WO2011093663A2 - 무선 접속 시스템에서 상향링크 데이터 버스트를 전송하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

무선 접속 시스템에서 상향링크 데이터 버스트를 전송하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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WO2011093663A2
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uplink data
terminal
data burst
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육영수
윤애란
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엘지전자 주식회사
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/002—Transmission of channel access control information
    • H04W74/006—Transmission of channel access control information in the downlink, i.e. towards the terminal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
    • H04W74/0866—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using a dedicated channel for access

Definitions

  • the present disclosure relates to a wireless access system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting contention-based uplink data bursts.
  • the terminal may transmit uplink data to the base station through a random access process and a scheduled access process.
  • Small cells such as femto-cells are cellular based, but random access is efficient due to fewer users in the cell.
  • FIG. 1 illustrates an uplink resource allocation procedure of a terminal using a contention-based request scheme.
  • the UE transmits a randomly selected CDMA code to a slot randomly selected from a region allocated for a bandwidth request in uplink (S110).
  • the base station If the base station recognizes the CDMA code sent by the terminal, the base station allocates a resource for transmitting the bandwidth request message by the terminal using the CDMA allocation information element (CDMA_Allocation_IE) (S120).
  • CDMA_Allocation_IE CDMA allocation information element
  • the terminal receiving the information on the uplink resource for the transmission of the bandwidth request message transmits the bandwidth request message to the corresponding resource region.
  • the terminal may use a bandwidth request header (BR header), and the header includes information on the size of the request bandwidth (S130).
  • the base station allocates uplink resources to the terminal (S140).
  • the terminal transmits data to the allocated uplink resource (S150).
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a three-step random access based bandwidth request procedure.
  • the terminal may use a random access method of 3 steps or 5 steps.
  • the 5-step random access method may be used independently of the 3-step random access method, and may be used as a fall-back mode in the 3-step method.
  • the Advanced Mobile Station transmits a bandwidth request preamble sequence and a Quick Access message to a serving advanced base station (S-ABS) at a randomly selected opportunity ( S210).
  • the fast access message may include a station ID, which is uplink bandwidth request information, and a BR index indicating a bandwidth request size and QoS.
  • the base station may transmit a BR ACK A-MAP information element indicating the reception status for the BR preamble sequence and the fast access message transmitted by each terminal to the terminals in the form of broadcast / multicast (S220).
  • the base station which has normally received the BR preamble sequence and the fast access message, allocates uplink resources to each user equipment, and assigns uplink resource allocation information to the UL basic assignment A-MAP IE.
  • the terminal transmits the uplink data to the base station through the allocated uplink transmission region (S230). In this case, the terminal may transmit additional uplink bandwidth request information to the base station together (S240).
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a 5-step random access based bandwidth request procedure as a 3 step failure response method.
  • the terminal transmits the BR preamble sequence (or BR code), the uplink bandwidth request information (Station ID), the BR index indicating the request size and the QoS to the base station using the fast access message (S310).
  • the base station may transmit the BR preamble sequence transmitted by each terminal and the reception status of the fast access message to the terminals through the BR ACK A-MAP information element.
  • the BR preamble sequence is decoded normally, but it is assumed that the fast access message has an error. Accordingly, the BR ACK A-MAP information element indicates that the BR preamble sequence has a normal reception error in the fast access message (S320).
  • the base station which normally receives only the BR preamble sequence transmitted by the terminal, allocates an uplink resource for the terminal to transmit a bandwidth request (BW-REQ) message through the CDMA Allocation A-MAP IE. Assign to (S330).
  • step S330 the CDMA A-MAP information element may be transmitted to the terminal in the form of a grant for independent BR.
  • the mobile station transmits a BW-REQ message (e.g. independent BR header form) to the base station through the allocated area (S340).
  • a BW-REQ message e.g. independent BR header form
  • the base station receiving the BW-REQ message transmitted by the terminal allocates uplink resources to the terminal using UL basic assignment A-MAP IE or grant message for uplink data transmission. (S350).
  • the terminal transmits UL data to the base station through the allocated uplink resource region.
  • the terminal may transmit additional uplink bandwidth request information to the base station together (S360).
  • FIG. 3 is a 5-step random access method as a failure remedy method of the 3-step random access method of FIG.
  • the general 5-step method differs from FIG. 3 only in that the terminal does not send the fast access message in step S310, and the remaining steps may be performed using the steps described in FIG.
  • the general random access procedure has a problem in that a time is delayed until uplink data burst transmission because uplink resources are allocated at the request of the UE and uplink data burst transmission must be performed through the allocated resource region.
  • the present specification provides a method for enabling a terminal to use UL resources not used by a base station for uplink data burst transmission through contention-based random access.
  • the present invention provides a method for transmitting and receiving data without making unnecessary bandwidth requests in a small environment.
  • resource allocation information for contention-based uplink data burst transmission and number of UEs that attempt contention-based uplink data burst transmission are determined.
  • the control information may be MCS bound information having a CQI feedback level value reported by the terminal.
  • control information is characterized in that the minimum access class (Minimum Access Class) information.
  • the uplink data burst may be transmitted to the base station when the latest CQI feedback value of the terminal or the access class of the terminal has a value equal to or greater than the control information.
  • the first message may be a random access map message (Random Access A-MAP).
  • the first message may be transmitted after being CRC masked with a broadcast STID or a multicast STID.
  • the resource allocation information may include at least one of a resource allocation position, a resource allocation region size, and MCS information
  • the first message may include at least one of maximum retransmission count information and HARQ ACK channel information. do.
  • receiving an uplink basic allocation map message from the base station And transmitting the remaining uplink data burst to the base station through the resource region allocated in the uplink basic allocation map message.
  • the message for bandwidth request is a bandwidth request extension header, and the bandwidth request extension header is piggybacked with an uplink data burst.
  • the uplink data burst is transmitted in a MAC PDU, characterized in that the MAC PDU includes a terminal identifier for identifying the terminal.
  • the first message may further include total stream number (TNS) information indicating the total number of streams used for uplink data burst transmission.
  • TMS total stream number
  • the present specification provides a terminal for uplink data burst transmission in a wireless access system, the memory; A wireless communication unit for transmitting and receiving wireless signals with the outside; And resource allocation information for contention-based uplink data burst transmission and control information for determining the number of terminals attempting contention-based uplink data burst transmission from the base station. And control the wireless communication unit to transmit an uplink data burst to the base station through a resource region allocated from the resource allocation information based on the control information.
  • the control unit may control to transmit the uplink data burst to the base station when the latest CQI feedback value of the terminal or the access class of the terminal has a value equal to or greater than the control information.
  • the controller compares the size of the resource allocation region included in the resource allocation information with the size of the uplink data burst for transmission to the base station, and as a result of the comparison, when the size of the uplink data burst to be transmitted is larger, And controlling the wireless communication unit to transmit a message for bandwidth request to the base station.
  • the control unit may control the wireless communication unit to receive an uplink basic allocation map message from the base station, and transmit the remaining uplink data burst to the base station through a resource region allocated in the uplink basic allocation map message. It characterized in that for controlling the wireless communication unit.
  • the bandwidth request message is a bandwidth request extension header
  • the controller controls the wireless communication unit to piggyback and transmit the bandwidth request extension header and an uplink data burst.
  • the uplink data is allocated through the UL resources allocated from the base station without resource waste and time delay caused by code-based bandwidth request. There is an effect that can be transmitted.
  • 1 is a diagram illustrating an uplink resource allocation procedure of a terminal using a contention-based request method.
  • FIG. 2 illustrates an example of a three-step random access based bandwidth request procedure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a 5-step random access based bandwidth request procedure as a 3 step failure response method
  • FIG. 4 illustrates a contention-based uplink data transmission method according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a contention-based uplink data transmission method through a BR header when the grant size is insufficient according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a contention-based uplink data transmission method through piggyback of BR EH and some UL data when grant size is insufficient according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present specification.
