KR20080058464A

KR20080058464A - 주파수분할 다중접속 시스템을 위한 랜덤 액세스 채널 호핑

Info

Publication number: KR20080058464A
Application number: KR1020087010784A
Authority: KR
Inventors: 드라강 뷔식; 패트릭 피셔
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-11-04
Filing date: 2006-11-03
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2026-11-03
Also published as: EP1949566B1; US8559362B2; WO2007052972A1; TWI332328B; EP1949566A4; KR100994285B1; TW200729785A; EP1949566A1; US20080267126A1

Abstract

네트워크로부터 파라미터들을 근거로 접속 슬롯들의 그룹을 판단하는 단계와, 접속 슬롯들의 선택된 그룹에서 하나의 접속 슬롯에 접속 버스트를 전송하는 단계와, 상기 접속 슬롯들의 선택된 그룹에서 다음 접속 슬롯에 상기 접속 버스트를 재전송하는 단계를 포함하고, 상기 각 접속 슬롯은 주파수, 시간 및 코드의 조합에 의해 정의되고, 상기 접속 슬롯들은 주파수 패턴에 따라 조직되는 것을 특징으로 하는 이동 단말에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트(random access burst)의 반복(repetition)을 위해 리소스를 조정(coordinating)하는 방법.

Description

주파수분할 다중접속 시스템을 위한 랜덤 액세스 채널 호핑 {RANDOM ACCESS CHANNEL HOPPING FOR FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING ACCESS SYSTEMS}

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 특히 주파수 분할 다중 접속 시스템(frequency division multiplexing access system)을 위한 랜덤 액세스 채널 호핑(random access channel hopping)에 관한 것이다.

무선 통신 시스템은 하나의 접속 네트워크(access network)와 복수 개의 접속 단말들(access terminals)로 이루어진다. 상기 접속 네트워크는 Node B, 기지국 등의 접속점(access point)들을 포함하고, 이러한 접속점들은 접속 단말이 다양한 타입의 채널들을 통해 상향링크(uplink (UL): 단말 대 네트워크) 통신 및 하향링크(downlink (DL): 네트워크 대 단말) 통신을 위해 접속 네트워크와 연결할 수 있게 한다. 상기 접속 단말들은 사용자 장치(UE), 이동국 등을 포함할 수 있다.

이하 설명되는 개념들은 다양한 타입의 통신 시스템에 적용될 수 있지만, 여기서는 단지 예시적인 목적으로 UMTS(Universal Mobile Telecommunications Systems)가 설명될 것이다. 일반적으로, UMTS는 적어도 하나의 UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network)에 연결된 적어도 하나의 핵심망(Core Network; CN)을 갖는데, 상기 적어도 하나의 UTRAN은 다수의 UE에 대해 접속점 역할을 하는 노드 B들을 갖는다.

도 1은 3GPP 무선접속 네트워크 표준에 따른 무선 인터페이스 프로토콜 구조를 도시한다. 상기 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리 계층, 데이터링크 계층 및 네트워크 계층으로 구성되고, 수직적으로는 사용자 데이터를 전송하기 위한 사용자 평면(U-plane)과 제어정보를 전송하기 위한 제어평면(C-plane)으로 구성된다. 상기 사용자 평면은 음성이나 IP(Internet Protocol) 패킷 등 사용자의 트래픽 정보를 관리하는 영역을 의미하고, 상기 제어 평면은 네트워크와의 인터페이스, 호(call) 유지 및 관리 등에 대한 제어정보를 관리하는 영역을 의미한다.

도 1의 프로토콜 계층들은 OSI (Open System Interconnection) 기준 모델의 하위 3개 계층에 근거하여, 제 1 계층(L1), 제 2 계층(L2) 및 제 3계층(L3)으로 구분될 수 있다. 제 1계층(L1), 즉, 물리계층(Physical Layer; PHY)은 다양한 무선송신기술을 이용하여 상위 계층에 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 전송 채널을 통해 상위 계층인 매체접속 제어(Medium Access Control; MAC)계층과 연결되어 있다. 상기 MAC 계층과 PHY 계층은 상기 전송 채널을 통해 서로 데이터를 주고 받는다. 제 2계층(L2)은 MAC 계층, 무선링크제어 (Radio Link Control; RLC) 계층, 방송/멀티캐스트 제어(Broadcast/Multicast Control; BMC) 계층 및 패킷 데이터 수렴 프로토콜(Packet Data Convergence Protocol; PDCP) 계층을 포함한다. 상기 MAC 계층은 논리 채널과 전송 채널간의 매핑을 담당하고, 무선 자원의 할당 및 재할당을 위해 MAC 파라미터의 할당을 제공한다. 상기 MAC 계층은 논리 채널을 통해 상위 계층인 RLC 계층과 연결된다. 전송되 는 정보의 종류에 따라 다양한 논리채널이 제공된다.

MAC 계층은 전송 채널들에 의해 물리계층과 연결되고, 관리되는 전송채널의 타입에 따라 MAC-b 부계층, MAC-d 부계층, MAC-c/sh 부계층, MAC-hs 부계층 및 MAC-m 부계층으로 나누어질 수 있다. 상기 MAC-b 부계층은 시스템 정보의 방송을 담당하는 전송 채널인 BCH (Broadcast Channel)을 관리한다. 상기 MAC-c/sh 부계층은 복수 개의 단말들이 공유하는 FACH (Forward Access Channel) 이나 DSCH (Downlink Shared Channel) 혹은 상향링크에서는 RACH (Random Access Channel)와 같은 공용 전송 채널을 관리한다. MAC-m 부계층은 MBMS 데이터를 담당할 수 있다. 상기 MAC-d 부계층은 특정 단말을 위한 전용 전송 채널인 DCH (Dedicated Channel)을 관리한다. MAC-d 부계층은 해당 단말을 관리하는 서빙 RNC (SRNC; Serving Radio Network Controller)에 위치하며, 하나의 MAC-d 부계층은 각 단말에 존재한다.

상기 RLC 계층은, RLC 동작 모드에 따라, 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원하고, 상위 계층에서 전달된 복수 개의 RLC 서비스 데이터 유닛들 (RLC SDUs)에 대한 분할 및 연결 기능(segmentation and concatenation)을 수행한다. RLC계층은 상위계층으로부터 상기 RLC SDU들을 수신하면, 처리용량(processing capacity)을 근거로 적당한 방식으로 각 RLC SDU의 크기를 조절하여 헤더정보가 부가된 데이터 유닛들을 생성한다. 이러한 데이터 유닛을 프로토콜 데이터 유닛(Protocol Data Units; PDUs)이라 하고, 상기 PDU들은 논리채널을 통해 MAC 계층으로 전달된다. 상기 RLC계층은 상기 RLC SDU들 및/또는 RLC PDU들을 저장하기 위한 RLC 버퍼를 포함한다.

BMC 계층은 핵심망으로부터 전달된 셀 방송 메시지(Cell Broadcast Message, ‘CB’메시지)를 스케줄링하며, 상기 CB메시지를 특정 셀(들)에 위치한 단말들에게 방송한다.

RLC계층의 상위계층인 PDCP계층은 IPv4 또는 IPv6과 같은 네트워크 프로토콜 데이터를 상대적으로 대역폭이 작은 무선 인터페이스로 효율적으로 전송하는데 이용된다. 이를 달성하기 위하여, PDCP계층은 유선 네트워크에서 사용된 불필요한 제어정보를 줄여주는데, 이러한 기능을 헤더압축이라고 부른다.

무선자원제어(Radio Resource Control; RRC)계층은 제 3계층(L3)의 가장 하위에 위치한 계층으로 제어평면에서만 정의된다. 상기 RRC계층은 무선 베어러들(RBs)의 설정, 재설정 및 해제 또는 취소에 관하여 전송채널 및 물리 채널들을 제어한다. 상기 무선베어러는 단말과 UTRAN간의 데이터 전송을 위해 제 2계층(L2)에서 제공하는 서비스를 의미한다. 일반적으로, 무선베어러를 설정(set up)한다는 것은 특정 데이터 서비스를 제공하기 위해 필요한 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 세부적인 파라미터 및 동작 방법을 각각 설정하는 과정을 의미한다. 또한, RRC 계층은 RAN 내에서 사용자 이동성(user mobility)과, 위치 서비스 등의 부가적인 서비스들을 담당한다.

LTE(Long Term Evolution) 시스템으로도 불리는 E-UTRA(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access) 시스템은 사용될 공유 자원만을 갖는 패킷 교환(Packet Switched; PS) 도메인을 포함하는 것으로 간주된다. 보다 빠른 지연(faster delay) 및 고용량 요구사항(capacity requirement)의 새로운 콘텍스트(context)에서, LTE RACH (LTE Random Access Channel)의 사용은 LTE를 위해 구체화된 접속 요구사항을 만족하기 위하여 기존의 GSM과 UMTS 시스템과는 다소 달라야 한다. E-UTRA와 LTE는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM; Orthogonal Frequency Division Multiplexing)의 원리와 관계된다.

OFDM은 FDM(Frequency Division Multiplexing)의 잘 알려진 기술을 기반으로 한다. FDM에서, 서로 다른 정보의 흐름들(스트림, streams)이 분리된 병렬 주파수 채널들로 매핑된다. 각 FDM 채널은 인접한 채널들 간에 간섭을 줄이기 위해서 주파수 가드 대역(frequency guard band)에 의해 서로 분리된다. 상기 OFDM 기술은 다중 반송파들(multiple carriers)(부반송파들(sub-carriers)로 불리는)이 상기 정보 스트림을 운반하고, 상기 부반송파들이 서로 직교하고(즉, 개별 부반송파들의 대역폭은 작고 배열(arranged)되어서 하나의 반송파의 최대값은 인접한 반송파의 제 1 최소값에 상응한다), 그리고 가드 시간(guard time)이 채널 지연 확산(channel delay spread)을 막기 위해 각 심볼에 추가될 수 있다는 점에서 전통적인 FDM과는 다르다.

도 2는 OFDM 신호의 주파수-시간 표현(representation)을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 신호는 다중 부반송파들로 이루어 지고, (특정 대역폭 혹은 주파수 범위를 갖는) 각각의 부반송파는 가드 간격을 가지고 심볼들에 의해 표현되는 데이터(또는 정보)를 운반할 수 있다.

다중 사용자 시스템(multi-user system)은 상향링크와 하향링크 모두를 포함한다. 상기 상향링크에서, 네트워크는 서로 다른 상향링크 부반송파들에서의 감 쇠(attenuation)를 측정한다. 상기 측정을 근거로, 네트워크는 서로 다른 UE들이 상향링크 전송을 위해 이용해야 하는 부반송파들을 분배(distribute)한다. 상기 하향링크에서, 상기 UE는 각 하향링크 부반송파에 대한 감쇠를 측정한다. 상기 측정 결과는 더 나은 UE 수신을 위해 하향링크 부반송파들을 분배하는 상기 네트워크로 시그널링 된다. 랜덤 접속 프로토콜(random access protocol)에서, UE는 알려진 신호 시퀀스(즉, 암호화된 특정 시그니처)를 기지국(Node B)으로 전송한다. 이를 위해서, 상기 UE는 첫째, 네트워크에 의해 전송된 파일럿 채널을 청취하고(listen for), 감지 후 네트워크에 의해 전송된 OFDM 심볼들에 동기화한다. 둘째로, 상기 UE는 랜덤 접속 채널(RACH; Random Access Channel)에 할당된 랜덤 접속 시퀀스 및 부반송파 번호(number)를 위해 방송 시스템 정보 채널을 청취하고, 상기 랜덤 접속 채널에서 랜덤 접속 시퀀스를 전송한다. 상기 랜덤 접속 시퀀스의 다수의 사이클 동안 전송이 이루어진 후에, 상기 UE는 네트워크가 접속을 허가했는지의 여부를 확인한다.

이하, W-CDMA 랜덤 접속 절차에 대한 일반적인 개요를 살펴본다.

전송 채널 RACH와 두 개의 물리 채널인 PRACH, AICH가 이 절차에 관련된다. 상기 전송 채널들은 물리 계층에서 프로토콜 계층(MAC)으로 제공되는 채널들이다. 물리 계층을 통해 서로 다른 속성(properties)과 전송 포맷을 가진 데이터를 전송하기 위해서 다양한 전송 채널들이 존재한다. 상기 물리 채널들은 FDD 모드에서 코드와 주파수에 의해 식별(identify)된다. 이들은 대개 무선 프레임들(radio frames)과 타임슬롯들(timeslots)의 계층 구성(layer configuration)을 기반으로 한다. 상기 무선 프레임과 타임슬롯의 형태는 물리 채널의 심볼 레이트(symbol rate)에 의존한다. 상기 무선 프레임은 디코딩 과정에서 최소 유닛(단위)이고, 15개의 타임 슬롯들로 구성된다. 상기 타임 슬롯은 계층 1 비트 시퀀스에서 최소 유닛이다. 즉, 하나의 타임 슬롯에 수용될 수 있는 비트수는 물리채널에 의존한다. 상기 전송 채널 RACH는 제어 정보 및 사용자 데이터를 전송하는데 이용되는 상향링크 공용채널이다. RACH는 랜덤접속에 적용되고, 상위 계층으로부터 저속(low-rate) 데이터 전송에 이용된다. 상기 RACH는 상향링크 물리 채널인 PRACH (Physical Random Access Channel)로 매핑된다. 상기 AICH (Acquisition Indication Channel)은 하향링크 공용 채널이고, 랜덤 접속 제어에 이용되는 PRACH와 쌍으로 존재한다.

