KR20190048860A - 단말, 그 초기 접속 방법, 그리고 기지국의 동작 방법 - Google Patents

단말, 그 초기 접속 방법, 그리고 기지국의 동작 방법 Download PDF

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KR20190048860A
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Abstract

단말, 그 초기 접속 방법, 그리고 기지국의 동작 방법이 개시된다. 먼저, 전체 프리앰블은 단말이 요구하는 응용 서비스에 대응하는 복수의 프리앰블 셋으로 분할될 수 있다. 단말은 응용 서비스가 제1 응용 서비스인 경우, 복수의 프리앰블 셋 중 제1 프리앰블 셋에서 제1 프리앰블을 선택하고, 제1 프리앰블을 제1 기지국에 전송할 수 있다.

Description

단말, 그 초기 접속 방법, 그리고 기지국의 동작 방법{TERMINAL, INITIAL ACCESS METHOD THEREOF, AND OPERATING METHOD OF BASE STATION}
본 발명은 단말, 그 초기 접속 방법, 그리고 기지국의 동작 방법에 관한 것이다.
현재의 무선 네트워크에서는 단말은 서로 직교하는 프리앰블(preamble)을 사용하여 초기 접속한다. 기지국은 서로 직교하는 프리앰블을 통해 각 단말을 구별하고 인증 절차를 통해 단말의 연결을 허가한다.
그러나, 기존의 방법은 복수의 단말이 동일한 특정 프리앰블을 동시에 사용하는 경우 서로 충돌이 발생할 수 있다. 전체 프리앰블에 속한 각 프리앰블들은 서로 직교하나, 복수의 단말이 동일한 프리앰블을 선택하는 경우에는 랜덤 액세스 과정에서 서로 충돌하여 초기 접속이 수행되지 않을 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 기존의 방법으로 사용자 등급별로 프리앰블 셋을 나누는 방법이 제안되었다. 즉, 사용자 등급이 높은 단말을 경우 더욱 많은 개수를 가지는 프리앰블 셋에서 자신의 프리앰블을 선택하므로 프리앰블 중첩 가능성을 줄일 수 있다. 이러한 방법도 프리앰블의 분할을 통해 충돌을 방지할 수는 있으나 단말의 초기 접속 시에 해당 단말이 기지국에 얼마만큼의 부하를 발생시키는지는 예상하기 어렵다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 초기 접속 성공 확률을 향상시키는 단말의 초기 접속 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 기지국의 부하를 효과적으로 줄이는 단말의 초기 접속 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 단말의 초기 접속 방법이 제공된다. 상기 초기 접속 방법은, 전체 프리앰블을 상기 단말이 요구하는 응용 서비스에 대응하는 복수의 프리앰블 셋으로 분할하는 단계, 상기 응용 서비스가 제1 응용 서비스인 경우, 상기 복수의 프리앰블 셋 중 제1 프리앰블 셋에서 제1 프리앰블을 선택하는 단계, 그리고 상기 제1 프리앰블을 제1 기지국에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 초기 접속 방법은, 상기 응용 서비스가 제2 응용 서비스인 경우, 상기 복수의 프리앰블 셋 중 제2 프리앰블 셋에서 제2 프리앰블을 선택하는 단계, 그리고 상기 제2 프리앰블을 상기 제1 기지국에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 초기 접속 방법은, 상기 제1 프리앰블에 대응하는 상기 제1 응용 서비스가 제공될 수 없음을 나타내는 초기 접속 실패를 상기 제1 기지국으로부터 수신하는 단계, 그리고 상기 초기 접속 실패를 상기 제1 기지국으로부터 수신하는 경우, 상기 제1 프리앰블을 제2 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 초기 접속 방법은, 상기 제1 프리앰블에 대응하는 상기 제1 응용 서비스가 제공될 수 없음을 나타내는 초기 접속 실패를 상기 제1 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 초기 접속 실패를 상기 제1 기지국으로부터 수신하는 경우, 상기 복수의 프리앰블 셋 중 예외 상황을 나타내는 제3 프리앰블 셋에서 제3 프리앰블을 선택하는 단계, 그리고 상기 제3 프리앰블을 상기 제1 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 기지국은 상기 제3 프리앰블을 상기 단말로부터 수신하는 경우, 상기 단말의 초기 접속을 수용할 수 있다.
상기 제1 응용 서비스는 상기 제2 응용 서비스보다 더 많은 자원이 요구되는 응용 서비스일 수 있다.
