KR20190086372A

KR20190086372A - 물리 임의 접속 채널을 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치

Info

Publication number: KR20190086372A
Application number: KR1020190000678A
Authority: KR
Inventors: 고현수; 윤석현; 김은선
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2018-01-12
Filing date: 2019-01-03
Publication date: 2019-07-22
Also published as: WO2019139299A1; EP3534666A4; US10798751B2; CN110268777A; CN116582403A; KR102116682B1; US11382144B2; WO2019139298A1; JP7036830B2; KR102273755B1; US20190223228A1; EP3537817A1; CN110870377A; US20190223223A1; KR20190086371A; JP2020509693A; JP6858877B2; KR20200037162A; US20200221510A1; KR102273753B1

Abstract

본 발명은, 무선 통신 시스템에서, 단말이 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)를 전송하는 방법을 개시한다. 특히, 상기 방법은 PRACH 자원 할당에 대한 정보를 수신하고, 상기 정보를 기반으로 PRACH 슬롯 내에 할당되는 하나 이상의 PRACH 기회(Occasion) 중, 어느 하나의 PRACH 기회(Occasion)에서 상기 PRACH를 전송하는 것을 포함하되, 상기 하나 이상의 PRACH 기회(Occasions)의 수는, 상기 PRACH를 위한 프리앰블 포맷 및 시작 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼에 기반할 수 있다.

Description

물리 임의 접속 채널을 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치{THE METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING AND RECEIVING PHYSICAL RANDOM ACCESS CHANNEL}

본 발명은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)을 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, PRACH 설정(Configuration)을 통해 PRACH Occasion 및 PRACH 슬롯에 대한 정보를 획득하고, 상기 정보를 기반으로 PRACH를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

시대의 흐름에 따라 더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 트래픽을 요구하게 되면서, 기존 LTE 시스템보다 향상된 무선 광대역 통신인 차세대 5G 시스템이 요구되고 있다. NewRAT이라고 명칭되는, 이러한 차세대 5G 시스템에서는 Enhanced Mobile BroadBand (eMBB)/ Ultra-reliability and low-latency communication (URLLC)/Massive Machine-Type Communications (mMTC) 등으로 통신 시나리오가 구분된다.

여기서, eMBB는 High Spectrum Efficiency, High User Experienced Data Rate, High Peak Data Rate 등의 특성을 갖는 차세대 이동통신 시나리오이고, URLLC는 Ultra Reliable, Ultra Low Latency, Ultra High Availability 등의 특성을 갖는 차세대 이동통신 시나리오이며 (e.g., V2X, Emergency Service, Remote Control), mMTC는 Low Cost, Low Energy, Short Packet, Massive Connectivity 특성을 갖는 차세대 이동통신 시나리오이다. (e.g., IoT).

본 발명은 물리 임의 접속 채널을 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른, 무선 통신 시스템에서, 단말이 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)를 전송하는 방법에 있어서, PRACH 자원 할당에 대한 정보를 수신하고, 상기 정보를 기반으로 PRACH 슬롯 내에 할당되는 하나 이상의 PRACH 기회(Occasion) 중, 어느 하나의 PRACH 기회(Occasion)에서 상기 PRACH를 전송하는 것을 포함하되, 상기 하나 이상의 PRACH 기회(Occasions)의 수는, 상기 PRACH를 위한 프리앰블 포맷 및 시작 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼에 기반할 수 있다.

이 때, 상기 프리앰블 포맷 및 시작 OFDM 심볼은, 상기 정보를 통해 획득될 수 있다.

또한, 상기 하나 이상의 PRACH 기회(Occasion)는, 상기 PRACH 슬롯 내에서, 상기 시작 OFDM 심볼부터 연속적으로 할당될 수 있다.

또한, 상기 하나 이상의 PRACH 기회(Occasion)의 최대 수는, 6일 수 있다.

또한, 상기 프리앰블 포맷이 2개의 OFDM 심볼의 구간을 가지는 경우, 상기 하나 이상의 PRACH 기회(Occasion)의 수는 6일 수 있다.

또한, 상기 하나 이상의 PRACH 기회(Occasion)은, 상기 PRACH 슬롯의 후반부에만 할당될 수 있다.

또한, 상기 프리앰블 포맷이 4개의 OFDM 심볼의 구간을 가지는 경우, 상기 시작 OFDM 심볼은, 9일 수 있다.

