KR20170039556A - 상향링크 데이터 전송 방법 및 장치 - Google Patents

상향링크 데이터 전송 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

무선 단말은 전송할 데이터 패킷의 크기가 작은 크기의 데이터 전송(Small-sized Data Transmission, SDT)을 위해 설정된 최대 SDT 크기보다 작은 경우에, SDT를 위한 랜덤 접속 프리앰블 그룹 내에서 제1 랜덤 접속 프리앰블을 선택하여 상기 기지국으로 전송하고, 상기 기지국으로부터 제1 상향링크 자원을 포함한 랜덤 접속 응답 메시지를 수신한다. 그리고 상기 기지국과 RRC 연결 설정 없이 상기 제1 상향링크 자원을 이용하여 상기 데이터 패킷을 전송한다.

Description

상향링크 데이터 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING UPLINK DATA}
본 발명은 상향링크 데이터 전송 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 셀룰러 통신 시스템에서 시그널링 오버헤드 절감을 위한 상향링크 데이터 전송 기술에 관한 것이다.
스마트 미터(Smart Meter), 홈 자동화(Home Automation), 이헬스(e-Health), 그리고 환경 감지 센서 등과 같은 서비스에 적용될 것이라 예상되는 무선 단말들은 대부분 간헐적으로 작은 크기의 데이터를 전송하는 특징이 있다. 하지만, 종래 셀룰러 통신 시스템은 이동 단말에 대해 한 번 세션이 연결되면 연속적으로 데이터를 전송하는 음성 통화, 웹 브라우징, 그리고 멀티미디어 서비스 등에 적합하게 설계되어 있다. 이로 인해, 셀룰러 시스템에서 간헐적으로 작은 크기의 데이터를 전송하는 단말에 대해 시그널링 오버헤드 문제점이 다음과 같이 발생할 수 있다.
종래 셀룰러 통신 시스템에서는 일정 시간(user inactivity timer) 동안 단말이 데이터를 전송하지 않으면 유휴(idle) 상태로 전환하게 된다. 여기서, 유휴 상태란 RRC(Radio Resource Control)-유휴 및 ECM[EPS(Evolved Packet System) Connection Management]-유휴를 의미한다. 유휴 상태에서는 사용자 평면에서 데이터 무선 베어러(Data Radio Bearer, DRB)와 S1 베어러가 해지되고, 제어 평면에서 RRC 연결과 S1 시그널링 연결이 해지된다.
종래 셀룰러 통신 시스템에서 간헐적으로 작은 크기의 데이터를 전송하는 경우, 무선 단말이 유휴 상태에서 데이터를 전송할 확률이 높다. 이로 인해, 무선 단말이 데이터를 전송하기 위해 해지되었던 베어러 및 제어 연결을 다시 설정하기 위한 동작 절차가 수반된다. 따라서, 무선 단말들이 전송하는 데이터의 크기가 수십에서 수백 바이트로 작은 경우에는 유휴 상태에서 데이터 전송을 위한 동작 절차가 매우 비효율적일 수 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 셀룰러 통신 시스템에서 유휴 상태의 단말이 간헐적으로 작은 크기의 데이터를 전송하는 경우, 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있는 상향링크 데이터 전송 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시 예에 따르면, 무선 단말이 상향링크 데이터를 전송하는 방법이 제공된다. 상향링크 데이터 전송 방법은 전송할 데이터 패킷의 크기가 작은 크기의 데이터 전송(Small-sized Data Transmission, SDT)을 위해 설정된 최대 SDT 크기보다 작은 경우에, SDT를 위한 랜덤 접속 프리앰블 그룹 내에서 제1 랜덤 접속 프리앰블을 선택하여 상기 기지국으로 전송하는 단계, 상기 기지국으로부터 제1 상향링크 자원을 포함한 랜덤 접속 응답 메시지를 수신하는 단계, 그리고 상기 기지국과 RRC(Radio Resource Control) 연결 설정 없이 상기 제1 상향링크 자원을 이용하여 상기 데이터 패킷을 전송하는 단계를 포함한다.
