KR20100113458A - 무선 통신 시스템상에서 단말의 ｍａｃ 계층에 의해 무선 자원을 구성하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선통신 서비스를 제공하는 무선통신 시스템과 단말에 관한 것으로서, UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화된 E-UMTS (Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 또는 LTE 시스템 (Long Term Evolution System)에서 기지국과 단말이 데이터를 주고 받는 방법에 관한 것으로, 특히 단말과 기지국이 무선 자원을 설정한 이후, 이를 재설정 하는 과정에서, 단말과 기지국이 설정의 어긋남이 없이 무선 설정 파라미터를 재설정하는 방식을 제공함을 목적으로 한다.

Description

무선 통신 시스템상에서 단말의 ＭＡＣ 계층에 의해 무선 자원을 구성하는 방법{METHOD OF CONFIGURING RADIO RESOURCE BY A MAC LAYER OF TERMINAL IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선통신 서비스를 제공하는 무선통신 시스템과 단말에 관한 것으로서, UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화된 E-UMTS (Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 또는 LTE 시스템 (Long Term Evolution System)에서 기지국과 단말이 데이터를 주고 받는 방법에 관한 것으로, 특히 단말과 기지국이 무선 자원을 설정한 이후, 이를 재설정 하는 과정에서, 단말과 기지국이 설정의 어긋남이 없이 무선 설정 파라미터를 재설정하는 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템인 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System)의 망 구조를 나타낸 그림이다. E-UMTS시스템은 기존 UMTS시스템에서 진화한 시스템으로 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. E-UMTS 시스템은 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다.

E-UMTS망은 크게 E-UTRAN과 CN으로 구분할 수 있다. E-UTRAN은 단말 (User Equipment; 이하 UE로 약칭)과 기지국 (이하 eNode B로 약칭), 망의 종단에 위치하여 외부 망과 연결되는 서빙 게이트웨이(Serving Gateway; 이하 S-GW로 약칭) 그리고 단말의 이동성을 관장하는 이동관리개체(Mobility Management Entity; 이하 MME로 약칭)으로 구성되어 있다. 하나의 eNode B에는 하나 이상의 셀(Cell)이 존재할 수 있다.

도 2와 도 3은 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한 단말과 기지국 사이의 무선인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸다. 상기 무선인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크계층(Data Link Layer) 및 네트워크계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자 평면(User Plane)과 제어신호(Signaling) 전달을 위한 제어 평면(Control Plane)으로 구분된다. 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형시스템간상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.

이하에서 상기 도 2의 무선프로토콜 제어 평면과 도 3의 무선프로토콜 사용자 평면의 각 계층을 설명한다.

제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control)계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 매체접속제어계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신 측과 수시 측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다.

제2계층의 매체접속제어 (Medium Access Control; 이하 MAC로 약칭)는 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control)계층에게 서비스를 제공한다. 제2계층의 무선링크제어(Radio Link Control; 이하 RLC로 약칭)계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. 제2계층의 PDCP 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더 압축 (Header Compression) 기능을 수행한다. 또한, PDCP 계층은, C-plane데이터, 예를 들어 RRC 메시지의 암호화를 수행하기 위해서 사용된다. PDCP는 U-plane의 데이터의 암호화도 수행한다.

제3계층의 가장 상부에 위치한 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함)계층은 제어 평면에서만 정의되며, 무선베어러 (Radio Bearer; RB라 약칭함)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 E-UTRAN간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다.

일반적으로 이동 통신시스템은 이동 통신 단말들의 이동성을 고려하여 시스템을 구축하고 서비스를 제공하여야 한다. 즉, 이동 통신 시스템은 단말이 한 지역에서 다른 지역으로 옮겨 가는 상황에서처럼 끊임없이 변화하는 무선 환경에 대처할 수 있어야 한다.

하지만, 종래 기술에서는, 단말과 기지국 간의 새로운 파라미터의 설정이 누가 빠른 가 또는 파라미터가 어떻게 바뀌는가에 따라서, 무선자원의 낭비가 발생하거나 무선자원의 충돌 및 간섭이 발생하는 문제가 있었다.

본 발명자들은 이런 종래기술의 단점을 인식했고, 이를 바탕으로 이하 설명된 여러 특징을 발명하였다. 즉, 본 발명은 기지국과 단말이, 무선 환경을 설정하거나 또는 무선 환경의 설정 파라미터를 변경하는 경우에, 무선자원의 충돌이나 간섭 없이 그리고 무선자원의 낭비 없어, 무선 환경을 설정 및 재설정하는 방법을 제시하고자 한다.

