KR101594359B1 - 랜덤 접속에서 백오프 정보를 시그널링하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서의 랜덤 접속 수행 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 무선 통신 시스템에서의 랜덤 접속 수행 방법에 있어서, 랜덤 접속을 위한 프리앰블을 상향 전송하는 단계와, 상기 프리앰블에 대한 응답으로서 백오프(back-off) 정보를 포함하는 랜덤 접속 응답 메시지를 수신하는 단계와, 랜덤 접속이 실패한 경우에 상기 백오프 정보를 이용하여 백오프를 수행하는 단계를 포함하는 랜덤 접속 수행 방법에 관한 것이다.

Description

랜덤 접속에서 백오프 정보를 시그널링하는 방법{METHOD OF SIGNALING BACK-OFF INFORMATION IN RANDOM ACCESS}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 무선 통신 시스템에서의 랜덤 접속 수행 방법에 관한 것이다.
E-UMTS 시스템은 기존 WCDMA UMTS 시스템에서 진화한 시스템으로 현재 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라 불리기도 한다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.
E-UMTS는 크게 단말(User Equipment; UE)과 기지국, 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway; AG)로 구성된다. 통상적으로 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시 송신할 수 있다. AG는 사용자 트래픽 처리를 담당하는 부분과 제어용 트래픽을 처리하는 부분으로 나누어 질 수도 있다. 이때, 새로운 사용자 트래픽 처리를 위한 AG와 제어용 트래픽을 처리하는 AG 사이에 새로운 인터페이스를 사용하여 서로 통신할 수 있다. 하나의 eNB에는 하나 이상의 셀(cell)이 존재한다. eNB 간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. CN(Core Network)은 AG와 UE의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. E-UTRAN과 CN을 구분하기 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. AG는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다. TA는 복수의 셀들로 구성되며, 단말은 특정 TA에서 다른 TA로 이동할 경우, AG에게 자신이 위치한 TA가 변경되었음을 알려준다.
도 1은 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)의 네트워크 구조를 나타낸다. E-UTRAN 시스템은 기존 UTRAN 시스템에서 진화한 시스템이다. E-UTRAN은 기지국(eNB)들로 구성되고 eNB들은 X2 인터페이스를 통해 연결된다. eNB는 무선인터페이스를 통해 단말과 연결되고 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core)에 연결된다.
도 2 및 3은 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(U-Plane, User-Plane) 구조를 각각 나타낸다. 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크 계층(Data Link Layer) 및 네트워크 계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터 정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)과 제어신호(Signaling) 전달을 위한 제어평면(Control Plane)으로 구분된다. 도 2 및 3의 프로토콜 계층들은 통신 시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호 접속(Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1계층), L2(제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.
제어평면은 단말과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다. 이하, 무선 프로토콜의 제어평면과 사용자평면의 각 계층을 설명한다.
제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조되며, 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.
제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능이 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 이러한 경우에 RLC 계층은 존재하지 않을 수 있다. 제2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송시에 대역폭이 좁은 무선 인터 페이스에서 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.
제3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 E-UTRAN 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, RRC 계층은 단말과 네트워크 간에 RRC 메시지를 서로 교환한다. 단말의 RRC 계층과 무선 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다.
RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
eNB를 구성하는 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다.
전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
도 4는 E-UMTS 시스템에서 사용하는 물리채널 구조의 일 예를 나타낸다. 물리채널은 시간축상에 있는 여러 개의 서브프레임과 주파수축상에 있는 여러 개의 서브캐리어(Sub-carrier)로 구성된다. 여기서, 하나의 서브프레임(Sub-frame)은 시간축상에 복수의 심볼(Symbol)들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원블록(Resource Block)들로 구성되며, 하나의 자원블록은 복수의 심볼들과 복수의 서브캐리어들로 구성된다. 또한 각 서브프레임은 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 즉, L1/L2 제어채널을 위해 해당 서브프레임의 특정 심볼들(예를 들어, 첫번째 심볼)의 특정 서브캐리어들을 이용할 수 있다. 도 4에 L1/L2 제어정보 전송 영역(PDCCH)과 데이터 전송 영역(PDSCH)을 도시하였다. 현재 논의가 진행 중인 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템에서는 10 ms의 무선 프레임(radio frame)을 사용하고 하나의 무선 프레임은 10 개의 서브 프레임(subframe)으로 구성된다. 또한, 하나의 서브 프레임은 두 개의 연속되는 슬롯들 로 구성된다. 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms이다. 또한, 하나의 서브 프레임은 복수의 OFDM 심볼들로 구성되며, 복수의 OFDM 심볼들 중 일부 심볼(예를 들어, 첫 번째 심볼)은 L1/L2 제어정보를 전송하기 위해 사용될 수 있다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 1ms이다.
기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어신호 또는 특정한 서비스 데이터를 제외하고는, 대부분 전송채널인 DL-SCH를 이용하여 물리채널인 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 송신 및 수신한다. PDSCH의 데이터가 어떠한 단말(하나 또는 복수의 단말들)에게 전송되는 것이며, 상기 단말들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩을 해야하는지에 대한 정보 등은 PDCCH에 포함되어 전송된다.
예를 들어, 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예를 들면, 주파수 위치) 및 "C"라는 전송형식정보(예를 들면, 전송 블록 사이즈, 모듈레이션, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이렇게 되면, 해당 셀에 있는 하나 이상의 단말들은 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 PDCCH를 모니터링하고, "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면, 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.
도 5는 랜덤 접속 과정(Random Access Procedure)을 나타낸다.
랜덤 접속 과정은 상향으로 짧은 길이의 데이터를 전송하기 위해 사용된다. 예를 들어, 랜덥 접속 과정은 RRC_ILDE에서의 초기 접속, 무선 링크 실패 후의 초 기 접속, 랜던 접속 과정을 요구하는 핸드오버, RRC_CONNECTED 중에 랜덤 접속 과정이 요구되는 상향/하향링크 데이터 발생시에 수행된다. RRC 연결 요청 메시지(RRC Connection Request Message)와 셀 갱신 메시지(Cell Update Message), URA 갱신 메시지(URA Update Message) 등의 일부 RRC 메시지도 랜덤 접속 과정을 이용하여 전송된다. 논리채널 CCCH(Common Control Channel), DCCH(Dedicated Control Channel), DTCH(Dedicated Traffic Channel)가 전송채널 RACH에 매핑될 수 있다. 전송채널 RACH는 물리채널 PRACH(Physical Random Access Channel)에 매핑된다. 단말의 MAC 계층이 단말 물리계층에 PRACH 전송을 지시하면, 단말 물리계층은 먼저 하나의 엑세스 슬롯(access slot)과 하나의 시그너처(signature)를 선택하여 PRACH 프리앰블을 상향으로 전송한다. 랜덤 접속 과정은 충돌 기반(contention based) 과정과 비충돌 기반(non-contention based) 과정으로 구분된다.
