KR100723986B1 - 무선 통신 시스템에서 랜덤 억세스 채널을 할당하는 방법 및 시스템 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 랜덤 억세스 채널을 할당하는 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

무선 통신 시스템은 제 2 국으로부터 제 1 국으로 데이터(214)의 전송을 위한 랜덤 억세스 채널을 가진다. 그러한 채널은 실제로 콜에 관여되지 않는 동안 제 1 국으로 전송하기 위해 데이터(214)를 가지는 제 2 국에 의해 사용되도록 의도된다. 이 유형의 알려져 있는 시스템이 가진 문제는 억세스를 요청하는 제 2 국 역시 복수의 자원 중 어느 것에 억세스 하기를 원하는지 명시한다는 점이다. 만약 그 자원이 사용 중이라면, 다른 적당한 채널이 유용할 지라도, 억세스는 거절된다. 본 시스템에서, 채널의 할당은 제 2 국의 억세스 시도(202,208)를 승인할 때(206,210) 제 1 국에 의해 수행되며, 그것에 의해 소용없는 시도를 제거한다. 일 실시예에서, 제 1 국은 또한, 억세스 시도를 위해 채널의 유용성을 표시하는 짧은 메세지를 주기적으로 방송한다.

Description

무선 통신 시스템에서 랜덤 억세스 채널을 할당하는 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR ALLOCATING A RANDOM ACCESS CHANNEL IN A RADIO COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 제 2 국(a secondary station)으로부터 제 1 국(a primary station)으로 데이터의 전송을 위한 랜덤 억세스 채널을 구비한 무선 통신 시스템에 관한 것이며, 추가로, 그러한 시스템에서 사용하기 위한 제 1 국 및 제 2 국과 그러한 시스템을 작동하는 방법에 관한 것이다. 본 명세서가 신흥(emerging) 국제 이동 통신 시스템(Universal Mobile Telecommunication System)(UMTS)을 특별 참조하여 시스템을 설명하고 있지만은, 상기 설명된 테크닉은 다른 이동 무선 시스템에서 사용하는데 똑같이 적용될 수 있음을 이해하여야 한다. 본 명세서에서, 용어, 랜덤 억세스 채널은 랜덤 억세스 전송이 발생하는 논리 채널을 언급하는 것으로, 이는 전형적으로 다수의 구별되는(distinct) 물리적 채널들로 구성될 수 있다.
랜덤 억세스 채널은 무선 통신 시스템의 정상적인(normal) 구성요소이며, 이동국(Mobile Station)(MS)이 기지국(Base Station)(BS)에 짧은 메세지를 보낼 수 있게 한다. 애플리케이션은 MS가 턴 온(turn on)될 때 BS로 신호 보내는 것과, MS가 콜에 관여하지 않을 수도 있을 때 데이터 패킷을 BS에 보내는 것과, 그리고 MS가 사용할 자원을 할당하라고 BS에 요청하는 것을 포함한다.
이동국이 실제로 콜에 관여하지 않을 때 데이터 패킷을 BS에 보내도록 하는 요구를 종종 갖는 시스템에서, 표준 랜덤 억세스 채널과 유사한 특성을 가지지만 MS로부터 BS에 소형 및 중형 크기의 패킷을 전송하도록 된 랜덤 억세스 패킷 채널을 제공하는 것은 장점을 갖는다.
UMTS를 위해 개발되고 있는 그러한 방식(scheme)의 일 실시예에서, MS에게 유용한 랜덤 억세스 패킷 채널이 다수 존재한다. MS가 보낸, 패킷 채널로의 억세스 요청은 상기 패킷 채널 중 하나와 대응하는 임의로 선택된 서명(signature)으로 인코딩된다. 만약 상기 채널이 사용 가능하다면, BS는 그것을 상기 요청하는 MS에게 할당한다.
서명을 랜덤하게 선택하기 때문에, 사용 가능한 다른 적당한 채널이 존재할지라도 MS가 그것의 선택된 패킷 채널에 억세스를 거부당하는 일이 있을 수 있다. 이 문제는 간섭 증가와 용량 손실뿐만 아니라, 상당한 지연을 MS에 가져올 수 있다.
본 발명의 목적은 MS에게 개선된 랜덤 억세스 채널 할당을 제공하는 것이다.
본 발명의 첫번째 양상에 따라, 제 2 국으로부터 제 1 국으로 데이터의 전송을 위해 랜덤 억세스 채널을 구비한 무선 통신 시스템이 제공되며, 상기 제 2 국은 랜덤 억세스 채널 자원에 대응하는 제 1 서명으로 인코딩 된 신호를 전송함으로써 상기 랜덤 억세스 채널 자원에 억세스를 요청하는 수단을 가지며, 상기 제 1 국은 상기 요청에 응답을 전송하는 수단을 가지며, 이어서 상기 제 2 국은 제 2 서명으로 인코딩 된 회선 쟁탈(contention) 결정(resolution) 신호를 전송하는 수단을 갖고, 상기 제 1 국은 상기 회선 쟁탈 결정 신호에 대한 추가의 응답을 전송하고, 상기 제 2 국이 억세스를 승인 받게 될 랜덤 억세스 채널을 선택하고 그리고 이 채널을 상기 응답 중 적어도 하나로서 동시에 식별하는 채널 할당 신호를 전송하는 수단을 가진다.
