KR20160021104A - 무선 통신 시스템에서 액세스 제어를 수행하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

무선 통신 시스템에서 액세스 제어를 수행하는 방법 및 장치가 제공된다. 단말은 네트워크로부터 액세스 제어 파라미터 및 백오프 파라미터를 수신하고, 어플리케이션(application)을 기반으로 상기 액세스 제어 파라미터를 적용할지 또는 상기 백오프 파라미터를 적용할지 여부를 결정한다. 만약 상기 액세스 제어 파라미터를 적용하도록 결정하면, 상기 단말은 상기 백오프 파라미터 대신 상기 액세스 제어 파라미터를 적용한다.

Description

무선 통신 시스템에서 액세스 제어를 수행하기 위한 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING ACCESS CONTROL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 액세스 제어를 수행하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

UMTS(universal mobile telecommunications system)는 유럽 시스템(European system), GSM(global system for mobile communications) 및 GPRS(general packet radio services)를 기반으로 하여 WCMDA(wideband code division multiple access)에서 동작하는 3세대(3rd generation) 비동기(asynchronous) 이동 통신 시스템이다. UMTS의 LTE(long-term evolution)가 UMTS를 표준화하는 3GPP(3rd generation partnership project)에 의해서 논의 중이다.

3GPP LTE는 고속 패킷 통신을 가능하게 하기 위한 기술이다. LTE 목표인 사용자와 사업자의 비용 절감, 서비스 품질 향상, 커버리지 확장 및 시스템 용량 증대를 위해 많은 방식이 제안되었다. 3GPP LTE는 상위 레벨 필요조건으로서 비트당 비용 절감, 서비스 유용성 향상, 주파수 밴드의 유연한 사용, 간단한 구조, 개방형 인터페이스 및 단말의 적절한 전력 소비를 요구한다.

ASAC(Application and service access control)은 단말이 IDLE_MODE에 있는 동안 운영자가 특별한, 운영자 확인된 어플리케이션, 멀티미디어 텔레포니(MMTel) 음성 서비스 및 MMTel 영상 서비스로부터 새로운 액세스 시도를 허용/금지하기 위한 메커니즘이다. 네트워크는 액세스 네트워크 및/또는 코어 네트워크의 과부하를 예방/완화할 수 있다.

네트워크가 RRC_CONNECTED에 있는 단말들의 다른 모바일 발신(MO; mobile originating) 호출을 허용하는 동안, RRC_CONNECTED 상태에 있는 혼잡한 단말들의 일부 모바일 발신(MO) 호출을 선택적으로 막을 수 없다. 따라서, ASAC의 향상을 위해 일부 어플리케이션만을 선택적으로 금지하는 액세스 제어를 수행하는 방법이 요구될 수 있다.

본 발명은 무선 통신 시스템에서 액세스 제어를 수행하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명은 어플리케이션(application)을 기반으로 액세스 제어 파라미터(access control parameter) 또는 백오프 파라미터(backoff parameter)를 적용하는 방법을 제공한다. 본 발명은 어플리케이션을 기반으로 단말이 액세스 제어 파라미터를 적용해야 하는지 또는 백오프 파라미터를 적용해야 하는지 여부를 지시하는 구성을 수신하는 방법을 제공한다.

일 실시 예에 있어서, 무선 통신 시스템에서 단말이 액세스 제어를 수행하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 네트워크로부터 액세스 제어 파라미터 및 백오프 파라미터를 수신하고, 어플리케이션을 기반으로 상기 액세스 제어 파라미터를 적용할지 또는 상기 백오프 파라미터를 적용할지 여부를 결정하고, 상기 결정된 파라미터를 적용하는 것을 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 네트워크로부터 상기 단말이 상기 어플리케이션을 기반으로 상기 액세스 제어 파라미터를 적용해야 하는지 또는 상기 백오프 파라미터를 적용해야 하는지 지시하는 구성을 수신하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 액세스 제어 파라미터는 시스템 정보로부터 수신된 액세스 클래스 금지 정보(access class barring information) 또는 상기 시스템 정보로부터 수신된 서비스 특정 액세스 제어 정보(service specific access control information) 중 어느 하나일 수 있다.

상기 액세스 제어 파라미터는 랜덤 액세스 프리앰블 또는 스케줄링 요청에 대하여 랜덤 액세스 백오프 적용의 생략(skip)을 지시할 수 있다.

상기 액세스 제어 파라미터는 금지 시간(barring time) 및 금지 요소(barring factor)를 포함할 수 있다.

상기 액세스 제어 파라미터는 DCCH(dedicated control channel) 상의 RRC(radio resource control) 메시지, 시스템 정보, 랜덤 액세스 응답, 또는 MAC(medium access control) 제어 요소 중 어느 하나를 통해 수신될 수 있다.

만약 어플리케이션이 하나 이상의 특정 모바일 발신(MO; mobile originating) 액세스와 일치하면, 상기 액세스 제어 파라미터를 적용하도록 결정할 수 있다.

상기 하나 이상의 특정 모바일 발신 액세스는 긴급 액세스, 높은 우선순위 액세스, IMS(Internet protocol multimedia subsystem) 시그널링에 대한 액세스, MMTEL(multimedia telephony) 어플리케이션에 대한 액세스, 모바일 종단 액세스, 또는 모바일 발신 시그널링에 대한 액세스 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

만약 상기 액세스 제어 파라미터가 하나 이상의 특정 모바일 발신 액세스에 대한 스케줄링 요청 또는 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하기 전에 단말이 상기 액세스 제어 파라미터를 적용하도록 지시하면, 상기 액세스 제어 파라미터를 적용하도록 결정할 수 있다.

만약 하나 이상의 특정 모바일 발신 액세스 때문에 랜덤 액세스 또는 스케줄링 요청이 시작되면, 상기 액세스 제어 파라미터를 적용하도록 결정할 수 있다.

만약 상기 액세스 제어 파라미터를 적용하도록 결정하면, 상기 결정된 파라미터를 적용하는 것은 상기 액세스 제어 파라미터에 따라 랜덤 액세스 프리앰블 또는 스케줄링 요청의 전송을 지연할지 여부를 결정하는 것을 포함할 수 있다.

만약 상기 백오프 파라미터를 적용하도록 결정하면, 상기 결정된 파라미터를 적용하는 것은 상기 백오프 파라미터에 따라 랜덤 액세스 프리앰블 또는 스케줄링 요청의 전송을 지연할지 여부를 결정하는 것을 포함할 수 있다.

상기 단말은 RRC_CONNECTED 상태일 수 있다.

다른 실시 예에 있어서, 무선 통신 시스템에서 단말이 제공된다. 무선 신호를 전송 또는 수신하는 RF(radio frequency)부; 및 상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 네트워크로부터 액세스 제어 파라미터 및 백오프 파라미터를 수신하고, 어플리케이션(application)을 기반으로 상기 액세스 제어 파라미터를 적용할지 또는 상기 백오프 파라미터를 적용할지 여부를 결정하고, 상기 결정된 파라미터를 적용하도록 구성될 수 있다.

네트워크가 단말들의 다른 모바일 발신(MO; mobile originating) 호출을 허용하는 동안, 혼잡한 단말들의 일부 모바일 발신(MO) 호출을 선택적으로 막을 수 있다.

도 1은 LTE 시스템의 구조를 나타낸다.
도 2는 일반적인 E-UTRAN 및 EPC 구조의 블록도이다.
도 3은 LTE 시스템의 사용자 평면 프로토콜 스택 및 제어 평면 프로토콜 스택의 블록도이다.
도 4는 물리 채널 구조의 일 예를 나타낸다.
도 5는 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 액세스 제어를 수행하는 방법의 일 예를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시 예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)을 제공한다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA(evolved-UMTS terrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.

설명을 명확하게 하기 위해, LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1은 LTE 시스템 네트워크 구조를 나타낸다. 통신 네트워크는 IMS(IP multimedia subsystem)를 통한 VoIP(voice over IP) 및 패킷 데이터와 같은 다양한 통신 서비스들을 제공하기 위하여 광범위하게 배치된다.

도 1을 참조하면, LTE 시스템 구조는 E-UTRAN(evolved UMTS terrestrial radio access network), EPC(evolved packet core) 및 하나 이상의 단말(UE; user equipment; 10)을 포함한다. UE(10)는 사용자에 의해 운반되는 통신 장치를 나타낸다. UE(10)는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station) 또는 무선 장치(wireless device) 등으로 불릴 수 있다.

