KR20180109048A - Nr 시스템의 랜덤 액세스 프리앰블 송신 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

기지국의 송신 빔에 대응하는 SSB 인덱스에 대응하는 제1 RA 프리앰블 자원을 결정하는 단계, 그리고 제1 RA 프리앰블 자원과, 제1 RA 프리앰블 자원에 이웃하는 적어도 하나의 제2 RA 프리앰블 자원을 포함하는 제1 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 랜덤 액세스 절차의 메시지 1을 송신하는 단계를 통해 기지국에 접속하기 위한 RA 메시지를 송신하는 방법 및 사용자 장비가 제공된다.

Description

NR 시스템의 랜덤 액세스 프리앰블 송신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING RA PREAMBLE IN NR SYSTEM}

본 기재는 3GPP NR 시스템에서 랜덤 액세스 프리앰블을 송신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

3GPP NR(new radio)에서 빔 스위핑(beam sweeping)에 기반한 아날로그 빔포밍(analog beamforming)이 시스템 성능 향상을 위해 고려되고 있다. 기본적으로 빔 스위핑 방식은 사용자 장비(user equipment, UE) 및 NR 기지국에 사용될 것으로 기대되고 있다. 그에 따라, 시그널링 및 제어 채널을 포함하는 전체 시스템은 단일 빔(single-beam) 동작 및 다중 빔(multi-beam) 동작을 지원할 수 있도록 설계될 필요가 있다.

한 실시예는, 복수의 RA 프리앰블 자원을 포함하는 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 랜덤 액세스를 위한 메시지를 송신하는 방법을 제공한다.

다른 실시예는, 복수의 RA 프리앰블 자원을 포함하는 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 랜덤 액세스를 위한 메시지를 송신하는 사용자 장비를 제공한다.

또 다른 실시예는, 빔 스위핑을 수행하여 복수의 RA 프리앰블 자원으로부터 랜덤 액세스를 위한 메시지를 수신하는 방법을 제공한다.

한 실시예에 따르면, 랜덤 액세스(random access, RA) 절차에서 사용자 장비(user equipment, UE)가 기지국에 접속하기 위해 사용되는 메시지를 송신하는 방법이 제공된다. 상기 메시지 송신 방법은, 기지국의 송신 빔에 대응하는 동기 신호 블록(synchronization signal block, SSB) 인덱스에 대응하는 제1 RA 프리앰블 자원을 결정하는 단계, 그리고 상기 제1 RA 프리앰블 자원과 상기 제1 RA 프리앰블 자원에 이웃하는 적어도 하나의 제2 RA 프리앰블 자원을 포함하는 제1 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 랜덤 액세스 절차의 메시지 1을 송신하는 단계를 포함한다.

상기 메시지 송신 방법에서, 제1 RA 프리앰블 자원의 인덱스가 i이면, 적어도 하나의 제2 RA 프리앰블 자원의 인덱스는 i-1 또는 i+1일 수 있다.

상기 메시지 송신 방법에서, 제1 RA 프리앰블 포맷은 제1 RA 프리앰블 자원 및 적어도 하나의 제2 RA 프리앰블 자원의 시간 축 상 끝에 할당된 보호 시간(guard time, GT) 구간을 더 포함할 수 있다.

상기 메시지 송신 방법에서, 제1 RA 프리앰블 자원 및 적어도 하나의 제2 RA 프리앰블 자원을 통해서 송신되는 RA 프리앰블은 순환 전치(cyclic prefix, CP) 및 프리앰블 시퀀스를 포함하고, 프리앰블 시퀀스는 복수의 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) 심볼을 포함할 수 있다.

상기 메시지 송신 방법에서, 제1 RA 프리앰블 포맷은 긴 RA 프리앰블 포맷이거나 또는 짧은 RA 프리앰블 포맷이고, 긴 RA 프리앰블 포맷의 시간 길이는 짧은 RA 프리앰블 포맷의 시간 길이의 정수 배일 수 있다.

상기 메시지 송신 방법에서 메시지 1을 송신하는 단계는, 기지국의 셀의 커버리지가 상대적으로 넓으면, 긴 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 메시지 1을 송신하는 단계, 또는 셀의 커버리지가 상대적으로 작으면 짧은 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 메시지 1을 송신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 메시지 송신 방법은, 기지국이 메시지 1의 수신을 실패하면, 제1 RA 프리앰블 포맷보다 시간 길이가 더 긴 제2 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 메시지 1을 재전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 메시지 송신 방법은, 적어도 하나의 송신 빔을 통해 기지국으로부터 동기 신호를 수신하는 단계, 그리고 적어도 하나의 송신 빔의 수신 세기를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 랜덤 액세스(random access, RA) 절차에서 기지국에 접속하기 위해 사용되는 메시지를 송신하는 사용자 장비(user equipment, UE)가 제공된다. 상기 사용자 장비는 프로세서, 메모리, 및 무선 통신부(radio frequency unit, RF unit)를 포함하고 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램을 실행하여, 기지국의 송신 빔에 대응하는 동기 신호 블록(synchronization signal block, SSB) 인덱스와 동일한 인덱스를 갖는 제1 RA 프리앰블 자원을 결정하는 단계, 그리고 무선 통신부를 통해, 제1 RA 프리앰블 자원과 제1 RA 프리앰블 자원에 이웃하는 적어도 하나의 제2 RA 프리앰블 자원을 포함하는 제1 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 랜덤 액세스 절차의 메시지 1을 송신하는 단계를 수행한다.

