KR101975901B1

KR101975901B1 - 이동통신시스템 반송파 집적화 동작에서의 단말기의 효율적인 랜덤 액세스 제어 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101975901B1
Application number: KR1020120035228A
Authority: KR
Inventors: 정경인; 게르트-잔 반 리에샤우트
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2011-04-05
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2019-05-08
Also published as: ES2740350T3; KR20120114171A

Abstract

본 발명은 이동통신시스템에서 랜덤 액세스 문제/실패에 대한 단말기의 효율적인 핸들링 방안을 정의한다. 본 발명의 제1 셀과 적어도 하나의 제2 셀을 집적하여 사용하는 무선통신 시스템에서 단말의 랜덤 액세스 제어 방법은 상기 제1 셀 또는 제2 셀에 대한 랜덤 액세스를 수행하는 단계, 상기 랜덤 액세스에 대한 실패를 감지하는 단계, 상기 실패 감지된 랜덤 액세스가 상기 제1 셀에 대한 것인지 또는 상기 제2 셀에 대한 것인지 판단하는 단계, 및 상기 제1 셀 또는 제2 셀에 대한 랜덤 액세스 실패 여부에 따라 상기 랜덤 액세스 절차 계속 수행 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이동통신시스템 반송파 집적화 동작에서의 단말기의 효율적인 랜덤 액세스 제어 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING RANDOM ACCESS IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM USING CARRIER AGGREGATION}

본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 반송 파 집적을 사용하는 이동통신 시스템에서 랜덤 액세스를 효율적으로 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신시스템은 사용자의 이동성을 확보하면서 통신을 제공하기 위한 목적으로 개발되었다. 이러한 이동통신시스템은 기술의 비약적인 발전에 힘입어 음성통신은 물론 고속의 데이터 통신 서비스를 제공할 수 있는 단계에 이르렀다. 근래에는 차세대 이동통신시스템 중 하나로 3GPP (3rd Generation Partnership Project)에서 LTE (Long Term Evolution)에 대한 규격 작업이 진행중이다. LTE는 2010년 정도를 상용화 목표로 현재 제공되고 있는 데이터 전송률보다 높은 최대 100Mbps 정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이다. 한편 데이터 서비스는 음성 서비스와 달리 전송하고자 하는 데이터의 양과 채널 상황에 따라 할당할 수 있는 자원 등이 결정된다. 따라서 이동통신시스템과 같은 무선통신시스템에서는 스케쥴러에서 전송하고자 하는 자원의 양과 채널의 상황 및 데이터의 양 등을 고려하여 전송자원을 할당하는 등의 관리가 이루어진다. 이는 차세대 이동통신시스템 중 하나인 LTE에서도 동일하게 이루어지며 기지국에 위치한 스케쥴러가 무선 전송자원을 관리하고 할당한다. 최근 LTE 통신시스템에 여러가지 신기술을 접목하여 전송속도를 향상시키는 진화된 LTE 통신시스템 (LTE-A: LTE-Advanced)에 대한 논의가 본격화되고 있다. 상기 새롭게 도입될 기술 중에는 반송파 집적 기술 (Carrier aggregation: CA)이 있다. 반송파 집적 기술이란 기존의 통신에서 단말기 (User Equipment: UE)와 기지국 사이에서 다운링크 수신과 업링크 전송에 있어서 각각 하나의 반송파만 사용하던 것을 주반송파와 하나 혹은 복수개의 부반송파를 사용하여 부 반송파의 개수만큼 데이터 수신량/수신레이트나 전송량/전송레이트를 증가시키는 기술이다. LTE에서는 주반송파로 구성된 셀을 PCell(Primary Cell, 또는 제1 셀, 이하 동일하다)이라고 하며 부반송파로 구성된 셀을 SCell (Secondary Cell, 또는 제2 셀, 이하 동일하다)이라 칭한다. 한편 중계기 및 원격 무선 장비 (Remote Radio Head: RRH/Repeater) 등의 도입으로 주반송파와 부판송파를 사용하는 라디오 송수신을 담당하는 안테나 위치가 달라지는 경우 (일 예로 주 반송파의 송수신 안테나는 기지국에 위치하며 부 반송파의 송수신 안테나는 RRH에 위치할 수 있음)가 발생할 수 있으며, 이때에는 단말기의 위치에 따라 보다 멀리 떨어져 있는 수신 안테나로 전송하기 위한 업링크 타이밍과, 보다 가까운 위치의 수신 안테나로 전송하기 위한 업링크 타이밍이 필요할 수 있다. 즉 복수개의 업링크 타이밍이 존재할 수 있으며, 상기 복수개의 업링크 타이밍 획득을 위한 랜덤 액세스 동작에 대한 효율적인 핸들링 방안이 필요하게 된다. 본 발명에서는 상기와 같이 복수개의 업링크 타이밍이 존재하는 경우 각 업링크 타이밍 획득을 위한 랜덤 액세스가 문제/실패되는 경우에 대한 효율적인 핸들링 방안을 정의한다.