본 발명에 따른, 무선 통신 시스템에서, 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)를 전송하는 통신 장치에 있어서, 메모리; 및 상기 메모리와 연결된 프로세서;를 포함하고, 상기 프로세서는, PRACH 자원 할당에 대한 정보를 수신하고, 상기 정보를 기반으로 PRACH 슬롯 내에 할당되는 하나 이상의 PRACH 기회(Occasion) 중, 어느 하나의 PRACH 기회(Occasion)에서 상기 PRACH를 전송하는 것을 제어하는 것을 포함하되, 상기 하나 이상의 PRACH 기회(Occasions)의 수는, 상기 PRACH를 위한 프리앰블 포맷 및 시작 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼에 기반할 수 있다.

또한, 상기 하나 이상의 PRACH 기회(Occasion)은, 상기 PRACH 슬롯 내에서, 상기 시작 OFDM 심볼부터 연속적으로 할당될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서, 기지국이 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)를 수신하는 방법에 있어서, PRACH 자원 할당에 대한 정보를 전송하고, 상기 정보를 기반으로 PRACH 슬롯 내에 할당되는 하나 이상의 PRACH 기회(Occasion) 중, 어느 하나의 PRACH 기회(Occasion)에서 상기 PRACH를 수신하는 것을 포함하되, 상기 하나 이상의 PRACH 기회(Occasions)의 수는, 상기 PRACH를 위한 프리앰블 포맷 및 시작 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼에 기반할 수 있다.

본 발명에 따르면, 하향링크 신호를 송수신 하기 위한 영역을 확보하면서도 PRACH를 효율적으로 기지국에 전송할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면.
도 2는 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 송신 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3은 기존 LTE/LTE-A 시스템에서 임의 접속 프리앰블 포맷을 예시한 것이다.
도 4는 SS 블록 전송 및 SS 블록에 링크된 RACH 자원을 예시한 것이다.
도 5는 임의 접속 채널(random access channel, RACH) 프리앰블의 구성/포맷과 수신기 기능(function)을 예시한 것이다.
도 6 내지 도 8은 NR 시스템에서 사용되는 무선 프레임 및 슬롯의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 송수신기 유닛(transceiver unit, TXRU) 및 물리적 안테나 관점에서 하이브리드 빔포밍 구조를 추상적으로 도시한 것이다.
도 10은 하향링크 전송 과정에서 동기 신호와 시스템 정보에 대한 빔 스위핑(Beam Sweeping) 동작을 나타낸다.
도 11은 새로운 무선 접속 기술(new radio access technology, NR) 시스템의 셀을 예시한 것이다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 실시 예에 따라 PRACH(Physical Random Access Channel) 을 송수신하기 위한 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 15 내지 도 16은 PRACH 전송을 위한 시작 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17 내지 도 18은 PRACH Occasion을 가질 수 있는 PRACH 슬롯을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 PRACH가 전송될 수 있는 PRACH Occasion을 구성되는 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 20 내지 도 21은 PRACH Occasion이 할당되는 방법에 관한 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 본 발명을 수행하는 무선 장치의 구성요소를 나타내는 블록도이다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들이 3GPP 시스템에 적용된 예들이다.

본 명세서는 LTE 시스템, LTE-A 시스템 및 NR 시스템을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 실시예는 상기 정의에 해당되는 어떤 통신 시스템에도 적용될 수 있다.

또한, 본 명세서는 기지국의 명칭은 RRH(remote radio head), eNB, TP(transmission point), RP(reception point), 중계기(relay) 등을 포함하는 포괄적인 용어로 사용될 수 있다.

