KR20080064697A - 이동 통신 시스템에서 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를지원하는 채널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에 대한 것으로, 특히 이동 통신 시스템에서 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널에 관한 것이다.

본 발명은 사용자 기기가 특정 채널에 접근하기 위해 방법 중 비경쟁 방식과 경쟁 방식을 모두 사용할 수 있는 방법을 제안한다. 또한, 비경쟁 방식을 사용하는 경우 그 방법을 제안한다. 또한, 비경쟁 방식과 경쟁 방식을 효율적으로 사용하고 접근 지연을 줄일 수 있는 채널 구조 설계 방법을 제안한다.

경쟁 모드, 비경쟁 모드, RACH, 동기 RACH

Description

이동 통신 시스템에서 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널{A Channel with contention mode and non-contention mode in mobile communication system}

도 1은 본 발명의 일 실시 형태를 설명하기 위한 흐름도.

도 2는 비경쟁 모드 스케줄링 요청 방법을 설명하기 위한 흐름도.

도 3은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 채널 구조를 설명하기 위한 도면.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 채널 구조를 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 채널 구조를 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 채널 구조를 설명하기 위한 도면.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 채널 구조를 설명하기 위한 도면.

도 8은 본 발명의 실시 형태들을 설명하기 위한 도면.

이하의 설명에서는 이동 통신 시스템에서 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널이 개시된다.

상향링크 메시지 예를 들어, 스케줄링 요청을 전송하기 위해서 사용할 수 있는 방법으로 스케줄 기반(schedule-based) 방식으로 접근하는 방법이 있다.

스케줄 기반 방식은 기지국이 미리 상향링크 스케줄링 요청용 자원 예를 들어, 단말 당 1bit를 각 단말들에게 할당하고, 해당 단말이 전송할 데이터가 있을 경우 이 미리 할당된 상향링크 스케줄링 요청용 자원을 통해서 스케줄링 요청을 보내는 방식이다.

스케줄 기반 방식을 사용하는 경우 모든 단말에 스케줄링 요청용 자원을 할당하게 된다. 하지만, 실제로 스케줄링 요청을 전송하는 단말은 전체 스케줄링 대상이 되는 단말의 총수에 비해서 보통 매우 적을 것이다. 따라서, 상향링크 자원이 효율적으로 이용되지 않는다. 오버헤드 측면에서 자원 할당에 제한이 있기 때문에 지원 가능한 단말의 수가 제한된다. 또한, 단말 당 1bit를 사용하여 스케줄링 요청을 하는 경우에 대한 상향링크 전송은 기지국의 올바른 검출을 보장하기 힘들다.

상술한 바와 같은 종래기술에 대해서, 이하에 개시되는 설명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이동 통신 시스템에서 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널을 사용하는 방법을 제안하는데 있다.

경쟁 모드(contention mode)와 비경쟁 모드(non-contention mode)를 지원하 는 채널의 사용 방법 및 경쟁 모드에서의 경쟁을 줄이고 효율적으로 채널을 사용하기 위한 다중화 방법 등이 개시된다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시양태에 따른 이동 통신 시스템에서 사용자 기기가 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널을 사용하는 방법은, 상기 사용자 기기의 특성에 따라 할당될 수 있는 사용자 특정 기회에 대한 정보를 포함하는 제어 메시지를 수신하는 단계 및 상기 수신된 제어 메시지를 통해 상기 사용자 기기에 상기 사용자 특정 기회가 할당되는지 여부에 따라 상기 경쟁 모드를 지원하는 채널 구간 및 상기 비경쟁 모드를 지원하는 채널 구간 중 어느 하나에 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 사용자 기기의 특성은, 상기 사용자 기기가 활동 상태/수면상태에 있는지와 관련되는 통신 상태 및 상기 사용자 기기가 전송할 데이터 트래픽이 지연에 민감한지와 관련되는 데이터 트래픽 특성 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 사용자 기기의 특성이 상기 사용자 기기의 통신 상태인 경우, 상기 사용자 기기의 통신 상태가 활동 상태인 경우 상기 사용자 특정 기회가 할당되고, 상기 사용자 기기의 통신 상태가 수면 상태인 경우 상기 사용자 특정 기회가 할당되지 않을 수 있다. 또한, 상기 사용자 기기의 특성이 상기 사용자 기기와 관련된 데이터 트래픽 특성인 경우, 상기 데이터 트래픽 특성이 시간 지연에 민감한 경우 상기 사용자 특정 기회가 할당되고, 상기 데이터 트래픽 특성이 시간 지연에 민감하지 않은 경우 상기 사용자 특정 기회가 할당되지 않을 수 있다.

또한, 상기 사용자 특정 기회는, 상기 사용자 기기와 일대일 매핑되어 할당 될 수 있다. 또한, 상기 사용자 특정 기회는, 상기 사용자 기기 및 하나 이상의 다른 사용자 기기에 할당될 수 있다.

아울러, 상기 사용자 특정 기회에 대한 정보는, 프리엠블 정보, 할당된 주파수 자원 정보 및 할당된 시간 자원 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 메시지 전송 단계에서, 상기 사용자 기기에 상기 사용자 특정 기회가 할당된 경우, 상기 사용자 특정 기회 정보에 따라서 상기 비경쟁 모드를 지원하는 채널 구간에 메시지를 전송하거나 상기 수신된 제어 메시지에 포함된 임의 기회를 선택하여 상기 경쟁 모드를 지원하는 채널 구간에 메시지를 전송할 수 있고, 상기 사용자 기기에 상기 사용자 특정 기회가 할당되지 않는 경우, 상기 수신된 제어 메시지에 포함된 임의 기회를 선택하여 상기 경쟁 모드를 지원하는 채널 구간에 메시지를 전송할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 양태에 따른 이동 통신 시스템에서 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널을 사용하는 방법은, 특정 영역 내에 포함되는 사용자 기기의 수가 임계치보다 작은 경우, 상기 채널을 비경쟁 모드로 사용하고, 상기 특정 영역 내에 포함되는 사용자 기기의 수가 상기 임계치를 초과하는 경우, 상기 채널을 경쟁 모드 및 비경쟁 모드 중 하나 이상의 모드로 사용한다.

본 발명의 또 다른 실시 양태에 따른 이동 통신 시스템에서 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널을 사용하는 방법은, 사용자 기기의 특성에 따라서 상기 사용자 기기에 사용자 특정 기회를 할당하는 단계 및 상기 할당한 사용자 특정 기회에 대한 정보를 포함하는 제어 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 할당 단계는, 상기 사용자 기기가 활동 상태/수면상태에 있는 지와 관련되는 통신 상태 및 상기 사용자 기기가 전송할 데이터 트래픽이 지연에 민감한지와 관련되는 데이터 트래픽 특성 중 하나 이상을 고려하여 상기 사용자 특정 기회를 할당할 수 있다. 여기서, 상기 사용자 기기의 통신 상태가 활동 상태인 경우 상기 사용자 특정 기회를 할당하고, 상기 사용자 기기의 통신 상태가 수면 상태인 경우 상기 사용자 특정 기회를 할당하지 않을 수 있다. 또한, 상기 데이터 트래픽 특성이 시간 지연에 민감한 경우 상기 사용자 특정 기회를 할당하고, 상기 데이터 트래픽 특성이 시간 지연에 민감하지 않은 경우 상기 사용자 특정 기회를 할당하지 않을 수 있다.

아울러, 상기 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널에 있어서, 상기 채널의 할당 단위에 포함되는 다수의 접근 기회는 상기 사용자 특정 기회 및 임의 기회를 포함하되, 상기 사용자 특정 기회는 상기 비경쟁 모드와 관련되고, 상기 임의 기회는 상기 경쟁 모드와 관련될 수 있다.

또한, 상기 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널은, 상기 경쟁 모드를 지원하는 채널 구간 및 상기 비경쟁 모드를 지원하는 채널 구간이 상기 채널의 전송 단위인 하나 이상의 채널 슬롯 단위로 다중화될 수 있다. 또한, 상기 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널은, 상기 경쟁 모드를 지원하는 채널 구간 및 상기 비경쟁 모드를 지원하는 채널 구간이 상기 채널의 전송 단위인 하나 이상의 채널 슬롯 내에 포함되는 서브 슬롯 단위로 다중화될 수 있다.

