KR20010093516A

KR20010093516A - 이동통신 시스템의 물리적 채널 할당 방법

Info

Publication number: KR20010093516A
Application number: KR1020000016171A
Authority: KR
Inventors: 유철우; 설지웅; 강영환
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2001-10-29
Also published as: KR100332810B1

Abstract

본 발명은 3GPP(3GPP: 3rd Generation Partnership Project)와 같은 이동통신 시스템에서 단말기가 기지국으로 데이터를 전송하는데 사용되는 업링크 채널 중 CPCH를 위한 재사용 요소가 고려된 이동통신 시스템의 물리적 채널 할당 방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명은, 이동통신 시스템에서 PCPCH의 재 사용을 위하여 16개의 시그너쳐 AP#s(s=0,…,15)와 한 셀 당 x개의 "PCPCH 스크램블링 코드"를 할당할 경우, x개의 PCPCH 스크램블링 코드를 y개의 "코드 그룹으로 분류하고, 각 코드 그룹에 속한 PCPCH 스크램블링 코드는 "PCPCH 메시지 부분 스크램블링 코드"로 사용되며, 그 중에서 2개를 선택하여 "PCPCH 억세스 프리엠블 스크램블링 코드"와 "PCPCH CD 억세스 프리엠블 스크램블링 코드"로 사용하는 것에 의해 달성된다.

Description

이동통신 시스템의 물리적 채널 할당 방법{PHYSICAL CHANNEL ALLOCATION MEHTOD FOR MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신 시스템에서 물리적 채널 할당 기술에 관한 것으로, 특히 차세대 이동통신 규격 중 하나인 3GPP(3GPP: 3rd Generation Partnership Project) 시스템에서 단말기가 기지국으로 데이터를 전송하는데 사용되는 업링크(Uplink) 채널 중 CPCH(CPCH : Common Packet Channel)를 위한 재사용 요소(reuse factor)가 고려된 이동통신 시스템의 물리적 채널 할당 방법에 관한 것이다.

종래 기술에 의한 3GPP 시스템에서 사용자 단말(UE: User Equipment)이 기지국으로 데이터를 보내기 위해 사용하는 업링크 채널 중 CPCH는 물리적 채널 할당을 위해 16개의 시그너쳐(Signature)와 16개의 스크램블링 코드를 사용한다. 즉, 단말기는 16개의 시그너쳐 AP#s(s=0,…,15) 중 어느 하나를 이용하여 만들어진 "억세스 프리엠블 시그너쳐"(Access Preamble Signature) C_sig,s와 셀 당 주어진 하나의 특정 "PCACH 프리엠블 스크램블링 코드"(Physical CPCH preamble scrambling code) S_c-acc,n를 이용하여 "PCPCH 억세스 프리엠블 코드" C_c-acc,n,s를 생성한다. 그런 후에 이를 "억세스 프리엠블" (AP: Access Preamble)에 실어 기지국으로 전송한다. 이때, PCPCH 억세스 프리엠블 코드 C_c-acc,n,s는 다음의 (식1)과 같이 생성되는 복소수 값을 가지는 시퀀스(Sequence)이다.

---(식1)

여기서, k=0은 해당 시간에 맨 처음 전송되는 칩(chip)에 해당하고, s(s=0,…,15)는 시그너쳐 넘버이다.

기존의 CPCH의 물리적 채널 할당 방식은 다음과 같다. 16개의 시그너쳐는 각각 16개의 "PCPCH 메시지 부분 스크램블링 코드"(PCPCH message part scrambling code)와 1:1로 대응된다. [이하에서 AP#0∼AP#15는 단말기가 억세스 프리엠블에 실어서 전송하는 시그너쳐의 종류를 의미한다] 따라서, 단말기가 특정한 시그너쳐를 억세스 프리엠블(AP)에 실어서 전송한 후 AICH(AICH: Acquisition Indicator Channel)를 통하여 승인신호 AI(AI: Acquisition Indicator)를 받으면, 그 단말기는 사용 가능한 OVSF 코드와 승인받은 시그너쳐에 해당하는 PCPCH 메시지 부분 스크램블링 코드를 이용하여 자신의 메시지를 전송한다. 이때, 메시지는 데이터 부분(data part)과 컨트롤 부분(control part)으로 이루어지며, 도 1에서와 같이 AICH는 AP(AP: Access Preamble)-AICH와 CD(CD: Collision Detection)-AICH와 같은 두 종류가 존재한다.

이때, 전송된 AP와 CD의 승인 과정은 도 1에서와 같다. 우선, 사용자 단말 UE가 억세스 프리엠블(AP)을 전송하면, 기지국은 AP-AICH를 통하여 승인 여부에 관한 정보를 전송한다. 이때, AP-AICH 상에서 승인신호가 발견되면, UE는 다시 충돌 여부를 판단하기 위하여 충동 검파(CD) 프리엠블을 전송한다. 이 CD는 AP와 같은 종류의 프리엠블 시그너쳐를 사용하며, "PCPCH CD 억세스 프리엠블 스크램블링 코드"(PCPCH CD access preamble scrambling code)는 PCPCH 억세스 프리엠블 스크램블링 코드의 또 다른 일부를 사용한다. 그런 후, 기지국은 충돌 여부에 관한 정보를CD-AICH를 통하여 UE에게 알려준다. 이때, AP-AICH와 CD-AICH는 서로 동일한 하나의 다운 링크 스크램블링 코드와 서로 다른 종류의 채널화 코드(Channelization code)를 사용한다.