E-UTRAN은 하나 이상의 eNB(evolved NodeB; 20)를 포함할 수 있고, 복수의 UE(10)는 하나의 셀 내에 위치할 수 있다. eNB(20)는 UE(10)에게 사용자 평면(user plane)과 제어 평면(control plane)의 종단점(end point)을 제공한다. eNB(20)는 일반적으로 UE(10)와 통신하는 고정된 스테이션이며, 기지국(BS; base station) 또는 접속 포인트(access point)로 불릴 수 있다. 하나의 eNB(20)는 셀 별로 배치될 수 있다. eNB(20)의 커버리지 내에는 복수 개의 셀이 존재한다. 하나의 eNB(20)는 셀마다 배치될 수 있다. eNB(20)의 커버리지 내에 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10 및 20 MHz 등의 대역폭 중 하나를 가지도록 설정되어 여러 단말에게 하향링크(DL; downlink) 또는 상향링크(UL; uplink) 전송 서비스를 제공할 수 있다. 이때 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.

이하에서, DL은 eNB(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, UL은 단말(10)에서 eNB(20)으로의 통신을 의미한다. DL에서 송신기는 eNB(20)의 일부이고, 수신기는 단말(10)의 일부일 수 있다. UL에서 송신기는 단말(10)의 일부이고, 수신기는 eNB(20)의 일부일 수 있다.

EPC는 제어 평면의 기능을 담당하는 MME(mobility management entity), 사용자 평면의 기능을 담당하는 S-GW(system architecture evolution (SAE) gateway)를 포함할 수 있다. MME/S-GW(30)은 네트워크의 끝에 위치할 수 있으며, 외부 네트워크와 연결될 수 있다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지며, 이러한 정보는 주로 단말의 이동성 관리에 사용될 수 있다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다. MME/S-GW(30)은 세션의 종단점과 이동성 관리 기능을 단말(10)에 제공한다. EPC는 PDN(packet data network)-GW(gateway)를 더 포함할 수 있다. PDN-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.

MME는 eNB(20)로의 NAS(non-access stratum) 시그널링, NAS 시그널링 보안, AS(access stratum) 보안 제어, 3GPP 액세스 네트워크 간의 이동성을 위한 inter CN(core network) 노드 시그널링, 아이들 모드 단말 도달 가능성(페이징 재전송의 제어 및 실행 포함), 트래킹 영역 리스트 관리(아이들 모드 및 활성화 모드인 단말을 위해), P-GW 및 S-GW 선택, MME 변경과 함께 핸드오버를 위한 MME 선택, 2G 또는 3G 3GPP 액세스 네트워크로의 핸드오버를 위한 SGSN(serving GPRS support node) 선택, 로밍, 인증, 전용 베이러 설정을 포함한 베어러 관리 기능, PWS(public warning system: 지진/쓰나미 경보 시스템(ETWS) 및 상용 모바일 경보 시스템(CMAS) 포함) 메시지 전송 지원 등의 다양한 기능을 제공한다. S-GW 호스트는 사용자 별 기반 패킷 필터링(예를 들면, 심층 패킷 검사를 통해), 합법적 차단, 단말 IP(internet protocol) 주소 할당, DL에서 전송 레벨 패킹 마킹, UL/DL 서비스 레벨 과금, 게이팅 및 등급 강제, APN-AMBR에 기반한 DL 등급 강제의 갖가지 기능을 제공한다. 명확성을 위해 MME/S-GW(30)은 "게이트웨이"로 단순히 표현하며, 이는 MME 및 S-GW를 모두 포함할 수 있다.

사용자 트래픽 전송 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 단말(10) 및 eNB(20)은 Uu 인터페이스에 의해 연결될 수 있다. eNB(20)들은 X2 인터페이스에 의해 상호간 연결될 수 있다. 이웃한 eNB(20)들은 X2 인터페이스에 의한 망형 네트워크 구조를 가질 수 있다. eNB(20)들은 S1 인터페이스에 의해 EPC와 연결될 수 있다. eNB(20)들은 S1-MME 인터페이스에 의해 EPC와 연결될 수 있으며, S1-U 인터페이스에 의해 S-GW와 연결될 수 있다. S1 인터페이스는 eNB(20)와 MME/S-GW(30) 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.

도 2는 일반적인 E-UTRAN 및 EPC의 구조의 블록도이다. 도 2를 참조하면, eNB(20)는 게이트웨이(30) 선택, RRC(radio resource control) 활성화 도중 게이트웨이(30)를 향한 라우팅(routing), 페이징 메시지의 스케줄링 및 전송, BCCH(broadcast control channel) 정보의 스케줄링 및 전송, UL 및 DL에서 UE(10)에 대한 자원의 동적 할당, eNB 측정의 구성 및 제공, 무선 베어러(RB; radio bearer) 제어, 무선 허가 제어(RAC; radio admission control) 및 LTE_ACTIVE 상태에서 연결 이동성 제어의 기능들을 수행할 수 있다. 앞에서 설명한 바와 같이 EPC에서, 게이트웨이(30)는 페이징 시작(origination), LTE_IDLE 상태 관리, 사용자 평면의 암호화(ciphering), SAE 베어러 제어 및 NAS 시그널링의 암호화 및 무결성 보호(integrity protection)를 수행할 수 있다.

도 3은 LTE 시스템의 사용자 평면 프로토콜 스택 및 제어 평면 프로토콜 스택의 블록도이다. 도 3-(a)는 LTE 시스템의 사용자 평면 프로토콜 스택의 블록도이고, 도 3-(b)는 LTE 시스템의 제어 평면 프로토콜 스택의 블록도이다.

단말과 E-UTRAN 간의 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 통신 시스템에서 널리 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층) 및 L3(제3 계층)으로 구분된다. 단말과 E-UTRAN 간의 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리 계층, 데이터 링크 계층(data link layer) 및 네트워크 계층(network layer)으로 구분될 수 있고, 수직적으로는 제어 신호 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)인 제어 평면(control plane)과 데이터 정보 전송을 위한 프로토콜 스택인 사용자 평면(user plane)으로 구분될 수 있다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 단말과 E-UTRAN에서 쌍(pair)으로 존재할 수 있고, 이는 Uu 인터페이스의 데이터 전송을 담당할 수 있다.

물리 계층(PHY; physical layer)은 L1에 속한다. 물리 계층은 물리 채널을 통해 상위 계층에 정보 전송 서비스를 제공한다. 물리 계층은 상위 계층인 MAC(media access control) 계층과 전송 채널(transport channel)을 통해 연결된다. 물리 채널은 전송 채널에 맵핑된다. 전송 채널을 통해 MAC 계층과 물리 계층 사이로 데이터가 전송될 수 있다. 서로 다른 물리 계층 사이, 즉 송신기의 물리 계층과 수신기의 물리 계층 간에 데이터는 물리 채널을 통해 무선 자원을 이용하여 전송될 수 있다. 물리 계층은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식을 이용하여 변조될 수 있고, 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.

물리 계층은 몇몇의 물리 제어 채널(physical control channel)을 사용한다. PDCCH(physical downlink control channel)은 PCH(paging channel) 및 DL-SCH(downlink shared channel)의 자원 할당, DL-SCH와 관련되는 HARQ(hybrid automatic repeat request) 정보에 대하여 단말에 보고한다. PDCCH는 상향링크 전송의 자원 할당에 관하여 단말에 보고하기 위해 상향링크 그랜트를 나를 수 있다. PCFICH(physical control format indicator channel)은 PDCCH를 위해 사용되는 OFDM 심벌의 개수를 단말에 알려주며, 모든 서브프레임마다 전송된다. PHICH(physical hybrid ARQ indicator channel)은 UL-SCH 전송에 대한 HARQ ACK(acknowledgement)/NACK(non-acknowledgement) 신호를 나른다. PUCCH(physical uplink control channel)은 하향링크 전송을 위한 HARQ ACK/NACK, 스케줄링 요청 및 CQI와 같은 UL 제어 정보를 나른다. PUSCH(physical uplink shared channel)은 UL-SCH(uplink shared channel)를 나른다.

도 4는 물리 채널 구조의 일 예를 나타낸다.