본 발명은 이동통신 시스템 특히, 반송파 집적을 사용하는 이통통신 시스템에서 단말이 랜덤 액세스 절차를 효율적으로 제어하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는 복수개의 업링크 타이밍이 존재하는 반송파 집적화 동작에서, 각 업링크 타이밍 획득을 위한 랜덤 액세스 절차가 문제/실패되는 경우 상기 랜덤 액세스 절차가 PCell에서의 랜덤 액세스인지 SCell에서의 랜덤 액세스인지에 따라 별도의 랜덤 액세스 문제/실패 핸들링 방안을 제안한다. PCell에서 랜덤 액세스가 문제/실패되는 경우 상기 문제/실패를 탐지하는 단말기의 MAC (Medium Access Control) 레이어에서 RRC (Radio Resource Control) 레이어로 상기 랜덤 액세스 문제/실패를 공지하며 RRC 레이어에서 기지국과의 연결을 재설정하기 위한 동작 (RRC Connection Re-establishment and the corresponding RRC Connection Reconfiguration)을 수행하여 상기 기지국와의 연결 재설정이 성공하면 시그널링라디오베어러 (Signalling Radio Bearer)와 데이터라디오베어러 (Data Radio Bearer)를 재설정하고 암호화 (Ciphering)/무결성체크 (Integrity protection check)을 재시작한다. 반면 SCell에서 랜덤 액세스가 문제/실패되는 경우 상기 문제/실패를 탐지하는 단말기의 MAC 레이어에서 수행 중이던 랜덤 액세스를 중지한다. 반면 MAC 레이어에서 RRC 레이어로 상기 SCell에서의 랜덤 액세스 문제/실패를 공지하지 않는다.

보다 구체적으로, 본 발명의 제1 셀과 적어도 하나의 제2 셀을 집적하여 사용하는 무선통신 시스템에서 단말의 랜덤 액세스 제어 방법은 상기 제1 셀 또는 제2 셀에 대한 랜덤 액세스를 수행하는 단계, 상기 랜덤 액세스에 대한 실패를 감지하는 단계, 상기 실패 감지된 랜덤 액세스가 상기 제1 셀에 대한 것인지 또는 상기 제2 셀에 대한 것인지 판단하는 단계, 및 상기 제1 셀 또는 제2 셀에 대한 랜덤 액세스 실패 여부에 따라 상기 랜덤 액세스 절차 계속 수행 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제1 셀과 적어도 하나의 제2 셀을 집적하여 사용하는 무선통신 시스템에서 기지국으로 랜덤 액세스를 수행하는 단말은 상기 기지국과 신호를 송수신하는 송수신부, 및 상기 제1 셀 또는 제2 셀에 대한 랜덤 액세스를 수행하고, 상기 랜덤 액세스에 대한 실패를 감지하며, 상기 실패 감지된 랜덤 액세스가 상기 제1 셀에 대한 것인지 또는 상기 제2 셀에 대한 것인지 판단하고, 상기 제1 셀 또는 제2 셀에 대한 랜덤 액세스 실패 여부에 따라 상기 랜덤 액세스 절차 계속 수행 여부를 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면 복수개의 업링크 타이밍이 존재하는 경우 각 업링크 타이밍 획득을 위한 랜덤 액세스가 문제/실패되는 경우, 랜덤 액세스 절차를 효율적으로 핸들링할 수 있다.

도1. 3GPP 시스템 구조의 일 실시예를 도시하는 도면.
도2. 3GPP 시스템의 무선 프로토콜 구조의 일 실시예를 도시하는 도면.
도3. 반송파 집적화의 일 실시예를 도시하는 도면.
도4. 업링크 타이밍 싱크 절차의 필요성과 역할에 대한 일 실시예를 도시하는 도면.
도5. 반송파 집적화에서 복수개의 업링크 타이밍이 필요한 시나리오에 대한 일 실시예를 도시하는 도면.
도6. 제안하는 반송파 집적화 동작에서의 랜덤 액세스 문제/실패 핸들링 방안 일 실시예를 도시하는 순서도.
도7. 도6 실시예에 대한 단말기 동작 흐름도의 일 실시예를 도시하는 순서도.
도8. 도6 실시예에 대한 단말기의 장치 블록도의 일 실시예를 도시하는 블록도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.

도1은 본 발명을 적용할 일 실시예 시스템인 3GPP LTE 시스템 구조의 일 실시예를 도시하는 도면이다.

LTE 이동 통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 ENB 또는 Node B라 한다)(105, 110, 115, 120)과 MME (125 Mobility Management Entity) 및 S-GW (130 Serving ? Gateway)로 구성된다.

