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KR102642581B1 - Method and appratus for random access using layered preambles - Google Patents

Method and appratus for random access using layered preambles Download PDF

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KR102642581B1
KR102642581B1 KR1020210093563A KR20210093563A KR102642581B1 KR 102642581 B1 KR102642581 B1 KR 102642581B1 KR 1020210093563 A KR1020210093563 A KR 1020210093563A KR 20210093563 A KR20210093563 A KR 20210093563A KR 102642581 B1 KR102642581 B1 KR 102642581B1
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박기윤
김석기
박옥선
신은정
신재승
최진호
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한국전자통신연구원
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Abstract

계층적 프리앰블을 이용한 랜덤 액세스 기술이 개시된다. 통신 시스템의 단말의 동작 방법으로서, 기지국으로부터 프리앰블 그룹들에 대한 품질 요구 정보들과 소속 프리앰블 정보들을 수신하는 단계; 단말 품질 요구를 기준으로 상기 품질 요구 정보들과 상기 소속 프리앰블 정보들에 기반하여 프리앰블을 선택하는 단계; 상기 선택한 프리앰블을 포함하는 제1 메시지를 상기 기지국에 전송하는 단계; 및 상기 기지국에서 상기 제1 메시지의 응답 신호인 제2 메시지를 수신하는 단계를 포함하는, 단말의 동작 방법이 제공될 수 있다.A random access technology using a hierarchical preamble is disclosed. A method of operating a terminal of a communication system, comprising: receiving quality requirement information and membership preamble information for preamble groups from a base station; selecting a preamble based on the quality requirement information and the belonging preamble information based on a terminal quality request; transmitting a first message including the selected preamble to the base station; And a method of operating a terminal may be provided, including receiving a second message that is a response signal to the first message from the base station.

Figure R1020210093563
Figure R1020210093563

Description

계층적 프리앰블을 이용한 랜덤 액세스 방법 및 장치{METHOD AND APPRATUS FOR RANDOM ACCESS USING LAYERED PREAMBLES}Random access method and device using hierarchical preamble {METHOD AND APPRATUS FOR RANDOM ACCESS USING LAYERED PREAMBLES}

본 발명은 랜덤 액세스 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단말의 품질 요구에 따른 충돌 가능성과 수신 오류율을 제어할 수 있도록 하는 계층적 프리앰블을 이용한 랜덤 액세스 기술에 관한 것이다.The present invention relates to random access technology, and more specifically, to random access technology using a hierarchical preamble that allows controlling the possibility of collision and reception error rate according to the quality requirements of the terminal.

정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발될 수 있다. 대표적인 무선 통신 기술로 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 LTE(long term evolution), NR(new radio) 등이 있을 수 있다. LTE는 4G(4th Generation) 무선 통신 기술들 중에서 하나의 무선 통신 기술일 수 있고, NR은 5G(5th Generation) 무선 통신 기술들 중에서 하나의 무선 통신 기술일 수 있다.With the advancement of information and communication technology, various wireless communication technologies can be developed. Representative wireless communication technologies may include long term evolution (LTE) and new radio (NR), which are defined in the 3rd generation partnership project (3GPP) standard. LTE may be a wireless communication technology among 4G (4th Generation) wireless communication technologies, and NR may be a wireless communication technology among 5G (5th Generation) wireless communication technologies.

4G 통신 시스템(예를 들어, LTE를 지원하는 통신 시스템)의 상용화 이후에 급증하는 무선 데이터의 처리를 위해, 4G 통신 시스템의 주파수 대역(예를 들어, 6GHz 이하의 주파수 대역)뿐만 아니라 4G 통신 시스템의 주파수 대역보다 높은 주파수 대역(예를 들어, 6GHz 이상의 주파수 대역)을 사용하는 5G 통신 시스템(예를 들어, NR을 지원하는 통신 시스템)이 고려될 수 있다. 5G 통신 시스템은 eMBB(enhanced Mobile BroadBand), URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 및 mMTC(massive Machine Type Communication)을 지원할 수 있다.In order to handle the rapid increase in wireless data after the commercialization of the 4G communication system (e.g., a communication system supporting LTE), the frequency band of the 4G communication system (e.g., a frequency band below 6 GHz) as well as the 4G communication system A 5G communication system (e.g., a communication system supporting NR) that uses a frequency band higher than the frequency band (e.g., a frequency band of 6 GHz or higher) may be considered. The 5G communication system can support enhanced Mobile BroadBand (eMBB), Ultra-Reliable and Low Latency Communication (URLLC), and massive Machine Type Communication (mMTC).

이와 같은 무선 통신 기술에서 단말은 임의로 프리앰블(preamble)을 선택하여 기지국에 랜덤 액세스(random access)를 시도할 수 있다. 이에 따라, 여러 단말이 동일한 하나의 프리앰블을 사용하여 기지국에 접속을 시도하는 경우에 충돌(collision)이 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위하여 기지국이 균일한 프리앰블 자원을 전제로 하여, 단말의 품질 요구(quality-of-service, QoS)에 따라 접근 가능한 자원의 영역을 통제하는 방법이 알려져 있을 수 있다. 하지만, 이러한 방법을 통해 기지국은 높은 품질을 요구하는 단말에게 충돌 가능성을 낮추어 줄 수는 있으나, 충돌을 회피한 이후에 수신 오류율을 낮추어 줄 수는 없다.In such wireless communication technology, the terminal can randomly select a preamble and attempt random access to the base station. Accordingly, a collision may occur when multiple terminals attempt to access the base station using the same preamble. To solve this problem, a method may be known in which the base station controls the area of accessible resources according to the quality-of-service (QoS) requirements of the terminal, assuming uniform preamble resources. However, through this method, the base station can reduce the possibility of collision for a terminal requiring high quality, but it cannot reduce the reception error rate after avoiding collision.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 높은 품질을 요구하는 단말에게 충돌 가능성을 낮추어 주면서 충돌을 회피한 이후에 수신 오류율을 낮추어 줄 수 있는 계층적 프리앰블을 이용한 랜덤 액세스 방법 및 장치를 제공하는데 있다.The purpose of the present invention to solve the above problems is to provide a random access method and device using a hierarchical preamble that can reduce the possibility of collision for a terminal requiring high quality and reduce the reception error rate after avoiding collision. It is provided.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 계층적 프리앰블을 이용한 랜덤 액세스 방법은, 통신 시스템의 단말의 동작 방법으로서, 기지국으로부터 프리앰블 그룹들에 대한 품질 요구 정보들과 상기 프리앰블 그룹들 각각에 대한 소속 프리앰블 정보들을 수신하는 단계; 단말 품질 요구를 기준으로 상기 품질 요구 정보들에 기반하여 상기 프리앰블 그룹들 중에서 하나의 프리앰블 그룹을 선택하는 단계; 상기 소속 프리앰블 정보들에 기반하여 상기 하나의 프리앰블 그룹 내에서 프리앰블을 선택하는 단계; 상기 선택한 프리앰블을 포함하는 제1 메시지를 상기 기지국에 전송하는 단계; 및 상기 기지국에서 상기 제1 메시지의 응답 신호인 제2 메시지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.The random access method using a hierarchical preamble according to the first embodiment of the present invention to achieve the above object is a method of operating a terminal in a communication system, and includes quality requirement information for preamble groups from a base station and the preamble groups. Receiving preamble information for each member; selecting one preamble group from among the preamble groups based on the quality requirement information based on a terminal quality request; selecting a preamble within the one preamble group based on the belonging preamble information; transmitting a first message including the selected preamble to the base station; And it may include receiving a second message that is a response signal to the first message from the base station.

여기서, 상기 프리앰블 그룹들은 시퀀스 길이가 소수인 CAZAC(constant amplitude zero autocorrelation) 시퀀스들로 이루어진 원시 프리앰블 그룹을 상호 상관도를 기준으로 분할하여 형성한 제1 프리앰블 그룹과 제2 프리앰블 그룹으로 이루어지며, 상기 제1 프리앰블 그룹의 소속 프리앰블들의 상호 상관도가 상기 제2 프리앰블 그룹의 소속 프리앰블들의 상호 상관도보다 작을 수 있다.Here, the preamble groups are composed of a first preamble group and a second preamble group formed by dividing a raw preamble group composed of CAZAC (constant amplitude zero autocorrelation) sequences with a prime sequence length based on mutual correlation, The intercorrelation of preambles belonging to the first preamble group may be smaller than the intercorrelation of preambles belonging to the second preamble group.

여기서, 상기 CAZAC 시퀀스는 쟈도프 츄(Zadoff-Chu) 시퀀스(sequence)이고, 상기 소수는 839 및 139중에서 어느 하나일 수 있다.Here, the CAZAC sequence is a Zadoff-Chu sequence, and the prime number may be any one of 839 and 139.

여기서, 상기 기지국으로부터 상기 프리앰블 그룹들에 대한 송신 전력 정보들을 수신하는 단계를 더 포함하며, 상기 선택한 프리앰블은 상기 송신 전력 정보들에 따른 송신 전력을 사용하여 전송되는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the method may further include receiving transmission power information about the preamble groups from the base station, and the selected preamble may be transmitted using transmission power according to the transmission power information.

여기서, 상기 프리앰블 그룹들은 품질 요구의 지연시간이 임계치 미만인 제1 유형의 단말들을 위한 프리앰블 그룹 1과 품질 요구의 지연시간이 임계치 이상인 제2 유형의 단말들을 위한 프리앰블 그룹2를 포함하며, 상기 제1 프리앰블 그룹 1을 위한 송신 전력은 상기 제2 프리앰블 그룹 2를 위한 송신 전력보다 큰 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the preamble groups include preamble group 1 for a first type of terminal whose quality request delay time is less than a threshold and preamble group 2 for a second type of terminal whose quality request delay time is more than a threshold, and the first The transmission power for preamble group 1 may be greater than the transmission power for the second preamble group 2.

여기서, 상기 기지국으로부터 RACH(random access channel) 오케이션(occasion) 번들 및 상기 RACH 오케이션 번들에 포함된 RACH 오케이션 개수의 설정 정보를 수신하는 단계를 더 포함하며, 상기 선택한 프리앰블은 상기 설정 정보에 의해 지시되는 RACH 오게이션에서 전송될 수 있다.Here, it further includes receiving configuration information of a random access channel (RACH) occurrence bundle and the number of RACH occurrences included in the RACH occurrence bundle from the base station, and the selected preamble is included in the configuration information. It can be transmitted in the RACH organization indicated by .

여기서, 상기 제1 메시지는 MsgA이고, 상기 제2 메시지는 MsgB일 수 있다.Here, the first message may be MsgA, and the second message may be MsgB.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 계층적 프리앰블을 이용한 랜덤 액세스 방법은, 통신 시스템의 기지국의 동작 방법으로서, 프리앰블 그룹들, 상기 프리앰블 그룹들의 소속 프리앰블들 및 상기 프리앰블 그룹들의 품질 요구들을 설정하는 단계; 상기 프리앰블 그룹들에 대한 정보들, 상기 소속 프리앰블들에 대한 정보들 및 상기 품질 요구들에 대한 정보들을 포함하는 프리앰블 그룹 설정 정보를 단말에게 전송하는 단계; 상기 단말로부터 품질 요구에 따라 상기 프리앰블 그룹 설정 정보에 기반하여 선택된 프리앰블을 포함하는 제1 메시지를 수신하는 단계; 상기 제1 메시지에서 상기 프리앰블을 검출하는 단계; 및 상기 단말에게 상기 제1 메시지의 응답 신호인 제2 메시지를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.Meanwhile, the random access method using a hierarchical preamble according to the second embodiment of the present invention to achieve the above object is a method of operating a base station in a communication system, and includes preamble groups, preambles belonging to the preamble groups, and the preamble. Establishing groups' quality requirements; Transmitting preamble group setting information including information about the preamble groups, information about the belonging preambles, and information about the quality requirements to a terminal; Receiving a first message including a preamble selected based on the preamble group setting information according to a quality requirement from the terminal; detecting the preamble in the first message; And it may include transmitting a second message that is a response signal to the first message to the terminal.

