KR20140043498A - 적응식 랜덤 액세스 채널 재전송 - Google Patents

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Abstract

모바일 무선 장치가 무선 네트워크로 보내지는 프리앰블의 재전송의 전송 전력 레벨 및 이의 횟수를 적응시킨다. 모바일 무선 장치는 무선 네트워크로부터 수신된 다운링크 신호의 특성을 측정한다. 모바일 무선 장치는 일련의 프리앰블을 무선 네트워크로 전송하는데, 각각의 연속적인 프리앰블은 측정된 수신 신호 특성 및 무선 네트워크로부터 수신된 파라미터들에 기초한 전력 레벨에서 시작하여 최대 전송 전력 레벨에 이르는 증가 전력 레벨을 갖는다. 프리앰블의 전송 전력 레벨이 최대 전송 전력 레벨을 초과하고 측정된 다운링크 신호 품질이 임계값 아래로 떨어지는 경우, 모바일 무선 장치는 프리앰블 재전송 횟수를 허용된 최대 재전송 횟수보다 적게 제한한다. 최소 재전송 횟수가 결정되고 다운링크 신호 품질의 더 큰 측정된 값들에 대해 더 큰 값들로 적응된다.

Description

적응식 랜덤 액세스 채널 재전송{ADAPTIVE RANDOM ACCESS CHANNEL RETRANSMISSION}
본 출원은 발명의 명칭이 "ADAPTIVE RANDOM ACCESS CHANNEL RETRANSMISSION"인 2012년 7월 21일 출원된 동시 계류 중인 미국 특허 출원 번호 13/555,083에 대한 우선권을 주장하는데, 이는 전체가 모든 목적을 위해 참조로 통합되는 2011년 8월 5일 출원된 미국 특허 가출원 번호 61/515,725에 대한 우선권을 주장한다.
설명된 실시예들은 일반적으로 모바일 무선 장치(mobile wireless device)들로부터의 전송들의 전력 레벨을 적응(adapt)시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 실시예는 모바일 무선 장치가 다운링크 채널 조건들에 의존하여 업링크 랜덤 액세스 채널 프리앰블 전송들에 대한 전력 레벨 및 반복을 적응시키기 위한 방법 및 장치를 설명한다.
무선 네트워크에서 모바일 장치는 통신 성능과 제한된 전력 소비의 균형을 맞추는데, 특히 "스마트"폰과 같은 향상된 기능을 제공하는 작은 폼 팩터에서 그러하다. 아날로그 전송은 모바일 장치의 배터리 소모(battery drain)에 영향을 미칠 수 있는 전력의 상당 양을 소비할 수 있다. 무선 통신 표준은 특정 환경 하에서 더 낮은 전력 소비를 제공할 수 있는 절차를 지정할 수 있다. 지정된 절차의 일부는 구현하기에 선택적일 수 있는데, 이 경우 언제 이들을 사용하는지(또는 수정하는지)의 신중한 판단은 통신 성능에의 영향을 최소화하면서 향상된 전력 소비를 가져올 수 있다.
제3 세대 파트너쉽 프로젝트(Third Generation Partnership Project; 3GPP) 통신 표준 기구는 모바일 통신을 위한 글로벌 시스템(Global System for Mobile Communications; GSM), 범용 패킷 라디오 서비스(General Packet Radio Service; GPRS), 유니버셜 모바일 통신 시스템(Universal Mobile Telecommunications System; UMTS), 롱텀 에볼루션(Long Term Evolution; LTE) 및 LTE Advanced 표준을 포함하는 모바일 통신 표준의 연속적인 출시를 전개한다. 제3 세대(Third Generation; 3G) 와이드밴드 코드 분할 다중 액세스(wideband code division multiple access; WCDMA) UMTS 무선 통신 표준은 공유 업링크 랜덤 액세스 트랜스포트 채널(random access transport channel; RACH)을 포함하는데 이 채널 위에서 모바일 무선 장치가 데이터를 무선 네트워크로 전송한다. RACH 업링크 트랜스포트 채널이 복수의 모바일 무선 장치들 간에서 공유되기 때문에, 모바일 무선 장치는 전용 데이터 채널이 구축되기 전에 연결을 고안하라는 요구를 보낸다. 모바일 무선 장치는 일련의 짧은 프리앰블을 전송하여 이 요구를 보내는데, 각각의 프리앰블은 무선 네트워크로부터 응답을 수신할 때까지 최대 전력 레벨까지 증가하는 전력 레벨을 갖는다. 계산이 모바일 무선 장치에 대한 최대 전송 전력 레벨에 비해 높은 전력 레벨로 보내라는 요구를 나타내는 경우, UMTS 표준이 호출 개시 요구의 이른 종료를 허용한다. 특정 관측된 조건 하의 요구 메시지의 이른 종료가 모바일 장치에서 배터리 전력을 아끼는데 사용될 수 있지만 연결 기회의 손실을 가져올 수 있다. 모바일 무선 장치에 의한 랜덤 액세스 채널 상의 채널 획득 요청에 대한 전송 레벨 및 반복을 적응시키는 방법은 모바일 발호 호출 완료를 향상시킬 수 있는데, 이를테면 무선 네트워크 내의 채널 획득 요청을 수신하는 라디오 액세스 서브시스템에서의 가변하는 간섭의 존재 시 그러하다.
일 실시예에서, 모바일 무선 장치로부터 무선 네트워크로의 전송의 전력 레벨 및 반복을 적응시키는 방법이 설명된다. 이 방법은 적어도 다음의 단계를 포함한다. 첫번째 단계에서, 모바일 무선 장치는 무선 네트워크 내의 라디오 액세스 서브시스템으로부터 수신된 다운링크 신호 전력 레벨 및 다운링크 신호 품질을 측정한다. 두번째 단계에서, 모바일 무선 장치는 라디오 액세스 네트워크로부터 선택 다운링크 및 업링크 전송 특성을 명시하는 하나 이상의 전송 파라미터를 수신한다. 다음 단계에서, 모바일 무선 장치는 무선 네트워크로부터 수신된 전송 파라미터 및 측정된 다운링크 신호 전력 레벨에 기초하여 업링크 프리앰블에 대한 초기 전송 전력 레벨을 계산한다. 모바일 무선 장치는 일련의 프리앰블을 최대 전송 전력 레벨까지 증가하는 전송 전력 레벨로 전송한다. 재전송 횟수는 최대 전송 카운트를 넘지 않는다. 무선 네트워크로부터 ACK 또는 NACK 응답을 수신하는 경우, 모바일 무선 장치는 프리앰블을 전송하는 것을 중단한다. 프리앰블 전송 전력이 모바일 무선 장치에 대한 최대 전송 전력 레벨 이상이고 다운링크 신호 품질이 동시에 사전결정된 임계 레벨 아래로 떨어지는(fall below) 경우, 모바일 무선 장치는 프리앰블 재전송의 횟수를 최대 전송 카운트에 의해 표시된 최대 전송 횟수보다 적게 제한한다. 라디오 액세스 서브시스템으로부터 수신된 다운링크 신호 품질은 수신 신호 코드 전력(received signal code power; RSCP), 수신 신호 강도 지표(received signal strength indicator; RSSI) 및 수신 신호 대 잡음/간섭 비율(Ec/Io) 중 적어도 하나를 사용하여 모바일 무선 장치에 의해 측정된다.
또 다른 실시예에서, 모바일 무선 장치가 설명된다. 모바일 무선 장치는 애플리케이션 프로세서 및 송수신기를 포함한다. 애플리케이션 프로세서는 모바일 무선 장치 및 무선 네트워크 간의 연결을 관리하도록 구성된다. 송수신기는 무선 네트워크 내의 라디오 액세스 서브시스템으로부터 수신된 다운링크 신호에 대한 다운링크 신호 전력 레벨 및 다운링크 신호 품질을 측정하도록 구성된다. 송수신기는 또한 라디오 액세스 서브시스템으로 일련의 프리앰블을 전송하도록 구성되는데, 각 연속적인 프리앰블은 최대 전송 전력 레벨을 넘지 않는 증가하는 전송 전력 레벨을 갖는다. 송수신기는 또한 전송 전력 레벨이 최대 전송 전력 레벨 이상인 경우 프리앰블 전송 횟수를 측정된 다운링크 신호 품질에 기초하여 최대 재전송 횟수보다 적지만 0보다 큰 최소 재전송 횟수로 제한하도록 구성된다. 송수신기는 수신 신호 코드 전력(RSCP), 수신 신호 강도 지표(RSSI) 및 수신 신호 대 잡음/간섭 비율(Ec/Io) 중 적어도 하나를 이용하여 라디오 액세스 서브시스템으로부터 수신된 다운링크 신호에 대한 다운링크 신호 품질을 측정한다.
W-CDMA UMTS 네트워크에 의해 설명되었지만, 본 명세서에서 개시된 실시예들은 다른 무선 네트워크로 또한 확장될 수 있다.
설명된 실시예 및 이의 효과는 첨부된 도면들과 함께 다음의 설명을 참조하여 최적으로 이해될 수 있다.