  • the base station has a meaning as a terminal node of the network that directly communicates with the terminal.
  • the specific operation described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases.
  • 'Base station' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an access point, and the like.
  • terminal may be replaced with terms such as a user equipment (UE), a mobile station (MS), a mobile subscriber station (MSS), and the like.
  • Embodiments of the present specification may be implemented through various means. For example, embodiments of the present specification may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • a method according to embodiments of the present disclosure may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs),
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs Programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • It may be implemented by a parser, a controller, a microcontroller, a microprocessor, or the like.
  • the method according to the embodiments of the present specification may be implemented in the form of a module, procedure or function that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • a first embodiment provides a contention-based uplink data transmission method using random access A-MAP.
  • the base station transmits a CRC masked control message to the terminal using a predetermined identifier (ID).
  • ID a predetermined identifier
  • the control message may be Random Access A-MAP or PDCCH.
  • the control message may be transmitted every frame or every subframe, and may be periodically or aperiodically transmitted to the terminal at a predetermined position or any position of the frame or subframe.
  • RA A-MAP Random Access A-MAP
  • the control message may include a resource allocation position for uplink data burst transmission of the terminal, Modulation and Coding Scheme (MCS) information, a maximum number of retransmissions, HARQ ACK channel information, and the like.
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • the terminal assigned the identifier (ID) from the base station receives the Random Access A-MAP from the base station as needed for uplink data burst transmission.
  • the Random Access A-MAP may be broadcast by a base station or transmitted by a multicast scheme.
  • the terminal transmits an uplink data burst to the base station through the resource region allocated by the received Random Access A-MAP.
  • the base station allocates to the terminal through the UL RA A-MAP for available resources
  • the UL RA A-MAP transmitted to the terminal is broadcast by the broadcast method.
  • Any terminal can receive.
  • the base station masks the well-known STID into the CRC.
  • the UL RA A-MAP transmitted to the terminal may be received by a terminal of a specific group by a multicast scheme.
  • the base station transmits the UL RA A-MAP to the UE of a specific group by masking the Multicast STID to the CRC.
  • the terminal having uplink data to be transmitted to the base station transmits a data burst to the resource region allocated by the received UL RA A-MAP.
  • the area allocated by the UL RA A-MAP corresponds to an area where contention occurs by a plurality of terminals that receive the UL RA A-MAP from a base station.
  • a reception error may occur in the base station.
  • the UL RA A-MAP may include information for limiting the maximum number of retransmissions for retransmission or may not perform a retransmission process for uplink data burst transmission by the UL RA A-MAP.
  • the number of UEs attempting to transmit an uplink data burst may be adjusted.
  • a static method and a dynamic method may be exemplified.
  • the base station pre-allocates a well know STID (RNTI in 3GPP) so that all terminals can know the STID. can do.
  • STID RNTI in 3GPP
  • UL RA A-MAP is transmitted to all terminals by a broadcast method.
  • the base station allocates a multicast STID for each terminal during registration with the terminal, so that only a specific group terminal can transmit an uplink data burst through a resource region allocated by the UL RA A-MAP. You can do that.
  • the base station allocates a multicast STID to a specific flow identifier (FID) during service negotiation with the terminal to allow access to the base station only for specific services of specific terminals to adjust the number of terminals.
  • FID flow identifier
  • the base station may explicitly include the requirements of the terminal that can be transmitted in the UL RA A-MAP to adjust the number of terminals, thereby reducing a reception error due to contention occurrence.
  • the base station may adjust the number of terminals by transmitting distance (receive performance) information or access priority information to the terminal including the UL RA A-MAP.
  • the base station may include an MCS boundary in the UL RA A-MAP to transmit to the terminal.
  • MCS boundary in the UL RA A-MAP to transmit to the terminal.
  • the CQI feedback value reported to the base station has a value from 0 to 15.
  • the MCS boundary value included in the UL RA A-MAP is 4, in order to transmit an uplink data burst through the region allocated by the UL RA A-MAP, the CQI feedback value reported to the base station is 4 or more. It must be a terminal.
  • the base station may transmit a minimum access class (minimum access class) in the UL RA A-MAP to the terminal.
  • a minimum access class minimum access class
  • only terminals having a service whose access class of the current terminal is greater than or equal to the minimum included in the UL RA A-MAP may attempt to transmit an uplink data burst.
  • the base station may inform the terminal through a message such as AAI_SCD, AAI_SBC / REG-RSP whether the UL RA transmission is supported.
  • the terminal may determine whether to monitor the UL RA A-MAP transmitted from the base station by checking the information indicating whether the base station supports the UL RA transmission.
  • Table 1 shows UL when using only one stream according to an embodiment of the present disclosure.
  • the RA A-MAP includes a retransmission count field, an MCS boundary field, and a minimum access class field.
  • the retransmission number field is a field indicating the maximum number of times that the terminal can retransmit when uplink data burst transmission of the terminal fails. This is to reduce unnecessary retransmissions.
  • the MCS Bound field indicates an MCS reference value of a terminal capable of transmitting contention UL. Only terminals that have the latest reported MCS value through CQI greater than or equal to the MCS Bound value indicate that uplink data bursts may be transmitted through a resource region allocated through RA A-MAP. That is, only UEs having an MCS value equal to or greater than the MCS boundary value may attempt transmission based on the CQI report of the UE.
  • the Minimum Access Class field indicates that PDUs whose access class is greater than or equal to the minimum access class are allowed to be transmitted through the resource area allocated by the RA A-MAP.
  • Table 2 below shows an example of a format of UL Random Access A-MAP (UL RA A-MAP) when using MU-MIMO according to another embodiment of the present specification.
  • RA A-MAP includes a TNS (Total Number of Stream) field.
  • the TNS field represents the total number of streams that can be received by the terminal. That is, the base station informs the total number of receivable streams through the TNS, and the terminal can randomly select among the available streams and transmit data in one stream.
  • the terminal since the UL RA A-MAP transmitted by the base station does not have information about the terminal, when transmitting data in the resource area allocated to the UL RA A-MAP, the terminal transmits data to the MAC PDU. ID) to the base station.
  • the terminal transmits the STID to the base station, thereby providing information on the terminal for transmitting uplink data to the base station.
  • the terminal may transmit the BR Header including the STID to the base station.
  • the UE may transmit an Extended Header (EH) that informs the STID of the UL MAC PDU.
  • EH Extended Header
  • STID EH When transmitting an extended header (EH) indicating the STID, STID EH may be configured as shown in Table 3 below as an example.
  • the terminal in order to inform the base station of the information of the terminal, the terminal transmits the terminal specific identifier control element (C-RNTI control element) in the MAC PDU to the base station.
  • C-RNTI control element terminal specific identifier control element
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a contention-based uplink data transmission method according to an embodiment of the present specification.
  • the base station transmits a UL Random Access A-MAP whose CRC is masked by STID or Multicast STID well-known to the terminal in a downlink subframe or frame (S410).
  • the base station may transmit the UL Random Access A-MAP to a predetermined subframe or frame position, and may transmit to the position of any subframe or frame.
  • the base station may transmit the UL Random Access A-MAP to the terminal periodically or aperiodically (or event-driven).
  • the terminal transmits an uplink data burst to the base station through the UL Random Access A-MAP.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a contention-based uplink data transmission method through a BR header when the grant size is insufficient according to another embodiment of the present specification.
  • step S501 is the same as step S401, description thereof will be omitted and only differences will be described.
  • the terminal When the resource allocation area size received through the UL RA A-MAP is smaller than the size of the data burst to be transmitted to the base station, the terminal transmits a BR header to the base station for bandwidth request. (S520) Here, the UL RA A-MAP is transmitted. The uplink data burst corresponding to the size of the resource allocation region received through the UE can be transmitted to the base station.