본 발명의 두번째 양상에 따라, 제 2 국으로부터 제 1 국으로 데이터의 전송을 위해 랜덤 억세스 채널을 구비한 무선 통신 시스템에서 사용하기 위해 제 1 국이 제공되며, 여기서, 억세스를 위해 상기 제 2 국으로부터 랜덤 억세스 채널 자원으로의 요청-이 요청은 제 1 서명으로 인코딩 된 신호의 전송을 포함한다-에 응답을 전송하고, 상기 제 2 국에 의해 전송된 제 2 서명으로 인코딩 된 후속의 회선 쟁탈 결정 신호에 추가 응답을 전송하고, 상기 제 2 국이 억세스를 승인 받게 될 랜덤 억세스 채널을 선택하며, 그리고 이 채널을 상기 응답 중 적어도 하나로서 동시에 식별하는 채널 할당 신호를 전송하는 수단이 제공된다.
본 발명의 세번째 양상에 따라, 제 1 국으로 데이터의 전송을 위해 랜덤 억세스 채널을 구비한 무선 통신 시스템에서 사용하기 위해 제 2 국이 제공되며, 여기서, 랜덤 억세스 채널 자원에 대응하는 제 1 서명으로 인코딩 된 신호를 전송함으로써 상기 랜덤 억세스 채널 자원에 억세스를 요청하고, 상기 제 1 국으로부터 응답을 수신하고, 이어서 제 2 서명으로 인코딩 된 회선 쟁탈 결정 신호를 전송하며, 상기 제 1 국으로부터 추가 응답을 수신하며, 그리고 상기 응답 중 적어도 하나로서 상기 제 1 국에 의해 전송된 채널 할당 신호로부터 어떤 채널이 할당되었는지를 동시에 결정하는 수단이 제공된다.
본 발명의 네번째 양상에 따라, 제 2 국으로부터 제 1 국으로 데이터의 전송을 위한 랜덤 억세스 채널을 구비한 무선 통신 시스템을 작동하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 랜덤 억세스 채널 자원에 대응하는 제 1 서명으로 인코딩 된 신호를 전송함으로써 상기 랜덤 억세스 채널 자원에 억세스를 요청하는 제 2 국을 포함하며, 상기 제 1 국은 상기 요청에 응답을 전송하며, 이어서 상기 제 2 국은 제 2 서명으로 인코딩 된 회선 쟁탈 결정 신호를 전송하고, 그리고 상기 제 1 국은 상기 회선 쟁탈 결정 신호에 추가 응답을 전송하며, 상기 제 2 국이 억세스를 승인 받게 될 랜덤 억세스 채널을 선택하고, 그리고 이 채널을 상기 응답 중 적어도 하나로서 동시에 식별하는 채널 할당 신호를 전송한다.
본 발명의 실시예는 첨부된 도면을 참조하여, 예를 들어, 이제 설명될 것이다.
도 1은 무선 통신 시스템의 개략 블록선도.
도 2는 기본적인 랜덤 억세스 패킷 채널 방식(scheme)을 도시한 도면.
도 3은 16개의 프리앰블(preamble) 서명의 가능한 하나의 세트를 도시한 표.
도 4는 패킷 채널 사용 가능(availability) 메세지를 가지는 향상된 랜덤 억세스 패킷 채널 방식을 도시한 도면.
도 5는 개선된 랜덤 억세스 패킷 채널 할당을 위한 본 발명에 따른 방법을 도시한 흐름도.
도면에서, 같은 참조 숫자는 대응하는 특징(features)을 표시하기 위해 사용되었다.
도 1을 참조해보면, 무선 통신 시스템은 제 1 국(BS)(100) 및 복수의 제 2 국(MS)(110)을 포함한다. BS(100)는 마이크로콘트롤러(μC)(102)와, 안테나 수단(106)에 연결된 트랜시버 수단(Tx/Rx)(104)과, 전송된 전력(power) 레벨을 변경하는 전력 제어 수단(PC)(107)과, 그리고 PSTN 또는 다른 적당한 네트워크에 연결하는 연결 수단(108)을 포함한다. 각 MS(110)는 마이크로콘트롤러(μC)(112)와, 안테나 수단(116)에 연결된 트랜시버 수단(Tx/Rx)(114)과, 그리고 전송된 전력 레벨을 변경하는 전력 제어 수단(PC)(118)을 포함한다. BS(100)으로부터 MS(110)으로의 통신은 다운링크(downlink) 채널(122) 상에서 일어나며, 반면에 MS(110)으로부터 BS(100)으로의 통신은 업링크(uplink) 채널(124) 상에서 일어난다.
주파수 분할 듀플렉스(duplex) 시스템에서 작동하는 랜덤 억세스 패킷 채널을 위한 기본 방식이, 다운링크 채널(122) 상에 있는 업링크 채널(124)과 함께 도 2에 도시되어 있다. 억세스 단계(phase)에서, MS(110)는 먼저 프리앰블 (P)(202)을 전송하는데, 이 프리앰블은 특정(particular) 억세스 슬롯에서 저(low) 전력 레벨로, 16 개의 가능한 서명 세트로부터 랜덤하게 선택된 서명으로 인코딩 되어 있다.
