KR101296558B1 - 무선 인터페이스를 통해 랜덤 액세스 절차를 실행하는 기술 - Google Patents

무선 인터페이스를 통해 랜덤 액세스 절차를 실행하는 기술 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 단말기(102)에서 무선 인터페이스(106)를 통해 랜덤 액세스 절차를 실행하는 기술에 관한 것이다. 이동 단말기에서 실행되는 바와 같은 랜덤 액세스 절차의 방법 실시예는 무선 인터페이스를 통해 액세스 버스트(112)의 송신을 위한 액세스 타임 슬롯을 선택하는 단계 및; 액세스 버스트의 송신을 위한 액세스 대역폭을 설정하는 단계를 포함하는데, 상기 액세스 대역폭은 무선 인터페이스와 관련된 이용 가능한 송신 대역폭보다 작게 설정된다.
Figure R1020087008320
무선 인터페이스, 액세스 버스트, 액세스 타임 슬롯, 액세스 대역폭, 송신 대역폭

Description

무선 인터페이스를 통해 랜덤 액세스 절차를 실행하는 기술{TECHNIQUE FOR PERFORMING A RANDOM ACCESS PROCEDURE OVER A RADIO INTERFACE}
본 발명은 일반적으로 무선 네트워크의 통신 인터페이스에 관한 것으로서, 특히, 이동 네트워크의 무선 인터페이스에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 무선 인터페이스를 통해 랜덤 액세스 절차를 실행하는 기술에 관한 것이다.
오늘날, 이동 전화뿐만 아니라 PDA(개인 휴대 정보 단말기), 노트북 등과 같은 다른 이동 단말기는 무선 인터페이스를 통해 데이터를 무선 네트워크와 교환한다. 통상적으로, 네트워크의 무선 기지국은, 네트워크를 통해 단말기로부터 수신된 데이터를 수신지로 경로 지정하여, 무선 인터페이스를 통해 네트워크로부터 수신된 데이터를 이동 단말기로 송신함으로써, 이동 단말기를 서빙한다.
이 데이터는, 음성 데이터, 미디어 데이터, 스트리밍 데이터, 응용 데이터 등과 같은 사용자 데이터일 수 있지만, 또한, 예컨대, 사용자 데이터를 교환하기 위한 접속 확립과 관련된 제어 데이터 (신호 데이터)를 포함할 수 있다. 과거에는, 무선 인터페이스를 통한 데이터 교환을 위한 달성 가능한 데이터 전송률(achievable data rates)은 무선 네트워크의 각각의 새로운 세대에 의해 끊임없이 증가하였다. 이동 네트워크에 관해, 소위 2세대 또는 2G 시스템 (예컨대, GSM 시스템)은 초당 10 킬로바이트의 정도로 비교적 저속 데이터 전송률을 제공하고, 3세대 또는 3G 시스템 (예컨대, UMTS 시스템)은 수백 kbps의 데이터 전송률 및 초당 수 메가비트 (Mbps)까지의 피크 레이트(peak rates)를 허용한다. 4세대 (또는 간단히 4G) 시스템은 아마 수십 Mbps의 데이터 전송률에, (기지국에서 이동국까지의) 다운링크에서는 100 Mbps 및 (단말기에서 기지국까지의) 업링크에서는 50 Mbps까지의 피크 레이트를 제공할 것이다.
4G 시스템의 고속의 데이터 전송률을 달성하기 위해, 이동 단말기 및 기지국 내에서 효율적인 변조 기술이 구현될 것이다. 게다가, 보다 고속의 데이터 전송률은 각 물리적 채널에 대해 보다 큰 주파수 대역폭을 필요로 한다. GSM 시스템 내에는, 0.2 MHz의 채널 대역폭이 사용된다. UMTS 시스템 내에는, 이미 5 MHz의 채널 대역폭을 필요로 하고, 4G 시스템은 아마 채널마다 20 MHz까지의 대역폭을 가질 것이며, 4G 표준은 (아마) 1.25 MHz의 단계에서 최대 채널 송신 대역폭을 조정할 것이다. 그 후, 4G 시스템의 최대 채널 송신 대역폭은 5 MHz 내지 20 MHz 범위일 수 있다. 통신 시스템마다 유연한 최대 송신 대역폭의 특징(feature)은, 예컨대, 4G 시스템에 대해, GSM 및 UMTS에 현재 예비된 무선 주파수 스펙트럼을 재사용함으로써, GSM 및 UMTS 시스템에서 4G 시스템의 고속의 데이터 전송률로의 평활 이송(smooth migration)을 허용한다는 것이다.
4G 표준에 대한 일례로서, UMTS 표준화를 위한 책임이 있는 3GPP (3rd Generation Partnership Project)는, 3G WCDMA (Wideband-CDMA) 표준에서 발전시킨 LTE (Long Term Evolution)이라 하는 4G 시스템을 제안한다. UMTS LTE 시스템은, 적어도 1.25 MHz에서 많아야 20 MHz까지의 대역폭 상에서 동작할 수 있고, 10 미터의 반경 및 그 내의 100 Mbps까지의 피크(peek) 데이터 전송률을 가진 마이크로 셀을 지원할 수 있다.
무선 인터페이스를 통해 실행되는 제어 절차는 장래에 또한, 이동 단말기 및 무선 기지국이 (통상적으로 통신 표준에 의해 사전 규정된 최대 대역폭 내에서) 상이한 대역폭을 처리할 수 있는 가변 대역폭 시스템의 특징을 고려해야 할 것이다. 이 점에서 적합한 이들 제어 절차 중 하나는 랜덤 액세스 절차이다.
이동 단말기는, 무선 인터페이스를 통해 무선 네트워크에 액세스하기 위해 랜덤 액세스 절차를 실행해야 한다. 랜덤 액세스 절차 이전에, 단말기는 다운링크 공통 제어 채널(DCCH)로부터(만) 데이터를 수신하며; 이와 같은 다운링크 제어 채널은 예컨대 GSM 네트워크 내의 방송 공통 제어 채널이다.
기지국의 DCCH는 기지국에 의해 서빙되는 무선 셀 내에 배치된 모든 이동 단말기로 정보를 제공한다. DCCH에 송신된 신호는 통상적으로 실제 시스템상에서, 이동 단말기가 이용하는 주파수 동기, 시간 동기 및 송신 전력의 평가에 관한 정보에 관계한다. 이동 단말기와 무선 기지국 간의 동기는 결국 비트 정확도를 달성해야 한다. 즉, 특정 타임 슬롯 동안의 단말기의 어떤 송신은 송신된 비트의 어떤 것도 기지국의 타임 슬롯을 초과하지 않도록 기지국에서의 대응하는 타임 슬롯에 맞아야 한다. 적어도 현재, 이와 같은 정확한 시간 정렬은 DCCH 상에 송신된 동기 정보에만 기초로 하여서는 달성될 수 없다.
그래서, 랜덤 액세스 절차에 의해, (예컨대, DCCH에서) 이동 단말기로 송신되고, (단말기에 의해 송신된 액세스 요구로) 기지국으로 다시 송신되는 정보의 라운드 트립 지연(round-trip delay)을 측정함으로써, 기지국이 정확한 시간 정렬을 결정하도록 한다. 랜덤 액세스 절차의 한 결과로서, 기지국은 소위 "타이밍 어드밴스(timing advance)"를 단말기로 송신하여, 비트 정확도를 가진 기지국에서의 대응하는 타임 슬롯에 송신이 도달하도록 (단말기에서의 타임 슬롯의 타이밍을 포함하는) 송신 스킴을 시프트시키기 위해 단말기에 명령한다.
