KR102669740B1 - 위성 통신을 위한 랜덤 액세스 절차 - Google Patents

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Abstract

예를 들어, 비-지상(예를 들어, 위성 기반) 무선 액세스 네트워크를 갖는 무선 통신 시스템과 같은 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스를 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 무선 장치에 의해 수행되는 방법의 실시예 및 무선 장치의 상응하는 실시예가 개시된다. 일부 실시예에서, 랜덤 액세스를 위해 무선 장치에 의해 수행되는 방법은 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정 절차를 수행하여 무선 장치와 기지국 사이의 업링크에 대한 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치를 결정하는 단계를 포함한다. 방법은 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치를 사용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 단계를 더 포함한다. 이러한 방식으로, 위성 기반 무선 액세스 네트워크에 존재하는 것과 같은 긴 전파 지연이 있는 경우에도 랜덤 액세스가 수행될 수 있다. 기지국에 의해 수행되는 방법의 실시예 및 기지국의 상응하는 실시예가 또한 개시된다.

Description

위성 통신을 위한 랜덤 액세스 절차
관련 출원
본 출원은 2018년 8월 10일에 출원된 가특허 출원 제62/717,359호의 우선권을 주장하며, 그 개시는 전체적으로 본 명세서에서 참조로 통합된다.
본 개시는 비-지상(non-terrestrial)(예를 들어, 위성 기반) 무선 액세스 네트워크를 포함하는 무선 통신 시스템에서의 랜덤 액세스에 관한 것이다.
위성 통신의 계속적인 부활(resurgence)이 있다. 지난 몇 년 동안 위성 네트워크에 대한 몇 가지 계획이 발표되었다. 대상 서비스는 백홀 및 고정 무선으로부터 운송, 실외 모바일, 사물 인터넷(Internet of Things; IoT)까지 다양하다. 위성 네트워크는 서비스가 부족한 영역(underserved area)과 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스에 연결을 제공함으로써 지상에서의 모바일 네트워크를 보완할 수 있다.
강력한 모바일 생태계와 규모의 경제를 활용하기 위해, LTE(Long Term Evolution) 및 NR(New Radio)을 포함한 지상 무선 액세스 기술을 위성 네트워크에 채택하는 것이 큰 관심을 끌고 있다. 예를 들어, 3GPP(Third Generation Partnership Project)는 주로 위성 네트워크[1]와 같은 비지상 네트워크를 지원하기 위해 NR을 채택하는 것에 대한 릴리스 15의 초기 연구를 완료하였다. 이러한 초기 연구는 비지상 네트워크에 대한 채널 모델에 중점을 두고, 배치 시나리오(deployment scenario)를 정의하며, 주요 잠재적 영향을 식별한다. 3GPP는 비지상 네트워크[2]를 지원하기 위해 NR에 대한 솔루션 평가에 대한 릴리스 16에서 후속 연구 항목을 수행하고 있다.
위성 통신
위성 무선 액세스 네트워크는 일반적으로 다음의 구성 요소를 포함한다.
Figure 112021023449188-pct00001
위성 네트워크를 코어 네트워크에 연결하는 게이트웨이,
우주 배치형 플랫폼(space-borne platform)을 지칭하는 위성
사용자 장치(User Equipment; UE)를 지칭하는 단말기,
게이트웨이와 위성 사이의 링크를 지칭하는 피더 링크(feeder link), 및
위성과 단말기 사이의 링크를 지칭하는 서비스 링크.
게이트웨이로부터 단말기로의 링크는 종종 "포워드 링크(forward link)"라고 불리며, 단말기로부터 게이트웨이로의 링크는 종종 "리턴 링크(return link)" 또는 "액세스 링크(access link)"라고 불린다. 시스템에서의 위성의 기능에 따라, 2가지 트랜스폰더(transponder) 옵션이 고려될 수 있다.
구부러진 파이프 트랜스폰더: 위성은 수신된 신호를 증폭 및 업링크 주파수로부터 다운링크 주파수로의 시프트만으로 지구로 다시 포워딩(forwarding)한다.
재생 트랜스폰더: 위성은 수신된 신호를 복조 및 디코딩하고, 신호를 지구로 다시 보내기 전에 재생하는 온보드 처리(on-board processing)를 포함한다.
궤도 고도에 따라, 위성은 LEO(Low Earth Orbit), MEO(Medium Earth Orbit), GEO(Geostationary Orbit) 위성으로서 분류될 수 있다.
LEO: 일반적인 높이는 500 내지 1,500 킬로미터(km)이고, 궤도 주기는 10 내지 40 분이다.
MEO: 일반적인 높이는 5,000 내지 12,000 킬로미터(km)이고, 궤도 주기는 2 내지 8 시간이다.
GEO: 높이는 35,786 km이고, 궤도주기는 24 시간이다.
위성은 일반적으로 주어진 영역에 걸쳐 여러 개의 빔을 생성한다. 빔의 풋프린트(footprint)는 일반적으로 타원형 형상으로 되어 있으며, 전통적으로 셀로서 간주되어 왔다. 빔의 풋프린트는 종종 스폿 빔(spotbeam)이라고도 한다. 스폿 빔의 풋프린트는 위성 움직임에 따라 지구 표면에 걸쳐 이동하거나, 위성이 움직임을 보상하기 위해 사용하는 일부 빔 포인팅 메커니즘(beam pointing mechanism)으로 고정된 지구일 수 있다. 스폿 빔의 크기는 시스템 설계에 따라 다르며, 이의 범위는 수만 킬로미터 내지 수천 킬로미터일 수 있다.
도 1은 구부러진 파이프 트랜스폰더를 갖는 위성 네트워크의 예시적인 아키텍처를 도시한다.
위성 통신 시스템 설계에 영향을 미치는 2가지 주요 물리적 현상은 긴 전파 지연과 도플러 효과이다. 도플러 효과는 특히 LEO 위성에 대해 두드러진다.
전파 지연
전파 지연은 위성 통신 시스템에서의 주요 물리적 현상이며, 이는 지상 이동 시스템의 설계와 상이하다. 구부러진 파이프 위성 네트워크(bent pipe satellite network)의 경우, 다음의 지연이 관련된다:
Figure 112021023449188-pct00011
단방향 지연: 단방향 지연은 위성을 통해 기지국(Base Station; BS)으로부터 UE로의 지연이거나 그 반대이다.
왕복 지연(Round-trip delay): 왕복 지연은 위성을 통해 BS로부터 UE로의 지연 또는 위성을 통해 UE로부터 다시 BS로의 지연이다.
차동 지연: 차동 지연은 동일한 스폿 빔에서 선택한 두 지점의 지연 차이이다.
배열(collocate)되거나 배열되지 않을 수 있는 접지 BS 안테나와 BS 사이의 부가적인 지연이 있을 수 있다는 것을 주목한다. 이러한 지연은 배치(deployment)에 따라 다르다. 지연이 무시될 수 없는 경우, 이는 통신 시스템 설계에서 고려되어야 한다.
전파 지연은 신호 경로의 길이에 따라 달라지며, 이는 또한 지상에서 BS 및 UE가 보는 위성의 앙각(elevation angle)에 따라 달라진다. 최소 앙각은 일반적으로 UE의 경우 10°이상이고, 지상의 BS의 경우 5°이상이다. 이러한 값은 아래의 지연 분석에서 가정될 것이다.
다음의 표 1 및 2는 3GPP Technical Report(TR) 38.811 [1]에서 발췌된 것이다. 알 수 있는 바와 같이, 위성 시스템에서는 왕복 지연이 훨씬 더 크다. 예를 들어, 이는 GEO 위성 시스템의 경우 약 545 밀리초(ms)이다. 반대로, 왕복 시간은 보통 일반적인 지상 셀룰러 네트워크의 경우 1ms 이하이다.
표 1: 35,786km에서 GEO 위성에 대한 전파 지연(3GPP TR 38.811 [1])의 표 5.3.2.1-1에서 발췌됨)
표 2: NGSO 위성에 대한 전파 지연(3GPP TR 38.811 [1])의 표 5.3.4.1-1에서 발췌됨)
일반적으로, 하나의 셀을 커버하는 스폿 빔 내에서, 지연은 공통 지연 성분과 차동 지연 성분으로 나눌 수 있다. 공통 지연은 셀의 모든 UE에 대해 동일하며, 스폿 빔의 기준점에 대해 결정된다. 대조적으로, 차동 지연은 기준점과 주어진 UE가 스폿 빔 내에 위치되는 포인트 사이의 전파 지연에 의존하는 상이한 UE에 대해 상이하다.
피더 링크가 일반적으로 동일한 스폿 빔에서 단말기에 대해 동일하므로, 차동 지연은 주로 액세스 링크의 경로 길이가 상이하기 때문이다.
또한, 차동 지연은 주로 스폿 빔의 크기에 의해 결정된다. 이의 범위는 수십 킬로미터 정도의 스폿 빔의 경우 서브밀리초(sub-millisecond)에서 수천 킬로미터 정도의 스폿 빔의 경우 수십 밀리초까지일 수 있다.
도플러 효과
도플러(Doppler)는 위성 통신 시스템에서 적절히 고려되어야 하는 다른 주요 물리적 현상이다. 다음의 도플러 효과는 특히 관련이 있다:
Figure 112021023449188-pct00016
도플러 시프트: 도플러 시프트는 송신기, 수신기 또는 둘 다의 움직임으로 인한 신호 주파수의 시트트이다.
도플러 변동률(variation rate): 도플러 변동률은 시간의 도플러 시프트 함수의 미분 계수(derivative)이며, 즉, 이는 도플러 시프트가 시간이 지남에 따라 얼마나 빠르게 진화하는지를 나타낸다.
도플러 효과는 위성과 UE의 상대 속도 및 반송파 주파수에 따라 달라진다.
GEO 위성은 원칙적으로 고정되어 있어 도플러 시프트를 유도하지 않는다. 그러나, 실제로는 예를 들어 섭동(perturbation)으로 인해 공칭 궤도 위치를 이동한다. GEO 위성은 일반적으로 박스 [1] 내부에 유지된다:
+/- 0.05°의 조리개 각도에 상응하는 위도 및 경도 방향 모두에서의 +/-37.5km
적도면에서의 +/-17.5km
GEO 위성의 궤도은 일반적으로 도 2에 도시된 바와 같이 도 "8" 패턴을 따른다. 도 2는 정지 위성 궤도(geostationary satellite trajectory)을 도시한다(3GPP TR 38.811 [1]의 도 5.3.2.3-2에서 발췌됨).
표 3은 GEO 위성의 예시적인 도플러 시프트를 제공한다. 박스 내부에 유지되고, 도 "8" 패턴에 따라 움직이는 GEO 위성의 경우, GEO 위성 이동으로 인한 도플러 시프트는 무시할 수 있음을 알 수 있다.
GEO 위성이 박스 내부에 유지되지 않으면, 움직임(motion)은 최대 6°의 경사로 GEO 궤도 근처에서 있을 수 있다. GEO 위성 이동으로 인한 도플러 시프트는 무시할 수 없다.
표 3: GEO 위성의 예시적인 도플러 시프트(표 5.3.2.34 및 5.3.2.3-5에서 발췌됨)
도플러 효과는 MEO 및 LEO 위성에 대해 두드러진다. 표 4는 NGSO(Non-GEO) 위성의 예시적인 도플러 시프트 및 레이트를 제공한다. NGSO 위성 이동으로 인한 도플러 시프트 및 레이트는 통신 시스템 설계에서 적절히 고려되어야 함을 알 수 있다.
표 4: NGSO 위성의 도플러 시프트 및 변동률(3GPP TR 38.811 [1]의 표 5.34.3.2-7에서 발췌됨)
LTE 및 NR에서의 랜덤 액세스 절차
LTE 및 NR에서의 랜덤 액세스 절차는 유사하다. 기존의 랜덤 액세스 설계에서, 랜덤 액세스 절차는 무선 링크를 설정하고, 요청을 스케줄링할 때 초기 액세스와 같은 다양한 용도로 사용된다. 특히, 랜덤 액세스 절차의 중요한 목적은 LTE 및 NR의 업링크 직교성(uplink orthogonality)을 유지하기 위해 중요한 업링크 동기화를 달성하는 것이다. OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기반 시스템에서 상이한 UE로부터 업링크 신호의 직교성을 보존하기 위해, 각각의 UE의 신호의 도착 시간(time of arrival)은 기지국에서 OFDM 신호의 CP(Cyclic Prefix) 내에 있을 필요가 있다.
LTE 및 NR 랜덤 액세스는 경쟁 기반(contention-based) 또는 무경쟁(contention-free)이 있을 수 있다. 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차는 도 3에 예시된 바와 같이 4개의 단계로 구성된다. 이러한 단계로서, (1) UE가 Msgl이라고도 알려진 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하고; (2) 네트워크가 TA(Timing Advance) 명령과 UE가 제 3 단계에서 사용하기 위한 업링크 자원의 스케줄링을 포함하는 Msg2라고도 알려진 RAR(Random Access Response)을 송신하고; (3) UE가 Msg3이라고 알려진 메시지에서 스케줄링된 자원을 사용하여 자신의 아이덴티티(identity)를 네트워크에 송신하며; (4) 네트워크가 제 1 단계에서 동일한 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 다수의 UE로 인한 임의의 경쟁을 해결하기 위해 경쟁 해결 메시지(MSg4라고도 함)를 송신한다.
무경쟁 랜덤 액세스를 위해, UE는 BS에 의해 할당된 예약된 프리앰블을 사용한다. 이 경우, 경쟁 해결이 필요하지 않으며, 따라서 단계 1 및 2만이 필요하다.
동기화 신호(Synchronization Signal; SS) 블록 구성
NR에서, UE가 초기 액세스를 수행하는 것을 기반으로 하는 기준 신호(Reference Signal; RS)의 세트는 SSB(SS/Physical Broadcast Channel Block)이다. NR에서의 SSB의 구조는 아래에서 설명된다. SSB에 포함된 신호는 동일 주파수(intra-frequency), 다른 주파수 간(inter-frequency) 및 다른 RAT(Radio Access Technology) 간(즉, 다른 RAT로부터의 NR 측정)을 포함하는 NR 반송파 상의 측정을 위해 사용될 수 있다.
SSB(SS/PBCH(Physical Broadcast Channel) 블록 또는 SS 블록이라고도 할 수 있음): NR-PSS(NR Primary SS), NR-SSS(NR Secondary SS) 및/또는 NR-PBCH는 SSB 내에서 송신될 수 있다. 주어진 주파수 대역에 대해, SSB는 하나의 부반송파 간격(예를 들어, 디폴트 값 또는 구성됨)에 기초하여 N개의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼에 상응하고, N은 상수이다. UE는 적어도 OFDM 심볼 인덱스, 무선 프레임에서의 슬롯 인덱스 및 SSB로부터의 무선 프레임 번호를 식별할 수 있다. (예를 들어, 무선 프레임 또는 SS 버스트 세트에 대한) 가능한 SSB 시간 위치의 단일 세트는 주파수 대역마다 지정된다. 적어도 다중 빔의 경우, 적어도 SSB의 시간 인덱스는 UE에 나타내어진다. 실제 송신된 SSB의 위치는 CONNECTED/IDLE 모드 측정에 도움이 되고, CONNECTED 모드 UE가 사용되지 않은 SSB에서 다운링크 데이터/제어부(control)를 수신하도록 도와 주며, 잠재적으로 ILID 모드 UE가 사용되지 않은 SSB에서 다운링크 데이터/제어부를 수신하도록 도와 주기위해 통지된다. 상이한 주파수 범위에 대한 SS 버스트 세트 L 내의 최대 SSB 수는 다음과 같다:
Figure 112021023449188-pct00022
최대 3GHz의 주파수 범위의 경우, L은 4이다.
3GHz 내지 6GHz의 주파수 범위의 경우, L은 8이다.
6GHz 내지 52.6GHz의 주파수 범위의 경우, L은 64이다.
SS 버스트 세트: 하나 또는 다수의 SS 버스트는 SS 버스트 세트(또는 시리즈)를 더 구성하며, 여기서 SS 버스트 세트 내의 SS 버스트의 수는 유한하다. 물리적 계층 사양 관점에서, SS 버스트 세트의 적어도 하나의 주기(periodicity)가 지원된다. UE 관점에서, SS 버스트 세트 송신은 주기적이다. 적어도 초기 셀 선택을 위해, UE는 주어진 반송파 주파수(예를 들어, 5ms, 10ms, 20ms, 40ms, 80ms 또는 160ms 중 하나)에 대한 SS 버스트 세트 송신의 디폴트 주기를 가정할 수 있다. UE는 주어진 SSB가 SS 버스트 세트 주기로 반복된다고 가정할 수 있다. 디폴트로, UE는 gNB(New Radio BS)가 SS 버스트 세트 내의 상이한 SSB를 통해 동일한 수의 물리적 빔 또는 동일한 물리적 빔을 송신한다고 가정하지 않을 수 있다. 특별한 경우, SS 버스트 세트는 하나의 SS 버스트를 포함할 수 있다.