사용자 단말(User Equipment, 이하 UE라 칭한다)(135)은 ENB 및 S-GW를 통해 외부 네트워크에 접속한다. ENB(105 ~ 120)는 UMTS 시스템의 기존 노드 B에 대응된다.

ENB는 UE(135)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 복잡한 역할을 수행한다. LTE에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 상황 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며 이를 ENB(105 ~ 120)가 담당한다.

하나의 ENB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 최대 100 Mbps의 전송속도를 구현하기 위해서 LTE는 최대 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 기술로 사용한다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다.

S-GW는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다. MME는 MME는 각 종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다.

도 2는 본 발명이 적용되는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조의 일 실시예를 도시하는 도면이다.

도2를 참조하면 LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말기와 ENB에서 각각 PDCP (Packet Data Convergence Protocol 205, 240), RRC (Radio Resource Control 208, 238), RLC (Radio Link Control 210, 235), MAC (Medium Access Control 215, 230), PHY (Physical 2210, 225)으로 이루어진다.

PDCP는 IP 헤더 압축/복원과 무선프로토콜상의 암호화 (Ciphering)와 무결성보장체크 (Integrity Protection Check) 등의 동작을 담당한다. RRC는 라디오자원 핸들링을 위한 상위 레이어의 제어정보 메시지 전송 및 관련 동작/프로시져을 정의한다.

RLC는 PDCP PDU (Packet Data Unit)을 적절한 크기로 재구성한다.

MAC은 한 단말기에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며 RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다.

물리계층 (PHY)은 상위 계층 데이터를 채널코딩 및 변조하고 OFDM 심벌로 만들어서 무선채널로 전송하거나 무선채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위계층으로 전달하는 동작을 수행한다.

도3은 단말기에서 반송파 집적의 일 실시예를 도시하는 도면이다.

하나의 기지국에서는 일반적으로 여러 주파수 대역에 걸쳐서 다중 반송파들이 송출되고 수신된다. 예를들어 기지국 (305)에서 중심주파수가 f1인 반송파 (315)와 중심주파수가 f3 (310)인 반송파가 송출될 때, 종래에는 하나의 단말이 상기 두개의 반송파 중에서 하나의 반송파를 이용해서 데이터를 수신하였다.

그러나 반송파 집적 능력을 가지고 있는 단말기는 동시에 여러 개의 반송파들로부터 데이터를 수신할 수 있다. 기지국 (305)은 반송파 집적 능력을 가지고 있는 단말기 (330)에 대해서는 상황에 따라 더 많은 반송파를 할당함으로써 상기 단말기 (330)의 데이터 수신 레이트를 높일 수 있다. 상기는 기지국에서 반송파의 송출 측면에서 설명하였으며 기지국에서 반송파의 수신 측면에서도 동일하다. 종래에서는 하나의 단말기가 복수개의 반송파 중에서 하나의 반송파를 이용해서 데이터를 송신하였으나 반송파 집적 능력을 가지고 있는 단말기는 동시에 여러 개의 반송파를 이용하여 데이터를 송신함으로써 데이터 송신 레이트를 높일 수 있다.

전통적인 의미로 하나의 기지국에서 송출되고 수신되는 하나의 순방향 반송파와 하나의 역방향 반송파가 하나의 셀을 구성한다고 할 때, 반송파 집적이란 단말기가 동시에 여러 개의 셀을 통해서 데이터를 송수신하는 것으로 이해될 수 있다. 이를 통해 최대 전송 속도는 집적되는 반송파의 수에 비례해서 증가된다.

이하 본 발명을 설명함에 있어서 단말기가 임의의 순방향 반송파를 통해 데이터를 수신하거나 임의의 역방향 반송파를 통해 데이터를 전송한다는 것은 상기 반송파를 특징짓는 중심 주파수와 주파수 대역에 대응되는 셀에서 제공하는 제어채널과 데이터 채널을 이용해서 데이터를 송수신한다 것과 동일한 의미를 가진다. 또한 이하 본 발명의 실시예는 설명의 편의를 위해 LTE 시스템을 가정하여 설명될 것이나 본 발명은 반송파 집적을 지원하는 각종 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다.

도 4는 OFDM 다중화방식을 적용한 3GPP LTE 시스템에서의 업링크 타이밍싱크절차의 필요성과 역할에 대한 일 실시예를 도시하는 도면이다.

UE1(이하 단말기1이라고 칭함)은 ENB에 가까이 위치하고 있는 단말기를 나타내며, UE2(이하 단말기2라고 칭함)는 ENB에서 멀리 떨어져 있는 단말기를 나타낸다. 제1 전파지연시간(T_pro1)은 상기 단말기1까지의 라디오전송에 있어서의 전파지연시간(Propagation delay time)을 나타내며, 제2 전파지연시간(T_pro2)은 상기 단말기2까지의 라디오전송에 있어서의 전파지연시간을 나타낸다.

