KR20180036632A - 고속열차 통신 시스템의 네트워크 접속 방법 - Google Patents

고속열차 통신 시스템의 네트워크 접속 방법 Download PDF

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KR20180036632A
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회빙
김일규
정희상
김영진
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한국전자통신연구원
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Abstract

기지국으로부터 수신한 하향링크 참조 신호의 참조 신호 수신 전력을 측정하고, 측정된 참조 신호 수신 전력에 기반하여 네트워크에 접속할 것을 결정하는 단계, 특별 심볼 위치를 포함하는 물리 랜덤 액세스 채널 및 단말의 아이디(ID)를 포함하는 송신 요청(Request to Send, RTS) 메시지를 기지국에게 송신하는 단계, 그리고 RTS 메시지에 기반하여 단말을 위해 생성된 임시 네트워크 ID 및 상향링크 그랜트를 수신하는 단계를 포함하는 단말의 네트워크 접속 방법이 제공된다.

Description

고속열차 통신 시스템의 네트워크 접속 방법{METHOD FOR ACCESSING NETWORK IN HIGH SPEED TRAIN COMMUNICATION SYSTEM}
본 기재는 고속열차 통신 시스템의 네트워크 접속 방법에 관한 것이다.
최근, 고속 시나리오는 향상된 모바일 광대역(enhanced Mobile BroadBand, eMBB)의 시나리오로서 최근 NR(new radio)의 3GPP 스터디 아이템으로서 포함되었다. NR의 고속 시나리오에는 단방향 네트워크 배치(directional network deployment)가 채택되었다. 열차 등 고속 이동체에 탑승한(onboard) 사용자 장비(user equipment, UE)와 네트워크 사이의 네트워크 액세스 링크는 다음 두 가지 옵션 - 1)온보드 UE가 고정된 기지국으로 직접 접속하여 액세스 링크를 구축 및 2) 온보드 UE와 기지국 사이의 데이터 전송을 위한 온보드 모바일 릴레이(onboard mobile relay)를 설치 - 에 따라 구축될 수 있다.
한 실시예는 고속열차 통신 시스템의 네트워크 접속 방법을 제공한다.
한 실시예에 따르면, 기지국으로부터 수신한 하향링크 참조 신호의 참조 신호 수신 전력을 측정하고, 측정된 참조 신호 수신 전력에 기반하여 네트워크에 접속할 것을 결정하는 단계, 특별 심볼 위치를 포함하는 물리 랜덤 액세스 채널 및 단말의 아이디(ID)를 포함하는 송신 요청(Request to Send, RTS) 메시지를 기지국에게 송신하는 단계, 그리고 RTS 메시지에 기반하여 단말을 위해 생성된 임시 네트워크 ID 및 상향링크 그랜트를 수신하는 단계를 포함하는 단말의 네트워크 접속 방법이 제공된다.
단말은 고속열차 통신 시스템에 맞는, 신속하고 간략한 네트워크 접속을 수행할 수 있다.
도 1은 한 실시예에 따른 고속 열차 통신을 위한 단방향 네트워크 배치를 나타낸 개념도이다.
도 2는 한 실시예에 따른 단방향 네트워크 배치의 무선 유닛과 디지털 유닛의 연결 관계를 나타내는 개념도이다.
도 3은 한 실시예에 따른 단방향 네트워크 배치의 RU의 셀 커버리지를 나타낸 도면이다.
도 4는 한 실시예에 따른 단방향 네트워크 배치의 각 링크의 이득을 나타낸 도면이다.
도 5는 한 실시예에 따른 HST 통신을 위한 단방향 네트워크의 네트워크 접속 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 6은 한 실시예에 따른 단방향 네트워크의 RTS 메시지에 포함된 PRACH 구조를 나타낸 개념도이다.
도 7은 한 실시예에 따른 HST 통신을 위한 단방향 네트워크의 핸드오버 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 HST 통신을 위한 단방향 네트워크의 네트워크 접속 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 9는 한 실시예에 따른 복수의 TE의 PRACH를 나타낸 개념도이다.
도 10은 한 실시예에 따른 복수의 TE에 할당된 CC를 나타낸 개념도이다.
도 11은 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 기재의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 기재는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 기재를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 단말(terminal)은, 이동국(mobile station, MS), 이동 단말(mobile terminal, MT), 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), 기계형 통신 장비(machine type communication device, MTC device) 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), 매크로 기지국(macro 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.
