KR20160081810A

KR20160081810A - 이동 통신 시스템에서의 랜덤 접속 처리 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20160081810A
Application number: KR1020150185736A
Authority: KR
Inventors: 이남석; 최용석
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2016-07-08

Abstract

기지국은 복수의 빔 각각에 대한 프리엠블 정보를 상기 복수의 빔에서 각각 전송하고, 단말이 상기 복수의 빔 중에서 선택한 제1 빔을 통해서 제1 빔의 프리엠블 정보를 이용하여 전송한 제1 빔에 해당하는 프리엠블을 검출하고, 프리엠블을 전송한 빔을 검출하며, 검출된 빔의 상향링크 자원을 할당한 후, 검출된 빔의 식별자와 상향링크 자원을 포함한 상향링크 승인을 프리엠블에 대한 응답에 포함시켜 단말로 전송한다.

Description

이동 통신 시스템에서의 랜덤 접속 처리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING RANDOM ACCESS IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동 통신 시스템에서의 랜덤 접속 처리 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 밀리미터파 기반의 이동 통신 시스템에서의 랜덤 접속 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.

이동통신 시스템에서 랜덤 접속 절차는 단말이 기지국과 초기 접속 및 연결설정을 위해 상향링크 동기화 및 상향링크 자원을 할당 받기 위해 수행된다.

LTE/LTE-A에서의 랜덤 접속 절차를 보면, 기지국은 시스템 정보인 SIB(System Information Block) type2에 랜덤 접속을 위한 프리엠블 개수 및 최대 전송 전력 정보를 포함하여 방송한다. SIB type2를 수신한 단말은 프리엠블 개수 내의 임의의 프리엠블을 선택하여 PRACH(Physical Random Access Channel)을 이용하여 기지국에 전송한다. 기지국은 PRACH를 통해서 검출된 프리엠블에 대한 응답으로 RAR(Random Access Response) 메시지를 단말로 전송한다. 이때 RAR 메시지에는 검출된 프리엠블의 인덱스 정보와 프리엠블의 인덱스를 위한 상향링크 자원 할당 정보인 상향링크 승인(grant)이 포함되어 있다. 이 RAR 메시지는 하향링크 공유 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)을 통해서 전송되며, 이에 대한 할당 정보는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)에 RA-RNTI(Radom Access-Radio Network Temporary Identifier)를 통해서 지시된다. 특정 프레임/서브프레임의 PRACH를 통해서 프리엠블을 전송한 모든 단말들은 동일한 RA-RNTI를 가지며 RA-RNTI를 가지고 PDCCH를 검색하여 RAR를 수신한다. 수신된 RAR에 자신이 전송한 프리엠블의 인덱스가 포함된 경우 할당된 상향링크 승인을 이용하여 상향링크 데이터를 전송한다.

6GHz 이상의 밀리미터파 기반 이동통신 시스템은 보다 넓은 주파수 대역폭을 이용한다. 또한 주파수의 직진성 때문에 빔형성(beam-forming) 기술을 이용한다.

밀리미터파 주파수의 직진성을 고려하여 하나의 셀은 다수의 빔으로 구성되고, 모든 빔이 동일한 주파수 및 주파수 대역폭을 이용한다.

하향링크에서 각각의 빔은 독립적으로 PDSCH를 구성한다. 반면에 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)는 모든 빔이 공통으로 공유한다. 상향링크에서 각 빔은 독립적으로 PUSCH를 구성한다. 반면에 PUCCH와 PRACH는 모든 빔이 공통으로 이용한다. 즉, 상향링크 및 하향링크에서 제어 정보를 전송하는 제어 채널은 모든 빔이 공유하는 반면에 데이터 전송에 이용되는 채널은 각 빔이 독립적으로 구성한다.

