KR100992780B1 - 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 RACH 또는 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법을 제공한다. 상기 랜덤 액세스 절차 수행 방법은 MAC(Medium Access Control) 계층에 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 단계와; 상기 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 응답하여, 랜덤 액세스 응답을 수신하는 단계와; Uplink Grant를 이용하여 상향 데이터의 전송을 수행하는 단계를 포함하고, 여기서, 상기 상향 데이터는 단말의 식별자를 포함한다. 여기서 상기 Uplink Grant는 HARQ 정보에 관련되어 있고, 상기 상향 데이터의 전송은 HARQ의 최대 전송 횟수 파라미터를 이용하여 수행될 수 있다. 상기 HARQ의 최대 전송 횟수는 SIB(System Information Block) 내에 포함될 수 있다.

Description

랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법{METHOD FOR PERFORMING RANDOM ACCESS PROCEDURES}

본 발명은 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법에 관한 것이다.

2세대 이동 통신이라 함은 음성을 디지털로 송수신하는 것을 일컫는 것으로서, CDMA, GSM 등이 있다. 상기 GSM에서 나아가 GPRS가 제안되었는데, 상기 GPRS는 상기 GSM 시스템을 기반으로, 패킷 교환 데이터 서비스(packet switched data service)를 제공하기 위한 기술이다.

3세대 이동 통신은 음성뿐 만이 아니라, 영상과 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 것을 일컫는 것으로서, 3GPP(Third Generation Partnership Project)는 이동통신 시스템(IMT-2000) 기술을 개발하였고, 무선 접속 기술(Radio Access Technology: RAT라함)로서 WCDMA를 채택하였다. 이와 같이 IMT-2000 기술과 무선 접속 기술(RAT) 예컨대 WCDMA를 모두 합쳐서, 유럽에서는 UMTS (Universal Mobile Telecommunication System)라 부른다. 그리고, UTRAN이라 함은 UMTS Terrestrial Radio Access Network의 약자이다.

한편, 상기 3세대 이동 통신은 향후 데이터 트래픽이 급속히 증가할 것으로 예측되어, 더 높은 대역폭을 갖는 진화된 망(Long-Term Evolution Network: LTE)을 만들기 위한 표준화 작업이 진행되고 있다.

상기 LTE에서는 E-UMTS(Evolved-UMTS)와 E-UTRAN(Evolved-UTRAN)이라는 용어가 사용되며, 상기 E-UTRAN에서는 무선 접속 기술(RAT)로서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 사용한다.

도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템인 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System)의 망구조를 나타낸 예시도이다.

도 1을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, E-UMTS시스템은 기존 UMTS시스템에서 진화한 시스템으로 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. E-UMTS 시스템은 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다.

E-UMTS망은 크게 E-UTRAN과 CN(Core Network)으로 구분 할 수 있다. E-UTRAN은 단말(User Equipment; 이하 UE로 약칭)(10)과 기지국(이하 eNode B로 약칭)(21, 22, 23: 이하 ‘20’이라 함), 망의 종단에 위치하여 외부망과 연결되는 서빙 게이트웨이(Serving Gateway; 이하 S-GW로 약칭)(31) 그리고 상기 단말의 이동성을 관장하는 이동관리개체(Mobility Management Entity; 이하 MME로 약칭)(32)를 포함한다. 하나의 eNode B(20)에는 하나 이상의 셀(Cell)이 존재할 수 있다.

도 2는 단말과 기지국 사이의 제어 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 예시도이고, 도 3는 단말과 기지국 사이에 사용자 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 다른 예시도이다.

상기 무선인터페이스 프로토콜은 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한다. 상기 무선 인터페이스 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.

상기 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.

이하에서, 상기 도 2에 도시된 제어 평면의 무선프로토콜과 도 3에 도시된 사용자 평면에서의 무선 프로토콜의 각 계층을 설명한다.

제1 계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 상기 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송 채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 상기 전송 채널을 통해 매체접속제어계층과 물리계층 사이의 데이터가 전달된다. 그리고, 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 전달된다.

상기 송신측과 수신측의 물리계층에 존재하는 상기 물리 채널들에는 SCH(Synchronization Channel), PCCPCH(Primary Common Control Physical Channel), SCCPCH(Secondary Common Control Physical Channel), DPCH(Dedicated Physical Channel), PICH(Paging Indicator Channel), PRACH(Physical Random Access Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel)와 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel) 등이 있다.

제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; 이하 MAC로 약칭)는 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control)계층에게 서비스를 제공한다. 상기 논리 채널은 크게 전송되는 정보의 종류에 따라 제어 평면(Control Plane)의 정보를 전송하는 제어채널(Control Channel)과 사용자평면(User Plane)의 정보를 전송하는 트래픽 채널(Traffic Channel)로 나뉜다.

제2 계층의 무선링크제어(Radio Link Control; 이하 RLC로 약칭) 계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원하며, 각 무선 베어러 (Radio Bearer; RB)의 QoS(Quality of Service)에 대한 보장과 이에 따른 데이터의 전송을 담당한다. 상기 RLC는 RB 고유의 QoS를 보장하기 위해, RB 마다 한 개 또는 두 개의 독립된 RLC 개체(Entity)를 두고 있으며, 다양한 QoS를 지원하기 위해 TM (Transparent Mode, 투명모드), UM (Unacknowledged Mode, 무응답모드) 및 AM (Acknowledged Mode, 응답모드)의 세가지 RLC 모드를 제공하고 있다.

제2 계층의 PDCP 계층은 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. 또한 상기 PDCP 계층은, 제어 평면(C-plane)의 데이터, 예를 들어 RRC 메시지의 암호화를 수행하기 위해서 사용된다. 상기 PDCP 계층은 U-plane의 데이터의 암호화도 수행한다.

제3 계층의 가장 상부에 위치한 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함) 계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선 운반자(Radio Bearer; RB라 약칭함)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다.

이때, RB는 단말과 E-UTRAN간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다.

상기 전송 채널에는 RACH(Random Access Channel)이 있다. 상기 RACH 채널은 상향으로 짧은 길이의 데이터를 전송하기 위해 사용되며, 특히 전용 무선 자원을 할당 받지 못한 단말이 상향으로 전송하여야 하는 시그널링 메시지 혹은 사용자 데이터가 있을 때 사용된다. 혹은, 기지국이 단말에게 랜덤 접속 과정(Random Access Procedure)을 수행할 것을 지시하는 경우 사용되기도 한다.

이하, LTE 시스템에서 제공하는 랜덤 접속 과정(Random Access Procedure)에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다.

상기 랜덤 접속 과정은 아래와 같은 경우에 단말이 수행한다.