상기 상향링크 데이터 전송 방법은 상기 전송할 데이터 패킷의 크기가 상기 최대 SDT 크기보다 큰 경우에, 상기SDT를 위한 랜덤 접속 프리앰블 그룹을 제외한 나머지 랜덤 접속 프리앰블들 중에서 제2 랜덤 접속 프리앰블 선택하여 상기 기지국으로 전송하는 단계, 상기 기지국으로부터 제2 상향링크 자원을 포함한 랜덤 접속 응답 메시지를 수신하는 단계, 그리고 상기 제2 상향링크 자원을 이용하여 상기 기지국과 RRC 연결 설정을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 데이터 패킷을 전송하는 단계는 SDT를 위한 단말들에게 공통으로 할당되는 SDT 공통 식별자를 이용하여 스크램블 시퀀스를 생성하는 단계, 그리고 상기 스크램블 시퀀스를 이용하여 상기 데이터 패킷을 스크램블링하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 상향링크 데이터 전송 방법은 상기 최대 SDT 크기, 상기 SDT 공통 식별자 및 상기 SDT를 위한 랜덤 접속 프리앰블 그룹을 포함한 시스템 정보 블록을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 상향링크 데이터 전송 방법은 초기 네트워크 접속 시 상기 기지국으로 상기 무선 단말이 SDT 가능 단말이라는 정보를 전송하는 단계, 그리고 상기 기지국으로부터 상기 무선 단말에 대해 할당된 SDT 전용 식별자를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 무선 단말이 SDT 가능 단말이라는 정보를 전송하는 단계는 RRC 연결 요청 메시지에 포함되는 설정 이유 필드에 SDT 가능 단말이라는 정보를 설정하는 단계, 그리고 상기 RRC 연결 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함하며, 상기 SDT 전용 식별자를 수신하는 단계는 상기 SDT 전용 식별자가 포함된 RRC 연결 설정 메시지를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 데이터 패킷을 전송하는 단계는 상기 SDT 전용 식별자를 상기 데이터 패킷과 함께 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 상향링크 데이터 전송 방법은 상기 기지국으로부터 상기 데이터 패킷에 대한 확인(ACK) 정보 및 상기 SDT 전용 식별자를 포함한 하향링크 패킷을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 하향링크 패킷을 수신하는 단계는 SDT를 위한 단말들에게 공통으로 할당되는 SDT 공통 식별자를 이용하여 인코딩되는 하향링크 제어 채널을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 SDT 공통 식별자를 이용하여 상기 하향링크 제어 채널을 디코딩하여 상기 하향링크 패킷의 자원 위치를 확인하는 단계, 그리고 상기 자원 위치에서 상기 하향링크 패킷을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 상향링크 데이터 전송 방법은 상기 데이터 패킷을 전송한 후, 설정된 타이머가 만료될 때까지 상기 하향링크 패킷을 수신하지 못하면, 랜덤 접속 프리앰블 재전송 절차를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 상향링크 데이터 전송 방법은 상기 제1 랜덤 접속 프리앰블을 전송한 후, 설정된 타이머가 만료될 때까지 상기 랜덤 접속 응답 메시지를 수신하지 못하면, 랜덤 접속 프리앰블 재전송 절차를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 한 실시 예에 따르면, 무선 단말에서 상향링크 데이터를 전송하는 장치가 제공된다. 상향링크 데이터 전송 장치는 송수신기, 그리고 프로세서를 포함한다. 상기 송수신기는 기지국과 통신한다. 그리고 상기 프로세서는 전송할 데이터 패킷의 크기가 작은 크기의 데이터 전송(Small-sized Data Transmission, SDT)을 위해 설정된 최대 SDT 크기보다 작은 경우에, SDT를 위한 랜덤 접속 프리앰블 그룹 내에서 제1 랜덤 접속 프리앰블을 선택하여 상기 송수신기를 통해 전송하고, 상기 기지국으로부터 수신되는 상기 제1 랜덤 접속 프리앰블에 대응하는 랜덤 접속 응답 메시지 내 상향링크 자원을 이용하여 상기 기지국과 RRC 연결 설정 없이 상기 데이터 패킷을 상기 송수신기를 통해 전송한다.
상기 프로세서는 상기 전송할 데이터 패킷의 크기가 상기 최대 SDT 크기보다 큰 경우에, 상기 SDT를 위한 랜덤 접속 프리앰블 그룹을 제외한 나머지 랜덤 접속 프리앰블들 중에서 제2 랜덤 접속 프리앰블을 선택하여 상기 송수신기를 통해 전송하고, 상기 기지국으로부터 수신되는 상기 제2 랜덤 접속 프리앰블에 대응하는 랜덤 접속 응답 메시지 내 상향링크 자원을 이용하여 상기 기지국과 RRC 연결 설정을 수행할 수 있다.
상기 프로세서는 SDT를 위한 단말들에게 공통으로 할당되는 SDT 공통 식별자를 이용하여 스크램블 시퀀스를 생성하고, 상기 스크램블 시퀀스를 이용하여 상기 데이터 패킷을 스크램블링할 수 있다.
상기 송수신기는 상기 기지국으로부터 시스템 정보 블록을 수신하며, 상기 시스템 정보 블록은 상기 최대 SDT 크기, 상기 SDT 공통 식별자 및 상기 SDT를 위한 랜덤 접속 프리앰블 그룹 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 무선 단말이 SDT 가능 단말이라는 정보를 초기 네트워크 접속 시 사용되는 메시지 내 설정 이유 필드에 설정하여 상기 송수신기를 통해 전송하고, 상기 기지국으로부터 SDT 가능한 무선 단말에 대한 SDT 전용 식별자를 할당 받을 수 있다.
