KR100342560B1 - 이동통신시스템에서 이동국 혹은 기지국에 의한 채널 액세스방법 - Google Patents

Abstract

이동국에서 송신할 데이터의 길이가 한 프레임을 초과하는 경우 기지국에서 특정 액세스슬롯을 예약해줌으로써 전송 효율을 높이는 채널 액세스 방법에 관한 것이다.

이동통신시스템에서 기지국 채널 액세스 방법에 있어서, 랜덤액세스채널을 통해 이동국으로부터 채널액세스정보를 수신하는 제1과정과, 상기 수신한 채널액세스정보에 포함된 송신 데이터 길이를 체크하여 연속되는 데이터인지 체크하는 제2과정과, 연속 데이터임이 판단되면, 연속 프레임 예약을 위해, 현재 다른 이동국에 할당되어 있지 않은 액세스 슬롯 번호를 갖는 응답메시지를 순방향액세스채널을 통해 이동국에 전송하는 제3과정을 포함함을 특징으로 한다.

이동통신시스템에서 이동국 채널 액세스 방법에 있어서, 이동국이 방송제어채널로부터 액세스채널 예약정보를 수신하여 랜덤액세스채널에 몇 개의 액세스슬롯이 예약되어 있는지 체크하는 제1과정과, 연속 프레임 데이터를 위한 예약 요구 정보가 포함된 액세스메시지를 전송하는 제2과정과, 이동국이 순방향액세스채널을 통해 예약 액세스 슬롯 번호를 포함하는 응답메시지를 수신하는 제3과정과, 예약된 액세스 채널이 검출되면 그 예약된 액세스슬롯에서 액세스채널프레임을 전송하는 제4과정을 포함함을 특징으로 한다.

Description

이동통신시스템에서 이동국 혹은 기지국에 의한 채널 액세스 방법{CHANNEL ACCESS METHOD OF MOBILE STATION OR BASE STATION FOR MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 부호분할 다중접속(Code Division Multiple Access: 이하 CDMA라 함.) 시스템에 있어서 채널 액세스 방법에 관한 것으로, 특히 이동국에서 송신할 데이터의 길이가 하나의 무선 프레임을 초과하는 경우 기지국에서 특정 액세스슬롯을 예약해줌으로써 전송 효율 및 시스템 성능을 높이는 채널 액세스 방법에 관한 것이다.

이동 통신 시스템에서 이동국에 의한 기지국 랜덤 액세스(random access)는 이동국 상호간에 가용한 채널의 상태 정보가 교환되지 않기 때문에 많은 충돌을 야기한다. 이러한 경우에 충돌 확률을 줄일 수 있는 한 방안으로 액세스슬롯 개념을 도입하기에 이르렀다.

이동국은 기지국과의 동기를 유지한 상태에서 물리계층의 무선 프레임(radioframe) 단위를 기반으로 하여 액세스 오프셋(offset)에 따른 데이터[사용자 데이터와 제어 데이터를 함께 데이터라 칭하기로 한다.]의 전송을 시도한다. 하나의 무선 프레임은 4개의 오프셋을 가지며, 동일한 코드에 동일한 오프셋으로 2개 이상의 이동국이 액세스를 하면 충돌이 발생한다. 이러한 오프셋 단위의 전송 방식은 슬롯형 ALOHA[slotted ALOHA: 이하 s-ALOHA라 함.] 방식이라 하며, 이동통신시스템에서 일반적으로 사용되고 있다. 이 방식은 이동국의 불필요한 대기(지연) 시간을 줄임으로써 ALOHA방식에 비하여 채널의 이용율이 높다.