  • the terminal is the same as the method of FIG.
  • the terminal receives a UL Basic Assignment A-MAP (UL AA-MAP) from the base station (S530), and transmits an uplink data burst through the resource region allocated by the received UL AA-MAP.
  • UL AA-MAP UL Basic Assignment A-MAP
  • the terminal may transmit the remaining data burst through the resource region allocated by the UL AA-MAP.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a contention-based uplink data transmission method through piggyback of BR EH and some UL data when the grant size is insufficient according to another embodiment of the present specification.
  • step S601 is the same as step S401, the description thereof will be omitted and only the differences will be described.
  • the terminal allocates the resource region size allocated through the UL RA A-MAP for bandwidth request for UL data transmission.
  • a part of uplink data and piggyback BR extended header are transmitted to the base station (S620).
  • the terminal receives a UL Basic Assignment A-MAP (UL AA-MAP) from the base station (S630), and transmits the remaining UL data burst through the resource region allocated by the received UL AA-MAP.
  • UL AA-MAP UL Basic Assignment A-MAP
  • the terminal may determine a resource to be used for uplink data burst transmission by using a method used in random access.
  • the second embodiment provides a contention-based uplink data burst transmission method using Random Access A-MAP in a machine-to-machine (M2M) environment.
  • M2M machine-to-machine
  • M2M device-to-device communication
  • Machine-to-machine communication literally means communication between an electronic device and an electronic device. In other words, it means communication between things. In general, although it refers to wired or wireless communication between electronic devices or communication between a device controlled by a person and a machine, it is used to mean a wireless communication between an electronic device and an electronic device, that is, between devices. In addition, M2M terminals used in a cellular network are inferior in performance or capability to general terminals.
  • the characteristics of the M2M environment is as follows.
  • M2M inter-device communication
  • the base station schedules (scheduling) for resource allocation in the unit of a terminal, the burden of administration costs increases due to the large number of M2M terminals. Accordingly, the base station can perform scheduling in units of M2M groups.
  • the base station allocates resources in units of M2M Group, but by appropriately adjusting the number and ratio, the contention UL transmission method can be applied in the M2M environment.
  • the base station may perform scheduling between M2M groups by considering the priority, service type, resource allocation size, etc. between the M2M groups.
  • the base station may allocate a resource using RA A-MAP without allowing a bandwidth request to the M2M terminal.
  • the base station may transmit information indicating that the bandwidth request is not allowed to the terminal in advance.
  • the terminal may store the channel quality indicator (CQI) in the terminal without transmitting the CQI to the base station.
  • CQI channel quality indicator
  • the base station allocates a multicast STID capable of receiving RA A-MAP to a specific M2M Group.
  • the base station may allocate the multicast STID to a specific M2M group in consideration of the number of terminals, resource allocation size, service type, priority, etc. of the M2M group.
  • the base station transmits the RA A-MAP to the terminal by masking the corresponding multicast STID to the CRC of the Random Access A-MAP for resource allocation to the specific M2M Group.
  • the base station may transmit the RA A-MAP to the terminal periodically or aperiodically at the position of a specific subframe or frame.
  • the base station when the base station periodically transmits the RA A-MAP to the terminal, the base station may transmit the RA A-MAP to the terminal by providing the relevant period information in the access step or include the RA A-MAP or the Multicast control information.
  • the base station may adjust the number and characteristics of UEs attempting to transmit an uplink data burst by including and transmitting an MCS boundary (Lower, Upper) in the RA A-MAP.
  • MCS boundary Lower, Upper
  • the base station can adjust the number of terminals by including a minimum access class (Minimum Access Class) in the RA A-MAP.
  • Minimum Access Class Minimum Access Class
  • Table 4 below shows an example of a format of the RA A-MAP according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present specification.
  • the base station 710 includes a control unit 711, a memory 712, and a radio frequency unit (RF) unit 713.
  • RF radio frequency unit
  • the controller 711 implements the proposed function, process and / or method. Layers of the air interface protocol may be implemented by the controller 711.
  • the controller 711 may control to transmit an uplink data burst through a resource allocation region received through the RA A-MAP.
  • the memory 712 is connected to the controller 711 to store a protocol or parameter for multi-carrier operation.
  • the RF unit 713 is connected to the control unit 711 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the terminal 720 includes a controller 721, a memory 722, and a radio communication (RF) unit 723.
  • RF radio communication
  • the controller 721 implements the proposed function, process and / or method. Layers of the air interface protocol may be implemented by the controller 721. The controller 721 may control to transmit an uplink data burst through a resource allocation region received through the RA A-MAP.
  • the memory 712 is connected to the controller 721 to store a protocol or parameter for multi-carrier operation.
  • the RF unit 713 is connected to the control unit 721 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the controllers 711 and 721 may include an application-specific integrated circuit (ASIC), another chipset, a logic circuit, and / or a data processing device.
  • the memory 712, 722 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory cards, storage media, and / or other storage devices.
  • the RF units 713 and 723 may include a baseband circuit for processing a radio signal.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in the memories 712 and 722 and executed by the controllers 711 and 721.
  • the memories 712 and 722 may be inside or outside the controllers 711 and 721, and may be connected to the controllers 711 and 721 by various well-known means.

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Abstract

본 명세서는 무선 접속 시스템에서 단말의 상향링크 데이터 버스트 전송 방법에 있어서, 경쟁 기반의 상향링크 데이터 버스트 전송을 위한 자원 할당 정보 및 경쟁 기반의 상향링크 데이터 버스트 전송을 시도하는 단말의 수를 결정하기 위한 제어 정보를 포함하는 제 1 메시지를 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 제어 정보에 기초하여, 상기 자원 할당 정보로부터 할당된 자원 영역을 통해 상향링크 데이터 버스트를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

무선 접속 시스템에서 상향링크 데이터 버스트를 전송하기 위한 방법 및 장치
본 명세서는 무선 접속 시스템에 관한 것으로 특히, 경쟁 기반의 상향링크 데이터 버스트를 전송하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
단말은 임의 접속(Random Access)과정을 통한 방법 및 스케쥴된 접속(Scheduled Access) 과정을 통해, 기지국으로 상향링크 데이터를 전송할 수 있다.
일반적으로 셀 내에 사용자가 적은 경우, 임의 접속(Random Access) 과정이 스케쥴된 접속 과정에 비해, 지연(latency)과 throughput 측면에서 효율적이다.
셀 내에 사용자가 많아지는 경우, 임의 접속(random access)의 경쟁(contention) 확률이 높아져서 상향링크 전송에 대한 효율이 급격히 떨어진다.
하지만, 셀룰러 네트워크(Cellular Network)와 같이 커버리지가 넓은 경우, 사용자가 많아지면 scheduling을 통한 centralized control이 효율적이다.
펨토 셀(Femto-cell)과 같은 소형 셀은 셀룰러 기반이지만, 셀 내의 사용자가 적어서 random access가 효율적이다.
이하에서, 일반적인 랜던 액세스 과정에 대해 도면과 함께 간략히 살펴보기로 한다.
도 1은 경쟁 기반 요청 방식을 이용한 단말의 상향링크 자원 할당 절차를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 단말은 상향링크에서 대역폭 요청(Bandwidth Request)을 위해 할당된 영역 중에서 랜덤하게 선택한 슬롯에 랜덤하게 선택한 CDMA 코드를 전송한다(S110).
단말이 보낸 CDMA 코드를 기지국이 인식한다면, 기지국은 CDMA 할당 정보요소(CDMA_Allocation_IE)를 이용하여 단말이 대역폭 요청 메시지를 전송할 자원을 할당한다(S120).
