KR101365757B1 - Ｒｒｃ 접속 요청 메시지를 분리하여 전송하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 에서 진화된 E-UMTS (Evolved Universal Mobile Telecommunications System)에서 단말이 기지국과의 초기 접속과정에서, 접속에 필요한 정보를 분리하여 기지국으로 전송하는 방법에 관한 것으로, 무선자원의 낭비를 줄이고, 접속 지연시간을 줄이는 방법에 관한 것이다.

E-UTRAN

Description

ＲＲＣ 접속 요청 메시지를 분리하여 전송하는 방법{MESSAGE SEPARATION FOR RRC CONNECTION REQUEST}

도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템인 E-UTRAN의 망 구조이다.

도 2는 종래기술에서 무선프로토콜의 제어평면을 나타낸 도면이다.

도 3은 종래기술에서 무선프로토콜의 사용자평면을 나타낸 도면이다.

도 4는 종래 및 본 발명이 적용되는 단말의 초기 접속 과정을 나타낸 예시도이다

도 5는 종래기술에서 할당된 무선자원의 부족으로 인한 메시지3 전송의 문제를 나타낸 예시도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예로써, 무선자원이 충분한 경우에 RRC 접속이 수행되는 과정을 도시한 예시도이다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예로서, 무선자원이 충분하지 않은 경우에 RRC 접속이 수행되는 과정을 도시한 예시도이다.

본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 E-UMTS (Evolved Universal Mobile Telecommunications System)에서 단말이 기지국과의 초기 접속과정에서, 접속에 필요한 정보를 분리하여 기지국으로 전송하는 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래 및 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템인 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System)의 망 구조이다.

도 1에 도시된 바와 같이, E-UMTS시스템은 기존 UMTS시스템에서 진화한 시스템으로 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있으며, E-UMTS 시스템은 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다.

E-UMTS망은 크게 E-UTRAN과 CN (Core Network)으로 구분 할 수 있다. E-UTRAN은 단말(User Equipment; 이하 UE로 약칭)과 기지국(이하 eNode B로 약칭), 망의 종단에 위치하여 외부 망과 연결되는 접속게이트웨이(Access Gateway; 이하 AG로 약칭)로 구성된다. 상기 AG는 사용자 트래픽 처리를 담당하는 부분과 제어용 트래픽을 처리하는 부분으로 나누어 질 수도 있다. 이 때는 새로운 사용자 트래픽 처리를 위한 AG와 제어용 트래픽을 처리하는 AG 사이에 새로운 인터페이스를 사용하여 서로 통신 할 수도 있다. 여기서 하나의 eNode B에는 하나이상의 셀(Cell)이 존재할 수 있다. 상기 eNode B간에는 사용자 트래픽 혹은 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수도 있다. 상기 CN은 AG와 기타 UE의 사용자 등록 등을 위한 노드(Node) 등으로 구성될 수도 있다. 또한, 상기 E-UTRAN과 상기 CN을 구분하기 위한 인터페이스가 사용될 수도 있다.

단말과 망사이의 무선인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI)기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있는데, 상기 계층들 중에서 제 1계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제 3계층에 위치하는 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함)계층은 단말과 망간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC계층은 단말과 망간에 RRC메시지를 서로 교환한다. 여기서 상기 RRC계층은 eNode B와 AG 등 망 노드들에 분산되어 위치할 수도 있고, eNode B 또는 AG에만 위치할 수도 있다.

도 2는 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한 단말과 UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network) 사이의 무선인터페이스 프로토콜 (Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸다. 도 2에 도시된 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. 그리고 도 2의 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI)기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.

이하에서 상기 도 2의 무선프로토콜 제어평면과 도3의 무선프로토콜 사용자 평면의 각 계층을 설명한다.

제1계층인 물리계층은 물리채널(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 송신 측과 수신 측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다.

제2계층의 매체접속제어 (Medium Access Control; 이하 MAC로 약칭)는 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control)계층에게 서비스를 제공한다. 제2계층의 무선링크제어(Radio Link Control; 이하 RLC로 약칭)계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능이 MAC내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 이러한 경우에는 RLC계층은 존재하지 않을 수도 있다. 제2계층의 PDCP 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더압축 (Header Compression) 기능을 수행한다.

제3계층의 가장 상부에 위치한 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함)계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선베어러 (Radio Bearer; RB라 약칭함)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말 과 UTRAN간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다.

망에서 단말로 데이터를 전송하는 하향전송채널로는 시스템정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel)과 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel)이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 망으로 데이터를 전송하는 상향전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다.

