KR101685301B1 - 임의접속 과정을 통한 통신 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

단말기와 임의접속 절차를 수행하는 기지국의 통신 방법이 제공된다. 상기 통신 방법은 제1 단말기로부터 수신되는 제1 프리앰블을 이용하여 상기 제1 단말기의 임의접속 우선 순위를 식별하는 단계 및 상기 식별된 임의접속 우선 순위에 따라 상기 제1 단말기로 임의접속 응답 메시지를 전송할 지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

임의접속 과정을 통한 통신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COMMUNICATING THROUGH RANDOM ACCESS}
무선 통신을 수행하는 단말기와 기지국 간의 통신 방법에 연관되며, 보다 구체적으로는 통신을 위해 임의접속(RA: Random Access) 과정을 수행하는 기기들에 우선 순위를 할당하고 적용하는 통신 방법에 연관된다.
ICT(Information and Communications Technologies)의 급속한 발전을 통해 머지않은 미래에 초연결사회(Hyper-connected Society)가 될 것으로 예상된다. 초연결사회는 사람, 프로세스, 데이터, 사물 등을 포함한 모든 객체들이 네트워크로 연결된 사회를 의미하는 것으로 알려져 있으며, 이 기술의 핵심 구성체는 바로 사물지능통신(M2M: Machine to Machine) 또는 IoT(Internet of Things)이다.
이러한 초연결사회에서는 통신을 수행하는 독립 기기의 수가 기하급수적으로 증가할 것이다. Cisco사의 자료에 따르면, 인터넷에 연결된 사물(기계, 통신장비, 단말 등)은 2013년 약 100억 개에서 2020년에 약 500억 개로 증가하여, 모든 개체(사람, 프로세스, 데이터, 사물 등)가 인터넷에 연결될 것(Internet of Everything: IoE)이라고 한다. 이러한 사물인터넷 인프라의 급격한 확대 시에는 극히 다수인 노드들이 무선 접속을 수행함으로써 무선접속 충돌이나, 무선자원 요청 처리에 따른 무선 자원 부족 문제가 해결되어야 할 것이다.
한편, 종래의 통신 방법들 중 셀룰러 통신 방식은 단말기와 기지국 사이의 링크가 연결된 이후에 자원을 할당하는 과정에서 신호의 품질(Quality of Signal)을 고려할 뿐, 임의접속 과정에서는 서비스의 품질(Quality of Service)를 고려하지 않는다. 하지만, 상술한 바와 같은 초연결사회에서는 사물 단말 또는 사용자 단말에 의한 많은 트래픽이 생성될 것이며, 통신과 연관되는 서비스 또한 다양해질 것으로 예상된다. 따라서, 네트워크에 접속하는 과정에서도 서비스 별로 대응하는 우선 순위를 제공하여 다양한 서비스의 신호의 품질을 보장해 줄 수 있도록 하는 시스템에 대한 필요성이 존재한다.
임의접속 과정을 통하여 기지국이 단말기에 임의접속 우선 순위를 부여하는 통신 방법 및 이를 위한 장치의 다양한 측면들 및 실시예들이 제시된다. 보다 구체적으로는 종전의 임의접속 방식과 병행하여 및/또는 이에 대신하여 새로운 임의접속 과정이 수행될 수 있으며, 기기들은 이러한 과정에서 임의접속 우선 순위에 따라 상호 간에 통신을 수행하고 보다 개선된 서비스의 품질과 함께 효율적인 자원의 이용이 가능할 수 있다. 예시적으로, 그러나 한정되지 않은 몇 개의 측면들은 아래에서 서술된다.
일측에 따르면, 적어도 하나의 단말기(UE: User Equipment)와 임의접속 절차를 수행하는 기지국(eNodeB: E-UTRAN Node B, or also known as Evolved Node B)의 통신 방법이 제공된다. 상기 통신 방법은 임의접속 절차를 통해 데이터를 전송하는 통신 방법이 제공 된다. 일실시예에 따르면 상기 통신 방법은 제1 단말기로부터 수신되는 제1 프리앰블을 이용하여 상기 제1 단말기의 임의접속 우선 순위를 식별하는 단계 및 상기 식별된 임의접속 우선 순위에 따라 상기 제1 단말기로 임의접속 응답 메시지를 전송할 지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면 상기 임의접속 응답 메시지를 전송할 지 여부를 판단하는 단계는 전송 가능한 임의접속 응답 메시지의 개수 및 상기 임의접속 우선 순위를 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 일실시예에 따르면, 상기 임의접속 응답 메시지를 전송할 지 여부를 판단하는 단계는 전송 가능한 임의접속 응답 메시지의 개수 및 할당 가능한 업링크 채널 자원의 개수 중 작은 것과 상기 임의접속 우선 순위를 비교하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 단말기의 임의접속 우선 순위를 식별하는 단계는 상기 제1 프리앰블로부터 제1 루트 인덱스를 추출하는 단계; 및 상기 제1 루트 인덱스에 대응하는 우선 순위를 상기 제1 단말기의 임의접속 우선 순위로서 식별하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 임의접속 우선 순위를 식별하는 단계는 상기 제1 루트 인덱스가 상기 임의접속 우선 순위에 대응하는 루트 인덱스 그룹 중 어느 그룹에 포함되는지 여부에 따라 상기 임의접속 우선 순위를 식별할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 통신 방법은 상기 판단의 결과에 따라, 상기 제1 단말기로 상기 임의접속 응답 메시지를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 더하여, 상기 임의접속 응답 메시지는 루트 인덱스에 상응하는 필드를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 더하여, 상기 임의접속 응답 메시지는 상기 기지국이 사용하는 루트 인덱스의 개수에 기초하여 상기 필드의 비트수가 결정될 수 있다.
