KR100917209B1 - 스크램블링 성능 개선을 위한 임의접속 방법 - Google Patents

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Abstract

스크램블링 성능 개선을 위한 임의접속 방법이 개시된다. 구체적으로, 단말이 특정 네트워크에 임의접속을 수행함에 있어서, 임의접속 응답 메시지를 통해 수신한 단말 식별 정보 값을 이용하여 상향링크 승인에 대응하는 상향링크 전송 신호를 스크램블링하여 전송하는 기법을 제안한다. 바람직하게 상술한 스크램블링에 이용되는 단말 식별 정보 값은 임의접속 응답 메시지를 통해 수신한 임시 C-RNTI를 이용할 수 있다.
Random Access, Scrambling, Temporary C-RNTI

Description

스크램블링 성능 개선을 위한 임의접속 방법{Random Access Method For Improving Scrambling Efficiency}
이하의 설명은 이동통신 시스템 내 임의접속 과정(Random Access Procedure) 에서 수행되는 스크램블링/디스크램블링 성능을 개선하는 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다.
본 발명이 적용될 수 있는 이동통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.
도 1은 이동통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE 시스템이라고 할 수도 있다.
E-UMTS망은 크게 E-UTRAN(101)과 CN(Core Network: 102)으로 구분 할 수 있 다. E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network; 101)은 단말(User Equipment; 이하 "UE"로 약칭; 103)과 기지국(이하 "eNode B" 또는 "eNB"로 약칭; 104), 망의 종단에 위치하여 외부망과 연결되는 접속게이트웨이(Access Gateway; 이하 "AG"로 약칭; 105)로 구성된다. AG(105)는 사용자 트래픽 처리를 담당하는 부분과 제어용 트래픽을 처리하는 부분으로 나누어 질 수도 있다. 이 때는 새로운 사용자 트래픽 처리를 위한 AG와 제어용 트래픽을 처리하는 AG 사이에 새로운 인터페이스를 사용하여 서로 통신 할 수도 있다.
하나의 eNode B에는 하나이상의 셀(Cell)이 존재할 수 있다. eNode B간에는 사용자 트래픽 혹은 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수도 있다. CN(102)은 AG(105)와 기타 UE(103)의 사용자 등록 등을 위한 노드 등으로 구성될 수도 있다. E-UTRAN(101)과 CN(102)을 구분하기 위한 인터페이스가 사용될 수도 있다.
단말과 망사이의 무선인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형시스템간상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다. 이중에서 제 1계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제 3계층에 위치하는 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함)계층은 단말과 망간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC계층은 단말과 망간에 RRC메시지를 서로 교환한다. RRC계층은 eNode B(104)와 AG(105) 등 망 노드들에 분산되어 위치할 수도 있고, eNode B(104) 또는 AG(105)에만 위치할 수도 있다.
도 2 및 도 3은 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한 단말과 UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸다.
도 2 및 도 3의 무선인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크계층(Data Link Layer) 및 네트워크계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)과 제어신호(Signaling)전달을 위한 제어평면(Control Plane)으로 구분된다. 구체적으로 도 2는 무선프로토콜 제어평면의 각 계층을, 도 3은 무선프로토콜 사용자평면의 각 계층을 나타낸다. 도 2 및 도 3의 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형시스템간상호접속(OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.
이하에서 도 2의 무선프로토콜 제어평면과 도 3의 무선프로토콜 사용자평면의 각 계층을 설명한다.
제 1 계층인 물리(Physical; PHY) 계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. PHY 계층은 상위의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층과 전송채널 (Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 MAC 계층과 PHY 계층 사이의 데이터가 이동한다. 이때, 전송채널은 크게 채널의 공유 여부에 따라 전용(Dedicated) 전송채널과 공용(Common) 전송채널로 나뉜다. 그리고, 서로 다른 PHY 계층 사이, 즉 송신측과 수신측의 PHY 계층 사이는 무선 자원을 이용한 물리채널을 통해 데이터가 이동한다.
제 2 계층에는 여러 가지 계층이 존재한다. 먼저 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 다양한 논리채널(Logical Channel)을 다양한 전송채널에 매핑시키는 역할을 하며, 또한 여러 논리채널을 하나의 전송채널에 매핑시키는 논리채널 다중화(Multiplexing)의 역할을 수행한다. MAC 계층은 상위계층인 RLC 계층과는 논리채널 (Logical Channel)로 연결되어 있으며, 논리채널은 크게 전송되는 정보의 종류에 따라 제어평면(Control Plane)의 정보를 전송하는 제어채널 (Control Channel)과 사용자평면(User Plane)의 정보를 전송하는 트래픽채널 (Traffic Channel)로 나뉠 수 있다.
제 2 계층의 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층은 상위계층으로부터 수신한 데이터를 분할(Segmentation) 및 연결(Concatenation)하여 하위계층이 무선 구간으로 데이터를 전송하기에 적합하도록 데이터 크기를 조절하는 역할을 수행한다. 또한, 각각의 무선베어러(Radio Bearer; RB)가 요구하는 다양한 QoS(Quality of Service)를 보장할 수 있도록 하기 위해 TM (Transparent Mode, 투명모드), UM (Un-acknowledged Mode, 무응답모드), 및 AM (Acknowledged Mode, 응답모드)의 세가지 동작 모드를 제공하고 있다. 특히, AM RLC는 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 자동 반복 및 요청(Automatic Repeat and Request; ARQ) 기능을 통한 재전송 기능을 수행하고 있다.
제 2 계층의 패킷데이터수렴(Packet Data Convergence Protocol; PDCP) 계층 은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더압축(Header Compression) 기능을 수행한다. 이는 데이터의 헤더(Header) 부분에서 반드시 필요한 정보만을 전송하도록 하여, 무선 구간의 전송효율을 증가시키는 역할을 한다. 또한, LTE 시스템에서는 PDCP 계층이 보안(Security) 기능도 수행하는데, 이는 제 3자의 데이터 감청을 방지하는 암호화 (Ciphering)와 제 3자의 데이터 조작을 방지하는 무결성 보호(Integrity protection)로 구성된다.
