KR100965719B1 - 이동통신시스템에서 역방향 메시지의 전송구간을 갱신하는방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신시스템에서 기지국 제어기가 단말기들에게 억세스 프리앰블을 전송할 구간을 제공하는 방법에 있어서, 미리 설정되어 있는 시간 단위로 기지국에 의해 사용이 허락되는 역방향 채널들의 수를 측정하는 과정과, 상기 시간 단위로 상기 단말기들에 의한 역방향 채널의 할당 요구 시도 횟수를 상기 측정한 역방향 채널들의 수로 결정하는 과정을 포함한다.

그룹 시그널링 메시지, 역방향 채널, 백-오프 윈도우, 무선 프레임, 전송구간 갱신

Description

이동통신시스템에서 역방향 메시지의 전송구간을 갱신하는 방법{METHOD FOR RENOVATING RANDOM ACCESS EFFECTIVELY IN A MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 종래 이동통신시스템에서 MBMS를 제공하기 위한 네트워크 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 종래 임의의 MBMS가 이뤄지기 위해서 사용자와 네트워크 사이에 이루어져야 하는 동작들을 개괄적으로 도시한 도면.

도 3은 도 2에서 교시되고 있는 절차 중 일부 절차에 대한 구체적인 시그널링을 도시한 도면.

도 4는 종래 기술에 따른 다수의 사용자가 RACH의 사용을 시도하는 경우를 나타내는 도면.

도 5는 종래 기술에 따른 RACH의 동작을 나타내는 흐름도.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 RACH의 동작을 보이고 있는 도면.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 P_mbms가 지속적으로 갱신되는 경우 UE MAC에서의 RACH 동작을 수행되는 제어 흐름을 보이고 있는 도면.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 UE가 P_mbms를 갱신하기 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 UE가 RNC로부터의 MBMS 제어 메시지에 대응하여 그룹 응답 메시지를 전송하기 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 RNC가 P_mbms를 결정하고 갱신하기 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면.

본 발명은 이동통신시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 단말기들이 소정의 역방향 메시지를 랜덤접근채널을 통하여 동시에 전송함으로 인해 발생되는 충돌을 방지하는 역방향 메시지의 전송 구간을 제공하는 방법에 관한 것이다.

오늘날 통신산업의 발달로 인해 부호분할다중접속(CDMA: Code Division Multiple Access, 이하 "CDMA"라 칭하기로 한다) 이동통신시스템에서 제공하는 서비스는 음성 서비스뿐만이 아니라 패킷 데이터, 서킷 데이터 등과 같은 큰 용량의 데이터를 전송하는 멀티캐스팅 멀티미디어 통신으로 발전해 나가고 있다. 따라서, 상기 멀티캐스팅 멀티미디어 통신을 지원하기 위해 하나의 데이터 소스에서 다수의 이동단말들(User Equipment, 이하 "UE"라 칭함)로 서비스를 제공하는 방송/멀티캐스트 서비스(Broadcast/Multicast Service)가 제안되었다. 상기 방송/멀티캐스트 서비스는 메시지 위주의 서비스인 셀 방송 서비스(Cell Broadcast Service, 이하 "CBS 서비스"라 칭함)와 실시간 영상 및 음성, 정지 영상, 문자 등 멀티미디어 형태를 지원하는 멀티캐스트 멀티미디어 방송 서비스(Multimedia Broadcast/Multicast Service, 이하 "MBMS"라 칭함)로 구분할 수 있다.

통상적으로 MBMS란 무선 네트워크를 통하여 동일한 멀티미디어 데이터를 다수의 수신자들에게 전송하는 서비스를 통칭한다. 상기 MBMS는 한 Node B내에서 동시에 다량의 서비스가 전개될 가능성이 있다는 측면에서, 방송채널을 통해서 서비스된다. 즉, 다수의 UE들이 하나의 무선 채널을 공유하도록 함으로써 무선 자원을 절약할 수 있도록 한다.

도 1은 이동통신시스템에서 MBMS를 제공하기 위한 네트워크 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 멀티캐스트/방송-서비스 센터(MB-SC: Multicast/Broadcast- Service Center, 이하 "MB-SC"라 칭하기로 한다)(110)는 MBMS 스트림(stream)을 제공하는 소스(source)이다. 상기 MB-SC(110)는 MBMS에 따른 MBMS 데이터 스트림을 스케줄링(scheduling)하여 전송 네트워크(transit N/W)(120)로 전달한다. 상기 전송 네트워크(120)는 상기 MB-SC(110)와 서비스 패킷 무선 서비스 지원 노드(SGSN: Serving GPRS Support Node, 이하 "SGSN"이라 칭하기로 한다)(130) 사이에 존재하는 네트워크(network)를 의미한다. 상기 전송 네트워크(120)는 상기 MB-SC(110)로부터 전달받은 MBMS 데이터 스트림을 상기 SGSN(130)으로 전달한다. 여기서, 상기 전송 네트워크(120)는 게이트웨이 패킷 무선 서비스 지원 노드(GGSN: Gateway GPRS Support Node, 이하 "GGSN"이라 칭하기로 한다)와 외부 네트워크 등으로 구성 가능하다. 임의의 시점에서 상기 MBMS 데이터를 수신하고자 하는 다수의 UE들, 일 예로 제1기지국(제1Node B), 즉 제1셀(cell 1)(160)에 속하는 UE 1(161), UE 2(162), UE 3(163)과, 제2기지국, 즉 제2셀(170)에 속하는 UE 4(171), UE 5(172)가 존재하고 있다고 가정하기로 한다. 상기 전송 네트워크(120)에서 MBMS 데이터 스트림을 전달받은 SGSN(130)은 MBMS를 제공받고자 하는 가입자들, 즉 UE들의 MBMS 관련 서비스를 제어하는 역할을 수행한다. 일 예로 UE들 각각의 MBMS 과금 관련 데이터를 관리하거나 MBMS 데이터를 특정 무선 네트워크 제어기(RNC: Radio Network Controller, 이하 "RNC"라 칭하기로 한다)(140)에게 선별적으로 전송하는 역할 등의 MBMS 관련 서비스를 제어한다. 상기와 같이 RNC에 대해 선별적인 전송을 수행하기 위해 상기 SGSN(130)은 특정 NMBMS를 제공할 RNC들의 명단을 알고 있어야 한다. 상기 도 1에서는 나타나고 있지 않으나 하나의 MBMS에 대해서 다수의 SGSN들과, 각 SGSN에 대해서 다수의 RNC들이 존재할 수 있다.

상기 RNC(140)는 상기 SGSN(130)로부터 전달되는 MBMS 데이터를 연결된 기지국들의 셀들에 대해 선별적으로 전송하는 기능을 제공한다. 즉, 상기 RNC(140)는 다수의 셀들을 제어하며, 자신이 관리하고 있는 셀들 중 특정 MBMS를 요구하는 UE가 존재하는 특정 셀로 MBMS 데이터를 전송한다. 이를 위해서 상기 RNC(140)는 특정 MBMS를 제공할 셀들의 명단을 알고 있어야만 한다. 또한 상기 RNC(140)는 상기 MBMS를 제공하기 위해 설정되는 무선 채널(radio channel)을 제어하고, 상기 SGSN(130)으로부터 전달받은 MBMS 데이터 스트림을 가지고 상기 MBMS에 관한 정보 를 관리한다. 이하 설명의 편의상 "기지국"과 "셀"을 동일한 개념으로 사용하기로 한다. 상기 기지국은 한 개의 셀만을 관리하거나 다수의 셀들을 관리할 수도 있음은 물론이다.

상기 도 1에 도시하지는 않았지만 홈위치 등록기(HLR: Home Location Register)는 상기 SGSN(130)과 연결되어, MBMS 서비스를 위한 가입자 인증을 수행한다.

상기 각 셀들(160, 170)은 특정 MBMS의 제공을 요청한 UE들과 하나의 무선 채널을 통해 연결하고, 상기 무선 채널을 통해 상기 UE들에게 MBMS 관련 데이터를 전송한다. 상기 UE들(161, 162, 163)은 상기 제1셀(160)과 하나의 무선 채널을 통해 연결되면, 상기 무선 채널을 통해 MBMS를 제공받을 수 있는 단말장치 또는 가입자를 의미한다. 상기 UE들(171, 172)은 상기 제2셀(170)과 하나의 무선 채널을 통해 연결되면, 상기 무선 채널을 통해 MBMS를 제공받을 수 있는 단말장치 또는 가입자를 의미한다.

상기 도 1에서 보여지고 있는 네트워크 구조에 있어 임의의 MBMS를 제공하는 과정을 고려하면 다음과 같다.

임의의 MBMS를 제공하기 위해서는 먼저 상기 MBMS에 대한 기본 정보들이 UE들에게 전달되어야 하고, 상기 MBMS에 대한 기본 정보들을 수신한 UE들이 상기 임의의 MBMS를 제공받고자 할 경우 그 UE들 명단이 네트워크로 전달되어야 한다. 이렇게 네트워크에서 상기 임의의 MBMS를 제공받기를 원하는 UE들 명단을 수신하면, 상기 네트워크는 상기 UE들을 호출(paging)하여 상기 MBMS를 제공하기 위한 무선 베어러(Radio Bearer)를 설정해야 한다. 상기 UE들과 무선 베어러가 설정된 후, 상기 설정된 무선 베어러를 통해 상기 임의의 MBMS를 제공한다. 한편, 상기 MBMS가 종료되면 그 종료 사실이 모든 UE들에게 통보되어야만하고, 이에 따라 모든 UE들은 상기 MBMS를 위해 할당하였었던 모든 자원(resource)들을 해제(release)해야 정상적인 MBMS가 가능하다.

도 2에서는 임의의 MBMS가 이뤄지기 위해서 사용자와 네트워크 사이에 이루어져야 하는 동작들을 개괄적으로 도시하고 있다. 상기 도 2에서 도시된 핵심 망(Core Network; 이하 'CN'이라 한다)은 SGSN(130), Transit N/W(120), MB-SC(110)를 모두 포괄한다.

상기 도 2를 참조하면, 예약 단계(SUBSCRIPTION STEP)(201)는 임의의 MBMS를 받고자 하는 UE를 서비스 제공자에게 등록하는 과정이다. 이때, 서비스 제공자와 UE는 과금이나 서비스 수신에 관련된 기본적인 정보를 교환하게 된다. 고지 단계(ANNOUNCEMENT STEP)(202)는 임의의 MBMS에 대한 서비스 고지(SERVICE ANNOUNCEMENT)가 이루어지는 단계이다. 상기 고지 단계(ANNOUNCEMENT STEP)(202)를 통해, 임의의 MBMS 서비스를 받고자 하는 UE들은 해당 서비스에 대한 기본적인 정보들을 인지할 수 있다. 예를 들어 상기 기본적인 정보들은 상기 MBMS의 식별자(MBMS ID), 서비스 개시 시간과 지속 시간 등이 될 수 있다. BM-SC는 상기 서비스 관련된 기본 정보들을 UE들에게 전달하기 위해서, 서비스 고지 메시지(service announcement message) 등을 CBS(Cell Broadcast Service) 등을 이용해 방송할 수 있다.

상기 고지 단계(ANNOUNCEMENT STEP)(202)를 통해 특정 서비스에 대한 기본 정보를 습득한 UE들(161 내지 172)은, 만약 그 서비스를 수신하고자 한다면, 연결 단계(JOINING STEP)(203)를 수행한다. 상기 연결 단계(203)에서 상기 UE들은 수신하고자 하는 서비스 식별자(MBMS ID)를 임의의 메시지에 담아 네트워크로 전달한다. BM-SC(110)와 상기 UE들 사이에 위치하고 있는 장치들, 즉 SGSN(130), Transit NW(120) 등은 임의의 MBMS에 따른 MBMS 데이터를 수신하고자 하는 UE들과 그 UE들이 위치하고 있는 장치를 인지할 수 있다. 예를 들어 SGSN(130)은 UE들의 명단과 그 UE들이 위치하고 있는 RNC(140)의 명단을 파악할 수 있으며, 추후 상기 UE들이 위치하고 있는 RNC(140)로만 MBMS 데이터를 전송할 것이다.

