KR101578934B1 - 이동통신시스템에서 랜덤 액세스를 위한 임시 식별자 할당 장치 및 방법 - Google Patents

이동통신시스템에서 랜덤 액세스를 위한 임시 식별자 할당 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신시스템에서 랜덤 액세스(Random Access)를 위한 임시 식별자 할당 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 기지국은 랜덤 액세스 프리앰블(Preamble)을 전송한, 적어도 하나의 단말기에 할당된 임시 식별자의 개수와, 전송 시간 구간 동안 수신한 랜덤 액세스 프리앰블의 평균 개수를 확인하고, 상기 임시 식별자의 개수와 상기 랜덤 액세스 프리앰블의 평균 개수를 사용하여 타이머를 설정하고, 상기 타이머의 구동 시간 동안 상위 계층으로부터 특정 단말기에 대응하는 셀 식별자가 수신되지 않으면, 상기 특정 단말기에 할당된 임시 식별자를 해제하고, 상기 해제된 임시 식별자를 상기 특정 단말기와 다른 단말기에게 할당한다.
랜덤 액세스(Random Access), 랜덤 액세스 프리앰블(Random Access Preamble), 무선 네트워크 임시 식별자(Radio Network Temporary Identifier)

Description

이동통신시스템에서 랜덤 액세스를 위한 임시 식별자 할당 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ALLOCATING RADIO NETWORK TEMPORARY IDENTIFIER OF RANDOM ACCESS PROCESSURE IN A WIRELESS SYSTEM}
본 발명은 이동통신시스템에서 랜덤 액세스를 위한 임시 식별자를 할당하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
UMTS (Universal Mobile Telecommunication Service) 시스템은 유럽식 이동통신시스템인 GSM(Global System for Mobile Communications)과 GPRS(General Packet Radio Services)을 기반으로 하고 광대역 부호분할 다중접속(Wideband Code Division Multiple Access, 이하 'WCDMA'라 한다)을 사용하는 제3 세대 비동기 이동통신시스템이다.
현재 UMTS 표준화를 담당하고 있는 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 UMTS 시스템의 차세대 이동통신시스템으로 LTE(Long Term Evolution) 시스템에 대한 논의가 진행 중이다.
LTE는 최대 100 Mbps 정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이다. 이러한 LTE 기술을 사용하기 위해 여러 가지 방안이 논의되고 있는데, 일 예로 네트워크의 구조를 간단히 해서 통신로 상에 위치하는 노드의 수를 줄이는 방안이나, 무선 채널에서 무선 프로토콜들을 최대한으로 사용하는 방안 등이 논의되고 있다.
도 1은 차세대 이동통신시스템의 구조의 일 예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 차세대 무선 액세스 네트워크(Evolved UMTS Radio Access Network, 이하 'E-UTRAN'라 한다)(110)는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 'ENB'라 한다)들(120, 122, 124, 126, 128)과 상기 ENB들(120내지 128)의 상위 노드인 앵커 노드(Anchor Node)들(130, 132)을 포함한다. 사용자 단말기(User Equipment, 이하 'UE' 라 한다)(101)는 E-UTRAN(110)에 의해 인터넷 프로토콜(Internet Protocol, 이하 'IP'라 한다) 네트워크(114)로 접속한다.
상기 ENB들(120 내지 128)은 UMTS 시스템의 기존 노드 B(Node B)에 대응되며, UE(101)와 무선 채널을 통해 연결된다. 상기 ENB들(120 내지 128)은 기존 노드 B에 비해 복잡한 역할을 수행한다. 일 예로, LTE에서는 IP를 사용하는 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 포함한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(Shared Channel)을 통해 서비스됨에 따라, 상기 ENB들(120 내지 128)은 UE들의 상황 정보를 취합해서 스케줄링을 수행하고, 무선 자원 관리와 관련된 기능을 수행한다.
또한, 상기 ENB들(120 내지 128)은 무선 자원 제어(Radio Resource Control, 이하 'RRC'라 한다)와 같은 제어 프로토콜을 포함하며,통상적으로 다수의 셀들을 제어한다.
랜덤 액세스(Random Access) 과정은 RRC아이들 모드(Idle Mode) 또는 RRC 연결 모드(Connected mode)에 있는 UE와 네트워크 노드인 ENB 간에 수행된다. 상기 랜덤 액세스 과정이 수행되는 동안, 상기 UE는 (초기) 업링크 메시지/데이터 전송을 위해 ENB와의 업링크 시간 동기화(Uplink Timing Synchronization)를 수행하거나, 초기 업링크 전송 전력을 설정하거나, 상기 (초기) 업링크 메시지/데이터 전송을 위한 무선 자원 할당을 상기 ENB로 요청하는 등의 동작을 수행한다.
