하기 때문에 초고속, 초이동성을 보장하는 차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation; 이하 '4G'라 칭하기로 한다) 통신 시스템으로 진화시키기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 통신 시스템은 가입자 단말기와 기지국(Base Station) 사이에 레인징(ranging) 동작을 수행하여 통신을 수행하는 시스템이다. 상기 IEEE 802.16 통신 시스템에서 사용되는 레인징들은 초기 레인징(Initial Ranging) 및 유지 관리 레인징(Maintenance Ranging)(즉, 주기적 레인징(Periodic Ranging)) 및 대역 요청(Bandwidth Request)) 레인징이 존재한다.

첫 번째로 초기 레인징에 대해서 설명하기로 한다.

상기 초기 레인징은 기지국과 가입자 단말기와의 동기 획득을 위해 기지국에 요청할 경우에 수행되는 레인징으로서, 상기 초기 레인징은 상기 MSS와 기지국간에 정확한 시간 오프셋(offset)을 맞추고, 송신 전력(transmit power)을 조정하기 위해 수행되는 레인징이다. 즉, 상기 MSS는 파워 온한 후 DL_MAP 메시지, UL-MAP메시지 및 UCD 메시지와 같은 기지국에서 방송되는 정보를 수신하여 기지국과 동기를 획득한 후, 상기 기지국과 상기 시간 오프셋과 송신 전력을 조정하기 위해서 상기 초기 레인징을 수행한다.

두 번째로 주기적 레인징에 대해서 설명하기로 한다.

상기 주기적 레인징은 상기 초기 레인징을 통해 기지국과 시간 오프셋 및 송신 전력을 조정한 MSS가 상기 기지국과 채널 상태 등을 조정하기 위해서 주기적으 로 수행하는 레인징이다.

세 번째로 대역 요청 레인징에 대해서 설명하기로 한다.

상기 대역 요청 레인징은 상기 초기 레인징을 통해 기지국과 시간 오프셋 및 송신 전력을 조정한 MSS가 상기 기지국과 실제 통신을 수행하기 위해서 대역폭(bandwidth) 할당을 요청하는 레인징이다.

그러면 여기서 도 1을 참조하여 종래 기술에 따른 상기 IEEE 802.16 통신 시스템에서 고려하고 있는 통신 시스템 구조를 설명하기로 한다.

도 1은 일반적인 IEEE 802.16 통신 시스템 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 1을 설명하기에 앞서, 상기 무선 MAN 시스템은 광대역 무선 접속(BWA; Broadband Wireless Access) 통신 시스템으로서, 상기 무선 LAN 시스템에 비해서 그 서비스 영역이 넓고 보다 고속의 전송 속도를 지원한다. 상기 무선 MAN 시스템의 물리 채널(physical channel)에 광대역(broadband) 전송 네트워크를 지원하기 위해 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'라 칭하기로 한다) 방식 및 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'라 칭하기로 한다) 방식을 적용한 시스템이 상기 IEEE 802.16 통신 시스템이다. 즉, IEEE 802.16 통신 시스템은 상기 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템이다.

상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 상기 무선 MAN 시스템에 OFDM/OFDMA 방식을 적용하기 때문에 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들을 사용하여 물리 채널 신호를 송신함으로써 고속 데이터 송신이 가능하다.

상기 도 1을 참조하면, 상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 다중 셀 구조를 가지며, 즉 셀(100)과 셀(150)을 가지며, 상기 셀(100)을 관장하는 기지국()(110)과, 상기 셀(150)을 관장하는 기지국(140)과, 다수의 이동 가입자 단말기(Mobile Subscriber Station, 이하 'MSS'라 칭하기로 한다)들(111),(113),(130),(151),(153)로 구성된다. 그리고, 상기 기지국들(110),(140)과 상기 MSS들(111),(113),(130),(151),(153)간의 신호 송수신은 상기 OFDM/OFDMA 방식을 사용하여 이루어진다.

한편, 상기 OFDMA 방식은 시간 분할 접속(Time Division Access; 이하 'TDA'이라 칭하기로 한다)과 주파수 분할 접속(Frequency Division Access; 이하 'FDA'이라 칭하기로 한다) 기술을 결합하는 2차원 접속 방법으로 정의할 수 있다. 따라서, 상기 OFDMA 방식을 사용하여 데이터를 전송함에 있어 각각의 OFDMA 심벌은 서브 캐리어(sub-carrier)들에 나뉘어 실려 소정의 서브 채널(sub-channel)들을 통해 전송된다. 상기 서브 채널이라 함은 다수의 서브 캐리어들로 구성되는 채널을 의미하며, 상기 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템(이하 'OFDMA 통신 시스템'이라 칭하기로 한다)에서 시스템 상황에 따라 미리 설정된 개수의 서브 캐리어들이 1개의 서브 채널을 구성하는 것이다. 그러면, 여기서 도 2를 참조하여 상기 OFDMA 통신 시스템의 프레임(frame) 구조를 설명하기로 한다.

상기 도 2는 OFDMA 통신 시스템의 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 2를 참조하면, 가로축은 OFDMA 심벌 번호(OFDMA symbol number)를 나타내며, 세로축은 서브 채널 번호(sub-channel number)를 나타낸다. 1개의 OFDMA 프레임은 다수개(예컨대, 8개)의 OFDMA 심벌들로 구성된다. 또한, 상기 1개의 OFDMA 심벌은 다수개(예컨대, N개)의 서브 채널들로 구성된다. 상기 1개의 OFDMA 프레임마다 레인징 채널(ranging channel)을 가지며, 상기 하나의 레인징 채널은 다수개의 레인징 슬롯(ranging slot)들로 구성된다. 상기 레인징 채널은 1개 이상의 서브 채널들로 구성되며, 상기 레인징 채널을 구성하는 서브 채널들의 번호는 UL(UpLink)-MAP 메시지에 포함된다.

참조부호 201은 제M 프레임 내에 존재하는 레인징 영역(ranging region), 즉 레인징 슬롯들을 나타내며, 참조부호 202는 제M+1 프레임 내에 존재하는 레인징 슬럿들을 나타낸다. 한편, 레인징 신호를 보내기 위한 레인징 슬럿은 상향 링크(uplink) 시간 구간동안에만 존재한다. 상기 레인징 슬럿이 상향 링크 시간 구간 동안 존재하는지 여부를 알려주는 정보 또한 상기 UL-MAP 메시지에 포함되어 있다. 이는 다시 말하자면, 매 프레임마다 방송되는 UL-MAP 메시지에는 상기 레인징 슬럿이 존재하는지 또는 존재하지 않는지에 대한 정보가 포함되어 있으며, 이에 따라 상기 레인징 슬럿은 매 프레임별로 포함될 수도 있고, 포함되지 않을 수도 있음을 의미한다. 이와 관련하여서는 이후에 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 하향 링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면으로서, 특히 IEEE 802.16a 및 IEEE 802.16e 통신 시스템의 하향 링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 3을 참조하면, 상기 하향 링크 프레임은 프리앰블(preamble) 영역(300), 방송 제어(broadcast control) 영역(310), 다수의 시간 분할 다중(Time Division Multiplexing; 이하 'TDM'이라 칭하기로 한다) 영역들(320, 330)로 구성된다. 상기 프리앰블 영역(300)을 통해서는 기지국과 MSS간 상호 동기를 획득하기 위한 동기 신호, 즉 프리앰블 시퀀스(preamble sequence)가 송신된다.

상기 방송 제어 영역(310)은 프레임 제어 헤더(Frame Control Header, 이하 'FCH'라 칭하기로 한다) 영역(315) 및 DL(DownLink)_MAP 영역(311) 및 UL(UpLink)_MAP 영역(312)으로 구성된다. 여기서, 상기 FCH 영역은 다운링크 프레임 선행자(DownLink Frame Prefix, 이하 'DLFP'라 칭하기로 한다) 정보가 송신되는 영역이다. 하기 표 1에 상기 DLFP 포맷을 나타내었다.

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, DLFP는 다수의 정보 엘리먼트(Information Element, 이하 'IE'라 칭하기로 한다)들, 즉 하향링크 프레임의 부분 사용 서브 채널(Partial Usage Sub Channel) 존에서 사용되는 서브 채널의 그룹 수를 나타내는 Used Subchannel bitmap, 이전 프레임과 비교해서 MSS의 주기적인 레인징(Periodic Ranging) 또는 대역폭 요구(Bandwidth Request)를 위한 레인징 영역의 할당 변화를 나타내는 Ranging Change Indication, 상기 DL_MAP에 사용되는 반복 코딩 지시를 나타내는 Repetition Coding Indication, 상기 DL_MAP 전송을 위해 사용되는 변조 및 코딩 방법을 나타내는 Coding Indication, DL_MAP의 길이를 나타내는 DL-MAP Length를 포함한다.

상기 DL_MAP 영역(311)은 DL_MAP 메시지가 송신되는 영역으로, 상기 DL_MAP 메시지에 포함되는 IE들을 하기 표 2에 나타내었다.

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, DL_MAP 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type, 동기를 획득하기 위해 물리 채널에 적용되는 변조 방식 및 복조 방식에 상응하게 설정되는 PHY(PHYsical) Synchronization, 하향 링크 버스트 프로파일(burst profile)을 포함하고 있는 하향링크 채널 디스크립트(Downlink Channel Descript; 이하 'DCD'라 칭하기로 한다) 메시지의 구성(configuration) 변화에 상응하는 카운트(count)를 나타내는 DCD count, 기지국 식별자(Base Station Identifier)를 나타내는 Base Station ID 및 상기 Base Station ID 이후에 존재하는 엘리먼트들의 개수를 나타내는 Number of DL_MAP Elements n을 포함한다.

또한, 상기 UL-MAP 영역(313)은 UL-MAP 메시지가 송신되는 영역으로서 상기 UL-MAP 메시지에 포함되는 IE들을 하기 표 3에 나타내었다.

상기 표 3에 나타낸 바와 같이, UL-MAP 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type, 사용되는 상향 링크 채널 식별자(Uplink Channel ID)를 나타내는 Uplink Channel ID, 상향 링크 버스트 프로파일을 포함하고 있는 상향 링크 채널 디스크립트(Uplink Channel Descript; 이하 'UCD'라 칭하기로 한다) 메시지의 구성 변화에 상응하는 카운트를 나타내는 UCD count 및 하향 프레임을 구성하는 각각의 데이터버스트(Data Burst)의 크기/위치/특성을 지칭하는 다수 개의 UL-MAP IE들을 포함한다. 여기서, 상기 상향 링크 채널 식별자는 매체 접속 제어(Media Access Control; 이하 'MAC'이라 칭하기로 한다)-서브 계층(sublayer)에서 유일하게 할당된다.

상기 UL-MAP 정보 엘리먼트의 포맷은 하기 표 4에 나타내었다.

상기 표 4에 나타낸 바와 같이, UL-MAP IE는 상향 링크 데이터 버스트(data burst)를 사용하는 MSS를 지칭하는 연결 식별자(Connection ID), 그리고, UL-MAP IE의 종류를 구분하는 Uplink Interval Usage Code(이하, 'UIUC'라 칭하기로 한다) 및 상기 UIUC 값들에 상응하는 서로 다른 IE들을 포함함다. 예컨대 UIUC = 12인 경우, MSS가 기지국으로 레인징하기 위해 필요한 자원 할당 정보, 즉 상향링크 프레임의 위치, 크기 및 속성 등을 나타내는 용도로 사용된다. 다시 말해, UIUC = 12를 가지는 UL-MAP IE는 상기 표 4의 OFDMA Symbol offset(해당 프레임의 처음에서 떨어져 있는 OFDMA Symbol 단위의 거리를 나타냄) 및 Subchannel Offset(Subchannel 0부터 떨어져 있는 Subchannel Index 단위의 거리를 나타냄)을 이용하여 레인징 영역의 시작점을 나타낸다. 또한, No.OFDMA Symbols(데이터 버스트의 심벌 개수) 및 No.Subchannel(Subchannel Index의 개수)를 이용하여 시작점부터 레인징 자원 할당 정보를 나타낸다. 또한, Ranging Method를 이용하여 할당된 레인징 영역이 Initial Ranging을 위한 것인지 또는 대역폭 요구 또는 주기적 레인징을 위한 것인지를 나타낸다.

상술한 바와 같이, 상기 UL-MAP 메시지에는 두 개의 레인징 영역, 즉 초기 레인징을 위한 레인징 영역(Ranging Method = 0b00 또는 0b01), 그리고 주기적 레인징/대역폭 요구를 위한 레인징 영역(Ranging Method = 0b10 또는 0b11)이 포함될 수 있다. 또한, 상기 UL-MAP 메시지에는 UIUC=12인 UL-MAP IE가 포함되지 않을 수도 있다. 이 경우, 상기 MSS는 상기 UIUC=12인 UL-MAP IE가 포함되지 않은 상향 링크 프레임에서는 레인징을 시도하지 못하며, 이후 UIUC=12인 UL-MAP IE가 포함된 상향 링크 프레임에서 레인징을 수행할 수 있게 된다.