도 5를 참조하면, 단말은 시스템 정보를 통해 기지국으로부터 랜덤 접속에 관한 정보를 수신하여 저장한다. 그 후, 랜덤 접속이 필요하게 되면, 단말은 랜덤접속 프리앰블(Random Access Preamble; 메시지 1)을 기지국으로 전송한다. 단말은 랜덤 접속 프리앰블을 전송한 후에 랜덤 접속 응답 메시지를 수신하기 위해 일정 시간 구간 동안 PDCCH를 모니터링한다(S510). 기지국이 상기 단말의 랜덤접속 프리앰블을 수신한 후에, 단말에게 랜덤 접속 응답 메시지(Random Access Response; 메시지 2)를 전송한다(S520). 구체적으로, 상기 랜덤 접속 응답 메시지에 대한 하향 스케줄링 정보는 RA-RNTI(Random Access-RNTI)로 CRC 마스킹되어 L1/L2 제어채널(PDCCH) 상에서 전송될 수 있다. RA-RNTI로 마스킹된 하향 스케줄링 신호를 수신 한 단말은 PDSCH로부터 랜덤 접속 응답 메시지를 수신하여 디코딩할 수 있다. 그 후, 단말은 상기 랜덤 접속 응답 메시지에 자신에게 지시된 랜덤 접속 응답이 있는지 확인한다. 자신에게 지시된 랜덤 접속 응답이 존재하는지 여부는 단말이 전송한 프리앰블에 대한 RAID가 존재하는지 여부로 확인될 수 있다. 단말은 랜덥 접속 응답 정보를 수신하면, 상기 응답정보에 포함된 무선자원 할당에 관한 정보에 따라 상향 SCH로 상향 메시지(메시지 3)를 전송한다(S530). 기지국은 상기 상향 메시지를 단말로부터 수신한 후에, 충돌해결 메시지 (contention resolution; 메시지 4) 메시지를 단말에게 전송한다(S540).
랜덤 접속에 실패한 경우에 단말은 백오프(Back-off)를 수행한다. 여기에서, 백오프는 단말이 임의 또는 특정 시간 동안 접속 시도를 지연하는 것을 의미한다. 랜덤 접속이 실패한 경우 바로 접속 시도를 하면 동일하거나 유사한 원인에 의해 또 다시 랜덤 접속이 실패할 확률이 높다. 따라서, 랜덤 접속이 실패한 경우에 일정 시간 접속 시도를 지연시킴으로써, 재실패로 인한 무선자원의 낭비를 방지하고 랜덤 접속이 성공할 확률을 높이는 것이 가능하다.
도 6은 종래 기술에서 백오프 정보를 시그널링하는 방법에 대해 예시한다.
도 6을 참조하면, 기지국은 시스템 정보를 통해 백오프 파라미터를 셀 내 전체 단말에게 전송한다(S610). 그 후, 시스템 정보로부터 얻은 백오프 파라미터를 이용하여 자신의 백오프 설정을 세팅한다. 상기 단말은 랜덤 접속이 필요한 경우에 랜덤 접속을 위한 프리앰블을 기지국으로 전송한다(S620). 상기 프리앰블은 랜덤 접속 식별자(Random Access IDentity; RAID)를 포함할 수 있다. 그 후, 어떤 원인으로 랜덤 접속 과정이 실패하면 상기 단말은 백오프를 수행한다(S630). 그 후, 상기 단말은 랜덤 접속을 위한 프리앰블을 기지국으로 재전송한다(S640).
종래 기술에서는 백오프 파라미터가 시스템 정보를 통해 방송되었으므로, 단말은 랜덤 접속 이전에 시스템 정보를 통해 백오프 파라미터를 수신하여 저장해야 한다. 이와 같이, 백오프 파라미터가 주기적으로 시스템 정보를 통해 방송되어야 하므로 단말이 랜덤접속에 성공하여 백오프를 실행하지 않는 경우에도 항상 하향 오버헤드가 방송되는 단점이 있었다. 또한, 부하(load) 등의 이유로 백오프 파라미터를 다르게 적용해야될 필요가 있을 수 있다. 그러나, 시스템 정보를 통해 백오프 파라미터가 방송되므로, 셀 내 단말은 백오프를 서로 다르게 수행할 수 없었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 랜덤 접속 과정을 수행과 관련된 무선 자원의 효율성을 높이고 오버헤드를 줄이기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 랜덤 접속에서 백오프 정보를 효율적으로 시그널링하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 랜덤 접속에서 백오프 정보를 시그널링하기 위한 메시지 포맷을 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상으로서, 무선 통신 시스템에서의 랜덤 접속 수행 방법에 있어서, 랜덤 접속을 위한 프리앰블을 상향 전송하는 단계와, 상기 프리앰블에 대한 응답으로서 백오프 정보를 포함하는 랜덤 접속 응답 메시지를 수신하는 단계와, 랜덤 접속이 실패한 경우에 상기 백오프 정보를 이용하여 백오프를 수행하는 단계를 포함하는 랜덤 접속 수행 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 랜덤 접속 응답 메시지로부터 상기 백오프 정보를 획득하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 백오프를 수행한 이후에 랜덤 접속을 위한 프리앰블을 상향으로 재전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양상으로서, 무선 통신 시스템에서의 랜덤 접속 수행 방법에 있어서, 랜덤 접속을 위한 프리앰블을 수신하는 단계와, 상기 프리앰블에 대한 응답으로서 백오프 정보를 포함하는 랜덤 접속 응답 메시지를 하향 전송하는 단계를 포함하는 랜덤 접속 수행 방법이 제공된다.