상기 제1 응용 서비스와 상기 제2 응용 서비스는 서로 다른 QCI(QoS Class Identifier)에 대응하는 서비스일 수 있다.
상기 복수의 프리앰블 셋은 시스템 서버로부터 수신되며, 상기 단말 및 상기 제1 기지국은 상기 복수의 프리앰블 셋을 서로 공유하고 있을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 단말의 초기 접속에 대한 기지국의 동작 방법이 제공된다. 상기 동작 방법은, 전체 프리앰블을 상기 단말이 요구하는 응용 서비스에 대응하는 복수의 프리앰블 셋으로 분할하는 단계, 상기 응용 서비스가 제1 응용 서비스인 경우, 상기 복수의 프리앰블 셋 중 제1 프리앰블 셋에서 선택된 제1 프리앰블을 상기 단말로부터 수신하는 단계, 그리고 상기 제1 프리앰블에 대응하는 상기 제1 응용 서비스를 제공 가능한지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 판단하는 단계는, 상기 제1 응용 서비스가 요구하는 트래픽과 상기 제1 기지국의 현재 트래픽을 합하여, 상기 제1 응용 서비스를 제공 가능하지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 동작 방법은, 상기 판단하는 단계에서 상기 제1 응용 서비스의 제공이 불가능한 경우, 초기 접속 실패를 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 동작 방법은, 상기 복수의 프리앰블 셋 중 예외 상황을 나타내는 제3 프리앰블 셋에서 선택된 제2 프리앰블을 상기 단말로부터 수신하는 단계, 그리고
상기 제2 프리앰블을 상기 단말로부터 수신하는 경우, 상기 단말의 초기 접속을 수용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 응용 서비스는 상기 제2 응용 서비스보다 더 많은 자원이 요구되는 응용 서비스일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 단말이 제공된다. 상기 단말은, 응용 서비스에 대응하여 분할되는 복수의 프리앰블 셋을 저장하는 메모리, 상기 응용 서비스가 제1 응용 서비스인 경우, 상기 복수의 프리앰블 셋 중 제1 프리앰블 셋에서 제1 프리앰블 선택하는 프로세서, 그리고 상기 제1 프리앰블을 제1 기지국으로 전송하는 RF 모듈을 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 응용 서비스가 제2 응용 서비스인 경우, 상기 복수의 프리앰블 셋 중 제2 프리앰블 셋에서 제2 프리앰블을 선택할 수 있으며, 상기 RF 모듈은 상기 제1 프리앰블을 상기 제1 기지국으로 전송할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 제1 프리앰블에 대응하는 상기 제1 응용 서비스가 제공될 수 없음을 나타내는 초기 접속 실패를 상기 제1 기지국으로부터 수신하는 경우, 상기 제1 프리앰블을 상기 RF 모듈을 통해 제2 기지국으로 전송할 수 있다.
상기 RF 모듈이 상기 제1 프리앰블에 대응하는 상기 제1 응용 서비스가 제공될 수 없음을 나타내는 초기 접속 실패를 상기 제1 기지국으로부터 수신하는 경우, 상기 프로세서는 상기 복수의 프리앰블 셋 중 예외 상황을 나타내는 제3 프리앰블 셋에서 제3 프리앰블을 선택할 수 있으며, 상기 RF모듈은 상기 제3 프리앰블을 상기 제1 기지국으로 전송할 수 있다.
상기 제1 기지국은 상기 제3 프리앰블을 상기 단말로부터 수신하는 경우, 상기 단말의 초기 접속을 수용할 수 있다.
상기 제1 응용 서비스는 상기 제2 응용 서비스보다 더 많은 자원이 요구되는 응용 서비스일 수 있다.
