KR20090052822A - 무선자원 관리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 무선자원 관리 방법은 단말의 시간 동기 타이머가 만료되면 상기 단말의 제어 자원의 사용을 중지하는 단계, 상기 단말과의 동기를 맞추는 단계 및 상기 단말과의 동기가 맞추어지면 상기 제어 자원의 사용을 재개하고, 상기 단말과의 동기가 맞추어지지 않으면 상기 제어 자원을 해제하는 단계를 포함한다. 메시지 전송량을 줄이고 무선자원을 효율적으로 사용할 수 있다.

상향링크 데이터, 시간 동기, 자원 해제.

Description

무선자원 관리 방법{A METHOD OF MANAGING RADIO RESOURCE }

본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선통신 시스템에서 동기가 맞지 않을 경우 무선자원 관리 또는 사용하는 방법에 관한 것이다.

WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 무선 접속(radio access) 기술을 기반으로 하는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 이동통신 시스템은 전세계에서 광범위하게 전개되고 있다. WCDMA의 첫번째 진화 단계로 정의할 수 있는 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)는 중기적인(mid-term) 미래에서 높은 경쟁력을 가지는 무선 접속 기술을 3GPP에 제공한다. 그러나 사용자와 사업자의 요구 사항과 기대가 지속적으로 증가하고 경쟁하는 무선 접속 기술 개발이 계속 진행되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 3GPP에서의 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순 구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구 사항으로 되고 있다.

3세대 이후의 시스템에서 고려되고 있는 시스템 중 하나가 낮은 복잡도로 심볼간 간섭(Inter Symbol Interference) 효과를 감쇄시킬 수 있는 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing;이하 OFDM) 시스템이다. OFDM은 직렬로 입력되는 데이터 심볼을 N개의 병렬 데이터 심볼로 변환하여, 각각 분리된 N개의 부반송파(Subcarrier)에 실어 송신한다. 부반송파는 주파수 차원에서 직교성을 유지하도록 한다. 각각의 직교 채널은 상호 독립적인 주파수 선택적 페이딩(Frequency Selective Fading)을 경험하게 되고, 전송되는 심볼의 간격이 길어져 심볼간 간섭이 최소화될 수 있다.

OFDM 기반의 무선통신 시스템에서는 사용자 간의 간섭을 최소화하기 위해 단말과 기지국 간의 시간 동기를 맞추는 것이 중요하다. 단말과 기지국 간의 상향링크 동기화를 위하여 랜덤 액세스 과정을 수행한다. 랜덤 액세스 과정 동안 단말은 기지국으로부터 전송되는 시간 동기 보정값을 통해 시간 동기를 맞춘다. 상향링크 동기화가 이루어지면 단말은 시간 동기 타이머(Time Alignment Timer)를 작동시킨다(run). 시간 동기 타이머가 작동 중이면 단말과 기지국은 서로 상향링크 동기가 이루어져 있다고 한다. 시간 동기 타이머가 만료되거나 작동되지 않으면, 단말과 기지국은 서로 동기가 이루어져 있지 않게 되어, 랜덤 액세스 프리앰블 전송을 제외한 상향링크로의 전송은 이루어지지 못한다.

일반적으로, 시간 동기 타이머가 만료되거나 작동되지 않아 상향링크 동기가 이루어져 있지 않은 경우, 단말은 제어 자원을 해제하고 시간 동기를 얻는 과정을 거친 후, 제어 자원을 재설정하여 상향링크 데이터를 전송한다.

그러나, 상향링크 동기가 맞지 않게 된 경우, 상향링크 동기만 얻으면 상향링크 데이터를 전송할 수 있음에도, 제어 자원을 해제하고 재설정하는 과정을 거치 는 것은 비효율적이고, 이로 인하여 시간 지연이 발생하는 문제가 있다.

