KR100594145B1 - 부호분할다중접속 통신시스템에서 공통패킷채널의 할당방법 - Google Patents

Abstract

종래 CPCH 할당을 위해서는 가입자장치가 UTRAN으로 소정 전송율을 통해 정보의 전송이 가능한 CPCH의 할당을 요구하게 되며, 요구에 대응하여 UTRAN은 소정 전송율로의 정보 전송이 가능한 CPCH를 할당하게 된다. 즉, 종래에는 사용 가능한 CPCH가 존재하더라도 가입자장치가 원하는 전송율의 사용이 가능한 CPCH가 존재하지 않는 경우에는 CPCH를 할당할 수 없었다. 따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 부호분할다중접속 통신시스템에서 공통패킷채널의 할당방법에 관한 것이다. 즉, UTRAN은 가입자장치가 원하는 전송율을 통한 정보의 전송이 가능한 CPCH를 할당할 수 없으면 사용 가능한 전송율에 대응하는 CPCH를 할당하며, 가입자장치는 UTRAN에 의해 할당된 CPCH의 사용 여부를 결정할 수 있도록 하는 CPCH 할당방법을 제안한다. 이로 인해 본 발명은 자원 사용 효율을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 시스템의 성능을 향상시키는 효과를 제공한다.

CDMA 시스템, CPCH, 데이터 전송율, 채널할당

Description

부호분할다중접속 통신시스템에서 공통패킷채널의 할당방법{METHOD FOR ASSIGNMENT COMMON PACKET CHANNEL IN CDMA COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 공통 패킷채널의 데이터 전송을 위한 이동국과 기지국간의 통상적인 메시지 송수신 관계를 나타낸 도면.

도 2는 공통 패킷채널의 데이터의 연속적 데이터 전송시 이동국과 기지국간의 통상적인 메시지 송수신 관계를 나타낸 도면.

도 3은 공통 패킷채널의 데이터 전송을 위한 이동국의 통상적인 동작에 따른 제어 흐름을 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동국이 RLC로부터 발생된 데이터를 전송할 때 엑세스 프리앰블 시그니쳐와 스프레딩 팩타 및 CA메시지와의 관계를 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 한 개의 CA 메시지 그룹이 이종의 데이터 전송율을 지원하는 구성을 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 전송율 할당을 위한 CA 메시지의 구성을 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 할당된 공통패킷채널로의 데이터 전송 을 거절하기 위한 이동국과 기지국간의 메시지 송수신 관계를 나타낸 도면.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 할당된 공통패킷채널로의 데이터 전송을 거절하기 위한 거절 메시지의 구성을 도시한 도면.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 거절 메시지를 전송하기 위해 이동국 내부에서 이루어지는 신호 흐름을 나타낸 도면.

도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제로 사이즈 트랜스포트 블록을 이용한 할당된 채널을 거절하는 절차를 나타낸 도면.

도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제로 사이즈 트랜스포트 블록을 이용한 거절 메시지를 전송하는 과정을 나타낸 도면.

본 발명은 부호분할다중접속 통신시스템에 관한 것으로, 특히 비동기 방식 또는 광대역부호분할다중접속 방식(WCDMA 또는 UMTS)의 부호분할다중접속 통신시스템에서 데이터 통신을 위한 공통패킷채널을 할당하는 방법에 관한 것이다.

통상적으로 부호분할다중접속 통신시스템(이하 "CDMA 통신시스템"이라 칭함)은 동기식방식과 비동기식방식으로 크게 구분될 수 있다. 한편, 이와 같이 구분되는 방식 중 비동기식방식은 유럽 및 일본에서 채택되고 있는 방식이며, 동기식방식은 미국에서 채택하고 있는 방식이다.

또한, 오늘날은 이동통신산업의 급성장에 따라 이동통신시스템은 통상적인 음성 서비스뿐만 아니라 데이터, 화상 등의 서비스가 가능한 차세대 이동통신시스템이 대두되고 있으며, 이에 대한 표준화 작업이 이루어지고 있다. 하지만, 앞에서 언급한 바와 같이 서로 다른 방식에 의해 이동통신시스템을 구현하고 있는 미국과 유럽은 서로 다른 형태로의 표준화 작업이 이루어지고 있다. 그 중 유럽에서 이루어지고 있는 유럽형 차세대 이동통신시스템이 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Systems)이다.

한편, 상술한 바와 같은 이동통신시스템은 음성 통화 외에 데이터, 화상정보 등을 전송하기 위해서는 다양한 규약들이 정의되어야 할 것이다. 그 중의 대표적으로 데이터 통신을 위해서는 기지국과 이동국간에 사용할 데이터 전송률이 할당되어야 하며, 이는 기지국과 이동국간의 약속에 의해 정의된다.

이하 종래 CDMA 통신시스템에서 통신을 위해 공통패킷채널(CPCH)을 할당하는 동작을 살펴보면 다음과 같다.

CDMA 통신시스템에서 공통패킷채널을 이용하여 통신을 하기 위해서는 먼저 채널상태 표시채널(CSICH)을 통하여 기지국으로부터 방송되는 최대데이터 전송율을 수신하거나 각 물리채널의 사용여부를 검사한다. 한편, 이동국은 원하는 최대 데이터 레이트에 해당하는 시그니쳐를 선택하고, 기지국에 엑세스하기 위한 엑세스 프리앰블(Access Preamble)로서 특정 시그니쳐(Signature)를 전송한다. 상기 이동국으로부터 전송되는 상기 엑세스 프리앰블에 응답하여 상기 기지국은 상기 엑세스 프리엠블을 통해 전송받은 시그니쳐를 사용하여 상기 이동국에게 엑세스 프리엠블 에 대한 포착표시신호(AP-AICH)를 전송한다. 이때 이동국은 상기 포착표시신호를 수신하면, 다른 이동국이 비슷한 시점에 동일한 시그니쳐를 사용하여 엑세스 프리엠블을 전송함으로써 발생할 수 있는 충돌을 해결하기 위한 충돌검출 프리앰블(Collision Detection Preamble)을 충돌검출용 시그니쳐 중 하나를 사용하여 전송한다. 이에 대응한 기지국은 상기 이동국이 전송한 충돌검출 프리엠블을 수신하여 상기 충돌검출 프리엠블에 포함된 충돌검출용 시그니쳐를 확인하여 하나의 CD 시그니쳐가 수신되면 그 시그니쳐를 사용하거나, 두 개 이상의 CD 시그니쳐가 수신되면 그 중 수신신호세기가 큰 것에 해당하는 시그니쳐를 사용하여 충돌검출 응답신호(CD-AICH)를 채널할당신호(CA-AICH)와 함께 전송한다. 상기 이동국은 상기 기지국으로부터 수신되는 CA(Channel Assignment) 메시지에 매핑되어 있는, 즉, 기지국에서 전송되는 전력제어정보를 수신하는 제어채널 및 메시지를 전송하기 위한 역방향 공통패킷채널을 할당한 후, 상기 역방향 공통패킷채널 송신기를 통해 메시지를 전송하며 제어채널 수신기를 통해 수신된 전력제어정보에 의해 역방향 공통패킷채널 송신기의 송신전력을 제어한다.

상술한 바와 같이 종래기술에 있어 이동국은 발생된 패킷 데이터의 특성을 고려하여 원하는 최대 데이터 전송율을 기지국에게 요구한다. 즉, 종래의 공통패킷채널의 동작에서는 엑세스 프리앰블을 전송할 때 함께 기지국으로 전송되는 엑세스 프리앰블 시그니쳐에 이미 특정한 최대 데이터 전송율을 요청하고 있다. 또한, 기지국은 이동국으로부터 수신된 엑세스 프리앰블 시그니쳐에 해당하는 최대 데이터 레이트에 해당하는 물리공통패킷채널들 중 하나를 할당하므로 이동국은 항상 자신 이 요구한 최대 데이터 전송율 이외에는 다른 전송율을 기지국으로부터 수신할 수 없다.

상술한 바와 같이 종래 CPCH 할당을 위해서는 이동국이 기지국으로 원하는 최대 전송율을 통해 정보의 전송이 가능한 CPCH의 할당을 요구하게 되며, 상기 요구에 대응하여 상기 기지국은 상기 최대 전송율로의 정보 전송이 가능한 CPCH를 할당하게 된다. 하지만, 상기 기지국은 상기 요구에 대응하여 할당이 불가능한 경우에는 상기 이동국으로 CPCH를 할당할 수 없음을 통보하게 된다. 즉, 종래 기지국에서는 이동국의 요구에 대응하여 유연한 전송율 할당이 불가능하였으며, 단순히 요구된 전송율의 할당 가능 여부만을 판단하여 이동국에게 통보하는 기능만을 수행하였다. 따라서, 종래에는 전송율이 낮은 사용 가능한 CPCH가 존재하더라도 가입자장치가 원하는 전송율의 CPCH가 존재하지 않는 경우에는 CPCH를 할당할 수 없었다. 또한, 원하는 전송율의 할당이 거부된 경우 이동국은 원하는 전송율을 할당받기 위해 일정시간 후에 재 엑세스를 시도하여야 했다.

