KR102407605B1

KR102407605B1 - 무선 통신 시스템에서의 랜덤 액세스 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR102407605B1
Application number: KR1020150159224A
Authority: KR
Inventors: 조승권; 이안석; 정수정; 장성철
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2014-11-14
Filing date: 2015-11-12
Publication date: 2022-06-13
Also published as: KR20160058696A

Abstract

무선 통신 시스템에서의 랜덤 액세스 방법 및 그 장치가 제공된다. 무선 통신 시스템으로 접속하고자 하는 제1 단말과 제2 단말이 존재하는 무선 통신 환경에서, 제1 단말 및 제2 단말 중 하나로부터 랜덤 액세스 식별 신호를 수신한다. 그리고 랜덤 액세스 식별 신호에 대한 응답으로 비지 신호를 전송한다. 이후, 랜덤 액세스 식별 신호를 전송하였던 단말로부터 데이터를 수신한다.

Description

무선 통신 시스템에서의 랜덤 액세스 방법 및 그 장치{Method and apparatus for random access in wireless communication system}

본 발명은 무선 통신 시스템에서의 랜덤 액세스 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

무선 시스템에서는 각 단말이 상향 링크로 자신이 전송하고자 하는 데이터를 분산적인 스케줄링 방법인 랜덤액세스(Random Access)에 의해 전송하고자 할 때, 상향 링크 데이터 전송을 위해 복수의 단계(예: 5단계)의 절차를 거치게 된다. 그러나 복수의 단계를 거쳐서 데이터를 전송하는 방법은 많은 지연 시간을 가지는 단점이 있다. 또한, 각 단계에서 다음 단계로 넘어가기 위해, 신호를 수신하고 이를 해석하고 그에 대한 응답으로 다음 신호를 전송하는 절차가 단말 및 기지국에서 각각 한 번 이상씩 수행된다. 그러나 이러한 절차들은 대부분 MAC(medium access control) 계층에서의 판단을 필요로 하게 되어 상당한 프로세싱(processing) 시간이 걸리게 된다.

이러한 긴 랜덤 액세스 지연 시간은 특히 간헐적으로 데이터를 전송하지만 전송시 짧은 지연 시간을 필요로 하는 트래픽을 특징으로 하는 저지연 서비스와 같은 향후 이동 통신에서 새롭게 그 중요성이 대두되는 서비스를 지원함에 있어, 근본적인 한계를 가진다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 지연 시간을 감소시킬 수 있는 랜덤 액세스 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 특징에 따른 랜덤 액세스 방법은, 무선 통신 시스템에서 단말의 랜덤 액세스 방법에서, 단말이 상기 무선 통신 시스템으로 랜덤 액세스하고자 하는 것을 나타내는 랜덤 액세스 식별 신호를 기지국으로 전송하는 단계; 및 상기 단말이 랜덤 액세스 식별 신호를 전송한 다음에 데이터를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 랜덤 액세스 식별 신호는 랜덤 액세스를 시도하는 다른 단말들과 구별되는 식별 코드를 포함한다.

상기 랜덤 액세스 식별 신호는 랜덤 액세스를 시도하는 다른 단말들로부터 전송되는 랜덤 액세스 식별 신호들과 직교성을 가질 수 있다.

상기 단말은 기지국과의 신호 교환을 통하여 상기 식별 코드를 부여받을 수 있다.

상기 데이터를 전송하는 단계는 기지국으로 비지 신호가 수신되어도 상기 데이터를 전송하며, 상기 비지 신호는 후행하는 무선 자원이 CB RA(Contention-based Random Access) 무선 자원으로 사용될 예정이라는 것을 나타낼 수 있다.

이 경우, 상기 단말은 상기 CB RA 자원에 대한 정보를 상기 기지국과의 신호 교환을 통해 제공받는 방법 및 상기 기지국으로부터 방송되는 시스템 정보를 통하여 획득하는 방법 중 적어도 하나를 통하여 획득할 수 있다.

상기 데이터를 전송하는 단계 이후에, 상기 방법은, 미리 설정된 시간 동안 상기 기지국으로부터 신규 전송용 또는 재전송용 상향 링크 자원 할당 신호를 수신하지 못하는 경우, 상기 단말이 랜덤 액세스 시도가 실패한 것으로 판단하여 다시 랜덤 액세스를 시도하거나 데이터의 재전송을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 랜덤 액세스 방법은, 무선 통신 시스템에서의 랜덤 액세스 방법에서, 제1 단말과 제2 단말이 존재하는 무선 통신 환경에서, 기지국이 상기 제1 단말로부터 랜덤 액세스하고자 하는 것을 나타내는 랜덤 액세스 식별 신호를 수신하는 단계; 상기 기지국이 상기 랜덤 액세스 식별 신호에 대한 응답으로 비지 신호를 전송하는 단계; 및 상기 기지국이 상기 제1 단말로부터 전송되는 데이터를 수신하는 단계를 포함한다.

상기 제1 단말은 CB RA(Contention-based Random Access) 방법으로 접속하고자 하는 단말이고, 상기 제2 단말은 CFA(Contention-free Access) 방법으로 접속하고자 하는 단말이며, 상기 비지 신호는 후행하는 무선 자원이 CB RA(Contention-based Random Access) 무선 자원으로 사용될 예정이라는 것을 나타낼 수 있다.

상기 랜덤 액세스 식별 신호를 수신하는 단계 이전에, 상기 방법은, 제1 시간에 상기 제2 단말에게 상기 제1 시간으로부터 설정 간격 이후인 제2 시간에서의 상향 링크 자원의 일부인 CB RA 무선 자원을 허가(grant)하는 스케줄링을 수행하여 상기 제1 단말과 제2 단말이 상기 CB RA 무선 자원을 공유할 수 있도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 랜덤 액세스 식별 신호를 수신하는 단계 이후에, 상기 방법은, 상기 랜덤 액세스 식별 신호를 디코딩하여 상기 제1 단말에 대한 식별 코드를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 단말로부터 전송되는 데이터를 수신하는 단계 이후에, 상기 방법은, 둘 이상의 제1 단말들로부터 데이터를 수신하는 경우에 데이터 충돌이 발생하면, 상기 식별 코드를 토대로 제1 단말들을 구별하고 각각에 대하여 CFA 방법으로 자원을 할당하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은, 상기 랜덤 액세스 식별 신호의 수신 및 데이터의 수신 여부에 따라 신규 전송용 자원 할당 또는 재전송용 자원 할당을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 자원 할당을 수행하는 단계는 상기 랜덤 액세스 식별 신호의 수신 및 데이터의 수신에 모두 성공한 경우, 상기 식별 코드를 토대로 구별되는 제1 단말에 대하여 데이터의 성공적인 수신을 알리기 위하여 신규 전송용 상향 링크 자원을 할당하는 단계; 및 상기 랜덤 액세스 식별 신호의 수신은 성공하고 상기 데이터의 수신은 실패한 경우, 상기 식별 코드를 토대로 구별되는 제1 단말에 대하여 데이터의 수신 실패를 알리기 위하여 재전송용 상향 링크 자원을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은, 상기 상향 링크 자원의 할당이 신규 전송용 자원 할당인지 또는 재전송용 자원 할당인지를 나타내는 플래그를 이용해 데이터의 성공적인 수신 여부를 단말에게 알려주는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 랜덤 액세스 방법은, 무선 통신 시스템에서의 랜덤 액세스 방법에서, CB RA(Contention-based Random Access) 방법으로 접속하고자 하는 단말로부터 수신되는 랜덤 액세스 식별 신호에 대한 응답으로 비지 신호를 전송하고, 상기 단말로부터 데이터를 수신하는 경우, 상기 랜덤 액세스 식별 신호의 수신 및 데이터의 수신 여부에 따라 신규 전송용 자원 할당 또는 재전송용 자원 할당을 수행하는 단계; 및 상기 자원 할당이 신규 전송용 자원 할당인지 또는 재전송용 자원 할당인지를 나타내는 플래그를 이용해 데이터의 성공적인 수신 여부를 단말에게 알려주는 단계를 포함한다.