도 1은 일반 무선 통신 네트워크의 구성요소들을 도시한 도면.
도 2는 UMTS 무선 통신 네트워크의 구성요소들을 도시한 도면.
도 3은 LTE 무선 통신 네트워크의 구성요소들을 도시한 도면.
도 4는 모바일 무선 장치에 대한 대표 아키텍처를 도시한 도면.
도 5는 UMTS 무선 통신 네트워크 내의 모바일 무선 장치에 의한 랜덤 액세스 채널(random access channel; RACH) 상의 일련의 전송 및 획득 지표 채널(acquisition indicator channel; AICH) 상의 수신을 도시한 도면.
도 6은 모바일 무선 장치가 무선 네트워크로의 일련의 프리앰블 전송에 대한 전송 전력 레벨을 적응시키는 방법을 도시한 도면.
도 7은 모바일 무선 장치가 무선 네트워크로의 일련의 프리앰블 전송에 대한 전송 전력 레벨을 적응시키는 또 다른 방법을 도시한 도면.
다음의 설명에서, 다양한 구체적 상세한 내용들은 설명된 실시예들에 있는 개념들의 철저한 이해를 제공하도록 제시된다. 그러나, 당업자라면 설명된 실시예들이 이러한 구체적 상세한 내용들의 일부 또는 이들의 전부 없이도 실시될 수 있다는 것을 알 수 있다. 다른 예에서, 공지의 프로세스 단계들은 기본 개념들을 불필요하게 모호하게 하는 것을 막기 위해 자세히 설명되지 않는다.
아래에서 제공된 예들 및 실시예들은 모바일 무선 장치로부터 무선 네트워크로의 전송들의 전력 레벨 및 반복을 적응시키기 위한, 특히 측정된 다운링크 채널 조건들에 기초하여 랜덤 액세스 네트워크로 보내지는 업링크 랜덤 액세스 채널 프리앰블 전송들의 전력 레벨 및 반복을 적응시키기 위한 다양한 방법 및 장치를 설명한다. 일 실시예에서, 업링크 랜덤 액세스 채널 프리앰블 전송들이 W-CDMA UMTS 통신 프로토콜을 이용하여 보내진다. 그러나, 동일한 방법 및 장치의 다른 구현이 다른 유형의 무선 네트워크에서 사용되는 모바일 무선 장치에 적용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 동일한 설명이 채널 획득 동안 복수의 재전송을 갖는 무선 통신을 이용하는 LTE 또는 LTE-Advanced 네트워크 또는 다른 네트워크에 적용될 수 있다. 일반적으로, 본 명세서에서 설명되는 내용들은 채널 획득 동안 적응식(adaptive) 전송 전력 레벨 및 반복을 사용하는 라디오 액세스 기술에 기초하여 무선 네트워크에서 작동하는 모바일 무선 장치에 적용될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 구체적 예 및 구현은 간단히 하기 위해 W-CDMA UMTS 네트워크에 관하여 제시되는데 이는 다른 무선 네트워크 환경에 적용될 수 있다.
고급 무선 네트워크를 위한 무선 모바일 장치들의 제공자들은, 특히 "스마트"폰과 같은 복수의 고급 특징을 제공하는 더 작은 폼팩터에서, 고급 통신 기능을 위한 특징들의 균형을 맞추고, 응답식 사용자 상호작용을 제공하며, 제한된 배터리 저장소로부터 이용가능한 전력 소비를 최소화하려고 한다. 모바일 무선 장치에서 아날로그 전송 및 수신 회로가 모바일 무선 장치 내의 배터리 소모에 영향을 줄 수 있는 상당한 전력량을 소비할 수 있다. 무선 통신 표준은 특정 환경 하에서 더 낮은 전력 소비를 제공할 수 있는 필수 및 선택 절차를 명시할 수 있다. 특정된 절차의 일부가 구현하기에 선택적일 수 있기 때문에, 이들을 언제 사용해야 하는지(또는 언제 수정해야 하는지)의 신중한 판단은 향상된 전력 소비를 가져오면서 통신 성능 및 사용자 상호작용에 대한 응답성에 대한 영향을 최소화 할 수 있다.
W-CDMA UMTS 무선 통신 네트워크에서, 모바일 무선 장치로부터 무선 네트워크로의 업링크 통신은 공유 통신 링크를 사용할 수 있다. 특히, 랜덤 액세스 채널(random access channel; RACH)로 알려진 공유 트랜스포트 채널은 이를테면 무선 네트워크로의 모바일 발호 연결을 개시하는 경우 모바일 무선 장치로부터의 시그널링에 대한 업링크 트랜스포트를 제공할 수 있다. 무선 네트워크의 셀 내에서, 복수의 RACH가 동시에 이용가능할 수 있고, 모바일 무선 장치는 사용할 복수의 RACH 중 하나를 랜덤으로 선택할 수 있다. 모바일 무선 장치는 브로드캐스트 채널(broadcast channel; BCH) 상의 무선 네트워크로부터 이용가능한 RACH에 대한 구체적 정보를 수신할 수 있다. 제공된 정보는 RACH 상의 이용가능한 서브 채널 세트 및 이들의 스크램블링 코드 및 서명을 포함할 수 있다. 이 정보로 모바일 무선 장치는 업링크 메시지를 전송하도록 RACH 상의 액세스를 확보하기 위해 무선 네트워크로의 업링크 전송을 개시할 수 있다. RACH로의 액세스는 모바일 무선 장치가 전송을 개시할 수 있는 시간을 특정 시간 슬롯으로 한정하는 "슬롯처리된(slotted) ALOHA" 다중 액세스 프로토콜의 형태로 간주될 수 있다. 프리앰블은 초기에 계산된 전송 전력 레벨로 랜덤으로 선택된 시간 슬롯 동안 모바일 무선 장치에 의해 보내질 수 있다. 초기 전송 전력 레벨은 무선 네트워크 내의 라디오 액세스 서브시스템으로의 신호 감쇠 경로 손실의 모바일 무선 장치에 의한 추정 및 BCH 상에서 무선 네트워크에 의해 제공되는 동적 및 정적 성능 및 전송 파라미터에 의존할 수 있다. 무선 네트워크에 의해 통신되는 파라미터들은 업링크 간섭 레벨 및 일정한 전력 오프셋 레벨을 포함할 수 있다.
RACH 상에서 프리앰블을 초기 전송 전력 레벨로 보낸 후, 모바일 무선 장치는 개별 획득 지표 채널(acquisition indicator channel; AICH) 상에서 무선 네트워크로부터의 확인응답(acknowledgement)을 기다릴 수 있다. 프리앰블 전송 후 특정 시간 윈도우 내에 모바일 무선 장치가 확인응답을 수신하지 않는 경우, 모바일 무선 장치는 프리앰블을 재전송할 수 있다. 초기 프리앰블은 간섭에 의해 차단되었을 수 있거나 충분히 감쇠되어 무선 네트워크가 전송된 프리앰블을 정확히 검출하거나 디코딩할 수 없을 수 있다. 모바일 무선 장치는 프리앰블(및 각 후속 전송 프리앰블)의 전송 전력 레벨을 최대 전송 전력 레벨까지 증가시킬 수 있다. 반복되는 프리앰블 전송이 증가하는 전송 전력 레벨로 최대 프리앰블 재전송 횟수까지 시도될 수 있다. 모바일 무선 장치가 무선 네트워크 내의 라디오 액세스 서브시스템으로부터 더 멀리 떨어져 위치하는 경우, 예컨대 지리적으로 셀의 외부 가장자리 근처에 위치하는 경우, 프리앰블은 전송 동안 상당히 감쇠되어 무선 네트워크가 검출하기 어려울 수 있다. 특정 환경 하에서 무선 네트워크가 프리앰블을 정확히 수신하는데 필요한 전송 전력은 모바일 무선 장치에 의해 허용되는 최대 전송 전력 레벨을 초과할 수 있는데, 특히 요구되는 전송 전력 레벨은 허용되는 최대 전송 전력 레벨 보다 수 dB 위에 있을 수 있다. 이 경우, 모바일 무선 장치에 의해 최대 전송 전력 레벨로 프리앰블을 반복해서 전송하는 것은 랜덤 액세스 충돌을 증가시키고 셀 내의 간섭의 원인이 될 수 있다. 최대 전송 전력 레벨의 각 전송은 또한 모바일 무선 장치로부터 배터리 전력을 소모할 수 있다. 이에 따라, 3GPP UMTS 모바일 통신 표준은 모바일 무선 장치가 허용가능한 최대 재전송 횟수에 도달하기 전에 프리앰블의 반복된 전송을 종료시킬 수 있게 한다.