물리 채널은 시간 영역에서 복수의 서브프레임(subframe)들과 주파수 영역에서 복수의 부반송파(subcarrier)들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 시간 영역에서 복수의 심벌들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원 블록(RB; resource block)들로 구성된다. 하나의 자원 블록은 복수의 심벌들과 복수의 부반송파들로 구성된다. 또한, 각 서브프레임은 PDCCH를 위하여 해당 서브프레임의 특정 심벌들의 특정 부반송파들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 서브프레임의 첫 번째 심벌이 PDCCH를 위하여 사용될 수 있다. PDCCH는 PRB(physical resource block) 및 MCS(modulation and coding schemes)와 같이 동적으로 할당된 자원을 나를 수 있다. 데이터가 전송되는 단위 시간인 TTI(transmission time interval)는 1개의 서브프레임의 길이와 동일할 수 있다. 서브프레임 하나의 길이는 1ms일 수 있다.

전송채널은 채널이 공유되는지 아닌지에 따라 공통 전송 채널 및 전용 전송 채널로 분류된다. 네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 DL 전송 채널(DL transport channel)은 시스템 정보를 전송하는 BCH(broadcast channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(paging channel), 사용자 트래픽 또는 제어 신호를 전송하는 DL-SCH 등을 포함한다. DL-SCH는 HARQ, 변조, 코딩 및 전송 전력의 변화에 의한 동적 링크 적응 및 동적/반정적 자원 할당을 지원한다. 또한, DL-SCH는 셀 전체에 브로드캐스트 및 빔포밍의 사용을 가능하게 할 수 있다. 시스템 정보는 하나 이상의 시스템 정보 블록들을 나른다. 모든 시스템 정보 블록들은 같은 주기로 전송될 수 있다. MBMS(multimedia broadcast/multicast service)의 트래픽 또는 제어 신호는 MCH(multicast channel)를 통해 전송된다.

단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 UL 전송 채널은 초기 제어 메시지(initial control message)를 전송하는 RACH(random access channel), 사용자 트래픽 또는 제어 신호를 전송하는 UL-SCH 등을 포함한다. UL-SCH는 HARQ 및 전송 전력 및 잠재적인 변조 및 코딩의 변화에 의한 동적 링크 적응을 지원할 수 있다. 또한, UL-SCH는 빔포밍의 사용을 가능하게 할 수 있다. RACH는 일반적으로 셀로의 초기 접속에 사용된다.

L2에 속하는 MAC 계층은 논리 채널(logical channel)을 통해 상위 계층인 RLC(radio link control) 계층에게 서비스를 제공한다. MAC 계층은 복수의 논리 채널에서 복수의 전송 채널로의 맵핑 기능을 제공한다. 또한, MAC 계층은 복수의 논리 채널에서 단수의 전송 채널로의 맵핑에 의한 논리 채널 다중화 기능을 제공한다. MAC 부계층은 논리 채널상의 데이터 전송 서비스를 제공한다.

논리 채널은 전송되는 정보의 종류에 따라, 제어 평면의 정보 전달을 위한 제어 채널과 사용자 평면의 정보 전달을 위한 트래픽 채널로 나눌 수 있다. 즉, 논리 채널 타입의 집합은 MAC 계층에 의해 제공되는 다른 데이터 전송 서비스를 위해 정의된다. 논리채널은 전송 채널의 상위에 위치하고 전송채널에 맵핑된다.

제어 채널은 제어 평면의 정보 전달만을 위해 사용된다. MAC 계층에 의하여 제공되는 제어 채널은 BCCH(broadcast control channel), PCCH(paging control channel), CCCH(common control channel), MCCH(multicast control channel) 및 DCCH(dedicated control channel)을 포함한다. BCCH는 시스템 제어 정보를 방송하기 위한 하향링크 채널이다. PCCH는 페이징 정보의 전송 및 셀 단위의 위치가 네트워크에 알려지지 않은 단말을 페이징하기 위해 사용되는 하향링크 채널이다. CCCH는 네트워크와 RRC 연결을 갖지 않을 때 단말에 의해 사용된다. MCCH는 네트워크로부터 단말에게 MBMS 제어 정보를 전송하는데 사용되는 일대다 하향링크 채널이다. DCCH는 RRC 연결 상태에서 단말과 네트워크간에 전용 제어 정보 전송을 위해 단말에 의해 사용되는 일대일 양방향 채널이다.

트래픽 채널은 사용자 평면의 정보 전달만을 위해 사용된다. MAC 계층에 의하여 제공되는 트래픽 채널은 DTCH(dedicated traffic channel) 및 MTCH(multicast traffic channel)을 포함한다. DTCH는 일대일 채널로 하나의 단말의 사용자 정보의 전송을 위해 사용되며, 상향링크 및 하향링크 모두에 존재할 수 있다. MTCH는 네트워크로부터 단말에게 트래픽 데이터를 전송하기 위한 일대다 하향링크 채널이다.

논리 채널과 전송 채널간의 상향링크 연결은 UL-SCH에 맵핑될 수 있는 DCCH, UL-SCH에 맵핑될 수 있는 DTCH 및 UL-SCH에 맵핑될 수 있는 CCCH를 포함한다. 논리 채널과 전송 채널간의 하향링크 연결은 BCH 또는 DL-SCH에 맵핑될 수 있는 BCCH, PCH에 맵핑될 수 있는 PCCH, DL-SCH에 맵핑될 수 있는 DCCH, DL-SCH에 맵핑될 수 있는 DTCH, MCH에 맵핑될 수 있는 MCCH 및 MCH에 맵핑될 수 있는 MTCH를 포함한다.

RLC 계층은 L2에 속한다. RLC 계층의 기능은 하위 계층이 데이터를 전송하기에 적합하도록 무선 섹션에서 상위 계층으로부터 수신된 데이터의 분할/연접에 의한 데이터의 크기 조정을 포함한다. 무선 베어러(RB; radio bearer)가 요구하는 다양한 QoS를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명 모드(TM; transparent mode), 비확인 모드(UM; unacknowledged mode) 및 확인 모드(AM; acknowledged mode)의 세 가지의 동작 모드를 제공한다. AM RLC는 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 ARQ(automatic repeat request)를 통해 재전송 기능을 제공한다. 한편, RLC 계층의 기능은 MAC 계층 내부의 기능 블록으로 구현될 수 있으며, 이때 RLC 계층은 존재하지 않을 수도 있다.

PDCP(packet data convergence protocol) 계층은 L2에 속한다. PDCP 계층은 상대적으로 대역폭이 작은 무선 인터페이스 상에서 IPv4 또는 IPv6와 같은 IP 패킷을 도입하여 전송되는 데이터가 효율적으로 전송되도록 불필요한 제어 정보를 줄이는 헤더 압축 기능을 제공한다. 헤더 압축은 데이터의 헤더에 필요한 정보만을 전송함으로써 무선 섹션에서 전송 효율을 높인다. 게다가, PDCP 계층은 보안 기능을 제공한다. 보안기능은 제3자의 검사를 방지하는 암호화 및 제3자의 데이터 조작을 방지하는 무결성 보호를 포함한다.

RRC(radio resource control) 계층은 L3에 속한다. L3의 가장 하단 부분에 위치하는 RRC 계층은 오직 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 단말과 네트워크 간의 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 단말과 네트워크는 RRC 계층을 통해 RRC 메시지를 교환한다. RRC 계층은 RB들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 L1 및 L2에 의해 제공되는 논리적 경로이다. 즉, RB는 단말과 E-UTRAN 간의 데이터 전송을 위해 L2에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 결정함을 의미한다. RB는 SRB(signaling RB)와 DRB(data RB) 두 가지로 구분될 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.

도 3-(a)를 참조하면, RLC 및 MAC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 스케줄링, ARQ 및 HARQ와 같은 기능을 수행할 수 있다. PDCP 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 헤더 압축, 무결성 보호 및 암호화와 같은 사용자 평면 기능들을 수행할 수 있다.

도 3-(b)를 참조하면, RLC/MAC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 제어 평면을 위하여 동일한 기능들을 수행할 수 있다. RRC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 방송, 페이징, RRC 연결 관리, RB 제어, 이동성 기능 및 UE 측정 보고 및 제어와 같은 기능을 수행할 수 있다. NAS 제어 프로토콜(네트워크 측에서 게이트웨이의 MME에서 종료)은 SAE 베어러 관리, 인증, LTE_IDLE 이동성 관리, LTE_IDLE에서의 페이징 시작 및 게이트웨이와 UE 간의 시그널링을 위한 보안 제어와 같은 기능을 수행할 수 있다.

