KR102056569B1 - 압축 센싱을 이용한 저지연 비동기식 랜덤 액세스 프로토콜 - Google Patents

압축 센싱을 이용한 저지연 비동기식 랜덤 액세스 프로토콜 Download PDF

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Abstract

본 개시가 제시하는 무선 통신 액세스 방법은, 사용자 단말기가 기지국으로 프리앰블(preamble)을 전송하여, 랜덤하게 상기 기지국으로 접속을 시도하는 랜덤 액세스 단계; 상기 사용자 단말기가 상기 기지국으로부터 상기 사용자 단말기의 랜덤 접속에 대한 응답, RAR을 받는 단계; 상기 사용자 단말기가 상기 기지국에 RRC를 요청하는 RRC 요청 단계; RRC 요청을 받은 상기 기지국이 접속이 완료되었다는 접속 확인 메시지를 사용자 단말기에게 전송하고 접속 과정이 완료되는 RRC resolution 단계; 를 포함한다.

Description

압축 센싱을 이용한 저지연 비동기식 랜덤 액세스 프로토콜{Low latency asynchronous random access protocol using compression sensing}
본 발명은 압축 센싱을 이용한 저지연 비동기식 랜덤 액세스 프로토콜에 관한 것이다.
최근 이동 통신에 대한 관심이 높아지고 통신에 대한 수요가 높아짐에 따라 많은 통신 기기가 보급되고 있다.
이와 관련하여 Cisco 에서는 2020년까지 IoT 관련된 통신 단말기들이 약 500억 개까지 증가할 것이라고 발표하였다. 이에 따라 미래의 5G 이동 통신에서는 많은 트래픽을 감당할 수 있는 기술을 요구하고 있다.
이러한 기술 중 랜덤 액세스는 수많은 단말기들이 네트워크 접속을 가능하게 해주는 중요한 기술이다. 현재 LTE는 네 단계로 이루어진 랜덤 액세스 방식을 사용하고 있다. 이 방법은 현재의 네트워크 환경에서는 큰 문제없이 사용될 수 있지만 한정된 프리앰블(preamble) 수로 인하여 수많은 단말기가 존재하는 미래 통신 네트워크 환경에서는 부적합한 방법이다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 사용자 단말기가 접속을 원할 때, 가장 가까운 PRACH에서 프리앰블을 보내는 것이 아니라, 접속을 원하는 서브프레임에서 즉시 프리앰블을 전송할 수 있는 비동기식 접속을 하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 압축 센싱 기법을 이용하여 프리앰블 및 사용자 단말기를 구분하는데 목적이 있다.
전술한 과제를 해결하기 위한 수단으로, 본 발명은 다음과 같은 특징이 있는 실시예를 가진다.
본 발명은 하나의 기지국과 여러 사용자 단말기가 있는 무선 통신 환경에서의 무선 통신 액세스 방법으로서, 상기 사용자 단말기(u1)가 상기 기지국으로 프리앰블(preamble)을 전송하여, 랜덤하게 상기 기지국으로 접속을 시도하는 랜덤 액세스 단계; 및 상기 사용자 단말기가 상기 기지국으로부터 상기 사용자 단말기의 랜덤 접속에 대한 응답, RAR을 받는 단계; 를 포함하고, 상기 랜덤 액세스 단계에서, 상기 사용자 단말기는 서브프레임 단위를 기준으로 비동기적으로 접속을 시도하는 것을 특징으로 한다.
상기 프리앰블은 상기 사용자 단말기가 프리앰블 집합(A) 중 어느 하나 x를 선택하여 상기 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 프리앰블 집합(A)은 항등 가우시안 분포로부터 생성되고, 상기 프리앰블의 각 심볼의 길이는 주파수 서브캐리어의 개수 M인 것을 특징으로 한다.
상기 프리앰블 개수 L은, 상기 서브캐리어의 개수 M보다는 크고 상기 사용자 단말기 수 N보다는 작은 것을 특징으로 한다.
상기 RAR을 받는 단계는 상기 기지국이 갖고 있는 상기 프리앰블 집합(A)과 상기 사용자 단말기로부터 수신된 신호(y)를 바탕으로 상기 x를 추정하는 것을 특징으로 한다.
