JP3801983B2 - 符号分割多元接続移動通信システムにおけるランダムアクセスチャンネルを選択する方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、符号分割多元接続移動通信システム(Code Division Multiple Access；以下、ＣＤＭＡと略称する。)におけるチャンネル割当て方法に関し、特に、ランダムアクセスチャンネル(ＲＡＣＨ)を割り当てる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、移動通信産業の急成長とともに、通常の音声サービスのみならず、データ及び画像などのサービスの支援が可能の移動通信システムが要求されている。このような移動通信システムを通称して“次世代移動通信システム(future mobile communication system)”と称する。前記次世代移動通信システムは、通常、ＣＤＭＡ技術を採用しており、これは、同期方式と非同期方式とに大別することができる。このように区分される方式は、相互異なる形態への標準化作業が行われており、特に、ヨーロッパの次世代移動通信システムをＵＭＴＳ(Universal Mobile Telecommunication Systems)と称する。前述した標準化作業は、次世代移動通信システムで要求する音声サービスの以外に、データ、画像などのサービスに関する多様な規約が定義されなければならない。そのうち、代表的な標準化作業がチャンネル割当てに関するものである。前記ヨーロッパの次世代移動通信システムである非同期方式のＵＭＴＳまたはＷ-ＣＤＭＡ(Wideband Code Division Multiple Access)移動通信システムでは、逆方向共通チャンネル(Uplink Common Channel)としてランダムアクセスチャンネル(Random Access Channel；以下、“ＲＡＣＨ”と称する。)と共通パケットチャンネル(Common Packet Channel；以下、“ＣＰＣＨ”と称する。)とを使用する。前記Ｗ-ＣＤＭＡ移動通信システムにおける逆方向共通チャンネルのうち、ＲＡＣＨは、ＵＥ(または同期式ＣＤＭＡ-２０００システムでの移動局)がＵＴＲＡＮと連結されたチャンネルがない場合アクセスするためのチャンネルである。前記ＲＡＣＨを利用するメッセージ伝送手順で、ＲＡＣＨ用アクセスシグネチャーを使用してプリアンブルを伝送し、その後、前記伝送されたプリアンブルに応じて確認(ＡＣＫ)信号を受信するとメッセージを伝送する。前記ＵＥが伝送するメッセージは、前記選択されたＲＡＣＨ用スクランブリングコードによって拡散される。
【０００３】
前記ＵＥがＲＡＣＨへアクセスすることができるように、通常“ＵＴＲＡＮ Ｎｏｄｅ-Ｂ”と知られているＵＴＲＡＮは、該当セル内で使用可能のＰＲＡＣＨ(Physical ＲＡＣＨ)システム情報を放送チャンネル(Broadcasting channel)を通じてセル内のすべてのＵＥへ伝送する。セル内のそれぞれのＵＥは、ＵＴＲＡＮから前記放送チャンネルを通じて伝送したＰＲＡＣＨシステム情報メッセージを受信する。前記ＰＲＡＣＨシステム情報メッセージを受信すると、ＲＡＣＨを通じてメッセージを伝送しようとするＵＥは、前記受信したＰＲＡＣＨシステム情報メッセージに含まれた使用可能のスクランブリングコードのうちいずれか１つを選択しなければならない。前記受信されたＲＡＣＨスクランブリングコードのうち１つを選択することは、ＵＥのＲＲＣ階層(Radio Resource Control Layer)で遂行される。このような選択は、システムの具現技法によって媒体アクセス制御(ＭＡＣ)階層でも実現されることができる。望ましくは、ＲＡＣＨに使用されるスクランブリングコードは、ＲＡＣＨに使用するスクランブリングコードが均等に配分され、またはシステムのオーバーロードの制御が行われる間選択されなければならない。
【０００４】
現在進行されている標準化では、ＰＲＡＣＨシステム情報メッセージを伝送することを開示しているだけ、ＵＥがどのようにＲＡＣＨ、すなわち、ＰＲＡＣＨシステム情報を伝送するためのスクランブリングコードを選択するのかついては記述していない。また、現在進行されている標準化では、前述したように、ＲＡＣＨに使用されるスクランブリングコードを均等に配分して使用することができる方案に対しては具体的に記述していない。従って、ＵＥが同一のＲＡＣＨ用スクランブリングコードを選択する場合、ＲＡＣＨ伝送メッセージ間に衝突が発生する確率が高くなる。これにより、ＵＥの性能が劣化し、ＲＡＣＨメッセージの伝送成功率が低下する。また、頻繁な衝突によってアクセスの回数が増加し、これにより、ＵＥのバッテリ使用時間を短縮させる問題点を引き起こす。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、ランダムアクセスチャンネル(ＲＡＣＨ)の効率的な管理及び使用を通じてすべてのＵＥに固有に割り当てられるＲＡＣＨ伝送メッセージの衝突を最小化する方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、同一のセル内で使用可能のＲＡＣＨをセル内のＵＥに均等に配分することにより、ＲＡＣＨメッセージの衝突を最小化するためのＲＡＣＨ用スクランブリングコード割当て方法を提供することにある。
【０００６】
本発明のまた他の目的は、同一のセル内で使用可能のＲＡＣＨをセル内のＵＥに均等に配分することにより、ＵＥの性能を向上させ、バッテリ電力消耗を最小化するＲＡＣＨ割当て方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、ＵＥのアクセスサービスクラス及びセル内のトラフィックの密度に従って使用可能のＲＡＣＨ用スクランブリングコードを区分することにより、優先度が高いＵＥにより多いＲＡＣＨ用スクランブリングコードを割り当てるＲＡＣＨ割当て方法を提供することにある。
【０００７】
本発明のなお他の目的は、セル内のトラフィックの密度が高いほど使用可能のＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードの数を増加させることにより、ＵＥがＲＡＣＨメッセージを受信するとき発生する可能性がある衝突を最小化するＲＡＣＨ割当て方法を提供することにある。
本発明のなおかつ他の目的は、ＵＥに割り当てられた持続値によってスクランブリングコードを選択することにより、システムのオーバーロードを制御する方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、ＵＴＲＡＮから受信した無線資源制御(ＲＲＣ)メッセージを分析してＵＥの固有アクセスクラスに対応するアクセスサービスクラス(ＡＳＣ)を決定するステップと、前記ＵＴＲＡＮからマッピング情報を受信するステップと、前記受信されたマッピング情報によってＡＳＣのそれぞれに対応した利用可能のＲＡＣＨに使用されるＡＳＣ及びスクランブリングコードを分析するステップと、前記分析されたスクランブリングコードを前記ＡＳＣに対応したスクランブリングコードグループにマッピングさせるステップと、前記決定されたＡＳＣに対応したスクランブリングコードグループを選択するステップと、前記選択されたスクランブリングコードグループにマッピングされた前記スクランブリングコードの総数とＵＥの固有識別子とを使用して前記スクランブリングコードのうちいずれか１つを選択するステップとを含むことを特徴とする。
【０００９】
望ましくは、前記選択されたスクランブリングコードは、前記ＵＥの固有識別子を前記スクランブリングコードの総数で割った余りと定義した一連番号を有する。
望ましくは、前記選択されたスクランブリングコードは、前記スクランブリングコードの総数を前記ＵＴＲＡＮから伝送される持続レベルで割って得られた商で前記ＵＥの固有識別子を割った余りであると定義した一連番号を有する。
【００１０】
望ましくは、前記持続レベルは、前記ＵＥの優先度によって決定され、前記ＵＥの優先度が高いほど小さい値で設定される。
望ましくは、前記ＡＳＣのそれぞれに対応した利用可能のＲＡＣＨに使用されるスクランブリングコードは、前記マッピング情報を構成する利用可能の複数のＲＡＣＨの開始インデックスと終了インデックスとによって決定される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による好適な実施形態を添付図面を参照しつつ詳しく説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にするために公知の機能及び構成に対する詳細な説明は省略する。