한편, UIUC=1 내지 UIUC=11을 가지는 UL-MAP IE들은 고속 피드백 채널 (Fast-FEEDBACK Channel)용, MSS의 데이터 전송용, UL-MAP 영역의 끝을 알리는 용도 등으로 사용되는 데이터 버스트들의 크기(OFDMA 슬럿 단위의 Duration) 및 사용되는 반복 코딩 지시(Repetition coding Indication)를 포함한다. 상기 UIUC=1 내지 UIUC=11을 가지는 UL-MAP IE들은 각각에 해당하는 버스트들에 대한 변조, 코딩 방법 및 물리적인 특성을 나타내는 상향 링크 채널 디스크립트(Uplink Channel Description, 이하 'UCD'라 칭하기로 한다) 메시지와 일대일 매핑(mapping)되어 있다. 즉, 상기 UCD 메시지는 상향 링크 버스트 프로파일(profile)을 포함한다. 따라서, MSS는 UL-MAP 메시지를 수신하고, 이를 디코딩(decoding)하기 전에 상기 UCD 정보를 미리 알고 있어야만 한다.

또한, 상기 MSS가 레인징을 성공적으로 수행하지 못하였다면, 다음 시도에서의 성공 확률을 높이기 위해서 임의의 백오프 값을 정하며, 상기 백오프 시간 만큼 지연한 후에 레인징 시도를 다시 수행하게 된다. 이때, 상기 백오프 값을 정하기 위해서 필요한 정보도 하기 표 5에 나타낸 UCD 메시지에 포함되어 있다.

상기 표 5에 나타낸 바와 같이, UCD 메시지는 다수의 IE들, 즉 송신되는 메시지의 타입을 나타내는 Management Message Type, 사용되는 상향 링크 채널 식별자를 나타내는 Uplink Channel ID, 기지국에서 카운트되는 Configuration Change Count, 상향 링크 물리 채널의 미니 슬럿(mini-slot)의 크기를 나타내는 Mini-slot Size, 초기 레인징을 위한 백오프의 시작점(즉, 초기 레인징을 위한 최초 백오프 윈도우(Initial backoff window) 크기)을 나타내는 Ranging Backoff Start, 상기 초기 레인징을 위한 백오프의 종료점(즉, 최종 백오프 윈도우(Final backoff window) 크기)를 나타내는 Ranging Backoff End, contention data and requests을 위한 백오프의 시작점(즉, 최초 백오프 윈도우의 크기)을 나타내는 Request Backoff Start 및 contention data and requests을 위한 백오프의 종료점(즉, 최종 백오프 윈도우 크기)을 나타내는 Request Backoff End를 포함한다.

또한, 상기 TDM 영역들(320, 330)은 MSS들별로 TDM/시간 분할 다중 접속(Time Division Multiple Access; 이하 'TDMA'라 칭하기로 한다) 방식으로 할당된 타임 슬럿(time slot)들에 해당하는 영역들이다. 상기 기지국은 미리 설정되어 있는 센터 캐리어(center carrier)를 이용하여 상기 기지국이 관리하고 있는 MSS들에 방송해야 할 방송 정보들을 하향 링크 프레임의 DL_MAP 영역(311)을 통해 송신한다.

상기 MSS들은 파워 온(power on)함에 따라 상기 가입자 단말기들 각각에 미리 설정되어 있는 모든 주파수 대역들을 모니터링하여 가장 센 크기, 즉 가장 센 파일럿(pilot) 캐리어 대 간섭 잡음비(Carrier to Interference and Noise Ratio; 이하 'CINR'이라 칭하기로 한다)를 가지는 파일럿 채널 신호를 검출한다. 그리고, 상기 가장 센 파일럿 CINR을 가지는 파일럿 채널 신호를 송신한 기지국을 가입자 단말기 자신이 현재 속해있는 기지국으로 판단하고, 상기 기지국에서 송신하는 하향 링크 프레임의 DL_MAP 영역(311)과 UL-MAP 영역(313)을 확인하여 자신의 상향 링크 및 하향 링크를 제어하는 제어 정보 및 실제 데이터 송수신 위치를 나타내는 정보를 알게 된다.

도 4는 OFDM/OFDMA 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 상향 링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면으로서, 특히 IEEE 802.16a/IEEE 802.16e 통신 시스템의 상향 링크 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 4를 참조하면, 상기 상향 링크 프레임은 초기 레인징을 위한 Initial Maintenance Opportunities 영역(400)과, 유지 관리 레인징, 즉 주기적 레인징 및 대역폭 요청 레인징을 위한 Request Contention Opportunities 영역(410)과, 가입자 단말기들의 상향 링크 데이터들을 포함하는 SS scheduled data 영역들(420)으로 구성된다.

상기 Initial Maintenance Opportunities 영역(400)은 UIUC=12 및 Ranging Method = 0b00 또는 0b01인 UL-MAP IE를 가진다. 그리고 Request Contention Opportunities 영역(410)은 초기 레인징 영역과 유사하게 UIUC=12이고, Ranging Method = 0b10 또는 0b11인 UL-MAP IE를 가진다. 상기 Initial Maintenance Opportunities 영역(400) 및 Request Contention Opportunities 영역(410)은 하나의 상향 링크 프레임에 함께 존재할 수 있으며, 기지국은 특정 상황에 따라 상기 영역들(400, 410)을 프레임들에 할당할 수도 있고, 할당하지 않을 수도 있다. 또한, 상기 레인징 영역들(400, 410)은 UL-MAP IE에 의해 상향 링크 프레임의 임의의 영역에 임의의 크기로 할당되어 질 수 있다.

상기 Initial Maintenance Opportunities 영역(400)은 실제 초기 레인징 및 주기적 레인징을 포함하는 다수의 접속 버스트(access burst) 구간들과, 상기 다수의 접속 버스트 구간들간 충돌이 발생할 경우 충돌(collision) 구간이 존재한다.

상기 Request Contention Opportunities 영역(410)은 실제 대역 요구 레인징을 포함하는 다수의 대역 요구(bandwidth request) 구간들과, 상기 다수의 대역 요구 구간들간의 충돌이 발생할 경우 충돌 구간이 존재한다.

또한, 상기 SS scheduled data 영역들(420)은 다수의 SS scheduled data 영역(SS 1 scheduled data 영역 ~ SS N scheduled data 영역)들로 구성되며, 상기 다수의 SS scheduled data 영역(SS 1 scheduled data 영역 ~ SS N scheduled data 영역)들은 상기 상향 링크 프레임 내에 상기 Initial Maintenance Opportunities 영역(400) 또는 Request Contention Opportunities 영역(410)이 할당된 후, 상기 영역들(400, 410)을 제외한 나머지 영역에 할당되기 시작한다. 왜냐하면, 상기 SS scheduled data 영역은 상기 표 4에서 설명한 바와 같이, UIUC=1 내지 UIUC=11인 UL-MAP IE에 의해 할당되는데, 상기 SS scheduled data 영역의 크기는 상기 UL-MAP IE의 데이터 버스트의 크기(OFDMA slot단위의 Duration)에 의해 결정되기 때문이다.

전술한 바와 같이, 상기 SS scheduled data 영역에 대한 정보는 오직 UL-MAP IE에 의해 상기 SS scheduled data 영역의 크기 정보만이 존재한다. 따라서, MSS는 상기 Initial Maintenance Opportunities 영역(400) 또는 Request Contention Opportunities 영역(410)을 지칭하는 UIUC=12를 가지는 UL-MAP IE가 UL-MAP 메시지 내에 존재하는지 검사하여야 한다. 만약, 상기 UIUC=12인 UL-MAP IE가 상기 UL-MAP 메시지 내에 존재한다면, 해당 MSS는 상기 UL-MAP IE가 할당하고 있는 레인징 영역들을 인지한 후, 상향 링크 프레임 내에서 상기 레인징 영역들을 제외한 나머지 영역들에서 차례대로 할당된 SS scheduled data 영역을 인지한다.

그러나, 상기 UIUC=12인 UL-MAP IE가 상기 UL-MAP 메시지 내에 존재하지 않는다면, 해당 MSS는 상기 UL-MAP IE가 할당하고 있는 레인징 영역들이 없는 것으로 인지한다. 따라서, 상기 MSS는 전체 상향 링크 프레임 시작시부터 데이터 버스트의 크기(OFDMA slot단위의 Duration)만큼 차례로 할당되었음을 인지한다.

도 5는 광대역 무선 접속 통신 시스템의 통신 절차를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 5를 참조하면, 먼저 MSS(520)는 파워 온(power on)됨에 따라 상기 MSS(520)에 미리 설정되어 있는 모든 주파수 대역들을 모니터링하여 가장 센 크기, 즉 가장 센 파일럿(pilot) 캐리어 대 간섭 잡음비(CNIR)를 가지는 파일럿 채널(pilot channel) 신호를 검출한다. 그리고, 상기 MSS(520)는 가장 센 파일럿 CINR을 가지는 파일럿 채널 신호를 송신한 기지국(500)을 상기 MSS(520) 자신이 현재 속해있는 기지국(500)으로 판단하고, 상기 기지국(500)에서 송신하는 하향 링크(downlink) 프레임(frame)의 프리앰블(preamble)을 수신하여 상기 기지국(500)과의 시스템 동기를 획득한다.

상기에서 설명한 바와 같이 상기 MSS(520)와 기지국(500)간에 시스템 동기가 획득되면, 상기 기지국(500)은 상기 MSS(520)로 DL_MAP 메시지와 UL-MAP 메시지를 송신한다.(511단계, 513단계). 여기서, 상기 DL_MAP 메시지는 순방향 링크에서 상기 MSS(520)가 상기 기지국(500)에 대해서 동기를 획득하기 위해서 필요한 정보들과 이를 통해서 상기 순방향 링크에서 MSS들에게 전송되는 메시지들을 수신할 수 있는 물리채널의 구조 등의 정보를 상기 MSS(520)에게 알려주는 메시지이다. 또한, 상기 UL-MAP 메시지는 역방향 링크에서 MSS의 스케줄링(scheduling) 주기 및 물리채널의 구조 등의 정보를 MSS에게 알려주는 메시지이다.

한편, 상기 MSS(520)가 상기 기지국(500)으로 레인징을 수행하는 경우 레인징 코드를 상기 기지국(500)으로 전송(515단계)하고, 상기 레인징 코드를 수신한 상기 기지국(500)은 레인징 응답(RNG-RSP) 메시지를 상기 MSS(520)로 전송(517단계)한다. 여기서, 상기 MSS(520)는 상기 레인징 코드 대신 레인징 요청(Ranging Request) 메시지를 송신할 수도 있다. 그러나, 상기 레인징 요청 메시지를 사용하여 레인징을 수행하는 경우 상기 레인징 코드 전송에 비해 MSS들간 레인징 충돌 확룔이 높아질 수 있다. 따라서, OFDMA 방식을 사용하는 IEEE802.16a 및 IEEE 802.16e 시스템에서는 상기 충돌을 미연에 방지하고자 레인징, 특히 초기 레인징을 보다 효율적으로 수행할 수 있도록 레인징을 위한 전용 구간에서 레인징 코드를 전송하는 방식을 사용한다.

이상에서 설명한 레인징 영역은 UL-MAP 메시지 내의 UIUC=12를 가지는 UL-MAP IE에 의해 할당된다. MSS는 상기 UL-MAP IE를 수신함으로써 상향 링크 프레임 내의 레인징 영역의 위치 및 그 크기를 알 수 있게 된다. 여기서, 상기 레인징 영역은 매 상향 링크 프레임마다 할당될 수 있으며, 상기 상향 링크 프레임에서 차지하는 상기 레인징 영역의 위치 또는 크기는 자주 변경되지 않는다. 그럼에도 불구하고, 상기 MSS는 하향 링크 프레임을 수신한 후, DLFP 정보 중 Ranging_Change_Indication 필드 값이 0인 경우에도, 즉, 레인징 영역의 위치 또는 크기의 변경이 없는 경우에도 항상 UL-MAP 메시지 내의 UIUC=12를 가지는 UL-MAP IE를 확인하여야만 한다. 이와 같이, UIUC=12를 가지는 UL-MAP IE가 매 하향 링크 프레임의 UL-MAP 메시지에 포함되는 것은 오버헤드(overhead)이다. 예컨대, 기지국이 MSS로 브로드캐스팅(broadcasting)하는 메시지의 경우, 상기 메시지의 크기가 작으면 작을수록 실제 데이터를 전송할 수 있는 데이터 버스트 영역을 더 확보할 수 있어 대역폭 전송 효율은 높아지게 된다.