상기 알려주는 단계는 NDI(New Data Indicator) 플래그를 이용하여 상기 데이터의 수신 여부를 알려줄 수 있다.

상기 알려주는 단계는 상기 자원 할당 후 설정 시간 내에 상기 데이터의 수신 여부를 알려주며, 상기 설정 시간은 재스케줄링 윈도우(Rescheduling Window)로 정의되는 일정 시간 기간을 나타낼 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 접속 처리 장치는, 무선 통신 시스템에서의 랜덤 액세스를 처리하는 접속 처리 장치에서, 안테나를 통하여 신호를 송수신하는 무선 주파수 변환기, 그리고 상기 무선 주파수 변환기와 연결되며, 랜덤 액세스 처리를 수행하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 제1 단말과 제2 단말이 존재하는 무선 통신 환경에서, 상기 제1 단말로부터 랜덤 액세스 하고자 하는 것을 나타내는 랜덤 액세스 식별 신호를 수신하고 식별 정보를 획득하는 식별 신호 처리부; 상기 랜덤 액세스 식별 신호에 대한 응답으로 비지 신호를 전송하는 비지 신호 송신부; 및 상기 제1 단말로부터 전송되는 데이터를 수신하는 데이터 수신 처리부를 포함하며, 상기 제1 단말은 CB RA(Contention-based Random Access) 방법으로 접속하고자 하는 단말이고, 상기 제2 단말은 CFA(Contention-free Access) 방법으로 접속하고자 하는 단말이며, 상기 비지 신호는 후행하는 무선 자원이 CB RA(Contention-based Random Access) 무선 자원으로 사용될 예정이라는 것을 나타낼 수 있다.

상기 프로세서는, 제1 시간에 상기 제2 단말에게 상기 제1 시간으로부터 설정 간격 이후인 제2 시간에서의 상향 링크 자원의 일부인 CB RA 무선 자원을 허가(grant)하는 스케줄링을 수행하여 상기 제1 단말과 제2 단말이 상기 CB RA 무선 자원을 공유할 수 있도록 하는 제1 스케줄링 처리부를 더 포함할 수 있다.

이외에도, 상기 프로세서는, 둘 이상의 제1 단말들로부터 데이터를 수신하는 경우에 데이터 충돌이 발생하면, 상기 식별 코드를 토대로 제1 단말들을 구별하고 각각에 대하여 CFA 방법으로 자원을 할당하는 제2 스케줄링 처리부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 프로세서는, 상기 랜덤 액세스 식별 신호의 수신 및 데이터의 수신 여부에 따라 자원 할당 처리를 수행하는 제3 스케줄링 처리부를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제3 스케줄링 처리부는 상향 링크 자원 할당에 따른 신규 전송용 자원 할당인지 또는 재전송용 자원 할당인지를 나타내는 플래그를 이용해 데이터의 성공적인 수신 여부를 단말에게 알려줄 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 유한한 자원을 중앙 집중적인 방법으로 관리하는 스케줄링에 의하지 않고, 각 단말이 분산적으로 수행하는 랜덤 액세스시에, 랜덤 액세스에 걸리는 지연 시간을 감소시킬 수 있다.

특히, 랜덤 액세스 절차 및 MAC 계층에서의 MAC 메시지 해석 및 판단에 필요한 긴 프로세싱 시간을 회피하여, 램덤 액세스 절차의 시작부터 상향링크 데이터 전송까지 걸리는 지연 시간(latency)을 감소시킬 수 있다.

또한, 경쟁 기반(contention-based) 접속 방법을 사용하는 단말들과 기지국의 중앙 집중적인 스케줄링에 의하여 충돌 없는(contention-free) 접속 방법을 사용하는 단말들이 랜덤 액세스에 사용되는 무선 자원을 공유함으로써, 경쟁 기반 접속 로드가 낮은 상황에서 생기는 자원 이용 효율의 저하(under-utilization)을 피할 수 있다.

도 1은 무선 통신 시스템에서의 랜덤 액세스를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 CB RA(Contention-based Random Access)와 CFA(Contention-free Access) 충돌 회피에 대한 동작을 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 랜덤 액세스 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 랜덤 액세스 처리 동작을 나타낸 타이밍도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 랜덤 액세스 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 CB RA 단말이 전송한 식별 신호의 및 데이터의 수신 여부에 따른 자원 할당 처리를 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 접속 처리 장치의 구조도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

명세서 전체에서, 단말(terminal)은 이동 단말(mobile terminal, MT), 이동국(mobile station, MS), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장비(user equipment, UE) 등을 지칭할 수도 있고, MT, MS, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

또한, 기지국(base station, BS)은 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 중계 노드(relay node, RN), 기지국 역할을 수행하는 진보된 중계기(advanced relay station, ARS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS), 소형 기지국, 펨토 기지국(femoto BS), 홈 노드B(home node B, HNB), 홈 eNodeB(HeNB), 피코 기지국(pico BS), 메트로 기지국(metro BS), 마이크로 기지국(micro BS) 등] 등을 지칭할 수도 있고, ABS, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, RN, ARS, HR-RS, 소형 기지국 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서의 랜덤 액세스 방법 및 그 장치에 대하여 설명한다.

도 1은 무선 통신 시스템에서의 랜덤 액세스(Random Access, 이하 RA로 표기함)를 나타낸 도이다.

LTE(long term evolution)과 같은 무선 통신 시스템에서, RA를 시도하려는 단말(UE라고 표시함)은 먼저 도 1에서와 같이, RA 영역(LTE에서는 PRACH(physical random access channel)에 RA를 위한 프리앰블 신호(또는 직교 신호(orthogonal signal), 직교 시퀀스(orthogonal sequence), 또는 직교 시그니처(orthogonal signature)라고도 함)를 전송한다. 프리앰블 신호는, 다수의 단말이 동일한 무선 자원을 이용해서 프리앰블 신호들을 전송한 상황에서도 각 단말이 다른 프리앰블 신호를 사용할 경우 수신이 가능한 직교성(orthogonality)을 가지고 있다.

프리앰블 신호를 수신한 기지국(eNB라고 표시함)은 프리앰블 신호에 대한 응답으로 RA 응답(Random Access response) 신호를 단말로 전송한다. RA 응답 신호를 수신한 단말은 L2/L3(Layer-2, Layer-3) 메시지를 기지국으로 전송한다. 이때, 자신이 필요로 하는 상향 링크 자원량을 BSR(Buffer Status Report) 메시지에 담아 L2/L3 메시지와 함께 기지국에 전송함으로써 단말이 필요로 하는 상향 링크 자원을 요청한다.