다른 일측에 따르면, 기지국은 루트 인덱스와 매칭된 임의접속 우선 순위를 임의접속 사전 정보로서 단말기에 제공한다. 상기 기지국은 적어도 하나의 루트 인덱스 각각을 기설정된 우선 순위에 대응하는 적어도 하나의 루트 인덱스 그룹으로 분리하여 우선 순위 정보를 생성하는 프로세서 및 상기 루트 인덱스 그룹을 포함하는 상기 우선 순위 정보를 임의접속 사전 정보로서 상기 단말기에 전송하는 통신부를 포함할 수 있다. 더하여, 상기 프로세서는 상기 기지국에 대응하는 셀 반경에 기초하여 상기 루트 인덱스 그룹 각각에 포함되는 상기 루트 인덱스의 개수를 결정할 수 있다. 또한, 상기 프로세서는 제1 우선 순위를 갖는 제1 루트 인덱스 그룹과 사용자 단말 식별자를 매칭하여 상기 우선 순위 정보로서 생성할 수 있다. 더하여, 상기 프로세서는 제2 우선 순위를 갖는 제2 루트 인덱스 그룹과 사물 단말 식별자를 매칭하여 상기 우선 순위 정보로서 생성할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 기지국과 임의접속 절차를 수행하는 단말기가 제공된다. 상기 단말기는 기설정된 규칙에 따라 임의접속 우선 순위를 결정하고, 상기 결정된 임의접속 우선 순위에 따라 루트 인덱스 그룹 내에 포함되는 어느 하나의 루트 인덱스를 선택하는 프로세서 및 상기 선택된 루트 인덱스를 이용하여 생성된 프리앰블을 상기 기지국으로 전송하는 통신부를 포함할 수 있다. 더하여, 상기 프로세서는 수신된 우선 순위 정보에 포함되는 식별 정보에 따라 임의접속 우선 순위를 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 식별 정보는 사물 단말 식별자, 사용자 단말 식별자 및 긴급 알림 식별자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 통신부는 상기 기지국으로부터 CRNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier)를 포함하는 임의접속 응답 메시지를 수신할 수 있고, 상기 프로세서는 상기 통신부를 통하여 상기 C-RNTI와 전송할 데이터를 물리 상향 링크 공유 채널을 이용하여 상기 기지국으로 전송할 수 있다. 더하여, 상기 프로세서는 상기 결정된 임의접속 우선 순위에 따라 상기 통신부를 통하여 상기 C-RNTI와 전송할 데이터를 물리 상향 링크 공유 채널을 이용하여 상기 기지국으로 전송할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 기지국과 임의접속 절차를 수행하는 단말기가 제공된다. 상기 단말기는 상기 기지국으로부터 임의접속 우선 순위에 대응하는 바링 팩터(Barring factor)를 수신하는 통신부 및 기설정된 범위 내에서 임의의 값을 선택하고, 상기 임의의 값과 상기 바링 팩터를 비교하여 프리앰블의 전송 여부를 결정하는 프로세서를 포함할 수 있다. 더하여, 상기 프로세서는 기설정된 규칙에 따라 상기 임의접속 우선 순위를 결정하고, 상기 결정된 우선 순위에 따라 상기 바링 팩터를 선택할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 적어도 하나의 단말기와 임의접속 절차를 수행하는 기지국이 제공된다. 상기 기지국은 제1 단말기로부터 제1 프리앰블을 수신하는 통신부 및 상기 수신된 제1 프리앰블에서 제1 루트 인덱스를 추출하고, 상기 제1 루트 인덱스를 이용하여 상기 제1 단말기의 임의접속 우선 순위를 식별하는 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 상기 프로세서는 상기 제1 단말기의 상기 임의접속 우선 순위에 따라 소정의 시간 동안 기접속된 단말기들 중 제2 단말기의 자원을 상기 제1 단말기에게 할당할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 프로세서는 소정의 시간 동안 기접속된 단말기들 중 가장 낮은 임의접속 우선 순위를 갖는 상기 제2 단말기의 자원을 상기 제1 단말기에게 할당할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 기지국이 제1 단말기로부터 제1 프리앰블을 수신한 경우에, 임의접속 응답 메시지를 전송할 하향링크의 자원의 개수 또는 제어 정보 및 데이터 중 적어도 어느 하나를 전송하기 위한 상향링크의 자원의 개수가 부족하다고 판단되면, 소정 시간 동안 상기 기지국에 기접속된 단말기들 중 제1 단말기 보다 낮은 임의접속 우선 순위를 갖으며 더하여 가장 낮은 임의접속 우선 순위를 갖는 단말기일 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 우선 순위가 보장되는 임의접속의 예시도이다.
도 2a는 일실시예에 따른 기지국을 도시하는 블록도이다.
도 2b는 일실시예에 따른 프로세서(210)에 의해 생성된 우선 순위 정보의 예시도이다.
도 3a은 일실시예에 따른 기지국과 단말기 사이의 임의접속 절차를 도시하는 순서도이다.
도 3b는 일실시예에 따른 기지국과 단말기 사이의 비연결형 데이터 전송 절차를 도시하는 순서도이다.
도 4는 일실시예에 따른 단말기에 우선 순위를 적용하여 임의접속 절차를 수행하는 기지국의 통신 방법을 도시하는 순서도이다.
도 5는 일실시예에 따른 단말기를 도시하는 블록도이다.
도 6은 일실시예에 따른 우선 순위에 따라 기지국과 임의접속 절차를 수행하는 단말기의 통신 방법을 도시하는 순서도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예들에 의해 권리범위가 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 아래 설명에서 사용되는 용어는, 연관되는 기술 분야에서 일반적이고 보편적인 것으로 선택되었으나, 기술의 발달 및/또는 변화, 관례, 기술자의 선호 등에 따라 다른 용어가 있을 수 있다. 따라서, 아래 설명에서 사용되는 용어는 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 실시예들을 설명하기 위한 예시적 용어로 이해되어야 한다.
또한 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.
도 1은 일실시예에 따른 우선 순위가 보장되는 임의접속의 예시도이다. 제1 예시도(110)을 참조하면, 종래의 임의접속을 도시하는 예시도가 나타난다. 기지국의 접속 반경 내에 존재하는 복수의 단말기들은 자원 할당을 위해 동일한 우선순위(111)를 갖는다. 따라서, 복수의 단말기들은 PUSCH(Physical Unlink Shared Channel)의 자원을 기지국으로부터 할당 받기 위해 서로 경합 관계를 갖는다. 앞서 기재한 초연결사회의 도래가 가속화됨에 따라, 다수의 사물 단말기들이 네트워크로 유입될 것이고 접속 과정에서 발생하는 충돌 및 경합은 더욱 심화될 것으로 예상된다. 위와 같은 경우에, 기지국은 특수한 서비스 또는 특수한 단말기에 대해서 우선 순위를 보장해줄 수 없다. 더하여, 사물 단말기뿐만 아니라 사용자 단말기가 네트워크에 접속하지 못하는 문제가 발생할 여지가 있다. 네트워크가 일반적으로 사람 중심 구성으로 구현된다는 점을 고려할 때, 사용자 단말기의 우선적인 접속을 보장해줄 통신 방법에 대한 필요성이 존재한다. 더하여, 범죄 신고나 응급 상황을 알리는 센서의 긴급 알람(emergency alarm) 등과 같이 높은 임의접속 우선 순위와 높은 신호의 품질을 제공받아야 하는 서비스 등에 대해서는 임의접속 우선 순위를 제공할 필요성이 존재한다.
제2 예시도(120)를 참조하면, 기지국과 복수의 단말기 사이의 임의접속 절차에서 기지국은 단말기의 종류 또는 데이터 트래픽의 종류에 기초하여 복수의 단말기 각각에 대응하는 임의접속 우선 순위를 부여하고 적용할 수 있다. 일실시예로서, 제1 우선 순위(121)는 병원 내 환자의 생체신호(bio-signal)을 모니터링하여 이상 신호를 의료진에 알리는 긴급 트래픽일 수 있다. 다른 일실시예로서, 제1 우선 순위(121)는 자동 경비 시스템으로부터 괴한의 침입에 대한 알림을 입력 받는 경비회사의 데이터 트래픽일 수 있다. 위에 기재한 제1 우선 순위(121)에 대한 실시예는 예시적인 것이며, 이와 같은 방법으로 긴급 트래픽이나 QoS(Quality of Service)가 다른 서비스들 보다 우선시 되어야 할 트래픽에 확장하여 적용 가능한 것은 기술분야의 전문가에게는 자명한 사항일 것이다.