또한, 상기 기지국은 UL-MAP 또는 DL-MAP 메시지들과 같은 브로드캐스팅 메시지를 상기 기지국으로부터 멀리 떨어진 MSS에게까지 전송하기 위해 상기 브로트캐시팅 메시지에 가장 강력한(robust) 변조 및 코딩 방식을 적용한다. 이는 상기 변조 및 코딩 방식 적용시 실제 데이터보다 오버헤드의 비율이 높은 방식을 적용하기 때문에, 전송 가능한 실제 데이터 량에 제한으로 작용하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 시스템 오버헤 드를 감소하기 위한 레인징 영역을 할당하는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 시스템 오버헤드를 감소하기 위해 할당된 레인징 영역을 지시하는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제1방법은; 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 기지국이 수행하는 레인징 영역 할당 및 그 지시 방법에 있어서, 매 하향 링크 프레임의 제1영역에 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보를 포함하는 과정과, 상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보에 상응하게 매 하향 링크 프레임의 제2영역을 통해 방송되는 방송 메시지에 레인징 수행에 필요한 정보들의 포함 여부를 결정하는 과정과, 상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보에 상응하게 상향 링크 프레임에 레인징 영역을 할당 또는 할당하지 않는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제2방법은; 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 이동 가입자 단말기가 수행하는 레인징 방법에 있어서, 매 하향 링크 프레임의 제1영역에 포함된 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보를 수신하는 과정과, 상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보에 상응하게 매 하향 링크 프레임의 제2영역을 통해 방송되는 방송 메시지에서 레인징 수행에 필요한 정보들의 독출 여부를 결정하는 과정과, 상기 독출 여부 결과에 상응하게 상향 링크 프레임의 레인징 영역을 인지하는 과정과, 상기 인지한 레인징 영역을 통해 레인징을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제3방법은; 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 기지국과 이동 가입자 단말기간에 수행하는 레인징 영역 할당 및 레인징 수행 방법에 있어서, 상기 기지국은 매 하향 링크 프레임의 제1영역에 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보를 포함하는 과정과, 상기 기지국은 상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보에 상응하게 매 하향 링크 프레임의 제2영역을 통해 방송되는 방송 메시지에 레인징 수행에 필요한 정보들의 포함 여부를 결정하는 과정과, 상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보에 상응하게 상향 링크 프레임에 레인징 영역을 할당 또는 할당하지 않는 과정과, 상기 기지국은 상기 하향 링크 프레임을 상기 이동 가입자 단말기로 송신하는 과정과, 상기 이동 가입자 단말기는 매 하향 링크 프레임의 상기 제1영역에 포함된 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보를 수신하는 과정과, 상기 이동 가입자 단말기는 상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보에 상응하게 매 하향 링크 프레임의 제2영역을 통해 방송되는 방송 메시지에서 레인징 수행에 필요한 정보들의 독출 여부를 결정하는 과정과, 상기 이동 가입자 단말기는 상기 독출 여부 결과에 상응하게 상향 링크 프레임의 레인징 영역을 인지하는 과정과, 상기 이동 가입자 단말기는 상기 인지한 레인징 영역을 통해 레인징을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은; 광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 기지국과 이동 가입자 단말기간에 수행하는 레인징 영역 할당 및 레인징 수행 시스템에 있어서, 매 하향 링크 프레임의 제1영역에 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보를 포함하고, 상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보에 상응하 게 매 하향 링크 프레임의 제2영역을 통해 방송되는 방송 메시지에 레인징 수행에 필요한 정보들의 포함 여부를 결정하고, 상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보에 상응하게 상향 링크 프레임에 레인징 영역을 할당 또는 할당하지 않고, 상기 하향 링크 프레임을 상기 이동 가입자 단말기로 송신하는 상기 기지국과, 상기 기지국으로부터 매 하향 링크 프레임의 상기 제1영역에 포함된 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보를 수신하고, 상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보에 상응하게 매 하향 링크 프레임의 제2영역을 통해 방송되는 방송 메시지에서 레인징 수행에 필요한 정보들의 독출 여부를 결정하고, 상기 독출 여부 결과에 상응하게 상향 링크 프레임의 레인징 영역을 인지하고, 상기 인지한 레인징 영역을 통해 레인징을 수행하는 이동 가입자 단말기를 포함함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

본 발명은 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; 이하 'OFDMA'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 통신 시스템에서 상향 링크 맵(이하, 'UL-MAP'라 칭하기로 한다) 메시지 크기를 줄일 수 있는 방안을 제안한다. 이하, 제1실시예, 제2실시예 및 제3실시예에서 기지국은 상기 UL- MAP 메시지 내의 UL-MAP 정보 엘리먼트(Information Element, 이하 'IE'라 칭하기로 한다) 중 상향 링크 구간 사용 코드(Uplink Interval Usage Code, 이하 'UIUC'라 칭하기로 한다) 값이 12(즉, UIUC=12)인 UL-MAP IE를 상기 UL-MAP 메시지에서 삭제하여 이동 가입자 단말기로 송신할 수 있다. 물론, 표 4에 나타낸 바와 같이 기존과 동일하게 상기 UL-MAP IE를 UL-MAP 메시지에 포함하여 송신할 수도 있음은 물론이다.

제1실시예

상기 기지국이 UIUC=12를 가지는 UL-MAP IE를 포함하지 않은 UL-MAP 메시지를 송신하고, 상기 이동 가입자 단말기(Mobile Subscriber Station)가 상기 UL-MAP 메시지를 수신하는 경우에도 상기 이동 가입자 단말기는 레인징 동작을 수행할 수 있어야 한다. 따라서, 본 발명에서는 기지국이 UIUC=12를 가지는 UL-MAP IE를 포함하지 않은 UL-MAP 메시지 전송시에도 상기 이동 가입자 단말기가 레인징 동작을 수행할 수 있도록 하향 링크 프레임의 다운 링크 프레임 선행자(DownLink Frame Prefix, 이하 'DLFP'라 칭하기로 한다) 포맷을 수정한다.

(1) DLFP(Downlink Frame Prefix)

상기 DLFP는 프레임 제어 헤더(Frame Control Header, 이하 'FCH'라 칭하기로 한다) 영역을 통해 송신되는 정보이다. 본 발명에서 제안하는 DLFP는 하기 표 6과 같다.

상기 표 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 DLFP는 표 1에 나타낸 바와 같은 종래의 DLFP 포맷에서 예비용(reserved)으로 존재하던 4비트를 본 발명에서 새롭게 추가하는 초기 레인징(initial ranging) 영역이 존재하는지 여부를 알려주는 UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 필드와, 초기 레인징 영역의 할당 또는 변화를 알려주는 Allocation or Change for Initial Ranging 필드와, 대역폭 요구/주기적 레인징 영역이 존재하는지 여부를 알려주는 UL-MAP IE Existence for BW Request/Periodic Ranging 필드와, 대역폭/주기적 레인징 영역의 할당 또는 변화를 알려주는 Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging 필드들에 각각 1비트씩 사용한다. 또한, 종래의 DLFP 포맷에서 Ranging_Change_Indication 필드의 1비트는 예비용 1비트로 대체하기로 한다.

그러면, 하기에서는 상기 DLFP 포맷에서 새롭게 추가되는 4개의 필드들에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.

1. UL-MAP IE Existence for Initial Ranging: 초기 레인징 영역을 규정하는 UL-MAP IE가 상기 UL-MAP 메시지 내에 존재하는지를 나타내는 필드이며, 그 값이 '0'인 경우 UL-MAP 메시지 내에 초기 레인징 영역에 대한 UL-MAP IE가 존재하지 않음을 의미하며, 값이 '1'인 경우에는 UL-MAP 메시지 내에 초기 레인징 영역에 대한 UL-MAP IE가 존재함을 의미한다.

2. Allocation or Change for Initial Ranging: 상기 UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 값에 따라 쓰이는 용도가 달라진다. 즉, 상기 UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 값이 '0'인 경우와 '1' 경우 상기 Allocation or Change for Initial Ranging의 '0' 및 '1'값의 의미를 구분할 수 있다.

먼저, UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 값이 '0'인 경우, 상기 Allocation or Change for Initial Ranging의 값은 상향 링크 프레임에 상기 초기 레인징 영역이 할당되어 있는지에 대한 여부를 나타낸다. 즉, 상기 Allocation or Change for Initial Ranging 값이 '0'인 경우, 상기 상향 링크 프레임 내에 초기 레인징 영역이 할당되어 있지 않음을 의미하며, 그 값이 '1'인 경우, 상기 상향 링크 프레임 내에 초기 레인징 영역이 할당되어 있음을 의미한다.

한편, 상기 UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 값이 '1'인 경우, 상기 Allocation or Change for Initial Ranging 값은 이전 시점의 상향 링크 프레임의 초기 레인징 영역과 현재 시점의 상향 링크 프레임간에 초기 레인징 영역의 위치 또는 크기의 변경이 있는지에 대한 여부를 나타낸다. 즉, Allocation or Change for Initial Ranging 값이 '0'인 경우, 현재 시점의 상향 링크 프레임 내에 존재하는 초기 레인징 영역의 위치 또는 크기가 이전 시점의 상향 링크 프레임 내에 존재하는 초기 레인징 영역의 위치 및 크기와 차이가 없음을 의미한다.

상기와 같이, UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 값이 '1'이고, Allocation or Change for Initial Ranging 값이 '0'이면, 초기 레인징을 시도하는 이동 가입자 단말기는 UIUC=12, Ranging Method=0b00 or 0b01을 가지는 UL-MAP IE가 포함된 UL-MAP 메시지를 수신함으로써 초기 레인징을 시도할 수 있다. 그리고, 이미 초기 레인징을 완료한 이동 가입자 단말기는 이미 초기 레인징 영역 정보를 알고 있기 때문에 상기 DLFP 필드의 Allocation or Change for Initial Ranging 필드의 '0'값을 독출하여 UIUC=12, Ranging Method=0b00 or 0b01을 가지는 UL-MAP IE를 디코딩(decoding)하지 않아도 됨을 인지하게 된다. 따라서, 상기 이동 가입자 단말기는 종래에 무조건 UL-MAP IE를 디코딩한 것에 비해 신호 처리에 따른 부하(load)를 감소시킬 수 있다.

한편, 상기 Allocation or Change for Initial Ranging 값이 '1'이면, 초기 레인징 영역의 위치 또는 크기가 변화되었음을 의미한다. 따라서, 모든 이동 가입자 단말기들은 새로운 초기 레인징 영역 정보의 업데이트를 위해 상기 UL-MAP IE를 디코딩한다.

3. UL-MAP IE Existence for BW Request/Periodic Ranging: 상기 UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 필드와 유사한 의미를 가진다. 다만, 상기 UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 필드가 초기 레인징을 위한 것이라면, 상기 UL-MAP IE Existence for BW Request/Periodic Ranging 필드는 대역폭 요청(BandWidth Request)/주기적(periodic) 레인징을 위한 필드이다.

즉, 상기 UL-MAP IE Existence for BW Request/Periodic Ranging 필드는 대역폭 요청/주기적 레인징 영역을 규정하는 UL-MAP IE가 상기 UL-MAP 메시지 내에 존재하는지를 나타내는 필드이며, 그 값이 '0'인 경우 UL-MAP 메시지 내에 대역폭 요청/주기적 레인징 영역에 대한 UL-MAP IE가 존재하지 않음을 의미하며, 값이 '1'인 경우에는 UL-MAP 메시지 내에 대역폭 요청/주기적 레인징 영역에 대한 UL-MAP IE가 존재함을 의미한다.

4. Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging: 상기 Allocation or Change for Initial Ranging 필드와 유사한 의미를 가진다. 다만, 상기 Allocation or Change for Initial Ranging 필드가 초기 레인징을 위한 것이라면, 상기 Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging 필드는 대역폭 요청(BandWidth Request)/주기적(periodic) 레인징을 위한 필드이다.

즉, 상기 Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging 필드는 UL-MAP IE Existence for BW Request/Periodic Ranging 값이 '0'인 경우, 상기 Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging의 값은 상향 링크 프레임에 상기 대역폭 요청/주기적 레인징 영역이 할당되어 있는지 여부를 나타낸다. 즉, 상기 Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging 값이 '0'인 경우, 상기 상향 링크 프레임 내에 대역폭 요청/주기적 레인징 영역이 할당되어 있지 않음을 의미하며, 그 값이 '1'인 경우, 상기 상향 링크 프레임 내에 대역폭 요청/주기적 레인징 영역이 할당되어 있음을 의미한다.

한편, 상기 UL-MAP IE Existence for BW Request/Periodic Ranging 값이 '1'인 경우, 상기 Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging 값은 이전 시점의 상향 링크 프레임의 대역폭 요청/주기적 레인징 영역과 현재 시점의 상향 링크 프레임간에 대역폭 요청/주기적 레인징 영역의 위치 또는 크기의 변경 여부를 나타낸다. 즉, Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging 값이 '0'인 경우, 현재 시점의 상향 링크 프레임 내에 존재하는 대역폭 요청/주기적 레인징 영역의 위치 또는 크기가 이전 시점의 상향 링크 프레임 내에 존재하는 대역폭 요청/주기적 레인징 영역의 위치 및 크기와 차이가 없음을 의미한다.

상기와 같이, UL-MAP IE Existence for BW Request/Periodic Ranging 값이 '1'이고, Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging 값이 '0'이면, 대역폭 요청/주기적 레인징을 시도하는 이동 가입자 단말기는 상기 UIUC=12, Ranging Method=0b10 or 0b11을 가지는 UL-MAP IE가 포함된 UL-MAP 메시지를 수신함으로써 대역폭 요청/주기적 레인징을 시도할 수 있다. 그리고, 이미 대역폭 요청/주기적 레인징을 완료한 이동 가입자 단말기는 이미 대역폭 요청/주기적 레인징 영역 정보를 알고 있기 때문에 상기 DLFP 필드의 Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging 필드의 '0'값을 독출하여 UIUC=12, Ranging Method=0b10 or 0b11을 가지는 UL-MAP IE를 디코딩하지 않아도 됨을 인지하게 된다. 따라서, 상기 이동 가입자 단말기는 종래에 무조건 UL-MAP IE를 디코딩한 것에 비해 신호 처리에 따른 부하(load)를 감소시킬 수 있다.

