KR20080016367A

KR20080016367A - Ｒａｃｈ 송수신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20080016367A
Application number: KR1020060078412A
Authority: KR
Inventors: 조윤옥; 박승훈; 정경인; 이주호; 조준영
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-08-18
Filing date: 2006-08-18
Publication date: 2008-02-21
Also published as: EP1901574A1; KR100938102B1; US20080043771A1; US8488620B2

Abstract

본 발명은 RACH 전송에서 CR 채널을 전송하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 RACH 전송에서 LTE CONNECTION REQUEST시 CR 채널을 함께 전송하는 경우 E-NB이 충돌 발생 여부를 검출할 수 있으므로, 충돌 발생시 이를 지시하여 새로운 RACH 프로시져를 시작하도록 함으로써 딜레이를 줄일 수 있다.

RACH, CR 채널, 딜레이, E-NB

Description

ＲＡＣＨ 송수신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR RACH TRANSMISSION/RECEPTION}

도 1은 종래 기술에 따른 RACH 전송 과정을 나타낸 도면

도 2는 종래 기술에 따른 RACH 전송 과정을 나타낸 도면

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 RACH 전송 과정을 나타낸 도면

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 RACH 전송 과정을 나타낸 도면

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 송신 장치 블록도

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 수신 장치 블록도

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 송신 절차도

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 수신 절차도

도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 CR 채널의 구성을 나타낸 도면

도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 CR 채널의 구성을 나타낸 도면

도 11a 및 도 11b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 CR 채널의 구성을 나타낸 도면

도 12a 및 도 12b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 CR 채널의 구성을 나타낸 도면

본 발명은 RACH 전송에서 CR 채널을 전송하는 방법에 관한 것이다.

도 1은 3GPP 시스템에서의 초기 시스템 억세스를 위한 RACH(Random Access Channel) 전송 방법을 나타낸다.

101, 102, 103 블록은 각각 단말기, 단말기와의 통신에 직접적으로 관여하는 무선 기지국 장치로 셀들을 관리하는 NodeB(이하에서 NB라고 칭함), 다수의 NB를 제어하고 무선자원을 제어하는 역할을 하는 RNC(Radio Network Controller)이다. 111과 112는 RACH 메시지 전송을 위한 PRACH(Physical Random Access Channel) 프로시져를 나타낸다.

RACH는 전용채널을 가지고 있지 않은 단말기들이 역방향으로 데이터를 전송하기 위해서 사용하는 채널이다. 상기 전용채널을 가지고 있지 않은 단말기들은 UMTS(Uniersal Mobile Telecommunications System)에서 Cell_FACH, Cell_PCH, URA_PCH 또는 아이들 모드(idle mode)에 있는 단말기들로서 대표된다. PRACH는 RACH 전송에 사용되는 무선 자원들의 집합으로 규정할 수 있으며, 상기 무선 자원들은 하기의 것들로써 구성된다.

1. 프리앰블 스크램블링 코드(preamble scrambling code) : 특정 PRACH 당 하나씩 대응하는 스크램블링 코드를 의미한다. 상기 PRACH의 사용을 위해 역방향으로 전송되는 프리앰블과 RACH 데이터는 상기 프리앰블 스크램블링 코드에 의해 스크램블링 되어 전송된다.

2. 시그너처 셋(signature set) : 하나의 PRACH 당 16개까지 할당될 수 있는 확산률(SF)이 16인 OVSF(Orthogonal Variable Spreading Factor) 코드들로써, 프리앰블과 RACH 데이터를 코딩하는데 사용된다.

3. 액세스 슬롯 셋(access slot set) : 2개의 타임 슬롯들로 구성되며, 각 액세스 슬롯(access slot)의 시작점에서 프리앰블 전송이 시작된다.

단말기(101)는 해당 ASC(Access Service Class)에 해당하는 지속값 (Persistence Value)을 이용해서 지속값 검사(Persistence Value Test)를 실시한다. 상기 지속값은 0에서 1사이의 실수값으로서 본질적으로 상기 지속값 검사를 성공할 확률을 의미한다. 예컨대, 상기 지속값이 0.5라 가정하면, 상기 지속값 검사에 의해 성공할 확률이 50%임을 의미한다. 상기 단말기(101)는 상기 지속값 검사가 성공할 경우 111에서 프리앰블을 전송한다. 이때 상기 단말기(101)는 상기 ASC에 대응되는 가용한 시그너처 (Signature)들 중에서 하나를 무작위로 선택하고, 상기 선택한 시그너처를 이용하여 상기 프리앰블을 코딩한 후 초기 전력을 설정하여 전송한다. 상기 초기 전력의 설정은 3GPP TS 25.331에 자세히 기술하고 있으며 구체적인 설명은 생략한다.

112에서는 NB(102)가 상기 단말기(101)가 111에서 전송한 프리앰블에 대응하여AICH(Acquisition Indication Channel) 신호를 전송한다. 상기 AICH 신호는 특정 시그너처를 송신한 단말기(101)에게 상기 프리앰블 신호를 성공적으로 수신하였음을 알려줌과 동시에 RACH를 통한 메시지 전송을 허가하는 의미를 가진다.