서명은 그의 스크램블링 코드(scrambling code)와 특정(specific) 비트 시퀀스에 의해 변조된 채널화 코드에 의해 특징지어진 신호이다. 상호 직교하는 서명의 세트는 변조를 위해 상호 직교하는 비트 시퀀스의 세트를 한정함으로써 얻을 수 있다. 그러한 세트의 하나의 예가 도 3에 도시되어 있으며, 상기 세트는 16 개의 서명(P0내지 P15)을 포함한다. 각 서명 Pi는 16 개의 복합 기호 S를 포함하며, 그 각각은 A 또는 -A이며, 여기서 A=1+j이다. 각 서명의 인버스(inverse)는 A와 -A를 상호교환(interchange)함으로써 얻는다. 서명과 그 인버스는 모두 상호 직교한다.
상기 스크램블링 코드 또는 상기 채널화 코드(즉, 물리적 채널)를 바꿈으로써, 또는 서로 다른 상호 직교하는 비트 시퀀스의 세트를 사용하여 서로 다른 서명 세트를 얻을 수 있다. 대안적으로, 엄밀한(strict) 직교보다는, 저(low) 교차 상관(cross correlations)을 가지도록 더 큰 서명 세트를 정의할 수도 있다. 비록 본 명세서는 16 개의 서명의 세트에 관해 설명하지만, 서로 다른 구현들에서 서로 다른 수의 서명을 갖는 세트가 사용될 수도 있다.
이 기본적 방식에서, 상기 억세스 프리앰블(202)을 인코딩하기 위한 프리앰블 서명의 선택은 한정된 수의 업링크 및 다운링크 채널과 대응하는 각 프리앰블 서명과 함께, MS(110)가 요청한 물리적 채널을 결정한다. 만약 BS(100)가 상기 프리앰블 서명을 정확히 수신하고 디코딩 한다면, 그것은 프리앰블 승인(A)(206)을 전송한다. 도 2에 도시한 예에서, 첫번째 프리앰블(202)이 전송된 후에, 그것을 위해 할당된 슬롯(204)(이는 통상 1 ms 길이가 될 수 있다)에 어떠한 승인도 돌아오지 않는다. 따라서 MS(110)는 더 높은 전력 레벨에서 또 다른 프리앰블(202)을 전송한다. 다시, 슬롯(204) 안에 어떠한 승인도 수신되지 않고, 그래서 MS(110)는 한층 더 높은 전력에서 또 다른 프리앰블(202)을 전송한다. 이것은 BS(100)에 의해 수신되고 디코딩 되며, 상기 BS(100)는 승인(206)을 전송하고 그로 인해 억세스 단계를 완료한다.
MS(110)에게 그것의 프리앰블(202)이 수신되었음을 통보해줄 뿐만 아니라, 상기 요청된 채널이 프리(free)임을 신호하기 위해, 상기 승인(206)이 포지티브(positive) 일 수도 있으며, 또는 상기 요청된 채널이 사용 중이어서 MS(110)로의 억세스가 거부됨을 신호하기 위해 상기 승인(206)은 네가티브(negative) 일 수도 있다. 네가티브 승인(NACK)은 {몇 개의 기준 또는 지표(pilot) 신호에 관하여} 서명의 위상(phase)을 역전시키는 BS(100)에 의해 표시될 수도 있다. 대안적으로, 승인을 위해 BS(100)이 사용한 서명의 몇 개는 NACK으로서도 사용될 수도 있다.
제아무리 많은 프리앰블(202)이 전송되었을 지라도, BS(100)는 각 억세스 슬롯에 대해 오직 하나의 승인만을 전송할 것이다. 상기 선택에 대한 하나의 기본 원리(basis)로는 가장 높은 전력으로 수신된 프리앰블(202)을 승인하는 것일 수 있다. 만약 하나 초과의 프리앰블(202)이 전송되었으나 각 프리앰블은 서로 다른 서명으로 인코딩 되었다면, 각 MS(110)는 그것의 프리앰블(202)이 정확히 수신되었는지 아닌지를 알 것이다. 그러나, 하나 초과의 MS(110)이 같은 서명을 선택하는 것이 가능하며, 따라서 그것의 프리앰블(202)이 수신되었음을 믿는다. 만약 이들 이동국(110) 각각이 그들의 데이터를 전송하기 시작한다면, 그 결과로 충돌(collision)이 일어날 것이며, 아마도 데이터가 전연 정확히 수신되지 않을 것이다.