本発明の実施形態において、ＵＴＲＡＮから伝送したＰＲＡＣＨシステム情報を受信するＵＥ(またはＷ-ＣＤＭＡ ＵＥシステム)は、ＵＥを識別するために使用するＵＥ ＩＤ及びＵＥのアクセスサービスクラス(Access Service Class；以下、ＡＳＣと称する。)を貯蔵するＵＳＩＭ(UMTS Subscriber ID Module)を構成要素として要求する。前記ＵＥを識別するために使用するＵＥ ＩＤでは、ＩＭＳＩ(International Mobile Station ID)、ＴＭＳＩ(Temporal Mobile Subscriber ID)、ＩＭＥＩ(International Mobile Equipment ID)、及びＰＭＳＩ(Packet Mobile Subscriber ID)を使用することができる。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態によるＵＥの階層構造を示す。図１を参照すると、物理階層１２０は、物理チャンネルを通じてＵＴＲＡＮからＰＲＡＣＨシステム情報メッセージを受信してこれを上位階層、すなわち、ＲＲＣ階層１１０に提供する。前記ＰＲＡＣＨシステム情報メッセージは、前記ＵＴＲＡＮで利用可能のＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードの数に関する情報を含む。前記ＲＲＣ階層１１０は、ＵＴＲＡＮから受信した利用可能のＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードの数に関する情報に基づいて使用するスクランブリングコードを決定(選択)した後、ＣＰＨＹ_ＲＬ_ＳＥＴＵＰ_ＲＥＱプリミティブを通じて物理階層１２０に提供する。前記物理階層１２０は、前記選択されたＰＲＡＣＨに使用するスクランブリングコードを利用してプリアンブル(Preamble)及びメッセージを拡散してＵＴＲＡＮに伝送する。すなわち、前記ＲＲＣ階層１１０から前記物理階層１２０に提供するＣＰＨＹ_ＲＬ_ＳＥＴＵＰ_ＲＥＱプリミティブは、選択されたスクランブリングコードに関する情報を含む。従って、前記物理階層１２０は、前記ＣＰＨＹ_ＲＬ_ＳＥＴＵＰ_ＲＥＱプリミティブに含まれたスクランブリングコード情報に基づいたスクランブリングコードを生成した後、前記生成されたスクランブリングコードを利用して伝送するプリアンブル及びメッセージを拡散する。
【００１３】
前述したように、前記ＲＲＣ階層１１０は、前記ＡＳＣ情報及びＵＴＲＡＮから提供したＰＲＡＣＨシステム情報を利用してセル内で利用可能なＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードのうち１つを選択することができる。すなわち、前記ＵＴＲＡＮから提供したＰＲＡＣＨシステム情報によって自分が使用するＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを選択した後、前記選択したＰＲＡＣＨ用スクランブリングコード情報をＣＰＨＹ_ＲＬ_ＳＥＴＵＰ_ＲＥＱプリミティブを通じて前記物理階層１２０へ提供する。
【００１４】
図２は、本発明の第１実施形態によるＵＥのＲＲＣ階層１１０でＰＲＡＣＨに使用するスクランブリングコードを選択する手順を示す。図２に示す第１実施形態は、ＵＴＲＡＮから受信したＰＲＡＣＨシステム情報メッセージによって使用するスクランブリングコードを選択した後、前記選択したスクランブリングコードを使用してプリアンブル及びメッセージをＵＴＲＡＮへ伝送する過程でなされる。図３は、本発明の第２実施形態によるＵＥのＲＲＣ階層１１０でＰＲＡＣＨに使用するスクランブリングコードを選択する手順を示す。図４は、本発明の実施形態によるマッピングテーブルを示す。
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態による動作を詳細に説明する。ＵＴＲＡＮは、自分がサービスしているセルで利用可能のＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードの数を有するＰＲＡＣＨシステム情報メッセージを放送チャンネルを通じて伝送する。その結果、セル内に存在するＵＥは、ＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを選択することができる。このために、前記ＵＴＲＡＮは、所定のメッセージを使用するが、下記表１でその一例を示している。
【表１】
表１を参照すると、“Ｍｕｌｔｉ”はＰＲＡＣＨシステム情報メッセージ内のＰＲＡＣＨ ｉｎｆｏの反復回数を意味する。前記ｍａｘＰＲＡＣＨの数を含む前記ＰＲＡＣＨ ｉｎｆｏは、前記ＰＲＡＣＨシステム情報メッセージに含まれる。また、“ＭＰ”は命令を意味し、“Ｎｅｅｄ”は必要を意味する。
前記ＵＴＲＡＮから伝送したＰＲＡＣＨシステム情報メッセージは、前記ＵＴＲＡＮによってサービスが行われているセル内のすべてのＵＥへ提供される。一方、前記ＵＴＲＡＮから提供した前記ＰＲＡＣＨシステム情報メッセージを受信すると、ＵＥは、図２に示す過程に従ってＰＲＡＣＨを利用してメッセージを伝送する。
【００１６】
より具体的に説明すると、前記ＵＥを構成する物理階層１２０は、図２のステップ２１０でＵＴＲＡＮから物理チャンネルを通じてＰＲＡＣＨシステム情報メッセージを受信する。その後、前記物理階層１２０は、前記受信されたＰＲＡＣＨシステム情報メッセージを上位階層のＲＲＣ階層１１０に提供する。
前記ＰＲＡＣＨシステム情報メッセージを受信すると、前記ＲＲＣ階層１１０は、図２のステップ２１２を遂行する。ステップ２１２で、前記ＲＲＣ階層１１０は、セル内で利用可能のＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードの総数(ｍａｘＰＲＡＣＨ)を計算するために、前記物理階層１２０から提供したＰＲＡＣＨシステム情報メッセージを分析する。前記ｍａｘＰＲＡＣＨの個数を有するＰＲＡＣＨ Ｉｎｆｏは、ＰＲＡＣＨシステム情報メッセージに含まれる。前記計算されたｍａｘＰＲＡＣＨは、Ｎ-ＰＲＡＣＨ(ＰＲＡＣＨの個数)として設定される。その後、ステップ２１４で、前記ＲＲＣ階層１１０は、前記設定されたＮ-ＰＲＡＣＨ及びＵＥ ＩＤ(すなわち、ＴＭＳＩ、ＩＭＥＩ、ＩＭＳＩ、またはＰＭＳＩ)に基づいて使用するＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを選択する。前記使用されるＰＲＡＣＨは、下記式（１）によって計算することができる。
ＰＲＡＣＨNo＝ＩＭＳＩ％Ｎ−ＰＲＡＣＨ …（１）
【００１７】
式（１）において、ＰＲＡＣＨNoは、前記選択されたＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードのコード番号を意味する。式（１）に示すように、ＰＲＡＣＨNoは、ＩＭＳＩをＮ-ＰＲＡＣＨで割った余り、すなわち、モジュロ演算によって決定される(ステップ２１４の参照)。式（１）において、ＩＭＳＩは、例を通じてＵＥ ＩＤに使用される。
【００１８】
式（１）によって、ＰＲＡＣＨに使用されるスクランブリングコードを選択すると、前記ＲＲＣ階層１１０は、前記選択されたスクランブリングコード番号をＣＰＨＹ_ＲＬ_ＳＥＴＵＰ_ＲＥＱプリミティブに含ませて前記物理階層１２０へ提供する。ステップ２１６で、前記物理階層１２０は、前記提供されたスクランブリングコード番号によるスクランブリングコードを生成する。ステップ２１８で、前記物理階層１２０は、前記生成されたスクランブリングコードを利用してプリアンブル及びメッセージを伝送する。前記生成されたスクランブリングコードを使用してプリアンブル及びメッセージを伝送する過程は、該技術分野によく知られている。第１実施形態において、同一のセル内に位置するすべてのＵＥがＵＴＲＡＮから提供される同一のＰＲＡＣＨシステム情報メッセージによって自分が使用しようとするＰＲＡＣＨを選択する。本発明の第２実施形態で、ＵＥごと相互異なるＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードグループを指定し、ＵＥが属するＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードグループに含まれるＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードのうち１つを選択する。すなわち、本発明の第２実施形態で、同一のセル内にあるすべてのＵＥのアクセスサービスクラス(ＡＳＣ)によって、利用可能のＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードをグループに区分している。これにより、ＰＲＡＣＨスクランブリングコードを選択する。このために、ＵＴＲＡＮは、ＰＲＡＣＨシステム情報を放送チャンネルを通じて伝送するとともに、ＡＳＣと前記スクランブリングコードグループとの間のマッピング情報を伝送しなければならない。従って、前記ＵＥは、ＵＴＲＡＮから放送チャンネルを通じて受信したＡＳＣに対応するＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループからＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを選択することができる。本発明の第２実施形態で、ＵＥは、自分が属するスクランブリングコードグループを予め決定しなければならない。このような過程を具体的に説明すると、すべてのＵＥは、製造過程が行われる間決定された固有のＡＳＣを有する。また、ＵＴＲＡＮは、前記ＡＳＣを指定するＲＲＣメッセージを伝送し、その結果、前記ＵＥは、前記ＵＴＲＡＮからＲＲＣメッセージを受信した後、自分のＡＳＣを決定する。
【００１９】
自分が属するスクランブリングコードグループが決定された後、前記ＵＥは、後述する動作によって、自分が使用するＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを選択する。
下記表２は、前記ＵＥがＡＳＣによってＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを選択するようにするために、前記ＵＴＲＡＮが伝送するＰＲＡＣＨマッピング情報の一例を示している。
【表２】
【００２０】