도 1에서는 NB(102)가 성공적으로 상기 단말기(101)가 전송한 프리앰블을 수신하였을 경우를 도시하였으며, 기타 자세한 PRACH 프로시져에 대한 자세한 설명은 3GPP TS 25.214에 상세히 기술하고 있으며 구체적인 설명은 생략한다.

111과 112의 PRACH 프로시져에 의해 상기 단말기(101)가 전송한 프리앰블에 대해 ACK을 상기 NB(102)로부터 수신하였다면, 121에서 RACH 메시지를 이용해서 RRC CONNECTION REQUEST 메시지를 전송한다. RRC CONNECTION REQUEST 메시지는 단말기(101)가 RRC 연결(CONNECTION) 설정을 RNC(103)에게 요청하는 메시지이다.

RRC 연결 설정을 마치면, 단말기(101)와 RNC(103) 사이에 SRB(Signalling Radio Bearer)를 설정할 수 있으며, 상기 단말기(101)는 자신의 능력정보(Capability Information)를 네트워크에 알려준다. 또한 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identity)와 같은 단말기(101)가 셀 내에서 사용할 임시 아이디 정보 등의 기본 정보를 RNC(103)로부터 수신할 수 있다. 즉, 121의 RRC CONNECTION REQUEST 메시지는 상기 RRC 연결 설정을 수립하기 위해 단말기(101)가 RNC(103)에게 요청하는 메시지이다. 이때, 단말기(101)의 고유 아이디 등의 정보가 상기 121의 메시지에 포함될 수 있다. 122는 121의 메시지에 대한 응답 메시지이며, 이때 상기 단말기(101)가 셀 내에서 사용할 셀 내 임시 아이디, 단말기(101)가 사용할 스크램블링 코드, SRB 구성정보 등을 RNC(103)가 단말기(101)에게 부여한다. 단말기(101)의 임시 아이디는 단말기(101)의 고유한 아이디(IMSI: International Mobile Subscriber Id) 대신에 셀 내에서 사용할 단말기(101)의 임시 아이디를 말한다. 단말기(101)의 고유한 아이디는 보안상 또는 사이즈가 크기 때문에 라디오 인터페이스에서 사용하지 않으며 대신에 셀 내에서 부여된 단말기(101)의 임시 아이디를 사용한다.

셀 내에서 사용하는 단말기(101)의 임시 아이디는 여러 종류가 있을 수 있다. 예를 들어 HSDPA(High Speed Data Packet Service)에 사용하는 H-RNTI(HSDPA Radio Network Temporary Id), E-DCH(Enhaned Uplink Dedicated Channel)에 사용하는 E-RNTI(E-DCH Radio Network Temporary Id), 셀 내 단말기(101)의 시그널링 또는 데이터 전송에 사용하는 C-RNTI(Cell Radio Network Temporary Id) 등이 존재한다. 단말기(101)의 스크램블링 코드는 CDM(Code Division Multiplexing) 시스템에서 단말기(101)에게 부여되는 고유의 코드로서 업링크 전송에서 네트워크 노드에서 단말기(101)를 구분할 수 있는 코드로 사용된다. 123은 상기 122의 메시지에 대한 단말기(101)의 확인(Confirm) 메시지이며, 이때 122에서 상기 RNC(103)가 요청할 수 있는 단말기(101)의 능력정보 등을 RNC(103)에게 알려준다. 121에서 123까지의 메시지 전송은 RRC 연결을 설정하기 위한 메시지 흐름이며, 도 1에서는 RRC 연결이 성공적으로 연결되었을 때를 일예로 나타낸다.

한편 도 2는 상기 PRACH 과정 중 211에서 둘 이상의 단말기들이 동일한 프리앰블을 선택하여 전송하여 충돌이 발생하는 경우를 나타낸 것이다.