여기서, 상기 프리앰블 그룹들, 소속 프리앰블들 및 품질 요구들을 설정하는 단계는, 시퀀스 길이가 소수인 CAZAC 시퀀스들을 프리앰블들로 하는 원시 프리앰블 그룹을 형성하는 단계; 상기 원시 프리앰블 그룹에 있는 상기 프리앰블들을 상기 프리앰블 그룹들의 상기 소속 프리앰블들로 할당하는 단계; 및 상기 프리앰블 그룹들에 대한 상기 품질 요구들을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step of setting the preamble groups, belonging preambles, and quality requirements includes forming an original preamble group whose preambles are CAZAC sequences with a prime sequence length; allocating the preambles in the original preamble group to the belonging preambles of the preamble groups; and setting the quality requirements for the preamble groups.

여기서, 상기 원시 프리앰블 그룹에 있는 상기 프리앰블들을 상기 프리앰블 그룹들의 상기 소속 프리앰블들로 할당하는 단계는, 상기 원시 프리앰블 그룹에 있는 상기 프리앰블들에서 제1 임계치 이상의 상호 상관도를 갖는 프리앰블들을 제외하는 단계; 상기 원시 프리앰블 그룹에 있는 나머지 프리앰블들의 상호 상관도를 산출하는 단계; 및 상기 산출한 상호 상관도를 기준으로 상기 나머지 프리앰블들을 상기 프리앰블 그룹들의 상기 소속 프리앰블들로 할당하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step of allocating the preambles in the raw preamble group to the belonging preambles of the preamble groups includes excluding preambles having a cross-correlation value of a first threshold or more from the preambles in the raw preamble group; calculating a cross-correlation of the remaining preambles in the original preamble group; and allocating the remaining preambles to the belonging preambles of the preamble groups based on the calculated cross-correlation.

여기서, 상기 프리앰블 그룹들에 대한 상기 품질 요구들을 설정하는 단계는, 품질 요구 기준들을 구분하여 품질 요구 단계들을 설정하는 단계; 및 상기 프리앰블 그룹들에 대하여 상기 품질 요구 단계들을 매핑하는 단계를 포함할 수 있다.Here, setting the quality requirements for the preamble groups includes setting quality requirement steps by distinguishing quality requirement criteria; and mapping the quality requirement steps to the preamble groups.

여기서, 상기 프리앰블 그룹들에 대한 상기 품질 요구들을 설정하는 단계는, 상기 기지국이 선택할 수 있는 프리앰블 그룹을 지시하는 품질 요구 지시자(specifier)들을 사용하여 상기 프리앰블 그룹들에 대한 상기 품질 요구들을 설정하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the step of setting the quality requirements for the preamble groups includes setting the quality requirements for the preamble groups using quality request specifiers that indicate a preamble group that the base station can select. It can be characterized.

여기서, 상기 제1 메시지에서 상기 프리앰블들을 검출하는 단계는, 상기 단말을 포함한 다수의 단말들로부터 수신한 제1 메시지들의 수신 신호 행렬에 어느 하나의 프리앰블 그룹의 프리앰블 행렬을 적용하여 상관도를 산출하는 단계; 상기 산출한 상관도를 이용하여 상기 어느 하나의 프리앰블 그룹의 소속 프리앰블들을 검출하는 단계; 상기 수신 신호 행렬에서 상기 검출한 소속 프리앰블들에 해당하는 수신 신호를 제거하는 단계; 및 상기 수신 신호를 제거한 상기 수신 신호 행렬에서 나머지 프리앰블 그룹들의 소속 프리앰블들을 검출하여 상기 제1 메시지에서 상기 프리앰블을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step of detecting the preambles in the first message includes calculating the correlation by applying the preamble matrix of one preamble group to the received signal matrix of the first messages received from a plurality of terminals including the terminal. step; detecting preambles belonging to one preamble group using the calculated correlation; removing received signals corresponding to the detected preambles from the received signal matrix; and detecting the preamble from the first message by detecting preambles belonging to the remaining preamble groups in the received signal matrix from which the received signal has been removed.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3 실시예에 따른 계층적 프리앰블을 이용한 랜덤 액세스 장치는, 단말로서, 프로세서(processor); 상기 프로세서와 전자적(electronic)으로 통신하는 메모리(memory); 그리고 상기 메모리에 저장되는 명령들(instructions)을 포함하며, 상기 명령들이 상기 프로세서에 의해 실행되는 경우, 상기 명령들은 상기 단말이, 기지국으로부터 프리앰블 그룹들에 대한 품질 요구 정보들과 상기 프리앰블 그룹들 각각에 대한 소속 프리앰블 정보들을 수신하고; 단말 품질 요구를 기준으로 상기 품질 요구 정보들에 기반하여 상기 프리앰블 그룹들 중에서 하나의 프리앰블 그룹을 선택하고; 상기 소속 프리앰블 정보들에 기반하여 상기 하나의 프리앰블 그룹 내에서 프리앰블을 선택하고; 상기 선택한 프리앰블을 포함하는 제1 메시지를 상기 기지국에 전송하고; 그리고 상기 기지국에서 상기 제1 메시지의 응답 신호인 제2 메시지를 수신하는 것을 야기하도록 동작할 수 있다.Meanwhile, a random access device using a hierarchical preamble according to a third embodiment of the present invention to achieve the above object includes, as a terminal, a processor; a memory that communicates electronically with the processor; and instructions stored in the memory, and when the instructions are executed by the processor, the instructions provide the terminal with quality requirement information for preamble groups from the base station and each of the preamble groups. Receive affiliation preamble information for; selecting one preamble group from among the preamble groups based on the quality requirement information based on a terminal quality request; select a preamble within the one preamble group based on the belonging preamble information; transmitting a first message including the selected preamble to the base station; and may operate to cause the base station to receive a second message that is a response signal to the first message.

여기서, 상기 프리앰블 그룹들은 시퀀스 길이가 소수인 CAZAC 시퀀스들로 이루어진 원시 프리앰블 그룹을 상호 상관도를 기준으로 분할하여 형성한 제1 프리앰블 그룹과 제2 프리앰블 그룹으로 이루어지며, 상기 제1 프리앰블 그룹의 소속 프리앰블들의 상호 상관도가 상기 제2 프리앰블 그룹의 소속 프리앰블들의 상호 상관도보다 작을 수 있다.Here, the preamble groups are composed of a first preamble group and a second preamble group formed by dividing a raw preamble group composed of CAZAC sequences with a decimal sequence length based on mutual correlation, and belong to the first preamble group. The inter-correlation of preambles may be smaller than the inter-correlation of preambles belonging to the second preamble group.

여기서, 상기 명령들은 상기 단말이, 상기 기지국으로부터 상기 프리앰블 그룹들에 대한 송신 전력 정보들을 수신하는 것을 더 야기하도록 동작하며, 상기 선택한 프리앰블은 상기 송신 전력 정보들에 따른 송신 전력을 사용하여 전송되는 것을 야기하도록 동작할 수 있다.Here, the commands operate to further cause the terminal to receive transmission power information for the preamble groups from the base station, and the selected preamble is transmitted using transmission power according to the transmission power information. It can operate to cause.

여기서, 상기 명령들은 상기 단말이, 상기 기지국으로부터 RACH 오케이션 번들 및 상기 RACH 오케이션 번들에 포함된 RACH 오케이션 개수의 설정 정보를 수신하는 것을 더 야기하도록 동작하며, 상기 선택한 프리앰블은 상기 설정 정보에 의해 지시되는 RACH 오게이션에서 전송되는 것을 야기하도록 동작할 수 있다.Here, the commands operate to further cause the terminal to receive a RACH application bundle and configuration information of the number of RACH applications included in the RACH application bundle from the base station, and the selected preamble is included in the configuration information. It may operate to cause transmission in the RACH direction indicated by.

기지국은 단말들의 다양한 품질 요구 수준들을 반영한 프리앰블들을 구성하여 단말들에게 제공할 수 있다.The base station can configure preambles that reflect the various quality requirement levels of the terminals and provide them to the terminals.

또한, 단말들은 다양한 품질 요구 수준들을 반영한 프리앰블들에서 원하는 품질 요구 수준에 따른 프리앰블을 선택하여 기지국에 전송하여 랜덤 액세스를 시도할 수 있다.Additionally, terminals can attempt random access by selecting a preamble according to a desired quality requirement level from preambles reflecting various quality requirement levels and transmitting it to the base station.

또한, 기지국이 품질 요구 수준들에 따른 프리앰블들을 구성하여 단말의 랜덤 액세스에 이용하도록 함으로써 랜덤 액세스 용량을 증가시킬 수 있다.Additionally, random access capacity can be increased by allowing the base station to configure preambles according to quality requirement levels and use them for random access of the terminal.

또한, 기지국이 품질 요구 수준들에 따른 프리앰블들을 구성하여 단말의 랜덤 액세스에 이용하도록 함으로써 높은 품질 요구 수준을 요구하는 단말에 대한 프리앰블 충돌 가능성을 낮추어 줄 수 있다.In addition, the base station configures preambles according to quality requirement levels and uses them for random access of the terminal, thereby reducing the possibility of preamble collision for a terminal that requires a high quality requirement level.

또한, 기지국이 다양한 품질 요구 수준들을 수용할 수 있는 프리앰블 구성하여 단말에게 제공함으로써 프리앰블의 충돌을 회피한 이후에 수신 오류율을 낮추어 줄 수 있다.In addition, the base station can configure a preamble that can accommodate various quality requirement levels and provide it to the terminal, thereby avoiding preamble collisions and lowering the reception error rate.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 통신 시스템의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4는 계층적 프리앰블을 이용한 랜덤 액세스 방법의 제1 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 5는 도 4의 프리앰블 그룹들을 설정하는 과정의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 도 4의 프리앰블 선택 과정의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 7은 프리앰블 그룹별 프리앰블 인덱스들의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 8은 도 4의 프리앰블 검출 과정의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.
1 is a conceptual diagram showing a first embodiment of a communication system.
Figure 2 is a block diagram showing a first embodiment of a communication node constituting a communication system.
Figure 3 is a conceptual diagram showing a second embodiment of a communication system.
Figure 4 is a flowchart showing a first embodiment of a random access method using a hierarchical preamble.
FIG. 5 is a flowchart showing a first embodiment of a process for setting preamble groups in FIG. 4.
FIG. 6 is a flowchart showing a first embodiment of the preamble selection process of FIG. 4.
Figure 7 is a conceptual diagram showing a first embodiment of preamble indexes for each preamble group.
FIG. 8 is a flowchart showing a first embodiment of the preamble detection process of FIG. 4.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에 예시하고 상세하게 설명한 실시예들은 2 단계 랜덤 액세스 절차(2 step random access procedure)와 4 단계 랜덤 액세스 절차(4 step random access procedure)에 적용할 수 있다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. The embodiments illustrated and described in detail in the drawings can be applied to a 2 step random access procedure and a 4 step random access procedure.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention. The term and/or includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an idealized or excessively formal sense. No.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings. In order to facilitate overall understanding when describing the present invention, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions for the same components are omitted.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a first embodiment of a communication system.