모바일 무선 장치는 액세스 절차를 정상보다 이르게 끝낼 수 있고, 따라서 모바일 무선 장치는 무선 네트워크와의 연결을 이루는 시도를 종료할 수 있다. 무선 네트워크에서의 프리앰블의 정확한 수신의 가능성이 낮은 경우 이 빠른 종료는 라디오 액세스 서브시스템으로부터 상당한 거리에 위치하는 모바일 무선 장치에 대해 효과적일 수 있지만, 일부 경우에서 무선 네트워크에서의 프리앰블의 정확한 수신을 방해할 수 있는 간섭이 일시적일 수 있다. 예를 들어, 모바일 무선 장치가 무선 네트워크 내의 라디오 액세스 서브시스템에 가깝게 위치하는 경우, 예컨대 신호 감쇠가 적당한 경우, 확인응답의 부재는 높은 간섭 레벨을 나타낼 수 있는데, 이는 급격히 변할 수 있고 무선 네트워크와의 연결을 달성하는 것을 배제하는 지속적인 조건을 반드시 나타내지 않을 수 있다. 이 두 번째 경우에서 RACH 프리앰블 재전송의 빠른 종료는 모바일 발호 연결을 완성시킬 기회를 잃어버리게 할 수 있다. 모바일 무선 장치가 프리앰블 재전송을 종료한 후에, 사용자는 재다이얼을 통해 무선 네트워크로의 요청 연결을 다시 개시해야 할 수 있는데, 이는 연결을 완료하는 시간을 연장시킬 수 있고 호출 연결 성공률을 낮출 수 있다.
모바일 발호 호출 설정 성공률을 증가시키고 모바일 무선 장치에 의한 전력 소비를 최소화하며 모바일 무선 장치로부터의 높은 전송 전력 전송으로 발생하는 과도한 라디오 주파수 간섭을 최소화하기 위해, 모바일 발호 호출 설정 동안 프리앰블 전송의 전송 전력 레벨 및 반복을 적응시키는 방법 및 장치가 개시된다. 다운링크 수신 신호 전력 및/또는 다운링크 수신 신호 품질이 제1 임계 레벨을 초과하는 경우, 모바일 무선 장치는 허용된 전송 전력 레벨로 무선 네트워크에 의해 허용되는 최대 재전송 시도 횟수까지 랜덤 액세스 채널(RACH) 상에 프리앰블 전송을 계속하여 보낼 수 있다. 모바일 무선 장치는 모바일 무선 장치가 확인응답을 검출하지 못한 경우, 심지어 계산된 요구 전송 전력 레벨이 모바일 무선 장치에 대한 최대 전송 전력 레벨을 초과하는 경우에도 프리앰블을 재전송할 수 있다. 일 실시예에서, 다운링크 수신 신호 전력 및/또는 다운링크 수신 신호 품질이 제1 임계 레벨을 초과하는 경우, 계산된 요구 전송 전력 레벨이 모바일 무선 장치에 대한 최대 전송 전력 레벨을 초과하는 경우에도, 모바일 무선 장치는 허용된 전송 전력 레벨로 무선 네트워크에 의해 허용되는 최대 재전송 시도 횟수로 랜덤 액세스 채널(RACH) 상에 프리앰블 전송을 보낼 수 있다. 또 다른 실시예에서, 다운링크 신호 조건들이 수신 신호 코드 전력(RSCP), 수신 신호 강도 지표(RSSI) 및 수신 신호 대 잡음/간섭 비율(Ec/Io) 중 적어도 하나를 이용하여 모바일 무선 장치에 의해 측정될 수 있다. 모바일 무선 장치에서 측정된 다운링크 신호 조건이 제1 임계 레벨을 초과하지 않으면, 모바일 무선 장치는 무선 네트워크에 의해 허용되는 최대 재전송 시도 횟수보다 적은 최소 재전송 시도 횟수를 허용할 수 있다. 최소 재전송 시도 횟수는 측정된 다운링크 신호 조건 및/또는 모바일 무선 장치에 대한 계산된 요구 전송 전력 레벨 및 최대 전송 전력 레벨 간의 차이에 기초하여 적응식으로 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 모바일 무선 장치에 대해 허용되는 최대 전송 전력 레벨에 비해 요구되는 초과 전송 전력의 양이 높으면 모바일 무선 장치에 의한 재전송 시도 횟수를 줄일 수 있다. 원래는 양호한 신호 전파 조건이었던 높은 버스티 업링크 간섭 하에서 계속적인 재전송 시도는 호출 연결 프로세스를 재시작하지 않고 모바일 무선 장치에 의한 요구 호출 연결을 완료할 기회를 제공할 수 있다. 재전송 시도 횟수를 허용되는 최대 재전송 시도 횟수보다 적게 제한하는 것은 모바일 무선 장치에 의한 전력 소비를 최소화할 수 있고 무선 네트워크 내의 모바일 무선 장치에 의한 전송 간섭 레벨을 최소화할 수 있다.
이러한 및 다른 실시예들은 도 1 내지 7을 참조하여 아래에서 설명된다. 그러나, 당업자라면 도면들에 관한 본 명세서에서 주어진 상세한 설명은 예시적인 목적을 위한 것일 뿐이고 제한적인 것으로 해석되지 않는다고 쉽게 알 수 있다.
도 1은 라디오 액세스 네트워크(128)에 의해 제공되는 라디오 섹터(104)로 라디오 링크(126)에 의해 연결되는 복수의 모바일 무선 장치(102)를 포함할 수 있는 대표적인 일반 무선 통신 네트워크(100)를 도시한다. 각 라디오 섹터(104)는 선택된 주파수에서 라디오 주파수 캐리어를 이용하는 연관된 라디오 노드(108)로부터 발하는 라디오 커버리지의 지리적 영역을 나타낼 수 있다. 라디오 섹터(104)는 안테나 구성에 따라 상이한 기하학적 모양을 가질 수 있는데, 이를테면 중앙에 놓이는 라디오 노드(108)로부터 대략 원 또는 6각형으로 밖으로 방사되는 모양, 또는 코너에 놓인 라디오 노드(108)로부터 지향성 안테나 형태의 원뿔 모양이 될 수 있다. 라디오 섹터들(104)은 모바일 무선 장치(102)가 하나 보다 많은 라디오 섹터(104)로부터 동시에 신호를 수신할 수 있도록 지리적 영역 커버리지에 있어 겹칠 수 있다. 각 라디오 노드(108)는 모바일 무선 장치(102)가 하나 이상의 라디오 링크(126)에 의해 연결될 수 있는 하나 이상의 라디오 섹터(104)를 생성할 수 있다.
일부 무선 네트워크(100)에서, 모바일 무선 장치(102)는 하나보다 많은 라디오 섹터(104)에 동시에 연결될 수 있다. 모바일 무선 장치(102)가 연결되는 복수의 라디오 섹터(104)는 단일 라디오 노드(108)로부터 올 수 있거나 공통 라디오 컨트롤러(110)를 공유할 수 있는 개별 라디오 노드들(108)로부터 올 수 있다. 연관된 라디오 컨트롤러(110)와 함께 라디오 노드들(108)의 그룹은 라디오 액세스 서브시스템(106)이라고 할 수 있다. 통상적으로, 라디오 액세스 서브시스템(106)의 각 라디오 노드(108)는 안테나 타워에 탑재되는 라디오 주파수 송신 및 수신 장치의 세트를 포함할 수 있고, 라디오 노드(108)에 연결된 라디오 컨트롤러(110)는 송신 및 수신된 라디오 주파수 신호를 제어 및 프로세싱하기 위한 전자 장치를 포함할 수 있다. 라디오 컨트롤러(110)는 모바일 무선 장치(102)를 라디오 액세스 네트워크(128)에 연결하는 라디오 링크들(126)의 구축, 유지 및 해제를 관리할 수 있다. 각 라디오 섹터(104) 내의 라디오 링크들(126)에 의해 사용되는 라디오 주파수 스펙트럼은 복수의 모바일 무선 장치(102) 간에서 동시에 공유될 수 있다. 라디오 주파수 스펙트럼을 공유하는 방법은 시간 분할, 주파수 분할, 코드 분할, 공간 분할 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.
모바일 무선 장치(102)로의 라디오 주파수 연결을 제공하는 라디오 액세스 네트워크(128)는 음성 트랙픽에 대해 주로 사용되는 회선 교환 도메인(circuit switched domain)(122) 및 데이터 트래픽에 대해 주로 사용되는 패킷 교환 도메인(packet switched domain)(124)을 포함할 수 있는 코어 네트워크(112)로 또한 연결된다. 라디오 액세스 네트워크(128)의 라디오 액세스 서브시스템(106) 내의 라디오 컨트롤러(110)는 코어 네트워크(112)의 회선 교환 도메인(122) 내의 회선 교환 센터(118) 및 패킷 교환 도메인 내의 패킷 교환 노드(120)에 연결될 수 있다. 회선 교환 센터(118)는 음성 호출과 같은 회선 교환 트래픽을 공중 교환 전화 네트워크(public switched telephone network; PSTN, 114)로 라우팅할 수 있다. 패킷 교환 노드(120)는 데이터 패킷의 "비연결형" 세트와 같은 패킷 교환 트래픽을 공중 데이터 네트워크(public data network; PDN, 116)로 라우팅할 수 있다.