한편, 상기 UE가 RRC 아이들 모드일 때, ENB 대신 상기 ENB의 상위 노드인 앵커 노드가 상기UE의 컨텍스트(Context) 정보를 사용하여, 상기 UE의 위치를 셀 단위가 아닌 페이징(Paging)을 위한 트래킹 지역(Tracking Area) 단위로 관리한다.
그리고, 상기 앵커 노드 뿐만 아니라 상기 ENB도 상기 UE의 컨텍스트 정보를 사용하여 상기 UE와 ENB 사이의 RRC 연결을 설정하면, 상기 UE는 RRC 연결 모드로 진입한다. 그러면, 상기 ENB는 상기 RRC 연결 모드로 진입한 UE의 위치를 셀 단위로 관리한다.
도 2는 종래의 랜덤 액세스 과정을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 221 단계에서 UE(210)는 상기 ENB(211)와의 랜덤 액세스 과정을 위한 트리거링(Triggering)을 수행한다. 일 예로, 상기 UE(210)는RRC 아이들 모드에서, 호 설정(Call set up)을 시작하기 위해 업링크 제어 메시지의 전송이 필요하다는 정보를 상기ENB(211)에게 알리기 위해 상기 트리거링을 수행할 수 있다.
상기 업링크 제어 메시지는 상기ENB(211)가 상기 UE(210)의 컨텍스트 정보를 사용하여 상기 UE(210)와의 RRC 연결을 설정하고, 앵커 노드에게 서비스를 요청하는 등의 동작을 수행할 수 있도록 하기 위해 사용된다.
231 단계에서 상기 UE(210)는 상기 ENB(211)와의 미리 설정된 X개의 랜덤 액세스 프리앰블들 중 하나를 랜덤(random)하게 선택한다. 그리고, 상기 UE (210)는 241 단계에서 정해진 시간 동안 미리 설정된 랜덤 액세스 채널(Random Access Channel)을 사용하여, 상기 선택한 랜덤 액세스 프리앰블을 상기 ENB(211)로 전송한다.
242 단계에서 상기 ENB(211)는 상기 241 단계에서 수신한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답 메시지를 상기 UE(210)로 전송한다. 이때, 상기 ENB(211)는 상기 UE(210)로부터 수신한 랜덤 액세스 프리앰블을 확인하고, 상기 UE(210)를 포함한, 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 다수의 UE들을 임시적으로 구별하기 위하여, 임시 셀 무선 네트워크 임시 식별자(Temporary Cell Radio Network Temporary Identifier, 이하 'Temp_C_RNTI'라 한다)를 상기 다수의 UE들 각각에 할당한다.
상기 할당된 Temp_C_RNTI는 물리적 다운링크 공용 채널(Physical Downlink Shared Channel)을 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 송신한 해당 UE들에게 전송된다. 이때, 상기 ENB(211)은 상기 Temp_C_RNT와 함께, 업링크 메시지의 전송을 위한 무선 자원 할당 정보를 해당 UE들에게 전송한다.
그러면, 251 단계에서 상기 UE(210)는 할당된 Temp_C_RNTI를 확인하고, 상기 할당된 무선 자원 정보를 이용하여 상기 ENB(211)에게 RRC 연결 요청(RRC connection Request) 메시지를 전송한다. 이때, 상기 RRC 연결 요청 메시지는 상기 UE(210)의 호 설정 제어를 위하여 제어 프로토콜을 포함하는 RRC 계층(212)에도 전달된다.
253 단계에서 상기 RRC 계층(212)은 Temp_C_RNTI및 상기 UE(210)의 채널 상태를 확인하여 호 설정 요청 조건을 만족하는 경우, 호 설정을 완료하고, 상기 ENB(211)로 호 설정 응답(UE Set up response) 메시지를 송신한다. 이때, 상기 RRC 계층(212)은 호 설정이 완료된 다수의 UE들을 셀 내에서 구별하기 위하여 Temp_C_RNTI를 셀 무선 네트워크 임시 식별자(Cell Radio Network Temporary Identifier, 이하 'C_RNTI'라 한다)로 사용한다.
