KR20090091669A - 핸드오버를 위한 랜덤 액세스 절차 개선 방법 및 장치 - Google Patents

핸드오버를 위한 랜덤 액세스 절차 개선 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

무선 통신 시스템의 사용자 기기 (UE)에서 핸드오버를 위한 랜덤 액세스 절차를 개선하는 방법이 개시된다. 본 발명의 방법은 핸드오버 절차를 수행할 때 랜덤 액세스 절차를 개시하는 단계, 및 소정 시간 내에 유효한 랜덤 액세스 응답이 수신되지 않을 때나 랜덤 액세스 절차의 경합 (contention)이 성공적이라 간주되지 않을 때, 랜덤 액세스 프리앰블 (preamble) 전송의 최대 회수에 도달했는지 여부와 무관하게 핸드오버 절차가 성공할 때까지, 혹은 핸드오버 절차의 가동 시간이 만기될 때까지 랜덤 액세스 프리앰블 전송을 반복하는 단계를 포함한다.

Description

핸드오버를 위한 랜덤 액세스 절차 개선 방법 및 장치{Method and apparatus for improving random access procedure for handover}
관련 출원들에 대한 상호 참조
이 출원은 "Method and apparatus for improving random access procedure for handover in a wireless communication system"이라는 제목으로 2008년 2월 25일 출원된 미국 가출원 번호 61/031,016을 우선권 주장하며, 우선권 주장 가출원의 내용은 참조의 형식으로 이 명세서에 포함된다.
본 발명은 핸드오버를 위한 랜덤 액세스 절차의 개선 방법 및 장치에 관한 것으로, 더 상세히 말해 사용자 기기가 아이들 상태 (idle)로 되거나 교착 상태가 되지 않도록 하는, 핸드오버를 위해 랜덤 액세스 절차를 개선하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
3G 모바일 통신 시스템 상에 설정되는 고급형 고속 무선 통신 시스템인 LTE (Long Term Evolution) 무선 통신 시스템 (LTE 시스템)은 패킷 교환형 전송만을 지원하고, 하나의 단독 통신 사이트, 가령 노드 B (NB)와 라디오 네트워크 제어기 (RNC, Radio Network Controller) 각각에서가 아닌 노드 B 단독 사이트에서만 MAC (Medium Access Control) 계층 및 RLC (Radio Link Control) 계층 모두를 구현하는 경향이 있어, 시스템 구조가 단순해지게 된다.
LTE에서는, UE가 가령 핸드오버 절차 같은 소정의 라디오 자원 제어 (RRC, Radio Resource Control) 절차를 수행할 때, 그에 따라 NB와 접속을 설정하기 위해 MAC 계층에 의한 랜덤 액세스 절차가 개시된다. 랜덤 액세스 절차는, UE에 의해 사용되는 랜덤 액세스 채널 (RACH, Random Access Channel) 자원이 네트워크에 의해 할당되었는지 UE 자체에 의해 무작위로 선택되었는지 여부에 따라, 경합 기반 (contention-based)이나 비경합 기반 (non-contention-based) 방식으로 개시될 수 있다.
도 1은 경합 기반 랜덤 액세스 절차의 개략도를 보인 것이다. 도 1에 도시된 것과 같이, 경합 기반 랜덤 액세스 절차는 주로 다음과 같은 네 가지 절차들을 포함한다: (1) "업링크를 통한 RACH 상의 랜덤 액세스 프리앰블" 단계, (2) "다운링크 공유 채널 (DL-SCH, Downlink Share Channel) 상의 랜덤 액세스 응답" 단계, (3) "업링크 공유 채널 (UL-SCH, Uplink Share Channel) 상의 스케줄링된 전송" 단계, (4) "PDCCH 또는 DL-SCH 상의 경합 해결 (contention resolution) 단계. 종래 기술에서는, UE가 낮은 전송 전력 또는 경합 실패 (contention failure) 등의 원인들로 인해 랜덤 액세스 응답 단계나 경합 해결 단계시 NB로부터 유효한 응답을 수신할 수 없을 경우, UE는 네트워크로부터 유효한 응답이 수신되거나 랜덤 액세스 절차의 실패 상황, 예컨대 랜덤 액세스 프리앰블 전송의 최대 회수에 이를 때까지, 랜덤 액세스 프리앰블 단계를 반복해야 한다, 즉, 랜덤 액세스 프리앰블을 NB로 재 전송해야 한다.