상기와 같은 본 발명의 과제 해결을 위하여, 무선 통신 시스템상에서 적어도 하나의 무선 자원을 설정하는 방법으로서, 단말의 MAC(Medium Access Control) 계층에 의해 네트워크로부터 무선 자원 설정(radio resource configuration)에 관련된 메시지를 수신하는 단계에 있어서, 상기 메시지는 상기 적어도 하나의 무선 자원을 설정하는데 사용되며, 상기 단말의 MAC 계층에 의해 상기 네트워크의 MAC 계층으로부터 활성 시간 정보(activation time information)를 수신하는 단계와; 그리고 상기 단말의 MAC 계층에 의해 상기 적어도 하나의 무선 자원을 설정하는 단계에 있어서, 상기 적어도 하나의 무선 자원의 설정을 상기 활성 시간 정보에 의해 지시된 시간에 수행되는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 활성 시간 정보는 MAC control element 형식으로 수신되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 활성 시간 정보의 존재는 MAC 서브 헤더(sub-header)에 의해서 나타나는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 활성 시간 정보를 포함하는 상기 MAC control element의 존재는 LCID(Logical Channel Identifier) 값에 의해서 나타나는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 만약 상기 활성 시간 정보가 상기 단말의 상기 MAC 계층에 의해 수신되지 않는다면, 상기 적어도 하나의 무선 자원의 설정은 바로 수행되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 적어도 하나의 무선 자원은 상향(uplink)으로 데이터를 전송하는데 사용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 이동 단말이 한 지역에서 다른 지역으로 옮겨 가는 상황에서처럼 끊임없이 변화하는 무선 환경에 대처하여 이동 통신 단말들의 이동성을 지원할 수 있고, 또한 사용자의 요구사항에 따라서 시스템과 단말 간에 설정된 무선자원 설정 값도 필요한 경우 바꿀 수 있도록 단말과 기지국이 무선 환경을 재설정함에 있어서 동기화를 이루도록 하여, 무선 자원의 낭비 또는 무선자원의 간섭을 감소시키는 효과가 있다.

도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템인 E-UTRAN의 망 구조이다.
도 2는 종래기술에서 단말과 E-UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜의 제어 평면 구조를 나타낸 예시도 이다.
도 3은 종래기술에서 단말과 E-UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜의 사용자 평면 구조를 나타낸 예시도 이다.
도 4는 HARQ (Hybrid ARQ) 동작 과정을 나타내는 예시도 이다.
도 5는 LTE 시스템에서 MAC 계층에서 HARQ 동작 과정을 나타내는 예시도 이다.
도 6은 MAC 엔티티에서 사용하는 PDU 포맷을 나타내는 예시도 이다.
도 7은 MAC 엔티티에서 사용하는 MAC 서브 헤더(sub-header) 포맷을 나타내는 예시도 이다.
도 8은 MAC 엔티티에서 사용하는 MAC 서브 헤더(sub-header) 포맷을 나타내는 또 다른 예시도 이다.
도 9는 짧은(short) BSR 및 단축된(truncated) BSR의 MAC 제어 요소(CE: control element)를 나타내는 예시도 이다.
도 10은 긴(long) BSR의 MAC 제어 요소(CE: control element)를 나타내는 예시도 이다.
도 11은 하향 방향의 데이터를 수신하는 방법을 나타내는 예시도 이다.
도 12는 본 발명에 따라 무선 환경을 설정 또는 재설정하는 과정을 나타내는 예시도 이다.

본 발명은 3GPP 통신기술, 특히 UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 시스템 또는 LTE (Long Term Evolution) 시스템, 통신 장치 및 통신 방법에 적용된다. 그러나 본 발명은 이에 한정하지 않고 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 유무선 통신에도 적용될 수도 있다.

본 발명의 기본 개념은 무선 통신 시스템상에서 적어도 하나의 무선 자원을 설정하는 방법으로서, 단말의 MAC(Medium Access Control) 계층에 의해 네트워크로부터 무선 자원 설정(radio resource configuration)에 관련된 메시지를 수신하는 단계에 있어서, 상기 메시지는 상기 적어도 하나의 무선 자원을 설정하는데 사용되며, 상기 단말의 MAC 계층에 의해 상기 네트워크의 MAC 계층으로부터 활성 시간 정보(activation time information)를 수신하는 단계와; 그리고 상기 단말의 MAC 계층에 의해 상기 적어도 하나의 무선 자원을 설정하는 단계에 있어서, 상기 적어도 하나의 무선 자원의 설정을 상기 활성 시간 정보에 의해 지시된 시간에 수행되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 무선자원을 설정하는 방법을 제안하고 이러한 방법을 수행할 수 있는 무선 이동통신 단말기를 제안한다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예들의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