상기 사용자 장비에서 제1 RA 프리앰블 자원의 인덱스가 i일 때, 적어도 하나의 제2 RA 프리앰블 자원의 인덱스는 i-1 또는 i+1일 수 있다.

상기 사용자 장비에서 제1 RA 프리앰블 포맷은 제1 RA 프리앰블 자원 및 적어도 하나의 제2 RA 프리앰블 자원의 시간 축 상 끝에 보호 시간(guard time, GT) 구간을 더 포함할 수 있다.

상기 사용자 장비에서 제1 RA 프리앰블 자원 및 적어도 하나의 제2 RA 프리앰블 자원을 통해서 송신되는 RA 프리앰블은 순환 전치(cyclic prefix, CP) 및 프리앰블 시퀀스를 포함하고, 프리앰블 시퀀스는 복수의 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) 심볼을 포함할 수 있다.

상기 사용자 장비에서 제1 RA 프리앰블 포맷은 긴 RA 프리앰블 포맷 및 짧은 RA 프리앰블 포맷을 포함하고, 긴 RA 프리앰블 포맷의 시간 길이는 짧은 RA 프리앰블 포맷의 시간 길이의 정수 배일 수 있다.

상기 사용자 장비에서 프로세서는 메시지 1을 송신하는 단계를 수행할 때, 기지국의 셀의 커버리지가 상대적으로 넓으면, 긴 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 무선 통신부를 통해 메시지 1을 송신하는 단계, 또는 셀의 커버리지가 상대적으로 좁으면 짧은 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 무선 통신부를 통해 메시지 1을 송신하는 단계를 수행할 수 있다.

상기 사용자 장비에서 프로세서는 프로그램을 실행하여, 기지국이 메시지 1의 수신을 실패하면, RA 프리앰블 포맷보다 시간 길이가 더 긴 제2 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 무선 통신부를 통해 메시지 1을 재전송하는 단계를 더 수행할 수 있다.

상기 사용자 장비에서 프로세서는 프로그램을 실행하여, 기지국의 송신 빔으로부터 동기 신호를 무선 통신부를 통해 수신하는 단계, 그리고 송신 빔의 수신 세기를 측정하는 단계를 더 수행할 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 사용자 장비(user equipment, UE)로부터 랜덤 액세스(random access, RA) 절차 동안 메시지를 수신하는 방법이 제공된다. 상기 메시지 수신 방법은, UE에게 복수의 송신 빔을 통해 동기 신호 및 물리 방송 채널(physical broadcasting channel, PBCH)을 송신하는 단계, 그리고 수신 빔 스위핑(sweeping)을 수행하여, 복수의 송신 빔의 수신 세기에 기반하여 결정된 적어도 하나의 프리앰블 자원으로부터 메시지를 수신하는 단계를 포함한다.

랜덤 액세스 메시지의 송수신을 다중 빔이 운용되는 시스템에 최적화함으로써, 랜덤 액세스 절차의 복잡도를 낮추고 지연을 줄일 수 있다.

도 1은 한 실시예에 따른 3GPP NR의 PRACH를 나타낸 개념도이다.
도 2는 한 실시예에 따른 기지국의 다중 빔 패턴을 나타낸 도면이다.
도 3은 한 실시예에 따른 UE의 다중 빔 패턴을 나타낸 도면이다.
도 4는 한 실시예에 따른 PRACH 자원을 나타낸 개념도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 PRACH 자원을 나타낸 개념도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 기지국에서의 다중 빔 패턴을 나타낸 도면이다.
도 7은 한 실시예에 따른 RA 프리앰블 포맷을 나타낸 개념도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 RA 프리앰블 포맷을 나타낸 개념도이다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 RA 프리앰블 포맷을 나타낸 개념도이다.
도 10은 한 실시예에 따른 UE의 RA 프리앰블 송신 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 11은 한 실시예에 따른 UE에 의해 점유된 RA 프리앰블을 나타낸 개념도이다.
도 12는 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), g노드B(gNodeB, gNB), 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 3GPP NR의 PRACH를 나타낸 개념도이다.

