WO2013105829A1 - 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스의 수행장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스의 수행장치 및 방법 Download PDF

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WO2013105829A1
WO2013105829A1 PCT/KR2013/000266 KR2013000266W WO2013105829A1 WO 2013105829 A1 WO2013105829 A1 WO 2013105829A1 KR 2013000266 W KR2013000266 W KR 2013000266W WO 2013105829 A1 WO2013105829 A1 WO 2013105829A1
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WO
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random access
serving cell
terminal
time alignment
subheader
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/000266
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French (fr)
Inventor
권기범
안재현
허강석
Original Assignee
주식회사 팬택
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
    • H04W74/0833—Random access procedures, e.g. with 4-step access
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
    • H04B7/26—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
    • H04B7/2612—Arrangements for wireless medium access control, e.g. by allocating physical layer transmission capacity

Definitions

  • the present invention relates to wireless communication, and more particularly, to an apparatus and method for performing random access in a wireless communication system.
  • the bandwidth between uplink and downlink is set differently, only one carrier is considered.
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • LTE long term evolution
  • the number of carriers constituting uplink and downlink is one, and the bandwidth of the uplink and the downlink are generally symmetrical to each other. to be.
  • random access is performed using one carrier.
  • random access can be implemented through multiple component carriers.
  • the multi-component carrier system refers to a wireless communication system capable of supporting carrier aggregation.
  • Carrier aggregation is a technique for efficiently using fragmented small bands in order to combine physically non-continuous bands in the frequency domain and to have the same effect as using logically large bands.
  • the UE In order to access the network, the UE goes through a random access process.
  • the random access process may be divided into a contention based random access procedure and a non-contention based random access procedure.
  • the biggest difference between the contention-based random access process and the non- contention-based random access process is whether a random access preamble is assigned to one UE.
  • contention-free random access process since the terminal uses a dedicated random access preamble designated only to the terminal, contention (or collision) with another terminal does not occur.
  • contention refers to two or more terminals attempting a random access procedure using the same random access preamble through the same resource.
  • contention-based random access process there is a possibility of contention because the terminal uses a randomly selected random access preamble.
  • signals of a plurality of serving cells have different time delays, multiple time alignment values are required. If the UE performs random access for each serving cell in order to obtain multi-time alignment values, overhead may be generated for limited uplink resources, and complexity of random access may increase. There is a need for a method of performing random access in a multi-component carrier system that reduces such overhead and complexity.
  • An object of the present invention is to provide an apparatus and method for performing random access in a wireless communication system.
  • Another technical problem of the present invention is to provide an apparatus and method for performing random access to obtain a time alignment value commonly applied to a plurality of secondary serving cells in one random access procedure.
  • Another technical problem of the present invention is to provide an apparatus and method for classifying secondary serving cells to which a same time alignment value is applied.
  • Another technical problem of the present invention is to provide an apparatus and method for transmitting a random access response message including a time alignment value for each secondary serving cell group.
  • Another technical problem of the present invention is to provide an apparatus and method for indicating a PDSCH including a RAR MAC PDU to a PDCCH scrambled with C-RNTI so that the UE can search in a UE-specific search space of a secondary serving cell. In providing.
  • Another technical problem of the present invention is a new type of hybrid in which a UE can distinguish whether a MAC PDU of a PDSCH indicated by a PDCCH scrambled with C-RNTI is a RAR MAC PDU or a MAC PDU for DL-SCH. In providing a MAC PDU.
  • a random access processing unit for generating a random access preamble, a transmission unit for transmitting the random access preamble to a base station on a secondary serving cell (secondary serving cell), and cell radio network temporary that is a unique identifier of the terminal
  • the random access response message included in a physical downlink control channel scrambled with a cell-radio network temporary identifier (C-RNTI) and a physical downlink shared channel indicated by the physical downlink control information are used. It provides a terminal including a receiving unit for receiving from the base station.
  • C-RNTI cell-radio network temporary identifier
  • the random access response message includes a medium access control (MAC) control element, wherein the MAC control element is a time forward command for indicating a time alignment value for adjusting an uplink time for the secondary serving cell
  • the random access response message may further include a subheader corresponding to the MAC control element.
  • generating a random access preamble transmitting the random access preamble to a base station on a secondary serving cell, and scrambled with a cell radio network temporary identifier (C-RNTI), which is a unique identifier of a terminal.
  • C-RNTI cell radio network temporary identifier
  • the random access response message includes a MAC control element
  • the MAC control element includes a time forward command field indicating a time alignment value for adjusting the uplink time for the secondary serving cell
  • the random access response may further include a subheader corresponding to the MAC control element.
  • the terminal may receive one MAC PDU without separately receiving the MAC control element message and the general MAC information twice. Can be received via Therefore, the time required for the random access procedure can be shortened, and the procedure can be simplified.
  • FIG. 1 shows a wireless communication system to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of performing random access according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a random access procedure according to an embodiment of the present invention. This is a contention free random access procedure.
  • FIG 5 shows another example in which DCI is mapped to an extended physical downlink control channel according to the present invention.
  • FIG. 6 shows another example in which DCI is mapped to an extended physical downlink control channel according to the present invention.
  • FIG. 7 illustrates a MAC PDU structure according to an embodiment of the present invention. This is a RAR MAC PDU.
  • FIG. 8 shows a MAC PDU structure according to another example of the present invention. This is a MAC PDU for DL-SCH.
  • the MAC control element may be a MAC RAR field or a RAR MAC control element.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a structure of a MAC control element according to another example of the present invention.
  • FIG. 11 shows a MAC PDU structure according to another example of the present invention.
  • FIG. 12 is a block diagram showing the structure of a MAC control element according to another example of the present invention.
  • FIG. 13 shows a MAC PDU structure according to another example of the present invention.
  • FIGS. 14 and 15 are block diagrams illustrating the structure of a MAC control element according to another example of the present invention.
  • 16 is a block diagram showing the structure of a MAC control element according to another example of the present invention.
  • 17 is a block diagram showing the structure of a MAC control element according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a random access procedure according to another example of the present invention.
  • 19 is an explanatory diagram illustrating a method of configuring a time alignment group and a method of determining a time alignment value in a multi-component carrier system according to the present invention.
  • 20 is a flowchart illustrating a method of performing random access according to another example of the present invention.
  • 21 is a flowchart for explaining a method of performing random access according to another embodiment of the present invention.
  • 22 is a flowchart for explaining a method of performing random access according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a flowchart illustrating an operation of a terminal performing random access according to an embodiment of the present invention.
  • 24 is a flowchart illustrating an operation of a base station performing random access according to an embodiment of the present invention.
  • 25 is a block diagram illustrating a base station and a terminal for performing random access according to an embodiment of the present invention.
  • 26 illustrates a MAC control element for TAG according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 illustrates a MAC control element for TAG according to another example of the present invention.
  • the present specification describes a wireless communication network
  • the operation performed in the wireless communication network is performed in the process of controlling the network and transmitting data in the system (for example, the base station) that is in charge of the wireless communication network, or the corresponding wireless Work may be done at the terminal coupled to the network.
  • FIG. 1 shows a wireless communication system to which the present invention is applied.
  • the wireless communication system 10 is widely deployed to provide various communication services such as voice and packet data.
  • the wireless communication system 10 includes at least one base station (BS) 11.
  • BS base station
  • Each base station 11 provides a communication service for specific cells 15a, 15b, and 15c.
  • the cell can in turn be divided into a number of regions (called sectors).
  • the mobile station (MS) 12 may be fixed or mobile, and may include a user equipment (UE), a mobile terminal (MT), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device, and a PDA. (personal digital assistant), wireless modem (wireless modem), a handheld device (handheld device) may be called other terms.
  • the base station 11 may be called in other terms such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point, an femto base station, a home nodeB, a relay, and the like. .
  • eNB evolved-NodeB
  • BTS base transceiver system
  • the cell should be interpreted in a comprehensive sense of a part of the area covered by the base station 11 and encompasses various coverage areas such as megacells, macrocells, microcells, picocells and femtocells.
  • downlink means communication from the base station 11 to the terminal 12, and uplink means communication from the terminal 12 to the base station 11.
  • the transmitter may be part of the base station 11 and the receiver may be part of the terminal 12.
  • the transmitter may be part of the terminal 12 and the receiver may be part of the base station 11.
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • TDMA Time Division Multiple Access
  • FDMA Frequency Division Multiple Access
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier-FDMA
  • OFDM-FDMA OFDM-FDMA
  • OFDM-TDMA OFDM-TDMA
  • various multiple access schemes such as OFDM-CDMA may be used.
  • the uplink transmission and the downlink transmission may use a time division duplex (TDD) scheme that is transmitted using different times, or may use a frequency division duplex (FDD) scheme that is transmitted using different frequencies.
  • TDD time division duplex
  • FDD frequency division duplex
  • Carrier aggregation supports a plurality of carriers, also referred to as spectrum aggregation or bandwidth aggregation.
  • Individual unit carriers bound by carrier aggregation are called component carriers (CCs).
  • Each component carrier is defined by a bandwidth and a center frequency.
  • Carrier aggregation is introduced to support increased throughput, to prevent cost increase due to the introduction of wideband radio frequency (RF) devices, and to ensure compatibility with existing systems. For example, if five component carriers are allocated as granularity in a carrier unit having a 20 MHz bandwidth, a bandwidth of up to 100 MHz may be supported.
  • Carrier aggregation may be divided into contiguous carrier aggregation between continuous component carriers in the frequency domain and non-contiguous carrier aggregation between discontinuous component carriers.
  • the number of carriers aggregated between the downlink and the uplink may be set differently. The case where the number of downlink component carriers and the number of uplink component carriers are the same is called symmetric aggregation, and when the number is different, it is called asymmetric aggregation.
  • the size (ie, bandwidth) of component carriers may be different from each other. For example, assuming that 5 component carriers are used for the configuration of the 70 MHz band, a 5 MHz component carrier (carrier # 0) + 20 MHz component carrier (carrier # 1) + 20 MHz component carrier (carrier # 2) + 20 MHz component carrier (carrier # 3) + 5MHz component carrier (carrier # 4) may be configured.
  • a multiple carrier system refers to a system supporting carrier aggregation.
  • Adjacent carrier aggregation and / or non-adjacent carrier aggregation may be used in a multi-component carrier system, and either symmetric aggregation or asymmetric aggregation may be used.
  • the component carrier may be divided into a primary component carrier (PCC) and a secondary component carrier (SCC) according to activation.
  • the major carriers are always active carriers, and the subcarrier carriers are carriers that are activated / deactivated according to specific conditions. Activation refers to the transmission or reception of traffic data being made or in a ready state. Deactivation means that transmission or reception of traffic data is impossible, and measurement or transmission of minimum information is possible.
  • the terminal may use only one major carrier, or may use one or more subcomponent carriers together with the major carrier.
  • the terminal may be assigned a major carrier and / or sub-carrier carrier from the base station.
  • the primary serving cell refers to one serving cell that provides security input and NAS mobility information in an RRC connection or re-establishment state.
  • at least one cell may be configured to form a set of serving cells together with the main serving cell, wherein the at least one cell is called a secondary serving cell.
  • the set of serving cells configured for one terminal may consist of only one main serving cell, or may consist of one main serving cell and at least one secondary serving cell.
  • the downlink component carrier corresponding to the main serving cell is called a DL PCC
  • the uplink component carrier corresponding to the main serving cell is called an UL PCC
  • the component carrier corresponding to the secondary serving cell is called a downlink sub-component carrier (DL SCC)
  • DL SCC downlink sub-component carrier
  • UL SCC uplink sub-component carrier
  • the communication between the terminal and the base station through the DL CC or the UL CC in the carrier system is a concept equivalent to the communication between the terminal and the base station through the serving cell.
  • transmitting a random access preamble by using a UL CC is equivalent to transmitting a random access preamble by using a primary serving cell or a secondary serving cell.
  • the UE receiving the downlink information by using the DL CC can be seen as a concept equivalent to receiving the downlink information by using the primary serving cell or secondary serving cell.
  • the main serving cell and the secondary serving cell has the following characteristics.
  • the primary serving cell is used for transmission of the PUCCH.
  • the secondary serving cell may not transmit the PUCCH, but may transmit some control information of the information in the PUCCH through the PUSCH.
  • the main serving cell is always activated, while the secondary serving cell is a carrier that is activated / deactivated according to a specific condition.
  • the specific condition may be a case where the activation / deactivation MAC control element message of the base station is received or the deactivation timer configured for each secondary serving cell in the terminal expires.
  • the primary serving cell experiences RLF, RRC reconnection is triggered, but when the secondary serving cell experiences RLF, RRC reconnection is not triggered. Or, the RLF is not defined for the secondary serving cell.
  • the radio link failure occurs when downlink performance is maintained below a threshold for a predetermined time or when a random access procedure through the main serving cell fails more than a threshold. If the random access procedure through the secondary serving cell fails more than the threshold number of times, only the corresponding random access procedure is terminated.
  • the main serving cell may be changed by a security key change or a handover procedure accompanying a random access procedure.
  • a content resolution message only a downlink control channel indicating a CR (hereinafter referred to as a 'PDCCH') should be transmitted through the primary serving cell, and the CR information may be transmitted through the primary serving cell or the secondary serving cell. Can be sent through.
  • NAS non-access stratum
  • the main serving cell is always configured with a pair of DL PCC and UL PCC.
  • a different CC may be set as a primary serving cell for each terminal.
  • RRC radio resource control
  • RRC signaling may be used to transmit system information of a dedicated secondary serving cell.
  • the main serving cell is a PDCCH (for example, downlink allocation information allocated to a UE-specific search space) configured to transmit control information only to a specific terminal in an area for transmitting control information. Or uplink grant information) and a PDCCH (for example, system information (for example, system information) allocated to a common search space configured for transmitting control information to all terminals in a cell or a plurality of terminals meeting specific conditions). SI), random access response (RAR), and transmit power control (TPC).
  • the secondary serving cell may be set only a terminal-specific search space. That is, since the terminal cannot identify the common search space through the secondary serving cell, the terminal cannot receive control information transmitted only through the common search space and data information indicated by the control information.
  • a secondary serving cell in which a common search space (CSS) can be defined may be defined, and the secondary serving cell is referred to as a special secondary serving cell (special SCell).
  • the special secondary serving cell is always configured as a scheduling cell during cross carrier scheduling.
  • the PUCCH configured in the main serving cell may be defined for the special secondary serving cell.
  • the PUCCH for the special secondary serving cell may be fixedly configured when the special secondary serving cell is configured, or the base station may be allocated (configured) or released by RRC signaling (RRC reconfiguration message) when the base station is reconfigured for the secondary secondary cell. have.
  • the PUCCH for the special secondary serving cell includes ACK / NACK information or channel quality information (CQI) of the secondary serving cells present in the corresponding sTAG, and as mentioned above, may be configured through RRC signaling by the base station. have.
  • CQI channel quality information
  • the base station may configure one special secondary serving cell of a plurality of secondary serving cells in the sTAG, or may not configure a special secondary serving cell.
  • the reason for not configuring the special secondary serving cell is because it is determined that CSS and PUCCH need not be set. For example, if it is determined that the contention-based random access procedure does not need to be performed in any secondary serving cell, or it is determined that the current capacity of the PUCCH of the primary serving cell is sufficient, it is not necessary to set the PUCCH for the additional secondary serving cell. Corresponding.
  • a propagation delay occurs while a radio wave propagates at a transmitter and is transmitted from a receiver. Therefore, even if both transmitters and receivers know exactly the time when radio waves propagate in the transmitter, the time that a signal arrives at the receiver is affected by the transmission / reception period distance, the surrounding radio wave environment, and changes with time when the receiver moves. If the receiver does not know exactly when a signal transmitted from the transmitter is received, even if the signal reception fails or is received, the receiver may receive a distorted signal and communication becomes impossible.
  • synchronization between a base station and a terminal must be made in advance in order to receive an information signal regardless of downlink and uplink.
  • synchronization there are various types of synchronization, such as frame synchronization, information symbol synchronization, and sampling period synchronization.
  • Sampling period synchronization is the most basic synchronization to be obtained in order to distinguish physical signals.
  • Downlink synchronization acquisition is performed in the terminal based on the signal of the base station.
  • the base station transmits a specific signal mutually promised to facilitate downlink synchronization acquisition in the terminal.
  • the terminal should be able to accurately discern the time when the specific signal transmitted from the base station is transmitted.
  • a base station since a base station transmits a synchronization signal in its service area, it can simultaneously transmit the same synchronization signal to a plurality of terminals existing in the service area. Accordingly, the terminals may acquire synchronization independently based on their propagation environment and receiver characteristics.
  • the base station receives signals transmitted from multiple terminals.
  • the transmission signals of each terminal received by the base station have different transmission delay time.
  • each terminal existing in the uplink service area of the base station transmits uplink information on the basis of independently acquired downlink synchronization time, for example, information symbol synchronization or frame synchronization, uplink information of each terminal Are received by the base station at different times.
  • the base station may not acquire synchronization based on any one terminal unless the signals allocated to each terminal are physically separated and received through filtering or the like.
  • the need for uplink synchronization acquisition may be different for each multiple access scheme.
  • each uplink signal may be separated by using a RAKE receiver, which is generally considered when designing a CDMA receiver. Therefore, uplink synchronization acquisition does not have to be essential.
  • the base station in a wireless communication system based on SC-FDMA, OFDMA or FDMA, the base station simultaneously receives and demodulates uplink signals of all terminals. Therefore, as uplink signals of a plurality of terminals are received at the correct time, reception performance increases, and as the difference in reception time of each terminal signal increases, the reception performance deteriorates rapidly. Therefore, uplink synchronization acquisition may be essential.
  • a random access procedure may be performed for uplink synchronization acquisition, and the terminal acquires uplink synchronization based on a timing alignment value transmitted from the base station during the random access procedure.
  • the time alignment value always has a value greater than 0, that is, when there is always an uplink synchronization time before the current downlink subframe synchronization position, the time alignment value is called a timing advanced value. Can be defined.
  • the terminal When uplink synchronization is obtained, the terminal starts a time alignment timer. When the time alignment timer is in operation, the terminal and the base station are in a state of uplink synchronization with each other. If the time alignment timer expires or does not operate, the UE and the base station report that they are not synchronized with each other, and the UE does not perform uplink transmission other than the transmission of the random access preamble.
  • one terminal communicates with a base station through a plurality of component carriers or a plurality of serving cells. If the signals of the plurality of serving cells configured in the terminal all have the same time delay, the terminal may acquire uplink synchronization for all the serving cells with only one time alignment value. On the other hand, if the signals of the plurality of serving cells have different time delays, different time alignment values are required for each serving cell. That is, multiple timing alignment values or multiple timing advance values are required. If the UE performs random access for each serving cell in order to obtain multi-time alignment values, overhead may be generated for limited uplink resources, and complexity of random access may increase. There is a need for a method of performing random access in a multi-component carrier system that reduces such overhead and complexity.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of performing random access according to an embodiment of the present invention.
  • the base station collects classifying information from the terminal, the neighboring base station, and the core network (S500).
  • the classification information provides information or criteria necessary for classifying at least one serving cell configured in the terminal into a time alignment group (TAG).
  • TAG time alignment group
  • the classification information collects geographic location information of the terminal, measurement information on the primary serving cell / subserving cells of the terminal, and neighbor cell measurement information from the terminal, and arranges the network from neighboring base stations and the core network. It can collect information including network deployment information.
  • the geographic location information of the terminal indicates a location that can be expressed by latitude, longitude, height, etc. of the terminal.
  • the neighbor cell measurement information of the terminal includes a reference signal received power (RSRP) or a reference signal received quality (RSRQ) of the reference signal transmitted from the neighbor cell.
  • the network configuration information is information indicating an arrangement of a base station, a frequency selective repeater (FSR) or a remote radio head (RRH).
  • Step S500 indicates that the terminal transmits the classification information to the base station, but the base station may know the classification information separately or may already have it. In this case, random access according to the present embodiment may be performed with step S500 omitted.
  • the base station classifies the serving cells to form a time alignment group (S505).
  • Serving cells may be classified or configured into each time alignment group according to classification information.
  • the timing advanced group (TAG) is a set of serving cells that commonly apply the same timing advanced (timing advanced or timing alignment) value and apply the same timing reference DL CC.
  • the time alignment group may be called a timing advance group.
  • the TAG is classified into a pTAG (primary TAG) including a main serving cell and a sTAG (secondary TAG) not including a main serving cell. Therefore, there is only one pTAG and at least one sTAG if multiple time alignment values are required. For example, when the first serving cell and the second serving cell belong to the same time alignment group TAG1, the same time alignment value TA 1 is applied to the first serving cell and the second serving cell. On the other hand, when the first serving cell and the second serving cell belong to different time alignment groups TAG1 and TAG2, different time alignment values TA 1 and TA 2 are applied to the first serving cell and the second serving cell, respectively.
  • the time alignment group may include a main serving cell, may include at least one secondary serving cell, and may include a primary serving cell and at least one secondary serving cell.
  • the base station may configure a time alignment group specific to the terminal. Since the serving cell configuration information is configured individually and independently for each terminal, when this is used as classification information, a time alignment group may also be configured individually and independently for each terminal.
  • the time alignment groups for the first terminal are TAG1_UE1 and TAG2_UE1
  • the time alignment groups for the second terminal are TAG1_UE2 and TAG2_UE2.
  • TAG1_UE1 ⁇ first serving cell ⁇
  • TAG2_UE1 ⁇ second serving cell ⁇ when the first and second serving cells are configured in the first terminal
  • TAG1_UE2 when the first to fourth serving cells are configured in the second terminal.
  • TAG1_UE2 when the first to fourth serving cells are configured in the second terminal.
  • the base station may configure a time alignment group specific to the cell. Since the network configuration information is determined irrespective of the terminal, when this is used as the classification information, the time alignment group may be configured cell-centric regardless of the terminal. For example, assume that a first serving cell of a specific frequency band is always served by a frequency selective repeater or a remote radio head, and a second serving cell is served by a base station. In this case, the first serving cell and the second serving cell are classified into different time alignment groups for all terminals in the service area of the base station.
  • the base station transmits time alignment group configuration information (TAG configuration) to the terminal (S510).
  • TAG configuration time alignment group configuration information
  • the time alignment group configuration information classifies at least one serving cell configured in the terminal into a time alignment group. That is, the time alignment group configuration information describes a state in which the time alignment group is configured.
  • the time alignment group setting information may include a number field of the time alignment group, an index field of each time alignment group, and an index field of a serving cell included in each time alignment group, and these fields may include a time alignment group. Describe the configured state.
  • the time alignment group configuration information may further include representative serving cell information in each time alignment group.
  • the representative serving cell is a serving cell capable of performing a random access procedure for maintaining and configuring uplink synchronization in each time alignment group.
  • the representative serving cell may be called a special SCell, a reference SCell, or a timing reference serving cell.
  • the base station transmits a preamble through a random access procedure indicator such as a PDCCH order (order) and SIB2 connection establishment ( linked)
  • a DL CC is defined as a DL CC as a timing reference
  • a serving cell including the timing reference DL CC is defined as a timing reference serving cell.
  • the terminal performs a random access procedure on the base station (S515).
  • the random access procedure for the secondary serving cell may be performed only when the terminal receives a random access procedure indicator from the base station on the secondary serving cell.
  • the random access procedure may be performed on a contention-free or contention-based basis. Since the procedure differs depending on whether contention-based or contention-based, the random access procedure will be described with reference to the drawings. Step S515 follows the procedure of FIG. 3 in the case of non-contention based and the procedure of FIG. 18 in the case of contention-based.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a random access procedure according to an embodiment of the present invention. This is a contention free random access procedure.
  • the base station selects one of the reserved random access preambles previously reserved for the non-contention based random access procedure among all available random access preambles, and the index and available time / of the selected random access preamble /
  • random access preamble assignment information including frequency resource information is transmitted to the terminal.
  • the UE needs to be allocated a dedicated random access preamble with no possibility of collision from the base station for a non-contention based random access procedure.
  • the UE may obtain a dedicated random access preamble from the handover command message.
  • the terminal may obtain a dedicated random access preamble through PDCCH, that is, physical layer signaling.
  • the physical layer signaling is downlink control information (DCI) format 1A and may include fields shown in Table 1 below.
  • the random access preamble index is an index indicating a random access preamble selected from among dedicated random access preambles reserved in advance for a contention-free random access procedure
  • the PRACH mask index is an available time / frequency resource.
  • Information is indicated again according to a frequency division duplex (FDD) system and a time division duplex (TDD) system, as shown in Table 2 below.
  • FDD frequency division duplex
  • TDD time division duplex
  • the terminal transmits the allocated dedicated random access preamble to the base station through the representative serving cell (S605).
  • the representative serving cell is a serving cell selected to transmit a random access preamble in a time alignment group configured in the terminal.
  • the representative serving cell may be selected for each time alignment group.
  • the UE may transmit a random access preamble on a representative serving cell in any one time alignment group among a plurality of time alignment groups, or may transmit a random access preamble on each representative serving cell in two or more time alignment groups.
  • the terminal transmits the allocated dedicated random access preamble to the base station through the second serving cell or the fifth serving cell.
  • the random access preamble is not transmitted in the serving cell other than the representative serving cell in each time alignment group.
  • the random access preamble may be transmitted after the representative serving cell is activated.
  • the random access procedure for the secondary serving cell may be initiated by the PDCCH order (order) transmitted by the base station.
  • PDCCH order order
  • a non-contention-based random access procedure will be described based on the present invention, but may be applied to a contention-based random access procedure by the base station.
  • the terminal may use the representative time alignment value as the time alignment value of another serving cell. This is because the same time alignment value is applied to the serving cells belonging to the same time alignment group. By blocking unnecessary random access procedures in a specific serving cell, duplication, complexity, and overhead of the random access procedure can be reduced.
  • the base station transmits a random access response message to the terminal (S610).
  • the random access response message is a MAC message related to random access.
  • the random access response message includes a timing advance command (TAC) field.
  • TAC field indicates a change in the uplink time relative to the current uplink time, and may be an integer multiple of the sampling time T s , for example, 16T s .
  • the TAC field indicates a time alignment value for equally adjusting uplink times of all serving cells in the time alignment group.
  • the time alignment value can be given by a specific index.
  • An example of a method of determining a time alignment value is described in FIG. 19.
  • the random access response message includes an index of a time alignment group that includes a time forward command and a representative serving cell.
  • the data structure for the time advance command is described in Figures 7-17.
  • the terminal checks the time advance command and / or time alignment group index in the random access response message, and adjusts uplink time for all serving cells in the identified time alignment group by the time alignment value according to the time advance command.
  • An example of uplink time adjusted by the time alignment value is shown in Equations 1 to 4 below. If there is a time advance command and / or a time alignment group index for a plurality of time alignment groups in the random access response message, the UE transmits an uplink time for the serving cell (s) of each time alignment group to the corresponding time advance command. Adjust by time alignment value accordingly.
  • the base station may determine which terminal transmits the random access preamble through which serving cell based on the received random access preamble and time / frequency resources. Accordingly, the random access response message is transmitted to the terminal through a physical downlink control channel (PDSCH) indicated by a PDCCH scrambled with a Cell-Radio Network Temporary Identifier (C-RNTI) of the terminal.
  • PDSCH physical downlink control channel
  • C-RNTI Cell-Radio Network Temporary Identifier
  • the random access response message may be transmitted through a scheduling cell for the representative serving cell.
  • EPDCCH consists of a resource block (RB) pair.
  • the RB pair may be defined as an RB for each of two slots constituting one subframe, and may be defined as a pair when each RB is configured as one pair.
  • each RB constituting the RB pair may not be configured with slots having the same time.
  • it may be composed of RBs existing in the same frequency band or may be composed of RBs existing in different frequency bands. This is illustrated in Figures 4-6.
  • the downlink subframe includes a control region 700 and a data region 705.
  • the PDCCH 710 is mapped to the control region 700 and has a length of 2 to 4 OFDM symbols in the time domain.
  • EPDCCH (Extended PDCCH, 715) and PDSCH 720 are mapped in the data region 705.
  • the PDCCH 710 indicates the region in which the EPDCCH 715 is transmitted, and the EPDCCH 715 indicates the PDSCH 720 including the user information actually transmitted.
  • the EPDCCH 715 is limited to the resources indicated by the PDCCH 710 and mapped.
  • the EPDCCH 715 and the PDCCH 710 may be mapped to different DL CCs and may be cross carrier scheduling by the PDCCH 710.
  • the PDSCH 720 must always exist in the same DL CC.