또한, 상기 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널에 있어서, 상기 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널이 둘 이상 존재하는 경우, 상기 경쟁 모드를 지원하는 채널 구간 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널 구간은 상기 둘 이상의 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널에 대해서 다중화될 수 있다.

또한, 상기 할당 단계에서, 상기 적어도 하나 이상의 사용자 기기를 제1 그룹에 포함시키고, 상기 제1 그룹에 포함된 사용자 기기에 사용자 특정 기회를 할당하여, 상기 제1 그룹에 포함된 사용자 기기는 상기 제1 그룹에 할당된 상기 비경쟁 구간에 메시지를 전송할 수 있다.

또한, 상기 채널 사용 방법은, 상기 사용자 특정 기회가 할당된 사용자 기기로부터, 상기 비경쟁 모드 채널 구간 및 상기 경쟁 모드 채널 구간 중 어느 하나로 자원 할당 요청 메시지를 수신하되, 상기 비경쟁 모드는 전송된 사용자 특정 기회에 대한 정보와 관련되고 상기 경쟁 모드는 상기 제어 메시지에 포함된 임의 기회와 관련되는 것을 특징으로 하는, 메시지 수신 단계 및 상기 사용자 특정 기회가 할당되지 않은 사용자 기기로부터, 상기 제어 메시지에 포함된 적어도 하나의 임의 기회 정보에 따라서 경쟁 모드 채널 구간으로 자원 할당 요청 메시지를 수신하는 단계 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시형태들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시되는 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 돕기 위해 구체적인 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 알 것이다. 예를 들어, 이하의 설명 에서 스케줄링은 기지국에 의해서 수행되고, 사용자 기기는 단말인 것을 중심으로 설명하나, 이들에 한정될 필요는 없다. 본 발명을 적용함에 있어서, 시스템 대역폭(system bandwidth), 접근 주기(access period(T_RA)) 및 대역폭(bandwidth), 프리엠블의 길이, 타입 및 지속 기간(duration), 슬롯 길이, 샘플링 레이트(sampling rate), 원인(cause) 또는 CQI/패스로스(passloss) 정보의 사용 여부 등의 제약은 없다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및/또는 장치는 생략될 수 있고, 각 구조 및/또는 장치의 핵심기능을 중심으로 도시한 블록도 및/또는 흐름도 형식으로 나타낼 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

본 발명의 실시 형태들을 통해서 채널을 경쟁 모드(contention mode)나 비경쟁 모드(noncontention mode)로 사용하는 방법에 대해서 제안한다. 그리고, 비경쟁 모드가 포함될 경우 기지국과 단말 간의 동작 과정을 제안하며, 경쟁 모드에서의 충돌 및/또는 경쟁을 줄이기 위한 채널 구조 등을 제안한다.

경쟁 모드로 채널에 접근하는 방법은 충돌에 의한 접근 지연(latency)의 문제가 발생하게 된다. 이러한 접근 지연을 낮추기 위해서 접근할 수 있는 단말의 수를 줄일 수 있다. 보다 바람직하게, 빠른 자원 할당을 위해 비경쟁 모드로 채널에 접근하는 방법의 사용이 고려될 수 있다. 그러나 비경쟁 모드 RACH에서는 할당할 수 있는 단말의 수가 제한된다. 그러므로 본 발명의 실시 형태를 통해서 경쟁 모드 와 비경쟁 모드 RACH를 같이 사용하는 방법을 제안한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태를 설명하기 위한 흐름도이다.

이하 도 1을 참조하여 경쟁 모드와 비경쟁 모드를 지원하는 채널의 사용 방법을 설명한다. 본 실시 형태에서 사용되는 채널은 경쟁 모드 및 비경쟁 모드 모두를 이용하여 위 채널에 접근할 수 있음을 가정한다.

먼저 단계 S10에서, 단말은 기지국으로부터 제어 메시지를 수신한다. 제어 메시지는 경쟁 모드와 비경쟁 모드를 지원하는 채널에 접근하기 위해 필요한 정보를 포함한다.

본 실시 형태에 따르면 경쟁 모드와 비경쟁 모드를 지원하는 채널에 접근하기 위해 필요한 정보의 예로 접근 기회에 대한 정보를 들 수 있다. 채널에 접근할 수 있는 다수의 접근 기회 중에서 일부 또는 전부는 단말을 특정하여 사용할 수 있다. 단말 즉, 사용자가 특정된 채널 접근 기회를 이하 사용자 특정 기회라고 하고, 사용자가 특정되지 않고 임의의 사용자가 선택하여 사용할 수 있는 채널 접근 기회를 임의 기회라고 한다.

사용자 특정 기회를 할당받은 단말은 사용자 특정 기회 정보를 수신하고, 수신된 사용자 특정 기회 정보를 통해 비경쟁 모드로 채널에 접근할 수 있고, 사용자 특정 기회를 할당받지 못한 단말은 임의 기회를 선택하여 경쟁 모드로 채널에 접근할 수 있다. 물론, 사용자 특정 기회를 할당받은 단말이라도 선택적으로 임의 기회를 사용하여 경쟁 모드로 채널에 접근하는 것도 가능하다.

그리고 단계 S11에서, 제어 메시지를 수신한 단말은 수신된 제어 메시지 내 에 자신에게 사용자 특정 기회가 할당되어 있는지 여부를 확인한다.

단계 S11에서의 확인 결과 사용자 특정 기회 정보가 할당된 단말인 경우, 단계 S12에 나타난 바와 같이 단말은 할당된 사용자 특정 기회 정보에 따라서 비경쟁 모드로 채널에 접근한다.

단계 S11에서의 확인 결과 사용자 특정 기회 정보가 할당되지 않은 단말인 경우, 단계 S13에 나타난 바와 같이 임의 기회를 선택한다. 그리고, 단계 S14에서와 같이 단말은 선택된 임의 기회에 대한 정보에 따라서 경쟁 모드로 채널에 접근한다.

이하 본 발명에 따른 실시 형태들로서, 사용자 기기 예를 들어, 단말에서 상향링크로 메시지를 전송하는 경우 중에서도 상향링크 데이터 전송을 위한 스케줄링 요청하기 위해 기지국에 접근하는 경우에 대해 설명한다. 또한, 스케줄링 요청하기 위해 동기 RACH(Random Access CHannel)를 이용하여 기지국에 접근하는 경우에 대해 설명한다. 이하에서는 스케줄링 요청 메시지 전송을 위해 동기 RACH를 이용하는 경우로 한정되어 설명되지만, 스케줄링 요청 이외의 임의의 상향링크 메시지 전송을 위해서도 사용될 수 있으며, 동기 RACH 이외의 임의의 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널 또한 이용될 수 있다.

여기서, 동기 RACH는 단말이 동기화된 상태에서 상향링크 자원 요청(resource request)이나 시간 갱신(timing update), 주파수 갱신(frequency update) 등을 위해서 사용할 수 있는 채널이다. 동기 RACH는 다중 사용자를 지원하고, 각 단말은 RACH에 접근할 때 프리엠블 시퀀스(preamble sequence)를 전송한다.

동기 RACH의 경우 할당된 자원이 특정 단말에만 적용되지 않고, 모든 단말이 임의로 프리엠블을 선택하여 전송하는 방식이라 자원을 효율적으로 사용할 수 있다. 단말이 전송한 프리엠블 시퀀스를 수신한 기지국은 이를 인식하여 하향링크로 스케줄링 그랜트(scheduling grant)나 TA (timing advance), FA (frequency advance) 등으로 응답한다. 단말은 기지국으로부터의 응답 정보를 이용하여 상응하는 과정 예를 들어, 자신의 상향링크 데이터 전송을 수행한다.

이하의 실시 형태들을 통해서 동기 RACH를 이용하여 단말이 기지국에 접근할 때, 비경쟁 방식과 경쟁 방식을 동시에 지원하기 위한 방안을 제시한다. 또한 경쟁 방식에 사용되는 접근 기회를 증가시키기 위해 비경쟁 방식에 사용되는 접근 기회를 분산시키는 방식을 제안하며, 이를 기반으로 단말이 기지국에 접근함에 있어 경쟁 방식과 비경쟁 방식의 균형을 유지시킬 수 있도록 한다.