구체적으로, 이동국은 기지국으로 전송할 신호메시지나 패킷데이터가 존재하면 랜덤 액세스를 수행할 액세스 코드와 오프셋 정보를 참조하여 데이터 전송을 시도한다. 상위계층[LAC(Link Access Control) sublayer]의 메시지가 하나의 무선 프레임에서 수용할 수 있는 크기를 초과할 경우에는 무선 프레임 길이 단위로 상위계층의 메시지를 분할하고 이를 표시하는 비트를 부가한다. 무선 프레임의 구성이 완료되면 오프셋 시작 시점에서 정해진 채널을 통해 기지국으로 전송하고 응답의 수신을 기다린다. 기지국은 이동국으로부터 데이터를 수신하면 오류 여부를 검사하기 위해 에러정정코드(Cyclic Redundancy Code: 이하 CRC라 함.)로써 에러 정정을 실시하고 오류가 없으면 그 사실(acknowledgement)을 상기 이동국으로 전송한다. 또한 추가로 수신해야 할 데이터가 있을 경우에는 그 추가분을 모두 수신한 후 데이터의 조합을 완료한다. 이렇게 데이터의 조합이 완료된 경우에는 상위계층으로 데이터를 전달하게 된다. 이동국은 기지국으로부터 응답을 수신하면 소정 시간동안 지연(random delay)한 다음, 추가적인 데이터 전송이나 새로운 데이터의 전송을 실시한다. 데이터 전송 후 일정 시간동안 응답을 수신하지 못한 경우에는 재전송을 실시한다.

도 1은 종래의 방송제어채널의 프레임 구조를 나타낸 도면이다.

참조부호 BI는 방송제어채널(BCCH)이 두 개의 무선 프레임이 쌍을 이룬다는 점을 고려하여 이들 두 개중 첫 번째인지 두 번째인지를 구분하는 것이다. Tx PWR은 방송제어채널(BCCH)의 송신 전력을 의미한다. SFN은 시스템 프레임 번호(System Frame Number)로서, 한 무선 프레임마다 1씩 증가한다. 업 인터페이스(UP Interference)는 최신 역방향 간섭량 측정값이다. W는 MAC(Medium Access Control)의 상위계층인 LAC 부계층의 데이터가 분할되어 전송될 때 계속되는지 여부를 표시하는 비트이다. CRC는 오류 검출 부호이다. TA는 꼬리(tail)비트로, 직교부호기의 초기값으로 사용한다. IMT-2000 시스템에서 신호채널 할당은 이동국이 랜덤액세스채널(Random Access Channel: RACH)을 통해 채널 할당을 요구하면, 기지국이 순방향액세스채널(FACH)을 통해 채널 할당 응답을 함으로써 이루어진다. 방송제어채널(BCCH)은 기지국이 이동국으로 시스템 정보를 전송하기 위해 사용한다.

도 2는 랜덤액세스채널의 프레임 구조를 나타낸 도면이다.

참조부호 D는 더미(dummy) 비트를 나타낸다. U/C는 사용자(user) 데이터인지 제어(control) 데이터인지 구분한다. TN은 기지국(BTS: Base Transceiver System)과 이동국간에 사용되는 정보인지 기지국제어기(BSC: Base Station Controller)와 이동국간에 사용되는 정보인지 구분한다. S는 시퀀스번호(sequence number)로서,CRC를 확인하여 에러(error)가 있는 프레임의 경우 해당 시퀀스번호를 주어 다시 전송하도록 하기 위한 것이다. PID는 패킷 아이디(Packet ID)로서 이동국을 구분하는 식별자이다. 랜덤액세스채널은 이동국이 기지국에 전용 채널의 할당을 요구하기 위한 제어데이터를 전송하거나 짧은 사용자 패킷데이터를, 굳이 전용 채널을 통하지 않고, 전송하기 위한 물리적인 채널이다.

도 3은 종래의 순방향액세스채널(Forward Access Channel)의 프레임 구조를 나타낸 도면이다.