- 단말이 기지국과의 연결 (RRC Connection)이 없어, 초기 접속 (initial access)을 하는 경우

- 단말이 핸드오버과정에서, target 셀로 처음 접속하는 경우

- 기지국의 명령에 의해 요청되는 경우

- 상향링크의 시간 동기가 맞지 않거나, 무선자원을 요청하기 위해 사용되는 지정된 무선자원이 할당되지 않은 상황에서, 상향링크로의 데이터가 발생하는 경우

- 무선 연결 실패 (radio link failure) 또는 핸드오버 실패 (handover failure)시 복구 과정의 경우

이와 같은 랜덤 액세스 과정은 상기 LTE 시스템에서는 경쟁 기반 랜덤 접속 과정(Contention based random access procedure)과 비경쟁 기반 랜덤 접속 과정 (Non-contention based random access procedure)으로 구분되어 있다.

상기 경쟁기반 랜덤 접속 과정과 비경쟁기반 랜덤 접속 과정의 구분은, 랜덤 접속 과정에서 사용되는 랜덤 접속 프리앰블 (Random access preamble)을 단말이 직접 선택했는지 혹은 기지국이 선택했는지의 여부에 따라 정해진다.

상기 비경쟁 기반 랜덤 접속 과정에서는, 단말은 기지국이 자신에게 직접적으로 할당한 랜덤 접속 프리앰블을 사용한다. 따라서, 상기 기지국이 상기 특정 랜덤 접속 프리앰블을 상기 단말에게만 할당하였을 경우, 상기 랜덤 접속 프리앰블은 상기 단말만이 사용하게 되고, 다른 단말들은 상기 랜덤 접속 프리앰블을 사용하지 않는다. 따라서, 상기 랜덤 접속 프리앰블과 상기 랜덤 접속 프리앰블을 사용한 단말간에 1:1의 관계가 성립하므로, 충돌이 없다고 할 수 있다. 이 경우, 기지국은 상기 랜덤 접속 프리앰블을 수신하자 마자, 상기 랜덤 접속 프리앰블을 전송한 단말을 알 수 있으므로, 효율적이라 할 수 있다.

이와 반대로, 상기 경쟁 기반 랜덤 접속 과정에서는, 단말이 사용할 수 있는 랜덤 접속 프리앰블 중에서, 임의로 선택하여 전송하므로, 항상 복수개의 단말들이 동일한 랜덤 접속 프리앰블을 사용할 가능성이 존재한다. 따라서, 기지국이 어떤 특정 랜덤 접속 프리앰블을 수신한다고 하더라도, 상기 랜점 접속 프리앰블을 어떤 단말이 전송하였는지 알 수가 없다.

이하, 도 4를 참조하여 경쟁 기반 랜덤 접속 과정을 설명하기로 한다.

도 4는 단말과 기지국 간에 경쟁 기반 랜덤 접속 과정을 나타낸 흐름도이다.

1) 먼저, 경쟁 기반 랜덤 접속 과정에서는 단말은 시스템 정보 또는 핸드오버 명령 (Handover Command)을 통해 지시된 랜덤 액세스 프리앰블(preamble)의 집합에서 임의로(randomly) 하나의 랜덤 액세스 프리앰블을 선택하고, 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수 있는 PRACH 자원을 선택하여, 전송한다.

이때 프리앰블을 RACH MSG 1이라고 부른다. 여기서, 단말이 직접 무작위로(ramdon) 프리앰블을 선택하는 것을 경쟁 기반 RACH 절차(contention based RACH procedure)라 부르고, 이와 같이 선택된 프리앰블을 경쟁 기반 프리앰블(contention based preamble)이라 부른다. 한편, 상기 단말이 RRC 또는 PDCCH를 통해서 네트워크로부터 상기 프리앰블(preamble)을 할당 받은 경우, 이를 비경쟁 기반 RACH 절차라 부르고, 이때의 프리앰블을 전용 프리앰블(Dedicated Preamble)이라 부른다.

2) 단말은 상기와 같이 랜덤 액세스 프리앰블을 전송 후에, 기지국이 시스템 정보 또는 핸드오버 명령을 통해 지시된 랜덤 액세스 응답 수신 윈도우 내에서 자신의 랜덤 액세스 응답의 수신을 시도한다.

좀더 자세하게, 랜덤 액세스 응답 정보(또는 RACH MSG 2라 불린다)는 MAC PDU(Protocol Data Unit)의 형식으로 전송되며, 상기 MAC PDU는 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)로 전달된다. 또한, 상기 PDSCH로 전달되는 정보를 상기 단말이 적절하게 수신할 수 있도록, 상기 단말로 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)을 통해 제어 정보가 함께 전달된다. 즉, 상기 PDCCH의 정보는 상기 PDSCH를 수신해야 하는 단말의 정보와, 상기 PDSCH의 무선자원의 주파수 그리고 시간 정보, 그리고 상기 PDSCH의 전송 형식 등이 포함되어 있다.

상기 단말은 상기 PDCCH의 수신에 성공하면, 상기 PDCCH의 정보들에 따라 PDSCH로 전송되는 랜덤 액세스 응답을 적절히 수신한다. 여기서, 상기 랜덤 액세스 응답에는 랜덤 액세스 프리앰블 구별자(ID), UL Grant (상향링크 무선자원), 임시 C-RNTI(Temporary C-RNTI(Radio Network Temporary Identifier) 그리고 Time Alignment Command(시간 동기 보정 값)들이 포함된다. 이때, 상기 랜덤 액세스 프리앰블 구분자가 필요한 이유는, 하나의 랜덤 액세스 응답에는 하나 이상의 단말들을 위한 랜덤 액세스 응답 정보가 포함될 수 있기 때문에, 상기 UL Grant, Temporary C-RNTI 그리고 Time Alignment Command 정보가 어느 단말에게 유효한지를 알려주기 위한 것이다. 상기 랜덤 액세스 프리앰블 식별자는 전술한 과정에서 자신이 선택한 랜덤 액세스 프리앰블과 일치한다. 상기 전술한 1) 과정에서 전용 프리앰블이 사용된 경우, MSG 2가 이에 해당하는 응답을 포함하였더라면, 랜덤 접속 절차 과정은 종료된다.

3) 상기 단말이 자신에게 유효한 랜덤 액세스 응답을 수신한 경우에는, 상기 랜덤 액세스 응답에 포함된 정보들을 각각 처리한다.

즉, 단말은 Time Alignment Command을 적용시키고, 임시 C-RNTI(Temporary C-RNTI)를 저장한다. 또한, 상기 UL Grant를 이용하여, 단말의 버퍼에 저장된 데이 터 또는 새롭게 생성된 데이터를 기지국으로 전송한다. 이때 상기 UL Grant를 통해서 전송되는 데이터, 즉 MAC PDU를 흔히 RACH MSG 3라고 부른다.