211에서 동일한 프리앰블을 전송한 둘 이상의 단말기들(201)은 모두 212에서 전송 프리앰블에 대한 ACK을 수신하게 되므로 221의 RRC CONNECTION REQUEST 과정 에서도 충돌이 발생하게 된다. 이러한 단말기들(201)간의 충돌로 인하여 RRC CONNECTION REQUIST 전송이 실패하면 NB(202)에서 도 1의 122에 해당하는 RRC CONNECTION SETUP을 전송하지 않는다. 단말기들(201)은 221의 RRC CONNECTION REQUEST를 전송할 때부터 222의 타이머를 실행시켜 일정시간 t0가 지날 때까지 SETUP 메시지를 받지 못할 경우 231의 새로운 RACH 과정을 수행한다. 이 때 단말기들(201)은 항상 222의 t0에 해당하는 일정 시간을 기다린 후 새로운 RACH 과정에 들어가기 때문에 초기 액세스를 위한 딜레이가 큰 단점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 RACH 전송 과정에서 단말기들 간의 충돌이 발생할 때 이를 E-NB이 검출하여 알려줌으로써 딜레이를 줄이기 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 통신 시스템에서 단말기가 RACH(Random Access Channel)를 전송하는 방법에 있어서, 충돌 검출을 위해 할당된 CR(Contention Resolution) 채널들 중 하나의 CR 채널을 선택하는 과정과, 상기 선택한 CR 채널과 연결 요청 메시지를 기지국으로 전송하고 상기 기지국으로부터 응답 신호를 수신하는 과정과, 상기 응답 신호에 충돌 지시자가 포함되어 있으면, 상기 단말기가 상기 RACH를 전송하는 과정을 재시작하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 통신 시스템에서 단말기로부터 RACH(Random Access Channel)를 수신하는 방법에 있어서, 상기 단말기로부터 연결 요청 메시지와 충돌 검출을 위해 할당된 CR(Contention Resolution) 채널을 수신하는 과정과, 상기 연결 요청 메시지를 디코딩하고, 상기 CR 채널을 이용하여 단말기들간의 충돌을 검출하는 과정과, 상기 디코딩 결과에 따라 ACK/NACK 신호를 생성하고, 상기 충돌 검출 결과에 따라 충돌 지시자를 생성하며, 상기 단말기의 고유 아이디를 생성하는 과정과, 상기 생성된 ACK/NACK 신호 또는 충돌 지시자 또는 단말기의 고유 아이디를 상기 단말기로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 통신 시스템에서 기지국으로 RACH(Random Access Channel)를 전송하는 장치에 있어서, 데이터 채널로 전송되는 신호와, 충돌 검출을 위해 할당된 CR(Contention Resolution) 채널을 통하여 전송되는 신호를 생성하는 신호 생성기와, 상기 신호 생성기에서 생성된 신호들을 다중화하여 전송하는 다중화기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 통신 시스템에서 단말기로부터 RACH(Random Access Channel)를 수신하는 장치에 있어서, 상기 단말기로부터 수신된 신호들로부터, 연결 요청 메시지와 충돌 검출을 위해 할당된 CR(Contention Resolution) 채널 신호와 데이터 채널 신호를 분리하는 역다중화기와, 상기 CR 채널 신호로부터 단말기들간의 충돌을 검출하여 충돌 발생 여부를 나타내는 신호를 출력하는 충돌 검출기와, 상기 데이터 채널 신호를 디코딩하는 데이터 채널 디코더와, 상기 충돌 검출기의 출력신호와 상기 데이터 채널 디코더의 디코딩 성공 여부에 따라 충돌 지시자와 상기 단말기의 고유 아이디를 생성하는 충돌 지시자 생성기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명에서는 새로운 RACH 프로시져와 이에 해당하는 채널을 제안함으로써 초기 액세스를 위한 딜레이를 줄이고자 한다. 본 발명은 3GPP 시스템에 국한되지 않으나 설명의 편의를 위하여 현재 3GPP 표준단체에서 논의중인 LTE(Long term Evolution) 시스템을 일례로 적용한다.

본 발명은 먼저 RACH 전송 방법을 제안하고 CR 채널(CONTENTION RESOLUTION CHANNEL)의 구성 방법 및 리소스 매핑 부분을 설명한다.

도 3은 본 발명에서 제안하는 RACH 전송 방법에 관한 것이다.

LTE 시스템에서는 102의 NB와 103의 RNC가 E-NB(302)로 통합되었다. 311과 312는 도 1의 111과 112와 동일한 과정으로 단말기가 임의로 RACH 프리앰블을 골라서 정해진 상향링크 자원을 이용하여 전송하고, E-NB(302)가 이에 대한 응답(RESPONSE)을 전송하는 과정이다. 전송한 프리앰블에 대해 RESPONSE를 받은 단말기는 331에서 CR 채널과 LTE CONNECTION REQUEST 메시지와 함께 전송한다. 다수 개 의 CR 채널은 서로 직교(orthogonal)하게 구성되고 단말기(301)는 320에서 임의의 CR 채널 하나를 선택한다. LTE CONNECTION REQUEST 메시지는 도 1의 121인 RRC CONNECTION REQUEST과 유사한 메시지로 단말기의 고유의 아이디 등의 정보를 포함하고 있다. 본 발명에서는 LTE CONNECTION REQUEST 전송시 H-ARQ(Hybrid-ARQ) 기법도 사용하는 예를 가정하고 있다.

E-NB(302)에서 331의 LTE CONNECTION REQUEST 메시지 디코딩에 실패했을 때는 332의 H-ARQ NACK 신호를 단말기(301)에 전송한다. NACK 신호를 받은 단말기(301)는 340에서 LTE CONNECTION REQUEST 메시지와 CR 채널을 재전송하며, 이 때 함께 전송되는 CR 채널을 다시 임의로 고른다. 351의 재전송 과정 후 E-NB(302)가 LTE CONNECTION REQUEST 메시지 디코딩에 성공할 경우 352와 같이 H-ARQ ACK 신호를 전송하고, 360에서 데이터 및 시그널링 전송을 시작한다.

도 4에서는 도 3에서 제안한 RACH 전송 방법에서 충돌이 발생하였을 때의 동작을 나타내고 있다.

