Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

WO2018182283A1 - 임의 접속 채널을 전송하는 방법과 사용자기기, 및 임의 접속 채널을 수신하는 방법 및 기지국 - Google Patents

임의 접속 채널을 전송하는 방법과 사용자기기, 및 임의 접속 채널을 수신하는 방법 및 기지국 Download PDF

Info

Publication number
WO2018182283A1
WO2018182283A1 PCT/KR2018/003592 KR2018003592W WO2018182283A1 WO 2018182283 A1 WO2018182283 A1 WO 2018182283A1 KR 2018003592 W KR2018003592 W KR 2018003592W WO 2018182283 A1 WO2018182283 A1 WO 2018182283A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rach
preamble
information
resource
cell
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/003592
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김은선
김기준
윤석현
고현수
김병훈
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020197029070A priority Critical patent/KR102471918B1/ko
Priority to US16/497,784 priority patent/US11109416B2/en
Publication of WO2018182283A1 publication Critical patent/WO2018182283A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/002—Transmission of channel access control information
    • H04W74/006—Transmission of channel access control information in the downlink, i.e. towards the terminal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/022—Site diversity; Macro-diversity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0619—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
    • H04B7/0621—Feedback content
    • H04B7/0626—Channel coefficients, e.g. channel state information [CSI]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0686—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission
    • H04B7/0695—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission using beam selection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/28—Cell structures using beam steering
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/002—Transmission of channel access control information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/02—Hybrid access
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
    • H04W74/0833—Random access procedures, e.g. with 4-step access
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
    • H04W74/0866—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using a dedicated channel for access
    • H04W74/0891—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using a dedicated channel for access for synchronized access
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system.
  • it relates to a method and apparatus for transmitting / receiving a random access channel.
  • M2M smartphone-to-machine communication
  • smart phones and tablet PCs which require high data transmission rates
  • M2M smartphone-to-machine communication
  • carrier aggregation technology, cognitive radio technology, etc. to efficiently use more frequency bands, and the like, increase the data capacity transmitted within a limited frequency.
  • Multi-antenna technology, multi-base station cooperation technology, and the like are developing.
  • a typical wireless communication system performs data transmission / reception over one downlink (DL) band and one uplink (UL) band corresponding thereto (frequency division duplex (FDD) mode). Or a predetermined radio frame divided into an uplink time unit and a downlink time unit in a time domain, and perform data transmission / reception through uplink / downlink time units (time division duplex). (for time division duplex, TDD) mode).
  • a base station (BS) and a user equipment (UE) transmit and receive data and / or control information scheduled in a predetermined time unit, for example, a subframe (SF). Data is transmitted and received through the data area set in the uplink / downlink subframe, and control information is transmitted and received through the control area set in the uplink / downlink subframe.
  • the carrier aggregation technique can collect a plurality of uplink / downlink frequency blocks to use a wider frequency band and use a larger uplink / downlink bandwidth, so that a greater amount of signals can be processed simultaneously than when a single carrier is used. .
  • a node is a fixed point capable of transmitting / receiving a radio signal with a UE having one or more antennas.
  • a communication system having a high density of nodes can provide higher performance communication services to the UE by cooperation between nodes.
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • RAT legacy radio access technology
  • massive machine type communication for connecting a plurality of devices and objects to provide various services anytime and anywhere is one of the major issues to be considered in next-generation communication.
  • next generation radio access technology has been discussed in consideration of eMBB communication, mMTC, ultra-reliable and low latency communication (URLLC), and the like.
  • a method for transmitting a random access channel (RACH) by a user equipment in a wireless communication system includes: receiving RACH resource information including correlation information between cell synchronization signals and RACH resources and RACH preamble information indicating a preamble sequence dedicated to the user equipment; And transmitting the preamble sequence in a first RACH resource associated with a first SS block of the cell based on the RACH resource information and the RACH preamble information and in the second RACH resource associated with a second SS block of the cell. It includes sending.
  • a method for a base station to receive a random access channel (RACH) in a wireless communication system.
  • the method includes: transmitting RACH resource information including correlation information between cell synchronization signals and RACH resources and RACH preamble information indicating a preamble sequence dedicated to a user equipment; And receiving the preamble sequence in a first RACH resource associated with a first SS block of the cell based on the RACH resource information and the RACH preamble information and receiving the preamble sequence in a second RACH resource associated with a second SS block of the cell.
  • a user equipment for transmitting a random access channel (RACH) in a wireless communication system.
  • the user equipment comprises: a radio frequency (RF) unit and a processor configured to control the RF unit.
  • the processor controls the RF unit to receive RACH resource information including correlation information between cell synchronization signals and RACH resources and RACH preamble information indicating a preamble sequence dedicated to the user equipment ; And transmitting the preamble sequence in a first RACH resource associated with a first SS block of the cell based on the RACH resource information and the RACH preamble information and in the second RACH resource associated with a second SS block of the cell. And control the RF unit to transmit.
  • RACH resource information including correlation information between cell synchronization signals and RACH resources and RACH preamble information indicating a preamble sequence dedicated to the user equipment ;
  • transmitting the preamble sequence in a first RACH resource associated with a first SS block of the cell based on the RACH resource information and the RACH preamble information
  • a base station receives a random access channel (RACH) in a wireless communication system.
  • the base station includes a radio frequency (RF) unit and a processor configured to control the RF unit.
  • the processor includes: controlling the RF unit to transmit RACH resource information including correlation information between cell synchronization signals and RACH resources and RACH preamble information indicating a preamble sequence dedicated to a user equipment; And receiving the preamble sequence in a first RACH resource associated with a first SS block of the cell based on the RACH resource information and the RACH preamble information and receiving the preamble sequence in a second RACH resource associated with a second SS block of the cell. And control the RF unit to receive.
  • the preamble sequence may be transmitted at the same transmit power in the first RACH resource and the second RACH resource.
  • the RACH resources may be configured for contention-free RACH.
  • the user equipment may monitor a random access response (RAR) for the preamble sequence transmitted in the first RACH resource and the second RACH resource during the RAR time window.
  • RAR random access response
  • the base station may transmit a random access response (RAR) for the preamble sequence transmitted in the first RACH resource and the second RACH resource during the RAR time window.
  • RAR random access response
  • the RAR may include beam direction information for the user equipment.
  • the beam direction information may be an SS block index or a channel state information reference signal index.
  • the wireless communication signal can be efficiently transmitted / received. Accordingly, the overall throughput of the wireless communication system can be high.
  • delays / delays generated in the communication process between the user equipment and the base station may be reduced.
  • Signals can also be transmitted / received in systems that support new radio access technologies.
  • FIG. 1 illustrates a random access preamble format in an existing LTE / LTE-A system.
  • NR new radio access technology
  • FIG. 3 abstractly illustrates a hybrid beamforming structure in terms of a transceiver unit (TXRU) and a physical antenna.
  • TXRU transceiver unit
  • NR 4 illustrates a cell of a new radio access technology (NR) system.
  • NR new radio access technology
  • FIG. 5 illustrates an SS block transmission and an RACH resource linked to an SS block.
  • FIG. 6 illustrates the configuration / format of a random access channel (RACH) preamble and a receiver function.
  • RACH random access channel
  • Rx receiving
  • FIG. 8 illustrates RACH resource configuration considering beam scanning and beam sweeping.
  • FIG. 10 illustrates a method of setting random access channel resources for handover.
  • 11 illustrates another method of configuring random access channel resources for handover.
  • FIG. 12 is a block diagram showing the components of the transmitter 10 and the receiver 20 for carrying out the present invention.
  • multiple access systems include code division multiple access (CDMA) systems, frequency division multiple access (FDMA) systems, time division multiple access (TDMA) systems, orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) systems, and single carrier frequency (SC-FDMA).
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • MCD division multiple access
  • MCDMA multi-carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented in a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented in radio technologies such as Global System for Mobile Communication (GSM), General Packet Radio Service (GPRS), Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE) (i.e., GERAN), and the like.
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in wireless technologies such as Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 (WiFi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE802-20, evolved-UTRA (E-UTRA), and the like.
  • IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
  • WiFi WiFi
  • WiMAX WiMAX
  • IEEE802-20 evolved-UTRA
  • UTRA is part of Universal Mobile Telecommunication System (UMTS)
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • LTE Long Term Evolution
  • 3GPP LTE adopts OFDMA in downlink (DL) and SC-FDMA in uplink (UL).
  • LTE-advanced (LTE-A) is an evolution of 3GPP LTE.
  • the present invention will be described on the assumption that the present invention is applied to a 3GPP based communication system, for example, LTE / LTE-A, NR.
  • a 3GPP based communication system for example, LTE / LTE-A, NR.
  • the technical features of the present invention are not limited thereto.
  • the following detailed description is described based on a mobile communication system corresponding to a 3GPP LTE / LTE-A / NR system, except for the matters specific to 3GPP LTE / LTE-A / NR, Applicable to any mobile communication system.
  • an eNB allocates a downlink / uplink time / frequency resource to a UE, and the UE receives a downlink signal according to the allocation of the eNB and transmits an uplink signal.
  • it can be applied to contention-based communication such as WiFi.
  • an access point (AP) or a control node controlling the access point allocates resources for communication between a UE and the AP, whereas a competition-based communication technique connects to an AP. Communication resources are occupied through contention among multiple UEs that are willing to.
  • CSMA carrier sense multiple access
  • MAC probabilistic media access control
  • the transmitting device determines if another transmission is in progress before attempting to send traffic to the receiving device. In other words, the transmitting device attempts to detect the presence of a carrier from another transmitting device before attempting to transmit. When the carrier is detected, the transmission device waits for transmission to be completed by another transmission device in progress before initiating its transmission.
  • CSMA is a communication technique based on the principle of "sense before transmit” or “listen before talk”.
  • Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA / CD) and / or Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA / CA) are used as a technique for avoiding collision between transmission devices in a contention-based communication system using CSMA.
  • CSMA / CD is a collision detection technique in a wired LAN environment. First, a PC or a server that wants to communicate in an Ethernet environment checks if a communication occurs on the network, and then another device If you are sending on the network, wait and send data.
  • CSMA / CD monitors the collisions to allow flexible data transmission.
  • a transmission device using CSMA / CD detects data transmission by another transmission device and adjusts its data transmission using a specific rule.
  • CSMA / CA is a media access control protocol specified in the IEEE 802.11 standard.
  • WLAN systems according to the IEEE 802.11 standard use a CA, that is, a collision avoidance method, without using the CSMA / CD used in the IEEE 802.3 standard.
  • the transmitting devices always detect the carrier of the network, and when the network is empty, wait for a certain amount of time according to their location on the list and send the data.
  • Various methods are used to prioritize and reconfigure transmission devices within a list.
  • a collision may occur, in which a collision detection procedure is performed.
  • Transmission devices using CSMA / CA use specific rules to avoid collisions between data transmissions by other transmission devices and their data transmissions.
  • the expression “assuming” may mean that the subject transmitting the channel transmits the channel so as to correspond to the "assuming”.
  • the subject receiving the channel may mean that the channel is received or decoded in a form conforming to the "home", provided that the channel is transmitted to conform to the "home”.
  • a channel is punctured in a specific resource except that a signal of the channel is mapped to the specific resource in the resource mapping process of the channel, but a signal portion mapped to the punctured resource is transmitted when the channel is transmitted.
  • a specific resource to be punctured is counted as a resource of the corresponding channel in the resource mapping process of the corresponding channel, a signal mapped to the specific resource among the signals of the corresponding channel is not actually transmitted.
  • the receiving device of the corresponding channel receives, demodulates or decodes the corresponding channel on the assumption that the signal portion mapped to the punctured specific resource is not transmitted.
  • the rate-matching of a channel in a specific resource means that the channel is not mapped to the specific resource at all in the resource mapping process of the channel and thus is not used for transmission of the channel.
  • a rate-matched specific resource is not counted as a resource of the corresponding channel at all in the resource mapping process of the corresponding channel.
  • the receiving device of the corresponding channel receives, demodulates, or decodes the corresponding channel, assuming that a rate-matched specific resource is not used for mapping and transmission of the corresponding channel.
  • the UE may be fixed or mobile, and various devices which communicate with a base station (BS) to transmit and receive user data and / or various control information belong to the same.
  • BS Base station
  • UE Terminal Equipment
  • MS Mobile Station
  • MT Mobile Terminal
  • UT User Terminal
  • SS Subscribe Station
  • wireless device PDA (Personal Digital Assistant), wireless modem
  • a BS generally refers to a fixed station communicating with the UE and / or another BS, and communicates with the UE and another BS to exchange various data and control information.
  • the BS may be referred to in other terms such as ABS (Advanced Base Station), Node-B (NB), evolved-NodeB (NB), Base Transceiver System (BTS), Access Point, and Processing Server (PS).
  • ABS Advanced Base Station
  • Node-B Node-B
  • NB evolved-NodeB
  • BTS Base Transceiver System
  • gNB Base Station of the new radio access technology network
  • gNB the base station of the new radio access technology network
  • a node refers to a fixed point capable of transmitting / receiving a radio signal by communicating with a UE.
  • Various forms of gNBs may be used as nodes regardless of their name.
  • the node may be a BS, an NB, an eNB, a pico-cell eNB (PeNB), a home eNB (HeNB), a gNB, a relay, a repeater, or the like.
  • the node may not be gNB.
  • it may be a radio remote head (RRH), a radio remote unit (RRU).
  • RRHs, RRUs, etc. generally have lower power levels than gNB's power level.
  • RRH / RRU or less, RRH / RRU is typically connected to the gNB by a dedicated line, such as an optical cable, so that RRH / RRU and gNB are generally compared to cooperative communication by gNBs connected by a wireless line.
  • a dedicated line such as an optical cable
  • RRH / RRU and gNB are generally compared to cooperative communication by gNBs connected by a wireless line.
  • cooperative communication can be performed smoothly.
  • At least one antenna is installed at one node.
  • the antenna may mean a physical antenna or may mean an antenna port, a virtual antenna, or an antenna group. Nodes are also called points.
  • a cell refers to a certain geographic area in which one or more nodes provide communication services. Therefore, in the present invention, communicating with a specific cell may mean communicating with a gNB or a node that provides a communication service to the specific cell.
  • the downlink / uplink signal of a specific cell means a downlink / uplink signal from / to a gNB or a node providing a communication service to the specific cell.
  • the cell providing uplink / downlink communication service to the UE is particularly called a serving cell.
  • the channel state / quality of a specific cell means a channel state / quality of a channel or communication link formed between a gNB or a node providing a communication service to the specific cell and a UE.
  • a UE may transmit a downlink channel state from a specific node to a CRS (s) in which antenna port (s) of the specific node are transmitted on a Cell-specific Reference Signal (CRS) resource allocated to the specific node; / Or can be measured using the CSI-RS (s) transmitted on the Channel State Information Reference Signal (CSI-RS) resources.
  • CRS Cell-specific Reference Signal
  • the 3GPP-based communication system uses the concept of a cell to manage radio resources.
  • Cells associated with radio resources are distinguished from cells in a geographic area.
  • a "cell” in a geographic area may be understood as coverage in which a node can provide services using a carrier, and a "cell” of radio resources is a bandwidth (frequency) that is a frequency range configured by the carrier. bandwidth, BW).
  • Downlink coverage which is a range in which a node can transmit valid signals
  • uplink coverage which is a range in which a valid signal can be received from a UE, depends on a carrier carrying the signal, so that the coverage of the node is determined by the radio resources used by the node. It is also associated with the coverage of the "cell”.
  • the term "cell” can sometimes be used to mean coverage of a service by a node, sometimes a radio resource, and sometimes a range within which a signal using the radio resource can reach a valid strength.
  • a "cell" associated with a radio resource is defined as a combination of DL resources and UL resources, that is, a combination of a DL component carrier (CC) and a UL CC.
  • the cell may be configured with DL resources alone or with a combination of DL resources and UL resources.
  • the linkage between the carrier frequency of the DL resource (or DL CC) and the carrier frequency of the UL resource (or UL CC) is indicated by system information.
  • SIB2 System Information Block Type 2
  • the carrier frequency means a center frequency of each cell or CC.
  • a cell operating on a primary frequency is referred to as a primary cell (Pcell) or a PCC
  • a cell operating on a secondary frequency (or SCC) is referred to as a secondary cell.
  • cell, Scell) or SCC The carrier corresponding to the Pcell in downlink is called a DL primary CC (DL PCC), and the carrier corresponding to the Pcell in the uplink is called a UL primary CC (DL PCC).
  • Scell refers to a cell that can be configured after RRC (Radio Resource Control) connection establishment is made and can be used for providing additional radio resources.
  • RRC Radio Resource Control
  • the Scell may form a set of serving cells for the UE with the Pcell.
  • the carrier corresponding to the Scell in downlink is called a DL secondary CC (DL SCC)
  • the carrier corresponding to the Scell in the uplink is called a UL secondary CC (UL SCC).
  • DL SCC DL secondary CC
  • UL SCC UL secondary CC
  • the 3GPP-based communication standard provides downlink physical channels corresponding to resource elements carrying information originating from an upper layer and downlink corresponding to resource elements used by the physical layer but not carrying information originating from an upper layer.
  • Physical signals are defined.
  • a physical downlink shared channel (PDSCH), a physical broadcast channel (PBCH), a physical multicast channel (PMCH), a physical control format indicator channel (physical control) format indicator channel (PCFICH), physical downlink control channel (PDCCH) and physical hybrid ARQ indicator channel (PHICH) are defined as downlink physical channels, reference signal and synchronization signal Is defined as downlink physical signals.
  • a reference signal also referred to as a pilot, refers to a signal of a predefined special waveform that the gNB and the UE know from each other.
  • a cell specific RS, UE- UE-specific RS, positioning RS (PRS), and channel state information RS (CSI-RS) are defined as downlink reference signals.
  • the 3GPP LTE / LTE-A standard corresponds to uplink physical channels corresponding to resource elements carrying information originating from a higher layer and resource elements used by the physical layer but not carrying information originating from an upper layer. Uplink physical signals are defined.
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • PUCCH physical uplink control channel
  • PRACH physical random access channel
  • DMRS demodulation reference signal
  • SRS sounding reference signal
  • Physical Downlink Control CHannel / Physical Control Format Indicator CHannel (PCFICH) / PHICH (Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel) / PDSCH (Physical Downlink Shared CHannel) are respectively DCI (Downlink Control Information) / CFI ( Means a set of time-frequency resources or a set of resource elements that carry downlink format ACK / ACK / NACK (ACKnowlegement / Negative ACK) / downlink data, and also a Physical Uplink Control CHannel (PUCCH) / Physical (PUSCH) Uplink Shared CHannel / PACH (Physical Random Access CHannel) means a set of time-frequency resources or a set of resource elements that carry uplink control information (UCI) / uplink data / random access signals, respectively.
  • DCI Downlink Control Information
  • CFI Means a set of time-frequency resources or a set of resource elements that carry downlink format ACK / ACK
  • the PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH / PUCCH / PUSCH / PRACH resource is referred to below:
  • the expression that the user equipment transmits the PUCCH / PUSCH / PRACH is hereinafter referred to as uplink control information / uplink on or through PUSCH / PUCCH / PRACH, respectively.
  • the gNB transmits PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH is used for downlink data / control information on or through PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH, respectively. It is used in the same sense as sending it.
  • CRS / DMRS / CSI-RS / SRS / UE-RS is assigned or configured OFDM symbol / subcarrier / RE to CRS / DMRS / CSI-RS / SRS / UE-RS symbol / carrier / subcarrier / RE It is called.
  • an OFDM symbol assigned or configured with a tracking RS (TRS) is called a TRS symbol
  • a subcarrier assigned or configured with a TRS is called a TRS subcarrier
  • an RE assigned or configured with a TRS is called a TRS RE.
  • a subframe configured for TRS transmission is called a TRS subframe.
  • a subframe in which a broadcast signal is transmitted is called a broadcast subframe or a PBCH subframe
  • a subframe in which a sync signal (for example, PSS and / or SSS) is transmitted is a sync signal subframe or a PSS / SSS subframe. It is called.
  • OFDM symbols / subcarriers / RE to which PSS / SSS is assigned or configured are referred to as PSS / SSS symbols / subcarriers / RE, respectively.
  • the CRS port, the UE-RS port, the CSI-RS port, and the TRS port are an antenna port configured to transmit CRS, an antenna port configured to transmit UE-RS, and an antenna configured to transmit CSI-RS, respectively.
  • Port an antenna port configured to transmit TRS.
  • Antenna ports configured to transmit CRSs may be distinguished from each other by the location of REs occupied by the CRS according to the CRS ports, and antenna ports configured to transmit UE-RSs may be UE-RS according to the UE-RS ports.
  • the RSs may be distinguished from each other by locations of REs occupied, and antenna ports configured to transmit CSI-RSs may be distinguished from each other by locations of REs occupied by the CSI-RSs according to the CSI-RS ports. Therefore, the term CRS / UE-RS / CSI-RS / TRS port may be used as a term for a pattern of REs occupied by CRS / UE-RS / CSI-RS / TRS in a certain resource region.
  • 3GPP LTE / LTE-A standard document for example, 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.212, 3GPP TS 36.213, 3GPP TS 36.321 and 3GPP TS 36.331 and the like, and 3GPP NR standard documents such as 3GPP TS 38.211, 3GPP TS 38.212, 3GPP 38.213, 3GPP 38.214, 3GPP 38.215, 3GPP TS 38.321 and 3GPP TS 36.331 and the like.
  • the UE when a UE is powered on or wants to access a new cell, the UE acquires time and frequency synchronization with the cell and detects a physical layer cell ID N cell ID of the cell. A cell search procedure such as detect is performed. To this end, the UE receives a synchronization signal from the eNB, for example, a primary synchronization signal (PSS) and a secondary synchronization signal (SSS) to synchronize with the eNB, and synchronizes with the eNB. , ID) and the like can be obtained. After the initial cell discovery, the UE may perform a random access procedure to complete the access to the eNB.
  • PSS primary synchronization signal
  • SSS secondary synchronization signal
  • the UE may transmit a preamble through a physical random access channel (PRACH) and receive a response message for the preamble through a PDCCH and a PDSCH.
  • PRACH physical random access channel
  • the UE may perform PDCCH / PDSCH reception and PUSCH / PUCCH transmission as a general uplink / downlink signal transmission procedure.
  • the random access process is also referred to as a random access channel (RACH) process.
  • RACH random access channel
  • the random access procedure is used for various purposes, such as initial access, random access procedure, initial access, uplink synchronization coordination, resource allocation, handover, and the like.
  • the random access process is classified into a contention-based process and a dedicated (ie non-competition-based) process.
  • the contention-based random access procedure is generally used, including initial access, and the dedicated random access procedure is limited to handover and the like.
  • the UE randomly selects a RACH preamble sequence. Therefore, it is possible for a plurality of UEs to transmit the same RACH preamble sequence at the same time, which requires a contention cancellation process later.
  • the dedicated random access process the UE uses the RACH preamble sequence that is allocated only to the UE by the eNB. Therefore, the random access procedure can be performed without collision with another UE.
  • the contention-based random access procedure includes four steps.
  • the messages transmitted in steps 1 to 4 may be referred to as messages 1 to 4 (Msg1 to Msg4), respectively.
  • Step 1 RACH preamble (via PRACH) (UE to eNB)
  • Step 2 random access response (RAR) (via PDCCH and PDSCH) (eNB to UE)
  • Step 3 Layer 2 / Layer 3 message (via PUSCH) (UE to eNB)
  • Step 4 Contention Resolution Message (eNB to UE)
  • the dedicated random access procedure that is, the contention-free random access procedure, includes three steps.
  • the messages transmitted in steps 0 to 2 may be referred to as messages 0 to 2 (Msg0 to Msg2), respectively.
  • uplink transmission ie, step 3) corresponding to the RAR may also be performed.
  • the dedicated random access procedure may be triggered using a PDCCH (hereinafter, referred to as a PDCCH order) for the purpose of instructing the base station to transmit the RACH preamble.
  • Step 0 RACH preamble allocation via dedicated signaling (eNB to UE)
  • Step 1 RACH preamble (via PRACH) (UE to eNB)
  • Step 2 Random Access Response (RAR) (via PDCCH and PDSCH) (eNB to UE)
  • RAR Random Access Response
  • a UE After transmitting the RACH preamble, the UE attempts to receive a random access response (RAR) within a pre-set time window.
  • RAR random access response
  • a UE is a PDCCH having a random access RNTI (RA-RNTI) (hereinafter, RA-RNTI PDCCH) (eg, CRC in PDCCH is masked as RA-RNTI) within a time window. Attempt detection.
  • the UE Upon detecting the RA-RNTI PDCCH, the UE checks whether there is a RAR for itself in the PDSCH corresponding to the RA-RNTI PDCCH.
  • the RAR includes timing advance (TA) information indicating timing offset information for UL synchronization, UL resource allocation information (UL grant information), a temporary terminal identifier (eg, temporary cell-RNTI, TC-RNTI), and the like. .
  • the UE may perform UL transmission (eg, Msg3) according to the resource allocation information and the TA value in the RAR.
  • HARQ is applied to UL transmission corresponding to the RAR. Therefore, after transmitting the Msg3, the UE may receive reception response information (eg, PHICH) corresponding to the Msg3.
  • FIG. 1 illustrates a random access preamble format in an existing LTE / LTE-A system.
  • the random access preamble that is, the RACH preamble is composed of a cyclic prefix of a length T CP and a sequence part of the length T SEQ in the physical layer.
  • the T SEQ of the parameter values T CP is listed in the following table and depends on the frame structure and the random access configuration.
  • the preamble format is controlled by higher layers.
  • PRACH configuration information is signaled through system information and mobility control information of a cell.
  • the PRACH configuration information indicates a root sequence index, a cyclic shift unit ( N CS ) of a Zadoff-Chu sequence, a length of a root sequence, a preamble format, and the like, which will be used for a RACH procedure in a corresponding cell.
  • the preamble format, and the PRACH opportunity which is an occasion when the RACH preamble can be transmitted, is indicated by the PRACH configuration index, which is part of the RACH configuration information (section 5.7 of 3GPP TS 36.211).
  • PRACH - Config of 3GPP TS 36.331).
  • the length of the ZC sequence used for the RACH preamble is determined according to the preamble format.
  • the RACH preamble is transmitted in a UL subframe. Transmission of the random access preamble is restricted to certain time and frequency resources. These resources are referred to as PRACH resources, and the PRACH resources are numbered in order of subframe number in the radio frame, followed by increasing PRBs in the frequency domain, so that index 0 corresponds to the lower number PRB and subframe in the radio frame. Lose. Random access resources are defined according to the PRACH configuration index (see 3GPP TS 36.211 standard document). The PRACH configuration index is given by the higher layer signal (sent by the eNB).
  • the sequence portion of the RACH preamble uses a Zadoff-Chu sequence.
  • Preamble sequences for the RACH are generated from Zadoff-Chu sequences with zero correlation zone, generated from one or several root Zadoff-Chu sequences.
  • the network configures a set of preamble sequences that the UE is allowed to use.
  • the set of 64 preamble sequences in a cell first contains all available cyclic shifts of the root Zadoff-Chu sequence with logical index RACH_ROOT_SEQUENCE, in order of increasing cyclic shift.
  • RACH_ROOT_SEQUENCE is broadcast as part of the system information (of that cell). If 64 preamble sequences cannot be generated from a single root Zadoff-Chu sequence, additional preamble sequences are obtained from root sequences with consecutive logical indices until all 64 preamble sequences are found. (obtain).