한편, 상기 Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging 값이 '1'이면, 대역폭 요청/주기적 레인징 영역의 위치 또는 크기가 변화되었음을 의미한다. 따라서, 모든 이동 가입자 단말기들은 새로운 대역폭 요청/주기적 레인징 영역 정보의 업데이트를 위해 상기 UL-MAP IE를 디코딩한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 매 프레임마다 방송되는 UL-MAP 메시지에 초기 레인징 영역 또는 주기적 레인징/대역폭요구 레인징 영역에 대한 정보를 포함하지 않아도 이동 가입자 단말기는 초기 레인징 또는 대역폭 요청/주기적 레인징을 수행할 수 있다. 따라서, 기지국은 하항 링크 프레임에서 UL-MAP 영역의 일부를 차지하는 UL-MAP IE 영역을 효율적을 관리함으로써 데이터 전송 효율을 높일 수 있게 된다.

한편, 이후에서는 초기 레인징 관련 필드들만을 이용하여 상술한 바와 같은 레인징 영역 할당 및 그 지시 방안에 대해 설명하기로 한다. 그 이유는 상기 초기 레인징과 대역폭 요청/주기적 레인징과 관련된 상기 파라미터들은 그 의미가 각 레인징간에 거의 유사하기 때문이다.

초기 레인징 영역 할당 및 그 지시 방안은 모두 네 가지 조합으로 설명할 수 있다. 즉, UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 값이 '0'과 '1'인 경우 각각 Allocation or Change for Initial Ranging 값이 '0'과 '1'인 경우가 존재한다. 이는 대역폭 요청/주기적 레인징 영역 할당 및 그 지시 방안과도 유사하다. 예컨대, '01'인 경우, UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 값이 '0'이고, Allocation or Change for Initial Ranging 값이 '1'임을 의미한다. 하기에 각 조합들의 의미에 대해 설명하기로 한다.

< 00 > : UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 값이 '0', Allocation or Change for Initial Ranging 값이 '0'임을 의미한다.

먼저, UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 값이 '0'이 의미하는 바는 초기 레인징 영역을 지칭하는 UIUC=12 및 Ranging Method=0b00 or 0b01을 가지는 UL-MAP IE가 UL-MAP 메시지 내에 존재하지 않음을 의미한다. 이는 다시 두가지 경우로 해석할 수 있다. 첫 번째로, 초기 레인징 영역이 정말로 상향 링크 프레임에 할당되지 않아서 초기 레인징과 관련된 UL-MAP IE가 UL-MAP 메시지에 존재하지 않는 것을 의미한다. 두 번째로, 상향 링크 프레임에 초기 레인징 영역이 할당되어 있음에도 불구하고 UL-MAP 메시지 길이를 줄이기 위해 상기 UIUC=12인 UL-MAP IE를 상기 UL-MAP 메시지 내에 포함하지 않을 수도 있다.

상기 두 가지 경우를 구분하기 위해 Allocation or Change for Initial Ranging 필드의 비트 값을 이용한다. 즉, 상기 '00'의 경우는 Allocation or Change for Initial Ranging 값이 '0'이므로 상기 초기 레인징 영역이 상기 상향 링크 프레임에 할당되지 않았음을 의미한다. 따라서, 상기 UL-MAP 메시지에는 UIUC=12인 UL-MAP IE가 존재하지 않으며, 상기와 같은 UL-MAP 메시지를 최초의 UL-MAP 메시지로 수신하는 이동 가입자 단말기는 초기 레인징을 시도할 수 없다.

또한, 상기와 같은 UL-MAP 메시지를 수신한 이동 가입자 단말기는 상향 링크 프레임에 초기 레인징 영역이 존재하지 않으므로 데이터 버스트, 즉 UIUC=1 내지 UIUC=11을 가지는 데이터 버스트가 상기 상향 링크 프레임의 시작점부터 차례로 할당됨을 인지하여야 한다.

< 01 > : UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 값이 '0', Allocation or Change for Initial Ranging 값이 '1'임을 의미한다.

먼저, UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 값이 '0'이므로 UL-MAP 메시지 내에 UIUC=12를 가지는 UL-MAP IE가 존재하지 않음을 의미한다. 또한, Allocation or Change for Initial Ranging 값이 '1'이므로 상향 링크 프레임에 초기 레인징 영역이 할당되어 있음을 의미한다.

상기와 같이 '01'을 가지는 UL-MAP IE가 포함된 UL-MAP 메시지를 수신한 이동 가입자 단말기들 중 이전 상향 링크 프레임의 초기 레인징 영역 정보를 인지하고, 현재 상향 링크 프레임에도 초기 레인징을 계속적으로 시도하는 이동 가입자 단말기는 현재 상향 링크 프레임에도 이전 프레임의 초기 레인징 영역과 동일한 초기 레인징 영역이 할당되어 있음을 인지하게 된다. 따라서, 상기 '01'을 가지는 UL-MAP IE가 포함된 UL-MAP 메시지를 수신한 이동 가입자 단말기는 UL-MAP IE를 디코딩하지 않고도 이미 인지하고 있는 초기 레인징 영역 정보를 이용하여 초기 레인징을 수행할 수 있다.

한편, 상기 '01'을 가지는 UL-MAP IE가 포함된 UL-MAP 메시지를 수신한 이동 가입자 단말기는 상향 링크 프레임 내에 초기 레인징 영역이 존재함을 인지하고, UIUC=1 내지 UIUC=11을 가지는 데이터 버스트들은 상기 초기 레인징 이후부터 차례로 할당되었음을 인지한다.

의미하는 바는 초기 레인징 영역을 지칭하는 UIUC=12 및 Ranging Method=0b00 or 0b01을 가지는 UL-MAP IE가 UL-MAP 메시지 내에 존재하지 않음을 의미한다. 이는 다시 두가지 경우로 해석할 수 있다. 첫 번째로, 초기 레인징 영역이 정말로 상향 링크 프레임에 할당되지 않아서 초기 레인징과 관련된 UL-MAP IE가 UL-MAP 메시지에 존재하지 않는 것을 의미한다. 두 번째로, 상향 링크 프레임에 초기 레인징 영역이 할당되어 있음에도 불구하고 UL-MAP 메시지 길이의 효율성을 위해 상기 UIUC=12인 UL-MAP IE를 상기 UL-MAP 메시지 내에 포함하지 않을 수도 있다.

< 10 > : UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 값이 '1', Allocation or Change for Initial Ranging 값이 '0'임을 의미한다.

먼저, UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 값이 '1'이므로 UL-MAP 메시지 내에 UIUC=12를 가지는 UL-MAP IE가 존재함을 의미한다. 또한, Allocation or Change for Initial Ranging 값이 '0'이므로 상향 링크 프레임의 초기 레인징 영역이 이전 상향 링크 프레임의 초기 레인징 영역의 위치 및 크기와 차이없음을 의미한다.

한편, UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 값이 '0'인 경우의 Allocation or Change for Initial Ranging의 '0' 및 '1'값과, UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 값이 '1'인 경우의 Allocation or Change for Initial Ranging의 '0' 및 '1'값의 의미는 다르다. 즉, 상기 UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 값이 '0'인 경우의 Allocation or Change for Initial Ranging의 '0' 및 '1'값은 상향 링크 프레임에 초기 레인징 영역이 할당되어 있는지 알려주는 것이지만, 상기 UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 값이 '1'인 경우의 Allocation or Change for Initial Ranging의 '0' 및 '1'값은 이전 프레임에 할당된 초기 레인징 영역의 위치 또는 크기가 현재 프레임에서 변경되었는지 알려주는 용도로 사용되는 것이다.

예컨대, 상기 '01'의 경우와 같이, 초기 레인징 영역 정보가 UL-MAP 메시지에에 포함되지 않으면서도 상향 링크 프레임에는 초기 레인징 영역이 할당되어 있는 경우를 가정한다. 이러한 상태에서 초기 레인징을 시도하려는 이동 가입자 단말기는 초기 레인징 영역 정보가 포함되지 않은 상기 UL-MAP 메시지를 수신하면, 레인징 영역의 할당 여부 및 레인징 영역에 대한 정보를 알 수 없게 된다. 따라서, 기지국은 상기와 같은 초기 레인징을 통해 네트워크 진입을 시도하려는 이동 가입자 단말기를 위해 주기적 또는 필요에 따라 임의적으로 초기 레인징 영역 정보를 UL-MAP 메시지의 UL-MAP IE 필드에 포함하여 송신한다. 이 때, 상기 DLFP 포맷에 명시되는 비트값이 '10'이다.

또한, 상기와 같은 네트워크 진입을 시도하는 이동 가입자 단말기가 아니라 이미 초기 레인징 영역 정보를 인지하고 있는 이동 가입자 단말기는 상기 '10'으로 명시된 DLFP의 인지시 이전 상향 링크 프레임의 초기 레인징 영역과 현재 상향 링크 프레임의 초기 레인징 영역의 위치 또는 크기가 동일함을 인지하게 된다. 따라서, 상기 이동 가입자 단말기는 UL-MAP 메시지의 UL-MAP IE를 디코딩하지 않아도 된다.

< 11 > : UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 값이 '1', Allocation or Change for Initial Ranging 값이 '1'임을 의미한다.

먼저, UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 값이 '1'이므로 UL-MAP 메시지 내에 UIUC=12를 가지는 UL-MAP IE가 존재함을 의미한다. 또한, Allocation or Change for Initial Ranging 값도 '1'이므로 상향 링크 프레임의 초기 레인징 영역의 위치 및 크기가 이전 상향 링크 프레임의 초기 레인징 영역의 위치 및 크기에서 변경되었음을 의미한다. 따라서, 모든 이동 가입자 단말기들은 상기 UL-MAP 메시지 내의 UL-MAP IE 정보를 디코딩하여 초기 레인징 정보의 업데이트를 수행한다.

상기 주기적 레인징 및 대역요구 레인징에 대한 DLFP의 DL-MAP IE Existence for BW Request/Periodic Ranging과, Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging의 두 파라미터의 조합도 상기 내용과 거의 유사하며, 다만 코기 레인징 대신 대역폭 요청/주기적 레인징만이 상이할 뿐이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 레인징 영역 할당 및 그 지시 방안의 일 예들을 설명하기 위해 프레임 구조를 도시한 도면이다.

상기 도 6을 참조하면, 상기 프레임은 하향 링크 프레임 구간들(710, 730, 750 및 770)과, 상향 링크 프레임 구간들(720, 740, 760 및 780)로 구분할 수 있다.

상기 하향 링크 프레임들(710, 730, 750 및 770) 각각은 프리앰블 영역(718), FCH 영역(711), DL-MAP 영역(719), UL-MAP 영역(712), 및 하향 데이터 버스트 영역(702)을 포함한다. 여기서, 상기 FCH 영역(711)은 상기 표 6에 나타낸 바와 같은 DLFP 영역이 존재한다. 상기 DLFP 영역은 본 발명에서 제안한 UL-MAP IE Existence for Initial Ranging, Allocation or Change for Initial Ranging, UL-MAP IE Existence for BW Request/Periodic Ranging, Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging 필드들이 존재한다. 상기 도 6의 참조번호 715, 733, 753 및 773에 나타낸 바와 같이, 상기 설명한 필드들의 순서 그대로 A:B:C:D 비트값으로 매핑시켜 레인징 영역 할당 및 그 지시 방안의 일 예들을 설명하기로 한다. 즉, A는 UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 값을, B는 Allocation or Change for Initial Ranging 값을, C는 UL-MAP IE Existence for BW Request/Periodic Ranging 값을, D는 Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging 값을 의미한다.

기지국은 각 하향 링크 프레임들의 FCH의 DLFP 영역을 통해 이동 가입자 단말기들에게 레인징 영역 할당 정보를 알린다.

먼저, 상기 DLFP 영역에 A:B:C:D=1:1:1:0가 명시된 경우에 대해 설명하기로 한다. 상기 710 하향 링크 프레임 및 720 상향링크 프레임을 참조하면, 상기 기지국은 상향 링크 프레임(720)에 새로운 초기 레인징 영역(721)을 할당하고, 이전 상향 링크 프레임에서 할당한 대역폭 요구/주기적 레인징 영역과 동일한 레인징 영역(722)을 현재의 상향 링크 프레임(720)에서 재할당했음을 상기 이동 가입자 단말기들에게 알리기 위해 상기 DLFP 영역의 A:B:C:D 비트를 1:1:1:0로 세팅한다.

이는 상기에서 설명한 바와 같이, 초기 레인징에 대해서 '11'을 의미하며, 대역폭 요구/주기적 레인징에 대해서는 '10'임을 의미한다. 즉, 초기 레인징 영역에 대한 정보가 UL-MAP 메시지의 UL-MAP IE에 포함되었으며, 상기 초기 레인징 영역의 위치 및 크기가 이전 상향 링크 프레임의 초기 레인징 영역의 위치 및 크기와 상이해졌음을 알린다. 또한, 대역폭 요구/주기적 레인징 영역에 정보가 UL-MAP 메시지의 UL-MAP IE에 포함되었으며, 상기 대역폭 요구/주기적 레인징 영역의 위치 및 크기가 이전 상향 링크 프레임의 대역폭 요구/주기적 레인징 영역의 위치 및 크기와 동일함을 알린다.

