KR20030026756A - Method for selecting sub-channel in physical layer of umts user equipment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유.엠.티.에스 통신시스템의 무선 단말기 장치에 관한 것으로, 특히 유.엠.티.에스 단말장치의 물리계층에서 서브 채널을 선택하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wireless terminal device of a U.S. t.
통상적으로, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS25.214(TechnicalStandard 25.214)에서 언급한 물리적 랜덤 억세스 절차(Physical Random Access Procedure)에서 단말의 레이어1(Layer1)인 물리계층(Physical Layer)은 물리계층 랜덤 억세스 채널(Physical Random Access Channel, 이하 'PRACH')의 전송을 위해 상위계층인 무선자원관리(Radio Resource Control, 이하 'RRC'), MAC(Media Access Control)으로부터 각종 필요한 파라미터(Parameter)를 모은 후에, MAC으로부터 전달받은 억세스 서비스 등급(Access Service Class, 이하 'ASC')에 속하는 PRACH부로부터 프리엠블(Preamble)전송을 위한 서브 채널그룹(Sub-Channel Group)과 프리엠블 시그너처(Signature)를 선택하게 된다.Typically, in the physical random access procedure mentioned in 3rd Generation Partnership Project (3GPP) TS25.214 (Technical Standard 25.214), the physical layer, which is Layer 1 of the UE, is a physical layer random access. After collecting various necessary parameters from radio resource control (RRC) and MAC (Media Access Control), which are upper layers, for transmission of a physical random access channel (PRACH), A sub-channel group and a preamble signature are selected for preamble transmission from a PRACH unit belonging to an access service class (ASC) received from a MAC. .
여기서 물리계층은 PHY 억세스 REQ라는 프리미티브(Primitive)에 의해 PRACH 랜덤 억세스 절차를 시작하고, 이때 해당 프리엠블 시그너처로서 사용될 시그너처는 해당 프리엠블 램핑 사이클(Ramping Cycle)동안 프리엠블을 전송할 때마다 무작위 방법으로 해당 PRACH부의 유효한 시그너처들 중에서 하나를 선택하지만, 서브 채널에 대한 선택은 프리엠블 램핑 사이클이 종료할 때까지는 처음 선택된 것을 사용하도록 되어있다. 이는 프리엠블과 그것을 뒤따르는 다음 프리엠블간의 최소간격, 즉 τp-p,min은 3억세스 슬롯(Access Slot, 이하 'AS')이상을 만족해야 한다는 TS25.211 V3.3.0 7.3장의 언급과 TS25.214 V3.3.0 6.1.1장의 테이블7에서 도시한 여러 가지 PRACH 서브 채널에 대한 유효한 업링크(Uplink) 억세스 슬롯의 내용을 고려했을 때 프리엠블과 뒤따르는 프리엠블 사이의 시간간격은 최소 12AS일 수밖에 없다. 상기 억세스 슬롯(Access Slot)은 기지국(Cell)이 전방향으로 전달하는 20ms단위의 시스템 정보 메시지(System Information Message)의 경계(Boundary)와 시간적으로 일치하는 20ms 구간을 15개의 조각으로 나눈 단위이다. 따라서 20ms의 한 프레임에는 15개의 억세스 슬롯이 존재한다.Here, the physical layer starts a PRACH random access procedure by a primitive called PHY access REQ, and the signature to be used as the corresponding preamble signature is randomly transmitted every time the preamble is transmitted during the corresponding preamble ramping cycle. One of the valid signatures of the corresponding PRACH portion is selected, but the selection for the subchannel is to use the first selected until the preamble ramping cycle ends. This is because the minimum distance between the preamble and the next preamble following it, τ pp, min , must satisfy at least three hundred million access slots (AS). TS25.211 V3.3.0 V3.3.0 Considering the contents of valid uplink access slots for the various PRACH subchannels shown in Table 7 of Chapter 6.1.1, the time interval between the preamble and the following preamble must be at least 12AS. . The access slot is a unit obtained by dividing the 20 ms section into 15 pieces that coincide with the boundary of the system information message of 20 ms units transmitted by the base station in all directions. Thus, there are 15 access slots in one frame of 20 ms.