이상 및 이하에서 설명되는 비경쟁 모드와 경쟁 모드의 RACH를 동시에 사용하는 것은 기지국에서 프리엠블을 검출하는 경우에 대해서는 별도의 추가 구성없이 가능하다. 예를 들어, 기지국은 비경쟁 모드 구간과 경쟁 모드 구간에 상관없이 하나의 검출기만 사용할 수 있다. 비경쟁 모드 RACH와 경쟁 모드 RACH의 검출기의 차이점은 검출기가 충돌 여부를 탐지하는지 여부에 있을 뿐이다. 경쟁 모드 RACH의 경우 충돌 지시자(Collision Indicator)가 사용된다면, 기지국에서는 검출기를 통해 충돌 여부를 탐지한 후에 충돌 지시자를 전송한다. 기지국에서 단일 동작을 수행하도록 구성하기 위해서 경쟁 모드를 기본으로 하고 비경쟁 모드 구간에서는 충돌 지시자를 무조건 충돌 없음 상태로 설정하여 전송할 수도 있다.

도 2는 비경쟁 모드에서 데이터 송신을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하 도 2를 참조하여 비경쟁 모드를 지원하는 RACH를 사용하는 방법을 설명한다.

먼저 단계 S20에서, 기지국은 자신의 셀 내에 있는 단말들에게 사용자 특정 기회(UE-specific opportunity) 정보를 전송한다. 사용자 특정 기회 정보는 동기 RACH에 접근하기 위해 전송할 프리엠블 시퀀스에 대한 정보, 스케줄링 요청 메시지를 전송할 수 있는 상향링크 전송 자원의 할당 정보 등을 포함할 수 있다. 프리엠블 시퀀스 정보는 프리엠블 인덱스(preamble index) 및 순환 이동 값(cyclic shift value) 등을 포함할 수 있다. 동기 RACH의 일 전송 단위인 RACH 슬롯이 주파수 축으로 구분되는 다수의 서브 슬롯으로 구성되는 경우 상향링크 전송 자원의 할당 정보는 서브 슬롯에 대한 정보 즉, 주파수 축에 대한 접근 기회 정보를 포함할 수 있다.

사용자 특정 기회는 상술한 바와 같이 특정 단말과 일반적으로 일대일로 매핑된다. 하지만, 경우에 따라서는 하나의 사용자 특정 기회는 다수의 단말에 매핑 또는 할당될 수 있다. 이 경우에는 동일한 사용자 특정 기회를 할당받은 단말들 간에 경쟁에 의해 할당된 사용자 특정 기회를 사용하여 동기 RACH에 접근할 수 있을 것이다.

비경쟁 모드를 지원하는 RACH를 사용하기 위해서 기지국은 사용자 특정 기회 정보를 전송하되, 방송의 형태로 전송할 수 있다. 방송은 기지국에서 특정 수신 측을 지정하는 것이 아니고 일정 수신 지역에 포함되는 수신 측이라면 모두 수신할 수 있도록 전송하는 일 방법이다. 또한, 기지국이 사용자 특정 기회 정보를 방송할 때 방송 채널(BCH: broadcast channel) 또는 하향링크 제어 채널(DL control channel)을 통해서 방송할 수 있다.

단말이 동기 RACH에 접근하기 위해서는 사용자 특정 기회 정보 외에 RACH에 접근하기 위해 필요한 정보들을 수신한다. RACH에 접근하기 위해 필요한 정보(이하 RACH 파라미터(RACH parameter)라고 칭함.)는 RACH에 대한 주파수 위치 정보, 시간 주기 정보, 시간 오프셋 정보 등이 포함될 수 있다. 단말은 RACH 파라미터들을 비경쟁 모드로 RACH에 접근하기 이전에 BCH를 통해 알 수도 있고, 사용자 특정 기회 정보와 함께 수신할 수도 있다.

단계 S21에서, 사용자 특정 기회를 할당받은 단말들은 자신에게 할당된 RACH 접근용 프리엠블 정보를 알고 스케줄링 요청(scheduling request) 시에 자신에게 할당된 프리엠블을 동기 RACH을 통해 전송한다. 이러한 경우 단말별로 특정되는 프리엠블을 이용하여 전송하기 때문에 다수의 단말이 전송하는 프리엠블에 의한 전송 충돌은 발생하지 않는다.

단계 S22에서, 기지국(Node-B)은 스케줄링 요청한 단말에 대해서 상향링크 데이터 전송을 위한 자원을 할당하고 자원 할당 정보를 해당 단말로 알려준다. 상술한 바와 같이 기지국은 프리엠블 정보에 상응하는 사용자 특정 기회를 단말로 할당하고 단말에 알려주면, 해당 단말은 자신에게 특정된 프리엠블을 전송하기 때문에, 기지국에서는 해당 RACH 슬롯 동안 수신된 프리엠블들을 확인하여 어떤 단말로부터 스케줄링 요청이 전송된 것인지 여부를 알 수 있다.

기지국(Node-B)은 스케줄링을 요청한 단말에게 단말이 상향링크 전송할 때 사용할 자원을 할당하고, 그 자원에 대한 정보를 단말에 알린다. 이 경우 기지국에서 스케줄링 허여를 알리는 스케줄링 그랜트(scheduling grant) 메시지를 전송함으로써 단말에 상향링크 데이터 자원 할당에 대한 정보를 알릴 수 있다. 여기서 스케줄링 그랜트는 기지국이 단말에게 상향링크 데이터 자원 할당에 대한 정보를 알려주는 모든 정보 및 방법을 통칭한다. 스케줄링 그랜트에 포함되는 상향링크 데이터 자원 할당에 대한 정보는 특정 단말이 상향링크 전송에 사용할 자원 (Resource)에 대한 주파수 및 시간 위치 정보, 시간 지속 정보 등이 포함될 수 있다. 이러한 스케줄링 그랜트는 일반적으로 하향링크 제어 채널을 통해서 전송된다. 시스템에 따라서 기지국이 이러한 스케줄링 그랜트 외에 추가적으로 TA (Timing Advance) 및/또는 FA (Frequency Advance) 에 대한 정보를 같이 전송할 수도 있다.

단계 S23에서, 단말은 수신된 자원 할당 정보를 통해 할당받은 자원을 확인하고 할당받은 자원 통해서 상향링크 데이터를 전송한다. 스케줄링 그랜트를 수신한 단말은 UL-SCH(Uplink-Shared CHannel)의 할당된 자원 블록(Resource Block: RB)을 통해 데이터를 전송할 수 있다. 만약, TA 및/또는 FA가 수신되었을 경우, 단말은 수신된 TA 및/또는 FA를 이용하여 시간 및/또는 주파수 오프셋을 수정한 후, 할당된 자원 블록을 통해 데이터를 전송할 수 있다.

경쟁 모드로 RACH에 접근하는 방식과 비교하여 비경쟁 모드로 RACH에 접근하는 방식은 사용자 특정 기회에 의해 접근 기회가 사용자 기기 또는 단말에 대해 특정되므로 충돌(collision) 발생이 없고 따라서 충돌에 의한 접근 지연(latency)이 없다. 단지, 특정한 비경쟁 모드의 사용 방법에 따라서는 경쟁 모드에서보다 적은 충돌 및 충돌에 의한 접근 지연이 다소 발생할 수는 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널을 사용하기 위한 일 방법으로 기지국에서 기지국에 해당하는 셀 내 단말의 수가 적을 경우는 셀 내의 단말에 사용자 특정 기회를 모두 할당하여 셀 내 단말이 모두 비경쟁 모드로 RACH에 접근할 수 있는 방법을 들 수 있다. 여기서 비경쟁 모드 RACH를 사용하는 방법은 도 2를 통해 설명한 방법을 사용할 수 있다. 위 방법과 함께 또는 별도로 사용할 수 있는 다른 방법으로 셀 내 단말의 수가 적을 경우에는 상술한 바와 같이 비경쟁 모드의 RACH만을 이용하고 단말의 수가 커지면 비경쟁 모드 RACH 및 경쟁 모드 RACH를 이용하는 방법을 들 수 있다. 이와 같은 방법은 네트워크 (Network)가 구축될 때 셀마다 고정적으로 정해질 수도 있고, 네트워크가 동작할 때 셀 내에서 가변(configurable)할 수도 있다. 이하 비경쟁 모드 RACH 및 경쟁 모드 RACH를 모두 사용하는 경우에서 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널을 사용하는 방법을 설명한다.

