KR20160081755A - 이동 통신 시스템에서의 초기 접속 방법 및 장치 - Google Patents

이동 통신 시스템에서의 초기 접속 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

단말은 기지국으로부터 빔을 구성하는 복수의 서브빔에 대한 접속 우선 순위 정보를 수신하며, 복수의 빔 중에서 하나의 빔을 선택한 후, 선택된 빔의 복수의 서브빔 중에서 접속 우선 순위 정보를 토대로 하나의 서브빔을 선택하여 랜덤 접속을 수행한다.

Description

이동 통신 시스템에서의 초기 접속 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR INITIAL ACCESS IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동 통신 시스템에서의 초기 접속 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 밀리미터파 기반의 이동 통신 시스템에서의 초기 접속 방법 및 장치에 관한 것이다.
현재 4G 이동 통신 시스템은 6GHz 미만의 다수의 주파수 대역에서 반송파 집성(Carrier Aggregation) 기술을 이용하여 데이터 전송 용량을 최대 1Gbps까지 지원할 수 있다. 이러한 반송파 집성 기술에서 다수의 주파수 대역은 다수의 반송파 요소(Carrier Component, CC)로 나뉘어지고, 다수의 CC를 이용하여 동시에 데이터 전송이 가능해져 데이터 전송 능력을 증가시킬 수 있다.
단말은 다수의 CC 중에서 하나의 CC로 초기 접속을 수행하여 기지국과 연결을 설정하며, 이 CC가 주 반송파 요소(Primary Carrier Component, PCC)가 된다. 단말은 하나의 PCC와 다수의 부 반송파 요소(Secondary Carrier Component, SCC)를 가질 수 있다. 단말은 PCC를 이용하여 제어 메시지를 송수신하고 또한 상향 링크로 스케줄링 요청, HARQ 피드백 및 CQI 피드백 등 제어 신호를 전송한다. 만약 PCC를 변경하고자 하는 경우 핸드오버 절차를 이용한다.
6GHz 이상의 밀리미터파 기반 이동통신 시스템은 높은 주파수 대역에서 보다 넓은 주파수 대역을 사용한다. 그리고 주파수 특성이 직진성이 매우 강하여 빔포밍 기술을 이용한다.
밀리미터파 주파수의 직진성을 고려하여 하나의 셀은 다수의 빔으로 구성되고 각각의 빔은 기지국의 주파수 대역폭 전체를 이용하여 서비스를 지원한다. 이러한 환경에서 각 빔의 주파수 대역폭이 넓기 때문에 다수의 작은 주파수 대역폭의 주파수 할당 대역(Frequency Allocation, FA)으로 나누고, 각각의 FA를 서브빔(subbeam, SB)으로 하여 서비스를 수행한다. 즉, 기지국은 다수의 빔으로 구성되고 각 빔은 다수의 SB로 나뉘어진다.
위와 같은 밀리미터파 기반 이동통신 시스템에서 단말은 기지국과 연결을 설정하기 위한 초기 접속 과정에서 신호가 가장 좋은 빔을 선택하고 선택된 빔 내의 다수의 SB 중에서 임의의 SB을 선택하여 기지국과 초기 접속을 수행한다. 초기 접속을 수행하여 기지국과의 연결을 가지는 SB가 주 서브빔(primary subbeam)이 되고, 초기 접속 절차가 성공적으로 수행된 후 기지국은 다수의 부 서브빔(secondary subbeam)을 단말에게 할당할 수 있다. 따라서, 기지국은 다수의 SB들간에 단말을 잘 배치하여 자원의 효율적 이용을 높이는 것이 필요하다.
