KR20070080545A - 이동통신 시스템에서의 무선자원 요청방법 - Google Patents

이동통신 시스템에서의 무선자원 요청방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템에서 제어신호를 이용한 무선자원 요청방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서의 무선자원 요청방법에서는 상향링크의 무선자원이 없는 상태에서 기지국으로 데이터 전송이 필요하면, 단말이 RACH(Random Access Channel) 또는 제어신호를 이용하여 데이터 전송을 위한 무선자원을 기지국으로 요청한다. 따라서, 본 발명은 RACH 또는 제어신호를 통해 단말이 기지국으로 빠르게 무선자원 요청 메시지를 보내어, 기지국으로부터 빠르게 무선자원을 획득함으로써 빠른 데이터 전송을 보장받을 수 있는 효과가 있다.
E-UMTS, 무선자원 요청, RACH, 제어신호

Description

이동통신 시스템에서의 무선자원 요청방법{RADIO RESOURCE REQUESTING METHOD IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템인 E-UMTS의 망 구조.
도 2는 무선프로토콜의 제어평면의 각 계층을 나타낸 도면.
도 3은 무선프로토콜의 사용자평면의 각 계층을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서의 무선자원 요청 방법을 나타낸 도면.
*******도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ********
10 : 단말(UE) 20 : 기지국(eNode-B)
본 발명은 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템에 관한 것으로서, 특히 상향링크 제어신호를 이용하여 빠르게 무선자원을 획득하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템인 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System)의 망 구조이다.
E-UMTS시스템은 UMTS시스템에서 진화한 시스템으로 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 상기 E-UMTS 시스템은 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다.
E-UMTS망은 크게 E-UTRAN과 핵심망(Core Network : CN)으로 구분된다. 상기 E-UTRAN은 기지국(이하 eNode B 또는 eNB로 약칭)으로 구성되며, 상기 핵심망은 접속 게이트웨이(Access gateway : AG)를 포함하여 구성된다. 상기 AG는 사용자 트래픽을 처리하는 부분과 제어용 트래픽을 처리하는 부분으로 나누어 질 수도 있다. 이때, 상기 사용자 트래픽을 처리하기 위한 AG와 제어용 트래픽을 처리하는 AG는 새로운 인터페이스를 사용하여 서로 통신 할 수 있다. 하나의 eNode B(eNB)에는 하나이상의 셀(Cell)이 존재할 수 있으며, eNode B간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수도 있다. 상기 CN은 AG와 기타 UE의 사용자 등록 등을 위한 노드 등으로 구성될 수도 있다. 또한, 도 1의 UMTS에서 E-UTRAN과 CN을 구분하기 위한 인터페이스가 사용될 수도 있다.
단말과 망사이의 무선인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형시스템간상호접속(Open System Interconnection : OSI)기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층) 및 L3(제3계층)로 구분될 수 있다. 이중에서 제1계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제3계층에 위치하는 무선자원제어(Radio Resource Control : RRC)계층은 단말과 망간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC계 층은 단말과 망간에 RRC메시지를 서로 교환한다. RRC계층은 eNode B와 AG 등 망 노드들에 분산되어 위치할 수도 있고, eNode B 또는 AG에만 위치할 수도 있다.
도 2는 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한 단말과 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network) 사이의 무선인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸다. 도2의 무선인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크계층(Data Link Layer) 및 네트워크계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)과 제어신호(Signaling)전달을 위한 제어평면(Control Plane)으로 구분된다. 도 2의 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 OSI 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1계층) 및 L2(제2계층) 및 L3 (제3계층)로 구분될 수 있다.
이하 도 2의 무선프로토콜 제어평면과 도 3의 무선프로토콜 사용자평면의 각 계층을 설명한다.
제1계층인 물리계층은 물리채널을 이용하여 상위 계층에게 정보전송서비스 (Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control)계층과 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되며, 상기 전송채널을 통해 매체접속제어계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고, 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다.