도 2는 코어 네트워크(CN, 236)에 연결될 수 있는 UMTS 지상 라디오 액세스 네트워크(UMTS terrestrial radio access network; UTRAN, 242)와 통신할 수 있는 하나 이상의 사용자 장비(user equipment; UE, 202)를 포함할 수 있는 대표 UMTS 무선 통신 네트워크(200)를 도시한다. 코어 네트워크(236)는 공중 교환 전화 네트워크(PSTN, 232)로 UE(202)를 연결할 수 있는 회선 교환 도메인(238) 및 UE(202)를 패킷 데이터 네트워크(packet data network; PDN, 234)로 연결할 수 있는 패킷 교환 도메인(240)을 포함할 수 있다. UTRAN(242)은 하나 이상의 라디오 네트워크 서브시스템(RNS, 204/214)을 포함할 수 있는데, 이들 각각은 대응하는 RNC에 의해 관리되는 라디오 네트워크 컨트롤러(radio network controller; RNC, 208/212) 및 하나 이상의 노드-B(기지국, 206/210/216)를 포함할 수 있다. UTRAN(242) 내의 RNC(208/212)는 제어 정보를 교환하고 UE(202)로부터 수신되고 이로 향하는 패킷들을 관리하도록 상호연결될 수 있다. 각 RNC(208/212)는 셀들(244)에 대한 라디오 리소스들의 할당 및 관리를 처리할 수 있는데, 이를 통해 UE(202)는 무선 네트워크(200)에 연결되고 코어 네트워크(236)에 대하여 UE(202)에 관한 액세스 포인트로 동작할 수 있다. 노드-B(206/210/216)는 업링크를 통해 UE(202)의 물리 계층에 의해 보내진 정보를 수신하고 다운링크를 통해 UE(202)로 데이터를 전송할 수 있으며 UE(202)에 대한 UTRAN(242)의 액세스 포인트로 동작할 수 있다.
UTRAN(242)은 UE(202) 및 코어 네트워크(236) 간의 통신을 위한 라디오 액세스 베어러(radio access bearer; RAB)를 구축하고 유지할 수 있다. 특정 UE(202)로 제공되는 서비스는 회선 교환(circuit switched; CS) 서비스 및 패킷 교환(packet switched; PS) 서비스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일반 음성 대화가 회선 교환 서비스를 통해 트랜스포트될 수 있는 반면, 웹 브라우징 애플리케이션이 패킷 교환(packet switched; PS) 서비스로 분류될 수 있는 인터넷 연결을 통해 월드 와이드 웹(World Wide Web; WWW)으로의 액세스를 제공할 수 있다. 회선 교환 서비스를 지원하기 위해, RNC(208/212)는 코어 네트워크(236)의 모바일 스위칭 센터(mobile switching center; MSC, 228)로 연결될 수 있고, MSC(228)가 게이트웨이 모바일 스위칭 센터(gateway mobile switching center; GMSC, 230)로 연결될 수 있는데, 이는 PSTN(232)와 같은 다른 네트워크로의 연결을 관리할 수 있다. 패킷 교환 서비스를 지원하기 위해, RNC(208/212)는 또한 서비스하는 범용 패킷 라디오 서비스(general packet radio service; GPRS) 지원 노드(SGSN, 224)로 연결될 수 있는데, 이는 코어 네트워크(236)의 게이트웨이 GPRS 지원 노드(GGSN, 226)로 연결될 수 있다. SGSN(224)은 RNC(208/212)와의 패킷 통신을 지원할 수 있고, GGSN(226)은 PDN(234)과 같은 다른 패킷 교환 네트워크와의 연결을 관리할 수 있다. 대표 PDN(234)은 "인터넷"일 수 있다.
도 3은 패킷 교환 네트워크로만 설계된 대표 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution; LTE) 무선 네트워크(300) 아키텍처를 도시한다. 모바일 단말기(302)는 진화된 노드(evolved Node) B(eNodeB, 310)로부터 발하는 라디오 섹터들(304)과 연관된 라디오 링크들(326)을 통해 진화된 라디오 액세스 네트워크(322)로 연결될 수 있다. eNodeB(310)는 송신 및 수신 기지국(이를테면 UMTS 네트워크(200) 내의 노드 B(206)) 뿐만 아니라 기지국 라디오 컨트롤러(이를테면 UMTS 네트워크(200) 내의 RNC(212))의 기능을 포함한다. LTE 무선 네트워크(300)의 등가의 코어 네트워크는 진화된 라디오 액세스 네트워크(322)를 외부 인터넷 프로토콜(IP) 네트워크(318)에 연결되는 공중 데이터 네트워크(PDN) 게이트웨이들(316)에 상호연결하는 서빙 게이트웨이들(312)을 포함하는 진화된 패킷 코어 네트워크(320)이다. 복수의 eNodeB(310)는 함께 그룹화되어 진화된 UTRAN(eUTRAN, 306)을 형성할 수 있다. eNodeB(310)는 또한 모바일 단말기(302)에 대한 연결들에 대한 제어를 제공할 수 있는 모빌리티 관리 엔티티(mobility management entity; MME, 314)에 연결될 수 있다.
도 4는 모바일 무선 장치(102) 내의 선택 프로세싱 요소들을 보여준다. 모바일 무선 장치(102)는 무선 네트워크(100)에 의해 사용되는 무선 통신 프로토콜에 따라 안테나(406)(또는 복수의 안테나)를 통한 수신 및 송신을 위한 신호들을 프로세싱할 수 있는 송수신기(404)를 포함할 수 있다. 송수신기(404)는 물리 계층 1 라디오 주파수 통신 프로토콜과 같은 하위 계층 송신 프로토콜에 대해 주로 사용될 수 있다. 송수신기(404)는 상위 계층 기능들, 이를테면 다양한 상주 애플리케이션 서비스를 위한 연결의 구축 및 해제를 요구하는 기능을 제공할 수 있는 애플리케이션 프로세서(application processor; AP, 402)에 연결될 수 있다. 송수신기(404)는 애플리케이션 프로세서(402)에 의해 명령된 상위 계층 서비스에 대한 데이터의 트랜스포트를 지원할 수 있는 하위 계층 기능을 제공할 수 있다. 특정 무선 통신 프로토콜에 대한 복수의 안테나(도시되지 않음)의 사용은 단일 안테나 구성에 비해 향상된 성능(예컨대, 더 높은 데이터 속도 또는 더 나은 간섭에 대한 저항도)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 다중 입력 다중 출력(multiple input multiple output; MIMO) 기법이 LTE 네트워크(400)에 연결된 모바일 단말기(402)에 대해 사용될 수 있다.
도 5는 무선 네트워크(100) 내의 모바일 무선 장치(102)로부터 라디오 액세스 서브시스템(106)으로 보내지는 RACH 프리앰블(504)에 대한 증가하는 전송 전력 레벨을 통한 랜덤 액세스 채널(RACH) 획득 절차(500)를 도시한다. 무선 네트워크가 무선 네트워크(100)의 공통 라디오 섹터(104)(셀) 내의 복수의 모바일 무선 장치(102)로부터 RACH(502) 상의 전송들을 수신할 수 있기 때문에, 복수의 모바일 무선 장치(102) 간의 충돌이 발생할 수 있다. 무선 네트워크(100)로의 업링크 방향의 전송을 위한 시간 슬롯에 대한 할당을 수신하기 위해, 모바일 무선 장치(102)는 우선 이용가능한 RACH(502) 세트로부터 랜덤으로 선택된 시간 슬롯에서 RACH 프리앰블(504)을 보낼 수 있다. 무선 네트워크(100)는 라디오 섹터(104) 내의 모든 모바일 무선 장치(102)가 청취할 수 있는 브로드캐스트 채널(BCH) 상의 이용가능한 RACH(502) 세트를 모바일 무선 장치(102)에 표시할 수 있다. 라디오 액세스 서브시스템(106)은 모바일 무선 장치(102)가 RACH(502) 상에서 이용할 수 있는 스크램블링 코드 및 서명의 적절한 세트를 또한 브로드캐스팅할 수 있다.
모바일 무선 장치(102)는 라디오 액세스 서브시스템(106)으로부터 수신된 다운링크 신호 전력 레벨을 측정할 수 있다. 라디오 액세스 서브시스템(106)에 의해 제공된 시스템 정보와 함께, 모바일 무선 장치(102)가 RACH 프리앰블(504)에 대해 사용할 초기 전송 전력 레벨을 계산할 수 있다. 일 실시예에서, RACH 프리앰블에 대한 초기 전송 전력 레벨은 추정 경로 손실 더하기 무선 네트워크에 의해 제공되는 업링크 간섭량 더하기 무선 네트워크에 의해 또한 지정된 일정한 오프셋 값으로 계산될 수 있다. 경로 손실은 (BCH 상에서 보내진 메시지들을 통해 무선 네트워크(100) 내의 라디오 액세스 서브시스템(106)으로부터 알 수 있는) 공통 파일럿 채널(common pilot channel; CPICH) 전송 전력 레벨 및 측정된 CPICH 수신 신호 코드 전력(RSCP) 간의 차이를 계산하여 모바일 무선 장치(102)에 의해 추정될 수 있다. 무선 네트워크(100) 내의 라디오 액세스 서브시스템(106)에 있는 간섭 레벨이 또한 BCH 상에서 전송된 시스템 정보 블록(system information block; SIB) 내의 라디오 액세스 서브시스템(106)에 의해 일정한 간격으로 브로드캐스팅될 수 있고, 일정한 오프셋 값도 마찬가지로 그러할 수 있다.