참조부호 NA(Number of Ack)는 이동국들의 랜덤 액세스를 위한 응답들(ACKs)의 수를 나타낸다. 순방향액세스채널은 물리적인 채널로서, 기지국이 제어데이터나 랜덤 액세스에 대한 응답정보를 이동국으로 전송하기 위해 사용하는 것이다. [도시된 프레임은 상기 물리적인 채널을 형성하는 한 요소인 논리 채널인 순방향공통채널[Forward Common Channel(ACK mode)]이다.] 도시된 바와 같이, 64K 채널 프레임을 4개의 서브 프레임으로 구분하여 사용함으로써 16K 전송 채널을 제공한다.

도 4는 종래의 IMT-2000 시스템에서 RACH와 FACH를 통한 채널 액세스 절차를 나타낸 도면이다. 참조부호 ACK는 이동국의 액세스가 성공되었음을 알려주는 것이다. FACH는 [순방향공통채널을 형성하는 하나의 논리적인 채널인] 순방향액세스채널을 나타내고, RACH는 [역방향 공통 채널을 형성하는 논리적인] 랜덤액세스채널을 나타낸다. BCCH는 방송제어채널을 나타낸다.

도시된 바에 따르면, 이동국은 기지국과 동기를 맞춘 후 자신이 액세스할 RACH의 오프셋을 획득하고 그 RACH를 통해 채널 액세스 정보의 전송을 시도하게 된다. FACH는 RACH를 통해 전송된 채널 액세스 정보가 충돌 없이 수신될 경우 다음 FACH에서의 응답메시지 전송시 그 사실을 이동국에 알려준다. 응답을 수신한 이동국은 다시 소정 지연 후에 채널의 액세스를 시도하게 된다. 도시된 바에 따르면, 소정 지연 후 이동국은 16번의 액세스슬롯으로 데이터를 전송하게 된다.

이상 설명한 바와 같이, s-ALOHA 방식은 연속되는 데이터가 존재할 경우에 대한 고려를 하지 않고 있다. 그래서 하나의 무선 프레임을 초과하는 연속 데이터를 무선 프레임 크기로 분할하여 랜덤 액세스 채널을 통해 전송할 때, 연속된 데이터의 전송과 새로운 데이터의 전송을 동일하게 취급함으로써 문제가 야기될 수 있다. 즉, 연속적으로 데이터를 전송하는 경우에도 하나의 무선 프레임에 대한 응답을 수신한 뒤 일정 시간동안 지연한 후 그 다음 프레임을 전송하게 된다. 이렇게 연속된 프레임과 비연속 프레임이 동등하게 경쟁하면 현재 전송중인 프레임의 전송을 보장할 수 없다. 또한 공통 신호채널을 통해 패킷 데이터 서비스를 제공할 경우에는 많은 지연을 유발하게 된다. 다시 말해서, 연속된 데이터를 전송하는 경우 응답후 랜덤 지연이 일어난 뒤 전송하는 다음 프레임은 하나의 무선 프레임으로서 수신되어진다. 연속된 프레임의 충돌 문제는 상위 계층 메시지의 전송이 미리 설정된 기간 내에 이루어지도록 보장할 수 없는 데 있다. 더우기 랜덤액세스채널을 통해 패킷데이터서비스가 이루어질 때 긴 시간동안 지연이 발생한다.