특히 전용 상향링크 제어 자원을 재할당 하는 경우, 재할당을 위한 메시지의 크기가 필요 이상 커지는 문제가 발생한다. 또한 자원 해제를 위한 메시지와 재할당을 위한 메시지가 각각 적어도 1번씩 전송이 되기 때문에 메시지 전송의 신뢰도에 문제가 발생하며, HARQ 및 ARQ의 도움을 받아서 신뢰도를 보완하더라도 재전송으로 인한 시간 지연이 발생하게 된다.

따라서, 시간 동기 타이머가 만료되어 있거나 작동되지 않는 경우에도, 효율적으로 상향링크 데이터를 전송하는 방법이 필요하다.

본 발명은 단말이 상향링크로 데이터를 전송하다가 동기가 맞지 않게 된 경우 필요한 메시지 전송량을 줄이고, 이미 할당받은 무선자원을 즉시 해제하지 않고 효율적으로 이용할 수 있는 무선자원 관리 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 양태에 따르면 단말의 시간 동기 타이머가 만료되면 상기 단말의 제어 자원의 사용을 중지하는 단계, 상기 단말과의 동기를 맞추는 단계 및 상기 단말과의 동기가 맞추어지면 상기 제어 자원의 사용을 재개하고, 상기 단말과의 동기가 맞추어지지 않으면 상기 제어 자원을 해제하는 단계를 포함하는 무선자원 관리 방법이 제공된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면 시간 동기 타이머가 만료되면 기지국으로부터 제어 자원의 사용을 중지하는 제어 자원 사용 중지 메시지를 수신하는 단계, 상기 제어 자원을 통한 데이터의 전송을 중지하는 단계, 상기 기지국과의 동기를 맞추는 단계 및 상기 기지국으로부터 상기 제어 자원의 사용을 재개하는 제어 자원 재개 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 무선자원 관리 방법이 제공된다.

본 발명의 실시예에 따르면 단말이 상향링크로 데이터를 전송하다가 동기가 맞지 않게 된 경우, 이미 할당받은 무선자원을 즉시 해제하지 않고 효율적으로 사용할 수 있다. 또한 동기를 다시 맞추고 데이터 전송을 재개하는 데에 필요한 메시 지 전송량을 줄일 수 있다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 이는 E-UMTS(Evolved- Universal Mobile Telecommunications System)의 망 구조일 수 있다. E-UMTS 시스템은 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. 무선 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.

도 1을 참조하면, E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network)은 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다.

단말(10; User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(20)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 기지국(20) 간에는 사용자 트래픽 혹은 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수도 있다. 이하에서 하향링크(downlink)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다.

기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core), 보다 상세하게는 MME(Mobility Management Entity)/S-GW(Serving Gateway, 30)와 연결된다. S1 인터페이스는 기지국(20)과 MME/SAE 게이트웨이(30) 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.

도 2는 E-UTRAN과 EPC 간의 기능 분할(functional split)을 나타낸 블록도이다.

도 2를 참조하면, 빗금 친 블록은 무선 프로토콜 계층(radio protocol layer)을 나타내고, 빈 블록은 제어 평면의 기능적 개체(functional entity)를 나타낸다.

기지국은 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 무선 베어러 제어(Radio Bearer Control), 무선 허락 제어(Radio Admission Control), 연결 이동성 제어(Connection Mobility Control), 단말로의 동적 자원 할당(dynamic resource allocation)과 같은 무선자원 관리(Radio Resource Management; RRM) 기능, (2) IP(Internet Protocol) 헤더 압축 및 사용자 데이터 스트림의 해독(encryption), (3) S-GW로의 사용자 평면 데이터의 라우팅(routing), (4) 페이징(paging) 메시지의 스케줄링 및 전송, (5) 브로드캐스트(broadcast) 정보의 스케줄링 및 전송, (6) 이동성과 스케줄링을 위한 측정과 측정 보고 설정.

MME는 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 기지국들로 페이징 메시지의 분산, (2) 보안 제어(Security Control), (3) 아이들 상태 이동성 제어(Idle State Mobility Control), (4) SAE 베어러 제어, (5) NAS(Non-Access Stratum) 시그널링 의 암호화(Ciphering) 및 무결 보호(Integrity Protection).