다음은 단말이 망으로 초기 제어메시지를 전송하는 RACH에 대해서 자세히 설명한다. 일반적으로 RACH를 이용하는 목적으로는 단말이 망과 시간동기를 맞추기 위한 것과 단말이 상향링크로 데이터 전송이 필요한데 상기 데이터를 전송할 상향링크의 무선자원이 없는 경우에 무선자원을 획득하는 것이다. 예를 들면, 단말이 전원을 켜서 새로운 셀로 처음 접근하려고 한다. 이 경우에는 일반적으로 단말은 다운링크의 동기를 맞추고, 접속하려는 셀에서의 시스템 정보를 수신 받을 것이다. 그리고, 상기 시스템 정보를 수신 받은 후에는 상기 단말은 RRC 접속을 위해서 접속요청 메시지를 전송해야 할 것이다. 하지만, 상기 단말은 현재 망과의 시간동기도 맞지 않은 상태이고 또한 상향링크의 무선자원도 확보되지 않은 상태이기 때문에 RACH를 이용하게 된다. 즉, RACH를 이용하여 상기 단말은 망에게 접속요청 메시지 전송을 위한 무선자원을 요청하는 것이다. 그리고 해당 무선자원 요청을 받은 기지국은 상기 단말에게 RRC 접속메시지를 전송할 수 있도록 적당한 무선자원을 할당해 준다. 그러면 상기 단말은 상기 무선자원을 통해서 RRC 접속메시지를 망으로 전송할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 단말이 망과의 RRC 접속이 맺어 있다고 가정하다. 이 경우에, 망의 무선자원 스케줄링에 따라서 단말은 무선자원을 할당 받게 되고, 이 무선자원을 통해서 단말의 데이터를 망으로 전송하게 된다. 하지만, 단말의 버퍼에 더 이상 전송할 데이터가 남아 있지 않다면, 망은 상기 단말에게 더 이상의 상향링크의 무선자원을 할당 하지 않을 것이다. 왜냐하면 전송할 데이터를 가지고 있지 않은 단말에게 상향링크의 무선자원을 할당하는 것은 비효율적이기 때문이다. 여기서 단말의 버퍼 상태는 주기적 혹은 사건 발생적으로 망으로 보고된다. 상기 상황처럼 무선 자원이 없는 단말의 버퍼에 새로운 데이터가 생기게 되면, 상기 단말에게 할당된 상향링크의 무선자원이 없기 때문에, 상기 단말은 RACH를 이용하게 된다. 즉, RACH를 이용해서 단말은 데이터의 전송에 필요한 무선자원을 망에게 요청하는 것이다.

이하는 WCDMA의 RACH (Random Access Channel)에 대해 상술한다. RACH채널은 상향으로 짧은 길이의 데이터를 전송하기 위해 사용되며, RRC연결요청메시지(RRC Connection Request Message)와 셀 갱신메시지(Cell Update Message), URA갱신메시지(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.

단말 MAC이 단말 물리계층에 PRACH 전송을 지시하면, 단말 물리계층은 먼저 하나의 엑세스슬롯(Access Slot)과 하나의 시그너처(Signature)를 선택하여 PRACH 프리앰블을 상향으로 전송한다. 상기 프리앰블은 1.33 ms 길이의 엑세스슬롯 구간 동안 전송되며, 엑세스슬롯의 처음 일정길이 동안에 16가지 시그너처중 하나의 시그너처를 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 엑세스슬롯에 대응되는 엑세스슬롯(Access Slot)의 처음 일정길이 동안 상기 프리앰블이 선택한 시그너처를 전송한다. 이때 기지국은 상기 AICH가 전송하는 시그너처를 통해 긍정적인 응답(ACK) 또는 부정적인 응답(NACK)을 단말에게 전송한다. 만일 단말이 ACK을 수신하면, 단말은 상기 전송한 시그너처에 대응되는 OVSF코드를 사용하여 10ms 또는 20ms 길이의 메시지 부분을 전송한다. 만일 단말이 NACK을 수신하면, 단말 MAC은 적당한 시간 이후에 단말 물리계층에게 다시 PRACH 전송을 지시한다. 한편, 만일 단말이 전송한 프리앰블에 대응되는 AICH를 수신하지 못하였을 경우, 단말은 정해진 엑세스 슬롯 이후에 이전 프리앰블보다 한 단계 높은 전력으로 새로운 프리앰블을 전송한다.

도 4는 단말의 초기 접속 과정을 나타낸 예시도이다.

이하, 도 4를 참조하여, LTE 시스템에서 단말이 네트워크로 초기 접속을 하기 위한 과정을 설명한다.

먼저, 단말은 기지국으로부터 RRC 신호를 통해 전송 받은 시스템 정보 (System Information)를 통하여 사용 가능한 랜덤액세스 시그니처 (Random Access Signature)와 랜덤액세스 기회 (Random Access Occasion)을 선택하여 기지국으로 랜덤액세스 프리앰블 (Random Access Preamble; 이하 메시지1 또는 Message1 라고 함)을 전송한다.

기지국은 상기 단말의 랜덤액세스 프리앰블을 성공적으로 수신 한 후에, 단말에게 랜덤액세스 응답 (Random Access Response; 이하 메시지2 또는 Message2 라고 함)을 전송한다. 상기 랜덤액세스 응답에는 기지국과의 상향링크 시간동기 정보 (Time Advance; TA), 해당 셀에서 사용할 식별자 C-RNTI 그리고 RRC CONNECTION REQUEST 메시지의 전송을 위해 필요한 상향링크의 무선자원 할당에 관한 정보 (Initial grant) 등이 포함된다.

그 후에, 단말은 상기 랜덤액세스 응답을 수신한 후에, 상기 랜덤액세스 응답 정보에 포함된 무선자원 할당에 관한 정보에 따라 RRC CONNECTION REQUEST (이하 메시지3 또는 Message 3 라고 함)를 전송한다.