411에서 둘 이상의 단말기들(401)이 동일한 프리앰블을 선택하여 전송하는 경우 412에서 해당 프리앰블에 대한 RESPONSE를 모두 수신함으로써, 421의 LTE CONNECTION REQUIST 전송 시에서 또 다시 충돌이 발생하게 된다. 본 발명에서는 420에서 임의로 선택한 CR 채널을 431에서 LTE CONNECTION REQUEST 메시지와 같이 전송함으로써, 둘 이상의 단말기들(401)이 431에서 충돌이 발생하더라도 440에서 E-NB(402)가 CR 채널을 이용하여 충돌을 검출할 수 있다. 예를 들어, 선택한 CR 채널에만 특정값을 전송하고 다른 CR 채널들은 아무 신호도 전송하지 않을 경우 E- NB(402)에서는 전력 검출(Energy detection)을 통하여 신호가 감지되는 CR 채널이 둘 이상이면 충돌이라고 판단할 수 있다. 혹은 각 CR 채널이 직교하는 시퀀스(orthogonal sequence)로 구성되어 있고 임의로 선택한 CR 채널의 시퀀스를 전송될 경우, E-NB(402)에서 상관도(correlation)가 높은 시퀀스가 둘 이상일 경우 또한 충돌이라고 판단할 수 있다. 이와 같은 CR 채널의 구성 방법은 본 발명의 후반부에 자세히 설명하도록 한다.

440에서 E-NB(402)가 충돌을 검출하면 451에서 'collision indicator' 신호를 전송하고, 상기 지시(indicator) 신호를 수신한 단말기들(401)은 460에서 새로운 RACH 프로시져를 수행한다. CR 채널을 이용하여 E-NB(402)가 충돌을 검출하고 이를 지시함으로써, 해당 단말기들(401)이 도 2의 222와 같이 일정 시간 이상 타이머를 돌려서 기다리거나 H-ARQ의 최대 전송 회수까지 기다릴 필요 없이 상기 지시 신호 수신 후 새로운 RACH 프로시져를 수행함으로써 초기 시스템 엑세스에 필요한 딜레이를 줄일 수 있다.

본 발명은 331, 351, 431 에서 CR 채널과 LTE CONNECTION REQUEST 메시지를 별도로 전송하는 것을 가정하고 있다. 이 경우 초기 전송에서 충돌이 발생한 둘 이상의 단말기들이 동일한 CR 채널을 선택하여 E-NB가 충돌을 검출하지 못하고 NACK신호를 전송하였다고 하더라도, 매번 재전송에서 CR 채널을 임의로 재선택할 수 있으므로 검출 확률을 높일 수 있다. 한편, LTE CONNECTION REQUEST은 동일한 정보가 재전송되므로 이전 전송과 컴바이닝하는데 문제가 없다. 만약 CR 채널과 메시지를 함께 보내는 경우, LTE CONNECTION REQUEST 메시지의 컴바이닝을 위하여 CR 채널을 재선택할 수 없으므로 충돌 검출 확률이 낮다.

한편 둘 이상의 단말기들이 충돌이 나는 경우라도 기지국의 위치 등이 다를 경우 등 한 단말기의 LTE CONECTION REQUEST 신호 검출에 성공할 수도 있다. 그 단말기는 RACH 전송을 처음부터 다시 시작할 필요가 없으므로 451에서 collision indicator 전송시, 검출에 성공한 단말기의 IMSI 등의 고유 아이디를 함께 전송함으로써, 충돌이 발생한 단말기들 중 상기 아이디를 제외한 단말기들만 460에서 새로운 RACH 전송을 시작한다.

도 5와 도 6은 각각 단말기와 E-NB의 구성을 나타낸 것이다. 하기 본 발명의 도면 및 설명에서 데이터 채널은 LTE CONNECTION REQUEST 메시지를 전송하는 채널을 의미한다.

도 5에서 510은 LTE 데이터 채널과 CR 채널로 전송되는 신호를 생성하는 장치로, 510의 출력신호는 520의 다중화기에 입력된다. 다중화기(520)로 입력되는 신호는 할당받은 주파수자원에 매핑되어 IFFT 장치(530)로 입력된다. IFFT 장치(530)의 출력 신호는 540에 입력되어 송신 RF장치 등을 거친 후 채널로 전성된다. 540 블록은 RF단 이외에도 CP 추가 장치 등의 기타 장치를 포함한다.

도 6에서 610은 수신단의 RF 장치 및 CP 제거 장치 등을 의미한다. 610의 출력신호는 620에서 FFT 변환된 후 630의 역 다중화기로 출력된다. 630에서 전송된 CR 채널과 데이터 채널(LTE CONNECTION REQUEST 메시지)을 분리하여 각각 640과 650 장치에 입력한다. 640에서는 CR 채널을 바탕으로 충돌을 검출하고, 650에서는 LTE CONNECTION REQUEST 메세지를 디코딩한다. 640과 650의 결과는 660에 입력되어 이를 바탕으로 collision indicator를 생성한다. 상기 Indicator는 640에서의 충돌검출 여부에 따라 생성되며, 충돌이 발생했음에도 불구하고 660에서 디코딩에 성공할 경우에는 Indicator와 성공한 단말기의 고유 아이디를 함께 생성하여 전송한다.

도 7은 단말기의 절차도이다.

도 7에서는 설명의 편의를 위하여 RANDOM ACCESS RESPONSE를 받은 이후의 절차를 도시한다. 즉, 도 3 혹은 도 4에서 312, 412 동작의 완료되면서 도 7의 700 절차가 시작된다.