본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 무선 통신 시스템에서 랜덤 접속 과정과 관련된 무선 자원의 효율성을 높이고 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
둘째, 랜덤 접속이 필요한 경우에만 백오프 정보를 시그널링하여 하향 오버 헤드를 줄일 수 있다.
셋째, 랜덤 접속에서 단말에 따라 서로 다른 백오프 정보를 적용할 수 있다.
넷째, 랜덤 접속에서 백오프 정보를 시그널링하기 위한 메시지 포맷을 제공할 수 있다.
본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System)에 적용된 예들이다.
실시예: 랜덤 접속 응답 메시지를 이용한 백오프 정보 시그널링
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 랜덤 접속을 수행하는 방법을 예시한다.
도 7을 참조하면, 단말은 RAID를 포함한 랜덤 접속 프리앰블을 전송한다. 랜덤 접속 프리앰블은 RACH(Random Access CHannel)를 통해 전송된다(S710).
그 후, 기지국은 랜덤 접속 프리앰블을 수신하고 랜덤 접속 프리앰블에 대한 응답으로서, 백오프 정보를 포함하는 랜덤 접속 응답 메시지를 단말로 전송한다. 상기 단말은 수신한 랜덤 접속 응답 메시지로부터 백오프 정보를 획득한다(S720). 상기 랜덤 접속 응답 메시지의 포맷은 랜덤 접속 프리앰블에 대한 응답을 수행하는 프로토콜 계층에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 프로토콜 계층은 MAC 계층일 수 있다. 이 경우, 상기 랜덤 접속 응답 메시지는 MAC 헤더를 포함할 수 있다. 또한, 상기 랜덤 접속 응답 메시지는 하나 이상의 단말에 대한 MAC 랜덤 접속 응답(Random Access Response; RAR)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 특정 단말에 대한 MAC RAR는 상기 단말이 전송한 랜덤 접속 프리앰블에 포함된 RAID를 이용하여 지시될 수 있다. 상기 백오프 정보는 MAC 헤더 또는 MAC RAR에 포함될 수 있다.
상기 백오프 정보는 백오프를 수행하기 위해 필요한 정보를 의미한다. 예를 들어, 상기 백오프 정보는 백오프 파라미터를 포함할 수 있다. 상기 백오프 파라미터는 랜덤 접속 프리앰블 전송을 재전송하기 위한 지연시간 또는 지연시간의 상한을 포함할 수 있다. 상기 백오프 정보는 상기 백오프 파라미터가 적용되는 단말에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 상기 백오프 정보는 백오프 파라미터 또는 특정 단말을 지시하기 위한 인덱스, 식별자, 지시자, 간략화된 정보 등을 포함할 수 있다. 백오프 정보의 크기는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 백오프 정보의 크기는 6 비트 이하일 수 있다. 상기 백오프 파라미터의 예를 하기 표에 나타냈다.

Index
Backoff Parameter value (ms)
0 0
1 10
2 20
3 30
4 40
5 60
6 80
7 120
8 160
9 240
10 320
11 480
12 960
상기 백오프 파라미터를 인덱스로 지시하는 경우 4 비트로 표시될 수 있다.
상기 랜덤 접속 응답 메시지를 이용하여 백오프 정보를 시그널링하는 방법에 대해서는 도 9 내지 17을 참조하여 뒤에서 구체적으로 설명하도록 한다. 중요한 점은 랜덤 접속 응답 메시지에 백오프 정보를 포함시킴으로써, 단말이 랜덤 접속을 요구하는 경우에만 백오프 정보를 제공하므로, 무선자원의 효율을 높이고 백오프를 시그널링하기 위한 하향 오버헤드를 감소시킬 수 있다는 점이다.
그 후, 랜덤 접속이 실패하면, 단말은 획득한 백오프 정보(예, 백오프 파라미터)를 이용하여 백오프를 실행한다(S730). 여기에서, 백오프는 단말이 임의 또는 특정 시간 동안 접속 시도를 지연하는 것을 의미한다. 즉, 단말은 백오프 파라미터에 따라 랜덤 접속 프리앰블의 전송을 지연시킨다. 보다 구체적으로, 단말은 백오프 파라미터에 의해 지시된 시간 동안 접속 시도를 지연시킬 수 있다. 또한, 단말은 백오프 파라미터에 의해 지시된 시간 내에서 랜덤하게 접속 시도를 지연시킬 수 있다. 즉, 단말은 0ms와 백오프 파라미터 사이에서 동일한 확률로 선택된 시간만큼 접속 시도를 지연시킬 수 있다.
랜덤 접속이 실패하는 경우는 다음과 같을 수 있다. 첫째, 단말이 랜덤 접속 응답 메시지를 수신하지 못한 경우이다. 둘째, 랜덤 접속 응답 메시지를 수신했지만 자신에게 지시된 랜덤 접속 응답이 없는 경우이다. 셋째, 랜덤 접속 응답 메시지를 통해 할당받은 무선자원을 이용하여 수행한 상향 전송이 실패한 경우다. 예를 들어, 상기 상향 전송은 PUSCH 전송을 포함한다. 넷째, 단말이 랜덤 접속을 위한 충돌 해결 과정을 통과하지 못한 경우이다. 상기 충돌 해결 과정은 MAC 충돌 해결 과정 또는 RLC 충돌 해결 과정을 포함한다.
랜덤 접속 실패 원인에 따라, 단말이 랜덤 접속 응답 메시지로부터 백오프 정보를 얻지 못할 수도 있다. 이 경우, 단말은 디폴트로 정해진 백오프 파라미터 또는 이전의 랜덤 접속 응답 메시지로부터 얻은 백오프 파라미터를 사용할 수 있다. 상기 디폴트 백오프 파라미터는 0ms를 포함한다.
백오프 이후, 단말은 RAID를 포함한 랜덤접속 프리앰블을 재전송한다(S740).
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 접속 과정을 예시하는 순서도이다.
도 8을 참조하면, 단말은 RACH 정보를 수신한다(S802). 단말은 별도의 상향 전송 채널이 존재하지 않는 경우에 랜덤 접속 과정을 다음과 같이 수행한다(S804).