먼저 본 발명의 일 실시 형태에 따라서 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널에 대해서 비경쟁 모드로 채널에 접근하기 위한 사용자 특정 기회를 단말에 할당하는 방법의 예를 설명한다.

본 실시 형태에서는 단말이 동기 RACH를 이용해서 스케줄링 요청, 시간 갱신, 주파수 갱신 등을 수행할 때, 기지국에서 각 단말별로 고려하여 경쟁 모드로 동기 RACH에 접근할 것인지 비경쟁 모드로 RACH에 접근할 것인지 결정할 수 있다. 다시 말해서 동기 RACH가 비경쟁 모드 및 경쟁 모드를 모두 지원하는 경우 일부 단말은 비경쟁 모드로 동기 RACH에 접근하도록 하고 일부 단말은 경쟁 모드로 동기 RACH에 접근하도록 할 수 있다. 이 경우 일부 단말이 비경쟁 모드로 동기 RACH로 접근하도록 기지국에서 단말에 비경쟁 모드로 동기 RACH에 접근할 수 있는 사용자 특정 기회를 할당한다. 기지국에서 일부 단말에 대해서 사용자 특정 기회를 할당하는 경우 사용자 특정 기회를 할당하는 단말을 선택하는 기준의 예들을 이하에서 설명한다.

기지국에서는 동기 RACH를 통해 스케줄링 요청 등을 수행할 단말의 상태를 고려하여 사용자 특정 기회를 할당할지 결정하여 경쟁 모드와 비경쟁 모드 RACH를 사용할 수 있다.

경쟁 모드 또는 비경쟁 모드 RACH로 접근할 단말을 결정하기 위해 고려될 수 있는 단말의 상태의 예로 단말이 활동 상태/수면 상태인지 여부에 따라서 결정할 수 있다. 또 다른 예로 단말이 전송할 데이터 트래픽이 지연에 민감한지 여부에 따라서 결정할 수 있다.

먼저, 단말이 활동 상태/수면 상태인지 여부에 따라서 경쟁 모드 또는 비경쟁 모드 RACH로 접근할 단말을 결정하는 경우를 설명한다.

활동 상태에 있는 단말은 비경쟁 모드 RACH를 사용하거나 사용을 선호하고, 수면 상태에 있는 단말은 경쟁 모드 RACH를 사용한다. 여기서 비경쟁/경쟁 모드 RACH를 사용한다는 것은 기지국에서 동기 RACH를 슬롯 단위로 단말이 비경쟁/경쟁 모드로 접근하도록 구분하여 각 RACH 슬롯을 비경쟁/경쟁 모드 RACH 결정한 경우 단말이 비경쟁/경쟁 모드 RACH 구간에 각각 비경쟁/경쟁 모드로 접근하고 메시지 등을 전송하는 것을 의미한다.

단말이 활동 상태에 있는지 수면 상태에 있는지 여부는 단말이 데이터를 전송하고 있는지 여부, 단말이 데이터를 전송하진 않지만 채널 품질 정보를 보고하고 있는지 여부 등에 따라서 구분할 수 있다. 예를 들어 후자의 경우에서 데이터를 전송하기 위한 자원을 할당받지는 않았지만 주기적/비주기적으로 채널 품질 정보를 상향링크로 기지국에 보고하고 있는 단말은 활동 상태에 있는 단말로 정의하고, 데이터를 전송하기 위한 자원을 할당받지도 않고 주기적/비주기적으로 채널 품질 정보를 상향링크로 기지국에 보고하지도 않는 단말은 수면 상태에 있는 단말로 정의할 수 있다. 여기서 단말들은 기지국과 동기는 맞추어져 있는 것으로 가정할 수도 있다.

기지국에서는 활동 상태에 있는 단말에 대해서는 상술한 바와 같이 사용자 특정 기회를 할당한다. 활동 상태에 있는 단말은 사용자 특정 기회를 가지고 비경쟁 모드 RACH 구간을 통해 스케줄링을 요청할 수 있다. 또한, 활동 상태에 있는 단말은 임의 기회를 선택하여 경쟁 모드 RACH 구간을 통해 스케줄링을 요청할 수도 있다. 수면 상태에 있는 단말에 대해서는 사용자 특정 기회를 할당하지 않는다. 따라서 수면 상태에 있는 단말은 임의 기회를 선택하여 경쟁 모드 RACH 구간을 통해 스케줄링을 요청할 수 있다.

경쟁 모드 또는 비경쟁 모드 RACH로 접근할 단말을 결정하기 위해 고려될 수 있는 단말의 상태의 다른 예로 단말이 전송할 데이터 트래픽이 지연에 민감한지 여 부에 따라서 결정하는 경우를 설명한다.

지연에 민감한 데이터 트래픽을 전송할 단말은 비경쟁 모드 RACH를 사용하거나 사용을 선호하고, 지연에 민감하지 않은 트래픽을 전송할 단말은 경쟁 모드 RACH를 사용한다. 지연에 민감한 데이터 트래픽의 예로 VoIP 서비스, 스트리밍 서비스를 제공하기 위한 데이터 트레픽을 들 수 있다. 상술한 바와 같이 기지국에서는 지연에 민감한 데이터 트래픽을 전송할 단말에 대해서는 상술한 바와 같이 사용자 특정 기회를 할당한다. 지연에 민감한 데이터 트래픽을 전송할 단말은 사용자 특정 기회를 가지고 비경쟁 모드 RACH 구간을 통해 스케줄링을 요청할 수 있다. 또한, 지연에 민감한 데이터 트래픽을 전송할 단말은 임의 기회를 선택하여 경쟁 모드 RACH 구간을 통해 스케줄링을 요청할 수도 있다. 지연에 민감하지 않은 트래픽을 전송할 단말에 대해서는 사용자 특정 기회를 할당하지 않는다. 따라서 지연에 민감하지 않은 트래픽을 전송할 단말은 임의 기회를 선택하여 경쟁 모드 RACH 구간을 통해 스케줄링을 요청할 수 있다.

경쟁 모드 또는 비경쟁 모드 RACH로 접근할 단말을 결정하기 위해 고려될 수 있는 단말의 상태에 대한 정보를 기지국에서 알 수 있는 경우에는 상술한 바와 같이 기지국이 단말의 상태를 확인하여 단말에 사용자 특정 기회를 할당할 수 있다. 하지만, 경우에 따라서는 기지국에서 경쟁 모드 또는 비경쟁 모드 RACH로 접근할 단말을 결정하기 위해 고려될 수 있는 단말의 상태에 대한 정보를 미리 알 수 없는 경우가 있다.

이 경우 기지국에서는 각 단말의 상태를 미리 알 수 없기 때문에 사용자 특 정 기회를 할당하는데 어려움이 있다. 이런 경우 하나의 사용자 특정 기회 정보를 다수의 단말에 2~3개씩 중복되게 할당하는 방법을 사용할 수 있다.

예를 들어, 기지국에서 단말이 활동 상태/수면 상태인지 여부에 따라서 비경쟁/경쟁 모드로 RACH에 접근하도록 결정하는 경우에 대해 설명한다. 기지국은 셀 내에 포함된 2개의 단말에 대해 동일한 사용자 특정 기회를 할당한다. 기지국에서는 사용자 특정 기회를 할당한 2개의 단말이 각각 활동 상태/수면 상태인지 여부를 알지 못한다.

사용자 특정 기회를 할당받은 2개의 단말 중 제1 단말은 활동 상태이고, 제2 단말은 수면 상태로 가정하면, 단말 측에서 자신의 상태가 활동 상태인 경우 즉 제1 단말의 경우에는 할당받은 사용자 특정 기회를 통해 비경쟁 모드 RACH를 사용하고, 단말 측에서 자신의 상태가 수면 상태인 경우 즉 제2 단말의 경우에는 할당받은 사용자 특정 기회를 사용하지 않고 임의 기회를 선택하여 경쟁 모드 RACH를 사용한다.

물론 이런 경우 기지국에서 제1 단말 및 제2 단말의 2개의 단말로 동일한 사용자 특정 기회를 할당하였는데 제1 단말 및 제2 단말이 모두 활동 상태인 경우와 같이 비경쟁 모드 RACH에서도 충돌(collision)이 일어날 수 있다. 그러나 경쟁 모드로만 접근하는 경우와 비교하여 충돌 확률을 많이 낮출 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 채널 구조를 설명하기 위한 도면이다.