방송모드 베어러 설정 단계(MULTICAST MODE BEARER SETUP STEP)(204)에서는 SGSN(130)과 Transit NW(120) 상에 상기 MBMS를 제공하기 위한 전송 베어러(transport bearer)가 미리 설정될 수 있다. 예를 들어 SGSN(130)과 GGSN(미도시) 사이에 상기 MBMS를 위한 GTP-U/UDP/IP/L2/L1 bearer(3GPP TS 23.060 참조)가 미리 설정될 수 도 있다.

통지 단계(NOTIFICATION STEP)(205)는 상기 MBMS가 곧 시작될 것이므로, 서비스를 수신하고자 하는 UE들을 호출하는 단계이다. 상기 통지 단계(205)에는 기존의 호출 방식이 사용되거나 MBMS에 최적화된 호출 방식이 사용될 수 있다. 상기 통지 단계(NOTIFICATION STEP)(205)에 대해서는 도 3을 통해 자세히 설명될 것이다.

무선자원 할당 단계(RADIO RESOURCE ALLOCATION STEP)(206)는 상기 MBMS를 제공하기 위한 무선자원을 실제 할당하고, 그 정보를 관련 장치들에 공지하는 단계 이다.

현재 표준회의에서는 MBMS를 제공할 때, 포인트 투 포인트(Point to Point, 이하 "PTP"라 칭함) 방식과 포인트 투 멀티포인트(Point to Multi-point, 이하 "PTM"이라 칭함) 방식 중 효율적인 방식을 선택하도록 하는 방안이 논의되고 있다. 상기 PTM 방식은 하나의 공통 채널을 통해 전송되는 스트림을 다수의 UE들이 공유하는 방식이다. 상기 PTP 방식은 전용 채널들을 이용해서, UE별로 스트림을 각각 전송하는 방식이다. 일반적으로 PTM 방식이 PTP 방식보다 효율적이다. 하지만, 상기 PTM 방식에서는 전력제어가 수행되지 않기 때문에, UE의 수가 일정 수 보다 적을 경우에는, PTP 방식이 오히려 효율적일 수 있다. 극단적인 예로, 한 셀에 단 1명의 UE만이 특정 MBMS를 제공받기를 원한다면, PTP 방식을 이용하는 것이 보다 효율적일 것이다. 따라서, 상기 PTP 방식과 상기 PTM 방식의 선택기준으로는 UE의 수가 고려되어야 할 것이다. 상기 특정 셀에서 PTP 방식과 PTM 방식의 선택 기준이 되는 UE의 수(이하 "MBMS 임계 값"이라 칭함)는 셀별로 결정되는 변수이며, 상황에 따라 달라질 수 있다. 현재 표준회의 논의 상황을 참고하면, MBMS 임계 값은 10이하가 될 것으로 보인다.

전술한 바를 참고할 때, 상기 무선자원 할당 단계(RADIO RESOURCE ALLOCATION STEP)(206)에서 무선 자원을 할당하기 위해 RNC는 셀별로 해당 MBMS를 제공받고자 하는 UE의 수가 MBMS 임계 값보다 큰지 작은지를 알아야 한다. 즉, MBMS 임계 값보다 클 경우, PTM 방식을 설정하고, MBMS 임계 값보다 적을 경우, PTP 방식으로 설정한다. 특정 셀에 대해 특정 MBMS를 제공하기 위한 무선 자원을 할당함에 있어 UE의 수가 MBMS 임계 값보다 큰지 여부를 판단하는 과정을 카운팅(counting)이라고 한다. 필요시 특정 셀에서 UE의 수가 MBMS 임계 값보다 큰지 여부를 다시 판단하는 과정을 재 카운팅(recounting)이라고 한다. 상기 카운팅(counting)과 재 카운팅(recounting)에 대해서는 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. 상기 무선자원 할당 단계(RADIO RESOURCE ALLOCATION STEP)(206)에서는, 상기 PTP 방식과 상기 PTM 방식 중 결정된 방식에 대응하여 무선자원을 할당하게 될 것이다.

상기 무선자원 할당 단계(RADIO RESOURCE ALLOCATION STEP)(206)까지 진행된 뒤, 데이터 전송 단계(DATA TRANSFER STEP)(207)에서 실제 MBMS 데이터가 UE들에게 전송된다. 이 때, 암호 키(ciphering key) 갱신 등이 진행될 수도 있다. 예를 들어 임의의 MBMS에 대한 암호 키(ciphering key)를 변경해야 할 필요성이 발생할 경우, RNC(140)는 새로운 암호 키(ciphering key)를 상기 MBMS를 수신하고 있는 모든 UE들에게 전달한다.

이 후, 상기 MBMS가 종료되면, 무선자원 해제 단계(RADIO RESOURCE RELEASE STEP)(208)에서 앞서 설정한 무선자원을 해제하고, MBMS RB RELEASE 등의 메시지를 상기 MBMS를 수신하고 있는 모든 UE들에게 전송한다.

도 3에서는 임의의 MBMS가 이뤄지기 위해서 사용자와 네트워크 사이에 이루어져야 하는 동작들에서 일부 동작에 따른 구체적인 시그널링을 도시하고 있다. 상기 도 2에서 도시된 핵심 망(Core Network; 이하 'CN'이라 한다)은 SGSN(130), Transit N/W(120), MB-SC(110)를 모두 포괄하지만, 도 3에서는 상기 CN 중 SGSN만 을 고려하였다. 상기 도 3에서 구체적으로 보이고 있는 단계들은 상기 도 2에서의 연결 단계(JOINING STEP)(203), 통지 단계(NOTIFICATION STEP)(205), 무선자원 할당 단계(RADIO RESOURCE ALLOCATION STEP)(206) 및 무선자원 해제 단계(RADIO RESOURCE RELEASE STEP)(208)이다.

상기 도 3을 참조하면, 고지 단계(ANNOUNCEMENT STEP)(202)를 통해 임의의 MBMS에 대한 기본 정보, 즉 MBMS ID 등을 인지한 UE는 ACTIVATE MBMS PDP CONTEXT REQUEST 메시지를 SGSN으로 전송한다(301단계). 상기 메시지를 수신한 SGSN은, 만약 UE가 해당 서비스를 요청한 첫 번째 UE라면 MBMS PDP CONTEXT를 구성하여 상기 UE를 상기 CONTEXT에 저장하고, GGSN과 필요한 동작을 수행한다. 상기 필요한 동작은 GTP 터널 셋업(tunnel setup) 과정이 될 수 있으며, SGSN이 상기 서비스 관련 정보들을 GGSN에게 통보하고, 상호간에 사용할 논리적 식별자를 교환하는 과정 등이 포함될 수 있다. 보다 자세한 사항은 3GPP TS 23.060에 기술되어 있다. 상기 MBMS PDP CONTEXT는 임의의 MBMS 서비스에 대한 관련 정보가 저장되어 있는 변수들의 집합이며, 상기 ACTIVATE MBMS PDP CONTEXT REQUEST 메시지를 전송한 UE들의 명단 및 위치 등과 해당 MBMS 데이터를 전송할 전송 베어러 관련 정보 등을 저장하고 있을 수 있다. 상기 SGSN은 상기 UE에게 ACTIVATE MBMS PDP CONTEXT ACCEPT 메시지를 전송하여, 연결 단계의 수행이 완료되었음을 통보한다(302단계). 전술한 301단계와 상기 302단계는 상기 도 2에서의 연결 단계(JOINING STEP)(203)에 해당한다.

해당 MBMS의 개시에 임박하여 상기 연결 단계(JOINING STEP)(203)가 수행된 UE들을 호출하는 통지 단계(NOTIFICATION STEP)(205)는 303단계와 304단계에서 수 행된다. 즉, 상기 SGSN은 상기 MBMS의 개시에 임박해서 또는 첫 번째 MBMS 데이터를 수신한 뒤, 상기 서비스를 받고자 하는 UE들을 상기 통지 단계(NOTIFICATION STEP)(205)를 통해 깨운다. 상기 서비스를 받고자 하는 UE들은 상기 301단계에서 ACTIVATE MBMS PDP CONTEXT REQUEST 메시지를 전송한 UE들이 될 것이다. 먼저, 상기 SGSN은 상기 303단계에서 상기 연결 단계(JOINING STEP)를 수행한 UE들이 위치하고 있는 RNC들로 NOTIFICATION 메시지를 전송한다. 상기 SGSN으로부터 NOTIFICATION 메시지를 수신한 상기 RNC들은 상기 304단계에서 상기 연결 단계(JOINING STEP)를 수행한 UE들이 위치하는 셀들을 통해 해당 UE들로 NOTIFICATION 메시지를 전송한다. 따라서 상기 NOTIFICATION 메시지는 해당 MBMS에 대한 연결 단계를 수행한 모든 UE들이 수신하게 된다. 즉, 아이들 모드(idle mode)를 포함한 모든 상태의 UE들이 상기 NOTIFICATION 메시지를 수신할 수 있어야 한다. 이를 위해서 상기 NOTIFICATION 메시지는 호출 메시지(PAGING MESSAGE)를 통해 전송될 수 있다. 이에 대해서는 기 출원된 P2002-0068597에서 자세히 기술되어 있다.

305단계, 306 단계, 307 단계에서는 특정 셀에 대한 MBMS를 PTP 방식에 의해 제공할지, PTM 방식에 의해 제공할지를 결정한다.

UE는 아이들 모드(idle mode), URA_PCH, CELL_PCH, CELL_FACH, CELL_DCH 등의 상태에 있을 수 있다. 상기 아이들 모드(idle mode)를 제외한 나머지 상태를 RRC 연결 모드(connected mode)로 통칭한다. 임의의 UE가 상기 RRC 연결 모드(connected mode)에 있을 경우, RNC는 해당 UE들에 대한 정보를 계속 저장하고 있어야 하는 부담이 있다. 그러므로, 다수의 UE들이 특정 MBMS를 제공받을 때, 최소한의 UE들(셀 별로 MBMS 임계 값만큼의 UE들)만 RRC 연결 모드(connected mode)에 있도록 해주기 위해서, 상기 305단계 내지 상기 307 단계가 제안되었다. 다시 말해서, 특정 셀에 MBMS 임계 값 이상의 UE들이 특정 MBMS의 제공을 원할 경우, 상기 MBMS 임계 값만큼의 UE들만 RRC 연결을 유지하도록 한다. 이 경우에는 해당 셀에 대해 PTM 방식이 설정될 것이다. 하지만, 특정 셀에서 MBMS 임계 값 이하의 UE들이 특정 MBMS의 제공을 원하는 경우, 모든 UE들이 RRC 연결을 유지하도록 한다. 이 경우 해당 셀에 대해 PTP 방식이 설정될 수도 있다.

전술한 바에 의해 RRC 연결 모드로 상태 천이한 UE들은 이 후 셀 단위로 위치가 추적되며, 상기 추적된 위치정보는 RNC가 관리한다.