상기 복수의 프리앰블 셋은 시스템 서버로부터 수신되며, 상기 단말 및 상기 제1 기지국은 상기 복수의 프리앰블 셋을 서로 공유하고 있을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 단말은 자신이 요구하는 응용 서비스에 대응하는 프리앰블을 선택하고 기지국도 프리앰블을 통해 초기 접속 허용 여부를 판단할 수 있으므로, 초기 접속 확률을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 단말이 사용할 트래픽을 예측하여 다른 기지국으로 접속을 유도함으로써, 특정 기지국만이 포화되는 상황을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프리앰블의 분할 방법을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 초기 접속 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단말이 초기 접속 실패 시 추가 접속 하는 방법은 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 단말이 예외 상황에서 초기 접속하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 3의 초기 접속에서 메시지의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
도 7은 도 4의 초기 접속에서 메시지 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
도 8은 도 5의 초기 접속에서 메시지의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 단말을 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 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 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 단말은(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, 단말, MT, 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 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS) 등을 지칭할 수도 있고, BS, ABS, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, HR-RS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 단말은 자신이 요구하는 서비스 종류별로 별도의 프리앰블 셋을 사용하여 초기 접속한다. 이를 통해 특정 기지국으로 부하가 몰리는 현상을 방지하여 단말의 초기 접속 확률을 높일 수 있는데, 이러한 본 발명의 실시예에 따른 초기 접속 방법에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템은 복수의 기지국(110)과 복수의 단말(120)을 포함한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템은 복수의 기지국(110)과 복수의 단말(120)이 서로 밀집해 있는 있다. 이와 같이 복수의 기지국(110)이 서로 밀집해 있는 환경을 소형 밀집 네트워크(small dense network)라 한다. 적은 커버리지를 가지는 복수의 기지국(110)을 고밀도로 배치함으로써, 면적 당 통신 용량(areal capacity)을 향상시킬 수 있다. 복수의 기지국(110)이 밀집해 있는 상황에서는 단말(120)의 입장에서는 선택 가능한 기지국의 수가 늘어날 수 있다. 그러나 복수의 단말(120)이 한꺼번에 특정 기지국(110)으로 몰리는 경우, 특정 기지국(110)은 부하가 커져 트래픽을 원활하게 처리할 수 없게 된다. 아래에서 설명하는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 초기 접속 방법은 이러한 소형 밀집 네트워크에서도 효과적으로 기지국의 부하를 제어할 수 있다.
단말(120)은 복수의 기지국(110) 중에서 하나의 기지국을 선택하여 초기 접속 프로토콜(예를 들면, LTE의 랜덤 액세스 프로세스, WiFi의 액세스 프로세스)을 사용하여 접속할 수 있다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 단말(120)은 사용하고자 하는 응용 서비스의 종류에 따라 서로 다른 프리앰블(preamble)를 사용하여 초기 접속한다. 이를 통해, 기지국(110)은 접속을 시도하는 단말(120)의 부하를 예측할 수 있고 이에 따라 단말의 접속을 제어하여 기지국(110)의 과부하(과포화)를 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프리앰블의 분할 방법을 나타내는 도면이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 프리앰블은 서비스 타입 별로 별도의 셋으로 분할될 수 있다. 이러한 프리앰블의 분할은 시스템 운영자(시스템 서버)가 임의로 사전에 분할할 수 있다. 전체 프리앰블 셋(preamble set)은 단말이 요구하는 서비스 타입 별로 복수의 프리앰블 셋(그룹)으로 분할된다. 도 2에서는 전체 프리앰블 셋이 N개의 프리앰블 가지는 경우를 가정하였다. 서비스 타입 A(service type A)(210)는 전체 프리앰블 중에서 1~a 번째의 프리앰블을 포함하고, 서비스 타입 B(service type B)(220)는 전체 프리앰블 중에서 (a+1)~b 번째의 프리앰블을 포함하며, 서비스 타입 C(service type C)(230)는 전체 프리앰블 중에서 (b+1)~c 번째의 프리앰블을 포함한다. 그리고 나머지인 (c+1)~N 번째 프리앰블은 예외 상황을 위한 프리앰블 셋(240)으로서, 예를 들면 단말의 접속 실패 상황을 위한 프리앰블 셋이다.
서비스 타입 A(210)는 단말의 데이터 요구량이 높은 경우이고, 서비스 타입 B(220)는 단말의 데이터 요구량이 중간인 경우이며, 서비스 타입 C(230)는 단말의 데이터 요구량이 낮은 경우일 수 있다. 그리고 서비스 타입 A(210)는 단말의 소모 예측 자원(resource)량이 높은 경우이고 서비스 타입 B는 단말의 소모 예측 자원(resource)량이 중간인 경우이고 서비스 타입 C는 단말의 소모 예측 자원(resource)량이 낮은 경우일 수 있다.
