KR20160075343A - 임의 접근 채널 및 데이터 전송 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서의 임의 접근 채널 전송 기술에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 단말이 FDD 모드에서 임의 접근 채널을 전송하는 방법에 있어서, 임의 접근 채널을 전송하는 전송 채널의 품질 측정을 위한 신호를 상기 전송 채널을 통해 수신하는 단계, 상기 신호를 이용하여 상기 전송 채널의 품질을 측정하고, 상기 측정된 전송 채널의 품질에 기초하여, 상기 임의 접근 채널의 전송 여부를 판단하는 단계, 상기 임의 접근 채널이 전송되는 것으로 판단되면, 미리 설정된 제1 시간 구간 동안 상기 단말의 존재를 나타내는 접근 프로브를 전송하는 단계 및 상기 전송 채널을 통해 데이터를 포함하는 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.

Description

임의 접근 채널 및 데이터 전송 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING RANDOM ACCESS CHANNEL AND DATA}

본 발명은 이동 통신 시스템에서의 임의 접근 채널 및 데이터 전송 기술에 관한 것이다. 보다 상세하게는 FDD(Frequency Division Duplex) 모드로 동작하는 단말이 하향 링크 또는 상향 링크 채널의 채널 품질에 기초하여 임의 접근 채널(Random Access Channel) 및 데이터를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

3GPP의 W-CDMA, LTE, LTE-Advanced 또는 3GPP2의 CDMA2000 등의 이동 통신 시스템에서 단말은 기지국과 통신을 수행하기 위해서 임의 접근 절차를 수행할 수 있다. 임의 접근 절차(Random Access Process)는 단말이 기지국과 링크를 이루지 않고 있는 시점에서 기지국과 링크를 형성하기 위한 절차로 경쟁 기반 임의 접근과 비경쟁기반 임의 접근 등 다양한 방법이 있다.

임의 접근 절차는 단말이 기지국으로 임의 접근 프리앰블(Random Access Preamble)을 임의 접근 채널을 통해서 전송하고, 기지국이 단말의 임의 접근 프리앰블을 확인하여 단말에게 임의 접근 응답(Random Access Response)을 전송하는 과정을 통해서 이루어진다.

본 명세서에서는 단말이 임의 접근 프리앰블을 임의 접근 채널을 통해서 전송하는 것을 임의 접근 채널의 전송으로 기재한다. 이와 같이 이동 통신 시스템에서 단말과 기지국은 임의 접근 절차를 통해서 초기 통신 절차를 수행해야 한다.

한편, LTE 시스템의 경우에 단말은 통신 듀플렉스 모드에 따라서 TDD(Time Division Duplex) 모드와 FDD 모드로 구분되어 동작할 수 있다. TDD 모드의 경우에 하나의 주파수 대역에 시분할적으로 하향 링크 채널과 상향 링크 채널이 구성되는 모드를 의미하며, FDD 모드의 경우에 하향 링크 채널의 주파수 대역과 상향 링크 채널의 주파수 대역이 구분되어 구성되는 모드를 의미한다.

FDD 모드로 동작하는 단말의 경우에 하향 링크 채널과 상향 링크 채널의 주파수 대역이 일정 간격을 두고 별개로 형성된다. 따라서, 종래의 임의 접근 채널은 상향링크 채널을 통해서 기지국으로 전송되었다.

그러나, 종래에는 단말이 임의 접근 채널을 전송하는 상향 링크 채널에 대한 채널 상태에 무관하게 임의 접근 채널 전송 이벤트가 발생하면 기지국으로 임의 접근 채널을 전송하였다. 이는 재난 상황 또는 단말이 기지국과 멀리 위치하는 경우에 낮은 단말의 전송 파워로 인해서 임의 접근 채널 전송이 실패하는 문제가 발생하였으며, 단말의 전력 소모를 가중하게 하는 문제가 있었다.

또한, 단말은 하향 링크 채널에 대한 채널 품질을 측정하여 상향 링크 채널에서 임의 접근 채널을 전송하게 되므로, 재난 상황과 같이 단말의 전력 소모를 방지하고, 효율적인 통신 수행이 요구되는 경우에 전송 전력을 낭비하는 문제점이 있었다.

이를 개선하기 위하여 제안된 채널 적응형 임의 접근 방식에서는 미리 정해진 채널 조건을 만족하는 경우에만 임의 접근 채널을 전송하고, 그렇지 않은 경우에는 접근 프로브의 전송을 지연한다. 만일, 채널 상황이 아주 좋은 상황을 기다려 임의 접근 채널을 전송한다면 최대 송출 전력이 제한된 단말의 통달 거리를 확장할 수 있다. 이는 재난 통신과 같이 외부와 통신을 해야하는 상황에 매우 유용하게 사용될 수 있다.

다만, 채널 적응형 임의 접근 방식에서 송수신되는 프로브에는 어떠한 메시지도 포함되어 있지 않으며, 단지 임의 접근을 시도하는 단말의 존재만을 파악할 수 있을 뿐이다. 실제로 임의 접근을 통해 전송되는 의미 있는 정보는 프로브에 전송되지 않고 그 이후에 전송되는 메시지에 전송되게 된다.

즉, W-CDMA의 경우는 기지국이 접근 프로브를 수신한 후 전송하는 AI(Acquisition Indication) 채널 신호 이후에 임의 접근 메시지가 전송된다. 그리고, LTE 시스템의 경우는 접근 프로브를 수신하고 나서 기지국이 역방향의 자원을 할당해 준다. 이때 사용되는 채널이 PDC(Physical Downlink Control) 채널이다. 이렇게 할당 받은 역방향 채널을 사용하여 단말은 임의 접근을 통해 전송하고자 하는 메시지를 전송하게 된다. 일반적으로 역방향으로 메시지 전송은 PUS(Physical Uplink Shared) 채널이 사용되며 1ms의 단위로 전송하게 된다.

이와 같이, 접근 프로브를 채널 적응형 임의 접근 채널 전송 방식을 통해 기지국이 수신하더라도 어떤 단말이 접근을 시도하는 것인지, 또 그 이유가 무엇인지는 알 수 없다. 실제로 의미 있는 데이터는 그 이후에 전송되는 메시지에 포함되기 때문이다. 따라서, 접근 프로브 이후에서 전송되는 실제 메시지의 성능 및 통달 거리를 향상시키기 위한 방법이 요구된다.

전술한 상황에서 안출된 본 발명은 FDD 모드에서 채널 적응형 임의 접근 채널을 전송하기 위해 하향 링크의 일부 시간 구간을 단말이 임의 접근을 전송할 수 있는 시간으로 할당하며, 이렇게 함으로써 하향 링크로 전송되는 신호를 통해 채널을 측정하고, 같은 주파수 대역으로 임의 접근을 전송할 수 있으므로 채널 상호성이 적용되는 방법 및 장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 FDD 모드의 하향 링크에 일부 시간 구간 동안 단말이 접근 프로브와 이 이후에 전송하는 데이터를 포함하는 메시지를 전송할 수 있게 함으로써 임의 접근의 성능을 향상하고 통달 거리를 확장하는 방법 및 장치를 제공하고자 한다.

전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 단말이 FDD(Frequency Division Duplex) 모드에서 임의 접근 채널 및 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 임의 접근 채널을 전송하는 전송 채널의 품질 측정을 위한 신호를 상기 전송 채널을 통해 수신하는 단계, 상기 신호를 이용하여 상기 전송 채널의 품질을 측정하고, 상기 측정된 전송 채널의 품질에 기초하여, 상기 임의 접근 채널의 전송 여부를 판단하는 단계, 상기 임의 접근 채널이 전송되는 것으로 판단되면, 미리 설정된 제1 시간 구간 동안 상기 단말의 존재를 나타내는 접근 프로브를 전송하는 단계 및 상기 전송 채널을 통해 데이터를 포함하는 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 기지국이 FDD(Frequency Division Duplex) 모드에서 임의 접근 채널 및 데이터를 수신하는 방법에 있어서, 임의 접근 채널을 전송하는 전송 채널의 품질 측정을 위한 신호를 상기 전송 채널을 통해 단말로 송신하는 단계, 미리 설정된 제1 시간 구간 동안 임의 접근 채널을 전송하는 단말의 존재를 나타내는 접근 프로브를 수신하는 단계 및 상기 전송 채널을 통해 데이터를 포함하는 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 FDD 모드에서 임의 접근 채널 및 데이터를 전송하는 단말에 있어서, 임의 접근 채널을 전송하는 전송 채널의 품질 측정을 위한 신호를 상기 전송 채널을 통해 수신하는 수신부, 상기 신호를 이용하여 상기 전송 채널의 품질을 측정하고, 상기 측정된 전송 채널의 품질에 기초하여, 상기 임의 접근 채널의 전송 여부를 판단하는 제어부 및 상기 임의 접근 채널이 전송되는 것으로 판단되면, 미리 설정된 제1 시간 구간 동안 상기 단말의 존재를 나타내는 접근 프로브를 전송하고, 상기 전송 채널을 통해 데이터를 포함하는 메시지를 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말을 제공한다.

또한, 본 발명은 FDD 모드에서 임의 접근 채널 및 데이터를 수신하는 기지국에 있어서, 임의 접근 채널을 전송하는 전송 채널의 품질 측정을 위한 신호를 생성하는 제어부, 상기 생성된 신호를 상기 전송 채널을 통해 단말로 송신하는 송신부 및 미리 설정된 제1 시간 구간 동안 임의 접근 채널을 전송하는 단말의 존재를 나타내는 접근 프로브를 수신하고, 상기 전송 채널을 통해 데이터를 포함하는 메시지를 수신하는 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국을 제공한다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 FDD 모드에서 채널 적응형 임의 접근 채널을 전송하기 위해 하향 링크의 일부 시간 구간을 단말이 임의 접근을 전송할 수 있는 시간으로 할당하며, 이렇게 함으로써 하향 링크로 전송되는 신호를 통해 채널을 측정하고, 같은 주파수 대역으로 임의 접근을 전송할 수 있으므로 채널 상호성이 적용되는 방법 및 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 FDD 모드의 하향 링크에 일부 시간 구간 동안 단말이 접근 프로브와 이 이후에 전송하는 데이터를 포함하는 메시지를 전송할 수 있게 함으로써 임의 접근의 성능을 향상하고 통달 거리를 확장하는 방법 및 장치를 제공한다.