상기와 같은 1:1:1:0으로 명시된 DLFP 영역을 인지한 이동 가입자 단말기들은 초기 레인징을 시도할 수도 있고, 이미 인지하고 있는 레인징 영역 정보를 이용하여 대역폭 요청/주기적 레인징 영역을 설정한 후, 상기 설정된 레인징 영역을 제외한 영역에서 상향 링크 데이터 버스트들(723, 724, 725, 726, 727)을 차례대로 할당한다.

다음으로, 상기 DLFP 영역에 A:B:C:D=0:1:0:0가 명시된 경우에 대해 설명하기로 한다. 상기 730 하향 링크 프레임 및 740 상향링크 프레임을 참조하면, 상기 기지국은 상향 링크 프레임(740)에 이전 상향 링크 프레임 영역과 동일한 초기 레인징 영역(741)을 할당한다. 그러나, 대역폭 요구/주기적 레인징 영역은 상기 상향 링크 프레임에 존재하지 않고, UL-MAP 메시지 내에 UIUC=12를 가지는 UL-MAP IE도 존재하지 않게 된다. 즉, 상기 하향 링크 프레임(730)의 UL-MAP(732) 영역에는 UIUC=12를 가지는 UL-MAP IE가 포함되지 않았음을 알 수 있다. 상기 기지국은 상기와 내용을 명시한 0:1:0:0 DLFP를 FCH 영역(731)을 통해 이동 가입자 단말기들에 알려준다.

다음으로, 상기 DLFP 영역에 A:B:C:D=0:1:0:1이 명시된 경우에 대해 설명하기로 한다. 상기 750 하향 링크 프레임 및 760 상향링크 프레임을 참조하면, 상기 기지국은 상향 링크 프레임(760)에 이전 상향 링크 프레임 영역과 동일한 초기 레인징 영역(761)을 할당한다. 또한, 상기 기지국은 상향 링크 프레임(760)에 이전 대역폭 요구/주기적 레인징 영역과 동일한 대역폭 요구/주기적 레인징 영역(762)을 할당한다. 그러나, 상기 하향 링크 프레임(730)의 UL-MAP(732) 영역은 UIUC=12를 가지는 UL-MAP IE를 포함하지 않음을 알 수 있다. 상기 기지국은 상기와 내용을 명시한 0:1:0:1 DLFP를 FCH 영역(751)을 통해 이동 가입자 단말기들에 알려준다.

상기와 같은 0:1:0:1 DLFP가 포함된 FCH를 수신한 이동 가입자 단말기들 중 이전 상향 링크 프레임의 레인징 영역 정보를 인지하고 있는 이동 가입자 단말기는 상기 상향 링크 프레임(760)에서 초기 레인징 영역 및 대역폭 요구/주기적 레인징 영역에 대해서 레인징 영역을 설정한 후, 나머지 영역에서 상향 링크 데이터 버스트들을 차례대로 할당하게 된다.

마지막으로, 상기 DLFP 영역에 A:B:C:D=0:0:0:0이 명시된 경우에 대해 설명하기로 한다. 상기 770 하향 링크 프레임 및 780 상향링크 프레임을 참조하면, 상기 기지국은 상향 링크 프레임(780)에 초기 레인징 영역 및 대역폭 요구/주기적 레인징 영역을 할당하지 않는다. 따라서, UL-MAP 메시지 내의 UIUC=12를 가지는 UL-MAP IE도 포함하지 않는다.

상기와 같은 0:0:0:0 DLFP가 포함된 FCH를 수신한 이동 가입자 단말기는 상향 링크 프레임(780) 영역에 아무런 레인징 영역이 존재하지 않음을 인지하고, 상향 링크 데이터 버스트들을 상향 링크 프레임(780)의 시작점부터 차례대로 할당할 수 있다.

도 7a 및 7b는 본 발명의 실시예에 따른 초기 레인징 영역 및 대역폭 요구/주기적 레인징 영역의 할당 및 이를 지시하는 과정을 도시한 흐름도이다.

먼저 상기 도 7a를 참조하면, 701단계에서 기지국은 현재 상향 링크 프레임 내에 초기 레인징 영역을 할당한 것인지를 결정한다. 상기 701 단계에서 초기 레인징 영역을 할당하기로 결정한다면 703단계로, 할당하지 않기로 결정하면 713단계로 진행한다. 상기 713단계에서 상기 기지국은 초기 레인징 영역을 업링크 프레임에 할당하지 않기 때문에 이를 위해 DLFP의 UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 및 Allocation or Change for Initial Ranging 비트를 각각 '0'으로 세팅하고 상기 대역폭 요구/주기적 레인징 영역 할당을 위한 도 7b의

로 진행한다.

한편, 703단계에서 상기 기지국은 상향 링크 프레임에 할당하는 초기 레인징 영역이 이전 상향 링크 프레임에 할당한 초기 레인징 영역과 동일한지를 검사한다. 상기 검사 결과 동일한 경우 705단계로 진행하고, 동일하지 않으면 711단계로 진행한다. 상기 705단계에서 UL-MAP 메시지에 초기 레인징을 위한 UL-MAP IE를 포함시켜 전송할 필요가 있는지 판단한다. 이는 초기 레인징 영역 정보를 인지하지 못하고 있는 이동 가입자 단말기를 위해 주기적 또는 필요에 따라 임의로 초기 레인징 영역 정보, 즉 초기 레인징 UL-MAP IE를 UL-MAP 메시지에 포함시킬 것인지를 결정하는 것이다. 상기 판단 결과, UL-MAP 메시지에 초기 레인징 UL-MAP IE를 포함시키지 않기로 결정한 경우 707단계로, 포함하기로 결정한 경우 709단계로 진행한다.

상기 707단계에서 상기 기지국은 DLFP의 Allocation or Change for Initial Ranging 비트 값을 1로 세팅하고 715단계로 진행한다. 이는 주기적/대역폭요구 레인징 영역이 상향 링크 프레임에 할당되어있음을 이동 가입자 단말기들에게 알리기 위함이다. 상기 715단계에서 상기 기지국은 UL-MAP 메시지에 초기 레인징 UL-MAP IE를 포함하지 않고 719단계로 진행한다. 상기 719단계에서 상기 기지국은 UL-MAP 메시지 내에 초기 레인징 UL-MAP IE를 포함하지 않음으로 결정함에 따라 DLFP의 UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 비트 값을 0으로 설정하고

, 즉 도 7b의 723단계로 진행한다. 상기 701단계부터 719단계까지는 상술한 바와 같이 초기 레인징 비트값이 '01'에 해당한다. 즉, 현재 상향 링크 프레임은 초기 레인징 영역을 포함하며, 상기 초기 레인징 영역은 이전 상향 링크 프레임의 초기 레인징 영역과 위치 및 크기가 동일하므로, UL-MAP 메시지에 초기 레인징용 UL-MAP IE를 포함하지 않는다.

한편, 상기 709단계에서 상기 기지국은 DLFP 정보의 Allocation or Change for Initial Ranging 필드의 비트 값을 0으로 설정하고 717단계로 진행한다. 상기 717단계에서 상기 기지국은 UL-MAP 메시지에 초기 레인징용 UL-MAP IE를 포함하고 721단계로 진행한다. 상기 721단계에서 상기 기지국은 DLFP 정보의 UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 필드의 비트 값을 1로 설정하고

, 즉 도 7b의 723단계로 진행한다. 상기와 같이 UL-MAP IE Existence for Initial Ranging=1 및 Allocation or Change for Initial Ranging=0으로 설정하는 이유는 초기 레인징 영역 정보를 인지하지 못하고 있는 이동 가입자 단말기를 위함이다. 또한, 상기와 같은 초기 레인징 영역 정보를 모르고 있는 이동 가입자 단말기가 아니라 이미 초기 레인징 영역 정보를 인지하고 있는 이동 가입자 단말기는 상기 '10'으로 명시된 DLFP 정보를 수신하면, 이전 상향 링크 프레임의 초기 레인징 영역과 현재 상향 링크 프레임의 초기 레인징 영역의 위치 또는 크기가 동일함을 인지하게 된다. 따라서, 상기 이동 가입자 단말기는 UL-MAP 메시지의 UL-MAP IE를 디코딩하지 않아도 된다.

한편, 상기 711단계에서 기지국은 DLFP 정보의 Allocation or Change for Initial Ranging 필드의 비트 값을 1로 설정하고 717단계로 진행한다. 상기 717단계에서 상기 기지국은 UL-MAP 메시지에 초기 레인징용 UL-MAP IE를 포함하고 721단계로 진행한다. 상기 721단계에서 상기 기지국은 DLFP 정보의 UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 필드의 비트 값을 1로 설정하고

, 즉 도 7b의 723단계로 진행한다. 상기와 같이 UL-MAP IE Existence for Initial Ranging=1 및 Allocation or Change for Initial Ranging=1으로 설정하는 이유는 상향 링크 프레임의 초기 레인징 영역의 위치 및 크기가 이전 상향 링크 프레임의 초기 레인징 영역의 위치 및 크기에서 변경되었음을 알려주기 위함이다. 따라서, 모든 이동 가입자 단말기들은 상기 DLFP 정보를 수신하면, 상기 UL-MAP 메시지 내의 UL-MAP IE 정보를 디코딩하여 초기 레인징 정보의 업데이트를 수행한다.

상기 도 7b의 723단계부터 종료 단계까지는 상기 도 7a의 701단계부터

단계까지와 유사한 과정을 나타낸다. 다만, 초기 레인징 대신 대역폭 요구/주기적 레인징이라는 것만 상이할 뿐이다.

상기 723단계에서 상기 기지국은 현재 상향 링크 프레임 내에 대역폭 요구/주기적 레인징 영역을 할당한 것인지를 결정한다. 상기 723 단계에서 대역폭 요구/주기적 레인징 영역을 할당하기로 결정한다면 727단계로, 할당하지 않기로 결정하면 731단계로 진행한다. 상기 731단계에서 상기 기지국은 대역폭 요구/주기적 레인징 영역을 상향 링크 프레임에 할당하지 않음에 따라 DLFP 정보의 UL-MAP IE Existence for BW Request/Periodic Ranging 및 Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging 비트를 각각 '0'으로 설정한다.

한편, 727단계에서 상기 기지국은 상향 링크 프레임에 할당하는 대역폭 요구/주기적 레인징 영역이 이전 상향 링크 프레임에 할당한 대역폭 요구/주기적 레인징 영역과 동일한지를 검사한다. 상기 검사 결과 동일한 경우 729단계로 진행하고, 동일하지 않으면 733단계로 진행한다. 상기 729단계에서 UL-MAP 메시지에 대역폭 요구/주기적 레인징을 위한 UL-MAP IE를 포함시켜 전송할 필요가 있는지 판단한다. 이는 대역폭 요구/주기적 레인징 영역 정보를 인지하지 못하고 있는 이동 가입자 단말기를 위해 주기적 또는 필요에 따라 임의로 대역폭 요구/주기적 레인징 영역 정보, 즉 대역폭 요구/주기적 레인징 UL-MAP IE를 UL-MAP 메시지에 포함시킬 것인지를 결정하는 것이다. 상기 판단 결과, UL-MAP 메시지에 대역폭 요구/주기적 레인징 UL-MAP IE를 포함시키지 않기로 결정한 경우 733단계로, 포함하기로 결정한 경우 735단계로 진행한다.

상기 733단계에서 상기 기지국은 DLFP의 Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging 비트 값을 1로 세팅하고 741단계로 진행한다. 이는 주기적/대역폭요구 레인징 영역이 상향 링크 프레임에 할당되어있음을 이동 가입자 단말기들에게 알리기 위함이다. 상기 741단계에서 상기 기지국은 UL-MAP 메시지에 대역폭 요구/주기적 레인징 UL-MAP IE를 포함하지 않고 745단계로 진행한다. 상기 745단계에서 상기 기지국은 UL-MAP 메시지 내에 대역폭 요구/주기적 레인징 UL-MAP IE를 포함하지 않음으로 결정함에 따라 DLFP의 UL-MAP IE Existence for BW Request/Periodic Ranging 비트 값을 0으로 설정한다. 상기 723단계부터 745단계까지는 상술한 바와 같이 대역폭 요구/주기적 레인징 비트값이 '01'에 해당한다. 즉, 현재 상향 링크 프레임은 대역폭 요구/주기적 레인징 영역을 포함하며, 상기 대역폭 요구/주기적 레인징 영역은 이전 상향 링크 프레임의 대역폭 요구/주기적 레인징 영역과 위치 및 크기가 동일하므로, UL-MAP 메시지에 대역폭 요구/주기적 레인징용 UL-MAP IE를 포함하지 않는다.

