KR20180082675A

KR20180082675A - 무선 통신 시스템의 랜덤 액세스 채널 최적화 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20180082675A
Application number: KR1020170003120A
Authority: KR
Inventors: 오상철; 김홍숙; 김영진
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2017-01-09
Filing date: 2017-01-09
Publication date: 2018-07-19

Abstract

랜덤 액세스 채널 최적화 방법 및 장치가 제공된다. 기지국 또는 서버는 단말로부터 랜덤 액세스 채널 정보를 수신하고, 랜덤 액세스 채널 최적화가 필요한 경우, 수신된 랜덤 액세스 채널 정보를 이용하여 랜덤 액세스 채널 최적화를 수행하며, 랜덤 액세스 채널 정보는 단말이 랜덤 액세스를 수행한 각 셀별 RACH(random access channel) 관련 정보를 포함한다.

Description

무선 통신 시스템의 랜덤 액세스 채널 최적화 방법 및 장치{Method and apparatus for random access channel optimization in wireless communication system}

본 발명은 무선 통신 시스템의 랜덤 액세스 채널 최적화 방법 및 장치에 관한 것이다.

무선 통신 시스템에서, 전송 채널인 RACH(Random Access Channel)는 일반적으로, RACH 채널은 상향으로 짧은 길이의 데이터를 전송하기 위해 사용되며, 특히 전용 무선 자원을 할당받지 못한 단말이 상향으로 전송하여야 하는 시그널링 메시지 혹은 사용자 데이터가 있을 때 사용된다. 혹은, 기지국이 단말에게 랜덤 액세스 과정(Random Access Procedure)을 수행할 것을 지시하는 경우 사용되기도 한다. 랜덤 액세스 과정은 경쟁 기반 랜덤 접속 과정(Contention based random access procedure)과 비경쟁 기반 랜덤 접속 과정 (Non-contention based random access procedure)으로 구분되어 있다. 경쟁기반 랜덤 접속 과정과 비경쟁기반 랜덤 접속 과정의 구분은, 랜덤 접속 과정에서 사용되는 랜덤 접속 프리앰블 (Random access preamble)을 단말이 직접 선택했는지 혹은 기지국이 선택했는지의 여부에 따라 정해진다.

랜덤 액세스 과정에서, 단말이 프리앰블을 선택하여 기지국으로 전송하며, 기지국은 수신받은 프리앰블을 지시하는 프리앰블 아이디 정보, 업링크 타이밍을 조정하기 위한 타이밍 정보(TA: Timing Advance) 정보 등의 응답 메시지를 전송한다. 단말은 이후, 메시지 전송을 위한 상향링크 자원할당 정보, 임시 단말기 아이디 정보 (T-RNTI(radio network temporary identify) 등의 RACH 정보를 포함하는 메시지를 기기국으로 전송한다.

한편, 단말에서 각 랜덤 액세스의 성공 및 실패 여부에 따른 정보를 기지국에 전송한다. 특히, 랜덤 액세스를 다수회 시도하였으나 RACH 자원의 부족으로 정해진 최대 시도값까지도 실행한 경우, 최종 RACH 실패를 선언하고 다른 셀로 RACH 를 시도한 경우, 이전 셀에서의 RACH 실패에 대한 정보는 전달되지 않고 최종 RACH 가 성공한 셀에서의 정보만이 전달되어, 랜덤 액세스 채널 최적화를 위한 정확한 정보 제공이 이루어지지 않는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 RACH 실패 정보를 포함하는 RACH 정보를 토대로 랜덤 액세스 채널 최적화를 수행하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 특징에 따른 방법은, 랜덤 액세스 채널 최적화를 수행하는 방법으로서, 단말로부터 랜덤 액세스 채널 정보를 수신하는 단계; 및 랜덤 액세스 채널 최적화가 필요한 경우, 상기 수신된 랜덤 액세스 채널 정보를 이용하여 랜덤 액세스 채널 최적화를 수행하는 단계를 포함하며, 상기 랜덤 액세스 채널 정보는 상기 단말이 랜덤 액세스를 수행한 각 셀별 RACH(random access channel) 관련 정보를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 단말에 의해 보고되지 않고 버려지는 RACH 실패 정보를 포함하는 RACH 정보를 보고함으로써, 랜덤 액세스 채널 최적화 수행시 RACH 실패 정보가 재활용되도록 할 수 있다. 이에 따라, 보다 정확한 랜덤 액세스 채널 최적화가 수행될 수 있다.