기지국은 상향 링크 자원을 스케줄링하여 단말에 할당하고, 할당된 자원에 대한 정보를 SG(Scheduling Grant)(예를 들어, PDCCH(physical downlink control channel)의 DCI(downlink control information) 포맷 0을 이용함)를 단말에 전달한다. 단말은 기지국으로부터 SG를 통해 할당받은 상향 링크 자원을 이용하여 최종적으로 데이터를 전송한다.

이러한 무선 통신 시스템에서의 랜덤 액세스시, 단말이 상향 링크 동기가 확보되어 있다고 하더라도 최종적인 상향 링크 데이터 전송을 위해 도 1에서와 같이, 모두 5단계의 절차를 거치게 된다. 이에 따라 데이터 전송에 따른 지연이 발생한다. 또한, 신호를 수신하고 이를 해석하고 그에 대한 응답으로 다음 신호를 전송하는 절차가 단말 및 기지국 각각 2번씩 수행하는데, 대부분 MAC 계층에서의 판단을 필요로 하게 되어 무시할 수 없는 프로세싱 시간이 걸리게 된다. 이러한 프로세싱 시간까지를 고려하면 데이터 전송시 약 20ms 정도의 지연 시간이 발생한다.

한편, 중앙 집중적인 기지국 스케줄링에 의하여 각각의 단말이 다른 단말과 충돌없이 자원을 할당받는 무경쟁(Contention-free, 이하 CF) 스케줄링 방법에 비하여, 각각의 단말이 분산적인 방법으로 RA를 수행하는 경쟁 기반(Contention-based, 이하 CB) RA 방법에서는 단말이 접속하고자 하는 무선 자원의 배타적인 사용이 보장되지 않으므로, 임의 단말이 전송하는 데이터가 다른 단말이 전송하는 데이터와 충돌될 확률이 항상 존재하게 된다. 따라서, 충돌 상황을 고려하여 충돌을 회피하거나 또는 충돌 확률을 감소시키는 방법이 요구된다.

RA 방법은 각 단말이 데이터를 전송하기 이전에 K개의 직교 프리앰블 중에서 하나를 골라서 먼저 기지국으로 전송하여 단말간의 충돌 확률을 줄인다. 그러나 사용되는 직교 프리앰블들의 개수가 유한(K 개수)함으로 여전히 충돌 확률이 존재한다. 이를 해소하기 위하여, 최종적인 데이터 전송 이전에, 주고받는 메시지를 이용하여 충돌을 해소(collision resolution)한 이후에 최종적으로 데이터를 전송한다. 이러한 방법은 최종적인 데이터 전송 단계에서의 충돌은 해소할 수 있으나, 그 과정까지 걸리는 시간이 소요되어 지연 시간이 매우 커지는 단점이 있다. 데이터 전송 지연 시간이 증가됨에 따라, 특히, 배터리에 의해 구동되어 전원 사용에 제약이 매우 크고 간헐적이고 짧은 데이터를 전송하는 단말에서 전원 소모를 크게 하는 치명적인 약점을 가지게 된다.

본 발명의 실시 예에서는 경쟁 기반 랜덤 액세스(Contention-based Random Access, CB RA)에 따라 상향 링크로 데이터를 전송할 때, 데이터 전송까지 걸리는 지연 시간을 감소시키는 RA를 수행한다.

이를 위하여, 본 발명의 실시 예에서는 기존 5단계에 걸치는 RA 방법에 비하여 보다 적은 단계를 통하여 RA를 수행하며, RA 수행시 데이터 충돌을 회피하거나 충돌 확률을 최대한 감소시킨다.

본 발명의 실시 예에 따른 RA는 직교(orthogonal) 식별 신호 전송, 비지(busy) 신호 확인 및 데이터 전송을 수행한다.

본 발명의 실시 예에서, CB RA시 사용되는 자원은 시스템의 상향 링크 자원의 일부이다. 기지국은 CB RA 자원에 대한 정보를 시스템 정보로서 방송하거나, 또는 CB RA 방법을 사용하여 RA를 하고자 하는 단말(설명의 편의상 CB RA 단말이라고 함)과 1 대 1 신호 교환을 통해 해당 단말로 제공할 수 있다. 이러한 방법을 통하여 기지국은 다수의 단말에 동일한 CB RA 자원에 대한 정보를 제공할 수 있다.

구체적으로, 기지국이 CB RA 자원에 대한 정보를 시스템 정보로서 방송하는데, 예를 들어, 모바일 와이맥스(Mobile WiMAX) 시스템의 경우 UCD(Uplink Channel Descriptor) 정보의 일부로서 방송하거나 또는, LTE 시스템의 경우 SIB(System Information Block) 정보의 일부로서 방송하여, 다수의 CB RA 단말이 동일한 CB RA 자원의 정보를 공유할 수 있도록 한다.

또한, 기지국이 CB RA 단말과 신호 교환을 통해 다수의 단말에게 동일한 CB RA 자원의 정보를 제공하는데, 예를 들어, LTE 시스템의 경우, 기지국이 RRC(Radio Resource Control) 제어 메시지를 이용하여 단말에 1 대 1로 CB RA 정보를 제공하는 방식으로 다수의 단말에 동일한 정보를 제공할 수 있다. 따라서 다수의 CB RA 단말이 동일한 CB RA 자원의 정보를 공유할 수 있다.

또한, 기지국이 CB RA 단말과 1 대 1 신호 교환을 통해 다수의 단말에 동일한 CB RA 자원의 정보를 제공하는 경우, CB RA 자원은 다양한 스케줄링에 따라 할당될 수 있다. 예를 들어, 모바일 와이맥스 시스템의 경우, CB RA 자원은 지속적 스케줄링(Persistent Scheduling)에 따라 할당될 수 있으며, LTE 시스템의 경우 CB RA 자원은 SPS(Semi-Persistent Scheduling)에 의해 할당될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, CB RA 방법을 사용하여 RA를 하는 단말 즉, CB RA 단말들이 CF(Contention-free) 방법을 사용하지 않는 배타적인 CB RA 전용 자원을 사용할 수도 있다. 이 경우, CB RA 자원이 CB RA용으로만 전용(dedicated)되며, CB RA 자원은 일반적인 기지국의 UG(uplink grant)에 의해 허가되는 CFA(Contention-free Access)의 자원으로 활용될 수 없다.

또한, CB RA 자원에 대한 CB RA의 로드(load)가 낮아서 CB RA 자원이 많이 활용되지 않는 경우, 즉, CB RA 영역의 이용률 저하(under-utilization)가 발생할 경우, 전체 시스템 관점에서 시스템 용량 감소를 야기할 수 있다. 이를 고려하여, 본 발명의 실시 예에서는 기지국이 상향 링크 자원을 허가(grant)하는 방식으로 이루어지는 CFA(Contention-free Access) 방법과 CB RA 방법이 자원을 공유한다. 이 경우, CB RA 자원이 공유될 수 있다.

또한, CFA 방법과 CB RA 방법이 자원을 공유함에서 발생하는 충돌을 회피하기 위해, 데이터 전송 시점 이전에 먼저 식별 신호(Identification signal)를 전송한다. 식별 신호는 물리 계층에서 그 내용물을 식별 가능한(PHY-decodable) 신호로써, 본 발명의 실시 예에 따른 RA를 시도하는 단말마다 서로 다른 값을 가지는 신호이다. 이 값은 단말의 고유의 값인 MAC 주소, C-RNTI (Cell-Radio Network Temporary Identities), 또는 데이터 전송에 CDM(Code Division Multiplexing)을 쓸 경우 단말이 사용하는 CDM 코드 값에 대한 정보일 수 있다.