S-GW는 다음과 같은 기능을 수행한다. (1) 페이징에 대한 사용자 평면 패킷의 종점(termination), (2) 단말 이동성의 지원을 위한 사용자 평면 스위칭.

도 3은 단말의 요소를 나타낸 블록도이다. 단말(50)은 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52), RF부(RF unit, 53), 디스플레이부(display unit, 54), 사용자 인터페이스부(user interface unit, 55)을 포함한다. 프로세서(51)는 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들이 구현되어, 제어 평면과 사용자 평면을 제공한다. 각 계층들의 기능은 프로세서(51)를 통해 구현될 수 있다. 메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 단말 구동 시스템, 애플리케이션 및 일반적인 파일을 저장한다. 디스플레이부(54)는 단말의 여러 정보를 디스플레이하며, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스부(55)는 키패드나 터치 스크린 등 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 이루어질 수 있다. RF부(53)는 프로세서와 연결되어, 무선 신호(radio signal)을 송신 및/또는 수신한다.

단말과 네트워크 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층), L3(제3 계층)로 구분될 수 있다. 이 중에서 제1 계층에 속하는 물리계층은 물리 채널(physical channel)을 이용한 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공하며, 제3 계층에 위치하는 무선자원 제어(radio resource control; 이하 RRC라 함) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 네트워크 간에 RRC 메시지를 서로 교환한다.

도 4는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다. 도 5는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다. 이는 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸다. 데이터 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.

도 4 및 5를 참조하면, 제1 계층인 물리계층(PHY(physical) layer)은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층과는 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 MAC 계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신 측과 수신 측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조되며, 시간과 주파수를 무선자원으로 활용할 수 있다.

제2 계층의 MAC 계층은 논리채널(logical channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에게 서비스를 제공한다. 제2 계층의 RLC계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. RLC 계층에는 데이터의 전송방법에 따라 투명모드(Transparent Mode, TM), 비확인 모드(Unacknowledged Mode, UM) 및 확인모드(Acknowledged Mode, AM)의 세 가지의 동작모드가 존재한다. AM RLC는 양방향 데이터 전송 서비스를 제공하고, RLC PDU(Protocol Data Unit)의 전송 실패시 재전송을 지원한다.

제2 계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP(Internet Protocol) 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 패킷을 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어 정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더 압축(header compression) 기능을 수행한다.

제3 계층의 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선 베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 E-UTRAN 간의 데이터 전달을 위해 제2 계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 단말의 RRC와 네트워크의 RRC 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 모드(RRC Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 아이들 모드(RRC Idle Mode)에 있게 된다.

RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향링크 전송채널(transport channel)로는 시스템 정보(System Information)를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 DL-SCH(Downlink-Shared Channel) 등이 있다. 하향링크 브로드캐스트 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 DL-SCH를 통해 전송될 수도 있다. 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향링크 전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 UL-SCH(Uplink-Shared Channel)가 있다.

하향링크 전송채널에 맵핑되는 하향링크 물리채널로는 BCH의 정보를 전송하는 PBCH(Physical Broadcast Channel), PCH와 DL-SCH의 정보를 전송하는 PDSCH(Physical Downlink shared Channel), 그리고 하향링크 또는 상향힝크 무선자원 할당정보(DL/UL Scheduling Grant)등과 같이 제1계층과 제2계층에서 제공하는 제어 정보를 전송하는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)이 있다. PDCCH는 하향링크 L1/L2 제어채널이라고도 한다. 상향링크 전송채널에 맵핑되는 상향링크 물리채널로는 UL-SCH의 정보를 전송하는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel), RACH 정보를 전송하는 PRACH(Physical Random Access Channel), 그리고 HARQ ACK/NACK 신호, 스케줄링 요청(Scheduling Request) 신호, CQI(Channel Quality Indicator) 등과 같이 제1계층과 제2계층에서 제공하는 제어 정보를 전송하는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 있다.