도 1은 기존의 단말의 RACH(Random Access Channel) 정보 전송 절차를 나타낸 도이다.
도 2는 단말이 기지국에 보고하는 RACH 정보를 나타낸 예시도이다.
도 3은 단말이 복수의 셀 사이에서 랜덤 액세스를 수행하는 경우를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에서 단말이 복수의 셀 사이에서 랜덤 액세스를 수행하는 네트워크 환경을 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 랜덤 액세스 채널 최적화를 위한 단말의 정보 전송 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 RACH 정보를 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 랜덤 액세스 채널 최적화 방법의 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에서 단말이 복수의 셀 사이에서 랜덤 액세스를 수행하는 네트워크 환경을 나타낸 도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 랜덤 액세스 채널 최적화 방법의 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 랜덤 액세스 채널 최적화 장치의 구조도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

명세서 전체에서, 단말(terminal)은 사용자 장비(user equipment, UE), 이동 단말(mobile terminal, MT), 이동국(mobile station, MS), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, UE, MT, MS, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

또한, 기지국(base station, BS)은 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB 또는 eNB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 중계 노드(relay node, RN), 기지국 역할을 수행하는 진보된 중계기(advanced relay station, ARS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS), 소형 기지국[펨토 기지국(femoto BS), 홈 노드B(home node B, HNB), 홈 eNodeB(HeNB), 피코 기지국(pico BS), 메트로 기지국(metro BS), 마이크로 기지국(micro BS) 등] 등을 지칭할 수도 있고, eNode, ABS, 노드B, eNodeB, eNB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, RN, ARS, HR-RS, 소형 기지국 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 랜덤 액세스 채널 최적화 방법 및 장치에 대하여 설명한다.

도 1은 기존의 단말의 RACH(Random Access Channel) 정보 전송 절차를 나타낸 도이다.

여러 RRC(Radio resource control) 메시지들 중에, UE Information Request 메시지와 UE Information Response 메시지는 단말이 획득한 특정 정보를 기지국에 보고하는데 사용된다. 첨부한 도 1에서와 같이, 기지국은 단말에게 UE Information Request 메시지를 통해, 필요한 정보를 요청할 수 있다. 기지국은 UE Information Request 메시지를 보내기 이전에 단말로부터, 관련된 정보를 단말이 가지고 있다는 지시자를 수신할 수 있으며, 기지국은 해당 지시자를 통해 그 단말에게 UE Information Request 메시지를 보내 관련 정보를 요청할지를 결정할 수 있다. UE Information Request 메시지를 통해 요청할 수 있는 정보는 크게 RLF(radio link failure) 보고, RACH 보고, MDT(Minimization of Drive Test) 보고 등이 있다.

기지국이 UE Information Request 메시지의 소정 지시자를 "rachReportRequest = true"와 같이 설정하여 UE Information Request 메시지를 전송하면서, RACH 보고를 요청할 수 있다. 단말은 UE Information Request 메시지에서 요청하는 정보를 UE Information Response 메시지를 통해, 기지국에 보고한다. 특히, RACH 보고 요청에 따라, 단말은 UE Information Response 메시지의 rach-Report 에 RACH 정보를 전달한다.

도 2는 단말이 기지국에 보고하는 RACH 정보를 나타낸 예시도이다.

단말은 UE Information Request 메시지의 RACH 보고 요청에 따라, 첨부한 도 2에 예시되어 있듯이, numberOfPreamblesSent-r9와 같은 RACH 정보를 전달한다. numberOfPreamblesSent-r9 는 몇 번의 RACH 시도 끝에 RACH 가 성공하였는지를 나타내는 지시자이며, 설명의 편의상 "RACH 시도 횟수 지시자" 라고 명명할 수도 있다.