이와 같은 구조의 이동통신 시스템에서 기존의 LTE/LTE-A와 같은 랜덤 접속 절차를 이용하는 경우 단말에서 전송한 프리엠블은 PRACH를 통해서 검출된다. PRACH를 모든 빔이 공통으로 이용하므로 단말이 전송한 프리엠블은 다수의 빔에서 검출될 수 있다. 이와 같은 상황에서 기지국은 단말이 어느 빔 영역에 있는지 알 수 없다. 따라서 기지국이 프리엠블을 수신한 후 RAR에 단말의 상향링크 승인을 포함시킬 때 어느 빔의 PUSCH를 할당할지 알 수 없는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하려는 과제는 밀리미터파 기반 이동통신 시스템에서 효율적인 랜덤 접속을 수행할 수 있도록 하는 이동 통신 시스템에서의 랜덤 접속 처리 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 실시 예에 따르면, 기지국에서 단말의 랜덤 접속을 처리하는 방법이 제공된다. 랜덤 접속 처리 방법은 복수의 빔 각각에 대한 프리엠블 정보를 상기 복수의 빔에서 각각 전송하는 단계, 상기 단말이, 상기 복수의 빔 중에서 선택한 빔을 통해서, 상기 선택한 빔의 프리엠블 정보를 이용하여 전송한 프리엠블을 검출하는 단계, 상기 프리엠블을 전송한 빔을 검출하는 단계, 검출된 빔의 상향링크 자원을 할당하는 단계, 그리고 상기 검출된 빔의 식별자와 상기 상향링크 자원을 포함한 상향링크 승인을 상기 프리엠블에 대한 응답에 포함시켜 상기 단말로 전송하는 단계를 포함한다.

상기 프리엠블을 검출하는 단계는 하나의 공통 물리계층에서 상기 복수의 빔 각각에 할당된 프리엠블 인덱스에 연관된 프리엠블을 검출하는 단계를 포함하고, 상기 빔을 검출하는 단계는 상기 복수의 빔 각각에 대한 프리엠블 정보에서 상기 프리엠블의 프리엠블 인덱스를 검색하는 단계, 그리고 상기 프리엠블 인덱스가 검색된 프리엠블 정보를 가진 빔을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 프리엠블을 검출하는 단계는 복수의 빔 각각의 물리계층에서 해당 빔에 할당된 프리엠블 인덱스에 연관된 프리엠블을 검출하는 단계를 포함하고, 상기 빔을 검출하는 단계는 상기 프리엠블이 검출된 빔을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 할당하는 단계는 상기 복수의 빔 각각에 상향링크 데이터 전송을 위한 데이터 채널을 지정하는 단계, 그리고 상기 검출된 빔에 지정된 데이터 채널에 대한 상향링크 자원을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 랜덤 접속 처리 방법은 상기 프리엠블로부터 TA(timing alignment) 값을 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 응답은 상기 TA 값을 더 포함할 수 있다.

상기 응답은 상기 프리엠블의 프리엠블 인덱스를 더 포함할 수 있다.

상기 랜덤 접속 처리 방법은 상기 복수의 빔 각각에 대한 프리엠블 정보를 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 프리엠블 정보는 프리엠블 개수, 프리엠블 인덱스 및 프리엠블의 최대 전송 전력 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 복수의 빔 각각에 대한 프리엠블 정보를 전송하는 단계는 상기 복수의 빔 각각에 대한 프리엠블 정보를 SIB(System Information Block) 타입 2에 포함시켜 상기 복수의 빔 각각에서 방송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 응답을 상기 단말로 전송하는 단계는 상기 복수의 빔 각각에 하향링크 데이터 전송을 위한 데이터 채널을 지정하는 단계, 그리고 상기 응답을 상기 복수의 빔 각각에 지정된 데이터 채널을 통해 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 응답을 상기 단말로 전송하는 단계는 상기 복수의 빔 각각에 지정된 데이터 채널의 정보를 하향링크 제어 채널을 통해서 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 한 실시 예에 따르면, 기지국에서 단말의 랜덤 접속을 처리하는 장치가 제공된다. 랜덤 접속 처리 장치는 프로세서, 그리고 송수신기를 포함한다. 상기 프로세서는 복수의 빔 각각에 대한 프리엠블 정보를 결정하고, 상기 단말이 상기 복수의 빔 중에서 선택한 빔을 통해서 상기 선택한 빔의 프리엠블 정보를 이용하여 전송한 프리엠블과 상기 프리엠블을 전송한 빔을 검출하며, 검출된 빔에 해당하는 상향링크 자원을 포함한 상향링크 승인을 상기 프리엠블에 대한 응답에 추가한다. 그리고 상기 송수신기는 상기 프리엠블 정보와 상기 응답을 상기 복수의 빔 각각을 통해서 전송하고, 상기 단말이 전송한 상기 프리엠블을 수신한다.

