KR101475071B1 - 이동통신 시스템에서 향상된 역방향 억세스 채널의 송수신장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 단말의 향상된 랜덤 액세스 채널(RACH)의 송신 방법에 있어서, 상향링크 프리앰블을 기지국으로 송신하고, 상기 상향링크 프리앰블에 대한 긍정 응답을 수신하면, 향상된 상향링크 전용 채널(E-DCH) 및 전용 물리 제어 채널(DPCCH)을 송신하며,상기 DPCCH 전송은 상기 E-DCH 전송을 위한 미리 결정된 시간 이전에 시작됨을 특징으로 한다.
Figure R1020080004812
WCDMA, RACH, E-DCH, Node B controlled scheduling

Description

이동통신 시스템에서 향상된 역방향 억세스 채널의 송수신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING OF ENHANCED RACH IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동통신 시스템에서 상향링크의 통신 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 이동통신 시스템에서 역방향 억세스 채널의 통신 장치 및 방법에 관한 것이다.
유럽식 이동통신 시스템인 GSM(Global System for Mobile Communications)과 GPRS(General Packet Radio Services)를 기반으로 하고 광대역(Wideband) 부호분할 다중접속(Code Division Multiple Access, 이하 "CDMA"라 칭함)을 사용하는 제 3 세대 이동통신 시스템인 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 시스템은, 이동 전화나 컴퓨터 사용자들이 전 세계 어디에 있든지 간에 패킷 기반의 텍스트, 디지털화된 음성이나 비디오 및 멀티미디어 데이터를 2 Mbps 이상의 고속으로 전송할 수 있는 일관된 서비스를 제공한다.
특히 UMTS 시스템에서는 역방향 즉, 사용자 단말(User Equipment : UE)로부터 기지국(Base Station : BS 또는 Node B)으로의 상향링크(Uplink : UL) 통신에 있어서 패킷 전송의 성능을 좀더 향상시킬 수 있도록 향상된 상향링크 전용채널(Enhanced Uplink Dedicated Channel : 이하 "E-DCH"라 칭함)이라는 전송채널을 사용한다. E-DCH는 보다 안정된 고속의 데이터 전송을 지원하기 위하여, 적응적 변조/부호화(Adaptive Modulation and Coding : AMC), 복합 자동 재전송 요구(Hybrid Automatic Retransmission ReQuest : HARQ), 기지국 제어 스케쥴링, 짧은 TTI(Shorter Transmission Time Interval) 크기 등의 기술 등을 지원한다.
AMC는 기지국과 단말기 사이의 채널 상태에 따라 데이터 채널의 변조방식과 코딩방식을 결정해서, 자원의 사용효율을 높여주는 기술이다. 변조방식과 코딩방식의 조합은 MCS(Modulation and Coding Scheme)라고 하며, 지원 가능한 변조 방식과 코딩 방식에 따라서 여러 가지 MCS 레벨의 정의가 가능하다. AMC는 MCS의 레벨을 단말과 기지국 사이의 채널 상태에 따라 적응적으로 결정해서, 자원의 사용 효율을 높여준다.
HARQ는 초기에 전송된 데이터 패킷에 오류가 발생했을 경우 상기 오류 패킷을 보상해 주기 위해 패킷을 재전송하는 기법을 의미한다. 복합 재전송 기법은, 오류 발생시 최초 전송시와 동일한 포맷의 패킷들을 재전송하는 체이스 컴바이닝 기법(Chase Combining : 이하 "CC"라 칭함)과, 오류 발생시 최초 전송시와 상이한 포맷의 패킷들을 재전송하는 중복분 증가 기법(Incremental Redundancy : 이하 "IR"이라 칭함)으로 구분할 수 있다. 또한 상기 HARQ는 데이터 전송률을 개선하기 위하여 N-channel SAW(Stop And Wait) 방식을 이용한다. 구체적으로 상기 N-채널 SAW 방식은, 송신측에서 1번부터 N번째 TTI까지 매번 서로 다른 데이터를 전송한다. 그리고 N+1번째 TTI부터 2N번째 TTI가 도래했을 때, 상기 1번째 TTI부터 N번째 TTI에 전송한 데이터의 ACK/NACK 수신 결과에 따라 재전송 혹은 새로운 데이터의 전송을 결정하게 된다. 이때, 각 N개의 TTI들은 독립적인 HARQ 프로세스에 의해 처리되고, N+i번째 TTI를 각각 i번째 HARQ 프로세스라 칭한다. 여기서, N은 0보다 큰 정수이고, HARQ 프로세스 번호를 나타내는 i는 1부터 N까지의 자연수이다.
기지국 제어 스케쥴링은, E-DCH를 이용하여 데이터를 전송하는 경우 상향 데이터의 전송 여부 및 가능한 데이터 레이트의 상한값 등을 기지국에 의해 결정하고, 상기 결정된 정보를 스케쥴링 명령으로서 단말로 전송하면, 단말이 상기 스케쥴링 명령을 참조하여 가능한 상향링크 E-DCH의 데이터 전송률을 결정하여 전송하는 방식을 말한다.
짧은 TTI 크기는, 데이터 패킷의 기본 전송단위인 TTI를 기존 시스템의 최소 TTI인 10ms 보다 작은 2ms TTI를 허용함으로써 재전송 지연시간을 줄여주고 결과적으로 높은 시스템 수율(throughput)을 가능하게 한다. UMTS 시스템에서 시간영역 전송 단위는 슬롯 혹은 프레임 등으로 표현하는데, 3개의 슬롯을 하나의 2ms 서브-프레임으로 구성하고, 5개의 서브-프레임으로 하나의 10ms 프레임을 구성한다. 따라서 상기 E-DCH 2ms TTI는 하나의 서브-프레임과 대응되고, E-DCH 10ms TTI는 하나의 프레임에 대응된다.
도 1은 일반적인 무선통신 시스템에서 E-DCH를 통한 상향링크 패킷 전송을 설명하는 도면이다.
참조번호 100은 E-DCH를 지원하는 기지국, 즉 Node B를 나타내며(이하에서 기지국과 node B는 혼용하여 같은 의미로 사용할 수 있다.), 참조번호 101, 102, 103, 104는 E-DCH를 사용하고 있는 단말들을 나타낸다. 도시한 바와 같이 상기 단말들(101, …, 104)은 각각 E-DCH(111, 112, 113, 114)를 통해 기지국(100)으로 데이터를 전송한다. 상기 기지국(100)은 E-DCH를 사용하는 단말들(101 내지 104)로부터 데이터 버퍼 상태, 요청 데이터 전송률 혹은 채널 상황 정보를 수집하여 각 단말별로 E-DCH 데이터의 전송 가능 여부 및 E-DCH 데이터 전송률을 판단하는 스케쥴링 동작을 수행한 후 스케쥴링 명령을 각 단말들에게 전송한다. 상기 스케쥴링은 시스템 전체의 성능을 높이기 위해 기지국의 측정 잡음 증가(Noise Rise 또는 Rise over thermal: 이하 "RoT"라 칭함)값이 목표 값을 넘지 않도록 하면서 기지국에서 멀리 있는 단말들, 예를 들어, 참조부호 103 및 104의 단말에게는 낮은 데이터 전송률을 할당하고, 가까이 있는 단말들, 예를 들어, 참조부호 101 및 102의 단말에게는 높은 데이터 전송률을 할당하는 방식으로 수행된다. 상기 단말들(101, …, 104)은 상기 스케쥴링 정보에 따라 자신한테 할당된 E-DCH 데이터의 최대 허용 데이터 전송률을 결정하고, 상기 최대 허용 데이터 전송률 내에서 데이터 버퍼상태 등에 따라 E-DCH 데이터 전송률을 결정하여 E-DCH 데이터를 전송한다.