각 단말마다 사용하는 식별 신호는 직교적(orthogonal)인 특성을 가진다. RA를 시도하는 단말들이 동일한 무선 자원을 이용하여 식별 신호를 전송하여 기지국에서 중첩되어 수신되더라고, 식별 신호의 직교성으로 인해 수신되는 식별 신호들을 분리하여 디코딩할 수 있다. 기지국은 단말이 송신하는 식별 신호를 성공적으로 수신할 경우 CB RA를 시도하는 단말을 구별할 수 있다.

이러한 식별 신호는 CB RA를 시도하는 단말을 식별 가능하게 하며, 그 물리적 상세 사양은 다양할 수 있다. 또한, CB RA를 시도하는 단말들은 각각 서로 다른 식별 코드를 가질 수 있다. CB RA 단말은 기지국과의 신호 교환을 통하여 다른 단말들과 구별되는 식별 코드를 부여받을 수 있으며, 이러한 식별 코드를 포함하는 식별 신호를 기지국으로 전송한다. 기지국은 예를 들어, CB RA 단말들의 리스트를 미리 파악하고, CB RA를 하려는 단말에 리스트에 있는 단말들의 식별 코드들과는 다른 식별 코드를 할당할 수 있다.

한편, RA를 시도하는 단말(특히, CB RA를 시도하는 단말)이 상향 링크로 송신하는 식별 신호를 기지국이 수신하였을 때, 기지국은 RA 데이터 전송용 무선 자원이 사용될 예정이라는 의미의 비지(Busy) 신호를 하향 링크로 방송한다. 비지 신호는 후행하는 무선 자원이 CB RA 데이터 전송용 무선 자원으로 사용될 예정이라는 것을 나타낸다. 이에 대해서는 추후에 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

기지국은 중첩되어 수신될 수도 있는 식별 신호들을 개별적으로 분리하여 하나라도 디코딩에 성공할 경우에 비지 신호를 방송할 수 있으며, 또는 중첩되어 수신된 모든 식별 신호의 디코딩이 실패하여도 비지 신호를 방송할 수 있다. 본 발명은 이러한 방법에 한정되지 않으며, 예를 들어, 위의 두 가지 방법이 모두 사용될 수 있다. 또는 기지국은 식별 신호가 성공적으로 디코딩되지는 않지만, 수신된 식별 신호의 전력 또는 에너지가 미리 설정된 수준 이상일 때 비지 신호를 하향 링크로 방송할 수도 있다.

이러한 본 발명의 실시 예에 따른 식별 신호 및 비지 신호는 동일한 무선 자원에 대해 CB RA 즉, CBA(Contention-based Access)를 시도하는 단말(들)과 CFA를 진행하는 단말(들)의 충돌을 회피 또는 충돌 확률을 감소시키는데 이용된다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 동일한 무선 자원에 대해 CB RA를 시도하는 단말(들)과 CFA를 진행하는 단말(들)의 충돌을 "CB RA와 CFA 충돌"이라고 명명하기도 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 CB RA와 CFA 충돌 회피에 대한 동작을 나타낸 도이다.

도 2에서는 단말이 송신한 식별 신호를 기지국이 수신하고 이에 대한 응답으로 기지국이 비지 신호를 전송하는 시간 간격을 1 TTI(Transmission Time Interval)로 도시하였으나, 본 발명은 이러한 시간 간격에 한정되지 않는다. 시간 간격이 TTI의 임의의 정수 배(≥0)일 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다. 설명의 편의를 위해, 이하(도2, 도3, 도4)에서는 위의 시간 간격을 "1 TTI"로 가정하여 동작을 설명한다.

마찬가지로, CFA 단말에 대하여 CB RA 자원을 이용하여 스케줄링 하는 경우, 사용하는 제어 채널로의 허가(grant)와 CB RA 자원과의 연관성(relevance)도 "4 TTI"로 도시하였으나, 이것 역시 설명의 편의를 위한 것으로 본 발명은 이러한 시간 연관에 한정되지 않는다.

도 2에서 가로축은 TTI 단위로 나타낸 시간축을 나타내며, 도 2의 좌측에서 우측으로의 이동은 TTI 단위의 시간의 흐름을 나타낸다. UL 및 DL은 각각 FDD(Frequency Division Duplexing) 구조에서 상향 링크(Uplink) 및 하향 링크(Downlink)를 의미하나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, TDD(Time Division Duplexing) 구조에서도 적용 가능하다. CB_RA_UE는 CB RA 방법으로 상향 링크로 데이터를 전송하려는 단말을 나타내며, CFA_UE는 CFA 방법으로 상향 링크로 데이터를 전송하려는 단말을 나타낸다.

첨부한 도 2 및 도 3을 토대로, TTI 단위의 시간의 흐름에 따른 본 발명의 실시 예에 따른 RA 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 RA 방법의 흐름도이다.

여기서, 제1 단말은 CFA 방법으로 데이터를 전송하려는 단말이고, 제2 단말은 CB RA 방법으로 데이터를 전송하려는 단말이다.

첨부한 도 2 및 도 3에서와 같이, 소정 시간 TTI#3에서, 기지국(1)은 제1 단말(CFA_UE)에게 자원을 허가(grant)하는 스케줄링을 하고, 제어 채널을 통하여 상향 링크 자원 할당 정보(UL grant)를 전송한다. 즉, TTI#3으로부터 설정 간격 예를 들어, 4 TTI 이후의 TTI#7의 상향 링크 CB RA 자원을 허가하고 이에 대한 정보를 전송한다(S100). 상향 링크 CB RA 자원은 CB RA 방법으로 상향 링크로 데이터를 전송하려는 단말들을 위한 자원이다. 기지국이 CB RA 자원을 허가하는 것은, CB RA 자원의 이용률 저하(under-utilization) 상황을 해결하기 위한 것이다. 이러한 CB RA 자원을 제1 단말(CFA_UE)이 실제로 사용할 수 없을 수도 있다. 따라서, 위와 같이 허가되는 CB RA 자원은 지연 시간에 민감하지 않은 CFA_UE의 백그라운드 트래픽(delay tolerant background traffic) 전송에 적합하다.

제어 채널을 통해 상향 링크 자원 할당 정보(UL grant)를 받은 제1 단말(CFA_UE)은 해당 자원 즉, TTI#7에서의 전송을 위해, 자신의 상향 링크 스케줄링(UL scheduling)을 통해 데이터 전송 처리를 시작한다. 데이터를 UL TB(Transport Block) 형태로 구성(construction)하는 등의 처리를 수행한다(S110, S120).

한편, 소정 시점(TTI#5)에서, 제2 단말(CB_RA_UE)이 CB RA를 수행하기 위하여 CB RA 식별 신호를 전송한다(S130). 여기서는 제2 단말(CB_RA_UE)이 CB RA를 통해 데이터를 전송하는 절차를 TTI#5부터 시작하려 하는 것으로 가정하였다.