상기 UL Grant에 포함되는 데이터(이하 메시지 3라고도 칭함) 중에, 필수적으로 단말의 식별자가 포함되어야 한다. 이는, 경쟁 기반 랜덤 액세스 과정에서는 기지국에서 어떠한 단말들이 상기 랜덤액세스 과정을 수행하는지 판단할 수 없기 때문에, 차후에 충돌해결을 하기 위해서는 단말을 식별할 수 있도록 하기 위함이다.

여기서, 상기 단말의 식별자를 포함시키는 방법으로는 두 가지 방법이 존재한다. 첫 번째 방법은 단말이 상기 랜덤 액세스 과정이전에 이미 해당 셀에서 할당 받은 유효한 셀 식별자를 가지고 있었다면, 상기 단말은 상기 UL Grant를 통해 자신의 셀 식별자 전송한다. 반면에, 만약 랜덤 액세스 과정 이전에 유효한 셀 식별자를 할당 받지 못하였다면, 상기 단말은 자신의 고유 식별자 (예를 들면, S-TMSI 또는 Random Id)를 포함하여 전송한다. 일반적으로 상기의 고유 식별자는 셀 식별자보다 길다. 상기 단말은 상기 UL Grant를 통해 데이터를 전송하였다면, 충돌 해결을 위한 타이머(Contention Resolution Timer)를 개시 한다.

4) 상기 단말이 랜덤 액세스 응답에 포함된 UL Grant를 통해 자신의 식별자를 포함한 데이터를 전송 한 이후, 충돌 해결을 위해 기지국의 지시를 기다린다. 즉, 특정 메시지를 수신하기 위해 상기 PDCCH의 수신을 시도한다.

상기 PDCCH를 수신하는 방법에 있어서도 두 가지 방법이 존재한다. 앞에서 언급한 바와 같이 첫 번째 방법, 즉 상기 UL Grant를 통해 전송된 자신의 식별자가 셀 식별자인 경우, 자신의 셀 식별자를 이용하여 PDCCH의 수신을 시도한다 그리고, 두 번째 방법, 즉 상기 식별자가 고유 식별자인 경우에는, 랜덤 액세스 응답에 포함된 임시 C-RNTI(Temporary C-RNTI)를 이용하여 PDCCH의 수신을 시도한다.

상기 첫 번째 방법의 경우, 만약 상기 충돌 해결 타이머가 만료되기 전에 자신의 셀 식별자를 통해 PDCCH(이하 메시지4로 칭함)를 수신한 경우에, 상기 단말은 정상적으로 랜덤 액세스 과정이 수행되었다고 판단하고, 랜덤 액세스 과정을 종료한다. 상기 두 번째 방법의 경우에는 상기 충돌 해결 타이머가 만료되기 전에 임시(Temporary) 셀 식별자를 통해 PDCCH를 수신하였다면, 상기 PDCCH가 지시하는 바에 따라 상기 PDSCH 내의 데이터를 확인한다. 상기 PDSCH 내의 데이터(또는 MAC PDU)를 흔히 RACH MSG 4라고도 부른다. 만약 상기 데이터의 내용에 자신의 고유 식별자가 포함되어 있다면, 단말은 정상적으로 랜덤 액세스 과정이 수행되었다고 판단하고, 랜덤 액세스 과정을 종료한다.

다음은 상기 물리 채널에서 하향 방향의 데이터, 즉 기지국에서 단말로의 데이터를 수신하는 방법을 설명한다

도 5는 기지국에서 단말로의 채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)와 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel) 간의 관계를 나타낸 예시도이다.

도 5를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 기지국에서 단말로의 하향 방향에 있어서, 물리 채널은 크게 두 가지, 즉 PDCCH와 PDSCH가 있다.

상기 PDCCH는 사용자 데이터의 전송과는 직접 관련이 없고, 물리 채널을 운 용하는데 있어서 필요한 제어정보가 전송된다. 가장 간단하게 설명하자면, 상기 PDCCH는 다른 물리채널들의 제어에 사용된다고도 할 수 있다. 특히, PDCCH는 단말이 PDSCH를 수신하는 데 있어서 필요한 정보의 전송에 이용된다. 어느 특정 시점에, 어떤 특정 주파수대역을 이용하여 전송되는 데이터가, 어떤 단말을 위한 것인지, 어떤 크기의 데이터가 전송되는지 등등의 정보가 PDCCH를 통해서 전송된다. 따라서 각 단말은 특정 TTI(Transmit Time Interval)에서 PDCCH를 수신하고, 상기 PDCCH를 통해서, 자신 수신해야 할 데이터 전송되는지의 여부를 확인하고, 만약 자신이 수신해야 하는 데이터가 전송됨을 알려올 경우, 상기 PDCCH에서 지시하는 주파수 등의 정보를 이용하여, PDSCH를 수신한다. 즉, 상기 PDSCH의 데이터가 어떠한 단말(하나 또는 복수의 단말들)에게 전송되는 것인지에 대한 정보, 상기 단말들이 어떻게 PDSCH의 데이터를 수신하고 디코딩을 해야 되는지에 대한 정보 등은 물리채널 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)에 포함되어 전송된다고 할 수 있다.

예를 들면, 특정 서브 프레임에서, A라는 무선 자원 정보(예를 들면, 주파수 위치)와 B라는 전송 형식 정보(예를 들면, 전송 블록 사이즈, 변조 방식과 코딩 정보 등)가 C라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC 마스킹(masking)되어서 PDCCH를 통해서 전송된다고 가정하자.

이때, 해당 셀에 있는 하나 또는 둘 이상의 단말들은 자신이 가지고 있는 RNTI정보를 이용하여 상기 PDCCH를 모니터링 하게 된다.

그러므로, C라는 RNTI를 가지고 단말에서는, 상기 PDCCH를 디코딩하였을 때 CRC에러가 발생하지 않게 된다. 따라서 상기 단말은, 상기 B라는 전송형식정보와 A 라는 무선자원정보를 이용하여, 상기 PDSCH를 디코딩하여 데이터를 수신하게 된다.

반면에, C라는 RNTI를 가지고 있지 않은 단말에서는, 상기 PDCCH를 디코딩 하였을 때 CRC에러가 발생하게 된다. 따라서 상기 단말은, PDSCH를 수신하지 않는다.

상기 과정에서 각 PDCCH를 통하여, 어떤 단말들에게 무선 자원이 할당되었는지를 알려주기 위해서, RNTI(Radio Network Temporary Identifier)가 전송되는데, 상기 RNTI에는 전용(Dedicated) RNTI와 공용(Common) RNTI가 있다. 전용 RNTI는 하나의 단말에게 할당되며, 상기 단말에 해당되는 데이터의 송수신에 사용된다. 상기 전용 RNTI는 기지국에 정보가 등록되어 있는 단말에게만 할당된다. 이와는 반대로 공용 RNTI는, 기지국에 정보가 등록되지 않아서 전용 RNTI를 할당 받지 못한 단말들이 기지국과 데이터를 주고 받는 경우, 혹은 시스템정보같이 복수의 단말들에게 공통적으로 적용되는 정보의 전송에 사용된다.