상향링크에서 서로 다른 단말들이 송신한 상향링크 신호들은 상호간에 동기가 유지되지 않기 때문에 직교성이 없어서 상호간에 간섭으로 작용하게 된다. 이로 인해 기지국이 수신하는 상향링크 신호들이 많아질수록 특정 단말의 상향링크 신호 에 대한 간섭의 양도 많아지게 되어 수신 성능이 저하된다. 이를 극복하기 위해서 상기 특정 단말의 상향링크 송신전력을 크게 할 수도 있지만, 이는 다시 다른 상향링크 신호에 대해 간섭으로 작용하여 수신 성능을 저하시킨다. 결국 기지국이 수신 성능을 보장하면서 수신할 수 있는 상향링크 신호의 전체 전력은 제한되게 된다. RoT(Rise over Thermal)는 기지국이 상향 링크에서 사용하는 무선자원을 나타내며, 하기 <수학식 1>과 같이 정의된다.
RoT = Io/No
상기 <수학식 1>에서 Io는 기지국의 전체 수신 대역에 대한 전력 스펙트럼 밀도(power spectral density)로서 기지국이 수신하는 전체 상향링크 신호의 양을 나타낸다. No는 기지국의 열잡음 전력 스펙트럼 밀도이다. 따라서, 허용되는 최대 RoT는 소정의 값 이하로 제한되며, 기지국이 상향 링크에서 사용할 수 있는 전체 무선 자원이 된다.
기지국의 전체 RoT는 셀간 간섭, 음성 트래픽 그리고 E-DCH 트래픽의 합으로 나타내어진다. 기지국 제어 스케쥴링을 사용한다면 여러 단말들이 동시에 높은 데이터 전송률의 패킷을 전송하는 현상을 방지할 수 있어서 수신 RoT를 목표(target) RoT로 유지하여 수신 성능을 항상 보장할 수 있게 된다. 즉, 기지국 제어 스케쥴링은, 특정 단말에게 높은 데이터 전송률을 허용하는 경우에는 다른 단말에게는 높은 데이터 전송률을 허용하지 않음으로써 수신 RoT가 목표 RoT 이상으로 증가하여 시스템 성능이 저하되는 현상을 방지한다.
도 2는 일반적인 E-DCH를 통한 송수신 절차를 나타낸 흐름도이다. 그러면 도 2를 참조하여 E-DCH를 통한 송수신 절차에 대하여 살펴보기로 한다.
먼저 202단계에서 기지국과 단말은 E-DCH를 설정한다. 상기 설정 과정은 전용 전송 채널(dedicated transport channel)을 통한 메시지들의 전달 과정을 포함한다. 상기 E-DCH의 설정이 이루어지면, 204단계에서 단말은 기지국에게 스케쥴링 정보를 알려준다. 상기 스케쥴링 정보로는 상향링크 채널 정보를 나타내는 단말 송신 전력 정보와, 단말이 송신할 수 있는 여분의 전력 정보 및 단말의 버퍼에 쌓여 있는 송신되어야 할 데이터들의 양 등이 될 수 있다.
통신 중인 복수의 단말들로부터 스케쥴링 정보를 수신한 기지국은 206단계에서 각 단말들로부터 스케쥴링 정보를 수신하여 스케줄링을 수행한다. 즉, 각 단말들이 역방향으로 전송하기 위해 전송하는 정보를 수신하고, 이를 이용하여 스케쥴링을 수행하는 것이다. 이와 같이 스케쥴링이 이루어지면, 기지국은 208단계에서 상향링크 패킷 전송을 허용할 것으로 결정한 단말에게 스케쥴링 명령을 전송한다. 208단계에서 전송하는 스케쥴링 명령은 E-RGCH(E-DCH Relative Grant Channel)를 통해서 단말에게 최대 허용 가능한 데이터 레이트의 증가/유지/감소를 지시하거나, 또는 E-AGCH(E-DCH Absolute Grant Channel)을 통해 허용 가능한 최대 데이터 레이트와 전송이 허용된 타이밍 등의 정보를 지시할 수 있다.
단말은 210단계에서 스케쥴링 명령을 이용하여 상향링크로 전송할 E-DCH의 전송 형식(Transport format : TF)을 결정하고, 212단계와 214단계에서 E-DCH를 통해 상향링크 패킷 데이터를 전송하는 동시에 상기 TF 정보를 기지국으로 전송한다. 여기서 상기 TF 정보는 E-DCH를 복조하는데 필요한 자원 정보를 나타내는 전송형식 조합 지시자(Enhanced Transport Format Combination Indicator : 이하 "E-TFCI"라 칭함)를 포함한다. 이때 상기 214단계에서 단말은 기지국으로부터 할당받은 최대 허용 가능한 데이터 레이트와 채널 상태를 고려하여 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨을 선택하고, 상기 MCS 레벨을 사용하여 상기 상향링크 패킷 데이터를 전송한다. 상기 E-TFCI 정보를 전송하는 물리계층 채널을 E-DPCCH(E-DCH Dedicated Physical Control Channel)이라 하고, 상기 상향링크 패킷 데이터를 전송하는 물리계층 채널을 E-DPDCH(E-DCH Dedicated Physical Data Channel)이라 한다. 그리고 상기 E-DPDCH/E-DPCCH와 함께 DPCCH(Dedicated Physical Control Channel)도 전송함으로써 기지국의 채널추정 및 전력제어 용도 등으로 활용한다.
216단계에서 기지국은 상기 TF 정보와 상기 패킷 데이터에 오류가 있는지 판단하고, 그 결과에 따라 ACK/NACK를 생성한다. 그런 후 기지국은 218 단계에서 상기 판단 결과 어느 하나에라도 오류가 나타난 경우 NACK(Negative Acknowledge, 부정적 인지 정보)를, 모두 오류가 없을 경우는 ACK(Acknowledge, 인지 정보)를 E-HICH(E-DCH HARQ Indicator Channel)를 통해 상기 단말에게 전송한다. 상기 ACK 정보가 전송되는 경우 패킷 데이터의 전송이 완료되어 단말은 새로운 사용자 데이터를 E-DCH를 통해 전송하지만, NACK 정보가 전송되는 경우 단말은 같은 내용의 패킷 데이터를 E-DCH를 통해 재전송한다.
상기와 같은 환경에서 기지국이 단말의 버퍼상태와, 전력 상태 등과 같은 스케줄링 정보를 단말로부터 전달받을 수 있다면, 기지국은 멀리 있는 단말 또는 채널 상황이 좋지 않은 단말 또는 서비스하려는 데이터의 우선 순위가 낮은 단말에게 낮은 데이터 레이트를 할당하거나, 가까이 있는 단말 또는 채널 상황이 좋거나 서비스하려는 데이터의 우선 순위가 높은 단말에게 높은 데이터 레이트를 할당할 수 있게 되어 시스템 전체의 성능을 높일 수 있게 된다.
이하에서 RACH(Random Access Channel)의 물리계층 전송절차에 대해 설명하고자 한다. 일반적으로 RACH는 단말이 기지국한테 시그널링하는 용도로 사용된다. 예컨대, 단말이 전원을 켠 후 네트워크에 단말을 등록하거나, 위치정보를 갱신하거나, 혹은 호 발신(Call initiation) 등의 용도로 사용된다. 따라서 RACH는 데이터 전송률이 상대적으로 낮고, 셀 커버리지가 높아야 하는 특성이 있다. RACH는 단말의 호 연결이 되어 있지 않은 상태에서 전송되므로, 단말이 필요한 전송 전력 값을 구체적으로 알 수 없다. 따라서 개루프 전력제어(open-loop power control) 방법을 통해 RACH 전송에 필요한 전송 전력 값을 대략적으로 조정한다. 상기 RACH는 초기 접속을 위한 RACH 프리앰블(preamble)과 데이터 전송을 위한 RACH 메시지로 구성되고, 상기 RACH 프리앰블에 대한 응답채널로 기지국은 AICH(Acquisition Indicator Channel)를 운용한다.
도 3은 RACH의 물리계층 전송절차를 예시한 도면이다.