기존 반송파 집성 기술에서는 PCC를 변경하고자 하는 경우 핸드오버 절차를 이용한다. 이는 단말이 주 서브빔을 임의로 선택하여 초기 접속 절차를 수행하고 PSB의 전용 자원을 할당 받은 후에 수행되기 때문에 신호의 복잡성 및 서비스 지연이 발생할 수 있다. 특히, 밀리미터파 기반의 이동통신 시스템은 넓은 대역폭을 다수의 SB로 나누고 단말은 다수의 SB들 중에서 임의의 SB을 선택하여 초기 접속 절차를 수행함으로 특정 SB로 단말의 접속이 집중되는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 밀리미터파 기반 이동통신 시스템에서 단말의 초기 접속을 위한 서브빔 선택 및 서브빔의 자원 할당을 효과적으로 제어할 수 있는 이동 통신 시스템에서의 초기 접속 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시 예에 따르면, 단말의 초기 접속 방법이 제공된다. 초기 접속 방법은 복수의 빔 중에서 하나의 빔을 선택하는 단계, 기지국으로부터 상기 빔을 구성하는 복수의 서브빔에 대한 접속 우선 순위 정보를 수신하는 단계, 선택된 상기 빔의 복수의 서브빔 중에서 상기 접속 우선 순위 정보를 토대로 하나의 서브빔을 선택하는 단계, 그리고 선택된 상기 서브빔을 주 서브빔으로 설정하여 랜덤 접속을 수행하는 단계를 포함한다.
상기 수신하는 단계는 상기 선택된 빔의 복수의 서브빔 중에서 임의로 선택된 서브빔에서 SIB(System Information Block)의 타입 1을 수신하는 단계를 포함하고, 상기 SIB의 타입 1은 상기 접속 우선 순위 정보를 포함할 수있다.
상기 초기 접속 방법은 상기 기지국으로부터 상기 주 서브빔의 변경 지시를 수신하는 단계, 그리고 상기 변경 지시에 따라서 상기 주 서브빔을 다른 서브빔으로 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 주 서브빔의 변경 지시를 수신하는 단계는 상기 선택된 서브빔에서 RRC(Radio Resource Control) 연결 요청 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 단계, 그리고 상기 주 서브빔으로 사용할 서브빔의 인덱스 정보와 상기 주 서브빔에서의 무선 자원 할당 정보를 포함한 RRC 연결 설정 메시지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 하나의 빔을 선택하는 단계는 상기 복수의 빔에서 수신되는 신호의 품질을 측정하는 단계, 그리고 측정 결과를 토대로 가장 우수한 신호의 품질을 가지는 빔을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 초기 접속 방법은 상기 선택된 서브빔에서 RRC 연결 요청 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 단계, 그리고 상기 선택된 빔에서의 무선 자원 할당 정보를 포함한 RRC 연결 설정 메시지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 한 실시 예에 따르면, 복수의 빔을 운용하는 기지국에서의 단말 초기 접속 방법이 제공된다. 초기 접속 방법은 빔을 구성하는 복수의 서브빔 각각에 대하여, 각 서브빔을 주 서브빔으로 설정하여 서비스 중인 단말 수와 자원 이용률을 측정하는 단계, 측정 결과를 토대로 상기 복수의 서브빔에 대한 접속 우선 순위를 계산하는 단계, 상기 접속 우선 순위를 상기 복수의 서브빔 각각에서 전송하는 단계, 상기 단말이 상기 접속 우선 순위를 토대로 선택한 서브빔에서 랜덤 접속을 위한 프리앰블을 수신하는 단계, 그리고 상기 프리엠블에 대한 응답을 상기 단말로 전송하는 단계를 포함한다.
상기 초기 접속 방법은 상기 단말이 선택한 서브빔에서 RRC(Radio Resource Control) 연결 요청 메시지를 수신하는 단계, 상기 RRC 연결 요청 메시지를 수신한 서브빔을 상기 단말의 주 서브빔으로 설정할지 결정하는 단계, 그리고 상기 주 서브빔에서의 무선 자원 할당 정보를 포함한 RRC 연결 설정 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 RRC 연결 설정 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계는 상기 단말이 주 서브빔을 다른 서브빔으로 변경을 결정한 경우, 상기 주 서브빔으로 사용할 서브빔의 인덱스 정보를 RRC 연결 설정 메시지에 추가하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 계산하는 단계는 상기 단말 수와 상기 자원 이용률이 적은 서브빔의 순서대로 접속 우선 순위를 높게 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 한 실시 예에 따르면, 단말의 초기 접속 장치가 제공된다. 상기 초기 접속 장치는 송수신기, 그리고 프로세서를 포함한다. 상기 송수신기는 기지국으로부터 각 빔을 구성하는 복수의 서브빔에 대한 접속 우선 순위 정보를 수신한다. 그리고 상기 프로세서는 복수의 빔에서 수신되는 신호의 품질을 토대로 하나의 빔을 선택하고, 상기 선택한 빔의 복수의 서브빔 중에서 상기 접속 우선 순위 정보를 토대로 주 서브빔으로 사용할 하나의 서브빔을 선택하며, 선택한 서브빔을 통해서 랜덤 접속을 수행한다.