이상에서 설명한 바와 같이, E-UTRAN을 구성하는 두 축은 바로 기지국과 단말이다.

한 셀에서의 무선 자원은 상향 무선자원과 하향 무선자원으로 구성된다. 기지국은 셀의 상향 무선자원과 하향 무선자원의 할당 및 제어를 담당한다. 즉 기지국은 어느 순간에 어떤 단말이 어떤 무선자원을 사용하는지를 결정한다. 예를 들어 기지국은 3.2초 후에 주파수 100Mhz 부터 101Mhz를 사용자 1번에게 0.2초 동안 하향측 데이터 전송을 위해 할당한다고 결정할 수 있다. 그리고 기지국은 이런 결정을 내린 후에, 상기 해당 하는 단말에게 이 사실을 알려서 상기 단말이 하향 데이 터를 수신하도록 한다. 마찬가지로 기지국은 언제 어떤 단말이 얼만큼의 어떤 무선자원을 사용하여 상향으로 데이터를 전송하도록 할지를 결정하며, 기지국은 이 결정을 단말에게 알려서, 상기 단말이 상기 시간 동안 상기 무선 자원을 이용하여 데이터를 전송하도록 한다.

종래와 달리 이렇게 기지국이 무선 자원을 다이나믹하게 관리하는 것은 효율적인 무선 자원의 이용을 가능하게 한다. 종래의 기술은 하나의 단말이 하나의 무선 자원을 호가 연결된 동안 계속 사용하도록 하였다. 이것은 특히 최근 많은 서비스들이 IP 패킷을 기반으로 하는 것을 고려하면 비합리적이다. 왜냐하면, 대부분의 패킷 서비스들은 호의 연결 시간 동안 꾸준하게 패킷을 생성하는 것이 아니라, 호의 도중에 아무것도 전송하지 않는 구간이 많기 때문이다. 이럼에도 하나의 단말에게 계속 무선 자원을 할당하는 것은 비효율적이다. 이를 해결하기 위해서, E-UTRAN시스템은 단말이 필요한 경우에만, 서비스 데이터가 있는 동안에만 단말에게 상기와 같은 방식으로 무선자원을 할당하는 방식을 사용한다.

도 6는 종래 기술에서 기지국과 단말 간의 HARQ의 동작을 나타낸 예시도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 종래 기술에서는 효율적인 데이터 전송을 위해 MAC 계층에서 HARQ 동작을 수행하도록 하고 있으며, 그 자세한 HARQ 동작 과정은 다음과 같다.

1) 먼저, 기지국은 HARQ 방식으로 데이터를 단말에게 전송하기 위해서 PDCCH (Physical Downlink Control Cjannel) 제어채널을 통해서 스케줄링 정보 (Scheduling Information; 이하 스케줄링 정보)을 전송한다.

상기 스케줄링 정보에는 단말 식별자 또는 단말 그룹의 식별자(UE Id 또는 Group Id), 할당된 무선자원의 위치 (Resource assignment), 할당된 무선자원의 구간(Duration of assignment), 전송 파라미터(Transmission parameter)(예를 들면 변조(Modulation) 방식, 페이로드 (Payload)의 크기, MIMO 관련 정보), HARQ 프로세스 정보, 리던던시 버전(Redundancy Version), 그리고 새로운 데이터 지시자(New Data Indicator)등이 포함된다.

상기 스케줄링 정보는 재전송에 대해서도 PDCCH 제어채널을 통해서 전달되며, 해당 정보는 채널 상황에 따라 변경될 수 있다. 예를 들면, 채널 상황이 초기 전송 때보다 좋은 상황이라면, 상기 변조 방식 혹은 페이로드 크기를 변경하여, 높은 비트 레이트(Bit Rate)로 전송할 수 있고, 반대로 채널 상황이 좋지 않은 경우에는 초기 전송 때보다 낮은 비트 레이트로 전송할 수 있다.

2) 상기 단말은 매 TTI 마다, 상기 제어 채널, 즉 PDCCH을 모니터링(Monitoring) 해서, 자신에게 오는 스케줄링 정보를 확인한다. 상기 스케줄링 정보의 확인에 따라 자신에 대한 정보가 있는 것으로 확인되면, PDCCH와 연관된 시점에서 공용 채널(PSCH: Physical Shared Channel)을 통해 기지국으로부터 데이터를 수신한다.

3) 상기 단말은 데이터를 수신하면 이를 소프트 버퍼(soft buffer)에 저장한 후, 상기 데이터의 복호화를 시도한다. 상기 단말은 상기 복호화 결과에 따라 HARQ 피드백을 기지국으로 전송한다. 즉, 단말은 복호화에 성공하면 ACK 신호를, 실패하 면 NACK 신호를 기지국에 전송한다.

4) 상기 기지국은 ACK 신호를 수신하면 상기 단말로의 데이터 전송이 성공했음을 감지하고 다음 데이터를 전송한다. 그러나, 상기 기지국이 NACK 신호를 수신하면 상기 단말로의 데이터 전송이 실패했음을 감지하고 적절한 시점에 동일 데이터를 동일한 형식 또는 새로운 형식으로 재전송한다.

5) 상기 NACK 신호를 전송한 단말은 재전송되는 데이터의 수신을 시도한다. 상기 단말이 이번에 전송되는 데이터가 초기전송(initial transmission)되는 데이터인지, 혹은 이전 데이터의 재전송(retransmission)인지는 상기 PDCCH 안에 있는 NDI(New Data Indicator) 필드를 보고 알 수 있다.

상기 NDI 필드는 1 bit 필드로서 새로운 데이터가 전송될 때마다 0 -> 1 -> 0 -> 1 -> ... 로 토글(toggle)되며, 재전송에 대해서는 초기전송과 같은 값을 갖는다. 즉, 단말은 NDI 필드가 이전에 전송된 값과 같은지를 비교하여 데이터의 재전송 여부를 알 수 있다.

6) 상기 단말은 재전송된 데이터를 수신하면, 이를 이전에 복호화에 실패한 채로 상기 소프트 버퍼(soft buffer)에 저장되어 있는 데이터와 다양한 방식으로 결합하여 다시 복호화를 시도하고, 복호화에 성공했을 경우 ACK 신호를 실패했을 경우 NACK 신호를 기지국에 전송한다. 상기 단말은 데이터의 복호화에 성공할 때까지 NACK 신호를 보내고 재전송을 받는 과정을 반복한다.

지금까지는 하향 방향, 즉 상기 기지국에서 상기 단말로의 방향에서의 HARQ를 설명하였다.