단말기1이 단말기2에 비해 ENB에 가까운 곳에 위치하고 있기 때문에 상대적으로 작은 전파지연시간을 가짐을 알 수 있다 (도4에서 T_pro1은 0.333us, T_pro2는 3.33us를 보임).

ENB의 한 셀에서 상기 단말기1과 단말기2의 초기 업링크 타이밍은 ENB가 탐지하는 셀 내 단말기들의 업링크 타이밍과 맞지 않다. 401은 단말기1의 특정 OFDM 심벌 (Symbol)에 대한 업링크 전송 타이밍을 나타내며 403은 단말기2의 상기 OFDM 심벌에 대한 업링크 전송 타이밍을 나타낸다.

단말기1과 단말기2의 업링크 전송의 전파지연시간을 고려하면 상기 업링크 OFDM 심벌을 수신하는 ENB에서의 수신 타이밍은 407, 409와 같다. 즉 401 단말기1의 업링크 전송은 짧은 전파지연시간을 가지고 407의 타이밍에 ENB에 수신되며 403 단말기2의 업링크 전송은 상대적으로 긴 전파지연시간을 가지고 409의 타이밍에 ENB에 수신된다. 405는 ENB의 기준 수신 타이밍을 나타낸다. 407, 409는 아직 단말기1, 단말기2에 대해 업링크 타이밍 동기를 맞추기 전이기 때문에 ENB가 상기 OFDM 심벌을 수신하여 디코딩하는 기준 타이밍인 405와 단말기1로부터의 OFDM 심벌을 수신하는 타이밍 407, 그리고 단말기2로부터의 OFDM 심벌을 수신하는 타이밍인 409가 각각 틀리다. 그러므로 단말기1과 단말기2로부터 전송되는 상향링크 OFDM 심벌은 405 기준 수신 타이밍에서 수신되는 상향링크 OFDM 심벌과 직교성 (Orthogonality)을 가지지 않으므로 서로 간섭 (Interference)으로 작용하며 ENB는 상기 간섭으로 인해 각 OFDM 심벌을 성공적으로 디코딩 (Decoding)할 수 없는 문제가 발생한다.

업링크 타이밍 싱크 절차는 단말기1, 단말기2, E-NB의 업링크심벌 수신타이밍을 동일하게 맞추는 과정이며, 상기 업링크 타이밍싱크프로시져를 끝내면 411, 413, 415와 같이 E-NB가 업링크 OFDM 심벌을 수신하여 디코딩하는 시작 타이밍을 맞추게 된다.

업링크 타이밍 싱크 절차에서 ENB는 상기 단말기들에게 타이밍 어드밴스 (Timing Advance, 이하 TA 정보라 칭함) 정보를 전송하여 수신 기준 다운링크 대비 얼마만큼 타이밍을 조절하여 업링크 전송을 수행해야 하는지에 대한 정보를 알려준다. TA 정보는 랜덤 액세스 과정에서 단말기가 초기 전송한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답 메시지 (Random Access Response, 이하 RAR로 칭함)를 통해 전송되거나 타이밍 어드밴스 커맨드 (Timing Advance Command) MAC Control Element (이하 TAC MAC CE라 칭함)를 통해 전송될 수 있다.

도 5는 반송파 집적화에서 복수개의 업링크 타이밍이 필요한 시나리오에 대한 일 실시예를 도시하는 도면이다.

F1 주파수 대역 (505)을 사용하는 매크로 기지국 (501)의 주위에 F2 주파수 대역 (507)을 사용하는 원격무선장비 (Remote Radio Head: RRH) (503)들이 분포해 있다. 만약 단말기가 매크로 기지국과 원격무선장비를 동시에 사용하는 경우 (즉 단말기가 원격무선장비 근처에 위치해서 F1 주파수 대역과 F2 주파수 대역을 업링크 전송을 위해 반송파 집적화함) 원격무선장비와의 다운링크와 업링크 전송은 짧은 전파지연시간을 가지며 반면 매크로 기지국과의 다운링크와 업링크 전송은 상대적을 긴 전파지연시간을 가지므로, 원격무선장비로의 업링크 전송 타이밍은 매크로 기지국으로의 업링크 전송 타이밍과 틀리다.

즉, 상기 반송파 집적 시나리오에서는 복수개의 업링크 전송 타이밍이 필요하며 이에 따라 초기 업링크 전송 타이밍을 맞추기 위해서는 원격무선장비로 F2로 랜덤 액세스 절차를 수행하여 업링크 전송 타이밍을, 매크로기지국으로 F1으로 랜덤 액세스 절차를 수행하여 업링크 전송 타이밍을 각각 맞추어야 한다. 다시 말해, 캐리어 집적화에서 복수개의 업링크 전송 타이밍이 존재하면 상기 업링크 전송 타이밍을 맞추기 위한 랜덤 액세스 절차가 복수 셀에 대해서 필요하게 된다(상기 복수 셀에 대한 랜덤 액세스 절차가 동일 타이밍에 수행될 필요 없음).