도 1은 이동 통신 시스템에서 상향링크 RACH를 통한 신호 전송 구조를 도시한다.
도 2는 접근 프로브의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 3은 W-CDMA의 하향 링크 채널을 통한 접근 프로브 전송 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 W-CDMA의 상량 링크 채널을 통한 접근 프로브 전송 과정을 도시한다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 임의 접근 채널 및 데이터 전송 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 LTE에서 데이터를 포함하는 메시지 전송 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 LTE에서 하향 링크 채널을 통한 임의 접근 채널 및 데이터 전송 과정을 도시한다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 LTE에서 상향 링크 채널을 통한 임의 접근 채널 및 데이터 전송 과정을 도시한다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 W-CDMA에서 데이터를 포함하는 메시지 전송 방법의 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 W-CDMA에서 하향 링크 채널을 통한 임의 접근 채널 및 데이터 전송 과정을 도시한다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 W-CDMA에서 상향 링크 채널을 통한 임의 접근 채널 및 데이터 전송 과정을 도시한다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기지국에 의한 임의 접근 채널 및 데이터 수신 방법의 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 단말과 기지국 사이의 임의 접근 채널 및 데이터 전송 방법의 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 단말의 구조를 도시한 블록도이다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기지국의 구성을 도시한 블록도이다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 사용자 단말의 구성을 도시한 블록도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 MTC 단말은 low cost(또는 low complexity)를 지원하는 단말 또는 coverage enhancement를 지원하는 단말 등을 의미할 수 있다. 또는 본 명세서에서 MTC 단말은 low cost(또는 low complexity) 및/또는 coverage enhancement를 지원하기 위한 특정 카테고리로 정의된 단말을 의미할 수 있다.

다시 말해 본 명세서에서 MTC 단말은 LTE 기반의 MTC 관련 동작을 수행하는 새롭게 정의된 3GPP Release-13 low cost(또는 low complexity) UE category/type을 의미할 수 있다. 또는 본 명세서에서 MTC 단말은 기존의 LTE coverage 대비 향상된 coverage를 지원하거나, 혹은 저전력 소모를 지원하는 기존의 3GPP Release-12 이하에서 정의된 UE category/type, 혹은 새롭게 정의된 Release-13 low cost(또는 low complexity) UE category/type을 의미할 수 있다.

본 발명에서의 이동 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다. 이동 통신 시스템은 사용자 단말(User Equipment, UE) 및 기지국(Base Station, BS, 또는 eNB)을 포함한다. 본 명세서에서의 사용자 단말은 무선 통신에서의 단말을 의미하는 포괄적 개념으로서, W-CDMA 및 LTE, HSPA 등에서의 UE(User Equipment)는 물론, GSM에서의 MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선 기기(wireless device) 등을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 할 것이다.

기지국 또는 셀(cell)은 일반적으로 사용자 단말과 통신하는 지점(station)을 말하며, 노드-B(Node-B), eNB(evolved Node-B), 섹터(Sector), 싸이트(Site), BTS(Base Transceiver System), 엑세스 포인트(Access Point), 릴레이 노드(Relay Node), RRH(Remote Radio Head), RU(Radio Unit), small cell 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

즉, 본 명세서에서 기지국 또는 셀(cell)은 CDMA에서의 BSC(Base Station Controller), W-CDMA의 Node B, LTE에서의 eNB 또는 섹터(싸이트) 등의 커버하는 일부 영역 또는 기능을 나타내는 포괄적인 의미로 해석되어야 하며, 메가 셀, 매크로 셀, 마이크로 셀, 피코 셀, 펨토 셀 및 릴레이 노드(Relay Node), RRH, RU, small cell 통신 범위 등 다양한 커버리지 영역을 모두 포함하는 의미이다.

상기 나열된 다양한 셀은 각 셀을 제어하는 기지국이 존재하므로 기지국은 두 가지 의미로 해석될 수 있다. i) 무선 영역과 관련하여 메가 셀, 매크로 셀, 마이크로 셀, 피코 셀, 펨토 셀, 스몰 셀을 제공하는 장치 그 자체이거나, ii) 상기 무선 영역 그 자체를 지시할 수 있다. i)에서 소정의 무선 영역을 제공하는 장치들이 동일한 개체에 의해 제어되거나 상기 무선 영역을 협업으로 구성하도록 상호 작용하는 모든 장치들을 모두 기지국으로 지시한다. 무선 영역의 구성 방식에 따라 eNB, RRH, 안테나, RU, LPN, 포인트, 송수신 포인트, 송신 포인트, 수신 포인트 등은 기지국의 일 실시예가 된다. ii) 에서 사용자 단말의 관점 또는 이웃한 기지국의 입장에서 신호를 수신하거나 송신하게 되는 무선 영역 그 자체를 기지국으로 지시할 수 있다.

따라서, 메가 셀, 매크로 셀, 마이크로 셀, 피코 셀, 펨토 셀, 스몰 셀, RRH, 안테나, RU, LPN(Low Power Node), 포인트, eNB, 송수신 포인트, 송신 포인트, 수신 포인트를 통칭하여 기지국으로 지칭한다.

본 명세서에서 사용자 단말과 기지국은 본 명세서에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두 가지 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며, 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다. 사용자 단말과 기지국은, 본 발명에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두 가지(Uplink 또는 Downlink) 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다. 여기서 상향링크(Uplink, UL, 또는 업링크)는 사용자 단말에 의해 기지국으로 데이터를 송수신하는 방석을 의미하며, 하향링크(Downlink, DL, 또는 다운링크)는 기지국에 의해 사용자 단말로 데이터를 송수신하는 방식을 의미한다.

이동통신시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 GSM, WCDMA, HSPA를 거쳐 LTE 및 LTE-advanced로 진화하는 비동기 이동통신과, CDMA, DMA-2000 및 UMB로 진화하는 동기식 무선 통신 분야 등의 자원할당에 적용될 수 있다. 본 발명은 특정한 이동통신 분야에 한정되거나 제한되어 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상이 적용될 수 있는 모든 기술분야를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

상향링크 전송 및 하향링크 전송은 서로 다른 시간을 사용하여 전송되는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 사용될 수 있고, 또는 서로 다른 주파수를 사용하여 전송되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 사용될 수 있다.

또한, LTE, LTE-A와 같은 시스템에서는 하나의 반송파 또는 반송파 쌍을 기준으로 상향링크와 하향링크를 구성하여 규격을 구성한다. 상향링크와 하향링크는, PDCCH(Physical Downlink Control CHannel), PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator CHannel), PUCCH(Physical Uplink Control CHannel), EPDCCH(Enhanced Physical Downlink Control CHannel) 등과 같은 제어채널을 통하여 제어정보를 전송하고, PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel), PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel) 등과 같은 데이터채널로 구성되어 데이터를 전송한다.

한편 EPDCCH(enhanced PDCCH 또는 extended PDCCH)를 이용해서도 제어 정보를 전송할 수 있다.

본 명세서에서 셀(cell)은 송수신 포인트로부터 전송되는 신호의 커버리지 또는 송수신 포인트(transmission point 또는 transmission/reception point)로부터 전송되는 신호의 커버리지를 가지는 요소반송파(component carrier), 그 송수신 포인트 자체를 의미할 수 있다.

실시예들이 적용되는 이동통신 시스템은 둘 이상의 송수신 포인트들이 협력하여 신호를 전송하는 다중 포인트 협력형 송수신 시스템(coordinated multi-point transmission/reception System; CoMP 시스템) 또는 협력형 다중 안테나 전송방식(coordinated multi-antenna transmission system), 협력형 다중 셀 통신시스템일 수 있다. CoMP 시스템은 적어도 두 개의 다중 송수신 포인트와 단말들을 포함할 수 있다.

다중 송수신 포인트는 기지국 또는 매크로 셀(macro cell, 이하 'eNB'라 함)과, eNB에 광케이블 또는 광섬유로 연결되어 유선 제어되는, 높은 전송 파워를 갖거나 매크로 셀 영역 내의 낮은 전송파워를 갖는 적어도 하나의 RRH일 수도 있다.

이하에서 하향링크(downlink)는 다중 송수신 포인트에서 단말로의 통신 또는 통신 경로를 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말에서 다중 송수신 포인트로의 통신 또는 통신 경로를 의미한다. 하향링크에서 송신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있다.

이하에서는 PRACH, PUCCH, PUSCH, PDCCH, EPDCCH 및 PDSCH 등과 같은 채널을 통해 신호가 송수신되는 상황을 'PRACH, PUCCH, PUSCH, PDCCH, EPDCCH 및 PDSCH를 전송, 수신한다'는 형태로 표기하기도 한다.

또한 이하에서는 PDCCH를 전송 또는 수신하거나 PDCCH를 통해서 신호를 전송 또는 수신한다는 기재는 EPDCCH를 전송 또는 수신하거나 EPDCCH를 통해서 신호를 전송 또는 수신하는 것을 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

즉, 이하에서 기재하는 물리 하향링크 제어채널은 PDCCH를 의미하거나, EPDCCH를 의미할 수 있으며, PDCCH 및 EPDCCH 모두를 포함하는 의미로도 사용된다.

또한, 설명의 편의를 위하여 PDCCH로 설명한 부분에도 본 발명의 일 실시예인 EPDCCH를 적용할 수 있으며, EPDCCH로 설명한 부분에도 본 발명의 일 실시예로 EPDCCH를 적용할 수 있다.

한편, 이하에서 기재하는 상위계층 시그널링(High Layer Signaling)은 RRC 파라미터를 포함하는 RRC 정보를 전송하는 RRC 시그널링을 포함한다. eNB은 단말들로 하향링크 전송을 수행한다. eNB은 유니캐스트 전송(unicast transmission)을 위한 주 물리 채널인 물리 하향링크 공유채널(Physical Downlink Shared Channel, PDSCH), 그리고 PDSCH의 수신에 필요한 스케줄링 등의 하향링크 제어 정보 및 상향링크 데이터 채널(예를 들면 물리 상향링크 공유채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH))에서의 전송을 위한 스케줄링 승인 정보를 전송하기 위한 물리 하향링크 제어채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH)을 전송할 수 있다. 이하에서는, 각 채널을 통해 신호가 송수신 되는 것을 해당 채널이 송수신되는 형태로 기재하기로 한다.

본 명세서에서의 단말은 리모트 스테이션 또는 리모트 노드를 의미할 수 있고, 기지국은 호스트 스테이션 또는 호스트 노드를 의미할 수 있다. 이하 설명에서 호스트(Host) 노드는 순방향 링크(하향링크)를 통해 신호를 전송하는 노드를 나타내고, 리모트(Remote) 노드는 역방향 링크(상향링크)를 통해 신호를 전송하는 노드를 나타낸다. 또한, 이하에서 설명하는 하향링크 채널 및 상향링크 채널은 각 링크 채널의 주파수 대역을 의미할 수 있다. 즉, FDD 모드에서 기지국이 단말로 신호 또는 메시지를 전송하도록 설정된 주파수 대역을 하향링크 또는 하향링크 채널 또는 하향링크 채널의 주파수 대역으로 기재한다. 마찬가지로, FDD 모드에서 단말이 기지국으로 신호 또는 메시지를 전송하도록 설정된 주파수 대역을 상향링크 또는 상향링크 채널 또는 상향링크 채널의 주파수 대역으로 기재한다.

