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KR20130097586A - 다중 요소 반송파 시스템에서 랜덤 액세스 절차의 수행 장치 및 방법 - Google Patents

다중 요소 반송파 시스템에서 랜덤 액세스 절차의 수행 장치 및 방법 Download PDF

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KR20130097586A
KR20130097586A KR1020120019339A KR20120019339A KR20130097586A KR 20130097586 A KR20130097586 A KR 20130097586A KR 1020120019339 A KR1020120019339 A KR 1020120019339A KR 20120019339 A KR20120019339 A KR 20120019339A KR 20130097586 A KR20130097586 A KR 20130097586A
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권기범
안재현
허강석
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주식회사 팬택
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Publication date
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Abstract

본 발명은 다중 요소 반송파 시스템에서 랜덤 액세스 절차의 수행 장치 및 방법에 관한 것이다.
이러한 본 명세서는 단말에 구성된 부서빙셀에서 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 물리 하향링크 제어채널 지시를 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 물리 하향링크 제어채널 지시에 대한 응답으로 랜덤 액세스 프리앰블을 상기 기지국으로 전송하는 단계, 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답으로 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함하는 물리 하향링크 공용채널(physical downlink shared channel: PDSCH)을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계, 및 상기 랜덤 액세스 절차의 성공 여부를 판단하는 단계를 포함하는 단말에 의한 랜덤 액세스 절차의 수행방법을 개시한다.
랜덤 액세스 절차가 HARQ 절차와 결부되어 있으므로, 랜덤 액세스 윈도우 뿐만 아니라 HARQ 절차에서 사용되는 DRX 재전송 타이머가 랜덤 액세스 절차의 성공 여부를 판단하는 기준으로 사용될 수 있다.

Description

다중 요소 반송파 시스템에서 랜덤 액세스 절차의 수행 장치 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 수행 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적인 무선통신 시스템에서는 상향링크와 하향링크간의 대역폭은 서로 다르게 설정되더라도 주로 하나의 반송파(carrier)만을 고려하고 있다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)에서도 단일 반송파를 기반으로 하여, 상향링크와 하향링크를 구성하는 반송파의 수가 1개이고, 상향링크의 대역폭과 하향링크의 대역폭이 일반적으로 서로 대칭적이다. 이러한 단일 반송파 시스템에서 랜덤 액세스는 하나의 반송파를 이용하여 랜덤 액세스를 수행하였다. 그런데, 최근 다중 반송파 시스템(multiple carrier system)이 도입됨에 따라 랜덤 액세스는 여러 개의 요소 반송파(component carrier)를 통해 구현될 수 있게 되었다.
다중 반송파 시스템은 반송파 집성(carrier aggregation)을 지원할 수 있는 무선통신 시스템을 의미한다. 반송파 집성이란 조각난 작은 대역을 효율적으로 사용하기 위한 기술로 주파수 영역에서 물리적으로 비연속적인(non-continuous) 다수 개의 밴드를 묶어 논리적으로 큰 대역의 밴드를 사용하는 것과 같은 효과를 내도록 하기 위한 것이다.
단말이 망(network)에 접속하기 위해서는 랜덤 액세스(random access) 과정을 거친다. 랜덤 액세스 과정은 경합 기반 랜덤 액세스 과정(contention based random access procedure)과 비경합 기반 랜덤 액세스 과정(non-contention based random access procedure)으로 구분될 수 있다. 경합 기반 랜덤 액세스 과정과 비경합 기반 랜덤 액세스 과정의 가장 큰 차이점은 랜덤 액세스 프리앰블(Random access preamble)이 하나의 단말에게 전용(dedicated)으로 지정되는지 여부에 대한 것이다. 비경합 기반 랜덤 액세스 과정에서는 단말이 자신에게만 지정된 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 사용하기 때문에 다른 단말과의 경합(또는 충돌)이 발생하지 않는다. 여기서 경합이란 2개 이상의 단말이 동일한 자원을 통해 동일한 랜덤 액세스 프리앰블을 사용하여 랜덤 액세스 과정을 시도하는 것을 말한다. 경합기반 랜덤 액세스 과정에서는 단말이 임의로 선택한 랜덤 액세스 프리앰블을 사용하기 때문에 경합 가능성이 존재한다.
단말이 네트워크로 랜덤 액세스 과정을 수행하는 목적은 초기 접속(initial access), 핸드오버(handover), 무선자원 요청(Scheduling Request), 상향링크 시간 정렬(uplink timing alignment) 등이 있을 수 있다.
본 발명의 기술적 과제는 다중 요소 반송파 시스템에서 랜덤 액세스 절차의 수행 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 랜덤 액세스 유효수신구간을 기준으로 랜덤 액세스 절차의 성공 여부를 판단하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 랜덤 액세스 절차의 성공 여부를 HARQ 절차의 파라미터를 이용하여 판단하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 불연속적 수신(DRX)의 재전송 타이머 진행구간에서 랜덤 액세스 응답 메시지를 재수신하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 단말에 의한 랜덤 액세스 절차의 수행방법을 제공한다. 상기 방법은 단말에 구성된 부서빙셀(secondary serving cell)에서 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 물리 하향링크 제어채널(physical downlink control channel: PDCCH) 지시를 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 물리 하향링크 제어채널 지시에 대한 응답으로 랜덤 액세스 프리앰블(preamble)을 상기 기지국으로 전송하는 단계, 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답으로 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함하는 물리 하향링크 공용채널(physical downlink shared channel: PDSCH)을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계, 및 상기 랜덤 액세스 절차의 성공 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
상기 랜덤 액세스 절차의 성공 여부를 판단하는 단계는, 랜덤 액세스 윈도우(window) 구간 및 상기 단말이 불연속적 수신(discontinuous reception: DRX) 모드에서 상기 랜덤 액세스 응답 메시지에 대한 HARQ(hybrid automatic repeat request) 동작에 사용되는 파라미터인 DRX 재전송 타이머(timer) 진행구간을 포함하는 랜덤 액세스 유효시간구간에서, 상기 단말이 상기 물리 하향링크 공용채널을 수신하고 성공적으로 디코딩한 경우 상기 랜덤 액세스 절차의 성공으로 확정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 랜덤 액세스 절차를 수행하는 단말을 제공한다. 상기 단말은 단말에 구성된 부서빙셀에서 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 물리 하향링크 제어채널 지시를 기지국으로부터 수신하는 수신부, 상기 물리 하향링크 제어채널 지시에 대한 응답으로 랜덤 액세스 프리앰블(preamble)을 상기 기지국으로 전송하는 전송부, 및 상기 랜덤 액세스 절차의 성공 여부를 판단하는 랜덤 액세스 처리부를 포함한다.
상기 수신부는 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답으로 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함하는 물리 하향링크 공용채널(physical downlink shared channel: PDSCH)을 상기 기지국으로부터 수신할 수 있다.
상기 랜덤 액세스 처리부는, 랜덤 액세스 윈도우 구간 및 상기 단말이 불연속적 수신 모드에서 상기 랜덤 액세스 응답 메시지에 대한 HARQ 동작에 사용되는 파라미터인 DRX 재전송 타이머의 진행구간을 포함하는 랜덤 액세스 유효시간구간에서, 상기 단말이 상기 물리 하향링크 공용채널을 수신하고 성공적으로 디코딩한 경우 상기 랜덤 액세스 절차의 성공으로 확정할 수 있다.
랜덤 액세스 절차가 HARQ 절차와 결부되어 있으므로, 랜덤 액세스 윈도우 뿐만 아니라 HARQ 절차에서 사용되는 DRX 재전송 타이머가 랜덤 액세스 절차의 성공 여부를 판단하는 기준으로 사용될 수 있다. 또한, 이미 성공된 랜덤 액세스 절차임에도 불필요하게 랜덤 액세스 프리앰블을 재전송함으로써 야기되는 자원낭비와 시간지연 등의 시스템 열화를 방지할 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 발명의 일 예에 따른 다중 시간 정렬 값을 획득하는 절차를 설명하는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스 수행 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스 절차의 수행방법을 설명하는 시나리오이다.
도 8은 본 발명의 다른 예에 따른 랜덤 액세스 절차의 수행방법을 설명하는 시나리오이다.
도 9는 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스 프리앰블의 최대 RAP 전송 횟수만큼 전송시 랜덤 액세스 절차의 성공 또는 실패의 기준시점을 설명하는 설명도이다.
도 10은 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스 응답 메시지의 구조를 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 다른 예에 따른 랜덤 액세스 응답 메시지의 구조를 나타내는 블록도이다.
도 12는 본 발명에 적용되는 MAC 서브헤더의 일 예에다.
도 13은 본 발명이 적용되는 MAC 제어요소의 일 예이다.
도 14는 본 발명이 적용되는 MAC 제어요소의 다른 예이다.
도 15는 본 발명의 일 예에 따른 단말에 의한 랜덤 액세스 절차의 수행방법을 설명하는 순서도이다.
도 16은 본 발명의 일 예에 따른 기지국에 의한 랜덤 액세스 절차의 수행방법을 설명하는 순서도이다.
도 17은 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 명세서는 무선 통신 네트워크를 대상으로 설명하며, 무선 통신 네트워크에서 이루어지는 작업은 해당 무선 통신 네트워크를 관할하는 시스템(예를 들어 기지국)에서 네트워크를 제어하고 데이터를 송신하는 과정에서 이루어지거나, 해당 무선 네트워크에 결합한 단말에서 작업이 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 무선통신 시스템(10)은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다. 무선통신 시스템(10)는 적어도 하나의 기지국(11; Base Station, BS)을 포함한다. 각 기지국(11)은 특정한 셀(cell)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다.
단말(User Equipment: UE, 12)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile Station), 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.
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. PDSCH(physical downlink shared channel)에는 DL-SCH가 맵핑된다. PCFICH(physical control format indicator channel)는 단말에게 PDCCH들에 사용되는 OFDM 심벌의 수를 알려주고, 매 서브프레임마다 전송된다. PHICH(physical Hybrid ARQ Indicator Channel)는 하향링크 채널로서, 상향링크 전송의 응답인 HARQ ACK/NACK 신호를 나른다. PUCCH(Physical uplink control channel)은 하향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK 신호, 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 가질 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 주요소 반송파(Primary Component Carrier; PCC)와 부요소 반송파(Secondary Component Carrier; SCC)로 나뉠 수 있다. 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.
한편, 주서빙셀과 부서빙셀은 다음과 같은 특징을 가진다.
첫째, 주서빙셀은 PUCCH의 전송을 위해 사용된다. 반면, 부서빙셀은 PUCCH를 전송할 수 없으나 PUCCH 내의 정보 중 일부 제어정보를 PUSCH를 통하여 전송할 수 있다.
둘째, 주서빙셀은 항상 활성화되어(activated) 있는 반면, 부서빙셀은 특정 조건에 따라 활성화/비활성화되는 반송파이다. 상기 특정 조건은 기지국의 활성화/비활성화 지시자를 수신하였거나 단말내의 비활성화 타이머가 만료되는 경우가 될 수 있다. 활성화는 트래픽 데이터의 송신 또는 수신이 행해지거나 준비 상태(ready state)에 있는 것을 말한다. 비활성화(deactivation)는 트래픽 데이터의 송신 또는 수신이 불가능하고, 측정이나 최소 정보의 송신/수신이 가능한 것을 말한다.
셋째, 주서빙셀이 무선링크실패(Radio Link Failure; 이하 RLF)를 경험할 때, RRC 재연결이 트리거링(triggering)되나, 부서빙셀이 RLF를 경험할 때는 RRC 재연결이 트리거링되지 않는다. 무선링크실패는 하향링크 성능이 임계치 이하로 일정시간 이상 유지되는 경우 또는 RACH가 임계치 이상 횟수만큼 실패했을 경우에 발생한다.
넷째, 주서빙셀은 보안키(security key) 변경이나 RACH 절차와 동반하는 핸드오버 절차에 의해서 변경될 수 있다. 단, 경합 해결(contention resolution: CR) 메시지의 경우, 경합 해결 메시지를 지시하는 PDCCH만 주서빙셀를 통하여 전송되어야 하고 경합 해결 메시지는 주서빙셀 또는 부서빙셀을 통하여 전송될 수 있다.
다섯째, NAS(non-access stratum) 정보는 주서빙셀을 통해서 수신한다.
여섯째, 언제나 주서빙셀는 DL PCC와 UL PCC가 짝(pair)으로 구성된다.
일곱째, 각 단말마다 다른 CC를 주서빙셀로 설정할 수 있다.
여덟째, 부서빙셀의 재설정(reconfiguration), 추가(adding) 및 제거(removal)와 같은 절차는 무선 리소스 제어(RRC) 계층에 의해 수행될 수 있다. 신규 부서빙셀의 추가에 있어서, 전용(dedicated) 부서빙셀의 시스템 정보를 전송하는데 RRC 시그널링이 사용될 수 있다.
아홉째, 주서빙셀은 제어정보를 전송하는 영역 내에서 특정 단말에 한하여 제어정보를 전송하기 위해 설정된 단말-특정 검색 공간(UE-specific search space)에 할당되는 PDCCH(예를 들어, 하향링크 할당정보 또는 상향링크 그랜트 정보) 및 셀 내 모든 단말들 또는 특정조건에 부합하는 다수의 단말들에게 제어정보를 전송하기 위해 설정된 공용 검색 공간(common search space)에 할당되는 PDCCH(예를 들어, 시스템 정보(SI), 랜덤 액세스 응답(RAR), 전송전력제어(transmit power control: TPC))를 모두 제공할 수 있다. 반면, 부서빙셀은 단말-특정 검색 공간만 설정될 수 있다. 즉, 단말은 부서빙셀을 통해서 공용 검색 공간을 확인할 수 없으므로 공용 검색 공간을 통해서만 전송되는 제어정보들 및 상기 제어정보들이 지시하는 데이터 정보들을 수신할 수 없다.