PRACH 전송은 빠른 획득 지시(acquisition indication)를 가지는 슬롯형(slotted) ALOHA 접근방식에 근거한다. 상기 UE는 임의로 접속 자원을 선택하여, 랜덤 접속 절차의 RACH 프리앰블(preamble) 부분을 상기 네트워크로 전송한다. 상기 프리앰블은 RACH 연결 요청 메시지의 전송 전에 보내지는 짧은 신호이다. 상기 UE는 네트워크가 상기 프리앰블을 감지했음을 나타내는 AICH(획득 지시자 채널, Acquisition Indicator Channel) 상에서 AI(획득 지시자; Acquisition Indicator)를 수신할 때까지 프리앰블이 전송될 때마다 전송파워(transmission power)를 증가시켜 상기 프리앰블을 반복적으로 전송한다. 일단 AI가 수신되면 상기 UE는 상기 프리앰블의 전송을 중단하고, 그 시점에 프리앰블 전송파워와 동등한 전력 레벨에서의 메시지 부분 및 네트워크에 의해 시그널링된 오프셋(offset)을 전송한다. 이러한 랜덤 접속 절차는 전체 메시지에 대한 전력 램핑 절차(power ramping procedure)를 막는다(avoid). 이러한 전력 램핑 절차는 전송이 실패한 메시지들로 인해 더 많은 간섭을 유발하고, 메시지가 성공적으로 수신되었다는 응답(acknowledgement)이 주어지기 전에 상기 메시지를 디코딩할 시간을 훨씬 더 필요로 하기 때문에 보다 큰 지연으로 인해 효율적이지 못하다.

RACH의 주요 특징인 경쟁 기반 채널(contention based channel)이란, 다수의 사용자들의 동시 접속으로 인해 충돌이 발생하여 초기 접속 메시지(initial access message)가 네트워크에 의해 디코딩될 수 없음을 의미한다. 상기 UE는 접속 슬롯의 초기에만 상기 랜덤-접속 전송(프리앰블과 메시지 모두)을 시작할 수 있다. 따라서, 이러한 유형의 접속 방식은 빠른 획득 지시를 가지는 슬롯형 ALOHA 접근방식의 한 타입이다.

도 3은 프리앰블, 메시지 및 획득 지시자(acquisition indicator; AI)의 전송과 관련하여 접속 슬롯들의 예를 도시한 도면이다.

도 4는 RACH 접속 슬롯들의 개수 및 이들의 스페이싱(간격, spacing)의 예를 도시한 도면이다.

도 3 및 4를 참조하면, RACH와 AICH의 시간 축(time axis)은 시간 간격인 접속 슬롯들로 나뉜다. 두 개의 프레임당 15개의 접속 슬롯들(한 프레임의 길이가 10ms 또는 38400칩)이 있고, 서로 1.33ms(5120칩)로 떨어져 있다.

도 5는 UE에 의한 DL AICH 및 UL PRACH의 수신 및 UE에 의한 상향링크 PRACH 접속 슬롯의 전송의 예를 도시한 도면이다. 즉, 도 5는 PRACH와 AICH간의 전송 타이밍 관계를 도시한다.

도 6은 다양한 RACH 서브 채널들에 대해 이용 가능한 상향링크 접속 슬롯들의 표를 도시한다.

도 5 및 6을 참조하여, 랜덤 접속 전송을 위해 이용 가능한 접속 슬롯들에 관한 정보 및 RACH와 AICH간에, 두 개의 연속적인 프리앰블간에 그리고 마지막 프리앰블과 메시지간에 사용할 타이밍 오프셋에 관한 정보가 네트워크에 의해 신호로 알려진다. 예를 들어, 상기 AICH 전송 타이밍이 0과 1인 경우, 마지막으로 전송된 프리앰블 접속 슬롯에 대하여 3 또는 4 접속 슬롯들 후에 각각 전송된다.

도 5 및 6을 참조하여, 상기 UE가 프리앰블을 전송할 수 있는 타이밍은 랜덤 접속 서브 채널들에 의해 나뉜다. 하나의 랜덤 접속 서브채널은 모든 상향링크 접속 슬롯들의 조합(combination)으로 이루어진 하나의 서브세트(subset)이다. 총 12 개의 랜덤 접속 서브채널들이 있다. 랜덤 접속 서브채널은 상기 접속 슬롯들로 이루어 진다.

도 7은 프리앰블 시그니처의 포맷을 도시한 도면이다. 상기 프리앰블은 RACH 메시지의 전송 전에 보내지는 쇼트 시그널(short signal)이다. 프리앰블은 4096칩으로 구성되는데 이는 길이가 16인 하다마드 코드(Hadamard code)의 256회 반복 및 상기 상위 계층으로부터 할당된 스크램블링 코드들(scrambling codes)의 일련(시퀀스: sequence)이다. 상기 하다마드 코드는 프리앰블의 시그니처(signature)로 불린다. 16개의 서로 다른 시그니처가 있고, (ASC를 근거로 이용 가능한 시그니처 세트로부터) 하나의 시그니처가 임의로 선택되어 프리앰블 부분의 매 전송마다 256번 반복된다.

도 8은 랜덤 접속 메시지 부분의 구조를 도시한 도면이다. 상기 메시지 부분은 프리앰블 시그니처 및 확산 코드들(spreading codes)에 의해 상기 프리앰블 시그니처를 위해 이용된 코드들로서 고유하게 정의된 OVSF 코드들의 쇼트 코드(short codes)들에 의해 확산(spread)된다. 길이가 10ms인 상기 메시지 부분 무선 프레임은 15개 슬롯들로 나뉘고, 각 슬롯은 2560 칩들로 구성된다. 각 슬롯은 데이터 부분 및 제어 정보(파일럿 비트 및 TFCI)를 전송하는 제어 부분으로 구성된다. 상기 데이터 부분과 제어 부분은 동시에(in parallel) 전송된다. 상기 20ms 길이의 메시지 부분은 두 개의 연속적인 메시지 부분 무선 프레임들로 구성된다. 상기 데이터 부분은 확산 계수(Spreading Factor; SF = 256, 128, 64, 32)에 해당하는 10*2k 비트(k= 0, 1, 2, 3)로 이루어 진다.

도 9는 AICH의 포맷(구조)을 도시한 도면이다. 상기 AICH는 15개의 연속적인 접속 슬롯들의 반복되는 시퀀스로 구성되고, 각각은 40 비트 간격(5120칩)의 길이를 갖는다. 각 접근 슬롯은 두 부분으로 이루어 지는데, 하나는 32개의 실제 값(real-valued) 신호들(a0, …, a31)로 이루어진 획득 지시자(Acquisition Indicator; AI)부분이고, 다른 하나는 전송이 꺼진(switched off) 1024칩의 지속(duration)부분이다.

상기 네트워크가 소정 시그니처를 가지고 RACH 접속 슬롯에서 RACH 프리앰블의 전송을 감지하는 경우, 관련 AICH 접속 슬롯에서 그 시그니처를 반복한다. 이는 상기 RACH 프리앰블에서 시그니처로 사용된 하다마드 코드가 AICH의 AI 부분으로 변조(modulate)된 것을 의미한다. 이 시그니처에 대응하는 획득 지시자는, 긍정적 응답(positive acknowledgement), 부정적 응답(negative acknowledgement) 혹은 무응답(no acknowledgement)이 특정 시그니처에 주어지는지의 여부에 따라 +1, -1 그리고 0의 값을 가질 수 있다. 상기 시그니처의 양 극성(positive polarity)은 프리앰블이 획득되었고 메시지가 전송될 수 있음을 나타낸다. 음 극성(negative polarity)은 상기 프리앰블이 획득되었고 파워 램핑 절차가 중단되어야 하고 상기 메시지는 전송되지 않아야 함을 나타낸다. 이러한 부정적 응답은 네트워크에서 정체 현상(congestion situation)이 발생하여 전송된 메시지가 현재 시간에 처리될 수 없는 경우 사용된다. 이 경우, 상기 접속 시도는 UE에 의해 나중에 반복되어야 한다.

프로토콜 계층(L2)에서 랜덤 접속 절차에 관해, 상기 네트워크는 주로 UE가 속한 접속 등급(access class; AC)을 근거로 이동국이 무선 접속 자원을 사용하도록 할 것인지의 여부를 판단한다. 구체화된 우선순위 레벨은 UE SIM 카드에 저장된 접속 등급(AC)에 포함된다.

이하, 접속 제어의 한 양태를 설명한다. 이와 관련되는 표준은 3GPP TS 22.011이다.

접속 제어의 목적에 관해, 특정 환경하에서, UE 사용자들이 (긴급호출 시도를 포함한) 접속 시도를 하거나 혹은 PLMN (Public Land Mobile Network)의 지정된 지역에서 페이징(page)에 대해 응답하는 것을 방지하는 것이 바람직할 것이다. 그러한 상황은 긴급 상황에서 일어날 수 있거나 혹은 2 또는 그 이상의 함께 배치된(co-located) PLMN들 중 하나가 실패한 경우에 일어날 수 있다. 방송 메시지들은 네트워크 접속에서 금지된 가입자들의 등급(들)을 나타내는 셀 별 방식(cell-by-cell basis)으로 이용 가능해야 한다. 이러한 기능을 사용함으로써 네트워크 오퍼레이터는 중대한 상황에서 접속 채널의 과부하(overload)를 방지할 수 있다. 접속 제어는 정상적인 운영 조건하에서는 사용되지 않도록 한다.

할당 시, 모든 UE들은 0에서 9의 접속 등급(access class)으로 정의된 10개의 임의로 할당된 이동 집단(mobile populations)들 중 하나의 멤버들이다. 상기 집단 수는 UE를 위해 SIM/USIM에 저장될 수 있다. 또한, 상기 UE들은 SIM/USIM에 저장될 수 있는 5개의 특별한 카테고리(접속 등급 11 - 15)들 중 하나 이상의 멤버일 수 있다. 이들은 우선 순위가 높은 특정 사용자들에게 다음과 같이 할당될 수 있다. (아래 목록은 우선순위 순서가 아님.)

등급 15 - PLMN 스태프;

등급 14 - 긴급 서비스;

등급 13 - 공공사업(예를 들어, 수도/가스 공급자들);

등급 12 - 보안 서비스;

등급 11 - PLMN 사용

동작 시, 만일 UE가 무선 인터페이스 상으로 신호된 바와 같이 허가된 등급들에 해당하는 적어도 하나의 접속 등급의 멤버이고 상기 접속 등급이 서빙 네트워크(serving network) 내에서 적용 가능한 경우, 접속 시도들이 가능하다. 만약 그렇지 않으면, 접속 시도들은 가능하지 않다.

접속 등급들은 다음과 같이 적용될 수 있다:

등급 0 -9: 홈(home) 및 방문(visited) PLMN;

등급 11 및 15 -홈 PLMN 만(only);

등급 12, 13, 14 ? 국내의 홈 PLMN 및 방문 PLMN 만(only).

상기 등급들은 그 개수에 관계없이 어느 한 시점에서 금지(bar)될 수 있다.

긴급호출(emergency call)의 경우, 추가 제어 비트(additional control bit)인 접속 등급 10이 무선 인터페이스 상으로 상기 UE에게 또한 시그널링 된다. 이는 UE가 접속 등급 0 내지 9를 이용하여 긴급호출을 위해 네트워크 접속이 가능한지 혹은 IMSI 없이도 네트워크 접속이 가능한지를 나타낸다. 접속 등급 11 내지 15를 이용하는 UE들의 경우, 만일 접속 등급 10 및 관련 접속 등급 (11 내지 15) 모두 금지되는 경우, 긴급호출은 가능하지 않다. 만일 그렇지 않으면, 긴급호출은 가능할 수 있다.

이하, 접속 등급의 매핑(mapping)이 묘사된다. 이와 관련되는 표준은 3GPP TS 25.331이다.

UMTS에서, 상기 AC는 접속 서비스 등급(Access Service Class; ASC)으로 매핑된다. 레벨 0을 가장 높은 우선순위로 하여, ASC0 내지 ASC7로 정의되는 8개의 서로 다른 우선순위 레벨이 있다.

접속 등급의 접속 서비스 등급으로 매핑의 경우, 상기 접속 등급들은 RRC 연결 요청 (CONNECTION REQUEST) 메시지를 전송할 때 등의 초기 접속(initial access)에만 적용된다. 접속 등급(AC)과 접속서비스 등급(ASC)간의 매핑은 시스템 정보 블록 타입 5에서 정보 요소 AC 대 ASC 매핑에 의해 보여진다. 도 10은 AC와 ASC간의 상응(correspondence)을 도시한다.

도 10은 AC와 ASC간의 상응을 도시한 테이블이다. n번째 IE는 0 ? 7까지의 범위에서 ASC 넘버 i를 AC로 지정한다. 만일 상기 n번째 IE에 의해 지시된 ASC가 정의되지 않은 경우, 상기 UE 행동(behavior)은 구체화되지 않는다(unspecified).