3GPP 기반 통신 표준은 상위 계층으로부터 기원한 정보를 나르는 자원 요소들에 대응하는 하향링크 물리 채널들과, 물리 계층에 의해 사용되나 상위 계층으로부터 기원하는 정보를 나르지 않는 자원 요소들에 대응하는 하향링크 물리 신호들을 정의된다. 예를 들어, 물리 하향링크 공유 채널(physical downlink shared channel, PDSCH), 물리 브로드캐스트 채널(physical broadcast channel, PBCH), 물리 멀티캐스트 채널(physical multicast channel, PMCH), 물리 제어 포맷 지시자 채널(physical control format indicator channel, PCFICH), 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel, PDCCH) 및 물리 하이브리드 ARQ 지시자 채널(physical hybrid ARQ indicator channel, PHICH)들이 하향링크 물리 채널들로서 정의되어 있으며, 참조 신호와 동기 신호가 하향링크 물리 신호들로서 정의되어 있다. 파일럿(pilot)이라고도 지칭되는 참조 신호(reference signal, RS)는 gNB와 UE가 서로 알고 있는 기정의된 특별한 파형의 신호를 의미하는데, 예를 들어, 셀 특정적 RS(cell specific RS), UE-특정적 RS(UE-specific RS, UE-RS), 포지셔닝 RS(positioning RS, PRS) 및 채널 상태 정보 RS(channel state information RS, CSI-RS)가 하향링크 참조 신호로서 정의된다. 3GPP LTE/LTE-A 표준은 상위 계층으로부터 기원한 정보를 나르는 자원 요소들에 대응하는 상향링크 물리 채널들과, 물리 계층에 의해 사용되나 상위 계층으로부터 기원하는 정보를 나르지 않는 자원 요소들에 대응하는 상향링크 물리 신호들을 정의하고 있다. 예를 들어, 물리 상향링크 공유 채널(physical uplink shared channel, PUSCH), 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH), 물리 임의 접속 채널(physical random access channel, PRACH)가 상향링크 물리 채널로서 정의되며, 상향링크 제어/데이터 신호를 위한 복조 참조 신호(demodulation reference signal, DMRS)와 상향링크 채널 측정에 사용되는 사운딩 참조 신호(sounding reference signal, SRS)가 정의된다.

본 발명에서 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)/PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)/PHICH((Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel)/PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)은 각각 DCI(Downlink Control Information)/CFI(Control Format Indicator)/하향링크 ACK/NACK(ACKnowlegement/Negative ACK)/하향링크 데이터를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 또한, PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)/PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)/PRACH(Physical Random Access CHannel)는 각각 UCI(Uplink Control Information)/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 본 발명에서는, 특히, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH에 할당되거나 이에 속한 시간-주파수 자원 혹은 자원요소(Resource Element, RE)를 각각 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH RE 또는 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH 자원이라고 칭한다. 이하에서 사용자기기가 PUCCH/PUSCH/PRACH를 전송한다는 표현은, 각각, PUSCH/PUCCH/PRACH 상에서 혹은 통해서 상향링크 제어정보/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다. 또한, gNB가 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH를 전송한다는 표현은, 각각, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH 상에서 혹은 통해서 하향링크 데이터/제어정보를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다.

이하에서는 CRS/DMRS/CSI-RS/SRS/UE-RS가 할당된 혹은 설정(Configuration)된(configured) OFDM 심볼/부반송파/RE를 CRS/DMRS/CSI-RS/SRS/UE-RS 심볼/반송파/부반송파/RE라고 칭한다. 예를 들어, 트랙킹 RS(tracking RS, TRS)가 할당된 혹은 설정(Configuration)된 OFDM 심볼은 TRS 심볼이라고 칭하며, TRS가 할당된 혹은 설정(Configuration)된 부반송파는 TRS 부반송파라 칭하며, TRS가 할당된 혹은 설정(Configuration)된 RE 는 TRS RE라고 칭한다. 또한, TRS 전송을 위해 설정(Configuration)된(configured) 서브프레임을 TRS 서브프레임이라 칭한다. 또한 브로드캐스트 신호가 전송되는 서브프레임을 브로드캐스트 서브프레임 혹은 PBCH 서브프레임이라 칭하며, 동기 신호(예를 들어, PSS 및/또는 SSS)가 전송되는 서브프레임을 동기 신호 서브프레임 혹은 PSS/SSS 서브프레임이라고 칭한다. PSS/SSS가 할당된 혹은 설정(Configuration)된(configured) OFDM 심볼/부반송파/RE를 각각 PSS/SSS 심볼/부반송파/RE라 칭한다.

