KR101132931B1 - 단일 반송파 주파수 분할 다중 액세스 시스템에서 업링크랜덤 액세스 채널을 액세스하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

단일 반송파 주파수 분할 다중 액세스 시스템에서 업링크랜덤 액세스 채널을 액세스하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

단일 반송파 주파수 분할 다중 액세스(SC-FDMA) 시스템에서, 경쟁 기반 업링크 랜덤 액세스 채널(RACH)에 액세스하기 위한 방법 및 장치가 개시된다. 무선 송수신 유닛(WTRU)은 복수의 가용 RACH 부채널들과 서명들 중에서 RACH 부채널 및 서명을 무작위로 선택한다. WTRU는 미리 결정된 또는 계산된 전송 전력 레벨로, 선택된 RACH 부채널을 통해 선택된 서명을 이용하여 프리앰블을 전송한다. 기지국은 프리앰블을 검출하기 위하여 RACH를 감시하고, RACH 상에서 서명이 검출되는 경우에, WTRU에 포착 표시자(AI)를 보낸다. 긍정 응답을 수신하는 경우, WTRU는 기지국에 메시지 부분을 보낸다. 부정 응답을 수신하거나 응답을 받지 못하면, WTRU는 프리앰블을 재전송한다.
SC-FDMA, 부채널, 프리앰블, 경쟁 기반 업링크

Description

단일 반송파 주파수 분할 다중 액세스 시스템에서 업링크 랜덤 액세스 채널을 액세스하기 위한 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR ACCESSING AN UPLINK RANDOM ACCESS CHANNEL IN A SINGLE CARRIER FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 단일 반송파 주파수 분할 다중 액세스(SC-FDMA) 시스템에서 경쟁 기반 업링크 랜덤 액세스 채널(RACH)을 액세스하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
제3 세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP) 및 3GPP2는 현재 UTRA[UMTS(universal mobile telecommunication system) terrestrial radio access]의 장기 진화(LTE: long term evolution)를 고려하고 있다. 현재, SC-FDMA는 진화된 UTRA의 업링크 무선 인터페이스를 위해 채택되었다.
SC-FDMA 시스템에서, 복수의 직교 부반송파들이 동시에 전송된다. 이 부반송파들은 복수의 부반송파 블록들(자원 블록(RB)들로서 알려짐)로 분할된다. 부반송파의 블록은 SC-FDMA 시스템에서 기본 자원 유닛이다. 부반송파 블록은 집중형 부반송파 블록 또는 분산형 부반송파 블록 중 어느 하나일 수 있다. 집중형 부반송파 블록은 연속적인 부반송파들의 집합이고, 분산형 부반송파 블록은 등간격으로 이격된 불연속적인 부반송파들의 집합이다.
도 1은 각각 4개의 연속적인 부반송파들을 포함하고 있는 2개의 집중형 부반송파 블록을 나타내고 있다. 집중형 부반송파 블록은 집중형 모드 SC-FDMA 시스템에서 업링크 전송을 위한 기본 스케줄링 유닛이다. 도 2는 2개의 분산형 부반송파 블록을 나타내고 있다. 이 예에서, 분산형 부반송파 블록(1)은 부반송파 1, 5 및 9를 포함하고, 분산형 부반송파 블록(2)은 부반송파 3, 7, 11을 포함한다. 분산형 부반송파 블록은 분산형 모드 SC-FDMA 시스템에서 업링크 전송을 위한 기본 스케줄링 유닛이다. 데이터 레이트 또는 버퍼 상태에 따라서, 노드 B는 무선 송수신 유닛(WTRU)의 업링크 전송을 위해 적어도 하나의 부반송파 블록을 할당한다.
WTRU가 유휴 모드에서 접속 모드로 천이하는 경우, 이 WTRU는 경쟁 기반 채널인 RACH를 사용하여 기지국(또는 네트워크)과 통신할 필요가 있다. WTRU의 RACH 전송은 2개의 부분(프리앰블 부분과 메시지 부분)을 갖는다. 종래의 광대역 코드 분할 다중 액세스(WCDMA) 시스템에서, (릴리즈 6 까지), 전송 전력 램핑업 방식이 RACH를 액세스하기 위해 사용된다. WTRU는 매우 낮은(또는 최소의) 초기 전송 전력 레벨을 이용하여 기지국으로 프리앰플의 전송을 시작한다. 프리앰블이 기지국에 의해서 성공적으로 디코딩되면, 기지국은 포착 표시자 채널(AICH)을 통하여 WTRU에 긍정 응답(ACK)을 보낸다. 기지국이 프리앰블을 디코딩하는데 실패하면, 기지국은 부정 응답(NACK)을 보낸다. WTRU가 NACK를 수신하거나 응답을 받지 못하면, WTRU는 후속하는 전송 시간 구간(TTI)에서 전송 전력 레벨을 램핑업하면서 프리앰블을 재 전송한다.
낮은 전력 또는 최소 전력으로 시작하는 이 전력 램프업 프로세스는, 바람직스럽지 못하게 업링크 랜덤 액세스에 추가의 지연을 발생시킨다.
본 발명은 SC-FDMA 시스템에서 경쟁 기반 업링크 RACH를 액세스하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. WTRU는 복수의 가용 RACH 부채널들과 서명(signature)들 중에서 RACH 부채널 및 서명을 무작위로 선택한다. WTRU는, 선택된 RACH 부채널을 경유하고 선택된 서명을 이용하여 미리 선택된 전송 전력으로 프리앰블을 전송한다. 기지국은 RACH 부채널들을 감시하여 프리앰블을 검출한다. 기지국은 서명이 RACH 상에서 검출되는 경우, WTRU에 포착 표시자(AI)를 보낸다. WTRU가 ACK를 수신하는 경우, WTRU는 기지국에 랜덤 액세스 메시지를 보낸다. WTRU가 NACK를 수신하거나 응답을 받지 못하면, WTRU는 프리앰블을 재전송한다. 기지국은 메시지 부분에 대한 전력 조정치 및/또는 타이밍 및 주파수 정정치를 보낼 수 있다.