본 발명은 이동통신 시스템에서의 임의접근채널 전송 기술에 관한 것으로, 주파수분할 복신(Frequency division duplex, 이하 FDD라 함) 방식의 모든 이동통신 시스템 및 통신 단말기에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 주파수 분할 복신 (Frequency Division Duplex)을 사용하는 이동통신 시스템에 광범위하게 적용 가능하다. 우선적으로 이동통신 분야에서 역방향 임의접근채널에 소요되는 송신 전력을 절감할 수 있다. 또한, 같은 최대송신출력을 갖거나 평균송신출력이 제한된 단말의 통달거리(coverage radius)를 확장하기 위해 사용할 수 있다. 또한, 본 발명은 센서 네트워크, 무선 랜, 사물통신(machine-to-machine 통신), 기계형태통신(MTC) 및 의료장비 간의 통신 등 통신에 소요되는 전력을 최소화할 필요가 있는 모든 통신 시스템, 단말기에 적용 가능하다.

특히, 최근에 많은 관심을 받고 있는 재난통신에 유용하게 사용될 수 있다. 재난 시에 단말의 송신전력이 제한되어 기지국과 통신하지 못하는 경우가 많다. 이러한 단말의 송신전력이 제한되어 있는 경우, 채널이 좋은 상황에 임의접근채널을 전송함으로 종래의 기술로 기지국과 통신이 불가능한 상황에도 통신이 가능해진다.

본 발명은 3GPP의 W-CDMA, LTE, LTE-A 또는 3GPP2의 CDMA2000 등 다양한 이동통신 시스템에서 적용될 수 있다. 이하에서는 전술한 각 이동통신 시스템 중 W-CDMA 및 LTE 시스템을 중심으로 설명하나, CDMA2000의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 1은 이동 통신 시스템에서 상향링크 RACH를 통한 신호 전송 구조를 도시한다.

도 1에서는 이동통신 시스템의 일 예로 W-CDMA 시스템을 중심으로 임의 접근 채널 전송에 대해 설명한다. 단말은 도 1에 도시된 바와 같이 임의 접근 채널을 통해 신호를 전송한다.

도 1을 참조하면 순방향 채널(하향링크)은 접근 프리앰블 포착 표시 채널(AP-AICH: Access Preamble-Acquisition Indication CHannel, 130)로 가정하고, 역방향 채널(상향링크)은 임의접근채널(RACH)로 가정한다. 도시된 바와 같이, 단말은 통신의 초기 동기를 위해 프리앰블을 역방향 링크(상향 링크)의 임의 접근 채널을 통해 전송한다. 이때, 단말은 프리앰블을 포함하는 접근 프로브(AP: Access Probe) 0(100)을 임의 접근 채널을 통해 전송한다. 예를 들어, 단말은 도 2의 (A)에 도시된 바와 같이 프리앰블로 구성되는 접근 프로브를 임의접근채널을 통해 전송한다.

단말은 Tp-p(102) 시간 동안 기지국으로부터 AP 0(100)에 대한 응답 신호를 수신받지 못한 경우, AP 0(100)보다 전송 전력을 △P(104)만큼 증가시킨 AP1(110)을 임의접근채널을 통해 재전송한다. 이때, AP 1(110)은 AP 0(100)와 동일한 시그너쳐(signature)로 구성된 프리앰블을 포함한다.

기지국은 임의접근채널을 통해 AP 1(110)을 수신받은 경우, Tp-ai(120) 시간 동안 대기한 후 상기 AP 1(110)과 동일한 시그너쳐를 AICH(130) 통해 기지국으로 전송한다. 미 도시되었지만, 단말은 AICH(130)을 통해 제공받은 신호를 복조하여 시그너쳐와 포착 확인자(AI: Acquisition Indicator)를 확인한다. 만일, 포착 확인자를 통해 기지국의 ACK(Acknowledge)이 확인되는 경우, 단말은 Tp-mag 시간만큼 대기한 후 역방향(상향링크) 임의접근채널을 통해 역방향(상향링크) 데이터를 포함하는 메시지를 기지국으로 전송한다. 예를 들어, 단말은 도 2의 (B)에 도시된 바와 같이 구성되는 메시지를 포함하는 접근 프로브를 임의 접근 채널을 통해 전송한다. 이때, 단말은 AP 1(110)에 상응하는 전송 전력으로 접근 프로브를 전송한다.

3GPP2의 CDMA2000 임의접근채널은 도 2의 (B)의 메시지가 포함되어 있는 접근 프로브를 단말이 전송하며 이를 성공적으로 기지국이 수신한 경우 순방향(하향링크) 공통채널을 통해 수신여부를 단말에 알려준다. 즉, AICH 가 전송되지 않고 이 신호가 순방향(하향링크) 공통채널에 메시지로 전송되는 것이다.

3GPP의 LTE 또는 LTE-A의 경우 임의접근채널은 상향링크 채널로 전송되며 기지국은 임의접근채널을 수신하여 이에 대한 임의접근응답(Random Access Response)를 하향링크 채널을 통해서 단말로 전송한다.

이하에서는 각 이동통신 시스템을 포괄하여 설명하기 위하여 전술한 역방향 링크를 기지국이 단말로 신호 및 데이터를 전송하는 하향링크로 기재한다. 또한, 순방향 링크를 단말이 기지국으로 신호 및 데이터를 전송하는 상향링크로 기재한다.

위에서 설명한 바와 같이 대부분의 임의접근채널은 이동통신시스템의 필수적인 요소이며 여러 가지의 방식으로 임의접근채널이 구현되어 있다. 이러한 구체적인 구현방법과 관계없이 종래의 임의접근채널은 상향링크의 채널상태와 관계없이 상위계층에서 임의접근채널 전송할 사건이 발생하면 즉시 접근 프로브를 전송하여 왔다. 그러나, 이러한 즉각적인 임의접근채널 전송은 과도한 송신전력을 필요로 한다.

이러한 문제를 해결하기 위한 일 예로, 이동통신시스템에서 하향링크 채널의 상태를 측정하여 상향링크 채널상태의 정보를 획득하고 이것이 특정 전송조건을 만족하는 경우에만 임의접근채널을 전송하는 방법이 있다. 이렇게 채널상태에 따라 임의접근채널을 전송할지 여부를 판단하여 전송조건을 만족하지 못하는 경우 임의접근채널 접근 프로브의 전송을 지연함으로 전송출력을 크게 줄일 수 있다. 또한, 같은 최대 또는 평균 전송출력의 조건하에서 단말의 신호통달거리(coverage radius)가 크게 확장될 수 있다. 이와 같이 채널 상태에 따라서 임의접근채널의 전송 여부를 결정하는 것을 채널적응형 임의접근채널이라고 기재한다.

한편, 전술한 채널적응형 임의접근채널 전송방식에서는 단말이 사전에 임의접근채널 전송조건을 결정하고 하향링크 채널을 측정하여 하향링크 채널이 전송조건을 만족하는 경우에만 임의접근채널을 전송하고 그렇지 않은 경우에는 임의접근채널 전송을 지연한다. 그렇게 함으로써, 채널이 좋은 경우에만 임의접근채널을 전송하여 전송에 사용되는 전송전력을 크게 감소할 수 있다.

다만, 이러한 채널적응형 임의접근채널의 경우에 단말은 하향링크 채널의 채널 품질을 측정하였으나, 임의접근채널은 상향링크 채널로 전송된다는 문제점이 있다. 즉, 하향링크 채널과 상향링크 채널의 주파수 밴드가 분리되어 운용되는 FDD 모드에서는 측정된 하향링크 채널의 품질과 임의접근채널을 전송할 상향 링크 채널의 품질 간에 차이가 존재할 수 있다. 따라서, FDD 모드에서 동작하는 단말의 경우 전술한 채널적응형 임의접근채널 방식을 사용하는 경우에 전송전력 낭비방지와 전송거리 증가의 효과가 상황에 따라서 발생하지 않을 수도 있다. 따라서, 이하에서는 본 발명의 일 실시예로 FDD 모드에서도 전술한 채널적응형 임의접근채널의 효과를 얻을 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.

이하 본 발명의 각 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명에서 단말은 기지국이 전송한 전송 채널의 품질 측정을 위한 신호(예: 기준 신호)를 바탕으로 임의접근 채널을 전송할 전송채널의 품질 상태를 파악한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 전송 채널의 품질을 측정을 위한 신호로서 기준 신호 또는 파일럿 신호를 중심으로 설명하나, 이에 제한되는 것은 아니며, 전송 채널의 품질을 측정하기 위한 모든 신호 또는 채널을 포함할 수 있다. 일반적으로 많은 이동통신시스템에서는 기지국은 파일럿 또는 기준 신호(레퍼런스 신호)를 연속적으로 또는 주기적으로 하향 링크로 전송한다.

도 3은 W-CDMA의 하향 링크 채널을 통한 접근 프로브 전송 과정을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 단말은 하향 링크를 통해서 기준 신호를 수신한다. 기지국은 미리 정해진 시간 구간(T1+Tp+T2)에서 하향 링크에서의 신호 및 데이터 전송을 일시 중단하고 단말들이 임의 접근 채널을 전송할 수 있도록 한다. 즉, 이동 통신 시스템의 단말은 하향 링크 채널에서 기준 신호를 수신하고, 일시적으로 하향 링크 신호 및 데이터가 중단되는 시간 구간(Tp)에서 임의 접근 채널을 전송할 수 있다.

기지국이 신호를 전송하지 않는 시간 구간은 T1+Tp+T2의 구간이며 이중 Tp는 단말이 접근 프로브를 전송할 수 있는 구간이고, T1과 T2는 접근 프로브 사이의 가드 시간(guard time)이다. 단말은 Tp의 시간 구간 동인 임의 접근 채널 전송이 가능하다.

한편, 채널적응형 임의 접근 채널 전송을 위해서는 하향 링크 채널의 품질 측정이 필요하다. 이를 위해 단말은 임의 접근 채널 전송이 가능한 시점 이전에 하향 링크의 채널 상태를 측정한다,

한편, 단말은 임의 접근 채널 전송을 위한 전송 파라미터를 포함하는 시스템 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 전송 파라미터는 하향링크 채널에서 접근 프로브를 전송할 수 있는 제1 시간 구간의 길이 정보, 제1 시간 구간의 주기 정보 및 제1 시간 구간의 위치 정보를 포함할 수 있다.

단말은 하향링크 채널에서 임의 접근 채널을 전송할 수 있는 전송 구간이 언제인지 알고 있어야 한다. 이를 위해서, 기지국은 단말로 전송 파라미터를 시그널링을 통해 단말로 전송한다. 도 3과 같이 하향 링크 채널에서 순간적으로 단말이 임의 접근 채널을 전송할 수 있는 시간을 허용하는 경우, 기지국과 단말 사이에 전송 파라미터 정보가 공유되어야 한다. 전송 파라미터는 하향 링크 채널에서 순간적으로 단말이 임의 접근 채널을 전송할 수 있도록 허용하는지 여부와 하향링크로 임의접근채널을 전송할 수 있는 Tp구간의 길이, 그 주기와 위치 등의 정보를 포함할 수 있다. 기지국은 브로드캐스팅 채널을 통해 시스템정보로 전송 파라미터를 단말들에게 전송할 수 있다.