상기 접속 우선 순위 정보는 상기 기지국에 의해서 각 서브빔을 주 서브빔으로 설정하여 서비스 중인 단말 수와 자원 이용률을 토대로 계산되고, 상기 송수신기는 상기 선택한 빔의 복수의 서브빔 중에서 임의의 서브빔을 통해서 상기 접속 우선 순위를 포함하는 SIB(System Information Block)의 타입 1을 수신할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 기지국으로부터 상기 주 서브빔의 변경 지시에 따라서 상기 주 서브빔을 변경할 수 있다.
상기 송수신기는 상기 주 서브빔으로 사용할 서브빔의 인덱스 정보와 상기 주 서브빔에서의 무선 자원 할당 정보를 포함한 RRC 연결 설정 메시지를 수신하고, 상기 프로세서는 상기 주 서브빔으로 사용할 서브빔의 인덱스 정보를 토대로 상기 주 서브빔을 변경할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 선택한 서브빔에서 상기 기지국으로 RRC 연결 요청을 수행하고, 상기 송수신기를 통해서 상기 기지국으로부터 수신한 RRC 연결 설정 메시지에 따라서 상기 선택한 서브빔을 주 서브빔으로 결정하고 무선 자원을 설정하며, 상기 RRC 연결 설정 메시지는 상기 선택한 서브빔에서의 무선 자원 할당 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 밀리미터파 기반 이동통신 시스템에서 단말의 초기 접속을 위한 서브빔 선택 및 서브빔의 자원 할당을 효과적으로 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 밀리미터파 기반 이동통신 시스템에서 하나의 셀 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 초기 접속 절차를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에서 각각의 서브빔에 단말의 PSB를 고르게 분포시키기 위한 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 초기 접속 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 단말을 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 단말(terminal)은 이동 단말(mobile terminal, MT), 이동국(mobile station, MS), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장비(user equipment, UE) 등을 지칭할 수도 있고, MT, MS, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
또한, 기지국(base station, BS)은 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 중계 노드(relay node, RN), 기지국 역할을 수행하는 진보된 중계기(advanced relay station, ARS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS), 소형 기지국[펨토 기지국(femoto BS), 홈 노드B(home node B, HNB), 홈 eNodeB(HeNB), 피코 기지국(pico BS), 메트로 기지국(metro BS), 마이크로 기지국(micro BS) 등] 등을 지칭할 수도 있고, ABS, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, RN, ARS, HR-RS, 소형 기지국 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서의 초기 접속 방법 및 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 밀리미터파 기반 이동통신 시스템에서 하나의 셀 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 밀리미터파 기반 이동통신 시스템은 기지국(100) 및 단말(200)을 포함한다.
기지국(100)은 셀 내 다중 빔(B1~B9)을 운용한다. 다중 빔(B1~B9)은 각각 고유한 식별자를 가지며, 각 빔(B1~B9)은 인접한 빔과 일부 영역이 중첩될 수 있다.
기지국(100)은 단말(200)과의 통신을 위해 10GHz 이상의 밀리미터파 주파수 대역을 사용하며, 각 빔(B1~B9)의 서비스 반경은 수십 m로써 1GHz 대역폭을 사용할 수 있다. 또한 각 빔은 전체 주파수 대역을 복수의 주파수 할당 대역(Frequency Allocation)(FA0~FAK)으로 나누고, 각각의 FA(FA0~FAk)를 서브빔(subbeam)(SB0~SBK)으로 하여 서비스를 수행한다. 즉, 각 빔(B1~B9)은 복수의 서브빔(SB0~SBK)을 포함할 수 있다.
단말(200)은 기지국(100)과 연결을 설정하기 위한 초기 접속을 수행한다.
단말(200)은 초기 접속 과정에서 다중 빔(B1~B9) 중에서 신호가 가장 좋은 빔을 선택하고 선택된 빔 내의 복수의 서브빔 중에서 임의의 서브빔을 선택하여 기지국과 초기 접속을 수행한다. 초기 접속을 통해서 기지국(100)과 연결을 가지는 서브빔이 주 서브빔(primary subbeam, PSB)이 된다.