따라서, 상술한 바와 같은 이유로 인해 종래의 CPCH 할당 방법은 CPCH를 효율적으로 사용할 수 없었으며, 가입자장치는 신속한 서비스를 받을 수 없는 문제점과 함께 불필요한 엑세스를 유발시켜 시스템 전체의 효율을 감소시키는 문제점을 일으킬 수 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 부호분할다중접 속 통신시스템에서 공통패킷채널을 효율적으로 할당하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 요구되어진 데이터 전송율을 할당할 수 없으면 요구되어진 데이터 전송율보다 낮은 데이터 전송율을 할당하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 엑세스 프리앰블 시그니쳐와 데이터 전송율과의 매핑관계를 고려한 개선된 CA(Channel Assignment) 메시지 셋의 구성을 제안하여 기지국이 이동국에게 데이터 전송율을 유연하게 할당할 수 있도록 하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동국이 요청한 데이터 레이트를 기지국이 할당 하지 못하고 상기 요청한 데이터 레이트 보다 낮은 데이터 레이트를 할당하는 경우에 상기 이동국이 기지국이 할당한 데이터 레이트를 거부하는 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 이루기 위한 제1견지에 있어서 본 발명은 이동국이 요구한 데이터 전송율을 할당할 수 없을 시 다른 데이터 전송율을 할당하여 이동국으로부터의 데이터 전송을 보장하고, 시스템으로의 재 엑세스를 방지하며, 시스템의 전체 용량을 고려하여 인위적으로 이동국이 요구한 데이터 전송율보다 낮은 전송율을 할당하여 시스템 용량 및 공통 패킷채널의 운용을 유용하게 만들 수 있는 방법을 구현하였다.

상기한 목적을 달성하기 위한 제2견지에 있어서 본 발명은 CA 메시지 셋은 임계치를 적용하여 다수의 데이터 전송율을 할당할 수 있도록 수정되었으며, CA 메시지 셋을 구성하는 임계치는 브로드캐스팅 채널로 정보를 전송하여 이동국이 임계 치의 값에 따라서 CA 메시지 셋 내에 존재하는 데이터 전송율을 인식할 수 있도록 구현하였다.

또한 상기 목적을 달성하기 위하여 이동국이 자신이 원하는 데이터 레이트에 해당하는 AP 신호를 기지국으로 전송하는 과정과, 상기 기지국이 상기 이동국이 전송한 AP 신호에 대응하는 AP-AICH로 ACK신호를 수신하면 이동국이 상기 ACK신호에 응답하여 상기 AP 신호 전송시에 다른 이동국과의 충돌이 있었는지 확인하는 CD 신호를 전송하는 과정과, 상기 CD 신호에 응답하여 기지국으로부터 CD-ICH로 ACK신호를 수신하면서 CPCH채널을 할당하는 CA신호를 수신하는 과정과, 상기 CA 신호가 자신이 요구한 데이터 레이트보다 낮은 채널의 할당을 의미하는 때에 상기 기지국이 할당한 데이터 레이트가 상기 이동국이 수용할 수 없는 경우에 상기 기지국의 채널 할당을 거절하는 신호를 전송하는 것을 과정을 포함한다.

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

도 1은 공통 패킷채널의 데이터 전송을 위한 이동국과 기지국간의 통상적인 메시지 송수신 관계를 나타낸 도면이다. 즉, 상기 도 1은 공통 패킷채널의 데이터 전송시 각 계층간의 프리미티브의 송수신 및 이동국과 기지국간의 메시지 송수신 관계를 나타내는 메시지 시이퀀스를 도시하고 있는 도면으로서, 일반적인 역방향 패킷 채널인 공통패킷채널(CPCH; Common Packet Channel)의 동작을 나타내고 있다.

상기 도 1을 참조하여 이동국과 기지국간의 역방향 공통패킷 채널을 통해서 데이터를 전송하기 위해 수행되는 시스템 내부 프리미티브의 전송과 엑세스 과정을 설명하면 다음과 같다.

이동국(MS; Mobile Station)의 RLC는 데이터가 발생되면 110단계에서 DTCH(Dedicated Traffic Channel): MAC(Medium Access Control)-Data-REQ 프리미티브와 함께 데이터를 UE(Use Equipment, 이동국)-MAC으로 전송한다. 상기 UE-MAC에서는 상기의 프리미티브를 수신하면 엑세스 동작을 수행하기 위해 112단계에서 물리채널로 PHY-CPCH-Status-REQ 프리미티브를 전송하여 UE-L1(Layer 1, 물리계층)이 114단계에서 기지국(BSC)으로부터의 채널정보를 수신하도록 한다. 이때 기지국으로부터 수신하는 정보는 CSICH(CPCH Status Indication Channel)로써 각 CPCH채널의 사용 여부를 나타내는 정보 그리고/또는 최대 데이터 레이트를 나타내는 정보이다. 상기 이동국이 기지국으로 엑세스를 하기 위해서 수신하는 엑세스 파라미터는 크게 RRC 브로드캐스팅 메시지와 CSICH 브로드캐스팅 메시지로 전송된다. 상기 RRC 브로드캐스팅 메시지는 일반적인 엑세스 파라미터를 전송하는 메시지로서 셀 종속적인 파리미터이다. 반면에 상기 CSICH로 전송되는 공통 파라미터는 CPCH 종속적인 파라미터로서 현재 셀내에 가능한 채널을 통보하는 정보를 전송한다. 상기 UE-L1은 상기 UE-MAC으로부터 PHY-CPCH_Status-REQ 프리미티브를 수신한 후에 114단계에서 수신되는 CSICH 정보를116단계에서 PHY-CPCH_Status-CNF 프리미티브를 통해서 상기 UE-MAC으로 전송한다.

상기 UE-MAC에서는 상기 116단계에서 물리계층으로부터 수신된 정보에 의해 118단계를 수행하게 된다. 상기 118단계에서 상기 UE-MAC이 수행하는 동작을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 상기 UE-MAC은 상기 수신된 정보를 전송규격(TF : Transport Format)으로 변환한다. 또한, 상기 UE-MAC에서는 변환된 정보를 이용하여 현재 사용 가능한 TF를 파악하고, 가공된 TF 정보를 기준으로 데이터 전송시 요구되는 TF를 선택한다. 그리고 RRC 브로드캐스팅 메시지를 통해서 수신한 Persistence level을 이용하여 Persistency test를 수행 할 수도 있다. 또한, 할당된 엑세스 클래스의 우선 순위에 따라서 엑세스 프리앰블을 전송하기 위한 초기지연과정(initial delay)을 수행 할 수도 있다.

상기의 과정을 수행한 후 상기 UE-MAC은 120단계에서 엑세스 프리앰블을 전송하기 위하여 상기 UE-L1로 PHY-Access-REQ 프리미티브를 전송한다. 상기 UE-L1은 120단계에서 상기의 프리미티브를 수신하면 122단계로 진행하여 기지국으로 엑세스 프리앰블을 전송한다. 이때 엑세스 프리앰블의 전송회수는 RRC 브로드캐스팅 메시지에 의해서 설정된 물리계층 파라미터에 의해서 결정된다. 또한, [이동국의 선별을 위해서 특정한] 상기 엑세스 프리앰블은 이동국이 원하는 데이터 레이트를 나타내는 시그니쳐를 사용하여 전송한다. 상기 UE-L1은 엑세스 프리앰블을 전송한 후 해당 기지국으로부터 응답이 없으면 송신전력을 일정한 값만큼 증가 시켜서 상기 엑세스 프리앰블 시그니쳐를 재전송을 하게된다. 상기 설정된 엑세스 프리앰블의 전송회수 만큼을 전송한 후에도 해당 기지국으로부터 응답 메시지를 수신하지 못하면 엑세스를 종료하고 오류복구과정을 수행한다. 상기의 오류복구 과정은 상기 UE-MAC에서 수행된다. 상기 기지국의 Node B-L1(기지국 송수신기의 물리계층)은 상기 122단계 내지 124단계에서 상기 이동국으로부터의 엑세스프리앰블을 포착하면 126단계로 진행하여 Node B-RRC로 포착신호를 전송한다. 또한, 상기 Node B RRC는 128단계에서 이에 대한 응답메시지를 Node B-L1로 전송한다. 상기 Node B-L1은 130단계에서 이전에 포착한 엑세스 프리앰블 시그니쳐를 AP-AICH로 전송한다. 상기에서 Node B는 기지국 송수신기에 해당한다.

상기 UE-L1은 130단계에서 자신이 이전에 전송한 엑세스 프리앰블 시그니쳐를 상기 기지국으로부터 수신하면 엑세스 프리앰블의 전송이 성공한 것으로 간주하여 CD 프리앰블을 132단계에서 전송한다. 이때에도 역시 특정 시그니쳐인 CD 프리앰블 시그니쳐를 사용하여 전송한다. 하지만, 상기 UE-L1은 상기 130단계에서 자신이 이전에 전송한 엑세스 프리앰블 시그니쳐를 상기의 채널로 수신하지 못하면 상기 112단계로 진행하여 상술한 동작을 재 수행하게 된다.