랜덤 접속 시, 각 해당 ASC가 포함하는 파라미터들이 이용된다. UE가 다수의 AC 멤버인 경우, 가장 높은 AC 수에 대한 ASC를 선택한다. 연결 모드에서, AC는 적용되지 않는다.

하나의 ASC는 이러한 접속 시도를 위해 사용될 수 있는 RACH 프리앰블 시그니처(preamble signature)와 접속 슬롯의 서브세트 및, 전송을 시도하기 위해 확률 Pv ≤ 1에 해당하는 지속 값 (persistence value)으로 구성된다. 랜덤 접속 전송을 제어하기 위한 다른 중요한 메커니즘인 로드 제어 메커니즘(load control mechanism)은, 충돌 확률이 높거나 무선 자원이 낮을 경우 인커밍 트래픽(incoming traffic)의 로드(load)를 감소시킬 수 있다.

종래 기술은 랜덤 접속 절차 동안 셀간 간섭(inter-cell interference)으로 인한 문제점들을 가질 수 있다.

상기 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명은 주파수 분할 다중 접속 시스템을 위한 랜덤 접속 채널 호핑(도약)을 제공한다. 그 결과, 주파수 분할 다중 접속 시스템 동작은 최적화될 수 있다.

즉, 본 발명은 네트워크로부터 파라미터들을 근거로 접속 슬롯들의 그룹들을 판단하는 단계와, 접속 슬롯들의 선택된 그룹으로부터 접속 슬롯(access slot)에 접속 버스트(access burst)를 전송하는 단계와, 상기 접속 슬롯들의 선택된 그룹으로부터 다음(next) 접속 슬롯에 상기 접속 버스트를 재전송하는 단계를 포함하고, 상기 각 접속 슬롯은 주파수, 시간 및 코드의 조합에 의해 정의되고, 상기 접속 슬롯들은 주파수 패턴에 따라 조직되는 것을 특징으로 하는 이동 단말에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트의 반복(repetition)을 위해 리소스(resources)를 조정(coordinate)하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 접속 슬롯들의 그룹들을 단말이 판단할 수 있도록 하는 파라미터들을 구성하는 단계와, 리소스가 다른 상향링크 전송을 위해 할당되지 않아야 하는 경우를 판단하기 위해 상기 구성된 파라미터들을 이용하는 단계와, 상기 구성된 파라미터들을 상기 단말로 전송하는 단계를 포함하고, 상기 각 접속 슬롯은 주파수, 시간 및 코드의 조합에 의해 정의되고, 상기 접속 슬롯들은 주파수 패턴에 따라 조직되는 것을 특징으로 하는 네트워크에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트의 반복을 위해 리소스를 조정하는 방법을 제공한다.

도 1은 3GPP 무선 접속 네트워크 표준에 따라 무선 인터페이스 프로토콜 구조를 도시한 도면.

도 2는 OFDM 신호의 주파수-시간 표현(representation)을 도시한 도면.

도 3은 프리앰블, 메시지 및 획득 지시자(AI)의 전송과 관련하여 접속 슬롯의 예를 도시한 도면.

도 4는 RACH 접속 슬롯들의 개수 및 이들의 스페이싱(간격, spacing)의 예를 도시한 도면.

도 5는 UE에 의한 DL AICH의 수신 및 UL PRACH의 전송을 도시한 도면.

도 6은 다양한 RACH 서브 채널들에 대해 이용 가능한 상향링크 접속 슬롯들의 표(table).

도 7은 프리앰블 시그니처들의 포맷을 도시한 도면.

도 8은 랜덤 접속 메시지 부분의 구조를 도시한 도면.

도 9는 AICH의 포맷(구조)을 도시한 도면.

도 10은 AC와 ASC간의 상응(correspondence)을 도시한 표.

도 11은 제어 접속 절차의 흐름도를 도시한 도면.

도 12는 신호 설정(signaling establishment)을 위한 신호 흐름을 도시한 도면.

도 13은 본 발명에 따른 절차를 도시한 도면.

도 14는 하나의 셀 내에서 RACH 주파수 플래닝(planning)을 도시한 도면.

도 15는 RACH 무선 주파수 (반송파) 배열(arrangement)을 도시한 도면.

도 16은 주파수 재사용을 위한 네트워크 배치(deployment)내에서 RACH 주파수 플래닝을 도시한 도면.

도 17은 부분적 재사용(fractional reuse)을 위한 네트워크 배치(deployment)내에서 RACH 주파수 플래닝을 도시한 도면.

도 18은 각 (매핑) 방식(즉, 국소적, 임의적, 등거리적 매핑)에 대한 소정 시그니처의 자기상관 함수(autocorrelation function)를 나타낸다.

도 19는 시그니처의 missing probability을 도시한 도면.

도 20은 정주파 대역(constant frequency band)과 주파수 호핑이 1.25MHz의 대역폭에 이용되는 경우 평균 RACH 시도 수를 도시한 도면.

도 21은 정주파 대역(constant frequency band)과 주파수 호핑이 5MHz의 대역폭에 이용되는 경우 평균 RACH 시도 수를 도시한 도면

도 22는 하나의 시도가 매 TTI 마다, 5 TTI 마다, 10 TTI 마다 수행된 연속적인 시도들간에 지연(delay)을 비교하여 도시한 도면.

도 23은 다양한 RACH 버스트 크기들(즉, OFDM 심볼들의 수)에 대해 missing 확률과 SNR간의 관계를 도시한 도면.

도 24는 비동기화된 RACH 절차에 대한 옵션을 도시한 도면.

도 25는 3개의 랜덤 접속 절차들이 가능한 동기화된 RACH 절차에 대한 옵션을 도시한 도면.

도 26은 본 발명에 따라 RACH 리소스 할당의 예를 도시한 도면.

본 발명의 한 양태는 상기 묘사되고 이하 구체적으로 설명될 종래 기술의 문제점과 결점에 관한 본 발명자들의 인식에 관한 것이다. 이러한 인식을 근거로, 본 발명의 특징들이 전개되었다.

이하 설명의 편의상 UMTS의 최적화된 RACH 절차가 설명된다 하더라도, 본 발명의 특징들은 이들을 이용하여 얻을 수 있는 다양한 타입의 통신 방법 및 시스템 에 적용될 수 있음은 명백하다.

도 11은 제어 접속 절차의 예를 도시한 흐름도이다. 이와 관련되는 표준은 3GPP TS 25.321이다.

상기 제어 접속 절차는 다음 5 단계들에서 수행될 수 있다:

(1) 기존 명세서는 네트워크에 의해 방송되는 시스템 정보를 근거로 UE가 저장하고 업데이트하는 다수의 RACH 전송 제어 파라미터들을 제공한다. 상기 RACH 전송 제어 파라미터들에는, Physical RACH (PRACH), 접속 서비스 등급(ASC), 최대 프리앰블 램핑 사이클(preamble ramping cycles)의 수(Mmax) 및 AICH에 NACK(negative acknowledgement)이 수신되었을 때 10ms 전송 시간 간격(transmission time interval)(NBO1max 과 NBO1min)의 개수로 표현된 타이머(TBO1)에 대한 백오프 간격 범위(range of backoff interval)가 포함된다.

(2) 상기 UE는 할당된 AC를 ASC로 매핑하고, 카운트 값 M은 0으로 설정된다.

(3) 상기 카운트 값 M은 1씩 증분(increment)한다. 다음, UE는 전송 시도 회수를 나타내는 상기 카운트 값(M)이 최대 RACH 전송시도 허용회수(Mmax)를 초과하는 지의 여부를 판단한다. 만일 초과하면, UE는 전송 실패로 간주한다.

(4) 그러나, 만일 M이 최대 RACH 전송시도 허용회수(Mmax)보다 작거나 같으면, UE는 RACH 전송 제어 파라미터들을 업데이트한다. 다음 단계에서, 타이머 T2를 10ms로 설정한다. 상기 UE는 자신이 선택한 ASC와 관련된 지속값 (persistence value; Pi)을 근거로 전송 시도 여부를 판단한다. 구체적으로, 임의 수(random number; Ri)는 0에서 1 사이에 생성된다. 만일 상기 임의 수 Ri가 상기 지속값 Pi 보다 작거나 같은 경우, 상기 UE는 할당된 RACH 자원상으로 전송을 시도한다. 그렇지 않은 경우, 상기 UE는 10ms 타이머 T2가 만료될 때까지 대기하여 단계 (4)의 절차를 다시 수행한다.

(5) 하나의 접속 시도가 전송된 경우, UE는 상기 네트워크가 ACK(acknowledgement), NACK(non-acknowledgement), 또는 무응답(no response)으로 반응하는지를 판단한다. 만일 상기 네트워크로부터 무응답이 수신되는 경우, 타이머 T2가 만료 후 상기 과정은 단계 (3)부터 다시 수행된다. 만일 종종 충돌로 인해 네트워크에 의한 전송 수신의 실패를 나타내는 NACK가 수신되는 경우, UE는 상기 타이머 T2의 만료를 기다려서, 상기 UE에 할당된 PRACH와 관련된 최대 및 최소 백오프 값(NBO1max 과 NBO1min) 사이에 임의로 선택된 백오프 값 (NBO1)을 생성한다. 그 후, UE는 다시 상기 단계 (3)의 절차를 수행하기 전에 10ms * 백오프 값(NBO1)에 동등한 백오프 간격(TBO1)을 기다린다. 만일 네트워크에 의한 UE 전송의 수신을 나타내는 ACK가 수신되는 경우, UE는 메시지 전송을 시작한다.

이하, 물리 계층(L1)에서의 랜덤 접속 절차가 묘사된다.

상기 물리적 랜덤 접속 절차는 상기 MAC 부계층(L2)의 요청으로 시작된다(initiate).

상기 물리적 랜덤 접속 절차가 시작되기 전에, 제 1계층은 상위 계층들(RRC)로부터 다음과 같은 정보를 수신한다:

-- 프리앰블 스크램블링 코드(preamble scrambling code)

-- 10 또는 20ms 시간의 메시지 길이

-- AICH_전송_타이밍 파라미터 [0 또는 1]

-- 각 ASC(access service class)에 대해 이용 가능한 시그니처들의 세트 및 이용 가능한 RACH 부채널들의 세트

-- 파워-램핑 계수(power ramping factor) 파워 램프 스텝(Power Ramp Step) [정수 > 0]

-- 파라미터 Preamble Retrans Max [정수 > 0]

-- 초기 프리앰블 파워 Preamble_Initial_Power

-- 마지막으로 전송된 프리앰블의 파워와 랜덤 접속 메시지의 제어 부분간에 dB로 측정된 파워 오프셋 P p-m = Pmessage-control Ppreamble

-- 전송 포맷 파라미터들의 세트. 이는 각 전송 포맷의 랜덤 접속 메시지의 데이터 부분과 제어 부분간에 파워 오프셋을 포함한다.

물리적인 랜덤 접속 절차의 각 초기 단계에(at each initiation), 제 1계층은 상위 계층(MAC)으로부터 다음과 같은 정보를 수신한다:

-- PRACH 메시지 부분을 위해 이용되는 전송 포맷(Transport Format)

-- PRACH 전송의 ASC

-- 전송될 데이터 (전송 블록 세트(Transport Block Set))

상기 물리적인 랜덤 접속 절차(physical random-access procedure)가 아래 절차들(단계들)에 따라 수행된다:

1. 관련된 ASC를 위해 이용될 수 있는 랜덤 접속 서브채널에서, 하나의 접속 슬롯은 다음의 풀 접속 슬롯 세트들(next full access slot sets)에서 이용될 수 있는 접속 슬롯들에서 임의로 선택된다. 이용 가능한 접속 슬롯들이 없는 경우, 상기 다음의 풀 접속 슬롯 세트들에서 이용될 수 있는 접속 슬롯들에서 하나의 접속 슬롯이 임의로 선택된다.

2. 하나의 시그니처가 상기 소정 ASC내에서 이용 가능한 시그니처들의 세트로부터 임의로 선택된다.

3. 상기 프리앰블 재전송 카운터는 최대 프리앰블 재전송 시도 수인 Preamble Retrans Max에서 설정된다.

4. 상기 프리앰블 전송파워는 상기 프리앰블의 초기 전송파워인 Preamble Initial Power에서 설정된다.

5. 상기 프리앰블은 상기 선택된 상향링크 접속 슬롯, 시그니처 및 설정된 전송파워를 근거로 전송된다.

6. 상기 선택된 시그니처에 해당하는“ACK”혹은“NACK”가 상기 선택된 상향링크 접속 슬롯에 해당하는 하향링크 접속 슬롯에서 감지되지 않은 경우,

-- 다음(next) 이용 가능한 접속 슬롯이 상기 소정 ASC내의 랜덤 접속 서브채널로부터 선택된다.

-- 새로운 시그니처가 상기 소정 ASC내의 이용 가능한 시그니처들로부터 임의로 선택된다.

-- 상기 프리앰블 전송파워는 파워 램핑의 스텝폭(step width)인 Power Ramp Step만큼 증가된다.

-- 상기 프리앰블 재전송 카운터는 1씩 감소한다.

-- 상기 단계 5부터 절차들이 상기 프리앰블 재전송 카운터가 0을 초과하는 기간(duration) 동안 반복된다. 상기 재전송 카운터가 0을 가리키는 경우, 상위 계층(MAC)은 ACK가 AICH에 수신되지 않았음을 알게 되고, 상기 물리 계층에서의 랜덤 접속 제어절차는 완료된다.