상기 프로세서는 상기 복수의 빔 각각에 상향링크 데이터 전송을 위한 데이터 채널을 지정하고, 검출된 빔에 해당하는 상향링크 자원으로 상기 검출된 빔에 지정된 데이터 채널에 대한 상향링크 자원을 할당할 수 있다.

상기 프로세서는 하나의 공통 물리계층과 MAC 계층을 포함하고, 상기 하나의 공통 물리계층은 상기 복수의 빔 각각에 할당된 프리엠블 인덱스에 연관된 프리엠블을 검출하고, 상기 MAC 계층은 상기 복수의 빔 각각에 대한 프리엠블 정보에서 상기 프리엠블의 프리엠블 인덱스를 검색하고, 상기 프리엠블 인덱스가 검색된 프리엠블 정보를 가진 빔을 상기 프리엠블을 전송한 빔으로 검출할 수 있다.

상기 프로세서는 상기 복수의 빔 각각의 물리계층을 포함하고, 상기 복수의 빔 각각의 물리계층은 해당 빔에 할당된 프리엠블 인덱스에 연관된 프리엠블을 검출할 수 있다.

상기 프로세서는 상기 프리엠블로부터 TA(timing alignment) 값을 결정하고, 상기 응답에 상기 TA 값을 추가할 수 있다.

상기 프로세서는 상기 응답에 상기 프리엠블의 프리엠블 인덱스를 추가할 수 있다.

상기 프로세서는 상기 상향링크 승인에 상기 검출된 빔의 빔 식별자를 더 추가할 수 있다.

상기 프로세서는 상기 복수의 빔 각각에 하향링크 데이터 전송을 위한 데이터 채널을 지정하고, 상기 송수신기는 상기 응답을 상기 복수의 빔 각각에 지정된 데이터 채널을 통해 전송할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의하면, 밀리미터파 기반 이동통신 시스템에서 기지국의 영역이 다수의 빔으로 구성되었을 때 랜덤 접속 절차를 효과적으로 지원할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 밀리미터파 기반 이동통신 시스템에서 하나의 셀 구성을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 각각 밀리미터파 기반 이동통신 시스템에서의 하향링크 및 상향링크 프레임 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 랜덤 접속 절차를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에서의 랜덤 접속 처리 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기지국에서의 랜덤 접속 처리 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 단말에서의 랜덤 접속 절차를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국을 나타낸 도면이다.
도 9는 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(femto 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 랜덤 접속 처리 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 사용하여 서비스를 수행한다.

단말(200)은 기지국(100)과 연결을 설정하기 위한 랜덤 접속 절차를 수행한다.

단말(200)은 랜덤 접속 과정에서 다중 빔(B1~B9) 중에서 신호가 가장 좋은 빔을 선택하고 선택된 빔을 이용하여 랜덤 접속을 수행한다.

도 2 및 도 3은 각각 밀리미터파 기반 이동통신 시스템에서의 하향링크 및 상향링크 프레임 구조를 나타낸 도면이다.

도 2를 참고하면, 하향링크 프레임(또는 하향링크 서브프레임)은 하향링크 제어 정보를 전송하는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)가 할당되는 PDCCH 영역과 하향링크 데이터를 전송하는 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)가 할당되는 PDSCH 영역으로 구분된다.

PDSCH 영역은 복수의 빔에 대한 복수의 PDSCH 영역으로 구분될 수 있다. 각 빔의 PDSCH는 해당 빔의 PDSCH 영역에 할당된다. 그리고 모든 빔은 PDCCH를 공통으로 이용한다.

도 3을 참고하면, 상향링크 프레임(또는 상향링크 서브프레임)은 제어 정보를 전송하는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)가 할당되는 PUCCH 영역과 상향링크 데이터를 전송하는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 할당되는 PUSCH 영역, 그리고 상향링크 동기화 및 상향링크 자원을 할당 받기 위해 전송하는 PRACH(Physical Random Access Channel)가 할당되는 PRACH 영역으로 구분될 수 있다.

PUSCH 영역은 복수의 빔에 대한 복수의 PUSCH 영역으로 구분된다. 각 빔의 PUSCH는 해당 빔의 PUSCH 영역에 할당된다. 그리고 모든 빔은 PUCCH와 PRACH를 공통으로 이용한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 랜덤 접속 절차를 나타낸 도면이다.

