KR20100082693A

KR20100082693A - 이동통신 시스템에서 단말의 랜덤 액세스 제어장치 및 방법

Info

Publication number: KR20100082693A
Application number: KR1020090010251A
Authority: KR
Inventors: 김성훈; 임채만; 강인태; 조준영; 배병재
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2009-01-09
Filing date: 2009-02-09
Publication date: 2010-07-19
Also published as: KR101506171B1

Abstract

이동통신 시스템의 단말 랜덤 액세스 제어 방법이, 랜덤 액세스시 N_TA를 0으로 조정하고 프리앰블을 전송하는 과정과, 기지국으로 수신되는 메시지의 TA 명령에 맞춰서 역방향 전송 타이밍을 조정한 후, TA 타이머를 재시작하며, 기지국의 경합 해결 메시지를 수신을 대기하는 과정과, 상기 경합 해결 메시지 수신시 경합 해결에 실패하면 TA 타이머를 중지하고 프리앰블을 전송하면서 랜덤 액세스 과정을 재개하는 과정으로 이루어진다.

LTE (Long Term Evolution), TA (Timing Advance)

Description

이동통신 시스템에서 단말의 랜덤 액세스 제어장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING RANDOM ACCESS PROCESS OF UE IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신 시스템에서 단말의 랜덤 액세스 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 역방향 전송 타이밍과 TA 타이머를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 시스템은 유럽식 이동통신 시스템인 GSM(Global System for Mobile Communications)과 GPRS(General Packet Radio Services)을 기반으로 하고 광대역(Wideband) 부호분할 다중접속(Code Division Multiple Access, 이하 CDMA라 한다)을 사용하는 제3 세대 비동기 이동통신 시스템이다.

현재 UMTS 표준화를 담당하고 있는3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 UMTS 시스템의 차세대 이동통신 시스템으로서 LTE(Long Term Evolution)에 대한 논의가 진행 중이다. LTE는 최대 100 Mbps 정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술로서 2010년 정도에 상용화하는 것을 목표로 하고 있다. 이를 위해 여러 가지 방안이 논의되고 있는데, 예를 들어 네트워크의 구조를 간단히 해서 통신로 상에 위치하는 노드의 수를 줄이는 방안이나, 무선 프로토콜들을 최대한 무선 채널에 근접시키는 방안 등이 논의 중에 있다.

도 1은 LTE 이동 통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 도시한 바와 같이 차세대 무선 액세스 네트워크(Evolved Radio Access Network, 이하E-RAN라 한다)(110, 112)는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 ENB 또는 Node B라 한다)(120, 122, 124, 126, 128)과, 상위 노드(Access Gateway라 한다)(130, 132)의 2 노드 구조로 단순화된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE라 칭한다)(101)은 E-RAN(110, 112)에 의해 인터넷 프로토콜(Internet Protocol, 이하 IP라 한다) 네트워크로 접속한다.

ENB(120 내지 128)는 UMTS 시스템의 기존 노드 B에 대응된다. ENB는 UE(101)와 무선 채널로 연결되며, 기존 노드 B 보다 복잡한 역할을 수행한다. LTE에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 상황 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 ENB(120 내지 128)가 담당한다. 하나의 ENB는 통상적으로 다수의 셀들을 제어한다. 최대 100 Mbps의 전송속도를 구현하기 위해서 LTE는 최대 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접 속 기술로 사용한다. 또한 단말의 채널 상태에 맞춰 변조 방식(modulation scheme)과 채널 코딩률(channel coding rate)을 결정하는 적응 변조 코딩(Adaptive Modulation & Coding, 이하 AMC라 한다) 방식을 적용한다.

LTE 이동 통신 시스템에서 랜덤 액세스는 여러 가지 목적으로 사용된다. 단말은 랜덤 액세스를 통해 역방향 전송 타이밍을 기지국이 원하는 시점으로 맞추고 역방향으로 소정의 데이터를 전송한다. 도 2는 LTE 이동 통신 시스템에서 랜덤 액세스 과정을 도시하는 도면이다.

상기 도 2를 참조하면, 단말이 215단계에서 임의의 이유로 랜덤 액세스 과정을 시작하면, 220단계에서 소정의 코드 셋 중 하나를 무작위로 선택해서 소정의 전송 자원을 통해 프리앰블을 전송한다. 이 때 상기 프리앰블은 기지국이 역방향 전송 타이밍을 어떻게 조정할 지 판단하는데 사용되므로, 단말은 상기 프리앰블의 최초 전송 타이밍을 순방향 프레임 바운더리에 맞춰서 전송한다. 단말의 역방향 전송 타이밍은 N_TA라는 변수에서 관리되며, N_TA = 0은 상기 순방향 프레임 바운더리와 일치하는 역방향 전송 타이밍을 의미한다.

기지국은 상기 프리앰블을 수신하면, 상기 프리앰블의 수신 시점을 기준으로 단말이 역방향 전송 타이밍을 얼마나 조정해야 할지 판단한다. 상기 역방향 타이밍 조정 값을 TA 명령(Timing Adjustment command)라고 하며, 기지국은 225단계에서 상기 TA 명령과 역방향 전송 자원 정보를 수납한 메시지를 단말에게 전송한다. 상기 메시지를 메시지 2(UL grant, TA command)라고 한다. 단말은 230단계에서 상기 수신한 TA 명령을 적용해서 할당 받은 전송 자원을 통해 역방향 데이터를 전송한 다. 이를 메시지 3을 전송한다고 하며, 메시지 3(first upling message)에는 랜덤 액세스의 목적에 따라서 다양한 종류의 정보가 수납된다. 메시지 3을 수신한 기지국은 235단계에서 메시지 3에 수납된 내용을 포함한 데이터를 상기 단말에게 전송함으로써, 단말이 랜덤 액세스 과정이 성공적으로 완료되었는지 판단할 수 있도록 한다. 이를 경합 해결 메시지(contention resolution message)라고 한다.

상기 경합 해결이 필요한 이유는, 복수의 단말이 동일한 프리앰블을 동시에 전송하였다면 메시지 2와 메시지 3의 송수신은 정상적으로 진행되지만 상기 복수의 단말 중 최대 하나의 단말에 대해서만 랜덤액세스가 성공하기 때문이다. 경합 해결 과정을 좀 더 자세히 설명하면, 단말은 메시지 3을 전송하면서 CR 타이머 (Contention Resolution timer)라는 소정의 타이머를 구동하고, 상기 타이머가 만료될 때까지 경합 해결 메시지를 수신하지 못하면 랜덤 액세스가 실패한 것으로 판단하고 프리엠블 전송 과정으로 회귀한다.

랜덤 액세스 과정을 완료한 단말의 역방향 전송 타이밍은 기지국과 동기가 맞춰진 상태이며, 단말은 상기 설정한 역방향 전송 타이밍을 이용해서 역방향 전송을 수행한다. 단말이 다른 셀로 이동하거나 혹은 동일한 셀에서 많이 이동했을 때, 상기 역방향 전송 타이밍이 더 이상 유효하지 않을 수도 있다. 다시 말해서 단말이 기 설정된 역방향 전송 타이밍에 맞춰서 역방향 전송을 수행하더라도 기지국이 원하는 영역 내에서 상기 역방향 신호가 수신되지 않을 수 있다. 때문에 단말은 일정 기간이 경과하면 기존의 역방향 전송 타이밍이 더 이상 유효하지 않은 것으로 판단한다. 좀 더 구체적으로 말하면 단말은 TA 명령을 성공적으로 수신할 때마다 TA 타 이머(Timing Adjustment timer)라는 소정의 타이머를 구동하거나 재구동하고, TA 타이머가 만료될 때까지 새로운 TA 명령이 수신되지 않으면, 단말은 역방향 전송 타이밍의 동기가 훼손된 것으로 판단하고, 이 후 프리앰블 전송을 제외한 역방향 전송을 수행하지 않는다.