  • the logical root sequence order is cyclic and logical index 0 is contiguous to logical index 837. The relationship between the logical root sequence index and the physical root sequence index u is defined for the preamble formats.
  • the subcarrier spacing ⁇ f is 15 kHz or 7.5 kHz, but the subcarrier spacing ⁇ f RA for the random access preamble is 1.25 kHz or 0.75 kHz.
  • the L1 random access procedure includes transmission of a random access preamble and an random access response (encompass). . Remaining messages are scheduled for transmission by higher layers on the shared data channel.
  • the random access channel occupies six resource blocks in one subframe or in a set of consecutive subframes reserved for random access preamble transmission.
  • the eNB is not prohibited from scheduling data in the resource blocks reserved for random access response.
  • the eNB also includes information on UL transmit power for RACH preamble transmission in RACH configuration information. The following steps are required for the Layer 1 random access procedure.
  • Layer 1 process is triggered upon request of preamble transmission by higher layer.
  • Preamble index, target preamble received power (PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER), corresponding RA-RNTI and PRACH resources are indicated by the upper layer as part of the request.
  • P CMAX, c (i) is the configured UE transmit power, defined in 3GPP TS 36.101, for subframe i of serving cell c
  • PL c is the downlink path calculated in the UE for serving cell c It is a downlink path loss estimate.
  • the preamble sequence is selected from the preamble sequence set using the preamble index.
  • a single preamble is transmitted using the preamble sequence selected with transmit power P PRACH on the indicated PRACH resource.
  • Detection of the PDCCH with the indicated RA-RNTI is attempted during the window controlled by the higher layer (see section 5.1.4 of 3GPP TS 36.321). If detected, the corresponding DL-SCH transport block is passed to a higher layer. The upper layer parses the transport block and indicates a 20-bit uplink grant to the physical layer.
  • the random access procedure in the medium access control (MAC) layer is performed as follows:
  • the UE is a bandwidth limited (BL) UE or a UE in enhanced coverage:
  • Preamble is performed using the selected PRACH resource corresponding to the selected coverage enhancement level, corresponding RA-RANTI, preamble index, and PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER by using the number of repetitions required for transmitting the preamble corresponding to the selected preamble group (ie, numRepetitionPerPreambleAttempt ). Instructs the physical layer to transmit.
  • preambleInitialReceivedTargetPower is also included in the RACH configuration and delivered to the UE.
  • preambleInitialReceivedTargetPower a parameter that specifies the UE's power to which RACH is mapped.
  • powerRampingStep a parameter to which RACH is mapped.
  • preambleTransMax a parameter that specifies the UE's power to which RACH is mapped.
  • RRC signal as UE common random access parameters (see PRACH - Config of 3GPP TS 36.331).
  • the UE can retransmit the RACH Msg1. do.
  • the UE may increase the transmit power of the RACH Msg1 than the power at the previous transmission.
  • the transmit power of the RACH Msg1 is increased by a power ramping step by increasing the layer-2 preamble transmission counter of the UE by one.
  • PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER starts at 1 and increments by 1 each time a preamble transmission is attempted. If no RAR is received within the RAR window, or if all received RARs do not contain a random access preamble identifier corresponding to the transmitted random access preamble, the RAR reception is considered to be unsuccessful and the UE is PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER. Increments by one. Preamble transmission may be performed within the maximum number of preambleTransMax limits of the preamble transmission.
  • DELTA_PREAMBLE is a value defined according to the preamble format as follows (see Table 7.6-1 of 3GPP TS 36.321).
  • Preamble Format DELTA_PREAMBLE value 0 0 dB One 0 dB 2 -3 dB 3 -3 dB 4 8 dB
  • the preamble format in Table 2 is given by prach - ConfigIndex (see PRACH - Config in 3GPP TS 36.331 and section 5.7 in 3GPP TS 36.211).
  • Massive MTC which connects multiple devices and objects to provide various services anytime and anywhere, is also one of the major issues to be considered in next-generation communication.
  • a communication system design considering a service / UE that is sensitive to reliability and latency has been discussed.
  • next generation RAT considering such advanced mobile broadband communication, Massive MTC, and Ultra-Reliable and Low Latency Communication (URLLC) is being discussed.
  • URLLC Ultra-Reliable and Low Latency Communication
  • 3GPP is working on the next generation mobile communication system after EPC.
  • the technology is referred to as a new RAT (new RAT, NR) or 5G RAT.
  • NR communication systems are required to support significantly better performance than existing fourth generation (4G) systems in terms of data rate, capacity, latency, energy consumption and cost.
  • 4G fourth generation
  • NR systems need to make significant advances in the area of bandwidth, spectral, energy, signaling efficiency, and cost per bit.
  • the new RAT system uses an OFDM transmission scheme or a similar transmission scheme.
  • the new RAT system may follow different OFDM parameters than the OFDM parameters of LTE.
  • the new RAT system can follow the legacy of existing LTE / LTE-A but have a larger system bandwidth (eg, 100 MHz).
  • one cell may support a plurality of neurology. That is, UEs operating with different numerologies may coexist in one cell.
  • the radio frame used in the 3GPP LTE / LTE-A system has a length of 10 ms (307200 T s ) and consists of 10 equally sized subframes (SF). Numbers may be assigned to 10 subframes in one radio frame.
  • Each subframe has a length of 1 ms and consists of two slots. 20 slots in one radio frame may be sequentially numbered from 0 to 19. Each slot is 0.5ms long.
  • the time for transmitting one subframe is defined as a transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • the time resource may be classified by a radio frame number (also called a radio frame index), a subframe number (also called a subframe number), a slot number (or slot index), and the like.
  • TTI means an interval at which data can be scheduled. For example, in the current LTE / LTE-A system, a transmission opportunity of a UL grant or a DL grant exists every 1 ms, and there are no multiple UL / DL grant opportunities within a time shorter than 1 ms. Therefore, the TTI is 1ms in the existing LTE / LTE-A system.
  • NR new radio access technology
  • a slot structure in which a control channel and a data channel are time division multiplexed (TDM) is considered in the fifth generation new RAT.
  • the hatched region indicates a transmission region of a DL control channel (eg, PDCCH) carrying DCI
  • a black part shows a transmission region of an UL control channel (eg, PUCCH) carrying UCI.
  • DCI is control information delivered to the UE by the gNB
  • the DCI is UL specific information such as information on cell configuration that the UE needs to know, DL specific information such as DL scheduling, and UL grant. Information and the like.
  • the UCI is control information delivered from the UE to the gNB, and the UCI may include a HARQ ACK / NACK report on DL data, a CSI report on a DL channel state, and a scheduling request (SR).
  • SR scheduling request
  • the symbol regions 1 to 12 may be used for transmission of a physical channel (eg, PDSCH) that carries downlink data, and may be used for transmission of a physical channel (eg, PUSCH) that carries uplink data. May be used.
  • a physical channel eg, PDSCH
  • PUSCH physical channel
  • DL transmission and UL transmission are sequentially performed in one slot, and transmission / reception of DL data and reception / transmission of UL ACK / NACK for the DL data are performed in the one slot.
  • a time gap is required for a gNB and a UE to switch from a transmission mode to a reception mode or a process of switching from a reception mode to a transmission mode.
  • some OFDM symbols at the time of switching from DL to UL in the slot structure are set to a guard period (GP).
  • the DL control channel is TDM and the data channel, and the control channel, PDCCH, is spread over the entire system band and transmitted.
  • the bandwidth of a system is expected to reach at least 100 MHz, which makes it difficult to spread the control channel over the entire band.
  • Monitoring the entire band for downlink control channel reception for the UE to transmit / receive data may impair battery consumption and efficiency of the UE. Therefore, in the present invention, the DL control channel may be transmitted by being localized or distributed in the system band, that is, some frequency bands in the channel band.
  • the basic transmission unit is a slot.
  • the slot duration consists of 14 symbols with a normal cyclic prefix (CP) or 12 symbols with an extended CP.
  • the slot is scaled with time as a function of the used subcarrier spacing.
  • the fifth generation mobile communication system which is recently discussed, considers using a high frequency band, that is, a millimeter frequency band of 6 GHz or more, to transmit data while maintaining a high data rate to a large number of users using a wide frequency band.
  • 3GPP uses this as the name NR, which is referred to as NR system in the present invention.
  • the millimeter frequency band has a frequency characteristic that the signal attenuation with the distance is very rapid due to the use of a frequency band too high. Therefore, NR systems using bands of at least 6 GHz or more narrow beams that solve the problem of reduced coverage due to abrupt propagation attenuation by collecting and transmitting energy in a specific direction rather than omnidirectionally to compensate for abrupt propagation characteristics. narrow beam) transmission scheme.
  • narrow beam narrow beam
  • the wavelength is shortened to allow the installation of a plurality of antenna elements in the same area.
  • a total of 100 antenna elements can be installed in a two-dimension arrangement in 0.5 lambda (wavelength) intervals on a panel of 5 by 5 cm.
  • mmW it is considered to use a plurality of antenna elements to increase the beamforming gain to increase coverage or to increase throughput.
  • a beamforming scheme in which a base station or a UE transmits the same signal by using a phase difference appropriate to a large number of antennas is mainly considered.
  • Such beamforming methods include digital beamforming that creates a phase difference in a digital baseband signal, analog beamforming that uses a time delay (ie, cyclic shift) in a modulated analog signal to create a phase difference, digital beamforming, and an analog beam.
  • Having a transceiver unit (TXRU) to enable transmission power and phase adjustment for each antenna element enables independent beamforming for each frequency resource.
  • the millimeter frequency band should be used by a large number of antennas to compensate for rapid propagation attenuation, and digital beamforming is equivalent to the number of antennas, so RF components (eg, digital-to-analog converters (DACs), mixers, power Since an amplifier (power amplifier, linear amplifier, etc.) is required, there is a problem in that the cost of a communication device increases in order to implement digital beamforming in the millimeter frequency band. Therefore, when a large number of antennas are required, such as the millimeter frequency band, the use of analog beamforming or hybrid beamforming is considered.
  • DACs digital-to-analog converters
  • the analog beamforming method maps a plurality of antenna elements to one TXRU and adjusts the beam direction with an analog phase shifter.
  • Such an analog beamforming method has a disadvantage in that only one beam direction can be made in the entire band and thus frequency selective beamforming (BF) cannot be performed.
  • Hybrid BF is an intermediate form between digital BF and analog BF, with B TXRUs, which is fewer than Q antenna elements.
  • B TXRUs which is fewer than Q antenna elements.
  • the direction of beams that can be simultaneously transmitted is limited to B or less.
  • digital beamforming processes the digital baseband signal to be transmitted or received so that multiple beams can be used to transmit or receive signals simultaneously in multiple directions, while analog beamforming can transmit or receive signals. Since beamforming is performed in a modulated state of the received analog signal, the signal cannot be simultaneously transmitted or received in multiple directions beyond the range covered by one beam.
  • a base station communicates with a plurality of users at the same time by using a broadband transmission or a multi-antenna characteristic.
  • a base station uses analog or hybrid beamforming and forms an analog beam in one beam direction, due to the characteristics of analog beamforming Only users within the same analog beam direction can communicate.
  • the RACH resource allocation and resource utilization scheme of the base station according to the present invention to be described later is proposed to reflect the constraints caused by the analog beamforming or hybrid beamforming characteristics.
  • FIG. 3 abstractly illustrates a hybrid beamforming structure in terms of a transceiver unit (TXRU) and a physical antenna.
  • TXRU transceiver unit
  • analog beamforming refers to an operation in which the RF unit performs precoding (or combining).
  • the baseband unit and the RF unit perform precoding (or combining), respectively, which reduces the number of RF chains and the number of D / A (or A / D) converters.
  • the hybrid beamforming structure may be represented by N TXRUs and M physical antennas.
  • the digital beamforming for the L data layers to be transmitted at the transmitting end can be represented by an N-by-L matrix, and then the converted N digital signals are converted into analog signals via TXRU and then into an M-by-N matrix.
  • the expressed analog beamforming is applied.
  • the number of digital beams is L
  • the number of analog beams is N.
  • the base station is designed to change the analog beamforming on a symbol basis, so that a direction for supporting more efficient beamforming for a UE located in a specific area is being considered.
  • N TXRUs and M RF antennas are defined as one antenna panel
  • the NR system considers to introduce a plurality of antenna panels to which hybrid beamforming independent of each other is applicable.
  • the analog beams advantageous for signal reception may be different for each UE, and thus, the base station is applied to at least a synchronization signal, system information, and paging in a specific slot or subframe (SF).
  • a beam sweeping operation is considered in which a plurality of analog beams to be changed symbol by symbol so that all UEs have a reception opportunity.
  • a new RAT system that is, a NR system, which is a 5G wireless communication system.
  • the logical network should be able to support a variety of services with different requirements (e.g. eMBB, mMTC, URLLC, etc.), and in the physical layer system of the NR system will have variable neurology depending on the various services.
  • a method of supporting an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme is considered.
  • an OFDM scheme (or a multiple access scheme) having a neutrality independent of each other in each time and frequency resource region may be considered.
  • the NR system is required to support higher communication capacity (eg, data yield, etc.).
  • a method of performing data transmission by using a plurality of transmit (or receive) antennas may be considered.
  • an RF chain for example, a chain composed of RF elements such as a power amplifier and a down converter
  • digital-to-analog are applied to each antenna.
  • D / A digital-to-analog
  • a / D analog-to-digital converters
  • NR 4 illustrates a cell of a new radio access technology (NR) system.
  • NR new radio access technology
  • a method in which a plurality of TRPs constitute one cell is discussed, unlike one base station forming one cell in a conventional wireless communication system such as LTE.
  • the cell is configured, even if the TRP serving the UE is changed, seamless communication is possible, and thus, mobility management of the UE is easy.
  • PSS / SSS is transmitted omni-direction, whereas signals such as PSS / SSS / PBCH are rotated omg-directionally by the gNB applying mmWave.
  • a method of beamforming a beam and transmitting the beam is considered.
  • transmitting / receiving a signal while rotating the beam direction is referred to as beam sweeping or beam scanning.
  • beam sweeping refers to transmitter side behavior
  • beam scanning refers to receiver side behavior, for example, assuming that gNB can have up to N beam directions, PSS / for each of N beam directions, respectively.
  • Transmit signals such as SSS / PBCH ie, gNB transmits synchronization signals such as PSS / SSS / PBCH for each direction while sweeping directions that it may have or want to support, or gNB has N beams
  • PSS / SSS / PBCH may be transmitted / received for each beam group, where one beam group may include one or more beams.
  • a signal such as PSS / SSS / PBCH transmitted in the same direction may be defined as one SS block, and a plurality of SS blocks may exist in one cell.
  • SS block division SS block index may be used, for example, when PSS / SSS / PBCH is transmitted in 10 beam directions in one system, PSS / SSS / PBCH in the same direction may constitute one SS block. It can be understood that there are 10 SS blocks in the system, and in the present invention, the beam index may be interpreted as an SS block index.
  • FIG. 5 illustrates an SS block transmission and an RACH resource linked to an SS block.
  • the process of finding the optimal beam direction between the gNB and the UE is called a beam acquisition process, and the process of continuously tracking the optimal beam direction is called a beam tracking process.
  • the beam acquisition process involves 1) an initial connection when a UE first attempts to connect to a gNB, 2) a handover that the UE passes from one gNB to another gNB, and 3) an optimal beam during beam tracking to find an optimal beam between the UE and the gNB. Is lost and communication with the gNB is unable to maintain an optimal communication state or has entered a state in which communication is not possible, i.e., beam recovery to recover beam failure.
  • a multi-step beam acquisition process for beam acquisition in an environment using multiple beams is discussed.
  • the gNB and the UE proceed with connection setup using a wide beam in an initial access stage, and after the connection setup is completed, the gNB and the UE use a narrow beam. Communicate with optimum quality.
  • Various methods are discussed for beam acquisition of an NR system, which will be mainly discussed in the present invention, but the methods most actively discussed are as follows.
  • the gNB is optimal for the UE to find the gNB in the initial access phase, i.e. perform cell search or cell acquisition and measure the channel quality per beam of the wide beam to use in the first phase of beam acquisition.
  • a synchronization block is transmitted for each wide beam.
  • the UE performs cell search for the sync block for each beam, and performs downlink beam acquisition using the beam-by-beam detection result.
  • the UE performs the RACH process to inform the gNB it finds that it wants to connect.
  • the gNB may identify a sync block transmitted for each beam and an RACH resource to be used for RACH transmission. Connect or associate When the UE performs the RACH process using the RACH resource associated with the optimal beam direction found by the UE, the gNB obtains information on the downlink beam suitable for the UE in the process of receiving the RACH preamble.
  • a downlink beam acquisition result eg, beam index
  • the question is whether the UE and / or TRP can accurately determine the Tx beam and / or reception (Rx) beam direction between the UE and a transmission and reception point (TRP).
  • beam sweeping for repetitive signal transmission or signal reception may be considered according to TRP (eg, eNB) or TX / RX reciprocal capability of the UE.
  • TX / RX mutual capability is also referred to as TX / RX beam correspondence at TRP and UE.
  • the UE may not shoot the uplink signal in the beam direction in which the downlink signal is received.
  • TX / RX beam correspondence in TRP if the TRP can determine the TRP RX beam for the corresponding uplink reception based on the downlink measurement of the UE with respect to the one or more TX beams of the TRP and / or the TRP is one or more of the TRP If it is possible to determine the TRP TX beam for the downlink transmission based on the TRP 'uplink measurement for the RX beams, then it is valid.
  • the UE can determine the UE RX beam for uplink transmission based on the downlink measurement of the UE with respect to the one or more RX beams of the UE and / or the UE is capable of determining one or more of the UE If the UE TX beam for the downlink reception can be determined based on an indication of the TRP based on the uplink measurement for the TX beams, it is held.
  • an RACH signal used for initial access to a gNB may be configured using the following elements.
  • Cyclic prefix prevents interference from previous / forward (OFDM) symbols and binds the RACH preamble signals arriving at the gNB with various time delays in one same time zone. That is, if the CP is configured to match the cell maximum radius, the RACH preambles transmitted by the UEs in the cell in the same resource are brought into the RACH reception window corresponding to the RACH preamble length set by the gNB for RACH reception.
  • the length of the CP is generally set equal to or greater than the maximum round trip delay.
  • Preamble A sequence is defined for the gNB to detect that a signal has been transmitted, and the preamble serves to carry this sequence.
  • Guard time A period defined to prevent the RACH signal transmitted from the furthest from the gNB in RACH coverage to be delayed so that the RACH signal entering the gNB does not interfere with the signal coming after the RACH symbol duration.
  • the GT may not be defined as a RACH signal since the UE does not transmit a signal during this period.
  • FIG. 6 illustrates the configuration / format of the RACH preamble and the receiver function.
  • the UE transmits the RACH signal on the designated RACH resource in accordance with the system timing of the gNB obtained through the synchronization signal.
  • the gNB will receive signals from several UEs.
  • the gNB generally performs the process illustrated in FIG. 5 for RACH reception. Since the CP is set above the maximum round trip delay for the RACH signal, the gNB may set any point between the maximum round trip delay and the CP length as a boundary for signal reception. If the boundary point is set as a starting point for receiving a signal, and correlation is applied to a signal corresponding to the length corresponding to the sequence length from the starting point, the gNB can obtain the existence of the RACH signal and the cyclic shift information.
  • an RACH signal enters the gNB from various directions, and the gNB changes the beam direction by changing the beam direction for receiving the RACH from various directions.
  • Detection of the preamble ie, PRACH
  • the gNB can only perform RACH reception in one direction at a time. For this reason, the RACH preamble and RACH procedures need to be designed to enable the gNB to properly perform RACH preamble detection.
  • the present invention is directed to a RACH preamble and / or RACH procedure for an NR system, in particular for a high frequency band to which beamforming can be applied, taking into account the case where beam correspondence (BC) is valid in the gNB and when BC is not valid. Suggest.
  • BC beam correspondence
  • Rx receiving
  • the gNB may shift the beam direction even if the receiving beam is formed in the transmission beam direction of the SS block.
  • the RACH preamble may be set in the format illustrated in FIG. 7A so that beam scanning for performing / attempting RACH preamble detection may be performed.
  • the gNB forms a receive beam in the beam direction used to transmit the SS block for one RACH resource and then in that direction. RACH preamble detection only needs to be performed. Therefore, when BC is not valid, the RACH preamble may be set in the format illustrated in FIG. 7B.
  • the RACH signal and the RACH resource should be configured by reflecting two purposes of the RACH process of downlink beam acquisition reporting and downlink preferred beam reporting of the UE and beam scanning according to BC of the gNB. .
  • the BC is valid when the gNB configures the RACH resource for RACH preamble transmission, it is sufficient to allocate only one RACH resource at an appropriate time as mentioned above. However, if the BC is not correct, the RACH resource for beam sweeping (of UE) or beam scanning (of gNB) should be set. A) beam sweeping after beam scanning or b) beam scanning after beam sweeping may be considered for the establishment of RACH resources for gNBs for which BC is not valid.
  • FIG. 8 illustrates RACH resource configuration considering beam scanning and beam sweeping.
  • the UE may transmit a plurality of preambles in parallel without a CP.
  • the gNB performs beam scanning attempting to receive the RACH preamble while changing the reception beam direction.
  • the gNB uses an analog beam, it is difficult for the gNB to perform slot-by-slot scheduling in the slot in which the RACH resource allocated to the UE is set.
  • One of the methods of performing scheduling in the slot in which the RACH resource is set is that the gNB configures the mini slot in the slot in which the RACH resource is set and performs scheduling in units of mini slots.
  • Another method of performing scheduling in the slot in which the RACH resource is set coincides with the common RACH resource time in which the direction of the gNB Rx beam is aligned with the slot in which the common RACH resource is set. It is to set the UE-only RACH resources to inform the UE.
  • the UE may perform beam sweeping first, but the problem is not completely solved that the beam sweeping of the UE is performed prior to the beam scanning of the gNB.
  • the gNB allocates RACH resources for beam scanning, but sets the RACH resources in slot units so that the Rx beam direction of the gNB can be set in slot units.
  • the RACH preamble may be transmitted / received while maintaining the scheduling freedom of the gNB.
  • the gNB sets up and informs the UE of the RACH resource in the multiple slots when one slot or the RACH signal format is formed over the multiple slots.
  • the gNB may configure the RACH resource to transmit the RACH signal composed of the CP and the preamble several times for beam sweeping of the UE.
  • the UE informs the UE of which slot to transmit the RACH signal.
  • the gNB may indicate, for example, a slot to transmit the RACH signal in a bitmap starting from a specific system frame number (SFN), or assume that the UE transmits the RACH signal in consecutive slots and assume a specific SFN. May indicate the number of transmission of the RACH signal as a starting point.
  • SFN system frame number
  • the methods mentioned in FIG. 8 may be equally applicable to a case where a plurality of RACH resources are set / allocated according to the present invention described below.
  • the mobile communication system performs a handover that changes the serving cell of the UE in order to continuously receive the service without disconnection as the UE moves.
  • Radio resource management (RRM) is used in the handover process.
  • RRM measurement in the LTE system is first described to help understand the RRM measurement used in the beam measurement / report of the present invention.
  • the LTE system performs RRM operations including power control, scheduling, cell search, cell rescan, handover, wireless link or connection monitoring, establishment / reestablishment, and the like.
  • the eNB of the serving cell may request the UE for RRM measurement information, which is a measurement value for RRM operation.
  • the UE measures and reports information such as cell discovery information, reference signal received power (RSRP), and reference signal received quality (RSRQ) for each cell.
  • information such as cell discovery information, reference signal received power (RSRP), and reference signal received quality (RSRQ) for each cell.
  • the UE receives measConfig (see 3GPP TS 36.331) as a higher layer (eg, radio resource control (RRC) layer) signal for RRM measurement from the gNB of the serving cell.
  • RRC radio resource control
  • the UE measures the RSRP or RSRQ in accordance with the information of measConfig. Definition of RSRP and RSRQ according to TS 36.214 document of LTE system is as follows.
  • RSRP is defined as the linear average of the power contributions [W] of resource elements carrying cell-specific reference signals within the contemplated measurement frequency bandwidth.
  • the cell-specific reference signal R0 according to 3GPP TS 36.211 should be used for RSRP determination. If the UE can reliably detect that R1 is available, then RS1 can be determined using R1 in addition to R0.
  • the reference point of RSRP should be the antenna connector of the UE. When receiver diversity is used by the UE, the reported value should not be lower than the corresponding RSRP of any individual diversity branches.
  • RSRQ is defined as the ratio N * RSRP / (E-UTRA carrier RSSI), where N is the number of resource blocks (RBs) of the E-UTRA carrier RSSI measurement bandwidth.
  • the measurement of numerators and denominators should be made for the same set of resource blocks.
  • the E-UTRA carrier RSSI is a block of N resources by the UE from all sources, including co-channel serving and non-serving cells, adjacent channel interference, thermal noise, and the like. For, includes a linear average of the total received power [W] observed only in the OFDM symbols containing the reference symbol for antenna port 0, within the measurement bandwidth. If higher-layer signaling indicates a certain subframe for performing RSRQ measurement, RSSI is measured for all OFDM symbols in the indicated subframes.
  • the reference point for RSRQ should be the antenna connector of the UE. If receiver diversity is used by the UE, the reported value should not be lower than the corresponding RSRQ of any individual diversity branches.
  • Received wide band power including thermal noise and noise occurring at the receiver, within the bandwidth defined by the receiver pulse shaping filter.
  • the reference point for the measurement should be the antenna connector of the UE. If receiver diversity is used by the UE, the reported value should not be lower than the corresponding UTRA carrier RSSI of any individual receive antenna branches.
  • the UE operating in the LTE / LTE-A system is allowed information bandwidth related information element (allowed) transmitted in the system information block type (system information block type 3, SIB3) in the case of intra-frequency measurement element, IE) and for inter-frequency measurements, RSRP is measured at a bandwidth corresponding to one of 6, 15, 25, 50, 75 and 100 RBs based on the allowed measurement bandwidth IE transmitted in SIB5.
  • RSRP can be measured in the frequency band of the entire DL system by default, or in the absence of the IE.
  • the UE receives the allowed measurement bandwidth information, the UE considers the value as the maximum measurement bandwidth and can freely measure the value of RSRP within the value.
  • the serving cell transmits an IE defined as a wide band RSRQ (WB-RSRQ) and the grant measurement bandwidth is set to 50 RB or more
  • the UE should calculate an RSRP value for the entire grant measurement bandwidth.
  • the RSSI is measured in the frequency band of the receiver of the UE according to the definition of the RSSI bandwidth.
  • Figure 9 shows a handover process.
  • Figure 9 (a) shows a handover (HO) process using a competition-based RACH
  • Figure 9 (b) illustrates a HO process using a competition-free RACH.
  • Measurement report (S801): The UE reports per-cell RSRP / RSRQ.
  • Handover command (S802): The base station informs the UE of a target cell to be moved through handover and information on the target cell.
  • Synchronization S803 and RACH process (S804 ⁇ S807):
  • the UE acquires (downlink time and frequency) synchronization with the target cell, and proceeds with the RACH process with the target cell.
  • Handover complete (S808): The UE informs the base station of the target cell that the handover is completed.
  • the base station may perform a contention-free RACH in order to reduce processing latency incurred during the HO process.
  • the contention-free RACH does not require a retransmission process due to resource collision with other UEs because the UE uses dedicated resources instead of common resources in the RACH transmission process, and also performs contention resolution process. Since it is not necessary, the time required to complete the HO process is reduced.
  • the UE not only obtains a timing advance (TA) value for uplink transmission through the RACH in the HO process, but also terminates the HO process by transmitting a handover completion message for a handover command received from the source cell to the target cell. .
  • TA timing advance
  • the UE performs a beam acquisition process for the target cell as well as the above-mentioned operation through the RACH process.