먼저 단말은 방송채널(BCH : Broadcast Channel)을 통해 RACH 전송가능 구간을 나타내는 RACH 액세스 슬롯(RACH access slot), 단말 구분을 위한 시그니쳐(signature) 등의 RACH 전송용 자원을 인식한다. 단말은 상기 RACH 전송용 자원 중에서 소정의 RACH 액세스 슬롯과 소정의 시그니쳐를 임의로 선택한다. 단말은 초기 RACH 전송 전력 값을 상기 단말이 수신한 하향링크 채널의 측정값에 소정의 오프셋을 반영하여 결정한다. 단말은 상기 선택한 시그니쳐 정보를 포함하는 RACH 프리앰블(312)을 상기 결정한 RACH 초기 전송 전력값을 적용하여, 상기 선택한 RACH 액세스 슬롯에서 전송한다. 도 3에서는 상기 초기 RACH 프리앰블(312)의 전송 시작 시점을 t1(304)로 나타내었다. 기지국은 단말로부터 상기 RACH 프리앰블을 오류없이 수신하면, 긍정적 인지신호(acknowledge : ACK)로서 상기 수신한 RACH 프리앰블에 포함된 시그니쳐 정보를 AICH를 통해 단말에게 피드백한다. 만약 기지국이 상기 단말로부터 RACH 프리앰블을 수신하는데 실패하면, 기지국은 상기 단말한테 AICH를 전송하지 않고, AICH를 수신하지 못한 단말은 상기 초기 RACH 프리앰블 전송 전력보다 소정의 값만큼 전송 전력을 높여서 가용한 RACH 액세스 슬롯을 통해 RACH 프리앰블(314)을 다시 전송한다.
도 3에서 재전송 RACH 프리앰블의 전송 시작 시점을 t2(306)으로 나타내었다. 도 3에서 기지국은 t3(308) 시점에 AICH(316)를 단말한테 전송하여 RACH 프리앰블을 오류없이 수신했음을 통지한다. AICH(316)를 수신한 단말은 t4(310) 시점에 RACH 메시지(318)를 통해 전송하고자 하는 데이터를 전송한다. RACH 프리앰블들 사이의 시간영역 거리 tp-p(320), AICH와 이에 대응되는 RACH 프리앰블 사이의 시간영역 거리 tp-a(322), RACH 메시지와 바로 직전 RACH 프리앰블 사이의 시간영역 거리tp-m(324)은 각각 사전에 정의된 값으로서 기지국과 단말이 공통으로 인지하도록 한다.
한편, 최근 RACH에 E-DCH를 도입하여, HTTP 요구(request) 혹은 VoIP(Voice over Internet Protocol) 서비스 등과 같이 기존 RACH보다 상대적으로 높은 데이터 전송률 혹은 주기적인 연결이 필요한 서비스를 지원하는 방안이 활발히 연구 중에 있다. 이에 따라 상기와 같은 서비스를 RACH를 통해 지원하기 위한 구체적인 전송 절차를 정의할 필요가 있다.
따라서 본 발명에서는 향상된 상향링크 전용 전송채널을 지원하는 이동통신 시스템에서 RACH 전송 절차를 새롭게 정의하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한 본 발명에서는 향상된 상향링크 전용 전송채널을 지원하는 이동통신 시스템에서 시스템 효율을 증가시키기 위한 RACH 전송 절차에 따른 장치 및 방법을 제공한다.
또한 향상된 상향링크 전용 전송채널을 지원하는 이동통신 시스템에서 RACH 전송 절차에서 RACH 프리앰블, AICH(Acquisition Indicator Channel), E-DPDCH/E-DPCCH의 송수신 시간관계를 정의하여 시스템 효율을 향상시키는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 방법은, 이동통신 시스템에서 단말의 향상된 랜덤 액세스 채널(Random Access Channel: RACH)의 송신 방법에 있어서, 상향링크 프리앰블을 기지국으로 송신하는 과정과, 상기 상향링크 프리앰블에 대한 긍정 응답을 수신하면, 향상된 상향링크 전용 채널(Enhanced Uplink Dedicated Channel: E-DCH) 및 전용 물리 제어 채널(Dedicated Physical Control Channel: DPCCH)을 송신하는 과정을 포함하며,상기 DPCCH 전송은 상기 E-DCH 전송을 위한 미리 결정된 시간 이전에 시작됨을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다른 방법은, 이동통신 시스템에서 기지국의 향상된 랜덤 액세스 채널(Random Access Channel: RACH)의 수신 방법에 있어서, 단말로부터 상향링크 프리앰블을 수신하는 과정과, 상기 상향링크 프리앰블에 대한 긍정 응답을 응답 채널을 통하여 상기 단말에게 전송하는 과정과, 상기 긍정 응답에 대응하여, 상기 단말로부터 향상된 상향링크 전용 채널(Enhanced Uplink Dedicated Channel: E-DCH) 및 전용 물리 제어 채널(Dedicated Physical Control Channel: DPCCH)을 수신하는 과정을 포함하며, 상기 DPCCH 수신은 상기 E-DCH 수신을 위한 미리 결정된 시간 이전에 시작됨을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 장치는, 이동통신 시스템에서 단말의 향상된 랜덤 액세스 채널(Random Access Channel: RACH)의 송신 장치에 있어서, 상향링크 프리앰블을 기지국으로 송신하는 프리앰블 생성기와, 상기 송신한 상향링크 프리앰블에 대응하여 상기 기지국이 응답 채널을 통해 전송한 긍정 응답을 검출하는 획득 표지사 채널(Acquisition Indicator Channel: AICH) 검출기와, 상기 긍정 응답이 검출된 경우, 데이터 버퍼로부터 향상된 상향링크 전용 채널(Enhanced Uplink Dedicated Channel: E-DCH) 및 전용 물리 제어 채널(Dedicated Physical Control Channel: DPCCH)을 생성하고, 생성된 E-DCH 및 DPCCH를 송신부를 통하여 송신하는 E-DCH/DPDCCH 생성기를 포함하며,상기 E-DCH/DPDCCH 생성기는 상기 DPCCH 전송을 상기 E-DCH 전송을 위한 미리 결정된 시간 이전에 시작함을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다른 장치는, 이동통신 시스템에서 기지국의 향상된 랜덤 액세스 채널(Random Access Channel: RACH)의 수신 장치에 있어서, 단말로부터 상향링크 프리앰블을 수신하는 프리앰블 수신기와, 응답 채널을 통하여 상기 상향링크 프리앰블에 대한 긍정 응답을 상기 단말로 송신하는 획득 표지사 채널(Acquisition Indicator Channel: AICH) 생성기와, 상기 긍정 응답에 대응하여, 상기 단말로부터 수신된 신호로부터 향상된 상향링크 전용채널(Enhanced Uplink Dedicated Channel: E-DCH) 및 전용 물리 제어 채널(Dedicated Physical Control Channel: DPCCH)을 검출하는 E-DCH/DPDCH 검출부를 포함하며,상기 E-DCH/DPDCH 검출부는 상기 E-DCH 수신을 위한 미리 결정된 시간 이전에 상기 DPCCH 수신 및 검출을 시작함을 특징으로 한다.
본 발명은, 향상된 상향링크 전용 전송채널을 지원하는 이동통신 시스템에서 RACH 전송절차 개선을 위하여 RACH 프리앰블, AICH(Acquisition Indicator Channel), E-DPDCH/E-DPCCH/DPCCH등의 송수신 시간관계를 정의함으로써 상향링크 RoT를 제어하여 시스템 효율을 향상시키는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
후술되는 본 발명은 구체적으로 UMTS 통신 시스템에서 RACH 전송절차의 데이터 전송시, 향상된 상향링크 전용 전송채널(E-DCH : Enhanced Uplink- Dedicated Channel)을 사용하여 데이터를 전송하는 예를 들어 설명할 것이다.
도 4는 일반적인 물리계층 RACH 전송절차에 따른 RoT 변화를 나타낸 도면이다. 그러면 도 4를 참조하여 일반적인 RACH 전송절차 및 RoT 변화를 설명하도록 한다.