RRC 상태는 단말의 RRC 계층이 E-UTRAN의 RRC 계층과 논리적으로 연결되어 있는지 여부를 지시한다. RRC 상태는 RRC 연결 상태(RRC_CONNECTED) 및 RRC 아이들 상태(RRC_IDLE)와 같이 두 가지로 나누어질 수 있다. 단말의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 간의 RRC 연결이 설정되어 있을 때, 단말은 RRC 연결 상태에 있게 되며, 그렇지 않은 경우 단말은 RRC 아이들 상태에 있게 된다. RRC_CONNECTED의 단말은 E-UTRAN과 RRC 연결이 설정되어 있으므로, E-UTRAN은 RRC_CONNECTED의 단말의 존재를 파악할 수 있고, 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 한편, E-UTRAN은 RRC_IDLE의 단말을 파악할 수 없으며, 핵심 망(CN; core network)이 셀보다 더 큰 영역인 트래킹 영역(tracking area) 단위로 단말을 관리한다. 즉, RRC_IDLE의 단말은 더 큰 영역의 단위로 존재만 파악되며, 음성 또는 데이터 통신과 같은 통상의 이동 통신 서비스를 받기 위해서 단말은 RRC_CONNECTED로 천이해야 한다.

RRC_IDLE 상태에서, 단말이 NAS에 의해 설정된 DRX(discontinuous reception)를 지정하는 동안에, 단말은 시스템 정보 및 페이징 정보의 방송을 수신할 수 있다. 그리고, 단말은 트래킹 영역에서 단말을 고유하게 지정하는 ID(identification)를 할당받고, PLMN(public land mobile network) 선택 및 셀 재선택을 수행할 수 있다. 또한 RRC_IDLE 상태에서, 어떠한 RRC 컨텍스트(context)도 eNB에 저장되지 않는다.

RRC_CONNECTED 상태에서, 단말은 E-UTRAN에서 E-UTRAN RRC 연결 및 RRC context를 가져, eNB로 데이터를 전송 및/또는 eNB로부터 데이터를 수신하는 것이 가능하다. 또한, 단말은 eNB로 채널 품질 정보 및 피드백 정보를 보고할 수 있다. RRC_CONNECTED 상태에서, E-UTRAN은 단말이 속한 셀을 알 수 있다. 그러므로 네트워크는 단말에게 데이터를 전송 및/또는 단말로부터 데이터를 수신할 수 있고, 네트워크는 단말의 이동성(핸드오버 및 NACC(network assisted cell change)를 통한 GERAN(GSM EDGE radio access network)으로 inter-RAT(radio access technology) 셀 변경 지시)을 제어할 수 있으며, 네트워크는 이웃 셀을 위해 셀 측정을 수행할 수 있다.

RRC_IDLE 상태에서 단말은 페이징 DRX 주기를 지정한다. 구체적으로 단말은 단말 특정 페이징 DRX 주기 마다의 특정 페이징 기회(paging occasion)에 페이징 신호를 모니터한다. 페이징 기회는 페이징 신호가 전송되는 동안의 시간 간격이다. 단말은 자신만의 페이징 기회를 가지고 있다.

페이징 메시지는 동일한 트래킹 영역에 속하는 모든 셀에 걸쳐 전송된다. 만약 단말이 하나의 트래킹 영역에서 다른 하나의 트래킹 영역으로 이동하면, 단말은 위치를 업데이트하기 위해 TAU(tracking area update) 메시지를 네트워크에 전송한다.

사용자가 단말의 전원을 최초로 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC_IDLE에 머무른다. RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때, RRC_IDLE에 머무르던 단말은 RRC 연결 절차를 통해 E-UTRAN의 RRC와 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED로 천이할 수 있다. RRC_IDLE에 머무르던 단말은 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향링크 데이터 전송이 필요할 때, 또는 E-UTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신하고 이에 대한 응답 메시지 전송이 필요할 때 등에 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 수 있다.

다른 원인 값들은 단말과 기지국 간에 메시지를 전송하는데 사용되는 시그니처(signature) 시퀀스에 맵핑될 수 있고, CQI 또는 경로손실 중 어느 하나 및 원인 또는 메시지 크기 중 어느 하나는 초기 프리앰블에 포함되는 후보로 알려져 있다.

단말이 네트워크에 접속하기를 원하고 메시지가 전송되도록 결정하면, 메시지는 목적(purpose)에 링크될 수 있으며, 원인 값은 결정될 수 있다. 또한, 이상적 메시지의 크기는 모든 부가적 정보 및 다른 서로 다른 대체 가능한 크기를 식별하여 결정될 수 있다. 부가적인 정보를 제거하거나 대체 가능한 스케줄링 요청 메시지가 사용될 수 있다.

단말은 프리앰블의 전송, UL 간섭, 파일럿 전송 전력, 수신기에서 프리앰블을 검출하기 위해 요구되는 SNR 또는 그 조합을 위해 필요한 정보를 얻는다. 이 정보는 프리앰블의 초기 전송 전력의 계산을 허용해야만 한다. 메시지의 전송을 위해 동일한 채널이 사용되는 것을 보장하기 위해, 주파수 관점에서 프리앰블의 근방에서 UL 메시지를 전송하는 것이 유리하다.

네트워크가 최소한의 SNR로 프리앰블을 수신하는 것을 보장하기 위해, 단말은 UL 간섭 및 UL 경로 손실을 고려해야 한다. UL 간섭은 오직 eNB에서 결정될 수 있으므로, 프리앰블의 전송에 앞서 eNB에 의하여 브로드캐스트되고 단말에 의하여 수신되어야 한다. UL 경로 손실은 DL 경로 손실과 유사하게 고려될 수 있으며, 셀의 몇몇 파일럿 신호의 송신 전력이 단말에게 알려지면, 수신된 RX 신호 세기로부터 단말에 의하여 추정될 수 있다.

프리앰블의 검출을 위해 필요한 UL SNR은 일반적으로 Rx 안테나의 수 및 수신기 성능과 같은 eNB 구성에 따라 달라진다. 다소 정적인 파일럿의 송신 전력을 전송하고, 변화하는 UL 간섭으로부터 필요한 UL SNR를 분리하여 전송하고 및 메시지와 프리앰블 간에 요구되는 가능한 전력 오프셋을 전송하는데 이점이 있을 수 있다.

프리앰블의 초기 전송 전력은 아래 공식에 따라 대략적으로 계산될 수 있다.

전송 전력 = TransmitPilot - RxPilot + UL간섭 + 오프셋 + SNRRequired

그러므로, SNRRequired, ULInterference, TransmitPilot 및 오프셋의 어떤 조합도 방송될 수 있다. 원칙적으로, 단 하나의 값만이 방송되어야 한다. 비록 3GPP LTE에서 UL 간섭이 주로 UMTS 시스템보다 더 일정한 이웃 셀 간섭이라 하더라도, 이는 현재의 UMTS 시스템에서 본질적이다.

위에서 설명된 것처럼 단말은 프리앰블의 전송을 위한 초기 UL 전송 전력을 결정한다. eNB의 수신기는 셀의 간섭과 비교되는 상대 수신 전력뿐만 아니라 절대 수신 전력도 추정할 수 있다. eNB는 간섭과 비교되는 수신 신호 전력이 eNB에게 알려진 임계치보다 크면 프리앰블이 검출되었다고 간주한다.

단말은 초기 추정된 프리앰블의 전송 전력이 부적합하더라도 프리앰블을 검출할 수 있도록 파워 램핑을 수행한다. 다음 랜덤 액세스 시도 전에, 만약 ACK 또는 NACK 가 단말에 의해 수신되지 않으면, 다른 프리앰블은 대부분 전송될 것이다. 검출의 확률을 증가시키기 위해 프리앰블은 서로 다른 UL 주파수에 전송될 수 있고, 및/또는 프리앰블의 전송 전력은 증가 될 수 있다. 그러므로 검출될 프리앰블의 실제 전송 전력은 처음 UE에 의해 계산된 프리앰블의 초기 전송 전력에 대응할 필요가 없다.