마지막으로, 기지국은 RRC CONNECTION REQUEST 메시지를 단말로부터 수신한 후에, RRC 충돌해결 (RRC contention resolution; 이하 메시지4 또는 Message 4 라고 함) 메시지를 단말에게 전송한다.

여기서 종래의 기술에 따르면, 단말은 메시지3를 전송하기 위해 필요한 상향링크의 무선자원에 대한 정보를 메시지2를 통해서 획득하게 된다. 다시 말해, 기지국에서는 단말이 메시지3를 전송하기 위해 필요한 무선자원의 양 (예를 들면, 시간, 주파수 그리고 전송형식 등)은 단말이 전송한 메시지1을 통해 판단하고, 메시 지2를 통해 통보하는 것이다. 하지만, 단말이 메시지1을 통해서 알릴 수 있는 정보의 양은 한계가 있기 때문에, 기지국에서는 메시지3를 위해 적절한 무선자원 할당을 하기가 어렵다. 이에 따라 도 5에 예시되어 있듯이, 만약 기지국에서 단말에게 적절한 무선자원의 할당이 되지 않는다면, 할당된 무선자원의 부족현상으로 인한, 데이터 전송의 지연시간이 발생하거나 무선자원의 낭비가 발생하는 큰 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 단말이 기지국에서 할당한 상향링크의 무선자원을 바탕으로 적절하게 데이터를 구성하여 기지국으로 전송하는 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 무선 통신 시스템상에서 데이터를 통신 하는 방법은, 랜덤 엑세스 프리엠블 (random access preamble)을 송신하는 단계와;

상기 랜덤 엑세스 프리엠블에 대한 응답으로 랜덤 엑세스 응답 (random access response)을 수신하는 단계에 있어서, 상기 랜덤 엑세스 응답은 차기 스케줄 된 데이터 (next scheduled data) 송신을 위하여 사용되는 적어도 하나의 할당된 무선 자원 (allocated radio resource)과 관련된 정보를 포함하고;

상기 차기 스케줄 된 데이터 송신을 위한 적어도 하나의 요청되는 무선 자원을 판단하는 단계와; 그리고

상기 적어도 하나의 할당된 무선 자원과 상기 판단된 적어도 하나의 요청되는 무선자원 중에 적어도 하나의 특징을 고려하여 상기 차기 스케줄 된 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 차기 스케줄 된 데이터는 RRC(Radio Resource Control) CONNECTION REQUEST 메시지 또는 초기 상향 승인 (initial uplink grant)메시지인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 차기 스케줄 된 데이터는 NonAccess Stratum (NAS) 메시지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 NAS 메시지는 Attach Request, Routing Area Update Request, Detach Request 또는 Service Request 중에 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 차기 스케줄 된 데이터를 생성하는 단계는 상기 판단된 적어도 하나의 요구되는 무선 자원과 상기 적어도 하나의 할당된 무선 자원을 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 적어도 하나의 할당된 무선 자원이 상기 판단된 적어도 하나의 요구되는 무선 자원 보다 크거나 같은 경우에 상기 적어도 하나의 할당된 무선 자원을 사용하여 상기 차기 스케줄 된 데이터 모두를 송신하는 단계를 더 포함 하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 차기 스케줄 된 데이터를 생성하는 단계는 상기 적어도 하나의 할당된 무선 자원이 상기 판단된 적어도 하나의 요구되는 무선 자원 보다 적은 경우에 상기 차기 스케줄 된 데이터를 두 개 또는 그 이상의 데이터 그룹들로 분리하는 단계를 더 포함 하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 각각의 데이터 그룹을 분리해서 송신하는 단계를 더 포함 하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 기지국으로부터 수신된 RRC 신호가 어떠한 데이터 그룹에 상기 차기 스케줄 된 데이터의 무슨 정보를 포함 할지를 지정하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 RRC 신호는 시스템 정보 (system information) 또는 페이징 메시지 (paging message) 인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 각각의 분리된 데이터 그룹은 상기 정보의 종류를 나타내기 위한 지시자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 판단된 적어도 하나의 할당된 또는 적어도 하나의 요구되는 무선 자원은 하나 또는 그 이상의 비트 값 (bit numbers) 또는 무선 자원을 나타내는 다른 파라미터들로서 정의 되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 차기 스케줄 된 데이터를 생성하는 단계는 상기 판단된 적어도 하나의 요구되는 무선 자원을 특정 임계 값(threshold value)에 비교하는 단계를 더 포함 하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 무선 통신 시스템상에서 데이터를 통신 하는 방법은, 랜덤 엑세스 프리엠블 (random access preamble)을 수신하는 단계와;

상기 랜덤 엑세스 프리엠블에 대한 응답으로 랜덤 엑세스 응답 (random access response)을 송신하는 단계에 있어서, 상기 랜덤 엑세스 응답은 단말에 의한 차기 스케줄 된 데이터 (next scheduled data) 송신을 위하여 사용되는 적어도 하나의 할당된 무선 자원 (allocated radio resource)과 관련된 정보를 포함하고;