부서빙셀들 중에서 공용 검색 공간(CSS)이 정의될 수 있는 부서빙셀을 정의할 수 있으며 상기 부서빙셀은 특수 부서빙셀 (special SCell)이라고 지칭한다. 상기 특수 부서빙셀은 교차 요소 반송파 스케줄링 (cross carrier scheduling) 시 언제나 스케줄링 셀로 설정된다. 또한 PCell에 설정되는 PUCCH가 상기 특수 부서빙셀에 대하여 정의될 수 있다.
상기 특수 부서빙셀에 대한 PUCCH는 특수 부서빙셀 구성 시 고정적으로 설정될 수도 있고, 또는 기지국이 해당 부서빙셀에 대한 재구성 시 RRC 시그널링(RRC 재구성 메시지)에 의해 할당(구성) 또는 해제될 수도 있다.
상기 특수 부서빙셀에 대한 PUCCH는, 해당 sTAG내에 존재하는 부서빙셀들의 ACK/NACK 정보 또는 CQI(channel quality information)를 포함하며, 상기 언급한 바와 같이, 기지국에 의해 RRC 시그널링을 통해 구성될 수 있다.
또한, 기지국은 sTAG내에 다수의 부서빙셀들 중 하나의 특수 부서빙셀을 구성하거나, 또는 특수 부서빙셀을 구성하지 않을 수도 있다. 상기 특수 부서빙셀을 구성하지 않는 이유는 CSS 및 PUCCH가 설정될 필요가 없다고 판단되기 때문이다. 일 예로, 경합 기반 랜덤 액세스 절차가 어떤 부서빙셀에서도 진행될 필요가 없다고 판단하거나, 또는 현재 주서빙셀의 PUCCH의 용량이 충분하다고 판단하여 추가적인 부서빙셀에 대한 PUCCH를 설정할 필요가 없는 경우가 이에 해당한다.
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.
랜덤 액세스 절차(random access procedure)가 상향링크 동기 획득을 위해 수행되며, 랜덤 액세스 과정 중에 단말은 기지국으로부터 전송되는 시간 정렬값(timing alignment value)에 기반하여 상향링크 동기를 획득한다. 상향링크 시간을 앞당기는 값을 가지는 점에서, 시간 정렬 값은 시간 전진 값(timing advanced value)이라 불릴 수도 있다.
상향링크 동기가 획득되면, 단말은 시간 정렬 타이머(time alignment timer)를 시작한다. 시간 정렬 타이머가 작동 중이면 단말과 기지국은 서로 상향링크 동기가 이루어진 상태에 있다. 시간 정렬 타이머가 만료되거나 작동되지 않으면, 단말과 기지국은 서로 동기가 이루어져 있지 않은 것으로 보고, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블의 전송 이외의 상향링크 전송은 수행하지 않는다.
한편, 다중 반송파 시스템에서는 하나의 단말이 복수의 요소 반송파 또는 복수의 서빙셀들을 통해 기지국과 통신을 수행한다. 단말에 설정되는 복수의 서빙셀의 신호들이 모두 동일한 시간지연을 가지면, 단말은 하나의 시간 정렬 값만으로도 모든 서빙셀들에 대한 상향링크 동기 획득이 가능하다. 반면 복수의 서빙셀의 신호들이 서로 다른 시간지연을 가지면, 각 서빙셀마다 다른 시간 정렬 값이 요구된다. 즉, 다중 시간 정렬 값들(multiple timing alignment values)이 요구된다. 만약 다중 시간 정렬 값들을 획득하기 위해 단말이 각 서빙셀에 대해 일일이 랜덤 액세스를 수행한다면, 한정된 상향링크 자원에 오버헤드가 발생하고, 랜덤 액세스의 복잡도가 증가할 수 있다. 이러한 오버헤드와 복잡도를 줄이기 위해 시간 정렬 그룹(timing alignment group: TAG)이 정의된다.
시간 정렬 그룹은 UL CC가 구성된 서빙셀들 중에서, 동일한 시간 정렬 값과 동일한 타이밍 참조(timing reference)를 사용하는 서빙셀(들)을 포함하는 그룹이다. 각 시간 정렬 그룹은 UL CC가 구성된 서빙셀을 적어도 하나 포함하며, 각 시간정렬 그룹에 맵핑된 서빙셀에 대한 정보를 시간정렬그룹 구성정보(이하 'TAG 구성정보'라 함)라 한다. 시간정렬 그룹으로의 맵핑은 서빙 기지국에 의해 재구성될 수도 있으며, RRC 시그널링에 의해 단말로 전송된다.
시간 정렬 그룹은 적어도 하나의 서빙셀을 포함하는 그룹으로서, 시간 정렬 그룹내의 서빙셀들에 대하여는 동일한 시간 정렬 값과 동일한 타이밍 참조가 적용된다. 예를 들어, 제1 서빙셀과 제2 서빙셀이 동일한 시간 정렬 그룹(TAG1)에 속하면, 제1 서빙셀과 제2 서빙셀에는 동일한 시간 정렬 값 TA1이 적용된다. 반면 제1 서빙셀과 제2 서빙셀이 다른 시간 정렬 그룹(TAG1, TAG2)에 속하면, 제1 서빙셀과 제2 서빙셀에는 다른 시간 정렬 값 TA1과 TA2가 각각 적용된다. 시간 정렬 그룹은 주서빙셀을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 부서빙셀을 포함할 수도 있으며, 주서빙셀과 적어도 하나의 부서빙셀을 포함할 수도 있다.
시간 정렬 그룹은 해당 서빙셀을 구성한 서빙 기지국의 의해 최초 그룹설정 및 그룹 재편성이 결정되며 RRC 시그널링을 통해 단말에게 전송된다.
주서빙셀은 TAG를 변경하지 않는다. 또한 단말은 다중 시간 정렬 값이 필요한 경우 적어도 2개의 TAG을 지원할 수 있어야 한다. 일 예로, 주서빙셀이 포함된 pTAG(primary TAG)와 주서빙셀이 포함되지 않은 sTAG(secondary TAG)로 구분된 TAG를 지원할 수 있어야 한다. 여기서 pTAG는 언제나 단 하나만 존재하고 sTAG는 다중 시간 정렬 값이 필요한 경우라면 적어도 하나 이상 존재할 수 있다. 최대 TAG 개수는 2개 또는 4개로 설정될 수 있다. 또한 pTAG는 언제나 TAG ID = 0의 값을 갖는다.
서빙 기지국과 단말은 각 시간정렬그룹들에 대한 시간 정렬(TA) 값 획득 및 유지를 위해 다음과 같은 동작을 진행할 수 있다.
1. pTAG의 TA 값 획득 및 유지는 항상 주서빙셀을 통해 진행한다. 또한 pTAG의 TA값 계산을 위한 다운링크 동기의 기준이 되는 타이밍 참조는 언제나 주서빙셀내의 DL CC가 된다.
2. sTAG에 대한 초기 상향링크 시간정렬 값을 얻기 위해서는 반드시 기지국에 의해 초기화되는 RA 절차를 사용하여야 한다.
3. sTAG에 대한 타이밍 참조는 가장 최근에 진행된 RA 절차에서 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 부서빙셀의 UL CC와 SIB2 (system information block 2) 연결설정된(linked) DL CC이다. 여기서 SIB2는 브로드캐스팅 채널을 통해 전송된 시스템 정보 블록 중 하나이며 상기 SIB2 정보는 해당 부서빙셀을 구성할 때 RRC 재구성 절차를 통해 기지국에서 단말에게 전송된다. SIB2내에는 상향링크 중심 주파수 정보가 포함되어 있고 SIB1내에는 하향링크 중심 주파수 정보가 포함되어 있다. 따라서 SIB2 연결설정되었다 함은 해당 부서빙셀의 SIB1내의 정보를 기반으로 구성된 DL CC와 SIB2내의 정보를 기반으로 구성된 UL CC간의 연결설정을 의미한다.
4. 각 TAG는 하나의 타이밍 참조와 하나의 시간정렬타이머(timing alignment timer: TAT)를 가지며 각 TAT는 서로 다른 타이머 만료 값으로 구성될 수 있다. TAT는 각 시간정렬그룹이 획득하고 적용한 시간정렬값의 유효성 여부를 판단하기 위해 서빙 기지국으로부터 시간정렬값을 획득한 직후부터 시작 또는 재시작한다.
5. pTAG의 TAT가 만료된 경우, pTAG를 포함한 모든 TAG의 TAT가 만료된다. 그리고 단말은 모든 서빙셀들의 HARQ 버퍼들을 초기화(flush)한다. 또한 모든 하향크 및 상향링크에 대한 자원할당 구성을 초기화(clear)한다. 일 예로 반지속적(semi-persistent) 스케줄링(SPS) 방식처럼 PDCCH와 같은 하향링크/상향링크에 대한 자원할당을 목적으로 전송되는 제어정보 없이 주기적인 자원할당이 구성되어 있는 경우, 상기 SPS 구성을 초기화한다. 또한 모든 서빙셀들의 PUCCH 및 타입 0 (주기적) SRS의 구성을 해제한다.
6. 만일 sTAG의 TAT만 만료된 경우는 다음과 같은 절차를 진행한다.
A. sTAG내 부서빙셀들의 UL CC를 통한 SRS 전송을 중지한다.
B. 타입 0 (주기적) SRS 구성을 해제한다. 타입 1 (비주기적) SRS 구성은 유지한다.
C. CSI 보고에 대한 구성정보는 유지한다.
D. sTAG내 부서빙셀들의 업링크에 대한 HARQ 버퍼들을 초기화(flush)한다.
7. sTAG내의 모든 부서빙셀들이 비활성화된 경우라도 단말은 해당 sTAG의 TAT를 중지하지 않는다. 7번 동작과 같이 sTAG내의 모든 부서빙셀들이 비활성화된 경우라도 단말은 해당 sTAG의 TAT를 중지하지 않는다. 이는 sTAG내의 모든 부서빙셀들이 비활성화되어 상향링크 동기를 추적하기 위한 어떠한 SRS도 전송하지 못하는 상황이 특정 시간동안 유지되는 상태에서도 TAT를 통해 해당 sTAG의 TA값의 유효성을 보증할 수 있다는 의미이다.
8. 만일 sTAG내의 마지막 부서빙셀이 제거된 경우, 즉 sTAG내의 어떠한 부서빙셀도 구성되어 있지 않은 경우, 해당 sTAG내의 TAT는 중지된다.
9. 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차는 활성화된 부서빙셀에 대해서 기지국이 PDCCH 지시(order)를 전송함으로써 진행될 수 있다. 또한 비경합 기반의 랜덤 액세스 절차를 통해서만 진행된다. 따라서 PDCCH 지시내의 포함된 랜덤 액세스 프리앰블 정보는 '000000' 이외의 정보로 지시되어야 한다.
10. RAR 전송을 위한 PDCCH는 랜덤 액세스 프리앰블을 전송했던 부서빙셀 이외의 다른 서빙셀을 통해 전송될 수 있다.
11. 부서빙셀의 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송 횟수가 최대 허용 재전송 횟수에 도달한 경우: A. MAC 계층은 랜덤 액세스가 실패하였음을 RRC 계층에 알리지 않는다. 따라서 RLF의 트리거링을 유발하지 않는다. B. 단말은 기지국에게 부서빙셀의 랜덤 액세스가 실패했음을 알리지 않는다.
12. pTAG의 경로감쇄 참조는 주서빙셀 또는 pTAG내의 부서빙셀이 될 수 있으며 기지국은 pTAG 내의 각 서빙셀마다 RRC 시그널링을 통해 서로 다르게 설정할 수 있다.
13. sTAG내의 각 서빙셀들의 업링크 CC들의 경로감쇄 참조는 각각 SIB2 연결설정된 다운링크 CC이다.
도 5는 본 발명의 일 예에 따른 다중 시간 정렬 값을 획득하는 절차를 설명하는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 단말과 기지국은 선택된 셀을 통해 기지국에 대해 RRC 연결 설정 절차를 수행한다(S500). 상기 선택된 셀은 주서빙셀이 된다.
기지국은 하나 이상의 부서빙셀을 단말에 추가로 구성하기 위한 RRC 연결 재구성 절차를 수행한다(S505). 부서빙셀의 추가는 예를 들어, 단말의 요청 또는 네트워크의 요청 또는 기지국의 자체판단에 의해 더 많은 무선자원의 단말에 할당해야 하는 경우에 수행될 수 있다.
기지국은 단말에 추가된 서빙셀에 대해 시간 정렬 그룹을 구성한다(S510). 반송파 집성 상황에 따라 서빙셀간 TAG 설정은 셀 특정(cell-specific)하게 될 수도 있다. 예를 들어, 특정 주파수 대역의 서빙셀은 항상 FSR이나 원격 무선 헤드(remote radio head: RRH)를 통해 제공되는 경우, 기지국의 서비스 지역 내 모든 단말에 대해서 상기 특정 주파수 대역의 서빙셀과 기지국으로부터 직접 서비스되는 서빙셀은 서로 다른 TAG에 속하도록 설정된다. 만약 i) 기지국이 상기 추가된 부서빙셀에 주서빙셀과 동일한 시간정렬 값을 적용할 수 있다고 판단하는 경우, 상기 추가된 부서빙셀을 주서빙셀과 동일한 TAG으로 설정한다. 이 경우 단계 S515와 같은 TAG 구성정보의 전송 동작은 수행되지 않을 수 있다. 이때 단말이 TAG 구성정보의 수신없이 상기 추가된 부서빙셀에 대한 활성화 지시자와 상향링크 스케줄링 정보를 수신하는 경우, 단말은 상기 추가된 부서빙셀을 주서빙셀과 동일한 TAG으로 설정된 것으로 여긴다.