먼저, HARQ (hybrid ARQ) 방식에 대해 설명한다. 무선 패킷 통신 시스템의 하향 링크 물리 계층에 적용되는 HARQ의 구체적인 구현 방식을 도 4에서와 같이 표현할 수 있다. 도 4의 예에서 기지국은 패킷을 수신할 단말기와 그 단말기에게 전송할 패킷의 형식(부호화율, 변조방식, 데이터량 등)을 결정하여 이 정보를 먼저 하향 링크 제어 채널(HS-SCCH) 전송을 통하여 그 단말기에게 알려주고, 이와 연관된 시점에서 해당 데이터 패킷(HS-DSCH)을 전송한다. 해당 단말기는 하향 링크 제어 채널을 수신하여 자신에게 전송될 패킷의 형식과 전송 시점을 알게 되고, 해당 패킷을 수신할 수 있다. 패킷 수신 후에 그 패킷 데이터의 복호화를 거쳐서 만일 복호화에 성공했을 경우 단말기는 ACK 신호를 기지국에게 전송하고, ACK 신호를 수신한 기지국은 해당 단말기로의 패킷 전송이 성공했음을 감지하고 다음 패킷 전송 작업을 수행할 수 있다. 만일 단말기가 패킷 복호화에 실패했을 경우 단말기는 NACK 신호를 기지국에게 전송하고, NACK 신호를 수신한 기지국은 해당 단말기로의 패킷 전송이 실패했음을 감지하고 적절한 시점에서 동일 데이터를 동일한 패킷 형식, 또는 새로운 패킷 형식으로 재전송할 수 있다. 이때에 단말기는 재전송된 패킷을 이전에 수신했지만 복호화에 실패한 패킷과 다양한 방식으로 결합하여 다시 복호화를 시도하게 된다. 여기서 ACK/NACK신호를 전송하는 채널을 ACK/NACK 채널이라고 한다.

상기 과정에서 기지국은 하향방향으로 데이터를 전송하거나, 상향방향으로 단말이 전송을 수행하게 하도록 하기 위해서, 무선자원의 할당(scheduling)을 수행한다. 이때 이런 하향방향무선자원과 상향방향 무선자원의 할당정보를 전달하는데 사용되는 채널이 바로 L1/L2 제어 채널(L1/L2 control Channel)이다. 여기서, 기지국은 무선자원을 할당함에 있어서 채널 환경을 고려해서 최적의 할당 값을 구하여야 한다. 이를 위해서 데이터의 수시 측이 데이터의 송신 측에 무선환경의 품질 값(CQI: Channel Quality Indicator)을 알려주어야 한다. 이런 정보를 전송하기 위해서 사용되는 채널이 바로 CQI채널이다.

LTE 시스템에서는 효율적인 데이터 전송을 위해 MAC 계층에서 HARQ 동작을 수행하도록 하고 있으며, 그 자세한 HARQ 동작 과정은 다음과 같다. 도 5는 LTE 시스템에서 MAC 계층에서 HARQ 동작 과정을 나타내는 예시도 이다.

먼저, 기지국은 HARQ 방식으로 데이터를 단말에게 전송하기 위해서 PDCCH (Physical Downlink Control CHannel) 제어채널을 통해서 스케줄링 정보 (Scheduling Information; 이하 스케줄링 정보)을 전송한다. 상기 스케줄링 정보에는 단말 식별자 또는 단말 그룹의 식별자(UE Id 또는 Group Id), 할당된 무선자원의 위치 (Resource assignment), 할당된 무선자원의 구간 (Duration of assignment), 전송 파라미터 (Transmission parameter, 예를 들면 모듈레이션(Modulation) 방식, 페이로드 (Payload) 크기, MIMO 관련 정보), HARQ 프로세스 정보, Redundancy Version, 그리고 New Data Indicator등이 포함된다. 또한, 상기 스케줄링 정보는 재전송에 대해서도 PDCCH 제어채널을 통해서 전달되며, 해당 정보는 채널 상황에 따라 변경될 수 있다. 예를 들면, 채널 상황이 초기 전송 때보다 좋은 상황이라면 모듈레이션 혹은 페이로드 크기를 변경하여 높은 비트 레이트(Bit Rate)로 전송할 수 있고, 반대로 채널 상황이 좋지 않은 경우에는 초기 전송 때보다 낮은 비트 레이트로 전송할 수 있다.