한편, 상기 735단계에서 상기 기지국은 DLFP 정보의 Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging 필드의 비트 값을 0으로 설정하고 743단계로 진행한다. 상기 743단계에서 상기 기지국은 UL-MAP 메시지에 대역폭 요구/주기적 레인징용 UL-MAP IE를 포함하고 747단계로 진행한다. 상기 747단계에서 상기 기지국은 DLFP 정보의 UL-MAP IE Existence for BW Request/Periodic Ranging 필드의 비트 값을 1로 설정한다. 상기와 같이 UL-MAP IE Existence for BW Request/Periodic Ranging=1 및 Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging=0으로 설정하는 이유는 대역폭 요구/주기적 레인징 영역 정보를 인지하지 못하고 있는 이동 가입자 단말기를 위함이다. 또한, 상기와 같은 대역폭 요구/주기적 레인징 영역 정보를 모르고 있는 이동 가입자 단말기가 아니라 이미 대역폭 요구/주기적 레인징 영역 정보를 인지하고 있는 이동 가입자 단말기는 상기 '10'으로 명시된 DLFP 정보를 수신하면, 이전 상향 링크 프레임의 대역폭 요구/주기적 레인징 영역과 현재 상향 링크 프레임의 대역폭 요구/주기적 레인징 영역의 위치 또는 크기가 동일함을 인지하게 된다. 따라서, 상기 이동 가입자 단말기는 UL-MAP 메시지의 UL-MAP IE를 디코딩하지 않아도 된다.

한편, 상기 739단계에서 상기 기지국은 DLFP 정보의 Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging 필드의 비트 값을 1로 설정하고 743단계로 진행한다. 상기 743단계에서 상기 기지국은 UL-MAP 메시지에 대역폭 요구/주기적 레인징용 UL-MAP IE를 포함하고 747단계로 진행한다. 상기 747단계에서 상기 기지국은 DLFP 정보의 UL-MAP IE Existence for BW Request/Periodic Ranging 필드의 비트 값을 1로 설정한다. 상기와 같이 UL-MAP IE Existence for BW Request/Periodic Ranging=1 및 Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging=1으로 설정하는 이유는 상향 링크 프레임의 대역폭 요구/주기적 레인징 영역의 위치 및 크기가 이전 상향 링크 프레임의 대역폭 요구/주기적 레인징 영역의 위치 및 크기에서 변경되었음을 알려주기 위함이다. 따라서, 모든 이동 가입자 단말기들은 상기 DLFP 정보를 수신하면, 상기 UL-MAP 메시지 내의 UL-MAP IE 정보를 디코딩하여 대역폭 요구/주기적 레인징 정보의 업데이트를 수행한다.

도 8a 내지 8c는 본 발명의 실시예에 따른 이동 가입자 단말기의 레인징 영역 인지 및 그에 따른 레인징 수행 과정을 도시한 흐름도이다.

먼저, 상기 도 8a를 참조하면, 801단계에서 상기 이동 가입자 단말기는 하향 링크 프레임의 FCH 영역을 통해 DLFP 정보와, DL-MAP 영역을 통해 DL-MAP 메시지 및 UL-MAP 영역을 통해 UL-MAP 메시지를 수신하고 807단계로 진행한다. 상기 807단계에서 상기 이동 가입자 단말기는 상기 DLFP 정보에서 UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 필드의 비트 값이 0인지 검사한다. 검사 결과, 비트 값이 0이면, 809단계로 진행하고, 1이면 811단계로 진행한다. 상기 809단계에서 상기 이동 가입자 단말기는 DLFP 정보의 Allocation or Change for Initial Ranging 필드의 비트 값이 0인지 검사한다. 검사 결과, 비트 값이 0이면 817단계로 진행하고, 1이면 813단계로 진행한다. 상기 817단계에서 상기 이동 가입자 단말기는 UL-MAP 메시지에 초기 레인징용 UL-MAP IE가 존재하지 않는다는 것과, 상향 링크 프레임에 초기 레인징 영역이 존재하지 않는다는 것을 인지하고

로, 즉 도 8b의 821단계로 진행한다.

한편, 상기 811단계에서 상기 이동 가입자 단말기는 DLFP 정보의 UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 필드의 비트 값이 0인지 검사한다. 검사 결과, 0이면 813단계로 진행하고, 1이면 815단계로 진행한다.

상기 813단계에서 상기 이동 가입자 단말기는 현재 상향 링크 프레임에 초기 레인징 영역이 할당되어 있으며, 상기 초기 레인징 영역은 이전 상향 링크 프레임의 초기 레인징 영역의 위치 및 크기가 동일하다는 것을 인지하게 된다.

상기 815단계에서 상기 이동 가입자 단말기는 초기 레인징 영역이 새롭게 변화되었음을 인지하고 상기 UL-MAP 메시지의 UL-MAP IE에 상응하게 초기 레인징 영역 정보를 업데이트하고

로, 즉 도 8b의 821단계로 진행한다.

다음으로 도 8b를 참조하면, 상기 821단계에서 상기 이동 가입자 단말기는 DLFP 정보의 UL-MAP IE Existence for BW Request/Periodic Ranging 필드의 비트 값이 0인지 검사한다. 검사 결과, 상기 비트 값이 0이면, 823단계로 진행하고, 1이면 825단계로 진행한다. 상기 823단계에서 상기 이동 가입자 단말기는 DLFP 정보의 Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging 필드의 비트 값이 0인지 검사한다. 검사 결과, 0이면 831단계로 진행하고, 1이면 827단계로 진행한다. 상기 831단계에서 상기 이동 가입자 단말기는 현재 상향 링크 프레임에 대역폭 요구/주기적 레인징 영역이 존재하지 않음을 인지한다.

한편, 상기 825단계에서 상기 이동 가입자 단말기는 DLFP 정보의 Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging 필드의 비트 값이 0인지 검사한다. 검사 결과, 0이면 827단계로 진행하고, 1이면 829단계로 진행한다.

상기 827단계에서 상기 이동 가입자 단말기는 현재 상향 링크 프레임에 대역폭 요구/주기적 레인징 영역이 할당되어 있으며, 상기 대역폭 요구/주기적 레인징 영역은 이전 상향 링크 프레임의 대역폭 요구/주기적 레인징 영역의 위치 및 크기가 동일하다는 것을 인지하게 된다.

상기 829단계에서 상기 이동 가입자 단말기는 대역폭 요구/주기적 레인징 영역이 새롭게 변화되었음을 인지하고 상기 UL-MAP 메시지의 UL-MAP IE에 상응하게 대역폭 요구/주기적 레인징 영역 정보를 업데이트하고

로, 즉 도 8c의 835단계로 진행한다.

상기 도 8c를 참조하면, 상기 도 8c는 이동 가입자 단말기가 레인징을 수행하는 과정이다. 먼저, 상기 835단계에서 상기 이동 가입자 단말기는 DLFP 정보의 레인징 지시 정보들, 즉 초기 레인징 영역 UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 필드와, Allocation or Change for Initial Ranging 필드와, UL-MAP IE Existence for BW Request/Periodic Ranging 필드와, Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging 필드들 각각의 비트 값들을 독출하여 상향 링크 프레임에 초기 레인징 영역이 존재하는지 알 수 있다. 따라서, 초기 레인징 영역이 존재하면 837단계로 진행하고, 존재하지 않으면 839단계로 진행한다. 상기 837단계에서 상기 이동 가입자 단말기는 초기 레인징을 수행하여야 하는 경우 843단계로 진행하고, 초기 레인징을 수행할 필요가 없다면 839단계로 진행한다.

상기 843단계에서 상기 이동 가입자 단말기는 초기 레인징 영역 존재 및 그 위치 및 크기를 알고 있으므로 상기 상향 링크 프레임의 초기 레인징 영역을 통해 레인징 코드를 기지국으로 전송하여 초기 레인징을 시도한다.

한편, 상기 839단계에서 상기 이동 가입자 단말기는 상향 링크 프레임에 대역폭 요구/주기적 레인징 영역이 존재하는지 판단한다. 판단 결과, 상기 대역폭 요구/주기적 레인징 영역이 존재하는 경우 841단계로 진행하고, 존재하지 않으면 847단계로 진행한다.

상기 841단계에서 상기 이동 가입자 단말기는 대역폭 요구/주기적 레인징을 수행하여야 하는 경우 845단계로 진행하고, 수행할 필요가 없는 경우 847단계로 진행한다.

상기 845단계에서 상기 이동 가입자 단말기는 이미 인지하고 있는 상향 링크 프레임의 대역폭 요구/주기적 레인징 영역을 통해 레인징 코드를 기지국으로 전송함으로써 대역폭 요구/주기적 레인징을 시도한다.

상기 847단계에서 상기 이동 가입자 단말기는 초기 레인징 및 대역폭 요구/주기적 레인징 수행을 완료한 후, 상기 상향 링크 프레임에서 상기 초기 레인징 및 대역폭 요구/주기적 레인징 영역을 제외한 나머지 영역에서 상향 링크 데이터 버스트를 할당할 수 있음을 인지하고 851단계로 진행한다. 상기 851단계에서 상기 이동 가입자 단말기는 상기 데이터 버스트 할당 영역을 통해 데이터 트래픽을 전송하게 된다.

이상으로 본 발명의 제1실시예에 대한 레인징 영역 할당 방법을 설명하였다.

이후에는 레인징 영역의 할당에 있어서, UL-MAP 메시지 내의 UIUC=12인 UL-MAP 정보 엘리먼트를 제외시켜 UL-MAP 메시지를 줄일 수 제2실시예에 대해 설명하기로 한다.

제2실시예

상기 제2실시예에서는 UL-MAP 메시지 내의 UIUC=12를 가지는 UL-MAP IE를 포함하지 않고도 상향 링크 프레임에 기할당되어 있는 레인징 영역을 통해 이동 가입자 단말기가 레인징을 수행할 수 있는 방안을 설명하기로 한다.

(1) DLFP(Downlink Frame Prefix)

상기 DLFP는 상기 표 1에서 설명한 바와 같이 FCH 영역을 통해 송신되는 정보이다. 본 발명의 제2실시예에서 제안하는 DLFP 정보는 하기 표 7과 같다.

상기 DLFP 정보는 전술한 바와 같이 FCH 영역을 통해 송신되는 정보이다. 본 발명에서는 상기 표 1에서의 종래 DLFP 정보의 예비용으로 남아 있던 4비트 중 1비트를 레인징 변화 지시(Ranging Change Indication) 필드와 유사한 용도의 초기 레인징 변화 지시(Initial Ranging_Change_Indication) 용도로 사용하는 것을 제안한다. 그 외 나머지 필드들은 상기 표 1 및 표 6의 내용과 동일하므로 설명을 생략하기로 한다.

상기 본 발명의 제1실시예에서 제안하는 Initial Ranging_Change_Indication 비트는 상기 표 1에서 설명한 Ranging_Change_Indication 비트와 유사하게 이전 상향 링크 프레임과 현재 상향 링크 프레임을 비교하여 초기 레인징 영역의 할당 위치 또는 크기의 변화 여부 및 할당 해제 유무를 나타내는 비트이다. 다시 말해, 상기 기지국은 초기 레인징 영역에 변화가 생기는 경우, 새로운 초기 레인징 UL-MAP IE를 UL-MAP 메시지에 포함시키고, 상기 DLFP 정보의 Initial Ranging_Change_Indication 비트를 1로 설정한다.

또한, 상기 상향 링크 프레임에 새로이 초기 레인징 영역을 할당하는 경우, UL-MAP 메시지에 초기 레인징 IE를 포함시키는 것과 더불어 DLFP 정보의 Initial Ranging_Change_Indication 비트를 1로 설정한다. 상기 기지국은 다음 상향 링크 프레임 내에 동일한 초기 레인징 영역이 존재하는 경우, DLFP의 Initial Ranging_Change_Indication 비트를 0으로 설정하며, UL-MAP 메시지에는 초기 레인징 IE를 포함하지 않는다. 상기 Initial Ranging_Change_Indication 비트 값은 초기 레인징 영역의 변화 또는 상기 초기 레인징 영역이 상향 링크 프레임에 포함되지 않을 때까지 계속 유지된다.

상기 기지국은 상기 초기 레인징 영역이 할당되지 않는 경우, 이동 가입자 단말기들에게 초기 레인징 영역의 변화를 알리기 위해 DLFP의 Initial Ranging_Change_Indication 비트를 1로 설정하며, UL-MAP 메시지 내에 초기 레인징 IE를 포함하지 않는다.

이동 가입자 단말기는 초기 레인징을 수행하려면 Initial Ranging_Change_Indication 비트를 인지하여야 한다. 즉, 초기 레인징을 시도해야 하는 이동 가입자 단말기는 네트워크 진입시도시 Initial Ranging_Change_Indication 비트 값이 1인 DLFP 정보를 최초로 수신할 때까지 기다려야 한다. 만약, 상기 Initial Ranging_Change_Indication 비트 값이 1인 DLFP 정보를 최초로 수신한 상기 이동 가입자 단말기는 UL-MAP 메시지 내에 UIUC=12를 가지는 초기 레인징 IE가 존재하는지 판단한다. 판단 결과, 상기 초기 레인징 UL-MAP IE가 존재하면, 상기 이동 가입자 단말기는 초기 레인징 영역이 상기 상향 링크 프레임 내에 존재함을 인지하고, 상기 인지한 초기 레인징 영역을 통해 레인징 코드를 전송한다.