초기 접속 절차가 성공적으로 수행된 후 기지국(100)은 다수의 부 서브빔 (secondary subbeam, SSB)을 단말에게 할당할 수 있다.
단말(200)은 제어 메시지 송수신, 하향링크 제어 정보 수신, 상향링크 스케줄링 요청, CQI 피드백 및 HARQ 피드백 전송을 PSB를 이용하여 수행한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 초기 접속 절차를 나타낸 도면이다.
도 2를 참고하면, 기지국(100)은 각 서브빔에서 서비스 중인 단말 수 또는 상향 링크 트래픽양을 기반으로 각 서브빔에 대한 접속 우선 순위(Access priority)를 결정한다. 즉, 기지국(100)은 각 서브빔에서 PSB로써 서비스 중인 단말의 수, 상향링크 제어 채널 및 상향링크 공유 채널의 이용률을 측정하고, 이를 기반으로 각 서브빔에 대한 접속 우선 순위를 정할 수 있다.
기지국(100)은 결정된 각 서브빔의 접속 우선 순위에 대한 정보를 시스템 정보 블록(System Information Block, SIB)의 타입 1(type 1)에 포함시켜 모든 서브빔에서 방송한다.
기지국(100)은 각 서브빔에 대한 접속 우선 순위를 주기적으로 결정하고 변경된 각 서브빔의 접속 우선 순위에 대한 정보를 SIB의 타입 1을 모든 서브빔에서 방송할 수 있다(S202~S206).
단말(200)은 SIB의 타입 1을 통해 획득된 각 서브빔의 접속 우선 순위에 대한 정보를 이용하여, PSB로써 기지국(100)에 접속할 서브빔을 결정하고 이를 통해 초기 접속 과정을 수행한다. 기지국(100)은 단말(200)이 초기 접속을 수행할 때 단말(200)이 접속한 서브빔을 PSB로 설정할지 결정한다. 만약 초기 접속 과정에서 기지국(100)이 단말(200)의 PSB를 다른 서브빔으로 변경하고자 하는 경우 변경 절차를 수행한다.
구체적으로, 단말(200)은 SIB의 타입 1을 수신하여 각 SB의 접속 우선 순위를 검색한다. 우선 순위가 높은 서브빔 중에서 임의의 서브빔을 선택하고, 선택된 서브빔으로 랜덤 접속 절차를 수행한다. 도 2에서는 설명의 편의상 서브빔(SB0)이 선택된 것으로 도시하였다.
랜덤 접속 절차를 위해, 단말(200)은 선택된 서브빔(SB0)으로 프리엠블(preamble)을 전송하고(S208), 기지국(100)으로부터 프리엠블에 대한 응답인 RAR(Random Access Response, RAR)을 수신한다(S210).
이와 같이 하여, 성공적으로 랜덤 접속 절차가 완료되면 단말(200)은 선택된 서브빔(SB0)으로 RRC(Radio Resource Control) 연결 요청 메시지(RRCConnectionRequest)를 기지국(100)으로 전송한다(S212).
기지국(100)은 단말(200)이 현재 접속한 서브빔(SB0)을 단말(200)의 PSB로 설정할지 결정한다.
기지국(100)은 단말(200)이 현재 접속한 서브빔(SB0)을 단말(200)의 PSB로 결정하면 현재의 서브빔(SB0)에서 단말(200)이 이용할 전용 무선 자원을 할당하고 전용 무선 자원 할당 정보를 RRC 연결 설정 메시지(RRCConnectionSetup)에 포함하여 단말(200)로 전송한다(S214).
만약, 기지국(100)이 단말(200)이 현재 접속한 서브빔(SB0)과 다른 서브빔을 단말(200)의 PSB로 설정하고자 결정하면, PSB로 이용할 서브빔을 결정하고, PSB에서 이용할 전용 무선 자원을 할당한다. 그리고 기지국(100)은 서브빔 변경 정보와 PSB에서 이용할 전용 무선 자원 할당 정보를 포함한 RRC 연결 설정 메시지(RRCConnectionSetup)를 단말(200)로 전송한다(S214). 이때 서브빔 변경 정보는 PSB로 이용할 서브빔의 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 즉 PSB로 이용할 서브빔의 인덱스 정보를 RRC 연결 설정 메시지(RRCConnectionSetup)에 설정함으로써, 단말(200)로 서브빔 변경을 지시할 수 있다.