이를 좀더 상세히 설명하면, 해당하는 프리엠블 램핑 사이클(Preamble Ramping Cycle)동안, UMTS 지상 무선 억세스 네트웍(Universal Mobile Telecommunications System Terrestrial RAN(Radio Access Network), 이하 'UTRAN')으로부터 동기획득지시채널(Acquisition Indication Channel, 이하 'AICH')를 통한 응답이 없는 경우 선행 프리엠블과 잇따르는 프리엠블의 전송에 있어서 프리엠블 시그너처는 프리엠블 재전송 시 마다 유효한 시그너처들로부터 랜덤 선택을 시도하는 반면, 프리엠블을 전송하는 시점을 말하는 억세스 슬롯 선택에 있어서는 MAC으로부터 제공된 특정 ASC내에 유효 서브 채널 그룹들이 존재할 수 있음에도 불구하고 이에 대한 서브 채널 번호의 변경이 없다. 상기 프리엠블 램핑 사이클이란, 단말이 UTRAN으로의 억세스를 위해 프리엠블을 전송하게 되는데, 이때 최초의 시도에서 프리엠블에 대한 Acknowledge를 받지 못하면 그 다음 프리엠블에서는 일정량의 전력을 증가시켜 전송하고, 만일 이때도 Acknowledge를 받지 못하면 그 다음의 프리엠블의 전력을 증가시켜 전송하게 된다. 이와 같이 기지국(UTRAN)으로부터 Acknowledge를 받지 못하여 프리엠블의 전력을 증가시키며 전송할 수 있는 프리엠블의 최대 전송횟수를 가지는 덩어리를 의미한다. 전력(y축) 대비 시간(x축)으로 표시하면 계단을 옆에서 본 삼각형 모양의 그래프로 나타난다.In more detail, during the corresponding preamble ramping cycle, a synchronization acquisition indication channel (UMRAN) from a Universal Mobile Telecommunications System Terrestrial Radio Access Network (RAN) (UTRAN) is used. When there is no response through a channel (hereinafter, 'AICH'), the preamble signature attempts random selection from valid signatures each time the preamble is retransmitted, while the preamble is transmitted at the time of transmitting the preamble. In the case of access slot selection, although there may be valid subchannel groups in a specific ASC provided from the MAC, there is no change in the subchannel number. In the preamble ramping cycle, the UE transmits a preamble for access to the UTRAN. If the UE does not receive the acknowledgment of the preamble in the first attempt, the next preamble increases and transmits a predetermined amount of power. If the acknowledgment is not received, the power of the next preamble is increased and transmitted. As such, it means a chunk having the maximum number of transmissions of the preamble that can be transmitted while increasing the power of the preamble without receiving acknowledgment from the base station UTRAN. In terms of time (x-axis) versus power (y-axis), the stairs appear as a triangular graph from the side.
예를 들어 설명하면, 기지국으로부터 서브 채널 그룹으로써 1과 5를 받은 경우, 프리엠블 램핑 사이클동안 1이라는 서브 채널만 사용한다면 연속된 프리엠블 사이의 억세스 슬롯은 1, 13, 10, 7, 4가 될 수 있다. 여기서 최초의 프리엠블 전송 시점의 SFN이 0인 경우 단말은 1번 AS에서 첫 번째 프리엠블을 전송할 것이고, A차를 받지 못하게 되는 경우 잇따르는 두 번째 프리엠블은 1이라는 서브 채널로 앞서 고정되어 있으므로 12AS 후인 13 번째 AS에서 전송된다.For example, if 1 and 5 are received from the base station as a subchannel group, access slots between successive preambles are 1, 13, 10, 7, 4 if only a subchannel of 1 is used during the preamble ramping cycle. Can be. If the SFN at the time of the first preamble transmission is 0, the UE will transmit the first preamble in AS 1, and if the second A is not received, the subsequent second preamble is fixed to the sub-channel as 1 before 12AS. Is transmitted from the 13th AS.