그리고, 상기 ENB(211)는 254 단계에서 상기 RRC 계층(212)으로부터 호 설정 응답 메시지가 수신되면, 상기 UE(210)에 할당된 Temp_C_RNTI를 C_RNTI로 사용한다. 그리고, 상기 ENB(211)는 이후 C_RNTI를 사용하여 상기 UE(210)를 관리한다.
여기서, 상기 ENB(211)는 상기 RRC계층(212)으로부터 호 설정 응답 메시지를 수신할 때까지, 할당된 Temp_C_RNTI를 지속적으로 저장하고 관리해야만 한다.
그러나, 실제 상기 ENB(211)가 다수의 UE들을 식별하기 위해 사용할 수 있는 식별자의 수, 즉 Temp_C_RNTI의 개수는 제한되어 있다.
이에 따라, 사용 가능한Temp_C_RNTI의 개수보다 많은 UE들이 상기 ENB(211)에 동시에 접속을 시도할 경우, 상기 접속을 시도하는 UE들 모두에게 Temp_C_RNTI를 할당할 수 없는 문제가 있다. 즉, Temp_C_RNTI를 할당하기 위한 자원의 개수는 한정되어 있기 때문에, 상기 ENB(211)는 지속적으로 Temp_C_RNTI를 할당할 수 없는 문제가 있다.
그러므로, 상기 UE(210)와 상기 ENB(211) 사이에 RRC 연결이 설정되지 않거나, 상기 ENB(211)가 상기 RRC 계층(212)으로부터 호 설정 응답 메시지를 수신하지 못한 상태에서, 상기 ENB(211)가 임의의 특정 단말기를 위해 Temp_C_RNTI를 지속적으로 할당하는 것은 비효율적인 문제가 있다.
따라서, 제한된 수의 Temp_C_RNTI를 효율적으로 사용하기 위한 방안이 요구되고 있다. 즉, 현재 ENB의 자원 할당을 고려한 보다 효율적인 Temp_C_RNTI할당 방안이 요구되고 있다. 또한, 이동통신시스템에서 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 보다 효율적인 랜덤 액세스 방법이 필요로 되고 있다.
본 발명은 이동통신시스템에서 랜덤 액세스를 효율적으로 수행하는 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 랜덤 액세스 과정이 수행되는 동안, 기지국이 단말기에게 보다 효율적으로 임시 식별자를 할당하는 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 랜덤 액세스 과정이 수행되는 동안, 기지국이 특정 단말기에 할당한 임시 식별자를 타 단말기를 위해 재사용하는 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 기지국이 단말기가 호 설정 요청하는 시점의 셀 상황을 고려하여 상기 단말기에게 임시 식별자를 할당하는 장치 및 방법을 제공한다.
이러한 본 발명은 이동통신시스템에서 기지국이 랜덤 액세스(Random Access)를 위한 임시 식별자를 할당하는 방법에 있어서, 랜덤 액세스 프리앰블(Preamble)을 전송한, 적어도 하나의 단말기에 할당된 임시 식별자의 개수와, 전송 시간 구간 동안 수신한 랜덤 액세스 프리앰블의 평균 개수를 확인하는 과정과, 상기 임시 식별자의 개수와 상기 랜덤 액세스 프리앰블의 평균 개수를 사용하여 타이머를 설정하는 과정과, 상기 타이머의 구동 시간 동안 상위 계층으로부터 특정 단말기에 대응하는 셀 식별자가 수신되지 않으면, 상기 특정 단말기에 할당된 임시 식별자를 해제하는 과정과, 상기 해제된 임시 식별자를 상기 특정 단말기와 다른 단말기에게 할당하는 과정을 포함한다.
이러한 본 발명은 이동통신시스템에서 랜덤 액세스(Random Access)를 위한 임시 식별자를 할당하는 기지국 장치에 있어서, 랜덤 액세스 프리앰블(Preamble)을 전송한, 적어도 하나의 단말기에 할당된 임시 식별자의 개수와, 전송 시간 구간 동안 수신한 랜덤 액세스 프리앰블의 평균 개수를 확인하고, 상기 임시 식별자의 개수와 상기 랜덤 액세스 프리앰블의 평균 개수를 사용하여 타이머를 설정하고, 상기 타이머의 구동 시간 동안 상위 계층으로부터 특정 단말기에 대응하는 셀 식별자가 수신되지 않으면, 상기 특정 단말기에 할당된 임시 식별자를 해제하고, 상기 해제된 임시 식별자를 상기 특정 단말기와 다른 단말기에게 할당하는 식별자 할당부와, 상기 식별자 할당부에 의해 설정된 시간 동안 구동하는 타이머를 포함한다.