단말(200)은 RRC 연결 설정 메시지(RRCConnectionSetup)를 수신하면, PSB에 할당된 전용 무선 자원을 설정하고, PSB에서 RRC 연결 설정 완료 메시지(RRCConnectionSetupComplete)를 기지국(100)으로 전송한다(S216).
예를 들어, RRC 연결 설정 메시지(RRCConnectionSetup)에 서브빔 변경 정보로 서브빔(SB1)의 인덱스 정보가 포함되어 있는 경우, 단말(200)은 서브빔(SB1)을 PSB로 결정하고, 전용 무선 자원을 설정할 수 있다. 그리고 단말(200)은 서브빔(SB1)에서 RRC 연결 설정 완료 메시지(RRCConnectionSetupComplete)를 기지국(100)으로 전송한다(S216).
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에서 각각의 서브빔에 단말의 PSB를 고르게 분포시키기 위한 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참고하면, 기지국(100)은 각 SB 별로 현재 PSB로써 서비스 중인 단말 수를 측정하고 이 단말들을 위해 할당된 상향링크 제어 채널의 이용률 및 데이터 전송을 위해 이용된 상향링크 공유 채널의 사용률을 측정하여, 각 SB의 접속 우선 순위를 계산한다(S300). 각 SB의 접속 우선 순위에 대한 정보는 주기적으로 측정되어 갱신된다. 기지국(100)은 각각의 서브빔에 단말의 PSB를 고르게 분포시킬 수 있도록 각각의 서브빔에 단말의 PSB를 계산할 수 있다. 예를 들어, 기지국(100)은 현재 PSB로써 서비스 중인 단말 수와 상향링크 제어 채널의 이용률 및 상향링크 공유 채널의 사용률이 적은 순서대로 접속 우선 순위를 높게 설정할 수 있다.
기지국(100)은 각 SB의 접속 우선 순위에 대한 정보를 SIB의 타입 1에 포함시켜 모든 SB에서 방송한다(S310).
기지국(100)은 단말(200)로부터 RRC 연결 요청 메시지(RRCConnectionRequest)를 수신하면(S320), RRC 연결 요청 메시지(RRCConnectionRequest)를 수신한 서브빔을 단말(200)의 PSB로 설정할지를 결정한다(S330).
기지국(100)은 RRC 연결 요청 메시지(RRCConnectionRequest)를 수신한 서브빔과 다른 서브빔을 PSB로 변경하고자 하면(S340), PSB로 이용할 서브빔을 결정한다(S350).
기지국(100)은 결정된 서브빔에서 단말(200)이 이용할 전용 무선 자원을 할당한다(S360).
기지국(100)은 결정된 서브빔의 인덱스 정보와 전용 무선 자원 할당 정보를 RRC 연결 설정 메시지(RRCConnectionSetup)에 포함시켜 단말(200)로 전송한다(S380).
한편, 기지국(100)은 RRC 연결 요청 메시지(RRCConnectionRequest)를 수신한 서브빔을 단말(200)의 PSB로 결정하면, 이 서브빔에서 단말(200)이 이용할 무선 전용 자원을 할당하고(S370), 전용 무선 자원 할당 정보를 RRC 연결 설정 메시지(RRCConnectionSetup)에 포함시켜 단말(200)로 전송한다(S380). 이때 RRC 연결 설정 메시지(RRCConnectionSetup)는 RRC 연결 요청 메시지(RRCConnectionRequest) 내에 포함된 서브빔을 통해 전송이 이루어진다.
그리고 기지국(100)은 단말(200)의 PSB를 통해서 RRC 연결 설정 완료 메시지(RRCConnectionSetupComplete)가 수신되면(S390), 단말(200)에 대한 PSB 설정이 완료된 것으로 판단한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 초기 접속 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참고하면, 기지국(100)은 자신의 커버리지 영역에 복수의 빔을 설정하고, 복수의 빔 영역에 각각 신호를 전송한다.