대역폭 요청 메시지의 전송을 위한 상향링크 자원에 대한 정보를 받은 단말은 해당 자원 영역에 대역폭 요청 메시지를 전송한다. 이때 단말은 대역폭 요청 헤더(BR header)를 이용할 수 있으며, 헤더에는 요청 대역폭의 크기 등에 관한 정보가 포함된다(S130).
기지국은 단말이 요청한 대역폭이 가용하면, 상향링크 자원을 단말에 할당한다(S140).
단말은 할당된 상향링크 자원에 데이터를 전송한다(S150).
도 2는 3 스텝 임의 접속 기반의 대역폭 요청 과정의 일례를 나타내는 도면이다.
광대역 무선접속 시스템에서 단말은 3 스텝 또는 5 스텝의 임의접속방식을 이용할 수 있다. 5 스텝 임의접속방식은 3 스텝 임의접속방식과 독립적으로 사용될 수 있으며, 3 스텝 방식의 고장시 조치방식(Fall-Back Mode)으로 사용될 수 있다.
단말(AMS: Advanced Mobile Station)은 대역폭요청 프리엠블 시퀀스(Bandwidth Request preamble sequence) 및 고속접속메시지(Quick Access Message)를 임의로 선택된 기회에 서빙 기지국(S-ABS: Serving Advanced Base Station)에 전송한다(S210).
이때, 고속접속메시지에는 상향링크 대역폭 요청 정보인 스테이션 식별자(Station ID) 및 대역폭 요청 크기와 QoS를 나타내는 BR 인덱스 등이 포함될 수 있다.
기지국은 각 단말들이 전송한 BR 프리엠블 시퀀스 및 고속접속메시지에 대한 수신 상태를 나타내는 BR ACK A-MAP 정보요소를 단말들에게 브로드캐스트/멀티캐스트 형태로 전송할 수 있다(S220).
또한, BR 프리엠블 시퀀스 및 고속접속메시지를 정상적으로 수신한 기지국은 각 단말에 상향링크 자원을 할당하고, 상향링크 자원할당 정보를 UL 기본 할당 A-MAP 정보요소(UL basic assignment A-MAP IE)를 통해 각 단말에게 전송한다(S230).단말은 할당된 상향링크 전송영역을 통해 상향링크 데이터를 기지국으로 전송할 수 있다. 이때, 단말은 추가적인 상향링크 대역폭 요청 정보를 함께 기지국으로 전송할 수 있다(S240).
도 3은 3 스텝의 고장시 조치방식으로서 5 스텝 임의 접속 기반의 대역폭 요청 과정의 일례를 나타내는 도면이다.
단말은 BR 프리엠블 시퀀스(또는, BR 코드)와 상향링크 대역폭 요청 정보(Station ID)와 요청 크기 및 QoS를 나타내는 BR 인덱스 등을 고속접속메시지를 이용하여 기지국으로 전송한다(S310).
기지국은 각 단말들이 전송한 BR 프리엠블 시퀀스 및 고속접속메시지에 대한 수신 상태를 BR ACK A-MAP 정보요소를 통해 단말들에게 전송할 수 있다. 다만, BR 프리엠블 시퀀스는 정상적으로 디코딩되었으나 고속접속메시지는 오류가 발생한 경우를 가정한다. 따라서, BR ACK A-MAP 정보요소는 BR 프리엠블 시퀀스는 정상적 수신을 고속접속메시지는 오류가 있음을 나타낸다(S320).
단말이 전송한 BR 프리엠블 시퀀스만 정상적으로 수신한 기지국은 단말이 대역폭 요청(BW-REQ) 메시지를 전송하기 위한 상향링크 자원을 CDMA 할당 A-MAP 정보요소(CDMA Allocation A-MAP IE)를 통해 단말에게 할당한다(S330).
S330 단계에서 CDMA A-MAP 정보요소는 독립 BR을 위한 그랜트 형식으로 단말에 전송될 수 있다.
이동단말은 할당된 영역을 통해 BW-REQ 메시지(e.g. 독립 BR 헤더 형태)를 기지국에 전송한다(S340).
단말이 전송한 BW-REQ 메시지를 수신한 기지국은 상향링크 자원을 상향링크 기본 할당 A-MAP 정보요소(UL basic assignment A-MAP IE) 또는 상향링크 데이터 전송을 위한 그랜트 메시지를 이용하여 단말에게 할당한다(S350).
단말은 할당된 상향링크 자원영역을 통해 UL 데이터를 기지국으로 전송한다. 이때, 단말은 추가적인 상향링크 대역폭 요청 정보를 함께 기지국으로 전송할 수 있다(S360).
도 3은 도 2의 3 스텝 임의접속방식의 고장조치 방식으로서 5 스텝 임의접속방식을 나타내었다. 다만, 일반적인 5-스텝 방식은 단말이 S310 단계에서 고속접속메시지를 보내지 않는 점에서만 도 3과 차이가 있고, 나머지 단계들은 도 3에서 설명한 단계가 그대로 이용되어 수행될 수 있다.
상기와 같이 일반적인 랜덤 액세스 과정은 단말의 요청에 의해 상향링크 자원을 할당받고, 할당된 자원 영역을 통해 상향링크 데이터 버스트 전송을 해야하기 때문에 상향링크 데이터 버스트 전송까지 시간이 지연되는 문제점이 있다.
본 명세서는 기지국에서 사용하지 않는 UL 자원을 단말이 경쟁 기반의 임의 접속을 통해, 상향링크 데이터 버스트 전송에 이용할 수 있도록 하기 위한 방법을 제공한다.
또한, 사용자가 적은 환경에서 불필요한 대역폭 요청 등을 하지 않고 데이터를 송수신할 수 있는 방법을 제공한다.