기지국이 라운드 트립 지연을 매우 정확하게 측정하도록 하기 위해, 단말기는, 이웃한 타임 슬롯에 수신된 버스트와 기지국에서 수신된 (아마 오정렬된) 액세스 버스트의 오버랩을 피하기 위해 제공된 비교적 긴 경계 주기만큼 보통의 송신 버스트와 상이한 "액세스 버스트"를 송신해야 한다. 더욱이, 라운드 트립 지연을 측정하기 위해, 액세스 버스트가 점유하는 시간 길이 및 대역폭의 곱(product)은 사전 규정된 최소값을 만족해야 한다.
단말기는 통상적으로 추가적 정보에 액세스 버스트를 제공하며, 이 액세스 버스트는, 예컨대, 기지국이 실제로 무선 네트워크에 액세스하는지를 결정하도록 한다. 예컨대, 접속 설정 이유(connection setup reason)는 액세스 버스트(예컨대, '긴급 호출')로 송신될 수 있다.
액세스 버스트는 랜덤 액세스 채널(RACH) 내에 송신된다. 일례로서, WCDMA 시스템에서의 RACH는 전체 이용 가능한 대역폭을 통해 임의의 타임 슬롯에 송신될 수 있다. 그래서, 랜덤 액세스 버스트가 다른 송신과 오버레이(overlay)할 시에 (즉, RACH가 다른 채널과 직교하지 않을 시에), 송신 전력의 정확한 제어가 필요로 된다. 통상적으로, 전력 램핑 절차가 실행되어, 액세스 절차를 지연시킨다. 추가적 결점으로서, 무선 기지국은 지원된 전체 대역폭을 통해 모든 타임 슬롯에서 액세스 버스트를 연속적으로 탐색할 필요가 있다는 것이다.
다른 시스템, 예컨대, GSM 시스템에서는, 랜덤 액세스 및 전체 이용 가능한 송신 대역폭에 특정 타임 슬롯을 주기적으로 할당함으로써 달성될 수 있는 직교 RACH가 제공될 수 있다. 직교성(orthogonality)을 보존하기 위해, 업링크에서의 타이밍 불확실성으로 인해 타임 슬롯 내에 경계 주기를 포함해야 한다. 그러나, 이런 스킴에 의해, 시간 및 주파수 자원은, 랜덤 액세스 절차에 정적으로 지정되어, 할당된 액세스 타임 슬롯, 예컨대, 이들의 주기성을 변경함으로써만 변경될 수 있다. 예약된 액세스 타임 슬롯의 길이는, 셀 사이즈에 의존하는 경계 주기가 필요로 될 시에 임의로 저감될 수 있다.
시간 및/또는 주파수 자원을 랜덤 액세스 절차에 유연하게 제공하도록 하는 무선 인터페이스를 통해 랜덤 액세스 절차를 실행하는 기술에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 무선 인터페이스를 통해 랜덤 액세스 절차를 실행하는 방법이 제안된다. 이 방법은, 무선 인터페이스를 통해 액세스 버스트의 송신을 위한 액세스 타임 슬롯을 선택하는 단계 및, 액세스 버스트의 송신을 위한 액세스 대역폭을 설정하는 단계를 포함한다. 이 액세스 대역폭은 무선 인터페이스와 관련된 이용 가능한 송신 대역폭보다 작게 설정된다.
무선 인터페이스는, 예컨대, 2G, 3G 또는 4G 시스템의 이동 네트워크의 무선 인터페이스일 수 있다. 방법은, 이동 단말기 내에서, 무선 인터페이스를 서빙하는 통신 시스템의 무선 기지국과 비트 정확도의 동기(bit accurate synchronization)를 달성하기 위해 실행될 수 있다. 액세스 타임 슬롯 및 액세스 대역폭으로 규정된 RACH는 다른 채널, 예컨대 다른 랜덤 액세스 채널, 다른 제어 데이터 채널 또는 사용자 데이터 채널에 직교할 수 있다.
이용 가능한 송신 대역폭은 업링크 송신을 위해 무선 기지국에 의해 지원되는 주파수 대역폭일 수 있다. 예컨대, 이동 네트워크는, 이동 단말기로부터 업링크 송신을 위해 20 MHz의 최대 이용 가능한 송신 대역폭을 제공하는 LTE 시스템일 수 있다. LTE 네트워크의 선택적 구성에서, 무선 기지국은, LTE 최대 송신 대역폭의 일부만, 예컨대, 5 MHz를 지원할 수 있다. 하나 이상의 이용 가능한 송신 대역폭, 액세스 대역폭 및, 액세스 대역폭을 가진 액세스 주파수 대역의 위치에 관한 정보는, 예컨대, DCCH 또는 다른 송신 채널을 통해, SIM (Subscriber Identity Module)과 같은 데이터 캐리어를 통해, 또는 어떤 다른 방식으로 이동 단말기에 의해 수신될 수 있다.
본 발명의 일부 구성에서, 액세스 대역폭은 최소 액세스 대역폭에 따라 설정될 수 있다. 액세스 대역폭은, 예컨대, 최소 액세스 대역폭 이상으로 설정될 수 있다. 최소 대역폭은, 무선 인터페이스의 자원 (예컨대, 시간 또는 주파수) 동기 요건에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 무선 기지국과 이동 단말기의 비트 정확도의 동기를 위해, 기지국은 라운드 트립 지연을 정확히 결정해야 한다. 이것은, 액세스 버스트의 시간 길이 및 대역폭의 곱의 최소값에 따른 액세스 버스트를 필요로 한다. 액세스 버스트의 주어진 시간 길이에 대해, 최소 액세스 대역폭이 결정될 수 있다. 최소 액세스 대역폭은 사전에 단말기에 알려질 수 있거나, 단말기 또는 기지국에 의해 계산될 수 있으며, 및/또는 다운링크 제어 채널에 통지될 수 있다.
최소 액세스 대역폭은, 기지국 및/또는 이동 단말기가 적어도 특정 통신 표준에 따른 채널에 지원할 필요가 있는 최소 시스템 대역폭에 대응하도록 선택적으로 또는 부가적으로 선택될 수 있다. 예컨대, 최소 시스템 대역폭은 1.25 MHz으로 표준화될 수 있다. 그러나, 액세스 버스트의 송신을 위한 액세스 대역폭은 또한 최소 시스템 대역폭보다 작은 값으로 설정될 수 있다. 예컨대, 작은 셀에서, 비트 정확도의 타이밍 정렬은 표준화된 최소 시스템 대역폭보다 작은 액세스 대역폭으로 달성될 수 있다.
본 발명의 한 변형에서, 특정 액세스 타임 슬롯은 무선 인터페이스와 관련된 액세스 타임 슬롯의 주기적 배열에서 선택될 수 있다. 주기적 배열은 사전에 이동 단말기에 알려질 수 있거나, 예컨대, DCCH에서 무선 인터페이스를 통해 무선 기지국에 의해 통지를 받을 수 있다. 예컨대, RACH는, 미리 정해진 수의 타임 슬롯을 포함하는 프레임 또는 멀티프레임에서 특정 타임 슬롯과 관련될 수 있다.
본 발명의 일부 구성은, 이용 가능한 송신 대역폭 내에서 액세스 대역폭을 가진 액세스 주파수 대역을 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다. 액세스 주파수 대역은, 예컨대, 무선 인터페이스와 관련된 주파수 다중화 스킴에 따라 선택될 수 있다. 예컨대, 무선 인터페이스와 관련된 이용 가능한 송신 대역폭은 5 MHz일 수 있다. 이 대역폭 내에는, 1.25 MHz의 대역폭을 가진 4개의 직교 채널이 제각기 제공될 수 있다. 그 후, 이동 단말기는 그의 액세스 버스트를 송신하기 위해 이들 대역 중 하나를 선택할 수 있다. 그 후, 액세스 타임 슬롯 및 액세스 주파수 대역의 특정 쌍은 랜덤 액세스 채널 또는 어떤 다른 데이터 채널을 반송할 수 있어, 이와 같은 쌍은 또한 간단히 이하 "채널"이라 할 것이다.