이러한 일이 일어날 경우를 줄이기 위해, 회선 쟁탈 결정 단계(phase)가 요청된 채널이 프리(free)임을 표시했던 승인(206)의 전송 다음에 뒤따라온다. BS(100)에 의해 승인된 서명과 대응하는 서명으로 인코딩 된 프리앰블(202)을 전송했던 각 MS(110)는 이제 추가의 회선 쟁탈 결정 프리앰블(CP)(208)을 전송한다. 이 프리앰블(208)은 16 개의 가능한 서명의 또 다른 세트로부터 랜덤하게 선택된 서명으로 인코딩된다. 이 세트는 상기 억세스 프리앰블(202)을 위해 사용된 세트와 서로 다를 수도 있으며(변조 비트 시퀀스의 세트, 즉 스크램블링 코드 또는 채널화 코드의 세트 중 어느 하나를 바꿈으로써), 또는 대안적으로 서명의 세트는 억세스와 회선 쟁탈 결정 단계(phase) 사이에서 공유될 수도 있다. 이어서 BS(100)는 예를 들어 가장 높은 전력으로 수신된 프리앰블인, 상기 선택된 프리앰블(208)에 대응하는 회선 쟁탈 결정 승인(CA)(210)을 내리며, 상기 승인(210)은 MS(110)이 데이터를 전송할 수 있도록 해준다. 그러므로, 만약 하나 초과의 MS(110)가 같은 억세스 프리앰블(202)을 선택했다면, 같은 회선 쟁탈 결정 프리앰블(208) 또한 결정되는 경우는 적다.
이 회선 쟁탈 결정 단계 후에, BS(100)는 물리적 제어 채널(Physical Control CHannel)(PCCH)(212)의 전송을 시작하는데, 이 채널(212)은 필요에 따라 MS(110)에게 그것의 전송 전력을 조정(adjust)할 것을 지시하기 위해 전력 제어 정보를 포함하며, 그리고 MS(110)는 하나 이상의 데이터 패킷 (PKT)(214)을 상기 할당된 패킷 채널 상으로 전송하며, 이는 정상적으로는 상기 프리앰블 전송에 사용된 것과는 서로 다른 물리적 채널 상에 있다. 상기 PCCH(212) 전송은 데이터(214)의 전송과 동시에 시작할 수도 있거나, 데이터 전송 전에 폐쇄 루프 전력 제어(closed loop power control)가 설정되게 하기 위하여 그것에 충분히 선행될 수도 있다.
상술한 기본적 방식의 특수한 문제는, 다른 적당한 채널이 사용 가능할 지라도, MS(110)가 자신의 선택된 프리앰블 서명과 대응하는 패킷 채널에 억세스를 거부당할 수도 있다는 것이다. 이것은 특히 트래픽(traffic) 부하가 높을 때, MS(110)가 채널이 사용 가능하게 되기를 대기하면서 상당한 시간을 소비하게 되는 일이 발생할 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 시스템에서, BS(100)가 억세스 승인(206) 또는 회선 쟁탈 결정 승인(210)을 전송함과 동시에 BS(100)가 패킷 채널의 할당을 신호할 수 있도록 함으로써 이 문제가 완화된다. 이 신호 보내기는 승인 (206,210)의 일부를 형성할 수도 있거나 동시에 전송될 수도 있으며, 같은 채널화 코드와 함께 전송되는 것이 바람직하다. 도 4에 도시된, 본 발명의 대안적인 실시예에서, BS(100)는 또한, MS(110)가 억세스를 요청하기 전에 그것이 요청한 채널이 사용 가능한지의 여부를 결정할 수 있도록 패킷 채널 사용 가능(AV) 메세지(402)를 전송한다. 그러한 방법은 우리의 공동 계류 중인 UK 특허 출원 제9921548.5호(우리측 참조 번호 PHB 34390)에 더 상세히 개시되어 있다.
본 발명의 더 상세한 사항은 도 5를 참조하여 설명되며, 상기 도 5는 MS(110)에 랜덤 억세스 패킷 채널의 개선된 할당을 위해 본 발명에 따른 방법을 요약한 흐름도이다. 상기 방법은 스텝(502)에서 시작하며, MS(100)는 상기 랜덤 억세스 패킷 채널 상에서 전송을 위해 데이터를 갖는다. MS(110)는 스텝(504)에서, 사용 가능한 채널 및 비트 율(rates)에 관한 정보를 제공하는 AV 메세지(402)를 수신한다. 이 메세지에 대한 하나의 가능한 포맷(format)은 매 10ms 프레임 마다 한 번씩 보내지는 3-비트 단어이며, 세트(0, 60, 120, 240, 480, 960, 1920)로부터 가장 높은 사용 가능 비트 율(kbps로)을 표시한다. UMTS 실시예에서 이 메세지에 대해 특히(particularly) 편리한 로케이션(location)은 채널의 다른 미사용 부분 안에(또는 PICH와 같은 채널화 코드를 갖지만 PICH 내의 미사용 비트에 의해 남겨진 공간만을 점유하는 또 다른 물리적 채널 안에) 있을 수 있으며, 상기 채널은 예를 들면, 프레임 당 12 개의 미사용 비트를 가진 페이징 표시기 채널(Paging Indicator CHannel)(PICH)이다.
MS(110)는 스텝(506)에서, 상기 요구된 비트 율이 사용 가능한 지의 여부를 결정한다. 만약 사용 가능한 비트 율이 제로(zero)라면, 또는 MS(110)가 상기 사용 가능한 비트 율이 충분치 못하다고 결정한다면, 상기 프로세스는 스텝(504)에서 재시작한다. 만약 사용 가능한 비트 율이 충분하다면, MS(110)는 진행할 수 있다. 진행하기 전에, MS(110)는 짧은 랜덤 백-오프(back-off) 기간, 바람직하게는 최고 한 프레임의 기간 동안 대기할 수도 있는데, 이는 만약 다수의 MS들(110)이 같은 자원을 프리(free)라고 동시에 결정할 때 과도한 충돌의 가능성을 줄이기 위함이다.