상기 차기 스케줄 된 데이터를 상기 단말로부터 송신하는 단계에 있어서, 상기 단말이 상기 차기 스케줄 된 데이터 송신을 위한 적어도 하나의 요구되는 무선 자원을 판단하고, 상기 차기 스케줄 된 데이터는 상기 적어도 하나의 할당된 무선 자원과 상기 판단된 적어도 하나의 요청되는 무선자원 중에 적어도 하나의 특징을 고려하여 생성하는 되는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 차기 스케줄 된 데이터는 RRC(Radio Resource Control) CONNECTION REQUEST 메시지 또는 초기 상향 승인 (initial uplink grant)메시지인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 차기 스케줄 된 데이터를 생성을 위해서 상기 판단된 적어도 하나의 요구되는 무선 자원은 상기 적어도 하나의 할당된 무선 자원과 비교되는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 적어도 하나의 할당된 무선 자원이 상기 판단된 적어도 하나의 요구되는 무선 자원 보다 적은 경우에 상기 차기 스케줄 된 데이터를 두 개 또는 그 이상의 데이터 그룹들로 분리하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, RRC 신호에 어떠한 데이터 그룹에 상기 차기 스케줄 된 데이터의 무슨 정보를 포함 할지를 지정하여 송신하는 단계를 더 포함 하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 각각의 분리된 데이터 그룹은 상기 정보의 종류를 나타내기 위한 지시자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 이동통신 단말은, 상기 데이터를 송수신하는 송수신기부와;

상기 송수신기부 또는 외부 입력을 통해 송수신 되는 상기 데이터를 저장하는 메모리부와; 그리고

상기 송수신기부 그리고 메모리부와 연결되는 제어부를 포함하고,

상기 제어부는,

랜덤 엑세스 프리엠블 (random access preamble)을 송신하는 단계와;

상기 랜덤 엑세스 프리엠블에 대한 응답으로 랜덤 엑세스 응답 (random access response)을 수신하는 단계에 있어서, 상기 랜덤 엑세스 응답은 차기 스케줄 된 데이터 (next scheduled data) 송신을 위하여 사용되는 적어도 하나의 할당된 무선 자원 (allocated radio resource)과 관련된 정보를 포함하고;

상기 차기 스케줄 된 데이터 송신을 위한 적어도 하나의 요청되는 무선 자원을 판단하는 단계와; 그리고

상기 적어도 하나의 할당된 무선 자원과 상기 판단된 적어도 하나의 요청되는 무선자원 중에 적어도 하나를 고려하여 상기 차기 스케줄 된 데이터를 생성하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 E-UTRAN과 같은 이동통신 시스템에서 구현된다. 그러나, 본 발명은 다른 표준에 따라 동작하는 통신 시스템에도 적용될 수도 있다.

본 발명은 E-UMTS (Evolved Universal Mobile Telecommunications System)에 서 단말이 기지국과의 초기 접속과정에서, 접속에 필요한 정보를 분리하여 기지국으로 전송하도록 하는 것으로, 상기 초기 접속과정에서 단말과 네트워크(기지국)간의 접속 지연 시간을 최소로 줄이고 초기 접속 과정에 할당된 무선자원을 효율적으로 사용하여 상기 무선자원의 낭비를 줄이는 것이다.

이하에서는, 본 발명에 따른 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따라, 단말이 RRC CONNECTION REQUEST 메시지를 구성하는 방법은 다음과 같을 수 있다. 만약 단말이 메시지2를 통해서 획득한 무선자원을 통해 전송할 수 있는 비트의 수가 RRC CONNECTION REQUEST 메시지를 구성하기 위해 필요한 정보의 비트 수보다 같거나 큰 경우에는, 상기의 모든 정보를 포함하여 RRC CONNECTION REQUEST 메시지를 구성하고 기지국으로 전송할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예로서, 무선자원이 충분한 경우에 RRC 접속이 수행되는 과정을 도시한 예시도이다.

도 6을 참조하면, 상기 발명에 따른 단말과 네트워크의 동작과정은 다음과 같을 수도 있다.

먼저, 단말(UE)은 기지국과(eNB)의 RRC 접속을 위해 랜덤액세스 프리앰블(random access preamble)을 기지국으로 전송할 수도 있다(S1).

다음 과정으로, 상기 랜덤액세스 프리앰블에 대한 응답으로 기지국은 상기 단말에게 랜덤액세스 응답(random access response)을 전송할 수도 있다(S2). 여기서, 상기 랜덤액세스 응답에는 RRC CONNECTION REQUEST 메시지 전송에 필요한 무선 자원할당 정보(radio resource allocation information)를 포함할 수도 있다.