도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 "통신 네트워크"로 지칭될 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 적어도 하나의 통신 프로토콜을 지원할 수 있다. 예를 들어, 복수의 통신 노드들 각각은 CDMA(code division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, WCDMA(wideband CDMA) 기반의 통신 프로토콜, TDMA(time division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, FDMA(frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SC(single carrier)-FDMA 기반의 통신 프로토콜, NOMA(non-orthogonal multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SDMA(space division multiple access) 기반의 통신 프로토콜 등을 지원할 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.Referring to FIG. 1, the communication system 100 includes a plurality of communication nodes 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6). Here, the communication system may be referred to as a “communication network”. Each of the plurality of communication nodes may support at least one communication protocol. For example, each of the plurality of communication nodes may use a communication protocol based on code division multiple access (CDMA), a communication protocol based on wideband CDMA (WCDMA), a communication protocol based on time division multiple access (TDMA), and a frequency division multiple access (FDMA)-based communication protocol. access)-based communication protocol, OFDM (orthogonal frequency division multiplexing)-based communication protocol, OFDMA (orthogonal frequency division multiple access)-based communication protocol, SC (single carrier)-FDMA-based communication protocol, NOMA (non-orthogonal multiple access) access)-based communication protocols, SDMA (space division multiple access)-based communication protocols, etc. Each of the plurality of communication nodes may have the following structure.

도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.Figure 2 is a block diagram showing a first embodiment of a communication node constituting a communication system.

도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다. 다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.Referring to FIG. 2, the communication node 200 may include at least one processor 210, a memory 220, and a transmitting and receiving device 230 that is connected to a network and performs communication. Additionally, the communication node 200 may further include an input interface device 240, an output interface device 250, a storage device 260, etc. Each component included in the communication node 200 is connected by a bus 270 and can communicate with each other. However, each component included in the communication node 200 may be connected through an individual interface or individual bus centered on the processor 210, rather than the common bus 270. For example, the processor 210 may be connected to at least one of the memory 220, the transmission/reception device 230, the input interface device 240, the output interface device 250, and the storage device 260 through a dedicated interface. .

프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.The processor 210 may execute a program command stored in at least one of the memory 220 and the storage device 260. The processor 210 may refer to a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed. Each of the memory 220 and the storage device 260 may be comprised of at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium. For example, the memory 220 may be comprised of at least one of read only memory (ROM) and random access memory (RAM).

다시 도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 기지국들(base stations)(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2), 복수의 단말들(terminal)(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 매크로 셀(macro cell)을 형성할 수 있다. 제4 기지국(120-1) 및 제5 기지국(120-2) 각각은 스몰 셀(small cell)을 형성할 수 있다. 제1 기지국(110-1)의 커버리지(coverage) 내에 제4 기지국(120-1), 제3 단말(130-3) 및 제4 단말(130-4)이 속할 수 있다. 제2 기지국(110-2)의 커버리지 내에 제2 단말(130-2), 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)이 속할 수 있다. 제3 기지국(110-3)의 커버리지 내에 제5 기지국(120-2), 제4 단말(130-4), 제5 단말(130-5) 및 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다. 제4 기지국(120-1)의 커버리지 내에 제1 단말(130-1)이 속할 수 있다. 제5 기지국(120-2)의 커버리지 내에 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다.Referring again to FIG. 1, the communication system 100 includes a plurality of base stations (110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) and a plurality of terminals. It may include (130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6). Each of the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 may form a macro cell. Each of the fourth base station 120-1 and the fifth base station 120-2 may form a small cell. The fourth base station 120-1, the third terminal 130-3, and the fourth terminal 130-4 may belong to the coverage of the first base station 110-1. The second terminal 130-2, the fourth terminal 130-4, and the fifth terminal 130-5 may belong to the coverage of the second base station 110-2. The fifth base station 120-2, the fourth terminal 130-4, the fifth terminal 130-5, and the sixth terminal 130-6 may belong to the coverage of the third base station 110-3. . The first terminal 130-1 may belong to the coverage of the fourth base station 120-1. The sixth terminal 130-6 may belong to the coverage of the fifth base station 120-2.

여기서, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 노드B(NodeB), 고도화 노드B(evolved NodeB), BTS(base transceiver station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node), 노변 장치(road side unit; RSU), DU(digital unit), CDU(cloud digital unit), RRH(radio remote head), RU(radio unit), TP(transmission point), TRP(transmission and reception point), 중계 노드(relay node) 등으로 지칭될 수 있다. 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 접근 단말(access terminal), 이동 단말(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 이동 스테이션(mobile station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), UE(user equipment), 노드(node), 다바이스(device) 등으로 지칭될 수 있다.Here, each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 includes a NodeB, an evolved NodeB, a base transceiver station (BTS), Radio base station, radio transceiver, access point, access node, road side unit (RSU), digital unit (DU), cloud digital unit (CDU) , may be referred to as a radio remote head (RRH), radio unit (RU), transmission point (TP), transmission and reception point (TRP), relay node, etc. A plurality of terminals (130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) each include an access terminal, a mobile terminal, a station, It may be referred to as a subscriber station, mobile station, portable subscriber station, user equipment (UE), node, device, etc.

복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 셀룰러(cellular) 통신(예를 들어, 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 LTE(long term evolution), LTE-A(advanced) 등)을 지원할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있고, 또는 동일한 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀(ideal backhaul) 또는 논(non)-아이디얼 백홀을 통해 서로 연결될 수 있고, 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 서로 정보를 교환할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 코어(core) 네트워크(미도시)와 연결될 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 코어 네트워크로부터 수신한 신호를 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)에 전송할 수 있고, 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)로부터 수신한 신호를 코어 네트워크에 전송할 수 있다.A plurality of communication nodes (110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) Each may support cellular communication (e.g., long term evolution (LTE), advanced (LTE-A), etc. defined in the 3rd generation partnership project (3GPP) standard). Each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may operate in a different frequency band or may operate in the same frequency band. Each of the plurality of base stations (110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) may be connected to each other through ideal backhaul or non-ideal backhaul, and ideal backhaul Alternatively, information can be exchanged with each other through non-ideal backhaul. Each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may be connected to a core network (not shown) through ideal backhaul or non-ideal backhaul. Each of the plurality of base stations (110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) transmits the signal received from the core network to the corresponding terminal (130-1, 130-2, 130-3, 130). -4, 130-5, 130-6), and the signal received from the corresponding terminal (130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) is sent to the core network. can be transmitted to.

복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 OFDMA 기반의 다운링크(downlink, DL) 전송을 지원할 수 있고, SC-FDMA 기반의 업링크(uplink, UL) 전송을 지원할 수 있다. 또한, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 MIMO(multiple input multiple output) 전송(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint) 전송, 캐리어 애그리게이션(carrier aggregation) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 단말 간 직접(device to device, D2D) 통신(또는, ProSe(proximity services) 등을 지원할 수 있다. 여기서, 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)과 대응하는 동작, 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)에 의해 지원되는 동작을 수행할 수 있다.Each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 can support OFDMA-based downlink (DL) transmission and SC-FDMA-based uplink. (uplink, UL) transmission can be supported. In addition, each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 transmits multiple input multiple output (MIMO) (e.g., single user (SU)-MIMO, MU (multi user)-MIMO, massive MIMO, etc.), CoMP (coordinated multipoint) transmission, carrier aggregation transmission, transmission in unlicensed band, device to device (D2D) ) may support communication (or ProSe (proximity services), etc. Here, each of the plurality of terminals (130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) is a base station Operations corresponding to (110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2), by the base station (110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) Supported operations can be performed.

예를 들어, 제2 기지국(110-2)은 SU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 SU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 또는, 제2 기지국(110-2)은 MU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 MU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 CoMP 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 CoMP 방식에 의해 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 자신의 커버리지 내에 속한 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)과 CA 방식을 기반으로 신호를 송수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 제4 단말(130-4)과 제5 단말(130-5) 간의 D2D 통신을 코디네이션(coordination)할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각의 코디네이션에 의해 D2D 통신을 수행할 수 있다.For example, the second base station 110-2 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4 based on the SU-MIMO method, and the fourth terminal 130-4 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4 based on the SU-MIMO method. A signal can be received from the second base station 110-2. Alternatively, the second base station 110-2 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5 based on the MU-MIMO method, and the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5 can each receive a signal from the second base station 110-2 by the MU-MIMO method. Each of the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4 based on the CoMP method, and the fourth terminal 130-4 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4. The terminal 130-4 can receive signals from the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 using the CoMP method. Each of the plurality of base stations (110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) has a terminal (130-1, 130-2, 130-3, 130-4, Signals can be transmitted and received based on 130-5, 130-6) and CA methods. The first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 each coordinate D2D communication between the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5. (coordination), and each of the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5 communicates D2D through coordination with each of the second base station 110-2 and the third base station 110-3. can be performed.

한편, 이와 같은 통신 시스템에서 단말은 임의로 프리앰블을 선택하여 기지국에 랜덤 액세스를 시도할 수 있다. 이에 따라, 여러 단말들이 동일한 하나의 프리앰블을 사용하여 기지국에 접속하는 경우에 충돌이 발생할 수 있다. 이처럼 프리앰블 충돌이 발생하면 기지국은 프리앰블을 수신하는데 어려움이 있을 수 있다. 이를 해결하기 위하여 기지국은 프리앰블의 개수를 늘림으로써 충돌 가능성을 낮출 수 있다. 하지만, 프리앰블의 길이가 일정하면 프리앰블의 개수에 따라 상관도(correlation)도 함께 증가하여 늘어나는 프리앰블의 개수로 인해 기지국이 수신하는 수신 신호의 신호 품질이 떨어질 수 있다. 더욱이 단말이 요구하는 품질 요구(QoS)가 다양한 경우에 기지국은 이에 맞추어 한정된 프리앰블 자원을 운용할 수 있다. 이와 관련하여 기지국이 균일한 프리앰블 자원을 전제로 하여, 단말의 품질 요구(QoS)에 따라 접근 가능한 자원의 영역을 통제하는 방법이 알려져 있을 수 있다. 하지만, 이러한 방법을 통해 기지국은 높은 품질을 요구하는 단말에게 충돌 가능성을 낮추어 줄 수는 있으나, 충돌을 회피한 이후에 수신 오류율을 낮추어 줄 수는 없다. 이에 따라서, 통신 시스템에서 높은 품질을 요구하는 단말에게 충돌 가능성을 낮추어 주면서 동시에 충돌을 회피한 이후에 수신 오류율을 낮추어 줄 수 있는 계층적 프리앰블을 이용한 랜덤 액세스 방법 및 장치가 필요할 수 있다.Meanwhile, in such a communication system, the terminal can randomly select a preamble and attempt random access to the base station. Accordingly, collisions may occur when multiple terminals access the base station using the same preamble. If a preamble collision occurs like this, the base station may have difficulty receiving the preamble. To solve this, the base station can reduce the possibility of collision by increasing the number of preambles. However, if the length of the preamble is constant, the correlation also increases with the number of preambles, and the signal quality of the received signal received by the base station may decrease due to the increasing number of preambles. Moreover, in cases where the quality requirements (QoS) required by the terminal are diverse, the base station can operate limited preamble resources accordingly. In this regard, there may be a known method for the base station to control the area of accessible resources according to the quality requirements (QoS) of the terminal, assuming uniform preamble resources. However, through this method, the base station can reduce the possibility of collision for a terminal requiring high quality, but it cannot reduce the reception error rate after avoiding collision. Accordingly, there may be a need for a random access method and device using a hierarchical preamble that can reduce the possibility of collision for a terminal that requires high quality in a communication system and at the same time reduce the reception error rate after avoiding collision.