또 다른 예로, W-CDMA의 경우 단말이 하향링크 채널을 측정하기 위해서는 하향링크의 파일럿 채널을 사용한다. 임의접근채널의 성능을 위해서는 하향 링크채널의 측정이 정확할 필요가 있다. 보다 정확한 하향링크 채널의 측정을 위해 임의접근채널 전송시간 바로 전에 파일럿채널의 전송파워를 증가하여 전송할 수도 있다. 단말은 파일럿 채널을 통해서 향상된 전송파워의 기준신호를 수신하여 보다 정확한 채널 품질을 측정할 수 있다.

구체적으로, 기지국은 하향링크 채널에서 임의접근채널 전송을 위해 도 3에서의 T1 구간 앞에 순간적으로 파일럿 채널의 전력을 일정 시간구간(Tm) 동안 증가한다. 그리고 그 순간에는 파일럿 채널의 전력을 일정량(ΔP) 만큼 증가하여 전송한다. 이 시간구간과 ΔP의 양은 다른 파라미터와 같이 브로드캐스팅 채널을 통해 시스템정보로 단말들에게 사전에 전송될 수 있다. 그 이후 Tp의 구간에서 단말들이 임의접근채널의 전송을 할 수 있게 하향링크 채널을 통해서 신호 및 데이터를 전송하지 않는다. 단말은 하향링크 채널측정을 위해 Tm 시간 동안의 전력이 증가된 파일럿 채널을 사용한다. 증가한 전력의 파일럿 채널을 활용하여 보다 정확한 하향링크채널의 상태를 측정할 수 있다. 이렇게 측정한 하향링크 채널 상태를 바탕으로 임의접근채널의 전송 여부를 판단한다. 만일 단말이 임의접근채널을 전송 하기로 판단하였다면 그 다음에 따라오는 Tp 구간 동안에 임의접근채널을 전송하게 된다.

도 4는 W-CDMA의 상량 링크 채널을 통한 접근 프로브 전송 과정을 도시한다.

단말이 기지국으로 신호를 전송하는 상향링크로 사용하는 주파수 대역의 일부에 기지국이 기준 신호를 전송하는 것을 제안한다. 상향링크 채널은 일반적으로 단말들이 기지국으로 전송하는 신호 또는 데이터를 전송하는 용도로 사용된다. 본 실시예에서는 채널적응형 임의접근채널의 전송을 위해 일부 시간구간 동안 기지국이 상향링크 채널의 주파수 대역에 기준신호를 전송하여 채널측정이 가능하게 하는 것이다.

도 4를 참조하면, 단말들이 상향링크를 통해 기지국으로 신호 또는 데이터를 전송하다가 T3+Tm+T4의 시간구간 동안 상향링크의 전송을 멈춘다. 이 구간 동안에 기지국이 Tm의 시간구간에서 채널 측정을 위한 기준신호를 단말로 전송한다. 이때, 전송하는 신호는 임의 접근 채널을 전송하는 전송 채널의 품질 측정을 위한 신호(W-CDMA의 경우 파일럿 채널)이며, 전송하는 채널은 해당 상향링크와 대응하는 하향링크의 확산부호를 사용하여 확산한다.

단말은 이 Tm 시간구간 동안 전송되는 기준신호를 사용하여 전송채널의 상태를 측정한다. 그리고 측정된 채널상태에 근거하여 채널적응형 임의접근채널의 전송 여부를 판정할 수 있다. 만일 측정된 전송 채널의 상태가 미리 정한 기준값 이상이면 채널적응형 임의접근채널을 전송하고 그렇지 않다면 임의접근채널을 전송하지 않는다. 이때 채널적응형 임의접근채널은 Tp 시간구간 동안 전송될 수 있다. 즉, 이를 통해서 단말은 기준신호를 수신하는 상향링크 채널의 주파수 대역에 대한 채널 품질을 측정할 수 있으며, 임의접근채널도 상향링크 채널을 통해서 기지국으로 전송할 수 있다.

다른 예로, 채널적응형 임의접근채널이 전송되는 Tp 구간에서 타 단말의 사용자 전체 또는 일부의 단말들이 상향링크 채널을 사용하지 않도록 제한할 수도 있다. Tp 구간에서 채널적응형 임의접근채널을 전송하는 단말을 제외한 모든 단말의 신호전송을 제한하는 겨우, 채널적응형 임의접근채널을 전송하는 단말은 T3+Tm+T4의 구간에서 상향링크를 전송하지 않는 반면, 그 외의 단말들은 그 이후 추가적으로 Tp의 구간에서도 상향링크 전송을 하지 않는다.

상향링크 채널에서 기지국이 임의접근채널을 위한 전송 채널의 품질을 측정하기 위한 기준 신호를 전송 하는 경우, 기지국과 단말 사이에 이 정보가 공유될 필요가 있다. 따라서, 본 발명의 단말은 기준신호 수신을 위한 기준신호 파라미터를 포함하는 시스템 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서 기준신호 파라미터는 상향링크 채널에서 기준신호가 수신되는 수신 시간 구간 정보(예를 들어 시간 구간의 길이 정보, 시간 구간의 주기 정보 및 시간 구간의 위치 정보 등), 수신 자원 정보 및 수신 시간 구간의 주기 정보 중 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.

즉, 단말은 상향링크를 순간적으로 기준신호 수신을 위해 사용하는지의 여부와 상향링크로 기지국이 파일럿을 전송하는 Tm 구간의 길이, 그 주기와 위치 등의 정보를 사전에 브로드캐스팅 채널을 통해 시스템정보로 수신할 수 있다. 또한, 기준신호 파라미터에 Tp 구간에서 다른 사용자가 상향 링크를 사용할 수 있는지의 여부에 대한 정보도 포함될 수 있다. 전술한 수신구간은 상향링크 채널에서 기준신호 수신을 위한 구간으로 상향링크 데이터가 전송되지 않는 구간을 의미한다.

또한, LTE 시스템의 경우는 접근 프로브를 수신하고 나서 기지국이 역방향 자원을 할당해 준다. 이 때, 사용되는 채널이 PDC 채널이다. 이렇게 할당 받은 역방향 채널을 사용하여 단말기는 임의 접근을 통해 전송하고자 하는 메시지를 전송하게 된다. 일반적으로 역방향 메시지의 전송은 PUS 채널이 사용되며, 1ms의 단위로 전송되게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 단말은 채널적응형 임의접근 채널 전송을 위해서 위와 같이 상향링크 채널의 주파수 대역 또는 하향링크 채널의 주파수 대역을 사용하여 채널 품질을 측정하고, 측정된 주파수 대역을 통해서 임의 접근채널을 전송할 수 있다.

본 발명에 따르면, 종래의 상위 계층의 이벤트가 발생하면 즉시 임의접근채널을 전송하던 종래의 방식과 달리 미리 정해진 채널조건을 만족하는 경우에만 임의접근채널의 접근 프로브가 전송된다. 그렇지 않은 경우에는 접근 프로브 의 전송이 지연된다. 이 경우 아주 좋은 채널에만 임의접근채널을 전송하므로 평소에 전송이 불가능한 상황에서도 기지국에 임의접근채널 및 짧은 메시지를 전송할수 있다. 이는 재난 시와 같이 응급 상황에서 반드시 통화를 성공해야 하는 경우 유용하게 사용될 수 있다. 이 경우에는 일반적인 경우와 달리 본 발명의 임의접근 채널을 전송하는 것을 상위 1% 수준의 좋은 채널환경에만 전송하도록 설정도 가능하다.

다만, 접근 프로브를 채널 적응형 임의 접근 채널 방식을 통해 기지국이 수신하더라도 어떤 단말이 접근 시도를 한 것인지, 또 그 이유가 무엇인지는 알 수 없다. 실제로 의미 있는 데이터는 그 이후에 전송되는 메시지에 포함되기 때문이다. 종래의 발명은 채널 적응형 임의 접근 채널 전송 방식을 통해 접근 프로브의 성능 만을 향상시키는 기술이므로 그 이후에 전송되는 실제 메시지의 성능 및 통달거리를 향상시키는 것이 필요하다.

이를 위하여, 본 발명에서는 FDD 방식의 통신 시스템에서 채널 적응형 임의 접근 채널을 전송하기 위해 하향링크의 일부 시간 구간을 단말이 임의 접근을 전송할 수 있는 시간으로 할당한다. 이렇게 함으로 하향 링크로 전송되는 신호를 통해 채널을 측정하고, 같은 주파수 대역으로 임의접근을 전송할 수 있으므로 채널 상호성이 적용된다.

또한, 본 발명에서 단말이 기지국이 전송한 순방향 채널을 측정하여 이를 바탕으로 역방향 채널 상태를 파악한다. 일반적으로 많은 무선 통신 시스템에서는 기지국이 파일럿 또는 기준 신호를 연속적으로 또는 주기적으로 순방향 링크로 전송한다.

본 발명에서는 FDD 시스템의 하향 링크에 일부 시간 구간 동안 단말기가 접근 프로브와 이 이후에 전송하는 접근 메시지를 전송할 수 있게 하여 종래의 기술 보다 임의 접근 성능이 향상되고, 통달 거리가 확장된다. 이하에서는 본 발명의 임의 접근 채널 및 데이터 전송 방법에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 임의 접근 채널 및 데이터 전송 방법의 흐름도이다.

510 단계에서, 단말은 임의 접근 채널을 전송하는 전송 채널의 품질 측정을 위한 기준 신호를 상기 전송 채널을 통해 수신할 수 있다. 상기 전송 채널이 하향링크인 경우, 단말은 하향 링크 채널을 통해 별도의 시간 구간 설정 없이 상기 기준 신호를 수신할 수 있다. 상기 기준 신호는 전송 채널의 품질을 측정하기 위한 신호로서, 이하에서는 기준 신호 또는 파일럿 신호를 이용하여 전송 채널의 품질이 측정되는 것으로 설명하나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 기준 신호 뿐만 아니라 전송 채널의 품질을 측정하기 위한 모든 신호 또는 채널이 전송 채널의 품질을 측정하기 위하여 이용될 수 있음은 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 있어 명백하다.

다만, 상기 전송 채널이 상향링크인 경우, 기지국은 미리 설정된 제2 시간 구간 동안 상기 기준 신호를 상기 상향링크 채널을 통해 단말로 전송할 수 있다. 이 경우, 단말은 상기 미리 설정된 제2 시간 구간 동안 상기 기지국으로의 신호 전송을 중단하고, 상기 제2 시간 구간 동안 상기 기준 신호를 기지국으로부터 상향링크 채널을 통해 수신할 수 있다.