表２及び図３を参照して、本発明の第２実施形態を説明すると、ＵＥのＲＲＣ階層１１０は、表２に示すマッピング情報及び前記ＰＲＡＣＨシステム情報をステップ３１０で受信する。前記ＡＳＣを含んでいるマッピング情報、ＰＲＡＣＨ、及び前記ＰＲＡＣＨシステム情報を前記物理階層１２０を通じてＵＴＲＡＮから受信した後、前記ＲＲＣ階層１１０へ伝達する。
【００２１】
ステップ３１０で、ＡＳＣ及びＰＲＡＣＨを含むマッピング情報を受信した後、前記ＲＲＣ階層１１０は、ステップ３１２で前記受信されたマッピング情報から前記ＡＳＣを分析する。前記ＡＳＣは、ＰＲＡＣＨに使用するスクランブリングコードグループの個数を決定するのに使用する情報である。また、前記ＲＲＣ階層１１０は、前記受信されたマッピング情報に基づいてスクランブリングコードグループごとに利用可能のＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードの個数を分析する。前記スクランブリングコードグループごと利用可能のＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードの個数は、表２に示す“Available PRACH Start Index”及び“Available PRACH End Index”によって決定される。
【００２２】
ステップ３１４で、前記ＲＲＣ階層１１０は、前記分析されたＡＳＣによってＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループを決定した後、各グループに属するＰＲＡＣＨスクランブリングコードを決定することによってマッピングテーブルを構成する。例えば、表２に示すように、８個のＡＳＣをそれぞれＡＳＣ＃１〜ＡＳＣ＃８と仮定すると、マッピングテーブルは、図４に示すような構造を有することができる。図４に示すように、ＡＳＣ＃１〜ＡＳＣ＃８のＡＳＣに対応して８個のＰＲＡＣＨグループが決定される。一方、前記決定された８個のＰＲＡＣＨグループに属するＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードは、“Available PRACH Start Index”及び“Available PRACH End Index”によって決定される。すなわち、一番目のＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループのＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードは、“Available PRACH Start Index”によって指定される最初のスクランブリングコードと“Available PRACH End Index”によって指定される最後のスクランブリングコードとの間で決定される。そして、二番目のＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループに属するＰＲＡＣＨスクランブリングコードも、一番目のＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループの使用可能のＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを決定するとき使用した方法と同一の方法によって決定することができる。
【００２３】
一方、表２は、ＡＳＣが８個のグループＡＳＣ＃１〜ＡＳＣ＃８に区分される例を示す。“Available PRACH Start Index”及び“Available PRACH End Index”は、グループ化されたＡＳＣに属するＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードのインデックスを示す。すなわち、ＵＴＲＡＮは、１から８までの番号をＡＳＣグループに割り当てた後、各ＡＳＣグループに属するスクランブリングコードをＵＥに知らせるために、“Available PRACH Start Index”及び“Available PRACH End Index”を設定する。従って、前記ＵＥは、自分が属したＡＳＣによって利用可能のスクランブリングコードのうち１つを選択することができる。
【００２４】
前述したように、ＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループ(ＡＳＣグループ)に対応して使用可能のＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードが決定された後、前記ＲＲＣ階層１１０は、予め決定されているＵＥのＡＳＣに対応するＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループを選択する。図４は、ＵＥのＡＳＣとしてＡＳＣ＃２が決定されており、これにより、ＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループ＃２を選択した例を示す。前記ＵＥに指定されたＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループが決定されると、前記ＲＲＣ階層１１０は、ステップ３１６で、受信されたＰＲＡＣＨシステム情報に基づいてＵＥのコードグループから利用可能のスクランブリングコードのうち１つを選択する。その後、ステップ３１８で、前記ＲＲＣ階層１１０は、前記選択されたスクランブリングコードを利用してプリアンブル及びメッセージを伝送する。ステップ３１６及び３１８の過程は、図２を参照して説明した第１実施形態と同一の方式によって遂行されるので、詳細な説明は省略する。しかし、ステップ３１６及び３１８で、ＵＥは、ＰＲＡＣＨに使用するスクランブリングコードを選択するにあたって、ＵＴＲＡＮから提供した利用可能の全体のＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを対象とするものではなく、前記決定されたＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループに属するスクランブリングコードのみを対象とする差異点を有する。
【００２５】
下記表３は、表１のＰＲＡＣＨシステム情報に表２のＰＲＡＣＨマッピング情報を含むように具現したＰＲＡＣＨシステム情報の一例を示す。
【表３】
表３において、“ＯＰ”は選択を意味し、“ＭＰ”は命令を意味する。そして、表３において、“>PRACH Mapping Info”は、表２に示す構造を含み、前記>PRACH Mapping Infoを除外した他の情報は、表１に示したような構造と同一である。
表３によって本発明を具現する場合、ＵＥは、次のような手順によってＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを選択するであろう。まず、ＵＥは、ＵＴＲＡＮから提供したＲＲＣメッセージに基づいて自分が属するＡＳＣを決定する。その後、表３に示すようなＰＲＡＣＨシステム情報を受信すると、前記ＵＥは、前記受信されたＲＡＣＨシステム情報のＡＳＣ、“Available PRACH Start Index”、及び“Available PRACH End Index”を利用してマッピングテーブルを構成する。前記マッピングテーブルが構成された後、ＵＥは、予め決定されている自分が属するＡＳＣによって前記マッピングテーブル内のＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループのうちいずれか１つを選択する。前記ＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループが選択された後、前記ＵＥは、前記選択されたＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループに属するＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードの個数であるＮ-ＰＲＡＣＨを式（１）に適用することによりＰＲＡＣＨ用スクランブリングコード番号を選択することができる。使用する前記ＰＲＡＣＨ用スクランブリングコード番号が選択されると、前記ＲＲＣ階層１１０は、前記選択されたスクランブリングコード番号をＣＰＨＹ_ＲＬ_ＳＥＴＵＰ_ＲＥＱプリミティブに載せて物理階層１２０に伝送する。その後、前記物理階層１２０は、前記伝送されたスクランブリングコード番号を利用してＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを生成し、前記生成されたスクランブリングコードをプリアンブル及びメッセージで拡散した後ＵＴＲＡＮに伝送する。
【００２６】
前記スクランブリングコードを選択するために、ＵＴＲＡＮがＵＥへ伝送する前記スクランブリングコードグループと前記ＡＳＣとの間のマッピング情報は、新たな情報要素(ＩＥ；Information element)の形態で構成することができる。すなわち、ＰＲＡＣＨシステム情報リスト(system information list)メッセージは、表３に示すようなＰＲＡＣＨマッピング情報を有し、前記ＰＲＡＣＨマッピング情報メッセージは、表２に示すように構成される。このような実施形態の以外に、ＵＴＲＡＮは、ＵＥへ伝送するＰＲＡＣＨ分割情報(partitioning information)メッセージに表２のＰＲＡＣＨマッピング情報を伝送することができる。前記ＰＲＡＣＨ分割情報は、ＡＳＣによるアクセスサブチャンネル(access subchannel)及び利用可能のシグネチャーに関する情報を伝送するためのメッセージブロックであって、本発明で提案するマッピング情報をＵＴＲＡＮに伝送することもできる。このような方法でも、ＵＥの動作は同様であり、ただ、関連情報を伝送するメッセージブロックの差異のみ存在するようになる。