또 다른 일실시예로서, 제2 우선 순위(122) 및 제3 우선 순위(123)는 기지국에 접속하는 단말기의 종류에 따라서 결정될 수 있다. 예시적으로, 제2 우선 순위(122)는 스마트폰, 휴대폰, 타블렛 컴퓨터와 같은 사용자 단말기에 우선적으로 부여될 수 있다. 더하여, 제3 우선 순위(123)는 프린터기, 비콘(beacon) 장치 등과 같이 오늘날 널리 이용되는 사물 단말기에 부여될 수 있다. 위와 같은 방법에 따라, 임의접속 절차에서 기지국은 특정 단말기 또는 특정 데이터 트래픽에 우선 순위를 부여할 수 있다.
다만, 위의 기재한 우선 순위에 관한 설명은 이해를 돕기 위한 예시적 설명일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하거나 한정하는 것은 아니다. 다른 일실시예로서, 사용자 단말기 보다 높은 우선 순위를 갖는 사물 단말기가 존재할 수 있다. 더하여, 사용자 단말기는 전체 K 개의 우선 순위 그룹을 가질 수 있고, 사물 단말기는 전체 L 개의 우선 순위 그룹을 가질 수 있다. 기지국은 각각의 우선 순위 그룹을 특정 서비스에 대응시켜 임의접속 사전 정보로서 각각의 단말기들로 전송할 수 있다. 일실시예로서, 사용자 단말기의 서비스는 긴급 알람, 비디오 스트리밍, 웹 서핑, 소셜 네트워크 서비스, 인터넷 전화(VOIP: Voice Over Internet Protocol) 중 어느 하나 일 수 있다. 다른 일실시예로서, 사물 단말기의 서비스는 긴급 알람, 생체 신호 탐지, 원격 조정 시스템, 스마트 미터링 등을 포함한 센서 정보 전달 중 어느 하나 일 수 있다. 위의 기재한 서비스들은 예시적 기재일 뿐 오늘날 사용자 단말기 또는 사물 단말기에 연관되는 다양한 서비스로 확장할 수 있다는 것은 통상의 기술자에게는 자명한 사실일 것이다.
복수의 단말기가 네트워크에 접속하기 위한 임의접속 절차를 수행하는 경우에, 기지국과 단말기 사이에서 송수신되는 프리앰블로만 단말기 각각의 우선 순위를 표현하는 것에는 한계가 존재한다. 특히, 프리앰블 분리(separation) 기법을 이용하여 주어진 프리앰블 집합을 임의접속 우선 순위에 따라 분리하여 사용하는 경우에는, 임의접속 우선 순위에 대응하는 각각의 클래스 내에서의 충돌 확률이 여전히 존재하고, 상기 충돌을 이유로 네트워크에 접속하지 못하는 문제점이 여전히 존재한다. 더하여, 복수 개의 프리앰블을 검출한 경우에, 어떤 프리앰블이 더 높은 우선 순위를 갖는 지 기지국이 판단하는 명확한 기준 또한 존재하지 않는 실정이다. 따라서, 임의접속 절차에서 임의접속 우선 순위를 결정하고, 제공할 수 있는 새로운 통신 방법이 필요할 것이다. 보다 구체적인 설명은 아래에서 기재된다.
도 2a는 일실시예에 따른 기지국을 도시하는 블록도이다. 단말기와 임의접속 절차를 수행하는 기지국(200)은 루트 인덱스와 매칭된 단말기의 우선 순위 정보를 임의접속 사전 정보로서 단말기로 전송할 수 있다. 기지국(200)은 프로세서(210)와 통신부(220)를 포함할 수 있다. 프로세서(210)는 적어도 하나의 루트 인덱스 각각을 기설정된 우선 순위에 대응하는 적어도 하나의 루트 인덱스 그룹으로 분리할 수 있다. 보다 구체적으로, 프리앰블 시퀀스는 자도프 츄(Zadoff Chu) 시퀀스를 이용하여 생성될 수 있다. 자도프 츄 시퀀스에 대한 일반식은 아래의 수학식 1과 같다.
Figure 112015083769283-pat00001
수학식 1에서, r은 루트 인덱스를 나타낸다. 상기 자도프 츄 시퀀스의 길이가 NZC라고 가정하면, r의 범위는 0에서 NZC - 1까지의 정수를 나타내며, 최대 Nzc 개의 자도프 츄 시퀀스를 생성할 수 있다. 이 경우에, 프로세서(210)는 루트 인덱스 r의 전체 집합을 루트 인덱스 그룹으로 분리할 수 있다. 루트 인덱스 r의 분리는 아래의 수학식 2와 같이 정리될 수 있다.
Figure 112015083769283-pat00002
여기서,
Figure 112015083769283-pat00003
는 기지국에서 사용한 루트 인덱스의 전체 개수이다. 루트 인덱스 r의 전체 집합은 Nzc 개의 원소로 이루어져 있으며, k 개의 루트 인덱스 그룹에서 사용되는 루트 인덱스의 전체 개수가 Nzc 개 보다 작거나 같을 경우에는 k 개의 루트 인덱스 그룹으로 분리될 수 있다. k 개의 루트 인덱스 그룹 각각은 하나의 레벨에 대응하는 우선 순위를 나타낼 수 있다. 더하여, 각각의 루트 인덱스 그룹은 사용자 단말의 우선 순위를 표현하거나 사물 단말의 우선 순위를 표현하는데 모두 사용될 수 있다. 더하여, 우선 순위를 표현하는 것 이외에 비연결형(connectionless) 데이터 전송 같은 서비스를 제공할 수 있는 목적으로 사용될 수 있다. 더하여, i 번째 우선 순위를 나타내는 mi 개의 루트 인덱스는 한 개 또는 복수 개 일 수 있다. 각각의 우선 순위 레벨을 나타내는 루트 인덱스 그룹의 원소의 개수는 우선 순위 레벨에 따라 각각 상이한 값을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 하나의 루트 인덱스 그룹에 포함되는 루트 인덱스의 개수는 기지국의 셀 반경 또는 기지국이 제공하는 통신 방식에 따라 결정될 수 있다. 프로세서(210)는 상기 루트 인덱스 그룹을 포함하는 우선 순위 정보를 생성할 수 있다.