단일 반송파 주파수 분할 다중 액세스(SC-FDMA) 시스템에서, 경쟁 기반 업링크 랜덤 액세스 채널(RACH)에 액세스하기 위한 방법 및 장치가 제공된다.
이후에, "WTRU"라는 용어는 사용자 장비(UE), 이동국(STA), 고정 가입자 유닛 또는 이동 가입자 유닛, 호출기, 또는 무선 환경에서 동작할 수 있는 임의의 다 른 타입의 장치를 포함하지만 이들에 한정되지는 않는다. 이후에 언급될 때, "기지국"이라는 용어는 노드 B, 사이트 제어기, 액세스 포인트(AP) 또는 무선 환경 내의 임의의 다른 타입의 인터페이스 장치를 포함하지만 이들에 한정되지는 않는다.
본 발명의 특징들은 집적 회로(IC) 상에 통합될 수 있거나, 다수의 상호접속 컴포넌트들을 포함하는 회로에 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따라서 SC-FDMA 시스템에서 경쟁 기반 RACH를 액세스하기 위한 프로세스(300)의 흐름도이다. 셀 검색을 성공적으로 수행한 후에, WTRU는 RACH 제어 파라미터들을 획득한다(단계 302). RACH 제어 파라미터들은 이하의 요소들 중 적어도 하나를 포함하지만, 이들에 한정되지는 않는다.
1) WTRU가 프리앰블의 전송 전력을 판단하는 것을 도와주는, 프리앰블에 대한 미리 결정된 전송 전력(선택사항) 또는 노드 B에서의 업링크 간섭 레벨;
2) RACH 상에서의 전송의 지속 레벨;
3) 프리앰블 스크램블링 코드;
4) 시간, 주파수 또는 이들 모두에서의 메시지 길이(선택사항);
5) AICH 전송 타이밍 파라미터;
6) 복수의 액세스 서비스 클래스(ASC) 각각에 대해 가용 서명들 집합 및 가용 RACH 부채널들 집합;
7) 최대 프리앰블 재전송 한계치;
8) 랜덤 액세스 메시지의 제어 부분의 전력과 랜덤 액세스 메시지의 나머지 부분의 전력 사이의 dB로 측정되는 전력 오프셋 P p-m (선택사항);
9) 각 전송 형식 마다 랜덤 액세스 메시지의 데이터 부분과 제어 부분 사이의 전력 오프셋을 포함하는, 전송 형식 파라미터들의 집합
10) RACH와 AICH 사이의 시간 및 주파수 위치의 일대일 맵핑 관계.
RACH는 적어도 하나의 시간 슬롯에 걸친 적어도 하나의 부반송파 (또는 적어도 하나의 부반송파 블록)에 의해 정의될 수 있다. 대안으로, RACH는 적어도 하나의 확산 코드를 갖는 적어도 하나의 시간 슬롯에 걸친 적어도 하나의 부반송파 (또는 적어도 하나의 부반송파 블록)에 의해 정의될 수 있다. RACH가 몇개의 부반송파들로 정의되는 경우, 이 부반송파들은 연속적이거나 등간격으로 이격되어 있다. 유사하게, RACH가 몇개의 부반송파 블록들로 정의되는 경우, 이 부반송파 블록들은 집중형 부반송파 블록들이거나 분산형 부반송파 블록들일 수 있다. 수신기에서(예컨대, 노드 B) 타이밍 검출의 적은 모호성 때문에, 연속적인 부반송파들 및 집중형 부반송파 블록들이 등간격으로 이격된 부반송파들 및 분산형 부반송파 블록들보다 바람직하다.
단계 304에서 전송될 데이터가 있다고 판단되면, WTRU는 가용 ASC들의 집합으로부터 ASC를 선택한다(단계 306). 각각의 ASC는 RACH 부채널 집합의 식별자(i) 및 지속 값(P i )과 연관된다.
프리앰블 재전송 카운터가 0으로 설정된다(단계 308). 그리고 나서, 프리앰블 재전송 카운터는 프리앰블의 전송을 개시하기 전에 1씩 증가된다(단계 310). 프 리앰블 재전송 카운터가 최대 프리앰블 재전송 한계치를 초과하는지의 여부가 판단된다(단계 312). 이 재전송 카운터가 최대 프리앰블 재전송 한계치를 초과하면, 최대 프리앰블 재전송 한계치에 도달하였음을 상위 계층에 표시하고(단계 314), 프로세스(300)를 종료한다.
재전송 카운터가 최대 프리앰블 재전송 한계치를 초과하지 않으면, WTRU는 임의의 새로운 RACH 제어 파라미터들이 수신되었는지의 여부를 검사하고, 만약 그렇다면, RACH 제어 파라미터들은 RACH 제어 파라미터들의 가장 최근의 세트로 갱신된다(단계 316).
그리고 나서, WTRU는 지속성 검사를 수행하고, 이 지속성 검사에 기초하여 WTRU가 프리앰블을 전송하도록 허용되었는지의 여부를 판단한다(단계 318). 이 지속 값(P i )에 기초하여, WTRU는 현재의 랜덤 액세스 구간에서 프리앰블 전송 절차를 시작할지의 여부를 판단한다. 랜덤 액세스 구간의 지속기간은 설계 파라미터로서, 단일 TTI, 다수의 TTI 또는 TTI의 일부분일 수 있다. 프리앰블의 전송이 이 지속성 검사에 기초하여 허용되지 않으면, WTRU는 다음 랜덤 액세스 구간에서 또다른 지속성 검사를 수행하기 위해서, 다음 랜덤 액세스 구간을 대기한다(단계 320). 지속성 검사는 전송이 허가될 때까지 반복된다. 프리앰블의 전송이 이 지속성 검사에 기초하여 허용되면, 랜덤 액세스 절차가 개시된다(단계 322-328).