제 3 계층의 가장 상부에 위치한 무선자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선베어러 (Radio Bearer; RB)들의 설정 (Configuration), 재설정 (Re-configuration) 및 해제 (Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 여기서 RB는 단말과 UTRAN간의 데이터 전달을 위해 무선 프로토콜의 제1 및 제 2계층에 의해 제공되는 논리적 경로(path)를 의미하고, 일반적으로 RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 필요한 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다. RB는 다시 SRB(Signaling RB)와 DRB(Data RB) 두가지로 나누어 지는데, SRB는 제어 평면(C-plane)에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면(U-plane)에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.
망에서 단말로 데이터를 전송하는 하향전송채널로는 시스템정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel)가 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 망으로 데이터를 전송하는 상향전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다.
그리고, 하향전송채널로 전달되는 정보를 망과 단말 사이의 무선구간으로 전송하는 하향물리채널로는, BCH의 정보를 전송하는 PBCH(Physical Broadcast Channel), MCH의 정보를 전송하는 PMCH(Physical Multicast Channel), PCH와 하향 SCH의 정보를 전송하는 PDSCH(Physical Downlink shared Channel), 그리고 하향 또는 상향 무선자원 할당정보(DL/UL Scheduling Grant)등과 같이 제1계층과 제2계층에서 제공하는 제어 정보를 전송하는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel, 또는 DL L1/L2 control channel 이라고도 함)가 있다. 한편, 상향전송채널로 전달되는 정보를 망과 단말 사이의 무선구간으로 전송하는 상향 물리채널로는 상향 SCH의 정보를 전송하는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel), RACH 정보를 전송하는 PRACH(Physical Random Access Channel), 그리고 HARQ ACK 또는 NACK, 스케줄링 요청(SR; Scheduling Request), CQI(Channel Quality Indicator) 보고등과 같이 제1계층과 제2계층에서 제공하는 제어 정보를 전송하는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 있다.
상술한 설명을 바탕으로 이하에서는 LTE 시스템에서 제공하는 임의 접속 과정 (Random Access procedure)에 대해 개략적으로 살펴본다.
먼저, 단말이 임의 접속 과정을 수행하는 경우로는 다음과 같은 경우가 있다.
- 단말이 기지국과의 RRC 연결(RRC Connection)이 없어, 초기 접속 (initial access)을 하는 경우
- 단말이 핸드오버 과정에서, 타겟(target) 셀로 처음 접속하는 경우
- 기지국의 명령에 의해 임의 접속 과정이 요청되는 경우
- 상향링크의 시간 동기가 맞지 않거나, 무선자원을 요청하기 위해 사용되는 지정된 무선자원이 할당되지 않은 상황에서, 상향링크로 전송할 데이터가 발생하는 경우
- 무선 연결 실패(radio link failure) 또는 핸드오버 실패(handover failure) 시 복구 과정을 수행하는 경우
LTE 시스템에서는 임의접속 프리앰블을 선택하는 과정에서, 특정한 집합 안에서 단말이 임의로 하나의 프리엠블을 선택하여 사용하는 경쟁 기반 랜덤 액세스 과정(contention based random access procedure)과 기지국이 특정 단말에게만 할당해준 임의접속 프리앰블을 사용하는 비 경쟁 기반 랜덤 액세스 과정 (non-contention based random access procedure)을 모두 제공한다. 다만, 비 경쟁 기반 랜덤 액세스 과정은, 상술한 핸드오버 과정이나 기지국의 명령에 의해 요청되는 경우에 한하여 사용될 수 있다.
한편, 단말이 특정 기지국과 임의접속을 수행하는 과정은 크게 (1) 단말이 기지국에 임의접속 프리엠블을 전송하는 단계(이하 혼동이 없는 경우 "제 1 메시지(message 1)" 전송 단계), (2) 전송된 임의접속 프리엠블에 대응하여 기지국으로부터 임의접속 응답을 수신하는 단계(이하 혼동이 없는 경우 "제 2 메시지(message 2)" 수신 단계), (3) 임의접속 응답 메시지에서 수신된 정보를 이용하여 상향링크 메시지를 전송하는 단계(이하 혼동이 없는 경우 "제 3 메시지(message 3)" 전송 단계) 및 (4) 상기 상향링크 메시지에 대응하는 메시지를 기지국으로부터 수신하는 단계(이하 혼동이 없는 경우 "제 4 메시지(message 4)" 수신 단계)을 포함할 수 있다. 이러한 과정에 있어서 단말은 제 3 메시지 전송에서 부터 소정 식별 정보를 이용한 스크램블링(scrambling)을 통해 다른 단말의 상향링크 전송과 구분을 용이하게 할 수 있다.
이와 관련하여 LTE 시스템에서의 일반적인 스크램블링에 관해 간단히 설명한다. 이동 통신 시스템에서는 사용자 및 기지국을 구별하고, 전송하는 데이터를 보다 랜덤하게 만들기 위해 송신단에서 스크램블링 동작을 수행한다. 이러한 스크램블링은 의사-랜덤(pseudo-random)한 방식으로 생성된 시퀀스를 송신 데이터 비트에 모듈로 2 합산을 이용한 연산을 통해 수행할 수 있다. 이러한 스크램블링에 의해, 송신 데이터는 보다 랜덤한 특성을 갖게 되어 송신 신호가 균형된 송신 전력 특성을 갖게 할 뿐 아니라, 사용자 또는 기지국에 따라 의사-랜덤 시퀀스(pseudo-random sequence)를 달리 생성하여 사용자 또는 기지국을 식별할 수 있는 특성 또한 가질 수 있게 된다.