도 1은 한 실시예에 따른 고속 열차 통신을 위한 단방향 네트워크 배치를 나타낸 개념도이고, 도 2는 한 실시예에 따른 단방향 네트워크 배치의 무선 유닛과 디지털 유닛의 연결 관계를 나타내는 개념도이다.
도 1에서, 고속 열차(high speed train, HST)는 온보드 단말 장비(terminal equipment, TE)를 포함하고, 온보다 TE 및 무선 유닛(radio unit, RU)에는 각각 단방향 안테나(directional antenna)가 설치된다. 고속 열차에 설치된 TE는 고속 열차 내부의 UE(온보드 UE)에게 무선 백홀 링크(wireless backhaul link)를 제공할 수 있다. TE가 온보드 UE와 HST 기지국 사이에서 이동 릴레이(mobile relay)로서 동작하기 때문에, 그룹 핸드오버 문제가 발생하지 않을 수 있다. 그리고, 도 2에서 HST 기지국은 하나 이상의 RU와 연결되는 디지털 유닛(digital unit, DU)을 포함한다.
도 1을 참조하면, 하나의 TE에는 두 개의 안테나가 설치되고, 두 개의 안테나는 각각 TE 앞쪽의 RU(전방 RU) 및 TE 뒤쪽의 RU(후방 RU)와 통신할 수 있다. 따라서, 안테나 1 및 RUn 사이의 링크와 안테나 2 및 RUn +1 사이의 링크는 의도된 링크(desired link)(D1 및 D2)이고, 안테나 2 및 RUn 사이의 링크는 링크 D1에 대한 간섭 링크(interference link)(I1)가 되며, 안테나 1 및 RUn +1 사이의 링크는 링크 D2에 대한 간섭 링크(I2)가 된다.
도 3은 한 실시예에 따른 단방향 네트워크 배치의 RU의 셀 커버리지를 나타낸 도면이고, 도 4는 한 실시예에 따른 단방향 네트워크 배치의 각 링크의 이득을 나타낸 도면이다.
도 3에는 TE의 전방에 위치한 안테나와 각 RU 사이의 링크가 도시되어 있고, TE는 전방 안테나를 통해서 v(t) 방향으로 진행하여 RU와 연결된다. 이때, RU는 열차의 선로를 따라서 배치되고, 모든 RU는 고유의 IP 주소를 가진다. 하나의 셀은 RU에 의해 한 방향으로 생성되고, 각 셀의 경계는 이전 RU의 근처에 위치한다. 한 실시예에 따르면, 온보드 TE는 RU 및 네트워크로부터의 관점에서 하나의 슈퍼 UE로 동작할 수 있다.
한 실시예에서, 열차가 매우 빠른 속도(3GPP 고속 시나리오에서 약 750km/h)로 움직이기 때문에, 핸드오버가 빈번하게 발생하고, 이때 네트워크 접속 및 핸드오버의 성공률이 보장되어야 한다. 또한, 초기 접속에서의 네트워크 접속 지연과 핸드오버시의 무선 링크 단절 시간이 최소화 되어야 한다. 종래 3GPP-LTE(또는 LTE-A) 시스템은 상대적으로 낮은 속도의 시나리오(350km/h 미만)에 최적화 되도록 설계되어 있다.
도 3을 참조하면, 고속 열차는 오른쪽으로 이동하고, 인접한 RU는 각각 1000m씩 떨어져 위치한다. 도 4는 자유 공간 경로 손실과 단방향 안테나의 안테나 이득이 고려될 때, 온보드 TE에서 측정된 대규모 채널 동작을 나타낸다. 도 4에서 0m에는 도 3의 RUn이 위치하고, -1000m에는 도 3의 RUn -1이 위치하며, 1000m에는 도 3의 RUn +1이 위치한다. 도 4를 참조하면, 위치 -200m에서 위치 200m 사이에 의도된 이득(즉, RUn과 TE의 안테나 사이의 채널 이득)이 급격히 감소하므로, 에서 TE가 핸드오버를 수행할 때, 단방향 HST 네트워크 배치의 무선 링크 장애(radio link failure, RLF) 문제가 발생할 수 있다. 즉, TE는 강한 수신 전력을 갖는 소스 셀로부터 항상 약한 수신 전력을 갖는 타겟 셀로의 핸드오버를 수행하기 때문에, TE가 미처 타겟 셀을 소스 셀에 보고하지 못하거나 또는 핸드오버 명령을 수신하지 못할 수 있기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 핸드오버 존(채널 측정 보고와 핸드오버 명령을 처리하기 위해서 설계된 중첩 영역)이 제안되었다. 하지만, 인위적으로 생성된 핸드오버 존에는 몇 가지 새로운 문제가 존재한다. 먼저, 핸드오버 존 내에 잠재된 핑퐁 핸드오버 문제가 고려되어야 한다. 또한, 셀의 커버리지의 중첩으로 핸드오버 존이 생성되면, 핸드오버 존은 전체 커버리지를 감소시키고 전체 사이트 개수(total site number)를 증가시킬 수 있다.