단말은 랜덤 접속 프리앰블 카운터(M)를 1로 초기화한다(S806). 그 후, 단말은 랜덤 접속 과정을 수행할지 여부를 판단한다(S808). 랜덤 접속 과정을 계속 수행하기로 판단한 경우, M의 값이 허용된 최대 값(Mmax) 이하인지 확인한다(S810). M의 값이 허용된 최대 값을 초과한 경우에 단말은 랜덤 접속 과정을 종료한다(S832). 그렇지 않은 경우, 단말은 랜덤 접속 과정을 계속 진행한다. 단말은 경우에 따라 RACH 정보를 업데이트하고(S812), 프리앰블 시그니쳐/자원을 선택한다(S814). 그 후, 단말은 프리앰블의 전송 전력을 결정하고(S816), PRACH 프리앰블을 기지국으로 전송한다(S818).
프리앰블을 전송한 후, 단말은 특정 시간 동안 랜덤 접속 응답 메시지를 수신하기 위해 L1/L2 제어 영역을 모니터링하면서, 프리앰블을 이용한 초기 접속 과정이 성공했는지 여부를 확인한다(S820). 예를 들어, 단말이 상기 특정 시간 내에 RA-RNTI로 마스킹된 하향 스케줄링 신호를 수신하지 못한 경우에 초기 접속 과정은 실패이다. 또한, RA-RNTI로 마스킹된 하향 스케줄링 신호를 수신하여 해당 랜덤 접속 응답 메시지를 디코딩했지만, 상기 랜덤 접속 응답 메시지에 상기 단말에 관한 내용이 없는 경우도 초기 접속 과정은 실패이다. 단말은 M을 1 증가시키고(S828), 필요한 경우 백오프를 수행한다(①, S830). 이 경우, 백오프 파라미터는 0ms를 포함하는 디폴트 값이거나 이전의 랜덤 접속 응답 메시지를 통해 얻은 값이다.
상기 랜덤 접속 응답 메시지를 성공적으로 수신한 경우, 단말은 랜덤 접속 응답으로부터 얻은 정보를 이용하여 전송 타이밍을 조정하고 상향 SCH로 상향 메시지를 전송한다(S822). 상향 메시지 전송이 기지국에 의해 올바르게 수신되지 못한 경우, 단말은 M을 1 증가시키고(S828), 필요한 경우 상기 랜덤 접속 응답 메시지로부터 얻은 백오프 파라미터를 이용하여 백오프를 수행한다(②, S830).
상향 메시지가 기지국으로 올바르게 전송된 경우, 기지국은 충돌 해결 메시지를 단말로 하향 전송한다. 그 후, 충돌 해결 과정이 통과되면 단말은 랜덤 접속 과정을 종료한다. 반면, 충돌 해결 과정이 통과되지 못한 경우, 단말은 M을 1 증가시키고(S828), 필요한 경우 상기 랜덤 접속 응답 메시지로부터 얻은 백오프 파라미터를 이용하여 백오프를 수행한다(③, S830).
백오프 이후, 단말은 랜덤 접속 과정을 단계 S808 부터 재시도한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 적용되는 랜덤 접속 응답 메시지의 MAC PDU 구조를 나타낸다. 하나의 MAC PDU가 하향 SCH 채널을 통해 단말에게 전송된다.
도 9를 참조하면, MAC PDU는 MAC 헤더와 MAC 페이로드로 구성된다. MAC 헤더는 하나 이상의 MAC 서브-헤더(예, E/R/RAID 서브-헤더)로 구성되고, MAC 페이로드는 하나 이상의 MAC RAR로 구성된다. 각 MAC 서브-헤더는 각 MAC RAR에 대응된다.
도 10은 E/R/RAID MAC 서브-헤더의 구조를 나타낸다.
도 10을 참조하면, E/R/RAID MAC 서브-헤더는 E 필드, R 필드 및 RAID 필드로 구성된다. MAC 서브-헤더는 옥텟(바이트) 단위로 정렬되어 있다. 각각의 필드가 지시하는 내용은 다음과 같다.
- E 필드: 확장 필드(extension field)이다. MAC 헤더 내에 추가 필드가 더 존재하는지 여부를 지시하는 플래그(flag) 역할을 한다. E 필드가 "1"로 세팅되면 다른 E/R/RAID 필드(서브-헤더)가 더 존재한다는 것을 의미한다. E 필드가 "0"으로 세팅된 경우에는 다음 바이트에서 MAC RAR가 시작된다는 것을 의미한다.
- R 필드: 예약 비트(reserved bit)를 포함하는 필드이다. 현재 정해진 용도는 없고 추후 필요에 따라 정의되어 사용될 수 있다. 크기는 1 비트이다.
- RAID 필드: 단말로부터 전송된 랜덤 접속 프리앰블을 식별하는 필드이다. RAID 필드의 크기는 6 비트이다.
MAC 서브-헤더를 이용한 백오프 정보 시그널링은 뒤에서 자세히 설명한다.
도 11은 MAC RAR의 구조를 나타낸다. 도 11을 참조하면, MAC RAR는 TA 필드, UL grant 필드 및 T-CRNTI 필드로 구성된다. MAC RAR는 옥텟(바이트) 단위로 정렬되어 있다. 각각의 필드가 지시하는 내용은 다음과 같다.
- TA 필드: 타이밍 어드밴스(Timing Advance) 필드이다. TA 필드는 타이밍을 동기화하기 위해 필요한 상향전송 타이밍을 나타낸다. 크기는 11 비트이다.
- UL Grant 필드: 상향링크 그랜트(UpLink Grant) 필드이다. UL Grant 필드는 상향링크에 사용되는 무선자원 할당정보를 나타낸다. 크기는 21 비트이다.
- T-CRNTI 필드: 임시 CRNTI 필드이다. T-CRNTI 필드는 충돌 해결이 통과되거나 다른 랜덤 접속 과정이 개시되기 전까지 단말에 의해 사용되는 임식 식별자를 나타낸다. 크기는 16 비트이다.
이하, 랜덤 접속 응답 메시지(예, MAC PDU)를 이용하여 백오프 정보를 시그널링하는 것에 대해서 자세히 설명한다.