以下、前述したように、ＵＥが使用するＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを選択する他の実施形態についてより具体的に説明する。第１実施形態は、すでに述べたので、第２実施形態について説明する。
【００２７】
１．第２実施形態
ＰＲＡＣＨをＵＥとＵＴＲＡＮとの間に設定するためには、ＰＲＡＣＨ資源、すなわち、アクセススロット及びプリアンブルシグネチャーなどが定義されなければならない。このような資源は、ＲＡＣＨを効率的に利用するために使用される。前記ＵＥは、アクセスを効率的に制御するために使用される持続値をＲＲＣメッセージを通じて受信した持続レベルを利用して計算し、前記計算された持続値をアクセスパラメータとして利用する。このとき、ＵＥへ伝送する持続レベルは、１から８までの整数(integer)と定義され、システム情報ブロック＃５(ＳＩＢ＃５)にブロードキャスティングされる。
【００２８】
ＵＴＲＡＮは、前記持続レベルによるＰＲＡＣＨを割り当てるために、ＰＲＡＣＨシステム情報メッセージとともに持続レベル及びＰＲＡＣＨを含むマッピング情報メッセージを伝送する。下記表４は、第２実施形態を具体化するためにＵＴＲＡＮがＵＥへ伝送するメッセージ形態を示す。
【表４】
【００２９】
このために、ＰＲＡＣＨシステム情報は、前記表３内の抑制された前記システム情報と対比して変更されなければならない。このときＰＲＡＣＨ過程において、ＲＲＣ階層１１０は、持続レベルによるＰＲＡＣＨグループ(ＡＳＣ)を選択した後、前述した式（１）を適用することにより使用されるＰＲＡＣＨを選択する。前記ＲＲＣ階層１１０は、前記スクランブリングコードをＣＰＨＹ_ＲＬ_ＳＥＴＵＰ_ＲＥＱプリミティブに含ませて、物理階層１２０に前記選択されたスクランブリングコードを伝送する。図４に示すように、ＵＥの持続レベルが‘２’であれば、ＲＲＣ階層１１０は、ＰＲＡＣＨグループ＃２に含まれたＰＲＡＣＨであるＰＲＡＣＨ＃ａ〜ＰＲＡＣＨ＃ｎから使用するＰＲＡＣＨを選択する。前述したように、ＰＲＡＣＨグループ＃２内のＰＲＡＣＨの個数をＮ-ＰＲＡＣＨとすると、使用されるＰＲＡＣＨは、式（１）のように計算される。
【００３０】
２．第３実施形態
ＵＴＲＡＮからＵＥへ伝送される持続レベルによって、ＵＥのアクセス試み(access attempt)確率が決定される。前記持続レベルが低いほど、ＵＥは、ＲＡＣＨを通じてアクセスする確率が増加するようになる。そこで、前記持続レベルを利用して、ＰＲＡＣＨのスクランブリングコードの割当て及び選択を制御するようになると、１つのセル内に存在するＵＥ間のアクセス成功確率を制御することもできる。すなわち、持続レベルが低い場合、利用可能のスクランブリングコードの数を増加させ、持続レベルが高い場合、利用可能のスクランブリングコードの数を減少させると、優先度が高いＵＥ間には、ＰＲＡＣＨの衝突確率が減少する。これにより、高いアクセス成功確率を保証することができる。しかし、優先度が低いＵＥ間には、衝突確率が増加して相対的にアクセス成功確率が減少する。その結果、低い優先度のＵＥのＲＡＣＨを通じたデータ伝送を保証することができない。このような具現のために、次のように、スクランブリングコードを割り当てることができる。
【００３１】
まず、持続レベルに割り当てられたスクランブリングコードを示すグループの インデックスを割り当てなければならない。このような割当ては、表４のように、ＵＴＲＡＮからＵＥへブロードキャスティングされるＲＲＣメッセージを通じて定義することができる。また、表４に定義された持続レベルとスクランブリングコードグループとの間のマッピング情報を表３に示すように、“PRACH System Info”に挿入しなければならない。前述したように、高いアクセス成功確率を有する低い持続レベルに対して利用可能のスクランブリングコードの数を増加させる必要がある。そうでなければ、利用可能のスクランブリングコードの数を制限する必要がある。下記式（２）は、持続レベルによって選択されたスクランブリングコードを示す。
【数２】
【００３２】
前記式（２）で、ＮはｍａｘＰＲＡＣＨを示し、Ｋは成功確率を示し、持続レベルまたは持続レベル番号になることができる。前記Ｋが持続レベルを示す場合は、現在のＲＲＣメッセージの値を式（２）に適用して、スクランブリングコードを選択することができる。しかし、Ｋが持続レベル番号を示す場合は、下記表５に示すように、ダイナミック持続レベル(dynamic persistence level)を示すＲＲＣメッセージのＩＥ(Information element)が変わらなければならない。
【表５】
【００３３】
表５に示すように、持続レベル番号は、１〜８である。もしも、この値が１であれば、ＵＥは、ｍａｘＰＲＡＣＨの数だけスクランブリングコードを選択することができ、これにより、スクランブリングコードの重複による衝突を最小化することができる。しかし、この値が８であれば、最小１つのスクランブリングコードまたは最大２つのスクランブリングコードのうち１つのみを選択することができるので、ＰＲＡＣＨへのアクセスを制限することができる。
【００３４】
３．第４実施形態
このような実施形態において、スクランブリングコードの選択をＲＲＣ階層ではないＭＡＣ階層で遂行する。
前記ＭＡＣ階層は、下記式（３）によって、前記ＲＲＣ階層で計算された持続値を受信した後、前記受信された持続値に対する持続テストを遂行する。
Ｐｉ＝２-(K-1) …（３）
【００３５】
前記式（３）で計算された値は、持続テストのためにランダムに発生したＲ値と比較される。このとき、ランダムに発生したＲ値は、０と１との間の値(０．１ユニットの単位で)を有するように決定され、下記＜条件式１＞によってアクセスが可能であるか否かが決定される。
＜条件式１＞
Ｒ≦Ｐｉ：割当て可能(Success)
Ｒ＞Ｐｉ：割当て不能(Fail)
【００３６】
前記＜条件式１＞から分かるように、ＵＥは、Ｒ≦Ｐｉである場合にのみアクセスを開始することができる。このとき発生したＲ値を利用して、ＵＥがＰＲＡＣＨを選択するとき利用するＰＲＡＣＨスクランブリングコードを下記式（４）にて決定する。
【数３】
【００３７】
式（４）において、ＰＲＡＣＨ＃は、ＵＥが選択したスクランブリングコード番号を示し、ｍａｘＰＲＡＣＨは、ＵＴＲＡＮが１つのＵＥに割り当てたＰＲＡＣＨスクランブリングコードの最大数を示す。前記式（４）は、任意のＵＥが遂行する持続テストの結果に従属する値を示し、スクランブリングコードは、持続テストが成功した場合にのみ選択されることができる。ＭＡＣ階層は、前記式（４）によって選択されたスクランブリングコードをＰＨＹ_ＤＡＴＡ_ＲＥＱプリミティブとともに物理階層へ伝送する。その結果、前記物理階層は、ＰＲＡＣＨのアクセスプリアンブル及びメッセージ部の伝送のときスクランブリングコードを利用する。
前述の如く、本発明の詳細な説明では具体的な実施形態を参照して詳細に説明してきたが、本発明の範囲は前記実施形態によって限られるべきではなく、本発明の範囲内で様々な変形が可能であるということは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。
【００３８】
【発明の効果】
以上から述べてきたように、本発明は、同一のセル内のすべてのＵＥがＲＡＣＨを選択することができるように均等に配分する。これにより、チャンネルアクセスが行われる間、相互異なるＵＥが選択したＲＡＣＨ間の衝突を減少させることができる。また、ＵＥのＡＳＣによって使用するＲＡＣＨを選択することにより、ＲＡＣＨを効率的に管理することができる。このようにして、ＵＥによるＲＡＣＨへのアクセス回数を減少させ、ＵＥのバッテリの電力消耗を減少させることができる。さらに、持続レベルによるスクランブリングコードを割り当てることにより、ＵＥのアクセス制御のためにＵＴＲＡＮから伝送した持続レベルを利用してシステムの負荷を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態によるＵＥの階層構造を示す図である。
【図２】 本発明の第１実施形態によるＵＥのＲＲＣ階層でＲＡＣＨ用スクランブリングコードを選択する手順を示すフローチャートである。
【図３】 本発明の第２実施形態によるＵＥのＲＲＣ階層でＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを選択する手順を示すフローチャートである。
【図４】 本発明の実施形態によるマッピングテーブルを示す図である。
【符号の説明】
１１０ ＲＲＣ階層
１２０ 物理階層
【発明の属する技術分野】
