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KR20130031126A - 다중 요소 반송파 시스템에서 랜덤 액세스 절차의 수행장치 및 방법 - Google Patents

다중 요소 반송파 시스템에서 랜덤 액세스 절차의 수행장치 및 방법 Download PDF

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KR20130031126A
KR20130031126A KR1020110094860A KR20110094860A KR20130031126A KR 20130031126 A KR20130031126 A KR 20130031126A KR 1020110094860 A KR1020110094860 A KR 1020110094860A KR 20110094860 A KR20110094860 A KR 20110094860A KR 20130031126 A KR20130031126 A KR 20130031126A
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KR
South Korea
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random access
access procedure
terminal
serving cell
base station
Prior art date
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Withdrawn
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KR1020110094860A
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English (en)
Inventor
권기범
안재현
정명철
Original Assignee
주식회사 팬택
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Publication date
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Abstract

본 발명은 다중 요소 반송파 시스템에서 랜덤 액세스 절차의 수행장치 및 방법에 관한 것이다.
이러한 본 명세서는 상기 랜덤 액세스 절차의 수행방법은 단말에 구성된 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차의 중단을 지시하는 랜덤 액세스 중단 지시자를 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 랜덤 액세스 중단 지시자에 기반하여, 상기 랜덤 액세스 절차를 중단하는 중단 조건이 만족되는지 판단하는 단계, 및 상기 중단 조건이 만족되는 경우, 상기 부서빙셀에서의 상기 랜덤 액세스 절차를 중단하는 단계를 포함하는 랜덤 액세스 절차의 수행방법을 개시한다.
본 명세서에 따르면 기지국은 특정 서빙셀에서 진행 중인 랜덤 액세스 절차를 강제적으로 중단하고, 다른 서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 개시하여 랜덤 액세스의 지연등의 시스템 성능 열화를 줄일 수 있다.

Description

다중 요소 반송파 시스템에서 랜덤 액세스 절차의 수행장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PERFORMING RANDOM ACCESS PROCEDURE IN MULTIPLE COMPONENT CARRIER SYSTEM}
본 발명은 무선통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다중 요소 반송파 시스템에서 랜덤 액세스 절차의 수행장치 및 방법에 관한 것이다.
단말이 망(network)에 접속하기 위해서는 랜덤 액세스(random access) 절차를 거친다. 랜덤 액세스 절차은 경합 기반 랜덤 액세스 절차(contention based random access procedure)와 비경합 기반 랜덤 액세스 절차(non-contention based random access procedure)로 구분될 수 있다. 경합 기반 랜덤 액세스 절차와 비경합 기반 랜덤 액세스 절차의 가장 큰 차이점은 랜덤 액세스 프리앰블(Random access preamble)이 하나의 단말에게 전용(dedicated)으로 지정되는지 여부에 대한 것이다. 비경합 기반 랜덤 액세스 절차에서는 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 절차를 시도하는 것을 말한다. 경합기반 랜덤 액세스 절차에서는 단말이 임의로 선택한 랜덤 액세스 프리앰블을 사용하기 때문에 경합 가능성이 존재한다.
랜덤 액세스 절차는 단말이 네트워크에 핸드오버 등을 통해 새로이 결합하는 경우에도 적용할 수 있고 네트워크에 결합한 후, 동기화 또는 RRC(Radio Resource Control)의 상태가 RRC_IDLE에서 RRC_CONNECTED로 상태를 변경하는 경우, 또는 단말이 기지국과 데이터를 송수신하기 위하여 상향링크 동기를 필요로 하는 경우등의 다양한 상황에서 진행할 수 있다.
본 발명의 기술적 과제는 다중 요소 반송파 시스템에서 랜덤 액세스 절차의 수행장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 다수의 요소 반송파를 운용하는 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스 절차를 서빙셀의 특성에 따라 제어하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 랜덤 액세스 절차에서 프리앰블의 최대 재전송 횟수를 조절하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 특정 서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 중단시키는 지시자를 전송하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 하향링크 제어정보에 랜덤 액세스 절차의 중단을 지시하는 기능을 제공하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 랜덤 액세스 절차의 중단을 지시하는 지시자에 기반하여 특정 서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 중단하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 다중 반송파 시스템에서 단말에 의한 랜덤 액세스 절차의 수행방법을 제공한다. 상기 랜덤 액세스 절차의 수행방법은 단말에 구성된 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차의 중단을 지시하는 랜덤 액세스 중단 지시자를 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 랜덤 액세스 중단 지시자에 기반하여, 상기 랜덤 액세스 절차를 중단하는 중단 조건이 만족되는지 판단하는 단계, 및 상기 중단 조건이 만족되는 경우, 상기 부서빙셀에서의 상기 랜덤 액세스 절차를 중단하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 다중 반송파 시스템에서 랜덤 액세스 절차를 수행하는 단말을 제공한다. 상기 단말은 단말에 구성된 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차의 중단을 지시하는 랜덤 액세스 중단 지시자를 기지국으로부터 수신하는 단말 수신부, 상기 랜덤 액세스 중단 지시자에 기반하여, 상기 랜덤 액세스 절차를 중단하는 중단 조건이 만족되는지 판단하고, 상기 중단 조건이 만족되는 경우 상기 부서빙셀에서의 상기 랜덤 액세스 절차를 중단하는 랜덤 액세스 처리부, 및 상기 중단 조건이 만족되지 않는 경우, 프리앰블을 상기 기지국으로 전송하는 단말 전송부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 다중 반송파 시스템에서 기지국에 의한 랜덤 액세스 절차의 수행방법을 제공한다. 상기 랜덤 액세스 절차의 수행방법은 단말에 구성된 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 랜덤 액세스 명령을 상기 단말로 전송하는 단계, 상기 랜덤 액세스 절차의 중단을 요청할지 판단하는 단계, 및 상기 랜덤 액세스 절차의 중단을 요청할 필요가 있는 경우, 상기 랜덤 액세스 절차의 중단을 지시하는 랜덤 액세스 중단 지시자를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 다중 반송파 시스템에서 랜덤 액세스 절차를 수행하는 기지국을 제공한다. 상기 기지국은 단말에 구성된 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 랜덤 액세스 명령을 상기 단말로 전송하는 기지국 전송부, 상기 랜덤 액세스 절차의 중단을 요청할지 판단하는 중단 요청부, 및 상기 단말로부터 프리앰블을 수신하는 기지국 수신부를 포함한다.
상기 중단 요청부가 상기 랜덤 액세스 절차의 중단을 요청할 필요가 있다고 판단하는 경우, 상기 기지국 전송부는 상기 랜덤 액세스 절차의 중단을 지시하는 랜덤 액세스 중단 지시자를 상기 단말로 전송함을 포함한다.
기지국은 특정 서빙셀에서 진행 중인 랜덤 액세스 절차를 강제적으로 중단하고, 다른 서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 개시할 수 있다. 이로써 병렬 랜덤 액세스 절차가 지원되지 않는 환경에서 발생하는 랜덤 액세스의 지연등의 시스템 성능 열화를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 다중 반송파를 지원하기 위한 프로토콜 구조의 일 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용되는 다중 반송파 동작을 위한 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 4는 본 발명이 적용되는 다중 반송파 시스템에서 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파간의 연결설정(linkage)을 나타낸다.
도 5는 본 발명이 적용되는 동기화 과정에서 시간 전진의 일 예를 나타내는 도이다.
도 6은 주 서빙셀과 부 서빙셀의 하향링크 시간 정렬 값을 이용하여 상향링크 시간 정렬 값을 적용하는 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 경합 기반의 랜덤 액세스 절차를 설명하는 흐름도이다.
도 8은 본 발명이 적용되는 기지국의 지시에 의한 랜덤 액세스 절차를 설명하는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스 절차의 수행방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 본 발명이 적용되는 MAC 제어요소의 서브헤더를 도시한 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스 중단 지시자를 도시한 블록도이다.
도 12는 본 발명의 다른 예에 따른 랜덤 액세스 절차의 수행방법을 나타내는 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 일 예에 따른 단말에 의해 수행되는 랜덤 액세스 절차를 설명하는 순서도이다.
도 14는 본 발명의 일 예에 따른 기지국에 의해 수행되는 랜덤 액세스 절차를 설명하는 순서도이다.
도 15는 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스 절차를 수행하는 단말과 기지국을 도시한 블록도이다.
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 명세서의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
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 반송파 시스템에서 인접 반송파 집성 및/또는 비인접 반송파 집성이 사용될 수 있으며, 또한 대칭적 집성 또는 비대칭적 집성 어느 것이나 사용될 수 있다.
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 있다. 따라서, 단말은 요소 반송파 집성에 앞서서 RRC 연결을 위한 셀을 선택하고, 선택된 셀을 통해 기지국에 대해 RRC 연결 설정(connection establishment) 절차를 수행하여야 한다. 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.