상술한 본 발명의 일 실시 형태에 따른 방법을 적용할 경우 비경쟁 모드 RACH를 통해 스케줄링을 요청하는 단말들은 충돌은 없지만 접근 시도에 걸리는 시간이 늘어날 수 있다. 예를 들어 도 3의 (a)에서 2개의 비경쟁 모드 RACH 슬롯(NCB-RACH, 30, 31)에 걸쳐서 사용자 특정 기회 정보를 할당한다. 이런 경우 비경쟁 모드 RACH를 사용하는 단말들은 첫 번째 RACH 슬롯(30)에서 할당받은 사용자 특정 기회를 통해 스케줄링 요청을 전송하거나 세 번째 RACH 슬롯(31)에서 스케줄링 요청을 전송할 수 있다.

이 경우 단말이 접근을 시도할 수 있는 시간 위치 즉, RACH 슬롯에 따라서 접근 지연이 발생할 수 있다. 예를 들어, 첫 번째 RACH 슬롯(30)이 끝난 후에 스케줄링 요청을 하려는 비경쟁 모드 RACH를 이용하는 단말은 다음 세 번째 RACH 슬롯(31)의 비경쟁 모드 RACH 구간까지 기다린 후 접근을 시도할 수 있다.

하지만, 비경쟁 모드 RACH를 사용할 경우 경쟁 모드 RACH의 경우와 같은 충돌에 의한 재시도가 없으므로 빠른 자원 할당이 가능하다. 또한, 단말이 이미 비경쟁 모드 RACH 구간의 주기를 알고 있는 경우에는 보다 빠른 자원 할당을 위해 비경쟁 모드 RACH를 사용하여 접근을 시도할 수도 있다. 또한, 다수개의 비경쟁 모드 RACH 슬롯에 걸쳐서 사용자 특정 기회 정보를 할당하여 비경쟁 모드 RACH가 지원할 수 있는 단말의 수를 증가시킬 수도 있다.

경쟁 모드 RACH 구간을 통해 스케줄링을 요청하는 단말의 경우에는 충돌에 의한 접근 지연(latency)이 크게 발생할 수 있다. 본 실시 형태에 따라서 비경쟁 모드 및 경쟁 모드 RACH를 모두 지원하는 채널에서 충돌의 가능성이 상대적으로 더 큰 경쟁 모드 RACH 구간을 통해 스케줄링을 요청하는 단말의 접근 지연을 줄이기 위해서 비경쟁 모드 RACH 구간의 주기와 경쟁 모드 RACH 구간의 주기를 서로 다르게 할 수 있다. 비경쟁 모드 RACH 구간의 주기와 경쟁 모드 RACH 구간의 주기를 다르게 할당하여 경쟁 모드 RACH 구간을 통해 스케줄링을 요청하는 단말의 충돌에 따른 재요청 시도의 간격을 줄임으로써 접근 지연에 대한 영향을 줄일 수 있다.

도 3의 (b)에서는 비경쟁 모드 RACH(NCB-RACH) 구간의 주기(35)와 경쟁 모드 RACH(CB-RACH) 구간의 주기(36, 37)가 서로 다른 경우의 일례를 나타낸다. 특히 경쟁 모드 RACH 구간의 주기(36, 37)는 제1 주기(36) 및 제2 주기(37)의 2가지 값으로 정의된다. 이와 같은 경우, 비경쟁 모드 RACH 구간의 주기(35)는 도 3의 (a)에서의 비경쟁 모드 RACH 구간의 주기(32)와 비교하여 커지지만, 비경쟁 모드 RACH를 사용하는 단말은 비경쟁 모드 RACH 구간의 주기(35)를 알고 있으므로 비경쟁 모드 RACH 구간의 타이밍에 맞추어서 접근 시도하여 접근 지연을 줄일 수 있다. 또한, 경쟁 모드 RACH 구간의 주기(36, 37)는 제1 주기(36) 및 제2 주기(37)의 두 가지로 정의하여 적어도 두 개의 RACH 슬롯(33, 34)은 연속적으로 경쟁 모드 RACH로 사용할 수 있도록 한다. 따라서, 경쟁 모드 RACH를 사용하는 단말이 충돌에 의해 발생할 수 있는 재요청 시도의 간격을 제1 주기 만큼(36) 줄일 수 있고 이로써 RACH에의 접근 지연에 대한 영향을 줄일 수 있다.

상술한 비경쟁 모드와 경쟁 모드를 지원하는 채널에 대해서 비경쟁 구간과 경쟁 구간을 분리함으로써, 상대적으로 더 많은 단말을 지원하면서도 비경쟁 구간을 이용하는 또는 사용자 특정 기회를 이용하는 사용자들의 충돌(collision) 없는 빠른 접근을 보장할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 형태로 적어도 하나의 RACH 슬롯 안에서 비경쟁 모드 RACH와 경쟁 모드 RACH의 구별된 사용도 가능하다. 예를 들어, 기지국은 하나 또는 다수의 RACH 슬롯에 대한 전체 접근 기회 중에서 비경쟁 모드 RACH용 접근 기회를 일부(또는, 전부) 선택하여 사용자 특정 기회로써 비경쟁 모드 RACH를 사용할 단말에게 할당하여 준다. 전체 접근 기회 중에서 사용자 특정 기회로 특정 단말로 할당된 접근 기회를 제외한 것들은 경쟁 모드 RACH를 이용하는 단말들이 임의로 선택하여 사용할 수 있다. 이 경우 하나의 RACH 슬롯 안에서도 특정 단말들의 충돌(collision)없는 빠른 스케줄링 요청을 보장해 줄 수 있다. 또한, 같은 주기로 매번 비경쟁 모드 RACH와 경쟁 모드 RACH의 두 가지 모드를 동시에 사용할 수 있으므로 충돌에 의한 접근 지연뿐만 아니라 비경쟁 모드 RACH 슬롯까지 기다려야 하는 시간 지연까지 최소화할 수 있다.

또한, 이러한 비경쟁 모드 RACH 및 경쟁 모드 RACH의 시간 영역에서의 다중화에 추가로 또는 대체로 주파수 영역에 대한 다중화도 가능하다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 채널 구조를 설명하기 위한 도면이다.

이하 도 4를 참조하여 하나의 RACH 슬롯 내에서의 경쟁 모드 RACH와 비경쟁 모드 RACH를 다중화하는 방법의 일례를 설명한다.

하나의 동기 RACH 슬롯은 복수 개의 서브-슬롯으로 구성될 수 있다. 이때, 각 서브 슬롯은 서로 다른 주파수 영역 접근 기회를 제공한다. 예를 들어 하나의 RACH 슬롯은 6개의 자원블록(RB)(=1.08MHz)으로 구성되고, 하나의 RACH 내에 각 서 브-슬롯이 2개의 자원블록(RB)(=360kHz)으로 구성되는 총 3개의 서브-슬롯으로 구성된다고 가정한다. 또한 이때 하나의 서브-슬롯에서 이용 가능한 접근 기회 (Opportunity)의 수는 각각 n개라고 가정하자. 예를 들어 단일 서브-슬롯내에서 이용 가능한 접근 기회의 수는 프리엠블의 수와 순환 이동(cyclic shift)의 수의 곱으로써 구성될 수 있다. 이와 같은 경우에, 하나의 RACH 슬롯에서는 총 3n개의 접근 기회를 제공할 수 있다. 이러한 경우, 하나의 RACH 슬롯 내의 주파수 영역 접근 기회가 서로 다른 각 서브-슬롯에 대해서 비경쟁 모드 RACH와 경쟁 모드 RACH를 나누어 쓰는 것이 가능하다.

도 4의 (a)는 하나의 RACH 슬롯 안에서 각 서브-슬롯별로 서로 다른 모드를 지원하는 방법의 예를 나타낸다. 도 4의 (a)를 참조하면 하나의 RACH 슬롯 안에 하나의 비경쟁 모드 RACH 서브-슬롯(40)이 있고 두 개의 경쟁 모드 RACH 서브-슬롯(41, 42)이 있다. 단말의 상태에 따라 비경쟁 모드 RACH와 경쟁 모드 RACH를 사용하는 방법은 상술한 바와 동일한 방법을 사용할 수 있다.

