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KR20090028443A - 무선 통신 시스템에서의 무선자원 할당 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서의 무선자원 할당 방법 Download PDF

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KR20090028443A
KR20090028443A KR1020080089719A KR20080089719A KR20090028443A KR 20090028443 A KR20090028443 A KR 20090028443A KR 1020080089719 A KR1020080089719 A KR 1020080089719A KR 20080089719 A KR20080089719 A KR 20080089719A KR 20090028443 A KR20090028443 A KR 20090028443A
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서의 무선자원 할당 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 양상에 있어서, 무선 통신 시스템에서 단말은 제1 무선자원 할당 요청 방법에 따라 기지국으로 적어도 1회 이상 상향링크 데이터의 전송을 위한 무선자원의 할당을 요청한다. 기 설정된 소정 조건이 만족되면 상기 단말은 제2 무선자원 할당 요청 방법에 따라 상기 기지국으로 상기 상향링크 데이터의 전송을 위한 무선자원의 할당을 요청한다.
무선자원 할당, SR 채널, 버퍼상태 보고, BSR

Description

무선 통신 시스템에서의 무선자원 할당 방법{Method of allocating radio resources in a wireless communication system}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선 통신 시스템에서의 무선자원 할당 방법에 관한 것이다.
OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)이나 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 등과 같이 다중 반송파 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서 무선자원은 연속적인 부반송파(sub-carrier)의 집합으로서 2차원 공간의 시간-주파수 영역(time-frequency region)에 의해서 정의된다. 하나의 시간-주파수 영역은 시간 좌표와 부반송파 좌표에 의해 결정되는 직사각형으로 구분된다. 즉, 하나의 시간-주파수 영역은 적어도 하나 이상의 시간 축 상에서의 심볼과 다수의 주파수 축 상에서의 부반송파에 의해 구획되는 직사각형으로 구분될 수 있다. 이러한 시간-주파수 영역은 특정 UE의 상향링크에 할당되거나 또는 하향링크에서는 특정한 사용자에게 기지국이 시간-주파수 영역을 전송할 수 있다. 2차원 공간에서 이와 같은 시간-주파수 영역을 정의하기 위해서는 시간 영역에서 OFDM 심볼의 수와 주파수 영역에서 기준점에서부터의 오프셋(offset)만큼 떨어 진 위치에서 시작되는 연속적인 부반송파의 수가 주어져야 한다.
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 슬롯들로 구성된다. 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms이다. 또한, 하나의 서브 프레임은 다수의 OFDM 심볼들로 구성되며, 다수의 OFDM 심볼들 중 일부 심볼(예를 들어, 첫 번째 심볼)은 L1/L2 제어정보를 전송하기 위해 사용된다.
도 1은 E-UMTS 시스템에서 사용하는 물리채널 구조의 일 예를 도시한 것으로서, 하나의 서브 프레임은 L1/L2 제어정보 전송 영역(해칭한 부분)과 데이터 전송 영역(해칭하지 않은 부분)으로 구성된다.
도 2는 E-UMTS에서 데이터를 전송하는 일반적인 방법을 설명하기 위한 도면이다. E-UMTS에서는 쓰루풋(throughput)을 향상시켜 원활한 통신을 수행하기 위하여 데이터 재전송 기법의 하나인 하이브리드 자동 재전송(HARQ: Hybrid Auto Repeat reQuest) 기법을 사용한다.
도 2를 참조하면, 기지국은 HARQ 기법에 의해 데이터를 단말에 전송하기 위해서 DL L1/L2 제어채널, 예를 들어, PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 통해서 하향링크 스케줄링 정보(Downlink Scheduling Information, 이하, 'DL 스케줄링 정보'라 함)을 전송한다. 상기 DL 스케줄링 정보에는 단말 식별자 또는 단말들의 그룹 식별자(UE Id 또는 Group Id), 하향링크 데이터의 전송을 위해 할당된 무선자원의 위치(Resource assignment) 및 구간(Duration of assignment) 정보, 변조 방식, 페이로드(payload) 크기, MIMO 관련 정보 등과 같은 전송 파라미터(transmission parameters), HARQ 프로세스 정보, 리던던시 버젼(Redundancy Version) 및 새로운 데이터인지에 대한 식별 정보(New Data Indicator) 등이 포함될 수 있다.
