KR101265594B1

KR101265594B1 - 무선 이동통신 시스템에서 상향링크 억세스 채널을 통한메시지 전송 및 수신 방법

Info

Publication number: KR101265594B1
Application number: KR1020060006372A
Authority: KR
Inventors: 이영대; 안준기; 김봉회; 김학성; 노동욱; 서동연; 이정훈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-08-23
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2013-05-22
Anticipated expiration: 2026-01-20
Also published as: WO2007024101A1; US7983294B2; CN101248684A; CN101248684B; KR20070023484A; US20090016266A1

Abstract

본 발명은 무선 이동통신 시스템에서 상향링크 억세스 채널을 통한 메시지 전송 및 수신 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 억세스 채널을 통한 메시지 전송 방법은, 무선 이동통신 시스템에서 상향링크 억세스 채널(access channel)을 통한 메시지 전송 방법에 있어서, 상기 상향링크 억세스 채널을 통해 기지국으로의 제1 랜덤 억세스 과정을 수행하는 단계와, 상기 제1 랜덤 억세스 과정에서 상기 기지국으로 전송된 특정 프리앰블 또는 제1메시지의 송신전력으로부터 유도된 값을 초기 프리앰블의 송신전력으로 하여 제2 랜덤 억세스 과정을 수행하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이동통신, 억세스 슬롯, 프리앰블, 메시지, RACH, PRACH

Description

무선 이동통신 시스템에서 상향링크 억세스 채널을 통한 메시지 전송 및 수신 방법{Method of transmitting and receiving message on uplink access channel in mobile communications system}

도1은 UMTS 이동통신 시스템의 망 구조를 도시한 것임.

도2는 3GPP의 무선접속망 규격을 기반으로 한 단말과 UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸 도면임.

도3은 종래기술에 따른 물리채널 PRACH의 전송 방식을 설명하기 위한 도면임.

도4는 종래기술에 다른 하향 물리채널 AICH의 구조를 도시한 것임.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 억세스 채널을 통한 메시지 전송 및 수신 방법을 설명하기 위한 도면임.

도 6은 AICH 채널의 세부 구조를 도시한 것임.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 하향링크 억세스 슬롯의 구조를 도시한 도면임.

본 발명은 무선 이동통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선 이동통신 시스템에서 상향링크 억세스 채널을 통한 메시지 전송 및 수신 방법에 관한 것이다.

도1은 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 이동통신 시스템의 망 구조를 도시한 것이다. UMTS 시스템은 크게 단말(User Equipment; 'UE'라 약칭함)과 UTMS 무선접속망(UMTS Terrestrial Radio Access Network; 이하 'UTRAN'이라 약칭함) 및 핵심망(Core Network; 이하 CN이라 약칭함)으로 이루어져 있다. UTRAN은 한 개 이상의 무선망부시스템(Radio Network Sub-systems; 이하 'RNS'라 약칭함)으로 구성되며, 각 RNS는 하나의 무선망제어기(Radio Network Controller; 이하 'RNC'라 약칭함)와 이 RNC에 의해서 관리되는 하나 이상의 기지국(이하 'Node B')으로 구성된다. 하나의 Node B에는 하나 이상의 셀(Cell)이 존재한다.

도2는 3GPP의 무선접속망 규격을 기반으로 한 단말과 UTRAN 사이의 무선인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸 도면이다. 도2의 무선인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크계층(Data Link Layer) 및 네트워크계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)과 제어신호(Signaling)전달을 위한 제어평면(Control Plane)으로 구분된다. 도2의 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형시스템간상호접속(Open System Interconnection; OSI)기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.

도2의 각 계층을 설명하면 다음과 같다. 상기 제1계층인 물리계층은 물리채 널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control)계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 매체접속제어계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고, 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다.

제2계층의 매체접속제어 (Medium Access Control; 이하 'MAC'이라 약칭함)는 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control)계층에게 서비스를 제공한다. 제2계층의 무선링크제어(Radio Link Control; 이하 'RLC'라 약칭함)계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원하며, 상위계층으로부터 내려온 RLC 서비스데이터단위(Service Data Unit; 이하, 'SDU'라 약칭함)의 분할 및 연결(Segmentation and Concatenation) 기능을 수행할 수 있다.

제3계층의 가장 하부에 위치한 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 'RRC'라 약칭함)계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선베어러 (Radio Bearer; 'RB'라 약칭함)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 UTRAN간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미하고, 일반적으로 RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 필요한 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다.

이하에서 비동기식 이동통신 시스템인 WCDMA의 전송채널(transport channel) 중의 하나인 RACH(Random Access Channel)에 대해 상술한다. RACH는 상향으로 짧은 길이의 데이터를 전송하기 위해 사용되며, RRC 연결요청메시지(RRC Connection Request Message)와 셀갱신메시지(Cell Update Message), URA 갱신메시지(URA Update Message) 등의 일부 RRC 메시지도 RACH를 통해 전송된다. 논리채널 CCCH(Common Control Channel), DCCH(Dedicated Control Channel), DTCH(Dedicated Traffic Channel)가 전송채널 RACH에 매핑될 수 있으며, 전송채널 RACH는 다시 물리채널 PRACH(Physical Random Access Channel)에 매핑된다.