단말(200)은 기지국(100)의 복수의 빔에서 수신되는 신호의 품질을 측정하고, 측정 결과를 토대로 가장 우수한 신호 품질을 가지는 빔을 선택한다(S402).
단말(200)은 선택된 빔에 존재하는 복수의 서브빔 중에서 임의의 서브빔을 선택하고, 선택된 서브빔에서 기지국(100)이 방송한 SIB의 타입 1을 수신한다(S404).
단말(200)은 수신된 SIB의 타입 1을 통해서 각 서브빔의 접속 우선 순위를 확인하고, 각 서브빔의 접속 우선 순위를 토대로 접속 우선 순위가 가장 높은 소정 개수의 서브빔 중에서 임의의 한 서브빔을 선택한다(S406).
단말(200)은 선택된 서브빔을 통해서 초기 접속을 위한 랜덤 접속을 수행한다(S408).
단말(200)은 랜덤 접속이 성공적으로 수행되면, RRC 연결 요청 메시지(RRCConnectionRequest)를 기지국(100)으로 전송한다(S410).
다음, 단말(200)은 기지국(100)으로부터 RRC 연결 설정 메시지(RRCConnectionSetup)를 수신하고(S412), RRC 연결 설정 메시지(RRCConnectionSetup)에 포함된 서브빔 변경 정보를 통해서 PSB로 설정할 서브빔을 변경할지 결정한다(S414).
단말(200)은 RRC 연결 설정 메시지(RRCConnectionSetup)에 서브빔 변경 정보가 포함된 경우 서브빔 변경 정보에 따라 서브빔을 변경하고(S416), 변경한 서브빔을 PSB로 결정한다.
단말(200)은 RRC 연결 설정 메시지(RRCConnectionSetup)에 포함된 전용 무선 자원 할당 정보를 토대로 결정된 PSB에서 이용할 무선 전용 자원을 설정한다(S418).
한편, 단말(200)은 RRC 연결 설정 메시지(RRCConnectionSetup)에 서브빔 변경 정보가 없는 경우 기존에 선택된 서브빔을 PSB로 결정하고 RRC 연결 설정 메시지(RRCConnectionSetup)에 포함된 전용 무선 자원 할당 정보를 토대로 결정된 PSB에서 이용할 무선 전용 자원을 설정한다(S420).
단말(200)은 설정된 PSB의 전용 무선 자원 정보를 이용하여 RRC 연결 설정 완료 메시지(RRCConnectionSetupComplete)를 기지국에 전송한다(S422).
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국을 나타낸 도면이다.
도 5를 참고하면, 기지국(100)의 초기 접속 장치(500)는 프로세서(510), 송수신기(520) 및 메모리(530)를 포함한다.
프로세서(510)는 도 3에서 설명한 절차들을 수행하여 단말(200)의 초기 접속절차를 수행한다. 프로세서(510)는 각 SB 별로 현재 PSB로써 서비스 중인 단말 수를 측정하고 이 단말들을 위해 할당된 상향링크 제어 채널의 이용률 및 데이터 전송을 위해 이용된 상향링크 공유 채널의 활용도를 측정하여, 각 SB의 접속 우선 순위를 계산하고, 각 SB의 접속 우선 순위에 대한 정보를 포함한 SIB의 타입 1을 생성한다. 또한 프로세서(510)는 단말(200)의 결정한 서브빔을 단말(200)의 PSB로 설정할지 결정하고, 단말(200)의 PSB를 다른 서브빔으로 변경하고자 하는 경우에 서브빔 변경을 단말(200)로 지시한다.
송수신기(520)는 SIB의 타입 1을 주기적으로 방송하고, 도 3에서 설명한 메시지들을 송수신한다.
메모리(530)는 프로세서(510)에서 수행하기 위한 명령어(instructions)을 저장하고 있거나 저장 장치(도시하지 않음)로부터 명령어를 로드하여 일시 저장하며, 프로세서(510)는 메모리(530)에 저장되어 있거나 로드된 명령어를 실행한다.
프로세서(510)와 메모리(530)는 버스(도시하지 않음)를 통해 서로 연결되어 있으며, 버스에는 입출력 인터페이스(도시하지 않음)도 연결되어 있을 수 있다. 이때 입출력 인터페이스에 송수신기(520)가 연결되며, 입력 장치, 디스플레이, 스피커, 저장 장치 등의 주변 장치가 연결되어 있을 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 단말을 나타낸 도면이다.