제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control : MAC)계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control)계층에 게 서비스를 제공한다. 제2계층의 무선링크제어(Radio Link Control : RLC)계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. 상기 RLC 계층의 기능은 MAC내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있는데 이러한 경우 RLC계층은 존재하지 않을 수도 있다. 제2계층의 PDCP계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP패킷을 이용하여 전송되는 데이터가 상대적으로 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송되도록 하기 위해, 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더압축(Header Compression) 기능을 수행한다.
제3계층의 가장 상부에 위치한 무선자원제어(Radio Resource Control : RRC)계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선베어러(Radio Bearer : RB)들의 설정 (Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 UTRAN간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다.
망에서 단말로 데이터를 전송하는 하향전송채널로는 시스템정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel)과 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 하향 공유채널(Shared Channel : SCH)이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 망으로 데이터를 전송하는 상향전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH (Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다.
이하 RACH에 대해서 자세히 설명한다.
일반적으로 RACH는 단말이 망과 시간동기를 맞추거나 단말이 상향링크로 데이터 전송할 경우 해당 데이터를 전송할 상향링크의 무선자원이 없는 경우에 무선자원을 획득하기 위하여 사용된다.
일 예로, 단말이 전원을 켜서 새로운 셀로 처음 접근하는 경우를 가정한다. 이 경우 일반적으로 단말은 다운링크의 동기를 맞추고, 접속하려는 셀로부터 시스템 정보를 수신 받을 것이다. 상기 시스템 정보를 수신 받은 후 상기 단말은 RRC 접속을 위하여 망으로 접속요청 메시지를 전송해야 할 것이다. 그러나, 상기 단말은 현재 망과의 시간동기도 맞지 않은 상태이고 상향링크의 무선자원도 확보되지 않은 상태이기 때문에 RACH를 이용하게 된다. 즉, RACH를 이용하여 단말은 망으로 접속요청 메시지 전송을 위한 무선자원을 요청한다. 상기 무선자원 요청을 수신한 기지국은 상기 단말에게 RRC 접속메시지를 전송할 수 있도록 적당한 무선자원을 할당해 주고, 단말은 할당된 무선자원을 통해서 RRC 접속메시지를 망으로 전송할 수 있다.
다른 예로, 단말이 망과 RRC 접속이 맺은 상태를 가정해 보자. 이 경우, 단말은 망의 무선자원 스케줄링에 따라서 무선자원을 할당 받게 되고, 할당된 무선자원을 통해 데이터를 망으로 전송한다. 그러나, 상기 단말의 버퍼에 더 이상 전송할 데이터가 남아 있지 않다면, 망은 단말에게 더 이상 상향링크의 무선자원을 할당 하지 않을 것이다. 왜냐하면 전송할 데이터를 가지고 있지 않은 단말에게 상향링크의 무선자원을 할당하는 것은 비효율적이기 때문이다. 여기서 단말의 버퍼 상태는 주기적으로 또는 사건 발생적으로 망으로 보고된다. 만약, 무선 자원이 없는 단말의 버퍼에 새로운 데이터가 생기면, 단말은 현재 할당된 상향링크의 무선자원이 없기 때문에 상기 RACH를 이용하게 된다. 즉, RACH를 이용해서 단말은 데이터의 전송에 필요한 무선자원을 망에게 요청한다.
이하는 WCDMA의 RACH(Random Access Channel)에 대해 상술한다.
RACH채널은 상향으로 짧은 길이의 데이터를 전송하기 위하여 사용되며, RRC연결요청메시지(RRC Connection Request Message)와 셀갱신메시지(Cell Update Message), URA갱신메시지(URA Update Message) 등의 일부 RRC 메시지도 RACH를 통해 전송된다. 상기 RACH에는 논리채널 CCCH(Common Control Channel), DCCH(Dedicated Control Channel) 및 DTCH (Dedicated Traffic Channel)가 매핑될 수 있으며, 상기 RACH는 다시 물리채널 PRACH(Physical Random Access Channel)에 매핑된다.