한편, 3GPP LTE에 언급되어 있는 QCI(QoS Class Identifier)가 프리앰블 셋을 분할하는 기준이 될 수 있다. QCI는 단말이 사용하고자 하는 응용의 등급을 표현하며, 1에서 9까지의 값을 가진다. QCI가 1에 가까울수록 QoS 요구사항이 높은 경우이고, QCI가 9에 가까울수록 QoS 요구사항이 낮은 경우이다. 이를 기준으로 전체 프리앰블 셋을 분할하면, 전체 N개의 프리앰블이 9개의 서브 셋으로 구분될 수 있다. 각 서브 셋에 포함되는 프리앰블의 개수는 균등할 수도 있고 그렇지 않을 수 있다. QoS 요구 사항이 높은 서비스를 사용하는 단말에 대한 충돌 확률을 줄이기 위해, QCI 값이 낮은 값에 더 많은 프리앰블 개수가 할당될 수 있다. 예를 들어 전체 128개의 프리앰블이 있다고 가정하면, QCI=1에 대응하는 프리앰블 서브 셋에 64개를 배치하여, QCI=1인 응용 서비스를 사용하는 단말들은 서로간의 충돌 확률을 줄일 수 있다. QCI를 기반한 것뿐만 아니라 군용망이나 재난망 등을 위해 별도의 프리앰블 분할 방안이 운용될 수 있다.
이와 같이 전체 프리앰블이 복수의 서브셋(그룹)으로 분할된 경우, 시스템 서버는 해당 정보를 단말과 기지국에게 전달한다. 단말과 기지국은 전달 받은 프리앰블 분할을 내부에 저장하고 초기 접속 시 자신의 서비스 타입 별로 프리앰블을 선택하여 초기 접속한다.
도 2를 참조하면, 서비스 타입 A를 요구하는 단말은 1~a 번째 프리앰블 중에서 임의로 하나의 프리앰블 선택한 후 기지국으로 초기 접속한다. 서비스 타입 B를 요구하는 단말은 (a+1)~b 번째 프리앰블 중에서 임의로 하나의 프리앰블 선택한 후 기지국으로 초기 접속하며, 서비스 타입 C를 요구하는 단말은 (b+1)~c 번째 프리앰블 중에서 임의로 하나의 프리앰블 선택한 후 기지국으로 초기 접속한다. 이와 같이 단말은 자신이 요구하는 서비스 종류에 대응하는 프리앰블 서브셋에서 임의로 프리앰블을 선택하므로, 초기 접속 확률을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 초기 접속 방법을 나타내는 도면이다.
도 2와 같이 전체 프리앰블 셋이 복수의 프리앰블 셋(즉, 프리앰블 서브 셋, 프리앰블 그룹)으로 분할되며, 단말은 초기 접속 시 자신이 사용하고자 하는 응용 서비스의 종류(타입)에 대응하는 프리앰블 셋(프리앰블 서브셋)을 선택한다. 도 3에서 서비스 타입 C는 음성 통화를 위한 것으로 (b+1)~c 번째 프리앰블(230)을 포함하는 것을 가정한다. 단말(120)이 음성 통화를 사용하고자 하는 경우, 음성 통화 응용 서비스는 서비스 타입 C이므로, 단말(120)은 (b+1)~c 번째 프리앰블(230)에서 임의로 하나의 프리앰블을 선택하여 기지국(110)에 초기 접속한다. 이러한 초기 접속이 실패한 경우, 단말(120)은 기지국(110)이 아닌 다른 기지국으로 접속을 시도한다. 한편, 주변에 다른 기지국이 존재하지 않는 경우에는 단말은 초기 접속 실패한 기지국(110)에 예외 상황을 위한 프리앰블 셋(240)을 통해 접속을 다시 시도할 수 있다.
