KR20090049971A - 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법 - Google Patents

우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법 Download PDF

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Abstract

우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법은 단말에서 둘 이상의 우선순위가 할당된 복수의 랜덤 액세스 슬롯들 중 상기 단말의 우선순위에 대응하는 랜덤 액세스 슬롯을 선택하고, 상기 단말에서 임의 시퀀스를 선택하며, 상기 선택된 시퀀스를 상기 선택된 랜덤 액세스 슬롯을 통해 기지국에 전송하는 과정을 포함한다. 본 발명의 실시 형태들에 의하면, 자원에 우선순위를 부여하여 긴급 통신을 요하는 단말의 접근 시간 지연을 최소화하고, 우선순위가 높은 단말뿐만 아니라 우선 순위가 낮은 단말에도 상황에 따라 자원을 효율적으로 배분하여 자원 낭비를 줄일 수 있다.
ranging channel, RACH, random access, priority

Description

우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법 {Method for random access based on priority}
본 발명은 랜덤 액세스에 관한 것으로, 특히, 긴급 통신을 요하는 단말의 접근 시간 지연을 최소화하고, 자원의 낭비를 방지할 수 있는 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법에 관한 것이다.
자연 재해나 인간에 의한 재난 상황에서 보통 통신 트래픽이 급격하게 증가하면서, 긴급 구조용과 같은 중요한 통화처리를 함에 있어 지장을 주게 된다. 특히 차세대 통신 시스템에서 긴급구조를 위한 통신을 지원하도록 E-911과 요구사항이 반영되도록 설계되고 있다. 이러한 요구 사항은 통신의 시작부터 통화의 유지까지 적절한 자원의 보존과 우선순위에 의한 통화처리를 통하여 긴급구조와 같은 상위 우선순위 통신을 지원할 수 있다. 긴급구조 통신을 지원하기 위하여는 시스템에서 통화에 대한 우선순위 부여, 무선 자원의 예약, 통화 경로에 대한 우선적인(preemptive) 접근 등의 기법이 적용되어야 한다.
보통 통신의 시작은 하향링크 채널에서 시스템 정보를 확보하고 설정된 시스템 파라미터에 따라서 단말이 접근하고, 시스템에서는 단말의 성능에 따라 호 처리 의 등록/접속을 허용함으로써 통신이 유지되도록 한다. 이 과정에서 최초 업링크 접근은 셀루라(cellular) 망과 같은 경우, 사용자 다중화(user multiplexing)로 인해 특정 시간 구간에서만 단말이 상향링크 동기화(uplink synchronization) 없이 접근할 수 있다. 이러한 채널을 보통 랜덤 액세스 채널(random access channel)이라 하며, 단말은 이 부분에 신호를 전송함으로써 기지국이 상향링크 타이밍 에러(uplink timing error)를 추정하여 단말에 타이밍 어드밴스(timing advance)를 줄 수 있도록 명령할 수 있다. 이러한 랜덤 액세스 채널은 보통 단말의 종류나 호의 우선순위에 관계없이 설계되어 있는데, 긴급상황 시에는 급격한 단말의 접근으로 인하여 혼잡(congestion)이 일어나게 된다. 따라서 기지국은 어느 단말이 우선순위가 높은지 알 수가 없는 채로 처리해야 하고, 결국 초기 액세스가 성공한 단말에만 기지국은 우선순위를 부여하여 통신처리를 해줄 수밖에 없다.
종래 시스템의 랜덤 액세스 채널은 시스템의 논리 또는 물리 자원을 예약하고, 단말은 예약된 자원을 통해 특정 시퀀스(sequence)를 전송한다. 이때 단말이 이미 시스템에 접근해 있는 경우와 초기 접근의 경우로 구분할 수 있다.