액세스 주파수 대역은, 무선 인터페이스와 관련된 주파수 호핑 패턴에 따라 선택적으로 또는 부가적으로 선택될 수 있다. 액세스 타임 슬롯 내에 규정된 수개의 대역이 존재하는 경우에, 주파수 호핑 패턴은, 예컨대, 제 1, 2, 3 등의 대역을 RACH에 연속적 또는 어떤 다른 순서로 지정하는 단계를 포함할 수 있다. 이와 같은 호핑 패턴은 사전에 이동 단말기에 알려질 수 있거나, 패턴이 무선 기지국에 의해 다운링크 제어 채널로 서빙된 셀로 나타낼 수 있다.
본 발명의 일부 구성에서, 방법은 상이한 액세스 주파수 대역 내에 2개의 액세스 버스트를 송신하는 단계를 포함할 수 있다. 액세스 버스트는 동일하거나 상이한 타임 슬롯으로 송신될 수 있다. 전자의 경우에, 방법을 실행하는 이동 단말기는 2개의 송신기를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 변형에서, 하나 이상의 액세스 타임 슬롯 및 액세스 주파수 대역은 무선 인터페이스와 관련된 우선 순위 스킴에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 특정 액세스 채널은 고 우선 순위 이동 단말기에 제공될 수 있고, 다른 채널은 저 우선 순위 단말기에 제공될 수 있다. 예컨대, 고 우선 순위 RACH에 지정된 사용자의 수는 저 우선 순위 RACH에 지정된 사용자의 수보다 적게 형성될 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 무선 인터페이스에 랜덤 액세스 채널을 제공하는 방법이 제안된다. 이 방법은, 랜덤 액세스 채널에 대한 액세스 타임 슬롯을 규정하는 단계 및, 액세스 요구에 대한 액세스 대역폭을 설정하는 단계를 포함한다. 이 액세스 대역폭은 무선 인터페이스와 관련된 이용 가능한 (또는 지원된) 송신 대역폭보다 작게 설정된다.
액세스 대역폭을 설정하는 단계는 액세스 필터에 대한 액세스 대역폭을 설정하는 단계를 포함할 수 있으며, 이 액세스 필터는 액세스 타임 슬롯 동안에 액세스 버스트를 수신하기 위해 사용된다.
이 방법은, 무선 인터페이스를 서빙하는 무선 기지국, 예컨대, UMTS 시스템의 RAN 내의 GSM 네트워크 또는 Node-B 내의 송수신 기지국에서 실행될 수 있다. 기지국에 의해 지원되는 이용 가능한 송신 대역폭은, 통신 표준에 따라 사전 규정된 최대 송신 대역폭 또는 그 최대 송신 대역폭의 일부에 따른다. 예컨대, 기지국은, 4G 시스템에 최대 20 MHz를 제공할 수 있거나, 최대 송신 대역폭의 일부, 예컨대, 5 MHz를 포함할 수 있다. 이용 가능한 송신 대역폭은 통신 표준에 의해 규정된 것보다 작지 않을 수 있다. 예컨대, 4G 시스템에서, 최소 시스템 송신 대역폭은, 기지국이 적어도 1.25 MHz의 이용 가능한 송신 대역폭을 제공할 수 있도록 아마 1.25 MHz일 것이다.
액세스 대역폭은, 예컨대, 상술한 바와 같은 동기 요건에 의해 규정되는 사전 규정된 최소 액세스 대역폭에 따라 설정될 수 있다. 비트 정확도의 동기 및 미리 정해진 액세스 버스트의 시간 길이에 대해, 최소 액세스 버스트 대역폭이 필요로 된다. 본 발명의 일부 구성에서, 이런 최소 액세스 대역폭이 액세스 버스트를 수신하기 위해 액세스 필터에 대한 액세스 대역폭으로서 이용될 수 있다.
본 발명의 제 2 양태의 일부 구성은, 액세스 대역폭을 가진 액세스 주파수 대역에 따라 액세스 대역폭을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 주파수 호핑 스킴이 구성될 수 있으며, 이 스킴에 따라 특정 주파수 대역이 연속 액세스 타임 슬롯에 지정된다.
본 발명의 추가적 구성은, 액세스 타임 슬롯 동안에 다른 데이터를 수신하기 위해 하나 이상의 추가적 필터를 적용하는 부가적 단계를 포함할 수 있다. 이들 필터는, 2 이상의 랜덤 액세스 채널이 단일 액세스 타임 슬롯 내에 제공될 수 있도록 추가적 액세스 필터를 포함할 수 있다. 이들 필터는 제어 데이터 (신호 데이터) 및/또는 사용자 데이터의 수신에 적합한 필터를 부가적으로 또는 선택적으로 포함할 수 있다. 이와 같은 데이터는 동일하거나 상이한 이동 단말기로부터 수신될 수 있다.
본 발명의 하나의 변형에서, 방법은 무선 인터페이스를 통해 하나 이상의 액세스 대역폭, 액세스 타임 슬롯 및 액세스 주파수 대역에 관한 정보를 송신하는 단계를 더 포함한다. 이 정보는 DCCH에 송신될 수 있다. 이 정보가 송신되는 셀 내에 위치된 이동 단말기는 이런 정보를 이용하여, 액세스 버스트를 송신할 준비를 할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 명세서에 기재된 본 발명의 방법 양태 중 어느 하나의 단계를 실행하는 프로그램 코드부를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제안되며, 이때, 컴퓨터 프로그램 제품은 하나 이상의 계산 장치, 예컨대, 이동 단말기 또는 무선 네트워크의 무선 기지국 상에서 실행된다. 컴퓨터 프로그램 제품은 CD-ROM 또는 DVD와 같은 컴퓨터 판독 가능 기록 매체 상에 기억될 수 있다. 부가적으로 또는 선택적으로, 컴퓨터 프로그램 제품은 다운로드 서버에 의해 다운로드하기 위해 제공될 수 있다. 다운로딩은, 예컨대 인터넷을 통해 달성될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 무선 인터페이스를 통해 랜덤 액세스 절차를 실행하기 위해 구성되는 이동 단말기가 제공된다. 이 장치는, 무선 인터페이스를 통해 액세스 버스트의 송신을 위한 액세스 타임 슬롯을 선택하기 위해 구성된 타임 슬롯 구성 요소 및; 액세스 버스트의 송신을 위한 액세스 대역폭을 설정하기 위해 구성된 대역폭 구성 요소를 포함한다. 이 대역폭 구성 요소는 무선 인터페이스와 관련된 이용 가능한 송신 대역폭보다 작은 액세스 대역폭을 설정하기 위해 구성된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 무선 인터페이스에 랜덤 액세스 채널을 제공하기 위해 구성되는 무선 기지국이 제안된다. 이 무선 기지국은, 랜덤 액세스 채널에 액세스 타임 슬롯을 규정하기 위해 구성된 타임 슬롯 구성 요소 및; 액세스 요구에 액세스 대역폭을 설정하기 위해 구성된 대역폭 구성 요소를 포함한다. 이 대역폭 구성 요소는 무선 인터페이스와 관련된 이용 가능한 송신 대역폭보다 작은 액세스 대역폭을 설정하기 위해 구성된다.