각각의 반송파에 대해, SSB는 시간 정렬되거나 완전히 또는 적어도 부분적으로 중첩될 수 있거나, SSB의 시작 부분은 시간 정렬될 수 있다(예를 들어, 송신된 SSB의 실제 수가 상이한 셀에서 상이한 경우).
도 4는 SSB, SS 버스트 및 SS 버스트 세트/시리즈의 예시적인 구성을 도시한다.
기존의 솔루션에 따른 문제점
현재 특정 문제가 존재한다. 특히, LTE 및 NR에서의 기존의 랜덤 액세스 절차의 설계는 위성 통신 시스템에 적합하지 않다.
예를 들어, 비-지상 무선 액세스 네트워크(예를 들어, 위성 기반 무선 액세스 네트워크)를 갖는 무선 통신 시스템과 같은 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스를 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 무선 장치에 의해 수행되는 방법의 실시예 및 무선 장치의 상응하는 실시예가 개시된다. 일부 실시예에서, 랜덤 액세스를 위해 무선 장치에 의해 수행되는 방법은 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정 절차를 수행하여 무선 장치와 기지국 사이의 업링크에 대한 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치를 결정하는 단계를 포함한다. 방법은 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치를 사용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 단계를 더 포함한다. 이러한 방식으로, 위성 기반 무선 액세스 네트워크에 존재하는 것과 같은 긴 전파 지연이 존재하는 경우에도 랜덤 액세스가 수행될 수 있다.
일부 실시예에서, 방법은 타이밍 어드밴스 값을 포함하는 랜덤 액세스 응답을 기지국으로부터 수신하는 단계, 및 랜덤 액세스 응답에 포함된 타이밍 어드밴스 값 및 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치에 기초하여 무선 장치와 기지국 사이의 업링크에 대한 타이밍 어드밴스를 결정하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 랜덤 액세스 응답은 무선 장치로부터의 업링크 송신을 위한 자원을 스케줄링하고, 방법은 스케줄링된 자원 및 결정된 타이밍 어드밴스를 사용하여 업링크 송신부(uplink transmission)를 기지국으로 송신하는 단계를 더 포함하며, 여기서 업링크 송신부는 무선 장치의 아이덴티티(identity) 및 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 인디케이션(indication)을 포함한다. 일부 실시예에서, 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 인디케이션은 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치이다. 일부 다른 실시예에서, 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 인디케이션은 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치와 미리 정의된 또는 미리 구성된 기준 값 사이의 차이와 동일한 미분 값(differential value)이다.
일부 실시예에서, 랜덤 액세스 프리앰블은 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 함수이다. 일부 실시예에서, 방법은 복수의 가능한 랜덤 액세스 프리앰블의 하위 그룹으로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 선택하는 단계를 더 포함하고, 하위 그룹은 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치에 기초하여 선택된다. 일부 실시예에서, 랜덤 액세스 프리앰블은 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 인디케이션을 제공한다. 일부 실시예에서, 방법은 타이밍 어드밴스 값을 포함하는 랜덤 액세스 응답을 기지국으로부터 수신하는 단계, 및 랜덤 액세스 응답에 포함된 타이밍 어드밴스 값 및 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치에 기초하여 무선 장치와 기지국 사이의 업링크에 대한 타이밍 어드밴스를 결정하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 랜덤 액세스 응답은 무선 장치로부터의 업링크 송신을 위한 자원을 스케줄링하고, 방법은 스케줄링된 자원 및 결정된 타이밍 어드밴스를 사용하여 업링크 송신부를 기지국으로 송신하는 단계를 더 포함하며, 업링크 송신부는 무선 장치의 아이덴티티 및 무선 장치에 의해 송신된 랜덤 액세스 프리앰블과 함께 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 인디케이션을 제공하는 정보를 포함한다.
일부 실시예에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
일부 실시예에서, 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 위해 무선 장치에 의해 수행되는 방법은 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 단계, 및 기지국으로부터 타이밍 어드밴스 값을 포함하는 랜덤 액세스 응답을 수신하는 단계를 포함하며, 타이밍 어드밴스 값은 2 밀리초(ms)보다 크다. 일부 실시예에서, 타이밍 어드밴스 값은 10ms보다 크다. 다른 일부 실시예에서, 타이밍 어드밴스 값은 50ms보다 크다. 다른 일부 실시예에서, 타이밍 어드밴스 값은 100ms보다 크다.
일부 실시예에서, 타이밍 어드밴스 값은 Tmin 내지 Tmax의 범위 내에 있으며, 여기서 Tmin 및/또는 Tmax는 무선 액세스 네트워크의 배치의 함수이다.
일부 실시예에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다. 일부 실시예에서, 타이밍 어드밴스 값은 Tmin 내지 Tmax의 범위 내에 있으며, 여기서 Tmin 및/또는 Tmax는 위성이 LEO(Low Earth Orbit), MEO(Medium Earth Orbit) 또는 GEO(Geostationary Orbit) 위성이다.
일부 실시예에서, 방법은 랜덤 액세스 응답에 포함된 타이밍 어드밴스 값에 기초하여 무선 장치의 타이밍 어드밴스를 조정하는 단계 및 타이밍 어드밴스를 사용하여 업링크 송신부를 기지국으로 송신하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 방법은 랜덤 액세스 응답에 포함된 타이밍 어드밴스 값 및 설정된 기준 타이밍에 기초하여 무선 장치의 타이밍 어드밴스를 조정하는 단계 및 타이밍 어드밴스를 사용하여 업링크 송신부를 기지국으로 송신하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 위해 무선 장치에 의해 수행되는 방법은 기지국으로부터 기준 타이밍 어드밴스 - 기준 타이밍 어드밴스는 기지국의 서비스 영역에서 최대 또는 최소 가능한 왕복 신호 지연에 기초함 - 를 수신하는 단계, 및 기준 타이밍 어드밴스와 동일한 타이밍 어드밴스를 사용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 방법은 기준 타이밍 어드밴스와 함께 무선 장치에 대한 타이밍 어드밴스 값을 나타내는 정보를 포함하는 랜덤 액세스 응답을 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 정보는 다수의 슬롯 및 슬롯의 일부를 포함한다. 일부 실시예에서, 랜덤 액세스 응답은 랜덤 액세스 프리앰블을 나타내는 랜덤 액세스 채널 식별자 및 랜덤 액세스 프리앰블이 기지국에 의해 수신된 서브프레임을 더 포함한다. 일부 실시예에서, 방법은 랜덤 액세스 채널 식별자가 무선 장치에 의해 송신된 랜덤 액세스 프리앰블과 일치하는지를 결정하는 단계, 및 랜덤 액세스 채널 식별자가 무선 장치에 의해 송신된 랜덤 액세스 프리앰블과 일치한다고 결정하면, 랜덤 액세스 응답에 포함된 정보에 의해 나타내어진 타이밍 어드밴스 값을 사용하여 업링크 송신부를 송신하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
일부 실시예에서, 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 위해 무선 장치에 의해 수행되는 방법은 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 단계, 및 기지국으로부터 서브프레임 경계 정렬을 위한 타이밍 어드밴스 값을 포함하는 랜덤 액세스 응답을 수신하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 타이밍 어드밴스 값은 가능한 타이밍 어드밴스 값의 범위 중 하나이고, 가능한 타이밍 어드밴스 값의 범위는 -0.5ms 내지 0.5ms이다. 일부 다른 실시예에서, 타이밍 어드밴스 값은 가능한 타이밍 어드밴스 값의 범위 중 하나이고, 가능한 타이밍 어드밴스 값의 범위는 0ms 내지 1.0ms이다.
일부 실시예에서, 방법은 무선 장치가 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정을 수행할 수 있다는 인디케이션을 기지국으로 송신하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 방법은 무선 장치가 전파 지연, 차동 지연, 또는 전파 지연 및 차동 지연 둘 다를 추정할 수 있다는 인디케이션을 기지국으로 송신하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 인디케이션은 랜덤 액세스 동안 또는 랜덤 액세스 외부에서 송신된다.
일부 실시예에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
일부 실시예에서, 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 위해 무선 장치에 의해 수행되는 방법은 무선 장치가 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정을 수행할 수 있다는 인디케이션을 기지국에 송신하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
일부 실시예에서, 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 위해 무선 장치에 의해 수행되는 방법은 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 단계, 기지국에 의한 랜덤 액세스 프리앰블의 수신과 기지국에 의한 랜덤 액세스 응답의 송신 사이에서 기지국에서의 처리 대기 시간(processing latency)을 나타내는 정보를 포함하는 랜덤 액세스 응답을 기지국으로부터 수신하는 단계, 및 무선 장치에서의 랜덤 액세스 프리앰블의 송신과 무선 장치에서의 랜덤 액세스 응답의 수신 사이의 시간 기간에서 기지국에서의 처리 대기 시간을 감산함으로써 무선 장치의 왕복 전파 지연을 추정하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 랜덤 액세스 응답은 확장된 타이밍 어드밴스 값을 더 포함한다. 일부 실시예에서, 확장된 타이밍 어드밴스 값은 -0.5ms 내지 0.5ms의 가능한 확장된 타이밍 어드밴스 값의 범위이다.
일부 실시예에서, 랜덤 액세스 프리앰블은 M≥N인 경우 M개의 서브프레임마다 반복되는 서브프레임 패턴을 제공하기 위해 각각 하나의 서브프레임이 할당된 N개의 프리앰블 그룹으로 나뉘어지고, 방법은 N, M 및 기준 타이밍 값을 포함하는 시스템 정보를 획득하는 단계, 랜덤 액세스 프리앰블이 송신되는 서브프레임에 상응하는 N개의 프리앰블 그룹 중 하나로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 선택하는 단계, 및 랜덤 액세스 무선 네트워크 임시 식별자를 선택하는 단계로서, 랜덤 액세스 무선 네트워크 임시 식별자는 랜덤 액세스 프리앰블이 선택된 N개의 프리앰블 그룹 중 하나와 M의 함수인, 선택하는 단계를 더 포함한다. 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 단계는 랜덤 액세스 프리앰블이 선택된 N개의 프리앰블 그룹 중 하나에 상응하는 서브프레임에서 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
일부 실시예에서, 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 수행하는 무선 장치는 상술한 무선 장치의 동작 방법의 실시예 중 어느 하나를 수행하도록 적응된다. 일부 실시예에서, 무선 장치는 하나 이상의 송신기, 하나 이상의 수신기, 및 하나 이상의 송신기 및 하나 이상의 수신기와 연관된 처리 회로를 포함하고, 처리 회로는 무선 장치가 상술한 무선 장치의 동작 방법의 실시예 중 어느 하나를 수행하게 하도록 구성된다.
기지국에 의해 수행되는 방법의 실시예 및 기지국의 상응하는 실시예가 또한 개시된다. 일부 실시예에서, 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 가능하게 하기 위해 기지국에 의해 수행되는 방법은 무선 장치로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 탐지(detection)하는 단계, 타이밍 어드밴스 값을 포함하는 랜덤 액세스 응답을 송신하는 단계, 및 무선 장치로부터 업링크 송신부를 수신하는 단계로서, 업링크 송신부는 무선 장치의 아이덴티티 및 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하기 위해 무선 장치에 의해 이용되는 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 인디케이션을 포함하는, 수신하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
일부 실시예에서, 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 가능하게 하기 위해 기지국에 의해 수행되는 방법은 무선 장치로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 탐지하는 단계로서, 랜덤 액세스 프리앰블은 무선 장치의 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 함수인, 탐지하는 단계, 및 타이밍 어드밴스 값을 포함하는 랜덤 액세스 응답을 무선 장치로 송신하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 랜덤 액세스 프리앰블은 복수의 가능한 랜덤 액세스 프리앰블의 하위 그룹으로부터의 것이며, 하위 그룹은 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치를 나타낸다.
일부 실시예에서, 랜덤 액세스 프리앰블은 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 인디케이션을 제공한다.
일부 실시예에서, 방법은 무선 장치의 아이덴티티 및 무선 장치에 의해 송신된 랜덤 액세스 프리앰블과 함께 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 인디케이션을 제공하는 정보를 포함하는 업링크 송신부를 무선 장치로부터 수신하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
일부 실시예에서, 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 위해 기지국에 의해 수행되는 방법은 무선 장치로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 탐지하는 단계, 및 타이밍 어드밴스 값을 포함하는 랜덤 액세스 응답을 무선 장치로 송신하는 단계를 포함하며, 타이밍 어드밴스 값이 2ms보다 크다.
일부 실시예에서, 타이밍 어드밴스 값은 10ms보다 크다. 일부 실시예에서, 타이밍 어드밴스 값은 50ms보다 크다. 일부 실시예에서, 타이밍 어드밴스 값은 100ms보다 크다.
일부 실시예에서, 타이밍 어드밴스 값은 Tmin 내지 Tmax의 범위 내에 있으며, 여기서 Tmin 및/또는 Tmax는 무선 액세스 네트워크의 배치의 함수이다.
일부 실시예에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다. 일부 실시예에서, 타이밍 어드밴스 값은 Tmin 내지 Tmax의 범위 내에 있으며, 여기서 Tmin 및/또는 Tmax는 위성이 LEO, MEO 또는 GEO 위성인지의 함수이다.
일부 실시예에서, 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 가능하게 하기 위해 기지국에 의해 수행되는 방법은 기준 타이밍 어드밴스를 하나 이상의 무선 장치에 송신하는 단계를 포함하며, 여기서 기준 타이밍 어드밴스는 기지국의 서비스 영역에서 최대 또는 최소 가능한 왕복 신호 지연에 기초한다. 방법은 무선 장치로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 탐지하는 단계, 및 기준 타이밍 어드밴스와 함께 무선 장치에 대한 타이밍 어드밴스 값을 나타내는 정보를 포함하는 랜덤 액세스 응답을 무선 장치로 송신하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 무선 장치로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 탐지하는 단계는 서비스 영역에서 최대 및 최소 가능한 왕복 신호 지연을 커버하는 시간 윈도우 내에서 무선 장치로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 탐지하는 단계를 포함하고, 방법은, 탐지된 랜덤 액세스 프리앰블에 기초하여, 시간 윈도우에서 마지막 또는 제 1 서브프레임의 시작을 타이밍 기준으로서 사용하여 탐지된 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 타이밍 어드밴스 값을 결정하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 정보는 다수의 슬롯 및 슬롯의 일부를 포함한다.
일부 실시예에서, 랜덤 액세스 응답은 랜덤 액세스 프리앰블을 나타내는 랜덤 액세스 채널 식별자 및 랜덤 액세스 프리앰블이 기지국에 의해 수신된 서브프레임을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
일부 실시예에서, 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 가능하게 하기 위해 기지국에 의해 수행되는 방법은 무선 장치로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 탐지하는 단계, 및 서브프레임 경계 정렬을 위한 타이밍 어드밴스 값을 포함하는 랜덤 액세스 응답을 무선 장치로 송신하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 타이밍 어드밴스 값은 가능한 타이밍 어드밴스 값의 범위 중 하나이고, 가능한 타이밍 어드밴스 값의 범위는 -0.5ms 내지 0.5ms이다. 일부 다른 실시예에서, 타이밍 어드밴스 값은 가능한 타이밍 어드밴스 값의 범위 중 하나이고, 가능한 타이밍 어드밴스 값의 범위는 0ms 내지 1.0ms이다.
일부 실시예에서, 방법은 무선 장치가 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정을 수행할 수 있다는 인디케이션을 무선 장치로부터 수신하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 인디케이션은 랜덤 액세스 동안 또는 랜덤 액세스 외부에서 수신된다.
일부 실시예에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
일부 실시예에서, 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 가능하게 하기 위해 기지국에 의해 수행되는 방법은, 무선 장치로부터, 무선 장치가 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정을 수행할 수 있다는 인디케이션을 수신하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
일부 실시예에서, 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 가능하게 하기 위해 기지국에 의해 수행되는 방법은 무선 장치로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 탐지하는 단계, 및 기지국에 의한 랜덤 액세스 프리앰블의 수신과 기지국에 의한 랜덤 액세스 응답의 송신 사이에서 기지국에서의 처리 대기 시간을 나타내는 정보를 포함하는 랜덤 액세스 응답을 무선 장치로 송신하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 랜덤 액세스 응답은 확장된 타이밍 어드밴스 값을 더 포함한다. 일부 실시예에서, 확장된 타이밍 어드밴스 값은 -0.5ms 내지 0.5ms의 가능한 확장된 타이밍 어드밴스 값의 범위이다.