랜덤 접속 응답 메시지에 포함되는 백오프 정보는 구현 예에 따라 전용 백오프 정보(Dedicated back-off information) 또는 공통 백오프 정보(Common back-off information)일 수 있다. 본 명세서에서, 전용 백오프 정보는 서로 다른 랜덤 접속 프리앰블을 사용하는 단말에 대해서 독립적으로 적용되는 백오프 정보를 의미한다. 예를 들어, 전용 백오프 정보는 단말이 전송한 랜덤 접속 프리앰블을 식별하기 위한 RAID 별로 정의될 수 있다. 이 경우, 백오프 정보는 동일한 RAID를 사용하는 단말들에게는 동일하게 적용되지만, 서로 다른 RAID를 사용하는 단말들에게는 서로 다른 백오프 정보가 적용된다. 공통 백오프 정보는 서로 다른 랜덤 접속 프리앰블을 사용하는 단말들에 대해 동일하게 적용되는 백오프 정보를 의미한다. 예를 들어, 공통 백오프 정보는 특정 RAID 그룹 또는 랜덤 접속 응답 메시지 별로 정의될 수 있다. 따라서, 서로 다른 RAID를 사용하더라도 동일한 백오프 정보가 적용된다.
백오프 정보(예, 백오프 파라미터; BO parameter)를 MAC PDU를 통해 시그널링하는 것은 다음의 세 가지 옵션이 가능하다. 이하, 차례대로 설명하도록 한다.
옵션 1: 전용 백오프 정보( dedicated back - off information )를 포함
백오프 정보를 RAID 별로 랜덤 접속 응답 메시지에 포함시킬 수 있다. 구체적으로, 각각의 RAID에 대응하는 각각의 MAC RAR에 백오프 파라미터를 포함시킬 수 있다. 백오프 파라미터가 RAID에 일-대-일로 매핑되므로 RAID-특정(RAID-specific)하게 된다. 즉, 상기 백오프 파라미터는 동일한 RAID를 이용하여 랜덤 접속 응답 메시지에 접근(access)하는 하나 이상의 단말에게 동일하게 적용된다. 반면, 다른 RAID를 이용하여 랜덤 접속 응답 메시지에 접근하는 하나 이상의 단말에게는 다른 백오프 파라미터가 적용된다. 이와 같이, 백오프 파라미터는 RAID 별로 다르게 적용될 수 있으므로 랜덤 접속 부하(load)를 조정하는데 사용될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 MAC PDU가 RAID 별로 BO 파라미터를 포함한 경우의 MAC 서브-헤더 및 MAC RAR 구조를 예시한다.
도 12를 참조하면, MAC 서브-헤더는 일반적인 E/R/RAID 서브-헤더와 동일한 구조를 갖고 있다. 즉, E 필드, R 필드 및 RAID 필드로 구성된다. 반면, 상기 RAID에 대응하는 MAR RAR는 일반적인 MAR RAR와는 다르게 백오프 파라미터를 포함하고 있다. 백오프 파라미터가 RAID 별로 제공되므로, 백오프 파라미터를 가진 MAC RAR는 TA 필드를 함께 포함될 수 있다. 백오프 이후, 랜덤 접속 프리앰블을 재전송하는 경우에, 단말은 상기 MAC RAR의 TA 필드에 있는 값을 이용하여 랜덤 접속 프리앰블의 전송 타이밍을 조절할 수 있다. 도 12에는 백오프 파라미터를 가진 MAC RAR에 TA를 함께 도시하였지만, 상기 MAC RAR는 백오프 파라미터만을 가질 수 있다.
옵션 2: 공통 백오프 정보(common back-off information)
랜덤 접속 응답 메시지는 여러 단말들이 공통으로 사용하는 백오프 파라미터를 포함할 수 있다. 이 경우, 서로 다른 RAID를 이용하여 동시에 랜덤 접속 응답 메시지에 접근한 단말에게는 상기 메시지 내의 공통 백오프 파라미터가 적용된다. 이와 관련하여, 다음의 두 가지 서브-옵션을 고려할 수 있다.
옵션 2a: RAID 를 백오프 파라미터로 대체
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 공통 백오프 정보를 포함한 MAC 서브-헤더의 구조를 예시한다. 도 13을 참조하면, E/R/RAID 서브-헤더에서, R 비트가 "0"으로 세팅되면 보통의 RAID가 E/R/RAID 서브-헤더에 포함된다[도 13(a)]. 반면, R 비트가 "1"로 세팅되면 백오프 파라미터가 RAID 필드에 포함된다[도 13(b)]. 따라서, 단말이 특정 서브-헤더에서 R 비트가 "0"으로 세팅된 것을 확인한 경우, 상기 단말은 상기 특정 서브-헤더 내의 RAID 필드를 백오프 파라미터로 간주한다. R 비트가 "0"과 "1" 인지에 따른 해석은 예시적인 것으로서, 단말은 R 비트의 내용을 위와 반대로도 해석할 수 있다.
이런 이유로, 백오프 파라미터가 특정 MAC 서브-헤더에 포함될 경우, RAID는 상기 특정 MAC 서브-헤더에 포함되지 않는다. 반대로, RAID는 특정 MAC 서브-헤더에 포함될 경우, 백오프 파라미터는 상기 특정 MAC 서브-헤더에 포함되지 않는다. 도 13에서는 R 비트가 백오프 파라미터 필드의 포함 여부에 대해 지시하는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 도 13은 예시적인 것으로서, 백오프 파라미터 필드는 상기 필드의 타입 또는 존재 여부를 나타내는 플래그(flag)를 갖는 어떤 필드에 의해서도 지시될 수 있다. 예를 들어, 백오프 파라미터 필드의 포함 여부는 MAC 서브-헤더에 포함되는 E 필드 또는 다른 추가 필드에 의해 지시될 수 있다. 이 경우, 백오프 파라미터 필드의 타입 또는 존재 여부를 지시하는 필드는 1 비트일 수 있다.
상기 백오프 파라미터가 포함된 특정 MAC 서브-헤더는 특정 MAC RAR에 대응되거나 대응되지 않을 수 있다. 상기 특정 MAC 서브-헤더가 특정 MAC RAR에 대응되는 경우는 도 14에서 설명하도록 한다. 상기 특정 MAC 서브-헤더가 특정 MAC RAR에 대응되지 않는 경우, 랜덤 접속 응답을 위한 MAC PDU는 다음과 같을 수 있다.