본 발명은 이동통신시스템에서 기지국이 셀 내의 랜덤 액세스 프리앰블을 수신한 수와 단말기에게 할당된 임시 식별자들의 개수에 따라 결정된 시간 동안, 임시 식별자의 사용을 특정 단말기에 허락함으로써 랜덤 액세스 용량을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
삭제
또한, 본 발명은 기지국이 한정되어 있는 임시 식별자를 보다 효율적으로 사용할 수 있어, 다수의 단말기들의 랜덤 액세스 과정이 수행될 수 있는 이점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐를 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생 략할 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.
본 발명은 랜덤 액세스(Random Access)를 위한 임시 식별자 할당 장치 및 방법을 제안한다.
이하 본 발명에서 설명하는 이동통신시스템이 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 시스템에서 진화한 3GPP LTE(Long Term Evolution) 시스템인 경우를 일 예로 설명하기로 한다. 하지만, 본 발명은 기지국 스케쥴링이 사용되는 이동통신시스템, 랜덤 액세스(Random Access) 과정이 수행되는 통신 시스템, 업링크(Uplink) 서비스를 지원하는 시스템 등에도 적용될 수 있음은 물론이다.
삭제
본 발명에서는 다수의 사용자 단말기(User Equipment, 이하 ‘UE’라 한다)들을 구별하기 위해 사용되는 임시 식별자로서, 임시 셀 무선 네트워크 임시 식별자(Temporary Cell Radio Network Temporary Identifier, 이하 ‘Temp_C_RNTI’라 한다) 또는 셀 무선 네트워크 임시 식별자(Cell Radio Network Temporary Identifier, 이하 'C_RNTI’라 한다)를 일 예로 정의한다. 여기서, 상기 C_RNTI는 기지국(Evolved Node B, 이하 'ENB'라 한다)이 관리하는 적어도 하나의 셀 내에서 UE를 식별하기 위한 임시 식별자이며, 상기 Temp_C_RNTI는 라우팅 영역(Routing Area)에서 랜덤 액세스 절차 시, UE를 식별하기 위한 임시 식별자이다.
따라서 본 발명은 ENB가 효율적인 Temp_C_RNTI 관리하기 위해 설정된 시간(이하 '임시 식별자 관리 시간'이라 한다)이 경과할 때까지 무선 자원 제어(Radio Resource Control, 이하 'RRC’라 한다) 계층으로부터 호 설정 응답(UE setup response) 메시지를 수신하지 못한 경우, 특정 UE에게 할당된 Temp_C_RNTI를 해제하고, 상기 해제된 Temp_C_RNTI를 다른 UE에게 재할당한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 ENB의 임시 식별자 할당 과정을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 300 단계에서 ENB는 서비스 영역 내에서 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 UE들을 구별하기 위한 임시 RNTI들을 상기 UE들에 할당한다. 여기서, ENB는 적어도 하나의 셀을 제어하며, 적어도 하나의 UE가 위치한 상기 적어도 하나의 셀들을 서비스 영역으로 관리한다. 그리고, 상기 임시 RNTI는 Temp_C_RNTI, SPS(Semi-Persistent)_RNTI, TPC(Transmit Power Control)_RNTI등 UE에서 사용되는 모든 RNTI를 포함할 수 있다.
상기 ENB는 할당한 임시 RNTI와 무선 자원 정보를 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답인 랜덤 액세스 채널(Random Access Channel, 이하 'RACH'라 한다) 응답 메시지에 포함시켜 상기 UE로 전송한다.
그리고, 상기 ENB는310 단계에서 사용 가능한 RNTI의 개수와 할당된 임시 RNTI 개수, 랜덤 액세스 프리앰블을 송신한 UE의 수 즉, 하나의 전송 시간 구간(Transmission Time Interval, 이하 'TTI'라 한다) 동안 RACH을 통해 수신한 랜덤 액세스 프리앰블의 평균 개수(이하‘평균 RACH의 개수’라 한다)를 계산한다.
상기 사용 가능한 RNTI 개수는 총 RNTI 개수에서 사용 중인 RNTI 개수와 할당된 임시 RNTI 개수를 빼는 방식을 사용하여 산출될 수 있다.