한편, 여기서 설명의 편의를 위해 품질 요구는 2단계로 가정할 수 있다. 하지만, 품질 요구는 여러 단계로 확장이 가능할 수 있다. 이러한 품질 요구의 파라미터는 지연 시간(latency)을 포함할 수 있다. 이에 따라 품질 요구는 짧은 지연 시간을 보장해 주어야 하는 품질 요구 단계 1과 상대적으로 긴 지연 시간을 허용하는 품질 요구 단계 2로 구분할 수 있다. 여기서, 짧은 지연 시간은 1ms 미만인 지연 시간을 의미할 수 있고, 긴 지연 시간은 1ms 이상인 지연 시간을 의미할 수 있다. 이에 따라 단말들은 짧은 지연 시간이 필요하여 품질 요구 단계 1을 만족해야 하는 제1 유형 단말들이 있을 수 있고, 상대적으로 긴 지연 시간이 허용되어 품질 요구 단계 2를 만족해도 되는 제2 유형 단말들이 있을 수 있다. Meanwhile, for convenience of explanation here, quality requirements can be assumed to be in two stages. However, quality requirements can extend to several levels. Parameters of these quality requirements may include latency. Accordingly, quality requirements can be divided into quality requirement level 1, which must guarantee a short delay time, and quality requirement level 2, which allows a relatively long delay time. Here, a short delay time may mean a delay time of less than 1 ms, and a long delay time may mean a delay time of 1 ms or more. Accordingly, there may be first-type terminals that require a short delay time and must satisfy quality requirement level 1, and there may be second-type terminals that allow relatively long delay times and may satisfy quality requirement level 2. there is.

도 3은 통신 시스템의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.Figure 3 is a conceptual diagram showing a second embodiment of a communication system.

도 3을 참조하면, 통신 시스템은 기지국(310)과 N개의 단말들(320-1~320-N)로 이루어질 수 있다. 여기서, 기지국(310)은 M개의 수신 안테나들을 가질 수 있고, 단말들(320-1~320-N)은 1개의 송신 안테나를 가질 수 있다. N개의 단말들(320-1~320-N)은 동기를 맞추어 기지국(320)에 프리앰블과 데이터를 전송할 수 있다. 여기서, N은 M보다 같거나 작을 수 있다. N과 M은 자연수일 수 있다. 이처럼 통신 시스템은 기지국(310)과 기지국(310)에 동기화된 많은 수의 단말들((320-1~320-N)로 구성될 수 있다. 많은 수의 단말들(320-1~320-N)에서 일부의 단말들은 때때로 활성화되어 랜덤 액세스 절차를 통해 기지국(310)에 데이터를 전송할 수 있다. 랜덤 액세스 절차는 활성화된 단말이 프리앰블 신호를 송출하면서 시작될 수 있다. 그리고, 기지국(310)은 활성화된 단말로부터 프리앰블 신호를 수신하여, 프리앰블을 검출할 수 있다. 기지국(310)은 검출한 프리앰블에 따라 활성화된 단말에게 랜덤 액세스 응답(random access response)을 보낼 수 있다. 랜덤 액세스 절차에서 여러 단말들이 같은 프리앰블을 선택하여 같은 프리앰블 신호를 기지국(310)에 전송할 수 있다. 이처럼 여러 단말들이 동일한 프리앰블을 선택하여 동일한 프리앰블 신호를 전송하면 기지국(310)은 각 단말을 구분할 수 없어 단말들의 랜덤 액세스가 실패할 수 있다. 기지국(310)이 모든 단말(320-1~320-N)에게 고유한 프리앰블을 할당해 주면 충돌 위험을 회피할 수 있다. 하지만, MTC(machine type communication) 응용에서 단말들(320-1~320-N)이 매우 많을 수 있어, 모든 단말들(320-1~320-N)에게 고유한 프리앰블을 할당해 주면 신호 공간이 과도하게 커질 수 있다. 이때, 전체 단말들(320-1~320-N)에 비해 활성 단말들의 비율이 작은 경우에는 프리앰블을 공유하더라도 기지국(310)이 충돌 위험을 통제할 수 있다.Referring to FIG. 3, the communication system may consist of a base station 310 and N terminals 320-1 to 320-N. Here, the base station 310 may have M receiving antennas, and the terminals 320-1 to 320-N may have one transmitting antenna. N terminals 320-1 to 320-N can transmit preambles and data to the base station 320 in synchronization. Here, N may be equal to or smaller than M. N and M can be natural numbers. In this way, the communication system may be composed of a base station 310 and a large number of terminals (320-1 to 320-N) synchronized to the base station 310. A large number of terminals (320-1 to 320-N) ), some terminals may be activated from time to time and transmit data to the base station 310 through a random access procedure. The random access procedure may start when the activated terminal transmits a preamble signal. Then, the base station 310 may be activated. The preamble can be detected by receiving a preamble signal from the activated terminal. The base station 310 can send a random access response to the activated terminal according to the detected preamble. In the random access procedure, several terminals The same preamble can be selected and the same preamble signal can be transmitted to the base station 310. In this way, if several terminals select the same preamble and transmit the same preamble signal, the base station 310 cannot distinguish between each terminal and random access of the terminals fails. This can be done. If the base station 310 allocates a unique preamble to all terminals 320-1 to 320-N, the risk of collision can be avoided. However, in an MTC (machine type communication) application, terminals 320 -1~320-N) may be very numerous, so if a unique preamble is assigned to all terminals (320-1~320-N), the signal space may become excessively large. At this time, all terminals (320- When the ratio of active terminals is small compared to 1~320-N), the base station 310 can control the risk of collision even if the preamble is shared.

일반적으로, 단말이 송출하는 프리앰블 신호는 PAPR(peak-to-average power ratio)이 낮을수록 전력 증폭기(power amplifier)의 효율이 증가할 수 있다. 또한, 단말이 송출하는 프리앰블 신호는 서로 직교하도록 신호 공간을 구성하면 기지국이 선형 수신 장치를 이용할 수 있다. 이와 같이 프리앰블 신호가 가지는 특성을 CAZAC(constant amplitude zero autocorrelation)이라고 부르는데, 쟈도프 츄(Zadoff-Chu) 시퀀스(sequence), 올탑(Alltop) 시퀀스 등이 이를 만족할 수 있다. 예를 들어, 시퀀스 길이 가 소수인 시퀀스 는 아래 수학식 1과 같이 정의할 수 있다. 여기서, 는 839 및 139중에서 어느 하나일 수 있다. 여기서, 는 루트 시퀀스 인덱스(root sequence index)일 수 있고, 정수일 수 있으며, 일 수 있다. 그리고, 는 사이클릭 시프트(cyclic shift)값일 수 있다. 그리고, 은 샘플 인덱스(sample index)일 수 있고, 정수일 수 있으며 일 수 있다. In general, the lower the peak-to-average power ratio (PAPR) of the preamble signal transmitted by the terminal, the higher the efficiency of the power amplifier. Additionally, if the preamble signals transmitted by the terminal configure the signal space to be orthogonal to each other, the base station can use a linear reception device. This characteristic of the preamble signal is called CAZAC (constant amplitude zero autocorrelation), and this can be satisfied by Zadoff-Chu sequence, Alltop sequence, etc. For example, sequence length A sequence where is a prime number Can be defined as Equation 1 below. here, may be any one of 839 and 139. here, may be a root sequence index, may be an integer, It can be. and, may be a cyclic shift value. and, may be a sample index, may be an integer, and It can be.

도 4는 계층적 프리앰블을 이용한 랜덤 액세스 방법의 제1 실시예를 나타내는 순서도이다.Figure 4 is a flowchart showing a first embodiment of a random access method using a hierarchical preamble.

도 4를 참조하면, 계층적 프리앰블을 이용한 랜덤 액세스 방법에서 기지국은 품질 요구 단계를 설정할 수 있다(S410). 여기서, 기지국은 일예로 품질 요구 단계를 2단계로 설정할 수 있다. 하지만, 품질 요구 단계는 여러 단계로 확장이 가능할 수 있다. 이러한 품질 요구 단계를 설정하기 위한 파라미터는 지연 시간을 포함할 수 있다. 이에 따라 기지국은 품질 요구 단계를 짧은 지연 시간을 보장해 주어야 하는 품질 요구 단계 1과 상대적으로 긴 지연 시간을 하용하는 품질 요구 단계 2로 구분하여 설정할 수 있다. 여기서, 짧은 지연 시간은 1ms 미만인 지연 시간을 의미할 수 있고, 긴 지연 시간은 1ms 이상인 지연 시간을 의미할 수 있다. 다음으로, 기지국은 프리앰블 그룹들을 설정할 수 있다(S420). 그리고, 기지국은 설정한 프리앰블 그룹들을 각 품질 요구 단계에 매핑되도록 할 수 있다. Referring to FIG. 4, in the random access method using a hierarchical preamble, the base station can set a quality request level (S410). Here, the base station may set the quality requirement level to level 2, for example. However, the quality requirement level can be extended to several levels. Parameters for setting these quality requirement levels may include delay time. Accordingly, the base station can set the quality requirement level by dividing it into quality requirement level 1, which requires a short delay time, and quality requirement level 2, which requires a relatively long delay time. Here, a short delay time may mean a delay time of less than 1 ms, and a long delay time may mean a delay time of 1 ms or more. Next, the base station can set preamble groups (S420). Additionally, the base station can map the set preamble groups to each quality requirement level.

도 5는 도 4의 프리앰블 그룹들을 설정하는 과정의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.FIG. 5 is a flowchart showing a first embodiment of a process for setting preamble groups in FIG. 4.

도 5를 참조하면, 프리앰블 그룹들을 설정하는 과정에서 기지국은 수학식 1에 따라 시퀀스 길이가 소수 인 CAZAC 시퀀스들을 생성할 수 있다(S421). 그리고, 기지국은 생성한 CAZAC 시퀀스들을 프리앰블들로 하는 원시 프리앰블 그룹을 형성할 수 있다. 여기서, 원시 프리앰블 그룹을 이루는 프리앰블들의 개수는 개일 수 있다. 일예로, 소수가 839이면 원시 프리앰블 그룹을 이루는 프리앰블들의 개수는 838*839=703,082일 수 있다. 그리고, 원시 프리앰블 그룹은 소수 가 839이면 집합 로 표현할 수 있고, 아래 수학식 2와 같이 정의할 수 있다. Referring to FIG. 5, in the process of setting preamble groups, the base station sets the sequence length to a decimal number according to Equation 1. CAZAC sequences can be generated (S421). And, the base station can form a raw preamble group using the generated CAZAC sequences as preambles. Here, the number of preambles constituting the raw preamble group is It could be a dog. For example, if the prime number is 839, the number of preambles forming the raw preamble group may be 838*839=703,082. And, the raw preamble group is small If is 839, set It can be expressed as and can be defined as Equation 2 below.