이전에 전송된 RACH 프리앰블(504)에 응답하여 모바일 무선 장치(102)가 무선 네트워크(100)로부터 긍정 확인응답(positive acknowledgement)(ACK) 및 부정 확인응답(negative acknowledgement)(NACK)을 수신하지 않는 경우, 모바일 무선 장치(102)는 RACH 프리앰블(504)을 재전송 할 수 있다. 확인응답은 획득 지표 채널(acquisition indicator channel; AICH, 512) 상으로 무선 네트워크(100)에 의해 보내질 수 있다. 각 재전송에서, 모바일 무선 장치(102)는 RACH 프리앰블(504)의 전송 전력 레벨을 무선 네트워크(100)에 의해 지정될 수 있는 (그리고 또한 BCH 상의 SIB로 시그널링될 수 있는) 전력 램프 증분(스텝)만큼 증가시킬 수 있다. 전력 증분에 대한 전형적인 값은 1dB일 수 있다. 증가하는 전송 전력 레벨로, RACH 프리앰블(504)은 더 큰 감쇠 (경로 손실) 및/또는 무선 네트워크(100)의 라디오 액세스 서브시스템(106) 내의 라디오 액세스 링크의 수신단에 존재하는 증가된 간섭 레벨을 극복할 수 있다. RACH 프리앰블(504)은 무선 네트워크(100)에 의해 지정될 수 있는 최대 재전송 횟수까지 여러번 재전송될 수 있다. 전형적인 최대 재전송 횟수는 8의 값이 될 수 있다. 매 재전송 마다의 전송 전력 레벨의 1dB 증분으로 인해, 최종 RACH 프리앰블(504) 전송이 초기 RACH 프리앰블(504) 전송 레벨보다 7dB 만큼 위에 있을 수 있다. 모바일 무선 장치(102)는 또한 모바일 무선 장치(102) 내의 아날로그 전송 회로의 과부하를 막고 무선 네트워크(100)의 라디오 액세스 부분의 간섭 레벨을 제한하기 위해 전송 전력 레벨에 한도(cap)를 줄 수 있는 RACH 프리앰블(504)에 대한 최대 전송 전력 레벨을 부가할 수 있다. 유사하게 무선 네트워크(102)는 RACH 프리앰블(504)의 요구 전송 전력 레벨이 무선 네트워크(100)에 의해 표시되는 최대 허용 전송 전력 레벨을 델타 값(통상적으로 6dB)만큼 초과하는 경우 일련의 RACH 프리앰블(504) 전송이 종료될 수 있다고 명시할 수 있다. 프리앰블 재전송의 조기 종료는 모바일 무선 장치(102)로부터의 배터리 전력 소모를 절약할 수 있을 뿐만 아니라 RACH(502) 상의 복수의 성공적이지 못한 액세스 시도로부터 기인할 수 있는 무선 네트워크(100) 내의 불필요한 간섭을 줄일 수 있다.
만약 성공적인 확인응답이 제1 일련의 RACH 프리앰블(504) 동안 수신되지 않으면, 모바일 무선 장치는 랜덤 "백오프(back-off)" 시간 기간(506)을 기다리고 일련의 RACH 프리앰블 전송을 다시 재시도할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 다운링크 AICH(512) 상에서 긍정 응답(ACK 508)을 수신한 후에, 모바일 무선 장치(102)는 프리앰블을 보내는 것을 멈추고 ACK(508)가 수신된 최종 전송 RACH 프리앰블(504)에 대해 사용된 전력 레벨에 상응하는 전송 전력 레벨로 업링크 RACH 메시지(510)를 보낼 수 있다. 일부 실시예에서, RACH 메시지(510)의 전송 전력 레벨은 BCH 상의 무선 네트워크(100)에 의해 통신된 전력 오프셋 값만큼 최종 전송 RACH 프리앰블(504) 전송 전력 레벨과 다른 레벨로 조정될 수 있다.
일련의 RACH 프리앰블 전송을 조기에 종료하는 옵션은 모바일 무선 장치(102)에 대한 연결 기회를 잃어버리는 대신에 모바일 무선 장치(102)에 의한 감소된 전력 소비를 가져올 수 있고 모바일 무선 네트워크(100)의 감소된 간섭 생성을 가져올 수 있다. 조기 종료로 모바일 무선 장치(102) 내의 계층 1 프로세싱 블록(통상적으로 송수신기(404))은 무선 네트워크(100)로부터 수신되는 확인응답의 부재("No ACK")를 상위 계층 프로세싱 블록(통상적으로 AP(402))에 표시할 수 있다. 사용자는 그 후 무선 네트워크(100)와의 연결을 형성하도록 재시도하는 "재다이얼"을 하도록 요구될 수 있다. 특정 환경에서, 이를테면 무선 네트워크(100)의 수신 라디오 액세스 서브시스템(106)에서 일시적으로 더 높은 간섭 레벨이 존재하는 경우, RACH 프리앰블(504)을 계속적으로 보내기 시도하는 것은 전체 연결 프로세스의 재시작을 요구하지 않고도 높은 성공 확률을 가질 수 있다. 모바일 무선 장치(102)에서 측정된 다운링크 신호 조건들이 무선 네트워크(100) 내의 라디오 액세스 서브시스템(106)에 존재할 수 있는 업링크 신호 조건들의 특정 속성들을 추측하는데 사용될 수 있다. 특히, 다운링크 신호 조건이 예컨대 수신 신호 전력 레벨, 수신 신호 품질 및 수신 신호 코드 전력 대 간섭 비율(즉, 실질적으로 SNR의 측정) 중 적어도 하나에 의해 측정되는 바와 같이, "양호"인 경우, 모바일 무선 장치(102)는, 명령된 전송 전력 레벨이 모바일 무선 장치(102)에 대한 최대 전송 전력 레벨을 초과하더라도, 허용된 전송 레벨로 네트워크에 의해 허용되는 최대 재전송 시도 횟수까지 RACH 프리앰블(504)을 계속하여 보낼 수 있다.
다운링크 신호 조건이 "불량"인 경우, 모바일 무선 장치(102)에 의한 재전송의 횟수는 허용가능 최대 재전송 횟수 아래로 감소될 수 있지만 프리앰블 재전송을 조기에 마치는 것을 피할 수 있다. 재전송의 최소 횟수는 측정된 다운링크 신호 조건 및/또는 모바일 무선 장치(102)에 관한 요구되는 전송 전력 레벨 및 최대 전송 전력 레벨 간의 차이에 기초하여 적응식으로 모바일 무선 장치(102)에 의해 계산될 수 있다. 대표 실시예에서, 약하게 측정된 다운링크 신호 조건에 대하여(예컨대, 수신된 신호 강도 지표 RSSI = -100dBm) 모바일 무선 장치는 요구되는 전송 전력 레벨이 모바일 무선 장치(102)의 최대 전송 전력 레벨 이상인 경우 재전송 횟수를 최대값보다 작게(예컨대, < 8) 줄일 수 있다. 최대 전송 전력 레벨보다 요구되는 전송 전력 레벨의 값이 클수록, 재전송 횟수는 더욱 줄어들 수 있다.
도 6은 모바일 무선 장치(102)에 의해 무선 네트워크(100)로 보내지는 업링크 프리앰블에 대한 전송 전력 레벨 및 반복을 적응시키는 대표 방법(600)을 도시한다. 단계 602에서, 모바일 무선 장치(102)는 무선 네트워크(100) 내의 라디오 액세스 서브시스템(106)으로부터 수신되는 다운링크 신호 전력 및 다운링크 신호 품질을 측정할 수 있다. 일 실시예에서, 측정된 수신 신호 코드 전력(RSCP)은 라디오 액세스 서브시스템(106)으로부터 모바일 무선 장치(102)로의 전송에 대해 발생하는 신호 경로 감쇠 손실의 표시를 제공할 수 있다. 업링크 라디오 주파수로 송신되는 신호들에 대한 업링크 신호 경로 감쇠는 다운링크 신호 경로 감쇠와 상이할 수 있다; 그러나, 측정된 다운링크 신호 경로 감쇠는 무선 네트워크(100) 내의 모바일 무선 장치(102) 및 전송 라디오 액세스 서브시스템(106) 간의 상대적 거리의 대략적인 측정을 제공할 수 있다. 다운링크 신호 경로 감쇠는 업링크 신호 경로 감쇠의 간접 측정을 제공할 수 있다. 단계 604에서, 모바일 무선 장치(102)는 무선 네트워크(100) 내의 라디오 액세스 서브시스템(106)에 의해 브로드캐스팅된 전송 파라미터들을 수신할 수 있다. 모바일 무선 장치(102)에 의해 수신된 파라미터들은 다운링크 전송 신호 전력, 업링크 간섭 레벨, 오프셋 값 및 재전송 파라미터에 대한 하나 이상의 값을 포함할 수 있다. 단계 606에서, 모바일 무선 장치(102)는 수신된 전송 파라미터 및 측정된 다운링크 신호 전력에 기초하여 초기 프리앰블 전송 전력 레벨을 계산할 수 있다. 실시예에서, 모바일 무선 장치(102)는 무선 네트워크(100) 내의 라디오 액세스 서브시스템(106)으로부터 수신되는 신호들에 대한 다운링크 경로 감쇠를 추정할 수 있다.