WTRU는 선택된 ASC 내의 복수의 가용 RACH 부채널들 중에서 RACH 부채널을 무작위로 선택한다(단계 322). WTRU는 선택된 ASC 내의 가용 서명들의 집합으로부 터 서명을 무작위로 선택한다(단계 324). RACH 부채널 및 서명을 선택하기 위한 랜덤 함수는, 허용된 선택 각각이 동일한 확률로 선택되도록 해야한다.
프리앰블에 대한 전송 전력 레벨은, 프리앰블에 대해 미리 결정된 전송 전력값으로 설정된다(단계 326). 대안으로, 프리앰블에 대한 전송 전력 레벨은, 개루프 전력 제어 및 셀로부터 브로드캐스트 채널(BCH) 상에 보내진 간섭 정보를 이용하여 계산될 수 있다(선택사항). 미리 결정된 값은, 기지국이 프리앰블을 성공적으로 디코딩하기 위해서 기지국에서의 신호 대 잡음비(SNR)가 미리 정의된 임계치를 충족하는 것을 보장하도록 충분히 크게 설정될 수 있다. SC-FDMA 구조로 인해서, 프리앰블의 큰 전송 전력은 RACH에 의해서만 사용되는 부반송파(들),(또는 부반송파 블록(들))로 제한되고, 동일한 셀에 있는 다른 부반송파들 또는 부반송파 블록들에는 영향을 미치지 않는다. 종래의 WCDMA 시스템에서, 프리앰블의 초기 전송 전력은 매우 낮은 레벨로 설정되고, 프리앰블이 재전송될 때마다 램프업된다. 이것은 프리앰블이 기지국에 의해 검출될 때까지 상당한 지연을 일으킨다. 대조적으로, 본 발명에 따르면, 프리앰블이 상당히 높은 전송 전력 레벨로 전송되기 때문에, RACH 부채널 및 서명이 무작위로 선택되어서, 지연이 제거되거나 줄어든다.
그리고 나서, WTRU는, 선택된 RACH 부채널을 통해 선택된 서명을 이용하여 미리 결정된 전력 레벨 또는 계산된 전력 레벨로 프리앰블을 전송한다(단계 328). 프리앰블을 전송한 후에, WTRU는 그 프리앰블에 응답하여 기지국에 의해서 보내진 AI를 검출하기 위해 AICH를 감시한다(단계 330). AICH는 AI들을 전달하는데 사용되는 고정 레이트 물리 채널이다. AICH는 주파수 다이버시티를 갖고 이것을 보다 신 뢰성있게 만들기 위해서, 몇몇의 부반송파들에 걸쳐 확산될 수 있다. AICH는 다운링크 공유 제어 채널 상에서 멀티플렉싱될 수 있다. AI는 RACH 상의 서명에 대응한다. RACH와 AICH 사이에는 시간 및 주파수 위치의 고유하고 고정된 일대일 맵핑 관계가 있다. 서명과 고정된 일대일 맵핑 관계를 이용하여, WTRU는 어느 AI가 그 랜덤 액세스에 대한 응답인지를 판단한다.
AI가 AICH 상에서 검출되지 않으면, WTRU는 다음 업링크 RACH 부채널들이 시간 영역에서 이용 가능할 때까지 대기하고(단계 332), 프로세스(300)는 프리앰블을 재전송하기 위해서 단계 310으로 되돌아 간다. 프리앰블의 재전송 동안에, 프리앰블 전송 전력 레벨은 램프업될 수도 있고 되지 않을 수도 있다.
단계 330에서, AICH 상에서 NACK가 검출된 것으로 판단되면, WTRU는 다음 랜덤 액세스 구간 때까지 대기한다(단계 334). 그리고 나서, WTRU는 백오프 타이머를 설정하고 이 백오프 타이머의 만료를 기다린다(단계 336). 최소 백오프 기간 및 최대 백오프 기간 사이에서 무작위로 선택되는 백오프 타이머는 10 ms의 정수배로 설정되는 것이 바람직하다. 최소 백오프 기간 및 최대 백오프 기간은, 고정된 지연이 요구되는 경우에 동일하게 설정될 수도 있다. 최소 백오프 기간 및 최대 백오프 기간은, 지속으로 인해서 1 이외의 지연이 요구되지 않는 경우에 0으로 설정될 수도 있다. 백오프 타이머의 만료 후에, 프로세스(300)는 프리앰블을 재전송하기 위해서 단계 310으로 되돌아 간다. 프리앰블의 재전송 동안에, 프리앰블 전송 전력 레벨은 램프업될 수도 있고 되지 않을 수도 있다.
단계 330에서, AICH 상에서 ACK가 검출된 것으로 판단되면, WTRU는 기지국에 메시지 부분을 전송한다(단계 338). 메시지 부분은, 사용자가 기지국에 보내기를 원하는 정보를 포함한다. 메시지 부분의 정보는 이하의 것들 중 적어도 하나를 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
1) WTRU 식별, 데이터(트래픽) 타입, 데이터 사이즈, 서비스 품질(QoS) 정보, 및 WTRU 전송 전력과 같은, 스케줄링 정보;
2) 소량의 트래픽 데이터(선택사항);
3) 계층 3 제어 메시지;
4) 업링크 파일럿 신호; 및
5) 전송된 메시지의 전송 형식 표시자(TFI).
메시지 부분의 전송시에, WTRU는 기지국에 의해서 생성된 전력 조정치 및 타이밍 및 주파수 정정치 각각에 따라서 메시지 부분의 전송 전력과 타이밍 및 주파수를 조정할 수 있고, 이것은 이후에 도 4를 참조하여 설명될 것이다. 메시지 부분은 AICH 전송 타이밍 파라미터에 따라서 최근에 전송된 프리앰블의 업링크 액세스 슬롯 이후에 N개의 업링크 액세스 슬롯으로 전송된다. 메시지 부분의 제어 부분에서의 전송 전력은, 마지막으로 전송된 프리앰블의 전송 전력보다 P p-m dB 높아야 한다. N과 P p-m 양자 모두는 설계 파라미터들이다.
