KR20190008513A

KR20190008513A - 랜덤 액세스 절차에서의 상향링크 전력 제어 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20190008513A
Application number: KR1020180074294A
Authority: KR
Inventors: 회빙; 김일규; 김준형; 노고산; 정희상; 최성우
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2017-07-14
Filing date: 2018-06-27
Publication date: 2019-01-24

Abstract

랜덤 액세스 절차에서의 상향링크 전력 제어 방법 및 장치가 제공된다. 단말이, 동기 신호 블록을 수신하고, 수신된 동기 신호 블록으로부터 구성 파라미터를 획득하며, 구성 파라미터는 최대 메시지 송신 횟수와 전력 램핑 단계 사이즈를 포함한다. 단말이, 상기 수신된 동기 신호 블록을 토대로 경로 손실을 추정하고, 자원을 선택하며, 선택된 자원을 통해 프리앰블 메시지를 송신 전력에 따라 송신한다. 특히, 프리앰블 메시지에 대한 응답 메시지를 수신하지 않은 경우 또는 메시지 송신 카운터가 상기 최대 메시지 송신 횟수를 초과하지 않은 경우, 상기 송신 전력을 업데이트하고, 업데이트된 송신 전력에 따라 프리앰블 메시지를 송신한다.

Description

랜덤 액세스 절차에서의 상향링크 전력 제어 방법 및 장치{Method and apparatus for controlling uplink power during random access procedure}

본 발명은 전력 제어에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자며, 이동 통신 시스템에서의 랜덤 액세스 절차시 상향링크 전력을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

폭증하는 무선 데이터 트래픽을 처리하기 위한 차세대 통신 기술 중의 하나로 빔포밍(beamforming) 기술이 있다. 빔포밍 기반 이동 통신 시스템은 신호를 송신할 때 고주파(high frequency) 영역을 사용하며, 기지국과 단말에서는 많은 수의 안테나들을 이용하여 특정 방향으로 빔포밍 이득이 크게 생기도록 빔포밍을 할 수 있다. 빔포밍 기반 이동 통신 시스템에서는 다수의 빔들을 바꾸어 가면서 신호를 송신하거나 신호를 수신하는 빔 스위핑(beam sweeping) 동작을 수행한다.

최근에는 하이브리드 빔포밍을 기반으로 하는 다중 빔(multi-beam) 동작이 시스템 성능 향상을 위해 적용되고 있다. 다중 빔 동작을 가능하게 하기 위하여, PRACH(physical random access channel)과 랜덤 액세스(random access, RA) 절차를 고려한 설계가 요구되고, 이에 관련된 연구들이 이루어지고 있다.

랜덤 액세스 네트워크(random access network, RAN) 관련하여 3GPP 표준에서, 랜덤 액세스를 위한 메시지(Msg.1) 송신에 관련된 전력 램핑(ramping) 관련 이슈(issue)가 논의되고 있다.

단말에서 다중 송신빔에 대하여 전력 램핑을 수행하는 방법들이 다양하게 존재한다. 다중 재송신에 따른 시간 지연과 다른 단말과의 간섭 사이의 트레이드오프(tradeoff)를 고려하는 경우, 랜덤 액세스시 메시지(Msg.1) 송신 전력이 최대 전력에 도달한 이후의 최대 송신(재송신) 횟수 등에 대한 고려가 이루어져야 한다.

관련 선행 기술로는 대한민국 특허출원 공개번호 제2016-0030252호에 개시된 "랜덤 액세스 프로세스에 대한 커버리지 개선을 위한 방법 및 장치"가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다중 빔을 사용하는 이동 통신 시스템에서 랜덤 액세스 절차시 효율적으로 상향링크 전력을 제어할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 시간 지연과 간섭 사이의 트레이드오프(tradeoff)를 고려하여 전력 램핑(ramping)을 수행하는 상향링크 전력 제어 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 특징에 따른 방법은, 다중 빔 기반의 이동 통신 시스템에서 랜덤 액세스 절차시의 상향링크 전력을 제어하는 방법으로서, 단말이, 동기 신호 블록을 수신하고, 수신된 동기 신호 블록으로부터 구성 파라미터 - 상기 구성 파라미터는 최대 메시지 송신 횟수와 전력 램핑 단계 사이즈를 포함함 -를 획득하는 단계; 상기 단말이, 상기 수신된 동기 신호 블록을 토대로 경로 손실을 추정하고, 자원을 선택하는 단계; 상기 단말이, 상기 선택된 자원을 통해 프리앰블 메시지를 송신 전력에 따라 송신하는 단계; 및 상기 단말이, 상기 프리앰블 메시지에 대한 응답 메시지를 수신하지 않은 경우 또는 메시지 송신 카운터가 상기 최대 메시지 송신 횟수를 초과하지 않은 경우, 상기 송신 전력을 업데이트하고, 업데이트된 송신 전력에 따라 프리앰블 메시지를 송신하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 다중 빔을 사용하는 이동 통신 시스템에서, 효율적으로 전력 램핑을 수행하는 전력 제어 방법을 제공할 수 있다. 또한, 다중 재송신에 따른 시간 지연과 다른 단말과의 간섭 사이의 트레이드오프(tradeoff)를 토대로 메시지 송신 횟수를 고려한 상향링크 제어가 이루어진다.