단말(120)이 도 3과 같이 응용 서비스 타입에 따라 초기 접속을 시도하는 경우, 기지국(110)은 단말(120)로부터 프리앰블을 수신한다. 이때, 기지국(110)은 단말(120)로부터 수신한 프리앰블이 어느 셋(즉, 프리앰블 서브셋)에 속하는지를 구별할 수 있다. 기지국(110)도 이미 도 2와 같은 응용 서비스별 프리앰블 셋을 이미 알고 있으므로, 단말(120)로부터 수신한 프리앰블을 통해 단말이 요구하는 서비스 종류(예를 들면, 자원 요구량)를 알 수 있다. 따라서, 기지국(110)은 수신 프리앰블을 통해 단말(120)이 요구하는 서비스 품질을 예측한 후 해당 서비스를 제공 가능한지를 판단한다. 여기서, 기지국(110)의 해당 서비스 제공여부 판단 기준은 무선 자원 사용량, 현재 사용중인 백홀 용량들이 될 수 있다. 기지국(110)은 자신의 무선 자원이 포화 상태인 것으로 판단한 경우, 단말(120)의 연결을 포기하는 것이 기지국들 간의 부하 분산 측면에서 유리할 수 있다. 다만, 아래의 도 5에서 설명하는 바와 같이, 단말이 연결 가능한 기지국이 1개일 경우에는 단말은 1차로 초기 접속을 실패하더라도 예외 상황을 위한 프리앰블 셋(240)을 사용하여 해당 기지국으로 접속을 시도할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단말(120)이 초기 접속 실패 시 추가 접속 하는 방법은 나타내는 도면이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 단말(120)은 서비스 타입 C(Service type C)에 대응하는 프리앰블 셋 중에서 하나의 프리앰블을 선택하여 제1 기지국(110a)에 초기 접속 시도한다. 이때, 기지국(110a)은 자신이 현재 처리하는 트래픽과 단말(120)이 요구하여 새롭게 생성할 트래픽을 합하여 포화 여부를 판단한다. 트래픽의 합이 포화되는 것으로 판단한 경우, 제1 기지국(110a)은 초기 접속 절차를 진행하지 않을 수 있다. 이러한 경우 단말(120)은 다른 제2 기지국(110b)로 초기 접속을 재시도한다. 제2 기지국(110b)은 자신의 트래픽이 포화가 발생하지 않는 것으로 판단한 경우 단말(120)과 초기 접속 과정을 수행한다.
도 4를 참조하면, 단말(120)이 응용 서비스에 따라 적절한 프리앰블을 선택하여 제1 기지국(110a)에 접속한 경우, 제1 기지국(110a)은 단말(120)의 트래픽을 감당하지 못할 수 있다. 이런 경우 제1 기지국(110a)는 단말(120)의 접속을 거절한다. 그러나, 도 4와 달리, 단말(120)이 접속할 수 있는 기지국이 하나 밖에 없는 경우(즉, 제2 기지국(110b)가 존재하지 않는 경우)에는 초기 접속 절차가 상당히 지연될 수 있다. 이를 문제를 해결하기 위해, 도 2에서 설명한 바와 같이 예외 상황을 위한 프리앰블 셋(240)이 사용될 수 있다. 단말(120)은 예외 상황 프리앰블 셋(240)에서 임의로 하나의 프리앰블을 사용하여 초기 접속을 시도한다. 제1 기지국(110a)은 이와 같은 예외 상황 프리앰블을 단말(120)로부터 수신하는 경우 다른 단말들의 트랙 서비스를 조절하고 단말(120)의 초기 접속을 허용할 수 있다. 이러한 방법에 대해서 아래의 도 5를 참조하여 좀 더 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 단말(120)이 예외 상황에서 초기 접속하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 단말(120)은 자신의 서비스 타입 C에 대응하는 프리앰블 셋 중에서 임의로 하나의 프리앰블을 선택하여 기지국(110)에 초기 접속 시도한다. 기지국(110)은 자신이 감당할 수 있는 트래픽이 포화 상태로 판단한 경우 이를 단말(120)에게 알린다. 이때, 단말(120)은 예외상황을 위한 프리앰블 셋 즉, (c+1)~N번째 프리앰블 중에서 임의로 하나의 프리앰블을 선택하여 초기 접속한다. 기지국(110)은 단말(120)로부터 예외상황을 위한 프리앰블을 수신하는 경우, 단말(120)의 초기 접속을 허용한다.
도 6은 도 3의 초기 접속에서 메시지의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
먼저, 기지국(110), 단말(120), 그리고 시스템 서버(130)는 서로 도 2와 같은 프리앰블 셋을 서로 공유하고 있다(S610). 시스템 서버(130)은 도 2와 같이 서비스 타입 별로 프리앰블을 분할하며, 분할한 프리앰블 정보를 기지국(110)과 단말(120)로 전송할 수 있다.
단말(120)은 자신의 요구하는 응용 서비스 타입에 대응하는 프리앰블 셋(프리앰블 서브셋) 결정하고 결정한 프리앰블 셋에서 임의로 하나의 프리앰블을 선택한다(S620).
단말(120)은 S620 단계에서 선택한 프리앰블을 기지국(110)으로 전송하여 초기 접속을 시도한다(S630).