상기 과정(S2)을 통해 단말은 상기 랜덤액세스 응답을 수신한 후에, 상기 메시지에 포함된 무선자원할당 정보를 확인할 수도 있다. 그리고 RRC CONNECTION REQUEST 메시지의 전송을 위해 필요한 비트의 수를 계산할 수도 있다. 다시 말해, 기지국에서 할당해 준 무선자원 양과 자신이 보내야 할 데이터의 비트 수를 계산하여, 만약 RRC CONNECTION REQUEST 메시지 전송에 필요한 모든 정보가 상기 기지국에서 할당한 무선자원을 통해 전송가능 하다면, 상기의 모든 정보로 상기 RRC CONNECTION REQUEST 메시지를 구성할 수도 있다(S3). 상기 RRC CONNECTION REQUEST 메시지에는 상기 단말과 상기 기지국과의 연결에 필요한 정보뿐만 아니라, 상기 기지국과 MME(mobility management entity)와의 연결(S1 Connection)에 필요한 정보도 포함될 수도 있다. 또는 상기 RRC CONNECTION REQUEST 메시지 전송 시 요구되는 무선자원의 양이 특정 임계 값 (Threshold value) 이하인 경우에는, 상기에서 언급한 비교 과정을 수행하지 않고, 바로 메시지2에서 할당된 무선자원에 따라 상기 데이터를 바로 전송할 수도 있다. 상기의 임계 값은 상기 기지국이 시스템 정보 (System Information) 또는 호출 메시지 (Paging message)를 통해서 상기 단말에게 알려줄 수도 있다.

상기 과정(S3) 후에, 단말은 상기의 RRC CONNECTION REQUEST를 기지국으로 전송한다(S4).

다음 과정으로, 기지국은 같은 프리엠블(시그니처)을 사용하는 서로 다른 단말간의 빠른 충돌 해소를 위해, RRC CONTENTION RESULTION을 단말에게 전송할 수도 있다(S5). 여기서, 상기 RRC CONTENTION RESULTION 메시지에는 단말의 고유의 식별자가 포함되어 있을 수도 있다.

다음 과정으로, 기지국은 상기 RRC CONNECTION REQUEST를 단말로부터 수신한 후에 이를 바탕으로 필요한 정보를 구성하여 MME와의 연결 설정을 위해서 CONNECTION REQUEST를 MME로 전송할 수도 있다(S6).

상기 과정(S6) 후에, MME는 상기 CONNECTION REQUEST 메시지의 수신에 따라 이에 대한 응답 정보로 CONNECTION STEUP를 기지국으로 전송할 수도 있다(S7).

다음 과정으로, 기지국은 MME로부터 CONNECTION SETUP을 수신한 후에 단말에게 RRC CONNECTION SETUP을 전송할 수도 있다(S8).

마지막 과정으로, 단말은 상기 RRC CONNECTION SETUP을 수신한 후에 기지국에게 RRC 접속이 완료됨을 알리는 RRC CONNECTION COMPLETE 메시지를 전송할 수도 있다(S9).

이하, 본 발명의 또 다른 실시 예를 설명한다.

앞서 서술한 실시 예와 다르게, 만약 메시지2를 통해서 획득한 무선자원을 통해 전송할 수 있는 비트의 수가 RRC CONNECTION REQUEST 메시지를 구성하기 위해 필요한 정보의 비트 수보다 작은 경우에는, 상기의 정보 중에서 일부만을 포함하여 RRC CONECTION REQUEST 메시지를 구성하여 먼저 기지국으로 전송하고, 나머지 정보는 차후에 전송할 수도 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예로서, 무선자원이 충분하지 않은 경우에 RRC 접속이 수행되는 과정을 도시한 예시도이다.

도 7을 참조하면, 상기 발명에 따른 단말과 네트워크의 동작과정은 다음과 같을 수도 있다.

먼저, 단말(UE)은 기지국(eNB)과의 RRC 접속을 위해 랜덤액세스 프리앰블(random access preamble)을 기지국으로 전송할 수도 있다(S1).

다음 과정으로, 상기 랜덤액세스 프리앰블에 대한 응답으로 기지국은 상기 단말에게 랜덤액세스 응답(random access response)을 전송할 수도 있다(S2). 여기서, 상기 랜덤액세스 응답에는 RRC CONNECTION REQUEST 메시지 전송에 필요한 무선자원할당 정보(radio resource allocation information)를 포함할 수도 있다.

상기 과정(S2)을 통해 단말은 상기 랜덤액세스 응답을 수신한 후에, 상기 메시지에 포함된 무선자원할당 정보를 확인할 수도 있다. 그리고 RRC CONNECTION REQUEST 메시지의 전송을 위해 필요한 비트의 수를 계산할 수도 있다. 다시 말해, 기지국에서 할당해 준 무선자원 양과 자신이 보내야 할 데이터의 비트 수를 계산하여, 만약 RRC CONNECTION REQUEST 메시지 전송에 필요한 모든 정보가 기지국에서 할당한 무선자원을 통해 모두 전송가능 하지 않다면, 상기 정보의 일부분만으로 RRC CONNECTION REQUEST A 메시지를 구성할 수도 있다(S3). 예를 들면 상기 RRC CONNECTION REQUEST A 메시지에는 단말과 기지국과의 연결에 필요한 정보만을 포함하고, 기지국과 MME(mobility management entity)와의 연결에 필요한 정보는 포함하지 않는 것이다. 즉, 기지국과 MME와의 연결에 필요한 정보는 RRC CONECTION REQUEST B로 구성(S3)하여, 차후에 전송하게 될 수도 있다. 이와 같이, 2번 과정에서 수신한 정보에 포함된 무선자원의 양이 충분치 않은 경우에, 어떠한 정보들이 RRC CONNECTION REQUEST A에 포함되어야 하고, 나머지 어떠한 정보들이 RRC CONNECTION REQUEST B에 포함되어야 하는지에 대한 정보 또는 방법은 기지국에서 단말에게 RRC 신호를 통하여 알려줄 수도 있다. 상기의 RRC 신호는 시스템 정보 (System Information) 또는 호출메시지 (Paging message)가 될 수 있다. 상기의 설명을 좀더 자세히 설명하기 위해 예를 들면, 상기 RRC CONNECTION REQUEST 메시지에 포함될 정보가 A, B, C가 있다고 가정하고, 단말에게 할당된 무선자원이 R(1)이라면, 단말은 정보A 만으로 RRC CONNECTION REQUEST A를 구성하여 전송하고, 다음 전송에서 정보 B와 C로 RRC CONNECTION REQUEST B를 구성하여 전송하도록 하는 것이다. 또는, 할당된 무선자원이 R(2)인 경우에는 RRC CONNECTION REQUES A에 정보 A와 정보 B를 포함하여 구성하여 전송하고, 다음 전송에서 정보 C로 RRC CONNECTION REQUEST B를 구성하여 전송하게 하는 것이다. 또한, 상기 RRC CONNECTION REQUEST A 메시지에는 RRC CONNECTION REQUEST B를 전송하기 위해 필요한 정보들이 포함될 수 있다. 예를 들면, RRC CONNECTION REQUEST B 메시지 구성 시 필요한 비트 수, 버퍼의 양 또는 필요한 무선자원의 양의 정보 등이 포함될 수도 있다.