기지국(1)은 CB RA 식별 신호를 수신하고, 수신된 CB RA 식별 신호에 임베디드(embedded)된 단말의 식별 정보(identity)의 디코딩을 수행한다(S140). 이후, 소정 시간이 경과되어 TTI#(5+N)(여기서, N>0) 시간에서 단말의 식별 정보(예: 식별 코드 등) 파악이 완료될 수 있다. 기지국(1)은 디코딩된 단말의 식별 정보를 저장할 수 있다. 만약 소정 시간(예를 들어, TTI#7)에서 충돌이나 전송 오류가 발생된 경우, 제2 단말(CB_RA_UE)가 송신하는 CB RA 데이터의 재전송을 CFA로 하기 위하여, 기지국(1)은 디코딩된 단말의 식별 정보를 저장한다.

다음, 소정 시간(TTI#6)에서, 기지국(1)은 TTI#5에서 즉각적으로 감지된 CB RA 식별 신호에 대한 응답으로, 비지(busy) 신호를 하향 링크로 방송한다 (S150).

제1 단말(CFA_UE)은 하향 링크로 방송된 비지 신호를 수신하고 데이터 전송을 포기한다(S160). 이때, 제1 단말(CFA_UE)은 UL TB 구성이 완료되어 데이터를 전송하기 시작 직전이어도, 비지 신호에 따라 데이터 전송을 포기한다. 한편, CB RA 식별 신호를 전송한 제2 단말(CB_RA_UE)는 비지 신호를 모니터링하지 않는다.

이후, 소정 시간(TTI#7)에서, 제2 단말(CB_RA_UE)는 CB RA 방법으로 데이터를 전송한다(S170). 기지국(1)은 제2 단말(CB_RA_UE)로부터의 데이터를 충돌 없이 수신한다(S180). 즉, 비지 신호에 따라 제1 단말(CFA_UE)이 데이터 전송을 포기한 상태이므로, 제2 단말(CB_RA_UE)로부터의 데이터를 충돌 없이 수신할 수 있다.

이와 같이, 하향 링크로 송신된 비지 신호에 의하여, 소정 시간 TTI#7에서 발생할 수도 있었던 CB RA와 CFA 충돌을 회피할 수 있다.

또한, 랜덤 액세스에 사용되는 무선 자원이 분산적인 스케줄링에 의해 충돌이 일어날 수도 있는 경쟁 기반 접속 방법을 사용하는 단말들만 사용 가능하였을 때, 경쟁 기반 접속 로드가 낮은 상황에서 생기는 자원의 이용률 저하를 해결할 수 있다.

위에 기술된 바와 같이, 기지국(1)은 도 2에서와 같이, 상향 링크상에서의 CB RA 식별 신호를 소정 TTI(TTI#5)에서 감지하자마자, 바로 다음 TTI(TTI#6)에서 비지 신호를 송신하는 것으로 도시하였으나, 본 발명은 이러한 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 임의의 TTI 정수 배의 시간이 지난 다음에 비지 신호를 송신할 수도 있다. 따라서, 기지국이 CA RA식별 신호를 감지한 다음에 비지 신호를 전송하는데 있어서, 1 TTI가 아닌 2 TTI가 필요할 경우, 제2 단말(CB_RA_UE)은 CB RA 데이터 전송을 TTI#7 이 아닌 TTI#8에서 전송할 수도 있다.

다음에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 기지국의 랜덤 액세스 방법에 대하여 설명한다.

본 발명의 제2 실시 예에서는 CB RA 방법으로 상향 링크로 데이터를 전송하려는 CB RA 단말(들)과, CFA RA 방법으로 상향 링크로 데이터를 전송하려는 CFA RA 단말(들)과의 충돌에 대한 고려는 물론, CB RA 단말들 사이의 충돌 저감에 대한 방법을 제공한다.

도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 랜덤 액세스 처리 동작을 나타낸 타이밍도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 랜덤 액세스 방법의 흐름도이다.

첨부한 도 4 및 도 5에서와 같이, 소정 시간 TTI#1에서 제1 단말 및 제2 단말들(CB_RA_UE#0, CB_RA_UE#1)이 각각 CB RA 식별 신호를 전송함으로써 CB RA 절차를 시작한다(S300). 여기서, 제1 단말 및 제2 단말들은 CB RA 방법으로 데이터를 전송하려는 단말들이다.

기지국(1)은 CB RA 식별 신호들을 수신한다(S310). 제1 및 제2 단말들(CB_RA_UE#0, CB_RA_UE#1)이 송신한 CB RA 식별 신호들은 서로 직교하므로, 기지국(1)은 이러한 식별 신호들을 각각 디코딩할 수 있다. 기지국(1)은 CB RA 식별 신호에 임베디드된 단말의 식별 정보(identity)의 디코딩을 시작하고, TTI#(1+N)에서 제1 및 제2 단말들(CB_RA_UE#0, CB_RA_UE#1) 각각의 식별 정보를 파악하는 것을 완료한다. 디코딩된 제1 및 제2 단말들(CB_RA_UE#0, CB_RA_UE#1)에 대한 식별 정보들은, 소정 시간 TTI#3에서 제1 및 제2 단말들(CB_RA_UE#0, CB_RA_UE#1)들이 송신하는 데이터들의 충돌 또는 기타 이유로 인하여 기지국이 수신 실패할 경우, CB RA 데이터의 재전송을 CFA로 하기 위하여, 기지국(1)에 저장될 수 있다. 식별 정보들은 셀 내 단말 고유의 식별자(C-RNTI) 또는 이와 맵핑되는 식별자일 수 있다(S320).

이후, 소정 시간 TTI#2에서, 기지국(1)은 CB RA 식별 신호에 대해 비지 신호를 하향 링크로 방송한다(S330). 이 때, CB RA 식별 신호를 전송한 제1 및 제2 단말들(CB_RA_UE#0, CB_RA_UE#1)은 비지 신호를 모니터링하지 않는다.

이에 따라 소정 시간 TTI#3에서 제1 및 제2 단말들(CB_RA_UE#0, CB_RA_UE#1)이 각각 CB RA 데이터들을 송신하면(S340), 데이터 충돌이 발생하여 기지국의 수신 실패가 발생한다.

기지국(1)은 제1 및 제2 단말들(CB_RA_UE#0, CB_RA_UE#1)이 전송한 데이터들의 충돌이 발생되면(S350), 저장되어 있는 식별 정보를 토대로 제1 및 제2 단말들(CB_RA_UE#0, CB_RA_UE#1)에 대하여 개별적으로 CFA 방법으로 자원을 허가하여 CF 접속을 가능하게 한다. 즉, 수신한 데이터들의 충돌이 발생하면, 소정 시간 TTI#(1+N+M)(여기서, N≥0, M>0)에서, 이전 TTI#1에서 수신하여 TTI#(1+N)에서 파악되어 저장된 단말의 식별 정보(예를 들어, 셀 내 단말 고유의 식별자(C-RNTI) 또는 이와 맵핑되는 식별자)를 토대로, 데이터 충돌이 발생한 제1 및 제2 단말들(CB_RA_UE#0, CB_RA_UE#1) 각각에 대하여, CFA 방법으로 자원을 허가하고 허가된 자원에 대한 정보를 제어 채널을 통하여 제1 및 제2 단말들(CB_RA_UE#0, CB_RA_UE#1)에 각각 전송한다(S360). 이에 따라 제1 및 제2 단말들(CB_RA_UE#0, CB_RA_UE#1)은 CF 접속을 할 수 있다(S370).