만약 ii) 기지국이 상기 추가된 부서빙셀에 주서빙셀과 동일한 시간정렬 값을 적용할 수 없다고 판단하는 경우, 기지국은 상기 추가된 부서빙셀을 포함하는 sTAG을 구성한다. 각 TAG에는 TAG를 식별하는 TAG ID가 부여된다. 다만, 기지국은 sTAG에 대한 TAG ID를 선택적으로 부여할 수 있다. 일 예로서, 기지국이 상기 추가된 부서빙셀을 포함하는 sTAG가 기존에 구성된 TAG들과 다른 TAG임을 확인한 경우, 기지국은 랜덤 액세스 절차를 통해 상향링크 동기를 획득하기 이전에 상기 sTAG에 대한 TAG ID를 부여할 수 있다. 다른 예로서, 기지국이 상기 추가된 부서빙셀이 기존에 구성된 TAG내에 포함될 수도 있다고 판단하거나, 또는 어느 TAG에 포함되는지 확인할 수 없는 경우, 기지국은 랜덤 액세스 절차를 통해 상향링크 동기를 획득하기 이전에 상기 sTAG에 대한 TAG ID를 부여하지 않을 수 있다. 따라서 이 경우 기지국은 단말이 상향링크 동기를 획득 이후 필요 시 TAG 구성정보를 단말로 전송하고, 단말은 해당 sTAG의 TAG ID를 획득할 수 있다.
기지국은 TAG 구성정보를 단말로 전송한다(S515). TAG 구성정보는 각 부서빙셀마다 TAG ID 정보가 포함되는 포맷일 수 있다. 구체적으로 각 부서빙셀의 상향링크 구성정보가 TAG ID 정보를 포함할 수 있다. 또는 TAG 구성정보는 서빙셀마다 할당된 서빙셀 인덱스(ServCellIndex) 또는 부서빙셀들에게만 할당되는 부서빙셀 인덱스(ScellIndex)를 맵핑하는 포맷일 수 있다. 예를 들어, pTAG = {ServCellIndex = ‘1’, ‘2’}, sTAG1 = {ServCellIndex = ‘3’, ‘4’} 와 같은 형태로 설정될 수 있다. 주서빙셀은 언제나 TAG ID = 0이므로 설정정보가 존재하지 않는다. 또한 부서빙셀들 중에서 TAG ID 정보가 없는 경우, 해당 부서빙셀들은 pTAG내의 서빙셀임을 의미할 수 있다.
TAG 구성정보는 각 TAG내의 대표 서빙셀 정보를 더 포함할 수 있다. 대표 서빙셀은 각 TAG내에서 상향링크 동기 유지 및 설정을 위한 랜덤 액세스 절차를 진행할 수 있는 서빙셀이다. 만약 상기 실시예와는 달리 TAG 구성정보가 대표 서빙셀을 포함하지 않는 경우 단말은 스스로 각 TAG내의 대표 서빙셀을 선정할 수 있다. 예를 들어, 기지국이 랜덤 액세스 절차를 지시한 서빙셀들 중 가장 최근에 랜덤 액세스 절차를 지시한 서빙셀을 대표 서빙셀로 선정할 수 있다. 또는 기지국이 부서빙셀 구성 시 랜덤 액세스 절차를 위한 파라미터들을 구성한 서빙셀을 대표 서빙셀로 선정할 수 있다. 만일 대표 서빙셀이 될 수 있는 조건에 부합하는 서빙셀이 다수인 경우 또는 대표 서빙셀이 비활성화 된 경우, 가장 낮은 부서빙셀 인덱스를 갖는 부서빙셀을 대표 서빙셀로 설정할 수 있다.
기지국은 특정한 부서빙셀에 대하여 스케줄링하고자 하는 경우, 상기 특정한 부서빙셀을 활성화하는 활성화 지시자를 단말로 전송한다(S520).
단말은 특정 sTAG에서 상향링크 동기를 확보하지 못한 경우, 상기 특정 sTAG에 대해 조정되어야 할 시간정렬 값을 획득하여야 한다. 이는 기지국에 의해 지시되는 랜덤 액세스 절차를 통해 발현될 수 있다.
sTAG 내의 활성화된 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차는 기지국에 의해 전송되는 PDCCH 지시에 의해서 시작될 수 있다. PDCCH 지시를 수신할 수 있는 부서빙셀은 상기 sTAG내에서 지정된 타이밍 참조를 포함한 부서빙셀로 한정할 수도 있으며 RACH 구성된 모든 부서빙셀이 될 수도 있다.
기지국은 단말이 동시에 2개 이상의 랜덤 액세스 절차를 진행하지 않도록 제어한다. 랜덤 액세스 절차의 동시 진행은 2개 이상의 랜덤 액세스 절차가 동기화되어 동시에 진행되는 경우와, 랜덤 액세스 절차가 진행되는 일부 시간에 대하여 동시에 진행중인 경우를 포함한다. 예를 들어, 단말이 주서빙셀을 통해 랜덤 액세스 절차를 진행할 때, 단말이 랜덤 액세스 응답 메시지를 기다리는 동안에 부서빙셀을 통해 랜덤 액세스 절차가 시작하는 경우(PDCCH order를 수신)이다.
기지국은 기존에 확보한 네트워크 내 정보 및/또는 단말로부터 수신한 보조(assistant) 정보(e.g. 위치정보, RSRP, RSRQ 등)를 이용하여도 특정 부서빙셀을 특정 TAG에 맵핑시킬 수 있을 만큼 충분한 정보를 확보하지 못한 경우, 상기 sTAG정보를 시간정렬 그룹핑(grouping)을 위해 필요한 부서빙셀을 또 다른 sTAG로 설정하고 랜덤 액세스 절차를 통해 상기 상향링크 시간정렬 값을 획득한다.
단계 S525의 랜덤 액세스 절차는 예를 들어 도 6의 절차에 의해 수행될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스 수행 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 기지국은 단말에 구성된 부서빙셀에 관한 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 PDCCH 지시(order)를 단말로 전송한다(S600). 랜덤 액세스 절차는 경합 기반일 수도 있고, 비경합 기반일 수도 있다.
일례로, 비경합 기반의 랜덤 액세스 절차인 경우, 기지국은 가용한 전체 랜덤 액세스 프리앰블들 중에서 미리 예약한 전용 랜덤 액세스 프리앰블들 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 랜덤 액세스 프리앰블의 인덱스 및 사용 가능한 시간/주파수 자원 정보를 포함하는 프리앰블 할당 정보(RA Preamble assignment)를 PDCCH 지시를 통해 단말로 전송한다. 이는 비경합 기반의 랜덤 액세스 과정을 위해서는 단말이 충돌 가능성이 없는 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로부터 할당받아야 하기 때문이다.
예를 들어, 랜덤 액세스 과정이 핸드오버 과정 중에 수행되는 경우, 단말은 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 핸드오버 명령 메시지로부터 얻을 수 있다. 또는 예를 들어, 랜덤 액세스 과정이 기지국의 요청(PDCCH order)에 의해 수행되는 경우 단말은 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 PDCCH, 즉 물리계층 시그널링을 통해 얻을 수 있다. 이 경우 물리계층 시그널링은 하향링크 제어정보(downlink control information: DCI) 포맷 1A로서, 표 1과 같은 필드들을 포함할 수 있다.
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 pat00001
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 인덱스는 비경합 기반 랜덤 액세스 절차를 위해 미리 예약한 전용 랜덤 액세스 프리앰블들 중 선택된 하나의 프리앰블을 지시하는 인덱스이고, PRACH 마스크 인덱스는 사용 가능한 시간/주파수 자원 정보이다. 사용 가능한 시간/주파수 자원 정보는 다시 표 2와 같이 주파수 분할 듀플렉스(frequency division duplex: FDD) 시스템과 시간 분할 듀플렉스(time division duplex: TDD) 시스템에 따라, 지시하는 자원이 달라진다.
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
다른 예로, 경합 기반의 랜덤 액세스 절차인 경우, 기지국은 프리앰블 할당 정보내의 프리앰블 인덱스를 '000000'으로 설정하여 단말로 전송한다. 단말은 경쟁 기반 랜덤 액세스 프리앰블들 중 하나를 랜덤하게 선택하고 PRACH 마스크 인덱스 값도 '0'으로 설정한 후 경쟁기반 절차로 진행한다. 또한, 프리앰블 할당 정보는 RRC와 같은 상위계층의 메시지(예를 들어 핸드오버 명령 내 이동제어정보(MCI: mobility control information))를 통해 단말로 전송될 수 있다.
단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 전송한다(S605). 랜덤 액세스 프리앰블은 대표 서빙셀을 통해 전송될 수 있다. 대표 서빙셀은 단말에 구성되는 시간 정렬 그룹에서 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하도록 선정된 서빙셀이다. 대표 서빙셀은 시간 정렬 그룹마다 선정될 수 있다. 또한 단말은 복수의 시간 정렬 그룹들 중에서, 어느 하나의 시간 정렬 그룹내의 대표 서빙셀상으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수도 있고, 2개 이상의 시간 정렬 그룹내의 각각의 대표 서빙셀상으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수도 있다. 예를 들어, 단말에 구성된 시간 정렬 그룹이 TAG1, TAG2이고, TAG1={제1 서빙셀, 제2 서빙셀, 제3 서빙셀}, TAG2={제4 서빙셀, 제5 서빙셀}이라 하자. TAG1의 대표 서빙셀이 제2 서빙셀, TAG2의 대표 서빙셀이 제5 서빙셀이면, 단말은 할당된 전용 랜덤 액세스 프리앰블을 제2 서빙셀 또는 제5 서빙셀을 통해 기지국으로 전송한다.
대표 서빙셀은 특별 서빙셀(special SCell) 또는 참조 서빙셀(reference SCell) 또는 타이밍 참조 서빙셀(timing reference Cell)이라 불릴 수도 있다. 만약 TAG 구성정보가 대표 서빙셀에 관련된 정보를 포함하지 않는 경우, 기지국의 PDCCH 지시에 기반하여 프리앰블이 전송되는 UL CC와 SIB2 연결설정된(linked) DL CC가 타이밍 참조 DL CC로 정의된다. 그리고 상기 타이밍 참조 DL CC를 포함한 서빙셀이 타이밍 참조 서빙셀로 정의된다. 대표 서빙셀에 관한 시간 정렬 값(이하 대표 시간 정렬 값)만 획득하면, 단말은 대표 시간 정렬 값을 다른 서빙셀의 시간 정렬 값으로 사용할 수 있다. 이는 동일한 시간 정렬 그룹에 속하는 서빙셀들에는 동일한 시간 정렬 값이 적용되기 때문이다. 특정 서빙셀에서의 불필요한 랜덤 액세스 절차를 차단함으로써 랜덤 액세스 절차의 중복, 복잡도 및 오버헤드가 줄어들 수 있다.
기지국이 랜덤 액세스 프리앰블을 성공적으로 수신하면, 기지국은 수신된 랜덤 액세스 프리앰블 및 시간/주파수 자원을 기반으로 어느 단말이 어느 서빙셀을 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 전송했는지 확인할 수 있다. 특히, 기지국의 PDCCH 지시에 의해 단말이 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차를 개시하는 경우, 단말은 이미 주서빙셀에서 단말의 고유한 식별자, 예를 들어 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier)를 확보한 상태이다. 따라서 기지국은 필요에 따라 단말의 C-RNTI를 이용할 수 있고, C-RNTI를 이용하여 단말로 하향링크 정보를 전송할 수 있다. 예를 들어 하향링크 정보는 랜덤 액세스 프리앰블의 수신에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함한다.
기지국은 단말의 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH와, 랜덤 액세스 응답 메시지가 맵핑된 PDSCH를 단말로 전송한다(S610). PDCCH에는 하향링크 제어정보(downlink control information: DCI)가 맵핑된다. DCI는 HARQ 정보를 포함한다. HARQ 정보는 신규 데이터 지시자(new data indicator; NDI), 전송 블록(transport block: TB) 크기(size)를 포함한다. 하향링크 공용채널(DL-SCH) 전송에 대해서, HARQ 정보는 HARQ 프로세스 ID를 포함한다. 한편, 상향링크 공용채널(UL-SCH)의 전송에 대해서, HARQ 정보는 반복 버젼(redundancy version: RV)를 포함한다.
랜덤 액세스 응답 메시지는 단독으로 PDSCH에 맵핑될 수도 있고, 다른 데이터들과 단일 MAC PDU내에 다중화(multiplexing)되어 PDSCH에 맵핑될 수도 있다. 랜덤 액세스 응답 메시지가 맵핑된 PDSCH는 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH에 의해 지시된다. 랜덤 액세스 응답 메시지는 부서빙셀상으로 전송될 수 있다. 랜덤 액세스 응답 메시지가 맵핑된 PDSCH의 전송에 사용되는 자원은 DCI내의 자원블록할당 필드에 의해 지시된다. 랜덤 액세스 응답 메시지는 부서빙셀에 대한 스케줄링 셀(scheduling cell)을 통해 전송될 수 있다.
공용 검색 공간에는 RA(random access)-RNTI에 의해 스크램블된 PDCCH가 할당된다. 그런데 부서빙셀에서는 공용 검색 공간이 정의되지 않고 단말-특정 검색 공간만이 정의되기 때문에, 단말은 부서빙셀상에서는 RA-RNTI에 의해 스크램블된 PDCCH 및, 상기 PDCCH가 지시하는 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신할 수 없다. 따라서, 부서빙셀에서 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하려면, 단말은 단말-특정 검색 공간을 이용할 수 밖에 없다. 단말 특정 검색 공간에서는 C-RNTI에 의해 스크램블된 PDCCH가 할당되므로, 기지국은 C-RNTI에 의해 스크램블된 PDCCH로써 랜덤 액세스 응답 메시지에 대한 PDSCH를 지시한다.
PDCCH가 C-RNTI로 스크램블되어 전송되므로, 단말의 HARQ 개체(entity)는 랜덤 액세스 응답 메시지에 관한 HARQ 프로세스(process)를 수행할 수 있다. 따라서, 단말이 PDCCH를 모니터링한 결과 PDCCH가 하향링크 전송을 지시하는 경우, 단말은 HARQ 왕복시간(round trip time: RTT) 타이머를 시작한다(S615).
