KR20020078069A - 부호분할다중접속 이동통신시스템의 랜덤 접근채널 재접속 시도방법 - Google Patents

부호분할다중접속 이동통신시스템의 랜덤 접근채널 재접속 시도방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 랜덤 접근채널(RACH; Random Access Channel)을 할당하는 방법에 관한 것으로, 특히 랜덤 접근채널 시스템 정보로부터 제공되는 최대 접속 시도 횟수의 접속 시도를 통해 선택한 랜덤 접근채널의 접속이 실패할 시 새로운 접근 프리엠블을 구성하고, 랜덤 접근채널 시스템 정보로부터 제공되는 최대 재 접속 시도 횟수 내에서 접속이 성공할 때까지 새로운 접근 프리엠블을 이용하여 재 접속 시도를 수행하는 과정을 포함하는 부호분할다중접속 이동통신시스템의 랜덤 접근채널 재 접속 시도방법을 구현하였다.

Description

부호분할다중접속 이동통신시스템의 랜덤 접근채널 재 접속 시도방법{METHOD FOR SELECTING RACH IN CDMA MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 부호분할다중접속 이동통신시스템의 랜덤 접근채널(RACH; Random Access Channel) 할당방법에 관한 것으로, 특히 이동단말기가 기지국으로부터 랜덤 접근채널의 할당을 받기 위한 접속 시도방법에 관한 것이다.
오늘날은 이동통신산업의 급성장에 따라 통상적인 음성 서비스뿐만 아니라 데이터, 화상 등의 서비스가 가능한 이동통신시스템이 요구되고 있으며, 이러한 이동통신시스템을 통칭하여 차세대 이동통신시스템이라 칭한다. 이러한 차세대 이동통신시스템은 통상적으로 부호분할다중접속 방식(cdma 방식)을 채택하고 있으며, 이는 동기방식과 비동기방식으로 크게 구분될 수 있다. 이와 같이 구분되는 방식 중 비동기방식은 유럽 및 일본에서 채택되고 있는 방식이며, 동기방식은 미국에서 채택하고 있는 방식으로 이에 대한 표준화 작업이 이루어지고 있다. 하지만, 앞에서 언급한 바와 같이 서로 다른 방식에 의해 차세대 이동통신시스템을 구현하고 있는 미국과 유럽은 서로 다른 형태로의 표준화 작업이 이루어지고 있다. 그 중 유럽에서 이루어지고 있는 유럽형 차세대 이동통신시스템이 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Systems)이다.
따라서, 전술한 표준화 작업은 차세대 이동통신시스템에서 요구되는 음성 통화 외에 데이터, 화상정보 등의 서비스를 위해 다양한 규약들이 정의되어야 할 것이며, 그 중 대표적인 것이 채널 할당이라 할 수 있다.
한편, 전술한 유럽형 차세대 이동통신시스템인 비동기방식(UMTS)의 부호분할다중접속(Wideband Code Division Multiple Access: 이하 "W-CDMA"라 칭한다) 이동통신시스템에서는 역방향 공통채널(reverse common channel)로 랜덤접근채널(Random access channel: 이하 "RACH"라 칭한다)과 공통패킷채널(Common Packet Channel: 이하 "CPCH"라 칭한다)이 사용된다. 전술한 W-CDMA 이동통신시스템의 역방향 공통채널 중 RACH는 이동 단말기(UE: User Equipment)가 기지국과 연결된 채널이 없는 경우 접근하기 위한 채널이다.
도 1은 종래 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 상기 RACH를 할당하기 위해 이동 단말기와 기지국간에 이루어지는 신호 처리 흐름을 보여주고 있다.
상기 도 1을 참조하여 상기 RACH의 할당 절차를 살펴보면, 기지국(통상적으로 "UTRAN Node-B"라고 통칭함)은 해당 셀 내에서 사용할 수 있는 PRACH(Physical RACH) 시스템정보를 방송 채널(Broadcasting channel)을 통해 셀 내의 모든 UE들로 전송한다(110단계). 상기 셀 내의 UE들은 상기 기지국으로부터의 PRACH(Physical RACH) 시스템정보들을 수신하게 된다. 한편, 상기 UE는 자신이 전송하고자 하는 데이터가 발생하면 상기 수신한 PRACH 시스템정보에 포함된 소정 개수의 사용 가능한 스크램블링 코드들 중 어느 하나를 선택하여야 한다. 상기 소정 개수의 사용 가능한 스크램블링 코드들 중 어느 하나를 선택하는 것은 사용 가능한 RACH들 중 어느 하나의 RACH를 선택하는 의미로 해석될 수 있다. 상기 사용 가능한 RACH들 중 어느 하나를 선택하는 것은 UE의 RRC 계층(Radio Resource Control Layer)에서 수행하게 된다. 그러나 시스템의 구현기법에 따라서 매체억세스제어(MAC) 계층에서도 구현할 수 있다. 한편, 바람직하기로는 RACH에 사용할 스크램블링 코드를 선택함에 있어 한 셀의 모든 UE들에 의해 선택되어지는 RACH에 사용할 스크램블링 코드들이 균등하게 또는 시스템의 오버로드 제어와 함께 배분되어야 할 것이다.