한편, 채널화 코드(OVSF Orthogonal Variable Spreading Factor)는 전송하고자 하는 메시지의 데이터 부분과 컨트롤 부분을 위하여 두 종류의 코드를 필요로 하는데, CPCH 전송이 승인된 단말기들은 모두 한 OVSF 코드 집합에서 OVSF 코드를 선택하여 사용한다. 즉, 모든 단말기는 PCPCH의 메시지 부분을 위한 OVSF 코드를 도 2에 나타난 코드 중에서 선택하게 된다. 이때, 전송하고자 하는 메시지의 데이터 부분과 컨트롤 부분을 위한 OVSF 코드는 특정 규칙(혹은 수식)에 의하여 필요한 OVSF 코드를 할당 받게 된다. 메시지의 데이터 부분과 컨트롤 부분을 위한 OVSF 코드의 SF=32∼256과 SF=256 이다. 이러한 경우, 각 단말기가 사용하는 PCPCH들의 구분은 각각 "PCPCH 메시지 부분 스크램블링 코드"로 하게 되고, 모든 PCPCH는 동일한 종류의 OVSF 코드들을 사용하게 된다.

따라서, 종래 방식의 경우, 한 셀(cell) 당 16개의 PCPCH 메시지 부분 스크램블링 코드와 이들의 AP를 위한 하나의 PCPCH 억세스 프리엠블 스크램블링 코드가 할당되었으며, 각 PCPCH 메시지 부분 스크램블링 코드는 시그너쳐 AP#s와 1:1 대응 관계에 있다.

한편, 도 3은 종래의 3GPP 시스템에서 사용되는 AICH의 구조를 나타낸 것으로, 이에 도시한 바와 같이 하나의 AICH는 15개의 AS가 반복되는 구조를 가지며, AS는 억세스 슬롯으로서 40비트의 길이를 갖는다. 이 중에서 32비트()는AI(Acquisition Indicator) 부분으로서 단말기가 전송한 시그너쳐의 사용 가능 여부를 알려주기 위해 AICH가 사용하고, 나머지 8비트()는 전송하지 않는다. 단말기는 AI 부분의 비트를 해석하여 억세스 프리엠블에서 사용한 시그너쳐의 사용 가능 여부를 판단한다.

도 4는 종래의 3GPP 시스템에서 사용되는 "RACH 부채널"(RACH sub-channel)들에 해당하는 AS의 번호를 나타낸 것이다. 3GPP 시스템은 총 12개의 RACH 부채널이 존재하고, 각 부채널은 현재 SFN(SFN: System Frame Number)에 따라 사용 가능한 억세스 슬롯으로 구성되어진다. 여기서, SFN은 P-CCPCH(P-CCPCH: Primary Common Control Physical Channel)에 의해서 단말기에 알려진 정보로서 각종 타이밍을 위해 참고 사항으로 이용된다.

도 5는 종래의 3GPP 시스템에서 사용되는 PCPCH의 메시지 부분의 스프레딩(Spreading) 구조를 나타낸 것이다. 여기서, 실수값인 컨트롤 부분은 채널 구분 코드(the channelization code) C_c에 의해 확산되고, 실수값인 데이터 부분은 채널 구분 코드 C_d에 의해 확산된다. 그런 후에, 두 종류의 확산된 신호들은 이득 요소(gain factor)들인와가 곱해져서 가중치를 가진 신호로 된 다음, I와 Q 가지(branch) 상의 두 종류의 신호가 하나의 복소 신호열로 변환된다. 이 복소 신호열은 다시 복소 스크램블링 코드인 PCPCH 메시지 부분 스크램블링 코드에 의해서 스크램블링 된다. 이때,는 억세스 프리엠블에 사용된 시그너쳐 AP#s와 1:1 대응 관계에 있다.

이와 같이 종래의 기술에 있어서는 한 셀 당 16개의 PCPCH 메시지 부분 스크램블링 코드와 이들의 AP를 위하여 단지 하나의 PCPCH 억세스 프리엠블링 코드가 할당되어 PCPCH의 효율적인 재사용이 불가능한 결함이 있었다.

그런데, 최근 CPCH를 위하여 한 셀(cell) 당 4*16=64개의 PCPCH 억세스 프리엠블 스크램블링 코드(혹은 PCPCH 메시지 부분 스크램블링 코드)가 할당되었는데, 이는 여러 가지 필요에 의해서 결정된 것이며, 그 중의 한 가지 이유가 PCPCH의 재 사용을 위한 것이다.

따라서, 본 발명의 제1목적은 3GPP 시스템에서 16개의 시그너쳐와 재 사용 요소(reuse factor)를 고려하여 한 셀 당 16개 보다 많은 PCPCH 억세스 프리엠블(혹은 PCPCH 메시지 부분 스크램블링 코드)를 할당할 경우를 위한 효율적인 물리적 채널 할당 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 제2목적은 물리적 채널 할당 방법을 위한 일련의 "PCPCH 억세스 절차"(CPCH access procedure)를 제공함에 있다.

본 발명의 제3목적은 물리적 채널 할당 방법에 적용되는 새로운 채널을 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 CPCH의 AP와 CD의 승인 절차 설명도.

도 2는 종래 기술에서 PCPCH의 메시지 부분을 위한 OVSF 코드 할당 설명도.

도 3은 종래 기술에 의한 3GPP에서 AICH 구조를 보인 설명도.

