KR20080094446A - 무선통신 시스템에서 프리앰블 전송 방법 - Google Patents

무선통신 시스템에서 프리앰블 전송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에서 사용자 단말기의 프리앰블 전송 성공률을 높일 수 있도록 하는 프리앰블 초기 전력 계산 방법에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 무선통신 시스템에서 프리앰블 전송 방법에 있어서, 네트워크로 랜덤 액세스 채널을 통해 프리앰블을 전송할 시 초기 프리앰블 송신 전력을 계산하는 과정과, 상기 프리앰블 송신 전력에 따라 랜덤 액세스 채널(RACH)로 프리앰블을 전송하는 과정과, 상기 프리앰블 전송에 따른 네트워크의 응답을 수신할 시 상기 랜덤 액세스 채널을 통해 소정의 메시지를 전송하는 과정과, 상기 프리앰블 전송에 따른 네트워크 응답이 없을 경우 프리앰블 송신 전력을 재계산하여 프리앰블을 재전송하는 과정을 포함한다.
무선통신 시스템, WCDMA, UE, 프리앰블, Preamble_Initial_Power

Description

무선통신 시스템에서 프리앰블 전송 방법{METHOD FOR TRANSMITTING OF PREAMBLE IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 일반적인 무선통신 시스템에서 사용자 단말기와 네트워크 간 프리앰블 전송 과정을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 일반적인 무선통신 시스템에서 RACH의 통신 신호 송수신 관계를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 단말기의 개략적인 구조를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 프리앰블 전송 성공률을 높이기 위한 방법을 도시한 도면.
본 발명은 무선통신 시스템에서 프리앰블(preamble) 전송 성공률을 높일 수 있는 방법에 관한 것으로, 특히 광대역 부호분할다중접속(WCDMA, Wideband Code Division Multiple Access) 통신 시스템에서 프리앰블 전송 성공률을 높일 수 있는 프리앰블 초기 전력 산출 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 무선통신 시스템인 비동기 방식(또는 UMTS(Universal Mobile Telephone System))의 부호분할다중접속(Wideband Code Division Multiple Access, 이하 'WCDMA'라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서는 역방향 공통채널(reverse common channel)로 랜덤 액세스 채널(Random Access Channel, 이하 'RACH'라 칭하기로 한다)과 공통 패킷 채널(Common Packet Channel, 이하 'CPCH'라 칭하기로 한다)이 사용된다.
도 1은 일반적인 무선통신 시스템에서 사용자 단말기와 네트워크 간 프리앰블 전송 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 사용자 단말기(UE, User Equipment)(110)와 네트워크(130) 사이에서 필요한 시그널링(signaling)이 이루어지기 전에, 상기 사용자 단말기(110)는 RACH 프리앰블을 전송하게 된다(S101). 상기 RACH는 상기 사용자 단말기(110)가 네트워크(130)로 접속하기 위해 사용하는 채널이다.
상기 네트워크(130)는 상기 사용자 단말기(110)로부터 RACH 프리앰블을 수신하면, 해당 RACH 프리앰블이 정상적으로 수신되었음을 알리는 응답(Ack)을 수집 지시 채널(Acquisition Indicator Channel, 이하 'AICH'라 칭하기로 한다)을 통해서 상기 사용자 단말기(110)로 통지한다(S103).
상기 사용자 단말기(110)는 상기 네트워크(130)로부터 응답(Ack)을 수신하면, 상기 네트워크(130)와 시그널링을 수행한다(S105). 예를 들면, 상기 역방향 공 통채널 메시지를 전송하고, 그에 대응하는 시그널링을 수행할 수 있다.
이때, 상기 RACH 프리앰블의 경우, 전용 채널(dedicated channel)들과는 달리, 오픈루프 전력제어(Open loop power control)를 통해서 전력제어가 이루어진다. 이때, 사용자 단말기(110)는 현재 채널 환경을 기준으로 초기 전송 전력을 계산하여 프리앰블을 전송한다. 하기 <수학식 1>은 RACN 프리앰블 전송을 위한 프리앰블 초기 전력(이하, 'Preamble_Initial_Power'라 칭하기로 한다)을 계산하는 식을 나타낸 것이다.
Figure 112007030164454-PAT00001
상기 <수학식 1>에서, 상기 Primary CPICH Tx Power는 CPICH(Common Pilot Channel)의 송신 전력값을 나타내고, 상기 CPICH_RSCP는 사용자 단말기(110)에서 수신하는 CPICH의 수신 전력 세기를 나타내고, 상기 UL interference는 역방향 간섭량을 나타내고, 상기 Constant Value는 상수를 나타낸다.
상기 <수학식 1>에서, 상기 CPICH_RSCP를 제외한 나머지 값들은 시스템 정보(system information) 메시지를 통해서 네트워크(130)로부터 전달받은 값을 이용하며, 상기 CPICH_RSCP 값은 사용자 단말기(110)의 측정값을 사용하여, Preamble_Initial_Power 계산이 이루어진다.