한편, 상기 UE는 자신이 사용하고자 하는 스크램블링 코드를 선택하면, 상기 선택한 스크램블링 코드를 사용하는 PRACH의 할당을 상기 기지국으로 요구(PHY_ACCESS_REQ)한다(120단계). 상기 요구는 RACH용 억세스 시그너쳐를 사용하여 억세스 프리엠블(AP: Access Preamble)을 전송하는 것을 의미한다. 상기 UE로부터 AP를 수신한 상기 기지국은 이에 응답하여 허락(ACK) 또는 거절(NACK)을 나타내는 메시지(PHY_ACCESS_IND)를 전송한다(130단계). 상기 UE는 자신이 전송한 AP에 대하여 상기 기지국으로부터 확인(ACK) 신호를 받으면 메시지(PHY_DATA_REQ)를 전송한다(140). 이때, 상기 메시지는 자신의 요청에 의해 기지국으로부터 사용이 허락된 RACH용 스크램블링 코드에 의해 확산하여 전송한다.
이에 반하여, 상기 UE는 자신이 전송한 AP에 대하여 상기 기지국으로부터 확인(ACK) 신호를 받지 못하면 전술한 RACH 할당을 위한 동작(Preamble Ramping Cycle)을 반복하여 수행한다. 즉, 상기 UE는 상기 PRACH 시스템 정보에 의해 기지국으로부터 제공받은 최대 접속 시도 횟수(Mmax)내에서 상술한 재 접속을 위한 시도를 반복 수행하게 되는 것이다. 한편, 최악의 경우에는 상기 최대 접속 시도 횟수(Mmax)만큼의 재 접속 시도를 수행하고도 PRACH를 할당받지 못하는 경우가 발생할 수 있다.
이에 대해, 현재 진행되고 있는 표준(3GPP TS25.321(Release 1999))에서는 최대 접속 시도 횟수(Mmax)만큼의 재 접속 시도에도 불구하고 기지국으로부터 ACK를 수신하지 못하여 메시지 전송을 실패하는 경우에는 에러 핸들링 블록(Error Handling Block)으로 처리하고 있다. 상기 표준에서는 전술한 바에 대해 FFS(ForFurther Study)라는 용어를 사용하고 있다. 즉, 현재 진행되고 있는 표준에서는 PRACH의 할당시에 발생할 수 있는 오류에 대한 언급을 하고 있지 않다.
이로 인해, UE는 자신에게 서비스를 제공하는 셀로 소정 횟수(Mmax)의 RACH 할당을 위한 동작(Preamble Ramping Cycle) 시도에도 불구하고, PRACH를 통한 메시지 전송에 실패하는 경우에 대한 대안이 없어 UE의 동작에 큰 제약으로 작용하는 문제점이 있었다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 랜덤 접근채널의 효율적인 재 접속 시도방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 랜덤 접근채널의 재 접속 시도를 결정된 횟수만큼 수행한 후 이루어지는 재 접속 시도방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 랜덤 접근채널의 접속 실패 이유를 기지국으로 보고하는 재 접속 시도방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 제1견지에 따른 본 발명은 랜덤 접근채널 시스템 정보로부터 제공되는 최대 접속 시도 횟수의 접속 시도에 의한 선택한 랜덤 접근채널의 접속이 실패할 시 새로운 접근 프리엠블을 구성하는 과정과, 상기 랜덤 접근채널 시스템 정보로부터 제공되는 최대 재 접속 시도 횟수 내에서 접속이 성공할 때까지 상기 새로운 접근 프리엠블을 이용하여 재 접속 시도를 수행하는 과정을 포함하는 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 랜덤 접근채널 할당방법을 구현하였다.
상기한 목적을 달성하기 위한 제2견지에 따른 본 발명은 현재 사용 가능한 랜덤 접근채널들의 정보와 최대 접속 시도 횟수 및 최대 재 접속 시도 횟수를 포함하는 랜덤 접근채널 시스템 정보를 방송채널을 통해 셀내의 모든 이동 단말기들로 전송하는 과정과, 상기 랜덤 접근채널 시스템 정보에 대응하여 소정 이동 단말기로부터의 접근 프리엠블을 수신하고, 상기 수신한 접근 프리엠블에 재 접속 시도에 따른 약정된 패턴이 소정 횟수 반복되고 있는 지를 판단하는 과정과, 상기 약정된 패턴이 소정 횟수 반복되고 있다고 판단되면 상기 접근 프리엠블에 대응한 확인 신호의 송신 전력을 소정 레벨 증가시켜 전송하는 과정을 포함하는 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 랜덤 접근채널 할당방법을 구현하였다.
도 1은 종래 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 랜덤 접근채널의 할당을 위한 신호 처리를 보여주고 있는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기의 계층 구조를 보여주고 있는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이동단말기가 랜덤 접근채널의 접속을 시도하는 제어 흐름을 보여주고 있는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기가 랜덤 접근채널의 재 접속을 시도하는 제어 흐름을 보여주고 있는 도면.