대역폭 구성 요소는 액세스 필터에 액세스 대역폭을 설정하기 위해 구성될 수 있으며, 액세스 필터는 액세스 타임 슬롯 동안에 액세스 버스트를 수신하기 위해 적용된다. 대역폭 구성 요소는 상이한 주파수 대역의 다수의 액세스 필터를 액세스 타임 슬롯에 제공하기 위해 구성될 수 있다. 이런 식으로, 기지국은, 동일한 이동 장치 또는 수개의 이동 장치에 의해 이용될 수 있는 동일한 타임 슬롯 내에 주파수 직교하는 수개의 액세스 채널을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명은 도면에 도시된 예시적인 실시예를 참조로 더 상세히 기술될 것이다.
도 1은 통신 시스템의 실시예의 개략도이다.
도 2는 이동 단말기의 실시예를 개략적으로 도시한 기능적 블록도이다.
도 3은 무선 기지국의 실시예를 개략적으로 도시한 기능적 블록도이다.
도 4는 이동 단말기에서 랜덤 액세스 절차를 실행하는 방법의 실시예의 단계를 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 5는 기지국에서 랜덤 액세스 절차를 실행하는 방법의 실시예의 단계를 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 6은 데이터 송신 스킴의 종래 기술의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 데이터 송신 스킴의 제 2 실시예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 8A-C는 데이터 송신 스킴의 제 3 내지 5 실시예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 9는 데이터 송신 스킴의 제 6 실시예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 10은 데이터 송신 스킴의 제 7 실시예를 개략적으로 도시한 것이다.
다음의 설명에서, 제한이 아닌 설명을 위해, 본 발명의 철저한 이해를 제공하기 위해, 특정 네트워크 노드, 통신 프로토콜 등을 포함하는 특정 네트워크 타입과 같은 특정 상세 사항이 설명된다. 당업자는, 본 발명이 이들 특정 상세 사항에서 벗어난 다른 실시예에서 실시될 수 있음을 알 것이다. 예컨대, 당업자는, 본 발명이 본 발명을 설명하기 위해 아래에 기술되는 이동 네트워크와 상이한 무선 네트워크로 실시될 수 있음을 알 것이다. 오히려, 본 발명은, 랜덤 액세스 절차가 무선 인터페이스를 통해 실행되는 어떤 무선 네트워크로 실시될 수 있다. 이것은, 예컨대, HIPERLAN 네트워크 (HIPERLAN는 무선 근거리 통신망에 대한 표준이다).
당업자는, 아래에 설명되는 기능이, 개별 하드웨어 회로, 프로그램된 마이크로프로세서 또는 범용 컴퓨터에 관련하여 기능을 하는 소프트웨어, 주문형 반도체 (ASIC) 및/또는 하나 이상의 디지털 신호 프로세서 (DSP)를 이용하여 구현될 수 있음을 더 알 것이다. 또한, 본 발명이 방법으로서 기술될 시에, 또한, 프로세서에 결합된 컴퓨터 프로세서 및 메모리에서 실시될 수 있음을 알게 될 것이며, 여기서, 메모리는, 프로세서에 의해 실행될 시에 본 명세서에 개시된 방법을 실행하는 하나 이상의 프로그램으로 부호화된다.
도 1은, 무선 인터페이스(106)를 통해 데이터를 교환하도록 구성되는 이동 단말기(102) 및 무선 기지국(104)을 포함하는 통신 시스템(100)의 실시예를 개략적으로 도시한 것이다. 기지국(104)은 이동 네트워크(108)에 속한다.
다른 종단점 (예컨대, 고정 또는 이동 사용자, 데이터 설정 서버(data provisioning server) 등)에 대한 접속을 설정할 수 있도록 하기 위해, 이동 단말기(102)는 기지국(104)을 통해 네트워크(108)에 접근해야 한다. 이 때문에, 특히, 랜덤 액세스 절차는 각각의 단말기(102) 및 기지국(104)에서 실행되어야 한다. 이 절차를 준비하기 위해, 단말기(102)는, 기지국(104)에 의해, 기지국(104)에 의해 서빙되는 (도시되지 않은) 무선 셀로 송신되는 (예컨대, 방송되는) 다운링크 제어 채널 (DCCH)(110)을 청취한다. DCCH는, 예컨대, 셀 ID 및 네트워크 ID, 랜덤 액세스 파라미터, 송신 스킴과 같은 채널 구성 및, 접속 설정을 위한 파라미터를 통지할 수 있다.
방송 정보에 기초로 하여, 이동 단말기(102)는 랜덤 액세스 절차를 실행할 수 있으며, 여기서, 액세스 버스트(112)를 포함하는 각각의 하나 이상의 액세스 요구는 무선 인터페이스(106)를 통해 기지국(104)으로 송신된다. 기지국(104)은 액세스 버스트(112)를 분석하여, 타이밍 어드밴스 값 및, 아마 또한 이동 단말기(102)와 기지국(104) 간의 주파수차를 결정하여, 동기 목적을 위해 단말기(102)로 송신한다. 액세스 요구에 제공되는 (즉, 액세스 버스트 내에 부호화되는) 추가적 정보에 기초로 하여, 기지국(104)은 이동 네트워크(108)로의 단말기(102)의 접근을 승인하거나 거부하기 위해 결정한다. 액세스 버스트(112)의 구성뿐만 아니라, 액세스 버스트를 제각기 송수신하기 위한 단말기(102) 및 기지국(104)에 의해 이용될 수 있는 송신 스킴에 대해서는 아래에 더욱 상세히 기술될 것이다.
도 2는 무선 인터페이스(122)를 통해 랜덤 액세스 절차를 실행하기 위해 구 성되는 이동 단말기(120)의 기능적 구성 요소를 개략적으로 도시한 것이다. 단말기(120)는 도 1의 단말기(102)의 구성일 수 있다.
이동 단말기(120)는, 무선 인터페이스(122)를 통해 액세스 버스트의 송신을 위한 액세스 타임 슬롯을 선택하기 위해 구성되는 타임 슬롯 구성 요소(124)를 포함한다. 단말기(120)는, 액세스 버스트의 송신을 위해 액세스 대역폭을 설정하기 위해 구성되는 대역폭 구성 요소(126)를 더 포함한다. 양방의 구성 요소(124 및 126)는 랜덤 액세스 절차를 제어하는 (도시되지 않은) 제어 구성 요소에 의해 트리거될 수 있다. 대역폭 구성 요소(126)는 무선 인터페이스와 관련된 이용 가능한 송신 대역폭보다 작은 액세스 대역폭을 설정하기 위해 더 구성된다. 대역폭 구성 요소(126)는 이용 가능한 송신 대역폭과 동일한 액세스 대역폭을 설정하기 위해 부가적으로 구성될 수 있다. 액세스 대역폭, 이용 가능한 대역폭 및, 이용 가능한 대역폭 내의 액세스 주파수 대역의 위치 중 하나 이상은 사전에 단말기(120)에 알려질 있다. 예컨대, 대응하는 파라미터는 SIM 카드 또는 USIM 카드(USIM: UMTS Subscriber Identity Module)와 같은 사용자 카드 내에 기억될 수 있으며, 이 사용자 카드는 네트워크 오퍼레이터로부터의 단말기(120)의 사용자에 제공된다. 선택적으로, 무선 인터페이스를 서빙하는 무선 기지국에 의해 제공된 이용 가능한 송신 대역폭 및/또는 적용 가능한 주파수 대역 및/또는 액세스 대역폭은 도 1에 도시된 바와 같이 DCCH에 통지될 수 있었다. 액세스 대역폭 및/또는 대역폭 구성 요소(126)에 의해 설정된 적용 가능한 액세스 주파수 대역은 또한, 예컨대 무선 인터페이스(122)를 통해 단말기(120)에 통지될 수 있었다. 선택적으로, 대역폭 구성 요 소(126)는 다른 정보를 토대로 액세스 대역폭에 대해 결정할 수 있다. 예컨대, 대역폭 구성 요소는, 통신 표준에 의해 결정되는 바와 같이 액세스 대역폭을 최소 대역폭으로 설정할 수 있으며, 이 통신 표준에 따라 랜덤 액세스 절차가 실행된다.
