KR20120081558A - 이동통신 시스템에서 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법 및 장치 - Google Patents

이동통신 시스템에서 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 랜덤 액세스 방법 및 이를 수행하는 단말에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 단말의 랜덤 액세스 방법은, 스케줄링 요청(SR; Scheduling Request)이 계류 중(pending)인지 판단하는 계류 판단 단계, 상기 SR이 계류 중이면, 현재 전송주기(TTI; Transmission Time Interval)에서 업링크 전송 자원이 이용 가능한(available)지 판단하는 단계, 현재 TTI에서 업링크 전송 자원이 이용 가능하지 않다면, 상기 SR을 전송하기 위한 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 자원이 설정돼(configure) 있는지 판단하는 단계 및 상기 PUCCH 자원이 설정돼 있지 않으면, 프라이머리 셀에서 랜덤 액세스 절차(procedure)를 시작하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 전송 자원의 낭비를 줄일 수 있다.

Description

이동통신 시스템에서 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING RANDOM ACCESS PROCEDURE IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동통신 시스템에서 랜덤 액세스 동작과 역방향 전송을 수행하는 방법 및 이를 수행하는 단말에 관한 것으로 특히 캐리어 집적(Carrier Aggregation)이 설정될 단말이 랜덤 액세스와 역방향 전송을 동시에 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 이동통신 시스템은 사용자의 이동성을 확보하면서 통신을 제공하기 위한 목적으로 개발되었다. 이러한 이동통신 시스템은 기술의 비약적인 발전에 힘입어 음성 통신은 물론 고속의 데이터 통신 서비스를 제공할 수 있는 단계에 이르렀다.
근래에는 차세대 이동통신 시스템 중 하나로 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 LTE(Long Term Evolution) 시스템에 대한 규격 작업이 진행 중이다. 상기 LTE 시스템은 2010년 정도를 상용화 목표로 해서, 현재 제공되고 있는 데이터 전송률보다 높은 최대 100 Mbps 정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이며 현재 규격화가 거의 완료되었다. LTE 규격 완료에 발맞춰 최근 LTE 통신 시스템에 여러 가지 신기술을 접목해서 전송 속도를 보다 향상시키는 진화된 LTE 시스템(LTE-Advanced, LTE-A)에 대한 논의가 본격화되고 있다. 이하 LTE 시스템이라 함은 기존의 LTE 시스템과 LTE-A 시스템을 포함하는 의미로 이해하기로 한다. 상기 새롭게 도입될 기술 중 대표적인 것으로 캐리어 집적(Carrier Aggregation)을 들 수 있다. 캐리어 집적은 단말이 다중 캐리어를 이용해서 데이터를 송수신하는 기술이다. 보다 구체적으로 단말은 집적된 캐리어의 소정의 셀(통상 동일한 기지국에 속한 셀)을 통해 데이터를 송수신하며, 이는 결국 단말이 복수 개의 셀을 통해 데이터를 송수신하는 것과 동일하다.
일반적으로 단말은 임의의 통신 망에서 최초 연결을 설정하기 위해 랜덤 액세스 과정을 수행한다. LTE 통신 시스템 등의 이동 통신 시스템에서는 상기 랜덤 액세스 과정을 최초 연결 설정뿐만 아니라 다른 목적으로도 활용하는데, 예를 들어 이미 연결이 설정된 단말이 자신의 버퍼 상태를 보고하거나, 역방향 전송 타이밍의 동기를 획득하는 것 등이 있을 수 있다. 상기와 같이 이미 연결 상태의 단말이 랜덤 액세스를 수행해야 하는 상황이 발생하는 경우, 단말이 이미 다른 역방향 전송을 수행 중이거나 혹은 랜덤 액세스를 위한 역방향 신호를 전송하는 시점에 다른 역방향 전송도 수행해야 하는 경우가 발생할 수 있다. 특히 단말에 캐리어 집적이 설정되어 있는 경우, 이런 상황이 더욱 빈번하게 발생할 가능성이 있다. 본 발명에서는 상기와 같이 단말이 랜덤 액세스와 다른 역방향 전송을 동시에 수행해야 하는 경우가 발생했을 때 단말이 이를 효율적으로 처리하는 방법 및 장치를 제시한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로 전송 자원의 낭비를 줄이는 랜덤 액세스 방법 및 이를 수행하는 단말을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 단말의 랜덤 액세스 방법은, 스케줄링 요청(SR; Scheduling Request)이 계류 중(pending)인지 판단하는 계류 판단 단계, 상기 SR이 계류 중이면, 현재 전송주기(TTI; Transmission Time Interval)에서 업링크 전송 자원이 이용 가능한(available)지 판단하는 단계, 현재 TTI에서 업링크 전송 자원이 이용 가능하지 않다면, 상기 SR을 전송하기 위한 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 자원이 설정돼(configure) 있는지 판단하는 단계 및 상기 PUCCH 자원이 설정돼 있지 않으면, 프라이머리 셀에서 랜덤 액세스 절차(procedure)를 시작하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 랜덤 액세스를 수행하는 단말은, 스케줄링 요청(SR; Scheduling Request)이 계류 중(pending)인지 판단하는 계류 판단 단계; 상기 SR이 계류 중이면, 현재 전송주기(TTI; Transmission Time Interval)에서 업링크 전송 자원이 이용 가능한(available)지 판단하는 단계; 현재 TTI에서 업링크 전송 자원이 이용 가능하지 않다면, 상기 SR을 전송하기 위한 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 자원이 설정돼(configure) 있는지 판단하는 단계; 및 상기 PUCCH 자원이 설정돼 있지 않으면, 프라이머리 셀에서 랜덤 액세스 절차(procedure)를 시작하는 단계를 수행하도록 설정된 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 이동통신 시스템에서 단말이 랜덤 액세스와 역방향 전송을 동시에 수행함에 있어서 단말과 기지국이 미리 합의한 규칙에 따라서 둘 중 하나 혹은 둘 모두를 전송함으로써 기지국이 여러 경우를 대비해서 블라인드 디코딩하는 것을 회피하고, 전송 자원의 낭비를 줄인다.