그러나, 상향 방향, 즉 상기 단말에서 상기 기지국 방향으로는 동기 HARQ(Synchronous HARQ)가 사용된다. 여기서, 동기 HARQ라 함은 각 데이터의 전송(transmission)간에 시간 간격이 동일한 경우를 의미한다. 즉, 상기 단말이 어떤 전송을 수행한 후, 상기 전송에 대해서 재전송을 수행해야 하는 경우, 상기 재전송은 이전 전송의 일정 시간 후 발생하게 된다. 이는, 재전송 시점에 매번 PDCCH를 이용하여 스케쥴링 정보를 전송해야 함으로서 발생하는 무선 자원의 낭비를 줄이고, 또한 단말이 PDCCH를 제대로 수신하지 못하여, 적절한 재전송을 수행하지 않는 위험성을 줄여주는 효과가 있다.

이와 같은 동기 HARQ 방식에서는 최대전송횟수(Maximum number of transmission), 또는 최대재전송횟수(Maximum number of retransmission)라는 값이 이용된다.

상기 최대재전송횟수는 최대전송횟수에 1이 더해진 값이므로, 두 개의 값은 동일한 목적을 가진다. 이값들은, HARQ를 통해서 전송되는 어떤 데이터 블록이 최대 몇 번의 재전송을 거칠 수 있는지를 알려준다. 이렇게 최대 재전송 횟수를 제한 하는 이유는, 재전송이 무한정 이루어짐으로써 발생할 수 있는 데이터의 전달 지연 혹은 정체 현상을 막고, 또한 여러 사용자와 무선 자원을 나누어 사용해야 하는 이동통신 환경을 고려하기 위함이다.

상기 단말은 기지국으로부터 계속적으로 자신이 수행한 전송에 대해서 NACK를 받을 경우, 상기 최대 재전송 휫수 만큼만 재전송을 수행하고, 상기 최대 재전송회수에 도달할 경우, 상기 전송중인 데이터의 전송은 더 이상 수행하지 않고, 상 기 데이터를 버퍼에서 삭제한다.

전술한 종래 기술에서, 기지국과 접속이 설정된 단말은, 접속 설정 과정에서 기지국으로부터 최대 전송 횟수의 설정값을 전달받는다. 접속이 설정된 시간 내내 단말은 상기 값을 이용하여, HARQ를 수행한다.

그런데, 단말이 기지국으로부터 무선 자원을 할당받는 방법은 전술한 바와 같이 다음의 두 가지가 있다.

첫 번째로, 단말에게 할당된 전용 식별자, 즉 C-RNTI를 이용하여 PDCCH를 통해서 무선 자원의 할당을 받는 방법이 있다. 두번째로, 상기 단말이 RACH과정을 통해서, 무선자원을 할당 받는 경우. 즉 RACH MSG 3의 전송을 위한 무선 자원을 RACH MSG 2를 통해서 무선 자원의 할당을 받는 방법이 있다.

그러나, 첫 번째 방법의 경우, 상기 기지국은 자신이 어떤 단말에게 무선 자원을 할당하였는지 알 수 있다. 따라서, 상기 기지국은 상기 단말에게 설정된 최대전송횟수를 고려한 시간만큼, 무선 자원을 할당할 수 있다.

그러나, 두 번째 방법의 경우, 상기 기지국은 자신이 어떤 단말에게 무선 자원을 할당 하였는지 알 수가 없다. 따라서, 기지국은 어떤 단말이 상기 무선 자원을 사용하는지 알 수가 없고, 상기 무선 자원을 사용할 단말에게 설정된 최대전송횟수를 알 수 없으므로, 얼마만큼의 시간만큼, 무선 자원을 할당해야 할지 알 수가 없는 문제점이 발생한다.

예를 들어, 실제 무선 자원을 사용하는 단말에게 설정된 최대전송횟수가 기 지국이 예상한 최대전송횟수보다 클 경우, 단말이 임의로 무선 자원을 더 사용하게 됨으로써, 무선자원의 충돌이 발생한다. 반대로, 예를 들어, 실제 무선 자원을 사용하는 단말에게 설정된 최대전송횟수가 기지국이 예상한 최대전송횟수보다 작을 경우, 단말이 기지국이 할당한 무선 자원의 모두를 사용하지 않음으로써, 무선자원의 낭비가 발생한다

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하는 데에 있다. 다시 말해서, 본 발명의 목적은 단말이 효과적으로 무선 자원을 사용하여 재전송을 수행할 수 있도록 하는 데에 있다. 또한, 본 발명의 목적은 상기 무선 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 하여, 셀 내에서의 무선 자원의 충돌을 방지하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 기지국은 한 셀에 있어서, 모든 단말이 공통적으로 사용하는 제1 최대 전송 횟수 값, 즉 공용 최대 전송 횟수 값을 설정하고, 이를 시스템 정보를 내에 포함시켜 단말에게 전송한다. 또한, 상기 기지국은 각 단말에게 제2 최대 전송 횟수 값, 즉 전용 최대 횟수 값을 설정하고, 이를 전용 메시지 내에 포함시켜 각 단말에게 전송한다.

상기 단말은 기지국으로부터 무선 자원을 특정한 방법을 이용하여 할당 받았을 경우, 상기 무선 자원을 통해서 상향 방향으로 데이터의 전송을 수행하기 위해서 HARQ를 사용함에 있어서, 공용 최대 전송 횟수 값을 적용한다. 그러나, 상기 특정한 방법 이외의 방법으로 할당 받았을 경우, 상기 무선 자원을 통해서 상향 방향으로 데이터의 전송을 수행하기 위해서 HARQ를 사용함에 있어서 전용 최대 전송 횟 수 값을 적용한다.

여기서 상기 특정한 방법은, 상기 단말이 상기 무선 자원을 RACH MSG 2를 이용하여 할당 받은 경우를 말한다. 또는, 상기 특정한 방법은, Idle 모드에 있는 단말이 기지국으로부터 무선 자원을 할당 받았을 경우를 의미한다. 또는, 상기 특정한 방법은, RACH 과정을 수행하는 단말에 있어서, 상기 단말이 contention-based preamble를 사용한 후, RACH MSG 2를 통해서 무선 자원을 할당 받은 경우를 의미한다.

즉, 본 발명은, 전용 최대 전송 횟수 값을 할당받은 단말이라고 할지라도, 무선 자원을 할당받은 방법에 따라서, 전용 최대 전송 횟수값을 적용하거나 혹은 공용 최대 전송 횟수 값을 사용할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 RACH 또는 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법을 제공한다. 상기 랜덤 액세스 절차 수행 방법은 MAC(Medium Access Control) 계층에 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 단계와; 상기 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 응답하여, 랜덤 액세스 응답을 수신하는 단계와; Uplink Grant를 이용하여 상향 데이터의 전송을 수행하는 단계를 포함하고, 여기서, 상기 상향 데이터는 단말의 식별자를 포함한다. 여기서 상기 Uplink Grant는 HARQ 정보에 관련되어 있고, 상기 상향 데이터의 전송은 HARQ의 최대 전송 횟수 파라미터를 이용하여 수행될 수 있다. 상기 HARQ의 최대 전송 횟수는 SIB(System Information Block) 내에 포함될 수 있다.