  • a method for performing beam acquisition in a HO process through a contention-free RACH is described.
  • the SS block or the CSI-RS may be used as a downlink (DL) beam of a contention-free RACH process, and a plurality of SS blocks or a plurality of CSI-RSs may be configured in a multi-beam environment. .
  • Beam acquisition through Measurement Report may be considered to prevent resource waste due to multiple RACH resource allocations.
  • information on the beam having the best quality between the UE and the gNB should be valid in determining the HO.
  • the UE continuously measures channel quality for a neighbor cell.
  • the gNB transmits a signal for measuring channel quality with multiple beams per cell and the UE measures channel quality for each beam.
  • a synchronization signal (SS) or a PBCH is used for channel quality measurement.
  • SS and / or PBCH used for channel quality measurement are collectively referred to as SS blocks.
  • RSRP or RSRQ is used as measurement information for mobility.
  • all information used for mobility measurement is collectively referred to as RSRP.
  • the UE transmits not only the cell-specific channel quality information but also the cell-specific and beam-specific channel quality information to the gNB based on the channel-specific channel quality measurement, and the gNB specifies the target cell using the beam information of the target cell in determining the HO. HO to the beam may be informed to the UE. In this case, one (or less than the maximum number of beams of the target cell) RACH resource (s) may be allocated for the HO. In order for the gNB to allocate RACH resource (s) for the HO using per-beam channel measurement, the following considerations must be taken into account.
  • the MR may include the following information.
  • RSRP per cell In a multi-beam environment, channel quality measurement is basically beam-by-beam.
  • RSRP per cell may be defined in various forms using RSRP per beam.
  • an optimal beam RSRP, an optimal-N beam RSRP, which is an RSRP average of N beams having the best channel quality, or an RSRP average of all beams above a threshold may be defined as cell-specific RSRP.
  • the beam index included in the reported cell and the RSRP per beam may be included in the MR.
  • the RSRP for each beam may be defined as RSRP of all beams detected in the cell, or RSRP of N-optimum beams among the detected beams in the cell.
  • Beam index In case of RSRP information per beam, the signaling overhead may be large, so the MR may include the beam index instead of the RSRP per beam.
  • the beam index may be an index of an optimal beam, a beam index used to calculate a cell-specific RSRP, or a sorted index of an optimal-N beam.
  • the communication system defines an event for transmitting the MR, the gNB delivers a threshold for triggering the defined event to the UE, and the UE transmits the MR when the defined event occurs.
  • an event using a beam-specific RSRP may be further defined. For example, the following event (s) and parameters may be used.
  • Event When the serving beam RSRP of the serving cell is smaller than a certain threshold.
  • Event When the optimal beam RSRP of the serving cell is less than a certain threshold.
  • Event When the optimal beam RSRP of a neighboring cell is larger than a certain threshold.
  • Event When the optimal beam RSRP of a neighboring cell is larger than a serving cell RSRP of the serving cell by a certain threshold or more.
  • the neighboring cell's optimal beam RSRP is larger than a serving cell's optimal beam RSRP by a certain threshold or more.
  • RSRP per beam may be the result of L3 filtering, L1 / L2 filtering or no filtering. Filtering for the beam-specific RSRP may be set by the gNB similarly to what is mentioned in the following "filtering coefficient".
  • An event can be defined as a combination of the above events, and the threshold can be defined for each case separately.
  • the threshold used in the event definition can be set separately from the threshold used for RSRP per cell, and a separate threshold can be set for each event.
  • RSRP is a representative indicator of channel quality, but other quality indicators (eg, RSRQ, signal to noise ratio (SNR), etc.) may be used.
  • RSRQ signal to noise ratio
  • SNR signal to noise ratio
  • the channel for measuring the channel quality between the serving cell and the neighboring cell is different while comparing the conditions for the event trigger (e.g., SS block RSRP for the neighboring cell and CSI-RS RSRP for the serving cell). ), The power offset to correct for this should be defined by the gNB to the UE or predefined.
  • the UE measures per-cell RSRP and checks whether a condition for event triggering is satisfied. When a change in per-cell RSRP value is large, an event is triggered too often or a HO occurs too often. In order to solve this problem, the UE generally performs filtering on RSRP, and the coefficient for filtering on RSRP informs the UE to the gNB for stable operation of the system. However, if the UE performs too long filtering, the HO failure rate increases due to the delay caused by the filtering. If the UE performs too short filtering, a HO ping-pong phenomenon appears.
  • per-cell RSRP for long filtering to prevent frequent HO, and per-beam RSRP to use short filtering for stable beam acquisition using the latest information. That is, it is preferable to use independent filtering coefficients for the RSRP per cell and the RSRP per beam for stable operation of the system.
  • gNB delivers multiple filtering coefficients to the UE
  • cell-specific RSRP delivers filtering coefficients
  • beam-by-beam RSRP allows the UE to filter. It is also possible to use the latest value without doing it.
  • the gNB Since the gNB informs the UE of the beam index for downlink beam acquisition, the gNB should inform the UE of reference channel information of power control to be used in transmitting the RACH.
  • the UE may use a channel (e.g., SS block or CSI-RS, etc.) connected with the beam index of the target cell to be accessed during HO, as a reference channel, or a reference channel (e.g., SS block or CSI-RS, etc.) to which a gNB Resource information may be directly instructed to the UE.
  • a channel e.g., SS block or CSI-RS, etc.
  • the gNB informs link information between an upper beam and a lower beam, and the UE uses the link information to upper or lower beams connected to the beam index directly indicated by the gNB. It is also possible to use a channel connected to the lower side as a reference channel for power control. In this case, the UE may need an additional measurement process for the upper or lower beams or may determine a reference channel for power control by using the already measured information.
  • HO process through the contention-based RACH process is the same as the initial beam acquisition through RACH transmission in the initial acquisition process. That is, in the HO process, when the UE receives a HO command, the UE performs RACH transmission to the target cell. Before performing RACH transmission, the UE determines the SS block having the best channel quality, that is, the DL beam, by measuring channel quality for each beam.
  • the gNB sets the RACH resource for each SS block, and can determine the DL beam index determined by the UE by looking at the RACH resource from which the RACH preamble is received. Similarly, the gNB may perform beam acquisition by configuring a plurality of UE-dedicated RACH resources for the HO process through the contention-free RACH process. At this time, UE-only RACH resources each have a connection relationship with an optimal beam (or SS block), and the gNB informs the UE about the connection relationship.
  • the channel quality measurement for each beam can be used interchangeably as the channel quality measurement for the SS block. That is, the SS block may be used as the channel representing the beam.
  • CSI-RS may also be used for beam-specific channel quality measurement.
  • the gNB may allow the UE to select an RACH resource.
  • connection information between the CSI-RS representing the lower beam in the hierarchical structure and the SS block representing the upper beam and having a connection relationship with the RACH resource may be further informed. This information may then be used in the process of the UE making RACH resource selection.
  • the UE may connect with the beam selected by the UE by transmitting the RACH preamble using only the RACH resources associated with the best beam (ie, the best quality SS block or the SS block connected with the best quality CSI-RS). .
  • the UE may transmit the RACH in a plurality of beam directions and the gNB may perform beam acquisition in an appropriate beam direction by reflecting information such as UE load for each beam.
  • the gNB informs the UE of a condition for selecting a beam.
  • the gNB may inform the UE of the threshold in order to allow the UE to select only beams whose difference from the RSRP of the optimal beam is less than the threshold.
  • the gNB of the serving cell When the gNB of the serving cell allocates the RACH resource for the RACH transmission to the target cell through the HO command to the UE, it can transmit the connection information with the SS block for each RACH resource to the UE while allocating a plurality of RACH resources. have.
  • the UE measures downlink channel quality for each SS block for the target cell or transmits an RACH through an appropriate RACH resource based on a previously measured channel quality measurement result of the SS block to obtain downlink beam acquisition and downlink optimal beam information. (To the gNB of the target cell).
  • the channel quality information through the measurement report may include channel quality information for each cell (or for each unit of the measurement report for the HO (eg, for each SS block, for each CSI-RS, etc.).
  • FIG. 10 illustrates a method of setting random access channel resources for handover.
  • FIG. 10 illustrates an example of a method of using an SS block as a representative for a DL beam and configuring RACH resources for a plurality of SS blocks for a HO.
  • the present invention is described by using a HO as an example of a case where a contention-free RACH is used, the present invention refers to other cases using a contention-free RACH (e.g., RACH for UL synchronization acquisition (i.e., PDCCH indication) RACH according to order), RACH for beam recovery process, etc.).
  • the CSI-RS may be used in addition to the SS block as a signal indicating DL.
  • the dedicated configuration of the plurality of RACH resources means that the RACH preamble (eg, preamble sequence) and time / frequency resources for transmitting the RACH preamble are dedicated for a specific purpose (eg, HO or contention-free RACH). Means to set.
  • the RACH time / frequency resource is dedicated for the HO or contention-free RACH, and only one UE should use the corresponding RACH resource. It may not. That is, contention-based RACH for general initial access is not performed in the corresponding RACH resource (hereinafter, dedicated RACH resource), and the corresponding RACH resource is distinguished from contention-based common RACH resource.
  • one dedicated RACH resource one UE may occupy and use all of the resources, but a plurality of UEs that attempt HO may attempt an RACH using a preamble sequence dedicated in the corresponding time resource.
  • the preamble sequence used in each RACH resource is a UE-only sequence. That is, even if the UE changes the target SS block for the RACH process, the preamble sequence remains the same. This is to allow the gNB to know the UE (s) that sent the preamble sequences received on each of the plurality of RACH resources. This method can be applied when one SS block is associated with one RACH resource 1: 1.
  • one preamble sequence (hereinafter, referred to as a preamble) is identically UE-only for a plurality of RACH resources in a contention-free RACH process. It can be difficult to assign as a sequence.
  • the number of preambles that can be used in one RACH resource is fixed and the plurality of SSBs share the preambles that can be used in one RACH resource, the plurality of SSBs associated with a specific RACH resource may be distinguished by the preambles. have.
  • the number of preambles that can be used in the RACH resources is 64
  • two SSBs are associated with the RACH resources
  • the number of preambles that can be used for the contention-based RACH process is 48
  • competition for each SSB The number of preambles that can be used for the base RACH process is 24, and the remaining 16 preambles can be used for the contention-free RACH process.
  • the preambles are sequentially assigned to SSBs for contention based RACH according to the preamble index, and the remaining preamble indexes are used for contention free RACH.
  • the preambles are sequentially allocated to each SSB for the contention-based RACH sequentially according to the preamble index, and the remaining preambles except the preambles for the contention-based RACH are used for the contention-free RACH.
  • preambles having preamble indexes 0 to 23 are allocated to SSB index n
  • preambles having preamble indexes 24 to 47 are allocated to SSB index n + 1.
  • the remaining preambles having the preamble indexes 48 to 63 are used for the contention free RACH, but may not be explicitly given SSB information for the remaining preambles.
  • the network may determine the number of preamble (s) available to the UE.
  • the starting preamble index may be informed as preamble information for setting / allocating to the UE.
  • the network transmits information on the SSB and RACH resource mapping together.
  • the UE may use two preambles including the corresponding start preamble index for the contention-free RACH.
  • the UE may select one of the two preambles and transmit a PRACH, thereby informing the network of the preferred DL beam.
  • the contention-free RACH procedure may be initiated by a PDCCH order or for the purpose of managing the beam between the gNB and the UE. This may be initiated when the UL timing of the UE deviates by more than a certain amount and tries to match the UL timing, or when the network wants to determine the UL beam of the UE as a better quality beam. Even in such a case, the network may configure a plurality of RACH resources to the UE for contention-free RACH.
  • SSB and RACH resources are mapped one-to-one, that is, when SSB and RACH resources are associated one-to-one, a single dedicated preamble index may be allocated for a contention free RACH process, and the single dedicated preamble index may be allocated.
  • the UE may select which RACH resource to transmit the RACH preamble based on the DL signal (eg, SSB) measurement.
  • SSBs and RACH resources are mapped M to 1 (ie, M: 1), that is, when a plurality of SSBs are associated with one RACH resource, at least consecutive M preambles perform a contention free RACH process.
  • the preamble index and the number of preambles dedicated to the UE may be included in downlink control information that triggers a corresponding RACH process.
  • the network can start the UE. You just need to indicate the preamble index. If the SSB and the RACH resources are associated with 1: 1, the UE uses the preamble fixed in a plurality of RACH resources allocated to the UE based on the indicated preamble index, and the SSB and RACH resources are set to M: 1. When mapped, the UE may know that M consecutive preambles, including the indicated preamble index, may be used for the contention free RACH.
  • the corresponding start preamble index is included in DCI triggering the RACH.
  • the start preamble index is indicated in the corresponding HO command information.
  • the network informs the UE with the starting preamble index and mapping information between the SSB and the RACH resource, so as to provide for the contention-free RACH.
  • the preamble information to be used by the UE can be clearly indicated.
  • the UE uses an RACH resource connected to a DL beam which is most preferred among the plurality of RACH resources.
  • RACH preamble ie, PRACH
  • the target cell ie, gNB of the target cell
  • the target cell ie, gNB of the target cell
  • the network may configure the UE to transmit a RACH preamble for each RACH resource. This is after a UE attempts to receive a RAR for the RACH preamble within a RAR window monitoring a random access response (RAR) after transmitting the RACH preamble (failed to receive the RAR within the RAR window).
  • the RACH preamble is different from retransmission, meaning that the RACH preamble transmission can be attempted in each of the RACH resources when the RACH resources are contiguous on the time axis or there are a plurality of configured RACH resources before the RAR window.
  • the UE may transmit RACH preambles on the three RACH resources. Even if the UE transmits a plurality of RACH preambles, the gNB may transmit only one RAR for the plurality of RACH preambles rather than transmitting RARs for each RACH preamble transmission. This is because, for contention-free RACH operation, the network has already allocated UE-only sequence resources to be used by each UE, so that the network already knows which UE attempts a random access using which preamble sequence.
  • a preamble that can be used by a specific UE over the plurality of RACH time / frequency resources is assigned / assigned to one, and for each specific RACH resource for the specific UE The same preamble is assigned / assigned.
  • the RACH preamble (ie, PRACH) transmission power is determined based on the received signal power (RSRP) of the target SS block (or target CSI-RS).
  • RSRP received signal power
  • a network configures a plurality of RACH resources for a contention-free RACH to a UE, and each RACH resource is configured to be connected to a DL beam (eg, a specific SS block or a specific CSI-RS).
  • the present invention proposes a method of determining the RACH preamble transmission power at the UE.
  • the transmit power of the RACH preamble transmitted in each RACH resource may be set / determined based on the received power of the SS block to which the corresponding RACH resource is connected.
  • the target cell knows nothing about the transmit power values of each of the plurality of RACH preambles, when the UE determines the RACH preamble transmit power based on RSRP of the SS block and transmits the RACH preamble, the transmit power value of the RACH preamble This fact could lead to misleading information on the network.
  • the UE transmits the RACH preamble at a higher transmit power as the reception signal quality of the SS block is worse, and transmits the RACH preamble at a relatively lower power as the reception signal quality of the SS block is better.
  • the UE considers that the quality of the DL received signal is better, the UE thinks that the DL receive channel state is good, and the UL transmit channel state in the beam direction with good DL receive channel state is also good, and transmits the RACH preamble at a relatively low transmit power to This is to avoid generating unnecessary interference.
  • the path loss (PL) is estimated based on the RSRP of the SS block and the transmit power of the RACH preamble according to the path loss value Determining the appropriate gNB Tx beam (i.e., DL beam), as the gNB receives different preambles of different power from the same UE because the PL according to SS blocks (i.e., beams) is different so that the UL transmit power is different. It can be difficult. Therefore, it is not desirable for one UE to change the RACH preamble transmission power for each RACH resource in a plurality of RACH resources.
  • the transmit power of the RACH preamble transmitted by the UE is preferably set equally between the RACH resources.
  • the UE determines the RACH preamble transmission power based on a DL beam received with the best RSRP among DL beams connected with a plurality of configured RACH resources, and the value is determined with a DL beam other than the DL beam. It is also used for transmission of the RACH preamble on the connected RACH resource.
  • the network presets which DL beam, that is, the SS block index or the CSI-RS index, to determine the transmit power of the RACH preamble. You can also tell.
  • a UE receives a plurality of RACH resources connected to a plurality of DL beams.
  • a DL beam acquisition process may be performed in the following manner.
  • the UE receives information about RACH resource (s) connected for each SS block in a contention-based RACH process, the UE selects a specific RACH resource and transmits a RACH preamble in the corresponding RACH resource. Informing the preference of a specific DL beam.
  • the gNB transmits subsequent DL signals (eg, RAR and Msg4, etc., DL signals thereafter) in the DL beam direction connected with the RACH resource where the RACH preamble is received.
  • subsequent DL signals eg, RAR and Msg4, etc., DL signals thereafter
  • the gNB transmits subsequent DL signals in the DL beam direction connected with the RACH resource where the RACH preamble is received.
  • RAR subsequent DL signals
  • the present invention proposes that the gNB specifies the DL beam direction for the UE based on whether the UL preamble is successfully received from the UE and the received signal quality. That is, the gNB determines which DL beam is optimal based on the reception performance of the UL beam of the UE.
  • the gNB receives preambles from a UE in a plurality of RACH resources (within a certain time)
  • the gNB is configured for the preambles in the DL beam direction connected with the received RACH resource with the received RACH preamble with the best received signal quality.
  • Send RAR may include DL beam direction information (eg, SS block index or CSI-RS index) in the RAR message to clearly specify the DL beam direction to the UE.
  • the UE since the UE cannot know which DL beam to transmit the RAR to, the UE receives the RAR in a relatively wide beam direction to simultaneously receive a plurality of DL beams connected to the RACH resources selected and transmitted by the UE. Try. After receiving the RAR and confirming the DL beam index in the message of the RAR, the UE forms a receive beam for Msg4 reception in the DL beam direction of the DL beam index.
  • the DL beam direction and the UL beam direction cannot be substantially different.
  • the UE may determine the DL beam direction for Msg4 reception using UL beam information for Msg3 transmission.
  • the UL beam direction for Msg3 transmission may be specified using DL beam index information in the RAR.
  • the UE commanded for contention-free RACH transmission uses a specific preamble sequence configured in all configured RACH resources to perform PRACH Msg1 (ie, RACH preamble).
  • the network may configure the UE to transmit PRACH Msg1 in all RACH time / frequency resources configured for contention-free RACH, or allow the UE to transmit PRACH Msg1 only for DL beams that satisfy a specific condition.
  • the gNB may configure the UE to determine the RACH time / frequency resource (s) to send the PRACH Msg1 according to the UE's measurement result for the DL beam.
  • the gNB may set a threshold of the received RSRP of the DL beam for the PRACH Msg1 transmission to the UE, or the DL beams received in the RSRP within a range of the DL beam received with the best signal quality.
  • the UE may be configured to transmit PRACH Msg1 only for the purpose.
  • 11 illustrates another method of configuring random access channel resources for handover.
  • the gNB may configure a plurality of RACH resources per SS block to the UE (s) as illustrated in FIG. 11.
  • the gNB may configure a plurality of RACH resources per SS block.
  • each operation may be different.
  • the network / gNB determines the reception beam direction of the gNB by setting a plurality of RACH resources for the same DL beam direction and performing reception beam scanning for RACH preamble reception.
  • the gNB may determine the receive beam direction through receive beam scanning by the gNB by causing the UE to repeatedly transmit the preamble. In this case, the UE fixes the preamble transmission beam direction of the UE while repeatedly transmitting the preamble. If the receiving beam direction of the gNB is larger than the number of preamble repetitions indicated by the preamble format and the UE needs to perform additional preamble repetition, the network sets a plurality of RACH resources for the same DL beam direction and causes the UE to RACH preamble. Can be transmitted repeatedly enough to specify the gNB receive beam direction.
  • the network / gNB may set a plurality of RACH resources for the same DL beam direction, and the UE may allow the network to specify the transmission beam direction of the UE by transmitting in different beam directions when transmitting the RACH preamble. That is, the UE may transmit the preamble while sweeping the transmission beam, and the network may determine the best UL beam direction based on the UL preamble received signal quality for the specific DL beam direction and notify the UE of the DL signal such as RAR. .
  • DL beam acquisition by the gNB is a DL beam direction of a corresponding UE that has the best DL beam direction having the best function (e.g., the highest value, the average value, or the sum value) of the received signal quality of the plurality of RACH preambles received for each DL beam direction.
  • the best function e.g., the highest value, the average value, or the sum value
  • the gNB may signal optimal DL beam index and UL beam index information in the RAR, respectively, and the UL beam index may be an order (number) of RACH resources established in connection with the selected DL beam.
  • the UE Since the UE has no way of knowing the RAR even if the network specifies the DL beam direction before receiving the RAR, the UE forms the reception beam to receive the RAR by receiving all the DL beam directions from which the RACH has been transmitted at once, and receives the RAR.
  • a DL signal may be received by forming a reception beam in a specific DL beam direction from Msg4 reception, for example.
  • FIG. 12 is a block diagram showing the components of the transmitter 10 and the receiver 20 for carrying out the present invention.
  • the transmitter 10 and the receiver 20 are radio frequency (RF) units 13 and 23 capable of transmitting or receiving radio signals carrying information and / or data, signals, messages, and the like, and in a wireless communication system.
  • the device is operatively connected to components such as the memory 12 and 22, the RF unit 13 and 23, and the memory 12 and 22, which store various types of information related to communication, and controls the components.
  • a processor (11, 21) configured to control the memory (12, 22) and / or the RF unit (13, 23), respectively, to perform at least one of the embodiments of the invention described above.
  • the memories 12 and 22 may store a program for processing and controlling the processors 11 and 21, and may temporarily store input / output information.
  • the memories 12 and 22 may be utilized as buffers.
  • the processors 11 and 21 typically control the overall operation of the various modules in the transmitter or receiver. In particular, the processors 11 and 21 may perform various control functions for carrying out the present invention.
  • the processors 11 and 21 may also be called controllers, microcontrollers, microprocessors, microcomputers, or the like.
  • the processors 11 and 21 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof.
  • application specific integrated circuits ASICs
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • the firmware or software when implementing the present invention using firmware or software, may be configured to include a module, a procedure, or a function for performing the functions or operations of the present invention, and configured to perform the present invention.
  • the firmware or software may be provided in the processors 11 and 21 or stored in the memory 12 and 22 to be driven by the processors 11 and 21.
  • the processor 11 of the transmission apparatus 10 is predetermined from the processor 11 or a scheduler connected to the processor 11 and has a predetermined encoding and modulation on a signal and / or data to be transmitted to the outside. After performing the transmission to the RF unit 13. For example, the processor 11 converts the data sequence to be transmitted into K layers through demultiplexing, channel encoding, scrambling, and modulation.
  • the coded data string is also called a codeword and is equivalent to a transport block, which is a data block provided by the MAC layer.
  • One transport block (TB) is encoded into one codeword, and each codeword is transmitted to a receiving device in the form of one or more layers.
  • the RF unit 13 may include an oscillator for frequency upconversion.
  • RF unit 13 N t dog( N t May include a transmission antenna of 1 or more positive integers).
  • the signal processing of the receiver 20 is the reverse of the signal processing of the transmitter 10.
  • the RF unit 23 of the receiving device 20 receives a radio signal transmitted by the transmitting device 10.
  • the RF unit 23 may include N r receive antennas, and the RF unit 23 frequency down-converts each of the signals received through the receive antennas to restore the baseband signal. .
  • the RF unit 23 may include an oscillator for frequency downconversion.
  • the processor 21 may decode and demodulate a radio signal received through a reception antenna to restore data originally transmitted by the transmission apparatus 10.
  • the RF units 13, 23 have one or more antennas.
  • the antenna transmits a signal processed by the RF units 13 and 23 to the outside under the control of the processors 11 and 21, or receives a radio signal from the outside to receive the RF unit 13. , 23).
  • Antennas are also called antenna ports.
  • Each antenna may correspond to one physical antenna or may be configured by a combination of more than one physical antenna elements.
  • the signal transmitted from each antenna can no longer be decomposed by the receiver 20.
  • a reference signal (RS) transmitted in correspondence with the corresponding antenna defines the antenna as viewed from the perspective of the receiver 20, and whether the channel is a single radio channel from one physical antenna or includes the antenna.
  • RS reference signal
  • the receiver 20 enables channel estimation for the antenna. That is, the antenna is defined such that a channel carrying a symbol on the antenna can be derived from the channel through which another symbol on the same antenna is delivered.
  • the antenna In the case of an RF unit supporting a multi-input multi-output (MIMO) function for transmitting and receiving data using a plurality of antennas, two or more antennas may be connected.
  • MIMO multi-input multi-output
  • the RF units 13 and 23 may support receive beamforming and transmit beamforming.
  • the RF units 13 and 23 may be configured to perform the functions illustrated in FIG. 3.
  • the UE operates as the transmitter 10 in the uplink and the receiver 20 in the downlink.
  • the gNB operates as the receiving device 20 in the uplink and the transmitting device 10 in the downlink.
  • the processor, the RF unit and the memory provided in the UE will be referred to as a UE processor, the UE RF unit and the UE memory, respectively, and the processor, the RF unit and the memory provided in the gNB will be referred to as a gNB processor, a gNB RF unit and a gNB memory, respectively.
  • the gNB processor of the present invention may configure / assign one or a plurality of RACH resources for a contention-free random access procedure according to one method of the present invention to the UE.
  • the gNB processor may assign a UE-only preamble (sequence) to the UE for use in a contention-free random access procedure.
  • the gNB processor may control a gNB RF unit to send configuration information regarding the RACH resource (s) and UE-only preamble (sequence) set / assigned to the UE.
  • the UE RF unit may receive configuration information regarding the RACH resource (s) and UE-only preamble (sequence) for the contention-free random access procedure.
  • the UE processor may control the UE RF unit to perform a contention-free random access procedure based on the configuration information received by the UE RF unit.
  • a processor of a UE having a plurality of RACH resources set / allocated for contention-free random access may control the UE RF unit to transmit the same UE-only preamble in each of the RACH resources.
  • the UE processor may control the UE RF unit to transmit the UE-only preamble at the same transmit power in each of the RACH resources.
  • the gNB processor may control the gNB RF unit to attempt to receive the RACH preamble at the RACH resource (s) set / allocated for the contention-free random access procedure.
  • the gNB processor may know from which preamble sequence in the sequence portion of the RACH preamble the UE has transmitted the RACH preamble. This is because the preamble sequence is dedicated to the UE. In case of configuring / allocating a plurality of RACH resources for contention-free random access, the gNB processor determines an optimal DL beam detected by the UE that has transmitted the RACH preamble based on what is the RACH resource from which the RACH preamble is detected. can do. The gNB processor may control the gNB RF unit to send the RAR for the RACH preamble in the optimal DL beam. The UE processor may control the UE RF unit to receive the RAR for the RACH preamble transmitted by each of one or a plurality of RACH resources.
  • the RAR may include information according to the present invention.
  • the gNB processor or UE processor of the present invention may be configured to apply the present invention on a cell operating in a high frequency band of 6 GHz or more where analog or hybrid beamforming is used.
  • Embodiments of the present invention may be used in a base station or user equipment or other equipment in a wireless communication system.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