700에서 0으로 초기화된 변수(n)는 LTE CONNECTION REQUEST 메시지의 H-ARQ 전송회수이므로 이는 매 전송이 시작될 때마다 710에서 1씩 증가한다. 720에서 단말기는 임의로 CR 채널을 선택하고 730에서 선택한 CR 채널과 LTE CONNECTION REQUEST 신호를 전송한다. 740에서 E-NB로부터 전송된 응답 신호(ACK/NACK 신호 및 충돌 Indicator 및 고유 아이디 정보를 모두 포함)를 수신한다. 이를 이용하여 750에서 해당 단말기의 LTE CONNECTION REQUEST 신호의 디코딩이 성공하였는지를 판단한다. 성공한 경우는(751) 초기 시스템 엑세스가 완료된 것을 의미하므로 781로 이동하여 시그널링 및 데이터 전송을 시작한다. 상기에서 성공하는 경우에는 충돌이 났음에도 불구하고 해당 단말기의 LTE CONNECTION REQUEST 신호의 디코딩은 성공하여 충돌 Indicator와 함께 해당 단말기의 고유 아이디 정보가 함께 전송되는 경우도 포함한다. 한편 750에서 단말기의 LTE CONNECTION REQUEST 신호의 디코딩이 실패한 경우(752)는 760으로 이동하여 충돌이 발생했는지를 판단한다. 760에서 충돌이 발생한 경우(761)에는 780으로 이동하여 새로운 RACH 프로시져를 시작하고, 충 돌이 발생하지 않은 경우(762)는 770으로 이동하여 HARQ 최대 전송 횟수까지 전송되었는지를 판단한다. 최대 전송 횟수 보다 적은 경우(771)에는 다시 710으로 이동하여 상기의 단계를 다시 수행하고, HARQ 최대 전송 횟수와 같은 경우(772)에는 780으로 이동하여 새로운 RACH 프로시져를 다시 수행한다. 즉 780의 새로운 RACH 프로시져를 시작하는 경우는 충돌이 발생한 경우나 혹은 충돌이 발생하지 않더라도 H-ARQ의 최대 전송 회수만큼 전송했음에도 불구하고 LTE CONNECTION REQUEST의 디코딩에 실패하는 경우에 해당한다.

도 8은 기지국의 절차도를 나타낸 것이다.

도 8에서는 설명의 편의를 위하여 기지국 절차를 단말로부터 LTE CONNECTION REQUEST와 CR 채널을 수신하는 동작부터 설명한다. 즉, 도 8의 시작인 800은 312 또는 412에서 나타낸 RANDOM ACCESS 프리엠블에 대한 RESPONSE를 전송이 완료된 시점에 해당한다.

810 단계에서 단말기(들)에서 송신한 LTE CONNECTION REQUEST와 CR 채널을 수신한 후, 820과 830에서 각각 LTE CONNECTION REQUEST를 디코딩하고 CR 채널을 이용하여 충돌을 검출한다. 820과 830은 각각의 장치에 의하여 동시에 수행될 수도 있고, 시간적으로 단계적으로 수행될 수 있으며 순서는 상관없다. 840에서는 상기 820/830에서의 결과를 이용하여 ACK/NACK 신호 및 충돌 Indicator, 단말기 고유 아이디 등을 생성한다. 850에서는 840에서 생성한 신호들을 전송한다.

다음, 본 발명에서 제안한 CR 채널 전송 및 충돌 검출, Collision indicator 전송 등을 포함하는 새로운 RACH 프로시져의 단계 및 절차에 대하여 설명한다. 하 기에서는 해당 CR 채널을 구성하는 방법과 실제 물리적인 리소스에 매핑하는 실시 예들을 살펴본다. 각 실시 예들은 도 9 ~ 도 12를 바탕으로 하고 있으며 도 5에서 CR 채널과 데이터 채널의 생성장치인 510 블록을 자세히 설명하고 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 LTE CONNECTION REQUEST 메시지를 데이터 채널로 표기한다. 모든 실시 예에서 CR 채널과 데이터 채널은 따로 생성되기 때문에 수신단에서 독립적으로 분리가 가능하다. 또한 3GPP LTE 시스템의 상향링크인 SC-FDMA(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access) 시스템을 가정하고 있기 때는데 SC-FDMA 시스템의 송신단에서 FFT 장치의 입력단 및 IFFT 장치의 출력단을 시간 영역으로, FFT 장치와 IFFT 장치 사이를 주파수 영역으로 생각할 수 있다.

[제1-1 실시예]

도 9a를 참조로 하여 본 발명의 제1-1 실시예를 설명한다.