단말은 가능한 UL 전송 포맷을 반드시 결정하여야 한다. 단말에 의해 사용되는 MCS 및 다수의 자원 블럭을 포함할 수 있는 전송 포맷은 주로 두 파라미터에 의해 결정된다. 구체적으로 두 파라미터는 eNB의 SNR 및 전송되기 위하여 요구되는 메시지의 크기이다.

실제로 단말 메시지 크기의 최대, 또는 페이로드, 그리고 요구되는 최소 SNR은 각각 전송 포맷에 대응한다. UMTS에서, 프리앰블의 전송 이전에 추정된 초기 프리앰블 전송 전력, 프리앰블과 전송 블록 간의 필요한 오프셋, 최대로 허용되는 또는 이용 가능한 단말 전송 전력, 고정된 오프셋 및 부가적인 마진을 고려하여 전송을 위한 어떤 전송 포맷이 선택될 수 있는지를 결정할 수 있다. 네트워크가 시간 및 주파수 자원 예약을 필요로 하지 않기 때문에, UMTS에서 프리앰블은 단말에 의해 선택된 전송 포맷에 대한 어떠한 정보도 포함할 필요가 없다. 그러므로 전송포맷은 전송된 메시지와 함께 표시된다.

프리앰블을 수신시 올바른 전송 포맷을 선택한 후 필요한 시간 및 주파수 자원을 예약하기 위해, eNB는 단말이 전송하고자 하는 메시지의 크기 및 단말에 의해 성취되는 SNR을 인식해야 한다. 그러므로, 단말은 대부분 DL에서 측정된 경로 손실 또는 초기 프리앰블 전송 전력의 결정을 위한 몇몇의 동일한 측정을 고려하므로, 최대 허용 또는 가용 단말 전송 전력과 비교한 단말 송신 전력은 eNB에게 알려지지 않았기 때문에, 수신된 프리앰블에 따르면 eNB는 단말에 의해 성취되는 SNR을 추정할 수 없다.

eNB는 DL에서 추정된 경로 손실 및 UL에서 추정된 경로 손실을 비교하여 차이를 계산할 수 있다. 그러나, 만약 파워 램핑이 사용되고 프리앰블을 위한 단말 전송 전력이 초기 계산된 단말 전송 전력과 대응하지 않는다면 이 계산은 불가능하다. 더욱이 실제 단말 전송 전력 및 단말이 송신하도록 의도되는 송신 전력의 정밀도는 매우 낮다. 그러므로 경로 손실을 코드화 또는 하향링크 및 메시지 크기 CQI 추정의 코드화 또는 시그니처에서 UL의 원인 값을 코드화하는 것이 제안된다.

ASAC(Application and service access control)이 설명된다.

다음과 같은 요구사항이 적용된다:

- 이 특징은 E-UTRAN에만 적용이 가능하다.

- 이 특징은 RPLMN(registered public land mobile network)에 적용 가능한 5개 특별 카테고리(액세스 클래스 11에서 15) 밖의 하나 이상의 멤버가 아닌 IDLE_MODE의 단말에만 적용이 가능하다.

다음과 같은 요구사항이 어플리케이션에 대한 ASAC에 적용된다:

- 서빙 네트워크는, 운영자 정책, 로밍 동의 및 지역 규제를 기반으로, 자신의 가입자 및 인바운드 로머(inbound roamer)에 속하는 ASAC 호환 단말을 구성할 수 있어야 한다. ASAC 호환 단말은 ASAC의 대상이 되는 어플리케이션의 리스트(ASAC 프로필)와 이 어플리케이션에 의해 시작되는 트래픽에 대하여 연관된 잠재적인 다른 액세스 권한과 함께 구성될 수 있다.

- 서빙 네트워크는, 운영자 정책, 로밍 동의 및 지역 규제를 기반으로, ASAC 프로필을 결정하기 위해 필요한 정보를, RAN의 하나 이상의 지정된 영역에서, 이 영역 내의 ASAC 호환 단말의 동작을 안내하기 위해 방송할 수 있어야 한다. ASAC 호환 단말은 단말 내의 ASAC 프로필 및 네트워크로부터 제공되는 정보를 기반으로 어플리케이션으로부터 접속 시도를 허용/금지할 수 있다.

- 만약 특정 어플리케이션에 대한 액세스 시도가 허용되면, 단말은 이 어플리케이션에 액세스를 시도할 수 있고, 이 단말로부터 제공된 액세스 시도는 달리 금지되지 않는다.

- 만약 특정 어플리케이션에 대한 액세스 시도가 허용되지 않으면, 비록 이 단말로부터 액세스 시도가 허용되더라도, 단말은 이 어플리케이션에 액세스를 시도할 수 없다.

다음과 같은 요구사항이 서비스에 대한 ASAC에 적용된다:

- 서빙 네트워크는, 운영자 정책, 로밍 동의 및 지역 규제를 기반으로, ASAC 호환 단말이 다른 모든 데이터 통신을 위한 접속 시도는 금지하면서 오직 MMTEL 서비스(즉, MMTEL 음성 서비스 또는 MMTEL 비디오 서비스 중 어느 하나 또는 둘 다)의 접속 시도를 허용하기 위해 필요한 정보를, RAN의 하나 이상의 지정된 영역에서, 방송할 수 있어야 한다.

- 단말은 RAN의 영향을 받는 지역이 적절한 방법으로 정상 상태로 복귀하는 것을 허용하는 것과 같은 방식으로 서비스에 대한 ASAC을 사용하는 기간의 지속시간을 결정해야 한다.

- 만약 네트워크가 MMTEL 음성 및/또는 MMTEL 영상 서비스에 대한 액세스 시도가 허용됨을 지시하면, 단말은 MMTEL 음성 및/또는 MMTEL 영상 서비스에 대한 액세스만을 시도할 수 있고 다른 서비스에 대한 액세스 시도를 고려하는 것은 허용되지 않는다. 이 단말은 SSAC 설정을 무시해야 한다.

액세스 금지 검사가 설명된다. 이는 3GPP TS 36.331 V11.3.0(2013-03)의 Section 5.3.3.11을 참조할 수 있다. RRC 연결 확립의 경우, 단말이 액세스 클래스 금지를 수행한다.

1> 만약 타이머 T302 또는 "Tbarring"이 동작하면:

2> 금지된 것으로 간주되는 셀로 액세스를 고려한다;

1> 그렇지 않고 만약 SystemInformationBlockType2가 "AC barring parameter"를 포함하면,

2> USIM(universal subscriber identity module)에 저장함으로써, 만약 단말이 11에서 15의 범위 값을 갖는 단말이 사용하기에 유효한 하나 이상의 액세스 클래스를 가지고, 및

2> 이 유효한 액세스 클래스 중 적어도 어느 하나에 "AC barring parameter"에 포함된 acBarringForSpecialAC의 해당 비트가 0으로 설정되는 경우:

3> 금지되지 않은 것으로 간주되는 셀로 액세스를 고려한다;

2> 그렇지 않으면:

3> 범위(0 ≤ rand < 1)에 균일하게 분포된 임의의 숫자 'rand'를 선택한다;

3> 만약 'rand'가 "AC barring parameter"에 포함된 acBarringFactor에 의해 지시되는 값보다 작으면:

4> 금지되지 않은 것으로 간주되는 셀로 액세스를 고려한다;

3> 그렇지 않으면:

4> 금지된 것으로 간주되는 셀로 액세스를 고려한다;

1> 그렇지 않으면:

2> 금지지 않은 것으로 간주되는 셀로 액세스를 고려한다;

1> 만약 셀로 액세스가 금지되고, T302 및 "Tbarring" 양자 모두가 동작하지 않으면:

2> 범위(0 ≤ rand < 1)에 균일하게 분포된 임의의 숫자 'rand'를 선택한다;

2> "AC barring parameter"에 포함된 acBarringTime을 사용하여, 이하에서 계산된 타이머 값과 함께 "Tbarring"타이머를 시작한다: "Tbarring" = (0.7 + 0.6 * rand) * acBarringTime

표 1은 SystemInformationBlockType2 IE(information element)의 일 예를 나타낸다. 이는 3GPP TS 36.331 V11.3.0(2013-03)의 Section 6.3.1을 참조할 수 있다. 상기 SystemInformationBlockType2 IE는 모든 단말에 공통인 무선 자원 구성 정보를 포함한다.