사용자기기는 셀의 동기 신호(synchronization block)들과 RACH 자원들과의 연관 관계 정보를 포함하는 RACH 자원 정보와 상기 사용자기기에 전용되는 프리앰블 시퀀스를 나타내는 RACH 프리앰블 정보를 수신한다. 상기 사용자기기는 상기 RACH 자원 정보와 상기 RACH 프리앰블 정보를 바탕으로 상기 셀의 제1 SS 블록과 연관된 제1 RACH 자원에서 상기 프리앰블 시퀀스를 전송하고 상기 셀의 제2 SS 블록과 연관된 제2 RACH 자원에서 상기 프리앰블 시퀀스를 전송한다.

Description

임의 접속 채널을 전송하는 방법과 사용자기기, 및 임의 접속 채널을 수신하는 방법 및 기지국
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 특히, 임의 접속 채널을 전송/수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
기기간(Machine-to-Machine, M2M) 통신과, 높은 데이터 전송량을 요구하는 스마트폰, 태블릿 PC 등의 다양한 장치 및 기술이 출현 및 보급되고 있다. 이에 따라, 셀룰러 망에서 처리될 것이 요구되는 데이터 양이 매우 빠르게 증가하고 있다. 이와 같이 빠르게 증가하는 데이터 처리 요구량을 만족시키기 위해, 더 많은 주파수 대역을 효율적으로 사용하기 위한 반송파 집성(carrier aggregation) 기술, 인지 무선(cognitive radio) 기술 등과, 한정된 주파수 내에서 전송되는 데이터 용량을 높이기 위한 다중 안테나 기술, 다중 기지국 협력 기술 등이 발전하고 있다.
일반적인 무선 통신 시스템은 하나의 하향링크(downlink, DL) 대역과 이에 대응하는 하나의 상향링크(uplink, UL) 대역을 통해 데이터 송/수신을 수행(주파수 분할 듀플렉스(frequency division duplex, FDD) 모드의 경우)하거나, 소정 무선 프레임(Radio Frame)을 시간 도메인(time domain)에서 상향링크 시간 유닛과 하향링크 시간 유닛으로 구분하고, 상/하향링크 시간 유닛을 통해 데이터 송/수신을 수행(시 분할 듀플렉스(time division duplex, TDD) 모드의 경우)한다. 기지국(base station, BS)와 사용자기기(user equipment, UE)는 소정 시간 유닛(unit), 예를 들어, 서브프레임(subframe, SF) 내에서 스케줄링된 데이터 및/또는 제어 정보를 송수신한다. 데이터는 상/하향링크 서브프레임에 설정된 데이터 영역을 통해 송수신되고, 제어 정보는 상/하향링크 서브프레임에 설정된 제어 영역을 통해 송수신된다. 이를 위해, 무선 신호를 나르는 다양한 물리 채널이 상/하향링크 서브프레임에 설정된다. 이에 반해 반송파 집성 기술은 보다 넓은 주파수 대역을 사용하기 위하여 복수의 상/하향링크 주파수 블록들을 모아 더 큰 상/하향링크 대역폭을 사용함으로써 단일 반송파가 사용될 때에 비해 많은 양의 신호가 동시에 처리될 수 있다.
한편, UE가 주변에서 접속(access)할 수 있는 노드(node)의 밀도가 높아지는 방향으로 통신 환경이 진화하고 있다. 노드라 함은 하나 이상의 안테나를 구비하여 UE와 무선 신호를 전송/수신할 수 있는 고정된 지점(point)을 말한다. 높은 밀도의 노드를 구비한 통신 시스템은 노드들 간의 협력에 의해 더 높은 성능의 통신 서비스를 UE에게 제공할 수 있다.
더 많은 통신 장치가 더 큰 통신 용량을 요구함에 따라, 레거시 무선 접속 기술(radio access technology, RAT)에 비해 향상된 모바일 광대역(enhanced mobile broadband, eMBB) 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한, 복수의 장치 및 객체(object)를 서로 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하기 위한 대규모 기계 타입 통신(massive machine type communication, mMTC)는 차세대 통신에서 고려해야 할 주요 쟁점 중 하나이다.
또한, 신뢰도 및 대기 시간에 민감한 서비스/UE를 고려하여 설계될 통신 시스템에 대한 논의가 진행 중이다. 차세대(next generation) 무선 액세스 기술의 도입은 eMBB 통신, mMTC, 초 신뢰성 및 저 대기 시간 통신(ultra-reliable and low latency communication, URLLC) 등을 고려하여 논의되고 있다.
새로운 무선 통신 기술의 도입에 따라, 기지국이 소정 자원영역에서 서비스를 제공해야 하는 UE들의 개수가 증가할 뿐만 아니라, 상기 기지국이 서비스를 제공하는 UE들과 전송/수신하는 데이터와 제어정보의 양이 증가하고 있다. 기지국이 UE(들)과의 통신에 이용 가능한 무선 자원의 양은 유한하므로, 기지국이 유한한 무선 자원을 이용하여 상/하향링크 데이터 및/또는 상/하향링크 제어정보를 UE(들)로부터/에게 효율적으로 수신/전송하기 위한 새로운 방안이 요구된다.
아울러, 기술에 발달에 따라 딜레이(delay) 혹은 지연(latency) 극복이 중요한 문제로 떠오르고 있다. 딜레이/지연에 따라 성능이 중대하게 좌우되는 어플리케이션들이 증가하고 있다. 따라서 기존 시스템에서보다 딜레이/지연을 줄이기 위한 방안이 요구된다.
또한 스마트기기의 발달에 따라 적은 양의 데이터를 효율적으로 전송/수신 혹은 낮은 빈도로 발생하는 데이터를 효율적으로 전송/수신하기 위한 새로운 방안이 요구된다.
또한 고주파 대역을 이용하여 새로운 무선 접속 기술을 지원하는 시스템에서 신호를 전송/수신 방법이 요구된다.
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 양상으로, 무선 통신 시스템에서 사용자기기가 임의 접속 채널(random access channel, RACH)을 전송하는 방법이 제공된다. 상기 방법은: 셀의 동기 신호(synchronization block)들과 RACH 자원들과의 연관 관계 정보를 포함하는 RACH 자원 정보와 상기 사용자기기에 전용되는 프리앰블 시퀀스를 나타내는 RACH 프리앰블 정보를 수신; 및 상기 RACH 자원 정보와 상기 RACH 프리앰블 정보를 바탕으로 상기 셀의 제1 SS 블록과 연관된 제1 RACH 자원에서 상기 프리앰블 시퀀스를 전송하고 상기 셀의 제2 SS 블록과 연관된 제2 RACH 자원에서 상기 프리앰블 시퀀스를 전송하는 것을 포함한다.
본 발명의 다른 양상으로, 무선 통신 시스템에서 기지국이 임의 접속 채널(random access channel, RACH)을 수신하는 방법이 제공된다. 상기 방법은: 셀의 동기 신호(synchronization block)들과 RACH 자원들과의 연관 관계 정보를 포함하는 RACH 자원 정보와 사용자기기에 전용되는 프리앰블 시퀀스를 나타내는 RACH 프리앰블 정보를 전송; 및 상기 RACH 자원 정보와 상기 RACH 프리앰블 정보를 바탕으로 상기 셀의 제1 SS 블록과 연관된 제1 RACH 자원에서 상기 프리앰블 시퀀스를 수신하고 상기 셀의 제2 SS 블록과 연관된 제2 RACH 자원에서 상기 프리앰블 시퀀스를 수신하는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양상으로, 무선 통신 시스템에서 임의 접속 채널(random access channel, RACH)을 전송하는 사용자기기가 제공된다. 상기 사용자기기는: 무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛, 및 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하여 구성된다. 상기 프로세서는: 셀의 동기 신호(synchronization block)들과 RACH 자원들과의 연관 관계 정보를 포함하는 RACH 자원 정보와 상기 사용자기기에 전용되는 프리앰블 시퀀스를 나타내는 RACH 프리앰블 정보를 수신하도록 상기 RF 유닛을 제어; 및 상기 RACH 자원 정보와 상기 RACH 프리앰블 정보를 바탕으로 상기 셀의 제1 SS 블록과 연관된 제1 RACH 자원에서 상기 프리앰블 시퀀스를 전송하고 상기 셀의 제2 SS 블록과 연관된 제2 RACH 자원에서 상기 프리앰블 시퀀스를 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 양상으로, 무선 통신 시스템에서 임의 접속 채널(random access channel, RACH)을 수신하는 기지국이 제공된다. 상기 기지국은 무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛, 및 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하여 구성된다. 상기 프로세서는: 셀의 동기 신호(synchronization block)들과 RACH 자원들과의 연관 관계 정보를 포함하는 RACH 자원 정보와 사용자기기에 전용되는 프리앰블 시퀀스를 나타내는 RACH 프리앰블 정보를 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어; 및 상기 RACH 자원 정보와 상기 RACH 프리앰블 정보를 바탕으로 상기 셀의 제1 SS 블록과 연관된 제1 RACH 자원에서 상기 프리앰블 시퀀스를 수신하고 상기 셀의 제2 SS 블록과 연관된 제2 RACH 자원에서 상기 프리앰블 시퀀스를 수신하도록 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 프리앰블 시퀀스는 상기 제1 RACH 자원과 상기 제2 RACH 자원에서 동일한 전송 전력으로 전송될 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 RACH 자원들은 경쟁-프리 RACH용으로 설정된 것일 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 사용자기기는 상기 제1 RACH 자원과 상기 제2 RACH 자원에서 전송된 상기 프리앰블 시퀀스에 대한 임의 접속 응답(random access response, RAR)를 RAR 시간 윈도우 동안 모니터링할 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 상기 기지국은 상기 제1 RACH 자원과 상기 제2 RACH 자원에서 전송된 상기 프리앰블 시퀀스에 대한 임의 접속 응답(random access response, RAR)를 RAR 시간 윈도우 동안 전송할 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 RAR은 상기 사용자기기를 위한 빔 방향 정보를 포함할 수 있다. 상기 빔 방향 정보는 SS 블록 인덱스 혹은 채널 상태 정보 참조 신호 인덱스일 수 있다.
상기 과제 해결방법들은 본 발명의 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 무선 통신 신호가 효율적으로 전송/수신될 수 있다. 이에 따라, 무선 통신 시스템의 전체 처리량(throughput)이 높아질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 사용자기기와 기지국이 통신 과정에서 발생하는 딜레이/지연이 낮아질 수 있다.
또한 스마트기기의 발달에 따라 적은 양의 데이터를 효율적으로 전송/수신 혹은 낮은 빈도로 발생하는 데이터를 효율적으로 전송/수신될 수 있다.
또한 새로운 무선 접속 기술을 지원하는 시스템에서 신호가 전송/수신될 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 기존 LTE/LTE-A 시스템에서 임의 접속 프리앰블 포맷을 예시한 것이다.
도 2는 새로운 무선 접속 기술(new radio access technology, NR)에서 이용 가능한 슬롯 구조를 예시한 것이다.
도 3은 송수신기 유닛(transceiver unit, TXRU) 및 물리적 안테나 관점에서 하이브리드 빔포밍 구조를 추상적으로 도시한 것이다.
도 4는 새로운 무선 접속 기술(new radio access technology, NR) 시스템의 셀을 예시한 것이다.
도 5는 SS 블록 전송 및 SS 블록에 링크된 RACH 자원을 예시한 것이다.
도 6은 임의 접속 채널(random access channel, RACH) 프리앰블의 구성/포맷과 수신기 기능(function)을 예시한 것이다.
도 7은 RACH 프리앰블을 수신하기 위해 gNB에 형성되는 수신(receiving, Rx) 빔을 예시한 것이다.
도 8은 빔 스캐닝 및 빔 스위핑을 고려한 RACH 자원 설정을 예시한 것이다.
도 9는 핸드오버 과정을 나타낸 것이다.
도 10은 핸드오버를 위한 임의 접속 채널 자원을 설정하는 방법을 예시한 것이다.
도 11은 핸드오버를 위한 임의 접속 채널 자원을 설정하는 다른 방법을 예시한 것이다.
도 12는 본 발명을 수행하는 전송장치(10) 및 수신장치(20)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
이하에서 설명되는 기법(technique) 및 장치, 시스템은 다양한 무선 다중 접속 시스템에 적용될 수 있다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다. CDMA는 UTRA (Universal Terrestrial Radio Access) 또는 CDMA2000과 같은 무선 기술(technology)에서 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communication), GPRS(General Packet Radio Service), EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution) (i.e., GERAN) 등과 같은 무선 기술에서 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11(WiFi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE802-20, E-UTRA(evolved-UTRA) 등과 같은 무선 기술에서 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)의 일부이며, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA를 이용하는 E-UMTS의 일부이다. 3GPP LTE는 하향링크(downlink, DL)에서는 OFDMA를 채택하고, 상향링크(uplink, UL)에서는 SC-FDMA를 채택하고 있다. LTE-A(LTE-advanced)는 3GPP LTE의 진화된 형태이다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 본 발명이 3GPP 기반 통신 시스템, 예를 들어, LTE/LTE-A, NR에 적용되는 경우를 가정하여 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명이 이동통신 시스템이 3GPP LTE/LTE-A/NR 시스템에 대응하는 이동통신 시스템을 기초로 설명되더라도, 3GPP LTE/LTE-A/NR에 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의(any) 이동 통신 시스템에도 적용 가능하다.
예를 들어, 본 발명은 3GPP LTE/LTE-A 시스템과 같이 eNB가 UE에게 하향링크/상향링크 시간/주파수 자원을 할당하고 UE가 eNB의 할당에 따라 하향링크 신호를 수신하고 상향링크 신호를 전송하는 비-경쟁 기반(non-contention based) 통신뿐만 아니라, WiFi와 같은 경쟁 기반(contention based) 통신에도 적용될 수 있다. 비-경쟁 기반 통신 기법은 접속 포인트(access point, AP) 혹은 상기 접속 포인트를 제어하는 제어 노드(node)가 UE와 상기 AP 사이의 통신을 위한 자원을 할당함에 반해 경쟁 기반 통신 기법은 AP에 접속하고자 하는 다수의 UE들 사이의 경쟁을 통해 통신 자원이 점유된다. 경쟁 기반 통신 기법에 대해 간략히 설명하면, 경쟁 기반 통신 기법의 일종으로 반송파 감지 다중 접속(carrier sense multiple access, CSMA)이 있는데, CSMA는 노드 혹은 통신 기기가 주파수 대역(band)와 같은, 공유 전송 매체(shared transmission medium)(공유 채널이라고도 함) 상에서 트래픽(traffic)을 전송하기 전에 동일한 공유 전송 매체 상에 다른 트래픽이 없음을 확인하는 확률적(probabilistic) 매체 접속 제어(media access control, MAC) 프로토콜(protocol)을 말한다. CSMA에서 전송 장치는 수신 장치에 트래픽을 보내는 것을 시도하기 전에 다른 전송이 진행 중인지를 결정한다. 다시 말해, 전송 장치는 전송을 시도하기 전에 다른 전송 장치로부터의 반송파(carrier)의 존재를 검출(detect)하는 것을 시도한다. 반송파가 감지되면 전송 장치는 자신의 전송을 개시하기 전에 진행 중인 다른 전송 장치에 의해 전송이 완료(finish)되기를 기다린다. 결국, CSMA는 "sense before transmit" 혹은 "listen before talk" 원리를 기반으로 한 통신 기법이라 할 수 있다. CSMA를 이용하는 경쟁 기반 통신 시스템에서 전송 장치들 사이의 충돌을 회피하기 위한 기법으로 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 및/또는 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)가 사용된다. CSMA/CD는 유선 랜 환경에서 충돌 검출 기법으로서 이더넷(ethernet) 환경에서 통신을 하고자 하는 PC(Personal Computer)나 서버(server)가 먼저 네트워크 상에서 통신이 일어나고 있는지 확인한 후, 다른 장치(device)가 데이터를 상기 네트워크 상에서 실어 보내고 있으면 기다렸다가 데이터를 보낸다. 즉 2명 이상의 사용자(예, PC, UE 등)가 동시에 데이터를 실어 보내는 경우, 상기 동시 전송들 사이에 충돌이 발생하는데, CSMA/CD는 상기 충돌을 감시하여 유연성 있는 데이터 전송이 이루어질 수 있도록 하는 기법이다. CSMA/CD를 사용하는 전송 장치는 특정 규칙을 이용하여 다른 전송 장치에 의한 데이터 전송을 감지하여 자신의 데이터 전송을 조절한다. CSMA/CA는 IEEE 802.11 표준에 명시되어 있는 매체 접근 제어 프로토콜이다. IEEE 802.11 표준에 따른 WLAN 시스템은 IEEE 802.3 표준에서 사용되던 CSMA/CD를 사용하지 않고 CA, 즉, 충돌을 회피하는 방식을 사용하고 있다. 전송 장치들은 항상 네트워크의 반송파를 감지하고 있다가, 네트워크가 비어있을 때 목록에 등재된 자신의 위치에 따라 정해진 만큼의 시간을 기다렸다가 데이터를 보낸다. 목록 내에서 전송 장치들 간의 우선순위를 정하고, 이를 재설정(reconfiguration)하는 데에는 여러 가지 방법들이 사용된다. IEEE 802.11 표준의 일부 버전에 따른 시스템에서는, 충돌이 일어날 수 있으며, 이때에는 충돌 감지 절차가 수행된다. CSMA/CA를 사용하는 전송 장치는 특정 규칙을 이용하여 다른 전송 장치에 의한 데이터 전송과 자신의 데이터 전송 사이의 충돌을 회피한다.
후술하는 본 발명의 실시예들에서 "가정한다"는 표현은 채널을 전송하는 주체가 해당 "가정"에 부합하도록 상기 채널을 전송함을 의미할 수 있다. 상기 채널을 수신하는 주체는 상기 채널이 해당 "가정"에 부합하도록 전송되었다는 전제 하에, 해당 "가정"에 부합하는 형태로 상기 채널을 수신 혹은 복호하는 것임을 의미할 수 있다.
본 발명에서 특정 자원에서 채널이 펑처링된다고 함은 상기 채널의 자원 매핑 과정에서 상기 채널의 신호가 상기 특정 자원에 매핑은 되지만 상기 채널이 전송될 때 상기 펑처링되는 자원에 매핑된 신호 부분은 제외된 채 전송되는 것을 의미한다. 다시 말해, 펑처링되는 특정 자원은 해당 채널의 자원 매핑 과정에서 상기 해당 채널의 자원으로 카운트되기는 하지만, 상기 해당 채널의 신호들 중 상기 특정 자원에 매핑된 신호는 실제로는 전송되지 않는다. 상기 해당 채널의 수신 장치는 펑처링된 특정 자원에 매핑된 신호 부분은 전송되지 않았다고 가정하고 상기 해당 채널을 수신 혹은 복조 혹은 복호한다. 이에 반해 특정 자원에서 채널이 레이트-매칭된다고 함은 상기 채널의 자원 매핑 과정에서 상기 채널이 상기 특정 자원에 아예 매핑되지 않음으로써 상기 채널의 전송에 사용되지 않는 것을 의미한다. 다시 말해 레이트-매칭되는 특정 자원은 해당 채널의 자원 매핑 과정에서 아예 상기 해당 채널의 자원으로 카운트되지 않는다. 상기 해당 채널의 수신 장치는 레이트-매칭된 특정 자원이 아예 상기 해당 채널의 매핑 및 전송에 사용되지 않는다고 가정하고 상기 해당 채널을 수신 혹은 복조 혹은 복호한다.
본 발명에 있어서, UE는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기지국(base station, BS)과 통신하여 사용자데이터 및/또는 각종 제어정보를 송수신하는 각종 기기들이 이에 속한다. UE는 (Terminal Equipment), MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscribe Station), 무선기기(wireless device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등으로 불릴 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, BS는 일반적으로 UE 및/또는 다른 BS와 통신하는 고정국(fixed station)을 말하며, UE 및 타 BS와 통신하여 각종 데이터 및 제어정보를 교환한다. BS는 ABS(Advanced Base Station), NB(Node-B), eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 접속 포인트(Access Point), PS(Processing Server) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 특히, UTRAN의 기지국은 Node-B로, E-UTRAN의 기지국은 eNB로, 새로운 무선 접속 기술 네트워크(new radio access technology network)의 기지국은 gNB로 불린다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, BS를 gNB로 통칭한다.
본 발명에서 노드(node)라 함은 UE와 통신하여 무선 신호를 전송/수신할 수 있는 고정된 지점(point)을 말한다. 다양한 형태의 gNB들이 그 명칭에 관계없이 노드로서 이용될 수 있다. 예를 들어, BS, NB, eNB, 피코-셀 eNB(PeNB), 홈 eNB(HeNB), gNB, 릴레이(relay), 리피터(repeater) 등이 노드가 될 수 있다. 또한, 노드는 gNB가 아니어도 될 수 있다. 예를 들어, 무선 리모트 헤드(radio remote head, RRH), 무선 리모트 유닛(radio remote unit, RRU)가 될 수 있다. RRH, RRU 등은 일반적으로 gNB의 전력 레벨(power level) 더욱 낮은 전력 레벨을 갖는다. RRH 혹은 RRU 이하, RRH/RRU)는 일반적으로 광 케이블 등의 전용 회선(dedicated line)으로 gNB에 연결되어 있기 때문에, 일반적으로 무선 회선으로 연결된 gNB들에 의한 협력 통신에 비해, RRH/RRU 와 gNB에 의한 협력 통신이 원활하게 수행될 수 있다. 일 노드에는 최소 하나의 안테나가 설치된다. 상기 안테나는 물리 안테나를 의미할 수도 있으며, 안테나 포트, 가상 안테나, 또는 안테나 그룹을 의미할 수도 있다. 노드는 포인트(point)라고 불리기도 한다.
본 발명에서 셀(cell)이라 함은 하나 이상의 노드가 통신 서비스를 제공하는 일정 지리적 영역을 말한다. 따라서, 본 발명에서 특정 셀과 통신한다고 함은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 gNB 혹은 노드와 통신하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 특정 셀의 하향링크/상향링크 신호는 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 gNB 혹은 노드로부터의/로의 하향링크/상향링크 신호를 의미한다. UE에게 상/하향링크 통신 서비스를 제공하는 셀을 특히 서빙 셀(serving cell)이라고 한다. 또한, 특정 셀의 채널 상태/품질은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 gNB 혹은 노드와 UE 사이에 형성된 채널 혹은 통신 링크의 채널 상태/품질을 의미한다. 3GPP 기반 통신 시스템에서, UE는 특정 노드로부터의 하향링크 채널 상태를 상기 특정 노드의 안테나 포트(들)이 상기 특정 노드에 할당된 CRS (Cell-specific Reference Signal) 자원 상에서 전송되는 CRS(들) 및/또는 CSI-RS(Channel State Information Reference Signal) 자원 상에서 전송하는 CSI-RS(들)을 이용하여 측정할 수 있다.
한편, 3GPP 기반 통신 시스템은 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용하고 있는데, 무선 자원과 연관된 셀(cell)은 지리적 영역의 셀(cell)과 구분된다.
지리적 영역의 "셀"은 노드가 반송파를 이용하여 서비스를 제공할 수 있는 커버리지(coverage)라고 이해될 수 있으며, 무선 자원의 "셀"은 상기 반송파에 의해 설정(configure)되는 주파수 범위인 대역폭(bandwidth, BW)와 연관된다. 노드가 유효한 신호를 전송할 수 있는 범위인 하향링크 커버리지와 UE로부터 유효한 신호를 수신할 수 있는 범위인 상향링크 커버리지는 해당 신호를 나르는 반송파에 의해 의존하므로 노드의 커버리지는 상기 노드가 사용하는 무선 자원의 "셀"의 커버리지와 연관되기도 한다. 따라서 "셀"이라는 용어는 때로는 노드에 의한 서비스의 커버리지를, 때로는 무선 자원을, 때로는 상기 무선 자원을 이용한 신호가 유효한 세기로 도달할 수 있는 범위를 의미하는 데 사용될 수 있다.
한편, 3GPP 통신 표준은 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용한다. 무선 자원과 연관된 "셀"이라 함은 하향링크 자원(DL resources)와 상향링크 자원(UL resources)의 조합, 즉, DL 컴포넌트 반송파(component carrier, CC) 와 UL CC의 조합으로 정의된다. 셀은 DL 자원 단독, 또는 DL 자원과 UL 자원의 조합으로 설정될(configured) 수 있다. 반송파 집성이 지원되는 경우, DL 자원(또는, DL CC)의 반송파 주파수(carrier frequency)와 UL 자원(또는, UL CC)의 반송파 주파수(carrier frequency) 사이의 링키지(linkage)는 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어, 시스템 정보 블록 타입 2(System Information Block Type2, SIB2) 링키지(linkage)에 의해서 DL 자원과 UL 자원의 조합이 지시될 수 있다. 여기서, 반송파 주파수라 함은 각 셀 혹은 CC의 중심 주파수(center frequency)를 의미한다. 이하에서는 1차 주파수(primary frequency) 상에서 동작하는 셀을 1차 셀(primary cell, Pcell) 혹은 PCC로 지칭하고, 2차 주파수(Secondary frequency)(또는 SCC) 상에서 동작하는 셀을 2차 셀(secondary cell, Scell) 혹은 SCC로 칭한다. 하향링크에서 Pcell에 대응하는 반송파는 하향링크 1차 CC(DL PCC)라고 하며, 상향링크에서 Pcell에 대응하는 반송파는 UL 1차 CC(DL PCC)라고 한다. Scell이라 함은 RRC(Radio Resource Control) 연결 개설(connection establishment)이 이루어진 이후에 설정 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공을 위해 사용될 수 있는 셀을 의미한다. UE의 성능(capabilities)에 따라, Scell이 Pcell과 함께, 상기 UE를 위한 서빙 셀의 모음(set)을 형성할 수 있다. 하향링크에서 Scell에 대응하는 반송파는 DL 2차 CC(DL SCC)라 하며, 상향링크에서 상기 Scell에 대응하는 반송파는 UL 2차 CC(UL SCC)라 한다. RRC_CONNECTED 상태에 있지만 반송파 집성이 설정되지 않았거나 반송파 집성을 지원하지 않는 UE의 경우, Pcell로만 설정된 서빙 셀이 단 하나 존재한다.
3GPP 기반 통신 표준은 상위 계층으로부터 기원한 정보를 나르는 자원 요소들에 대응하는 하향링크 물리 채널들과, 물리 계층에 의해 사용되나 상위 계층으로부터 기원하는 정보를 나르지 않는 자원 요소들에 대응하는 하향링크 물리 신호들을 정의된다. 예를 들어, 물리 하향링크 공유 채널(physical downlink shared channel, PDSCH), 물리 브로드캐스트 채널(physical broadcast channel, PBCH), 물리 멀티캐스트 채널(physical multicast channel, PMCH), 물리 제어 포맷 지시자 채널(physical control format indicator channel, PCFICH), 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel, PDCCH) 및 물리 하이브리드 ARQ 지시자 채널(physical hybrid ARQ indicator channel, PHICH)들이 하향링크 물리 채널들로서 정의되어 있으며, 참조 신호와 동기 신호가 하향링크 물리 신호들로서 정의되어 있다. 파일럿(pilot)이라고도 지칭되는 참조 신호(reference signal, RS)는 gNB와 UE가 서로 알고 있는 기정의된 특별한 파형의 신호를 의미하는데, 예를 들어, 셀 특정적 RS(cell specific RS), UE-특정적 RS(UE-specific RS, UE-RS), 포지셔닝 RS(positioning RS, PRS) 및 채널 상태 정보 RS(channel state information RS, CSI-RS)가 하향링크 참조 신호로서 정의된다. 3GPP LTE/LTE-A 표준은 상위 계층으로부터 기원한 정보를 나르는 자원 요소들에 대응하는 상향링크 물리 채널들과, 물리 계층에 의해 사용되나 상위 계층으로부터 기원하는 정보를 나르지 않는 자원 요소들에 대응하는 상향링크 물리 신호들을 정의하고 있다. 예를 들어, 물리 상향링크 공유 채널(physical uplink shared channel, PUSCH), 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH), 물리 임의 접속 채널(physical random access channel, PRACH)가 상향링크 물리 채널로서 정의되며, 상향링크 제어/데이터 신호를 위한 복조 참조 신호(demodulation reference signal, DMRS)와 상향링크 채널 측정에 사용되는 사운딩 참조 신호(sounding reference signal, SRS)가 정의된다.
본 발명에서 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)/PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)/PHICH((Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel)/PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)은 각각 DCI(Downlink Control Information)/CFI(Control Format Indicator)/하향링크 ACK/NACK(ACKnowlegement/Negative ACK)/하향링크 데이터를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 또한, PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)/PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)/PRACH(Physical Random Access CHannel)는 각각 UCI(Uplink Control Information)/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 본 발명에서는, 특히, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH에 할당되거나 이에 속한 시간-주파수 자원 혹은 자원요소(Resource Element, RE)를 각각 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH RE 또는 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH 자원이라고 칭한다. 이하에서 사용자기기가 PUCCH/PUSCH/PRACH를 전송한다는 표현은, 각각, PUSCH/PUCCH/PRACH 상에서 혹은 통해서 상향링크 제어정보/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다. 또한, gNB가 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH를 전송한다는 표현은, 각각, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH 상에서 혹은 통해서 하향링크 데이터/제어정보를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다.