상기 과정에서 PDCCH를 통해서 전송되는 DL 스케쥴링 정보가 어떤 단말을 위한 것인지를 알려주기 위해, 단말 식별자(또는 그룹 식별자), 예를 들어, RNTI(Radio Network Temporary Identifier)가 전송된다. RNTI에는 전용(Dedicated) RNTI와 공용(Common) RNTI로 구분할 수 있다. 전용 RNTI는 기지국에 정보가 등록되어 있는 단말로의 데이터 송수신에 사용된다. 공용 RNTI는 기지국에 정보가 등록되지 않아서 전용 RNTI를 할당 받지 못한 단말들과의 통신을 수행하는 경우, 또는 시스템 정보와 같이 복수의 단말들이 공통적으로 사용하는 정보의 송수신에 사용된다. 예를 들어, RACH(Random Access Channel)을 통한 랜덤 억세스 과정에서 사용되는 RA-RNTI 또는 T-C-RNTI는 공용 RNTI의 예들이다. 상기 단말 식별자 또는 그룹 식별자는 PDCCH를 통해 전송되는 DL 스케쥴링 정보에 CRC 마스킹되는 형태로 전송될 수 있다.
특정 셀에 있는 단말들은 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 L1/L2 제어채널을 통해 PDCCH를 모니터링 하고, 자신의 RNTI로 CRC 디코딩에 성공하면 해당 PDCCH를 통해 DL 스케쥴링 정보를 수신한다. 상기 단말은 수신된 DL 스케쥴링 정보에 의해 지시되는 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)를 통해 자신에게 전송되는 하향링크 데이터를 수신한다.
상기한 바와 같이, 무선 통신 시스템에서 한정된 무선자원을 효율적으로 사용하기 위해 상향링크 및 하향링크 스케쥴링이 수행된다. 특히 OFDMA 또는 SC-FDMA 등과 같이 다중 반송파를 사용하는 시스템에서 특정 시간 구간과 특정 주파수 대역에 의해 구성되는 무선자원 블록(radio resource block)은 하나의 단말에 의해서만 이용될 수 있기 때문에 각 단말 별로 어느 시점에서 어느 만큼의 무선자원을 할당할지를 결정하는 스케쥴링은 매우 중요하다.
스케쥴링을 위해 단말은 버퍼상태 보고(BSR: Buffer Status Report) 및 채널자원 요청을 수행할 수 있다. 단말은 버퍼상태 보고를 통해 자신의 버퍼에 저장된 데이터의 양을 네트워크에 알려 줌으로써 네트워크가 스케쥴링을 효율적으로 수행할 수 있도록 할 수 있다. 네트워크는 단말로부터의 버퍼상태 보고를 이용하여 어느 단말이 어느 정도의 무선자원을 필요로 하는지 파악함으로써 적절한 스케쥴링을 수행할 수 있다. 한편, 단말은 네트워크에 무선자원을 할당해 줄 것을 적극적으로 요청할 수도 있다.
단말에 의한 버퍼상태 보고 및 채널자원 요청은 네트워크가 적절한 스케쥴링을 수행하기 위해 매우 중요하기 때문에 오류 없이 수행될 필요가 있다. 단말에 의한 버퍼상태 보고 및 채널자원 요청 과정에서 오류가 발생된 경우 네트워크는 스케쥴링 과정에서 상기 단말에 무선자원을 할당하지 않을 것이다. 상기 단말은 전송할 데이터가 있음에도 불구하고 무선자원을 할당받지 못하게 되어 통신을 원활하게 수행할 수 없다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 무선자원을 효율적으로 사용할 수 있는 방안을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 무선 통신 시스템에서 단말에 의한 버퍼상태 보고 및 채널자원 요청의 신뢰성을 증대시킬 수 있는 방안을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상에 있어서, 무선 통신 시스템에서 단말은 제1 무선자원 할당 요청 방법에 따라 기지국으로 적어도 1회 이상 상향링크 데이터의 전송을 위한 무선자원의 할당을 요청한다. 기 설정된 소정 조건이 만족되면 상기 단말은 제2 무선자원 할당 요청 방법에 따라 상기 기지국으로 상기 상향링크 데이터의 전송을 위한 무선자원의 할당을 요청한다.
본 발명의 다른 양상에 있어서, 무선 통신 시스템에서 단말은 단말의 버퍼 상태를 지시하는 제1 버퍼상태 보고를 기지국으로 전송한다. 상기 제1 버퍼상태 보고의 전송에 성공한 후 기 설정된 소정 시간이 경과 할 때까지 상향링크 데이터의 전송을 위한 무선자원의 할당을 지시하는 할당정보를 수신하지 못한 경우 상기 단말은 제2 버퍼상태 보고의 전송 절차를 트리거한다. 이때, 상기 제2 버퍼상태 보고의 전송 절차는 랜덤 억세스 과정 또는 SR(Scheduling Request) 채널의 전송 과정을 통해 수행될 수 있다.