도 4는 종래 기술에 의한 3GPP에서 RACH 부채널들에 해당하는 억세스 슬롯 표.

도 5는 종래 기술에서 PCPCH의 메시지 부분의 스프레딩 구조를 보인 설명도.

도 6a는 본 발명에서 CPCH 코드 채널에 속한 CPCH 부채널들 및 그에 해당하는 억세스 슬롯에 대한 정의가 모든 CPCH 코드 채널에서 동일한 경우의 억세스 슬롯 예시표.

도 6b는 본 발명에서 CPCH 코드 채널에 속한 CPCH 부채널들 및 그에 해당하는 억세스 슬롯에 대한 정의가 CPCH 코드 채널에 따라 각기 다른 경우의 억세스 슬롯 예시표.

도 6c는 본 발명에서 CPCH 코드 채널에 속한 CPCH 부채널들 및 그에 해당하는 억세스 슬롯에 대한 정의가 CPCH 코드 채널에 따라 다른 경우의 또 다른 예시 표.

도 7은 본 발명에 의한 CRICH의 구조를 보인 포맷도.

도 8은 본 발명에 의한 CRICH의 또 다른 구조를 보인 포맷도.

도 9의 (a,),(b)는 본 발명에 의한 CRICH의 RI-시그너쳐 패턴 예시표.

도 10은 본 발명에 적용되는 AICH의 시그너쳐 패턴 표.

도 11은 본 발명에 의한 AICH의 구조를 보인 포맷도.

도 12는 본 발명에 의한 AICH의 AI 부분을 위한 시그너쳐의 패턴 표.

도 13은 본 발명에 의한 AICH의 RI 부분을 위한 시그너쳐의 패턴 표.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

AS : 억세스 슬롯

본 발명의 제1특징에 따르면, 3GPP 시스템에서 PCPCH의 재 사용을 위하여 16개의 시그너쳐 AP#s(s=0,…,15)와 한 셀(cell) 당 x개의 "PCPCH 스크램블링 코드"를 할당할 경우, x개의 PCPCH 스크램블링 코드를 y개의 "코드 그룹으로 분류한다. 이때, 각 코드 그룹에 속한 PCPCH 스크램블링 코드는 "PCPCH 메시지 부분 스크램블링 코드"(PCPCH message part scrambling code)로 사용되고, 그 중에서 2개를 선택하여 "PCPCH 억세스 프리엠블 스크램블링 코드" (PCPCH preamble scrambling cod)와 "PCPCH CD 억세스 프리엠블 스크램블링 코드"(PCPCH CD access preamble scrambling cod)로 사용한다. 예로써, x=64이면, y=4이다. 즉, 4개의 코드 그룹이 발생되고, 각 코드 그룹은 16개씩의 PCPCH 스크램블링 코드를 갖는다.

본 발명의 제2특징에 따르면, 3GPP 시스템에서 PCPCH의 재사용이 고려될 경우, 단말기가 PCPCH를 할당받기 위하여 16개의 시그너쳐 AP#s(s=0,…,15) 중의 어느 하나와 해당 셀에 할당된 "PCPCH 억세스 프리엠블 스크램블링 코드" (PCPCH access preamble scrambling code) APSC#m(m=0,…,M) 중의 어느 하나를 이용하여 억세스 프리엠블(AP: Access Preamble)을 전송한다.

본 발명의 제3특징에 따르면, 3GPP 시스템에서 PCPCH의 재사용이 고려될 경우, 단말기가 PCPCH를 할당받기 위하여 16개의 시그너쳐 AP#s 중의 어느 하나와 해당 셀에 할당된 "PCPCH CD 억세스 프리엠블 스크램블링 코드" (PCPCH CD access preamble scrambling code) CD-APSC#m(m=0,…,M) 중의 어느 하나를 이용하여 충돌 검파 CD를 전송한다.

본 발명의 제4특징에 따르면, 본 발명의 제2,3 특징에 따른 단말기가 CPCH 전송을 위하여 AP(혹은 CD)에서의 사용 가능한 시그너쳐와 PCPCH 억세스 프리엠블 스크램블링 코드(혹은 PCPCH CD 억세스 프리엠블 스크램블링 코드)는, 해당 CPCH 전송을 위해 상위 레이어(higher layer)에 의해 결정된다. 이때, "억세스 서비스 클래스"(ASC: Access Service Class) 개념이 사용될 수도 있다.

본 발명의 제5특징에 따르면, 상기 제2,3특징에 따라 전송된 AP 및 CD가 기지국에 의해 승인되면, 단말기는 PCPCH 메시지 부분 스크램블링 코드 MSC#n를 이용하여 자신의 메시지를 전송한다. 이때, MSC#n는 AP에서 사용된 APSC#m와 AP#s에 의해서 유일하게 결정된다. 즉, APSC#m에 의해서 코드 그룹이 결정되면, AP#s에 의해서 MSC#n가 결정된다. 여기서, APSC#m와 MSC#n는 상기 제1특징에서 정의된 동일 코드 그룹에 속한 코드들이다.

본 발명의 제6특징에 따르면, 상기 제2,3특징들에 따른 단말기가 전송한 AP 및 CD에 대한 허용 여부 및 현재 제반 정보들에 대하여 기지국은 기존의 AICH와/ 또는 새로운 물리적 채널을 통하여 알려준다. [이하, 새로운 물리적 채널을 CRICH(CRICH:CPCH Reuse Indicator Channel)이라 약칭함]

본 발명의 제7특징에 따르면, 본 발명의 제2,3특징에 따른 단말기가 전송한 AP에 대한 허용 여부에 대하여 기지국은 기존의 AICH의 구조를 수정한 후 그 수정된 AICH를 통해 알려준다. 이 방법은 상기 제6특징의 다른 대안이다.