도 2는 본 발명이 적용되는 다중 반송파를 지원하기 위한 프로토콜 구조의 일 예를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 공용 MAC(Medium Access Control) 개체(210)는 복수의 반송파를 이용하는 물리(physical) 계층(220)을 관리한다. 특정 반송파로 전송되는 MAC 관리 메시지는 다른 반송파에게 적용될 수 있다. 즉, 상기 MAC 관리 메시지는 상기 특정 반송파를 포함하여 다른 반송파들을 제어할 수 있는 메시지이다. 물리계층(220)은 TDD(Time Division Duplex) 및/또는 FDD(Frequency Division Duplex)로 동작할 수 있다.
물리계층(220)에서 사용되는 몇몇 물리 제어채널들이 있다. PDCCH(physical downlink control channel)는 단말에게 PCH(paging channel)와 DL-SCH(downlink shared channel)의 자원 할당 및 DL-SCH와 관련된 HARQ(hybrid automatic repeat request) 정보를 알려준다. PDCCH는 단말에게 상향링크 전송의 자원 할당을 알려주는 상향링크 그랜트(uplink grant)를 나를 수 있다. PCFICH(physical control format indicator channel)는 단말에게 PDCCH들에 사용되는 OFDM 심벌의 수를 알려주고, 매 서브프레임마다 전송된다. PHICH(physical Hybrid ARQ Indicator Channel)는 상향링크 전송의 응답으로 HARQ ACK/NAK 신호를 나른다. PUCCH(Physical uplink control channel)은 하향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NAK, 스케줄링 요청 및 CQI와 같은 상향링크 제어 정보를 나른다. PUSCH(Physical uplink shared channel)은 UL-SCH(uplink shared channel)을 나른다. PRACH(physical random access channel)는 랜덤 액세스 프리앰블을 나른다.
도 3은 본 발명이 적용되는 다중 반송파 동작을 위한 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 프레임은 10개 서브프레임으로 구성된다. 서브프레임은 복수의 OFDM 심벌을 포함한다. 각 반송파는 자신의 제어채널(예를 들어 PDCCH)를 나를 수 있다. 다중 반송파들은 서로 인접할 수도 있고, 인접하지 않을 수도 있다. 단말은 자신의 역량에 따라 하나 또는 그 이상의 반송파를 지원할 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.
도 4는 본 발명이 적용되는 다중 반송파 시스템에서 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파간의 연결설정(linkage)을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 하향링크에서, 하향링크 요소 반송파 D1, D2, D3이 집성되어(aggregated) 있고, 상향링크에서 상향링크 요소 반송파 U1, U2, U3이 집성되어 있다. 여기서 Di는 하향링크 요소 반송파의 인덱스이고, Ui는 상향링크 요소 반송파의 인덱스이다(i=1, 2, 3). 적어도 하나의 하향링크 요소 반송파는 주요소 반송파이고, 나머지는 부요소 반송파이다. 마찬가지로, 적어도 하나의 상향링크 요소 반송파는 주요소 반송파이고, 나머지는 부요소 반송파이다. 예를 들어, D1, U1이 주요소 반송파이고, D2, U2, D3, U3은 부요소 반송파이다.
FDD 시스템에서 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파는 1:1로 연결설정된다. 예를 들어 D1은 U1과, D2는 U2와, D3은 U3과 각각 1:1로 연결설정된다. 단말은 논리채널 BCCH가 전송하는 시스템정보 또는 DCCH가 전송하는 단말전용 RRC메시지를 통해, 상기 하향링크 요소 반송파들과 상향링크 요소 반송파들간의 연결설정을 한다. 각 연결설정은 셀 특정하게(cell specific) 설정할 수도 있으며, 단말 특정하게(UE specific) 설정할 수도 있다.
도 4는 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파간의 1:1 연결설정만을 예시로 들었으나, 1:n 또는 n:1의 연결설정도 성립할 수 있음은 물론이다. 또한, 요소 반송파의 인덱스는 요소 반송파의 순서 또는 해당 요소 반송파의 주파수 대역의 위치에 일치하는 것은 아니다.
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 하향링크 요소 반송파만이 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 프리앰블을 전송하는 것은, 주서빙셀 또는 부서빙셀을 이용하여 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.
주서빙셀과 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 송신기가 전달하는 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 다수의 단말들에게 동시에 동일한 동기신호를 송신하므로 단말들은 각각 독립적으로 동기를 획득할 수 있다.
상향링크의 경우 기지국은 다수의 단말들로부터 송신된 신호를 수신한다. 각 단말과 기지국간 거리가 상이한 경우 각 기지국이 수신하는 신호들은 서로 다른 송신지연 시간을 갖게 되고, 각각 획득한 하향링크 동기를 기준으로 상향링크 정보를 송신하는 경우, 각 단말의 정보가 서로 다른 시간에 해당 기지국에서 수신되게 된다. 이러한 경우, 기지국은 어느 하나의 단말을 기준으로 동기를 획득할 수가 없다. 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 각 상향링크 신호들을 분리할 수 있다. 그러나, 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 수행되며, 랜덤 액세스 절차 중에 단말은 기지국으로부터 전송되는 시간 정렬값(timing alignment value)에 기반하여 상향링크 동기를 획득한다. 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.
도 5는 본 발명이 적용되는 동기화 과정에서 시간 전진의 일 예를 나타내는 도이다.
도 5를 참조하면, 기지국과 단말간의 통신을 위하여 하향링크 무선 프레임(downlink radio frame,510)을 송신하는 시점에 상향링크 무선 프레임(uplink radio frame,520)을 송신해야 한다. 단말과 기지국 간의 전파 지연으로 인하여 발생하는 시간차를 고려하여, 하향링크 무선 프레임(510)을 송신하는 시점보다 이른 시간에 단말이 상향링크 무선 프레임(520)을 송신하여 기지국과 단말간의 동기를 맞추도록 시간 전진을 적용할 수 있다.
단말이 조정하는 상향링크 시간(TA)은 다음 수학식 1을 통해 구할 수 있다.
Figure pat00001
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.
상향링크 동기화를 위하여 단말은 기지국이 제공하는 TA 값을 수신하여 이를 기반으로 시간 전진을 적용할 수 있고, 단말은 기지국과 무선 통신을 위한 동기를 획득할 수 있다.
이제, 다중 시간 전진(multiple timing advance)의 적용에 대하여 설명한다.
다중 반송파 시스템에서는 하나의 단말이 복수의 요소 반송파 또는 복수의 서빙셀들을 통해 기지국과 통신을 수행한다. 단말에 설정되는 복수의 서빙셀의 신호들이 각각 서로 다른 시간지연을 가지면, 단말이 각 서빙셀에 대하여 다른 TA를 적용하는 것이 요구된다.
도 6은 본 발명의 일 예에 따른 주 서빙셀과 부 서빙셀의 하향링크 시간 정렬 값을 이용하여 상향링크 시간 정렬 값을 적용하는 방법을 나타낸 도면이다. DL CC1, 및 UL CC1은 주서빙셀이며, DL CC2 및 UL CC2는 부서빙셀이다.
도 6을 참조하면, 기지국이 T_Send 시점에 DL CC1, DL CC2를 통하여 프레임을 송신하면(610), 단말은 DL CC1, DL CC2를 통하여 프레임을 수신한다(620). 단말은 기지국이 송신한 T_Send 시점 이후 전파지연시간만큼 늦게 프레임을 수신한다. DL CC1에서는 T1 만큼 전파지연이 발생하여 T1 만큼 늦게 프레임을 수신하며, DL CC2에서는 T2 만큼의 전파지연이 발생하여 T2 만큼 늦게 프레임을 수신한다.
하향링크 전송의 전파지연시간과 상향링크 전송의 전파지연시간이 동일하다고 가정하면, 단말은 UL CC1, UL CC2에 각각 T1 및 T2 만큼 TA를 적용하여 기지국으로 프레임을 송신할 수 있다(630). 그 결과 상향링크 동기를 위해 설정한 T_Receive 시점에 UL CC1 및 UL CC2를 통해 기지국은 단말이 전송한 프레임을 수신할 수 있다(640).
단말과 기지국간에 다수의 서빙셀들이 구성된 상황에서 다중 시간 전진이 적용되면, 부서빙셀들 중 전체 또는 일부에 대하여 UL CC가 구성되어 있고 주서빙셀의 TA값과 일부 부서빙셀들의 TA값이 서로 상이하게 설정될 수 있다. 그런데 또 다른 일부 부서빙셀들의 UL CC에 대한 TA값이 주서빙셀의 TA값과 동일할 수도 있다. 또한 또 다른 일부 부서빙셀들은 주서빙셀과 다른 TA값을 가지면서 동일한 TA값이 필요할 수 있다.