도 6을 참고하면, 단말(200)의 초기 접속 장치(600)는 프로세서(610), 송수신기(620) 및 메모리(630)를 포함한다.
프로세서(610)는 도 4에서 설명한 절차들을 수행하여 단말(200)의 초기 접속절차를 수행한다. 프로세서(610)는 복수의 빔에서 수신되는 신호의 품질을 측정하고, 측정 결과를 토대로 가장 우수한 신호 품질을 가지는 빔을 선택한다. 프로세서(610)는 선택된 빔에 존재하는 복수의 서브빔 중에서 임의의 서브빔을 선택하고, 선택한 서브빔에서 수신한 SIB의 타입 1을 통해서 각 서브빔의 접속 우선 순위를 확인한다. 프로세서(610)는 각 서브빔의 접속 우선 순위를 토대로 접속 우선 순위가 가장 높은 소정 개수의 서브빔 중에서 임의의 한 서브빔을 선택하여 랜덤 접속 절차를 수행한다. 또한 프로세서(610)는 선택한 서브빔 또는 기지국(100)에서 결정한 서브빔을 PSB로 결정하고 무선 전용 자원을 설정한다.
송수신기(620)는 프로세서(610)에서 선택한 서브빔에서 SIB의 타입 1을 수신한다. 또한 송수신기(620)는 도 4에서 설명한 메시지들을 PSB을 통해 송수신할 수 있다.
메모리(630)는 프로세서(610)에서 수행하기 위한 명령어(instructions)을 저장하고 있거나 저장 장치(도시하지 않음)로부터 명령어를 로드하여 일시 저장하며, 프로세서(610)는 메모리(630)에 저장되어 있거나 로드된 명령어를 실행한다.
프로세서(610)와 메모리(630)는 버스(도시하지 않음)를 통해 서로 연결되어 있으며, 버스에는 입출력 인터페이스(도시하지 않음)도 연결되어 있을 수 있다. 이때 입출력 인터페이스에 송수신기(620)가 연결되며, 입력 장치, 디스플레이, 스피커, 저장 장치 등의 주변 장치가 연결되어 있을 수 있다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (15)

  1. 단말의 초기 접속 방법으로서,
    복수의 빔 중에서 하나의 빔을 선택하는 단계,
    기지국으로부터 상기 빔을 구성하는 복수의 서브빔에 대한 접속 우선 순위 정보를 수신하는 단계,
    선택된 상기 빔의 복수의 서브빔 중에서 상기 접속 우선 순위 정보를 토대로 하나의 서브빔을 선택하는 단계, 그리고
    선택된 상기 서브빔을 주 서브빔으로 설정하여 랜덤 접속을 수행하는 단계
    를 포함하는 초기 접속 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 수신하는 단계는 상기 선택된 빔의 복수의 서브빔 중에서 임의로 선택된 서브빔에서 SIB(System Information Block)의 타입 1을 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 SIB의 타입 1은 상기 접속 우선 순위 정보를 포함하는 초기 접속 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 기지국으로부터 상기 주 서브빔의 변경 지시를 수신하는 단계, 그리고
    상기 변경 지시에 따라서 상기 주 서브빔을 다른 서브빔으로 변경하는 단계
    를 더 포함하는 초기 접속 방법.
  4. 제3항에서,
    상기 주 서브빔의 변경 지시를 수신하는 단계는
    상기 선택된 서브빔에서 RRC(Radio Resource Control) 연결 요청 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 단계, 그리고
    상기 주 서브빔으로 사용할 서브빔의 인덱스 정보와 상기 주 서브빔에서의 무선 자원 할당 정보를 포함한 RRC 연결 설정 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 초기 접속 방법.
  5. 제1항에서,
    상기 하나의 빔을 선택하는 단계는
    상기 복수의 빔에서 수신되는 신호의 품질을 측정하는 단계, 그리고
    측정 결과를 토대로 가장 우수한 신호의 품질을 가지는 빔을 선택하는 단계를 포함하는 초기 접속 방법.