도 1은 본 발명이 적용되는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명이 적용되는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면,
도 3은 단말에서 캐리어 집적을 설명하기 위한 도면,
도 4는 랜덤 액세스 과정을 설명하는 도면,
도 5는 본 발명의 제1 실시 예를 설명하는 동면
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 단말 동작을 설명하는 도면,
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 단말 동작을 설명하는 도면,
도 8은 단말 장치를 도시한 도면
하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하기로 한다.
본 발명은 단말이 자신의 성능을 망으로 보고하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 이하 본 발명을 설명하기 앞서 LTE 시스템 및 캐리어 집적에 대해서 간략하게 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 LTE 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 도시한 바와 같이 LTE 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 ENB, Node B 또는 기지국)(105, 110, 115, 120)과 MME (125, Mobility Management Entity) 및 S-GW(130, Serving-Gateway)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말)(135)은 ENB(105 ~ 120) 및 S-GW(130)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.
도 1에서 ENB(105 ~ 120)는 UMTS 시스템의 기존 노드 B에 대응된다. ENB는 UE(135)와 무선 채널로 연결되며 기존 노드 B 보다 복잡한 역할을 수행한다. LTE 시스템에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 버퍼 상태, 가용 전송 전력 상태, 채널 상태 등의 상태 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며, 이를 ENB(105 ~ 120)가 담당한다. 하나의 ENB는 통상 다수의 셀들을 제어한다. 예컨대, 100 Mbps의 전송 속도를 구현하기 위해서 LTE 시스템은 예컨대, 20 MHz 대역폭에서 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 한다)을 무선 접속 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. S-GW(130)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME(125)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다. MME는 단말에 대한 이동성 관리 기능은 물론 각종 제어 기능을 담당하는 장치로 다수의 기지국 들과 연결된다.
도 2는 본 발명이 적용되는 LTE 시스템에서 무선 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, LTE 시스템의 무선 프로토콜은 단말과 ENB에서 각각 PDCP(Packet Data Convergence Protocol 205, 240), RLC(Radio Link Control 210, 235), MAC (Medium Access Control 215,230)으로 이루어진다. PDCP(Packet Data Convergence Protocol)(205, 240)는 IP 헤더 압축/복원 등의 동작을 담당하고, 무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC라고 한다)(210, 235)는 PDCP PDU(Packet Data Unit)를 적절한 크기로 재구성해서 ARQ 동작 등을 수행한다. MAC(215,230)은 한 단말에 구성된 여러 RLC 계층 장치들과 연결되며, RLC PDU들을 MAC PDU에 다중화하고 MAC PDU로부터 RLC PDU들을 역다중화하는 동작을 수행한다. 물리 계층(220, 225)은 상위 계층 데이터를 채널 코딩 및 변조하고, OFDM 심벌로 만들어서 무선 채널로 전송하거나, 무선 채널을 통해 수신한 OFDM 심벌을 복조하고 채널 디코딩해서 상위 계층으로 전달하는 동작을 한다.
도 3은 단말에서 캐리어 집적을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 하나의 기지국에서는 일반적으로 여러 주파수 대역에 걸쳐서 다중 캐리어들이 송출되고 수신된다. 예를 들어 기지국(305)에서 중심 주파수가 f1인 캐리어(315)와 중심 주파수가 f3(310)인 캐리어가 송출될 때, 종래에는 하나의 단말이 상기 두 개의 캐리어 중 하나의 캐리어를 이용해서 데이터를 송수신하였다. 그러나 캐리어 집적 능력을 가지고 있는 단말은 동시에 여러 개의 캐리어로부터 데이터를 송수신할 수 있다. 기지국(305)은 캐리어 집적 능력을 가지고 있는 단말(330)에 대해서는 상황에 따라 더 많은 캐리어를 할당함으로써 상기 단말(330)의 전송 속도를 높일 수 있다.
전통적인 의미로 하나의 기지국에서 송출되고 수신되는 하나의 순방향 캐리어와 하나의 역방향 캐리어가 하나의 셀을 구성한다고 할 때, 캐리어 집적이란 단말이 동시에 여러 개의 셀을 통해서 데이터를 송수신하는 것으로 이해될 수도 있을 것이다. 이를 통해 최대 전송 속도는 집적되는 캐리어의 수에 비례해서 증가된다.
이하 본 발명을 설명함에 있어서 단말이 임의의 순방향 캐리어를 통해 데이터를 수신하거나 임의의 역방향 캐리어를 통해 데이터를 전송한다는 것은 상기 캐리어를 특징짓는 중심 주파수와 주파수 대역에 대응되는 셀에서 제공하는 제어 채널과 데이터 채널을 이용해서 데이터를 송수신한다는 것과 동일한 의미를 가진다. 또한 캐리어를 집적한다는 것과 단말에 서빙 셀을 추가로 설정한다는 것은 동일한 의미로 사용된다. 이하 본 발명의 실시 예는 설명의 편의를 위해 LTE 시스템을 가정하여 설명될 것이나, 본 발명은 캐리어 집적을 지원하는 각종 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다.