상기 과정(S3) 후에, 상기의 RRC CONNECTION REQUEST A를 기지국으로 전송한다(S4). 이 경우에 단말은 RRC CONNECTION REQUEST A에 어떠한 정보들이 포함되어 있는지 알 수 있도록 특정 식별자를 포함시킬 수 있다. 예를 들면, RRC CONNECTION REQUEST 메시지에 포함될 정보가 A. B, C라고 가정하에, 1비트의 식별자를 정의하고 만약 단말이 상기 식별자를 “0”으로 설정하여 RRC CONNECTION REQUEST A 메시 지를 전송했다면, 기지국에서는 RRC CONNECTION REQUEST A 메시지에 정보 A와 정보 B가 포함되어 있는 것을 판단하게 하는 것이다. 반면에 상기 식별자가 “1”로 설정되어 있다면, RRC CONNECTION REQUEST A 메시지에 정보 A만 포함되어 있는 것으로 판단할 수도 있다.

다음 과정으로, 기지국은 같은 프리엠블(시그니처)을 사용하는 서로 다른 단말간의 빠른 충돌 해소를 위해, RRC CONTENTION RESULTION을 단말에게 전송할 수도 있다(S5). 여기서, 상기 RRC CONTENTION RESULTION 메시지에는 단말의 고유의 식별자가 포함되어 있을 수도 있다. 또한 상기 메시지에는 RRC CONNECTION REQUEST B 메시지의 전송에 필요한 무선자원의 할당 정보가 포함될 수 있다. 즉, 상기의 무선자원의 할당 정보는 시간, 주파수, 전송형식(Transmission Format)등 이다. 또는 RRC CONTENTION RESULTION과는 별도로 L1/L2 제어채널을 통해서 RRC CONNECTION REQUEST B의 전송에 필요한 할당 정보를 기지국에서 전송할 수도 있다.

다음 과정으로, 단말은 RRC CONTENTION RESULTION 메시지, 시스템 정보 또는 L1/L2 제어채널을 통해서 획득한 무선자원할당 정보를 이용하여 기지국으로 RRC CONNECTION REQUEST B를 전송할 수도 있다(S6). 여기서, 상황에 따라 5번 과정과 6번 과정의 순서는 바뀔 수 있다. 즉, 단말이 RRC CONECTION RESULTION 메시지를 수신하기 전에, 먼저 RRC CONNECTION REQUEST B를 전송 할 수도 있다.

다음 과정으로, 기지국은 상기 RRC CONNECTION REQUEST B를 단말로부터 수신한 후에 이를 바탕으로 필요한 정보를 구성하여 MME와의 연결 설정을 위해서 CONNECTION REQUEST를 MME로 전송할 수도 있다(S7).

상기 과정(S6) 후에, MME는 상기 CONNECTION REQUEST 메시지의 수신에 따라 이에 대한 응답 정보로 CONNECTION STEUP를 기지국으로 전송할 수도 있다(S8).

다음 과정으로, 기지국은 MME로부터 CONNECTION SETUP을 수신한 후에 단말에게 RRC CONNECTION SETUP을 전송할 수도 있다(S9).

마지막 과정으로, 단말은 상기 RRC CONNECTION SETUP을 수신한 후에 기지국에게 RRC 접속이 완료됨을 알리는 RRC CONNECTION COMPLETE 메시지를 전송할 수도 있다(S10).

이하, 본 발명에 따른 단말을 설명한다.

본 발명에 따른 단말은 무선상에서 데이터를 서로 주고 받을 수 있는 서비스를 이용할 수 있는 모든 형태의 단말을 포함한다. 즉, 본 발명에 따른 단말은 무선 통신 서비스를 이용할 수 있는 이동통신 단말기(예를 들면, 사용자 장치(UE), 휴대폰, 셀룰라폰, DMB폰, DVB-H폰, PDA 폰, 그리고 PTT폰 등등)와, 노트북, 랩탑 컴퓨터, 디지털 TV와, GPS 네비게이션와, 휴대용 게임기와, MP3와 그외 가전 제품 등등을 포함하는 포괄적인 의미이다.