  • the EPDCCH transmits a DCI for physical layer (L1) information of a PDCCH order and a random access response message.
  • FIG 5 shows another example in which DCI is mapped to an extended physical downlink control channel according to the present invention.
  • the PDCCH 810 mapped to the control region 800 indicates the search space 823 of the EPDCCH mapped to the data region 805.
  • the UE uses the blind decoding scheme used to receive the PDCCH 810, that is, the EPDCCH in the search space 823 of the EPDCCH using a data detection scheme based on a cyclic redundancy check (CRC) scheme. Should be detected.
  • the EPDCCH and the PDCCH 810 may be mapped to different DL CCs, and inter-carrier scheduling may be performed by the PDCCH 810.
  • the EPDCCH includes physical layer (L1) information of a PDCCH order and a random access response message.
  • FIG. 6 shows another example in which DCI is mapped to an extended physical downlink control channel according to the present invention.
  • the EPDCCH 905 exists in the PDSCH region regardless of the PDCCH.
  • Information about the search space 910 of the EPDCCH is provided in the upper layer (RRC) for each terminal in a different search space (for example, search space bandwidth information), or in a search space shared by a plurality of terminals Information is provided by RRC signaling or broadcasting scheme.
  • RRC upper layer
  • Information is provided by RRC signaling or broadcasting scheme.
  • the control region 900 may not exist. That is, it may be removed from FIG.
  • the UE needs to blind decode the search space 910 of the EPDCCH to obtain the EPDCCH 905.
  • the search space 910 of the EPDCCH is 1, that is, if the search space 910 of the EPDCCH is defined as a space in which only one EPDCCH can be mapped, a data detection method using C-RNTI assigned to each UE is performed. A method of determining whether to receive its own EPDCCH may be used. Also, the EPDCCH 905 and the PDSCH 915 should always be in the same DL CC.
  • the base station determines whether the UE receives the EPDCCH 905 or the PDCCH in the corresponding serving cell, which may be configured for each serving cell through higher layer (RRC) signaling.
  • RRC higher layer
  • the terminal when the terminal is configured to receive the EPDCCH (715, 823, 905) in any serving cell, the terminal does not receive the UE-specific PDCCH transmitted (UE specific). Accordingly, the UE may receive a random access initiation indicator including random access preamble allocation information only through the EPDCCHs 715, 823, and 905 in the random access procedure performed in the serving cell. In addition, the UE may receive random access response information in the PDSCHs 720, 805, and 915 indicated by the EPDCCHs 715, 823, and 905.
  • the random access process is normally performed by receiving a random access response message in the non- contention-based random access process, and the random access process is terminated. If the preamble index in the preamble allocation information received by the UE is '000000', the UE randomly selects one of the contention-based random access preambles and sets the PRACH mask index value to '0' and then proceeds to the contention-based procedure. do.
  • the preamble allocation information may be transmitted to the terminal through a message of a higher layer such as RRC (for example, mobility control information (MCI) in a handover command).
  • RRC mobility control information
  • the base station transmits the PDCCH scrambled with RA-RNTI defined based on the time / frequency resources of the received random access preamble to the terminal.
  • the UE receives the PDCCH scrambled by RA-RNTI by blind decoding in a common search space defined in downlink of the serving cell. If the plurality of terminals transmit different random access preambles using the same time / frequency resources to the base station, the plurality of terminals may receive the PDCCH scrambled with the same RA-RNTI.
  • the UEs may receive a random access response message through a PDSCH indicated by a PDCCH scrambled with RA-RNTI.
  • the random access response message may be divided into a MAC PDU for random access response (hereinafter referred to as RAR MAC PDU) and a MAC PDU for downlink-shared channel (DL-SCH).
  • RAR MAC PDU refers to a MAC PDU having a format including at least one MAC RAR field and one backoff indicator (BI).
  • BI backoff indicator
  • the MAC PDU for DL-SCH is MAC SDUs for transmitting general data received from upper layers and MAC layer control elements such as an activation / deactivation MAC control element (control element) for secondary serving cells. Means a MAC PDU of the format.
  • the base station transmits the PDCCH scrambled with the RA-RNTI in a designated downlink subframe period such as an RAR window to transmit the RAR MAC PDU. Accordingly, the UE may recognize that the PDSCH indicated by the PDCCH scrambled with the RA-RNTI in the RAR window includes a random access response message.
  • the physical layer of the terminal After checking the downlink resource allocation information mapped to the PDCCH, the physical layer of the terminal transmits data in the PDSCH to the MAC layer of the terminal, and informs the MAC layer of the terminal that the data in the PDSCH is a random access response. Therefore, the MAC layer of the terminal interprets the data received from the physical layer in accordance with the RAR MAC PDU format.
  • the common search space is not defined in the secondary serving cell.
  • transmission of the PDCCH scrambled with RA-RNTI cannot be defined in the secondary serving cell. If transmission of the PDCCH scrambled with RA-RNTI is not defined, the UE cannot receive the RAR MAC PDU of the PDSCH indicated by the PDCCH scrambled with RA-RNTI in the secondary serving cell. This may lead to a situation in which the terminal cannot obtain a time alignment value of the sTAG.
  • the base station should be able to indicate the PDSCH including the RAR MAC PDU to the PDCCH scrambled with the C-RNTI, so that the UE can search in the UE-specific search space of the secondary serving cell.
  • the RRC connection with the base station must be completed through the primary serving cell.
  • the UE has already been allocated the C-RNTI, which is a UE-specific identifier, from the base station, and has already obtained the secondary serving cell configuration information to complete the configuration of the secondary serving cell necessary for carrier aggregation.
  • the UE may receive a PDSCH including the RAR MAC PDU from the PDCCH scrambled with the C-RNTI, thereby obtaining a time alignment value of the sTAG.
  • the UE should be able to distinguish whether the MAC PDU of the PDSCH indicated by the PDCCH scrambled with C-RNTI is a RAR MAC PDU or a MAC PDU for DL-SCH.
  • a new type of hybrid MAC PDU may be defined.
  • a mixed MAC PDU may include a field related to a random access response (hereinafter referred to as a MAC RAR field), a MAC control element related to BI information (hereinafter referred to as a BI MAC control element), and a DL-SCH. It may include a MAC control element or MAC SDU associated with.
  • the terminal that should receive the random access response message has already acquired the C-RNTI. Accordingly, if the MAC RAR field, the BI MAC control element, and the general MAC information can be included in one MAC PDU structure, the UE does not need to separately receive the MAC control element message and the general MAC information twice. Can be received via the PDU. That is, two messages can be reduced to one message.
  • FIG. 7 illustrates a MAC PDU structure according to an embodiment of the present invention. This is a RAR MAC PDU.
  • the RAR MAC PDU 1000 includes a MAC header 1010, at least one MAC RAR field 1015-1,..., 1015-n, and padding 1040. do.
  • MAC header 1010 includes at least one sub-header (1005-1, 1005-2, ..., 1005-n), each subheader (1005-1, 1005-2, . (1005-n) corresponds to each MAC RAR field (1015-1, ..., 1015-n).
  • the order of the subheaders 1005-1, 1005-2, ..., 1005-n is the order of the corresponding MAC RAR fields 1015-1, ..., 1015-n in the RAR MAC PDU 1000. The same may be arranged.
  • the MAC header 1010 may further include a back off indicator subheader (BI subheader) 1001.
  • the backoff indicator subheader 1001 includes a backoff indicator BI.
  • the MAC RAR field corresponding to the backoff indicator subheader 1001 is not present in the RAR MAC PDU 1000.
  • the backoff indicator subheader 1001 is a parameter that is commonly applied to all terminals that receive the random access response message. If the UE has never received the backoff indicator, the backoff parameter becomes '0ms' as an initial value or a default value.
  • the backoff indicator subheader 1001 may be included in the RAR MAC PDU 1000 only when the base station needs to change the backoff parameter for the corresponding serving cell. For example, when the random access preamble transmission through the corresponding serving cell is more than a predetermined level or when the base station continuously fails to receive the random access preamble, the base station uses a backoff indicator subheader 1001 that increases the backoff parameter value. It can be included in the RAR MAC PDU 1000 and transmitted.
  • the backoff indicator subheader 1001 may include five fields, such as E, T, R, R, and BI.
  • E field is a field indicating whether the corresponding subheader is the last subheader or not.
  • the T field is a field indicating whether the corresponding subheader is a subheader including a random access preamble ID (RAPID) or a backoff indicator subheader.
  • RAPID random access preamble ID
  • the R field indicates a reserved bit.
  • the BI field is defined with 4 bits. The BI field value indicates one of 16 index values as shown in Table 5 below.
  • the BI field may be applied when the terminal determines that the random access procedure is not successful. For example, when the terminal proceeds with the random access procedure later, including the current random access procedure, if the terminal does not receive the random access response message or the contention resolution message, it determines that the random access procedure has not been successful. .
  • the terminal determines that the random access procedure has not succeeded, the terminal increases the number of random access procedure retries by one. If the increased number of random access procedure retries is less than or equal to the maximum number of retries set by the base station, the terminal may retry the random access procedure. In this case, when the UE receives the BI field and the backoff parameter value is not 0, the UE selects one of the value between the backoff parameter value and 0 based on the uniform probability distribution function.
  • the terminal delays the start or restart of the random access procedure by the selected value. For example, when the BI field value is '1000', this corresponds to a value of 8, so the backoff parameter value is 160ms according to Table 5 below. Therefore, the terminal selects one of the values within 0 to 160ms with the same probability. If the terminal selects 83ms, the terminal delays restart of the random access procedure for 83ms when it determines that the random access has failed, and restarts the random access procedure in the fastest subframe where the random access procedure is possible after 83ms.
  • the subheaders 1005-1, 1005-2, ..., 1005-n including the RAPID may include three fields, E, T, and RAPID.
  • the E field is a field indicating whether the corresponding subheader is the last subheader or not.
  • the T field is a field indicating whether the corresponding subheader is a subheader including a RAPID or a backoff indicator subheader.
  • the RAPID field is defined by 6 bits and represents information about a random access preamble allocated by the base station or a random access preamble selected by the terminal.
  • the LCID field includes information indicating what kind of MAC control element is.
  • the RAR MAC PDU 1000 does not include a subheader including the LCID as shown in FIG. 8 to be described later. This is because the UE has already recognized the random access response message as RAR MAC PDU information through the RA-RNTI when monitoring the PDCCH to receive the random access response message. Therefore, the RAR MAC PDU 1000 does not include a subheader including the LCID. However, among the random access preambles transmitted by the plurality of terminals through the same time / frequency resource, RAPID information for checking whether or not the RAR MAC PDU for the random access preamble transmitted by the corresponding terminal is included in the subheader.
  • FIG. 8 shows a MAC PDU structure according to another example of the present invention. This is a MAC PDU for DL-SCH.
  • the MAC PDU 1100 for DL-SCH includes a MAC header 1110, at least one MAC control element 1120-1,... 1210-n, and at least one MAC SDU ( Service Data Unit, 1130-1, ..., 1130-m) and padding 1140.
  • the MAC header 1110 includes at least one subheader 1110-1, 1110-2,..., 1110-k, and each subheader 1110-1, 1110-2 ... (1110-k) corresponds to one MAC SDU or one MAC control element or padding 1140.
  • the order of subheaders 1110-1, 1110-2,..., 1120-k is the corresponding MAC SDU and MAC control elements 1120-1,..., 1120-n in MAC PDU 1100. Or in the same order as the padding 1140.
  • Each subheader 1110-1, 1110-2, ..., 1110-k contains four fields R, R, E, LCID or R, R, E, LCID, F, L 6 Field may be included.
  • Subheaders containing four fields are subheaders corresponding to MAC control elements 1120-1, ..., 1120-n or padding 1140, and subheaders containing six fields correspond to MAC SDUs. Subheader.
  • the Logical Channel ID (LCID) field may identify a logical channel corresponding to a MAC SDU, or may identify a MAC control element 1120-1, ..., 1120-n or a type of padding. This is an identification field.
  • the LCID field may be 5 bits.
  • the LCID field indicates whether the MAC control elements 1120-1, ..., 1120-n are MAC control elements for indicating activation / deactivation of the serving cell, and contention for contention resolution between terminals.
  • Contention Resolution Identity Identifies whether it is a MAC control element or a MAC control element for time advance commands.
  • the MAC control element for the time forward command is the MAC control element used for time alignment in random access.
  • the corresponding MAC control element is a MAC control element for the time forward command.
  • the base station may add a RAR MAC control element to the MAC PDU.
  • the RAR MAC control element has a structure of a general MAC control element, but includes a time alignment value like the MAC RAR field.
  • the RAR MAC control element is different from the MAC RAR field in that the RAR MAC control element is included in the MAC PDU 1100 for the DL-SCH or the mixed MAC PDU instead of the RAR MAC PDU.
  • the LCID field for the RAR MAC control element may be given as shown in Table 4.
  • LCID Index LCID value 00000 CCCH 00001-01010 Logical channel identifier 01011-11001 Reserved 11010 Departmental Cell RAR (RAR for SCell) 11011 Activation / deactivation 11100 UE contention resolution identifier 11101 Time Forward Command (TAC) 11110 DRX command 11111 padding
  • the UE may determine that RAR reception is successful by checking the LCID field for the RAR MAC control element.
  • MAC control elements 1120-1,..., 1120-n are control messages generated by the MAC layer.
  • Padding 1140 is a predetermined number of bits added to make the size of the MAC PDU constant.
  • the MAC control elements 1120-1,... 1210-n, the MAC SDUs 1130-1,... 1110-m, and the padding 1140 together are also referred to as MAC payloads.
  • the terminal transmits the random access preamble to the base station on a representative serving cell of a specific TAG (UL CC of the serving cell including a timing reference DL CC). Then, the base station transmits the MAC PDU including the RAR MAC control element to the terminal on the UL CC and the SIB2-linked DL CC. The UE may know which secondary serving cell is the random access response by receiving the MAC PDU including the RAR MAC control element.
  • the base station transmits a PDCCH order to the terminal.
  • the UE checks the PDCCH indication and confirms the secondary serving cell, preamble information, and PRACH resource information instructed by the random access procedure. Based on the checked information, the UE transmits a random access preamble through U2 and then waits for a random access response message through D2 during a predefined RAR window period.
  • the terminal receives the PDCCH scrambled with RA-RNTI or C-RNTI during the RAR window period.
  • the UE confirms that there is a MAC PDU in the PDSCH indicated by the received PDCCH.
  • the MAC PDU includes the LCID value of 11010 in Table 4
  • the UE determines that the RAR MAC control element includes a time alignment value for U2.
  • the terminal obtains a time alignment value from the RAR MAC control element in the MAC PDU received on the secondary serving cell, and applies the obtained time alignment value to the sTAG including the secondary serving cell in common.
  • the MAC RAR field or the RAR MAC control element includes an 11-bit time advance command (TAC) field and may have the structure of FIG. 9 or 10 or 16 or 17.
  • TAC time advance command
  • the MAC control element may be a MAC RAR field or a RAR MAC control element.
  • the MAC control element includes a plurality of octets. Each octet contains 8 bits of information.
  • the first octet (Oct 1) includes a portion of the Timing Advance Command (TAC) field for the R field and the time alignment group (TAG). If the size of the TAC field is 11 bits, the TAC field is extended to the second octet (Oct 2).
  • TAC Timing Advance Command
  • TAG time alignment group
  • the MAC control element includes 20 bits of UL grant information bits after the TAC field.
  • the TAC field is not limited to 11 bits. That is, the TAC field may be any one of 7 to 15 bits.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a structure of a MAC control element according to another example of the present invention.
  • the MAC control element includes only a timing advance command (TAC) field for a time alignment group (TAG).
  • TAC timing advance command
  • TAG time alignment group
  • the MAC control element has an octet structure, it includes 1 bit of reserved bits before the TAC field and 4 bits of spare bits after the TAC field, and the TAC field is 11 bits.
  • the TAC field is not limited to 11 bits. That is, the TAC field may be any one of 7 to 15 bits.
  • FIG. 11 shows a MAC PDU structure according to another example of the present invention. This is a mixed MAC PDU.
  • the mixed MAC PDU 1400 includes a MAC header 1410, a MAC RAR field 1415, at least one MAC control element 1420-1,..., 1410-n, and at least one MAC. SDUs 1430-1,..., 1440-m and padding 1440.
  • the MAC RAR field 1415 originally belongs to the RAR MAC PDU 1000, and the MAC control elements 1420-1, ..., 1410-n belong to the MAC PDU 1100 for DL-SCH, which is a mixture of one. It is included in the MAC PDU 1400. Meanwhile, although the MAC RAR field 1415 is shown immediately after the MAC header 1410, this is only an example, and the MAC RAR field 1415 is a MAC control element 1420-1, ..., 1420. -n) may be located before, after, or in the middle, or in front of, behind, or in the middle of the MAC SDUs 1430-1,.
  • the MAC header 1410 includes a subheader 1405 including a RAPID, and at least one subheader 1410-1, 1410-2, ..., 1140-k.
  • the subheader 1405 including the RAPID corresponds to the MAC RAR field 1415, and each subheader 1410-1, 1410-2, ..., 1140-k controls one MAC SDU or one MAC control.
  • the order of the subheaders 1410-1, 1410-2, ..., 1140-k is the corresponding MAC SDUs 1430-1, ... 1430-m, MAC control elements 1420 within the mixed MAC PDU 1400. -1, ..., 1420-n) or padding 1440 in the same order.
  • the MAC header 1410 may further include a backoff indicator subheader 1401.
  • the backoff indicator subheader 1401 may be included in the MAC header 1410 only when the MAC RAR field 1415 is included in the MAC PDU 1400.
  • Each subheader 1410-1, 1410-2, ..., 1140-k contains four fields: R, R, E, LCID, or 6 R, R, E, LCID, F, L, etc. Field may be included. Subheaders containing four fields are subheaders corresponding to MAC control elements 1420-1, ..., 1420-n or padding 1440, and subheaders containing six fields are MAC SDUs 1430. Subheader corresponding to -1, ..., 1430-m).
  • the LCID field identifies a logical channel corresponding to MAC SDUs 1430-1, ..., 1430-m, or identifies a MAC control element 1420-1, ..., 1410-n or type of padding.
  • the LCID field may be 5 bits.
  • the subheader 1405 including the RAPID may include three fields, E, T, and RAPID.
  • the E field is a field indicating whether the corresponding subheader is the last subheader or not.
  • the T field is a field indicating whether the corresponding subheader is a subheader 1405 including a RAPID or a backoff indicator subheader.
  • the RAPID field is defined by 6 bits and represents information about a random access preamble allocated by the base station or a random access preamble selected by the terminal.
  • the backoff indicator subheader 1401 may include five fields, such as E, T, R, R, and BI.
  • the BI field is defined as 4 bits and indicates one of 16 index values as shown in Table 5.
  • the backoff indicator subheader 1401 is located first in the MAC subheader 1410, and the second subheader 1405 including the RAPID is located in the second. If the backoff indicator subheader 1401 does not exist, the subheader 1405 including the RAPID is located at the first position in the MAC subheader 1410.
  • the base station When the UE transmits a random access preamble to a base station on a representative serving cell (serving cell including a time reference DL CC) of a specific time alignment group, the base station receives the mixed MAC PDU 1400 including the corresponding MAC RAR field 1415. It transmits through one of the serving cell or the secondary serving cell. At this time, the UE should know which secondary serving cell the MAC RAR field 1415 in the mixed MAC PDU 1400 received. The UE may know which secondary serving cell the MAR RAR field 1415 is by checking the subheader 1405 including the RAPID.
  • the base station transmits a PDCCH indication to the terminal and the terminal checks the PDCCH indication to instruct a random access procedure.
  • the preamble information and the PRACH resource information are checked.
  • the UE transmits the random access preamble through U2 and waits for the reception of the random access response message through D2 during the predefined RAR window period.
  • the UE receives the PDSCH indicated by the PDCCH scrambled with RA-RNTI or C-RNTI during the RAR window period.
  • the UE may confirm that the UE transmits the RAPID from the RAPID in the subheader 1405 including the RAPID. .
  • the terminal may perform the following operations to clearly distinguish the types of subheaders.
  • the UE assumes that the MAC PDU 1400 transmitted during the RAR window period may include the subheader 1405 or the backoff indicator subheader 1401 including the RAPID.
  • the E 'field is considered and the second bit is considered a' T 'field.
  • the first bit is interpreted as indicated by the value of the E field, and the second bit is interpreted as indicated by the value of the T field.
  • the first bit may mean that there is a subheader containing a RAPID or LCID.
  • the 'E' field is always set to '1' for the backoff indicator subheader 1401 and the 'T' field is set to '0' and the 'E' field for the subheader 1405 including RAPID.
  • Is set to '0' and the 'T' field is set to '1'. Therefore, two reserved R bits of the subheaders 1410-1,..., 1140-k including the LCID may be fixedly set to '00' or '11'. This is to distinguish the subheader 1410-1,..., 1140-k including the LCID from the subheader 1405 including the backoff indicator subheader 1401 and the RAPID.
  • the first bit means that there is a subheader 1405 including a RAPID or a subheader 1410-1,... 1410-k including an LCID in the MAC subheader 1410.
  • the first bit may be set to '1' and may be set to '0' when the corresponding subheader is the last subheader. Therefore, there is a possibility that the subheader 1405 including the RAPID can be set to '1' in the first bit and '1' in the second bit. Accordingly, two reserved bits of the subheaders 1410-1,... 1400-k including the LCID may be fixedly set to '00' to distinguish them from the two subheaders.
  • the UE may check the serving cell (or secondary serving cell) index information in the MAC RAR field 1415 and may confirm that the serving cell to which the RAPID value is allocated is a secondary serving cell composed of D2 and U2. Therefore, the terminal determines that the MAC RAR field 1415 includes a time alignment value for U2 including D2.
  • the terminal may determine that the random access response message has been successfully received.
  • Examples of the RAR MAC control element or MAC RAR field may have the structure of FIG. 12 as well as FIGS. 9 and 10.
  • FIG. 12 is a block diagram showing the structure of a MAC control element according to another example of the present invention.
  • the MAC control element includes only a time forward command (TAC) field for a time alignment group (TAG).
  • TAC time forward command
  • TAG time alignment group
  • the MAC control element has an octet structure, it includes one bit of reserved bits before the TAC field and one serving bit (or secondary serving cell) index (Serv_cell index) field and one bit of reserved bits after the TAC field, and the TAC field is 11 bits.
  • the TAC field is not limited to 11 bits. That is, the TAC field may be any one of 7 to 12 bits.
  • FIG. 13 shows a MAC PDU structure according to another example of the present invention. This is a mixed MAC PDU.
  • the mixed MAC PDU 1600 includes a MAC header 1610, a MAC RAR field 1615, at least one MAC control element 1620-1,. SDU 1630-1,..., 1660-m and padding 1640.
  • the MAC header 1610 includes at least one subheader 1610-1, 1610-2, ..., 1610-k, each subheader 1610-1, 1610-2, ..., 1610- k) corresponds to one MAC SDU or one MAC control element or padding 1640.
  • the order of the subheaders 1610-1, 1610-2,..., 1610-k is the corresponding MAC SDU 1630-1,..., 1610-m, MAC control element 1620 within the MAC PDU 1600. -1, ..., 1620-n) or padding 1640 in the same order.
  • the MAC header 1610 may further include a backoff indicator subheader 1601.
  • the backoff indicator subheader 1601 may be included in the MAC header 1610 only when the MAC RAR field 1615 is included in the MAC PDU 1600.
  • Each subheader 1610-1, 1610-2, ..., 1610-k contains four fields: R, R, E, LCID, or R, R, E, LCID, F, L Field may be included.
  • Subheaders containing four fields are subheaders corresponding to MAC control elements 1620-1, ..., 1620-n or padding 1640, subheaders containing six fields correspond to MAC SDUs. Subheader.
  • the LCID field identifies a logical channel corresponding to MAC SDU 1630-1, ..., 1660-m, or identifies a MAC control element 1620-1, ..., 1610-n or type of padding. This is an identification field.
  • the LCID field may be 5 bits.
  • the LCID field 1605 corresponding to the MAC RAR field 1615 may be given as shown in Table 4 above. Referring to Table 4, if the value of the LCID field 1605 is 11010, the corresponding MAC control element is a MAC RAR field 1615.
  • the subheader 1605 corresponding to the MAC RAR field 1615 differs from the subheader 1405 of FIG. 11 in that the subheader 1605 includes an LCID rather than a RAPID.
  • the terminal may determine that reception of the random access response message is successful.
  • the backoff indicator subheader 1601 may include five fields, such as E, T, R, R, and BI.
  • the backoff indicator field is defined as 4 bits and indicates one of 16 index values as shown in Table 5.
  • the backoff indicator subheader 1601 may be located first in the MAC subheader 1610.
  • the UE recognizes that the backoff indicator subheader 1601 may exist for the MAC PDU 1600 received during the RAR window period.
  • the backoff indicator subheader 1601 always sets the first bit to '1' and the second bit to '0'.
  • two reserved bits of the subheader 1605 including the LCID may be fixedly set to '01' or '00' or '11' to distinguish the two subheaders.
  • Examples of the RAR MAC control element or MAC RAR field may have the structure of FIG. 9 or FIG. 10.
  • FIGS. 14 and 15 are block diagrams illustrating the structure of a MAC control element according to another example of the present invention.
  • the MAC control element includes index fields G 1 and G 0 and a TAC field of a time alignment group TAG.
  • the reserved bits may be 3 bits
  • the index field of the time alignment group may be 2 bits
  • the TAC field may be 11 bits. If the index field of the time alignment group is 1 bit or 3 bits, the reserved bits may be 4 bits or 2 bits, respectively.
  • one of the reserved bits may be set to a bit X not used in the existing system.
  • the terminal transmits a random access preamble on the representative serving cell of each time alignment group. That is, when the terminal transmits a plurality of random access preambles to the base station in the same subframe on a plurality of serving cells, the base station should send a time alignment value (or time advance command) for each time alignment group to the terminal. Therefore, a MAC control element for reporting time alignment values for a plurality of time alignment groups is also required.
  • 16 is a block diagram showing the structure of a MAC control element according to another example of the present invention. This is a RAR MAC control element.
  • the MAC control element includes a 1-bit reserved bit R, a 11-bit timing advance command (TAC) field, and a 4-bit backoff indicator (BI) field.
  • TAC timing advance command
  • BI backoff indicator
  • One reserved bit may be defined as a flag bit T indicating whether a BI field is included.
  • 20-bit UL grant information may be additionally included in the MAC control element. Therefore, if there is no backoff indicator may be defined in the same format as FIG. 9 except for the flag bit.
  • 17 is a block diagram showing the structure of a MAC control element according to another embodiment of the present invention.
  • a 1-bit reserved bit R and a 4-bit backoff indicator (BI) field are positioned before an 11-bit Timing Advance Command (TAC) field.
  • TAC Timing Advance Command
  • One reserved bit may be defined as a flag bit (T) indicating whether or not there is a backoff indicator indicating whether the backoff indicator field is included.
  • 20-bit UL grant information may be additionally included in the MAC control element.
  • the terminal needs uplink synchronization to transmit and receive data with the base station.
  • the terminal may proceed with receiving information necessary for synchronization from the base station for uplink synchronization.
  • the random access procedure may be applied to the case where the UE newly joins the network through a handover or the like. After the UE joins the network, the random access process may be performed in various situations such as synchronization or RRC state changing from RRC_IDLE to RRC_CONNECTED.
  • the UE randomly selects one random access preamble signature from a random access preamble signature set and uses the PRACH resource to represent a random access preamble according to the selected random access preamble signature. It transmits to the base station through the cell (S2100).
  • the representative serving cell is a serving cell selected to transmit a random access preamble in a time alignment group configured in the terminal. The representative serving cell may be selected for each time alignment group.
  • the UE may transmit a random access preamble on a representative serving cell in any one time alignment group among a plurality of time alignment groups, or may transmit a random access preamble on each representative serving cell in two or more time alignment groups. .
  • the random access preamble may proceed after the representative serving cell is activated.
  • the random access procedure for the secondary serving cell may be initiated by the PDCCH indication transmitted by the base station.
  • Information on the configuration of the random access preamble set may be obtained from a base station through a part of system information or a handover command message.
  • the UE may recognize the RA-RNTI in consideration of the frequency resource and the transmission time temporarily selected for random access preamble selection or RACH transmission.
  • the secondary serving cell has a common search space (CSS)
  • the terminal already has a common search space (CSS) to be defined among the secondary serving cells set by the base station Recognize the special secondary serving cell that can.
