2개의 무선 통신 방식을 지원하는 무선 통신 시스템에서의 레인징 수행 방법 document_id A220623111011

무선 통신 시스템의 데이터의 수신 및 복조를 위해서는 송신기 및 수신기 간에 동기화하는 것이 필요하다. 특히 기지국과 단말 간의 채널 환경이 지속적으로 변하는 무선 통신 시스템에서, 성공적인 데이터의 송신 및 수신을 위해서는 기지국 및 단말 간에 시그널링(signaling)을 통해 동기를 맞추어야 한다. 하향링크에서는 기지국이 여러 단말들에게 하나의 기준 타이밍으로 일괄 송신하므로 문제가 되지 않으나, 상향링크에서는 여러 단말들이 제각각 송신하여 각각의 신호가 동일하지 않게 도착하므로 전파 지연이 다르게 나타날 수 있다. 이를 위한 별도의 타이밍 동기화 방법이 필요하게 되는데 이것이 바로 레인징(Ranging)이다. 즉, 여러 단말이 송신 시간에 대한 동기를 올바르게 조정할 수 있게 하기 위한 절차이다. 다수의 단말들은 기지국에서 전송하는 데이터 프레임과 하향링크 동기를 맞춘다. 단말들이 동기를 맞출 수 있도록 하기 위한 하나의 방식으로 기지국은 전송하는 프레임의 일부에 동기화를 위한 프리앰블(preamble)을 삽입할 수 있다. 이와 같이 단말들은 프리앰블을 통해 하향링크 채널에 대한 동기를 맞춘다. 또는 기지국은 별도의 동기화 채널(synchronization channel)을 이용할 수 있다. 상향링크에서는 각 단말이 자신에게 할당된 시간 및/또는 주파수 영역을 통해 기지국으로 데이터를 전송해야 단말 간 간섭을 피하고 기지국이 데이터를 수신할 수 있다. 따라서, 상향링크 동기를 위해서는 각 단말의 채널환경을 고려하여, 기지국 및 단말 간에 시그널링을 통해 동기를 조정할 필요가 있다. 초기 레인징(initial ranging) 과정은 단말과 기지국 간의 정확한 타이밍 옵셋(timing offset)을 얻고, 초기에 전송전력을 조정하기 위한 과정이다. 단말의 전원이 온(ON)되면, 단말은 수신되는 하향링크 프리앰블 신호로부터 하향링크 동기화를 얻는다. 이어서, 단말은 상향링크 타이밍 오프셋과 전송 전력을 조정하기 위해 초기 레인징을 수행한다. 초기 레인징과 달리 주기적 레인징(periodic ranging)은 초기 레인징 후에 상향링크 타이밍 오프셋과 수신신호 강도를 주기적으로 추적하는(track) 과정이다. 그 외에 단말이 기지국에 대역폭을 요구하는 목적의 대역폭 요청 레인징(Bandwidth Request Ranging)과 단말이 핸드오버 동안 다른 기지국과의 동기화를 위해 단말에 의해 수행되는 핸드오버 레인징(Handover Ranging) 과정이 있다. 광대역 무선 통신 시스템은 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM), 직교 주파수 분할 다중화 접속 (Orthogonal Frequency Division Multiple Access: OFDMA) 방식에 기반하고 있으며, 다수의 부반송파들을 이용하여 물리채널 신호를 송신함으로써 고속 데이터 전송이 가능하다. 광대역 무선 통신 시스템의 무선 접속 방식은 국제표준화 기구 중 하나인 IEEE 802.16 표준화 그룹에서 표준화되고 있다. 무선통신시스템은 규격 등을 변경하여 기존 시스템과 비교하여 데이터 전송률을 향상시키거나 기존 시스템의 구현측면에서의 문제점을 해결하는 등 점점 진화하고 있다. 레거시 시스템(legacy system)이라 함은 기존의 규격을 준수하는 시스템으로 종래의 시스템에 해당한다. 일 예로 IEEE 802.16e 시스템도 레거시 시스템에 해당한다. 그러나, 레거시 시스템이 IEEE 802.16e 시스템만으로 제한되는 것은 아니다. 레거시 시스템이 설치된 지역에 기존 시스템보다 진화된 새로운 시스템이 설치될 수 있다. 이런 경우, 새로운 시스템은 레거시 단말뿐 아니라 새로운 단말에게 모두 서비스를 지원할 수 있어야 한다. IEEE 802.16m 시스템에서 16m 단말은 초기 접속 및 대역 요청 등을 위해 기지국과 레인징 절차를 수행해야 한다. 이때 16m 단말이 레거시 모드를 지원하는 시스템에서 레이징 과정을 수행할 때 이용하는 레인징 채널이나 레인징 구성 정보 등에 대해 아직까지 구체적으로 정의된 바가 없다.