통상적인 랜덤 액세스 과정은 단말의 TA 타이머가 구동되지 않는 상태에서 진행되는경우가 많다. 예외적으로 연결 상태의 단말이 버퍼 상태 보고를 위해서 랜덤 액세스 과정을 수행하는 경우에는 상기 단말의 TA 타이머가 구동 중일 수 있다. 즉 역방향 전송 타이밍이 이미 동기가 맞춰진 상태에서 랜덤 액세스 과정을 수행하는 것이다. 랜덤 액세스 과정은 단말의 역방향 전송 타이밍 조정을 수반하지만, 이미 역방향 전송 타이밍의 동기가 맞춰진 단말의 역방향 전송 타이밍을 어떻게 조정해야 하는지 명확하지 않다.

본 발명의 실시예는 이동통신 시스템에서 TA 타이머가 구동 중인 단말이 랜덤 액세스 과정을 수행할 때 타이머 변수 N_TA와 TA 타이머를 조정하는 방법 및 장치를 제안한다.

본 발명의 제1실시예에 따른 이동통신 시스템의 단말 랜덤 액세스 방법은, 랜덤 액세스시 N_TA를 0으로 조정하고 프리앰블을 전송하는 과정과, 기지국으로 수신되는 메시지의 TA 명령에 맞춰서 역방향 전송 타이밍을 조정한 후, TA 타이머를 재시작하며, 기지국의 경합 해결 메시지를 수신을 대기하는 과정과, 상기 경합 해결 메시지 수신시 경합 해결에 실패하면 TA 타이머를 중지하고 프리앰블을 전송하면서 랜덤 액세스 과정을 재개하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명의 제2실시예에 따른 이동통신 시스템의 단말 랜덤 액세스 방법은, 랜덤 액세스시 TA 타이머가 구동중인가 검사하는 과정과, 상기 TA 타이머 구동시 전용 프리앰블을 사용중인가 검사하는 과정과, 상기 전용 프리앰블 사용시 N_TA를 0으로 설정하고 프리앰블을 전송하는 과정과, 상기 TA 타이머를 중지하고 기지국으로부터 전송되는 메시지의 TA 명령에 따라 역방향 전송 타이밍을 조정하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명의 제3실시예에 따른 이동통신 시스템의 단말 랜덤 액세스 방법은, 랜덤 액세스시 TA 타이머가 구동중인가 검사하는 과정과, 상기 TA 타이머 구동시 전용 프리앰블을 사용중인가 검사하는 과정과, 상기 전용 프리앰블을 사용하지 않으면, N_TA를 TIME_ADVANCE 변수에 저장한 값으로 조정하여 원래의 역방향 전송 타이밍을 복원하고, 기지국으로부터 전송되는 메시지의 TA 명령을 무시하고 남은 랜덤억세스 과정을 수행하는 과정으로 이루어지며, 상기 TIME_ADVANCE는 기지국에서 전송되는 메시지의 TA 명령을 TIME_ADVANCE를 갱신하며, TA MAC CE를 통해 TA 명령을 수신하면 상기 값을 현재 TIME_ADVANCE에 저장된 값과 합산한 값으로 TIME_ADVANCE를 갱신함을 특징으로 한다.

본 발명의 제4실시예에 따른 이동통신 시스템의 단말 랜덤 액세스 방법은, HARQ 프로세스에서 역방향 전송 수행시 최대전송횟수에 도달하였는가 검사하는 과정과, 상기 최대전송횟수 도달시 메시지3의 전송이었으면 임시 식별자 및 HARQ 버퍼에 저장된 데이터를 폐기하고 역방향 전송을 종료하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명의 제1실시예에 따라 이동통신 시스템에서 랜덤액세스를 수행하는 단말장치는, 무선 채널을 통해 MAC PDU를송수신하며, 프리앰블을 전송하는 송수신부와, 상위 계층에서 전달되는 데이터를 MAC PDU로 구성하여 상기 송수신부에 전달하는 MAC PDU 송신 처리부와, 송수신부에서 전달되는 MAC PDU를 처리해서 상위 계층 데이터, TA 명령을 포함하는 메시지 2 및 TA MAC CE를 생성하는 MAC PDU 수신 처리부와, 랜덤 액세스 과정 시작시 N_TA를 0으로 설정하고 TA 타이머를 중지하며, 상기 메시지 2를 통해 새로운 TA 명령을 수신하면 N_TA를 갱신하고 TA 타이머를 구동 하며, 상기 TA 타이머가 중지되거나 만료되면 역방향 신호를 전송하지 않도록 송수신부를 제어하고 N_TA가 변경될 때마다 송수신부가 역방향 전송 타이밍을 조정하도록 제어하는 역방향 전송 타이밍 제어부와, 랜덤 액세스 과정 시작시 프리앰블을 선택해서 송수신부에 전송을 지시하고 이를 역방향 전송 타이밍 제어부에 통보하며, 상기 메시지 2를 통해 TA 명령을 수신하면 이를 역방향 전송 타이밍 제어부에 전달하며, 상기 C-RNTI CE를 포함한 메시지 3 수신시 백오프가 적용되지 않도록 백오프 과정을 제어하는 랜덤억세스제어부로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2실시예에 따라 이동통신 시스템에서 랜덤액세스를 수행하는 단말장치는, 무선 채널을 통해 MAC PDU를송수신하며, 프리앰블을 전송하는 송수신부와, 상위 계층에서 전달되는 데이터를 MAC PDU로 구성하여 상기 송수신부에 전달하는 MAC PDU 송신 처리부와, 송수신부에서 전달되는MAC PDU를 처리해서 상위 계층 데이터, TA 명령을 포함하는 메시지 2E를 생성하는 MAC PDU 수신 처리부와, TA 타이머가 구동 중이고 전용 프리앰블이 사용되지 않으면 랜덤 액세스 과정에서 N_TA를 변경하지 않고, TA 타이머가 구동 중이 아니거나 TA 타이머가 구동 중이라도 전용 프리앰블을 사용하면 N_TA를 0으로 설정하고 TA 타이머를 중지하며, 상기 TA 타이머가 중지되거나 만료되면 역방향 신호를 전송하지 않도록 송수신부를 제어하고 N_TA가 변경될 때마다 송수신부가 역방향 전송 타이밍을 조정하도록 제어하는 역방향 전송 타이밍 제어부와, 랜덤 액세스 과정 시작시 프리앰블을 선택해서 송수신부에 전송을 지시하고 이를 역방향 전송 타이밍 제어부에 통보하며, 상기 메시지 2를 통해 TA 명령을 수신하면 이를 역방향 전송 타이밍 제어부에 전달하는 랜덤억세스 제어부로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3실시예에 따라 이동통신 시스템에서 랜덤액세스를 수행하는 단말장치는, 무선 채널을 통해 MAC PDU를송수신하며, 프리앰블을 전송하는 송수신부와, 상위 계층에서 전달되는 데이터를 MAC PDU로 구성하여 상기 송수신부에 전달하는 MAC PDU 송신 처리부와, 송수신부에서 전달되는 MAC PDU를 처리해서 상위 계층 데이터, TA 명령을 포함하는 메시지 2E를 생성하는 MAC PDU 수신 처리부와, 랜덤 액세스 과정이 시작되면 N_TA를 0으로 설정하며, TA 타이머가 구동 중이고 전용 프리앰블이 사용되지 않았다면 프리앰블을 전송한 후 N_TA를 TIME_ADVANCE에 저장된 값으로 설정하며, 상기 TA 타이머가 중지되거나 만료되면 역방향 신호를 전송하지 않도록 송수신부를 제어하고 N_TA가 변경될 때마다 송수신부가 역방향 전송 타이밍을 조정하도록 제어하는 역방향 전송 타이밍 제어부와, 랜덤 액세스 과정 시작시 프리앰블을 선택해서 송수신부에 전송을 지시하고 이를 역방향 전송 타이밍 제어부에 통보하며, 상기 메시지 2를 통해 TA 명령을 수신하면 이를 역방향 전송 타이밍 제어부에 전달하는 랜덤억세스제어부로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제4실시예에 따라 이동통신 시스템에서 랜덤액세스를 수행하는 단말장치는, 무선 채널을 통해 MAC PDU를 송수신하며, 프리앰블을 전송하는 송수신부와, 상위 계층에서 전달되는 데이터를MAC PDU로 구성하여 상기 송수신부에 전달하는 MAC PDU 송신 처리부와, 송수신부에서 전달되는 MAC PDU를 처리해서 상위 계층 데이터, TA 명령을 포함하는 메시지 2E를 생성하는 MAC PDU 수신 처리부와, 상기 송수신부의 역방향 전송 타이밍을 조정하도록 제어하는 역방향 전송 타이밍 제어부 와, 랜덤 액세스 과정 시작시 프리앰블을 선택해서 송수신부에 전송을 지시하고 이를 역방향 전송 타이밍 제어부에 통보하며, 상기 메시지 2를 통해 TA 명령을 수신하면 이를 역방향 전송 타이밍 제어부에 전달하며, HARQ 프로세스시 최대전송횟수에 도달하고 메시지 3이 전송된 경우에는 단말의 임시 식별자 및 HARQ 버퍼 데이터를 폐기하고 HARQ 프로세스를 종료하는 랜덤억세스제어부로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명을 적용하면 TA 타이머가 구동 중인 단말이 랜덤 액세스 과정을 수행할 때 잘못된 역방향 전송 타이밍으로 역방향 전송을 수행하는 경우를 줄인다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.

