KR101422031B1

KR101422031B1 - 방송 및 멀티캐스트 서비스를 위한 랜덤 억세스 방법

Info

Publication number: KR101422031B1
Application number: KR1020080078477A
Authority: KR
Inventors: 이영대; 천성덕; 박성준; 이승준
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-08-10
Filing date: 2008-08-11
Publication date: 2014-07-23
Also published as: KR20090016435A; US9008006B2; WO2009022836A3; US20100128648A1; WO2009022836A2

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서의 랜덤 억세스 수행 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 특정 방송/멀티캐스트 서비스를 수신하고자 하는 특정 단말에서 랜덤 억세스 과정을 수행하는 방법에 있어서, 상기 방송/멀티캐스트 서비스를 수신하고자 하는 단말 수를 카운팅하기 위해 전송된 제1 메시지를 수신하는 단계와, 랜덤 억세스 프리앰블을 전송하는 단계와, 상기 프리앰블에 대한 응답으로 단말식별자 및 상향링크 무선자원 할당 정보를 포함하는 제2 메시지를 수신하는 단계와, 상기 상향 무선자원 할당 정보를 이용하여 제3 메시지를 전송하는 단계와, 충돌 해결 메시지를 수신한 경우 랜덤 접속 과정을 중단하는 단계를 포함한다.

E-UMTS, UPLINK CONNECTION, RACH, MBMS, COUNTING

Description

방송 및 멀티캐스트 서비스를 위한 랜덤 억세스 방법{A RANDOM ACCESS METHOD FOR MULTIMEDIA BROADCAST MULTICAST SERVICE(MBMS)}

본 발명은 무선 이동 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 이동 통신 시스템에서의 방송 및 멀티캐스트 서비스를 위한 랜덤 억세스 방법에 관한 것이다.

비동기 방식 이동통신 시스템 규격(3GPP)에 따른 네트워크(E-UTRAN: Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)에서 다양한 데이터/서비스가 전송 및 제공된다. 예로서, BCH(Broadcast Channel)를 통한 시스템 정보, PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 통한 제어 메시지, 하향/상향 SCH(Shared Channel)를 통한 사용자 트래픽이나 제어 메시지, 하향 SCH 또는 하향 MCH(Multicast Channel)를 통한 방송/멀티캐스트 서비스(MBMS)의 트래픽 또는 제어 메시지, RACH(Random Access Channel)를 통한 초기 상향 제어 메시지 등이 있다.

상기 MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service)는 방송/멀티캐스트 서비스의 일종으로서 데이터 패킷을 다수의 단말에게 동시에 전송하는 서비스이다. 본 문서에서 사용된 '방송/멀티캐스트 서비스', 'MBMS'는 '점대다 서비스', 'MBS(Multicast and Broadcast Service)' 등의 다른 용어들로 대체될 수 있다. MBMS는 IP 멀티캐스트 기반으로서 단말들은 데이터 패킷 전송에 필요한 자원을 공유하여 동일한 멀티미디어 데이터를 수신한다. 따라서, MBMS를 이용하는 일정 수준의 단말이 동일 셀에 존재하는 경우, 자원 효율을 높일 수 있다. MBMS 서비스는 RRC 연결 상태와 무관하므로, 휴지 상태에 있는 단말도 상기 서비스를 제공받을 수 있다.

MBMS의 동작 방식에는 브로드캐스트 방식과 멀티캐스트 방식 2가지가 있다. 브로드캐스트 방식은 하나의 송신자가 같은 서브네트웍 상의 모든 수신자에게 데이터를 전송하는 방식이고 멀티캐스트 방식은 하나 이상의 송신자들이 특정한 하나 이상의 수신자들에게 데이터를 전송하는 방식이다. 멀티캐스트 방식은 데이터를 수신하고자 하는 의사를 네트워크에 전달해야 하고, 그룹 가입과 탈퇴를 할 수 있다.

방송/멀티캐스트 서비스를 효과적으로 운영하기 위하여, 특정 서비스를 수신하고자 하는 단말의 수를 확인하는 것이 필요하다. 이러한 정보는 방송/멀티캐스트 서비스 제공을 위한 최적의 방식을 결정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 소수의 단말만이 해당 서비스에 관심을 갖는 경우에는, 상기 서비스를 각 단말에게 제공하기 위해 별도의 전용 채널을 사용하는 것이 더 효율적일 수 있다. 반면, 다수의 단말이 해당 서비스에 관심을 갖는 경우에는 점대다 채널인 공통 채널을 사용하는 것이 더 효율적일 수 있다.