단계 608에서, 모바일 무선 장치(102)는 긍정 확인응답(ACK) 또는 부정 확인응답(NACK)이 무선 네트워크(100) 내의 라디오 액세스 서브시스템(106)으로부터 수신될 때까지 또는 최대 재전송 카운트에 도달할 때까지, 최대 전송 전력 레벨까지 증가하는 전송 전력 레벨로 일정한 간격을 두고 반복적으로 프리앰블을 전송할 수 있다. 단계 610에서, 모바일 무선 장치(102)는 프리앰블 전송 전력이 최대 전송 전력 레벨 이상이고 측정된 다운링크 신호 품질이 사전결정된 임계값 아래로 떨어지는 경우 프리앰블 재전송 횟수를 제한할 수 있다. 일 실시예에서, 요구되는 프리앰블 전송 전력 레벨이 최대 전송 전력 레벨을 더 많이 초과할수록, 프리앰블 재전송 횟수가 더 많이 제한될 수 있다(예컨대, 디폴트 횟수보다 더 적게 될 수 있다). 다운링크 신호 품질이 사전결정된 임계값을 초과하면, 모바일 무선 장치(102)는 무선 네트워크(100)의 수신 라디오 액세스 서브시스템(106)에 지속적인 업링크 간섭이 존재하지 않는다는 가정하에 업링크 신호 품질이 또한 높을 수 있다고 유추할 수 있다. 무선 네트워크(100)가 이전의 브로드캐스트 메시지에서 상대적으로 높은 레벨의 업링크 간섭을 표시할 수 있는 반면, 간섭 레벨은 시간에 따라 상당히 달라질 수 있고, 무선 네트워크(100) 내의 라디오 액세스 서브시스템(106)에 상대적으로 근접하여 위치하는 모바일 무선 장치(102)에 대해, 계속적인 재전송 시도가 적정한 성공 확률을 가질 수 있다. 적어도 몇 번 재전송을 계속하여(허용된 재전송의 최대 양만큼은 아니더라도), 모바일 무선 장치(102)는 사용자가 연결 요구를 다시 개시하여 연결을 재시도하도록 요구하지 않고 무선 네트워크(100)와의 연결을 완료하기를 시도할 수 있다. 모바일 무선 장치(102)에서 측정된 다운링크 신호 품질이 불량인 경우, 이를테면 모바일 무선 장치(102)가 무선 네트워크(100) 내의 라디오 액세스 서브시스템(106)으로부터 증가된 거리에 위치하는 경우, 무선 네트워크의 라디오 액세스 서브시스템(106)에서의 프리앰블의 수신을 방해할 수 있는 결과적인 업링크 신호 감쇠는 천천히만 변할 수 있고, 여러 반복된 재전송 시도는 배터리 전력을 소모하고 무선 네트워크의 라디오 섹터(104) 내의 간섭을 불필요하게 증가시킬 수 있다. 따라서, 측정된 다운링크 신호 품질이 상대적으로 낮은 경우 재전송의 횟수를 허용가능한 재전송의 최대 횟수보다 적게 제한하는 것이 바람직할 수 있다.
도 7은 무선 네트워크(100) 내의 라디오 액세스 서브시스템(106)과 통신하는 모바일 무선 장치(102)에 의한 프리앰블의 전송 전력 레벨 및 재전송 횟수를 적응시키는 방법(700)의 또 다른 실시예를 도시한다. 단계 702에서, 모바일 무선 장치(102)는 계산된 프리앰블 전송 전력 레벨 Pcomp를 초기값으로 초기화할 수 있다. Pcomp에 대한 초기값은 브로드캐스트 채널(BCH)을 통해 무선 네트워크(100)로부터 수신되는 하나 이상의 파라미터 및 모바일 무선 장치(102)에서 측정된 하나 이상의 수신 신호 파라미터에 기초하여 결정될 수 있다. 재전송 카운터에 대한 초기 값은 또한 BCH를 통해 브로드캐스팅되는 무선 네트워크(100)로부터 수신되는 파라미터들에 기초하여 결정될 수 있다. 단계 704에서, 모바일 무선 장치(102)는 모바일 무선 장치에 대한 계산된 프리앰블 전송 전력 레벨 Pcomp 및 최대 전송 전력 레벨 Pmax 중 최소값인 전송 전력 레벨로 프리앰블을 전송할 수 있다. 최대 전송 전력 레벨 Pmax는 무선 네트워크에 의해 또는 모바일 무선 장치(102)의 성능에 의해 또는 이들 제한의 조합에 의해 설정될 수 있다. 프리앰블은 모바일 무선 장치(102)에 의해 무선 네트워크(100)의 라디오 액세스 네트워크(128) 부분 내의 라디오 액세스 서브시스템(106)으로 전송될 수 있다. 단계 706에서, 모바일 무선 장치(102)는 병렬 획득 지표 채널, 예컨대 AICH 상에서 확인응답(ACK) 또는 부정 확인응답(NACK)을 청취할 수 있다. ACK가 무선 네트워크(100)로부터 수신되는 경우, 모바일 무선 장치(102)는 단계 724에서 표시된 바와 같이 RACH 메시지를 전송할 수 있다. RACH 메시지의 전송 전력 레벨은 무선 네트워크(100)로부터의 ACK의 수신 전에 보내진 마지막 RACH 프리앰블의 전송 전력 레벨과 관련될 수 있다.
단계 708에서, 확인응답 없음("No ACK")이 무선 네트워크(100)로부터 모바일 무선 장치(102)에 의해 수신되는 경우, 모바일 무선 장치(102)는 재전송 카운터를 감소시킬 수 있다. 단계 710에서, 모바일 무선 장치(102)는 재전송 횟수가 0에 도달하였는지, 즉 최대 재전송 횟수에 도달하였는지 여부를 판단할 수 있고, 만약 그러하다면, 모바일 무선 장치(102)는 단계 726에서 확인응답 없음을 나타낼 수 있고, 방법을 종료할 수 있다. "NO ACK"가 하위 계층(예를 들어, 물리 계층 1) 프로세싱 블록에서 모바일 무선 장치(102)의 상위 계층 프로세싱 블록으로 통신될 수 있다. 일 실시예에서, 하위 계층 프로세싱 블록은 송수신기(404)가 될 수 있는 반면, 상위 계층 프로세싱 블록은 애플리케이션 프로세서(AP, 402)가 될 수 있다. 다른 실시예에서, 하위 계층 및 상위 계층 프로세싱 블록은 모바일 무선 장치(102)의 하나의 프로세싱 요소에 포함될 수 있다. 재전송 카운터가 0에 도달하지 않은 경우, 방법(700)은 계속될 수 있다.
단계 712에서, 모바일 무선 장치(102)는 사전결정된 증분만큼, 예컨대 BCH 내에서 무선 네트워크(100)에 의해 브로드캐스팅된 값만큼 프리앰블 전송 전력 레벨 Pcomp를 증가시킬 수 있다. 프리앰블의 계산된 전송 전력 레벨 Pcomp은 전송 프리앰블이 무선 네트워크(100) 내의 라디오 액세스 서브시스템(106)에 의해 정확히 수신될 수 있는 더 높은 확률을 제공하도록 증가될 수 있다. 계산된 전송 전력 레벨 Pcomp는 최대 전송 전력 레벨 Pmax보다 클 수 있는데, 이는 무선 네트워크(102)로의 프리앰블의 통신에 얼마나 추가 전력이 필요한 것으로 나타나는지의 표시를 제공할 수 있다. 단계 714에서, 증가된 계산된 전송 전력 레벨 Pcomp 및 최대 전송 전력 레벨 Pmax 간의 차이는 제1 임계값과 비교될 수 있다. 계산된 전송 전력 레벨 Pcomp가 최대 전송 전력 레벨 Pmax를 제1 임계값보다 더 많이 초과하지 않으면, 모바일 무선 장치는 단계 704로 돌아가서 프리앰블을 재전송할 수 있다. 프리앰블은 그 다음 이전 전송에서 사용된 것보다 더 높은 전력 레벨로 재전송될 수 있지만, 계산된 전송 전력 레벨 Pcomp은 최대 전송 전력 레벨 Pmax 이하에서만 전송될 수 있다. 단계 714에서 결정된 바와 같이, 계산된 전송 전력 레벨 Pcomp가 최대 전송 전력 레벨 Pmax를 제1 임계값만큼 초과하는 경우, 모바일 무선 장치(102)는 모바일 무선 장치(102)에서 수신된 측정된 다운링크 신호 품질을 제2 사전결정된 임계값과 비교할 수 있다. 만약 측정된 다운링크 신호 품질이 제2 임계값을 초과하면, 모바일 무선 장치(102)는 단계 704에서 프리앰블을 재전송하는 것으로 돌아갈 수 있다. 제2 임계값을 초과하여, 측정된 다운링크 신호 품질은, 계산된 전송 전력 레벨 Pcomp이 최대 전송 전력 레벨 Pmax를 제1 임계값보다 더 많이 초과할 수 있는 경우라도, 무선 네트워크(100)의 라디오 액세스 네트워크(128) 부분 내의 라디오 액세스 서브시스템(106)에서 수신될 수 있는 업링크 프리앰블 신호 전력이 계속적인 재전송을 보장하도록 충분히 높을 수 있다는 간접 표시를 제공할 수 있다.