도 4는 본 발명에 따라 기지국에서 프리앰블을 처리하기 위한 프로세스(400)의 흐름도이다. 기지국은 프리앰블을 검출하기 위해서 RACH 부채널들을 감시한다(단계 402). 기지국은 동일한 RACH 부채널 상에 다른 WTRU들로부터의 프리앰블 전 송이 있는지의 여부를 판단한다(단계 404).
이 WTRU에 의해서 사용되는 RACH 부채널 상에 다른 WTRU들로부터의 프리앰블 전송이 없다면, 기지국에서 수신된 SNR은 기지국이 프리앰블을 성공적으로 디코딩하는 것을 허용하도록 충분히 높을 가능성이 있다. 프리앰블을 성공적으로 디코딩한 후에, 기지국은 WTRU의 서명과 함께 ACK를 WTRU에 되돌려 보낸다(단계 406). 서명과 ACK와의 비트별 곱셈이 종래의 WCDMA 시스템에서 처럼 수행될 수 있다.
선택사항으로, 기지국은 타이밍 및 주파수 정정치를 계산하고, 이들을 WTRU에 전송할 수 있다(단계 408). 선택사항으로, 전력 조정치가 또한 계산되어 WTRU에 시그널링될 수 있다. 기지국은 성공적인 디코딩을 위해 요구되는 SNR 임계치와 수신된 SNR 사이의 차이를 계산하여, WTRU에 대한 전력 조정치를 계산한다(즉, WTRU의 후속 메시지 부분의 전송을 위한 송신 전력 감소). 전력 조정치(P adjust )는 다음과 같이 계산되는 것이 바람직하다:
P adjust = max (SNR received - SNR required - Margin, 0);
여기서 Margin은 설계 파라미터이다. 수학식(1)의 모든 파라미터들은 dB 단위이다. 전력 조정치는 프리앰블에 대한 노드 B의 응답으로 자원 할당 정보 내에 묵시적으로 전달될 수 있다.
SC-FDMA는 종래의 WCDMA 시스템보다 타이밍 및 주파수 동기 오류에 보다 민감하기 때문에, 기지국은 프리앰블을 처리하여 WTRU에 대한 타이밍 및 주파수 정정치를 유도하여, 이들을 AI와 함께 WTRU에 전송할 수 있다.
단계 404에서, 동일한 RACH 부채널 상에 다른 WTRU들에 의해 전송된 적어도 하나의 프리앰블이 있다고 판단되면, 동일한 서명을 사용하여 전송된 프리앰블이 있는지의 여부를 추가로 판단한다(단계 410). 동일한 서명을 사용하여 전송된 적어도 하나의 프리앰블이 있다면, 충돌이 발생하고 기지국은 충돌에 연루된 WTRU들에 NACK를 보낸다(즉, 이 서명에 대해 NACK을 보냄)(단계 412). 기지국은 서명과 함께 NACK을 전송할 수 있다. 예를 들면, 서명과 NACK와의 비트별 곱셈이 종래의 WCDMA 시스템에서 처럼 수행될 수 있다.
단계 410에서, 동일한 서명을 사용하여 전송되는 프리앰블이 없는 것으로 판단되면, 수신된 SNR은 근거리 원거리 문제(near far problem) 또는 서명들 사이의 상호 상관에 기인하는 간섭으로 인해서, 성공적인 디코딩을 위해 요구되는 SNR을 충족할 수도 있고 충족하지 않을 수도 있다. 기지국은, 수신된 SNR을 요구되는 SNR에 충족하는 WTRU에 대해 ACK를 생성하고(즉, WTRU에 의해 사용된 서명에 대한 ACK), 수신된 SNR이 요구되는 SNR을 충족하지 못하는 WTRU에 대해서는 ACK 또는 NACK 중 어느 것도 생성하지 않는다(단계 414). 기지국은 수신된 SNR이 요구되는 SNR을 충족하는 WTRU에 대한 전력 조정치 및 타이밍 및 주파수 정정치를 계산할 수 있다.
도 5는 도 3의 프로세스를 구현하는 WTRU(500)의 블록도이다. WTRU(500)는 RACH 프로세서(502)와 송신기(504)를 포함한다. RACH 프로세서(502)는 복수의 가용 RACH 부채널들 중에서 RACH 부채널을 무작위로 선택하고 복수의 가용 서명들 중에 서 서명을 무작위로 선택하도록 구성된다. 송신기(504)는 미리 결정되거나 계산된 전송 전력 레벨로, 선택된 RACH 부채널을 통해 선택된 서명을 이용하여 프리앰블을 전송하도록 구성된다. WTRU(500)는 재전송 카운터(506)를 포함할 수 있다. 이 재전송 카운터(506)는 프리앰블의 재전송 횟수를 추적하기 위한 것이다. 이 재전송 카운터(506)는 새로운 프리앰블의 전송 시에 초기화되고, 프리앰블이 재전송될 때마다 증분된다. 송신기(504)는 재전송 카운터(506)가 재전송 한계치를 초과하지 않는 경우에만 프리앰블을 전송한다.