이를 보다 자세히 살펴보면, NOTIFICATION 메시지를 수신한 아이들 모드(idle mode)의 UE들은 305단계에서 RRC CONNECTION SETUP 절차를 수행한다. 상기 절차는 UE가 RRC CONNECTION REQUEST 메시지를 RNC로 전송하고, 상기 RNC가 RRC CONNECTION SETUP 메시지를 상기 UE로 전송한 뒤, 상기 UE가 RRC CONNECTION SETUP COMPLETE 메시지를 상기 RNC로 전송함으로써 완료된다. 상기 UE는 상기 RRC CONNECTION REQUEST 메시지에 MBMS ID를 삽입하여 전송하며, 상기 RNC는 306단계에서 상기 RRC CONNECTION REQUEST 메시지에 포함된 MBMS별로의 수신을 카운팅 한다. 상기 RNC는 특정 MBMS ID를 포함하는 RRC CONNECTION REQUEST 메시지의 수가 MBMS 임계 값에 도달하면, 더 이상의 응답 메시지를 수신할 필요가 없게 된다. 이와 같은 상황이 발생하면 상기 RNC는 307단계에서 상기 특정 MBMS ID를 포함하는 응답 메시지를 더 이상 전송하지 말 것을 요청하는 STOP 메시지를 전송한다. 상기 STOP 메시지를 수신한 UE들은 상기 304단계에서 수신한 NOTIFICATION 메시지에 대한 응답 메시지의 전송 시도를 중단한다. 상기 RRC CONNECTION REQUEST 메시지는 랜덤접근채널(Random Access CHannel, 이하 "RACH"라 칭함)을 통해 전송되므로, 상기 응답 메시지의 전송 시도를 중단하는 것은 RACH 이용 시도를 중지한다는 의미와 동일하다.

상기 SGSN은 308단계에서 상기 RNC로 MBMS RAB ASSIGNMENT REQUEST 메시지를 송신한다. 상기 MBMS RAB ASSIGNMENT REQUEST 메시지에는 MBMS 서비스를 제공하기 위해 요구되는 QoS(Quality of Service) 정보가 포함될 수 있다. 상기 RNC는 전달받은 QoS 정보와 상기 306단계에서의 카운팅 값을 바탕으로 각 셀별로 MBMS RB 정보를 결정한다. 상기 MBMS RB 정보는 Layer 2(이하 "L2"라 칭함) 정보와 Layer 1(이하 "L1"라 칭함) 정보를 포괄한다. 상기 L2 정보로는 RLC/PDCP 관련 정보 등이 포함될 수 있으며, 상기 L1 정보로는 TFS 정보, TFCS 정보, 채널화 코드 정보, 전송 출력 관련 정보 등이 포함될 수 있다. 상기 RNC는 PTM 방식에 따른 무선채널이 설정될 셀에는 상기 정보들을 셀별로 결정하며, PTP 방식에 따른 무선채널이 설정될 셀에 대해서는 UE별로 상기 정보들을 결정한다.

상기 RNC는 309단계에서 상기 MBMS RB 정보들을 UE들에게 전달한다. 만약, 상기 PTM 방식에 따른 무선채널의 설정이 결정되었다면, MBMS RB SETUP 메시지에는 PTM 방식에 따른 무선채널 정보가 삽입될 것이며, 상기 PTP 방식에 따른 무선채널의 설정이 결정되었다면 상기 PTP 방식에 따른 무선채널 정보가 삽입될 것이다.

상기 SGSN과 상기 MBMS RB SETUP 메시지를 수신한 UE들간에는 207단계에서 설정된 무선채널을 통해 MBMS 데이터를 전송하는 데이터 전송 단계가 수행된다.

UE들은 상기 207단계에서 MBMS에 따른 MBMS 데이터를 제공받으면서, 다른 셀로 이동할 수 있다. 이러한 UE들의 이동성으로 인해, 하나의 셀내에서 특정 MBMS를 제공받는 UE들의 수는 가변될 수 있다. 보다 효율적인 MBMS를 제공하기 위해서는 이와 같이 가변되는 UE들의 수를 주기적으로 갱신할 필요가 있다. 예를 들어 특정 MBMS에 대한 초기 제공 시에 임의의 셀에는 상기 특정 MBMS를 제공받기 위한 MBMS 임계 값만큼의 UE들이 있었을 것이다. 하지만, 일정 시간이 흐른 후 일부 UE들이 다른 셀로 이동하였다고 가정할 시 RNC는 상기 이동한 수만큼의 아이들 모드에 있는 UE들에 대해 추가로 상기 특정 MBMS를 제공할 수 있어야 한다. 하지만 많은 수의 UE들이 다른 셀로 이동하였으나 상기 특정 MBMS를 제공받기를 기다리는 아이들 모드의 UE들이 존재하지 않는 경우에는 해당 셀에 대한 무선채널의 종류를 PTP 방식에 따른 무선채널로 변경할 수 있다.

이를 위해 상기 RNC는 310단계에서 RECOUNTING 메시지를 상기 아이들 모드의 UE들에게 전송한다. 상기 RECOUNTING 메시지에는 해당 MBMS ID가 포함될 수 있다. 상기 RECOUNTING 메시지를 수신하면, 아이들 모드(idle mode)의 UE들은 310단계에서 RRC CONNECTION SETUP 절차를 수행한다. 상기 RNC는 상기 아이들 모드의 UE들로부터의 응답 메시지를 카운트한다. 상기 카운트 값과 기존에 특정 MBMS를 계속하여 제공받고 있는 UE들의 수의 합이 MBMS 임계 값에 도달할 시 상기 RNC는 311단계에서 STOP 메시지를 전송함으로써 더 이상의 응답 메시지가 전송되는 것을 차단한다.

살펴본 바와 같이, 하나의 메시지를 이용해서 다수의 UE들에게 동일한 정보를 제공하는 그룹 시그널링 메시지(예컨대, Notification message 또는 RECOUNTING 메시지)는, UE들로부터 동일한 시점에 다수의 응답 메시지들이 전송되는 상황을 초래할 수 있다. 그 이유로 상기 응답 메시지들은 모든 UE들이 공유할 수 있는 RACH를 통해 전송되기 때문에 동시에 많은 UE들이 사용하고자 하는 경우에는 한정된 용량을 가지는 RACH의 성능이 저하될 우려가 있다.

통상적으로 RACH는 전용채널을 가지고 있지 않은 UE들이 역방향으로 데이터를 전송하기 위해서 사용하는 채널이다. 상기 전용채널을 가지고 있지 않은 UE들은 Cell_FACH, Cell_PCH, URA_PCH 또는 아이들 모드(idle mode)에 있는 UE들로써 대표된다. PRACH는 RACH 전송에 사용되는 무선 자원들의 집합으로 규정할 수 있으며, 상기 무선 자원들은 하기의 것들로써 구성된다.

1. 프리앰블 스크램블링 코드(Preamble scrambling code) : 특정 PRACH 당 하나씩 대응하는 스크램블링 코드를 의미한다. 상기 PRACH의 사용을 위해 역방향으로 전송되는 프리앰블(preamble)과 RACH 데이터는 상기 프리앰블 스크램블링 코드(preamble scrambling code)에 의해 스크램블링되어 전송된다.

2. 시그네쳐 셋(signature set) : 하나의 PRACH 당 16개까지 할당될 수 있는 확산률(SF)이 16인 OVSF 코드들로써, 프리앰블과 RACH 데이터를 코딩하는데 사용된다.

3. 액세스 슬롯 셋(access slot set) : 2개의 타임 슬롯들로 구성되며, 각 액세스 슬롯(access slot)의 시작점에서 프리앰블(preamble) 전송이 시작된다.

도 5는 RACH를 통해 데이터를 전송하기 위한 UE의 통상적인 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다. 상기 도 5에서 보이고 있는 제어 흐름은 아이들 모드(idle mode)의 UE 또는 Cell_PCH/URA_PCH/Cell_FACH 상태의 UE를 대상으로 한다.

상기 도 5를 참조하면, 501단계에서 역방향으로 전송할 데이터가 발생할 경우 UE는 502단계로 진행한다. 상기 역방향으로 전송할 데이터가 발생할 경우는 해당 UE가 호출 메시지를 수신하거나 위치정보 갱신 메시지를 전송할 필요가 있을 경우에 해당한다.

상기 도 5에서 502단계 내지 507단계는 RACH 신호 전송 동작에 해당한다. UE는 상기 502단계에서 지속값 검사(persistence value test)라는 것을 수행한다. 이를 위해서는 지속값(persistence value)을 결정하여야 한다.

이를 위해 각 UE들은, 특정 시점에 RACH를 통해 전송하고자 하는 데이터의 종류에 따라 액세스 서비스 클래스(ASC : Access Service Class)라는 것을 할당받는다. 상기 ASC는 ASC #0에서 ASC #7까지 총 8개가 존재한다. 상기 ASC들 각각에 대해서는 지속값(persistence value), 가용한 시그네쳐 셋(signature set) 및 가용한 액세스 슬롯(access slot)들이 결정되어 있다. 상기 정보는 시스템 정보로 UE들에게 전달된다. 각 UE는 여러 종류의 데이터 스트림들을 가질 수 있으며, 이들을 무선 베어러(radio bearer)라고 한다. 상기 무선 베어러는 제어 메시지를 전달하기 위한 무선 베어러(radio bearer)와 음성통화를 위한 무선 베어러(radio bearer)가 각각 존재할 수 있다. 상기 무선 베어러(radio bearer)들은 RADIO BEARER SETUP 과정 등을 통해 설정된다. 이 때 각 무선 베어러(radio bearer)들에는 ASC가 할당된 다. 그러므로 상기 501단계에서 역방향으로 전송할 데이터가 발생하였다는 것은 이미 UE가 상기 데이터를 전송할 무선 베어러(radio bearer)에 대응되는 ASC를 인지하고 있음을 의미한다.

상기 502단계에서 상기 UE는 해당 ASC에 해당하는 지속값(persistence value)을 이용해서 지속값 검사(persistence value test)를 실시한다. 상기 지속값(Persistence value)은 0에서 1사이의 실수 값으로써, 본질적으로 상기 지속값 검사(persistence value test)를 성공할 확률을 의미한다. 예컨대, 상기 지속값(persistence value)이 0.5라 가정하면, 상기 지속값 검사(persistence value test)에 의해 성공할 확률이 50%임을 의미한다. 상기 UE는 상기 지속값 검사(Persistence value test)가 성공할 경우 503단계로 진행하고, 실패할 경우 10ms 동안 대기하였다가 전술한 지속값 검사(persistence value test)를 다시 시도한다.

상기 503단계에서 상기 UE는 프리앰블(preamble)을 전송한다. 이 때 상기 UE는 상기 ASC에 대응되는 가용한 시그네쳐(signature)들 중 하나를 무작위로 선택하고, 상기 선택한 시그네쳐(signature)를 이용하여 상기 프리앰블(preamble)을 코딩한 후 초기 전력을 설정하여 전송한다. 상기 초기 전력의 설정에 대해서는 3GPP TS 25.331에서 자세히 기술하고 있음에 따라 구체적인 설명은 생략한다.

504단계에서 상기 UE는 상기 전송한 프리앰블에 대응하여 Node B로부터 AICH(Acquisition Indication Channel) 신호가 수신되는 지를 감시한다. 상기 AICH 신호는 특정 시그네쳐(signature)를 송신한 UE에게 상기 프리앰블(Preamble) 신호 를 성공적으로 수신하였음을 알려줌과 동시에 RACH를 통한 메시지 전송을 허가하는 의미를 가진다.

상기 UE는 상기 504단계에서 상기 AICH 신호가 자신이 송신한 시그네쳐를 포함하고 있지 않다고 판단하면 506단계로 진행한다. 상기 AICH 신호가 자신이 송신한 시그네쳐를 포함하고 있지 않는 다는 것은 자신이 송신한 시그네쳐(signature)에 대한 ACK 신호 또는 NACK 신호가 감지되지 않을 경우(no response 상황)임을 의미한다.

상기 UE는 상기 506단계에서 가용한 시그네쳐(signature)들 중 하나를 다시 선택하고, 전송 전력을 스텝 사이즈(step size) 만큼 증가시킨 후 상기 503단계로 진행하여 상기 다시 선택한 시그네쳐를 포함하는 프리앰블을 상기 증가된 전력에 의해 전송한다. 상기 전송 전력을 증가시키는 것은 상기 Node B가 상기 UE에 의해 전송되는 프리앰블을 인지할 확률을 높이기 위함이다.