도 1은 다중 빔 통신 방향을 나타낸 도이다.
도 2는 SS 버스트 세트를 나타낸 예시도이다.
도 3은 RA 프리앰블 포맷을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전력 제어 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전력 제어 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전력 제어 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 제어 장치의 구조도이다.

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 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

명세서 전체에서, 단말(terminal)은, 사용자 장비(user equipment, UE), 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), 기계형 통신 장비(machine type communication device, MTC device) 등을 지칭할 수도 있고, UE, MS, MT, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

또한, 기지국(base station, BS)은 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNB), gNB, 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 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, NB, eNB, gNB, ABS, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, RN, ARS, HR-RS, 소형 기지국 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

본 명세서에서 단수로 기재된 표현은 "하나" 또는 "단일" 등의 명시적인 표현을 사용하지 않은 이상, 단수 또는 복수로 해석될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템(무선 통신 시스템)은 다양한 무선 통신 네트워크에 적용될 수 있다. 예를 들면, 이동 통신 시스템은 현재의 무선 접속 기술(radio access technology, RAT) 기반의 무선 통신 네트워크 또는 5G 및 그 이후의 무선 통신 네트워크에 적용될 수 있다. 3GPP에서는 IMT-2020 요구사항을 만족하는 새로운 RAT 기반의 5G 표준 규격을 개발하고 있으며, 이러한 새로운 RAT를 NR(New Radio)이라 한다. 본 발명의 실시 예에서는 설명의 편의상 NR 기반의 이동 통신 시스템을 예로 들어서 설명하지만, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않고 다양한 이동 통신 시스템에 적용될 수 있다.

NR이 기존의 3GPP 시스템인 CDMA(Code Division Multiple Access)나 LTE와 다른 특징 중 하나는 송신 용량 증대를 위해 넓은 범위의 주파수 대역을 활용한다는 점이다. NR을 위한 파형(waveform) 기술로는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing), 필터링된 OFDM(Filtered OFDM), GFDM(Generalized Frequency Division Multiplexing), FBMC(Filter Bank Multi-Carrier), UFMC(Universal Filtered Multi-Carrier) 등이 후보 기술로 논의되고 있다. 본 발명의 실시 예에서는 설명의 편의상 파형 기술로서 CP(Cyclic Prefix) 기반의 OFDM(CP-OFDM)을 예로 들어서 설명하지만, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않고 다양한 파형 기술을 사용할 수 있다. 한편, CP-OFDM 기술은 윈도잉(windowed) 그리고/또는 필터링(filtered)이 적용된 CP-OFDM 또는 확산 스펙트럼(spread spectrum) OFDM (예를 들면, DFT-spread OFDM) 기술을 포함할 수 있다.

NR 시스템의 주파수 대역, 예를 들면 700MHz~100GHz의 주파수 대역을 저주파 대역(예를 들면, ~6GHz), 고주파 대역(예를 들면, 3~40GHz) 및 초고주파 대역(예를 들면, 30~100GHz)의 3개 영역으로 구분하고, 각각의 주파수 대역에 서로 다른 OFDM 파라미터를 적용할 수 있다. OFDM 파라미터는 부반송파 간격, CP 길이 및 OFDM 심볼 길를 포함하며, 시스템 대역폭, 샘플링 속도, FFT(Fast Fourier Transform) 크기 등을 더 포함할 수 있다.