상기 프로세서는 상기 SDT 전용 식별자와 상기 데이터 패킷을 포함한 제1 MAC PDU(Media Access Control Protocol Data Unit)를 생성하고, 상기 제1 MAC PDU를 상기 송수신기를 통해 전송할 수 있다.
상기 송수신기는 상기 기지국으로부터 상기 데이터 패킷에 대한 확인정보 및 상기 SDT 전용 식별자를 포함한 제2 MAC PDU를 수신하며, 상기 프로세서는 상기 제2 MAC PDU에 포함된 SDT 전용 식별자를 이용하여 상기 제2 MAC PDU가 상기 무선 단말에게 전송된 것인지 확인할 수 있다.
상기 상향링크 데이터 전송 장치는 상기 SDT 전용 식별자를 저장하고 있는 메모리를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 무선 단말이 유휴 상태에서 상기 SDT를 위해 상기 SDT 전용 식별자를 사용할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 데이터 패킷을 전송한 후 설정된 제1 타이머가 만료될 때까지 상기 데이터 패킷에 대한 확인정보를 상기 기지국으로부터 수신하지 못하거나 상기 제1 랜덤 접속 프리앰블을 전송한 후, 설정된 제1 타이머가 만료될 때까지 상기 랜덤 접속 응답 메시지를 수신하지 못하면, 랜덤 접속 프리앰블 재전송 절차를 수행할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 종래 셀룰러 통신 시스템에서 무선 단말들이 간헐적으로 데이터를 전송할 때 발생할 수 있는 시그널링 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
또한 시그널링 오버헤드를 줄임으로써, 데이터 전송 자원의 효율성을 향상시킬 수 있고, 한정된 자원으로 지원 가능한 무선 단말의 수를 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 상향링크 데이터 전송 절차를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 무선 단말의 상향링크 데이터 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 SDT 전용 식별자 할당 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 단말 및 기지국을 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 무선 단말(wireless terminal)은 이동 단말(mobile terminal, MT), 이동국(mobile station, MS), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장비(user equipment, UE) 등을 지칭할 수도 있고, MT, MS, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
또한 기지국(base station, BS)은 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 중계 노드(relay node, RN), 기지국 역할을 수행하는 진보된 중계기(advanced relay station, ARS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS), 소형 기지국[펨토 기지국(femto BS), 홈 노드B(home node B, HNB), 홈 eNodeB(HeNB), 피코 기지국(pico BS), 메트로 기지국(metro BS), 마이크로 기지국(micro BS) 등] 등을 지칭할 수도 있고, ABS, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, RN, ARS, HR-RS, 소형 기지국 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 상향링크 데이터 전송 방법 및 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 상향링크 데이터 전송 절차를 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 기지국(200)은 SIB(System Information Block)를 통해 작은 크기의 데이터 전송(Small-sized Data Transmission, SDT)에 관련된 파라미터를 무선 단말들(100)에게 전송한다(S110). SDT에 관련된 파라미터는 최대 SDT 크기(size), SDT 공통 식별자, 그리고 SDT를 위한 랜덤 접속 프리앰블 그룹 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 최대 SDT 크기는 무선 단말들(100)이 전송할 데이터가 작은 크기의 데이터인지를 판별하는데 사용된다. SDT 공통 식별자는 작은 크기의 데이터를 전송하는 단말들이 공용으로 사용하는 식별자를 의미한다. SDT 공통 식별자는 무선 단말(100)이 상향링크 데이터를 전송하는 경우 스크램블 시퀀스 생성 시 사용되었던 C-RNTI(Cell Radio Network Temporary Identifier) 대신에 사용되며, 기지국(200)이 상향링크 데이터 전송에 대한 ACK(acknowledgement)를 하향링크로 전송하는 경우 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 인코딩 및 디코딩을 위해 사용된다. SDT를 위한 랜덤 접속 프리앰블 그룹은 무선 단말(100)이 작은 크기의 데이터를 전송함을 기지국(200)에게 알려주기 위해 사용된다. 여기서, SDT를 위한 랜덤 접속 프리앰블 그룹은 전체 랜덤 접속 프리앰블 인덱스의 일부분을 의미하며, 작은 크기의 데이터 전송 시에만 사용하도록 정의된다.
무선 단말(100)은 유휴 상태에서 전송할 데이터 패킷이 생성되었을 때, 전송할 데이터 패킷의 크기가 최대 SDT 크기보다 크면 SDT를 위한 랜덤 접속 프리앰블 그룹을 제외한 나머지 랜덤 접속 프리앰블들 중에서 하나를 랜덤하게 선택하여 기지국(200)으로 전송한다. 이 경우, 기지국(200)은 RRC(Radio Resource Control) 연결 요청(RRC connection request) 메시지를 상향링크로 전송할 수 있도록, 랜덤 접속 응답(Random Access Response, RAR) 메시지 내 상향링크 그랜트(UL grant)를 설정하여 무선 단말(100)에게 전송한다.