本発明は、符号分割多元接続移動通信システム(Code Division Multiple Access；以下、ＣＤＭＡと略称する。)におけるチャンネル割当て方法に関し、特に、ランダムアクセスチャンネル(ＲＡＣＨ)を割り当てる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、移動通信産業の急成長とともに、通常の音声サービスのみならず、データ及び画像などのサービスの支援が可能の移動通信システムが要求されている。このような移動通信システムを通称して“次世代移動通信システム(future mobile communication system)”と称する。前記次世代移動通信システムは、通常、ＣＤＭＡ技術を採用しており、これは、同期方式と非同期方式とに大別することができる。このように区分される方式は、相互異なる形態への標準化作業が行われており、特に、ヨーロッパの次世代移動通信システムをＵＭＴＳ(Universal Mobile Telecommunication Systems)と称する。前述した標準化作業は、次世代移動通信システムで要求する音声サービスの以外に、データ、画像などのサービスに関する多様な規約が定義されなければならない。そのうち、代表的な標準化作業がチャンネル割当てに関するものである。前記ヨーロッパの次世代移動通信システムである非同期方式のＵＭＴＳまたはＷ-ＣＤＭＡ(Wideband Code Division Multiple Access)移動通信システムでは、逆方向共通チャンネル(Uplink Common Channel)としてランダムアクセスチャンネル(Random Access Channel；以下、“ＲＡＣＨ”と称する。)と共通パケットチャンネル(Common Packet Channel；以下、“ＣＰＣＨ”と称する。)とを使用する。前記Ｗ-ＣＤＭＡ移動通信システムにおける逆方向共通チャンネルのうち、ＲＡＣＨは、ＵＥ(または同期式ＣＤＭＡ-２０００システムでの移動局)がＵＴＲＡＮと連結されたチャンネルがない場合アクセスするためのチャンネルである。前記ＲＡＣＨを利用するメッセージ伝送手順で、ＲＡＣＨ用アクセスシグネチャーを使用してプリアンブルを伝送し、その後、前記伝送されたプリアンブルに応じて確認(ＡＣＫ)信号を受信するとメッセージを伝送する。前記ＵＥが伝送するメッセージは、前記選択されたＲＡＣＨ用スクランブリングコードによって拡散される。
【０００３】
前記ＵＥがＲＡＣＨへアクセスすることができるように、通常“ＵＴＲＡＮ Ｎｏｄｅ-Ｂ”と知られているＵＴＲＡＮは、該当セル内で使用可能のＰＲＡＣＨ(Physical ＲＡＣＨ)システム情報を放送チャンネル(Broadcasting channel)を通じてセル内のすべてのＵＥへ伝送する。セル内のそれぞれのＵＥは、ＵＴＲＡＮから前記放送チャンネルを通じて伝送したＰＲＡＣＨシステム情報メッセージを受信する。前記ＰＲＡＣＨシステム情報メッセージを受信すると、ＲＡＣＨを通じてメッセージを伝送しようとするＵＥは、前記受信したＰＲＡＣＨシステム情報メッセージに含まれた使用可能のスクランブリングコードのうちいずれか１つを選択しなければならない。前記受信されたＲＡＣＨスクランブリングコードのうち１つを選択することは、ＵＥのＲＲＣ階層(Radio Resource Control Layer)で遂行される。このような選択は、システムの具現技法によって媒体アクセス制御(ＭＡＣ)階層でも実現されることができる。望ましくは、ＲＡＣＨに使用されるスクランブリングコードは、ＲＡＣＨに使用するスクランブリングコードが均等に配分され、またはシステムのオーバーロードの制御が行われる間選択されなければならない。
【０００４】
現在進行されている標準化では、ＰＲＡＣＨシステム情報メッセージを伝送することを開示しているだけ、ＵＥがどのようにＲＡＣＨ、すなわち、ＰＲＡＣＨシステム情報を伝送するためのスクランブリングコードを選択するのかついては記述していない。また、現在進行されている標準化では、前述したように、ＲＡＣＨに使用されるスクランブリングコードを均等に配分して使用することができる方案に対しては具体的に記述していない。従って、ＵＥが同一のＲＡＣＨ用スクランブリングコードを選択する場合、ＲＡＣＨ伝送メッセージ間に衝突が発生する確率が高くなる。これにより、ＵＥの性能が劣化し、ＲＡＣＨメッセージの伝送成功率が低下する。また、頻繁な衝突によってアクセスの回数が増加し、これにより、ＵＥのバッテリ使用時間を短縮させる問題点を引き起こす。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、ランダムアクセスチャンネル(ＲＡＣＨ)の効率的な管理及び使用を通じてすべてのＵＥに固有に割り当てられるＲＡＣＨ伝送メッセージの衝突を最小化する方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、同一のセル内で使用可能のＲＡＣＨをセル内のＵＥに均等に配分することにより、ＲＡＣＨメッセージの衝突を最小化するためのＲＡＣＨ用スクランブリングコード割当て方法を提供することにある。
【０００６】
本発明のまた他の目的は、同一のセル内で使用可能のＲＡＣＨをセル内のＵＥに均等に配分することにより、ＵＥの性能を向上させ、バッテリ電力消耗を最小化するＲＡＣＨ割当て方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、ＵＥのアクセスサービスクラス及びセル内のトラフィックの密度に従って使用可能のＲＡＣＨ用スクランブリングコードを区分することにより、優先度が高いＵＥにより多いＲＡＣＨ用スクランブリングコードを割り当てるＲＡＣＨ割当て方法を提供することにある。
【０００７】
本発明のなお他の目的は、セル内のトラフィックの密度が高いほど使用可能のＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードの数を増加させることにより、ＵＥがＲＡＣＨメッセージを受信するとき発生する可能性がある衝突を最小化するＲＡＣＨ割当て方法を提供することにある。
本発明のなおかつ他の目的は、ＵＥに割り当てられた持続値によってスクランブリングコードを選択することにより、システムのオーバーロードを制御する方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、ＵＴＲＡＮから受信した無線資源制御(ＲＲＣ)メッセージを分析してＵＥの固有アクセスクラスに対応するアクセスサービスクラス(ＡＳＣ)を決定するステップと、前記ＵＴＲＡＮからマッピング情報を受信するステップと、前記受信されたマッピング情報によってＡＳＣのそれぞれに対応した利用可能のＲＡＣＨに使用されるＡＳＣ及びスクランブリングコードを分析するステップと、前記分析されたスクランブリングコードを前記ＡＳＣに対応したスクランブリングコードグループにマッピングさせるステップと、前記決定されたＡＳＣに対応したスクランブリングコードグループを選択するステップと、前記選択されたスクランブリングコードグループにマッピングされた前記スクランブリングコードの総数とＵＥの固有識別子とを使用して前記スクランブリングコードのうちいずれか１つを選択するステップとを含むことを特徴とする。
【０００９】
望ましくは、前記選択されたスクランブリングコードは、前記ＵＥの固有識別子を前記スクランブリングコードの総数で割った余りと定義した一連番号を有する。
望ましくは、前記選択されたスクランブリングコードは、前記スクランブリングコードの総数を前記ＵＴＲＡＮから伝送される持続レベルで割って得られた商で前記ＵＥの固有識別子を割った余りであると定義した一連番号を有する。
【００１０】
望ましくは、前記持続レベルは、前記ＵＥの優先度によって決定され、前記ＵＥの優先度が高いほど小さい値で設定される。
望ましくは、前記ＡＳＣのそれぞれに対応した利用可能のＲＡＣＨに使用されるスクランブリングコードは、前記マッピング情報を構成する利用可能の複数のＲＡＣＨの開始インデックスと終了インデックスとによって決定される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による好適な実施形態を添付図面を参照しつつ詳しく説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にするために公知の機能及び構成に対する詳細な説明は省略する。
本発明の実施形態において、ＵＴＲＡＮから伝送したＰＲＡＣＨシステム情報を受信するＵＥ(またはＷ-ＣＤＭＡ ＵＥシステム)は、ＵＥを識別するために使用するＵＥ ＩＤ及びＵＥのアクセスサービスクラス(Access Service Class；以下、ＡＳＣと称する。)を貯蔵するＵＳＩＭ(UMTS Subscriber ID Module)を構成要素として要求する。前記ＵＥを識別するために使用するＵＥ ＩＤでは、ＩＭＳＩ(International Mobile Station ID)、ＴＭＳＩ(Temporal Mobile Subscriber ID)、ＩＭＥＩ(International Mobile Equipment ID)、及びＰＭＳＩ(Packet Mobile Subscriber ID)を使用することができる。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態によるＵＥの階層構造を示す。図１を参照すると、物理階層１２０は、物理チャンネルを通じてＵＴＲＡＮからＰＲＡＣＨシステム情報メッセージを受信してこれを上位階層、すなわち、ＲＲＣ階層１１０に提供する。前記ＰＲＡＣＨシステム情報メッセージは、前記ＵＴＲＡＮで利用可能のＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードの数に関する情報を含む。前記ＲＲＣ階層１１０は、ＵＴＲＡＮから受信した利用可能のＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードの数に関する情報に基づいて使用するスクランブリングコードを決定(選択)した後、ＣＰＨＹ_ＲＬ_ＳＥＴＵＰ_ＲＥＱプリミティブを通じて物理階層１２０に提供する。前記物理階層１２０は、前記選択されたＰＲＡＣＨに使用するスクランブリングコードを利用してプリアンブル(Preamble)及びメッセージを拡散してＵＴＲＡＮに伝送する。すなわち、前記ＲＲＣ階層１１０から前記物理階層１２０に提供するＣＰＨＹ_ＲＬ_ＳＥＴＵＰ_ＲＥＱプリミティブは、選択されたスクランブリングコードに関する情報を含む。従って、前記物理階層１２０は、前記ＣＰＨＹ_ＲＬ_ＳＥＴＵＰ_ＲＥＱプリミティブに含まれたスクランブリングコード情報に基づいたスクランブリングコードを生成した後、前記生成されたスクランブリングコードを利用して伝送するプリアンブル及びメッセージを拡散する。