이미 시스템에 접속되어 있는 단말의 경우, 단말은 랜덤 액세스 채널을 통하여 기존 타이밍 어드밴스 정보를 업데이트하고 채널 상태를 전달한다. 이 경우 기지국은 이미 접속되어 있는 단말에게 특정 시퀀스를 할당하고, 해당 단말은 특정한 시간(예를 들어, 단말이 임의로 정한 시점, 기지국이 지정한 시점 등)에 해당 시퀀스를 전송한다.
반면 초기 접근의 경우, 단말은 기지국으로부터 아무런 제한이나 지시를 받 지 않고 랜덤 액세스 채널에 직접 접근하고, 해당 랜덤 액세스 채널에 사용하기로 정해진 임의 시퀀스를 선택한다. 이때, 기지국이 단말이 전송한 시퀀스를 검출하면, 이에 대한 추가 동작 정보를 하향링크로 전송한다. 단말은 하향링크 채널을 모니터링하면서 자신이 보낸 시퀀스에 해당하는 정보가 수신되는 경우, 해당 정보에 맞춰 시스템에 접근한다. 반면 일정시간 동안 응답이 없는 경우, 단말은 임의 시간 동안 백오프(back-off)한 후, 파워/랜덤 액세스 채널/시퀀스 등의 조합을 변경하여 접근을 재시도한다. 이 과정은 핸드오프(hand-off)과정에서도 마찬가지로 수행된다.
이러한 과정은 시스템의 부하(load)가 낮을 경우에는 문제가 없으나, 시스템이 과부하(overloading)된 상태라면 단말들의 재시도과정이 늘어나게 되고, 결국 레인징 채널(ranging channel)은 혼잡을 겪게 된다. 즉 단말들 간에 충돌이 증가하게 되며, 신호간 간섭 레벨(interference level)이 증가하게 된다. 이에 따라 단말의 시스템 접근 시간이 지연될 수 있으며, 긴급상황에서의 통화설정 순서에 반하는 결과가 초래될 수 있다.
따라서, 종래의 긴급 상황에서의 랜덤 액세스채널은 평상시와 동일하게 동작하도록 되어 있으므로, 단말에 우선순위에 기반한 통신을 지원할 수 없다.
재난 상황에서 통신 시스템은 급격한 호출 부하(call load) 증가로 인하여 종종 혼잡현상을 보이며, 이러한 상황에서 긴급 통신을 요하는 경우 우선순위 기법이 적용되지 않으면 통신 시작 및 통화가 이루어질 수 없다. 따라서, 응급조치를 위한 통화와 같이 우선순위가 높은 단말은 시스템 부하에 상관없이 우선적으로 시스템에 접속할 수 있게 하는 방법이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 긴급 상황에서의 초기 통신 단계를 위한 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법은 단말에서 둘 이상의 우선순위가 할당된 복수의 랜덤 액세스 슬롯들 중 상기 단말의 우선순위에 대응하는 랜덤 액세스 슬롯을 선택하고, 상기 단말에서 임의 시퀀스를 선택하며, 상기 선택된 시퀀스를 상기 선택된 랜덤 액세스 슬롯을 통해 기지국에 전송하는 과정을 포함한다.
바람직하게는, 상기 랜덤 액세스 슬롯을 선택하는 과정에서, 상기 단말의 우선순위가 높을수록 높은 우선순위를 갖는 랜덤 액세스 슬롯을 선택할 수 있다. 이때, 상기 랜덤 액세스 슬롯을 선택하는 과정에서, 상기 단말의 우선순위에 대응하는 랜덤 액세스 슬롯이 다른 단말에 의해 선택된 경우, 상기 단말의 우선순위보다 낮은 우선순위를 갖는 랜덤 액세스 슬롯을 선택할 수 있다.
바람직하게는, 상기 랜덤 액세스 슬롯에 할당된 우선순위에 대한 정보는 상기 단말에 초기값으로 저장될 수 있다.