  • the base station transmits a random access response message to the terminal as a response to the received random access preamble (S2105).
  • the channel used at this time is PDSCH.
  • the random access response message is transmitted in the form of a MAC PDU according to FIGS. 7, 8, 11 or 13 according to the present invention.
  • the random access response message includes a time forward command for uplink synchronization of the terminal, uplink radio resource allocation information, a random access preamble identifier (RAPID) for identifying terminals performing random access, and a random access of the terminal. It includes information on the time slot for receiving the preamble and a temporary identifier of the terminal, such as a temporary C-RNTI.
  • the random access preamble identifier is for identifying the received random access preamble.
  • the terminal transmits uplink data including the random access identifier to the base station through the PUSCH at the scheduling time determined based on the time alignment value according to the time advance command (S2110).
  • the uplink data may include an RRC connection request, a tracking area update, a scheduling request, or a buffer status reporting on data transmitted by the UE on the uplink. have.
  • the random access identifier may include a temporary C-RNTI, a C-RNTI (state included in the UE), or terminal identifier information (UE contention resolution identify).
  • the UE starts or restarts the time alignment timer. If the time alignment timer was previously running and restarts the time alignment timer, start the time alignment timer if the time alignment timer was not previously running.
  • the base station transmits a contention resolution message indicating that the random access is successfully terminated to the terminal (S2115).
  • the contention resolution message may include a random access identifier. Contention in a contention-based random access process occurs because the number of possible random access preambles is finite. Since the UE cannot assign a unique random access preamble to all UEs in the cell, the UE randomly selects and transmits one random access preamble from the random access preamble set. Accordingly, two or more terminals may select and transmit the same random access preamble through the same PRACH resource.
  • the transmission of the uplink data all fails, or the base station successfully receives only the uplink data of a specific terminal according to the location or transmission power of the terminals.
  • the base station transmits a contention resolution message using the random access identifier included in the uplink data.
  • the UE may know that contention resolution is successful. In the contention-based random access process, it is called contention resolution to allow the UE to know whether contention fails or succeeds.
  • the terminal Upon receiving the contention resolution message, the terminal checks whether the contention resolution message is its own. If the result of the check is correct, the terminal sends an ACK to the base station, and if the terminal of the other terminal does not send response data. Of course, even if the DL allocation is missed or the message cannot be decoded, no response data is sent.
  • the contention resolution message may include C-RNTI or terminal identifier information.
  • 19 is an explanatory diagram illustrating a method of configuring a time alignment group and a method of determining a time alignment value in a multi-component carrier system according to the present invention.
  • a reference time refers to a time that is a reference of synchronization of downlink or uplink.
  • the reference time is set to a point in time when the downlink frame is received by the terminal and confirmed after synchronization.
  • the terminal includes a serving cell 1 (SCell 1), a serving cell 2 (SCell 2), a serving cell 3 (SCell 3), a serving cell 4 (SCell 4), and a serving cell 5 (SCell 5).
  • the base station Based on the classification assistance information, the base station configures the serving cell 1, the serving cell 3, and the serving cell 4 into one time alignment group 1 (TAG1), and the serving cell 2 and the serving cell 5 into the other time alignment group 2 ( TAG2). Since the current uplink time of the serving cells of TAG1 is delayed by TA1 time compared to the reference time, the base station sets the first time alignment value N TA1 to advance the uplink time of the serving cells of TAG1 by TA1 time. This is indicated in the first TAC field and transmitted to the terminal.
  • TAG1 time alignment group 1
  • TAG2 time alignment group 2
  • the base station since the uplink time of the serving cells of TAG2 is delayed by TA2 time than the present time, the base station sets a second time alignment value N TA2 to advance the uplink time of the serving cells of TAG2 by TA2 time than the present time. Indicated in the second TAC field and transmitted to the terminal.
  • the terminal may calculate and adjust uplink time TA1 and TA2 to be adjusted using N TA1 and N TA2 provided by the base station.
  • the uplink time TA aligned by the terminal may be obtained through Equation 1 below.
  • N TA is a time alignment value, which is variably controlled by a time advance command of a base station
  • N TA offset is a value fixed by a frame structure.
  • T s is the sampling period.
  • N TA when the time alignment value N TA is positive, it indicates adjusting to advance the uplink time, and when it is negative, it adjusts to delaying the uplink time.
  • N TA be the maximum value.
  • M may be defined as 2047.
  • the maximum value of the time alignment value defined by K bits is not always fixed to (2 K -1). That is, the maximum value of the time alignment value defined by K bits may be one of 2 K-1 to (2 K -1) values.
  • the maximum value of the time alignment value defined by 11 bits may be 1282, which is one of values in the range of 1024 to 2047.
  • N TA time alignment value
  • N TA-old N TA value
  • N TA-new new N TA value
  • T i is an index value, and 0, 1, 2, ..., 63.
  • the time alignment value N TA may be determined as a difference value with respect to the time alignment value of the TAG included in the main serving cell as shown in Equation 3.
  • N TA-TAG (Sn) is a time alignment value for a time alignment group having an index value of n without including a main serving cell (PCell), and N TA-TAG (p) is a main serving.
  • T in T i is the value for the time alignment of the group index value n.
  • M the maximum value of the time alignment value
  • the maximum value of the time alignment value defined by K bits is not always fixed to (2 K -1). That is, the maximum value of the time alignment value defined by K bits may be one of 2 K-1 to 2 K -1 values. For example, the maximum value of the time alignment value defined by 11 bits may be 1282, which is one of values in the range of 1024 to 2047.
  • the time alignment value N TA may be determined as shown in Equation 4. Where the constant value 31 is replaced with zero.
  • the terminal may adjust the uplink time for all serving cells using the propagation delay time of the downlink transmission.
  • 20 is a flowchart illustrating a method of performing random access according to another example of the present invention.
  • RRC Radio Resource Control
  • the UE selects a cell for RRC connection prior to component carrier aggregation and performs an RRC connection establishment procedure for the base station through the selected cell (S2300).
  • the RRC connection establishment procedure is performed by the terminal transmitting the RRC connection request message to the base station, the base station transmitting the RRC connection setup to the terminal, and the terminal transmitting the RRC connection setup complete message to the base station.
  • the RRC connection setup procedure includes the setup of SRB1.
  • a cell for RRC connection is selected based on the following selection conditions.
  • the most suitable cell for attempting a radio resource control connection may be selected based on the information measured by the terminal.
  • the UE defines an RSRP for measuring reception power based on a cell-specific reference singal (CRS) of a specific cell received and an RSRQ defined as a ratio of RSRP values (denominators) for a specific cell to total reception power (molecule).
  • CRS cell-specific reference singal
  • RSRQ defined as a ratio of RSRP values (denominators) for a specific cell to total reception power (molecule).
  • both the RSRP and RSRQ values have a value greater than 0 dB and the weight is set for each cell having the maximum RSRP value or the maximum RSRQ value or each of the RSRP and RSRQ values (e.g. 7: 3) and the weight is taken into account.
  • the weight is set for each cell having the maximum RSRP value or the maximum RSRQ value or each of the RSRP and RSRQ values (e.g. 7: 3) and the weight is taken into account.
  • PLMN service provider
  • PCI Physical cell ID
  • the stored information may be configured with information on a plurality of service providers and cells, and priority or priority weight may be set for each information.
  • the terminal may attempt to establish a radio resource control connection by receiving the system information transmitted through the broadcasting channel from the base station and confirming the information in the received system information. For example, the terminal should check whether or not a specific cell (eg, a closed subscribe group, a non-allowed Home base station, etc.) requiring membership for cell access. Accordingly, the terminal checks the CSG ID information indicating whether or not the CSG by receiving the system information transmitted by each base station. If it is confirmed that it is a CSG, it checks whether the CSG is accessible.
  • a specific cell eg, a closed subscribe group, a non-allowed Home base station, etc.
  • the UE may use its own membership information and unique information of the CSG cell (for example, (E) CGI ((envolved) cell grobal ID) or PCI information in the system information). If it is confirmed as an inaccessible base station through the checking procedure, no radio resource control connection is attempted.
  • CGI (envolved) cell grobal ID) or PCI information in the system information.
  • a radio resource control connection may be attempted through valid component carriers stored in the terminal internal memory (for example, component carriers configurable within a frequency band supported by the terminal in implementation). .
  • the UE In order to attempt a radio resource control connection through a cell selected for RRC connection, the UE must identify an uplink band for transmitting an RRC connection request message. Accordingly, the terminal receives system information through a broadcasting channel transmitted through downlink of the selected cell.
  • System information block 2 (SIB2) includes bandwidth information and center frequency information for a band to be used as an uplink. Therefore, the UE attempts RRC connection through an uplink band configured through downlink, downlink and information in SIB2 of the selected cell. In this case, the terminal may transmit the RRC connection request message as uplink data to the base station within the random access procedure. If the RRC connection procedure is successful, the RRC connected cell may be called a main serving cell, and the main serving cell includes a DL PCC and a UL PCC.
  • the RRC connection reconfiguration for additional configuration of at least one secondary cell (SCell) to the terminal And performs the procedure (S2305).
  • the RRC connection reconfiguration procedure is performed by the base station transmitting an RRC connection reconfiguration message to the terminal and the terminal transmitting an RRC connection reconfiguration complete message to the base station.
  • Steps S500, S505, S510, and S515 are equally applied to the following steps S2310, S2315, S2320, and S2325.
  • the classification information may be included in the RRC connection reconfiguration complete message in step S2305, in which case step S2310 may be omitted.
  • performing a random access procedure (S2325) may be performed on a contention-free or contention-based basis. The random access procedure differs depending on whether the contention-based or contention-based method is used. If the contention-based method is contention-based, the procedure of FIG. 3 is followed.
  • 21 is a flowchart for explaining a method of performing random access according to another embodiment of the present invention.
  • the terminal and the base station perform an RRC connection establishment procedure for the base station through the selected cell (S2400).
  • the terminal transmits the classification information to the base station (S2405).
  • the classification information provides information or criteria necessary for classifying at least one serving cell configured in the terminal into a time alignment group. Meanwhile, the base station may know the classification information separately or may already have it. In this case, random access according to the present embodiment may be performed with step S2405 omitted.
  • the base station classifies the serving cells to form a time alignment group (S2410).
  • Serving cells may be classified or configured into each time alignment group according to classification information.
  • the base station performs an RRC connection reconfiguration procedure for additionally configuring at least one secondary serving cell to the terminal when it is necessary to allocate to the terminal of more radio resources by the request of the terminal or the request of the network or the self determination of the base station (S2415). ).
  • the base station may transmit time alignment group configuration information in the RRC connection reconfiguration message to the terminal.
  • the time alignment group configuration information describes a state in which the time alignment group is configured.
  • the time alignment group setting information may include a number field of the time alignment group, an index field of each time alignment group, and an index field of a serving cell included in each time alignment group, and these fields may include a time alignment group. Describe the configured state.
  • the UE performs a random access procedure (S2420), which may be performed based on contention-free or contention-based.
  • the random access procedure differs depending on whether the contention-based or contention-based method is used. If the contention-based method is contention-based, the procedure of FIG. 3 is followed.
  • the terminal checks the time advance command and / or time alignment group index in the random access response message, and adjusts uplink time for all serving cells in the identified time alignment group by the time alignment value according to the time advance command. Examples of the uplink time adjusted by the time alignment value are shown in Equations 1 to 4. If there is a time advance command and / or a time alignment group index for a plurality of time alignment groups in the random access response message, the UE transmits an uplink time for the serving cell (s) of each time alignment group to the corresponding time advance command. Adjust by time alignment value accordingly.
  • 22 is a flowchart for explaining a method of performing random access according to another embodiment of the present invention.
  • the terminal and the base station perform an RRC connection establishment procedure for the base station through the selected cell (S2500).
  • the selected cell becomes a main serving cell.
  • the base station performs an RRC connection reconfiguration procedure for additionally configuring one or more secondary serving cells to the terminal when it is necessary to allocate the terminal to more radio resources by the request of the terminal or the network request or the self-determination of the base station (S2505). ).
  • the terminal configures one or more secondary serving cells and performs a random access procedure (S2510).
  • the terminal transmits a random access preamble to the base station in order to secure time synchronization for the secondary serving cell for which synchronization is not secured or the newly added / modified secondary serving cell.
  • the random access procedure may be performed only after the representative serving cell is activated.
  • the random access procedure for the secondary serving cell may be initiated by a PDCCH order transmitted by the base station.
  • the random access procedure may be performed on a contention-free basis or a contention-based contention by the base station.
  • the base station classifies the serving cells configured in the terminal based on the random access preamble received in step S2510 to form a time alignment group (S2515).
  • the time alignment group is a group including at least one serving cell, and the same time alignment value is applied to the serving cells in the time alignment group.
  • the base station may configure a time alignment group specific to the terminal.
  • the base station may configure a time alignment group specific to the cell.
  • the base station transmits time alignment group configuration information to the terminal (S2520).
  • the time alignment group configuration information describes a state in which the time alignment group is configured.
  • the time alignment group setting information may include a number field of the time alignment group, an index field of each time alignment group, and an index field of a serving cell included in each time alignment group, and these fields may include a time alignment group. Describe the configured state.
  • the time alignment group configuration information may further include representative serving cell information in each time alignment group.
  • the representative serving cell is a serving cell capable of performing a random access procedure for maintaining and configuring uplink synchronization in each time alignment group.
  • the terminal may select a representative serving cell in each time alignment group by itself.
  • FIG. 23 is a flowchart illustrating an operation of a terminal performing random access according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal transmits classification information to the base station (S2600).
  • the classification information provides information or criteria necessary for classifying at least one serving cell configured in the terminal into a time alignment group. Meanwhile, the base station may know the classification information separately or may already have it. In this case, random access according to the present embodiment may be performed with step S2600 omitted.
  • the terminal in the idle mode selects a cell for RRC connection prior to the component carrier aggregation before step S2600, An RRC connection establishment procedure may be performed for the base station through the selected cell.
  • the terminal receives time alignment group configuration information from the base station (S2605).
  • the time alignment group is a group including at least one serving cell, and the same time alignment value is applied to the serving cells in the time alignment group.
  • the base station may configure a time alignment group specific to the terminal.
  • the base station may configure a time alignment group specific to the cell.
  • the time alignment group configuration information describes a state in which the time alignment group is configured.
  • the time alignment group setting information may include a number field of the time alignment group, an index field of each time alignment group, and an index field of a serving cell included in each time alignment group, and these fields may include a time alignment group. Describe the configured state.
  • the time alignment group configuration information may further include representative serving cell information in each time alignment group.
  • the representative serving cell is a serving cell capable of performing a random access procedure for maintaining and configuring uplink synchronization in each time alignment group.
  • the terminal may select a representative serving cell in each time alignment group by itself.
  • the terminal performs a random access procedure (S2610).
  • the terminal transmits the random access preamble to the base station on the representative serving cell and receives a MAC control element for a time advance command from the base station. This can be done on a contention-free or contention-based basis.
  • the random access procedure differs depending on whether the contention-based or contention-based method is used. If the contention-based method is contention-based, the procedure of FIG. 3 is followed.
  • the terminal checks the time advance command and / or time alignment group index in the random access response message, and adjusts uplink time for all serving cells in the identified time alignment group by the time alignment value according to the time advance command. Examples of the uplink time adjusted by the time alignment value are shown in Equations 1 to 4. If there is a time advance command and / or a time alignment group index for a plurality of time alignment groups in the random access response message, the UE transmits an uplink time for the serving cell (s) of each time alignment group to the corresponding time advance command. Adjust by time alignment value accordingly.
  • 24 is a flowchart illustrating an operation of a base station performing random access according to an embodiment of the present invention.
  • the base station receives classification information from the terminal (S2700).
  • the classification information provides information or criteria necessary for classifying at least one serving cell configured in the terminal into a time alignment group. Meanwhile, the base station may know the classification information separately or may already have it. In this case, random access according to the present embodiment may be performed with step S2700 omitted.
  • the base station configures a time alignment group based on the classification information (S2705), and transmits time alignment group configuration information to the terminal (S2710).
  • the time alignment group is a group including at least one serving cell, and the same time alignment value is applied to the serving cells in the time alignment group.
  • the base station may configure a time alignment group specific to the terminal.
  • the base station may configure a time alignment group specific to the cell.
  • the time alignment group configuration information describes a state in which the time alignment group is configured.
  • the base station performs a random access procedure with the terminal.
  • the base station receives a random access preamble from the terminal on a representative serving cell and transmits a MAC control element for a time advance command to the terminal. This can be done on a contention-free or contention-based basis.
  • the random access procedure differs depending on whether the contention-based or contention-based method is used. If the contention-based method is contention-based, the procedure of FIG. 3 is followed.
  • 25 is a block diagram illustrating a base station and a terminal for performing random access according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal 2800 includes a receiver 2805, a terminal processor 2810, and a transmitter 2820.
  • the terminal processor 2810 also includes an RRC processor 2811 and a random access processor 2812.
  • the receiver 2805 receives the preamble allocation information, the time alignment group configuration information, the random access response message, the RRC connection establishment message, the RRC connection reconfiguration message, or the contention resolution message from the base station 2850.
  • the time alignment group configuration information describes a state in which the time alignment group is configured.
  • the receiver 2805 receives the PDCCH scrambled with the C-RNTI from the base station 2850 on a specific secondary serving cell in the sTAG configured in the terminal 2800.
  • the receiving unit 2805 receives the PDSCH indicated by the PDCCH scrambled by the C-RNTI from the base station 2850 on the specific secondary serving cell.
  • the PDSCH includes a random access response message of any one of the MAC PDU format of FIGS. 7, 8, 11, and 13 generated by the random access processor 2872.
  • the random access response message may be composed of a MAC control element including a time forward command field, wherein the MAC control element has a structure of any one of FIGS. 9, 10, 12, 14, and 17.
  • the random access response message may include both a MAC control element or MAC SDU for the data of the DL-SCH, a MAC control element including a TAC field, and a backoff indicator field.
  • the RRC processing unit 2811 generates classification information, an RRC connection message, and an RRC connection reconfiguration complete message.
  • the classification information may be included in the RRC connection reconfiguration complete message.
  • the RRC processor 2811 identifies at least one of the number of time alignment groups configured in the terminal 2800, the index of each time alignment group, the index of the serving cell in each time alignment group, and the representative serving cell information from the time alignment group configuration information. Can be.
  • the representative serving cell is a serving cell selected to transmit a random access preamble in a time alignment group configured in the terminal. The representative serving cell may be selected for each time alignment group.
  • the random access processor 2812 processes a non-contention based or contention based random access procedure.
  • the random access processor 2812 generates a random access preamble to secure uplink time synchronization for the serving cell.
  • the generated random access preamble may be a dedicated random access preamble assigned by the base station 2850.
  • the random access processor 2812 may generate random access preambles to be transmitted on a representative serving cell of each time alignment group.
  • the random access processor 2812 checks the time advance command and / or the time alignment group index in the random access response message, and time-aligns the uplink time for all the serving cells in the identified time alignment group according to the time advance command. Adjust by value. Examples of the uplink time adjusted by the time alignment value are shown in Equations 1 to 4. If there are time advance commands and / or time alignment group indexes for the plurality of time alignment groups in the random access response message, the random access processor 2812 may determine an uplink time for the serving cell (s) for each time alignment group. Adjust the time alignment value according to the time advance command.
  • the random access processing unit 2812 checks the BI field in the random access response message, and delays the start or restart of the random access procedure based on the confirmed backoff parameter value. For example, the random access processor 2812 delays the start or restart of the random access procedure by a specific value. For example, if the BI field value is '1000', this corresponds to a value of 8, and thus the backoff parameter value is 160ms according to Table 5 above. The random access processor 2812 selects one of the values within 0 to 160ms with equal probability.
  • the random access processing unit 2812 selects 83ms as a specific value, the random access processing unit 2812 delays the start or restart of the random access procedure for 83ms when the random access has failed and enables the random access procedure after 83ms. Restart the random access procedure in the earliest subframe.
  • the random access processor 2812 assumes that the random access response message received during the RAR window period may include a subheader including a RAPID or a backoff indicator subheader.
  • the random access processor 2812 regards the first bit of each subheader as an 'E' field and the second bit as a 'T' field. In this case, the random access processing unit 2812 interprets the first bit as indicated by the value of the E field, and interprets the second bit as indicated by the value of the T field.
  • the random access processor 2812 determines that the random access response message includes a subheader including the RAPID.
  • the random access processor 2812 determines that the random access response message includes a subheader including the LCID.
  • the first bit may mean that there is a subheader containing a RAPID or LCID.
  • the random access processing unit 2812 determines that the corresponding subheader is a subheader including RAPID.
  • the random access processing unit 2812 determines that the subheader does not include the RAPID, for example, the backoff indicator subheader 1401. I think that.
  • the random access processor 2812 may determine that the random access response message has been successfully received when checking the RAPID value or the serving cell (or secondary serving cell) index information.
  • the transmitter 2820 transmits classification information, an RRC connection message, an RRC connection reconfiguration complete message, or a random access preamble to the base station 2850.
  • TAG1 ⁇ first serving cell, second serving cell, third serving cell ⁇
  • TAG2 ⁇ fourth serving cell, fifth serving cell ⁇ .
  • the transmitter 2820 transmits the first random access preamble on the second serving cell, and transmits the second random access preamble to the second serving cell. 5 Send on the serving cell.
  • the base station 2850 includes a transmitter 2855, a receiver 2860, and a base station processor 2870.
  • the base station processor 2870 also includes an RRC processing unit 2871 and a random access processing unit 2872.
  • the transmitter 2855 transmits preamble allocation information, time alignment group configuration information, random access response message, RRC connection complete message, RRC connection reconfiguration message, or contention resolution message to the terminal 2800.
  • the transmitter 2855 transmits the PDCCH scrambled with the C-RNTI to the terminal 2800 on a specific secondary serving cell in the sTAG configured in the terminal 2800.
  • the transmitter 2855 transmits the PDSCH indicated by the PDCCH scrambled with the C-RNTI to the UE 2800 on the specific secondary serving cell.
  • the PDSCH includes a random access response message of any one of the MAC PDU format of FIGS. 7, 8, 11, and 13 generated by the random access processor 2872.
  • the receiver 2860 receives classification information, a random access preamble, an RRC connection establishment related message or an RRC connection reconfiguration related message from the terminal 2800.
  • the RRC processing unit 2871 generates an RRC connection complete message or an RRC connection reconfiguration message.
  • the RRC processing unit 2871 configures a time alignment group, and generates time alignment group configuration information.
  • the time alignment group is a group including at least one serving cell configured in the terminal 2800, and the same time alignment value is applied to the serving cells in the time alignment group.
  • the RRC processing unit 2871 may configure a time alignment group specifically for the terminal 2870.
  • the RRC processing unit 2871 may configure a time alignment group specific to the cell.
  • the random access processor 2872 selects one of the dedicated random access preambles previously reserved for the non-contention based random access procedure among all available random access preambles, and indexes and usable time / frequency of the selected random access preamble. Random access preamble allocation information including resource information is generated.
  • the random access processing unit 2872 generates a random access response message or a contention resolution message.
  • the random access processor 2872 may generate a random access response message in the MAC PDU format of any one of FIGS. 7, 8, 11, and 13.
  • the random access response message may include a MAC control element including a time forward command field.
  • the MAC control element may have any structure of FIGS. 9, 10, 12, 14, and 17. Is generated.
  • the random access processor 2872 may set each field in the subheader including the backoff indicator subheader and the RAPID in the random access response message as follows. For example, the random access processor 2872 sets the 'E' field to '1' and the 'T' field to '0' in the case of the backoff indicator subheader 1401. In addition, the random access processor 2872 sets the 'E' field to '0' and the 'T' field to '1' in the case of the subheader including the RAPID.
  • the two reserved (R) bits of the subheader including the LCID are fixedly set to '00' or '11'.
  • the random access processor 2872 identifies the representative serving cell to which the random access preamble is transmitted, and identifies a time alignment group including the representative serving cell. In addition, the random access processor 2872 determines a time alignment value to be applied to the identified time alignment group, and generates a random access response message including a time advance command (TAC) indicating the determined time alignment value.
  • TAC time advance command
  • the time advance command indicates a change in the uplink time relative to the current uplink time, and may be an integer multiple of the sampling time T s , for example, 16T s .
  • the temporal advance command may be expressed as a time alignment value of a specific index.
  • the random access processor 2872 may generate a random access response message including a time advance command and an index of the identified time alignment group.
  • 26 illustrates a MAC control element for TAG according to an embodiment of the present invention.
  • octet 1 (Oct 1) in 8-bit units corresponds to a pTAG, and represents a serving cell included in a pTAG in a bitmap format or a binary format.
  • R, C 7 , C 6 , C 5 , C 4 , C 3 , C 2 , and C 1 of octet 1 are sequentially assigned to the serving cell index 1, the serving cell index 2,.
  • R is a reserved field. That is, C n corresponds to the serving cell index n.
  • C n 0, it may indicate that a serving cell having an index n is not included in the pTAG.
  • the main serving cell In pTAG, the main serving cell always becomes the representative serving cell.
  • Octet 2 is an area corresponding to the first sTAG and represents a serving cell included in the sTAG in a bitmap form or a binary form.
  • R, C 7 , C 6 , C 5 , C 4 , C 3 , C 2 , and C 1 of octet 2 sequentially serve cell index 1, serving cell index 2,...
  • R is a reserved field.
  • the next octet 3 indicates a representative serving cell in the sTAG indicated by octet 2, which is the previous octet. That is, octet 3 includes a cell index field indicating a representative serving cell of the first sTAG. Since seven serving cells can be represented by 3 bits, the cell index field is 3 bits, and the remaining 5 bits of octet 3 are represented. Is set to a preliminary field (R field).
  • octet 2 (N-1) is an area corresponding to the Nth sTAG
  • octet 2N-1 is an area indicating a representative serving cell in the Nth sTAG.
  • the R field is shown as being located in the leftmost bit, but this is only an example and the R field may be located in the rightmost bit.
  • FIG. 27 illustrates a MAC control element for TAG according to another example of the present invention.
  • each octet 1, 2, 3,... , n + 1 is sequentially pTAG, sTAG1, sTAG2,... , which corresponds to sTAGn, represents a serving cell included in a time alignment group in a bitmap form or a binary form. It is different from FIG. 16 in that there is no separate cell index field indicating a representative serving cell of each time alignment group.
  • the representative serving cell of each TAG may be predefined between the terminal and the base station or may be known to the terminal by separate signaling.
  • the R field is shown as being located in the leftmost bit, but this is only an example and the R field may be located in the rightmost bit.

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스의 수행장치 및 방법에 관한 것이다. 이러한 본 명세서는 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하는 랜덤 액세스 처리부, 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 부서빙셀상에서 기지국으로 전송하는 전송부, 및 단말의 고유한 식별자인 셀 무선 네트워크 임시 식별자로 스크램블된 물리 하향링크 제어채널 및, 상기 물리 하향링크 제어정보에 의해 지시되는 물리 하향링크 공용채널에 포함된 랜덤 액세스 응답 메시지를 상기 기지국으로부터 수신하는 수신부를 포함하는 단말을 개시한다. 단말은 랜덤 액세스 절차에 필요한 메시지들을 기지국으로부터 여러 번에 걸쳐서 별도로 수신할 필요없이 하나의 MAC PDU를 통해 수신할 수 있으므로 랜덤 액세스 절차에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있고, 절차가 단순해질 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스의 수행장치 및 방법
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스의 수행장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적인 무선통신 시스템에서는 상향링크와 하향링크간의 대역폭은 서로 다르게 설정되더라도 주로 하나의 반송파(carrier)만을 고려하고 있다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)에서도 단일 반송파를 기반으로 하여, 상향링크와 하향링크를 구성하는 반송파의 수가 1개이고, 상향링크의 대역폭과 하향링크의 대역폭이 일반적으로 서로 대칭적이다. 이러한 단일 반송파 시스템에서 랜덤 액세스는 하나의 반송파를 이용하여 랜덤 액세스를 수행하였다. 그런데, 최근 다중 요소 반송파 시스템(multiple component carrier system)이 도입됨에 따라 랜덤 액세스는 여러 개의 요소 반송파(component carrier)를 통해 구현될 수 있게 되었다.