또한 상기 의사-랜덤 시퀀스는 해당 데이터 전송과 관련된 식별자(RNTI) 등을 이용하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 만약 단말이 자신의 셀 식별자(C-RNTI)가 마스크된(Masking) PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)를 통해 상향링크 자원할당(uplink grant)을 수신하였다면, 상기 단말은 상기 자원할당을 통해 상향링크로 데이터를 전송하게 되는데 상기 데이터는 단말의 C-RNTI를 이용하여 의사 랜덤 시퀀스를 생성하고, 상기 시퀀스와 데이터를 연산하여 스크램블링을 수행하게 된다. 다만, 상술한 임의접속 과정과 관련하여 각 과정에서 어떠한 식별 정보를 이용하여 스크램블링을 수행하며, 이와 관련된 절차 및 처리 모듈은 어떻게 설정되어야 하는지에 대한 좀더 구체적인 논의가 필요하다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로 이하에서는 이동통신 시스템 내 임의접속 과정에서 수행되는 스크램블링/디스크램블링 성능을 개선하는 방법 및 이를 위한 장치를 제안하고자 한다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양태에서는 단말이 특정 네트워크에 임의접속을 수행하는 방법에 있어서, 소정 프리엠블을 포함하는 임의접속 프리엠블 메시지를 전송하는 단계; 상기 임의접속 프리엠블 메시지에 대응하는 임의접속 응답 메시지를 통해 단말 식별 정보 및 상향링크 승인(UL Grant) 정보를 수신하는 단계; 상기 임의접속 응답 메시지를 통해 수신한 단말 식별 정보 값을 이용하여 상향링크 전송 신호를 스크램블링하는 단계; 및 상기 상향링크 승인 정보에 대응하여 상기 스크램블링된 상향링크 전송 신호를 전송하는 단계를 포함하는 임의접속 방법을 제안한다.
이때, 상기 임의접속은 경쟁 기반 임의접속이며, 상기 단말의 MAC 계층이 상기 임의접속 응답 메시지를 통해 수신된 단말 식별 정보 값을 상기 스크램블링된 상향링크 전송 신호를 전송하기 전에 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 스크램블링 단계는, 단말의 MAC (Medium Access Control) 계층이 수신된 상향링크 승인 정보를 단말의 물리 계층에 전달하는 단계; 단말의 물리 계층이 상기 설정된 단말 식별 정보 값을 이용하여 스크램블링 시퀀스를 생성하는 단 계; 및 생성된 스크램블링 시퀀스를 이용하여 상향링크 전송 신호를 스크램블링하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 상향링크 전송 신호 전송이 성공하지 못하는 경우, 상기 상향링크 전송 신호를 상기 임의접속 응답 메시지를 통해 수신한 단말 식별 정보값을 이용하여 스크램블링한 후 재전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 양태에 있어서, 상기 스크램블링된 상향링크 전송 신호의 전송은 물리 상향링크 공유 채널(PUSCH)을 통해 수행될 수 있으며, 상기 임의접속 응답 메시지를 통해 수신된 단말 식별 정보는 임시 셀 RNTI(Temporary Cell Radio Network Temporary Identifier)인 것이 바람직하다.
한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 양태에서는 특정 네트워크에 임의접속을 수행하는 단말에 있어서, 임의접속 프리엠블 메시지 및 상향링크 승인(UL Grant) 정보에 대응하는 상향링크 전송 신호를 전송하는 전송 모듈; 상기 임의접속 프리엠블 메시지에 대응하는 임의접속 응답 메시지를 수신하는 수신 모듈; 및 단말 식별 정보 값을 이용하여 상기 상향링크 전송 신호를 스크램블링하는 스크램블링 모듈을 물리계층 모듈로서 포함하며, 상기 스크램블링 모듈은 상기 수신 모듈이 상기 임의접속 응답 메시지를 통해 수신한 특정 단말 식별 정보 값을 이용하여 상기 상향링크 전송 신호를 스크램블링하는 것을 특징으로 하는 단말을 제안한다.
이때, 상기 수신 모듈은 상기 임의접속 응답 메시지를 통해 특정 상향링크 승인 정보를 추가적으로 수신하며, 상기 전송 모듈은 상기 스크램블링 모듈이 스크 램블링한 상기 상향링크 전송 신호를 상기 특정 상향링크 승인 정보에 대응하여 전송할 수 있다.
또한, 상기 단말은 MAC 계층 모듈을 더 포함하며, 상기 수신 모듈은 상기 수신한 임의접속 응답메시지를 상기 MAC 계층 모듈에 전달할 수 있다.
또한, 상기 MAC 계층 모듈은 상기 임의접속이 경쟁 기반 임의접속인 경우 상기 임의접속 응답 메시지를 통해 수신한 상기 특정 단말 식별 정보를 상기 전송 모듈이 상기 특정 상향링크 승인 정보에 대응하여 상기 상향링크 전송 신호를 전송하기 전에 설정할 수 있다.
또한, 상기 MAC 계층 모듈은 상기 임의접속 응답 메시지 중 상기 특정 상향링크 승인 정보를 상기 전송 모듈에 전달할 수 있으며, 상기 스크램블링 모듈은 상기 MAC 계층 모듈에 의해 설정된 상기 특정 단말 식별 정보 값을 이용하여 스크램블링 시퀀스를 생성하고, 상기 생성된 스크램블링 시퀀스를 이용하여 상기 상향링크 전송 신호를 스크램블링할 수 있다.
아울러, 상기 전송 모듈은 상기 승인 정보에 대응하는 상향링크 전송 신호를 물리 상향링크 공유 채널(PUSCH)을 통해 전송할 수 있으며, 상기 임의접속 응답 메시지를 통해 수신된 특정 단말 식별 정보는 임시 셀 RNTI(Temporary Cell Radio Network Temporary Identifier)인 것이 바람직하다.
한편, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 양태에서는 네트워크가 단말의 임의접속을 제어하는 방법에 있어서, 상기 단말로부터 임의접속 프리엠블 메시지를 수신하는 단계; 상기 임의접속 프리엠블 메시지에 대응하 는 임의접속 응답 메시지를 통해 단말 식별 정보 및 상향링크 승인(UL Grant) 정보를 전송하는 단계; 상기 상향링크 승인 정보에 대응하여 상기 단말로부터 상향링크 전송 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 상향링크 전송 메시지를 상기 임의접속 응답 메시지를 통해 전송한 단말 식별 정보를 이용하여 디스크램블링하는 단계를 포함하는 임의접속 제어 방법을 제공한다,
이때, 상기 임의접속 응답 메시지를 통해 전송한 단말 식별 정보는 임시 셀 RNTI(Temporary Cell Radio Network Temporary Identifier)일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 단말의 식별자로 스크램블링한 제 3 메시지를 기지국에서 정상적으로 디스크램블링 동작을 수행 할 수 있다. 즉, 기지국은 제 2 메시지 전송시 전송한 임시 C-RNTI를 이용하여 제 3 메시지의 디스크램블링을 수행할 수 있다.