일부 실시예에서, 랜덤 액세스 프리앰블은 M≥N인 경우 M개의 서브프레임마다 반복되는 서브프레임 패턴을 제공하기 위해 각각 하나의 서브프레임이 할당된 N개의 프리앰블 그룹으로 나뉘어지고, 방법은 N, M 및 기준 타이밍 값을 포함하는 시스템 정보를 무선 장치에 제공하는 단계를 더 포함한다.
랜덤 액세스 프리앰블이 송신되는 서브프레임에 상응하는 N개의 프리앰블 그룹 중 하나로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 선택하는 단계, 및 랜덤 액세스 무선 네트워크 임시 식별자를 선택하는 단계로서, 랜덤 액세스 무선 네트워크 임시 식별자는 랜덤 액세스 프리앰블이 선택된 N개의 프리앰블 그룹 중 하나와 M의 함수인, 선택하는 단계를 더 포함한다. 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 단계는 랜덤 액세스 프리앰블이 선택된 N개의 프리앰블 그룹 중 하나에 상응하는 서브프레임에서 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
일부 실시예에서, 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 수행하는 무선 장치는 상술한 무선 장치의 동작 방법의 실시예 중 어느 하나를 수행하도록 적응된다. 일부 실시예에서, 무선 장치는 하나 이상의 송신기, 하나 이상의 수신기, 및 하나 이상의 송신기 및 하나 이상의 수신기와 연관된 처리 회로를 포함하고, 처리 회로는 무선 장치가 상술한 무선 장치의 동작 방법의 실시예 중 어느 하나를 수행하게 하도록 구성된다. 또한, 랜덤 액세스 프리앰블은 랜덤 액세스 프리앰블이 탐지되는 서브프레임에 상응하는 N개의 프리앰블 그룹 중 하나에 속하며, 랜덤 액세스 프리앰블과 연관된 랜덤 액세스 무선 네트워크 임시 식별자는 랜덤 액세스 프리앰블이 선택된 N개의 프리앰블 그룹 중 하나와 M의 함수이다.
일부 실시예에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
일부 실시예에서, 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 가능하게 하는 기지국은 상술한 기지국에 의해 수행되는 방법의 실시예 중 어느 하나를 수행하도록 적응된다. 일부 실시예에서, 기지국은 기지국이 상술한 기지국에 의해 수행되는 방법의 실시예 중 어느 하나를 수행하게 하도록 구성된 처리 회로를 포함한다.
본 명세서에 포함되고, 그 일부를 형성하는 첨부된 도면은 본 개시의 원리를 설명하는 역할을 하는 본 설명과 함께 본 개시의 여러 양태를 예시한다.
도 1은 구부러진 파이프 트랜스폰더를 갖는 위성 네트워크의 예시적인 아키텍처를 도시한다.
도 2는 정지 위성 궤도를 예시한다.
도 3은 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 예시한다.
도 4는 동기화 신호 블록(Synchronization Signal Block; SSB), 동기화 신호(Synchronization Signal; SS) 버스트 및 SS 버스트 세트/시리즈의 예시적인 구성을 예시한다.
도 5는 본 개시의 제 1 실시예에 따른 사용자 장치(UE)의 관점으로부터의 랜덤 액세스 절차의 흐름도를 예시한다.
도 6은 본 개시의 제 1 실시예에 따라 UE가 먼저 개방 루프 추정치에 기초하여 업링크 타이밍을 조정하고, 나중에 기지국으로부터의 명령에 기초하여 업링크 타이밍을 미세 조정하는 방법의 예를 더 예시한다.
도 7은 본 개시의 제 1 실시예에 따른 기지국의 관점으로부터의 랜덤 액세스 절차를 예시하는 흐름도이다.
도 8은 본 개시의 제 2 실시예에 따른 UE의 관점으로부터의 랜덤 액세스 절차의 흐름도를 예시한다.
도 9는 본 개시의 제 2 실시예에 따른 기지국의 관점으로부터의 랜덤 액세스 절차를 예시하는 흐름도이다.
도 10은 본 개시의 제 3 실시예에 따른 UE의 관점으로부터의 랜덤 액세스 절차의 흐름도를 예시한다.
도 11은 본 개시의 제 3 실시예에 따라 UE가 기지국으로부터의 명령에 기초하여 업링크 타이밍을 조정하는 방법의 예를 더 예시한다.
도 12는 본 개시의 제 3 실시예에 따른 기지국의 관점으로부터의 랜덤 액세스 절차를 예시하는 흐름도이다.
도 13은 본 개시의 다른 실시예에 따른 UE 및 기지국의 동작을 예시한다.
도 14는 본 개시의 제 4 실시예에 따른 UE의 관점으로부터의 랜덤 액세스 절차의 흐름도를 예시한다.
도 15는 본 개시의 제 4 실시예에 따라 UE가 기지국으로부터의 명령에 기초하여 업링크 타이밍을 조정하는 방법의 예를 더 예시한다.
도 16은 본 개시의 제 4 실시예에 따른 기지국의 관점으로부터의 랜덤 액세스 절차를 예시하는 흐름도이다.
도 17은 본 개시의 제 5 실시예의 일례에 따른 UE 및 기지국의 동작을 예시한다.
도 18 내지 20은 무선 액세스 노드(예를 들어, 기지국)의 예시적인 실시예를 예시한다.
도 21 및 22는 UE의 예시적인 실시예를 예시한다.
도 23은 본 개시의 실시예가 구현될 수 있는 통신 시스템의 예를 예시한다.
도 24는 도 23의 호스트 컴퓨터, 기지국 및 UE의 예시적인 구현을 예시한다.
도 25 내지 28은 통신 시스템에서 구현되는 예시적인 방법을 예시하는 흐름도이다.
아래에 설명되는 실시예는 통상의 기술자가 실시예를 실시하고, 실시예를 실시하는 최상의 모드를 예시할 수 있도록 하는 정보를 나타낸다. 첨부된 도면에 비추어 다음의 설명을 읽으면, 통상의 기술자는 본 개시의 개념을 이해하고, 특히 본 명세서에서 다루어지지 않은 이러한 개념의 적용을 인식할 것이다. 이러한 개념 및 응용은 본 개시의 범위 내에 있다는 것이 이해되어야 한다.
무선 노드: 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "무선 노드"는 무선 액세스 노드 또는 무선 장치이다.
무선 액세스 노드: 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "무선 액세스 노드" 또는 "무선 네트워크 노드"는 신호를 무선으로 송신 및/또는 수신하도록 동작하는 셀룰러 통신 네트워크의 무선 액세스 네트워크에서의 임의의 노드이다. 무선 액세스 노드의 일부 예는 기지국(예를 들어, 3GPP(Third Generation Partnership Project) 5세대(5G) NR 네트워크에서의 gNB(New Radio (NR) base station) 또는 3GPP LTE(Long Term Evolution) 네트워크에서의 향상 또는 eNB(enhanced or evolved Node B)), 고전력 또는 매크로 기지국, 저전력 기지국(예를 들어, 마이크로 기지국, 피코 기지국, 홈 eNB 등) 및 릴레이 노드를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
코어 네트워크 노드: 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "코어 네트워크 노드"는 코어 네트워크에서의 임의의 타입의 노드이다. 코어 네트워크 노드의 일부 예는, 예를 들어, MME(Mobility Management Entity), P-GW(Packet Data Network Gateway), SCEF(Service Capability Exposure Function) 등을 포함한다.
무선 장치: 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "무선 장치"는 신호를 무선 액세스 노드로 무선으로 송신 및/또는 수신함으로써 셀룰러 통신 네트워크에 액세스하는(즉, 서빙되는) 모든 타입의 장치이다. 무선 장치의 일부 예는 3GPP 네트워크에서의 사용자 장치(UE) 및 MTC(Machine Type Communication) 장치를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
네트워크 노드: 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "네트워크 노드"는 무선 액세스 네트워크의 일부 또는 셀룰러 통신 네트워크/시스템의 코어 네트워크인 임의의 노드이다.
본 명세서에 제공된 설명은 3GPP 셀룰러 통신 시스템에 초점을 맞추며, 이와 같이, 3GPP 용어 또는 3GPP 용어와 유사한 용어가 자주 사용된다. 그러나, 본 명세서에 개시된 개념은 3GPP 시스템에 제한되지 않는다.
본 명세서의 설명에서, "셀"이라는 용어가 참조될 수 있지만, 특히 5G NR 개념과 관련하여, 빔이 셀 대신에 사용될 수 있다는 것을 주목하며, 따라서 본 명세서에 설명된 개념은 셀과 빔 모두에 동일하게 적용될 수 있다는 것을 주목하는 것이 중요하다.
이하의 실시예에서, "BS가 ...를 구성한다"라고 할 때, 이는 기지국(BS)이 시스템 정보에서 상응하는 주체(subject)를 구성하는 것을 의미한다.
상술한 바와 같이, LTE 및 NR에서의 기존의 랜덤 액세스 절차의 설계는 위성 통신 시스템에 적합하지 않다. 특히, 타이밍 관계는 왕복 지연이 일반적으로 1 밀리초(ms) 이내인 지상 전파 무선 환경을 기반으로 한다. 결과적으로, 수십 밀리초(LEO(Low Earth Orbit))에서 수백 밀리초(GEO(Geostationary Orbit))까지의 범위인 위성 통신 시스템에서의 긴 전파 지연과, 서브밀리초에서 수십 밀리초(스폿 빔의 크기에 따라 다름)까지의 범위일 수 있는 위성 통신 시스템에서의 스폿 빔의 큰 차동 지연을 처리할 수 없다.
본 개시의 특정 양태 및 그 실시예는 상술한 또는 다른 문제에 대한 솔루션을 제공할 수 있다. 본 개시에서, 위성 네트워크에 대한 LTE 및 NR에서의 랜덤 액세스 절차를 적응시키는 시스템 및 방법이 개시된다.
랜덤 액세스 절차를 위한 제안된 솔루션은 UE가 개방 루프 타이밍 추정을 수행할 수 있는 경우와 기지국이 긴 전파 지연 및/또는 큰 차동 지연을 추정하기 위해 구현 기반 솔루션을 이용하는 경우를 모두 고려한다.
일부 실시예에서, 지상 네트워크가 예를 들어 위성 통신 시스템에 존재하는 긴 전파 지연을 처리하기 위해 현재 설계된 랜덤 액세스 절차를 적응시키는 방법이 개시된다.
본 명세서에 개시된 실시예의 일부 비제한적인 예는 다음과 같다:
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실시예 1: UE가 개방 루프 TA(Timing Advance) 추정을 수행하고 Msgl에서 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하기 전에 추정된 TA를 적용하고; Msg2에서 BS로부터의 폐루프 피드백에 기초하여 TA를 더 조정하며; Msg3에서 개방 루프 타이밍 추정에 대해 BS에 알리는 랜덤 액세스 절차의 방법.
실시예 2: UE가 개방 루프 TA 추정을 수행하고 Msgl에서 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하기 전에 추정된 TA를 적용하고; Msgl을 송신하기 위해 개방 루프 타이밍 추정치에 기초하여 서브프레임에서 TA 종속 PRACH(Physical Random Access Channel) 송신 자원을 선택하고; Msg2에서 BS로부터의 폐루프 피드백에 기초하여 TA를 더 조정하며; Msgl에서 송신 자원의 선택에 의해 정보가 완전히 반송되지 않을 경우 Msg3에서 개방 루프 타이밍 추정에 대한 나머지 정보에 대해 BS에 알리는 랜덤 액세스 절차의 방법.
실시예 3: UE가 시스템 정보(SI)에서 브로드캐스트되는 타이밍 정보와 Msg2에서 송신되는 TA 명령을 조합함으로써 TA를 수행하는 랜덤 액세스 절차의 방법.
실시예 4: UE가 개방 루프 타이밍 추정 능력을 네트워크에 나타내는 랜덤 액세스 절차의 방법.
실시예 5: BS가 BS에서의 Msgl의 수신 시간과 BS에서의 Msg2의 송신 시간 사이의 처리 대기 시간을 UE에 나타내고; UE가 UE에서의 Msgl의 송신 시간과 UE에서의 Msg2의 수신 시간 사이의 시간 기간으로부터 BS 처리 대기 시간을 감산함으로써 왕복 전파 지연을 추정하는 랜덤 액세스 절차의 방법.
특정 실시예는 다음과 같은 기술적 이점 중 하나 이상을 제공할 수 있다. 랜덤 액세스 절차를 위한 제안된 솔루션은 위성 통신 시스템에서 긴 전파 지연의 중요한 물리적 현상을 다룬다. 이 솔루션은 위성 네트워크에 LTE 및 NR을 적용하는 데 중요하다.
본 명세서에 설명된 UE 및 BS의 실시예와 그 동작 방법의 실시예는 예를 들어, 도 1에 예시된 것과 같은 위성 무선 액세스 네트워크(100)를 포함하는 셀룰러 통신 네트워크와 같은 임의의 적절한 타입의 무선 통신 시스템에서 구현될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 위성 무선 액세스 네트워크(100)는 위성(102)(즉, 우주 또는 공중 무선 액세스 노드 또는 플랫폼), 위성(102)을 코어 네트워크(106)에 상호 연결하는 하나 이상의 게이트웨이(104) 및/또는 육상 기반 BS 구성 요소(108)를 포함한다. 본 명세서에 설명된 BS의 기능은 위성(102)에서 구현되거나 위성(102)과 게이트웨이(104)를 통해 위성(102)에 연결된 육상 기반 BS 구성 요소(108) 사이에 분산될 수 있다(예를 들어, 위성(102)은 LI 기능을 구현할 수 있고, 육상 기반 BS 구성 요소(108)는 L2 및 L3 기능을 구현할 수 있음). UE(110)는 위성(102)을 통해 위성 무선 액세스 네트워크(100)와 통신한다. 본 명세서에 설명된 바와 같은 UE의 기능은 UE(110)에서 구현될 수 있다.
실시예 1
UE는 개방 루프 TA 추정을 수행한다. UE는 랜덤 액세스 절차에서 Msgl을 송신하기 전에 개방 루프 TA 추정치를 사용하여 TA를 적용한다. BS는 Msg2에서 폐루프 타이밍 조정 명령을 다시 송신한다. 이러한 명령은 TA 값을 포함한다. UE는 Msg3을 BS로 송신하기 전에 Msg2에서 수신된 명령에 기초하여 TA를 조정한다. UE는 이후 BS 스케줄링을 용이하게 하기 위해 Msg3에서 개방 루프 타이밍 추정을 포함한다.
도 5는 UE 관점으로부터의 랜덤 액세스 절차의 흐름도를 예시한다. 예시된 바와 같이, UE는 시스템 정보로부터 랜덤 액세스 구성을 판독한다(단계(500)). UE는 또한 개방 루프 타이밍 추정을 수행하고, 생성된 개방 루프 타이밍 추정에 기초하여 TA를 조정한다(단계(502)). UE는 조정된 TA(개방 루프 타이밍 추정에 기초 함)를 사용하여 랜덤 액세스 구성에 따라 랜덤 액세스 프리앰블(즉, Msgl)을 송신한다(단계(504)). UE는 후속하여 무선 액세스 네트워크로부터 랜덤 액세스 응답(즉, Msg2)을 수신하고, Msg2에서 수신된 폐루프 타이밍 조정 명령에 기초하여 TA를 더 조정한다(단계(506)). 그 후, UE는 Msg3를 송신한다(단계(508)). 실시예 1에서, UE는 Msg3에서의 개방 루프 타이밍 추정을 포함한다. 경쟁 해결이 수행되는 시나리오에서, UE는 Msg4를 수신한다(단계(510)).
도 6은 UE가 먼저 개방 루프 추정에 기초하여 업링크 타이밍을 조정하고, 나중에 BS로부터의 명령에 기초하여 업링크 타이밍을 미세 조정하는 방법을 더 예시한다. 특히, 도 6은 실시예 1 및 2에 대한 타이밍 관계를 예시한다.
그 다음, 일부 단계가 구현될 수 있는 방법을 설명하기 위해 몇 가지 비제한적인 예가 제공된다.