다중 요소 반송파 시스템은 반송파 집성(carrier aggregation)을 지원할 수 있는 무선통신 시스템을 의미한다. 반송파 집성이란 조각난 작은 대역을 효율적으로 사용하기 위한 기술로 주파수 영역에서 물리적으로 비연속적인(non-continuous) 다수 개의 밴드를 묶어 논리적으로 큰 대역의 밴드를 사용하는 것과 같은 효과를 내도록 하기 위한 것이다.
단말이 망(network)에 접속하기 위해서는 랜덤 액세스(random access) 과정을 거친다. 랜덤 액세스 과정은 경합 기반 랜덤 액세스 과정(contention based random access procedure)과 비경합 기반 랜덤 액세스 과정(non-contention based random access procedure)으로 구분될 수 있다. 경합 기반 랜덤 액세스 과정과 비경합 기반 랜덤 액세스 과정의 가장 큰 차이점은 랜덤 액세스 프리앰블(Random access preamble)이 하나의 단말에게 전용(dedicated)으로 지정되는지 여부에 대한 것이다. 비경합 기반 랜덤 액세스 과정에서는 단말이 자신에게만 지정된 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 사용하기 때문에 다른 단말과의 경합(또는 충돌)이 발생하지 않는다. 여기서 경합이란 2개 이상의 단말이 동일한 자원을 통해 동일한 랜덤 액세스 프리앰블을 사용하여 랜덤 액세스 과정을 시도하는 것을 말한다. 경합기반 랜덤 액세스 과정에서는 단말이 임의로 선택한 랜덤 액세스 프리앰블을 사용하기 때문에 경합 가능성이 존재한다.
복수의 서빙셀의 신호들이 서로 다른 시간지연을 가지면, 다중 시간 정렬 값들이 요구된다. 만약 다중 시간 정렬 값들을 획득하기 위해 단말이 각 서빙셀에 대해 일일이 랜덤 액세스를 수행한다면, 한정된 상향링크 자원에 오버헤드가 발생하고, 랜덤 액세스의 복잡도가 증가할 수 있다. 이러한 오버헤드와 복잡도를 줄이는 다중 요소 반송파 시스템에서의 랜덤 액세스 수행방법이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스의 수행장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 한 번의 랜덤 액세스 절차로 다수의 부서빙셀에 공통적으로 적용되는 시간 정렬값을 획득하는 랜덤 액세스의 수행장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 동일한 시간 정렬값이 적용되는 부서빙셀들을 다수의 그룹으로 분류하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 부서빙셀 그룹별 시간 정렬값을 포함하는 랜덤 액세스 응답 메시지를 전송하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 단말이 부서빙셀의 단말 특화(UE-specific) 검색 공간에서 검색 가능하도록, RAR MAC PDU를 포함하는 PDSCH를 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH로 지시하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH의 MAC PDU가 RAR MAC PDU인지 또는 DL-SCH용 MAC PDU인지를 단말이 구별할 수 있는 새로운 형태의 혼합(hybrid) MAC PDU를 제공함에 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하는 랜덤 액세스 처리부, 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 부서빙셀(secondary serving cell)상에서 기지국으로 전송하는 전송부, 및 단말의 고유한 식별자인 셀 무선 네트워크 임시 식별자(cell-radio network temporary identifier: C-RNTI)로 스크램블된(scrambled) 물리 하향링크 제어채널 및, 상기 물리 하향링크 제어정보에 의해 지시되는 물리 하향링크 공용채널에 포함된 랜덤 액세스 응답 메시지를 상기 기지국으로부터 수신하는 수신부를 포함하는 단말을 제공한다.
여기서, 상기 랜덤 액세스 응답 메시지는 MAC(medium access control) 제어요소(control element)를 포함하고, 상기 MAC 제어요소는 상기 부서빙셀에 관한 상향링크 시간을 조정하는 시간정렬값을 지시하는 시간전진명령 필드를 포함하며, 상기 랜덤 액세스 응답 메시지는 상기 MAC 제어요소에 대응하는 서브헤더(subheader)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하는 단계, 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 부서빙셀상에서 기지국으로 전송하는 단계, 및 단말의 고유한 식별자인 셀 무선 네트워크 임시 식별자(C-RNTI)로 스크램블된 물리 하향링크 제어채널 및, 상기 물리 하향링크 제어정보에 의해 지시되는 물리 하향링크 공용채널에 포함된 랜덤 액세스 응답 메시지를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함하는 랜덤 액세스 수행방법을 제공한다.
여기서, 상기 랜덤 액세스 응답 메시지는 MAC 제어요소를 포함하고, 상기 MAC 제어요소는 상기 부서빙셀에 관한 상향링크 시간을 조정하는 시간정렬값을 지시하는 시간전진명령 필드를 포함하며, 상기 랜덤 액세스 응답 메시지는 상기 MAC 제어요소에 대응하는 서브헤더를 더 포함할 수 있다.
MAC RAR 필드, BI MAC 제어요소, 그리고 일반 MAC 정보가 하나의 MAC PDU 구조내에 포함될 수 있으므로, 단말은 상기 MAC 제어요소 메시지와 상기 일반 MAC 정보를 두 번에 걸쳐서 별도로 받을 필요 없이 하나의 MAC PDU를 통해 수신할 수 있다. 따라서 랜덤 액세스 절차에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있고, 절차가 단순해질 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스 수행방법을 설명하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스 절차를 설명하는 흐름도이다. 이는 비경합 기반의 랜덤 액세스 절차이다.
도 4는 본 발명에 따른 DCI가 확장된 물리 하향링크 제어채널에 맵핑되는 일 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 DCI가 확장된 물리 하향링크 제어채널에 맵핑되는 다른 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 DCI가 확장된 물리 하향링크 제어채널에 맵핑되는 또 다른 예를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 예에 따른 MAC PDU 구조를 나타낸다. 이는 RAR MAC PDU이다.
도 8은 본 발명의 다른 예에 따른 MAC PDU 구조를 나타낸다. 이는 DL-SCH용 MAC PDU이다.
도 9는 본 발명의 일 예에 따른 MAC 제어요소의 구조를 도시한 블록도이다. 여기서, MAC 제어요소는 MAC RAR 필드 또는 RAR MAC 제어요소일 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 예에 따른 MAC 제어요소의 구조를 도시한 블록도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 예에 따른 MAC PDU 구조를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 또 다른 예에 따른 MAC 제어요소의 구조를 도시한 블록도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 예에 따른 MAC PDU 구조를 나타낸다.
도 14와 도 15는 본 발명의 또 다른 예에 따른 MAC 제어요소의 구조를 도시한 블록도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 예에 따른 MAC 제어요소의 구조를 도시한 블록도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 예에 따른 MAC 제어요소의 구조를 도시한 블록도이다.
도 18은 본 발명의 다른 예에 따른 랜덤 액세스 절차를 설명하는 흐름도이다.
도 19는 본 발명에 따른 다중 요소 반송파 시스템에서 시간 정렬 그룹을 구성하는 방법 및 시간 정렬값을 결정하는 방법을 설명하는 설명도이다.
도 20은 본 발명의 다른 예에 따른 랜덤 액세스 수행방법을 설명하는 흐름도이다.
도 21은 본 발명의 또 다른 예에 따른 랜덤 액세스 수행방법을 설명하는 흐름도이다.
도 22는 본 발명의 또 다른 예에 따른 랜덤 액세스 수행방법을 설명하는 흐름도이다.
도 23은 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스를 수행하는 단말의 동작 순서도이다.
도 24는 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스를 수행하는 기지국의 동작 순서도이다.
도 25는 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스를 수행하는 기지국과 단말을 나타내는 블록도이다.
도 26은 본 발명의 일 예에 따른 TAG을 위한 MAC 제어요소를 나타내는 도면이다.
도 27은 본 발명의 다른 예에 따른 TAG을 위한 MAC 제어요소를 나타내는 도면이다.
이하, 본 명세서에서는 일부 실시 예들을 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 명세서의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한 본 명세서는 무선 통신 네트워크를 대상으로 설명하며, 무선 통신 네트워크에서 이루어지는 작업은 해당 무선 통신 네트워크를 관할하는 시스템(예를 들어 기지국)에서 네트워크를 제어하고 데이터를 송신하는 과정에서 이루어지거나, 해당 무선 네트워크에 결합한 단말에서 작업이 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 무선통신 시스템(10)은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다. 무선통신 시스템(10)는 적어도 하나의 기지국(11; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 셀(cell)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다.
단말(12; mobile station, MS)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(user equipment), MT(mobile terminal), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(11)은 eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 펨토(femto) 기지국, 가내 기지국(Home nodeB), 릴레이(relay) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 셀은 기지국(11)이 커버하는 일부 영역을 나타내는 포괄적인 의미로 해석되어야 하며, 메가셀, 매크로셀, 마이크로셀, 피코셀, 펨토셀 등 다양한 커버리지 영역을 모두 포괄하는 의미이다.
이하에서 하향링크(downlink)는 기지국(11)에서 단말(12)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말(12)에서 기지국(11)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(11)의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말(12)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(12)의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국(11)의 일부분일 수 있다. 무선통신 시스템에 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), SC-FDMA(Single Carrier-FDMA), OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다. 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.
반송파 집성(carrier aggregation; CA)은 복수의 반송파를 지원하는 것으로서, 스펙트럼 집성 또는 대역폭 집성(bandwidth aggregation)이라고도 한다. 반송파 집성에 의해 묶이는 개별적인 단위 반송파를 요소 반송파(component carrier; CC)라고 한다. 각 요소 반송파는 대역폭과 중심 주파수로 정의된다. 반송파 집성은 증가되는 수율(throughput)을 지원하고, 광대역 RF(radio frequency) 소자의 도입으로 인한 비용 증가를 방지하고, 기존 시스템과의 호환성을 보장하기 위해 도입되는 것이다. 예를 들어, 20MHz 대역폭을 갖는 반송파 단위의 그래뉼래리티(granularity)로서 5개의 요소 반송파가 할당된다면, 최대 100Mhz의 대역폭을 지원할 수 있는 것이다.
반송파 집성은 주파수 영역에서 연속적인 요소 반송파들 사이에서 이루어지는 인접(contiguous) 반송파 집성과 불연속적인 요소 반송파들 사이에 이루어지는 비인접(non-contiguous) 반송파 집성으로 나눌 수 있다. 하향링크와 상향링크 간에 집성되는 반송파들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 요소 반송파 수와 상향링크 요소 반송파 수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 집성이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 집성이라고 한다.
요소 반송파들의 크기(즉 대역폭)는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 70MHz 대역의 구성을 위해 5개의 요소 반송파들이 사용된다고 할 때, 5MHz 요소 반송파(carrier #0) + 20MHz 요소 반송파(carrier #1) + 20MHz 요소 반송파(carrier #2) + 20MHz 요소 반송파(carrier #3) + 5MHz 요소 반송파(carrier #4)과 같이 구성될 수도 있다.
이하에서, 다중 반송파(multiple carrier) 시스템이라 함은 반송파 집성을 지원하는 시스템을 말한다. 다중 요소 반송파 시스템에서 인접 반송파 집성 및/또는 비인접 반송파 집성이 사용될 수 있으며, 또한 대칭적 집성 또는 비대칭적 집성 어느 것이나 사용될 수 있다.
요소 반송파는 활성화 여부에 따라 주요소 반송파(Primary Component Carrier; PCC)와 부요소 반송파(Secondary Component Carrier; SCC)로 나뉠 수 있다. 주요소 반송파는 항상 활성화되어 있는 반송파이고, 부요소 반송파는 특정 조건에 따라 활성화/비활성화되는 반송파이다. 활성화는 트래픽 데이터의 송신 또는 수신이 행해지거나 준비 상태(ready state)에 있는 것을 말한다. 비활성화는 트래픽 데이터의 송신 또는 수신이 불가능하고, 측정이나 최소 정보의 송신/수신이 가능한 것을 말한다. 단말은 하나의 주요소 반송파만을 사용하거나, 주요소 반송파와 더불어 하나 또는 그 이상의 부요소 반송파를 사용할 수 있다. 단말은 주요소 반송파 및/또는 부요소 반송파를 기지국으로부터 할당받을 수 있다.
주서빙셀(primary serving cell)은 RRC 연결(establishment) 또는 재연결(re-establishment) 상태에서, 보안입력(security input)과 NAS 이동 정보(mobility information)을 제공하는 하나의 서빙셀을 의미한다. 단말의 성능(capabilities)에 따라, 적어도 하나의 셀이 주서빙셀과 함께 서빙셀의 집합을 형성하도록 구성될 수 있는데, 상기 적어도 하나의 셀을 부서빙셀(secondary serving cell)이라 한다.
따라서, 하나의 단말에 대해 설정된 서빙셀의 집합은 하나의 주서빙셀만으로 구성되거나, 또는 하나의 주서빙셀과 적어도 하나의 부서빙셀로 구성될 수 있다.
주서빙셀에 대응하는 하향링크 요소 반송파를 하향링크 주요소 반송파(DL PCC)라 하고, 주서빙셀에 대응하는 상향링크 요소 반송파를 상향링크 주요소 반송파(UL PCC)라 한다. 또한, 하향링크에서, 부서빙셀에 대응하는 요소 반송파를 하향링크 부요소 반송파(DL SCC)라 하고, 상향링크에서, 부서빙셀에 대응하는 요소 반송파를 상향링크 부요소 반송파(UL SCC)라 한다. 하나의 서빙셀에는 DL CC만이 대응할 수도 있고, DL CC와 UL CC가 함께 대응할 수도 있다.
따라서, 반송파 시스템에서 단말과 기지국간의 통신이 DL CC 또는 UL CC를 통해 이루어지는 것은 단말과 기지국간의 통신이 서빙셀을 통해 이루어지는 것과 동등한 개념이다. 예를 들어, 본 발명에 따른 랜덤 액세스 수행방법에서, 단말이 UL CC를 이용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 것은, 주서빙셀 또는 부서빙셀을 이용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 것과 동등한 개념으로 볼 수 있다. 또한, 단말이 DL CC를 이용하여 하향링크 정보를 수신하는 것은, 주서빙셀 또는 부서빙셀을 이용하여 하향링크 정보를 수신하는 것과 동등한 개념으로 볼 수 있다.
한편, 주서빙셀과 부서빙셀은 다음과 같은 특징을 가진다.
첫째, 주서빙셀은 PUCCH의 전송을 위해 사용된다. 반면, 부서빙셀은 PUCCH를 전송할 수 없으나 PUCCH 내의 정보 중 일부 제어정보를 PUSCH를 통하여 전송할 수 있다.
둘째, 주서빙셀은 항상 활성화되어 있는 반면, 부서빙셀은 특정 조건에 따라 활성화/비활성화되는 반송파이다. 상기 특정 조건은 기지국의 활성화/비활성화 MAC 제어요소 메시지를 수신하였거나 단말내 각 부서빙셀마다 구성되어 있는 비활성화 타이머가 만료되는 경우가 될 수 있다.
셋째, 주서빙셀이 무선링크실패(Radio Link Failure; 이하 RLF)를 경험할 때, RRC 재연결이 트리거링(triggering)되나, 부서빙셀이 RLF를 경험할 때는 RRC 재연결이 트리거링되지 않는다. 또는 부서빙셀에 대해서는 RLF가 정의되지 않는다. 무선링크실패는 하향링크 성능이 임계치 이하로 일정시간 이상 유지되는 경우 또는 주서빙셀을 통한 랜덤 액세스 절차가 임계치 이상 횟수만큼 실패했을 경우에 발생한다. 부서빙셀을 통한 랜덤 액세스 절차가 임계치 이상 횟수만큼 실패했을 경우는 해당 랜덤 액세스 절차만 종료된다.
넷째, 주서빙셀은 보안키(security key) 변경이나 랜덤 액세스 절차와 동반하는 핸드오버 절차에 의해서 변경될 수 있다. 단, CR(contention resolution 메시지의 경우, CR을 지시하는 하향 링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel, 이하 'PDCCH'라 칭함)만 주서빙셀를 통하여 전송되어야 하고 CR 정보는 주서빙셀 또는 부서빙셀을 통하여 전송될 수 있다.
다섯째, NAS(non-access stratum) 정보는 주서빙셀를 통해서 수신한다.
여섯째, 언제나 주서빙셀는 DL PCC와 UL PCC가 짝(pair)으로 구성된다.
일곱째, 각 단말마다 다른 CC를 주서빙셀로 설정할 수 있다.
여덟째, 부서빙셀의 재설정(reconfiguration), 추가(adding) 및 제거(removal)와 같은 절차는 무선 리소스 제어(RRC) 계층에 의해 수행될 수 있다. 신규 부서빙셀의 추가에 있어서, 전용(dedicated) 부서빙셀의 시스템 정보를 전송하는데 RRC 시그널링이 사용될 수 있다.
아홉째, 주서빙셀은 제어정보를 전송하는 영역 내에서 특정 단말에 한하여 제어정보를 전송하기 위해 설정된 단말-특정 검색 공간(UE-specific search space)에 할당되는 PDCCH(예를 들어, 하향링크 할당정보 또는 상향링크 그랜트 정보) 및 셀 내 모든 단말들 또는 특정조건에 부합하는 다수의 단말들에게 제어정보를 전송하기 위해 설정된 공용 검색 공간(common search space)에 할당되는 PDCCH(예를 들어, 시스템 정보(SI), 랜덤 액세스 응답(RAR), 전송전력제어(transmit power control: TPC))를 모두 제공할 수 있다. 반면, 부서빙셀은 단말-특정 검색 공간만 설정될 수 있다. 즉, 단말은 부서빙셀을 통해서 공용 검색 공간을 확인할 수 없으므로, 공용 검색 공간을 통해서만 전송되는 제어정보들 및 상기 제어정보들이 지시하는 데이터 정보도 수신할 수 없다.
주서빙셀과 부서빙셀의 특징에 관한 본 발명의 기술적 사상은 반드시 상기의 설명에 한정되는 것은 아니며, 이는 예시일 뿐이고 더 많은 예를 포함할 수 있다.
부서빙셀들 중에서 공용 검색 공간(CSS)이 정의될 수 있는 부서빙셀을 정의할 수 있으며 상기 부서빙셀은 특수 부서빙셀 (special SCell)이라고 지칭한다. 상기 특수 부서빙셀은 교차 요소 반송파 스케줄링 (cross carrier scheduling) 시 언제나 스케줄링 셀로 설정된다. 또한 주서빙셀에 설정되는 PUCCH가 상기 특수 부서빙셀에 대하여 정의될 수 있다.
상기 특수 부서빙셀에 대한 PUCCH는 특수 부서빙셀 구성 시 고정적으로 설정될 수도 있고, 또는 기지국이 해당 부서빙셀에 대한 재구성 시 RRC 시그널링(RRC 재구성 메시지)에 의해 할당(구성) 또는 해제될 수도 있다.
상기 특수 부서빙셀에 대한 PUCCH는, 해당 sTAG내에 존재하는 부서빙셀들의 ACK/NACK 정보 또는 CQI(channel quality information)를 포함하며, 상기 언급한 바와 같이, 기지국에 의해 RRC 시그널링을 통해 구성될 수 있다.
또한, 기지국은 sTAG내에 다수의 부서빙셀들 중 하나의 특수 부서빙셀을 구성하거나, 또는 특수 부서빙셀을 구성하지 않을 수도 있다. 상기 특수 부서빙셀을 구성하지 않는 이유는 CSS 및 PUCCH가 설정될 필요가 없다고 판단되기 때문이다. 일 예로, 경합 기반 랜덤 액세스 절차가 어떤 부서빙셀에서도 진행될 필요가 없다고 판단하거나, 또는 현재 주서빙셀의 PUCCH의 용량이 충분하다고 판단하여 추가적인 부서빙셀에 대한 PUCCH를 설정할 필요가 없는 경우가 이에 해당한다.
상기에서 설명된 주서빙셀과 부서빙셀 및 특수 부서빙셀의 특징에 관한 본 발명의 기술적 사상은 반드시 상기의 설명에 한정되는 것은 아니며, 이는 예시일 뿐이고 더 많은 예를 포함할 수 있다.
무선 통신 환경에서는 송신기에서 전파가 전파되어 수신기에서 전달되는 동안에 전파지연(propagation delay)을 겪게 된다. 따라서 송수신기 모두 정확히 송신기에서 전파가 전파되는 시간을 알고 있다 하더라도 수신기에 신호가 도착하는 시간은 송수신기간 거리, 주변 전파 환경 등에 의해 영향을 받게 되고 수신기가 이동하는 경우 시간에 따라 변하게 된다. 만일 수신기가 송신기로부터 전송된 신호가 수신되는 시점을 정확히 알 수 없는 경우 신호 수신이 실패하거나 수신하더라도 왜곡된 신호를 수신하게 되어 통신이 불가능하게 된다.
따라서, 무선 통신 시스템에서는 하향링크/상향링크를 막론하고, 정보 신호를 수신하기 위해 기지국과 단말간 동기(synchronization)가 반드시 선결되어야 한다. 동기의 종류는 프레임 동기(frame synchronization), 정보심벌 동기(information symbol synchronization), 샘플링 주기 동기(sampling period synchronization) 등 다양하다. 샘플링 주기 동기는 물리적 신호를 구분하기 위해 가장 기본적으로 획득하여야 하는 동기이다.
하향링크 동기 획득은 기지국의 신호를 기반으로 단말에서 수행된다. 기지국은 단말에서 하향링크 동기 획득이 용이하도록 상호 약속된 특정 신호를 송신한다. 단말은 기지국에서 보내온 특정 신호가 송신된 시간을 정확히 분별할 수 있어야 한다. 하향링크의 경우 하나의 기지국이 자신의 서비스 지역 내에 동기신호를 송신하므로 상기 서비스 지역 내에 존재하는 다수의 단말들에게 동시에 동일한 동기신호를 송신할 수 있다. 따라서 단말들은 각각 자신의 전파 환경과 수신기 특성을 기반으로 독립적으로 동기를 획득할 수 있다.
상향링크의 경우 기지국은 다수의 단말들로부터 송신된 신호들을 수신하게 된다. 각 단말과 기지국간 거리가 서로 상이한 경우 상기 기지국이 수신하는 각 단말의 송신신호들은 서로 다른 송신지연 시간을 갖게 된다. 만일 상기 기지국의 상향링크 서비스 지역 내에 존재하는 각 단말이 독립적으로 획득한 하향링크 동기시점, 예를 들어 정보심벌 동기 또는 프레임 동기 등을 기준으로 상향링크 정보를 송신하는 경우, 각 단말의 상향링크 정보가 서로 다른 시점에서 해당 기지국에 의해 수신되게 된다. 이러한 경우, 기지국은 각 단말에 할당된 신호들을 필터링 등을 통해 물리적으로 분리하여 수신하지 않는 이상 어느 하나의 단말을 기준으로 동기를 획득할 수가 없다. 그러나 LTE와 같이 SC-FDMA 방식을 사용하는 무선 시스템의 경우, 상기 방식의 장점인 각 단말에 대한 주파수 자원 할당의 유연성 측면에서 볼 때 상기와 같은 방식으로 기지국에서 수신기를 설계하는 것은 매우 어렵다. 따라서 상향링크 동기 획득은 하향링크와는 다른 절차가 필요하다.
한편, 상향링크 동기 획득은 다중 접속 방식마다 그 필요성이 다를 수 있다. 예를 들어, CDMA 시스템과 같은 경우에는 기지국이 다른 단말의 상향링크 신호들을 서로 다른 시간에 수신하더라도 CDMA 수신기 설계 시 일반적으로 고려되는 RAKE 수신기 등을 이용하면 각 상향링크 신호들을 분리할 수 있다. 따라서, 상향링크 동기 획득이 필수적이지 않아도 된다. 반면, SC-FDMA, OFDMA 또는 FDMA를 기반으로 하는 무선 통신 시스템에서는 기지국이 모든 단말의 상향링크 신호들을 동시에 수신하여 한꺼번에 복조한다. 따라서 다수의 단말의 상향링크 신호들이 정확한 시간에 수신될수록 수신 성능이 높아지며, 각 단말 신호의 수신시간의 차이가 커질수록 수신성능은 급격히 열화된다. 따라서, 상향링크 동기 획득이 필수적일 수 있다.
랜덤 액세스 절차(random access procedure)가 상향링크 동기 획득을 위해 수행될 수 있으며, 랜덤 액세스 절차 중에 단말은 기지국으로부터 전송되는 시간 정렬값(timing alignment value)에 기반하여 상향링크 동기를 획득한다. 시간정렬값이 항상 0보다 큰 값을 갖는 경우, 다시 말해 언제나 현재 하향링크 서브프레임 동기 위치보다 이전 시간에 상향링크 동기 시점이 존재하는 경우, 상기 시간정렬값은 시간전진값(timing advanced value)이라 정의될 수 있다.
상향링크 동기가 획득되면, 단말은 시간 정렬 타이머(time alignment timer)를 시작한다. 시간 정렬 타이머가 작동 중이면 단말과 기지국은 서로 상향링크 동기가 이루어진 상태에 있다. 시간 정렬 타이머가 만료되거나 작동되지 않으면, 단말과 기지국은 서로 동기가 이루어져 있지 않은 것으로 보고, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블의 전송 이외의 상향링크 전송은 수행하지 않는다.
한편, 다중 요소 반송파 시스템에서는 하나의 단말이 복수의 요소 반송파 또는 복수의 서빙셀들을 통해 기지국과 통신을 수행한다. 단말에 설정되는 복수의 서빙셀의 신호들이 모두 동일한 시간지연을 가지면, 단말은 하나의 시간 정렬 값만으로도 모든 서빙셀들에 대한 상향링크 동기 획득이 가능하다. 반면 복수의 서빙셀의 신호들이 서로 다른 시간지연을 가지면, 각 서빙셀마다 다른 시간 정렬 값이 요구된다. 즉, 다중 시간 정렬 값들(multiple timing alignment values) 또는 다중 시간 전진 값들(multiple timing advance values)이 요구된다. 만약 다중 시간 정렬 값들을 획득하기 위해 단말이 각 서빙셀에 대해 일일이 랜덤 액세스를 수행한다면, 한정된 상향링크 자원에 오버헤드가 발생하고, 랜덤 액세스의 복잡도가 증가할 수 있다. 이러한 오버헤드와 복잡도를 줄이는 다중 요소 반송파 시스템에서의 랜덤 액세스 수행방법이 요구된다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스 수행방법을 설명하는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 기지국은 단말 및 주변 기지국 및 코어 네트워크로부터 분류 정보(classifying information)를 수집한다(S500). 분류 정보는 단말에 구성된 적어도 하나의 서빙셀을 시간 정렬 그룹(TAG)으로 분류하는데 필요한 정보 또는 기준을 제공한다. 예를 들어, 분류 정보는 단말로부터 단말의 지리적 위치 정보, 단말의 주서빙셀/부서빙셀들에 대한 측정 정보 및 인접셀(neighbour cell) 측정 정보를 수집하며, 주변 기지국 및 코어 네트워크로부터 네트워크 배치 정보(network deployment information)를 포함한 정보들을 수집 할 수 있다.
단말의 지리적 위치 정보는 단말의 위도, 경도, 높이 등으로 표현될 수 있는 위치를 나타낸다. 단말의 인접셀 측정 정보는 인접셀에서 전송되는 기준신호의 수신전력(reference signal received power: RSRP) 또는 기준신호의 수신품질(reference signal received quality: RSRQ)을 포함한다. 네트워크 배치 정보는 기지국, 주파수 선택적 리피터(frequency selective repeater: FSR) 또는 원격 무선 헤드(remote radio head: RRH)의 배치를 나타내는 정보이다. 단계 S500은 단말이 분류 정보를 기지국으로 전송해줌을 나타내지만, 기지국이 분류 정보를 별도로 알 수 있거나 이미 보유할 수도 있다. 이 경우 본 실시 예에 따른 랜덤 액세스는 단계 S500이 생략된 상태로 수행될 수도 있다.
기지국은 서빙셀들을 분류하여 시간 정렬 그룹을 구성한다(S505). 서빙셀들은 분류 정보에 따라 각 시간 정렬 그룹으로 분류 또는 구성될 수 있다. 상기 시간 정렬 그룹(timing advanced group: TAG)은 공통적으로 동일한 시간정렬(timing advanced 또는 timing alignment) 값을 적용하며 동일한 타이밍 참조 DL CC를 적용하는 서빙셀들의 집합이다. 시간 정렬 그룹은 시간 전진 그룹(timing advance group)이라 불릴 수도 있다.