다음으로, 기지국은 원시 프리앰블 그룹을 구성하는 프리앰블들에서 상호 상관도가 높은 일부 프리앰블을 제외할 수 있다(S423). 즉, 기지국은 원시 프리앰블 그룹에 포함되어 있는 개의 프리앰블들에 대하여 상호 상관도를 산출하여 산출된 상호 상관도가 제1 임계값 이상인 경우에 해당하는 프리앰블들을 제외할 수 있다. 여기서, 제1 임계값은 관리자에 의해 기지국에 미리 설정한 값일 수 있다. 특히, 단말이 고속으로 이동하여 도플러 천이(Doppler shift)가 생기거나, 단말이 송출한 신호가 여러 경로를 거쳐 기지국에 도달함으로 인해 지연확산(delay spread)이 발생하면, 인접한 사이클릭 시프트를 가지는 프리앰블 간섭이 증가하고 상관도가 높아질 수 있다. 기지국은 원시 프리앰블 그룹에서 사이클릭 시프트 를 서브 샘플링(subsampling) 간격 로 하여 이에 해당하는 프리앰블들을 선택하는 방법으로 상호 상관도가 제1 임계값을 초과할 수 있는 일부 프리앰블들을 제외할 수 있다. 이때, 기지국은 원시 프리앰블 그룹에서 서브 샘플링(subsampling) 간격 가 22인 경우에 이에 해당하는 프리앰블들로 이루어진 원시 프리앰블 그룹은 집합 로 표현할 수 있으며, 아래 수학식 3으로 표현할 수 있다. 여기서, 는 샘플 개수를 의미할 수 있고, 소수 가 839일 수 있고, 서브 샘플링 간격 가 22이면 는 39이하일 수 있다. 집합 은 838*39=32682개의 원소를 가질 수 있다. Next, the base station may exclude some preambles with high mutual correlation from the preambles constituting the raw preamble group (S423). That is, the base station is included in the raw preamble group. By calculating the cross-correlation for the preambles, preambles corresponding to the calculated cross-correlation is greater than or equal to the first threshold can be excluded. Here, the first threshold may be a value preset in the base station by the administrator. In particular, if a Doppler shift occurs due to the terminal moving at high speed, or if delay spread occurs due to a signal transmitted from the terminal reaching the base station through multiple paths, a preamble with an adjacent cyclic shift Interference may increase and correlation may increase. The base station cyclically shifts on the raw preamble group. subsampling interval By selecting the corresponding preambles, some preambles whose cross-correlation may exceed the first threshold can be excluded. At this time, the base station uses a subsampling interval in the raw preamble group. When is 22, the raw preamble group consisting of the corresponding preambles is a set It can be expressed as Equation 3 below. here, can mean the number of samples, decimal can be 839, and the subsampling interval is If is 22 may be 39 or less. set can have 838*39=32682 elements.

다음으로, 기지국은 개의 프리앰블들에서 남아 있는 나머지 프리앰블들로 이루어진 원시 프리앰블 그룹에서 상호 상관도가 낮은 프리앰블 개를 선택하여 프리앰블 그룹 1을 형성할 수 있다(S424). 즉, 기지국은 개의 프리앰블에서 남아 있는 나머지 프리앰블들로 이루어진 원시 프리앰블 그룹에서 상호 상관도가 제2 임계값 이하인 프리앰블 개를 선택하여 프리앰블 그룹 1을 형성할 수 있다. 여기서, 프리앰블 그룹 1은 제1 유형 단말들이 사용하기 적합한 프리앰블들일 수 있다. 이처럼 기지국은 원시 프리앰블 그룹에서 상호 상관도가 낮은 일부 프리앰블들을 선택하는 기준으로 제2 임계값을 사용할 수 있다. 일예로, 제2 임계값이 0인 경우, 샘플 인덱스 가 0인 프리앰블들에서 샘플 개수 가 39개가 되도록 사이클릭 시프트 를 취하여 직교하는 프리앰블 그룹을 구성할 수 있다. 혹은 더 높은 제2 임계값을 허용함으로써, 샘플 인덱스 가 1인 프리앰블들에서 샘플 개수 가 25개가 되도록 사이클릭 시프트 를 추가하여 가 64개인 프리앰블 그룹 1을 형성할 수 있다. 이때, 이와 같은 방법으로 형성된 프리앰블 그룹 1은 집합 로 표현할 수 있으며, 수학식 4와 같이 구성할 수 있다.Next, the base station A preamble with low cross-correlation in the raw preamble group consisting of the remaining preambles from the preambles. Preamble group 1 can be formed by selecting one (S424). That is, the base station A preamble whose cross-correlation is less than or equal to the second threshold in the raw preamble group consisting of the remaining preambles from the preambles. You can select any number to form preamble group 1. Here, preamble group 1 may be preambles suitable for use by first type terminals. In this way, the base station can use the second threshold as a standard for selecting some preambles with low mutual correlation from the raw preamble group. For example, if the second threshold is 0, the sample index Number of samples in preambles where is 0 Cyclic shift to 39 You can form an orthogonal preamble group by taking . or by allowing a higher second threshold, the sample index Number of samples in preambles with 1 Cyclic shift to 25 by adding Preamble group 1 with 64 can be formed. At this time, preamble group 1 formed in this way is a set It can be expressed as and can be configured as in Equation 4.

다음으로, 기지국은 원시 프리앰블 그룹에서 프리앰블 그룹1을 제외하여 프리앰블 그룹 2를 형성할 수 있다(S425). 즉, 기지국은 일부 프리앰블을 제외한 원시 프리앰블 그룹을 이루는 집합 에서 프리앰블 그룹1의 집합 를 제외하여 프리앰블 그룹3의 집합 를 형성할 수 있다, 이때, 집합 는 아래 수학식 5와 같이 표현될 수 있다.Next, the base station can form preamble group 2 by excluding preamble group 1 from the raw preamble group (S425). In other words, the base station is a set of raw preamble groups excluding some preambles. Set of preamble group 1 in Set of preamble group 3 excluding can be formed, at this time, the set Can be expressed as Equation 5 below.

한편, 3GPP NR 규격은 최대 2개 그룹(A/B)의 프리앰블을 지정해 둘 수 있다. 그리고, 단말이 RSRP(reference signal received power) 측정치와 메시지(MsgA)의 크기를 기준으로 그룹을 선택할 수 있다. 그러나 3GPP NR 규격은 최대 64개의 프리앰블들을 2개의 그룹으로 분할하여 사용하는 방식으로, 제2 유형 단말에게 할당되는 프리앰블들을 지원하기에 부족할 수 있다. 따라서, 기지국은 개의 프리앰블들로 구성된 프리앰블 그룹 2를 새롭게 정의할 수 있다. 프리앰블 그룹 2에 관한 설정 정보는 개수 , 그룹 A/B에 대한 전력 오프셋(power offset) 정보, 그리고 메시지의 긴급성에 따른 판단 기준을 포함할 수 있다. 예를 들어 기지국은 를 설정함에 있어 최대값에 대한 비율을 지정할 수 있다. 또한, 기지국은 전력 오프셋을 0dB 이하의 값으로 설정할 수 있다. Meanwhile, the 3GPP NR standard can specify up to two groups (A/B) of preamble. Additionally, the terminal can select a group based on the reference signal received power (RSRP) measurement and the size of the message (MsgA). However, the 3GPP NR standard divides up to 64 preambles into two groups, which may be insufficient to support preambles allocated to the second type UE. Therefore, the base station Preamble group 2, consisting of preambles, can be newly defined. Setting information for preamble group 2 is , power offset information for group A/B, and judgment criteria according to the urgency of the message. For example, the base station When setting, you can specify the ratio to the maximum value. Additionally, the base station can set the power offset to a value of 0 dB or less.

다시, 도 4를 참조하면, 기지국은 프리앰블 그룹 설정 정보를 포함하는 시스템 정보 및/또는 RRC(radio resource control) 메시지를 단말들에게 전송할 수 있다(S430). 이에 따라, 단말들은 프리앰블 그룹 설정 정보를 포함하는 시스템 정보 및/또는 RRC 메시지를 기지국으로부터 수신할 수 있다. 여기서, 프리앰블 그룹 설정 정보는 설정된 프리앰블 그룹들에 대한 정보들과 설정된 프리앰블 그룹들이 요구하는 품질 요구 정도를 알려주는 품질 요구 정보들을 포함할 수 있다. 또한, 프리앰블 그룹 설정 정보는 설정된 프리앰블 그룹들을 전송하는데 사용할 송신 전력의 설정 정보를 포함할 수 있다. 여기서 프리앰블 그룹들에 대한 정보들은 설정된 프리앰블 그룹이 프리앰블 그룹 1과 프리앰블 그룹 2라는 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 프리앰블 그룹들에 대한 정보들은 프리앰블 그룹 1에 포함되어 있는 소속 프리앰블들과 프리앰블 그룹 2에 포함되어 있는 소속 프리앰블들에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 프리앰블 그룹들을 전송하는데 사용할 송신 전력의 설정 정보는 프리앰블 그룹 1에는 제1 송신 전력을 설정할 수 있고, 프리앰블 그룹 2에는 제2 송신 전력를 설정할 수 있으며, 제1 송신 전력이 제2 송신 전력보다 클 수 있다. 다음으로, 품질 요구 정보는 설정된 품질 요구 단계들이 품질 요구 단계 1과 품질 요구 단계 2로 이루어져 있음을 포함할 수 있다.Again, referring to FIG. 4, the base station may transmit system information and/or a radio resource control (RRC) message including preamble group configuration information to the terminals (S430). Accordingly, terminals can receive system information and/or RRC messages including preamble group configuration information from the base station. Here, the preamble group setting information may include information about the set preamble groups and quality requirement information indicating the degree of quality requirement required by the set preamble groups. Additionally, the preamble group setting information may include setting information of transmission power to be used for transmitting the set preamble groups. Here, the information about the preamble groups may include information that the set preamble groups are preamble group 1 and preamble group 2. Additionally, the information about the preamble groups may include information about the affiliated preambles included in preamble group 1 and the affiliated preambles included in preamble group 2. In addition, the setting information of the transmission power to be used for transmitting preamble groups can be set to a first transmission power in preamble group 1, a second transmission power to be set in preamble group 2, and the first transmission power is greater than the second transmission power. You can. Next, the quality requirement information may include that the set quality requirement stages consist of quality requirement stage 1 and quality requirement stage 2.

그리고, 품질 요구 정보는 각각의 품질 요구 단계가 요구하는 품질 정도를 알려주는 품질 요구 기준을 포함할 수 있다. 일예로, 품질 요구 정보는 품질 요구 단계 1이 지연 시간이 1ms 미만이라는 품질 요구 기준을 포함할 수 있고, 품질 요구 단계 2가 지연 시간이 1ms 이상이라는 품질 요구 기준을 포함할 수 있다. 이와 달리, 품질 요구 정보는 요구 임계치를 기준으로 선택할 수 있는 프리앰블 그룹을 지시하는 품질 요구 지시자(specifier)를 포함할 수 있다. 여기서, 품질 요구 지시자는 일예로 품질 요구가 요구 임계치 이하인 경우에 한하여 프리앰블 그룹 2에서 프리앰블을 선택하도록 지시할 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 품질 요구 지시자는 품질 요구를 구성하는 지연 시간이 지연 임계치 이하인 경우에 한하여 프리앰블 그룹 2에서 프리앰블을 선택하도록 지시할 수 있다. 이때, 지연 임계치는 1ms일 수 있다. 이처럼 통신 시스템은 프리앰블 그룹 2를 추가로 설정하여 그룹 A/B에 접속하려는 단말들의 접속 수요를 흡수할 수 있고, 그룹 A/B의 접속을 보다 원활하게 하는 효과를 기대할 수 있다.Additionally, the quality requirement information may include quality requirement standards that indicate the level of quality required by each quality requirement step. For example, the quality requirement information may include a quality requirement standard that quality requirement level 1 has a delay time of less than 1 ms, and quality requirement step 2 may include a quality requirement standard that the delay time is 1 ms or more. In contrast, the quality requirement information may include a quality requirement specifier indicating a preamble group that can be selected based on a requirement threshold. Here, the quality request indicator may, for example, instruct to select a preamble from preamble group 2 only when the quality request is below the request threshold. Looking at this in detail, the quality request indicator may instruct to select a preamble from preamble group 2 only when the delay time constituting the quality request is less than or equal to the delay threshold. At this time, the delay threshold may be 1ms. In this way, the communication system can additionally set preamble group 2 to absorb the connection demand of terminals trying to connect to group A/B, and the effect of making the connection of group A/B more smooth can be expected.