개방 루프 TA 추정(모든 실시예에 적용 가능함): 일 예에서, UE는 UE(즉, 단말기) 위치 및 위성 천체력 데이터(satellite ephemeris data)에 관한 GPS(Global Positioning System) 정보를 사용한다. 다른 예에서, 시스템 프레임 타이밍은 각각의 시스템 프레임의 시작 시간이 UE에 알려지도록 미리 지정될 수 있다. 예를 들어, 시스템 프레임 0의 시작 시간은 특정 날짜 및 시간에서 시작하는, 예를 들어, 2019-01-01 00:00:00에서 시작하는 매 T 초(예를 들어, T=10 초)인 것으로 지정될 수 있다. UE는 다운링크 시스템 서브프레임이 UE에서 수신되는 시간과 시스템 프레임의 예상된 시작 시간을 비교함으로써 BS에 대한 단방향 지연을 추정할 수 있다. 다른 예에서, LTE 릴리스 15의 시스템 정보 블록 16(System Information Block 16; SIB-16)에 소개된 바와 같이 네트워크가 (TA 보상없이 1 마이크로 초(㎲)의 입도를 가진) 미세 입도 GPS 시간을 브로드캐스트할 때 네트워크로부터 수신된 GPS 시간과 GPS 정보로부터의 실제 GPS 시간에 대한 UE의 지식을 비교함으로써 단방향 전파 지연은 도출된다.
별개의 PRACH 자원(시간, 주파수, 공간 및/또는 코드)는 UE가 이러한 랜덤 액세스 프로세스에서 Msgl을 송신하도록 구성될 수 있다.
o Msg2 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 스크램블링에 사용되는 RA-RNTI(Random Access Radio Network Temporary Identifier)는 UE에서 TA를 적용한 후 시간에 따라 설정된다.
Msg2에서 TA 명령에 대한 새로운 범위가 정의될 수 있다.
o 예 1: 기존의 단극(unipolar) TA 범위[0, Tmax]를 양극(bipolar) TA 범위[-Tmax/2, Tmax/2]로 시프트한다. 동일한 수의 TA 비트가 사용될 수 있다. 이 예에서, UE는 적어도 Tmax/2의 일부 내에서 개방 루프 TA를 추정할 수 있다고 가정된다.
o 예 2: T1 및 T2가 양수 값인 새로운 TA 범위 [-T1, T2]를 정의하고, 이에 따라 TA 비트의 수를 선택한다.
Msg3의 타이밍 보고
o 예 1: UE는 슬롯의 일부의 단위 또는 슬롯 또는 둘 다에서 절대 개방 루프 타이밍 추정치를 보고한다.
o 예 2: UE는 절대 개방 루프 타이밍 추정치-기준 타이밍 값과 동일한 미분 값을 보고한다.
■ 기준 타이밍 값은 SI에서 브로드캐스트될 수 있다.
■ 상이한 위성 배치(satellite deployment)에 대해 상이한 기준 타이밍 값 범위가 정의될 수 있다(예를 들어, LEO, MEO(Medium Earth Orbit) 및 GEO는 상이한 기준 타이밍 값 범위를 가질 수 있음).
■ BS는 예를 들어 다음을 기반으로 기준 타이밍을 선택할 수 있다:
셀 풋프린트 또는 전파 지연이 가장 짧거나 긴 지구 표면 상의 SSB(Synchronization Signal(SS)/Physical Broadcast Channel Block 빔 풋프린트에서의 포인트, 또는
지구 표면 상의 셀 풋프린트 또는 SSB 빔 풋프린트의 중심.
■ 일부 실시예에서, 기준 타이밍 값은 스폿 빔과 연관된 공통 지연 성분과 동일하게 선택된다.
Msg3의 스케줄링
o BS가 이미 UE의 전파 지연을 알지 못하는 경우, BS는 셀 풋프린트 또는 지구 표면 상의 SSB 빔 풋프린트를 기반으로 Msg3를 스케줄링할 수 있다.
키 SI(모든 실시예에 적용 가능함)
o 상술한 바와 같이, 기준 타이밍 값은 SI, 예를 들어 SIB2에서 브로드캐스트될 수 있다.
■ 기준 타이밍 값은 셀마다 브로드캐스트될 수 있거나;
■ 기준 타이밍 값은 SSB 빔마다 브로드캐스트될 수 있다.
o UE가 절대 개방 루프 타이밍 추정치(예 1) 또는 미분 값(예 2)을 보고하는지를 UE에 나타내는 두 가지 옵션은 다음과 같다.
■ 옵션 1: 기준 타이밍 값이 SI에 존재하는 경우, UE는 예 2에 따라 보고하고, 기준 값이 SI에 존재하지 않는 경우, UE는 예 1에 따라 보고한다.
■ 옵션 2: SI에 존재하는 기준 값 외에도, 절대 또는 차동 타이밍 보고가 적용되어야 하는지를 UE에 나타내는 비트가 있을 수 있다.
도 7은 BS 관점으로부터 실시예 1의 랜덤 액세스 절차를 예시하는 흐름도이다. 예시된 바와 같이, BS는 랜덤 액세스 구성을 포함하는 SI를 브로드캐스트한다(단계(700)). BS는 UE로부터 Msgl을 수신한다(단계(702)). 상술한 바와 같이, UE는 개방 루프 타이밍 추정을 수행하고, 생성된 개방 루프 타이밍 추정치를 사용하여 Msgl을 송신한다. BS는 Msgl을 탐지하고, Msg2를 송신하는데, 여기서 Msg2는 폐루프 타이밍 조정 명령을 포함한다(단계(704)). 그 후, BS는 UE로부터 Msg3를 수신한다(단계(706)). 실시예 1에서, Msg3은 UE의 개방 루프 타이밍 추정을 나타내는 정보를 포함한다. 경쟁 해결이 수행되는 시나리오에서, BS는 Msg4를 송신한다(단계(708)).
실시예 2
UE는 개방 루프 TA 추정을 수행한다. UE는 Msgl을 송신하기 전에 개방 루프 타이밍 추정치를 사용하여 TA를 적용한다. Msgl은 UE 개방 루프 타이밍 추정에 대한 정보를 반송한다. 이것은 PRACH 자원의 각각의 현재 그룹을 하위 그룹으로 더 나눔으로써 달성되며, 각각의 하위 그룹은 타이밍 범위에 상응한다. UE는 개방 루프 타이밍 추정에 상응하는 하위 그룹으로부터 PRACH 프리앰블을 선택하고, Msgl을 송신한다. BS는 Msg2에서 폐루프 타이밍 조정 명령을 다시 보낸다. UE는 Msg3를 송신하기 전에 Msg2에서의 명령에 기초하여 TA를 조정한다.
UE의 개방 루프 타이밍 추정 정보가 Msg3에서 반송되는 실시예 1과 비교하여, 실시예 2는 UE가 Msgl에서 개방 루프 타이밍 추정 정보를 나타내도록 허용한다. 도 8은 UE 관점으로부터의 랜덤 액세스 절차의 흐름도를 예시한다. 도 5에 예시된 바와 같이, UE가 먼저 개방 루프 추정치에 기초하여 업링크 타이밍을 조정하고, 나중에 기지국으로부터의 명령에 기초하여 이를 조정하는 방법은 실시예 1에서와 유사하다. 도 8에 도시된 바와 같이, UE는 SI로부터 랜덤 액세스 구성을 판독한다(단계(800)). UE는 또한 개방 루프 타이밍 추정을 수행하고, 생성된 개방 루프 타이밍 추정치에 기초하여 TA를 조정한다(단계(802)). UE는 개방 루프 타이밍 추정치에 기초하여 랜덤 액세스 프리앰블을 선택하고, 조정된 TA(개방 루프 타이밍 추정치에 기초함)를 사용하여 랜덤 액세스 구성에 따라 랜덤 액세스 프리앰블(즉, Msgl)을 송신한다(단계(804)). 상술한 바와 같이, UE는 개방 루프 타이밍 추정치가 속하는 타이밍 범위에 상응하는 PRACH 자원의 하위 그룹으로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 선택한다. UE는 후속하여 무선 액세스 네트워크로부터 랜덤 액세스 응답(Random Access Response; RAR)(즉, Msg2)을 수신하고, Msg2에서 수신된 폐루프 타이밍 조정 명령에 기초하여 TA를 더 조정한다(단계(806)). 그 후, UE는 Msg3를 송신한다(단계(808)). 경쟁 해결이 수행되는 시나리오에서, UE는 Msg4를 수신한다(단계(810)).
그 다음, 일부 단계가 구현될 수 있는 방법을 설명하기 위해 몇 가지 비제한적인 예가 제공된다.
별개의 PRACH 자원(시간, 주파수, 공간 및/또는 코드)는 UE가 이러한 랜덤 액세스 프로세스에서 Msgl을 송신하도록 구성될 수 있다.
PRACH 자원의 각각의 그룹은 N개의 구성 가능한 그룹: 그룹 0,..., N-1로 나뉘어진다. 그룹 i는 개방 루프 타이밍 추정치가 제i 그룹에 속하는 UE에 사용된다.
o 예 1: BS는 N+l 브레이크 타임 포인트(break time point) T0, Tl,...,TN을 구성한다. 그룹 i는 [Ti,Ti+1) 범위의 개방 루프 타이밍 추정치를 갖는 UE에 대해 사용된다.
■ 예 la: UE는 SI에서 브로드캐스트된 절대 개방 루프 타이밍 추정치-기준 타이밍 값과 동일한 미분 값을 기반으로 그룹을 선택한다. 그룹 i는 범위 [Ti,Ti+1)의 차동 타이밍 값을 가진 UE에 대해 사용된다.
o 예 2: BS는 Tmin 및 스텝 크기 △를 구성한다. 그룹 i는 범위 [Tmin + (i - l)*△, Tmin + i * △)(i = 1, ... , N-1인 경우), 및 [Tmin + N*△+∞)(i = N인 경우)에서의 개방 루프 타이밍 추정치를 갖는 UE에 대해 사용된다.
■ 예 2a: UE는 SI에서 브로드캐스트된 절대 개방 루프 타이밍 추정치-기준 타이밍 값과 동일한 미분 값을 기반으로 그룹을 선택한다. 그룹 i는 범위 [Tmin + (i - l)*△, Tmin + i * △)(i = 1, ... , N-1인 경우), 및 [Tmin + N*△+∞)(i = N인 경우)에서의 차동 타이밍 값을 갖는 UE에 대해 사용된다.
예 2a-1: 본 명세서에서 Tmin은 0으로 고정될 수 있고, △은 1ms로 고정될 수 있다. BS는 N을 구성한다. 예를 들어, 최대 차동 지연이 15.5ms인 스폿 빔에 대해, BS는 N=16을 구성하고, PRACH 그룹 i는 범위 [i - l, i) ms(i = 1, ... , 15인 경우), 및 [15, +∞)(i = 16인 경우)에서의 차동 타이밍 값을 갖는 UE에 대해 사용된다.
Msg2에서 TA 명령에 대한 새로운 범위가 정의될 수 있다.
o 예 1: 기존의 단극 TA 범위 [0, Tmax]를 양극 TA 범위 [-Tmax/2, Tmax/2]로 시프트한다. 동일한 수의 TA 비트가 사용될 수 있다.
o 예 2: T1 및 T2가 양수 값인 새로운 TA 범위 [-T1, T2]를 정의하고, 이에 따라 TA 비트의 수와 TA 값에 대한 비트 문자열(bit string)의 매핑을 선택한다.
지금까지의 설명은 개방 루프 타이밍이 실시예 1에서의 Msg3 및 실시예 2에서의 Msg1에서 UE로부터 BS로 전달된다고 가정하는 것을 주목한다. 실시예 1 및 2의 조합이 가능하다: 개방 루프 타이밍 정보의 일부는 Msgl에 나타내어지고, 나머지는 Msg3에 나타내어진다. 예를 들어, 타이밍 정보의 최상위 비트는 Msgl로 전달되지만, 나머지 비트는 Msg3로 전달될 수 있다.
도 9는 BS 관점으로부터의 실시예 2의 랜덤 액세스 절차를 예시하는 흐름도이다. 예시된 바와 같이, BS는 랜덤 액세스 구성을 포함하는 SI를 브로드캐스트한다(단계(900)). BS는 UE로부터 Msgl을 수신한다(단계(902)). 상술한 바와 같이, UE는 개방 루프 타이밍 추정을 수행하고, 생성된 개방 루프 타이밍 추정치를 사용하여 Msgl을 송신한다. 또한, Msgl은 개방 루프 타이밍 추정치의 인디케이션을 제공한다(예를 들어, 송신된 프리앰블은 정의된 범위의 개방 루프 타이밍 추정치에 대한 프리앰블의 하위 그룹에서 나온 것임). BS는 Msgl을 탐지하고, Msg2를 송신하는데, 여기서 Msg2는 폐루프 타이밍 조정 명령을 포함한다(단계(904)). 그 후, BS는 UE로부터 Msg3를 수신한다(단계(906)). 경쟁 해결이 수행되는 시나리오에서, BS는 Msg4를 송신한다(단계(908)).
실시예 3
UE는 개방 루프 TA 추정을 수행할 필요가 없다. PRACH 프리앰블은 긴 전파 지연 및 큰 차동 지연을 처리하도록 설계되지 않았지만, BS는 구현 기반 솔루션을 사용하여 긴 전파 지연 및/또는 큰 차동 지연을 추정할 수 있다. 이 경우, 랜덤 액세스 절차는 Msg2에서 BS가 큰 TA 명령을 다시 보내는 것을 제외하고는 기존의 절차에 가깝게 유지될 수 있다.
도 10은 UE 관점으로부터의 랜덤 액세스 절차의 흐름도를 예시한다. 예시된 바와 같이, UE는 SI로부터 랜덤 액세스 구성을 판독한다(단계(1000)). UE는 랜덤 액세스 구성에 따라 랜덤 액세스 프리앰블(즉, Msgl)을 송신한다(단계(1002)). UE는 후속하여 무선 액세스 네트워크로부터 RAR(즉, Msg2)을 수신하고, Msg2에서 수신된 폐루프 타이밍 조정 명령에 기초하여 TA를 더 조정한다(단계(1004)). 본 실시예에서, TA 명령은 큰 TA 값(즉, 위성 기반 무선 액세스 네트워크에서 긴 전파 지연 및 큰 차동 지연을 수용하기 위해 TA 명령에서 이전에 허용된 것보다 큰 TA 값)을 나타낸다. 그 후, UE는 Msg3를 송신한다(단계(1006)). 경쟁 해결이 수행되는 시나리오에서, UE는 Msg4를 수신한다(단계(1008)). 도 11은 UE가 BS로부터의 명령에 기초하여 업링크 타이밍을 조정하는 방법을 더 예시한다.
그 다음, 단계가 구현될 수 있는 방법을 설명하기 위해 몇 가지 비제한적인 예가 제공된다:
Figure 112021023449188-pct00042
별개의 PRACH 자원(시간, 주파수, 공간 및/또는 코드)는 이러한 랜덤 액세스 프로세스에서 UE가 Msgl을 송신하도록 구성될 수 있다.
Msg2에서 TA 명령에 대한 새로운 범위가 정의될 수 있다.
o 예 1: Tmax가 배치에서 구상된 가장 큰 TA 값을 커버할 수 있도록 TA 범위 [0, Tmax]를 확장한다. 이에 따라 TA 명령에 대한 비트의 수와 TA 값에 대한 비트 문자열의 매핑이 정의된다. 예를 들어, Tmax는 특정 구현에 따라 2ms보다 큰 값, 10ms보다 큰 값, 50ms보다 큰 값 또는 100ms보다 큰 값일 수 있다.
o 예 2: BS는 배치(LEO, MEO 또는 GEO) 및/또는 셀 크기 및/또는 빔 크기에 따라 Tmin 및 Tmax를 구성한다. 이에 따라 TA 명령에 대한 비트의 수와 TA 값에 대한 비트 문자열의 매핑이 정의된다.
o 예 3: BS는 Tmin을 구성하거나 Tmin은 0으로 고정된다. TA 해상도(resolution) △는 기존의 지원된 값 또는 새로운 고정된 값 또는 구성 가능한 값과 동일할 수 있다. TA 비트의 수는 M으로서 나타내어지며, 이는 고정되거나 구성 가능할 수 있다. 그 후, 지원된 TA 범위는 Tmin, Tmin + △, ..., Tmin + (2M - 1)*△이다.
UE TA 절차
o Msg2에서 반송된 큰 TA는 다음과 같은 방식으로 사용될 수 있다:
■ 예 1: UE는 Msg2에서의 명령에 따라 TA를 적용한다.