기지국(110)은 단말(120)로부터 수신한 프리앰블이 어느 서비스 타입에 대응하는 프리앰블 셋인지를 판단하고 단말(120)의 초기 접속 수용 여부를 결정한다(S640). 즉, 기지국(110)은 S610 단계에서 응용 서비스별 프리앰블 셋을 이미 알고 있으므로, 단말(120)로부터 수신한 프리앰블을 통해 단말이 요구하는 서비스 종류(예를 들면, 데이터 요구량 또는 자원 요구량)를 알 수 있다. 그리고 기지국(110)은 수신 프리앰블을 통해 단말(120)이 요구하는 서비스 품질을 예측한 후 해당 서비스를 제공 가능한지를 판단하여 초기 접속 수용 여부를 결정한다.
기지국(110)은 단말(120)의 요구하는 서비스 제공이 가능하다고 판단한 경우, 단말(120)과 후속 초기 접속 과정을 수행한다(S650). 여기서, 후속 초기 접속 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있는 바 구체적인 설명은 생략한다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 단말은 자신이 요구하는 응용 서비스 종류에 대응하는 프리앰블을 선택하고 기지국도 프리앰블 종류를 통해 초기 접속 허용 여부를 판단할 수 있으므로, 초기 접속 확률을 향상시킬 수 있다.
도 7은 도 4의 초기 접속에서 메시지 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
먼저, 제1 및 제2 기지국(110a, 110b), 단말(120), 그리고 시스템 서버(130)는 서로 도 2와 같은 프리앰블 셋을 서로 공유하고 있다(S710). 시스템 서버(130)는 도 2와 같이 서비스 타입 별로 프리앰블을 분할하며, 분할한 프리앰블 정보를 제1 및 제2 기지국(110a, 110b)과 단말(120)로 전송할 수 있다.
단말(120)은 자신의 요구하는 응용 서비스 타입에 대응하는 프리앰블 셋(프리앰블 서브셋)을 결정하고 결정한 프리앰블 셋에서 임의로 하나의 프리앰블을 선택한다(S720).
단말(120)은 S720 단계에서 선택한 프리앰블을 제1 기지국(110a)으로 전송하여 초기 접속을 시도한다(S730).
제1 기지국(110a)은 단말(120)로부터 수신한 프리앰블이 어느 서비스 타입에 대응하는 프리앰블 셋인지를 판단하고 단말(120)의 초기 접속 수용 여부를 결정한다(S740). 제1 기지국(110a)은 자신이 현재 처리하는 트래픽과 단말(120)이 요구하여 새롭게 생성한 트래픽을 합하여 포화 여부를 판단한다. 트래픽의 합이 포화되는 것으로 판단한 경우, 제1 기지국(110a)은 초기 접속 절차를 진행하지 않을 수 있다.
제1 기지국(110a)은 S740 단계에서 초기 접속을 진행하지 않는 것으로 판단한 경우 초기 접속 실패를 단말(120)로 전송한다(S750).
단말(120)은 제1 기지국(110a)으로부터 초기 접속 실패를 수신하는 경우, 제2 기지국(110b)으로 프리앰블을 전송하여 초기 접속을 재시도한다(S760).
제2 기지국(110b)은 단말(120)로부터 수신한 프리앰블이 어느 서비스 타입에 대응하는 프리앰블 셋인지를 판단하고 단말(120)의 초기 접속 수용 여부를 결정한다(S770).
제2 기지국(110b)은 단말(120)의 요구하는 서비스 제공이 가능하다고 판단한 경우, 단말(120)과 후속 초기 접속 과정을 수행한다(S780).
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 단말이 사용할 트래픽을 예측하여 다른 기지국으로 접속을 유도함으로써, 특정 기지국만이 포화되는 상황을 방지할 수 있다. 단말의 입장에서도 포화된 기지국에 접속하는 것보다 트래픽의 여유가 있는 다른 기지국으로 접속함으로써, 전체 네트워크의 용량이 개선될 수 있다.
도 8은 도 5의 초기 접속에서 메시지의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
기지국(110), 단말(120), 그리고 시스템 서버(130)는 서로 도 2와 같은 프리앰블 셋을 서로 공유하고 있다(S810). 시스템 서버(130)은 도 2와 같이 서비스 타입 별로 프리앰블을 분할하며, 분할한 프리앰블 정보를 기지국(110)과 단말(120)로 전송할 수 있다.