단말에 다수의 서빙 셀이 설정되었으며 (다시 말해서 단말에 캐리어 집적이 설정되었으며), 추가로 설정된 서빙 셀에 역방향 채널이 존재하는 경우 (참고로 추가로 설정되는 서빙 셀은 순방향 채널만으로 구성되거나 순방향 채널과 역방향 채널로 구성될 수 있다), 단말은 상기 추가로 설정된 서빙 셀에서 랜덤 액세스 과정을 수행할 수도 있다. 설명의 편의 상 단말에게 설정된 서빙 셀들은 프라이머리 셀과 세컨더리 셀로 구분된다. 단말에 새로운 서빙 셀이 추가로 설정되기 전에 단말이 연결을 설정하고 있던 셀을 프라이머리 셀이라고 한다. 다시 말해서 단말이 RRC 연결 설정 과정을 수행한 셀 혹은 RRC 연결 과정을 수행한 후 핸드 오버 된 셀이 프라이머리 셀이다. 그리고 캐리어 집적을 위해서 추가로 설정된 서빙 셀들을 세컨더리 셀이라고 한다.
단말은 일반적으로 프라이머리 셀에서 랜덤 액세스를 수행하지만, 경우에 따라서 세컨더리 셀에서 랜덤 액세스를 수행하기도 한다. 예를 들어 세컨더리 셀의 역방향 전송 타이밍이 프라이머리 셀과 다른 경우, 기지국은 단말에게 상기 세컨더리 셀에서 랜덤 액세스를 수행하도록 지시할 수 있다.
좀 더 자세히 설명하면, 단말에 설정된 서빙 셀들은 하나 이상의 TAG (Timing Advance Group)으로 그룹화될 수 있다. TAG란 동일한 역방향 전송 타이밍을 공유하는 하나 혹은 하나 이상의 서빙 셀들의 집합이다. 한 TAG에 속하는 서빙 셀들이 동일한 역방향 전송 타이밍을 공유한다는 것은 상기 서빙 셀들의 역방향 전송 타이밍이 동일하다는 것을 의미하고, 상기 서빙 셀들은 역방향 동기가 함께 수립되거나 유실된다. 뿐만 아니라 역방향 전송 타이밍 조정도 동시에 적용된다. TAG는 primary TAG와 secondary TAG로 구분된다. primary TAG는 프라이머리 셀을 포함하는 TAG, secondary TAG는 세컨더리 셀들로만 구성된 TAG이다. primary TAG에서는 오로지 프라이머리 셀에서만 랜덤 액세스가 허용되며, secondary TAG에서는 소정의 한 세컨더리 셀에서만 서 랜덤 액세스가 허용된다.
랜덤 액세스 과정은 도 4에 도시한 것과 같이 프리앰블 전송, 랜덤 액세스 응답 수신, 메시지 3 전송, 충돌 해소의 4 단계로 이뤄진다. 경우에 따라 뒤의 두 단계는 생략되기도 한다.
단말(405)은 임의의 이유로 랜덤 액세스를 수행해야 하는 상황이 발생하면, 랜덤 액세스를 수행할 셀의 랜덤 액세스 채널 설정 및 프리앰블 자원을 참고해서, 어떤 시점에 어떤 전송 자원을 통해 어떤 프리앰블을 전송할지 판단한다. 단말은 현재 채널 상황 예컨대 경로 손실 등을 참고해서 프리앰블 전송 출력을 판단하고 프리앰블을 전송한다 (415).
단말이 전송한 프리앰블을 수신한 기지국(410)은 이에 대한 응답 메시지를 생성해서 단말에게 전송한다(420). 상기 응답 메시지에는 단말의 역방향 전송 타이밍 조정 명령이나 메시지 3 전송을 위한 역방향 전송 자원 관련 정보 등이 포함된다.
응답 메시지를 수신한 단말은 메시지 3를 전송한다(425). 상기 메시지 3에는 단말의 식별자 정보가 포함되며 기지국은 메시지 3을 잘 수신하면 이에 대한 응답을 하며 (430), 이를 흔히 충돌 해소라고 한다. 만약 기지국이 프리앰블을 수신하지 못하였다면 이에 대한 응답 메시지를 전송하지 않으므로 단말은 응답 메시지 수신에 실패한다. 단말은 소정의 시간이 흐른 후 프리앰블을 재전송하며, 이 때 전송 출력을 정해진 값만큼 올려서 전송함으로써 일종의 역방향 전송 출력 제어(uplink power control)를 함께 수행한다.
상기에서 보는 것과 같이 랜덤 액세스 과정을 수행함에 있어서 정해진 시점에 단말이 역방향 전송을 해야 하는 경우가 존재하며, 단말은 이 때 아래 사항을 고려해서 어떤 역방향 전송을 수행할지 혹은 어떤 역방향 전송에 더 많은 전송 출력을 배정할지 결정한다.
● 프리앰블 전송이 프라이머리 셀에서 수행되는지 세컨더리 셀에서 수행되는지 여부 (혹은 primary TAG에서 수행되는지 secondary TAG에서 수행되는지 여부)
● (프리앰블 전송이 아닌 다른) 역방향 전송의 성격: 예를 들어 재전송이 가능한 것인지, 사용자 데이터에 대한 전송인지 제어 데이터에 대한 전송인지 등
도 5를 통해서 이를 좀 더 자세히 설명한다. 도 5에 본 발명의 전체 동작을 도시하였다.