상기 기지국의 Node B-L1은 CD 프리앰블을 수신한 것을 134단계에서 Node B-RRC로 알리고, 상기 Node B-RRC에서는 이에 대한 응답메시지를 136단계에서 Node B-L1로 전송한다. 상기 Node B-L1은 138단계에서 상기 134단계에서 포착한 시그니쳐와 함께 특정한 채널을 할당하는 CA메시지를 함께 CD/CA-ICH로 전송한다. 상기에서 전송되는 CA는 이동국이 요구한 데이터 전송율을 할당하는 채널정보를 나타내는 시그니쳐 메시지로서 역방향 Channelization code, 순방향 Scrambling code 및 순방향 Channelization code를 나타내도록 매핑되어 있어서, CA 메시지로 채널을 할당하도록 이동국과 기지국이 상기 매핑을 약속하고 있다. 이때 할당되는 Channelization code는 이동국이 전송하는 데이터의 전송율에 종속적인 값으로서 이동국이 전송한 AP가 이미 특정 데이터 전송율을 요구하는 것이므로 이에 대한 응답인 상기의 코드는 요구한 데이터 전송율 이외의 다른 데이터 전송율을 나타낼 수 없다. 하지만, 상기 UE-L1은 138단계에서 수신한 CD의 시그니쳐와 132단계에서 전송한 CD 시그니쳐가 일치하지 않으면 상기 112단계로 리턴하여 상술한 동작을 재 수행하게 된다.

상기 UE-L1은 138단계에서 CD/CA-ICH를 수신하면 140단계로 진행하여 PHY-Access-CNF 프리미티브를 MAC으로 전송한다. 상기의 프리미티브는 엑세스 과정이 성공한 것으로서 이동국으로부터의 데이터 전송을 기지국이 허용한 것을 의미한다. 상기의 프리미티브를 상기 UE-MAC이 상기 140단계를 통해 수신하면 상기 UE-MAC은 142단계를 수행하게 된다. 상기 UE-MAC가 142단계에서 수행하게 되는 동작은 적절한 TF를 선택하고, 전송하기 위한 데이터 전송 블록을 구성한다. 이때 UE는 전송전력의 제한 또는 이외의 영향에 의해서 초기에 요구한 데이터 전송율 보다 낮은 전송율을 갖는 TF를 선택할 수 있다. 상기 142단계에서의 동작이 완료되면 상기 UE-MAC는 144단계에서 UE-L1로 PHY-DATA-REQ를 전송한다.

상술한 바와 같이 데이터 전송을 위한 준비 과정이 모두 종료되면 상기 이동국은 프레임동기 및 적절한 전력제어를 수행하기 위해서 CLPC(Closed Loop Power Control) 프리앰블을 146단계에서 기지국의 Node B-L1로 전송한다. 이때 전송하는 프리앰블의 길이는 RRC 브로드캐스팅 메시지에 의해서 결정되는 파라미터로서 8슬롯 길이 또는 0슬롯길이를 갖는다. 기지국은 상기의 CLPC 프리앰블을 수신하면 148단계로 진행하여 순방향 채널을 통해 전력제어 명령을 전송하여 이동국으로부터 수 신하는 데이터의 전력제어를 수행한다. 상기 전력 제어 프리엠블의 전송이 종료되면 상기 선택된 TF으로 구성된 데이터 전송 블록을 기지국으로 전송한다.

도 2는 공통 패킷채널의 데이터의 연속적 데이터 전송시 이동국과 기지국간의 통상적인 메시지 송수신 관계를 나타낸 도면이다. 즉, 상기 도 2는 상기 도 1에서 설명한 첫 번째 전송단위인 TTI를 전송한 후 두 번째 TTI부터 전송하는 과정을 나타내고 있다. 이때, 데이터 프레임의 전송단위는 물리계층과 MAC 계층이 서로 다르게 정의되어질 수 있다. 상기 물리계층은 프레임단위로서 10ms 단위의 프레임으로 데이터를 전송하며, 상기 MAC 계층에서는 TTI(Time Transmission Interval)단위로 데이터 전송을 수행한다. 상기 TTI는 10ms, 20ms, 40ms 및 80ms로 구성되며, 브로드캐스팅되는 RRC 메시지에 의해서 한 셀에서 사용되는 TTI의 길이가 결정된다.

또한, 상기 도 2에서 나타낸바와 같이 UE-L1에서 첫 번째 TTI의 전송이 성공적으로 이루어지면 UE-L1은 214단계에서 PHY-STATUS-IND를 UE-MAC으로 전송한다. 상기 UE-MAC은 상기의 프리미티브를 수신하면 218단계에서 UE-RLC로 MAC-DATA-REQ를 전송하며, 220단계에서는 이미 RLC로부터 MAC-DATA-REQ 프리미티브와 함께 수신한 데이터를 PHY-DATA-REQ 프리미티브와 함께 UE-L1로 전송하고 UE-L1은 기지국으로 데이터 전송을 한다. 이와 같은 동작은 이동국이 모든 데이터를 완전히 전송할 때까지 반복된다. 기지국은 Node B-L1로부터 데이터를 수신하면 상위의 시스템으로 데이터를 전송하고 이동국이 데이터 전송을 완료하면 상기 데이터 전송을 종료하게 된다.

도 3은 공통 패킷채널의 데이터 전송을 위한 이동국의 통상적인 동작에 따른 제어 흐름을 도시한 도면이다. 즉, 상기 도 3은 공통 패킷채널인 CPCH를 통해서 데이터를 전송할 때 이동국의 내부 동작을 설명하는 것으로서 MAC 계층에서의 동작을 나타내고 있다.

상기 도 3을 참조하면, 패킷전송을 수행하기 위해서 사전에 브로드캐스팅된 RRC 메시지로부터 수신한 엑세스 파라미터를 MAC 계층이 RRC 계층으로부터 받는다. 엑세스 파라미터를 수신한 후 엑세스 오류를 측정하기 위한 카운터를 "0"으로 셋트한다. N_access_fail 값은 기지국이 이동국에게 할당하는 값으로서 이동국은 엑세스를 시도할 때 항상 할당된 상기의 값과 비교하여 엑세스 가능 여부를 결정한다. 이동국이 엑세스에 실패할 때 카운터 M의 값은 1씩 증가하고, 이동국이 엑세스를 시도할 때마다 카운터 M과 상기의 값을 비교하여 재 엑세스 허용여부를 결정한다.

만일 M이 N_access_fail보다 작거나 같으면 엑세스 오류가 발생한 것으로서 이동국은 오류복구과정을 수행한 후 재 엑세스를 위한 전처리 동작을 수행한다. 그렇지 않은 경우에는 이동국은 PHY-CPCH_Status-REQ 프리미티브를 물리계층으로 전송한다. 만일 상기의 프리미티브에 대한 응답이 수신되지 않으면 이동국은 오류로 판단하여 카운터 M을 "1" 증가시키고 초기화과정부터 다시 엑세스를 시작한다. 그러나 정상적인 응답을 수신하면 이동국은 CSICH로부터 전송되는 정보를 TF정보로 변환하여 이동국 내부의 Busy Table을 작성한다. 이때 Busy Table은 사용 가능한 TF 정보로 구성되며 이동국은 Busy Table의 상태에 따라서 엑세스 할 때 요구할 수 있는 TF를 결정하게 된다.

만일, 모든 TF가 Busy라면 현재 엑세스 할 수 있는 채널이 없다는 것으로서 임의의 시간(Back-off time) 만큼을 대기한 후 카운터 M을 "1" 증가한 후 초기화과정을 수행한다. 그러나 사용 가능한 TF가 있다면 원하는 데이터 전송율을 갖는 TF를 결정하고 Persistency test를 수행한다. 이때 브로드캐스팅되는 RRC 메시지를 수신하고, 업데이트된 정보가 있다면 이동국은 엑세스 파라미터를 업데이트하고 업데이트된 정보를 이용할 수 있다. Persistency test가 실패하면 현재 선택한 TF를 busy로 표시하고 다른 사용 가능한 TF를 선택한다. 이때, TF를 busy로 표시하였을 때 모든 TF가 busy가 되었다면 일정시간을 대기한 후 카운터 M을 "1" 증가한 후 초기화 과정을 수행한다.

Persistency test가 성공하면 엑세스 클래스 우선 순위에 따른 일정시간을 지연시킨 후 PHY-Access-REQ 프리미티브를 물리계층으로 전송한다. 물리계층에서는 상기의 프리미티브를 수신하면 엑세스 프리엠블을 특정한 시그니쳐와 함께 기지국쪽으로 전공하고 이에 대한 응답을 기다린다. 만일, AP 프리앰블 또는 CD 프리앰블을 전송한 후 특정 시간 내에 어떤 응답도 수신하지 못한 경우(No AP-AICH received or No CD-AICH received)를 알리는 L1 confirm이 수신되면, 일정시간을 대기한 후 카운터 M을 "1" 증가시킨 후 초기화과정부터 엑세스를 다시 시작한다.