【００１３】
前述したように、前記ＲＲＣ階層１１０は、前記ＡＳＣ情報及びＵＴＲＡＮから提供したＰＲＡＣＨシステム情報を利用してセル内で利用可能なＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードのうち１つを選択することができる。すなわち、前記ＵＴＲＡＮから提供したＰＲＡＣＨシステム情報によって自分が使用するＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを選択した後、前記選択したＰＲＡＣＨ用スクランブリングコード情報をＣＰＨＹ_ＲＬ_ＳＥＴＵＰ_ＲＥＱプリミティブを通じて前記物理階層１２０へ提供する。
【００１４】
図２は、本発明の第１実施形態によるＵＥのＲＲＣ階層１１０でＰＲＡＣＨに使用するスクランブリングコードを選択する手順を示す。図２に示す第１実施形態は、ＵＴＲＡＮから受信したＰＲＡＣＨシステム情報メッセージによって使用するスクランブリングコードを選択した後、前記選択したスクランブリングコードを使用してプリアンブル及びメッセージをＵＴＲＡＮへ伝送する過程でなされる。図３は、本発明の第２実施形態によるＵＥのＲＲＣ階層１１０でＰＲＡＣＨに使用するスクランブリングコードを選択する手順を示す。図４は、本発明の実施形態によるマッピングテーブルを示す。
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態による動作を詳細に説明する。ＵＴＲＡＮは、自分がサービスしているセルで利用可能のＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードの数を有するＰＲＡＣＨシステム情報メッセージを放送チャンネルを通じて伝送する。その結果、セル内に存在するＵＥは、ＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを選択することができる。このために、前記ＵＴＲＡＮは、所定のメッセージを使用するが、下記表１でその一例を示している。
【表１】
前記ＵＴＲＡＮから伝送したＰＲＡＣＨシステム情報メッセージは、前記ＵＴＲＡＮによってサービスが行われているセル内のすべてのＵＥへ提供される。一方、前記ＵＴＲＡＮから提供した前記ＰＲＡＣＨシステム情報メッセージを受信すると、ＵＥは、図２に示す過程に従ってＰＲＡＣＨを利用してメッセージを伝送する。
【００１６】
より具体的に説明すると、前記ＵＥを構成する物理階層１２０は、図２のステップ２１０でＵＴＲＡＮから物理チャンネルを通じてＰＲＡＣＨシステム情報メッセージを受信する。その後、前記物理階層１２０は、前記受信されたＰＲＡＣＨシステム情報メッセージを上位階層のＲＲＣ階層１１０に提供する。
前記ＰＲＡＣＨシステム情報メッセージを受信すると、前記ＲＲＣ階層１１０は、図２のステップ２１２を遂行する。ステップ２１２で、前記ＲＲＣ階層１１０は、セル内で利用可能のＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードの総数(ｍａｘＰＲＡＣＨ)を計算するために、前記物理階層１２０から提供したＰＲＡＣＨシステム情報メッセージを分析する。前記ｍａｘＰＲＡＣＨの個数を有するＰＲＡＣＨ Ｉｎｆｏは、ＰＲＡＣＨシステム情報メッセージに含まれる。前記計算されたｍａｘＰＲＡＣＨは、Ｎ-ＰＲＡＣＨ(ＰＲＡＣＨの個数)として設定される。その後、ステップ２１４で、前記ＲＲＣ階層１１０は、前記設定されたＮ-ＰＲＡＣＨ及びＵＥ ＩＤ(すなわち、ＴＭＳＩ、ＩＭＥＩ、ＩＭＳＩ、またはＰＭＳＩ)に基づいて使用するＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを選択する。前記使用されるＰＲＡＣＨは、下記式（１）によって計算することができる。
ＰＲＡＣＨNo＝ＩＭＳＩ％Ｎ−ＰＲＡＣＨ …（１）
【００１７】
式（１）において、ＰＲＡＣＨNoは、前記選択されたＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードのコード番号を意味する。式（１）に示すように、ＰＲＡＣＨNoは、ＩＭＳＩをＮ-ＰＲＡＣＨで割った余り、すなわち、モジュロ演算によって決定される(ステップ２１４の参照)。式（１）において、ＩＭＳＩは、例を通じてＵＥ ＩＤに使用される。
【００１８】
式（１）によって、ＰＲＡＣＨに使用されるスクランブリングコードを選択すると、前記ＲＲＣ階層１１０は、前記選択されたスクランブリングコード番号をＣＰＨＹ_ＲＬ_ＳＥＴＵＰ_ＲＥＱプリミティブに含ませて前記物理階層１２０へ提供する。ステップ２１６で、前記物理階層１２０は、前記提供されたスクランブリングコード番号によるスクランブリングコードを生成する。ステップ２１８で、前記物理階層１２０は、前記生成されたスクランブリングコードを利用してプリアンブル及びメッセージを伝送する。前記生成されたスクランブリングコードを使用してプリアンブル及びメッセージを伝送する過程は、該技術分野によく知られている。第１実施形態において、同一のセル内に位置するすべてのＵＥがＵＴＲＡＮから提供される同一のＰＲＡＣＨシステム情報メッセージによって自分が使用しようとするＰＲＡＣＨを選択する。本発明の第２実施形態で、ＵＥごと相互異なるＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードグループを指定し、ＵＥが属するＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードグループに含まれるＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードのうち１つを選択する。すなわち、本発明の第２実施形態で、同一のセル内にあるすべてのＵＥのアクセスサービスクラス(ＡＳＣ)によって、利用可能のＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードをグループに区分している。これにより、ＰＲＡＣＨスクランブリングコードを選択する。このために、ＵＴＲＡＮは、ＰＲＡＣＨシステム情報を放送チャンネルを通じて伝送するとともに、ＡＳＣと前記スクランブリングコードグループとの間のマッピング情報を伝送しなければならない。従って、前記ＵＥは、ＵＴＲＡＮから放送チャンネルを通じて受信したＡＳＣに対応するＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループからＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを選択することができる。本発明の第２実施形態で、ＵＥは、自分が属するスクランブリングコードグループを予め決定しなければならない。このような過程を具体的に説明すると、すべてのＵＥは、製造過程が行われる間決定された固有のＡＳＣを有する。また、ＵＴＲＡＮは、前記ＡＳＣを指定するＲＲＣメッセージを伝送し、その結果、前記ＵＥは、前記ＵＴＲＡＮからＲＲＣメッセージを受信した後、自分のＡＳＣを決定する。
【００１９】
自分が属するスクランブリングコードグループが決定された後、前記ＵＥは、後述する動作によって、自分が使用するＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを選択する。
下記表２は、前記ＵＥがＡＳＣによってＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを選択するようにするために、前記ＵＴＲＡＮが伝送するＰＲＡＣＨマッピング情報の一例を示している。
【表２】
表２及び図３を参照して、本発明の第２実施形態を説明すると、ＵＥのＲＲＣ階層１１０は、表２に示すマッピング情報及び前記ＰＲＡＣＨシステム情報をステップ３１０で受信する。前記ＡＳＣを含んでいるマッピング情報、ＰＲＡＣＨ、及び前記ＰＲＡＣＨシステム情報を前記物理階層１２０を通じてＵＴＲＡＮから受信した後、前記ＲＲＣ階層１１０へ伝達する。
【００２１】
ステップ３１０で、ＡＳＣ及びＰＲＡＣＨを含むマッピング情報を受信した後、前記ＲＲＣ階層１１０は、ステップ３１２で前記受信されたマッピング情報から前記ＡＳＣを分析する。前記ＡＳＣは、ＰＲＡＣＨに使用するスクランブリングコードグループの個数を決定するのに使用する情報である。また、前記ＲＲＣ階層１１０は、前記受信されたマッピング情報に基づいてスクランブリングコードグループごとに利用可能のＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードの個数を分析する。前記スクランブリングコードグループごと利用可能のＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードの個数は、表２に示す“Available PRACH Start Index”及び“Available PRACH End Index”によって決定される。