이하, 시간 동기 보정(Time Alignment)에 대하여 살펴본다. OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex) 기반의 시스템에서는 사용자 간의 간섭을 최소화하 기 위하여 단말과 기지국 간의 시간 동기를 맞추는 것이 중요하다.

단말과 기지국 간의 상향링크 시간 동기를 맞추기 위하여 랜덤 액세스 과정을 수행한다. 즉, 기지국은 단말이 전송하는 랜덤 액세스 프리앰블을 통하여 시간 동기 값을 측정하고, 시간 동기 보정 값을 랜덤 액세스 응답을 통하여 단말에 제공한다. 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신한 단말은 상기 시간 동기 보정 값을 적용시키고, 시간 동기 타이머(Time Alignment Timer)를 시작한다. 또한, 기지국은 랜덤 액세스 프리앰블 이외의 방법으로 단말의 시간 동기 값을 측정할 수도 있다. 이때, 필요에 따라 기지국은 단말에 상기 시간 동기 보정 값을 제공할 수 있다.

시간 동기 타이머가 설정되어 있는 경우, 단말이 시간 동기 명령(Command)을 주기적으로 수신하면 단말은 상기 시간 동기 명령을 적용하고, 시간 동기 타이머를 시작하거나, 이미 시간 동기 타이머가 작동 중이면 상기 시간 동기 타이머를 재시작한다. 시간 동기 타이머가 만료되거나 작동되지 않으면, 상향링크 데이터를 전송하기 이전에 상향링크 시간 동기를 획득하기 위하여 랜덤 액세스 과정을 시도한다. 또한, 시간 동기 타이머가 만료하면, 단말은 PUCCH 및 SRS(Sounding Reference Signal) 자원을 해제한다.

시간 동기 타이머의 작동 중에는 단말과 기지국 간의 시간 동기가 유지되어 있고, 시간 동기 타이머가 만료되거나 작동되지 않으면 단말과 기지국 간의 시간 동기가 유지되지 않는다. 단말과 기지국 간의 시간 동기가 유지되지 않으면 SR(Scheduling Request)과 CQI(Channel Quality Indicator)를 위한 PUCCH 자원을 잃게 되고, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 제외한 다른 상향링크 데이터를 전송할 수 없다. 이때, 단말은 상향링크 시간 동기를 맞추기 위하여 랜덤 액세스 과정을 시작한다.

도 6은 종래 기술에 따른 시간 동기 타이머가 만료되었을 때 단말의 동작을 나타낸다.

도 6을 참조하면, 시간 동기 타이머가 만료된 경우(S600), 단말은 단말의 MAC 계층으로부터 단말의 RRC 계층으로 시간 동기 타이머가 만료되었다는 사실을 알린다(S601). 다음으로, 단말은 제어 자원 해제 명령을 단말의 RRC 계층으로부터 단말의 PHY 계층으로 전송한다(S602). 여기서, 제어 자원으로는 PUCCH 및 SRS 등이 있다. 또한, 단말은 단말의 RRC 계층으로부터 단말의 MAC 계층으로 랜덤 액세스 과정을 시작할 것을 요청한다.

다음으로, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블(Random Access Preamble)을 기지국으로 전송한다(S603). 랜덤 액세스 프리앰블은 단말의 MAC 계층으로부터 기지국의 MAC 계층으로 전송된다. 랜덤 액세스 프리앰블을 수신한 기지국은 단말로 랜덤 액세스 응답 (Random Access Response)메시지를 전송한다(S604). 상기 랜덤 액세스 응답 메시지는 단말의 시간 동기 보정 값 (Time Alignment Value) 및 상향링크 무선자원 할당정보 등을 포함한다. 랜덤 액세스 응답 메시지는 기지국의 MAC 계층으로부터 단말의 RRC 계층으로 전송된다.