일실시예로서, 프로세서(210)는 제1 우선 순위에 대응하는 제1 루트 인덱스 그룹과 긴급 트래픽 식별자를 매칭하여 상기 우선 순위 정보로서 생성할 수 있다. 다른 일실시예로서, 프로세서(210)는 제2 우선 순위에 대응하는 제2 루트 인덱스 그룹과 사용자 단말 식별자를 매칭하여 상기 우선 순위 정보로서 생성할 수 있다. 또 다른 일실시예로서, 프로세서(210)는 제3 우선 순위에 대응하는 제3 루트 인덱스 그룹과 사물 단말 식별자를 매칭하여 상기 우선 순위 정보로서 생성할 수 있다. 단말기는 기지국(200)으로부터 우선 순위 정보를 포함하는 임의접속 사전 정보를 수신하고, 위의 우선 순위 정보를 이용하여 임의접속 절차를 수행할 수 있다. 보다 자세한 설명은 아래의 설명을 통해 기술한다.
통신부(220)는 상기 루트 인덱스 그룹을 포함하는 우선 순위 정보를 임의접속 사전 정보로서 단말기에 전송할 수 있다.
다른 일실시예로서, 통신부(220)는 제1 단말기로부터 제1 프리앰블을 수신할 수 있다. 프로세서(210)는 수신된 제1 프리앰블에서 제1 단말기에 연관되는 제1 루트 인덱스를 추출할 수 있다. 더하여, 프로세서(210)는 상기 제1 루트 인덱스를 이용하여 상기 제1 단말기의 임의접속 우선 순위를 식별할 수 있다. 더하여, 프로세서(210)는 제1 단말기의 임의접속 우선 순위에 따라 소정의 시간 동안 기접속된 단말기들 중 제2 단말기의 자원을 상기 제1 단말기에게 할당할 수 있다. 예시적으로, 물리 상향 링크 공유 채널의 자원이 3 개의 리소스 블록을 가지고 있고, 각각의 리소스 블록이 5순위에 대응하는 제2 단말기, 4순위에 대응하는 제3 단말기, 3순위에 대응하는 제4 단말기에게 할당 된 상황을 가정하자. 또한 제2 단말기 및 제3 단말기는 기설정된 서비스 시간만큼 기지국으로부터 서비스를 받을 상황을 가정할 수 있다. 이와 같은 경우에, 새로운 단말기로서 2순위의 임의접속 우선 순위를 갖는 제1 단말기가 기지국에 임의접속을 시도하는 경우, 기지국은 기설정된 시간(preoccupying time)만큼 서비스를 제공 받은 제2 단말기 및 제3 단말기 중에서 더 낮은 임의접속 우선 순위를 갖는 제2 단말기의 리소스 블록을 제1 단말기에게 할당할 수 있다.
도 2b는 일실시예에 따른 프로세서(210)에 의해 생성된 우선 순위 정보의 예시도이다. 기지국(200)이 단말기에 제공하는 통신 방식이 LTE(Long Term Evolution) 표준을 따른다고 가정하자. 또한, 기지국(200)이 설정한 자도프 츄 시퀀스의 길이는 839라고 가정하자. 따라서, 기지국(200)은 복수의 단말기에 충분한 프리앰블을 제공하기 위해 최대 839개의 루트 인덱스를 사용할 수 있다. 이 경우에 프로세서(210)는 임의접속 응답 메시지(Random Access Response)의 전송 순서 또는 PUSCH의 자원 할당 순서에 대응하는 K+L 개의 임의접속 우선 순위를 생성할 수 있다. 보다 구체적으로, 프로세서(210)는 사용자 단말기에 대응하는 K개의 임의접속 우선 순위를 생성하고, 이와 독립적으로 사물 단말기에 대응하는 L개의 임의접속 우선 순위를 생성할 수 있다. 사용자 단말기에 대응하는 K개의 임의접속 우선 순위 및 사물 단말기에 대응하는 L개의 임의접속 우선 순위는 서로 동일한 우선 순위를 나타낼 수도, 서로 상이한 우선 순위를 나타낼 수도 있다. 일실시예로서, 일부 서비스에 경우에는 사물 단말기의 우선 순위가 사용자 단말기의 우선 순위보다 더 높게 설정될 수 있다. 더하여, 프로세서(210)는 각각의 임의접속 우선 순위에 상응하는 루트 인덱스 그룹을 배정할 수 있다. 프로세서(210)는 통신 시스템 환경에 따라 각각의 루트 인덱스 그룹에 포함되는 루트 인덱스의 개수를 서로 다르게 설정할 수 있다. 또한, 프로세서(210)는 각각의 우선 순위 레벨에 접속하는 단말의 수, 트래픽 등을 고려하여 각각의 임의접속 우선 순위에 대응되는 루트 인덱스의 개수를 설정할 수 있다. 예시적으로, 프로세서(210)는 k 번째 우선 순위를 갖고 접속하는 단말기의 수가 많아질 경우에 k 번째 임의접속 우선 순위에 대응되는 루트 인덱스의 개수를 증가시킬 수 있으며, 적어질 경우에 k 번째 임의접속 우선 순위에 대응되는 루트 인덱스의 개수를 감소시킬 수 있다. 예시적으로, 프로세서(210)는 높은 우선 순위에는 많은 루트 인덱스 개수를 배정하여 원활한 접속을 보장하고, 낮은 우선 순위에는 보다 적은 루트 인덱스 개수를 보장할 수 있다. 더하여, 기지국(200)은 단말기들의 각각의 임의접속 우선 순위에 대응하는 서로 다른 임의접속 절차를 수행할 수 있다. 따라서, i번째 접속 절차와 j 번째 접속 절차는 서로 같은 임의접속 절차일 수도, 서로 상이한 임의접속 절차를 나타낼 수도 있다.
또한, i번째 접속 절차와 j 번째 접속 절차는 서로 같은 임의접속 절차일 수도, 서로 상이한 임의접속 절차를 나타낼 수도 있다. 예시적으로, i 번째 접속 절차는 x 단계로 구성되어 있으며, j 번째 접속 절차는 y 단계로 구성되어 있을 수 있다. 더하여, i 번째 접속 절차와 j 번째 접속 절차가 모두 z 단계로 이루어져 있다고 하더라도, 각각의 절차에서 전송되는 메시지는 상이할 수 있다. 더하여, i 번째 접속 절차는 비연결 기반의 데이터 전송을 위한 임의접속 절차일 수도 있으며, j 번째 접속 절차는 연결 기반의 임의접속 절차일 수도 있다. 여기서, 비연결 기반의 데이터 전송을 위한 임의접속 절차라는 것은 임의접속 절차를 거치면서 사용자의 데이터가 전송되며, 그로 인해 단말기와 기지국 사이의 연결이 없이도 사용자의 데이터를 전송할 수 있는 방식을 의미한다. 이러한 절차를 거치게 되면, 불필요한 시그날링(signaling)이 줄어들기 때문에 저지연(low-latency)를 만족시킬 수 있다. 연결 기반의 임의접속 절차라는 것은 사용자의 데이터는 임의접속 절차를 성공적으로 마친 후에 사용자가 독점적인 PUSCH 자원을 할당 받은 후에 데이터를 전송하는 것을 의미한다.