-- ASN1START SystemInformationBlockType2 ::= SEQUENCE { ac-BarringInfo SEQUENCE { ac-BarringForEmergency BOOLEAN, ac-BarringForMO-Signalling AC-BarringConfig OPTIONAL, -- Need OP ac-BarringForMO-Data AC-BarringConfig OPTIONAL -- Need OP } OPTIONAL, -- Need OP radioResourceConfigCommon RadioResourceConfigCommonSIB, ue-TimersAndConstants UE-TimersAndConstants, freqInfo SEQUENCE { ul-CarrierFreq ARFCN-ValueEUTRA OPTIONAL, -- Need OP ul-Bandwidth ENUMERATED {n6, n15, n25, n50, n75, n100} OPTIONAL, -- Need OP additionalSpectrumEmission AdditionalSpectrumEmission }, mbsfn-SubframeConfigList MBSFN-SubframeConfigList OPTIONAL, -- Need OR timeAlignmentTimerCommon TimeAlignmentTimer, ..., lateNonCriticalExtension OCTET STRING (CONTAINING SystemInformationBlockType2-v8h0-IEs) OPTIONAL, -- Need OP [[ ssac-BarringForMMTEL-Voice-r9 AC-BarringConfig OPTIONAL, -- Need OP ssac-BarringForMMTEL-Video-r9 AC-BarringConfig OPTIONAL -- Need OP ]], [[ ac-BarringForCSFB-r10 AC-BarringConfig OPTIONAL -- Need OP ]] } SystemInformationBlockType2-v8h0-IEs ::= SEQUENCE { multiBandInfoList SEQUENCE (SIZE (1..maxMultiBands)) OF AdditionalSpectrumEmission OPTIONAL, -- Need OR nonCriticalExtension SystemInformationBlockType2-v9e0-IEs OPTIONAL -- Need OP } SystemInformationBlockType2-v9e0-IEs ::= SEQUENCE { ul-CarrierFreq-v9e0 ARFCN-ValueEUTRA-v9e0 OPTIONAL, -- Cond ul-FreqMax nonCriticalExtension SEQUENCE {} OPTIONAL -- Need OP } AC-BarringConfig ::= SEQUENCE { ac-BarringFactor ENUMERATED { p00, p05, p10, p15, p20, p25, p30, p40, p50, p60, p70, p75, p80, p85, p90, p95}, ac-BarringTime ENUMERATED {s4, s8, s16, s32, s64, s128, s256, s512}, ac-BarringForSpecialAC BIT STRING (SIZE(5)) } MBSFN-SubframeConfigList ::= SEQUENCE (SIZE (1..maxMBSFN-Allocations)) OF MBSFN-SubframeConfig -- ASN1STOP

표 1을 참조하면, SystemInformationBlockType2 IE는 AC 금지 파라미터를 포함한다. ac- BarringFactor 필드는 단말에 의해 선택된 임의의 숫자가 이 값보다 작으면 액세스가 허용됨을 지시한다. 그렇지 않으면 액세스는 금지된다. ac-BarringForCSFB 필드는 모바일 발신 CSFB(circuit switched fallback)에 대한 액세스 클래스 금지를 지시한다. ac- BarringForEmergency 필드는 AC 10에 대한 액세스 클래스 금지를 지시한다. ac- BarringForMO -Data 필드는 모바일 발신 호출에 대한 액세스 클래스 금지를 지시한다. ac- BarringForMO - Signalling 필드는 모바일 발신 시그널링에 대한 액세스 클래스 금지를 지시한다. ac- BarringForSpecialAC 필드는 AC 11-15에 대한 액세스 클래스 금지를 지시한다. 첫 번째/가장 왼편의 비트는 AC 11에 대한 것이고, 두 번째 비트는 AC 12 등에 대한 것이다. ac- BarringTime 필드는 두 번째에서 액세스 금지 시간 값을 지시한다. ssac - BarringForMMTEL -Video 필드는 MMTEL 영상 발신 호출에 대한 서비스 특정 액세스 클래스 금지를 지시한다. ssac-BarringForMMTEL-Voice 필드는 MMTEL 음성 발신 호출에 대한 서비스 특정 액세스 클래스 금지를 지시한다.

랜덤 액세스(RA; Random access) 절차가 설명된다. 이는 3GPP TS 36.300 V11.6.0(2013-03)의 Section 10.1.5를 참조할 수 있다.

랜덤 액세스 절차는 다음과 같은 특징을 갖는다:

- FDD 및 TDD에 대한 공통적인 절차;

- 반송파 집성(CA; Carrier Aggregation)이 구성될 때, 셀 크기 및 서빙 셀의 개수와 상관없는 하나의 절차.

랜덤 액세스 절차는 PCell(primary cell)과 관련된 아래의 이벤트에 대하여 수행된다.

- RRC_IDLE에서 초기 접속;

- RRC 연결 재확립 절차;

- 핸드오버;

- 랜덤 액세스 절차를 필요로 하는 RRC_CONNECTED 동안 하향링크 데이터 도달(예를 들어, 상향링크 동기화는 "비 동기화" 상태일 때);

- 랜덤 액세스 절차를 필요로 하는 RRC_CONNECTED 동안 상향링크 데이터 도달(예를 들어, 상향링크 동기화는 "비 동기화" 상태 또는 스케줄링 요청(SR; Scheduling request)을 위해 이용 가능한 PUCCH 자원이 없을 때);

- 랜덤 액세스 절차를 필요로 하는 RRC_CONNECTED 동안 포지셔닝 목적 (예를 들어, 단말 포지셔닝을 위해 타이밍 어드밴스(timing advance)가 필요할 때);

랜덤 액세스 절차는 SCell에서 해당 세컨더리 TAG(sTAG)에 대한 시간 동기를 설정하는 것 또한 수행한다.

더 나아가 랜덤 액세스 절차는 두 가지 형태를 취한다:

- 경쟁 기반(처음 다섯 경우에 적용 가능);

- 비 경쟁 기반(단지 핸드오버, 하향링크 데이터 도달, 포지셔닝 및 sTAG에 대한 타이밍 어드밴스 동기를 획득하는데 적용 가능).

랜덤 액세스 절차 이후 정상적인 하향링크/상향링크 전송이 일어날 수 있다.

릴레이 노드(RN; relay node)는 경쟁 기반 및 비 경쟁 기반 랜덤 액세스 양자 모두를 지원한다. RN가 랜덤 액세스 절차를 수행하면, RN는 현재 모든 RN 서브프레임 구성을 일시 중단한다. 이는 일시적으로 RN 서브프레임 구성을 무시함을 의미한다. RN 서브프레임 구성은 성공적으로 랜덤 액세스 절차가 완료되면 재개된다.

도 5는 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 나타낸다.

경쟁 기반 랜덤 액세스 절차의 네 가지 단계는 다음과 같다:

1) 상향링크에서 RACH 상의 랜덤 액세스 프리앰블(메시지 1): 두 가지 가능한 그룹이 정의되고 하나는 선택적이다. 만약 두 그룹이 구성되면, 어느 그룹으로부터 프리앰블이 선택되는지를 결정하기 위해 메시지 3의 크기 및 경로 손실이 사용될 수 있다. 프리앰블이 속하는 그룹은 메시지 3의 크기 및 단말에서의 무선 상태의 표시를 제공한다. 프리앰블 그룹 정보는 필요한 임계 값과 함께 시스템 정보를 통해 방송된다.

2) MAC에 의해 생성되는 DL-SCH 상의 랜덤 액세스 응답(메시지 2): 메시지 2는 메시지 1과 준 동기(크기가 하나 이상의 TTI(transmission time interval)인 유연한 창(flexible window) 내에서)일 수 있다. 메시지 2는 HARQ를 사용하지 않을 수 있다. 메시지 2는 PDCCH를 통해 RA-RNTI(random access radio network temporary identity)로 어드레싱 될 수 있다. 메시지 2는 적어도 랜덤 액세스 프리앰블 식별자, pTAG(primary timing advance group)에 대한 타이밍 정렬(Timing Alignment) 정보, 초기 UL 그랜트 및 임시 C-RNTI의 할당(경쟁 해결 시에 영구적인 것으로 될 수 있거나 그렇지 않을 수 있음)을 전달할 수 있다. 메시지 2는 하나의 DL-SCH 메시지에서 가변 수의 단말을 위한 것일 수 있다.