도3은 종래기술에 따른 물리채널 PRACH의 전송 방식을 설명하기 위한 도면이다. 도3에 도시된 바와 같이, 상향 물리채널 PRACH는 프리앰블 부분(Preamble Part)과 메시지 부분(message Part)으로 나누어진다. 프리앰블 부분은 메시지 전송에 사용되는 적절한 전송전력을 조절하는 전력램핑(Power Ramping) 기능과 여러 단말간의 충돌(Collision)을 방지하는 기능을 수행하며, 메시지 부분은 MAC 계층으로부터 물리채널에 전달된 MAC PDU(Protocol Data Unit)를 전송하는 역할을 수행한다.

단말의 MAC 계층이 단말의 물리계층에 PRACH 전송을 지시하면, 단말 물리계층은 먼저 하나의 엑세스 슬롯(Access Slot)과 하나의 시그너쳐(Signature)를 선택하여 PRACH 프리앰블을 기지국(Node B)으로 상향 전송한다. 상기 프리앰블은 1.33 ms 길이의 엑세스 슬롯 구간 동안 전송되며, 엑세스 슬롯의 처음 일정 길이 동안에 16가지 시그너쳐들 중 하나의 시그너쳐를 선택하여 전송한다.

단말이 프리앰블을 전송하면 기지국은 하향 물리채널 AICH(Acquisition Indicator Channel)을 통해 응답신호를 전송한다. 상기 프리앰블에 대한 응답으로 전송되는 AICH는 상기 프리앰블이 전송된 엑세스 슬롯에 대응되는 엑세스 슬롯(Access Slot)의 처음 일정 길이 동안 상기 프리앰블이 선택한 시그너쳐를 전송한다. 이때, 기지국은 상기 AICH가 전송하는 시그너쳐를 통해 긍정적인 응답(ACK) 또는 부정적인 응답(NACK)을 단말에게 전송한다. 만일, 상기 단말이 ACK을 수신하면, 상기 단말은 상기 전송한 시그너쳐에 대응되는 OVSF 코드를 사용하여 10ms 또는 20ms 길이의 메시지 부분을 전송한다. 상기 단말이 NACK을 수신하면, 상기 단말의 MAC 계층은 적당한 시간 이후에 상기 단말의 물리계층에게 다시 PRACH 전송을 지시한다. 한편, 상기 단말이 전송한 프리앰블에 대응되는 AICH를 수신하지 못하였을 경우, 상기 단말은 정해진 엑세스 슬롯 이후에 이전 프리앰블보다 한 단계 높은 전력으로 새로운 프리앰블을 전송한다.

도4는 종래기술에 따른 하향 물리채널 AICH의 구조를 도시한 것이다. 하향 물리채널 AICH는 5120 칩(chips) 길이의 엑세스 슬롯 동안 16심볼 시그너쳐 S_i(i = 0...15)를 전송한다. 여기서, 단말은 S₀부터 S₁₅까지 있는 시그너쳐들 중에서 임의의 시그너쳐 S_i를 선택하여 처음 4096 칩 길이 동안 시그너쳐를 전송하며, 나머지 1024 칩 길이 동안 어떤 심볼도 전송하지 않는 전송전력 'OFF' 구간으로 설정한다. 한편, 상향 물리채널 PRACH의 프리앰블 부분도 도4와 유사하게 처음 4096 칩 길이 동안 16심볼 시그너쳐 S_i(i = 0...15)를 전송한다.

상기한 바와 같은 종래기술에 따르면 단말이 초기 연결 설정 과정에서 기지국에 PRACH 채널을 통해 억세스하는 경우에 상기 기지국으로 전송할 수 있는 데이터의 양이 제한적이다. 따라서, 종래기술에 따르면 PRACH를 통해 전송되는 메시지로 수용 가능한 양보다 더 많은 데이터가 존재하고, 그 데이터 전송을 위해 전용 채널을 설정하면 채널 자원의 낭비가 발생할 경우에 유연하게 대처하지 못하는 문제점이 있다.

종래 기술의 RACH 전송에 있어서, RACH 전송을 연속적으로 이어서 실행할 경우, 이어서 실행되는 RACH 과정의 초기 프리앰블 전력은 상위 RRC 계층에서 지정한 일정한 값으로 고정된다. 따라서, 이전에 사용된 송신전력을 이용하여 보다 효율적으로 프리앰블을 설정할 수 없다. 또한, 초기 프리앰블을 잘못 설정할 경우 전력 램핑에 소요되는 시간이 늘어남으로 PRACH 전송 과정이 늘어나는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 상향링크 억세스 채널을 통해 보다 많은 데이터의 전송이 가능한 억세스 채널을 통한 메시지 전송 및 수신 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 억세스 채널을 통한 단말의 억세스 과정에서 효율적으로 송신전력을 설정하여 메시지 전송을 신속하게 할 수 있는 억세스 채널을 통한 메시지 전송 및 수신 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 단말의 억세스 채널을 통한 메시지 전송에 대하여 기지국으로부터 수신 응답 신호를 전달받아서 메시지의 재전송 여부를 빠르게 결정할 수 있는 억세스 채널을 통한 메시지 전송 및 수신 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양상으로서, 본 발명에 따른 억세스 채널을 통한 메시지 전송 방법은, 무선 이동통신 시스템의 단말에서 상향링크 억세스 채널(access channel)을 통한 메시지 전송 방법에 있어서, 상기 상향링크 억세스 채널을 통해 기지국으로의 제1 랜덤 억세스 과정을 수행하는 단계와, 상기 제1 랜덤 억세스 과정에서 상기 기지국으로 전송된 특정 프리앰블 또는 제1메시지의 송신전력으로부터 유도된 값을 초기 프리앰블의 송신전력으로 하여 제2 랜덤 억세스 과정을 수행하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 제2 랜덤 억세스 과정은, 상기 기지국으로 상기 초기 프리앰블을 포함한 적어도 하나 이상의 프리앰블을 전송하는 단계와, 상기 기지국으로부터 상기 적어도 하나 이상의 프리앰블 중에서 마지막 프리앰블에 대한 응답 신호를 수신하는 단계와, 상기 기지국으로 제2메시지를 전송하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 마지막 프리앰블에 대한 응답 신호 및 상기 제2메시지에 대한 응답 신호는 상기 하향링크 억세스 슬롯의 서로 다른 영역을 통해 수신될 수 있다.