MS(110)가 진행할 때, MS(110)는 비트 율(이는 현재 사용 가능한 최대치와 같거나 작다)을 선택하며 자신의 전송 전력을 최소 전력 레벨로 세팅한다. 이 전력 레벨은 개방 루프 전력 제어(open loop power control)를 이용하여 통상 MS(110)에 의해 결정되어서, BS(100) 근처에 있는 또 다른 MS(110)와 비교했을 때 MS(110)가 불리하지 않도록 한다. 이어서 MS(110)는 스텝(508)에서, 상기 선택된 비트 율과 대응하는 서명을 사용하여 인코딩 된 억세스 프리앰블(202)을 전송한다. 각 사용 가능한 서명은 상기 패킷 채널 및 대응 PCCH에 대해 단일 비트 율로 매핑(map)된다. 사용 가능한 서명 세트와 그리고 서명과 비트 율 사이의 매핑은 예를 들면 BS(100)에 의해 정규적으로 방송될 수도 있다. 만약 MS(110)가 요구한 비트 율과 대응하는 사용 가능한 하나 초과의 서명이 존재한다면, MS(110)는 랜덤하게 하나를 선택한다.
이제 MS(110)는 스텝(510)에서, 자기가 BS(100)으로부터 승인(206)을 수신했는지의 여부를 결정한다. 만약 승인이 수신되지 않으면, MS(110)는 스텝(512)에서 자기의 전송 전력을 증가시키며, 스텝(508)으로 되돌아온다. 만약 승인이 수신되면, MS(110)는 스텝(514)에서, 상기 승인이 포지티브인지의 여부를 결정하며, 그 경우, 프로세스는 계속되며, 상기 승인이 네가티브인 경우, MS(110)는 랜덤 백-오프 기간 동안 대기하며 스텝(504)으로 되돌아온다.
다음, MS(110)는, 스텝(516)에서, 랜덤하게 선택된 서명을 사용하여 회선 쟁탈 결정 프리앰블(208)을 전송한다. BS(100)는 기껏해야 하나의 회선 쟁탈 결정 프리앰블(208)을 승인하며, 동시에 PCCH(212)에 대한 채널화 코드 및 업링크 패킷 채널에 대한 스크램블링 코드를 표시한다. 16 개의 서명 및 그들의 인버스의 선택으로, 하나의 코드 단어를 지닌 16 개에 달하는 서로 다른 프리앰블 서명을 승인하는 것과, 동시에 16 개에 달하는 서로 다른 채널화 코드 중 하나를 표시하는 또 다른 코드 단어를 보내는 것이 가능하다. 서명과 그 인버스를 동시에 전송하는 것을 필요로 하는 경우를 피하기 위해, 서명은 두 개의 세트로 나눠질 수도 있다. 첫번째 세트 및 그 인버스는 승인(210)을 위해 사용되며, 반면에 두번째 세트 및 그 인버스는 채널 지정(assignment)에 사용된다.
최종적으로, MS(110)는 스텝(518)에서, 자기가 BS(110)으로부터 회선 쟁탈 결정 승인(210)을 수신하였는 지의 여부를 결정한다. 만약 CA(210)이 수신되었다면, MS(110)는 스텝(520)에서, 상기 지정된 채널 상의 자기의 데이터 패킷(214)을 전송하기 위해 진행할 수 있으며, 그 후 상기 방법은 스텝(522)에서 종결된다. 만약 CA(210)이 수신되지 않았다면, MS(110)는 랜덤 백-오프 기간 동안 대기하며 스텝(504)으로 되돌아간다. 이 경우, MS(110)가 그 자신의 전송 전력 세트를 BS(100)에 의해 승인된 것으로 나타난 원래의 프리앰블(202)의 레벨과 같은 레벨로 유지하는 것이 바람직하다.
상술한 본 발명에 따른 방법은 다수의 이점을 가진다. 시스템의 융통성(flexibility)이 개선되며, 이는 {패킷 채널에 할당된 자원의 리미트(limit) 또는 BS(100)의 역량(capability) 내에서} 어떤 조합의 업링크 비트 율이라도 사용 될 수 있기 때문이다. 알려져 있는 시스템에서 이러한 융통성을 얻기 위해서는 방송 파라미터를 자주 업데이트 시키는 것이 필요하다. CA(210)를 상기 채널 할당과 동시에 보내는 것은 지연(delay)을 최소화시키며, 반면에 사용 가능한 채널이 많이 사용 중일 때라도 MS(110)가 패킷 채널로의 억세스를 얻을 수 있는 가능성을 증가시킨다.
만약 오직 한정된 서명의 세트만이 회선 쟁탈 결정을 위해 사용 가능하다면, 멀티-스테이지(multi-stage) 프로세스를 사용할 수 있으며, 이는 두 개 이상의 회선 쟁탈 결정 프리앰블(208) 및 대응하는 승인(210)의 전송을 포함한다. 연속하는 프리앰블(208)에 대해 사용되는 서명은 같은 세트 또는 추가의 세트로부터 선택될 수 있다. 그러한 프로세스는 우리의 공동 계류 중인 UK 특허 출원 제9914926.2호(우리의 참조 번호 PHB 34352)에 설명되어 있다. 이 경우, 상기 채널 할당 정보는 또한 상기 회선 쟁탈 결정 단계(phases) 사이에서 분할될 수도 있다{그리고 또한 상기 억세스 승인(206)과의 공유도 가능하다}. 대안적으로 상기 채널 할당 정보는 각 승인(206,210)에서 반복될 수 있다.