이러한 기준 신호 송수신을 위한 제2 시간 구간에 대해 기지국 및 단말기는 상향링크 채널을 통해 기준 신호를 송수신할 수 있는 시간이 언제인지 알고 있어야 한다. 이는 기지국이 시그널링을 통해 단말기에 전송한다. 즉, 기지국은 기준 신호를 전송하기 위한 제2 전송 파라미터를 포함하는 시스템 정보를 단말로 전송하고, 상기 단말은 상기 시스템 정보를 통해 기준 신호를 송수신할 수 있는 제2 시간 구간을 확인할 수 있다. 제2 전송 파라미터는, 제2 시간 구간의 길이 정보, 제2 시간 구간의 주기 정보 및 제2 시간 구간의 위치 정보를 포함할 수 있다.

520 단계에서, 단말은 수신된 기준 신호를 이용하여 전송 채널의 품질을 측정할 수 있다. 또한, 단말은 측정된 전송 채널의 품질에 기초하여 상기 임의 접근 채널의 전송 여부를 판단할 수 있다.

예를 들어, 단말은 전송 채널의 품질이 기준 값 이상이고, 상기 임의 접근 채널 전송 이벤트가 발생하는 경우에 상기 임의 채널 전송을 트리거할 수 있다.

530 단계에서, 단말은 상기 임의 접근 채널이 전송되는 것으로 판단되면, 미리 설정된 제1 시간 구간 동안 상기 단말의 존재를 나타내는 접근 프로브를 전송할 수 있다.

이러한 접근 프로브 송수신을 위한 제1 시간 구간에 대해 기지국 및 단말기는 전송 채널을 통해 접근 프로브를 송수신할 수 있는 시간이 언제인지 알고 있어야 한다. 이는 기지국이 시그널링을 통해 단말기에 전송한다. 즉, 기지국은 접근 프로브를 전송하기 위한 제1 전송 파라미터를 포함하는 시스템 정보를 단말로 전송하고, 상기 단말은 상기 시스템 정보를 통해 접근 프로브를 전송할 수 있는 제1 시간 구간을 확인할 수 있다. 제1 전송 파라미터는, 제1 시간 구간의 길이 정보, 제1 시간 구간의 주기 정보 및 제1 시간 구간의 위치 정보를 포함할 수 있다.

540 단계에서, 단말은 상기 전송 채널을 통해 데이터를 포함하는 메시지를 전송할 수 있다. 단말은 이동 통신 시스템의 종류에 따라 다른 방법으로 메시지를 전송할 수 있다.

상술한 방법에 따른 단말을 통해 종래의 기술보다 임의 접근 성능은 향상되고, 통달 거리가 확장될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 LTE에서 데이터를 포함하는 메시지 전송 방법의 흐름도이다.

610 단계에서, 단말은 LTE에서, 기지국으로부터 메시지 전송을 위한 전송 자원에 대한 정보를 PDC 채널을 통해 수신할 수 있다. LTE에서는 기지국이 접근 프로브에 응답하여 PDC 채널을 통해 역방향 채널의 리소스를 할당한다.

예를 들어, 단말은 전송 채널이 상향 링크 채널인 경우, 미리 설정된 제3 시간 동안 상기 전송 자원에 대한 정보를 상기 PDC 채널을 통해 수신할 수 있다. 구체적인 전송 자원에 대한 정보를 수신하는 방법에 대해서는 후술하도록 한다.

620 단계에서, 단말은 상기 전송 자원에 대한 정보에 따라 할당된 채널을 통해 데이터가 포함된 메시지를 전송할 수 있다. 또한, 단말은, 상기 전송 채널이 하향 링크 채널인 경우, 미리 설정된 제4 시간 동안 상기 할당된 채널을 통해 상기 메시지를 전송할 수 있다. 상기 단말이 LTE에서 메시지를 전송하는 구체적인 방법에 대해서는 후술하도록 한다.

도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 LTE에서 하향 링크 채널을 통한 임의 접근 채널 및 데이터 전송 과정을 도시한다.

도 7에서는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 FDD 모드에서 하향링크를 사용하는 경우의 LTE 통신 시스템을 예를 들어 설명한다. 도 7을 참조하면, 기지국은 하향링크로 기준 신호와 데이터 채널을 전송한다. 또한, 단말기의 초기 동기를 위해 동기 신호(Sync 신호)를 전송한다.

기지국은 미리 설정된 시간 구간(Tp) 동안 기지국의 하향링크의 전송을 중단하고 단말들의 임의채널 접근을 전송하도록 허락한다. 도 7에서 LTE의 하향링크는 순간적으로 상향링크로 변화되어 사용되며, 이 순간에 단말기는 역방향 링크를 통해 임의 접근 채널을 전송할 수 있다.

기지국이 신호를 전송하지 않는 시간 구간은 T1+Tp+T2의 시간 구간 동안이며, 이중 Tp는 단말이 접근 프로브를 전송하는 구간이고, T1과 T2는 접근 프로브 사이의 가드 시간(guard time)이다.

단말기는 Tp의 시간 구간 동안 임의 접근 채널 전송이 가능하다. 그러나 채널 적응형 임의접근 채널 전송을 위해서는 순방향 채널의 측정이 필요하다. 이를 위해 단말기는 임의접근 채널 전송이 가능한 시점 이전에 하향링크 채널 상태를 측정한다.

도 7을 참조하면, 임의접근 채널이 전송이 가능한 시점 이전에 단말은 하향링크의 기준 신호를 사용하여 채널 상태 측정을 수행할 수 있다. 이 후, 단말은 측정된 하향링크의 채널 상태를 바탕으로 임의접근 채널을 전송할지 여부를 판단한다.

만일, 임의접근 채널의 전송이 결정되었다면, 기지국이 어떠한 신호도 전송하지 않는 T1+Tp+T2의 시간 구간에 임의 접근 프로브를 전송하게 되며, 실제로 전송하는 구간은 가드시간인 T1과 T2 시간 구간을 제외한 TP 시간 구간이다.

이 때, 기지국이 접근 프로브를 수신하였다면, 하향 링크를 통해 메시지를 전송하는 자원을 알려주게 된다. 이 메시지는 통상적으로 PDC 채널로 전송된다. 이 이후 기지국은 T3+Ta+T4의 시간 동안 신호를 전송하지 않는다. 그 시간 동안 단말은 Ta의 시간 구간 동안 데이터를 포함하는 메시지를 전송한다. 이 때, T3와 T4는 가드타임이다.

따라서, 본 발명에서 단말은 하향링크를 통해 최초의 접근 프로브 뿐만 아니라 그 이후에 데이터를 포함하는 메시지를 전송하게 되고, 이 시간들이 상대적으로 작은 시간에 연결되어 있으므로 좋은 채널 상태를 유지하게 된다. 이를 통해 보다 효율적인 임의 접근 채널 전송이 가능하다.

단말은 하향링크에 임의 접근 채널을 전송할 수 있는 시간이 언제인지 알고 있다. 이는 기지국이 시그널링을 통해 단말로 전송한다. 즉 단말은 기지국으로부터 Tp의 길이 및 위치에 대한 정보를 포함한 파라미터를 기지국으로부터 사전에 수신하여 동작하게 된다.

도 7과 같이, 하향링크에 순간적으로 단말기가 임의접근 채널을 전송할 수 있는 시간을 허용하는 경우, 기지국과 단말 사이의 사전에 이 정보가 공유되어야 한다. 이 정보는, 하향 링크가 순간적으로 단말의 임의 접근 채널을 전송할 수 있게 허용하는지 여부와 하향링크로 임의 접근 채널을 전송할 수 있는 Tp 구간의 길이 그리고 그 주기와 위치 등의 정보를 포함하며, 상기 공유되는 정보는 사전에 브로드캐스팅 채널을 통해 시스템 정보로 단말에 전송된다.

도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 LTE에서 상향 링크 채널을 통한 임의 접근 채널 및 데이터 전송 과정을 도시한다.

도 8에서는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 FDD 모드에서 상향링크를 사용하는 경우의 LTE 통신 시스템을 예를 들어 설명한다. 도 8에서는 LTE 시스템의 상향링크를 통해 기지국이 채널측정을 위한 신호를 전송하고 이를 바탕으로 단말이 상향 링크로 사용하는 채널의 상태를 측정하게 된다. 이 때, 전송되는 신호는 종래의 기준 신호일 수도 있고, 이를 위해 특별히 설계한 파일럿 신호일 수도 있다.

도 8을 참조하면, 단말이 상향링크를 통해 기지국에 신호를 전송하다가 T11+Tm+T12의 시간 구간 동안 상향 링크의 전송을 멈춘다. 이 구간 동안에 기지국이 Tm의 시간 구간 동안 채널 측정을 위한 순방향채널을 전송한다. 이 때 전송하는 신호는 순방향 파일럿 또는 기준 신호이며, 전송하는 신호는 해당 상향링크와 대응하는 하향링크의 확산부호를 사용하여 확산한다. 또한 미리 약속된 확산 부호를 사용하여 확산을 통해 신호가 전송될 수 있다.

단말은 Tm의 시간 구간 동안 전송되는 파일럿 또는 기준 신호를 사용하여 순방향 링크의 상태를 측정한다. 그리고 측정된 채널 상태에 기반하여 채널 적응형 임의접근 채널의 전송 여부를 판정한다.

만일 측정된 순방향의 채널 상태가 미리 정한 기준치 이상이면, 채널 적응형 임의접근 채널을 전송하고, 그렇지 않다면 임의접근채널을 전송하지 않는다. 이 때, 채널 적응형 임의접근 채널은 Tp의 시간 구간 동안 전송된다. T11과 T12는 가드시간이다.

단일 채널 적응형 임의접근 채널의 성능을 더욱 향상하고 싶다면 채널 적응형 임의접근 채널이 전송되는 Tp 시간 동안 다른 사용자 전체 또는 일부의 단말기들이 상향 링크를 사용하지 않도록 제한할 수 있다. Tp 시간 구간 동안 채널 적응형 임의접근채널을 전송하는 단말기를 제외한 모든 단말기의 신호 전송을 제한하는 경우, 채널 적응형 임의접근 채널을 전송하는 단말기는 T11+Tm+T12의 시간 구간 동안 상향 링크를 전송하지 않는 반면, 그 외의 단말기들은 그 이후 추가적으로 Tp의 시간 구간 동안도 상향링크 전송을 하지 않는다.

기지국은 접근 프로브를 수신하여 순방향 채널을 통해 단말이 데이터를 포함하는 메시지를 전송할 채널을 할당하게 된다. 본 발명의 다양한 실시예에서는 이러한 메시지 전송을 위한 자원 할당을 위해 제어 메시지를 보내게 되는데 이 메시지를 상향링크로 전송하는 것이다. 도 8의 실시예에서는 접근 프로브를 수신하고 일정 시간 후에 기지국은 Ta 시간 동안에 상향링크를 사용하여 상향링크의 자원을 할당하고, 그 이후에 단말은 할당된 자원을 활용하여 임의 접근 메시지를 전송한다. 이 때, T13와 T14는 가드시간이다.