단말은 매 TTI, PDCCH 제어채널을 모니터링(Monitoring) 해서 자신에게 오는 스케줄링 정보를 확인한 후, 자신의 정보가 있는 경우 PDCCH와 연관된 시점에서 공용 채널 (PSCH, Physical Shared CHannel)을 통해 기지국으로부터 데이터를 수신한다. 이후, 상기 단말은 데이터를 수신하면 이를 soft buffer에 저장한 후 상기 데이터의 복호화를 시도한다. 단말은 상기 복호화 결과에 따라 HARQ 피드백을 기지국으로 전송한다. 즉, 단말은 복호화에 성공하면 ACK 신호를, 실패하면 NACK 신호를 기지국에 전송한다.

기지국은 ACK 신호를 수신하면 상기 단말로의 데이터 전송이 성공했음을 감지하고 다음 데이터를 전송한다. 기지국이 NACK 신호를 수신하면 상기 단말로의 데이터 전송이 실패했음을 감지하고 적절한 시점에 동일 데이터를 동일한 형식 또는 새로운 형식으로 재전송한다. 상기 NACK 신호를 전송한 단말은 재전송되는 데이터의 수신을 시도한다. 단말이 이번에 전송되는 데이터가 초기전송(initial transmission)되는 데이터인지 아니면 이전 데이터의 재전송 (retransmission)인지는 PDCCH 안에 있는 NDI (New Data Indicator) 필드를 보고 알 수 있다. 상기 NDI 필드는 1 bit 필드로서 새로운 데이터가 전송될 때마다 0 -> 1 -> 0 -> 1 -> ... 로 toggle되며, 재전송에 대해서는 초기전송과 같은 값을 갖는다. 즉, 단말은 NDI 필드가 이전에 전송된 값과 같은지를 비교하여 데이터의 재전송 여부를 알 수 있다. 상기 단말은 재전송된 데이터를 수신하면, 이를 이전에 복호화에 실패한 채로 soft buffer에 저장되어 있는 데이터와 다양한 방식으로 결합하여 다시 복호화를 시도하고, 복호화에 성공했을 경우 ACK 신호를 실패했을 경우 NACK 신호를 기지국에 전송한다. 단말은 데이터의 복호화에 성공할 때까지 NACK 신호를 보내고 재전송을 받는 과정을 반복한다.

여기서, LTE에서 상향 방향으로는 동기HARQ(Synchronous HARQ)가 사용된다. 즉, 단말이 어떤 전송을 수행한 후, 상기 전송에 대해서 재전송을 수행해야 하는 경우, 상기 재전송은 이전 전송의 일정 시간 후 발생하게 된다. 이는, 재전송 시점에 매번 PDCCH를 이용하여 스케줄링 정보를 전송해야함으로써 발생하는 무선 자원의 낭비를 줄이고, 또한 단말이 PDCCH를 제대로 수신하지 못하여, 적절한 재전송을 수행하지 않는 위험성을 줄여주는 효과가 있다. HARQ을 이용한 방식에는 최대전송횟수(Maximum number of transmission), 또는 최대재전송횟수(Maximum number of retransmission)라는 값이 이용된다. 최대 재전송횟수는 최대전송횟수에 1이 더해진 값이므로, 두 개의 값은 동일한 목적을 가진다. 이 값들은, HARQ를 통해서 전송되는 어떤 데이터블록이 최대 몇 번의 재전송을 거칠 수 있는지를 알려준다. 이렇게 최대 재전송 횟수를 제한하는 이유는, 재전송이 무한정 이루어짐으로써 발생할 수 있는 데이터의 전달 지연 혹은 정체 현상을 막고, 또한 여러 사용자와 무선 자원을 나누어 사용해야 하는 이동통신 환경을 고려하기 위해서이다. 단말은 기지국으로부터 계속적으로 자신이 수행한 전송에 대해서 NACK를 받을 경우, 최대 재전송 횟수만큼만 재전송을 수행하고, 최대 재전송 횟수에 도달할 경우, 상기 전송중인 데이터의 전송은 더 이상 수행하지 않고, 상기 데이터를 버퍼에서 삭제한다.

다음은 MAC PDU의 구조에 대해서 설명하고자 한다.

도 6은 MAC 엔티티에서 사용하는 PDU 포맷을 나타내는 예시도 이다.