상기 시스템 정보 메시지는 사용자 단말기(110)가 속한 셀(Cell)에 공통적으로 필요한 정보를 네트워크(130)가 주기적으로 방송함으로써 상기 사용자 단말 기(110)가 네트워크(130)에 접속할 수 있도록 하는 정보 관련 메시지이다. 상기 사용자 단말기(110)는 네트워크(130)에서 방송하는 상기 시스템 정보 메시지를 통하여 RACH에 관한 정보를 수신하여 RACH로 프리앰블을 송신할 때 상기 정보를 사용한다. 상기 RACH에 관한 정보는 Primary CPICH Tx Power, UL interference, Constant Value, 현재 진행 중인 램핑 사이클(ramping cycle)이 설정된 최대 프리앰블 램핑 사이클 회수(Mmax), 프리앰블 전송 횟수(R)가 설정된 최대 프리앰블 재전송 횟수(Rmax), 프리앰블 전력 증가분(
Figure 112007030164454-PAT00002
), 프리앰블 램핑 사이클에서
Figure 112007030164454-PAT00003
번째 프리앰블의 송신 전력(
Figure 112007030164454-PAT00004
), 송신 전력의 오프셋(offset)(
Figure 112007030164454-PAT00005
) 등을 포함한다.
다음으로, 상기 사용자 단말기(110)는 상기 <수학식 1>과 같이 계산되어진 초기 전력(initial power)으로 RACH로 프리앰블을 전송한 이후에, 상기 AICH를 통해 상기 기지국(130)으로부터 응답(Ack)을 대기한다. 이때, 상기 기지국(130)으로부터 상기 응답이 수신되지 않으면, 상기 사용자 단말기(110)는 상기 시스템 정보 메시지를 통해 내려 받은 램핑 사이클 값(powerRampStep)만큼 프리앰블 전송 전력을 증가시킨 후, 프리앰블 재전송 최대 횟수(preambleRetransMax)만큼 상기 네트워크(130)로 프리앰블의 재전송을 시도한다. 이때, n번째 프리앰블의 전력은 하기 <수학식 2>에 의해서 계산될 수 있다.
Figure 112007030164454-PAT00006
그러나 상기 프리앰블 전송 시도 횟수가 상기 premableRetransMax에 이르면, 상기 사용자 단말기(110)는 다시 상기 CPICH_RSCP 값을 측정한다. 이어서, 상기 사용자 단말기(110)는 상기 측정하는 CPICH_RSCP 값에 의거하여 프리앰블 전송을 다시 시도하게 되고, 이러한 프리앰블 전송 사이클은 상기 Mmax만큼 반복하게 된다.
따라서 상기 사용자 단말기(110)는 계속적인 프리앰블 전송에도 AICH를 통한 응답(Ack)을 수신하지 못하는 경우, 총 preambleRetransMax * Mmax만큼 프리앰블 전송을 시도하게 된다. 또한 RRC(Radio Resource Control) 연결 요청(RRC connection request)의 경우 N300회 만큼 재시도를 수행하게 됨에 따라, 사용자 단말기(110)는 preambleRetransMax * Mmax * N300만큼 프리앰블을 전송하게 된다. 상기 RRC는 네트워크(130)에서 효율적인 무선 자원의 분배흘 수행하기 위해 사용되는 프로토콜이다.
즉, 네트워크(130)의 셀 설계(Cell Planning)의 잘못이나, RF(Radio Frequency) 전송 환경의 변화가 많은 경우에 오픈루프 전력제어의 한계로 인해서, 사용자 단말기(110)가 RACH로 전송한 프리앰블이 네트워크(130)에 제대로 도달하지 못하는 경우가 발생한다.
이와 같이, 프리앰블의 전송이 실패하는 경우, 재전송이 이루어지고 이러한 재전송 시에 일정한 램핑 사이클(powerRampStep) 동안 순차적으로 프리앰블 전력(preamble power)을 증가시켜간다.