본 발명에서 CRS 포트, UE-RS 포트, CSI-RS 포트, TRS 포트라 함은 각각 CRS를 전송하도록 설정(Configuration)된(configured) 안테나 포트, UE-RS를 전송하도록 설정(Configuration)된 안테나 포트, CSI-RS를 전송하도록 설정(Configuration)된 안테나 포트, TRS를 전송하도록 설정(Configuration)된 안테나 포트를 의미한다. CRS들을 전송하도록 설정(Configuration)된 안테나 포트들은 CRS 포트들에 따라 CRS가 점유하는 RE들의 위치에 의해 상호 구분될 수 있으며, UE-RS들을 전송하도록 설정(Configuration)된(configured) 안테나 포트들은 UE-RS 포트들에 따라 UE-RS가 점유하는 RE들의 위치에 의해 상호 구분될 수 있으며, CSI-RS들을 전송하도록 설정(Configuration)된 안테나 포트들은 CSI-RS 포트들에 따라 CSI-RS가 점유하는 RE들의 위치에 의해 상호 구분될 수 있다. 따라서 CRS/UE-RS/CSI-RS/TRS 포트라는 용어가 일정 자원 영역 내에서 CRS/UE-RS/CSI-RS/TRS가 점유하는 RE들의 패턴을 의미하는 용어로서 사용되기도 한다.

도 1은 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말(User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 송신되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 송신되는 통로를 의미한다.

제1계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 송신 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 송신채널(Trans포트 Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 송신채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.

제2계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 송신을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 제2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 송신하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.

제3계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 송신채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 무선 베어러는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

네트워크에서 단말로 데이터를 송신하는 하향 송신채널은 시스템 정보를 송신하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 송신하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 송신하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 송신될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 송신될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 송신하는 상향 송신채널로는 초기 제어 메시지를 송신하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 송신하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 송신채널의 상위에 있으며, 송신채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.

도 2는 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 송신 방법을 설명하기 위한 도면이다.

단말은 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다(S201). 이를 위해, 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(Primary Synchronization Channel; P-SCH) 및 부 동기 채널(Secondary Synchronization Channel; S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal; DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.

초기 셀 탐색을 마친 단말은 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH) 및 상기 PDCCH에 실린 정보에 따라 물리 하향링크 공유 채널(Physical Downlink Control Channel; PDSCH)을 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S202).

한편, 기지국에 최초로 접속하거나 신호 송신을 위한 무선 자원이 없는 경우 단말은 기지국에 대해 임의 접속 과정(Random Access Procedure; RACH)을 수행할 수 있다(단계 S203 내지 단계 S206). 이를 위해, 단말은 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로 송신하고(S203 및 S205), PDCCH 및 대응하는 PDSCH를 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S204 및 S206). 경쟁 기반 RACH의 경우, 추가적으로 충돌 해결 절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 송신 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신(S207) 및 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel; PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel; PUCCH) 송신(S208)을 수행할 수 있다. 특히 단말은 PDCCH를 통하여 하향링크 제어 정보(Downlink Control Information; DCI)를 수신한다. 여기서 DCI는 단말에 대한 자원 할당 정보와 같은 제어 정보를 포함하며, 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.

한편, 단말이 상향링크를 통해 기지국에 송신하는 또는 단말이 기지국으로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크/상향링크 ACK/NACK 신호, CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix 인덱스), RI(Rank Indicator) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, 단말은 상술한 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH를 통해 송신할 수 있다.

도 3은 기존 LTE/LTE-A 시스템에서 임의 접속 프리앰블 포맷을 예시한 것이다.

기존 LTE/LTE-A 시스템에서 임의 접속 프리앰블, 즉, RACH 프리앰블은 물리 계층에서 길이 T_CP의 순환 전치(cyclic prefix) 및 길이 T_SEQ의 시퀀스 부분으로 구성된다. 파라미터 값들 T_CP의 T_SEQ는 다음 표에 리스트되어 있으며, 프레임 구조와 임의 접속 설정(configuration)에 의존한다. 프리앰블 포맷은 상위 계층에 의해 제어된다. 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 셀의 시스템 정보 및 이동성 제어 정보를 통해 PRACH 설정 정보를 시그널링된다. 상기 PRACH 설정 정보는 해당 셀 내 RACH 과정에 사용될, 루트 시퀀스 인덱스, Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 천이 단위(N_CS), 루트 시퀀스의 길이, 프리앰블 포맷 등을 나타낸다. 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 프리앰블 포맷, 그리고 RACH 프리앰블이 전송될 수 있는 시기인 PRACH 기회(opportunity)는 상기 RACH 설정 정보의 일부인 PRACH 설정 인덱스에 의해 지시된다(3GPP TS 36.211의 섹션 5.7 및 3GPP TS 36.331의 "PRACH-Config" 참조). RACH 프리앰블에 사용되는 ZC 시퀀스의 길이는 프리앰블 포맷에 따라 정해져 있다(표 4 참조).