따라서 UL CC가 구성되어있는 서빙셀들마다 개별적으로 TA값에 대한 운영을 하기보다는 상향링크 동기가 서로 동일한 서빙셀들을 하나의 그룹으로 설정할 수 있다. 이와 같은 그룹을 시간 전진 그룹(timing advanced group: TAG)이라고 정의한다. 따라서 상향링크 동기가 서로 상이한 서빙셀들은 서로 다른 TAG에 속하게 된다. TAG는 인덱스값을 가질 수 있으며 주서빙셀이 속한 TAG의 인덱스 값은 0으로 고정적으로 설정될 수 있다. 또한 부서빙셀의 경우 TAG을 변경할 수 있으나 주서빙셀은 TAG를 변경할 수 없다. 또한 시간전진 타이머(timing advanced timer: TAT)는 각 그룹마다 설정될 수 있으며 각 TAT마다 서로 다른 만료 값을 가질 수 있고 TAT 만료시의 동작이 다를 수 있다. 예를 들어 만일 주서빙셀이 속한 TAG의 TAT가 만료되는 경우 단말은 모든 서빙셀들에 대한 상향링크 HARQ 버퍼들 내의 데이터들을 버리고(flush), 모든 서빙셀들에 대한 PUCCH/SRS의 해제를 RRC 계층(L3)에 알리며, 타입 0 SRS(non-triggering base)는 해제하고, 타입 1 SRS (triggering base)는 해제하지 않으며, 모든 서빙셀들에 대해 구성된 하향링크 및 상향링크 자원할당들을 초기화한다(clear).
또한, 만일 부서빙셀들만으로 구성된 TAG의 TAT가 만료되는 경우, 단말은 해당 TAG내의 부서빙셀들에 대한 상향링크 HARQ 버퍼들 내의 데이터들을 버리고, 해당 TAG내의 부서빙셀들에 대한 PUCCH/SRS를 해제하지 않으며, 해당 TAG내의 부서빙셀들의 상향링크를 통한 SRS 전송을 중지하고, 해당 TAG내의 부서빙셀들에 대한 모든 구성된 상향링크 자원할당들을 초기화한다.
기지국은 TAG에 대한 TA값을 확보하거나 갱신하기 위해 랜덤 액세스 절차의 진행을 단말에게 지시할 수 있다. 예를 들어 단말이 어느 서빙셀에 대하여 어떠한 시간/주파수 자원을 이용하여 랜덤 액세스 절차를 진행하여야 하는지에 관한 정보는 랜덤 액세스 명령을 통해 획득할 수 있다. 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차는 단말이 자발적으로 시작할 수 없고, 기지국이 전송하는 부서빙셀에 대한 지시자(예를 들어 셀 지시자 필드(cell indicator field: CIF) 또는 서빙셀 인덱스 또는 부서빙셀 인덱스 등)를 포함하는 시그널링에 의해서 시작할 수 있다.
단말은 동시에 2개 이상의 랜덤 액세스 절차(병렬 랜덤 액세스 절차)를 진행하지 않는다. 즉, 2개 이상의 랜덤 액세스 절차들이 동기화되어 동시에 진행되지 않고, 랜덤 액세스 절차가 진행되는 일부 시간에서 동시에 진행되지도 않는다. 또한 단말은 2개 이상의 서빙셀에서 랜덤 액세스 절차를 동시에 진행하지도 않는다. 이는 주서빙셀을 통한 랜덤 액세스 절차에서 단말이 랜덤 액세스 응답을 기다리고 있는 동안에, 부서빙셀을 통해 랜덤 액세스 절차가 시작되지 못하는 문제를 야기할 수 있다. 반대로 부서빙셀을 통한 랜덤 액세스 절차가 진행 중인 경우, 기지국이 단말로 주서빙셀을 통해 랜덤 액세스 절차의 시작을 요청하는 시그널링을 전송하더라도, 단말은 주서빙셀을 통해 랜덤 액세스 절차를 시작할 수 없는 문제가 야기될 수도 있다.
또 다른 문제로서, 상향링크 데이터 전송의 지연이 발생할 수 있다. 단말이 자발적으로 시작하는 랜덤 액세스 절차는 단말이 상향링크를 통해 전송하여야 하는 데이터가 발생한 경우(UL data generation), 상향링크 자원할당을 받기 위해 단말이 버퍼상태보고(buffer state reporting: BSR) 정보를 기지국으로 전송하는데, 이때 랜덤 액세스 절차가 사용된다. 만약 기지국이 TAG에 대한 TA를 갱신하기 위해 진행하는 제1 랜덤 액세스 절차를 진행하는 중이면, 단말은 버퍼상태보고 정보를 전송하기 위한 제2 랜덤 액세스 절차를 시작할 수 없다. 게다가 제1 랜덤 액세스 절차의 진행시 '랜덤 액세스 진행 실패 및 재전송'을 최대 재전송 횟수만큼 진행하여 지연되면, 결과적으로 제2 랜덤 액세스 절차가 지연되고 상향링크 데이터의 전송도 함께 지연된다. 이는 상향링크의 QoS(Quality of Service)를 저하시키는 원인이 된다. 랜덤 액세스 절차에서 설정 가능한 최소 재전송 횟수는 3회이며 각 횟수마다 랜덤 액세스 절차 진행 시 필요한 시간은 약 10 ~ 64ms 이다. 따라서 최소 재전송 횟수로 설정하는 경우에도 최대 192ms의 지연시간이 발생할 수 있다.
따라서, UL CC가 구성된 다수의 서빙셀들을 통한 랜덤 액세스 절차의 복잡도를 줄이고, 병렬 랜덤 액세스 절차가 지원되지 않는 환경에서 발생하는 랜덤 액세스의 지연등의 시스템 성능 열화를 해소하는 방법이 필요하다. 이를 위해 기지국은 특정 서빙셀에서 진행 중인 랜덤 액세스 절차를 강제적으로 중단하고, 다른 서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 개시할 수 있다. 단말은 랜덤 액세스 절차가 중단되었는지를 판단하고, 판단 결과에 따라 중단된 랜덤 액세스 절차에 대한 후속 조치를 취할 수 있다.
기지국에 의해 중단되는 랜덤 액세스 절차는 도 7의 경합 기반의(contention based) 랜덤 액세스 절차와 도 8의 비경합 기반의(non-contention based) 랜덤 액세스 절차를 모두 포함할 수 있다. 랜덤 액세스 절차는 기지국의 지시(order)에 의한 랜덤 액세스 절차와 단말의 자발적인(spontaneous) 랜덤 액세스 절차를 모두 포함할 수도 있다.
도 7은 본 발명이 적용되는 경합 기반의 랜덤 액세스 절차를 설명하는 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블(Random access preamble, RAP)을 생성하기 위해 프리앰블 시그니처(preamble signature)를 무작위로(randomly) 선택한다. 그리고 선택한 프리앰블을 기지국에 전송한다(S700). 프리앰블 시그니처 선택 시 경합 기반(contention-based)으로 랜덤 액세스 절차를 진행할 수 있다.
여기서, 단말은 프리앰블 선택 또는 RACH(Random Access Channel) 송신을 위해 임시 선택한 주파수 자원과 송신 시점을 고려하여 RA-RNTI(Random Access-Radio Network Temporary Identifier)을 인지할 수 있다.
기지국은 수신된 단말의 프리앰블에 대하여 랜덤 액세스 응답(Random access response, RAR)을 수행하는데, 이때, 물리 하향링크 공용 채널(Physical downlink shared channel, PDSCH)를 통해 상기 랜덤 액세스 응답 메시지를 전송한다(S705).
상기 RAR 메시지를 통해 전송되는 정보는, 일 예로, 기지국에 의해 수신된 단말 프리앰블의 식별정보, 기지국의 식별자(ID), 임시 C-RNTI(Cell Radio Network Temporary Identifier), 상기 단말 프리앰블을 수신한 타임 슬롯에 대한 정보, 그리고 TA 정보 등이 포함될 수 있다. 이에, 상향링크 동기화를 위한 타이밍 정보가 상기 RAR메시지를 통해 수신되므로, 단말은 기지국과의 상향링크 동기화를 수행할 수 있다.
단말은 TA 정보를 이용하여 결정된 스케줄링 시점에서 데이터 송신(Scheduled transmission)을 수행한다(S710). 물리 상향링크 공용 채널(Physical uplink shared channel, PUSCH)를 통해 동기화시킨 데이터를 송신하며, HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)을 수행할 수도 있다.
단계 S710에서 전송되는 메시지는 일 예로, RRC 연결 요청(RRC Connection Request), 트래킹 영역 변경(Tracking Area update), 스케줄링 요청(Scheduling request) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 메시지들 중 하나는, 임시 C-RNTI, C-RNTI (단말이 포함하고 있는 상태), 또는 단말 식별자 정보 등을 포함할 수 있다.
한편 단계 S700 내지 S710 과정에서 충돌(collision)이 발생할 수 있으므로, 기지국은 경합 해결(Contention resolution: CR) 메시지(message)를 단말로 전송하고(S715), 단말은 a-i) 단말이 수신한 메시지가 자신의 것인지 확인하고 ACK를 보내거나, a-ii) 수신한 메시지가 다른 단말의 것으로 확인하고 응답 데이터를 보내지 않는다. 물론 하향링크 할당을 놓치거나 메시지를 디코딩 하지 못하는 경우에도 응답 데이터를 보내지 않게 된다. 또한, 상기 CR메시지는 C-RNTI 또는 단말 식별자 정보 등을 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명이 적용되는 기지국의 지시에 의한 랜덤 액세스 절차를 설명하는 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 기지국은 가용한 전체 랜덤 액세스 프리앰블들 중에서 비경합 기반 절차를 위해 미리 예약된 랜덤 액세스 프리앰블들 중 하나를 선택하고 사용 가능한 시간/주파수 자원 정보를 단말에게 알려준다(S800). 이를 랜덤 액세스 프리앰블 할당(RA Preamble assignment)이라 한다.