따라서 본 발명의 목적은 이동국에서 송신할 데이터의 길이가 한 프레임을초과하는 경우에는 기지국에서 특정 액세스슬롯을 예약해줌으로써 전송 효율을 높이는 채널 액세스 제어 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 제1발명은 이동통신시스템에서 기지국 채널 액세스 방법에 있어서, 랜덤액세스채널을 통해 이동국으로부터 채널액세스정보를 수신하는 제1과정과, 상기 수신한 채널액세스정보에 포함된 송신 데이터 길이를 체크하여 연속되는 데이터인지 체크하는 제2과정과, 연속 데이터임이 판단되면, 연속 프레임 예약을 위해, 현재 다른 이동국에 할당되어 있지 않은 액세스 슬롯 번호를 갖는 응답메시지를 순방향액세스채널을 통해 이동국에 전송하는 제3과정을 포함함을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 제2발명은 이동통신시스템에서 이동국 채널 액세스 방법에 있어서, 이동국이 방송제어채널로부터 액세스채널 예약정보를 수신하여 랜덤액세스채널에 몇 개의 액세스슬롯이 예약되어 있는지 체크하는 제1과정과, 연속 프레임 데이터를 위한 예약 요구 정보가 포함된 액세스메시지를 전송하는 제2과정과, 이동국이 순방향액세스채널을 통해 예약 액세스 슬롯 번호를 포함하는 응답메시지를 수신하는 제3과정과, 예약된 액세스 채널이 검출되면 그 예약된 액세스슬롯에서 액세스채널프레임을 전송하는 제4과정을 포함함을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 방송제어채널의 프레임 구조를 나타낸 도면

도 2는 랜덤액세스채널의 프레임 구조를 나타낸 도면

도 3은 종래의 순방향액세스채널의 프레임 구조를 나타낸 도면

도 4는 종래의 IMT-2000 시스템에서 역방향액세스채널(RACH)과 순방향액세스채널(FACH)을 통한 채널 액세스 절차를 나타낸 도면

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 방송제어채널의 프레임 구조를 나타낸 도면

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 순방향 액세스채널의 프레임 구조를 나타낸 도면

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에 의한 이동국 채널 액세스 제어 방법을 나타낸 도면

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 이동국의 채널 액세스 방법을 나타낸 도면

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에서 이동국 채널 액세스를 제어하기 위한 장치의 구성을 나타낸 도면

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 채널 액세스 절차를 나타낸 도면

도 11은 종래와 본 발명의 실시 예에 따른 메시지의 평균 전송 지연 정도를 비교하여 나타낸 그래프

도 12는 종래와 본 발명의 실시 예에 따른 메시지의 평균 처리율을 나타낸 그래프

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 하기 설명에서는 구체적인 회로의 구성 소자 등과 같은 많은 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

s-ALOHA방식에 액세스슬롯 예약을 도입한 본 실시 예와 같은 채널 액세스 메카니즘을 지원하기 위해서는 방송제어채널과 순방향액세스채널에서 각각 예약 관련 정보를 수용하도록 한다. 즉, 방송제어채널을 통해 기지국은 랜덤액세스채널의 예약 관련 정보를 이동국으로 알려 주며, 순방향액세스채널을 통해 랜덤 액세스 채널의 예약 위치(액세스슬롯 번호)와 해당 이동국을 지정한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 방송제어채널의 프레임 구조를 나타낸 도면이다. 도시된 방송제어채널의 NR필드는 방송제어채널의 다음 무선 프레임 구간동안 [역방향공통]랜덤액세스채널의 액세스슬롯중 예약되어 있는 액세스슬롯의 개수를 알려준다. 기지국은 액세스슬롯의 할당을 구간의 처음부터 순서대로 하게 되므로 상기 NR필드의 값만으로도 경쟁중인 액세스슬롯의 위치를 알 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 순방향액세스채널의 프레임 구조를 나타낸 도면이다. 순방향액세스채널의 NR 필드는 현재의 응답메시지들 중 예약정보를 포함하고 있는 응답메시지의 수를 나타내며, SI 필드는 해당 이동국(PID)이 사용하게 될 예약 액세스슬롯의 위치를 나타낸다. 즉, 순방향액세스채널의 응답메시지에서 NA필드에 기록된 값이 5이고 SI필드에 기록된 값이 3이면, 총 5개의 이동국에 대한 응답메시지들 중에서 3개의 이동국에 대해서 액세스슬롯등이 예약되었음을 의미한다.