상기 추정은 하기 수학식에 기초하여 x를 추정하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112019062966003-pat00001
여기서 y는 상기 기지국이 M개의 서브캐리어로 받은 신호이고, A는 항등 가우시안 분포로부터 생성된 프리앰블 집합이며, 성분 pL,M는 프리앰블 L의 M번째 성분이고, xL은 L번째 프리앰블이 보내졌으면 1, 프리앰블이 보내지지 않았으면 0인 값을 가지며, nM은 M번째 서브캐리어에 생기는 노이즈이다.
상기 RAR을 받는 단계는 상기 추정된 x에 해당하는 RAR을 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 추정은 OMP나 LASSO 와 같은 압축 센싱 기법을 사용하여 추정하는 것을 특징으로 한다.
상기 RAR을 받는 단계에서 상기 사용자 단말기(u1) 및 다른 사용자 단말기(u2)가 동일한 프리앰블을 선택하여 충돌이 일어난 것으로 확인된 경우에는, 상기 기지국이 상기 상기 사용자 단말기(u1)에 충돌 메세지를 전송하고, 상기 사용자 단말기(u1)는 일정 백오프 시간 후에 다시 상기 랜덤 엑세스 단계로 돌아가 다시 접속을 시도하는 것을 특징으로 한다.
상기 무선 통신 액세스 방법은 상기 사용자 단말기가 상기 기지국에 RRC(Radio Resource Control)를 요청하는 RRC 요청 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 RRC 요청 단계는 상기 사용자 단말기가 수신된 상기 RAR에 해당하는 상향링크에 접속 요청 메시지를 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무선 통신 액세스 방법은 RRC 요청을 받은 상기 기지국이 접속이 완료되었다는 접속 확인 메시지를 사용자 단말기에게 전송하고 접속 과정이 완료되는 RRC resolution 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 사용자 단말기가 접속을 원할 때, 가장 가까운 PRACH에서 프리앰블을 보내는 것이 아니라, 접속을 원하는 서브프레임에서 즉시 프리앰블을 전송할 수 있는 비동기식 접속을 하여 사용자 단말기가 PRACH를 기다리는데 필요한 지연을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 압축 센싱 기법을 이용하여 프리앰블 및 사용자 단말기를 구분할 수 있다.
도 1은 하나의 기지국에 N개의 사용자 단말기가 랜덤 액세스 상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 PRACH 구조를 예시한 도면이다.
도 3은 종래의 랜덤 액세스 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 액세스 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 종래의 동기식 랜덤 액세스 자원 구조에 관한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비동기식 랜덤 액세스 자원 구조에 관한 도면이다.
도 7은 종래의 랜덤 액세스 방식에 대한 시뮬레이션 결과에 관한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 액세스 방식에 대한 시뮬레이션 결과에 관한 도면이다.
도 9는 종래와 본 발명의 랜덤 액세스 방식에 대한 시뮬레이션 결과를 비교한 도면이다.
이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
최근 과학 기술의 발전과 함께 사회 곳곳에서 전자기기들의 수요가 많아지고 있다. 이러한 전자기기들은 서버 및 사용자 간의 통신을 위하여 무선 통신 기술을 필요로 한다. 현재 사람들이 들고 다니는 스마트폰은 괄목할 만한 성과를 보여 왔지만 미래에는 단순히 사람들 간의 통신을 넘어서 대규모 전자기기가 존재하는 IoT 환경과 같은 무선 통신 시스템까지 무선 통신 기술이 적용되어야 하므로 새로운 무선 통신 기술에 대한 발전이 필요하다.
특히 무선 통신 기술 중 대규모의 사용자가 있는 무선 통신 시스템에서 다중 사용자의 서버접속을 위한 무선 통신 기술의 필요성이 대두되어왔다. 이와 같은 통신 기술은 다중 사용자가 동시 접속하였을 때 각 사용자를 구분해낼 수 있다. 만약 IoT와 같은 통신 시스템에서 대규모의 사용자가 동시 접속한다면 서로의 간섭이 증가하게 되므로 각 사용자를 구분해내는 확률이 줄어든다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 많은 연구가 되어왔다.
먼저 WI-FI에서는 충돌을 해결하기 위하여 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 기반으로 한 랜덤 접속을 하는데, 데이터 전송전에 RTS/CTS를 전송하여 충돌을 줄이려고 했다. 하지만 위 기법은 전송에 시간을 많이 소비하므로 시간 지연이 높아 대규모 사용자가 있는 통신 환경에서의 랜덤 접속 기술로는 적합하지 않다
도 1은 하나의 기지국에 N개의 사용자 단말기가 랜덤 액세스 상황을 설명하기 위한 도면이다.