911과 912는 각각 CR 채널과 데이터 채널 신호를 생성하는 블록이며, 916은 다수 개의 CR 채널 중 하나를 임의로 선택하는 블록이다. 본 실시 예에서 제안하는 CR 채널의 구성 방법은, 선택한 CR 채널에만 정해진 신호를 전송하고 나머지 CR 채널에는 아무 신호도 보내지 않도록(DTX 신호) 하는 것으로, 상기 방법은 917의 스위치 장치에 의하여 구현된다. 즉, 911에서 생성된 CR 채널의 신호는 917의 스위치에 의하여 916에서 선택한 채널 인덱스에 해당하는 913 FFT 장치의 입력단으로 연결되며, 나머지 CR 채널에 해당하는 FFT 장치의 입력단으로는 아무 신호도 전송되지 않는다. CR 채널 신호와 데이터 채널 신호는 913의 동일한 FFT 장치로 입력되므로 시간 영역에서 시간 분할 다중화되어 전송된다고 볼 수 있다. 913 FFT 장치의 출력 신호는 914의 다중화기로 입력되어 할당받은 주파수 자원에 매핑된 후 915의 IFFT 장치로 출력된다. 도 9에서 911, 912, 913, 916, 917 블록이 도 5에서의 510 블록에 해당한다.

[제1-2 실시예]

도 9b를 참조로 하여 본 발명의 제1-2 실시예를 설명한다.

본 발명의 제1-2 실시예는 CR 채널 신호와 데이터 채널 신호는 913의 동일한 FFT 장치로 입력되므로 시간 영역에서 시간 분할 다중화 된다는 점에서 본 발명의 제1-1 실시예와 유사하며, CR 채널을 구성하는 방법에 있어서 다음과 같은 차이점이 있다. 제1-1 실시예에서는 선택된 CR 채널에만 정해진 값의 신호가 생성되어 해당FFT 장치의 입력단에 연결되어 전송된 반면, 제1-2 실시예에서는 각 CR 채널이 직교 시퀀스로 구성되어 있고, 선택한 CR 채널에 해당하는 직교 시퀀스를 전송하는 방법이다. 이 때 직교 시퀀스의 예로는 왈시(Walsh) 코드 등이 있다.

926에서 CR 채널의 인덱스를 임의로 선택하여 이 값을 921 장치에 입력하면, 921 장치는 선택한 CR 채널에 해당하는 직교 시퀀스를 생성하여 923의 FFT 장치에 입력한다. 데이터 채널은 922에서 생성되어 923의 FFT 장치에 입력된다. 923, 924, 925는 도 9a의 913, 914, 915와 동일한 장치이다.

상기 제1-1 실시예와 제1-2 실시예는 모두 SC-FDMA의 송신단에서 CR 채널과 데이터 채널이 동일한 FFT를 사용하여 시간 영역에서 다중화 되는 실시 예이다. 이 경우에는 CR 채널과 데이터 채널은 한 서브 프레임(subframe)에서 같은 시간 구간에서 전송된다.

도 9c를 참조하여 상기 신호들이 실제 시간-주파수 영역에서의 리소스에 매핑되는 예를 알아본다. 도 9c는 제1-1 실시예와 제1-2 실시예에 동일하게 적용 가능하다.

도 9c의 가로축(931)은 시간, 세로축(935)은 주파수이며, 930, 932, 933은 각각 1 Subframe, LB(Long Block), SB(Short Block)을, 934는 주파수 영역에서의 할당 단위인 RU(Resource Unit)를 나타sos다. 936의 LB들에는 데이터 채널과 CR 채널이 항상 함께 전송되고 937 SB에는 이를 위한 파일롯 채널이 전송되고 있다. 도 9c에서의 핵심은 CR 채널과 데이터 채널이 동일한 FFT를 사용하여 다중화 됨으로써 SB 혹은 LB의 시간구간에서 함께 전송된다는 것으로, 이에 따른 구체적인 예는 바뀌어도 무방하다. 예를 들면 SB의 개수 및 위치, 파일롯 채널의 전송 위치 등이 변경될 수 있다.

[제2-1 실시예]

도 10a를 참조로 하여 본 발명의 제2-1 실시예를 설명한다.

1011, 1012는 각각 CR 채널과 데이터 채널을 생성하는 블록이며 1013, 1014는 각 채널에 대한 FFT 장치이다. 제2-1 실시예와 제1-1 실시예의 차이점은 1011, 1012의 신호가 별도의 장치로 FFT 변환되어 1015의 다중화기에 입력된다는 점이다. 한편 SC-FDMA 특성을 유지하기 위하여 두 개의 FFT 블록의 출력 신호는 서로 다른 시간 구간 동안 전송되어야 하므로, 이를 위하여 1018의 시간 인덱스가 1015의 다중화기에 입력된다. 실제 1015 장치에서는 1018 시간 인덱스에 따라서 1013 혹은 1014 출력 신호 둘 중 하나를 선택하여 1016으로 출력한다. 실제 시스템에서는 1013과 1014의 FFT는 하나의 장치를 사용하면서 타임 스위칭(time switching)할 수도 있다. 이 때 CR 채널을 구성하는 방법은 제1-1 실시예와 동일하게 1017에서 임의로 선택한 CR 채널에만 정해진 신호를 전송하고 나머지 CR 채널에는 아무 신호도 보내지 않는다(DTX 신호). 즉, 1011에서 생성된 CR 채널의 신호는 1018의 스위치에 의하여 1017에서 선택한 채널 인덱스에 해당하는 1013 FFT 장치의 입력단으로 연결되며, 나머지 CR 채널에 해당하는 FFT 장치의 입력단으로는 아무 신호도 전송되지 않는다.