본 발명의 다른 양상으로서, 본 발명에 따른 억세스 채널을 통한 메시지 수신 방법은, 무선 이동통신 시스템에서 상향링크 억세스 채널을 통한 메시지 수신 방법에 있어서, 단말과 상기 상향링크 억세스 채널을 통해 제1 랜덤 억세스 과정을 수행하는 단계와, 상기 제1 랜덤 억세스 과정에서 상기 단말로부터 전송된 특정 프 리앰블 또는 제1메시지의 송신전력으로부터 유도된 값을 초기 프리앰블의 송신전력으로 하여 상기 단말과 제2 랜덤 억세스 과정을 수행하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 제2 랜덤 억세스 과정은, 상기 단말이 기지국으로 상기 초기 프리앰블을 포함한 적어도 하나 이상의 프리앰블을 전송하는 단계와, 상기 기지국이 상기 단말로 상기 적어도 하나 이상의 프리앰블 중에서 마지막 프리앰블에 대한 응답 신호를 전송하는 단계와, 상기 단말이 상기 기지국으로 제2메시지를 전송하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상으로서, 본 발명에 따른 상향링크 억세스 채널을 통한 메시지 전송 방법은, 상향링크 억세스 채널을 통한 랜덤 억세스 과정에서 단말로부터 전송된 프리앰블에 대한 응답 신호와 메시지에 대한 응답 신호를 하향링크 억세스 슬롯의 서로 다른 영역을 통해 전송하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 양상으로서, 본 발명에 따른 상향링크 억세스 채널을 통한 메시지 전송 방법은, 무선 이동통신 시스템의 단말에서 상향링크 억세스 채널을 통한 메시지 전송 방법에 있어서, 상기 상향링크 억세스 채널을 통해 기지국으로의 제1 랜덤 억세스 과정을 수행하는 단계와, 상기 기지국으로부터 상기 제1 랜덤 억세스 과정에서 상기 기지국으로 전송된 제1메시지에 대한 응답 신호를 수신하는 단계와, 상기 상향링크 억세스 채널을 통해 제2 랜덤 억세스 과정을 수행하여 제2메시지를 전송하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 양상으로서, 본 발명에 따른 상향링크 억세스 채널을 통 한 메시지 수신 방법은, 무선 이동통신 시스템에서 상향링크 억세스 채널을 통한 메시지 수신 방법에 있어서, 단말과 상기 상향링크 억세스 채널을 통해 제1 랜덤 억세스 과정을 수행하는 단계와, 상기 단말로 상기 제1 랜덤 억세스 과정에서 상기 단말로부터 전송된 제1메시지에 대한 응답 신호를 전송하는 단계와, 상기 단말과 상기 상향링크 억세스 채널을 통한 제2 랜덤 억세스 과정을 수행하여 제2메시지를 수신하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 양상으로서, 본 발명에 따른 상향링크 억세스 채널을 통한 메시지 전송 방법은, 기지국과 상향링크 억세스 채널을 통해 제1 랜덤 억세스 과정을 수행하는 단계와, 상기 기지국과 상기 상향링크 억세스 채널을 통해 제2 랜덤 억세스 과정을 수행하는 단계를 포함하되, 상기 제1 랜덤 억세스 과정 수행 후 일정 임계치 시간(Tr)이 경과된 시점 또는 그 이전에 상기 제2 랜덤 억세스 과정을 시도하는 경우에는 상기 제2 랜덤 억세스 과정의 최초 프리앰블의 송신전력은 상기 제1 랜덤 억세스 과정의 마지막 프리앰블 또는 제1메시지 송신전력에 대한 일정한 전력 옵셋값으로 설정되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 랜덤 억세스 과정의 최초 프리앰블의 송신전력은 상기 제1 랜덤 억세스 과정의 상기 제1메시지에 대한 긍정응답 신호(ACK)를 받았을 때와 부정응답 신호(NACK)를 받았을 때 각각 달리 설정될 수 있다. 예를 들어 상기 제2 랜덤 억세스 과정의 최초 프리앰블 송신전력은 ACK을 받았을 때 NACK을 받았을 때보다 크게 설정될 수 있다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 본 발명의 바람직한 실시예에 의 해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 억세스 채널을 통한 메시지 전송 및 수신 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 5a 및 도 5b의 실시예는 본 발명에 따른 기술적 사상이 WCDMA 무선 이동통신 시스템에 적용된 예로서, 상향링크 억세스 채널인 PRACH(Physical Random Access Channel)를 통한 메시지 전송 및 수신 방법에 관한 것이다.