또한, 싱글 빔(single beam) 동작은 다중 빔(multi-beam) 동작의 특정 케이스로 간주될 수 있으며, 본 발명에 따른 방법 및 장치가 싱글 빔 동작에도 적용될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 랜덤 액세스 절차에서의 상향링크 전력 제어 방법 및 장치에 대하여 설명한다.

도 1은 다중 빔 통신 방향을 나타낸 도이다.

첨부한 도 1에서와 같이, 다중 빔(multi-beam) 통신 환경에서, 기지국에서 사용되는 빔들이 그룹화되며, 각각의 빔 그룹은 N개의 빔을 포함할 수 있다.

이러한 다중 빔 통신 환경에서 최적 송신 빔을 검출하기 위해서는 가능한 다양한 방향들의 송신 빔들에 대해 빔 스위핑(sweeping)을 수행한다. 동기 신호(synchronization signals, SS) 버스트(burst) 세트(set)는 시간 도메인에서 다수의 SS 버스트(multi SS burst)를 포함하도록 설계된다.

도 2는 SS 버스트 세트를 나타낸 예시도이다.

첨부한 도 2에서와 같이, 하나의 SS 버스트 세트는 하나 또는 다수의 SS 버스트를 포함하며, 하나의 SS 버스트는 적어도 하나의 SS 블록을 포함한다. 도 2에 도시된 구조는 단일 빔 또는 다중 빔 동작(operation)에 적합한 SS 구조로 간주될 수 있다.

하나의 SS 버스트는 하나의 빔 그룹에 대응할 수 있으며, 하나의 SS 버스트에서, SS 블록들이 하나의 빔 그룹 내에서 상이한 빔들에 대응하도록 연속적으로 위치될 수 있다.

한편, 랜덤 액세스 신호를 운반하는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합인 PRACH(Physical Random Access CHannel)의 경우, 단일 빔과 다중 빔 동작을 지원하기 위한 랜덤 액세스(Random Access, RA) 프리앰블의 포맷은 도 3과 같다.

도 3은 RA 프리앰블 포맷을 나타낸 예시도이다.

첨부한 도 3에서와 같이, 하나의 RA 프리앰블 포맷은 Y개의 RA 프리앰블과 가드 타임(guard time, GT)을 포함한다. 하나의 RA 프리앰블은 CP(Cyclic Prefix)와 프리앰블 시퀀스(sequence)를 포함한다. CP는 다중 경로 지연 보상뿐만 아니라 빔 스위핑에 의한 시간 지연을 커버(cover)하기 위해 사용된다. 프리앰블 시퀀스는 하나 또는 Z개의 심볼(일명, RACH(Random Access CHannel) OFDM 심볼)을 포함한다. 여기서, Y와 X는 양의 정수를 나타낸다. Y는 기지국에서의 송신기(Transmitter, Tx) 빔 및 수신기(Receiver, Rx) 빔들의 개수와 연관될 수 있다. Tx 빔은 "송신 빔" 그리고 Rx 빔은 "수신 빔"이라고도 명명할 수 있다.

기지국에서 Rx 빔 스위핑을 위해 다수의 RA 프리앰블을 사용한다. 단말은 RA 절차(procedure)시, 하나의 RA 프리앰블 포맷을 이용하여 메시지를 송신한다. RA 프리앰블 포맷을 이용한 메시지를 프리앰블 메시지 또는 Msg.1라고 명명할 수 있다.

랜덤 액세스를 위한 메시지(Msg.1) 송신에 관련된 전력 램핑(ramping)을 위해 다음과 같은 파라미터를 정의한다.

표 1은 본 발명의 실시 예에 따른 RA 절차시, 메시지 Msg.1의 전력 램핑을 위한 파라미터들을 나타낸다.

시스템 정보(system information, SI)를 통해, 네트워크에서 메시지 Msg.1의 송신(재송신)의 최대 횟수 및 전력 램핑 단계 사이즈를 구성할 수 있다. 전력 램핑 단계 사이즈 구성의 경우, 다음과 같은 2개의 옵션(option)을 고려할 수 있다.

하나의 옵션에서, 단말은 메시지 Msg.1의 송신(재송신) 동안에 전력 램핑 단계 사이즈를 변경할 수 없다. 즉, 특정 단말에 대해, 전력 램핑 단계 사이즈의 집합 {a, b, c, …}에서 고정된 값 x를 가지도록 한다.