바람직하게는, 상기 복수의 랜덤 액세스 슬롯들은 프리엠블을 반복하는 구조일 수 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법은 단말에서 복수의 랜덤 액세스 슬롯 중 임의의 랜덤 액세스 슬롯을 선택하고, 둘 이상의 우선순위가 할당된 복수의 랜덤 액세스 시퀀스들 중 상기 단말의 우선순위에 대응하는 랜덤 액세스 시퀀스들을 선택하며, 상기 선택된 시퀀스를 상기 선택된 랜덤 액세스 슬롯을 통해 기지국에 전송하는 과정을 포함한다.
바람직하게는, 상기 랜덤 액세스 시퀀스들을 선택하는 과정에서, 상기 단말의 우선순위가 높을수록 높은 우선순위를 갖는 랜덤 액세스 시퀀스들을 선택할 수 있다. 이때, 상기 단말의 우선순위에 대응하는 랜덤 액세스 시퀀스들이 다른 단말에 의해 선택된 경우, 상기 단말의 우선순위보다 낮은 우선순위를 갖는 랜덤 액세스 시퀀스들을 선택할 수 있다.
바람직하게는, 상기 랜덤 액세스 시퀀스들에 할당된 우선순위에 대한 정보는 상기 단말에 초기값으로 저장될 수 있다.
바람직하게는, 상기 복수의 랜덤 액세스 슬롯들은 프리엠블을 반복하는 구조일 수 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 우 선순위 기반의 랜덤 액세스 방법은 단말에서 둘 이상의 우선순위가 할당된 복수의 랜덤 액세스 슬롯들 중 상기 단말의 우선순위 및 상기 랜덤 액세스 슬롯들에 대한 접근 확률에 대응하는 랜덤 액세스 슬롯을 선택하고, 상기 단말에서 임의 시퀀스를 선택하며. 상기 선택된 시퀀스를 상기 선택된 랜덤 액세스 슬롯을 통해 기지국에 전송하는 과정을 포함한다.
바람직하게는, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법은 상기 기지국으로부터 상기 랜덤 액세스 슬롯들의 접근 확률에 대한 정보를 수신하는 과정을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법은 상기 기지국으로부터 시스템의 부하 정보를 수신하는 과정을 더 포함하고, 상기 랜덤 액세스 시퀀스들을 선택하는 과정에서, 상기 단말의 우선순위보다 높은 우선순위를 갖는 랜덤 액세스 슬롯을 상기 시스템의 부하에 반비례하는 확률로 선택할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법은 단말에서 복수의 랜덤 액세스 슬롯 중 임의의 랜덤 액세스 슬롯을 선택하고, 둘 이상의 우선순위가 할당된 복수의 랜덤 액세스 시퀀스들 중 상기 단말의 우선순위 및 상기 랜덤 액세스 시퀀스들에 대한 접근 확률에 대응하는 랜덤 액세스 시퀀스들을 선택하며, 상기 선택된 시퀀스를 상기 선택된 랜덤 액세스 슬롯을 통해 기지국에 전송하는 과정을 포함한다.
바람직하게는, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 우선순위 기반의 랜덤 액 세스 방법은 상기 기지국으로부터 상기 랜덤 액세스 시퀀스들의 접근 확률에 대한 정보를 수신하는 과정을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법은 상기 기지국으로부터 시스템의 부하 정보를 수신하는 과정을 더 포함하고, 상기 랜덤 액세스 시퀀스들을 선택하는 과정에서, 상기 단말의 우선순위보다 높은 우선순위를 갖는 랜덤 액세스 시퀀스들을 상기 시스템의 부하에 반비례하는 확률로 선택할 수 있다.
본 발명의 실시 형태들에 의하면, 자원에 우선순위를 부여하여 긴급 통신을 요하는 단말의 접근 시간 지연을 최소화하고, 우선순위가 높은 단말뿐만 아니라 우선 순위가 낮은 단말에도 상황에 따라 자원을 효율적으로 배분하여 자원 낭비를 줄일 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 IEEE 802.16의 레인징 채널의 구조를 나타내고, 도 2는 3GPP LTE에서의 랜덤 액세스 채널의 구조를 나타낸다.