단말(505)은 두 종류의 우선 순위 규칙을 구비한다. 우선 순위 규칙 1은 프라이머리 셀의 프리앰블 전송과 다른 역방향 전송 사이의 우선 순위에 관한 규칙이며, 우선 순위 규칙 2는 세컨더리 셀의 프리앰블 전송과 다른 역방향 전송 사이의 우선 순위에 관한 규칙이다.
아래를 고려했을 때 프라이머리 셀의 프리앰블 전송과 다른 역방향 전송이 겹칠 가능성은 높지 않다.
● 다수의 캐리어가 집적된 단말에게는 SR(Scheduling Request) 전송을 위한 PUCCH 전송 자원이 할당되는 것이 일반적이다. 따라서 단말이 랜덤 액세스를 사용해서 BSR을 전송할 가능성은 희박하다.
● 연결 상태 단말이 프라이머리 셀에서 랜덤 액세스를 수행하는 주요한 이유는 SR 전송을 위한 PUCCH 전송 자원이 없는 단말이 BSR을 전송하기 위한 것이라는 점을 고려하면, 즉 단말이 프라이머리 셀에서 랜덤 액세스를 수행할 가능성 자체가 희박하다는 점을 고려하면 프라이머리 셀의 프리앰블 전송과 다른 역방향 전송이 동일한 시간에 이뤄질 가능성 역시 희박하다는 점을 알 수 있다.
따라서 상기 우선 순위 규칙 1이 기지국과 공유되지 않는 단말의 내부 규칙이라 하더라도 문제가 발생할 가능성은 높지 않으며, 본 발명에서는 단말과 기지국의 복잡도를 줄이기 위해서 상기 우선 순위 규칙 1은 단말만 인지하는 단말의 내부 규칙으로 정의한다 (520).
아래를 고려했을 때 세컨더리 셀의 프리앰블 전송이 다른 역방향 전송과 겹칠 가능성은 보다 높다.
● 연결 상태 단말이 세컨더리 셀에서 랜덤 액세스를 수행하는 경우는, 해당 세컨더리 셀에서 역방향 전송을 수행하기 위해서 역방향 전송 타이밍 동기를 획득하기 위한 경우이다.
● 상기 동기 획득 절차는 해당 세컨더리 셀이 활성화될 때마다 요구될 수도 있다. 뿐만 아니라 세컨더리 셀을 통해서 역방향 전송을 수행하는 이유는 단말의 역방향 전송 속도를 높이기 위한 것이다. 따라서 단말이 세컨더리 셀에서 프리앰블을 전송하는 시점에 이미 다른 서빙 셀에서 PUSCH를 전송하고 있을 가능성이 높다.
만약 우선 순위 규칙 2를, 기지국이 인지하지 못하는 단말의 독자적인 규칙으로 정의한다면, 프리앰블과 다른 역방향 전송의 동시 전송이 수행될 때마다, 기지국은 어느 역방향 전송을 수신해야 할지 알 수 없기 때문에 중복 디코딩 (double decoding)과 같이 기지국의 전체 성능에 악영향을 미치는 동작을 수행햐여야 한다. 이를 피하기 위해서 본 발명에서 우선 순위 규칙 2는 단말(505)과 기지국(510)이 공유하는 규칙으로 정의한다 (525).
우선 순위 규칙 1과 우선 순위 규칙 2의 구체적인 내용에 대해서는 후술한다.
단말은 임의의 시점에 기지국이 단말의 성능 보고를 요청하면 성능 정보를 담고 있는 제어 메시지를 기지국으로 전송한다 (530). 상기 정보는 UE CAPABILITY INFORMATION이라는 RRC 제어 메시지에 포함되어서 기지국으로 전송된다. 단말의 성능 정보로는 아래와 같은 것들이 있을 수 있다.
● 단말이 지원하는 주파수 대역(들)
● 단말이 지원하는 주파수 대역의 조합(들)
● 주파수 대역 별 MIMO layer의 수
● 주파수 대역 별 집적할 수 있는 셀의 수
● 주파수 대역 별 최대 대역폭
본 발명에서는 상기 정보뿐만 아니라 단말이 프리앰블 전송과 다른 역방향 전송이 가능한지 여부를 나타내는 정보도 포함시킨다. 상기 정보는 기존의 다른 성능 정보와 연계될 수도 있다. 예를 들어 단말이 PUSCH/PUCCH 동시 전송이 가능하거나, 둘 또는 그 이상의 주파수 밴드 상에서 역방향 캐리어 집적이 가능하다면 프리앰블 전송과 다른 역방향 전송이 가능하다고 정의할 수 있다. 혹은 새로운 IE(Information Element)을 도입해서 프리앰블과 다른 역방향 전송의 동시 전송 가능 여부를 나타낼 수도 있다.
기지국은 단말의 성능과 트래픽 상황 등을 고려해서 단말에게 필요한 기능, 예를 들어 캐리어 집적을 설정하고 순방향 및 역방향 데이터 송수신을 수행한다. 기지국은 단말의 성능과 우선 순위 규칙 2를 적용해서 역방향 스케줄링 및 역방향 데이터 수신 동작을 수행한다. 예컨대 프리앰블 전송과 다른 역방향 전송의 동시 전송이 가능하지 않은 단말에 대해서는, 만약 프리앰블 전송과 다른 역방향 전송이 동시에 수행되는 상황이 발생하면, 우선 순위 규칙 2를 적용해서 어떤 역방향 신호를 수신할지 판단한다. 좀 더 자세히 설명하면 임의의 시점에 기지국은 순방향 제어 채널을 통해서 단말에게 랜덤 액세스를 수행할 것을 명령한다 (540). 예를 들어 아직 역방향 전송 타이밍 동기가 수립되지 않은 TAG에 대해서 역방향 동기를 수립하기 위한 목적으로 기지국이 단말에게 랜덤 액세스 수행을 명령할 수 있다.