특정 방송/멀티캐스트 서비스를 수신하고자 하는 단말을 카운팅(이하, 'MBMS 카운팅')하는 방법은 네트워크가 MCCH 채널을 통해 접속정보(Access Information) 메시지를 단말에게 전송함으로써 시작된다. 상기 서비스를 수신하고자 하는 단말이 RRC 연결 상태에 있는 경우에는 전용 채널이나 RACH를 이용하여 카운팅이 진행될 수 있다. 반면, 단말이 휴지 상태에 있는 경우에는 RACH를 이용한 랜덤 억세스 과정에 따라 RRC 연결 요청(Connection request) 메시지를 전송한다.

이하, WCDMA 시스템에서의 RACH 및 랜덤 억세스 과정에 대해 설명한다. RACH는 상향으로 짧은 길이의 데이터를 전송하기 위해 사용되며, RRC 연결 요청 메시지(RRC Connection Request Message)와 셀 갱신 메시지(Cell Update Message), URA 갱신 메시지(URA Update Message) 등의 일부 RRC 메시지도 RACH를 통해 전송된다. 논리채널 CCCH(Common Control Channel), DCCH(Dedicated Control Channel), DTCH(Dedicated Traffic Channel)가 전송채널 RACH에 매핑될 수 있으며, 전송채널 RACH는 다시 물리채널 PRACH(Physical Random Access Channel)에 매핑된다.

단말의 MAC(Medium Access Control) 계층이 단말 물리계층에 PRACH 전송을 지시하면, 단말 물리계층은 먼저 하나의 엑세스 슬롯(access slot)과 하나의 시그너처(signature)를 선택하여 PRACH 프리앰블을 상향으로 전송한다. 상기 프리앰블은 1.33ms 길이의 엑세스 슬롯 구간 동안 전송되며, 엑세스 슬롯의 처음 일정 길이 동안에 16가지 시그너처 중 하나의 시그너처를 선택하여 전송한다. 단말이 프리앰블을 전송하면 기지국은 하향 물리채널 AICH(Acquisition Indicator Channel)을 통해 응답신호를 전송한다. 상기 프리앰블에 대한 응답으로 전송되는 AICH는 상기 프리앰블이 전송된 엑세스 슬롯에 대응되는 엑세스 슬롯의 처음 일정 길이 동안 상기 프리앰블이 선택한 시그너처를 전송한다. 이때 기지국은 상기 AICH가 전송하는 시 그너처를 통해 긍정 응답(ACK: Acknowledgement) 또는 부정 응답(NACK: Non-acknowledgement)을 단말에게 전송한다. 만일 단말이 ACK을 수신하면, 단말은 할당된 무선 자원을 이용하여 RRC 연결 요청 메시지를 네트워크에 전송한다. 그 후, 네트워크는 충돌 해결 메시지와 RRC 연결 설정 메시지를 단말에 전송한다. 만일 단말이 NACK을 수신하면, 단말 MAC은 적당한 시간 이후에 단말 물리계층에게 다시 PRACH 전송을 지시한다. 한편, 단말이 전송한 프리앰블에 대응되는 AICH를 수신하지 못하였을 경우, 단말은 정해진 엑세스 슬롯 이후에 이전 프리앰블보다 한 단계 높은 전력으로 새로운 프리앰블을 전송한다.