3) UL-SCH 상의 첫 번째 스케줄링된 UL 전송(메시지 3): 메시지 3은 HARQ를 사용할 수 있다. 전송 블록의 크기는 단계 2에서 전달된 UL 그랜트에 의존하고, 적어도 80 비트이다. 초기 접속에 대해, 메시지 3은 RRC 계층에 의해 발생되고 CCCH를 통해 전송된 RRC 연결 요청을 전달하거나, 적어도 NAS UE 식별자를 전달하지만 NAS 메시지를 전달하지는 않을 수 있다. RRC 연결 재확립 절차에 대해, 메시지 3은 RRC 계층에 의해 발생되고 CCCH를 통해 전송된 RRC 연결 재확립 요청을 전달할 수 있다. 메시지 3은 NAS 메시지를 포함하지 않을 수 있다. 핸드오버 후, 타겟 셀에서, 메시지 3은 RRC 계층에 의해 발생되고 DCCH를 통해 전송된 암호화되고 무결성 보호된 RRC 핸드오버 확인을 전달하거나, 단말의 C-RNTI(핸드오버 명령을 통해 할당되는)를 전달할 수 있다. 메시지 3은 가능한 경우, UL 버퍼 상태 보고를 포함할 수 있다. 다른 이벤트에 대해, 메시지 3은 적어도 단말의 C-RNTI를 전달할 수 있다.

4) DL 상에서의 경쟁 해결(메시지 4): 즉, eNB가 경쟁을 해결하기 전에 NAS 응답을 기다리지 않는다는 점에서 조기 경쟁 해결이 사용된다. 메시지 4는 메시지 3과 동기화되지 않을 수 있다. HARQ가 지원된다. 메시지 4는 초기 액세스를 위해 및 무선 링크 실패 이후 PDCCH 상의 임시 C-RNTI로 어드레싱될 수 있고, 및/또는 RRC_CONNECTED에 있는 단말에 대한 PDCCH 상의 C-RNTI로 어드레싱될 수 있다. 메시지 3에서 제공된 바와 같이, HARQ 피드백은 경쟁 해결 메시지에 응답하여 자신의 단말 정체를 검출하는 단말에 의해서만 전송된다.

랜덤 액세스 성공을 검출하고 아직 C-RNTI를 갖지 않는 UE에 대해 임시 C-RNTI가 C-RNTI로 승격되고, 다른 단말들에 의해 드롭된다. 랜덤 액세스 성공을 검출하고 이미 C-RNTI를 가지는 단말은 그의 C-RNTI 사용을 재개한다.

CA가 구성되는 경우, 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차의 첫 번째 세 단계는 PCell상에서 일어나고, 반면에 경쟁 해결(단계 4)은 PCell에 의하여 교차(cross) 스케줄링 될 수 있다.

랜덤 액세스 백오프(backoff)가 설명된다. 3GPP TS 36.321 V11.2.0(2013-03)의 Section 5.1.4를 참조할 수 있다. 랜덤 액세스와 스케줄링 요청에 대하여, 단말은 랜덤 액세스 백오프와 스케줄링 요청을 수행할 수 있다.

먼저, 단말의 백오프 파라미터는 0ms로 설정된다. 만약 랜덤 액세스 응답이 백오프 지시자 서브헤더를 포함하면, 백오프 지시자 서브헤더의 BI 필드의 지시에 의해 단말의 백오프 파라미터 값이 설정된다. 하기 표 2는 백오프 파라미터 값을 나타낸다. 그렇지 않으면, 단말의 백오프 파라미터 값은 0ms로 설정된다.

인덱스 (Index)	백오프 파라미터 값 (ms)
0	0
1	10
2	20
3	30
4	40
5	60
6	80
7	120
8	160
9	240
10	320
11	480
12	960
13	Reserved
14	Reserved
15	Reserved

만약 이 랜덤 액세스 절차에서 랜덤 액세스 프리앰블이 단말의 백오프 파라미터를 기반으로 하는 MAC에 의해 선택되면, 0과 백오프 파라미터 값 사이의 균일한 분포에 따른 랜덤 백오프 시간이 선택된다. 따라서, 이후 랜덤 액세스 전송은 백오프 시간만큼 지연된다.

종래 기술에 따르면, 네트워크가 RRC_CONNECTED에서 단말들의 다른 모바일 발신(MO; mobile originating) 호출을 허용하는 동안, 혼잡한 단말들의 일부 모바일 발신(MO) 호출을 선택적으로 막을 수 없다. 구체적으로, 랜덤 액세스 백오프는 애플리케이션 또는 서비스의 유형에 관계 없이 항상 적용될 수 있다. 따라서, 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 방법이 필요할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 액세스 제어를 수행하는 방법의 일 예를 나타낸다.

RRC_CONNECTED에서 단말은 네트워크로부터 액세스 제어 파라미터 및 백오프 파라미터를 수신한다(S100). 상기 액세스 제어 파라미터는 DCCH(dedicated control channel) 상의 RRC(radio resource control) 메시지, 시스템 정보, 랜덤 액세스 응답, 또는 MAC(medium access control) 제어 요소 중 어느 하나를 통해 수신될 수 있다. 상기 액세스 제어 파라미터는 랜덤 액세스 프리앰블 및 스케줄링 요청을 전송하기 전에 단말이 하나 이상의 특정 모바일 발신 액세스를 위하여 액세스 제어 파라미터를 적용하도록 지시할 수 있다. 상기 액세스 제어 파라미터는 랜덤 액세스 프리앰블 또는 스케줄링 요청에 대한 랜덤 액세스 백오프를 생략(skip)하도록 지시할 수 있다. 상기 액세스 제어 파라미터는 시스템 정보로부터 수신된 액세스 클래스 금지 정보(access class barring information) 또는 시스템 정보로부터 수신된 서비스 특정 액세스 제어 정보(service specific access control information) 중 어느 하나일 수 있다. 이는 상기 표 1에 기재되어 있다. 상기 액세스 제어 파라미터는 금지 시간(barring time) 및 금지 요소(barring factor)를 포함할 수 있다. 상기 백오프 파라미터는 상기 기재된 표 2를 참조할 수 있다.

하나 이상의 특정 모바일 발신 액세스는 네트워크에 의해 지시될 수 있다. 상기 하나 이상의 특정 모바일 발신 액세스는 긴급 액세스, 높은 우선순위 액세스, (QCI(QoS class of identifier) = 5 인 무선 베어러 상의) IMS(IP Multimedia Subsystem) 시그널링에 대한 액세스, (MMTEL-음성 및 MMTEL-영상과 같은) MMTEL 어플리케이션에 대한 액세스, 모바일 종단 액세스 및 (RRC 시그널링, NAS 시그널링, L2 제어 정보, 예를 들어 MAC 제어 요소와 같은) 모바일 발신 시그널링에 대한 액세스일 수 있다.

단말은 네트워크로부터 단말이 어플리케이션을 기반으로 액세스 제어 파라미터를 적용해야 하는지 또는 백오프 파라미터를 적용해야 하는지 지시하는 구성을 더 수신할 수 있다. 즉, 상기 구성은 하나 이상의 특정 모바일 발신 액세스에 대하여 백오프 파라미터를 적용해야 하는지 또는 액세스 제어 파라미터를 적용해야 하는지를 지시할 수 있다.

단말은 어플리케이션(application)을 기반으로 상기 액세스 제어 파라미터를 적용할지 또는 상기 백오프 파라미터를 적용할지 여부를 결정한다(S110). 만약 상기 수신된 액세스 제어 파라미터가 하나 이상의 특정 모바일 발신 액세스에 대한 스케줄링 요청 또는 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하기 전에 단말이 상기 액세스 제어 파라미터를 적용하도록 지시하면, 단말은 상기 액세스 제어 파라미터를 적용하도록 구성된다. 만약 하나 이상의 특정 모바일 발신 액세스 때문에 랜덤 액세스 또는 스케줄링 요청이 시작되면, 단말은 상기 액세스 제어 파라미터를 적용하도록 구성된다.