7. 상기 선택된 시그니처에 해당하는 NACK가 관련 하향링크 접속 슬롯에서 감지되는 경우, 상기 상위 계층(MAC)은 NACK가 AICH에 수신되었음을 알게 되고, 물리 계층에서의 상기 랜덤 접속 제어 절차는 완료된다.

8. 상기 랜덤 접속 메시지는, 상기 AICH 전송 타이밍 파라미터에 따라 마지막으로 전송된 프리앰블의 상향링크 접속 슬롯 후 3 혹은 4 상향링크 접속 슬롯에서 전송된다. 상기 랜덤 접속 메시지의 제어 채널의 전송력(전송파워, transmission power)은 파워 오프셋에 의해 전송된 마지막 프리앰블의 전송력보다 더 높은 레벨로 설정된다.

9. 상기 상위 계층은 랜덤 접속 메시지의 전송에 대해 알게 되고, 상기 물리 계층에서의 랜덤 접속 제어 절차들이 완료된다.

도 12는 신호 설정(signaling establishment)을 위한 신호 흐름을 도시한 도면이다.

PRACH 파워 제어 프리앰블들이 응답(acknowledge)되면, 상기 RRC 연결 요청 메시지(RRC Connection Request message)가 전송될 수 있다(S1201). 상기 메시지는 연결이 요청된 이유(reason)를 포함한다.

상기 요청 이유에 따라, 상기 무선 네트워크는 예약(reserve)할 자원의 종류 를 결정하고, 무선 네트워크 노드들(즉, Node B, 서빙 RNC)간에 동기화 및 신호 설정을 수행한다(S1202). 상기 무선 네트워크가 준비되면, 사용할 무선 자원에 관한 정보를 알리는 연결 설정 메시지(Connection Setup message)를 UE로 보낸다(S1203). 상기 UE는 연결 설정 완료 메시지(Connection Setup Complete message)를 전송하여 연결 설정을 확인한다(S1204). 상기 연결이 설정되면, UE는 특히 UE id, 현재 위치 및 요청된 트랜잭션(transaction)의 종류가 담긴 정보를 포함하는 초기 직접 전달 메시지(Initial Direct Transfer message)를 전송한다(S1205). 그러면, UE와 네트워크는 서로 인증(authenticate)하여 보안 모드 통신(security mode communication)을 설정한다(S1206). 실제 설정정보(setup information)는 호 제어 설정 메시지(Call Control Setup message)를 통해 전달된다(S1207). 상기 메시지는 상기 트랜잭션을 식별(identify)하고 QoS(서비스 품질) 요구사항을 나타낸다. 상기 메시지를 수신한 네트워크는 상기 요청된 QoS를 만족시키기 위해 이용 가능한 자원이 충분한지를 확인하여 무선 베어러 할당을 위한 활동을 시작한다. 만일 충분한 자원이 있는 경우, 상기 요청에 따라 무선 베어러가 할당된다. 만일 그렇지 않은 경우, 네트워크는 더 낮은 QoS 값으로 할당을 계속하거나, 혹은 무선 자원이 이용 가능하게 될 때까지 상기 요청을 대기(queue)시키거나 상기 호 요청을 거절하도록 선택할 수 있다(S1208, S1209).

무선 시스템에서, (RACH(랜덤 접속 채널)에서 수행되는) 랜덤 접속은 UE가 호를 시작하기 위해, 그리고 네트워크와 신호 및 짧은 데이터 전달을 설정하기 위해 사용하는 방법이다.

스펙트럼의 효율(spectral efficiency)을 향상시키기 위해, 새로운 상향링크(UE에서 네트워크로의 전송) 방식이 3GPP LTE (Long Term Evolution) 구조(framework)내에서 연구되고 있다. 상향링크로는, 사이클 프리픽스(cyclic prefix)와 주파수 도메인 동등화(equalization)를 갖는 다중 반송파(OFDMA) 시스템 혹은 단일 반송파(국소형(localized) 또는 분산형(distributed) FDMA) 시스템을 들 수 있다. 서로 다른 반송파들이 UE들에 분산될 수 있다. 이러한 시스템들에서, 부반송파 주파수들의 한 세트가 셀 내의 각 상향링크 통신 링크로 할당된다. 각 통신 링크에 할당된 상기 부반송파 주파수들의 세트는 시스템에 이용 가능한 모든 부반송파 주파수들 중에서 선택된다. 스펙트럼 효율 목표(target)에 도달하기 위하여, 새로운 에어 인터페이스는 WCDMA와 같이 1에 대한 주파수 재사용을 달성한다고 가정한다. 그러한 직교 시스템(orthogonal system)에서, 동일 셀 내에 부반송파들 간의 인트라셀 간섭(intra-cell interference)은 발생하지 않는다. 그러나, 인접한 셀들에서 동일한 부반송파 주파수의 사용으로 야기되는 셀간 간섭(inter-cell interference)은 발생할 가능성이 있다.

이러한 시스템들에서는, 정확하게 감지할 확률을 최대화하고 랜덤 접속 시퀀스의 잘못된 감지를 최소화하기 위하여, 간섭조정 기술(interference coordination technique)을 근거로 한 RACH 통신 링크들로의 부반송파 주파수들의 할당을 조정하기 위한 방법은 존재하지 않는다.

따라서, 본 발명은 다음과 같은 개념적인 아이디어를 제공한다. 본 발명의 제 1 양태는 랜덤 접속 전용의 RACH 채널들을 선택하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은 경로 손실 레벨(path loss level) 혹은 다른 측정값(measurements)에 따라 상향링크 부반송파 그룹들(아래 묘사된 RACH 채널들)의 세트를 플래닝하는 단계를 포함한다. SNR, 수신된 신호 레벨(Rx 레벨), 간섭 레벨 등 경로 손실과 관련된 다른 메트릭스들(metrics)도 또한 가능하다.

도 13은 본 발명에 따른 절차를 도시한 도면이다. UE(단말)와 네트워크간에 처리(processing)를 도시한다.

상기 네트워크는 상기 UE로 시스템 정보를 전송한다(단계 1). 시스템 정보는 PRACH, 관련 시그니처들, 경로 손실 측정(measurements)에 대한 정보 등의 리스트를 포함할 수 있다. 그러면, UE는 하향링크에서 측정을 수행한다(단계 2). UE는 상기 측정 결과에 따라 PRACH 및/또는 전송파워를 선택한다(단계 3). 이후, UE와 네트워크는 접속 절차를 수행하기 위해 협력한다(단계 4). 이때, 상기 프리앰블을 위한 전송파워는 임의로(optionally) 포함될 수 있다. 그러면, 상기 네트워크는 상향링크 채널의 추정(estimation)을 수행한다(단계 5). 이후, 네트워크는 할당될 상향링크 전송파워 및/또는 자원을 선택한다(단계 6). 네트워크는 이용될 상향링크 전송파워 및/또는 주파수의 지시정보(indication)를 UE로 전송한다(단계 7). UE는 할당될 상향링크 전송파워 및/또는 자원을 이용한다(단계 8). 추가적인 및/또는 대체(alternative) 단계들이 수행될 수 있음은 명확하다.

도 14는 하나의 셀 내에서 RACH 주파수 플래닝(RACH frequency planning)을 도시한 도면이다. 단일 셀의 특정 부분에 위치한 UE들은 서로 다른 정도(degree)의 경로 손실(path loss) 및 반송파-대-간섭 비율(carrier-to-interference ratio; C/I) 레벨을 가질 수 있다. 단일 셀에 대해, 세 개의 영역들(region)이 존재할 수 있다. 즉, 중심 영역(central region)은 C/I는 낮지만 경로 손실은 높은 UE를 위한 영역이고; 경계 영역(boundary(periphery) region)은 C/I는 높지만 경로 손실은 낮은 UE를 위한 영역이며; 중간 영역(intermediate region)(즉, 상기 중심 영역과 경계 영역 사이)은 C/I가 중간이고 경로 손실도 중간인 UE를 위한 영역이다. 다소 더 크거나 작은 정도의 경로 손실 및/또는 C/I 레벨이 이용될 수 있음은 명확하다.

여기서, 도시된 6각형은 셀룰러 네트워크의 셀들을 나타내기 위해 단지 예시적으로 사용되었다. 상기 셀들의 실제 형태는 지형적 위치, 신호 사용, 요구되는 적용 범위 등의 다양한 요인들로 인해 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.

도 15는 RACH 무선 주파수 (반송파) 배열(arrangement)을 도시한 도면이다. (0 내지 N의 인덱싱을 갖는) 상기 RACH 무선 주파수들은 3 세트들(세트 1, 세트 2, 세트 3)로 나뉠 수 있다. 이러한 RACH 무선 주파수들의 세트들은 (a) 국소적(localized)인 방식으로 또는 (b) 분산(distributed)된 방식으로 할당될 수 있다. 다른 유형의 할당들이 이용될 수 있음은 명확하다.

도 16은 주파수 재사용을 위한 네트워크 배치(deployment)내에서 RACH 주파수 플래닝(planning)을 도시한 도면이다. 도 14 내지 15를 참조하면, 셀들은 서로 다른 구성을 가지고 특정 방식으로 플래닝 될 수 있다. 예를 들어, 셀 1은 세 영역(regions)을 가질 수 있다: C/I는 높지만 경로 손실은 낮은 UE를 위한 중심 영역(central region); C/I는 낮지만 경로 손실은 높은 UE를 위한 경계 영역(boundary region); 및 C/I가 중간이고 경로 손실도 중간인 UE를 위한 중간 영 역(intermediate region). 셀 1 주위에, 6 셀들이 존재할 수 있다. 셀들의 제 1 세트(셀 2, 4, 6)는 C/I는 낮지만 경로 손실은 높은 UE를 위한 중심 영역, C/I가 중간이고 경로 손실도 중간인 UE를 위한 경계 영역 및 C/I는 높지만 경로 손실은 낮은 UE를 위한 중간 영역을 가질 수 있다. 또한, 셀들의 제 2 세트(셀 3, 5, 7)는 C/I가 중간이고 경로 손실도 중간인 UE를 위한 중심 영역, C/I는 높지만 경로 손실은 낮은 UE를 위한 경계 영역 및 C/I는 낮지만 경로 손실은 높은 UE를 위한 중간 영역을 가질 수 있다. 상기 제 1 및 2 세트의 셀들은 도시된 바와 같이 대체(alternate)될 수 있다. 그러나, 다른(other) 셀 배열, 또한 각 셀에 대한 추가 및/또는 대체(alternative) 영역들이 가능한 것은 명확하다.

도 17은 부분적 재사용(fractional reuse)을 위한 네트워크 배치(deployment)내에서 RACH 주파수 플래닝을 도시한 도면이다. 여기서, 부분적 재사용은 각 셀이 세 섹터로 나뉠 수 있는 경우를 나타내는데, 각 섹터는 중심 영역, 중간 영역 및 경계 영역을 가질 수 있다. 3 셀들(셀 1, 2, 3)은 도 17에 도시된 바와 같이 플래닝 될 수 있다.

본 발명의 특징들은 도 13 내지 17을 참조하여 좀 더 세부적으로 설명된다.

경로 손실(path loss)은 거리 자유공간 손실(distance free-space loss) 및 반사(reflection), 굴절(refraction), 흡수(absorption) 등으로 인한 다수의 페이드 경로(faded paths) 등의 다양한 효과로 인해 송신측(transmitter)과 수신측(receiver)간에 신호가 겪는 감쇠(attenuation)를 나타낸다. 종래와 동일한 방식으로, 상기 UE는 방송 채널상에 시스템 정보에서 공용 파일럿 채널에서 이용된 파 워 레벨을 독출(read)한다. 상기 현재(present) 상향링크 간섭레벨은 동일한 방식으로 독출될 수 있다. UE는 상기 공용 파일럿 채널의 수신된 파워를 측정한다. 상기 수신된 파일럿 파워를 상기 전송된 파일럿 파워에서 빼서, 상기 경로 손실의 추정값(estimate)을 획득할 수 있다.

Path loss dB = Tx level - Rx level

Tx level은 유효 전송 파워 레벨(최대 출력 파워 및 모든 이득 및 상실, 즉, 전송된 안테나 이득(gain), 케이블 상실(loss)을 고려한)이고, Rx level은 상기 측정된 파워 레벨(상기 수신된 안테나의 이득 및 간섭 수신 레벨을 고려한)이다.

또는, 목적 셀(target cell)의 측정값(measurement)과 이웃 셀들(neighboring cells)의 측정값의 차이는 사용될 수 있는 RACH 채널에 관해 결정하기 위해 이용될 수 있다.

이용 가능한 RACH 채널들의 세트 중에서, 상기 UE는 아래 도시된 바와 같이 이용되도록 허용된 채널들의 세트를 선택한다.

허용된 RACH 채널 세트 = f(하나 또는 다수의 셀들, 이용 가능한 RACH 채널들의 상기 묘사된 바와 같은 경로 손실 또는 다른 측정값과 상호 관련된 메트릭스)

상기 허용된 채널들의 세트 중에서, UE는 알고리즘을 근거로 하나의 RACH 채널을 선택할 수 있다.