도 5a와 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기가 랜덤 접근채널의 재 접속을 시도할 시 전송하는 메시지 구성을 보여주고 있는 도면.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선 본 발명을 실시함에 있어 기지국에서 전송하는 PRACH 시스템 정보(PRACH System Information)를 수신하는 UE(W-CDMA UE System)는 UE를 구분하기 위한 UE ID 및 UE의 접근 분류(Access Class, 이하 "AC"라 칭함)를 저장하는 USIM(UMTS Subscriber ID Module)이 구성으로서 요구된다. 상기 UE를 구분하기 위한 UE ID로는 IMSI(International Mobile Station ID), TMSI(Temporal Mobile Subscriber ID), IMEI(International Mobile Equipment ID), 또는 PMSI(Packet Mobile Subscriber ID)를 사용할 수 있다.
1. 본 발명의 실시 예에 따른 용어 정의
이하 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어 사용되는 용어를 정의하면 다음과 같다.
Mmax는 기지국으로부터의 PRACH 시스템 정보에 의해 이동 단말기로 제공되며, 상기 이동 단말기가 PRACH 할당을 위해 수행하는 접속 동작(Random Access Ramping Cycle)의 최대 접속 시도 횟수를 의미한다.
Mretry_max는 기지국으로부터의 PRACH 시스템 정보에 의해 이동 단말기로 제공되며, 상기 이동 단말기가 PRACH 할당을 위해 수행하는 재 접속 동작의 최대 재 접속 시도 횟수를 의미한다. 상기 재 접속 동작은 상기 Mmax의 접속 동작에 의해 PRACH로의 접속이 실패한 경우 수행한다.
Pretry_offset은 상기 Mmax의 접속 동작에 의해 이동 단말기로부터 전송되는 접근 프리엠블(AP)의 송신 전력에 대비하여 상기 Mretry_max의 재 접속 동작에 의해 이동 단말기로부터 전송되는 접근 프리엠블(AP)의 송신 전력의 증가치를 의미한다.
Pretry_step은 상기 Mmax의 접속 동작에 의해 기지국으로부터 전송되는 확인 신호(AP-ICH)의 송신 전력에 대비하여 상기 Mretry_max의 재 접속 동작에 의해 기지국으로부터 전송되는 확인신호(AP-ICH)의 송신 전력의 증가치를 의미한다.
PRACH 시스템 정보는 기지국으로부터 방송채널을 통해 셀내의 이동 단말기들로 전송되는 시스템 정보로서, 상기 이동 단말기들이 PRACH를 할당받기 위해 요구되는 정보들을 통칭한다.
RACH 시스템 정보는 이동 단말기의 물리계층이 상기 PRACH 시스템 정보를 수신하여 상위 계층(RRC 계층)으로 제공하는 시스템 정보를 통칭한다.
2. 본 발명의 실시 예에 따른 도면설명
도 2는 전술한 바와 같이 본 발명을 실시함에 있어 요구되는 구성 중의 하나인 이동 단말기(UE)의 계층 구조를 보여주고 있는 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 이동국 물리계층(Physical Layer)(220)은 물리채널을 통해 최대 접속 시도 횟수(Mmax) 또는 최대 재접속 시도 횟수(Mretry_max)를 포함하는 PRACH 시스템 정보를 수신하여 이를 상위 계층인 RRC 계층(RRC Layer)(210)으로 제공한다. 이때, 상기 PRACH 시스템 정보는 추가로 현재 사용 가능한 PRACH들에 대한 정보를 가진다. 상기 최대 접속 시도 횟수(Mmax)는 앞에서도 밝힌 바와 같이 상기 RRC 계층(210)이 PRACH의 할당을 요구하는 동작을 수행할 수 있는 최대 횟수를 의미한다. 상기 최대 재접속 시도 횟수(Mretry_max)는 상기한 최대 접속 시도 횟수(Mmax)를 통한 PRACH의 접속이 실패하였을 경우 상기 RRC 계층(210)이 재 접속을 시도할 수 있는 최대 횟수를 의미한다. 한편, 상기 PRACH 시스템 정보는 최소 대기시간(Nbo1_min), 최대 대기시간(Nbo1_max) 및 ASC 파라미터들을 포함한다. 상기 RRC 계층(210)은 상기 물리계층(220)으로부터의 PRACH 시스템 정보에 의해 소정 PRACH의 접속을 위한 일련의 동작을 수행한다. 