상기 도 6에 도시된 바와 같이, LCID는 연관된 것이 MAC SDU인지 혹은 MAC Control Element (CE)인지의 여부를 알려주고, 또한 연관된 것이 MAC SDU라면 어떤 논리채널에 해당되는 MAC SDU인지, 만약 MAC CE라면 어떤 MAC CE인지 알려준다. L 필드는 MAC SDU에 대해서 해당 MAC SDU의 크기를 알려준다. 그리고 E 필드는 또 다른 MAC 서브 헤더(sub-header)가 존재하는지의 여부를 알려준다. 상기 과정에서, 해당되는 MAC SDU또는 MAC Control Element의 크기가 127보다 같거나 작으면 도 7에 도시된 7 bit의 L필드가 사용되고, 다른 경우에는 도 7에 도시된 15bit의 L필드가 사용된다. 그리고 MAC PDU에 포함된 MAC SDU가 MAC PDU에 포함된 데이터 필드 중 가장 마지막 것이면, 그에 관련된 MAC 서브 헤더는 도 8에 도시된 것이 사용된다. 또는 크기가 고정된 MAC Control Element에 대해서도 역시 상기 도 8에 도시된 형식의 MAC 서브 헤더가 사용될 수 있다. 그 외의 경우에는 도 7에 도시된 형식의 MAC 서브 헤더가 사용될 수 있다.

다음은 상기 도 6 내지 8에서 사용되는 각 필드의 설명이다.

LCID: 이는 해당 MAC SDU가 어떤 논리채널의 데이터 인지 또는 해당 MAC CE(MAC Control Element)가 어떤 정보를 포함하는지 알려준다.

E: 이번 MAC sub-header뒤에 또 다른 MAC sub-header가 있는지를 알려준다.

F: 따라오는 L필드의 길이를 알려준다.

R: reserved bit이며, 사용되지 않는 bit이다.

다음은 표들은 상기 LCID에 사용되는 값들에 대한 예시적인 정보이다.

도 9과 도 10은 BSR Report의 형식을 보여주고 있다. 데이터를 가진 논리채널그룹의 수와 MAC PDU에 가능한 공간의 크기에 따라서, short BSR또는 Long BSR이 이용된다. 여기서 짧은 BSR 및 긴 BSR은 그 BSR의 상대적인 길이를 지칭한다. 따라서, 이러한 BSR의 종류를 설명하는 다른 다양한 용어들을 사용할 수도 있다. 그 예로, 짧은 BSR을 단축된 또는 짧아진 BSR이라고 칭할 수도 있고, 긴 BSR은 확장된 또는 늘어난 BSR이라고 부를 수 있다.

다음은 LTE 시스템에서 단말이 하향 방향의 데이터를 수신하는 방법을 설명한다.

도 11은 하향 방향의 데이터를 수신하는 방법을 나타내는 예시도 이다.

하향 방향에 있어서, 물리 채널은 크게 두 가지로 나누어지며, 이는 PDCCH와 PDSCH이다. PDCCH는 사용자 데이터의 전송과는 직접 관련이 없고, 물리채널을 운용하는데 있어서 필요한 제어정보가 전송된다. 가장 간단하게 설명하자면, PDCCH는 다른 물리채널들의 제어에 사용된다고도 할 수 있다. 특히, PDCCH는 단말이 PDSCH를 수신하는 데 있어서 필요한 정보의 전송에 이용된다. 어느 특정 시점에, 어떤 특정 주파수대역을 이용하여 전송되는 데이터가, 어떤 단말을 위한 것인지, 어떤 크기의 데이터가 전송되는지 등등의 정보가 PDCCH를 통해서 전송된다. 따라서 각 단말은 특정 TTI에서 PDCCH를 수신하고, 상기 PDCCH를 통해서, 자신 수신해야 할 데이터 전송되는지의 여부를 확인하고, 만약 자신이 수신해야 하는 데이터가 전송됨을 알려올 경우, 상기 PDCCH에서 지시하는 주파수 등의 정보를 이용하여, PDSCH를 추가로 수신한다. PDSCH의 데이터가 어떠한 단말(하나 또는 복수의 단말들)에게 전송되는 것이며, 또한 상기 단말들이 어떻게 PDSCH데이터를 수신하고 디코딩을 해야 되는지에 대한 정보 등은 물리채널 PDCCH (Physical Downlink Control CHannel)에 포함되어 전송된다고 할 수 있다.

예를 들면, 특정 서브프레임에서, A라는 무선자원정보(예를 들면, 주파수 위치)와 B라는 전송형식정보(예를 들면, 전송 블록 사이즈, 모듈레이션과 코딩 정보 등)가 C라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC masking되어서 PDCCH를 통해서 전송된다고 가정하자. 해당 셀에 있는 하나 또는 둘 이상의 단말들은 자신이 가지고 있는 RNTI정보를 이용하여 상기 PDCCH를 모니터링 하게 되는데, 상기의 가정에서는, C라는 RNTI를 가지고 단말에서는, 상기 PDCCH를 디코딩하였을 때 CRC에러가 발생하지 않게 된다. 따라서 상기 단말은, 상기 B라는 전송형식정보와 A라는 무선자원정보를 이용하여, PDSCH를 디코딩하여 데이터를 수신하게 된다. 반면에, 상기의 가정에서는, C라는 RNTI를 가지고 있지 않은 단말에서는, 상기 PDCCH를 디코딩하였을 때 CRC에러가 발생하게 된다. 따라서 상기 단말은, PDSCH를 수신하지 않는다.