FDD(Frequency Division Duplex) LTE(Long Term Evolution)에서 사용하는 랜덤 액세스에서는, 하나의 셀 안에 하나의 안테나를 가진 하나의 기지국(100)과 N개의 사용자 단말기(200)를 고려했을 때, FDD 상향 링크를 통하여 사용자가 접속을 시도하고 사용자 단말기(200)가 각 서브프레임에 확률 p로 접속을 시도하는 랜덤 액세스 상황을 고려한다.
또한 FDD LTE에서는 PRACH(Physical Random Access Channel) 라는 상향 링크를 두고 사용자들이 이를 통해 랜덤 액세스를 하였다.
도 2는 PRACH 구조를 예시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, PRACH는 하나의 서브프레임 시간(t_s)을 갖고 10개의 서브프레임으로 프레임만큼의 주기(T)를 갖는다. 따라서 사용자가 접속을 하려고 할 때 가장 가까운 PRACH에 접속을 시도하게 된다. 기존 LTE에서 사용되는 랜덤 액세스에서는 총 네 단계를 거쳐서 완료가 된다.
도 3은 종래의 랜덤 액세스 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3과 같이 첫 번째 단계(S310)에서는 PRACH를 통하여 사용자 단말기(200)가 기지국(100)에 프리앰블을 전송한다. 사용자 단말기(200)가 PRACH에 접속을 할 때 Zadoff-Chu 시퀀스로 이루어진 64개의 직교 프리앰블들 중 하나를 선택하여 전송하게 된다. 기지국(100)에서는 프리앰블들이 서로 직교하는 성질을 이용하여 어떠한 프리앰블이 전송되었는지 알 수 있다.
두 번째 단계(S320)인 랜덤 액세스 응답에서는 기지국(100)에서 받은 프리앰블에 해당하는 하향 링크를 통해서 상향 링크 자원을 사용자 단말기(200)들에게 할당해주어 RRC 연결을 요청하도록 한다. 사용자 단말기(200)들은 자신이 보낸 프리앰블에 해당하는 하향 링크를 통하여 신호가 온다면 할당 받은 상향 링크 자원을 통하여 연결됨을 확인하는 RRC 요청을 시도한다.
세 번째 단계(S330)에서는 사용자 단말기(200)들이 할당 받은 상향 링크를 통하여 기지국(100)에 RRC 요청을 한다. 이때 만약 첫번째 단계(S310)에서 같은 프리앰블을 선택하여 보내는 사용자 단말기(200)가 둘 이상 있을 경우, 같은 상향 링크를 통하여 RRC 요청이 되므로 접속 충돌이 일어나게 된다. 이외의 경우 기지국(100)은 RRC 요청을 받아 각 사용자 단말기(200)에게 RRC 연결 완료 메시지를 보낼 준비를 한다.
세 번째 단계(S330)에서 접속 충돌이 일어나지 않은 사용자 단말기(200)들은 네 번째 단계(S340)에서 기지국으로부터 RRC 연결 완료 메시지를 받는다. 반면 접속 충돌이 일어난 사용자 단말기(200)들은 RRC 연결 완료 메시지를 기지국(100)으로부터 받지 못하므로 각 사용자 단말기(200)마다 정해진 백오프 시간 후에 다시 랜덤 액세스를 시도한다.
LTE 랜덤 접속 기술을 사용할 때 사용자 단말기(200)가 대규모인 경우 한정된 프리앰블의 수 때문에 많은 사용자 단말기(200)가 백오프 시간을 기다린 후 다시 접속을 하게 되고 이로 인해 평균적인 접속시간이 매우 길어지게 된다.
본 발명이 제안하는 랜덤 액세스 프로토콜은 사용자 단말기(200)가 접속을 원할 때, 가장 가까운 PRACH에서 프리앰블을 보내는 것이 아니라, 접속을 원하는 서브프레임에서 즉시 프리앰블을 전송할 수 있는 비동기식 접속을 하는데 특징이 있다.
또한, 본 발명이 제안하는 랜덤 액세스 프로토콜은 압축 센싱 기법을 이용하여 프리앰블 및 사용자 단말기(200)를 구분하는 것에 특징이 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 액세스 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명이 제안하는 무선 통신 액세스 방법은 서브프레임 단위를 기준으로 비동기적으로 접속을 시도하는 것에 특징이 있다. 또한, 기존의 방법과는 다른 방법으로 프리앰블을 만들어낸다.