상기 PRACH 시스템 정보에 의해 소정 PRACH의 접속을 위해 상기 RRC 계층(210)에서 수행하는 일련의 동작은 도 3에서 보여주고 있는 제어 흐름에 따른다. 상기 도 3을 참조한 구체적인 동작 설명은 후술될 것이다. 상기 물리계층(220)은 상기 RRC 계층(210)의 요구에 의해 소정 PRACH의 접속을 요구하는 소정 메시지(PHY_ACCESS_REQ)를 구성하여 물리채널을 통해 기지국으로 전송한다. 또한, 상기 물리계층(220)은 상기 소정 메시지(PHY_ACCESS_REQ)에 응답한 상기 기지국으로부터의 확인 메시지(PHY_ACCESS_IND)를 수신한다. 상기 확인 메시지는 상기 소정 메시지(PHY_ACCESS_REQ)에 의해 요구된 PRACH의 접속을 허락(ACK) 또는 거절(NACK) 정보를 가진다. 상기 물리계층(220)은 상기 확인 메시지(PHY_ACCESS_IND)에 의해 상기 RRC 계층(210)으로 ACK 또는 NACK를 제공한다. 상기 RRC 계층(210)은 상기 ACK가 상기 물리계층(220)으로부터 제공되면 자신의 접속을 요구한 PRACH를 통해 전송하고자 하는 데이터를 전송한다. 하지만, 상기 물리계층(220)으로부터 NACK가 제공되거나 소정 시간이 경과할 때까지 상기 확인 메시지(PHY_ACCESS_IND)가 수신되지 않으면 소정 PRACH의 접속을 시도하는 일련의 동작을 재 수행한다. 상기 재 수행은 상기 PRACH 시스템 정보에 의해 제공받은 Mmax만큼을 반복 수행하게 된다. 하지만, 상기 Mmax만큼의 재 수행을 수행하고도 원하는 PRACH의 접속이 성공하지 못하면 송신 전력을 소정 레벨만큼 상승시켜 상기 Mretry_max만큼의 재 접속 동작을 수행한다.
상기 도 2에서의 RRC 계층(210)은 본 발명의 실시 예에 따라 세 개의 블록으로 구분되어 질 수 있다. 그 첫 번째 블록이 응답 수신 에러 처리부(Response Receiving Error Handling Block)이며, 상기 응답 수신 에러 처리부는 랜덤 접근채널 할당 요청(AP; Access Preamble)에 대응하여 기지국(UTRAN)이 확인신호(ACK/NACK)를 전송하였으나 이를 수신하지 못하였을 경우의 처리를 수행하는 구성이다. 그 두 번째 블록은 무 응답 처리부(No Response Handling Block)이며, 상기 무 응답 처리부는 랜덤 접근채널 할당을 요청하는 AP를 계속하여 전송하였으나 기지국(UTRAN)이 이를 감지하지 못하여 확인신호(ACK/NACK)를 전송하지 못하는 경우의 처리를 수행하는 구성이다. 그 세 번째 블록은 거절 처리부(NACK Handling Block)이며, 상기 거절 처리부는 최대 접속 시도 횟수만큼의 랜덤 접근채널 할당 요청(AP)을 하였으나 상기 기지국(UTRAN)으로부터 NACK를 수신한 경우의 처리를 수행하는 구성이다. 후술되겠지만 상기한 구성들 중 상기 응답 수신 에러 처리부(Response Receiving Error Handling Block)와 상기 무 응답 처리부(No Response Handling Block)의 동작을 동일한 절차에 의해 수행된다. 하지만, 상기 거절 처리부(NACK Handling Block)의 동작은 상기한 구성들의 동작과는 구별된다.
상기 도 3은 앞에서도 밝힌 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 PRACH 접속방법에 있어 RRC 계층(210)에서 수행하는 제어 흐름을 도시한 도면이다. 상기 도 3에서는 최초 PRACH의 접속 시도에서는 최대 접속 시도 횟수(Mmax)만큼의 접속 시도를 수행하고도 PRACH 접속에 실패하면 최대 재접속 시도 횟수(Mretry_max)만큼의 재접속 시도를 수행하는 과정을 보여주고 있다.
도 4는 상기 도 3에서의 RACH 재 접속모드를 수행하기 위한 제어 흐름을 상세히 보여주고 있는 도면이며, 도 5는 RACH 재 접속모드를 수행함에 있어 RACH 할당을 요구하기 위해 이동 단말기가 기지국으로 전송하는 접근 프리엠블(AP)의 일 예를 보여주고 있는 도면이다.
3. 본 발명의 실시 예에 따른 동작 설명
3.1 RACH 접속 동작
본 발명의 실시 예에 따른 RACH 접속 동작은 크게 PRACH 초기 접속모드와 PRACH 재 접속모드로 구분할 수 있다. 상기 도 3의 310단계는 PRACH 초기 접속모드를 수행하는 단계이며, 상기 도 3의 314단계는 PRACH 재 접속모드를 수행하는 단계이다.