본 발명에 따르면 무선 통신 시스템에서 무선자원을 효율적으로 사용할 수 있고 단말에 의한 버퍼상태 보고 및 채널자원 요청의 신뢰성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
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.
도 3은 E-UMTS의 망 구조를 도시한 도면이다. 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.
도 3을 참조하면, E-UTRAN은 기지국(이하, 'eNode B' 또는 'eNB'로 약칭)들로 구성되며. eNB들 간에는 X2 인터페이스를 통해 연결된다. eNB는 무선 인터페이스를 통해 단말(User Equipment; 이하 UE로 약칭)과 연결되며, S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core)에 연결된다. EPC는 MME(Mobility Management Entity)/SAE(System Architecture Evolution) 게이트웨이를 포함한다.
단말과 네트워크 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 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 있는데, 이 중에서 제1계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제3계층에 위치하는 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 네트워크 간에 RRC 메시지를 서로 교환한다. RRC 계층은 Node B와 AG 등 네트워크 노드들에 분산되어 위치할 수도 있고, Node B 또는 AG에 독립적으로 위치할 수도 있다.
도 4는 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)의 개략적인 구성도이다. 도 4에서, 해칭(hatching)한 부분은 사용자 평면(user plane) 의 기능적 엔티티들을 도시한 것이고, 해칭하지 않은 부분은 제어 평면(control plane)의 기능적 엔티티들을 도시한 것이다.
도 5a 및 도 5b는 단말(UE)과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 도시한 것으로서, 도 5a가 제어 평면 프로토콜 구성도이고, 도 5b가 사용자 평면 프로토콜 구성도이다. 도 5a 및 도 5b의 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크 계층(Data Link Layer) 및 네트워크 계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터 정보 전송을 위한 사용자 평면(User Plane)과 제어신호(Signaling)전달을 위한 제어 평면(Control Plane)으로 구분된다. 도 5a 및 도 5b의 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.
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 있으며, 이 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고, 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. E-UMTS에서 상기 물리채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조되며, 이에 따라 시간(time)과 주파수(frequency)를 무선자원으로 활용한다.
제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; 이하 MAC이라 약칭함) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 무선링크제어(Radio Link Control; 이하 RLC라 약칭함) 계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. 제2계층의 PDCP 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 이용하여 전송되는 데이터가 상대적으로 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.
제3계층의 가장 하부에 위치한 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함) 계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선베어러(Radio Bearer; RB라 약칭함)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 UTRAN 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널로는 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel)이 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 망으로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있 다.
전송채널 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
E-UMTS 시스템에서는 하향링크에서 OFDM 방식을 사용하고 상향링크에서는 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) 방식을 사용한다. 다중 반송파 방식인 OFDM 시스템은 반송파의 일부를 그룹화한 다수의 부반송파(subcarriers) 단위로 자원을 할당하는 시스템으로서, 접속 방식으로 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 사용한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예의 절차 흐름도이다.
도 6은 단말(UE)이 제1 무선자원 할당 요청 방법에 따라 기지국(eNB)으로 적어도 1회 이상 상향링크 데이터의 전송을 위한 무선자원의 할당을 요청한 후에, 기 설정된 소정 조건이 만족되면 제2 무선자원 할당 요청 방법에 따라 상기 기지국으로 상기 상향링크 데이터의 전송을 위한 무선자원의 할당을 요청하는 실시예와 관련된다.
도 6에서, 상기 제1 무선자원 할당 요청 방법은 SR(Scheduling Request) 채널을 이용한 무선자원 할당 요청 방법이고, 상기 제2 무선자원 할당 요청 방법은 RACH 과정을 통한 무선자원 할당 요청 방법이다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 제1 및 제2 무선자원 할당 요청 방법은 각각 임의의 무선자원 할당 요청 방법일 수 있다.
SR 채널은 LTE 시스템에서 사용되는 물리계층 채널로서 1 비트로 구성된다. 기지국으로부터 SR 채널을 할당받은 단말은 SR 채널을, 예를 들어, "1"로 설정함으로써 기지국에 상향링크 무선자원의 할당을 요청할 수 있다. 상기 SR 채널은 1 비트로 구성되기 때문에 전송 과정에서 오류가 발생할 수 있다. 또한, 상기 SR 채널은 단말이 기지국과 동기화된 상태(synchronized state)에서 사용 가능하기 때문에, 비록 단말이 SR 채널을 할당받았다 하더라도 기지국과 비동기 상태로 된 경우 SR 채널을 통한 무선자원 요청은 성공적으로 수행될 수 없다.