일 예로서, 랜덤 액세스 프리앰블 할당은 상위계층 메시지를 통해 전달될 수 있다. 예를 들어 랜덤 액세스 프리앰블 할당은 핸드오버 명령 내 이동제어정보(mobility control information: MCI)를 통해 단말로 전송될 수 있다. 또는 부서빙셀 구성을 위한 RRC 재구성(reconfiguration) 절차를 통해 단말로 전송될 수도 있다. 또는 TAG 그룹 정보 전송을 위한 RRC 재구성 절차를 통해 단말로 전송될 수도 있다. 이 경우 TAG 그룹내의 모든 서빙셀들에 대한 프리앰블 설정 정보는 모두 동일하여야 한다.
다른 예로서, 랜덤 액세스 프리앰블 할당은 물리계층 시그널링(예를 들어 포맷 1A 하향링크 제어정보(downlink control information: DCI))로서 PDCCH에 맵핑되어 단말로 전달될 수 있다. 포맷 1A DCI는 다음의 표와 같이 정의될 수 있다.
- 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 지시함)
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 pat00002
bits. 모든 비트들이 1로 설정됨
- 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, 프리앰블 인덱스의 값에 따라 기지국의 지시에 의한 랜덤 액세스 절차가 경합 기반이 될 수도 있고, 비경합 기반이 될 수도 있다. 일 예로서, 프리앰블 인덱스 정보 6비트가 모두 '0'으로 설정되면 경합 기반 랜덤 액세스 절차가 진행된다. 예를 들어, 프리앰블 인덱스='000000'이면, 단말은 임의의 프리앰블을 선택하고, PRACH 마스크 인덱스 값도 '0'으로 설정한 후 경쟁기반 랜덤 액세스 절차를 진행한다. 6비트가 모두 '0'으로 설정된 프리앰블 인덱스 정보를 수신하면, 단말은 전송할 상향링크 데이터량 및 경로감쇄를 상쇄하기 위해 필요한 송신전력에 근거하여 프리앰블 그룹을 선택한다. 그리고 단말은 상기 선택된 프리앰블 그룹 내의 프리앰블들 중 하나를 임의로 선택한다. 단말은 상기 선택된 프리앰블을 해당 서빙셀에서 RACH를 위해 할당된 RACH 시간/주파수 자원에서 시간상으로 가장 근접한 자원 중 하나를 이용하여 기지국으로 전송한다(S805).
다른 예로서, 프리앰블 인덱스 정보 6비트가 모두 '0'이 아니면, 단말은 수신된 프리앰블 인덱스 정보를 기반으로 선택한 프리앰블을 기지국으로 전송한다(S805). 기지국은 프리앰블 및 시간/주파수 자원을 기반으로 어느 단말이 프리앰블을 전송했는지 확인할 수 있다. 따라서 동일한 RA-RNTI를 갖는 단말은 하나의 단말뿐이므로 경합 해결 절차가 필요 없다. 기지국은 랜덤 액세스 응답 메시지를 단말로 전송함으로써(S810) 랜덤 액세스 절차가 완료된다.
경합 기반의 랜덤 액세스 절차 또는 비경합 기반의 랜덤 액세스 절차의 진행 도중 단말은 랜덤 액세스 절차의 실패를 선언할 수 있다. 예를 들어, 단말은 부서빙셀에서 매 프리앰블 전송의 실패시마다 누적적으로 PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER 값을 1만큼 증가시킨다. 그런데 프리앰블의 전송 횟수가 최대 재전송 횟수(preambleTransMax)에 도달한 후 프리앰블을 전송하였으나 성공하지 못한 경우, 단말은 랜덤 액세스 절차의 최종 실패를 선언한다. 즉 PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER=preambleTransMax+1이 되면, 단말은 해당 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차의 최종 실패를 선언한다. 이 때 단말은 해당 서빙셀에서 랜덤 액세스 절차를 다시 시작하지 않으며 상향링크로 사운딩 기준신호(sounding reference signal: SRS) 전송 및 데이터 전송 등 모든 전송을 수행하지 않는다.
도 9는 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스 절차의 수행방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 단말은 부서빙셀에서 랜덤 액세스 절차를 수행한다(S900). 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차는 전술된 경합 기반 랜덤 액세스 절차와, 비경합 기반 랜덤 액세스 절차 및 기지국의 지시(order)에 의한 랜덤 액세스 절차를 포함할 수 있다.
기지국은 부서빙셀에서 진행 중인 랜덤 액세스 절차의 중단을 단말에 요청할지 판단한다(S905).
일 예로서, 기지국은 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 단말에게 명령(order)한 후 프리앰블 수신없이 일정 시간이 경과하면, 단말에게 랜덤 액세스 절차의 중단을 요청할 수 있다. 일정 시간이 경과함은 예를 들어 랜덤 액세스 절차의 명령이 있은 후 카운터(counter)가 소정 크기와 같아지거나, 타이머(timer)가 만료되는 상태를 의미할 수 있다. 카운터 또는 타이머는 예를 들어 100ms, 200ms, 500ms 등이 될 수 있다.
다른 예로서, 기지국은 랜덤 액세스가 진행 중인 부서빙셀보다 우선순위가 더 높은 서빙셀에서 새로운 랜덤 액세스 절차가 시작하거나 시작할 예정인 경우, 단말에게 랜덤 액세스 절차의 중단을 요청할 수 있다. 예를 들어 다수의 시간정렬그룹(timing alignment group: TAG)들 중에서, 가장 많은 부서빙셀을 포함하는 시간정렬그룹의 우선순위가 가장 높다. 제1 시간정렬그룹에 속하는 제1 부서빙셀에서 현재 랜덤 액세스가 진행 중이고, 제2 시간정렬그룹에 속하는 제2 부서빙셀에서 랜덤 액세스 절차가 시작될 예정이라고 가정하자. 만약 제2 시간정렬그룹이 제1 시간정렬그룹보다 더 많은 부서빙셀들을 포함하면, 제2 시간정렬그룹이 우선순위가 높다. 따라서 기지국은 제1 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차의 중단을 단말에 요청할 수 있다. 여기서, 주서빙셀은 부서빙셀보다 항상 우선순위가 높다고 여겨질 수 있다.
중단이 필요하지 않다고 판단되면, 기지국은 진행 중인 랜덤 액세스 절차를 계속하여 진행한다.
중단이 필요하다고 판단되면, 기지국은 부서빙셀에서 진행 중인 랜덤 액세스 절차의 중단을 단말에 요청할 수 있다. 랜덤 액세스 절차의 중단을 요청하기 위해, 기지국은 부서빙셀에서의 랜덤 액세스의 중단을 요청하는 랜덤 액세스 중단 지시자를 단말로 전송한다(S910).
일 예로서, 랜덤 액세스 중단 지시자는 포맷 1A의 DCI일 수 있다. 상기 DCI는 물리채널인 PDCCH에 맵핑되며, 아래의 표와 같은 필드들을 포함할 수 있다.
- 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 지시함)
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 pat00003
bits. 모든 비트들이 1로 설정됨
- 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 2를 참조하면, 랜덤 액세스 중단 지시자임을 나타내기 위해 특정 필드들이 특정한 값으로 셋팅된다. 예를 들어, 반송파간 스케줄링(cross carrier scheduling)이 적용되는 경우 상기 DCI가 특정 반송파를 위한 DCI임을 나타내기 위해, 캐리어 지시자 필드는 상기 특정 반송파를 지시한다. 국지적/분산적 VRB 할당 플래그는 모두 0으로 설정되고, 자원블록할당 필드의 모든 비트들이 1로 설정된다.
PRACH 마스크 인덱스는 사용 가능한 시간/주파수 자원 정보이다. 사용 가능한 시간/주파수 자원 정보는 다시 표 3과 같이 주파수 분할 듀플렉스(frequency division duplex: FDD) 시스템과 시간 분할 듀플렉스(time division duplex: TDD) 시스템에 따라, 지시하는 자원이 달라진다.
PRACH
마스크 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
표 3을 참조하면, 프리앰블 인덱스가 랜덤 액세스 절차의 시작을 위해 미리 예약된 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 지시하는 경우, PRACH 마스크 인덱스는 사용 가능한 시간/주파수 자원 정보를 지시한다.