도 4의 (b)는 경쟁 모드 RACH의 접근 실패 시 접근을 재시도하는 경우 주파수 다이버시티 효과를 얻기 위해 각 RACH 슬롯별로 비경쟁 모드 RACH와 경쟁 모드 RACH의 위치를 바꾸어 사용하는 예를 나타낸다. 도 4의 (b)를 참조하면, 첫 번째 RACH 슬롯에서는 상단의 서브-슬롯을 비경쟁 모드 RACH 서브-슬롯(43)으로, 두 번째 ACH 슬롯에서는 중단의 서브-슬롯을 비경쟁 모드 RACH 서브-슬롯(44)으로, 세 번째 ACH 슬롯에서는 하단의 서브-슬롯을 비경쟁 모드 RACH 서브-슬롯(45)으로 사용한다.

도 4의 (a) 및 (b)에서는 각 RACH 슬롯마다 비경쟁 모드 RACH 서브-슬롯의 수를 하나로 고정하여 사용한 예를 나타내고 있지만, 각 RACH 슬롯마다 비경쟁 모드 RACH 서브-슬롯의 수를 다르게 할 수도 있다. 각 RACH 슬롯마다 비경쟁 모드 RACH 서브-슬롯의 수를 조절하여 비경쟁 모드 RACH의 지원 가능한 단말의 수를 유동적으로 조절하는 것도 가능하다.

또한 위 서브-슬롯을 통한 다중화 방법과 함께 상술한 접근 기회를 구별하여 사용하는 방법도 가능하다. 예를 들어, 기지국은 전체 접근 기회 중에서 비경쟁 모드 RACH용으로 사용할 접근 기회를 선택하여 사용자 특정 기회 정보로써 비경쟁 모드 RACH를 사용할 단말에 할당한다. 또는 각 서브-슬롯 내의 접근 기회 중에서 비경쟁 모드 RACH용으로 사용할 접근 기회를 선택하여 각 서브-슬롯에서 동일하지만 주파수 영역 접근 기회가 다른 사용자 특정 기회 정보를 사용하는 방법도 가능하다. 나머지 접근 기회들은 경쟁 모드 RACH를 이용하는 단말들이 임의로 선택하여 사용할 수 있다.

본 실시 형태들을 통해서 하나의 RACH 슬롯 안에서도 특정 단말들에 대한 충돌(collision)없는 빠른 스케줄링 요청을 보장해 줄 수 있다. 또한 같은 주기로 매번 비경쟁 모드 RACH와 경쟁 모드 RACH의 두 가지 모드를 동시에 사용할 수 있으므로 충돌에 의한 접근 지연뿐만 아니라 비경쟁 모드 RACH 슬롯까지 기다려야 하는 시간 지연까지 최소화할 수 있다. 또한 이 경우에도 상술한 바와 같이 비경쟁 모드 RACH, 경쟁 모드 RACH 및/또는 혼합모드 RACH의 사용이 가능하고, 각 RACH의 시간 영역 다중화도 가능하다.

본 발명의 다른 실시 형태에 따라서, 지원 가능한 접근 기회를 충분하게 제공하기 위해서 주파수 영역에서 다수의 RACH(multiple RACH)을 사용하는 방법도 가능하다. 다수의 RACH은 주파수 영역에서 연속되어 배치될 수도 있고 불연속적으로 배치될 수도 있다. 이하 다수의 RACH 중 각 RACH가 불연속적으로 배치된 경우를 가정하여 설명한다.

상술한 바와 같이 다수의 RACH를 사용하는 경우, 각 채널별로 비경쟁 모드 RACH와 경쟁 모드 RACH를 지원할 수 있다. 이때 비경쟁 모드 RACH와 경쟁 모드 RACH를 사용하는 단말은 상술한 바와 같이 단말의 상태에 따라서 구분할 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 채널 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 5의 (a) 및 (b)는 2개의 RACH을 사용하는 경우 2개의 RACH에 대해 비경쟁 모드 RACH와 경쟁 모드 RACH의 사용하는 예를 나타낸다. 도 5의 (a)를 참조하면, RACH 간에 비경쟁 모드 RACH와 경쟁 모드 RACH를 사용하는 예를 나타낸다. 즉, 제1 RACH(50)는 비경쟁 RACH로 사용하고 제2 RACH(51)는 경쟁 RACH로 사용한다. 도 5의 (b)를 참조하면, 경쟁 모드 RACH의 충돌에 의한 재접근 시도에 주파수 다이버시티 효과를 얻기 위해 산재된 형태의 배치도 가능하다. 이와 같은 다수의 RACH를 사용함으로써 경쟁 모드 RACH의 충돌시의 재접근 시도 시간 간격을 줄일 수 있으며, 전체 지원 가능한 단말의 수를 증가시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 채널 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 다수의 RACH를 사용하는 경우 RACH 간에 그리고 각 RACH 내에서 비경쟁 모드 RACH와 경쟁 모드 RACH를 복합적으로 사용하는 예를 나타낸다. 도 6을 참조하면, 제1 RACH 및 제2 RACH의 2개의 RACH을 사용하고, 각 RACH 채널의 각 RACH 슬롯은 주파수 영역으로 구분되는 3개의 서브-슬롯을 포함하도록 구성된다. 제1 RACH에 대해서는 상단 및 중단의 서브-슬롯을 비경쟁 모드용 서브-슬롯으로 사용하고, 나머지 하단의 서브-슬롯을 경쟁 모드용 서브-슬롯으로 사용한다. 그리고, 제2 RACH에 대해서는 각 RACH 슬롯당 하나의 서브-슬롯을 비경쟁 모드 RACH로 사용하되, 각 RACH 슬롯에 비경쟁 모드 RACH로 사용되는 서브-슬롯이 서로 다른 주파수 영역의 접근 기회를 갖도록 한다. 하나의 채널 내에서 복합적으로 사용하는 경우에는 각 채널 내의 비경쟁 모드 RACH의 수를 조절할 수 있고 따라서 비경쟁 모드 RACH의 지원 가능한 단말의 수도 유동적으로 조절할 수 있다.

또한 이 경우에도 상술한 바와 같이 각 RACH 또는 RACH 슬롯에 대한 전체 접근 기회를 비경쟁 모드 RACH 용과 경쟁 모드 RACH 용으로 나누어 사용하는 방법도 가능하다. 이러한 주파수 영역에서 다수의 RACH이 존재하는 경우 전체 RACH에 대한 접근 기회을 통해 비경쟁 모드 RACH와 경쟁 모드 RACH를 구별하여 사용할 수 있다.

다른 예로, 다수의 RACH를 사용하는 경우 n(>=0)개의 RACH는 비경쟁 모드 RACH로 고정시키고, m(>=0)개의 RACH는 경쟁 모드 RACH로 고정시키고, k(>=0)개의 RACH는 경쟁 모드와 비경쟁 모드를 모두 사용하는 혼합 모드 RACH로 사용하는 방법도 가능하다. 이러한 비경쟁 모드 RACH, 경쟁 모드 RACH 및/또는 혼합모드 RACH의 주파수 영역에 대한 다중화에 추가로 시간 영역에서의 다중화도 가능하다.

본 발명의 또 다른 실시 형태로, 비경쟁 모드 RACH를 이용할 단말들을 n개의 그룹으로 그룹핑하는 방법을 들 수 있다. 하나의 RACH 슬롯에서 비경쟁 모드 RACH를 위한 사용자 특정 기회의 할당은 할당가능한 사용자 특정 기회의 개수가 제한된다. 이러한 경우 다수의 비경쟁 모드 RACH 슬롯에 대한 접근 기회에 포함되는 접근 기회를 이용하여 사용자 특정 기회를 할당할 수 있다. 다수의 비경쟁 모드 RACH 슬롯에 대한 접근 기회를 이용한다면 하나의 비경쟁 모드 RACH 슬롯에 대한 접근 기회를 이용하는 경우보다 이용가능한 접근 기회가 몇 배 이상 증가할 수 있다.