(1) 백오프 파라미터가 포함된 특정 서브-헤더 하나만을 포함
랜덤 접속 응답 메시지는 백오프 파라미터가 포함된 특정 MAC 서브-헤더 하나로만 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 백오프 파라미터는 상기 특정 MAC 서브-헤더를 수신하는 모든 단말에게 적용된다. 따라서, 백오프 파라미터를 포함한 특정 MAC 서브-헤더를 하나만 포함한 랜덤 접속 응답 메시지를 수신한 경우, 단말은 자신이 전송한 프리앰블의 RAID가 랜덤 접속 응답 메시지 내에 존재하는지 여부를 확인할 필요없이 상기 백오프 파라미터를 획득하여 저장한다. 이 경우, 상기 랜덤 접속 응답 메시지에는 대응되는 MAC RAR가 존재하지 않는다. 따라서, 상기 랜덤 접속 응답 메시지를 수신한 모든 단말은 랜덤 접속이 실패했다고 간주하고 상기 백오프 파라미터에 따라 백오프를 수행한다.
(2) 백오프 파라미터가 없는 일반 서브-헤더를 추가로 포함
랜덤 접속 응답 메시지는 백오프 파라미터가 있는 서브-헤더와 함께 백오프 파라미터가 없는 일반 MAC 서브-헤더(Normal MAC sub-header)를 하나 이상 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 랜덤 접속 응답 메시지는 상기 각각의 일반 MAC 서브-헤더에 대응하는 일반 MAC RAR(Normal MAC RAR)를 함께 포함한다. 상기 일반 MAC 서브-헤더 및 일반 MAC RAR의 구조는 도 10 및 11에서 설명한 것과 동일하다. 이 경우에도 상기 백오프 파라미터는 상기 MAC 서브-헤더를 수신하는 여러 단말들에 대해 공통적으로 적용된다. 다만, 상기 랜덤 접속 응답 메시지는 RAID를 가진 MAC 서브-헤더 및 그에 대응하는 MAC RAR를 포함하고 있으므로, 상기 백오프 파라미터가 적용되는 단말은 보다 제한된다.
구체적으로, 단말이 랜덤 접속 응답 메시지를 수신한 경우, 상기 단말은 자신의 RAID가 MAC 헤더에 포함되어 있는지 여부를 확인한다. 만약, 자신의 RAID가 MAC 헤더에 포함되어 있으면 해당되는 MAC RAR로부터 상향전송타이밍, 상향 SCH전송을 위한 상향 무선자원할당정보, 단말의 임시단말식별자에 관한 정보를 얻을 수 있다. 반면, 상기 단말이 자신의 RAID를 MAC 헤더에서 찾지 못한 경우, 상기 단말은 백오프 파라미터가 포함된 특정 서브-헤더로부터 백오프 파라미터를 획득하여 저장한다. 이 경우, 상기 단말은 랜덤 접속 응답 메시지로부터 자신의 RAID를 찾지 못했으므로 랜덤 접속 과정은 실패로 간주된다. 따라서, 상기 단말은 상기 특정 서브-헤더로부터 획득한 백오프 파라미터를 이용하여 백오프를 수행한다. 랜덤 접속 응답 메시지가 상기 일반 MAC 서브-헤더 및 상기 특정 MAC 서브-헤더를 모두 포함하는 경우, 이들의 순서는 제한되지 않는다. 다만, 단말이 자신의 RAID를 찾지 못한 경우에 백오프를 적용하는 것이 좋다는 점을 고려할 때, 백오프 파라미터를 갖는 상기 MAC 서브-헤더를 MAC 헤더의 마지막에 위치시키는 것이 보다 바람직하다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 MAC 서브-헤더가 공통 백오프 정보를 포함하는 경우의 MAC RAR 구조를 예시한다. 도 14를 참조하면, 대응하는 MAC 서브-헤더의 종류에 따라 MAC RAR의 구조가 결정된다. 대응하는 MAC 서브-헤더가 RAID를 포함(즉, 백오프 파라미터 부재)하는 경우, MAC RAR는 도 11에서 예시한 일반적인 구조를 갖는다[도 14(a)]. 즉, 상향전송타이밍을 알려주는 TA(Timing Advance) 필드와 상향 SCH전송을 위한 상향 무선자원할당정보를 포함하는 UL Grant 필드, 단말의 임시단말식별자인 T-CRNTI 필드를 포함한다.
도 13에서 설명한 바와 같이, 옵션 2a에서 랜덤 접속 응답 메시지는 백오프 파라미터를 갖는 MAC 서브-헤더에 대응하는 MAC RAR를 포함하지 않을 수 있다. 그러나, 백오프 파라미터가 적용되는 단말을 보다 선택적으로 제어하기 위해 특정 MAC RAR를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 특정 MAC RAR는 백오프 파라미터가 적용되는 하나 이상의 단말에 관한 정보(예, 단말 리스트) 등을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 단말에 관한 정보는 단말이 전송한 랜덤 접속 프리앰블에 대한 RAID일 수 있다. 즉, 상기 특정 MAC RAR는 하나 이상의 서로 다른 RAID에 관한 리스트를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 특정 MAC RAR에서 RAID에 관한 리스트는 E 필드, R 필드 및 RAID 필드로 구성될 수 있다. 여기에서, E 필드 및 R 필드는 MAC E/R/RAID 서브-헤더에서 설명한 것과 동일하다. 백오프 파라미터를 갖는 MAC 서브-헤더에 대응하고 RAID에 관한 리스트를 갖는 특정 MAC RAR를 도입함으로써, 기지국은 보다 선택적으로 일부 단말에게 긍정 응답(Positive ACK)을 전송하고 일부 단말에 대해 백오프를 수행하게 할 수 있다.