RACH 채널 = f(UE 결정, 예를 들어, UE-ID의 해시(hash) 기능, 랜덤 기능 등

상기 추정된 경로 손실(path loss) 및 간섭 파워 레벨로, 상기 UE는 네트워크 측에서 소정 SNR을 달성하는데 필요한 필요 전송 파워를 계산할 수 있다. 이러 한 SNR 목표(target)는 네트워크에 의해 나타내져야 한다. 상기 RACH 절차 도중에, 네트워크가 최상의 상향링크 자원(즉, 주파수 및/또는 시간 및/또는 코드 패턴)을 선택할 수 있도록 하기 위하여 사용된 전송력(Tx power)/경로 손실 또는 다른 측정값의 범위를 상기 네트워크로 나타내는 것 또한 가능하다.

본 발명의 다른 양태는 특정 RACH 절차를 제공하는 것이다. 즉, 본 발명은 다음의 방식으로 구현될 수 있다.

서로 다른 RACH 무선 주파수 또는 무선 주파수들의 세트가 특정 기준(criteria)(QoS, 경로 손실, SNR, 수신 신호 레벨(Rx 레벨), 간섭 레벨 등)에 따라 셀 내에서 플래닝 된다. 서로 다른 문턱값(threshold)들이 다양한 RACH 자원들에 대해 적용될 수 있다. 상기 특정 문턱값은 어떤 RACH 자원들이 이용되도록 허용되는지를 판단한다. 그러면, 상기 UE는 랜덤 접속을 수행하기 위한 특정 방법에 따라 RACH 자원들 중 하나를 선택한다.

본 발명에 적용될 수 있는 예들은 다음과 같다:

RACH 채널들은 주파수 도메인(예를 들어, 특정 부반송파)에서, 시간 도메인(예를 들어, 시작 및 중지 인스턴트(instant)에 의해 정의된 특정 기간(duration))에서, 코드 도메인(예를 들어, 특정 코드 시퀀스에 의해 정의된)에서, 또는 이들의 혼합으로 무선 자원의 다양한 조합을 통해 정의될 수 있다. 예를 들어, RACH 채널은 주파수들과 타임슬롯들의 시퀀스(일련, sequence)로서 정의될 수 있는 주파수 및 시간 분할 패턴의 조합(combination)을 이용할 수 있다. 상기 주파수 시퀀스는 특정 UE에 할당된 RACH 채널에 대해 주파수와 무선 프레임간에 상 응(correspondence)이 있는 해당 셀에서 판단된다. 소정 RACH 채널은 무선 프레임 마다 동일한 또는 서로 다른 타임슬롯을 이용할 수 있다. 상기 타임슬롯 시퀀스는 타임슬롯 번호 및/또는 프레임 번호 시퀀스에 의해 정의된다. 이러한 파라미터들은 네트워크에 의해 방송되어야 한다(또는 방송된 파라미터들로부터 구해(derived)져야 한다).

주파수 도메인에서 RACH 자원은 셀 내에서 통신 링크를 위해 이용 가능한 N개 주파수들의 더 큰 그룹에서 할당된 M개 허용 주파수들의 서브세트로서 정의될 수 있다. 상기 숫자 M은 요구되는 RACH 용량에 근거하고 시간이 지나면 변할 수 있다. 예를 들어, 네트워크가 랜덤 접속 채널이 이용되는 것을 감지하는 경우, 상기 이용된 주파수는 상기 허용 채널로부터 제거될 수 있거나 혹은 논-프리(non-free)나 바쁨 등으로 나타날 수 있다. 네트워크 측에서, 상기 M개의 허용 주파수들의 서브세트는 여러 개의 경로 손실 문턱값 레벨들에 따라, 주파수들이 전체 대역의 일부에 서로 그룹 지어진 국소적인 방식으로, 혹은 도 14에 도시된 바와 같이 주파수들이 전체 대역에 대해 동등한 간격으로 떨어진 분산된 방식으로 배열될 수 있다. 원거리에서의(at a distance) 경로 손실은 소위 거리 파워 법칙(distance power law)을 따르는 것으로 알려진다. 즉, 상기 수신된 신호는 d-α 만큼 감소하고, 사용중인 주파수 대역, UE와 기지국 모두의 안테나 높이 및 형태에 따라 어느 정도 달라진다. 경로 손실에 관하여, 다수의 실험적인 모델들이 존재하는데, 그 중에서도 OKUMURA & HATA가 가장 잘 알려져 있다. 이 모델은 기본적으로 경로 손실은 거리 증가에 따라 증가한다는 것을 묘사한다. 이는 상기 수신된 신호 세기가 셀 중 심(cell center) 부근에서 더 크고, 상기 셀 중심으로부터 거리에 따라 감소한다. 즉, 네트워크 측에서, 소정 주파수 대역, 소정 안테나 높이, 소정 환경(environment)에 대해, 다음과 같은 매우 단순한 수식이 여러 개의 경로 손실 레벨에 따라 M개의 허용 주파수들을 배열하는데 이용될 수 있다:

Path loss dB = C + 10αlog d

여기서, C는 상수, d는 거리이고, α는 채널 모델에 따른 값을 갖는 전파지수(propagation exponent)이며 대개 2 내지 4의 범위에 있다.

본 발명의 주요 개념으로, UE측에서, 각 UE는 도 1에 도시된 바와 같이 하향링크에서 수신 신호의 경로 손실(SNR, 수신 신호 레벨(Rx 레벨), 간섭레벨)에 따라 다양한 RACH 채널들을 이용한다. 셀 내의 각 UE는 상기 경로 손실을 측정한다. 상기 측정된 경로 손실에 따라, 상기 UE는 어떤 주파수 서브세트들이 랜덤 접속을 수행가능한지를 판단한다. 이는, 예를 들어, 최소/최대 측정값이 주어질 수 있는 각 RACH 채널에 대해 시스템 정보에서 문턱값 방송(threshold broadcast)을 근거로 이루어 질 수 있다. 즉, 다양한 UE 그룹들이 도 15에 도시된 바와 같이 서로 다른 주파수 또는 주파수들의 세트를 이용하여 이러한 방식으로 생성될 수 있다.

시간 도메인에서 RACH 리소스는 UE가 랜덤 접속 절차를 시작할 때를 나타내는 기결정된 타임 오프셋의 회수로부터 정의될 수 있다. RACH 리소스가 주파수 및 시간 도메인에서의 조합을 통해 정의될 수 있는 경우, 상기 RACH 채널은 T개의 RACH 타임 오프셋들로 매핑된 M개의 RACH 허용 주파수들로(상기 묘사된 바와 같이) 구성될 수 있다. 사이클 마다 (이때, 사이클은 하나 또는 그 이상의 무선 프레임들 일 수 있다), 허용 주파수 당 S개의 타임 오프셋이 정의될 수 있다. 각 허용 주파수에 대해 상기 S개의 이용 가능한 타임 오프셋을 판단하기 위해, 다음 수식이 적용될 수 있다:

타임 오프셋 = [허용주파수] + (k*T/S) % T

With: j = 0, 1, 2, 3,…M; k = 1, 2, 3,…S

한편, M개의 허용 주파수 사이클당, 각 타임 오프셋은 C개의 서로 다른 주파수들에서 나타나기(appear) 위해 정의될 수 있다. 어떤 주파수에서 이들이 나타나는지를 판단하기 위하여, 다음의 같은 수식이 적용될 수 있다:

허용주파수 = [타임오프셋i + (n*M/C)] % M

With: i = 0, 1, 2, 3,…T; n = 0, 1, 2, 3,…C

랜덤 접속 절차는 다음과 같은 요소들(elements)을 포함할 수 있다:

상향링크에서, 하나 또는 그 이상의 접속 프리앰블(access preamble; AP) 및/또는 충돌 프리앰블(collision preamble; CP) 및/또는 데이터 및 제어 정보를 포함하는 메시지 부분들로 구성된다. 상기 접속 프리앰블은 기정의된 시퀀스로서 시그니처(signature)로 불린다. Zmax의 이용 가능한 접속 시그니처들이 있다. 모든 시그니처들은 (시스템에 의해 금지되지 않는 경우) 원칙적으로 랜덤 접속을 위해 이용될 수 있다. 동시에 다양한 시그니처들을 이용한 여러 개의 접속 시도를 감지할 수 있고 또한 동시에 접속 지시자 채널(access indicator channel; AICH)에서 이들을 인지(acknowledge)할 수 있다. 충돌 감지 프리앰블들(collision detection preambles)은 충돌 감지를 위해 전송될 수 있다. 충돌 감지 프리앰블은 메시지가 전송되기 전에 충돌 감지를 위해 전송될 수 있다. 충돌 감지 시그니처는 접속 시그니처와 함께 공유될 수도 있고, 혹은 완전히 다른 것일 수도 있다. 충돌 감지 프리앰블이 이용되지 않는 경우, 충돌 해결(collision resolution)은 상기 메시지 부분이 수신된 후 상위 계층에 의해 수행될 수 있다. UE 기반 결정(UE based decision)의 경우, 상기 AP와 CP는 전송에 이용될 채널, 전송파워레벨, 현재의(present) 하향링크 간섭 레벨 등의 추가적인 정보를 운반할 수 있다.

하향링크에서, 하나 또는 그 이상의 접속 지시자(access indicator; AI)가 전송될 수 있다. 상기 AI 신호는 상기 접속 프리앰블 감지에 대한 응답으로 네트워크로부터 전송된다. 적절하게 동작할 경우에, 상기 네트워크는 UE로부터 접속 프리앰블을 인지하고 통신 링크를 설정하기 위해 AI로 응답한다. 상기 접속 지시자는 자신이 응답하는 상기 시그니처를 식별하도록 정의된다. 그리고 하나의 구현 방법은 동일한 시그니처 시퀀스를 상기 응답이 속한 접속 프리앰블로써 이용하는 것일 수 있다. 상기 충돌 감지 프리앰블이 이용되는 경우, 상기 충돌 지시자(CI)가 충돌 감지 기능을 지원하기 위해 이용될 수 있다. 유사하게, 상기 AI가 응답으로 상기 AP 시그니처 시퀀스를 이용하는 것처럼, 상기 CI는 상기 CD 시그니처 시퀀스를 이용할 수 있다. 추가적인 정보는 AI(및 CI)내에 포함될 수 있는데, 예를 들어, 메시지 전송을 위해 이용할 채널, UE가 상향링크 전송을 위해 이용해야 하는 타이밍 어드밴스 (timing advance)를 위한 정확한 값을 구하기 위해 이용되는 메시지 전송 전의 시간 대기(time waiting)인 타이밍 어드밴스(TA), 이용할 전송 파워 레벨 혹은 현재의 상향링크 간섭 레벨 등이 있다.

상기 랜덤 접속 절차는 여러 개의 단계들(단계(phase) A 내지 G)로 나뉠 수 있다:

A) 상기 UE는 RACH 제어 파라미터들을 획득하기 위하여 상기 방송 채널의 청취를 시작한다. 상기 RACH 제어 파라미터들의 목적은 상기 RACH 이용(utilization)을 제어하기 위해 사용되는 파라미터들을 제공하는데 있다. 이러한 파라미터들은 다음 중 어느 하나이다:

(1) 접속 서비스 등급(access service class; ASC) 및 관련 지속값(persistence value)(종래와 유사).

(2) 이용 가능한 RACH 채널들의 세트(또는 채널 그룹, 상기 채널들은 상기 묘사된 바와 같이 시간-주파수 도메인에서 배열될 수 있다.)

(3) 프리앰블 재전송 도중에 다음의(next) RACH 채널에 대한 오프셋의 계산을 가능하게 하는(RACH 호핑으로 간주될 수 있는) RACH 할당 인덱스 오프셋(RACH Allocation Index Offset; RAIO).

(4) 접속 프리앰블 파라미터들:

a) 이용 가능한 접속 시그니처들의 세트. 동일하거나 서로 다른 시그니처들이 RACH 채널 그룹 각각에 할당될 수 있다.

b) 최대 재전송 허용 회수

c) 두 프리앰블들의 전송간에 최소 타임 오프셋 수를 계산하는데 이용되는 파라미터

d) 프리앰블 파워. 프리앰블 파워 램핑이 이용되지 않는 경우 각 프리앰블 재전송에 대해 동일할 수 있다.

e) 상기 프리앰블 파워 램핑이 이용되는 경우:

i) 초기 프리앰블 파워

ii) 프리앰블 파워간에 파워 스텝(power step)

(5) 만일 충돌 해결이 상기 물리 계층에서 수행되는 경우, 상기 충돌 프리앰블 파라미터들은 동일하거나 서로 다른 파라미터 값을 갖는 접속 프리앰블 파라미터들과 같을 수 있다.

(6) 상기 접속(또는 충돌) 프리앰블 부분과 상기 메시지 부분간에 파워 오프셋.

(7) 상기 메시지 부분의 전송을 확산(spread)시키기 위한 타임 오프셋의 수

(8) 현재의 상향링크 간섭 레벨이 또한 나타날 수 있다.

(9) 각 상향링크 채널에 대해, 문턱값들이 하향링크 측정 목표(downlink measurement object)(예를 들어, 측정된 값은 경로 손실, SNR, 수신신호레벨(Rx 레벨), 간섭레벨 등 혹은 예를 들어, RACH 채널 셀과 이웃 셀간의 차이 등의 서로 다른 셀간 측정된 값들의 차이 중 하나가 될 수 있는 최소/최대 측정값)를 위해 주어져야 한다.