본 명세서는 무선 접속 시스템에서 단말의 상향링크 데이터 버스트 전송 방법에 있어서, 경쟁 기반의 상향링크 데이터 버스트 전송을 위한 자원 할당 정보 및 경쟁 기반의 상향링크 데이터 버스트 전송을 시도하는 단말의 수를 결정하기 위한 제어 정보를 포함하는 제 1 메시지를 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 제어 정보에 기초하여, 상기 자원 할당 정보로부터 할당된 자원 영역을 통해 상향링크 데이터 버스트를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 제어 정보는 단말이 보고하는 CQI 피드백 레벨 값을 가지는 MCS 바운드 정보인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어 정보는 최소 접속 클래스(Minimum Access Class) 정보인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단말의 최신 CQI 피드백 값 또는 상기 단말의 접속 클래스가 상기 제어 정보보다 큰 값 또는 같은 값을 가지는 경우, 상기 상향링크 데이터 버스트를 상기 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 메시지는 임의 접속 맵 메시지(Random Access A-MAP)인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 메시지는 broadcast STID 또는 multicast STID로 CRC 마스킹되어 전송되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자원 할당 정보는 자원 할당 위치, 자원 할당 영역 크기 및 MCS 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 제 1 메시지는 최대 재전송 횟수 정보 및 HARQ ACK 채널 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자원 할당 영역 크기와 상기 기지국으로 전송하기 위한 상향링크 데이터 버스트의 크기를 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과, 상기 전송할 상향링크 데이터 버스트의 크기가 더 큰 경우, 대역폭 요청을 위한 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기지국으로부터 상향링크 기본 할당 맵 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 상향링크 기본 할당 맵 메시지에서 할당된 자원 영역을 통해, 남은 상향링크 데이터 버스트를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 대역폭 요청을 위한 메시지는 대역폭 요청 확장 헤더이며, 상기 대역폭 요청 확장 헤더는 상향링크 데이터 버스트와 피기백되어 전송되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상향링크 데이터 버스트는 MAC PDU로 전송되며, 상기 MAC PDU는 단말을 식별하기 위한 단말 식별자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 메시지가 전송되는지 여부를 나타내는 지시자를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 수신된 지시자를 이용하여 상기 제 1 메시지에 대한 모니터링 여부를 결정하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 메시지는 상향링크 데이터 버스트 전송에 이용되는 스트림의 총 개수를 나타내는 전체 스트림 개수(TNS) 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전체 스트림 개수 중 어느 하나의 스트림을 선택하여, 상기 선택된 스트림을 통해 상기 기지국으로 상향링크 데이터 버스트를 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 무선 접속 시스템에서 상향링크 데이터 버스트 전송을 위한 단말에 있어서, 메모리; 외부와 무선 신호을 송수신하기 위한 무선 통신부; 및 경쟁 기반의 상향링크 데이터 버스트 전송을 위한 자원 할당 정보 및 경쟁 기반의 상향링크 데이터 버스트 전송을 시도하는 단말의 수를 결정하기 위한 제어 정보를 포함하는 제 1 메시지를 기지국으로부터 수신하도록 상기 무선 통신부를 제어하며,상기 제어 정보에 기초하여, 상기 자원 할당 정보로부터 할당된 자원 영역을 통해 상향링크 데이터 버스트를 상기 기지국으로 전송하도록 상기 무선통신부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 단말의 최신 CQI 피드백 값 또는 상기 단말의 접속 클래스가 상기 제어 정보보다 큰 값 또는 같은 값을 가지는 경우, 상기 상향링크 데이터 버스트를 상기 기지국으로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 자원 할당 정보에 포함된 자원 할당 영역 크기와 상기 기지국으로 전송하기 위한 상향링크 데이터 버스트의 크기를 비교하며, 상기 비교 결과, 상기 전송할 상향링크 데이터 버스트의 크기가 더 큰 경우, 대역폭 요청을 위한 메시지를 상기 기지국으로 전송하도록 상기 무선 통신부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 기지국으로부터 상향링크 기본 할당 맵 메시지를 수신하도록 상기 무선 통신부를 제어하며, 상기 상향링크 기본 할당 맵 메시지에서 할당된 자원 영역을 통해, 남은 상향링크 데이터 버스트를 상기 기지국으로 전송하도록 상기 무선통신부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 대역폭 요청을 위한 메시지는 대역폭 요청 확장 헤더이며, 상기 제어부는 상기 대역폭 요청 확장 헤더 및 상향링크 데이터 버스트를 피기백하여 전송하도록 상기 무선통신부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서는 기지국이 사용하지 않는 UL 자원을 단말에게 할당함으로써, 단말이 전송할 상향링크 데이터가 있는 경우, 코드 기반 대역폭 요청에 의한 자원 낭비 및 시간 지연 없이 기지국으로부터 할당된 UL 자원을 통해 상향링크 데이터를 전송할 수 있는 효과가 있다.
또한, 펨토 셀과 같이 사용자 수가 적은 시스템에서 임의 접속(Random Access)의 contention 확률이 작은 경우에도 코드 기반 대역폭 요청을 통한 스케쥴링 방식에 비해 효율적으로 데이터를 전송할 수 있다.
도 1은 경쟁 기반 요청 방식을 이용한 단말의 상향링크 자원 할당 절차를 나타낸 도.
도 2는 3 스텝 임의 접속 기반의 대역폭 요청 과정의 일례를 나타내는 도.
도 3은 3 스텝의 고장시 조치방식으로서 5 스텝 임의 접속 기반의 대역폭 요청 과정의 일례를 나타내는 도.
도 4는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 경쟁 기반 상향링크 데이터 전송 방법을 나타낸 도.
도 5는 본 명세서의 또 다른 일 실시 예에 따른 Grant Size가 부족한 경우, BR Header를 통한 경쟁 기반 상향링크 데이터 전송 방법을 나타낸 도.
도 6은 본 명세서의 또 다른 일 실시 예에 따른 Grant Size가 부족한 경우, BR EH와 일부 UL data의 피기백을 통한 경쟁 기반 상향링크 데이터 전송 방법을 나타낸 도.
도 7은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 무선통신 시스템을 나타낸 블록도.
이하, 본 명세서에 따른 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 명세서에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 명세서의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하의 실시 예들은 본 명세서의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 명세서의 실시 예를 구성하는 것도 가능하다. 본 명세서의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시 예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시 예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
본 명세서에서의 실시 예들은 기지국과 단말 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다.
즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
본 명세서의 실시 예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 명세서의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices),
PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로
세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 명세서의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 명세서의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 명세서의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
제 1 실시 예
제 1 실시 예는 Random Access A-MAP을 이용한 경쟁 기반(Contention-based) 상향링크 데이터 전송 방법을 제공한다.
경쟁 기반(Contention-based)의 임의 접속(Random Access)을 위한 자원 할당법
기지국은 미리 정해진 식별자(ID)를 이용하여 CRC 마스킹(masking)된 제어 메시지를 단말로 전송한다. 여기서, 상기 제어 메시지는 Random Access A-MAP, PDCCH일 수 있다. 또한, 상기 제어 메시지는 매 프레임마다 전송되거나 매 서브 프레임마다 전송될 수 있으며, 프레임 또는 서브 프레임의 미리 정의된 위치나 임의의 위치에 주기적으로 또는 비주기적으로 단말에 전송될 수 있다.
이하에서는 상기 제어 메시지의 일 예인 Random Access A-MAP(RA A-MAP)인 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
상기 제어 메시지는 단말의 상향링크 데이터 버스트 전송을 위한 자원 할당 위치, MCS(Modulation and Coding Scheme) 정보, 최대 재전송 횟수, HARQ ACK 채널 정보 등을 포함할 수 있다.
기지국으로부터 상기 식별자(ID)를 할당받은 단말은(즉, RA가 허용된 단말) 상향링크 데이터 버스트 전송 필요에 따라 기지국으로부터 상기 Random Access A-MAP을 수신한다. 여기서, 상기 Random Access A-MAP은 기지국에 의해 브로드 캐스트되거나 멀티캐스트 방식에 의해 전송될 수 있다.
단말은 상기 수신된 Random Access A-MAP에 의해 할당된 자원 영역을 통해 상향링크 데이터 버스트를 기지국으로 전송한다.
UL Random Access A-MAP(UL RA A-MAP)
기지국은 이용 가능한 자원에 대해 UL RA A-MAP을 통해서 단말에게 할당한
다. 이 경우, 상기 단말에게 전송되는 UL RA A-MAP은 브로드캐스트 방식에 의해 모
든 단말이 수신할 수 있다. 이 경우에 기지국은 잘 알려진 STID를 CRC에 마스킹함
으로써 단말에게 UL RA A-MAP을 전송한다.
또한, 상기 단말에게 전송되는 UL RA A-MAP은 멀티캐스트 방식에 의해 특정그룹의 단말이 수신할 수 있다. 이 경우에 기지국은 Multicast STID를 CRC에 마스킹함으로써 특정 그룹의 단말에게 상기 UL RA A-MAP을 전송한다.
기지국으로부터 상기 UL RA A-MAP을 수신한 단말들 중에서 기지국으로 전송할 상향링크 데이터가 있는 단말은 상기 수신된 UL RA A-MAP에 의해 할당된 자원 영역으로 데이터 버스트를 전송한다.
여기서, 상기 UL RA A-MAP에 의해 할당된 영역은 기지국으로부터 상기 UL RA A-MAP을 수신한 다수의 단말에 의해 contention이 발생하는 영역에 해당한다.
따라서, 상기 영역으로 다수의 단말이 상향링크 데이터 버스트를 전송하는 경우 기지국에서는 수신 에러가 발생할 수 있다.
이 경우, HARQ 재전송에 의한 최대 재전송을 지원하는 경우, 상기 영역에서 contention이 발생하는 경우 의미없는 재전송으로 인해 자원의 낭비가 발생할 수 있다.