다른 옵션에서, 단말은 메시지 Msg.1의 송신(재송신) 동안에, 이미 구성된 값들의 집합(set)으로부터 하나의 값을 재선택할 수 있다. 즉, 전력 램핑 단계 사이즈의 집합 {a, b, c, …}을 단말에 대해 구성하여, 단말이 집합으로부터 전력 램핑 단계 사이즈를 재선택할 수 있도록 한다.

이러한 파라미터 이외에, 표 1에 기재된 다른 파라미터들을 다양하게 구성할 수 있다.

단말 측에서의 다중 빔을 고려하여, 단말이 메시지 Msg.1의 송신(재송신) 동안에 단말의 행동(behavior)을 제한하는 횟수 N을 구성할 수 있는데, 단말은 송신 빔 스위칭 전에 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 N번 시도할 수 있다. N은 단말의 송신 전력(Tx power)이 최대 송신 전력(maximum Tx power)에 도달하지 않은 경우에 적용될 수 있다. N은 메시지 Msg.1의 송신(재송신) 동안에 빈번한 빔 스위칭을 방지하기 위한 것이다. 예를 들어, N이 정해지지 않은 경우, 단말은 단지 한번 전력 레벨을 조정하고 빔 스위칭을 수행한다. 메시지 Msg.1의 재송신을 위해 단말이 빔 스위칭을 수행하면, 전력 램핑 관련 카운터(counter)는 변경되지 않고 그래도 유지된다. 즉, 단말이 전력 램핑없이 모든 빔에 대해 동일한 전력 레벨을 사용할 수 있다. 이는 메시지 Msg.1의 송신(재송신) 기회를 낭비하게 되고, 다른 단말에 대해 예기치 않은 간섭을 유발할 수 있다.

또한, 단말이 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 위해 사용할 수 있는 송신 빔의 최대 개수를 나타내는 Q의 값을 구성할 수 있다. 상이한 능력(capability)을 가지는 단말은 상이한 송신 빔 개수를 가지므로, 다수의 단말들에 대해 공평성(fairness)을 보장하기 위해 Q를 구성할 수 있다. 레이턴시(latency)를 감소시키기 위해, 단말이 메시지 Msg.1의 송신(재송신) 동안에 모든 송신 빔 방향으로 송신(재송신)을 시도할 필요는 없다. Q는 최대 개수이며, 일부 단말은 Q보다 적은 개수의 송신 빔을 가질 수 있다. 단말은 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 위해 사용되는 빔의 개수 및 어느 빔을 사용할지를 결정할 수 있다. 한편, Q값은 단말에 의해 결정될 수 있다.

상이한 단말들의 능력을 고려하여, 단말은 상이한 최대 송신 전력(

)으로 송신을 수행할 수 있다. 이때, 네트워크에서 공평성을 위해 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 위해 허용되는 최대 송신 전력(

)을 설정할 수 있다. 여기서, 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 위한 최대 송신 전력은 다음 수학식 1과 같다.

여기서,

는 단말별 최대 송신 전력을 나타내며, 설명의 편의상 제1 최대 송신 전력이라고 명명할 수 있다.

는 공평성을 위해 네트워크에서 설정한 최대 송신 전력을 나타내며, 설명의 편의상 제2 최대 송신 전력이라고 명명할 수 있다. 수학식 1에 따라, 제1 최대 송신 전력(

)과 제2 최대 송신 전력(

) 중에서 작은 값이 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 위한 최대 송신 전력(

)이 된다.

한편, 네트워크에서 최대 송신 전력(

)을 설정하지 않은 경우, 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 위한 최대 송신 전력은 수학식 2와 같이 단말별 최대 송신 전력(제1 최대 송신 전력)이 된다.

위에 기술된 바와 같이 네트워크에서 설정되는 파라미터를 토대로, 본 발명의 실시 예에서는 전력 램핑 절차를 토대로 한 전력 제어를 수행한다.

단말의 송신 빔 스위칭이 Q개의 송신 빔 집합 내에서 수행되는 것으로 가정한다. 여기서, Q는 네트워크 또는 단말에 의해 설정될 수 있다. 단말들이 상이한 능력을 가지므로, Q는 단말의 송신빔 전체 개수와 동일하거나 작을 수 있다.