상기 uplink grant는 하위 계층으로부터 수신되며, 상기 HARQ 정보는 상기 하위 계층으로부터 수신될 수 있다. 상기 상향 데이터는 RACH MSG3일 수 있다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 단말을 제공한다. 상기 단말은 기지국으로부터 시스템 정보 또는 전용 메시지를 통해 2 종류의 HARQ의 최대 전송 횟수 파라미터들을 수신하는 RRC 계층과; 상기 RRC 계층으로부터 상기 2종류의 HARQ의 최대 전송 횟수 파라미터를 전달받아, MAC 계층을 포함한다. 상기 MAC 계층은 수신된 uplink grant를 이용하여 HARQ를 수행할 수 있다. 상기 제 1 종류의 HARQ의 최대 전송 횟수 파라미터는 RACH 절차를 위해서 사용되고, 제2 종류의 HARQ의 최대 전송 횟수 파라미터는 다른 종류의 전송을 위해서 사용될 수 있다.

상기 제1 종류의 HARQ의 최대 전송 횟수 파라미터는 상기 시스템 정보를 통해 수신되고, 상기 제2 종류의 HARQ의 최대 전송 횟수 파라미터는 전용 메시지를 통해서 수신될 수 있다.

상기 RACH 절차에 관련된 데이터의 전송은 메시지의 생성을 트리거링하는 RACH 액세스 응답에 수신된 uplink grant를 이용하여 이루어진다.

본 발명은 단말이 효과적으로 무선 자원을 사용하여 재전송을 수행할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명은 상기 무선 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 함으로써, 셀 내에서의 무선 자원의 충돌을 방지한다.

본 발명은 LTE 에 적용된다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명 의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 통신 시스템 및 방법에도 적용될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용 어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.

이하, 단말이라는 용어가 사용되나, 상기 단말은 UE(User Equipment), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station)로 불릴 수 있다. 또한, 상기 단말은 휴 대폰, PDA, 스마트 폰(Smart Phone), 노트북 등과 같이 통신 기능을 갖춘 휴대 가능한 기기일 수 있거나, PC, 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명은 기지국은 한 셀에 있어서, 모든 단말이 공통적으로 사용하는 HARQ의 제1 최대 전송 횟수 값, 즉 공용 최대 전송 횟수 값을 설정하고, 이를 시스템 정보(System Information)를 내에 포함시켜 단말에게 전송한다. 여기서 상기 공용 최대 전송 횟수 값은 max-HARQ-Msg3Tx 파라미터 내에 포함될 수 있다. 또한, 상기 기지국은 각 단말에게 제2 최대 전송 횟수 값, 즉 전용 최대 횟수 값을 설정하고, 이를 전용 메시지(또는 SIB(System Information Block))내에 포함시켜 각 단말에게 전송한다. 여기서, 상기 전용 최대 횟수 값은 maxHARQ-Tx 파라미터 내에 포함될 수 있다.

그러면, 상기 단말은 상기 HARQ의 전용 최대 전송 횟수 및 공용 최대 전송 횟수를 획득한다(S110). 즉, 상기 단말의 RRC 계층은 상기 기지국으로부터 상기 max-HARQ-Msg3Tx 파라미터 내에 포함된 상기 공용 최대 전송 횟수와 상기 max-HARQ-Tx 파라미터 내에 포함된 상기 전용 최대 전송 횟수를 수신하고, MAC 계층으로 전달한다.

이후, 상기 단말이 전용 무선 자원을 할당 받지 못한 상태에서, 상기 기지국으로 전송하여야 하는 시그널링 메시지 혹은 사용자 데이터가 있을 때, 상기 단말 의 MAC 계층은 RACH(Random Access Channel) 프리앰블(Preamble)을 선택하고, 상기 선택된 프리앰블(RACH MSG1)을 전송한다(S120). 여기서, 상기 전용 무선 자원을 할당받지 못하였다 함은 상기 무선 자원이 상기 단말만 이용하도록 설정되지 않았음을 의미한다. 즉, 상기 무선 자원이 복수개의 단말에 의해서 동시에 사용될 수 있는 경우를 의미한다. 또는 상기 무선 자원이 상기 단말 전용 식별자, 즉 C-RNTI로 할당되지 않은 경우를 의미한다. 또는, 상기 단말이 어떤 무선 자원을 할당 받았을 때, SPS (semi-persistent-Scheduling)을 통하여 설정된 무선자원이 아닌 경우를 의미한다.

그러면, 상기 기지국은 랜덤 액세스 응답(RACH Response), 또는 RACH MSG2을 상기 단말이 적절히 수신할 수 있도록, 상기 단말로 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)을 통해 제어 정보를 전송한다. 여기서 상기 PDCCH의 정보는 랜덤 액세스 응답(RACH Response), 또는 RACH MSG2를 포함하는 PDSCH를 수신해야 하는 단말의 정보와, 상기 PDSCH의 무선 자원의 주파수 그리고 시간 정보, 그리고 상기 PDSCH의 전송 형식 등이 포함되어 있다

상기 단말은 상기 PDCCH의 수신에 성공하면, 상기 PDCCH의 정보들에 따라 PDSCH로 전송되는 랜덤 액세스 응답 또는 RACH MSG2를 적절히 수신한다(S130).. 여기서, 상기 랜덤 액세스 응답에는 랜덤 액세스 프리앰블 구별자(ID), UL Grant (상향링크 무선자원), 임시 C-RNTI(Temporary C-RNTI(Radio Network Temporary Identifier) 그리고 Time Alignment Command(시간 동기 보정 값)들이 포함된다.

상기 단말이 랜덤 액세스 응답 또는 RACH MSG2을 수신하면, 상기 랜덤 액세 스 응답에 포함된 정보들을 각각 처리한다. 즉, 단말은 Time Alignment Command을 적용시키고, 임시 C-RNTI(Temporary C-RNTI)를 저장한다.

그리고, 상기 단말은 상기 UL Grant를 이용하여, MAC 계층 내의 상향 데이터(또는 MAC PDU)(또는 RACH MSG3)를 기지국으로 전송한다(S140).

이후, 상기 단말의 MAC 계층은 상기 기지국으로부터 부정 응답(NACK)을 수신하는지 확인한다(S150). 만약 상기 부정 응답(NACK)가 수신되면, 상기 단말의 MAC 계층은 상기 공용 최대 전송 횟수를 이용하여, 상기 상향 데이터를 재전송한다(S150).

도 8은 본 발명에 따라 단말과 기지국 간에 경쟁 기반 랜덤 접속 과정을 나타낸 흐름도이다.