이 채널들은 사용용도에 상관없이 초기 접근하는 단말을 위하여 모두 동등하게 사용된다. 사용자의 트래픽이 증가하는 경우, 취할 수 있는 방법은 이러한 레인 징 채널의 빈도를 증가시키는 것이다. 주파수 축으로 더 많은 레인징 채널을 생성하거나 시간 축으로 더 자주 레인징 채널이 나타나도록 스케줄링할 수 있다.
그러나, 시스템 대역폭이 작다면 전체 자원 중에 랜덤 액세스에 사용되는 자원의 비중이 커지므로, 전체 통신을 위한 트래픽 자원은 작아진다. 즉, 처리율(throughput)이 줄어들게 된다. 따라서 어느 정도의 시스템 부하(system load)까지는 랜덤 액세스를 위한 자원을 증가시킬 수 있으나, 여기에는 한계가 있다. 결국 이러한 상황에서는 우선순위에 기반한 초기 랜덤 액세스가 제약을 받는다.
따라서 우선순위에 기반하여 초기 랜덤 액세스 동작을 하기 위하여, 특별한 장치가 필요하게 된다. 이를 위하여 랜덤 액세스 채널을 우선순위나 시스템 부하에 따라 선택하는 방법, 랜덤 액세스에 사용되는 시퀀스 중에 일부를 우선순위가 높은 단말의 용도로 적용하는 방법, 새로운 랜덤 액세스 채널을 설계하는 방법 등을 고려할 수 있다. 이와 같은 방법은 IEEE 802.16에서 정의된 것처럼 다양한 레인징 채널이 정의된다면 각 레인징 채널에 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서는 복수의 랜덤 액세스 슬롯에 대하여 일정한 방식으로 우선순위를 정한다. 즉, 모든 랜덤 액세스 슬롯에 대하여 단말이 접근할 수 있는 우선순위를 각각 설정하는 것이다. 예를 들어, 우선순위 A, B가 있고 A보다 B의 우선순위가 높다고 가정하면, 특정 랜덤 액세스 슬롯에 우선순위 A를 부여하면 A만 접근하고, B의 우선순위가 부여된 슬롯에는 B만 접근하거나 A와 B의 우선순위를 갖는 단말 모두 접근할 수 있다. 더 많은 우선순위가 정의될수록 여러 슬롯에 대하여 다양한 우선순위를 설정할 수 있다. 슬롯마다 우선순위를 다르게 설정하면, 단말이 사용할 수 있는 랜덤 액세스 슬롯에 대한 지연시간(latency)이 달라질 수 있다. 따라서, 특정 부분의 지연시간을 줄이기 위해서는 동일한 시간 위치에서 주파수 축으로 더 많은 채널을 생성하거나 시간 축으로 더 많은 레인징 채널 빈도를 둘 수 있다.
도 3 및 도 4는 단말과 슬롯의 우선순위가 일대일 매칭인 경우, 본 발명의 일 실시 예에 따른 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법의 예를 도시한 것이다.
도 3 및 도 4에서 각 슬롯는 A혹은 B의 우선순위를 갖고 각 단말의 우선순위와 슬롯의 우선순위는 일대일의 관계를 갖는다. 이때 우선순위 A를 갖는 단말은 우선순위 A를 갖는 슬롯에만 접근할 수 있고, 우선순위 B를 갖는 단말은 우선순위 B를 갖는 슬롯에만 접근할 수 있다.
도 5 및 도 6은 단말과 슬롯의 우선순위가 일대다 매칭인 경우, 본 발명의 일 실시 예에 따른 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법의 예를 도시한 것이다.