다음으로, 단말들은 시스템 정보에 있는 프리앰블 그룹 설정 정보를 기반으로 원하는 품질 요구에 따른 프리앰블들을 선택할 수 있다(S440). 일예로, 어느 하나의 단말이 1ms이하의 지연 시간을 품질 요구로 하는 경우에 프리앰블 그룹 2에 속하는 소속 프리앰블들에서 어느 하나의 프리앰블을 선택할 수 있다.Next, the terminals can select preambles according to the desired quality requirements based on the preamble group setting information in the system information (S440). For example, when a terminal requires a quality delay of 1 ms or less, it can select one preamble from the preambles belonging to preamble group 2.

도 6은 도 4의 프리앰블 선택 과정의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.FIG. 6 is a flowchart showing a first embodiment of the preamble selection process of FIG. 4.

도 6을 참조하면, 프리앰블 선택 과정에서 단말들은 시스템 정보 및/또는 RRC 메시지에 있는 프리앰블 그룹 설정 정보의 품질 요구 정보를 기반으로 자신이 원하는 품질 요구가 품질 요구 단계 1에 속하는지 품질 요구 단계 2에 속하는지를 판별할 수 있다(S441). 이후에, 단말들은 품질 요구 정보를 기반으로 판별된 품질 요구 단계들에 따른 프리앰블 그룹들을 선택할 수 있다(S442). 일예로, 단말들은 원하는 품질 요구가 품질 요구 단계 1의 품질 요구 기준을 만족하면 프리앰블 그룹 1들을 선택할 수 있다. 이와 달리, 단말들은 원하는 품질 요구가 품질 요구 단계 2의 품질 요구 기준을 만족하면 프리앰블 그룹 2들을 선택할 수 있다. 다음으로, 단말들은 선택한 프리앰블 그룹들에서 프리앰블들을 임의로 선택할 수 있다(S443).Referring to FIG. 6, during the preamble selection process, the terminals determine whether the desired quality request belongs to quality request level 1 or quality request level 2 based on the quality requirement information of the preamble group setting information in the system information and/or RRC message. It is possible to determine whether it belongs (S441). Afterwards, the terminals can select preamble groups according to the quality requirement levels determined based on the quality requirement information (S442). For example, UEs can select preamble group 1 if the desired quality requirement satisfies the quality requirement criteria of quality requirement level 1. In contrast, UEs can select preamble groups 2 if the desired quality requirement satisfies the quality requirement criteria of quality requirement level 2. Next, the terminals can randomly select preambles from the selected preamble groups (S443).

다시, 도 4를 참조하면, 단말들은 선택한 프리앰블들을 기지국에 전송할 수 있다(S450). 이때, 단말들은 기지국으로부터 수신한 송신 전력의 설정 정보에 따라 프리앰블 그룹 1에는 제1 송신 전력을 적용할 수 있고, 프리앰블 그룹 2에는 제2 송신 전력을 적용할 수 있다. 이때, 단말들은 프리앰블들을 일정한 주파수와 시간 간격을 두고 다중화 하는 것이 가능할 수 있다. 단말들이 프리앰블들을 주파수와 시간 자원 공간에서 충분히 이격하여 전송하면 기지국은 필터링을 통해 구분할 수 있다. 3GPP NR 규격은 분할된 자원 공간 영역을 RACH(random access channel) 오케이션(occasion)으로 표현할 수 있고, 이에 대한 배치를 설정할 수 있다. 기지국은 시스템 정보 및/또는 RRC 메시지를 통하여 설정한 RACH 오케이션들의 배치 정보를 단말들에게 전송할 수 있다. 그러면, 단말들은 기지국에서 시스템 정보 및/또는 RRC 메시지를 통하여 RACH 오케이션들의 배치 정보를 수신할 수 있다. 단말들은 자원 공간 상에서 인접한 복수의 RACH 오케이션들을 묶어 RACH 오케이션 번들(occasion bundle)을 구성할 수 있고, RACH 오케이션 번들에 포함된 오케이션의 개수를 설정 정보에 추가함으로써, 코드 랜덤 액세스(coded random access) 기술을 활용할 수 있다. RACH 오케이션 번들은 주파수와 시간 축 상에 걸쳐 있을 수 있는데, 예를 들어 (4FDM(frequency division multiplexing), 2TDM(time division multiplexing)로 설정할 수 있으며, 모두 8개의 인접한 RACH 오케이션에 같은 프리앰블을 반복하여 전송할 수 있다. 이때 단말들이 임의로 4개 RACH 오케이션에 대해서는 뮤팅(muting)함으로써 기지국의 수신을 용이하게 할 수 있다. 여기서, 단말들이 RACH 오케이션 번들을 구성할 수 있고, RACH 오케이션 번들에 포함된 RACH 오케이션의 개수를 설정할 수 있도록 하였으나, 이와 달리 기지국이 자원 공간 상에서 인접한 복수의 RACH 오케이션들을 묶어 RACH 오케이션 번들을 구성할 수 있고, RACH 오케이션 번들에 포함된 RACH 오케이션의 개수를 설정할 수 있다. 기지국은 RACH 오케이션 번들 구성 정보와 RACH 오케이션 번들에 포함된 RACH 오케이션의 개수의 설정 정보를 단말들로 전송할 수 있다. 단말들은 기지국으로부터 RACH 오케이션 번들 구성 정보와 RACH 오케이션 번들에 포함된 RACH 오케이션의 개수의 설정 정보를 수신할 수 있다. 그리고, 단말들은 기지국으로부터 수신한 RACH 오케이션 번들 구성 정보와 RACH 오케이션 번들에 포함된 RACH 오케이션의 개수의 설정 정보에 따라, RACH 오케이션 번들을 구성할 수 있고, RACH 오케이션 번들에 포함된 RACH 오케이션의 개수를 설정함으로써, 코드 랜덤 액세스 기술을 활용할 수 있다.Again, referring to FIG. 4, the terminals can transmit the selected preambles to the base station (S450). At this time, the terminals can apply the first transmission power to preamble group 1 and the second transmission power to preamble group 2 according to the transmission power setting information received from the base station. At this time, terminals may be able to multiplex preambles at certain frequencies and time intervals. If the terminals transmit preambles sufficiently far apart in frequency and time resource space, the base station can distinguish them through filtering. The 3GPP NR standard can express the divided resource space area as a RACH (random access channel) occurrence, and set the arrangement for it. The base station may transmit arrangement information of RACH events set through system information and/or RRC messages to the terminals. Then, the terminals can receive placement information of RACH events through system information and/or RRC messages from the base station. Terminals can configure a RACH occasion bundle by combining a plurality of adjacent RACH occasions in the resource space, and add the number of occasions included in the RACH occasion bundle to the configuration information, thereby creating a coded random access (coded random access) random access) technology can be used. RACH application bundles can span frequency and time axes, for example, can be set to 4FDM (frequency division multiplexing), 2TDM (time division multiplexing), and repeat the same preamble to all 8 adjacent RACH applications. At this time, the terminals can facilitate reception by the base station by arbitrarily muting the four RACH applications. Here, the terminals can configure a RACH application bundle, and in the RACH application bundle The number of included RACH events can be set, but unlike this, the base station can configure a RACH event bundle by combining multiple adjacent RACH events in the resource space, and the number of RACH events included in the RACH event bundle can be set. The base station can transmit RACH application bundle configuration information and configuration information of the number of RACH applications included in the RACH application bundle to the terminals. The terminals can receive RACH application bundle configuration information and RACH error information from the base station. Setting information on the number of RACH applications included in the application bundle may be received, and the terminals may receive configuration information on the number of RACH applications included in the RACH application bundle and the RACH application bundle configuration information received from the base station. Accordingly, a RACH application bundle can be configured, and code random access technology can be utilized by setting the number of RACH applications included in the RACH application bundle.

한편, 단말들은 다중경로(multi-path) 페이딩(fading) 채널에 대응하기 위하여 DFT-S-OFDM(discrete Fourier transform spread orthogonal frequency division multiplexing) 변조 방식을 이용할 수 있다. 다만, 분석을 용이하게 하기 위하여 단말들이 단일경로 페이딩 채널을 사용하는 것으로 가정할 수 있고, 각 단말의 동기 오차를 고려하지 않을 수 있다. 한편, 기지국은 단말들에서 전송하는 프리앰블들을 수신할 수 있다. 이때, 기지국이 수신한 프리앰블 신호들을 행렬로 표현하면 행렬인 수신 신호 행렬 로 다음 수학식 6과 같이 표현할 수 있다.Meanwhile, terminals can use the discrete Fourier transform spread orthogonal frequency division multiplexing (DFT-S-OFDM) modulation method to respond to multi-path fading channels. However, to facilitate analysis, it can be assumed that the terminals use a single-path fading channel, and the synchronization error of each terminal may not be considered. Meanwhile, the base station can receive preambles transmitted from terminals. At this time, if the preamble signals received by the base station are expressed as a matrix, Received signal matrix, which is a matrix It can be expressed as Equation 6 below:

여기서, 은 기지국의 수신 안테나 개수일 수 있고, 은 프리앰블의 길이일 수 있다. 또한, 은 프리앰블 그룹 1에서 프리앰블 인덱스 을 선택한 단말들로부터 기지국에 이르는 무선 채널들의 합을 나타낼 수 있다. 그리고, 은 프리앰블 그룹 2에서 프리앰블 인덱스 을 선택한 단말들로부터 기지국에 이르는 무선 채널들의 합을 나타낼 수 있다. 또한, 은 프리앰블 그룹 1에서 선택한 프리앰블을 전송하는 신호의 평균 수신 전력을 나타낼 수 있다. 그리고, 는 프리앰블 그룹 2에서 선택한 프리앰블을 전송하는 신호의 평균 수신 전력을 나타낼 수 있다. 라고 가정할 수 있다. 또한, 은 프리앰블 그룹 1에 포함된 프리앰블일 수 있다. 그리고, 은 프리앰블 그룹 2에 포함된 프리앰블일 수 있다. 한편, 은 열잡음(thermal noise) 행렬을 의미할 수 있다.here, may be the number of receiving antennas of the base station, may be the length of the preamble. also, is the preamble index in preamble group 1. It can represent the sum of wireless channels from the selected terminals to the base station. and, is the preamble index in preamble group 2. It can represent the sum of wireless channels from the selected terminals to the base station. also, May represent the average received power of a signal transmitting the preamble selected in preamble group 1. and, May represent the average received power of a signal transmitting the preamble selected in preamble group 2. class Is It can be assumed that also, may be a preamble included in preamble group 1. and, may be a preamble included in preamble group 2. Meanwhile, may mean a thermal noise matrix.

도 7은 프리앰블 그룹별 프리앰블 인덱스들의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.Figure 7 is a conceptual diagram showing a first embodiment of preamble indexes for each preamble group.