단말 MAC이 단말 물리계층으로 PRACH 전송을 지시하면, 단말 물리계층은 먼저 하나의 엑세스슬롯(Access Slot)과 하나의 시그니처(Signature)를 선택하여 PRACH 프리앰블을 상향으로 전송한다. 상기 프리앰블은 1.33 ms 길이의 엑세스슬롯 구간동안 전송되며, 상기 엑세스슬롯의 처음 일정길이 동안에 16가지 시그니처중 하나의 시그니처가 선택되어 전송된다.
상기 단말로부터 프리앰블이 전송되면 기지국은 하향 물리채널 AICH(Acquisition Indicator Channel)을 통해 응답신호를 전송한다. 상기 프리앰블에 대한 응답으로 전송되는 AICH는 상기 프리앰블이 전송된 엑세스슬롯에 대응되는 엑세스슬롯의 처음 일정길이 동안 상기 프리앰블이 선택한 시그니처를 전송한다. 이때 기지국은 상기 AICH가 전송하는 시그니처를 통해 긍정적인 응답(ACK) 또는 부정적인 응답(NACK)을 단말에게 전송한다. 만약, ACK을 수신하면, 단말은 상기 전송한 시그니처에 대응되는 OVSF코드를 사용하여 10ms 또는 20ms 길이의 메시지 부분을 전송한다. 만약 NACK을 수신하면, 단말 MAC은 적당한 시간 이후에 단말 물리계층에게 다시 PRACH 전송을 지시한다. 한편, 만약 이전에 전송한 프리앰블에 대응되는 AICH를 수신하지 못하였을 경우, 단말은 정해진 엑세스슬롯 이후에 이전 프리앰블보다 한 단계 높은 전력으로 새로운 프리앰블을 전송한다.
다음은 단말이 기지국으로부터 하향링크 데이터를 수신하는 경우 단말이 기지국으로 전송하는 제어신호들에 대한 설명이다.
단말이 기지국으로 전송하는 제어신호로는 첫 번째로 CQI(Channel Quality Indication) 정보가 있다. 상기 CQI정보는 단말이 현재 셀의 하향링크 채널의 상태를 측정하여 기지국으로 제공하는 정보이다. 기지국은 단말이 제공하는 CQI정보를 통해서 하향링크의 무선자원에 대한 스케줄링을 수행한다. 예를 들어, CQI의 값이 1에서부터 10까지 있다고 가정해보자. 이때 1은 채널 상태가 가장 안 좋은 상태를 의미하고, 10은 채널상태가 가장 좋은 상태를 의미한다.
만약 단말이 기지국으로 10이라는 CQI 정보를 전송하면, 기지국은 현재의 하향링크의 채널 상태가 좋다는 것으로 판단하고, 상기 단말에게 더 높은 데이터 전송률(bit rate)로 데이터를 전송할 것이다. 반대로 단말이 1이라는 CQI정보를 기지국으로 전달하게 되면, 기지국은 상기 단말의 하향링크의 채널 상태가 좋지 않음을 판단하고, 단말에게 낮은 데이터 전송률로 데이터를 전송할 것이다. 상기의 CQI정 보의 전송 기준은 기지국에서 단말에게 주기적으로 또는 사건 발생적으로 보고하라는 조건을 미리 알려준다.
단말이 기지국으로 전송하는 제어신호로는 두 번째로 HARQ(Hybrid Automatic Repeat and Request)의 ACK/NACK 시그널링이 있다. 상기 HARQ는 RLC계층에서 수행하는 ARQ와 물리계층에서 수행하는 FEC(Forward Error Correction)을 합친 동작과정을 말한다. 즉, MAC계층과 물리계층에서 수신받은 데이터가 오류인 것으로 판단되면, 단말은 기지국으로 재전송을 요청하여 데이터를 다시 전송받는다. 이때 송신자(기지국)에게 수신한 데이터의 상태를 알리기 위해, 수신자(단말)는 수신에 성공한 경우에는 ACK 시그널링을 송신자에게 전송하고, 실패한 경우에는 NACK 시그널링을 송신자에게 보낸다. 상기 ACK/NACK 시그널링에 따라 송신자는 해당 데이터를 재전송할 것인지를 판단한다.