종래에는 방송/멀티캐스트 서비스를 수신하고자 하는 단말 수를 카운팅하는데 사용되는 랜덤 억세스 과정이 랜덤 억세스가 성공될 때까지 중단되지 않았다. 따라서, 네트워크가 MBMS 카운팅 과정을 중단했을 때에도 단말은 계속해서 상기 카운팅을 위한 랜덤 억세스 과정을 진행할 수 있다. 이런 이유로, MBMS 카운팅시 불필요한 랜덤 억세스가 발생하여 오버헤드 및 자원 낭비가 발생하였다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 방송/멀티캐스트 서비스와 관련된 단말의 상향 접속과정에서 발생하는 오버헤드 및 자원 낭비를 해소하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 방송/멀티캐스트 서비스와 관련된 단말의 상향 접속을 중단시키는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 서비스와 관련된 단말과 네트워크의 접속이 실패한 경우에도 상기 단말의 상향 접속을 중단시키는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 일 실시예의 일 특징으로서, 방송/멀티캐스트 서비스와 관련된 상향 접속 과정에서, 네트워크가 접속 중단을 지시하는 하향 메시지를 단말에게 전송할 수 있다. 바람직하게, 상기 접속 중단 메시지를 수신시, 상기 단말은 상향 접속 성공 여부와 상관없이 상향 접속 과정을 중단할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 양상은 무선 통신 시스템에서 특정 방송/멀티캐스트 서비스를 수신하고자 하는 특정 단말에서 랜덤 억세스 과정을 수행하는 방법에 관한 것으로서, 네트워크로부터 상기 방송/멀티캐스트 서비스를 수신하고자 하는 단말들의 수를 카운팅(counting)하기 위해 전송된 제1 메시지를 수신하는 단계와, 상기 네트워크로 랜덤 억세스를 위한 프리앰블(preamble)을 전송하는 단계와, 상기 네트워크로부터 상기 프리앰블에 대한 응답으로 상기 단말을 식별하는 단말식별자 및 상향링크 무선자원 할당 정보를 포함하는 제2 메시지를 수신하는 단계와, 상기 상향 무선자원 할당 정보를 이용하여 상기 네트워크로 제3 메시지를 전송하는 단계와, 상기 네트워크로부터 충돌 해결 메시지를 수신한 경우 랜덤 접속 과정을 중단하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 일 양상은 무선 통신 시스템의 네트워크에서 특정 방송/멀티캐스트 서비스를 수신하고자 하는 단말들의 수를 카운팅하는 방법에 관한 것으로서, 상기 방송/멀티캐스트 서비스를 수신하고자 하는 단말들의 수를 카운팅하기 위해 제1 메시지를 전송하는 단계와, 특정 단말로부터 랜덤 억세스 프리앰블을 수신하는 단계와, 상기 랜덤 억세스 프리앰블에 대한 응답으로 상기 단말을 식별하는 단말식별자 및 상향링크 무선자원 할당 정보를 포함하는 제2 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계와, 상기 상향 무선자원 할당 정보를 이용하여 상기 단말로부터 전송된 제3 메시지를 수신하는 단계와, 상기 단말을 상기 방송/멀티캐스트 서비스를 수신하고자 하는 단말로 카운팅하는 단계와, 상기 단말로 충돌 해결 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 방송/멀티캐스트 서비스와 관련된 단말의 상향 접속과정에서 발생하는 오버헤드 및 자원 낭비를 해소할 수 있다.

둘째, 상기 서비스와 관련된 단말의 상향 접속을 중단시킬 수 있다.

셋째, 상기 서비스와 관련된 단말과 네트워크의 접속이 실패한 경우에도 상기 단말의 상향 접속을 중단시킬 수 있다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System)에 적용된 예들이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예가 적용되는 E-UMTS의 네트워크 구조를 도시한 것이다. E-UMTS 시스템은 기존 WCDMA UMTS 시스템에서 진화한 시스템으로 현재 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라 불리기도 한다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.

도 1을 참조하면, E-UMTS는 크게 단말(User Equipment; UE)과 기지국, 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨 이(Access Gateway; AG)로 구성된다. 통상적으로 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시 송신할 수 있다. AG는 사용자 트래픽 처리를 담당하는 부분과 제어용 트래픽을 처리하는 부분으로 나누어 질 수도 있다. 이때, 새로운 사용자 트래픽 처리를 위한 AG와 제어용 트래픽을 처리하는 AG 사이에 새로운 인터페이스를 사용하여 서로 통신할 수 있다. 하나의 eNB에는 하나 이상의 셀(cell)이 존재한다. eNB 간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. CN(Core Network)은 AG와 UE의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. E-UTRAN과 CN을 구분하기 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. AG는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다. TA는 복수의 셀들로 구성되며, 단말은 특정 TA에서 다른 TA로 이동할 경우, AG에게 자신이 위치한 TA가 변경되었음을 알려준다.

도 2는 본 발명의 일 실시예가 적용되는 이동통신 시스템인 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)의 네트워크 구조를 도시한 것이다. E-UTRAN시스템은 기존 UTRAN시스템에서 진화한 시스템이다. E-UTRAN은 기지국들로 구성되며, eNB들은 X2 인터페이스를 통해 연결된다. eNB는 무선인터페이스를 통해 단말과 연결되며, S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core)에 연결된다.