랜덤 액세스 응답 메시지를 수신한 단말은 단말의 RRC 계층으로부터 기지국의 RRC 계층으로 상향링크 데이터 전송을 위한 RRC 시그널링을 전송한다(S605). 여기서, RRC 시그널링은 랜덤 액세스 응답 메시지에 포함된 상향링크 무선자원 할당 정보를 이용하여 전송된다. RRC 시그널링을 수신한 기지국은 기지국의 RRC 계층으로부터 단말의 RRC 계층으로 상향링크 데이터 전송을 위한 RRC 시그널링을 전송한다(S605). 기지국은 RRC 시그널링에 제어 자원 정보를 포함하여 전송한다. 제어 자원 정보를 수신한 단말은 단말의 RRC 계층으로부터 단말의 PHY 계층으로 제어 자원을 설정한다(S606).

단말은 기지국으로 스케줄링 요청 메시지를 전송한다(S607). 스케줄링 요청 메시지를 수신한 기지국은 단말로 PDCCH를 통하여 상향링크 무선자원 할당 정보를 전송한다(S608). 단말은 할당된 상향링크 무선자원을 통하여 단말 식별자가 포함된 메시지를 기지국으로 전송한다(S609). 상기 단계 S607 내지 단계 S609는 단말의 MAC 계층과 기지국의 MAC 계층 간에 이루어진다.

이상과 같이, 단말이 상향링크로 전송할 데이터가 있는 경우, 시간 동기 타이머가 만료되었거나 작동되지 않으면, 랜덤 액세스 과정을 통하여 시간 동기를 맞춘다. 그러나, 도 6에 따르면, 시간 동기 타이머가 만료된 경우 단말은 PUCCH 자원 및 SRS 자원과 같은 제어 자원을 해제한 후, 기지국으로부터 상기 제어 자원을 새롭게 설정받는다.

여기서, 제어 자원을 해제하고 재설정하는 과정에서 추가적인 시간이 요구되어 상향링크 데이터 전송이 지연되는 문제가 있다. 이에 따라, 시간동기 타이머가 만료되거나, 작동되지 않는 경우 상향링크 데이터를 신속하고 효율적으로 전송하는 방법이 필요하다.

도 7은 시간 동기가 맞지 않게 된 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 동작을 나타낸다.

단말과 기지국 간의 시간 동기가 맞지 않게 되면 시간 동기 타이머가 만료한다(S700). 일반적으로, 시간 동기 타이머는 기지국으로부터 단말로 전송되는 하향링크 시간 동기 MAC 제어 요소(Control Element)를 수신하면 재시작(Restart)하지만, 시간 동기 타이머가 만료되기 전까지 상기 시간 동기 MAC 제어 요소를 수신하지 못하면 시간 동기 타이머는 만료된다.

단말과 기지국 간의 시간 동기가 맞지 않게 되면, 기지국은 단말의 제어 자원의 사용을 중지시킨다(S701). 여기서, 제어 자원은 PUCCH 자원 및 SRS 자원 등이며, 전용 상향링크 제어 자원(Dedicated Uplink Control Resource)을 의미한다. 상향링크 시간 동기가 맞지 않는 경우, 랜덤 액세스 프리앰블을 제외한 상향링크 데이터 전송은 이루어지지 못한다. 여기서 기지국은 단말로 제어 자원 사용 중지 메시지를 전송함으로써 제어 자원의 사용을 중지시킬 수 있다.

그리고 기지국은 제어 자원이 해당 단말을 제외한 다른 단말로 할당되는 것을 중지시킨다(S702). 해당 단말이 기지국과 동기가 맞게 될 때까지 기지국은 단말에게 할당했던 제어 자원을 다른 단말에게 할당하지 않는다.

그리고 기지국은 단말과의 동기화를 수행한다(S703).

기지국은 단말과의 동기를 맞추기 위해 예컨대 단말로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 수신할 수 있다. 단말이 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 것은 상향링크 시간 동기를 얻기 위한 것으로, 경합 기반 랜덤 액세스 과정의 일부이다. 일반적으로, 단말은 기지국으로부터 전송받은 시스템 정보를 이용하여 선택된 PRACH 자원(PRACH Resource)을 통하여 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다. 시스템 정보는 가능한 랜덤 액세스 프리앰블의 집합에 관한 정보를 포함하고, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블의 집합에서 임의로 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다.