단말이 기지국으로 전송하는 제어신호로는 세 번째로 RLC계층의 상태보고 (STATUS REPORT) 메시지가 있다. RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 ARQ를 수행한다. 즉, 송신측에서는 RLC 계층에서 각 데이터 유닛 마다 순차번호(Sequence Number)를 붙이고, 수신측에서는 상기 RLC 계층에서 수신 받은 데이터 유닛의 순차번호를 확인하여, 모든 데이터가 전송되었는지 판단한다. 예를 들면, 송신측에서 1번부터 10번까지의 10개의 데이터 유닛을 수신측으로 전송했다고 가정하다. 만약, 수신측의 RLC 계층에서 1번부터 5번 및 8번부터 10번까지의 8개의 데이터 유닛만 정상적으로 수신했다면, 수신측 RLC 계층은 상태보고 메시지를 통해서 1번부터 10까지의 데이터 유닛중에서, 6번과 7번 데이터 유닛은 정상적으로 수신하 지 못했고, 나머지 유닛들은 정상적으로 수신했음을 송신측으로 알린다. 따라서, 상기 상태보고 메시지를 수신한 송신측은 6번과 7번의 데이터 유닛을 수신측으로 재전송하게 된다.
종래의 기술에서는 단말이 RRC 접속 상태이고 상향링크의 무선자원이 없는 경우에, 기지국으로의 데이터 전송이 필요하면 단말은 RACH를 이용하여 기지국으로 데이터 전송을 위한 무선자원을 요청하였다.
그러나, 단말이 RACH를 이용한다면 다른 단말들과의 충돌이 발생할 가능성이 있다. 예를 들면, 동일한 타이밍과 동일한 리소스에 둘 이상의 단말들이 동일한 시그니처를 사용하여 RACH 프리앰블을 전송한다면, 충돌이 발생하게 되고 이에 따라 무선자원 요청을 위한 지연시간이 증가하게 된다.
또한, 단말이 RACH를 이용한다면 단말은 다음 RACH 리소스의 할당 주기만큼 기다려야 한다. 예를 들어, RACH 리소스의 할당 주기가 10ms라고 가정하면, 단말은 RACH를 이용하기 위해서 최대 10ms를 기다려야 한다.
마지막으로, 상기 상황(RRC 접속 상태이고 상향링크의 무선자원이 없는 상태에서 기지국으로 데이터 전송이 필요한 경우)에서 무선자원을 요청하는 모든 단말들이 무선자원 요청을 위하여 RACH를 이용한다면 이에 따라 RACH 리소스의 할당량도 늘어나야만 한다.
이와 같이 단말이 상기 상황(RRC 접속 상태이고 상향링크의 무선자원이 없는 상태에서 기지국으로 데이터 전송이 필요한 경우)에서 무선자원을 요청할 때 RACH 를 이용한다면 단말간 충돌이 발생되고 RACH리소스의 할당 주기만큼 지연시간이 증가하게 된다. 또한, 모든 단말들이 RACH리소스를 통해서 무선자원을 요청하게 됨으로써 이에 따른 RACH 리소스의 양도 증가하게 되는 문제점이 발생된다.
따라서, 본 발명의 목적은 RACH뿐만 아니라 상향링크 제어신호를 이용해서도 빠르게 기지국으로부터 무선자원을 획득할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서의 무선자원 요청방법은, 단말이 상향링크의 무선자원이 없는 상태에서 기지국으로 데이터 전송이 필요할 경우에는 RACH(Random Access Channel) 또는 제어신호를 선택적으로 이용하여 데이터 전송을 위한 무선자원을 기지국으로 요청하도록 한다.
바람직하게, 상기 단말은 RRC(Radio Resource Control) 접속상태이다.
바람직하게, 상기 제어신호는 하향링크의 채널상태를 나타내는 CQI정보, HARQ의 ACK/NACK 시그널링 및 RLC계층의 상태보고(STATUS REPORT)메시지 등을 포함한다.