따라서 선택된 서브 채널에 있어서 선행 프리엠블을 전송하고 기지국으로부터 응답이 없을 경우 잇따르는 프리엠블의 억세스 슬롯은 선행 프리엠블과 정확히 12AS만큼의 차이가 난다. 즉 선행 프리엠블과 그것을 뒤따르는 다음 프리엠블간의 최소간격을 나타내는 τp-p,min(3~4AS = 15360 또는 20480 칩(Chip))보다 큰 디스턴스(Distance)를 만족하는 후속 억세스 슬롯은 12AS의 N배(N = 1~4 또는 5)가 된다. 이는 만일 서브 채널 번호 0이 선택되고, 현재의 시스템 프레임 번호(System Frame Number, 이하 'SFN')가 8M(M = 0...511)일 경우, 첫 번째 프리엠블 전송에 대하여 7680 또는 12800칩 후에 UTRAN으로부터 응답(Acknowledgement)이 없을 때는 첫 번째 프리엠블 전송 후 15360 또는 20480칩 후, 즉 현재 프레임(Frame)이내에 후속 프리엠블을 전송할 수 있음에도 불구하고, 다음 프레임, 즉 SFN mod 8 = 1을 만족하는 프레임에 해당하는 12AS(61440칩)의 정수배에 해당하는 억세스 슬롯에서만 다음 프리엠블을 전송하게 된다.Therefore, when the preceding preamble is transmitted in the selected subchannel and there is no response from the base station, the access slot of the subsequent preamble is exactly 12AS different from the preceding preamble. That is , a subsequent access slot that satisfies a distance greater than τ pp, min (3 to 4 AS = 15360 or 20480 chips) representing the minimum distance between the preceding preamble and the next preamble following it is N times 12AS. (N = 1 to 4 or 5). This means that if subchannel number 0 is selected and the current System Frame Number ('SFN') is 8M (M = 0 ... 511), 7680 or 12800 chips for the first preamble transmission. If there is no acknowledgment from the UTRAN afterwards, the next frame, i.e. SFN mod 8 = 1, can be transmitted after 15360 or 20480 chips after the first preamble is transmitted, i.e. within the current frame. The next preamble is transmitted only in an access slot corresponding to an integer multiple of 12AS (61440 chip) corresponding to a frame.
이는 3~11AS 만큼의 시간간격 동안은 프리엠블을 선택할 수 없다는 의미가 된다. 이에 따라 PRACH 전송에 있어서, 신속한 랜덤 억세스 절차를 수행하는데 제한적인 문제점이 있다.This means that the preamble cannot be selected for a time interval of 3 to 11 AS. Accordingly, there is a limited problem in performing a quick random access procedure in PRACH transmission.
따라서 본 발명의 목적은 UMTS 단말이 랜덤 억세스를 시도함에 있어서, UTRAN으로부터 응답을 받지 못한 경우, 선행 프리엠블과 그것을 뒤따르는 다음 프리엠블간의 간격, Lp-p를 최소화 할 수 있도록 하는 UMTS 단말의 물리계층에서 서브 채널을 선택하는 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to physically layer a UMTS terminal to minimize the interval between the preceding preamble and the next preamble following it, L pp when the UMTS terminal does not receive a response from the UTRAN in attempting random access. It provides a method for selecting a sub-channel in the.