본 발명의 제8특징에 따르면, 본 발명에 따른 새로운 물리적 채널(CRICH)은 CPCH를 위해 사용되고 있는 기존의 AICH가 한 억세스 슬롯(AS: Access Slot) 내에서 전송이 중단되는 시간을 이용한다. [CPCH를 위해 사용되고 있는 기존의 AICH는 20/15 msec 길이의 한 AS내의 일부 시간동안 전송되고 나머지 시간에는 전송이 중단된다] 이때, CRICH는 하드웨어적 복잡도를 최소화하기 위하여 AICH와 같은 종류의 스크램블링 코드와 채널 구분 코드를 사용한다. 하지만, 필요에 따라 다른 것을 사용할 수도 있다.

본 발명의 제9특징에 따르면, 본 발명의 제6,8 특징에 따른 새로운 물리적 채널(CRICH)의 정보 전달 단위는 기존의 AICH가 사용하는 억세스 슬롯의 한 단위와 동일하다. 예를 들어, 20/15 msec의 길이를 가진 하나의 억세스 슬롯내의 전송되는 정보를 하나의 정보 단위로 사용한다.

본 발명의 제10특징에 따르면, 본 발명의 제6,8 특징에 따른 새로운 물리적 채널(CRICH)의 정보 전달 단위는 필요에 따라 기존의 AICH가 사용하는 억세스 슬롯의 15 단위와 동일하게 사용한다. 즉, 20msec의 길이를 가진 15 억세스 슬롯내의 전송된 정보를 하나의 정보 단위로 사용한다.

이와 같은 본 발명의 작용을 첨부한 도 6 내지 도 13,을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

PCPCH의 재사용을 위하여 16개의 시그너쳐 AP#s(s=0,…,15)와 한 셀당 x개의 "PCPCH 스크램블링 코드"를 할당할 경우, x개의 PCPCH 스크램블링 코드를 y개의 "코드 그룹"으로 분류한다. 각 코드 그룹에 속한 모든 PCPCH 스크램블링 코드는 "PCPCH 메시지 부분 스크램블링 코드"(PCPCH message part scrambling code)를 만들기 위해 사용되고, 그 중에서 2개를 선택하여 "PCPCH 억세스 프리엠블 스크램블링 코드"(PCPCH access preamble scrambling code)와 "PCPCH CD 억세스 프리엠블 스크램블링 코드"(PCPCH CD access preamble scrambling code)를 만들기 위해 사용된다. 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 x=64라고 가정한다. x=64일 경우, 총 4개의 코드 그룹이 존재하게 되고, 각 코드 그룹은 16개씩 PCPCH 스크램블링 코드를갖는다.

총 64(=x)개의 PCPCH 스크램블링 코드는 "Gold sequence"와 같은 실수값을 갖는 롱 코드(long code)이다. 여기서, "i"는 코드를 구성하는 전체 비트 중에서 i번째 비트를 의미하고, "n"은 편의상 {0,1,…,62,63}의 범위를 갖는 정수라고 가정한다. 이때,는 다음과 같이 4(=y)개의 CPCH 코드 채널로 분류된다.

----------(식2)

-------(식3)

-------(식4)

-------(식5)

를 이용하여 한 셀 당 64개의 PCPCH 메시지 부분 스크램블링 코드 MSC#n(n=0,…,63)가 만들어 진다. 한 예로써, 경우에 따라 다음의 (식6),(식7)과 같이 정의될 수 있다.

상기 (식6)과 (식7)에서,는를 이용하여 만들어진 복소 수값을 갖는 롱 코드이다. 한편, 또 다른 경우로써, PCPCH 메시지 부분 스크램블링 코드 MSC#n는 어떤 복소수 값을 갖는 쇼트 코드(shot code)를 이용하여 다음의 (식8)과 같이 생성될 수도 있다.

[이하의 설명에서는 편의상 상기 (식7)에 의한 표현을 사용한다]

상기를 이용하여 한 셀 당 4(=y)개 씩의 "PCPCH 억세스 프리엠블 스크램블링 코드" APSC#m(m=0,…,3)와 "PCPCH CD 억세스 프리엠블링 코드" CD-APSC#m(m=0,…,3)가 생성된다. 한 예로써, 다음의 (식9),(식10)와 같이 정의될 수 있다. [이하에서는 설명의 편의상 (식9),(식10)에 의한 표현을 사용한다]

--------------(식9)

-----------(식10)

상기 (식9)와 (식10)에서 n과 m의 관계는 임의로 정할 수 있으나, APSC#m와 CD-APSC#m는 다른에 의해 정의되어야 한다. 예로써, 상기 (식9)에서 n과 m의 관계는 다음의 (식11)에 의해 정의되고, (식10)에서 n과 m의 관계는 (식12)에 의해 정의될 수 있다.

---------(식11)

------(식12)

이상에서, APSC#m(m=0,…,3)와 CD-APSC#m(m=0,…,3)는 각각 Code-channel#m(m=0,…,3)과 1:1 대응 관계에 있다. 이하에서는 APSC#m와 Code-channel#m은 1:1 대응관계에 있다고 가정한다. 즉, APSC#m를 사용하여 승인을 얻은 경우, CPCH 메시지 부분을 전송하기 위하여 Code-channel#m에 속한 MSC#n를 사용하게 된다. 이상의 관계를 정리하면 다음의 (식13)-(16)과 같이 된다.