기지국은 단말로부터 전송되는 RACH 정보를 토대로 랜덤 액세스 채널 최적화(RACH optimization, RO)를 수행한다. 그런데 위와 같은 RACH 정보 보고시에 이전 셀에서의 RACH 실패에 대한 정보는 전달되지 않고 최종 RACH 가 성공한 셀에서의 정보만이 전달되어, 랜덤 액세스 채널 최적화를 위한 정확한 정보 제공이 이루어지지 않을 수 있다.

도 3은 단말이 복수의 셀 사이에서 랜덤 액세스를 수행하는 경우를 나타낸 예시도이다.

첨부한 도 3에 예시되어 있듯이, 단말이 셀1(cell#1)에서 RACH를 몇 번 시도하였으나 RACH 자원의 부족으로 정해진 최대 시도값(예를 들어, 5)까지도 실패한 경우, 단말은 최종 RACH 실패를 선언하고 셀 재선택(cell reselection) 절차를 통해 다른 셀2(cell#2)로 RACH를 시도한다.

이후, 단말이 셀2(Cell#2) 에서 2번의 RACH 시도 실패 후 3번째에 RACH 가 성공하였다고 가정한다. 이때, 단말은 RACH 정보를 보고하는데, 셀2(cell#2) 로 RACH 시도 횟수 지시자를 "numberOfPreamblesSent-r9 = 3"와 같이 설정하여 보고한다. 이 경우, 이전 셀1(cell#1) 에서 격었던 RACH 실패 정보(numberOfPreamblesSent-r9 = 5)는 전달되지 않고, 최종 RACH 가 성공한 셀2(cell#2) 에 대한 RACH 정보만을 셀2(cell#2)로 전달함에 따라, 정확한 RACH 정보고 보고가 이루어지지 않으며, 이후, RO 수행시 정확한 RO를 수행하기 어렵다.

본 발명의 실시 예에서는 단말에 의해 보고되지 않고 버려지는 RACH 실패 정보를 RO 수행시 재활용할 수 있도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에서 단말이 복수의 셀 사이에서 랜덤 액세스를 수행하는 네트워크 환경을 나타낸 도이다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 랜덤 액세스 채널 최적화를 위한 단말의 정보 전송 방법의 흐름도이다.

본 발명의 실시 예에서, 첨부한 도 4에 도시되어 있듯이, 분산(distributed) SON(Self Organizing Network)(이하, dSON) 기반의 랜덤 액세스 채널 최적화 방법을 제공한다. dSON 방식으로 랜덤 액세스 채널 최적화(RO)를 구현할 경우, RO를 수행하는 기능이 기지국 내부에 존재하게 된다.

단말은 도 4와 같은 네트워크 환경에서, 첨부한 도 5에서와 같이, 셀1(cell#1)에 RACH를 시도하였으나 RACH 자원의 부족으로 최대 시도값(예를 들어, 5)까지도 RACH를 실패한 것으로 가정한다(S100). 이 경우, 단말(2)은 최종 RACH 실패를 선언한다(S110).

이후, 단말(2)은 셀 재선택 과정을 통해 셀2(cell#2)를 선택한다(S120). 이 경우, 단말이 셀2(cell#2)로의 다수회 RACH 시도 후에 최대 시도값 이내에서 RACH를 성공한 것으로 가정한다(S130, S140). 예를 들어, 셀2(12)로의 2번의 RACH 시도 실패를 경험하고 최대 시도값 5 이내인 3번째에 RACH를 성공한 것으로 가정한다.

이후, 셀2(cell#2)의 기지국(12)은 단말(2)로 UE Information Request 메시지를 전송하여 RACH 정보를 요청하며, 이에 따라 단말(2)은 UE Information Response 메시지를 통해 RACH 정보를 전달한다(S150, S160). 특히, 본 발명의 실시 예에서, 단말(2)은 RACH 실패 정보 등, RACH 를 시도하였던 모든 셀에 대한 RACH 관련 정보를 포함하는 RACH 정보를 기지국(12)으로 전송한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 RACH 정보를 나타낸 예시도이다.