도 4를 참고하면, 기지국(100)은 각 빔(B1~Bk)에서의 프리앰블 정보를 결정한다. 프리엠블 정보에는 각 빔(B1~Bk)에서 이용 가능한 프리엠블 개수, 프리엠블의 인덱스 및 프리엠블의 최대 전송 전력 등의 정보가 포함될 수 있다.

기지국(100)은 시스템 정보 블록(System Information Block, SIB) 타입 2(type 2)에 프리엠블 정보를 포함시키고, SIB 타입 2를 모든 빔(B1~Bk)에서 방송한다(S410).

단말(210, 220)은 SIB 타입 2를 수신하여 저장한다.

기지국(100)은 복수의 빔 각각(B1~Bk)을 통해 하향링크 참조 신호를 전송한다. 단말(210, 220)은 기지국(100)으로부터 전송된 각 빔(B1~Bk)의 하향링크 참조 신호를 바탕으로 각 빔(B1~Bk)의 신호 품질을 측정한다.

단말(210, 220)은 랜덤 접속 절차를 수행하는 경우 신호 품질이 가장 우수한 빔을 선택하고, 선택된 빔의 프리엠블 정보를 저장된 SIB 타입 2에서 검색한다. 단말(210, 220)은 SIB 타입 2에서 선택된 빔의 프리엠블 정보를 이용하여 프리엠블을 전송한다(S420, S430).

예를 들어, 단말(210, 220)이 랜덤 접속을 위해 각각 빔(B1)과 빔(B2)를 선택한 경우 단말(210)은 SIB 타입 2에서 빔(B1)의 프리엠블 정보를 검색하고, 할당된 프리엠블 중에서 임의의 프리엠블을 선택하며, 선택한 프리엠블을 PRACH를 통해 기지국(100)에 전송한다(S420). 단말(220)도 SIB 타입 2에서 빔(B2)의 프리엠블 정보를 검색하고, 할당된 프리엠블 중에서 임의의 프리엠블을 선택하며, 선택한 프리엠블을 PRACH를 통해 기지국(100)에 전송한다(S430).

PRACH는 기지국(100)의 모든 빔이 공통으로 이용하는 채널로써 기지국(100)이 PRACH에서 프리엠블을 검출하는 기능은 각 빔을 담당하는 물리계층에서 각 빔 별로 프리엠블을 검출하는 경우와 하나의 공통 물리계층에서 전체 프리엠블을 검출하는 경우로 나눌 수 있다.

각 빔을 담당하는 물리계층에서 각 빔 별로 프리엠블을 검출하는 경우 각 빔의 물리계층은 각 빔에 할당된 프리엠블 인덱스를 바탕으로 PRACH에서 프리엠블을 검출하고, 프리엠블이 검출된 빔의 빔 식별자와 검출된 프리엠블 인덱스 및 TA(timing alignment) 정보를 MAC(Media Access Control) 계층에 전송한다.

반면에 PRACH에 대해서 하나의 공통 물리계층에서 프리엠블을 검출하는 경우, 하나의 공통 물리계층은 각 빔에 할당된 모든 프리엠블 인덱스를 바탕으로 프리엠블 검출을 시도하고, 검출된 프리엠블 인덱스 및 TA 정보를 MAC 계층에 전송한다. MAC 계층은 프리엠블 인덱스를 바탕으로 단말이 위치한 빔 식별자를 결정한다. 이때 MAC 계층은 SIB 타입 2의 각 빔에 대한 프리엠블 정보에서 검출된 프리엠블 인덱스에 해당하는 빔 식별자를 검출함으로써, 단말이 위치한 빔 식별자를 결정할 수 있다.

기지국(100)의 MAC 계층은 단말(210, 220)의 랜덤 접속에 대한 응답으로 RAR(Random Access Response)를 전송한다(S440). 이를 위해 수신된 프리엠블 인덱스, TA 값 및 상향링크 승인(UL Grant)을 기반으로 RAR를 구성한다. 이때 기지국(100)의 MAC 계층은 단말이 위치한 빔 식별자에 해당하는 PUSCH 자원을 할당하고, 상향링크 승인에 빔 식별자 및 PUSCH 자원 할당 정보를 포함시킨다. 기지국(100)은 RAR를 모든 빔에서 전송한다.

단말(210, 220)은 자신에게 전송된 RAR를 수신한 후 상향링크 승인에 할당된 빔 식별자에 해당하는 PUSCH로 상향링크 데이터를 전송한다(S450, S460).