본 발명에서 동일한 업링크 타이밍을 가지는 반송파들에 대한 그룹을 타이밍 어드밴스 그룹 (Timing Advance Group: TAG)라고 명칭한다. 예를들어 PCell에 3개의 SCell A, B, C가 집적화되고 PCell과 SCell A가 동일한 업링크 타이밍을 가지고 SCell B와 SCell C가 동일한 업링크 타이밍을 가진다면, PCell과 SCell A가 TAG#0에 속하며 SCell B와 SCell C가 TAG#1에 속할 수 있다.

이하에서는, PCell이 포함된 TAG#0을 PTAG (Primary TAG)라고 PCell이 포함되어 있지 않은 TAG#1을 STAG로 명칭할 수 있다. PCell은 주반송파의 서빙셀 (Serving cell)을 호칭하며 통상 RRC 연결을 처음에 설정 (RRC Connection Establishment)했거나 RRC 연결을 재설정 (RRC Connection Re-establishment)했거나 핸드오버 (Handover: HO)의 대상이 되는 셀이다. 본 발명에서는 상기에서 설명한 복수 셀에 대해 랜덤 액세스 절차가 수행될 때 발생할 수 있는 랜덤 액세스 문제/실패를 효율적으로 핸들링하는 방안을 제안한다.

도6은 본 발명에서 제안하는 반송파 집적화 동작에서의 랜덤 액세스 문제/실패에 대한 핸들링 방안의 일 실시예를 도시하는 순서도이다.

단말기 (601)은 기지국 (611)에 PCell (613)로만 접속되어 있는 상태에서 기지국은 상기 단말기에 반송파 집적을 설정하도록 결정한다 (621). 603은 단말기 내의 RRC 프로토콜 레이어, 606은 단말기 내의 MAC 프로토콜 레이어, 609는 단말기 내의 PHY 프로토콜 레이어를 도시한다. 기지국은 단말기를 위해 반송파 집적 설정을 결정하면 RRC 레이어 메시지를 전송하여 상기 반송파 집적화를 위해 추가할 SCell (616)에 대한 구성정보를 시그널링하여 상기 SCell을 반송파 집적 대상 셀로 추가한다 (631). 이때 상기 SCell의 업링크 전송 타이밍에 대한 정보를 STAG id와 같은 정보를 이용하여 단말기에게 알려준다.

만약 단말기가 현재 상기 STAG id에 대한 업링크 타이밍을 유지하고 있지 않다면 상기 SCell은 새로운 업링크 전송 타이밍을 요구한다. 상기 RRC 레이어 메시지의 일 예로 RRC 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 절차를 사용할 수 있다.

기지국은 이후 상기 반송파 집적화를 위해 추가된 SCell을 필요에 따라 활성화시킨다 (633). 상기 SCell에 대한 활성화 지시 메시지의 일예로 MAC 활성화 제어(Activation MAC CE) 메시지를 사용할 수 있다.

본 발명에서는 상기 활성화된 SCell은 단말기가 기존에 유지하고 있는 업링크 전송 타이밍 (도6에서는 613 PCell에 대한 업링크 전송 타이밍)과 틀린 새로운 업링크 전송 타이밍을 필요로 함을 가정한다. SCell에 대한 업링크 전송 타이밍 정보를 획득하기 위해 기지국은 상기 SCell에 대해 랜덤 액세스 절차를 수행할 것을 명령한다 (636). 상기 명령 메시지의 일 예로 PDCCH 명령(PDCCH order) 메시지를 사용할 수 있다. PHY 레이어 (609)는 상기 랜덤 액세스 절차 수행 명령을 MAC 레이어에게 알리며 (639), 상기 MAC 레이어는 전송할 랜덤 액세스 프리앰블을 선택하여 PHY 레이어로 알리면 (641) PHY 레이어가 기지국으로 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다 (642).

단말기는 상기 전송한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답 메시지를 기지국으로부터 수신받지 못하면 랜덤 액세스 프리앰블을 (재)전송한다 (645, 646, 648, 649). 상기 (재)전송한 랜덤 액세스 프리앰블의 횟수가 일정 임계값을 초과하면 MAC 레이어에서 랜덤 액세스에 대한 문제 및/또는 실패가 있는 것으로 판단한다 (651).

만약 상기 랜덤 액세스에 대한 문제가 SCell에 대한 랜덤 액세스 문제/실패라면 (651) MAC은 상기 SCell에 대한 랜덤 액세스 절차를 중지하고 더 이상 랜덤 액세스 프리앰블을 (재)전송하지 않는다 (653).