그리고, 비경쟁 모드 RACH를 이용할 단말들을 n개의 그룹으로 그룹핑한다. 하나의 그룹에 포함되는 단말들은 서로 다른 접근 기회를 가지며 서로 다른 그룹 간에는 중복될 수 있다. 그리고 생성된 그룹별로 비경쟁 모드 RACH가 적어도 하나씩 할당된다. 예를 들어, 단말들을 2개의 그룹으로 그룹핑한 경우, 제1 그룹은 비경쟁 모드 RACH의 홀수 번째 슬롯을 통해 스케줄링 요청을 전송하고, 제2 그룹은 비경쟁 모드 RACH의 짝수 번째 슬롯을 통해 스케줄링 요청을 전송할 수 있다. 이때 비경쟁 모드 RACH와 경쟁 모드 RACH는 상술한 바와 같이 단말의 상태에 따라서 구분하여 사용할 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 채널 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하여 사용자 그룹핑을 통한 비경쟁 모드 동기 RACH의 사용자 특정 기회 할당 방법을 설명한다. 도 7의 (a) 내지 (c)는 2개의 비경쟁 모드 RACH에 걸쳐 사용자 특정 기회 정보를 할당하는 것으로 가정한다. 비경쟁 모드 RACH를 사 용할 단말들은 제1 그룹 및 제2 그룹의 2개의 그룹으로 나누어지고, 기지국에 의해 각 그룹 내에서 사용자 특정 기회 정보가 할당된다. 두 개의 그룹 사이에는 접근 기회가 중복 사용될 수 있다. 접근 기회가 중복 사용되는 경우에도 제1 그룹에 포함되는 단말은 첫 번째 비경쟁 모드 RACH 슬롯을 통해 스케줄링 요청을 수행하고, 제2 그룹에 포함되는 단말은 두 번째 비경쟁 모드 RACH를 통해서 스케줄링 요청을 수행할 수 있다. 따라서, 동일한 접근 기회를 할당받은 단말이 있더라도 단말 간 서로 다른 RACH 슬롯을 사용하기 때문에, 경쟁 모드 RACH를 이용하는 모든 단말 간에 충돌이 발생하지 않는다. 비경쟁 모드 RACH에 할당된 단말을 포함한 셀 내의 동기가 맞춰진 모든 단말은 경쟁 모드 RACH를 통해서 스케줄링 요청을 수행할 수 있다.

도 7의 (a)는 2개의 비경쟁 모드 RACH에 대해 할당된 2개의 그룹이 있는 경우 그룹별로 서로 다른 비경쟁 모드 RACH 슬롯을 사용하는 예를 나타낸다. 제1 그룹의 경우 첫 번째 비경쟁 모드 RACH 슬롯(70)을 사용하고, 제2 그룹의 경우 세 번째 비경쟁 모드 RACH 슬롯(71)을 사용한다. 이 경우 비경쟁 모드 RACH를 사용하는 제1 그룹에 포함되는 단말들은 첫 번째 RACH 슬롯(70)에서 스케줄링 요청을 전송하거나 다섯 번째 RACH 슬롯(72)에서 스케줄링 요청을 전송할 수 있다. 다시 말해서 단말이 접근을 시도하는 시간 위치에 따라서 접근 지연이 발생할 수 있다. 예를 들어 첫 번째 RACH 슬롯이 끝난 후에 스케줄링 요청을 전송하려는 제1 그룹에 포함되는 단말은 다음 다섯 번째 슬롯의 비경쟁 모드 RACH 구간까지 기다린 후 접근을 시도할 수 있다.

그러나 이 경우에도 비경쟁 모드 RACH를 사용할 경우 경쟁 모드 RACH의 경우와 같은 충돌에 의한 재시도가 없으므로 빠른 자원 할당이 가능할 뿐만 아니라, 상술한 바와 같이 각 단말이 이미 비경쟁 모드 RACH 구간의 주기를 알고 있는 경우에는 보다 빠른 자원 할당을 위해 비경쟁 모드 RACH를 사용하여 접근을 시도할 수도 있다. 또한 이러한 방법을 사용함으로써 비경쟁 모드 RACH가 지원할 수 있는 단말의 수를 증가시킬 수 있다.

도 7의 (b)는 다수의 RACH 채널이 사용되고, 2개의 비경쟁 모드 RACH에 대해 할당된 2개의 그룹이 있는 경우 그룹별로 서로 다른 비경쟁 모드 RACH 슬롯을 사용하는 예를 나타낸다. 각 RACH에 대한 설명은 도 7의 (a)에 대해 상술한 바와 동일하다. 다만, 도 7의 (b)의 경우 채널별로 서로 다른 RACH 슬롯을 비경쟁 모드 RACH로 사용한다. 이 경우에는 제1 그룹의 경우 제1 RACH의 첫 번째 비경쟁 모드 RACH 슬롯(73)을 사용하고, 제2 RACH의 두 번째 비경쟁 모드 RACH 슬롯(74)을 사용한다. 따라서, 단말이 접근을 시도하는 시간 위치에 따라서 접근 지연이 도 7의 (a)의 경우와 비교하여 단축될 수 있다. 제2 그룹의 경우도 마찬가지이다.

도 7의 (c)는 다수의 RACH 채널이 사용되고, 2개의 비경쟁 모드 RACH에 대해 할당된 2개의 그룹이 있는 경우 그룹별로 서로 다른 비경쟁 모드 RACH 슬롯을 사용하되, 각 RACH 슬롯 내에 주파수 영역으로 다수의 서브-슬롯을 포함하도록 구성된 예를 나타낸다. 이에 구성 및 효과에 대한 설명은 도 6, 도 7 (a) 및 (b)를 통해 상술한 바와 동일하거나 유사하다.

본 실시 형태에도 마찬가지로 적어도 하나 이상의 RACH 슬롯에 대한 접근 기 회를 비경쟁 모드 RACH용과 경쟁 모드 RACH용으로 나누어 사용하는 방법을 적용할 수 있다. 즉, 비경쟁 모드로 RACH에 접근하는 단말들을 적어도 하나의 그룹으로 구분하고 전체 접근 기회 중에서 사용자 특정 기회를 각 그룹에 포함되는 단말에 할당하고, 그룹별로 서로 다른 RACH를 사용하도록 할 수 있다.

상술한 본 발명의 실시 형태들을 통해서, 비경쟁 모드 RACH를 이용한 단말의 상태에 따라 빠른 스케줄링 및 자원 할당이 가능할 수 있다. 또한, 비경쟁 모드 RACH와 경쟁 모드 RACH의 조합으로 스케줄링 요청의 충돌(collision) 및 접근 지연(latency) 최소화할 수 있다. 또한, 비경쟁 모드 RACH를 사용하도록 지원할 수 있는 단말 수를 증가할 수 있다. 또한, 비경쟁 모드 RACH에서 단말들의 그룹을 구성하여 지원 가능한 단말 수의 증가시킬 수도 있다.

도 8은 본 발명의 실시 형태들을 설명하기 위한 도면이다.

구간 80에서, 기지국과 동기를 맞추고 아직 데이터 전송을 위한 자원할당을 받은 단말은 할당받은 자원을 통해서 데이터를 전송한다.

구간 81에서, 기지국과 동기를 맞추고 아직 데이터 전송을 위한 자원할당을 받지 않은 단말 및/또는 스케줄링 그랜드를 수신하지 않은 단말은 각 단말의 상태 예를 들어, 활동 상태/수면 상태, 전송할 데이터가 지연에 민감한지 여부 등에 따라서 사용자 특정 기회 정보를 사용하여 비경쟁 모드 동기 RACH를 사용하여 자원 할당을 요청하거나 임의로 선택된 접근 기회를 사용하여 경쟁 모드 동기 RACH를 사용하여 자원 할당을 요청할 수 있다.

또한, 구간 81에서, 동기 RACH가 동기 유지(sync. maintenance) 기능을 지원 하는 경우, 기지국과 동기가 맞추어져 있는 단말들은 동기 RACH를 통해 상술한 스케줄링 요청하는 경우와 같은 방법으로 동기 유지를 위한 과정을 수행할 수 있다. 동기 RACH가 동기 유지 기능을 지원하지 않는다면, 동기 모드의 단말들은 동기 유지를 비동기 RACH를 통해 비경쟁 방식으로 수행할 수도 있다.