또한, AP 전송은 성공하였으나 타 이동국과의 충돌방지를 위해서 전송한 CD 프리앰블에 대한 응답은 수신하였으나 자신이 전송한 시그니쳐와 다른 시그니쳐를 갖는 CD-AICH를 수신하면 일정시간을 대기한 후 카운터 M을 "1" 증가한 후 초기화과정부터 엑세스를 재 수행한다. 그러나, AP에 대한 응답인 AP-AICH가 "Nak"를 의미하는 것이 수신되었다면 특정시간을 대기한 후 CA메시지를 이용하는 엑세스인지 를 판단하는 과정을 수행한다. 채널을 할당하는 CA 메시지가 사용되는 경우라면 카운터 M을 "1" 증가한 후 초기화과정부터 재 엑세스를 수행하지만 그렇지 않은 경우에는 현재 엑세스를 하기 위해서 결정한 TF를 Busy로 표시한 후 초기 엑세스과정을 수행하게 된다.

상술한 바와 같은 오류가 발생하지 않았다면 즉, 정상적으로 첫 번째 TTI의 전송이 성공한 경우에는 상술한 도 2에서 나타낸바와 같이 연속적인 TTI를 전송하는 과정을 수행한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동국이 RLC로부터 발생된 데이터를 전송할 때 엑세스 프리앰블 시그니쳐와 스프레딩 팩타(Spreading Factor) 및 CA(Channel Assignment)메시지와의 관계를 도시한 도면이다. 상기 스프레딩 팩타는 데이터 전송율에 의존하므로 본 발명에서는 스프레딩 팩타를 데이터 전송율과 동일한 개념으로 사용한다.

상기 도 4를 참조하면, 이동국이 공통패킷채널로 데이터 전송을 요구할 때 사용할 수 있는 엑세스 프리앰블 시그니쳐의 수는 최대 16개로서 16개의 서로 다른 데이터 전송율을 요구할 수 있다. 그러므로 상기 도 4의 엑세스 프리앰블 시그니쳐의 그룹에 포함되어 있는 총 시그니쳐의 수는 16개로서 [항상] 하기 <수학식 1>을 만족한다.

그러나, 현재 공통패킷채널에서 지원할 수 있는 데이터 전송율은 SF4, SF8, SF16, SF32, SF64, SF128 및 SF256이므로 최대 7종류이다. 그러므로 16개의 데이터 전송율을 지시할 수 있는 엑세스 프리앰블은 그룹핑이 되어야 한다. 따라서, 최소 1개의 엑세스 프리앰블 시그니쳐가 한 개의 SF를 지시한다고 가정하면 각각의 엑세스 프리앰블 시그니쳐의 그룹은 최소 1개에서 최대 10개까지 할당될 수 있다. 이때 특정 SF와 매핑되는 엑세스 프리앰블 시그니쳐는 운용자가 임의로 설정할 수 있으며, 브로드캐스팅되는 RRC 메시지에 의해서 기지국이 이동국으로 알려준다.

상기 SF는 데이터 전송율을 의미하는 것으로서 물리계층에서 정의되는 파라미터이다. 또한, 상기 SF는 MAC 계층에서는 정의되지 않은 파라미터로서 MAC에서는 전송규격 즉, TF와 동일한 의미로 사용될 수 있다. 즉, 특정한 데이터 전송율을 갖는 데이터를 전송하기 위해서는 TF를 결정해야 하며, MAC에서 결정된 TF는 물리계층에서는 SF로 표현되어 공통패킷채널의 전송율이 결정된다. 그러므로 이동국이 RLC로부터 발생된 데이터에 따른 TF를 결정하면 자동적으로 SF를 물리계층에서 설정하여 데이터 전송을 수행하게 되고, 이동국이 요구하는 데이터 전송율 즉, SF를 기지국쪽으로 알려주기 위해서 특정 SF에 매핑되어 있는 엑세스 프리앰블 시그니쳐를 선택하여 기지국으로 전송한다. 결국, 데이터 전송율, TF, SF 및 엑세스 프리앰블 시그니쳐는 동일한 의미를 갖게 되므로 적절한 데이터 전송율을 선택한 것은 물리계층에서는 SF를 선택하고, 엑세스 프리앰블을 선택하는 것과 동일한 것이다.

상기 SF는 최대 4에서 최소 256까지 정의되어 있으며 값이 작을수록 고속의 데이터 전송이 가능하다. 즉, SF 4약 1Mbps 정도의 전송율(No coding case) 제공할 있다. 그러나 역방향 링크에서 할당할 수 있는 최대 시스템 용량이 약 2Mbps 정도이므로 SF4를 이동국에게 할당할 경우 최대 2개의 이동국만이 데이터 전송을 허용 받는 결과를 초래한다. 결국 이동국에게 데이터 전송을 허용할 때 할당할 수 있는 채널의 수는 할당하는 데이터 전송율 즉, SF에 종속적이 된다. 하기의 <표 1>은 No coding인 경우 각각의 SF가 제공할 수 있는 데이터 전송율을 나타낸다. 즉, SF와 데이터 전송율과의 관계를 나타내고 있다.

Spreading Factor	SF4	SF8	SF16	SF32	SF64	SF128	SF256
Data Rate	960kbps	480kbps	240kbps	120kbps	60kbps	30kbps	15kbps

상기의 <표 1>에서 알 수 있듯이 높은 SF 즉, 낮은 데이터 전송율을 이동국이 요구할수록 기지국은 많은 이동국에게 역방향 공통패킷 채널을 할당할 수 있다. 상기의 SF를 의미하는 엑세스 프리앰블 시그니쳐를 기지국이 수신하면 이동국이 요구한 데이터 전송율을 AP-AICH ACK신호를 이용하여 허용 할 수 있다. 그 후 충돌검출용 프리엠블(CD 프리엠블)을 전송하여 CD-ICH로 CD ACK를 수신하면서 이동국은 기지국이 전송한 상향링크 스크램블링 코드(Scrambling code), 상향링크 Channelization code 및 하향링크 Scrambling code를 알 수 있는 채널할당 메시지(CA message)를 [전송] 수신하여 채널을 설정하게 된다.

상술한 바와 같이 상기 도 4에서 알 수 있듯이 각각의 SF는 CA 메시지와 매핑이 되어있다. 즉, CA 메시지는 이동국이 요구한 SF에 대한 채널정보를 알려준다. 이때 한 개의 SF당 할당될 수 있는 CD와 CA 시그니쳐는 32개이고, 엑세스 프리앰블 시그니쳐와의 매핑을 위해서 CD 시그니쳐를 16개를 사용하므로 16개의 시그니쳐를 CA용으로 사용할 수 있다. 그러므로 임의의 SF에 매핑을 위해서 16개의 CA 메시지를 구성할 수 있다. 하지만, SF128(30kbps 데이터 전송율)인 경우는 역방향 링크의 최대 용량이 2Mbps이므로 약 64개의 채널을 설정할 수 있으므로 SF256의 채널을 설정하는 경우에는 64개의 CA 메시지가 필요하게 된다. 또한, SF256인 경우에는 128개의 CA가 필요하다. 그러나 128개의 CA를 할당하기 위해서는 브로드캐스팅되는 RRC 메시지의 정보량이 매우 증가하므로 그 이하의 CA를 사용하는 것이 바람직하다. 하기의 <표 2>는 SF당 요구되는 최소 CA 메시지의 수를 나타낸다.

Spreading Factor	SF4	SF8	SF16	SF32	SF64	SF128	SF256
CA의 수	2	4	8	16	32	64	128

상기 <표 2>에서 알 수 있듯이 설정할 수 있는 CA의 수는 할당하고자 하는 데이터 전송율 즉, SF에 종속적인 것을 알 수 있다. 하지만, 상기 <표 2>를 통해 살펴볼 때, 16개의 CA 시그니쳐를 사용하므로 한 개의 SF에 대해서 16개의 CA 메시지를 사용할 수 있는 경우를 고려하면 SF4(-14개), SF8(-12개) 및 SF16(-8개)인 경우에는 CA 메시지를 충분히 이용하지 못하는 경우가 발생한다. 이와 같은 문제는 채널 할당의 측면에서 낭비를 초래할 수 있다. 그러므로 여분으로 이용할 수 있는 CA 메시지를 높은 SF 즉, 낮은 데이터 전송율을 할당하는 메시지로 이용할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 한 개의 CA 메시지 그룹이 이종의 데이 터 전송율을 지원하는 구성을 도시한 도면이다. 즉, 상기 도 5는 상술한바 같이 여분의 CA 메시지를 이용할 경우 한 개의 CA 메시지 그룹이 다른 데이터 전송율을 지원할 때 SF와 CA 메시지 그룹간의 매핑관계를 나타내고 있다.