Preamble format	T _CP	T _SEQ
0	3168·T _s	24576·T _s
1	21024·T _s	24576·T _s
2	6240·T _s	2·24576·T _s
3	21024·T _s	2·24576·T _s
4	448·T _s	4096·T _s

LTE/LTE-A 시스템에서 RACH 프리앰블은 UL 서브프레임에서 전송된다. 임의 접속 프리앰블의 전송은 특정 시간 및 주파수 자원들에 제한(restrict)된다. 이러한 자원들을 PRACH 자원들이라고 하며, PRACH 자원들은, 인덱스 0가 무선 프레임에서 낮은 번호의 PRB 및 서브프레임에 대응하도록, 상기 무선 프레임 내 서브프레임 번호와, 주파수 도메인에서 PRB들의 증가 순으로 번호가 매겨진다. 임의 접속 자원들이 PRACH 설정 인덱스에 따라 정의된다(3GPP TS 36.211 표준 문서 참조). PRACH 설정 인덱스는 (eNB에 의해 전송되는) 상위 계층 신호에 의해 주어진다.RACH 프리앰블 중 시퀀스 부분(이하 프리앰블 시퀀스)는 Zadoff-Chu 시퀀스를 이용한다. RACH를 위한 프리앰블 시퀀스들은 하나 또는 몇 개의 루트 Zadoff-Chu 시퀀스들로부터 생성된, 제로 상관 존을 갖는 Zadoff-Chu 시퀀스들로부터 생성된다. 네트워크는 UE가 사용하는 것이 허용(allow)되는 프리앰블 시퀀스들의 세트를 설정(configure)한다. 기존 LTE/LTE-A 시스템에서, 각 셀 내에서 이용 가능한 64개 프리앰블 시퀀스들이 있다. 셀 내 64개 프리앰블 시퀀스들의 세트는 먼저, 증가하는(increasing) 순환 천이(cyclic shift)의 순서(order)로, 논리(logical) 인덱스 RACH_ROOT_SEQUENCE를 갖는 루트 Zadoff-Chu 시퀀스의 모든 이용 가능한 순환 천이들을 포함시키는 것에 의해 찾아진다(found). 여기서 RACH_ROOT_SEQUENCE는 (해당 셀의) 시스템 정보의 일부로서 브로드캐스트된다. 64 프리앰블 시퀀스들이 단일 루트 Zadoff-Chu 시퀀스로부터 생성될 수 없는 경우에, 상기 64개 프리앰블 시퀀스들이 모두 찾아질 때까지 추가(additional) 프리앰블 시퀀스들이 연속적(consecutive) 논리 인덱스들을 갖는 루트 시퀀스들로부터 얻어진다(obtain). 상기 논리 루트 시퀀스 순서(order)는 순환적(cyclic)하며, 논리 인덱스 0가 논리 인덱스 837에 연속적이다. 논리 루트 시퀀스 인덱스와 물리 루트 시퀀스 인덱스 u 사이의 관계는 프리앰블 포맷들 0-3에 대해서는 표 2에 의해 주어지고, 프리앰블 포맷 4에 대해서는 표 3에 의해 주어진다.