또한, 우선 순위에 대응하는 서로 다른 임의접속 절차마다 백오프 절차가 상이할 수 있다. 더하여, 동일한 백오프 절차의 경우라도 상이한 백오프 지시자(backoff indicator) 혹은 백오프 윈도우(backoff window)를 가질 수 있다. 따라서, i번째 접속 절차와 j 번째 접속 절차는 서로 간에 상이한 백오프 절차 또는 백오프 지시자 또는 백오프 윈도우를 가질 수 있다. 예시적으로, 단말은 i 번째 접속 절차 실패시 a라는 백오프 지시자 혹은 백오프 윈도우를 가질 수 있으며, j 번째 접속 절차 실패시 b라는 백오프 지시자 혹은 백오프 윈도우를 가질 수 있다.
도 3a는 일실시예에 따른 기지국과 단말기 사이의 임의접속 절차를 도시하는 순서도이다. 단계(310)는 기지국이 단말기로 임의접속 사전 정보를 전송(Priority Information Broadcasting)하는 단계이다. 보다 구체적으로, 임의접속 사전 정보는 프리앰블 순환이동의 크기(cyclic shifting size) Ncs, 프리앰블 시퀀스의 개수 NPA 및 자도프 츄 시퀀스의 길이 NZC를 포함할 수 있다. 더하여, 임의접속 사전 정보는 앞서 도 2a 및 도 2b에서 설명된 것과 같이 우선 순위에 대응하는 루트 인덱스 그룹을 포함하는 우선 순위 정보를 포함할 수 있다.
더하여, 단계(310)에서 기지국은 단말기로 각각의 임의접속 우선 순위에 대응하는 바링 팩터(barring factor) 정보를 전송할 수 있다. 바링 팩터는 임의접속 절차의 추가적 진행 여부를 결정하기 위한 상수일 수 있다. 기지국은 각각의 우선 순위 그룹 별로 접속하는 단말의 수, 트래픽 등을 고려하여 상기 우선 순위에 대응되는 바링 팩터를 결정할 수 있다. 예시적으로, k 번째 우선 순위를 갖고 접속하는 단말기의 수가 너무 많아질 경우 바링 팩터를 감소시킬 수 있으며, 너무 적을 경우 바링 팩터를 증가시킬 수 있다. 또한, 기지국은 0부터 1사이에 존재하는 임의의 값을 각각의 임의접속 우선 순위에 매칭하여 단말기로 전송할 수 있다. 일실시예로서, 1순위의 우선 순위에는 1의 바링 팩터가 설정되고, 2순위의 우선 순위에는 0.8의 바링 팩터가 설정될 수 있다. 각각의 단말기는 0부터 1사이의 임의의 값을 접속 클래스 바링 팩터(access class baring factor)로서 선택하고, 기설정된 바링 팩터 보다 작거나 같은 값이 나오면 나머지 임의접속 절차를 수행하고, 상기 바링 팩터 보다 큰 값이 나오면 나머지 임의접속 절차를 포기할 수 있다. 1의 높은 바링 팩터를 설정 받은 1순위의 단말기는 임의접속 절차를 추가적으로 수행할 확률이 더 높고, 0.8의 낮은 바링 팩터를 설정 받은 2순위의 단말기는 임의접속 절차를 추가적으로 수행하지 못할 확률이 더 높게 될 것이다. 위 실시예와 같은 방법으로, 기지국은 단말기의 우선 순위에 따라 임의접속을 제어하고, 접속 허가의 제어 등을 종래의 임의접속 방법과 대비할 때 보다 수월하게 진행할 수 있다.
단계(320)에서 단말기는 기지국으로 프리앰블을 포함하는 전송 시퀀스를 PRACH(Physical Random Access Channel)을 통하여 전송할 수 있다. 단말기는 임의접속 사전 정보로부터 우선 순위 정보를 추출하고, 자신이 기지국에 요청할 우선 순위를 결정할 수 있다. 더하여, 단말기는 상기 우선 순위에 대응하는 루트 인덱스 그룹에서 어느 하나의 루트 인덱스를 선택하고 아래의 수학식 3과 같은 프리앰블 시퀀스를 생성할 수 있다.
Figure 112015083769283-pat00004
보다 구체적으로, 서로 다른 단말은 서로 다른 루트 인덱스를 이용하여 생성된 프리앰블 시퀀스를 기지국으로 전송할 것이다. 위와 같은 경우에 기지국은 수신된 프리앰블 시퀀스로부터 루트 인덱스를 추출하여 상기 단말기에 상응하는 응답을 할 수 있다. 보다 구체적으로, 기지국은 더 높은 임의접속 우선 순위에 대응하는 제1 루트 인덱스부터 시작하여 가장 낮은 임의접속 우선 순위에 대응하는 제m 루트 인덱스의 순서로 상기 루트 인덱스를 추출할 수 있다. 기지국은 수신된 프리앰블을 검출하고, 루트 인덱스에 따라 검출 결과를 나열할 수 있다. 더하여, 우선 순위가 높은 루트 인덱스 그룹에 상응하는 프리앰블을 전송한 단말기에 대하여 우선적으로 임의접속 응답 메시지를 전송할 수 있다.
단계(330)는 기지국이 임의접속 응답 메시지를 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel) 통하여 단말기에 전송하는 단계이다. 기지국은 PDSCH의 용량을 고려하여 하나의 프레임(frame)을 이용하여 전송할 수 있는 최대 임의접속 응답 메시지의 개수를 계산할 수 있다. 이 경우에, 검출된 프리앰블의 개수가 전송할 수 있는 최대 임의접속 응답 메시지의 개수보다 많은 경우에는 우선 순위를 적용하여 높은 우선 순위를 갖는 단말기에게 임의접속 응답 메시지를 전송할 수 있다. 보다 구체적으로, 기지국은 루트 인덱스(Random Access Root IDdex: RARID), 프리앰블 식별자(Random Access Preamble IDentifier: RAPID), 시간 정렬(timing alignment), 상향링크 허가(uplink grant), C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier) 정보를 포함하는 임의접속 응답 메시지를 단말기로 전송할 수 있다.
더하여, 기지국은 루트 인덱스의 개수에 기초하여 RARID 필드의 비트 수를 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 기지국에서 사용한 루트 인덱스의 총 개수가 NRI 인 경우에, 상기 비트 수는
Figure 112015083769283-pat00005
개로 결정될 수 있다.
다른 일실시예로서, 서로 동일한 우선 순위를 같은 단말기들에 대하여, 기지국은 프리앰블 수신 신호의 크기에 기초하여 임의접속 응답 메시지를 전송할 수 있다. 기지국은 우선 순위뿐만 아니라 프리앰블 수신 신호와 같은 채널 품질을 추가로 고려하여 임의접속 응답 메시지를 생성하고, 전송할 수 있다.