320 단계에서 상기 ENB는 할당한 임시 RNTI의 해제 및 재 사용을 위한 타이머를 설정한다. 상기 타이머는 한정된 수의 임시 RNTI들을 효율적으로 관리하기 위한 임시 식별자 관리 시간 동안 동작된다. 이때, 상기 임시 식별자 관리 시간 즉, 타임 아웃(Time out) 값은 아래의 <수학식 1>과 같이 설정된다.
Figure 112014027749424-pat00001
삭제
상기 수학식 1에서, 할당된 RNTI개수는 사용 중인 RNTI개수와 할당된 임시 RNTI개수의 합을 나타 내고, 최대_타임아웃은 ENB에 의해 설정되는 할당된 임시 식별자를 사용할 수 있는 최대 사용 시간을 나타낸다.
그리고 K는 임의의 수를 나타내며, α는 사용 가능한 RNTI를 위한 가중치를 나타낸다. 그리고, β는 할당된 RNTI를 위한 가중치를 나타내며, τ는 평균 RACH개수를 위한 가중치를 나타낸다. 여기서, α와 β, τ 는 서비스 지역 또는 서비스 시간에 따라 그 값이 달라질 수 있다.
일 예로, 하루를 기준으로 할 때, 오전 7시부터 오전 10시의 출근 시간의 경우, UE로부터의 호 설정 요청은 증가될 수 있다. 그리고, 오후 11시부터 다음날 오전 6시까지는 UE의 호 설정 요청은 감소될 수 있다. 또한, 크리스마스나 설날과 같은 특정 날에는 평일에 비해 UE의 호 설정 요청이 급격히 증가될 수 있다. 따라서, 상기 α와 β, τ 는 UE가 호 설정 요청을 송신하는 시점에 대응하는 가중치 값으로 설정된다.
이에 따라, 상기 타임 아웃 값은 시간에 따른 셀 환경을 고려하여 설정될 수 있어, 임시 RNTI는 상기 설정된 타임 아웃 값에 의해 보다 효율적으로 할당될 수 있다. 상기 타임 아웃 값은 할당된 RNTI의 개수와 1TTI당 평균 RACH 개수가 많아질수록 작아질 수 있다.
즉, ENB는 현재 할당된 임시 RNTI의 개수가 임계값 이상 많은 경우 사용할 수 있는 임시 RNTI의 개수가 부족해질 수 있음을 판단하여 타임 아웃 값을 감소시킨다. 또한, 상기 ENB는 평균 RACH의 개수가 임계값 이상 증가하는 경우에도, 임시 RNTI 를 더욱 많이 할당해야 하므로 상기 타임 아웃 값을 감소시킨다.
330 단계에서 상기 ENB는 상기 임시 RNTI가 할당된 특정 UE를 위한 UE 호 설정(Call set up)이 완료되는지를 확인한다. 즉, 상기 ENB는 상위 계층인RRC 계층으로부터 UE 호 설정 응답 메시지를 수신하였는지를 확인한다.
상기 ENB는 상기 UE 호 설정 응답 메시지를 수신한 경우, 335 단계로 진행한다. 그리고, 상기 ENB는 상기 335 단계에서 UE가 할당된 임시 RNTI를 계속하여 사용할 수 있도록, UE의 임시 RNTI사용을 허가한다. 이에 따라, 상기 UE는 상기 임시 RNTI가 Temp_C_RNTI인 경우, 상기 Temp_C_RNTI를 C_RNTI로서 사용할 수 있다.
한편, 상기 ENB는 상기RRC 계층으로부터 상기 UE 호 설정 응답 메시지를 수신하지 못한 경우, 340 단계에서 상기 호 설정 응답 메시지를 대기한 시간이 상기 타임 아웃 값을 초과했는지 확인한다.
상기 ENB는 상기 호 설정 응답 메시지를 대기한 시간이 상기 타임 아웃 값을 초과한 경우, 350 단계로 진행하여 상기 UE에 할당된 임시 RNTI를 해제한다. 이는 상기 UE에게 할당된 임시RNTI를 해제하여, 상기 해제된 임시 RNTI를 타 UE에게 재할당하기 위함이다.
반면에, 상기 ENB는 상기 호 설정 응답 메시지를 대기한 시간이 상기 타임 아웃 값을 초과하지 않은 경우, 다시 310 단계로 진행하여 310 단계 내지 340 단계를 계속 수행한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 랜덤 액세스 과정을 수행하는 ENB의 블록 구성도이다.