구체적으로, 단말이 랜덤 접속 응답 메시지를 수신한 경우, 상기 단말은 자신의 RAID가 MAC 헤더에 포함되어 있는지 여부를 확인한다. 만약, 자신의 RAID가 MAC 헤더에 포함되어 있으면 해당되는 MAC RAR로부터 상향전송타이밍, 상향 SCH전송을 위한 상향 무선자원할당정보, 단말의 임시단말식별자에 관한 정보를 얻을 수 있다. 반면, 상기 단말이 자신의 RAID를 MAC 헤더에서 찾지 못하고 백오프 파라미터가 있는 특정 MAC 서브-헤더만을 찾은 경우, 상기 단말은 상기 특정 MAC 서브-헤더에 해당하는 특정 MAC RAR가 있는지 확인한다. 만약, 특정 MAC RAR가 없다면, 단말은 상기 특정 MAC 서브-헤더에 있는 백오프 파라미터를 이용하여 백오프를 수행한다. 반면, 특정 MAC RAR가 존재하는 경우에 상기 단말은 자신의 RAID가 상기 특정 MAC RAR에 존재하는지 확인한다. 단말이 자신의 RAID를 상기 특정 MAC RAR에서 찾은 경우에 상기 단말은 상기 특정 MAC 서브-헤더로부터 백오프 파라미터를 획득한다. 상기 단말은 백오프 파라미터를 획득했지만 긍정 응답을 수신하지는 못했으므로 랜덤 접속 과정은 실패이다. 따라서, 상기 단말은 상기 백오프 파라미터를 이용하여 백오프를 수행한다. 반면, 상기 특정 MAC RAR에서도 RAID를 발견하지 못한 단말은 디폴트 백오프 파라미터 또는 기존에 랜던 접속 응답 메시지로부터 획득한 파라미터를 이용하여 백오프를 수행한다. 디폴트 백오프 파라미터는 0ms를 포함한다. 또한, 랜덤 접속 응답 메시지는 서로 다른 백오프 파라미터를 갖는 둘 이상의 MAC 서브-헤더 및 각각의 MAC 서브-헤더에 대응하는 특정 MAC RAR를 포함할 수 있다. 이 경우에도, 백오프 파라미터는 공통 백오프 파라미터 성격을 갖더라도, 서로 다른 RAID를 전송한 단말들이 서로 다른 백오프 파라미터를 사용하도록 할 수 있다. 따라서, 기지국은 서로 다른 단말에 대해 서로 다른 백오프 파라미터를 선택적으로 적용하는 것이 가능하다.
랜덤 접속 응답 메시지가 상기 일반 MAC RAR 및 상기 특정 MAC RAR를 모두 포함하는 경우, 이들의 순서는 제한되지 않는다. 이와 관련하여, 백오프 파라미터를 갖는 특정 MAC 서브-헤더는 MAC 헤더의 마지막에 위치하는 것이 보다 바람직하다고 설명한 바 있다. 따라서, 상기 특정 MAC RAR도 MAC RAR 중에서 마지막에 위치시키는 것이 바람직하다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 백오프 정보가 MAC 서브-헤더에 포함된 경우의 랜덤 접속 응답 메시지를 예시한다. 도 15는 도 13 및 14의 경우를 종합한 것이다. 도 15를 참조하면, 랜덤 접속 응답 메시지의 구조는 다음과 같을 수 있다.

MAC 헤더
MAC 페이로드

1
하나의 제2 MAC 서브-헤더
-

2
하나 이상의 제1 MAC 서브-헤더A)
+ 하나의 제2 MAC 서브-헤더B)
하나 이상의 제1 MAC RARC )

3
하나 이상의 제1 MAC 서브-헤더
+ 하나의 제2 MAC 서브-헤더
하나 이상의 제1 MAC RAR
+ 하나의 제2 MAC RARD )

4
하나 이상의 제1 MAC 서브-헤더
+ 둘 이상의 제2 MAC 서브-헤더
하나 이상의 제1 MAC RAR
+ 둘 이상의 제2 MAC RAR
A) 일반적인 E/R/RAID 서브-헤더를 나타낸다[도 13(a)].
B) 백오프 파라미터가 포함된 MAC 서브-헤더를 나타낸다[도 13(b)].
C) E/R/RAID 서브-헤더에 대응되는 일반적인 MAC RAR를 나타낸다[도 14(a)].
D) 백오프 파라미터가 포함된 MAC 서브-헤더에 대응되고 RAID 리스트를 포함하는 MAC RAR를 나타낸다[도 14(b)].
옵션 2b: 공통 백오프 파라미터를 위한 스페셜 RAID
RAID를 공통 백오프 정보를 지시하기 위한 용도로 전용할 수 있다. 본 명세서에서, 상기 RAID를 스페셜 RAID로 지칭한다. 이하, 구체적으로 설명한다.
도 16 및 17은 본 발명의 일 실시예에 따라 스페셜 RAID를 사용한 경우의 MAC 서브-헤더 및 MAC RAR의 구조를 예시한다. 옵션 2b에 따른 MAC 서브-헤더 및 MAC RAR의 구조는 옵션 2a에 따른 구조와 유사하다. 다른 점은, MAC 서브-헤더에 백오프 파라미터 대신 스페셜 RAID가 포함되고, 상기 MAC 서브-헤더에 대응하는 MAC RAR에 백오프 파라미터가 포함된다는 점이다. 도면에는 MAC RAR에 RAID에 관한 리스트가 함께 포함된 것으로 도시되어 있지만, 상기 MAC RAR는 백오프 파라미터만을 포함할 수도 있다. 그 외의 기본적인 동작은 옵션 2a와 유사하다.
구체적으로, 단말이 랜덤 접속 응답 메시지를 수신한 경우, 상기 단말은 자신의 RAID가 MAC 헤더에 포함되어 있는지 여부를 확인한다. 만약, 자신의 RAID가 MAC 헤더에 포함되어 있으면 해당되는 MAC RAR로부터 상향전송타이밍, 상향 SCH전송을 위한 상향 무선자원할당정보, 단말의 임시단말식별자에 관한 정보를 얻을 수 있다. 반면, 상기 단말이 MAC 헤더에서 자신의 RAID를 찾지 못하고 스페셜 RAID만을 찾은 경우, 상기 단말은 스페셜 RAID를 갖는 서브-헤더에 대응하는 특정 MAC RAR를 참조한다. 상기 특정 MAC RAR가 백오프 파라미터만을 포함하고 있으면, 상기 특정 MAC RAR를 참조한 모든 단말은 상기 백오프 파라미터를 획득한 후 백오프를 수행한다. 반면, 상기 특정 MAC RAR에 RAID에 관한 리스트가 포함되어 있으면, 단말은 자신의 RAID가 상기 특정 MAR RAR에 있는지 확인한다. 단말이 자신의 RAID를 상기 특정 MAC RAR에서 찾은 경우에 상기 단말은 상기 특정 MAC RAR로부터 백오프 파라미터를 획득한 후 백오프를 수행한다. 반면, 상기 특정 MAC RAR에서도 RAID를 발견하지 못한 단말은 디폴트 백오프 파라미터 또는 기존에 랜던 접속 응답 메시지로부터 획득한 파라미터를 이용하여 백오프를 수행한다. 상기 디폴트 백오프 파라미터를 0ms를 포함한다. 따라서, 기지국은 서로 다른 단말에 대해 서로 다른 백오프 파라미터를 선택적으로 적용하는 것이 가능하다.