또 다른 일실시예로서, 기지국은 할당 가능한 PUSCH의 자원의 개수를 고려하여 우선 순위를 적용할 수 있다. 예시적으로, 수신된 프리앰블의 개수가 할당 가능한 PUDCH의 자원의 개수보다 많은 경우에는 우선 순위를 적용하여 높은 우선 순위를 갖는 단말기에게 PUSCH에 연관되는 스케쥴링 정보를 전송할 수 있다.
단계(340)에서 단말기는 기지국으로부터 할당된 PUSCH를 이용하여 제어 정보를 전송할 수 있다. 기지국과의 연결(connection)이 없거나 상향링크 동기(uplink synchronization)이 없는 경우에 RRC(Radio Resource Control) 요청 메시지를 전송하여 기지국과 connection을 요청할 수 있으며 혹은 이미 connection이 이루어져 있는 경우에는 바로 스케쥴링 요청(Scheduling Request) 메시지를 전송할 수 있다. 이는, 연결형(connection-oriented) 데이터 전송을 하기 위해 필요한 단계이다. 보다 구체적으로, 단말기는 자신이 사용한 프리앰블 인덱스를 포함하는 임의접속 응답 메시지에 포함되는 상향링크 자원을 이용하여 상기 제어 정보를 전송할 수 있다.
단계(350)에서 기지국은 단계(340)에서 전송된 메시지에 대한 ACK를 단말기로 전송할 수 있다. 상기 전송은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)을 통해 수행될 수 있으며, 상기 ACK를 받은 단말은 단계(340)에서 전송한 메시지가 성공적으로 도달한 것을 확인함으로써 경합 해결(contention resolution)을 할 수 있다. 단계(350)에서 어떠한 ACK 메시지도 받지 못한 단말은 우선순위에 따라 기 정해진 백오프 절차를 거친 후 임의접속 절차를 재시도하게 된다.
도 3b는 도 3a의 다른 일실시예로서, 임의접속 절차를 이용하여 비연결형(connectionless) 데이터 전송을 수행할 수 있다. 단계(310), 단계(320), 단계(330)은 도 3a와 동일하다. 단계(370)에서 단말기는 기지국으로부터 할당된 PUSCH를 이용하여 비연결형(connectionless) 데이터(user data)를 전송할 수 있다. 이 경우에, 기지국은 단말기가 보낼 데이터 사이즈를 모르기 때문에, 기본 자원(default resource) 크기를 사전에 통지하고, 단말기는 기본 자원을 이용하여 비연결형 데이터를 전송할 수 있다. 이 것은, 기지국과 단말기가 연결이 이루어져 있지 않은 상태에서 데이터를 보내기 위함이며, 비연결(connectionless) 데이터 전송을 하기 위해 필요한 단계이다. 따라서, 임의접속 과정에서 데이터를 전송해버리기 때문에, 굳이 기지국과 연결을 할 필요가 없게 되며, 그로 인하여 제어 오버헤드를 줄일 수 있으며 자원 효율성을 증대시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 단계(370)에서 단말기는 자신의 User ID로 임의접속 응답 메시지에 포함되는 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier)를 이용하여 데이터와 함께 전송할 수 있다. 예시적으로, 단말기는 기지국으로 작은 데이터를 임의접속 절차 동안에 단발적으로 보내도록, 데이터와 C-RNTI를 피기백(piggyback) 방식으로 전송할 수 있다. 보다 구체적으로, 피기백 방식은 기지국에서 수신된 데이터에 대한 확인 메시지를 즉시 보내지 않고, 전송할 데이터가 있는 경우에만 별도의 제어 프레임 없이 기존의 데이터 프레임에 확인 필드를 첨부하여 전송하는 방식을 나타낸다. 높은 우선 순위를 갖는 단말기는 다른 단말기들보다 빠르게 업링크 채널 자원을 할당 받고 빠른 데이터 전송이 가능할 것이다. 더하여, 본 발명의 실시예에 따를 때, 높은 우선 순위를 가질 수 있는 단말기의 개수를 제한하여 할당된 업링크 채널 자원을 제한적으로 사용하여서 QoS를 보장할 수 있다.
다른 일실시예로서, 단계(370)에서 단말기는 스케쥴링 요청 메시지 및 RRC(Radio Resource Control) 요청 메시지 중 어느 하나와 함께 데이터를 기지국으로 전송할 수 있다.
또 다른 일실시예로서, 기본 자원의 크기가 충분하지 않을 경우 단말기는 기지국으로 연속적으로 데이터를 보낼 수 있도록, 데이터와 C-RNTI 및 스케쥴링 요청(Scheduling Request: SR) 메시지를 함께 전송할 수 있다. 또 다른 일실시예로서, 단말기는 기지국으로 연결 요청과 함께 데이터를 보낼 수 있도록 하기 위해, 데이터와 C-RNTI 및 RRC 요청 메시지를 전송할 수 있다. 또 다른 일실시예로서, 기본 자원의 크기가 충분하지 않을 경우 단말기는 기지국으로 연속적으로 데이터를 계속 보내며 연결 요청도 함께 보낼 수 있도록, 데이터, C-RNTI, RRC 요청 메시지 및 스케쥴링 요청 메시지를 함께 전송할 수 있다.
위에서 설명된 각각의 데이터 전송 실시예를 이용하는 단말기 그룹 마다 서로 다른 루트 인덱스 그룹이 할당될 수 있다. 더하여, 앞서 기재한 데이터 전송 실시예는 단말기 각각에 할당된 임의접속 우선 순위에 따라 결정될 수 있다. 또한, 다른 일실시예로서, 임의접속 과정에서 단말기가 기지국으로 데이터를 전송한다는 방식을 이용하기 때문에 데이터 전송 실시예를 이용하는 단말기 그룹은 하나의 루트 인덱스 그룹을 이용할 수 있다.
단계(380)에서 기지국은 상기 실제 전송된 데이터에 대한 ACK를 단말기로 전송할 수 있다. 상기 전송은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)을 통해 수행될 수 있으며, 상기 ACK를 받은 단말은 단계(370)에서 전송한 비연결형 데이터가 성공적으로 디코딩 된 것을 확인함으로써 경합 해결(contention resolution)을 할 수 있다. 단계(380)에서 어떠한 ACK 메시지도 받지 못한 단말은 기 정해진 백오프 절차를 거친 후 임의접속 절차를 재시도하게 된다.
도 4는 일실시예에 따른 단말기에 우선 순위를 적용하여 임의접속 절차를 수행하는 기지국의 통신 방법을 도시하는 순서도이다. 적어도 하나의 단말기와 임의 접속 절차를 수행하는 기지국의 통신 방법(400)은 단말기의 임의접속 우선 순위를 식별하는 단계(410) 및 상기 단말기로 임의접속 응답 메시지를 전송할 지 여부를 판단하는 단계(420)를 포함할 수 있다.