도 8을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 방법은 단말(100)이 RRC Idle mode에 있을 때 상향 방향, 즉 상기 단말(100)에서 기지국(eNB)(200) 방향으로 데이터를 전송하는 경우, HARQ의 공용 최대 전송 횟수값을 이용한다. 또한, 상기 단말(100)은 경쟁 기반 RACH를 수행하는 경우, RACH MSG 3를 전송하기 위해서, HARQ의 공용 최대 전송 횟수 값을 이용한다.

구체적으로 설명하면, 다음과 같다.

1) 먼저, 단말(100)은 RRC Idle 모드에 있으며, 시스템 정보 또는 핸드오버 명령 (Handover Command)을 통해 지시된 랜덤 액세스 프리앰블(preamble)의 집합에서 임의로(randomly) 하나의 랜덤 액세스 프리앰블을 선택하고, 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수 있는 PRACH 자원을 선택하여, 전송한다. 이때 프리앰블을 RACH MSG 1이라고 부른다. 여기서, 단말이 직접 무작위로(ramdon) 프리앰블을 선택하는 것을 경쟁 기반 RACH 절차(contention based RACH procedure)라 부르고, 이와 같이 선택된 프리앰블을 경쟁 기반 프리앰블(contention based preamble)이라 부른다.

2) 상기 단말(100)은 상기와 같이 랜덤 액세스 프리앰블을 전송 후에, 상기 기지국(200)으로부터 랜덤 액세스 응답의 수신을 시도한다.

좀더 자세하게, 랜덤 액세스 응답 정보(또는 RACH MSG 2라 불린다)는 MAC PDU(Protocol Data Unit)의 형식으로 전송되며, 상기 MAC PDU는 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)로 전달된다. 또한, 상기 PDSCH로 전달되는 정보를 상기 단말(100)이 적절하게 수신할 수 있도록, 상기 기지국(200)은 상기 단말(100)로 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)을 통해 제어 정보를 함께 전달한다. 즉, 상기 PDCCH의 정보는 상기 PDSCH를 수신해야 하는 단말의 정보와, 상기 PDSCH의 무선자원의 주파수 그리고 시간 정보, 그리고 상기 PDSCH의 전송 형식 등이 포함되어 있다.

3) 상기 단말(100)은 상기 PDCCH의 수신에 성공하면, 상기 PDCCH의 정보들에 따라 PDSCH로 전송되는 랜덤 액세스 응답을 적절히 수신한다. 여기서, 상기 랜덤 액세스 응답에는 랜덤 액세스 프리앰블 구별자(ID), UL Grant (상향링크 무선자원), 임시 C-RNTI(Temporary C-RNTI(Radio Network Temporary Identifier) 그리고 Time Alignment Command(시간 동기 보정 값)들이 포함된다.

4) 상기 단말(100)이 자신에게 유효한 랜덤 액세스 응답을 수신한 경우에는, 상기 UL Grant를 이용하여, 단말의 버퍼에 저장된 데이터 또는 새롭게 생성된 데이터를 기지국으로 전송한다. 이때 상기 UL Grant를 통해서 전송되는 데이터, 즉 MAC PDU를 흔히 RACH MSG 3라고 부른다. 상기 데이터, 즉 MAC PDU 또는 RACH MSG3는 상기 단말의 식별자를 포함한다.

5) 상기 단말(100)이 랜덤 액세스 응답에 포함된 UL Grant를 통해 자신의 식별자를 포함한 데이터를 전송 한 이후, 충돌 해결을 위해 기지국(200)의 지시를 기다린다. 즉, 특정 메시지를 수신하기 위해 상기 PDCCH의 수신을 시도한다.

6) 상기 단말(100)이 상기 기지국(200)으로부터 부정 응답 예컨대 NACK을 수신하면, 상기 단말(100)은 HARQ의 공용 최대 전송 횟수를 이용하여, 상기 데이터, 즉 MAC PDU 또는 RACH MSG3를 재전송한다. 상기 재전송은 상기 공용 최대 전송 횟수에 도달할 때까지 반복된다. 상기 공용 최대 전송 횟수는 전술한 바와 같이 SIB를 통해 수신될 수 있다.

7) 이후, 상기 단말(100)이 RRC Connected mode에 진입하면, 상기 단말(100)은 상향 방향의 데이터를 HARQ의 전용 최대 전송 횟수를 이용하여 전송한다.

도 9는 본 발명에 따라 단말과 기지국 간에 경쟁 기반 랜덤 접속 과정을 나타낸 흐름도이다.

도 9를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 상기 단말(100)이 RRC Connected mode에 있을 때 에라도, 경쟁 기반 RACH 절차를 수행할 때에는 HARQ의 공용 최대 전송 횟수를 이용한다.

즉, 상기 단말(100)이 RRC Connected mode에 진입할 때, 전용 RRC 시그널링 을 통해 전용 최대 전송 횟수의 값을 수신하였더라도, 상기 단말(100)이 경쟁 기반 RACH 절차를 수행할 때에는, 상기 기지국(200)은 어느 단말이 전송을 시도하는지 알 수 없기 때문에, 상기 단말(100)은 공용 최대 전송 횟수 값을 이용한다.

반면, 상기 단말(100)이 전용 프리앰블을 기초로 비경쟁 기반 RACH 과정을 수행할 때에는 상기 기지국(200)은 어느 단말이 전송을 수도하는지 알 수 있기 때문에, 상기 단말(100)은 전용 최대 전송 횟수 값을 이용한다. 즉, 단말이 전용 프리앰블을 기지국으로 전송한 후, RACH MSG 2의 수신하게 되면, 상기 RACH MSG 2를 통하여 할당된 무선 자원을 사용하거나, 혹은 이후에 할당 받은 무선 자원을 사용하여 데이터를 전송할 때 HARQ의 전용 최대 전송 횟수 값을 이용한다.

상기 공용 최대 전송 값은 시스템 정보를 통해 상기 기지국으로부터 수신될 수 있으며, 경쟁 기반 RACH 과정의 경우, 상기 공용 최대 전송 값은 RACH MSG 3의 전송에 이용될 수 있다.

반면, 비 경쟁 기반 RACH 과정의 경우, UL-SCH 전송을 위해 HARQ의 전용 최대 전송 횟수 값은 전용 프리앰블을 위한 응답을 포함하는 RACH 응답 메시지의 수신이후에 사용될 수 있다.

지금까지 설명한 본 발명은 아래와 같이 변형될 수도 있다.

본 발명은 HARQ동작의 효율성을 높이기 위해서, RACH의 프리앰블 그룹의 특성을 고려할 수 있다. 실제 RACH의 경쟁 기반 프리앰블은 단말이 전송하는 메시지의 크기와 단말이 사용할 수 있는 전력량을 고려하여, 두 개의 RACH 프리앰블 그룹으로 나뉘어 진다. 따라서, 이를 고려하여 본 발명은, 기지국은 각각의 RACH 프리 앰블 그룹에 해당하는 최대 전송 횟수 값을 단말에게 알려주고, 상기 단말은 자신이 사용하는 RACH 프리앰블 그룹 에 해당하는 최대 전송 횟수 값을 RACH MSG3의 전송에서 이용할 수도 있다.