상기 UE는 상기 504단계에서 상기 AICH 신호에 의해 ACK 신호를 수신하게 되면 505단계로 진행하여 RACH 데이터를 전송한다. 이 때 상기 UE는 상기 ACK 신호를 수신한 뒤 3 또는 4 타임슬롯(time slot)을 대기한 후 상기 RACH 데이터를 전송한다. 상기 RACH 데이터는 상기 ACK 신호의 수신을 야기한 프리앰블(preamble)에 포함된 시그네쳐(signature)와 동일한 OVSF 코드 트리 상에 위치한 OVSF 코드를 이용하여 전송한다.

상기 UE는 상기 504단계에서 상기 AICH 신호에 의해 NACK 신호를 수신하게 되면, 507 단계로 진행한다. 상기 UE는 507단계에서 NBO₁ ×10 ms 동안 대기한 후 상기 502단계로 진행한다. 상기 NBO₁은 시스템 정보로 주어지는 값이다.

전술한 바에 의해 UE들이 동시에 RACH의 사용을 시도하는 경우에 있어 발생할 수 있는 문제점을 도 4를 참조하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 상기 도 4에서는 UE 1(410)과 UE 2(420)가 동일한 PRACH를 사용하며, 동일한 시그네쳐 셋(signature set)과 액세스 슬롯(access slot)들을 공유하는 상황을 가정한다. 또한, 본 발명의 효과적인 설명을 위하여 UE 1(410)과 UE 2(420)가 속한 ASC에 대응되는 시그네쳐(signature)들이 [S1,..,S9]의 9개라고 가정하며, 액세스 슬롯(access slot)들에 대한 고려는 생략하기로 한다.

상기 도 4를 참조하면, UE 1(410)이 S1을 선택한 뒤 프리앰블(preamble)(411)을 전송하였으나, 이에 대응한 AICH를 통해서는 상기 S1에 대응한 ACK 또는 NACK이 전송되지 않았다. 이 경우, 상기 UE 1(410)은 새로운 시그네쳐(signature)로써 S2를 선택하고, 전송 출력을 스텝 사이즈(step size)만큼 증가시킨 뒤 두 번째 프리앰블(preamble)(412)을 전송한다. 상기 두 번째 프리앰블(412)에 대응하여서도 ACK 또는 NAC을 수신하지 못한 상기 UE 1(410)은 새로운 시그네쳐로써 S4를 선택한 후 스텝 사이즈만큼 증가된 전송 전력에 의해 세 번째 프리앰블(413)을 전송한다. 이에 대응하여서도 ACK 또는 NACK를 수신하지 못한 상기 UE 1(410)은 또 다시 새로운 시그네쳐로써 S9를 선택한 후 상기 스텝 사이즈만큼 증가된 전송 전력에 의해 네 번째 프리앰블(414)을 전송한다. Node B는 상 기 UE 1(410)로부터 전송된 네 번째 프리앰블을 수신한 후 이에 응답하여 AICH를 통해 시그네쳐 S9를 포함하는 ACK(441)를 전송한다. 따라서 상기 UE 1(410)은 상기 네 번째 프리앰블(414)에 대응하여 상기 ACK(441)을 수신하게 된다. 상기 ACK(441)을 수신한 상기 UE 1(410)은 소정 시간이 경과한 후 할당된 PRACH를 통해 RACH 데이터(415)를 전송한다.

한편, UE 2(420)는 상기 UE 1(410)에 의해 두 번째 프리앰블(412)이 전송되는 시점에서 시그네쳐 S3에 의해 첫 번째 프리앰블(421)을 전송한다. 상기 UE 2(420)는 상기 첫 번째 프리앰블(421)에 대응하여 ACK 또는 NACK을 수신하지 못함에 따라 새로운 시그네쳐로써 S1을 선택하고, 전송 전력을 스텝 사이즈만큼 증가시켜 두 번째 프리앰블(422)을 전송한다. 이에 대응하여서도 ACK 또는 NACK를 수신하지 못한 상기 UE 2(420)는 또 다시 새로운 시그네쳐로써 S9를 선택한 후 상기 스텝 사이즈만큼 증가된 전송 전력에 의해 세 번째 프리앰블(423)을 전송한다. 이때 상기 세 번째 프리앰블(423)은 상기 UE 1(410)에 의해 네 번째 전송된 프리앰블(414)과 동일한 시점에서 동일한 시그네쳐에 의해 전송되었다. 따라서 상기 UE 2(420) 또한 상기 Node B로부터 상기 세 번째 프리앰블(423)에 대응하여 상기 ACK(441)을 수신하게 된다. 상기 ACK(441)을 수신한 상기 UE 2(420)는 소정 시간이 경과한 후 할당된 PRACH를 통해 RACH 데이터(424)를 전송한다.

전술한 바와 같이 동일한 시점에 둘 이상의 UE들이 동일한 시그네쳐를 선택하여 프리앰블을 전송한 경우, 상기 둘 이상의 UE들은 수신되는 ACK 신호를 자신이 송신한 프리앰블에 대한 ACK 신호로 이해하게 되어 RACH 데이터의 전송을 시작한 다. 이때, 상기 복수의 UE들로부터 전송되는 RACH 데이터들은 ACK에 대응되는 시그네쳐와 동일한 OVSF 코드 트리 상의 OVSF 코드를 사용하므로, 상기 RACH 데이터들간에는 직교성이 존재하지 않는다. 즉, Node B는 상기 복수의 UE들로부터 전송되는 어떠한 RACH 데이터들도 제대로 수신할 수 없다.

이와 같이 동일한 시점에 다수의 UE들이 동일한 시그네쳐를 선택할 경우, RACH 데이터의 전송에 실패할 가능성이 증가하며, 아울러 둘 이상의 UE들이 전송함으로써 역방향 간섭(interference)이 증가할 수 있다. 즉, 상기 RACH 데이터의 전송에서와 같이 일반적인 역방향 메시지가 다수의 UE들에 의해 동시에 전송되는 경우, 상기와 같은 문제점이 발생될 가능성이 항상 내재되어 있다.

한편, 상기와 같은 상황은 하나의 그룹 시그널링(group signaling) 메시지에 의해서 많은 수의 UE들이 RACH 데이터 전송을 동시에 시도할 수 있는 MBMS의 수행에 있어서 더욱 심각한 문제를 초래할 수 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 이동통신시스템에서 그룹 시그널링 메시지에 대응한 응답 메시지의 전송 확률을 증가시키는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 이동통신시스템에서 그룹 시그널링 메시지에 대응하여 응답 메시지가 전송될 확률을 실시간으로 조정하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동통신시스템에서 그룹 시그널링 메시지에 대응 한 응답 메시지를 실시간으로 조정되는 전송 확률에 의해 효율적으로 전송하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동통신시스템에서 복수의 단말들로부터 동시에 전송될 수 있는 응답 메시지들이 스케줄링에 의해 전송될 수 있도록 하는 방법에 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동통신시스템에서 복수의 단말들로부터의 응답 메시지들을 전송하기 위한 랜덤접근채널들의 성능을 최적화시키는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 MBMS 응답 메시지를 전송하고자 하는 단말들에 대해 전송 확률을 주기적으로 갱신시켜주는 방법을 제공함에 있다.

본 발명에서 제안하는 방법은; 이동통신시스템에서 기지국 제어기가 단말기들에게 억세스 프리앰블을 전송할 구간을 제공하는 방법에 있어서, 미리 설정되어 있는 시간 단위로 기지국에 의해 사용이 허락되는 역방향 채널들의 수를 측정하는 과정과, 상기 시간 단위로 상기 단말기들에 의한 역방향 채널의 할당 요구 시도 횟수를 결정하는 과정을 포함하며, 상기 할당 요구 시도 횟수는 상기 측정한 역방향 채널들의 수임을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 다른 방법은; 이동통신시스템에서 단말기들이 기지국 제어기에 의해 지속적으로 갱신되는 지속 값에 의해 억세스 프리앰블을 전송하는 방법에 있어서, 상기 지속 값을 수신하고, 이전 지속 값을 상기 지속 값으로 변경하는 과정과, 0에서 1사이의 실수 값을 임의로 결정하고, 상기 실수 값이 상기 변경한 지속 값보다 작으면 상기 억세스 프리앰블을 기지국으로 전송하는 과정을 포함한다.

본 발명에서 제안하는 또 다른 방법은; 이동통신시스템에서 기지국 제어기가 단말기들에게 억세스 프리앰블을 전송할 구간을 제공하는 방법에 있어서, 상기 기지국 제어기가 미리 설정되어 있는 시간 단위로 기지국에 의해 사용이 허락되는 역방향 채널들의 수를 측정하고, 상기 측정한 역방향 채널들의 수를 지속 값으로 갱신하여 상기 단말기들로 전송하는 과정과, 상기 단말기들은 상기 갱신된 지속 값을 수신하고, 상기 갱신된 지속값을 이전 지속 값으로 변경하고, 0에서 1사이에서 임의로 결정한 실수 값이 상기 변경된 이전 지속 값보다 작으면 상기 억세스 프리앰블을 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함한다.

본 발명에서 제안하는 또 다른 방법은; 이동통신시스템에서 기지국 제어기가 단말기들에게 억세스 프리앰블을 전송할 구간을 제공하는 방법에 있어서, 상기 단말기들로부터 요청된 멀티미디어 방송 멀티캐스트 서비스(MBMS: Multimedia Broadcast Multicast Service)가 제공될 것임을 통지하기 위해 상기 단말기들을 호출할 시, 초기 지속 값을 상기 단말기들에게 전송함으로써, 상기 단말기들이 상기 초기 지속 값을 사용하여 상기 억세스 프리앰블을 전송하도록 하는 과정과, 미리 설정되어 있는 시간 단위로 상기 억세스 프리앰블들에 대응하여 기지국이 역방향 채널들의 사용을 허락한 허락 횟수를 측정하는 과정과, 상기 측정한 허락 횟수를 상기 초기 지속 값으로 갱신하고, 상기 갱신한 지속 값을 포함하는 엑세스 컨트롤 메시지를 MBMS 제어채널을 통해 상기 단말기들에게 전송하는 과정을 포함한다.

본 발명에서 제안하는 또 다른 방법은; 이동통신시스템에서 단말기들이 기지국 제어기에 의해 제공되는 지속 값에 의해 억세스 프리앰블을 전송하는 방법에 있어서, 상기 기지국 제어기로부터 요청된 멀티미디어 방송 멀티캐스트 서비스(MBMS: Multimedia Broadcast Multicast Service)가 제공될 것임을 통지함과 함께 상기 기지국 제어기로부터 제공되는 초기 지속 값을 사용하여 랜덤접근채널의 할당을 요청하는 상기 억세스 프리앰블을 전송하는 과정과, 상기 초기 지속 값을 사용하여 상기 억세스 프리앰블을 전송하는 중 상기 기지국 제어기에 의해 갱신된 지속 값을 수신하면, 상기 초기 지속 값 또는 이전 지속 값을 상기 갱신된 지속 값으로 변경하는 과정과, 0에서 1사이의 실수 값을 임의로 결정하고, 상기 실수 값이 상기 변경한 지속 값보다 작으면 상기 억세스 프리앰블을 기지국으로 전송하는 과정을 포함한다.