패킷 채널 사용 가능 메세지(402)는 프레임 당 오직 3 비트만을 사용하는데, 이는 고 부하(loading) 시, 다운링크를 신호 보낼 때 세이빙(saving)을 고려하면 매우 낮은 오버헤드(overhead)이다. 프레임 당 한 번씩의 순서(order)인 업데이트 율은 다운링크 오버헤드와 지연 사이에 합당한 타협책인데, 그 이유는 전반적인(overall) 전송 지연이, 통상 몇 개의 프레임인, 데이터 패킷(214)을 전송하는데 걸린 시간에 의해 좌우될 것이기 때문이다. 적당한 자원이 사용 가능하다는 표시를 MS(110)가 지니지 않으면 MS(110)가 전송을 시도하지 못하도록 함으로써, 간섭이 최소화되고 MS(110)는 전력을 세이빙한다. 이러한 변경은 고 부하 조건 하에서 패킷 채널의 전반적인 스루풋(throughput)을 증가시킨다.
사용 가능 메세지(402)를 갖는 대신에, MS(110)는 어떤 패킷 채널이 프리(free) 되기 쉬운지를 결정하기 위해 시스템 활동(activity)을 모니터링 할 수 있었다. 그러나, 이는 MS(110)가 전송 전, 연장된 기간 동안 모니터링 하는 것을 필요로 하며, 얻어진 정보를 완전히 신뢰할 수는 없다. 따라서, 저(low) 오버헤드가 주어질 때, 사용 가능 메세지(402)가 바람직하다.
상술한 바와 같이, 패킷 전송을 위해 사용된 물리적 채널과 연관된 파라미터(예를 들면, 비트 율, 업링크 및 다운링크를 위한 스크램블링 및 채널화 코드)는 상기 업링크에서 전송된 프리앰블 서명을 참조하여 결정될 수도 있다. 추가의 개선으로서, 이들 파라미터는 또한 상기 프리앰블 전송을 위해 사용된 시간 슬롯을 참조하여 부분적으로(또는 전체적으로) 결정될 수도 있다. 따라서, MS(110)의 사용을 위해 시스템에 의해 지정될 수 있는 대응하는 물리적 채널의 세트와 프리앰블 서명의 세트(및/또는 시간 슬롯) 사이에서 매핑이 한정될 수 있다. 그러한 매핑(또는 매핑들)을 설명하는 정보는 BS(100)에 의해 방송될 수 있다.
다음의 가능한 매핑이 구별될 수 있다:
a) 하나의 서명 -> 하나의 물리적 채널
b) 몇 개의 서명들 -> 하나의 물리적 채널
c) 몇 개의 서명들 -> 몇 개의 물리적 채널들
d) 하나의 서명 -> 몇 개의 물리적 채널들
a)와 b)의 경우에서, 물리적 채널은 서명에 의해 유니크하게(uniquely) 결정되어, 어떠한 채널 할당 메세지도 필요하지 않게 된다.
c)와 d)의 경우에서, 채널 할당 메세지가 필요하며, 이는 어떤 특정 물리적 채널이 MS에 의해 사용될 것인지를 표시하기 위함이다. 이들 경우에서, 하나의 매핑 안에서 모든 물리적 채널에 대해 상기 비트 율이 같게 되는 것을 요하는 것과 같이, 제한(restrictions)을 간단히 하는 것 또한 추가할 수 있다.
전개(deployment)에 융통성을 더 제공하는 추가의 확장(extension)은 임의의 관련된 구현 제약(implementation constraints)을 조건으로 하여, 서명과 물리적 채널 사이에 임의의 매핑의 조합을 허용하는 것이다. 일 예로서, 다음의 매핑이 일 시스템 구성에서 한정될 수도 있다.
서명 1 -> 채널 1, 비트 율 480kbps
서명 2 -> 채널 2, 비트 율 480kbps
서명 3 및 4 -> 채널 3, 비트 율 240kbps
서명 5 및 6 -> 채널 4, 5, 6 및 7, 비트 율 60kbps
서명 7 -> 채널 8및 9, 비트 율 120kbps
상술한 바와 같이, 채널 지정 메세지는 MS(110)에 의한 서명의 선택이 상기 물리적 채널을 유니크하게 결정하지 않을 때에만 필요하다. 매핑을 채널의 상호 배타적인(exclusive) 채널 세트로 제한하는 것이 필요치 않을 수도 있다. 그 때, 주어진 물리적 채널은 하나 초과의 매핑을 통해 억세스 될 수도 있을 것이다. 일 예로서, 비록 이것을 하는데 있어 뚜렷한 이득이 반드시 존재하지 않을 지라도, 새로운 서명(8)으로부터 채널(6)로 매핑을 첨가할 수도 있다. 추가의 정련(refinement)으로서, 같은 다운링크 채널화 코드 또한 하나 초과의 비트 율을 지탱(support)하는데 사용될 수도 있다. 즉, 상기 업링크 비트 율 및 다운링크 채널화 코드는 독립적으로 명시될 수 있으며, 하나의 채널화 코드가 하나 초과의 채널에 의해 사용될 수 있으나, 동시에 그러하지는 않다.