이하에서는 CRS/DMRS/CSI-RS/SRS/UE-RS가 할당된 혹은 설정된(configured) OFDM 심볼/부반송파/RE를 CRS/DMRS/CSI-RS/SRS/UE-RS 심볼/반송파/부반송파/RE라고 칭한다. 예를 들어, 트랙킹 RS(tracking RS, TRS)가 할당된 혹은 설정된 OFDM 심볼은 TRS 심볼이라고 칭하며, TRS가 할당된 혹은 설정된 부반송파는 TRS 부반송파라 칭하며, TRS가 할당된 혹은 설정된 RE 는 TRS RE라고 칭한다. 또한, TRS 전송을 위해 설정된(configured) 서브프레임을 TRS 서브프레임이라 칭한다. 또한 브로드캐스트 신호가 전송되는 서브프레임을 브로드캐스트 서브프레임 혹은 PBCH 서브프레임이라 칭하며, 동기 신호(예를 들어, PSS 및/또는 SSS)가 전송되는 서브프레임을 동기 신호 서브프레임 혹은 PSS/SSS 서브프레임이라고 칭한다. PSS/SSS가 할당된 혹은 설정된(configured) OFDM 심볼/부반송파/RE를 각각 PSS/SSS 심볼/부반송파/RE라 칭한다.
본 발명에서 CRS 포트, UE-RS 포트, CSI-RS 포트, TRS 포트라 함은 각각 CRS를 전송하도록 설정된(configured) 안테나 포트, UE-RS를 전송하도록 설정된 안테나 포트, CSI-RS를 전송하도록 설정된 안테나 포트, TRS를 전송하도록 설정된 안테나 포트를 의미한다. CRS들을 전송하도록 설정된 안테나 포트들은 CRS 포트들에 따라 CRS가 점유하는 RE들의 위치에 의해 상호 구분될 수 있으며, UE-RS들을 전송하도록 설정된(configured) 안테나 포트들은 UE-RS 포트들에 따라 UE-RS가 점유하는 RE들의 위치에 의해 상호 구분될 수 있으며, CSI-RS들을 전송하도록 설정된 안테나 포트들은 CSI-RS 포트들에 따라 CSI-RS가 점유하는 RE들의 위치에 의해 상호 구분될 수 있다. 따라서 CRS/UE-RS/CSI-RS/TRS 포트라는 용어가 일정 자원 영역 내에서 CRS/UE-RS/CSI-RS/TRS가 점유하는 RE들의 패턴을 의미하는 용어로서 사용되기도 한다.
본 발명에서 사용되는 용어 및 기술 중 구체적으로 설명되지 않은 용어 및 기술에 대해서는 3GPP LTE/LTE-A 표준 문서, 예를 들어, 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.212, 3GPP TS 36.213, 3GPP TS 36.321 및 3GPP TS 36.331 등과, 3GPP NR 표준 문서, 예를 들어, 3GPP TS 38.211, 3GPP TS 38.212, 3GPP 38.213, 3GPP 38.214, 3GPP 38.215, 3GPP TS 38.321 및 3GPP TS 36.331 등을 참조할 수 있다.
LTE/LTE-A 시스템에서 UE는 전원이 켜지거나 새로이 셀에 접속하고자 하는 경우 상기 셀과의 시간 및 주파수 동기를 획득하고 상기 셀의 물리 계층 셀 식별자(physical layer 셀 IDentity) N cell ID를 검출(detect)하는 등의 셀 탐색(initial cell search) 과정(procedure)을 수행한다. 이를 위해, UE 는 eNB로부터 동기신호, 예를 들어, 1차 동기신호(Primary Synchronization Signal, PSS) 및 2차 동기신호(Secondary Synchronization Signal, SSS)를 수신하여 eNB와 동기를 맞추고, 셀 식별자(identity, ID) 등의 정보를 획득할 수 있다. 초기 셀 탐색을 마친 UE는 eNB로의 접속을 완료하기 위해 임의 접속 과정(random access procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 UE는 물리 임의 접속 채널(physical random access channel, PRACH)을 통해 프리앰블(preamble)을 전송하고, PDCCH 및 PDSCH을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다. 상술한 바와 같은 절차를 수행한 UE는 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신 및 PUSCH/PUCCH 전송을 수행할 수 있다. 상기 임의 접속 과정은 임의 접속 채널(random access channel, RACH) 과정으로도 지칭된다. 임의 접속 과정은 초기 접속, 임의 접속 과정은 초기 접속, 상향링크 동기 조정, 자원 할당, 핸드오버 등의 용도로 다양하게 사용된다.
임의 접속 과정은 경쟁-기반(contention-based) 과정과, 전용(dedicated)(즉, 비-경쟁-기반) 과정으로 분류된다. 경쟁-기반 임의 접속 과정은 초기 접속을 포함하여 일반적으로 사용되며, 전용 임의 접속 과정을 핸드오버 등에 제한적으로 사용된다. 경쟁-기반 임의 접속 과정에서 UE는 RACH 프리앰블 시퀀스를 임의로(randomly) 선택한다. 따라서, 복수의 UE들이 동시에 동일한 RACH 프리앰블 시퀀스를 전송하는 것이 가능하며, 이로 인해 이후 경쟁 해소 과정이 필요하다. 반면, 전용 임의 접속 과정에서 UE는 eNB가 해당 UE에게 유일하게 할당한 RACH 프리앰블 시퀀스를 사용한다. 따라서, 다른 UE와의 충돌없이 임의 접속 과정을 수행할 수 있다.
경쟁-기반 임의 접속 과정은 다음의 4 단계를 포함한다. 이하, 단계 1~4에서 전송되는 메시지는 각각 메시지 1~4(Msg1 ~ Msg4)로 지칭될 수 있다.
- 단계 1: RACH 프리앰블(via PRACH)(UE to eNB)
- 단계 2: 임의 접속 응답(random access response, RAR)(via PDCCH 및 PDSCH)(eNB to UE)
- 단계 3: 레이어 2 / 레이어 3 메시지(via PUSCH)(UE to eNB)
- 단계 4: 경쟁 해소(contention resolution) 메시지(eNB to UE)
전용 임의 접속 과정, 즉, 경쟁-프리 임의 접속 과정은 다음의 3 단계를 포함한다. 이하, 단계 0~2에서 전송되는 메시지는 각각 메시지 0~2(Msg0 ~ Msg2)로 지칭될 수 있다. 임의 접속 과정의 일부로 RAR에 대응하는 상향링크 전송(즉, 단계 3)도 수행될 수 있다. 전용 임의 접속 과정은 기지국이 RACH 프리앰블 전송을 명령하는 용도의 PDCCH(이하, PDCCH 지시(order))를 이용하여 트리거링될 수 있다.
- 단계 0: 전용 시그널링을 통한 RACH 프리앰블 할당(eNB to UE)
- 단계 1: RACH 프리앰블(via PRACH)(UE to eNB)
- 단계 2: 임의 접속 응답(RAR)(via PDCCH 및 PDSCH)(eNB to UE)
RACH 프리앰블을 전송한 뒤, UE는 미리-설정된 시간 윈도우 내에서 임의 접속 응답(random access response, RAR) 수신을 시도한다. 구체적으로, LTE/LTE-A 시스템에서 UE는 시간 윈도우 내에서 RA-RNTI(Random Access RNTI)를 갖는 PDCCH(이하, RA-RNTI PDCCH)(예, PDCCH에서 CRC가 RA-RNTI로 마스킹됨)의 검출을 시도한다. RA-RNTI PDCCH 검출 시, UE는 RA-RNTI PDCCH에 대응하는 PDSCH 내에 자신을 위한 RAR이 존재하는지 확인한다. RAR은 UL 동기화를 위한 타이밍 오프셋 정보를 나타내는 타이밍 어드밴스(timing advance, TA) 정보, UL 자원 할당 정보(UL 그랜트 정보), 임시 단말 식별자(예, temporary cell-RNTI, TC-RNTI) 등을 포함한다. UE는 RAR 내의 자원 할당 정보 및 TA 값에 따라 UL 전송(예, Msg3)을 수행할 수 있다. RAR에 대응하는 UL 전송에는 HARQ가 적용된다. 따라서, UE는 Msg3 전송한 후, Msg3에 대응하는 수신 응답 정보(예, PHICH)를 수신할 수 있다.
도 1은 기존 LTE/LTE-A 시스템에서 임의 접속 프리앰블 포맷을 예시한 것이다.
기존 LTE/LTE-A 시스템에서 임의 접속 프리앰블, 즉, RACH 프리앰블은 물리 계층에서 길이 T CP의 순환 전치(cyclic prefix) 및 길이 T SEQ의 시퀀스 부분으로 구성된다. 파라미터 값들 T CP의 T SEQ는 다음 표에 리스트되어 있으며, 프레임 구조와 임의 접속 설정(configuration)에 의존한다. 프리앰블 포맷은 상위 계층에 의해 제어된다. 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 셀의 시스템 정보 및 이동성 제어 정보를 통해 PRACH 설정 정보를 시그널링된다. 상기 PRACH 설정 정보는 해당 셀 내 RACH 과정에 사용될, 루트 시퀀스 인덱스, Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 천이 단위(N CS), 루트 시퀀스의 길이, 프리앰블 포맷 등을 나타낸다. 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 프리앰블 포맷, 그리고 RACH 프리앰블이 전송될 수 있는 시기(occasion)인 PRACH 기회(opportunity)는 상기 RACH 설정 정보의 일부인 PRACH 설정 인덱스에 의해 지시된다(3GPP TS 36.211의 섹션 5.7 및 3GPP TS 36.331의 "PRACH - Config" 참조). RACH 프리앰블에 사용되는 ZC 시퀀스의 길이는 프리앰블 포맷에 따라 정해져 있다.
Preamble format T CP T SEQ
0 3168·T s 24576·T s
1 21024·T s 24576·T s
2 6240·T s 2·24576·T s
3 21024·T s 2·24576·T s
4 448·T s 4096·T s
LTE/LTE-A 시스템에서 RACH 프리앰블은 UL 서브프레임에서 전송된다. 임의 접속 프리앰블의 전송은 특정 시간 및 주파수 자원들에 제한(restrict)된다. 이러한 자원들을 PRACH 자원들이라고 하며, PRACH 자원들은, 인덱스 0가 무선 프레임에서 낮은 번호의 PRB 및 서브프레임에 대응하도록, 상기 무선 프레임 내 서브프레임 번호와, 주파수 도메인에서 PRB들의 증가 순으로 번호가 매겨진다. 임의 접속 자원들이 PRACH 설정 인덱스에 따라 정의된다(3GPP TS 36.211 표준 문서 참조). PRACH 설정 인덱스는 (eNB에 의해 전송되는) 상위 계층 신호에 의해 주어진다.
RACH 프리앰블 중 시퀀스 부분(이하 프리앰블 시퀀스)는 Zadoff-Chu 시퀀스를 이용한다. RACH를 위한 프리앰블 시퀀스들은 하나 또는 몇 개의 루트 Zadoff-Chu 시퀀스들로부터 생성된, 제로 상관 존을 갖는 Zadoff-Chu 시퀀스들로부터 생성된다. 네트워크는 UE가 사용하는 것이 허용(allow)되는 프리앰블 시퀀스들의 세트를 설정(configure)한다. 기존 LTE/LTE-A 시스템에서, 각 셀 내에서 이용 가능한 64개 프리앰블 시퀀스들이 있다. 셀 내 64개 프리앰블 시퀀스들의 세트는 먼저, 증가하는(increasing) 순환 천이(cyclic shift)의 순서(order)로, 논리(logical) 인덱스 RACH_ROOT_SEQUENCE를 갖는 루트 Zadoff-Chu 시퀀스의 모든 이용 가능한 순환 천이들을 포함시키는 것에 의해 찾아진다(found). 여기서 RACH_ROOT_SEQUENCE는 (해당 셀의) 시스템 정보의 일부로서 브로드캐스트된다. 64 프리앰블 시퀀스들이 단일 루트 Zadoff-Chu 시퀀스로부터 생성될 수 없는 경우에, 상기 64개 프리앰블 시퀀스들이 모두 찾아질 때까지 추가(additional) 프리앰블 시퀀스들이 연속적(consecutive) 논리 인덱스들을 갖는 루트 시퀀스들로부터 얻어진다(obtain). 상기 논리 루트 시퀀스 순서(order)는 순환적(cyclic)하며, 논리 인덱스 0가 논리 인덱스 837에 연속적이다. 논리 루트 시퀀스 인덱스와 물리 루트 시퀀스 인덱스 u 사이의 관계는 프리앰블 포맷들 대해 정해져 있다.
LTE/LTE-A 시스템에서 부반송파 간격 △△f는 15kHz 혹은 7.5kHz이지만, 임의 접속 프리앰블을 위한 부반송파 간격 △△f RA는 1.25kHz 혹은 0.75kHz이다.
LTE/LTE-A 시스템의 물리 비-동기 임의 접속 과정(physical non-synchronized random access procedure)의 경우, 물리 계층 관점에서, L1 임의 접속 과정은 임의 접속 프리앰블의 전송과 임의 접속 응답을 아우른다(encompass). 남은 메시지들은 공유 데이터 채널 상의 상위 계층에 의한 전송을 위해 스케줄된다. 임의 접속 채널은 일 서브프레임 혹은 임의 접속 프리앰블 전송을 위해 예약된(reserved) 연속(consecutive)한 서브프레임들의 세트 내에서 6개의 자원 블록들을 점유한다. eNB는 임의 접속 응답을 위해 예약된 상기 자원 블록들 내에 데이터를 스케줄링하는 것이 금지(prohibit)되지는 않는다. LTE/LTE-A 시스템에서 eNB는 RACH 설정 정보에 RACH 프리앰블 전송을 위한 UL 전송 전력에 관한 정보도 포함시켜 전송한다. 다음 단계들이 계층 1(layer 1, L1) 임의 접속 과정을 위해 요구된다.
> 계층 1 과정이 상위 계층에 의한 프리앰블 전송의 요청 시에(upon) 트리거된다.
> 프리앰블 인덱스, 타겟 프리앰블 수신 전력(target preamble received power)(PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER), 해당 RA-RNTI 및 PRACH 자원이 상기 요청의 일부로서 상위 계층에 의해 지시된다.
> 프리앰블 전송 전력 PPRACH는 PPRACH = min{PCMAX,c(i), PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER + PLc}_[dBm]로서 결정된다. 여기서, PCMAX,c(i)는 서빙 셀 c의 서브프레임 i를 위한, 3GPP TS 36.101에서 정의된, 설정된 UE 전송 전력이고, PLc는 서빙 셀 c를 위해 상기 UE 내에서 계산된 하향링크 경로 손실 추정치(downlink path loss estimate)이다.
> 프리앰블 시퀀스는 상기 프리앰블 인덱스를 사용하여 프리앰블 시퀀스 세트로부터 선택된다.
> 단일 프리앰블이 지시된 PRACH 자원 상에서 전송 전력 PPRACH로 선택된 프리앰블 시퀀스를 사용하여 전송된다.
> 상기 지시된 RA-RNTI로 PDCCH의 검출이 상위 계층에 의해 제어되는 윈도우 동안 시도된다(3GPP TS 36.321의 섹션 5.1.4 참조). 검출되면, 해당 DL-SCH 수송 블록(transport block)은 상위 계층으로 패스(pass)된다. 상기 상위 계층은 상기 전송 블록을 파스(parse)하고 20-비트 상향링크 그랜트를 물리 계층에 지시한다.
LTE/LTE-A 시스템의 경우, 매체 접속 제어(medium access control, MAC) 계층에서 임의 접속 과정은 다음과 같이 수행된다:
> PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER를 'preambleInitialReceivedTargetPower + DELTA_PREAMBLE + (PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER - 1) * powerRampingStep '에 세팅;
> 상기 UE가 BL(bandwidth limited) UE 혹은 강화된 커버리지 내 UE이면:
>> 선택된 커버리지 강화 레벨에 해당하는 선택된 PRACH 자원, 해당 RA-RANTI, 프리앰블 인덱스, 및 PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER을 상기 사용하여 선택된 프리앰블 그룹에 해당하는 프리앰블 전송을 위해 요구되는 반복의 횟수(즉, numRepetitionPerPreambleAttempt)로 프리앰블을 전송하도록 물리 계층에게 지시(instruct)한다.
> 그 밖에는(else):
>> 선택된 PRACH, 해당 RA-RNTI, 프리앰블 인덱스 및 PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER를 사용하여 프리앰블을 전송하도록 상기 물리 계층에게 지시한다.
LTE/LTE-A 시스템에서 RACH 프리앰블 전송을 위한 UL 전송 전력에 관한 정보도 RACH 설정에 포함되어 UE에게 전달된다. 예를 들어, preambleInitialReceivedTargetPower, powerRampingStep , preambleTransMax 등이 UE 공통한 임의 접속 파라미터들로서 RRC 신호에 의해 UE에게 전달된다(3GPP TS 36.331의 PRACH - Config 참조).
UE가 RACH Msg1(즉, RACH 프리앰블)을 전송한 이후 Msg2를 일정 시간 이내에 수신하지 못하면, 즉, RAR 윈도우 내에서 RAR(즉, Msg2)를 수신하지 못하면, 상기 UE는 RACH Msg1을 재전송할 수 있게 된다. RACH Msg1을 다시 전송하는 경우, UE는 상기 RACH Msg1의 전송 전력을 이전 전송 시의 전력보다 증가시킬 수 있다. LTE/LTE-A 시스템에서 RACH Msg1의 전송 전력은 UE의 계층-2 프리앰블 전송 카운터를 1만큼 증가시킴으로써 전력 램핑 단계(power ramping step)만큼 증가된다. PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER는 1부터 시작하여 프리앰블 전송이 시도될 때마다 1만큼씩 증가된다. 아무런 RAR이 RAR 윈도우 내에서 수신되지 않으면, 혹은 수신된 모든 RAR이 전송된 임의 접속 프리앰블에 대응하는 임의 접속 프리앰블 식별자를 포함하고 있지 않으면, RAR 수신이 성공적이지 않다고 간주(consider)되며, UE는 PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER를 1만큼 증가(increment)시킨다. 프리앰블 전송은 프리앰블 전송의 최대 횟수 preambleTransMax 한도 내에서 수행될 수 있다. 예를 들어, PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER = preambleTransMax + 1이면, MAC 계층은 상위 계층에 임의 접속 문제(problem)을 지시하거나, 임의 접속 과정이 비성공적으로(unsuccessfully) 완료(complete)된 것으로 간주한다(consider). DELTA_PREAMBLE은 다음과 같이 프리앰블 포맷에 따라 기정의된 값이다(3GPP TS 36.321의 Table 7.6-1 참조).
Preamble Format DELTA_PREAMBLE value
0 0 dB
1 0 dB
2 -3 dB
3 -3 dB
4 8 dB
표 2에서 프리앰블 포맷은 prach - ConfigIndex에 의해 주어진다(3GPP TS 36.331의 PRACH - Config 참조 및 3GPP TS 36.211의 섹션 5.7 참조).
더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존의 무선 접속 기술(radio access technology, RAT)에 비해 향상된 모바일 브로드밴드 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 매시브(massive) MTC 역시 차세대 통신에서 고려될 주요 이슈 중 하나이다. 아울러 신뢰성(reliability) 및 지연(latency)에 민감한 서비스/UE를 고려한 통신 시스템 디자인이 논의되고 있다. 이와 같이 진보된 모바일 브로드밴드 통신, 매시브 MTC, URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 RAT의 도입이 논의되고 있다. 현재 3GPP에서는 EPC 이후의 차세대 이동 통신 시스템에 대한 스터디를 진행 중에 있다. 본 발명에서는 편의상 해당 기술을 새 RAT (new RAT, NR) 혹은 5G RAT라고 칭한다.
NR 통신 시스템은, 데이터 레이트, 용량(capacity), 지연(latency), 에너지 소비 및 비용 면에서, 기존 4세대(4G) 시스템보다 상당히 나은 성능을 지원할 것이 요구된다. 따라서, NR 시스템은 대역폭, 스펙트럴, 에너지, 시그널링 효율, 및 비트당 비용(cost)의 영역에서 상당한 진보를 이룰 필요가 있다.
<OFDM 뉴머롤로지>
새로운 RAT 시스템은 OFDM 전송 방식 또는 이와 유사한 전송 방식을 사용한다. 새로운 RAT 시스템은 LTE의 OFDM 파라미터들과는 다른 OFDM 파라미터들을 따를 수 있다. 또는 새로운 RAT 시스템은 기존의 LTE/LTE-A의 뉴머롤로지를 그대로 따르나 더 큰 시스템 대역폭(예, 100MHz)를 지닐 수 있다. 또는 하나의 셀이 복수 개의 뉴머롤로지들을 지원할 수도 있다. 즉, 서로 다른 뉴머롤리지로 동작하는 하는 UE들이 하나의 셀 안에서 공존할 수 있다.
<슬롯 구조>
3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 무선프레임은 10ms(307200T s)의 길이를 가지며, 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe, SF)으로 구성된다. 일 무선프레임 내 10개의 서브프레임에는 각각 번호가 부여될 수 있다. 여기에서, T s는 샘플링 시간을 나타내고, T s=1/(2048*15kHz)로 표시된다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯으로 구성된다. 일 무선프레임 내에서 20개의 슬롯들은 0부터 19까지 순차적으로 넘버링될 수 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms의 길이를 가진다. 일 서브프레임을 전송하기 위한 시간은 전송 시간 간격(transmission time interval, TTI)로 정의된다. 시간 자원은 무선 프레임 번호(혹은 무선 프레임 인덱스라고도 함)와 서브프레임 번호(혹은 서브프레임 번호라고도 함), 슬롯 번호(혹은 슬롯 인덱스) 등에 의해 구분될 수 있다. TTI라 함은 데이터가 스케줄링될 수 있는 간격을 의미한다. 예를 들어, 현재 LTE/LTE-A 시스템에서 UL 그랜트 혹은 DL 그랜트의 전송 기회는 1ms마다 존재하고, 1ms보다 짧은 시간 내에 UL/DL 그랜트 기회가 여러 번 존재하지는 않는다. 따라서, 기존 LTE/LTE-A 시스템에서 TTI는 1ms이다.
도 2는 새로운 무선 접속 기술(new radio access technology, NR)에서 이용 가능한 슬롯 구조를 예시한 것이다.
데이터 전송 지연을 최소화하기 위하여 5세대 새로운 RAT에서는 제어 채널과 데이터 채널이 시간 분할 다중화(time division multiplexing, TDM)되는 슬롯 구조가 고려되고 있다.
도 2에서 빗금 친 영역은 DCI를 나르는 DL 제어 채널(예, PDCCH)의 전송 영역을 나타내고, 검정색 부분은 UCI를 나르는 UL 제어 채널(예, PUCCH)의 전송 영역을 나타낸다. 여기서 DCI는 gNB가 UE에게 전달하는 제어 정보이며, 상기 DCI는 상기 UE가 알아야 하는 셀 설정(configuration)에 관한 정보, DL 스케줄링 등의 DL 특정적(specific) 정보, 그리고 UL 그랜트 등과 같은 UL 특정적 정보 등을 포함할 수 있다. 또한 UCI는 UE가 gNB에게 전달하는 제어 정보이며, 상기 UCI는 DL 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 보고, DL 채널 상태에 대한 CSI 보고, 그리고 스케줄링 요청 (scheduling request, SR) 등을 포함할 수 있다.
도 2에서 심볼 인덱스 1부터 심볼 인덱스 12까지의 심볼들 영역에서는 하향링크 데이터를 나르는 물리 채널(예, PDSCH)의 전송에 사용될 수도 있고, 상향링크 데이터를 나르는 물리 채널(예, PUSCH)의 전송에 사용될 수도 있다. 도 2의 슬롯 구조에 의하면, 1개의 슬롯 내에서 DL 전송과 UL 전송의 순차적으로 진행되어, DL 데이터의 전송/수신과 상기 DL 데이터에 대한 UL ACK/NACK의 수신/전송이 상기 1개의 슬롯 내에서 이루어질 수 있다. 결과적으로 데이터 전송 에러 발생시에 데이터 재전송까지 걸리는 시간을 줄이게 되며, 이로 인해 최종 데이터 전달의 지연이 최소화될 수 있다.
이러한 슬롯 구조에서는, gNB와 UE가 전송 모드에서 수신 모드로의 전환 과정 또는 수신 모드에서 전송 모드로의 전환 과정을 위한 시간 갭(time gap)이 필요하다. 이러한 전송 모드와 수신 모드 간 전환 과정을 위하여 슬롯 구조에서 DL에서 UL로 전환되는 시점의 일부 OFDM 심볼이 가드 기간(guard period, GP)로 설정되게 된다.
기존 LTE/LTE-A 시스템에서 DL 제어 채널은 데이터 채널과 TDM되며, 제어 채널인 PDCCH는 시스템 전 대역으로 퍼져서 전송된다. 그러나 새로운 RAT에서는 한 시스템의 대역폭이 대략 최소 100MHz에 달할 것으로 예상되는 바, 제어 채널을 전 대역으로 확산시켜 전송시키기에는 무리가 있다. UE가 데이터 전송/수신을 위해서 하향링크 제어 채널 수신을 위해서 전 대역을 모니터링하는 것은 UE의 배터리 소모 증대 및 효율성을 저해할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 DL 제어 채널이 시스템 대역, 즉, 채널 대역 내 일부 주파수 대역에서 로컬라이즈(localize)되어 전송되거나 분산(distribute)되어 전송될 수 있다.
NR 시스템에서 기본 전송 단위(basic transmission unit)는 슬롯이다. 슬롯 구간(duration)은 정규(normal) 순환 프리픽스(cyclic prefix, CP)를 갖는 14개 심볼들로 이루어 지거나, 확장 CP를 갖는 12개의 심볼들로 이루어진다. 또한, 슬롯은 사용된 부반송파 간격의 함수로서 시간으로 스케일링된다.
<아날로그 빔포밍(analog beamforming)>
최근 논의되고 있는 5세대 이동 통신 시스템은 넓은 주파수 대역을 이용하여 다수의 사용자에게 높은 전송율을 유지하면서 데이터 전송을 하기 위해 높은 초고주파 대역, 즉, 6GHz 이상의 밀리미터 주파수 대역을 이용하는 방안을 고려하고 있다. 3GPP에서는 이를 NR이라는 이름으로 사용하고 있으며, 본 발명에서는 앞으로 NR 시스템으로 칭한다. 하지만 밀리미터 주파수 대역은 너무 높은 주파수 대역을 이용하는 것으로 인해 거리에 따른 신호 감쇄가 매우 급격하게 나타나는 주파수 특성을 갖는다. 따라서, 적어도 6GHz 이상의 대역을 사용하는 NR 시스템은 급격한 전파 감쇄 특성을 보상하기 위해 신호 전송을 전방향이 아닌 특정 방향으로 에너지를 모아서 전송함으로써 급격한 전파 감쇄로 인한 커버리지의 감소 문제를 해결하는 좁은 빔(narrow beam) 전송 기법을 사용한다. 그러나 하나의 좁은 빔만을 이용하여 서비스하는 경우, 하나의 기지국이 서비스를 할 범위가 좁아지므로 기지국은 다수의 좁은 빔을 모아서 광대역으로 서비스를 하게 된다.
밀리미터 주파수 대역, 즉, 밀리미터 파장(millimeter wave, mmW) 대역에서는 파장이 짧아져서 동일 면적에 다수 개의 안테나 요소(element)의 설치가 가능해진다. 예를 들어, 1cm의 정도의 파장을 갖는 30GHz 대역에서 5 by 5cm의 패널(panel)에 0.5 람다(lamda) (파장) 간격으로 2-차원(dimension) 배열 형태로 총 100개의 안테나 요소 설치가 가능하다. 그러므로 mmW에서는 다수 개의 안테나 요소를 사용하여 빔포밍 이득을 높여 커버리지를 증가시키거나, 처리량(throughput)을 높이는 것이 고려된다.
밀리미터 주파수 대역에서 좁은 빔을 형성하기 위한 방법으로, 기지국이나 UE에서 많은 수의 안테나에 적절한 위상차를 이용하여 동일한 신호를 전송함으로써 특정한 방향에서만 에너지가 높아지게 하는 빔포밍 방식이 주로 고려하고 있다. 이와 같은 빔포밍 방식에는 디지털 기저대역(baseband) 신호에 위상차를 만드는 디지털 빔포밍, 변조된 아날로그 신호에 시간 지연(즉, 순환 천이)을 이용하여 위상차를 만드는 아날로그 빔포밍, 디지털 빔포밍과 아날로그 빔포밍을 모두 이용하는 하이브리드 빔포밍 등이 있다. 안테나 요소별로 전송 파워 및 위상 조절이 가능하도록 트랜시버 유닛(transceiver unit, TXRU)을 가지면 주파수 자원별로 독립적인 빔포밍이 가능하다. 그러나 100여 개의 안테나 요소 모두에 TXRU를 설치하기에는 가격 측면에서 실효성이 떨어지는 문제를 있다. 즉, 밀리미터 주파수 대역은 급격한 전파 감쇄 특성을 보상하기 위해 많은 수의 안테나가 사용해야 하고, 디지털 빔포밍은 안테나 수에 해당하는 만큼 RF 컴포넌트(예, 디지털 아날로그 컨버터(DAC), 믹서(mixer), 전력 증폭기(power amplifier), 선형 증폭기(linear amplifier) 등)를 필요로 하므로, 밀리미터 주파수 대역에서 디지털 빔포밍을 구현하려면 통신 기기의 가격이 증가하는 문제점이 있다. 그러므로 밀리미터 주파수 대역과 같이 안테나의 수가 많이 필요한 경우에는 아날로그 빔포밍 혹은 하이브리드 빔포밍 방식의 사용이 고려된다. 아날로그 빔포밍 방식은 하나의 TXRU에 다수 개의 안테나 요소를 매핑하고 아날로그 위상 천이기(analog phase shifter)로 빔(beam)의 방향을 조절한다. 이러한 아날로그 빔포밍 방식은 전체 대역에 있어서 하나의 빔 방향만을 만들 수 있어 주파수 선택적 빔포밍(beamforming, BF)을 해줄 수 없는 단점이 있다. 하이브리드 BF는 디지털 BF와 아날로그 BF의 중간 형태로 Q개의 안테나 요소보다 적은 개수인 B개의 TXRU를 갖는 방식이다. 하이브리드 BF의 경우, B개의 TXRU와 Q개의 안테나 요소의 연결 방식에 따라서 차이는 있지만, 동시에 전송할 수 있는 빔의 방향은 B개 이하로 제한되게 된다.
앞서 언급한 바와 같이 디지털 빔포밍은 전송할 혹은 수신된 디지털 기저대역 신호에 대해 신호 처리를 하므로 다중의 빔을 이용하여 동시에 여러 방향으로 신호를 전송 혹은 수신할 수 있는 반면에, 아날로그 빔포밍은 전송할 혹은 수신된 아날로그 신호를 변조된 상태에서 빔포밍을 수행하므로 하나의 빔이 커버하는 범위를 넘어가는 다수의 방향으로 신호를 동시에 전송 혹은 수신할 수 없다. 통상 기지국은 광대역 전송 혹은 다중 안테나 특성을 이용하여 동시에 다수의 사용자와 통신을 수행하게 되는데, 기지국이 아날로그 혹은 하이브리드 빔포밍을 사용하고 하나의 빔 방향으로 아날로그 빔을 형성하는 경우에는 아날로그 빔포밍의 특성상 동일한 아날로그 빔 방향 안에 포함되는 사용자들과만 통신할 수 밖에 없다. 후술될 본 발명에 따른 RACH 자원 할당 및 기지국의 자원 활용 방안은 아날로그 빔포밍 혹은 하이브리드 빔포밍 특성으로 인해서 생기는 제약 사향을 반영하여 제안된다.
<하이브리드 아날로그 빔포밍(hybrid analog beamforming)>
도 3은 송수신기 유닛(transceiver unit, TXRU) 및 물리적 안테나 관점에서 하이브리드 빔포밍 구조를 추상적으로 도시한 것이다.
다수의 안테나가 사용되는 경우, 디지털 빔포밍과 아날로그 빔포밍을 결합한 하이브리드 빔포밍 기법이 대두되고 있다. 이때, 아날로그 빔포밍 (또는 RF 빔포밍)은 RF 유닛이 프리코딩 (또는 컴바이닝)을 수행하는 동작을 의미한다. 하드브리드 빔포밍에서 기저대역(baseband) 유닛과 RF 유닛은 각각 프리코딩 (또는 컴바이닝)을 수행하며, 이로 인해 RF 체인(chain) 수와 D/A (또는 A/D) 컨버터의 개수를 줄이면서도 디지털 빔포밍에 근접하는 성능을 낼 수 있다는 장점이 있다. 편의상 하이브리드 빔포밍 구조는 N개 TXRU와 M개의 물리적 안테나로 표현될 수 있다. 전송 단에서 전송할 L개 데이터 레이어에 대한 디지털 빔포밍은 N-by-L 행렬로 표현될 수 있고, 이후 변환된 N개 디지털 신호는 TXRU를 거쳐 아날로그 신호로 변환된 다음 M-by-N 행렬로 표현되는 아날로그 빔포밍이 적용된다. 도 3에서 디지털 빔의 개수는 L이며, 아날로그 빔의 개수는 N이다. 더 나아가 NR 시스템에서는 아날로그 빔포밍을 심볼 단위로 변경할 수 있도록 기지국을 설계하여, 특정한 지역에 위치한 UE에게 보다 효율적인 빔포밍을 지원하는 방향이 고려되고 있다. 더 나아가서 N개의 TXRU와 M개의 RF 안테나를 하나의 안테나 패널(panel)로서 정의될 때, NR 시스템에서는 서로 독립적인 하이브리드 빔포밍이 적용 가능한 복수의 안테나 패널을 도입하는 방안까지 고려되고 있다. 이와 같이 기지국이 복수의 아날로그 빔을 활용하는 경우, UE별로 신호 수신에 유리한 아날로그 빔이 다를 수 있으므로, 적어도 동기 신호, 시스템 정보, 페이징 등에 대해서는 특정 슬롯 혹은 서브프레임(subframe, SF)에서 기지국이 적용할 복수 아날로그 빔들을 심볼별로 바꾸어 모든 UE들이 수신 기회를 가질 수 있도록 하는 빔 스위핑 동작이 고려되고 있다.