랜덤 접속 응답 메시지가 상기 일반 MAC RAR 및 상기 특정 MAC RAR를 모두 포함하는 경우, 이들의 순서는 제한되지 않는다. 다만, 단말이 자신의 RAID를 MAC 서브-헤더에서 찾지 못한 경우에 백오프를 적용하는 것이 좋다는 점을 고려할 때, 스페셜 RAID를 갖는 서브-헤더 및 대응하는 특정 MAC RAR는 MAC RAR 중에서 마지막에 위치시키는 것이 바람직하다이다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 단말과 기지국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명은 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명은 무선 통신 시스템에서의 랜덤 접속 수행 방법에 적용될 수 있다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)의 개략적인 구성도이다.
도 2 및 3은 단말(UE)과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸다.
도 4는 E-UMTS 시스템에 사용되는 물리채널 구조의 일 예를 나타낸다.
도 5는 랜덤 접속 과정을 수행하는 방법의 일 예를 나타낸다.
도 6은 종래 기술에서 랜덤 접속에 관한 백오프 파라미터를 시그널링하는 방법을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에서 랜덤 접속에 관한 백오프 정보를 시그널링하는 방법을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 랜덤 접속을 수행하는 과정을 예시하는 순서도를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 적용되는 랜덤 접속 응답 메시지의 MAC PDU 구조를 나타낸다.
도 10은 E/R/RAID MAC 서브-헤더의 구조를 나타낸다.
도 11은 MAC RAR의 구조를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 MAC PDU가 RAID 별로 BO 파라미터를 포함한 경우의 MAC 서브-헤더 및 MAC RAR 구조를 예시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 공통 백오프 정보를 포함한 MAC 서브-헤더의 구조를 예시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 MAC 서브-헤더가 공통 백오프 정보를 포함하는 경우의 MAC RAR 구조를 예시한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 백오프 정보가 MAC 서브-헤더에 포함된 경우의 랜덤 접속 응답 메시지를 예시한다.
도 16 및 17은 본 발명의 일 실시예에 따라 스페셜 RAID를 사용한 경우의 MAC 서브-헤더 및 MAC RAR의 구조를 예시한다.

Claims (19)

  1. 무선 통신 시스템에서의 랜덤 접속 과정 수행 방법에 있어서,
    랜덤 접속을 위한 프리앰블을 상향링크로 전송하는 단계;
    상기 프리앰블에 대한 응답으로서 백오프(back-off) 파라미터를 포함하는 MAC(Medium Access Control) 랜덤 접속 응답 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 백오프 파라미터에 따라 백오프를 수행하는 단계를 포함하며,
    상기 MAC 랜덤 접속 응답 메시지의 MAC PDU(Protocol Data Unit)는 하나 이상의 MAC 서브-헤더를 포함하는 MAC헤더 및 영 또는 그 이상의 MAC RAR(Random Access Response)로 구성되되,
    상기 백오프 파라미터가 상기 MAC 랜덤 접속 응답 메시지에 포함되는 경우, 상기 MAC PDU의 상기 MAC 헤더는 상기 백오프 파라미터를 포함하는 하나의 상기 MAC 서브-헤더만을 포함하고, 상기 MAC PDU에는 상기 MAC RAR이 하나도 포함되지 않는, 랜덤 접속 과정 수행 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 백오프 파라미터는 공통 백오프 파라미터인, 랜덤 접속 과정 수행 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 MAC 서브-헤더는 상기 백오프 파라미터를 나타내는 제 1 필드 및 상기 제 1 필드의 존재를 나타내는 제 2 필드를 포함하는, 랜덤 접속 과정 수행 방법.
  5. 무선 통신 시스템에서의 랜덤 접속 과정 수행 방법에 있어서,
    랜덤 접속을 위한 프리앰블을 수신하는 단계; 및
    상기 프리앰블에 대한 응답으로서 백오프(back-off) 파라미터를 포함하는 MAC(Medium Access Control) 랜덤 접속 응답 메시지를 하향링크로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 MAC 랜덤 접속 응답 메시지의 MAC PDU(Protocol Data Unit)는 하나 이상의 MAC 서브-헤더를 포함하는 MAC헤더 및 영 또는 그 이상의 MAC RAR(Random Access Response)로 구성되되,
    상기 백오프 파라미터가 상기 MAC 랜덤 접속 응답 메시지에 포함되는 경우, 상기 MAC PDU의 상기 MAC 헤더는 상기 백오프 파라미터를 포함하는 하나의 상기 MAC 서브-헤더만을 포함하고, 상기 MAC PDU에는 상기 MAC RAR이 하나도 포함되지 않고,
    상기 백오프 파라미터는 단말이 상기 백오프 파라미터를 사용하여 백오프를 수행할 수 있도록 구성되는, 랜덤 접속 과정 수행 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 MAC 랜덤 접속 응답 메시지의 상기 MAC PDU의 상기 MAC 헤더는 제 1 비트 인디케이터를 포함하되,
    상기 제 1 비트 인디케이터는 상기 MAC 랜덤 접속 응답 메시지의 상기 MAC PDU의 상기 MAC 헤더에 포함된 백오프 정보를 지시하는, 랜덤 접속 과정 수행 방법.
  19. 제 5 항에 있어서,
    상기 MAC 서브-헤더는 제 1 비트 인디케이터를 포함하되,
    상기 제 1 비트 인디케이터는 상기 MAC 랜덤 접속 응답 메시지의 상기 MAC PDU의 상기 MAC 헤더에 포함된 상기 백오프 파라미터를 지시하는, 랜덤 접속 과정 수행 방법.
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