한편 프리앰블 인덱스는 2가지 기능을 제공할 수 있다. 프리앰블 인덱스의 첫 번째 기능은, 특정 서빙셀에서 랜덤 액세스 절차가 진행되지 않은 상황에서, 랜덤 액세스 절차의 시작을 위해 미리 예약된 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 지시한다. 프리앰블 인덱스의 두 번째 기능은, 특정 서빙셀에서 랜덤 액세스 절차가 진행 중인 상황에서, 프리앰블 인덱스는 랜덤 액세스 절차의 중단을 지시한다. 이때 프리앰블 인덱스에 해당하는 6비트가 특정한 값, 예컨대 '000000'으로 설정될 수 있다. 프리앰블 인덱스가 랜덤 액세스 절차의 중단을 지시하는 경우, PRACH 마스크 인덱스는 특정한 값으로 고정되며, 무의미한 필드가 될 수 있다.
상기 DCI는 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차의 시작을 지시하는 형태와 동일한 형태를 가지며, 단말은 상기 DCI를 랜덤 액세스를 중단하는 요청으로 인식하여 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 중단한다.
또는 상기 DCI는 부서빙셀에 대한 경쟁 기반의 랜덤 액세스 절차의 시작을 지시하는 형태와 동일한 형태를 가질 수 있다. 이때 단말은 상기 DCI를 랜덤 액세스를 중단하는 요청으로 인식하여 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 중단한다.
만일 비경합 기반의 랜덤 액세스 절차만이 허용되는 경우, 경합 기반의 랜덤 액세스 절차를 요청하는 메시지는 랜덤 액세스 중단 지시자의 기능을 가질 수 있다. 이때 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차의 진행 여부와 관계없이 랜덤 액세스 절차가 중단된다.
이와 같이, 프리앰블 인덱스는 단말의 랜덤 액세스 절차의 진행 상황에 따라 그 의미가 달리 정의될 수 있다. 단말은 랜덤 액세스 중단 지시자에 포함된 프리앰블 인덱스가 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는지, 아니면 랜덤 액세스 절차의 중단을 지시하는지를 식별하기 위하여 단계 S915와 같이 중단 조건을 판단하여야 한다.
단말은 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 중단하는 중단 조건이 만족되는지 판단한다(S915). 중단 조건은 i) 랜덤 액세스 중단 지시자를 수신할 것과, ii) 해당 서빙셀에서 랜덤 액세스가 진행 중일 것이다. 조건 i)은 단계 S910에서 만족되므로, 조건 ii)이 만족되는지 판단되어야 한다.
랜덤 액세스가 진행 중이라 함은 랜덤 액세스 절차가 완료되지 않은 상태를 의미한다. 조건 ii)는 랜덤 액세스 중단 지시자에 포함된 프리앰블 인덱스가 해당 서빙셀에서 진행 중인 랜덤 액세스 절차를 중단함을 지시하는지를 판단하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 프리앰블 인덱스는 해당 서빙셀에서 랜덤 액세스가 진행 중이면 랜덤 액세스 절차의 중단을 지시하는데 반해, 해당 서빙셀에서 랜덤 액세스가 진행 중이 아니면 새로운 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시한다. 따라서, '랜덤 액세스 절차의 진행 중'의 정의가 명확히 이루어져야 한다.
랜덤 액세스 절차가 완료되기 전에는 랜덤 액세스가 진행 중이라고 할 수 있다. 바꾸어 말하면, 랜덤 액세스 절차가 완료되면 더 이상 랜덤 액세스가 진행 중이 아니다. 랜덤 액세스 절차가 완료된 상태는 랜덤 액세스 절차가 경합 기반인지, 비경합 기반인지에 따라 달리 정의될 수 있다.
먼저, 비경합 기반의 랜덤 액세스 절차의 경우를 살펴본다. 일 예로서, 랜덤 액세스 절차가 완료되려면 기지국의 지시에 의해 랜덤 액세스 절차가 개시되고, 기지국이 지시한 프리앰블을 지정된 시간/주파수 자원을 통해 단말로부터 수신하며, 랜덤 액세스 응답 메시지를 단말로 전송하는 과정이 모두 완료되어야 한다. 여기서, 랜덤 액세스 응답 메시지는 MAC 제어요소이고, 상기 MAC 제어요소의 서브헤더는 도 10과 같이 기지국이 지시한 프리앰블을 포함한다.
도 10을 참조하면, 서브헤더(1000)는 E 필드(1005)와 T 필드(1010), 그리고 RAPID(Random Access Preamble ID, 1015) 필드를 포함한다. E 필드(1005)는 MAC 헤더 필드가 더 존재하는지 여부를 알려주는 비트이며, '1'이면 적어도 하나의 헤더 필드가 뒤에 더 존재함을 나타내고, '0'이면 다음 바이트부터 MAC RAR 또는 패딩(padding)이 시작됨을 의미한다. T 필드(1010)는 MAC 서브헤더가 랜덤 액세스 프리앰블 식별자(RAPID)에 대한 것인지 백오프(backoff) 지시자인지 여부를 알려주는 비트이다. '0'이면 백오프 지시자(BI)를 의미하고, '1'이면 랜덤 액세스 프리앰블 식별자임을 의미한다.
다른 예로서, 기지국이 n번째 프레임에서 랜덤 액세스 응답 메시지를 단말로 전송하고, 단말이 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하였음을 확인할 수 있는 시간(3ms 또는 4ms) 이후에 도래하는 가장 빠른 프레임(n+1 또는 n+2번째)에서, 상기 단말에게 할당한 프리앰블이 상기 단말로부터 수신되지 않음을 확인하였다면 랜덤 액세스 절차가 종료된 것으로 본다. 이때, 프리앰블의 전송 횟수는 최대 재전송 횟수에 도달하지 않은 상태인 것을 전제로 한다. 만일 프리앰블의 전송 횟수가 최대 재전송 횟수에 도달한 상태라고 판단되는 경우, 상기 프리앰블 수신 확인 절차 없이 랜덤 액세스 절차가 종료된 것으로 판단한다.
다음으로, 경합 기반의 랜덤 액세스 절차의 경우를 살펴본다. 일 예로서, 기지국이 단말로부터 스케줄된 데이터를 수신하고, 스케줄된 데이터 내에 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier) 값에 기반하여 프리앰블이 어떠한 단말로부터 전송된 것인지 확인한 후, 기지국이 경합 해결 메시지를 전송하거나, C-RNTI로 스크램블된 PDCCH를 부서빙셀에서 전송하면, 랜덤 액세스 절차가 완료된 것으로 본다. 이때, 프리앰블의 전송 횟수는 최대 재전송 횟수에 도달하지 않은 상태인 것을 전제로 한다.
또 다른 예로서, 기지국이 n번째 서브프레임에서 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH를 전송한 후 단말로부터 상기 PDCCH에 대한 ACK 정보를 수신하였다면 랜덤 액세스 절차가 완료된 것으로 본다.
랜덤 액세스 절차가 완료되는 것으로 보는 상기 3가지의 경우들을 제외하면, 랜덤 액세스 절차는 진행 중인 것으로 보며, 이때 상기 조건 ii)가 만족된다. 물론, 랜덤 액세스 절차가 완료되는 것으로 보는 경우들은 상기 3가지 경우들뿐만 아니라 더 많은 경우를 포함할 수 있다.
다시 도 9의 단계 S915에서, 중단 조건들이 모두 만족되면 단말은 랜덤 액세스 절차를 중단한다(S920). 랜덤 액세스 절차의 중단은 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차 실패시의 동작과 동일할 수 있다. 즉, 단말은 해당 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 다시 시작하지 않으며 상향링크로 사운딩 기준신호 전송 및 데이터 전송 등 모든 전송을 수행하지 않는다.
단계 S915에서, 중단 조건이 만족되지 않으면, 즉 중단 조건 ii)인 랜덤 액세스 절차가 진행 중이 아닌 경우, 기지국으로부터 수신한 랜덤 액세스 중단 지시자를 무시할 수 있다. 또는 단말은 부서빙셀에서 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 전송함으로써 랜덤 액세스 절차를 개시한다(S925). 이때 랜덤 액세스 절차는 경쟁 기반일 수 있다.
이하에서 랜덤 액세스 중단 지시자에 관한 다양한 실시예들을 개시한다. 랜덤 액세스 중단 지시자에 의해 랜덤 액세스 절차가 중단되는 서빙셀은 부서빙셀에 한정될 수 있다. 따라서 만일 단말이 주서빙셀에 대하여 랜덤 액세스 절차의 시작을 명령하는 시그널링(예를 들어 PDCCH order)을 수신하는 경우, 1) 진행중인 절차를 그대로 진행하고 시그널링은 무시하거나, 2) 진행중인 절차를 중지하고 새로운 절차를 시작한다. 이 때 선택기준은 특별히 존재하지 않으며 단말의 구현방식에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
랜덤 액세스 중단 지시자는 물리계층 시그널링일 수도 있고, MAC 계층 또는 RRC 계층과 같은 상위계층의 메시지일 수도 있다.