또한, 셀 식별자를 할당 받지 못한 단말 또한 단말의 식별자로 스크램블링할 수 있어, 랜덤화 성능을 증가하고, 간섭작용이 최소화 되는 장점이 있다.
또한, 임시 C-RNTI를 사용하는 경우 제 3 메시지 전송 시점에서 단말이 생성할 수 있는 의사-랜덤 시퀀스의 범위가 크게 확대되기 때문에, 랜덤화 성능을 향상시킬 수 있으며, 자신의 셀 내 뿐만 아니라 인접 셀의 간섭작용을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하 게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 3GPP LTE 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP LTE의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.
임의접속 과정과 관련하여 각 과정에서 어떠한 식별 정보를 이용하여 스크램블링을 수행하며, 이와 관련된 절차 및 처리 모듈은 어떻게 설정할 것인지와 관련하여 먼저 본 발명이 적용될 임의접속 과정에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 4는 비 경쟁 기반 임의접속 과정에서의 단말과 기지국의 동작 과정을 나 타낸다.
(1) 임의접속 프리엠블 할당
상술한 바와 같이, 비 경쟁 기반 임의접속 과정은 (1) 핸드오버 과정의 경우, 및 (2) 기지국의 명령에 의해 요청되는 경우에서 수행될 수 있다. 물론, 상기 두 경우에도 경쟁 기반 임의접속 과정이 수행될 수 도 있다.
먼저, 비 경쟁 기반 임의접속 과정을 위해서는 충돌의 가능성이 없는 지정된 임의접속 프리앰블을 기지국으로부터 수신 받는 것이 중요하다. 상기 임의접속 프리앰블을 지시 받는 방법으로는 핸드오버 명령을 통한 방법 및 PDCCH 명령을 통한 방법이 있다. 이를 통해 단말은 임의접속 프리엠블을 할당받는다(S401).
(2) 제 1 메시지 전송
단말은 상술한 바와 같이 자신에게만 지정된 임의접속 프리앰블을 기지국으로 할당 받은 후에, 상기 프리앰블을 기지국으로 전송한다(S402).
(3) 제 2 메시지 수신
단말은 상기 단계 S402에서와 같이 임의접속 프리앰블을 전송 후에, 기지국이 시스템 정보 또는 핸드오버 명령을 통해 지시된 임의접속 응답 수신 윈도우 내에서 자신의 임의접속 응답의 수신을 시도한다(S403). 좀더 자세하게, 임의접속 응답 정보는 MAC PDU(MAC Packet Data Unit)의 형식으로 전송될 수 있으며, 상기 MAC PDU는 PDSCH(Physical Downlink Shared CHaneel)을 통해 전달될 수 있다. 또한 상기 PDSCH로 전달되는 정보를 단말이 적절하게 수신하기 위해 단말은 PDCCH(Physical Downlink Control CHaneel)를 모니터링하는 것이 바람직하다. 즉, PDCCH에는 상기 PDSCH를 수신해야 하는 단말의 정보와, 상기 PDSCH의 무선자원의 주파수 그리고 시간 정보, 그리고 상기 PDSCH의 전송 형식 등이 포함되어 있는 것이 바람직하다. 일단 단말이 자신에게 전송되는 PDCCH의 수신에 성공하면, 상기 PDCCH의 정보들에 따라 PDSCH로 전송되는 임의접속 응답을 적절히 수신할 수 있다. 그리고 상기 임의접속 응답에는 랜덤 액세스 프리앰블 구별자(ID; 예를 들어, RA-RNTI(Random Access Preamble identifier)), 상향링크 무선자원을 알려주는 상향링크 승인 (UL Grant), 임시 셀 식별자 (Temporary C-RNTI) 그리고 시간 동기 보정 값 (Timing Advance Command: TAC)들이 포함될 수 있다.
상술한 바와 같이 임의접속 응답에서 임의접속 프리앰블 구분자가 필요한 이유는, 하나의 임의접속 응답에는 하나 이상의 단말들을 위한 임의접속 응답 정보가 포함될 수 있기 때문에, 상기 상향링크 승인(UL Grant), 임시 C-RNTI 그리고 TAC가 어느 단말에게 유효한지를 알려주기 위는 것이 필요하기 때문이다. 본 단계에서 단말은 단계 S402에서 자신이 선택한 임의접속 프리앰블과 일치하는 임의접속 프리앰블 식별자는 것을 선택하는 것을 가정한다.
비 경쟁 기반 임의접속 과정에서는 임의접속 응답 정보를 수신함으로써 임의접속 과정이 정상적으로 수행되었다고 판단하고 임의접속 과정을 종료할 수 있다.
도 5는 경쟁 기반 임의접속 과정에서 단말과 기지국의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
(1) 제 1 메시지 전송
먼저, 단말은 시스템 정보 또는 핸드오버 명령(Handover Command)을 통해 지 시된 임의접속 프리앰블의 집합에서 임의로(randomly) 하나의 임의접속 프리앰블을 선택하고, 상기 임의접속 프리앰블을 전송할 수 있는 PRACH(Physical RACH) 자원을 선택하여 전송할 수 있다(S501).
(2) 제 2 메시지 수신
임의접속 응답 정보를 수신하는 방법은 상술한 비 경쟁 기반 임의접속 과정에서와 유사하다. 즉, 단말은 상기 단계 S401에서와 같이 임의접속 프리앰블을 전송 후에, 기지국이 시스템 정보 또는 핸드오버 명령을 통해 지시된 임의접속 응답 수신 윈도우 내에서 자신의 임의접속 응답의 수신을 시도하며, 대응되는 RA-RNTI 정보를 통해 PDSCH를 수신하게 된다(S402). 이를 통해 상향링크 승인 (UL Grant), 임시 셀 식별자 (Temporary C-RNTI) 및 시간 동기 보정 값 (Timing Advance Command: TAC) 등을 수신할 수 있다.