첨부한 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에서는, RACH 시도 횟수 지시자인 numberOfPreamblesSent-r9를 리스트 형태인 numberOfPreamblesSentList-r9로 구성한다.

RACH 시도 횟수 지시 리스트 즉, numberOfPreamblesSentList-r9를 구성하며, numberOfPreamblesSentList-r9는 단말이 RACH를 시도하였던 셀별로 RACH 시도 횟수를 포함한다. 예를 들어, 셀 식별자 cellGlobalId 를 추가하고, 해당 셀로 단말이 RACH를 시도하였던 횟수를 포함한다. 이에 따라, 단말이 현재 셀에서의 RACH 성공시까지 소요된 RACH 시도 횟수 이외에도, RACH를 실패한 이전 셀에서의 RACH 시도 횟수를 포함하는 실패 정보를 함께 제공한다. 따라서 단말이 RACH를 시도했었던 모든 방문 셀의 RACH 정보를 제공한다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 랜덤 액세스 채널 최적화 방법의 흐름도이다.

첨부한 도 7에서와 같이, 셀2(Cell#2)의 기지국(12)은 단말(2)로 UE Information Request 메시지를 전송하여 RACH 정보를 요청하며(S300), 이후, 단말(2)로부터 RACH 정보를 포함하는 UE Information Response 메시지를 수신한다(S310).

셀2(Cell#2)의 기지국(12)은 단말로부터 제공되는 RACH 실패 정보를 포함하는 RACH 정보를 수신하고, 자신의 셀 식별자(cellGlobalId)에 해당하는 RACH 정보를 저장하고(예를 들어, 기지국(12)의 데이터베이스에 저장함)(S320), 다른 셀에 관련된 RACH 정보는 해당 셀로 전달한다(S330). 예를 들어, 기지국(12)은 X2 인터페이스를 통해 셀1(Cell#1)의 기지국(11)으로 셀1(Cell#1) 관련 RACH 정보를 전달한다. 이러한 전달에 따라, 셀1(Cell#1)의 기지국(11)은 X2 인터페이스를 통해 셀2(Cell#2)의 기지국(12)으로부터 자신에 관련된 단말의 RACH 정보를 수신하고, 이를 자신의 데이터베이스에 저장한다. 이후, 셀1(Cell#1)의 기지국(11)은 셀2(Cell#2)의 기지국(12)으로부터 전달된 자신에 관련된 단말의 RACH 정보를 RO 수행에 반영한다. 구체적으로, 셀1(cell#1)의 기지국(11)은 RACH 자원이 부족하여 RACH 재구성(reconfiguration)이 필요하다고 판단되면, 좀 더 자원이 많은 형태의 RACH 구성으로 재구성을 수행한다. 또한 셀2(Cell#2)의 기지국(12)도, 자신에 관련된 단말의 RACH 정보를 RO 수행에 반영한다(S340).

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에서 단말이 복수의 셀 사이에서 랜덤 액세스를 수행하는 네트워크 환경을 나타낸 도이다.

본 발명의 실시 예에서, 첨부한 도 8에 도시되어 있듯이, 중앙 집중(centralized) SON(cSON) 기반의 랜덤 액세스 채널 최적화 방법을 제공한다. cSON 방식으로 RO를 구현할 경우, RO를 수행하는 기능이 SON 서버 또는 HeMS(Home evolved management System) 내부에 존재하게 된다. 여기서는 설명의 편의상 SON 서버(3)가 사용된 것을 예로 들어 설명하며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

단말은 도 8과 같은 환경에서, 위에 기술된 실시 예와 같이, 셀1(cell#1)에 RACH를 시도하였으나 RACH 자원의 부족으로 최대 시도값(예를 들어, 5)까지도 RACH를 실패하고, 셀2(cell#2)를 선택하고, 셀2(cell#2)로의 다수회 RACH 시도 후에 최대 시도값 이내에서 RACH를 성공한 경우, 셀2(cell#2)의 기지국(12)으로부터의 RACH 정보 요청에 따라, RACH 실패 정보 등, RACH 를 시도하였던 모든 셀에 대한 RACH 관련 정보를 포함하는 RACH 정보를 기지국(12)으로 전송한다. 이 경우, 도 6에 예시된 바와 같은 형태의 RACH 정보가 기지국(12)으로 제공된다.