상기 과정에서 각 PDCCH를 통하여, 어떤 단말들에게 무선 자원이 할당되었는지를 알려주기 위해서, RNTI(Radio Network Temporary Identifier)가 전송되는데, 이 RNTI에는 전용(Dedicated) RNTI와 공용(Common) RNTI가 있다. 전용 RNTI는 하나의 단말에게 할당되며, 상기 단말에 해당되는 데이터의 송수신에 사용된다. 상기 전용 RNTI는 기지국에 정보가 등록되어 있는 단말에게만 할당된다. 이와는 반대로 공용 RNTI는, 기지국에 정보가 등록되지 않아서 전용 RNTI를 할당받지 못한 단말들이 기지국과 데이터를 주고 받는 경우, 혹은 시스템정보같이 복수의 단말들에게 공통적으로 적용되는 정보의 전송에 사용된다. 상기 PDCCH 는 CQI, ACK/NACK, UL GRANT, DL Assignment등이 전송에 이용된다.

앞서 전술한 바와 같이, 이동통신시스템이 유선망만을 이용하는 통신시스템과 다른 점은, 이동통신 단말들이 끊임없는 이동을 한다는 것이다. 따라서 이동통신시스템은 단말의 이동성을 고려하여 시스템을 구축하고 서비스를 제공하여야 한다. 즉 이동통신시스템은 단말이 한 지역에서 다른 지역으로 옮겨 가는 상황 혹은 끊임없이 변화하는 무선환경에 대처할 수 있어야 한다. 또한, 사용자의 요구사항에 따라서 시스템과 단말 간에 설정된 무선자원 설정 값도 필요한 경우 바꾸어 주어야 한다.

이는 결국 예를 들어 무선자원제어를 관리하고 있는 RRC 또는 하위 계층이, 무선자원설정을 바꿀 필요가 있는 경우, 새로운 무선환경설정에 관한 명령이나 정보를 빠르게 단말에게 전달하고, 또한 단말로부터는 빠르게 그에 대한 응답을 받을 수 있어야 함을 의미한다. 상기 상황에서, 새로운 무선환경설정이 늦어진다면, 사용자가 느끼는 무선서비스의 품질은 저하될 것이다. 예를 들어, 단말이 현재 접속하고 있는 셀보다 더욱 품질이 좋은 셀이 발견되었는데도, 단말의 네트워크로의 접속점을 새로운 셀로 빠르게 바꾸지 않는다면, 결국 단말은 네트워크로의 연결을 잃어버리게 될 것이다. 이 경우, 새로운 셀로 단말이 새로이 접속을 시작한다면, 결국 설정시간이 길어져, 사용자의 음성 혹은 데이터가 손실되고 말 것이다.

그런데 LTE에서는 무선자원의 설정변경은 비동기방식으로 이루어진다. 즉, 만약 기지국이 무선자원의 설정 파라미터를 변경하고 싶을 경우, 기지국의 RRC는 RRC Connection Reconfiguration메시지를 단말에게 전송한다. 이를 수신한 단말은 즉시 상기 RRC Connection Reconfiguration메시지에서 지시한 대로 무선자원을 설정한다. 마찬가지로 기지국은 RRC Connection Reconfiguration을 전송한 후, 자신이 설정한 시간이 되면, 새로운 파라미터를 이용하기 시작한다. 그런데 상기 과정에서, 새로운 설정 파라미터를 쓰는 시점이 단말과 기지국이 다를 수가 있다.

예를 들어, HARQ동작에서 사용하는 최대 재전송횟수를 변경하는 상황을 가정해 볼 때, 다음과 같은 두 개의 시나리오(scenario)가 발생할 수 있다.

첫 번째 시나리오는 HARQ 동작에서 최대 재전송횟수가 5로 초기화되어 있었고, 단말(UE) 및 기지국(eNB) 둘 다 지금 시점에서 이 사실을 인지하고 있을 때 최대 재전송횟수를 3으로 변환하는 새로운 RRC 설정 메시지(RRC configuration message)가 기지국에서 단말로 전송된 시나리오이다.