도 3는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 도시한 것이다. 도 3의 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크 계층(Data Link Layer) 및 네트워크 계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터 정보 전송을 위한 사용자 평면(User Plane)과 제어신호(Signaling) 전달을 위한 제어 평면(Control Plane)으로 구분된다. 도 2의 프로토콜 계층들은 통신 시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호 접속(Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1계층), L2(제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.

제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고, 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조되며, 시간(time)과 주파수(frequency)를 무선자원으로 활용한다.

제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; 이하 'MAC') 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 무선링크제어(Radio Link Control; 이하 'RLC') 계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. 제2계층의 PDCP 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 이용하여 전송되는 데이터가 상대적으로 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.

제3계층의 가장 하부에 위치한 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 '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. 이때, RB는 단말과 UTRAN 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 네트워크 간에 RRC 메시지를 서로 교환한다. 단말의 RRC와 무선 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다.

RRC계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리( Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

eNB를 구성하는 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 이때 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.

네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel)이 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 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다.

전송채널 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.

도 4는 E-UMTS 시스템에서 사용하는 물리채널 구조의 일 예를 도시한 것이다. 물리채널은 시간축상에 있는 여러 개의 서브프레임과 주파수축상에 있는 여러 개의 서브캐리어(Sub-carrier)로 구성된다. 여기서, 하나의 서브프레임(Sub-frame)은 시간 축상에 복수의 심볼(Symbol)들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원블록(Resource Block)들로 구성되며, 하나의 자원블록은 복수의 심볼들과 복수의 서브캐리어들로 구성된다. 또한 각 서브프레임은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 즉, L1/L2 제어채널을 위해 해당 서브프레임의 특정 심볼들(예를 들어, 첫번째 심볼)의 특정 서브캐리어들을 이용할 수 있다. 도 4에 L1/L2 제어정보 전송 영역(해칭한 부분)과 데이터 전송 영역(해칭하지 않은 부분)을 도시하였다. 현재 논의가 진행 중인 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템에서는 10 ms의 무선 프레임(radio frame)을 사용하고 하나의 무선 프레임은 10 개의 서브 프레임(subframe)으로 구성된다. 또한, 하나의 서브 프레임은 두 개의 연속되는 슬롯들로 구성된다. 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms이다. 또한, 하나의 서브 프레임은 다수의 OFDM 심볼들로 구성되며, 다수의 OFDM 심볼들 중 일부 심볼(예를 들어, 첫 번째 심볼)은 L1/L2 제어정보를 전송하기 위해 사용될 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예의 절차 흐름도이다. 도 5는 MBMS 카운팅 과정에 참여하는 단말에 본 발명의 기술적 특징이 적용된 예이다.

도 5를 참조하면, 기지국은 특정 방송/멀티캐스트 서비스를 제공하기 위해, 상기 서비스를 수신하고자 하는 단말을 카운팅하기 위한 제1 메시지를 단말에게 전송한다[S51]. 상기 제1 메시지에 의해 MBMS 카운팅이 개시된다. 상기 제1 메시지는 RRC 메시지 또는 MAC 제어요소일 수 있고, 바람직하게는 RRC 접속 정보 메시지일 수 있다. 상기 제1 메시지는 상기 방송/멀티캐스트 서비스용으로 할당된 적어도 하나 이상의 프리앰블(예, 특정 프리앰블 또는 프리앰블 세트)을 포함할 수 있다. 상기 제1 메시지는 해당 방송/멀티캐스트 서비스를 식별하기 위해 CN 또는 RRC에 의해 할당되는 서비스식별자를 포함할 수 있다. 상기 서비스식별자는 MTCH의 MTCH RNTI(Radio Network Temporary Identity) 또는 MBMS RNTI일 수 있다. 또한, 상기 제1 메시지는 MBMS 카운팅을 지시하는 별도의 카운팅 지시자를 더 포함할 수 있다. 상기 카운팅 지시자는 '0' 또는 '1'을 지시하는 특정 비트일 수 있다. 상기 제1 메시지는 통상적으로 MCCH 채널을 통해 전송될 수 있지만 PDCCH 채널을 통해서도 전송될 수 있다. 상기 PDCCH 채널을 통해서 전송되는 경우 상기 기지국은 상기 서비스식별자 및 카운팅 지시자를 함께 또는 별도로 전송한다.