일 예로서, 랜덤 액세스 중단 지시자가 물리계층 시그널링인 경우, 랜덤 액세스 중단 지시자는 PDCCH에 맵핑되는 DCI이다. 상기 DCI는 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차의 시작을 지시하는 형태와 동일한 형태를 가지며, 단말은 상기 DCI를 랜덤 액세스를 중단하는 요청으로 인식하여 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 중단한다.
또는 상기 DCI는 부서빙셀에 대한 경쟁 기반의 랜덤 액세스 절차의 시작을 지시하는 형태와 동일한 형태를 가질 수 있다. 이때 단말은 상기 DCI를 랜덤 액세스를 중단하는 요청으로 인식하여 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 중단한다.
만일 비경합 기반의 랜덤 액세스 절차만이 허용되는 경우, 경합 기반의 랜덤 액세스 절차를 요청하는 메시지는_랜덤 액세스 중단 지시자의 기능을 가질 수 있다. 이 경우 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차의 진행 중인 경우에는 해당 랜덤 액세스 절차가 중지된다. 그러나 랜덤 액세스 절차가 진행중이지 않은 경우에 상기 랜덤 액세스 중단 지시자를 수신한 경우 상기 지시자는 무시된다.
랜덤 액세스 절차의 우선순위 측면에서, 주서빙셀이 부서빙셀에 우선한다. 예를 들어 부서빙셀에서 랜덤 액세스 절차가 진행 중에 있는 단말이 주서빙셀에 대하여 경합 또는 비경합 기반의 랜덤 액세스 절차를 진행하기 위한 DCI를 PDCCH를 통해 수신한 경우, 부서빙셀에서 진행 중인 랜덤 액세스 절차는 중단(또는 실패)되고 주서빙셀에서 랜덤 액세스 절차가 개시된다.
다른 예로서, 랜덤 액세스 중단 지시자가 MAC 계층의 메시지일 경우, 도 11과 같이 표현될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스 중단 지시자를 도시한 블록도이다.
도 11을 참조하면, MAC PDU(1100)는 MAC 헤더(header, 1110), 적어도 하나의 MAC 제어요소(1120,...,1125), 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(1120,..., 1125) 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,..., 1125) 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,..., 1125) 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, 랜덤 액세스의 개시를 지시하거나, 랜덤 액세스의 중단을 지시하거나, MAC 제어요소(1120,..., 1125) 또는 패딩의 종류(type)를 식별하는 식별필드이다. 각 서브헤더(1110-1, 1110-2,...,1110-k)가 옥텟(octet) 구조를 가질 때, LCID 필드는 5비트일 수 있다.
일 예로서, LCID 필드는 표 4와 같이 MAC 제어요소가 현재 서빙셀에서 랜덤 액세스 절차를 개시함을 명령하는 것인지 식별한다.
LCID 인덱스 LCID 값
00000 CCCH
00001-01010 논리채널의 식별자
01011-11010 예비됨
11011 활성화/비활성화
11100 단말 경합 해결 식별자
11101 RA 절차 개시 명령
11110 DRX 명령
11111 패딩
표 4를 참조하면, LCID 필드의 값이 11101이면, 대응하는 MAC 제어요소는 랜덤 액세스(RA) 절차의 개시를 명령하기 위한 MAC 제어요소이다. 예를 들어 MAC 제어요소(1125)는 랜덤 액세스 절차의 개시를 명령하기 위한 MAC 제어요소로서, R필드와 프리앰블 ID 필드, 셀 인덱스 필드 및 마스크 인덱스 필드를 포함할 수 있다.
다른 예로서, LCID 필드는 표 5와 같이 현재 서빙셀에서 랜덤 액세스 절차를 중단함을 지시할 수 있다.
LCID 인덱스 LCID 값
00000 CCCH
00001-01010 논리채널의 식별자
01011-11010 예비됨
11011 활성화/비활성화
11100 단말 경합 해결 식별자
11101 RA 절차 중단 명령
11110 DRX 명령
11111 패딩
표 5를 참조하면, LCID 필드의 값이 11101이면, 특정 서빙셀에서의 랜덤 액세스(RA) 절차의 중단을 명령한다. 이때, LCID 필드에 대응하는 페이로드는 0비트로 설정되어 존재하지 않을 수 있다.
다음으로, MAC 제어요소(1120,..., 1125)는 MAC 계층이 생성하는 제어메시지이다. 패딩(padding, 1140)은 MAC PDU의 크기를 일정하게 하도록 첨가되는 소정개수의 비트이다. MAC 제어요소(1120,...,1125), MAC SDU(1130-1,...,1130-m) 및 패딩(1140)을 합쳐서 MAC 페이로드(payload)라고도 한다.
또 다른 예로서, 랜덤 액세스 중단 지시자가 RRC 계층의 메시지일 경우, 표 6과 같이 표현될 수 있다.
RACH-ConfigDedicated ::= SEQUENCE {
SCellIndex INTEGER (1..7)
또는
ServCellIndex INTEGER (0..7)
ra-PreambleIndex INTEGER (0..63),
ra-PRACH-MaskIndex INTEGER (0..15)
}
표 6을 참조하면, RACH-configDedicated는 RRC 재구성 절차에서 사용되는 메시지로서, 랜덤 액세스 중단의 기능을 제공한다. 특히 RACH-configDedicated는 부서빙셀 인덱스(SCell index) 또는 서빙셀 인덱스(Serving cell index)를 포함하며, 기지국이 상기 부서빙셀 인덱스 또는 서빙셀 인덱스에 의해 지시되는 서빙셀상에서RACH-configDedicated를 단말로 전송한다. 단말은 RACH-configDedicated를 수신하면 상기 RACH-configDedicated내의 부서빙셀 인덱스 또는 서빙셀 인덱스에 의해 지시되는 서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 중단한다.
도 12는 본 발명의 다른 예에 따른 랜덤 액세스 절차의 수행방법을 나타내는 흐름도이다. 이는 랜덤 액세스 절차의 지연을 방지하기 위해 랜덤 액세스 절차에서 프리앰블의 최대 재전송 횟수를 조절하는 방법이다.
도 12를 참조하면, 기지국은 랜덤 액세스 파라미터들 중에서 최대 재전송 횟수를 0으로 설정하고(S1200), RACH 구성 정보를 단말로 전송한다(S1205). 아래의 표는 랜덤 액세스 파라미터를 설정하는 RACH 구성 정보(RACH-ConfigCommon)이며, RRC 계층에서 생성된다.
RACH-ConfigCommon ::= SEQUENCE {
....
ra-SupervisionInfo SEQUENCE {
preambleTransMax ENUMERATED {
n0, n3, n4, n5, n6, n7, n8, n10, n20, n50, n100, n200},
...
}
-- ASN1STOP
표 7을 참조하면, preambleTransMax는 프리앰블의 최대 재전송 횟수로서, 0, 3, 4, 5, 6,..., 200의 값을 가질 수 있다. 여기서, nk은 preambleTransMax=k임을 의미한다.
기지국은 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차를 시작할 필요가 있다고 결정하면, 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 DCI를 PDCCH에 맵핑하여 단말로 전송한다(S1210). 예를 들어 랜덤 액세스 절차는 기지국이 상향링크 시간 전진 값을 갱신하고자 할 때 필요할 수 있다.
기지국은 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차가 기지국이 미리 설정한 최대 지연시간내에 완료되었는지 확인한다(S1215). 여기서, 상기 최대 지연시간은 50ms, 70ms, 100ms 등이 될 수 있다.
만약 최대 지연시간 내에 랜덤 액세스 절차가 완료되지 못하면 기지국은 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차가 실패했다고 보고, 상기 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 DCI를 단말로 전송할지를 결정한다(S1220). 상기 DCI의 전송 여부를 판단하기 전에 기지국은 미리 설정된 시간 동안 상기 DCI의 전송을 보류할 수 있다. 이때 전송 보류 시간은 10ms, 20ms, 40ms, 80ms, 160ms등이 될 수 있다.
단말은 주서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차에 기반하여, 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 DCI를 무시하거나, 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 시작한다(S1225). 예를 들어, 상기 전송 보류 시간 내에 단말이 주서빙셀을 통해 랜덤 액세스 절차를 시작하여 랜덤 액세스 절차가 진행 중인 경우에는, 단말은 DCI를 무시한다. 그리고 상기 전송 보류 시간 내에 단말이 주서빙셀을 통해 랜덤 액세스 절차를 시작한 후 랜덤 액세스 절차가 종료되었으면, 단말은 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 시작한다.
만약 기지국이 우선순위가 높은 서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하고자 할 때, 랜덤 액세스 절차가 실패한 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 DCI는 전송되지 않을 수 있다. 예를 들어 다수의 시간정렬그룹들 중에서, 가장 많은 부서빙셀을 포함하는 시간정렬그룹의 우선순위가 다른 시간정렬그룹들의 우선순위보다 높다. 제1 시간정렬그룹에 속하는 제1 부서빙셀에서 현재 랜덤 액세스가 진행 중이고, 제2 시간정렬그룹에 속하는 제2 부서빙셀에서 랜덤 액세스 절차가 시작될 예정이라고 가정하자. 만약 제2 시간정렬그룹이 제1 시간정렬그룹보다 더 많은 부서빙셀들을 포함하면, 제2 시간정렬그룹이 우선순위가 높다. 기지국은 제1 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차의 중단을 단말에 요청할 수 있다. 여기서, 주서빙셀은 부서빙셀보다 항상 우선순위가 높다고 여겨질 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 예에 따른 단말에 의해 수행되는 랜덤 액세스 절차를 설명하는 순서도이다.