661에서는 이후 기지국이 다시 PDCCH order를 전송하여 SCell에 대한 랜덤 액세스 절차를 수행할 것을 명령하며 이번에는 상기 SCell에 대한 랜덤 액세스 절차가 성공적으로 완료되어 상기 SCell에 대한 TA 정보를 획득하여 업링크 전송 타이밍을 획득함을 가정한다. SCell에 대한 업링크 타이밍을 획득하였으므로 PCell 뿐만 아니라 상기 SCell에 대해서도 업링크 스케쥴링이 가능하며 상기 업링크 스케쥴링에 의한 업링크 전송이 발생할 수 있다 (663).

이후 기지국이 이번에는 PCell에 대해 랜덤 액세스 절차를 수행할 것을 명령한다 (671). PHY 레이어 (609)는 상기 랜덤 액세스 절차 수행 명령을 MAC 레이어에게 알리며 (673), 상기 MAC 레이어는 전송할 랜덤 액세스 프리앰블을 선택하여 PHY 레이어로 알리면 (674) PHY 레이어가 기지국으로 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다 (675).

단말기는 상기 전송한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답 메시지를 기지국으로부터 수신받지 못하면 랜덤 액세스 프리앰블을 (재)전송한다 (676, 677, 678, 679). 상기 (재)전송한 랜덤 액세스 프리앰블의 횟수가 일정 임계값을 초과하면 MAC 레이어에서 랜덤 액세스에 대한 문제/실패가 있는 것으로 판단한다 (681).

만약 상기 랜덤 액세스에 대한 문제가 PCell에 대한 랜덤 액세스 문제/실패라면 (681) MAC은 상기 랜덤 액세스에 문제/실패가 있음을 RRC 레이어 (603)으로 공지하며 상기 공지를 수신받은 RRC 레이어는 RRC 연결을 재설정하는 절차를 수행한다 (691).

도6에서는 도시하지 않았지만 랜덤 액세스 문제/실패를 공지받은 RRC 레이어는 RRC 연결을 재설정하는 절차로 바로 수행하는 대신 RRC 레이어에서의 특정 타이머가 종료될 때까지 좀 더 기다렸다가 만약 여전히 MAC 레이어에서 랜덤 액세스를 성공적으로 수행안되면 그때 RRC 연결을 재설정하는 절차를 수행할 수도 있다. 상기 RRC 연결을 재설정하는 절차의 일 예로서 RRC 연결 재형성(RRC Connection Re-establishment)과, 그 이후의 RRC 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 절차를 사용할 수 있다.

상기 RRC 연결을 재설정하는 절차는 단말기와 기지국간의 링크가 끊겼음을 가정하여 시그널링 라디오 베어러와 데이터 라디오 베어러를 재설정하고 라디오 인터페이스 상의 보안 (security, 암호화와 무결성체크 동작을 일컫음)을 재시작하기 위함이다.

또한 PCell에 대한 랜덤 액세스 문제/실패시에는 RRC 레이어에서 MAC 레이어로 랜덤 액세스 절차 중지를 지시하기 전에는 랜덤 액세스 절차를 계속 수행할 수 있다. 즉 랜덤 액세스 프리앰블이 랜덤 액세스 문제/실패 탐지 후에도 RRC 레이어에서의 중지 조건이나 지시가 있을 때까지 계속 (재)전송될 수 있다. RRC 레이어의 랜덤 액세스 중지 조건의 일예로 RRC 연결 재형성(RRC Connection Re-establishment) 절차의 시작이나 PCell의 변경이나 RRC 레이어의 특정 타이머의 종료 등이 사용될 수 있다. 결론적으로 상기 도6에서는 랜덤 액세스 문제/실패 발생 시, PCell에서의 랜덤 액세스인지 SCell에서의 랜덤 액세스 인지에 따라 차별적인 별도 핸들링 방안을 제안한다. 본 발명에서는 PCell에 대한 랜덤 액세스가 더 중요할 것임을 가정하였으나 도6과 반대의 핸들링 방안도 적용가능하다 (도6의 PCell에 대한 랜덤 액세스 문제/실패시의 핸들링 방안과 SCell에 대한 랜덤 액세스 문제/실패시의 핸들링 방안의 스와핑도 적용 가능함).