상기 도 3을 참조하면, RRC 계층(210)은 RACH를 통해 전송할 데이터가 발생하면 310단계에서 통상적인 RACH 초기 접속모드에 따른 동작을 수행한다. 상기 RACH 초기 접속모드에서 상기 RRC 계층(210)은 기지국으로부터의 RACH 시스템 정보를 수신하고, 상기 수신한 RACH 시스템 정보에 의해 최대 접속 시도 횟수(Mmax)와 할당받고자 하는 PRACH를 결정한다. 상기 Mmax와 할당받고자 하는 RACH가 결정되면 상기 RACH의 할당을 기지국으로 요청한다. 이때, 상기 RRC 계층(210)은 상기 요청에 대응하여 상기 기지국으로부터 상기 RACH의 사용을 허락하는 응답 메시지가 수신될 때까지 상기 RACH의 할당 요청을 반복하여 수행한다. 하지만, 상기 RRC 계층(210)은 312단계에서 상기 Mmax만큼의 할당 요청을 통해 상기 기지국으로부터해당 RACH의 사용을 허락 받지 못하였다고 판단되면 314단계로 진행하여 본 발명의 실시 예에 따른 RACH 재 접속모드를 수행한다. 상기 RACH 재 접속모드에 따른 동작은 도 4에서 보여지고 있는 제어 흐름에 의해 수행된다. 즉, 상기 RRC 계층(210)은 기지국으로부터의 랜덤 접근채널 시스템 정보에 의해 새로운 접근 프리엠블을 구성하고, 상기 새로운 접근 프리엠블을 이용하여 해당 랜덤 접근채널의 할당이 허락될 때까지 재 접속 시도를 반복하여 수행한다. 이때, 상기 RRC 계층(210)은 해당 랜덤 접근채널의 할당이 허락되지 않으면 상기 랜덤 접근채널 시스템 정보에 의해 제공되는 최대 재 접속 시도 횟수만큼의 재 접속 시도를 수행한다.
3.2 RACH 재 접속모드의 상세 동작
본 발명의 실시 예에 따른 RACH 재 접속모드에서 이동단말기가 수행하는 제어 흐름은 도 4에서 보여지고 있는 바와 같다. 이하 상기 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 RACH 재 접속모드의 상세 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 이동단말기는 RACH를 할당받기 위해 요구되는 정보들을 기지국으로부터 물리채널을 통해 전송되는 PRACH 시스템 정보에 의해 제공받는다. 상기 PRACH 시스템 정보는 기지국에 의해 소정 주기를 가지고 전송되며, 상기 이동 단말기는 상기 PRACH 시스템 정보를 주기적으로 수신하여 갱신하는 동작이 요구된다.
상기 기지국으로부터 전송된 PRACH 시스템 정보는 이동 단말기의 물리계층(220)으로 수신된다. 상기 물리계층(220)은 상기 PRACH 시스템 정보로부터 RACH 접속을 위해 요구되는 정보들을 RRC 계층(210)으로 제공한다. 상기 RACH 접속을 위해 상기 PRACH 시스템 정보로부터 얻어질 수 있는 정보로는 현재 사용 가능한 PRACH 정보와, 최대 접속 시도 회수(Mmax) 및 최대 재 접속 시도 횟수(Mretry_max) 등이다.
상기 RRC 계층(210)은 410단계에서 전술한 동작에 의한 PRACH 시스템 정보로부터의 RACH 접속을 위해 요구되는 정보를 획득하면 412단계로 진행한다. 상기 RRC 계층(210)은 412단계로 진행하여 자신이 사용을 원하는 임의의 PRACH 그룹을 구분하는 식별자(Pi: PRACH partition I, 이하 "ASC"라 칭함)를 선택한다. 상기 412단계에서 Pi를 선택한 상기 RRC 계층(210)은 414단계로 진행하여 접속 시도 횟수를 카운트하기 위한 카운트 값(M)을 0으로 설정한다. 상기 RRC 계층(210)은 416단계에서 상기 M의 값을 1 증가시킨 후 418단계로 진행하여 상기 최대 재 접속 시도 횟수(Mretry_max)만큼의 접속 시도를 수행하였는지를 판단한다. 상기 최대 재 접속 시도 횟수(Mretry_max)만큼의 접속 시도를 수행하였는지는 상기 Mretry_max와 상기 M을 비교함으로서 판단할 수 있다. 예컨대, 상기 M이 상기 Mretry_max보다 작거나 같으면 상기 최대 재 접속 시도 횟수(Mretry_max)만큼의 접속 시도를 수행하지 않았다고 판단한다. 하지만, 상기 M이 상기 Mretry_max보다 크면 상기 최대 재 접속 시도 횟수(Mretry_max)만큼의 접속 시도를 수행하였다고 판단한다. 이때, 상기 Mretry_max는 앞에서도 정의하고 있는 바와 같이 기지국으로부터 PRACH 시스템 정보로 제공되는 최대 재 접속 시도 횟수를 나타낸다. 즉, 상기 Mretry_max는 이동 단말기가 PRACH을 할당받기 위한 재 접속 시도를 기지국이 제한하는 용도로 사용하고자 하는 것이다.
한편, 상기 RRC계층(210)은 상기 418단계에서 최대 재 접속 시도 횟수(Mretry_max)만큼의 접속 시도를 수행하지 않았다고 판단하면 이후 단계들을 통해 RACH 재 접속을 위한 AP를 구성하여 기지국으로 전송하는 동작을 수행한다. 하지만, 상기 418단계에서 상기 Mretry_max만큼의 RACH 재 접속 시도를 수행하였다고 판단하면 본 발명의 실시 예에 따른 RACH 재 접속모드의 수행을 종료한다.