본 발명에서 제안하는 또 다른 방법은; 이동통신시스템에서 기지국 제어기가 단말기들에게 억세스 프리앰블을 전송할 구간을 제공하는 방법에 있어서, 상기 단말기들에 의해 요청된 멀티미디어 방송 멀티캐스트 서비스(MBMS: Multimedia Broadcast Multicast Service)가 제공될 것임을 통지하기 위해 상기 단말기들을 호출 시 초기 지속 값을 상기 단말기들에게 전송하는 과정과, 상기 단말기들이 상기 기지국 제어기로부터 상기 MBMS가 제공될 것임을 통지하는 호출과 함께 수신한 초기 지속 값을 사용하여 상기 호출에 대응하는 응답 메시지를 전송하기 위해 랜덤접근채널의 할당을 요청하는 상기 억세스 프리앰블을 상기 기지국 제어기로 전송하는 과정과, 상기 기지국 제어기가 미리 설정되어 있는 시간 단위로 상기 억세스 프리앰블들에 대응하여 기지국이 역방향 채널들의 사용을 허락한 허락 횟수를 측정하는 과정과, 상기 기지국 제어기가 상기 측정한 허락 횟수를 상기 초기 지속 값으로 갱신하고, 상기 갱신한 지속 값을 포함하는 MBMS 제어채널을 제2공통제어물리채널을 통해 상기 단말기들에게 전송하는 과정과, 상기 단말기들이 상기 초기 지속 값을 사용하여 상기 억세스 프리앰블을 전송하는 도중 상기 갱신된 지속 값을 수신하면, 상기 초기 지속 값 또는 이전 지속 값을 상기 수신한 지속 값으로 변경하는 과정과, 상기 단말기들이 상기 변경된 지속 값을 사용하여 상기 호출에 대응하는 응답 메시지를 상기 기지국 제어기로 전송하기 위해 랜덤접근채널의 할당을 요청하는 상기 억세스 프리앰블을 전송하는 과정을 포함한다.

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이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 용어들로서 이는 사용자 또는 칩 설계자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으며, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

후술될 본 발명에서는, 특정 MBMS의 제공을 요구하는 복수의 UE들로부터의 MBMS 응답메시지들이 도착하는 상황에 따라 지속값(이하 "P_mbms"로 칭함)을 조절하고, 상기 복수의 UE들이 상기 조절된 P_mbms에 의해 RACH의 할당 요청을 제어하는 방안을 제안할 것이다. 즉, 하나의 MBMS 제어 메시지가 다수의 응답메시지들을 촉발하는 상황에서, UE들이 상기 MBMS 제어 메시지에 대해 응답메시지를 전송 시 이용할 P_mbms를 제시하고, 이 후 상기 UE들의 응답 메시지 전송 성공율 등을 고려하여 상기 P_mbms를 지속적으로 갱신시켜 주는 것이다. 상기 P_mbms를 지속적으로 갱신하는 것은 상기 UE들의 응답 메시지 전송 성공율 등을 고려하여 P_mbms를 변경하고, 상기 변경된 P_mbms를 UE들에게 알려주는 과정을 반복하는 것에 의해 수행된다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신시스템에서의 시그널링 절차를 보이고 있는 도면이다. 상기 도 6에서의 시그널링은 특정 셀에 위치하고 있으면서 특 정 MBMS를 제공받고 있거나 제공받고자 하는 UE들을 대상으로 한다.

상기 도 6을 참조하면, 605단계에서 RNC와 Node B간에 COMMON MEASUREMENT INITIATION 절차가 이루어진다. 상기 COMMON MEASUREMENT INITIATION 절차는 상기 RNC가 상기 Node B로 COMMON MEASUREMENT INITIATION REQUEST 메시지를 보냄으로써 시작되며, 상기 Node B가 상기 RNC로 COMMON MEASUREMENT INITIATION RESPONSE 메시지를 전송함으로써 완료된다. 상기 COMMON MEASUREMENT INITIATION 절차를 위해 전송되는 메시지들은 3GPP TS 25.433에 자세히 기술되어 있으므로 설명은 생략한다. 상기 COMMON MEASUREMENT INITIATION 절차를 통해 상기 RNC는 MBMS가 제공될 셀에 대해 "acknowledged PRACH preambles"라는 측정을 구성한다. 이는 특정 셀에서 20 msec 단위로, acknowledged PRACH preamble의 개수를 측정해서 보고하도록 요청하는 것이다. 상기 보고과정은 625단계의 COMMON MEASUREMENT REPORT라는 메시지를 통해 이루어진다. 상기 acknowledged PRACH preamble은 향후 RNC가 P_mbms를 변경할 때, 참고 데이터로 사용할 수 있다. 상기 COMMON MEASUREMENT에 대해서는 625단계에서 다시 설명한다.

상기 RNC는 610단계에서 특정 MBMS의 제공을 원하는 복수의 UE들로부터의 응답메시지들을 촉발하는 MBMS CONTROL 메시지를 전송한다. 상기 MBMS CONTROL 메시지에는 P_mbms의 초기 값이 포함된다. 상기 P_mbms의 초기 값은 해당 셀에서 응답 메시지를 전송할 것이 예산되는 UE들의 수와 해당 셀의 PRACH 자원 상황을 고려해서 결정하는 것이 바람직할 것이다. 일 예로써 상기 P_mbms의 초기 값은 BOW_X_Y의 역수로 결정할 수 있다. 이에 대해 부연 설명하자면, 상기 BOW_X_Y는 특정 셀에서 MBMS 제어 메시지에 대한 응답 메시지를 전송할 UE들의 수와 해당 셀의 PRACH 자원 상황을 고려했을 때, 가장 적절한 Back-off window의 크기를 의미한다. 상기 BOW_X_Y는 10 msec 단위를 가지는 정수이다. 상기 UE는 0에서 BOW_X_Y 사이의 값들 중 하나의 값을 동일한 확률로 선택하고, 상기 선택된 값만큼 대기한 후 RACH 동작을 시작한다. 다시 말해서 상기 BOW_X_Y의 역수는 임의의 UE가 가장 효율적으로 동작하고 있다고 가정할 경우, 상기 UE가 특정 시점에서 RACH 동작을 시작할 확률을 의미할 수 있다. 물론 상기 P_mbms의 초기 값을 일률적으로 특정 값으로 설정할 수도 있다. 그 이유로는, 상기 P_mbms의 초기 값이 너무 큰 값으로 설정되어, RACH 혼잡 상황이 발생하더라도, 추후 RNC가 P_mbms를 조정함으로써 혼잡 상황을 해소할 것이다. 한편, 상기 P_mbms의 초기 값이 너무 작은 값으로 설정되어 응답 메시지의 전송이 더디게 진행되더라도, 추후 RNC가 P_mbms를 조정함으로써 그 상황을 개선할 것이기 때문이다. 다만 P_mbms의 초기 값을 적절한 값으로 설정할 경우, 상기 조정의 정도가 작으므로 RACH 성능 개선의 정도가 더욱 커질 수 있다는 장점이 있다.

상기 MBMS CONTROL 메시지를 수신한 UE들은 응답메시지를 전송하기에 앞서 수신한 P_mbms의 초기 값을 이용해서 PVT를 수행한다(615단계). 상기 UE들은 상기 P_mbms를 이용해서 수행한 PVT를 통과할 시 620단계에서 응답메시지를 전송한다. 상기 PVT는 UE별로 수행됨에 따라 상기 응답 메시지의 전송 또한 UE별로 수행하게 된다. 상기 응답메시지는 RRC CONNECTION REQUEST 등의 메시지가 될 수 있으며, 상기 메시지에는 MBMS ID가 포함된다.

상기 RNC는 623단계에서 상기 UE별로 수신되는 응답메시지에 포함된 MBMS ID를 이용해서 카운팅 동작을 수행한다. 상기 카운팅 동작은 특정 MBMS 제어 메시지에 대하여 상기 UE별로 전송하는 응답 메시지의 수를 세다가, 일정 조건이 충족되면 UE들로부터의 응답메시지 전송을 중지시키는 동작을 의미한다. 상기 일정 조건은, 상기 MBMS를 제공받고자 하는 UE들 중 RRC 연결을 가지는 UE의 수가 MBMS 임계 값과 같아지는 경우가 될 수 있다.

상기 Node B는 625단계에서 COMMON MEASUREMENT REPORT 메시지를 통해, 최근 20 msec 동안 특정 MBMS를 제공받고자 프리앰블을 전송한 UE들에게 보내진 acknowledgement의 수(이하 "# of ACK"이라 칭함)를 보고한다. 상기 COMMON MEASUREMENT REPORT 메시지를 통해 # of ACK가 보고되는 것은 상기 605단계에서 구성된 "acknowledged PRACH preambles"라는 측정에 대응한 것이다. 상기 acknowledgement는 AICH를 통해 전송되는 순방향 신호이다. 일반적으로 t라는 시점에 n개의 acknowledgement가 보내졌다는 것은, t보다 조금 이후 시점에 n 명의 UE들이 RACH를 이용해서 메시지를 전송함을 의미한다. 그러나 다수의 UE들이 동일한 시그네쳐를 사용하였다면, 상기 UE들은 메시지 전송에 실패할 것으로 상기 # of ACK은 RNC가 수신할 응답메시지의 수와 관련된다. 또한 상기 # of ACK은 해당 셀에서 RACH가 사용되고 있는 정도를 나타낸다. 즉, 상기 # of ACK의 크기가 클수록, 해당 셀에서 많은 UE들이 RACH 사용을 시도함을 의미한다. 이 경우는 그만큼 RACH 혼잡 상황이 발생할 확률이 높아진다. 한편 상기 # of ACK이 작을수록, 해당 셀에서 소수의 UE들이 RACH 사용을 시도함을 의미하며, 이 경우는 주어진 RACH 자원의 효율적인 사용이 이루어지고 있지 못하다는 것이다.

상기 RNC는 626단계에서 상기 P_mbms의 조정 여부와 조정이 필요할 시 상기 P_mbms를 조정하여 새로운 P_mbms를 결정하는 Pmbms deciding algorithm을 실행한다. 상기 도면에는 편의상 상기 P_mbms deciding algorithm의 실행을 상기 625단계 이후로 표시하였지만, 실제로는 상기 610단계에서 특정 MBMS에 대한 제어메시지를 전송하면서 시작된다.

[ P_mbms deciding algorithm ]

먼저 RNC는 P_mbms 갱신 주기가 시작되면, 상기 P_mbms 갱신 주기동안 COMMON MEASUREMENT REPORT 메시지들을 통해 수신한 # of ACK들을 모두 합하고, 상기 합에 의해 얻어진 값을 total # of ACK으로 갱신한다. 상기 P_mbms 갱신 주기는 P_mbms 갱신을 결정하는 시간 단위이다. 상기 RNC는 매 P_mbms 갱신 주기가 끝나는 시점에서 P_mbms의 조정 여부와 조정 크기를 결정한다. 상기 P_mbms 갱신 주기의 시작 시점은 상기 P_mbms deciding algorithm의 시작을 촉발한 MBMS 제어 메시지의 전송이 완료된 시점이다. 상기 RNC는 상기 P_mbms 갱신 주기가 끝나는 시점마다 상기 P_mbms의 조정 여부를 결정한다. 즉, 상기 RNC는 상기 total # of ACK이 congestion threshold_up보다 작 을 경우, 기존의 P_mbms를 PV STEP SIZE만큼 높여 새로운 P_mbms로 결정하고, 상기 새로이 결정된 P_mbms를 UE들에게 전달한다. 앞에서 살펴보았듯이 상기 total # of ACK은 일정 기간 동안 AICH를 통해 전송된 ACK의 개수를 의미한다. 상기 파라미터는 P_mbms의 갱신 주기동안 UE들의 RACH 사용 시도 빈도 수와 연관이 있다. 즉, 상기 total # of ACK이 크다면 많은 UE들이 RACH를 사용하고자 시도하였음을 의미하며, 상기 total # of ACK이 작다면 소수의 UE들이 RACH를 사용하고자 시도하였음을 의미한다. 그러므로 상기 total # of ACK이 지나치게 작을 경우, 상기 P_mbms를 높여서, UE들의 RACH 사용 시도를 늘리는 것이 바람직하다. 하지만, 상기 total # of ACK이 congestion threshold_down보다 클 경우, 상기 P_mbms를 PB STEP SIZE 만큼 낮춤으로써 UE들의 RACH 사용 시도 빈도를 줄이는 것이 바람직할 것이다. 마지막으로 상기 RNC는 상기 total # of ACK이 congestion threshold_down과 congestion threshold_up 사이의 값일 경우, 기존의 P_mbms를 그대로 유지한다. 상기 P_mbms 갱신 주기, congestion threshold_up, congestion threshold_down, STEP SIZE는 RNC가 상황에 따라 결정하는 내부 파라미터이다. 상기 값들은 필드 테스트 등을 통해 적절한 값이 정해질 수 있을 것이다.