하지만, 프리앰블 전송의 시도 횟수가 많아질수록 사용자 단말기(110)의 소모 전력은 늘어나게 된다. 특히, Preamble_Initial_Power가 낮은 값으로 정해질 경우, 일정 정도의 전력 증가치가 있더라도 프리앰블 전송의 실패 확률은 높아지게 된다. 따라서 사용자 단말기(110)는 프리앰블의 재전송으로 인한 전력 소모와 더불어, RACH 과정의 실패로 인해서 사용자 단말기(110)의 정상적인 서비스 이용이 불가능한 상황에 놓이게 되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 무선통신 시스템에서 프리앰블 전송 성공률을 높일 수 있는 프리앰블 전송 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 변화가 많은 채널환경에서 프리앰블 재전송 횟수를 줄이고, 프리앰블 전송 성공률을 높일 수 있는 프리앰블 전송 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 사용자 단말기가 RACH로 전송하는 프리앰블의 전송 성공률을 높일 수 있는 최적의 프리앰블 초기 전력을 산출하여, 사용자 단말기의 소모 전력을 줄이고 서비스 이용 가능성을 높일 수 있는 초기 파워 계산 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 무선통신 시스템에서 프리앰블 전송 방법에 있어서, 네트워크로 랜덤 액세스 채널을 통해 프리앰블을 전송할 시 초기 프리앰블 송신 전력을 계산하는 과정과, 상기 프리앰블 송신 전력에 따라 랜덤 액세스 채널(RACH)로 프리앰블을 전송하는 과정과, 상기 프리앰블 전송에 따른 네트워크의 응답을 수신할 시 상기 랜덤 액세스 채널을 통해 소정의 메시지를 전송하는 과정과, 상기 프리앰블 전송에 따른 네트워크 응답이 없을 경우 프리앰블 송신 전력을 재계산하여 프리앰블을 재전송하는 과정을 포함한다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 무선통신 시스템에서 프리앰블 전송 방법에 있어서, 사용자 단말기는 프리앰블 초기 전송 시 프리앰블 송신 전력 계산을 위한 공통 파일럿 채널의 수신 전력 세기(CPICH_RSCP)를 선택하는 과정과, 상기 선택하는 CPICH_RSCP 값을 이용하여 계산하는 프리앰블 송신 전력에 따라 프리앰블을 네트워크로 전송하는 과정과, 상기 네트워크로부터 상기 프리앰블 전송에 다른 네트워크 응답이 없을 경우 프리앰블 재전송 최대 횟수만큼 프리앰블 전송을 시도하는 과정과, 상기 프리앰블 전송 시도동안에 측정하는 CPICH_RSCP 값들 중 최소값을 이용하여 프리앰블 송신 전력을 계산하는 과정과, 상기 계산하는 프리앰블 송신 전력에 따라 프리앰블을 상기 네트워크로 재전송하는 과정을 포함한다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 무선통신 시스템에서 프리앰블 전송을 위한 송신 전력 결정 방법에 있어서, 프리앰블의 초기 전송 시 프리앰블 송신 전력 결정을 위한 공통 파일럿 채널의 수신 전력 세기(CPICH_RSCP)를 획득하는 과정과, 상기 획득하는 CPICH_RSCP와 네트워크로부터 수신하는 시스템 정보 메시지의 랜덤 액세스 채널에 대한 관련 정보를 이용하여 상기 프리앰블 송신 전력을 결정하는 과정과, 프리앰블의 재전송 시 프리앰블 재전송에 따른 프리앰블 송신 전력 결정을 위한 CPICH_RSCP를 획득하는 과정과, 상기 획 득하는 CPICH_RSCP와 네트워크로부터 수신하는 시스템 정보 메시지의 랜덤 액세스 채널에 대한 관련 정보를 이용하여 상기 프리앰블 재전송에 따른 프리앰블 송신 전력을 결정하는 과정을 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
제안하는 본 발명은 무선통신 시스템에서 프리앰블 전송 방법에 관한 것으로, 특히 무선통신 시스템에서 랜덤 액세스 채널(Random Access Channel, 이하 'RACH'라 칭하기로 한다)로 전송하는 프리앰블의 전송 성공률을 높이기 위한 초기 전력을 효율적으로 조절할 수 있는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에서는 무선채널 환경에서 사용자 단말기(UE, User Equipment)가 네트워크에 접속하기 위해서 사용하는 RACH로 프리앰블을 전송하기 전에 최적의 초기 전송치를 계산하고, 이에 의거하여 프리앰블을 전송함으로써, 사용자 단말기의 소모 전력을 줄이고 서비스 이용 가능성을 높일 수 있도록 한다.
즉, 본 발명의 실시 예에서는 변화가 많은 채널 환경에서 최적의 프리앰블 초기 전력(Preamble_Initial_Power) 계산을 가능하게 하여, 발생 가능한 프리앰블 재전송 횟수를 줄이고, RACH을 통한 프리앰블 전송 성공률을 높일 수 있도록 한다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 네트워크의 예시로는, 2G(2nd Generation) GSM(Global System for Mobile Communications) 무선 접속(radio access) 네트워크들, 2.5G GSM 및 CDMA(Code Division Multiple Access) 네트워크들, 3G UMTS(Universal Mobile Telephone System) 및 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 네트워크들, 다른 통신 네트워크들 및 이러한 네트워크들의 조합들을 포함할 수 있다. 이러한 네트워크들에 대해서는 일반적으로 공지되어 있으므로 여기에서 추가 설명은 생략하기로 한다. 특히, 본 발명의 실시 예에서는 상기 기지국이 UMTS 네트워크의 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network)인 경우를 대표하여 설명하기로 한다.
또한 본 발명의 실시 예에서, 상기 사용자 단말기의 예시로는, IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000), TDMA(Time Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile Communication), CDMA(Code Division Multiple Access), UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 및 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 등에 대응되는 하나 이상의 적용 가능한 통신 프로토콜들에 의거하여 동작하는 모든 통신 단말기와, 기지국과 통신이 가능한 PMP(Portable Multimedia Player), MP3 플레이어, 디지털 방송 수신기, 개인 정보 단말기(PDA, Personal Digital Assistant), 스마트 폰(Smart Phone) 및 휴대전화기(mobile phone), 랩탑 또는 노트북 컴퓨터 등 모든 정보통신기기 및 멀티미디어 기기와, 그에 대한 응용에도 적용될 수 있음은 자명할 것이다.