또한, LTE 시스템의 프레임 구조가 적용되면, 여러 개의 UE에 대한 상향링크 동기를 획득하기 위해서 타이밍 어드밴스(timing advance, TA)가 추정되고 업데이트 되어야 한다. 하지만, 고속 시나리오에서, 제 시간에 여러 개의 TA에 대한 상향링크 동기를 획득하고 TA를 업데이트하는 것은 매우 어렵다. 또한, 네트워크의 랜덤 액세스(random access, RA)에 대해, 프리앰블을 전송하는 것과 TA를 추정하는 것은 열차의 속도가 매우 빠르기 때문에 시스템 지연시간을 고려할 때 부담이 된다. 이때 온보드 TE는 빈번하게 상향링크를 동기화하고 핸드오버를 위해서 네트워크에 재접속하여야 한다.
고속 시나리오에서는, 네트워크에 접속하려고 동시에 시도하는 단말의 개수가 매우 적다. 즉, 네트워크 접속 요청이 동시에 여러 개 발생하는 경우가 고속 시나리오에서는 이따금 발생할 뿐이다. 따라서, LTE 시스템의 물리 랜덤 액세스 채널(physical random access channel, PRACH)의 긴 프리앰블 또한 고속 시나리오에는 적절하지 않다. 그리고, LTE 시스템에서 프리앰블을 생성하기 위해 사용되는 자도프-추(Zadoff-Chu) 시퀀스의 성능은 반송파 주파수의 오프셋에 매우 민감하여, 도플러 효과가 크게 발생하는 고속 시나리오에서는 성능이 저하될 것이다.
도 5는 한 실시예에 따른 HST 통신을 위한 단방향 네트워크의 네트워크 접속 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 5와 아래에서는 RU 대신 송수신 포인트(transmit/receive point, TRP)(100)가 사용된다. 한 실시예에 따르면, TRP는 서로 다른 RU가 서로 다른 IP 주소를 갖는 경우의 RU를 나타내고, 단일 주파수 네트워크(single frequency network, SFN)에서 동작하는, 동일한 DU에 연결된 복수의 RU의 그룹을 가리킨다. 한 실시예에 따른 HST 통신의 네트워크 접속 절차는, 네트워크 접속 충돌(network access collision)이 거의 발생하지 않기 때문에, 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 유휴(idle) 상태 및 RRC 활성(active) 상태를 구분하지 않는다. 따라서, 고속 열차에 탑재된 TE(10)는 네트워크 초기 접속(network initial access), 재접속(re-access), 및 핸드오버에 대해 동일한 네트워크 접속 절차를 수행할 수 있다.
도 5에 도시된 네트워크 접속 절차 이전에 주파수 동기화 및 하향링크 시간 동기화는 미리 이루어졌다고 가정된다.
먼저, TE(10)는 TRP(100)로부터 송신된 하향링크 참조 신호의 참조 신호 수신 전력(reference signal received power, RSRP)을 측정한다(S110)(하향링크 측정(DL measurement) 단계). 한 실시예에 따르면, 네트워크 접속은 하향링크 RSRP에 기반하기 때문에, 하향링크 물리계층의 채널 및 시그널링은 수정될 필요가 없다.