구성 요소(124 및 126)는 이들의 파라미터 설정을 송신 구성 요소(128)에 제공하며, 이 송신 구성 요소(128)는 안테나(130)에 결합되어, 제공된 설정에 따라 동작함으로써, 액세스 버스트가 원하는 액세스 대역폭과 함께 원하는 액세스 타임 슬롯에 송신되도록 한다.
도 3은 무선 인터페이스(142)에 랜덤 액세스 채널을 제공하기 위해 구성되는 무선 기지국(140)의 실시예를 개략적으로 도시한 것이다. 기지국(140)은 도 1의 기지국(104)의 구성일 수 있다. 무선 인터페이스(142)는, 예컨대, 도 2의 인터페이스(122)일 수 있다.
기지국(140)은 무선 인터페이스(142)를 통해 송신되는 무선 신호를 수신하는 안테나(144)를 포함한다. 수신된 신호는 수신 구성 요소(146)에 제공되며, 이 수신 구성 요소(146)는, 예컨대, 수신된 신호를, 무선 주파수 범위를 기지국(140)의 (도시되지 않은) 추가적 신호 처리 구성 요소에 의해 이용되는 내부 주파수 범위로 변환할 수 있고, 수신된 신호의 필터링을 위한 필터를 사용할 수 있다.
기지국(140)은, 랜덤 액세스 채널에 액세스 타임 슬롯을 규정하기 위해 구성되는 타임 슬롯 구성 요소(148)를 더 포함한다. 더욱이, 액세스 요구에 액세스 대역폭을 설정하기 위해 구성되는 대역폭 구성 요소(150)가 제공된다. 구성 요소(148 및 150)는 제어 신호를 수신 구성 요소(146)에 제공한다. 수신 구성 요소(146)는, 액세스 타임 슬롯 동안, 수신된 무선 신호로의 제어 신호에 따라 구성되는 액세스 필터를 사용하고, 이런 식으로, 액세스 타임 슬롯 및 액세스 주파수 대역 내에서 무선 인터페이스(142)를 통해 송신되는 액세스 버스트를 복구할 수 있다.
복구된 액세스 버스트는, 수신 구성 요소(146)에 의해, 식별된 액세스 버스트를 분석하여 다른 정보를 검출하는 기지국(140)의 (도시되지 않은) 다른 구성 요소에 제공된다. 예컨대, 액세스 버스트는, 송신 이동 단말기와 통신하기 위한 랜덤 레퍼런스(random reference)뿐만 아니라 단말기의 접속 설정 요구에 관계된 정보를 포함할 수 있다.
대역폭 구성 요소(150)는 무선 인터페이스(142)와 관련된 이용 가능한 송신 대역폭보다 작은 액세스 대역폭을 설정하기 위해 구성된다. 대역폭 구성 요소(150)는 이용 가능한 송신 대역폭과 동일한 액세스 대역폭을 설정하기 위해 부가적으로 구성될 수 있다. 예컨대, 기지국(140)은, 기지국이 따르는 특정 통신 표준의 무선 인터페이스에 전체 송신 주파수 대역폭을 제공하기 위해 구성될 수 있다. 따라서, 기지국(140)은 3GGP LTE 표준에 따를 시에 20 MHz의 대역폭을 이용 가능하게 할 수 있다. 전체 이용 가능한 송신 대역폭을 통해 액세스 버스트를 수신할 준비가 되어있는 대신에, 대역폭 구성 요소(150)는, 이용 가능한 송신 대역폭의 부분만이 액세스 버스트를 수신하기 위해 이용될 수 있도록, 액세스 대역폭을 보다 작은 값으로 설정할 수 있다. 예컨대, 액세스 대역폭은, 3GGP LTE 표준, 즉, 1.25 MHz에 따른 장비에 의해 지원되어야 하는 최소 시스템 대역폭으로 설정될 수 있다.
도 4는 무선 인터페이스를 통해 랜덤 액세스 절차를 실행하는 방법(200)의 실시예의 단계를 개략적으로 도시한 것이다. 이 방법의 실시예는 예컨대 이동 단말기(102 또는 120) 중 하나에 의해 실행될 수 있다.
단계(202)에서, 예컨대, 랜덤 액세스 절차를 제어하는 제어 구성 요소로부터의 신호에 의해 상기 절차가 트리거된다. 단계(204)에서, 무선 인터페이스를 통해 액세스 버스트의 송신을 위한 액세스 타임 슬롯이 선택된다. 단계(206)에서, 액세스 버스트의 송신을 위한 액세스 대역폭이 설정되며, 여기서, 액세스 대역폭은 무선 인터페이스와 관련된 이용 가능한 송신 대역폭보다 작게 설정된다. 이 절차는 단계(208)에서 종료한다. 단계(204 및 206)는 또한 병렬로 실행될 수 있거나 상이한 순서로 실행될 수 있다.
도 5는 무선 인터페이스에 랜덤 액세스 채널을 제공하는 방법(220)의 실시예를 개략적으로 도시한 것이다. 이 방법은 무선 기지국(104 또는 140) 중 하나에서 실행될 수 있다.
단계(222)에서, 예컨대, 액세스 버스트의 수신을 제어하는 제어 구성 요소로부터의 트리거 신호에 의해 상기 절차가 트리거된다. 단계(224)에서, 랜덤 액세스 채널에 대한 액세스 타임 슬롯이 규정된다. 단계(226)에서, 액세스 요구에 대한 액세스 대역폭이 설정되며, 여기서, 액세스 대역폭은 무선 인터페이스와 관련된 이용 가능한 송신 대역폭보다 작게 설정된다. 예컨대, 액세스 대역폭은, 액세스 타임 슬롯 동안에 액세스 버스트를 수신하기 위해 사용되는 액세스 필터에 설정될 수 있다. 이 방법은 단계(228)에서 종료한다. 단계(224 및 226)는 선택적으로 병렬로 또는 상이한 순서로 실행될 수 있다.
도 6은 특히 액세스 버스트의 송신에 관한 데이터 송신 스킴(240)의 종래 기술의 구성을 개략적으로 도시한 것이다. 이 스킴은 시간 대 주파수 다이어그램의 형식으로 제공된다. 서브프레임은 타임 슬롯을 나타낸다. 특정 타임 슬롯(242)은 액세스 타임 슬롯으로서 지정된다. 특정 실시예에서, 랜덤 액세스 채널 (RACH)은, 액세스 타임 슬롯(242) 내에서, 무선 인터페이스를 통해 이용 가능한 전체 대역폭을 점유한다.
액세스 타임 슬롯(242) 내에는, 액세스 버스트 시간 길이(TAB)를 가진 액세스 버스트(244)가 송신될 수 있다. 업링크에서의 타이밍 불확실성으로 인해 액세스 타임 슬롯(242) 내에 부가적인 경계 주기(246)가 필요로 된다. 특히, 액세스 버스트와, 추가적 타임 슬롯에 송신된 다른 데이터 간의 직교성을 유지하기 위해, 액세스 버스트는 무선 기지국에서 어떤 타임 인스턴스(time instance)에 도달해야 한다. 랜덤 액세스 절차 전에 달성된 동기가 라운드 트립 전파 시간을 고려하지 않을 시에, 예컨대, 기지국과 이동 단말기 간의 알려지지 않은 거리로부터 발생하는 불확실성이 존재한다. 이런 불확실성을 참작하기 위해, 경계 주기(246)가 도입될 필요가 있다. 그래서, 액세스 타임 슬롯 길이 (TRACH)는 TAB 뿐만 아니라 경계 주기도 포함한다. 액세스 타임 슬롯은 서로 TREP의 반복 주기로 주기적으로 후행할 수 있다.