도 5 및 도 6에서는 각 단말의 우선순위와 각 슬롯의 우선순위는 일대다의 관계를 갖는다. 우선순위 A를 갖는 단말은 우선순위 A 혹은 B를 갖는 슬롯을 통해 접근할 수 있다. 그러나 우선순위 B를 갖는 단말은 우선순위 B를 갖는 슬롯을 통하여만 접근할 수 있다.
랜덤 액세스 슬롯을 선택한 후, 단말은 임의 시퀀스를 선택한다. 이에 따라, 단말은 선택된 시퀀스를 최적의 랜덤 액세스 슬롯을 통해 기지국에 전송한다.
그러나, 이와 같이, 레인징 슬롯 전체를 특정 우선순위로 할 경우 각 랜덤 액세스 채널에서의 트래픽 부하에 따라 자원을 낭비하는 경우가 발생할 수 있다.
효율적인 자원 활용을 위해, 본 발명의 다른 실시 예에서는 단말의 우선순위와 시스템 부하 상태 등을 고려하여 랜덤 액세스 채널에 사용할 시퀀스를 사용할 수 있는 범위를 정한다. 예를 들어, 랜덤 액세스에서 사용할 수 있는 시퀀스 개수가 N개이면, 이 중 처음 M_A개는 우선순위 A인 단말만이 사용할 수 있고, 다음 M_B개의 시퀀스는 우선순위 B 또는 A인 단말이 사용할 수 있으며, 마지막 M_C개의 시퀀스는 우선순위 C, A 또는 B인 단말이 사용할 수 있게 한다. 이 경우, 시스템에서는 시스템 부하에 상관없이 단말의 우선순위에 맞춰 랜덤 액세스 기회를 제공할 수 있다. 혹은 같은 랜덤 액세스 채널 안에 사용할 수 있는 시퀀스 셋을 달리 정의하여, 우선순위에 따라 서로 다른 코드 종류/셋을 사용하도록 정의하고, 높은 확산 이득(spreading gain), 상관 특성 등 특성이 우수한 시퀀스를 높은 우선순위(high priority) 단말이 사용하도록 할 수 있다.
도 7은 단말과 시퀀스의 우선순위가 일대일 매칭인 경우, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법의 예를 도시한 것이다.
도 7에서 전체 시퀀스는 A, B 또는 C 중 어느 하나의 우선순위를 갖고, 각 단말의 우선순위와 슬롯의 우선순위는 일대일의 관계를 갖는다. 이때 우선순위 A를 갖는 단말은 우선순위 A를 갖는 시퀀스로만 접근할 수 있고, 우선순위 B를 갖는 단말은 우선순위 B를 갖는 시퀀스로만 접근할 수 있으며, 우선순위 C를 갖는 단말은 우선순위 C를 갖는 시퀀스로만 접근할 수 있다.
도 8은 단말과 시퀀스의 우선순위가 일대다 매칭인 경우, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법의 예를 도시한 것이다.
우선순위 B를 갖는 단말은 우선순위 A, B 또는 C를 갖는 시퀀스를 통해 접근할 수 있다. 그러나 우선순위 A를 갖는 단말은 우선순위 A를 갖는 시퀀스로만, 우선순위 C를 갖는 단말은 우선순위 C를 갖는 시퀀스로만 접근할 수 있다.
여기서 전체 길이 N은 단순한 전체 시퀀스의 개수만을 나타낸다. 전체 시퀀스의 구성은 본 발명을 한정하지 않는다.
랜덤 액세스 슬롯이 선택된 후, 단말은 상기와 같이 최적의 시퀀스를 선택한다. 이에 따라, 단말은 최적의 시퀀스를 랜덤 액세스 슬롯을 통해 기지국에 전송한다.