바람직하게, 상기 단말은 제어신호에 자신이 무선 자원을 요청한다는 정보를 추가한다. 상기 정보는 1비트 정보 또는 일반 정보 비트이다.
바람직하게, 상기 기지국은 상기 단말에게 무선자원 요청 메시지를 전송할 수 있는 무선자원을 할당해 준다.
바람직하게, 상기 단말은 무선자원이 없는 상황에서 전송할 데이터가 발생되면, 제어신호를 이용하여 무선자원을 요청할 지 또는 RACH채널을 이용하여 무선자원을 요청할 지를 판단한다.
바람직하게, 상기 단말은 RACH 또는 제어신호를 이용하여 무선자원을 획득하는 총시간을 계산하여, 상기 총시간에 작은 쪽을 선택할 수 있다.
바람직하게, 상기 단말은 데이터의 서비스의 종류에 따라 상기 RACH 또는 상기 제어신호를 선택할 수 있다. 이때, 단말은 지연시간에 덜 민감한 서비스인 경우에는 제어신호를 사용하고, 지연시간에 민감한 서비스인 경우에는 RACH를 선택한다.
바람직하게, 상기 단말은 데이터의 서비스 우선순위에 따라 상기 RACH 또는 상기 제어신호를 선택하거나, 상기 제어신호만을 이용한다. 이때, 우선순위가 높은 서비스인 경우 단말은 RACH 또는 상기 제어신호를 선택하여 이용할 수 있고, 우선순위가 낮은 단말은 항상 상기 제어신호를 사용한다.
본 발명은 E-UMTS와 같은 이동통신 시스템에서 구현된다. 그러나, 본 발명은 다른 표준에 따라 동작하는 통신 시스템에도 적용 되어 질 수 있다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 자세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 단말이 RRC 접속 상태이고 상향링크의 무선자원이 없는 상태에서 기지국으로의 데이터 전송이 필요할 경우에, 단말이 RACH 뿐만 아니라 상향링크의 제어신호들을 이용해서도 무선자원을 요청할 수 있는 방안을 제안한다.
바람직하게, 상기 제어신호들은 하향링크의 채널상태를 나타내는 CQI정보와 HARQ의 ACK/NACK 시그널링 및 RLC계층의 상태보고(STATUS REPORT)메시지 등을 포함한다.
바람직하게, 상기 단말은 기지국(eNode-B)으로 무선자원할당 요청 메시지를 전송하고, 기지국은 무선자원의 스케줄링을 수행한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서의 무선자원 요청 방법을 나타낸 일 예이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 현재 단말(UE)(10)은 기지국(eNode-B)(20)으로 전송할 상항링크 데이터를 가지고 있지 않기 때문에(버퍼가 비어있음) 기지국 (20)으로부터 할당 받은 상향링크의 무선자원이 없는 상태이다. 하지만 이 상태에서 단말(10)은 기지국(20)으로부터 하향링크 데이터를 수신 받고 있다(S10).
따라서, 단말(10)은 상향링크로 전송할 데이터는 없지만 다음과 같은 제어정보들, 예를 들면, 하향링크의 무선채널 상황을 측정해서 보고하는 CQI정보, HARQ의 ACK/NACK 시그널링 및 RLC 계층에서의 데이터 유닛의 수신결과를 알려주는 STATUS REPOR 메시지를 기지국(20)으로 전송해야 한다. 즉, 단말(10)은 자신이 기지국(20)으로 보낼 데이터가 없는 상황에도 기지국(20)으로부터 데이터를 수신받는 동안에는 상기와 같이 특정 제어신호들을 기지국(20)으로 전송해야만 한다. 이에 따라 기지국(20)은 상기 단말(10)에게 특정한 무선자원을 상기 제어 신호의 전송을 위해 할당한다.
이후 버퍼에 전송할 새로운 데이터가 발생한다 해도(S11), 단말(10)은 이전에 버퍼가 계속 빈 상태였기 때문에 여전히 상향링크를 위한 할당된 무선자원을 가지고 있지 않다. 따라서, 단말(10)은 새로운 데이터를 전송하기 위해서 기지국(20)으로 무선자원을 요청해야 한다.