측정된 다운링크 신호 품질이 단계 716에서 제2 임계값을 초과하지 않는 경우, 단계 718에서 모바일 무선 장치(102)는 최소 재전송 횟수를 계산할 수 있다. 이 최소 재전송 횟수는 최대 재전송 횟수보다는 적지만 0보다는 클 수 있다. 최소 재전송 횟수는 수신 신호 코드 전력(RSCP), 수신 신호 강도 지표(RSSI) 및 수신 신호 코드 전력 대 잡음/간섭 비율(Ec/Io) 중 적어도 하나를 포함하는 측정된 다운링크 신호 조건들에 의존할 수 있다. 최소 재전송 횟수는 또한 계산된 프리앰블 전송 전력 레벨 Pcomp 및 최대 전송 전력 레벨 Pmax 간의 차이에 의존할 수 있다. 일반적으로, 계산된 프리앰블 전송 전력 레벨 Pcomp가 최대 전송 전력 레벨 Pmax를 더 많이 초과할수록 다운링크 신호 품질이 제2 임계 아래인 경우 더 적은 재전송이 보장될 수 있다. 최소 재전송 횟수가 0보다 큰 경우, 적어도 프리앰블의 이 재전송 횟수가 시도될 수 있다. 최소 재전송 횟수가 최대 재전송 횟수보다 낮은 경우, 재전송 시도는 더 조기에 종료되어 배터리 소모를 줄이고, 열을 감소시키며 네트워크에서의 불필요한 간섭을 줄일 수 있다.
대표적인 실시예에서, 최소 재전송 횟수는 계산된 프리앰블 전송 전력 레벨 Pcomp가 최대 전송 전력 레벨 Pmax를 6dB 이상만큼 초과하는 경우 1로 설정될 수 있다. 이 1의 최소 재전송 값은 프리앰블을 임의의 재전송 없이 종료하는 3GPP 25.214 통신 표준에 기재된 선택 알고리즘에 비해 적어도 하나의 재전송 시도를 제공할 수 있다. 대표적인 실시예에서, 최소 재전송 횟수는 계산된 프리앰블 전송 전력 레벨 Pcomp이 최대 전송 전력 레벨 Pmax를 6dB만큼 초과하지 않는 경우, 1보다 큰 수로 설정될 수 있는데, 이 경우 적어도 두 재전송 시도가 이루어질 수 있다.
단계 720에서, 모바일 무선 장치(102)는 현재 재전송 카운터 값을 허용된 최대 재전송 횟수 및 계산된 최소 재전송 횟수 간의 차이와 비교할 수 있다. 재전송 카운터가 허용된 최대 재전송 횟수 및 계산된 최소 재전송 횟수 간의 차이 아래로 떨어지면, 모바일 무선 장치(102)의 하위 계층 프로세싱 블록이 상위 계층 프로세싱 블록에 확인응답 수신의 부재("No ACK")를 알리고 방법을 종료할 수 있다. 재전송 카운터가 허용된 최대 재전송 횟수 및 계산된 최소 재전송 회수 간의 차이 아래로 떨어지지 않으면, 모바일 무선 장치(102)는 무선 네트워크(100)의 라디오 액세스 네트워크(128) 부분의 라디오 액세스 서브시스템(106)으로 프리앰블을 재전송하도록 진행할 수 있다. 만약 다운링크 신호 품질이 제2 임계값 아래로 유지되면, 모바일 무선 장치(102)가 뒤따른 재전송 및 일련의 단계를 반복하고, 확인응답이 없기 때문에, 계산된 프리앰블 전송 전력 Pcomp가 계속하여 증가될 수 있어서, 재전송 카운터는 감소할 수 있으며 계산된 최소 재전송 횟수가 감소할 수 있어, 결과적으로 재전송 시도가 중단되도록 한다. 본 명세서에서 설명된 방법은 측정된 신호 품질 조건 및 모바일 무선 장치에서의 임계값 세트에 기초하여 적응식으로 조정될 수 있는 제한된 재전송 시도 횟수를 허용한다. 이 제한된 재전송 시도 횟수는 허용된 최대 재전송 시도 횟수보다 작을 수 있고 또한 3GPP 무선 통신 표준에 의해 허용되는(요구되지는 않는) 0보다 큰 횟수일 수 있다.
설명된 실시예의 다양한 양상, 실시예, 구현 또는 특징이 개별적으로 사용되거나 임의의 조합으로 사용될 수 있다. 설명된 실시예의 다양한 양상은 소프트웨어, 하드웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합에 의해 구현될 수 있다.
설명 목적을 위해 앞의 내용은 구체적 명명법을 이용하여 설명된 실시예의 완전한 이해를 제공하였다. 그러나, 당업자라면 구체적 상세한 내용은 설명된 실시예들을 실시하기 위해 필요하지는 않다는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 설명된 구체적 실시예들의 앞의 설명은 예시 및 설명을 위한 목적으로 제공되었다. 이들은 망라하는 것이 아니고 실시예들을 개시된 특정 형태로 제한하는 것이 아니다. 당업자라면 위의 내용을 통해 다양한 수정 및 변경이 가능하다는 것을 알 수 있다.
설명된 실시예들의 효과는 다양하다. 여러 양상, 실시예 또는 구현은 다음의 효과 중 하나 이상을 나타낼 수 있다. 본 실시예들의 여러 특징 및 효과는 기재된 설명으로부터 명확하고, 따라서, 첨부된 청구항은 이러한 본 발명의 모든 특징 및 효과를 아우르는 것으로 의도된다. 더욱이, 당업자라면 다양한 수정 및 변경을 용이하게 가할 수 있기 때문에, 실시예들은 예시되고 설명된 정확한 구성 및 동작에 한정되지 않는다. 따라서, 모든 적절한 수정 및 균등물은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 해석될 수 있다.

Claims (30)

  1. 랜덤 액세스 전송을 적응식으로(adaptively) 전송하기 위한 방법으로서,
    간섭의 레벨을 측정하는 단계;
    상기 측정된 간섭의 레벨에 적어도 기초하여, 랜덤 액세스 전송들의 수를 동적으로 결정하는 단계;
    상기 결정된 랜덤 액세스 전송들의 수에 대하여,
    하나 이상의 랜덤 액세스 전송을 전송하는 단계; 및
    긍정 확인응답(positive acknowledgement)을 수신하는 것에 응답하여, 업링크 메시지를 전송하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    무선 라디오 액세스 네트워크(wireless radio access network)로부터 하나 이상의 전송 파라미터를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 하나 이상의 전송 파라미터는 상기 랜덤 액세스 전송들의 수의 결정에서 고려되는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 측정된 간섭의 레벨은, (i) 수신 신호 코드 전력(RSCP: received signal code power), (ii) 수신 신호 강도 지표(RSSI: received signal strength indicator) 및/또는 (iii) 수신 신호대 잡음/간섭비(Ec/Io) 중 하나 이상에 기초하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 측정된 간섭의 레벨에 적어도 기초하여 랜덤 액세스 전송들의 초기 전송 전력을 동적으로 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 동적으로 결정되는 초기 전송 전력은 최대 전송 전력 레벨을 초과하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 결정된 랜덤 액세스 전송들의 수는 상기 동적으로 결정되는 초기 전송 전력과 최대 전송 전력 레벨 사이의 초과량(excess amount)에 적어도 기초하고, 상기 초과량의 증가는 상기 동적으로 결정되는 랜덤 액세스 전송들의 수의 감소를 초래하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 동적으로 결정되는 랜덤 액세스 전송들의 수는, 상기 초과량이 허용가능한 임계값을 넘어 증가하는 경우에 일(1)로 설정되는 방법.