바람직하게는, 새로운 랜덤 액세스 채널을 생성할 수 있다. 즉, 기존 구조로 우선순위와 강인한 접근성을 제공해줄 수 없을 때, 새로 설계되는 채널은 기존 채널과 달리 낮은 충돌율(low collision rate)과 처리 이득을 충분히 제공한다. 즉 간단하게 랜덤 액세스 채널의 길이를 시간 축으로 더 길게 만들거나, 사용되는 코드의 종류를 낮은 상호상관(low cross-correlation)을 보이는 시퀀스 즉, 직교(orthogonal) 시퀀스이면서 자기상관(auto-correlation) 특징이 좋은 시퀀스, CAZAC과 같은 시퀀스를 사용할 수 있다. 또한, 최적의 성능을 내기 위하여 시퀀스의 수가 제한될 수 있다. 특히, 프리엠블(preamble)을 반복(repetition)하거나 더 긴 시퀀스를 사용함으로써, 시간축으로 길게 하는 것은 총 전송 에너지 합(transmission energy sum)을 크게 한다.
상술한 방식들은 단말이 자신의 우선순위에 따라 특정 슬롯 또는 특정 시퀀스를 선택할 확률이 1 혹은 0이 되는 방식이다. 하지만 실제 시스템에서 단순히 온 /오프만으로 정의하여 수행하면, 부하 상태에 따라 자원 사용에 불균형이 초래될 수 있다. 특히 높은 우선순위를 갖는 채널/시퀀스는 긴급 상황이 아닌 경우 그 사용빈도가 줄어들 수밖에 없다. 따라서 이들을 보통의 우선순위를 갖는 단말들이 접근할 수 없도록 하는 것은 낭비가 될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에서는 효율적인 자원 사용을 위하여 각 단말이 서로 다른 우선순위의 슬롯 또는 시퀀스에 접근할 때 일정한 확률로 접근하게 하거나 선택하게 할 수 있다. 또한, 각각의 우선순위 설정된 자원의 활용도에 따라 해당 확률 분포를 변경하면 자원 낭비를 효과적으로 줄일 수 있다. 이 경우, 기지국은 위와 같은 확률적 접근/선택 방식의 형태를 구체적으로 설정할 수 있다.
예를 들어 우선순위 A인 슬롯/시퀀스를 우선순위 B인 단말이 선택할 확률을 부하가 아주 높을 때 즉, 우선순위 A인 자원의 활용도가 100%에 가까운 경우에는 0, 부하가 중간일 때는 0.3, 부하가 낮을 때는 0.6 등의 방식으로 낮은 우선순위의 단말도 다른 자원을 사용할 수 있게 한다. 기지국은 시스템의 부하 상황에 따라 부하 정보 또는 접근 확률 정보 중 적어도 하나를 단말에 전달한다.
단말이 확률적으로 자원에 접근할 경우, 확률값 자체가 일종의 우선순위를 나타내게 되므로, 기지국은 각 랜덤 액세스 자원에 대한 우선순위 정보를 단말에 전달할 필요가 없다. 기지국은 확률적 접근이 적용되는 자원을 구분하여 정의하고, 그 정의된 자원 구분에 대하여 확률값을 단말에 전달한다. 이에 따라, 단말은 정해진 우선순위나 확률에 맞추어 각 랜덤 액세스 자원을 사용할 수 있다.
도 9는 단말과 슬롯의 우선순위가 일대다 매칭인 경우, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법의 예를 도시한 것이다.
도 9에서 우선순위 A를 갖는 단말들은 확률 PA와 PB를 갖고 우선순위 A를 갖는 슬롯를 사용할지, 우선순위 B를 갖는 슬롯을 사용할지를 선택한다. 이와 같이, 특정 단말에 적용되는 확률값이 두 가지인 경우, 단말은 두 확률 값 중 하나의 값을 알면 PB=1-PA를 이용하여 다른 확률 값을 구할 수 있다.
도 10은 단말과 시퀀스의 우선순위가 일대다 매칭인 경우, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법의 예를 도시한 것이다.