도 6을 참조하면, 기지국(eNB)으로부터 SR 채널을 할당받은 단말(UE)은 상기 기지국으로 전송할 데이터가 발생한 경우 상향링크 무선자원을 요청하기 위해 SR 채널을 "1"로 설정하여 상기 기지국으로 전송한다[S61]. 상기 단말은 상향링크 무선자원을 할당받지 못한 상태에서 전송할 상향링크 데이터, 예를 들어, 버퍼상태 보고(BSR: Buffer Status Report)를 수행해야 하는 경우 상기 SR 채널을 이용할 수 있다. 또는, 버퍼에 저장되어 있는 데이터보다 더 우선순위가 높은 데이터가 발생한 경우 상기 SR 채널을 이용할 수 있다. 또는, 상기 단말이 이미 할당받은 상향링크 무선자원이 있는 경우에도 전송할 데이터가 추가적으로 발생허가나 버퍼 상태에 변화가 발생한 경우 SR 채널을 통해 1 비트 정보를 상기 기지국으로 전송할 수 있다.
상기 SR 채널을 통해 1 비트 정보를 전송한 후에 상기 단말은 타이머(T1)을 구동시킨다. 타이머의 구동 시점은 상기 1 비트 정보의 전송 시점이거나 상기 1 비 트 정보에 대한 수신 확인 정보(ACK)을 수신한 시점일 수 있다. 상기 타이머가 만료될 때까지 상기 기지국으로부터 무선자원을 할당받지 못한 경우 상기 단말은 SR 채널을 통해 1 비트 정보를 다시 전송함으로써[S62] 무선자원 할당을 요청하고 상기 타이머를 다시 구동시킨다.
상기 과정에서 상기 기지국으로부터 상향링크 무선자원을 할당받은 경우 SR 채널을 통해 1 비트 정보의 전송을 중단하고 상기 단말은 할당받은 무선자원을 통해 상향링크 데이터를 상기 기지국으로 전송한다. 상기의 과정을 기 설정된 소정 회수만큼 반복한 후에도[S63] 상기 기지국으로부터 무선자원을 할당받지 못한 경우 상기 단말은 상기 기지국으로 무선자원의 할당을 요청하기 위해 랜덤 억세스 과정(RACH procedure)을 수행한다[S64]. 이 경우, 상기 단말은 RACH 과정과 함께 또는 별도로 호(call)를 해제하거나 에러 상황이 발생했음을 상기 기지국에 알린다. SR 채널을 통한 1 비트 정보의 전송 주기(또는 타이머(T1) 값)이나 상기 소정 회수는 상기 기지국으로부터 사전에 전송되는 시스템 정보(system information) 또는 전용 RRC 메시지 등에 포함되어 상기 단말에 알려질 수 있다.
도 6의 실시예의 변형예를 설명하면 다음과 같다. S61단계에서 상기 단말이 SR 채널을 전송한 후에 타이머를 구동시킨다. 상기 단말은 상기 타이머의 만료 전까지 상향링크 채널자원을 할당받을 때까지 SR 채널을 반복적으로 전송한다. 이때, SR 채널은 주기적으로 전송될 수 있다. 상기 타이머의 만료 전까지 상향링크 채널자원을 할당받지 못하면 상기 단말은 상향링크 채널자원의 할당을 요청하기 위해 RACH 과정을 수행한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 절차 흐름도이다. 도 7의 실시예는 단말(UE)이 기지국(eNB)로 버퍼상태 보고(BSR: Buffer Status Report)를 수행하기 위한 예이다.
BSR은 상기 단말이 자신의 버퍼 상태를 상기 기지국에 알려 주기 위해 수행되며, 도 8a 및 도 8b는 각각 숏 BSR(short BSR) 및 롱 BSR(long BSR)의 데이터 포맷을 예시한 것이다. 도 8a에서, LCG ID는 논리채널 그룹(logical channel group) 식별자를 의미한다. 상기 단말은 최대 네 개의 논리채널들을 하나의 논리채널 그룹으로 그룹핑하고 각 논리채널 그룹에 대한 버퍼 상태를 보고할 수 있다. 이와 같은 그룹핑에 의해 각 논리채널 별로 버퍼상태 보고를 할 경우에 발생할 수 있는 오버헤드를 줄일 수 있다. 논리채널들에 대한 그룹핑 방법은 기지국이 단말로 알려 줄 수 있다. 도 8b의 롱 BSR에는 LCG ID #1부터 #4까지의 각각에 대응하는 네 개의 버퍼 크기 필드들이 포함된다. 각 버퍼 크기 필드에는 대응하는 논리채널 그룹에 포함되는 RLC 계층 및 PDCP 계층에 전송 대기 중인 모든 데이터의 크기가 포한된다.