【００２２】
ステップ３１４で、前記ＲＲＣ階層１１０は、前記分析されたＡＳＣによってＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループを決定した後、各グループに属するＰＲＡＣＨスクランブリングコードを決定することによってマッピングテーブルを構成する。例えば、表２に示すように、８個のＡＳＣをそれぞれＡＳＣ＃１〜ＡＳＣ＃８と仮定すると、マッピングテーブルは、図４に示すような構造を有することができる。図４に示すように、ＡＳＣ＃１〜ＡＳＣ＃８のＡＳＣに対応して８個のＰＲＡＣＨグループが決定される。一方、前記決定された８個のＰＲＡＣＨグループに属するＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードは、“Available PRACH Start Index”及び“Available PRACH End Index”によって決定される。すなわち、一番目のＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループのＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードは、“Available PRACH Start Index”によって指定される最初のスクランブリングコードと“Available PRACH End Index”によって指定される最後のスクランブリングコードとの間で決定される。そして、二番目のＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループに属するＰＲＡＣＨスクランブリングコードも、一番目のＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループの使用可能のＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを決定するとき使用した方法と同一の方法によって決定することができる。
【００２３】
一方、表２は、ＡＳＣが８個のグループＡＳＣ＃１〜ＡＳＣ＃８に区分される例を示す。“Available PRACH Start Index”及び“Available PRACH End Index”は、グループ化されたＡＳＣに属するＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードのインデックスを示す。すなわち、ＵＴＲＡＮは、１から８までの番号をＡＳＣグループに割り当てた後、各ＡＳＣグループに属するスクランブリングコードをＵＥに知らせるために、“Available PRACH Start Index”及び“Available PRACH End Index”を設定する。従って、前記ＵＥは、自分が属したＡＳＣによって利用可能のスクランブリングコードのうち１つを選択することができる。
【００２４】
前述したように、ＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループ(ＡＳＣグループ)に対応して使用可能のＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードが決定された後、前記ＲＲＣ階層１１０は、予め決定されているＵＥのＡＳＣに対応するＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループを選択する。図４は、ＵＥのＡＳＣとしてＡＳＣ＃２が決定されており、これにより、ＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループ＃２を選択した例を示す。前記ＵＥに指定されたＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループが決定されると、前記ＲＲＣ階層１１０は、ステップ３１６で、受信されたＰＲＡＣＨシステム情報に基づいてＵＥのコードグループから利用可能のスクランブリングコードのうち１つを選択する。その後、ステップ３１８で、前記ＲＲＣ階層１１０は、前記選択されたスクランブリングコードを利用してプリアンブル及びメッセージを伝送する。ステップ３１６及び３１８の過程は、図２を参照して説明した第１実施形態と同一の方式によって遂行されるので、詳細な説明は省略する。しかし、ステップ３１６及び３１８で、ＵＥは、ＰＲＡＣＨに使用するスクランブリングコードを選択するにあたって、ＵＴＲＡＮから提供した利用可能の全体のＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを対象とするものではなく、前記決定されたＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループに属するスクランブリングコードのみを対象とする差異点を有する。
【００２５】
下記表３は、表１のＰＲＡＣＨシステム情報に表２のＰＲＡＣＨマッピング情報を含むように具現したＰＲＡＣＨシステム情報の一例を示す。
【表３】
表３によって本発明を具現する場合、ＵＥは、次のような手順によってＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを選択するであろう。まず、ＵＥは、ＵＴＲＡＮから提供したＲＲＣメッセージに基づいて自分が属するＡＳＣを決定する。その後、表３に示すようなＰＲＡＣＨシステム情報を受信すると、前記ＵＥは、前記受信されたＲＡＣＨシステム情報のＡＳＣ、“Available PRACH Start Index”、及び“Available PRACH End Index”を利用してマッピングテーブルを構成する。前記マッピングテーブルが構成された後、ＵＥは、予め決定されている自分が属するＡＳＣによって前記マッピングテーブル内のＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループのうちいずれか１つを選択する。前記ＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループが選択された後、前記ＵＥは、前記選択されたＰＲＡＣＨスクランブリングコードグループに属するＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードの個数であるＮ-ＰＲＡＣＨを式（１）に適用することによりＰＲＡＣＨ用スクランブリングコード番号を選択することができる。使用する前記ＰＲＡＣＨ用スクランブリングコード番号が選択されると、前記ＲＲＣ階層１１０は、前記選択されたスクランブリングコード番号をＣＰＨＹ_ＲＬ_ＳＥＴＵＰ_ＲＥＱプリミティブに載せて物理階層１２０に伝送する。その後、前記物理階層１２０は、前記伝送されたスクランブリングコード番号を利用してＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを生成し、前記生成されたスクランブリングコードをプリアンブル及びメッセージで拡散した後ＵＴＲＡＮに伝送する。
【００２６】
前記スクランブリングコードを選択するために、ＵＴＲＡＮがＵＥへ伝送する前記スクランブリングコードグループと前記ＡＳＣとの間のマッピング情報は、新たな情報要素(ＩＥ；Information element)の形態で構成することができる。すなわち、ＰＲＡＣＨシステム情報リスト(system information list)メッセージは、表３に示すようなＰＲＡＣＨマッピング情報を有し、前記ＰＲＡＣＨマッピング情報メッセージは、表２に示すように構成される。このような実施形態の以外に、ＵＴＲＡＮは、ＵＥへ伝送するＰＲＡＣＨ分割情報(partitioning information)メッセージに表２のＰＲＡＣＨマッピング情報を伝送することができる。前記ＰＲＡＣＨ分割情報は、ＡＳＣによるアクセスサブチャンネル(access subchannel)及び利用可能のシグネチャーに関する情報を伝送するためのメッセージブロックであって、本発明で提案するマッピング情報をＵＴＲＡＮに伝送することもできる。このような方法でも、ＵＥの動作は同様であり、ただ、関連情報を伝送するメッセージブロックの差異のみ存在するようになる。
以下、前述したように、ＵＥが使用するＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを選択する他の実施形態についてより具体的に説明する。第１実施形態は、すでに述べたので、第２実施形態について説明する。
【００２７】
１．第２実施形態
ＰＲＡＣＨをＵＥとＵＴＲＡＮとの間に設定するためには、ＰＲＡＣＨ資源、すなわち、アクセススロット及びプリアンブルシグネチャーなどが定義されなければならない。このような資源は、ＲＡＣＨを効率的に利用するために使用される。前記ＵＥは、アクセスを効率的に制御するために使用される持続値をＲＲＣメッセージを通じて受信した持続レベルを利用して計算し、前記計算された持続値をアクセスパラメータとして利用する。このとき、ＵＥへ伝送する持続レベルは、１から８までの整数(integer)と定義され、システム情報ブロック＃５(ＳＩＢ＃５)にブロードキャスティングされる。
【００２８】
ＵＴＲＡＮは、前記持続レベルによるＰＲＡＣＨを割り当てるために、ＰＲＡＣＨシステム情報メッセージとともに持続レベル及びＰＲＡＣＨを含むマッピング情報メッセージを伝送する。下記表４は、第２実施形態を具体化するためにＵＴＲＡＮがＵＥへ伝送するメッセージ形態を示す。