단말(120)은 자신의 요구하는 응용 서비스 타입에 대응하는 프리앰블 셋(프리앰블 서브셋) 결정하고 결정한 프리앰블 셋에서 임의로 하나의 프리앰블을 선택한다(S820).
단말(120)은 S820 단계에서 선택한 프리앰블을 기지국(110)으로 전송하여 초기 접속을 시도한다(S830).
기지국(110)은 단말(120)로부터 수신한 프리앰블이 어느 서비스 타입에 대응하는 프리앰블 셋인지를 판단하고 단말(120)의 초기 접속 수용 여부를 결정한다(S840). 기지국(110)은 자신이 현재 처리하는 트래픽과 단말(120)이 요구하여 새롭게 생성한 트래픽을 합하여 포화 여부를 판단한다. 트래픽의 합이 포화되는 것으로 판단한 경우, 기지국(110)은 초기 접속 절차를 진행하지 않을 수 있다.
기지국(110)은 S840 단계에서 초기 접속을 진행하지 않는 것으로 판단한 경우 초기 접속 실패를 단말(120)로 전송한다(S850).
단말(120)은 기지국(110)으로부터 초기 접속 실패를 수신하는 경우, 예외상황을 위한 프리앰블 셋 중에서 임의로 하나의 프리앰블을 선택한다(S860).
그리고, 단말(120)은 S860 단계에서 선택한 프리앰블을 기지국(110)으로 전송하여 초기 접속을 시도한다(S870).
기지국(110)은 단말(120)로부터 수신한 프리앰블이 어느 서비스 타입에 대응하는 프리앰블 셋인지를 판단하고 단말(120)의 초기 접속 수용 여부를 결정한다(S880).
기지국(110)은 단말(120)로부터 수신한 프리앰블이 예외상황을 위한 프리앰블임을 판단한 경우, 단말(120)의 후속 초기 접속 과정을 수행한다. 즉, 기지국(110)은 예외상황을 위한 프리앰블을 수신하는 경우 단말(120)의 초기 접속을 허용한다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 예외 상황을 위한 별도의 프리앰블을 설정하고, 이를 사용하여 단말이 접속하는 경우에는 초기 접속을 허용함으로써, 예외 상황(비상 상황)을 대비할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 단말을 나타내는 도면이다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 단말(120)은 프로세서(121), 메모리(122) 및 RF 모듈(123)을 포함한다.
프로세서(121)는 도 1 내지 도 8에서 설명한 포맷, 방법 및 기능들을 구현하도록 구성될 수 있다.
메모리(122)는 프로세서(121)와 연결되고 프로세서(121)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장한다.
RF 모듈(123)은 안테나(도시 하지 않음)와 연결되고 무선 신호를 송신 또는 수신한다. 그리고 안테나는 단일 안테나 도는 다중 안테나(MIMO 안테나)로 구현될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (20)

  1. 단말의 초기 접속 방법으로서,
    전체 프리앰블을 상기 단말이 요구하는 응용 서비스에 대응하는 복수의 프리앰블 셋으로 분할하는 단계,
    상기 응용 서비스가 제1 응용 서비스인 경우, 상기 복수의 프리앰블 셋 중 제1 프리앰블 셋에서 제1 프리앰블을 선택하는 단계, 그리고
    상기 제1 프리앰블을 제1 기지국에 전송하는 단계를 포함하는 초기 접속 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 응용 서비스가 제2 응용 서비스인 경우, 상기 복수의 프리앰블 셋 중 제2 프리앰블 셋에서 제2 프리앰블을 선택하는 단계, 그리고
    상기 제2 프리앰블을 상기 제1 기지국에 전송하는 단계를 더 포함하는 초기 접속 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프리앰블에 대응하는 상기 제1 응용 서비스가 제공될 수 없음을 나타내는 초기 접속 실패를 상기 제1 기지국으로부터 수신하는 단계, 그리고
    상기 초기 접속 실패를 상기 제1 기지국으로부터 수신하는 경우, 상기 제1 프리앰블을 제2 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는 초기 접속 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 프리앰블에 대응하는 상기 제1 응용 서비스가 제공될 수 없음을 나타내는 초기 접속 실패를 상기 제1 기지국으로부터 수신하는 단계,
    상기 초기 접속 실패를 상기 제1 기지국으로부터 수신하는 경우, 상기 복수의 프리앰블 셋 중 예외 상황을 나타내는 제3 프리앰블 셋에서 제3 프리앰블을 선택하는 단계, 그리고
    상기 제3 프리앰블을 상기 제1 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는 초기 접속 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 기지국은 상기 제3 프리앰블을 상기 단말로부터 수신하는 경우, 상기 단말의 초기 접속을 수용하는 초기 접속 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 응용 서비스는 상기 제2 응용 서비스보다 더 많은 자원이 요구되는 응용 서비스인 초기 접속 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 응용 서비스와 상기 제2 응용 서비스는 서로 다른 QCI(QoS Class Identifier)에 대응하는 서비스인 초기 접속 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 프리앰블 셋은 시스템 서버로부터 수신되며, 상기 단말 및 상기 제1 기지국은 상기 복수의 프리앰블 셋을 서로 공유하고 있는 초기 접속 방법.