도 10에서 우선순위 B를 갖는 단말은 확률 PA, PB, PC 에 따라 우선순위 A를 갖는 시퀀스를 사용할지, 우선순위 B를 갖는 시퀀스를 사용할지, 우선순위 C를 갖는 시퀀스를 사용할지를 선택한다. 이와 같은 확률 값이 0이 되면, 해당 영역은 실제로 사용하지 못하는 것을 의미하게 된다.
랜덤 액세스 자원을 지원함에 있어서 각 기지국이 우선순위가 높은 자원을 예약한 정보를 단말에게 전달하여야 하는데, 이는 시스템 설정(system configuration)을 나타내는 브로드캐스트(broadcast) 정보에 랜덤 액세스 슬롯에 대한 설정을 시퀀스 형태로 표시하여 단말에 전달하거나, 슬롯 지시자(indication) 및 우선순위 정보를 함께 부호화하여 전달할 수 있다.
또한 단말이 확률적인 접근을 하도록 하는 경우, 단말들에게 확률정보를 함께 전송하는 것이 바람직하다. 이를 위해 기지국은 직접적인 확률값을 상기 시퀀스 또는 랜덤 액세스 슬롯의 정보와 함께 부호화하여 전달할 수 있다. 여기서 확률 값 은 직접적인 단말의 접근 확률값이거나 확률을 인덱스화한 값일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시 예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그리고, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
본 발명은 긴급 통신을 요하는 단말의 접근 시간 지연을 최소화하고, 자원의 낭비를 방지할 수 있는 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법에 관한 것으로, 랜덤 액세스를 지원하는 IEEE 802.16, 3GPP LTE 등의 시스템과 관련된 장치에 적용될 수 있다.
도 1은 IEEE 802.16의 레인징 채널의 구조를 도시한 것이다.
도 2는 3GPP LTE에서의 랜덤 액세스 채널의 구조를 도시한 것이다.
도 3 및 도 4는 단말과 슬롯의 우선순위가 일대일 매칭인 경우, 본 발명의 일 실시 예에 따른 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법의 예를 도시한 것이다.
도 5 및 도 6은 단말과 슬롯의 우선순위가 일대다 매칭인 경우, 본 발명의 일 실시 예에 따른 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법의 예를 도시한 것이다.
도 7은 단말과 시퀀스의 우선순위가 일대일 매칭인 경우, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법의 예를 도시한 것이다.
도 8은 단말과 시퀀스의 우선순위가 일대다 매칭인 경우, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법의 예를 도시한 것이다.
도 9는 단말과 슬롯의 우선순위가 일대다 매칭인 경우, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법의 예를 도시한 것이다.
도 10은 단말과 시퀀스의 우선순위가 일대다 매칭인 경우, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법의 예를 도시한 것이다.

Claims (16)

  1. 긴급 통신을 지원하는 랜덤 액세스 방법에 있어서,
    단말에서 둘 이상의 우선순위가 할당된 복수의 랜덤 액세스 슬롯들 중 상기 단말의 우선순위에 대응하는 랜덤 액세스 슬롯을 선택하는 단계;
    상기 단말에서 임의 시퀀스를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 시퀀스를 상기 선택된 랜덤 액세스 슬롯을 통해 기지국에 전송하는 단계
    를 포함하는, 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 슬롯을 선택하는 단계는,
    상기 단말의 우선순위가 높을수록 높은 우선순위를 갖는 랜덤 액세스 슬롯을 선택하는 단계인 것을 특징으로 하는, 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 슬롯을 선택하는 단계는,
    상기 단말의 우선순위에 대응하는 랜덤 액세스 슬롯이 다른 단말에 의해 선택된 경우, 상기 단말의 우선순위보다 낮은 우선순위를 갖는 랜덤 액세스 슬롯을 선택하는 단계인 것을 특징으로 하는, 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 슬롯에 할당된 우선순위에 대한 정보는 상기 단말에 초기값으로 저장되는 것을 특징으로 하는, 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 랜덤 액세스 슬롯들은,
    프리엠블을 반복하는 구조인 것을 특징으로 하는, 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법.