이후, TE(10)는 하향링크 RSRP에 기반하여 네트워크에 접속할 것을 결정한다(S120)(네트워크 접속 결정(network access decision) 단계). 즉, TE(10)는 기지국으로 측정 리포트를 송신하지 않는다. 이때 이벤트 A3가 TE(10)의 네트워크 접속 결정에 대한 트리거 조건으로서 사용될 수 있다. 즉, TE(10)는 다음 TRP(100)로부터의 RSRP가 현재 연결되어 있는 TRP(100)로부터의 RSRP보다 커지면 다음 TRP(100)에 접속할 것을 결정할 수 있다. 한 실시예에 따르면, TE(10)가 네트워크 접속을 결정하는 것은 아래 두 가지 이유에 따라 적절하다.
먼저, 핸드오버에서, TE(10)가 네트워크 접속을 결정하는 것이 적절하다. TE(10)는 도 4와 같은 채널 변화를 측정할 수 있지만 TE(10)가 채널 측정 결과를 기지국에게 보고하고 기지국으로부터 핸드오버 결정을 수신하는 것은 HST 통신에서 적합하지 않기 때문이다. 즉, HST 통신에서 TE(10)는 강한 전력원인 TRP(100)로부터 약한 전력원인 TRP(100)로의 핸드오버를 항상 시도하고 있기 때문이다. TE(10)가 네트워크 접속을 결정하면, TE(10)는 기지국에게 채널 측정 결과를 보고하고 기지국으로부터 핸드오버 결정을 수신하지 않을 수 있기 때문에, 위에서 언급된 종래 이동통신 시스템의 문제점이 해결될 수 있다. 또한, 네트워크 초기 접속 및 재접속에서도 TE(10)가 접속을 결정하는 것이 효율적이다. 또한, 단방향 네트워크 배치를 갖는 HST 통신에서는, 시선 방향(line of sight, LoS) 채널 요소가 주요하기 때문에, TE(10)가 네트워크 접속 결정을 잘못 내릴 확률이 매우 적다. 따라서, 단방향 네트워크 배치의 HST 통신에서는 TE(10)가 네트워크 접속을 결정한다.
이후, TE(10)는 송신 요청(Request to send, RTS) 메시지를 TRP(100)에게 송신한다(S130). 한 실시예에 따르면, 본 단계가 네트워크 접속 절차의 첫 번째 단계이다. RTS 메시지는 프리앰블 시퀀스 또는 TE ID(identification) 등을 포함할 수 있다. TE(10)의 ID는 TE(10)를 네트워크에 등록하기 위해서 사용된다. 그리고 프리앰블 시퀀스는 TA 추정을 위해서 사용될 수 있고, 경쟁 해소(contention resolution)을 위해서 사용되는 것은 아니다. 경쟁 해소가 필요하지 않은 것은 활성화된 TE(10)의 개수가 매우 적고, 따라서 경쟁은 거의 발생하지 않기 때문이다. 한편, 경쟁 해소 문제는 한 실시예에 따라 설계된 PRACH에 의해서도 해결될 수 있다.
도 6은 한 실시예에 따른 단방향 네트워크의 RTS 메시지에 포함된 PRACH 구조를 나타낸 개념도이다.
도 6을 참조하면, 긴 자도프-추 시퀀스를 프리앰블로서 전송하는 대신, TE(10)는 RA를 위한 특별 심볼(special symbol)을 사용한다. 한 실시예에 따르면, 특별 심볼은 TE 식별 등과 같은 네트워크 접속을 위한 연결 요청 정보를 포함한다. 서로 다른 TE(10)들로부터 전송되는 특별 심볼의 위치는, 복수의 RA 요청의 충돌을 회피하기 위해서 PRACH 지속 기간 동안 무작위로 선택될 수 있다. 도 6에 도시 된 바와 같이, 한 실시예에 따른 PRACH는 n(n은 자연수)개의 특별 심볼 위치를 포함한다. 각 TE(10)는 네트워크 연결 요청 정보를 전송하기 위해 적어도 하나의 특별 심볼 위치를 사용할 수 있다. 그리고 TE(10)가 2개 이상의 특별 심볼 위치를 사용하는 경우, 각 특별 심볼 위치는 PRACH 내에서 연속될 수 있다.