TAG는 주서빙셀을 포함하는 pTAG(Primary TAG)와 주서빙셀을 포함하지 않는 sTAG(secondary TAG)로 구분된다. 따라서 pTAG는 단 하나만 존재하며 sTAG는 다중 시간 정렬 값이 필요한 경우라면 적어도 하나 이상 존재한다. 예를 들어, 제1 서빙셀과 제2 서빙셀이 동일한 시간 정렬 그룹(TAG1)에 속하면, 제1 서빙셀과 제2 서빙셀에는 동일한 시간 정렬 값 TA1이 적용된다. 반면 제1 서빙셀과 제2 서빙셀이 다른 시간 정렬 그룹(TAG1, TAG2)에 속하면, 제1 서빙셀과 제2 서빙셀에는 다른 시간 정렬 값 TA1과 TA2가 각각 적용된다. 시간 정렬 그룹은 주서빙셀을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 부서빙셀을 포함할 수도 있으며, 주서빙셀과 적어도 하나의 부서빙셀을 포함할 수도 있다.
일 예로서, 기지국은 단말에 특정하게 시간 정렬 그룹을 구성할 수 있다. 서빙셀 구성정보는 단말마다 개별적, 독립적으로 구성되므로, 이를 분류 정보로 사용하면 시간 정렬 그룹도 단말마다 개별적, 독립적으로 구성될 수 있다. 예를 들어 제1 단말에 대한 시간 정렬 그룹이 TAG1_UE1, TAG2_UE1이고, 제2 단말에 대한 시간 정렬 그룹이 TAG1_UE2, TAG2_UE2이라 하자. 제1 단말에 제1 및 제2 서빙셀이 구성되면 TAG1_UE1={제1 서빙셀}, TAG2_UE1={제2 서빙셀}인데 반하여, 제2 단말에 제1 내지 제4 서빙셀이 구성되면 TAG1_UE2={제1 서빙셀, 제2 서빙셀}, TAG2_UE2={제3 서빙셀, 제4 서빙셀}일 수 있다.
다른 예로서, 기지국은 셀에 특정하게 시간 정렬 그룹을 구성할 수 있다. 네트워크 배치 정보는 단말에 무관하게 정해지므로, 이를 분류 정보로 사용하면 시간 정렬 그룹은 단말과 무관하게 셀 중심적으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 특정 주파수 대역의 제1 서빙셀은 항상 주파수 선택적 리피터나 원격무선헤드에서 서비스되고, 제2 서빙셀은 기지국을 통해 서비스된다고 하자. 이 경우 기지국의 서비스 지역 내 모든 단말들에 대해서 제1 서빙셀과 제2 서빙셀은 서로 다른 시간 정렬 그룹으로 분류된다.
기지국은 시간 정렬 그룹 구성정보(TAG configuration)를 단말로 전송한다(S510). 시간 정렬 그룹 구성정보는 단말에 구성된 적어도 하나의 서빙셀을 시간정렬그룹으로 분류한다. 즉 시간 정렬 그룹 구성정보는 시간 정렬 그룹이 구성된 상태를 설명한다. 일 예로서, 시간 정렬 그룹 설정정보는 시간 정렬 그룹의 개수 필드, 각 시간 정렬 그룹의 인덱스 필드 및 각 시간 정렬 그룹이 포함하는 서빙셀의 인덱스 필드를 포함할 수 있고, 이들 필드들은 시간 정렬 그룹이 구성된 상태를 설명해준다.
다른 예로서, 시간 정렬 그룹 구성정보는 각 시간 정렬 그룹내의 대표 서빙셀 정보를 더 포함할 수 있다. 대표 서빙셀은 각 시간 정렬 그룹 내에서 상향링크 동기 유지 및 설정을 위한 랜덤 액세스 절차를 진행할 수 있는 서빙셀이다. 대표 서빙셀은 특별 서빙셀(special SCell) 또는 참조 서빙셀(reference SCell) 또는 타이밍 참조 서빙셀(timing reference Cell)이라 불릴 수도 있다. 만약 상기 실시예와는 달리 시간 정렬 그룹 구성정보가 대표 서빙셀과 관련된 정보를 포함하지 않는 경우 기지국이 PDCCH 지시(order)와 같은 랜덤 액세스 절차 지시자를 통해 프리앰블을 전송한 UL CC와 SIB2 연결설정된(linked) DL CC를 타이밍 참조로 DL CC로 정의하고 상기 타이밍 참조 DL CC를 포함한 서빙셀을 타이밍 참조 서빙셀로 정의한다.
단말은 기지국에 대해 랜덤 액세스 절차를 수행한다(S515). 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차는 단말이 상기 부서빙셀상에서 랜덤 액세스 절차 지시자를 기지국으로부터 수신한 경우에 한하여 진행될 수 있다. 또한 랜덤 액세스 절차는 비경합 기반 또는 경합 기반으로 수행될 수 있다. 랜덤 액세스 절차는 비경합 기반인지, 경합 기반인지에 따라 그 절차가 다르므로, 이하에서 도면을 바꾸어 설명한다. 단계 S515는 비경합 기반인 경우 도 3의 절차를 따르고, 경합 기반인 경우 도 18의 절차를 따른다.
도 3은 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스 절차를 설명하는 흐름도이다. 이는 비경합 기반의 랜덤 액세스 절차이다.
도 3을 참조하면, 기지국은 가용한 전체 랜덤 액세스 프리앰블들 중에서 비경합 기반 랜덤 액세스 절차를 위해 미리 예약한 전용 랜덤 액세스 프리앰블들 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 랜덤 액세스 프리앰블의 인덱스 및 사용 가능한 시간/주파수 자원 정보를 포함하는 랜덤 액세스 프리앰블 할당 정보(RA Preamble assignment)를 단말로 전송한다(S600). 단말은 비경합 기반의 랜덤 액세스 과정을 위해서는 충돌 가능성이 없는 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로부터 할당받는 것이 필요하다.
일 예로서, 랜덤 액세스 과정이 핸드오버 과정 중에 수행되는 경우, 단말은 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 핸드오버 명령 메시지로부터 얻을 수 있다. 다른 예로서, 랜덤 액세스 과정이 기지국의 요청에 의해 수행되는 경우 단말은 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 PDCCH, 즉 물리계층 시그널링을 통해 얻을 수 있다. 이 경우 물리계층 시그널링은 하향링크 제어정보(downlink control information: DCI) 포맷 1A로서, 표 1과 같은 필드들을 포함할 수 있다.
표 1
- 캐리어 지시자 필드(Carrier indicator field: CIF) - 0 or 3 bits.
- 포맷 0/1A 식별을 위한 플래그 - 1 bit (0인 경우 포맷 0을, 1인 경우 포맷 1A를 ㅈ지시함)
포맷 1A CRC가 C-RNTI에 의해 스크램블되고, 남은 필드들이 아래와 같이 설정되는 경우, 포맷 1A는 PDCCH 명령(order)에 의해 개시되는 랜덤 액세스 절차를 위해 사용된다.
-아래-
- 국지적/분산적(Localized/Distributed) VRB 할당 플래그 - 1 bit. 0으로 설정됨
- 자원블록할당 -
Figure PCTKR2013000266-appb-I000001
bits. 모든 비트들이 1로 설정됨
- 랜덤 액세스 프리앰블 인덱스(Preamble Index) - 6 bits
- PRACH 마스크 인덱스(Mask Index) - 4 bits
- 하나의 PDSCH 부호어의 간이 스케줄링 할당을 위한 포맷 1A의 모든 남은 비트들이 0으로 설정됨
표 1을 참조하면, 랜덤 액세스 프리앰블 인덱스는 비경합 기반 랜덤 액세스 절차를 위해 미리 예약한 전용 랜덤 액세스 프리앰블들 중 선택된 하나의 랜덤 액세스 프리앰블을 지시하는 인덱스이고, PRACH 마스크 인덱스는 사용 가능한 시간/주파수 자원 정보이다. 사용 가능한 시간/주파수 자원 정보는 다시 표 2와 같이 주파수 분할 듀플렉스(frequency division duplex: FDD) 시스템과 시간 분할 듀플렉스(time division duplex: TDD) 시스템에 따라, 지시하는 자원이 달라진다.
표 2
PRACH마스크 인덱스 허용되는 PRACH (FDD) 허용되는 PRACH (TDD)
0 모두 모두
1 PRACH 자원 인덱스0 PRACH 자원 인덱스0
2 PRACH 자원 인덱스1 PRACH 자원 인덱스1
3 PRACH 자원 인덱스2 PRACH 자원 인덱스2
4 PRACH 자원 인덱스3 PRACH 자원 인덱스3
5 PRACH 자원 인덱스4 PRACH 자원 인덱스4
6 PRACH 자원 인덱스5 PRACH 자원 인덱스5
7 PRACH 자원 인덱스6 예비됨
8 PRACH 자원 인덱스7 예비됨
9 PRACH 자원 인덱스8 예비됨
10 PRACH 자원 인덱스9 예비됨
11 시간 영역내의 모든 짝수 PRACH 기회(opportunity),서브프레임내의 첫번째 PRACH 자원 인덱스 시간 영역내의 모든 짝수 PRACH 기회,서브프레임내의 첫번째 PRACH 자원 인덱스
12 시간 영역내의 모든 홀수 PRACH 기회,서브프레임내의 첫번째 PRACH 자원 인덱스 시간 영역내의 모든 홀수 PRACH 기회,서브프레임내의 첫번째 PRACH 자원 인덱스
13 예비됨 서브프레임내의 첫번째 PRACH 자원 인덱스
14 예비됨 서브프레임내의 두번째 PRACH 자원 인덱스
15 예비됨 서브프레임내의 세번째 PRACH 자원 인덱스
단말은 할당된 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 대표 서빙셀을 통해 기지국으로 전송한다(S605). 대표 서빙셀은 단말에 구성되는 시간 정렬 그룹에서 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하도록 선정된 서빙셀이다. 대표 서빙셀은 시간 정렬 그룹마다 선정될 수 있다. 또한 단말은 복수의 시간 정렬 그룹들 중에서, 어느 하나의 시간 정렬 그룹내의 대표 서빙셀상으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수도 있고, 2개 이상의 시간 정렬 그룹내의 각각의 대표 서빙셀상으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수도 있다. 예를 들어, 단말에 구성된 시간 정렬 그룹이 TAG1, TAG2이고, TAG1={제1 서빙셀, 제2 서빙셀, 제3 서빙셀}, TAG2={제4 서빙셀, 제5 서빙셀}이라 하자. TAG1의 대표 서빙셀이 제2 서빙셀, TAG2의 대표 서빙셀이 제5 서빙셀이면, 단말은 할당된 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 제2 서빙셀 또는 제5 서빙셀을 통해 기지국으로 전송한다. 다시 말하면, 각 시간 정렬 그룹내에서 대표 서빙셀이 아닌 서빙셀에서는 랜덤 액세스 프리앰블이 전송되지 않는다.
랜덤 액세스 프리앰블은 대표 서빙셀이 활성화된 이후에 전송될 수 있다. 또한, 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차는 기지국에 의해 전송되는 PDCCH 지시(order)에 의해서 개시될 수 있다. 본 실시예에서는 비경합 기반의 랜덤 액세스 절차를 기본으로 설명하나 기지국의 의도에 의해 경합 기반의 랜덤 액세스 절차에도 적용될 수 있다.
대표 서빙셀에 관한 시간 정렬 값(이하 대표 시간 정렬 값)만 획득하면, 단말은 대표 시간 정렬 값을 다른 서빙셀의 시간 정렬 값으로 사용할 수 있다. 이는 동일한 시간 정렬 그룹에 속하는 서빙셀들에는 동일한 시간 정렬 값이 적용되기 때문이다. 특정 서빙셀에서의 불필요한 랜덤 액세스 절차를 차단함으로써 랜덤 액세스 절차의 중복, 복잡도 및 오버헤드가 줄어들 수 있다.
기지국은 랜덤 액세스 응답 메시지를 단말로 전송한다(S610). 랜덤 액세스 응답 메시지는 랜덤 액세스와 관련된 MAC 메시지이다. 일 예로서, 랜덤 액세스 응답 메시지는 시간 전진 명령(timing advance command: TAC) 필드를 포함한다. TAC 필드는 현재 상향링크 시간에 대한 상대적인 상향링크 시간의 변화를 지시하며, 샘플링 시간(Ts)의 정수배, 예를 들어 16Ts일 수 있다. TAC 필드는 시간정렬그룹내의 전체 서빙셀의 상향링크 시간을 동일하게 조정하는 시간 정렬값을 지시한다. 시간 정렬값은 특정한 인덱스로 주어질 수 있다. 시간 정렬값을 결정하는 방법의 예시는 도 19에서 설명된다. 다른 예로서, 랜덤 액세스 응답 메시지는 시간 전진 명령 및 대표 서빙셀을 포함하는 시간 정렬 그룹의 인덱스를 포함한다. 시간 전진 명령을 위한 데이터 구조는 도 7 내지 도 17에서 설명된다.
단말은 랜덤 액세스 응답 메시지내의 시간 전진 명령 및/또는 시간정렬그룹 인덱스를 확인하고, 확인된 시간정렬그룹내의 모든 서빙셀에 관한 상향링크 시간을 시간 전진 명령에 따른 시간 정렬값만큼 조정한다. 시간 정렬값에 의해 조정되는 상향링크 시간의 예시는 하기 수학식 1 내지 수학식 4와 같다. 만약 랜덤 액세스 응답 메시지 내에 복수의 시간정렬그룹에 대한 시간 전진 명령 및/또는 시간정렬그룹 인덱스가 존재하면, 단말은 각 시간정렬그룹별 서빙셀(들)에 관한 상향링크 시간을 해당 시간 전진 명령에 따른 시간 정렬값만큼 조정한다.
기지국은 수신된 랜덤 액세스 프리앰블 및 시간/주파수 자원을 기반으로 어느 단말이 어느 서빙셀을 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 전송했는지 확인할 수 있다. 따라서, 랜덤 액세스 응답 메시지는 단말의 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier)로 스크램블된(scrambled) PDCCH가 지시하는 물리하향링크 공용 채널(physical downlink control channel: PDSCH)를 통해 단말로 전송된다. 랜덤 액세스 응답 메시지는 대표 서빙셀에 대한 스케줄링 셀(scheduling cell)을 통해 전송될 수 있다.
상기 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 PDCCH 지시(order) 및 MAC 레이어 메시지인 랜덤 액세스 응답 메시지가 어떤 무선 자원(RB)에 할당되어 있는지를 지시하는 물리계층(L1)의 정보는 하향링크 제어정보(DCI: downlink control information)에 포함된다. 그리고 DCI는 PDCCH이외에도 EPDCCH (Extended PDCCH)로 정의되는 하위계층 제어채널을 통해서 전송될 수도 있다. EPDCCH는 RB(resource block) 쌍(pair)으로 구성된다. 여기서 RB 쌍이라 함은 하나의 서브프레임을 구성하는 2개의 슬롯 각각에 대하여 RB로 정의되며 상기 각 RB를 하나의 쌍으로 구성하는 경우 쌍이라고 정의할 수 있다. 여기서 상기 RB 쌍을 구성하는 각각의 RB는 동일한 시간을 갖는 슬롯들로 구성될 수 없다. 또한 동일한 주파수 대역에 존재 하는 RB들로 구성될 수도 있으며 서로 다른 주파수 대역에 존재하는 RB들로 구성될 수도 있다. 이는 도 4 내지 도 6에서 설명된다.
도 4는 본 발명에 따른 DCI가 확장된 물리 하향링크 제어채널에 맵핑되는 일 예를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 하향링크 서브프레임은 제어영역(700)과 데이터 영역(705)을 포함한다. 제어영역(700)에는 PDCCH(710)가 맵핑되고, 시간영역에서 2개 내지 4개의 OFDM 심벌의 길이를 가진다. 데이터 영역(705)에는 EPDCCH(Extended PDCCH, 715)와 PDSCH(720)가 맵핑된다. 각 하향링크 물리채널간의 지시관계를 살펴보면, PDCCH(710)은 EPDCCH(715)가 전송되는 영역을 지시하고 EPDCCH(715)는 실제 전송되는 사용자 정보가 포함된 PDSCH(720)를 지시한다. 이때 EPDCCH(715)는 PDCCH(710)에 의해 지시된 자원에 한정되어 매핑된다. 또한 EPDCCH(715)와 PDCCH(710)는 서로 다른 DL CC에 매핑될 수 있으며 PDCCH(710)에 의해 반송파간 스케줄링(cross carrier scheduling)이 될 수 있다. 그러나 EPDCCH(715)는 PDSCH(720)는 항상 동일한 DL CC에 존재하여야 한다.
상기 EPDCCH는 PDCCH 지시(order) 및 랜덤 액세스 응답 메시지의 물리계층(L1) 정보에 대한 DCI를 전송한다.
도 5는 본 발명에 따른 DCI가 확장된 물리 하향링크 제어채널에 맵핑되는 다른 예를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 제어영역(800)에 맵핑되는 PDCCH(810)가 데이터 영역(805)에 맵핑되는 EPDCCH의 검색공간(823)을 지시한다. 단말은 PDCCH(810)를 수신하는데 사용한 블라인드 디코딩(blind decoding) 방식, 즉 순환반복검사(cyclic redundancy check: CRC) 방식을 기반으로 한 데이터 검출 방식을 사용하여 EPDCCH의 검색공간(823)내에서 EPDCCH를 검출해야 한다. 또한 EPDCCH와 PDCCH(810)는 서로 다른 DL CC에 매핑될 수 있으며 PDCCH(810)에 의해 반송파간 스케줄링이 될 수 있다. 상기 EPDCCH에는 PDCCH 지시(order) 및 랜덤 액세스 응답 메시지의 물리계층(L1) 정보가 존재한다.
도 6은 본 발명에 따른 DCI가 확장된 물리 하향링크 제어채널에 맵핑되는 또 다른 예를 나타낸다.
도 6을 참조하면, EPDCCH(905)는 PDCCH과 무관하게 PDSCH 영역에 존재한다. EPDCCH의 검색공간(910)에 대한 정보는 상위계층(RRC)에서 각 단말마다 서로 다른 검색공간에 대한 정보(예를 들어, 검색공간 대역폭 정보)가 제공되거나, 다수의 단말이 공유하는 검색공간에 대한 정보가 RRC 시그널링 또는 브로드캐스팅 방식에 의해 제공된다. 여기서 제어영역(900)은 존재하지 않을 수도 있다. 즉, 도 6에서 제거될 수도 있다.
이 경우, 단말은 EPDCCH(905)를 획득하기 위해 EPDCCH의 검색공간(910)을 블라인드 디코딩해야 한다. 만일 EPDCCH의 검색공간(910)이 1인 경우, 다시 말해 EPDCCH의 검색공간(910)이 EPDCCH 하나만이 맵핑될 수 있는 공간으로 정의된 경우, 각 단말에게 할당된 C-RNTI를 이용한 데이터 검출 방식으로 자신의 EPDCCH를 수신하는지 여부를 판단하는 방식을 사용할 수 있다. 또한 EPDCCH(905)와 PDSCH(915)는 항상 동일한 DL CC에 존재하여야 한다.
단말이 해당 서빙셀에서 EPDCCH(905)를 수신할지 PDCCH를 수신할지 여부는 기지국이 결정하며, 이는 상위계층(RRC) 시그널링을 통해 각 서빙셀들에 대해서 구성될 수 있다.
따라서 단말이 임의의 서빙셀에서 EPDCCH(715, 823, 905)를 수신하도록 설정된 경우, 단말은 단말 특정하게(UE specific) 전송되는 PDCCH를 수신하지 않는다. 따라서 단말은 상기 임의의 서빙셀에서 진행되는 랜덤 액세스 과정에서 EPDCCH(715, 823, 905)를 통해서만 랜덤 액세스 프리앰블 할당 정보를 포함한 랜덤 액세스 개시 지시자를 수신할 수 있다. 또한 단말은 EPDCCH(715, 823, 905)가 지시하는 PDSCH(720, 805, 915)내에 있는 랜덤 액세스 응답 정보를 수신할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 경합 기반 랜덤 액세스 과정에 비해서, 비경합 기반 랜덤 액세스 과정에서는 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신함으로써, 랜덤 액세스 과정이 정상적으로 수행되었다고 판단하고, 랜덤 액세스 과정을 종료한다. 만일 단말이 수신한 프리앰블 할당 정보내의 프리앰블 인덱스가 '000000'인 경우, 단말은 경쟁 기반 랜덤 액세스 프리앰블들 중 하나를 랜덤하게 선택하고 PRACH 마스크 인덱스 값도 '0'으로 설정한 후 경쟁기반 절차로 진행한다. 또한, 프리앰블 할당 정보는 RRC와 같은 상위계층의 메시지(예를 들어 핸드오버 명령 내 이동제어정보(MCI: mobility control information))를 통해 단말로 전송될 수 있다.
단말이 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 전송하면, 기지국은 수신된 랜덤 액세스 프리앰블의 시간/주파수 자원을 기반으로 정의되는 RA-RNTI로 스크램블된 PDCCH를 단말로 전송한다. 이때, 단말은 서빙셀의 하향링크에서 정의된 공용 검색 공간(common search space)에서 블라인드 디코딩에 의해 RA-RNTI로 스크램블된 PDCCH를 수신한다. 만약 복수의 단말들이 동일한 시간/주파수 자원을 사용하는 서로 다른 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 전송하였다면, 상기 복수의 단말들은 동일한 RA-RNTI로 스크램블된 PDCCH를 함께 수신할 수 있다. 그리고, 단말들은 RA-RNTI로 스크램블된 PDCCH가 지시하는 PDSCH를 통해 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신할 수 있다.
랜덤 액세스 응답 메시지는 랜덤 액세스 응답용 MAC PDU(이하, RAR MAC PDU라 함)과 DL-SCH(downlink-shared channel)용 MAC PDU로 구분될 수 있다. 여기서, RAR MAC PDU는 적어도 하나의 MAC RAR 필드와 하나의 백오프 지시자(Backoff Indicator: BI)로 구성된 포맷의 MAC PDU를 의미한다. 또한, DL-SCH용 MAC PDU는 부서빙셀들에 대한 활성화/비활성화 MAC 제어요소(control element: 제어요소) 등과 같은 MAC 계층 제어요소들과 상위계층으로부터 전달받은 일반적인 데이터들을 전송하기 위한 MAC SDU들로 구성된 포맷의 MAC PDU를 의미한다.
기지국은 RAR MAC PDU를 전송하기 위해서 RA-RNTI로 스크램블된 PDCCH를 RAR 윈도우(window)와 같은 지정된 하향링크 서브프레임 구간에서 전송한다. 따라서, 단말은 RAR 윈도우 내에서 RA-RNTI로 스크램블된 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH가 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함함을 인지할 수 있다. 단말의 물리계층은 PDCCH에 맵핑된 하향링크 자원할당 정보를 확인한 후 PDSCH내의 데이터를 단말의 MAC 계층으로 전달하고, 이와 함께 상기 PDSCH내의 데이터가 랜덤 액세스 응답임을 단말의 MAC 계층으로 알려준다. 따라서 단말의 MAC 계층은 물리계층으로부터 전달 받은 데이터를 RAR MAC PDU 포맷에 맞게 해석한다.
반송파 집성에서 sTAG의 시간 정렬값을 획득하기 위해 부서빙셀의 랜덤 액세스 절차를 수행하는 경우를 예로 들어 설명한다.
부서빙셀에는 공용 검색 공간이 정의되지 않는다. 그런데 RA-RNTI로 스크램블된 PDCCH는 공용 검색 공간을 통해서만 전송이 가능하므로, 부서빙셀에서는 RA-RNTI로 스크램블된 PDCCH의 전송이 정의될 수 없다. RA-RNTI로 스크램블된 PDCCH의 전송이 정의되지 않으면, 단말은 RA-RNTI로 스크램블된 PDCCH가 지시하는 PDSCH의 RAR MAC PDU를 부서빙셀에서 수신할 수 없다. 이는 단말이 sTAG의 시간 정렬값을 획득할 수 없는 상황을 초래할 수 있다.
따라서, 기지국은 단말이 부서빙셀의 단말 특화(UE-specific) 검색 공간에서 검색 가능하도록, RAR MAC PDU를 포함하는 PDSCH를 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH로 지시할 수 있어야 한다. 이것이 가능한 이유는 다음과 같다. 부서빙셀에서 랜덤 액세스 절차를 수행하려면, 먼저 주서빙셀을 통해 기지국과 RRC 연결이 완료된 상태이어야 한다. 다시 말해 단말은 기지국으로부터 단말 특정한 식별자인 C-RNTI를 이미 할당받은 상태이며 또한 부서빙셀 구성정보를 이미 획득하여 반송파 집성을 위해 필요한 부서빙셀의 구성을 완료한 상태이다. 따라서 단말은 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH로부터 RAR MAC PDU를 포함하는 PDSCH를 수신할 수 있고, 이로써 sTAG의 시간 정렬값을 획득할 수 있다. 다만, C-RNTI로 스크램블된 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH의 MAC PDU가 RAR MAC PDU인지 또는 DL-SCH용 MAC PDU인지를 단말이 구별할 수 있어야 한다. 이를 위해, 새로운 형태의 혼합(hybrid) MAC PDU가 정의될 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 혼합 MAC PDU는 랜덤 액세스 응답과 관련된 필드 (이하, MAC RAR 필드라 함), BI 정보와 관련된 MAC 제어요소(이하, BI MAC 제어요소라 함)와, DL-SCH와 관련된 MAC 제어요소 또는 MAC SDU를 포함할 수 있다. 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신해야 할 단말은 C-RNTI를 이미 획득한 상태이다. 따라서, MAC RAR 필드, BI MAC 제어요소, 그리고 일반 MAC 정보가 하나의 MAC PDU 구조내에 포함될 수 있다면, 단말은 상기 MAC 제어요소 메시지와 상기 일반 MAC 정보를 두 번에 걸쳐서 별도로 받을 필요 없이 하나의 MAC PDU를 통해 수신할 수 있다. 즉, 두 개의 메시지가 하나의 메시지로 줄어들 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 예에 따른 MAC PDU 구조를 나타낸다. 이는 RAR MAC PDU이다.
도 7을 참조하면, RAR MAC PDU(1000)는 MAC 헤더(header, 1010), 적어도 하나의 MAC RAR 필드(1015-1,...,1015-n), 및 패딩(padding, 1040)을 포함한다.
MAC 헤더(1010)는 적어도 하나의 서브헤더(sub-header, 1005-1, 1005-2,...,1005-n)를 포함하며, 각 서브헤더(1005-1, 1005-2,...,1005-n)는 각 MAC RAR 필드(1015-1,...,1015-n)에 대응(corresponding)한다. 서브헤더(1005-1, 1005-2,...,1005-n)의 순서는 RAR MAC PDU(1000)내에서 대응하는 MAC RAR 필드(1015-1,...,1015-n) 순서와 동일하게 배치될 수 있다.
한편, MAC 헤더(1010)은 백오프 지시자 서브헤더(BI subheader, 1001)를 더 포함할 수 있다. 백오프 지시자 서브헤더(1001)는 백오프 지시자(BI)를 포함한다. 백오프 지시자 서브헤더(1001)에 대응하는 MAC RAR 필드는 RAR MAC PDU(1000)내에 존재하지 않는다. 그러나 백오프 지시자 서브헤더(1001)는 해당 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신한 모든 단말들에게 공통적으로 적용되는 파라미터이다. 만일 단말이 백오프 지시자를 수신한 적이 없다면 백오프 파라미터는 최초값(initial value) 또는 디폴트 값으로 '0ms'가 된다.
백오프 지시자 서브헤더(1001)는 기지국에 의해 해당 서빙셀에 대한 백오프 파라미터를 변경해야 할 경우에 한하여 RAR MAC PDU(1000)에 포함될 수 있다. 일 예로 해당 서빙셀을 통한 랜덤 액세스 프리앰블 전송이 일정 수준 이상으로 많거나, 기지국이 랜덤 액세스 프리앰블 수신을 지속적으로 실패하는 경우, 기지국은 백오프 파라미터 값을 증가시키는 백오프 지시자 서브헤더(1001)를 RAR MAC PDU(1000)에 포함시켜 전송할 수 있다.
백오프 지시자 서브헤더(1001)는 E, T, R, R, BI 이렇게 5개의 필드를 포함할 수 있다. 여기서 E 필드는 해당 서브헤더가 마지막 서브헤더인지 아닌지를 나타내는 필드이다. T 필드는 해당 서브헤더가 RAPID(random access preamble ID)를 포함하는 서브헤더인지 백오프 지시자 서브헤더인지를 나타내는 필드이다. 또한 R 필드는 예비 비트를 나타낸다. BI 필드는 4비트로 정의된다. BI 필드 값은 하기 표 5와 같이 16개의 인덱스 값들 중 하나를 지시한다.