도 6은 도 4의 프로세스를 구현하는 기지국(600)의 블록도이다. 기지국(600)은 프리앰블 검출기(602)와 AICH 프로세서(604)를 포함한다. 프리앰블 검출기(602)는 RACH 상에서, WTRU에 의해 전송된 프리앰블을 검출하도록 구성된다. AICH 프로세서(604)는 프리앰블이 RACH 상에서 검출되는 경우 WTRU에 AI를 보내도록 구성된다. 기지국(600)은 또한 전송 전력 제어기(606) 및/또는 타이밍 및 주파수 제어기(608)를 포함할 수 있다. 프리앰블 검출기(602)는 선택된 RACH 부채널 상에 다른 WTRU에 의해 전송된 프리앰블이 있는지의 여부를 판단하고, AICH 프로세서(604)는 선택된 RACH 부채널 상에 다른 WTRU에 의해 전송된 프리앰블이 없다면, ACK를 보낸다.
전송 전력 제어기(606)는 프리앰블의 수신된 전력 레벨에 기초하여 전력 조정치를 계산하도록 구성된다. AICH 프로세서(604)는 메시지 부분의 전송 전력 레벨을 조정하기 위해서, AI와 함께 전력 조정치를 WTRU에 보낸다. 타이밍 및 주파수 제어기(608)는 이 프리앰블에 기초하여 타이밍 및 주파수 정정치를 계산하도록 구 성된다. AICH 프로세서(604)는 타이밍 및 주파수를 조정하기 위해 AI와 함께 타이밍 및 주파수 정정치를 WTRU에 보낸다.
실시예들
1. WTRU와 기지국을 포함하는 SC-FDMA 무선 통신 시스템에서 경쟁 기반 업링크 RACH에 액세스하기 위한 방법.
2. WTRU가 복수의 가용 RACH 부채널들 중에서 RACH 부채널을 무작위로 선택하는 단계를 포함하는 실시예 1의 방법.
3. WTRU가 복수의 가용 서명들 중에서 서명을 무작위로 선택하는 단계를 포함하는 실시예 2의 방법.
4. WTRU가 기지국에 의한 프리앰블의 성공적인 디코딩을 보장하기에 충분한 전송 전력 레벨로, 선택된 RACH 부채널을 통해 선택된 서명을 이용하여 프리앰블을 전송하는 단계를 포함하는 실시예 3의 방법.
5. WTRU가 복수의 가용 ASC들 중에서 한 ASC를 선택하는 단계를 더 포함하고, 가용 서명들 및 가용 RACH 부채널들이 ASC 마다 제공되고, 이로써 WTRU는 선택된 ASC에 기초하여 RACH 부채널 및 서명을 선택하는 것인, 실시예 2 내지 4 중 어느 하나의 방법.
6. WTRU는 프리앰블의 초기 전송 시에 재전송 카운터를 초기화하고, WTRU가 프리앰블을 재전송 할때마다 1씩 재전송 카운터를 증가시키며, 재전송 카운터가 재전송 한계치를 초과하지 않는 경우에만 프리앰블을 전송하는 것인, 실시예 4 또는 5의 방법.
7. WTRU가 프리앰블의 전송 전에 지속성 검사를 수행하는 단계를 더 포함하고, WTRU는 프리앰블의 전송이 이 지속성 검사에 기초하여 허용되는 경우에만 프리앰블을 전송하는 것인, 실시예 4 내지 6 중 어느 하나의 방법.
8. WTRU가 프리앰블의 전송이 이 지속성 검사에 기초하여 허용되지 않으면 다음 랜덤 액세스 구간을 대기하는 단계를 더 포함하는 것인, 실시예 7의 방법.
9. 프리앰블을 검출하기 위하여 기지국이 RACH 부채널을 감시하는 단계를 더 포함하는 것인, 실시예 4 내지 8 중 어느 하나의 방법.
10. RACH 상에서 서명이 검출되는 경우에 기지국이 WTRU에 AI를 보내는 단계를 더 포함하고, AI는 ACK 및 NACK 중 하나인 것인, 실시예 9의 방법.
11. AI를 검출하기 위해서 WTRU가 AICH를 감시하는 단계를 포함하는 것인, 실시예 9 및 10 중 어느 하나의 방법.
12. ACK가 검출되면, WTRU가 기지국에 메시지 부분을 보내는 단계를 포함하는 것인, 실시예 11의 방법.
13. AICH는 다운링크 공유 제어 채널 상에서 멀티플렉싱되는 것인, 실시예 10 내지 12 중 어느 하나의 방법.
14. 기지국이 선택된 부채널 상에 다른 WTRU에 의해 전송된 프리앰블이 있는지의 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것인, 실시예 10 내지 13 중 어느 하나의 방법.
15. 선택된 RACH 부채널 상에 다른 WTRU에 의해 전송된 프리앰블이 없다면, 기지국이 ACK를 보내는 단계를 포함하는 것인, 실시예 14의 방법.
16. 기지국이 프리앰블의 수신된 전력 레벨에 기초하여 전력 조정치를 계산하는 단계를 포함하는 것인, 실시예 9 내지 15 중 어느 하나의 방법.
17. 기지국이 AI와 함께 전력 조정치를 WTRU에 보내는 단계를 포함하고, WTRU는 전력 조정치에 기초하여 메시지 부분의 전송 전력 레벨을 조정하는 것인, 실시예 16의 방법.
18. 기지국이 프리앰블에 기초하여 타이밍 및 주파수 정정치를 계산하는 단계를 포함하는 실시예 9 내지 17 중 어느 하나의 방법.
19. 기지국이 AI와 함께 타이밍 및 주파수 정정치를 WTRU에 보내는 단계를 포함하고, WTRU는 타이밍 및 주파수 정정치에 기초하여 타이밍 및 주파수를 조정하는 것인, 실시예 18의 방법.
20. 선택된 RACH 부채널 상에 다른 WTRU에 의해 전송된 적어도 하나의 프리앰블이 있다면, 기지국이, 다른 WTRU에 의해 전송된 프리앰블에서 사용된 서명이 선택된 서명과 동일한지의 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것인, 실시예 9 내지 19 중 어느 하나의 방법.