본 발명의 다른 목적은 UMTS 단말이 랜덤 억세스에 걸리는 시간을 단축하여 보다 빠른 RRC커넥션(Radio Resource Control Connection)의 획득 및 랜덤 억세스 채널(Random Access Channel, 이하 'RACH')를 이용한 업링크(Uplink: UL) 데이터 전송의 전체 속도를 향상시키며, 이로 인한 단말의 전력 낭비를 줄이기 위한 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to shorten the time taken for the UMTS terminal to random access to obtain a faster RRC connection (Radio Resource Control Connection) and uplink (Random Access Channel, hereinafter called 'RACH') UL) to improve the overall speed of data transmission, thereby providing a method for reducing power waste of the terminal.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 UMTS 단말의 물리계층에서 서브 채널을 선택하는 방법에 있어서, MAC으로부터 전달받은 특정 ASC에는 서브 채널 그룹들이 존재하므로, 후속 프리엠블을 전송할 때 시그너처를 새롭게 선택하는 것처럼 서브 채널 역시 유효한 서브 채널 그룹들 중에서 선행 프리엠블을 전송한 이후, τp-p>= τp-p,min을 만족하면서 선행 프리엠블과의 디스턴스가 최소가 될 수 있도록 서브 채널을 선택한다. 시그너처는 랜덤 선택을 시도하지만 서브 채널의 선택에 있어서는 τp-p>= τp-p,min을 만족하며, 디스턴스(이하 Lp-p,Lp-p,min= 3AS)가 최소인 방향으로 우선순위를 두어 선택하도록 함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for selecting a subchannel in a physical layer of a UMTS terminal, and since a subchannel group exists in a specific ASC received from a MAC, a new signature is selected when a subsequent preamble is transmitted. Likewise, after transmitting the preceding preamble among the valid subchannel groups, the subchannel selects the subchannel so that the distance with the preceding preamble can be minimized while satisfying τ pp > = τ pp, min . The signature attempts random selection but the subchannel selection satisfies τ pp > = τ pp, min and gives priority to the direction in which the distance (L pp, L pp, min = 3AS) is the minimum. It is characterized by.
도 1는 본 발명의 실시 예에 따른 UMTS 단말에서 억세스 슬롯 번호를 결정하기 위한 시스템 프레임 번호를 고려한 도표,1 is a diagram considering a system frame number for determining an access slot number in a UMTS terminal according to an embodiment of the present invention;
도 2은 본 발명의 실시 예에 따른 UMTS 단말의 물리계층에서 서브 채널을 선택하는 방법을 보인 제어흐름도,2 is a control flowchart illustrating a method of selecting a subchannel in a physical layer of a UMTS terminal according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 UMTS 단말의 물리계층에서 서브 채널을 선택하기 위한 방법을 코드로 나타낸 도면.3 is a diagram illustrating a method for selecting a subchannel in a physical layer of a UMTS terminal according to an embodiment of the present invention with a code.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1는 본 발명의 실시 예에 따른 UMTS 단말에서 억세스 슬롯 번호를 결정하기 위한 시스템 프레임 번호를 고려한 도표이고, 도 2은 본 발명의 실시 예에 따른 UMTS 단말의 물리계층에서 서브 채널을 선택하는 방법을 보인 제어흐름도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 UMTS 단말의 물리계층에서 서브 채널을 선택하기 위한 방법을 코드로 나타낸 도면이다. 이하 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 UMTS 단말의 물리계층에서 서브 채널을 선택하는 방법을 수행하기 위한 동작을 상세히 설명한다.1 is a diagram considering a system frame number for determining an access slot number in a UMTS terminal according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a method for selecting a sub-channel in the physical layer of a UMTS terminal according to an embodiment of the present invention 3 is a diagram illustrating a method for selecting a subchannel in a physical layer of a UMTS terminal according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, an operation for performing a method of selecting a subchannel in the physical layer of a UMTS terminal according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