최근 3GPP 표준화 단체에서는 5G 무선 통신 시스템인 새로운 RAT 시스템, 즉, NR 시스템에서 단일 물리 네트워크 상에 복수의 논리 네트워크를 구현하는 네트워크 슬라이싱이 고려되고 있다. 상기 논리 네트워크는 다양한 요구 조건을 갖는 다양한 서비스들(예, eMBB, mMTC, URLLC 등)를 지원할 수 있어야 하며, NR 시스템의 물리 계층 시스템에서는 상기 다양한 서비스들에 따를 가변적인(variable) 뉴머롤로지를 가질 수 있는 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) 방식을 지원하는 방안이 고려되고 있다. 다시 말해 상기 NR 시스템에서는 시간 및 주파수 자원 영역(region)마다 서로 독립적인 뉴머롤러지를 갖는 OFDM 방식 (또는 다중 접속(multiple access) 방식)이 고려될 수 있다.
또한, 최근 스마트 기기들의 등장으로 데이터 트래픽이 급격하게 증가함에 따라 NR 시스템에서는 더욱 높은 통신 용량(예, 데이터 수율 등)을 지원하도록 요구되고 있다. 상기 통신 용량을 높이는 한 가지 방안으로 다수의 전송 (또는 수신) 안테나를 활용하여 데이터 전송을 수행하는 방안을 고려될 수 있다. 상기 다수의 안테나에 대해 디지털 빔포밍을 적용하고자 하는 경우, 각 안테나마다 RF 체인(예, 전력 증폭기(power amplifier), 하향 컨버터(down converter) 등 RF 소자들로 이루어진 체인)과 디지털-to-아날로그(digital-to-analog, D/A) 또는 아날로그-to-디지털(analog-to-digital, A/D) 컨버터가 필요하며 이와 같은 구조는 높은 하드웨어 복잡도와 높은 전력 소모를 유발하여 실용적이지 않을 수 있다. 따라서 NR 시스템에서는 다수의 안테나가 사용되는 경우, 앞서 언급된, 디지털 빔포밍과 아날로그 빔포밍을 혼용하는 하이브리드 빔포밍 기법이 대두되고 있다.
도 4는 새로운 무선 접속 기술(new radio access technology, NR) 시스템의 셀을 예시한 것이다.
도 4를 참조하면, NR 시스템에서는 기존 LTE 등의 무선 통신 시스템에 하나의 기지국이 하나의 셀을 형성하던 것과는 달리 복수의 TRP가 하나의 셀을 구성하는 방안이 논의되고 있다 복수의 TRP가 하나의 셀을 구성하면, UE를 서비스하는 TRP가 변경되더라고 끊김 없는 통신이 가능하여 UE의 이동성 관리가 용이하다는 장점이 있다.
LTE/LTE-A 시스템에서 PSS/SSS는 전-방위적(omni-direction)으로 전송되는 것에 반해서, mmWave를 적용하는 gNB가 빔 방향을 전-방위적으로 돌려가면서 PSS/SSS/PBCH 등의 신호를 빔포밍하여 전송하는 방법이 고려되고 있다. 이와 같이 빔 방향을 돌려가면서 신호를 전송/수신하는 것을 빔 스위핑(beam sweeping) 혹은 빔 스캐닝이라 한다. 본 발명에서 "빔 스위핑'은 전송기 측 행동이고, "빔 스캐닝"은 수신기 측 행동을 나타낸다. 예를 들어 gNB가 최대 N개의 빔 방향을 가질 수 있다고 가정하면, N개의 빔 방향에 대해서 각각 PSS/SSS/PBCH 등의 신호를 전송한다. 즉 gNB는 자신이 가질 수 있는 혹은 지원하고자 하는 방향들을 스위핑하면서 각각의 방향에 대해서 PSS/SSS/PBCH 등의 동기 신호들을 전송한다. 혹은 gNB가 N개의 빔을 형성할 수 있는 경우, 몇 개씩의 빔들이 묶여 하나의 빔 그룹으로 구성할 수 있으며, 빔 그룹별로 PSS/SSS/PBCH를 전송/수신될 수 있다. 이 때, 하나의 빔 그룹은 하나 이상의 빔을 포함한다. 동일 방향으로 전송되는 PSS/SSS/PBCH 등의 신호가 하나의 SS 블록으로 정의될 수 있으며, 한 셀 내에 복수의 SS 블록들이 존재할 수 있다. 복수의 SS 블록들이 존재하는 경우, 각 SS 블록의 구분을 위해서 SS 블록 인덱스가 사용될 수 있다. 예를 들여, 한 시스템에서 10개의 빔 방향으로 PSS/SSS/PBCH가 전송되는 경우, 동일 방향으로의 PSS/SSS/PBCH이 하나의 SS 블록을 구성할 수 있으며, 해당 시스템에서는 10개의 SS 블록들이 존재하는 것으로 이해될 수 있다. 본 발명에서 빔 인덱스는 SS 블록 인덱스로 해석될 수 있다.
도 5는 SS 블록 전송 및 SS 블록에 링크된 RACH 자원을 예시한 것이다.
gNB가 하나의 UE와 통신하기 위해서는 상기 gNB와 상기 UE 간 최적의 빔 방향이 무엇인지를 알아내야 하고, 상기 UE가 움직임에 따라 최적의 빔 방향도 변할 것이므로 최적의 빔 방향을 지속적으로 추적해야 한다. gNB와 UE 간 최적의 빔 방향을 알아내는 과정을 빔 획득(beam acquisition) 과정이라 하고, 최적의 빔 방향을 지속적으로 추적하는 과정을 빔 추적(beam tracking) 과정이라 한다. 빔 획득 과정은 1) UE가 gNB에 최초로 접속을 시도하는 초기 접속, 2) UE가 하나의 gNB로부터 다른 gNB로 넘어가는 핸드오버, 3) UE와 gNB 간 최적 빔을 찾는 빔 트랙킹 수행 중에 최적 빔을 잃어버리고 상기 gNB과 통신이 최적의 통신 상태를 지속할 수 없거나 통신이 불가능한 상태로 들어간 상태, 즉, 빔 실패(beam failure)를 복구하기 위한 빔 회복(beam recovery) 등에 필요하다.
현재 개발중인 NR 시스템의 경우, 다중 빔을 사용하는 환경에서 빔 획득을 위해 다단계의 빔 획득 과정이 논의되고 있다. 다단계 빔 획득 과정에서, gNB와 UE가 초기 접속 단계(stage)에서는 넓은(wide) 빔을 이용하여 연결 셋업을 진행하고, 연결 셋업이 완료된 후 상기 gNB와 상기 UE는 좁은(narrow) 빔을 이용하여 최적의 품질로 통신을 수행한다. 본 발명에서 주로 논의할 NR 시스템의 빔 획득을 위해 여러 가지 방식이 논의되고 있으나, 현재 가장 활발하게 논의되는 방식은 다음과 같다.
1) gNB는 UE가 초기 접속 단계에서 gNB을 찾고, 즉, 셀 탐색(cell search) 혹은 셀 획득(cell acquisition)을 수행하고 넓은 빔의 빔별 채널 품질을 측정하여 빔 획득의 일차 단계에서 사용할 최적의 넓은 빔을 찾을 수 있도록 하기 위해서 넓은 빔별로 동기 블록(synchronization block)을 전송한다. 2) UE는 빔별 동기 블록에 대해 셀 탐색을 수행하고, 빔별 셈 검출(detection) 결과를 이용하여 하향링크 빔 획득을 수행한다. 3) UE는 자신이 찾아낸 gNB에 자신이 접속하려는 것을 알려주기 위해 RACH 과정을 수행하게 된다. 4) UE가 RACH 과정과 동시에 넓은 빔 레벨로 하향링크 빔 획득 결과(예, 빔 인덱스)를 gNB에게 알려줄 수 있도록 하기 위해서, 상기 gNB는 빔별로 전송된 동기 블록과 RACH 전송을 위해 사용될 RACH 자원을 연결 혹은 연관시켜 놓는다. UE는 자신이 찾은 최적의 빔 방향과 연결된 RACH 자원을 이용하여 RACH 과정을 수행하면, gNB는 RACH 프리앰블을 수신하는 과정에서 상기 UE에게 적합한 하향링크 빔에 대한 정보를 얻게 된다.
<빔 대응성(beam correspondence, BC)>
다중-빔 환경에서는 UE와 전송 및 수신 포인트(transmission and reception point, TRP) 사이의 Tx 빔 및/또는 수신(reception, Rx) 빔 방향을 UE 및/또는 TRP가 정확히 결정할 수 있느냐가 문제된다. 다중-빔 환경에서 TRP(예, eNB) 혹은 UE의 TX/RX 상호(reciprocal) 능력(capability)에 따라서 신호 전송을 반복 혹은 신호 수신을 위한 빔 스위핑이 고려될 수 있다. TX/RX 상호 능력은 TRP 및 UE에서의 TX/RX 빔 대응성(correspondence)라고도 한다. 다중-빔 환경에서 TRP 및 UE에서 TX/RX 상호 능력이 유효하지(hold) 않으면 UE는 자신이 하향링크 신호를 수신한 빔 방향으로 상향링크 신호를 쏘지 못할 수 있다. UL의 최적 경로와 DL의 최적 경로가 다를 수 있기 때문이다. TRP에서의 TX/RX 빔 대응성은, TRP가 TRP의 하나 이상의 TX 빔들에 관한 UE의 하향링크 측정을 기초로 해당 상향링크 수신을 위한 TRP RX 빔을 결정할 수 있으면 및/또는 TRP가 TRP의 하나 이상의 RX 빔들에 관한 TRP'의 상향링크 측정을 기초로 해당 하향링크 전송에 대한 TRP TX 빔을 결정할 수 있으면, 유효하다(hold). UE에서의 TX/RX 빔 대응성은, UE가 UE의 하나 이상의 RX 빔들에 관한 UE의 하향링크 측정을 기초로 해당 상향링크 전송을 위한 UE RX 빔을 결정할 수 있으면 및/또는 UE가 UE의 하나 이상의 TX 빔들에 관한 상향링크 측정을 기반으로 한 TRP의 지시(indication)를 기초로 해당 하향링크 수신에 대한 UE TX 빔을 결정할 수 있으면, 유효하다(hold).
LTE 시스템 및 NR 시스템에서 gNB로의 초기 접속, 즉, 상기 gNB가 사용하는 셀을 통한 상기 gNB로의 초기 접속을 위해 사용하는 RACH 신호는 다음 요소들을 이용하여 구성될 수 있다.
* 순환 프리픽스(cyclic prefix, CP): 이전/앞 (OFDM) 심볼로부터 들어오는 간섭을 막아주고, 다양한 시간 지연을 갖고 gNB에 도착하는 RACH 프리앰블 신호들을 하나의 동일한 시간대에 묶어주는 역할을 한다. 즉, 셀 최대 반경에 부합하도록 CP를 설정하면 상기 셀 내의 UE들이 동일한 자원에서 전송한 RACH 프리앰블들이 RACH 수신을 위해 gNB가 설정한 RACH 프리앰블 길이에 해당하는 RACH 수신 윈도우 내에 들어오게 된다. CP의 길이는 일반적으로 최대 라운드 트립 딜레이(maximum round trip delay)보다 같거나 크게 설정된다.
* 프리앰블: 신호가 전송되었음을 gNB가 검출하기 위한 시퀀스가 정의되며, 프리앰블은 이 시퀀스를 나르는 역할을 한다.
* 가드 시간(guard time, GT): RACH 커버리지 상 gNB와 가장 먼 곳으로부터 전송되어 지연되어 상기 gNB에 들어오는 RACH 신호가 RACH 심볼 구간(duration) 이후에 들어오는 신호에 간섭을 주지 않도록 하기 위해 정의된 구간으로서, 이 구간 동안 UE는 신호를 전송하지 않기 때문에 GT는 RACH 신호로서 정의되지 않을 수도 있다.
도 6은 RACH 프리앰블의 구성/포맷과 수신기 기능(function)을 예시한 것이다.
UE는 동기 신호를 통해 얻은 gNB의 시스템 타이밍에 맞춰서 지정된 RACH 자원을 통해 RACH 신호를 전송한다. gNB는 여러 UE로부터의 신호들을 수신하게 된다. gNB는 일반적으로 RACH 수신을 위해 도 5에 예시된 과정을 수행한다. RACH 신호에 대해서 CP는 최대 라운드 트립 딜레이 이상으로 설정되기 때문에, gNB는 최대 라운드 트립 딜레이와 CP 길이 사이의 임의의 지점이 신호 수신을 위한 경계(boundary)로 설정할 수 있다. 상기 경계 지점을 신호 수신을 위한 시작점으로 정하고, 이 시작점으로부터 시퀀스 길이에 해당하는 길이만큼의 신호에 대해서 상관(correlation)을 적용하면, gNB는 RACH 신호의 존재 여부와 순환 천이 정보를 얻을 수 있다.
gNB가 운용하는 통신 환경이 밀리미터 대역과 같이 다중 빔을 사용하는 환경의 경우, RACH 신호가 여러 방향으로부터 상기 gNB에 들어오게 되며, 상기 gNB는 여러 방향으로부터 들어오는 RACH 수신을 위해 빔 방향을 바꿔가면서 RACH 프리앰블(즉, PRACH)에 대한 검출을 수행해야 한다. 앞서 언급한 바와 같이 아날로그 빔을 사용하는 경우, gNB는 하나의 시점에는 한 방향에 대해서만 RACH 수신을 수행할 수 밖에 없다. 이러한 이유로 인해 gNB가 RACH 프리앰블 검출을 적절하게 수행할 수 있도록 하기 위한 RACH 프리앰블 및 RACH 과정이 설계될 필요가 있다. 본 발명은 gNB에서 빔 대응성(beam correspondence, BC)가 유효한 경우와 BC가 유효하지 않은 경우를 고려하여 NR 시스템, 특히, 빔포밍이 적용될 수 있는 고주파 대역을 위한 RACH 프리앰블 및/또는 RACH 과정을 제안한다.
도 7은 RACH 프리앰블을 수신하기 위해 gNB에 형성되는 수신(receiving, Rx) 빔을 예시한 것이다.
BC가 유효하지 않은 경우, SS 블록에 대해서 RACH 자원이 링크되어 있더라도 gNB는 SS 블록의 전송 빔 방향으로 수신 빔을 형성한다 하더라도 빔 방향이 어긋날 수 있으므로, 다수개의 방향에 대해서 즉 수신 빔을 바꿔가면서 RACH 프리앰블 검출을 수행/시도하는 빔 스캐닝을 수행할 수 있도록, 도 7(a)에 예시된 포맷으로 RACH 프리앰블이 설정될 수 있다. 반면에, BC가 유효한 경우, 동기 신호 블록(SS 블록)에 대해서 RACH 자원이 링크되어 있기 때문에 gNB는 하나의 RACH 자원에 대해 SS 블록을 전송하기 위해 사용한 빔 방향으로 수신 빔을 형성하여 그 방향에 대해서만 RACH 프리앰블 검출을 수행하면 된다. 따라서, BC가 유효하지 않은 경우, 도 7(b)에 예시된 포맷으로 RACH 프리앰블이 설정될 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, UE의 하향링크 빔 획득 보고 및 하향링크 선호(preferred) 빔 보고와 gNB의 BC에 따른 빔 스캐닝이라는 RACH 과정의 두 가지 목적을 반영하여, RACH 신호 및 RACH 자원이 구성되어야 한다.
gNB가 RACH 프리앰블 전송을 위한 RACH 자원을 설정함에 있어서 BC가 유효하다면 앞서 언급한 바와 같이 하나의 RACH 자원만을 적절한 시간에 할당하는 것만으로도 충분하다. 하지만 BC가 맞지 않는 경우에는 (UE의) 빔 스위핑 혹은 (gNB의) 빔 스캐닝을 위한 RACH 자원이 설정되어야 한다. BC가 유효하지 않은 gNB에 대한 RACH 자원의 설정을 위해 a) 빔 스캐닝 후 빔 스위핑 혹은 b) 빔 스위핑 후 빔 스캐닝이 고려될 수 있다.
도 8은 빔 스캐닝 및 빔 스위핑을 고려한 RACH 자원 설정을 예시한 것이다.
도 8(a)를 참조하면, gNB가 빔 스캐닝 수행을 우선 수행하는 경우, UE는 다수 개의 프리앰블을 CP없이 연접해서 보내는 것이 가능하다. 이 경우, gNB는 수신 빔 방향을 변경시키면서 RACH 프리앰블의 수신을 시도하는 빔 스캐닝을 수행한다. gNB가 아날로그 빔을 사용하는 경우, UE에게 할당된 RACH 자원이 설정된 슬롯에서는 gNB가 슬롯 단위의 스케줄링을 수행하는 것이 힘들다. RACH 자원이 설정된 슬롯에 스케줄링을 수행하는 방법 중 하나는 gNB가 RACH 자원이 설정된 슬롯에서 미니 슬롯을 구성하고 미니 슬롯 단위의 스케줄링을 수행하는 것이다. gNB의 BC가 유효하지 않아서 빔 스캐닝을 수행하는 것이므로, RACH 자원이 설정된 슬롯에 스케줄링을 수행하는 다른 방법은 공통(common) RACH 자원이 설정된 슬롯에 gNB Rx 빔의 방향이 맞는 공통 RACH 자원 시간과 일치하는 UE-전용 RACH 자원을 설정하고, 이를 UE에게 알려주는 것이다.
도 8(a)의 방법은 RACH 자원이 설정된 슬롯(들)에 대해서는 슬롯 단위의 스케줄링을 수행하는 것이 어려우므로, gNB의 스케줄링의 자유도를 떨어뜨리는 문제점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 UE가 빔 스위핑을 우선 수행할 수 있지만, UE의 빔 스위핑이 gNB의 빔 스캐닝보다 우선 수행된다고 문제점이 완전히 해결되지는 않는다. gNB의 스케줄링 자유도를 위해서는 gNB가 빔 스캐닝을 위한 RACH 자원을 할당하되, 상기 gNB의 Rx 빔 방향을 슬롯 단위로 설정할 수 있도록 하기 위해서 슬롯 단위로 RACH 자원을 설정한다. RACH 자원들이 서로 연접하지 않더라도 슬롯 단위로 RACH 자원이 설정된다면 gNB의 스케줄링 자유도를 유지하면서 RACH 프리앰블이 전송/수신될 수 있다. gNB는 하나의 슬롯 혹은 RACH 신호 포맷이 다수 개의 슬롯에 걸쳐 형성되는 경우 다수 개의 슬롯들 내에서 RACH 자원을 설정하여 UE에게 알려준다. 도 8(b)를 참조하면, 예를 들어, gNB는 UE의 빔 스위핑을 위해 CP와 프리앰블로 구성된 RACH 신호를 여러 번 전송하도록 RACH 자원을 설정할 수 있다. 그리고 UE에게 RACH 신호를 어느 슬롯에서 전송해야 하는지를 UE에게 알려준다. gNB는, 예를 들어, 특정 시스템 프레임 번호(system frame number, SFN)을 시작점으로 하는 비트맵으로 RACH 신호를 전송할 슬롯을 알려주거나, UE가 연속된 슬롯들에서 RACH 신호를 전송한다고 생각하고 특정 SFN을 시작점으로 RACH 신호의 전송 횟수를 알려줄 수도 있다.
도 8에서 언급한 방법들은 후술되는 본 발명에 따라 다수 개의 RACH 자원들이 설정/할당하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.
이동 통신 시스템은 UE가 이동함에 따라서 통신이 단절되지 않고 지속적으로 서비스를 받도록 하기 위해서 상기 UE의 서빙 셀을 바꿔주는 핸드오버를 수행한다. 핸드오버 과정에서 무선 자원 관리(radio resource management, RRM)가 이용된다. 본 발명의 빔 측정/보고에 사용되는 RRM 측정에 대한 이해를 돕기 위해 LTE 시스템에서의 RRM 측정에 대해 우선 설명한다. LTE 시스템은 전력 제어, 스케줄링, 셀 탐색(search), 셀 재탐색, 핸드오버, 무선 링크 혹은 연결(connection) 모니터링, 연결 수립(establishment)/재수립(re-establishment) 등을 포함하는 RRM 동작을 지원한다. 서빙 셀의 eNB는 RRM 동작을 위한 측정 값인 RRM 측정 정보를 UE에게 요청할 수 있다. 대표적으로 LTE 시스템에서는 UE가 각 셀에 대한 셀 탐색 정보, 참조 신호 수신 전력(reference signal received power, RSRP), 참조 신호 수신 품질(reference signal received quality, RSRQ) 등의 정보를 측정하여 eNB에게 보고할 수 있다. 구체적으로, LTE 시스템에서 UE는 서빙 셀의 gNB로부터 RRM 측정을 위한 상위 계층(예, 무선 자원 관리(radio resource control, RRC) 계층) 신호로 measConfig(3GPP TS 36.331 참조)를 제공 받는다. UE는 measConfig의 정보에 따라 RSRP 또는 RSRQ를 측정한다. LTE 시스템의 TS 36.214 문서에 따른 RSRP와 RSRQ의 정의는 다음과 같다.
* RSRP
RSRP는 고려된(considered) 측정 주파수 대역폭 내에서 셀-특정(cell-specific) 참조 신호들을 나르는 자원 요소들의 전력 기여도(contribution)들([W])에 대한 선형 평균(linear average)으로 정의된다. RSRP 결정(determination)을 위해 3GPP TS 36.211에 따른 셀-특정 참조 신호 R0가 사용되어야 한다. UE가 R1이 이용 가능하다고 신뢰할 수 있을 정도로(reliably) 검출할 수 있는 경우, R0에 추가하여 R1을 사용하여 RSRP를 결정할 수 있다. RSRP의 참조 포인트는 UE의 안테나 커넥터여야 한다. 수신기 다이버시티가 UE에 의해 사용되는 경우, 보고된(reported) 값은 임의의(any) 개별(individual) 다이버시티 가지(branch)들의 해당(corresponding) RSRP보다 낮아서는 안 된다.
* RSRQ
RSRQ는 비율(ratio) N*RSRP/(E-UTRA 반송파 RSSI)로 정의되며, 여기서 N은 E-UTRA 반송파 RSSI 측정 대역폭의 자원 블록(resource block, RB) 수이다. 분자(numerator)와 분모(demoninator)의 측정은 동일한 자원 블록 세트를 대해 이루어져야 한다. E-UTRA 반송파 RSSI는 공동-채널(co-channel) 서빙 및 비-서빙 셀들, 인접(adjacent) 채널 간섭, 열 잡음(thermal noise) 등을 포함하는, 모든 소스들로부터 UE에 의해 N개 자원 블록에 대해, 측정 대역폭 내에서, 안테나 포트 0에 대한 참조 심볼을 포함하는 OFDM 심볼들에서만 관측(observe)된 총 수신 전력([W])의 선형 평균을 포함한다. 상위-계층 시그널링이 RSRQ 측정을 수행하기 위한 어떤(certain) 서브프레임을 지시하는 경우, RSSI는 상기 지시된 서브 프레임들 내 모든 OFDM 심볼들에 대해 측정된다. RSRQ에 대한 참조 포인트는 UE의 안테나 커넥터여야 한다. 수신기 다이버시티가 UE에 의해 사용되는 경우, 보고된 값은 임의의 개별 다이버시티 가지들의 해당 RSRQ보다 낮아서는 안 된다.
* RSSI
수신기 펄스 정형(shaping) 필터에 의해 정의된 대역폭 내에서, 수신기에서 발생하는 열 잡음 및 잡음을 포함한, 수신(received) 광(wide) 대역 전력. 측정을 위한 참조 포인트는 UE의 안테나 커넥터여야 한다. 수신기 다이버시티가 UE에 의해 사용되는 경우, 보고된 값은 임의의 개별 수신(receive) 안테나 가지들의 해당 UTRA 반송파 RSSI보다 낮아서는 안 된다.
상기 정의에 따라, LTE/LTE-A 시스템에서 동작하는 UE는 인트라-주파수 측정의 경우에는 시스템 정보 블록 타입(system information block type 3, SIB3)에서 전송되는 허여(allowed) 측정 대역폭 관련 정보 요소(information element, IE)를 기반으로 그리고 인터-주파수 측정의 경우에는 SIB5에서 전송되는 허여 측정 대역폭 IE를 기반으로 6, 15, 25, 50, 75, 100개 RB들 중 하나에 대응되는 대역폭에서 RSRP를 측정하도록 허여되거나, 또는 상기 IE가 없을 경우 디폴트로 전체 DL 시스템의 주파수 대역에서 RSRP를 측정할 수 있다. UE가 허여 측정 대역폭 정보를 수신하는 경우, 상기 UE는 해당 값을 최대(maximum) 측정 대역폭으로 생각하고 해당 값 이내에서 자유롭게 RSRP의 값을 측정할 수 있다. 다만, 서빙 셀이 광대역 RSRQ(wide band RSRQ, WB-RSRQ)로 정의되는 IE을 전송하고, 허여 측정 대역폭을 50개 RB 이상으로 설정하면 UE는 전체 허여 측정 대역폭에 대한 RSRP 값을 계산하여야 한다. 한편, RSSI에 대해서는 RSSI 대역폭의 정의에 따라 UE의 수신기가 갖는 주파수 대역에서 측정된다.
도 9는 핸드오버 과정을 나타낸 것이다. 특히 도 9(a)는 경쟁-기반 RACH를 이용한 핸드오버(handover, HO) 과정을 나타낸 것이고, 도 9(b)는 경쟁-프리 RACH를 이용한 HO 과정을 예시한 것이다.
일반적으로 핸드오버 과정은 도 9(a)와 같으며, 간단히 설명하면 다음과 같다.
> 측정 보고(measurement report)(S801): UE가 셀별 RSRP/RSRQ를 보고한다.
> 핸드오버 명령(handover command)(S802): 기지국은 UE에게 핸드오버를 통해 옮겨갈 타겟 셀과 상기 타겟 셀에 대한 정보를 알려준다.
> 동기화(synchronization)(S803) 및 RACH 과정(S804 ~ S807): UE는 타겟 셀과의 (하향링크 시간 및 주파수) 동기를 획득하고, 상기 타겟 셀과 RACH 과정을 진행한다.
> 핸드오버 완료(handover complete)(S808): UE는 타겟 셀의 기지국에 핸드오버가 완료되었음을 알려준다.
도 9(a)는 경쟁-기반 RACH를 통한 HO 과정을 도시한 것이다. 기지국은 HO 과정에서 생기는 프로세싱 지연(latency)을 줄이기 위해서 경쟁-프리 RACH를 수행할 수도 있다. 경쟁-프리 RACH는 RACH 전송 과정에서 UE가 공통 자원을 사용하지 않고 전용(dedicated) 자원을 사용하기 때문에 다른 UE와의 자원 충돌로 인한 재전송 과정을 필요로 하지 않을 뿐만 아니라 경쟁 해결(contention resolution) 과정을 필요로 하지 않기 때문에 HO 과정을 완료하는 데 걸리는 시간을 줄일 수 있는 장점이 있다.
UE는 HO 과정에서 RACH를 통해 상향링크 전송을 위한 타이밍 어드밴스(timing advance, TA) 값을 얻을 뿐만 아니라 소스 셀로부터 수신한 핸드오버 명령에 대한 핸드오버 완료 메시지를 타겟 셀로 전송함으로써 HO 과정을 종료한다.
다중 빔 환경에서는 UE는 RACH 과정을 통해 위에서 언급한 동작뿐만 아니라 타겟 셀에 대한 빔 획득(acquisition) 과정을 수행하게 된다. 본 발명에서는 경쟁-프리 RACH를 통한 HO 과정에서 빔 획득을 수행하는 방법에 대해 기술한다. 네트워크 설정에 의해서 SS 블록 혹은 CSI-RS가 경쟁-프리 RACH 과정의 하향링크(downlink, DL) 빔으로 사용될 수 있으며, 다중 빔 환경에서는 복수 개의 SS 블록들 혹은 복수 개의 CSI-RS들이 설정될 수 있다.
* b-1. 측정 보고를 통한 빔 획득: 다수 개의 RACH 자원 할당에 따른 자원의 낭비를 막기 위해 측정 보고를 통한 빔 획득이 고려될 수 있다. gNB가 다수 개의 UE-전용 RACH 자원을 할당하지 않기 위해서는 HO를 결정하는 단계에서 UE와 상기 gNB 간에 가장 좋은 품질을 갖는 빔에 대한 정보가 유효해야 한다. UE는 이웃(neighbor) 셀에 대한 채널 품질을 지속적으로 측정하는데, 다중 빔 환경에서 gNB는 셀당 다수 개의 빔으로 채널 품질 측정을 위한 신호를 전송하고 상기 UE는 빔별로 채널 품질을 측정한다. NR 시스템에서는 동기 신호(synchronization signal, SS) 혹은 PBCH 등이 채널 품질 측정을 위해 사용되는데, 본 발명에서는 채널 품질 측정을 위해 사용되는 SS 및/또는 PBCH를 SS 블록이라고 통칭한다. 일반적으로 이동성(mobility)를 위한 측정 정보로서 RSRP 혹은 RSRQ가 사용되는데, 설명의 편의를 위해, 본 발명에서는 이동성 측정을 위해 사용하는 모든 정보가 RSRP로 통칭된다. UE는 빔별 채널 품질 측정을 기반으로 셀별 채널 품질 정보뿐만 아니라 셀별 및 빔별 채널 품질 정보를 함께 gNB에 전달하며, 상기 gNB는 HO를 판단하는 과정에서 타겟 셀의 빔 정보를 이용하여 상기 타겟 셀의 특정 빔으로의 HO를 상기 UE에게 알려줄 수 있다. 이 경우, 다수 개가 아닌 하나 (혹은 타겟 셀의 최대 빔 개수보다 작은 수)의 RACH 자원(들)이 HO를 위해 할당될 수 있다. 빔별 채널 측정을 이용하여 gNB가 HO를 위한 RACH 자원(들)을 할당하려면 다음 사항들이 고려되어야 한다.
> 측정 보고(measurement report, MR) 정보: MR에는 다음과 같은 정보가 포함될 수 있다.
>> 셀별 RSRP: 다중 빔 환경에서 채널 품질 측정은 기본적으로 빔별로 이루어진다. 셀별 RSRP는 빔별 RSRP를 이용하여 다양한 형태로 정의될 수 있다. 예를 들어, 최적 빔 RSRP, 가장 좋은 채널 품질을 갖는 N개의 빔들의 RSRP 평균인 최적-N 빔 RSRP, 또는 임계치를 넘는 모든 빔의 RSRP 평균 등이 셀별 RSRP로서 정의될 수 있다.
>> 빔별 RSRP: 셀별 RSRP와 함께, 보고되는 셀에 포함된 빔 인덱스 및 빔별 RSRP가 MR에 포함할 수 있다. 여기서 빔별 RSRP는 셀 내 검출된 모든 빔의 RSRP, 또는 셀 내 검출된 빔들 중 최적-N개 빔의 RSRP 등으로 정의될 수 있다.
>> 빔 인덱스: 빔별 RSRP 정보의 경우 시그널링 오버헤드가 클 수 있기 때문에 MR이 빔별 RSRP가 아니라 빔 인덱스를 포함할 수 있다. 여기서 빔 인덱스는 최적 빔의 인덱스, 셀별 RSRP를 계산하는 데 사용된 빔 인덱스, 또는 최적-N 빔의 정렬된(sorted) 인덱스 등일 수 있다.
> MR 이벤트: 통신 시스템은 MR을 전송하는 이벤트를 정의하고, gNB는 상기 정의된 이벤트를 트리거링하는 임계치를 UE에게 전달하며, 상기 UE는 상기 정의된 이벤트가 발생하면 MR을 전송한다. 본 발명에서는 빔별 RSRP를 이용한 이벤트가 추가로 정의될 수 있다. 예를 들어, 다음과 같은 이벤트(들)과 파라미터들이 사용될 수 있다.
>> 이벤트: 서빙 셀의 서빙 빔 RSRP가 특정 임계치보다 작아진 경우.
>> 이벤트: 서빙 셀의 최적 빔 RSRP가 특정 임계치보다 작아진 경우.
>> 이벤트: 이웃 셀의 최적 빔 RSRP가 특정 임계치보다 커진 경우.
>> 이벤트: 이웃 셀의 최적 빔 RSRP가 서빙 셀의 서빙 빔 RSRP보다 특정 임계치 이상 커진 경우.
>> 이벤트: 이웃 셀의 최적 빔 RSRP가 서빙 셀의 최적 빔 RSRP보다 특정 임계치 이상 커진 경우.
>> 노트 1. 여기에서 빔별 RSRP는 L3 필터링(filtering), L1/L2 필터링 혹은 필터링을 적용하지 않은 결과일 수 있다. 빔별 RSRP에 대한 필터링은 후술되는 "필터링 계수"에서 언급하는 것과 유사하게 gNB가 설정해줄 수 있다.
>> 노트 2. 위의 이벤트들의 조합으로 이벤트가 정의될 수 있으며, 임계치는 각각의 케이스별로 따로 정의될 수 있다.
>> 노트 3. 이벤트의 정의에서 사용한 임계치는 셀별 RSRP에 사용하는 임계치와 별도로 설정될 수 있으며, 이벤트별로 별도의 임계치가 설정될 수 있다.
>> 노트 4. 앞서 언급한 RSRP는 채널 품질을 나타내는 대표적인 지표이나, 다른 품질 지표(예, RSRQ, 신호 대 잡음 비(signal to noise ratio, SNR) 등)가 이용될 수도 있다.
>> 노트 5. 이벤트 트리거를 위한 조건을 비교하면서 서빙 셀과 이웃 셀간의 채널 품질 측정을 위한 채널이 다른 경우(예, 이웃 셀에 대해 SS 블록 RSRP이고, 서빙 셀에 대해서는 CSI-RS RSRP인 경우), 이를 보정하기 위한 전력 오프셋은 gNB가 UE에게 알려주거나 사전에 정의되어야 한다.
> 필터링 계수: UE는 셀별 RSRP를 측정하고 이벤트 트리거를 위한 조건을 만족하는지 확인하는데, 셀별 RSRP 값의 변화가 큰 경우, 이벤트가 너무 자주 트리거되거나 혹은 HO가 너무 자주 발생하는 문제점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 UE는 일반적으로 RSRP에 대한 필터링을 수행하며, RSRP에 대한 필터링을 위한 계수는 시스템의 안정적인 동작을 위해 gNB가 UE에게 알려준다. 그런데, UE가 너무 긴 필터링을 수행하면 필터링에 의한 지연에 의해 HO 실패율이 높아지며 너무 짧은 필터링을 수행하면 HO 핑-퐁(ping-pong) 현상이 나타난다. 본 발명에서는 셀별 RSRP는 잦은 HO를 방지하기 위해 긴 필터링을, 빔별 RSRP는 최신의 정보를 이용한 안정적인 빔 획득을 위해 짧은 필터링을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 즉, 시스템의 안정적인 동작을 위해 셀별 RSRP와 빔별 RSRP에 대해서 독립적인 필터링 계수를 사용하는 것이 좋다. UE가 셀별 RSRP와 빔별 RSRP에 대해 독립적인 필터링 계수를 사용할 수 있도록 하기 위해, gNB는 UE에게 다수 개의 필터링 계수를 전달하거나, 셀별 RSRP는 gNB가 필터링 계수를 전달하고, 빔별 RSRP는 UE가 필터링을 수행하지 않고 최신의 값을 사용하게 하는 것도 가능하다.
> 전력 제어: gNB가 UE에게 하향링크 빔 획득을 위한 빔 인덱스를 알려주기 때문에, 상기 gNB는 상기 UE에게 RACH 전송 시 사용해야 할 전력 제어의 참조(reference) 채널 정보를 알려주어야 한다. UE는 HO시 접속해야 할 타겟 셀의 빔 인덱스와 연결된 채널(예, SS 블록 혹은 CSI-RS 등)을 참조 채널로 사용할 수 있고, 혹은 gNB가 특정한 참조 채널(예, SS 블록 혹은 CSI-RS 등)의 자원 정보를 직접 UE에게 지시해줄 수도 있다. 빔이 계층적(hierarchical) 구조로 구성되어 있는 경우, gNB는 상위 빔과 하위 빔 간 링크 정보를 알려주고, UE는 상기 링크 정보를 이용해서 상기 gNB가 직접적으로 지시한 빔 인덱스와 연결된 빔의 상위 혹은 하위에 연결된 채널을 전력 제어를 위한 참조 채널로서 이용하는 것도 가능하다. 이 경우, UE는 상위 혹은 하위 빔에 대한 추가적인 측정 과정을 필요로 하거나 혹은 이미 측정된 정보를 이용하여 전력 제어를 위한 참조 채널을 결정할 수 있다.
* b-2. 다수 개의 RACH 자원 할당을 통한 빔 획득: 다중 빔 환경에서 HO 과정 중 빔 획득 동작을 간단하게 살펴보면 다음과 같다. 우선 경쟁-기반 RACH 과정을 통한 HO 과정은 초기 획득(initial acquisition) 과정에서 RACH 전송을 통한 초기 빔 획득(initial beam acquisition)과 동일하다. 즉, HO 과정에서 UE는 HO 명령을 받으면 타겟 셀에 RACH 전송을 수행하게 되는데, RACH 전송을 수행하기 전에 빔별 채널 품질 측정을 통해서 가장 좋은 채널 품질을 갖는 SS 블록, 즉, DL 빔을 결정한다. 이와 같이 최적의 품질을 갖는 SS 블록이 결정되면, gNB는 SS 블록별로 RACH 자원을 설정하고, RACH 프리앰블이 수신된 RACH 자원이 무엇인지를 보고 UE가 결정한 DL 빔 인덱스를 알 수 있게 된다. 이와 유사하게 gNB는 경쟁-프리 RACH 과정을 통한 HO 과정에 대해서도 다수 개의 UE-전용(UE-dedicated) RACH 자원들을 설정함으로써 빔 획득을 수행할 수 있다. 이 때, UE-전용 RACH 자원들은 각각 최적의 빔 (혹은 SS 블록)과의 연결 관계를 갖고 있으며, gNB는 이 연결 관계에 대한 정보를 UE에게 알려준다. 본 발명에서는 빔별 채널 품질 측정을 SS 블록에 대한 채널 품질 측정으로 혼용해서 사용할 수 있다. 즉, 빔을 대표하는 채널로서 SS 블록이 사용되기도 한다. 하지만 이외에도 CSI-RS 등과 같이 gNB가 빔을 통해 전송하는 참조 신호도 빔별 채널 품질 측정을 위해 이용될 수 있다. 빔별 채널 품질 정보로서 CSI-RS와 같이 계층 구조상 하위에 위치하는 빔에 해당하는 빔을 대표하는 참조 신호의 채널 품질 정보를 이용하여 핸드오버를 수행하는 경우, gNB는 UE가 RACH 자원을 선택할 수 있도록 하기 위해 계층 구조상 하위 빔을 대표하는 CSI-RS와 상위 빔을 대표하면서 RACH 자원과의 연결 관계를 갖는 SS 블록간의 연결 정보도 추가로 알려줄 수 있다. 이러한 정보는 이 후 UE가 RACH 자원 선택을 하는 과정에서 이용될 수 있다.