■ 예 2: UE는 Msg2에서의 TA와 SI에서 브로드캐스트된 기준 타이밍을 조합하여 집성(aggregate) TA를 형성하고, 집성 TA 값을 사용하여 TA를 수행한다.
o 상술한 예 1과 2의 선택은 BS에 의해 구성될 수 있다.
도 12는 UE 관점으로부터 실시예 3의 랜덤 액세스 절차를 예시하는 흐름도이다. 예시된 바와 같이, BS는 랜덤 액세스 구성을 포함하는 SI를 브로드캐스트한다(단계(1200)). BS는 UE로부터 Msgl을 수신한다(단계(1202)). BS는 Msgl을 탐지하고, Msg2를 송신하는데, 여기서 Msg2는 상술한 바와 같이 확장된 TA 값을 포함하는 타이밍 조정 명령을 포함한다(단계(1204)). 그 후, BS는 UE로부터 Msg3을 수신한다(단계(1206)). 경쟁 해결이 수행되는 시나리오에서, BS는 Msg4를 송신한다(단계(1208)).
실시예 3a
대안적인 옵션에서, BS는 서비스 영역에서 가장 큰(또는 가장 작은) 왕복 신호 지연 TA_ref에 기초하여 기준 왕복 지연을 UE에 브로드캐스트할 수 있다. UE는 PRACH 자원에서의 PRACH를 기지국으로 송신할 때 TA_ref와 동일한 TA를 적용한다. 도 13에 예시된 바와 같이, 절차는 다음의 단계를 포함할 수 있다:
Figure 112021023449188-pct00045
단계(1300): BS는 서비스 영역에서 가장 큰(또는 가장 작은) 가능한 왕복 신호 지연에 기초하여 기준 TA, TA_ref를 브로드캐스트한다.
단계(1302): BS는 하나의 서브프레임(또는 다수의 서브프레임)에서의 PRACH 자원을 주기적으로 할당한다.
단계(1304): UE는 브로드캐스트 기준 시간 지연 TA_ref와 동일한 TA를 적용함으로써 업링크 서브프레임에서 PRACH 기회(opportunity)를 목표로 하는 Msgl을 전송한다.
단계(1306): BS는 가능한 최소 및 최대 왕복 신호 지연을 커버하는 시간 윈도우에서 PRACH를 탐지한다. 이는 다수의 서브프레임에 걸친 시간 윈도우를 의미할 수 있으며, 여기서 마지막(또는 첫 번째) 서브프레임은 단일 서브프레임 PRACH 자원 구성의 경우에 모든 UE가 목표로 하는 서브프레임이다.
단계(1308): PRACH가 탐지된 후, BS는 탐지 윈도우에서 마지막(또는 첫 번째) 서브프레임의 시작을 타이밍 기준으로서 사용하여 수신된 Msgl에 대한 TA를 추정한다.
단계(1310): BS는 두 부분, 즉 (a) 슬롯의 수 및 (b) 슬롯의 일부로 구성되는 Msg2에서 TA를 송신한다. 실제 왕복 지연이 브로드캐스트 기준 왕복 지연과 같거나 매우 가까운 UE의 경우, 부분 (a)의 값은 0이어야 하며, 즉, TA는 슬롯의 일부일뿐이다. Msg2에서, PRACH 식별자(ID)는 또한 PRACH 프리앰블과 PRACH가 수신되는 서브프레임을 나타내기 위해 포함된다. 서브프레임을 목표로 하는 UE의 PRACH는 실제 왕복 지연과 브로드캐스트 기준 왕복 지연 간의 차이로 인해 실제로 상이한 서브프레임에서 수신될 수 있다. 한 가지 솔루션은 PRACH ID를 형성할 때 탐지 윈도우(detection window)의 마지막 서브프레임(또는 제 1 서브프레임)을 수신 서브프레임으로서 사용하는 것이며, 즉, PRACH ID를 형성하기 위해 탐지 윈도우에서 PRACH에 대해 구성된 서브프레임을 사용하는 것이다.
단계(1312): Msg2를 수신하고, PRACH ID가 UE의 송신된 PRACH와 일치한 후, UE는 Msg2에서 수신된 부가적인 TA 보정 및 Msg2에서 미리 결정되거나 시그널링되는 서브프레임 오프셋을 적용함으로써 Msg3을 송신한다.
서비스 영역에서 가장 큰(또는 가장 작은) 왕복 신호 지연 TA_ref에 기초하여 기준 왕복 지연을 UE에 브로드캐스트하고, UE가 TA_ref와 동일한 TA를 적용함으로써, BS는 Msgl을 수신한 후 UE의 실제 왕복 지연을 알 수 있을 것이다. 동일한 업링크 서브프레임에서 상이한 왕복 지연을 가진 UE로부터 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel), PUCCH(Physical Uplink Control Channel)와 같은 업링크 신호를 정렬할 수 있다.
실시예 4
UE는 개방 루프 TA 추정을 수행할 필요가 없다. PRACH 프리앰블은 긴 전파 지연 및 큰 차동 지연을 처리하도록 설계되지 않았지만, BS는 구현 기반 솔루션을 사용하여 긴 전파 지연 및/또는 큰 차동 지연을 추정할 수 있다. 이 경우, 랜덤 액세스 절차는 기존의 절차에 가깝게 유지될 수 있으며, Msg2에서는 BS가 서브프레임 경계만을 정렬하기 위해 TA 명령을 다시 보낸다.
도 14는 UE 관점으로부터의 랜덤 액세스 절차의 흐름도를 예시한다. 예시된 바와 같이, UE는 SI로부터 랜덤 액세스 구성을 판독한다(단계(1400)). UE는 랜덤 액세스 구성에 따라 랜덤 액세스 프리앰블(즉, Msgl)을 송신한다(단계(1402)). UE는 후속하여 무선 액세스 네트워크로부터 랜덤 액세스 응답(즉, Msg2)을 수신하고, Msg2에서 수신된 폐루프 타이밍 조정 명령에 기초하여 TA를 더 조정한다(단계(1404)). 본 실시예에서, TA 명령은 서브프레임 경계를 정렬하기 위한 TA 명령을 포함한다. 그 후, UE는 Msg3을 송신한다(단계(1406)). 경쟁 해결이 수행되는 시나리오에서, UE는 Msg4를 수신한다(단계(1408)). 도 15는 UE가 BS로부터의 명령에 기초하여 업링크 타이밍을 조정하는 방법을 더 예시한다.
그 다음, 단계가 구현될 수 있는 방법을 설명하기 위해 몇 가지 비제한적인 예가 제공된다:
Figure 112021023449188-pct00052
서브프레임 정렬을 위한 TA
o 예 1: 타이밍은 범위 [-0.5ms, 0.5ms]의 양극 TA 값으로 조정함
■ BS는 서브프레임 경계에 정렬하기 위해 업링크 타이밍을 (양의 TA 값으로) 전진시키거나 (음의 TA 값으로) 지연시키도록 UE에 명령할 수 있다.
o 예 2: 타이밍은 범위 [0ms, 1ms]의 단극 TA 값으로 조정함
■ BS는 서브프레임 경계에 정렬하기 위해 업링크 타이밍을 전진시키도록 UE에 명령할 수 있다.
전파 지연의 추정 및 전달(아래의 일부 절차는 랜덤 액세스 절차의 일부일 필요가 없음)
o 필요한 것은 아니지만, UE는 전파 지연 및/또는 차동 지연의 추정을 수행할 수 있다.
■ UE는 이러한 추정의 능력에 대해 BS에 나타낼 수 있다.
■ UE는 이러한 추정을 수행하도록 트리거링될 수 있다.
■ BS는 UE로부터의 추정치를 BS에 보고하기 위해 UE를 폴링(polling)할 수 있다.
o 대안으로, BS는 구현 기반 솔루션을 사용하여 전파 지연 및/또는 차동 지연을 추정할 수 있다.
■ BS는 UE 동작을 지원하기 위한 추정치를 UE에 제공할 수 있다.
도 16은 BS 관점으로부터 실시예 4의 랜덤 액세스 절차를 예시하는 흐름도이다. 예시된 바와 같이, BS는 랜덤 액세스 구성을 포함하는 SI를 브로드캐스트한다(단계(1600)). BS는 UE로부터 Msgl을 수신한다(단계(1602)). BS는 Msgl을 탐지하고, Msg2를 송신하는데, 여기서 Msg2는 상술한 바와 같이 서브프레임 경계 정렬을위한 TA 값을 포함하는 타이밍 조정 명령을 포함한다(단계(1604)). BS는 UE로부터 Msg3을 수신한다(단계(1606)). 경쟁 해결이 수행되는 시나리오에서, BS는 Msg4를 송신한다(단계(1608)).
실시예 5
UE는 개방 루프 타이밍 추정을 수행할 필요가 없고, BS가 자체 추정을 수행할 필요도 없다. 이 절차는 전파 지연을 정확하게 추정하기 위해 필요한 정보를 UE와 BS(예를 들어, eNB) 모두에게 제공하기 위해 설계되었다. PRACH 프리앰블을 상이한 서브프레임으로 나눔으로써, 네트워크는 지연이 상이한 두 UE가 동일한 프리앰블과 충돌하지 않도록 보장한다.
그 다음, 비제한적인 예의 세트가 아래에 제공된다. 이 프로세스는 도 17에 예시되어 있다.
Figure 112021023449188-pct00054
PRACH 프리앰블은 N개의 그룹 pg_l, pg_2, ..., pg_N-l로 나뉘며, 여기서 각각의 그룹에는 하나의 서브프레임이 할당된다. 그 후, 이 서브프레임 패턴은 M≥N인 M개의 서브프레임마다 반복된다.
o 예로서 N은 최대 차동 지연이어야 한다.
o 예로서 M은 또한 최대 차동 지연으로 설정될 수 있다.
단계(1700): BS는 SI에서 다음과 같은 구성을 제공한다.
o N,
o M, 및
o 기준 타이밍 값으로서 스폿 빔/셀의 최소 전파 지연.
단계(1702 및 1704): UE는 RA-RNTI 및 프리앰블을 선택하고, 상응하는 서브프레임에서 Msgl을 송신한다.
o RA-RNTI는 RA-RNTI=1+pg_id+M*f_id로서 계산되며, 여기서
■ pg_id는 0과 M-1 사이의 프리앰블 그룹이고,
■ f_id는 0과 5 사이이다.
단계(1706): UE로부터 Msgl을 수신하면 BS가 전파 지연을 추정할 수 있다.
단계(1708): BS는 UE가 RA-RNTI를 선택한 Msg2를 송신하고, UE는 다음의 것을 포함하는 RA-RNTI를 선택한 Msg2를 기다린다:
o 확장된 TA=[-0.5, 0.5] ms, 및
o Msgl의 수신과 Msg2의 송신 사이의 BS 지연.
■ 이 지연은 예를 들어 4비트 필드로서 시그널링될 수 있으며, 이는 최대 지연을 16ms이게 한다.
단계(1710): Msg2의 수신은 UE가 Msgl의 송신, Msg2의 수신, 및 Msg2에서의 TA 지연 및 BS 지연 사이의 측정된 시간을 사용하여 전파 지연을 정확하게 추정할 수 있게 한다.
단계(1712): UE는 TA를 적용하여 Msg3을 송신한다.
o UE는 선택적으로 Msg3에서의 전파 지연을 포함할 수 있다.
이는 BS가 RA-RNTI가 동일하지만 시그널링된 전파 지연이 상이한 2개의 Msg3을 수신하는 경우 경쟁 해결을 위해 사용될 수 있다.
부가적인 양태
도 18은 본 개시의 일부 실시예에 따른 무선 액세스 노드(1800)(예를 들어, BS)의 개략적인 블록도이다. 무선 액세스 노드(1800)는 예를 들어 위성 기반 무선 액세스 노드일 수 있다. 예시된 바와 같이, 무선 액세스 노드(1800)는 하나 이상의 프로세서(1804)(예를 들어, 중앙 처리 유닛(Central Processing Unit; CPU), 주문형 집적 회로(Application Specific Integrated Circuit; ASIC), 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array; FPGA) 등)를 포함하는 제어 시스템(1802), 메모리(1806), 및 네트워크 인터페이스(1808)를 포함한다. 하나 이상의 프로세서(1804)는 또한 본 명세서에서 처리 회로로서 지칭된다. 또한, 무선 액세스 노드(1800)는 하나 이상의 송신기(1812) 및 하나 이상의 안테나(1816)에 결합된 하나 이상의 수신기(1814)를 각각 포함하는 하나 이상의 무선 유닛(1810)을 포함한다. 무선 유닛(1810)은 무선 인터페이스 회로이거나 그 일부를 지칭할 수 있다. 일부 실시예에서, 무선 유닛(1810)은 제어 시스템(1802)의 외부에 있고, 예를 들어 유선 연결부(wired connection)(예를 들어, 광 케이블)를 통해 제어 시스템(1802)에 연결된다. 그러나, 일부 다른 실시예에서, 무선 유닛(1810) 및 잠재적으로 안테나(1816)는 제어 시스템(1802)과 함께 통합된다. 하나 이상의 프로세서(1804)는 본 명세서에 설명된 바와 같이 무선 액세스 노드(1800)의 하나 이상의 기능을 제공하도록 동작한다. 일부 실시예에서, 기능은 예를 들어 메모리(1806)에 저장되고, 하나 이상의 프로세서(1804)에 의해 실행되는 소프트웨어로 구현된다.
일부 실시예에서, 제어 시스템(1802) 및 무선 유닛(1810) 모두는 예를 들어도 1의 위성에서 구현된다. 하나의 예시적인 대안으로서, 무선 유닛은 예를 들어 도 1의 위성에서 구현될 수 있으며, 제어 시스템(1802)은 예를 들어 도 1의 게이트웨이를 통해 위성에 통신 가능하게 결합되는 무선 액세스 노드의 육상 기반 구성 요소에서 구현될 수 있다.
도 19는 본 개시의 일부 실시예에 따라 무선 액세스 노드(1800)의 가상화된 실시예를 예시하는 개략적인 블록도이다. 이러한 논의는 다른 타입의 네트워크 노드에도 동등하게 적용 가능하다. 또한, 다른 타입의 네트워크 노드는 유사한 가상화된 아키텍처를 가질 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "가상화된" 무선 액세스 노드는 무선 액세스 노드(1800)의 기능의 적어도 일부가 가상 구성 요소로서 (예를 들어, 네트워크에서의 물리적 처리 노드 상에서 실행되는 가상 머신을 통해) 구현되는 무선 액세스 노드(1800)를 구현한다. 예시된 바와 같이, 이 예에서, 상술한 바와 같이, 무선 액세스 노드(1800)는 하나 이상의 프로세서(1804)(예를 들어, CPU, ASIC, FPGA 등)를 포함하는 제어 시스템(1802), 메모리(1806), 네트워크 인터페이스(1808), 및 하나 이상의 송신기(1812) 및 하나 이상의 안테나(1816)에 결합된 하나 이상의 수신기(1814)를 각각 포함하는 하나 이상의 무선 유닛(1810)을 포함한다. 제어 시스템(1802)은 예를 들어 광 케이블 등을 통해 무선 유닛(1810)에 연결된다. 제어 시스템(1802)은 네트워크 인터페이스(1808)를 통해 네트워크(1902)에 결합되거나 그일부로서 포함된 하나 이상의 프로세싱 노드(1900)에 연결된다. 각각의 처리 노드(1900)는 하나 이상의 프로세서(1904)(예를 들어, CPU, ASIC, FPGA 등), 메모리(1906) 및 네트워크 인터페이스(1908)를 포함한다.
이 예에서, 본 명세서에 설명된 무선 액세스 노드(1800)의 기능(1910)은 하나 이상의 처리 노드(1900)에서 구현되거나 임의의 원하는 방식으로 제어 시스템(1802) 및 하나 이상의 처리 노드(1900)에 걸쳐 분산된다. 일부 특정 실시예에서, 본 명세서에 설명된 무선 액세스 노드(1800)의 기능(1910)의 일부 또는 전부는 처리 노드(1900)에 의해 호스팅되는 가상 환경에서 구현되는 하나 이상의 가상 머신에 의해 실행되는 가상 구성 요소로서 구현된다. 통상의 기술자에 의해 이해되는 바와 같이, 처리 노드(1900)와 제어 시스템(1802) 간의 부가적인 시그널링 또는 통신은 원하는 기능(1910) 중 적어도 일부를 수행하기 위해 사용된다. 특히, 일부 실시예에서, 제어 시스템(1802)은 포함되지 않을 수 있으며, 이 경우 무선 유닛(1810)은 적절한 네트워크 인터페이스를 통해 처리 노드(1900)와 직접 통신한다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 적어도 하나의 프로세서가 본 명세서에 설명된 임의의 실시예에 따른 가상 환경에서 무선 액세스 노드(1800)의 기능(1910) 중 하나 이상을 구현하는 무선 액세스 노드(1800) 또는 노드(예를 들어, 처리 노드(1900))의 기능을 수행하게 하는 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 제공된다. 일부 실시예에서, 상술한 컴퓨터 프로그램 제품을 포함하는 캐리어(carrier)가 제공된다. 캐리어는 전자 신호, 광 신호, 무선 신호 또는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체(예를 들어, 메모리와 같은 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체) 중 하나이다.