일반적으로 무선 단말(100)은 RAR 메시지를 수신하면, RRC 연결 설정 절차를 수행한다. 구체적으로, 무선 단말(100)은 RAR 메시지의 상향링크 그랜트 내 할당된 자원을 통해 RRC 연결 요청(RRC Connection Request) 메시지를 기지국(200)으로 전송한다. 그리고 기지국(200)은 RRC 연결 설정(RRC Connection Setup) 메시지를 생성하여 무선 단말(100)에게 전송한다. 이때 기지국(200)은 RRC 연결 설정(RRC Connection Setup) 메시지를 통해 상향링크 그랜트와 단말 경쟁 해소(UE Contention Resolution) 식별자를 무선 단말(100)에게 전송할 수 있다. RRC 연결 설정(RRC Connection Setup) 메시지 내 상향링크 그랜트는 RRC 연결 완료(RRC Connection Complete) 메시지를 전송하기 위한 자원 할당 정보를 포함한다. 무선 단말(100)은 데이터 패킷을 RRC 연결 완료(RRC Connection Complete) 메시지 내에 포함시키고, 상향링크 그랜트(UL Grant)를 통해 할당 받은 상향링크 자원을 통해 RRC 연결 완료(RRC Connection Complete) 메시지를 기지국(200)에 전송한다. 이와 같이, 무선 단말(100)은 랜덤 접속 절차 이후에 기지국(200)과 RRC 연결 설정 절차를 수행한다.
이와 달리, 본 발명의 실시 예에 따르면, 무선 단말(100)은 유휴 상태에서 전송할 데이터 패킷의 크기가 최대 SDT 크기보다 작은 경우, RRC 연결 설정 절차 없이도 작은 크기의 데이터 패킷을 전송할 수 있다.
구체적으로, 무선 단말(100)은 전송할 데이터 패킷의 크기가 최대 SDT 크기보다 작으면, SDT를 위한 랜덤 접속 프리앰블 그룹 내에 있는 랜덤 접속 프리앰블들 중 하나를 랜덤하게 선택하여 기지국(200)으로 전송한다(S120). 도 1에서는전송할 데이터 패킷의 크기가 최대 SDT 크기보다 작은 경우의 상향링크 데이터 전송 절차만을 도시하였다.
SDT를 위한 랜덤 접속 프리앰블 그룹 내에 있는 랜덤 접속 프리앰블을 수신한 기지국(200)은 무선 단말(100)이 해당 데이터 패킷을 바로 전송할 수 있도록, RAR 메시지 내 상향링크 그랜트(UL grant)를 설정하여 무선 단말(100)에게 전송한다(S130).
RAR을 수신한 무선 단말(100)은 상향링크 그랜트(UL grant) 내 할당 받은 상향링크 자원을 통해 데이터 패킷이 포함된 MAC PDU(Media Access Control Protocol Data Unit)를 기지국(200)으로 전송한다(S140). 이때, 무선 단말(100)은 스크램블 시퀀스 생성 시 C-RNTI를 대신하여 SIB 메시지를 통해 수신한 SDT 공통 식별자를 이용하며, MAC PDU를 스크램블 시퀀스에 의해 스크램블하여 기지국(200)으로 전송할 수 있다.
즉, 무선 단말(100)이 간헐적으로 작은 크기의 데이터를 전송할 때, 베어러 설정 및 RRC 연결 설정 과정 없이 RAR 내 상향링크 자원을 이용하여 바로 데이터 패킷을 전송함으로써, 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있다.
또한 무선 단말(100)은 초기 접속(Attach) 과정에서 기지국(200)으로부터 할당 받은 SDT 전용 식별자(SDT dedicated ID)를 MAC PDU에 포함할 수 있다. 여기서, SDT 전용 식별자는 C-RNTI와 별개로 작은 크기의 데이터를 전송하는 무선 단말들(100)을 구분하기 위해 사용되는 식별자이다. SDT 전용 식별자는 무선 단말(100)이 유휴 상태로 전환되어도 무선 단말(100)과 기지국(200)이 그대로 저장하고 있다가 유휴 상태에서 작은 크기의 데이터를 전송할 때 사용된다.
MAC PDU를 수신한 기지국(200)은 ACK 정보를 무선 단말(100)에게 전송하기 위해, MAC PDU를 통해 전송한 무선 단말(100)의 SDT 전용 식별자와 ACK로 구성된 MAC PDU를 생성하여 해당 무선 단말(100)에게 전송한다(S150). 이때, 기지국(200)은 PDCCH를 통해 무선 단말(100)에게 MAC PDU가 전송되는 하향링크 자원 위치 정보를 무선 단말(100)에게 전송한다. 기지국(200)은 SDT 공통 식별자를 이용하여 PDCCH를 인코딩하여 무선 단말(100)에게 전송할 수 있다.
작은 크기의 데이터 패킷을 송신한 무선 단말(100)은 SDT 공통 식별자를 이용하여 PDCCH를 모니터링하고, 해당 SDT 공통 식별자의 PDCCH가 있으면 PDCCH를 디코딩한다.