단말이 상기 특정 방송/멀티캐스트 서비스에 관심이 없다면, 상기 제1 메시 지는 상기 단말에 의해 무시된다. 그러나, 단말이 상기 특정 방송/멀티캐스트 서비스를 수신하고자 한다면, 상기 단말은 상기 기지국에 의한 MBMS 카운팅 과정에 참여하기 위해 상향 접속을 시도한다[S52]. 상향 접속은 랜덤 억세스 과정에 의해 수행될 수 있다. 예시적으로 상기 단말은 랜덤 억세스 과정에 따라 프리앰블을 상기 기지국에 전송한다. 상기 프리앰블은 상기 제1 메시지를 통해 상기 기지국으로부터 할당된 것 또는 단말에 미리 설정된 것일 수 있다. 상기 할당된 프리앰블은 특정 방송/멀티캐스트 서비스와 연관된 것으로서, 상기 기지국은 상기 프리앰블을 이용하여 단말이 특정 서비스의 MBMS 카운팅에 참여하고 있다는 것을 인식할 수 있다. 반면, 단말에 미리 설정된 프리앰블을 사용하는 경우 MBMS 카운팅에 관련된 프리앰블임을 지시하기 위해 서비스식별자를 더 포함할 수 있다. 상기 특정 서비스용 프리앰블을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 단말에 단말 전용 프리앰블이 있는 경우 상기 전용 프리앰블을 상술한 다른 프리앰블들에 우선하여 사용할 수 있다.

상기 기지국은 랜덤 억세스 프리앰블을 성공적으로 수신한 경우에, 상기 프리앰블에 대한 응답으로 제2 메시지를 단말에 전송한다[S53]. 상기 제2 메시지는 상기 프리앰블의 식별자, 타이밍 조절 정보(Timing Adjustment), 새로 할당되는 단말 식별자(예, 임시 C-RNTI 등), 상향링크 무선자원 할당정보 등을 포함할 수 있다. 상기 제2 메시지는 랜덤 억세스 응답 메시지일 수 있다. 소정의 시간 내에 상기 랜덤 억세스 응답 메시지가 단말에 의해 수신되지 못하거나, 수신된 모든 랜덤 억세스 응답이 상기 단말이 전송한 프리앰블에 대한 식별자 및 할당된 단말 식별자 를 포함하고 있지 않다면, 상기 단말은 랜덤 억세스 과정이 실패했다고 판단하고 소정의 전송 횟수 내에서 단계 S52에 따라 프리앰블을 재전송할 수 있다.

상기 단말은 프리앰블에 대한 응답으로 제2 메시지를 수신한다[S54]. 상기 수신한 제2 메시지에 단말이 전송한 프리앰블의 식별자(또는 상기 프리앰블에 대응하는 코드 시퀀스), 상기 단말 식별자(또는 상기 서비스식별자), 또는 상기 상향링크 무선자원 할당정보 중 어느 하나라도 없다면, 상기 단말은 제3 메시지를 상기 기지국에 전송하지 않는다.

반면, 상기 제2 메시지에 상기 단말이 전송한 프리앰블의 식별자와 상기 할당된 단말 식별자(예, 임시 C-RNTI)가 있는 경우, 상기 단말은 상향링크 무선자원 할당정보를 이용하여 MBMS 카운팅에 대한 응답으로 제3 메시지를 상기 기지국에 전송한다. 다른 방식으로, 상기 수신한 제2 메시지에 상기 단말이 전송한 프리앰블의 식별자와 상기 서비스식별자(예, MTCH RNTI와 같은 MBMS 서비스 식별자)가 포함되어 있는 경우, 상기 단말은 상기 상향링크 무선자원 할당정보에 따라 상기 제3 메시지를 기지국에 전송한다.

상기 제3 메시지는 단말 식별자 및 서비스식별자 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 바람직하게는 단말 식별자와 서비스식별자를 함께 포함할 수 있다. 상기 제3 메시지는 RRC 메시지 또는 MAC 제어요소를 통해 전송될 수 있다. 바람직하게, 상기 서비스식별자는 MAC 제어요소에 포함되어 상향 전송된다. 상기 기지국은 상기 제3 메시지를 성공적으로 수신한 경우에 상기 단말을 상기 특정 방송/멀티캐스트 서비스를 수신하는 단말로 카운팅한다.