도 2는 핸드오버 절차에 의해 개시된 경합 기반 랜덤 액세스 절차의 개략도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 핸드오버 절차가 RRC 접속 재설정 (RRC Connection Reconfiguration) 메시지에 따라 수행될 때, UE는 핸드오버를 위한 랜덤 액세스 절차를 개시해야 한다. UE가 무작위로 선택된 공통 프리앰블 (Common Preamble)을 사용하면, 개시된 랜덤 액세스 절차는 경합 기반 랜덤 액세스 절차이다. 그러한 상황에서, UE는 먼저 그 랜덤 액세스 프리앰블을 타깃 NB로 전송한다. NB가 랜덤 액세스 응답 (Random Access Response) 메시지를 응신한 뒤, UE는 셀 라디오 네트워크 일시 식별자 (C-RNTI, Cell Radio Network Temporary Identifier) MAC 제어 엘리먼트 및 RRC 접속 재설정 완료 (RRC Connection Reconfiguration Complete) 메시지를 포함하는 MAC 프로토콜 데이터 유닛 (PDU, Protocol Data Unit)을 NB로 보내 RRC 접속을 요청한다. MAC PDU가 UE 아이디를 보유하기 때문에, UE로부터 핸드오버를 위한 RRC 접속 요청이 받아들여진 경우 NB는 경합 해결 단계를 통해, UE로 어드레스된 물리적 다운링크 제어 채널 (PDCCH, Physical Downlink Control Channel) 시그날링을 전송할 것이고, 그에 따라 핸드오버 절차는 UE에 의해 성공적이라고 간주될 수 있다.
한편, 개시된 랜덤 액세스 절차가 비경합 기반의 것이면, 네트워크에 의해, 사용된 RACH 자원이 할당되고, 랜덤 액세스 절차는 두 단계로 단순화된다: (1) "업링크를 통한 RACH 상의 랜덤 액세스 프리앰블" 단계, (2) "DL_SCH 상의 랜덤 액세스 응답" 단계. UE가 NB로부터 유효한 응답을 수신하면, 랜덤 액세스 절차는 성공 한 것으로 간주된다. 마찬가지로, 낮은 전송 전력이나 경합 실패 같은 요인들로 인해 일정한 시간 안에 UE가 NB로부터 유효한 응답을 수신할 수 없다면, UE는 네트워크로부터 유효한 응답이 성공적으로 수신되거나 랜덤 액세스 절차의 실패 상황에 이를 때까지 랜덤 액세스 프리앰블 단계를 반복한다, 즉, NB로 랜덤 액세스 프리엠블을 재전송한다.
이 외에도, 핸드오버 절차에 의해 개시되는 랜덤 액세스 절차의 동작 시간을 규정하기 위해, 핸드오버 절차에 타이머 T304가 도입된다. 관련 동작은 이하에서 기술된다. 핸드오버 명령이 수신될 때, UE가 타이머 T304를 시동한다; 그리고 핸드오버 절차가 성공할 때, UE는 타이머 T304를 정지시킨다. 한편, 타이머 T304가 만기될 때 핸드오버 절차가 성공 못했으면, UE는 핸드오버 절차 실패를 결정하여, NB와 RRC 접속을 재설정하기 위한 접속 재설정 절차를 수행하고자 한다.