(10) 상기 측정값들의 계산을 위한 오프셋, 예를 들어, 현재 셀과 이웃 셀의 파일럿 파워(pilot power)의 차이

B) 상기 UE는 상기 공용 파일럿 채널에서 상기 수신된 파워를 측정한다. 상기 수신된 파일럿 파워를 상기 전송된 파일럿 파워로부터 빼서, 상기 경로 손실의 추정값(estimate)을 획득할 수 있다. 상기 추정된 경로 손실을 이용하여, UE는 어떤 RACH 채널 그룹들이 사용될 것인지를 안다.

C) 상기 UE는 이용하도록 허용된 그룹에서 RACH 채널 중 하나를 임의로 선택한다. 또한, 상기 접속 프리앰블 시그니처들은 상기 이용 가능한 시그니처들 중에서 임의로 선택된다.

D) 접속 프리앰블은 상기 선택된 시그니처와 함께 전송된다. (UE 기반 결정의 경우) 전송을 위해 이용될 다음 RACH 채널, 전송 파워 레벨, 현재의 하향링크 간섭 레벨 등에 관한 추가 정보가 포함될 수 있다.

E) 상기 UE는 상기 네트워크가 상기 접속 프리앰블을 감지했는지의 여부를 확인하기 위해 획득 지시자(acquisition indicator; AI)를 디코드 한다.

F) AI가 감지되지 않은 경우, 상기 UE는 다른(another) 시그니처를 선택하고, 만일 파워 램핑이 이용되는 경우, 네트워크에 의해 주어진 스텝들에 의해 상기 접속 프리앰블 전송력을 증가시킨다; 그렇지 않은 경우, 상기 동일한 파워 레벨이 프리앰블 재전송을 위해 유지될 수 있다. 상기 접속 프리앰블은 아래의 경우 재전송될 수 있다;

(1) 상기 그룹으로부터의 다음(next) 이용 가능한 RACH 채널에서;

(2) RAIO (RACH Allocation Index Offset)에 따라 RACH 채널에서;

(3) 이전 전송과 동일한 RACH 채널에서; 또는

(4) 시스템이 금하지 않는 경우, 다른(another) 그룹으로부터의 RACH 채널에서.

G) AI가 감지되는 경우, 상기 UE는 충돌 감지 프리앰블을(충돌 해결이 물리 계층에서 수행되는 경우) 시작하거나 혹은 메시지 전송을(충돌 해결이 상위 계층에서 수행되는 경우) 시작한다.

I) 충돌 감지 프리앰블의 경우, AI가 감지된 후, 지난(last) AP와 동일한 파워 레벨을 갖는 CP가 임의로 선택된 다른(another) 시그니처와 함께 전송된다. 상기 CP는 위에서 묘사된 바와 같이 RACH 채널들 중 하나에 전송될 수 있다(접속 프리앰블 재전송에서 이전 포인트(previous point)를 참조). 상기 네트워크는 CI에서 CP 시그니처를 반향(echo)할 것으로 예상되고, 이러한 방식으로 물리 계층(L1)에서 충돌 확률을 감소시킨다.

(2) 상기 메시지 부분은 프리앰블 전송을 위한 방법의 하나에 따라 RACH 채널에서 전송되거나, AI나 CI에서 나타내질 수 있는(상기 AI 및/또는 CI에 포함될 수 있는 추가 정보 요소에 관하여는 위를 참조) 다른 특정 채널에서 전송되거나, 혹은 다른(another) 네트워크 채널에 의해 전송될 수 있다. 상기 랜덤 접속 메시지는 상기 네트워크에 의해 나타난 바와 같이 상기 메시지 부분의 전송을 확산시키기 위해 타임 오프셋의 수에 따라 전송된다. HARQ 방법들이 이 주기(period)동안에 데이터 블록 응답(data block acknowledgement)을 위해 이용될 수 있다.

도 18 내지 23은 RACH 부반송파 할당 및 일부 시뮬레이션 결과의 예를 도시한다.

시뮬레이션은 2GHz의 반송파 주파수를 가지고 10MHz(FFT 크기는 1024)의 시스템 대역폭에서 수행된다. 상기 채널은 6 탭(tap)들을 갖는 TU이고 이동 속도는 3 ㎞/h이다. 상기 시그니처들은 가상 잡음 코드들(pseudo noise codes)이다.

RACH 부반송파 할당에 대해, 국소형 대 분산형 매핑 방식이 시간 도메인에서 단순한 상관관계(correlation)를 수행함으로써 타이밍 오프셋의 추정값과 비교된다.

도 18은 각 (매핑) 방식(즉, 국소적(localized), 임의적(randomized), 등거리적(equidistant) 매핑)에 대한 소정 시그니처의 자기상관 함수(autocorrelation function)를 나타낸다.

상기 등거리 방식으로의 자기상관관계는 균등하게 나뉘어진 여러 개의 피크(peak)들을 나타내고, 따라서 변위된(shifted) 타이밍 추정으로 이끄는 잘못된 추정이 이루어질 수 있다. 상기 국소적 매핑 방식의 경우, 상기 자기상관 함수는 일반적인 CP 구간(duration)보다 더 작은 로브(lobe)를 나타내고, 따라서 타이밍 오프셋의 추정으로 야기된 에러는 중요하지 않은 것으로 간주될 수 있다.

따라서, 국소적 방식이 RACH 부반송파 할당을 위해 제안된다. UE로의 부반송파 할당은 적어도 RACH 셀간 간섭 조정을 위한 경로 손실 기준(criteria)을 근거로 해야 한다. 이는 기지국에 가깝고 잠재적으로 이웃 셀들에 간섭을 거의 야기하지 않는 UE들이 네트워크에 의해 신호로 알려진 특정 부반송파들에 할당될 수 있다. 그리고, 셀 가장자리(edge)에 있고 많은 간섭을 야기하는 UE들은 다른(other) 부반송파들에 할당된다.

도 19는 시그니처의 missing probability를 도시한 도면이다. 이하, RACH 시그니처의 대역폭이 고려될 것이다. 발명자들에 의해 수행된 시뮬레이션에서, 5TTI 마다 하나의 시도가 고려된다. 예상한 바와 같이, 5MHz의 전송 대역폭은 부반송파의 수가 더 커지기 때문에 더 나은 감지 성능(performance)을 갖게 한다.

도 20 및 21은 정주파 대역(constant frequency band)과 주파수 호핑이 각각 1.25MHz와 5MHz의 대역폭에 이용되는 경우 평균 RACH 시도 수를 도시한다.

주파수 호핑(도약)이 이용되는 경우, 1.25MHz 대역폭의 시그니처와 5MHz 대역폭의 시그니처를 비교한 TU 채널에서 시뮬레이션 결과로 보여진 바와 같이, 1.25MHz의 RACH 전송(Tx) 대역폭이 매우 효과적이다. 리소스의 효율적인 사용을 위해, 2 전송의 평균 수에 대한 SNR 목표(target)를 이용하여, 주파수 호핑은 5MHz의 성능과 유사한 1.25MHz의 성능을 달성할 수 있게 한다. 즉, UE 파워는 동일하지만, RACH를 위해 예비(reserved)된 부반송파들의 수는 더 적다. 그러므로, 1.25MHz의 RACH 전송 대역폭의 사용이 본 발명을 위해 제안된다.

도 22는 하나의 시도가 매 TTI 마다, 5 TTI 마다, 그리고 10 TTI 마다 수행된 연속적인 시도들간에 지연(delay)의 비교를 도시한다. 상기 묘사된 두 시도들 간의 지연의 영향(impact)이 설명된다. 상기 네트워크를 접속하기 위해 필요한 시도 회수는 성능 측정(performance measure)을 나타낸다. 상기 RACH 절차는 상기 시그니처가 감지될 때까지 수행된다. 4 OFDM 심볼들의 시그니처 길이가 고려된다. 보행자 채널(pedestrian channel)(3㎞/h)이 시뮬레이션 된다. 상기 채널이 시간에 따라 천천히 변화하고 상기 과정이 시간 다이버시티(diversity)로 이득을 얻기 때문에, 시도 회수로 표현된 성능이 더 큰 지연을 위해 보다 유리하다.

도 23은 다양한 RACH 버스트 크기들(즉, OFDM 심볼들의 수)에 대해 missing 확률과 SNR간의 관계를 도시한다. RACH 버스트 크기에 관하여, 상기 시그니처 주기(duration)는 랜덤 접속 디자인에서 키(key) 파라미터이다. 상기 신호가 더 길수록, 감지가 더 잘 된다. 그러나, 가드 시간 및 잠재적 페이로드 크기에 대한 필요가 고려되어야 한다. 상기 missing probability은 1, 3, 5 OFDM 심볼들의 시그니처 길이를 위해 제공된다.

-10dB 이하의 SNR 값에 대해, missing 확률(probability)은 3 및 5 OFDM 심볼들을 가지고서 타당하게 보인다. 그러나, 최대 심볼 수는 30㎞의 셀 크기에 대한 LTE 요구사항에 의한 왕복 지연(round trip delay)으로 인해 4로 제한된다.

RACH 버스트에 포함된 데이터 부분은 상기 단말이 열악한 적용 범위에 있는 경우 여러 번의 재전송을 필요로 할 수 있는데, 이는 RACH 리소스 점유(occupancy)로 인해 접속 지연(access delay)은 증가시키고 접속 용량(access capacity)은 감소시킨다. 이러한 이유로, 상기 데이터 부분의 전송은 노드 B가 제어한 상향링크 공유 채널들에 좀 더 효율적일 수 있다. 그러나, 페이로드 부분(payload part)을 작게 갖는 이점이 (예를 들어, 충돌 감지를 돕기 위해) 고려되어야만 한다.

LTE 시스템에서, 상기 RACH 접속 절차는 두 가지 목적을 위해 이용될 수 있다: (1) 시간 조정(time adjustment)의 제어; 및 (2) 초기 접속(initial access) (즉, 스위치 온, 셀 재선택, 유휴모드에서 활성모드로의 전환 등).

그러나, 시간 조정의 제어가 더 상세한 연구를 필요로 하기 때문에, 이하 초기 접속 부분만을 고려할 것이다.

Release 99과는 반대로, 밀집 기반채널(congestion based channel)에서 상당 한(significant) 양의 페이로드의 전송은 수행해야 할 가장 효율적인 방법은 아니다. 오히려, 초기 접속에서, 주요 목적은 UE를 감지하고, 필요한 타이밍 정렬(timing alignment)을 계산하고, 상기 UE를 위한 상향링크 리소스를 할당하는 것이 되어야 한다.

셀간 간섭 경감(inter-cell interference mitigation)의 경우, 하나의 제안(proposal)은 각 셀에서 서로 다른 부-대역(sub-bands)들을 이용하는 RACH 채널들의 세트를 정의하는 것일 수 있다. 랜덤 접속의 경우, 상기 UE는 자신이 측정한 경로 손실을 근거로 이용 가능한 부-대역들 중 하나를 선택해야 한다. 그 결과, 큰 (또는 높은) 경로 손실의 UE는 (즉, 상기 기지국으로부터 멀리 있는 UE들) 특정 부-대역을 이용하고, 상기 주요 UL 간섭은 이 부-대역에서 국소화된다. 하나의 부-대역 안에서, 상기 이용 가능한 리소스의 선택은 임의적(randomly)으로 이루어질 수 있다.

상기 랜덤 접속 절차 동안, 상기 UE는 RACH 버스트를 전송하고, 상기 네트워크는 단말(UE)로부터 상기 수신된 신호를 측정한다. 그러면, 상기 네트워크는 단말이 그에 따라 자신의 상향링크 전송 타이밍을 조절하도록 명령하는 타이밍 어드밴스(timing advance; TA) 명령을 전송한다. 제 2 RACH 전송은 상기 조절된 타임 오프셋을 확인하고 충돌 해결을 돕도록 행해질 수 있다. 일단 동기화가 획득되면, 메시지 부분은 노드 b에 의해 스케줄링 되는 상향링크 공유 리소스로 보내진다.

리소스를 요청할 필요가 있는지 혹은 상기 상향링크에서 시간 동기화를 유지할 필요가 있는지의 여부에 따라, RACH 혹은 제어 신호 리소스가 사용될 수 있다.

시그니처가 전송되면, 상기 UE는 (ACK/NACK/타이밍 조정을 포함하는) 응답 메시지의 수신을 기다려야 한다. 만일 상기 상향링크 시스템 대역(uplink system band)과 하향링크 시스템 대역이 동일한 경우, RACH 시그니처를 위한 리소스 및 상기 응답 메시지를 위한 리소스에 대한 일대일 매핑(one-to-one mapping)이 정의될 수 있다. 또는, 상기 응답 RACH 메시지의 물리적 리소스가 UE id 등의 UE 특정 정보를 기초로 할당될 수 있다. 예를 들어, 시스템 정보는 UE id와 응답 RACH 메시지의 하향링크 리소스 간에 매핑을 하기 위한 계산방법을 포함할 수 있다. 그러면, 상기 UE는 그 계산에 따라 RACH 메시지를 전송한 후에 응답 RACH 메시지의 위치(주파수 및/또는 시간)를 알 수 있다.