상기 단말이 상기 제3 메시지를 성공적으로 전송한 후, 상기 기지국은 충돌 해결 메시지를 전송한다[S55]. 상기 충돌 해결 메시지는 DL SCH 채널 또는 PDCCH 채널을 통해 전송되고, 바람직하게는 PDCCH 채널을 통해 전송된다. 상기 충돌 해결 메시지는 단말 식별자 및 서비스식별자 중 적어도 하나, 바람직하게는 단말 식별자와 서비스식별자, 보다 바람직하게는 서비스식별자만을 포함할 수 있다. 상기 충돌 해결 메시지는 상기 제3 메시지에 대한 응답으로서 랜덤 억세스 과정을 통해 상향 접속을 시도하는 단말에게 랜덤 억세스 과정을 중단하도록 할 수 있다. 본 충돌 해결 메시지에 의해, 상기 기지국은 방송/멀티캐스트 서비스를 수신하고자 하는 단말의 불필요한 랜덤 억세스 과정을 제어할 수 있다. 이하, 상기 충돌 해결 메시지의 동작을 자세히 설명한다.

상기 충돌 해결 메시지가 DL SCH 채널로 전송될 경우, 상기 메시지는 RRC 메시지 또는 MAC 제어요소를 통해 전송될 수 있다. 이 경우, 충돌 해결 메시지는 논리채널인 DCCH 채널, CCCH 채널, MCCH 채널 또는 MTCH 채널을 통해 전송될 수 있다. DL SCH 채널로 전송되는 하나의 충돌 해결 메시지는 MBMS 카운팅에 관계되는 하나 이상의 단말 식별자 또는 하나 이상의 서비스식별자를 포함할 수 있다.

이 경우, 단말은 먼저 PDCCH 채널을 수신하고, PDCCH 채널이 상기 단말 식별자 또는 상기 서비스식별자(예, MTCH RNTI와 같은 MBMS 서비스 식별자)를 전송할 경우, DL SCH 채널을 통해 충돌 해결 메시지를 수신한다. 수신한 충돌 해결 메시지가 특정 방송/멀티캐스트 서비스와 관련하여 상기 단말에게 지시된 경우(예, PDCCH 채널 - 단말 식별자 전송, DL SCH 채널 - 서비스식별자 전송; 또는 반대 상황), 상 기 단말은 MBMS 카운팅에 대한 응답으로 전송한 제3 메시지의 충돌 상태가 해결된 것으로 판단하여 상기 카운팅을 위한 상향 접속, 즉 랜덤 억세스 과정을 중단한다.

바람직하게는, 상기 PDCCH 채널을 통해 상기 서비스식별자를 전송한다. 상기 단말이 상기 서비스식별자를 수신한 경우, 상기 단말은 상기 기지국과의 접속 성공과 상관없이 MBMS 카운팅과 관련된 상향 접속 과정을 중단한다. 즉, 상기 기지국과의 접속이 실패한 경우(예, DL SCH 채널을 통해 수신한 상기 충돌 해결 메시지에 자신의 단말 식별자가 없는 경우)에도, 상기 단말은 상향 접속을 위한 과정을 반복하지 않고, 해당 과정을 중단한다. 기지국이 방송/멀티캐스트 서비스를 수신하고자 하는 단말들의 수를 카운팅하는 것은 상기 서비스를 효과적으로 운용하기 위한 것이다. 이러한 운용 예로서, 상기 기지국은 동일한 서비스를 수신하고자 하는 단말들의 수를 고려하여 전용 채널을 통해 점대점으로 서비스를 제공하거나, 공용채널을 통해 점대다로 서비스를 제공할 수 있다. 따라서, 상기 서비스를 수신하고자 하는 단말들간에 충돌이 있다면, 그러한 사실 자체로 더 이상의 카운팅 과정이 필요 없을 수 있다. 이 경우, 단말과 기지국의 접속 성공 여부와 무관하게, 바람직하게는 상기 단말이 접속에 실패한 경우에도, 상기 단말의 상향 접속을 중단시킴으로써 불필요한 오버헤드 및 자원 낭비를 효과적으로 해소할 수 있다.