본 발명에 따른 단말은, 기지국으로부터 초기 접속과정에서 RRC CONNECTION REQUEST 메시지의 전송에 필요한 무선자원할당 정보를 수신하고, 상기 수신된 무선자원할당 정보를 바탕으로 RRC CONNECTION REQUEST 메시지를 생성(구성)하고, 그 생성한 메시지를 기지국으로 전송하는 기능 및 동작을 수행하는데 필요한 기본적인 하드웨어 구성(송수신부, 처리부 또는 제어부, 저장부등)을 포함할 수도 있다.

여기까지 설명된 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장 매체(예를 들어, 이동 단말기 또는 기지국의 내부 메모리, 플래쉬 메모리, 하드 디스크, 기타 등등)에 저장될 수 있고, 프로세서(예를 들어, 이동 단말기 또는 기지국 내부 마이크로 프로세서)에 의해서 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 코드들 또는 명령어들로 구현될 수 있다.

이상, 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 단말이 기지국 (또는 네트워크)에 접속하는 과정에서, 할당된 무선자원이 충분치 않은 경우에, 접속에 필요한 정보를 분리하여 전송함으로써, 무선자원의 낭비를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 접속 지연시간을 줄이는 큰 효과가 있다.

Claims (22)

1. 무선 통신 시스템상에서 데이터를 통신 하는 방법으로서,

   단말에 의해 랜덤 엑세스 프리엠블 (random access preamble)을 송신하는 단계와;

   상기 랜덤 엑세스 프리엠블에 대한 응답으로 랜덤 엑세스 응답 (random access response)을 수신하는 단계에 있어서, 상기 랜덤 엑세스 응답은 차기 스케줄 된 데이터 (next scheduled data) 송신을 위하여 사용되는 적어도 하나의 할당된 무선 자원 (allocated radio resource)과 관련된 정보를 포함하며, 상기 차기 스케줄 된 데이터는 RRC(Radio Resource Control) CONNECTION REQUEST 메시지이고;

   상기 차기 스케줄 된 데이터 송신을 위한 적어도 하나의 요청되는 무선 자원을 판단하는 단계와;

   상기 단말에 의해 상기 판단된 적어도 하나의 요청되는 무선 자원을 임계값과 비교하는 단계와;

   만약 상기 판단된 적어도 하나의 요청되는 무선 자원이 상기 임계값보다 클 경우에만, 상기 판단된 적어도 하나의 요청되는 무선 자원을 상기 적어도 하나의 할당된 무선 자원과 비교하는 단계와;

   상기 적어도 하나의 할당된 무선 자원과 상기 판단된 적어도 하나의 요청되는 무선자원 모두를 고려하여 상기 차기 스케줄 된 데이터를 생성하는 단계에 있어서, 만약 상기 적어도 하나의 할당된 무선 자원이 상기 판단된 적어도 하나의 요청되는 무선 자원보다 적을 경우, 상기 차기 스케줄 된 데이터는 두 개 또는 그 이상의 데이터 그룹들에게 개별적으로 생성되고; 그리고

   상기 단말에 의해 상기 차기 스케줄 된 데이터를 네트워크로 전송하는 단계에 있어서, 상기 차기 스케줄 된 데이터는 특정 지시자를 포함하며, 상기 특정 지시자는 상기 차기 스케줄 된 데이터에 포함된 데이터의 종류를 나타내며, 상기 특정 지시자는 상기 차기 스케줄 된 데이터가 개별적으로 생성되어 전송될 시에만 오직 사용되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터를 통신 하는 방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 차기 스케줄 된 데이터는 NonAccess Stratum (NAS) 메시지를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터를 통신 하는 방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 NAS 메시지는 Attach Request, Routing Area Update Request, Detach Request 또는 Service Request 중에 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터를 통신 하는 방법.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1항에 있어서, 기지국으로부터 수신된 RRC 신호가 어떠한 데이터 그룹에 상기 차기 스케줄 된 데이터의 무슨 정보를 포함 할지를 지정하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터를 통신 하는 방법.
10. 제 9항에 있어서, 상기 차기 스케줄 된 데이터에 무슨 정보가 어떠한 데이터 그룹에 포함되어야 하는 정보는 단말이 보내야 할 데이터의 양과 상기 랜덤 엑세스 응답에서 할당된 무선자원의 양을 바탕으로 결정되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터를 통신 하는 방법.
11. 제 9항에 있어서, 상기 RRC 신호는 시스템 정보 (system information) 또는 페이징 메시지 (paging message) 인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터를 통신 하는 방법.
12. 삭제
13. 제 1항에 있어서, 상기 판단된 적어도 하나의 할당된 또는 적어도 하나의 요구되는 무선 자원은 하나 또는 그 이상의 비트 값 (bit numbers) 또는 무선 자원을 나타내는 다른 파라미터들로서 정의 되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터를 통신 하는 방법.
14. 삭제
15. 무선 통신 시스템상에서 데이터를 통신 하는 방법으로서,

    랜덤 엑세스 프리엠블 (random access preamble)을 수신하는 단계와;