도 20은 본 개시의 일부 다른 실시예에 따른 무선 액세스 노드(1800)의 개략적인 블록도이다. 무선 액세스 노드(1800)는 각각 소프트웨어로 구현되는 하나 이상의 모듈(2000)을 포함한다. 모듈(2000)은 본 명세서에 설명된 무선 액세스 노드(1800)의 기능을 제공한다. 이러한 논의는 모듈(2000)이 처리 노드(1900) 중 하나에서 구현되거나 다수의 처리 노드(1900)에 걸쳐 분산되고/되거나 처리 노드(1900) 및 제어 시스템(1802)에 걸쳐 분산될 수 있는 도 19의 처리 노드(1900)에도 동등하게 적용 가능하다.
도 21은 본 개시의 일부 실시예에 따른 UE(2100)의 개략적인 블록도이다. 예시된 바와 같이, UE(2100)는 하나 이상의 프로세서(2102)(예를 들어, CPU, ASIC, FPGA 등), 메모리(2104), 및 각각 하나 이상의 송신기(2108) 및 하나 이상의 안테나(2112)에 결합된 하나 이상의 수신기(2110)를 포함하는 하나 이상의 송수신기(2106)를 포함한다. 통상의 기술자에 의해 이해되는 바와 같이, 송수신기(2106)는 안테나(2112)와 프로세서(2102) 사이에서 통신되는 신호를 조절하도록 구성되는 안테나(2112)에 연결된 무선 프런트 엔드 회로(radio-front end circuitry)를 포함한다. 프로세서(2102)는 또한 본 명세서에서 처리 회로로서 지칭된다. 송수신기(2106)는 본 명세서에서 무선 회로라고도 한다. 일부 실시예에서, 상술한 UE(2100)의 기능은 예를 들어 메모리(2104)에 저장되고, 프로세서(2102)에 의해 실행되는 소프트웨어에서 완전히 또는 부분적으로 구현될 수 있다. UE (2100)는 예를 들어, 하나 이상의 사용자 인터페이스 구성 요소(예를 들어, 디스플레이, 버튼, 터치 스크린, 마이크로폰, 스피커 등을 포함하는 입출력 인터페이스 및/또는 UE(2100)에 정보의 입력을 허용하고/하거나 UE(2100)로부터 정보의 출력을 허용하기 위한 임의의 다른 구성 요소), 전원 공급 장치(예를 들어, 배터리 및 연관된 전원 회로) 등과 같이 도 21에 도시되지 않은 부가적인 구성 요소를 포함할 수 있다는 것을 주목한다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 적어도 하나의 프로세서가 본 명세서에 설명된 임의의 실시예에 따라 UE(2100)의 기능을 수행하게 하는 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 제공된다. 일부 실시예에서, 상술한 컴퓨터 프로그램 제품을 포함하는 캐리어가 제공된다. 캐리어는 전자 신호, 광 신호, 무선 신호 또는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체(예를 들어, 메모리와 같은 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체) 중 하나이다.
도 22는 본 개시의 일부 다른 실시예에 따른 UE(2100)의 개략적인 블록도이다. UE(2100)는 각각 소프트웨어로 구현되는 하나 이상의 모듈(2200)을 포함한다. 모듈(2200)은 본 명세서에 설명된 UE(1500)의 기능을 제공한다.
도 23을 참조하면, 일 실시예에 따르면, 통신 시스템은 무선 액세스 네트워크(RAN) 및 코어 네트워크(2304)와 같은 액세스 네트워크(2302)를 포함하는 3GPP 타입 셀룰러 네트워크와 같은 통신 네트워크(2300)를 포함한다. 액세스 네트워크(2302)는 Node B, eNB, gNB 또는 다른 타입의 무선 액세스 포인트(Access Point; AP)와 같은 복수의 기지국(2306A, 2306B, 2306C)을 포함하며, 복수의 기지국(2306A, 2306B, 2306C)의 각각은 상응하는 커버리지 영역(2308A, 2308B, 2308C)을 정의한다. 일부 실시예에서, 일부 또는 모든 AP는 본 명세서에 설명된 바와 같은 위성 기반 기지국임을 주목한다. 각각의 기지국(2306A, 2306B, 2306C)은 유선 또는 무선 연결부(2310)를 통해 코어 네트워크(2304)에 연결될 수 있다. 커버리지 영역(2308C)에 위치된 제 1 UE(2312)는 상응하는 기지국(2306C)에 무선으로 연결되거나 상응하는 기지국(2306C)에 의해 페이징(paging)되도록 구성된다. 커버리지 영역(2308A) 내의 제 2 UE(2314)는 상응하는 기지국(2306A)에 무선으로 연결될 수 있다. 이 예에서는 복수의 UE(2312, 2314)가 예시되어 있지만, 개시된 실시예는 단독 UE가 커버리지 영역 내에 있거나 단독 UE가 상응하는 기지국(2306)에 연결하는 상황에 동등하게 적용될 수 있다.
통신 네트워크(2300)는 자체적으로 호스트 컴퓨터(2316)에 연결되며, 이는 독립형 서버, 클라우드 구현 서버, 분산 서버의 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구현될 수 있거나 서버 팜(farm)에서의 처리 자원으로서 구현될 수 있다. 호스트 컴퓨터(2316)는 서비스 제공자의 소유권 또는 제어 하에 있을 수 있거나, 서비스 제공자에 의해 또는 서비스 제공자를 대신하여 동작될 수 있다. 통신 네트워크(2300)와 호스트 컴퓨터(2316) 사이의 연결부(2318 및 2320)는 코어 네트워크(2304)로부터 호스트 컴퓨터(2316)로 직접 확장될 수 있거나 선택적인 중간 네트워크(2322)를 통해 진행될 수 있다. 중간 네트워크(2322)는 공용, 개인 또는 호스팅된 네트워크 중 하나 이상 중 하나 또는 조합일 수 있고; 중간 네트워크(2322)는, 있다면, 백본(backbone) 네트워크 또는 인터넷일 수 있으며; 특히, 중간 네트워크(2322)는 2개 이상의 서브네트워크(sub-network)(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
도 23의 통신 시스템은 전체적으로 연결된 UE(2312, 2314)와 호스트 컴퓨터(2316) 사이의 연결을 가능하게 한다. 연결은 OTT(Over-the-Top) 연결부(2324)로서 나타내어질 수 있다. 호스트 컴퓨터(2316) 및 연결된 UE(2312, 2314)는 액세스 네트워크(2302), 코어 네트워크(2304), 임의의 중간 네트워크(2322) 및 가능한 추가의 인프라(도시되지 않음)를 중개자(intermediaries)로서 사용하여 OTT 연결부(2324)를 통해 데이터 및/또는 시그널링을 전달하도록 구성된다. OTT 연결부(2324)는 OTT 연결부(2324)가 통과하는 참여한 통신 장치가 업링크 및 다운링크 통신의 라우팅을 인식하지 못한다는 점에서 투명할 수 있다. 예를 들어, 기지국(2306)은 연결된 UE(2312)로 포워딩(forwarding)(예를 들어, 핸드오버(hand over))될 호스트 컴퓨터(2316)로부터 발신하는(originating) 데이터와의 들어오는(incoming) 다운링크 통신의 과거 라우팅에 대해 알려지지 않거나 알려질 필요가 없을 수 있다. 마찬가지로, 기지국(2306)은 UE(2312)로부터 호스트 컴퓨터(2316)를 향해 발신하는 나가는(outgoing) 업링크 통신의 미래 라우팅을 인식할 필요가 없다.
실시예에 따라, 이전 단락에서 논의된 UE, 기지국 및 호스트 컴퓨터의 예시적인 구현은 이제 도 24를 참조하여 설명될 것이다. 통신 시스템(2400)에서, 호스트 컴퓨터(2402)는 통신 시스템(2400)의 상이한 통신 장치의 인터페이스와의 유선 또는 무선 연결을 설정하고 유지하도록 구성된 통신 인터페이스(2406)를 포함하는 하드웨어(2404)를 포함한다. 호스트 컴퓨터(2402)는 저장 및/또는 처리 능력을 가질 수 있는 처리 회로(2408)를 더 포함한다. 특히, 처리 회로(2408)는 명령어를 실행하도록 적응된 하나 이상의 프로그램 가능한 프로세서, ASIC, FPGA 또는 이들(도시되지 않음)의 조합을 포함할 수 있다. 호스트 컴퓨터(2402)는 호스트 컴퓨터(2402)에 저장되거나 호스트 컴퓨터(2402)에 의해 액세스 가능하고, 처리 회로(2408)에 의해 실행 가능한 소프트웨어(2410)를 더 포함한다. 소프트웨어(2410)는 호스트 애플리케이션(2412)을 포함한다. 호스트 애플리케이션(2412)은 UE(2414) 및 호스트 컴퓨터(2402)에서 종료되는 OTT 연결부(2416)를 통해 연결하는 UE(2414)와 같은 원격 사용자에게 서비스를 제공하도록 동작 가능할 수 있다. 서비스를 원격 사용자에게 제공할 때, 호스트 애플리케이션(2412)은 OTT 연결부(2416)를 사용하여 송신되는 사용자 데이터를 제공할 수 있다.
통신 시스템(2400)은 통신 시스템에 제공되고, 호스트 컴퓨터(2402) 및 UE(2414)와 통신할 수 있도록 하는 하드웨어(2420)를 포함하는 기지국(2418)을 더 포함한다. 하드웨어(2420)는 통신 시스템(2400)의 상이한 통신 장치의 인터페이스와의 유선 또는 무선 연결부를 설정하고 유지하기 위한 통신 인터페이스(2422) 뿐만 아니라, 기지국(2418)에 의해 서빙되는 커버리지 영역(도 24에 도시되지 않음)에 위치된 UE(2414)와의 적어도 무선 연결부(2426)를 설정하고 유지하기 위한 무선 인터페이스(2424)를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(2422)는 호스트 컴퓨터(2402)에 대한 연결부(2428)를 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 연결부(2428)는 직접적일 수 있거나, 통신 시스템의 코어 네트워크(도 24에 도시되지 않음) 및/또는 통신 시스템 외부의 하나 이상의 중간 네트워크를 통해 통과할 수 있다. 도시된 실시예에서, 기지국(2418)의 하드웨어(2420)는 명령어를 실행하도록 적응된 하나 이상의 프로그램 가능한 프로세서, ASIC, FPGA 또는 이들(도시되지 않음)의 조합을 포함할 수 있는 처리 회로(2430)를 더 포함한다. 기지국(2418)은 내부에 저장되거나 외부 연결부를 통해 액세스 가능한 소프트웨어(2432)를 더 갖는다.
통신 시스템(2400)은 이미 언급된 UE(2414)를 더 포함한다. UE(2414)의 하드웨어(2434)는 UE(2414)가 현재 위치되는 커버리지 영역을 서빙하는 기지국과의 무선 연결부(2426)를 설정하고 유지하도록 구성된 무선 인터페이스(2436)를 포함할 수 있다. UE(2414)의 하드웨어(2434)는 명령어를 실행하도록 적응된 하나 이상의 프로그램 가능한 프로세서, ASIC, FPGA 또는 이들(도시되지 않음)의 조합을 포함할 수 있는 처리 회로(2438)를 더 포함한다. UE(2414)는 UE(2414) 내에 저장되거나 UE(2414)에 의해 액세스 가능하고, 처리 회로(2438)에 의해 실행 가능한 소프트웨어(2440)를 더 포함한다. 소프트웨어(2440)는 클라이언트 애플리케이션(2442)을 포함한다. 클라이언트 애플리케이션(2442)은 호스트 컴퓨터(2402)의 지원으로 UE(2414)를 통해 인간 또는 인간이 아닌 사용자에게 서비스를 제공하도록 동작할 수 있다. 호스트 컴퓨터(2402)에서, 실행중인 호스트 애플리케이션(2412)은 UE(2414) 및 호스트에서 종료되는 OTT 연결부(2416)를 통해 실행중인 클라이언트 애플리케이션(2442)과 통신할 수 있다. 사용자에게 서비스를 제공할 때, 클라이언트 애플리케이션(2442)은 호스트 애플리케이션(2412)으로부터 요청 데이터를 수신하고, 요청 데이터에 응답하여 사용자 데이터를 제공할 수 있다. OTT 연결부(2416)는 요청 데이터와 사용자 데이터를 모두 전송할 수 있다. 클라이언트 애플리케이션(2442)은 사용자가 제공하는 사용자 데이터를 생성하기 위해 사용자와 상호 작용할 수 있다.
도 24에 예시된 호스트 컴퓨터(2402), 기지국(2418) 및 UE(2414)는 각각 도 23의 호스트 컴퓨터(2316), 기지국(2306A, 2306B, 2306C) 중 하나 및 UE(2312, 2314) 중 하나와 유사하거나 동일할 수 있다는 것이 주목된다. 즉, 이러한 엔티티의 내부 작동은 도 24에 도시된 것과 같을 수 있으며, 독립적으로, 주변 네트워크 토폴로지(topology)는 도 23의 토폴로지일 수 있다.
도 24에서, OTT 연결부(2416)는 임의의 중간 장치에 대한 명시적인 참조없이 기지국(2418)을 통한 호스트 컴퓨터(2402)와 UE(2414) 사이의 통신 및 이러한 장치를 통한 메시지의 정확한 라우팅을 예시하기 위해 추상적으로 도시되었다. 네트워크 인프라는 라우팅을 결정할 수 있으며, 이러한 라우팅은 UE(2414)로부터 또는 호스트 컴퓨터(2402)를 동작하는 서비스 제공자로부터 또는 둘 다로부터 숨기도록 구성될 수 있다. OTT 연결부(2416)가 활성적인 동안, 네트워크 인프라는 (예를 들어, 네트워크의 로드 밸런싱 고려 사항(load balancing consideration) 또는 재구성에 기초하여) 라우팅을 동적으로 변경하는 결정을 더 취할 수 있다.
UE(2414)와 기지국(2418) 사이의 무선 연결부(2426)는 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 실시예의 교시에 따른다. 다양한 실시예 중 하나 이상은 무선 연결부(2426)가 마지막 세그먼트를 형성하는 OTT 연결부(2416)를 사용하여 UE(2414)에 제공되는 OTT 서비스의 성능을 개선한다. 보다 정확하게는, 이러한 실시예의 교시는 예를 들어 데이터 송신률, 대기 시간 및/또는 전력 소비를 개선할 수 있으며, 이에 따라 예를 들어 사용자 대기 시간 감소, 파일 크기에 대한 완화된 제한, 더 나은 응답성(responsiveness) 및/또는 연장된 배터리 수명과 같은 이점을 제공할 수 있다.
측정 절차는 하나 이상의 실시예가 개선하는 데이터 송신률, 대기 시간 및 다른 요인을 모니터링하기 위한 목적으로 제공될 수 있다. 측정 결과의 변동에 응답하여 호스트 컴퓨터(2402)와 UE(2414) 사이에 OTT 연결부(2416)를 재구성하기 위한 선택적 네트워크 기능이 더 있을 수 있다. OTT 연결부(2416)를 재구성하기 위한 측정 절차 및/또는 네트워크 기능은 호스트 컴퓨터(2402)의 소프트웨어(2410) 및 하드웨어(2404) 또는 UE(2414)의 소프트웨어(2440) 및 하드웨어(2434), 또는 둘 다에서 구현될 수 있다. 일부 실시예에서, 센서(도시되지 않음)는 OTT 연결부(2416)가 통과하는 통신 장치에 배치되거나 이와 관련하여 배치될 수 있고; 센서는 상술한 바와 같이 예시된 모니터링된 수량의 값을 공급하거나, 소프트웨어(2410, 2440)가 모니터링된 수량을 계산하거나 추정할 수 있는 다른 물리량의 값을 공급함으로써 측정 절차에 참여할 수 있다. OTT 연결부(2416)의 재구성은 메시지 포맷, 재송신 설정, 바람직한 라우팅 등을 포함할 수 있으며; 재구성은 기지국(2418)에 영향을 미칠 필요가 없으며, 이는 기지국(2418)에 알려지지 않거나 인식할 수 없을 수 있다. 이러한 절차 및 기능은 본 기술 분야에 알려져 있고 실시될 수 있다. 특정 실시예에서, 측정은 처리량, 전파 시간, 대기 시간 등의 호스트 컴퓨터(2402)의 측정을 용이하게 하는 독점적인 UE 시그널링을 포함할 수 있다. 측정은 소프트웨어(2410 및 2440)가 전파 시간, 오류 등을 모니터링하는 동안 OTT 연결부(2416)를 사용하여 메시지, 특히 빈(empty) 또는 '더미(dummy)' 메시지가 송신하도록 구현될 수 있다.