단말은 랜덤 액세스를 수행하는 셀이 프라이머리 셀인지 세컨더리 셀인지를 고려해서 어떤 우선 순위 규칙을 적용할지 판단하고 그에 맞춰서 역방향 전송을 수행한다 (545). 기지국은 단말이 랜덤 액세스를 수행하는 프라이머리 셀에서 수행하는지 세컨더리 셀에서 수행하는지를 고려해서 역방향 데이터 수신 과정을 수행한다 (550). 기지국은 단말이 랜덤 액세스를 수행하는 셀이 세컨더리 셀이라면 우선 순위 규칙 2를 적용해서 역방향 데이터 수신 과정을 수행한다. 단말이 프라이머리 셀에서 랜덤 액세스를 수행한다면, 기지국은 단말이 우선 순위를 어떻게 적용할지 알 수 없으므로, 기지국은 중복 디코딩 등을 수행해서 단말이 두 신호 중 어떤 신호를 전송하더라도 수신할 수 있도록 한다.
또 다른 방법으로, 단말은 프라이머리 TAG만 설정되어 있는 경우에는 우선 순위 규칙 1을 적용하고, 하나 혹은 하나 이상의 세컨더리 TAG가 설정되어 있는 경우 (즉 프라이머리 셀과 별도로 역방향 전송 타이밍이 관리되는 세컨더리 셀이 하나 혹은 하나 이상 존재하는 경우)에는 프라이머리 셀과 세컨더리 셀을 불문하고 우선 순위 규칙 2를 적용할 수도 있다.
도 6에 단말 동작을 도시하였다.
단말은 605 단계에서 임의의 서브 프레임 n에서 프리앰블을 전송하여야 함을 인지하면 610 단계로 진행한다. 단말은 랜덤 액세스 과정이 트리거되면 프리앰블이 전송 가능한 가장 가까운 서브 프레임에서 프리앰블을 전송한다. 할당된 역방향 전송 자원이 없으며 SR전송을 위한 PUCCH 전송 자원이 설정되지 않은 단말에게 SR이 트리거되면 랜덤 액세스 과정이 트리거된다. 혹은 랜덤 액세스 과정을 수행할 것을 지시하는 명령(이하 PDCCH order)을 기지국으로부터 수신하면 단말은 랜덤 액세스 과정을 트리거한다. 이 때 단말은 상기 명령에 수납되어 있는 제어 정보 (어떤 서빙 셀에서 어떤 시점에 어떤 프리앰블을 사용해서 프리앰블을 전송할지 나타내는 정보)를 고려해서 프리앰블을 전송한다.
610 단계에서 단말은 프리앰블이 전송될 셀이 프라이머리 셀인지 세컨더리 셀인지 검사한다. 프라이머리 셀이라면 615 단계로 진행해서 우선 순위 규칙 1을 적용해서 프리앰블 전송과 다른 역방향 전송을 수행한다. 세컨더리 셀이라면 620 단계로 진행해서 우선 순위 규칙 2를 적용해서 프리앰블 전송과 다른 역방향 전송을 수행한다. 혹은 프리앰블이 전송될 시점에 세컨더리 TAG가 설정되어 있지 않다면 우선 순위 규칙 1을 적용해서 프리앰블 전송과 다른 역방향 전송을 수행하고, 상기 시점에 하나 혹은 그 이상의 세컨더리 TAG가 설정되어 있다면 우선 순위 규칙 2를 적용해서 프리앰블 전송과 다른 역방향 전송을 수행한다.
우선 순위 규칙의 구체적인 예는 아래와 같다. 아래 우선 순위 규칙의 예 중 하나를 선택해서 우선 순위 규칙 1이나 우선 순위 규칙 2로 사용할 수 있다.
[우선 순위 규칙]
● 랜덤 액세스가 발생한 이유가 PDCCH order에 의한 것이라면 프리앰블 전송에 우선 순위를 부여
● 랜덤 액세스가 발생한 이유가 BSR 전송을 위한 것이며 (혹은 역방향 전송을 재개하기 위한 것이며) 다른 역방향 전송이 PUCCH 전송이라면, 다른 역방향 전송에 우선 순위를 부여
● 랜덤 액세스가 발생한 이유가 BSR 전송을 위한 것이며 (혹은 역방향 전송을 재개하기 위한 것이며) 다른 역방향 전송이 PUSCH 전송이라면, 프리앰블 전송에 우선 순위를 부여
랜덤 액세스가 발생한 이유를 기준으로 우선 순위 규칙을 정의하는 대신, 전송 시점이 겹치는 다른 역방향 전송의 중요도를 기준으로 우선 순위를 정의할 수도 있다.
[우선 순위 규칙의 다른 예]
● 프리앰블이 PUCCH 전송과 겹쳤을 때, PUCCH 전송이 HARQ ACK/NACK 전송이나 CQI 전송이라면 PUCCH 전송에 우선 순위를 부여
● 프리앰블이 PUCCH 전송과 겹쳤을 때, PUCCH 전송이 SRS 전송이나 SR 전송이라면 프리앰블 전송에 우선 순위를 부여
● 프리앰블이 PUSCH 전송과 겹치면 프리앰블 전송에 우선 순위를 부여
만약 상기 우선 순위 규칙을 우선 순위 규칙 2로 사용한다면, 단말 동작은 HARQ ACK/NACK 전송과 CQI 전송은 세컨더리 셀의(혹은 세컨더리 TAG의) 프리앰블 전송보다 우선 순위가 높고 SRS 전송이나 SR 전송은 세컨더리 셀의 (혹은 세컨더리 TAG의) 프리앰블 전송보다 우선 순위가 낮은 것으로 정의될 수 있다.