HARQ RTT 타이머는 단말이 예상하는 하향링크 재전송이 있기 전의 최소한의 서브프레임의 개수를 특정한다. 예를 들어, FDD 시스템인 경우 HARQ RTT 타이머는 8 서브프레임으로 설정된다. 반면 TDD 시스템인 경우 HARQ RTT 타이머는 k+4 서브프레임으로 설정되는데, k는 하향링크 전송과 HARQ 피드백의 전송간의 인터벌로 정의된다. HARQ RTT 타이머는 하향링크 HARQ 프로세스마다 정의된다. HARQ RTT 타이머가 진행되는 동안 단말은 해당 HARQ 프로세스에 대한 하향링크 데이터의 재전송이 없을 것이라고 판단한다. 따라서 단말은 해당 HARQ 프로세스에 대한 수신동작을 진행하지 않는다. 예를 들어, 만일 단말이 HARQ 프로세스 이외에 어떠한 하향링크 데이터의 수신동작을 하지 않으며 해당 서브프레임이 활성 시간(active time)에 포함되지 않는다면, 단말은 PDCCH 수신을 위한 상태를 유지하지 않아도 된다.
단말이 PDCCH 자체를 검출하지 못하면 HARQ RTT 타이머도 시작될 수 없다. 한편, 단말이 랜덤 액세스 응답 메시지가 맵핑된 PDSCH의 수신에 성공하면, 단말은 이에 대응하는 ACK 신호를 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 단말이 랜덤 액세스 응답 메시지가 맵핑된 PDSCH의 수신에 실패하면, 단말은 이에 대응하는 NACK 신호를 기지국으로 전송할 수 있다. ACK/NACK 신호는 PDSCH를 수신한 서브프레임으로부터 4개 서브프레임 이후에 전송될 수 있다. ACK/NACK 신호가 전송되는 채널은 주서빙셀의 PUCCH일 수 있다. 또는 ACK/NACK 신호가 전송되는 채널은 주서빙셀이나 부서빙셀의 PUSCH일 수 있다.
그리고 기지국은 단말로부터 ACK/NACK 신호를 수신한 후 미리 정해진 타이밍에 랜덤 액세스 응답 메시지를 단말로 재전송할 수 있다. 단계 S610에서 랜덤 액세스 응답 메시지의 전송은 단계 S605에 응답하는 신규의 전송일 수도 있고, HARQ 프로세스에 의한 재전송일 수도 있다.
랜덤 액세스 응답 메시지의 전송이 재전송인 경우도 유효한 랜덤 액세스 응답 메시지의 전송이다. 따라서 단말은 랜덤 액세스 응답 메시지의 성공적인 수신을 판단함에 있어서, 재전송에 의한 시간 지연을 고려할 수 있다. 단말은 랜덤 액세스 유효수신구간(RA valid reception duration)내에서 랜덤 액세스 절차의 성공 여부를 판단한다(S620). 랜덤 액세스 유효수신구간은 단말이, 랜덤 액세스 응답 메시지가 맵핑된 PDSCH의 자원을 할당하되 C-RNTI에 의해 식별되는(identified) 부서빙셀의 PDCCH를, 모니터링(monitoring)하는 구간을 지칭한다. 랜덤 액세스 유효수신구간은 랜덤 액세스 프리앰블의 말단(end)을 포함하는 서브프레임으로부터 소정 개수의 서브프레임(예를 들어 3개 서브프레임) 이후에 시작된다.
일례로서, 랜덤 액세스 유효수신구간은 불연속적 수신 동작에서 정의되는 활성 시간(active time)을 포함한다. 이는 단말이 불연속적 수신(discontinuous reception: DRX) 동작을 수행하는 경우, 단말이 서브프레임의 PDCCH를 모니터링하기 위해서는 서브프레임이 활성 시간에 속해야 하기 때문이다. 불연속적 수신 동작을 수행하는 단말이 PDCCH 서브프레임내에서 PDCCH를 모니터하는 시간을 활성 시간이라 한다.
다른 예로서, 랜덤 액세스 유효수신구간은 랜덤 액세스 윈도우(RA window) 구간을 포함할 수 있다. 랜덤 액세스 윈도우 구간은 예를 들어 2ms 내지 10ms 중 하나의 값이 될 수 있다. 또는 랜덤 액세스 윈도우 구간은 10ms 이상의 값으로 설정될 수도 있다. 랜덤 액세스 윈도우 구간은 활성 시간으로 유지된다. 따라서 단말은 모든 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH를 수신할 수 있다.
또 다른 예로서, 랜덤 액세스 유효수신구간은 DRX 재전송 타이머 진행구간을 포함할 수 있다. DRX 재전송 타이머는 HARQ 프로세스에서 재전송되는 데이터의 수신을 모니터링하는 구간이다. DRX 재전송 타이머의 설정은 RRC 계층의 MAC-MainConfig 메시지에 의해서 정의된다. MAC-MainConfig 메시지는 DRX 재전송 타이머의 길이를 설정하는 drx-RetransmissionTimer 필드를 포함한다. 예를 들어, drx-RetransmissionTimer 필드는 {psf1, psf2, psf4, psf6, psf8, psf16, psf24, psf33} 중 어느 하나의 값으로 설정될 수 있는데, psf1은 PDCCH 서브프레임이 1개라는 의미이다. 예를 들어, TDD 시스템에서 상향링크 서브프레임은 PDCCH가 존재할 수 없으므로 PDCCH 서브프레임으로 카운트되지 않는다. 왜냐하면, DRX 재전송 타이머는 PDCCH 서브프레임만 카운팅(counting)하기 때문이다. 따라서 UL, UL, UL, DL, DL 5개의 서브프레임 동안의 PDCCH 서브프레임은 2개이다.
HARQ RTT 타이머가 시작된 후 HARQ 프로세스에 대응하는 데이터가 성공적으로 디코딩되지 않고 HARQ RTT 타이머가 만료되면, 상기 HARQ 프로세스에 대응하는 DRX 재전송 타이머가 시작한다. 여기서, HARQ 프로세스에 대응하는 데이터란 랜덤 액세스 응답 메시지가 맵핑되는 전송 블록일 수 있다. HARQ RTT 타이머가 만료되는 서브프레임과 DRX 재전송 타이머가 시작되는 서브프레임은 같을 수도 있으며 서로 다를 수도 있다. 상기 같은 경우는 HARQ RTT 타이머가 만료된 서브프레임에 대하여 수신된 하향링크 자원할당에 대한 PDCCH가 전혀 없거나, 있다 하더라도 해당 HARQ 프로세스에 대한 것이 아닌 경우이다. 반면, 상기 서로 다른 경우는 단말에 의해 HARQ RTT 타이머가 만료된 서브프레임에 대한 데이터 디코딩에 실패하였음을 확인하는 시점이 다른 경우가 될 수 있다. 즉, 해당 HARQ 프로세스에 대한 데이터가 수신되었으나 최종 디코딩에 실패한 경우이다.
랜덤 액세스 유효수신구간의 종료시점은 DRX 재전송 타이머가 종료되는 시점과 동일하다. DRX 재전송 타이머 진행구간은 상기 HARQ 프로세스에 대응하는 데이터를 다시 수신한 시점에 종료되므로, 랜덤 액세스 유효수신구간도 상기 시점에 종료된다. 그리고 만료되었던 HARQ RTT 타이머가 상기 시점부터 다시 시작한다.
또 다른 예로서, 랜덤 액세스 유효수신구간은 랜덤 액세스 윈도우 구간 및 불연속적 수신(discontinuous reception: DRX) 재전송 타이머(retransmission timer) 진행구간을 포함할 수 있다. 도 6은 랜덤 액세스 유효수신구간이 랜덤 액세스 유효수신구간은 랜덤 액세스 윈도우 구간 및 DRX 재전송 타이머 진행구간을 포함하는 것을 예로 든 것이다. DRX 재전송 타이머는 단말이 예상하는 즉각적인 하향링크 재전송을 위한 연속적인 PDCCH 서브프레임(들)의 최대 개수를 특정한다.
불연속적 수신은 RRC 계층에 의해 구성되고, 단말의 C-RNTI에 관한(for) PDCCH 모니터링(monitoring)을 제어한다. 예를 들어, 만약 단말이 RRC 연결 모드(connected mode)이고, 불연속적 수신이 구성된다면, 단말은 불연속적 수신 동작을 이용하여 PDCCH를 불연속적으로 모니터링할 수 있다. RRC 계층은 불연속적 수신 동작에 관련된 타이머(timer)를 구성함으로써 불연속적 수신 동작을 제어할 수 있다.
또 다른 예로서, 랜덤 액세스 유효수신구간은 랜덤 액세스 윈도우 구간 시작시점을 기준으로 시작되는 랜덤 액세스 시간정렬명령 타이머로 정의될 수 있다. 상기 타이머의 구동시간은 기지국이 부서빙셀에 대하여 설정한 파라미터로 고정적으로 설정될 수도 있다. 상기 타이머의 구동시간은 시스템 정보를 통해 셀 내 모든 단말들에게 공통적으로 적용되는 파라미터일 수도 있으며 RRC 시그널링을 통해 각 단말마다 또는 각 부서빙셀마다 다른 파라미터 값을 적용시킬 수도 있다.
모니터링은 단말이 PDCCH 서브프레임에서 블라인드 디코딩(blind decoding)으로 PDCCH를 검출하는 동작을 포함한다. 그리고 PDCCH 서브프레임은 PDCCH를 포함하는 서브프레임을 지칭한다. 또는 릴레이 노드(relay node)에 대해서 PDCCH 서브프레임은 R-PDCCH를 포함하는 서브프레임을 지칭한다. 예를 들어, FDD 시스템에서, PDCCH 서브프레임은 어떠한 서브프레임이라도 될 수 있다. 반면 TDD 시스템에서, PDCCH 서브프레임이란 하향링크 서브프레임과 DwPTS를 포함하는 서브프레임을 의미한다.
단말은 랜덤 액세스 절차가 성공하였는지 여부를 판단한다(S615). 랜덤 액세스 절차가 성공하기 위한 공통요건은, i) 단말이 랜덤 액세스 유효수신구간내에서 PDSCH를 수신할 것, ii) 단말이 PDSCH의 디코딩에 성공할 것, iii) PDSCH에 랜덤 액세스 응답 메시지가 맵핑될 것이다. 따라서, 랜덤 액세스 절차의 성공을 판단하는 데에는 ii) 요건을 판단하는데 소요되는 시간 t1과, iii) 요건을 판단하는데 소요되는 시간 t2가 필요하다. 상기 소요 시간 t1 및 t2는 각 단말의 하드웨어 구조에 따라 결정되는 값이다. 여기서, t1=1ms 또는 2ms 또는 3ms, t2=1ms 또는 2ms ㄸ또는 3ms일 수 있다. iii) 요건의 판단은 MAC 계층이 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함하는 MAC PDU(protocol data unit)가 PDSCH에 맵핑되었는지를 확인하거나, RAR(random access response) MAC 제어요소(control element: CE)가 PDSCH에 맵핑되었는지 확인하는 것을 포함한다.
한편, 랜덤 액세스 절차의 성공을 판단함에 있어서, 공통요건에 특수요건이 추가될 수 있다.
특수요건의 일 예로서, 단말이 랜덤 액세스 윈도우 구간내에서 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH에 의해 확인된 HARQ 정보에서 NDI가 '신규 전송'을 나타낼 것을 특수요건으로 할 수 있다. 상기 수신된 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH를 HARQ 프로세스를 통해 성공적으로 수신 및 디코딩한 경우, 단말은 랜덤 액세스 절차가 성공한 것으로 여긴다. 이때, 랜덤 액세스 유효수신구간은 랜덤 액세스 윈도우를 포함한다. 그리고 이외의 경우에는 단말은 랜덤 액세스 절차가 실패한 것으로 여긴다. 예를 들어 단말이 랜덤 액세스 윈도우 구간 외에서 NDI가 '신규 전송'을 나타내는 PDCCH를 수신하는 경우이다.
특수요건의 다른 예로서, 단말이 DRX 재전송 타이머 진행구간내에서 HARQ 프로세스를 통해 재전송되는 PDSCH를 재수신하고 성공적으로 디코딩한 것을 특수요건으로 할 수 있다. 그리고 이외의 경우에는 단말은 랜덤 액세스 절차가 실패한 것으로 여긴다. 예를 들어 단말이 HARQ 프로세스를 통해 수신한 랜덤 액세스 응답 메시지가 성공적으로 디코딩되지 못하고 DRX 재전송 타이머가 만료된 경우이다.
공통요건이 만족하거나 공통요건과 특수요건이 만족하여 랜덤 액세스 절차가 성공하면, 단말은 랜덤 액세스 응답 메시지에 포함된 시간정렬 값을 부서빙셀의 상향링크 시간을 조정하는데 적용한다. 또한 단말은 시간정렬 타이머(timing alignment timer: TAT)를 구동한다.
단말은 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송 타이밍으로 예정된 서브프레임에서도 여전히 랜덤 액세스 절차가 성공하지 못한 경우, 랜덤 액세스 프리앰블을 재전송할 수 있다. 반면 랜덤 액세스 윈도우 구간과 DRX 재전송 타이머 진행구간 중 어느 하나의 구간에서 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하면 결국 랜덤 액세스 절차의 성공으로 간주되기 때문에, 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송은 불필요하다. 예를 들어, 단말이 랜덤 액세스 윈도우에서 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하지 못하면 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송이 트리거링(triggering)된다.