21. 선택된 RACH 부채널 상에 다른 WTRU에 의해 전송된 적어도 하나의 프리앰블이 있다면, 기지국이 WTRU에 NACK를 보내는 단계를 포함하는 것인, 실시예 20의 방법.
22. 다른 WTRU에 의해 사용된 서명이 선택된 서명과 상이하면, 기지국이, 요구되는 SNR을 충족하는 WTRU에 ACK를 보내고, 요구되는 SNR을 충족하지 않는 WTRU에는 아무것도 보내지 않는 단계를 포함하는 것인, 실시예 14 내지 21 중 어느 하 나의 방법.
23. 기지국이, 요구되는 SNR을 충족하는 WTRU의 프리앰블의 수신된 전력 레벨에 기초하여 전력 조정치를 계산하는 단계를 더 포함하는 것인, 실시예 22의 방법.
24. 기지국이 WTRU에 전력 조정치를 보내는 단계를 더 포함하고, 이로써 WTRU는 전력 조정치에 기초하여 메시지 부분의 전송 전력 레벨을 조정하는 것인, 실시예 23의 방법.
25. 전력 조정치는 프리앰블에 응답하여 자원 할당 정보 내에 묵시적으로 전달되는 것인, 실시예 16 내지 24 중 어느 하나의 방법.
26. 기지국이, 요구되는 SNR을 충족하는 WTRU의 프리앰블에 기초하여 타이밍 및 주파수 정정치를 계산하는 단계를 더 포함하는 것인, 실시예 22 내지 25 중 어느 하나의 방법.
27. 기지국이 AI와 함께 타이밍 및 주파수 정정치를 WTRU에 보내는 단계를 포함하고, 이로써 WTRU는 타이밍 및 주파수 정정치에 기초하여 타이밍 및 주파수를 조정하는 것인, 실시예 26의 방법.
28. AI가 검출되지 않으면, WTRU가 프리앰블을 재전송하기 위해 다음 가용 랜덤 액세스 구간까지 대기하는 단계를 더 포함하는 것인, 실시예 11 내지 27 중 어느 하나의 방법.
29. NACK이 검출되면, WTRU가 백오프 타이머의 만료시에 프리앰블을 재전송하기 위해서 백오프 타이머를 설정하는 단계를 더 포함하고, 프리앰블의 재전송에 대한 전송 전력은 증가되지 않는 것인, 실시예 11 내지 28 중 어느 하나의 방법.
30. 최소 백오프 기간 및 최대 백오프 기간 사이에서 무작위로 선택되는 백오프 타이머는 10 ms의 정수배로 설정되는 것인, 실시예 29의 방법.
31. 최소 백오프 기간 및 최대 백오프 기간은 동일하게 설정되는 것인, 실시예 30의 방법.
32. 최소 백오프 기간 및 최대 백오프 기간은 0으로 설정되는 것인, 실시예 30의 방법.
33. RACH 부채널들은 적어도 하나의 시간 슬롯에 걸친 적어도 하나의 부반송파에 의해 정의되는 것인, 실시예 1 내지 32 중 어느 하나의 방법.
34. RACH 부채널들은 적어도 하나의 시간 슬롯에 걸친 복수의 부반송파들을 포함하는 적어도 하나의 부반송파 블록에 의해 정의되는 것인, 실시예 1 내지 32 중 어느 하나의 방법.
35. 부반송파 블록은 분산형 부반송파 블록 및 집중형 부반송파 블록 중 하나인 것인, 실시예 34의 방법.
36. RACH 부채널들은 적어도 하나의 확산 코드를 갖는 적어도 하나의 시간 슬롯에 걸친 적어도 하나의 부반송파에 의해 정의되는 것인, 실시예 1 내지 32 중 어느 하나의 방법.
37. 프리앰블의 전송 전력 레벨은 미리 결정된 것인, 실시예 4 내지 36 중 어느 하나의 방법.
38. 프리앰블의 전송 전력 레벨은 WTRU에 의해 계산되는 것인, 실시예 4 내 지 36 중 어느 하나의 방법.
39. WTRU와 기지국을 포함하는 SC-FDMA 무선 통신 시스템에서 경쟁 기반 업링크 RACH에 액세스하기 위한 WTRU.
40. 복수의 가용 RACH 부채널들 중에서 RACH 부채널을 무작위로 선택하고, 복수의 가용 서명들 중에서 서명을 무작위로 선택하도록 구성된 RACH 프로세서를 포함하는 것인, 실시예 39의 WTRU.
41. 기지국에 의한 프리앰블의 성공적인 디코딩을 보장하기에 충분한 전송 전력 레벨로, 선택된 RACH 부채널을 통해 선택된 서명을 이용하여 프리앰블을 전송하도록 구성된 송신기를 포함하는 것인, 실시예 40의 WTRU.
42. RACH 프로세서는 복수의 가용 ASC들 중에서 한 ASC를 선택하도록 구성되고, 가용 서명들 및 가용 RACH 부채널들이 ASC 마다 제공되고, RACH 프로세서는 선택된 ASC에 기초하여 RACH 부채널 및 서명을 선택하는 것인, 실시예 40 및 41 중 어느 하나의 WTRU.
43. 프리앰블의 재전송 횟수를 추적하기 위한 재전송 카운터를 포함하고, 이로써 송신기는 재전송 카운터가 재전송 한계치를 초과하지 않는 경우에만 프리앰블을 전송하는 것인, 실시예 40 내지 42 중 어느 하나의 WTRU.
44. RACH 프로세서는 프리앰블의 전송 전에 지속성 검사를 수행하도록 구성되고, 이로써 송신기는 프리앰블의 전송이 이 지속성 검사에 기초하여 허용되는 경우에만 프리앰블을 전송하는 것인, 실시예 40 내지 43 중 어느 하나의 WTRU.