    상기 랜덤 엑세스 프리엠블에 대한 응답으로 랜덤 엑세스 응답 (random access response)을 송신하는 단계에 있어서, 상기 랜덤 엑세스 응답은 단말에 의한 차기 스케줄 된 데이터 (next scheduled data) 송신을 위하여 사용되는 적어도 하나의 할당된 무선 자원 (allocated radio resource)과 관련된 정보를 포함하며, 상기 차기 스케줄 된 데이터는 RRC(Radio Resource Control) CONNECTION REQUEST 메시지이고;

    상기 차기 스케줄 된 데이터를 상기 단말로부터 수신하는 단계에 있어서, 상기 단말이 상기 차기 스케줄 된 데이터 송신을 위한 적어도 하나의 요구되는 무선 자원을 판단하고, 상기 단말에 의해 상기 판단된 적어도 하나의 요청되는 무선 자원을 임계값과 비교하고, 만약 상기 판단된 적어도 하나의 요청되는 무선 자원이 상기 임계값보다 클 경우에만, 상기 판단된 적어도 하나의 요청되는 무선 자원을 상기 적어도 하나의 할당된 무선 자원과 비교하고, 상기 적어도 하나의 할당된 무선 자원과 상기 판단된 적어도 하나의 요청되는 무선자원 모두를 고려하여 상기 차기 스케줄 된 데이터를 생성하는데 있어서, 만약 상기 적어도 하나의 할당된 무선 자원이 상기 판단된 적어도 하나의 요청되는 무선 자원보다 적을 경우, 상기 차기 스케줄 된 데이터는 두 개 또는 그 이상의 데이터 그룹들에게 개별적으로 생성하고, 상기 차기 스케줄 된 데이터는 특정 지시자를 포함하며, 상기 특정 지시자는 상기 차기 스케줄 된 데이터에 포함된 데이터의 종류를 나타내며, 상기 특정 지시자는 상기 차기 스케줄 된 데이터가 개별적으로 생성되어 전송될 시에만 오직 사용되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터를 통신하는 방법.
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 제 15항에 있어서, RRC 신호에 어떠한 데이터 그룹에 상기 차기 스케줄 된 데이터의 무슨 정보를 포함 할지를 지정하여 송신하는 단계를 더 포함 하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터를 통신 하는 방법.
20. 삭제
21. 제 15항에 있어서, 상기 수신된 차기 스케줄 된 데이터를 확인하여 어떠한 그룹의 정보가 포함되어 있는지를 알리는 식별자를 확인하여 상기 차기 스케줄 된 데이터에 NAS 메시지가 있는지를 판단하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템상에서 데이터를 통신 하는 방법.
22. 무선 통신 시스템상에서 데이터를 통신 위한 이동 단말기로서,

    상기 데이터를 송수신하는 송수신기부와;

    상기 송수신기부 또는 외부 입력을 통해 송수신 되는 상기 데이터를 저장하는 메모리부와; 그리고

    상기 송수신기부 그리고 메모리부와 연결되는 제어부를 포함하고,

    상기 제어부는,

    랜덤 엑세스 프리엠블 (random access preamble)을 송신하는 단계와;

    상기 랜덤 엑세스 프리엠블에 대한 응답으로 랜덤 엑세스 응답 (random access response)을 수신하는 단계에 있어서, 상기 랜덤 엑세스 응답은 차기 스케줄 된 데이터 (next scheduled data) 송신을 위하여 사용되는 적어도 하나의 할당된 무선 자원 (allocated radio resource)과 관련된 정보를 포함하며, 상기 차기 스케줄 된 데이터는 RRC(Radio Resource Control) CONNECTION REQUEST 메시지이고;

    상기 차기 스케줄 된 데이터 송신을 위한 적어도 하나의 요청되는 무선 자원을 판단하는 단계와;

    상기 단말에 의해 상기 판단된 적어도 하나의 요청되는 무선 자원을 임계값과 비교하는 단계와;

    만약 상기 판단된 적어도 하나의 요청되는 무선 자원이 상기 임계값보다 클 경우에만, 상기 판단된 적어도 하나의 요청되는 무선 자원을 상기 적어도 하나의 할당된 무선 자원과 비교하는 단계와;

    상기 적어도 하나의 할당된 무선 자원과 상기 판단된 적어도 하나의 요청되는 무선자원 모두를 고려하여 상기 차기 스케줄 된 데이터를 생성하는 단계에 있어서, 만약 상기 적어도 하나의 할당된 무선 자원이 상기 판단된 적어도 하나의 요청되는 무선 자원보다 적을 경우, 상기 차기 스케줄 된 데이터는 두 개 또는 그 이상의 데이터 그룹들에게 개별적으로 생성되고; 그리고

    상기 단말에 의해 상기 차기 스케줄 된 데이터를 네트워크로 전송하는 단계에 있어서, 상기 차기 스케줄 된 데이터는 특정 지시자를 포함하며, 상기 특정 지시자는 상기 차기 스케줄 된 데이터에 포함된 데이터의 종류를 나타내며, 상기 특정 지시자는 상기 차기 스케줄 된 데이터가 개별적으로 생성되어 전송될 시에만 오직 사용되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기.

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