--(식13)

--(식14)

--(식15)

--(식16)

단말기 혹은 사용자 장비(UE: User Equipment)는 AP를 다음과 같은 과정을 통해 생성하여 전송한다. 단말기는 16개의 시그너쳐 AP#s(s=0,…,15) 중 어느 하나를 이용하여 생성된 프리엠블 시그너쳐와 해당 셀에 허용된개 중의 어느 한 APSC#m(m=0,…,)를 이용하여 AP를 전송한다. 상기는 해당 셀의 재사용 요소를 의미하는 수로서 시스템 설계 시에 결정될 수 있고, 이의 범위는 1≤≤이다. 만일, "=1"이면 재사용 요소가 고려되지 않은 기존의 시스템이 되고, "="이면 각 셀 당 할당되어진 PCPCH 스크램블링 코드를 모두 사용하는 경우로 재사용 요소가 최대한도로 고려된 시스템이 된다. 이하에서는 임의로=4라고 가정한다. 즉, 1≤≤4.

단말기가 CPCH를 PCPCH를 통해 전송하려고 할 경우, CPCH 전송을 위하여 AP 및 CD를 생성할 때 실질적으로 사용할 수 있는 시그너쳐 AP#s, APSC#m(혹은 CD-APSC#m)는 각 해당 CPCH 전송시마다 제한될 수 있다. 이와 같은 경우, CPCH 전송을 위한 "CPCH 억세스 프로시져"(CPCH access procedure)가 시작되기 전에 다음과 같은사항들을 상위 레이어(layer)에서 알려주어야 한다.

*사용 가능한 AP#s들, APSC#m들, CD-APSC#m들, CPCH 부채널 그룹, MSC#n 등,…

또한, 해당 CPCH 전송을 위하여 상위 레이어에서 주어지는 억세스 클래스(ASC: Access Service Class) 개념이 적용될 수 있다. 이와 같은 경우, CPCH 전송을 위한 "CPCH 억세스 프로시져"(CPCH access procedure)가 시작되기 전에 각 ASC에 따라 정의되어 있는 다음과 같은 사항들을 상위 레이어가 알려주어야 한다.

*각 ASC에 대하여 사용 가능한 시그너쳐들, CPCH 코드 채널 그룹, CPCH 코드 채널 그룹내의 각 CPCH 코드 채널에 관한 CPCH 부채널 그룹 등…

여기서, "CPCH 코드 채널 그룹"(CPCH code-channel group)이란 총 4(=)개의 "CPCH 코드 채널들" 중의 몇 개로 이루어진 집합을 의미하고, "CPCH 부채널 그룹"(CPCH sub-channel group)이란 총 12개의 CPCH 부채널들 중의 몇 개로 이루어진 집합을 의미한다.

각 CPCH 코드 채널은 자신에게 속한 부 채널들에 대한 정의 정보를 파악하고 있다. 즉, 4개의 CPCH 코드 채널들은 각각에 속한 CPCH 부채널들 및 그에 해당하는 억세스 슬롯(access slot)에 대한 정의를 파악하고 있다. CPCH 코드 채널에 속한 CPCH 부채널들 및 그에 해당하는 억세스 슬롯에 대한 정의는 CPCH에 따라 다를 수도 있고, 같을 수도 있다. 도 6a는 각 CPCH 코드 채널에 속한 CPCH 부채널들 및 그에 해당하는 억세스 슬롯에 대한 정의가 모든 CPCH 코드 채널에 대하여 동일한 경우에 대한 예시도이다. 도 6b 및 도 6c는 각 CPCH 코드 채널에 속한 CPCH 부채널들 및 그에 해당하는 억세스 슬롯에 대한 정의가 CPCH 코드 채널에 대하여 각각 이루어진 경우에 대한 예를 보여주고 있다. 한편, CPCH 코드 채널 "Code-channel#0∼Code-channel#3"은 상기한 바와 같이 APSC#m와 1:1 대응 관계에 있다.

단말기가 CPCH를 PCPCH를 통해 전송하려고 할 경우, 해당 CPCH 전송을 위하여 상위 레이어에서 사용 가능한 코드 및 시그너쳐들을 가르쳐 주면, 레이어 1(물리적 레이어)은 사용 가능한(혹은 주어진 ASC에 속한) 시그너쳐들과 억세스 슬롯들 중에서 랜덤하게 시그너쳐 하나와 억세스 슬롯 하나를 선택한다. 그런 후에, 정해진 절차에 따라 AP를 전송한다. 이때, AP는 선택된 시그너쳐와 선택된 슬롯에 의하여 결정된 PCPCH 억세스 프리엠블 스크램블링 코드를 이용한다. 즉, 선택된 억세스 슬롯이 "Code-channel#m"에 속한 억세스 슬롯이라면 해당 AP는 "Code-channel#m"과 1:1 대응 관계이 있는 APSC#m를 사용하게 된다. 이때, 기지국은 수신된 AP에서 사용된 시그너쳐와 APSC#m의 종류를 해독한 후 그 것들의 사용 가능 여부를 APAICH를 통하여 단말기에 알려준다. 만일, AP-AICH 상에서 승인 신호가 발견되면, UE는 다시 충돌 여부를 판단하기 위하여 충돌 검파(CD) 프리엠블을 전송한다. 이때, CD는 사용 가능한(혹은 주어진 ASC에 속한) 시그너쳐들과 억세스 슬롯들 중에서 랜덤하게 시그너쳐 하나와 억세스 슬롯 하나를 선택한다. 이 후, 기지국은 충돌 여부에 관한 정보를 CD-AICH를 통하여 단말기에 알려준다. 이때, AP-AICH들과 CD-AICH들은 서로 동일한 스크램블링 코드와 서로 다른 종류의 채널화 코드를 사용한다.