본 발명의 실시 예에서는 Preamble_Initial_Power의 성공률을 높이기 위해서 CPICH_RSCP 값의 결정을 RF(Radio Frequency)의 변화 환경을 고려하여, 그에 따른 최적의 값으로 선택하도록 한다. 상기 CPICH_RSCP는 사용자 단말기가 네트워크로부터 수신하는 공통 파일럿 채널(Common Pilot Channel, 이하 'CPICH'라 칭하기로 한다)의 수신 전력 세기를 나타낸다.
일반적인 무선 채널 상황에서 상기 CPICH_RSCP 값은 위치의 변경 없이도 그 값이 대략 5~6dB 정도의 변화가 발생할 수 있다. 따라서 Preamble_Initial_Power를 계산하는 순간의 값을 기준으로 하는 경우, 변화가 많은 무선 채널 환경에서는 전송 전력이 충분하지 못해서 RACH을 통한 프리앰블의 전송이 실패하는 경우가 많다.
도 2는 일반적인 무선통신 시스템에서 RACH의 통신 신호 송수신 관계를 도시한 도면이다.
상기 도 2에서, 참조부호 251은 역방향 채널의 신호 송신 절차로써 채널은 RACH가 될 수 있다. 그리고 참조부호 211은 순방향 채널로써 수집 지시 채 널(Acquisition Indicator Channel, 이하 'AICH'라 칭하기로 한다)을 나타내며, 상기 RACH로부터 전송된 신호에 대하여 UTRAN이 수신하여 응답하는 채널이다. 상기 RACH가 전송하는 신호는 프리앰블(preamble)이라 하며, 다수의 RACH용 신호들 중 하나를 임의로 선택하여 만들어지는 신호이다.
상기 RACH는 사용자 단말기가 전송하고자 하는 데이터의 종류에 따라 액세스 서비스 클래스(Access Service Class, 이하 'ASC'라 칭하기로 한다)를 선택하고, 상기 ASC에 정의되어 있는 RACH 하위 채널집합(RACH sub_channel group)과 프리앰블을 사용하여 채널의 사용권을 UTRAN으로부터 획득하는 채널이다.
상기 도 2를 참조하면, 사용자 단말기는 상기 RACH를 사용하여, 참조부호 262에서 도시하고 있는 바와 같이 일정 길이의 프리앰블을 전송한 후 UTRAN으로부터의 응답을 대기한다. 이때, 사용자 단말기는 상기 UTRAN으로부터 일정시간동안 응답이 없으면, 참조부호 264에서 도시하고 있는 바와 같이 송신전력을 일정량 증가하여 프리앰블을 재전송한다. 상기 UTRAN은 상기 RACH로 전송되는 프리앰블을 검출하면 참조부호 222에서 도시하고 있는 바와 같이 상기 검출된 프리앰블에 대한 응답 신호(Ack)를 순방향 링크의 AICH를 통해 전송한다.
상기 프리앰블을 전송한 상기 사용자 단말기는 상기 UTRAN이 프리앰블에 대한 응답으로 전송하는 AICH 신호에 자신이 전송한 프리앰블에 대한 신호가 검출되는지 검사한다. 이러한 경우 상기 RACH를 통해 전송한 프리앰블에 사용된 신호가 검출되면, 상기 사용자 단말기는 상기 프리앰블을 UTRAN이 검출한 것으로 판단하고, 역방향 접근채널로 메시지를 전송한다.
그러나 상기 사용자 단말기는 프리앰블(262)을 전송한 후 설정된 시간(tP-AI) 내에 UTRAN이 전송한 AICH 신호를 수신하여 자신이 전송한 프리앰블에 대한 신호를 검출하지 못하면, 상기 사용자 단말기는 UTRAN이 상기 프리앰블을 검출하지 못한 것으로 판단하고 사전에 설정된 시간이 지난 후 프리앰블을 재전송한다.
이때 재전송되는 프리앰블의 송신 전력은 이전 상태에서 전송한 프리앰블의 전력보다
Figure 112007030164454-PAT00007
(dB)만큼 전력을 증가시켜 참조부호 264와 같이 전송된다. 이때, 상기 프리앰블을 만드는데 사용되는 신호도 사용자 단말기가 선택한 ASC 안에 정의되어 있는 다른 신호 중 임의로 선택된 하나이다.
상기 사용자 단말기는 프리앰블을 전송한 후 UTRAN으로부터 자신이 전송한 신호를 사용하는 AICH 신호가 수신되지 않으면, 설정된 시간을 기다린 후 프리앰블의 송신 전력과 신호를 변화시켜 상기와 같은 동작을 반복 수행한다.
상기 사용자 단말기는 상기와 같이 프리앰블을 송신하고 AICH 신호를 수신하는 과정에서 자신이 전송한 프리앰블에 대한 신호가 수신되면, 사전에 설정된 시간을 대기한 후 참조부호 270과 같이 역방향 공통채널의 메시지를 사전 정해진 스크램블링 코드로 확산하고, 사전에 정해진 채널 부호(Channelization code)를 사용하여 상기 UTRAN이 AICH 신호로 응답한 프리앰블에 상응하는 전력(역방향 공통채널 메시지 초기전력)으로 전송한다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 프리앰블의 전송이 실패하는 경우, 재전송이 이루어지고 이러한 재전송 시에는 일정한 사이클동안 단계적으로 프리앰블 전력을 증 가시켜 전송한다. 이러한 경우 프리앰블 전송 시도 횟수가 많아질수록 사용자 단말기의 소모 전력은 증가하게 된다.