상이한 단말들이 상이한 RA 프리앰블 자원을 이용하여 메시지 Msg.1를 송신하며, 이에 따라 각각의 단말은 RAR(Random Access Response) 윈도우를 모니터링한다. RAR 윈도우는 사용된 RA 프리앰블 자원에 대응하는 다수의 RAR 자원의 구간(duration)을 커버하며, 고정된 길이를 가질 수 있다.

RAR(Random Access Response) 윈도우를 모니터링하기 전에 다수의 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 수행하는 것은, 네트워크 액세스 레이턴시를 감소시킬 수 있다. 즉, 레이턴시 감소를 위해, 단말은 RAR 윈도우를 모니터링하기 전에 다수의 PRACH 자원을 사용하여 상이한 송신 빔을 통해 다수의 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 수행할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 설명의 편의상, RAR 윈도우 전에 하나의 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 수행하는 것을 예로 들어서 설명하며, 본 발명은 RAR 윈도우 전에 다수의 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 수행하는 것에도 적용가능하다.

여기서, 단말은 동기 신호 블록(synchronization signal block, SSB)들을 검출하여 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 위한 파라미터를 포함하는 시스템 정보를 이미 획득한 것으로 가정한다. 이하에서 설명의 편의를 위해, 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 위한 파라미터를 NW(network) 구성 파라미터라고 명명한다.

본 발명의 실시 예에서는 NW 구성 파라미터를 토대로 전력 램핑 절차를 포함하는 전력 제어를 수행한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전력 제어 방법의 흐름도이다.

단말은 메시지 Msg.1의 송신(재송신)의 최대 횟수(최대 Msg.1 송신 횟수를 나타내며, 최대 메시지 송신 횟수라고도 명명함)인 M을 획득한다. 그리고 전력 램핑 단계 사이즈의 집합 {a, b, c, …}으로부터 하나의 단계 사이즈인 x를 획득하며, 이는 단말이 메시지 Msg.1의 송신(재송신) 사이클 내에서 전력 램핑 단계 사이즈를 변경할 수 없음을 나타낸다.

메시지 Msg.1의 송신(재송신) 동안에 단말측에서의 송신 빔 스위칭은 단말 구현에 따라 달라진다. 단말이 빔 스위칭을 수행하는 경우 송신 전력 조절이 모든 가능성에 대해 열려있는데 즉, 빔 스위칭 이후에, 단말의 송신 빔 전력은 이전 전력 레벨보다 작거나 같거나 또는 높을 수 있다.

첨부한 도 4에서와 같이, 단말은 수신된 다수의 SSB들 중에서 최대 수신 전력을 가지는 하나의 SSB를 선택하고, 선택된 SSB를 토대로 경로 손실(pass loss, PS)을 추정한다(S100).

단말은 다수의 SSB들과 PRACH 자원들 사이의 관계에 따라, 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 위한 PRACH 자원의 서브집합을 선택한다(S110).

단말은 선택된 PRACH 자원을 통해 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 수행하며, 메시지 Msg.1의 송신(재송신)시마다 업데이트된 송신 전력 레벨로 메시지 Msg.1를 송신할 수 있다(S120). 초기 송신 전력은 추정된 경로 손실(PL)과 목표로 하는 프리앰블 수신 전력을 고려하여 설정될 수 있다. 단말의 송신 빔 스위칭을 고려하는 경우, 새로운 빔 방향에 대한 송신 빔 전력이 이전 송신 빔 전력보다 작거나 같거나 또는 높을 수 있으므로, 업데이트된 송신 전력 레벨이 높은 전력을 의미하지는 않는다.

단말은 업데이트된 전력 레벨로 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 수행하고, 다음에 RAR의 수신 여부를 판단한다(S130). 메시지 Msg.1에 대한 RAR은 메시지 Msg.2라고 명명될 수 있다.

메시지 Msg.1의 송신(재송신) 이후에 RAR(Msg.2)이 수신되지 않고, 메시지 Msg.1의 송신(재송신)를 카운트하는 카운터가 최대 Msg.1 송신 횟수 M을 초과하지 않으면(S140), 단말은 다음 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 위해 송신 전력을 업데이트하고, 업데이트된 송신 전력에 따라 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 수행한다.

한편, 메시지 Msg.1의 송신(재송신) 이후에 RAR(Msg.2)이 수신되거나, 메시지 Msg.1의 송신(재송신)를 카운트하는 카운터가 최대 Msg.1 송신 횟수 M을 초과하면, 본 절차는 종료된다.