도 1을 참조하면, 물리 랜덤 액세스 채널(Physical Random Access Channel, PRACH)의 랜덤 액세스(random access, RA) 프리앰블 포맷은 단일 빔 및 다중 빔 동작을 지원하기 위해 Y개의 RA 프리앰블 및 보호 시간(Guard Time, GT) 구간을 포함할 수 있다. GT는 RA 프리앰블 포맷의 마지막에 위치할 수 있다. RA 프리앰블 포맷에 포함된 복수의 RA 프리앰블 자원은 기지국이 수신 빔 스위핑을 수행할 때 사용될 수 있다. Y값(즉, RA 프리앰블 자원의 개수)은 기지국의 송신 빔 및 수신 빔의 개수와 관련된다. 하나의 RA 프리앰블 자원을 통해서 송신되는 RA 프리앰블은 순환 전치(cyclic prefix, CP) 및 프리앰블 시퀀스(preamble sequence)를 포함한다. CP는 다중 경로 지연과 빔 스위핑에 의한 시간 지연을 보상하기 위해 사용될 수 있다. 3GPP LTE(long term evolution) 시스템과 유사하게, 프리앰블 시퀀스는 Z개의 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) 심볼(symbol)을 포함하고, 각 OFDM 심볼은 셀 커버리지에 대응한다. NR 시스템에서, UE는 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 RA 절차의 메시지(Message 1, Msg. 1)를 전송할 수 있다. 3GPP NR 시스템에서 UE는 긴(long) RA 프리앰블 포맷 및 짧은(short) RA 프리앰블 포맷을 사용할 수 있다.

NR 시스템의 PRACH 자원 및 RA 프리앰블 포맷은, 단일 빔 및 다중 빔 동작에 적합해야 한다. 또한, 빔 대응성(beam correspondence)이 있는 경우 및 빔 대응성이 없는 경우 모두에 적합해야 한다. 여기서 빔 대응성이 있다는 것은, 송신 빔 및 수신 빔 사이에 상호성(reciprocity)가 존재함을 의미한다.

도 2는 한 실시예에 따른 기지국의 다중 빔 패턴을 나타낸 도면이고, 도 3은 한 실시예에 따른 UE의 다중 빔 패턴을 나타낸 도면이다.

한 실시예에 따른 기지국이 하이브리드 빔포밍(hybrid beamforming)을 수행할 때, 빔 스위핑(beam sweeping)을 이용한 아날로그 빔포밍이 공간 분할 다중 접속(spatial division multiple access, SDMA)의 개념에 따라 서로 다른 위치에 존재하는 UE에게 서비스를 제공하기 위해 사용된다. 각 빔 방향 내에서, 시스템 성능 향상을 위해 디지털 3차원(3D) 빔포밍 기법이 사용될 수 있다. 한 실시예에 따르면, UE는 네트워크 접속을 시도할 때 초기 액세스 단계에서 빔 방향을 먼저 찾아야 하기 때문에, 빔 스위핑에 기반한 멀티 빔 운용을 통한 아날로그 빔포밍 방식이 설명된다. 디지털 빔포밍은 UE가 네트워크와 링크를 구축한 후에 구현될 수 있다.

도 2를 참조하면, 기지국은 다중 빔 방식으로 송신 빔(Tx beam) 및 수신 빔(Rx beam)을 운용한다. 송신 빔 및 수신 빔의 총 개수는 각각 N으로 가정되고, 기지국의 송신 빔 패턴 및 수신 빔 패턴은 동일한 것으로 가정될 수 있다. 도 2를 참조하면, 서로 인접하는 2개의 빔은 부분적으로 중첩된다. UE가 하나의 빔에서 다른 빔으로 이동할 때 빔 스위칭(beam switching)이 필요하다. 도 2에서 UE1과 UE3은 각각 서로 다른 중첩 영역에 위치한다. 그리고 도 2에는 3개 이상의 빔이 중ㅎ버되는 영역이 존재한다. 예를 들어, UE2는 빔(i-1), 빔 I, 및 빔(i+1)의 중첩 영역에 위치한다. 인접한 두 개의 빔 사이에서 기지국으로부터 수신된 신호의 수신 전력 세기를 기준으로 각 빔 간의 경계가 설정될 수 있다. 예를 들어, 경계 A와 경계 B 사이에 위치한 UE1은 빔 (i-1)의 수신 전력이 가장 강하기 때문에 빔 (i-1)에 의해 서빙된다. 송신 빔 스위핑 또는 수신 빔 스위핑에서, 기지국은 빔 인덱스가 커지는 방향 또는 작아지는 방향으로 순서대로 빔 스위핑을 수행할 수 있다. 예를 들어, 빔 스위핑의 순서는 1, 2, ... (i-1), i, (i + 1), ... N 일 수 있다.