그러나, 상기 초기 레인징 UL-MAP IE가 상기 UL-MAP 메시지 내에 존재하지 않으면, 상기 이동 가입자 단말기는 상기 상향 링크 프레임 내에 초기 레인징 영역이 존재하지 않으므로 레인징 코드를 전송할 수 없다. 따라서, 상기 이동 가입자 단말기는 초기 레인징 영역이 할당되는 프레임을 의미하는 Initial Ranging_Change_Indication 비트 값이 1인 DLFP 정보를 수신할 때까지 레인징 코드 전송을 미루어야 한다.

한편, 초기 레인징을 수행하지 않는 이동 가입자 단말기들, 즉 기지국과의 네트워크 진입 절차를 제대로 수행하여 정상적으로 서비스를 받고 있는 이동 가입자 단말기들은 상기 두 Ranging_Change_Indication 필드 및 Initial Ranging_Change_Indication 필드의 비트 값 변화를 계속적으로 인지하여, 상기 상향 링크 프레임에 대역폭 요청/주기적 레인징 영역 또는 초기 레인징 영역의 할당 여부를 파악하고, 이에 따른 데이터 버스트 할당 영역을 알고 있어야 한다.

상기 기지국은 초기 레인징 영역 정보를 인지하지 못하고 있는 이동 가입자 단말기를 위해서 주기적 또는 필요에 의해 임의로 초기 레인징 UL-MAP IE를 UL-MAP 메시지 내에 포함할 수도 있으며, 그 결과 상향 링크 프레임 내에 주기적 또는 임의로 초기 레인징 영역이 할당될 수도 있다.

한편, 상술한 바와 같은 본 발명에서 제안하는 레인징 영역 할당 및 그 지시 동작 방안을 광대역 무선 접속 통신 시스템에 적용하는 경우, 상기 동작 방안을 수행하지 못하는 이동 가입자 단말기들이 존재할 수 있다. 다시 말해, 이동 가입자 단말기는 상기 UL-MAP에 초기 레인징 UL-MAP IE 또는 주기적/대역폭요구 레인징 UL-MAP 정보 IE가 존재하지 않는 경우, 종래기술에서 설명한 바와 같이 레인징 영역이 할당되지 않은 것으로 인지할 수 있다. 이 경우, 상기 기지국은 Allocation or Change for Initial Ranging 필드의 비트 값이 1, 즉 상향 링크 프레임에 레인징 영역은 존재하지만, UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 필드의 비트 값은 0, 즉 UL-MAP 메시지에 UL-MAP IE가 존재하지 않는 경우 상기 본 발명의 동작을 수행하지 못하는 이동 가입자 단말기들에게 데이터 버스트를 할당하지 않을 수 있다.

즉, 기지국은 UL-MAP 메시지의 UIUC=1 내지 UIUC=11을 가지는 UL-MAP IE 또는 UIUC=15를 가지는 UL-MAP IE의 연결 식별자(CID) 필드에 본 발명 동작 방안을 수행하지 못하는 이동 가입자 단말기들의 연결 식별자를 할당하지 않는다. 이처럼, 본 발명의 레인징 영역을 지원하지 않는 이동 가입자 단말기들이 존재하는 시스템에도 본 발명을 적용하여 사용할 수 있음은 물론이다.

제3실시예

본 발명의 제3실시예에서 제안하는 DLFP 포맷은 종래의 표 1에 나타낸 DLFP 포맷과 동일하다. 그러나, 상기 표 1에 나타낸 DLFP 포맷 중 Ranging_Change_Indication 필드가 대역폭 요구/주기적 레인징 영역 할당 변화를 지시하는 필드였던 반면에, 제3실시예에서 Ranging_Change_Indication 필드는 상기 대역폭 요구/주기적 레인징 영역 할당 변화 또는 초기 레인징 영역 할당 변화도 나타내는 지시 필드라는 것이 상이하다.

즉, 종래 표 1의 DLFP 포맷에서 Ranging_Change_Indication 필드의 비트 값이 '0'이면, 이전 프레임의 대역폭 요구/주기적 레인징 할당 영역이 현재 프레임에서 대역폭 요구/주기적 레인징 할당 영역과 동일함을 의미한다. 또한, 종래 표 1의 DLFP 포맷에서 Ranging_Change_Indication 필드의 비트 값이 '1'이면, 이전 프레임의 대역폭 요구/주기적 레인징 할당 영역이 현재 프레임에서 대역폭 요구/주기적 레인징 할당 영역과 상이함을 의미한다.

그러나, 본 발명의 제3실시예에 따른 DLFP 포맷의 Ranging_Change_Indication 필드의 비트 값이 '0'이면, 이전 프레임의 대역폭 요구/주기적 레인징 할당 영역 또는 초기 레인징 할당 영역이 현재 프레임의 대역폭 요구/주기적 레인징 할당 영역 또는 초기 레인징 할당 영역과 동일함을 의미한다. 또한, 본 발명의 제3실시예에 따른 DLFP 포맷의 Ranging_Change_Indication 필드의 비트 값이 '1'이면, 이전 프레임의 대역폭 요구/주기적 레인징 할당 영역 또는 초기 레인징 할당 영역이 현재 프레임에서 대역폭 요구/주기적 레인징 할당 영역 또는 초기 레인징 할당 영역과 상이함을 의미한다.

따라서, 본 발명의 제3실시예에서, 상기 Ranging_Change_Indication 필드의 비트 값이 '1'로 설정되는 경우는 다음과 같다.

첫번째로, 이전 상향 링크 프레임에 할당되어 있던 대역폭 요구/주기적 레인징 영역의 위치가 현재 상향 링크 프레임에서 그 위치가 변화하였거나, 상기 대역폭 요구/주기적 레인징 영역이 할당되었다가 다음 프레임에서 할당 해제되거나, 반대의 경우로 비할당에서 할당으로 변화가 생기는 경우이다.

두 번째로, 이전 상향 링크 프레임에 할당되어 있던 초기 레인징 영역의 위치가 현재 상향 링크 프레임에서 그 위치가 변화하였거나, 상기 초기 레인징 영역이 할당되었다가 다음 프레임에서 할당 해제되거나, 반대의 경우로 비할당에서 할당으로 변화가 생기는 경우이다.

세 번째로, 상기 첫 번째 및 두 번째 상황을 모두 만족하는 경우에 상기 두 조건 중 적어도 하나 이상 발생하는 경우 상기 Ranging_Change_Indication 필드의 비트 값이 '1'로 설정될 수 있다.

기지국은 상기 3가지 조건 중 하나의 조건을 만족하는 경우 상기 Ranging_Change_Indication 필드의 비트 값을 '1'로 설정하며 하기와 같은 동작들을 수행할 수 있다.

예컨대, 상기 기지국은 대역폭 요구/주기적 레인징 영역 및 초기 레인징 영역들이 할당되어 있지 않은 상향 링크 프레임에 초기 레인징 영역만을 할당하는 경우, 상기 Ranging_Change_Indication 필드를 '1'로 설정하며, 현재 상향 링크 프레임에는 초기 레인징 영역만 할당하였으므로 UL-MAP 메시지에는 초기 레인징에 상응하는 UL-MAP IE만을 포함시킨다.

또 다른 예로, 이전 상향 링크 프레임과 비교하여 현재 상향 링크 프레임에서 대역폭 요구/주기적 레인징 영역 할당에 변화가 생겼거나 혹은 그 위치가 이전 상향 링크 프레임에서의 위치와 상이한 경우, 상기 기지국은 Ranging_Change_Indication 필드를 '1'로 설정하며, 대역폭 요구/주기적 레인징에 상응하는 UL-MAP IE를 UL-MAP 메시지에 포함시킨다.

또한, 초기 레인징 영역 및 대역폭 요구/주기적 레인징 영역 모두에 변화(영역 자체의 변경 또는 할당의 변화)가 발생한 경우, 상기 기지국은 상기 Ranging_Change_Indication 필드를 '1'로 설정하며, 상기 UL-MAP 메시지에 상기 초기 레인징에 상응하는 UL-MAP IE와, 대역폭 요구/주기적 레인징에 상응하는 UL-MAP IE를 포함시킨다.

또한, 상기 대역폭 요구/주기적 레인징 및 초기 레인징 영역이 이전 상향 링크 프레임에 할당되어 있다가 현재 상향 링크 프레임에서 초기 레인징 영역이 할당 해제되어 대역폭 요구/주기적 레인징 영역만이 할당되어 있는 경우가 있을 수 있다. 이 경우, 상기 상향 링크 프레임에는 여전히 대역폭 요구/주기적 레인징 영역이 할당되어 있으므로, 상기 UL-MAP 메시지는 대역폭 요구/주기적 레인징에 상응하는 UL-MAP IE를 포함하고 있어야 한다.

만약, 상기 대역폭 요구/주기적 레인징 및 초기 레인징 영역이 이전 상향 링크 프레임에서 할당되어 있다가 현재 상향 링크 프레임에서 모두 할당 해제되어 그 영역들이 존재하지 않는 경우, 이 역시 레인징 영역 할당에 변화가 생긴 것이므로 상기 기지국은 Ranging_Change_Indication 필드를 '1'로 설정한다. 그러나, UL-MAP 메시지에는 UIUC=12를 가지는 UL-MAP IE가 존재하지 않게 된다.

이상의 내용을 정리하면, 기지국은 대역폭 요구/주기적 레인징 및 초기 레인징 영역 중 적어도 어느 한 레인징 영역에서 변화 발생시, DLFP의 Ranging_Change_Indication 필드를 '1'로 설정하며, 변화 결과에 상응하도록 UL-MAP IE의 포함 여부를 결정하여 UL-MAP 메시지를 구성한다.

한편, 이동 가입자 단말기는 DLFP의 Ranging Change Indication 비트 값이 '1'인 경우, 해당 상향 링크 프레임의 UL-MAP 메시지에 초기 레인징 UL-MAP IE 및 대역폭 요구/주기적 레인징 UL-MAP IE가 존재하는지 검사하여 상향 링크 프레임에서 레인징 영역의 할당 정보를 파악한다. 네트워크 진입을 최초로 시도하는 이동 가입자 단말기는 Ranging_Change_Indication 비트 값이 '1'인 DLFP를 수신할 때까지 대기한다. 만약, 상기 Ranging_Change_Indication 비트 값이 '1'인 DLFP를 수신한 상기 이동 가입자 단말기는 UL-MAP 메시지 내에 UIUC = 12인 초기 레인징 IE가 존재하는지 검사한다.

상기 UL-MAP 메시지에 상기 초기 레인징 UL-MAP IE가 존재하면, 상기 이동 가입자 단말기는 초기 레인징 영역이 상향 링크 프레임 내에 존재함을 인지한다. 따라서, 상기 이동 가입자 단말기는 상기 인지한 초기 레인징 영역을 통해 레인징 코드를 송신함으로써 초기 레인징을 시도할 수 있다. 그러나, UL-MAP 메시지에 상기 초기 레인징 UL-MAP IE가 존재하지 않으면, 상기 상향 링크 프레임 내에 초기 레인징 영역이 존재하지 않음으로 인지한다. 따라서, 상기 이동 가입자 단말기는 레인징을 시도할 수 없으며, 다음번 Ranging_Change_Indication 비트 값이 '1'인 DLFP를 수신할 때까지 레인징 코드 전송을 대기한다.

한편, 초기 레인징을 수행하지 않는 이동 가입자 단말기들 중 주기적인 레인징 또는 추가 대역폭을 요구하는 동작을 수행하여야 하는 이동 가입자 단말기는 Ranging_Change_Indication 비트 값이 '1'인 DLFP를 최초로 수신할 때까지 기다려야 한다. 만약, 상기 Ranging Change Indication 비트 값이 '1'인 DLFP를 최초로 수신한 상기 이동 가입자 단말기는 UL-MAP 메시지 내에 UIUC = 12를 가지는 대역폭 요구/주기적 레인징에 상응하는 UL-MAP IE가 존재하는지 검사한다. 상기 UL-MAP 메시지 내에 대역폭 요구/주기적 레인징에 상응하는 UL-MAP IE가 존재하면, 상기 이동 가입자 단말기는 초기 레인징 영역이 상향 링크 프레임에 할당되어 있음을 인지한다. 따라서, 상기 이동 가입자 단말기는 상기 대역폭 요구/주기적 레인징 영역을 통해 대역폭 요구/주기적 레인징에 상응하는 레인징 코드를 전송한다. 그러나, UL-MAP 메시지 내에 대역폭 요구/주기적 레인징에 상응하는 UL-MAP IE가 존재하지 않으면, 상기 이동 가입자 단말기는 다음번 Ranging_Change_Indication 비트 값이 '1'인 DLFP를 수신할 때까지 레인징 코드 전송을 대기한다.

한편, 상기 기지국과 정상적으로 통신을 수행하는 이동 가입자 단말기들은 상기 Ranging_Change_Indication 비트 값의 변화를 계속해서 인지하여, 상기 상향 링크 프레임에 대역폭 요구/주기적 레인징 영역 또는 초기 레인징 영역의 할당 및 변경 여부를 파악하여야 한다. 상기 파악 결과에 따라, 상기 이동 가입자 단말기는 상향 링크 프레임에 남아있는 나머지 영역에서 데이터 버스트가 할당됨을 알고 있어야 한다.