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에서의 랜덤 접속 처리 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 5를 참고하면, 기지국(100)은 각 빔에서의 프리엠블 정보로써 프리엠블 개수, 프리엠블 인덱스 값들 및 각 빔에서의 프리엠블 최대 전송 전력 등을 결정하고(S502), 각 빔에서의 프리엠블 정보를 포함한 SIB 타입 2를 구성한다(S504).

기지국(100)은 SIB 타입 2를 포함한 시스템 정보를 PDSCH를 이용하여 각 빔에서 주기적으로 방송한다(S506).

기지국(100)이 하나의 공통 물리계층에서 PRACH로 수신되는 모든 프리엠블을 검출하는 경우, 기지국(100)의 공통 물리계층은 매 PRACH가 할당된 프레임의 PRACH에서 프리엠블을 검출하고(S508), 검출된 프리엠블을 이용하여 프리엠블 인덱스와 TA 값을 결정한다(S506). 기지국(100)의 공통 물리계층은 프리엠블 인덱스와 TA 값을 MAC 계층에 전송한다.

MAC 계층은 공통 물리계층으로부터 수신된 프리엠블 인덱스를 이용하여 단말이 위치한 빔 식별자를 결정한다(S512). 이를 위해, MAC 계층은 SIB 타입 2의 각 빔의 프리엠블 정보에서 수신된 프리엠블 인덱스를 검색한다. MAC 계층은 프리엠블 인덱스가 검색된 프리엠블 정보를 가진 빔을 단말이 위치한 빔 식별자로 결정할 수 있다.

MAC 계층은 수신된 프리엠블 인덱스와 빔 식별자에 해당하는 PUSCH 자원을 할당한다(S514).

MAC 계층은 프리엠블 인덱스, TA 정보 및 상향링크 승인을 포함한 RAR을 구성한다(S516). 상향링크 승인에는 수신된 프리엠블 인덱스와 연관된 빔 식별자 및 이 빔 식별자에 해당하는 PUSCH 자원 할당 정보가 포함된다.

기지국은 RAR을 모든 빔에서 동일한 PDSCH 자원을 이용하여 전송하고(S518), PDSCH 자원에 대한 정보를 PDCCH에 RA-RNTI를 통해서 전송한다.

기지국의 MAC 계층은 RAR의 상향링크 승인에 포함된 각 빔의 PUSCH 자원 할당 정보를 각 빔의 물리계층에게 알린다.

기지국의 공통 물리계층은 RAR의 상향링크 승인에 포함된 각 빔의 PUSCH 자원을 이용하여 상향링크로 전송되는 데이터를 단말로부터 수신한다(S520).

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기지국에서의 랜덤 접속 처리 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 6을 참고하면, 기지국(100)은 각 빔에서의 프리엠블 정보로써 프리엠블 개수, 프리엠블 인덱스 값들 및 각 빔에서의 프리엠블 최대 전송 전력 등을 결정하고(S602), 각 빔에서의 프리엠블 정보를 포함한 SIB 타입 2를 구성한다(S604).

기지국(100)은 SIB 타입 2를 포함한 시스템 정보를 PDSCH를 이용하여 각 빔에서 주기적으로 방송한다(S606).

기지국(100)의 각 빔을 담당하는 물리계층에서 PRACH로 수신되는 프리엠블을 검출하는 경우, 각 빔을 담당하는 물리계층은 PRACH에서 이 빔에 할당된 프리엠블 인덱스와 연관된 프리엠블을 검출하고(S608), 프리엠블 인덱스와 TA 값을 결정한다(S610). 각 빔을 담당하는 물리계층은 프리엠블이 검출된 빔 식별자와 검출된 프리엠블 인덱스 및 TA 정보를 MAC 계층에 전송한다.

MAC 계층은 프리엠블이 수신된 빔 식별자에 해당하는 PUSCH 자원을 할당한다(S612).

MAC 계층은 빔 식별자와 검출된 프리엠블 인덱스, TA 정보 및 상향링크 승인을 포함한 RAR을 구성한다(S614). 상향링크 승인에는 수신된 프리엠블 인덱스와 연관된 빔 식별자 및 이 빔 식별자에 해당하는 PUSCH 자원 할당 정보가 포함된다.