기지국은 적어도 하나의 단말기로부터 적어도 하나의 프리앰블을 수신할 수 있다. 단계(410)에서, 기지국은 셀 반경 내에서 사용하는 모든 루트 인덱스를 이용하여 각각의 단말기에 대응하는 프리앰블을 검출할 수 있다. 앞서 도 3에서 설명한 바와 같이, 기지국은 더 높은 임의접속 우선 순위에 대응하는 제1 루트 인덱스부터 시작하여 가장 낮은 임의접속 우선 순위에 대응하는 제m 루트 인덱스의 순서로 상기 루트 인덱스를 추출할 수 있다. 기지국은 적어도 하나의 단말기들에게 우선 순위와 매칭된 적어도 하나의 루트 인덱스들을 임의접속 사전 정보로서 전송할 수 있다. 더하여, 단계(410)에서 기지국은 검출된 프리앰블 인덱스를 미리 지정된 프리앰블 인덱스 그룹에 따라 정렬할 수 있다. 더하여, 단계(410)에서 기지국은 루트 인덱스가 임의접속 우선 순위에 대응하는 루트 인덱스 그룹 중 어느 그룹에 포함되는지 여부에 따라 각각의 단말기에 상응하는 임의접속 우선 순위를 식별할 수 있다.
더하여, 단계(420)에서 기지국은 식별된 임의접속 우선 순위에 따라 상기 우선 순위에 상응하는 단말기로 임의접속 응답 메시지를 전송할 지 여부를 판단할 수 있다. 일실시예로서, 단계(420)에서 기지국은 전송 가능한 임의접속 응답 메시지의 개수 및 상기 임의접속 우선 순위를 비교할 수 있다. 예시적으로, 현재 PDSCH의 환경에 따라 전송 가능한 임의접속 응답 메시지의 개수가 5개 이고, 각 우선 순위가 1순위부터 6순위까지 상이한 6개의 단말이 임의접속을 수행 할 때, 임의접속 우선 순위가 5순위에 상응하는 단말기들은 기지국으로부터 임의접속 응답 메시지를 전송 받을 수 있지만 임의접속 우선 순위가 6순위에 상응하는 단말기는 현재 프레임을 통하여서는 임의접속 응답 메시지를 전송 받을 수 없을 것이다.
다른 일실시예로서, 단계(420)에서 기지국은 할당 가능한 업링크 채널 자원의 개수 및 상기 임의접속 우선 순위를 비교할 수 있다. 예시적으로, 현재 PUSCH의 환경에 따라 할당 가능한 업링크 채널 자원의 개수가 5개 이고, 각 우선 순위가 1순위부터 6순위까지 상이한 6개의 단말이 임의접속을 수행 할 때, 임의접속 우선 순위가 5순위에 상응하는 단말기들은 기지국으로부터 임의접속 응답 메시지를 전송 받을 수 있지만 임의접속 우선 순위가 6순위에 상응하는 단말기는 현재 프레임을 통하여서는 임의접속 응답 메시지를 전송 받을 수 없을 것이다.
또 다른 일실시예로서, 단계(420)에서 기지국은 전송 가능한 임의접속 응답 메시지의 개수 및 할당 가능한 업링크 채널 자원의 개수 중 작은 것과 상기 임의접속 우선 순위를 비교할 수 있다. 예시적으로, 현재 PUSCH의 환경을 고려하면 기지국이 15개의 단말기에게 스케쥴링 정보를 줄 수 있는 상태로 가정하자. 다만, 이러한 경우라도 PDSCH의 통신 환경에 따라 기지국이 단말기에게 전달 가능한 임의접속 응답 메시지가 5개라면 결과적으로 우선 순위가 5 순위 이내에 있는 단말기만이 PUSCH를 이용한 데이터 전송을 수행할 수 있을 것이다. 따라서, 기지국은 PDSCH의 통신 환경에 대응하는 전송 가능한 임의접속 응답 메시지의 개수 및 PUSCH의 통신 환경에 대응하는 할당 가능한 업링크 채널 자원의 개수 중 작은 것과 임의접속 우선 순위를 비교할 수 있다. 위와 같이 식별된 임의접속 우선 순위에 따라 도 3a에서 설명된 스케쥴링된 전송(Scheduled Transmission) 단계(340) 및 경합 해결(Contention Solution) 단계(350)가 진행될 수 있다. 또한, 위와 같이 식별된 임의접속 우선 순위에 따라 도 3b에서 설명된 비연결형 데이터 전송(Connectionless data transmission) 단계(370) 및 Acknowledge 단계(380)가 진행될 수 있다.
도 5는 일실시예에 따른 단말기를 도시하는 블록도이다. 기지국과 임의접속 절차를 수행하는 단말기(500)는 프로세서(510) 및 통신부(520)를 포함할 수 있다. 프로세서(510)는 기설정된 규칙에 따라 기지국에 요청할 임의접속 우선 순위를 결정할 수 있다. 예시적으로, 기설정된 규칙은 특정 단말기에 할당되는 임의접속 우선 순위 또는 특정 데이터 트래픽에 할당되는 임의접속 우선 순위에 관한 것일 수 있다. 통신부(520)는 상기 기설정된 규칙을 포함하는 임의접속 사전 정보를 임의접속 절차에 앞서 기지국으로부터 수신할 수 있다. 프로세서(510)는 수신된 기설정된 규칙에 따라 단말기(500)의 임의접속 우선 순위를 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 기설정된 규칙은 식별 정보를 포함하는 우선 순위 정보를 포함할 수 있다. 상기 식별 정보는 사물 단말 식별자, 사용자 단말 식별자 및 긴급 알림 식별자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 기설정된 규칙에 따라 환자의 응급 상황 또는 범죄자 침입 신고 등과 같은 데이터를 처리하는 트래픽에는 1순위의 임의접속 우선 순위가 부여될 수 있다. 더하여, 기지국을 운영하는 통신사로부터 특별 서비스를 가입한 단말기에 한정하여 1순위의 임의접속 우선 순위가 부여될 수 있다.
프로세서(510)는 상기 결정된 임의접속 우선 순위에 상응하는 루트 인덱스 그룹을 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 루트 인덱스 그룹은 적어도 하나의 그룹을 포함할 수 있다. 각각의 루트 인덱스 그룹은 기지국이 운영하는 임의접속 우선 순위에 각각 대응할 수 있다. 예시적으로, 단말기(500)가 3순위의 임의접속 우선 순위를 기지국에 요청할 필요가 있다고 프로세서(510)에 의해 결정된 경우에, 프로세서(510)는 3순위의 임의접속 우선 순위에 대응하는 제3 루트 인덱스 그룹을 선택할 수 있다. 더하여, 프로세서(510)는 상기 루트 인덱스 그룹 내에 포함되는 어느 하나의 루트 인덱스를 선택할 수 있다. 보다 구체적으로, 프로세서(510)는 임의적으로 상기 루트 인덱스 그룹 내의 어느 하나의 루트 인덱스를 선택할 수 있다. 더하여, 프로세서(510)는 상기 선택된 루트 인덱스를 이용하여 기지국으로 전송할 프리앰블 시퀀스를 생성할 수 있다. 더하여, 임의접속 응답 메시지를 수신하지 못한 단말기들은 우선순위별로 상이한 백오프 절차를 수행할 수 있다.