상기 단말(10)은 기지국(20)으로 무선자원을 요청하기 위하여, RACH 채널 이외에 CQI정보, HARQ의 ACK/NACK 시그널링 및 RLC 계층의 STATUS REPORT등의 제어 신호들을 이용할 수 있다. 즉, 단말(20)은 상기 제어 신호들을 통해서 기지국 (20)으로 무선자원 요청을 알린다(S12).
이때, 단말(10)이 제어 신호들을 통해서 기지국(20)으로 무선자원 요청을 알리는 방법은 상기 제어신호들에 각각 1 비트의 정보를 추가하는 것이다. 상기 1비트의 정보는 단말(10)의 무선자원 요청여부를 나타낸다. 또한, 단말(10)이 제어 신호들을 통해서 기지국(20)으로 무선자원 요청을 알리는 다른 방법은 기존의 정보 비트들을 이용하는 것이다. 예를 들어, CQI 시그널링이 4비트 정보라고 가정해 보자. 이 경우 CQI 정보를 나타내기 위해 0000에서 1100까지만 사용한다면, 무선자원 요청을 위한 정보로 "1111"을 사용할 수도 있다.
기지국(20)은 상기 제어신호들에 포함된 무선자원 요청 정보를 통해서 단말(10)이 무선자원을 요청하는지 판단한다. 판단결과 만약, 단말(10)이 무선자원을 요청하는 경우 기지국(20)은 단말이 무선자원 요청메시지(RESOURCE REQUEST)를 전송할 수 있는 무선자원을 할당해준다 (S13).
상기 기지국(20)으로부터 상향 무선자원을 할당 받으면, 단말(10)은 무선자원 요청 메시지를 기지국(20)으로 전송한다(S14). 상기 무선자원 요청 메시지에는 단말의 버퍼상태, 단말의 우선순위, 데이터의 우선순위 및 CQI 정보 등이 포함될 수 있다. 또한, 상기 무선자원 요청 메시지에는 기지국(20)으로부터 할당된 무선자원의 양에 따라 추가로 단말 데이터가 포함될 수 있다. 예를 들어, 기지국(20)이 무선자원 요청 메시지 전송을 위해 할당해준 무선자원으로 100 비트를 보낼 수 있다고 가정해보자. 이 경우 무선자원 요청 메시지의 크기를 20 비트라고 가정하면, 단말(10)이 가지고 있는 버퍼의 양이 200 비트인 경우에는 80비트의 데이터를 먼저 무선자원 요청 메시지와 함께 상기 할당된 무선자원을 통해 전송한다.
또한, 단말(10)은 버퍼에 적은 데이터가 포함되어 있는 경우에는 무선자원 요청메시지를 포함하지 않고, 단말 데이터만 전송할 수도 있다. 예를 들면, 기지국(20)이 무선자원 요청 메시지 전송을 위해 할당해준 무선자원으로 100 비트의 정보를 보낼 수 있다고 가정해 보자. 이 경우, 만약 버퍼에 있는 데이터의 크기가 90 비트이고, 무선자원 요청 메시지가 20 비트라고 한다면, 단말(10)은 상기 무선자원 100비트에 상기 버퍼의 데이터 90비트만을 포함시키고, 무선자원 요청 메시지를 포함시키지 않는다. 만약, 무선자원 요청 메시지 전송을 위해 할당해준 무선자원에 상기 무선자원 요청 메시지가 포함되지 않은 경우, 기지국(20)은 더 이상 단말에 전송할 데이터가 존재하지 않다고 판단한다.
상기 무선자원 요청 메시지를 수신한 기지국(20)은 적절한 무선자원을 단말 (10)에게 할당한다(S15). 만약, 이전 과정(S14)에 기술한 바와 같이, 단말(10)의 모든 데이터가 무선자원 요청 메시지와 함께 기지국 (20)으로 전송되었거나, 해당 무선자원으로 모든 데이터가 전송되었다면, 기지국(20)은 더 이상의 무선자원을 단말에게 할당하지 않는다. 즉, 기지국(20)은 무선자원 요청 메시지의 정보를 통해 또는 상기 메시지의 유무를 통해서 단말 (10)의 모든 데이터가 전송되었는지, 아닌지를 판단할 수 있다.