랜덤 액세스 프리앰블을 수신한 기지국은 단말로 랜덤 액세스 응답 메시지를 전송한다. 상기 랜덤 액세스 응답 메시지는 상향링크 동기화를 위한 시간 동기 보정 값(Time Alignment Value), 상향링크 무선자원 할당 정보, 랜덤 액세스를 수행하는 단말들을 식별하기 위하여 수신한 랜덤 액세스 프리앰블의 인덱스 및 임시 C-RNTI(Temporary Cell-Radio Network Temporary Identity)를 포함한다. 시간 동기 보정 값을 수신한 단말은 상기 시간 동기 보정 값을 적용하여 시간 동기 타이머를 재시작할 수 있다.

랜덤 액세스 응답 메시지를 수신한 단말은 기지국으로 상기 상향링크 무선자원 할당정보를 이용하여 단말 고유 식별자를 포함하는 스케줄링 메시지를 전송한다. 여기서, 단말 고유 식별자는 C-RNTI 또는 상위 계층 식별자일 수 있다. 고유 식별자는 경합 해결을 위해 사용되므로 경합 해결 식별자(Contention Resolution Identifier)라고도 한다.

단말 고유 식별자를 포함하는 메시지를 수신한 기지국은 단말로 상향링크 무선자원 할당정보를 포함하는 경합 해결 메시지를 전송한다. 이때, 상기 상향링크 무선자원 할당정보가 단말이 전송한 상기 단말 고유 식별자에 의하여 지정된 상향링크 무선자원 할당정보와 동일하다면, 경합 해결이 된 것으로 판단한다.

단말과 기지국 간의 동기를 맞추는 과정이 단말의 MAC 계층과 기지국의 MAC 계층 간에 이루어지는 경우, RRC 시그널링을 하는 경우에 비하여 간단하고 신속하게 상향링크 동기화를 이룰 수 있다.

이 과정을 통해 기지국은 단말과의 동기가 맞추어졌는지를 판단한다(S704). 여기서, 기지국이 동기가 맞추어졌는지를 직접 탐지하거나 인지하는 대신에, 동기화가 성공적으로 수행된 경우 단말로부터 동기가 맞추어졌다는 메시지를 수신할 수도 있다.

동기화 수행 결과, 단말과 기지국이 서로 동기가 맞추어졌다면 기지국은 상기 제어 자원의 사용을 재개한다(S705). 이 때 기지국은 단말로 제어 자원 사용 재개 메시지 또는 제어 자원 재개 메시지를 전송하여 제어 자원의 사용이 재개되었음을 단말에 알려줄 수 있다. 제어 자원의 사용이 재개되면, 단말은 재개된 제어 자원을 통해 데이터를 전송한다(S706).

기지국이 단말에 제어 자원을 사용을 중지시키기 위해 전송하는 제어 자원 사용 중지 메시지나, 사용이 중지되었단 제어 자원의 사용이 재개되었음을 알리기 위해 전송하는 제어 자원 사용 재개 메시지 또는 제어 자원 재개 메시지는 RRC 메시지, MAC 제어 요소 또는 MAC 메시지, 혹은 PDCCH를 통하여 전송이 될 수 있다. 이는 제어 자원을 새로 할당하는 것이 아니기 때문에 가능하다. 또한 PDCCH를 통한 전송의 경우 DL-SCH를 통한 전송에 비하여 HARQ ACK/NACK을 필요로 하지 않고, 메시지 전송의 신뢰도를 높일 수 있다

상술한 세 가지 메시지 전송 방식 모두 독립적으로 새로운 메시지 포맷을 생성하거나, 기존의 메시지 포맷에 새로운 필드를 추가하는 것이 가능하다.