기지국은 RAR을 모든 빔에서 동일한 PDSCH 자원을 이용하여 전송하고(S616), PDSCH 자원에 대한 정보를 PDCCH에 RA-RNTI를 통해서 전송한다.

기지국의 공통 물리계층은 RAR의 상향링크 승인에 포함된 각 빔의 PUSCH 자원을 이용하여 상향링크로 전송되는 데이터를 단말로부터 수신한다(S618).

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 단말에서의 랜덤 접속 절차를 나타낸 도면이다.

도 7을 참고하면, 단말(210, 220)은 기지국(100)으로부터 전송된 각 빔의 하향링크 참조 신호를 바탕으로 각 빔의 신호 품질을 측정한다(S710).

단말(210, 220)은 신호 품질이 가장 우수한 빔을 선택하고(S720), 선택된 빔으로부터 SIB 타입 2를 포함한 모든 시스템 정보를 수신한다(S730).

단말(210, 220)은 랜덤 접속 절차를 수행하기 위해, 선택된 빔의 프리엠블 정보를 SIB 타입 2에서 검색하고(S740), 검색된 프리엠블 정보에 포함된 다수의 프리엠블 인덱스 중에서 임의로 하나의 프리엠블 인덱스를 선택한다(S750).

단말(210, 220)은 선택된 프리엠블 인덱스에 해당하는 프리엠블을 PRACH를 통해 전송한다(S760).

단말(210, 220)은 프리엠블에 대한 응답으로 기지국(100)으로부터 RAR를 수신하면(S770), RAR에 포함된 TA 정보에 따라 상향링크 전송 타이밍을 조절하고(S780), 상향링크 승인에 의해서 지시된 빔 식별자의 PUSCH 자원을 이용하여 상향링크 데이터를 전송한다(S790).

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국을 나타낸 도면이다.

도 8을 참고하면, 기지국(100)의 랜덤 접속 처리 장치는 프로세서(810), 송수신기(820) 및 메모리(830)를 포함한다.

프로세서(810)는 도 5 및 도 6에서 설명한 절차들을 수행하여 단말(200)의 랜덤 접속을 처리한다. 프로세서(810)는 각 빔에서의 프리엠블 정보를 결정하고, 각 빔에서의 프리엠블 정보를 SIB 타입 2에 포함시키고, SIB 타입 2를 송수신기(820)로 전달한다.

프로세서(810)는 물리계층의 기능 및 MAC 계층의 기능을 수행하며, 앞에서 설명한 바와 같이 하나의 공통 물리계층을 포함할 수도 있고, 각 빔별 물리계층을 포함할 수도 있다. 프로세서(810)는 단말로부터 전송된 프리엠블을 검출하여 프리엠블 인덱스와 TA 값을 결정하고, 프리엠블이 검출된 빔의 빔 식별자를 결정한다. 프로세서(810)는 빔 식별자의 PUSCH에서 상향링크 자원을 할당하며, 프리엠블 인덱스와 TA 정보, 빔 식별자 및 PUSCH 자원 할당 정보를 토대로 RAR을 구성하고, RAR를 송수신기(820)로 전달한다.

송수신기(820)는 SIB 타입 2를 포함하는 시스템 정보, 하향링크 참조 신호 및 RAR을 모든 빔에서 주기적으로 방송하고, 단말로부터 프리엠블을 수신한다.

메모리(830)는 프로세서(810)에서 수행하기 위한 명령어(instructions)을 저장하고 있거나 저장 장치(도시하지 않음)로부터 명령어를 로드하여 일시 저장하며, 프로세서(810)는 메모리(830)에 저장되어 있거나 로드된 명령어를 실행한다.

프로세서(810)와 메모리(830)는 버스(도시하지 않음)를 통해 서로 연결되어 있으며, 버스에는 입출력 인터페이스(도시하지 않음)도 연결되어 있을 수 있다. 이때 입출력 인터페이스에 송수신기(820)가 연결되며, 입력 장치, 디스플레이, 스피커, 저장 장치 등의 주변 장치가 연결되어 있을 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 단말을 나타낸 도면이다.

도 9를 참고하면, 단말(210, 220)의 랜덤 접속 장치(900)는 프로세서(910), 송수신기(920) 및 메모리(930)를 포함한다.