도 6을 참조하면, 두 번째 특수 심볼 위치(special symbol location)가 HST 통신 네트워크에 대한 초기 RA를 위해서 TE(10)에 의해 사용된다. 복수의 TE(10)가 네트워크에 대한 RA를 수행할 때, 특별 심볼 위치는 복수의 TE(10)에 의해 무작위로 선택된다. 그리고 PRACH에 포함되는 특별 심볼 위치의 개수인 n, 각 특별 심볼 위치의 길이, 및 1개의 TE(10)에 의해 전송될 수 있는 특별 심볼의 개수는 시스템 파라미터 및 환경에 따라 적응적으로 결정될 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, TE(10)로부터 RTS 메시지를 수신한 TRP(100)는, 현재의 기지국에 의해 인지된 TE(10)의 임시 네트워크 ID(temporary network ID)(C-RNTI 등)를 획득한다. 또한, 프리앰블 시퀀스를 통해서 TA를 추정하고, TE(10)를 위한 상향링크 그랜트(uplink grant, UL grant)를 생성함으로써 TE(10)에게 상향링크 자원을 할당한다(S140)(허가 제어(Admission control) 단계).
마지막으로, TRP(100)는 송신 확인(clear to send, CTS) 메시지를 TE(10)에게 송신한다(S150). CTS 메시지는 TE(10)를 위한 임시 네트워크 ID, UL 그랜트, 및 TA 값을 포함할 수 있다.
한 실시예에 따르면, TE(10)는 도 5에 도시된 네트워크 접속 절차를 통해 네트워크 초기 접속(network initial access), 네트워크 재접속(network re-access), 및 핸드오버를 수행할 수 있다.
도 7은 한 실시예에 따른 HST 통신을 위한 단방향 네트워크의 핸드오버 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 7을 참조하면 HST 통신을 위한 단방향 네트워크의 핸드오버 절차는, 도 5에 도시된 네트워크 접속 절차에 더하여, 소스 TRP 및 타겟 TRP 사이의 절차와 타겟 TRP 및 이동성 관리 엔티티(mobility management entity, MME)/서빙 게이트웨이(serving gateway, S-GW)(300) 사이의 절차를 더 포함한다. 즉, TE(10)는 하향링크 측정 단계(S210) 및 네트워크 접속 결정 단계(S220)를 수행한 이후, 타겟 TRP(120)에게 RTS 메시지를 송신한다(S230).
RTS 메시지를 수신한 타겟 TRP(120)는 허가 제어 단계(S240)를 수행하고, 소스 TRP(110)에게 패킷 데이터 컨버전스 프로토콜(packet data convergence protocol, PDCP) 시리얼 번호(serial number, SN)를 요청한다. 그리고 소스 TRP(110)는 PDCP SN 및 데이터를 타겟 TRP(120)에게 전달한다(S250). 이때 PDCP SN 및 데이터는 경로 스위칭(path switch)이 완료되기 전에 소스 TRP(110)로부터 타겟 TRP(120)에게 전달된다.
이후 타겟 TRP(120)는 TE(10)에게 CTS 메시지를 송신한다(S260). 그리고 타겟 TRP(120)는 MME/S-GW(300)에게 경로 스위칭을 요청하고(S270), MME/S-GW(300)로부터 경로 스위칭 요청에 대한 ACK를 수신한다(S280). 이후 타겟 TRP(120)는 소스 TRP(110)에게 TE 컨텍스트(context)의 해제를 위한 메시지를 송신한다(S290).
도 8은 다른 실시예에 따른 HST 통신을 위한 단방향 네트워크의 네트워크 접속 절차를 나타낸 흐름도이다.
네트워크 접속의 지연을 감소시키기 위해서, 도 8을 참조하여 좀더 최적화된 네트워크 접속 절차를 설명한다. 도 8에 도시된 단방향 네트워크의 네트워크 접속 절차에서는 도 6에 도시된 PRACH 구조에 따른 하이브리드 프레임 구조가 사용될 수 있다. 도 6에 도시된 PRACH 구조에서는 프리앰블 및 TA 관련 처리가 필요하지 않기 때문에, 도 8에 따른 네트워크 접속 절차에는 TE(10)가 TRP(100)에게 프리앰블을 전송하는 과정 및 TRP(100)가 추정된 TA를 TE(10)에게 송신하는 과정이 생략된다. 도 6에 따른 PRACH 구조에서는 복수의 TE가 네트워크에 접속할 때, TE는 다중 안테나의 자유도를 활용하여 프리앰블 및 TA 없이 네트워크에 접속할 수 있다.