도 25는 일 실시예에 따라 통신 시스템에서 구현되는 방법을 예시하는 흐름도이다. 통신 시스템은 호스트 컴퓨터, 기지국 및 UE를 포함하며, 이는 도 23 및 24를 참조하여 설명된 것일 수 있다. 본 개시의 단순화를 위해, 도 25에서 참조하는 도면만이 이 섹션에 포함될 것이다. 단계(2500)에서, 호스트 컴퓨터는 사용자 데이터를 제공한다. 단계(2500)의 하위 단계(2502)(선택적일 수 있음)에서, 호스트 컴퓨터는 호스트 애플리케이션을 실행함으로써 사용자 데이터를 제공한다. 단계(2504)에서, 호스트 컴퓨터는 사용자 데이터를 UE로 반송하는 송신을 시작한다. (선택적일 수 있는) 단계(2506)에서, 기지국은 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 실시예의 교시에 따라 호스트 컴퓨터가 시작한 송신에서 반송된 사용자 데이터를 UE에 송신한다. (또한 선택적일 수 있는) 단계(2508)에서, UE는 호스트 컴퓨터에 의해 실행되는 호스트 애플리케이션과 연관된 클라이언트 애플리케이션을 실행한다.
도 26은 일 실시예에 따라 통신 시스템에서 구현되는 방법을 예시하는 흐름도이다. 통신 시스템은 호스트 컴퓨터, 기지국 및 UE를 포함하며, 이는 도 23 및 24를 참조하여 설명된 것일 수 있다. 본 개시의 단순화를 위해, 도 26에서 참조하는 도면만이 이 섹션에 포함될 것이다. 방법의 단계(2600)에서, 호스트 컴퓨터는 사용자 데이터를 제공한다. 선택적인 하위 단계(도시되지 않음)에서, 호스트 컴퓨터는 호스트 애플리케이션을 실행함으로써 사용자 데이터를 제공한다. 단계(2602)에서, 호스트 컴퓨터는 사용자 데이터를 UE로 반송하는 송신을 시작한다. 송신은 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 실시예의 교시에 따라 기지국을 통해 통과할 수 있다. 단계(2604)(선택적일 수 있음)에서, UE는 송신에서 반송된 사용자 데이터를 수신한다.
도 27은 일 실시예에 따라 통신 시스템에서 구현되는 방법을 예시하는 흐름도이다. 통신 시스템은 호스트 컴퓨터, 기지국 및 UE를 포함하며, 이는 도 23 및 24를 참조하여 설명된 것일 수 있다. 본 개시의 단순화를 위해, 도 27에서 참조하는 도면만이 이 섹션에 포함될 것이다. 단계(2700)(선택적일 수 있음)에서, UE는 호스트 컴퓨터에 의해 제공된 입력 데이터를 수신한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 단계(2702)에서, UE는 사용자 데이터를 제공한다. 단계(2700)의 (선택적일 수 있는) 하위 단계(2704)에서, UE는 클라이언트 애플리케이션을 실행함으로써 사용자 데이터를 제공한다. 단계(2702)의 (선택적일 수 있는) 하위 단계(2706)에서, UE는 호스트 컴퓨터에 의해 제공되는 수신된 입력 데이터에 대한 반응으로 사용자 데이터를 제공하는 클라이언트 애플리케이션을 실행한다. 사용자 데이터를 제공할 때, 실행된 클라이언트 애플리케이션은 사용자로부터 수신된 사용자 입력을 더 고려할 수 있다. 사용자 데이터가 제공된 특정 방식에 관계없이, UE는 하위 단계(2708)(선택적일 수 있음)에서 호스트 컴퓨터로의 사용자 데이터의 송신을 시작한다. 방법의 단계(2710)에서, 호스트 컴퓨터는 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 실시예의 교시에 따라 UE로부터 송신된 사용자 데이터를 수신한다.
도 28은 일 실시예에 따라 통신 시스템에서 구현되는 방법을 예시하는 흐름도이다. 통신 시스템은 호스트 컴퓨터, 기지국 및 UE를 포함하며, 이는 도 23 및 24를 참조하여 설명된 것일 수 있다. 본 개시의 단순화를 위해, 도 28에서 참조하는 도면만이 이 섹션에 포함될 것이다. (선택적일 수 있는) 단계(2800)에서, 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 실시예의 교시에 따라, 기지국은 UE로부터 사용자 데이터를 수신한다. (선택적일 수 있는) 단계(2802)에서, 기지국은 수신된 사용자 데이터를 호스트 컴퓨터로 송신하기 시작한다. 단계(2804)(선택적일 수 있음)에서, 호스트 컴퓨터는 기지국에 의해 시작된 송신에서 반송된 사용자 데이터를 수신한다.
도면의 프로세스는 본 개시의 특정 실시예에 의해 수행되는 동작의 특정 순서를 보여줄 수 있지만, 이러한 순서는 예시적이라는 것이 이해되어야 한다(예를 들어, 대안적인 실시예는 동작을 상이한 순서로 수행하고, 특정 동작을 조합하며, 특정 동작 등을 중첩할 수 있음).
본 개시의 일부 예시적인 실시예는 다음과 같다.
실시예 1: 랜덤 액세스를 위해 무선 장치에 의해 수행되는 방법은 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정 절차를 수행하여 무선 장치와 기지국 사이의 업링크에 대한 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치를 결정하는 단계; 및 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치를 사용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 단계를 포함한다.
실시예 2: 실시예 1의 방법은 타이밍 어드밴스 값을 포함하는 랜덤 액세스 응답을 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 랜덤 액세스 응답에 포함된 타이밍 어드밴스 값 및 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치에 기초하여 무선 장치와 기지국 사이의 업링크에 대한 타이밍 어드밴스를 결정하는 단계를 더 포함한다.
실시예 3: 실시예 2의 방법에서, 랜덤 액세스 응답은 무선 장치로부터의 업링크 송신을 위한 자원을 스케줄링하고, 방법은 스케줄링된 자원 및 결정된 타이밍 어드밴스를 사용하여 업링크 송신부를 기지국으로 송신하는 단계를 더 포함하며, 업링크 송신부는 무선 장치의 아이덴티티 및 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 인디케이션을 포함한다.
실시예 4: 실시예 3의 방법에서, 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 인디케이션은 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치이다.
실시예 5: 실시예 3의 방법에서, 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 인디케이션은 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치와 미리 정의된 또는 미리 구성된 기준 값 사이의 차이와 동일한 미분 값이다.
실시예 6: 실시예 1의 방법에서, 랜덤 액세스 프리앰블은 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 함수이다.
실시예 7: 실시예 1의 방법은 복수의 가능한 랜덤 액세스 프리앰블의 하위 그룹으로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 선택하는 단계를 더 포함하고, 하위 그룹은 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치에 기초하여 선택된다.
실시예 8: 실시예 6 또는 7의 방법에서, 랜덤 액세스 프리앰블은 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 인디케이션을 제공한다.
실시예 9: 실시예 6 내지 7 중 어느 하나의 방법은 타이밍 어드밴스 값을 포함하는 랜덤 액세스 응답을 기지국으로부터 수신하는 단계, 및 랜덤 액세스 응답에 포함된 타이밍 어드밴스 값 및 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치에 기초하여 무선 장치와 기지국 사이의 업링크에 대한 타이밍 어드밴스를 결정하는 단계를 더 포함한다.
실시예 10: 실시예 9의 방법에서, 랜덤 액세스 응답은 무선 장치로부터의 업링크 송신을 위한 자원을 스케줄링하고, 방법은 스케줄링된 자원 및 결정된 타이밍 어드밴스를 사용하여 업링크 송신부를 기지국으로 송신하는 단계를 더 포함하며, 업링크 송신부는 무선 장치의 아이덴티티 및 무선 장치에 의해 송신된 랜덤 액세스 프리앰블과 함께 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 인디케이션을 제공하는 정보를 포함한다.
실시예 11: 실시예 1 내지 10 중 어느 하나의 방법에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
실시예 12: 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 위해 무선 장치에 의해 수행되는 방법은 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 단계, 및 기지국으로부터 타이밍 어드밴스 값을 포함하는 랜덤 액세스 응답을 수신하는 단계를 포함하며, 타이밍 어드밴스 값은 2ms보다 크다.
실시예 13: 실시예 12의 방법에서, 타이밍 어드밴스 값은 10ms보다 크다.
실시예 14: 실시예 12의 방법에서, 타이밍 어드밴스 값은 50ms보다 크다.
실시예 15: 실시예 12의 방법에서, 타이밍 어드밴스 값은 100ms보다 크다.
실시예 16: 실시예 12 내지 15 중 어느 하나의 방법에서, 타이밍 어드밴스 값은 Tmin 내지 Tmax의 범위 내에 있으며, Tmin 및/또는 Tmax는 무선 액세스 네트워크의 배치의 함수이다.
실시예 17: 실시예 12 내지 16 중 어느 하나의 방법에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
실시예 18: 실시예 17의 방법에서, 타이밍 어드밴스 값은 Tmin 내지 Tmax의 범위 내에 있으며, Tmin 및/또는 Tmax는 위성이 LEO, MEO 또는 GEO인지의 함수이다.
실시예 19: 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 위해 무선 장치에 의해 수행되는 방법은 기지국으로부터 기준 타이밍 어드밴스를 수신하는 단계, 및 기준 타이밍 어드밴스와 동일한 타이밍 어드밴스를 사용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 단계를 포함한다.
실시예 20: 실시예 19의 방법에서, 기준 타이밍 어드밴스와 함께 무선 장치에 대한 타이밍 어드밴스 값을 나타내는 정보를 포함하는 랜덤 액세스 응답을 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함한다.
실시예 21: 실시예 20의 방법에서, 정보는 다수의 슬롯 및 슬롯의 일부를 포함한다.
실시예 22: 실시예 19 내지 21 중 어느 하나의 방법에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
실시예 23: 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 위해 무선 장치에 의해 수행되는 방법은 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 단계, 및 기지국으로부터 서브프레임 경계 정렬을 위한 타이밍 어드밴스 값을 포함하는 랜덤 액세스 응답을 수신하는 단계를 포함한다.
실시예 24: 실시예 23의 방법에서, 무선 장치가 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정을 수행할 수 있다는 인디케이션을 기지국으로 송신하는 단계를 더 포함한다.
실시예 25: 실시예 24의 방법에서, 인디케이션은 랜덤 액세스 동안 또는 랜덤 액세스 외부에서 송신된다.
실시예 26: 실시예 23 내지 25 중 어느 하나의 방법에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
실시예 27: 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 위해 무선 장치에 의해 수행되는 방법은 무선 장치가 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정을 수행할 수 있다는 인디케이션을 기지국에 송신하는 단계를 포함한다.
실시예 28: 실시예 27의 방법에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
실시예 29: 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 위해 무선 장치에 의해 수행되는 방법은 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 단계, 기지국에 의한 랜덤 액세스 프리앰블의 수신과 기지국에 의한 랜덤 액세스 응답의 송신 사이에서 기지국에서의 처리 대기 시간을 나타내는 정보를 포함하는 랜덤 액세스 응답을 기지국으로부터 수신하는 단계, 및 무선 장치에서의 랜덤 액세스 프리앰블의 송신과 무선 장치에서의 랜덤 액세스 응답의 수신 사이의 시간 기간에서 기지국에서의 처리 대기 시간을 감산함으로써 무선 장치의 왕복 전파 지연을 추정하는 단계를 포함한다.
실시예 30: 실시예 29의 방법에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
실시예 31: 실시예 1 내지 30 중 어느 하나의 방법에서, 사용자 데이터를 제공하는 단계; 및 기지국으로의 송신을 통해 사용자 데이터를 호스트 컴퓨터로 포워딩하는 단계를 더 포함한다.
실시예 32: 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 가능하게 하기 위해 기지국에 의해 수행되는 방법은 무선 장치로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 탐지하는 단계; 타이밍 어드밴스 값을 포함하는 랜덤 액세스 응답을 송신하는 단계; 및 무선 장치의 아이덴티티 및 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 인디케이션을 포함하는 업링크 송신부를 무선 장치로부터 수신하는 단계를 포함한다.
실시예 33: 실시예 32의 방법에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
실시예 34: 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 가능하게 하기 위해 기지국에 의해 수행되는 방법은 무선 장치로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 탐지하는 단계로서, 랜덤 액세스 프리앰블은 무선 장치의 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 함수인, 탐지하는 단계; 및 타이밍 어드밴스 값을 포함하는 랜덤 액세스 응답을 무선 장치로 송신하는 단계를 포함한다.
실시예 35: 실시예 34의 방법에서, 랜덤 액세스 프리앰블은 복수의 가능한 랜덤 액세스 프리앰블의 하위 그룹으로부터의 것이며, 하위 그룹은 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치를 나타낸다.
실시예 36: 실시예 34 또는 35의 방법에서, 랜덤 액세스 프리앰블은 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 인디케이션을 제공한다.
실시예 37: 실시예 34 또는 35의 방법에서, 무선 장치의 아이덴티티 및 무선 장치에 의해 송신된 랜덤 액세스 프리앰블과 함께 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 인디케이션을 제공하는 정보를 포함하는 업링크 송신부를 무선 장치로부터 수신하는 단계를 더 포함한다.
실시예 38: 실시예 34 내지 37 중 어느 하나의 방법에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
실시예 39: 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 가능하게 하기 위해 기지국에 의해 수행되는 방법은 무선 장치로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 탐지하는 단계; 및 타이밍 어드밴스 값을 포함하는 랜덤 액세스 응답을 무선 장치로 송신하는 단계를 포함하며, 타이밍 어드밴스 값이 2ms보다 크다.
실시예 40: 실시예 39의 방법에서, 타이밍 어드밴스 값은 10ms보다 크다.
실시예 41: 실시예 39의 방법에서, 타이밍 어드밴스 값은 50ms보다 크다.
실시예 42: 실시예 39의 방법에서, 타이밍 어드밴스 값은 100ms보다 크다.
실시예 43: 실시예 39 내지 42 중 어느 하나의 방법에서, 타이밍 어드밴스 값은 Tmin 내지 Tmax의 범위 내에 있으며, Tmin 및/또는 Tmax는 무선 액세스 네트워크의 배치의 함수이다.
실시예 44: 실시예 39 내지 43 중 어느 하나의 방법에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
실시예 45: 실시예 44의 방법에서, 타이밍 어드밴스 값은 Tmin 내지 Tmax의 범위 내에 있으며, Tmin 및/또는 Tmax는 위성이 LEO, MEO 또는 GEO인지의 함수이다.
실시예 46: 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 가능하게 하기 위해 기지국에 의해 수행되는 방법은 기준 타이밍 어드밴스를 하나 이상의 무선 장치에 송신하는 단계; 무선 장치로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 탐지하는 단계; 및 기준 타이밍 어드밴스와 함께 무선 장치에 대한 타이밍 어드밴스 값을 나타내는 정보를 포함하는 랜덤 액세스 응답을 무선 장치로 송신하는 단계를 포함한다.
실시예 47: 실시예 46의 방법에서, 정보는 다수의 슬롯 및 슬롯의 일부를 포함한다.
실시예 48: 실시예 46 또는 47의 방법에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
실시예 49: 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 가능하게 하기 위해 기지국에 의해 수행되는 방법은 무선 장치로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 탐지하는 단계; 및 서브프레임 경계 정렬을 위한 타이밍 어드밴스 값을 포함하는 랜덤 액세스 응답을 무선 장치로 송신하는 단계를 포함한다.
실시예 50: 실시예 49의 방법에서, 무선 장치가 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정을 수행할 수 있다는 인디케이션을 무선 장치로부터 수신하는 단계를 더 포함한다.