따라서, 핸드오버 절차는, 그 절차가 성공하거나 타이머 T304가 만기될 때까지 수행될 것이다. 그러나, 현재의 MAC 사양에 따르면, 핸드오버를 위한 랜덤 액세스 절차는 랜덤 액세스 프리앰블 전송의 최대 회수에 도달할 때 종료된다. 그러한 상황에서는, 타이머 T304가 만기되기 전에 UE가 랜덤 액세스 프리앰블 전송의 최대 회수에 도달했다는 이유로 인해 랜덤 액세스 절차가 끝나게 될 가능성이 있다.
간단히 말해, 랜덤 액세스 절차의 종료 및 타이머 T304 만기 사이의 기간 동안, UE가 행해야 할 어떠한 액션도 특정되어 있지 않기 때문에, 이것이 UE를 아이들 상태에 놓이게 하거나 이도 저도 못하는 상태에 놓이게 한다.
본 발명의 목적은 사용자 기기 (UE)가 아이들 상태로 되거나 교착 상태에 놓이지 않도록, 무선 통신 시스템의 UE에서 핸드오버를 위한 랜덤 액세스 절차를 개선하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따르면, 무선 통신 시스템의 사용자 기기 (UE)에서 핸드오버를 위한 랜덤 액세스 절차를 개선하는 방법이 개시된다. 이 방법은 핸드오버 절차를 수행할 때 핸드오버를 위한 랜덤 액세스 절차를 시작하는 단계; 및 소정 시간 내에 유효한 랜덤 액세스 응답이 수신되지 않거나 랜덤 액세스 절차의 경합이 성공적이라고 간주되지 않을 때, 랜덤 액세스 프리앰블 전송의 최대 회수에 도달했는지 여부에 상관없이 핸드오버 절차가 성공하거나 핸드오버 절차의 가동 시간이 만기될 때까지 랜덤 액세스 프리앰블 전송을 반복하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 무선 통신 시스템의 사용자 기기 (UE) 내에서 핸드오버를 위한 랜덤 액세스 절차를 향상시키는 통신 기기가 개시된다. 이 통신 기기는 프로그램을 실행하기 위한 프로세서, 및 상기 프로세서와 연결되고 상기 프로그램 코드를 저장하는 메모리를 포함한다. 프로그램 코드는, 핸드오버 절차를 수행할 때 핸드오버를 위한 랜덤 액세스 절차를 시작하는 단계; 및 소정 시간 내에 유효한 랜덤 액세스 응답이 수신되지 않거나 랜덤 액세스 절차의 경합이 성공적이라고 간주되지 않을 때, 랜덤 액세스 프리앰블 전송의 최대 회수에 도달했는지 여부에 상관없이 핸드오버 절차가 성공하거나 핸드오버 절차의 가동 시간이 만기될 때까지 랜덤 액세스 프리앰블 전송을 반복하는 단계를 포함한다.
이 기술분야의 당업자가 다양한 도면들에 도시된 바람직한 실시예에 대한 이하의 상세 설명을 읽고 났을 때 본 발명의 상기 및 기타 목적들은 의심의 여지없이 자명하게 될 것이다.
본 발명에 따라 무선 통신 시스템의 UE에서 핸드오버를 위한 랜덤 액세스 절차를 개선하는 방법 및 장치를 제공함으로써, 사용자 기기 (UE)가 아이들 상태로 되거나 교착 상태에 놓이지 않도록 보장된다.
도 3은 무선 통신 시스템(10)의 개략도를 도시한 것이다. 무선 통신 시스템(10)은 LTE (long-term evolution) 시스템임이 바람직하며, 간단히 네트워크 및 복수의 UE들로 이뤄진다. 도 3에서, 네트워크 및 UE들은 단순히 무선 통신 시스템(10)의 구조를 예시하기 위해 사용된다. 실제로, 네트워크는 실질적 수요에 따라 복수의 기지국들 (노드 B들), 라디오 네트워크 제어기들 등등을 포함할 것이며, UE들은 모바일 전화, 컴퓨터 시스템 등등의 기기들일 수 있다.