도 8에 따른 HST 통신에서는 다중 컴포넌트 반송파(component carrier, CC)의 사용이 가정된다. 그리고 도 8에 따른 HST 통신에서 PRACH는 주 CC(primary CC, PCC) 를 통해서만 전송된다. 서로 다른 CC가 서로 다른 프로세서에 의해 처리되기 때문에, 복수의 TE는 상향링크 시간 정렬(UL time alignment) 없이 서로 다른 CC를 사용하여 BS와 통신을 수행할 수 있다. 즉, 서로 다른 TE에 대한 TA가 추정될 필요가 없다. 도 8을 참조하면, 하향링크 측정 단계(S310) 및 네트워크 접속 결정 단계(S320)를 수행한 TE(10)로부터 TRP(100)에게 송신되는 RTS 메시지는 프리앰블을 포함하지 않는다(S330). 또한, TRP(100)가 허가 제어 단계(S340)를 수행한 후 TE(10)에게 송신하는 CTS 메시지는, 추정된 TA가 포함되어 있지 않다(S350).
도 9는 한 실시예에 따른 복수의 TE의 PRACH를 나타낸 개념도이고, 도 10은 한 실시예에 따른 복수의 TE에 할당된 CC를 나타낸 개념도이다.
도 9에서, 현재 제1 TE(11)는 TRP(100)에 의해 서빙되고 있고, 서로 다른 복수의 제2 TE(12)가 네트워크 접속을 시도한다. 기지국은 제1 TE(11)의 상향링크 프레임의 슬롯 경계(boundary of UL slot)를 디폴트 시스템 UL 슬롯 경계로 인식한다. 이때 제2 TE(12)가 제1 TE(11)와 다른 이동성으로 움직이고, 각 TE 간에는 타이밍 정렬(timing alignment)이 없으므로, 기지국이 PCC에서 제1 TE(11)의 상향링크 프레임을 디폴트 상향링크 프레임으로 인식할 때 약간의 시간 및 주파수 오프셋이 존재할 수 있다. 이는 각 TE의 이동성 및 위치에 의존된다.
한 실시예에 따르면, PRACH를 잘 설계하고, PRACH에 시간-주파수 자원을 적절하게 할당하면, 도 9에 도시된 대로 제1 TE(11) 및 제2 TE(12)의 PRACH가 서로 겹쳐지더라도, BS는 제2 TE(12)로부터 송신된 RTS 메시지를 정확하게 검출할 수 있다. 예를 들어, 제1 TE(11)가 BS에 연결되어 있을 때 제2 TE(12)는 제1 TE(11)의 PRACH와 약간의 시간 오프셋 및 주파수 오프셋을 갖는 PRACH를 통해 네트워크에 액세스할 수 있다. 제2 TE(12)의 PRACH가 제1 TE(11)의 PRACH에 비하여 시간 오프셋 및 주파수 오프셋을 갖는 것은, 제1 TE(11)에 대한 제2 TE(12)의 상대적인 이동 방향이 다르고, 제2 TE(12)는 제1 TE(11)와 다른 이동성을 갖기 때문이다. 제2 TE(12)의 PRACH를 성공적으로 디코딩하기 위해서, 제2 TE(12)의 PRAHC 중 제1 TE(11)의 PRACH와 겹쳐지지 않는 부분도 기지국에 의해 디코딩될 수 있어야 한다. LTE 시스템에서 PRACH는 주파수 도메인에서 6개의 PRB를 포함한다. 한 실시예에 따른 TE가 LTE 시스템에서와 같이 6 PRB를 포함하는 PRACH를 사용할 때, 주파수 도메인에서의 간섭을 회피하기 위해서, 제2 TE(12)의 프리앰블은 도 6의 중앙의 1개의 PRB를 사용하거나 또는 시퀀스 길이와 같이 프리앰블 포맷에 따라 몇 개의 PRB를 사용하도록 된다. 이때, 첫 번째 PRB 및 여섯 번째 PRB는 정보를 운반하지 않는 보호 밴드(guard band)로서 사용될 수 있고, 제2 TE(12)의 PRACH는 두 번째, 세 번째, 네 번째, 및 다섯 번째 PRB를 점유할 수 있다. 시간 도메인에서도 유사하게, 충분한 길이의 CP를 갖는 프리앰블 심볼 및 프리앰블 심볼 이후의 충분한 길이의 보호 구간은 간섭이 없다는 것 또는 제한된 간섭임을 보장할 수 있다. 또는 시간 도메인 내에 복수의 PRACH 자원이 존재할 때, 제2 TE(12)의 프리앰블은 간섭을 피하기 위해서 1개의 PRACH 또는 몇 개의 중앙 PRACH로 전송될 수 있다. 한편, 3GPP NR에서 6GHz 이상의 대역(mmWave)이 사용되기로 합의되었고, 프리앰블 시퀀스의 길이는 139이며, 그것은 주파수 도메인 내에서 1개의 PRB의 길이(12 서브캐리어*12=144)보다 작다. 따라서, 3GPP NR에 적용될 수 있는 실시예에서, 1개의 프리앰블은 주파수 도메인에서 6개의 가용 PRB 대신 1개의 PRB를 점유할 수 있다.