도 3을 참조하면, UE의 두 가지 가능한 빔 패턴을 도시한다. UE의 복잡도 및 UE 측의 빔 스위칭 확률을 줄이기 위해, 제한된 개수의 빔, 예를 들어 2개 또는 3개의 빔이 UE에서 사용될 수 있다. UE 측의 송신 빔 스위핑 및 수신 빔 스위핑은 UE의 구현 이슈일 수 있다.

도 4는 한 실시예에 따른 PRACH 자원을 나타낸 개념도이고, 도 5는 다른 실시예에 따른 PRACH 자원을 나타낸 개념도이며, 도 6은 다른 실시예에 따른 기지국에서의 다중 빔 패턴을 나타낸 도면이다.

도 4는 기지국의 수신 빔 스위핑을 위한 PRACH 자원을 나타낸다. 도 4의 (a)에서 기지국은 N개의 연속되는 RA 프리앰블 자원을 이용하여 수신 빔 스위핑을 수행한다. N은 기지국의 수신 빔의 총 개수를 나타낸다. 각 UE는 도 4의 RA 프리앰블 1 내지 RA 프리앰블 N을 RA 절차의 메시지 1로서 송신할 수 있다. 도 1의 Y와 도 4의 N은 서로 다른 숫자이고, N은 하나의 UE가 메시지 1로서 송신할 수 있는 RA 프리앰블의 개수를 나타내고, Y는 PRACH 자원에서 가용한 총 RA 프리앰블의 개수를 나타낸다.

UE가 송신 빔 스위핑을 수행할 때, PRACH 자원 세트는 UE의 송신 빔 스위핑 및 기지국의 수신 빔 스위핑을 모두 포괄할 수 있어야 한다. 도 5를 참조하면, UE의 송신 빔이 모두 L개(즉, PRACH 자원 세트는 L개의 RA 프리앰블 포맷을 포함함)일 때, L개의 PRACH 자원이 UE의 송신 빔 스위핑 및 기지국의 수신 빔 스위핑 절차를 위해 점유될 수 있다. L개의 PRACH 자원은 시간 도메인에서 연속적으로 위치할 수도 있고 또는 분산되어 위치할 수도 있다.

도 6을 참조하면, 기지국의 수신을 위한 빔 그룹이 도시되어 있고, 각 빔 그룹은 다른 농도로 표시되어 있다. 각 빔 그룹은 복수의 빔을 포함한다. 복수의 빔은 PRACH 자원 길이를 줄이기 위해서 그룹핑될 수 있다. 각 빔 그룹은 N개의 빔을 포함하고, 빔 그룹은 모두 M개 일 수 있다. 한 실시예에 따른 PRACH 자원 및 PRACH 자원 세트는 각 빔 그룹에 대해 개별적으로 적용될 수 있다.

도 7은 한 실시예에 따른 RA 프리앰블 포맷을 나타낸 개념도이고, 도 8은 다른 실시예에 따른 RA 프리앰블 포맷을 나타낸 개념도이며, 도 9는 또 다른 실시예에 따른 RA 프리앰블 포맷을 나타낸 개념도이고, 도 10은 한 실시예에 따른 UE가 RA 메시지를 송신하는 방법을 나타낸 흐름도이다.

3GPP NR 시스템에서 UE는 긴 RA 프리앰블 포맷 및 짧은 RA 프리앰블 포맷을 사용할 수 있고, 한 실시예에 따르면 2가지의 긴 RA 프리앰블 포맷이 제안된다. 이때 각 프리앰블은 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 긴 RA 프리앰블 포맷 1은 RA 절차의 메시지 1 전송을 위해 사용되고, 긴 RA 프리앰블 포맷 2는 메시지 1의 재전송(retransmission)을 위해 사용될 수 있다.

도 7은, 긴 RA 프리앰블 포맷 1 및 짧은 RA 프리앰블 포맷의 시간 도메인에서의 뉴머롤로지를 도시한다. 긴 RA 프리앰블 포맷 1의 시간 길이는 복수(X개, X는 정수)의 짧은 RA 프리앰블 포맷의 시간 길이와 동일하다. 긴 RA 프리앰블 포맷 1의 시간 길이가 복수의 짧은 RA 프리앰블 포맷의 시간 길이와 동일하게 설계됨으로써, PRACH 채널의 적합성(conformance)이 보증되고, 고정 길이의 PRACH 자원이 모든 프리앰블 포맷에 들어맞게 된다. 예를 들어 LTE 시스템에서, 짧은 RA 프리앰블 포맷은 LTE 프리앰블 포맷 0에 대응하고, 긴 RA 프리앰블 포맷은 LTE 프리앰블 포맷 3에 대응할 수 있다. LTE 프리앰블 포맷 3의 시간 길이는 LTE 프리앰블 포맷 0의 3배와 같다. 한 실시예에 따르면, 긴 RA 프리앰블 포맷 1은 상대적으로 넓은 커버리지를 갖는 셀에 대해 사용되고, 짧은 RA 프리앰블 포맷은 상대적으로 좁은 커버리지를 갖는 셀에 대해 사용될 수 있다.