도 4에서 세로축(402)은 상향링크의 RoT 세기를 나타내고, 가로축(404)은 시간영역의 시간흐름을 나타낸다. RACH 전송절차를 시작하기 전에 먼저 단말은 방송채널(BCH : Broadcast Channel)을 통해 RACH 전송가능 구간을 나타내는 RACH 액세스 슬롯(RACH access slot), 단말 구분을 위한 시그니쳐(signature) 등의 RACH 전송용 자원을 인지한다. 단말은 상기 RACH 전송용 자원 중에서 소정의 RACH 액세스 슬롯(access slot)과 소정의 시그니쳐를 임의로 선택한다. 단말의 초기 RACH 전송 전력 값을 단말이 수신한 하향링크 채널을 측정하고 이에 소정의 오프셋을 반영하여 결정한다. 단말은 상기 선택한 시그니쳐 정보를 포함하는 RACH 프리앰블(422)을 상기 결정한 RACH 초기 전송 전력값을 적용하여, 선택한 RACH 액세스 슬롯에서 t1(408)을 전송 시작시점으로 하여 전송을 수행한다.
도 4에서 상기 RACH 프리앰블(422)에 대응하는 AICH를 기지국으로부터 수신하지 못한 경우를 도시하였다. 따라서 단말은 미리 결정된 시간만큼 대기하여도 AICH를 수신하지 못하였으므로 초기 RACH 프리앰블의 전송 전력보다 소정의 값만큼 전송 전력을 높여서 가용한 RACH 액세스 슬롯에서 t2(410)를 전송 시작시점으로 결정하여 RACH 프리앰블(424)을 다시 전송한다. 이와 같은 방법은 기지국이 RACH 프리앰블을 수신할 때까지 계속된다. 도 4에서는 2번째 RACH 프리앰블을 수신한 것으로 가정하였다. 따라서 기지국은 상기 재전송된 RACH 프리앰블(424)을 오류없이 수신하여, 긍정적 인지신호(acknowledge: ACK)로서 상기 수신한 RACH 프리앰블(424)에 포함된 시그니쳐 정보를 AICH(426)를 통해, t3(412)의 시점을 전송 시작시점으로 하여 단말에게 피드백한다. 상기 AICH(426)를 수신한 단말은 t4(414) 시점에 E-DPDCH(432)를 통해 전송하고자 하는 RACH 데이터를 전송한다. 이때 E-DPDCH의 전송형식에 대한 정보를 포함하는 E-DPCCH(430)와 채널추정 및 전력제어 용도의 DPCCH(428)도 함께 전송한다. 다만, 상기 DPCCH(428)는 상기 t4(414) 이전의 소정 시점에 미리 전송할 수도 있는데, 이렇게 하여 상기 DPCCH(428)가 상기 RACH 데이터 전송 이전에 임시적인 채널추정 및 전력제어의 용도에 사용될 수 있도록 할 수 있다.
상기 RACH 프리앰블들 사이의 시간영역 거리 tp-p(434), AICH와 이에 대응되는 RACH 프리앰블 사이의 시간영역 거리 tp-a(436), RACH 데이터와 바로 직전 RACH 프리앰블 사이의 시간영역 거리tp-m(0)(438)은 각각 사전에 정의된 값으로서 기지국과 단말이 공통으로 인지하도록 한다.
기지국이 수신 신호의 성능을 보장하면서 수신할 수 있는 상향링크 신호의 전체 전력은 소정의 값 이하로 제한되는데, 이를 목표 RoT(target RoT)(406)라고 부른다. 즉, 셀 내의 전체 RoT가 상기 목표 RoT를 초과할 경우, 상향링크 신호에 대해 소정의 요구되는 수신성능을 만족할 수 없게 된다. 그러나 셀 내의 전체 RoT를 상기 목표 RoT 보다 너무 낮게 유지하면 가용한 RoT 자원을 낭비하여 시스템 효율을 떨어뜨리게 된다. 따라서 기지국은 셀내의 RoT를 상기 목표 RoT를 초과하지 않는 범위내에서 효과적으로 제어하는 동작이 필요하다.
도 4의 예에서는 RACH 전송 절차시, 기지국이 t4(414) 시점 이후에 단말의 E-DCH 데이터 전송으로 발생하는 RoT(420)를 미리 예상하여 t4(414) 시점 이전에도 상기 RoT(420)를 고려하여 RoT 할당을 제한함으로써 전체 RoT를 목표 RoT(406) 이하로 유지하는 예를 나타낸다. 기지국은 t1(408) 내지 t4(414) 시점 동안 전체 RoT를 다른 단말들로부터의 상향링크 전송으로 발생하는 RoT의 총합(416)과 상기 단말의 E-DCH 데이터 전송용 RoT(420) 할당을 대비해 미리 점유하는 RoT(418)의 합으로 유지한다. 기지국은 t4(414) 시점 이전에 상기 단말의 E-DCH 데이터 전송용 RoT(420)를 정확히 예측할 수 없으므로, 소정의 미리 점유하는 RoT(418) 값을 충분하게 크게 운용한다. 따라서, 임의의 순간에 전체 RoT 총합은 목표 RoT(406) 이하로 제어되지만, t1(408) 내지 t4(414) 시점 동안은 미리 점유하는 RoT(418)로 인해 자원활용의 비효율이 발생한다.
도 5는 도 4에서 설명된 RoT 자원활용의 비효율을 회피하기 위한, 향상된 RACH 전송절차 및 그에 따른 RoT 변화를 나타낸다.
도 5에서 세로축(502)은 상향링크의 RoT 세기를 나타내고, 가로축(504)은 시간을 나타낸다. RACH 전송절차를 시작하기 전에 먼저 단말은 방송채널(BCH: Broadcast Channel)을 통해 RACH 전송가능 구간을 나타내는 RACH 액세스 슬롯(RACH access slot), 단말 구분을 위한 시그니쳐(signature) 등의 RACH 전송용 자원을 인지한다. 단말은 상기 RACH 전송용 자원 중에서 소정의 RACH 액세스 슬롯과 소정의 시그니쳐를 임의로 선택한다.
단말은 초기 RACH 전송 전력 값을 단말이 수신한 하향링크 채널을 측정하고 이에 소정의 오프셋을 반영하여 결정한다. 단말은 상기 선택한 시그니쳐 정보를 포함하는 RACH 프리앰블(522)을 상기 결정한 RACH 초기 전송 전력값을 적용하여, 상기 선택한 RACH 액세스 슬롯에서 t1(508)을 전송 시작시점으로 하여 전송한다.
도 5에서 상기 RACH 프리앰블(522)에 대응하는 AICH를 기지국으로부터 수신하지 못한 단말은 상기 초기 RACH 프리앰블의 전송 전력보다 소정의 값만큼 전송 전력을 높여서 가용한 RACH 액세스 슬롯에서 t2(510)를 전송 시작시점으로 하여 RACH 프리앰블(524)을 다시 전송한다.
기지국은 상기 재전송된 RACH 프리앰블(524)을 오류없이 수신하여, 긍정적 인지신호(acknowledge: ACK)로서 상기 수신한 RACH 프리앰블(524)에 포함된 시그니쳐 정보를 AICH(526)를 통해 t3(512) 시점을 전송 시작시점으로 단말에게 피드백한다.
추가적으로 기지국은 스케쥴링 동작을 통해 생성한 다른 E-DCH 단말들에 대한 스케쥴링 명령(540)을 전송하여, t5(514) 시점 이후의 다른 단말들로 인한 RoT 총합(518)을 조정함으로써, 상기 단말의 E-DCH 데이터 전송(532)으로 발생하는 RoT(520)를 목표 RoT(506) 내에서 확보한다. 따라서 상기 스케쥴링 명령(540)이 t5(514) 시점 이후에 적용될 수 있도록, 스케쥴링 명령(540)과 E-DCH 데이터 전송(532) 사이에 시간영역 마진(margin), 즉, t4(513) ~ t5(514)의 시간 구간이 충분히 확보되어야 한다.