만일 전송한 AP와 CD가 모두 승인된다면, 단말기는 도 2의 채널 구분 코드와 승인 받은 시그너쳐 AP#s와 APSC#m에 의해서 결정되는 PCPCH 메시지 부분 스크램블링 코드 MSC#n를 사용하여 메시지를 전송하게 된다. 한 가지 예로써, MSC#n는 다음의 (식17)에 의해 결정된다.

-------------(식17)

상기의 과정을 통해 단말기가 전송한 AP 및 CD에 대하여 기지국은 허용 여부를 통상의 AICH 또는 새로운 물리적 채널인 CRICH를 통해 알려준다.=1인 경우는 단말기가 전송한 시그너쳐의 인증 여부만 알려주면 되므로 통상의 AICH만을 사용해도 되나,가 2 이상인 경우에는 시그너쳐의 재사용 여부 즉, 사용된 PCPCH 스크램블링 코드의 인증 여부에 대한 정보도 알려주어야 한다.

이를 위하여, 보조 채널(여기서는 CRICH라 칭함)을 사용할 수 있다. 즉, 둘 이상의 단말기가 CPCH 전송을 위하여 AP 및 CD를 전송한 경우, 시그너쳐에 대한 인증 여부는 통상의 AP-AICH와 CD-AICH를 근거로 하여 판단하고, PCPCH 프리엠블 스크램블링 코드의 인증 여부는 AP-CRICH와 CD-CRICH를 근거로 하여 판단한다. 여기서, PCPCH 프리엠블 스크램블링 코드는 PCPCH 억세스 프리엠블 스크램블링 코드와 PCPCH CD 억세스 프리엠블 스크램블링 코드를 통칭하는 말이다. 여기서, AP-CRICH와 CD-CRICH는 AP-AICH와 CD-AICH를 위한 CRICH를 의미한다. 이하에서는 CRICH와 AICH를 연관지어 설명할 경우 AP-CRICH와 CD-CRICH 각각을 AP-AICH와 CD-AICH로 연관 지는 것을 의미한다.

CRICH의 물리적 구조는 도 7 및 도 8에 나타나 있다. 각 CRICH를 위하여 사용하는 다운 링크용 스크램블링 코드와 채널 구분 코드는 임의로 설정할 수 있다. 그러나, 만일 통상의 AP-AICH와 CD-AICH에서 사용되는 스크램블링 코드와 채널 구분코드를 각각 AP-CRICH와 CD-CRICH를 위하여 사용하면 하드웨어의 복잡도를 최소화 할 수 있다. 이하에서는 AICH와 CRICH의 스크램블링 코드와 채널 구분 코드가 동일하다고 가정한다. 즉, CRICH의 SF는 256이고, 도 7 및 도 8에서의 k는 8이 된다. 만일, 더 많은 정보를 전송하기를 원할 경우에는 SF를 증가시키거나, SF는 그대로 두는 대신 AICH의 전송시간을 단축(즉, AICH의 전송 비트 수를 줄임)하고, CRICH의 전송 시간을 증가(즉, CRICH의 전송 비트 수를 늘임)시키면 된다.

도 7의 구조를 갖는 CRICH는 PCPCH 프리엠블 스크램블링 코드의 인증 여부를 포함하여 기지국이 단말기에 알리고 싶은 정보를 한 프레임 단위로 전송하고 하는 경우에 사용할 수 있다. 이때, 단말기는=의 비트들을 이용하여 인증신호를 생성하는 방법은 3GPP의 PICH가 사용하는 방법을 사용할 수 있다.

도 8의 구조를 가진 CRICH는 PCPCH 프리엠블 스크램블링 코드의 인증 여부를 포함하여 기지국이 단말기에 알리고 싶은 정보를 각 억세스 슬롯 단위로 전송하고자 하는 경우에 사용할 수 있다. 즉, 단말기가 AS#i에 대한 정보는=의 비트들을 이용하여 해석한다. 이와 같은 경우, CRICH와 AICH의 상호 관계는 필요에 따라 여러 가지 방법으로 정의할 수 있다. 만일, CRICH를 PCPCH 프리엠블 스크램블링 코드의 인증 여부를 알리는데 사용할 경우, CRICH 상의 AS#i에 속해 있는는 AS#i의 전송 기간 중 오프되어 있는 4096 칩 동안에 AICH 상에 전송되고 있는 AI부분과 상호 연관을 지울 수 있다. 즉, 단말기가사용한 시그너쳐와 PCPCH 프리엠블 스크램블링 코드의 인증 여부를 확인하도록 단말기에게 할당된 억세스 슬롯이 AS#i일 때, AS#i에 해당하는 AICH와 CRICH를 해석하여 인증 여부를 알 수 있게 된다. 이때, AICH와 CRICH에서 동시에 모두 인증을 받았을 경우 단말기는 자신이 전송하려는 CPCH 메시지 부분을 상기 (식17)에 의해 결정된 PCPCH 메시지 부분 스크램블링 코드를 이용하여 전송하게 된다.