상향 링크에 순간적으로 기지국이 임의접근 채널을 위한 전송 채널의 품질을 측정하기 위한 파일럿 또는 기준 신호를 전송하는 경우, 기지국과 단말 사이에 사전에 이 정보가 공유되어야 한다. 이 정보는, 상향링크를 순간적으로 채널 측정용 파일럿 또는 기준 신호로 사용하는 지의 여부와 상향 링크로 기지국이 상기 파일럿 또는 기준 신호를 전송하는 Tm 시간 구간의 길이, 그리고 그 주기와 위치 등의 정보를 포함할 수 있으며, 상기 공유되는 정보는 사전에 브로드캐스팅 채널을 통해 시스템 정보로 단말기들에 전송된다.

도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 W-CDMA에서 데이터를 포함하는 메시지 전송 방법의 흐름도이다.

910 단계에서, 단말은 W-CDMA에서, 기지국으로부터 데이터를 포함하는 메시지의 전송 허락을 나타내는 AI 신호를 수신할 수 있다. W-CDMA에서, 단말은 수신되는 AI를 확인하고, 상기 AI를 통해 기지국의 응답이 확인할 수 있다.

또한, 단말은 상기 전송 채널이 상향 링크 채널인 경우, 미리 설정된 제5 시간 구간 동안 상기 AI 신호를 수신할 수 있다. 단말이 W-CDMA에서, 기지국으로부터 접근 프리앰블에 응답하여 AI 신호를 수신하는 구체적인 방법에 대해서는 후술하도록 한다.

920 단계에서, 단말은 상기 AI 신호에 응답하여 메시지를 전송할 수 있다. 상기 단말은 AI신호를 확인하고, 상기 AI 신호를 통해 상기 기지국의 응답이 확인되면, 상기 역방향 채널을 통해 상기 데이터를 포함하는 메시지를 기지국으로 전송할 수 있다.

또한, 단말은, 전송 채널이 하향링크 채널인 경우, 미리 설정된 제6 시간 구간 동안 상기 메시지를 전송할 수 있다. W-CDMA 시스템에서, 단말이 메시지를 전송하는 구체적인 방법에 대해서는 후술하도록 한다.

도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 W-CDMA에서 하향 링크 채널을 통한 임의 접근 채널 및 데이터 전송 과정을 도시한다.

도 10에서는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 FDD 모드에서 하향 링크를 사용하는 경우의 W-CDMA 시스템을 예를 들어 설명한다. 도 10에서는 W-CDMA 시스템의 하향 링크를 통해 기지국이 채널 측정을 위한 신호를 전송하고 이를 바탕으로 단말이 하향 링크로 사용하는 채널의 상태를 측정하게 된다. 이 때, 전송되는 신호는 종래의 기준 신호일 수도 있고, 이를 위해 특별히 설계한 파일럿 신호일 수도 있다.

도 10을 참조하여, 임의 접근 채널 전송이 가능한 시점 이전에 단말이 하향 링크의 기준 신호 또는 파일럿 신호를 사용하여 채널 상태 측정을 수행할 수 있다. 이 후, 단말은 측정된 하향 링크 채널의 채널 상태를 바탕으로 임의 접근 채널의 전송 여부를 판단한다.

만일 임의 접근 채널의 전송이 결정되었다면, 기지국이 어떠한 신호도 전송하지 않는 T11+Tp+T12의 시간 구간에 임의 접근 프로브를 전송하게 되며, 실제로 전송하는 구간은 가드 시간인 T11과 T12 시간 구간을 제외한 Tp 시간 구간이다.

임의 접근 프로브를 전송하고 단말기는 하향 링크를 수신하여 기지국의 응답을 기다린다. 기지국은 접근 프로브를 수신하여 접근 프로브를 수신했는지 확인하고 그 이후 메시지 전송을 하락하는 AI 채널을 전송한다. 본 발명의 실시예에서는 기지국이 하향링크를 통해 AI 채널을 전송한다.

이 이후, 기지국은 T21+Ta+T22 시간 구간 동안 신호를 전송하지 않는다. 그 시간 구간 동안, 단말은 Ta 시간 구간에서 메시지를 전송한다. 이 때, T21가 T22는 가드 시간이다. 그러므로, 본 발명에서 단말기는 하향 링크를 통해 최초의 접근 프로브 뿐만 아니라 그 이후에 전송하는 메시지를 전송하게 되고, 이 시간들이 상대적으로 작은 시간에 연결되어 있으므로 좋은 채널 상태를 유지하게 된다. 이를 통해 보다 효율적인 임의접근 채널 전송이 가능하다.

단말은 하향 링크에 임의접근 채널을 전송할 수 있는 시간이 언제인지 알고 있다. 이는 기지국이 시그널링을 통해 단말에 전송한다. 즉, 단말은 기지국으로부터 Tp의 길이, 위치 및 주기에 대한 정보를 포함하는 파라미터를 기지국으로부터 사전에 받아 동작하게 된다. 아울러, 단말은 하향 링크에 메시지를 전송할 수 있는 시간이 언제인지 또한 알고 있다. 즉, 단말은 기지국으로부터 Tm의 길이, 위치 및 주기에 대한 정보를 포함하는 파라미터를 기지국으로부터 사전에 받아 동작하게 된다.

도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 W-CDMA에서 상향 링크 채널을 통한 임의 접근 채널 및 데이터 전송 과정을 도시한다.

도 11에서는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 FDD 모드에서 상향링크를 사용하는 경우의 W-CDMA 시스템을 예를 들어 설명한다. 도 11에서는 W-CDMA 시스템의 상향 링크를 통해 기지국이 채널 측정을 위한 신호를 전송하고 이를 바탕으로 단말이 상향링크로 사용하는 채널의 상태를 측정하게 된다. 이 때, 전송되는 신호는 종래의 기준 신호일 수도 있고, 이를 위해 특별히 설계한 파일럿 신호일 수도 있다.

도 11을 참조하여, 단말들은 상향링크를 통해 기지국에 신호를 전송하다가 T11+Tm+T12의 시간 구간 동안 상향 링크 전송을 멈춘다. 이 시간 구간 동안에 기지국이 Tm의 시간 구간 동안 채널 측정을 위한 순방향 채널을 전송한다. 이 때, 전송하는 신호는 순방향 파일럿 신호 또는 기준 신호이며, 전송하는 신호는 해당 상향 링크와 대응하는 하향 링크의 확산부호를 사용하여 확산한다. 또한, 미리 약속된 확산 부호를 사용하여 확산하여 전송할 수 있다.

단말은 이 Tm 시간 구간 동안 전송되는 파일럿 신호 또는 기준 신호를 사용하여 순방향 링크의 상태를 측정한다. 그리고 측정된 채널 상태에 근거하여 채널 적응형 임의 접근 채널의 전송 여부를 판정한다.

만일 측정된 순방향 채널 상태가 미리 정한 기준치 이상이면 채널 적응형 임의 접근 채널을 전송하고 그렇지 않다면 임의 접근 채널을 전송하지 않는다. 이 때, 채널 적응형 임의 접근 채널은 Tp 시간 구간 동안 전송된다. T11과 T12는 가드 시간이다.

단일 채널 적응형 임의 접근 채널의 성능을 더욱 향상하고 싶다면 채널 적응형 임의 접근 채널이 전송되는 Tp 시간 구간 동안 다른 사용자 전체 또는 일부의 단말들이 상향링크를 사용하지 않도록 제한할 수 있다. Tp 시간 구간 동안 채널 적응형 임의 접근채널을 전송하는 단말을 제외한 모든 단말의 신호 전송을 제한하는 경우, 채널 적응형 임의접근 채널을 전송하는 단말은 T11+ Tm + T12의 시간 구간 동안 상향 링크를 전송하지 않는 반면, 그 외의 단말들은 그 이후 추가적인 Tp의 시간 구간 동안에도 상향 링크 전송을 하지 않는다.

기지국은 접근 프로브를 수신하여 순방향 채널을 통해 접근 프로브를 수신했는지 확인하고 그 이후 메시지 전송을 허락하는 AI 채널을 전송한다. 본 발명의 실시예에서는 기지국이 이러한 AI 채널을 상향 링크로 전송하는 것이다. 도 11의 실시예에서는 접근 프로브를 수신하고 일정 시간 후에 기지국은 Ta 시간 구간 동안 상향 링크를 사용하여 상향 링크 자원을 할당하고 그 이후에 단말은 할당된 자원을 활용하여 임의 접근 메시지를 전송한다. 이 때, T13, T14는 가드 시간이다.

본 발명에서는 상향 링크의 일부 시간 구간을 기지국이 파일럿 신호, 기준 신호, 또는 접근 프로브 수신에 대한 응답을 전송할 수 있도록 허락하는 방법을 개시한다. 또한, 하향 링크의 일부 구간을 단말기가 임의 접근 프로브와 이 이후에 전송되는 메시지를 전송할 수 있도록 허락하는 방법을 개시한다. 이 방법들은 일반적인 경우에 활용될 수도 있지만 재난 상황과 같이 응급 상황에 사용하는 것이 더 효과적일 수 있다. 그러므로, 이러한 모드로 시스템이 동작하는 지의 여부를 단말들에게 브로드캐스팅 정보를 통해 사전에 알려줄 필요가 있다. 또한, 동작 여부 외에 관련 파라미터들도 브로드캐스팅하여 공유한다.

도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기지국에 의한 임의 접근 채널 및 데이터 수신 방법의 흐름도이다.

1210 동작에서, 기지국은 임의 접근 채널을 전송하는 전송 채널의 품질 측정을 위한 기준 신호를 상기 전송 채널을 통해 단말로 송신할 수 있다. 예를 들어, 전송 채널이 상향 링크인 경우, 기지국은 미리 설정된 제2 시간 구간 동안, 단말로 상기 기준 신호를 송신할 수 있다. 단말은 미리 설정된 제2 시간 구간 동안 기지국으로 상향링크를 전송하지 않는다.

1220 동작에서, 기지국은 미리 설정된 제1 시간 구간 동안 임의 접근 채널을 전송하는 단말의 존재를 나타내는 접근 프로브를 수신할 수 있다. 상기 제1 시간 구간에 대한 정보, 예를 들어 제1 시간 구간의 길이, 위치 및 주기에 대한 정보는 단말과 기지국 사이에 공유될 수 있다. 기지국은 제1 시간 구간의 길이, 위치 및 주기에 대한 정보를 포함하는 시스템 정보를 단말로 전송할 수 있다.