특히, Preamble_Initial_Power가 낮은 값으로 정해질 경우, 일정 정도의 전력 증가치가 있더라도 프리앰블 전송 실패 확률은 높아지게 된다. 또한 프리앰블의 재전송으로 인한 전력 소모와 더불어, RACH 과정의 실패로 인해서 사용자 단말기의 정상적인 서비스 이용이 불가능해지는 문제가 있다. 특히, 변화가 많은 무선 채널 환경에서는 전송 전력이 충분하지 못함에 따라 RACH를 통한 프리앰블 전송에 실패하는 경우가 더욱 많아지게 된다.
이에 본 발명의 실시 예에서는 Preamble_Initial_Power의 성공률을 높이기 위해서 CPICH_RSCP 값의 결정을 RF의 변화 환경을 반영하여, 최적의 값으로 선택하도록 한다.
본 발명의 실시 예에서는 RF의 변화 환경에 대응하는 CPICH_RSCP를 선택하여 Preamble_Initial_Power를 결정할 수 있다. 상기 Preamble_Initial_Power를 결정하기 위한 수학식은 하기 <수학식 3>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007030164454-PAT00008
상기 <수학식 3>에서, 상기 Primary CPICH Tx Power는 CPICH(Common Pilot Channel)의 송신 전력값을 나타내고, 상기 CPICH_RSCP는 사용자 단말기에서 수신하는 CPICH의 수신 전력 세기를 나타내고, 상기 UL interference는 역방향 간섭량을 나타내고, 상기 Constant Value는 상수를 나타낸다.
본 발명에 따르면, 사용자 단말기가 이전에 측정하는 CPICH_RSCP 값을 기억하여 이를 Preamble_Initial_Power를 계산하는데 적용함으로써, 무선 채널 환경의 변화에 대응하여 최적의 Preamble_Initial_Power를 결정할 수 있도록 한다.
이러한 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 사용자 단말기는 초기 시도되는 프리앰블 전송 시도 사이클에서, Preamble_Initial_Power를 결정하기 위한 CPICH_RSCP 값으로 다음 값 중에 어느 하나를 선택하여 적용한다.
(1) 현재 값을 포함한 이전 n개의 CPICH_RSCP 값의 최소값
즉, 사용자 단말기는 현재 측정하는 CPICH_RSCP 값을 포함하는 이전 n개의 CPICH_RSCP 값을 체크하고, 상기 체크하는 CPICH_RSCP 값들 중 최소값을 추출한다. 상기 n은 1보다 큰 자연수로 예컨대, n=10일 수 있다.
(2) 보정값을 이용하여 채널환경의 변화를 반영한 값
이러한 경우, 사용자 단말기는 현재 값보다 작은 값만을 반영하고, 하기 <수학식 4>와 같이 CPICH_RSCP를 계산한다.
Figure 112007030164454-PAT00009
상기 <수학식 4>에서, 상기 보정값은 하기 <수학식 5>와 같이 계산할 수 있다.
Figure 112007030164454-PAT00010
상기 <수학식 5>에서 상기 a(k) > a(k+1) 이며, (CPICH_RSCP 현재값) > (이전 k번째 CPICH_RSCP 값)이면, 상기 a(k)=0이다.
다음으로, 사용자 단말기는 두 번째로 시도되는 Preamble_Initial_Power를 결정하기 위해, preambleRetransMax만큼 프리앰블의 전송이 시도되는 동안 CPICH_RSCP 값을 측정하여 해당 값 중에서 최소값을 선택하여 CPICH_RSCP를 선택한 후, 이를 상기한 <수학식 3>에 적용하여 Preamble_Initial_Power를 결정한다.
상술한 바에 의하여, 본 발명의 실시 예에서는 고정되지 않은 무선채널 환경에서, 사용자 단말기가 일정시간 동안 채널 환경의 변화값을 반영하여 Preamble_Initial_Power를 계산할 수 있다. 이러한 Preamble_Initial_Power를 이용하여 사용자 단말기는 전력 부족으로 인한 프리앰블 재전송 횟수를 줄일 수 있다. 또한 재전송 횟수의 감소로 인하여 사용자 단말기의 전력 소모를 줄일 수 있다. 또한 RACH 과정 실패로 인한 착신호의 수신 실패를 피할 수 있다.
그러면 이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 단말기의 개략적인 구조 및 RACH로 전송하는 프리앰블의 전송 성공률을 높이기 위한 동작 방법에 대하여 살펴보기로 한다. 하지만, 본 발명이 하기에서 기술하는 내용에 한정되는 것은 아니므로, 하기의 실시 예에 의거하여 다양한 실시 예들에 적용할 수 있음에 유의하여야 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 단말기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, AICH 복조기(311)는 제어기(320)로부터 제공되는 채널지정 제어메시지(322)의 제어 하에 UTRAN으로부터 송신되는 순방향 링크의 AICH 신호들을 수신하여 복조한다.