상기 RRC 계층(210)은 상기 418단계에서 최대 재 접속 시도 횟수(Mretry_max)만큼의 접속 시도를 수행하지 않았다고 판단하면 420단계로 진행한다. 상기 420단계로 진행한 상기 RRC 계층(210)은 상기 기지국으로부터 제공되는 PRACH 시스템 정보에 의해 RACH 재 접속 시도를 위한 RACH 전송 제어 파라미터들을 갱신한다. 상기 RRC 계층은 422단계에서 RACH 사용 요청에 대한 승낙의 확인 신호를 수신하지 못하는 경우 소정의 지연을 두기 위한 타이머(T2)를 셋팅한다. 상기 RRC 계층(210)은 424단계에서 0과 1사이의 값을 가지는 임의의 수(Ri)를 결정하고, 426단계로 진행하여 상기 결정한 Ri와 상기 412단계에서 선택한 Pi를 비교하여 상기 Pi가 상기 Ri보다 큰지를 판단한다. 만약, 상기 Pi가 상기 Ri보다 크지 않다고 판단되면 상기 RRC 계층(210)은 432단계로 진행하여 소정 시간(T2)을 지연한 후 상기 416단계로 리턴하여 전술한 동작을 제 수행한다. 하지만, 상기 Pi가 상기 Ri보다 크다고 판단되면 상기 RRC 계층(210)은 428단계로 진행하여 상기 선택한 RACH의 사용을 요구하는 메시지(PHY_ACCESS_REQ)를 구성하여 전송한다. 상기메시지(PHY_ACCESS_REQ)는 접근 프리엠블(AP)로 대신할 수 있다. 상기 AP의 구성은 통상적인 최초 RACH 접속 시도에 의한 접속 실패의 원인에 의해 차별화된 구성을 가질 수 있다. 또한, 상기 RRC 계층(210)은 상기 AP를 전송함에 있어 최초 RACH 접속 시도시 AP를 전송하던 송신 전력보다 소정 레벨(Pretry_offset)을 증가된 송신 전력을 사용한다. 상기 최초 RACH 접속 시도시 AP를 전송하던 송신 전력은 외루프 전력 제어(Open Loop Power Control)에 의해 결정된 전력 값이다. 이는 기지국에서 RACH 재 접속 시도에 따른 AP의 수신 확률을 높이기 위함이다.
상기 RRC 계층(210)은 430단계에서 상기 전송한 AP에 대응하여 기지국으로부터의 확인 신호(PHY_ACCESS_IND)가 수신되는 지를 감시한다. 상기 확인 신호는 상기 기지국이 수신한 AP에 응답하여 해당 RACH의 사용을 승낙(ACK)하거나 거절(NACK)하는 응답 신호이다. 상기 기지국은 상기 확인 신호를 전송함에 있어 최초 RACH 접속 시도시 확인 신호를 전송하던 송신 전력보다 소정 레벨(Pretry_step)을 증가된 송신 전력을 사용한다. 이 또한, 상기 확인 신호를 이동단말기가 수신할 수 있는 확률을 높이기 위함이다.
상기 430단계에서 기지국으로부터의 확인 신호가 수신되지 않으면 상기 RRC 계층(210)은 상기 432단계로 진행하여 소정 시간(T2)을 지연한 후 상기 416단계로 리턴하여 상술한 동작을 재 수행한다. 하지만, 상기 430단계에서 기지국으로부터의 확인 신호를 수신하면 상기 RRC 계층(210)은 434단계로 진행하여 상기 확인 신호가 RACH의 사용을 허락(ACK)하는 확인 신호인지를 판단한다. 상기 RRC 계층(210)은 상기 434단계에서 상기 수신한 확인 신호가 NACK라고 판단되면 436단계로 진행하여소정 시간(T2)을 지연한 후 438단계에서 Tb1 동안을 추가로 대기한다. 상기 Tb1을 대기한 후 상기 RRC 계층(210)은 상기 416단계로 리턴하여 상술한 동작을 재 수행한다. 하지만, 상기 434단계에서 수신한 확인 신호가 ACK라고 판단되면 440단계로 진행하여 데이터 전송을 요청하는 메시지(PHY_DATA_REQ)를 상기 기지국으로 전송한다.
3.3 접속 실패 이유별 동작 설명
본 발명의 실시 예에 따른 RACH 재 접속 시도를 수행하는 것은 앞에서도 밝히고 있는 바와 같이 초기 RACH 접속 시도에 의해 소정 RACH의 할당에 실패하였기 때문이다. 상기 초기 RACH 접속 시도에 의한 RACH 할당이 실패하는 원인은 크게 세 가지로 분류할 수 있다.
첫 번째 원인으로는, 상기 초기 RACH 접속 시도에 의한 이동단말기로부터의 AP를 기지국이 정확하게 수신하여 확인 신호를 전송하였으나 이를 이동단말기가 수신하지 못하는 경우이다. 이 경우에 있어 본 발명의 실시 예에 따른 RACH 재 접속 시도는 RRC 계층의 응답 수신 에러 처리부(Response Receiving Error Handling Block)에서 수행한다.