본 발명에서는 TA 타이머가 구동 중인 단말이 랜덤 액세스 과정을 수행함에 있어서, N_TA와 TA 타이머를 조정하는 방법 및 장치를 제시한다.

본 발명의 제1 실시예는 TA 타이머가 구동 중인 단말이 임의의 이유로 랜덤 액세스 과정을 시작하는 경우, 프리앰블을 전송할 시점이 되면 단말은 N_TA를 0으 로 조정하고 프리앰블을 전송한다. 프리앰블을 전송한 단말은 TA 타이머를 중지하고, 기지국으로부터 메시지 2(UL grant, TA command)를 수신하면 상기 메시지 2의 TA 명령에 맞춰서 역방향 전송 타이밍을 조정한 후, TA 타이머를 재시작한다. 그리고 단말은 메시지 3(first upling message)을 전송하고 경합 해결 메시지를 수신할 때까지 대기한다. 이때 경합 해결에 실패하면(CR failure), 단말은 TA 타이머를 중지하고 백오프를 적용하지 않으며, 가장 가까운 시점에 프리앰블을 전송하면서 랜덤 액세스 과정을 재개한다.

본 발명의 제2실시예는 TA 타이머가 구동 중인 단말은 랜덤 액세스 과정을 시작하고 프리앰블을 전송하더라도 현재 사용중인 역방향 전송 타이밍을 유지한다. 이렇게 할 경우 메시지 2(UL grant, TA command)에서 수신되는 TA 명령은, 단말이 N_TA를 0으로 설정해서 전송한 것을 전제로 계산된 정보이므로, 단말은 상기 TA 명령을 무시한다. 다만 TA 타이머가 구동 중이라 하더라도 전용 프리앰블을 사용해서 랜덤 액세스 과정을 수행 중이라면 경합 실패가 발생하지 않기 때문에 랜덤 액세스 과정을 통해 역방향 전송 타이밍을 재조정하는 것이 가능하다. 그러므로 전용 프리앰블을 사용한 단말은 TA 타이머가 구동 중이더라도 N_TA를 0으로 설정해서 전송하고 향후 메시지 2를 통해 수신하는 TA 명령에 따라 역방향 전송 타이밍을 조정한다.

본 발명의 제3실시예는 TA 타이머가 구동 중인 단말이 프리앰블을 전송하면서N_TA를 0으로 설정하고, 프리앰블 전송이 완료된 후 곧 바로 N_TA를 이전 값으로 복원하는 방법을 제시한다. 이를 위해서 단말은 TIME_ADVANCE라는 변수를 구비해 서, 해당 시점까지 적용한 TA 명령의 누적값을 상기 TIME_ADVANCE 변수에 저장한다. 그리고 단말은 프리앰블을 전송하기에 앞서 N_TA를 0으로 조정하고, 프리앰블을 전송한 후 , TA 타이머가 구동 중이고 전용 프리앰블이 사용되지 않았다면, N_TA를 상기 TIME_ADVANCE 변수에 저장한 값으로 조정함으로써 원래의 역방향 전송 타이밍을 복원하고 이 후 메시지 2를 통해 수신하는 TA 명령은 무시한다.

본 발명의 제4실시예는 단말이 메시지 3의 재전송이 불가능한 시점이 되면 상기 임시 식별자를 폐기함으로써, 더 이상 임시 식별자에 의해서 전송되는 역방향 그랜트를 수신하지 않도록 하는 방법을 제안한다. 연결 상태에 있는 단말은 혹시 있을지 모르는 메시지 3의 적응적 재전송을 위해서 메시지 3 전송이 시작된 시점에서 경합이 해결될 때까지 혹은 경합이 실패했음을 인지할 때까지 자신의 고유 식별자와 임시 식별자를 함께 감시한다. 단말의 이러한 동작은 메시지 3의 재전송이 불가능한 시점에서 경합 해결이 실패했음을 인지할 때까지 임시 식별자를 불필요하게 감시하는 결과를 초래하고, 상기 임시 식별자가 다른 단말에게 할당되었을 때, 자신에게 할당되지 않은 역방향 그랜트를 자신에게 할당된 역방향 그랜트로 오해하는 문제를 야기할 수 있다. 본 발명의 제4실시예에서는 HARQ 프로세스를 수행할 때 최대 전송횟수에 도달한 상태에서 메시지 3이 전송되는 경우, 상기 단말은 상기 메시지 3의 재전송이 불가능한 것으로 판단하고, 임시 식별자를 폐기함으로써 더 이상 임시 식별자에 의해서 전송되는 역방향 그랜트를 수신하지 않도록 한다.