도 8을 참조하면, 한 실시예에 따른 긴 RA 프리앰블 포맷 및 짧은 RA 프리앰블 포맷은 모두 복수의 프리앰블 자원 및 GT를 포함할 수 있다. 각 프리앰블 자원 i는 기지국의 송신 빔에 대응하는 동기 신호 블록(synchronization signal block, SSB) 인덱스에 대응한다. 프리앰블 자원 i에 대응하는 SSB 인덱스를 갖는 기지국의 송신 빔은, 몇 가지 다양한 기준에 기반하여 UE에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 복수의 기지국 송신 빔 중 가장 강한 수신 세기를 갖는 송신 빔이 UE에 의해 선택될 수 있다. 또는 수신 세기가 임계 값(threshold value)보다 큰 것으로 측정된 송신 빔이 선택될 수 있다. 수신 세기가 임계 값보다 큰 것으로 측정된 복수의 송신 빔이 있을 때, 그 중 하나의 송신 빔이 미리 결정된 기준에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 수신 세기가 임계 값보다 큰 것으로 측정된 복수의 송신 빔 중 가장 먼저 도착한 송신 빔이 선택될 수 있다. 기지국의 복수의 송신 빔은, 빔 특정(beam-specific) 동기 신호(synchronization signal, SS) 및 물리 방송 채널(physical broadcast channel, PBCH)을 통해 시스템 정보를 방송하기 위해 사용된다. 즉, 도 10을 참조하면, UE는 기지국으로부터 시스템 정보를 수신하기 위해 기지국의 송신 빔을 통해 동기 신호 및 PBCH를 수신하고(S110), 기지국의 송신 빔의 수신 세기를 측정하여 송신 빔 중 수신 세기가 가장 강한 송신 빔을 결정할 수 있다(S120). 이후, UE는 수신 세기가 가장 강한 송신 빔에 대응하는 SSB 인덱스에 대응하는 RA 프리앰블 자원을 결정하고(S130), 수신 세기가 가장 강한 송신 빔에 대응하는 SSB 인덱스에 대응하는 RA 프리앰블 자원을 포함하는 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 랜덤 액세스 절차의 메시지 1을 송신할 수 있다(S140). 즉, UE는 수신 세기가 가장 강한 송신 빔에 대응하는 SSB 인덱스와 동일한 인덱스를 갖는 RA 프리앰블 자원을 결정하고, 결정된 RA 프리앰블 자원을 포함하는 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 메시지 1을 송신할 수 있다. 이때, 기지국의 수신 빔 스위핑을 위해, RA 프리앰블 포맷은 서로 이웃하는 복수의 RA 프리앰블 자원을 포함할 수 있다.

서로 이웃하는 복수의 기지국 송신 빔은 서로 중첩되기 때문에, UE는 서로 다른 빔으로부터 다중 정보(SS+PBCH)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 UE1 및 UE3는 서로 다른 2개의 빔으로부터 2개의 SS+PHCH를 수신하지만, UE2는 3개의 서로 다른 빔으로부터 3개의 SS+PBCH를 수신할 수 있다. 기지국에서 빔 대응성이 유지되면, UE는 1개의 RA 프리앰블 자원이 포함된 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 i번째 기지국 빔에 대해 메시지 1을 송신할 수 있다. 하지만, 기지국에서 빔 대응성이 유지되지 않으면, UE는 기지국의 수신 빔 스위핑에 대응하여 복수의 프리앰블을 포함하는 RA 프리앰블 포맷을 통해 RA 프리앰블을 송신할 수 있다. UE가 프리앰블로서 메시지 1을 송신할 때, UE는 기지국의 수신 빔 조정(calibration)에 대응하여 N개의 프리앰블 자원(프리앰블의 서브 세트)을 송신할 수 있다.