따라서, 상기 기지국은 초기 레인징 정보를 인지하지 못하는 이동 가입자 단말기 또는 대역폭 요구/주기적 레인징 정보를 인지하지 못하는 이동 가입자 단말기를 위해서 주기적 또는 필요에 의해 임의로 초기 레인징용 UL-MAP IE 및 대역폭 요구/주기적 레인징 UL-MAP IE를 UL-MAP 메시지 내에 모두 포함시키거나 둘 중 하나만을 포함시킬 수 있다. 이에 따라, 상향 링크 프레임은 주기적 또는 임의로 초기 레인징 영역 또는 대역폭 요구/주기적 레인징 영역을 함께 또는 개별적으로 가지고 있을 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 매 프레임마다 전송되어야 하는 브로드캐스트 메시지 내에 포함되는 레인징 영역 할당 정보를 적응적으로 제외시켜 메시지 오버헤드를 줄일 수 있는 이점이 있다. 이에 따라, 대역폭 전송 효율을 높일 수 있으며, 이동 가입자 단말은 동일한 레인징 영역 정보를 미리 인지하고 있는 경우 불필요하게 상기 브로드캐스트 메시지를 디코딩하지 않는 이점이 있다.

Claims

광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 기지국이 수행하는 레인징 영역 할당 및 그 지시 방법에 있어서,

매 하향 링크 프레임의 제1영역에 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보를 포함하는 과정과,

상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보에 상응하게 매 하향 링크 프레임의 제2영역을 통해 방송되는 방송 메시지에 레인징 수행에 필요한 정보들의 포함 여부를 결정하는 과정과,

상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보에 상응하게 상향 링크 프레임에 레인징 영역을 할당 또는 할당하지 않는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1영역은 프레임 제어 헤더(FCH) 영역임을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서,

상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보는 상향 링크 맵(UL-MAP) 메시지에 초기 레인징 정보가 존재하는지 여부를 알려주는 UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 정보와, 이전 상향 링크 프레임과 현재 상향 링크 프레임간 초기 레인징 영역의 할당 또는 변화를 알려주는 Allocation or Change for Initial Ranging 정보와, UL-MAP 메시지에 대역폭 요구/주기적 레인징 정보가 존재하는지 여부를 알려주는 UL-MAP IE Existence for BW Request/Periodic Ranging 정보와, 이전 상향 링크 프레임과 현재 상향 링크 프레임간 대역폭/주기적 레인징 영역의 할당 또는 변화를 알려주는 Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging 정보 중 적어도 하나 이상을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서,

상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보는 이전 상향 링크 프레임과 현재 상향 링크 프레임간 초기 레인징 영역의 할당 또는 변화를 알려주는 Initial Ranging_Change_Indication 정보를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서,

상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보는 이전 상향 링크 프레임과 현재 상향 링크 프레임간에, 초기 레인징 영역의 할당 또는 변화를 알려주거나, 대역폭 요구/주기적 레인징 영역의 할당 또는 변화를 알려주는 Ranging_Change_Indication 정보를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제5항에 있어서,

상기 Ranging_Change_Indication 정보는 초기 레인징 영역 및 대역폭 요구/주기적 레인징 영역 중 적어도 하나의 레인징 영역이 할당 또는 변경된 경우, 현재 상향 링크 프레임의 레인징 영역이 이전 상향 링크 프레임의 레인징 영역과 상이함을 지시하여야 하는 정보임을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서,

상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보들은 상기 FCH 영역을 통해 송신되는 하향 링크 프레임 선행자(DLFP) 정보에 포함됨을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서,

상기 제2영역은 상향 링크 맵(UL-MAP) 영역임을 특징으로 하는 상기 방법.
광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 이동 가입자 단말기가 수행하는 레인징 방법에 있어서,

매 하향 링크 프레임의 제1영역에 포함된 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보를 수신하는 과정과,

상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보에 상응하게 매 하향 링크 프레임의 제2영역을 통해 방송되는 방송 메시지에서 레인징 수행에 필요한 정보들의 독출 여부를 결정하는 과정과,

상기 독출 여부 결과에 상응하게 상향 링크 프레임의 레인징 영역을 인지하는 과정과,

상기 인지한 레인징 영역을 통해 레인징을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제9항에 있어서,

상기 제1영역은 프레임 제어 헤더(FCH) 영역임을 특징으로 하는 상기 방법.
제9항에 있어서,

상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보는 상향 링크 맵(UL-MAP) 메시지에 초기 레인징 정보가 존재하는지 여부를 알려주는 UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 정보와, 이전 상향 링크 프레임과 현재 상향 링크 프레임간 초기 레인징 영역의 할당 또는 변화를 알려주는 Allocation or Change for Initial Ranging 정보와, UL-MAP 메시지에 대역폭 요구/주기적 레인징 정보가 존재하는지 여부를 알려주는 UL-MAP IE Existence for BW Request/Periodic Ranging 정보와, 이전 상향 링크 프레임과 현재 상향 링크 프레임간 대역폭/주기적 레인징 영역의 할당 또는 변화를 알려주는 Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging 정보로 구성함을 특징으로 하는 상기 방법.
제9항에 있어서,

상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보는 이전 상향 링크 프레임과 현재 상향 링크 프레임간 초기 레인징 영역의 할당 또는 변화를 알려주는 Initial Ranging_Change_Indication 정보를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제9항에 있어서,

상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보는 이전 상향 링크 프레임과 현재 상향 링크 프레임간에, 초기 레인징 영역의 할당 또는 변화를 알려주거나, 대역폭 요구/주기적 레인징 영역의 할당 또는 변화를 알려주는 Ranging_Change_Indication 정보를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제13항에 있어서,

상기 Ranging_Change_Indication 정보는 초기 레인징 영역 및 대역폭 요구/주기적 레인징 영역 중 적어도 하나의 레인징 영역이 할당 또는 변경된 경우, 현재 상향 링크 프레임의 레인징 영역이 이전 상향 링크 프레임의 레인징 영역과 상이함을 지시하여야 하는 정보임을 특징으로 하는 상기 방법.
제9항에 있어서,

상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보들은 상기 FCH 영역을 통해 송신되는 하향 링크 프레임 선행자(DLFP) 정보에 포함됨을 특징으로 하는 상기 방법.
제9항에 있어서,

상기 제2영역은 상향 링크 맵(UL-MAP) 영역임을 특징으로 하는 상기 방법.
광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 기지국과 이동 가입자 단말기간에 수행하는 레인징 영역 할당 및 레인징 수행 방법에 있어서,

상기 기지국은 매 하향 링크 프레임의 제1영역에 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보를 포함하는 과정과,

상기 기지국은 상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보에 상응하게 매 하향 링크 프레임의 제2영역을 통해 방송되는 방송 메시지에 레인징 수행에 필요한 정보들의 포함 여부를 결정하는 과정과,

상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보에 상응하게 상향 링크 프레임에 레인징 영역을 할당 또는 할당하지 않는 과정과,

상기 기지국은 상기 하향 링크 프레임을 상기 이동 가입자 단말기로 송신하는 과정과,

상기 이동 가입자 단말기는 매 하향 링크 프레임의 상기 제1영역에 포함된 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보를 수신하는 과정과,

상기 이동 가입자 단말기는 상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보에 상응하게 매 하향 링크 프레임의 제2영역을 통해 방송되는 방송 메시지에서 레인징 수행에 필요한 정보들의 독출 여부를 결정하는 과정과,

상기 이동 가입자 단말기는 상기 독출 여부 결과에 상응하게 상향 링크 프레임의 레인징 영역을 인지하는 과정과,

상기 이동 가입자 단말기는 상기 인지한 레인징 영역을 통해 레인징을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제17항에 있어서,

상기 제1영역은 프레임 제어 헤더(FCH) 영역임을 특징으로 하는 상기 방법.
제17항에 있어서,

상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보는 상향 링크 맵(UL-MAP) 메시지에 초기 레인징 정보가 존재하는지 여부를 알려주는 UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 정보와, 이전 상향 링크 프레임과 현재 상향 링크 프레임간 초기 레인징 영역의 할당 또는 변화를 알려주는 Allocation or Change for Initial Ranging 정보와, UL-MAP 메시지에 대역폭 요구/주기적 레인징 정보가 존재하는지 여부를 알려주는 UL-MAP IE Existence for BW Request/Periodic Ranging 정보와, 이전 상향 링크 프레임과 현재 상향 링크 프레임간 대역폭/주기적 레인징 영역의 할당 또는 변화를 알려주는 Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging 정보로 구성함을 특징으로 하는 상기 방법.
제17항에 있어서,

상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보는 이전 상향 링크 프레임과 현재 상향 링크 프레임간 초기 레인징 영역의 할당 또는 변화를 알려주는 Initial Ranging_Change_Indication 정보를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제17항에 있어서,

상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보는 이전 상향 링크 프레임과 현재 상향 링크 프레임간에, 초기 레인징 영역의 할당 또는 변화를 알려주거나, 대역폭 요구/주기적 레인징 영역의 할당 또는 변화를 알려주는 Ranging_Change_Indication 정보를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제17항에 있어서,

상기 Ranging_Change_Indication 정보는 초기 레인징 영역 및 대역폭 요구/주기적 레인징 영역 중 적어도 하나의 레인징 영역이 할당 또는 변경된 경우, 현재 상향 링크 프레임의 레인징 영역이 이전 상향 링크 프레임의 레인징 영역과 상이함을 지시하여야 하는 정보임을 특징으로 하는 상기 방법.
제17항에 있어서,

상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보들은 상기 FCH 영역을 통해 송신되는 하향 링크 프레임 선행자(DLFP) 정보에 포함됨을 특징으로 하는 상기 방법.
제17항에 있어서,

상기 제2영역은 상향 링크 맵(UL-MAP) 영역임을 특징으로 하는 상기 방법.
광대역 무선 접속 통신 시스템에서, 기지국과 이동 가입자 단말기간에 수행하는 레인징 영역 할당 및 레인징 수행 시스템에 있어서,

매 하향 링크 프레임의 제1영역에 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보를 포함하고, 상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보에 상응하게 매 하향 링크 프레임의 제2영역을 통해 방송되는 방송 메시지에 레인징 수행에 필요한 정보들의 포함 여부를 결정하고, 상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보에 상응하게 상향 링크 프레임에 레인징 영역을 할당 또는 할당하지 않고, 상기 하향 링크 프레임을 상기 이동 가입자 단말기로 송신하는 상기 기지국과,

상기 기지국으로부터 매 하향 링크 프레임의 상기 제1영역에 포함된 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보를 수신하고, 상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보에 상응하게 매 하향 링크 프레임의 제2영역을 통해 방송되는 방송 메시지에서 레인징 수행에 필요한 정보들의 독출 여부를 결정하고, 상기 독출 여부 결과에 상응하게 상향 링크 프레임의 레인징 영역을 인지하고, 상기 인지한 레인징 영역을 통해 레인징을 수행하는 이동 가입자 단말기를 포함함을 특징으로 하는 상기 시스템.
제25항에 있어서,

상기 제1영역은 프레임 제어 헤더(FCH) 영역임을 특징으로 하는 상기 시스템.
제25항에 있어서,

상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보는 상향 링크 맵(UL-MAP) 메시지에 초기 레인징 정보가 존재하는지 여부를 알려주는 UL-MAP IE Existence for Initial Ranging 정보와, 이전 상향 링크 프레임과 현재 상향 링크 프레임간 초기 레인징 영역의 할당 또는 변화를 알려주는 Allocation or Change for Initial Ranging 정보와, UL-MAP 메시지에 대역폭 요구/주기적 레인징 정보가 존재하는지 여부를 알려주는 UL-MAP IE Existence for BW Request/Periodic Ranging 정보와, 이전 상향 링크 프레임과 현재 상향 링크 프레임간 대역폭/주기적 레인징 영역의 할당 또는 변화를 알려주는 Allocation or Change for BW Request/Periodic Ranging 정보로 구성함을 특징으로 하는 상기 시스템.
제25항에 있어서,

상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보는 이전 상향 링크 프레임과 현재 상향 링크 프레임간 초기 레인징 영역의 할당 또는 변화를 알려주는 Initial Ranging_Change_Indication 정보를 포함함을 특징으로 하는 상기 시스템.
제25항에 있어서,

상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보는 이전 상향 링크 프레임과 현재 상향 링크 프레임간에, 초기 레인징 영역의 할당 또는 변화를 알려주거나, 대역폭 요구/주기적 레인징 영역의 할당 또는 변화를 알려주는 Ranging_Change_Indication 정보를 포함함을 특징으로 하는 상기 시스템.
제25항에 있어서,

상기 Ranging_Change_Indication 정보는 초기 레인징 영역 및 대역폭 요구/주기적 레인징 영역 중 적어도 하나의 레인징 영역이 할당 또는 변경된 경우, 현재 상향 링크 프레임의 레인징 영역이 이전 상향 링크 프레임의 레인징 영역과 상이함을 지시하여야 하는 정보임을 특징으로 하는 상기 시스템.
제25항에 있어서,

상기 레인징 영역 할당 여부 및 변경 정보들은 상기 FCH 영역을 통해 송신되 는 하향 링크 프레임 선행자(DLFP) 정보에 포함됨을 특징으로 하는 상기 시스템.
제25항에 있어서,

상기 제2영역은 상향 링크 맵(UL-MAP) 영역임을 특징으로 하는 상기 시스템.