단말은 다음의 여러가지 조건에 따라 랜덤 액세스 프리앰블을 재전송하거나, 재전송하지 않는다.
i) 재전송 타이밍으로 예정된 서브프레임이 DRX 재전송 타이머 진행구간 이전인 경우 : 단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 재전송한다.
ii) 재전송 타이밍으로 예정된 서브프레임이 DRX 재전송 타이머 진행구간 내에 있는 경우 : 만약 단말이 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신한 시점이 재전송 타이밍으로 예정된 서브프레임보다 앞서면, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 재전송하지 않는다. 만약 단말이 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신한 시점이 재전송 타이밍으로 예정된 서브프레임보다 늦으면, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 재전송할 수 있다.
iii) 재전송 타이밍으로 예정된 서브프레임이 DRX 재전송 타이머 진행구간 이후인 경우 : 단말이 DRX 재전송 타이머 진행구간에서 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하면, 랜덤 액세스 절차가 성공한 것이므로 단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 다시 전송할 필요가 없다. 랜덤 액세스 절차가 성공하면, 단말은 부서빙셀에 관한 시간정렬값을 획득한 상태이기 때문이다. 따라서 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송이 트리거링되더라도, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송을 무시 또는 취소한다.
이와 같이 랜덤 액세스 윈도우는 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송을 위한 기준으로 사용되고, HARQ 절차는 랜덤 액세스 응답 메시지의 송신과 수신을 위한 기준으로 사용된다. HARQ 절차를 이용하여 랜덤 액세스 응답 메시지를 송신 또는 수신할 때, 랜덤 액세스 절차의 성공 또는 실패를 보다 구체적인 시나리오로 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스 절차의 수행방법을 설명하는 시나리오이다. 이는 랜덤 액세스 절차가 성공하는 예이다.
도 7을 참조하면, 단말은 기지국으로부터 수신한 PDCCH 지시를 기반으로 해당 부서빙셀을 통해 특정한 랜덤 액세스 프리앰블 시퀀스(예를 들어 62번)와 0번 서브프레임에서 비경합 기반의 랜덤 액세스 절차를 진행한다. 이에 따라, 단말은 PDCCH 지시를 수신한 후 소정 시간이 경과된 이후에 도래하는 최초의 0번 서브프레임에서 62번 랜덤 액세스 프리앰블(RAP) 시퀀스를 PRACH에 맵핑하여 기지국으로 전송한다. 상기 소정 시간은 6ms일 수 있다.
단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 서브프레임으로부터 n번 서브프레임 이후에 랜덤 액세스 윈도우를 시작한다. 여기서 n은 3일 수 있다. 랜덤 액세스 윈도우 구간은 예를 들어 2ms 내지 10ms 중 하나의 값이 될 수 있다. 또는 랜덤 액세스 윈도우 구간은 10ms 이상의 값으로 설정될 수도 있다. 도 7은 랜덤 액세스 윈도우 구간이 5ms로 설정된 예이다. 랜덤 액세스 윈도우 구간은 활성 시간으로 유지된다. 따라서 단말은 모든 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH를 수신할 수 있다.
HARQ 프로세스 P1에 의해, 기지국은 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답으로서, 단말에 관한 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH1과, 상기 PDCCH1에 의해 지시되고 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함하는 PDSCH1을 4번 서브프레임에서 단말로 전송한다. 단말이 PDCCH1 또는 PDSCH1을 수신하면, HARQ 프로세스 P1은 HARQ RTT 타이머를 구동한다. 도 7은 HARQ RTT 타이머의 길이가 8개 서브프레임으로 설정된 예이다.
랜덤 액세스 윈도우는 랜덤 액세스 유효시간구간에 포함된다. 이 구간에서 랜덤 액세스 절차가 성공하려면, 공통요건과 특수요건을 만족시켜야 한다. 즉, 단말이 PDSCH1의 디코딩에 성공하고 PDSCH1이 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함하며(공통요건), PDCCH1의 DCI에 포함된 신규 데이터 지시자가 '신규 전송'을 지시하는 경우(특수요건), 단말은 랜덤 액세스 절차에 성공할 수 있다. 그런데, 도 7의 시나리오에서 단말은 3개 서브프레임이 경과된 7번 서브프레임에서, PDSCH1의 디코딩에 실패한다. 따라서 단말은 8번 서브프레임에서 NACK 신호를 기지국으로 전송한다.
다음으로, HARQ 프로세스 P2에 의해, 도 7의 시나리오에서 단말이 랜덤 액세스 윈도우 구간내에서 또 다른 하향링크 데이터를 수신한다고 하자. 즉, 단말이 7번 서브프레임에서 단말에 관한 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH2와 상기 PDCCH2에 의해 지시되는 PDSCH2를 기지국으로부터 수신한다. HARQ RTT 타이머가 이미 구동중이므로, 단말은 별도의 HARQ RTT 타이머를 구동하지 않는다.
랜덤 액세스 윈도우는 랜덤 액세스 유효시간구간에 포함된다. 따라서 단말이 PDSCH2의 디코딩에 성공하고 PDSCH2가 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함하면, 단말은 랜덤 액세스 절차에 성공할 수 있다. 도 7의 시나리오에서 단말은 PDSCH2의 디코딩에 성공하여 다음 무선 프레임의 1번 서브프레임에서 ACK 신호를 전송한다. 그런데, PDSCH2는 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함하지 않으므로, 랜덤 액세스 절차에 성공할 수 없다. 단말의 MAC 계층이 랜덤 액세스 절차에 실패한 것을 인지하는데까지 소요되는 시간은 t1+t2이다. 예를 들어, PDCCH2와 PDSCH2의 디코딩에 성공하는지 판단하는데 걸리는 시간 t1은 3ms이다. 또한 PDSCH2에 포함된 정보를 MAC 계층으로 전달하고 MAC 계층에서 랜덤 액세스 응답 메시지를 확인하기까지 걸리는 시간 t2는 3ms이다. 따라서 단말은 PDCCH2/PDSCH2를 수신한 7번 서브프레임으로부터 3ms + 3ms = 6ms(또는 6개의 서브프레임)이 경과된 후인 3번 서브프레임에서 랜덤 액세스 절차의 실패를 인지한다.
단말은 랜덤 액세스 윈도우 구간이 종료될 때까지 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하지 못하므로, 이를 최종적으로 확인한 3번 서브프레임에서 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송이 트리거된다. 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송은 다음에 도래하는 최초의 0번 서브프레임에서 이루어지도록 예정된다.
다시 HARQ 프로세스 P1으로 돌아가서, PDSCH1에 대해 NACK 신호를 수신한 기지국은 랜덤 액세스 응답 메시지를 단말로 재전송해야 한다. 랜덤 액세스 유효시간구간내에 랜덤 액세스 응답 메시지가 성공적으로 재전송되면 단말은 랜덤 액세스 절차가 성공된 것으로 본다. 랜덤 액세스 유효시간구간은 단말이 유효하게 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신할 수 있는 활성 시간을 포함하며, 특히 랜덤 액세스 윈도우 구간과, DRX 재전송 타이머 진행구간을 포함할 수 있다. 랜덤 액세스 윈도우 구간은 이미 경과되었으므로, 다음으로 단말은 DRX 재전송 타이머 진행구간내에서 랜덤 액세스 절차가 성공하는지 판단해야 한다.
DRX 재전송 타이머 진행구간내에서 랜덤 액세스 절차가 성공하려면, 공통요건을 만족시켜야 한다. 즉, 단말이 PDSCH1의 디코딩에 성공하고 PDSCH1이 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함하면 단말은 랜덤 액세스 절차에 성공할 수 있다. 랜덤 액세스 윈도우 구간에서와 같이 PDCCH1의 DCI에 포함된 신규 데이터 지시자가 '신규 전송'을 지시할 것을 요하지 않는다.
3번 서브프레임에서, PDCCH1/PDSCH1의 재전송을 위해 DRX 재전송 타이머가 구동된다. DRX 재전송 타이머는 HARQ RTT 타이머가 만료된 때에 구동된다. 그리고 데이터가 재전송되고, 단말이 데이터를 성공적으로 디코딩하면 단말은 DRX 재전송 타이머를 중단하고 다시 HARQ RTT 타이머를 구동한다. 기지국이 PDCCH1과 PDSCH1을 4번 서브프레임에서 재전송하고, 단말이 PDSCH1의 디코딩에 성공하면, 단말은 8번 서브프레임에서 ACK 신호를 기지국으로 전송한다. 또한, 단말의 MAC 계층은 다음에 도래하는 0번 서브프레임에서 PDSCH1에 랜덤 액세스 응답 메시지가 포함된 것을 확인할 수 있다. 즉, 단말은 랜덤 액세스 절차가 성공한 것으로 여긴다. 여기에 소요되는 시간도 역시 t1+t2이다. 단말은 랜덤 액세스 응답 메시지가 지시하는 시간정렬 값을 부서빙셀이 속하는 sTAG에 적용하고, 시간정렬 타이머(TAT)를 구동한다.
그런데, 다음에 도래하는 0번 서브프레임에서는 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송이 예정되어 있는 상태인데, 이미 시간정렬 타이머가 구동되었으므로 단말은 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송을 무시 또는 취소한다. 랜덤 액세스 절차가 성공한 것이므로 단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 다시 전송할 필요가 없기 때문이다. 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송이 랜덤 액세스 윈도우내에서 랜덤 액세스 응답 메시지의 비수신으로 인해 트리거되더라도, 랜덤 액세스 절차의 성공으로 판단되면 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송이 진행되지 않는다.
만약 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송이 예정된 시점이 시간정렬 타이머가 구동되기 이전이면 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송은 진행될 수 있다. 단말은 재전송된 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답 메시지를 무시 또는 폐기하거나, 시간정렬 값을 갱신하는데 사용할 수도 있다. 이는 단말의 구현의 문제이다.
랜덤 액세스 절차가 HARQ 절차와 결부되어 있으므로, 랜덤 액세스 윈도우 뿐만 아니라 HARQ 절차에서 사용되는 DRX 재전송 타이머가 랜덤 액세스 절차의 성공 여부를 판단하는 기준으로 사용될 수 있다. 또한, 이미 성공된 랜덤 액세스 절차임에도 불필요하게 랜덤 액세스 프리앰블을 재전송함으로써 야기되는 자원낭비와 시간지연 등의 시스템 열화를 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 예에 따른 랜덤 액세스 절차의 수행방법을 설명하는 시나리오이다. 이는 랜덤 액세스 절차가 실패하는 예이다.
도 8을 참조하면, 단말은 기지국으로부터 수신한 PDCCH 지시를 기반으로 해당 부서빙셀을 통해 특정한 랜덤 액세스 프리앰블 시퀀스(예를 들어 62번)와 0번 서브프레임에서 비경합 기반의 랜덤 액세스 절차를 진행한다. 이에 따라, 단말은 PDCCH 지시를 수신한 후 소정 시간이 경과된 이후에 도래하는 최초의 0번 서브프레임에서 62번 랜덤 액세스 프리앰블(RAP) 시퀀스를 PRACH에 맵핑하여 기지국으로 전송한다. 상기 소정 시간은 6ms일 수 있다.
단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 서브프레임으로부터 3번 서브프레임 이후에 랜덤 액세스 윈도우를 시작한다.
HARQ 프로세스 P1에 의해, 기지국은 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답으로서, 단말에 관한 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH1과, 상기 PDCCH1에 의해 지시되고 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함하는 PDSCH1을 4번 서브프레임에서 단말로 전송한다. 단말이 PDCCH1 또는 PDSCH1을 수신하면, HARQ 프로세스 P1은 HARQ RTT 타이머를 구동한다. 도 8은 HARQ RTT 타이머의 길이가 8개 서브프레임으로 설정된 예이다.
랜덤 액세스 윈도우는 랜덤 액세스 유효시간구간에 포함된다. 이 구간에서 랜덤 액세스 절차가 성공하려면, 공통요건과 특수요건을 만족시켜야 한다. 즉, 단말이 PDSCH1의 디코딩에 성공하고 PDSCH1이 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함하며(공통요건), PDCCH1의 DCI에 포함된 신규 데이터 지시자가 '신규 전송'을 지시하는 경우(특수요건), 단말은 랜덤 액세스 절차에 성공할 수 있다. 그런데, 도 8의 시나리오에서 단말은 3개 서브프레임이 경과된 7번 서브프레임에서, PDSCH1의 디코딩에 실패를 확인한다. 따라서 단말은 8번 서브프레임에서 NACK 신호를 기지국으로 전송한다.
단말은 PDSCH1의 디코딩에 실패한 이후 랜덤 액세스 윈도우 구간이 종료될 때까지 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하지 못하므로, 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송이 트리거된다. 랜덤 액세스 응답 실패는 랜덤 액세스 윈도우가 종료되는 7번 서브프레임에서 최종 확인될 수 있다. 이는 PDSCH1의 디코딩에 실패하였으므로, MAC 계층에서 랜덤 액세스 응답 메시지의 포함여부를 별도로 판단할 수 없기 때문이다. 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송은 다음에 도래하는 최초의 0번 서브프레임에서 이루어지도록 예정된다.
랜덤 액세스 프리앰블의 재전송 시점은 0번 서브프레임이고, DRX 재전송 타이머 구동 시점은 3번 서브프레임이다. 즉, 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송 시점이 DRX 재전송 타이머 구동 시점보다 이전이다. 따라서, 단말은 DRX 재전송 타이머 진행구간에서 랜덤 액세스 절차의 성공을 판단하지 않고, 바로 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 재전송한다.
단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 무한정 재전송할 수 없고, 미리 설정된 최대 RAP 전송 횟수 M만큼만 전송할 수 있다. 단말이 랜덤 액세스 프리앰블을 M번째 전송한 경우, 랜덤 액세스 절차의 성공 또는 실패를 결정하는 기준시점이 정의되어야 한다.
일례로서, 기준시점은 랜덤 액세스 윈도우의 종료 시점일 수 있다. 이 경우 랜덤 액세스 윈도우가 종료하는 시점까지 M번째 전송된 랜덤 액세스 프리앰블에 대해 랜덤 액세스 절차가 성공하지 못하면, 랜덤 액세스 절차의 실패로 본다.
다른 예로서, 기준시점은 DRX 재전송 타이머 만료 시점일 수 있다. 이 경우 DRX 재전송 타이머가 종료하는 시점까지 M번째 전송된 랜덤 액세스 프리앰블에 대해 랜덤 액세스 절차가 성공하지 못하면, 랜덤 액세스 절차의 실패로 본다.