프로세서(910)는 도 7에서 설명한 절차들을 수행하여 랜덤 접속 절차를 수행한다. 프로세서(910)는 복수의 빔에서 수신되는 하향링크 참조 신호의 신호 품질을 측정하고, 측정 결과를 토대로 가장 우수한 신호 품질을 가지는 빔을 선택한다. 프로세서(910)는 선택된 빔의 프리엠블 정보를 SIB 타입 2에서 검색하고, 검색된 프리엠블 정보에 포함된 다수의 프리엠블 인덱스 중에서 임의로 하나의 프레엠블 인덱스를 선택하며, 선택된 프리엠블 인덱스에 해당하는 프리엠블을 송수신기(920)로 전달한다. 프로세서(910)는 프리엠블에 대한 응답인 RAR에 포함된 TA 정보에 따라 상향링크 전송 타이밍을 조절하고, 상향링크 승인에 의해서 지시된 빔 식별자의 PUSCH 자원 할당 정보를 획득한다. 프로세서(910)는 전송할 상향링크 데이터가 존재하면, 상향링크 데이터를 송수신기(920)로 전달한다.

송수신기(920)는 프리엠블을 PRACH를 통해 전송하고, 기지국(100)으로부터 SIB 타입 2를 포함한 시스템 정보와 프리엠블에 대한 응답인 RAR을 수신한다. 또한 송수신기(920)는 PUSCH 자원 할당 정보를 이용하여 상향링크 데이터를 전송한다.

메모리(930)는 프로세서(910)에서 수행하기 위한 명령어(instructions)을 저장하고 있거나 저장 장치(도시하지 않음)로부터 명령어를 로드하여 일시 저장하며, 프로세서(910)는 메모리(930)에 저장되어 있거나 로드된 명령어를 실행한다.

프로세서(910)와 메모리(930)는 버스(도시하지 않음)를 통해 서로 연결되어 있으며, 버스에는 입출력 인터페이스(도시하지 않음)도 연결되어 있을 수 있다. 이때 입출력 인터페이스에 송수신기(920)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