[제2-2 실시예]

도 10b를 참조로 하여 본 발명의 제2-2 실시예를 설명한다.

제2-2 실시예는 제2-1 실시예와 같이 1021 CR 채널과 1022 데이터 채널의 신호가 별도의 장치인 1023, 1024로 FFT 변환되며, 상기 출력 신호들은 SC-FDMA 특성을 유지하기 위하여 서로 다른 시간 구간 동안 전송되도록 한다. 1025의 다중화기에서 1028 시간 인덱스에 따라 둘 중 하나의 신호가 1016에 입력된다.

한편, 본 실시 예에서의 CR 채널 구성 방법은 제1-2 실시예와 동일하다. 즉, 1027에서 CR 채널의 인덱스를 임의로 선택하여 이 값을 1021 장치에 입력하면 선택한 CR 채널에 해당하는 orthogonal 시퀀스를 생성하여 이를 1023 의 FFT 장치에 입력한다. 데이터 채널은 1022에서 생성되어 1024의 FFT 장치에 입력된다.

제2-1 실시예와 제2-2 실시예는 CR 채널과 데이터 채널이 서로 다른 FFT를 사용하면서 서로 다른 시간 구간에서 전송되는 경우에 해당된다. 도 10c를 참조하여 상기 신호들이 실제 시간-주파수 영역에서의 리소스에 매핑되는 방법의 예를 알 아본다.

도10c의 가로축(1031)은 시간, 세로축(1034)은 주파수이며, 1030, 1032, 1033은 각각 1 Subframe, LB(Long Block), SB(Short Block)를, 1035와 1036은 각각 주파수 축에서의 RU(Resource Unit), 부반송파(subcarrier)를 나타낸다. 1037은 전체 CR 채널 신호의 전송을 위해서 사용되는 부반송파들의 집합이다. 1037은 도 10c와 같이 일정 간격으로 위치하는 부반송파들로 구성될 수도 있고, 연속된 부반송파들로 구성될 수도 있다. 제2-1 실시예와 제2-2 실시예에서 CR 채널과 데이터 채널은 서로 다른 FFT를 사용하기 때문에, SC-FDMA 특성을 유지하기 위해서는 서로 다른 시간 구간에서 전송되어야 한다. 일례로 도 10c에서는 1038 데이터 채널이 다섯 개의 LB들에 전송되고, 1040의 CR 채널은 마지막 LB에서 전송되며 두 SB은 1039에서 파일롯 전송을 위해 사용된다.

상기의 실시예들은 다수 개의 CR 채널이 시간 영역, 즉 FFT 장치의 입력단에서 구성되어 전송되는 예를 나타내고 있다. 한편 아래의 제3 실시예와 제4 실시예에서는 주파수 영역에서 각 CR 채널의 신호가 구분되는 예를 보이도록 한다. SC-FDMA 특성을 유지하기 위하여, 데이터 채널과 CR 채널 신호는 다른 시간 구간에 전송되어야 한다. 데이터 신호는 SC-FDMA로 전송되어야 하므로 기존의 실시예에서와 동일한 방법으로 전송된다.

[제3 실시예]

도 11a의 장치도를 참조하여 본 발명의 제3 실시예를 설명한다.

1111은 CR 채널 신호를 생성하는 장치이며 1112와 1113은 데이터 신호의 생 성 및 FFT 변조를 위한 장치이다. 1111과 1113의 출력 신호는 1114의 다중화기에 입력된다. 두 신호는 1114 장치에 입력되는 1117 시간 인덱스에 따라서 둘 중 하나가 선택되어 1115 IFFT 장치로 출력된다. CR 채널 신호가 전송되는 시점에서는 1116에서 임의로 선택한 CR 채널 인덱스에 해당하는 IFFT의 입력단, 즉, 부반송파로만 신호가 전송되며 나머지 CR 채널에 해당하는 아무 신호가 전송되지 않는다.

구체적인 자원 매핑 예를 도 11b를 참조하여 살펴본다.

5개의 LB들에는 1127의 데이터 채널이 전송되고, 2개의 SB들에는 1128의 파일롯 채널이, 1개의 LB에서 CR 채널 신호가 전송되고 있다. 마지막 LB에의 주파수 영역에서 각 CR 채널에 해당되는 부반송파들이 정의되어 있는데, 1129와 같이 선택된 CR 채널에 해당하는 부반송파에는 신호가 전송되고 1130의 나머지 부반송파들에는 아무 신호도 전송되지 않는다. E-NB는 CR 채널에 해당하는 부반송파 셋(subcarrier set)에서 신호가 감지되는 부반송파가 둘 이상이면 충돌이라고 판단한다.

[제4 실시예]

도 12a의 장치도를 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 대해 설명한다.