두 번째 원인으로는, 상기 초기 RACH 접속 시도에 의한 이동단말기로부터의 AP를 기지국이 수신하지 못함으로서 상기 이동단말기가 확인 신호를 수신하지 못하는 경우이다. 이 경우에 있어 본 발명의 실시 예에 따른 RACH 재 접속 시도는 RRC 계층의 무 응답 처리부(No Response Handling Block)에서 수행한다.
세 번째 원인으로는, 상기 초기 RACH 접속 시도에 의한 이동단말기로부터의 AP를 기지국이 수신하고, 상기 AP에 응답한 확인 신호로서 NACK를 전송한 경우이다. 즉, 상기 세 번째 경우는 이동단말기가 Mmax를 통해 RACH 접속 시도를 수행하였으나 기지국에 의해 접속이 거절된 경우이다. 이 경우에 있어 본 발명의 실시 예에 따른 RACH 재 접속 시도는 RRC 계층의 거절 처리부(NACK Handling Block)에서 수행한다.
전술한 세 가지 원인 각각에 대응하는 구성들은 상기 도 4를 참조하여 설명한 동작과 동일한 절차에 의해 RACH 재 접속 시도 동작을 수행한다. 하지만, 상기 각 구성들이 상기 RACH 재 접속 시도를 수행함에 있어 전송하는 AP 구조는 서로 상이할 수 있다.
3.4 접근 프리엠블(AP)의 구성
상술한 본 발명의 실시 예에 따른 RACH 재 접속모드에서 기지국으로 RACH의 할당을 요구하는 AP의 구성은 RACH 초기 접속모드에서 사용하는 AP의 구성과는 상이할 필요가 있다. 그 이유는 동일한 구성을 가지는 AP를 사용하는 경우에는 기지국이 초기 접속모드인지 재 전송모드인지를 알 수 없기 때문이다. 도 5a와 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 AP의 일 예를 보여주고 있는 도면이다.
상기 도 5a는 RACH 초기 접속모드에서의 접속 실패의 원인이 기지국으로부터 AP에 대응한 확인 신호를 수신하지 못한 경우에 있어서의 AP 구성을 보이고 있는 도면이다. 상기 AP에 대응한 확인 신호를 수신하지 못하는 경우는 크게 두 가지 경우가 있을 수 있다. 그 첫 번째로 기지국이 확인 신호를 전송하였으나 이동 단말기가 이를 수신하지 못한 경우이며, 그 두 번째로 기지국이 이동단말기이 전송한 AP를 수신하지 못하여 확인 신호를 전송하지 못한 경우이다. 상기 도 5a에서 보여지고 있는 AP 구성은 256개의 슬롯들로 구성된다. 상기 256개의 슬롯들 중 250개의 슬롯들을 통해서는 소정 시그네쳐(signature i)를 250회 반복하여 전송하며, 나머지 6개의 슬롯을 통해서는 재 접속 시도를 알리는 소정 패턴을 6회 반복하여 전송한다.
따라서, 상기한 도 5a의 구성을 가지는 AP를 수신한 기지국은 이동단말기가 Mmax의 RACH 접속 시도에 의해 확인 신호를 받지 못하여 RACH 재 접속 시도를 수행하고 있음을 알 수 있다. 또한, 상기 기지국은 수신한 AP을 통해 이동단말기가 자신이 전송한 확인 신호를 수신하지 못하였거나 Mmax의 RACH 접속 시도에 의해 상기 이동단말기로부터 전송된 AP를 자신이 수신하지 못하였음을 감지할 수 있다.
상기 도 5b는 RACH 초기 접속모드에서의 접속 실패의 원인이 기지국으로부터 AP에 대응한 확인 신호로 거절의 확인 신호를 수신한 경우에 있어서의 AP 구성을 보이고 있는 도면이다. 상기 도 5a에서 보여지고 있는 AP 구성 또한 256개의 슬롯들로 구성된다. 상기 256개의 슬롯들 중 240개의 슬롯들을 통해서는 소정 시그네쳐(signature i)를 240회 반복하여 전송하며, 나머지 16개의 슬롯을 통해서는 재 접속 시도를 알리는 소정 패턴을 16회 반복하여 전송한다.
따라서, 상기한 도 5b의 구성을 가지는 AP를 수신한 기지국은 이동단말기가 Mmax의 RACH 접속 시도에 의해 거절의 확인 신호를 받음으로 인해 RACH 재 접속 시도를 수행하고 있음을 알 수 있다.
한편, 상기 도 5a와 상기 도 5b에서의 상기 소정 시그네쳐는 RACH 재 접속을 수행함에 있어 기지국으로 사용을 요청하는 RACH에 대응하는 시그네쳐이다. 이때, 상기 사용을 요청하는 RACH는 상기 기지국으로부터 제공받은 RACH 시스템 정보에 의해 결정할 수 있다. 또한, 상기 재 접속 시도임을 나타내는 소정 패턴은 미리 기지국과 약정된 패턴이다. 상기 소정 패턴의 일 예로서 "-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1"을 사용할 수 있다. 상기 소정 시그네쳐와 상기 소정 패턴을 반복함은 칩 레이트(chip rate)로 반복된다.