1230 동작에서, 기지국은 전송 채널을 통해 데이터를 포함하는 메시지를 수신할 수 있다. 상기 메시지는 임의접근 채널을 통해 수신되는 임의 접근 메시지일 수 있다.

예를 들어, LTE 시스템에서, 기지국은 접근 프로브를 수신함에 따라 상기 메시지 전송을 위한 전송 자원에 대한 정보를 PDC 채널을 통해 전송할 수 있다. 또한, 기지국은 상기 전송 채널이 상향링크 채널인 경우, 미리 설정된 제3 시간 동안 상기 전송 자원에 대한 정보를 상기 PDC 채널을 통해 전송할 수 있다.

이에 따라, 기지국은 상기 전송 자원에 대한 정보에 따라 할당된 채널을 통해 상기 메시지를 수신할 수 있다. 또한, 기지국은 상기 전송 채널이 하향링크 채널인 경우, 미리 설정된 제4 시간 동안 상기 할당된 채널을 통해 상기 메시지를 수신할 수 있다.

예를 들어, W-CDMA 시스템에서, 기지국은 접근 프로브를 수신함에 따라 상기 메시지의 전송 허락을 나타내는 AI 신호를 전송할 수 있다. 또한, 기지국은 상기 전송 채널이 상향 링크 채널인 경우, 미리 설정된 제5 시간 동안 상기 AI 신호를 전송할 수 있다.

이에 따라, 기지국은 상기 전송 채널을 통해 데이터를 포함하는 메시지를 수신할 수 있다. 상기 전송 채널이 하향 링크 채널인 경우, 미리 설정된 제6 시간 구간 동안 상기 메시지를 수신할 수 있다.

도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 단말과 기지국 사이의 임의 접근 채널 및 데이터 전송 방법의 흐름도이다.

1310 단계에서, 기지국(1300)은 단말(1301)로 전송할 기준 신호를 생성한다. 기준 신호는 단말(1301)이 수신하여 해당 기준 신호가 전송된 채널의 품질을 측정하기 위한 신호를 의미한다. 예를 들어, LTE 시스템에서의 CRS 또는 CSI-RS 등의 신호가 될 수 있다. 이 외에도 각 통신 시스템에서 채널 품질을 측정하기 위해서 사용되는 신호를 모두 포함할 수 있고, 본 발명에 따라 설계된 파일럿 신호를 포함할 수 있다.

또한, 기지국이 주기적으로 전송하는 동기신호 (Sync signal)을 사용하여 채널측정을 수행할 수 있다. 그리고 기지국이 단말기에게 전송하는 메시지를 사용하여 채널의 품질을 측정할 수도 있다. 예를 들며, LTE 시스템에서 주기적으로 전송되는 BCH와 같은 채널을 채널측정을 위해 사용할 수도 있다.

1320 단계에서, 기지국(1300)은 임의 접근 채널을 전송하는 전송 채널의 품질 측정을 위한 기준 신호를 상기 전송 채널을 통해 단말(1301)로 송신할 수 있다. 예를 들어, 전송 채널이 상향 링크인 경우, 기지국(1300)은 미리 설정된 제2 시간 구간 동안, 단말(1301)로 상기 기준 신호를 송신할 수 있다. 단말(1301)은 미리 설정된 제2 시간 구간 동안 기지국으로 상향링크를 전송하지 않는다.

1330 단계에서, 단말(1301)은 수신된 기준 신호를 이용하여 전송 채널의 품질을 측정할 수 있다. 구체적으로, 기준신호의 RSRP 또는 RSRQ를 이용하여 채널 품질을 측정할 수도 있으며, 각 이동통신 시스템에서의 채널 품질 측정 절차를 이용할 수 있다.

1340 단계에서, 단말(1301)은 상위계층으로부터 임의접근채널 전송 이벤트가 발생되면, 측정한 채널 품질 측정결과에 기초하여 임의접근채널의 전송 여부를 결정할 수 있다. 즉, 전송채널의 품질이 미리 설정된 기준값 이상으로 측정되고, 임의접근채널 전송 이벤트가 발생하는 경우에 단말(1301)은 임의접근채널 전송을 결정할 수 있다. 만약, 임의접근채널 전송 이벤트가 발생하였더라도 채널 품질 결과가 기준값에 미치지 못하면 단말(1301)은 임의접근채널의 전송을 전송불가로 결정하고 전송을 지연할 수 있다. 지연시간은 미리 설정된 시간이 될 수 있다. 또는 다음 기준신호를 이용하여 채널 품질을 측정한 후 기준신호가 기준값을 넘는 경우가 발생될 때까지 지연될 수도 있다.

1350 단계에서, 단말(1301)은 상기 임의 접근 채널이 전송되는 것으로 판단되면, 미리 설정된 제1 시간 구간 동안 상기 단말의 존재를 나타내는 접근 프로브를 전송할 수 있다.

1360 단계에서, 기지국(1300)은 접근 프로브를 수신함에 따라 단말로 응답을 수행할 수 있다. 예를 들어, LTE 시스템에서, 기지국(1300)은 접근 프로브를 수신함에 따라 상기 메시지 전송을 위한 전송 자원에 대한 정보를 PDC 채널을 통해 전송할 수 있다. 또한, W-CDMA 시스템에서, 기지국(1300)은 접근 프로브를 수신함에 따라 상기 메시지의 전송 허락을 나타내는 AI 신호를 전송할 수 있다.

1370 단계에서, 단말(1301)은 전송 채널을 통해 데이터를 포함하는 메시지를 전송할 수 있다. 단말은 이동 통신 시스템의 종류에 따라 다른 방법으로 메시지를 전송할 수 있다.

상술한 방법에 따른 단말을 통해 종래의 기술보다 임의 접근 성능은 향상되고, 통달 거리가 확장될 수 있다.

도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 단말의 구조를 도시한 블록도이다.

도 14에 도시된 바와 같이, 단말은 안테나(1400), 수신기(1410), 채널 측정기(1420), 수신용 주파수발진기(1430), 제어기(1440), 송신기(1450), 송신용 주파수 발진기(1460)를 포함하여 구성될 수 있다. 안테나 (1400)는 무선 채널을 통해 전송되는 신호를 수신하는 역할 및 단말이 전송하는 신호를 전송하는 역할을 수행한다.

수신기(1410)는 안테나(1400)로부터 제공받은 신호로부터 데이터를 복원한다. 예를 들어, 수신기(1410)는 RF 수신블록, 복조블록, 채널복호블록 등을 포함하여 구성될 수 있다. RF수신블록은 필터 및 RF전처리기 등으로 구성된다. 채널복호블록은 복조기, 디인터리버 및 채널디코더 등으로 구성된다.

채널 측정기(1420)는 수신기(1410)로부터 제공받은 수신 신호를 이용하여 전송채널을 추정한다. 예를 들어, 채널 측정기(1420)는 하향링크 신호의 파일럿 또는 기준신호을 이용하여 수신 신호의 수신 전력을 추정한다. 수신 주파수 발진기(1430)는 수신기(1410)에서 신호를 수신하기 위한 주파수를 생성한다. 일반적으로 FDD 모드에서 수신주파수와 송신주파수는 다르게 설정된다.

제어기(1440)는 채널 측정기(1420)로부터 제공받은 전송 채널의 상태 정보를 토대로 임의접근채널을 전송할 것인지 결정한다. 즉, 제어기(1440)는 채널 측정기(1420)에서 추정한 수신 신호의 전력과 기준 값을 비교하여 임의접근채널을 전송할 것인지 결정한다. 예를 들어, 채널 측정기(1420)에서 추정한 수신 기준 신호의 전력이 기준 값보다 작거나 같은 경우, 제어기(1440)는 전송 채널 상태가 임의접근채널 전송에 적합하지 않은 것으로 판단한다. 이에 따라, 제어기(1440)는 임의접근채널을 전송하지 않도록 송신기(1450)를 제어한다. 다른 예를 들어, 채널 측정기(1420)에서 추정한 기준 신호의 전력이 기준 값보다 큰 경우, 제어기(1440)는 전송 채널 상태가 임의접근채널 전송에 적합한 것으로 판단한다. 이에 따라, 제어기(1440)는 임의접근채널을 전송하도록 송신기(1150)를 제어한다. 이때, 제어기(1440)는 기지국으로부터 제공받은 기준 값을 이용하여 임의접근채널을 전송할 것인지 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 제어기(1440)는 사용자가 요구하는 서비스의 QoS(Quality of Service)를 고려하여 기준 값을 산출할 수도 있다.

본 발명에서 제어기(1440)는 정해진 시간에만 전송채널의 채널상태를 측정하도록 단말을 제어할 수 있다. 즉, 제어기(1440)는 다음 전송채널 상태 측정시간을 결정하고 현재 시점이 그 시간이면 전송채널의 측정을 수행하지만, 그렇지 않다면 다음 측정시간까지 단말의 전원을 꺼서 전력소모를 최소화하도록 한다. 단말의 전원이 꺼져 있는 상태에서 다음 측정시간이 되면 제어기(1140)는 단말의 수신기를 다시 가동시켜 전송채널의 채널상태를 측정할 수 있다.

송신기(1450)는 제어기(1440)의 제어에 따라 임의접근채널을 통해 기지국으로 전송할 신호를 생성한다. 즉, 송신기(1450)는 제어기(1440)에서 임의접근채널 전송을 수행하도록 제어하는 경우에만 임의접근채널을 통해 기지국으로 전송할 신호를 무선 자원을 통해 전송을 위한 형태로 변환하여 안테나(1400)로 제공한다. 예를 들어, 송신기(1450)는 신호 생성블록, 채널부호블록, 변조블록, RF 송신블록 등을 포함하여 구성된다. 채널부호블록은 변조기, 인터리버 및 채널인코더 등으로 구성된다. RF 송신블록은 필터 및 RF 전처리기 등으로 구성된다.

송신주파수 발진기(1460)는 제어기(1440)의 제어에 따라 송신기(1450)에서 신호전송을 위해 필요한 송신주파수를 발진한다.

전술한 본 발명의 실시예에서 단말은 순간적으로 송신기(1450)의 주파수를 수신기(1410)의 주파수와 동일하게 설정하여 FDD 모드의 하향링크로 임의접근채널을 전송할 수 있다. 이를 위해 제어기(1440)는 송신주파수발진기(1460)의 주파수를 하향링크의 수신 주파수에 맞추어 발진한다.

제 2 실시예에서 단말은 순간적으로 FDD 모드의 상향링크로 기지국 이 전송하는 기준신호를 수신한다. 이를 위해 제어기(1440)는 수신주파수발진기(1430)의 주파수를 상향링크의 송신주파수에 맞추어 발진한다.