도 7은 데이터 송신 스킴(270)의 제 1 실시예를 개략적으로 도시한 것이다. 도 6에서와 같이, 각 액세스 타임 슬롯(262)은 시간 길이(TAB) 및 경계 주기(266)를 가진 액세스 버스트(264)를 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 구성에서, 각각의 액세스 타임 슬롯(262) 내에는, 전체 이용 가능한 송신 대역폭의 부분 BWRACH만이 액세스 채널에 할당된다. 도 7의 예에서, 대역폭 BWRACH은 3개의 추가적 채널(268)이 규정되도록 이용 가능한 대역폭의 4분의 1을 점유한다.
일반적으로, 이동 단말기 (또는 서빙 기지국)가 허용된 액세스 대역폭의 세목(particular)에 대해 결정할 수 있도록 특정 통신 시스템에 대한 수개의 허용된 액세스 대역폭을 가질 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 단일의 액세스 대역폭 BWRACH만이 지정되는 경우에, 액세스 대역폭은, 통신 표준에 의해 지정된 최소 시스템 대역폭에 맞도록 선택될 수 있다. 즉, 액세스 대역폭은 최소 시스템 대역폭 이하이도록 선택될 수 있다. 일례에서, 최소 시스템 대역폭은 1.25 MHz으로 규정될 수 있고, BWRACH은 이때 1.25 MHz로서 선택될 수 있다. 이와 같은 단일 액세스 대역폭을 이용하면은, 기지국 및/또는 단말기의 구성이 간소화될 수 있다.
BWRACH가 최소 시스템 대역폭보다 크게 선택되는 다른 실시예에서, 다수의 랜덤 액세스 절차가 지정될 수 있으며, 하나의 절차는 각 액세스 대역폭을 위해 지정될 수 있다. 이 경우에, 예컨대, 이동 단말기는 하나의 액세스 대역폭만을 지원하면, 무선 기지국에 액세스할 수 없다. 기지국에 다수의 랜덤 액세스 수신기가 장착될 경우에만 접근 가능성(accessibility)이 보장될 것이며, 각각의 허용된 액세스 대역폭에 대해 하나의 수신기가 장착된다.
또 다른 실시예에서, 이동 단말기는 상이한 액세스 대역폭으로부터 선택하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 단말기는, 이용 가능한 대역폭과 동일한 BWRACH 또는, 보다 작은 값, 예컨대, 최소 시스템 대역폭과 동일한 BWRACH를 사용하도록 구성될 수 있다.
하여튼, 액세스 대역폭은 기지국이 타이밍 어드밴스를 비트 정확도로 측정하도록 하기에 충분함을 보장받아야 한다. 통상적으로, 3GGP LTE 시스템의 경우, 1.25 MHz의 최소 시스템 대역폭에서나 약간 아래에서 선택된 액세스 대역폭은 이런 조건을 충족할 것이다.
다시 도 7을 참조하면, 액세스 타임 슬롯(262)은 시간 주기(TREP)로 반복한다. TREP의 값은, 예컨대, 통신 표준에 의해 고정될 수 있다. 다른 실시예에서, 무선 기지국 또는 무선 네트워크의 다른 제어 노드는, 예컨대, 랜덤 액세스 절차에 충분한 자원을 제공하는 요건에 따라 주기성을 설정할 수 있다. 그 후, 순간적으로 유효한 TREP의 값은 더욱 높은 계층의 신호에 의해 통지를 받을 수 있다. 액세스 타임 슬롯 길이는 또한 이동 단말기에 사전에 알려지거나 신호 전송될 수 있다.
랜덤 액세스 타임 슬롯의 주기성에 관계된 TREP의 값은, 일례로서, 10 밀리초 (msec)의 범위 내에서 선택될 수 있다. 액세스 슬롯은 다른 타임 슬롯과 동일한 길이 TRACH, 예컨대, 0.5 msec 또는 1 msec를 가질 수 있다. 랜덤 액세스 버스트 길이 TAB는, 충분한 경계 시간 주기가 타이밍 불확실성을 참작하게 되도록, 액세스 타임 슬롯에 맞을 수 있다. TAB는, 예컨대, 400 마이크로초 (㎲)일 수 있고, 경계 주기는 100 ㎲일 수 있다. 다른 예로서, TAB는 900 ㎲일 수 있고, 경계 주기는 100 ㎲일 수 있다. 이들 값은, 예컨대, 대략 15 킬로미터까지의 셀 사이즈에 적절하다. 보다 큰 셀의 경우, 랜덤 액세스 슬롯 길이 TRACH는, 예컨대, 대략 다른 타임 슬롯의 길이의 두배이도록 확대될 수 있거나, 네트워크 (기지국)가 랜덤 액세스 타임 슬롯에 후속하는 서브프레임 내에서 업링크 데이터 송신이 확실히 스케줄되지 않게 할 수 있다. 이 경우에, 큰 셀 사이즈는 어떤 추가적 재구성 요건 없이 처리될 수 있다.
랜덤 액세스 버스트에 할당된 대역폭 BWRACH는, 통상적으로 충분한 타이밍 레졸루션(timing resolution)을 가능하게 하기에 충분히 큰 1 MHz의 정도일 수 있다. 이 값은, 예컨대, 3GGP LTE에 제시된 최소 허용된 시스템 대역폭보다 작은 것에 주목하며, 이 대역폭은 장래에 1.25 MHz이다. 이런 식으로, 5 MHz의 이용 가능한 송신 대역폭을 제공하는 시스템의 경우, 4까지 또는 5까지도의 병렬 랜덤 액세스 채널이 할당될 수 있고, 이들 채널의 각각은 랜덤 액세스 타임 슬롯 내에 상이한 주파수 대역을 점유한다.
스킴(260)은 주파수 호핑이 연속 액세스 타임 슬롯(262)에 적용될 수 있음을 더 설명한다. 즉, 상이한 주파수 대역은 연속 타임 슬롯에 이용될 수 있다. 도 7의 예에서, RACH는, 연속 액세스 타임 슬롯(262) 내에서, 선택적으로 주파수 대역(268) 중 제 1 및 3 주파수 대역을 점유한다. 다른 실시예에서, 다른 주기성이 규정될 수 있으며, 예컨대, 모든 이용 가능한 주파수 대역이 사용될 수 있다. 각각 의 액세스 타임 슬롯(262)에서, RACH에 의해 점유되지 않는 주파수 대역(268)은 다른 데이터, 예컨대, 제어 또는 사용자 데이터의 송신을 위해 사용될 수 있다.
이것은, 도 7과 유사한 송신 스킴(260, 270 및 280)의 추가적 실시예를 도시한 도 8A-8C에서 설명된다. 단일 액세스 타임 슬롯(262, 272 및 282)만이 제각기 더욱 상세히 설명된다.