따라서, 상기 UL RA A-MAP에 재전송에 대한 최대 재전송 횟수를 제한하는 정보를 포함시키거나 상기 UL RA A-MAP에 의한 상향링크 데이터 버스트 전송에 대해서는 재전송 과정을 수행하지 않도록 할 수 있다.
Contention 조절 방법
또한, 상기와 같이 contention이 발생하여 수신 에러가 발생하는 경우를 해결하기 위하여 상향링크 데이터 버스트 전송을 시도하는 단말의 수를 조절할 수 있다. 상기 단말의 수 조절 방법과 관련하여 정적인(static) 방법과 동적인(dynamic) 방법을 일 예로 들 수 있다.
1. 정적 제어(Static Control) (STID를 이용한 단말 수 조절 방법)
정적 제어 즉, STID를 이용하여 상향링크 데이터 전송을 시도하는 단말 수 조절 방법의 경우, 기지국은 잘 알려진(well know) STID (3GPP의 경우 RNTI)를 미리 할당하여 모든 단말이 상기 STID를 알 수 있도록 할 수 있다. 이 경우 UL RA A-MAP은 모든 단말에게 브로드 캐스트 방식에 의해 전송된다.
또 다른 방법으로, 기지국은 단말과의 등록(Registration) 과정 중에 단말 별로 Multicast STID를 할당함으로써, 특정 그룹 단말만이 상기 UL RA A-MAP에 의해 할당된 자원 영역을 통해 상향링크 데이터 버스트를 전송할 수 있도록 할 수 있다.
또 다른 방법으로, 기지국은 단말과 서비스 협상(Service Negotiation) 중에 특정 FID(Flow Identifier)에 대해서, Multicast STID를 할당하여 특정 단말들의 특정 service 들에 대해서만 상기 기지국으로 접속을 허용하여 단말의 수를 조절할 수 있다.
2. 동적 사용자 제어(UL RA A-MAP을 이용한 단말 수 조절 방법)
기지국은 UL RA A-MAP에 전송 가능한 단말의 요건을 명시적으로 포함시켜 단말 수를 조절함으로써, contention 발생으로 인한 수신 에러를 줄일 수 있다.
기지국은 상기 UL RA A-MAP에 거리(수신 성능) 정보 또는 Access priority 정보 등을 포함시켜 단말로 전송함으로써 단말의 수를 조절할 수 있다.
또한, 기지국은 상기 UL RA A-MAP에 MCS 경계값(bound)을 포함시켜 단말로 전송할 수 있다. 이 경우 기지국으로 전송한 현재 CQI report를 기반으로 하여 일정 MCS 경계값(bound) 이상의 MCS를 가진 단말들만 상기 할당된 영역을 통해 상향링크 데이터 버스트 전송을 시도할 수 있다.
예를 들면, 기지국으로 보고되는 CQI feedback 값이 0~15까지의 값을 가진다고 한다. 이 경우 UL RA A-MAP에 포함된 MCS 경계값이 4라고 가정하면, 상기 UL RA A-MAP에 의해 할당된 영역을 통해 상향링크 데이터 버스트를 전송하기 위해서는 기지국으로 보고된 CQI feedback 값이 4 이상인 단말이어야 한다.
또한, 기지국은 UL RA A-MAP에 최소 접속 클레스(minimum access class)를 포함시켜 단말로 전송할 수 있다. 이 경우 현재 단말의 access class가 상기 UL RA A-MAP에 포함된 minimum 이상인 서비스를 가진 단말들만 상향링크 데이터 버스트 전송을 시도할 수 있다.
또한, 기지국은 UL RA transmission을 지원하는지 여부를 AAI_SCD, AAI_SBC/REG-RSP등의 메시지를 통해 단말에 알릴 수 있다.
이 경우, 단말은 상기 기지국의 UL RA 전송 지원 여부를 나타내는 정보를 확인함으로써, 기지국으로부터 전송되는 UL RA A-MAP을 모니터링할지 여부를 결정할 수 있다.
하기 표 1은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 1 stream만 사용하는 경우의 UL
Random Access A-MAP(UL RA A-MAP)의 format의 일 예를 나타낸다.
표 1
Figure PCTKR2011000589-appb-T000001
Figure PCTKR2011000589-appb-I000001
상기 표 1을 참조하면, RA A-MAP은 재전송 횟수 필드, MCS 경계(Bound) 필드, 최소 접속 클래스(Minimum Access Class) 필드를 포함한다.
여기서, 상기 재전송 횟수 필드는 단말의 상향링크 데이터 버스트 전송이 실패한 경우, 단말이 재전송할 수 있는 최대 횟수를 나타내는 필드이다. 이는 불필요한 재전송을 줄이기 위함이다.
또한, 상기 MCS Bound 필드는 contention UL 전송할 수 있는 단말의 MCS 기준값을 나타낸다. 단말이 CQI를 통해 최신 보고한 MCS 값이 상기 MCS Bound 값보다 크거나 같은 단말들만이 RA A-MAP을 통해 할당된 자원 영역을 통해 상향링크 데이터 버스트를 전송할 수 있음을 나타낸다. 즉, 단말의 CQI 보고를 기반으로 하여 상기 MCS 경계값 이상의 MCS 값을 가진 단말들만 전송을 시도할 수 있다.
또한, 최소 접속 클래스(Minimum Access Class) 필드는 단말의 접속 클레스가 상기 최소 접속 클래스 보다 크거나 같은 PDU들이 상기 RA A-MAP에 의해 할당된 자원 영역을 통해 전송되도록 허용됨을 나타낸다.
즉, 현재 단말이 접속 클래스가 최소 접속 클래스 이상인 서비스를 가지는 단말들만 상향링크 데이터 버스트 전송을 시도할 수 있다.
하기 표 2는 본 명세서의 또 다른 실시 예에 따른 MU-MIMO를 사용하는 경우의 UL Random Access A-MAP(UL RA A-MAP)의 format의 일 예를 나타낸다.
표 2
Figure PCTKR2011000589-appb-T000002
Figure PCTKR2011000589-appb-I000002
상기 표 2를 참조하면, RA A-MAP은 TNS(Total Number of Stream) 필드를 포함한다.
여기서, TNS 필드는 단말의 총 수신 가능한 stream의 개수를 나타낸다. 즉,기지국은 TNS를 통해서 총 수신 가능한 stream의 개수를 알려주며, 단말은 가용한 stream 중에 randomly 선택하여 하나의 stream에 데이터를 전송할 수 있다.
단말 확인(AMS identification) 방법
상기 표 1에서도 살핀 것처럼, 기지국이 전송하는 UL RA A-MAP에는 단말에 관한 정보가 없기 때문에, UL RA A-MAP으로 할당된 자원 영역에 데이터를 송신하는 경우, 단말은 MAC PDU에 단말 식별자(ID)를 포함하여 기지국으로 전송한다.
일 예로, IEEE 802.16m 시스템의 경우, 단말은 STID를 기지국으로 전송함으로써, 상향링크 데이터를 전송하는 단말에 대한 정보를 기지국으로 제공한다.
여기서, 단말은 STID가 포함된 BR Header를 기지국으로 전송할 수 있다.
또한, 단말은 UL MAC PDU에 STID를 알려주는 EH(Extended Header)를 포함하여 전송할 수 있다.
STID를 알려주는 확장 헤더(EH)를 전송하는 경우, STID EH는 일 예로 하기 표 3과 같이 구성될 수 있다.
표 3
Figure PCTKR2011000589-appb-T000003
3GPP LTE의 경우에는 기지국으로 단말의 정보를 알려주기 위해, 단말은 단말 특정 식별자 제어 요소(C-RNTI control element)를 MAC PDU에 포함하여 기지국으로 전송한다.