이동국은 전송할 데이터가 존재할 경우 방송제어채널로부터 랜덤 액세스 액세스슬롯의 위치에 대한 정보를 획득한다. 그리고 획득된 랜덤 액세스 코드와 오프셋 값에 기반하여 액세스할 액세스슬롯을 결정하는데, 이 경우 액세스슬롯의 예약 액세스슬롯 수에 따라 각 이동국의 액세스 확률을 계산하고 랜덤 변수값과 비교하여 실제 액세스 여부를 결정한다. 이때 랜덤 액세스 확률(P)은 다음 수학식 1과 같이 계산된다.

액세스 확률이 '0'이거나 액세스가 허용되지 않으면 랜덤 백 오프(back off) 지연을 수행한 후 액세스를 다시 시도한다.

도시된 프레임(288비트)은 10msec의 전송되는데, 길쌈부호화 및 인터리빙을 거친후 [도시된 바와 같이 16개의 타임슬롯(TS#1∼TS#16)으로 나뉘어진 뒤 섞여서일련 순서대로 전송되지 않고] 전송된다. 이러한 고정은 공지된 것이다. 상기와 같이 타임슬롯(TS#1∼TS#16)으로 나누는 이유는 무선구간에서 데이터가 깨지는 것을 보상하기 위한 것이다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에 의한 이동국 채널 액세스 제어방법을 나타낸 도면이다. 기지국은 랜덤 액세스 데이터의 오류 여부를 판단하여 응답메시지를 전송하고, 채널의 예약 관련 정보를 유지하며 이를 이동국에 알리는 역할을 수행한다.

7a단계에서 기지국은 이동국으로부터 소정 오프셋 주기로 채널액세스정보를 수신한다. 상기 채널액세스정보의 예를 들면 기지국에 전용 채널의 할당을 요구하는 시그날링 메시지, 굳이 전용 채널을 할당받지 않고 역방향액세스채널을 통해 송신할 수 있는 짧은 패킷데이터[예: 쇼트(shot) 메시지] 등이 있다.

7b단계에서 상기 수신한 채널 액세스 정보에 포함된 에러정정코드(CRC)로써 에러 정정을 실시하고 그 결과에 따라 상기 정보의 유·무효를 판단하여 상기 이동국으로의 응답 여부를 결정한다. 그리고 7c단계에서 기지국은 상기 정보특정 비트(W)]를 분석하여 송신이 예상되는 데이터의 길이가 하나의 무선 프레임을 초과하는지 여부를 체크한다. 상기 체크결과 송신 예상 데이터의 길이가 하나의 무선 프레임을 초과한다고 판단되면 7d단계에서 예약 메모리를 참조하여 소정의 액세스슬롯을 선택하고 이를 상기 이동국에 대한 전용 액세스슬롯으로서 상기 예약 메모리에 저장한다. 그리고 7e단계에서 상기 예약 상황(NR, SI)을 포함하는 응답메시지를 만든다. 상기 응답메시지를 만든 후, 7f단계에서 순방향 액세스채널 프레임 전송시간이 되었지 체크하여 전송시간이 되지 않았으면 상기 7a단계로 되돌아가고 전송시간이 되었으면 7g단계에서 순방향 액세스채널을 통하여 상기 응답메시지를 전송한다. 상기 응답메시지를 전송한 후, 7h단계에서 순방향 방송채널 프레임 전송시간이 되었는지 체크하여 전송시간이 되지 않았으면 상기 7a단계로 되돌아가고, 전송시간이 되었으면 7i단계에서 순방향 방송채널을 통하여 예약 액세스슬롯 개수를 알려주기 위한 시스템 정보를 전송한다. 이때 예약 메모리의 해당 정보는 갱신된다.