도 9는 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스 프리앰블의 최대 RAP 전송 횟수만큼 전송시 랜덤 액세스 절차의 성공 또는 실패의 기준시점을 설명하는 설명도이다.
도 9를 참조하면, 단말은 부서빙셀에서 동일한 랜덤 액세스 프리앰블을 M번째 전송한다. 단말은 M번째 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한 서브프레임으로부터 3번 서브프레임 이후에 랜덤 액세스 윈도우를 시작한다. HARQ 프로세스 P1에 의해, 기지국은 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답으로서, 단말에 관한 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH1과, 상기 PDCCH1에 의해 지시되고 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함하는 PDSCH1을 4번 서브프레임에서 단말로 전송한다. 단말이 PDCCH1 또는 PDSCH1을 수신하면, HARQ 프로세스 P1은 HARQ RTT 타이머를 구동한다.
단말이 4번 서브프레임에서 PDCCH1과 PDSCH1의 수신 또는 디코딩에 실패하면, 단말은 8번 서브프레임에서 PDSCH1에 대한 NACK 신호를 기지국으로 전송한다. 그리고 HARQ RTT 타이머가 만료되면, DRX 재전송 타이머가 구동한다. 그리고 기지국은 PDCCH1/PDSCH1을 다음 4번 서브프레임에서 재전송한다. PDSCH1에 대한 디코딩에 성공하면, 단말은 8번 서브프레임에서 PDSCH1에 대한 ACK 신호를 기지국으로 전송한다.
이러한 시나리오에서, 랜덤 액세스 절차가 성공인지 실패인지는 기준시점에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 기준시점이 랜덤 액세스 윈도우의 종료 시점인 경우, 7번 서브프레임에서 PDSCH1의 디코딩 실패를 확인하면, 단말은 해당 부서빙셀에서 랜덤 액세스 절차의 실패로 간주한다. 반면, 기준시점이 DRX 재전송 타이머 만료 시점인 경우, DRX 재전송 타이머가 만료 전에 단말이 PDSCH1의 디코딩에 성공하고 PDSCH1에 랜덤 액세스 응답 메시지가 포함되어 있으므로, 단말은 랜덤 액세스 절차의 성공으로 간주한다. 기준시점이 DRX 재전송 타이머 만료 시점인 경우는, 랜덤 액세스 응답 메시지의 재전송을 허용하는 점에서, 기준시점이 랜덤 액세스 윈도우의 종료 시점인 경우와 차이가 있다.
이하에서, 랜덤 액세스 응답 메시지의 구조에 관하여 상세히 설명된다. 랜덤 액세스 응답 메시지는 MAC PDU에 포함될 수 있다. 그리고 MAC PDU는 단일 전송 블록에 포함된다. 전송 블록은 단일 서브프레임에 하향링크 자원할당량을 기준으로 가변적인 비트 수로 정의될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스 응답 메시지의 구조를 나타내는 블록도이다.
도 10을 참조하면, 랜덤 액세스 응답 메시지는 MAC PDU(1000)의 포맷으로 구성될 수 있다. MAC PDU(1000)는 MAC 헤더(header, 1010), 적어도 하나의 MAC 제어요소(MAC control element(CE), 1020-1,...,1020-n), 적어도 하나의 MAC SDU(Service Data Unit, 1030-1,...,1030-m) 및 패딩(padding, 1040)을 포함한다.
MAC 제어요소(1020-1,..., 1020-n)는 MAC 계층이 생성하는 제어메시지이다.
MAC 헤더(1010)는 적어도 하나의 서브헤더(sub-header, 1010-1, 1010-2, 1010-3, 1010-4,...,1010-k)를 포함하며, 각 서브헤더(1010-1, 1010-2, 1010-3, 1010-4,...,1010-k)는 하나의 MAC SDU 또는 하나의 MAC 제어요소 또는 패딩(1040)에 대응(corresponding)한다. 서브헤더(1010-1, 1010-2, 1010-3, 1010-4,...,1010-k)의 순서는 MAC PDU(1000)내에서 대응하는 MAC SDU(1030-1,... 1030-m), MAC 제어요소(1020-1,..., 1020-n) 또는 패딩(1040)들의 순서와 동일하게 배치된다.
각 서브헤더(1010-1, 1010-2, 1010-3, 1010-4,...,1010-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(1020-1,..., 1020-n) 또는 패딩(1040)에 대응하는 서브헤더이며, 6개의 필드를 포함하는 서브헤더는 MAC SDU(1030-1,...,1030-m)에 대응하는 서브헤더이다.
논리 채널 식별 정보(LCID, Logical Channel ID) 필드는 MAC SDU(1030-1,...,1030-m)에 대응하는 논리채널을 식별하거나, MAC 제어요소(1020,..., 1025) 또는 패딩의 종류(type)를 식별하는 식별필드이며, 각 서브헤더(1010-1, 1010-2, 1010-3, 1010-4,...,1010-k)가 옥텟(octet) 구조를 가질 때, LCID 필드는 5비트일 수 있다.
예를 들어, LCID 필드는 표 3과 같이 MAC 제어요소(1020-1,..., 1020-n)가 서빙셀의 활성화/비활성화를 지시하기 위한 MAC 제어요소인지, 단말간의 경합해결을 위한 경합해결 식별자(Contention Resolution Identity) MAC 제어요소인지 또는 시간 전진 명령을 위한 MAC 제어요소인지를 식별한다. 시간 전진 명령을 위한 MAC 제어요소는 랜덤 액세스에서 시간 정렬을 위해 사용되는 MAC 제어요소이다.
LCID 인덱스 LCID 값
00000 CCCH
00001-01010 논리채널의 식별자
01011-11010 예비됨
11011 활성화/비활성화
11100 단말 경합 해결 식별자
11101 시간 전진 명령(TAC)
11110 DRX 명령
11111 패딩
표 3을 참조하면, LCID 필드의 값이 11101이면, 대응하는 MAC 제어요소는 시간 전진 명령을 위한 MAC 제어요소이다. 이때 시간전진명령을 위한 MAC 제어요소는 1개의 옥텟(octet) 구조로서 8비트이고, 시간전진명령 필드(TACF)에 사용되는 비트수는 6비트일 수 있다. 나머지 2비트는 예비 비트(reserved bit)이다.
한편, 복수의 서빙셀이 단말에 구성됨으로 인하여 시간 전진 명령이 복수의 서빙셀에 대해 주어질 때, LCID 필드는 표 4와 같이 주어질 수도 있다.
LCID 인덱스 LCID 값
00000 CCCH
00001-01010 논리채널의 식별자
01011-11001 예비됨
11010 확장된 시간 전진 명령(Extended Timing Advance Command)
11011 활성화/비활성화
11100 단말 경합 해결 식별자
11101 시간 전진 명령(TAC)
11110 DRX 명령
표 4를 참조하면, LCID 필드의 값이 11010이면, 대응하는 MAC 제어요소는 복수의 서빙셀에 대한 시간전진명령을 위한 MAC 제어요소이다. 이때 시간전진명령을 위한 MAC 제어요소는 예를 들어 6개의 옥탯 구조로서 총 48비트이고, 이 중 시간전진명령 필드(TACF)에 사용되는 비트수는 11비트일 수 있다. 나머지 비트들은 예비 비트, 상향링크 그랜트(uplink grant) 또는 임시 C-RNTI로 사용된다.
한편, LCID 필드는 표 5와 같이 MAC 제어요소(620-1,..., 620-n)가 랜덤 액세스 응답을 위한 MAC 제어요소임을 식별할 수도 있다.
LCID 인덱스 LCID 값
00000 CCCH
00001-01010 논리채널의 식별자
01011-11001 예비됨
11010 부서빙셀을 위한 랜덤 액세스 응답
11011 활성화/비활성화
11100 단말 경합 해결 식별자
11101 시간 전진 명령(TAC)
11110 DRX 명령
11111 패딩
표 5를 참조하면, LCID 필드의 값이 11010이면, 대응하는 MAC 제어요소는 부서빙셀의 랜덤 액세스 응답을 위한 MAC 제어요소이다. 이때 랜덤 액세스 응답을 위한 MAC 제어요소는 예를 들어 p개의 옥탯 구조로서, 11비트의 시간전진명령 필드(TACF)만을 포함하거나, 시간전진명령 필드 이외에도 백오프 지시자(backoff indicator) 필드와 상향링크 그랜트(uplink grant)를 포함할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 예에 따른 랜덤 액세스 응답 메시지의 구조를 나타내는 블록도이다.
도 11을 참조하면, 랜덤 액세스 응답 메시지는 RAR MAC PDU(1100)의 포맷으로 구성될 수 있다. RAR MAC PDU(1100)는 MAC 헤더(1110), 적어도 하나의 MAC RAR 필드(1115-1,...,1115-n), 및 패딩(1140)을 포함한다.
MAC 헤더(1110)는 적어도 하나의 서브헤더(1105-1, 1105-2,...,1105-n)를 포함하며, 각 서브헤더(1105-1, 1105-2,...,1105-n)는 각 MAC RAR 필드(1115-1,...,1115-n)에 대응한다. 서브헤더(1105-1, 1105-2,...,1105-n)의 순서는 RAR MAC PDU(1100)내에서 대응하는 MAC RAR 필드(1115-1, 1115-2,...,1115-n) 순서와 동일하게 배치될 수 있다.
한편, MAC 헤더(1110)는 백오프 지시자(BI) 서브헤더(1101)를 더 포함할 수 있다. 백오프 지시자(BI) 서브헤더(1101)는 백오프 지시자를 포함한다. 백오프 지시자 서브헤더(1101)에 대응하는 MAC RAR 필드는 RAR MAC PDU(1100)내에 존재하지 않는다. 그러나 백오프 지시자 서브헤더(1101)는 해당 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신한 모든 단말들에게 공통적으로 적용되는 파라미터이다. 만일 단말이 백오프 지시자를 수신한 적이 없다면 백오프 파라미터는 최초값(initial value) 또는 디폴트 값으로 '0ms'가 된다.
백오프 지시자 서브헤더(1101)는 기지국에 의해 해당 서빙셀에 대한 백오프 파라미터를 변경해야 할 경우에 한하여 RAR MAC PDU(1100)에 포함될 수 있다. 일 예로 서빙셀을 통한 랜덤 액세스 프리앰블 전송이 일정 수준 이상으로 많거나, 기지국이 랜덤 액세스 프리앰블의 수신을 지속적으로 실패하는 경우, 기지국은 백오프 파라미터 값을 증가시키는 백오프 지시자 서브헤더(1101)를 RAR MAC PDU(1100)에 포함시켜 전송할 수 있다.
백오프 지시자 서브헤더(1101)는 E, T, R, R, BI 이렇게 5개의 필드를 포함할 수 있다. 여기서 E 필드는 해당 서브헤더가 마지막 서브헤더인지 아닌지를 나타내는 필드이다. T 필드는 해당 서브헤더가 RAPID(random access preamble ID)를 포함하는 서브헤더인지 백오프 지시자 서브헤더인지를 나타내는 필드이다. 또한 R 필드는 예비 비트를 나타낸다. BI 필드는 4비트로 정의된다. BI 필드 값은 하기 표 5와 같이 16개의 인덱스 값들 중 하나를 지시한다.
BI 필드는 단말이 랜덤 액세스 절차가 성공하지 못하였다고 판단되는 경우에 적용될 수 있다. 예를 들어, 단말이 현재 진행 중인 랜덤 액세스 절차를 포함하여 추후 랜덤 액세스 절차를 진행할 때, 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신에 실패하면, 단말은 랜덤 액세스 절차 재시도 횟수를 1만큼 증가시킨다. 만일 증가된 랜덤 액세스 절차 재시도 횟수가 기지국에 의해 설정된 최대 재시도 횟수보다 작거나 같은 경우, 단말은 랜덤 액세스 절차를 재시도할 수 있다. 이 때 단말이 BI 필드를 수신하였으며 백오프 파라미터 값이 0이 아닌 경우, 단말은 백오프 파라미터 값과 0사이의 값 중 하나를 균일 확률분포함수를 기반으로 선택한다.
단말은 선택한 값만큼 랜덤 액세스 절차의 시작 또는 재시작을 지연시킨다. 예를 들어 BI 필드 값이 '1000'인 경우, 이는 8의 값에 해당되므로 하기 표 5에 따라 백오프 파라미터 값은 160ms가 된다. 따라서 단말은 0 내지 160ms 내의 값들 중 하나를 동일한 확률로 선택한다. 만약 단말이 83ms를 선택하면, 단말은 랜덤 액세스가 실패했다고 판단한 시점에서 83ms 동안 랜덤 액세스 절차의 재시작을 지연하고 83ms 이후 랜덤 액세스 절차가 가능한 가장 빠른 서브프레임에서 랜덤 액세스 절차를 재시작한다.
RAPID는 다수의 단말들에 의해 동일한 시간/주파수 자원을 통해 전송된 랜덤 액세스 프리앰블들 중 해당 단말이 전송한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 RAR MAC PDU인지 아닌지를 확인하기 위한 정보이다. RAPID를 포함하는 서브헤더(1105-1, 1105-2,…, 1105-n)는 E, T, RAPID 이렇게 3개의 필드를 포함할 수 있다. 여기서 E 필드는 해당 서브헤더가 마지막 서브헤더인지 아닌지를 나타내는 필드이다. T 필드는 해당 서브헤더가 RAPID를 포함하는 서브헤더인지 백오프 지시자 서브헤더인지를 나타내는 필드이다. RAPID 필드는 6비트로 정의되는 필드로서, 기지국이 할당한 랜덤 액세스 프리앰블 또는 단말이 선택한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 정보를 나타낸다.
도 12는 본 발명에 적용되는 MAC 서브헤더의 일 예에다.
도 12를 참조하면, 실시예1은 표 3에 따른 LCID가 적용되는 MAC 서브헤더이고, 실시예1은 표 5에 따른 LCID가 적용되는 MAC 서브헤더이다.