다른 방식으로, 상기 충돌 해결 메시지는 MBMS 카운팅 과정의 중단을 지시하는 카운팅 중단 지시자를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 PDCCH 채널로 단말 식별자 및/또는 서비스식별자가 전송될 수 있다. 상기 단말은 상기 PDCCH 채널을 주시하면서 DL SCH 채널로부터 충돌 해결 메시지를 수신한다. 그 후, 상기 충돌 해결 메시지에 상기 카운팅 중단 지시자가 포함되어 있다면, 상기 단말은 MBMS 카운팅을 위한 상향 접속 과정을 중단한다. 상기 PDCCH 채널로 단말 식별자가 전송되는 경우, 각 단말의 상향 접속을 개별적으로 제어할 수 있다. 또한, 상기 PDCCH 채널로 서비스식별자가 전송되는 경우에는 동일한 서비스식별자를 사용하는 단말들의 상향 접속을 동시에 제어할 수 있다. 따라서, 상기 기지국은 MBMS 카운팅에 참여하는 단말들의 개별 충돌 해결 여부와 상관없이, 즉 접속이 실패했을 경우에도, 상기 단말들의 상향 접속 과정을 일괄적으로 중단시키고 무선 자원을 회수할 수 있다. 상기 방식에서는 서비스식별자와 카운팅 중단 지시자를 별개로 예시했지만, 또 다른 방식에서는 상기 서비스식별자가 카운팅 중단 지시자로서 기능할 수 있다.

상기 충돌 해결 메시지가 PDCCH 채널을 통해 전송될 경우, PDCCH는 상기 서비스식별자(예, MTCH RNTI와 같은 MBMS 서비스 식별자)를 전송한다. 단말이 상기 서비스식별자를 수신할 경우, 상기 단말은 아래와 같이 동작할 수 있다.

첫째, 단말은 상기 서비스식별자를 카운팅 중단으로 해석하여 상기 카운팅을 위한 랜덤 억세스 과정을 중단한다.

둘째, 단말은 상기 서비스식별자를 충돌상태의 해결로 판단하여 상기 카운팅을 위한 랜덤 억세스 과정을 중단한다.

따라서, 상기 단말은 충돌 해결 여부와 상관없이, 바람직하게는 상기 단말과 상기 기지국간의 접속이 실패한 경우에도, 특정 서비스에 관한 서비스식별자를 수신하면, 상기 카운팅에 관한 상향 접속을 중단한다.

또한, 상기 기지국은 상기 카운팅 중단을 알리기 위해 PDCCH 채널로 전송되 는 특정한 RNTI를 지정할 수 있다. 또한, 상기 카운팅 중단을 알리기 위해 PDCCH 채널을 통해 상기 서비스식별자(예, MTCH RNTI)와 함께 상기 카운팅 중단 지시자를 전송할 수도 있다.

상기 기지국은 상기 충돌 해결 메세지를 적어도 2회 이상, 바람직하게는 HARQ 최대 재전송 회수 내에서, 보다 HARQ 최대 재전송 회수만큼 재전송할 수 있다. 상기 단말은 MBMS 카운팅 과정에서는 상기 충돌 해결 메세지에 대한 HARQ ACK 또는 NACK을 전송하지 않을 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 단말과 기지국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기 지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에 서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

도 1은 E-UMTS의 망 구조를 도시한 것이다.

도 2는 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)의 개략적인 구성도이다.

도 3은 단말(UE)과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 도시한 것이다.

도 4는 E-UMTS 시스템에 사용되는 물리채널 구조의 일 예를 도시한 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 일 실시예의 절차 흐름도이다.

Claims

무선 통신 시스템에서 특정 방송/멀티캐스트 서비스를 수신하고자 하는 특정 단말에서 랜덤 억세스 과정을 수행하는 방법에 있어서,

네트워크로부터 상기 방송/멀티캐스트 서비스를 수신하고자 하는 단말들의 수를 카운팅(counting)하기 위해 전송된 제1 메시지를 수신하는 단계;

상기 네트워크로 랜덤 억세스를 위한 프리앰블(preamble)을 전송하는 단계;

상기 네트워크로부터 상기 프리앰블에 대한 응답으로 상기 단말을 식별하는 단말식별자 및 상향링크(UL) 무선자원 할당 정보를 포함하는 제2 메시지를 수신하는 단계;

상기 상향 무선자원 할당 정보를 이용하여 상기 네트워크로 제3 메시지를 전송하는 단계; 및

상기 네트워크로부터 충돌 해결 메시지를 수신한 경우 랜덤 접속 과정을 중단하는 단계를 포함하는, 랜덤 억세스 수행 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 메시지는 상기 방송/멀티캐스트 서비스용으로 할당된 적어도 하나 이상의 프리앰블을 포함하는 것을 특징으로 하는, 랜덤 억세스 수행 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 메시지는 상기 방송/멀티캐스트 서비스를 식별하는 서비스식별자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 랜덤 억세스 수행 방법.
제2항에 있어서,