실시예 51: 실시예 50의 방법에서, 인디케이션은 랜덤 액세스 동안 또는 랜덤 액세스 외부에서 수신된다.
실시예 52: 실시예 49 내지 51 중 어느 하나의 방법에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
실시예 53: 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 가능하게 하기 위해 기지국에 의해 수행되는 방법은, 무선 장치로부터, 무선 장치가 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정을 수행할 수 있다는 인디케이션을 수신하는 단계를 포함한다.
실시예 54: 실시예 53의 방법에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
실시예 55: 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 가능하게 하기 위해 기지국에 의해 수행되는 방법은 무선 장치로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 탐지하는 단계; 및 기지국에 의한 랜덤 액세스 프리앰블의 수신과 기지국에 의한 랜덤 액세스 응답의 송신 사이에서 기지국에서의 처리 대기 시간을 나타내는 정보를 포함하는 랜덤 액세스 응답을 무선 장치로 송신하는 단계를 포함한다.
실시예 56: 실시예 55의 방법에서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이다.
실시예 57: 실시예 1 내지 56 중 어느 하나의 방법에서, 사용자 데이터를 획득하는 단계; 및 사용자 데이터를 호스트 컴퓨터 또는 무선 장치로 포워딩하는 단계를 더 포함한다.
실시예 58: 무선 액세스 네트워크에서의 랜덤 액세스를 위한 무선 장치는 실시예 1 내지 31 중 어느 하나의 단계를 수행하도록 구성된 처리 회로; 및 무선 장치에 전력을 공급하도록 구성된 전력 공급 회로를 포함한다.
실시예 59: 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 가능하게 하는 기지국은 실시예 32 내지 57 중 어느 하나의 단계를 수행하도록 구성된 처리 회로; 및 기지국에 전력을 공급하도록 구성된 전력 공급 회로를 포함한다.
실시예 60: 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 위한 사용자 장치(UE)는 무선 신호를 송수신하도록 구성된 안테나; 안테나 및 처리 회로에 연결되고, 안테나와 처리 회로 사이에서 전달되는 신호를 조절하도록 구성된 무선 프런트 엔드 회로; 실시예 1 내지 31 중 어느 하나의 단계를 수행하도록 구성된 처리 회로; 처리 회로에 연결되고 처리 회로에 의해 처리될 UE로의 정보의 입력을 허용하도록 구성된 입력 인터페이스; 처리 회로에 연결되고 처리 회로에 의해 처리된 정보를 UE로부터 출력하도록 구성된 출력 인터페이스; 및 처리 회로에 연결되고 전력을 UE에 공급하도록 구성된 배터리를 포함한다.
실시예 61: 호스트 컴퓨터를 포함하는 통신 시스템은 사용자 데이터를 제공하도록 구성된 처리 회로; 및 사용자 장치(UE)로의 송신을 위해 사용자 데이터를 셀룰러 네트워크로 포워딩하도록 구성된 통신 인터페이스를 포함하며; 셀룰러 네트워크는 무선 인터페이스 및 처리 회로를 갖는 기지국을 포함하고, 기지국의 처리 회로는 실시예 32 내지 57 중 어느 하나의 단계를 수행하도록 구성된다.
실시예 62: 실시예 1 내지 62의 통신 시스템은 기지국을 더 포함한다.
실시예 63: 이전의 2개의 실시예의 통신 시스템은 UE를 더 포함하며, UE는 기지국과 통신하도록 구성된다.
실시예 64: 이전의 3개의 실시예의 통신 시스템에서, 호스트 컴퓨터의 처리 회로는 호스트 애플리케이션을 실행하도록 구성되어, 사용자 데이터를 제공하고; UE는 호스트 애플리케이션과 연관된 클라이언트 애플리케이션을 실행하도록 구성된 처리 회로를 포함한다.
실시예 65: 호스트 컴퓨터, 기지국 및 사용자 장치(UE)를 포함하는 통신 시스템에서 구현되는 방법은 호스트 컴퓨터에서 사용자 데이터를 제공하는 단계; 및 호스트 컴퓨터에서 기지국을 포함하는 셀룰러 네트워크를 통해 사용자 데이터를 UE로 반송하는 송신을 시작하는 단계를 포함하며, 기지국은 실시예 32 내지 57 중 어느 하나의 단계를 수행한다.
실시예 66: 이전의 실시예의 방법은 기지국에서 사용자 데이터를 송신하는 단계를 더 포함한다.
실시예 67: 이전의 2개의 실시예의 방법에서, 사용자 데이터는 호스트 애플리케이션을 실행함으로써 호스트 컴퓨터에서 제공되고, 방법은 UE에서 호스트 애플리케이션과 연관된 클라이언트 애플리케이션을 실행하는 단계를 더 포함한다.
실시예 68: 기지국과 통신하도록 구성된 사용자 장치(UE)는 이전의 3개의 실시예의 방법을 수행하도록 구성된 무선 인터페이스 및 처리 회로를 포함한다.
실시예 69: 호스트 컴퓨터를 포함하는 통신 시스템은 사용자 데이터를 제공하도록 구성된 처리 회로; 및 사용자 장치(UE)로의 송신을 위해 사용자 데이터를 셀룰러 네트워크로 포워딩하도록 구성된 통신 인터페이스를 포함하는데; UE는 무선 인터페이스 및 처리 회로를 포함하고, UE의 구성 요소는 실시예 1 내지 31 중 어느 하나의 단계를 수행하도록 구성된다.
실시예 70: 이전의 실시예의 통신 시스템에서, 셀룰러 네트워크는 UE와 통신하도록 구성된 기지국을 더 포함한다.
실시예 71: 이전의 2개의 실시예의 통신 시스템에서, 호스트 컴퓨터의 처리 회로는 호스트 애플리케이션을 실행하도록 구성되어, 사용자 데이터를 제공하고; UE의 처리 회로는 호스트 애플리케이션과 연관된 클라이언트 애플리케이션을 실행하도록 구성된다.
실시예 72: 호스트 컴퓨터, 기지국 및 사용자 장치(UE)를 포함하는 통신 시스템에서 구현되는 방법은 호스트 컴퓨터에서 사용자 데이터를 제공하는 단계; 및 호스트 컴퓨터에서 기지국을 포함하는 셀룰러 네트워크를 통해 사용자 데이터를 UE로 반송하는 송신을 시작하는 단계를 포함하며, UE는 실시예 1 내지 31 중 어느 하나의 단계를 수행한다.
실시예 73: 이전의 실시예의 방법에서, UE에서 기지국으로부터 사용자 데이터를 수신하는 단계를 더 포함한다.
실시예 74: 호스트 컴퓨터를 포함하는 통신 시스템은 사용자 장치(UE)로부터 기지국으로의 송신으로부터 발신하는 사용자 데이터를 수신하도록 구성된 통신 인터페이스를 포함하는데; UE는 무선 인터페이스 및 처리 회로를 포함하고, UE의 처리 회로는 실시예 1 내지 31 중 어느 하나의 단계를 수행하도록 구성된다.
실시예 75: 이전의 실시예의 통신 시스템은 UE를 더 포함한다.
실시예 76: 이전의 실시예의 통신 시스템은 기지국을 더 포함하는데, 기지국은 UE와 통신하도록 구성된 무선 인터페이스 및 UE로부터 기지국으로의 송신에 의해 반송되는 사용자 데이터를 호스트 컴퓨터로 포워딩하도록 구성된 통신 인터페이스를 포함한다.
실시예 77: 이전의 3개의 실시예의 통신 시스템에서, 호스트 컴퓨터의 처리 회로는 호스트 애플리케이션을 실행하도록 구성되고; UE의 처리 회로는 호스트 애플리케이션과 연관된 클라이언트 애플리케이션을 실행하도록 구성되어 사용자 데이터를 제공한다.
실시예 78: 이전의 4개의 실시예의 통신 시스템에서, 호스트 컴퓨터의 처리 회로는 호스트 애플리케이션을 실행하도록 구성되어 요청 데이터를 제공하고; UE의 처리 회로는 호스트 애플리케이션과 연관된 클라이언트 애플리케이션을 실행하도록 구성되어, 요청 데이터에 응답하여 사용자 데이터를 제공한다.
실시예 79: 호스트 컴퓨터, 기지국 및 사용자 장치(UE)를 포함하는 통신 시스템에서 구현되는 방법은 호스트 컴퓨터에서 UE로부터 기지국으로 송신된 사용자 데이터를 수신하는 단계를 포함하며, UE는 실시예 1 내지 31 중 어느 하나의 단계를 수행한다.
실시예 80: 이전의 실시예의 방법은 UE에서 사용자 데이터를 기지국에 제공하는 단계를 더 포함한다.
실시예 81: 이전의 2개의 실시예의 방법은 UE에서 클라이언트 애플리케이션을 실행하여 송신될 사용자 데이터를 제공하는 단계; 및 호스트 컴퓨터에서 클라이언트 애플리케이션과 연관된 호스트 애플리케이션을 실행하는 단계를 더 포함한다.
실시예 82: 이전의 3개의 실시예의 방법은 UE에서 클라이언트 애플리케이션을 실행하는 단계; 및 UE에서 클라이언트 애플리케이션에 대한 입력 데이터를 수신하는 단계로서, 입력 데이터는 클라이언트 애플리케이션과 연관된 호스트 애플리케이션을 실행함으로써 호스트 컴퓨터에서 제공되는, 수신하는 단계를 더 포함하는데; 송신될 사용자 데이터는 입력 데이터에 응답하여 클라이언트 애플리케이션에 의해 제공된다.
실시예 83: 호스트 컴퓨터를 포함하는 통신 시스템은 사용자 장치(UE)로부터 기지국으로의 송신으로부터 발신하는 사용자 데이터를 수신하도록 구성된 통신 인터페이스를 포함하는데; 기지국은 무선 인터페이스 및 처리 회로를 포함하고, 기지국의 처리 회로는 실시예 32 내지 57 중 어느 하나의 단계를 수행하도록 구성된다.
실시예 84: 이전의 실시예의 통신 시스템은 기지국을 더 포함한다.
실시예 85: 이전의 2개의 실시예의 통신 시스템은 UE를 더 포함하는데, UE는 기지국과 통신하도록 구성된다.
실시예 86: 이전의 3개의 실시예의 통신 시스템에서, 호스트 컴퓨터의 처리 회로는 호스트 애플리케이션을 실행하도록 구성되고; UE는 호스트 애플리케이션과 연관된 클라이언트 애플리케이션을 실행하도록 구성되어 호스트 컴퓨터에 의해 수신될 사용자 데이터를 제공한다.
실시예 87: 호스트 컴퓨터, 기지국 및 사용자 장치(UE)를 포함하는 통신 시스템에서 구현되는 방법은 호스트 컴퓨터에서 기지국이 UE로부터 수신한 송신으로부터 발신하는 사용자 데이터를 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함하는데, UE는 실시예 1 내지 31 중 어느 하나의 단계를 수행한다.
실시예 88: 이전의 실시예의 방법은 기지국에서 UE로부터 사용자 데이터를 수신하는 단계를 더 포함한다.
실시예 89: 이전의 2개의 실시예의 방법은 기지국에서 수신된 사용자 데이터를 호스트 컴퓨터로 송신하기 시작하는 단계를 더 포함한다.
다음의 약어 중 적어도 일부는 본 개시에서 사용될 수 있다. 약어 사이의 불일치가 있는 경우, 상술한 바와 같이 사용되는 방법이 우선적으로 제공되어야 한다. 아래에 여러 번 나열된 경우, 제 1 리스트는 후속 리스트보다 우선되어야 한다.
Figure 112021023449188-pct00061
㎲ 마이크로초
3GPP 3세대 파트너십 프로젝트
5G 5세대
AP 액세스 포인트
ASIC 주문형 집적 회로
BS 기지국
CP 순환 프리픽스
CPU 중앙 처리 유닛
eNB Enhanced 또는 Evolved Node B
FPGA 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이
GEO 정지 궤도
GFIz 기가헤르츠
gNB New Radio Base Station
GPS Global Positioning System
ID 식별자
IoT 사물 인터넷
km 킬로미터
LEO Low Earth Orbit
LTE Long Term Evolution
MEO Medium Earth Orbit
MME 모빌리티 관리 엔티티
ms 밀리초
Msg1 Message 1
Msg2 Message 2
Msg3 Message 3
Msg4 Message 4
MTC 머신 타입 통신
NGSO 비정지 궤도
NR New Radio
NR-PSS New Radio Primary Synchronization Signal
NR-SSS New Radio Secondary Synchronization Signal
OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
OTT Over-the-Top
PBCH 물리적 브로드캐스트 채널
PDCCH 물리적 다운링크 제어 채널
P-GW 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이
PRACH 물리적 랜덤 액세스 채널
PUCCH 물리적 업링크 제어 채널
PUSCH 물리적 업링크 공유 채널
RAN 무선 액세스 네트워크
RAR 랜덤 액세스 응답
RA-RNTI 랜덤 액세스 무선 네트워크 임시 식별자
RAT 무선 액세스 기술
RS 기준 신호
SCEF Service Capability Exposure Function
SI 시스템 정보
SIB 시스템 정보 블록
SS 동기화 신호
SSB 동기화 신호/물리적 브로드캐스트 채널 블록
TA 타이밍 어드밴스
TR 기술 보고서
UE 사용자 장치
통상의 기술자는 본 개시의 실시예에 대한 개선 및 수정을 인식할 것이다. 이러한 모든 개선 및 수정은 본 명세서에 개시된 개념의 범위 내에서 고려된다.
참고 문헌
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[2] RP- 181370, Study on solutions evaluation for NR to support non-terrestrial Network

Claims (76)

  1. 랜덤 액세스를 위해 무선 장치에 의해 수행되는 방법에 있어서,
    개방 루프 타이밍 어드밴스 추정 절차를 수행(502, 702)하여 무선 장치와 기지국 사이의 업링크에 대한 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치를 결정하는 단계로서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부인, 결정하는 단계;
    개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치를 사용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 단계(504, 704);
    타이밍 어드밴스 값을 포함하는 랜덤 액세스 응답을 기지국으로부터 수신하는 단계(506); 및
    랜덤 액세스 응답에 포함된 타이밍 어드밴스 값 및 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치에 기초하여 무선 장치와 기지국 사이의 업링크에 대한 타이밍 어드밴스를 결정하는 단계(506)로서, 랜덤 액세스 응답은 무선 장치로부터의 업링크 송신을 위한 자원을 스케줄링하는, 결정하는 단계; 및
    스케줄링된 자원 및 결정된 타이밍 어드밴스를 사용하여 업링크 송신부를 기지국으로 송신하는 단계로서, 업링크 송신부는 무선 장치의 아이덴티티 및 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 인디케이션을 포함하는, 송신하는 단계를 포함하고,
    개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 인디케이션은 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치와 미리 정의된 또는 미리 구성된 기준 값 사이의 차이와 동일한 미분 값인, 무선 장치에 의해 수행되는 방법.
  2. 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 수행하는 무선 장치에 있어서,
    제 1 항의 방법을 수행하도록 적응되는, 랜덤 액세스를 수행하는 무선 장치.
  3. 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 가능하게 하기 위해 기지국에 의해 수행되는 방법에 있어서, 기지국은 위성 및 기지국을 위성에 통신 가능하게 결합하는 게이트웨이를 포함하는 위성 무선 액세스 네트워크의 일부이고,
    무선 장치로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 탐지하는 단계(902)로서, 랜덤 액세스 프리앰블은 무선 장치의 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 함수인, 탐지하는 단계(902);
    타이밍 어드밴스 값을 포함하는 랜덤 액세스 응답을 무선 장치로 송신하는 단계(904); 및
    무선 장치의 아이덴티티 및 무선 장치에 의해 송신된 랜덤 액세스 프리앰블과 함께 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 인디케이션을 제공하는 정보를 포함하는 업링크 송신부를 무선 장치로부터 수신하는 단계(906)를 포함하고,
    개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치의 인디케이션은 개방 루프 타이밍 어드밴스 추정치와 미리 정의된 또는 미리 구성된 기준 값 사이의 차이와 동일한 미분 값인, 기지국에 의해 수행되는 방법.
  4. 무선 액세스 네트워크에서 랜덤 액세스를 가능하게 하는 기지국에 있어서,
    제 3 항의 방법을 수행하도록 적응되는, 기지국.
  5. 프로세서 상에서 실행될 때, 제 1 항 또는 제 3 항에 따른 방법을 수행하도록 프로세서를 구성하는, 코드 부분을 포함하는, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
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