BI 필드는 단말이 랜덤 액세스 절차가 성공하지 못하였다고 판단되는 경우에 적용될 수 있다. 예를 들어, 단말이 현재 진행 중인 랜덤 액세스 절차를 포함하여 추후 랜덤 액세스 절차를 진행할 때, 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하지 못하거나 경쟁해결 메시지를 수신하지 못하면, 랜덤 액세스 절차를 성공하지 못하였다고 판단한다.
만일 단말이 랜덤 액세스 절차를 성공하지 못했다고 판단하면, 단말은 랜덤 액세스 절차 재시도 횟수를 1만큼 증가시킨다. 만일 증가된 랜덤 액세스 절차 재시도 횟수가 기지국에 의해 설정된 최대 재시도 횟수보다 작거나 같은 경우, 단말은 랜덤 액세스 절차를 재시도할 수 있다. 이 때 단말이 BI 필드를 수신하였으며 백오프 파라미터 값이 0이 아닌 경우, 단말은 백오프 파라미터 값과 0사이의 값 중 하나를 균일 확률분포함수를 기반으로 선택한다.
단말은 선택한 값만큼 랜덤 액세스 절차의 시작 또는 재시작을 지연시킨다. 예를 들어 BI 필드 값이 '1000'인 경우, 이는 8의 값에 해당되므로 하기 표 5에 따라 백오프 파라미터 값은 160ms가 된다. 따라서 단말은 0 내지 160ms 내의 값들 중 하나를 동일한 확률로 선택한다. 만약 단말이 83ms를 선택하면, 단말은 랜덤 액세스가 실패했다고 판단한 시점에서 83ms 동안 랜덤 액세스 절차의 재시작을 지연하고 83ms 이후 랜덤 액세스 절차가 가능한 가장 빠른 서브프레임에서 랜덤 액세스 절차를 재시작한다.
RAPID를 포함하는 서브헤더(1005-1, 1005-2,…, 1005-n)는 E, T, RAPID 이렇게 3개의 필드를 포함할 수 있다. 여기서 E 필드는 해당 서브헤더가 마지막 서브헤더인지 아닌지를 나타내는 필드이다. T 필드는 해당 서브헤더가 RAPID를 포함하는 서브헤더인지 백오프 지시자 서브헤더인지를 나타내는 필드이다. RAPID 필드는 6비트로 정의되는 필드로서, 기지국이 할당한 랜덤 액세스 프리앰블 또는 단말이 선택한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 정보를 나타낸다.
도면에 도시되지 않았지만, LCID 필드는 MAC 제어요소가 어떠한 종류의 것인지를 나타내는 정보를 포함한다. 그런데 RAR MAC PDU(1000)는 후술될 도 8과 같은 LCID를 포함하는 서브헤더를 포함하지 않는다. 왜냐하면 단말은 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하기 위해 PDCCH를 모니터링할 때 RA-RNTI를 통해 이미 상기 랜덤 액세스 응답 메시지가 RAR MAC PDU 정보임을 인지했기 때문이다. 따라서 RAR MAC PDU(1000)는 LCID를 포함한 서브헤더를 포함하지 않는다. 다만 다수의 단말들에 의해 동일한 시간/주파수 자원을 통해 전송된 랜덤 액세스 프리앰블들 중 해당 단말이 전송한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 RAR MAC PDU인지 아닌지를 확인하기 위한 RAPID 정보가 서브헤더에 포함된다.
도 8은 본 발명의 다른 예에 따른 MAC PDU 구조를 나타낸다. 이는 DL-SCH용 MAC PDU이다.
도 8을 참조하면, DL-SCH용 MAC PDU(1100)는 MAC 헤더(header, 1110), 적어도 하나의 MAC 제어요소(1120-1,...,1120-n), 적어도 하나의 MAC SDU(Service Data Unit, 1130-1,...,1130-m) 및 패딩(padding, 1140)을 포함한다.
MAC 헤더(1110)는 적어도 하나의 서브헤더(sub-header, 1110-1, 1110-2,...,1110-k)를 포함하며, 각 서브헤더(1110-1, 1110-2,...,1110-k)는 하나의 MAC SDU 또는 하나의 MAC 제어요소 또는 패딩(1140)에 대응(corresponding)한다. 서브헤더(1110-1, 1110-2,...,1110-k)의 순서는 MAC PDU(1100)내에서 대응하는 MAC SDU, MAC 제어요소(1120-1,...,1120-n) 또는 패딩(1140)들의 순서와 동일하게 배치된다.
각 서브헤더(1110-1, 1110-2,...,1110-k)는 R, R, E, LCID 이렇게 4개의 필드를 포함하거나 또는, R, R, E, LCID, F, L 이렇게 6개의 필드를 포함할 수 있다. 4개의 필드를 포함하는 서브헤더는 MAC 제어요소(1120-1,...,1120-n) 또는 패딩(1140)에 대응하는 서브헤더이며, 6개의 필드를 포함하는 서브헤더는 MAC SDU에 대응하는 서브헤더이다.
논리 채널 식별 정보(LCID, Logical Channel ID) 필드는 MAC SDU에 대응하는 논리채널을 식별하거나, MAC 제어요소(1120-1,...,1120-n) 또는 패딩의 종류(type)를 식별하는 식별필드이며, 각 서브헤더(1110-1, 1110-2,...,1110-k)가 옥텟(octet) 구조를 가질 때, LCID 필드는 5비트일 수 있다.
예를 들어, LCID 필드는 표 3과 같이 MAC 제어요소(1120-1,...,1120-n)가 서빙셀의 활성화/비활성화를 지시하기 위한 MAC 제어요소인지, 단말간의 경합해결을 위한 경합해결 식별자(Contention Resolution Identity) MAC 제어요소인지 또는 시간 전진 명령을 위한 MAC 제어요소인지를 식별한다. 시간 전진 명령을 위한 MAC 제어요소는 랜덤 액세스에서 시간 정렬을 위해 사용되는 MAC 제어요소이다.
표 3
LCID 인덱스 LCID 값
00000 CCCH
00001-01010 논리채널의 식별자
01011-11010 예비됨
11011 활성화/비활성화
11100 단말 경합 해결 식별자
11101 시간 전진 명령(TAC)
11110 DRX 명령
11111 패딩
표 3을 참조하면, LCID 필드의 값이 11101이면, 대응하는 MAC 제어요소는 시간 전진 명령을 위한 MAC 제어요소이다.
한편, sTAG에 속한 부서빙셀로서, 단말이 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 부서빙셀에 대한 응답으로서 기지국이 MAC PDU 구조를 구성하는 경우, 기지국은 MAC PDU에 RAR MAC 제어요소를 추가할 수 있다. RAR MAC 제어요소는 일반적인 MAC 제어요소의 구조이나, MAC RAR 필드와 같이 시간정렬값을 포함한다. 또한 RAR MAC 제어요소는 RAR MAC PDU가 아닌 DL-SCH용 MAC PDU(1100) 또는 혼합 MAC PDU에 포함되는 점에서 MAC RAR 필드와 차이가 있다. RAR MAC 제어요소에 대한 LCID 필드는 표 4와 같이 주어질 수도 있다.
표 4
LCID 인덱스 LCID 값
00000 CCCH
00001-01010 논리채널의 식별자
01011-11001 예비됨
11010 부서빙셀 RAR (RAR for SCell)
11011 활성화/비활성화
11100 단말 경합 해결 식별자
11101 시간 전진 명령(TAC)
11110 DRX 명령
11111 패딩
표 4를 참조하면, LCID 필드의 값이 11010이면, 대응하는 MAC 제어요소는 RAR MAC 제어요소임을 지시한다. 단말은 RAR MAC 제어요소에 대한 LCID 필드를 확인하면 RAR 수신을 성공하였다고 판단할 수 있다.
다음으로, MAC 제어요소(1120-1,...,1120-n)는 MAC 계층이 생성하는 제어메시지이다. 패딩(padding, 1140)은 MAC PDU의 크기를 일정하게 하도록 첨가되는 소정개수의 비트이다. MAC 제어요소(1120-1,...,1120-n), MAC SDU(1130-1,...,1130-m) 및 패딩(1140)을 합쳐서 MAC 페이로드(payload)라고도 한다.
단말은 특정 TAG의 대표 서빙셀(시간 참조(timing reference) DL CC를 포함한 서빙셀의 UL CC)상으로 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 전송한다. 그러면 기지국은 상기 UL CC와 SIB2-연결설정된(linked) DL CC상으로 RAR MAC 제어요소를 포함한 MAC PDU를 단말로 전송한다. 단말은 RAR MAC 제어요소를 포함한 MAC PDU를 수신함으로써 랜덤 액세스 응답이 어떠한 부서빙셀에 대한 것인지를 알 수 있다.
일 예로, 하향링크 부요소 반송파 D2 및 상향링크 부요소 반송파 U2로 구성된 부서빙셀을 가정하면, 기지국은 PDCCH 지시(order)를 단말로 전송한다. 단말은 PDCCH 지시를 확인하여 랜덤 액세스 절차를 지시받은 부서빙셀, 프리앰블 정보 및 PRACH 자원정보를 확인한다. 상기 확인된 정보를 기반으로 단말은 U2를 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 후 미리 정의된 RAR 윈도우 구간 동안 D2를 통해 랜덤 액세스 응답 메시지를 기다린다. 단말은 상기 RAR 윈도우 구간 동안 RA-RNTI 또는 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH를 수신한다. 단말은 수신된 PDCCH가 지시하는 PDSCH내에 MAC PDU가 있음을 확인한다. 단말이 확인한 결과, 만약 상기 MAC PDU가 상기 표 4에서 11010인 LCID 값을 포함하는 경우, 단말은 RAR MAC 제어요소가 U2에 대한 시간정렬값을 포함하고 있다고 판단한다.
단말은 부서빙셀상으로 수신된 MAC PDU내의 RAR MAC 제어요소로부터, 시간정렬값을 획득하고, 획득된 시간정렬값을 상기 부서빙셀을 포함하는 sTAG에 공통적으로 적용한다.
MAC RAR 필드 또는 RAR MAC 제어요소는 11비트의 시간전진명령(TAC) 필드를 포함하며, 도 9 또는 도 10 또는 도 16 또는 도 17의 구조를 가질 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 예에 따른 MAC 제어요소의 구조를 도시한 블록도이다. 여기서, MAC 제어요소는 MAC RAR 필드 또는 RAR MAC 제어요소일 수 있다.
도 9를 참조하면, MAC 제어요소는 다수의 옥텟(octet)을 포함한다. 각 옥텟은 8비트의 정보를 포함한다. 첫번째 옥텟(Oct 1)은 R 필드 및 시간정렬그룹(TAG)에 대한 시간 전진 명령(timing advance command: TAC) 필드의 일부를 포함한다. TAC 필드의 크기가 11비트이면, TAC 필드는 두번째 옥텟(Oct 2)까지 연장된다.
MAC 제어요소는 TAC 필드 이후에 상향링크 자원할당 (UL Grant) 정보 비트 20비트를 포함한다. 여기서 TAC 필드는 11비트로 한정되는 것은 아니다. 즉, TAC 필드는 7비트에서 15비트 중 어느 하나가 될 수도 있다.
도 10은 본 발명의 다른 예에 따른 MAC 제어요소의 구조를 도시한 블록도이다.
도 10을 참조하면, MAC 제어요소는 시간정렬그룹(TAG)에 대한 시간 전진 명령(timing advance command: TAC) 필드만을 포함한다. MAC 제어요소가 옥텟(octet) 구조일 때, TAC 필드 이전에 예비 비트 1비트와 TAC 필드 이후에 예비 비트 4비트를 포함하며 TAC 필드는 11비트이다. 여기서 TAC 필드는 11비트로 한정되는 것은 아니다. 즉, TAC 필드는 7비트에서 15비트 중 어느 하나의 비트가 될 수도 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 예에 따른 MAC PDU 구조를 나타낸다. 이는 혼합 MAC PDU이다.
도 11을 참조하면, 혼합 MAC PDU(1400)는 MAC 헤더(1410), MAC RAR 필드(1415), 적어도 하나의 MAC 제어요소(1420-1,...,1420-n), 적어도 하나의 MAC SDU(1430-1,...,1430-m) 및 패딩(1440)을 포함한다.
MAC RAR 필드(1415)는 원래 RAR MAC PDU(1000)에 속하는 것이고, MAC 제어요소(1420-1,…,1420-n)는 DL-SCH용 MAC PDU(1100)에 속하는 것인데, 이들이 하나의 혼합 MAC PDU(1400)내에 포함된다. 한편, MAC RAR 필드(1415)가 MAC 헤더(1410)의 바로 다음에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시일 뿐이고, MAC RAR 필드(1415)는 MAC 제어요소(1420-1,...,1420-n)의 앞, 뒤 또는 중간, 또는 MAC SDU(1430-1,...,1430-m)의 앞, 뒤 또는 중간에 위치할 수도 있다.
MAC 헤더(1410)는 RAPID를 포함하는 서브헤더(1405), 적어도 하나의 서브헤더(1410-1, 1410-2,...,1410-k)를 포함한다. RAPID를 포함하는 서브헤더(1405)는 MAC RAR 필드(1415)에 대응하며, 각 서브헤더(1410-1, 1410-2,...,1410-k)는 하나의 MAC SDU 또는 하나의 MAC 제어요소 또는 패딩(1440)에 대응한다. 서브헤더(1410-1, 1410-2,...,1410-k)의 순서는 혼합 MAC PDU(1400)내에서 대응하는 MAC SDU(1430-1,…1430-m), MAC 제어요소(1420-1,...,1420-n) 또는 패딩(1440)들의 순서와 동일하게 배치된다.
MAC 헤더(1410)는 백오프 지시자 서브헤더(1401)를 더 포함할 수 있다. 백오프 지시자 서브헤더(1401)는 MAC RAR 필드(1415)가 MAC PDU(1400)에 포함되는 경우에 한하여 MAC 헤더(1410)에 포함될 수 있다.
각 서브헤더(1410-1, 1410-2,...,1410-k)는 R, R, E, LCID 이렇게 4개의 필드를 포함하거나 또는, R, R, E, LCID, F, L 이렇게 6개의 필드를 포함할 수 있다. 4개의 필드를 포함하는 서브헤더는 MAC 제어요소(1420-1,...,1420-n) 또는 패딩(1440)에 대응하는 서브헤더이며, 6개의 필드를 포함하는 서브헤더는 MAC SDU(1430-1,…, 1430-m)에 대응하는 서브헤더이다.
LCID 필드는 MAC SDU(1430-1,…, 1430-m)에 대응하는 논리채널을 식별하거나, MAC 제어요소(1420-1,...,1420-n) 또는 패딩의 종류(type)를 식별하는 식별필드이며, 각 서브헤더(1410-1, 1410-2,...,1410-k)가 옥텟(octet) 구조를 가질 때, LCID 필드는 5비트일 수 있다.
RAPID를 포함하는 서브헤더(1405)는 E, T, RAPID 이렇게 3개의 필드를 포함할 수 있다. 여기서 E 필드는 해당 서브헤더가 마지막 서브헤더인지 아닌지를 나타내는 필드이다. T 필드는 해당 서브헤더가 RAPID를 포함하는 서브헤더(1405)인지 백오프 지시자 서브헤더인지를 나타내는 필드이다. RAPID 필드는 6비트로 정의되는 필드로서, 기지국이 할당한 랜덤 액세스 프리앰블 또는 단말이 선택한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 정보를 나타낸다. 또한 백오프 지시자 서브헤더(1401)는 E,T,R,R,BI 이렇게 5개의 필드를 포함할 수 있다. 여기서 BI 필드는 4비트로 정의되며 표 5와 같이 16개의 인덱스 값들 중 하나를 지시한다.
표 5
BI 필드 값 백오프 (Backoff) 파라미터 값 (ms)
0 0
1 10
2 20
3 30
4 40
5 60
6 80
14 120
8 160
9 240
10 320
11 480
12 960
13 예비됨
14 예비됨
15 예비됨
여기서 백오프 지시자 서브헤더(1401)는 MAC 서브헤더(1410)내에서 첫 번째에 위치하며 두 번째에는 RAPID를 포함하는 서브헤더(1405)가 위치한다. 만일 백오프 지시자 서브헤더(1401)가 존재하지 않는 경우, MAC 서브헤더(1410)내에서 첫 번째 위치에 RAPID를 포함하는 서브헤더(1405)가 위치한다.
단말이 특정 시간정렬그룹의 대표 서빙셀(시간 참조 DL CC를 포함한 서빙셀)상으로 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 전송하면, 기지국은 해당 MAC RAR 필드(1415)를 포함한 혼합 MAC PDU(1400)를 주서빙셀 또는 부서빙셀들 중 하나를 통해 전송한다. 이때 단말은 수신한 혼합 MAC PDU(1400)내의 MAC RAR 필드(1415)가 어떠한 부서빙셀에 대한 것인지를 알아야 한다. 단말은 RAPID를 포함하는 서브헤더(1405)를 확인함으로써 MAR RAR 필드(1415)가 어떠한 부서빙셀에 대한 것인지를 알 수 있다.
일 예로, 하향링크 부요소 반송파 D2 및 상향링크 부요소 반송파 U2로 구성된 부서빙셀을 가정하면, 기지국은 PDCCH 지시를 단말에게 전송하고 단말은 PDCCH 지시를 확인하여 랜덤 액세스 절차를 지시받은 부서빙셀, 프리앰블 정보 및 PRACH 자원정보를 확인한다. 상기 확인된 정보를 기반으로 단말은 U2를 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 후 미리 정의된 RAR 윈도우 구간 동안 D2를 통해 랜덤 액세스 응답 메시지의 수신을 기다린다. 단말은 RAR 윈도우 구간 동안 RA-RNTI 또는 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH가 지시하는 PDSCH를 수신한다.
단말이 수신한 PDSCH내의 혼합 MAC PDU(1400)가 RAPID를 포함하는 서브헤더(1405)를 포함하는 경우, 단말은 RAPID를 포함하는 서브헤더(1405)내의 RAPID로부터 단말이 전송한 RAPID임을 확인할 수 있다.
여기서, 서브헤더의 종류를 명확히 구분하기 위해 단말은 다음의 동작을 수행할 수 있다. 단말은, RAR 윈도우 구간 동안에 전송된 MAC PDU(1400)가 RAPID를 포함하는 서브헤더(1405) 또는 백오프 지시자 서브헤더(1401)를 포함할 수 있음을 전제로, 각 서브헤더의 최초 비트를 'E'필드로 간주하고 두번째 비트를'T'필드로 간주한다. 이 경우, 최초 비트는 E 필드의 값이 지시하는 바와 동일하게 해석되고, 두번째 비트는 T 필드의 값이 지시하는 바와 동일하게 해석된다.
예를 들어, 최초 비트가 '1'인 경우(즉, E 필드 값=1) MAC 서브헤더(1410)내에 RAPID를 포함하는 서브헤더가 존재함을 지시한다. 최초 비트가 '0'인 경우(즉, E 필드 값=0) MAC 서브헤더(1410)내에 LCID를 포함하는 서브헤더가 존재함을 지시한다. 다른 예로서, 최초 비트는 RAPID 또는 LCID 를 포함한 서브헤더가 존재함을 의미할 수도 있다. 또한 두번째 비트가 '1'인 경우(즉, T 필드 값=1), 해당 서브헤더는 RAPID를 포함하는 서브헤더(1405)임을 지시한다. 또한 두번째 비트가 '0'인 경우(즉, T 필드 값=0)는 해당 서브헤더가 RAPID를 포함하지 않는 서브헤더, 예를 들어 백오프 지시자 서브헤더(1401)임을 나타낸다.
이에 따르면, 백오프 지시자 서브헤더(1401)의 경우 언제나 'E' 필드가 '1'로, 'T' 필드는 '0'으로 설정되며 RAPID를 포함하는 서브헤더(1405)의 경우 'E' 필드가 '0'으로, 'T' 필드는 '1'로 설정된다. 따라서 LCID를 포함하는 서브헤더(1410-1,…,1410-k)의 두 개의 예비(R) 비트는 '00' 또는 '11'로 고정적으로 설정될 수 있다. 이는 LCID를 포함하는 서브헤더(1410-1,…,1410-k)를 백오프 지시자 서브헤더(1401) 및 RAPID를 포함하는 서브헤더(1405)와 구분하기 위함이다.
한편, 최초 비트가 MAC 서브헤더(1410)내에 RAPID를 포함하는 서브헤더(1405) 또는 LCID를 포함하는 서브헤더(1410-1,…1410-k)가 존재함을 의미하는 경우를 가정하자. 우선, LCID를 포함하는 서브헤더(1410-1,…1410-k)가 존재하는 경우 최초 비트는 '1'로 설정되며 해당 서브헤더가 마지막 서브헤더인 경우 '0'으로 설정될 수도 있다. 따라서, RAPID를 포함하는 서브헤더(1405)는 최초 비트가 '1'로, 두번째 비트는 '1'로 설정될 수 있는 가능성이 존재한다. 따라서 LCID를 포함하는 서브헤더(1410-1,…1410-k)의 두 개의 예비 비트는 상기 두 서브헤더들과 구분하기 위해 '00'으로 고정적으로 설정될 수 있다.
단말은 MAC RAR 필드(1415)내 서빙셀(또는 부서빙셀) 인덱스 정보를 확인하고 상기 RAPID 값을 할당한 서빙셀이 D2 및 U2로 구성된 부서빙셀임을 확인할 수 있다. 따라서 단말은 MAC RAR 필드(1415)가 D2를 포함하는 U2에 대한 시간정렬값을 포함하고 있다고 판단한다.
또한 상기 RAPID 값과 서빙셀(또는 부서빙셀) 인덱스 정보를 확인하면 단말은 랜덤 액세스 응답 메시지를 성공적으로 수신하였다고 판단할 수 있다.
RAR MAC 제어요소 또는 MAC RAR 필드의 예시들은 상기 도 9, 도 10뿐만 아니라, 도 12의 구조를 가질 수도 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 예에 따른 MAC 제어요소의 구조를 도시한 블록도이다.
도 12를 참조하면, MAC 제어요소는 시간정렬그룹(TAG)에 대한 시간 전진 명령(TAC) 필드만을 포함한다. MAC 제어요소가 옥텟 구조일 때, TAC 필드 이전에 예비 비트 1비트와 TAC 필드 이후에 서빙셀(또는 부서빙셀) 인덱스(Serv_cell index) 필드 및 예비 비트 1비트를 포함하며 TAC 필드는 11비트이다. 여기서 TAC 필드는 11비트로 한정되는 것은 아니다. 즉, TAC 필드는 7비트에서 12비트 중 어느 하나의 비트가 될 수도 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 예에 따른 MAC PDU 구조를 나타낸다. 이는 혼합 MAC PDU이다.
도 13을 참조하면, 혼합 MAC PDU(1600)는 MAC 헤더(1610), MAC RAR 필드(1615), 적어도 하나의 MAC 제어요소(1620-1,...,1620-n), 적어도 하나의 MAC SDU(1630-1,...,1630-m) 및 패딩(1640)을 포함한다.
MAC 헤더(1610)는 적어도 하나의 서브헤더(1610-1, 1610-2,...,1610-k)를 포함하며, 각 서브헤더(1610-1, 1610-2,...,1610-k)는 하나의 MAC SDU 또는 하나의 MAC 제어요소 또는 패딩(1640)에 대응한다. 서브헤더(1610-1, 1610-2,...,1610-k)의 순서는 MAC PDU(1600)내에서 대응하는 MAC SDU(1630-1,…,1630-m), MAC 제어요소(1620-1,...,1620-n) 또는 패딩(1640)들의 순서와 동일하게 배치된다. 여기서 상기 MAC 헤더(1610)는 백오프 지시자 서브헤더(1601)를 더 포함할 수 있다. 백오프 지시자 서브헤더(1601)는 MAC RAR 필드(1615)가 MAC PDU(1600)에 포함되는 경우에 한하여 MAC 헤더(1610)에 포함될 수도 있다.
각 서브헤더(1610-1, 1610-2,...,1610-k)는 R, R, E, LCID 이렇게 4개의 필드를 포함하거나 또는, R, R, E, LCID, F, L 이렇게 6개의 필드를 포함할 수 있다. 4개의 필드를 포함하는 서브헤더는 MAC 제어요소(1620-1,...,1620-n) 또는 패딩(1640)에 대응하는 서브헤더이며, 6개의 필드를 포함하는 서브헤더는 MAC SDU에 대응하는 서브헤더이다.
LCID 필드는 MAC SDU(1630-1,…,1630-m)에 대응하는 논리채널을 식별하거나, MAC 제어요소(1620-1,...,1620-n) 또는 패딩의 종류(type)를 식별하는 식별필드이며, 각 서브헤더(1610-1, 1610-2,...,1610-k)가 옥텟(octet) 구조를 가질 때, LCID 필드는 5비트일 수 있다.
MAC RAR 필드(1615)에 대응하는 LCID 필드(1605)는 상기 표 4와 같이 주어질 수도 있다. 표 4를 참조하면, LCID 필드(1605)의 값이 11010이면, 대응하는 MAC 제어요소는 MAC RAR 필드(1615)이다. MAC RAR 필드(1615)에 대응하는 서브헤더(1605)가 RAPID가 아닌 LCID를 포함하는 점에서, 도 11의 서브헤더(1405)와는 다르다.
단말은 MAC RAR 필드(1615)에 대응하는 LCID 필드(1605)를 확인하면 랜덤 액세스 응답 메시지의 수신에 성공하였다고 판단할 수 있다.
또한 백오프 지시자 서브헤더(1601)는 E,T,R,R,BI 이렇게 5개의 필드를 포함할 수 있다. 여기서 백오프 지시자 필드는 4비트로 정의되며 표 5와 같이 16개의 인덱스 값들 중 하나를 지시한다. 백오프 지시자 서브헤더(1601)는 MAC 서브헤더(1610)내에서 첫 번째에 위치할 수 있다.
단말은 RAR 윈도우 구간 동안에 수신된 MAC PDU(1600)에 대해서 백오프 지시자 서브헤더(1601)가 존재할 수 있음을 인지한다. 그리고 단말은 각 서브헤더의 최초 비트를 'E'필드로 간주하고 두번째 비트를'T'필드로 간주한다. 만일 최초 비트가 '1'인 경우(즉, E 필드 값=1) RAPID를 포함하는 서브헤더가 존재함을 의미하고 'E'필드가 '0'인 경우(즉, E 필드 값=0) LCID를 포함하는 서브헤더(1605)가 존재함을 의미한다.
또한 두번째 비트가 '1'인 경우(즉, T 필드 값=1) 해당 서브헤더는 RAPID를 포함하는 서브헤더를 나타내고 '0'인 경우(즉, T 필드 값=0)는 백오프 지시자 서브헤더(1601)임을 나타낸다. 따라서 백오프 지시자 서브헤더(1601)는 언제나 최초 비트가 '1'로, 두번째 비트는 '0'으로 설정된다.
따라서 LCID를 포함하는 서브헤더(1605)의 두 개의 예비 비트는 상기 두 서브헤더들과 구분하기 위해 '01'또는 '00' 또는 '11'로 고정적으로 설정될 수 있다.
RAR MAC 제어요소 또는 MAC RAR 필드의 예시들은 상기 도 9 또는 도 10의 구조를 가질 수 있다.
도 14와 도 15는 본 발명의 또 다른 예에 따른 MAC 제어요소의 구조를 도시한 블록도이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, MAC 제어요소는 시간정렬그룹(TAG)의 인덱스 필드 (G1, G0) 및 TAC 필드를 포함한다. MAC 제어요소가 2개의 옥텟으로 구성된 구조일 때, 예비 비트들은 3비트, 시간정렬그룹의 인덱스 필드는 2비트, TAC 필드는 11비트가 될 수 있다. 만일 시간정렬그룹의 인덱스 필드가 1비트 또는 3비트가 되면 예비 비트들은 4비트 또는 2비트가 각각 될 수 있다. 또는 도 15와 같이 상기 예비 비트들 중 하나의 비트는 기존의 시스템에서 사용하지 않는 비트(X)로 설정될 수도 있다.