한편, 상기 다른 E-DCH 단말들에 대한 스케쥴링 명령(540)의 생성 혹은 전송 시점과 관련하여, 기지국은 상기 단말에 대한 AICH(526)의 전송 시작 시점인 t3(512)보다 Δ(542)만큼 시간 이후에 다른 E-DCH 단말들에 대한 스케쥴링 명령(540)을 생성 혹은 전송함으로써, 상기 다른 E-DCH 단말들에 대한 스케쥴링 명령(540)을 생성할 때 상기 단말에 대한 E-DCH 스케쥴링 결과를 반영하도록 한다. 상기 Δ(542)는 0보다 같거나 큰 값이다. 상기 스케쥴링 명령(540)은 E-RGCH를 통해서 단말한테 최대 허용 가능한 데이터 레이트의 증가/유지/감소를 지시하거나, 또는 E-AGCH을 통해 최대 허용 가능한 데이터 레이트와 전송이 허용된 타이밍 등의 정보를 지시할 수 있다.
상기 AICH(526)를 수신한 단말은 t5(514) 시점에 E-DPDCH(532)를 통해 전송하고자 하는 RACH 데이터를 전송한다. 이때 E-DPDCH(532)의 전송형식에 대한 정보를 포함하는 E-DPCCH(530)와 채널추정 및 전력제어 용도의 DPCCH(528)도 함께 전송한다. 다만, 상기 DPCCH(428)는 상기 t5(414) 이전의 특정 시점(515)에서 미리 전송할 수도 있다. 즉, t6(515)-t5(514) 사이의 시간 구간 동안(td-m)(529)에는 DPCCH만 전송된다. 이 구간을 DPCCH 유일 구간(only DPDCH transmission interval)이라고 칭한다. 한편, 상기 td-m(529)의 길이는 E-DCH의 전송시간구간(Transmission Time Interval: TTI)에 비례하여 결정될 수 있다. 일 예로, E-DCH의 TTI가 10ms라면 상기 td-m(529)는 20ms가 되지만, E-DCH의 TTI가 2ms라면 td-m(529)는 6ms가 될 수 있다.
상기 RACH 프리앰블들 사이의 시간영역 거리 tp-p(534), AICH와 이에 대응되는 RACH 프리앰블 사이의 시간영역 거리 tp-a(536), RACH 데이터와 바로 직전 RACH 프리앰블 사이의 시간영역 거리 tp-m(1)(538), AICH와 다른 E-DCH 단말들에 대한 스케쥴링 명령(540) 사이의 시간영역 거리 Δ(542), RACH 데이터와 스케쥴링 명령(540) 사이의 시간영역 거리 tg-m(544)은 각각 사전에 정의된 값으로서 기지국이 단말한테 tp-m(1) 을 시그널링하여 기지국과 단말이 공통으로 인지하도록 한다.’ 상기 시간영역 관계는 하기 <수학식 2>를 따른다.
tp-m(1) = tp-a + tg-m + Δ (단, Δ>= 0)
즉, 도 5의 예에서는 도 4의 경우와 다르게, RACH 전송 절차 시 기지국이 단말의 RACH 데이터 전송시점인 t5(514) 시점 이후의 전체 RoT를 목표 RoT(506) 이하 로 유지할 수 있도록, 상기 tp-m(1) 을 상기 tp-m(0) 보다 상대적으로 큰 값을 갖도록 정의함으로써, 상기 단말의 RACH 데이터 전송 시점 이전에 미리 RoT를 점유하여 발생하는 RoT 자원 활용의 비효율성을 극복하여 시스템 효율을 높인다.
상기 tp-m(1)은 E-DCH TTI 길이에 따라 설정될 수 있다. 일례로, E-DCH TTI가 10ms인 경우의 tp-m(1)10ms이 E-DCH TTI가 2ms인 경우의 tp-m(1)2ms 보다 E-DCH TTI 길이에 비례하여 상대적으로 큰 값을 갖거나 또는 적어도 E-DCH TTI가 2ms인 경우의 tp-m(1)과 E-DCH TTI가 2ms 경우의 tp-m(1)은 같은 값을 갖는다. 따라서 하기 <수학식 3>과 같은 관계가 설정된다.
tp-m(1)10ms = tp-m(1)2ms + Δe (단, Δe>= 0)
상기, Δe는 E-DCH TTI가 2ms인 경우의 tp-m(1)과 E-DCH TTI가 2ms인 경우의 tp-m(1)의 차이값이다.
또한 E-DCH TTI가 10ms인 경우의 tp-m(1)10ms이 E-DCH TTI가 2ms인 경우의 tp-m(1)2ms 보다 E-DCH TTI 길이에 비례하여 상대적으로 크거나 같은 값을 갖도록 설정하는 방법의 일례를 구체적으로 설명하면 하기 <수학식 4>와 같다. 즉, E-DCH가 10ms 경우의 tg-m,10ms을 E-DCH가 2ms 경우의 tg-m,2ms 보다 최소한 같거나 크도록 설정하여 tp-m(1)10ms이 tp-m(1)2ms 보다 E-DCH TTI 길이에 비례하여 상대적으로 크거나 같은 값을 갖도록 한다.
tp-m(1)10ms = tp-a + tg-m,10ms + Δ10ms (단, Δ10ms>= 0)
tp-m(1)2ms = tp-a + tg-m,2ms + Δ2ms (단, Δ2ms>= 0)
tg-m,10ms = tg-m,2ms + Δe 또는 Δe = Δ10ms -Δ2ms (단, Δe>= 0)
이하에서는 구체적인 실시 예를 통해 기지국과 단말 각각의 송수신 절차 및 장치를 설명하도록 한다.
< 제 1 실시 예 >
제 1 실시 예는 상술한 도 5에 대한 기지국과 단말 각각의 구체적인 송수신 절차 및 장치를 설명한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 향상된 RACH 전송 절차에 따른 기지국의 송/수신 절차를 나타낸다. 602단계에서 기지국은 단말로부터 RACH 프리앰블을 검출하고, 604단계에서 RACH 프리앰블을 오류없이 수신했는지의 여부를 판별한다. 기지국은 단말의 RACH 프리앰블 전송 시점을 BCH를 통해 상기 단말에게 미리 알려줌으로써, 단말과 기지국 상호간에 가용한 RACH 프리앰블의 송수신 시점을 공통으로 인지하도록 한다. 해당 단말에서의 RACH 프리앰블의 전송 전력이 다른 단말로부터의 간섭신호를 극복할 만큼 충분히 커서 기지국이 상기 해당 단말로부터의 RACH 프리앰블을 오류없이 수신하는데 성공하면, 606단계에서 기지국은 상기 단말의 RACH 프리앰블에 대한 긍정적 인지신호(ACK: acknowledgement 혹은 acquisition)를 생성한다. 만약 604단계에서 기지국이 단말의 RACH 프리앰블 수신에 실패하면 602단계로 되돌아가 RACH 프리앰블 검출을 재시도한다. 상기 단말에서의 RACH 프리앰블재전송 시점은, 상기 단말이 가장 최근에 전송한 RACH 프리앰블과의 상대적인 시간관계가 미리 약속된 값으로 정의됨으로써, 단말과 기지국 상호간에 가용한 RACH 프리앰블의 송수신 시점을 공통으로 인지하도록 한다. 606단계에서 긍정적 인지신호를 생성할 때, 기지국은 상기 성공적으로 수신한 RACH 프리앰블에 포함된 시그니쳐 정보를 AICH에 포함하여 전송한다. 상기 성공적으로 수신한 RACH 프리앰블과 AICH 사이의 상대적인 시간관계는 미리 약속된 값으로 정의된다.