<제1 실시예>

기지국은 단말이 역방향 전송 타이밍을 순방향 프레임의 바운더리에 맞춰서, 즉 N_TA를 0으로 설정하고 전송하는 것으로 가정하고 TA 명령을 설정하므로, 제1 실시예에서는 랜덤액세스 과정을 통해 역방향 전송 타이밍을 조정할 필요가 없는 단말 (TA 타이머가 구동 중인 단말)이라 하더라도 프리앰블 전송은 N_TA를 0으로 조정한 후 전송한다. 이 후 N_TA가 0으로 유지되는 기간, 즉 단말이 메시지 2를 수신하기 전까지 단말은 역방향으로 어떤 신호도 전송해서도 안되기 때문에 단말의 TA 타이머를 중지시킨다. 그리고 통상적인 랜덤 액세스 과정을 수행하되, 경합 실패가 발생했을 때, 역방향 전송 타이밍의 동기가 복구될 때까지 역방향 전송을 수행하지 못하도록 단말은 TA 타이머를 다시 중지시킨다. 기지국은 예를 들어 랜덤 액세스 채널이 혼잡하거나 순간적인 오버 로드가 발생하면, 랜덤 액세스를 실행하는 단말들에게 백오프를 적용하도록 명령할 수 있다. 상기 백오프 명령은 메시지 2에 수납되며, 경합에 실패한 단말은 상기 백오프가 지시하는 값에 대응되는 기간만큼 대기한 후 랜덤 액세스 과정을 재개한다. 그런데 TA 타이머가 구동 중이던 단말이 경합에 실패해서 TA 타이머를 중지한 상태에서 백오프를 적용하면, 단말은 상기 백오프 기간 동안 정상적인 통신을 수행할 수 없는 문제가 발생한다. 랜덤 액세스 과정 수행 전에 TA 타이머가 구동 중이었다면, 단말은 경합 실패가 발생해서 랜덤 액세스 과정을 재시작함에 있어서 백오프를 적용하지 않고 곧 바로 랜덤 액세스 과정을 재시작한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예의 전체 동작을 도시하는 도면이다.

상기 도 3을 참조하면, TA 타이머가 구동 중인 단말이 임의의 이유에 의해 랜덤 액세스 과정을 시작한다. 전술한 바와 같이 TA 타이머가 구동 중인 단말은 버퍼 상태 보고를 전송하기 위해서 랜덤 액세스 과정을 수행할 수 있다. 상기 단말의 N_TA가 α라면(305), 단말은 프리앰블을 전송하기 전까지는 N_TA를 α로 유지한다. 즉 상기 단말의 역방향 전송 타이밍은 순방향 프레임 바운더리에서 α만큼 이격된 상태이다. 프리앰블을 전송할 시점이 되면(315) 단말은 N_TA를 0으로 조정하고 프리앰블을 전송한다.

프리앰블을 전송한 단말은 TA 타이머를 중지하고(320), 메시지 2를 수신하면 상기 메시지 2의 TA 명령에 맞춰서 역방향 전송 타이밍을 조정한다. 즉 TA 명령이 β(TA command = β)라면(325) 단말은 N_TA를 β로 설정하고(N_TA = β), 단말은 TA 명령을 조정한 후 TA 타이머를 재시작(restart)한다. 단말은 메시지 3을 전송하 고 경합 해결 메시지를 수신할 때까지 대기한다. 경합 해결 메시지를 성공적으로 수신하면 과정을 종결하지만, 경합 해결에 실패하면(CR failure)(345), TA 타이머를 중지한다(330). 기지국이 백오프를 적용하도록 단말에게 명령하였다 하더라도 단말은 백오프를 적용하지 않고(ignore backoff)(335), 가장 가까운 시점에 프리앰블을 전송하고 N_TA를 초기화(N_TA = 0)하면서 랜덤 액세스 과정을 재개한다(340).

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 단말 동작을 도시하는 도면이다.

상기 도 4를 참조하면, 405 단계에서 랜덤 액세스 과정이 시작되면, 단말은 프리앰블 전송이 가능한 가장 가까운 시점까지 대기한 후 410 단계로 진행해서 N_TA를 0으로 설정하고 프리앰블을 전송한다. 이하 N_TA를 x로 설정한다는 것은 역방향 전송 타이밍을 순방향 프레임 바운더리에서 x 만큼 이격된 시점으로 설정한다 는 것을 의미한다. 이후 단말은 415 단계에서 TA 타이머를 중지하고 기지국에서 전송되는 메시지 2가 수신될 때까지 대기한다. 이때 상기 기지국에서 메시지가 전송되면, 단말은 420 단계에서 자신에게 전송된 메시지 2를 수신하며, 425 단계에서 상기 메시지 2의 TA 명령에 맞춰서 역방향 전송 타이밍과 N_TA를 조정한다.

이후 상기 단말은 430 단계로 진행해서 TA 타이머를 구동한다. 그리고 단말은 소정의 절차에 따라 상기 기지국에 메시지 3을 전송하고, 435단계에서 기지국으로부터 전송되는 경합해결 메시지를 분석하여 경합 해결 여부를 판단하는 과정을 수행한다. 이때 상기 435단계에서 경합이 해결된 것으로 판단되면, 440 단계로 진행해서 과정을 종료한다.

그러나 상기 435단계에서 경합이 실패한 것으로 판단되면, 상기 단말은 445 단계로 진행하여 메시지 3을 검사하여 단말이 연결 상태인가를 검사한다. 즉, 상기 단말은 445 단계에서 랜덤 액세스 과정을 재개하기 전에 백오프를 적용할지 여부를 판단하기 위해서, 메시지 3에 C-RNTI MAC CE(Control Element)가 수납되어서 전송되었었는지 검사한다. 상기 C-RNTI란 셀 내에서 단말을 식별하는 식별자이며, 연결 상태 단말에게 부여된다. 상기 C-RNTI MAC CE란 MAC단에서 패킷에 삽입하는 C-RNTI 정보를 지칭하며, 연결 상태에서 랜덤 액세스를 수행하는 단말은 메시지 3에 상기 C-RNTI MAC CE를 수납한다. 즉, 메시지 3에 C-RNTI MAC CE를 수납했다는 것은 랜덤 액세스를 수행하는 단말이 연결 상태의 단말임을 의미한다. 연결 상태의 단말에게는 언제라도 역방향 전송 자원이나 순방향 전송 자원이 할당될 수 있다. 그런데 단말의 TA 타이머가 멈춰있다면 전송 자원이 할당되더라도 이를 이용할 수 없기 때문 에 단말은 통신 두절 상태에 빠지게 된다. 즉, 연결 상태 단말의 TA 타이머가 중지된 상태는 최대한 신속하게 해제되는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서는 메시지 3에 C-RNTI MAC CE를 수납했던 단말이라면, 상기 단말은 백오프를 적용하지 않고 455 단계로 곧바로 진행해서 해당 시점에서 가장 가까운 프리앰블 전송이 가능한 시점까지 대기한 후, 상기 410 단계로 회귀해서 랜덤 액세스 과정을 재개한다. 그러나 상기 메시지 3에 C-RNTI MAC CE를 수납하지 않았던 단말은 450 단계에서 백오프에 대응되는 기간만큼 대기한 후 455 단계로 진행한다.

<제2 실시예>

TA 타이머가 구동 중인 단말이 랜덤 액세스 과정을 수행할 때 단말이 프리앰블을 전송하는 순간 N_TA를 0으로 변경하고 메시지 2를 통해 수신하는 TA 명령에 맞춰서 N_TA를 조정하면, 단말이 경합에 실패했을 때 메시지 3을 잘못된 역방향 전송 타이밍으로 전송할 위험이 있다. 뿐만 아니라 단말이 경합이 실패했다는 것을 인지하기 전에 역방향 전송 자원을 할당 받으면 단말이 잘못된 역방향 전송 타이밍으로 또 다른 역방향 전송을 수행하는 결과가 초래되므로 상황은 더욱 악화된다.