단말에 복수의 시간정렬그룹이 구성되면 단말은 각 시간정렬그룹의 대표 서빙셀상으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다. 즉, 단말이 다수의 서빙셀상으로 다수의 랜덤 액세스 프리앰블을 동일한 서브프레임에서 기지국으로 전송한 경우, 기지국은 각 시간정렬그룹별 시간 정렬값(또는 시간 전진 명령)을 단말로 보내주어야 한다. 따라서 복수의 시간정렬그룹에 대한 시간 정렬값을 알려주는 MAC 제어요소 또한 요구된다.
도 16은 본 발명의 또 다른 예에 따른 MAC 제어요소의 구조를 도시한 블록도이다. 이는 RAR MAC 제어요소이다.
도 16을 참조하면, MAC 제어요소는 1비트의 예비 비트(R)와 11비트의 시간 전진 명령(timing advance command: TAC) 필드와 4비트의 백오프 지시자(BI) 필드를 포함한다. BI 필드가 MAC 제어요소에 포함되는 이유는, 도 8과 같이 MAC PDU 구조가 서브헤더를 통한 백오프 지시자의 전송을 지원하지 않는 경우, 백오프 지시자 정보를 단말에게 전송하기 위함이다.
1비트의 예비 비트는 BI 필드의 포함여부를 나타내는 플래그(flag) 비트(T)로 정의될 수 있다.
또한 도 9와 같이 20비트의 상향링크 그랜트(UL grant) 정보가 MAC 제어요소에 추가적으로 포함될 수도 있다. 따라서 만일 백오프 지시자가 존재하지 않는 경우 플래그 비트를 제외하고 도 9와 동일한 포맷으로 정의될 수 있다.
도 17은 본 발명의 또 다른 예에 따른 MAC 제어요소의 구조를 도시한 블록도이다.
도 17을 참조하면, 1비트의 예비 비트(R)과 4비트의 백오프 지시자(BI) 필드가 11비트의 시간전진명령(Timing Advance Command: TAC) 필드 이전에 위치한다. BI 필드가 MAC 제어요소에 포함되는 이유는 도 8과 같이 MAC PDU 구조가 서브헤더를 통한 백오프 지시자 필드의 전송을 지원하지 않는 경우, 백오프 지시자 정보를 단말에게 전송하기 위함이다.
1비트의 예비 비트는 백오프 지시자 필드의 포함여부를 나타내는 백오프 지시자에 대한 존재 여부를 나타내는 플래그 비트 (T)로 정의될 수 있다.
또한 도 9와 같이 20비트의 상향링크 그랜트(UL grant) 정보가 MAC 제어요소에 추가적으로 포함될 수도 있다.
도 18은 본 발명의 다른 예에 따른 랜덤 액세스 절차를 설명하는 흐름도이다. 이는 경합 기반의 랜덤 액세스 절차이다. 단말은 기지국과 데이터를 송수신하기 위하여 상향링크 동기를 필요로 한다. 단말은 상향링크 동기를 위해 기지국으로부터 동기에 필요한 정보를 수신하는 과정을 진행할 수 있다. 랜덤 액세스 과정은 단말이 네트워크에 핸드오버 등을 통해 새로이 결합하는 경우에도 적용할 수 있고 네트워크에 결합한 후, 동기화 또는 RRC의 상태가 RRC_IDLE에서 RRC_CONNECTED로 상태를 변경하는 등의 다양한 상황에서 진행될 수 있다.
도 18을 참조하면, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블 시그니처(signature) 집합에서 임의로 하나의 랜덤 액세스 프리앰블 시그니처를 선택하고, 선택된 랜덤 액세스 프리앰블 시그니처에 따른 랜덤 액세스 프리앰블을 PRACH 자원(PRACH resource)을 이용하여 대표 서빙셀을 통해 기지국으로 전송한다(S2100). 대표 서빙셀은 단말에 구성되는 시간 정렬 그룹에서 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하도록 선정된 서빙셀이다. 대표 서빙셀은 시간 정렬 그룹마다 선정될 수 있다. 또한 단말은 복수의 시간 정렬 그룹들 중에서, 어느 하나의 시간 정렬 그룹내의 대표 서빙셀상으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수도 있고, 2개 이상의 시간 정렬 그룹내의 각각의 대표 서빙셀상으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수도 있다.
랜덤 액세스 프리앰블은 대표 서빙셀이 활성화된 이후에 진행될 수 있다. 또한, 부서빙셀에 대한 랜덤 엑세스 절차는 기지국에 의해 전송되는 PDCCH 지시에 의해서 개시될 수 있다.
랜덤 액세스 프리앰블 집합의 구성에 대한 정보는 시스템 정보의 일부 또는 핸드오버 명령(handover command) 메시지를 통해 기지국으로부터 얻을 수 있다. 여기서, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블 선택 또는 RACH 송신을 위해 임시 선택한 주파수 자원과 송신 시점을 고려하여 RA-RNTI을 인지할 수 있다. 여기서,
단말이 RA-RNTI를 스크램블링된 PDCCH를 수신하기 위해서, 부서빙셀이 공용 검색 공간(CSS)을 가지는 경우로, 이미 단말은 기지국에 의해 설정된 부서빙셀들 중에서 공용 검색 공간(CSS)이 정의될 수 있는 특수 부서빙셀을 인지한 상태이다.
기지국은 수신된 단말의 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답으로서 랜덤 액세스 응답 메시지를 단말로 전송한다(S2105). 이때 사용되는 채널은 PDSCH이다. 랜덤 액세스 응답 메시지는 본 발명에 따른 도 7, 8, 11 또는 13에 따른 MAC PDU의 형식으로 전송된다. 랜덤 액세스 응답 메시지는 단말의 상향링크 동기화를 위한 시간 전진 명령, 상향링크 무선자원 할당정보, 랜덤 액세스를 수행하는 단말들을 식별하기 위한 랜덤 액세스 프리앰블 식별자(random access preamble identifier, RAPID), 단말의 랜덤 액세스 프리앰블을 수신한 타임 슬롯에 관한 정보 및 임시(temporary) C-RNTI와 같은 단말의 임시 식별자를 포함한다. 랜덤 액세스 프리앰블 식별자는 수신한 랜덤 액세스 프리앰블을 식별하기 위함이다.
단말은 시간 전진 명령에 따른 시간 정렬값을 기반으로 결정된 스케줄링 시점에 랜덤 액세스 식별자를 포함하는 상향링크 데이터를 PUSCH를 통해 기지국으로 전송한다(S2110). 상향링크 데이터는 RRC 연결 요청(RRC Connection Request), 트래킹 영역 변경(Tracking Area update), 스케줄링 요청(Scheduling request) 또는 단말이 업링크로 전송할 데이터에 대한 버퍼상태보고(Buffer status reporting)를 포함할 수 있다. 랜덤 액세스 식별자는 임시 C-RNTI, C-RNTI (UE가 포함하고 있는 상태), 또는 단말 식별자 정보(UE contention resolution identify) 등을 포함할 수 있다. 시간 정렬값을 적용함에 따라 단말은 시간 정렬 타이머(time alignment timer)를 시작 또는 재시작한다. 만약 이전에 시간 정렬 타이머가 작동 중이며 시간 정렬 타이머를 재시작하고, 만약 이전에 시간 정렬 타이머가 작동 중이지 않으면 시간 정렬 타이머를 시작한다.
단계 S2100 내지 S2110 과정에서, 여러 단말들의 랜덤 액세스 프리앰블 전송이 충돌할 수 있으므로, 기지국은 랜덤 액세스가 성공적으로 종료됨을 알려주는 경합 해결 메시지를 단말로 전송한다(S2115). 경합 해결 메시지는 랜덤 액세스 식별자를 포함할 수 있다. 경합 기반 랜덤 액세스 과정에서 경합은 가능한 랜덤 액세스 프리앰블의 수가 유한하기 때문에 발생한다. 셀내 모든 단말들에게 고유의 랜덤 액세스 프리앰블을 부여할 수 없으므로, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블 집합 중에서 임의로 하나의 랜덤 액세스 프리앰블을 선택해서 전송한다. 이에 따라 동일한 PRACH 자원을 통해 둘 이상의 단말들이 동일한 랜덤 액세스 프리앰블을 선택하여 전송할 수 있다.
이때, 상향링크 데이터의 전송은 모두 실패하거나, 단말들의 위치 또는 전송 파워에 따라 기지국이 특정 단말의 상향링크 데이터만을 성공적으로 수신한다. 상향링크 데이터를 기지국에서 성공적으로 수신한 경우, 기지국은 상향링크 데이터에 포함된 랜덤 액세스 식별자를 이용하여 경합 해결 메시지를 전송한다. 자신의 랜덤 액세스 식별자를 수신한 단말은 경합 해결이 성공적임을 알 수 있다. 경합 기반의 랜덤 액세스 과정에서 단말이 경합의 실패 또는 성공 여부를 알 수 있도록 하는 것이 경합 해결이라 한다.
경합 해결 메시지를 수신하면 단말은 경합 해결 메시지가 자신의 것인지 확인한다. 확인 결과 자신의 것이 맞으면 단말은 기지국으로 ACK를 보내고, 다른 단말의 것이면 응답 데이터를 보내지 않는다. 물론 하향링크 할당을 놓치거나 메시지를 디코딩하지 못하는 경우에도 응답 데이터를 보내지 않는다. 또한, 경합 해결 메시지는 C-RNTI 또는 단말 식별자 정보 등을 포함할 수 있다.
도 19는 본 발명에 따른 다중 요소 반송파 시스템에서 시간 정렬 그룹을 구성하는 방법 및 시간 정렬값을 결정하는 방법을 설명하는 설명도이다.
도 19를 참조하면, 기준시간(reference time)은 하향링크 또는 상향링크의 동기의 기준이 되는 시간을 의미한다. 여기서 기준시간은 하향링크의 프레임이 단말에 수신되어 동기화 이후 확인된 시점으로 설정되었다고 가정한다. 단말에는 서빙셀1(SCell 1), 서빙셀2(SCell 2), 서빙셀3(SCell 3), 서빙셀4(SCell 4), 서빙셀5(SCell 5)가 구성된다.
분류 지원 정보에 기초하여, 기지국은 서빙셀1, 서빙셀3, 서빙셀4를 하나의 시간정렬그룹1(TAG1)로 구성하고, 서빙셀2, 서빙셀5를 다른 하나의 시간정렬그룹2(TAG2)로 구성한다. TAG1의 서빙셀들의 현재 상향링크 시간은 기준시간과 비교하여 TA1 시간만큼 뒤쳐지므로 기지국은 TAG1의 서빙셀들의 상향링크 시간을 현재보다 TA1 시간만큼 앞서도록 제1 시간 정렬값(NTA1)을 설정하고, 이를 제1 TAC 필드에 표시하여 단말로 전송한다.
그리고, TAG2의 서빙셀들의 상향링크 시간은 현재보다 TA2 시간만큼 뒤쳐지므로 기지국은 TAG2의 서빙셀들의 상향링크 시간을 현재보다 TA2시간만큼 앞서도록 제2 시간 정렬값(NTA2)을 설정하고, 이를 제2 TAC 필드에 표시하여 단말로 전송한다.
단말은 기지국이 제공하는 NTA1, NTA2을 이용하여 조정되어야 할 상향링크 시간 TA1과 TA2를 계산하고, 조정할 수 있다. 단말에 의해 정렬되는 상향링크 시간(TA)은 다음 수학식 1을 통해 구할 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2013000266-appb-M000001
여기서, NTA는 시간 정렬값으로서, 기지국의 시간 전진 명령에 의해 가변적으로 제어되고, NTA offset은 프레임 구조에 의해 고정되는 값이다. Ts는 샘플링 주기이다. 여기서, 시간 정렬값(NTA)이 양(+)이면 상향링크 시간을 앞서도록(advancing) 조정함을 지시하고, 음(-)이면 상향링크 시간을 뒤지도록(delaying) 조정함을 지시한다.
NTA의 최대 값이 M이라 하자. 일 예로 TAC 필드가 11비트로 정의되는 경우 M은 2047으로 정의될 수 있다. 여기서 K개의 비트로 정의되는 시간정렬값의 최대치는 항상 (2K -1)로 고정되지 않는다. 즉, K개의 비트로 정의되는 시간정렬값의 최대치는 2K-1 내지 (2K - 1) 값 중 하나가 될 수 있다. 일 예로 11비트로 정의되는 시간정렬값의 최대치는 1024 ~ 2047 범위내의 값들 중 하나인 1282가 될 수도 있다.
한편, 시간 정렬값(NTA)은 현재 설정된 NTA값(NTA-old)으로부터 인덱스 값 의해 새로운 NTA값(NTA-new)으로 조정되는데, 새로운 NTA값은 수학식 2와 같이 구해질 수 있다.
수학식 2
Figure PCTKR2013000266-appb-M000002
수학식 2를 참조하면, Ti는 인덱스 값으로서, 0, 1, 2, ..., 63이다.
또는, 시간 정렬값(NTA)은 수학식 3과 같이 주서빙셀에 포함되는 TAG의 시간 정렬값 대비 차이값으로 결정될 수도 있다.
수학식 3
Figure PCTKR2013000266-appb-M000003
수학식 3을 참조하면, NTA-TAG(Sn)는 주서빙셀(PCell)을 포함하지 않고 인덱스 값이 n인 시간정렬그룹에 대한 시간 정렬값이고, NTA-TAG(p)는 주서빙셀(PCell)을 포함하는 시간정렬그룹에 대한 시간 정렬값이다. Ti-n은 인덱스 값이 n인 시간정렬그룹에 대한 Ti 값이다. 만일 시간정렬값의 최대 값이 M인 경우, 상수값 31 대신 (M - 1)/2로 정의될 수 있다. 일 예로 TAC 필드가 11비트이면 시간정렬값의 최대치는 2047이다. 이 경우, 상수값 31은 (2047 - 1)/2 = 1023 값으로 대체될 수 있다. 다만 K개의 비트로 정의되는 시간정렬값의 최대치는 항상 (2K - 1)로 고정되지 않는다. 즉, K개의 비트로 정의되는 시간정렬값의 최대치는 2K-1 내지 2K - 1 값 중 하나가 될 수 있다. 일 예로 11비트로 정의되는 시간정렬값의 최대치는 1024 ~ 2047 범위내의 값들 중 하나인 1282가 될 수도 있다.
단말이 서빙셀에 대한 시간 정렬값을 최초로 수신하는 경우에는 대비할 대상 값이 없으므로, 시간 정렬값(NTA)은 수학식 4와 같이 결정될 수 있다. 여기서 상수값 31은 0으로 대체된다.
수학식 4
Figure PCTKR2013000266-appb-M000004
이와는 다른 예로서, 하향링크 전송의 전파 지연시간과 상향링크 전송의 전파 지연시간이 동일한 경우, 단말은 하향링크 전송의 전파 지연시간을 이용하여 모든 서빙셀에 대한 상향링크 시간을 조정할 수도 있다.
도 20은 본 발명의 다른 예에 따른 랜덤 액세스 수행방법을 설명하는 흐름도이다.
도 20을 참조하면, 만약 무선자원제어(RRC: Radio Resource Contol) 휴지 모드(idle mode)인 단말은 요소 반송파를 집성할 수 없고, RRC 연결 모드(connected mode)인 단말만 요소 반송파 집성을 할 수 있다면, 단말은 요소 반송파 집성에 앞서서 RRC 연결을 위한 셀을 선택하고, 선택된 셀을 통해 기지국에 대해 RRC 연결 설정(connection establishment) 절차를 수행한다(S2300). RRC 연결 설정 절차는 단말이 RRC 연결 요청 메시지를 기지국으로 전송하고, 기지국이 RRC 연결 설정(connection setup)을 단말로 전송하며, 단말이 RRC 연결설정완료 메시지를 기지국으로 전송함으로써 수행된다. RRC 연결 설정 절차는 SRB1의 설정을 포함한다.
한편, RRC 연결을 위한 셀은 다음과 같은 선택조건을 기준으로 선택된다.
(i) 단말이 측정(measurement)한 정보를 기반으로 무선자원제어연결을 시도할 가장 적합한 셀(suitable cell)을 선택할 수 있다. 측정 정보로 단말은 수신한 특정 셀의 CRS(cell-specific reference singal)을 기준으로 수신전력을 측정하는 RSRP 및 전체 수신전력(분자) 대비 특정 셀에 대한 RSRP 값(분모)의 비율로 정의하는 RSRQ를 모두 고려한다. 따라서 단말은 구분 가능한 셀들 각각에 대한 RSRP 및 RSRQ 값들을 확보하여 이를 기반으로 적합한 셀을 선택한다. 예를 들어, RSRP 및 RSRQ 값 모두 0dB 이상의 값을 가지며 RSRP 값이 최대인 셀 또는 RSRQ 값이 최대인 또는 RSRP 와 RSRQ 값 각각에 대하여 가중치를 설정(예를 들어 7:3)하고 상기 가중치를 고려하여 평균값을 기준으로 적합한 셀을 선택할 수 있다.
(ii) 단말 내부 메모리에 저장되어 있는 시스템에서 고정적으로 설정한 서비스 사업자(PLMN)에 대한 정보 또는 다운링크 중심 주파수 정보 또는 셀 구분 정보(예를 들어 PCI (Physical cell ID))를 이용하여 무선자원제어연결을 시도할 수 있다. 상기 저장되어 있는 정보는 다수의 서비스 사업자 및 셀들에 대한 정보들로 구성될 수 있으며 각 정보마다 우선순위 또는 우선 가중치가 설정되어 있을 수 있다.
(iii) 단말은 기지국에서 브로드캐스팅 채널을 통해 전송한 시스템 정보를 수신하고 상기 수신한 시스템 정보 내의 정보를 확인하여 무선자원제어연결을 시도할 수 있다. 예를 들어, 단말은 셀 접속을 위해 멤버쉽이 필요한 특정 셀 (예를 들어 CSG(closed subscribe group), non-allowed Home 기지국 등)인지 아닌지에 대하여 확인하여야 한다. 따라서 단말은 각 기지국이 전송하는 시스템 정보를 수신하여 CSG 여부를 나타내는 CSG ID 정보를 확인한다. 만일 CSG임이 확인되면 접속 가능한 CSG 인지 여부를 확인한다. 상기 접속 가능성을 확인하기 위해 단말은 자신의 멤버쉽 정보와 상기 CSG 셀의 고유정보 (예를 들어 시스템 정보 내에 있는 (E)CGI ((envolved) cell grobal ID) 또는 PCI 정보)를 이용할 수 있다. 상기 확인 절차를 통해 접속 불가능한 기지국으로 확인된 경우, 무선자원제어연결을 시도하지 않는다.
(iv) 단말 내부 메모리에 저장되어 있는 유효한 요소 반송파들 (예를 들어, 단말이 구현(implementation)상으로 지원 가능한 주파수 대역 내에서 구성 가능한 요소 반송파 들)을 통해 무선자원제어연결을 시도할 수 있다.
상기 4 가지의 선택조건들 중 (ii) 및 (iv) 조건은 선택적(optional)으로 적용 되나 (i) 및 (iii) 조건은 필수적(mandatory)으로 적용되어야 한다.
RRC 연결을 위해 선택된 셀을 통하여 무선자원제어연결을 시도하기 위해 단말은 RRC 연결 요청메시지를 전송할 상향링크 대역을 확인하여야 한다. 따라서 단말은 선택된 셀의 하향링크를 통해 전송되는 방송채널(broadcasting channel)을 통하여 시스템 정보를 수신한다. SIB2(system information block 2)는 상향링크로 사용할 대역에 대한 대역폭 정보 및 중심 주파수 정보를 포함한다. 따라서 단말은 상기 선택된 셀의 하향링크, 하향링크와 SIB2내 정보를 통해 연결설정되어 있는 상향링크 대역을 통해 RRC 연결을 시도한다. 이 때 단말은 랜덤 액세스 절차내에서 RRC 연결 요청 메시지를 상향링크 데이터로서 기지국으로 전달할 수 있다. RRC 연결 절차가 성공한 경우, RRC 연결 설정된 셀은 주서빙셀이라 불릴 수 있으며, 주서빙셀은 DL PCC와 UL PCC로 구성된다.
기지국은 단말의 요청 또는 네트워크의 요청 또는 기지국의 자체판단에 의해 더 많은 무선자원의 단말에 할당해야 하는 경우, 하나 이상의 부서빙셀(SCell)을 단말에 추가로 구성하기 위한 RRC 연결 재구성(connection reconfiguration) 절차를 수행한다(S2305). RRC 연결 재구성 절차는 기지국이 단말로 RRC 연결 재구성 메시지를 전송하고, 단말이 RRC 연결 재구성 완료 메시지를 기지국으로 전송함으로써 수행된다.
이하의 단계 S2310, S2315, S2320 및 S2325에는 단계 S500, S505, S510, S515가 각각 동일하게 적용된다. 한편, 분류 정보는 단계 S2305에서의 RRC 연결 재구성 완료 메시지에 포함될 수 있으며, 이 경우, 단계 S2310은 생략될 수 있다. 또한, 랜덤 액세스 절차를 수행하는 단계(S2325)는 비경합 기반 또는 경합 기반으로 수행될 수 있다. 랜덤 액세스 절차는 비경합 기반인지, 경합 기반인지에 따라 그 절차가 다르며 비경합 기반인 경우 도 3의 절차를 따르고, 경합 기반인 경우 도 18의 절차를 따른다.
도 21은 본 발명의 또 다른 예에 따른 랜덤 액세스 수행방법을 설명하는 흐름도이다.
도 21을 참조하면, 단말과 기지국은 선택된 셀을 통해 기지국에 대해 RRC 연결 설정 절차를 수행한다(S2400). 단말은 분류 정보를 기지국으로 전송한다(S2405). 분류 정보는 단말에 구성된 적어도 하나의 서빙셀을 시간 정렬 그룹으로 분류하는데 필요한 정보 또는 기준을 제공한다. 한편 기지국이 분류 정보를 별도로 알 수 있거나 이미 보유할 수도 있다. 이 경우 본 실시예에 따른 랜덤 액세스는 단계 S2405가 생략된 상태로 수행될 수도 있다.
기지국은 서빙셀들을 분류하여 시간 정렬 그룹을 구성한다(S2410). 서빙셀들은 분류 정보에 따라 각 시간 정렬 그룹으로 분류 또는 구성될 수 있다.
기지국은 단말의 요청 또는 네트워크의 요청 또는 기지국의 자체판단에 의해 더 많은 무선자원의 단말에 할당해야 하는 경우, 하나 이상의 부서빙셀을 단말에 추가로 구성하기 위한 RRC 연결 재구성 절차를 수행한다(S2415). RRC 연결 재구성 절차를 수행함에 있어서, 기지국은 RRC 연결 재구성 메시지 내에 시간 정렬 그룹 구성정보를 포함하여 단말로 전송할 수 있다. 시간 정렬 그룹 구성정보는 시간 정렬 그룹이 구성된 상태를 설명한다. 일 예로서, 시간 정렬 그룹 설정정보는 시간 정렬 그룹의 개수 필드, 각 시간 정렬 그룹의 인덱스 필드 및 각 시간 정렬 그룹이 포함하는 서빙셀의 인덱스 필드를 포함할 수 있고, 이들 필드들은 시간 정렬 그룹이 구성된 상태를 설명해준다.
이후 단말은 랜덤 액세스 절차를 수행하며(S2420), 이는 비경합 기반 또는 경합 기반으로 수행될 수 있다. 랜덤 액세스 절차는 비경합 기반인지, 경합 기반인지에 따라 그 절차가 다르며 비경합 기반인 경우 도 3의 절차를 따르고, 경합 기반인 경우 도 18의 절차를 따른다.
단말은 랜덤 액세스 응답 메시지내의 시간 전진 명령 및/또는 시간정렬그룹 인덱스를 확인하고, 확인된 시간정렬그룹내의 모든 서빙셀에 관한 상향링크 시간을 시간 전진 명령에 따른 시간 정렬값만큼 조정한다. 시간 정렬값에 의해 조정되는 상향링크 시간의 예시는 상기 수학식 1 내지 수학식 4와 같다. 만약 랜덤 액세스 응답 메시지내에 복수의 시간정렬그룹에 대한 시간 전진 명령 및/또는 시간정렬그룹 인덱스가 존재하면, 단말은 각 시간정렬그룹별 서빙셀(들)에 관한 상향링크 시간을 해당 시간 전진 명령에 따른 시간 정렬값만큼 조정한다.
도 22는 본 발명의 또 다른 예에 따른 랜덤 액세스 수행방법을 설명하는 흐름도이다.
도 22를 참조하면, 단말과 기지국은 선택된 셀을 통해 기지국에 대해 RRC 연결 설정 절차를 수행한다(S2500). 상기 선택된 셀은 주서빙셀이 된다. 기지국은 단말의 요청 또는 네트워크의 요청 또는 기지국의 자체판단에 의해 더 많은 무선자원의 단말에 할당해야 하는 경우, 하나 이상의 부서빙셀을 단말에 추가로 구성하기 위한 RRC 연결 재구성 절차를 수행한다(S2505).
단말은 하나 이상의 부서빙셀을 구성하고, 랜덤 액세스 절차를 수행한다(S2510). 단말은 동기가 확보되지 못한 부서빙셀 또는 새로 추가/변경 구성된 부서빙셀에 대해서 시간 동기를 확보하기 위해 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 전송한다. 이 때 랜덤 액세스 절차는 대표 서빙셀이 활성화된 이후에만 진행될 수 있다. 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차는 기지국에 의해 전송되는 PDCCH 지시(order)에 의해서 개시될 수 있다. 랜덤 액세스 절차는 비경합 기반 또는 기지국의 의도에 의한 경합 기반으로 진행될 수 있다.
기지국은 단계 S2510에서 수신된 랜덤 액세스 프리앰블을 기반으로 단말에 구성된 서빙셀들을 분류하여 시간 정렬 그룹을 구성한다(S2515). 시간 정렬 그룹은 적어도 하나의 서빙셀을 포함하는 그룹으로서, 시간 정렬 그룹내의 서빙셀들에 대하여는 동일한 시간 정렬 값이 적용된다. 일 예로서, 기지국은 단말에 특정하게 시간 정렬 그룹을 구성할 수 있다. 다른 예로서, 기지국은 셀에 특정하게 시간 정렬 그룹을 구성할 수 있다.
기지국은 시간 정렬 그룹 구성정보를 단말로 전송한다(S2520). 시간 정렬 그룹 구성정보는 시간 정렬 그룹이 구성된 상태를 설명한다. 일 예로서, 시간 정렬 그룹 설정정보는 시간 정렬 그룹의 개수 필드, 각 시간 정렬 그룹의 인덱스 필드 및 각 시간 정렬 그룹이 포함하는 서빙셀의 인덱스 필드를 포함할 수 있고, 이들 필드들은 시간 정렬 그룹이 구성된 상태를 설명해준다.
다른 예로서, 시간 정렬 그룹 구성정보는 각 시간 정렬 그룹내의 대표 서빙셀 정보를 더 포함할 수 있다. 대표 서빙셀은 각 시간 정렬 그룹내에서 상향링크 동기 유지 및 설정을 위한 랜덤 액세스 절차를 진행할 수 있는 서빙셀이다. 만약 상기 실시예와는 달리 시간 정렬 그룹 구성정보가 대표 서빙셀을 포함하지 않는 경우 단말은 스스로 각 시간 정렬 그룹내의 대표 서빙셀을 선정할 수 있다.
도 23은 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스를 수행하는 단말의 동작 순서도이다.
도 23을 참조하면, 단말은 분류 정보를 기지국으로 전송한다(S2600). 분류 정보는 단말에 구성된 적어도 하나의 서빙셀을 시간 정렬 그룹으로 분류하는데 필요한 정보 또는 기준을 제공한다. 한편 기지국이 분류 정보를 별도로 알 수 있거나 이미 보유할 수도 있다. 이 경우 본 실시예에 따른 랜덤 액세스는 단계 S2600이 생략된 상태로 수행될 수도 있다.
휴지 모드인 단말은 요소 반송파를 집성할 수 없고, RRC 연결 모드인 단말만 요소 반송파 집성을 할 수 있다면, 휴지 모드인 단말은 단계 S2600 이전에 요소 반송파 집성에 앞서서 RRC 연결을 위한 셀을 선택하고, 선택된 셀을 통해 기지국에 대해 RRC 연결 설정 절차를 수행할 수 있다.
단말은 시간정렬그룹 구성정보를 기지국으로부터 수신한다(S2605). 시간 정렬 그룹은 적어도 하나의 서빙셀을 포함하는 그룹으로서, 시간 정렬 그룹내의 서빙셀들에 대하여는 동일한 시간 정렬 값이 적용된다. 일 예로서, 기지국은 단말에 특정하게 시간 정렬 그룹을 구성할 수 있다. 다른 예로서, 기지국은 셀에 특정하게 시간 정렬 그룹을 구성할 수 있다.