도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전력 제어 방법의 흐름도이다.

본 발명의 제2 실시 예에서, 메시지 Msg.1의 송신(재송신) 동안에 단말의 동작을 제한하기 위해, 보다 다양한 NW 구성 파라미터들이 사용된다. 전력 램핑 단계 사이즈의 집합 {a, b, c, …}으로부터 하나의 단계 사이즈인 x를 사용하는 대신에, 전력 램핑 단계 사이즈의 집합 {a, b, c, …}으로부터 다양한 사이즈를 사용한다. 이에 따라 단말은 메시지 Msg.1의 송신(재송신) 동안에 전력 램핑 단계 사이즈의 선택 및 재선택을 수행할 수 있다.

또한, 최대 송신 전력에 도달하기 전에 각각의 빔 방향에 대해 메시지 Msg.1의 송신(재송신)의 횟수를 제한하기 위한 Msg.1 송신 횟수 N을 설정한다. 이 경우, 단말이 메시지 Msg.1의 송신(재송신) 동안에 빈번한 빔 스위칭을 수행하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 최대 송신 전력에 도달한 후에 Msg.1 송신 횟수 N을 한정하지 않고 단말이 빔 스위칭을 수행하며, 이에 따라 단말은 간섭 감소를 위해 빔 스위칭 전에 최대 송신 전력으로 각각의 빔 방향에 대해 N보다 적은 횟수의 메시지 Msg.1의 송신을 수행할 수 있다. 즉, 단말이 각 빔 방향에 대해 한번 최대 송신 전력으로 시도를 한 후에 송신 빔 스위칭을 수행한다.

또한, 단말이 메시지 Msg.1의 송신(재송신) 동안에 수신된 SSB의 전력을 토대로 SSB를 선택하도록 허용된다. 단말에 의해 새로운 SSB가 선택되면 이에 따라 새로이 추정되는 경로 손실(PL)이 작아지며, SSB와 PRACH 자원 사이의 연관 관계에 따라 PRACH 자원이 달라질 것이다. 이때, 단말은 SSB 재선택 전에 그의 최대 송신 전력으로 메시지 Msg.1를 송신할 수 있다. SSB 재선택 후에, 재산출된 경로 손실(PL)이 전보다 작아지며, 경로 손실 차이가 재산출된 송신 전력 레벨에서 감산되어야 한다. 즉, 감산 후에, SSB 재전택후 새로이 산출된 송신 전력은 단말의 최대 송신 전력보다 작다. 이 경우, 단말은 다음 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 위해 필요한 경우 자신의 송신 전력을 다시 램핑할 수 있다.

여기서 최대 송신 전력은 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 위한 최대 송신 전력(

)을 나타낸다.

첨부한 도 5에서와 같이, 단말은 수신된 다수의 SSB들 중에서 최대 수신 전력을 가지는 하나의 SSB를 선택하고, 선택된 SSB 를 토대로 경로 손실(PL)을 추정한다(S300).

단말은 다수의 SSB들과 PRACH 자원들 사이의 관계에 따라, 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 위한 PRACH 자원의 서브집합을 선택한다(S310).

단말은 선택된 PRACH 자원을 통해 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 수행하기 위해, 전력 램핑 단계 사이즈의 집합 {a, b, c, …}으로부터 하나의 사이즈를 선택한다(S320). 그리고 선택된 사이즈에 따라 송신 전력 레벨을 업데이트하고, 업데이트된 송신 전력 레벨로 메시지 Msg.1를 송신(재송신)을 수행한다(S330).

단말은 업데이트된 전력 레벨로 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 수행하고, 다음에 RAR(Msg.2)의 수신 여부를 판단한다(S340). 메시지 Msg.1의 송신(재송신) 이후에 RAR(Msg.2)이 수신되지 않고, 메시지 Msg.1의 송신(재송신)를 카운트하는 카운터가 최대 Msg.1 송신 횟수 M을 초과하지 않으면(S350), 단말은 현재 빔 방향에 대해 수행한 메시지 Msg.1의 송신(재송신)의 횟수가 Msg.1 송신 횟수 N를 초과하는지를 판단한다(S360).