상기 P_mbms 갱신 주기의 크기는 20msec의 배수로 결정될 수 있다. 상기 P_mbms 갱신 주기의 크기가 클 수록 P_mbms 갱신 동작이 더디게 진행되지만 상기 P_mbms의 결정 이 신중하게 이루어진다. 이에 반하여 상기 P_mbms 갱신 주기의 크기가 작을수록 P_mbms 갱신 동작은 빠르게 진행되지만 P_mbms 결정에 오차가 개입할 소지가 크다.

상기 RNC는 627단계에서 P_mbms가 변경되었다면, 630단계에서 상기 변경에 의해 새로이 결정된 P_mbms를 ACCESS CONTROL 메시지에 담아서 UE들에게 전송한다. 상기 ACCESS CONTROL 메시지는 셀 내에 있는 모든 UE들이 수신할 수 있는 방송 채널로써, 논리채널로는 MBMS 제어채널(이하 "MCCH"라 칭함)을 통해 물리계층으로 제공된다. 상기 ACCESS CONTROL 메시지를 포함하는 MCCH는 물리채널을 통해 셀 내의 UE들에게 전송된다. 이때, 상기 물리채널로는 제2공통제어물리채널(S-CCPCH : Secondary Common Control Physical Channel)이 될 수 있다. 상기 ACCESS CONTROL 메시지 포맷의 일 예는 하기 <표 1>과 같다.

Information Element/Group name	Need	Multi	Type and reference
Message Type
MBMS ID	MP
Pmbms	MP		real(0.00..1.00

상기 <표 1>에서 보이고 있는 ACCESS CONTROL 메시지는 Message Type, MBMS ID, P_mbms로 구성된다. 상기 Message Type은 해당 메시지가 ACCESS CONTROL 메시지임을 나타내는 Information Element(이하 "IE"로 칭함)이다. 상기 MBMS ID는 ACCESS CONTROL 메시지가 영향을 미치는 MBMS의 식별자이다. 상기 ACCESS CONTROL 메시지를 수신한 UE들은 상기 IE를 이용해서, 자신의 P_mbms 갱신 여부를 판단한다. 즉, 임 의의 UE가 특정 MBMS에 연결된 상황에서, 상기 ACCESS CONTROL 메시지를 수신하였으며, 상기 ACCESS CONTROL 메시지의 MBMS ID가 상기 특정 MBMS라면 상기 메시지에 포함된 정보가 유효한 것으로 판단한다. 하지만 상기 ACCESS CONTROL 메시지의 MBMS ID가 상기 특정 MBMS가 아닌 다른 값이라면, 상기 ACCESS CONTROL 메시지에 포함된 정보를 무시한다. 상기 P_mbms는 UE들이 MBMS와 관련된 응답 메시지를 RACH를 통해 전송 시 사용할 Persistence value이다. 상기 MBMS와 관련이 없는 역방향 데이터 전송에는 상기 Persistence Value를 사용하지 않는다.

상기 특정 MBMS의 제공받기를 원하는 UE들 중 RACH 사용에 성공하지 못한 UE들은 635단계에서 새로운 P_mbms로 갱신한 뒤, 그 값을 이용해서 PVT를 시도한다. 상기 새로운 P_mbms를 이용해서 수행한 PVT가 성공한 UE들은 640단계에서 RRC CONNECTION REQUEST 메시지와 같은 응답 메시지를 RACH를 통해 전송한다.

상기 RNC는 상기 UE별로 수신되는 응답메시지에 대한 카운팅 동작을 지속하다가, MBMS 임계 값만큼의 UE들에 대한 응답 메시지들을 수신하였다면, 645단계로 진행하여 COUNTING STOP 메시지를 전송한다. 상기 COUNTING STOP 메시지는 P_mbms을 0으로 설정한 ACCESS CONTROL 메시지로 대체할 수도 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에서는 RNC가 특정 MBMS에 대한 제어 메시지를 전송하고, 상기 MBMS 제어 메시지가 다수의 응답 메시지들을 촉발하며, 상기 다수의 응답 메시지들이 RACH를 통해 전송될 때, 상기 응답 메시지들을 전송하는 UE들이 RACH 사용에 성공할 확률인 Persistence Value를 RACH 상황에 맞춰 조절 함으로써, RACH에 발생할 수 있는 혼잡상황을 회피하는 방식이다. 이 때, RNC는 임의시점에서 RACH의 상태를 판단하기 위해, Node B가 보고하는 COMMON MEASUREMENT REPORT의 acknowledged PRACH preamble 값을 이용할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 P_mbms가 지속적으로 갱신되는 경우 UE MAC에서의 RACH 동작을 수행되는 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다. 하기에서의 MAC, RRC, RLC, 물리계층 등은 3GPP TS 25.301에 기술되어 있는 프로토콜 엔터티들을 지시한다.

상기 도 7을 참조하면, UE의 RRC는 705단계에서 RACH 전송 제어 정보를 상기 UE의 MAC으로 전달한다. 상기 RACH 전송 제어 정보로는 아래와 같은 것들이 있으며, 이 중 P_mbms는 본 발명을 위해 제안된 파라미터이다.

RACH 전송 제어 정보 = M_max, N_BO1min, N_BO1max, ASC parameters, Pmbms

상기 파라미터들 중, M_max, N_BO1min, N_BO1max, ASC parameters는 시스템 정보를 통해 취득하는 정보들이다. 상기 UE의 RRC는 상기 정보를 최초 취득하거나, 갱신된 정보를 취득할 경우 CMAC-CONFIG-Req라는 프리미티브를 통해 상기 UE의 MAC에게 전달한다. 상기 파라미터들의 용도에 대해서는 하기 해당 부분에서 다시 설명하도록 한다.

상기 파라미터들 중, P_mbms는 본 발명을 위해 제안된 파라미터로써, 그룹 응답을 요구하는 MBMS 제어 메시지를 통해 수신하거나, 시스템 정보를 통해 취득할 수 있다. 예를 들어 상기 도 6에서 보이고 있는 MBMS CONTROL 메시지의 P_mbms 필드를 통해 RNC가 UE에게 전달할 수 있다. 다른 예로써 기존 시스템 정보에 P_mbms 필드를 추가해서 UE에게 전달할 수 있다. 상기 UE의 RRC는 상기 P_mbms를 최초 취득하거나, 갱신된 P_mbms를 취득할 경우 CMAC-CONFIG-Req라는 프리미티브를 통해 상기 UE의 MAC으로 전달한다.

상기에서 프리미티브란 계층들간 전달되는 정보의 묶음을 명명한 것이다. 현재 3GPP 규격에서는 RRC와 MAC 사이에 다양한 종류의 프리미티브를 규정하고 있다. 상기 CMAC-CONFIG-Req는 RRC가 MAC으로 제어정보를 전달할 때 주로 사용하는 프리미티브이다. 상기 P_mbms는 UE가 관리하는 P_mbms 변수에 저장되어 있다.

상기 UE는 710단계에서 그룹 응답이 필요하다고 판단될 때까지 대기하며, 상기 그룹 응답이 필요하다고 판단될 시 715단계로 진행한다. 상기 그룹 응답은 임의의 응답메시지를 전송할 때, 다른 UE들도 동일한 목적의 응답메시지를 전송할 가능성이 높은 응답메시지를 의미한다. 상기 UE는 특정 역방향 메시지의 그룹 응답 여부를 아래 기준으로 판단한다.

[ 그룹 응답 판단 기준 ]

1. 역방향 메시지가 MBMS 관련 메시지일 것.

2. P_mbms가 P_mbms 변수에 저장되어 있을 것.

상기 MBMS 관련 메시지에는 MBMS ID를 포함하는 RRC CONNECTION REQUEST 메시지 등도 포함된다.

상기 그룹 응답의 필요로 인해 상기 715단계로 진행할 시 상기 UE는 ASC 선택을 한 후 상기 선택한 ASC의 PRACH partition을 확인하고, P_mbms 변수에서 P_mbms를 확인한다. 상기 ASC 선택 방식에 대해서는 3GPP TS 25.321에 잘 기술되어 있다. 이를 간단히 설명하자면, 상기 ASC 선택은 RACH로 전송할 데이터의 우선순위에 따라 RACH 동작에 사용될 ASC를 선택하는 것을 의미한다. 상기 데이터의 우선순위는 상기 데이터가 전송되는 논리 채널(logical channel)의 우선순위(MLP: MAC Logical Channel Priority)에 의해서 결정되며, 상기 우선순위는 RRC connection setup 과정 등을 통해 논리 채널별로 UE에게 통보된다. 상기 ASC는 8개의 등급으로 구성되며, 각 등급별로 사용될 PRACH 자원이 결정되어 있다. 이를 PRACH partition이라고 한다. 상기 715단계에서 PRACH partition i는 UE가 ASC 선택 과정을 통해 ASC i를 선택하였을 경우 ASC i에 할당되어 있는 PRACH 자원을 의미한다. 상기 PRACH partition i는 시그네쳐(signature)들과 액세스 슬롯(access slot)들을 포함한다.

상기 UE는 720단계에서는, RACH 동작(725단계 내지 775단계)의 시도 회수를 제어하는 변수인 M을 0으로 설정한다. 상기 M은 상기 RACH 동작이 반복될 때마다 725단계에서 1씩 증가하며, 730단계에서 상기 M이 M_ max보다 크거나 같아지면, 735단계로 진행한다. 상기 75단계로 진행할 시 상기 UE는 RACH를 통한 데이터 전송이 실패하였음을 통보하고, RACH 과정을 종료한다. 도면에서 preamble cycle은 745단계에서 775단계사이의 동작을 의미하는 것으로써, RACH 전송제어정보를 갱신하면서 시작하여 물리계층으로부터 L1 억세스 정보(access info)를 전달받으면서 완료 되는 주기이다. 상기 변수 M_max는 시스템 정보를 통해 UE에게 통보되며, 네트워크는 상기 M_max를 적절히 조정함으로써, UE가 RACH 전송 시도를 필요이상으로 반복하는 것을 막을 수 있다.

상기 UE는 745단계에서 RACH 전송제어정보를 갱신한다. 상기 RACH 전송제어정보의 갱신은, RRC가 갱신된 시스템 정보를 수신한 뒤, CMAC-CONFIG-Req 프리미티브를 MAC으로 전달함으로써 이루어진다. 또는 P_mbms의 경우, RRC가 ACCESS CONTROL 메시지를 수신하고, 새로운 P_mbms를 포함하는 CMAC-CONFIG-Req 프리미티브를 MAC으로 전달함으로써 이루어진다.

상기 UE는 750단계에서 T2 타이머를 설정한다. 상기 T2 타이머의 용법에 대해서는 767단계에서 설명한다.

상기 UE는 760단계에서 0에서 1사이의 실수인 R1을 무작위로 선택한다. 상기 765단계에서는 상기 R1과 P_mbms의 크기를 비교해서, 상기 P_mbms가 크거나 같은 경우 770단계로 진행한다. 그렇지 않고 R1이 클 경우에는 767단계로 진행한다. 상기 760단계와 상기 765단계를 Persistence Value Test라고 명명한다.