따라서, 제1 및 제2 단말들(CB_RA_UE#0, CB_RA_UE#1)이 TTI#3에서의 초기 전송 시 충돌로 데이터 전송이 실패하더라도 재전송시에는 CF로 스케줄링 된 자원을 각각 할당 받아 재전송을 할 수 있으므로, 충돌없이 데이터 전송이 가능하다.

이러한 본 발명의 제2 실시 예에서, TTI#1에서 전송되는 CB RA 식별 신호가 CB RA 자원을 CFA 단말로부터 예약(reserve)하는 기능을 수행함과 동시에, 함축적으로 CB RA 자원 크기만큼의 재전송 자원을 미리 SR(Scheduling Request)하는 개념을 가진다.

한편, 기지국이 CB RA 데이터 수신 실패 시 CFA로 스케줄링을 함으로써, 충돌된 단말들의 재전송시 다시 CB RA를 재차 시도함으로써 생기는 충돌을 저감하여 전체적인 지연 시간 감소 효과가 제공된다. 또한, 재전송 자원을 확보함에 있어 CB RA 초기 전송 시 재전송 자원(만약에 충돌이 일어날 경우 사용하는 자원)을 미리 요청함으로써, 충돌 이후부터 재전송 자원을 요청하는 것에 비하여, 지연 시간의 단축을 가능하게 한다.

한편, 제2 실시 예에서는 제1 및 제2 단말들(CB_RA_UE#0, CB_RA_UE#1)이 각각 송신한 CB RA 데이터가 동일한 TTI 내에서 동일한 무선 자원을 이용하여 중첩되어 전송될 때 기지국이 수신 실패하는 경우를 도시하였으나, 본 발명은 각 단말이 CDM을 사용하여 데이터를 전송하는 경우도 포함한다.

즉, 위의 단계(S340)에서, 제1 및 제2 단말들(CB_RA_UE#0, CB_RA_UE#1)이 CDM을 이용하여 데이터를 송신할 경우, 기지국은 충돌로 인한 디코딩 실패 없이 성공적으로 각각의 데이터를 디코딩할 수 있다. 구체적으로, CB RA 식별 신호가 데이터 전송에 사용되는 CDM 코드 값에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 이러한 CB RA 식별 신호를 통해 기지국은 어느 단말들이 식별 신호에 후행하는 CB RA 자원을 이용하여 데이터를 전송을 시도하려는 지를 알 수 있다. 이후, 각 단말이 CDM으로 데이터를 전송하면, 기지국은 각 단말이 사용하는 CDM 코드를 식별 신호를 통해 이미 알고 있으므로, 데이터가 중첩되더라도 각각을 성공적으로 수신할 수 있게 된다.

또한, 위의 실시 예들에서, 식별 신호를 전송하는 TTI에서 별도의 추가적인 신호를 전송하는 것은 예시되지 않았으나, 본 발명은 CB RA 단말이 식별 신호 외에 별도의 스케줄링 요청 신호를 같이 전송하는 경우도 포함한다. 스케줄링 요청 신호는 예를 들어, 모바일 와이맥스(Mobile WiMAX)의 BR code(Bandwidth Request Code)나 LTE의 SR(Scheduling Request) 신호와 같은 상향 링크로의 스케줄링 요청 신호일 수 있다.

또한, 위의 실시 예들에서, CB RA 데이터를 전송하는 TTI에서 데이터 전송 외에 별도의 추가적인 메시지의 전송은 예시되지 않았으나, 본 발명은 CB RA 단말이 데이터 전송 외에도 상향 링크 무선 자원 할당을 요청하는 신호 또는 메시지를 데이터와 같이 송신하는 경우도 포함한다. 상향 링크 무선 자원 할당을 요청하는 신호 또는 메시지는 예를 들어, 모바일 와이맥스의 BR header(Bandwidth Request Header)나 LTE의 BSR(Buffer Status Report)들 일 수 있다.

다음에는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 동작에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명의 실시 예에서, CB RA 단말에 의해 전송된 식별 신호와 데이터의 수신 성공 여부에 따라, 기지국은 다음 표 1과 같이 자원 할당 처리를 수행한다.

데이터 수신 여부 식별 신호 수신 여부	성공	실패
성공	신규 전송용 상향 링크 자원 할당 (가)	재전송용 상향 링크 자원 할당 (나)
실패	수신 데이터 폐기(Discarding) (다)	NA(No action) (라)

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 CB RA 단말이 전송한 식별 신호의 및 데이터의 수신 여부에 따른 자원 할당 처리를 나타낸 흐름도이다.

본 발명의 실시 예에서, 기지국은 위에 기술된 바와 같이 CB RA 단말이 전송한 식별 신호 및 데이터의 수신 여부에 따라 도 6에서와 같이, 자원 할당 처리를 수행한다(S500).

기지국은 위의 표 1과 같이, CB RA 단말이 전송한 식별 신호의 수신 및 데이터의 수신에 모두 성공한 경우(가), 식별 신호나 데이터를 전송한 송신 단말을 식별할 수 있으므로 식별된 송신 단말에 데이터의 성공적인 수신을 알리기 위하여 신규 전송용 상향 링크 자원을 할당한다(S510, S520). 이때, 기지국은 수신된 데이터에 LTE 시스템의 BSR과 같은 상향 링크 대역 요청 신호가 없을 경우에는 0의 크기의 자원을 할당한다. 반면, 기지국은 수신된 데이터에 LTE 시스템의 BSR과 같은 상향 링크 대역 요청 신호가 있을 경우에는 0이 아닌 크기의 자원을 할당한다. 그리고 기지국은 할당된 자원을 송신 단말로 통보한다(S530). 예를 들어, LTE 시스템의 경우, 기지국은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 통해 NDI(New Data Indicator)=1인 상향 링크 그랜트(grant)를 전송한다.

한편, CB RA 단말이 전송한 식별 신호만 수신에 성공하고, CB RA 단말이 전송한 데이터의 수신은 실패한 경우(나), 기지국은 송신 단말은 식별할 수 있으므로 데이터의 수신 실패를 알리기 위하여 재전송용 상향 링크 자원을 식별된 송신 단말에 할당한다(S540, S550). 이때, 기지국은 CB RA 자원의 크기와 동일한 크기를 가지는 재전송용 상향 링크 자원을 할당할 수 있다. 또는, 기지국은 가용한 상향 링크 자원의 크기를 고려하여 임의로 조절할 수도 있는 기지국 동작/운용 정책에 따른 크기에 따라, 재전송용 상향 링크 자원의 크기를 정할 수 있다. 그리고 기지국은 할당된 자원을 송신 단말로 통보한다(S560). 예를 들어, LTE 시스템의 경우, 기지국은 PDCCH를 통해 NDI=0인 상향 링크 그랜트를 전송한다.

또한, CB RA 단말이 전송한 식별 신호의 수신은 실패하고 CB RA 단말이 전송한 데이터의 수신은 성공한 경우(다), 기지국은 비록 데이터 수신은 성공하였지만 어떠한 단말로부터 데이터가 송신되었는지를 구별할 수 없으므로 수신된 데이터를 폐기(discarding)한다(S570, S580).

또한, CB RA 단말이 전송한 식별 신호 수신 및 데이터의 수신에 모두 실패한 경우(라), 기지국은 별다른 동작을 취하지 않는다(S590).