상기 도 5는 모든 CA 메시지 그룹이 기본적으로 매핑된 SF이외에 하위의 데이터 전송율을 갖는 SF와 mesh 형태로 매핑되어 있는 것을 나타내고 있다. 그러나 실제적으로는 16개의 CD 시그니쳐 중 여분으로 남는 CA 메시지 그룹은 CAs_a, CAs_b 및 CAs_c이므로 이 이외의 CA 메시지 그룹 중 하위의 데이터 전송율을 지원하기 위해서 CA 메시지를 구분하는 것은 기본적으로 매핑되어 있는 SF를 지원하는 CA 메시지의 수를 줄여야 하는 문제점이 발생할 수 있다. 그러나 운용측면에서 특정 데이터 전송율을 요구하는 이동국이 매우 많을 경우에는 CA 메시지를 분할하여 적용할 수 있다.

상술한 바와 같이 효과적으로 CA 메시지를 분할 할 수 있는 경우는 SF4, SF8 및 SF16과 매핑되어 있는 CAs_a, CAs_b 및 CAs_c일 것이다. 또한, SF4, SF8 및 SF16은 비교적 고속의 데이터 전송속도이므로 이보다 낮은 데이터 전송율을 할당해야만 하는 경우가 빈번하게 발생할 것으로 예상된다. 그러나, SF4를 요구한 이동국에게 SF32 또는 그 이하의 데이터 전송율을 할당하는 것은 이동국으로부터 전송되는 데이터의 품질을 저하시키는 원인이 될 수 있으므로 효과적으로 사용될 수 없는 경우도 발생할 수도 있다.

그러므로 하위의 데이터 전송율을 할당할 수 있는 구조를 지원할 수는 있지만 본 발명에서는 실제적으로 이용될 수 있는 경우만을 고려하여 다양한 데이터 전 송율을 지원하고 할당하는 방법 및 장치에 대해서만 설명한다. 본 발명에서 설명한 경우는 하기의 <표 3>의 경우로서, 다양한 데이터 전송율을 지원하는 예를 나타내고 있다.

Spreading Factor	SF4	SF8	SF16
여분의 CA메시지의 수(16개 기준)	14	12	8
지원할 수 있는 SF	8	16	32
	16	32	64
	32	64	128

상기 <표 3>은 SF 값에 따라서 동적으로 지원할 수 있는 데이터 전송율의 예를 나타낸 것이다. 상술한 바와 같이 16개의 CA 메시지를 한 개의 SF에 할당할 수 있으므로 각각 14개(SF4), 12개(SF8) 및 8개(SF16)의 여분을 갖고 있는 메시지를 이용하여 다른 데이터 전송율을 할당할 수 있다. 상기 <표 3>에서 예를 든 이종의 데이터 전송율을 제공하기 위해서는 브로드캐스팅되는 RRC 메시지에 상기의 정보를 알려주어야 한다.

이동국은 기지국으로부터 CA 메시지가 담고 있는 CA 시그니쳐를 인식하고 이동국이 송신한 AP 시그니쳐와의 조합을 고려하여 데이터를 전송할 상향링크 스크램블링 코드(Scrambling code), Channelization code 및 하향링크 스크램블링 코드(Scrambling code)를 특정한 매핑룰(Mapping rule)에 의하여 추출한다. 이때 상기 <표 3>에서 나타낸 바와 같이 현재 기지국에서 이동국으로 전송되는 CA 메시지의 CA 시그니쳐에 특정 데이터 전송율 즉, SF를 나타내는 가를 설정함으로서 이종의 데이터 전송율을 보장할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 전송율 할당을 위한 CA 메시지의 구성을 도시한 도면이다. 상기 도 6에서도 본 발명에서 제안한 방식의 일 예를 나타낸 것으로 할당하는 임계치의 수, 각각의 임계치가 의미하는 데이터 전송율 등에 따라 동적인 설정을 할 수 있으며 SF에 관계없이 운용자가 임의로 정의할 수 있다.

상기 도 6에서 알 수 있듯이 이동국이 요구한 최대 전송율보다 낮은 데이터 전송율을 기지국이 할당하기해서는 임계치(Threshold)를 설정해야 한다. 설정된 임계치는 현재 특정 SF를 지시하는 CA메시지가 임의의 다른 SF를 지원하도록 하는 기능을 갖는다. 예를 들면, 상기 도 6에서 나타내고 있는 CA가 SF4를 지원한다고 하면, CA#1과 CA#2는 SF4를 나타내고, Threshold i부터 Threshold j-1까지는 SF8, Threshold j - Threshold k-1까지는 SF16을 Threshold k이상은 SF32 등을 나타내는 것으로 설정할 수 있다.

본 발명에서 지원하는 상기 도 6과 같은 CA 메시지의 구성을 위해서는 CA메시지에 사용되는 임계치의 수와 특정한 임계치가 시작되는 부분 및 특정한 임계치가 나타내고 있는 SF를 설정해야 하고 이와 같은 정보는 기지국에서 이동국으로 전송되어야 한다. 기지국에서 이동국으로 전송되는 상기의 정보는 RRC 브로드캐스팅 메시지를 통해서 전송되어진다.

하기 <표 4>는 상기의 다양한 데이터 전송율을 지원하기 위해서 정의되어야 하는 정보 등을 나타내기 위한 RRC 브로드캐스팅 메시지의 공통패킷채널 정보 셋(CPCH info set)의 IE(Information Element) 구조를 나타내고 있다.

Range Bound	Explanation
[....]	[....]
maxTHNum	Maximum number of available threshold for CA message partitioning.(max = 5)

상기 AP의 시그네쳐와 CA-ICH 메시지를 이용하여 UTRAN이 가입자장치에게 CPCH의 사용에 필요한 정보를 전달하는 방법 설명에 앞서 하기와 같은 3가지 사항을 가정한다.

첫째, P_SF = 특정 확산율(Spreading Factor: 이하 "SF"라고 칭한다.)의 공통 패킷 물리 채널(Physical Common Packet Channel : 이하 "PCPCH"라고 칭한다.)의 수이며, 상기 P_SF를 이용하여 특정 SF의 채널 부호의 번호를 표시할 수 있고, 상기 표시하는 방법의 예는 Nod_SF(0), Nod_SF(1), Nod_SF(2),...,Nod_SF( P_SF -1)로 할 수 있다. 상기 P_SF는 UTRAN에서 역방향 CPCH의 복조를 위해 사용하는 모뎀의 수와 동일하며, UTRAN에서 역방향 CPCH에 대응되게 할당하는 순방향 전용 채널의 수와 동일할 수 있다.

둘째, T_SF = 특정 SF에 사용되는 CA 시그네쳐의 수이며, 상기 T_SF를 이용하여 특정 SF에 사용되는 CA 시그네쳐의 번호를 표시할 수 있다. 상기 표시하는 방법의 예는 CA_SF(0), CA_SF(1),...., CA_SF(T_SF-1)로 할 수 있다.

셋째,

는 SF=SFa 에 할당되어 있는 CA들을 더 낮은 데이터율의 SF=SFb로 넘길 때 넘겨진 CA 시그네쳐의 개수이며, 상기

를 이용하여 SFb에 사용되는 넘겨진 CA 시그네쳐의 번호를 표시할 수 있다. 상기 표시하는 방법의 예는

,

, ...,

로 할 수 있다. 상기

값은 상기 도 6에서 CA 임계치 번호(Index of CA message threshold) 값과 임계치 최소 SF(Threshold Minimum Spreading Factor)로부터 얻을 수 있다. 예로 상기 도 6에서 SFa(Minimum Spreading Factor) 값이 SF4인 경우 CA 임계치 번호가 10, 임계치 최소 SF가 SF8이면, SFa=4, SFb=8이고

은 6(=16-10)이 된다.

넷째, S_SF = 특정 SF에 사용되는 AP 시그네쳐의 수이며, 상기 S_SF를 이용하여 특정 SF에 사용되는 AP 시그네쳐의 번호를 표시할 수 있다. 상기 표시 방법의 예는 AP_SF(0), AP_SF(1),...,AP_SF(S_SF-1)로 할 수 있다.

상기 정의된 4가지 사항은 UTRAN이 결정하는 것이며, T_SF와 S_SF의 곱은 P_SF보다 동일하거나 큰 값을 가져야 하며, 넘겨진 CA가 있을 때, 상기

는 넘겨받은 SF에 할당되어 있는 PCPCH 채널 수보다 작거나 같다(

). 상기 S_SF는 UTRAN이 CPCH를 이용하는 가입자장치들이 AP를 전송하는 과정에서 얼마만큼의 충돌을 허용할 것인 지와 각 SF (데이터 전송율과는 반비례한다)의 CPCH의 이용도 를 고려하여 설정할 수 있으며, 상기 S_SF가 설정되면 T_SF는 P_SF를 고려하여 결정된다.

주어진

와

에 대하여 해당 Node 또는 PCPCH를 구하는 방법은 아래 실시 예와 같다.

첫 번째 실시 예는 아래와 같다.

아래의 순서에 따라 주어진 해당 Node 또는 PCPCH 번호를 구한다.

(1)

값을 구한다.

(2) n값을 구한다.

(3) 함수 F를 이용하여 해당 Node 또는 PCPCH 번호를 구한다.