만약 상태(status) 또는 사용 가능 정보가 방송된다면, 각 매핑에 대해, 대응하는 채널 중 어느 것이 사용 가능한지의 여부를 표시할 수 있다(상기 예에서 5 개의 매핑에 대해 5 비트를 요구). 하나의 대안은 각 채널의 사용 가능성을 보내는 것이 될 것이다(9개의 채널에 대해 9 비트). 또 다른 대안은 사용 가능한 가장 높은 비트 율을 표시하는 것일 것이다(5 비트 율에 대해 3 비트).
상술한 바와 같은 FDD 시스템에서 적용하는 것뿐만 아니라, 본 발명은 다른 유형의 통신 시스템에서 적용될 수 있다. 예를 들면, 만일 상기 업링크 전송이 상기 다운링크 전송과 서로 다른 시간 슬롯에서 발생한다면, 본 발명은 시간 분할 다중 억세스(Time Division Multiple Access)(TDMA) 시스템에서 사용될 수 있다.
상술한 실시예는 패킷 전송에 관한 것이다. 그러나, 데이터 전송을 위해 회로가 셋업(set up)되어 있는 시스템에 같은 원리가 똑같이 잘 적용될 수 있다.
본 발명의 개시 내용(disclosure)을 읽음으로써, 당업자에게는 다른 변경이 뚜렷이 보일 것이다. 그러한 변경은 무선 통신 시스템 및 그 구성 부품의 디자인, 제작 및 사용에서 이미 알려져 있는 다른 특징(features)을 포함할 수도 있으며, 상기 특징은 본 명세서에 이미 설명된 특징 대신에 또는 첨가하여 사용될 수도 있다. 이해하여야 할 것은, 본 출원의 개시의 범위는 또한, 임의의 청구 범위에서 현재 주장된 바와 같은 동일한 발명에 관한 것이든 아니든, 그리고 본 발명이 그러하듯이 같은 기술적 문제의 전부 또는 어느 것을 완화시키든 아니든, 새로운 특징 또는 분명하게 또는 불분명하게 또는 그 종합적으로 본 명세서에 개시된 특징의 새로운 조합의 어느 것이나 포함한다. 이로써 본 출원인은 본 출원의 진행 또는 그로부터 파상된 임의의 추가의 출원의 진행 동안, 그러한 특징 및/또는 특징의 조합에 새로운 청구 범위가 형성될 수도 있음을 알린다.
본 명세서 및 청구 범위에서, 요소(element)의 앞에 오는 단수적 표현은 그러한 요소가 복수 존재함을 예외시키지 않는다. 추가로, "포함하는"이라는 단어는 리스트된 소자 또는 스텝 외의 다른 요소 또는 스텝의 존재를 예외시키지 않는다.
본 발명은 예를 들면 UMTS인, 무선 통신 시스템 영역에 적용 가능하다.

Claims (16)

  1. 제 2 국(secondary station)으로부터 제 1 국(primary station)으로 데이터를 전송하기 위한 랜덤 억세스 채널을 가지는 무선 통신 시스템으로서,
    상기 제 2 국은 랜덤 억세스 채널 자원에 대응하는 제 1 서명(signature)으로 인코딩 된 신호를 전송함으로써 상기 랜덤 억세스 채널 자원에 억세스를 요청하는 수단을 가지며, 상기 제 1 국은 상기 요청에 응답을 전송하는 수단을 가지며, 상기 제 2 국은 제 2 서명으로 인코딩 된 회선 쟁탈(contention) 결정(resolution) 신호를 후속적으로 전송하는 수단을 가지며, 상기 제 1 국은 상기 회선 쟁탈 결정 신호에 추가 응답을 전송하고, 상기 제 2 국이 억세스를 승인 받을 랜덤 억세스 채널을 선택하며, 이 채널을 동시에 상기 응답 중 적어도 하나로서 식별하는 채널 할당 신호를 전송하는 수단을 가지는, 랜덤 억세스 채널을 가지는 무선 통신 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 랜덤 억세스 채널은 데이터를 패킷으로 전송하도록 된 것을 특징으로 하는, 랜덤 억세스 채널을 가지는 무선 통신 시스템.
  3. 제 2 국으로부터 제 1 국으로 데이터를 전송하기 위한 랜덤 억세스 채널을 가지는 무선 통신 시스템에서 사용하기 위한 상기 제 1 국으로서,
    억세스를 위한 상기 제 2 국으로부터 랜덤 억세스 채널 자원으로의 요청(제 1 서명으로 인코딩 된 신호의 전송을 포함한다)에 응답을 전송하고, 상기 제 2 국에 의해 전송된 제 2 서명으로 인코딩 된 후속의 회선 쟁탈 결정 신호에 추가 응답을 전송하며, 상기 제 2 국이 억세스를 승인 받을 랜덤 억세스 채널을 선택하며, 이 채널을 동시에 상기 응답 중 적어도 하나로서 식별하는 채널 할당 신호를 전송하는 수단이 제공되는, 랜덤 억세스 채널을 가지는 무선 통신 시스템에서 사용하기 위한 제 1 국.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 국에 의해 전송된 추가의 회선 쟁탈 결정 신호에 추가 응답을 전송하는 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는, 랜덤 억세스 채널을 가지는 무선 통신 시스템에서 사용하기 위한 제 1 국.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 채널 할당 신호를 동시에 상기 각각의 응답으로서 전송하는 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는, 랜덤 억세스 채널을 가지는 무선 통신 시스템에서 사용하기 위한 제 1 국.