도 4는 무선 통신 시스템 내 통신 기기(100)의 기능 블록도이다. 간결성을 위해, 도 4는 통신 기기(100)의 입력 장치(102), 출력 장치(104), 제어 회로(106), 중앙 처리 유닛 (CPU)(108), 메모리(110), 프로그램 코드(112), 및 트랜시버(114) 만을 보이고 있다. 통신 기기(100)에서, 제어 회로(106)는 CPU(108)를 통해 메모 리(110) 내 프로그램 코드(112)를 실행하고, 그에 따라 통신 기기(100)의 동작을 제어하게 된다. 통신 기기(100)는 사용자가 키보드 같은 입력 장치(102)를 통해 입력한 신호들을 수신할 수 있고, 모니터나 스피커들 같은 출력 장치(104)를 통해 이미지들 및 소리들을 출력할 수 있다. 트랜시버(114)는 무선 신호들을 송수신하고, 수신된 신호를 제어 회로(106)로 전달하고, 제어 회로(106)에 의해 생성된 신호를 무선 출력하는데 사용된다. 통신 프로토콜 체계에서 볼 때, 트랜시버(114)는 계층 1의 한 부분으로 간주될 수 있고, 제어 회로(106)는 계층 2 및 계층 3의 기능들을 구현하는데 사용될 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 프로그램 코드(112)의 다이어그램이다. 프로그램 코드(112)는 어플리케이션 계층(200), 계층 3(202), 및 계층 2(206)을 포함하고, 계층 1(218)과 연결되어 있다. 계층 3(202)은, 라디오 자원 제어 (RRC) 절차들을 통해 RRC 메시지들을 NB나 라디오 액세스 네트워크 같은 다른 통신 기기와 교환하기 위해, 그리고 RRC 메시지들 및 그 정보 엘리먼트들 (IEs, Information Elements)을 가지고 계층 1(218) 및 계층 2(206)를 제어하기 위해 RRC 개체(222)를 포함한다. 계층 2(206)는 상위 계층들로부터의 패킷들을 전달하기 위해 확인 모드 (AM, Acknowledged Mode), 미확인 모드 (UM, Unacknowledged Mode) 및 투과 모드 (TM, Tramsparent Mode)로 동작될 수 있는 라디오 링크 제어 (RLC, radio link control) 개체(224)를 포함한다. RLC 개체(224)의 하위 개체가 되는 미디엄 액세스 제어 (MAC, medium access control) 개체(224)는 랜덤 액세스 채널 (RACH, random access channel)을 통해 랜덤 액세스 프리앰블 같은 업링크 설정 및 정보를 전송하 기 위한 랜덤 액세스 절차를 개시하는데 사용된다.
RRC 접속 재설정 메시지 같은 RRC 메시지에 따라 UE가 핸드오버 절차를 수행할 때, 그에 따라 MAC 개체(224)에 의해 핸드오버를 위한 랜덤 액세스 절차가 개시된다. 그러한 상황에서, 본 발명의 실시예는 UE가 아이들 상태로 되거나 교착상태가 되는 것을 막기 위해 랜덤 액세스 절차 개선 프로그램 코드(220)를 제공한다. 도 6은 프로세스(40)의 개략도를 도시한 것이다. 이 프로세스(40)는, 무선 통신 시스템(10)의 UE 안에서 핸드오버를 위한 랜덤 액세스 절차를 개선하는데 사용되고, 랜덤 액세스 절차 개선 프로그램 코드(220) 안에 컴파일될 (compiled) 수 있다. 이 프로세스(40)는 다음과 같은 단계들을 포함한다:
400 단계: 시작.
402 단계: 핸드오버 절차를 수행할 때 핸드오버를 위한 랜덤 액세스 절차를 개시.