본 발명의 제2 실시예에서는 상기 문제점을 해결하기 위해서, TA 타이머가 구동 중인 단말은 랜덤 액세스 과정을 시작하고 프리앰블을 전송하더라도 현재 사용 중인 역방향 전송 타이밍을 유지한다. 이렇게 할 경우 메시지 2에서 수신되는 TA 명령은, 단말이 N_TA를 0으로 설정해서 전송한 것을 전제로 계산된 정보이므로, 단말은 상기 TA 명령을 무시한다. 다만 TA 타이머가 구동 중이라 하더라도 전용 프 리앰블을 사용해서 랜덤 액세스 과정을 수행 중이라면 경합 실패가 발생하지 않기 때문에 랜덤 액세스 과정을 통해 역방향 전송 타이밍을 재조정하는 것이 가능하다. 그러므로 전용 프리앰블을 사용한 단말은 TA 타이머가 구동 중이더라도 N_TA를 0으로 설정해서 전송하고 향후 메시지 2를 통해 수신하는 TA 명령에 따라 역방향 전송 타이밍을 조정한다. 참고로 기지국은 연결 상태의 단말에게 특정한 프리앰블을 전용으로 할당할 수 있으며, 이를 전용 프리앰블이라 한다. 전용 프리앰블을 사용하면 랜덤 액세스 과정에서 경합 실패가 발생하지 않는 장점이 있기 때문에 기지국은 핸드 오버를 수행하는 단말 등에게 상기 전용 프리앰블을 할당할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 단말의 동작 절차를 도시하는 흐름도이다.

상기 도 5를 참조하면, 단말은 505 단계에서 랜덤 액세스 과정을 시작하면, 510 단계로 진행해서 현재 TA 타이머가 구동 중인지 검사한다. 이때 TA 타이머가 구동 중이라면, 상기 단말은 515 단계로 진행해서 전용 프리앰블(dedicate preamble)이 할당되었는지 검사한다. 여기서 상기 전용 프리앰블은 상기한 바와 같이 기지국이 연결 상태의 단말에게 특정한 프리앰블을 전용으로 할당하는 프리앰블로써, 상기 전용 프리앰블을 사용하면 랜덤 액세스 과정에서 경합 실패가 발생하지 않는다. 따라서 상기 전용 프리앰블이 할당되었음을 감지하면, 상기 단말은 상기 TA 타이머가 구동(TA timer running) 중이더라도 랜덤 억세스 과정에서 역방향 전송 타이밍을 조절하여야 한다. 따라서 상기 515단계에서 전용 프리앰블이 할당되었음 감지하면, 단말은525 단계로 진행하여 N_TA 값을 0(N_TA = 0)으로 조정하고, 프 리앰블을 전송하며, 530 단계에서 상기 TA 타이머를 중지시킨다. 그러나 515 단계에서 전용 프리앰블이 할당되지 않았음을 감지하면, 상기 단말은 520 단계로 진행해서 현재 역방향 전송 타이밍을 유지한 채로 프리앰블을 전송한다. 즉, N_TA를 현재 값으로 유지한 상태에서 프리앰블을 전송한다. 단말은 이 후 메시지 2의 TA 명령은 무시하고 역방향 전송 타이밍을 유지한다.

또한 510 단계에서 TA 타이머가 구동 중이 아님을 감지하면, 상기 단말은 525 단계에서 단말은 N_TA를 0으로 초기화하고 프리앰블을 전송하며, 530단계에서 N_TA가 0인 상태로 역방향 전송을 수행하지 않도록 TA 타이머를 중지한다. 단말은 이 후 메시지 2의 TA 명령에 따라 역방향 전송 타이밍을 조정한다.

<제3 실시예>

기지국 입장에서는 N_TA가 0으로 설정되지 않은 상태에서 전송된 프리앰블을 제대로 감지하지 못할 수도 있다. 본 발명의 3 실시예에서는 TA 타이머가 구동 중인 단말이 프리앰블을 전송하면서 N_TA를 0으로 설정하고, 프리앰블 전송이 완료된 후 곧 바로 N_TA를 이전 값으로 복원하는 방법을 제시한다. 이를 위해서 단말은 TIME_ADVANCE라는 변수를 구비해서, 해당 시점까지 적용한 TA 명령의 누적 값을 상기 TIME_ADVANCE 변수에 저장한다. 그리고 단말은 프리앰블을 전송하기에 앞서 N_TA를 0으로 조정하고, 프리앰블을 전송한 후 , TA 타이머가 구동 중이고 전용 프리앰블이 사용되지 않았다면, N_TA를 상기 TIME_ADVANCE 변수에 저장한 값으로 조정함으로써 원래의 역방향 전송 타이밍을 복원하고 이 후 메시지 2를 통해 수신하 는 TA 명령은 무시한다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 단말의 동작 절차를 도시하는 흐름도이다.

상기 도 6을 참조하면, 단말은 605 단계에서 랜덤 액세스 과정이 시작되면, 프리앰블 전송이 가능한 가장 가까운 시점까지 대기한 후 607 단계에서 N_TA를 0으로 설정하고 프리앰블을 전송한다. 프리앰블 전송이 완료된 후, 상기 단말은 610 단계에서 현재 TA 타이머가 구동 중인지 검사한다. 상기 610단계에서 TA 타이머가 구동 중임을 감지하면, 단말은 615 단계에서 전용 프리앰블이 사용되었는지 검사한다. 이때 상기 615단계에서 전용 프리앰블이 사용되지 않았음을 감지하면, 상기 단말은 랜덤 액세스 과정 전에 사용하던 역방향 전송 타이밍을 복원하기 위해서 620 단계로 진행하며, 상기 620 단계에서 역방향 전송 타이밍을 TIME_ADVANCE에 저장된 값으로 조정한다. 즉 N_TA를 TIME_ADVANCE에 저장된 값으로 설정한다. 이후 기지국이 상기 메시지 2를 전송하면, 상기 단말은 625단계에서 이를 수신하고 수신된 메시지 2에 수납된 TA 명령은 무시하며, 640 단계로 진행해서 남아 있는 랜덤 액세스 과정을 수행한다.

그러나 610 단계에서TA 타이머가 구동 중이 아님을 감지하면, 상기 단말은 635 단계로 진행해서 상기 메시지 2를 수신한다. 단말은 메시지 2에 수납된 TA 명령에 따라서 역방향 전송 타이밍을 조정하고, 640 단계로 진행해서 나머지 랜덤 액세스 과정을 수행한다. 또한 상기 615단계에서 TA 타이머가 구동 중이더라도 전용 프리앰블이 사용되었음을 감지하면, 상기 단말은 630 단계로 진행해서 진행 중 인 TA 타이머를 중지하고, 635 단계로 진행해서 메시지 2를 수신한다. 그리고 메시지 2에 수납된 TA 명령에 따라서 역방향 전송 타이밍을 조정하고 640 단계로 진행해서 남아 있는 랜덤 액세스 과정을 수행한다.

도 7은 단말이 상기 TIME_ADVANCE를 갱신하는 동작 절차를 도시하는 도면이다.