두 번째 시나리오는 HARQ 동작에서 최대 재전송횟수가 3으로 초기화되어 있었고, 단말(UE) 및 기지국(eNB) 둘 다 지금 시점에서 이 사실을 인지하고 있을 때 최대 재전송횟수를 5로 변환하는 새로운 RRC 설정 메시지(RRC configuration message)가 기지국에서 단말로 전송된 시나리오이다.

상기의 scenario 1과 scenario 2 각각에 대해서 다음의 경우가 발생할 수 있다.

먼저, 상기 첫 번째 시나리오에 대해서, 만약 상기 기지국이 상기 단말보다 먼저, 상기 새로운 설정 메시지를 적용하면, 상기 단말의 4번째 및 5번째 재전송은 발생되지 않고 상기 단말은 이와 같은 사실은 알 수 없기 때문에 충돌이 일어날 수 있다. 만약 상기 단말이 상기 기지국보다 먼저 상기 새로운 설정 메시지를 적용하면, 상기 단말은 4번째 및 5번째 재전송을 수행하지 않고 이는 무선 자원의 낭비를 초래한다.

먼저, 상기 두 번째 시나리오에 대해서, 만약 상기 기지국이 상기 단말보다 먼저 상기 새로운 설정 메시지를 적용하면, 상기 단말은 4번째 및 5번째 재전송을 수행하지 않고 이는 무선 자원의 낭비를 초래한다. 만약 상기 단말이 상기 기지국보다 먼저 상기 새로운 설정 메시지를 적용하면, 상기 단말의 4번째 및 5번째 재전송은 발생되지 않고 상기 단말은 이와 같은 사실은 알 수 없기 때문에 충돌이 일어날 수 있다.

즉, 단말과 기지국이 새로운 파라미터의 설정이 누가 빠른 가 또는 파라미터가 어떻게 바뀌는가에 따라서, 무선자원의 낭비가 발생하거나 무선자원의 충돌 및 간섭이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명은 기지국과 단말이, 무선 환경을 설정하거나 또는 무선 환경의 설정 파라미터를 변경하는 경우에, 무선자원의 충돌이나 간섭 없이 그리고 무선자원의 낭비 없어, 무선 환경을 설정 및 재설정하는 방법을 제시하고자 한다.

이를 위해 본 발명은 활성 시간(Activation Time)을 사용할 것을 제안한다. 상기 활성 시간은, 새로운 무선 환경 설정 파라미터(Radio Connection Configuration parameter) 언제부터 적용되어야 하는지를 알려준다. 즉, 상기 단말은 상기 기지국으로부터 새로운 무선 환경 설정 파라미터를 수신한 경우, 추가적으로 상기 기지국으로부터 전달된 활성 시간 정보가 있는지 검사하고, 만약 상기 활성 시간 정보가 있는 경우, 상기 활성 시간 정보가 지시하는 시간부터, 새로운 무선 환경 설정 파라미터를 적용하여 사용하고, 만약 상기 활성 시간 정보가 없는 경우, 상기 새로운 무선 환경 설정 파라미터를 즉시 사용한다. 여기서, 상기 활성 시간 정보는 MAC을 통해서 전달되거나 또는 MAC Control Element의 형태로 전달될 수 있다. 또한, 상기 활성 시간 정보를 포함 여부는 MAC 서브 헤더에서 나타낼 수도 있다. 또한, 상기 MAC PDU에 활성 시간 정보를 포함하는 MAC Control element의 존재 여부는 특정 값을 가진 LCID의 존재 여부로 나타낼 수도 있다. 즉 상기 MAC PDU를 수신한 단말은 MAC 서브 헤더를 검사하고, 활성 시간 정보 전달용으로 할당된 LCID를 발견하면, 상기 MAC PDU에 활성 시간 정보가 있다고 판단할 수 있다.

도 12는 본 발명에 따라 무선 환경을 설정 또는 재설정하는 과정을 나타내는 예시도 이다.

먼저, 단말은 기지국으로부터 무선 환경 설정 파라미터를 수신한다. 이후, 활성 시간 정보가 상기 기지국으로부터 수신되었는지를 확인한다. 만약, 상기 활성 시간 정보가 수신되었다고 확인되면, 상기 단말은 상기 활성 시간 정보에 따라 상기 무선 환경 설정 파라미터를 적용시킨다. 반면, 만약 상기 활성 시작 정보가 수신되지 않은 것으로 확인되면, 상기 단말은 상기 무선 환경 설정 파라미터를 즉시 적용시킨다.

본 발명의 목적을 이루기 위한 다른 방법으로, PDCCH채널을 이용할 수 있다. 즉 무선자원의 할당을 지시하는 정보가 전달되는 PDCCH를 통해서 자신의 C-RNTI를 발견하게 되면, 단말은 즉시 새로운 무선 환경 설정 파라미터를 적용할 수 있다. 여기서 C-RNTI는 새로운 무선 환경 설정 파라미터를 단말에게 알려줄 때 사용하는 메시지에 포함될 수 있다.