상기 설명에서

는

에 임의의 양의 정수 c를 곱하여

로 나눈 값이 "0"이 되는 최소의 양의 정수 c값이며, 상기

는 CA 메시지가 동일한 공통 패킷 물리채널을 가리킬 때까지 걸리는 주기이며, 상기

를 계산하는 이유는 상기 CA 메시지가 일정주기 반복으로 동일한 공통 패킷 물리 채널을 가리키지 않도록 CA 메시지를 할당하기 위해서이다. 상기

를 계산하는 수식은 하기와 같다.

상기 설명에서 n은

의 주기가 몇 번 반복되었는지를 나타내는 값 이며, 예를 들어 n=0 이면 CA메시지의 주기가 한번도 돌지 않았다는 것이며, n=1 이면 CA메시지의 주기가 한번 돌았다는 것을 의미한다. 상기 설명에서 주기는 CA메시지의 시그니쳐를 PCPCH에 mapping시켰을 때 같은 PCPCH를 가리키게 되는 상태까지를 가리킨다. 이때 주기에 다다르면 같은 PCPCH를 가리키지 않도록 하기 위해 mapping에 변화를 취한다.

상기 n의 값은 하기의 조건을 만족하는 n을 찾는 과정에서 얻어지며, n은 0부터 시작된다.

상기 n의 값을 찾는 조건에서 i는 SFa에 주어진 AP 시그네쳐의 번호이며, j는 SFa에서 SFb로 넘겨진 CA 시그네쳐의 번호이다. 즉,

,

에서 i 값과 j 값이다.

상기 설명에서 F함수의 의미는 SFa에 대한

와 SFa에서 SFb로 넘겨진 CA 시그네쳐

에 대하여 UTRAN이 가입자장치에게 SFb에 주어진 해당 Node 또는 PCPCH의 번호 k를 가리키는 함수이다.

상기 수식 중에 APSF(i)는 특정 SF에 따른 AP 시그네쳐 중에 i 번째 시그네쳐이며,

는 특정 SFa에서 SFb로 넘겨준 CA 시그네쳐 중에 j번째 시그 네쳐를 의미한다.

상기 수식에서 k는 Nod_SF(k)에서 k값을 나타내며 한 UE당 하나의 PCPCH만을 할당하는 Unique Scrambling code 방식에서는 Nod_SF(k)는 PCPCH(k) 즉 k 번째 PCPCH를 가리키며 상기 수식에서의 k는 해당 PCPCH의 번호를 의미한다.

예로 다음과 같이 정의 될 수 있다.

또는 다음과 같이 정의 될 수 있다.

두 번째 실시 예는 아래와 같다.

아래의 순서에 따라 주어진 해당 Node 또는 PCPCH 번호를 구한다.

(1) 함수 F를 이용하여 해당 Node 또는 PCPCH 번호를 구한다.

상기 (1) 설명에서 F함수의 의미는 SFa에 대한

와 SFa에서 SFb로 넘겨진 CA 시그네쳐

에 대하여 UTRAN이 가입자장치에게 SFb에 주어진 해당 Node 또는 PCPCH의 번호 k를 가리키는 함수이다. 일반적으로 표현하면

위의 일반적인 표현의 하나의 예로 아래와 같이 정의 될 수 있다.

즉 AP 시그네쳐 번호와는 무관하게 CA 시그네쳐 번호와 Node 또는 PCPCH 번호와 일대일 대응을 준다.

또 다른 예로 아래와 같이 정의 될 수 있다.

즉 AP 시그네쳐 번호와는 무관하게 CA 시그네쳐 번호와 Node 또는 PCPCH 번호와 일대일 대응을 역순으로 준다.

상술한 바에서 본 발명이 제안하고 있는 바와 같이 유연한 데이터 전송율의 할당을 지원하기 위해서 기지국은 이동국이 요구한 데이터 전송율 이외의 다른 데이터 전송율을 할당할 수 있어야만 한다. 즉, 채널을 할당하는 주체인 기지국은 채널의 할당과 함께 전체 시스템 용량의 제어 및 유지를 담당해야 하므로 항상 이동국이 요구한 데이터 전송율을 보장하는 채널을 할당할 수 없는 경우도 발생할 수 있으며, 전체 시스템의 안정성을 위해서 임의로 낮은 데이터 전송율을 이동국에게 할당할 수도 있어야 한다. 그러기 위해서는 엑세스 프리앰블 시그니쳐와 데이터 전송율과의 매핑관계를 고려한 CA 메시지를 통하여 기지국이 이동국에게 유연한 데이터 전송율을 할당하고, 이동국은 할당된 CA 메시지에 따라서 채널을 설정하여 데이터의 전송을 시작한다.

하지만, 이동국이 요구한 데이터 전송율보다 기지국이 할당한 데이터 전송율이 낮은 경우 이동국은 데이터의 전송을 유보할 수 도 있다. 즉, 이동국은 데이터의 전송을 중지하고, 할당된 채널을 사용하지 않는다. 이와 같이 이동국이 할당된 채널을 거절하는 경우는 자신이 전송해야 하는 데이터의 최소품질 즉, QoS(Quality of Service)를 만족하지 못하는 데이터 전송율이 할당되었을 경우로서, 품질이 보장되지 못하는 채널을 통해서 데이터를 전송하는 경우보다는 최소 품질을 보장할 수 있는 채널을 재 할당받는 경우가 훨씬 유용할 수 도 있기 때문이다. 이와 같이 기지국에 의해 임의로 할당된 채널을 이동국이 사용하지 않았을 경우에 상기 할당된 채널을 낭비하게 되고, 채널을 요구하는 다른 이동국에게 원할한 채널 할당을 할 수 없는 문제점을 일으킬 수 있다. 그러므로 이동국은 기지국에 의해 임의로 할당된 채널을 사용하지 않을 경우, 이를 신속하게 기지국에게 통보하여 자신에게 할당된 채널을 해제하도록 함으로서 다른 이동국에게 채널이 할당되도록 하여 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

이하 상술한 바와 같이 이동국이 요구한 데이터 전송율을 기지국이 보장하지 못하여 낮은 데이터 전송율을 할당한 경우, 이동국이 이를 거절하여 신속한 채널의 해제 및 회수를 통해 타 이동국에게 채널을 할당할 수 있도록 하는 방법 및 절차를 제안한다. 이하 제안되는 본 발명에 따른 방법은 무선자원의 효율을 높이고, 채널의 할당 및 유연성을 증가시켜 타 이동국에게 원할한 채널의 할당을 수행할 수 있다. 또한, 이동국이 데이터 전송시 품질을 보장받지 못하여 재 전송하는 과정을 방지하여 채널간의 간섭을 감소시킬 수 있고, 채널 할당의 유연성을 보장할 수 있는 장점을 가질 수 있다.

이하 상술한 바와 같이 이유로 인해 본 발명에서 요구되는 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 할당된 공통패킷채널로의 데이터 전송을 거절하기 위한 이동국과 기지국간의 메시지 송수신 관계를 나타내고 있는 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상기 도 7에서 개시하고 있는 701단계 내지 707단계는 앞에서 도 1을 참조하여 설명한 112단계 내지 138단계와 동일한 과정이므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 707단계에서 UTRAN으로부터 CD/CA-ICH와 함께 전송되는 CA메시지는 앞에서도 밝힌 바와 같이 데이터 전송율을 할당하기 위한 채널정보를 나타내는 메시지로서, 역방향 Channelization code, 순방향 Scrambling code 및 순방향 Channelization code를 나타낸다. 이때 할당되는 Channelization code는 이동국이 전송하는 데이터의 전송율을 나타낸다. 또한, 상기 할당되는 CA 메시지는 이동국이 요구한 데이터 전송율을 할당하거나 이동국이 요구한 전송율보다 낮은 데이터 전송율을 갖는 채널일 수 도 있다. 상기 UE-L1은 138단계에서 수신한 CA 메시지를 통하여 자신이 요구한 데이터 전송율과 기지국이 할당한 데이터 전송율을 비교한 후, 데이터를 전송 할 것인지 아닌지를 결정한다.

한편, 상기 UE내의 UE-L1은 상기 707단계에서 CD/CA-ICH를 수신하면 PHY-Access-CNF 프리미티브를 MAC으로 전송한다. 상기의 프리미티브는 엑세스 과정이 성공한 것으로서 이동국으로부터의 데이터 전송을 기지국이 허용한 것을 의미한다. 상기의 프리미티브를 UE-MAC이 수신하면 UE-MAC은 적절한 TF를 선택하고, 전송하기 위한 데이터 전송 블록을 구성한다. 이때 UE는 전송전력의 제한 또는 이외의 영향에 의해서 초기에 요구한 데이터 전송율 보다 낮은 전송율을 갖는 TF를 선택할 수 있다.