전술한 바와 같이 TIME_ADVANCE에는 해당 시점까지 적용한 TA 명령의 누적값이 저장된다. TA 명령은 TA MAC CE (Time Advance MAC Control Element)를 통해 전달되거나, 메시지 2를 통해 전달된다. TA MAC CE는 기지국이 연결 상태의 단말에게 해당 단말의 C-RNTI를 이용해서 전송하기 때문에 경합 실패 등으로 인해 잘못된 TA 명령이 전달되는 문제점이 발생하지 않는다. 그렇기 때문에 단말은 TA MAC CE를 통 해 수신한 TA 명령은 항상 따른다. 또한 TA MAC CE를 통해서는 단말의 현재 역방향 전송 타이밍에 대한 상대적인 타이밍 조정 값이 전달된다. 그러므로 현재의 역방향 전송 타이밍을 기준으로 지시 받은 값 만큼 타이밍을 조정한다. 반면에 메시지 2를 통해 전달되는 TA 명령은 단말이 N_TA = 0에서 전송한 역방향 신호에 대한 전송 타이밍 조정 값이다. 그러므로 TIME_ADVANCE는 상기 메시지 2를 통해 수신된 TA 명령으로 리셋된다.

요약하자면 단말은 메시지 2를 통해 TA 명령을 수신하면 상기 값으로 TIME_ADVANCE를 갱신하며, TA MAC CE를 통해 TA 명령을 수신하면 상기 값을 현재 TIME_ADVANCE에 저장된 값과 합산한 값으로 TIME_ADVANCE를 갱신한다.

상기 도 7을 참조하면, 단말은 705 단계에서 TA 명령을 수신하면, 710 단계에서 상기 TA 명령이 TA MAC CE를 통해 수신된 것인지 판단한다. 이때 TA 명령이 TA MAC CE를 통해 수신된 것으로 판단되면, 상기 단말은 715 단계로 진행해서 현재 TIME_ADVANCE에 저장된 값과 TA 명령으로 지시받은 값을 합산한 값으로 TIME_ADVANCE를 갱신하고 다음 TA 명령이 수신될 때까지 대기한다.

그러나 상기 710단계에서 수신한 TA 명령이 TA MAC CE를 통해 수신된 것이 아닌 것으로 판단되면, 즉 메시지 2를 통해 수신된 것이라면, 단말은 720 단계로 진행해서 현재 TA 타이머가 구동 중이 아니거나 전용 프리앰블이 사용되었는지 검사한다. 두 조건 중 하나라도 만족하면 725 단계로, 두 조건이 모두 만족하지 않으면, 즉 TA 타이머가 구동 중이며 전용 프리앰블이 사용되지 않았다면 730 단계로 진행한다. 725 단계에서 단말은 TIME_ADVANCE를 수신한 TA 명령에서 지시된 값으로 갱신한다. 730 단계에서 단말은 TIME_ADVANCE를 현재 값으로 유지한다.

<제4 실시예>

전술한 바와 같이, 랜덤 액세스 과정은 경합이 해결된 후 완료된다. 경합이 해결되기 전까지 단말은 임시 식별자 (Temporary C-RNTI)를 통해 역방향 그랜트를 수신한다. 예를 들어 새로운 전송 자원으로 메시지 3의 재전송을 지시하고자 하면, 기지국은 단말의 임시 식별자를 이용해서 역방향 그랜트를 전송하고, 단말은 상기 임시 식별자에 의해서 지시된 역방향 그랜트를 수신하면 그에 맞춰서 메시지 3을 재전송한다.

전술한 바와 같이 랜덤 액세스 과정은 이미 연결 상태에 있는 단말이 수행할 수도 있으며, 이러한 단말은 자신의 고유 식별자 (C-RNTI)를 가지고 있다. 연결 상 태에 있는 단말은 혹시 있을지 모르는 메시지 3의 적응적 재전송을 위해서 메시지 3 전송이 시작된 시점에서 경합이 해결될 때까지 혹은 경합이 실패했음을 인지할 때까지 자신의 고유 식별자와 임시 식별자를 함께 감시한다. 단말의 이러한 동작은 메시지 3의 재전송이 불가능한 시점에서 경합 해결이 실패했음을 인지할 때까지 임시 식별자를 불필요하게 감시하는 결과를 초래하고, 상기 임시 식별자가 다른 단말에게 할당되었을 때, 자신에게 할당되지 않은 역방향 그랜트를 자신에게 할당된 역방향 그랜트로 오해하는 문제를 야기할 수 있다.

본 발명의 4 실시예에서는 단말이 메시지 3의 재전송이 불가능한 시점이 되면 상기 임시 식별자를 폐기함으로써, 더 이상 임시 식별자에 의해서 전송되는 역방향 그랜트를 수신하지 않도록 한다.

도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 단말 동작을 도시하는 흐름도이다.

상기 도 8을 참조하면, 805 단계에서 임의의 HARQ 프로세스에서 역방향 전송을 수행하면, 단말은 810 단계로 진행해서 전송 회수가 최대 전송 회수에 도달했는지 검사한다. 특정 HARQ 프로세스의 전송 회수는 CURRENT_TX_NB라는 변수에서 관리되며, 단말은 상기 HARQ 최대 전송 회수를 시스템 정보를 통해 혹은 호 설정 과정에서 제어 메시지를 통해 인지할 수 있다. 상기 HARQ 최대 전송 회수가 필요한 이유는 HARQ 재전송이 지속적으로 실패할 때 HARQ 재전송이 무한히 반복되는 것을 방지하기 위해서이다. CURRENT_TX_NB는 0으로 초기화되기 때문에 810 단계의 조건은 CURRENT_TX_NB가 최대 전송 회수에 1을 감한 값과 동일한 경우에 충족된다. CURRENT_TX_NB가 최대 전송 회수에 1을 감한 값보다 작다면, 즉 아직 최대 전송 회 수에 도달하지 않았다면 상기 단말은 810단계에서 이를 감지하고, 815 단계로 진행해서 상기 HARQ 프로세스의 다음 전송 시점까지 대기한다.

그러나 CURRENT_TX_NB가 최대 전송 회수에 1을 감한 값보다 크다면, 즉 최대 전송 회수에 도달했다면 단말은 810단계에서 이를 감지하고, 820 단계로 진행한다. 상기 820 단계에서 단말은 상기 HARQ 프로세스를 통해 전송된 것이 메시지 3인지 검사한다. 상기 HARQ 프로세스를 통해 전송된 MAC PDU가 메시지 3 버퍼에서 취득된 것이라면 상기 HARQ 프로세스를 통해 전송된 MAC PDU는 메시지 3이고, 그렇지 않다면 메시지 3이 아니다. 상기 HARQ 프로세스를 통해 전송된 것이 메시지 3이라면 단말은 825 단계로 진행하고, 그렇지 않다면 단말은 830 단계로 진행한다. 이때 상기 920단계에서 상기 메시지 3이 전송된 것으로 판단되면, 이 후 메시지 3이 더 이상 재전송되지 않을 것을 의미하므로, 상기 단말은 825 단계에서 임시 식별자(Temporary C-RNTI)를 폐기하여, 향후 상기 임시 식별자로 인해 잘못된 역방향 전송을 수행할 가능성을 제거한다. 이후 상기 단말은 830 단계에서 단말은 상기 HARQ 버퍼에 저장된 데이터를 폐기하여 상기 HARQ 전송을 완료한다. 그러나 상기 920단계에서 상기 메시지 3의 전송이 아닌 것으로 판단되면, 상기 단말은 803단계로 진행하여 HARQ 버퍼에 저장된 데이터를 폐기하고 HARQ 전송을 종료한다.

상기한 바와 같이 HARQ 프로세스를 수행할 때 최대 전송횟수에 도달한 상태에서 메시지 3이 전송되는 경우, 상기 단말은 상기 메시지 3의 재전송이 불가능한 것으로 판단하고, 임시 식별자를 폐기함으로써 더 이상 임시 식별자에 의해서 전송되는 역방향 그랜트를 수신하지 않도록 한다.