본 발명이 제안하는 무선 통신 액세스 방법은 총 4단계로 이루어져 있으며, 사용자 단말기가 기지국으로 프리앰블(preamble)을 전송하여, 랜덤하게 상기 기지국으로 접속을 시도하는 랜덤 액세스 단계(S410); 상기 사용자 단말기가 상기 기지국으로부터 상기 사용자 단말기의 랜덤 접속에 대한 응답, RAR을 받는 단계(S420); 상기 사용자 단말기가 상기 기지국에 RRC(Radio Resource Control)를 요청하는 RRC 요청 단계(S430); RRC 요청을 받은 상기 기지국이 접속이 완료되었다는 접속 확인 메시지를 사용자 단말기에게 전송하고 접속 과정이 완료되는 RRC resolution 단계(S440); 를 포함한다.
상기 랜덤 액세스 단계(S410)에서, 상기 사용자 단말기는 서브프레임 단위를 기준으로 비동기적으로 접속을 시도한다. 또한, 상기 프리앰블은 상기 사용자 단말기가 프리앰블 집합(A) 중 어느 하나 x를 선택하여 상기 기지국으로 전송한다. 상기 프리앰블 집합(A)은 항등 가우시안 분포로부터 생성되고, 상기 프리앰블의 각 심볼의 길이는 주파수 서브캐리어의 개수 M에 해당한다. 상기 프리앰블 개수 L은 상기 서브캐리어의 개수 M보다는 크고 상기 사용자 단말기 수 N보다는 작은 것을 특징으로 한다.
상기 RAR을 받는 단계(S420)에서, 상기 기지국은 상기 기지국이 갖고 있는 상기 프리앰블 집합(A)과 상기 사용자 단말기로부터 수신된 신호(y)를 바탕으로 하기 [수학식1]에 기초하여 상기 단말기가 상기 기지국으로 전송한 프리앰블 x를 추정한다. 그리고 추정된 x에 해당하는 RAR을 전송한다. 프리앰블 x의 추정은 OMP나 LASSO 와 같은 압축 센싱 기법을 사용할 수 있다.
Figure 112019062966003-pat00002
여기서 y는 상기 기지국이 M개의 서브캐리어로 받은 신호이고, A는 항등 가우시안 분포로부터 생성된 프리앰블 집합이며, 성분 pL,M는 프리앰블 L의 M번째 성분이고, xL은 L번째 프리앰블이 보내졌으면 1, 프리앰블이 보내지지 않았으면 0인 값을 가지며, nM은 M번째 서브캐리어에 생기는 노이즈이다.
한편, 상기 RAR을 받는 단계(S420)에서 상기 사용자 단말기(u1) 및 다른 사용자 단말기(u2)가 동일한 프리앰블을 선택하여 충돌이 일어난 것으로 확인된 경우에는, 상기 기지국이 상기 상기 사용자 단말기(u1)에 충돌 메세지를 전송하고, 상기 사용자 단말기(u1)는 일정 백오프 시간 후에 다시 상기 랜덤 엑세스 단계로 돌아가 다시 접속을 시도한다.
상기 RRC 요청 단계(S430)는 상기 사용자 단말기가 수신된 상기 RAR에 해당하는 상향링크에 접속 요청 메시지를 전송하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 프리앰블을 만들어내는 방법과, 압축 센싱 기법을 사용하여 상기 프리앰블의 정보를 추정하는 방법에 대하여 상술한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프리앰블 생성 방법은, N보다 작은 L개의 길이가 M 인 프리앰블들의 각 심볼 pl,m을 independent identical 한 Gauss 분포 로부터 생성한다.
이로부터 나오는 프리앰블들을 열로 갖는 행렬 A는 [수학식 2]와 같이 표현 가능하다.
Figure 112019062966003-pat00003
각 서브프레임마다 접속을 시도하는 사용자 단말기(200)들은 생성된 프리앰블들 중 하나를 선택하여 기지국(100)에 전송한다.
프로토콜의 첫 번째 단계(S410)에서 기존의 랜덤 액세스의 경우와 다르게 프리앰블이 비직교한다. 하지만 서브프레임에서 접속하려는 사용자 단말기(200)의 숫자 k가, 총 사용자 단말기(200)수 N보다 많이 작으면 희소성(sparsity)에 의해 매우 높은 확률로 어떠한 프리앰블을 전송했는지 판단할 수 있다.