도 8a 또는 도 8b의 BSR은 MAC PDU(MAC Protocol Data Unit)에 포함되어 전송된다. 즉, 단말의 MAC 계층에서 생성된 MAC PDU의 제어요소들(control elements) 중의 하나인 BSR 제어요소에 포함된다.
도 9a 내지 도 9c는 MAC PDU의 포맷을 설명하기 위한 도면이다. 도 9a 내지 도 9c에서, LCID는 대응하는 MAC SDU(MAC Service Data Unit)가 어떤 논리채널의 데이터인지 또는 대응하는 MAC 제어요소(MAC control element)에 어떤 종류의 정보가 포함되었는지를 알려 준다. BSR 제어요소에 대응하는 LCID는 해당 BSR이 숏 BSR 인지 롱 BSR인지를 구분해 준다. E(extension) 필드는 해당 MAC 서브헤더 뒤에 또 다른 MAC 서브헤더가 있는지를 지시하는 정보를 포함한다. F 필드는 뒤 따라오는 L 필드의 길이를 지시하는 정보를 포함한다. R(reserved) 필드는 사용이 유보된 필드이다.
일정 조건이 만족되면 단말에서 버퍼상태 보고 과정이 트리거(trigger)된다. 이때 상기 단말에 할당된 무선자원이 있으면 상기 할당된 무선자원을 통해 BSR을 전송한다. 상기 단말이 할당받은 무선자원이 없고 SR 채널이 설정된 경우 상기 단말은 SR 채널을 통해 1 비트 정보를 상기 기지국으로 전송한다. SR 채널이 설정되지 않은 경우에 상기 단말은 RACH 과정을 통해 BSR을 상기 기지국으로 전송한다. 할당받은 상향링크 무선자원이 있는 상태에서 상향링크 데이터 전송을 수행하고 있던 단말이 할당받은 무선자원이 없는 상태로 천이할 경우에도 상기 단말은 SR 채널 또는 RACH 과정을 이용하여 BSR 전송 절차를 수행할 수 있다. 이때, BSR 전송 절차는 상기 단말이 자신의 버퍼 상태를 확인한 후부터 소정 시간 경과 후에 개시되는 것이 바람직하다. 상기 소정 시간 경과 전에 상기 기지국으로부터 무선자원을 할당받은 경우 상기 단말은 SR 채널 전송 과정 또는 RACH 과정을 수행하지 않고 할당받은 무선자원을 통해 BSR을 전송한다.
도 7을 참조하면, 상기 단말의 MAC 계층이 단말 물리계층에 랜덤 억세스 과정의 개시를 지시하면, 상기 단말 물리계층은 먼저 하나의 엑세스 슬롯(access slot)과 하나의 시그너처(signature)를 선택하여 랜덤 억세스 프리앰블을 상기 기지국으로 전송한다[S71].
상기 단말이 프리앰블을 전송하면 기지국은 하향링크 물리채널(예를 들어, AICH(Acquisition Indicator Channel))을 통해 응답 메시지를 전송한다[S72]. 상기 프리앰블에 대한 응답으로 전송되는 AICH는 상기 프리앰블이 전송된 엑세스 슬롯에 대응되는 엑세스 슬롯의 처음 일정 길이 동안 상기 프리앰블에 대응하는 시그너처를 전송한다. 상기 기지국은 상기 RACH 응답 메시지를 통해 상기 단말에 상향링크 무선자원(UL grant)을 할당한다. 상기 상향링크 무선자원은 UL-SCH(Uplink Shared Channel)이다. 상기 단말은 상기 RACH 응답 메시지에 포함된 무선자원 할당 정보, 메시지 크기, 무선 파라미터를 이용하여 BSR이 포함된 MAC PDU를 전송한다[S73]. 상기 단말로부터 전송된 MAC PDU를 수신하면, 상기 기지국은 상기 단말로 ACK/NACK 또는 충돌 해결(Contention Resolution) 메시지를 전송한다[S74].