단말의 상위 계층이 하나 이상의 특정 모바일 발신 액세스 중 어느 하나 때문에 랜덤 액세스 또는 스케줄링 요청과 같은 이러한 액세스 요청이 시작되었음을 단말의 RRC/MAC 계층에게 지시할 수 있다. 상기 단말은 현재 RRC 연결에 사용된 확립 원인(establishment cause)을 확인하여, 하나 이상의 특정 모바일 발신 액세스 중 어느 하나 때문에 랜덤 액세스 또는 스케줄링 요청과 같은 이러한 액세스 요청이 시작되었음을 인식할 수 있다. 만약 이러한 액세스가 QCI=5인 무선 베어러로부터 제공된다면, 상기 단말은 IMS 시그널링 때문에 랜덤 액세스 또는 스케줄링 요청과 같은 이러한 액세스 요청이 시작되었음을 인식할 수 있다. 만약 상기 단말이 현재 RRC 연결을 '긴급 액세스(emergency access)'로 설정된 확립 원인으로 확립하였다면, 상기 단말은 긴급 액세스 때문에 랜덤 액세스 또는 스케줄링 요청과 같은 이러한 액세스 요청이 시작되었음을 인식할 수 있다. 만약 상기 단말이 현재 RRC 연결을 '높은 우선순위 액세스(high priority access)'로 설정된 확립 원인으로 확립하였거나, 또는 상기 단말이 자신의 USIM에 특별한 AC(즉, AC 11-15 중 하나)를 가지면, 상기 단말은 높은 우선순위 액세스 때문에 랜덤 액세스 또는 스케줄링 요청과 같은 이러한 액세스 요청이 시작되었음을 인식할 수 있다.

상기 단말은 결정된 파라미터를 적용한다(S120). 만약 상기 단말이 상기 액세스 제어 파라미터를 적용하도록 결정하면, 상기 단말은 (금지 시간 또는 금지 요소 같은) 상기 액세스 제어 파라미터에 따라 랜덤 액세스 프리앰블(및 전용 스케줄링 요청(D-SR; dedicated scheduling request)과 같은 스케줄링 요청)의 전송을 지연할지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 단말은 금지 요소에 따라 랜덤 액세스 프리앰블 및 스케줄링 요청의 전송을 지연할지 여부를 결정할 수 있다. 만약 상기 단말이 상기 백오프 파라미터를 적용하도록 결정하면, 상기 단말은 상기 백오프 파라미터에 따라 랜덤 액세스 프리앰블의 전송을 지연할지 여부를 결정할 수 있다.

만약 상기 단말이 랜덤 액세스 프리앰블(또는 D-SR과 같은 스케줄링 요청)의 전송을 지연하기로 결정하면, 상기 단말은 상기 액세스 제어 파라미터에 따라 랜덤 액세스 프리앰블(또는 D-SR과 같은 스케줄링 요청)의 전송을 지연할 수 있다. 예를 들어, 상기 단말은 금지 시간 동안 랜덤 액세스 프리앰블 및 스케줄링 요청의 전송을 지연할 수 있다. 그 후, 다시 단말은 액세스 제어 파라미터에 따라 랜덤 액세스 프리앰블 및 스케줄링 요청을 전송할지 여부를 결정한다. 그렇지 않으면, 상기 단말은 지연 없이 랜덤 액세스 프리앰블 또는 스케줄링 요청을 전송할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.

기지국(800)은 프로세서(processor; 810), 메모리(memory; 820) 및 RF부(radio frequency unit; 830)를 포함할 수 있다. 프로세서(810)는 본 명세서에서 설명된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현하도록 구성될 수 있다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(810)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(820)는 프로세서(810)와 연결되어, 프로세서(810)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(830)는 프로세서(810)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.

단말(900)은 프로세서(910), 메모리(920) 및 RF부(930)를 포함할 수 있다. 프로세서(910)는 본 명세서에서 설명된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현하도록 구성될 수 있다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(910)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(920)는 프로세서(910)와 연결되어, 프로세서(910)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(930)는 프로세서(910)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.

프로세서(810, 910)은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(820, 920)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(830, 930)는 무선 주파수 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(820, 920)에 저장되고, 프로세서(810, 910)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(820, 920)는 프로세서(810, 910) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(810, 910)와 연결될 수 있다.

상술한 예시적인 시스템에서, 상술된 본 발명의 특징에 따라 구현될 수 있는 방법들은 순서도를 기초로 설명되었다. 편의상 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로 설명되었으나, 청구된 본 발명의 특징은 단계들 또는 불록들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 다른 단계와 상술한 바와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (15)

1. 무선 통신 시스템에서 단말이 액세스 제어를 수행하는 방법에 있어서,
   네트워크로부터 액세스 제어 파라미터(access control parameter) 및 백오프 파라미터(backoff parameter)를 수신하고,
   어플리케이션(application)을 기반으로 상기 액세스 제어 파라미터를 적용할지 또는 상기 백오프 파라미터를 적용할지 여부를 결정하고,
   상기 결정된 파라미터를 적용하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 네트워크로부터 상기 단말이 상기 어플리케이션을 기반으로 상기 액세스 제어 파라미터를 적용해야 하는지 또는 상기 백오프 파라미터를 적용해야 하는지 지시하는 구성을 수신하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 액세스 제어 파라미터는 시스템 정보로부터 수신된 액세스 클래스 금지 정보(access class barring information) 또는 상기 시스템 정보로부터 수신된 서비스 특정 액세스 제어 정보(service specific access control information) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 액세스 제어 파라미터는 랜덤 액세스 프리앰블 또는 스케줄링 요청에 대하여 랜덤 액세스 백오프 적용의 생략(skip)을 지시하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 액세스 제어 파라미터는 금지 시간(barring time) 및 금지 요소(barring factor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 액세스 제어 파라미터는 DCCH(dedicated control channel) 상의 RRC(radio resource control) 메시지, 시스템 정보, 랜덤 액세스 응답, 또는 MAC(medium access control) 제어 요소 중 어느 하나를 통해 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 1 항에 있어서,
   만약 어플리케이션이 하나 이상의 특정 모바일 발신(MO; mobile originating) 액세스와 일치하면, 상기 액세스 제어 파라미터를 적용하도록 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 하나 이상의 특정 모바일 발신 액세스는 긴급 액세스, 높은 우선순위 액세스, IMS(Internet protocol multimedia subsystem) 시그널링에 대한 액세스, MMTEL(multimedia telephony) 어플리케이션에 대한 액세스, 모바일 종단 액세스, 또는 모바일 발신 시그널링에 대한 액세스 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 1 항에 있어서,
   만약 상기 액세스 제어 파라미터가 하나 이상의 특정 모바일 발신 액세스에 대한 스케줄링 요청 또는 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하기 전에 단말이 상기 액세스 제어 파라미터를 적용하도록 지시하면, 상기 액세스 제어 파라미터를 적용하도록 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제 1 항에 있어서,
    만약 하나 이상의 특정 모바일 발신 액세스 때문에 랜덤 액세스 또는 스케줄링 요청이 시작되면, 상기 액세스 제어 파라미터를 적용하도록 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 1 항에 있어서,
    만약 상기 액세스 제어 파라미터를 적용하도록 결정하면, 상기 결정된 파라미터를 적용하는 것은 상기 액세스 제어 파라미터에 따라 랜덤 액세스 프리앰블 또는 스케줄링 요청의 전송을 지연할지 여부를 결정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제 1 항에 있어서,
    만약 상기 백오프 파라미터를 적용하도록 결정하면, 상기 결정된 파라미터를 적용하는 것은 상기 백오프 파라미터에 따라 랜덤 액세스 프리앰블 또는 스케줄링 요청의 전송을 지연할지 여부를 결정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말은 RRC_CONNECTED 상태인 것을 특징으로 하는 방법.
14. 무선 통신 시스템에서 단말에 있어서,
    무선 신호를 전송 또는 수신하는 RF(radio frequency)부; 및
    상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    네트워크로부터 액세스 제어 파라미터(access control parameter) 및 백오프 파라미터(backoff parameter)를 수신하고,
    어플리케이션(application)을 기반으로 상기 액세스 제어 파라미터를 적용할지 또는 상기 백오프 파라미터를 적용할지 여부를 결정하고,
    상기 결정된 파라미터를 적용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 단말.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 네트워크로부터 상기 단말이 상기 어플리케이션을 기반으로 상기 액세스 제어 파라미터를 적용해야 하는지 또는 상기 백오프 파라미터를 적용해야 하는지 지시하는 구성을 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 단말.

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