도 6에서 도시하지 않았지만 다른 일 실시예로서 PCell에서 랜덤 액세스가 문제/실패되는 경우나 SCell에서 랜덤 액세스가 문제/실패되는 경우 모두 MAC 레이어가 RRC 레이어로 랜덤 액세스 문제/실패가 있음을 RRC 레이어로 공지할 수도 있다. 단 이 경우에는 RRC 레이어로 랜덤 액세스 문제/실패가 있음을 RRC 레이어로 공지할 때에 어떤 셀의 랜덤 액세스가 문제/실패가 있었는지 또는 어떤 TAG에 해당하는 셀에서 랜덤 액세스가 문제/실패가 있었는지 추가 정보를 알려줘야 하며, 상기 정보를 수신받은 RRC 레이어는 PCell의 랜덤 액세스가 문제/실패한 경우에는 RRC 연결 재설정 절차를 수행하는 반면 SCell의 랜덤 액세스가 문제/실패한 경우에는 기지국에게 RRC 메시지로 어떤 SCell에서 또는 어떤 STAG에 포함된 셀에서 랜덤 액세스가 문제/실패했음을 시그널링할 수도 있다.

상기 정보를 수신받은 기지국은 랜덤 액세스 수행을 재명령하거나 또는 랜덤 액세스가 문제/실패한 셀을 해제시키거나 (release) 반송파 집적화를 위한 셀들의 설정 정보를 변경하는 등의 동작을 취할 수 있다.

도 7은 도6 실시예에 대한 단말기 동작 흐름도의 일 실시예를 도시하는 순서도이다.

701에서는 MAC 레이어에서 랜덤 액세스 절차의 문제/실패를 탐지한다. 상기 랜덤 액세스 절차의 문제/실패 탐지의 일 실시예는 (재)전송한 랜덤 액세스 프리앰블의 횟수가 일정 임계값을 초과하면 랜덤 액세스에 문제/실패가 있는 것으로 판단할 수 있다. 랜덤 액세스 절차의 문제/실패가 탐지되면 상기 랜덤 액세스 문제/실패가 PCell의 랜덤 액세스에 대한 문제/실패인지 SCell에 대한 랜덤 액세스 문제/실패인지를 판단한다 (711). 만약 SCell에 대한 랜덤 액세스가 문제/실패라면 MAC 레이어는 상기 랜덤 액세스 절차를 중단/종료한다 (721).

반면 만약 PCell에 대한 랜덤 액세스가 문제/실패라면 MAC 레이어는 상기 랜덤 액세스 문제/실패를 RRC 레이어로 공지하는 한편 랜덤 액세스 절차는 계속적으로 수행할 수 있다 (731).

MAC으로부터 상기 랜덤 액세스 문제/실패 정보를 공지받은 RRC 레이어는 RRC 연결 재설정 절차를 수행하며 특정 조건 만족시 MAC에게 랜덤 액세스 절차 중단/종료을 지시한다 (741).

상기 특정 조건의 일예로서 RRC 연결 재형성(RRC Connection Re-establishment) 절차의 시작이나 PCell의 변경이나 RRC 레이어의 특정 타이머의 종료 등이 사용될 수 있다. 도7에서는 도시하지 않았지만 랜덤 액세스 문제/실패를 공지받은 RRC 레이어는 RRC 연결을 재설정하는 절차로 바로 수행하는 대신 RRC 레이어에서의 특정 타이머가 종료될 때까지 좀 더 기다렸다가 만약 여전히 MAC 레이어에서 랜덤 액세스를 성공적으로 수행안되면 그때 RRC 연결을 재설정하는 절차를 수행할 수도 있다. RRC로부터 랜덤 액세스 절차 중단/종료를 지시받으면 MAC은 랜덤 액세스 절차가 여전히 수행중이었다면 중단/종료한다.

도 8은 도6 실시예에 대한 단말기 장치 블록도의 일 실시예를 도시하는 블록도이다.

단말기는 송수신부 (801)을 통해 기지국과의 통신을 수행한다.

RRC 레이어 (821)에서는 RRC 제어 메시지를 생성하여 송수신부를 통해 기지국에게 전송하거나 송수신부를 통해 수신하는 RRC 제어 메시지를 수신하여 이를 해독하고 수신된 정보에 의해 관련 절차를 수행한다. 또한 RRC 레이어에서는 MAC 레이어으로부터 랜덤 액세스 절차 문제/탐지에 대한 정보를 수신받으면 관련 절차를 수행하며 MAC 레이어로 랜덤 액세스 절차 중단/종료 등을 지시할 수 있다.

MAC 랜덤 액세스 수행 및 관리부 (811)에서는 송수신부를 통해 기지국으로부터 특정 셀에 대한 랜덤 액세스 절차 수행을 지시받거나 단말기 내부에서 RRC로부터 랜덤 액세스 절차 수행 시작을 지시받거나 MAC으로부터 랜덤 액세스 절차가 유발되면 해당 랜덤 액세스 절차를 수행하며 랜덤 액세스 절차에 문제/실패가 탐지되면 자동적으로 상기 랜덤 액세스 절차를 중단/종료하거나 또는 RRC 레이어로 랜덤 액세스 절차 문제/실패를 공지한다.