시간 정렬 그룹 구성정보는 시간 정렬 그룹이 구성된 상태를 설명한다. 일 예로서, 시간 정렬 그룹 설정정보는 시간 정렬 그룹의 개수 필드, 각 시간 정렬 그룹의 인덱스 필드 및 각 시간 정렬 그룹이 포함하는 서빙셀의 인덱스 필드를 포함할 수 있고, 이들 필드들은 시간 정렬 그룹이 구성된 상태를 설명해준다.
다른 예로서, 시간 정렬 그룹 구성정보는 각 시간 정렬 그룹내의 대표 서빙셀 정보를 더 포함할 수 있다. 대표 서빙셀은 각 시간 정렬 그룹내에서 상향링크 동기 유지 및 설정을 위한 랜덤 액세스 절차를 진행할 수 있는 서빙셀이다. 만약 상기 실시예와는 달리 시간 정렬 그룹 구성정보가 대표 서빙셀을 포함하지 않는 경우 단말은 스스로 각 시간 정렬 그룹내의 대표 서빙셀을 선정할 수 있다.
이후 단말은 랜덤 액세스 절차를 수행하는데(S2610), 이 단계에서 단말은 대표 서빙셀상으로 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 전송하고, 기지국으로부터 시간 전진 명령을 위한 MAC 제어요소를 수신한다. 이는 비경합 기반 또는 경합 기반으로 수행될 수 있다. 랜덤 액세스 절차는 비경합 기반인지, 경합 기반인지에 따라 그 절차가 다르며 비경합 기반인 경우 도 3의 절차를 따르고, 경합 기반인 경우 도 18의 절차를 따른다.
단말은 랜덤 액세스 응답 메시지내의 시간 전진 명령 및/또는 시간정렬그룹 인덱스를 확인하고, 확인된 시간정렬그룹내의 모든 서빙셀에 관한 상향링크 시간을 시간 전진 명령에 따른 시간 정렬값만큼 조정한다. 시간 정렬값에 의해 조정되는 상향링크 시간의 예시는 상기 수학식 1 내지 수학식 4와 같다. 만약 랜덤 액세스 응답 메시지내에 복수의 시간정렬그룹에 대한 시간 전진 명령 및/또는 시간정렬그룹 인덱스가 존재하면, 단말은 각 시간정렬그룹별 서빙셀(들)에 관한 상향링크 시간을 해당 시간 전진 명령에 따른 시간 정렬값만큼 조정한다.
도 24는 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스를 수행하는 기지국의 동작 순서도이다.
도 24를 참조하면, 기지국은 분류 정보를 단말로부터 수신한다(S2700). 분류 정보는 단말에 구성된 적어도 하나의 서빙셀을 시간 정렬 그룹으로 분류하는데 필요한 정보 또는 기준을 제공한다. 한편 기지국이 분류 정보를 별도로 알 수 있거나 이미 보유할 수도 있다. 이 경우 본 실시예에 따른 랜덤 액세스는 단계 S2700이 생략된 상태로 수행될 수도 있다.
기지국은 분류 정보에 기반하여 시간정렬그룹을 구성하고(S2705), 시간정렬그룹 구성정보를 단말로 전송한다(S2710). 시간 정렬 그룹은 적어도 하나의 서빙셀을 포함하는 그룹으로서, 시간 정렬 그룹내의 서빙셀들에 대하여는 동일한 시간 정렬 값이 적용된다. 일 예로서, 기지국은 단말에 특정하게 시간 정렬 그룹을 구성할 수 있다. 다른 예로서, 기지국은 셀에 특정하게 시간 정렬 그룹을 구성할 수 있다. 시간 정렬 그룹 구성정보는 시간 정렬 그룹이 구성된 상태를 설명한다.
이후 기지국은 단말과 랜덤 액세스 절차를 수행하는데, 이 단계에서 기지국은 대표 서빙셀상으로 랜덤 액세스 프리앰블을 단말로부터 수신하고, 시간 전진 명령을 위한 MAC 제어요소를 단말로 전송한다. 이는 비경합 기반 또는 경합 기반으로 수행될 수 있다. 랜덤 액세스 절차는 비경합 기반인지, 경합 기반인지에 따라 그 절차가 다르며 비경합 기반인 경우 도 3의 절차를 따르고, 경합 기반인 경우 도 18의 절차를 따른다.
도 25는 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스를 수행하는 기지국과 단말을 나타내는 블록도이다.
도 25를 참조하면, 단말(2800)은 수신부(2805), 단말 프로세서(2810) 및 전송부(2820)를 포함한다. 단말 프로세서(2810)는 또한 RRC 처리부(2811) 및 랜덤 액세스 처리부(2812)를 포함한다.
수신부(2805)는 기지국(2850)으로부터 프리앰블 할당 정보, 시간정렬그룹 구성정보, 랜덤 액세스 응답 메시지, RRC 연결 설정 메시지, RRC 연결 재구성 메시지 또는 경합 해결 메시지를 수신한다. 시간정렬그룹 구성정보는 시간정렬그룹이 구성된 상태를 설명한다.
수신부(2805)는 단말(2800)에 구성된 sTAG내의 특정한 부서빙셀상에서 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH를 기지국(2850)으로부터 수신한다. 그리고 수신부(2805)는 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH를 상기 특정한 부서빙셀상에서 기지국(2850)으로부터 수신한다. 이때, 상기 PDSCH는 랜덤 액세스 처리부(2872)에 의해 생성되는 도 7, 도 8, 도 11 및 도 13 중 어느 하나의 MAC PDU 포맷의 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함한다.
이때, 상기 랜덤 액세스 응답 메시지는 시간전진명령 필드를 포함하는 MAC 제어요소로 구성될 수 있는데, 이때, 상기 MAC 제어요소는 도 9, 도 10, 도 12, 도 14 내지 도 17 중 어느 하나의 구조를 가진다. 이로써, 상기 랜덤 액세스 응답 메시지는, DL-SCH의 데이터에 관한 MAC 제어요소 또는 MAC SDU, 그리고 TAC 필드를 포함하는 MAC 제어요소, 그리고 백오프 지시자 필드를 모두 포함할 수 있다.
RRC 처리부(2811)는 분류 정보, RRC 연결 메시지, RRC 연결 재구성 완료 메시지를 생성한다. 분류 정보는 RRC 연결 재구성 완료 메시지에 포함될 수도 있다. RRC 처리부(2811)는 시간정렬그룹 구성정보로부터 단말(2800)에 구성된 시간 정렬 그룹의 개수, 각 시간 정렬 그룹의 인덱스, 각 시간 정렬 그룹내의 서빙셀의 인덱스 및 대표 서빙셀 정보 중 적어도 하나를 확인할 수 있다. 대표 서빙셀은 단말에 구성되는 시간 정렬 그룹에서 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하도록 선정된 서빙셀이다. 대표 서빙셀은 시간 정렬 그룹마다 선정될 수 있다.
랜덤 액세스 처리부(2812)는 비경합 기반 또는 경합 기반의 랜덤 액세스 절차를 처리한다. 랜덤 액세스 처리부(2812)는 서빙셀에 대한 상향링크 시간 동기를 확보하기 위해 랜덤 액세스 프리앰블을 생성한다. 생성되는 랜덤 액세스 프리앰블은 기지국(2850)에 의해 할당된 전용 랜덤 액세스 프리앰블일 수 있다. 다수의 시간정렬그룹들이 단말(2800)에 구성되어 있는 경우, 랜덤 액세스 처리부(2812)는 각 시간정렬그룹의 대표 서빙셀상으로 전송될 랜덤 액세스 프리앰블들을 생성할 수 있다.
한편, 랜덤 액세스 처리부(2812)는 랜덤 액세스 응답 메시지내의 시간 전진 명령 및/또는 시간정렬그룹 인덱스를 확인하고, 확인된 시간정렬그룹내의 모든 서빙셀에 관한 상향링크 시간을 시간 전진 명령에 따른 시간 정렬값만큼 조정한다. 시간 정렬값에 의해 조정되는 상향링크 시간의 예시는 상기 수학식 1 내지 수학식 4와 같다. 만약 랜덤 액세스 응답 메시지내에 복수의 시간정렬그룹에 대한 시간 전진 명령 및/또는 시간정렬그룹 인덱스가 존재하면, 랜덤 액세스 처리부(2812)는 각 시간정렬그룹별 서빙셀(들)에 관한 상향링크 시간을 해당 시간 전진 명령에 따른 시간 정렬값만큼 조정한다.
또는, 랜덤 액세스 처리부(2812)는 랜덤 액세스 응답 메시지내의 BI 필드를 확인하고, 확인된 백오프 파라미터 값을 기반으로, 랜덤 액세스 절차의 시작 또는 재시작을 지연시킨다. 예를 들어, 랜덤 액세스 처리부(2812)는 특정 값만큼 랜덤 액세스 절차의 시작 또는 재시작을 지연시킨다. 예를 들어 BI 필드 값이 '1000'인 경우, 이는 8의 값에 해당되므로 상기 표 5에 따라 백오프 파라미터 값은 160ms가 된다. 랜덤 액세스 처리부(2812)는 0 내지 160ms 내의 값들 중 하나를 동일한 확률로 선택한다. 만약 랜덤 액세스 처리부(2812)가 83ms를 특정 값으로 선택하면, 랜덤 액세스 처리부(2812)는 랜덤 액세스가 실패했다고 판단한 시점에서 83ms 동안 랜덤 액세스 절차의 시작 또는 재시작을 지연하고 83ms 이후 랜덤 액세스 절차가 가능한 가장 빠른 서브프레임에서 랜덤 액세스 절차를 재시작한다.
랜덤 액세스 처리부(2812)는 RAR 윈도우 구간 동안에 수신된 랜덤 액세스 응답 메시지가 RAPID를 포함하는 서브헤더를 포함하거나 백오프 지시자 서브헤더를 포함할 수 있음을 전제로 한다. 그리고 랜덤 액세스 처리부(2812)는 각 서브헤더의 최초 비트를 'E'필드로 간주하고 두번째 비트를'T'필드로 간주한다. 이 경우, 랜덤 액세스 처리부(2812)는 최초 비트를 E 필드의 값이 지시하는 바와 동일하게 해석하고, 두번째 비트를 T 필드의 값이 지시하는 바와 동일하게 해석한다.
일 예로서, 최초 비트가 '1'인 경우(즉, E 필드 값=1) 랜덤 액세스 처리부(2812)는 랜덤 액세스 응답 메시지가 RAPID를 포함하는 서브헤더를 포함하는 것으로 판단한다. 그리고 최초 비트가 '0'인 경우(즉, E 필드 값=0) 랜덤 액세스 처리부(2812)는 랜덤 액세스 응답 메시지가 LCID를 포함하는 서브헤더를 포함하는 것으로 판단한다. 다른 예로서, 최초 비트는 RAPID 또는 LCID를 포함한 서브헤더가 존재함을 의미할 수도 있다. 또한 두번째 비트가 '1'인 경우(즉, T 필드 값=1), 랜덤 액세스 처리부(2812)는 해당 서브헤더가 RAPID를 포함하는 서브헤더인 것으로 판단한다. 또한 두번째 비트가 '0'인 경우(즉, T 필드 값=0) 랜덤 액세스 처리부(2812)는 해당 서브헤더가 RAPID를 포함하지 않는 서브헤더, 예를 들어 백오프 지시자 서브헤더(1401),인 것으로 판단한다.
랜덤 액세스 처리부(2812)는 상기 RAPID 값 또는 서빙셀(또는 부서빙셀) 인덱스 정보를 확인하면 랜덤 액세스 응답 메시지를 성공적으로 수신하였다고 판단할 수 있다.
전송부(2820)는 분류 정보, RRC 연결 메시지, RRC 연결 재구성 완료 메시지 또는 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국(2850)으로 전송한다. 예를 들어, 단말에 구성된 시간 정렬 그룹이 TAG1, TAG2이고, TAG1={제1 서빙셀, 제2 서빙셀, 제3 서빙셀}, TAG2={제4 서빙셀, 제5 서빙셀}이라 하자. TAG1의 대표 서빙셀이 제2 서빙셀, TAG2의 대표 서빙셀이 제5 서빙셀이면, 전송부(2820)는 제1 랜덤 액세스 프리앰블을 제2 서빙셀상으로 전송하고, 제2 랜덤 액세스 프리앰블을 제5 서빙셀상으로 전송한다.
기지국(2850)은 전송부(2855), 수신부(2860) 및 기지국 프로세서(2870)를 포함한다. 기지국 프로세서(2870)는 또한 RRC 처리부(2871) 및 랜덤 액세스 처리부(2872)를 포함한다.
전송부(2855)는 프리앰블 할당 정보, 시간정렬그룹 구성정보, 랜덤 액세스 응답 메시지, RRC 연결 완료 메시지, RRC 연결 재구성 메시지 또는 경합 해결 메시지를 단말(2800)로 전송한다. 또한, 전송부(2855)는 단말(2800)에 구성된 sTAG내의 특정한 부서빙셀상에서 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH를 단말(2800)로 전송한다. 그리고 전송부(2855)는 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH를 상기 특정한 부서빙셀상에서 단말(2800)로 전송한다. 이때, 상기 PDSCH는 랜덤 액세스 처리부(2872)에 의해 생성되는 도 7, 도 8, 도 11 및 도 13 중 어느 하나의 MAC PDU 포맷의 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함한다.
수신부(2860)는 분류 정보, 랜덤 액세스 프리앰블, RRC 연결 설정 관련 메시지 또는 RRC 연결 재구성 관련 메시지를 단말(2800)로부터 수신한다.
RRC 처리부(2871)는 RRC 연결 완료 메시지 또는 RRC 연결 재구성 메시지를 생성한다. 또한, RRC 처리부(2871)는 시간 정렬 그룹을 구성하고, 시간정렬그룹 구성정보를 생성한다. 시간 정렬 그룹은 단말(2800)에 구성되는 적어도 하나의 서빙셀을 포함하는 그룹으로서, 시간정렬그룹내의 서빙셀들에 대하여는 동일한 시간 정렬 값이 적용된다. 일 예로서, RRC 처리부(2871)는 단말(2870)에 특정하게 시간 정렬 그룹을 구성할 수 있다. 다른 예로서, RRC 처리부(2871)는 셀에 특정하게 시간 정렬 그룹을 구성할 수 있다.
랜덤 액세스 처리부(2872)는 가용한 전체 랜덤 액세스 프리앰블들 중에서 비경합 기반 랜덤 액세스 절차를 위해 미리 예약한 전용 랜덤 액세스 프리앰블들 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 랜덤 액세스 프리앰블의 인덱스 및 사용 가능한 시간/주파수 자원 정보를 포함하는 랜덤 액세스 프리앰블 할당 정보를 생성한다.
또한, 랜덤 액세스 처리부(2872)는 랜덤 액세스 응답 메시지 또는 경합 해결 메시지를 생성한다. 랜덤 액세스 처리부(2872)는 도 7, 도 8, 도 11 및 도 13 중 어느 하나의 MAC PDU 포맷으로 랜덤 액세스 응답 메시지를 생성할 수 있다. 그리고, 랜덤 액세스 응답 메시지는 시간전진명령 필드를 포함하는 MAC 제어요소로 구성될 수 있는데, 이때, 상기 MAC 제어요소는 도 9, 도 10, 도 12, 도 14 내지 도 17 중 어느 하나의 구조로 생성된다.
이때, 랜덤 액세서 처리부(2872)는 랜덤 액세스 응답 메시지내의 백오프 지시자 서브헤더와 RAPID를 포함하는 서브헤더내의 각 필드를 다음과 같이 설정할 수 있다. 일 예로서, 랜덤 액세서 처리부(2872)는 백오프 지시자 서브헤더(1401)의 경우 'E' 필드를 '1'로, 'T' 필드를 '0'으로 설정한다. 또한, 랜덤 액세서 처리부(2872)는 RAPID를 포함하는 서브헤더의 경우 'E' 필드를 '0'으로, 'T' 필드는 '1'로 설정한다. 그리고, LCID를 포함하는 서브헤더의 두 개의 예비(R) 비트는 '00' 또는 '11'로 고정적으로 설정한다.
랜덤 액세스 처리부(2872)는 랜덤 액세스 프리앰블이 전송된 대표 서빙셀을 확인하고, 대표 서빙셀을 포함하는 시간정렬그룹을 확인한다. 또한, 랜덤 액세스 처리부(2872)는 확인된 시간정렬그룹에 적용되어야 할 시간 정렬값을 결정하고, 결정된 시간 정렬값을 나타내는 시간 전진 명령(TAC)을 포함하는 랜덤 액세스 응답 메시지를 생성한다.
시간 전진 명령은 현재 상향링크 시간에 대한 상대적인 상향링크 시간의 변화를 지시하며, 샘플링 시간(Ts)의 정수배, 예를 들어 16Ts일 수 있다. 시간 전진 명령은 특정한 인덱스의 시간 정렬값으로 표현될 수 있다.
또는 랜덤 액세스 처리부(2872)는 시간 전진 명령 및 확인된 시간정렬그룹의 인덱스를 포함하는 랜덤 액세스 응답 메시지를 생성할 수 있다.
도 26은 본 발명의 일 예에 따른 TAG을 위한 MAC 제어요소를 나타내는 도면이다.
도 26을 참조하면, 8비트 단위의 옥텟(octet) 1(Oct 1)은 pTAG에 대응되는 영역이며, 비트맵 형식 또는 2진수 형태로 pTAG에 포함된 서빙셀을 표현한다. 옥텟 1의 R,C7,C6,C5,C4,C3,C2,C1 은 오른쪽부터 순차적으로 서빙셀 인덱스1, 서빙셀 인덱스2,… 서빙셀 인덱스7에 대응되며, R은 예비된 필드이다. 즉 Cn은 서빙셀 인덱스n에 대응된다. 예를 들어 Cn=1이면 인덱스 n인 서빙셀이 pTAG에 포함됨을 지시하고, Cn=0이면 인덱스 n인 서빙셀이 pTAG에 포함되지 않음을 지시할 수 있다. pTAG에서는 항상 주서빙셀이 대표 서빙셀이 된다.
옥텟 2(Oct 2)는 첫번째 sTAG에 대응되는 영역이며, 비트맵 형식 또는 2진수형태로 sTAG에 포함된 서빙셀을 표현한다. 옥텟 2의 R,C7,C6,C5,C4,C3,C2,C1 은 오른쪽부터 순차적으로 서빙셀 인덱스1, 서빙셀 인덱스2,… 서빙셀 인덱스7에 대응되며, R은 예비된 필드이다. 다음 옥텟 3(Oct 3)은 바로 이전 옥텟인 옥텟 2가 지시하는 sTAG에서의 대표 서빙셀을 지시한다. 즉, 옥텟 3은 첫번째 sTAG의 대표 서빙셀을 지시하는 셀 인덱스(Cell index) 필드를 포함하는데, 7개의 서빙셀은 3비트로 표현가능하므로 셀 인덱스 필드는 3비트이며, 옥텟 3의 나머지 5개의 비트는 예비적 필드(R 필드)로 설정된다.
마찬가지로 옥텟 2(N-1)은 N번째 sTAG에 대응되는 영역이고, 옥텟 2N-1은 N번째 sTAG에서의 대표 서빙셀을 지시하는 영역이다.
각 옥텟에서 R 필드는 맨 왼쪽 비트에 위치하는 것으로 도시되었으나, 이는 예시일 뿐이고 R 필드는 맨 오른쪽 비트에 위치할 수도 있다.
도 27은 본 발명의 다른 예에 따른 TAG을 위한 MAC 제어요소를 나타내는 도면이다.
도 27을 참조하면, 각 옥텟1, 2, 3,…, n+1은 순차적으로 pTAG, sTAG1, sTAG2,…, sTAGn에 대응된다, 영역이며, 비트맵 형식또는 2진수 형태로 시간 정렬그룹에 포함된 서빙셀을 표현한다. 각 시간 정렬그룹의 대표 서빙셀을 지시하는 셀 인덱스 필드가 별도로 없는 점이 도 16과 다르다. 각 TAG의 대표 서빙셀은 단말과 기지국간에 미리 정의되거나, 별도의 시그널링에 의해 단말에 알려질 수 있다. 각 옥텟에서 R 필드는 맨 왼쪽 비트에 위치하는 것으로 도시되었으나, 이는 예시일 뿐이고 R 필드는 맨 오른쪽 비트에 위치할 수도 있다.
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 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 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 (20)

  1. 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하는 랜덤 액세스 처리부;
    상기 랜덤 액세스 프리앰블을 부서빙셀(secondary serving cell)상에서 기지국으로 전송하는 전송부; 및
    단말의 고유한 식별자인 셀 무선 네트워크 임시 식별자(cell-radio network temporary identifier: C-RNTI)로 스크램블된(scrambled) 물리 하향링크 제어채널(physical downlink control channel: PDCCH) 및, 상기 PDCCH에 의해 지시되는 물리 하향링크 공용채널(physical downlink shared channel: PDSCH)에 포함된 랜덤 액세스 응답 메시지를 상기 기지국으로부터 수신하는 수신부를 포함하되,
    상기 랜덤 액세스 응답 메시지는 MAC(medium access control) 제어요소(control element)를 포함하고, 상기 MAC 제어요소는 상기 부서빙셀에 관한 상향링크 시간을 조정하는 시간정렬값을 지시하는 시간전진명령 필드를 포함하며, 상기 랜덤 액세스 응답 메시지는 상기 MAC 제어요소에 대응하는 서브헤더(subheader)를 더 포함함을 특징으로 하는, 단말.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브헤더와 상기 MAC 제어요소 중 어느 하나는 랜덤 액세스 절차의 시작 또는 재시작을 지연시키는 백오프(backoff) 파라미터 값을 지시하는 백오프 지시자 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 단말.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 응답 메시지는 MAC 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit; PDU)이고, 상기 MAC PDU는 DL-SCH(downlink-shared channel)의 데이터에 관한 MAC 제어요소 또는 MAC 서비스 데이터 유닛(service data unit: SDU)를 더 포함함을 특징으로 하는, 단말.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브헤더는 논리채널 식별정보(logical channel ID: LCID)를 포함하되, 상기 LCID의 값은 상기 MAC 제어요소가 상기 시간전진명령 필드를 포함함을 지시하는 것을 특징으로 하는, 단말.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브헤더는 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 정보를 지시하는 랜덤 액세스 프리앰블 ID(random access preamble ID: RAPID)를 포함함을 특징으로 하는, 단말.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브헤더는 E 필드와 T 필드를 포함하고,
    상기 E 필드는 상기 랜덤 액세스 응답 메시지가 RAPID를 포함하는 다른 서브헤더를 포함하는지 여부를 지시하고, 상기 T 필드는 상기 서브헤더가 상기 RAPID를 포함하는지 여부를 지시하는 것을 특징으로 하는, 단말.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 서브헤더가 상기 RAPID를 포함하는 경우, 상기 다른 서브헤더의 예비 비트(reserved bit)는 특정한 값으로 고정되는 것을 특징으로 하는, 단말.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 MAC 제어요소는 상기 부서빙셀을 지시하는 서빙셀 인덱스 필드를 더 포함함을 특징으로 하는, 단말.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신부는 상기 시간정렬값이 동일하게 적용되는 서빙셀의 집합인 시간정렬그룹(timing alignment group: TAG)이 구성된 상태를 알려주는 시간정렬그룹 구성정보를 기지국으로부터 수신하고,
    상기 전송부는 상기 시간정렬그룹의 대표 서빙셀상으로 상기 생성된 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 것을 특징으로 하는, 단말.
  10. 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하는 단계;
    상기 랜덤 액세스 프리앰블을 부서빙셀상에서 기지국으로 전송하는 단계; 및
    단말의 고유한 식별자인 셀 무선 네트워크 임시 식별자(C-RNTI)로 스크램블된 물리 하향링크 제어채널(physical downlink control channel: PDCCH) 및, 상기 PDCCH에 의해 지시되는 물리 하향링크 공용채널(physical downlink shared channel: PDSCH)에 포함된 랜덤 액세스 응답 메시지를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 랜덤 액세스 응답 메시지는 MAC 제어요소를 포함하고, 상기 MAC 제어요소는 상기 부서빙셀에 관한 상향링크 시간을 조정하는 시간정렬값을 지시하는 시간전진명령 필드를 포함하며, 상기 랜덤 액세스 응답 메시지는 상기 MAC 제어요소에 대응하는 서브헤더를 더 포함함을 특징으로 하는, 랜덤 액세스 수행방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 서브헤더와 상기 MAC 제어요소 중 어느 하나는 랜덤 액세스 절차의 시작 또는 재시작을 지연시키는 백오프 파라미터 값을 지시하는 백오프 지시자 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 랜덤 액세스 수행방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 응답 메시지는 MAC 프로토콜 데이터 유닛(PDU)이고, 상기 MAC PDU는 DL-SCH의 데이터에 관한 MAC 제어요소 또는 MAC 서비스 데이터 유닛(SDU)를 더 포함함을 특징으로 하는, 랜덤 액세스 수행방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 서브헤더는 논리채널 식별정보(LCID)를 포함하되, 상기 LCID의 값은 상기 MAC 제어요소가 상기 시간전진명령 필드를 포함함을 지시하는 것을 특징으로 하는, 랜덤 액세스 수행방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 서브헤더는 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 정보를 지시하는 랜덤 액세스 프리앰블 ID(random access preamble ID: RAPID)를 포함함을 특징으로 하는, 랜덤 액세스 수행방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 서브헤더는 E 필드와 T 필드를 포함하고,
    상기 E 필드는 상기 랜덤 액세스 응답 메시지가 RAPID를 포함하는 다른 서브헤더를 포함하는지 여부를 지시하고, 상기 T 필드는 상기 서브헤더가 상기 RAPID를 포함하는지 여부를 지시하는 것을 특징으로 하는, 랜덤 액세스 수행방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 서브헤더가 상기 RAPID를 포함하는 경우, 상기 다른 서브헤더의 예비 비트는 특정한 값으로 고정되는 것을 특징으로 하는, 랜덤 액세스 수행방법.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 MAC 제어요소는 상기 부서빙셀을 지시하는 서빙셀 인덱스 필드를 더 포함함을 특징으로 하는, 랜덤 액세스 수행방법.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 시간정렬값이 동일하게 적용되는 서빙셀의 집합인 시간정렬그룹(TAG)이 구성된 상태를 알려주는 시간정렬그룹 구성정보를 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함하되,
    상기 생성된 랜덤 액세스 프리앰블은 상기 시간정렬그룹의 대표 서빙셀상으로 전송되는 것을 특징으로 하는, 랜덤 액세스 수행방법.
  19. 랜덤 액세스 프리앰블을 부서빙셀상에서 단말로부터 수신하는 수신부;
    상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답 메시지를 생성하는 랜덤 액세스 처리부; 및
    상기 단말의 고유한 식별자인 셀 무선 네트워크 임시 식별자(C-RNTI)로 스크램블된 물리 하향링크 제어채널(PDCCH) 및, 상기 PDCCH에 의해 지시되는 물리 하향링크 공용채널(PDSCH)에 포함된 상기 랜덤 액세스 응답 메시지를 상기 단말로 전송하는 전송부를 포함하되,
    상기 랜덤 액세스 처리부는,
    상기 부서빙셀에 관한 상향링크 시간을 조정하는 시간정렬값을 지시하는 시간전진명령 필드를 포함하는 MAC 제어요소와, 상기 MAC 제어요소에 대응하는 서브헤더를 포함하도록 상기 랜덤 액세스 응답 메시지를 생성함을 특징으로 하는, 기지국.
  20. 랜덤 액세스 프리앰블을 부서빙셀상에서 단말로부터 수신하는 단계;
    상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답 메시지를 생성하는 단계; 및
    상기 단말의 고유한 식별자인 셀 무선 네트워크 임시 식별자(C-RNTI)로 스크램블된 물리 하향링크 제어채널(PDCCH) 및, 상기 PDCCH에 의해 지시되는 물리 하향링크 공용채널(PDSCH)에 포함된 상기 랜덤 액세스 응답 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 랜덤 액세스 응답 메시지는, 상기 부서빙셀에 관한 상향링크 시간을 조정하는 시간정렬값을 지시하는 시간전진명령 필드를 포함하는 MAC 제어요소와, 상기 MAC 제어요소에 대응하는 서브헤더를 포함함을 특징으로 하는, 랜덤 액세스 수행방법.
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