이하, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 경쟁 기반 상향링크 데이터 버스트 전송 방법에 대해 도면과 함께 구체적으로 살펴보기로 한다.(단말이 전송하는 상향링크 데이터 버스트에 대한 HARQ 재전송이 없는 경우를 예로 들기로 한다.)
먼저, 도 4는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 경쟁 기반 상향링크 데이터 전송 방법을 나타낸 도이다.
도 4를 참조하면, 기지국은 하향링크 서브 프레임 또는 프레임에서 단말에게 잘 알려진 STID 또는 Multicast STID에 의해 CRC가 마스킹된 UL Random Access A-MAP을 단말로 전송한다.(S410)
여기서, 기지국은 상기 UL Random Access A-MAP을 정해진 서브 프레임 또는 프레임 위치에 전송할 수도 있으며, 임의의 서브 프레임 또는 프레임의 위치에 전송할 수 있다. 또한, 기지국은 상기 UL Random Access A-MAP을 주기적으로 또는 비주기적(또는 event-driven)으로 단말에게 전송할 수도 있다.
단말은 상기 잘 알려진 STID 또는 Multicast STID를 이용하여 디마스킹이 성공한 경우에, 상기 UL Random Access A-MAP을 통해 상향링크 데이터 버스트를 기지국으로 전송한다.(S420)
도 5는 본 명세서의 또 다른 일 실시 예에 따른 Grant Size가 부족한 경우, BR Header를 통한 경쟁 기반 상향링크 데이터 전송 방법을 나타낸 도이다.
S501은 S401단계와 동일하므로 설명을 생략하고 차이가 나는 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
단말은 UL RA A-MAP을 통해 수신한 자원 할당 영역 크기가 기지국으로 전송할 데이터 버스트의 크기보다 작은 경우, 대역폭 요청을 위해 기지국으로 BR Header를 전송한다.(S520) 여기서, UL RA A-MAP을 통해 수신한 자원 할당 영역 크기에 해당하는 만큼의 상향링크 데이터 버스트를 기지국으로 전송할 수 있다.
여기서, 단말은 UL RA A-MAP을 통해 수신한 자원 할당 영역 크기가 기지국으로 전송할 데이터 버스트의 크기보다 큰 경우에는 도 4에서의 방법과 동일하다.
다음으로, 단말은 기지국으로부터 UL Basic Assignment A-MAP(UL A-A-MAP)을 수신하고(S530), 상기 수신된 UL A-A-MAP에 의해 할당된 자원 영역을 통해 상향링크 데이터 버스트를 전송한다.(S540) 여기서, 단말은 상기 UL A-A-MAP에 의해 할당된 자원 영역을 통해 상기 남은 데이터 버스트를 전송할 수도 있다.
도 6은 본 명세서의 또 다른 일 실시 예에 따른 Grant Size가 부족한 경우, BR EH와 일부 UL data의 피기백을 통한 경쟁 기반 상향링크 데이터 전송 방법을 나타낸 도이다.
S601은 S401단계와 동일하므로 설명을 생략하고 차이가 나는 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
단말은 UL RA A-MAP을 통해 수신한 자원 할당 영역 크기가 기지국으로 전송할 데이터 버스트의 크기보다 작은 경우, UL data 전송을 위한 대역폭 요청을 위해, 상기 UL RA A-MAP을 통해 할당된 자원 영역 크기 만큼의 상향링크 데이터 일부와 피기백(Piggyback) BR Extended Header를 기지국으로 전송한다.(S620)
다음으로, 단말은 기지국으로부터 UL Basic Assignment A-MAP(UL A-A-MAP)을 수신하고(S630), 상기 수신된 UL A-A-MAP에 의해 할당된 자원 영역을 통해 남은 UL 데이터 버스트를 전송한다.(S640)
만일, 기지국으로부터 다수의 UL RA A-MAP이 전송되는 경우, 단말은 임의 접속(Random Access)에서 사용하는 방법을 이용함으로써, 상향링크 데이터 버스트 전송을 위해 사용할 자원을 결정할 수 있다.
제 2 실시 예
제 2 실시 예는 기기 간 통신(Machine-to-Machine:M2M) 환경에서 Random Access A-MAP을 이용하여 경쟁 기반의 상향링크 데이터 버스트 전송 방법을 제공한다.
먼저, 기기 간 통신(M2M)에 대해서 간략히 살펴보기로 한다.
기기 간 통신(Machine to Machine:M2M)이란, 표현 그대로 전자 장치와 전자 치 간의 통신을 의미한다. 즉, 사물 간의 통신을 의미한다. 일반적으로, 전자 장치 간의 유선 혹은 무선 통신이나, 사람이 제어하는 장치와 기계간의 통신을 의미하지만, 전자 장치와 전자 장치 간 즉, 기기 간 무선 통신을 특별히 지칭하는 의미로 사용된다. 또한, 셀룰러 네트워크에서 사용되는 M2M 단말들은 일반적인 단말들보다 성능이나 능력이 떨어진다.
또한, M2M 환경의 특징은 하기와 같다.
1. 셀 내의 많은 수의 단말
2. 적은 데이터 량
3. 낮은 전송 빈도수
4. 제한된 수의 데이터 특성
5. 시간 지연에 민감하지 않음
이하에서, 기기 간 통신(M2M)에서 경쟁 기반(contention-based) UL data 전송 방법에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.
Group-wise scheduling
기지국이 자원 할당에 대한 스케쥴링(scheduling)을 단말 단위로 하는 경우, 많은 수의 M2M 단말들로 인해 관비 부담이 증가한다. 따라서, 기지국은 스케쥴링을 M2M 그룹(group) 단위로 할 수 있다.
여기서, 기지국은 M2M Group 단위로 자원을 할당하되, 그 수와 비율을 적절히 조절함으로써, contention UL 전송 방법을 M2M 환경에서도 적용할 수 있다.
즉, 기지국은 M2M 그룹 간의 우선 순위, 서비스 종류, 자원 할당 크기 등을 고려함으로써 M2M 그룹들 간 스케쥴링을 수행할 수 있다.
폴링(Polling) 기반 자원 할당
M2M 환경에서, 단말들에게 임의 접속(random access)을 허용할 경우, 많은 수의 단말들로 인해 기존 단말의 성능을 떨어뜨릴 수 있다.
M2M 환경에서 단말이 요구하는 대역폭(Bandwidth)은 비교적 일정할 것이기 때문에, 복잡한 대역폭 요청(BR)도 큰 의미가 없게 된다.
따라서, 기지국은 M2M 단말에게 대역폭 요청(Bandwidth Request)을 허용하지 않고, RA A-MAP을 이용하여 자원을 할당할 수 있다. 여기서, 기지국은 단말에게 대역폭 요청을 허용하지 않음을 나타내는 정보를 미리 전송할 수도 있다.
이 경우, 특정 M2M 단말만이 경쟁기반 상향링크 데이터 전송을 시도하기 때문에 기존 단말의 성능에 크게 영향을 미치지 않게 된다. 따라서, 단말은 채널 품질 지시자(CQI)를 기지국으로 전송하지 않고, 단말에 저장하고 있다가 사용할 수 있다.
이하에서, M2M 환경에서 경쟁 기반 상향링크 데이터 전송 방법에 대한 기지국의 동작 방법을 설명하기로 한다.
먼저, 기지국은 특정 M2M Group에 RA A-MAP을 수신할 수 있는 Multicast STID를 할당한다. 여기서, 기지국은 M2M 그룹의 단말 수, 자원 할당 크기, 서비스 종류, 우선 순위 등을 고려하여 상기 Multicast STID를 특정 M2M 그룹에 할당할 수 있다.
다음, 기지국은 상기 특정 M2M Group에 자원 할당을 위해, Random Access A-MAP의 CRC에 해당 Multicast STID를 마스킹(masking) 하여 단말로 상기 RA A-MAP을 전송한다.