CRICH를 PCPCH 프리엠블 스크램블링 코드의 인증 여부를 알리는데 사용할 경우, CRICH의에 사용되는 비트들과 RI(RI: Reuse Indicator)와의 맵핑 관계는 여러 가지가 가능할 수 있으며, 도 9의 (a),(b)는 두 가지의 예를 나타낸 것이다. 도 9에서 m은 m번째 RI-signature 패턴(RI_signature#m)의 m을 의미하고, RI_signature#m는 PCPCH 프리엠블 스크램블링 코드(즉, APSC#m와 CD-APSC#m)의 인증과 관련된 것이다. 도 9의 (a)가 사용될 경우, AICH의는 다음의 (식18)로 표현된다.

-----------------------(식18)

여기서, RI_m는중의 어느 한 값을 가지며, 이들 값은 PCPCH 프리엠블 스크램블링 코드(즉, APSC#m 또는 CD-APSC#m)에 대한 인증을 의미한다. 또 다른 활용 방법으로, AICH의를 각 부분별로 인증의 의미로 사용할 수 있다. 한 가지 예를 도 9의 (b)이다.의 값이인지인지에 따라 순차적으로의 인증 여부를 알려준다.

한편, 본 발명의 제2실시예를 설명하면 다음과 같다. 제2실시예에서는 상기제1실시예의 (식17)까지의 처리 과정을 통해 단말기가 전송한 AP와 CD에 대하여 기지국에서는 AICH를 통해 허용 여부를 알려준다. 이때, AICH의 구조는=1인 경우와>1인 경우로 분류된다. 이하의 설명에서는 AICH가 AP를 위해 사용되는 경우 AP-AICH라 칭하고, CD를 위해 사용되는 경우 CD-AICH라 칭한다.

=1인 경우, 단말기(혹은 사용자)가 전송한 시그너쳐의 인증 여부만 알려주면 되므로 도 3에 도시되어 있는 기존의 AICH 방식을 그대로 적용한다. 즉,은 다음의 (식19)로 표현된다.

-----------------------(식19)

여기서, AI_s는중의 한 값을 가지며, 이들 값은 사용된 시그너쳐 AP#s에 대한 AI를 의미한다. 이때, b_s,j는 도 10(일반적인 AICH의 시그너쳐 패턴 표)과 같다.

>1인 경우에는 단말기(혹은 사용자)가 전송한 시그너쳐의 인증 여부 뿐만 아니라 PCPCH 프리엠블 스크램블링 코드의 인증 여부로 알려 주어야 하는데, 이때에는 도 11에 도시한 구조의 AICH가 사용된다.는 사용된 시그너쳐 AP#s의 인증 여부를 알려주는 AI 부분이고,는 사용된 PCPCH 프리엠블 스크램블링 코드의 인증 여부를 나타내는 RI 부분이다. 다시 말해서,가 AP-AICH 상의 전송 비트이면 PCPCH 억세스 프리엠블 스크램블링 코드 APSC#m의 인증 여부를 나타내고,가 CD-AICH 상의 전송 비트이면 PCPCH CD 억세스 프리엠블 스크램블링 코드 CD-APSC#m의 인증 여부를 나타낸다. 이때, AI 부분을 나타내는 비트들인는 다음의 (식20)으로 표현된다.

-----------------------(식20)

여기서, AI_s는중의 한 값을 가지며 이들 값은 사용된 시그너쳐 AP#s에 대한 AI를 의미한다. 이때,는 도 12와 같다. 또한, RI 부분을 나타내는 비트들인는 다음의 (식21)로 표현된다.

-----------------------(식21)

여기서, RI_m는중의 한 값을 가지며, 이들 값은 사용된 PCPCH 프리엠블 스크램블링 코드(즉, APSC#m, CD-APSC#m)에 대한 인증을 의미한다. 이때,는 도 13과 같다. 도 13에서 m=4∼15는 다른 용도로 남겨져 있다. AICH를 실제 전송할 경우, AI 부분을 나타내는 비트들인는 I/Q 채널 중 어느 한 채널로, RI 부분을 나타내는 비트들인는 I/Q 채널 중 다른 한 채널로 전송된다.

이때, I/Q 채널에 대하여 전력비율을 조정할 수 있다. 즉, RI 부분이 본 예에서와 같이 m=0∼3만 이용할 경우, 많은 데이터가 포함되어 있는 AI 부분을 전송하는 채널이 적은 데이터가 포함되어 있는 RI 부분을 전송하는 채널보다 상대적으로 많은 전력을 이용하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 제3실시예로서, 상기 제1,2실시예의 채널 할당 방법을 AP나 CD를 위하여 어느 한쪽에만 적용하는 것을 들 수 있다.

또한, 본 발명의 제4실시예로써, 3GPP 시스템의 또 다른 랜덤 억세스 채널인 RACH가 재사용을 고려하여 설계되어야 할 경우에 적용되는 것을 들 수 있다. 이와 같은 경우, 제1실시예와 제2실시예에서 제안된 방법이 동일하게 적용된다. 즉, 제1실시예와 제2실시예에서 제안된 방법을 RACH를 위한 억세스 프리엠블과 AICH에 적용할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 차세대 이동통신 규격 중 하나인 3GPP 시스템에서 단말기가 기지국으로 데이터를 전송하는데 사용되는 업링크 채널 중 CPCH를 위한 재사용 요소가 고려될 경우, 효율적인 물리적 채널 할당이 가능하게 되어 CPCH의 자원 활용도가 향상되는 효과가 있다.