상기 BSR이 포함된 MAC PDU이 성공적으로 전송되었음이 확인되면, 예를 들어, 상기 기지국으로부터 ACK 또는 상기 단말의 식별자를 포함하는 충돌 해결 메시지를 수신하면 상기 단말은 타이머(T2)를 구동시킨다. 상기 타이머의 만료 전에 상기 기지국으로부터 상향링크 무선자원이 할당되면 상기 단말은 할당받은 무선자원을 이용하여 버퍼에 저장된 데이터를 상기 기지국으로 전송한다.
상기 타이머가 만료되기 전까지 상기 기지국으로부터 상향링크 무선자원을 할당받지 못한 경우 상기 단말은 RACH 과정을 통한 BSR 전송에 실패했다고 간주하고 새로운 BSR 과정을 트리거한다. 즉, 다시 RACH 과정을 수행하여[S75] BSR을 전송을 시도하거나, 만약 상기 단말에 SR 채널이 설정된 경우, 상기 설정된 SR 채널을 통해 1 비트 정보를 전송하여 무선자원을 할당받은 후 할당받은 무선자원을 통 해 BSR을 전송한다.
상기 과정에서 상기 기지국으로부터 더 이상 BSR 전송 과정, SR 채널 전송 과정 또는 RACH 과정을 수행하지 말 것을 지시받은 경우 상기 타이머(T2)를 중지시키거나 상기 타이머가 만료된 경우라도 더 이상 BSR 전송 과정을 트리거하지 않는다.
도 7의 실시예를 보다 일반적으로 설명하면 다음과 같다. 즉, 단말은 단말의 버퍼 상태를 지시하는 제1 BSR을 기지국으로 전송한다. 상기 제1 BSR의 전송에 성공한 후 기 설정된 소정 시간이 경과 할 때까지 상향링크 데이터의 전송을 위한 무선자원의 할당을 지시하는 할당정보를 수신하지 못한 경우 상기 단말은 제2 BSR의 전송 절차를 트리거한다. 이때, 상기 제2 BSR의 전송 절차는 RACH 과정 또는 SR 채널의 전송 과정을 통해 수행될 수 있다. 상기 단말에 주기적으로 SR 채널이 설정된 경우 상기 단말은 RACH 프리앰블 전송을 위한 무선자원과 SR 채널용 무선자원 중 할당 시점이 빠른 것을 이용하여 BSR 전송 과정을 수행하는 것이 바람직하다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절차 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 단말(UE)은 버퍼상태 보고(BSR)를 수행하기 위해 SR 채널을 통해 1 비트 정보를 기지국(eNB)으로 전송한다[S101]. 상기 단말로부터 SR 채널을 통해 1 비트 정보를 수신하면, 상기 기지국은 상기 단말에 상향링크 무선자원, 예를 들어, UL-SCH를 할당한다[S102]. 상기 단말은 할당받은 상향링크 무선자원을 통해 상기 기지국으로 BSR이 포함된 MAC PDU를 전송한다[S103].
상기 MAC PDU을 성공적으로 수신한 경우, 상기 기지국은 상기 단말로 수신 긍정 응답(ACK)을 전송한다[S104]. ACK을 수신하면 상기 단말은 타이머(T3)를 구동시키고, 상기 타이머의 만료 전까지 상기 단말의 버퍼에 저장된 상향링크 데이터를 전송하기 위한 상향링크 무선자원의 할당을 기다린다. 상기 타이머의 만료 전에 상기 기지국으로부터 상향링크 무선자원을 할당받으면, 상기 단말은 할당받은 상향링크 무선자원을 통해 상기 기지국으로 상향링크 데이터를 전송한다. 상기 타이머가 만료될 때까지 상향링크 무선자원을 할당받지 못하면 상기 단말은 BSR 과정을 다시 수행하기 위해 SR 채널을 전송하거나 RACH 과정을 수행한다[S105]. 도 10에서, 상기 단말이 상기 타이머(T3)를 S103 단계에서 상기 단말이 BSR을 전송한 시점부터 구동하는 것도 가능하다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절차 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 단말(UE)은 SR 채널 전송, RACH 과정 또는 미리 할당된 상향링크 무선자원을 통해 기지국(eNB)에 BSR이 포함된 MAC PDU를 전송한다[S111]. 상기 단말로부터 전송된 MAC PDU를 성공적으로 수신하지 못한 경우 상기 기지국은 상기 단말로 NACK을 전송한다[S112]. 상기 NACK의 전송 과정에서 오류가 발생한 경우 상기 단말은 ACK을 수신한다[S112]. 따라서 상기 단말은 BSR을 성공적으로 전송했다고 판단하고 상향링크 무선자원이 할당되기를 기다리지만 실제로는 상기 기지국이 BSR을 성공적으로 수신하지 못했으므로 상향링크 무선자원을 할당되지 않는다. 또는 상기 기지국이 BSR을 성공적으로 수신한 경우라도 사용 가능한 무선자원이 없는 경우 상기 기지국은 상기 단말에 무선자원을 할당하지 않게 된다.