상기 UE는 상기 767단계에서 새로운 PVT를 수행하기에 앞서, 상기 설정한 T2 만큼 대기한 후 상기 745단계로 진행한다. 상기 767단계를 두는 이유는, 상기 UE가 새로운 PVT를 시도하기 전에 일정시간 대기하도록 하는 것이다. 만약 상기 767단계가 없다면, 상기 UE는 PVT가 실패하는 즉시 새로운 PVT를 시도하는 동작을 PVT가 성공할 때까지 반복할 것이므로, PVT의 의미가 없어지기 때문이다. 상기 T2 값은 예를 들어 10msec 정도로 설정될 수 있을 것이다.

상기 760단계와 상기 765단계의 PVT를 통과한 UE는 770단계에서 PHY-ACCESS-REQ 프리미티브를 물리계층으로 전달한다. 상기 PHY-ACCESS-REQ 프리미티브에는 상기 715에서 선택된 ASC의 PRACH partition의 식별자가 포함된다.

상기 PHY-ACCESS-REQ 프리미티브를 전달받은 물리계층은, 상기 PHY-ACCESS-REQ 프리미티브에 포함된 PRACH partition 식별자에 대응되는 PRACH partition을 이용해서, 프리앰블 전송 과정을 실행한다. 상기 과정에 대해서는 3GPP TS 25.214에 자세히 기술되어 있다. 이를 간략하게 설명하면, 물리계층은 해당하는 PRACH partition에 할당된, 시그네쳐들 중 하나의 시그네쳐와 액세스 슬롯들 중 하나의 액세스 슬롯을 무작위로 선택하고, 상기 선택된 시그네쳐와 액세스 슬롯을 통해 프리앰블을 전송하고, AICH를 감시한다. 만약 AICH를 통해 ACK 신호를 수신하면, 이를 PHY-ACCESS-CNF라는 프리미티브의 L1 access info를 통해 MAC에 보고한다. 상기 ACK 신호가 아닌 NACK 신호를 수신하면, 마찬가지로 PHY-ACCESS-CNF의 L1 access info를 통해 MAC에 보고한다. 하지만, AICH를 통해 아무런 신호도 감지되지 않는다면, 전송 전력을 스텝 사이즈만큼 증가시켜서 프리앰블을 재 전송한다. 이 과정을 ACK 또는 NACK 신호를 수신하거나, 프리앰블의 전송 전력이 일정 값 이상이 될 때까지 반복한다. 상기 프리앰블의 전송 전력이 일정 값 이상이 될 경우, no ack 상황으로 인지하고, 이를 PHY-ACCESS-CNF의 L1 access info를 통해 MAC에 보고한다.

775단계에서 MAC은 물리계층이 전송한 PHY-ACCESS-CNF의 L1 access info의 값을 해석해서, 다음 행동을 결정한다. 만약 L1 access info가 no Ack일 경우 755 단계로 진행하고, ACK일 경우에는 780단계로 진행하며, NACK일 경우에는 777단계로 진행한다.

상기 L1 access info가 'No Ack'인 경우 데이터를 전송할 수 없으므로, 상기 725단계부터 RACH 과정을 다시 수행한다. 이 때 상기 RACH 과정 재 시작 전에 755단계에서 T2만큼 대기한 후 상기 725단계로 진행한다.

상기 L1 access info가 'Nack'인 경우 마찬가지로 데이터를 전송할 수 없으므로, 상기 725단계부터 RACH 과정을 다시 수행한다. 이 때 상기 RACH 과정을 재 시작 전에 777단계에서 T2만큼 대기하고, 779단계에서 다시 T_BO1만큼 대기한 후 상기 725단계로 진행한다. 상기 T_BO1은 N_BP1 ×10 msec이며, 상기 N_BO1은 N_BO1max 와 N_BO1min 사이에서 무작위로 추출된 임의의 값이다. 상기 과정은 NACK 신호를 수신한 UE들이 RACH 동작을 재 시도하기 전 대기 시간을 무작위로 선택하는 효과를 제공한다.

상기 L1 access info가 'ACK' 인 경우, MAC은 780단계에서 전송할 데이터를 PHY-DATA-REQ라는 프리미티브에 담아서, 물리계층으로 전달한다. 상기 물리계층은 상기 프리미티브에 담겨있는 데이터를 PRACH를 통해 전송한다.

전술한 도 7에서 제시하고 있는 본 발명의 실시 예에 따른 UE의 RACH 동작은 통상적인 RACH 동작과 아래에서 제안한 바에 의해 차별화될 수 있을 것이다.

첫 번째로, 705단계에서 UE의 MAC은 RACH 전송 제어 정보로 P_mbms를 추가로 취득한다.

두 번째로, 710단계에서 UE의 MAC은 그룹 응답을 RACH를 통해 전송할 필요가 있을 때 상기 과정을 진행한다. 통상적인 RACH 동작은 RACH를 통해 역방향 데이터를 전송할 필요가 있을 때 RACH동작을 실행한다.

세 번째로, 715단계에서 UE의 MAC은 선택된 ASC의 persistence value를 사용하지 않고 P_mbms를 사용한다.

네 번째로, 745단계에서 UE의 MAC은 RACH 전송 제어 정보 갱신 과정에서 P_mbms 갱신도 함께 수행한다.

다섯 번째로, 765단계에서 UE의 MAC은 715단계에서 선택된 ASC의 persistence value를 사용하지 않고 P_mbms를 사용한다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 UE가 P_mbms를 갱신하기 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다.

도 8을 참조하면, UE은 805단계에서 RNC로부터 P_mbms를 포함하는 임의의 메시지를 수신할 시 810단계로 진행한다. 예를 들어 상기 P_mbms는 상기 도 6에서의 MBMS CONTROL 메시지와 ACCESS CONTROL 메시지를 통해 수신할 수 있다. 상기 UE는 상기 810단계로 진행할 시 상기 수신한 임의의 메시지에 포함된 MBMS ID와, 자신이 연결 단계(JOINING STEP)를 수행한 MBMS의 MBMS ID를 비교한다. 상기 두 MBMS ID들이 일치한다면 상기 UE는 815단계로 진행하고, 일치하지 않는다면 상기 805단계로 진행하여 다른 P_mbms가 도착하기를 기다린다.

상기 815단계로 진행하면 상기 UE의 RRC는 상기 수신한 P_mbms를 CMAC-CONFIG- Req 프리미티브에 포함시켜 MAC으로 전달한다. 상기 UE의 MAC은 820단계에서 상기 전달받은 P_mbms를 P_mbms 변수에 저장한 후 P_mbms를 갱신하기 위한 절차를 종료한다. 상기 UE의 MAC은 상기 P_mbms 변수에 이미 다른 값이 저장되어 있으면, 저장되어 있는 값을 새로운 값으로 갱신한다. 상기 P_mbms 변수는 특정 UE가 P_mbms 값을 저장해두는 변수로, 상기 전술한 절차를 통해 갱신된다. 한편, 상기 UE의 MAC은 그룹 응답 메시지의 전송을 위한 RACH 과정이 종료되면, 상기 P_mbms 변수를 지운다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 UE가 RNC로부터의 MBMS 제어 메시지에 대응하여 그룹 응답 메시지를 전송하기 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다.

상기 도 9를 참조하면, UE는 900단계에서 RNC로 전송할 그룹 응답 메시지가 발생하는 지를 감시하고, 상기 그룹 응답 메시지가 발생하면 905단계로 진행한다. 상기 그룹 응답 메시지의 발생은 상기 RNC로부터 그룹 응답이 요구되는 MBMS 제어 메시지가 수신됨으로써 야기된다.

임의의 RRC 메시지의 그룹 응답 여부는 아래와 같이 판별된다.

[ 그룹 응답 판단 기준 ]

1. 역방향 메시지가 MBMS 관련 메시지일 것

2. P_mbms가 P_mbms 변수에 저장되어 있을 것.

상기 UE의 RRC는 905단계에서 전송할 그룹 응답 메시지를 RLC-DATA-Req 프리미티브로 만들어 RLC로 전달한다. 이 때 상기 프리미티브에는 그룹 응답 식별자(Group response indicator)가 포함된다. 상기 RLC-DATA-Req는 RLC-AM-DATA- Req, RLC-UM-DATA-Req, RLC-TM-DATA-Req를 모두 포괄한다. 상기 그룹 응답 식별자(Group response indicator)는 해당 프리미티브를 통해 전달되는 데이터가 그룹 응답인지 아닌지를 나타내는 1 비트의 플래그이다. 편의상 0은 그룹 응답을 나타내며, 1은 그룹 응답이 아님을 나타낸다고 가정할 수 있다.

상기 UE의 RLC는 910단계에서 상기 RRC로부터 전달받은 상기 RLC-DATA-Req의 데이터를 RLC 버퍼에 저장하고, 전송해야할 데이터가 있음을 알리기 위해 MAC-STATUS-Response 프리미티브를 MAC으로 전달한다. 이 때 상기 프리미티브에는 그룹 응답 식별자(Group response indicator)가 포함되며, 그 값은 상기 RRC로부터 전달받은 값을 그대로 사용한다. 상기 프리미티브를 통해서는 상기 RLC 버퍼의 상황을 나타내는 버퍼 점유률(BO : Buffer Occupancy) 등의 파라미터도 함께 전달된다.

상기 UE의 MAC은 915단계에서 상기 RLC로부터의 MAC-STATUS-Response를 전달받으며, 920단계에서 상기 프리미티브의 그룹 응답 식별자(Group response indicator)를 검사한다. 상기 검사에 의해 그룹 응답이 요구된다고 판단되면 상기 도 7을 참조하여 살펴본 동작을 수행한다. 하지만, 상기 검사 결과 그룹 응답이 아니라고 판단되면 930단계로 진행하여 통상적인 RACH 동작을 수행한다. 상기 통상적인 RACH 동작은 3GPP TS 25.321의 chapter 11.2.2에 기술되고 있다.

상기 RLC 버퍼에 저장된 그룹 응답 메시지는 상기 도 7에 도시된 RACH 동작의 성공에 의해 물리계층이 Ack신호를 받을 경우, PHY-DATA_REQ를 통해 전송된다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 RNC가 P_mbms를 결정하고 갱신하기 위한 제 어 흐름을 보이고 있는 도면이다.

상기 도 10을 참조하면, RNC는 1000단계에서 그룹 응답을 초래할 MBMS 제어 메시지가 발생하는 지를 감시하고, 이와 같은 MBMS 제어 메시지가 발생하면 1005단계로 진행한다. 상기 그룹 응답을 초래할 수 있는 MBMS 제어 메시지의 예로는, Notification 메시지이나 RECOUNTING 메시지 등이 있다. 상기 RNC는 상기 1005단계에서 P_mbms의 초기 값을 결정한다. 상기 P_mbms의 초기 값을 설정하는 방안에 대해서는 이미 도 6을 참조하여 설명하였다. 상기 RNC는 1010단계에서 상기 발생한 MBMS 제어 메시지를 전송한다. 상기 MBMS 제어 메시지에는 앞에서 결정한 P_mbms의 초기 값이 포함된다. 상기 MBMS 제어 메시지는 한 셀 내의 모든 UE들이 수신할 수 있도록 S-CCPCH와 같은 방송 채널을 통해 전송될 것이다.

상기 RNC는 상기 MBMS 제어 메시지를 전송한 후 1015단계에서 상기 P_mbms의 갱신을 위한 알고리즘으로써 "P_mbms deciding algorithm"을 실행한다. 상기 P_mbms deciding algorithm은 상기 P_mbms의 변경 필요성 여부와, 변경이 필요할 시 새로운 P_mbms를 결정하는 알고리즘을 의미한다. 이에 대한 일 예는 이미 도 6을 참조하여 설명하였다. 상기 도 6을 참조하여 제안한 예를 따를 경우, 상기 P_mbms deciding algorithm은 해당 Node B에게 적절한 COMMON MEASUREMENT 설정을 요구하는 단계와, 상기 Node B가 보고하는 COMMON MEASUREMENT에 의해 P_mbms의 재 설정 여부를 판단한 후 새로운 P_mbms를 설정하는 단계를 포괄한다.