  8. 랜덤 액세스 전송을 적응식으로 전송하도록 구성된 무선 장치로서,
    프로세서;
    상기 프로세서와 데이터 통신하는 제1 무선 인터페이스; 및
    상기 프로세서와 데이터 통신하며, 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램이 저장된 비일시적 저장 매체를 갖는 컴퓨터 판독가능 장치
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램은, 상기 프로세서 상에서 실행되는 경우,
    간섭의 레벨을 측정하고,
    상기 측정된 간섭의 레벨에 적어도 기초하여, 랜덤 액세스 전송들의 수를 동적으로 결정하고,
    상기 수에 적어도 기초하여 하나 이상의 랜덤 액세스 전송을 전송하며,
    긍정 확인응답을 수신하는 것에 응답하여, 업링크 메시지를 전송하도록
    구성되는 무선 장치.
  9. 랜덤 액세스 전송을 적응식으로 전송하도록 구성된 무선 장치로서,
    간섭의 레벨을 측정하고, 상기 측정된 간섭의 레벨에 적어도 기초하여 랜덤 액세스 전송들의 수를 동적으로 결정하도록 구성된 로직;
    상기 결정된 수에 적어도 부분적으로 기초하여 하나 이상의 랜덤 액세스 프리앰블 전송을 전송하도록 구성된 로직; 및
    상기 하나 이상의 랜덤 액세스 프리앰블 전송에 대한 긍정 확인응답을 수신하는 것에 응답하여, 상기 하나 이상의 프리앰블 전송과 연관된 메시지를 전송하도록 구성된 로직
    을 포함하는 무선 장치.
  10. 랜덤 액세스 전송들을 수신하도록 구성된 네트워크로서,
    상기 방법은,
    간섭의 레벨의 측정을 가능하게 하도록 구성된 제1 신호를 전송하는 단계;
    하나 이상의 랜덤 액세스 전송을 수신하는 단계 - 상기 하나 이상의 랜덤 액세스 전송은 측정된 간섭의 레벨에 기초하여 구성됨 -; 및
    적어도 하나의 확인응답 메시지로 상기 수신된 하나 이상의 전송에 응답하는 단계
    를 포함하는 네트워크.
  11. 모바일 무선 장치로부터 무선 네트워크로의 전송들의 전송 전력 레벨 및 반복을 적응시키는 방법으로서,
    상기 모바일 무선 장치에서,
    상기 무선 네트워크에서의 라디오 액세스 서브시스템으로부터 수신된 다운링크 신호 전력 레벨 및 다운링크 신호 품질을 측정하는 단계;
    상기 라디오 액세스 서브시스템으로부터 하나 이상의 전송 파라미터를 수신하는 단계;
    상기 수신된 전송 파라미터들 및 상기 측정된 다운링크 신호 전력 레벨에 기초하여, 업링크 프리앰블에 대한 초기 전송 전력 레벨을 계산하는 단계;
    상기 라디오 액세스 서브시스템으로 일련의 프리앰블들을 전송하는 단계 - 각각의 연속적인 프리앰블은, 최대 전송 전력 레벨까지 상기 최대 전송 전력 레벨을 초과하지 않는 증가하는 전송 전력 레벨, 및 최대 재전송 카운트를 초과하지 않는 재전송들의 수를 가짐 -;
    상기 라디오 액세스 서브시스템으로부터 ACK 또는 NACK 응답을 수신한 후에, 프리앰블 재전송들을 전송하는 것을 중지하는 단계; 및
    상기 프리앰블의 전송 전력 레벨이 상기 최대 전송 전력 레벨 이상이며 상기 측정된 다운링크 신호 품질이 사전결정된 임계값 아래로 떨어지는 경우, 프리앰블 재전송들의 수를 상기 최대 재전송 카운트보다 적게 제한하는 단계
    를 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 라디오 액세스 서브시스템으로부터 수신된 상기 다운링크 신호 품질은, 수신 신호 코드 전력(RSCP), 수신 신호 강도 지표(RSSI) 및 수신 신호대 잡음/간섭비(Ec/Io) 중 적어도 하나를 이용하여 상기 모바일 무선 장치에 의해 측정되는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 측정된 다운링크 신호 품질이 상기 사전결정된 임계값 아래로 떨어지는 경우, 상기 무선 네트워크에 의해 허용되는 최대 재전송 카운트의 수보다 작지만 0보다는 큰 최소 프리앰블 재전송들의 수를 계산하는 단계를 더 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 최소 프리앰블 재전송들의 수는, 상기 수신 신호 코드 전력(RSCP), 상기 수신 신호 강도 지표(RSSI) 및 수신 신호 코드 전력대 잡음/간섭비(Ec/Io) 중 적어도 하나를 포함하는 측정된 다운링크 신호 상태들에 의존하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 최소 프리앰블 재전송들의 수는 계산된 프리앰블 전송 전력 레벨과 상기 최대 전송 전력 레벨 사이의 초과량에 또한 의존하고, 더 높은 초과량은 상기 최소 프리앰블 재전송들의 수를 감소시키는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 최소 프리앰블 재전송들의 수는, 상기 계산된 프리앰블 전송 전력이 상기 최대 전송 전력 레벨을 6dB 이상만큼 초과하는 경우에 1로 설정되는 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 모바일 무선 장치로부터 상기 무선 네트워크로의 업링크 통신은 공유 통신 링크를 이용하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 공유 통신 링크는 랜덤 액세스 채널(RACH: random access channel)을 이용하여 상기 모바일 무선 장치로부터 상기 무선 네트워크로의 업링크 통신을 제공하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 ACK 또는 NACK 응답은 개별 획득 지표 채널(AICH: acquisition indicator channel)을 통해 수신되는 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 업링크 프리앰블에 대한 상기 초기 전송 전력 레벨은, 추정된 경로 손실과 상기 무선 네트워크에 의해 제공되는 일정한 오프셋 값 및 업링크 간섭량을 더한 것으로서 계산되는 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 경로 손실은, 공통 파일럿 채널(CPICH: common pilot channel) 전송 전력 레벨과 측정된 CPICH 수신 신호 코드 전력(RSCP) 사이의 차이를 계산함으로써 상기 모바일 무선 장치에 의해 추정되는 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 업링크 간섭량 및 상기 일정한 오프셋 값은, 브로드캐스트 채널(BCH: broadcast channel)을 통해 전송되는 시스템 정보 블록들(SIBs: system information blocks)에서 상기 라디오 액세스 서브시스템에 의해 일정한 간격으로 브로드캐스트되는 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 측정되는 수신 신호 코드 전력(RSCP)은, 상기 라디오 액세스 서브시스템으로부터 상기 모바일 무선 장치로의 전송들에 대해 초래되는 신호 경로 감쇠 손실의 표시를 제공하는 방법.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는 UMTS, LTE 또는 LTE-Advanced 무선 네트워크인 방법.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 라디오 액세스 서브시스템으로부터 수신된 상기 하나 이상의 전송 파라미터는 다운링크 전송 신호 전력, 업링크 간섭 레벨들, 오프셋 값들 및 재전송 파라미터들에 대한 하나 이상의 값을 포함하는 방법.
  26. 모바일 무선 장치로서,
    상기 모바일 무선 장치와 무선 네트워크 사이의 접속들을 관리하도록 구성된 애플리케이션 프로세서; 및
    송수신기
    를 포함하고,
    상기 송수신기는,
    상기 무선 네크워크에서의 라디오 액세스 서브시스템으로부터 수신된 다운링크 신호에 대한 다운링크 신호 전력 레벨 및 다운링크 신호 품질을 측정하고,
    상기 라디오 액세스 서브시스템으로 일련의 프리앰블들을 전송하며 - 각각의 연속적인 프리앰블은 최대 전송 전력 레벨을 초과하지 않는 증가하는 전송 전력 레벨을 가짐 -,
    상기 전송 전력 레벨이 상기 최대 전송 전력 레벨 이상인 경우, 상기 측정된 다운링크 신호 품질에 기초하여 프리앰블 재전송들의 수를, 최대 재전송들의 수보다 작지만 0보다 큰 최소 재전송들의 수로 제한하도록
    구성되는 모바일 무선 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 송수신기는, 수신 신호 코드 전력(RSCP), 수신 신호 강도 지표(RSSI) 및 수신 신호대 잡음/간섭비(Ec/Io) 중 적어도 하나를 이용하여 상기 라디오 액세스 서브시스템으로부터 수신된 상기 다운링크 신호에 대한 다운링크 신호 품질을 측정하는 모바일 무선 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 최소 재전송들의 수는, 상기 수신 신호 코드 전력(RSCP), 상기 수신 신호 강도 지표(RSSI) 및 수신 신호 코드 전력대 잡음/간섭비(Ec/Io) 중 적어도 하나를 포함하는 측정된 다운링크 신호 상태들에 의존하는 모바일 무선 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 최소 재전송들의 수는 계산된 프리앰블 전송 전력 레벨과 상기 최대 전송 전력 레벨 사이의 초과량에 또한 의존하고, 더 높은 초과량은 상기 최소 재전송들의 수를 감소시키는 모바일 무선 장치.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 최소 재전송들의 수는, 상기 계산된 프리앰블 전송 전력이 상기 최대 전송 전력 레벨을 6dB 이상만큼 초과하는 경우에 1로 설정되는 모바일 무선 장치.
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