45. RACH 프로세서는, 프리앰블의 전송이 이 지속성 검사에 기초하여 허용되 지 않으면, RACH 프로세서는 다음 랜덤 액세스 구간을 대기하는 것인, 실시예 44의 WTRU.
46. RACH 프로세서는 AI를 검출하기 위하여 AICH를 감시하고, ACK가 검출되면 기지국에 메시지 부분을 보내는 것인, 실시예 40 내지 45 중 어느 하나의 WTRU.
47. AICH는 다운링크 공유 제어 채널 상에서 멀티플렉싱되는 것인, 실시예 46의 WTRU.
48. AI가 검출되지 않으면, RACH 프로세서는 프리앰블을 재전송하기 위해 다음 가용 RACH 까지 대기하는 것인, 실시예 46 및 47 중 어느 하나의 WTRU.
49. 백오프 타이머를 포함하고, NACK가 검출되면, RACH 프로세서는 백오프 타이머의 만료시에 프리앰블을 재전송하기 위해서 백오프 타이머를 설정하고, 프리앰블의 재전송에 대한 전송 전력은 증가되지 않는 것인, 실시예 46 내지 48 중 어느 하나의 WTRU.
50. 최소 백오프 기간 및 최대 백오프 기간 사이에서 무작위로 선택되는 백오프 타이머는 10 ms의 정수배로 설정되는 것인, 실시예 49의 WTRU.
51. 최소 백오프 기간 및 최대 백오프 기간은 동일하게 설정되는 것인, 실시예 50의 WTRU.
52. 최소 백오프 기간 및 최대 백오프 기간은 0으로 설정되는 것인, 실시예 50의 WTRU.
53. RACH 부채널들은 적어도 하나의 시간 슬롯에 걸친 적어도 하나의 부반송파에 의해 정의되는 것인, 실시예 39 내지 52 중 어느 하나의 WTRU.
54. RACH 부채널들은 적어도 하나의 시간 슬롯에 걸친 복수의 부반송파들을 포함하는 적어도 하나의 부반송파 블록에 의해 정의되는 것인, 실시예 39 내지 52 중 어느 하나의 WTRU.
55. 부반송파 블록은 분산형 부반송파 블록 및 집중형 부반송파 블록 중 하나인 것인, 실시예 54의 WTRU.
56. RACH 부채널들은 적어도 하나의 확산 코드를 갖는 적어도 하나의 시간 슬롯에 걸친 적어도 하나의 부반송파에 의해 정의되는 것인, 실시예 39 내지 52 중 어느 하나의 WTRU.
57. 프리앰블의 전송 전력 레벨은 미리 결정된 것인, 실시예 41 내지 56 중 어느 하나의 WTRU.
58. 프리앰블의 전송 전력 레벨은 WTRU에 의해 계산되는 것인, 실시예 41 내지 56 중 어느 하나의 WTRU.
59. WTRU와 기지국을 포함하는 SC-FDMA 무선 통신 시스템에서 경쟁 기반 업링크 RACH 전송을 처리하기 위한 기지국.
60. RACH 상에서 WTRU에 의해 전송된 프리앰블을 검출하도록 구성된 프리앰블 검출기를 포함하는 것인, 실시예 59의 기지국.
61. 프리앰블이 RACH 상에서 검출되는 경우 AICH를 통해 AI를 보내도록 구성된 AICH 프로세서를 포함하고, AI는 ACK 또는 NACK 중 하나인 것인, 실시예 60의 기지국.
62. 프리앰블 검출기는 선택된 RACH 부채널 상에 다른 WTRU에 의해 전송된 프리앰블이 있는지의 여부를 판단하고, 선택된 RACH 부채널 상에 다른 WTRU에 의해 전송된 프리앰블이 없다면 AICH 프로세서는 ACK를 보내는 것인, 실시예 60 및 61 중 어느 하나의 기지국.
63. 프리앰블의 수신된 전력 레벨에 기초하여 전력 조정치를 계산하도록 구성된 전송 전력 제어기를 포함하고, AICH 프로세서는 전력 조정치를 WTRU에 보내고, WTRU는 이 전력 조정치에 기초하여 메시지 부분의 전송 전력 레벨을 조정하는 것인, 실시예 60 내지 62 중 어느 하나의 기지국.
64. 전력 조정치는 프리앰블에 응답하여 자원 할당 정보 내에 묵시적으로 전달되는 것인, 실시예 63의 기지국.
65. 프리앰블에 기초하여 타이밍 및 주파수 정정치를 계산하도록 구성된 타이밍 및 주파수 제어기를 포함하고, AICH 프로세서는 AI와 함께 타이밍 및 주파수 정정치를 WTRU에 보내고, WTRU는 타이밍 및 주파수 정정치에 기초하여 타이밍 및 주파수를 조정하는 것인, 실시예 60 내지 64 중 어느 하나의 기지국.
66. 선택된 RACH 부채널 상에 다른 WTRU에 의해 전송된 적어도 하나의 프리앰블이 없다면, 프리앰블 검출기는 다른 WTRU에 의해 전송된 프리앰블에서 사용된 서명이 선택된 서명과 같은지를 판단하도록 구성되고, 만약 그렇다면, AICH 프로세서는 WTRU에 NACK를 보내는 것인, 실시예 60 내지 65 중 어느 하나의 기지국.
67. 다른 WTRU에 의해 사용된 서명이 선택된 서명과 상이하면, AICH 프로세서는 요구되는 SNR을 충족하는 WTRU에 ACK를 보내고, 요구되는 SNR을 충족하지 않는 WTRU에는 아무것도 보내지 않는 것인, 실시예 66의 기지국.
68. 요구되는 SNR을 충족하는 WTRU의 프리앰블의 수신된 전력 레벨에 기초하여 전력 조정치를 계산하도록 구성된 전송 전력 제어기를 포함하고, AICH 프로세서는 AI와 함께 전력 조정치를 WTRU에 보내고, WTRU는 이 전력 조정치에 기초하여 메시지 부분의 전송 전력 레벨을 조정하는 것인, 실시예 67의 기지국.