혹은 프리앰블이 최초 전송인지 재전송인지를 고려해서 우선 순위를 정의할 수 있다.
[우선 순위 규칙의 또 다른 예]
● 프리앰블이 PUCCH 전송과 겹쳤을 때, 프리앰블이 최초 전송이라면 PUCCH 전송에 우선 순위를 부여
● 프리앰블이 PUCCH 전송과 겹쳤을 때, 프리앰블이 최초 전송이 아니라 재전송이라면 프리앰블 전송에 우선 순위를 부여 (재전송되는 프리앰블을 전송하지 않거나 전송 출력을 줄일 경우 단말의 전송 출력 제어에 악영향을 미치기 때문이다.)
● 프리앰블이 PUSCH 전송과 겹치면 프리앰블의 최초 전송/재전송 여부와 무관하게 프리앰블 전송에 우선 순위를 부여
우선 순위 규칙 적용의 구체적인 결과는 단말이 프리앰블과 다른 역방향을 동시에 전송 가능한지 여부에 따라 다르다. 프리앰블과 다른 역방향 전송을 동시에 수행할 수 없는 단말은 프리앰블 전송과 다른 역방향 전송이 겹치면 상기 우선 순위에 따라서 우선 순위가 높은 역방향 신호를 우선적으로 전송한다. 프리앰블과 다른 역방향 신호의 동시 전송이 가능한 단말은 우선 순위를 전송 출력 배분에 사용한다. 요컨대 단말의 역방향 전송 출력 부족 상태가 되면, 단말은 우선 순위가 높은 역방향 전송에 우선적으로 전송 출력을 분배한다.
단말이 프리앰블과 다른 역방향 신호를 동시에 전송할 수 있는지 여부와 무관하게, 단말은 동일한 우선 순위 규칙 2를 적용한다. 우선 순위 규칙 1은 단말의 독자적인 규칙이기 때문에 단말에 따라서 다르게 설정될 수 있다.
프리앰블과 다른 역방향 신호의 동시 전송이 가능한 단말은 SRS 전송에 대해서는 아래와 같은 별도의 규칙을 적용할 수 있다.
[프리앰블과 다른 역방향 신호의 동시 전송이 가능한 단말이 SRS 전송에 적용하는 규칙]
● SRS와 프리앰블이 동일한 셀에서 수행된다면 프리앰블 전송만 수행한다.
● SRS와 프리앰블이 다른 셀에서 수행된다면 프리앰블과 SRS를 동시에 전송한다.
상기 별도의 규칙을 적용하는 이유는, SRS는 한 서브 프레임의 전체 시구간 중 마지막 일부 시구간만을 이용해서 전송되며, 상기 SRS와 프리앰블을 동일한 셀의 동일한 서브 프레임에서 전송하려면 단말은 상기 서브 프레임에서 먼저 프리앰블을 전송한 후 마지막 소정의 시구간에서 전혀 다른 역방향 전송 출력을 가지는 SRS를 전송하여야 하는데 이는 단말의 물리 계층 장치의 복잡도와 가격을 상승시키는 요인이 될 수 있기 때문이다.
<제2 실시 예>
일반적으로 연결 상태의 단말에게 SR전송을 위한 PUCCH 자원이 설정되어 있는 경우에는 랜덤 액세스가 사용되지 않는다. 그러나 PUCCH를 통한 SR 전송에는 전송 출력의 단계적 상승 (power ramp up)과 같은 전송 출력 제어 기법이 적용되지 않기 때문에, 단말의 역방향 전송 출력이 잘못 설정된 경우 단말이 SR을 아무리 전송해도 기지국이 이를 수신하지 못할 수도 있다. 이런 경우에 대비해서 단말은 PUCCH를 통해 SR을 전송함에 있어서 미리 정해진 회수만큼 전송한 후에도 역방향 전송 자원을 할당 받지 못한다면 랜덤 액세스 과정을 트리거해서 역방향 전송 출력 제어 과정을 재시작한다. 역방향 전송 출력이 잘못 설정되었을 가능성이 높은 셀은 SR 전송이 이뤄진 셀이라는 점을 고려하면 단말은 상기 랜덤 액세스 과정을 상기 SR 전송이 이뤄졌던 셀에서 하는 것 바람직하다. 따라서 단말은 상기 이유로 랜덤 액세스가 개시되었을 때, 랜덤 액세스를 개시할 수 있는 셀이 다수 존재한다 할지라도 SR 전송을 수행했던 셀 즉 프라이머리 셀에서 랜덤 액세스 과정을 개시한다. 그리고 프리앰블 전송이 PUCCH나 CQI와 같은 다른 중요한 역방향 전송과 겹친다 하더라도 프리앰블 전송에 우선 순위를 부여한다. 이는 상기 프리앰블 전송이 프라이머리 셀의 잘못된 전송 출력을 제대로 된 값으로 조정하기 위한 절차의 일부이기 때문에 잘못된 전송 출력으로 전송이 수행되는 프라이머리 셀의 다른 역방향 전송에 의해서 전송이 방해를 받아서는 안되기 때문이다.
도 7에 단말 동작을 도시하였다.