한편 608단계에서 기지국은 다른 E-DCH 단말들로부터 수신한 E-DPDCH / E-DPCCH / DPCCH를 바탕으로, 610단계에서 다른 E-DCH 단말들에 대한 스케쥴링 동작을 수행한다. 기지국은 상기 스케쥴링 결과를 E-RGCH 혹은 E-AGCH를 통하여 각 단말들에게 통지한다. 상기 610단계의 스케쥴링 동작은 상기 606단계의 긍정적 인지신호를 생성하는 동작보다 시간적으로 같거나 혹은 이후가 되도록 함으로써, 상기 긍정적 인지신호에 대응하는 단말의 RACH 데이터 전송 및 RoT 발생을 미리 고려하여 상기 스케쥴링 동작을 수행하도록 한다. 단말이 전송하는 RACH 데이터의 전송 시점은 단말이 가장 최근에 전송한 RACH 프리앰블과의 상대적인 시간관계로 미리 약속된 값으로 정의되기 때문에, 단말과 기지국 모두는 상기 RACH 데이터의 송수신 시점을 공통으로 인지할 수 있다. 그리고 단말이 상기 긍정적 인지신호를 수신한 후 전송하는 RACH 데이터의 전송률은 미리 정의한 값 혹은 기지국 시그널링에 따라 소정의 값 이하로 제한됨으로써 과도한 RoT 발생을 억제한다. 따라서 610단계에서 기지국은 상기 단말의 RACH 데이터 전송시점 및 RoT 발생 정도를 미리 예측 가능하므로, 상기 단말의 RACH 데이터 전송시점에 다른 E-DCH 단말들로부터 발생하는 RoT 총량을 상기 단말의 RACH 데이터 전송으로부터 발생하는 RoT 양만큼 낮춰서 스케쥴링하고, 결과적으로 시스템의 RoT 자원을 효율적으로 활용하게 된다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에서 단말이 RACH 전송 절차에 따른 송/수신 동작 시의 제어 흐름도이다. 이하 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 단말에서 RACH 전송 절차에 따른 송/수신 동작 시의 제어 과정에 대하여 살펴보기로 한다.
702단계에서 단말은 RACH 전송절차를 시작하기 전에 방송채널(BCH : Broadcast Channel)을 통해 RACH 전송가능 시간구간을 나타내는 RACH 액세스 슬롯(RACH access slot), 단말 구분을 위한 시그니쳐(signature) 등의 RACH 전송용 자원을 인지한다.
704단계에서 단말은 상기 RACH 전송용 자원 중에서 소정의 RACH 액세스 슬롯과 소정의 시그니쳐를 임의로 선택하여, 상기 선택한 시그니쳐 정보를 포함하는 RACH 프리앰블을 상기 선택한 RACH 액세스 슬롯에서 전송한다. 이때 RACH 프리앰블의 전송 전력 값은 단말이 수신한 하향링크 채널을 측정하고, 이에 소정의 오프셋을 반영하여 결정한다.
706단계에서 단말은 상기 704단계에서 상기 RACH 프리앰블의 전송 시점으로부터 소정의 약속된 시간 이후에, 상기 RACH 프리앰블에 대응한 기지국으로부터의 AICH 검출을 시도한다.
708단계에서 AICH의 검출에 성공하면 710 단계로 진행하고,AICH 검출에 실패하면 704단계로 진행하여 RACH 프리앰블을 재전송한다. 여기서 상기 기지국이 전송하는 AICH는 긍정적 인지신호(ACK)를 피드백하고자 하는 단말이 가장 최근에 RACH 프리앰블 전송시 사용한 시그니쳐 정보를 포함한다. 따라서 단말은 자신의 시그니쳐 정보를 활용하여 AICH 검출의 성공 여부를 판별할 수 있다. 그리고 상기 AICH와 단말이 가장 최근에 전송한 RACH 프리앰블 사이의 상대적인 시간관계는 미리 약속된 값으로 정의한다.
단말이 RACH 프리앰블을 재전송하는 경우에는, 가장 최근에 단말이 전송한 RACH 프리앰블의 전송 전력보다 소정의 값만큼 전송 전력을 높여서 가용한 RACH 액세스 슬롯을 통해 상기 RACH 프리앰블을 재전송한다. 상기 단말이 RACH 프리앰블을 재전송하는 시점은 단말이 가장 최근에 전송한 RACH 프리앰블과의 상대적인 시간관계로 미리 약속된 값으로 정의되기 때문에, 단말과 기지국 모두가 가용한 RACH 프리앰블의 송수신 시점을 공통으로 알 수 있다.
708단계에서 만약 단말이 AICH의 검출에 성공하면 710단계에서 E-DPDCH를 통해 RACH 데이터를 전송한다. 이때 E-DPDCH의 전송형식에 대한 정보를 포함하는 E-DPCCH와 채널추정 및 전력제어 용도의 DPCCH도 함께 전송한다. 여기서 단말은 상기 DPCCH를 상기 E-DPDCH, E-DPCCH의 전송 시점보다 소정 시간 앞서서 전송하여 RACH 데이터의 전송에 앞서 임시로 전력 제어 및 채널 추정에 사용될 수 있도록 할 수 있음은 앞서 설명된 바와 같다. 한편, 단말이 전송하는 RACH 데이터의 전송시점은 단말이 가장 최근에 전송한 RACH 프리앰블과의 상대적인 시간관계로 미리 약속된 값이기 때문에, 단말과 기지국 모두는 상기 RACH 데이터의 송수신 시점을 공통으로 알 수 있다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에서 향상된 RACH 전송절차에 따른 기지국 송/수신 장치의 블록 구성도이다.
기지국은 단말로부터 신호를 수신하여 수신부(802)에서 소정의 신호처리 과정을 거친 후, RACH 프리앰블 검출기(806)에서 오류없이 수신했는지 여부를 판별한다. 상기 단말에서의 RACH 프리앰블 전송시점은 단말과 기지국 상호간에 공통으로 인지할 수 있도록 미리 정의되어 있다.
만일 상기 RACH 프리앰블의 수신전력이 다른 간섭신호를 극복할 만큼 충분히 커서 기지국이 상기 RACH 프리앰블을 오류없이 수신하는데 성공하면, 단말의 RACH 프리앰블의 시그니쳐 정보를 AICH 생성기(810)에 전달한다. AICH 생성기 (810)는 상기 단말의 RACH 프리앰블의 시그니쳐를 포함하는 긍정적 인지신호를 생성하여 AICH를 구성한다. 상기 AICH는 송신부(804)에서 소정의 신호처리 과정을 거친 후 단말에게 전송된다. 여기서 상기 성공적으로 수신한 RACH 프리앰블과 AICH 생성 혹은 전송 시점 사이의 상대적인 시간관계는 미리 약속된 값으로 정의된다.
만약 기지국이 RACH 프리앰블 검출에 실패하면, 단말의 다음 재전송 RACH 프리앰블 수신을 기다린다. 상기 단말의 RACH 프리앰블들 사이의 상대적인 시간관계는 미리 약속된 값으로 정의된다. RACH 프리앰블 검출기(806)는 RACH 프리앰블수신의 성공여부를 타이밍 제어기(818)에게 통지하여, 기지국으로 하여금 AICH 전송시점을 제어하게 하거나 혹은 단말의 재전송 RACH 프리앰블의 수신시점을 제어하게 한다.
한편, 기지국은 다른 단말들로부터 수신한 신호로부터 E-DCH 관련 신호를 추출하여 E-DCH / DPCCH 검출기(812)를 통해 각 단말의 E-DCH 스케쥴링 정보를 추출한다. 스케쥴러(814)는 상기 E-DCH 스케쥴링 정보와 AICH 생성기(810)로부터 단말의 RACH 데이터에 대한 스케쥴링 정보를 전달받아 스케쥴링 동작을 수행하고, 스케쥴링 결과에 따라 스케쥴링 명령 생성기(816)에서 스케쥴링 명령을 생성하도록 한다. 상기 단말의 RACH 데이터에 대한 스케쥴링 정보는, 예를 들면, RACH 데이터의 전송률, 단말의 전송시점 등이 될 수 있다.
상기 E-DCH/ DPCCH 검출기(812)는 타이밍 제어기(818)에게 E-DCH(즉, E-DPDCH / E-DPCCH)/ DPCCH의 수신 시점을 통지하여, 타이밍 제어기(818)로 하여금 스케쥴링 명령 생성 시점을 제어하도록 한다.
도 9는 본 발명의 향상된 RACH 전송절차에 따른 단말의 송/수신 장치의 블록 구성도이다.
단말은 RACH 전송절차를 시작하기 전에 BCH 검출기(906)에서 BCH를 통해 RACH 전송가능 시간구간을 나타내는 RACH 액세스 슬롯(RACH access slot), 단말 구분을 위한 시그니쳐(signature) 등의 RACH 전송용 자원을 획득한다. 단말은 기지국으로부터 획득한 RACH 전송가능 시간구간에 대한 정보를 타이밍 제어기(918)에 전달하여, 단말의 RACH 전송시점을 제어한다.