이 경우, 상기 단말은 자신에게 설정된 모든 HARQ 프로세스들에 대해 할당된 무선자원이 있는지를 체크하고[S114], 상기 모든 HARQ 프로세스들에 할당된 무선자원이 없는 경우 타이머(T4)를 구동시킨다. 상기 타이머의 만료 전에 상기 기지국으로부터 무선자원을 할당받은 경우 상기 단말은 상기 타이머를 중지시킨다. 상기 타이머가 만료될 때까지 상기 기지국으로부터 무선자원을 할당받지 못한 경우 상기 단말은 SR 채널을 통해 1 비트 정보를 전송하거나 RACH 과정을 수행함으로써 버퍼상태 보고(BSR)를 트리거한다[S115].
도 11의 실시예에서, 특정 HARQ 프로세스에 할당된 무선자원이 있다는 것은 해당 HARQ 프로세스의 HARQ 버퍼에 상기 기지국으로 전송할 데이터가 남아 있음을 의미한다. 또는, 특정 HARQ 프로세스에 할당된 무선자원이 있다는 것은 상기 HARQ 프로세스에 대해 초기 데이터의 전송을 위한 무선자원을 할당받은 후, 상기 HARQ 프로세스에서 최대재전송회수만큼 재전송이 발생하지 않았고 상기 HARQ 프로세스에 대해 가장 최근에 수신한 피드백이 NACK인 경우를 의미한다. 또는, 특정 HARQ 프로세서에 할당된 무선자원이 있다는 것은 상기 HARQ 프로세스에 대해 초기 데이터 전송을 위한 무선자원을 할당받은 상태를 의미한다.
본 발명의 또 다른 실시예로서 SR 채널을 다른 용도로 사용하는 실시예를 고려할 수 있다. 즉 일반적으로 SR 채널은 단말이 기지국으로 무선자원의 할당을 요청하기 위해 사용되지만, 상기 기지국으로부터 할당받은 무선자원이 있는 경우라도 소정 이벤트가 발생한 경우 상기 단말은 SR 채널을 통해 1 비트 정보를 상기 기지국으로 전송함으로써 상기 단말의 상황을 알려줄 수 있다. 또는, 상기 단말은 SR 채널을 상기 기지국으로부터 전송되는 무선자원 할당 메시지에 대한 응답을 전송하 기 위한 용도로 사용할 수 있다. 이러한 실시예들을 위해, SR 채널 이외에 적어도 1 비트 이상으로 구성되는 다른 물리채널을 설정할 수 있다.
상기 소정 이벤트의 일 예는 상기 단말에 할당된 무선자원이 있는 상태에서 상기 단말의 버퍼에 상기 기지국으로 전송할 데이터가 없게 되는 상황이다.
상기 소정 이벤트의 다른 예는 상기 단말에 서비스 품질(QoS)이 만족되지 않는 베어러가 있는 상황이다. 예를 들어, 상기 단말의 각 논리채널마다 MBR(Maximum Bit Rate) 또는 PBR(Prioritized Bit Rate)이 설정될 수 있는데, 특정 베어러에 대해서 설정된 MBR 또는 PBR이 만족되지 않는 경우 상기 단말은 SR 채널을 통해 이를 보고할 수 있다. MBR은 각 논리채널 별로 전송시간간격(TTI)마다 하위계층으로 전달할 수 있는 최대 데이터 양을 의미하고, PBR은 최소 데이터 양을 의미한다.