도 4를 참조하면, 상기 ENB는 송수신부(400), 랜덤 액세스 프리앰블 추출부(410), RNTI 할당부(420) 및 타이머(430)를 포함한다.
상기 송수신부(400)는 UE로부터 RACH 신호를 수신하고, 랜덤 액세스 프리앰블에 대응하여 할당된 임시 RNTI를 포함하는 RACH 응답 메시지를 상기 UE로 전송한다.
또한, 상기 송수신부(400)는 상기 UE로부터 상기 할당된 임시 RNTI를 포함하는 호 설정 요청 메시지를 수신하고, 상기 호 설정 요청 메시지에 대응하여 RRC 계층으로부터 수신한 RNTI를 포함하는 UE 호 설정 응답 메시지를 상기 UE로 전송한다.
랜덤 액세스 프리앰블 추출부(410)는 상기 수신한 RACH 신호로부터 상기 UE가 선택한 랜덤 액세스 프리앰블을 추출한다.
RNTI 할당부(420)는 상기 랜덤 액세스 프리앰블 추출부(410)로부터 추출된 랜덤 액세스 프리앰블을 사용하여 상기 UE의 무선 채널 컨디션(Condition)을 체크한다. 그리고, 체크한 UE의 무선 채널 컨디션을 고려하여 상기 UE에 적합한 무선 자원을 할당한다. 또한, RNTI 할당부(420)는 서비스 영역에서 다수의 UE들을 구별하기 위한 임시 RNTI를 상기 다수의 UE들 각각에 할당한다.
본 발명의 실시 예에 따라 상기 RNTI 할당부(420)는 사용 가능한 RNTI의 개수와 할당된 임시 RNTI의 개수 및 추출된 랜덤 액세스 프리앰블의 개수를 확인하여, 상기 할당된 임시 RNTI를 관리하기 위한 임시 식별자 관리 시간이 종료되는 시간 즉, 타임 아웃 값을 설정한다. 따라서, RNTI 할당부(420)는 타이머(430)를 동작시켜 임시 식별자 관리 시간 동안 할당된 임시 RNTI에 대한 UE의 사용을 허가하거나, 상기 할당된 임시 RNTI의 해제 및 재할당 과정을 수행한다.
이때, RNTI 할당부(420)는 현재 할당된 임시 RNTI의 개수가 임계값 이상 많은 경우 사용할 수 있는 임시 RNTI의 개수가 부족하므로, 임시 식별자 관리 시간을 감소시킨다. 그리고, 상기 RNTI 할당부(420)는 평균 RACH의 개수가 임계값 이상 증가하면 임시 RNTI의 할당을 요청하는 UE들의 임시 식별자 관리 시간을 감소시킨다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 랜덤 액세스 과정 동안 ENB 특히, RNTI 할당부(420)는 특정 UE에 할당된 임시 RNTI의 사용을 정해진 시간 동안 허락하고, 상기 특정 UE를 위한 호 설정이 완료되지 않으면, 상기 특정 UE에 할당된 임시 RNTI를 랜덤 액세스를 요청하는 타 UE에게 재할당한다.
이때, 상기 RNTI 할당부(420)는 셀 내에서 랜덤 액세스를 요청하는 UE의 수와, 할당된 RNTI의 개수를 고려하여 상기 임시 RNTI의 사용을 위한 시간을 설정한다. 즉, 상기 RNTI 할당부(420)는 현재 호 접속을 시도하는 UE의 수가 임계값 미만인 경우에는 타이머(430)의 타임 아웃 값을 증가시켜, 더 긴 시간 동안 호 설정 응답 메시지의 수신을 대기할 수 있도록 한다. 반면에, 상기 RNTI 할당부(420)는 호 접속을 원하는 UE의 수가 임계값보다 많아 할당 가능한 임시 RNTI의 수가 부족할 경우에는 타이머(430)의 타임 아웃 값을 감소시켜, 할당된 임시 RNTI가 보다 빨리 해제될 수 있도록 한다.
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한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 차세대 이동통신시스템의 구조를 도시한 도면,
도 2는 종래의 랜덤 액세스 과정을 나타낸 신호 흐름도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 ENB의 임시 식별자 할당과정을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 랜덤 액세스 과정을 수행하는 ENB의 블록 구성도.