69. 요구되는 SNR을 충족하는 WTRU의 프리앰블에 기초하여 타이밍 및 주파수 정정치를 계산하도록 구성된 타이밍 및 주파수 제어기를 포함하고, AICH 프로세서는 AI와 함께 타이밍 및 주파수 정정치를 WTRU에 보내고, WTRU는 이 타이밍 및 주파수 정정치에 기초하여 타이밍 및 주파수를 조정하는 것인, 실시예 67 및 68 중 어느 하나의 기지국.
70. AICH는 다운링크 공유 제어 채널 상에서 멀티플렉싱되는 것인, 실시예 61 내지 69 중 어느 하나의 기지국.
본 발명의 특징들 및 요소들이 특정 조합으로 바람직한 실시예에 기술되었지만, 각각의 특징 또는 요소는 바람직한 실시예의 다른 특징들 및 요소들 없이 단독으로 이용될 수 있거나, 본 발명의 다른 특징들 및 요소들이 있든 없든 다양한 조합으로 이용될 수도 있다.
도 1은 SC-FDMA의 종래의 집중형 부반송파 블록을 도시한다.
도 2는 SC-FDMA의 종래의 분산형 부반송파 블록을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따라 SC-FDMA 시스템에서 경쟁 기반 RACH를 액세스하기 위한 프로세스의 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따라 기지국에서 프리앰블을 처리하기 위한 프로세스의 흐름도이다.
도 5는 도 3의 프로세스를 구현하는 WTRU의 블록도이다.
도 6은 도 4의 프로세스를 구현하는 기지국의 블록도이다.

Claims (53)

  1. 무선 송수신 유닛(WTRU; wireless transmit receive unit)에 있어서,
    셀 검색을 수행하고, 상기 수행된 셀 검색에 응답하여 선택된 셀의 채널로부터 제어 정보를 복구하도록 구성된 프로세서
    를 포함하고,
    상기 프로세서는 또한, 상기 복구된 제어 정보에 기초하여 랜덤 액세스 프리앰블을 단일 반송파 주파수 분할 다중 액세스(SC-FDMA; single carrier frequency division multiple access) 신호로서 전송하도록 구성되고;
    상기 프로세서는 또한, 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답을 수신하고, 상기 응답으로부터 타이밍 어드밴스(advance), 전력 명령, 및 자원 할당을 복구하며;
    상기 프로세서는 또한, 적어도 상기 타이밍 어드밴스로부터 유도된(derived) 타이밍과 적어도 상기 전력 명령으로부터 유도된 전송 전력 레벨을 갖고 적어도 상기 자원 할당으로부터 유도된 자원들을 이용하는 SC-FDMA 신호로서, 랜덤 액세스 메시지를 전송하도록 구성되는 것인, 무선 송수신 유닛(WTRU).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자원 할당은 상기 랜덤 액세스 메시지를 전송하는 자원 블록을 표시하는 것인, 무선 송수신 유닛(WTRU).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 자원 블록은 상기 랜덤 액세스 메시지를 전송하는 부반송파들을 표시하는 것인, 무선 송수신 유닛(WTRU).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 표시된 부반송파들은 연속되는(consecutive) 부반송파들인 것인, 무선 송수신 유닛(WTRU).
  5. 제1항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 프리앰블은 적어도 선택된 시퀀스로부터 유도되고, 상기 수신된 응답은 상기 랜덤 액세스 프리앰블 내의 선택된 시퀀스를 표시하는 것인, 무선 송수신 유닛(WTRU).
  6. 제1항에 있어서,
    상기 액세스 메시지를 포함하는 SC-FDMA 신호는 파일럿 신호들을 포함하는 것인, 무선 송수신 유닛(WTRU).
  7. 제1항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 프리앰블의 지속기간(duration)은 잠재적인 지속기간들의 세트 중 하나인 것인, 무선 송수신 유닛(WTRU).
  8. 제1항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 프리앰블의 전송 전력 레벨은 개루프 전력 제어에 의해 유도되고,
    상기 프로세서는 또한, 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답이 수신되지 않는 경우에, 증가된 전력 레벨로 후속 프리앰블을 전송하도록 구성되는 것인, 무선 송수신 유닛(WTRU).
  9. 셀 검색을 수행하고, 상기 수행된 셀 검색에 응답하여 선택된 셀의 채널로부터 제어 정보를 복구하는 단계;
    상기 복구된 제어 정보에 기초하여, 랜덤 액세스 프리앰블을 단일 반송파 주파수 분할 다중 액세스(SC-FDMA; single carrier frequency division multiple access) 신호로서 전송하는 단계;
    상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답을 수신하고, 상기 응답으로부터 타이밍 어드밴스(advance), 전력 명령, 및 자원 할당을 복구하는 단계; 및
    적어도 상기 타이밍 어드밴스로부터 유도된 타이밍과 적어도 상기 전력 명령으로부터 유도된 전송 전력 레벨을 갖고 적어도 상기 자원 할당으로부터 유도된 자원들을 이용하는 SC-FDMA 신호로서, 랜덤 액세스 메시지를 전송하는 단계
    를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 자원 할당은 상기 랜덤 액세스 메시지를 전송하는 자원 블록을 표시하는 것인 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 자원 블록은 상기 랜덤 액세스 메시지를 전송하는 부반송파들을 표시하는 것인 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 표시된 부반송파들을 연속되는(consecutive) 부반송파들인 것인 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 프리앰블은 적어도 선택된 시퀀스로부터 유도되고, 상기 수신된 응답은 상기 랜덤 액세스 프리앰블 내의 선택된 시퀀스를 표시하는 것인 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 메시지를 포함하는 SC-FDMA 신호는 파일럿 신호들을 포함하는 것인 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 프리앰블의 지속기간(duration)은 잠재적인 지속기간들의 세트 중 하나인 것인 방법.
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