BCH 검출기(906)는 획득한 RACH 전송용 자원 정보를 RACH 프리앰블 생성기(914)에 전달하여 RACH 프리앰블 생성에 사용되도록 한다. RACH 프리앰블 생성기(914)는 데이터 버퍼(912)로부터 RACH 데이터의 유무에 대한 정보를 전달받고, 전송해야 할 RACH 데이터가 있을 경우 상기 BCH 검출기(906)로부터 전달받은 RACH 전송용 자원 정보에 따라 RACH 프리앰블을 생성하여 송신부(904)를 통해 기지국한테 전송한다. 이때, RACH 프리앰블 생성기(914)는 타이밍 제어기(918)에 제어에 따라 RACH 프리앰블 전송시점을 결정한다.
단말은 상기 RACH 프리앰블을 전송한 이후 소정의 시간이 흐른 후, 타이밍 제어기(918)의 제어에 의해 상기 RACH 프리앰블에 대응되는 AICH 의 검출을 시도한다. 단말은 기지국으로부터 수신한 신호를 수신부(902)를 통해 소정의 신호처리 과정을 거친 후, AICH 검출기(908)에서 가장 최근 단말이 전송한 RACH 프리앰블에 포함된 시그니쳐가 수신신호에 포함되어 있는지 여부를 확인하여 AICH 검출여부를 판별한다. 만약 AICH 검출에 실패하면 RACH 프리앰블 생성기(914)로 하여금 RACH 프리앰블을 재전송하도록 제어한다. 만약 단말이 상기 AICH 검출에 성공하면 데이터 버퍼(912)에서 RACH 데이터를 수집하여, E-DCH / DPCCH 생성기(916)에서 RACH 데이터를 E-DPDCH로 구성하여 송신부(904)를 통해 기지국에게 전송한다. 이때 상기 E-DPDCH의 전송형식에 대한 정보를 포함하는 E-DPCCH와 채널추정 및 전력제어 용도의 DPCCH도 함께 구성하여 전송한다. 한편, 상기 DPCCH는 상기 E-DPDCH와 E-DPCCH의 전송 시점보다 소정 시간 이전에 미리 전송할 수 있다.
상기 데이터 버퍼(912)는 타이밍 제어기(918)의 제어에 의해 RACH 데이터의 전송시점을 조정한다. 또한 상기 데이터 버퍼(912)는 AICH 검출기(908)로부터 AICH 검출의 성공여부를 통지받아, AICH를 성공적으로 수신한 경우 RACH 데이터를 전송한다.
< 제 2 실시 예 >
전술한 도 4의 설명에서, RACH 데이터와 바로 직전 RACH 프리앰블 사이의 시간영역 거리 tp-m(0)(438)은 일반적으로 기지국이 상기 RACH 데이터 전송시점의 RoT를 제어하기에 상대적으로 짧기 때문에 RoT 제어측면에서 바람직하지 않다. 반면에 전송지연에 민감한(delay sensitive) RACH 데이터를 상대적으로 짧은 시간 안에 전송할 수 있는 특징이 있다. 이를 '방법 1'이라 칭한다.
전술한 도 5의 설명에서, RACH 데이터와 바로 직전 RACH 프리앰블 사이의 시간영역 거리 tp-m(1)(538)은 기지국이 상기 RACH 데이터 전송시점의 RoT를 제어하기에 상대적으로 충분하게 길어서 RoT 제어측면에서 바람직하다. 반면에 전송지연에 민감한(delay sensitive) RACH 데이터를 상대적으로 짧은 시간 안에 전송해야 하는 경우에는 바람직하지 않을 수 있다. 이를 '방법 2'라 칭한다.
따라서 상기 '방법 1' 혹은 '방법 2'를 적응적으로 선택하여 단말의 RACH 전송절차에 적용하도록 함으로써, 필요에 따라 전송지연 제어 혹은 RoT 제어를 할 수 있다. 상기 '방법 1' 혹은 '방법 2'를 적용할지 여부는 기지국이 시그널링을 통해 단말에게 알려주도록 한다.
상기 제 2 실시예는 상술한 도 8 및 도 9의 기지국 장치 및 단말 장치를 사용하여 구현될 수 있다. 여기서 RACH 데이터와 바로 직전 RACH 프리앰블 사이의 시간 간격은 RACH 데이터의 서비스 종류에 따라 상기 '방법 1' 혹은 '방법 2' 중에서 선택하도록 적용할 수 있다.
도 1은 E-DCH를 통한 상향링크 패킷 전송을 나타낸 도면,
도 2는 E-DCH를 통한 송수신 절차를 나타낸 메시지 흐름도,
도 3은 종래의 물리계층 RACH 전송절차를 설명하는 도면,
도 4는 일반적인 물리계층 RACH 전송절차에 따른 RoT 변화를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 향상된 물리계층RACH전송절차에 따른 RoT변화를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기지국 절차를 나타낸 흐름도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 단말절차를 나타낸 흐름도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기지국장치를 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 단말장치를 나타낸 도면.

Claims (28)

  1. 짧은 전송시간구간(Transmission Time Interval: TTI) 또는 긴 TTI를 지원하는 이동통신 시스템에서 단말이 향상된 랜덤 액세스 채널(Random Access Channel: RACH)을 송신하는 방법에 있어서,
    상향링크 프리앰블을 기지국으로 송신하는 과정과,
    상기 상향링크 프리앰블에 대한 긍정 응답을 수신하면, 향상된 상향링크 전용 채널(Enhanced Uplink Dedicated Channel: E-DCH) 및 전용 물리 제어 채널(Dedicated Physical Control Channel: DPCCH)을 송신하는 과정을 포함하며,
    상기 DPCCH의 전송은 상기 E-DCH가 전송되기 이전에 시작되며, 상기 E-DCH 전송 이전의 상기 DPCCH의 전송을 위한 시간 구간은 TTI를 기반으로 정의되며, 상기 TTI가 상기 짧은 TTI일 경우 상기 시간 구간은 상기 짧은 TTI의 정수배이고, 상기 TTI가 상기 긴 TTI일 경우 상기 시간 구간은 상기 긴 TTI의 정수배임을 특징으로 하는 단말의 향상된 랜덤 액세스 채널의 송신 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 시간 구간은 상기 ＴＴＩ에 비례함을 특징으로 하는 단말의 향상된 랜덤 액세스 채널의 송신 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 상기 시간 구간과 관련된 파라미터를 수신하는 과정을 더 포함하는 단말의 향상된 랜덤 액세스 채널의 송신 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 짧은 ＴＴＩ를 기반으로 하는 상기 시간 구간은 상기 긴 ＴＴＩ를 기반으로 하는 상기 시간 구간보다 짧음을 특징으로 하는 단말의 향상된 랜덤 액세스 채널의 송신 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 상향링크 프리앰블에 대한 긍정 응답의 수신으로부터 상기 DPCCH의 전송까지의 시간은 상위 계층의 시그널링에 의해 결정됨을 특징으로 하는 단말의 향상된 랜덤 액세스 채널의 송신 방법.
  7. 짧은 전송시간구간(Transmission Time Interval: TTI) 또는 긴 TTI를 지원하는 이동통신 시스템에서 기지국이 향상된 랜덤 액세스 채널(Random Access Channel: RACH)을 수신하는 방법에 있어서,
    단말로부터 상향링크 프리앰블을 수신하는 과정과,
    상기 상향링크 프리앰블에 대한 긍정 응답을 응답 채널을 통하여 상기 단말에게 전송하는 과정과,
    상기 긍정 응답에 대응하여, 상기 단말로부터 향상된 상향링크 전용 채널(Enhanced Uplink Dedicated Channel: E-DCH) 및 전용 물리 제어 채널(Dedicated Physical Control Channel: DPCCH)을 수신하는 과정을 포함하며,
    상기 DPCCH의 수신은 상기 E-DCH가 수신되기 이전에 시작되며, 상기 E-DCH 수신 이전의 상기 DPCCH의 수신을 위한 시간 구간은 TTI를 기반으로 정의되며, 상기 TTI가 상기 짧은 TTI일 경우 상기 시간 구간은 상기 짧은 TTI의 정수배이고, 상기 TTI가 상기 긴 TTI일 경우 상기 시간 구간은 상기 긴 TTI의 정수배임을 특징으로 하는 기지국의 향상된 랜덤 액세스 채널의 수신 방법.