도 5a에서 S51 ~ S54의 단계는 단말이 PRACH를 통해 기지국으로의 제1 랜덤 억세스 과정을 수행하는 단계이다. 일반적으로, 랜덤 억세스 과정이라 함은 단말이 기지국으로 상향링크 억세스 채널을 통해 적어도 하나 이상의 프리앰블을 전송하고, 상기 기지국으로부터 특정 프리앰블에 대한 응답 신호를 수신한 후, 상기 단말이 상기 기지국으로 메시지를 전송하는 과정을 의미한다. 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

단말은 다수의(S₀ ~ S₁₅)의 시그너쳐들 중에서 임의의 시그너쳐 S_i를 선택하여 임의의 억세스 슬롯을 통해 프리앰블(제1프리앰블 #1)을 전송한다[S51]. 이때, 상기 프리앰블의 송신전력은 기 설정된 방식에 의해 결정될 수 있다.

상기 제1프리앰블 #1의 전송에 대해 상기 단말이 상기 제1프리앰블 #1이 전송된 상향링크 억세스 슬롯에 대응되는 하향링크 억세스 슬롯을 통해 상기 기지국으로부터 부정 응답(negative acquisition indicator)을 수신한 경우, 상기 단말은 랜덤 억세스 과정을 중단할 수 있다.

상기 단말이 상기 제1프리앰블 #1이 전송된 상향링크 억세스 슬롯에 대응되는 하향링크 억세스 슬롯을 통해 상기 기지국으로부터 상기 프리앰블 전송에 대한 응답(AI: Acquisition Indicator)을 받지 못한 경우, 상기 단말은 임의의 시그너쳐를 다시 선택하여 다음 이용 가능한 상향링크 억세스 슬롯을 통해 상기 기지국으로 프리앰블(제1프리앰블 #2)을 다시 전송한다[S52]. 상기 제1프리앰블 #2의 송신전력은 ΔP₀[dB]만큼 증가된다(power ramping). 이때, 증가된 송신전력이 허용된 최대 전력보다 일정 임계치 이상인 경우 상기 단말은 상향링크 억세스 과정을 중단할 수 있다. 또한, 프리앰블의 전송 회수 또는 전송 시간에 대한 임계값을 설정하여 그 이상인 되는 경우 억세스 과정을 중단할 수 있다.

상기 제1프리앰블 #2의 전송에 대해 상기 단말이 상기 제1프리앰블 #2가 전송된 상향링크 억세스 슬롯에 대응되는 하향링크 억세스 슬롯을 통해 상기 기지국으로부터 수신한 응답 신호(AI #1)가 긍정 응답 신호(ACK)인 경우[S53], 상기 단말은 대응되는 상향링크 억세스 슬롯들을 통하여 10ms 또는 20ms 길이의 메시지(제1메시지)를 전송한다[S54]. 상기 제1메시지를 전송하는데 사용되는 채널코드는 상기 제1프리앰블 #2와 매핑되는 OVSF 코드 트리 중에서 어느 하나의 OVSF 코드로 결정된다. 상기 메시지의 제어 부분(control part)의 송신전력은 상기 제1프리앰블 #2의 송신전력에 대한 P_p _-m[dB] 전력 옵셋(power offset) 값으로 설정된다. 상기 메시지의 데이터 부분(data part)의 송신전력은 상기 제어 부분의 송신전력으로부터 유도될 수 있다.

상기 기지국은 상기 단말로부터 수신된 상기 제1메시지에 대한 응답(RI: RACH message Indicator)을 상기 제1프리앰블 #2가 전송된 상향링크 억세스 슬롯에 대응되는 하향링크 억세스 슬롯을 통해 전송한다[S55]. 바람직하게는, 상기 제1메시지에 대한 응답(RI)는 상기 하향링크 억세스 슬롯의 일부 영역을 통해 전송된다.

도 6은 AICH(Acquisition Indicator Channel)의 세부 구조를 도시한 것이다. AICH는 고정된 확산계수(SF: Spreading Factor)를 갖는 물리채널로서, 각각 5120 칩 길이를 갖는 15 개의 연속적인 억세스 슬롯들로 구성된다. 각 억세스 슬롯은 두 영역으로 구성되는데, 하나는 32 개의 실수값(real-valued) 신호들(a_o, ..., a₃₁)로 구성되는 AI 영역이고, 다른 하나는 1024 칩 길이를 갖는 송신전력 OFF 영역이다. 상기 송신전력 OFF 영역은 다른 용도로 사용하기 위해 유보된(reserved)된 영역으로서, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서 단말로부터 전송되는 메시지에 대한 응답(RI)을 전송하기 위한 채널(RICH: RACH message Indicator Channel)로 이용한다.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 하향링크 억세스 슬롯의 구조를 도시한 도면이다. 도 7에서, 상기 하향링크 억세스 슬롯은 두 개의 영역으로 나누어진다. 즉, 전체 5120 칩들 중에서 전반부의 4096 칩은 단말로부터 전송되는 프리앰블에 대한 응답(AI)을 전송하기 위한 AICH에 할당되고, 나머지 후반부의 1024 칩은 단말로부터 전송되는 메시지에 대한 응답(RI)을 전송하기 위한 RICH(RACH message Indicator Channel)에 할당된다.