제2 TE(12)의 RTS 메시지를 검출한 후 BS는, UL 타이밍 정렬 없이 제1 TE(11) 및 제2 TE(12)에게 서로 다른 CC를 할당할 수 있다. 도 10을 참조하면, 서로 다른 CC를 사용하는 제1 TE(11) 및 제2 TE(12)의 프레임 구조가 도시되어 있다. 즉, 제1 TE(11) 및 제2 TE(12)는 서로 다른 CC를 통해서 간섭 없이 각각 BS와 통신을 수행할 수 있다.
도 11은 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 11을 참조하면, 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템은, TRP(1110)과 TE(1120)을 포함한다.
TRP(1110)는, 프로세서(processor)(1111), 메모리(memory)(1112), 그리고 무선 통신부(radio frequency unit, RF unit)(1113)를 포함한다. 메모리(1112)는 프로세서(1111)와 연결되어 프로세서(1111)를 구동하기 위한 다양한 정보 또는 프로세서(1111)에 의해 실행되는 적어도 하나의 프로그램을 저장할 수 있다. 무선 통신부(1113)는 프로세서(1111)와 연결되어 무선 신호를 송수신 할 수 있다. 프로세서(1111)는 본 기재의 실시예에서 제안한 기능, 과정, 또는 방법을 구현할 수 있다. 이때, 본 기재의 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 무선 인터페이스 프로토콜 계층은 프로세서(1111)에 의해 구현될 수 있다. 한 실시예에 따른 TRP(1110)의 동작은 프로세서(1111)에 의해 구현될 수 있다.
TE(1120)는, 프로세서(1121), 메모리(1122), 그리고 무선 통신부(1123)를 포함한다. 메모리(1122)는 프로세서(1121)와 연결되어 프로세서(1121)를 구동하기 위한 다양한 정보 또는 프로세서(1121)에 의해 실행되는 적어도 하나의 프로그램을 저장할 수 있다. 무선 통신부(1123)는 프로세서(1121)와 연결되어 무선 신호를 송수신 할 수 있다. 프로세서(1121)는 본 기재의 실시예에서 제안한 기능, 단계, 또는 방법을 구현할 수 있다. 이때, 본 기재의 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 무선 인터페이스 프로토콜 계층은 프로세서(1121)에 의해 구현될 수 있다. 한 실시예에 따른 TE(1120)의 동작은 프로세서(1121)에 의해 구현될 수 있다.
본 기재의 실시예에서 메모리는 프로세서의 내부 또는 외부에 위치할 수 있고, 메모리는 이미 알려진 다양한 수단을 통해 프로세서와 연결될 수 있다. 메모리는 다양한 형태의 휘발성 또는 비휘발성 저장 매체이며, 예를 들어, 메모리는 읽기 전용 메모리(read-only memory, ROM) 또는 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM)를 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (1)

  1. 단말의 네트워크 접속 방법으로서,
    기지국으로부터 수신한 하향링크 참조 신호의 참조 신호 수신 전력을 측정하고, 측정된 참조 신호 수신 전력에 기반하여 네트워크에 접속할 것을 결정하는 단계,
    특별 심볼 위치를 포함하는 물리 랜덤 액세스 채널 및 상기 단말의 아이디(ID)를 포함하는 송신 요청(Request to Send, RTS) 메시지를 상기 기지국에게 송신하는 단계, 그리고
    상기 RTS 메시지에 기반하여 상기 단말을 위해 생성된 임시 네트워크 ID 및 상향링크 그랜트를 수신하는 단계
    를 포함하는 네트워크 접속 방법.
KR1020170128217A 2016-09-29 2017-09-29 고속열차 통신 시스템의 네트워크 접속 방법 KR20180036632A (ko)

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