404 단계: 소정 시간 내에 유효한 랜덤 액세스 응답이 수신되지 않거나 랜덤 액세스 절차의 경합이 성공적이라고 간주되지 않을 때, 랜덤 액세스 프리앰블 전송의 최대 회수에 도달했는지 여부에 상관없이 핸드오버 절차가 성공하거나 핸드오버 절차의 가동 시간이 만기될 때까지 랜덤 액세스 프리앰블 전송을 반복.
406 단계: 종료.
프로세스(40)에 따르면, UE가 핸드오버를 위한 랜덤 액세스 절차를 개시한 후, 소정 시간 안에 아무런 유효한 랜덤 액세스 응답도 수신되지 않을 때나 랜덤 액세스절차의 경합이 성공적이라 간주되지 않을 때, UE는 핸드오버 절차가 성공할 때까지 혹은 핸드오버 절차의 가동 시간이 만기될 때까지 랜덤 액세스 프리앰블 전송을 반복한다.
본 발명의 실시예에서 랜덤 액세스 프리앰블 전송의 회수에 대한 제한은 없으며, 핸드오버 절차의 가동 시간이 타이머 T304에 의해 통제된다. 따라서, UE는 핸드오버 절차가 성공하거나 타이머 T304가 만기될 때까지 쉬지않고 랜덤 액세스 프리앰블 전송을 반복할 수 있다. 결국, 본 발명의 실시예는, UE가 랜덤 액세스 프리앰블 전송의 최대 회수에 도달한 시기와 타이머 T304의 만기 때 사이에 아이들 상태로 되거나 교착상태가 되는 것을 막을 수 있다.
물론, 본 발명의 실시예에서 타이머 T304가 만기될 때 UE가 핸드오버 절차를 이행하지 못하면 핸드오버 절차 실패를 결정하는 것 같은 단계들이 프로세스(40)에 포함될 수도 있다. 관련 동작은 배경 기술에 대한 설명 부분에서 찾을 수 있으므로 여기서 다시 설명하지는 않을 것이다.
요약하면, 핸드오버 절차에 의해 개시되는 랜덤 액세스 절차를 향상시키기 위한 방법이 개시되어, 랜덤 액세스 프리앰블 전송의 최대 회수에 도달했는지 여부와 상관없이 핸드오버 절차가 성공하거나 타이머(T304)가 만기될 때까지 UE가 랜덤 액세스 프리앰블 전송을 쉬지않고 반복할 수 있게 된다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 UE가 아이들 상태나 교착 상태에 빠지는 것을 방지할 수 있다.
이 분야의 당업자라면 본 발명의 가르침을 유지하면서 상기 기기 및 방법의 수많은 변경 및 치환이 일어날 수 있다는 것을 쉽게 알 수 있을 것이다. 따라서, 상기 개시사항은 첨부된 청구범위들에 의해서만 제한되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 경합 기반 랜덤 액세스 절차의 개략도이다.
도 2는 핸드오버 절차에 의해 개시된 경합 기반 랜덤 액세스 절차의 개략도이다.
도 3은 무선 통신 시스템의 개략도이다.
도 4는 무선 통신 기기의 기능 블록도이다.