한편, 상기 7c단계에서 송신 예상 데이터의 길이가 한 프레임 이하이면 7j단계로 진행하여 해당 이동국 고유번호를 포함하는 응답메시지를 만든다. 그리고 7k단계에서 순방향 액세스채널 프레임 전송시간이 되었는지 체크하여 전송시간이 되지 않았으면 상기 7a단계로 되돌아가고, 전송시간이 되었으면 7l단계에서 순방향 액세스채널을 통하여 상기 응답메시지를 전송한다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 이동국의 채널 액세스 방법을 나타낸 도면이다.

8a단계에서 이동국은 방송제어채널(BCCH)로부터 액세스채널의 예약정보를 수신한다. 상기 예약정보는 다음 20ms 동안 랜덤액세스채널(RACH)에서 몇 개의 액세스슬롯이 예약되어 있는지를 알아내기 위한 것이다. 8b단계에서 이동국은 순방향액세스채널(FACH)로부터 예약 여부 정보를 수신한다. 상기 예약 여부 정보는 자신이 다음 20ms 동안 액세스슬롯을 예약받았는지 여부를 알아내기 위한 것이다.

8c단계에서 이동국은 상기 예약 여부 정보를 검사하여 예약되었는지 확인한다. 이때 만일 예약이 되었으면 8d단계로 진행하여 지정된 액세스슬롯에서 액세스채널 프레임을 전송하고 대기타이머(Twait)를 구동하여 그 시간동안 기지국으로부터 응답을 기다리게 된다.

즉, 8e단계에서 이동국은 상기 대기타이머(Twait)가 종료되었는지 체크하여종료되지 않은 경우에는 8f단계에서 응답을 받았는지 여부를 체크한다. 이때 만일 응답을 받았으면 8g단계에서 예약이 되었는지 여부를 체크하여 예약이 되었으면 상기 8d단계로 되돌아간다.

한편, 상기 8c단계에서 예약이 되지 않았으면, 8h단계에서 이동국은 방송제어채널(BCCH)로부터 액세스채널의 예약정보를 수신한다. 그리고 8i단계에서 이동국은 순방향액세스채널(FACH)로부터 이동국의 예약 여부 정보를 수신한다. 이어서 8j단계에서 이동국은 전술한 수학식 1과 같이 액세스 확률을 계산한다. 그리고 8k단계로 진행하여 랜덤 지연 시간이 경과한 후 임의의 액세스슬롯에서 액세스채널 프레임을 전송하고 대기타이머(Twait)를 구동한 다음 상기 8e단계로 진행한다. 이때 상기 임의의 액세스슬롯은 실제로는 사용 가능한 전체 액세스슬롯중 예약된 액세스슬롯을 제외한 나머지 액세스슬롯중 하나이다.

또한 상기 8e단계에서 기지국으로부터 응답을 받기 전에 상기 대기타이머(Twait)가 종료된 경우에는 8l단계로 진행하여 재전송 카운트를 증가시킨 다음 상기 8k단계로 진행한다. 상기 재전송 카운트의 한계치는 미리 일정한 값으로 정해둘 수 있다.

또한 상기 8g단계에서 예약이 되지 않았으면 8m단계로 진행하여 이동국은 더 송신할 데이터가 있는지 여부를 체크한다. 상기 체크결과 더 송신할 데이터가 있으면 상기 8h단계로 되돌아간다. 이처럼 송신할 데이터가 더 있음에도 불구하고 채널 환경에 따라 예약이 되어 있지 않은 경우도 발생할 수 있다. 상기 8m단계에서 더 송신할 데이터가 없는 것으로 판단되면 작업을 종료한다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에서 이동국 채널 액세스를 제어하기 위한 장치의 구성을 나타낸 도면이다.