도 13은 본 발명이 적용되는 MAC 제어요소의 일 예이다.
도 13을 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 3은 모두 옥텟(octet) 구조(8 비트)를 가지는 MAC 제어요소로서, 실시예 1과 실시예 2는 하나의 옥텟으로 구성된 MAC 제어요소이고, 실시예 3은 2개의 옥텟으로 구성된 MAC 제어요소이다.
실시예 1에서, MAC 제어요소는 2비트의 TAG 인덱스(index)와 6비트의 시간전진명령(TAC) 필드를 포함한다. 시간전진명령 필드는 시간정렬 값을 지시한다. 실시예 2에서, MAC 제어요소는 1비트의 R 필드와 1비트의 G필드, 그리고 6비트의 시간전진명령 필드를 포함한다. 실시예 3에서, MAC 제어요소는 5비트의 R 필드, 11비트의 시간전진명령 필드를 포함한다.
도 14는 본 발명이 적용되는 MAC 제어요소의 다른 예이다.
도 14를 참조하면, 실시예 1과 실시예 2는 모두 옥텟 구조(8 비트)를 가지는 MAC 제어요소로서, 실시예 1은 2개의 옥텟으로 구성된 MAC 제어요소이고, 실시예 2는 3개의 옥텟으로 구성된 MAC 제어요소이다. 실시예 1에서, MAC 제어요소는 3비트의 R 필드, 1비트의 TAG 인덱스 필드, 11비트의 시간전진명령 필드를 포함한다. 물론, TAG 인덱스 필드가 1비트가 되고 R 필드의 비트 수가 4개인 포맷도 가능하다. 또는 TAG 인덱스 필드 대신 3비트의 서빙셀 인덱스 또는 부서빙셀 인덱스가 포함될 수도 있다. 실시예 1의 MAC 제어요소는 표 3 또는 표 5에 따른 LCID 필드에 의해 지시될 수 있다.
실시예 2에서, MAC 제어요소는 1비트의 R 필드, 11비트의 시간전진명령 필드, 및 20비트의 상향링크 그랜트(UL Grant)를 포함한다. R 비트는 MAC 제어요소내에 상향링크 그랜트의 포함여부를 나타내는 플래그(flag) 비트로 설정되어 사용할 수도 있다. 만일 MAC 제어요소가 상향링크 그랜트를 포함하지 않는 경우, Oct 2의 4비트는 R 비트로 설정되며 전체 MAC 제어요소의 길이는 16비트가 된다. 실시예 2의 MAC 제어요소는 표 5에 따른 LCID 필드에 의해 지시될 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 예에 따른 단말에 의한 랜덤 액세스 절차의 수행방법을 설명하는 순서도이다.
도 15를 참조하면, 단말은 단말에 구성된 부서빙셀에 관한 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 PDCCH 지시를 기지국으로부터 수신한다(S1500).
단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 전송한다(S1505).
단말은 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH와, 랜덤 액세스 응답 메시지가 맵핑된 PDSCH를 기지국으로부터 수신한다(S1510). PDCCH에는 하향링크 제어정보(DCI)가 맵핑된다. DCI는 HARQ 정보를 포함한다. HARQ 정보는 신규 데이터 지시자(NDI), 전송 블록(TB) 크기를 포함한다. 하향링크 공용채널(DL-SCH) 전송에 대해서, HARQ 정보는 HARQ 프로세스 ID를 포함한다. 한편, 상향링크 공용채널(UL-SCH)의 전송에 대해서, HARQ 정보는 반복 버젼(RV)을 포함한다. 이때, PDSCH의 수신으로 단말은 HARQ RTT 타이머를 구동할 수 있다.
단말은 랜덤 액세스 유효시간구간내에서 랜덤 액세스 절차가 성공하는지 판단한다. 랜덤 액세스 유효시간구간은 기본적으로 랜덤 액세스 윈도우를 포함하고, 랜덤 액세스 응답 메시지의 재전송시에는 DRX 재전송 타이머 진행구간을 포함할 수 있다. 따라서, 단말이 랜덤 액세스 유효시간구간에서 랜덤 액세스 절차의 성공여부를 판단하는 것은, 랜덤 액세스 윈도우에서의 랜덤 액세스 절차의 성공/실패 판단과, DRX 재전송 타이머 내에서 랜덤 액세스 절차의 성공/실패 판단을 포함할 수 있다.
먼저, 단말은 1차적으로 랜덤 액세스 윈도우 내에서 랜덤 액세스(RA) 절차의 성공 여부를 판단한다(S1515). 랜덤 액세스 윈도우내에서 단말이 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH를 성공적으로 디코딩하고, 상기 PDCCH의 DCI에 신규 데이터 지시자가 '신규 전송'을 지시하며, 상기 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH를 성공적으로 수신 및 디코딩하고, 상기 PDSCH가 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함하는 것이 만족되면, 단말은 랜덤 액세스 절차의 성공으로 여긴다. 이 중에서 어느 하나라도 만족되지 않으면, 단말은 랜덤 액세스 절차의 실패로 여긴다.
만약, 랜덤 액세스 절차가 성공하면, 단말은 PDSCH의 성공적인 디코딩을 나타내는 ACK 신호를 기지국으로 전송한다(S1540). 그리고, 단말은 랜덤 액세스 응답 메시지에 포함된 시간정렬 값을 기반으로 부서빙셀의 상향링크 시간을 조정한다(S1545).
만약, 랜덤 액세스 절차가 실패하면, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블(RAP)의 재전송을 트리거한다. 그리고, PDSCH의 디코딩에 실패하여 랜덤 액세스 절차가 실패한 것이면, 단말은 해당 HARQ 프로세스에 의해 PDSCH에 관한 NACK 신호를 기지국으로 전송한다(S1520). HARQ RTT 타이머가 만료되면, 단말은 DRX 재전송 타이머를 구동할 수 있다. 이때 단말은 PDCCH를 모니터링할 수 있으며, 재전송되는 데이터를 수신 및 디코딩한다.
다음으로, 단말은 2차적으로 DRX 재전송 타이머내에서 랜덤 액세스(RA) 절차의 성공 여부를 판단한다(S1525). DRX 재전송 타이머의 진행 중에 단말이 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH를 성공적으로 디코딩하고, 상기 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH를 성공적으로 수신 및 디코딩하며, 상기 PDSCH가 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함하는 것이 만족되면, 단말은 랜덤 액세스 절차의 성공으로 여긴다. 이 중에서 어느 하나라도 만족되지 않으면, 단말은 랜덤 액세스 절차의 실패로 여긴다. 여기서, 랜덤 액세스 응답 메시지는 재전송되는 것일 수 있다.
만약, 단계 S1525에서 랜덤 액세스 절차가 성공하면, 단말은 상기 PDSCH에 대한 성공적인 디코딩을 지시하는 ACK 신호를 기지국으로 전송하고, 랜덤 액세스 응답 메시지내의 시간정렬 값에 기반하여 부서빙셀의 상향링크 시간을 조정한다(S1530). 이때 단말은 시간정렬 타이머(TAT)를 구동한다.
한편, 랜덤 액세스 프리앰블이 재전송될 서브프레임에서 이미 시간정렬 타이머가 진행 중인 경우, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송을 취소할 수 있다(S1535).
다시 단계 S1525에서, 만약 랜덤 액세스 절차가 실패하면, 단말은 미리 지정된 서브프레임에서 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 재전송한다(S1550).
도 16은 본 발명의 일 예에 따른 기지국에 의한 랜덤 액세스 절차의 수행방법을 설명하는 순서도이다.
도 16을 참조하면, 기지국은 단말에 구성된 부서빙셀에 관한 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 PDCCH 지시를 단말로 전송한다(S1600).
기지국은 PDCCH 지시에 대한 응답으로, 랜덤 액세스 프리앰블을 단말로부터 수신한다(S1605). 기지국이 랜덤 액세스 프리앰블을 성공적으로 수신하면, 기지국은 수신된 랜덤 액세스 프리앰블 및 시간/주파수 자원을 기반으로 어느 단말이 어느 서빙셀을 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 전송했는지 확인할 수 있다. 특히, 기지국의 PDCCH 지시에 의해 단말이 부서빙셀에 대한 랜덤 액세스 절차를 개시하는 경우, 단말은 이미 주서빙셀에서 단말의 고유한 식별자, 예를 들어 C-RNTI(Cell-Radio Network Temporary Identifier)를 확보한 상태이다. 따라서 기지국은 필요에 따라 단말의 C-RNTI를 이용할 수 있고, C-RNTI를 이용하여 단말로 하향링크 정보를 전송할 수 있다. 예를 들어 하향링크 정보는 랜덤 액세스 프리앰블의 수신에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함한다.
기지국은 DCI를 생성한다(S1610). DCI를 생성하는 과정은 신규 데이터 지시자의 값을 셋팅하는 단계, HARQ 정보를 포함하는 DCI를 생성하는 단계, DCI에 순환 반복 검사(cyclic redundancy check: CRC) 패리티(parity) 비트를 첨가하는 단계, 그리고 첨가된 CRC를 단말의 고유한 C-RNTI로써 스크램블하는 단계를 포함한다. 이들 단계들을 세부적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저 기지국은 신규 데이터 지시자의 값을 셋팅(set)한다. 신규 데이터 지시자는 HARQ 수행에 사용되는 파라미터로서, 단말을 위한 전송블록(TB)이 최초로 전송되는지 재전송되는지를 지시한다. 여기서, 전송블록은 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함한다. 전송블록은 단일 서브프레임에 하향링크 자원할당량을 기준으로 가변적인 비트 수로 정의될 수 있다. 신규 데이터 지시자는 서브프레임 주기로 전송될 수 있다. 신규 데이터 지시자는 전송블록과 1:1 또는 1:2(공간 다중화의 경우)로 대응될 수 있다. 신규 데이터 지시자는 예를 들어 1비트로서, 그 값이 매 서브프레임 주기로 토글(toggle)될 수도 있고, 토글되지 않을 수도 있다.
일 예로서, 신규 데이터 지시자의 값이 직전의 값과 비교할 때 토글됨은 대응되는(corresponding) 전송블록이 신규 전송(new transmission)됨을 의미한다. 예를 들어, 기지국이 랜덤 액세스 응답 메시지를 최초로 단말로 전송하는 경우, 기지국은 상기 랜덤 액세스 응답 메시지에 대응되는 신규 데이터 지시자를 토글되도록 셋팅한다.
다른 예로서, 신규 데이터 지시자의 값이 직전의 값과 비교할 때 토글되지 않음은 대응되는 전송블록이 HARQ 프로세서(process)내에서 재전송(retransmission)됨을 의미한다. 예를 들어, 기지국이 랜덤 액세스 응답 메시지를 단말로 재전송하는 경우, 기지국은 상기 랜덤 액세스 응답 메시지에 대응되는 신규 데이터 지시자의 값을 토글되지 않게 셋팅한다.
또 다른 예로서, 전송블록에 대응하는 신규 데이터 지시자가 최초로 단말로 전송되는 경우(즉, 전송블록에 대응하는 이전의 신규 데이터 지시자가 없는 경우), 단말은 토글과 무관하게 해당 전송블록에 대한 전송이 신규 전송이라고 판단한다. 예를 들어, 기지국이 랜덤 액세스 응답 메시지를 최초로 단말로 전송하는 경우, 기지국은 상기 랜덤 액세스 응답 메시지에 대응되는 최초의 신규 데이터 지시자를 셋팅한다.
기지국은 신규 데이터 지시자를 포함하는 DCI를 생성한다. 신규 데이터 지시자를 포함하는 DCI는 다음의 표와 같이 정의될 수 있다.
- 자원할당헤더 (자원할당타입 0/타입1) - 1비트. 만약 하향링크 대역폭이 10PRB보다 작거나 같으면, 자원할당헤더가 존재하지 않고, 자원할당타입0으로 가정됨.
- 자원블록할당 필드
- 자원할당타입0
-
Figure pat00002
비트들이 자원할당을 제공함
- 자원할당타입1
- 이 필드의
Figure pat00003
비트들이 이 자원할당타입에 특정한 헤더로서 사용되며, 선택된 자원블록 서브셋을 지시함.
- 1비트는 자원할당 스팬(span)의 쉬프트(shift)를 지시함
-
Figure pat00004
비트들이 자원할당을 제공함. 영기서, P의 값은 하향링크 자원의 개수에 의존함.
- 변조 및 코딩 방식/중복버젼(redundancy version) - 5 비트
- HARQ 프로세스 번호 - 3비트(FDD), 4비트(TDD)
- 신규 데이터 지시자(New data indicator) - 1 비트
- 반복 버전 - 2비트
- 스케줄링된 PUCCH를 위한 TPC 명령 -2비트
- 요소 반송파의 인덱스를 지시하는 반송파 지시자(carrier indicator: CI) - 3비트
- 하향링크 할당 인덱스(downlink assignment index: DAI) : 이 필드는 TDD에서 모든 상향링크-하향링크 설정(configurations)에 대해 존재함. - 2 비트
표 6을 참조하면, DCI는 포맷 1로서, 자원할당헤더, 자원블록할당 필드, 변조 및 코딩 방식/중복버젼, HARQ 프로세스 번호, 신규 데이터 지시자, 반복 버젼, TPC 명령, 반송파 지시자, 하향링크 할당 인덱스를 포함한다. DCI의 각 필드는 A개의 정보비트(information bit) a0 내지 aA -1에 순차적으로 맵핑된다. 예를 들어, DCI가 총 44비트 길이의 정보비트에 맵핑된다고 하면, DCI 각 필드가 순차적으로 a0 내지 a43에 맵핑된다. DCI 포맷 0, 1A, 3, 3A는 모두 동일한 페이로드(payload) 크기를 가질 수 있다. DCI는 PDCCH 페이로드라 불릴 수도 있다.