기지국에서 단말의 랜덤 접속을 처리하는 방법으로서,
복수의 빔 각각에 대한 프리엠블 정보를 상기 복수의 빔에서 각각 전송하는 단계,
상기 단말이, 상기 복수의 빔 중에서 선택한 빔을 통해서, 상기 선택한 빔의 프리엠블 정보를 이용하여 전송한 프리엠블을 검출하는 단계,
상기 프리엠블을 전송한 빔을 검출하는 단계,
검출된 빔의 상향링크 자원을 할당하는 단계, 그리고
상기 검출된 빔의 식별자와 상기 상향링크 자원을 포함한 상향링크 승인을 상기 프리엠블에 대한 응답에 포함시켜 상기 단말로 전송하는 단계
를 포함하는 랜덤 접속 처리 방법.
제1항에서,
상기 프리엠블을 검출하는 단계는 하나의 공통 물리계층에서 상기 복수의 빔 각각에 할당된 프리엠블 인덱스에 연관된 프리엠블을 검출하는 단계를 포함하고,
상기 빔을 검출하는 단계는
상기 복수의 빔 각각에 대한 프리엠블 정보에서 상기 프리엠블의 프리엠블 인덱스를 검색하는 단계, 그리고
상기 프리엠블 인덱스가 검색된 프리엠블 정보를 가진 빔을 검출하는 단계를 포함하는 랜덤 접속 처리 방법.
제1항에서,
상기 프리엠블을 검출하는 단계는 복수의 빔 각각의 물리계층에서 해당 빔에 할당된 프리엠블 인덱스에 연관된 프리엠블을 검출하는 단계를 포함하고,
상기 빔을 검출하는 단계는 상기 프리엠블이 검출된 빔을 검출하는 단계를 포함하는 랜덤 접속 처리 방법.
제1항에서,
상기 할당하는 단계는
상기 복수의 빔 각각에 상향링크 데이터 전송을 위한 데이터 채널을 지정하는 단계, 그리고
상기 검출된 빔에 지정된 데이터 채널에 대한 상향링크 자원을 할당하는 단계
를 포함하는 랜덤 접속 처리 방법.
제1항에서,
상기 프리엠블로부터 TA(timing alignment) 값을 결정하는 단계
를 더 포함하고,
상기 응답은 상기 TA 값을 더 포함하는 랜덤 접속 처리 방법.
제1항에서,
상기 응답은 상기 프리엠블의 프리엠블 인덱스를 더 포함하는 랜덤 접속 처리 방법.
제1항에서,
상기 복수의 빔 각각에 대한 프리엠블 정보를 결정하는 단계
를 더 포함하고,
상기 프리엠블 정보는 프리엠블 개수, 프리엠블 인덱스 및 프리엠블의 최대 전송 전력 중 적어도 하나를 포함하는 랜덤 접속 처리 방법.
제1항에서,
상기 복수의 빔 각각에 대한 프리엠블 정보를 전송하는 단계는 상기 복수의 빔 각각에 대한 프리엠블 정보를 SIB(System Information Block) 타입 2에 포함시켜 상기 복수의 빔 각각에서 방송하는 단계를 포함하는 랜덤 접속 처리 방법.
제1항에서,
상기 응답을 상기 단말로 전송하는 단계는
상기 복수의 빔 각각에 하향링크 데이터 전송을 위한 데이터 채널을 지정하는 단계, 그리고
상기 응답을 상기 복수의 빔 각각에 지정된 데이터 채널을 통해 전송하는 단계를 포함하는 랜덤 접속 처리 방법.
제9항에서,
상기 응답을 상기 단말로 전송하는 단계는 상기 복수의 빔 각각에 지정된 데이터 채널의 정보를 하향링크 제어 채널을 통해서 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함하는 랜덤 접속 처리 방법.
기지국에서 단말의 랜덤 접속을 처리하는 장치로서,
복수의 빔 각각에 대한 프리엠블 정보를 결정하고, 상기 단말이 상기 복수의 빔 중에서 선택한 빔을 통해서 상기 선택한 빔의 프리엠블 정보를 이용하여 전송한 프리엠블과 상기 프리엠블을 전송한 빔을 검출하며, 검출된 빔에 해당하는 상향링크 자원을 포함한 상향링크 승인을 상기 프리엠블에 대한 응답에 추가하는 프로세서, 그리고
상기 프리엠블 정보와 상기 응답을 상기 복수의 빔 각각을 통해서 전송하고, 상기 단말이 전송한 상기 프리엠블을 수신하는 송수신기
를 포함하는 랜덤 접속 처리 장치.
제11항에서,
상기 프로세서는 상기 복수의 빔 각각에 상향링크 데이터 전송을 위한 데이터 채널을 지정하고, 검출된 빔에 해당하는 상향링크 자원으로 상기 검출된 빔에 지정된 데이터 채널에 대한 상향링크 자원을 할당하는 랜덤 접속 처리 장치.
제11항에서,
상기 프로세서는 하나의 공통 물리계층과 MAC(Media Access Control) 계층을 포함하고,
상기 하나의 공통 물리계층은 상기 복수의 빔 각각에 할당된 프리엠블 인덱스에 연관된 프리엠블을 검출하고,
상기 MAC 계층은 상기 복수의 빔 각각에 대한 프리엠블 정보에서 상기 프리엠블의 프리엠블 인덱스를 검색하고, 상기 프리엠블 인덱스가 검색된 프리엠블 정보를 가진 빔을 상기 프리엠블을 전송한 빔으로 검출하는 랜덤 접속 처리 장치.
제11항에서,
상기 프로세서는 상기 복수의 빔 각각의 물리계층을 포함하고,
상기 복수의 빔 각각의 물리계층은 해당 빔에 할당된 프리엠블 인덱스에 연관된 프리엠블을 검출하는 랜덤 접속 처리 장치.
제11항에서,
상기 프로세서는 상기 프리엠블로부터 TA(timing alignment) 값을 결정하고, 상기 응답에 상기 TA 값을 추가하는 랜덤 접속 처리 장치.
제11항에서,
상기 프로세서는 상기 응답에 상기 프리엠블의 프리엠블 인덱스를 추가하는 랜덤 접속 처리 장치.
제11항에서,
상기 프로세서는 상기 상향링크 승인에 상기 검출된 빔의 빔 식별자를 더 추가하는 랜덤 접속 처리 장치.
제11항에서,
상기 프로세서는 상기 복수의 빔 각각에 하향링크 데이터 전송을 위한 데이터 채널을 지정하고,
상기 송수신기는 상기 응답을 상기 복수의 빔 각각에 지정된 데이터 채널을 통해 전송하는 랜덤 접속 처리 장치.