예를 들어 N=10, k=2, L=5, M=4 이고, 10개의 사용자 단말기(200) 중 첫 번째 사용자 단말기(1)와 두 번째 사용자 단말기(2)만이 접속하고, 접속하고자 하는 첫 번째 사용자 단말기(1)가 세 번째 프리앰블, 두 번째 사용자 단말기(2)가 첫 번째 프리앰블을 선택 전송하면 [수학식 3]으로 표현이 가능하다.
Figure 112019062966003-pat00004
[수학식 3]에서 hi는 사용자 단말기(i)와 기지국(200) 사이의 채널을 나타내며, 기지국(200)에서는 채널의 값을 알 수 있다고 가정한다. ni는 i번째 서브캐리어에 생기는 노이즈이다. y는 각 서브프레임마다 기지국에서 주파수 자원 M만큼 받은 심볼을 나타낸다. 기지국(200)에서는 OMP(Orthogonal Matching Pursuit) 또는 LASSO와 같은 압축 센싱 방법을 통하여 어떠한 프리앰블이 전송되었는지를 나타내는 x를 찾아낸다.
여기서 사용되는 압축 센싱 기술은 전송 신호(x, 선택된 프리앰블들의 인덱스 정보)의 차원보다 수신 신호(y, 기지국에서 수신하는 프리앰블들에 관한 정보)의 차원이 더 클 때 사용되는 기술이다. 이러한 경우 일반적인 경우에서는 관계식의 개수보다 미지수의 개수가 더 많기 때문에 전송 신호를 정확하게 파악하는 것이 불가능 하다. 그러나 위와 같은 가우시안 랜덤 행렬을 프리앰블로 사용하고 복구하려는 신호가 희소성(sparsity)을 가진다면, 높은 확률로 전송 신호를 복호해내는 것이 가능하다.
높은 복호 확률을 갖게 하는 전송 신호의 희소성(k), 전송 신호의 차원(L)과 수신 신호의 차원 (M)의 관계를 수식으로 표현해보면 [수학식 4]와 같다.
Figure 112019062966003-pat00005
이때 확률을 높이기 위해서는 전송 신호의 차원이 수신 신호의 차원과 선형적인 관계를 가져야 한다. 따라서 본 발명에서는 전송 신호의 차원 (L)과 수신 신호의 차원(M)의 선형적인 관계를 위하여 네트워크에 존재하는 사용자 단말기 수(N) 보다 작은 프리앰블 집합을 생성하여 선택하는 방법을 제안하였다.
위와 같은 방법으로 각 서브프레임마다 압축 센싱을 하면 사용자 단말기가 접속을 요청하는 시점에서 바로 접속을 할 수 있으므로 기존의 PRACH까지 기다리면서 발생하는 지연을 방지할 수 있다. 따라서 본 발명에서 제안한 랜덤 액세스 기법을 사용하면 접속에 성공하는 사용자 단말기가 겪는 평균적인 지연이 기존의 랜덤 액세스 기법을 사용했을 때 보다 감소한다.
도 5는 종래의 동기식 랜덤 액세스 자원 구조에 관한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비동기식 랜덤 액세스 자원 구조에 관한 도면이다.
기존 동기식 랜덤 액세스 기법에 사용되는 상향링크의 자원 할당량과 본 발명에서 제안한 비동기식 압축 센싱 랜덤 액세스 기법에 사용되는 상향링크의 자원 할당량을 같게 해야 한다.
도 5와 내지 6은 동일한 양의 통신 자원에서 프리앰블 전송에 사용되는 자원의 개수가, 기존의 방식(도 5)과 제안한 방식(도 6)에서 동일하게 할당된 것을 보여준다. 기존 랜덤 액세스의 경우 PRACH의 한 서브프레임에 들어있는 주파수 자원 M=839, 총 직교한 프리앰블 개수 64개로 설정하였고, tdur은 10 서브프레임으로 설정하였다. 비동기식 압축 센싱 랜덤 액세스 기법의 경우 한 서브프레임에 들어있는 주파수 자원은 M/tdur
Figure 112019062966003-pat00006
84, 생성하는 프리앰블 개수는 L=90으로 설정하였다. 백오프 타임은 둘 모두 1부터 40 서브프레임 중에 하나를 선택하고 각 서브프레임마다 접속을 시도할 확률은 0.01로 설정하였다.