기지국은 상기 RA A-MAP을 특정 서브 프레임 또는 프레임의 위치에 주기적으로 또는 비주기적으로 단말에 전송할 수 있다.
여기서, 기지국이 상기 RA A-MAP을 주기적으로 단말로 전송하는 경우에는 그와 관련된 주기 정보를 접속 단계에서 제공하거나 RA A-MAP 또는 Multicast control 정보에 포함시켜 단말로 전송할 수 있다.
단말의 수 조절 방법
기지국은 RA A-MAP에 MCS 경계값(bound) (Lower, Upper)을 포함시켜 전송함으로써, 상향링크 데이터 버스트 전송을 시도하는 단말의 수와 특성을 조절할 수 있다.
또한, 기직국은 RA A-MAP에 최소 접속 클레스(Minimum Access Class)를 포함시켜 전송함으로써 단말의 수를 조절할 수 있다.
하기 표 4는 제 2 실시 예에 따른 RA A-MAP의 포맷의 일 예를 나타낸다.
표 4
Figure PCTKR2011000589-appb-T000004
Figure PCTKR2011000589-appb-I000003
도 7은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
기지국(710)는 제어부(711), 메모리(712) 및 무선통신(RF)부(radio frequency unit)(713)을 포함한다.
제어부(711)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 제어부(711)에 의해 구현될 수 있다.
제어부(711)는 RA A-MAP을 통해 수신된 자원 할당 영역을 통해, 상향링크 데이터 버스트를 전송하도록 제어할 수 있다.
메모리(712)는 제어부(711)와 연결되어, 다중 반송파 운영을 위한 프로토콜이나 파라미터를 저장한다. RF부(713)는 제어부(711)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
단말(720)은 제어부(721), 메모리(722) 및 무선통신(RF)부(723)을 포함한다.
제어부(721)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 제어부(721)에 의해 구현될 수 있다. 제어부(721)는 RA A-MAP을 통해 수신된 자원 할당 영역을 통해, 상향링크 데이터 버스트를 전송하도록 제어할 수 있다.
메모리(712)는 제어부(721)와 연결되어, 다중 반송파 운영을 위한 프로토콜이나 파라미터를 저장한다. RF부(713)는 제어부(721)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
제어부(711, 721)은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(712,722)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(713,723)은 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(712,722)에 저장되고, 제어부(711, 721)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(712,722)는 제어부(711, 721) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 제어부(711, 721)와 연결될 수 있다.

Claims (23)

  1. 무선 접속 시스템에서 단말의 상향링크 데이터 버스트 전송 방법에 있어서,경쟁 기반에 상향링크 데이터 버스트 전송을 위한 자원 할당 정보 및 경쟁 기반의 상향링크 데이터 버스트 전송을 시도하는 단말의 수를 결정하기 위한 제어 정보를 포함하는 제 1 메시지를 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
    상기 제어 정보에 기초하여, 상기 자원 할당 정보로부터 할당된 자원 영역을 통해 상향링크 데이터 버스트를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 정보는 단말이 보고하는 CQI 피드백 레벨 값을 가지는 MCS 바운드 정보인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 정보는 최소 접속 클래스(Minimum Access Class) 정보인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 단말의 최신 CQI 피드백 값 또는 상기 단말의 접속 클래스가 상기 제어 정보보다 큰 값 또는 같은 값을 가지는 경우, 상기 상향링크 데이터 버스트를 상기 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 메시지는 임의 접속 맵 메시지(Random Access A-MAP)인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 메시지는 broadcast STID 또는 multicast STID로 CRC 마스킹되어 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 자원 할당 정보는 자원 할당 위치, 자원 할당 영역 크기 및 MCS 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 제 1 메시지는 최대 재전송 횟수 정보 및 HARQ ACK 채널 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 자원 할당 영역 크기와 상기 기지국으로 전송하기 위한 상향링크 데이터 버스트의 크기를 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과, 상기 전송할 상향링크 데이터 버스트의 크기가 더 큰 경우, 대역폭 요청을 위한 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 상향링크 기본 할당 맵 메시지를 수신하는 단계; 및상기 상향링크 기본 할당 맵 메시지에서 할당된 자원 영역을 통해, 남은 상향링크 데이터 버스트를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 대역폭 요청을 위한 메시지는 대역폭 요청 확장 헤더이며, 상기 대역폭 요청 확장 헤더는 상향링크 데이터 버스트와 피기백되어 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 상향링크 데이터 버스트는 MAC PDU로 전송되며,
    상기 MAC PDU는 단말을 식별하기 위한 단말 식별자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 메시지가 전송되는지 여부를 나타내는 지시자를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 지시자를 이용하여 상기 제 1 메시지에 대한 모니터링 여부를 결정하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 메시지는 상향링크 데이터 버스트 전송에 이용되는 스트림의 총 개수를 나타내는 전체 스트림 개수(TNS) 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 전체 스트림 개수 중 어느 하나의 스트림을 선택하여, 상기 선택된 스트림을 통해 상기 기지국으로 상향링크 데이터 버스트를 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 무선 접속 시스템에서 상향링크 데이터 버스트 전송을 위한 단말에 있어서,메모리;
    외부와 무선 신호을 송수신하기 위한 무선 통신부; 및
    경쟁 기반의 상향링크 데이터 버스트 전송을 위한 자원 할당 정보 및 경쟁 기반의 상향링크 데이터 버스트 전송을 시도하는 단말의 수를 결정하기 위한 제어 정보를 포함하는 제 1 메시지를 기지국으로부터 수신하도록 상기 무선 통신부를 제어하며,
    상기 제어 정보에 기초하여, 상기 자원 할당 정보로부터 할당된 자원 영역을 통해 상향링크 데이터 버스트를 상기 기지국으로 전송하도록 상기 무선통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제어 정보는 단말이 보고하는 CQI 피드백 레벨 값을 가지는 MCS 바운드 정보인 것을 특징으로 하는 단말.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 제어 정보는 최소 접속 클래스(Minimum Access Class) 정보인 것을 특징으로 하는 단말.
  18. 제 16항 또는 제 17항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 단말의 최신 CQI 피드백 값 또는 상기 단말의 접속 클래스가 상기 제어 정보보다 크거나 같은 값을 가지는 경우, 상기 상향링크 데이터 버스트를 상기 기지국으로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
  19. 제 16항 또는 제 17항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 단말의 최신 CQI 피드백 값 또는 상기 단말의 접속 클래스가 상기 제어 정보보다 작거나 같은 값을 가지는 경우, 상기 상향링크 데이터 버스트를 상기 기지국으로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
  20. 제 15항에 있어서,
    상기 제 1 메시지는 임의 접속 맵 메시지(Random Access A-MAP)인 것을 특징으로 하는 단말.
  21. 제 15항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 자원 할당 정보에 포함된 자원 할당 영역 크기와 상기 기지국으로 전송하기 위한 상향링크 데이터 버스트의 크기를 비교하며, 상기 비교 결과, 상기 전송할 상향링크 데이터 버스트의 크기가 더 큰 경우, 대역폭 요청을 위한 메시지를 상기 기지국으로 전송하도록 상기 무선 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 기지국으로부터 상향링크 기본 할당 맵 메시지를 수신하도록 상기 무선 통신부를 제어하며, 상기 상향링크 기본 할당 맵 메시지에서 할당된 자원 영역을 통해, 남은 상향링크 데이터 버스트를 상기 기지국으로 전송하도록 상기 무선통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 대역폭 요청을 위한 메시지는 대역폭 요청 확장 헤더이며, 상기 제어부는 상기 대역폭 요청 확장 헤더 및 상향링크 데이터 버스트를 피기백하여 전송하도록 상기 무선통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
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