  6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 채널 할당 신호로 형성된 채널 할당 정보를 복수의 부분(portion)으로 분할하며, 상기 부분의 각각을 동시에 상기 각각의 응답으로서 전송하는 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는, 랜덤 억세스 채널을 가지는 무선 통신 시스템에서 사용하기 위한 제 1 국.
  7. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 채널 할당 신호를 상기 또는 각각의 응답의 일부(part)로서 포함하는 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는, 랜덤 억세스 채널을 가지는 무선 통신 시스템에서 사용하기 위한 제 1 국.
  8. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 랜덤 억세스 채널 상에서 사용 가능한 가장 높은 데이터 율(rate)을 표시하는 랜덤 억세스 채널 상태(status) 메세지를 전송하는 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는, 랜덤 억세스 채널을 가지는 무선 통신 시스템에서 사용하기 위한 제 1 국.
  9. 제 1 국으로 데이터를 전송하기 위한 랜덤 억세스 채널을 가지는 무선 통신 시스템에서 사용하기 위한 제 2 국으로서,
    랜덤 억세스 채널 자원에 대응하는 제 1 서명으로 인코딩 된 신호를 전송함으로써 상기 랜덤 억세스 채널 자원에 억세스를 요청하며, 상기 제 1 국으로부터 응답을 수신하고, 제 2 서명으로 인코딩 된 회선 쟁탈 결정 신호를 후속적으로 전송하며, 상기 제 1 국으로부터 추가 응답을 수신하며, 상기 제 1 국에 의해 동시에 상기 응답 중 적어도 하나로서 전송되는 채널 할당 신호로부터 어떤 채널이 할당되었는 지를 결정하기 위한 수단이 제공되는, 랜덤 억세스 채널을 가지는 무선 통신 시스템에서 사용하기 위한 제 2 국.
  10. 제 9 항에 있어서, 랜덤 억세스 채널 자원의 유용성을 표시하는 랜덤 억세스 채널 상태 메세지를 상기 제 1 국으로부터 수신하고, 데이터의 초기(initial) 전송 전에 상기 채널 할당 신호에 대한 체크(check)로서 상기 상태 메세지를 사용하는 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는, 랜덤 억세스 채널을 가지는 무선 통신 시스템에서 사용하기 위한 제 2 국.
  11. 제 2 국에서 제 1 국으로 데이터를 전송하기 위한 랜덤 억세스 채널을 가지는 무선 통신 시스템을 작동하는 방법으로서,
    상기 제 2 국은 랜덤 억세스 채널 자원에 대응하는 제 1 서명으로 인코딩 된 신호를 전송함으로써 상기 랜덤 억세스 채널 자원에 억세스를 요청하고, 상기 제 1 국은 상기 요청에 응답을 전송하며, 상기 제 2 국은 제 2 서명으로 인코딩 된 회선 쟁탈 결정 신호를 후속적으로 전송하며, 상기 제 1 국은 상기 회선 쟁탈 결정 신호에 추가 응답을 전송하고, 상기 제 2 국이 억세스를 승인 받게 될 랜덤 억세스 채널을 선택하며, 이 채널을 동시에 상기 응답 중 적어도 하나로서 식별하는 채널 할당 신호를 전송하는 것을 포함하는, 랜덤 억세스 채널을 가지는 무선 통신 시스템을 작동하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제 2 국은 추가의 회선 쟁탈 결정 신호를 전송하며 상기 제 1 국은 추가의 응답을 전송하는 것을 특징으로 하는, 랜덤 억세스 채널을 가지는 무선 통신 시스템을 작동하는 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 국은 상기 채널 할당 신호를 동시에 상기 응답의 각각으로서 전송하는 것을 특징으로 하는, 랜덤 억세스 채널을 가지는 무선 통신 시스템을 작동하는 방법.
  14. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 국은 상기 채널 할당 신호로 형성된 채널 할당 정보를 복수의 부분으로 분할하며, 상기 각 부분을 동시에 상기 응답의 각각으로서 전송하는 것을 특징으로 하는, 랜덤 억세스 채널을 가지는 무선 통신 시스템을 작동하는 방법.
  15. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 국은 상기 또는 각 응답의 일부로서 상기 할당 신호(signalling)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 랜덤 억세스 채널을 가지는 무선 통신 시스템을 작동하는 방법.
  16. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 국은 상기 랜덤 억세스 채널 상에서 유용한 가장 높은 데이터 율을 표시하는 랜덤 억세스 채널 상태 메세지를 전송하는 것을 특징으로 하는, 랜덤 억세스 채널을 가지는 무선 통신 시스템을 작동하는 방법.
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