이때, 상술한 바와 같이 이동국이 요구한 데이터 전송율 보다 낮은 데이터 전송율이 할당되었을 경우, 이동국에서는 할당된 채널로 데이터를 전송할 것인지를 결정하게 된다. 만약, 도면상에는 도시하고 있지 않지만 할당된 채널로 데이터를 전송할 것을 결정하게 되면, 프레임동기 및 적절한 전력제어를 수행하기 위해서 CLPC(Closed Loop Power Control) 프리앰블을 UTRAN으로 전송한다. 이때 전송하는 프리앰블의 길이는 RRC 브로드캐스팅 메시지에 의해서 결정되는 파라미터로서 8슬롯 길이 또는 0슬롯길이를 갖는다. 상기 UTRAN은 상기의 CLPC 프리앰블을 수신하면 순방향 채널로 전력제어명령을 전송하여 UE로부터 수신하는 데이터의 전력제어를 수행한다. 이는 앞에서 도 1을 참조하여 설명한 바와 같은 절차에 의해 이루어진다고 볼 수 있을 것이다.

하지만, 할당된 채널로 데이터의 전송을 수행하지 않을 경우에는 709단계를 통해 상기 할당된 채널로 데이터의 전송을 하지 않을 것임을 의미하는 거절신호를 UTRAN으로 전송하여 무선자원의 낭비 및 채널할당의 유연성을 보장해야만 한다.

상기 도 7에서 나타낸 바와 같이 이동국이 CD/CA-ICH를 통해서 특정 채널을 할당받았을 때, 할당된 채널을 거절할 경우 거절 메시지(Reject message)를 기지국으로 전송하여, 채널의 거절과 해제 요구를 알려야 한다. 이때 상기 거절 메시지(Reject message)가 전송되는 채널은 고속의 신뢰성이 보장되는 채널이어야만 한다. 따라서, 상기 거절 메시지(Reject message)를 전송할 수 있는 채널은 RACH(Random Access Channel) 또는 CA 메시지로 할당된 PCPCH 채널을 이용할 수 있 다. 일반적으로 전용채널이 공용채널보다 데이터 전송에 대한 보장율이 높기 때문에 RACH를 이용한 거절 메시지(Reject message)의 전송보다는 CA 메시지를 통해서 할당된 PCPCH로 거절 메시지를 전송하는 것이 메시지 전송을 보장할 수 있다.

한편, 상기 할당된 채널을 거절하는 메시지인 거절 메시지(Reject message)는 RRC 계층에서 구성되는 RRC 레벨의 메시지, 하위계층인 MAC에서 특정한 패턴을 이용하는 경우 또는 물리계층에서 특정 패턴을 이용하는 경우가 존재할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 할당된 공통패킷채널로의 데이터 전송을 거절하기 위한 거절 메시지의 구성을 도시한 도면으로서, RRC 메시지를 이용하여 거절 메시지를 UTRAN으로 전송할 때 메시지를 구성하는 IE(Information Element)를 나타내고 있다. 상기 도 8에서 개시하고 있는 IE 이외에 기타 다른 필드가 추가될 수 있으며, 상기 도 8에서는 거절 메시지를 구성할 때 필요한 IE의 예를 나타내고 있다.

상기 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 IE들을 보다 구체적으로 살펴보면, 메시지 타입(Message Type)은 메시지의 종류 또는 성격을 규정하는 영역으로서, 기지국이 상기 메시지 타입(Message type) 영역을 해석함으로서 현재 수신한 메시지가 거절 메시지(Reject message)임을 파악할 수 있도록 하는 영역이다. 사용자 정보 엘리먼트(UE information elements)영역은 현재 거절 메시지(Reject message)를 송신하는 UE를 나타내는 영역으로서, 초기 사용자 식별자(Initial UE identity) 및 거절 이유(Rejection cause)로 구성될 수 있다. 이중 Initial UE identity는 기지국에게 거절하고자 하는 UE를 나타내는 영역으로서 이동국의 고유 주소로 구성할 수 있다. 기지국이 거절 메시지(Reject message)의 Initial UE identity 영역을 해석하면 어떤 UE가 할당된 채널을 거절하고 해제하고자 하는지를 파악할 수 있다. 거절 이유(Reject cause) 영역은 이동국이 왜 할당된 채널을 거절하고자 하는지 이유를 기지국에게 알리는 영역으로서, 기지국이 적절한 이유를 판단하여 공통패킷채널의 할당시 유용하게 이용할 수 있는 정보가 된다. 또 다른 거절 메시지로서 전송의 마지막임을 알려주는 전송 블록 사이즈가 "0"임을 나타내는 메시지를 이용하는 것도 가능하다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 거절 메시지를 전송하기 위해 이동국 내부에서 이루어지는 신호 흐름을 나타낸 도면으로서, 상위 계층의 RRC 메시지를 이용하여 할당된 채널을 해제하는 경우에 있어 이동국 내부의 메시지 흐름을 나타내고 있다.

상기 도 9에서 나타낸 바와 같이 CA 메시지를 이동국이 수신하면 이동국의 물리계층에서는 CPCH 억세스(access)가 성공하였다는 것을 이동국의 MAC 계층으로 통보한다. 이때 CA 메시지를 해석하여 할당된 채널의 데이터 전송율을 확인한다. 이때 이동국이 AP프리엠블을 통하여 요청한 데이터 레이트보다 낮은 전송율을 나타내는 채널이 할당되면 이동국의 MAC에서는 할당된 채널로 데이터의 전송을 할 것인지를 결정하는 과정을 수행한다. 만일, 데이터의 전송을 결정하면 이동국은 공통패킷채널의 통상적인 데이터 전송 수순에 따라서 패킷 데이터의 전송을 시작한다. 그러나, 할당된 채널의 거절을 결정하면 MAC 계층은 거절 메시지(Reject message)를 전송하기 위한 거절 요청(Reject request) 명령을 UE RRC로 전송한다. 상기 UE RRC 는 도 8에서 나타낸 바와 같은 구성의 거절 메시지(Reject message) 또는 전송의 마지막을 알리는 메시지를 생성한 후 거절확인(Reject confirm)명령을 상기 생성한 거절 메시지(Reject message)와 함께 UE MAC 계층으로 전송한다. 상기 UE MAC 계층은 거절 메시지(Reject message)와 함께 데이터 전송을 명령하는 데이타 요청(Data request) 명령을 물리계층으로 전송한다. 상기 물리계층은 MAC 계층으로부터 수신된 거절 메시지(eject message)를 UTRAN으로 전송하여 이동국에서의 할당된 채널의 거절과정을 수행하게 된다. 상기 거절 메시지(Reject message)의 전송 후 이동국은 다시 CPCH 엑세스 과정을 수행하기 위한 준비한다. 한편, 앞에서는 상기 도 9를 참조하여 할당된 채널의 거절 여부를 UE의 MAC에서 결정하는 것으로 설명하였으나 거절여부의 결정 과정은 UE의 RRC 에서도 수행할 수 있는 기능이다.

상술한 본 발명의 실시 예에서는 RRC 메시지를 이용한 채널 거절과정을 개시하였으나 그 이외에 또 다른 방법으로 RRC 메시지가 아닌 특정 패턴을 이용하여 채널을 거절하고 해제를 요구할 수 있다.

상기 해제과정의 다른 방법으로서 제로 사이즈 트랜스포트 블록(Zero sized TB(Transport Block))을 이용할 수 있다. 상기 Zero Sized TB를 기지국이 수신하면 CPCH의 종료로 판단하여 기지국은 채널을 해제하게 된다. 이와 같은 용도로 이용되는 zero sized TB를 이용하면 도 10에서 개시하고 있는 바와 같이 할당된 채널의 거절과정을 효과적으로 수행할 수 있다.

도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제로 사이즈 트랜스포트 블록을 이용한 할당된 채널을 거절하는 절차를 나타낸 도면이다.

상기 도 10을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 동작을 상세히 설명하면, UE의 L1은 CA 메시지를 수신하면 1010단계에서 상기 수신한 CA 메시지를 PHY-Access-CNF 프리미티브를 통하여 UE MAC으로 전송한다. 상기 UE MAC은 1012단계에서 상기 수신된 CA 메시지로부터 데이터 전송율 정보를 해석하여 자신이 요구한 데이터 전송율과 비교한 후 요구한 것보다 낮은 데이터 전송율이 할당되었다면 이를 수용할 것인지를 판단하는 과정을 수행하게 된다. 만일 할당된 채널을 거절한다면 zero sized TB를 생성한다. 이때 UE는 TFCI에 zero sized TB가 포함되어 있음을 알리는 정보를 부가하여 전송하게 된다. 상기 UE-MAC에서 발생된 zero sized TB는 상기 UE-MAC에 의해 1014단계에서 PHY-DATA-REQ 프리미티브와 함께 물리계층으로 전송된다. 한편, 상기 이동국의 물리계층에서는 상기 UE-MAC으로부터의 zero sized TB를 포함하도록 거절 메시지(Reject message)를 생성하고, 상기 생성한 거절 메시지를 1016단계에서 기지국으로 송신한다. 한편, 상기 도 10에서는 기지국으로부터 할당받은 데이터 전송율을 수용할 것인지 거절할 것인지를 이동국의 MAC에서 수행하지만, 다른 예로서 이동국의 상위계층인 RRC 계층에서 수행하도록 구현할 수 있다. 상기 기지국의 물리계층에서는 상기 1016단계에서 이동국으로부터 송신된 거절 메시지(Reject message)를 수신하여 1018단계에서 이를 소정 프리미티브(CPHY-CPCH-RJT-IND)를 통해 기지국의 RRC 계층(Node B RRC)으로 알린다. 상기 기지국의 RRC 계층은 상기 거절 메시지를 수신하여 1020단계에서 할당된 채널을 해제하라는 프리미티브(CPHY-CPCH-STOP_REQ)를 기지국의 물리계층으로 전송하여 채널의 해제과정을 수행한다. 상기 기지국의 물리계층은 채널의 해제과정을 수행한 후 1022단계에서 할당된 채널의 해제가 완료되었음을 알리는 프리미티브(CPHY-CPCH-STOP_CNF)를 기지국의 RRC계층으로 전송한다.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제로 사이즈 트랜스포트 블록을 이용한 거절 메시지를 전송하는 과정을 나타낸 도면으로, zero sized TB를 전송하여 할당된 채널을 거절할 때 DPDCH와 DPCCH의 관계를 나타내고 있다.