【表４】
このために、ＰＲＡＣＨシステム情報は、前記表３内の抑制された前記システム情報と対比して変更されなければならない。このときＰＲＡＣＨ過程において、ＲＲＣ階層１１０は、持続レベルによるＰＲＡＣＨグループ(ＡＳＣ)を選択した後、前述した式（１）を適用することにより使用されるＰＲＡＣＨを選択する。前記ＲＲＣ階層１１０は、前記スクランブリングコードをＣＰＨＹ_ＲＬ_ＳＥＴＵＰ_ＲＥＱプリミティブに含ませて、物理階層１２０に前記選択されたスクランブリングコードを伝送する。図４に示すように、ＵＥの持続レベルが‘２’であれば、ＲＲＣ階層１１０は、ＰＲＡＣＨグループ＃２に含まれたＰＲＡＣＨであるＰＲＡＣＨ＃ａ〜ＰＲＡＣＨ＃ｎから使用するＰＲＡＣＨを選択する。前述したように、ＰＲＡＣＨグループ＃２内のＰＲＡＣＨの個数をＮ-ＰＲＡＣＨとすると、使用されるＰＲＡＣＨは、式（１）のように計算される。
【００３０】
２．第３実施形態
ＵＴＲＡＮからＵＥへ伝送される持続レベルによって、ＵＥのアクセス試み(access attempt)確率が決定される。前記持続レベルが低いほど、ＵＥは、ＲＡＣＨを通じてアクセスする確率が増加するようになる。そこで、前記持続レベルを利用して、ＰＲＡＣＨのスクランブリングコードの割当て及び選択を制御するようになると、１つのセル内に存在するＵＥ間のアクセス成功確率を制御することもできる。すなわち、持続レベルが低い場合、利用可能のスクランブリングコードの数を増加させ、持続レベルが高い場合、利用可能のスクランブリングコードの数を減少させると、優先度が高いＵＥ間には、ＰＲＡＣＨの衝突確率が減少する。これにより、高いアクセス成功確率を保証することができる。しかし、優先度が低いＵＥ間には、衝突確率が増加して相対的にアクセス成功確率が減少する。その結果、低い優先度のＵＥのＲＡＣＨを通じたデータ伝送を保証することができない。このような具現のために、次のように、スクランブリングコードを割り当てることができる。
【００３１】
まず、持続レベルに割り当てられたスクランブリングコードを示すグループの インデックスを割り当てなければならない。このような割当ては、表４のように、ＵＴＲＡＮからＵＥへブロードキャスティングされるＲＲＣメッセージを通じて定義することができる。また、表４に定義された持続レベルとスクランブリングコードグループとの間のマッピング情報を表３に示すように、“PRACH System Info”に挿入しなければならない。前述したように、高いアクセス成功確率を有する低い持続レベルに対して利用可能のスクランブリングコードの数を増加させる必要がある。そうでなければ、利用可能のスクランブリングコードの数を制限する必要がある。下記式（２）は、持続レベルによって選択されたスクランブリングコードを示す。
【数２】
前記式（２）で、ＮはｍａｘＰＲＡＣＨを示し、Ｋは成功確率を示し、持続レベルまたは持続レベル番号になることができる。前記Ｋが持続レベルを示す場合は、現在のＲＲＣメッセージの値を式（２）に適用して、スクランブリングコードを選択することができる。しかし、Ｋが持続レベル番号を示す場合は、下記表５に示すように、ダイナミック持続レベル(dynamic persistence level)を示すＲＲＣメッセージのＩＥ(Information element)が変わらなければならない。
【表５】
表５に示すように、持続レベル番号は、１〜８である。もしも、この値が１であれば、ＵＥは、ｍａｘＰＲＡＣＨの数だけスクランブリングコードを選択することができ、これにより、スクランブリングコードの重複による衝突を最小化することができる。しかし、この値が８であれば、最小１つのスクランブリングコードまたは最大２つのスクランブリングコードのうち１つのみを選択することができるので、ＰＲＡＣＨへのアクセスを制限することができる。
【００３４】
３．第４実施形態
このような実施形態において、スクランブリングコードの選択をＲＲＣ階層ではないＭＡＣ階層で遂行する。
前記ＭＡＣ階層は、下記式（３）によって、前記ＲＲＣ階層で計算された持続値を受信した後、前記受信された持続値に対する持続テストを遂行する。
Ｐｉ＝２-(K-1) …（３）
【００３５】
前記式（３）で計算された値は、持続テストのためにランダムに発生したＲ値と比較される。このとき、ランダムに発生したＲ値は、０と１との間の値(０．１ユニットの単位で)を有するように決定され、下記＜条件式１＞によってアクセスが可能であるか否かが決定される。
＜条件式１＞
Ｒ≦Ｐｉ：割当て可能(Success)
Ｒ＞Ｐｉ：割当て不能(Fail)
【００３６】
前記＜条件式１＞から分かるように、ＵＥは、Ｒ≦Ｐｉである場合にのみアクセスを開始することができる。このとき発生したＲ値を利用して、ＵＥがＰＲＡＣＨを選択するとき利用するＰＲＡＣＨスクランブリングコードを下記式（４）にて決定する。
【数３】
式（４）において、ＰＲＡＣＨ＃は、ＵＥが選択したスクランブリングコード番号を示し、ｍａｘＰＲＡＣＨは、ＵＴＲＡＮが１つのＵＥに割り当てたＰＲＡＣＨスクランブリングコードの最大数を示す。前記式（４）は、任意のＵＥが遂行する持続テストの結果に従属する値を示し、スクランブリングコードは、持続テストが成功した場合にのみ選択されることができる。ＭＡＣ階層は、前記式（４）によって選択されたスクランブリングコードをＰＨＹ_ＤＡＴＡ_ＲＥＱプリミティブとともに物理階層へ伝送する。その結果、前記物理階層は、ＰＲＡＣＨのアクセスプリアンブル及びメッセージ部の伝送のときスクランブリングコードを利用する。
前述の如く、本発明の詳細な説明では具体的な実施形態を参照して詳細に説明してきたが、本発明の範囲は前記実施形態によって限られるべきではなく、本発明の範囲内で様々な変形が可能であるということは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。
【００３８】
【発明の効果】
以上から述べてきたように、本発明は、同一のセル内のすべてのＵＥがＲＡＣＨを選択することができるように均等に配分する。これにより、チャンネルアクセスが行われる間、相互異なるＵＥが選択したＲＡＣＨ間の衝突を減少させることができる。また、ＵＥのＡＳＣによって使用するＲＡＣＨを選択することにより、ＲＡＣＨを効率的に管理することができる。このようにして、ＵＥによるＲＡＣＨへのアクセス回数を減少させ、ＵＥのバッテリの電力消耗を減少させることができる。さらに、持続レベルによるスクランブリングコードを割り当てることにより、ＵＥのアクセス制御のためにＵＴＲＡＮから伝送した持続レベルを利用してシステムの負荷を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態によるＵＥの階層構造を示す図である。
【図２】 本発明の第１実施形態によるＵＥのＲＲＣ階層でＲＡＣＨ用スクランブリングコードを選択する手順を示すフローチャートである。
【図３】 本発明の第２実施形態によるＵＥのＲＲＣ階層でＰＲＡＣＨ用スクランブリングコードを選択する手順を示すフローチャートである。
【図４】 本発明の実施形態によるマッピングテーブルを示す図である。
【符号の説明】
１１０ ＲＲＣ階層
１２０ 物理階層
Claims (6)
- ランダムアクセスチャンネル（ＲＡＣＨ）を選択する方法において、
ＵＴＲＡＮから受信した無線資源制御（ＲＲＣ）メッセージを分析してＵＥの固有アクセスクラスに対応するアクセスサービスクラス(ＡＳＣ)を決定するステップと、
前記ＵＴＲＡＮからＡＳＣと物理ランダムアクセスチャンネル(ＰＲＡＣＨ)との間のマッピング情報メッセージを受信し、前記受信されたマッピング情報によってＡＳＣのそれぞれに対応した利用可能のＲＡＣＨに使用されるＡＳＣ及びスクランブリングコードを分析するステップと、
前記ＡＳＣに対応したスクランブリングコードグループに前記分析されたスクランブリングコードをマッピングさせるステップと、
前記決定されたＡＳＣに対応したスクランブリングコードグループを選択するステップと、
前記選択されたスクランブリングコードグループにマッピングされた前記スクランブリングコードの総数とＵＥの固有識別子とを使用して前記スクランブリングコードのうちいずれか１つを選択するステップと
を含むことを特徴とするランダムアクセスチャンネルの選択方法。 - 前記選択されたスクランブリングコードは、前記ＵＥの固有識別子を前記スクランブリングコードの総数で割った余りであると定義した一連番号を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
- 前記選択されたスクランブリングコードは、前記スクランブリングコードの総数を前記ＵＴＲＡＮから伝送される持続レベルで割り、前記割られた商で前記ＵＥの固有識別子を割った余りであると定義した一連番号を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
- 前記持続レベルは、前記ＵＥの優先度によって決定されることを特徴とする請求項３記載の方法。
- 前記持続レベルは、前記ＵＥの優先度が高いほど小さい値で設定されることを特徴とする請求項３記載の方法。
- 前記ＡＳＣのそれぞれに対応した利用可能のＲＡＣＨに使用されるスクランブリングコードは、前記マッピング情報を構成する利用可能の複数のＲＡＣＨの開始インデックスと終了インデックスとによって決定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
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