이 경우 UE는 최적(best) 빔(즉, 최적 품질의 SS 블록 혹은 최적 품질의 CSI-RS과 연결된 SS 블록)과 연관된 RACH 자원만을 사용하여 RACH 프리앰블을 전송함으로써 상기 UE가 선택한 빔과 연결할 수 있다. 하지만 UE가 다수의 빔 방향으로 RACH를 전송하고 gNB가 빔별 UE 부하(load) 등의 정보를 반영하여 적절한 빔 방향으로 빔 획득을 수행할 수도 있다. UE가 gNB와 통신이 불가능한 빔(들)을 선택하여 RACH 전송을 수행할 경우, 상기 UE와 상기 gNB 간 통신이 끊어지는 문제가 있으므로, 상기 gNB는 상기 UE에게 빔을 선택할 수 있는 조건을 알려준다. 예를 들어, 최적 빔의 RSRP와의 차이가 임계치보다 작은 빔만을 UE가 고르도록 하기 위해 gNB는 상기 UE에게 상기 임계치를 알려줄 수 있다.
서빙 셀의 gNB는 HO 명령을 통해 타겟 셀로의 RACH 전송을 위한 RACH 자원을 UE에게 할당할 때, 다수 개의 RACH 자원들을 할당하면서 각각의 RACH 자원에 대한 SS 블록과의 연결 정보를 함께 UE에게 전달할 수 있다. 상기 UE는 상기 타겟 셀에 대한 SS 블록별 채널 품질을 측정하거나 이전에 측정한 SS 블록의 채널 품질 측정 결과를 기준으로 적당한 RACH 자원을 통해 RACH를 전송함으로써 하향링크 빔 획득 및 하향링크 최적 빔 정보를 (타겟 셀의 gNB에게) 제공한다.
이 과정에서 측정 보고를 통한 채널 품질 정보는 셀별 (혹은 HO를 위한 측정 보고의 단위별(예, SS 블록별, CSI-RS별 등) 채널 품질 정보를 포함하는 것으로 충분하다.
다수 개의 RACH 자원이 HO 과정을 위해 할당되면 UE가 셀별 채널 품질 정보만을 전송하면 되므로 시그널링 오버헤드가 작고 상기 UE가 HO 명령을 수신한 후 가장 좋은 품질의 빔을 선택하는 과정을 수행하므로 빔 획득 및 빔 트랙킹의 안정성을 높일 수 있다.
이하에서는 다수 개의 RACH 자원 할당을 통한 본 발명의 RACH 방식에 대해 기술한다.
도 10은 핸드오버를 위한 임의 접속 채널 자원을 설정하는 방법을 예시한 것이다. 특히 도 10은 DL 빔에 대한 대표자로서 SS 블록을 사용하고, HO를 위해, 복수 개의 SS 블록들에 대한 RACH 자원을 설정하는 방법에 대한 예를 도시한 것이다. 본 발명은 경쟁-프리 RACH가 사용되는 대표적인 케이스로 HO를 예로 하여 설명되나, 참고로 본 발명은 경쟁-프리 RACH를 사용하는 다른 케이스들(예, UL 동기 획득을 위한 RACH(즉, PDCCH 지시(order)에 의한 RACH), 빔 회복 과정을 위한 RACH 등)에도 적용될 수 있다. 아울러, DL 지시하는 신호로 SS 블록 외에도 CSI-RS가 사용될 수 있다.
본 발명에서 복수 개의 RACH 자원을 전용하여 설정한다는 것은 RACH 프리앰블(예, 프리앰블 시퀀스) 및 RACH 프리앰블을 전송하기 위한 시간/주파수 자원을 특정 목적(예, HO 혹은 경쟁-프리 RACH)을 위해 전용적으로 설정한다는 것을 의미한다. HO를 위해서 타겟 셀이 복수 개의 RACH 자원을 전용적으로 설정해 둔 경우, 해당 RACH 시간/주파수 자원은 HO 혹은 경쟁-프리 RACH를 위해서 전용됨을 의미하며, 반드시 한 명의 UE만이 해당 RACH 자원을 사용해야 한다는 것은 아닐 수 있다. 즉, 해당 RACH 자원(이하, 전용 RACH 자원)에서는 일반적인 초기 접속을 위한 경쟁-기반 RACH가 수행되지 않으며, 상기 해당 RACH 자원은 경쟁-기반 공통 RACH 자원과 구분된다. 해당 전용 RACH 자원에서, 한 명의 UE가 해당 자원을 모두 점유해서 사용하는 경우도 있을 수 있으나, HO를 시도하는 다수의 UE가 해당 시간 자원에서 전용된 프리앰블 시퀀스를 이용하여 RACH를 시도할 수도 있다.
HO를 위해 별도의 시간/주파수에 설정된 RACH 자원에서는 경쟁-프리 기반의 RACH를 수행하는 다수의 UE가 존재할 수 있다. 이 경우, 각 RACH 자원에서 사용되는 프리앰블 시퀀스는 UE-전용 시퀀스이다. 즉, RACH 과정을 위해 UE가 타겟 SS 블록을 바꾸더라도 프리앰블 시퀀스는 동일하게 유지된다. 이는 gNB가 복수의 RACH 자원들 각각에서 수신한 프리앰블 시퀀스들을 보낸 UE(들)을 알 수 있도록 하기 위함이다. 이 방법은 하나의 SS 블록이 하나의 RACH 자원과 1:1로 연관(associate)되는 경우에 적용될 수 있다.
한편, 복수 개의 SS 블록(SS block, SSB)가 하나의 RACH 자원에 연관되는 경우, 경쟁-프리 RACH 과정에서 하나의 프리앰블 시퀀스(이하, 프리앰블)가 복수의 RACH 자원들에 대해 동일하게 UE-전용 시퀀스로서 할당되기 어려울 수 있다. 하나의 RACH 자원에서 사용할 수 있는 프리앰블의 개수가 고정되어 있고, 하나의 RACH 자원에서 사용할 수 있는 프리앰블들을 복수 개의 SSB가 공유하는 경우, 특정 RACH 자원과 연관된 복수의 SSB들은 프리앰블들에 의해 구분될 수 있다. 예를 들어, RACH 자원에서 사용될 수 있는 프리앰블의 개수가 64개이고, 2개의 SSB가 상기 RACH 자원과 연관되어 있고, 경쟁 기반 RACH 과정을 위해 사용될 수 있는 프리앰블의 개수가 48개라면, 각 SSB별로 경쟁 기반 RACH 과정을 위해서 사용될 수 있는 프리앰블의 개수는 24개이며, 나머지 16개의 프리앰블은 경쟁-프리 RACH 과정을 위해서 사용될 수 있다. 프리앰블들은 프리앰블 인덱스에 따라 순차적으로 경쟁 기반 RACH를 위해서 SSB들에 할당되고, 나머지 프리앰블 인덱스들이 경쟁 프리 RACH를 위해서 사용된다. 즉, 프리앰블들이 프리앰블 인덱스에 따라 연속적으로 경쟁 기반 RACH를 위해서 각 SSB에 순차적으로 할당되고, 경쟁 기반 RACH를 위한 프리앰블들을 제외한 나머지 프리앰블들이 경쟁 프리 RACH를 위해 사용된다. 예를 들면, SSB 인덱스 n에 대해서는 프리앰블 인덱스 0~23인 프리앰블들이 할당되고, SSB 인덱스 n+1에 대해서는 프리앰블 인덱스 24~47인 프리앰블들이 할당된다. 프리앰블 인덱스 48~63인 나머지 프리앰블들은 경쟁 프리 RACH를 위해서 사용되지만, 상기 나머지 프리앰블들에 대해서는 명시적으로 연관된 SSB 정보가 주어지지 않을 수 있다. 다만, 네트워크가 한 UE에게 경쟁-프리 RACH를 위해서 다수 개의 RACH 자원을 할당해 주는 경우, 그리고 복수 개의 SSB가 하나의 RACH 자원에 연관된 경우, 상기 네트워크는 상기 UE가 사용할 수 있는 프리앰블(들)의 시작 프리앰블 인덱스를 상기 UE에게 설정/할당해 주는 프리앰블 정보로서 알려줄 수 있다. UE는 경쟁-기반/경쟁-프리 RACH 정보를 수신할 때, 네트워크가 SSB와 RACH 자원 맵핑에 대한 정보를 함께 전송한다. 따라서, 예를 들어, RACH 자원별로 2개의 SSB가 연관된 경우, 상기 UE는 해당 시작 프리앰블 인덱스를 포함한 2개의 프리앰블들을 경쟁-프리 RACH를 위해서 사용할 수 있다. 상기 UE는 상기 2개의 프리앰블들 중 하나를 선택하여 PRACH를 전송할 수 있으며, 이로써 선호하는 DL 빔을 네트워크에게 알릴 수 있다.
PDCCH 지시(order)에 의해 또는 gNB와 UE 사이의 빔을 관리하기 위한 목적으로 경쟁-프리 RACH 과정이 개시될 수 있다. 이는 UE의 UL 타이밍이 일정 이상 벗어나 UL 타이밍을 맞추고자 할 때, 혹은 UE의 UL 빔을 네트워크가 더 좋은 품질의 빔으로 결정하고자 할 때 개시될 수 있다. 이러한 경우에도, 네트워크는 경쟁 -프리 RACH를 위해서 복수 개의 RACH 자원을 UE에게 설정해 줄 수 있다. SSB와 RACH 자원이 1 대 1로 매핑되는 경우, 즉, SSB와 RACH 자원이 일대일로 연관되는 경우, 단일 전용 프리앰블 인덱스가 경쟁 프리 RACH 과정을 위해 할당될 수 있으며, 상기 단일(single) 전용 프리앰블 인덱스는 임의의(any) RACH 자원 상에서 사용될 수 있으며 UE는 DL 신호(예, SSB) 측정을 기반으로 어떤 RACH 자원에서 RACH 프리앰블을 전송할 것인지 선택할 수 있다. SSB와 RACH 자원이 M 대 1(즉, M:1)로 매핑되는 경우, 즉, 복수의 SSB들이 하나의 RACH 자원에 연관되는 경우, 적어도 연속한(consecutive) M개 프리앰블들이 경쟁 프리 RACH 과정을 위해 전용될 필요가 있고, 상기 UE에 전용되는 프리앰블들의 개수 및 시작 프리앰블 인덱스가 해당 RACH 과정을 트리거하는 하향링크 제어 정보 내에 포함될 수 있다. UE가 SSB들과 RACH 자원들 간의 매핑 규칙을 시스템 정보를 통해 이미 할당 받아 알 수 있는 경우, 즉, 시스템 정보를 통해 SSB들과 RACH 자원들 간의 매핑 규칙이 시그널링된 경우, 네트워크는 UE에게 상기 시작 프리앰블 인덱스를 지시하기만 하면 된다. SSB와 RACH 자원이 1:1로 연관되는 경우에는 UE는 상기 지시된 프리앰블 인덱스를 기반으로 해당 프리앰블을 상기 UE에게 할당된 복수 개의 RACH 자원에서 고정하여 사용하고, SSB와 RACH 자원이 M:1로 맵핑되는 경우에는 UE는 상기 지시된 프리앰블 인덱스를 포함하여 M개의 연속된 프리앰블이 경쟁 프리 RACH를 위해서 사용할 수 있음을 알 수 있다. PDCCH 지시에 의한 RACH인 경우에는 RACH를 트리거하는 DCI 내에 해당 시작 프리앰블 인덱스가 포함되고, HO 명령에 의한 RACH의 경우에는 해당 HO 명령 정보에서 시작 프리앰블 인덱스가 지시된다. 다만, HO를 위한 RACH 과정에서 타겟 셀의 RACH 설정 정보를 UE가 완벽하게 알지 못하는 경우, 네트워크는 상기 UE에게 시작 프리앰블 인덱스와 더불어 SSB와 RACH 자원 간의 맵핑 정보를 알려줌으로써, 경쟁-프리 RACH를 위해서 상기 UE가 사용할 프리앰블 정보를 명확하게 지시할 수 있다.
일반적으로, 타겟 셀(즉, 타겟 셀의 gNB)에 대해서 HO를 위한 복수 개의 RACH 자원들이 설정되면, UE는 상기 복수 개의 RACH 자원들 중 자신이 가장 선호하는 DL 빔에 연결되어 있는 RACH 자원을 이용하여 RACH 프리앰블(즉, PRACH)를 전송함으로써 자신이 가장 선호하는 DL 빔 방향을 타겟 셀(즉, 타겟 셀의 gNB)에게 알릴 수 있게 된다. 그런데, 복수 개의 RACH 자원들이 전용적으로 설정되어 있다면, 상기 RACH 자원들을 HO를 수행하고자 하는 UE가 다 쓰지 않을 이유도 없다. 따라서, 네트워크가 HO를 위해서 복수 개의 RACH 자원들을 설정해 두었다면, 상기 네트워크는 UE에게 RACH 프리앰블을 각 RACH 자원마다 전송하도록 설정할 수 있다. 이는 UE가 RACH 프리앰블을 전송한 후 임의 접속 응답(random access response, RAR)을 모니터링하는 RAR 윈도우 내에서 상기 RACH 프리앰블에 대한 RAR의 수신을 시도한 후에 (상기 RAR 윈도우 내에서 RAR의 수신에 실패하여) RACH 프리앰블을 재전송과 다르며, RACH 자원들이 시간 축으로 연접(consecutive)하거나 혹은 RAR 윈도우 전에 복수 개의 설정된 RACH 자원들이 있는 경우 상기 RACH 자원들 각각에서 RACH 프리앰블 전송을 시도할 수 있다는 것을 의미한다. 특히 HO 등의 목적을 위한 경쟁-프리 RACH인 경우, UE는 RACH 프리앰블을 RAR 윈도우 이전에 여러 번 보낼 수 있음을 의미한다.
도 10을 참조하면, HO를 위해서 3개의 RACH 자원이 설정된 경우, UE는 상기 3개의 RACH 자원에서 RACH 프리앰블을 각각 전송할 수 있다. 상기 UE가 복수 개의 RACH 프리앰블 전송한다 하더라도, gNB는 각 RACH 프리앰블 전송별로 RAR을 전송하는 것보다는 상기 복수의 RACH 프리앰블에 대해서 하나의 RAR만 전송하는 것이 좋다. 경쟁-프리 RACH 동작을 위해서 네트워크는 이미 각 UE가 사용해야 할 시퀀스 자원을 UE-전용적으로 할당하였으므로, 상기 네트워크는 어떤 UE가 어떤 프리앰블 시퀀스를 사용하여 임의 접속을 시도하는 지 이미 알고 있기 때문이다. UE가 복수 개의 RACH 시간/주파수 자원에서 RACH 프리앰블을 전송하는 경우, 상기 복수 개의 RACH 시간/주파수 자원에 걸쳐서 특정 UE가 사용할 수 있는 프리앰블은 하나로 지정/할당되며, 각 RACH 자원마다 상기 특정 UE에 대해 동일한 프리앰블이 지정/할당된다. 그래야 단일 RAR을 gNB가 전송하더라도, UE와 gNB 간의 통신에 모호함(ambiguity)이 발생하지 않는다.
1) 전력 세팅
UE가 RACH 프리앰블을 전송할 경우, RACH 프리앰블(즉, PRACH) 전송 전력은 타겟 SS 블록(혹은 타겟 CSI-RS)의 수신 신호 전력(RSRP)를 기준으로 정해진다. 도 10에 예시된 바와 같이 네트워크가 경쟁-프리 RACH를 위한 복수 개의 RACH 자원들을 UE에게 설정하고, 각 RACH 자원이 DL 빔(예, 특정 SS 블록 혹은 특정 CSI-RS)에 연결되어 설정하며, 상기 복수 개의 RACH 자원들에서 UE가 RACH 프리앰블을 전송하고자 하는 경우, 본 발명은 UE에서 RACH 프리앰블 전송 전력을 결정하는 방법을 제안한다. 가장 단순하게는, 각 RACH 자원에서 전송되는 RACH 프리앰블의 전송 전력은 해당 RACH 자원이 연결되어 있는 SS 블록의 수신 전력을 기준으로 설정/결정될 수 있다. 그러나, 타겟 셀은 복수의 RACH 프리앰블들 각각의 전송 전력 값들에 대해서 전혀 알지 못하므로, UE가 SS 블록의 RSRP 기준으로 RACH 프리앰블 전송 전력을 결정하여 RACH 프리앰블을 전송하는 경우, RACH 프리앰블의 전송 전력 값이 사실 상 네트워크에 잘못된 정보를 제공할 우려가 있다. 왜냐하면, UE는 SS 블록의 수신 신호 품질이 나쁠수록 높은 전송 전력으로 RACH 프리앰블을 전송하고, SS 블록의 수신 신호 품질이 좋을수록 상대적으로 낮은 전력으로 RACH 프리앰블을 전송하기 때문이다. UE는 DL 수신 신호의 품질이 좋을수록 UE는 DL 수신 채널 상태가 좋은 것으로 여기고 DL 수신 채널 상태가 좋은 빔 방향의 UL 전송 채널 상태 역시 좋을 것으로 여기고 상대적으로 낮은 전송 전력으로 RACH 프리앰블을 전송하여 네트워크에 불필요한 간섭량을 발생시키지 않고자 하는 것이다. 결국, UE가 다수의 SS 블록들에 대한 RACH 자원들에서 RACH 프리앰블을 전송하는 경우, SS 블록의 RSRP를 기준으로 경로 손실(pathloss, PL)를 추정하고 상기 경로 손실 값에 따라 RACH 프리앰블의 전송 전력을 결정하면, SS 블록들(즉, 빔들)에 따른 PL이 달라져 UL 전송 전력이 달라지는 것 때문에 gNB가 같은 UE로부터 다른 전력의 프리앰블을 수신하게 되어 적절한 gNB Tx 빔(즉, DL 빔)을 결정하기 어려워질 수 있다. 따라서, 한 UE가 복수의 RACH 자원들에서 RACH 자원별로 RACH 프리앰블 전송 전력을 달리하는 것은 바람직하지 않다. 한 UE가 경쟁-프리 RACH를 위해서 전용된 복수의 RACH 자원들에서 RACH 프리앰블을 전송하는 경우, 상기 UE가 전송하는 RACH 프리앰블의 전송 전력은 상기 RACH 자원들 간에 동일하게 설정되는 것이 좋다. 예를 들어, UE는 설정된 복수의 RACH 자원들과 연결되어 있는 DL 빔들 중 가장 좋은 RSRP로 수신되는 DL 빔을 기준으로 RACH 프리앰블 전송 전력을 결정하고, 이 값을 해당 DL 빔이 아닌 다른 DL 빔과 연결되어 있는 RACH 자원에서의 RACH 프리앰블 전송 시에도 사용한다. UE가 복수의 RACH 자원들에서 RACH 프리앰블을 전송하는 경우, 상기 RACH 프리앰블의 전송 전력을 결정하기 위해서 어떤 DL 빔, 즉, SS 블록 인덱스 또는 CSI-RS 인덱스를 기준으로 할 것인지를 네트워크가 미리 설정하여 알려줄 수도 있다.
2) DL 빔 획득
본 발명에 따른 경쟁-프리 RACH 과정에서 UE는 복수 개의 DL 빔들에 연결된 복수 개의 RACH 자원들을 설정 받는다. 상기 UE가 상기 설정된 복수 개의 RACH 자원들 각각에서 RACH 프리앰블을 전송하는 경우, 다음과 같은 방법으로 DL 빔 획득 과정이 수행될 수 있다. UE가 경쟁-기반 RACH 과정에서 SS 블록별로 연결되어 있는 RACH 자원(들)에 관한 정보를 수신하고, 상기 UE가 특정 RACH 자원을 선택하여 해당 RACH 자원에서 RACH 프리앰블을 전송하면, 상기 UE는 네트워크에 특정 DL 빔을 선호하는 것을 알리는 것이 된다. 즉, gNB는 RACH 프리앰블이 수신된 RACH 자원과 연결된 DL 빔 방향으로 이후 DL 신호(예, RAR 및 Msg4 등과 그 이후 DL 신호)를 전송한다. 그런데, 각 DL 빔(즉, gNB Tx 빔)과 연결된 RACH 자원이 있을 때, UE가 복수 개의 RACH 자원들에서 RACH 프리앰블을 전송하고 gNB가 복수 개의 RACH 프리앰블을 성공적으로 수신하였다면, 상기 gNB는 상기 UE로의 DL 신호, 특히, RAR을 어떤 방향으로 전송해야 할 것인지가 문제된다. 본 발명은 UE로부터의 UL 프리앰블의 수신 성공 여부 및 수신 신호 품질을 기준으로 gNB가 상기 UE에 대한 DL 빔 방향을 특정할 것을 제안한다. 즉, gNB는 UE의 UL 빔에 대한 수신 성능을 기준으로 어떤 DL 빔이 최적인지를 판단하는 것이다. gNB가 (일정 시간 내) 복수 개의 RACH 자원들에서 UE로부터 프리앰블들을 수신한 경우, 상기 gNB는 가장 좋은 수신 신호 품질로 수신된 RACH 프리앰블이 수신된 RACH 자원과 연결된 DL 빔 방향으로 상기 프리앰블들에 대한 RAR을 전송한다. 상기 gNB는 UE에게 DL 빔 방향을 명확하게 특정하기 위하여 DL 빔 방향 정보(예, SS 블록 인덱스 혹은 CSI-RS 인덱스)를 RAR 메시지 안에 포함시켜 전송할 수 있다.
다만, UE는 gNB가 RAR을 어떤 DL 빔으로 전송할 것인지 알 수 없으므로, 상기 UE가 선택하여 전송한 RACH 자원들과 연결되어 있는 복수 개의 DL 빔을 동시에 수신할 수 있도록 상대적으로 넓은 빔 방향으로 RAR 수신을 시도한다. UE는 RAR을 수신하고 상기 RAR의 메시지 내 DL 빔 인덱스를 확인하고 나서, 상기 DL 빔 인덱스의 DL 빔 방향으로 Msg4 수신을 위한 수신 빔을 형성한다.
gNB가 UL 빔 수신 성능을 기준으로 DL 빔을 결정하는 본 방법에 의하면 사실상 DL 빔 방향과 UL 빔 방향이 다를 수 없다. 이 경우, RAR에서 DL 빔 인덱스 정보가 포함되어 있지 않다 하더라도, UE는 Msg3 전송을 위한 UL 빔 정보를 이용하여 Msg4 수신을 위한 DL 빔 방향을 결정할 수 있다. 혹은 RAR에서의 DL 빔 인덱스정보를 이용하여 Msg3 전송을 위한 UL 빔 방향을 특정할 수 있다.
3) RACH 자원 선택
네트워크가 경쟁-프리 RACH를 위해서 DL 빔 방향 별로 RACH 자원을 설정한 경우, 경쟁-프리 RACH 전송을 명령 받은 UE는 설정된 모든 RACH 자원에서 설정된 특정 프리앰블 시퀀스를 이용하여 PRACH Msg1(즉, RACH 프리앰블)을 전송할 수 있다. 네트워크가 설정에 의해서 UE가 경쟁-프리 RACH를 위해 설정된 모든 RACH 시간/주파수 자원에서 PRACH Msg1을 전송하거나, UE가 특정 조건을 만족하는 DL 빔에 대해서만 PRACH Msg1을 전송하도록 할 수 있다. gNB는 DL 빔에 대한 UE의 측정 결과에 따라서 PRACH Msg1을 전송할 RACH 시간/주파수 자원(들)을 결정하도록 UE를 설정할 수 있다. 예를 들어, gNB는 PRACH Msg1 전송을 위한 DL 빔의 수신 RSRP의 임계치(threshold)를 UE에게 설정해 주거나, 가장 좋은 신호 품질로 수신되는 DL 빔 대비 일정 범위(range) 내의 RSRP로 수신되는 DL 빔들에 대해서만 PRACH Msg1을 전송하도록 UE를 설정할 수 있다.
도 11은 핸드오버를 위한 임의 접속 채널 자원을 설정하는 다른 방법을 예시한 것이다.
경쟁-프리 RACH를 위해서 복수 개의 RACH 시간/주파수 자원을 설정할 때, gNB는 도 11에 예시된 바와 같이 SS 블록당 복수 개의 RACH 자원을 UE(들)에게 설정해 줄 수 있다. 특히 UE 혹은 gNB의 Tx/Rx 빔 대응성(beam correspondence, BC)이 완벽하지 않은 경우를 위해 gNB는 SS 블록당 복수의 RACH 자원들을 설정할 수 있다. UE의 Tx/Rx 빔 대응성이 완벽하지 않은 경우와 gNB의 Tx/Rx BC가 완벽하지 않은 경우, 각각의 동작은 상이할 수 있다.
1) gNB의 Tx/Rx BC가 유효하지 않은 경우
네트워크/gNB는 동일한 DL 빔 방향에 대해서 복수 개의 RACH 자원을 설정하고 RACH 프리앰블 수신을 위해 수신 빔 스캐닝을 수행함으로써, 상기 gNB의 수신 빔 방향을 결정한다. gNB는 UE로 하여금 프리앰블을 반복하여 전송하도록 함으로써 상기 gNB에 의한 수신 빔 스캐닝을 통한 수신 빔 방향을 결정할 수 있다. 이 경우, UE는 상기 UE의 프리앰블 전송 빔 방향을 프리앰블을 반복 전송하는 동안 고정한다. 프리앰블 포맷에 의해서 지시된 프리앰블 반복 횟수보다 gNB의 수신 빔 방향이 많아서 UE로 하여금 추가적인 프리앰블 반복을 수행하도록 해야 하는 경우, 네트워크는 동일 DL 빔 방향에 대해서 복수 개의 RACH 자원을 설정하여 UE로 하여금 RACH 프리앰블을 충분히 반복 전송하게 할 수 있고 이에 따라 gNB 수신 빔 방향을 특정할 수 있다.
2) UE의 Tx/Rx BC가 맞지 않는 경우
네트워크/gNB는 동일한 DL 빔 방향에 대해서 복수 개의 RACH 자원을 설정하고, UE는 RACH 프리앰블을 전송할 때 서로 다른 빔 방향으로 전송함으로써 네트워크로 하여금 UE의 전송 빔 방향을 특정하도록 하게 할 수 있다. 즉, UE는 전송 빔을 스위핑하면서 프리앰블을 전송하고, 네트워크는 특정 DL 빔 방향에 대한 UL 프리앰블 수신 신호 품질을 기준으로 가장 좋은 UL 빔 방향을 결정하여 이를 UE에게 RAR 등의 DL 신호로 알릴 수 있다.
도 11에 예시된 바와 같이 네트워크/gNB가 경쟁-프리 RACH를 위해서 동일 DL 빔 방향에 대해서 복수 개의 RACH 자원을 설정하는 경우, DL/UL 빔 획득 방법이 명확해져야 한다. 일차적으로 gNB에 의한 DL 빔 획득은 각 DL 빔 방향별로 수신되는 복수의 RACH 프리앰블들의 수신 신호 품질의 함수(예, 최고값, 평균 값 혹은 합산 값)이 가장 좋은 DL 빔 방향을 해당 UE의 DL 빔으로 특정할 수 있다. 또한 선택된 DL 빔 방향과 연관된 RACH 자원들 중에서 가장 좋은 신호 품질로 수신된 UL 빔 방향을 결정하고, 몇 번째 RACH 자원에서 수신된 프리앰블이 가장 좋은 신호 품질로 수신되었는지를 나타내는 정보를 UE에게 시그널링할 수 있다. 이 경우, DL 빔 방향과 UL 빔 방향이 동일하지 않을 수 있다. gNB는 RAR에서 각각 최적 DL 빔 인덱스와 UL 빔 인덱스 정보를 시그널링할 수 있으며, UL 빔 인덱스는 선택된 DL 빔과 연결되어 설정된 RACH 자원의 순서(번호)일 수 있다.
UE는 네트워크가 DL 빔 방향을 특정하였다 하더라도 RAR을 수신 하기 전에는 이를 알 방법이 없으므로, 자신이 RACH를 전송했던 모든 DL 빔 방향을 한꺼번에 수신할 수 있도록 수신 빔을 형성하여 RAR을 수신하고, 상기 RAR을 수신하여 DL 빔 방향 정보를 획득한 경우에는 상기 RAR 이후, 예를 들어, Msg4 수신부터 특정된 DL 빔 방향으로 수신 빔을 형성하여 DL 신호를 수신할 수 있다.
도 12는 본 발명을 수행하는 전송장치(10) 및 수신장치(20)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
전송장치(10) 및 수신장치(20)는 정보 및/또는 데이터, 신호, 메시지 등을 나르는 무선 신호를 전송 또는 수신할 수 있는 RF(Radio Frequency) 유닛(13, 23)과, 무선통신 시스템 내 통신과 관련된 각종 정보를 저장하는 메모리(12, 22), 상기 RF 유닛(13, 23) 및 메모리(12, 22) 등의 구성요소와 동작적으로 연결되어, 상기 구성요소를 제어하여 해당 장치가 전술한 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나를 수행하도록 메모리(12, 22) 및/또는 RF 유닛(13, 23)을 제어하도록 구성된(configured) 프로세서(11, 21)를 각각 포함한다.
메모리(12, 22)는 프로세서(11, 21)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 정보를 임시 저장할 수 있다. 메모리(12, 22)가 버퍼로서 활용될 수 있다.
프로세서(11, 21)는 통상적으로 전송장치 또는 수신장치 내 각종 모듈의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 프로세서(11, 21)는 본 발명을 수행하기 위한 각종 제어 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(11, 21)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 불릴 수 있다. 프로세서(11, 21)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(11, 21)에 구비될 수 있다. 한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(11, 21) 내에 구비되거나 메모리(12, 22)에 저장되어 프로세서(11, 21)에 의해 구동될 수 있다.
전송장치(10)의 프로세서(11)는 상기 프로세서(11) 또는 상기 프로세서(11)와 연결된 스케줄러로부터 스케줄링되어 외부로 전송될 신호 및/또는 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 RF 유닛(13)에 전송한다. 예를 들어, 프로세서(11)는 전송하고자 하는 데이터 열을 역다중화 및 채널 부호화, 스크램블링, 변조과정 등을 거쳐 K 개의 레이어로 변환한다. 부호화된 데이터 열은 코드워드로 지칭되기도 하며, MAC 계층이 제공하는 데이터 블록인 수송 블록과 등가이다. 일 수송블록(transport block, TB)은 일 코드워드로 부호화되며, 각 코드워드는 하나 이상의 레이어의 형태로 수신장치에 전송되게 된다. 주파수 상향 변환을 위해 RF 유닛(13)은 오실레이터(oscillator)를 포함할 수 있다. RF 유닛(13)은 N t 개(N t 는 1 이상의 양의 정수)의 전송 안테나를 포함할 수 있다.
수신장치(20)의 신호 처리 과정은 전송장치(10)의 신호 처리 과정의 역으로 구성된다. 프로세서(21)의 제어 하에, 수신장치(20)의 RF 유닛(23)은 전송장치(10)에 의해 전송된 무선 신호를 수신한다. 상기 RF 유닛(23)은 N r 개의 수신 안테나를 포함할 수 있으며, 상기 RF 유닛(23)은 수신 안테나를 통해 수신된 신호 각각을 주파수 하향 변환하여(frequency down-convert) 기저대역 신호로 복원한다. RF 유닛(23)은 주파수 하향 변환을 위해 오실레이터를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(21)는 수신 안테나를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)를 수행하여, 전송장치(10)가 본래 전송하고자 했던 데이터를 복원할 수 있다.
RF 유닛(13, 23)은 하나 이상의 안테나를 구비한다. 안테나는, 프로세서(11, 21)의 제어 하에 본 발명의 일 실시예에 따라, RF 유닛(13, 23)에 의해 처리된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 RF 유닛(13, 23)으로 전달하는 기능을 수행한다. 안테나는 안테나 포트로 불리기도 한다. 각 안테나는 하나의 물리 안테나에 해당하거나 하나보다 많은 물리 안테나 요소(element)의 조합에 의해 구성될(configured) 수 있다. 각 안테나로부터 전송된 신호는 수신장치(20)에 의해 더는 분해될 수 없다. 해당 안테나에 대응하여 전송된 참조신호(reference signal, RS)는 수신장치(20)의 관점에서 본 안테나를 정의하며, 채널이 일 물리 안테나로부터의 단일(single) 무선 채널인지 혹은 상기 안테나를 포함하는 복수의 물리 안테나 요소(element)들로부터의 합성(composite) 채널인지에 관계없이, 상기 수신장치(20)로 하여금 상기 안테나에 대한 채널 추정을 가능하게 한다. 즉, 안테나는 상기 안테나 상의 심볼을 전달하는 채널이 상기 동일 안테나 상의 다른 심볼이 전달되는 상기 채널로부터 도출될 수 있도록 정의된다. 복수의 안테나를 이용하여 데이터를 송수신하는 다중 입출력(Multi-Input Multi-Output, MIMO) 기능을 지원하는 RF 유닛의 경우에는 2개 이상의 안테나와 연결될 수 있다.
본 발명에서 RF 유닛(13, 23)은 수신 빔포밍과 전송 빔포밍을 지원할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서 RF 유닛(13,23)은 도 3에 예시된 기능을 수행하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 있어서, UE는 상향링크에서는 전송장치(10)로 동작하고, 하향링크에서는 수신장치(20)로 동작한다. 본 발명의 실시예들에 있어서, gNB는 상향링크에서는 수신장치(20)로 동작하고, 하향링크에서는 전송장치(10)로 동작한다. 이하, UE에 구비된 프로세서, RF 유닛 및 메모리를 UE 프로세서, UE RF 유닛 및 UE 메모리라 각각 칭하고, gNB에 구비된 프로세서, RF 유닛 및 메모리를 gNB 프로세서, gNB RF 유닛 및 gNB 메모리라 각각 칭한다.
본 발명의 gNB 프로세서는 본 발명의 일 방법에 따라 경쟁-프리 임의 접속 과정을 위한 하나 또는 복수의 RACH 자원들을 UE에게 설정/할당할 수 있다. gNB 프로세서는 경쟁-프리 임의 접속 과정에서 사용할 UE-전용 프리앰블 (시퀀스)를 상기 UE에게 할당할 수 있다. 상기 gNB 프로세서는 UE에게 설정/할당된 RACH 자원(들)과 UE-전용 프리앰블 (시퀀스)에 관한 설정 정보를 상기 UE에게 전송하도록 gNB RF 유닛을 제어할 수 있다. UE RF 유닛은 경쟁-프리 임의 접속 과정을 위한 RACH 자원(들) 및 UE-전용 프리앰블 (시퀀스)에 관한 설정 정보를 수신할 수 있다. UE 프로세서는 상기 UE RF 유닛이 수신한 상기 설정 정보를 바탕으로 경쟁-프리 임의 접속 과정을 수행하도록 상기 UE RF 유닛을 제어할 수 있다. 경쟁-프리 임의 접속을 위한 복수의 RACH 자원들이 설정/할당된 UE의 프로세서는 상기 RACH 자원들 각각에서 동일한 UE-전용 프리앰블을 전송하도록 상기 UE RF 유닛을 제어할 수 있다. 상기 UE 프로세서는 상기 RACH 자원들 각각에서 동일한 전송 전력으로 상기 UE-전용 프리앰블을 전송하도록 상기 UE RF 유닛을 제어할 수 있다. 상기 gNB 프로세서는, 상기 gNB RF 유닛을 제어하여, 경쟁-프리 임의 접속 과정을 위해 설정/할당한 RACH 자원(들)에서 RACH 프리앰블의 수신을 시도할 수 있다. 경쟁-프리 임의 접속 과정을 위한 RACH 자원(들)에서 RACH 프리앰블이 검출되면 gNB 프로세서는 상기 RACH 프리앰블의 시퀀스 부분 내 프리앰블 시퀀스로부터 어떤 UE가 상기 RACH 프리앰블을 전송한 것인지 알 수 있다. 해당 프리앰블 시퀀스는 UE에게 전용으로 할당된 것이기 때문이다. 경쟁-프리 임의 접속을 위한 복수의 RACH 자원들을 설정/할당한 경우, 상기 gNB 프로세서는 RACH 프리앰블이 검출된 RACH 자원이 무엇인지를 바탕으로 상기 RACH 프리앰블을 전송한 UE에서 검출된 최적 DL 빔을 판단할 수 있다. 상기 gNB 프로세서는 상기 RACH 프리앰블에 대한 RAR을 상기 최적 DL 빔으로 전송하도록 상기 gNB RF 유닛을 제어할 수 있다. 상기 UE 프로세서는 하나 혹은 복수의 RACH 자원들 각각에서 전송한 RACH 프리앰블에 대한 RAR을 수신하도록 상기 UE RF 유닛을 제어할 수 있다. 상기 RAR은 본 발명에 따른 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 gNB 프로세서 혹은 UE 프로세서는 아날로그 혹은 하이브리드 빔포밍이 사용되는 6GHz 이상의 고주파 대역에서 동작하는 셀 상에서 본 발명을 적용하도록 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 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. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명의 실시예들은 무선 통신 시스템에서, 기지국 또는 사용자기기, 기타 다른 장비에 사용될 수 있다.