(3) 제 3 메시지 전송
단말이 자신에게 유효한 임의접속 응답을 수신한 경우에는, 상기 임의접속 응답에 포함된 정보들을 각각 처리한다. 즉, 단말은 TAC을 적용시키고, 임시 C-RNTI를 저장한다. 또한, UL 승인을 이용하여, 데이터(즉, 제 3 메시지)를 기지국으로 전송한다(S403). 제 3 메시지는 단말의 식별자가 포함되어야 한다. 경쟁 기반 랜덤 액세스 과정에서는 기지국에서 어떠한 단말들이 상기 임의접속 과정을 수행하는지 판단할 수 없는데, 차후에 충돌해결을 하기 위해서는 단말을 식별해야 하기 때문이다.
단말의 식별자를 포함시키는 방법으로는 두 가지 방법이 논의되었다. 첫 번 째 방법은 단말이 상기 임의접속 과정 이전에 이미 해당 셀에서 할당 받은 유효한 셀 식별자를 가지고 있었다면, 단말은 상기 UL 승인에 대응하는 상향링크 전송 신호를 통해 자신의 셀 식별자를 전송한다. 반면에, 만약 임의접속 과정 이전에 유효한 셀 식별자를 할당 받지 못하였다면, 단말은 자신의 고유 식별자(예를 들면, S-TMSI 또는 임의 ID(Random Id))를 포함하여 전송한다. 일반적으로 상기의 고유 식별자는 셀 식별자보다 길다. 단말은 상기 UL 승인에 대응하는 데이터를 전송하였다면, 충돌 해결을 위한 타이머 (contention resolution timer)를 개시 한다.
(4) 제 4 메시지 수신
단말이 임의접속 응답에 포함된 UL 승인를 통해 자신의 식별자를 포함한 데이터를 전송 한 이후, 충돌 해결을 위해 기지국의 지시를 기다린다. 즉, 특정 메시지를 수신하기 위해 PDCCH의 수신을 시도한다(S404). 상기 PDCCH를 수신하는 방법에 있어서도 두 가지 방법이 논의되었다. 앞에서 언급한 바와 같이 상기 UL 승인에 대응하여 전송된 제 3 메시지가 자신의 식별자가 셀 식별자를 이용하여 전송된 경우, 자신의 셀 식별자를 이용하여 PDCCH의 수신을 시도하고, 상기 식별자가 고유 식별자인 경우에는, 임의접속 응답에 포함된 임시 C-RNTI를 이용하여 PDCCH의 수신을 시도할 수 있다. 그 후, 전자의 경우, 만약 상기 충돌 해결 타이머가 만료되기 전에 자신의 셀 식별자를 통해 PDCCH를 수신한 경우에, 단말은 정상적으로 임의접속 과정이 수행되었다고 판단하고, 임의접속 과정을 종료한다. 후자의 경우에는 상기 충돌 해결 타이머가 만료되기 전에 임시 C-RNTI를 통해 PDCCH를 수신하였다면, 상기 PDCCH가 지시하는 PDSCH이 전달하는 데이터를 확인한다. 만약 상기 데이터의 내용에 자신의 고유 식별자가 포함되어 있다면, 단말은 정상적으로 임의접속 과정이 수행되었다고 판단하고, 임의접속 과정을 종료한다.
한편, 상술한 바와 같이 임의접속 과정, 특히 경쟁 기반 임의접속 과정에서, 단말의 식별자가 제 3 메시지에 포함되며, 이 제 3 메시지 전송을 위한 스크램블링에 단말 식별자가 이용되도록 설정하는 경우 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다. 기지국에서는 상기 제 3 메시지를 정상적으로 수신하고, 상기 제 3 메시지의 디코딩에 성공해야지만, 단말의 식별자를 확인할 수 있다. 하지만, 기지국이 상기 제 3 메시지를 수신하고 디스크램블링(de-scrambling) 동작을 수행하는 시점은 단말의 식별자를 확인하기 이전 시점이기 때문에, 기지국이 디 스크램블링 동작을 수행 할 때, 단말의 식별자를 알 수가 없다. 즉, 기지국은 제 3 메시지의 디스크램블링을 통해 단말 식별자를 획득해야 하나, 제 3 메시지의 디스크램블링을 위해 단말 식별자가 필요하다면 기지국은 이를 획득하기 어려운 문제가 발생한다.
또한, 제 3 메시지 전송 시점에서, 단말에 따라 기지국으로 할당 받은 단말의 셀 식별자를 가지고 있을 수도 있지만, 할당 받은 단말의 셀 식별자가 없을 수 있다. 즉, 만약 기지국으로부터 할당 받은 셀 식별자가 없는 경우, 단말은 제 3 메시지를 단말의 식별자로 스크램블링할 수 없어 해당 셀 및 인접 셀에 간섭작용을 증가시키는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 바람직한 일 실시형태에서는 임의접속 과정에서, 단말이 임의접속 응답에 포함된 UL 승인을 이용하여 데이터를 전송하는 경우, 상기 데이터 스크램블링을 위해 사용하는 식별자를 해당 시점에서 단말과 기지국 사이에 공유된 식별 정보를 이용하도록 설정하는 것을 제안한다. 바람직하게 제 2 메시지에서 수신한 임시 C-RNTI를 이용하여 스크램블링 시퀀스를 생성하고, 이를 이용하여 제 3 메시지를 전송함으로써 상술한 바와 같은 문제를 해결하는 것을 제안한다. 이러한 방식은 비 경쟁 기반 임의접속 과정에서 제 2 메시지 수신 후 후속하는 상향링크 전송 신호를 전송함에 있어 스크램블링을 수행하기 위해 적용하는 것이 가능하다. 다만, 이하에서는 제 2 메시지에서 수신한 UL 승인에 대응하여 제 3 메시지를 전송하는 경쟁 기반 임의접속 과정을 중심으로 예를 들어 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따라 단말과 기지국 사이에 경쟁 기반 임의접속을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
(1) 제 1 메시지 전송
단말은 경쟁기반 임의접속 과정이 요구됨에 따라, 임의접속 프리앰블을 단말의 MAC 계층에서 임의적으로 선택하여 기지국으로 전송할 수 있다(S601).