기지국이 단말에 제어 자원을 사용을 중지시키기 위해 전송하는 메시지나, 사용이 중지되었단 제어 자원의 사용이 재개되었음을 알리기 위해 전송하는 메시지에 관하여 상술한 내용은 이하의 다른 실시예에서도 동일하게 적용 가능하다.

도 8은 시간 동기가 맞지 않게 된 경우의 본 발명의 다른 실시예에 따른 단말의 동작을 나타낸다.

단말과 기지국 간의 동기가 맞지 않게 되면, 시간 동기 타이머가 만료된다(S800). 그러면 기지국은 단말의 제어 자원의 사용을 중지시킨다(S801). 여기서 기지국은 단말에 일정 포맷의 제어 자원 사용 중지 메시지를 전송함으로서 제어 자원의 사용이 중지되었다는 것을 알려줄 수 있다. 그리고 그 제어 자원이 다른 단말로 할당되는 것도 금지시킨다(S802).

단말과 기지국은 동기화를 수행한다(S803). 이 때, 단말과 기지국이 동기화를 수행하였으나 동기가 맞추어지지 않을 수 있다(S804).

이 후 기지국은 단말과의 동기가 맞추어지지 않았음을 판단 또는 인지할 수 있다(S805). 여기서, 기지국이 동기화 성공 여부를 탐지하거나 인지하는 대신에 단말이 동기화가 실패하면 기지국으로 동기화 실패를 알리는 메시지를 전송할 수도 있다.

기지국은 제어 자원의 사용 중지 중에 시도된 동기화 수행이 실패하였다고 판단되면, 해당 제어 자원을 해제할 수 있다(S806).

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 나타낸다.

도 9를 참조하면, 단말과 기지국 간의 동기가 맞지 않게 되면 기지국은 단말 의 제어 자원 사용을 중지시킨다(S901). 여기서도 기지국은 단말로 제어 자원 사용 중지 메시지를 전송함으로써 제어 자원의 사용을 중지시킬 수 있다. 그리고 해당 제어 자원이 다른 단말에 할당되는 것도 금지시킨다(S902).

그리고 제어 자원 재개 타이머가 개시된다(S903). 제어 자원 재개 타이머는 기지국 또는 단말에 포함될 수 있다. 제어 자원 재개 타이머는 동기가 맞지 않음으로 인해 단말의 제어 자원의 사용이 중지된 후 개시되어, 동기화가 다시 이루어지면 해제되는 타이머이다.

제어 자원 재개 타이머가 개시되면서 단말과 기지국간의 동기화 동작이 시작되면(S904), 제어 자원 재개 타이머가 개시된 후 만료되기 전까지 동기가 맞추어졌는지 여부에 따라 단말과 기지국의 동작이 달라진다(S905).

이와 같이 상향링크 동기가 맞지 않아 시간 동기 타이머가 만료한 경우 단말은 상향링크 동기를 얻기 위하여 랜덤 액세스 과정을 시도할 수 있다. 랜덤 액세스 과정 등을 수행함으로써 제어 자원 재개 타이머가 만료되기 전에 단말과 기지국 간의 동기가 맞추어졌다면 단말은 기지국으로 동기가 맞추어졌다는 메시지를 전송할 수 있다(S906). 그러면 기지국은 해당 단말의 제어 자원 사용을 재개한다(S907). 마찬가지로, 여기서도 기지국은 단말로 제어 자원 재개 메시지를 전송하여 제어 자원의 사용이 재개되었음을 단말에 알려줄 수 있다. 그러면 단말은 사용이 재개된 제어 자원을 통하여 상향링크 데이터를 전송한다(S908).

만일 일정 시간 내에 랜덤 액세스 과정이 성공하지 못하면, 기지국은 해당 제어 자원을 해제하게 된다. 즉 동기화 수행이 일정 시간 내에 이루어지지 않은 경 우, 제어 자원 타이머는 만료된다(S909). 그러면 기지국은 사용을 중지시켰던 제어 자원을 해제한다(S910).

상술한 모든 방법은 상기 방법을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로 제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서 또는 도 3에 도시된 단말의 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.