본 발명의 제4 실시예는 제3 실시예에서 하나의 CR 채널이 1개 이상의 부반송파로 정의되어 있는 경우로 확장한 것이다. 실제로 부반송파를 하나만 사용하여 CR 채널의 신호를 전송하는 경우 해당 부반송파가 페이딩(fading)에 걸렸을 때 신호를 제대로 검출할 수 없으며, 에너지가 부족하여 신뢰성 있는 전송을 보장하지 못할 수도 있다. 1211과 1212는 CR 채널 신호를 생성하는 장치이며 1213, 1214는 데이터 채널 신호를 생성하는 장치이다. 1212 와 1214의 출력 신호는 1215의 다중화기에 입력되고 1218의 시간 인덱스에 따라서 선택되어 1216의 IFFT 장치로 출력된다. 다수개의 부반송파로 구성되는 부반송파 셋이 하나의 CR 채널을 의미할 경우, SC-FDMA을 만족하기 위해서는 1212의 FFT 장치가 필요하다. 실제로 CR 채널은 신호를 전송하는 부반송파 셋이 어떻게 구성되느냐에 따라 달라지기 때문에 1211에서 생성되는 신호 자체는 공통되어도 무방하다.

구체적인 자원 매핑 예를 도 12b를 참조하여 살펴본다.

5개의 LB들에는 1128의 데이터 채널이 전송되고, 2개의 SB들에는 1129의 파일롯 채널이, 1개의 LB에는 1130 CR 채널 신호가 전송되고 있다. 마지막 LB에는 각 CR 채널에 해당되는 부반송파 셋이 정의되어 있는데, 연속한 부반송파로 구성될 수도 있고 동일 간격의 부반송파들로도 구성될 수 있다. 이 때 1217에서 임의로 선택된 CR 채널에 해당하는 부반송파 셋으로는 1212 출력 신호가 전송되고, 나머지 CR 채널에 해당하는 부반송파 셋들로는 아무 신호가 전송되지 않는다. 본 발명의 제1-1, 제1-2, 제2-1 및 제2-2 실시예의 경우에는 E-NB에서 시간 영역에서 CR 채널을 이용하여 충돌을 검출하는 반면 본 발명의 제3, 제4 실시예의 경우에는 주파수 영역에서 충돌을 검출한다.

본 발명은 LTE CONNECTION REQUEST 메시지 전송시 CR 채널을 전송함으로써 딜레이를 줄이는 기술과 그 세부 방법에 관련된 것이므로, 이와 상관없는 RACH 프로시져가 변경되더라도 관계없다. 일례로, 311과 312의 RANDOM 프리앰블/RESPONSE의 전송 방법이나 331 전송에서 H-ARQ의 사용 여부, 임시 아이디 할당 방법 등에 상관없이 본 발명이 적용될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 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.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 RACH 전송에서 LTE CONNECTION REQUEST시 CR 채널을 함께 전송하는 경우 E-NB이 충돌 발생 여부를 검출할 수 있으므로, 충돌 발생시 이를 지시하여 새로운 RACH 프로시져를 시작하도록 함으로써 딜레이를 줄일 수 있다.

Claims

통신 시스템에서 단말기가 RACH(Random Access Channel)를 전송하는 방법에 있어서,

충돌 검출을 위해 할당된 CR(Contention Resolution) 채널들 중 하나의 CR 채널을 선택하는 과정과,

상기 선택한 CR 채널과 연결 요청 메시지를 기지국으로 전송하고 상기 기지국으로부터 응답 신호를 수신하는 과정과,

상기 응답 신호에 충돌 지시자가 포함되어 있으면, 상기 단말기가 상기 RACH를 전송하는 과정을 재시작하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 방법.
통신 시스템에서 단말기로부터 RACH(Random Access Channel)를 수신하는 방법에 있어서,

상기 단말기로부터 연결 요청 메시지와 충돌 검출을 위해 할당된 CR(Contention Resolution) 채널을 수신하는 과정과,

상기 연결 요청 메시지를 디코딩하고, 상기 CR 채널을 이용하여 단말기들간의 충돌을 검출하는 과정과,

상기 디코딩 결과에 따라 ACK/NACK 신호를 생성하고, 상기 충돌 검출 결과에 따라 충돌 지시자를 생성하며, 상기 단말기의 고유 아이디를 생성하는 과정과,

상기 생성된 ACK/NACK 신호 또는 충돌 지시자 또는 단말기의 고유 아이디를 상기 단말기로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 방법.
통신 시스템에서 기지국으로 RACH(Random Access Channel)를 전송하는 장치에 있어서,

데이터 채널로 전송되는 신호와, 충돌 검출을 위해 할당된 CR(Contention Resolution) 채널을 통하여 전송되는 신호를 생성하는 신호 생성기와,

상기 신호 생성기에서 생성된 신호들을 다중화하여 전송하는 다중화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
통신 시스템에서 단말기로부터 RACH(Random Access Channel)를 수신하는 장치에 있어서,

상기 단말기로부터 수신된 신호들로부터, 연결 요청 메시지와 충돌 검출을 위해 할당된 CR(Contention Resolution) 채널 신호와 데이터 채널 신호를 분리하는 역다중화기와,

상기 CR 채널 신호로부터 단말기들간의 충돌을 검출하여 충돌 발생 여부를 나타내는 신호를 출력하는 충돌 검출기와,

상기 데이터 채널 신호를 디코딩하는 데이터 채널 디코더와,

상기 충돌 검출기의 출력신호와 상기 데이터 채널 디코더의 디코딩 성공 여부에 따라 충돌 지시자와 상기 단말기의 고유 아이디를 생성하는 충돌 지시자 생성기를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.