도 9를 참조하면, 위에서 설명된 변수 X, Y, 및 Z가 각각 3인 예시가 도시되어 있다. 도 9에서, 긴 RA 프리앰블 포맷 1의 길이는 T이고, 짧은 RA 프리앰블 포맷의 길이는 T/3이다. 각 프리앰블 포맷은 빔 스위핑을 위해 3개의 프리앰블을 포함한다. i번째 프리앰블 자원은 UE가 기지국으로부터 (SS+PBCH) 정보를 수신할 때 UE에 의해 수신되는 기지국의 가장 강한 송신 빔에 대응한다. 여기서 i는 프리앰블 자원 인덱스이고 기지국 하향 링크(downlink, DL) 송신 빔 인덱스에 대응한다. 예를 들어, 도 2에서 UE1은 빔 (i-1) 및 빔 i로부터 (SS+PBCH) 정보를 수신한다. UE1의 위치(경계 A 및 경계 B의 사이)에 기초하여, UE1에서 빔 (i-1)에 의한 수신 세기는 빔 i에 의한 수신 세기보다 크다. 따라서, 기지국의 수신 빔 스위핑을 위해, UE1은 기지국의 수신 빔 (i-2), 빔 (i-1), 및 빔 i에 대응하는 프리앰블 자원 (i-2), 프리앰블 자원 (i-1), 및 프리앰블 자원 i를 포함하는 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 메시지1을 송신할 수 있다. RA 프리앰블 포맷에 포함되는 3개의 프리앰블 자원의 시간 축 상 끝에는 GT가 존재할 수 있다. 이때 오류 또는 이동성으로 인한 불확실성(기지국에서 빔 대응성이 손실됨)을 고려하여 UE1은 빔 (i-2)를 더 사용한다. UE2의 메시지 1은 기지국의 수신 빔 (i-1), 빔 I, 및 빔 (i+1)에 대응하는 프리앰블 자원 (i-1), 프리앰블 자원 i, 및 프리앰블 자원 (i+1)를 포함하는 RA 프리앰블 포맷을 통해 송신된다. UE3의 메시지 1은 기지국의 수신 빔 i, 빔(i+1), 및 빔 (i+2)에 대응하는 프리앰블 자원 i, 프리앰블 자원 (i+1), 및 프리앰블 자원 (i+2)를 포함하는 RA 프리앰블 포맷을 통해 송신된다.

도 11은 한 실시예에 따른 UE에 의해 점유된 RA 프리앰블을 나타낸 개념도이다.

도 11을 참조하면, 도 2의 각 UE가 도 4의 (a)의 PRACH 자원을 사용하여 3개의 RA 프리앰블을 송신할 때 문제가 발생할 수 있다. 도 6에 따르면, 특정 UE는 빔 그룹 2에 포함된 송신 빔 1의 세기를 가장 강한 것으로 측정하고, 송신 빔 N, 빔 1, 및 빔 2에 대응하는 프리앰블 자원 N, 프리앰블 자원 1, 및 프리앰블 자원 2를 통해 RA 프리앰블을 송신할 수 있다. 즉, 세기가 가장 강한 송신 빔이 각 빔 그룹의 경계에 위치한 빔일 때, 3개의 RA 프리앰블을 송신하는 UE는 이웃 빔 그룹의 송신 빔에 대응하는 SSB 인덱스에 대응하는 프리앰블 자원을 선택한다. 이때 상기 특정 UE가 도 4의 (a)의 PRACH 자원 구조를 사용하면, 특정 UE는 도 11과 같이 서로 이웃하는 프리앰블 자원을 사용할 수 없다. 특정 UE는 도 4의 (b) 또는 (c)의 PRACH 자원 구조를 사용하여 이웃하는 프리앰블 자원을 통해 RA 프리앰블을 송신할 수 있다. 위에서 X, Y, Z, L, M 및 N의 값은 가변적일 수 있다.

한 실시예에 따른 RA 절차에서 UE는 메시지 1을 재전송할 때 긴 RA 프리앰블 포맷 2를 사용한다. 빔 대응성이 없는 다중 빔 운용에서, 기지국이 수신 빔 조정에 실패하면, UE가 송신한 RA 프리앰블 포맷도 실패할 수 있다. 예를 들어, UE가 프리앰블 자원 (i-1), 프리앰블 자원 i, 및 프리앰블 자원 (i+1)을 포함하는 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 메시지 1을 송신할 때, 기지국이 빔 i-1, 빔 i, 및 빔 i+1이 아닌 다른 빔을 이용하여 다른 프리앰블 자원을 탐지하면, 기지국은 메시지 1의 수신에 실패할 수 있다. UE가 동기 신호 등을 방송하는 데 사용된 송신 빔의 커버리지의 바깥으로 이동하거나, 또는 기지국의 하향링크 빔 인덱스의 탐지가 잘못되었을 때 메시지 1의 수신이 실패할 수 있다.