도 1은 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도.

도 2는 E-UTRAN과 EPC 간의 기능 분할(functional split)을 나타낸 블록도.

도 3은 단말의 요소를 나타낸 블록도.

도 4는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도.

도 5는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도.

도 6은 종래 기술에 따른 시간 동기 타이머가 만료되었을 때 단말의 동작을 나타낸 도면.

도 7은 시간 동기가 맞지 않게 된 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 동작을 나타낸 도면.

도 8은 시간 동기가 맞지 않게 된 경우의 본 발명의 다른 실시예에 따른 단말의 동작을 나타낸 도면.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 나타낸 도면.

Claims (13)

1. 단말의 시간 동기 타이머가 만료되면 상기 단말의 제어 자원의 사용을 중지하는 단계;

   상기 단말과의 동기를 맞추는 단계;

   상기 단말과의 동기가 맞추어지면 상기 제어 자원의 사용을 재개하고, 상기 단말과의 동기가 맞추어지지 않으면 상기 제어 자원을 해제하는 단계를 포함하는 무선자원 관리 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제어 자원의 사용을 중지한 후, 제어 자원 재개 타이머를 개시하는 단계를 더 포함하며,

   상기 제어 자원 재개 타이머가 만료하기 전에 상기 단말과의 동기가 맞추어지면 상기 제어 자원의 사용을 재개하여 사용이 재개된 상기 제어 자원을 통해 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는 무선자원 관리 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제어 자원의 사용을 중지한 후, 제어 자원 재개 타이머를 개시하는 단 계를 더 포함하며,

   동기가 맞추어지기 전에 상기 제어 자원 재개 타이머가 만료되면 상기 제어 자원을 해제하는 것을 특징으로 하는 무선자원 관리 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 단말과의 동기가 맞추어지면 상기 단말로부터 동기화 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 무선자원 관리 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제어 자원의 사용을 중지하는 경우 상기 단말로 제어 자원 사용 중지 메시지를 전송하고,

   상기 제어 자원의 사용을 재개하는 경우 상기 단말로 제어 자원 재개 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 무선자원 관리 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 제어 자원 사용 중지 메시지 및 상기 제어 자원 재개 메시지는 RRC(radio resource control) 메시지, MAC(Medium Access Control) 메시지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무선자원 관리 방법.
7. 제5항에 있어서,

   상기 제어 자원 사용 중지 메시지 및 상기 제어 자원 재개 메시지는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 무선자원 관리 방법.
8. 시간 동기 타이머가 만료되면 기지국으로부터 제어 자원의 사용을 중지하는 제어 자원 사용 중지 메시지를 수신하는 단계;

   상기 제어 자원을 통한 데이터의 전송을 중지하는 단계;

   상기 기지국과의 동기를 맞추는 단계;

   상기 기지국으로부터 상기 제어 자원의 사용을 재개하는 제어 자원 재개 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 무선자원 관리 방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 기지국과의 동기가 맞추어지면 상기 기지국으로 동기화 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 무선자원 관리 방법.
10. 제8항에 있어서,

    상기 제어 자원 사용 중지 메시지를 수신하면 자원 재개 타이머를 개시하는 단계를 더 포함하며,

    상기 자원 재개 타이머가 만료되기 전에 상기 제어 자원 재개 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 무선자원 관리 방법.
11. 제8항에 있어서,

    상기 제어 자원 사용 중지 메시지 또는 상기 제어 자원 재개 메시지는 RRC(radio resource control) 메시지, MAC(Medium Access Control) 메시지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 무선자원 관리 방법.
12. 제8항에 있어서,

    상기 제어 자원 사용 중지 메시지 및 상기 제어 자원 재개 메시지는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 통해 수신되는 것을 특징으로 하는 무선자원 관리 방법.
13. 제8항에 있어서,

    상기 제어 자원은 상기 기지국과의 동기가 맞추어질 때까지 다른 단말에 할당되지 않는 것을 특징으로 하는 무선자원 관리 방법.

Images