RICH 전송시 AICH와 동일하거나 일정한 규칙에 의해 연관된 시그너쳐를 사용 하는 것이 바람직하다. 즉, RICH에서는 AICH에서 사용되는 시그너쳐와 동일하거나 일정한 매핑 관계가 있는 시그너쳐를 사용한다. 또한, RICH는 AICH와 동일한 스크램블링 코드를 사용하는 것이 바람직하다. 그렇게 되면, 상기 단말은 미리 알고 있는 채널코드 및 스크램블링 코드를 이용하여 AICH와 RICH를 모니터링할 수 있다.

RICH는 AICH와 동일한 확산 계수를 사용할 경우에 1024 칩 길이 동안에 4개 심볼(symbol)의 시그너쳐를 전송할 수 있다. 이때, 시그너쳐는 8개 실수 값(real-valued) 신호들인 A0,...,A7로 구성되며, 배직교 코드(bi-orthogonal code)이다. 여기서, j번째 시그너쳐 비트 A_j는 다음의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.

A_j = RI₀ * B_0,j + RI₁ * B_1,j + RI₂ * B_2,j + RI₃ * B_3,j

RI_k는 1, -1 또는 0 값을 가진다. 단말로부터 전송되는 메시지에 대해 긍정 응답(ACK)을 전송할 때 RI_k는 1의 값을 갖고, 부정 응답(NACK)을 전송할 때 RI_k는 -1 또는 0 값을 가진다. 표 1 및 표 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 4심볼 및 8심볼의 시그너쳐 패턴 B_k _,j의 일예를 나타낸다. 상기 시그너쳐 패턴은 서로 다른 k 값에 대하여 상호 직교성을 가지는 어떤 형태의 패턴도 가능하다. 상기 RICH를 통해 전송되는 메시지 응답 신호(RI)는 사용되는 시그너쳐 패턴의 종류, 상기 메시지 응답 신호(RI)를 수신할 단말의 개수 등에 따라 다양한 형태로 구성할 수 있다.

k	B_k _,0	B_k _,1	B_k _,2	B_k _,3	B_k _,4	B_k _,5	B_k _,6	B_k _,7
0	1	1	1	1	1	1	1	1
1	1	1	-1	-1	1	1	-1	-1
2	1	1	1	1	-1	-1	-1	-1
3	1	1	-1	-1	-1	-1	1	1

k	B_k _,0	B_k _,1	B_k _,2	B_k _,3	B_k _,4	B_k _,5	B_k _,6	B_k _,7	B_k _,8	B_k _,9	B_k _,10	B_k _,11	B_k _,12	B_k _,13	B_k _,14	B_k _,15
0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
1	1	1	-1	-1	1	1	-1	-1	1	1	-1	-1	1	1	-1	-1
2	1	1	1	1	-1	-1	-1	-1	1	1	1	1	-1	-1	-1	-1
3	1	1	-1	-1	-1	-1	1	1	1	1	-1	-1	-1	-1	1	1
4	1	1	1	1	1	1	1	1	-1	-1	-1	-1	-1	-1	-1	-1
5	1	1	-1	-1	1	1	-1	-1	-1	-1	1	1	-1	-1	1	1
6	1	1	1	1	-1	-1	-1	-1	-1	-1	-1	-1	1	1	1	1
7	1	1	-1	-1	-1	-1	1	1	-1	-1	1	1	1	1	-1	-1

단말로부터 전송된 메시지에 대한 응답을 전송하는 임의의 RICH 시그너쳐 k는 상기 제1메시지가 사용한 채널코드(예를 들어, OVSF 코드)와 매핑되고, 상기 제1메시지 전송을 위해 마지막으로 전송된 프리앰블(제1프리앰블 #1)의 시그너쳐와 매핑된다. RI #1에 사용되는 시그너쳐는 상기 제1프리앰블 #1에서 사용된 시그너쳐와 동일한 것이 바람직하다. 서로 다른 프리앰블 시그너쳐로 전송된 메시지들은 서로 다른 채널코드를 사용하며, 서로 다른 프리앰블 시그너쳐로 전송된 메시지들의 응답으로 전송되는 RICH는 서로 다른 시그너쳐를 사용한다.

상기 단말은 상기 제1메시지를 전송한 후[S54], 상기 제1메시지의 전송 또는 상기 제1메시지의 프리앰블(제1프리앰블 #2) 전송에 대응되는 억세스 슬롯 동안 상기 RICH를 통해 전송되는 메시지 응답 신호(RI #1)를 수신한다[S55]. 상기 단말은상기 메시지 응답 신호(RI #1)를 수신하면, 필요에 따라 제2 랜덤 억세스 과정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 단말이 상기 기지국으로 전송해야 하는 데이터를 더 가지고 있는 경우 초기 프리앰블을 전송하는 것을 시작으로 하여 랜덤 억세스 과정을 다시 한 번 수행한다. 상기 초기 프리앰블의 송신 전력은 상기 제1 랜덤 억세스 과정에서 상기 단말로부터 상기 기지국으로 전송된 특정 프리앰블 또는 상기 제1메시지의 송신전력으로부터 기 결정된 방식에 따라 유도되는 것이 바람직하다.

상기 단말이 RICH를 통해 수신한 응답 신호(RI #1)가 긍정 응답 신호(ACK)인 경우 상기 단말은 상위 계층에 ACK을 수신하였음을 알리며, 소정 시간 이후에 필요에 따라 상기 제1메시지에 포함된 데이터와는 다른 데이터를 포함하는 제2메시지 전송을 위한 제2프리앰블을 전송한다[S56]. 상기 소정 시간에 대한 정보는 상위 계층으로부터 전달될 수 있다.