본 발명은 UMTS 단말의 물리계층에서 서브 채널을 선택하는 방법에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 현재 새롭게 프리엠블 전송을 위해 억세스 슬롯을 결정할 때, 바로 직전에 전송된 프리엠블에 적용한 서브 채널 번호로 부터 디스턴스 3AS(이것은 AICH 전송 타이밍(Transmission Timing)이 '0'인 경우이며, 1인 경우에는 4AS이다) 이상을 만족하면서, 해당 ASC의 유효한 서브 채널들에 포함되는 서브 채널 번호 중 앞선 프리엠블 전송 시점의 AS와 가장 시간적으로 근접한 번호를 가지는 서브 채널을 선택하는 방법이다. 이렇게 선택된 서브 채널 번호로부터 새롭게 전송할 프리엠블의 억세스 슬롯 번호를 결정한다. 억세스 슬롯 번호를 결정할 때에는 새로운 프리엠블의 전송시점에 적용되는 SFN을 고려한다. 이때, 도 1에 보인 바와 같이 서브 채널 번호에 관한 것을 이용한다. 이는 TS 25.214 V3.3.0의 Table 7을 기초로 한 것이다.According to the present invention, in the method of selecting a subchannel in the physical layer of a UMTS terminal, as shown in FIG. 1, when a current access slot is newly determined for preamble transmission, a subchannel applied to a preamble transmitted immediately before The preceding free of the subchannel numbers included in the valid subchannels of the ASC while satisfying more than distance 3AS (this is the case where AICH Transmission Timing is '0' and 4AS is 1) from the number. A method of selecting a subchannel having a number closest in time to an AS at the time of transmitting an emblem. The access slot number of the preamble to be newly transmitted is determined from the selected subchannel number. When determining the access slot number, the SFN applied at the time of transmission of the new preamble is considered. At this time, as shown in Fig. 1, a subchannel number is used. This is based on Table 7 of TS 25.214 V3.3.0.
다음으로, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 UMTS 단말의 물리계층에서 서브 채널을 선택하는 방법을 보인 제어흐름도를 상세히 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같이, MAC로부터 ASC를 가져온다(200단계). 그리고 새로운 서브 채널을 선택하기 직전에 선택된 프리엠블에 대한 서브 채널 번호 "m"을 저장한다(202단계). 다음으로 새롭게 전송할 프리엠블에 대한 서브 채널 번호인 "new"를 결정한다(204단계). 그러면, 206단계 및 208단계에서 m에 최소 억세스 슬롯(3AS)을 더한 값과 최대 억세스 슬롯(12AS)을 비교하여 최대 억세스 슬롯보다 같거나 큰 경우와 작은 경우를 구분하여 억세스 슬롯을 선택하는 과정을 진행하게 된다(206, 208단계).Next, a control flowchart showing a method of selecting a subchannel in a physical layer of a UMTS terminal according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2. As shown in FIG. 2, the ASC is obtained from the MAC (step 200). Subchannel number “m” for the selected preamble is stored immediately before selecting a new subchannel (step 202). In operation 204, a new subchannel number "new" is determined. Then, in step 206 and 208, the process of selecting an access slot by dividing a value obtained by adding the minimum access slot (3AS) to the maximum access slot (12AS) and distinguishing the case where the maximum access slot is greater than or equal to and smaller than the maximum access slot is performed. Proceeding (steps 206 and 208).
우선 상기 억세스 슬롯을 선택하는 과정 중 m에 최소 억세스 슬롯(3AS)을 더한 값과 최대 억세스 슬롯(12AS)을 비교하여 최대 억세스 슬롯보다 같거나 큰 경우를 설명하면, (m+3)=M mod 12 값을 결정(210)하고(210단계), 유효한 서브 채널들에서 M~m의 번호를 가지는 서브 채널이 존재하는지를 확인한다(214단계). 상기 214단계에서 유효한 서브 채널들 중 M~m의 번호를 가지는 서브 채널이 존재하면, 유효한 서브 채널들에 포함되는 서브 채널 번호를 M에서부터 m까지 순차적으로 비교(218)하고, 상기 비교에서 제일 처음 발견되는 서브 채널 번호를 "new"로 설정한다(222단계). 그리고 상기에서 설정된 new로부터 현재의 SFN을 고려하여 억세스 슬롯을 선택한다(226단계).First, in the process of selecting the access slot, comparing the value obtained by adding the minimum access slot (3AS) to the maximum access slot (12AS) and explaining the case of being equal to or greater than the maximum access slot, (m + 3) = M mod A value 12 is determined 210 (step 210), and it is checked whether a sub channel having a number of M to m exists in the valid sub-channels (step 214). If there is a subchannel having a number of M to m among the valid subchannels in step 214, the subchannel numbers included in the valid subchannels are sequentially compared from M to m (218), and the first in the comparison is performed. The sub channel number to be found is set to "new" (step 222). In step 226, the access slot is selected in consideration of the current SFN from new set above.