한편, 도 8의 단말기 장치 블록도에서는 도시되지 않았지만, 상기한 모든 과정은 제어부의 제어하에 수행될 수 있음에 유의해야 한다.

이 경우, 제어부는 제1 셀 또는 제2 셀에 대한 랜덤 액세스를 수행하고, 상기 랜덤 액세스에 대한 실패를 감지한다. 그리고 제어보는 상기 실패 감지된 랜덤 액세스가 상기 제1 셀에 대한 것인지 또는 상기 제2 셀에 대한 것인지 판단하고, 상기 제1 셀 또는 제2 셀에 대한 랜덤 액세스 실패 여부에 따라 상기 랜덤 액세스 절차 계속 수행 여부를 결정한다.

구체적으로, 제어부는 제1 셀에 대한 랜덤 액세스 실패 감지 시, RRC(Radio Resource Control) 연결 재설정 절차를 수행하도록 제어한다. 이 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부는 상기 제1 셀에 대한 랜덤 액세스 실패 감지 시 타이머를 구동하고, 상기 타이머 구동 완료 전까지 상기 랜덤 액세스 실패 시 상기 RRC 연결 재설정 절차를 수행하도록 제어할 수 있다

반면, 상기 제2 셀에 대한 랜덤 액세스 실패 감지 시, 제어부는 상기 랜덤 액세스 절차 수행을 중단하도록 제어한다.

Claims

무선통신 시스템에서 단말의 방법에 있어서,
단말이 랜덤 액세스 프리앰블을 제1 셀(primary cell) 또는 제2 셀(secondary cell)로 전송하는 단계;
상기 랜덤 액세스 프리앰블의 전송 횟수에 기반하여 상기 랜덤 액세스 프리앰블이 전송된 제1 셀 또는 제2 셀에서 상기 단말이 랜덤 액세스 문제가 감지되는지 결정하는 단계;
상기 랜덤 액세스 프리앰블이 상기 제1 셀로 전송된 경우, 상기 랜덤 액세스 문제를 상위 계층(upper layer)으로 지시하고 상기 단말이 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 연결 재형성(connection re-establishment) 절차를 수행하는 단계; 및
상기 랜덤 액세스 프리앰블이 제2 셀로 전송된 경우, 랜덤 액세스 절차를 중지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 문제는,
상기 랜덤 액세스 프리앰블의 전송 횟수가 미리 결정된 값에 도달하는 경우 감지되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 RRC 연결 재형성 절차를 수행하는 단계는,
상기 랜덤 액세스 문제가 해결되지 않고 상기 랜덤 액세스 프리앰블이 상기 제1 셀로 전송된 경우 상기 RRC 연결 재형성 절차를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 RRC 연결 재형성 절차를 수행하는 단계는,
상기 랜덤 액세스 프리앰블이 상기 제1 셀로 전송된 경우 타이머를 구동하는 단계; 및
상기 타이머의 만료 시 상기 RRC 연결 재형성 절차의 수행을 중지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 문제는,
랜덤 액세스 응답이 기지국으로부터 수신되지 않는 경우 감지되는 것을 특징으로 하는 방법.
무선통신 시스템에서 단말에 있어서,
기지국과 신호를 통신하도록 설정된 송수신부; 및
상기 송수신부와 연결되고, 랜덤 액세스 프리앰블을 제1 셀 또는 제2 셀로 전송하고, 상기 랜덤 액세스 프리앰블의 전송 횟수에 기반하여 상기 랜덤 액세스 프리앰블이 전송된 제1 셀 또는 제2 셀에서 랜덤 액세스 문제가 감지되는지 결정하고, 상기 랜덤 액세스 프리앰블이 상기 제1 셀로 전송된 경우 상기 랜덤 액세스 문제를 상위 계층(upper layer)으로 지시하고 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 연결 재형성(connection re-establishment) 절차를 수행하고, 상기 랜덤 액세스 프리앰블이 제2 셀로 전송된 경우 랜덤 액세스 절차를 중지하도록 설정된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
제6항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 문제는,
상기 랜덤 액세스 프리앰블의 전송 횟수가 미리 결정된 값에 도달하는 경우 감지되는 것을 특징으로 하는 단말.
제6항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 랜덤 액세스 문제가 해결되지 않고 상기 랜덤 액세스 프리앰블이 상기 제1 셀로 전송된 경우 상기 RRC 연결 재형성 절차를 수행하도록 더 설정되는 것을 특징으로 하는 단말.
제6항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 랜덤 액세스 프리앰블이 상기 제1 셀로 전송된 경우 타이머를 구동하고, 상기 타이머의 만료 시 상기 RRC 연결 재형성 절차의 수행을 중지하도록 더 설정되는 것을 특징으로 하는 단말.
제6항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 문제는,
랜덤 액세스 응답이 기지국으로부터 수신되지 않는 경우 감지되는 것을 특징으로 하는 단말.