전술한 바와 같이 약정 패턴을 사용하여 이동단말기가 RACH 재 접속 시도를 수행하고 있음을 기지국에게 통보하는 것은 RACH의 할당을 허락함에 있어 우선순위를 부여할 수 있도록 하기 위해서다.
상술한 바와 같이 본 발명은 최초의 RACH 접속이 실패한 이후 접근 프리엠블을 달리 구성하여 RACH 재 접속을 시도하며, 기지국은 달리 구성된 접근 프리엠블에 의해 RACH 재 접속 시도임을 쉽게 알 수 있도록 하였다. 즉, 접근 프리엠블의 발생과 탐지에 있어서 기존의 하드웨어를 최대한 이용하는 용이한 방법으로 RACH 재 접속 시도를 알릴 수 있다. 또한, RACH 재 접속 시도를 함에 있어 접근 프리엠블 및 확인 신호의 송신 전력을 소정 레벨 증가시켜 전송함으로서 이동단말기와 기지국이 확인신호 또는 접근 프리엠블을 보다 더 용이하게 탐지할 수 있어 RACH 접속시 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims (9)

  1. 기지국으로부터의 랜덤 접근채널 시스템 정보에 의해 사용하고자 하는 랜덤 접근채널 선택하고, 상기 선택한 랜덤 접근채널에 대응하는 접근 프리엠블을 이용하여 상기 기지국으로 상기 선택한 랜덤 접근채널의 접속을 시도하는 부호분할다중접속 이동통신시스템의 이동 단말기에서 랜덤 접근채널의 재 접속을 시도하는 방법에 있어서,
    상기 랜덤 접근채널 시스템 정보로부터 제공되는 최대 접속 시도 횟수의 접속 시도에 의한 상기 선택한 랜덤 접근채널의 접속이 실패할 시 새로운 접근 프리엠블을 구성하는 과정과,
    상기 랜덤 접근채널 시스템 정보로부터 제공되는 최대 재 접속 시도 횟수 내에서 접속이 성공할 때까지 상기 새로운 접근 프리엠블을 이용하여 재 접속 시도를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 새로운 접근 프리엠블은 상기 랜덤 접근채널 시스템 정보에 의해 새롭게 선택한 랜덤 접근채널에 대응하는 시그니쳐를 소정 칩 레이트에 의해 소정 횟수 반복하고, 상기 재 접속 시도를 나타내는 약정된 패턴을 소정 횟수 반복하여 구성함을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 접속 실패의 원인이 상기 접근 프리엠블에 대응한 확인 신호를 수신하지 못한 경우에는 상기 약정된 패턴을 6회 반복함을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 접속 실패의 원인이 상기 접근 프리엠블에 대응하여 거절의 확인 메시지를 수신한 경우에는 상기 약정된 패턴을 16회 반복함을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 새로운 접근 프리엠블의 송신 전력을 소정 레벨 증가시켜 전송함을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 부호분할다중접속 이동통신시스템의 기지국에서 소정 이동 단말기로부터의 접근 프리엠블에 의해 랜덤 접근채널을 할당하는 방법에 있어서,
    현재 사용 가능한 랜덤 접근채널들의 정보와 최대 접속 시도 횟수 및 최대 재 접속 시도 횟수를 포함하는 랜덤 접근채널 시스템 정보를 방송채널을 통해 셀내의 모든 이동 단말기들로 전송하는 과정과,
    상기 랜덤 접근채널 시스템 정보에 대응하여 상기 소정 이동 단말기로부터의 접근 프리엠블을 수신하고, 상기 수신한 접근 프리엠블에 재 접속 시도에 따른 약정된 패턴이 소정 횟수 반복되고 있는 지를 판단하는 과정과,
    상기 약정된 패턴이 소정 횟수 반복되고 있다고 판단되면 상기 접근 프리엠블에 대응한 확인 신호의 송신 전력을 소정 레벨 증가시켜 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 새로운 접근 프리엠블은 상기 랜덤 접근채널 시스템 정보에 의해 새롭게 선택한 랜덤 접근채널에 대응하는 시그니쳐를 소정 칩 레이트에 의해 소정 횟수 반복하고, 상기 재 접속 시도를 나타내는 약정된 패턴을 소정 횟수 반복하여 구성함을 특징으로 하는 상기 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 재 접속 시도의 원인이 상기 접근 프리엠블에 대응한 확인 신호를 수신하지 못한 경우에는 상기 약정된 패턴을 6회 반복함을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 재 접속 시도의 원인이 상기 접근 프리엠블에 대응하여 거절의 확인 메시지를 수신한 경우에는 상기 약정된 패턴을 16회 반복함을 특징으로 하는 상기 방법.
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