Claims (20)

  1. 이동통신시스템에서 기지국이 랜덤 액세스(Random Access)를 위한 임시 식별자를 할당하는 방법에 있어서,
    랜덤 액세스 프리앰블(Preamble)을 전송한, 적어도 하나의 단말기에 할당된 임시 식별자의 개수와, 전송 시간 구간 동안 수신한 랜덤 액세스 프리앰블의 평균 개수를 확인하는 과정과,
    상기 임시 식별자의 개수와 상기 랜덤 액세스 프리앰블의 평균 개수를 사용하여 타이머를 설정하는 과정과,
    상기 타이머의 구동 시간 동안 상위 계층으로부터 특정 단말기에 대응하는 셀 식별자가 수신되지 않으면, 상기 특정 단말기에 할당된 임시 식별자를 해제하는 과정과,
    상기 해제된 임시 식별자를 상기 특정 단말기와 다른 단말기에게 할당하는 과정을 포함하며,
    상기 임시 식별자는 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 단말기를 임시로 식별하기 위한 식별자임을 특징으로 하는 임시 식별자 할당 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 타이머를 설정하는 과정은,
    상기 적어도 하나의 단말기에 할당된 임시 식별자를 사용하여 호 설정을 요청하는 단말기의 수에 따라 결정된 가중치를 사용하여 상기 타이머를 설정하는 과정을 포함하는 임시 식별자 할당 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 타이머를 설정하는 과정은,
    상기 적어도 하나의 단말기에 할당된 임시 식별자의 개수에 따라 결정된 가중치를 사용하여 상기 타이머를 설정하는 과정을 포함하는 임시 식별자 할당 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 타이머를 설정하는 과정은,
    상기 타이머를 상기 적어도 하나의 단말기에 할당된 임시 식별자의 개수 및 상기 평균 랜덤 액세스 프리앰블의 개수와 반비례하게 설정하는 과정을 포함하는 임시 식별자 할당 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    사용 가능한 임시 식별자의 개수를 판단하는 과정을 더 포함하며,
    상기 타이머를 설정하는 과정은 상기 임시 식별자의 개수, 상기 랜덤 액세스 프리앰블의 평균 개수 및 상기 사용 가능한 임시 식별자의 개수를 기반으로 상기 타이머를 설정하는 과정을 포함하는 임시 식별자 할당 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 타이머를 설정하는 과정은,
    상기 사용 가능한 임시 식별자의 개수에 따라 결정된 가중치를 사용하여 상기 타이머를 설정하는 과정을 포함하는 임시 식별자 할당 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 타이머를 설정하는 과정은,
    상기 타이머를 상기 사용 가능한 임시 식별자의 개수에 반비례하게 설정하는 과정을 포함하는 임시 식별자 할당 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단말기에 할당된 임시 식별자의 개수를 확인하는 과정은,
    상기 적어도 하나의 단말기에 할당된, 사용되지 않은 임시 식별자의 개수와 사용된 임시 식별자의 개수를 확인하는 과정을 포함하는 임시 식별자 할당 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단말기에 할당된 임시 식별자의 개수가 제1임계값보다 크고 상기 전송 시간 구간 동안 수신한 랜덤 액세스 프리앰블의 평균 개수가 제2임계값보다 크면, 상기 타이머의 값을 감소시키는 과정을 더 포함하는 임시 식별자 할당 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 타이머를 설정하는 과정은,
    하기 수학식2를 사용하여 결정된 타임아웃값을 기반으로 상기 타이머를 설정하는 과정을 포함하며,
    <수학식2>
    Figure 112014027749424-pat00002
    상기 수학식 2에서, 상기 할당된 RNTI 개수는 상기 적어도 하나의 단말기에 할당된 임시 식별자의 개수를 나타내고, 상기 평균 RACH 개수는 하나의 전송 시간 구간(Transmission Time Interval, 1TTI) 동안 수신한 랜덤 액세스 프리앰블의 평균 개수를 나타내고, 상기 사용 가능한 RNTI 개수는 사용 가능한 암시 식별자의 개수를 나타내고, 최대_타임 아웃은 상기 적어도 하나의 단말기에 할당된 임시 식별자를 사용할 수 있는 최대 사용 시간을 나타내고, K는 임의의 수를 나타내고, α는 상기 사용 가능한 임시 식별자에 대한 가중치를 나타내고, β는 상기 적어도 하나의 단말기에 할당된 임시 식별자에 대한 가중치를 나타내며, τ는 상기 평균 RACH 개수 위한 가중치를 나타냄을 특징으로 하는 임시 식별자 할당 방법.