무선 단말(100)은 해당 PDCCH에 명시된 하향링크 자원의 위치에서 MAC PDU를 디코딩하고, MAC PDU 내에 있는 SDT 전용 식별자를 확인하여 무선 단말(100)에게 전송된 MAC PDU인지를 구분한다.
무선 단말(100)은 MAC PDU 내에 있는 SDT 전용 식별자가 자신의 MAC PDU 내에 있는 SDT 전용 식별자와 다르면, 해당 MAC PDU를 삭제한다.
무선 단말(100)은 다음과 같은 경우 랜덤 접속 프리앰블을 재전송할 수 있다. 무선 단말(100)은 랜덤 접속 프리앰블을 전송하고 타이머 1이 만료될 때까지 RAR 메시지를 수신하지 못하였을 경우 랜덤 접속 프리앰블을 재전송할 수 있다. 무선 단말(100)은 MAC PDU를 전송하고 타이머 2가 만료될 때까지 자신의 SDT 전용 식별자와 ACK를 포함한 MAC PDU를 수신하지 못하였을 경우 랜덤 접속 프리앰블을 재전송할 수 있다.
무선 단말(100)은 최대 재전송 횟수보다 현재 데이터 패킷 전송에 대한 재전송 횟수가 적을 경우 랜덤 접속 프리앰블을 재전송할 수 있다. 무선 단말(100)은 최대 재전송 횟수보다 현재 데이터 패킷 전송에 대한 재전송 횟수가 많으면, 해당 데이터 패킷을 삭제하고 데이터 전송 동작 절차를 중지할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 무선 단말의 상향링크 데이터 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2를 참고하면, 무선 단말(100)은 상위 계층으로부터 전송할 데이터 패킷이 도착하면(S202), 전송할 데이터 패킷의 크기가 최대 SDT 크기보다 큰지 확인한다(S204).
무선 단말(100)은 전송할 데이터 패킷의 크기가 최대 SDT 크기보다 크면, SDT를 위한 랜덤 접속 프리앰블 그룹을 제외한 나머지 랜덤 접속 프리앰블들 중에서 하나를 랜덤하게 선택하여 기지국(200)으로 전송한다(S206). 그리고 무선 단말(100)은 RAR 메시지를 수신한 후, 상향링크 데이터 전송을 위한 기존 절차 예를 들면, RRC 연결 설정 절차를 수행한다(S208).
반면, 무선 단말(100)은 전송할 데이터 패킷의 크기가 최대 SDT 크기보다 작으면, SDT를 위한 랜덤 접속 프리앰블 그룹 내에 있는 랜덤 접속 프리앰블들 중 하나를 랜덤하게 선택하여 기지국(200)으로 전송한다(S210).
랜덤 접속 프리앰블을 전송한 무선 단말(100)은 타이머 1을 구동시킨다. 그리고 무선 단말(100)은 타이머 1이 만료될 때까지 기지국(200)으로부터 RAR 메시지 수신을 기다린다.
무선 단말(100)은 타이머 1이 만료되기 전에 기지국(200)으로부터 RAR 메시지가 수신되면(S212, S214), RAR 메시지를 통해 할당 받은 상향링크 자원을 이용하여 데이터 패킷이 포함된 MAC PDU를 기지국(200)으로 전송한다(S216).
MAC PDU를 전송한 무선 단말(100)은 타이머 2를 구동시킨다. 그리고 무선 단말(100)은 타이머 2가 만료될 때까지 기지국(200)으로부터 무선 단말(100)의 SDT 전용 식별자와 ACK를 포함한 MAC PDU 수신을 기다린다.
무선 단말(100)은 타이머 2가 만료되기 전에 기지국(200)으로부터 MAC PDU 를 수신하면(S218, S220), 데이터 전송 절차를 종료한다(S226).
반면, 무선 단말(100)은 타이머 1이 만료될 때까지 RAR 메시지를 수신하지 못하였거나 타이머 2가 만료될 때까지 무선 단말(100)의 SDT 전용 식별자와 ACK를 포함한 MAC PDU를 수신하지 못한 경우, 랜덤 접속 프리앰블을 재전송할 수 있다.
무선 단말(100)은 최대 재전송 횟수보다 현재 데이터 패킷 전송에 대한 재전송 횟수가 적은 경우(S222), 단계(S210)부터 다시 수행할 수 있다.
그러나 무선 단말(100)은 최대 재전송 횟수보다 현재 데이터 패킷 전송에 대한 재전송 횟수가 많은 경우, 해당 데이터 패킷을 삭제(drop)하고(S224), 데이터 전송 동작 절차를 종료할 수 있다(S226).
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 SDT 전용 식별자 할당 방법을 나타낸 도면이다.
도 3을 참고하면, 무선 단말(100)은 작은 크기의 데이터 패킷을 전송한다는 것을 다음과 같은 방법에 따라 설정할 수 있다.