현재 빔 방향에 대해 수행한 메시지 Msg.1의 송신(재송신)의 횟수가 Msg.1 송신 횟수 N를 초과하지 않고, 현재 빔 방향에 대해 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 수행한 송신 전력이 최대 송신 전력에 도달하지 않았으면, 단말은 다음 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 위해 송신 전력을 업데이트하고, 업데이트된 송신 전력에 따라 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 수행한다. 이때, 단말이 메시지 Msg.1의 송신(재송신) 동안에 수신된 SSB의 전력을 토대로 SSB를 선택할 수 있다(S380). 현재의 SSB가 최적이어서(예를 들어, 현재 선택된 SSB의 수신 전력이 최대 수신 전력인 경우) SSB의 재선택이 이루어지지 않으면 단말은 다음 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 위해 송신 전력을 업데이트하고, 업데이트된 송신 전력에 따라 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 수행한다(S330). 그러나 SSB의 재선택이 이루어지면, 단말은 새로이 선택된 SSB에 따라 경로 손실을 추정하는 단계(S300)로 진행한다.

한편, 메시지 Msg.1의 송신(재송신) 이후에 RAR(Msg.2)이 수신되지 않고, 메시지 Msg.1의 송신(재송신)를 카운트하는 카운터가 최대 Msg.1 송신 횟수 M을 초과하지 않은 상태에서, 현재 빔 방향에 대해 수행한 메시지 Msg.1의 송신(재송신)의 횟수가 Msg.1 송신 횟수 N를 초과하거나, 현재 빔 방향에 대해 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 수행한 송신 전력이 최대 송신 전력에 도달한 경우, 다음 빔으로의 송신 빔 스위칭을 수행한다(S390, S400). 그 다음에 SSB의 재선택이 이루어지지 않으면 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 위해 송신 전력을 업데이트하고, 업데이트된 송신 전력에 따라 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 수행한다(S330). 이 경우에도 SSB의 재선택이 이루어지면, 단말은 새로이 선택된 SSB에 따라 경로 손실을 추정하는 단계(S300)로 진행한다.

도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전력 제어 방법의 흐름도이다.

본 발명의 제3 실시 예에 따른 전력 제어 방법은 제2 실시 예와 동일하게 수행되며, 제2 실시 예와 동일하게 수행되는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다. 제2 실시 예와는 달리, 네트워크 RA 레이턴시 및 간섭을 감소시키기 위해, Q개의 송신 빔 집합 내에서 모든 빔 방향에 대해 한번 최대 송신 전력으로 메시지 Msg.1의 송신(재송신)이 이루어지면, 메시지 Msg.1의 송신(재송신)의 총 횟수가 최대 Msg.1 송신 횟수 M을 초과하지 않았음에도 본 절차를 종료한다.

첨부한 도 6에서와 같이, 단말은 수신된 다수의 SSB들 중에서 최대 수신 전력을 가지는 하나의 SSB를 선택하고, 선택된 SSB 를 토대로 경로 손실(PS)을 추정하고(S500), PRACH 자원의 서브집합을 선택하며(S510), 전력 램핑 단계 사이즈의 집합 {a, b, c, …}으로부터 하나의 사이즈를 선택하고(S520), 그리고 선택된 사이즈에 따라 송신 전력 레벨을 업데이트하고, 업데이트된 송신 전력 레벨로 메시지 Msg.1를 송신(재송신)을 수행한다(S530).

메시지 Msg.1의 송신(재송신) 이후에 RAR(Msg.2)이 수신되지 않고, 메시지 Msg.1의 송신(재송신)를 카운트하는 카운터가 최대 Msg.1 송신 횟수 M을 초과하지 않은 상태에서(SS540, S550),

현재 빔 방향에 대해 수행한 메시지 Msg.1의 송신(재송신)의 횟수가 Msg.1 송신 횟수 N를 초과하지 않고, 현재 빔 방향에 대해 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 수행한 송신 전력이 최대 송신 전력에 도달하지 않았으면(S560, S570), 단말은 SSB의 재선택이 이루어지지 않으면 다음 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 위해 송신 전력을 업데이트하고, 업데이트된 송신 전력에 따라 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 수행한다(S580, S530). SSB의 재선택이 이루어지면, 단말은 새로이 선택된 SSB에 따라 경로 손실을 추정하는 단계(S500)로 진행한다.