메모리 10은 이동국들의 액세스슬롯 예약 상황을 저장한다. 상기 메모리 10에는 상기 이동국 고유번호와 상기 각 이동국에 대응되는 예약 액세스슬롯번호 혹은 미예약 코드가 저장된다. 채널 수신부 20은 임의의 이동국으로부터 소정 오프셋 주기로 채널 액세스 정보를 수신한다. 제어부 30은 상기 수신한 채널 액세스 정보를 분석하여 송신이 예상되는 데이터의 길이가 한 프레임 초과이면 소정의 액세스슬롯을 선택하여 상기 이동국에 대한 전용 액세스슬롯으로서 상기 메모리에 저장하고, 상기 예약 상황을 포함하는 응답메시지를 만든다. 응답 송신부 40은 상기 제어부 30이 만든 응답메시지를 공중에 무선 송신하여 상기 이동국에 전달되도록 한다.

상기 메모리 10을 구체적으로 예시한 바에 따르면, 제1 및 제2이동국(MS1, MS2)을 위해서는 각각 액세스슬롯 1번과 2번을 예약해준 상태이지만 제3이동국(MS3)은 예약이 되어 있지 않다. 다시 말해서, 0은 미예약 코드이다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 채널 액세스 절차를 나타낸 도면이다. 참조부호 Resv는 예약된 액세스슬롯을 나타낸다. RA는 이동국이 경쟁방식으로 사용하는 액세스슬롯을 나타낸다. ACK는 이동국의 액세스가 성공되었음을 알려주는 것이다. 도시된 지연은 역방향 공통제어채널이 기지국에 도달할 때까지의 지연시간을 나타낸다. FACH는 순방향액세스채널을 나타내고, RACH는 랜덤액세스채널을 나타낸다. BCCH는 방송제어채널을 나타내고, 상기 BCCH를 통해 다음 구간(20ms)동안의 랜덤 액세스에 대한 액세스슬롯의 예약 개수를 알려주게 된다. 또한 FACH의 응답모드에서는 RACH의 경쟁 액세스슬롯을 통해 수신된 요구에 대해 할당되는 액세스슬롯의 위치를 알려준다. 그러므로 각 이동국이 처음 데이터를 전송할 경우에만 RACH의 경쟁방식 액세스 슬롯들중 하나로 전송하게 되며, 이후의 연속 데이터 전송에서는 예약방식 액세스 슬롯에 의한 전송을 수행하게 된다.

도 11은 종래와 본 발명의 실시 예에 따른 메시지의 평균 전송 지연 정도를 비교하여 나타낸 그래프이다. 도시된 바에 따르면, 액세스 허용 최대치는 신호트래픽 부하(확률)가 '0.1'일 때이고 '1'일 때는 액세스가 거의 불가능하다. 신호트래픽 부하가 0.25일 때의 경우를 비교해보면, 종래의 경쟁방식은 평균지연시간이 400msec 정도인데 반해, 상기 경쟁방식과 예약방식이 결합된 본 발명의 실시 예에 따른 방식은 150msec정도의 평균지연시간을 갖는다.

도 12는 종래와 본 발명의 실시 예에 따른 메시지의 평균 처리율을 나타낸 그래프이다. 트래픽 부하가 작을 때 메시지 처리율이 높다는 사실을 고려할 때, 경쟁방식과 예약방식이 결합된 본 발명의 실시 예에 따른 방식의 메시지 평균 처리율이 종래의 단순 경쟁방식의 메시지 평균 처리율이 보다 높다. 도시된 바에 따르면, 신호트래픽 부하량이 0.8일 때 단순 경쟁방식의 메시지 평균 처리율이 0.37정도라면 경쟁방식과 예약방식이 결합된 본 발명의 실시 예에 따른 방식의 그것은 0.6이다.

이 방식은 두 개 이상의 무선 프레임으로 구성되는 데이터의 전송에서 트래픽 부하가 0.5 이상일 경우에는 20∼30%의 성능 향상 효과가 있는 바, 공통채널을 이용한 데이터의 전송에 효과적으로 사용될 수 있다.