한편, 위에 기술된 바와 같이, CB RA 절차를 수행하여 데이터 전송까지 종료한 CB RA 단말은 데이터 전송 이후 설정 시간 동안 기지국이 단말에 알려주는 신규 전송용 또는 재전송용 상향 링크 자원 할당 신호를 기다린다. 여기서 설정 시간은 재스케줄링 윈도우(Rescheduling Window)로 정의되는 TTI 단위의 일정 시간 기간을 나타낸다.

기지국은 위의 표 1과 같이, 식별 신호 및 데이터의 수신 성공 여부에 따라, 설정 시간(재스케줄링 윈도우) 내에 단말로 신규 전송용 또는 재전송용 상향 링크 자원 할당 신호를 전송한다.

따라서, 재스케줄링 윈도우 내에서 기지국으로부터 신규 전송용 또는 재전송용 상향 링크 자원 할당 신호를 수신하지 못하는 경우, CB RA 단말은 CB RA 시도가 실패하였다고 판단한다. 구체적으로, 위의 표 1의 (다) 또는 (라)의 경우, 또는 기지국이 신규 전송용 또는 재전송용 상향 링크 자원 할당 신호를 전송하였으나 CB RA 단말이 수신 실패한 경우, CB RA 단말은 CB RA 시도가 실패하였다고 판단할 수 있다.

CB RA 시도가 실패한 것으로 판단되면, CB RA 단말은 다시 CB RA를 시도하거나 또는 CFA를 통해 실패한 CB RA 시도로 인해 전송되지 못한 데이터의 재전송을 수행할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 접속 처리 장치의 구조도이다.

첨부한 도 7에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 접속 처리 장치 (100)는, 프로세서(110), 메모리(120) 및 무선 주파수(Radio Frequency, RF) 변환기(130)를 포함한다. 프로세서(110)는 위의 도 2 내지 도 6을 토대로 설명한 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다.

이를 위하여, 프로세서(110)는 제1 스케줄링 처리부(111), 식별 신호 처리부(112), 비지 신호 송신부(113), 제2 스케줄링 처리부(114) 그리고, 데이터 수신 처리부(115)를 포함하며, 이외에도, 제3 스케줄링 처리부(116)를 더 포함한다.

제1 스케줄링 처리부(111)는 CFA 방법으로 상향링크로 데이터를 전송하려는 단말 즉, CFA 단말에 자원을 허가(grant)하는 스케줄링을 수행한다. CFA 단말에 대하여 상향 링크 CB_RA 자원을 허가하고, 제어 채널을 통하여 상향 링크 자원 할당 정보(UL grant)를 전송한다.

식별 신호 처리부(112)는 CB RA 방법으로 상향링크로 데이터를 전송하려는 단말 즉, CB RA 단말로부터 CB RA 식별 신호를 수신하고, 수신된 CB RA 식별 신호를 디코딩하여 해당 단말의 식별 정보(identity)의 획득한다. 그리고 획득한 식별 정보를 저장한다. 여기서 식별 정보는 단말의 고유의 값인 MAC 주소, C-RNTI, 또는 데이터 전송에 CDM을 쓸 경우 단말이 사용하는 CDM 코드 값에 대한 정보일 수 있다.

비지 신호 송신부(113)는 CB RA 식별 신호의 수신에 대한 응답으로 비지 신호를 하향 링크로 방송한다.

제2 스케줄링 처리부(114)는 CB RA 단말들로부터 전송되는 데이터들에 충돌이 발생한 경우, CB RA 단말들에 대하여 개별적인 자원을 허가하는 스케줄링을 수행한다. 즉, CFA 방법으로 자원을 허가하고 허가된 자원에 대한 정보를 제어 채널을 통하여 CB RA 단말들에 전송하여, 이후 재전송시, 개별적으로 허가된 자원을 통하여 데이터를 전송하도록 한다.

데이터 수신 처리부(115)는 단말들로부터 전송되는 데이터를 수신 처리한다.

제3 스케줄링 처리부(116)는 CB RA 단말이 전송한 식별 신호의 수신 및 데이터의 수신 여부에 따라 자원 할당 처리를 수행한다. 즉, 제3 스케줄링 처리부(116)는 CB RA 단말이 전송한 식별 신호의 수신 및 데이터의 수신에 모두 성공한 경우, 신규 전송용 상향 링크 자원을 해당 단말에 할당한다. 또한, CB RA 단말이 전송한 식별 신호의 수신만 성공한 경우에는 데이터 재전송을 위하여 재전송용 상향 링크 자원을 해당 단말에 할당한다. 또한, CB RA 단말이 전송한 데이터의 수신만 성공한 데이터는 수신된 데이터를 폐기하며, CB RA 단말이 전송한 식별 신호 및 데이터의 수신이 모두 실패한 경우에는 별도의 동작을 수행하지 않는다. 제1 내지 제3 스케줄링 처리부를 통합하여 "스케줄링 처리부"로 명명할 수도 있다.

메모리(120)는 프로세서(110)와 연결되고 프로세서(110)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 변환기(130)는 프로세서(110)와 연결되며 무선 신호를 송신 또는 수신한다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