따라서, 메시지 1의 재전송 성공율을 높이기 위해서 UE는 전력 램핑(power ramping) 방식을 사용하여 메시지 1의 재전송의 송신 전력을 증가시켜야 하고, 메시지 1의 재전송을 위한 프리앰블 자원의 크기 또한 크게 하여야 한다. 한 실시예에 따르면, UE는 긴 RA 프리앰블 포맷 2를 사용하여 메시지 1을 재전송할 수 있다. 예를 들어, 긴 RA 프리앰블 포맷 1이 3개의 RA 프리앰블 자원을 포함할 때, 긴 RA 프리앰블 포맷 2는 5개의 RA 프리앰블 자원을 포함할 수 있다. 그리고 메시지 1의 재전송도 실패하면, UE는 7개의 RA 프리앰블 자원을 포함하는 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 메시지 1을 재전송할 수 있다. 즉, 한 실시예에 따른 긴 RA 프리앰블 포맷 2는 메시지 1의 재전송 횟수에 따라 더 많은 개수의 RA 프리앰블 자원을 포함할 수 있다.

도 12는 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 12를 참조하면, 한 실시예에 따른 무선 통신 시스템(1200)은, 기지국(1210)과 단말(1220)을 포함한다.

기지국(1210)은, 프로세서(processor)(1211), 메모리(memory)(1212), 그리고 무선 통신부(radio frequency unit, RF unit)(1213)를 포함한다. 메모리(1212)는 프로세서(1211)와 연결되어 프로세서(1211)를 구동하기 위한 다양한 정보 또는 프로세서(1211)에 의해 실행되는 적어도 하나의 프로그램을 저장할 수 있다. 무선 통신부(1213)는 프로세서(1211)와 연결되어 무선 신호를 송수신 할 수 있다. 프로세서(1211)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(1211)에 의해 구현될 수 있다. 한 실시예에 따른 기지국(1210)의 동작은 프로세서(1211)에 의해 구현될 수 있다.

단말(1220)은, 프로세서(1221), 메모리(1222), 그리고 무선 통신부(1223)를 포함한다. 메모리(1222)는 프로세서(1221)와 연결되어 프로세서(1221)를 구동하기 위한 다양한 정보 또는 프로세서(1221)에 의해 실행되는 적어도 하나의 프로그램을 저장할 수 있다. 무선 통신부(1223)는 프로세서(1221)와 연결되어 무선 신호를 송수신 할 수 있다. 프로세서(1221)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(1221)에 의해 구현될 수 있다. 한 실시예에 따른 단말(1220)의 동작은 프로세서(1221)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 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (17)