RICH를 통해 수신된 응답 신호(RI #1)가 부정 응답(NACK)이거나 시그너쳐를 수신하지 못한 경우 상기 단말은 상위 계층에 메시지 전송에 실패했음을 알리며, 일정 시간 이후에 처음 메시지에 포함된 데이터와 동일한 데이터를 포함하는 제2메시지 전송을 위한 프리앰블(제2프리앰블)을 전송한다[S56]. 상기 제2프리앰블에 사용되는 시그너쳐는 상기 단말과 기지국이 모두 알 수 있도록 상기 제1프리앰블 #1에 사용된 시그너쳐와 일정한 연관성을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 제1프리앰블 #에서 n 번째 시그너쳐를 사용한 경우, 상기 제2프리앰블에서는 (n+α) 번째 시그너쳐를 사용하는 것으로 기지국과 단말 간에 미리 약속할 수 있다. 상기 제2프리앰블과 상기 제1프리앰블 #1은 동일한 시그너쳐를 사용하는 것도 가능하다.

RICH를 통해 응답 신호(RI #1)를 수신한 후 일정 시간 경과한 시점 또는 상기 일정 시간 이내에 상기 제2프리앰블을 전송하는 경우, 상기 제2프리앰블의 최초 송신전력은 상기 제1메시지 또는 상기 제1메시지의 전송을 위해 마지막으로 전송된 프리앰블(제1프리앰블 #2)의 송신전력으로부터 유도되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 일정 시간에 대한 정보는 상위 계층으로부터 전달될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제2프리앰블의 최초 송신전력은 상기 제1메시지 또는 상기 제1프리앰블 #2의 송신전력에서 일정한 옵셋값만큼 차이나는 전력이다. 상기 옵셋값은 0이거나 양의 값인 것이 바람직하나, 음의 값일 수도 있다. 또한, 상기 옵셋값은 상위계층인 RRC(Radio Resource Control)나 MAC(Medium Access Control) 계층에서 지시한 값을 사용하거나 또는 물리계층이 지정한 값을 사용할 수 있다. RICH를 통해 수신된 응답 신호(RI #1)가 부정 응답(NACK)이거나 시그너쳐를 수신하지 못한 경우 상기 제2프리앰블의 송신전력은 상기 제1 랜덤 억세스 과정의 초기 프리앰블의 송신전력으로부터 유도되거나, 상기 제1 랜덤 억세스 과정과 상관없이 소정 규칙에 따라 결정된 값을 사용할 수 있다.

상기 기지국은 상기 제2프리앰블에 대하여 대응되는 하향링크 억세스 슬롯 동안 AICH 채널을 통해 응답 신호(AI #2)를 전송한다[S57]. 상기 단말이 상기 기지국으로부터 수신한 응답 신호(AI #2)가 긍정 응답 신호(ACK)인 경우 상기 단말은 제2메시지를 상기 기지국으로 전송한다[S58]. 도 5b에서 제1메시지와 제2메시지는 동일한 데이터일 수도 있고 또는 다른 데이터일 수도 있다. 즉, 상기 제1메시지에 대한 응답으로 ACK을 수신한 경우 상기 제1메시지와 제2메시지는 다른 데이터를 포함고, 상기 제1메시지에 대한 응답이 NACK인 경우 상기 제1메시지와 제2메시지는 동일한 데이터를 포함한다. 동일한 데이터인 경우, 상기 제2메시지는 상기 제1메시지의 재전송에 해당한다. 이때, 상기 제2메시지의 송신전력은 제어 부분과 데이터 부분으로 나누어 상기 제1메시지의 경우에서와 마찬가지로 결정될 수 있다. RICH를 통해 수신된 응답 신호(RI #1)가 부정 응답(NACK)이거나 시그너쳐를 수신하지 못한 경우 상기 제2메시지의 송신전력은 상기 제1메시지의 송신전력으로부터 유도될 수 있다. 상기 기지국은 재전송된 상기 제2메시지를 상기 제1메시지와 결합하여 복호할 수도 있고, 상기 제2메시지만을 복호하는 것도 가능하다.

상기 기지국은 상기 제2메시지에 대한 응답 신호(RI #2)를 RICH를 통해 상기 단말로 전송한다[S59]. 상기 단말이 상기 제2메시지 전송에 대응되는 엑세스 슬롯(RI #2 구간) 동안 RICH를 통해 수신한 응답 신호(AI)가 긍정 응답 신호(ACK)인 경우, 상기 단말의 물리계층은 MAC 계층에 상기 RICH를 통해 ACK을 수신했음을 알려준다. 한편, 상기 제2메시지 전송에 대응되는 억세스 슬롯(RI #2 구간) 동안 상기 RICH를 통해 NACK을 수신하였거나 아무것도 수신하지 못하였을 경우, 상기 단말의 물리계층은 MAC 계층에 상기 제2메시지 전송에 실패했음을 알려준다. 이후, 상기 단말은 상기 제2메시지를 재전송하기 위해 다시 프리앰블을 전송할 수 있다.