상기 RNC는 1020단계에서 상기 P_mbms deciding algorithm에 의해 새로운 P_mbms가 설정되었다고 판단하면 1025단계로 진행하나 새로운 P_mbms가 설정되지 않으면 상기 1015단계로 리턴하여 상기 P_mbms deciding algorithm을 계속 실행한다.

상기 RNC는 상기 1025단계로 진행하면 상기 새로운 P_mbms를 담은 ACCESS CONTROL 메시지를 해당 셀의 방송 채널을 통해 UE들에게 전송하고, 상기 1015단계로 리턴한다.

전술한 RNC의 동작은 그룹 응답(Group response)이 완료되면 종료된다. 예를 들어 상기 도 10에 의한 상기 RNC의 동작이 Notification 메시지를 전송하면서 시작되었다면, 응답 메시지의 전송을 중지시키는 STOP 메시지를 전송함으로써 종료될 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에서는 응답 메시지가 전송될 확률을 셀 상황 등을 고려하여 지속적으로 갱신함으로써 응답 메시지의 전송 성공률을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 RACH의 성능을 최적화할 수 있는 효과를 가진다. 즉, 다수의 단말기들로부터의 데이터 전송이 동일한 시점에서 빈번하게 이루어지는 멀티캐스트 멀티미디어 방송 서비스의 경우 다수의 역방향 메시지들이 동시에 전송됨으로서 유발되는 랜덤접근채널 상의 혼잡과 충돌을 완화시킬 수 있다는 장점이 있다.

Claims (21)

1. 이동통신시스템에서 기지국 제어기가 단말기들에게 억세스 프리앰블을 전송할 구간을 제공하는 방법에 있어서,

   미리 설정되어 있는 시간 단위로 기지국에 의해 사용이 허락되는 역방향 채널들의 수를 측정하는 과정과,

   상기 시간 단위로 상기 단말기들에 의한 역방향 채널의 할당 요구 시도 횟수를 결정하는 과정을 포함하며;

   상기 할당 요구 시도 횟수는 상기 측정한 역방향 채널들의 수임을 특징으로 하는 억세스 프리앰블을 전송할 구간을 제공하는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 역방향 채널들의 수는 초기에 설정된 역방향 채널 할당 요구 시도 횟수에 의해 측정되며, 상기 초기에 설정된 역방향 채널 할당 요구 시도 횟수는 상기 단말기들에 의한 역방향 채널의 할당 요구 시도 횟수에 의해 갱신됨을 특징으로 하는 억세스 프리앰블을 전송할 구간을 제공하는 방법.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 결정하는 과정은,

   상기 기지국에서 할당 가능한 랜덤 접근 채널의 자원을 사용하여 상기 단말기들에 의한 역방향 채널의 할당 요구 시도 횟수를 결정하는 과정을 포함하는 억세스 프리앰블을 전송할 구간을 제공하는 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 기지국이 전송하는 순방향 제어 메시지는 멀티캐스트 멀티미디어 방송을 위한 메시지임을 특징으로 하는 억세스 프리앰블을 전송할 구간을 제공하는 방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 결정하는 과정은,

   상기 사용이 허락되는 역방향 채널들의 수가 제1임계치 미만일 경우 상기 단말기들에 의한 역방향 채널의 할당 요구 시도 횟수를 미리 결정된 수만큼을 증가시키고, 상기 사용이 허락되는 역방향 채널들의 수가 제2임계치 이상일 경우 상기 단말기들에 의한 역방향 채널의 할당 요구 시도 횟수를 미리 결정된 수만큼 감소시키는 과정을 포함하는 억세스 프리앰블을 전송할 구간을 제공하는 방법.
7. 이동통신시스템에서 단말기들이 기지국 제어기에 의해 지속적으로 갱신되는 지속 값에 의해 억세스 프리앰블을 전송하는 방법에 있어서,

   상기 지속 값을 수신하고, 이전 지속 값을 상기 지속 값으로 변경하는 과정과,

   0에서 1사이의 실수 값을 임의로 결정하고, 상기 실수 값이 상기 변경한 지속 값보다 작으면 상기 억세스 프리앰블을 기지국으로 전송하는 과정을 포함하는 억세스 프리앰블을 전송하는 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 지속 값이 변경된 후, 미리 결정된 시간만큼 대기한 후 상기 지속 값을 상기 실수 값과 비교하는 과정을 더 포함하는 억세스 프리앰블을 전송하는 방법.
9. 제7항에 있어서,

   상기 실수 값이 상기 변경한 지속 값보다 크거나 같으면, 미리 결정된 시간만큼 대기한 후, 상기 지속 값을 수신하는 과정을 더 포함하는 억세스 프리앰블을 전송하는 방법.
10. 이동통신시스템에서 기지국 제어기가 단말기들에게 억세스 프리앰블을 전송할 구간을 제공하는 방법에 있어서,

    상기 기지국 제어기가 미리 설정되어 있는 시간 단위로 기지국에 의해 사용이 허락되는 역방향 채널들의 수를 측정하고, 상기 측정한 역방향 채널들의 수를 지속 값으로 갱신하여 상기 단말기들로 전송하는 과정과,

    상기 단말기들은 상기 갱신된 지속 값을 수신하고, 상기 갱신된 지속값을 이전 지속 값으로 변경하고, 0에서 1사이에서 임의로 결정한 실수 값이 상기 변경된 이전 지속 값보다 작으면 상기 억세스 프리앰블을 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함하는 억세스 프리앰블을 전송할 구간을 제공하는 방법.
11. 제10항에 있어서,

    상기 역방향 채널들의 수는 초기에 설정된 지속 값을 사용하여 측정되며, 상기 초기에 설정된 지속 값은 상기 역방향 채널들의 할당 요구 시도 횟수를 사용하여 갱신됨을 특징으로 하는 억세스 프리앰블을 전송할 구간을 제공하는 방법.
12. 삭제
13. 제10항에 있어서,

    상기 단말기들로 전송하는 과정은,

    상기 기지국에서 할당 가능한 랜덤접근채널의 자원을 사용하여 상기 지속값을 갱신하는 과정을 포함하는 억세스 프리앰블을 전송할 구간을 제공하는 방법.
14. 제10항에 있어서,

    상기 기지국이 전송하는 순방향 제어 메시지는 멀티캐스트 멀티미디어 방송을 위한 메시지임을 특징으로 하는 억세스 프리앰블을 전송할 구간을 제공하는 방법.
15. 제10항에 있어서,

    상기 역방향 채널들의 수가 제1임계치 미만일 경우, 상기 지속 값을 미리 결정된 레벨만큼을 증가시키는 과정과,

    상기 역방향 채널들의 수가 제2임계치 이상일 경우, 상기 지속 값을 미리 결정된 레벨만큼 감소시키는 과정을 더 포함하는 억세스 프리앰블을 전송할 구간을 제공하는 방법.
16. 제10항에 있어서,

    상기 기지국으로 전송하는 과정은,

    상기 갱신된 지속 값을 이전 지속 값으로 변경한 후, 미리 결정된 시간만큼 대기한 후, 상기 변경된 지속 값을 상기 실수 값과 비교하는 과정을 포함하는 억세스 프리앰블을 전송할 구간을 제공하는 방법.
17. 제10항에 있어서,

    상기 실수 값이 상기 변경된 지속 값보다 크거나 같으면, 미리 결정된 시간만큼 대기한 후 상기 지속 값을 수신하는 과정을 더 포함하는 억세스 프리앰블을 전송할 구간을 제공하는 방법.
18. 이동통신시스템에서 기지국 제어기가 단말기들에게 억세스 프리앰블을 전송할 구간을 제공하는 방법에 있어서,

    상기 단말기들로부터 요청된 멀티미디어 방송 멀티캐스트 서비스(MBMS: Multimedia Broadcast Multicast Service)가 제공될 것임을 통지하기 위해 상기 단말기들을 호출할 시, 초기 지속 값을 상기 단말기들에게 전송함으로써, 상기 단말기들이 상기 초기 지속 값을 사용하여 상기 억세스 프리앰블을 전송하도록 하는 과정과,

    미리 설정되어 있는 시간 단위로 상기 억세스 프리앰블들에 대응하여 기지국이 역방향 채널들의 사용을 허락한 허락 횟수를 측정하는 과정과,

    상기 측정한 허락 횟수를 상기 초기 지속 값으로 갱신하고, 상기 갱신한 지속 값을 포함하는 엑세스 컨트롤 메시지를 MBMS 제어채널을 통해 상기 단말기들에게 전송하는 과정을 포함하는 억세스 프리엠블을 전송할 구간을 제공하는 방법.
19. 제18항에 있어서,

    상기 MBMS 제어채널은 제2공통제어물리채널을 통해 전송함을 특징으로 하는 억세스 프리엠블을 전송할 구간을 제공하는 방법.
20. 이동통신시스템에서 단말기들이 기지국 제어기에 의해 제공되는 지속 값에 의해 억세스 프리앰블을 전송하는 방법에 있어서,

    상기 기지국 제어기로부터 요청된 멀티미디어 방송 멀티캐스트 서비스(MBMS: Multimedia Broadcast Multicast Service)가 제공될 것임을 통지함과 함께 상기 기지국 제어기로부터 제공되는 초기 지속 값을 사용하여 랜덤접근채널의 할당을 요청하는 상기 억세스 프리앰블을 전송하는 과정과,

    상기 초기 지속 값을 사용하여 상기 억세스 프리앰블을 전송하는 중 상기 기지국 제어기에 의해 갱신된 지속 값을 수신하면, 상기 초기 지속 값 또는 이전 지속 값을 상기 갱신된 지속 값으로 변경하는 과정과,

    0에서 1사이의 실수 값을 임의로 결정하고, 상기 실수 값이 상기 변경한 지속 값보다 작으면 상기 억세스 프리앰블을 기지국으로 전송하는 과정을 포함하는 억세스 프리앰블을 전송하는 방법.
21. 이동통신시스템에서 기지국 제어기가 단말기들에게 억세스 프리앰블을 전송할 구간을 제공하는 방법에 있어서,

    상기 단말기들에 의해 요청된 멀티미디어 방송 멀티캐스트 서비스(MBMS: Multimedia Broadcast Multicast Service)가 제공될 것임을 통지하기 위해 상기 단말기들을 호출 시 초기 지속 값을 상기 단말기들에게 전송하는 과정과,

    상기 단말기들이 상기 기지국 제어기로부터 상기 MBMS가 제공될 것임을 통지하는 호출과 함께 수신한 초기 지속 값을 사용하여 상기 호출에 대응하는 응답 메시지를 전송하기 위해 랜덤접근채널의 할당을 요청하는 상기 억세스 프리앰블을 상기 기지국 제어기로 전송하는 과정과,

    상기 기지국 제어기가 미리 설정되어 있는 시간 단위로 상기 억세스 프리앰블들에 대응하여 기지국이 역방향 채널들의 사용을 허락한 허락 횟수를 측정하는 과정과,

    상기 기지국 제어기가 상기 측정한 허락 횟수를 상기 초기 지속 값으로 갱신하고, 상기 갱신한 지속 값을 포함하는 MBMS 제어채널을 제2공통제어물리채널을 통해 상기 단말기들에게 전송하는 과정과,

    상기 단말기들이 상기 초기 지속 값을 사용하여 상기 억세스 프리앰블을 전송하는 도중 상기 갱신된 지속 값을 수신하면, 상기 초기 지속 값 또는 이전 지속 값을 상기 수신한 지속 값으로 변경하는 과정과,

    상기 단말기들이 상기 변경된 지속 값을 사용하여 상기 호출에 대응하는 응답 메시지를 상기 기지국 제어기로 전송하기 위해 랜덤접근채널의 할당을 요청하는 상기 억세스 프리앰블을 전송하는 과정을 포함하는 억세스 프리앰블을 전송할 구간을 제공하는 방법.

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