  6. 긴급 통신을 지원하는 랜덤 액세스 방법에 있어서,
    단말에서 복수의 랜덤 액세스 슬롯 중 임의의 랜덤 액세스 슬롯을 선택하는 단계;
    둘 이상의 우선순위가 할당된 복수의 랜덤 액세스 시퀀스들 중 상기 단말의 우선순위에 대응하는 랜덤 액세스 시퀀스들을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 시퀀스를 상기 선택된 랜덤 액세스 슬롯을 통해 기지국에 전송하는 단계
    를 포함하는, 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 시퀀스들을 선택하는 단계는,
    상기 단말의 우선순위가 높을수록 높은 우선순위를 갖는 랜덤 액세스 시퀀스들을 선택하는 단계인 것을 특징으로 하는, 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 시퀀스들을 선택하는 단계는,
    상기 단말의 우선순위에 대응하는 랜덤 액세스 시퀀스들이 다른 단말에 의해 선택된 경우, 상기 단말의 우선순위보다 낮은 우선순위를 갖는 랜덤 액세스 시퀀스들을 선택하는 단계인 것을 특징으로 하는, 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 시퀀스들에 할당된 우선순위에 대한 정보는 상기 단말에 초기값으로 저장되는 것을 특징으로 하는, 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 랜덤 액세스 슬롯들은,
    프리엠블을 반복하는 구조인 것을 특징으로 하는, 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법.
  11. 긴급 통신을 지원하는 랜덤 액세스 방법에 있어서,
    단말에서 둘 이상의 우선순위가 할당된 복수의 랜덤 액세스 슬롯들 중 상기 단말의 우선순위 및 상기 랜덤 액세스 슬롯들에 대한 접근 확률에 대응하는 랜덤 액세스 슬롯을 선택하는 단계;
    상기 단말에서 임의 시퀀스를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 시퀀스를 상기 선택된 랜덤 액세스 슬롯을 통해 기지국에 전송하는 단계
    를 포함하는, 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 슬롯을 선택하는 단계는,
    상기 기지국으로부터 상기 랜덤 액세스 슬롯들의 접근 확률에 대한 정보를 수신하는 단계를 포함하는, 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 슬롯을 선택하는 단계는,
    상기 기지국으로부터 시스템의 부하 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 단말의 우선순위보다 높은 우선순위를 갖는 랜덤 액세스 슬롯을 상기 시스템의 부하에 반비례하는 확률로 선택하는 단계를 포함하는, 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법.
  14. 긴급 통신을 지원하는 랜덤 액세스 방법에 있어서,
    단말에서 복수의 랜덤 액세스 슬롯 중 임의의 랜덤 액세스 슬롯을 선택하는 단계;
    둘 이상의 우선순위가 할당된 복수의 랜덤 액세스 시퀀스들 중 상기 단말의 우선순위 및 상기 랜덤 액세스 시퀀스들에 대한 접근 확률에 대응하는 랜덤 액세스 시퀀스들을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 시퀀스를 상기 선택된 랜덤 액세스 슬롯을 통해 기지국에 전송하는 단계
    를 포함하는, 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 시퀀스들을 선택하는 단계는,
    상기 기지국으로부터 상기 랜덤 액세스 시퀀스들의 접근 확률에 대한 정보를 수신하는 단계를 포함하는, 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 슬롯을 선택하는 단계는,
    상기 기지국으로부터 시스템의 부하 정보를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 랜덤 액세스 시퀀스들을 선택하는 단계는,
    상기 단말의 우선순위보다 높은 우선순위를 갖는 랜덤 액세스 시퀀스들을 상 기 시스템의 부하에 반비례하는 확률로 선택하는 단계를 포함하는, 우선순위 기반의 랜덤 액세스 방법.
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