또는, 만일 상기 단말이 임의의 메시지에 대하여 RICH를 통해 NACK을 수신한 경우에는, 시그너쳐를 수신하지 못한 경우와 달리, 상기 단말의 물리 계층은 상위 계층에 NACK 수신을 통보하고 상위 계층의 명령에 따라서 일정 시간 이후에 상기 임의의 메시지 전송 과정을 처음부터 다시 시도할 수 있다. 이때, 프리앰블의 최초 전송 전력은 이전에 전송한 메시지의 프리앰블 송신전력이나 메시지의 송신전력과는 무관하게 일반적으로 프리앰블 최초 전송을 위해 지정된 송신 전력을 이용할 수 있다.

본 실시예에서는 메시지에 대한 수신 여부를 RICH를 통해 수신하는 경우를 예를 들었어나, 종래의 AICH를 그대로 메시지에 대한 수신 여부를 나타내는데 사용할 수도 있고, 별도의 채널을 사용할 수도 있으며, 이는 본 발명을 한정하지 않는다.

하나의 메시지의 재전송 과정은 RICH 채널을 통해 ACK을 수신할 때까지 계속 수행되거나 또는 RRC 계층에서 결정한 최대 메시지 재전송 횟수만큼 반복된다. 최대 메시지 재전송 횟수는 RRC 계층이 물리계층에 알려줄 수 있다. 상기의 과정을 필요에 따라 반복함으로써 상향링크 억세스 채널(RACH)를 통해 전송할 수 있는 데이터의 양을 증가시킬 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 상향링크 억세스 채널을 통해 보다 많은 데이터의 전송이 가능하다.

둘째, 억세스 채널을 통한 단말의 억세스 과정에서 효율적으로 송신전력을 설정하여 메시지 전송을 신속하게 할 수 있다.

셋째, 단말의 억세스 채널을 통한 메시지 전송에 대하여 기지국으로부터 수신 응답 신호를 전달받아서 메시지의 재전송 여부를 빠르게 결정할 수 있다.

Claims

무선 이동통신 시스템의 단말이 상향링크 랜덤 억세스 채널(random access channel, RACH)을 통해 메시지를 전송하는 방법에 있어서,

기지국으로 제1메시지를 전송하기 위해, 상기 기지국으로부터 제1 프리앰블에 대한 긍정 응답(ACK)을 수신할 때까지 상기 제1 프리앰블을 적어도 한 개의 상향링크 억세스 슬롯의 RACH를 통해 상기 기지국으로 전송하는 제1 랜덤 억세스 과정을 수행하고, 상기 제1메시지를 상기 기지국으로 전송하되, 상기 제1 랜덤 억세스 과정은 상기 기지국으로부터 상기 제1 프리앰블에 대한 응답을 수신하지 못할 때마다 상기 제1 프리앰블의 송신 전력을 증가시키는, 단계; 및

상기 기지국으로 제2메시지를 전송하기 위해, 상기 기지국으로부터 제2 프리앰블에 대한 긍정 응답을 수신할 때까지 상기 제2 프리앰블을 적어도 한 개의 상향링크 억세스 슬롯의 RACH를 통해 상기 기지국으로 전송하는 제2 랜덤 억세스 과정을 수행하고, 상기 제2 랜덤 억세스 과정은 상기 제1 랜덤 억세스 과정에서 전송된 상기 제1 프리앰블의 마지막 송신전력 또는 상기 제1메시지의 송신전력으로부터 유도된 값을 초기 송신전력으로 하여 상기 제2 프리앰블을 전송하는, 단계를 포함하되,

상기 제1메시지에 대한 응답을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함하며,

상기 제1 프리앰블에 대한 응답과 상기 제2 프리앰블에 대한 응답은 해당 프리앰블이 전송된 상향링크 억세스 슬롯(이하, 제1 상향링크 슬롯)에 대응되는 하향링크 억세스 슬롯(제1 하향링크 억세스 슬롯) 내 응답 채널(acquisition indicator channel, AICH)(이하, 제1 AICH) 및 RACH 메시지 응답 채널(RACH message indicator channel, RICH)(이하, 제1 RICH) 중 상기 제1 AICH에서 수신하고, 상기 제1 메시지에 대한 응답은 상기 제1메시지가 전송된 상향링크 억세스 슬롯(이하, 제2 상향링크 억세스 슬롯)에 대응되는 하향링크 억세스 슬롯(이하, 제2 하향링크 억세스 슬롯) 내 AICH(이하, 제2 AICH) 및 RICH(이하, 제2 RICH) 중 상기 제2 RICH에서 수신하는,

억세스 채널을 통한 메시지 전송 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 하향링크 억세스 슬롯과 상기 제2 하향링크 억세스 슬롯은 각각 5120개의 칩 길이를 가지며,

상기 제1 하향링크 억세스 슬롯의 선두 4096개 칩은 상기 제1 AICH에 할당되고, 상기 제1 하향링크 억세스 슬롯의 후반 1024개 칩은 상기 제1 RICH에 할당되며,

상기 제2 하향링크 억세스 슬롯의 선두 4096개 칩은 상기 제2 AICH에 할당되고, 상기 제2 하향링크 억세스 슬롯의 후반 1024개 칩은 상기 제2 RICH에 할당되는 것을 특징으로 하는,

억세스 채널을 통한 메시지 전송 방법.
제1항에 있어서,

상기 제2 랜덤 억세스 과정에서 전송되는 상기 제2 프리앰블의 상기 초기 송신전력은 상기 제1 프리앰블의 상기 마지막 송신전력 또는 상기 제1메시지의 상기 송신전력에 소정 옵셋값을 가산 또는 감산한 값인 것을 특징으로 하는,