도 13을 참조하면, 단말은 부서빙셀에 대해 기지국과 랜덤 액세스 절차를 진행한다(S1300). 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차는 전술된 경합 기반 랜덤 액세스 절차와, 비경합 기반 랜덤 액세스 절차 및 기지국의 지시(order)에 의한 랜덤 액세스 절차를 포함한다.
단말은 부서빙셀에서의 랜덤 액세스의 중단을 요청하는 랜덤 액세스 중단 지시자를 기지국으로부터 수신한다(S1305).
일 예로서, 랜덤 액세스 중단 지시자는 포맷 1A의 DCI로서 상기 표 2와 같을 수 있다.
단말은 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 중단하는 중단 조건이 만족되는지 판단한다(S1310). 중단 조건은 i) 랜덤 액세스 중단 지시자를 수신할 것과, ii) 해당 서빙셀에서 랜덤 액세스가 진행 중일 것이다. 조건 i)은 단계 S1305에서 만족되므로, 조건 ii)이 만족되는지 판단되어야 한다.
랜덤 액세스가 진행 중이라 함은 랜덤 액세스 절차가 완료되지 않은 상태를 의미한다. 조건 ii)는 랜덤 액세스 중단 지시자에 포함된 프리앰블 인덱스가 해당 서빙셀에서 진행 중인 랜덤 액세스 절차를 중단함을 지시하는지를 판단하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 프리앰블 인덱스는 해당 서빙셀에서 랜덤 액세스가 진행 중이면 랜덤 액세스 절차의 중단을 지시하는데 반해, 해당 서빙셀에서 랜덤 액세스가 진행 중이 아니면 새로운 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시한다.
중단 조건이 만족되면 단말은 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 중단한다(S1315). 랜덤 액세스 절차의 중단은 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차 실패시의 동작과 동일할 수 있다. 즉, 단말은 해당 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 다시 시작하지 않으며 상향링크로 사운딩 기준신호 전송 및 데이터 전송 등 모든 전송을 수행하지 않는다.
단계 S1310에서, 중단 조건이 만족되지 않으면 단말은 부서빙셀에서 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 전송함으로써 랜덤 액세스 절차를 개시한다(S1320). 이때 랜덤 액세스 절차는 경쟁 기반일 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 예에 따른 기지국에 의해 수행되는 랜덤 액세스 절차를 설명하는 순서도이다.
도 14를 참조하면, 기지국은 부서빙셀에 대해 단말과 랜덤 액세스 절차를 진행한다(S1400). 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차는 전술된 경합 기반 랜덤 액세스 절차와, 비경합 기반 랜덤 액세스 절차 및 기지국의 지시(order)에 의한 랜덤 액세스 절차를 포함한다.
기지국은 부서빙셀에서 진행 중인 랜덤 액세스 절차의 중단을 요청할지 판단한다(S1405). 일 예로서, 기지국은 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 단말에게 명령(order)한 후 프리앰블 수신없이 일정 시간이 경과하면 중단을 요청할 수 있다.
다른 예로서, 기지국은 부서빙셀보다 우선순위가 더 높은 서빙셀에서 랜덤 액세스 절차가 시작하거나 시작할 예정인 경우, 중단을 요청할 수 있다. 예를 들어 다수의 시간정렬그룹들 중에서, 가장 많은 부서빙셀을 포함하는 시간정렬그룹의 우선순위가 다른 시간정렬그룹들의 우선순위보다 높다. 여기서, 주서빙셀은 부서빙셀보다 항상 우선순위가 높다고 여겨질 수 있다.
중단이 필요하지 않다고 판단되면, 기지국은 진행 중인 랜덤 액세스 절차를 계속하여 진행한다.
중단이 필요하다고 판단되면, 기지국은 부서빙셀에서 랜덤 액세스 절차의 중단을 단말에 요청할 수 있다. 랜덤 액세스 절차의 중단을 요청하기 위해, 기지국은 부서빙셀에서의 랜덤 액세스의 중단을 요청하는 랜덤 액세스 중단 지시자를 단말로 전송한다(S1410).
랜덤 액세스 중단 지시자를 수신한 단말은 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 중단하는 중단 조건이 만족되는지 판단하고, 중단 조건이 만족되면 단말은 프리앰블을 기지국으로 전송한다. 중단 조건이 만족되지 않으면 단말은 이전에 진행 중인 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 중단한다. 따라서, 기지국은 단말로부터 프리앰블을 수신하거나, 아무런 응답을 수신하지 못한다(무응답)(S1415).
도 15는 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스 절차를 수행하는 단말과 기지국을 도시한 블록도이다.
도 15를 참조하면, 단말(1500)은 단말 수신부(1505), 랜덤 액세스 처리부(1510) 및 단말 전송부(1515)를 포함한다.
단말 수신부(1505)는 부서빙셀에서의 랜덤 액세스의 중단을 요청하는 랜덤 액세스 중단 지시자를 기지국(1550)으로부터 수신한다. 일 예로서, 랜덤 액세스 중단 지시자는 포맷 1A의 DCI로서 상기 표 2와 같을 수 있다.
또한 단말 수신부(1505)는 랜덤 액세스 파라미터들 중에서 최대 재전송 횟수가 0으로 설정된 RACH 구성 정보를 기지국(1550)으로부터 수신한다. RACH 구성 정보는 예를 들어 상기 표 7과 같을 수 있다.
랜덤 액세스 처리부(1510)는 랜덤 액세스 절차에 필요한 메시지를 생성하고, 기지국(1550)으로부터 수신한 랜덤 액세스 관련 메시지를 해석하여 랜덤 액세스 절차를 중단하거나 개시한다. 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차는 전술된 경합 기반 랜덤 액세스 절차와, 비경합 기반 랜덤 액세스 절차 및 기지국(1550)의 지시(order)에 의한 랜덤 액세스 절차를 포함한다. 예를 들어, 랜덤 액세스 처리부(1510)는 프리앰블을 전송할 시간/주파수 자원을 결정하고, 단말 전송부(1515)가 프리앰블을 전송하도록 제어한다. 또한 랜덤 액세스 처리부(1510)는 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 중단하는 중단 조건이 만족되는지 판단한다. 중단 조건은 i) 랜덤 액세스 중단 지시자를 수신할 것과, ii) 해당 서빙셀에서 랜덤 액세스가 진행 중일 것이다.
랜덤 액세스가 진행 중이라 함은 랜덤 액세스 절차가 완료되지 않은 상태를 의미한다. 조건 ii)는 랜덤 액세스 중단 지시자에 포함된 프리앰블 인덱스가 해당 서빙셀에서 진행 중인 랜덤 액세스 절차를 중단함을 지시하는지를 판단하는데 사용될 수 있다. 프리앰블 인덱스는 해당 서빙셀에서 랜덤 액세스가 진행 중이면 랜덤 액세스 절차의 중단을 지시하는데 반해, 해당 서빙셀에서 랜덤 액세스가 진행 중이 아니면 새로운 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하기 때문이다.
중단 조건이 만족되면 랜덤 액세스 처리부(1510)는 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 중단한다. 랜덤 액세스 절차의 중단은 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차 실패시의 동작과 동일할 수 있다. 즉, 랜덤 액세스 처리부(1510)는 해당 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 다시 시작하지 않으며 상향링크로 사운딩 기준신호 전송 및 데이터 전송 등 모든 전송을 수행하지 않는다.
중단 조건이 만족되지 않으면 랜덤 액세스 처리부(1510)는 부서빙셀에서 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국(1550)으로 전송함으로써 랜덤 액세스 절차를 개시한다. 이때 랜덤 액세스 절차는 경쟁 기반일 수 있다.
랜덤 액세스 처리부(1510)는 주서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차에 기반하여, 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 DCI를 기지국으로부터 수신하더라도 이를 무시하거나, 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 시작한다. 예를 들어, 전송 보류 시간 내에 랜덤 액세스 처리부(1510)가 주서빙셀을 통해 랜덤 액세스 절차를 시작하여 랜덤 액세스 절차가 진행 중인 경우에는, 랜덤 액세스 처리부(1510)는 DCI를 무시한다. 그리고 상기 전송 보류 시간 내에 랜덤 액세스 처리부(1510)가 주서빙셀을 통해 랜덤 액세스 절차를 시작한 후 랜덤 액세스 절차가 종료되었으면, 랜덤 액세스 처리부(1510)는 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 시작한다.
단말 전송부(1515)는 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국(1550)으로 전송한다.
기지국(1550)은 기지국 전송부(1555), 중단 요청부(1560) 및 기지국 수신부(1565)를 포함한다.