  11. 이동통신시스템에서 랜덤 액세스(Random Access)를 위한 임시 식별자를 할당하는 기지국에 있어서,
    랜덤 액세스 프리앰블(Preamble)을 전송한, 적어도 하나의 단말기에 할당된 임시 식별자의 개수와, 전송 시간 구간 동안 수신한 랜덤 액세스 프리앰블의 평균 개수를 확인하고, 상기 임시 식별자의 개수와 상기 랜덤 액세스 프리앰블의 평균 개수를 사용하여 타이머를 설정하고, 상기 타이머의 구동 시간 동안 상위 계층으로부터 특정 단말기에 대응하는 셀 식별자가 수신되지 않으면, 상기 특정 단말기에 할당된 임시 식별자를 해제하고, 상기 해제된 임시 식별자를 상기 특정 단말기와 다른 단말기에게 할당하는 식별자 할당부와,
    상기 식별자 할당부에 의해 설정된 시간 동안 구동하는 타이머를 포함하며,
    상기 임시 식별자는 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 단말기를 임시로 식별하기 위한 식별자임을 특징으로 하는 기지국.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 식별자 할당부는 상기 적어도 하나의 단말기에 할당된 임시 식별자를 사용하여 호 설정을 요청하는 단말기의 수에 따라 결정된 가중치를 사용하여 상기 타이머를 설정함을 특징으로 하는 기지국.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 식별자 할당부는 상기 적어도 하나의 단말기에 할당된 임시 식별자의 개수에 따라 결정된 가중치를 사용하여 상기 타이머를 설정함을 특징으로 하는 기지국.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 식별자 할당부는 상기 타이머를 상기 적어도 하나의 단말기에 할당된 임시 식별자의 개수 및 상기 평균 랜덤 액세스 프리앰블의 개수와 반비례하게 설정함을 특징으로 하는 기지국.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 식별자 할당부는 사용 가능한 임시 식별자의 개수를 판단하며, 상기 임시 식별자의 개수, 상기 랜덤 액세스 프리앰블의 평균 개수 및 상기 사용 가능한 임시 식별자의 개수를 기반으로 상기 타이머를 설정함을 특징으로 하는 기지국.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 식별자 할당부는 상기 사용 가능한 임시 식별자의 개수에 따라 결정된 가중치를 사용하여 상기 타이머를 설정함을 특징으로 하는 기지국.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 식별자 할당부는 상기 타이머를 상기 사용 가능한 임시 식별자의 개수에 반비례하게 설정함을 특징으로 하는 기지국.
  18. 제 11항에 있어서,
    상기 식별자 할당부는 상기 적어도 하나의 단말기에 할당된, 사용되지 않은 임시 식별자의 개수와 사용된 임시 식별자의 개수를 확인함을 특징으로 하는 기지국.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 식별자 할당부는 상기 적어도 하나의 단말기에 할당된 임시 식별자의 개수가 제1임계값보다 크고 상기 전송 시간 구간 동안 수신한 랜덤 액세스 프리앰블의 평균 개수가 제2임계값보다 크면, 상기 타이머의 값을 감소시킴을 특징으로 하는 기지국.
  20. 제 11항에 있어서,
    상기 식별자 할당부는 하기 수학식3을 사용하여 결정된 타임아웃값을 기반으로 상기 타이머를 설정하며,
    <수학식3>
    Figure 112014027749424-pat00003
    상기 수학식 3에서, 상기 할당된 RNTI 개수는 상기 적어도 하나의 단말기에 할당된 임시 식별자의 개수를 나타내고, 상기 평균 RACH 개수는 하나의 전송 시간 구간(Transmission Time Interval, 1TTI) 동안 수신한 랜덤 액세스 프리앰블의 평균 개수를 나타내고, 상기 사용 가능한 RNTI 개수는 사용 가능한 암시 식별자의 개수를 나타내고, 최대_타임 아웃은 상기 적어도 하나의 단말기에 할당된 임시 식별자를 사용할 수 있는 최대 사용 시간을 나타내고, K는 임의의 수를 나타내고, α는 상기 사용 가능한 임시 식별자에 대한 가중치를 나타내고, β는 상기 적어도 하나의 단말기에 할당된 임시 식별자에 대한 가중치를 나타내며, τ는 상기 평균 RACH 개수를 위한 가중치를 나타냄을 특징으로 하는 기지국.
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