도 24 내지 26은 본 발명에 따른 랜덤 접속 시도를 위한 UE와 네트워크간에 시그널링의 예 및 다양한 구현방법(즉, 유스케이스(use cases))들을 위한 RACH 자원 할당의 예를 도시한다.

이하, 랜덤 접속 유스 케이스(Random Access Use Cases)들이 고려될 것이다. 랜덤 접속 절차는 L1 동기화 획득을 위한 초기 접속을 위해, UL 리소스가 이용 가능하지 않은 경우 리소스 요청을 위해, 그리고 UE 이동성의 제어를 위해 이용될 수 있음이 확인되었다. 이러한 유스 케이스들은 3개의 다른 상태들로 분류될 수 있다.

(1) 유휴(idle) 모드 UE / 분리(detached) 모드 UE / UE 이동성(mobility);

(2) 리소스 없이 동기화된 활성(active) UE; 및

(3) 리소스 없이 비동기화(non-synchronized)된 활성 UE (RAN2에서 FFS하에)

각 상태에 대해 다양한 가능 절차들이 다음과 같이 논의된다.

a) 유휴 모드 UE / 분리 모드 UE / UE 이동성; 및

b) 대역폭과 프리앰블 길이에 관한 고려

이러한 상태들에서, UE를 감지하고, 필요한 타이밍 정렬을 계산하고, 상기 UE를 위한 상향링크 리소스를 할당하는 것이 주요 목적이 되어야 한다. 우리가 이해한 바에 따라, 비동기화된 랜덤 접속 전송을 위한 최소 BW는 1.25MHz가 되어야 한다. 실제로, 도면에 도시된 바와 같이, 자기상관 함수는 등거리 매핑 방식보다 더 나은 타이밍 추정을 제공하는 국소적 매핑 방식을 위한 로브(lobe)를 나타낸다. 상기 로브 폭(width)은 타이밍 불확실성(timing uncertainty)에 대한 사이클 프리픽스(cyclic prefix)의 부분(fraction)이 되어야 하는 1/BW와 대략 같다. 1.25MHz의 BW에 대해, 자기상관 로브는 일반적인 CP 주기(duration)(약 5μ) 보다 충분히 더 작은 약 0.8㎲이다. 1.25MHz 보다 작은 BW에 대해, 예를 들어 375KHz의 BW의 경우, 불확실성(uncertainty)은 3배로 증가하고 따라서 그러한 BW가 이용되는 경우, 상기 채널의 주파수 선택도(frequency selectivity)를 이용하기 위해서는 유리하다 할지라도 상향링크 전송에서 상기 타이밍 불확실성의 영향을 평가하는 것이 필요하다.

3㎞/h에서 TU 채널의 경우 3 심볼들의 사용시 감지를 위한 타당한 성능을 갖는 것이 가능해야 한다. 그러나, 상기 시뮬레이션들에 대한 가정(assumptions)에 동의하는 것은 중요하다.

상기 포인트들에 관해 결정하기 위해서, 다음에 관한 가정을 하는 것이 필요하다:

a) 타이밍을 위해 요구되는 정밀도(precision); 및

b) 노드 B의 UL에서 최대 달성 가능 SNR, 즉 링크 버짓(link budget)상 필요한 가정(assumption).

이러한 가정들을 근거로, 서로 다른 대역폭 및 서로 다른 속도와 채널들을 위한 프리앰블의 전송에 필요한 심볼들의 개수(number)를 추정(estimate)하는 것이 가능해야 한다.

도 24는 비동기화된 RACH 절차에 대한 옵션을 도시한 도면이다.

경쟁 채널(contention channel)의 옵션 1에서, 상기 프리앰블과, 필요한 UL 리소스, 우선순위, 설정 근거(establishment cause)(즉, RACH의 목적, RACH 근거, 랜덤 접속 이유 등) 그리고 경쟁 해결(resolution of contention)을 돕기 위한 랜덤 Id에 관한 정보가 담긴 X 비트 메시지(TBD)를 포함하는 메시지 페이로드가 함께 결합(combine)된다. 상기 X 비트들은 네트워크에 의해 디코드된 후에, UL SCH에 이용될 필요한 타이밍 어드밴스 정보(timing advance information), 요청된 스케줄링 허가(grant) 및 다른 필요한 정보로 응답한다. (적용범위 이슈(coverage issue)로 인하여) 리소스 요청이 전송될 수 없는 경우, 할당할 UL 리소스의 필요한 양은 랜덤 접속 근거와 관계없이 일정(constant)하거나 혹은 상기 랜덤 접속 근거에 링크된 상기 프리앰블을 근거로 할 수 있다. 상향링크를 할당 받을 때, 상기 UE는 상기 L3 메시지들, MAC 데이터 또는 제어 PDU를 스케줄링 된 리소스(scheduled resources)상으로 전송한다.

옵션 2에서, 경쟁 기반 채널에서 프리앰블만이 UE에 의해 전송된다. 상기 네 트워크에 의해 감지되면, 시그널 리소스는 상기 UE로 할당된다. 그러면, 상기 스케줄링 된 리소스상으로, UE는 스케줄링 허가(grant)를 전송한다. 상기 네트워크는 UE가 메시지 페이로드 부분 전송을 위해 필요로 하는 것에 따라 리소스 할당을 조절한다. 이러한 절차는 상기 네트워크가 RRC 메시지의 전송을 위해 부적절한 리소스를 할당하는 것을 막고 우선순위를 정확하게 처리하도록 한다.

가능한 옵션들(즉, 옵션 1과 2) 간의 선택은 UL SCH 리소스를 요청하는 추가 정보 전송을 위해 이용되는 시간과, 감지되지 않거나 혹은 충돌한 프리앰블과 함께 리소스 요청을 전송함으로써 낭비된 리소스와 생성된 간섭간에 교환(trade off)이다. 이러한 모든 가정하에, 데이터의 크기가 너무나 커지지 않는 한 하나 또는 다른 절차에 대한 명확한 이점을 보이는 것은 어려울 수 있다. 상기 방식에 관해 결정하기 위하여, 필요한 프리앰블 크기 및 상기 프리앰블과 함께 전송되는 경우 운반된 데이터 비트 당 요구되는 리소스가 알려질 필요가 있다.

옵션 1 또는 옵션 2간에 선택할 때 추가적인 요소들은 프리앰블을 위해 요구되는 리소스와 추가적인 데이터 비트로 인한 오버헤드를 명확히 하기 위해 고려되어야 한다.

리소스 없이 동기화된 활성 UE에 관해서, 상기 UE가 이러한 타입의 리소스 요청을 전송할 때, UE는 이미 동기화를 설정했으므로 이 전송으로부터 수행될 수 있는 타이밍 추정은 그렇게 중요하지 않다. 이 경우, 상기 동기화된 랜덤 접속 절차는 비동기화된 접속보다 더 작은 대역폭으로 리소스 요청을 위해 고려될 수 있다. 이러한 대역폭은 상향링크 리소스 유닛의 대역폭과 동일할 수 있고, 전송되기 위해 필요한 비트수를 근거로 고려되어야 한다. UE 식별(identification)을 위해 C-RNTI를 전송할 필요가 있다.

도 25는 3개의 랜덤 접속 절차들이 가능한 동기화된 RACH 절차에 대한 옵션을 도시한 도면이다.

옵션 1에서, 프리앰블, C-RNTI 및 RR이 RACH 절차를 위해 예약된(reserved) 특정 리소스로 전송되는데, 상기 C-RNTI와 RR는 채널 코딩에 의해 보호된다. 상기 RR을 전송할 근거(occasion)가 없는 UE는 프리앰블을 선택하고, 상기 특정 리소스상으로 상기 프리앰블과 리소스 요청을 전송한다. 만일 두 단말들이 동일한 시간/주파수 리소스로 동일 시간에 랜덤 접속 절차를 수행하는 경우, C-RNTI와 RR이 정확하게 디코딩되지 않을 수도 있다.

옵션 2에서, 상기 C-RNTI와 RR이 채널 코딩 및 (선택적으로) 추가 중복(additional redundancy)에 의해 보호된다. 상기 RR을 전송할 근거가 없는 UE는 프리앰블을 선택하고, 상기 특정 리소스상으로 상기 프리앰블과 리소스 요청을 전송한다. 이때, 상기 C-RNTI와 RR은 구체적으로 코딩되고, 이에 더하여 상기 이용된 프리앰블에 특정한 스크램블링 코드(scrambling code)에 의해 스크램블 된다. 상기 코딩을 위해 도입된 중복 레벨에 따라, 상기 노드 B는 충돌의 경우에도 C-RNTI와 RR를 디코딩 할 수 있게 된다.

옵션 3에서, 상기 UE는 이용 가능한 프리앰블들 중 하나를 선택하고, 이를 상기 예약된 리소스상으로 전송한다. 충돌의 경우, 상기 노드 B는 상기 프리앰블들 중 하나를 선택할 수 있고 이러한 프리앰블을 전송했던 UE로 리소스를 할당한다. 상기 두 UE들이 동일한 프리앰블을 전송한 경우, 두 UE들은 자신을 위한 리소스 할당을 고려하게 되는 위험이 있다.

리소스 없이 비동기화된 활성 UE의 경우, 이러한 가능성의 필요 여부는 활성화 상태에서 슬립모드(sleeping mode)와 일반적인 동기화 처리에 관한 결정에 달려있다. 이러한 가능한 절차는 상기 C-RNTI가 이미 이용 가능하다는 것을 제외하고는 유휴 모드 UE와 동일할 수 있다.

랜덤 접속 절차에서, 셀간 간섭 경감에 대해, 한가지 제안은 서로 다른 부-대역을 이용하는 RACH 채널들의 각 셀 세트에서 정의하도록 하는 것이다. 랜덤 접속의 경우, 큰 경로 손실을 가진 UE 즉, 상기 기지국에서 먼 UE가 특정 세트를 이용하도록 하고, 주요 UL 간섭이 이 세트에서 국소화되도록, 상기 UE는 자신이 측정한 경로 손실을 근거로 이용 가능한 세트들 중 하나를 선택해야 한다. 한 세트 내에, 상기 이용 가능한 리소스의 선택은 임의적으로 이루어질 수 있다.

도 26은 본 발명에 따라 RACH 리소스 할당의 예를 도시한 도면이다.

상기 랜덤 접속 절차 중에, UE는 RACH 버스트를 전송하고, 네트워크는 상기 단말로부터 상기 수신된 신호를 측정한다. 그러면, 상기 네트워크는 단말이 자신의 상향링크 전송 타이밍을 그에 따라 조절하도록 명령하는 타이밍 어드밴스(TA) 명령을 보낸다. 제 2 RACH 전송은 상기 조절된 타임 오프셋을 확인하고 충돌 해결을 돕도록 수행될 수 있다. 일단 동기화가 획득되면, 상기 메시지 부분은 노드 b에 의해 스케줄링 된 상향링크 공유 리소스상으로 보내진다.

리소스를 요청할 필요가 있는지 혹은 상기 상향링크에서 시간 동기화를 유지 할 필요가 있는지의 여부에 따라, RACH 혹은 제어 신호 리소스가 사용될 수 있다.

시그니처가 전송되면, 상기 UE는 (ACK/NACK/타이밍 조정을 포함하는) 응답 메시지의 수신을 기다려야 한다. 만일 상기 상향링크 시스템 대역과 하향링크 시스템 대역이 동일한 경우, RACH 시그니처를 위한 리소스 및 상기 응답 메시지를 위한 리소스에 대한 일대일 매핑(one-to-one mapping)이 정의될 수 있다. 또는, 상기 응답 RACH 메시지의 물리적 리소스는 UE id 등의 UE 특정 정보를 기초로 할당될 수 있다. 예를 들어, 시스템 정보는 UE id와 응답 RACH 메시지의 하향링크 리소스 간에 매핑을 하기 위한 계산방법을 포함할 수 있다. 그러면, 상기 UE는 그 계산에 따라 RACH 메시지를 전송한 후에 응답 RACH 메시지의 위치(주파수/시간)를 알 수 있다.

본 발명의 개념 및 특징은 무선 시스템에 한정되지 않고, 통신 리소스(communication resources)를 위한 접속 프로토콜(access protocol)을 갖는 어느 통신 시스템에나 적용할 수 있다.

본 발명은 네트워크로부터의 파라미터들을 근거로 접속 슬롯들의 그룹을 결정하는 단계와; 접속 슬롯들의 선택된 그룹에서 하나의 접속 슬롯에 접속 버스트를 전송하는 단계와; 상기 접속 슬롯들의 선택된 그룹에서 다음 접속 슬롯에 상기 접속 버스트를 재전송하는 단계를 포함하고, 상기 각 접속 슬롯은 주파수, 시간 및 코드의 조합에 의해 정의되고, 상기 접속 슬롯들은 주파수 패턴에 따라 조직되는 것을 특징으로 하는 이동 단말에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트의 반복을 위해 리소스를 조정(coordinating)하는 방법을 제공한다.