도 7을 참조하면, 프리앰블 그룹별 프리앰블 인덱스들에서 프리앰블 인덱스 1 내지 은 프리앰블 그룹 1에 속하는 프리앰블들의 인덱스를 나타낼 수 있고, 제1 유형 단말용으로 사용될 수 있다. 여기서, 일 수 있다. 그리고, 내지 는 프리앰블 그룹 2에 속하는 프리앰들의 인덱스를 나타낼 수 있고, 제2 유형 단말용으로 사용될 수 있다. 프리앰블 그룹 1에 속하는 프리앰블들은 직교(orthogonal)할 수 있다. 이와 달리 프리앰블 그룹 2에 속하는 프리앰들은 직교하지 않을(non-orthogonal) 수 있다. 그리고, 프리앰블 그룹 1에 속하는 프리앰블들은 높은 송신 전력을 가지고 송신될 수 있고, 프리앰블 그룹 2에 속하는 프리앰블들은 프리앰블 그룹 1에 속하는 프리앰블들보다 낮은 송신 전력을 가지고 송신될 수 있다.Referring to FIG. 7, preamble indexes 1 to 1 in the preamble indexes for each preamble group. may indicate the index of preambles belonging to preamble group 1 and may be used for the first type terminal. here, silver It can be. and, inside may indicate the index of preambles belonging to preamble group 2, and may be used for a second type terminal. Preambles belonging to preamble group 1 may be orthogonal. In contrast, preamps belonging to preamble group 2 may be non-orthogonal. Additionally, preambles belonging to preamble group 1 may be transmitted with high transmission power, and preambles belonging to preamble group 2 may be transmitted with lower transmission power than preambles belonging to preamble group 1.

한편, 기지국은 수신한 수신 신호 행렬 로부터 단말들이 전송한 프리앰블들을 추출할 수 있으며, 이를 위하여 개의 가설을 검증할 수 있다. 그 결과, 기지국이 프리앰블의 개수에 지수적으로 증가하는 경우에 계산상의 복잡도를 감당하는 것은 무리일 수 있다. 이에 따라, 기지국은 두 단계로 나누어 프리앰블을 검출할 수 있다(S460).Meanwhile, the base station receives the received signal matrix Preambles transmitted by terminals can be extracted from Two hypotheses can be tested. As a result, it may be difficult for the base station to handle the computational complexity when the number of preambles increases exponentially. Accordingly, the base station can detect the preamble in two stages (S460).

도 8은 도 4의 프리앰블 검출 과정의 제1 실시예를 나타내는 흐름도이다.FIG. 8 is a flowchart showing a first embodiment of the preamble detection process of FIG. 4.

도 8을 참조하면, 프리앰블 검출 과정에서 기지국은 수신 신호 행렬 에 프리앰블 그룹 1의 프리앰블 행렬 을 수학식 7과 같이 곱하여 상관도 을 산출할 수 있다(S461). Referring to Figure 8, during the preamble detection process, the base station receives the signal matrix Preamble matrix of preamble group 1 Multiply as shown in Equation 7 to obtain the correlation can be calculated (S461).

이후에, 기지국은 산출된 상관도를 이용하여 단말들로부터 송신된 프리앰블 그룹 1에 포함된 프리앰블들을 검출할 수 있다(S462). 이때, 프리앰블 그룹 1에 포함된 프리앰블 간에는 직교성이 존재하므로 간섭이 존재하지 않을 수 있다. 이와 달리 프리앰블 그룹 2에 속하는 프리앰블로부터 간섭이 존재할 수 있지만, 수신 전력이 작다고 가정할 수 있기 때문에, 이로 인한 수신 성능 열화는 작다고 볼 수 있다.Afterwards, the base station can detect preambles included in preamble group 1 transmitted from terminals using the calculated correlation (S462). At this time, since orthogonality exists between preambles included in preamble group 1, interference may not exist. In contrast, there may be interference from the preamble belonging to preamble group 2, but since the reception power can be assumed to be small, the reception performance degradation due to this can be considered small.

다음으로, 기지국은 수신 신호 행렬 에 SIC(successive interference cancellation) 과정을 수행하여 아래 수학식 8과 같이 프리앰블 그룹 1에 속하는 검출된 프리앰블들을 제거할 수 있다(S463). Next, the base station receives the signal matrix A successive interference cancellation (SIC) process can be performed to remove detected preambles belonging to preamble group 1 as shown in Equation 8 below (S463).

여기서, 는 프리앰블 그룹 1에서 검출한 프리앰블 인덱스들의 집합을 의미할 수 있다. 그리고, 수학식 8에서 는 단위 행렬(unit matrix) 를 사용하여 다음 수학식 9와 같이 정의될 수 있다.here, may refer to a set of preamble indices detected in preamble group 1. And, in Equation 8 is the unit matrix It can be defined as in Equation 9 below.

은 정사영 행렬(orthogonal projection) 행렬을 의미할 수 있다. 수학식 8을 직교 행렬 와 직교 행렬 에서 검출되지 않은 열 벡터로만 구성된 행렬 를 사용하여 다시 쓰면 다음 수학식 10과 같을 수 있다. may mean an orthogonal projection matrix. Equation 8 is an orthogonal matrix and orthogonal matrices A matrix consisting only of column vectors not detected in If rewritten using , it can be as shown in Equation 10 below.

다음으로, 기지국은 검출된 프리앰블들이 제거된 수신 신호 행렬에서 프리앰블 그룹 2에 속하는 프리앰블들을 검출할 수 있다(S464). 이때, 프리앰블 그룹2에 속하는 프리앰블들을 선택하여 전송한 단말들의 개수가 적다면 중 대부분이 0일 수 있고, 0이 아닌 의 인덱스 의 집합을 구함으로써 프리앰블 그룹 2에 속하는 프리앰블들을 검출할 수 있다. 열잡음 N 뿐만 아니라 무선채널 상태 역시 확률변수이기 때문에, 송출된 프리앰블 집합에 대한 변분추론(variational inference)이 필요하며 이를 수행하는 다양한 알고리즘들이 알려져 있다. 특히, CAVI(coordinated ascent variational inference) 알고리즘을 적용하면, 각 프리앰블에 대한 활성 확률을 개별적으로 갱신함으로써, 비교적 낮은 복잡도로 수신 신호 행렬에서 프리앰블 그룹 2에 속하는 프리앰블들을 검출할 수 있다.Next, the base station can detect preambles belonging to preamble group 2 in the received signal matrix from which the detected preambles have been removed (S464). At this time, if the number of terminals that selected and transmitted preambles belonging to preamble group 2 is small, Most of them may be 0, and most of them may be 0. index of It is possible to detect preambles belonging to preamble group 2 by obtaining a set of . Thermal noise N as well as wireless channel status Since it is also a random variable, variational inference is required for the transmitted preamble set, and various algorithms are known to perform this. In particular, by applying the coordinated ascent variational inference (CAVI) algorithm, preambles belonging to preamble group 2 can be detected from the received signal matrix with relatively low complexity by individually updating the activation probability for each preamble.

다시, 도 4를 참조하면, 기지국은 검출된 프리앰블들에 따른 프리앰블 응답 신호들을 단말들로 전송할 수 있다(S470).Again, referring to FIG. 4, the base station may transmit preamble response signals according to the detected preambles to the terminals (S470).

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Methods according to the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium. Computer-readable media may include program instructions, data files, data structures, etc., singly or in combination. Program instructions recorded on a computer-readable medium may be specially designed and constructed for the present invention or may be known and usable by those skilled in the computer software art. Examples of computer-readable media may include hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, etc. Examples of program instructions may include machine language code such as that created by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc. The above-described hardware device may be configured to operate with at least one software module to perform the operations of the present invention, and vice versa.

또한, 상술한 방법 또는 장치는 그 구성이나 기능의 전부 또는 일부가 결합되어 구현되거나, 분리되어 구현될 수 있다.Additionally, the above-described method or device may be implemented by combining all or part of its components or functions, or may be implemented separately.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art may make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can do it.

Claims (17)