본 발명의 목적을 이루기 위한 또 다른 방법으로, 기지국은 단말에게 새로운 무선 환경 설정 정보를 전송할 경우, 추가적으로 상기 단말에게 응답을 지시하는 요구를 보낼 수 있다. 그리고 상기 단말은 상기 요구를 수신하면 상기 기지국으로 응답을 보낸다. 상기 과정에서, 상기 기지국은 상기 단말에게 MAC Control Element를 이용하여, 상기 단말에게 MAC 응답 요청(Response Request)을 전송한다. 그리고 상기 단말은 MAC 응답 요청(Response Request)을 수신하면, MAC 응답(Response)을 상기 기지국으로 전송한다. 만약 상기 기지국이 무선 환경 재설정 메시지를 상기 MAC 응답 요청(Response Request)와 함께 전송한 경우, 상기 단말이 상기 MAC 응답 요청을 수신하였다는 것은 상기 무선 환경 재설정 메시지도 수신하였다는 것이 된다. 따라서, 이에 상기 단말이 전송하는 MAC 응답을 수신하게 되면, 상기 기지국은 자신이 상기 단말에게 전송한 무선 환경 재설정 메시지가 상기 단말에게 제대로 전송되었다고 인식할 수 있게 된다. 그리고 즉시 새로운 무선 환경 설정을 적용할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 단말을 설명한다.

본 발명에 따른 단말은 무선상에서 데이터를 서로 주고 받을 수 있는 서비스를 이용할 수 있는 모든 형태의 단말을 포함한다. 즉, 본 발명에 따른 단말은 무선 통신 서비스를 이용할 수 있는 이동통신 단말기(예를 들면, 사용자 장치(UE), 휴대폰, 셀룰라폰, DMB폰, DVB-H폰, PDA 폰, 그리고 PTT폰 등등)와, 노트북, 랩탑 컴퓨터, 디지털 TV와, GPS 네비게이션와, 휴대용 게임기와, MP3와 그 외 가전 제품 등등을 포함하는 포괄적인 의미이다.

본 발명에 따른 단말은, 본 발명이 예시하고 있는 효율적인 시스템 정보 수신을 위한 기능 및 동작을 수행하는데 필요한 기본적인 하드웨어 구성(송수신부, 처리부 또는 제어부, 저장부등)을 포함할 수도 있다.

여기까지 설명된 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장 매체(예를 들어, 이동 단말기 또는 기지국의 내부 메모리, 플래쉬 메모리, 하드 디스크, 기타 등등)에 저장될 수 있고, 프로세서(예를 들어, 이동 단말기 또는 기지국 내부 마이크로 프로세서)에 의해서 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 코드들 또는 명령어들로 구현될 수 있다.

이상, 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

1. 무선 통신 시스템상에서 적어도 하나의 무선 자원을 설정하는 방법으로서,
   단말의 MAC(Medium Access Control) 계층에 의해 네트워크로부터 무선 자원 설정(radio resource configuration)에 관련된 메시지를 수신하는 단계에 있어서, 상기 메시지는 상기 적어도 하나의 무선 자원을 설정하는데 사용되며,
   상기 단말의 MAC 계층에 의해 상기 네트워크의 MAC 계층으로부터 활성 시간 정보(activation time information)를 수신하는 단계와; 그리고
   상기 단말의 MAC 계층에 의해 상기 적어도 하나의 무선 자원을 설정하는 단계에 있어서, 상기 적어도 하나의 무선 자원의 설정을 상기 활성 시간 정보에 의해 지시된 시간에 수행되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 무선자원을 설정하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 활성 시간 정보는 MAC control element 형식으로 수신되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 무선자원을 설정하는 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 활성 시간 정보의 존재는 MAC 서브 헤더(sub-header)에 의해서 나타나는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 무선자원을 설정하는 방법.
4. 제 2항에 있어서, 상기 활성 시간 정보를 포함하는 상기 MAC control element의 존재는 LCID(Logical Channel Identifier) 값에 의해서 나타나는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 무선자원을 설정하는 방법.
5. 제 1항에 있어서, 만약 상기 활성 시간 정보가 상기 단말의 상기 MAC 계층에 의해 수신되지 않는다면, 상기 적어도 하나의 무선 자원의 설정은 바로 수행되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 무선자원을 설정하는 방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 무선 자원은 상향(uplink)으로 데이터를 전송하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 무선자원을 설정하는 방법.

Images