경쟁방식과 예약방식이 결합된 본 발명의 실시 예에 따른 방식이란 데이터가 하나의 무선 프레임에 실려 전송되는 경우에는 기존의 s-ALOHA방식과 동일하게 동작하고, 두 개 이상의 연속된 무선 프레임에 대해서는 예약방식이 추가된 s-ALOHA방식으로 전송하는 방식이다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은 연속된 데이터를 두 개 이상의 무선 프레임에 실어 전송함에 있어 기존의 s-ALOHA방식 보다 전송 효율 및 시스템 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 이처럼 두 개 이상의 무선 프레임으로 구성되는 연속 데이터에 대한 고려가 이루어지게 됨으로써 이동국은 공통채널 혹은 짧은 시간 지연후 랜덤액세스채널을 통해 패킷데이터를 전송할 수 있다.

Claims (5)

1. 이동국이 짧은 데이터를 전송할 수 있도록 이동통신시스템의 기지국에서 랜덤억세스채널 액세스 방법에 있어서,

   방송제어채널을 통해 전송되는 프레임에 소정 필드를 할당하고, 상기 랜덤억세스채널로 전송되는 다음 무선 프레임 구간에서의 예약된 타임슬롯들의 개수를 상기 소정 필드를 통해 알려주는 제1과정과,

   상기 랜덤액세스채널의 소정 타임슬롯을 통해 상기 이동국으로부터 채널액세스정보를 수신하는 제2과정과,

   상기 수신한 채널액세스정보에 포함된 송신 데이터 길이를 체크하여 추가 타임슬롯의 할당이 요구되는 지를 체크하는 제3과정과,

   상기 제3과정에서 추가 타임슬롯의 할당이 요구되면 현재 다른 이동국들에 할당되어 있지 않은 타임슬롯들 중 하나의 타임슬롯에 대응하는 액세스 슬롯 번호를 갖는 응답메시지를 순방향액세스채널에 새로이 할당된 필드들을 통해 상기 이동국에 전송하는 제4과정을 포함함을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 기지국은 방송제어채널 프레임 전송 시점이 도래할 때마다 역방향액세스채널의 예약된 액세스 슬롯 개수를 전송하는 제4과정을 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제3과정은,

   해당 이동국이 사용할 액세스 슬롯 번호를 메모리에 저장하는 제1단계와,

   상기 제1단계 수행 후 순방향액세스채널 프레임 전송 시점이 되면 상기 저장된 액세스 슬롯 번호를 읽고 그 액세스 슬롯 번호가 포함된 응답메시지를 만드는 제2단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
4. 짧은 데이터를 전송하기 위해 이동통신시스템의 이동국에서 랜덤억세스채널을 액세스하는 방법에 있어서,

   상기 이동국이 기지국으로부터의 방송제어채널을 통해 전송되는 프레임의 소정 필드로부터 액세스채널 예약정보를 수신하여 상기 랜덤액세스채널에 몇 개의 액세스슬롯이 예약되어 있는지 체크하는 제1과정과,

   추가 타임슬롯이 요구되면 상기 랜덤액세스채널의 소정 타임슬롯을 통해 송신 데이터 길이를 포함하는 채널액세스정보를 전송하는 제2과정과,

   상기 채널엑세스정보에 대응하여 상기 기지국으로부터 순방향액세스채널을 통해 전송되는 프레임의 소정 필드로부터 예약 액세스 슬롯 번호를 포함하는 응답메시지를 수신하는 제3과정과,

   상기 랜덤엑세스채널을 통해 전송되는 프레임의 타임슬롯들 중 상기 예약 엑세스 슬롯 번호에 대응하는 타임슬롯을 통해 데이터를 전송하는 제4과정을 포함함을 특징으로 하는 방법.
5. 제4항에 있어서,

   제1시간 내에 응답 메시지가 수신되지 않으면 랜덤 지연 시간이 경과한 후 임의의 액세스슬롯에서 액세스채널 프레임을 전송하는 제5과정을 더 포함함을 특징으로 하는 방법.