무선 단말(100)은 응용 계층 서비스에 따라 SDT를 설정한다. 예를 들어, 응용 계층 서비스가 스마트 미터인 경우 무선 단말(100)은 응용 계층에서 프리미티브를 통해 RRC 계층에 응용 계층 정보를 전송한다. 또는 상위 계층에서 전송하는 포트 번호 또는 IP 주소와 같은 헤더 정보를 이용하여 SDT를 설정할 수 있다. 이와 달리, 사용자가 해당 무선 단말(100)에 SDT 여부를 설정할 수 있다.
이렇게 설정된 무선 단말(100)은 초기 접속(initial attach) 과정을 통해서 해당 네트워크에 등록한다. 무선 단말(100)은 초기 접속 과정에서 랜덤 접속 절차를 수행한 후(S310), RRC 연결 요청(RRC Connection Request) 메시지의 정보 요소(Information Element, IE) 중 설정 이유(Establishment Cause) 필드를 통해 무선 단말(100)이 SDT 가능 단말이라는 것을 기지국(200)에게 알려준다(S320). 예를 들면, 무선 단말(100)은 설정 이유 필드를 "MO(Mobile-Originated) & SDT"로 설정하여 무선 단말(100)이 SDT 가능 단말이라는 정보를 기지국(200)에게 알려줄 수 있다.
"MO(Mobile-Originated) & SDT"가 설정된 RRC 연결 요청(RRC Connection Request) 메시지를 수신한 기지국(200)은 무선 단말(100)에 대해 SDT 전용 식별자를 할당하고, RRC 연결 설정(RRC connection setup) 메시지 내에 SDT 전용 식별자를 포함시켜 무선 단말(100)로 전송한다(S330). 이때 기지국(200)은 RRC 연결 설정(RRC connection setup) 메시지 내에 SDT 공통 식별자와 같은 SDT를 위해 필요한 공용 파라미터들을 더 포함할 수 있다.
무선 단말(100)은 RRC 연결 설정(RRC connection setup) 메시지 내 SDT 전용 식별자를 확인하고, SDT 전용 식별자를 저장 관리한다.
무선 단말(100)은 RRC 연결 완료(RRC connection complete) 메시지를 기지국(200)에 전송한다(S340).
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 단말 및 기지국을 나타낸 도면이다.
도 4를 참고하면, 상향링크 데이터를 전송하는 무선 단말(400)는 프로세서(410), 송수신기(420) 및 메모리(430)를 포함한다.
프로세서(410)는 도 1 내지 도 3에서 무선 단말이 수행하는 절차, 방법 및 기능을 수행하도록 구현될 수 있다.
송수신기(420)는 프로세서(410)와 연결되어 무선신호를 기지국(200)과 송신 및 수신한다.
메모리(430)는 프로세서(410)에서 수행하기 위한 명령어(instructions)를 저장하고 있거나 저장 장치(도시하지 않음)로부터 명령어를 로드하여 일시 저장하며, 프로세서(410)는 메모리(430)에 저장되어 있거나 로드된 명령어를 실행할 수 있다. 또한 메모리(430)는 프로세서(410)가 도 1 내지 도 3에서 무선 단말이 수행하는 절차, 방법 및 기능을 수행하기 위해 필요한 정보를 저장할 수 있다.
프로세서(410)와 메모리(430)는 버스(도시하지 않음)를 통해 서로 연결되어 있으며, 버스에는 입출력 인터페이스(도시하지 않음)도 연결되어 있을 수 있다. 이때 입출력 인터페이스에 송수신기(420)가 연결되며, 입력 장치, 디스플레이, 스피커, 저장 장치 등의 주변 장치가 연결되어 있을 수 있다.
무선 단말(도 1의 100)과 통신하는 기지국(500)은 프로세서(510), 송수신기(520) 및 메모리(530)를 포함한다.
프로세서(510)는 도 1 내지 도 3에서 기지국이 수행하는 절차, 방법 및 기능을 수행하도록 구현될 수 있다.
송수신기(520)는 프로세서(510)와 연결되어 무선신호를 무선 단말(100)과 송신 및 수신한다.
메모리(530)는 프로세서(510)에서 수행하기 위한 명령어를 저장하고 있거나 저장 장치(도시하지 않음)로부터 명령어를 로드하여 일시 저장하며, 프로세서(510)는 메모리(530)에 저장되어 있거나 로드된 명령어를 실행할 수 있다. 또한 메모리(530)는 프로세서(510)가 도 1 내지 도 3에서 기지국이 수행하는 절차, 방법 및 기능을 수행하기 위해 필요한 정보를 저장할 수 있다.