각각의 송신 스킴(260, 270 및 280)에서, 랜덤 액세스 채널 RACH에 대한 액세스 대역폭은 무선 인터페이스와 관련된 이용 가능한 송신 대역폭보다 작게 설정된다. 스킴(260)에서, 잔여 대역폭은 추가적 랜덤 액세스 채널 RACH에 사용된다. 개별 채널은 서로 주파수 경계 대역에 의해 분리되어, 이웃한 채널에서 기지국에 수신되는 부정확하게 위치된 액세스 버스트의 오버랩을 피한다. 이런 식으로, 많은 주파수 다중화된 직교 액세스 채널은 이용 가능한 송신 대역폭 내에 제공될 수 있다. 이 채널은 하나 이상의 이동 단말기에 사용될 수 있으며, 예컨대, 단일 단말기는 상이한 주파수 대역 내에서 2개의 액세스 버스트를 송신할 수 있다.
송신 스킴(270)에서, RACH에 사용되지 않는 이용 가능한 대역폭은, 대신에 다른 데이터, 예컨대, 사용자 데이터 및/또는 제어 데이터의 송신을 위해 사용된다. 송신 스킴(280)은 스킴(270 및 260)의 조합이다. 2개의 액세스 채널은 액세스 타임 슬롯(282) 내에 제공되고, 잔여 이용 가능한 대역폭은 다른 데이터의 송신을 위해 사용된다. 다른 실시예에서, RACH 버스트에 사용된 주파수 대역 및 다른 데이터의 송신에 할당된 주파수 대역은 인터리빙 또는 교번 패턴(interleaving or alternating pattern)으로 위치될 수 있다.
도 9는 송신 스킴(300)의 추가적 실시예를 개략적으로 도시한 것이다. 도 9에서, 여러 액세스 주파수 대역(308 내지 324)을 가진 액세스 타임 슬롯(302, 304 및 306)의 구성은 도 7 및 8에서와 유사한 방식으로 도시된다.
송신 스킴(300)은 사용자를 상이한 랜덤 액세스 사용자 그룹에 지정할 가능성을 예시한다. 예컨대, 제 1 사용자 그룹은 랜덤 액세스 채널(308, 310 및 312)에 지정될 수 있다. 제 2 사용자 그룹은 액세스 채널(314, 316 및 318)에 지정될 수 있는 반면에, 제 3 사용자 그룹은 액세스 채널(320, 322 및 324)에 지정될 수 있다. 특정 주파수 호핑 패턴은 각 사용자 그룹의 RACH에 적용된다. 다른 실시예에서, 일정한 주파수 대역은 특정 사용자 그룹 또는 모든 사용자 그룹에 할당될 수 있다. 그러나, 주파수 호핑 패턴의 사용은 다이버시티 퍼스펙티브(diversity perspective)에서 유익하다. 이동 단말기의 저속에서, 특정 주파수는 다수의 액세스 슬롯을 통해 연장하는 페이딩 딥(fading dip)을 받을 수 있다. 제 1 액세스 시도가 성공적이지 않으면, 후속 시도를 위해 다른 주파수를 사용하는 것이 유익할 수 있다. 도 9의 스킴(300)에서 사용자 그룹에 대해 예시적으로 도시된 주파수 호핑 패턴은, 후속 액세스 슬롯에서, 주파수 대역이 랜덤 액세스 절차 동안에 이용 가능하도록 랜덤 액세스 요구의 재송신을 위한 다이버시티(diversity)를 증대시킨다.
주파수 호핑 패턴은 사전에 이동 단말기에 알려질 수 있거나, 각 단말기가 어느 액세스 슬롯 내에 사용할 어느 주파수를 알도록 이동 단말기로 신호 전송될 수 있다. 호핑 패턴이 양방의 이동 단말기 및 무선 기지국에 알려지는 경우에, 후 자는 그의 랜덤 액세스 수신기를 적절히 구성할 수 있다. 선택적으로, 이동 단말기는 그의 랜덤 액세스 절차 동안에 제공된 RACH 주파수 대역 중 하나를 랜덤하게 선택할 수 있다. 이것은, 무선 기지국이 액세스 타임 슬롯 동안에 RACH 버스트에 지정된 모든 주파수 대역을 탐색함을 필요로 한다.
다른 실시예에서, 도 9에 예시적으로 도시되는 여러 사용자 그룹에는 여러 우선 순위 클래스가 지정될 수 있다. 이런 식으로, 고 우선 순위 단말기 또는 고 우선 순위 사용자는 주파수 도메인 내에서 저 우선 순위 단말기 또는 저 우선 순위 사용자로부터 분리될 수 있다. 예컨대, 특정 사용자 그룹에 지정된 사용자의 수는 고 우선 순위 클래스에 대해서는 더욱 적을 수 있고, 저 우선 순위 클래스에 대해서는 더욱 많을 수 있다. 이런 식으로, 고 우선 순위 클래스에 지정된 액세스 채널 내의 충돌의 위험은 저감될 수 있어, 랜덤 액세스 절차가 (충돌의 경우에 부가적 시도로부터 생성되는 저감된 지연으로 인해) 평균적으로 더욱 빠르게 실행할 것이다. 부가적으로 또는 선택적으로, 고 우선 순위 사용자 클래스에는 또한 액세스 타임 슬롯마다 하나 이상의 액세스 채널 및/또는, 하나의 프레임 또는 멀티프레임 내의 더욱 많은 수의 액세스 타임 슬롯이 지정될 수 있다. 예컨대, 저 우선 순위 사용자에 대한 RACH는 매 두번째 연속 액세스 타임 슬롯(every second consecutive access time slot)에만 제공될 수 있다.
도 10은 데이터 송신 스킴(330)의 추가적 실시예를 도시한 것이다. 특정 액세스 타임 슬롯 동안에 단일 액세스 주파수 대역을 이용하는 특정 RACH만이 도시된다. RACH는 코드 다중화 방식 (CDMA, Code Division Multiple Access)으로 이들의 액세스 버스트를 송신하는 다수의 이동 단말기(1 ... n)에 의해 이용될 수 있다. 액세스 버스트는, 이들을 상이하게 코드화함으로써, 서로로부터 분리될 수 있다. 제한된 수의 직교 코드를 포함하는 코드 세트는 이동 단말기에 사전에 알려질 수 있거나, 이와 같은 코드 세트의 인디케이션(indication)은, 예컨대, 다운링크 제어 채널로 신호 전송될 수 있다. 그 후, 상이한 단말기로부터의 액세스 버스트는 서로 전력을 방해할 수 있지만, 상이한 코딩으로 인해 기지국 내에서 여전히 분리 가능하다. 도 10에 도시된 기술은 도 7 내지 도 9에 관련하여 이용될 수 있다.
본 명세서에 제안된 기술은 유연한 방식으로 이동 단말기의 랜덤 액세스 요구에 자원을 제공하도록 한다. 무선 인터페이스에서의 이용 가능한 송신 대역폭의 일부만이 액세스 타임 슬롯 동안에 특정 액세스 버스트에 이용된다는 사실로 인해, 잔여 이용 가능한 대역폭은 추가적 액세스 버스트 또는 다른 데이터의 송신을 위해 이용될 수 있다. 액세스 타임 슬롯 내에서, 액세스 대역폭의 용도 및 이용 가능한 송신 대역폭의 위치는, 자원이 짧은 시간 규모(short time scale)에 자동 방식으로 제공될 수 있도록 기지국에 의해 서빙되는 셀 내부의 단말기로 신호 전송될 수 있다. 그래서, 랜덤 액세스 절차 동안의 대역폭 자원의 낭비는 회피된다. 특정 액세스 대역폭이 통신 시스템에 규정되는 경우에, 랜덤 액세스 송신기 및 수신기의 설계는 용이하게 된다. 랜덤 액세스 채널의 수는 코드 도메인에서 부가적으로 조정될 수 있다. 주파수 다이버시티는 연속 액세스 타임 슬롯/액세스 주파수 대역에 주파수 호핑 패턴을 적용함으로써 쉽게 달성될 수 있다.