또한, 본 발명은 기지국이 RACH MSG2를 이용하여 무선 자원을 할당할 때, 최대 전송 횟수 값을 임의적으로 설정할 수 있다. 즉, 상기 기지국은 RACH MSG 2로 할당되는 무선 자원에 한정해서 최대 전송 횟수 값을 임의로 설정할 수 있따. 이를 위해, 상기 기지국은 상기 RACH MSG 2에 추가적으로 임시 최대 전송 횟수 값을 포함하여 상기 단말로 전달한다. 그러면, 상기 단말은 상기 수신된 RACH MSG2내에 포함된 임시 최대 전송 횟수 값을 이용하여 상향 방향으로 데이터를 전송한다.

이상에서는 최대 전송 횟수 값을 설명하였으나, 본 발명의 개념은 최대 재전송 횟수의 값에도 적용될 수 있다.

여기까지 설명된 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장 매체(예를 들어, 이동 단말기 내부 메모리, 플래쉬 메모리, 하드 디스크, 기타 등등)에 저장될 수 있고, 프로세서(예를 들어, 이동 단말기 내부 마이크로 프로세서)에 의해서 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 코드들 또는 명령어들로 구현될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니므로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.

도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템인 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System)의 망구조를 나타낸 예시도이다.

도 2는 단말과 기지국 사이의 제어 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 예시도이다.

도 3는 단말과 기지국 사이에 사용자 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 다른 예시도이다.

도 4는 단말과 기지국 간에 경쟁 기반 랜덤 접속 과정을 나타낸 흐름도이다.

도 5는 기지국에서 단말로의 채널인 PDCCH와 PDSCH 간의 관계를 나타낸 예시도이다.

도 6은 종래 기술에서 기지국과 단말 간의 HARQ의 동작을 나타낸 예시도이다.

도 7은 본 발명에 따른 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 8은 본 발명에 따라 단말과 기지국 간에 경쟁 기반 랜덤 접속 과정을 나타낸 흐름도이다.

도 9는 본 발명에 따라 단말과 기지국 간에 경쟁 기반 랜덤 접속 과정을 나타낸 흐름도이다.

Claims (15)

1. RACH(Random Access Channel)에 따른 절차 또는 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법으로서,

   2 종류의 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)의 최대 전송 횟수 파라미터들을 설정하는 단계와; 상기 2 종류 중 제 1 종류의 HARQ의 최대 전송 횟수 파라미터는 RACH(Random Access Channel) 절차에 따른 상향 데이터의 전송을 위해서 사용되고, 제2 종류의 HARQ의 최대 전송 횟수 파라미터는 MSG3를 위한 버퍼에 저장된 MAC(Medium Access Control) PDU(Protocol Data Unit) 이외의 데이터 전송을 위해서 사용되고,

   MAC(Medium Access Control) 계층에 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 단계와;

   상기 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 응답하여, 랜덤 액세스 응답을 수신하는 단계와;

   상기 랜덤 액세스 응답 내의 Uplink Grant를 이용하여 상향 데이터의 전송을 수행하는 단계를 포함하고,

   상기 상향 데이터는 단말의 식별자를 포함하고, 상기 Uplink Grant를 이용하여 전송되는 상향 데이터는 MAC PDU이고,

   상기 상향 데이터의 전송은 상기 제1 종류의 HARQ의 최대 전송 횟수 파라미터를 이용하여 수행되고,

   상기 제1 종류의 HARQ의 최대 전송 횟수는 SIB(System Information Block) 내에 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 uplink grant는 하위 계층으로부터 수신되며, 상기 제1 종류의 HARQ 최대 전송 횟수 파라미터에 대한 정보는 상기 하위 계층으로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 상향 데이터는

   RACH MSG3인 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 응답은

   상기 상향 데이터에 관련된 RACH MSG3의 생성을 트리거링하는 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 트리거링된 RACH MSG3는 MSG 3 버퍼에 임시 저장되는 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 제1 종류의 최대 전송 횟수 파라미터는

   max-HARQ-Msg3Tx 파라미터인 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법.
7. 기지국으로부터 시스템 정보 또는 전용 메시지를 통해 2 종류의 HARQ의 최대 전송 횟수 파라미터들을 수신하는 RRC(Radio Resource Control) 계층과;

   상기 RRC 계층으로부터 상기 2종류의 HARQ의 최대 전송 횟수 파라미터를 전달받는 MAC 계층을 포함하고,

   상기 MAC 계층은 수신된 uplink grant를 이용하여 HARQ를 수행하고,

   제 1 종류의 HARQ의 최대 전송 횟수 파라미터는 RACH(Random Access Channel) 절차를 위해서 사용되고, 제2 종류의 HARQ의 최대 전송 횟수 파라미터는 MSG3를 위한 버퍼에 저장된 MAC PDU(Protocol Data Unit) 이외의 데이터 전송을 위해서 사용되는 것을 특징으로 하는 단말.
8. 제7항에 있어서,

   상기 RACH 절차에 관련된 데이터의 전송은 RACH MSG3인 것을 특징으로 하는 단말.
9. 제7항에 있어서,

   상기 제1 종류의 HARQ의 최대 전송 횟수 파라미터는 상기 시스템 정보를 통해 수신되고, 상기 제2 종류의 HARQ의 최대 전송 횟수 파라미터는 전용 메시지를 통해서 수신되는 것을 특징으로 하는 단말.
10. 제7항에 있어서,

    상기 RACH 절차에 관련된 데이터의 전송은 상기 기지국으로부터 수신되는 랜덤 액세스 응답에 포함된 uplink grant를 이용하여 상향 데이터를 전송하는 것을 의미하는 것을 특징으로 하는 단말.
11. 제10항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 응답은

    RACH MSG3의 생성을 트리거링하는 것을 특징으로 하는 단말.
12. 제11항에 있어서,

    상기 트리거링된 RACH MSG3는 MSG 3 버퍼에 임시 저장되는 것을 특징으로 하는 단말.
13. 제7항에 있어서,

    상기 HARQ의 최대 전송 횟수 파라미터들은 HARQ 버퍼를 언제 초기화 또는 플러쉬(flush)할지 결정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 단말.
14. 제7항에 있어서, 상기 제1 종류의 HARQ의 최대 전송 횟수 파라미터는

    max-HARQ-Msg3Tx 파라미터인 것을 특징으로 하는 단말.
15. 제7항에 있어서, 상기 제2종류의 HARQ의 최대 전송 횟수 파라미터는

    maxHARQ-Tx인 것을 특징으로 하는 단말.

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