프로세서(510)와 메모리(530)는 버스(도시하지 않음)를 통해 서로 연결되어 있으며, 버스에는 입출력 인터페이스(도시하지 않음)도 연결되어 있을 수 있다. 이때 입출력 인터페이스에 송수신기(520)가 연결되며, 입력 장치, 디스플레이, 스피커, 저장 장치 등의 주변 장치가 연결되어 있을 수 있다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (20)

  1. 무선 단말이 상향링크 데이터를 전송하는 방법으로서,
    전송할 데이터 패킷의 크기가 작은 크기의 데이터 전송(Small-sized Data Transmission, SDT)을 위해 설정된 최대 SDT 크기보다 작은 경우에, SDT를 위한 랜덤 접속 프리앰블 그룹 내에서 제1 랜덤 접속 프리앰블을 선택하여 상기 기지국으로 전송하는 단계,
    상기 기지국으로부터 제1 상향링크 자원을 포함한 랜덤 접속 응답 메시지를 수신하는 단계, 그리고
    상기 기지국과 RRC(Radio Resource Control) 연결 설정 없이 상기 제1 상향링크 자원을 이용하여 상기 데이터 패킷을 전송하는 단계
    를 포함하는 상향링크 데이터 전송 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 전송할 데이터 패킷의 크기가 상기 최대 SDT 크기보다 큰 경우에, 상기SDT를 위한 랜덤 접속 프리앰블 그룹을 제외한 나머지 랜덤 접속 프리앰블들 중에서 제2 랜덤 접속 프리앰블 선택하여 상기 기지국으로 전송하는 단계,
    상기 기지국으로부터 제2 상향링크 자원을 포함한 랜덤 접속 응답 메시지를 수신하는 단계, 그리고
    상기 제2 상향링크 자원을 이용하여 상기 기지국과 RRC 연결 설정을 수행하는 단계
    를 더 포함하는 상향링크 데이터 전송 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 데이터 패킷을 전송하는 단계는
    SDT를 위한 단말들에게 공통으로 할당되는 SDT 공통 식별자를 이용하여 스크램블 시퀀스를 생성하는 단계, 그리고
    상기 스크램블 시퀀스를 이용하여 상기 데이터 패킷을 스크램블링하는 단계를 포함하는 상향링크 데이터 전송 방법.
  4. 제3항에서,
    상기 최대 SDT 크기, 상기 SDT 공통 식별자 및 상기 SDT를 위한 랜덤 접속 프리앰블 그룹을 포함한 시스템 정보 블록을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계
    를 더 포함하는 상향링크 데이터 전송 방법.
  5. 제1항에서,
    초기 네트워크 접속 시 상기 기지국으로 상기 무선 단말이 SDT 가능 단말이라는 정보를 전송하는 단계, 그리고
    상기 기지국으로부터 상기 무선 단말에 대해 할당된 SDT 전용 식별자를 수신하는 단계
    를 더 포함하는 상향링크 데이터 전송 방법.
  6. 제5항에서,
    상기 무선 단말이 SDT 가능 단말이라는 정보를 전송하는 단계는
    RRC 연결 요청 메시지에 포함되는 설정 이유 필드에 SDT 가능 단말이라는 정보를 설정하는 단계, 그리고
    상기 RRC 연결 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 SDT 전용 식별자를 수신하는 단계는 상기 SDT 전용 식별자가 포함된 RRC 연결 설정 메시지를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함하는 상향링크 데이터 전송 방법.
  7. 제5항에서,
    상기 데이터 패킷을 전송하는 단계는 상기 SDT 전용 식별자를 상기 데이터 패킷과 함께 전송하는 단계를 포함하는 상향링크 데이터 전송 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 기지국으로부터 상기 데이터 패킷에 대한 확인(ACK) 정보 및 상기 SDT 전용 식별자를 포함한 하향링크 패킷을 수신하는 단계
    를 더 포함하는 상향링크 데이터 전송 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 하향링크 패킷을 수신하는 단계는
    SDT를 위한 단말들에게 공통으로 할당되는 SDT 공통 식별자를 이용하여 인코딩되는 하향링크 제어 채널을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계,
    상기 SDT 공통 식별자를 이용하여 상기 하향링크 제어 채널을 디코딩하여 상기 하향링크 패킷의 자원 위치를 확인하는 단계, 그리고
    상기 자원 위치에서 상기 하향링크 패킷을 수신하는 단계를 포함하는 상향링크 데이터 전송 방법.
  10. 제8항에서,
    상기 데이터 패킷을 전송한 후, 설정된 타이머가 만료될 때까지 상기 하향링크 패킷을 수신하지 못하면, 랜덤 접속 프리앰블 재전송 절차를 수행하는 단계
    를 더 포함하는 상향링크 데이터 전송 방법.
  11. 제1항에서,
    상기 제1 랜덤 접속 프리앰블을 전송한 후, 설정된 타이머가 만료될 때까지 상기 랜덤 접속 응답 메시지를 수신하지 못하면, 랜덤 접속 프리앰블 재전송 절차를 수행하는 단계
    를 더 포함하는 상향링크 데이터 전송 방법.