데이터 및 제어신호 처리기(313)는 상기 제어기(320)에 의해 채널이 지정되며, 상기 지정된 채널을 통해 수신되는 데이터 또는 제어신호(전력제어명령 포함)를 수신하여 처리한다.
채널 추정기(315)는 상기 UTRAN으로부터 송신되어 순방향 링크로 수신되는 신호의 세기를 추정하여 상기 데이터 및 제어신호 처리기(313)의 위상 보상 및 이득을 제어하며 복조를 도와준다. 상기 채널 추정기(315)는 프리앰블 전송 시도 시 일정시간동안 CPICH_RSCP 값을 측정한다.
상기 제어기(320)는 사용자 단말기의 순방향 링크 채널수신기 및 역방향 링크 채널송신기들의 전반적인 동작을 제어한다. 본 발명의 실시 예에서 상기 제어기(320)는 프리앰블 발생 제어신호(326)를 사용하여 UTRAN을 액세스할 시 프리앰블 발생을 제어하며, 역방향 링크의 전력제어신호(324)를 사용하여 역방향 링크의 전력을 제어한다. 또한 상기 제어기(320)는 상기 UTRAN으로부터 송신되는 AICH 신호들을 처리한다. 즉, 상기 제어기(320)는 프리앰블 발생기(331)를 제어하여 프리앰블을 발생시키며, 상기 AICH 복조기(311)를 제어하여 AICH 신호들을 처리한다.
상기 프리앰블 발생기(331)는 상기 제어기(320)의 제어 하에 프리앰블을 생 성하여 출력한다.
신호 전송기(frame formatter)(333)는 상기 프리앰블 발생기(331)에서 출력되는 프리앰블을 상기 UTRAN으로 전송한다. 또한 상기 신호 전송기(333)는 상기 제어기(320)에서 출력되는 전력제어신호(324)에 의해 역방향 링크의 송신 전력을 제어한다. 상기 신호 전송기(333)는 상기 UTRAN으로부터 RACH를 할당받은 이후에는 전력제어 프리앰블 및 데이터와 같은 기타 상향전송신호(332)를 입력받아 상기 UTRAN으로 전송할 수 있다. 또한 상기와 같은 경우 역방향 링크로 순방향 링크의 전력을 제어하기 위한 전력제어명령이 전송될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 프리앰블 전송 성공률을 높이기 위한 방법을 도시한 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, 먼저 사용자 단말기는 프리앰블 전송 주기(S401)가 되면, 상기 프리앰블 전송이 초기 전송인지 재전송인지를 판단한다(S403). 이때, 상기 프리앰블 전송이 초기 전송이면, 상기 사용자 단말기는 CPICH_RSCP 값을 선택한다(S405).
상기 S405단계에서 상기 CPICH_RSCP 값 선택은, 상술한 바와 같이 (1)상기 사용자 단말기가 현재 측정하는 CPICH_RSCP 값을 포함하는 이전 n개의 CPICH_RSCP 값 중의 최소값을 선택할 수 있다. 또한 상기 사용자 단말기는 (2)보정값을 이용하여 채널환경의 변화를 반영한 후 상기 <수학식 4>에서와 같이 계산하는 CPICH_RSCP 값을 선택할 수 있다. 또한 상기 사용자 단말기는 채널 환경에 따라 상기 CPICH_RSCP 값 선택을, 상기 (1) 및 (2)에 의한 CPICH_RSCP 값 중 최적의 CPICH_RSCP 값을 선택할 수 있다.
다음으로, 상기 사용자 단말기는 상기 S405단계에서 선택하는 CPICH_RSCP 값을 상기 <수학식 3>에 적용하여 프리앰블 전송을 위한 Preamble_Initial_Power를 계산한다(S407). 이어서, 상기 사용자 단말기는 상기 계산하는 Preamble_Initial_Power로 프리앰블을 UTRAN으로 전송한다(S409).
한편, 상기 사용자 단말기는 상기 프리앰블 전송 후 상기 UTRAN으로부터 응답(Ack)이 수신을 설정된 시간만큼 대기하고, 상기 상기 설정된 시간동안 응답(Ack) 수신 여부를 체크한다(S411).
다음으로, 상기 사용자 단말기는 상기 UTRAN으로부터 응답(Ack)이 수신되면, 상기 UTRAN과 시그널링을 수행한다. 예를 들면, 상술한 바와 같이 통상의 메시지를 송수신할 수 있다(S413). 상기 사용자 단말기는 상기 UTRAN으로부터의 응답(Ack)이 상기 설정된 시간동안 수신되지 않으면(S415), preambleRetransMax만큼 프리앰블 전송을 시도한다(S417).
이때, 상기 사용자 단말기는 상기 프리앰블 전송이 시도되는 동안의 CPICH_RSCP 값을 측정한다(S419). 이어서, 상기 사용자 단말기는 상기 측정하는 CPICH_RSCP 값 중에서 최소값을 선택한다(S421). 예를 들면, 상기 사용자 단말기는 현재 측정하는 CPICH_RSCP 값을 포함하여 이전 n개의 CPICH_RSCP 측정값 중에서 최소값을 선택할 수 있다.