  9. 단말의 초기 접속에 대한 기지국의 동작 방법으로서,
    전체 프리앰블을 상기 단말이 요구하는 응용 서비스에 대응하는 복수의 프리앰블 셋으로 분할하는 단계,
    상기 응용 서비스가 제1 응용 서비스인 경우, 상기 복수의 프리앰블 셋 중 제1 프리앰블 셋에서 선택된 제1 프리앰블을 상기 단말로부터 수신하는 단계, 그리고
    상기 제1 프리앰블에 대응하는 상기 제1 응용 서비스를 제공 가능한지를 판단하는 단계를 포함하는 동작 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는, 상기 제1 응용 서비스가 요구하는 트래픽과 상기 제1 기지국의 현재 트래픽을 합하여, 상기 제1 응용 서비스를 제공 가능하지를 판단하는 단계를 포함하는 동작 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 판단하는 단계에서 상기 제1 응용 서비스의 제공이 불가능한 경우, 초기 접속 실패를 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함하는 동작 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 프리앰블 셋 중 예외 상황을 나타내는 제3 프리앰블 셋에서 선택된 제2 프리앰블을 상기 단말로부터 수신하는 단계, 그리고
    상기 제2 프리앰블을 상기 단말로부터 수신하는 경우, 상기 단말의 초기 접속을 수용하는 단계를 더 포함하는 동작 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제1 응용 서비스는 상기 제2 응용 서비스보다 더 많은 자원이 요구되는 응용 서비스인 동작 방법.
  14. 응용 서비스에 대응하여 분할되는 복수의 프리앰블 셋을 저장하는 메모리,
    상기 응용 서비스가 제1 응용 서비스인 경우, 상기 복수의 프리앰블 셋 중 제1 프리앰블 셋에서 제1 프리앰블 선택하는 프로세서, 그리고
    상기 제1 프리앰블을 제1 기지국으로 전송하는 RF 모듈을 포함하는 단말.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 응용 서비스가 제2 응용 서비스인 경우, 상기 복수의 프리앰블 셋 중 제2 프리앰블 셋에서 제2 프리앰블을 선택하며,
    상기 RF 모듈은 상기 제1 프리앰블을 상기 제1 기지국으로 전송하는 단말.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 제1 프리앰블에 대응하는 상기 제1 응용 서비스가 제공될 수 없음을 나타내는 초기 접속 실패를 상기 제1 기지국으로부터 수신하는 경우, 상기 제1 프리앰블을 상기 RF 모듈을 통해 제2 기지국으로 전송하는 단말.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 RF 모듈이 상기 제1 프리앰블에 대응하는 상기 제1 응용 서비스가 제공될 수 없음을 나타내는 초기 접속 실패를 상기 제1 기지국으로부터 수신하는 경우, 상기 프로세서는 상기 복수의 프리앰블 셋 중 예외 상황을 나타내는 제3 프리앰블 셋에서 제3 프리앰블을 선택하며,
    상기 RF모듈은 상기 제3 프리앰블을 상기 제1 기지국으로 전송하는 단말.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 기지국은 상기 제3 프리앰블을 상기 단말로부터 수신하는 경우, 상기 단말의 초기 접속을 수용하는 단말.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제1 응용 서비스는 상기 제2 응용 서비스보다 더 많은 자원이 요구되는 응용 서비스인 단말.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 프리앰블 셋은 시스템 서버로부터 수신되며, 상기 단말 및 상기 제1 기지국은 상기 복수의 프리앰블 셋을 서로 공유하고 있는 단말.
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