(2) 제 2 메시지 수신
단말은 기지국으로부터 자신이 전송한 임의접속 프리앰블에 대응되는 임의접속 프리앰블 식별자가 포함된 임의접속 응답을 수신한다(S602). 상기 임의접속 응답에는 임의접속 프리앰블 식별자(RA-RNTI) 이외에 UL 승인, 임시 C-RNTI 그리고 TAC가 포함될 수 있으며, 구체적인 구조에 대해서는 도 7에 도시되어 있다.
도 7은 제 2 메시지를 통해 수신된 임의접속 응답 메시지 포맷을 도시한 도면이다.
도 7에 있어서 "R"은 유보 비트(Reserved Bit)을 나타내며, 0으로 설정되는 것을 가정한다. 상향링크 승인은 이후 상향링크 전송에 있어서 이용될 상향링크 자원을 나타낸다. TAC 필드는 단말이 적용해야할 타이밍 적응의 양을 제어하기 위해 이용된다. 또한, 임시 C-RNTI는 단말이 임의접속 과정에서 이용하는 임시 식별자를 나타낸다. 이 임시 C-RNTI는 16 비트 길이를 가진다.
한편, 단말의 MAC 계층은 상술한 바와 같이 임의접속 응답을 통해 수신된 임시 C-RNTI를 저장하고, 단말은 물리계층에 메시지 전송에 있어서 상기 임시 C-RNTI를 이용하여 의사-랜덤 시퀀스를 생성하고, 데이터를 스크램블링 할 수 있도록 설정한다.
바람직하게, 단말은 상기 도 7에 도시된 바와 같은 임의접속 응답을 수신하고, 상기 응답에 포함된 임시 C-RNTI를 적어도 제 3 메시지 전송 이전까지 설정하고 이를 바로 물리 계층으로 알려주는 것을 제안한다. 본 실시형태에서는 제 3 메시지 전송에 있어서 제 2 메시지를 통해 수신한 임시 C-RNTI를 이용하는 것을 가정하는바, MAC 계층이 임시 C-RNTI 설정하는 시점이 제 3 메시지 전송 시점보다 늦는 경우 제 3 메시지 전송시 물리 계층에서의 스크램블링이 제대로 적용될 수 없기 때문이다.
(3) 제 3 메시지 전송
상기 임의접속 응답에 포함된 UL 승인을 이용하여, 단말은 제 3 메시지를 기지국으로 전송한다(S603). 제 3 메시지는 단말의 C-RNTI(또는 C-RNTI MAC Control Element) 또는 상향링크 CCCH SDU를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 3 메시지는 PUSCH를 통해 전송하는 것을 가정한다. 또한, 본 실시형태에서는 제 3 메시지 전송 시점에서 기지국과 단말 사이에 공유되는 것이 보장되는 단말 식별 정보, 바람직하게 도 7에 도시된 바와 같은 구조를 가지는 임의접속 응답을 통해 수신한 임시 C-RNTI를 이용하여 생성된 의사-랜덤 시퀀스를 이용하여 스크램블링을 수행하는 것을 제안한다.
제 3 메시지 전송 시점에서 기지국과 단말 사이에 공유되는 것이 보장되는 식별 정보로는 상술한 임시 C-RNTI 이외에도 RA-RNTI 또는 C-RNTI=O를 이용하는 것을 고려할 수 있다. 다만, RA-RNTI의 경우 단말이 전송하는 임의접속 프리엠블이 어느 시간-주파수 자원을 통해 전송하는 것인지를 구분하기 위해 할당된 식별자로서 임시 C-RNTI에 비해 이용 가능한 식별자의 개수가 작아 충분할 수의 단말을 구분하기 어렵다. 또한, C-RNTI=0를 이용하여 스크램블링을 수행하는 것은 스크램블링을 적용하지 않는 것과 동일한 의미를 가지며, 스크램블링을 통한 랜덤화 이득을 획득할 수 없는 문제가 있다. 이와 같이 본 실시형태에서는 제 2 메시지를 통해 수신한 임시 C-RNTI를 이용하여 스크램블링을 수행하며, 구체적인 과정은 다음과 같다.
먼저 단말의 물리계층에서는 MAC 계층에 의해 설정된 임시 C-RNTI를 초기값으로 하여 의사-랜덤 시퀀스를 스크램블링 시퀀스로서 생성한다. LTE 시스템의 경우 의사-랜덤 시퀀스로서 다음과 같이 길이가 31인 골드 시퀀스(Gold Sequence)를 이용하여 정의된다.
Figure 112009012315432-pat00001
여기서 출력되는 의사-랜덤 시퀀스 c(n)은 제 1 m-시퀀스 (x1(n)) 및 제 2 m-시퀀스 (x2(n))을 통해 규정되며(n = 0, 1, 2, ..., MPN-1), Nc=1600 그리고 MPN는 시퀀스 길이를 나타낸다. 제 1 m-시퀀스는 x1(0) =1, x1(n)=0, n = 1, 2, ..., 30으로 초기화되며, 제 2 m-시퀀스는
Figure 112009012315432-pat00002
에 의해 초기화된다. 이때
Figure 112009012315432-pat00003
값은 이용할 시퀀스의 용도에 따라 결정되며, 본 실시형태에서는 제 3 메시지 전송을 PUSCH를 통해 수행하기 위해 다음과 같은 초기값을 이용하는 것을 제안한다.
Figure 112009012315432-pat00004
여기서
Figure 112009012315432-pat00005
는 무선 프레임 내 슬롯 번호를,
Figure 112009012315432-pat00006
는 물리 계층 셀 식별자를,
Figure 112009012315432-pat00007
는 해당 PUSCH 전송을 위한 RNTI값을 나타내며,
Figure 112009012315432-pat00008
는
Figure 112009012315432-pat00009
를 넘지 않는 최대 정수를 의미한다. 따라서, 본 실시형태에서를 LTE 시스템에 적용하는 경우
Figure 112009012315432-pat00010
를 임시-C-RNTI값으로 설정하여 PUSCH 전송을 위한 초기값
Figure 112009012315432-pat00011
를 생성한 후, 이를 제 2 m-시퀀스의 초기화에 이용하여 의사-랜덤 시퀀스를 생성하여, 이 시퀀스를 제 3 메시지 전송시 수행되는 스크램블링에 이용하는 것을 제안한다.