또한, 3GPP 시스템에서 단말기가 기지국으로 데이터를 전송하는데 사용되는 업링크 채널 중 CPCH를 위한 재사용 요소가 고려된 효율적인 물리적 채널 할당을 위해 보조 채널이 필요한 경우, 이를 위한 효율적이고 경제적인 채널 구현이 가능하게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명을 여타 차세대 이동통신 시스템의 업링크 공유 채널이 재사용 요소를 고려할 필요가 있을 경우에 적용함으로써 효율적인 물리적 채널 할당이 가능하게 되고, 이에 의해 해당 공유 채널의 자원 활용도가 향상되는 효과가 있다.

Claims

이동통신 시스템에서 PCPCH의 재 사용을 위하여 16개의 시그너쳐 AP#s(s=0,…,15)와 한 셀) 당 x개의 "PCPCH 스크램블링 코드"를 할당할 경우, x개의 PCPCH 스크램블링 코드를 y개의 "코드 그룹으로 분류하고, 각 코드 그룹에 속한 PCPCH 스크램블링 코드는 "PCPCH 메시지 부분 스크램블링 코드"로 사용되며, 그 중에서 2개를 선택하여 "PCPCH 억세스 프리엠블 스크램블링 코드"와 "PCPCH CD 억세스 프리엠블 스크램블링 코드"로 사용하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 물리적 채널 할당 방법.
제1항에 있어서, x=64인 경우 y=4가 되어 4개의 코드 그룹이 발생되고, 각 코드 그룹은 16개씩의 PCPCH 스크램블링 코드를 갖는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 물리적 채널 할당 방법.
제1항에 있어서, PCPCH의 재사용이 고려될 경우, 단말기가 PCPCH를 할당받기 위하여 16개의 시그너쳐 중의 어느 하나와 해당 셀에 할당된 "PCPCH 억세스 프리엠블 스크램블링 코드" 중의 어느 하나를 이용하여 억세스 프리엠블을 전송하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 물리적 채널 할당 방법.
제1항에 있어서, PCPCH의 재사용이 고려될 경우, 단말기가 PCPCH를 할당받기위하여 16개의 시그너쳐 중의 어느 하나와 해당 셀에 할당된 "PCPCH CD 억세스 프리엠블 스크램블링 코드" 중의 어느 하나를 이용하여 충돌 검파 CD를 전송하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 물리적 채널 할당 방법.
제3항 또는 제4항에 있어서, 단말기는 CPCH 전송을 위하여 AP에서의 사용 가능한 시그너쳐와 PCPCH 억세스 프리엠블 스크램블링 코드는 해당 CPCH 전송을 위해 상위 레이어에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 물리적 채널 할당 방법.
제3항 또는 제4항에 있어서, 단말기가 CPCH 전송을 위하여 CD에서의 사용 가능한 시그너쳐와 PCPCH CD 억세스 프리엠블 스크램블링 코드는, 해당 CPCH 전송을 위해 상위 레이어에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 물리적 채널 할당 방법.
제3항 또는 제4항에 있어서, 전송된 AP와 CD가 기지국에 의해 승인되면, 단말기는 PCPCH 메시지 부분 스크램블링 코드 MSC#n를 이용하여 자신의 메시지를 전송하고, MSC#n는 AP에서 사용된 APSC#m와 AP#s에 의해서 유일하게 결정되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 물리적 채널 할당 방법.
제3항 또는 제4항에 있어서, APSC#m에 의해서 코드 그룹이 결정되면, AP#s에의해서 MSC#n가 결정되고, APSC#m와 MSC#n는 이미 정의된 동일 코드 그룹에 소속되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 물리적 채널 할당 방법.
제3항 또는 제4항에 있어서, 단말기가 전송한 AP 및 CD에 대한 허용 여부 및 현재 제반 정보들에 대하여 기지국은 통상의 AICH나 새로운 물리적 채널을 통하여 통보하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 물리적 채널 할당 방법.
제3항 또는 제4항에 있어서, 단말기가 전송한 AP에 대한 허용 여부에 대하여 기지국은 통상의 AICH의 구조를 수정한 후 그 수정된 AICH를 통해 통보하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 물리적 채널 할당 방법.
제9항에 있어서, 새로운 물리적 채널의 전송은 CPCH를 위해 사용되고 있는 AICH가 한 억세스 슬롯 내에서 전송이 중단되는 시간을 이용하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 물리적 채널 할당 방법.
제11항에 있어서, 새로운 물리적 채널의 하드웨어적 복잡도를 최소화하기 위하여, AICH와 같은 종류의 스크램블링 코드와 채널 구분 코드를 사용하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 물리적 채널 할당 방법.
제9항 또는 제11항에 있어서, 새로운 물리적 채널의 정보 전달 단위는 20/15msec의 길이를 가진 하나의 억세스 슬롯내의 전송된 정보를 하나의 정보 단위로 사용하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 물리적 채널 할당 방법.
제9항 또는 제11항에 있어서, 새로운 물리적 채널의 정보 전달 단위는 20msec의 길이를 가진 15 억세스 슬롯내의 전송된 정보를 하나의 정보 단위로 사용하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 물리적 채널 할당 방법.