Logical root sequence number	Physical root sequence number u (in increasing order of the corresponding logical sequence number)
0~23	129, 710, 140, 699, 120, 719, 210, 629, 168, 671, 84, 755, 105, 734, 93, 746, 70, 769, 60, 779, 2, 837, 1, 838
24~29	56, 783, 112, 727, 148, 691
30~35	80, 759, 42, 797, 40, 799
36~41	35, 804, 73, 766, 146, 693
42~51	31, 808, 28, 811, 30, 809, 27, 812, 29, 810
52~63	24, 815, 48, 791, 68, 771, 74, 765, 178, 661, 136, 703
64~75	86, 753, 78, 761, 43, 796, 39, 800, 20, 819, 21, 818
76~89	95, 744, 202, 637, 190, 649, 181, 658, 137, 702, 125, 714, 151, 688
90-115	217, 622, 128, 711, 142, 697, 122, 717, 203, 636, 118, 721, 110, 729, 89, 750, 103, 736, 61, 778, 55, 784, 15, 824, 14, 825
116~135	12, 827, 23, 816, 34, 805, 37, 802, 46, 793, 207, 632, 179, 660, 145, 694, 130, 709, 223, 616
136~167	228, 611, 227, 612, 132, 707, 133, 706, 143, 696, 135, 704, 161, 678, 201, 638, 173, 666, 106, 733, 83, 756, 91, 748, 66, 773, 53, 786, 10, 829, 9, 830
168~203	7, 832, 8, 831, 16, 823, 47, 792, 64, 775, 57, 782, 104, 735, 101, 738, 108, 731, 208, 631, 184, 655, 197, 642, 191, 648, 121, 718, 141, 698, 149, 690, 216, 623, 218, 621
204~263	152, 687, 144, 695, 134, 705, 138, 701, 199, 640, 162, 677, 176, 663, 119, 720, 158, 681, 164, 675, 174, 665, 171, 668, 170, 669, 87, 752, 169, 670, 88, 751, 107, 732, 81, 758, 82, 757, 100, 739, 98, 741, 71, 768, 59, 780, 65, 774, 50, 789, 49, 790, 26, 813, 17, 822, 13, 826, 6, 833
264~327	5, 834, 33, 806, 51, 788, 75, 764, 99, 740, 96, 743, 97, 742, 166, 673, 172, 667, 175, 664, 187, 652, 163, 676, 185, 654, 200, 639, 114, 725, 189, 650, 115, 724, 194, 645, 195, 644, 192, 647, 182, 657, 157, 682, 156, 683, 211, 628, 154, 685, 123, 716, 139, 700, 212, 627, 153, 686, 213, 626, 215, 624, 150, 689
328~383	225, 614, 224, 615, 221, 618, 220, 619, 127, 712, 147, 692, 124, 715, 193, 646, 205, 634, 206, 633, 116, 723, 160, 679, 186, 653, 167, 672, 79, 760, 85, 754, 77, 762, 92, 747, 58, 781, 62, 777, 69, 770, 54, 785, 36, 803, 32, 807, 25, 814, 18, 821, 11, 828, 4, 835
384~455	3, 836, 19, 820, 22, 817, 41, 798, 38, 801, 44, 795, 52, 787, 45, 794, 63, 776, 67, 772, 72767, 76, 763, 94, 745, 102, 737, 90, 749, 109, 730, 165, 674, 111, 728, 209, 630, 204, 635, 117, 722, 188, 651, 159, 680, 198, 641, 113, 726, 183, 656, 180, 659, 177, 662, 196, 643, 155, 684, 214, 625, 126, 713, 131, 708, 219, 620, 222, 617, 226, 613
456~513	230, 609, 232, 607, 262, 577, 252, 587, 418, 421, 416, 423, 413, 426, 411, 428, 376, 463, 395, 444, 283, 556, 285, 554, 379, 460, 390, 449, 363, 476, 384, 455, 388, 451, 386, 453, 361, 478, 387, 452, 360, 479, 310, 529, 354, 485, 328, 511, 315, 524, 337, 502, 349, 490, 335, 504, 324, 515
514~561	323, 516, 320, 519, 334, 505, 359, 480, 295, 544, 385, 454, 292, 547, 291, 548, 381, 458, 399, 440, 380, 459, 397, 442, 369, 470, 377, 462, 410, 429, 407, 432, 281, 558, 414, 425, 247, 592, 277, 562, 271, 568, 272, 567, 264, 575, 259, 580
562~629	237, 602, 239, 600, 244, 595, 243, 596, 275, 564, 278, 561, 250, 589, 246, 593, 417, 422, 248, 591, 394, 445, 393, 446, 370, 469, 365, 474, 300, 539, 299, 540, 364, 475, 362, 477, 298, 541, 312, 527, 313, 526, 314, 525, 353, 486, 352, 487, 343, 496, 327, 512, 350, 489, 326, 513, 319, 520, 332, 507, 333, 506, 348, 491, 347, 492, 322, 517
630~659	330, 509, 338, 501, 341, 498, 340, 499, 342, 497, 301, 538, 366, 473, 401, 438, 371, 468, 408, 431, 375, 464, 249, 590, 269, 570, 238, 601, 234, 605
660~707	257, 582, 273, 566, 255, 584, 254, 585, 245, 594, 251, 588, 412, 427, 372, 467, 282, 557, 403, 436, 396, 443, 392, 447, 391, 448, 382, 457, 389, 450, 294, 545, 297, 542, 311, 528, 344, 495, 345, 494, 318, 521, 331, 508, 325, 514, 321, 518
708~729	346, 493, 339, 500, 351, 488, 306, 533, 289, 550, 400, 439, 378, 461, 374, 465, 415, 424, 270, 569, 241, 598
730~751	231, 608, 260, 579, 268, 571, 276, 563, 409, 430, 398, 441, 290, 549, 304, 535, 308, 531, 358, 481, 316, 523
752~765	293, 546, 288, 551, 284, 555, 368, 471, 253, 586, 256, 583, 263, 576
766-777	242, 597, 274, 565, 402, 437, 383, 456, 357, 482, 329, 510
778~789	317, 522, 307, 532, 286, 553, 287, 552, 266, 573, 261, 578
790~795	236, 603, 303, 536, 356, 483
796~803	355, 484, 405, 434, 404, 435, 406, 433
804~809	235, 604, 267, 572, 302, 537
810~815	309, 530, 265, 574, 233, 606
816~819	367, 472, 296, 543
820~837	336, 503, 305, 534, 373, 466, 280, 559, 279, 560, 419, 420, 240, 599, 258, 581, 229, 610