상기 랜덤 억세스를 위한 프리앰블은 상기 할당된 적어도 하나 이상의 프리앰블에서 선택된 것을 특징으로 하는, 랜덤 억세스 수행 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 메시지는 상기 제1 메시지가 상기 방송/멀티캐스트 서비스를 수신하고자 하는 단말들의 수를 카운팅하기 위한 것임을 지시하는 카운팅 지시자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 랜덤 억세스 수행 방법.
제3항에 있어서,

상기 제3 메시지는 상기 단말식별자 및 상기 서비스식별자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 랜덤 억세스 수행 방법.
제6항에 있어서,

상기 충돌 해결 메시지는 상기 단말식별자 및 상기 서비스식별자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 랜덤 억세스 수행 방법.
제1항에 있어서,

상기 충돌 해결 메시지를 적어도 2회 이상 반복해서 수신하는 것을 특징으로 하는, 랜덤 억세스 수행 방법.
제8항에 있어서,

상기 충돌 해결 메시지에 대한 수신 확인 신호(ACK/NACK)을 상기 네트워크로 전송하지 않는 것을 특징으로 하는, 랜덤 억세스 수행 방법.
제1항에 있어서,

상기 충돌 해결 메시지는 카운팅 과정을 중단을 주시하는 카운팅 중단 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 랜덤 억세스 수행 방법.
무선 통신 시스템의 네트워크에서 특정 방송/멀티캐스트 서비스를 수신하고자 하는 단말들의 수를 카운팅하는 방법에 있어서,

상기 방송/멀티캐스트 서비스를 수신하고자 하는 단말들의 수를 카운팅하기 위해 제1 메시지를 전송하는 단계;

특정 단말로부터 랜덤 억세스 프리앰블을 수신하는 단계;

상기 랜덤 억세스 프리앰블에 대한 응답으로 상기 단말을 식별하는 단말식별자 및 상향링크(UL) 무선자원 할당 정보를 포함하는 제2 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계;

상기 상향 무선자원 할당 정보를 이용하여 상기 단말로부터 전송된 제3 메시지를 수신하는 단계;

상기 단말을 상기 방송/멀티캐스트 서비스를 수신하고자 하는 단말로 카운팅하는 단계; 및

상기 단말로 충돌 해결 메시지를 전송하는 단계를 포함하는, 카운팅 수행 방법.
제11항에 있어서,

상기 제1 메시지는 상기 방송/멀티캐스트 서비스용으로 할당된 적어도 하나 이상의 프리앰블을 포함하는 것을 특징으로 하는, 카운팅 수행 방법.
제11항에 있어서,

상기 제1 메시지는 상기 방송/멀티캐스트 서비스를 식별하는 서비스식별자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 카운팅 수행 방법.
제12항에 있어서,

상기 랜덤 억세스를 위한 프리앰블은 상기 할당된 적어도 하나 이상의 프리앰블에서 선택된 것을 특징으로 하는, 카운팅 수행 방법.
제11항에 있어서,

상기 제1 메시지는 상기 제1 메시지가 상기 방송/멀티캐스트 서비스를 수신하고자 하는 단말들의 수를 카운팅하기 위한 것임을 지시하는 카운팅 지시자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 카운팅 수행 방법.
제13항에 있어서,

상기 제3 메시지는 상기 단말식별자 및 상기 서비스식별자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 카운팅 수행 방법.
제16항에 있어서,

상기 충돌 해결 메시지는 상기 단말식별자 및 상기 서비스식별자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 카운팅 수행 방법.
제11항에 있어서,

상기 충돌 해결 메시지를 적어도 2회 이상 반복해서 수신하는 것을 특징으로 하는, 카운팅 수행 방법.
제18항에 있어서,

상기 충돌 해결 메시지에 대한 수신 확인 신호(ACK/NACK)을 상기 네트워크로 전송하지 않는 것을 특징으로 하는, 카운팅 수행 방법.
제11항에 있어서,

상기 충돌 해결 메시지는 카운팅 과정을 중단을 주시하는 카운팅 중단 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 카운팅 수행 방법.