도 7은 종래의 랜덤 액세스 방식에 대한 시뮬레이션 결과에 관한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 액세스 방식에 대한 시뮬레이션 결과에 관한 도면이며, 도 9는 종래와 본 발명의 랜덤 액세스 방식에 대한 시뮬레이션 결과를 비교한 도면이다.
도 7 내지 9는 셀 안의 총 사용자 수에 대해 평균 지연을 서브프레임 단위로 나타낸 것이다. 도 7과 8의 시뮬레이션 결과를 보면 알 수 있듯이 두 경우 모두 유저가 많아지면 평균 지연(Average Latency)이 커지는 것을 볼 수 있다.
하지만 도 9에서 두 그래프를 비교하면 본 발명에서 제안한 방법을 사용했을 때 평균 지연이 현저하게 낮은 것을 확인할 수 있다.
이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 청구범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 기지국
200: 사용자 단말기

Claims (12)

  1. 하나의 기지국과 여러 사용자 단말기가 있는 무선 통신 환경에서의 무선 통신 액세스 방법으로서,
    상기 사용자 단말기(u1)가 상기 기지국으로 프리앰블(preamble)을 전송하여, 랜덤하게 상기 기지국으로 접속을 시도하는 랜덤 액세스 단계; 및
    상기 사용자 단말기가 상기 기지국으로부터 상기 사용자 단말기의 랜덤 접속에 대한 응답, RAR을 받는 단계; 를 포함하고,
    상기 랜덤 액세스 단계에서, 상기 사용자 단말기는 서브프레임 단위를 기준으로 비동기적으로 접속을 시도하고,
    상기 프리앰블은 상기 사용자 단말기가 프리앰블 집합(A) 중 어느 하나 x를 선택하여 상기 기지국으로 전송하며,
    상기 프리앰블 집합(A)은 항등 가우시안 분포로부터 생성되고, 상기 프리앰블의 각 심볼의 길이는 주파수 서브캐리어의 개수 M인 것을 특징으로 하는 무선 통신 액세스 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프리앰블 개수 L은, 상기 서브캐리어의 개수 M보다는 크고 상기 사용자 단말기 수 N보다는 작은 것을 특징으로 하는 무선 통신 액세스 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 RAR을 받는 단계는
    상기 기지국이 갖고 있는 상기 프리앰블 집합(A)과 상기 사용자 단말기로부터 수신된 신호(y)를 바탕으로 상기 x를 추정하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 액세스 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 추정은 하기 수학식에 기초하여 x를 추정하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 엑세스 방법.
    Figure 112019062966003-pat00007

    여기서 y는 상기 기지국이 M개의 서브캐리어로 받은 신호이고,
    A는 항등 가우시안 분포로부터 생성된 프리앰블 집합이며,
    성분 pL,M는 프리앰블 L의 M번째 성분이고,
    xL은 L번째 프리앰블이 보내졌으면 1, 프리앰블이 보내지지 않았으면 0인 값을 가지며,
    nM은 M번째 서브캐리어에 생기는 노이즈이다.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 RAR을 받는 단계는
    상기 추정된 x에 해당하는 RAR을 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 액세스 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 추정은
    OMP나 LASSO 와 같은 압축 센싱 기법을 사용하여 추정하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 액세스 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 RAR을 받는 단계에서
    상기 사용자 단말기(u1) 및 다른 사용자 단말기(u2)가 동일한 프리앰블을 선택하여 충돌이 일어난 것으로 확인된 경우에는,
    상기 기지국이 상기 상기 사용자 단말기(u1)에 충돌 메세지를 전송하고,
    상기 사용자 단말기(u1)는 일정 백오프 시간 후에 다시 상기 랜덤 엑세스 단계로 돌아가 다시 접속을 시도하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 액세스 방법.
  10. 제1항에 있어서
    상기 무선 통신 액세스 방법은
    상기 사용자 단말기가 상기 기지국에 RRC(Radio Resource Control)를 요청하는 RRC 요청 단계; 를 더 포함하는 무선 통신 액세스 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 RRC 요청 단계는
    상기 사용자 단말기가 수신된 상기 RAR에 해당하는 상향링크에 접속 요청 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 액세스 방법.
  12. 제10항에 있어서
    상기 무선 통신 액세스 방법은
    RRC 요청을 받은 상기 기지국이 접속이 완료되었다는 접속 확인 메시지를 사용자 단말기에게 전송하고 접속 과정이 완료되는 RRC resolution 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 액세스 방법.
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