기지국은 생성된 DCI에 순환 반복 검사(CRC) 패리티 비트를 첨가하고, 상기 첨가된 CRC를 자신의 고유한 C-RNTI로써 스크램블한다. 스크램블은 마스킹(masking)이라고도 불릴 수 있다. DCI 및 C-RNTI로써 스크램블된 CRC가 맵핑되는 PDCCH를 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH(PDCCH scambled with C-RNTI)라 한다. 스크램블링의 구체적인 과정은 다음과 같다. PDCCH의 페이로드를 a0, a1, a2,..., aA -1이라 하고, CRC 패리티 비트를 p0, p1, p2,..., pL -1이라 하자. 계산결과, CRC 패리티 비트는 시퀀스 b0, b1, b2,..., bB -1로 변환되는데, 여기서, B=A+L이다. k=0, 1, 2, ...., A-1일 경우 ck=bk와 같으며, k=A, A+1, A+2,..., A+15일 경우 ck=(bk+xRNTI ,k-A)mod2이다.
기지국은 DCI가 맵핑된 PDCCH 및 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH를 단말로 전송한다(S1615). 상기 PDCCH는 단말에 관한 C-RNTI로 스크램블된 것이다.
기지국은 PDSCH에 대한 NACK 신호를 수신한 경우, PDCCH와 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함하는 PDCCH를 단말로 재전송한다(S1620).
도 17은 본 발명의 일 예에 따른 랜덤 액세스 절차를 수행하는 단말과 기지국을 도시한 블록도이다.
도 17을 참조하면, 단말(1700)은 수신부(1705), 단말 프로세서(1710) 및 전송부(1720)를 포함한다. 단말 프로세서(1710)는 HARQ 수행부(1711) 및 랜덤 액세스 처리부(1712)를 포함한다.
수신부(1705)는 단말(1700)에 구성된 부서빙셀에 관한 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 PDCCH 지시를 기지국(1750)으로부터 수신한다. 또한 수신부(1705)는 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH와, 랜덤 액세스 응답 메시지가 맵핑된 PDSCH를 기지국(1750)으로부터 수신한다. 수신부(1705)는 단말(1700)에 관한 C-RNTI를 이용하여 PDCCH를 모니터링하고, 디스크램블(descramble)하여 DCI를 추출한다. PDCCH에는 하향링크 제어정보(DCI)가 맵핑된다. DCI는 HARQ 정보를 포함한다. HARQ 정보는 신규 데이터 지시자(NDI), 전송 블록(TB) 크기를 포함한다. 하향링크 공용채널(DL-SCH) 전송에 대해서, HARQ 정보는 HARQ 프로세스 ID를 포함한다. 한편, 상향링크 공용채널(UL-SCH)의 전송에 대해서, HARQ 정보는 반복 버젼(RV)을 포함한다.
수신부(1705)가 PDSCH를 수신하면, HARQ 수행부(1711)는 HARQ RTT 타이머를 구동한다. 수신부(1705)가 PDSCH를 성공적으로 디코딩하면, HARQ 수행부(1711)는 PDSCH의 성공적인 디코딩을 나타내는 ACK 신호를 생성하고, 전송부(1720)는 상기 생성된 ACK 신호를 기지국(1750)으로 전송한다. 수신부(1705)가 PDSCH를 성공적으로 디코딩하지 못하면, HARQ 수행부(1711)는 HARQ 프로세스에 의해 PDSCH의 디코딩 실패를 나타내는 NACK 신호를 생성하고, 전송부(1720)는 상기 생성된 NACK 신호를 기지국(1750)으로 전송한다.
랜덤 액세스 처리부(1712)는 랜덤 액세스 유효시간구간내에서 랜덤 액세스 절차가 성공하는지 판단한다. 랜덤 액세스 유효시간구간은 기본적으로 랜덤 액세스 윈도우를 포함하고, 랜덤 액세스 응답 메시지의 재전송시에는 DRX 재전송 타이머 진행구간을 포함할 수 있다. 따라서, 랜덤 액세스 처리부(1712)가 랜덤 액세스 유효시간구간에서 랜덤 액세스 절차의 성공여부를 판단하는 것은, 랜덤 액세스 윈도우에서의 랜덤 액세스 절차의 성공/실패 판단과, DRX 재전송 타이머 내에서 랜덤 액세스 절차의 성공/실패 판단을 포함할 수 있다.
먼저, 랜덤 액세스 처리부(1712)는 1차적으로 랜덤 액세스 윈도우 내에서 랜덤 액세스(RA) 절차의 성공 여부를 판단한다. 랜덤 액세스 윈도우내에서 수신부(1705)가 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH를 성공적으로 디코딩하고, 상기 PDCCH의 DCI에 신규 데이터 지시자가 '신규 전송'을 지시하며, 수신구(1705)가 상기 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH를 성공적으로 수신 및 디코딩하고, 상기 PDSCH가 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함하는 것이 만족되면, 랜덤 액세스 처리부(1712)는 랜덤 액세스 절차의 성공으로 확정한다. 이 중에서 어느 하나라도 만족되지 않으면, 랜덤 액세스 처리부(1712)는 랜덤 액세스 절차의 실패로 확정한다.
랜덤 액세스 절차가 성공하면, 랜덤 액세스 처리부(1712)는 랜덤 액세스 응답 메시지에 포함된 시간정렬 값을 기반으로 부서빙셀의 상향링크 시간을 조정한다. 만약, 랜덤 액세스 절차가 실패하면, 랜덤 액세스 처리부(1712)는 랜덤 액세스 프리앰블(RAP)의 재전송을 트리거한다. HARQ RTT 타이머가 만료되면, 단말은 DRX 재전송 타이머를 구동할 수 있다. 이때 단말은 PDCCH를 모니터링할 수 있으며, 재전송되는 데이터를 수신 및 디코딩한다.
랜덤 액세스 처리부(1712)는 2차적으로 DRX 재전송 타이머내에서 랜덤 액세스(RA) 절차의 성공 여부를 판단한다. DRX 재전송 타이머의 진행 중에 수신부(1705)가 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH를 성공적으로 디코딩하고, 수신부(1705)가 상기 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH를 성공적으로 수신 및 디코딩하며, 상기 PDSCH가 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함하는 것이 만족되면, 랜덤 액세스 처리부(1712)는 랜덤 액세스 절차의 성공으로 확정한다. 이 중에서 어느 하나라도 만족되지 않으면, 랜덤 액세스 처리부(1712)는 랜덤 액세스 절차의 실패로 확정한다. 여기서, 랜덤 액세스 응답 메시지는 재전송되는 것일 수 있다.
만약, 랜덤 액세스 절차가 성공하면, 랜덤 액세스 처리부(1712)는 랜덤 액세스 응답 메시지내의 시간정렬 값에 기반하여 부서빙셀의 상향링크 시간을 조정한다. 그리고 랜덤 액세스 처리부(1712)는 시간정렬 타이머(TAT)를 구동한다.
한편, 랜덤 액세스 프리앰블이 재전송될 서브프레임에서 이미 시간정렬 타이머가 진행 중인 경우, 랜덤 액세스 처리부(1712)는 랜덤 액세스 프리앰블의 재전송을 취소할 수 있다. 만약 랜덤 액세스 절차가 실패하면, 랜덤 액세스 처리부(1712)는 랜덤 액세스 프리앰블을 재생성하고, 재생성된 랜덤 액세스 프리앰블이 미리 지정된 서브프레임에서 랜덤 액세스 프리앰블이 전송되도록 제어한다.
기지국(1750)은 전송부(1755), 수신부(1760) 및 기지국 프로세서(1770)를 포함한다. 기지국 프로세서(1770)는 HARQ 수행부(1771) 및 랜덤 액세스 처리부(1772)를 포함한다.
전송부(1755)는 단말(1700)에 구성된 부서빙셀에 관한 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 PDCCH 지시, 단말(1700)에 관한 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH, 그리고 상기 C-RNTI로 스크램블된 PDCCH에 의해 지시되고 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함하는 PDSCH를 단말(1700)로 전송한다.
수신부(1760)는 PDCCH 지시에 대한 응답으로, 랜덤 액세스 프리앰블을 단말(1700)로부터 수신한다. 그리고 수신부(1760)는 PDSCH 전송에 대한 응답으로, ACK/NACK 신호를 단말(1700)로부터 수신한다.
HARQ 수행부(1771)는 HARQ 정보를 포함하는 DCI를 생성한다. DCI를 생성하는 과정은 신규 데이터 지시자의 값을 셋팅하는 단계, HARQ 정보를 포함하는 DCI를 생성하는 단계, DCI에 순환 반복 검사(CRC) 패리티 비트를 첨가하는 단계, 그리고 첨가된 CRC를 단말의 고유한 C-RNTI로써 스크램블하는 단계를 포함한다.
랜덤 액세스 처리부(1772)는 단말에 할당되는 PRACH 마스크 인덱스 등 랜덤 액세스 절차에 필요한 파라미터를 설정하고, 랜덤 액세스 프리앰블을 성공적으로 수신하면 랜덤 액세스 응답 메시지를 생성하여 HARQ 수행부(1771)로 보낸다. HARQ 수행부(1771)는 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함하는 MAC PDU를 생성하고, 생성된 MAC PDU를 PDSCH에 맵핑하여 전송부(1755)보낸다. 전송부(1755)는 PDSCH를 단말(1700)로 전송한다.
만약 수신부(1760)가 PDSCH에 대해 NACK 신호를 수신하면, HARQ 수행부(1711)는 PDSCH에 맵핑된 데이터의 재전송을 제어한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 단말에 의한 랜덤 액세스 절차의 수행방법에 있어서,
    단말에 구성된 부서빙셀(secondary serving cell)에서 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 물리 하향링크 제어채널(physical downlink control channel: PDCCH) 지시를 기지국으로부터 수신하는 단계;
    상기 물리 하향링크 제어채널 지시에 대한 응답으로 랜덤 액세스 프리앰블(preamble)을 상기 기지국으로 전송하는 단계;
    상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답으로 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함하는 물리 하향링크 공용채널(physical downlink shared channel: PDSCH)을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
    상기 랜덤 액세스 절차의 성공 여부를 판단하는 단계를 포함하되,
    상기 랜덤 액세스 절차의 성공 여부를 판단하는 단계는,
    랜덤 액세스 윈도우(window) 구간 및 상기 단말이 불연속적 수신(discontinuous reception: DRX) 모드에서 상기 랜덤 액세스 응답 메시지에 대한 HARQ(hybrid automatic repeat request) 동작에 사용되는 파라미터인 DRX 재전송 타이머(timer) 진행구간을 포함하는 랜덤 액세스 유효시간구간에서, 상기 단말이 상기 물리 하향링크 공용채널을 수신하고 성공적으로 디코딩한 경우 상기 랜덤 액세스 절차의 성공으로 확정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는, 랜덤 액세스 절차의 수행방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 절차의 성공이 확정된 경우,
    상기 랜덤 액세스 응답 메시지에 포함된 상기 부서빙셀에 관한 시간정렬(timing alignment) 값을 이용하여 상기 부서빙셀의 상향링크 시간을 조정하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는, 랜덤 액세스 절차의 수행방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 시간정렬 값이 유효함을 나타내는 시간정렬 타이머(timing alignment timer: TAT)를 구동하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는, 랜덤 액세스 절차의 수행방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 물리 하향링크 제어채널은 상기 단말을 식별하는 셀 임시 네트워크 식별자(cell-temporary network identifier: C-RNTI)에 의해 스크램블된(scrambled) 것을 특징으로 하는, 랜덤 액세스 절차의 수행방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말이 상기 물리 하향링크 공용채널을 성공적으로 디코딩하지 못한 경우, 상기 물리 하향링크 공용채널에 관한 NACK 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는, 랜덤 액세스 절차의 수행방법.
  6. 랜덤 액세스 절차를 수행하는 단말에 있어서,
    단말에 구성된 부서빙셀에서 랜덤 액세스 절차의 개시를 지시하는 물리 하향링크 제어채널 지시를 기지국으로부터 수신하는 수신부;
    상기 물리 하향링크 제어채널 지시에 대한 응답으로 랜덤 액세스 프리앰블(preamble)을 상기 기지국으로 전송하는 전송부; 및
    상기 랜덤 액세스 절차의 성공 여부를 판단하는 랜덤 액세스 처리부를 포함하되,
    상기 수신부는 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답으로 랜덤 액세스 응답 메시지를 포함하는 물리 하향링크 공용채널(physical downlink shared channel: PDSCH)을 상기 기지국으로부터 수신하고,
    상기 랜덤 액세스 처리부는, 랜덤 액세스 윈도우 구간 및 상기 단말이 불연속적 수신 모드에서 상기 랜덤 액세스 응답 메시지에 대한 HARQ 동작에 사용되는 파라미터인 DRX 재전송 타이머의 진행구간을 포함하는 랜덤 액세스 유효시간구간에서, 상기 단말이 상기 물리 하향링크 공용채널을 수신하고 성공적으로 디코딩한 경우 상기 랜덤 액세스 절차의 성공으로 확정하는 것을 특징으로 하는, 단말.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 절차의 성공이 확정된 경우,
    상기 랜덤 액세스 처리부는, 상기 랜덤 액세스 응답 메시지에 포함된 상기 부서빙셀에 관한 시간정렬 값을 이용하여 상기 부서빙셀의 상향링크 시간을 조정함을 더 포함함을 특징으로 하는, 단말.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 처리부는,
    상기 시간정렬 값이 유효함을 나타내는 시간정렬 타이머를 구동함을 더 포함함을 특징으로 하는, 단말.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 수신부는,
    상기 단말을 식별하는 셀 임시 네트워크 식별자를 이용하여 상기 물리 하향링크 제어채널을 디스크램블(descramble)하는 것을 특징으로 하는, 단말.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 수신부가 상기 물리 하향링크 공용채널을 성공적으로 디코딩하지 못한 경우,
    상기 물리 하향링크 공용채널에 관한 NACK 신호를 생성하는 HARQ 수행부를 더 포함함을 특징으로 하는, 단말.



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