다음으로, 상기 사용자 단말기는 상기 선택하는 CPICH_RSCP 값을 이용하여 Preamble_Initial_Power를 계산한다. 상기 Preamble_Initial_Power는 상기 선택하 는 CPICH_RSCP 값을 상기 <수학식 3>에 반영하여 계산할 수 있다. 이어서, 상기 사용자 단말기는 상기 계산하는 Preamble_Initial_Power에 의거하여 프리앰블을 UTRAN으로 전송한다. 이후 상기 사용자 단말기는 상기 S411단계로 진행하여 UTRAN으로부터의 응답(Ack) 수신 여부에 따라 해당 동작을 수행할 수 있다.
한편, 상기 S403단계에서 사용자 단말기는 프리앰블의 초기 전송이 아니면, 상기 S417단계로 진행하여 상기한 절차를 수행할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에서 제안하는 무선통신 시스템에서 프리앰블 전송 방법에 따르면, 사용자 단말기가 RACH를 통해 네트워크로 전송하는 프리앰블 전송 성공률을 높일 수 있는 이점이 있다. 따라서 사용자 단말기는 RACH를 통한 프리앰블 재전송 횟수를 줄일 수 있으며, 이에 따라 사용자 단말기의 소모 전력을 줄일 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따르면, 변화가 많은 채널환경에 대응하는 최적의 프리앰블 전송 전력을 계산하고, 상기 계산하는 전력으로 프리앰블을 전송함으로써 프리앰블 전송 성공률을 높일 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따르면, 고정되지 않은 무선채널 환경에서 채널 환경의 변화값을 반영한 최적의 프리앰블 전송 전력을 계산할 수 있다. 이에 의거하여 사용자 단말기가 전력 부족으로 인한 프리앰블 재전송 횟수를 줄일 수 있다. 또한 프리앰블 재전송 횟수 감소로 인하여 사용자 단말기의 전력 소모를 줄일 수 있다. 또한 프리앰블 전송 실패로 인한 착신호의 수신 실패를 미연에 방지함에 따라 사용자 단말기에게 원활한 서비스를 제공할 수 있다.

Claims (18)

  1. 무선통신 시스템에서 프리앰블 전송 방법에 있어서,
    네트워크로 랜덤 액세스 채널을 통해 프리앰블을 전송할 시 초기 프리앰블 송신 전력을 계산하는 과정과,
    상기 프리앰블 송신 전력에 따라 랜덤 액세스 채널(RACH)로 프리앰블을 전송하는 과정과,
    상기 프리앰블 전송에 따른 네트워크의 응답을 수신할 시 상기 랜덤 액세스 채널을 통해 소정의 메시지를 전송하는 과정과,
    상기 프리앰블 전송에 따른 네트워크 응답이 없을 경우 프리앰블 송신 전력을 재계산하여 프리앰블을 재전송하는 과정을 포함하는 무선통신 시스템에서 프리앰블 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 초기 프리앰블 송신 전력을 계산하는 과정은,
    상기 프리앰블 전송 시도 사이클에서 측정하는 공통 파일럿 채널의 수신 전력 세기(CPICH_RSCP) 중 최소값을 선택하고, 상기 최소값의 CPICH_RSCP에 의거하여 상기 초기 프리앰블 송신 전력을 계산하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 프리앰블 전송 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    사용자 단말기는 현재 측정하는 CPICH_RSCP 값을 포함하여 이전에 측정된 CPICH_RSCP 값들 중 최소값의 CPICH_RSCP를 선택하여 상기 프리앰블 송신 전력 계산에 적용하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 프리앰블 전송 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 초기 프리앰블 송신 전력을 계산하는 과정은,
    무선 주파수의 변화 환경에 따른 보정값을 이용하여 산출하는 CPICH_RSCP에 의거하여 상기 초기 프리앰블 송신 전력을 계산하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 프리앰블 전송 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 CPICH_RSCP는 현재 측정하는 CPICH_RSCP에서 상기 보정값을 감산하여 산출하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 프리앰블 전송 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 초기 프리앰블 송신 전력을 계산하는 과정은,
    초기 시도되는 프리앰블 전송 시도 사이클에서 획득하는 CPICH_RSCP 값들 중 최소값의 CPICH_RSCP와 무선 주파수의 변화 환경에 따른 보정값을 이용하여 산출하는 CPICH_RSCP 중 어느 하나를 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 프리앰블 전송 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프리앰블 송신 전력을 재계산하는 과정은,
    프리앰블 재전송 최대 횟수만큼 프리앰블의 전송이 시도되는 동안의 CPICH_RSCP 값을 측정하고, 측정값들 중 최소값의 CPICH_RSCP를 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 프리앰블 전송 방법.