도 5는 도 4의 프로그램 코드에 대한 다이어그램이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 프로세스의 흐름도이다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템의 사용자 기기 (UE)에서 핸드오버를 위한 랜덤 액세스 절차를 개선하는 방법에 있어서,
    핸드오버 절차를 수행할 때 랜덤 액세스 절차를 개시하는 단계; 및
    소정 시간 내에 유효한 랜덤 액세스 응답이 수신되지 않을 때나 상기 랜덤 액세스 절차의 경합 (contention)이 성공적이라 간주되지 않을 때, 랜덤 액세스 프리앰블 (preamble) 전송의 최대 회수에 도달했는지 여부와 무관하게 핸드오버 절차가 성공할 때까지, 혹은 핸드오버 절차의 가동 시간이 만기될 때까지 상기 랜덤 액세스 프리앰블 전송을 반복하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 핸드오버 절차는 라디오 자원 제어 (RRC, Radio Resource Control) 메시지에 의해 유발됨을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 RRC 메시지는 RRC 접속 재설정 (Connection Reconfiguration) 메시지임을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 절차는 비경합 기반 (non-contention-based) 랜덤 액세스 절차임을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 핸드오버 절차는 UE가 유효한 랜덤 액세스 응답을 수신할 때 성공하는 것임을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 절차는 경합 기반 (contention-based) 랜덤 액세스 절차임을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 핸드오버 절차는 상기 랜덤 액세스 절차의 경합이 성공적이라 간주될 때 성공하는 것임을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 절차의 경합은 상기 UE로 어드레스 된 물리적 다운링크 제어 채널 (PDCCH, Physical Downlink Control Channel) 전송을 수신할 때 성공적이라 간주됨을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 핸드오버 절차의 가동 시간은 타이머 T304에 의해 통제됨을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 핸드오버 절차의 가동 시간이 만기될 때 핸드오버 절차 실패를 결정하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
  11. 무선 통신 시스템의 사용자 기기 (UE)에서 핸드오버를 위한 랜덤 액세스 절차를 개선하는 통신 기기에 있어서,
    프로그램 코드를 실행하는 프로세서; 및
    상기 프로세서와 연결되고 상기 프로그램 코드를 저장하는 메모리를 포함하고,
    상기 프로그램 코드는,
    핸드오버 절차를 수행할 때 랜덤 액세스 절차를 개시하는 단계; 및
    소정 시간 내에 유효한 랜덤 액세스 응답이 수신되지 않을 때나 상기 랜덤 액세스 절차의 경합 (contention)이 성공적이라 간주되지 않을 때, 랜덤 액세스 프리앰블 (preamble) 전송의 최대 회수에 도달했는지 여부와 무관하게 핸드오버 절차가 성공할 때까지, 혹은 핸드오버 절차의 가동 시간이 만기될 때까지 상기 랜덤 액세스 프리앰블 전송을 반복하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 통신 기기.
  12. 제11항에 있어서, 상기 핸드오버 절차는 라디오 자원 제어 (RRC, Radio Resource Control) 메시지에 의해 유발됨을 특징으로 하는 통신 기기.
  13. 제12항에 있어서, 상기 RRC 메시지는 RRC 접속 재설정 (Connection Reconfiguration) 메시지임을 특징으로 하는 통신 기기.
  14. 제11항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 절차는 비경합 기반 (non-contention- based) 랜덤 액세스 절차임을 특징으로 하는 통신 기기.
  15. 제14항에 있어서, 상기 핸드오버 절차는 UE가 유효한 랜덤 액세스 응답을 수신할 때 성공하는 것임을 특징으로 하는 통신 기기.
  16. 제11항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 절차는 경합 기반 (contention-based) 랜덤 액세스 절차임을 특징으로 하는 통신 기기.
  17. 제16항에 있어서, 상기 핸드오버 절차는 상기 랜덤 액세스 절차의 경합이 성공적이라 간주될 때 성공하는 것임을 특징으로 하는 통신 기기.
  18. 제17항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 절차의 경합은 상기 UE로 어드레스 된 물리적 다운링크 제어 채널 (PDCCH, Physical Downlink Control Channel) 전송을 수신할 때 성공적이라 간주됨을 특징으로 하는 통신 기기.
  19. 제11항에 있어서, 상기 핸드오버 절차의 가동 시간은 타이머 T304에 의해 통제됨을 특징으로 하는 통신 기기.
  20. 제11항에 있어서, 상기 프로그램 코드는,
    상기 핸드오버 절차의 가동 시간이 만기될 때 핸드오버 절차 실패를 결정하는 단계 를 더 포함함을 특징으로 하는 통신 기기.
KR1020090015454A 2008-02-25 2009-02-24 핸드오버를 위한 랜덤 액세스 절차 개선 방법 및 장치 KR20090091669A (ko)

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