기지국의 구조는 도 14의 구조와 유사하다. 다만 제어기의 동작과 실질적으로 전송되는 신호가 다르다. 도 14의 구조를 참조하여 기지국의 동작을 설명하면, 기지국은 순간적으로 수신기의 주파수를 하향링크 주파수와 동일하게 설정하여 FDD 모드의 하향링크로 임의접근채널을 수신한다. 이를 위해 제어기는 수신주파수발진기의 주파수를 하향링크의 주파수에 맞추어 발진한다. 또한, 기지국은 순간적으로 FDD 모드의 상향링크 채널로 기준신호를 송신한다. 이를 위해 이를 위해 제어기는 송신주파수발진기의 주파수를 상향링크의 주파수에 맞추어 발진한다.

도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기지국의 구성을 도시한 블록도이다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, FDD 모드에서 임의 접근 채널 및 데이터를 전송하는 단말은, 임의 접근 채널을 전송하는 전송 채널의 품질 측정을 위한 기준 신호를 상기 전송 채널을 통해 수신하는 수신부(1510), 상기 기준 신호를 이용하여 상기 전송 채널의 품질을 측정하고, 상기 측정된 전송 채널의 품질에 기초하여, 상기 임의 접근 채널의 전송 여부를 판단하는 제어부(1520) 및 상기 임의 접근 채널이 전송되는 것으로 판단되면, 미리 설정된 제1 시간 구간 동안 상기 단말의 존재를 나타내는 접근 프로브를 전송하고, 상기 전송 채널을 통해 데이터를 포함하는 메시지를 전송하는 송신부(1530)를 포함할 수 있다.

도 15를 참조하면, 단말(1500)은 수신부(1510), 제어부(1520) 및 송신부(1530)를 포함한다.

수신부(1510)는 기지국으로부터 제어 정보 및 데이터, 메시지를 해당 채널을 통해 수신한다. 또한, 전술한 기준신호를 수신할 수 있다. 기준신호는 임의접근채널의 전송채널을 통해서 수신될 수 있다. 즉, 전술한 각 실시예에 따라서 하향링크 채널을 통해서 수신되거나, 상향링크 채널을 통해서 수신될 수도 있다. 또한, 수신부(1510)는 전송 파라미터를 브로드캐스트 채널을 통해서 수신할 수도 있다. 전송 파라미터는 전술한 바와 같이 하향링크 채널에서 임의접근채널을 전송할 수 있는 전송구간 정보, 전송자원 정보 및 전송구간의 주기 정보 중 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다. 또한, 수신부(1510)는 기지국으로부터 일반모드 또는 재난 모드 관련 정보를 포함하는 전송 모드에 관한 정보를 수신할 수 있다

제어부(1520)는 전술한 본 발명을 수행하기에 필요한 채널적응형 임의접근채널의 전송을 제어하는 데에 따른 전반적인 단말의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(1520)는 기준신호를 이용하여 전송채널의 품질을 측정하고, 임의접근채널 전송 여부를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(1010)는 전송모드의 설정을 변경 제어할 수도 있다.

송신부(1530)는 기지국에 제어정보 및 데이터, 메시지를 해당 채널을 통해 전송한다. 또한, 송신부(1020)는 기지국으로 임의접근채널을 해당 전송채널을 통해서 전송할 수 있다. 전송채널은 하향링크 채널이 될 수 있고, 상향링크 채널이 될 수 있다. 전술한 각 실시예에 따라서 다르게 설정될 수 있다.

도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 사용자 단말의 구성을 도시한 블록도이다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, FDD(Frequency Division Duplex) 모드에서 임의 접근 채널 및 데이터를 수신하는 기지국은, 임의 접근 채널을 전송하는 전송 채널의 품질 측정을 위한 기준 신호 생성하는 제어부(1610), 상기 생성된 기준 신호를 상기 전송 채널을 통해 단말로 송신하는 송신부(1620) 및 미리 설정된 제1 시간 구간 동안 임의 접근 채널을 전송하는 단말의 존재를 나타내는 접근 프로브를 수신하고, 상기 전송 채널을 통해 데이터를 포함하는 메시지를 수신하는 수신부(1630)를 포함한다.

도 16을 참조하면, 기지국(1600)은 제어부(1610), 송신부(1620) 및 수신부(1630)를 포함한다.

수신부(1630)는 단말로부터 데이터 및 메시지를 해당 채널을 통해 수신한다. 또한, 수신부(1630)는 전술한 임의접근채널을 수신할 수 있다. 즉, 수신부(1630)는 단말로부터 임의접근채널을 해당 전송채널을 통해서 전송할 수 있다. 전송채널은 하향링크 채널이 될 수 있고, 상향링크 채널이 될 수 있다. 전술한 각 실시예에 따라서 다르게 설정될 수 있다.

제어부(1610)는 단말이 임의접근채널을 전송하는 전송채널의 품질 측정을 위한 기준신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(1610)는 전술한 본 발명을 수행하기에 필요한 채널적응형 임의접근채널을 수신하는 데에 따른 전반적인 기지국의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(1610)는 전송 모드를 설정하는 신호를 생성할 수 있고, 전송 파라미터 및 기준신호 파라미터를 생성할 수 있다.

송신부(1620)는 기준신호를 전송채널을 통해서 전송할 수 있다. 기준신호는 임의접근채널의 전송채널을 통해서 전송될 수 있다. 즉, 전술한 각 실시예에 따라서 하향링크 채널을 통해서 전송되거나, 상향링크 채널을 통해서 전송될 수도 있다. 또한, 송신부(1620)는 전송 파라미터를 브로드캐스트 채널을 통해서 전송할 수도 있다. 전송 파라미터는 전술한 바와 같이 하향링크 채널에서 임의접근채널을 전송할 수 있는 전송구간 정보, 전송자원 정보 및 전송구간의 주기 정보 중 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다. 또한, 송신부(1620)는 단말로 일반모드 또는 재난모드 관련 정보를 포함하는 전송 모드에 관한 정보를 전송할 수 있다.

이 외에도 송신부(1620)는 단말에 제어정보 및 데이터, 메시지를 해당 채널을 통해 전송한다.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

1. 단말이 FDD(Frequency Division Duplex) 모드에서 임의 접근 채널 및 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
   임의 접근 채널을 전송하는 전송 채널의 품질 측정을 위한 신호를 상기 전송 채널을 통해 수신하는 단계;
   상기 신호를 이용하여 상기 전송 채널의 품질을 측정하고, 상기 측정된 전송 채널의 품질에 기초하여, 상기 임의 접근 채널의 전송 여부를 판단하는 단계;
   상기 임의 접근 채널이 전송되는 것으로 판단되면, 미리 설정된 제1 시간 구간 동안 상기 단말의 존재를 나타내는 접근 프로브를 전송하는 단계; 및
   상기 전송 채널을 통해 데이터를 포함하는 메시지를 전송하는 단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 접근 프로브를 전송하기 위한 제1 전송 파라미터를 포함하는 시스템 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 전송 파라미터는,
   상기 접근 프로브를 전송할 수 있는 상기 제1 시간 구간의 길이 정보, 상기 제1 시간 구간의 주기 정보 및 상기 제1 시간 구간의 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 전송 채널이 상향 링크 채널인 경우, 미리 설정된 제2 시간 구간 동안 상기 기지국으로의 신호 전송을 중단하는 단계
   를 더 포함하고,
   상기 신호를 상기 전송 채널을 통해 수신하는 단계는,
   상기 미리 설정된 제2 시간 구간 동안 상기 신호를 상기 상향 링크 채널을 통해 수신하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 신호를 전송하기 위한 제2 전송 파라미터를 포함하는 시스템 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고,
   상기 제2 전송 파라미터는, 상기 제2 시간 구간의 길이 정보, 상기 제2 시간 구간의 주기 정보 및 상기 제2 시간 구간의 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 임의 채널의 전송 여부를 판단하는 단계는,
   상기 전송 채널의 품질이 기준 값 이상이고, 상기 임의 접근 채널 전송 이벤트가 발생하는 경우에 상기 임의 채널 전송을 트리거하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 메시지를 전송하는 단계는,
   상기 기지국으로부터 상기 메시지의 전송을 위한 전송 자원에 대한 정보를 PDC 채널을 통해 수신하는 단계; 및
   상기 전송 자원에 대한 정보에 따라 할당된 채널을 통해 상기 메시지를 전송하는 단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 전송 자원에 대한 정보를 PDC 채널을 통해 수신하는 단계는,
   상기 전송 채널이 상향 링크 채널인 경우, 미리 설정된 제3 시간 동안 상기 전송 자원에 대한 정보를 상기 PDC 채널을 통해 수신하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제7항에 있어서,
   상기 할당된 채널을 통해 상기 메시지를 전송하는 단계는,
   상기 전송 채널이 하향 링크 채널인 경우, 미리 설정된 제4 시간 동안 상기 할당된 채널을 통해 상기 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제1항에 있어서,
    상기 메시지를 전송하는 단계는,
    상기 기지국으로부터 상기 메시지의 전송 허락을 나타내는 AI(Acquisition Indicator) 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 AI 신호에 응답하여 상기 메시지를 전송하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 AI 신호를 수신하는 단계는,
    상기 전송 채널이 상향 링크 채널인 경우, 미리 설정된 제5 시간 구간 동안 상기 AI 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제10항에 있어서,
    상기 AI 신호에 응답하여 메시지를 전송하는 단계는,
    상기 전송 채널이 하향 링크 채널인 경우, 미리 설정된 제6 시간 구간 동안 상기 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 기지국이 FDD(Frequency Division Duplex) 모드에서 임의 접근 채널 및 데이터를 수신하는 방법에 있어서,
    임의 접근 채널을 전송하는 전송 채널의 품질 측정을 위한 신호를 상기 전송 채널을 통해 단말로 송신하는 단계;
    미리 설정된 제1 시간 구간 동안 임의 접근 채널을 전송하는 단말의 존재를 나타내는 접근 프로브를 수신하는 단계; 및
    상기 전송 채널을 통해 데이터를 포함하는 메시지를 수신하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 메시지를 수신하는 단계는,
    상기 접근 프로브를 수신함에 따라 상기 메시지 전송을 위한 전송 자원에 대한 정보를 PDC 채널을 통해 전송하는 단계: 및
    상기 전송 자원에 대한 정보에 따라 할당된 채널을 통해 상기 메시지를 수신하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
15. FDD(Frequency Division Duplex) 모드에서 임의 접근 채널 및 데이터를 전송하는 단말에 있어서,
    임의 접근 채널을 전송하는 전송 채널의 품질 측정을 위한 신호를 상기 전송 채널을 통해 수신하는 수신부;
    상기 신호를 이용하여 상기 전송 채널의 품질을 측정하고, 상기 측정된 전송 채널의 품질에 기초하여, 상기 임의 접근 채널의 전송 여부를 판단하는 제어부; 및
    상기 임의 접근 채널이 전송되는 것으로 판단되면, 미리 설정된 제1 시간 구간 동안 상기 단말의 존재를 나타내는 접근 프로브를 전송하고, 상기 전송 채널을 통해 데이터를 포함하는 메시지를 전송하는 송신부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.

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