  8. 무선통신 시스템에서 프리앰블 전송 방법에 있어서,
    사용자 단말기는 프리앰블 초기 전송 시 프리앰블 송신 전력 계산을 위한 공통 파일럿 채널의 수신 전력 세기(CPICH_RSCP)를 선택하는 과정과,
    상기 선택하는 CPICH_RSCP 값을 이용하여 계산하는 프리앰블 송신 전력에 따라 프리앰블을 네트워크로 전송하는 과정과,
    상기 네트워크로부터 상기 프리앰블 전송에 다른 네트워크 응답이 없을 경우 프리앰블 재전송 최대 횟수만큼 프리앰블 전송을 시도하는 과정과,
    상기 프리앰블 전송 시도동안에 측정하는 CPICH_RSCP 값들 중 최소값을 이용하여 프리앰블 송신 전력을 계산하는 과정과,
    상기 계산하는 프리앰블 송신 전력에 따라 프리앰블을 상기 네트워크로 재전송하는 과정을 포함하는 무선통신 시스템에서 프리앰블 전송 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 CPICH_RSCP 값 선택은,
    상기 사용자 단말기가 현재 측정하는 CPICH_RSCP 값을 포함하는 이전 n개의 CPICH_RSCP 값 중의 최소값을 선택하는 과정을 포함하는 무선통신 시스템에서 프리앰블 전송 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 CPICH_RSCP 값 선택은,
    무선 주파수의 변화 환경에 따른 보정값을 이용하여 산출하는 CPICH_RSCP 값을 선택하는 과정을 포함하는 무선통신 시스템에서 프리앰블 전송 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 CPICH_RSCP 값 선택은,
    현재 및 이전 측정하는 CPICH_RSCP 값들 중의 최소값의 CPICH_RSCP와 무선 주파수의 변화 환경에 따른 보정값을 이용하여 산출하는 CPICH_RSCP 값 중 어느 하나를 무선 주파수의 변화 환경에 대응하여 선택하는 과정을 포함하는 무선통신 시스템에서 프리앰블 전송 방법.
  12. 무선통신 시스템에서 프리앰블 전송을 위한 송신 전력 결정 방법에 있어서,
    프리앰블의 초기 전송 시 프리앰블 송신 전력 결정을 위한 공통 파일럿 채널의 수신 전력 세기(CPICH_RSCP)를 획득하는 과정과,
    상기 획득하는 CPICH_RSCP와 네트워크로부터 수신하는 시스템 정보 메시지의 랜덤 액세스 채널에 대한 관련 정보를 이용하여 상기 프리앰블 송신 전력을 결정하는 과정과,
    프리앰블의 재전송 시 프리앰블 재전송에 따른 프리앰블 송신 전력 결정을 위한 CPICH_RSCP를 획득하는 과정과,
    상기 획득하는 CPICH_RSCP와 네트워크로부터 수신하는 시스템 정보 메시지의 랜덤 액세스 채널에 대한 관련 정보를 이용하여 상기 프리앰블 재전송에 따른 프리앰블 송신 전력을 결정하는 과정을 포함하는 프리앰블 전송에 따른 송신 전력 결정 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프리앰블 송신 전력은 다음 수학식에 의거하여 결정하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 프리앰블 전송에 따른 송신 전력 결정 방법.
    Figure 112007030164454-PAT00011
    상기 Primary CPICH Tx Power는 CPICH(Common Pilot Channel)의 송신 전력값을 나타내고, 상기 CPICH_RSCP는 사용자 단말기에서 수신하는 CPICH의 수신 전력 세기를 나타내고, 상기 UL interference는 역방향 간섭량을 나타내고, 상기 Constant Value는 상수를 나타냄.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 CPICH_RSCP는, 사용자 단말기가 이전에 측정하는 하나 이상의 CPICH_RSCP와 현재 측정하는 CPICH_RSCP 값 중의 최소값을 가지는 CPICH_RSCP인 것을 특징으로 하는 프리앰블 전송에 따른 송신 전력 결정 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 CPICH_RSCP는, 무선 주파수의 변화 환경에 따른 보정값을 이용하여 산출하는 CPICH_RSCP인 것을 특징으로 하는 프리앰블 전송에 따른 송신 전력 결정 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 CPICH_RSCP는 현재 측정하는 CPICH_RSCP에서 상기 보정값을 감산하여 획득하는 것을 특징으로 하는 프리앰블 전송에 따른 송신 전력 결정 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 CPICH_RSCP는, 사용자 단말기가 이전에 측정하는 하나 이상의 CPICH_RSCP와 현재 측정하는 CPICH_RSCP 값 중의 최소값을 가지는 CPICH_RSCP와, 무선 주파수의 변화 환경에 따른 보정값을 이용하여 산출하는 CPICH_RSCP 중 어느 하나를 무선 주파수의 변화 환경에 대응하여 선택하는 CPICH_RSCP인 것을 특징으로 하는 프리앰블 전송에 따른 송신 전력 결정 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 프리앰블 재전송에 따른 프리앰블 송신 전력 결정 시의 상기 CPICH_RSCP는, 프리앰블 재전송 최대 횟수만큼 프리앰블의 전송이 시도되는 동안에 측정하는 CPICH_RSCP 값 중의 최소값을 가지는 CPICH_RSCP인 것을 특징으로 하는 프리앰블 전송에 따른 송신 전력 결정 방법.
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