구간 82에서, 기지국과 동기를 맞추지 않은 단말은 임의로 선택된 접근 기회를 통해 경쟁 모드 비동기 RACH를 통해서 상향링크 동기를 획득하거나 자원 할당을 요청할 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 것이다. 예를 들어, 본 발명은, 동기 RACH를 중심으로 설명하였지만, 경쟁 방식 및/또는 비경쟁 방식으로 접근 가능한 임의의 채널에 대해서도 본 발명의 방식이 적용될 수 있다.

즉, 본 특허는 여기에 나타난 실시형태들에 의해 제한되는 것이 아니라, 여기에 개시된 원리들 및 특징들과 일치하는 최 광의의 범위에 대한 권리를 부여받기 위함을 알 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 효율적인 통신을 수행할 수 있다.

Claims (19)

1. 이동 통신 시스템에서 사용자 기기가 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널을 사용하는 방법에 있어서,

   상기 사용자 기기의 특성에 따라 할당될 수 있는 사용자 특정 기회에 대한 정보를 포함하는 제어 메시지를 수신하는 단계; 및

   상기 수신된 제어 메시지를 통해 상기 사용자 기기에 상기 사용자 특정 기회가 할당되는지 여부에 따라 상기 경쟁 모드를 지원하는 채널 구간 및 상기 비경쟁 모드를 지원하는 채널 구간 중 어느 하나에 메시지를 전송하는 단계

   를 포함하는 채널 사용 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 사용자 기기의 특성은,

   상기 사용자 기기가 활동 상태/수면상태에 있는지와 관련되는 통신 상태 및 상기 사용자 기기가 전송할 데이터 트래픽이 지연에 민감한지와 관련되는 데이터 트래픽 특성 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 채널 사용 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 사용자 기기의 특성은,

   상기 사용자 기기의 통신 상태이고,

   상기 사용자 기기의 통신 상태가 활동 상태인 경우 상기 사용자 특정 기회가 할당되고, 상기 사용자 기기의 통신 상태가 수면 상태인 경우 상기 사용자 특정 기회가 할당되지 않는 것을 특징으로 하는, 채널 사용 방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 사용자 기기의 특성은,

   상기 사용자 기기와 관련된 데이터 트래픽 특성이고,

   상기 데이터 트래픽 특성이 시간 지연에 민감한 경우 상기 사용자 특정 기회가 할당되고, 상기 데이터 트래픽 특성이 시간 지연에 민감하지 않은 경우 상기 사용자 특정 기회가 할당되지 않는 것을 특징으로 하는, 채널 사용 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 사용자 특정 기회는,

   상기 사용자 기기와 일대일 매핑되어 할당되는 것을 특징으로 하는, 채널 사용 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 사용자 특정 기회는, 상기 사용자 기기 및 하나 이상의 다른 사용자 기기에 할당되는 것을 특징으로 하는, 채널 사용 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 사용자 특정 기회에 대한 정보는,

   프리엠블 정보, 할당된 주파수 자원 정보 및 할당된 시간 자원 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 채널 사용 방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 메시지 전송 단계에서,

   상기 사용자 기기에 상기 사용자 특정 기회가 할당된 경우, 상기 사용자 특정 기회 정보에 따라서 상기 비경쟁 모드를 지원하는 채널 구간에 메시지를 전송하거나 상기 수신된 제어 메시지에 포함된 임의 기회를 선택하여 상기 경쟁 모드를 지원하는 채널 구간에 메시지를 전송하고,

   상기 사용자 기기에 상기 사용자 특정 기회가 할당되지 않는 경우, 상기 수신된 제어 메시지에 포함된 임의 기회를 선택하여 상기 경쟁 모드를 지원하는 채널 구간에 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는, 채널 사용 방법.
9. 이동 통신 시스템에서 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널 사용 방법에 있어서,

   특정 영역 내에 포함되는 사용자 기기의 수가 임계치보다 작은 경우, 상기 채널을 비경쟁 모드로 사용하고,

   상기 특정 영역 내에 포함되는 사용자 기기의 수가 상기 임계치를 초과하는 경우, 상기 채널을 경쟁 모드 및 비경쟁 모드 중 하나 이상의 모드로 사용하는 것을 특징으로 하는, 채널 사용 방법.
10. 이동 통신 시스템에서 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널 사용 방법에 있어서,

    사용자 기기의 특성에 따라서 상기 사용자 기기에 사용자 특정 기회를 할당하는 단계; 및

    상기 할당한 사용자 특정 기회에 대한 정보를 포함하는 제어 메시지를 전송하는 단계

    를 포함하는 채널 사용 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 할당 단계는,

    상기 사용자 기기가 활동 상태/수면상태에 있는지와 관련되는 통신 상태 및 상기 사용자 기기가 전송할 데이터 트래픽이 지연에 민감한지와 관련되는 데이터 트래픽 특성 중 하나 이상을 고려하여 상기 사용자 특정 기회를 할당하는 것을 특징으로 하는, 채널 사용 방법.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 사용자 기기의 통신 상태가 활동 상태인 경우 상기 사용자 특정 기회를 할당하고, 상기 사용자 기기의 통신 상태가 수면 상태인 경우 상기 사용자 특정 기회를 할당하지 않는 것을 특징으로 하는, 채널 사용 방법.
13. 제 11 항에 있어서,

    상기 데이터 트래픽 특성이 시간 지연에 민감한 경우 상기 사용자 특정 기회를 할당하고, 상기 데이터 트래픽 특성이 시간 지연에 민감하지 않은 경우 상기 사용자 특정 기회를 할당하지 않는 것을 특징으로 하는, 채널 사용 방법.
14. 제 10 항에 있어서,

    상기 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널에 있어서,

    상기 채널의 할당 단위에 포함되는 다수의 접근 기회는 상기 사용자 특정 기회 및 임의 기회를 포함하되, 상기 사용자 특정 기회는 상기 비경쟁 모드와 관련되고, 상기 임의 기회는 상기 경쟁 모드와 관련된 것을 특징으로 하는, 채널 사용 방법.
15. 제 10 항에 있어서,

    상기 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널은,

    상기 경쟁 모드를 지원하는 채널 구간 및 상기 비경쟁 모드를 지원하는 채널 구간이 상기 채널의 전송 단위인 하나 이상의 채널 슬롯 단위로 다중화되는 것을 특징으로 하는, 채널 사용 방법.
16. 제 10 항에 있어서,

    상기 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널은,

    상기 경쟁 모드를 지원하는 채널 구간 및 상기 비경쟁 모드를 지원하는 채널 구간이 상기 채널의 전송 단위인 하나 이상의 채널 슬롯 내에 포함되는 서브 슬롯 단위로 다중화되는 것을 특징으로 하는, 채널 사용 방법.
17. 제 10 항, 제 14 항 및 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널에 있어서, 상기 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널이 둘 이상 존재하는 경우,

    상기 경쟁 모드를 지원하는 채널 구간 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널 구간은 상기 둘 이상의 경쟁 모드 및 비경쟁 모드를 지원하는 채널에 대해서 다중화되는 것을 특징으로 하는, 채널 사용 방법.
18. 제 10 항에 있어서,

    상기 할당 단계에서,

    상기 적어도 하나 이상의 사용자 기기를 제1 그룹에 포함시키고, 상기 제1 그룹에 포함된 사용자 기기에 사용자 특정 기회를 할당하여, 상기 제1 그룹에 포함된 사용자 기기는 상기 제1 그룹에 할당된 상기 비경쟁 구간에 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는, 채널 사용 방법.
19. 제 10 항에 있어서,

    상기 채널 사용 방법은,

    상기 사용자 특정 기회가 할당된 사용자 기기로부터,

    상기 비경쟁 모드 채널 구간 및 상기 경쟁 모드 채널 구간 중 어느 하나로 자원 할당 요청 메시지를 수신하되, 상기 비경쟁 모드는 전송된 사용자 특정 기회에 대한 정보와 관련되고 상기 경쟁 모드는 상기 제어 메시지에 포함된 임의 기회와 관련되는 것을 특징으로 하는, 메시지 수신 단계; 및

    상기 사용자 특정 기회가 할당되지 않은 사용자 기기로부터,

    상기 제어 메시지에 포함된 적어도 하나의 임의 기회 정보에 따라서 경쟁 모드 채널 구간으로 자원 할당 요청 메시지를 수신하는 단계

    중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 채널 사용 방법.

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