무선 통신 시스템에서 단말의 랜덤 액세스 방법에서,
CB RA(Contention-based Random Access)를 시도하는 단말이, 기지국이 비지(busy) 신호를 방송하도록, 데이터 전송 전에 랜덤 액세스 식별 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 및
상기 단말이 랜덤 액세스 식별 신호를 전송한 다음에 데이터를 전송하는 단계
를 포함하고,
상기 랜덤 액세스 식별 신호는 상기 CB RA를 시도하는 단말과 CFA(contention-free access)를 시도하는 단말 사이에 공유되는 자원을 사용하여, 상기 CB RA를 시도하는 단말이 랜덤 액세스를 시도하고자 하는 것을 나타내는, 랜덤 액세스 방법.
제1항에 있어서
상기 랜덤 액세스 식별 신호는 랜덤 액세스를 시도하는 다른 단말들로부터 전송되는 랜덤 액세스 식별 신호들과 직교성을 가지는, 랜덤 액세스 방법.
제1항에 있어서
상기 랜덤 액세스 식별 신호는 랜덤 액세스를 시도하는 다른 단말들과 구별되는 식별 코드를 포함하며,
상기 CB RA를 시도하는 단말은 상기 기지국과의 신호 교환을 통하여 상기 식별 코드를 부여받는, 랜덤 액세스 방법.
제1항에 있어서
상기 데이터를 전송하는 단계에서, 상기 CB RA를 시도하는 단말은 상기 기지국으로부터 상기 비지 신호가 수신되어도 상기 데이터를 전송하며, 상기 비지 신호는 후행하는 무선 자원이 CB RA 무선 자원으로 사용될 예정이라는 것을 나타내는, 랜덤 액세스 방법.
제4항에 있어서
상기 CB RA를 시도하는 단말은 상기 CB RA 자원에 대한 정보를 상기 기지국과의 신호 교환을 통해 제공받는 방법 및 상기 기지국으로부터 방송되는 시스템 정보를 통하여 획득하는 방법 중 적어도 하나를 통하여 획득하는, 랜덤 액세스 방법.
제1항에 있어서
상기 데이터를 전송하는 단계 이후에,
미리 설정된 시간 동안 상기 기지국으로부터 신규 전송용 또는 재전송용 상향 링크 자원 할당 신호를 수신하지 못하는 경우, 상기 CB RA를 시도하는 단말이 랜덤 액세스 시도가 실패한 것으로 판단하여 다시 랜덤 액세스를 시도하거나 데이터의 재전송을 수행하는 단계
를 더 포함하는, 랜덤 액세스 방법.
무선 통신 시스템에서의 랜덤 액세스 방법에서,
CB RA(Contention-based Random Access)를 시도하는 제1 단말과 CFA(contention-free access)를 시도하는 제2 단말이 존재하는 무선 통신 환경에서, 기지국이 상기 제1 단말로부터 데이터 없이, 랜덤 액세스 식별 신호를 수신하는 단계 - 상기 랜덤 액세스 식별 신호는 상기 제1 단말과 상기 제2 단말 사이에 공유되는 자원을 사용하여, 상기 제1 단말이 랜덤 액세스를 시도하고자 하는 것을 나타냄 -;
상기 기지국이 상기 랜덤 액세스 식별 신호에 대한 응답으로 비지 신호를 전송하는 단계; 및
상기 기지국이 상기 랜덤 액세스 식별 신호를 수신한 이후에 상기 제1 단말로부터 전송되는 데이터를 수신하는 단계
를 포함하는, 랜덤 액세스 방법.
제7항에 있어서
상기 비지 신호는 후행하는 무선 자원이 CB RA(Contention-based Random Access) 무선 자원으로 사용될 예정이라는 것을 나타내는, 랜덤 액세스 방법.
제8항에 있어서
상기 랜덤 액세스 식별 신호를 수신하는 단계 이전에,
제1 시간에 상기 제2 단말에게 상기 제1 시간으로부터 설정 간격 이후인 제2 시간에서의 상향 링크 자원의 일부인 CB RA 무선 자원을 허가(grant)하는 스케줄링을 수행하여 상기 제1 단말과 제2 단말이 상기 CB RA 무선 자원을 공유할 수 있도록 하는 단계
를 더 포함하는, 랜덤 액세스 방법.
제8항에 있어서
상기 랜덤 액세스 식별 신호를 수신하는 단계 이후에,
상기 랜덤 액세스 식별 신호를 디코딩하여 상기 제1 단말에 대한 식별 코드를 획득하는 단계
를 더 포함하는, 랜덤 액세스 방법.
제10항에 있어서
상기 제1 단말로부터 전송되는 데이터를 수신하는 단계 이후에,
둘 이상의 제1 단말들로부터 데이터를 수신하는 경우에 데이터 충돌이 발생하면, 상기 식별 코드를 토대로 제1 단말들을 구별하고 각각에 대하여 CFA 방법으로 자원을 할당하는 단계
를 더 포함하는, 랜덤 액세스 방법.
제10항에 있어서
상기 랜덤 액세스 식별 신호의 수신 및 데이터의 수신 여부에 따라 신규 전송용 자원 할당 또는 재전송용 자원 할당을 수행하는 단계
를 더 포함하고,
상기 자원 할당을 수행하는 단계는
상기 랜덤 액세스 식별 신호의 수신 및 데이터의 수신에 모두 성공한 경우, 상기 식별 코드를 토대로 구별되는 제1 단말에 대하여 데이터의 성공적인 수신을 알리기 위하여 신규 전송용 상향 링크 자원을 할당하는 단계; 및
상기 랜덤 액세스 식별 신호의 수신은 성공하고 상기 데이터의 수신은 실패한 경우, 상기 식별 코드를 토대로 구별되는 제1 단말에 대하여 데이터의 수신 실패를 알리기 위하여 재전송용 상향 링크 자원을 할당하는 단계
를 포함하는, 랜덤 액세스 방법.
제12항에 있어서
상기 상향 링크 자원의 할당이 신규 전송용 자원 할당인지 또는 재전송용 자원 할당인지를 나타내는 플래그를 이용해 데이터의 성공적인 수신 여부를 단말에게 알려주는 단계
를 더 포함하는, 랜덤 액세스 방법.
삭제
제13항에 있어서
상기 알려주는 단계는 NDI(New Data Indicator) 플래그를 이용하여 상기 데이터의 수신 여부를 알려주는, 랜덤 액세스 방법.
제15항에 있어서
상기 알려주는 단계는 상기 자원 할당 후 설정 시간 내에 상기 데이터의 수신 여부를 알려주며, 상기 설정 시간은 재스케줄링 윈도우(Rescheduling Window)로 정의되는 일정 시간 기간을 나타내는, 랜덤 액세스 방법.
무선 통신 시스템에서의 랜덤 액세스를 처리하는 접속 처리 장치에서,
안테나를 통하여 신호를 송수신하는 무선 주파수 변환기, 그리고
상기 무선 주파수 변환기와 연결되며, 랜덤 액세스 처리를 수행하는 프로세서를 포함하며,
상기 프로세서는,
제1 단말과 제2 단말이 존재하는 무선 통신 환경에서, 상기 제1 단말로부터 데이터 없이, 랜덤 액세스 식별 신호를 수신하는 식별 신호 처리부 - 상기 랜덤 액세스 식별 신호는 상기 제1 단말과 상기 제2 단말 사이에 공유되는 자원을 사용하여, 상기 제1 단말이 랜덤 액세스를 시도하고자 하는 것을 나타냄 -;
상기 랜덤 액세스 식별 신호에 대한 응답으로 비지 신호를 전송하는 비지 신호 송신부; 및
상기 식별 신호 처리부가 상기 랜덤 액세스 식별 신호를 수신한 이후에 상기 제1 단말로부터 전송되는 데이터를 수신하는 데이터 수신 처리부
를 포함하며,
상기 제1 단말은 CB RA(Contention-based Random Access) 방법으로 접속하고자 하는 단말이고, 상기 제2 단말은 CFA(Contention-free Access) 방법으로 접속하고자 하는 단말이며, 상기 비지 신호는 후행하는 무선 자원이 CB RA(Contention-based Random Access) 무선 자원으로 사용될 예정이라는 것을 나타내는, 접속 처리 장치.
제17항에 있어서
상기 프로세서는,
제1 시간에 상기 제2 단말에게 상기 제1 시간으로부터 설정 간격 이후인 제2 시간에서의 상향 링크 자원의 일부인 CB RA 무선 자원을 허가(grant)하는 스케줄링을 수행하여 상기 제1 단말과 제2 단말이 상기 CB RA 무선 자원을 공유할 수 있도록 하는 제1 스케줄링 처리부
를 더 포함하는, 접속 처리 장치.
제18항에 있어서
상기 프로세서는,
둘 이상의 제1 단말들로부터 데이터를 수신하는 경우에 데이터 충돌이 발생하면, 상기 식별 신호 처리부에 의해 상기 랜덤 액세스 식별 신호로부터 획득되는 식별 코드를 토대로, 제1 단말들을 구별하고 각각에 대하여 CFA 방법으로 자원을 할당하는 제2 스케줄링 처리부
를 더 포함하는, 접속 처리 장치.
제19항에 있어서
상기 프로세서는,
상기 랜덤 액세스 식별 신호의 수신 및 데이터의 수신 여부에 따라 자원 할당 처리를 수행하는 제3 스케줄링 처리부
를 더 포함하고,
상기 제3 스케줄링 처리부는 상향 링크 자원 할당에 따른 신규 전송용 자원 할당인지 또는 재전송용 자원 할당인지를 나타내는 플래그를 이용해 데이터의 성공적인 수신 여부를 단말에게 알려주는, 접속 처리 장치.