기지국 전송부(1555)는 부서빙셀에서의 랜덤 액세스의 중단을 요청하는 랜덤 액세스 중단 지시자를 단말(1500)로 전송한다. 기지국 전송부(1555)는 랜덤 액세스 파라미터들 중에서 최대 재전송 횟수를 0으로 설정하고, 표 7과 같은 RACH 구성 정보를 단말로 전송한다.
중단 요청부(1560)는 부서빙셀에서 진행 중인 랜덤 액세스 절차의 중단을 단말(1500)에 요청할지 판단한다. 일 예로서, 중단 요청부(1560)는 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 단말(1500)에게 명령(order)한 후 프리앰블 수신없이 일정 시간이 경과하면 중단을 단말(1500)에 요청할 수 있다.
다른 예로서, 중단 요청부(1560)는 부서빙셀보다 우선순위가 더 높은 서빙셀에서 랜덤 액세스 절차가 시작하거나 시작할 예정인 경우, 중단을 단말(1500)에 요청할 수 있다. 예를 들어 다수의 시간정렬그룹들 중에서, 가장 많은 부서빙셀을 포함하는 시간정렬그룹의 우선순위가 다른 시간정렬그룹들의 우선순위보다 높다. 여기서, 주서빙셀은 부서빙셀보다 항상 우선순위가 높다고 여겨질 수 있다.
중단이 필요하지 않다고 판단되면, 중단 요청부(1560)는 진행 중인 랜덤 액세스 절차를 계속하여 진행한다.
중단이 필요하다고 판단되면, 중단 요청부(1560)는 부서빙셀에서 랜덤 액세스 절차의 중단을 단말(1500)에 요청할 수 있다. 랜덤 액세스 절차의 중단을 요청하기 위해, 중단 요청부(1560)는 부서빙셀에서의 랜덤 액세스의 중단을 요청하는 랜덤 액세스 중단 지시자를 생성하여 기지국 전송부(1555)로 전달한다.
중단 요청부(1560)는 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차를 시작할 필요가 있다고 결정하면, 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 DCI를 생성하고 이를 기지국 전송부(1555)로 전달한다. 예를 들어 랜덤 액세스 절차는 기지국(1555)이 상향링크 시간 전진 값을 갱신하고자 할 때 필요할 수 있다.
중단 요청부(1560)는 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차가 미리 설정한 최대 지연시간내에 완료되었는지 확인한다. 여기서, 상기 최대 지연시간은 50ms, 70ms, 100ms 등이 될 수 있다. 만약 최대 지연시간 내에 랜덤 액세스 절차가 완료되지 못하면 중단 요청부(1560)는 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차가 실패했다고 보고, 상기 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 DCI를 단말(1500)로 전송할지를 결정한다. 상기 DCI의 전송 여부를 판단하기 전에 중단 요청부(1560)는 미리 설정된 시간 동안 상기 DCI의 전송을 보류할 수 있다. 이때 전송 보류 시간은 10ms, 20ms, 40ms, 80ms, 160ms등이 될 수 있다.
중단 조건이 만족되면 단말(1500)은 프리앰블을 기지국(1550)으로 전송하고, 중단 조건이 만족되지 않으면 단말(1500)은 이전에 진행 중인 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차를 중단한다. 따라서, 기지국(1500)은 단말(1500)로부터 프리앰블을 수신하거나, 아무런 응답을 수신하지 못한다(무응답)).
여기에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들은 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 집적 회로 (ASIC), 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이 (FPGA) 또는 다른 프로그래밍가능 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들 또는 여기에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합으로 제어될 수도 있다. 여기에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 제어 단계들은 하드웨어로 직접, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로, 또는 그들의 조합으로 구현될 수도 있다. 하나 이상의 예시적인 실시형태에서, 설명된 제어 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수도 있다. 소프트웨어로 구현되면, 그 기능들은 컴퓨터-판독가능 매체 상의 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 저장되거나 송신될 수도 있다.

Claims (14)

  1. 다중 반송파 시스템에서 단말에 의한 랜덤 액세스 절차의 수행방법에 있어서,
    단말에 구성된 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차의 중단을 지시하는 랜덤 액세스 중단 지시자를 기지국으로부터 수신하는 단계;
    상기 랜덤 액세스 중단 지시자에 기반하여, 상기 랜덤 액세스 절차를 중단하는 중단 조건이 만족되는지 판단하는 단계; 및
    상기 중단 조건이 만족되는 경우, 상기 부서빙셀에서의 상기 랜덤 액세스 절차를 중단하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 랜덤 액세스 절차의 수행방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 중단 지시자는 물리 하향링크 제어채널에 맵핑되는 하향링크 제어정보임을 특징으로 하는, 랜덤 액세스 절차의 수행방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 하향링크 제어정보는 프리앰블 인덱스(preamble index)를 포함하되, 상기 프리앰블 인덱스의 모든 비트가 0으로 설정됨을 특징으로 하는, 랜덤 액세스 절차의 수행방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 중단 조건은 상기 랜덤 액세스 절차가 진행 중일 것을 조건으로 하는, 랜덤 액세스 절차의 수행방법.
  5. 다중 반송파 시스템에서 랜덤 액세스 절차를 수행하는 단말에 있어서,
    단말에 구성된 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차의 중단을 지시하는 랜덤 액세스 중단 지시자를 기지국으로부터 수신하는 단말 수신부;
    상기 랜덤 액세스 중단 지시자에 기반하여, 상기 랜덤 액세스 절차를 중단하는 중단 조건이 만족되는지 판단하고, 상기 중단 조건이 만족되는 경우 상기 부서빙셀에서의 상기 랜덤 액세스 절차를 중단하는 랜덤 액세스 처리부; 및
    상기 중단 조건이 만족되지 않는 경우, 프리앰블을 상기 기지국으로 전송하는 단말 전송부를 포함함을 특징으로 하는 단말.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 단말 수신부는,
    물리 하향링크 제어채널에 맵핑되는 하향링크 제어정보인 상기 랜덤 액세스 중단 지시자를 상기 기지국으로부터 수신함을 특징으로 하는, 단말.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 하향링크 제어정보는 프리앰블 인덱스(preamble index)를 포함하고, 상기 프리앰블 인덱스의 모든 비트가 0으로 설정됨을 특징으로 하는, 단말.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 중단 조건은 상기 랜덤 액세스 절차가 진행 중일 것을 조건으로 하는, 단말.
  9. 다중 반송파 시스템에서 기지국에 의한 랜덤 액세스 절차의 수행방법에 있어서,
    단말에 구성된 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 랜덤 액세스 명령을 상기 단말로 전송하는 단계;
    상기 랜덤 액세스 절차의 중단을 요청할지 판단하는 단계; 및
    상기 랜덤 액세스 절차의 중단을 요청할 필요가 있는 경우, 상기 랜덤 액세스 절차의 중단을 지시하는 랜덤 액세스 중단 지시자를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 하는, 랜덤 액세스 절차의 수행방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 절차의 중단을 요청할지 판단하는 단계는,
    상기 랜덤 액세스 절차에서 상기 단말로부터 프리앰블 수신없이 일정 시간이 경과하는 경우, 상기 랜덤 액세스 절차의 중단을 요청할 필요가 있다고 판단하는 것을 포함함을 특징으로 하는, 랜덤 액세스 절차의 수행방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 중단 지시자는 물리 하향링크 제어채널에 맵핑되는 하향링크 제어정보이고,
    상기 하향링크 제어정보는 프리앰블 인덱스를 포함하되,
    상기 프리앰블 인덱스의 모든 비트가 0으로 설정됨을 특징으로 하는, 랜덤 액세스 절차의 수행방법.
  12. 다중 반송파 시스템에서 랜덤 액세스 절차를 수행하는 기지국에 있어서,
    단말에 구성된 부서빙셀에서의 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 랜덤 액세스 명령을 상기 단말로 전송하는 기지국 전송부; 및
    상기 랜덤 액세스 절차의 중단을 요청할지 판단하는 중단 요청부; 및
    상기 단말로부터 프리앰블을 수신하는 기지국 수신부를 포함하되,
    상기 중단 요청부가 상기 랜덤 액세스 절차의 중단을 요청할 필요가 있다고 판단하는 경우, 상기 기지국 전송부는 상기 랜덤 액세스 절차의 중단을 지시하는 랜덤 액세스 중단 지시자를 상기 단말로 전송함을 포함함을 특징으로 하는, 기지국.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 중단 요청부는,
    상기 랜덤 액세스 절차에서 상기 단말로부터 프리앰블 수신없이 일정 시간이 경과하는 경우, 상기 랜덤 액세스 절차의 중단을 요청할 필요가 있다고 판단함을 특징으로 하는, 기지국.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 중단 지시자는 물리 하향링크 제어채널에 맵핑되는 하향링크 제어정보이고,
    상기 하향링크 제어정보는 프리앰블 인덱스를 포함하되,
    상기 프리앰블 인덱스의 모든 비트가 0으로 설정됨을 특징으로 하는, 기지국.

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