  6. 제1항에서,
    상기 선택된 서브빔에서 RRC 연결 요청 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 단계, 그리고
    상기 선택된 빔에서의 무선 자원 할당 정보를 포함한 RRC 연결 설정 메시지를 수신하는 단계
    를 더 포함하는 초기 접속 방법.
  7. 복수의 빔을 운용하는 기지국에서의 단말 초기 접속 방법으로서,
    빔을 구성하는 복수의 서브빔 각각에 대하여, 각 서브빔을 주 서브빔으로 설정하여 서비스 중인 단말 수와 자원 이용률을 측정하는 단계,
    측정 결과를 토대로 상기 복수의 서브빔에 대한 접속 우선 순위를 계산하는 단계,
    상기 접속 우선 순위를 상기 복수의 서브빔 각각에서 전송하는 단계,
    상기 단말이 상기 접속 우선 순위를 토대로 선택한 서브빔에서 랜덤 접속을 위한 프리앰블을 수신하는 단계, 그리고
    상기 프리엠블에 대한 응답을 상기 단말로 전송하는 단계
    를 포함하는 초기 접속 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 단말이 선택한 서브빔에서 RRC(Radio Resource Control) 연결 요청 메시지를 수신하는 단계,
    상기 RRC 연결 요청 메시지를 수신한 서브빔을 상기 단말의 주 서브빔으로 설정할지 결정하는 단계, 그리고
    상기 주 서브빔에서의 무선 자원 할당 정보를 포함한 RRC 연결 설정 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계
    를 더 포함하는 초기 접속 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 RRC 연결 설정 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계는 상기 단말이 주 서브빔을 다른 서브빔으로 변경을 결정한 경우, 상기 주 서브빔으로 사용할 서브빔의 인덱스 정보를 RRC 연결 설정 메시지에 추가하는 단계를 포함하는 초기 접속 방법.
  10. 제7항에서,
    상기 계산하는 단계는 상기 단말 수와 상기 자원 이용률이 적은 서브빔의 순서대로 접속 우선 순위를 높게 설정하는 단계를 포함하는 초기 접속 방법.
  11. 단말의 초기 접속 장치로서,
    기지국으로부터 각 빔을 구성하는 복수의 서브빔에 대한 접속 우선 순위 정보를 수신하는 송수신기, 그리고
    복수의 빔에서 수신되는 신호의 품질을 토대로 하나의 빔을 선택하고, 상기 선택한 빔의 복수의 서브빔 중에서 상기 접속 우선 순위 정보를 토대로 주 서브빔으로 사용할 하나의 서브빔을 선택하며, 선택한 서브빔을 통해서 랜덤 접속을 수행하는 프로세서
    를 포함하는 초기 접속 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 접속 우선 순위 정보는 상기 기지국에 의해서 각 서브빔을 주 서브빔으로 설정하여 서비스 중인 단말 수와 자원 이용률을 토대로 계산되고,
    상기 송수신기는 상기 선택한 빔의 복수의 서브빔 중에서 임의의 서브빔을 통해서 상기 접속 우선 순위를 포함하는 SIB(System Information Block)의 타입 1을 수신하는 초기 접속 장치.
  13. 제11항에서,
    상기 프로세서는 상기 기지국으로부터 상기 주 서브빔의 변경 지시에 따라서 상기 주 서브빔을 변경하는 초기 접속 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 송수신기는 상기 주 서브빔으로 사용할 서브빔의 인덱스 정보와 상기 주 서브빔에서의 무선 자원 할당 정보를 포함한 RRC(Radio Resource Control) 연결 설정 메시지를 수신하고,
    상기 프로세서는 상기 주 서브빔으로 사용할 서브빔의 인덱스 정보를 토대로 상기 주 서브빔을 변경하는 초기 접속 장치.
  15. 제11항에서,
    상기 프로세서는 상기 선택한 서브빔에서 상기 기지국으로 RRC 연결 요청을 수행하고, 상기 송수신기를 통해서 상기 기지국으로부터 수신한 RRC 연결 설정 메시지에 따라서 상기 선택한 서브빔을 주 서브빔으로 결정하고 무선 자원을 설정하며,
    상기 RRC 연결 설정 메시지는 상기 선택한 서브빔에서의 무선 자원 할당 정보를 포함하는 초기 접속 장치.
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