통신부(520)는 프로세서(510)에 의해 생성된 프리앰블을 기지국으로 전송할 수 있다. 보다 구체적으로, 통신부(220)는 WLAN(Wireless LAN), WiFi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등의 무선 인터넷 인터페이스와 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication) 등의 근거리 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 통신부(220)는 외부와 통신을 수행할 수 있는 모든 인터페이스(예를 들어, 유선 인터페이스)를 나타낼 수 있다.
도 6은 일실시예에 따른 우선 순위에 따라 기지국과 임의접속 절차를 수행하는 단말기의 통신 방법을 도시하는 순서도이다. 단말기의 통신 방법(600)은 기지국에 요청할 임의접속 우선 순위를 결정하는 단계(610), 상기 결정된 임의접속 우선 순위에 대응하는 하나의 루트 인덱스를 선택하는 단계(620) 및 상기 선택된 루트 인덱스를 이용하여 생성된 프리앰블을 상기 기지국으로 전송하는 단계(630)를 포함할 수 있다. 예시적으로, 하나의 기지국에서 k 개의 루트 인덱스 그룹이 사용되고 있는 경우에, 상기 기지국은 단말기에게 k 개의 임의접속 우선 순위를 제공할 수 있다. 단계(610)에서 단말기는 k 개의 임의접속 우선 순위 중 자신이 기지국에 요청할 어느 하나의 임의접속 우선 순위를 결정할 수 있다. 앞서, 도 5에서 프로세서(510)에 대한 설명과 같이, 단계(610)에서 단말기는 수신된 임의접속 사전 정보를 이용하여 상기 임의접속 우선 순위를 결정할 수 있다. 더하여, 단계(620)에서 단말기는 상기 결정된 임의접속 우선 순위에 대응하는 하나의 루트 인덱스를 선택할 수 있다. 보다 구체적으로, 단계(620)에서 단말기는 단말기 자체 또는 단말기의 서비스에 따라 결정되는 우선 순위에 부합하는 루트 인덱스 그룹을 선택할 수 있다. 더하여, 상기 선택된 루트 인덱스 그룹 내에서 어느 하나의 루트 인덱스가 선택될 수 있다. 단계(630)에서 상기 선택된 루트 인덱스를 이용하여 임의로 프리앰블 시퀀스를 생성하고, 상기 생성된 프리앰블 시퀀스를 기지국으로 전송할 수 있다. 단계(640)에서 각 단말기는 임의접속 절차 실패 시, 해당 우선 순위에 따른 차별화된 백오프 절차를 수행할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (23)

  1. 적어도 하나의 단말기와 임의접속 절차를 수행하는 기지국의 통신 방법에 있어서,
    제1 단말기로부터 수신되는 제1 프리앰블을 이용하여 상기 제1 단말기의 임의접속 우선 순위를 식별하는 단계; 및
    상기 식별된 임의접속 우선 순위에 따라 상기 제1 단말기로 임의접속 응답 메시지를 전송할 지 여부를 판단하는 단계
    를 포함하고,
    상기 임의접속 응답 메시지를 전송할 지 여부를 판단하는 단계는 전송 가능한 임의접속 응답 메시지의 개수 및 상기 임의접속 우선 순위를 비교하는 단계를 포함하는 통신 방법.
  2. 삭제
  3. 적어도 하나의 단말기와 임의접속 절차를 수행하는 기지국의 통신 방법에 있어서,
    제1 단말기로부터 수신되는 제1 프리앰블을 이용하여 상기 제1 단말기의 임의접속 우선 순위를 식별하는 단계; 및
    상기 식별된 임의접속 우선 순위에 따라 상기 제1 단말기로 임의접속 응답 메시지를 전송할 지 여부를 판단하는 단계
    를 포함하고,
    상기 임의접속 응답 메시지를 전송할 지 여부를 판단하는 단계는 전송 가능한 임의접속 응답 메시지의 개수 및 할당 가능한 업링크 채널 자원의 개수 중 작은 것과 상기 임의접속 우선 순위를 비교하는 단계를 포함하는 통신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단말기의 임의접속 우선 순위를 식별하는 단계는 상기 제1 프리앰블로부터 제1 루트 인덱스를 추출하는 단계; 및 상기 제1 루트 인덱스에 대응하는 우선 순위를 상기 제1 단말기의 임의접속 우선 순위로서 식별하는 단계를 포함하는 통신 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 임의접속 우선 순위를 식별하는 단계는 상기 제1 루트 인덱스가 상기 임의접속 우선 순위에 대응하는 루트 인덱스 그룹 중 어느 그룹에 포함되는지 여부에 따라 상기 임의접속 우선 순위를 식별하는 통신 방법.
  6. 삭제
  7. 적어도 하나의 단말기와 임의접속 절차를 수행하는 기지국의 통신 방법에 있어서,
    제1 단말기로부터 수신되는 제1 프리앰블을 이용하여 상기 제1 단말기의 임의접속 우선 순위를 식별하는 단계; 및
    상기 식별된 임의접속 우선 순위에 따라 상기 제1 단말기로 임의접속 응답 메시지를 전송할 지 여부를 판단하는 단계
    를 포함하고,
    상기 판단의 결과에 따라, 상기 제1 단말기로 상기 임의접속 응답 메시지를 전송하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 임의접속 응답 메시지는 루트 인덱스에 상응하는 필드를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 임의접속 응답 메시지는 상기 기지국이 사용하는 루트 인덱스의 개수에 기초하여 상기 필드의 비트 수가 결정되는 통신 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 적어도 하나의 단말기와 임의접속 절차를 수행하는 기지국에 있어서,
    제1 단말기로부터 제1 프리앰블을 수신하는 통신부; 및
    상기 수신된 제1 프리앰블에서 제1 루트 인덱스를 추출하고, 상기 제1 루트 인덱스를 이용하여 상기 제1 단말기의 임의접속 우선 순위를 식별하는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 프로세서는 전송 가능한 임의접속 응답 메시지의 개수 및 상기 식별된 임의접속 우선 순위를 비교하여 임의접속 응답 메시지를 전송할 지 여부를 판단하는 기지국.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 루트 인덱스가 상기 임의접속 우선 순위에 대응하는 루트 인덱스 그룹 중 어느 그룹에 포함되는지 여부에 따라 상기 임의접속 우선 순위를 식별하는 기지국.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 단말기의 상기 임의접속 우선 순위에 따라 소정의 시간 동안 기접속된 단말기들 중 제2 단말기의 자원을 상기 제1 단말기에게 할당하는 기지국.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 프로세서는 소정의 시간 동안 기접속된 단말기들 중 가장 낮은 임의접속 우선 순위를 갖는 상기 제2 단말기의 자원을 상기 제1 단말기에게 할당하는 기지국.
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