  8. 삭제
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 시간 구간은 상기 ＴＴＩ에 비례함을 특징으로 하는 기지국의 향상된 랜덤 액세스 채널의 수신 방법.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 긍정 응답을 전송하는 과정은,
    상기 E-DCH의 수신 시점에서, 상기 단말의 상향링크 신호의 전력을 포함한 전체 역방향 신호의 전력이 소정 값 이하가 되도록 스케쥴링하는 과정과,
    상기 스케쥴링에 따른 스케쥴링 정보를 상기 단말을 제외한 다른 단말들에게 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 기지국의 향상된 랜덤 액세스 채널의 수신 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 긍정 응답의 전송 시점은, 상기 상향링크 프리앰블의 수신 시점 이후 미리 결정된 제1 시간 이후이고,
    상기 스케쥴링 정보의 전송 시점은, 상기 긍정 응답의 전송 시점과 동일하거나 미리 결정된 제2 시간 이후이고,
    상기 E-DCH의 수신 시점은, 상기 스케쥴링 정보의 전송 시점 이후 미리 결정된 제3 시간 이후인 것을 특징으로 하는 기지국의 향상된 랜덤 액세스 채널의 수신 방법.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 시간 구간과 관련된 파라미터를 상기 단말로 전송하는 과정을 더 포함하는 기지국의 향상된 랜덤 액세스 채널의 수신 방법.
  13. 제 7항에 있어서,
    상기 짧은 ＴＴＩ를 기반으로 하는 상기 시간 구간은 상기 긴 ＴＴＩ를 기반으로 하는 상기 시간 구간보다 짧음을 특징으로 하는 기지국의 향상된 랜덤 액세스 채널의 수신 방법.
  14. 제 7항에 있어서,
    상기 상향링크 프리앰블에 대한 긍정 응답의 전송으로부터 상기 DPCCH의 수신까지의 시간은 상위 계층의 시그널링에 의해 결정됨을 특징으로 하는 기지국의 향상된 랜덤 액세스 채널의 수신 방법.
  15. 짧은 전송시간구간(Transmission Time Interval: TTI) 또는 긴 TTI를 지원하는 이동통신 시스템에서 향상된 랜덤 액세스 채널(Random Access Channel: RACH)을 송신하는 단말에 있어서,
    상향링크 프리앰블을 기지국으로 송신하는 프리앰블 생성기와,
    상기 상향링크 프리앰블에 대응하여 상기 기지국이 응답 채널을 통해 전송한 긍정 응답을 검출하는 획득 표지사 채널(Acquisition Indicator Channel: AICH) 검출기와,
    상기 긍정 응답이 검출된 경우, 데이터 버퍼로부터 향상된 상향링크 전용 채널(Enhanced Uplink Dedicated Channel: E-DCH) 및 전용 물리 제어 채널(Dedicated Physical Control Channel: DPCCH)을 생성하고, 생성된 E-DCH 및 DPCCH를 송신부를 통하여 송신하는 E-DCH/DPDCCH 생성기를 포함하며,
    상기 DPCCH의 전송은 상기 E-DCH가 전송되기 이전에 시작되며, 상기 E-DCH 전송 이전의 상기 DPCCH의 전송을 위한 시간 구간은 TTI를 기반으로 정의되며, 상기 TTI가 상기 짧은 TTI일 경우 상기 시간 구간은 상기 짧은 TTI의 정수배이고, 상기 TTI가 상기 긴 TTI일 경우 상기 시간 구간은 상기 긴 TTI의 정수배임을 특징으로 하는 단말.
  16. 삭제
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 시간 구간은 상기 ＴＴＩ에 비례함을 특징으로 하는 단말.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 상기 시간 구간과 관련된 파라미터를 수신하는 수신기를 더 포함하는 단말.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 짧은 ＴＴＩ를 기반으로 하는 상기 시간 구간은 상기 긴 ＴＴＩ를 기반으로 하는 상기 시간 구간보다 짧음을 특징으로 하는 단말.
  20. 제 15항에 있어서,
    상기 상향링크 프리앰블에 대한 긍정 응답의 수신으로부터 상기 DPCCH의 전송까지의 시간은 상위 계층의 시그널링에 의해 결정됨을 특징으로 하는 단말.
  21. 짧은 전송시간구간(Transmission Time Interval: TTI) 또는 긴 TTI를 지원하는 이동통신 시스템에서 향상된 랜덤 액세스 채널(Random Access Channel: RACH)을 수신하는 기지국에 있어서,
    단말로부터 상향링크 프리앰블을 수신하는 프리앰블 수신기와,
    응답 채널을 통하여 상기 상향링크 프리앰블에 대한 긍정 응답을 상기 단말로 송신하는 획득 표지사 채널(Acquisition Indicator Channel: AICH) 생성기와,
    상기 긍정 응답에 대응하여, 상기 단말로부터 수신된 신호로부터 향상된 상향링크 전용채널(Enhanced Uplink Dedicated Channel: E-DCH) 및 전용 물리 제어 채널(Dedicated Physical Control Channel: DPCCH)을 검출하는 E-DCH/DPDCH 검출부를 포함하며,
    상기 DPCCH의 수신은 상기 E-DCH가 수신되기 이전에 시작되며, 상기 E-DCH 수신 이전의 상기 DPCCH의 수신을 위한 시간 구간은 TTI를 기반으로 정의되며, 상기 TTI가 상기 짧은 TTI일 경우 상기 시간 구간은 상기 짧은 TTI의 정수배이고, 상기 TTI가 상기 긴 TTI일 경우 상기 시간 구간은 상기 긴 TTI의 정수배임을 특징으로 하는 기지국.
  22. 삭제
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 시간 구간은 상기 ＴＴＩ에 비례함을 특징으로 하는 기지국.
  24. 제 21항에 있어서,
    상기 E-DCH의 수신 시점에서, 상기 단말의 상향링크 신호의 전력을 포함한 전체 역방향 신호의 전력이 소정 값 이하가 되도록 스케쥴링하고, 상기 스케줄링에 따른 스케쥴링 정보를 상기 단말을 제외한 다른 단말들에게 송신하는 스케쥴링 명령 생성기를 더 포함하는 기지국.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 긍정 응답의 전송 시점이 상기 프리앰블의 수신 시점 이후 미리 결정된 제1 시간 이후로 설정되도록 제어하고, 상기 스케쥴링 정보의 전송 시점이 상기 긍정 응답의 전송 시점과 동일하거나 미리 결정된 제2 시간 이후로 설정되도록 제어하고, 상기 E-DCH의 수신 시점이 상기 스케쥴링 정보의 전송 시점 이후 미리 결정된 제3 시간 이후로 설정되도록 제어하는 타이밍 제어기를 더 포함하는 기지국.
  26. 제 21항에 있어서,
    상기 시간 구간과 관련된 파라미터를 상기 단말로 전송하는 송신기를 더 포함하는 기지국.
  27. 제 21항에 있어서,
    상기 짧은 ＴＴＩ를 기반으로 하는 상기 시간 구간은 상기 긴 ＴＴＩ를 기반으로 하는 상기 시간 구간보다 짧음을 특징으로 하는 기지국.
  28. 제 21항에 있어서,
    상기 상향링크 프리앰블에 대한 긍정 응답의 전송으로부터 상기 DPCCH의 수신까지의 시간은 상위 계층의 시그널링에 의해 결정됨을 특징으로 하는 기지국.
KR1020080004812A 2008-01-07 2008-01-16 이동통신 시스템에서 향상된 역방향 억세스 채널의 송수신장치 및 방법 KR101475071B1 (ko)

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