따라서, 기지국(20)으로부터 무선자원을 할 받은 단말(10)은 상향링크의 데이터를 상기 무선자원을 통해서 기지국(20)으로 전송한다(S16).
본 발명은 단말이 무선자원이 없는 상황에서 새롭게 발생한 데이터를 전송하기 위하여 무선자원을 요청하는 경우, 상기 제어신호뿐만 아니라 제어신호 또는 RACH 채널중의 어느 하나를 이용하여 무선자원을 요청할 수도 있다.
첫번째 방법으로서, 본 발명은 무선자원을 획득하는 총시간에 따라 RACH를 이용할 것인지 아니면, 상기 제어신호들을 사용할 것인지를 결정한다. 즉, 단말은 RACH 리소스의 주기 및 RACH를 이용하여 무선자원을 획득하는데 걸리는 시간의 합과 제어신호를 이용해서 무선자원을 획득하는데 걸리는 시간의 합을 서로 비교하여, 상기 두 방법들 중에서 어떤 방법을 사용할지 결정한다.
일 예로, RACH 리소스의 주기를 TRACH라고 하고, 단말이 자신의 버퍼에 새로운 데이터가 발생하여 무선자원을 요청하기 위해 다음 RACH 리소스 주기까지 기다리는 시간을 TRACH -NOW라고 하자. 그리고, 상기 단말이 RACH를 이용하여, 데이터의 전송을 위한 무선자원을 획득하는 시간을 TRACH _ALLOCATED RESOURCE라고 가정하자. 이 경우, 단말이 새로운 데이터가 발생하고 RACH를 이용하여 무선자원을 획득하는 시간의 합은 TRACH-NOW + TRACH _ALLOCATED RESOURCE 라고 할 수 있다.
또한, 상기 제어신호들을 이용하여 무선자원을 획득할 때 단말이 자신의 버퍼에 새로운 데이터가 발생하여 무선자원을 요청하기 위해 다음 제어신호를 보내는 데 까지 기다리는 시간을 TNEXT CONTROL 라고 하고, 상기 제어신호를 이용하여, 데이터의 전송을 위한 무선자원을 획득하는 시간을 TCONTROL _ALLOCATED RESOURCE라고 하자. 이 경우 단말이 상기 제어신호를 이용하여 무선자원을 획득하는데 걸리는 총 시간은 TNEXT CONTROL + TCONTROL _ALLOCATED RESOURCE 라고 할 수 있다.
따라서, 단말은 새로운 데이터가 발생되었지만 무선자원이 없는 경우에, 앞에서 계산한 예와 같이 RACH를 이용할 때의 총 시간과 제어신호를 이용하였을 때의 총 시간을 비교하여, 적은 지연시간을 갖는 방법을 이용한다.
예를 들어, 새로운 데이터가 발생되었지만 무선자원이 없는 경우에, RACH를 사용하면 20ms가 걸리고, 제어신호를 사용하면 10ms걸린다고 예측되면, 단말은 제어신호를 이용하여 기지국으로 무선자원 요청을 수행한다. 반대로 RACH를 사용하면 20ms가 걸리고, 제어신호를 사용하면 30ms가 걸린다면, 단말은 RACH를 이용하여 무선자원을 요청할 것이다.
두 번째 방법으로, 본 발명은 데이터의 서비스 종류에 따라 RACH를 이용할 것인지 아니면, 상기 제어신호들을 사용할 것인지 단말이 판단할 수 있다. 즉, 지연시간에 덜 민감한 서비스인 경우에는 제어신호를 사용하고, 지연시간에 민감한 서비스인 경우에는 RACH를 이용한다.