Claims (18)

  1. 무선 통신 시스템에서 사용자기기가 임의 접속 채널(random access channel, RACH)을 전송함에 있어서,
    셀의 동기 신호(synchronization block)들과 RACH 자원들과의 연관 관계 정보를 포함하는 RACH 자원 정보와 상기 사용자기기에 전용되는 프리앰블 시퀀스를 나타내는 RACH 프리앰블 정보를 수신; 및
    상기 RACH 자원 정보와 상기 RACH 프리앰블 정보를 바탕으로 상기 셀의 제1 SS 블록과 연관된 제1 RACH 자원에서 상기 프리앰블 시퀀스를 전송하고 상기 셀의 제2 SS 블록과 연관된 제2 RACH 자원에서 상기 프리앰블 시퀀스를 전송하는 것을 포함하는,
    RACH 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프리앰블 시퀀스는 상기 제1 RACH 자원과 상기 제2 RACH 자원에서 동일한 전송 전력으로 전송되는,
    RACH 전송 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 RACH 자원들은 경쟁-프리 RACH용으로 설정되는,
    RACH 전송 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 RACH 자원과 상기 제2 RACH 자원에서 전송된 상기 프리앰블 시퀀스에 대한 임의 접속 응답(random access response, RAR)를 RAR 시간 윈도우 동안 모니터링하는 것을 더 포함하는,
    RACH 전송 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 RAR은 상기 사용자기기를 위한 빔 방향 정보를 포함하고,
    상기 빔 방향 정보는 SS 블록 인덱스 혹은 채널 상태 정보 참조 신호 인덱스인,
    RACH 전송 방법.
  6. 무선 통신 시스템에서 기지국이 임의 접속 채널(random access channel, RACH)을 수신함에 있어서,
    셀의 동기 신호(synchronization block)들과 RACH 자원들과의 연관 관계 정보를 포함하는 RACH 자원 정보와 사용자기기에 전용되는 프리앰블 시퀀스를 나타내는 RACH 프리앰블 정보를 전송; 및
    상기 RACH 자원 정보와 상기 RACH 프리앰블 정보를 바탕으로 상기 셀의 제1 SS 블록과 연관된 제1 RACH 자원에서 상기 프리앰블 시퀀스를 수신하고 상기 셀의 제2 SS 블록과 연관된 제2 RACH 자원에서 상기 프리앰블 시퀀스를 수신하는 것을 포함하는,
    RACH 수신 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 RACH 자원들은 경쟁-프리 RACH용으로 설정되는,
    RACH 수신 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 RACH 자원과 상기 제2 RACH 자원에서 전송된 상기 프리앰블 시퀀스에 대한 임의 접속 응답(random access response, RAR)를 RAR 시간 윈도우 동안 전송하는 것을 더 포함하는,
    RACH 수신 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 RAR은 상기 사용자기기를 위한 빔 방향 정보를 포함하고,
    상기 빔 방향 정보는 SS 블록 인덱스 혹은 채널 상태 정보 참조 신호 인덱스인,
    RACH 수신 방법.
  10. 무선 통신 시스템에서 사용자기기가 임의 접속 채널(random access channel, RACH)을 전송함에 있어서,
    무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛, 및
    상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는:
    셀의 동기 신호(synchronization block)들과 RACH 자원들과의 연관 관계 정보를 포함하는 RACH 자원 정보와 상기 사용자기기에 전용되는 프리앰블 시퀀스를 나타내는 RACH 프리앰블 정보를 수신하도록 상기 RF 유닛을 제어; 및
    상기 RACH 자원 정보와 상기 RACH 프리앰블 정보를 바탕으로 상기 셀의 제1 SS 블록과 연관된 제1 RACH 자원에서 상기 프리앰블 시퀀스를 전송하고 상기 셀의 제2 SS 블록과 연관된 제2 RACH 자원에서 상기 프리앰블 시퀀스를 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된,
    사용자기기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 RACH 자원과 상기 제2 RACH 자원에서 동일한 전송 전력으로 상기 프리앰블 시퀀스를 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어하는,
    사용자기기.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 RACH 자원들은 경쟁-프리 RACH용으로 설정된 것인,
    사용자기기.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 RACH 자원과 상기 제2 RACH 자원에서 전송된 상기 프리앰블 시퀀스에 대한 임의 접속 응답(random access response, RAR)를 RAR 시간 윈도우 동안 모니터링하도록 구성된,
    사용자기기.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 RAR은 상기 사용자기기를 위한 빔 방향 정보를 포함하고,
    상기 빔 방향 정보는 SS 블록 인덱스 혹은 채널 상태 정보 참조 신호 인덱스인,
    사용자기기.
  15. 무선 통신 시스템에서 기지국이 임의 접속 채널(random access channel, RACH)을 수신함에 있어서,
    무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛, 및
    상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는:
    셀의 동기 신호(synchronization block)들과 RACH 자원들과의 연관 관계 정보를 포함하는 RACH 자원 정보와 사용자기기에 전용되는 프리앰블 시퀀스를 나타내는 RACH 프리앰블 정보를 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어; 및
    상기 RACH 자원 정보와 상기 RACH 프리앰블 정보를 바탕으로 상기 셀의 제1 SS 블록과 연관된 제1 RACH 자원에서 상기 프리앰블 시퀀스를 수신하고 상기 셀의 제2 SS 블록과 연관된 제2 RACH 자원에서 상기 프리앰블 시퀀스를 수신하도록 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된,
    기지국.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 RACH 자원들은 경쟁-프리 RACH용으로 설정되는,
    기지국.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 RACH 자원과 상기 제2 RACH 자원에서 전송된 상기 프리앰블 시퀀스에 대한 임의 접속 응답(random access response, RAR)를 임의 접속 응답 모니터링 시간 윈도우 동안 전송하는 것을 더 포함하는,
    기지국.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 RAR은 상기 사용자기기를 위한 빔 방향 정보를 포함하고,
    상기 빔 방향 정보는 SS 블록 인덱스 혹은 채널 상태 정보 참조 신호 인덱스인,
    기지국.
PCT/KR2018/003592 2017-03-27 2018-03-27 임의 접속 채널을 전송하는 방법과 사용자기기, 및 임의 접속 채널을 수신하는 방법 및 기지국 WO2018182283A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020197029070A KR102471918B1 (ko) 2017-03-27 2018-03-27 임의 접속 채널을 전송하는 방법과 사용자기기, 및 임의 접속 채널을 수신하는 방법 및 기지국
US16/497,784 US11109416B2 (en) 2017-03-27 2018-03-27 Method and user equipment for transmitting random access channel, and method and base station for receiving random access channel

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762476867P 2017-03-27 2017-03-27
US62/476,867 2017-03-27
US201762548407P 2017-08-22 2017-08-22
US62/548,407 2017-08-22
US201862633570P 2018-02-21 2018-02-21
US62/633,570 2018-02-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018182283A1 true WO2018182283A1 (ko) 2018-10-04

Family

ID=63677609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2018/003592 WO2018182283A1 (ko) 2017-03-27 2018-03-27 임의 접속 채널을 전송하는 방법과 사용자기기, 및 임의 접속 채널을 수신하는 방법 및 기지국

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11109416B2 (ko)
KR (1) KR102471918B1 (ko)
WO (1) WO2018182283A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020172404A1 (en) * 2019-02-21 2020-08-27 Qualcomm Incorporated Random access channel (rach) signature selection
US11196524B2 (en) * 2018-07-18 2021-12-07 Qualcomm Incorporated Multi-beam CSI feedback
WO2022051660A1 (en) * 2020-09-04 2022-03-10 Qualcomm Incorporated Beam indications during random access procedures
CN114365575A (zh) * 2019-06-10 2022-04-15 瑞典爱立信有限公司 不成功的2步随机接入尝试后的恢复/回退

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020109886A (ja) * 2017-04-28 2020-07-16 シャープ株式会社 端末装置および方法
US11419143B2 (en) * 2017-06-08 2022-08-16 Qualcomm Incorporated Random access procedure in a wireless backhaul network
US11528749B2 (en) 2017-06-08 2022-12-13 Qualcomm Incorporated Techniques and apparatuses for random access procedure in a wireless backhaul network
US10785739B2 (en) * 2017-08-10 2020-09-22 Ofinno, Llc Beam indication in RACH
KR102631553B1 (ko) * 2017-08-10 2024-01-31 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 빔 실패 복구를 처리하기 위한 방법 및 장치
JP2019062506A (ja) * 2017-09-28 2019-04-18 シャープ株式会社 端末装置および方法
CN109462890B (zh) * 2017-09-30 2019-11-05 华为技术有限公司 随机接入方法及装置
US20200367224A1 (en) * 2017-11-16 2020-11-19 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Response Beam Aggregation for Paging on Higher Carrier Frequencies in NR
CN109803398B (zh) * 2017-11-17 2023-06-02 华为技术有限公司 通信方法及其终端设备、网络设备
EP3759965A1 (en) * 2018-02-27 2021-01-06 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Handover control
CN111769928B (zh) * 2018-03-21 2023-05-23 荣耀终端有限公司 一种被用于无线通信的用户设备、基站中的方法和装置
WO2019183940A1 (zh) * 2018-03-30 2019-10-03 北京小米移动软件有限公司 波束选择方法及装置
FR3080254A1 (fr) * 2018-04-13 2019-10-18 Orange Dispositifs, systemes et procedes de communication sans fil pour l'etablissement de services critique en latence
US11277868B2 (en) * 2018-07-13 2022-03-15 Lg Electronics Inc. Method and device for performing random access procedure
WO2021028047A1 (en) * 2019-08-14 2021-02-18 Nokia Technologies Oy Network-assisted fallback to contention-based random access
US11490426B2 (en) * 2019-08-16 2022-11-01 Qualcomm Incorporated Two-root preamble design for delay and frequency shift
US11387949B2 (en) * 2019-08-16 2022-07-12 Apple Inc. Transmitting acknowledgment messages on preferred link in 5G carrier aggregation
US11424966B2 (en) * 2019-12-05 2022-08-23 Qualcomm Incorporated Procedures for associating a sounding reference signal (SRS) resource to random access channel (RACH)
US11672006B2 (en) * 2020-02-21 2023-06-06 Qualcomm Incorporated Message 3 repetition with receive beam sweep and associated beam refinement for message 4
KR20230045008A (ko) * 2020-07-31 2023-04-04 퀄컴 인코포레이티드 서빙 및 비서빙 셀들에 걸친 셀간 이동성
WO2024215834A1 (en) * 2023-04-11 2024-10-17 Interdigital Patent Holdings, Inc. Methods, architectures, apparatuses and systems for tracing camped terminals

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140107185A (ko) * 2011-12-20 2014-09-04 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 랜덤 접속 과정의 수행 방법 및 장치
WO2016122120A1 (ko) * 2015-01-26 2016-08-04 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 멀티 qos 프리앰블을 이용하여 랜덤 액세스를 수행하는 방법 및 장치
KR20160102448A (ko) * 2014-02-28 2016-08-30 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 낮은 지연을 가지는 상향링크 데이터 전송 방법 및 장치

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2653003B1 (en) * 2010-12-13 2017-11-15 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Transmission of random access preambles using tx diversity
KR20150028249A (ko) * 2012-06-25 2015-03-13 엘지전자 주식회사 브로드캐스트/멀티캐스트 서비스 수신 방법 및 사용자기기와 브로드캐스트/멀티캐스트 서비스 전송 방법 및 기지국
US9756656B2 (en) * 2013-01-09 2017-09-05 Lg Electronics Inc. Method and user equipment for receiving signal and method and base station for transmitting signal
CN106537995B (zh) * 2014-08-06 2019-12-10 Lg电子株式会社 发送上行链路信号的方法和用户设备、以及接收上行链路信号的方法和基站
KR102262312B1 (ko) * 2017-03-24 2021-06-08 텔레호낙티에볼라게트 엘엠 에릭슨(피유비엘) 무선 통신 네트워크에서의 통신을 핸들링하기 위한 라디오 네트워크 노드들, 무선 디바이스 및 그들에서 수행되는 방법들
EP3603300B1 (en) * 2017-03-24 2024-07-03 Motorola Mobility LLC Method and apparatus for random access on a wireless communication network

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140107185A (ko) * 2011-12-20 2014-09-04 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 랜덤 접속 과정의 수행 방법 및 장치
KR20160102448A (ko) * 2014-02-28 2016-08-30 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 낮은 지연을 가지는 상향링크 데이터 전송 방법 및 장치
WO2016122120A1 (ko) * 2015-01-26 2016-08-04 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 멀티 qos 프리앰블을 이용하여 랜덤 액세스를 수행하는 방법 및 장치

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HUAWEI ET AL.: "RACH Procedure and Resource Configuration", R1-1701724, 3GPP TSG RAN WG1 MEETING #88, 6 February 2017 (2017-02-06), Athens, Greece, XP055558957 *
INTEL CORPORATION: "PRACH Preamble and Resource Allocation", 3GPP TSG RAN WG1 MEETING #88, R1-1702184, 7 February 2017 (2017-02-07), Athens, Greece, XP051221092 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11196524B2 (en) * 2018-07-18 2021-12-07 Qualcomm Incorporated Multi-beam CSI feedback
US11870728B2 (en) 2018-07-18 2024-01-09 Qualcomm Incorporated Multi-beam CSI feedback
WO2020172404A1 (en) * 2019-02-21 2020-08-27 Qualcomm Incorporated Random access channel (rach) signature selection
US11219070B2 (en) 2019-02-21 2022-01-04 Qualcomm Incorporated Variable random access channel (RACH) signature mapping
EP4344333A3 (en) * 2019-02-21 2024-07-10 QUALCOMM Incorporated Random access channel (rach) signature selection
CN114365575A (zh) * 2019-06-10 2022-04-15 瑞典爱立信有限公司 不成功的2步随机接入尝试后的恢复/回退
WO2022051660A1 (en) * 2020-09-04 2022-03-10 Qualcomm Incorporated Beam indications during random access procedures
US12120747B2 (en) 2020-09-04 2024-10-15 Qualcomm Incorporated Beam indications during random access procedures

Also Published As

Publication number Publication date
US11109416B2 (en) 2021-08-31
US20210105820A1 (en) 2021-04-08
KR20190125410A (ko) 2019-11-06
KR102471918B1 (ko) 2022-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018182283A1 (ko) 임의 접속 채널을 전송하는 방법과 사용자기기, 및 임의 접속 채널을 수신하는 방법 및 기지국
WO2018164478A1 (ko) 임의 접속 프리앰블을 전송하는 방법과 사용자기기
WO2018174494A1 (ko) 임의 접속 프리앰블을 전송하는 방법과 사용자기기, 및 임의 접속 프리앰블을 수신하는 방법 및 기지국
WO2018143760A1 (ko) 측정 수행 방법 및 사용자기기
WO2018174586A1 (ko) 빔 회복 과정 수행 방법과 사용자기기, 및 빔 회복 과정 지원 방법 및 기지국
WO2018084663A1 (en) Method and user equipment for transmitting random access signals, and method and base station for receiving random access signals
WO2018230984A1 (ko) 동기 신호 블록을 측정하는 방법 및 이를 위한 장치
WO2017155238A1 (ko) 시스템 정보 신호 수신 방법 및 사용자기기와, 시스템 정보 신호 전송 방법 및 기지국
WO2018203674A1 (ko) 임의 접속 채널을 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치
WO2018128218A1 (ko) 임의 접속 과정 수행 방법 및 사용자기기
WO2018203628A1 (ko) 임의 접속 채널 신호를 전송하는 방법과 사용자기기, 및 임의 접속 채널 신호를 수신하는 방법 및 기지국
WO2018008916A2 (ko) 하향링크 신호 수신 방법 및 사용자기기와, 하향링크 신호 전송 방법 및 기지국
WO2018030756A1 (ko) 채널 상태 정보 전송 방법 및 사용자기기와, 채널 상태 정보 수신 방법 및 기지국
WO2018159967A1 (ko) 무선 통신 시스템에서의 단말 포지셔닝 방법 및 이를 위한 장치
WO2017217829A1 (ko) 하향링크 신호 수신 방법 및 사용자기기와, 하향링크 신호 전송 방법 및 기지국
WO2018084662A1 (en) Method and user equipment for transmitting random access signals, and method and base station for receiving random access signals
WO2018021825A1 (ko) 상향링크 신호 전송 방법 및 사용자기기와, 상향링크 신호 수신 방법 및 기지국
WO2017164700A2 (ko) 동기 신호 전송 방법 및 기지국과, 동기 신호 수신 방법 및 사용자기기
WO2019004784A1 (ko) 측정 수행 방법 및 사용자기기, 그리고 측정 설정 방법 및 기지국
WO2017209547A1 (ko) 하향링크 신호 수신 방법 및 사용자기기와, 하향링크 신호 전송 방법 및 기지국
WO2016053047A1 (ko) 상향링크 신호를 전송하는 방법 및 사용자기기와, 상향링크 신호를 수신하는 방법 및 사용자기기
WO2017171322A2 (ko) 차세대 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스 절차 수행 방법 및 이를 위한 장치
WO2016021958A1 (ko) 상향링크 신호 전송 방법 및 사용자기기와, 상향링크 신호 수신 방법 및 기지국
WO2018084660A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 단말과 기지국 간 물리 상향링크 제어 채널 송수신 방법 및 이를 지원하는 장치
WO2017069474A1 (ko) 하향링크 신호 수신 방법 및 사용자기기와, 하향링크 신호 전송 방법 및 기지국

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18775006

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20197029070

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18775006

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1