단말은 SR이 트리거되었으나 아직 취소되지 않은 상태에는 매 TTI마다 아래 동작을 수행한다(705). 참고로 SR은 정규 BSR (regular BSR)이 트리거되면 트리거되고, 해당 시점까지의 버퍼 상태를 정확하게 반영한 BSR이 MAC PDU에 포함되면 취소된다.
710 단계에서 단말은 해당 TTI에 전송 가능한 역방향 전송 자원이 존재하는지 검사한다. 만약 존재한다면 715 단계로 진행해서 다음 TTI까지 대기한다. 상기 전송 가능한 역방향 전송 자원을 통해서 정규 BSR이 전송됨으로써 SR이 취소될 수도 있다.
720 단계에서 단말은 SR 전송을 위한 PUCCH 자원이 설정되어 있는지 검사한다. 만약 PUCCH 자원이 설정되어 있지 않다면 단말은 725 단계로 진행해서 프라이머리 셀에서 랜덤 액세스를 개시하고 SR을 취소한다. PUCCH 전송 자원이 설정되어 있다면 730 단계로 진행해서, 해당 TTI에 SR 전송을 위한 PUCCH 자원이 가용하며, 해당 TTI가 measurement gap의 일부가 아니며, sr-ProhibitTimer가 구동 중이 아닌지 검사한다. 상기 세 가지 조건이 모두 만족하면 740 단계로 진행하고 하나라도 만족하지 않으면 735 단계로 진행해서 다음 TTI까지 대기한다. measurement gap은 단말이 서빙 셀 주파수와는 다른 주파수의 채널 상태를 측정할 수 있도록 기지국이 단말에게 할당하는 시구간으로, 상기 measurement gap 동안에는 서빙 셀에서 순방향/역방향 송수신이 금지된다. sr-ProhibitTimer는 SR이 불필요하게 자주 전송됨으로써 단말의 전력 소모가 과도해지는 것을 막기 위해서 설정되는 타이머이다.
740 단계에서 단말은 SR_COUNTER와 dsr-TransMax를 비교한다. SR_COUNTER는 SR 전송 회수가 저장되는 변수이며 dsr-TransMax는 기지국에 의해서 설정되는 파라미터이다. SR_COUNTER가 dsr-TransMax보다 작으면 750 단계로, 작지 않으면 745 단계로 진행한다.
745 단계로 진행했다는 것은 PUCCH를 통한 SR 전송 회수가 소정의 최대 값에 도달했다는 것을 의미하며 단말은 현재 설정되어 있는 PUCCH 전송 자원과 SRS 전송 자원을 해제한다. 이는 상기 PUCCH나 SRS가 잘못된 전송 출력으로 전송되는 것을 방지하기 위한 것이다. 그리고 단말은 725 단계로 진행해서 프라이머리 셀에서 랜덤 액세스를 개시하고 SR을 취소한다. 단말은 745 단계에서 725 단계로 진행한 경우라면 프리앰블 전송이 PUCCH 전송 (예를 들어 HARQ ACK/NACK)과 겹친다 하더라도 프리앰블 전송에 우선 순위를 부여한다. 만약 720 단계에서 725 단계로 진행한 것이라면 우선 순위 규칙 1을 적용해서 프리앰블과 다른 역방향 전송 간의 우선 순위를 결정한다.
750 단계에서 단말은 SR_COUNTER를 1 증가시키고 755 단계에서 PUCCH 자원을 통해 SR을 전송한 후 760 단계에서 sr-ProhibitTimer를 구동하고 다음 TTI까지 대기한다.
도 8은 본 발명에 따른 단말의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 단말은 송수신부(805), 제어부(810), 다중화 및 역다중화부(815), 제어 메시지 처리부(830) 및 각 종 상위 계층 처리부(820, 825)를 포함한다.
상기 송수신부(805)는 서빙 셀의 순방향 채널로 데이터 및 소정의 제어 신호를 수신하고 역방향 채널로 데이터 및 소정의 제어 신호를 전송한다. 다수의 서빙 셀이 설정된 경우, 송수신부(805)는 상기 다수의 서빙 셀을 통한 데이터 송수신 및 제어 신호 송수신을 수행한다.
다중화 및 역다중화부(815)는 상위 계층 처리부(820, 825)나 제어 메시지 처리부(830)에서 발생한 데이터를 다중화하거나 송수신부(805)에서 수신된 데이터를 역다중화해서 적절한 상위 계층 처리부(820, 825)나 제어 메시지 처리부(830)로 전달하는 역할을 한다.
제어 메시지 처리부(830)는 기지국으로부터 수신된 제어 메시지를 처리해서 필요한 동작을 취한다.
상위 계층 처리부(820, 825)는 서비스 별로 구성될 수 있으며, FTP(File Transfer Protocol)나 VoIP(Voice over Internet Protocol) 등과 같은 사용자 서비스에서 발생하는 데이터를 처리해서 다중화 및 역다중화부(815)로 전달하거나 상기 다중화 및 역다중화부(815)로부터 전달된 데이터를 처리해서 상위 계층의 서비스 어플리케이션으로 전달한다.
제어부(810)는 송수신부(805)를 통해 수신된 스케줄링 명령, 예를 들어 역방향 그랜트들을 확인하여 적절한 시점에 적절한 전송 자원으로 역방향 전송이 수행되도록 송수신부(805)와 다중화 및 역다중화부(815)를 제어한다. 제어부는 또한 랜덤 액세스 과정을 제어한다. 즉 어떤 우선 순위 규칙을 적용할지, 어떤 서빙 셀에서 랜덤 액세스를 실행할지 등을 결정한다.