한편, 상기 억세스 슬롯을 선택하는 과정 중 m에 최소 억세스 슬롯(3AS)을더한 값과 최대 억세스 슬롯(12AS)을 비교하여 최대 억세스 슬롯보다 작은 경우에는, (m+3)=M인 값을 결정한다(212단계). 그리고 유효한 서브 채널들에서 M~11 번호를 가지는 서브 채널의 존재 여부를 확인(216단계)하고, 존재가 확인되면 유효한 서브 채널들에 포함되는 서브 채널 번호를 M부터 시작하여 순차적으로 비교한다(220단계). 상기 비교에서 제일 처음 발견되는 서브 채널 번호를 "new"로 선택(224단계)하고, 상기에서 설정된 new로부터 현재의 SFN을 고려하여 억세스 슬롯을 선택한다(228단계).On the other hand, in the process of selecting the access slot, the value of adding the minimum access slot (3AS) to the maximum access slot (12AS) compared to the smaller than the maximum access slot, and determines the value of (m + 3) = M (Step 212). In operation 216, the existence of the subchannels having M to 11 numbers is determined in the valid subchannels, and when the existence of the subchannels is confirmed, the subchannel numbers included in the valid subchannels are sequentially compared with each other starting with M (220). step). The first sub-channel number found in the comparison is selected as "new" (step 224), and an access slot is selected in consideration of the current SFN from the new set above (step 228).
도 3은 상기 도 2의 제어흐름도에서 보인, 본 발명의 실시 예에 따른 UMTS 단말의 물리계층에서 서브 채널을 선택하는 방법을 코드로 나타낸 것으로서, AICH 전송 타이밍이 무엇이냐에 따라서 3 또는 4 억세스 슬롯을 건너 뛴다는 조건을 만족하는 서브 채널 중 가용한 서브 채널과 비교하여 시간적으로 가장 가까운 서브 채널을 선택, 즉 이번에 적용할 다음 서브 채널을 선택하기 위한 알고리즘을 나타낸 코드이다.FIG. 3 is a code illustrating a method of selecting a subchannel in a physical layer of a UMTS terminal according to an embodiment of the present invention as shown in the control flow diagram of FIG. 2, according to an AICH transmission timing. This code shows an algorithm for selecting the closest subchannel in time, that is, the next subchannel to be applied this time, compared to the available subchannels among the subchannels satisfying the condition of skipping.
상술한 바와 같이 기존의 TS 25.214에서 언급한 서브 채널 선택방법은 기본적으로 프리엠블과 프리엠블간의 디스턴스가 12AS 이다. 그러나 본 발명은 현재 자신에게 할당된 ASC에서 할당한 유효한 서브 채널들을 3AS이상을 만족하는 가장 가까운 억세스 슬롯을 선택하게 해 줌으로써 랜덤 억세스 절차를 수행하는데 걸리는 시간을 단축시킬 수 있다. 이로 인하여 단말의 불필요한 전력 소모를 막을 수 있을 뿐만 아니라 PRACH전송에 대한 기지국의 응답을 빨리 얻을 수 있으므로 RACH 관련한 신속한 절차의 통신이 이루어질 수 있는 장점이 있다.As described above, in the subchannel selection method mentioned in the conventional TS 25.214, the distance between the preamble and the preamble is 12AS. However, the present invention can shorten the time it takes to perform the random access procedure by allowing a valid sub-channel allocated by the ASC currently assigned to it to select the nearest access slot satisfying 3AS or more. As a result, it is possible not only to prevent unnecessary power consumption of the terminal, but also to quickly obtain a response of the base station for PRACH transmission.
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