통신 시스템의 단말의 동작 방법으로서,
기지국으로부터 프리앰블 그룹들에 대한 품질 요구 정보들과 상기 프리앰블 그룹들 각각에 대한 소속 프리앰블 정보들을 수신하는 단계;
단말 품질 요구를 기준으로 상기 품질 요구 정보들에 기반하여 상기 프리앰블 그룹들 중에서 하나의 프리앰블 그룹을 선택하는 단계;
상기 소속 프리앰블 정보들에 기반하여 상기 하나의 프리앰블 그룹 내에서 프리앰블을 선택하는 단계;
상기 선택한 프리앰블을 포함하는 제1 메시지를 상기 기지국에 전송하는 단계; 및
상기 기지국에서 상기 제1 메시지의 응답 신호인 제2 메시지를 수신하는 단계를 포함하며,
상기 프리앰블 그룹들은 시퀀스 길이가 소수인 CAZAC(constant amplitude zero autocorrelation) 시퀀스들로 이루어진 원시 프리앰블 그룹에서 상호 상관도가 제1 임계값 이상인 CAZAC 시퀀스들을 제거한 후에 남아 있는 나머지 CAZAC 시퀀스들의 상호 상관도가 제2 임계값 이하인 CAZAC 시퀀스들로 이루어진 제1 프리앰블 그룹과 상기 나머지 CAZAC 시퀀스들에서 상기 제1 프리앰블 그룹을 제외한 나머지로 이루어진 제2 프리앰블 그룹으로 이루어지며, 상기 제1 임계값이 상기 제2 임계값보다 큰, 단말의 동작 방법.
As a method of operating a terminal of a communication system,
Receiving quality requirement information for preamble groups and belonging preamble information for each of the preamble groups from a base station;
selecting one preamble group from among the preamble groups based on the quality requirement information based on a terminal quality request;
selecting a preamble within the one preamble group based on the belonging preamble information;
transmitting a first message including the selected preamble to the base station; and
Receiving a second message, which is a response signal to the first message, from the base station,
The preamble groups have a cross-correlation of the remaining CAZAC sequences after removing CAZAC sequences whose cross-correlation is greater than the first threshold from the raw preamble group consisting of CAZAC (constant amplitude zero autocorrelation) sequences with a prime sequence length. It consists of a first preamble group made up of CAZAC sequences less than or equal to a threshold and a second preamble group made up of the remaining CAZAC sequences excluding the first preamble group, wherein the first threshold is greater than the second threshold. , How the terminal operates.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 CAZAC 시퀀스는 쟈도프 츄(Zadoff-Chu) 시퀀스(sequence)이고, 상기 소수는 839 및 139중에서 어느 하나인, 단말의 동작 방법.
In claim 1,
The CAZAC sequence is a Zadoff-Chu sequence, and the prime number is one of 839 and 139.
청구항 1에 있어서,
상기 기지국으로부터 상기 프리앰블 그룹들에 대한 송신 전력 정보들을 수신하는 단계를 더 포함하며,
상기 선택한 프리앰블은 상기 송신 전력 정보들에 따른 송신 전력을 사용하여 전송되는 것을 특징으로 하는, 단말의 동작 방법.
In claim 1,
Further comprising receiving transmission power information for the preamble groups from the base station,
A method of operating a terminal, characterized in that the selected preamble is transmitted using transmission power according to the transmission power information.
청구항 1에 있어서,
상기 프리앰블 그룹들은 품질 요구의 지연시간이 임계치 미만인 제1 유형의 단말들을 위한 상기 제1 프리앰블 그룹과 품질 요구의 지연시간이 임계치 이상인 제2 유형의 단말들을 위한 상기 제2 프리앰블 그룹을 포함하며, 상기 제1 프리앰블 그룹을 위한 송신 전력은 상기 제2 프리앰블 그룹을 위한 송신 전력보다 큰 것을 특징으로 하는, 단말의 동작 방법.
In claim 1,
The preamble groups include the first preamble group for a first type of terminal whose quality request delay time is less than a threshold and the second preamble group for a second type of terminal whose quality request delay time is greater than or equal to a threshold, A method of operating a terminal, characterized in that the transmission power for the first preamble group is greater than the transmission power for the second preamble group.
청구항 1에 있어서,
상기 기지국으로부터 RACH(random access channel) 오케이션(occasion) 번들 및 상기 RACH 오케이션 번들에 포함된 RACH 오케이션 개수의 설정 정보를 수신하는 단계를 더 포함하며,
상기 선택한 프리앰블은 상기 설정 정보에 의해 지시되는 RACH 오게이션에서 전송되는, 단말의 동작 방법.
In claim 1,
Further comprising receiving, from the base station, a random access channel (RACH) occasion bundle and setting information on the number of RACH occasions included in the RACH occasion bundle,
The selected preamble is transmitted in the RACH organization indicated by the configuration information.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 메시지는 MsgA이고, 상기 제2 메시지는 MsgB인, 단말의 동작 방법.
In claim 1,
The first message is MsgA, and the second message is MsgB.
통신 시스템의 기지국의 동작 방법으로서,
프리앰블 그룹들, 상기 프리앰블 그룹들의 소속 프리앰블들 및 상기 프리앰블 그룹들의 품질 요구들을 설정하는 단계;
상기 프리앰블 그룹들에 대한 정보들, 상기 소속 프리앰블들에 대한 정보들 및 상기 품질 요구들에 대한 정보들을 포함하는 프리앰블 그룹 설정 정보를 단말에게 전송하는 단계;
상기 단말로부터 품질 요구에 따라 상기 프리앰블 그룹 설정 정보에 기반하여 선택된 프리앰블을 포함하는 제1 메시지를 수신하는 단계;
상기 제1 메시지에서 상기 프리앰블을 검출하는 단계; 및
상기 단말에게 상기 제1 메시지의 응답 신호인 제2 메시지를 전송하는 단계를 포함하며,
상기 프리앰블 그룹들은 시퀀스 길이가 소수인 CAZAC(constant amplitude zero autocorrelation) 시퀀스들로 이루어진 원시 프리앰블 그룹을 상호 상관도를 기준으로 분할하여 형성한 제1 프리앰블 그룹과 제2 프리앰블 그룹으로 이루어지며,
상기 프리앰블 그룹들, 상기 프리앰블 그룹들의 소속 프리앰블들 및 상기 프리앰블 그룹들의 품질 요구들을 설정하는 단계는,
상기 시퀀스 길이가 소수인 상기 CAZAC 시퀀스들을 프리앰블들로 하는 상기 원시 프리앰블 그룹을 형성하는 단계;
상기 원시 프리앰블 그룹에 있는 상기 프리앰블들에서 제1 임계값 이상의 상호 상관도를 갖는 프리앰블들을 제외하는 단계;
상기 프리앰블들에서 상기 제1 임계값 이상의 상호 상관도를 갖는 프리앰블들을 제외한 나머지 프리앰블들로 이루어진 상기 원시 프리앰블 그룹에서 제2 임계값 이하의 상호 상관도를 갖는 프리앰블들로 상기 제1 프리앰블 그룹을 생성하는 단계; 및
상기 나머지 프리앰블들로 이루어진 상기 원시 프리앰블 그룹에서 상기 제1 프리앰블 그룹을 생성하고 남은 나머지로 상기 제2 프리앰블 그룹을 생성하는 단계를 포함하는, 기지국의 동작 방법.
A method of operating a base station of a communication system, comprising:
Setting preamble groups, preambles belonging to the preamble groups, and quality requirements of the preamble groups;
Transmitting preamble group setting information including information about the preamble groups, information about the belonging preambles, and information about the quality requirements to a terminal;
Receiving a first message including a preamble selected based on the preamble group setting information according to a quality requirement from the terminal;
detecting the preamble in the first message; and
It includes transmitting a second message that is a response signal to the first message to the terminal,
The preamble groups consist of a first preamble group and a second preamble group formed by dividing a raw preamble group composed of CAZAC (constant amplitude zero autocorrelation) sequences with a prime sequence length based on mutual correlation,
The step of setting the preamble groups, preambles belonging to the preamble groups, and quality requirements of the preamble groups,
forming the original preamble group with the CAZAC sequences having a prime sequence length as preambles;
Excluding preambles having a cross-correlation value greater than or equal to a first threshold from the preambles in the original preamble group;
Generating the first preamble group with preambles having a cross-correlation of less than or equal to a second threshold in the raw preamble group consisting of preambles excluding preambles having a cross-correlation of more than the first threshold. step; and
Generating the first preamble group from the original preamble group consisting of the remaining preambles and generating the second preamble group from the remaining preambles.
청구항 8에 있어서,
상기 프리앰블 그룹들, 상기 프리앰블 그룹들의 소속 프리앰블들 및 상기 프리앰블 그룹들의 품질 요구들을 설정하는 단계는,
상기 원시 프리앰블 그룹에 있는 상기 프리앰블들을 상기 프리앰블 그룹들의 상기 소속 프리앰블들로 할당하는 단계; 및
상기 프리앰블 그룹들에 대한 상기 품질 요구들을 설정하는 단계를 포함하는, 기지국의 동작 방법.
In claim 8,
The step of setting the preamble groups, preambles belonging to the preamble groups, and quality requirements of the preamble groups,
allocating the preambles in the original preamble group to the belonging preambles of the preamble groups; and
A method of operating a base station, comprising setting the quality requirements for the preamble groups.
삭제delete 청구항 9에 있어서,
상기 프리앰블 그룹들에 대한 상기 품질 요구들을 설정하는 단계는,
품질 요구 기준들을 구분하여 품질 요구 단계들을 설정하는 단계; 및
상기 프리앰블 그룹들에 대하여 상기 품질 요구 단계들을 매핑하는 단계를 포함하는, 기지국의 동작 방법.
In claim 9,
The step of setting the quality requirements for the preamble groups includes:
Setting quality requirement stages by classifying quality requirement criteria; and
A method of operating a base station, comprising mapping the quality requirement steps to the preamble groups.
청구항 9에 있어서,
상기 프리앰블 그룹들에 대한 상기 품질 요구들을 설정하는 단계는, 상기 기지국이 선택할 수 있는 프리앰블 그룹을 지시하는 품질 요구 지시자(specifier)들을 사용하여 상기 프리앰블 그룹들에 대한 상기 품질 요구들을 설정하는 것을 특징으로 하는, 기지국의 동작 방법.
In claim 9,
The step of setting the quality requirements for the preamble groups is characterized by setting the quality requirements for the preamble groups using quality request specifiers that indicate a preamble group that the base station can select. How a base station operates.
청구항 8에 있어서,
상기 제1 메시지에서 상기 프리앰블들을 검출하는 단계는,
상기 단말을 포함한 다수의 단말들로부터 수신한 제1 메시지들의 수신 신호 행렬에 어느 하나의 프리앰블 그룹의 프리앰블 행렬을 적용하여 상관도를 산출하는 단계;
상기 산출한 상관도를 이용하여 상기 어느 하나의 프리앰블 그룹의 소속 프리앰블들을 검출하는 단계;
상기 수신 신호 행렬에서 상기 검출한 소속 프리앰블들에 해당하는 수신 신호를 제거하는 단계; 및
상기 수신 신호를 제거한 상기 수신 신호 행렬에서 나머지 프리앰블 그룹들의 소속 프리앰블들을 검출하여 상기 제1 메시지에서 상기 프리앰블을 검출하는 단계를 포함하는, 기지국의 동작방법.
In claim 8,
Detecting the preambles in the first message includes:
calculating a correlation by applying the preamble matrix of one preamble group to the received signal matrix of first messages received from a plurality of terminals including the terminal;
detecting preambles belonging to one preamble group using the calculated correlation;
removing received signals corresponding to the detected preambles from the received signal matrix; and
A method of operating a base station comprising detecting preambles belonging to remaining preamble groups in the received signal matrix from which the received signal has been removed and detecting the preamble in the first message.
단말로서,
프로세서(processor);
상기 프로세서와 전자적(electronic)으로 통신하는 메모리(memory); 그리고
상기 메모리에 저장되는 명령들(instructions)을 포함하며,
상기 명령들이 상기 프로세서에 의해 실행되는 경우, 상기 명령들은 상기 단말이, 기지국으로부터 프리앰블 그룹들에 대한 품질 요구 정보들과 상기 프리앰블 그룹들 각각에 대한 소속 프리앰블 정보들을 수신하고;
단말 품질 요구를 기준으로 상기 품질 요구 정보들에 기반하여 상기 프리앰블 그룹들 중에서 하나의 프리앰블 그룹을 선택하고;
상기 소속 프리앰블 정보들에 기반하여 상기 하나의 프리앰블 그룹 내에서 프리앰블을 선택하고;
상기 선택한 프리앰블을 포함하는 제1 메시지를 상기 기지국에 전송하고; 그리고
상기 기지국에서 상기 제1 메시지의 응답 신호인 제2 메시지를 수신하는 것을 야기하도록 동작하며,
상기 프리앰블 그룹들은 시퀀스 길이가 소수인 CAZAC(constant amplitude zero autocorrelation) 시퀀스들로 이루어진 원시 프리앰블 그룹에서 상호 상관도가 제1 임계값 이상인 CAZAC 시퀀스들을 제거한 후에 남아 있는 나머지 CAZAC 시퀀스들의 상호 상관도가 제2 임계값 이하인 CAZAC 시퀀스들로 이루어진 제1 프리앰블 그룹과 상기 나머지 CAZAC 시퀀스들에서 상기 제1 프리앰블 그룹을 제외한 나머지로 이루어진 제2 프리앰블 그룹으로 이루어지며, 상기 제1 임계값이 상기 제2 임계값보다 큰, 단말.
As a terminal,
processor;
a memory that communicates electronically with the processor; and
Contains instructions stored in the memory,
When the instructions are executed by the processor, the instructions cause the terminal to receive quality requirement information for preamble groups and membership preamble information for each of the preamble groups from a base station;
selecting one preamble group from among the preamble groups based on the quality requirement information based on a terminal quality request;
select a preamble within the one preamble group based on the belonging preamble information;
transmitting a first message including the selected preamble to the base station; and
Operate to cause the base station to receive a second message that is a response signal to the first message,
The preamble groups have a cross-correlation of the remaining CAZAC sequences after removing CAZAC sequences whose cross-correlation is greater than the first threshold from the raw preamble group consisting of CAZAC (constant amplitude zero autocorrelation) sequences with a prime sequence length. It consists of a first preamble group made up of CAZAC sequences less than or equal to a threshold and a second preamble group made up of the remaining CAZAC sequences excluding the first preamble group, wherein the first threshold is greater than the second threshold. , terminal.
삭제delete 청구항 14에 있어서,
상기 명령들은 상기 단말이,
상기 기지국으로부터 상기 프리앰블 그룹들에 대한 송신 전력 정보들을 수신하는 것을 더 야기하도록 동작하며,
상기 선택한 프리앰블은 상기 송신 전력 정보들에 따른 송신 전력을 사용하여 전송되는 것을 야기하도록 동작하는, 단말.
In claim 14,
The commands allow the terminal to
Operate to further cause receiving transmission power information for the preamble groups from the base station,
The terminal operates to cause the selected preamble to be transmitted using transmission power according to the transmission power information.
청구항 14에 있어서,
상기 명령들은 상기 단말이,
상기 기지국으로부터 RACH 오케이션 번들 및 상기 RACH 오케이션 번들에 포함된 RACH 오케이션 개수의 설정 정보를 수신하는 것을 더 야기하도록 동작하며, 상기 선택한 프리앰블은 상기 설정 정보에 의해 지시되는 RACH 오게이션에서 전송되는 것을 야기하도록 동작하는, 단말.
In claim 14,
The commands allow the terminal to
Operates to further cause receiving a RACH application bundle and configuration information of the number of RACH applications included in the RACH application bundle from the base station, and the selected preamble is transmitted in the RACH organization indicated by the configuration information. A terminal that operates to cause something.
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