예를 들어, 인터넷 서비스와 같이 지연시간에 덜 민감한 데이터 서비스인 경우에는 RACH를 이용하면 15ms가 걸리고, 제어신호를 사용하면 20ms가 걸리더라도, 단말은 20ms인 상기 제어신호를 이용한다. 이 경우 단말은 RACH와 제어신호를 분산 이용하여 무선자원을 요청함으로써 RACH 리소스를 상대적으로 적게 할당해줘도 되기 때문에 무선자원의 효율성 측면에서 유리하다. 반대로 지연시간에 민감한 트래픽 서비스인 경우에는 바로 RACH를 이용한다.
세 번째 방법으로, 본 발명은 데이터의 우선순위에 따라 RACH를 이용할 것인지 아니면, 상기 제어신호들을 사용할 것인지 단말이 판단할 수 있다. 즉, 우선순위가 높은 서비스인 경우에는 RACH를 이용하고, 우선순위가 낮은 서비스인 경우에는 상기 제어신호들을 이용한다. 또한, 우선순위가 높은 서비스인 경우에는 RACH 또는 상기 제어정보를 이용한 무선자원을 획득할 때까지의 총 시간을 계산하여, 총 시간이 적은 쪽을 선택하여 이용하고, 우선순위가 낮은 서비스인 경우에는 항상 제어신호만을 이용한다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 단말이 기지국으로 효과적으로 빠르게 무선자원 요청 메시지를 보내고, 기지국으로부터 빠르게 무선자원을 획득하는 방법을 제시함으로써 단말들이 빠른 데이터 전송을 보장받을 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 무선자원을 통한 단말과 기지국간의 데이터 전송방법에 있어서,
    상향링크의 무선자원이 없는 상태에서 기지국으로 데이터 전송이 필요하면, 단말은 제어신호 또는 RACH(Random Access Channel)를 선택적으로 이용하여 기지국으로 데이터 전송을 위한 무선자원을 요청하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 무선자원 요청방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단말은
    RRC(Radio Resource Control) 접속상태인 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 무선자원 요청방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어신호는
    하향링크의 채널상태를 나타내는 CQI정보, HARQ의 ACK/NACK 시그널링 및 RLC계층의 상태보고(STATUS REPORT)메시지등을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 무선자원 요청방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 단말은
    상기 제어신호에 자신이 무선 자원을 요청한다는 정보를 추가하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 무선자원 요청방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 정보는
    1비트 정보 또는 일반 정보 비트인 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 무선자원 요청방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기지국은
    상기 단말에게 무선자원 요청 메시지를 전송할 수 있는 무선자원을 할당해 주는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 무선자원 요청방법.
  7. 제1항 있어서, 상기 단말은
    무선자원이 없는 상황에서 전송할 데이터가 발생되면, 제어신호를 이용하여 무선자원을 요청할지 또는 RACH채널을 이용하여 무선자원을 요청할 지 판단하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 무선자원 요청방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 단말은
    RACH 또는 제어신호를 이용하여 무선자원을 획득하는 총시간을 계산하여, 상기 총시간에 작은 쪽을 선택하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 무선자원 요청방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 단말은
    데이터의 서비스의 종류에 따라 상기 RACH 또는 상기 제어신호를 선택하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 무선자원 요청방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 단말은
    지연시간에 덜 민감한 서비스인 경우에는 제어신호를 사용하고, 지연시간에 민감한 서비스인 경우에는 RACH를 선택하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 무선자원 요청방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 단말은
    데이터의 우선순위에 따라 RACH를 이용할 것인지 아니면, 상기 제어신호들을 사용할 것인지 단말이 판단하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 무선자원 요청방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 단말은 우선순위가 높은 서비스인 경우에는 RACH를 이용하고, 우선순위가 낮은 서비스인 경우에는 상기 제어신호들을 이용하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 무선자원 요청방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 우선순위가 높은 서비스인 경우 단말은
    RACH 또는 상기 제어정보를 이용한 무선자원을 획득할 때까지의 총 시간을 계산하여, 총 시간이 적은 쪽을 선택하여 이용하고, 우선순위가 낮은 서비스인 경 우에는 항상 제어신호만을 이용하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 무선자원 요청방법.
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