상기 재전송하는 단계는 네트워크로부터 부정적 응답(negative acknowledgement)이 수신될 때 혹은 무응답(no response)이 수신될 때 수행될 수 있다. 상기 주파수 패턴은 정적(static)이거나 동적(dynamic)일 수 있다. 상기 주파수 패턴은 RACH 할당 인덱스 오프셋(RACH Allocation Index Offset)을 근거로 할 수 있다. 상기 결정하는 단계는 전용 신호(dedicated signaling), 방송 신호(broadcast signaling) 혹은 멀티캐스트 신호(multicast signaling)에 근거할 수 있다. 상기 접속 슬롯의 그룹들은 문턱값(threshold value)보다 크거나 같은 경로 손실(path loss)을 위한 접속 슬롯의 제 1 그룹을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 문턱값보다 더 작은 경로 손실을 위한 접속 슬롯의 제 2 그룹을 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 그룹의 적어도 하나의 접속 슬롯은 단일(single) 서브 프레임에 있을 수 있고, 혹은 상기 제 2 그룹의 적어도 하나의 접속 슬롯은 단일(single) 서브 프레임에 있을 수 있다. 상기 제 1 그룹의 접속 슬롯과 상기 제 2 그룹의 접속 슬롯은 상기 동일한 서브 프레임에 있을 수 있다. 하나 또는 그 이상의 뒤따르는(subsequent) 서브 프레임들은 스케줄링 된 데이터 전송 정보를 포함할 수 있다.

상기 전송하는 단계는 비동기화된 RACH 절차(unsynchronized RACH procedure)를 위해 수행될 수 있고, 프리앰블과, 필요한 상향링크 리소스, 우선순위, 랜덤 접속 이유 및 경쟁 해결(resolution of contention)을 돕기 위한 랜덤 ID에 관한 정보를 포함하는 메시지 페이로드(message payload)를 경쟁 기반 채널(contention based channel)에서 네트워크로 전송하는 단계와; 상기 상향링크와 요청된 스케줄링 허가(grant)에 이용될 필요한 타이밍 어드밴스 정보(timing advance information) 및 필요한 다른 정보를 포함하는 스케줄링 된 리소스를 상기 네트워크로부터 수신하는 단계와; L3 메시지들, MAC 데이터 또는 제어 PDU들을 상기 스케줄링 된 리소스상으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전송하는 단계는 비동기화된 RACH 절차(unsynchronized RACH procedure)를 위해 수행될 수 있고, 경쟁 기반 채널(contention based channel)에서 프리앰블만을 네트워크로 전송하는 단계와; 상기 네트워크로부터 할당된 신호 리소스(signaling resources)를 수신하는 단계와; 상기 네트워크가 상기 이동 단말이 메시지 페이로드 부분 전송(message payload part transmission)을 위해 필요로 하는 것에 따라 리소스 할당을 조절할 수 있도록 상기 신호 리소스에 스케줄링 허가(scheduling grant)를 보내는 단계와; 상기 상향링크와 요청된 스케줄링 허가에 이용될 필요한 타이밍 어드밴스 정보 및 필요한 다른 정보를 포함하는 스케줄링 된 리소스를 상기 네트워크로부터 수신하는 단계와; L3 메시지들, MAC 데이터 또는 제어 PDU들을 상기 스케줄링 된 리소스상으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전송하는 단계는 동기화된 RACH 절차를 위해 수행될 수 있고, RACH 절차를 위해 예약된 특정 리소스상으로 C-RNTI, RR 및 랜덤 접속 이유와 함께 프리앰블을 네트워크로 전송하는 단계와; 상기 네트워크로부터 상향링크 데이터 리소스 할당을 수신하는 단계를 포함하고, 상기 C-RNTI 및 RR는 채널 코딩에 의해 보호되는 것을 특징으로 한다.

상기 C-RNTI와 RR은 추가적인 중복(redundancy)뿐만 아니라 채널 코딩에 의 해 보호될 수 있다. 상기 전송하는 단계는 동기화된 RACH 절차를 위해 수행될 수 있고, RACH 절차를 위해 예약(reserved)된 특정 리소스상으로 프리앰블을 네트워크로 전송하는 단계와; 상기 네트워크로부터 특정 리소스 할당을 수신하는 단계와; RR, C-RNTI, 랜덤 접속 이유 및 RRC 메시지 부분을 상기 할당된 특정 리소스상으로 전송하는 단계와; 상기 네트워크로부터 상향링크 데이터 리소스 할당을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 단말이 접속 슬롯들의 그룹을 판단 가능하게 하는 파라미터들을 구성(configure)하는 단계와; 리소스가 다른 상향링크 전송을 위해 할당되지 않아야 할 경우를 판단하기 위해 상기 구성된 파라미터들을 이용하는 단계와; 상기 구성된 파라미터들을 상기 단말로 전송하는 단계를 포함하고, 상기 각 접속 슬롯은 주파수, 시간 및 코드의 조합(combination)에 의해 정의되고, 상기 접속 슬롯들은 주파수 패턴에 따라 조직되는 것을 특징으로 하는 네트워크에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트(random access bursts)의 반복(repetition)을 위한 리소스를 조정(coordinating)하는 방법을 제공한다.

상기 방법은 접속 슬롯에서 단말에 의해 전송된 접속 버스트를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 이전(previous) 접속 슬롯과 동일한 그룹에 속한 다음(next)의 접속 슬롯에서 상기 단말에 의해 재전송된 상기 접속 버스트를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 파라미터들은 RACH 할당 인덱스 오프셋(RACH Allocation Index Offset)을 포함할 수 있다.

3GPP 사양(specification)의 소정 관련된 부분들, 예를 들어 3GPP TS 22.011, 25.321, 25.331, 25.913 등 (및 이들의 진행중인 향상 및 다른 관련 부분)이 본 발명의 실시 예들의 일부이고 본 명세서에 참조로 포함되어 이의 일부를 구성한다.

본 명세서는 본 발명의 다양한 예시적인 실시 예들을 묘사한다. 본 발명의 청구범위는 본 명세서에 개시된 상기 예시적인 실시 예들의 다양한 변형 및 동등 구성을 포괄한다. 따라서, 다음의 청구 범위는 본 명세서에 개시된 발명의 정신 및 범위 내에서 이루어지는 변형, 동등 구조물 및 특징들을 포괄하도록 광범위하게 해석되어야 한다.

Claims

네트워크로부터의 파라미터들을 근거로 접속 슬롯들의 그룹을 결정하는 단계와;

접속 슬롯들의 선택된 그룹에서 하나의 접속 슬롯에 접속 버스트를 전송하는 단계와;

상기 접속 슬롯들의 선택된 그룹에서 다음 접속 슬롯에 상기 접속 버스트를 재전송하는 단계를 포함하고,

상기 각 접속 슬롯은 주파수, 시간 및 코드의 조합에 의해 정의되고, 상기 접속 슬롯들은 주파수 패턴에 따라 조직되는 것을 특징으로 하는 이동 단말에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트(random access burst)의 반복(repetition)을 위해 리소스를 조정(coordinating)하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 재전송하는 단계는

네트워크로부터 부정적 응답(negative acknowledgement)이 수신될 때 혹은 무응답(no response)이 수신될 때 수행되는 것을 특징으로 하는 이동 단말에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트의 반복을 위해 리소스를 조정하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 주파수 패턴은

정적(static)이거나 동적(dynamic)인 것을 특징으로 하는 이동 단말에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트의 반복을 위해 리소스를 조정하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 주파수 패턴은

RACH 할당 인덱스 오프셋(RACH Allocation Index Offset)을 근거로 하는 것을 특징으로 하는 이동 단말에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트의 반복을 위해 리소스를 조정하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 결정하는 단계는

전용 신호(dedicated signaling), 방송 신호(broadcast signaling) 혹은 멀티캐스트 신호(multicast signaling)에 근거하는 것을 특징으로 하는 이동 단말에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트의 반복을 위해 리소스를 조정하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 접속 슬롯의 그룹들은

문턱값(threshold value)보다 크거나 같은 경로 손실(path loss)을 위한 접속 슬롯의 제 1 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트의 반복을 위해 리소스를 조정하는 방법.
제 6항에 있어서, 상기 문턱값보다 더 작은 경로 손실을 위한 접속 슬롯의 제 2 그룹을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트의 반복을 위해 리소스를 조정하는 방법.
제 7항에 있어서, 상기 제 1 그룹의 적어도 하나의 접속 슬롯은

단일(single) 서브 프레임에 있고, 혹은 상기 제 2 그룹의 적어도 하나의 접속 슬롯은 단일(single) 서브 프레임에 있는 것을 특징으로 하는 이동 단말에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트의 반복을 위해 리소스를 조정하는 방법.
제 7항에 있어서, 상기 제 1 그룹의 접속 슬롯과 상기 제 2 그룹의 접속 슬롯은 상기 동일한 서브 프레임에 있는 것을 특징으로 하는 이동 단말에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트의 반복을 위해 리소스를 조정하는 방법.
제 7항에 있어서, 하나 또는 그 이상의 뒤따르는(subsequent) 서브 프레임들은 스케줄링 된 데이터 전송 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트의 반복을 위해 리소스를 조정하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 전송하는 단계는

비동기화된 RACH 절차(unsynchronized RACH procedure)를 위해 수행되고,

프리앰블과, 필요한 상향링크 리소스, 우선순위, 랜덤 접속 이유 및 경쟁 해결(resolution of contention)을 돕기 위한 랜덤 ID에 관한 정보를 포함하는 메시지 페이로드(message payload)를 경쟁 기반 채널(contention based channel)에서 네트워크로 전송하는 단계와;

상기 상향링크와 요청된 스케줄링 허가(grant)에 이용될 필요한 타이밍 어드밴스 정보(timing advance information) 및 필요한 다른 정보를 포함하는 스케줄링 된 리소스를 상기 네트워크로부터 수신하는 단계와;

L3 메시지들, MAC 데이터 또는 제어 PDU들을 상기 스케줄링 된 리소스상으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트의 반복을 위해 리소스를 조정하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 전송하는 단계는

비동기화된 RACH 절차(unsynchronized RACH procedure)를 위해 수행되고,

경쟁 기반 채널(contention based channel)에서 프리앰블만을 네트워크로 전송하는 단계와;

상기 네트워크로부터 할당된 신호 리소스(signaling resources)를 수신하는 단계와;

상기 네트워크가 상기 이동 단말이 메시지 페이로드 부분 전송(message payload part transmission)을 위해 필요로 하는 것에 따라 리소스 할당을 조절할 수 있도록 상기 신호 리소스에 스케줄링 허가(scheduling grant)를 보내는 단계와;

상기 상향링크와 요청된 스케줄링 허가에 이용될 필요한 타이밍 어드밴스 정보 및 필요한 다른 정보를 포함하는 스케줄링 된 리소스를 상기 네트워크로부터 수신하는 단계와;

L3 메시지들, MAC 데이터 또는 제어 PDU들을 상기 스케줄링 된 리소스상으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트의 반복을 위해 리소스를 조정하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 전송하는 단계는

동기화된 RACH 절차를 위해 수행되고,

RACH 절차를 위해 예약된 특정 리소스상으로 C-RNTI, RR 및 랜덤 접속 이유와 함께 프리앰블을 네트워크로 전송하는 단계와;

상기 네트워크로부터 상향링크 데이터 리소스 할당을 수신하는 단계를 포함하고, 상기 C-RNTI 및 RR는 채널 코딩에 의해 보호되는 것을 특징으로 하는 이동 단말에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트의 반복을 위해 리소스를 조정하는 방법.
제 13항에 있어서, 상기 C-RNTI와 RR은

추가적인 중복(redundancy)뿐만 아니라 채널 코딩에 의해 보호되는 것을 특징으로 하는 이동 단말에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트의 반복을 위해 리소스를 조정하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 전송하는 단계는

동기화된 RACH 절차를 위해 수행되고,

RACH 절차를 위해 예약(reserved)된 특정 리소스상으로 프리앰블을 네트워크로 전송하는 단계와;

상기 네트워크로부터 특정 리소스 할당을 수신하는 단계와;

RR, C-RNTI, 랜덤 접속 이유 및 RRC 메시지 부분을 상기 할당된 특정 리소스상으로 전송하는 단계와;

상기 네트워크로부터 상향링크 데이터 리소스 할당을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트의 반복을 위해 리소스를 조정하는 방법.
단말이 접속 슬롯들의 그룹을 판단 가능하게 하는 파라미터들을 구성(configure)하는 단계와;

리소스가 다른 상향링크 전송을 위해 할당되지 않아야 할 경우를 판단하기 위해 상기 구성된 파라미터들을 이용하는 단계와;

상기 구성된 파라미터들을 상기 단말로 전송하는 단계를 포함하고,

상기 각 접속 슬롯은 주파수, 시간 및 코드의 조합(combination)에 의해 정의되고, 상기 접속 슬롯들은 주파수 패턴에 따라 조직되는 것을 특징으로 하는 네트워크에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트(random access bursts)의 반복(repetition)을 위한 리소스를 조정(coordinating)하는 방법.
제 16항에 있어서, 접속 슬롯에서 단말에 의해 전송된 접속 버스트를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트의 반복을 위한 리소스를 조정하는 방법.
제 17항에 있어서, 상기 이전(previous) 접속 슬롯과 동일한 그룹에 속한 다음(next)의 접속 슬롯에서 상기 단말에 의해 재전송된 상기 접속 버스트를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트의 반복을 위한 리소스를 조정하는 방법.
제 16항에 있어서, 상기 파라미터들은

RACH 할당 인덱스 오프셋(RACH Allocation Index Offset)을 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크에 의해 수행되는 랜덤 접속 버스트의 반복을 위한 리소스를 조정하는 방법.