본 발명이 바람직한 실시예에 관련하여 기술되었지만, 본 명세서는 단지 설명을 위한 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부한 청구범위의 범주에 의해서만 제한될 수 있다.

Claims (21)

  1. 이동 단말기에서 무선 인터페이스를 통해 랜덤 액세스 절차를 실행하는 방법에 있어서,
    상기 무선 인터페이스를 통해 액세스 버스트의 송신을 위해 액세스 타임 슬롯을 선택하는 단계 및;
    상기 액세스 버스트의 송신을 위해 송신 채널에 대한 제 1 액세스 대역폭 또는 제 2 액세스 대역폭 중 하나를 설정하는 단계를 포함하는데,
    상기 송신 채널의 설정된 액세스 대역폭은 상기 무선 인터페이스와 관련된 업링크 채널에 대한 이용 가능한 시스템 송신 대역폭보다 작게 설정되며,
    상기 설정된 액세스 대역폭은 상기 액세스 타임 슬롯 동안에 기지국에 적용되는 액세스 필터가 상기 액세스 버스트를 수신하는 액세스 대역폭에 대응하는, 무선 인터페이스를 통해 랜덤 액세스 절차를 실행하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이용 가능한 시스템 송신 대역폭, 상기 설정된 액세스 대역폭, 및 상기 설정된 액세스 대역폭을 가진 액세스 주파수 대역의 위치 중 하나 이상에 관한 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는, 무선 인터페이스를 통해 랜덤 액세스 절차를 실행하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 설정된 액세스 대역폭은 최소 액세스 대역폭에 따라 설정되는, 무선 인터페이스를 통해 랜덤 액세스 절차를 실행하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 액세스 타임 슬롯은 상기 무선 인터페이스와 관련된 액세스 타임 슬롯의 주기적 배열에서 선택되는, 무선 인터페이스를 통해 랜덤 액세스 절차를 실행하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 이용 가능한 시스템 송신 대역폭 내에서 상기 설정된 액세스 대역폭을 가진 상기 송신 채널의 액세스 주파수 대역을 선택하는 단계를 더 포함하는, 무선 인터페이스를 통해 랜덤 액세스 절차를 실행하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 액세스 주파수 대역은 상기 무선 인터페이스와 관련된 주파수 다중화 스킴에 따라 선택되는, 무선 인터페이스를 통해 랜덤 액세스 절차를 실행하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 액세스 주파수 대역은 상기 무선 인터페이스와 관련된 주파수 호핑 패턴에 따라 선택되는, 무선 인터페이스를 통해 랜덤 액세스 절차를 실행하는 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상이한 액세스 주파수 대역에서 2 이상의 액세스 버스트를 송신하는 단계를 포함하는, 무선 인터페이스를 통해 랜덤 액세스 절차를 실행하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 액세스 타임 슬롯 및 상기 액세스 주파수 대역 중 하나 이상은 상기 무선 인터페이스와 관련된 우선 순위 스킴에 따라 결정되는, 무선 인터페이스를 통해 랜덤 액세스 절차를 실행하는 방법.
  10. 기지국에서 무선 인터페이스에 랜덤 액세스 채널을 제공하는 방법에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 채널에 대한 액세스 타임 슬롯을 규정하는 단계;
    제 1 액세스 요구 채널에 대한 제 1 액세스 대역폭 또는 제 2 액세스 요구 채널에 대한 제 2 액세스 대역폭을 설정하는 단계;
    액세스 버스트의 수신을 위해 상기 제 1 액세스 요구 채널 또는 상기 제 2 액세스 요구 채널을 선택하는 단계로서, 선택된 액세스 요구 채널의 액세스 대역폭은 상기 무선 인터페이스와 관련된 업링크 송신 채널에 대한 이용 가능한 시스템 송신 대역폭보다 작게 설정되는 상기 선택하는 단계; 및
    상기 액세스 버스트를 수신하도록 상기 액세스 타임 슬롯 동안에 상기 선택된 액세스 요구 채널의 액세스 대역폭을 가진 액세스 필터를 적용하는 단계를 포함하는, 무선 인터페이스에 랜덤 액세스 채널을 제공하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 선택된 액세스 요구 채널의 액세스 대역폭은 사전 규정된 최소 액세스 대역폭에 따라 설정되는, 무선 인터페이스에 랜덤 액세스 채널을 제공하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 액세스 대역폭을 가진 액세스 주파수 대역에 따라 상기 선택된 액세스 요구 채널의 액세스 대역폭을 설정하는 단계를 더 포함하는, 무선 인터페이스에 랜덤 액세스 채널을 제공하는 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 액세스 타임 슬롯 동안에 추가적 데이터를 수신하기 위해 하나 이상의 추가적 필터를 적용하는 단계를 더 포함하는, 무선 인터페이스에 랜덤 액세스 채널을 제공하는 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 무선 인터페이스를 통해 상기 액세스 대역폭, 액세스 타임 슬롯 및 액세스 주파수 대역 중 하나 이상에 관한 정보를 송신하는 단계를 더 포함하는, 무선 인터페이스에 랜덤 액세스 채널을 제공하는 방법.
  15. 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록 매체가 하나 이상의 계산 장치상에서 실행될 시에 제 1 항의 방법을 수행하는 프로그램 코드부를 포함하는 넌트랜지스터 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록 매체.
  16. 제 15 항에 있어서,
    컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 상에 기억되는 넌트랜지스터 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록 매체.
  17. 무선 인터페이스를 통해 랜덤 액세스 절차를 실행하는 이동 단말기에 있어서,
    상기 무선 인터페이스를 통해 액세스 버스트의 송신을 위해 액세스 타임 슬롯을 선택하도록 구성되는 타임 슬롯 구성 요소; 및
    상기 액세스 버스트의 송신을 위해 송신 채널에 대한 제 1 액세스 대역폭 또는 제 2 액세스 대역폭 중 하나를 설정하도록 구성되는 대역폭 구성 요소를 포함하는데,
    설정된 대역폭 구성 요소는 상기 무선 인터페이스와 관련된 업링크 채널 송신을 위한 이용 가능한 시스템 송신 대역폭보다 상기 송신 채널의 액세스 대역폭을작게 설정하도록 구성되며,
    상기 설정된 액세스 대역폭은 상기 액세스 타임 슬롯 동안에 기지국에 적용되는 액세스 필터가 상기 액세스 버스트를 수신하는 액세스 대역폭에 대응하는, 이동 단말기.
  18. 무선 인터페이스에 랜덤 액세스 채널을 제공하는 무선 기지국에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 채널에 액세스 타임 슬롯을 규정하도록 구성되는 타임 슬롯 구성 요소;
    제 1 액세스 요구 채널에 대한 제 1 액세스 대역폭 또는 제 2 액세스 요구 채널에 대한 제 2 액세스 대역폭을 설정하도록 구성되는 대역폭 구성 요소; 및
    상기 액세스 타임 슬롯 동안에 수신되는 액세스 버스트를 필터링하도록 구성되는 액세스 필터를 포함하는데,
    상기 액세스 필터는 상기 제 1 액세스 대역폭 또는 상기 제 2 액세스 대역폭에 대응하는 대역폭을 가지며,
    상기 액세스 필터의 대역폭은 상기 무선 인터페이스와 관련된 업링크 채널 송신을 위한 이용 가능한 시스템 송신 대역폭보다 작은, 무선 기지국.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 대역폭 구성 요소는 상기 액세스 타임 슬롯 동안에 상이한 주파수 대역에서 다수의 액세스 필터를 제공하도록 구성되는, 무선 기지국.
  20. 삭제
  21. 삭제
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