상기 소정 이벤트의 또 다른 예는 상기 기지국이 지정한 특정 논리채널의 데이터가 버퍼에 도착한 상황이다. 즉, 상기 단말에 상기 기지국이 지정한 특정 논리채널의 데이터가 발생한 경우 상기 단말은 SR 채널을 통해 상기 기지국에 알려줄 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예를 설명하면 다음과 같다. SR 채널은 1 비트로 이루어지는 채널이기 때문에 단말이 SR 채널을 통해 무선자원의 할당 요청을 하지 않았고 또한 BSR을 전송하지 경우라도 전송 과정에서 에러가 발생하여 기지국이 SR 채널을 통해 채널자원 요청을 위한 1 비트 정보를 수신한 것으로 오인할 수 있다. 이 경우, 상기 기지국은 상기 단말에 상향링크 무선자원을 할당하는 메시지를 상기 단말로 전송한다. 상기 기지국으로부터 무선자원 할당 메시지를 수신하면, 상기 단 말은 할당된 무선자원을 이용하여 BSR을 전송한다. 한편, BSR이 포함된 MAC PDU에 여분의 공간이 존재할 경우 상기 단말은 RRC 측정 보고(RRC measurement report) 또는 RLC 상태 보고(RLC status report)를 상기 MAC PDU에 포함시켜 상기 기지국으로 전송할 수 있다.
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 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.
도 1은 E-UMTS 시스템에서 사용하는 물리채널 구조의 일 예를 도시한 것이다.
도 2는 E-UMTS에서 데이터를 전송하는 일반적인 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 E-UMTS의 망 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)의 개략적인 구성도이다.
도 5a 및 도 5b는 단말(UE)과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 도시한 것으로서, 도 5a가 제어 평면 프로토콜 구성도이고, 도 5b가 사용자 평면 프로토콜 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예의 절차 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 절차 흐름도이다.
도 8a 및 도 8b는 각각 숏 BSR(short BSR) 및 롱 BSR(long BSR)의 데이터 포맷을 예시한 것이다.
도 9a 내지 도 9c는 MAC PDU의 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절차 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 절차 흐름도이다.

Claims (10)

  1. 무선 통신 시스템에서의 무선자원 할당 방법에 있어서,
    제1 무선자원 할당 요청 방법에 따라 기지국으로 적어도 1회 이상 상향링크 데이터의 전송을 위한 무선자원의 할당을 요청하는 단계; 및
    소정 조건이 만족되는 경우 제2 무선자원 할당 요청 방법에 따라 상기 기지국으로 상기 상향링크 데이터의 전송을 위한 무선자원의 할당을 요청하는 단계를 포함하는, 무선자원 할당 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 무선자원 할당 요청 방법은 SR(Scheduling Request) 채널을 통한 무선자원 할당 요청 방법인 것을 특징으로 하는, 무선자원 할당 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 무선자원 할당 요청 방법은 랜덤 억세스 과정을 통한 무선자원 할당 요청 방법인 것을 특징으로 하는, 무선자원 할당 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 소정 조건은 상기 제1 무선자원 할당 요청 방법에 따라 기 설정된 회수만큼 무선자원 할당 요청을 했음에도 상기 상향링크 데이터 전송을 위한 무선자원 이 할당되지 않은 경우 만족되는 것을 특징으로 하는, 무선자원 할당 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 소정 조건은 상기 제1 무선자원 할당 요청 방법에 따라 무선자원 할당 요청을 한 후 기 설정된 시간 경과 후에도 상기 상향링크 데이터 전송을 위한 무선자원이 할당되지 않은 경우 만족되는 것을 특징으로 하는, 무선자원 할당 방법.
  6. 무선 통신 시스템에서의 무선자원 할당 방법에 있어서,
    단말의 버퍼 상태를 지시하는 제1 버퍼상태 보고를 기지국으로 전송하는 단계; 및
    상기 제1 버퍼상태 보고의 전송 후 기 설정된 소정 시간이 경과 할 때까지 상향링크 데이터의 전송을 위한 무선자원의 할당을 지시하는 할당정보를 수신하지 못한 경우 제2 버퍼상태 보고의 전송 절차를 트리거(trigger)하는 단계를 포함하는, 무선자원 할당 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 할당정보는 상기 상향링크 데이터의 초기 전송과 관련된 무선자원을 할당하는 정보인 것을 특징으로 하는, 무선자원 할당 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 소정 시간의 경과를 체크하기 위한 타이머는 상기 기지국으로부터 상기 제1 버퍼상태 보고에 대한 긍정 수신 확인 신호(ACK)을 수신한 시점으로부터 구동되는 것을 특징으로 하는, 무선자원 할당 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 트리거 단계는,
    상기 제2 버퍼상태 보고의 전송을 위한 상향링크 채널자원을 할당받는 단계와;
    상기 상향링크 채널자원을 통해 상기 제2 버퍼상태 보고를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 무선자원 할당 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 버퍼상태 보고의 전송을 위한 상향링크 채널자원을 할당받기 위해 SR 채널을 전송하거나 랜덤 억세스 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는, 무선자원 할당 방법.
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