도 9는 본 발명의 제1실시예 - 제4실시예에 따라 랜덤 억세스 절차를 수행하는 단말 장치의 구조를 도시하는 도면이다.

상기 도 9를 참조하면, 단말 장치는 상위 계층 장치905, 랜덤 액세스 제어부910, MAC PDU 송신 처리부915, 역방향 전송 타이밍 제어부920, MAC PDU 수신 처리부925, 송수신부930으로 구성된다.

상위 계층 장치905는 단말이 LTE의 무선 채널을 통해 송수신할 데이터가 발생하는 장치를 통칭한다. 상위 계층 장치905는 단말의 어플리케이션이나 제어 메시지 처리 장치를 모두 포함한다. 랜덤 액세스 제어부910은 본 발명의 제1실시예 - 제4실시예에 따른 랜덤 액세스 과정의 전반적인 동작을 제어하는 장치이다. 상기 랜덤 액세스는 통상 상위 계층에서 새로운 데이터가 발생하면서 트리거되며, 랜덤 액세스 제어부는 랜덤 액세스 과정을 시작해야할 필요가 발생하면, 프리앰블을 선택해서 전송할 것을 송수신부에 지시하고, MAC PDU 수신 처리부925가 수신한 메시지 2를 해석해서 필요한 동작을 수행한다. 또한 랜덤 액세스 제어부910은 랜덤 액세스가 시작되면 이를 역방향 전송 타이밍 제어부920에 통보하고, 메시지 2를 통해 TA 명령을 수신하면 이를 역방향 전송 타이밍 제어부920에 전달한다. 제1 실시예에서 랜덤 액세스 제어부910은 C-RNTI CE를 포함한 메시지 3이 전송되었다면 백오프가 적용되지 않도록 백오프 과정을 제어한다. 본 발명의 제4실시예에서 랜덤 액세스 제어부810은 메시지 3의 전송이 완료되면, 즉 메시지 3의 HARQ 전송이 최대 전송 회수만큼 수행되면, 메시지 2를 통해 취득하였던 임시 식별자 (Temporary C-RNTI)를 폐기한다.

역방향 전송 타이밍 제어부920은 TA 타이머를 구동하고, TA 타이머가 중지되거나 만료되면 역방향 신호를 전송하지 않도록 송수신부930을 제어한다. 역방향 전송 타이밍 제어부920은 N_TA를 관리하며, N_TA가 변경될 때마다 송수신부930에 통보해서 송수신부930이 역방향 전송 타이밍을 조정하도록 한다. 본 발명의 제1 실시예에서 역방향 전송 타이밍 제어부920은 랜덤 액세스 과정이 시작되면 N_TA를 0으로 설정하고 TA 타이머를 중지한다. 메시지 2를 통해 새로운 TA 명령을 수신하면 N_TA를 갱신하고 TA 타이머를 구동한다. 본 발명의 제2 실시예에서 역방향 전송 타이밍 제어부920은 TA 타이머가 구동 중이고 전용 프리앰블이 사용되지 않은 경우에는 랜덤 액세스 과정에서 N_TA가 변경하지 않고, TA 타이머가 구동 중이 아니거나, TA 타이머가 구동 중이라도 전용 프리앰블이 사용된 경우에는 N_TA를 0으로 설정하고 TA 타이머를 중지한다. 본 발명의 제3 실시예에서 역방향 전송 타이밍 제어부920은 TIME_ADVANCE 변수를 관리한다. 랜덤 액세스 과정이 시작되면 N_TA를 0으로 설정한다. TA 타이머가 구동 중이고 전용 프리앰블이 사용되지 않았다면 프리앰블을 전송한 후 N_TA를 TIME_ADVANCE에 저장된 값으로 설정한다.

MAC PDU 송신 처리부915는 상위 계층 장치905가 전달한 데이터를 MAC PDU(Protocol Data Unit)으로 구성해서 송수신부930에 전달한다. MAC PDU 수신 처리부925는 송수신부930이 전달한 MAC PDU를 처리해서 상위 계층 데이터는 상위 계층 장치905로, 메시지 2는 랜덤 액세스 제어부910으로, A MAC CE는 역방향 전송 타이밍 제어부920에 전달한다. 송수신부는 LTE 무선 채널을 통해 MAC PDU를송수신하거나, 프리앰블을 전송한다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에서 역방향 전송 타이밍 제어부920은 랜덤 액세스 과정이 시작되면 N_TA를 0으로 설정하고 TA 타이머를 중지하며, 메시지 2를 통해 새로운 TA 명령을 수신하면 N_TA를 갱신하고 TA 타이머를 구동한다. 본 발명의 제2 실시예에서 역방향 전송 타이밍 제어부920은 TA 타이머가 구동 중이고 전용 프리앰블이 사용되지 않은 경우에는 랜덤 액세스 과정에서 N_TA가 변경하지 않고, TA 타이머가 구동 중이 아니거나, TA 타이머가 구동 중이라도 전용 프리앰블이 사용된 경우에는 N_TA를 0으로 설정하고 TA 타이머를 중지한다. 본 발명의 제3 실시예에서 역방향 전송 타이밍 제어부920은 랜덤 액세스 과정이 시작되면 N_TA를 0으로 설정하며,TA 타이머가 구동 중이고 전용 프리앰블이 사용되지 않았다면 프리앰블을 전송한 후 N_TA를 TIME_ADVANCE에 저장된 값으로 설정한다. 본 발명의 제4 실시예에서 상기 랜덤억세스제어부910은 HARQ 프로세스를 수행할 때 최대 전송횟수에 도달한 상태에서 메시지 3이 전송되는 경우, 상기 메시지 3의 재전송이 불가능한 것으로 판단하고 임시 식별자를 폐기함으로써 더 이상 임시 식별자에 의해서 전송되는 역방향 그랜트를 수신하지 않도록 한다.

본 명세서와 도면에 개시 된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

도 1은 LTE 이동 통신 시스템의 구조를 도시하는 도면

도 2는 LTE 이동 통신 시스템에서 랜덤 액세스 과정을 도시하는 도면

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 랜덤 억세스 동작 절차를 도시하는 도면

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 단말 동작을 도시하는 도면

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 단말의 동작 절차를 도시하는 흐름도

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 단말의 동작 절차를 도시하는 흐름도

도 7은 단말이 도 6의 TIME_ADVANCE를 갱신하는 동작 절차를 도시하는 도면

도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 단말의 동작 절차를 도시하는 흐름도

도 9는 본 발명의 실시예에 따라 랜덤 억세스 절차를 수행하는 단말 장치의 구조를 도시하는 도면

Claims

이동통신 시스템의 단말 랜덤 액세스 방법에 있어서,

랜덤 액세스시 N_TA를 0으로 조정하고 프리앰블을 전송하는 과정과,

기지국으로 수신되는 메시지의 TA 명령에 맞춰서 역방향 전송 타이밍을 조정한 후, TA 타이머를 재시작하며, 기지국의 경합 해결 메시지를 수신을 대기하는 과정과,

상기 경합 해결 메시지 수신시 경합 해결에 실패하면 TA 타이머를 중지하고 프리앰블을 전송하면서 랜덤 액세스 과정을 재개하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 단말의 랜덤 액세스 방법.
이동통신 시스템의 단말 랜덤 액세스 방법에 있어서,