한편, 메시지 Msg.1의 송신(재송신) 이후에 RAR(Msg.2)이 수신되지 않고, 메시지 Msg.1의 송신(재송신)를 카운트하는 카운터가 최대 Msg.1 송신 횟수 M을 초과하지 않은 상태에서, 현재 빔 방향에 대해 수행한 메시지 Msg.1의 송신(재송신)의 횟수가 Msg.1 송신 횟수 N를 초과하면, 다음 빔으로의 송신 빔 스위칭을 수행한다(S590). 그 다음에 SSB의 재선택이 이루어지지 않으면 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 위해 송신 전력을 업데이트하고, 업데이트된 송신 전력에 따라 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 수행한다(S580, S530). 이 경우에도 SSB의 재선택이 이루어지면, 단말은 새로이 선택된 SSB에 따라 경로 손실을 추정하는 단계(S500)로 진행한다.

한편, 메시지 Msg.1의 송신(재송신) 이후에 RAR(Msg.2)이 수신되지 않고, 메시지 Msg.1의 송신(재송신)를 카운트하는 카운터가 최대 Msg.1 송신 횟수 M을 초과하지 않은 상태에서, 현재 빔 방향에 대해 수행한 메시지 Msg.1의 송신(재송신)의 횟수가 Msg.1 송신 횟수 N를 초과하지 않고, 현재 빔 방향에 대해 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 수행한 송신 전력이 최대 송신 전력에 도달한 경우, 다음 빔으로의 송신 빔 스위칭을 수행한다(S600). 그리고 각 방향에 대해 최대 송신 전력으로 메시지 Msg.1의 송신(재송신)이 한번 수행되지 않았으면(S610), 그 다음에 SSB의 재선택이 이루어지지 않은 경우 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 위해 송신 전력을 업데이트하고, 업데이트된 송신 전력에 따라 메시지 Msg.1의 송신(재송신)을 수행한다(S580, S530). 이 경우에도 SSB의 재선택이 이루어지면, 단말은 새로이 선택된 SSB에 따라 경로 손실을 추정하는 단계(S500)로 진행한다.

반면, 단계(S610)에서, 각 방향에 대해 최대 송신 전력으로 메시지 Msg.1의 송신(재송신)이 한번 수행되었으면, 별도의 단계를 수행하지 않고 본 절차는 종료된다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전력 제어 장치의 구조도이다.

첨부한 도 7에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 제어 장치(1)는, 프로세서(110), 메모리(120) 및 송수신부(130)를 포함한다. 프로세서(110)는 위의 도 1 내지 도 6을 토대로 설명한 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다.

메모리(120)는 프로세서(110)와 연결되고 프로세서(110)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. 메모리(120)는 프로세서(110)에서 수행하기 위한 명령어(instructions)를 저장하고 있거나 저장 장치(도시하지 않음)로부터 명령어를 로드하여 일시 저장할 수 있다. 프로세서(110)는 메모리(120)에 저장되어 있거나 로드된 명령어를 실행할 수 있다. 프로세서(110)와 메모리(120)는 버스(도시하지 않음)를 통해 서로 연결되어 있으며, 버스에는 입출력 인터페이스(도시하지 않음)도 연결되어 있을 수 있다.

송수신부(130)는 신호를 송수신하도록 구성되며, 예를 들어, RA 프리앰블 메시지(Msg. 1)를 송신하고, RAR를 수신하도록 구성된다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 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 사업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims

다중 빔 기반의 이동 통신 시스템에서 랜덤 액세스 절차시의 상향링크 전력을 제어하는 방법으로서,
단말이, 동기 신호 블록을 수신하고, 수신된 동기 신호 블록으로부터 구성 파라미터 - 상기 구성 파라미터는 최대 메시지 송신 횟수와 전력 램핑 단계 사이즈를 포함함 -를 획득하는 단계;
상기 단말이, 상기 수신된 동기 신호 블록을 토대로 경로 손실을 추정하고, 자원을 선택하는 단계;
상기 단말이, 상기 선택된 자원을 통해 프리앰블 메시지를 송신 전력에 따라 송신하는 단계; 및
상기 단말이, 상기 프리앰블 메시지에 대한 응답 메시지를 수신하지 않은 경우 또는 메시지 송신 카운터가 상기 최대 메시지 송신 횟수를 초과하지 않은 경우, 상기 송신 전력을 업데이트하고, 업데이트된 송신 전력에 따라 프리앰블 메시지를 송신하는 단계
를 포함하는, 전력 제어 방법.