상기 도 11을 참조하면, 이동국은 할당된 CPCH 채널을 통해서 거절의 의미를 갖는 거절 메시지(Reject Message)를 전송한다. 이때 이동국의 MAC에서는 DPCCH로 전송되는 TFCI에 DPDCH로 전송되는 데이터 프레임이 zero sized TB를 포함하고 있다는 정보를 기지국으로 전송한다. 또한, 상기 이동국은 DPDCH를 한 개의 TTI(Transmission Time Interval)만큼 전송하게 되며, 상기 TTI내에 포함되어지는 물리계층의 프레임 수만큼 zero sized TB이 존재하게 된다. 이때 전송되어 질 수 있는 거절 메시지(Reject message)인 zero sized TB의 수는 RRC 메시지에 의해서 결정될 수 있는데, 이는 일반적으로 CPCH의 종료를 지시하는 EOT 식별자(indicator)의 수만큼 전송할 수 있다.

한편, 기지국에서는 DPCCH를 수신하여 TFCI를 해석하고, 수신된 DPDCH의 특성을 파악하여 디코딩 등과 같은 기능을 수행하게 된다. 상기 TFCI는 물리계층 프레임마다 이동국에서 기지국으로 전송되므로 기지국이 한 개 또는 두 개정도의 프레임(약10-20ms)을 수신하면 DPDCH의 프로세싱 정보를 해석하여 DPDCH를 처리할 수 있다. 그러므로, 상기 기지국은 DPCCH로 전송되는 TFCI 정보를 해석하면 zero sized TB가 포함된 것을 알고, 할당한 CPCH 채널을 이동국이 거절하여 사용하지 않 은 것을 인식하고 즉시 해제할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에서 제안한 방법을 이용하면 이동국이 요구한 데이터 전송율을 기지국이 허용할 수 없거나 인위적으로 이동국이 요구한 데이터 전송율보다 낮은 데이터 전송율을 할당할 수 있다. 이로 인해 이동국이 요구하는 데이터 전송율을 할당받기 위해서 이동국이 일정시간 후에 재 엑세스를 해야하는 불필요한 동작을 억제하여 시스템 전체의 효율을 감소시키는 문제점을 해결할 수 있다.

또한, 이동국이 요구한 데이터 전송율을 기지국이 할당할 수 없을 때 다른 데이터 전송율을 할당하여 이동국으로부터의 데이터 전송을 보장하고, 시스템의 전체 용량을 고려하여 인위적으로 이동국이 요구한 데이터 전송율보다 낮은 전송율을 할당하여 시스템 용량 및 공통패킷채널의 운용을 유용하게 하도록 하는 효과가 있다.

한편, 본 발명에서는 이동국이 기지국이 할당한 채널을 사용하지 않았을 경우, 이를 신속하게 기지국에게 통보하여 자신에게 할당된 채널을 해제하고, 다른 이동국에게 채널을 할당하도록 하였다. 따라서, 본 발명에서 제안한 방법은 무선자원의 효율을 높이고, 채널의 할당 및 유연성을 증가시켜 타 이동국에게 원활한 채널 할당이 이루어지도록 하는 함으로서 보다 향상된 채널 사용 효율을 보장하는 장점이 있다. 또한, 이동국이 데이터 전송시 품질을 보장받지 못하여 재 전송하는 과 정을 방지하여 채널간의 간섭을 감소시킬 수 있는 효과와 함께 채널 할당의 유연성을 보장할 수 있어 시스템의 성능을 향상시킬 수 있도록 하였다.

Claims (10)

1. 광대역 부호분할 다중접속 통신시스템의 기지국에서 공통패킷 채널을 할당하는 방법에 있어서,

   이동국으로부터 요구 전송율을 알 수 있는 억세스 프리엠블을 수신하고, 상기 억세스 프리엠블에 대응한 억세스 ACK신호를 전송하는 과정과,

   상기 ACK신호에 응답하여 상기 이동국으로부터 충돌검출 프리엠블이 수신되면 상기 충돌검출 프리엠블에 대응한 충돌검출 ACK신호와 함께 현재 사용 가능한 임의의 데이터 전송율을 할당하는 채널할당 신호를 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 부호분할다중접속 통신시스템에서 공통패킷채널의 할당방법.
2. 광대역 부호분할 다중접속 통신시스템의 이동국에서 공통패킷 채널을 할당하는 방법에 있어서,

   소정 데이터 전송율을 가지는 공통패킷채널의 할당을 요구하는 억세스 프리엠블에 대응하여 기지국으로부터 ACK 신호가 수신될 시 충돌검출 프리엠블을 송신하는 과정과,

   상기 충돌검출 프리엠블에 대응하여 상기 기지국으로부터 ACK 신호와 함께 채널할당 신호가 수신되면 상기 채널할당 신호에 의해 설정된 데이터 전송율을 분석하고, 상기 분석된 데이터 전송율을 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 부 호분할다중접속 통신시스템에서 공통패킷채널의 할당방법.
3. 광대역 부호분할 다중접속 통신시스템의 이동국에서 공통패킷채널을 할당하는 방법에 있어서,

   소정 데이터 전송율을 가지는 공통패킷채널의 할당을 요구하는 억세스 프리엠블에 대응하여 기지국으로부터 ACK 신호가 수신될 시 충돌검출 프리엠블을 송신하는 과정과,

   상기 충돌검출 프리엠블에 대응하여 상기 기지국으로부터 ACK 신호와 함께 채널할당 신호가 수신되면 상기 채널할당 신호에 의해 설정된 데이터 전송율을 분석하고, 상기 분석된 데이터 전송율이 상기 요구한 데이터 전송율과 상이할 경우 상기 분석된 데이터 전송율의 설정 여부를 결정하여 상기 결정된 결과를 상기 기지국으로 통보하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 부호분할다중접속 통신시스템에서 공통패킷채널의 할당방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 결정된 결과를 램덤 억세스 채널을 통해 상기 기지국으로 통보함을 특징으로 하는 부호분할다중접속 통신시스템에서 공통패킷채널의 할당방법.
5. 제3항에 있어서,

   상기 결정된 결과를 CA 메시지로 할당된 물리공통패킷채널을 통해 상기 기지국으로 통보함을 특징으로 하는 부호분할다중접속 통신시스템에서 공통패킷채널의 할당방법.
6. 제3항에 있어서,

   상기 결정된 결과는 메시지 타입, 사용자 정보, 초기 사용자 식별자 및 거절 이유를 포함함을 특징으로 하는 부호분할다중접속 통신시스템에서 공통패킷채널의 할당방법.
7. 광대역 부호분할 다중접속 통신시스템의 기지국에서 공통패킷 채널을 할당하는 방법에 있어서,

   이동국으로부터 요구 전송율을 알 수 있는 억세스 프리엠블을 수신하고, 상기 억세스 프리엠블에 대응한 억세스 ACK신호를 전송하는 과정과,

   상기 ACK신호에 응답하여 상기 이동국으로부터 충돌검출 프리엠블이 수신되면 상기 충돌검출 프리엠블에 대응한 충돌검출 ACK신호와 함께 현재 사용 가능한 임의의 데이터 전송율을 할당하는 채널할당 신호를 전송하는 과정과,

   상기 채널할당 신호에 대응하여 상기 이동국으로부터 거절 메시지가 수신되면 상기 할당하고자 하는 채널을 해제하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 부호분할다중접속 통신시스템에서 공통패킷채널의 할당방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 거절 메시지는 램덤 억세스 채널을 통해 상기 기지국으로 통보함을 특징으로 하는 부호분할다중접속 통신시스템에서 공통패킷채널의 할당방법.
9. 제7항에 있어서,

   상기 거절 메시지는 CA 메시지로 할당된 물리공통패킷채널을 통해 상기 기지국으로 통보함을 특징으로 하는 부호분할다중접속 통신시스템에서 공통패킷채널의 할당방법.
10. 제7항에 있어서,

    상기 거절 메시지는 메시지 타입 영역, 사용자 정보 영역, 초기 사용자 식별자 영역 및 거절 이유 영역을 포함함을 특징으로 하는 부호분할다중접속 통신시스템에서 공통패킷채널의 할당방법.

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