한편, 이하에서는 상술한 본 실시형태를 수행하기 위한 단말의 구조에 대해 살펴본다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 임의접속을 수행하기 위한 단말의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이 본 실시형태에 따른 단말은 물리계층 모듈(801) 및 MAC 계층 모듈(802)을 포함하며, 물리계층 모듈(801)은 전송 모듈(803), 수신 모듈(804), 스크램블링 모듈(805) 등을 포함할 수 있다.
이러한 구조를 바탕으로 본 실시형태에 따른 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 경쟁 기반 임의접속 과정의 경우 단말의 MAC 계층 모듈(802)에 의해 선택된 임의접속 프리엠블이 전송모듈(803)에 전달되며, 전송 모듈(803)은 이를 제 1 메시지로서 기지국에 전송할 수 있다.
이후 단말은 소정 크기의 윈도우 내에서 PDCCH에 기 전송한 임의접속 프리엠 블에 대응하는 RA-RNTI를 나타내는 신호가 전송되는지 여부를 모니터링한다. 만일, 해당 윈도우 내에서 기 전송한 임의접속 프리엠블에 대응하는 RA-RNTI를 나타내는 신호가 전송된 경우 단말의 물리계층, 구체적으로 수신 모듈(804)은 이에 대응하는 PDSCH내 대응 임의접속응답(RAR: Random Access Response)을 포함하는 전송 블록을 MAC 계층에 전달할 수 있다. 이와 같이 전달되는 MAC 임의접속응답 메시지(MAC RAR)에는 도 7에 도시된 바와 같이 TAC 정보, UL 승인 정보, 임시 C-RNTI 정보가 포함되게 된다.
이와 같은 정보를 획득한 단말의 MAC 계층(802)은 수신된 RAR 메시지 중 UL-승인 정보를 물리 계층(801)에 전달한다. 또한, 본 실시형태에 따른 MAC 계층(802)은 물리 계층(801)의 전송 모듈(803)을 통해 제 3 메시지가 전송되기 이전에 수신된 RAR을 통해 획득된 임시 C-RNTI 값을 설정하며, 이 설정값을 물리 계층(801)의 스크램블링 모듈(805)에 전달한다. MAC 계층(802)으로부터 임시 C-RNTI 값을 전달받은 스크램블링 모듈(805)은 임시 C-RNTI값을 초기값으로 이용하여 스크램블링 시퀀스를 생성한 후, 이를 이용하여 UL 승인에 대응하는 상향링크 전송 신호를 스크램블링한다. LTE 시스템의 경우 스크램블링 모듈(805)은 모듈로 2 합산기(미도시)를 이용하여 UL 승인에 대응하는 상향링크 전송 신호와 생성된 스크램블링 시퀀스를 합산하는 과정을 수행한다.
이와 같이 스크램블링 모듈(805)에 의해 스크램블링된 전송 신호는 전송 모듈(803)에 전달되며, 전송 모듈(803)은 UL 승인에 대응하는 시간-주파수 자원 영역을 통해 스크램블링된 상향링크 전송 신호를 전송할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 제 2 메시지를 통해 수신된 식별 정보를 이용하여 스크램블링을 수행하는 것은 제 3 메시지의 초기 전송뿐만 아니라 제 3 메시지의 재전송에도 적용될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따라 단말이 특정 기지국과 임의접속을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9에 있어서 제 1 메시지 전송(S901), 제 2 메시지 수신(S902) 및 제 3 메시지 전송(S903)은 도 6의 제 1 메시지 전송(S601), 제 2 메시지 수신(S602) 및 제 3 메시지 전송(S603)과 동일하다.
한편 상술한 바와 같이 제 2 메시지를 통해 수신된 임시 C-RNTI를 이용하여 스크램블링한 제 3 메시지를 전송한 후 단말은 기지국으로부터 제 3 메시지 수신이 성공하였다는 피드백 정보를 수신하지 못할 수 있다. 즉 기지국으로부터 HARQ NACK을 수신할 수 있다(S904). 이에 따라 단말은 상기 제 3 메시지의 재전송을 수행할 수 있다. 본 실시형태에서는 제 3 메시지의 재전송에 있어서도 스크램블링은 상기 단말이 임의접속 응답정보에 포함된 임시 C-RNTI를 이용하여 생성된 의사-랜덤 시퀀스를 이용하여 수행하는 것을 제안한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 실시형태들에서는 임의접속 과정에서 제 3 메시지의 스크램블링을 임의접속 응답 메시지에 포함된 식별자, 예를 들어 임시 C-RNT로 생성된 의사-랜덤 시퀀스를 이용하여 수행하는 방법을 제안하였다. 이에 따라, 단말의 식별자로 스크램블링한 제 3 메시지를 기지국에서 정상적으로 디스크램블링 동작을 수행 할 수 있다. 즉, 기지국은 제 2 메시지 전송시 전송한 임시 C- RNTI를 이용하여 제 3 메시지의 디스크램블링을 수행할 수 있다.
한편, 본 실시형태에 따를 경우 셀 식별자를 할당 받지 못한 단말 또한 단말의 식별자로 스크램블링할 수 있어, 랜덤화 성능을 증가하고, 간섭작용이 최소화 되는 장점이 있다.
또한, 임시 C-RNTI를 사용하는 경우 제 3 메시지 전송 시점에서 단말이 생성할 수 있는 의사-랜덤 시퀀스의 범위가 크게 확대되기 때문에, 랜덤화 성능을 향상시킬 수 있으며, 자신의 셀 내 뿐만 아니라 인접 셀의 간섭작용을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
상술한 바와 같은 임의접속 기술 및 이를 위한 단말 구조는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 유사한 임의접속 과정을 가지는 다른 다양한 이동통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.
도 1은 이동통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한 단말과 UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸다.
도 4는 비 경쟁 기반 임의접속 과정에서의 단말과 기지국의 동작 과정을 나타낸다.