이상과 같이 예시된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (14)

  1. 단말의 랜덤 액세스 방법에 있어서,
    스케줄링 요청(SR; Scheduling Request)이 계류 중(pending)인지 판단하는 계류 판단 단계;
    상기 SR이 계류 중이면, 현재 전송주기(TTI; Transmission Time Interval)에서 업링크 전송 자원이 이용 가능한(available)지 판단하는 단계;
    현재 TTI에서 업링크 전송 자원이 이용 가능하지 않다면, 상기 SR을 전송하기 위한 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 자원이 설정돼(configure) 있는지 판단하는 단계; 및
    상기 PUCCH 자원이 설정돼 있지 않으면, 프라이머리 셀에서 랜덤 액세스 절차(procedure)를 시작하는 단계를 포함하는 랜덤 액세스 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 PUCCH 자원이 설정돼 있으면, 현재 TTI에서 상기 SR을 전송하기 위한 PUCCH 자원이 설정돼 있고, 현재 TTI가 측정 갭(measurement gap)의 일부가 아니고, 타이머가 구동(running) 중이 아닌지 판단하는 단계;
    현재 TTI에서 상기 SR을 전송하기 위한 PUCCH 자원이 설정돼 있고, 현재 TTI가 측정 갭(measurement gap)의 일부가 아니고, 타이머가 구동 중이 아닌 경우, SR 전송회수 카운터와 미리 설정된 SR 전송 최대값을 비교하는 단계; 및
    상기 SR 전송 회수 카운터가 상기 SR 전송 최대값 이상인 경우, PUCCH 및 SRS 전송 자원을 해제하는 단계를 더 포함하는 랜덤 액세스 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 SR 전송 회수 카운터가 상기 SR 전송 최대값 이상인 경우, 상기 프라이머리 셀에서 랜덤 액세스 절차를 시작하는 단계를 더 포함하는 랜덤 액세스 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 SR 전송 회수 카운터가 상기 SR 전송 최대값 미만인 경우, 상기 PUCCH 자원을 통해 상기 SR을 시그널링하는 단계를 더 포함하는 랜덤 액세스 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 SR 전송 회수 카운터가 상기 SR 전송 최대값 미만인 경우, 상기 SR 전송 회수 카운터를 1만큼 증가시키고, 상기 타이머를 구동하는 단계를 더 포함하는 랜덤 액세스 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 계류 판단 단계는,
    트리거(trigger)되었으나 취소(cancel)되지 않은 SR은 계류 중인 것으로 판단하는 단계를 포함하는 랜덤 액세스 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    버퍼 상태 리포트(BSR; Buffer Status Report)가 트리거되면 상기 SR을 트리거하는 단계; 및
    상기 BSR이 MAC PDU(Media Access Control Packet Data Unit)에 포함되면 상기 SR을 취소하는 단계를 더 포함하는 랜덤 액세스 방법.
  8. 랜덤 액세스를 수행하는 단말에 있어서,
    스케줄링 요청(SR; Scheduling Request)이 계류 중(pending)인지 판단하는 계류 판단 단계;
    상기 SR이 계류 중이면, 현재 전송주기(TTI; Transmission Time Interval)에서 업링크 전송 자원이 이용 가능한(available)지 판단하는 단계;
    현재 TTI에서 업링크 전송 자원이 이용 가능하지 않다면, 상기 SR을 전송하기 위한 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 자원이 설정돼(configure) 있는지 판단하는 단계; 및
    상기 PUCCH 자원이 설정돼 있지 않으면, 프라이머리 셀에서 랜덤 액세스 절차(procedure)를 시작하는 단계를 수행하도록 설정된 제어부를 포함하는 단말.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 PUCCH 자원이 설정돼 있으면, 현재 TTI에서 상기 SR을 전송하기 위한 PUCCH 자원이 설정돼 있고, 현재 TTI가 측정 갭(measurement gap)의 일부가 아니고, 타이머가 구동(running) 중이 아닌지 판단하는 단계;
    현재 TTI에서 상기 SR을 전송하기 위한 PUCCH 자원이 설정돼 있고, 현재 TTI가 측정 갭(measurement gap)의 일부가 아니고, 타이머가 구동 중이 아닌 경우, SR 전송회수 카운터와 미리 설정된 SR 전송 최대값을 비교하는 단계; 및
    상기 SR 전송 회수 카운터가 상기 SR 전송 최대값 이상인 경우, PUCCH 및 SRS 전송 자원을 해제하는 단계를 더 수행하도록 설정된 것을 특징으로 하는 단말.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 SR 전송 회수 카운터가 상기 SR 전송 최대값 이상인 경우, 상기 프라이머리 셀에서 랜덤 액세스 절차를 시작하는 것을 특징으로 하는 단말.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 SR 전송 회수 카운터가 상기 SR 전송 최대값 미만인 경우, 상기 PUCCH 자원을 통해 상기 SR을 시그널링하는 송수신부를 더 포함하는 단말.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 SR 전송 회수 카운터가 상기 SR 전송 최대값 미만인 경우, 상기 SR 전송 회수 카운터를 1만큼 증가시키고, 상기 타이머를 구동하는 것을 특징으로 하는 단말.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 트리거(trigger)되었으나 취소(cancel)되지 않은 SR은 계류 중인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 단말.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는, 버퍼 상태 리포트(BSR; Buffer Status Report)가 트리거되면 상기 SR을 트리거하고, 상기 BSR이 MAC PDU(Media Access Control Packet Data Unit)에 포함되면 상기 SR을 취소하는 것을 특징으로 하는 단말.
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