억세스 채널을 통한 메시지 전송 방법.
제1항에 있어서,

상기 기지국으로 상기 제2메시지를 전송하는 단계를 포함하고,

상기 제2메시지의 송신전력은 상기 제2 프리앰블의 마지막 송신전력으로부터 유도되는 것을 특징으로 하는,

억세스 채널을 통한 메시지 전송 방법.
제1항에 있어서,

상기 제2 랜덤 억세스 과정에서 사용되는 시그너쳐(signature)는 상기 제1 랜덤 억세스 과정에서 사용되는 시그너쳐와 동일하거나 소정의 관련성을 갖는 것을 특징으로 하는,

억세스 채널을 통한 메시지 전송 방법.
제4항에 있어서,

상기 제1메시지에 대한 응답이 긍정 응답인 경우, 상기 제2메시지는 상기 제1메시지에 포함된 데이터와 서로 다른 데이터를 포함하는 메시지인 것을 특징으로 하는,

억세스 채널을 통한 메시지 전송 방법.
제4항에 있어서,

상기 제1메시지에 대한 응답이 부정 응답(NACK)인 경우, 상기 제2메시지는 상기 제1메시지에 포함된 데이터와 동일한 데이터를 포함하는 메시지인 것을 특징으로 하는,

억세스 채널을 통한 메시지 전송 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 프리앰블에 대해 부정 응답을 수신하면, 상기 제1 랜덤 억세스 과정을 중단하는,

억세스 채널을 통한 메시지 전송 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2 프리앰블에 대해 부정 응답을 수신하면, 상기 제2 랜덤 억세스 과정을 중단하는,

억세스 채널을 통한 메시지 전송 방법.
무선 이동통신 시스템에서 기지국이 상향링크 랜덤 억세스 채널(random access channel, RACH)을 통해 메시지를 수신하는 방법에 있어서,

단말로부터 제1메시지를 수신하기 위해, 상향링크 억세스 슬롯의 RACH를 통해 제1 프리앰블을 수신하고 상기 제1프리앰블에 대한 긍정 응답(ACK)을 상기 단말에게 전송하는 제1 랜덤 억세스 과정을 수행하고, 상기 단말로부터 상기 제1메시지를 수신하는 단계; 및

상기 단말로부터 제2메시지를 수신하기 위해, 상향링크 억세스 슬롯의 RACH를 통해 제2 프리앰블을 수신하는 제2 랜덤 억세스 과정을 수행하는 단계를 포함하되,

상기 제1메시지에 대한 응답을 상기 단말에게 전송하는 단계를 더 포함하며,

상기 제1 프리앰블에 대한 응답과 상기 제2 프리앰블에 대한 응답은 해당 프리앰블이 수신된 상향링크 억세스 슬롯(이하, 제1 상향링크 슬롯)에 대응되는 하향링크 억세스 슬롯(제1 하향링크 억세스 슬롯) 내 응답 채널(acquisition indicator channel, AICH)(이하, 제1 AICH) 및 RACH 메시지 응답 채널(RACH message indicator channel, RICH)(이하, 제1 RICH) 중 상기 제1 AICH에서 전송하고, 상기 제1 메시지에 대한 응답은 상기 제1메시지가 수신된 상향링크 억세스 슬롯(이하, 제2 상향링크 억세스 슬롯)에 대응되는 하향링크 억세스 슬롯(이하, 제2 하향링크 억세스 슬롯) 내 AICH(이하, 제2 AICH) 및 RICH(이하, 제2 RICH) 중 상기 제2 RICH에서 전송하는,

억세스 채널을 통한 메시지 수신 방법.
제10항에 있어서,

상기 제1 하향링크 억세스 슬롯과 상기 제2 하향링크 억세스 슬롯은 각각 5120개의 칩 길이를 가지며,

상기 제1 하향링크 억세스 슬롯의 선두 4096개 칩은 상기 제1 AICH에 할당되고, 상기 제1 하향링크 억세스 슬롯의 후반 1024개 칩은 상기 제1 RICH에 할당되며,

상기 제2 하향링크 억세스 슬롯의 선두 4096개 칩은 상기 제2 AICH에 할당되고, 상기 제2 하향링크 억세스 슬롯의 후반 1024개 칩은 상기 제2 RICH에 할당되는 것을 특징으로 하는,

억세스 채널을 통한 메시지 수신 방법.
제10항에 있어서,

상기 제2 랜덤 억세스 과정에서 사용되는 시그너쳐(signature)는 상기 제1 랜덤 억세스 과정에서 사용되는 시그너쳐와 동일하거나 소정의 관련성을 갖는 것을 특징으로 하는,

억세스 채널을 통한 메시지 수신 방법.
제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 단말로부터 상기 제2메시지를 수신하는 단계를 포함하되,

상기 제1메시지에 대한 응답이 긍정 응답인 경우, 상기 제2메시지는 상기 제1메시지에 포함된 데이터와 서로 다른 데이터를 포함하는 메시지인 것을 특징으로 하는,

억세스 채널을 통한 메시지 수신 방법.
제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1메시지에 대한 응답이 부정 응답(NACK)인 경우, 상기 제2메시지는 상기 제1메시지에 포함된 데이터와 동일한 데이터를 포함하는 메시지인 것을 특징으로 하는,

억세스 채널을 통한 메시지 수신 방법.
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