도 5는 경쟁 기반 임의접속 과정에서 단말과 기지국의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따라 단말과 기지국 사이에 경쟁 기반 임의접속을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 제 2 메시지를 통해 수신된 임의접속 응답 메시지 포맷을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 임의접속을 수행하기 위한 단말의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따라 단말이 특정 기지국과 임의접속을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (15)

  1. 단말이 특정 네트워크에 임의접속을 수행하는 방법에 있어서,
    소정 프리엠블을 포함하는 임의접속 프리엠블 메시지를 전송하는 단계;
    상기 임의접속 프리엠블 메시지에 대응하여, 특정 단말 식별 정보 값 및 상향링크 승인(UL Grant) 정보를 포함하는 임의접속 응답 메시지를 수신하는 단계;
    상기 임의접속 응답 메시지를 통해 수신한 상기 특정 단말 식별 정보 값을 이용하여 상향링크 전송 신호를 스크램블링하는 단계; 및
    상기 상향링크 승인 정보에 대응하는 자원 영역을 통해 상기 스크램블링된 상향링크 전송 신호를 전송하는 단계를 포함하는, 임의접속 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 임의접속은 경쟁 기반 임의접속이며,
    상기 스크램블링된 상향링크 전송 신호를 전송하기 전에, 상기 단말의 MAC (Medium Access Control) 계층이 상기 단말의 단말 식별 정보를 상기 임의접속 응답 메시지를 통해 수신된 상기 특정 단말 식별 정보 값으로 설정하는 단계를 더 포함하는, 임의접속 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스크램블링 단계는,
    상기 단말의 MAC (Medium Access Control) 계층이 수신된 상기 상향링크 승인 정보를 상기 단말의 물리 계층에 전달하는 단계;
    상기 단말의 물리 계층이 상기 특정 단말 식별 정보 값으로 설정된 단말 식별 정보를 이용하여 스크램블링 시퀀스를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 스크램블링 시퀀스를 이용하여 상기 상향링크 전송 신호를 스크램블링하는 단계를 포함하는, 임의접속 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스크램블링된 상향링크 전송 신호가 수신측에 성공적으로 전송되지 않은 경우, 상기 상향링크 전송 신호를 상기 임의접속 응답 메시지를 통해 수신한 상기 특정 단말 식별 정보 값을 이용하여 재스크램블링한 후 재전송하는 단계를 더 포함하는, 임의접속 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 스크램블링된 상향링크 전송 신호의 전송은 물리 상향링크 공유 채널(PUSCH)을 통해 수행되는, 임의접속 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 임의접속 응답 메시지를 통해 수신된 상기 단말 식별 정보 값은 임시 셀 RNTI(Temporary Cell Radio Network Temporary Identifier) 값인, 임의접속 방법.
  7. 특정 네트워크에 임의접속을 수행하는 단말에 있어서,
    임의접속 프리엠블 메시지를 전송하고, 상향링크 승인(UL Grant) 정보에 대응하는 자원 영역을 통해 상향링크 전송 신호를 전송하는 전송 모듈;
    상기 임의접속 프리엠블 메시지에 대응하여 특정 단말 식별 정보 값을 포함하는 임의접속 응답 메시지를 수신하는 수신 모듈; 및
    소정 값으로 설정된 단말 식별 정보를 이용하여 상기 상향링크 전송 신호를 스크램블링하는 스크램블링 모듈을 물리계층 모듈로서 포함하며,
    상기 스크램블링 모듈은 상기 수신 모듈이 수신한 상기 임의접속 응답 메시지에 포함된 상기 특정 단말 식별 정보 값을 이용하여 상기 상향링크 전송 신호를 스크램블링하는 것을 특징으로 하는, 단말.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 수신 모듈은 특정 상향링크 승인 정보를 추가적으로 포함하는 임의접속 응답 메시지를 수신하며,
    상기 전송 모듈은 상기 스크램블링 모듈이 스크램블링한 상기 상향링크 전송 신호를 상기 특정 상향링크 승인 정보에 대응하는 자원 영역을 통해 전송하는, 단말.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 단말은 MAC (Medium Access Control) 계층 모듈을 더 포함하며,
    상기 수신 모듈은 상기 수신한 임의접속 응답메시지를 상기 MAC 계층 모듈에 전달하는, 단말.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 MAC 계층 모듈은, 상기 전송 모듈이 상기 특정 상향링크 승인 정보에 대응하는 자원 영역을 통해 상기 상향링크 전송 신호를 전송하기 전에, 상기 단말 식별 정보를 상기 수신 모듈이 수신한 상기 임의접속 응답 메시지에 포함된 상기 특정 단말 식별 정보 값으로 설정하는, 단말.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 MAC 계층 모듈은 상기 임의접속 응답 메시지 중 상기 특정 상향링크 승인 정보를 상기 전송 모듈에 전달하며,
    상기 스크램블링 모듈은 상기 MAC 계층 모듈에 의해 상기 특정 단말 식별 정보 값으로 설정된 상기 단말 식별 정보를 이용하여 스크램블링 시퀀스를 생성하고, 상기 생성된 스크램블링 시퀀스를 이용하여 상기 상향링크 전송 신호를 스크램블링하는, 단말.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 전송 모듈은 상기 상향링크 승인 정보에 대응하는 자원 영역을 통해 상기 상향링크 전송 신호를 물리 상향링크 공유 채널(PUSCH)을 통해 전송하는, 단말.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 수신 모듈이 수신하는 상기 임의접속 응답 메시지에 포함된 상기 특정 단말 식별 정보 값은 임시 셀 RNTI(Temporary Cell Radio Network Temporary Identifier) 값인, 단말.
  14. 네트워크가 단말의 임의접속을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 단말로부터 임의접속 프리엠블 메시지를 수신하는 단계;
    상기 임의접속 프리엠블 메시지에 대응하여, 특정 단말 식별 정보 값 및 상향링크 승인(UL Grant) 정보를 포함하는 임의접속 응답 메시지를 전송하는 단계;
    상기 상향링크 승인 정보에 대응하는 자원 영역을 통해 상기 단말로부터 상향링크 전송 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 상향링크 전송 메시지를 상기 임의접속 응답 메시지에 포함하여 전송한 상기 특정 단말 식별 정보 값을 이용하여 디스크램블링하는 단계를 포함하는, 임의접속 제어 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 임의접속 응답 메시지에 포함하여 전송한 상기 특정 단말 식별 정보 값은 임시 셀 RNTI(Temporary Cell Radio Network Temporary Identifier) 값인, 임의접속 제어 방법.
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