1. 랜덤 액세스(random access, RA) 절차에서 사용자 장비(user equipment, UE)가 기지국에 접속하기 위해 사용되는 메시지를 송신하는 방법으로서,
   기지국의 송신 빔에 대응하는 동기 신호 블록(synchronization signal block, SSB) 인덱스에 대응하는 제1 RA 프리앰블 자원을 결정하는 단계, 그리고
   상기 제1 RA 프리앰블 자원과 상기 제1 RA 프리앰블 자원에 이웃하는 적어도 하나의 제2 RA 프리앰블 자원을 포함하는 제1 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 랜덤 액세스 절차의 메시지 1을 송신하는 단계
   를 포함하는 메시지 송신 방법.
2. 제1항에서,
   상기 제1 RA 프리앰블 자원의 인덱스가 i이면, 상기 적어도 하나의 제2 RA 프리앰블 자원의 인덱스는 i-1 또는 i+1인, 메시지 송신 방법.
3. 제1항에서,
   상기 제1 RA 프리앰블 포맷은 상기 제1 RA 프리앰블 자원 및 상기 적어도 하나의 제2 RA 프리앰블 자원의 시간 축 상 끝에 할당된 보호 시간(guard time, GT) 구간을 더 포함하는, 메시지 송신 방법.
4. 제1항에서,
   상기 제1 RA 프리앰블 자원 및 상기 적어도 하나의 제2 RA 프리앰블 자원을 통해서 송신되는 RA 프리앰블은 순환 전치(cyclic prefix, CP) 및 프리앰블 시퀀스를 포함하고, 상기 프리앰블 시퀀스는 복수의 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) 심볼을 포함하는, 메시지 송신 방법.
5. 제1항에서,
   상기 제1 RA 프리앰블 포맷은 긴 RA 프리앰블 포맷이거나 또는 짧은 RA 프리앰블 포맷이고, 상기 긴 RA 프리앰블 포맷의 시간 길이는 상기 짧은 RA 프리앰블 포맷의 시간 길이의 정수 배인, 메시지 송신 방법.
6. 제5항에서,
   상기 메시지 1을 송신하는 단계는,
   상기 기지국의 셀의 커버리지가 상대적으로 넓으면, 상기 긴 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 상기 메시지 1을 송신하는 단계, 또는 상기 셀의 커버리지가 상대적으로 작으면 상기 짧은 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 상기 메시지 1을 송신하는 단계를 포함하는, 메시지 송신 방법.
7. 제1항에서,
   상기 기지국이 상기 메시지 1의 수신을 실패하면, 상기 제1 RA 프리앰블 포맷보다 시간 길이가 더 긴 제2 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 상기 메시지 1을 재전송하는 단계
   를 더 포함하는, 메시지 송신 방법.
8. 제1항에서,
   적어도 하나의 송신 빔을 통해 상기 기지국으로부터 동기 신호를 수신하는 단계, 그리고
   상기 적어도 하나의 송신 빔의 상기 수신 세기를 측정하는 단계
   를 더 포함하는 메시지 송신 방법.
9. 랜덤 액세스(random access, RA) 절차에서 기지국에 접속하기 위해 사용되는 메시지를 송신하는 사용자 장비(user equipment, UE)로서,
   프로세서, 메모리, 및 무선 통신부(radio frequency unit, RF unit)를 포함하고
   상기 프로세서는 상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행하여,
   기지국의 송신 빔에 대응하는 동기 신호 블록(synchronization signal block, SSB) 인덱스와 동일한 인덱스를 갖는 제1 RA 프리앰블 자원을 결정하는 단계, 그리고
   상기 무선 통신부를 통해, 상기 제1 RA 프리앰블 자원과 상기 제1 RA 프리앰블 자원에 이웃하는 적어도 하나의 제2 RA 프리앰블 자원을 포함하는 제1 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 랜덤 액세스 절차의 메시지 1을 송신하는 단계
   를 수행하는, 사용자 장비.
10. 제9항에서,
    상기 제1 RA 프리앰블 자원의 인덱스가 i일 때, 상기 적어도 하나의 제2 RA 프리앰블 자원의 인덱스는 i-1 또는 i+1인, 사용자 장비.
11. 제9항에서,
    상기 제1 RA 프리앰블 포맷은 상기 제1 RA 프리앰블 자원 및 상기 적어도 하나의 제2 RA 프리앰블 자원의 시간 축 상 끝에 보호 시간(guard time, GT) 구간을 더 포함하는, 사용자 장비.
12. 제9항에서,
    상기 제1 RA 프리앰블 자원 및 상기 적어도 하나의 제2 RA 프리앰블 자원을 통해서 송신되는 RA 프리앰블은 순환 전치(cyclic prefix, CP) 및 프리앰블 시퀀스를 포함하고, 상기 프리앰블 시퀀스는 복수의 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) 심볼을 포함하는, 사용자 장비.
13. 제9항에서,
    상기 제1 RA 프리앰블 포맷은 긴 RA 프리앰블 포맷 및 짧은 RA 프리앰블 포맷을 포함하고, 상기 긴 RA 프리앰블 포맷의 시간 길이는 상기 짧은 RA 프리앰블 포맷의 시간 길이의 정수 배인, 사용자 장비.
14. 제13항에서,
    상기 프로세서는 상기 메시지 1을 송신하는 단계를 수행할 때,
    상기 기지국의 셀의 커버리지가 상대적으로 넓으면, 상기 긴 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 상기 무선 통신부를 통해 상기 메시지 1을 송신하는 단계, 또는 상기 셀의 커버리지가 상대적으로 좁으면 상기 짧은 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 상기 무선 통신부를 통해 상기 메시지 1을 송신하는 단계를 수행하는, 사용자 장비.
15. 제9항에서,
    상기 프로세서는 상기 프로그램을 실행하여,
    상기 기지국이 상기 메시지 1의 수신을 실패하면, 상기 RA 프리앰블 포맷보다 시간 길이가 더 긴 제2 RA 프리앰블 포맷을 사용하여 상기 무선 통신부를 통해 상기 메시지 1을 재전송하는 단계
    를 더 수행하는, 사용자 장비.
16. 제9항에서,
    상기 프로세서는 상기 프로그램을 실행하여,
    상기 기지국의 상기 송신 빔으로부터 동기 신호를 상기 무선 통신부를 통해 수신하는 단계, 그리고
    상기 송신 빔의 수신 세기를 측정하는 단계
    를 더 수행하는, 사용자 장비.
17. 사용자 장비(user equipment, UE)로부터 랜덤 액세스(random access, RA) 절차 동안 메시지를 수신하는 방법으로서,
    상기 UE에게 복수의 송신 빔을 통해 동기 신호 및 물리 방송 채널(physical broadcasting channel, PBCH)을 송신하는 단계, 그리고
    수신 빔 스위핑(sweeping)을 수행하여, 상기 복수의 송신 빔의 수신 세기에 기반하여 결정된 적어도 하나의 프리앰블 자원으로부터 상기 메시지를 수신하는 단계
    를 포함하는 메시지 수신 방법.

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