도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 랜덤 액세스 채널 최적화 방법의 흐름도이다.

첨부한 도 9에서와 같이, 셀2(Cell#2)의 기지국(12)은 단말(2)로 UE Information Request 메시지를 전송하여 RACH 정보를 요청하며(S500), 이후, 단말(2)로부터 RACH 정보를 포함하는 UE Information Response 메시지를 수신한다(S510).

셀2(Cell#2)의 기지국(12)은 단말로부터 제공되는 RACH 실패 정보를 포함하는 RACH 정보를 수신하고, 수신된 RACH 정보를 모두 SON 서버(3)로 전달한다(S520). 예를 들어, 기지국(12)은 SON API 와 TR-609 인터페이스를 통해 수신된 RACH 정보를 모두 SON 서버(3)로 전달한다.

SON 서버(3)는 RACH 정보를 수신하고(S530), RO 알고리즘을 통해 셀(cell#1) 이 RACH 재구성을 수행해야 하는 것으로 결정되면(S540), 셀1(cell#1)의 기지국(11)으로 RACH 재구성을 명령한다. 이때, SON 서버(3)는 수신된 RACH 정보를 토대로, 셀1(Cell#1)에 관련된 RACH 정보(예를 들어, RACH 실패 정보 등)를 토대로 셀1(cell#1)의 기지국(11)으로 RACH 재구성을 명령하거나, 또는 셀1(Cell#1)에 관련된 RACH 정보를 셀(cell#1)의 기지국(11)으로 전달하면서 RACH 재구성을 명령할 수 있다(S550). 또한, 셀2(Cell#2)에 대해서도 RACH 재구성을 수행해야 하는 것으로 판단되면, 위에 기술된 바와 같이, 셀2(Cell#2)에 관련된 RACH 정보를 토대로 셀2(cell#2)의 기지국(12)으로 RACH 재구성을 명령하거나, 또는 셀2(Cell#2)에 관련된 RACH 정보를 셀2(cell#2)의 기지국(12)으로 전달하면서 RACH 재구성을 명령할 수 있다. 셀들과 SON 서버(3) 사이에서 정보는 SON API 와 TR-609 인터페이스를 통해 전달될 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 랜덤 액세스 채널 최적화 장치의 구조도이다.

첨부한 도 10에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 랜덤 액세스 채널 최적화 장치(100)는, 프로세서(110), 메모리(120) 및 송수신부(130)를 포함한다.

프로세서(110)는 위의 도 4 내지 도 9를 설명한 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다.

메모리(120)는 프로세서(110)와 연결되고 프로세서(110)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. 메모리(120)는 프로세서(110)에서 수행하기 위한 명령어를 저장하고 있거나 저장 장치(도시하지 않음)로부터 명령어를 로드하여 일시 저장할 수 있다.

프로세서(110)는 메모리(120)에 저장되어 있거나 로드된 명령어를 실행할 수 있다. 프로세서(110)와 메모리(120)는 버스(도시하지 않음)를 통해 서로 연결되어 있으며, 버스에는 입출력 인터페이스(도시하지 않음)도 연결되어 있을 수 있다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 사업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims

랜덤 액세스 채널 최적화를 수행하는 방법으로서,
단말로부터 랜덤 액세스 채널 정보를 수신하는 단계; 및
랜덤 액세스 채널 최적화가 필요한 경우, 상기 수신된 랜덤 액세스 채널 정보를 이용하여 랜덤 액세스 채널 최적화를 수행하는 단계
를 포함하며,
상기 랜덤 액세스 채널 정보는 상기 단말이 랜덤 액세스를 수행한 각 셀별 RACH(random access channel) 관련 정보를 포함하는, 랜덤 액세스 채널 최적화 방법.