랜덤 액세스시 TA 타이머가 구동중인가 검사하는 과정과,

상기 TA 타이머 구동시 전용 프리앰블을 사용중인가검사하는 과정과,

상기 전용 프리앰블 사용시 N_TA를 0으로 설정하고 프리앰블을 전송하는 과정과,

상기 TA 타이머를 중지하고 기지국으로부터 전송되는 메시지의 TA 명령에 따라 역방향 전송 타이밍을 조정하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 단말의 랜덤 액세스 방법.
이동통신 시스템의 단말 랜덤 액세스 방법에 있어서,

랜덤 액세스시 TA 타이머가 구동중인가 검사하는 과정과,

상기 TA 타이머 구동시 전용 프리앰블을 사용중인가검사하는 과정과,

상기 전용 프리앰블을 사용하지 않으면, N_TA를 TIME_ADVANCE 변수에 저장한 값으로 조정하여 원래의 역방향 전송 타이밍을 복원하고, 기지국으로부터 전송되는 메시지의 TA 명령을 무시하고 남은 랜덤억세스 과정을 수행하는 과정으로 이루어지며,

상기 TIME_ADVANCE는 기지국에서 전송되는 메시지의 TA 명령을TIME_ADVANCE를 갱신하며, TA MAC CE를 통해 TA 명령을 수신하면 상기 값을 현재 TIME_ADVANCE에 저장된 값과 합산한 값으로 TIME_ADVANCE를 갱신함을 특징으로 하는 단말의 랜덤 액세스 방법.
이동통신 시스템의 단말 랜덤 액세스 방법에 있어서,

HARQ 프로세스에서 역방향 전송시 최대 전송회수에 도달하였는가 검사하는 과정과,

상기 검사과정에서 상기 최대전송횟수에 도달하면 메시지 3을 전송하였는가 검사하는 과정과,

상기 메시지 3이 전송된 경우에는 단말의 임시 식별자 및 HARQ 버퍼 데이터를 폐기하고, HARQ 프로세스를 종료하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 단말의 랜덤 억세스 방법.
이동통신 시스템에서 랜덤액세스를 수행하는 단말장치에 있어서,

무선 채널을 통해 MAC PDU를 송수신하며, 프리앰블을 전송하는 송수신부와,

상위 계층에서 전달되는 데이터를MAC PDU로 구성하여 상기 송수신부에 전달하는 MAC PDU 송신 처리부와,

송수신부에서 전달되는 MAC PDU를 처리해서 상위 계층 데이터, TA 명령을 포 함하는 메시지 2 및 TA MAC CE를 생성하는 MAC PDU 수신 처리부와,

랜덤 액세스 과정 시작시 N_TA를 0으로 설정하고 TA 타이머를 중지하며, 상기 메시지 2를 통해 새로운 TA 명령을 수신하면 N_TA를 갱신하고 TA 타이머를 구동하며, 상기 TA 타이머가 중지되거나 만료되면 역방향 신호를 전송하지 않도록 송수신부를 제어하고 N_TA가 변경될 때마다 송수신부가 역방향 전송 타이밍을 조정하도록 제어하는 역방향 전송 타이밍 제어부와,

랜덤 액세스 과정 시작시 프리앰블을 선택해서 송수신부에 전송을 지시하고 이를 역방향 전송 타이밍 제어부에 통보하며, 상기 메시지 2를 통해 TA 명령을 수신하면 이를 역방향 전송 타이밍 제어부에 전달하며, 상기 C-RNTI CE를 포함한 메시지 3 수신시 백오프가 적용되지 않도록 백오프 과정을 제어하는 랜덤억세스제어 부로 구성된 것을 특징으로 하는 단말 장치.
이동통신 시스템에서 랜덤액세스를 수행하는 단말장치에 있어서,

무선 채널을 통해 MAC PDU를 송수신하며, 프리앰블을 전송하는 송수신부와,

상위 계층에서 전달되는 데이터를MAC PDU로 구성하여 상기 송수신부에 전달하는 MAC PDU 송신 처리부와,

송수신부에서 전달되는 MAC PDU를 처리해서 상위 계층 데이터, TA 명령을 포함하는 메시지 2E를 생성하는 MAC PDU 수신 처리부와,

TA 타이머가 구동 중이고 전용 프리앰블이 사용되지 않으면 랜덤 액세스 과 정에서 N_TA를 변경하지 않고, TA 타이머가 구동 중이 아니거나 TA 타이머가 구동 중이라도 전용 프리앰블을 사용하면 N_TA를 0으로 설정하고 TA 타이머를 중지하며, 상기 TA 타이머가 중지되거나 만료되면 역방향 신호를 전송하지 않도록 송수신부를 제어하고 N_TA가 변경될 때마다 송수신부가 역방향 전송 타이밍을 조정하도록 제어하는 역방향 전송 타이밍 제어부와,

랜덤 액세스 과정 시작시 프리앰블을 선택해서 송수신부에 전송을지시하고 이를 역방향 전송 타이밍 제어부에 통보하며, 상기 메시지 2를 통해 TA 명령을 수신하면 이를 역방향 전송 타이밍 제어부에 전달하는 랜덤억세스제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 단말 장치.
이동통신 시스템에서 랜덤액세스를 수행하는 단말장치에 있어서,

무선 채널을 통해 MAC PDU를 송수신하며, 프리앰블을 전송하는 송수신부와,

상위 계층에서 전달되는 데이터를MAC PDU로 구성하여 상기 송수신부에 전달하는 MAC PDU 송신 처리부와,

송수신부에서 전달되는 MAC PDU를 처리해서 상위 계층 데이터, TA 명령을 포함하는 메시지 2E를 생성하는 MAC PDU 수신 처리부와,

랜덤 액세스 과정이 시작되면 N_TA를 0으로 설정하며, TA 타이머가 구동 중이고 전용 프리앰블이 사용되지 않았다면 프리앰블을 전송한 후 N_TA를 TIME_ADVANCE에 저장된 값으로 설정하며, 상기 TA 타이머가 중지되거나 만료되면 역방향 신호를 전송하지 않도록 송수신부를 제어하고 N_TA가 변경될 때마다 송수신부가 역방향 전송 타이밍을 조정하도록 제어하는 역방향 전송 타이밍 제어부와,

랜덤 액세스 과정 시작시 프리앰블을 선택해서 송수신부에 전송을 지시하고 이를 역방향 전송 타이밍 제어부에 통보하며, 상기 메시지 2를 통해 TA 명령을 수신하면 이를 역방향 전송 타이밍 제어부에 전달하는 랜덤억세스제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 단말 장치.
이동통신 시스템에서 랜덤액세스를 수행하는 단말장치에 있어서,

무선 채널을 통해 MAC PDU를 송수신하며, 프리앰블을 전송하는 송수신부와,

상위 계층에서 전달되는 데이터를MAC PDU로 구성하여 상기 송수신부에 전달하는 MAC PDU 송신 처리부와,

송수신부에서 전달되는 MAC PDU를 처리해서 상위 계층 데이터, TA 명령을 포함하는 메시지 2E를 생성하는 MAC PDU 수신 처리부와,

상기 송수신부의 역방향 전송 타이밍을 조정하도록 제어하는 역방향 전송 타이밍 제어부와,

랜덤 액세스 과정 시작시 프리앰블을 선택해서 송수신부에 전송을 지시하고 이를 역방향 전송 타이밍 제어부에 통보하며, 상기 메시지 2를 통해 TA 명령을 수신하면 이를 역방향 전송 타이밍 제어부에 전달하며, HARQ 프로세스시 최대전송횟수에 도달하고 메시지 3이 전송된 경우에는 단말의 임시 식별자 및 HARQ 버퍼 데이터를 폐기하고 HARQ 프로세스를 종료하는 랜덤억세스제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 단말 장치.