  12. 무선 단말에서 상향링크 데이터를 전송하는 장치로서,
    기지국과 통신하는 송수신기, 그리고
    전송할 데이터 패킷의 크기가 작은 크기의 데이터 전송(Small-sized Data Transmission, SDT)을 위해 설정된 최대 SDT 크기보다 작은 경우에, SDT를 위한 랜덤 접속 프리앰블 그룹 내에서 제1 랜덤 접속 프리앰블을 선택하여 상기 송수신기를 통해 전송하고, 상기 기지국으로부터 수신되는 상기 제1 랜덤 접속 프리앰블에 대응하는 랜덤 접속 응답 메시지 내 상향링크 자원을 이용하여 상기 기지국과 RRC 연결 설정 없이 상기 데이터 패킷을 상기 송수신기를 통해 전송하는 프로세서
    를 포함하는 상향링크 데이터 전송 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 프로세서는 상기 전송할 데이터 패킷의 크기가 상기 최대 SDT 크기보다 큰 경우에, 상기 SDT를 위한 랜덤 접속 프리앰블 그룹을 제외한 나머지 랜덤 접속 프리앰블들 중에서 제2 랜덤 접속 프리앰블을 선택하여 상기 송수신기를 통해 전송하고, 상기 기지국으로부터 수신되는 상기 제2 랜덤 접속 프리앰블에 대응하는 랜덤 접속 응답 메시지 내 상향링크 자원을 이용하여 상기 기지국과 RRC 연결 설정을 수행하는 상향링크 데이터 전송 장치.
  14. 제12항에서,
    상기 프로세서는 SDT를 위한 단말들에게 공통으로 할당되는 SDT 공통 식별자를 이용하여 스크램블 시퀀스를 생성하고, 상기 스크램블 시퀀스를 이용하여 상기 데이터 패킷을 스크램블링하는 상향링크 데이터 전송 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 송수신기는 상기 기지국으로부터 시스템 정보 블록을 수신하며,
    상기 시스템 정보 블록은 상기 최대 SDT 크기, 상기 SDT 공통 식별자 및 상기 SDT를 위한 랜덤 접속 프리앰블 그룹 중 적어도 하나를 포함하는 상향링크 데이터 전송 장치.
  16. 제12항에서,
    상기 프로세서는 상기 무선 단말이 SDT 가능 단말이라는 정보를 초기 네트워크 접속 시 사용되는 메시지 내 설정 이유 필드에 설정하여 상기 송수신기를 통해 전송하고, 상기 기지국으로부터 SDT 가능한 무선 단말에 대한 SDT 전용 식별자를 할당 받는 상향링크 데이터 전송 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 프로세서는 상기 SDT 전용 식별자와 상기 데이터 패킷을 포함한 제1 MAC PDU(Media Access Control Protocol Data Unit)를 생성하고, 상기 제1 MAC PDU를 상기 송수신기를 통해 전송하는 상향링크 데이터 전송 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 송수신기는 상기 기지국으로부터 상기 데이터 패킷에 대한 확인정보 및 상기 SDT 전용 식별자를 포함한 제2 MAC PDU를 수신하며,
    상기 프로세서는 상기 제2 MAC PDU에 포함된 SDT 전용 식별자를 이용하여 상기 제2 MAC PDU가 상기 무선 단말에게 전송된 것인지 확인하는 상향링크 데이터 전송 장치.
  19. 제16항에서,
    상기 SDT 전용 식별자를 저장하고 있는 메모리
    를 더 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 무선 단말이 유휴 상태에서 상기 SDT를 위해 상기 SDT 전용 식별자를 사용하는 상향링크 데이터 전송 장치.
  20. 제12항에서,
    상기 프로세서는 상기 데이터 패킷을 전송한 후 설정된 제1 타이머가 만료될 때까지 상기 데이터 패킷에 대한 확인정보를 상기 기지국으로부터 수신하지 못하거나 상기 제1 랜덤 접속 프리앰블을 전송한 후, 설정된 제1 타이머가 만료될 때까지 상기 랜덤 접속 응답 메시지를 수신하지 못하면, 랜덤 접속 프리앰블 재전송 절차를 수행하는 상향링크 데이터 전송 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210050277A (ko) * 2019-10-28 2021-05-07 에스케이텔레콤 주식회사 셀접속제어장치 및 셀 접속 제어방법
KR20210050873A (ko) * 2019-10-29 2021-05-10 에스케이텔레콤 주식회사 셀접속제어장치 및 셀 접속 제어방법
WO2021256782A1 (ko) * 2020-06-15 2021-12-23 주식회사 아이티엘 무선통신시스템에서 스몰 데이터(small data)를 전송하는 방법 및 장치
KR102517302B1 (ko) * 2022-03-18 2023-04-03 주식회사 블랙핀 무선 이동 통신 시스템에서 rrc 연결 상태 상향링크 전송 및 rrc_inactive 상태 상향링크 전송을 위한 방법 및 장치

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