[표 3]

u-번째 루트 Zadoff-Chu 시퀀스는 다음 수학식에 의해 정의된다.

[수학식 1]

상기 Zadoff-Chu 시퀀스의 길이 N _ZC는 다음 표에 의해 주어진다.

Preamble format	N _ZC
0 ~ 3	839
4	139

상기 u-번째 루트 Zadoff-Chu 시퀀스로부터, 길이 N _ZC-1의 제로 상관 존들을 갖는 임의 접속 프리앰블들이 x _u,v(n) = x _u((n+C _v) mod N _ZC)에 따른 순환 천이들에 의해 정의된다. 여기서 상기 순환 천이는 다음 수학식에 의해 주어진다.[수학식 2]

N _CS는 프리앰블 포맷들 0~3에 대해 표 5에 의해 주어지고, 프리앰블 포맷 4에 대해 표 6에 의해 주어진다.

zeroCorrelationZoneConfig	N _CS value
zeroCorrelationZoneConfig	Unrestricted set	Restricted set
0	0	15
1	13	18
2	15	22
3	18	26
4	22	32
5	26	38
6	32	46
7	38	55
8	46	68
9	59	82
10	76	100
11	93	128
12	119	158
13	167	202
14	279	237
15	419	-

zeroCorrelationZoneConfig	N _CS value
0	2
1	4
2	6
3	8
4	10
5	12
6	15
7	N/A
8	N/A
9	N/A
10	N/A
11	N/A
12	N/A
13	N/A
14	N/A
15	N/A

파라미터 zeroCorrelationZoneConfig 상위 계층에 의해 제공된다. 상위 계층에 의해 제공되는 파라미터 High-speed-flag는 제한되지 않은(unrestricted) 세트 또는 제한된(restricted) 세트가 사용되어야 하는지를 결정한다.변수(variable) d _u는 크기 1/T _SEQ의 도플러 천이에 해당하는 순환 천이이고, 다음 수학식에 의해 주어진다.

[수학식 3]

p는 (pu) mod N _ZC = 1를 충족하는(fulfil) 가장 작은(smallest) 음이 아닌 정수이다. 순환 천이들의 제한된 세트들에 대한 파라미터들은 d _u에 의존한다. N _ZC≤d _u<N _ZC/3에 대해, 파라미터들이 다음과 같이 주어진다.

[수학식 4]

N _ZC/3≤d _u<(N _ZC-N _CS)/2에 대해, 파라미터들이 다음과 같이 주어진다.

[수학식 5]

d _u의 모든 다른 값들에 대해, 제한된 세트 내에 아무런 순환 천이들이 없다.

RACH의 기저대역(baseband) 신호인 시간-연속(time-continuous) 임의 접속 신호 s(t)는 다음 수학식에 의해 정의된다.

[수학식 6]

여기서 0≤t<T _SEQ-T _CP, β_PRACH는 3GPP TS 36.213에 특정된 전송 전력 P_PRACH에 맞추기(conform) 위한 진폭(amplitude) 스케일링 인자(factor)이며, k ₀ = n ^RA _PRB N ^RB _sc - N ^UL _RB N ^RB _sc/2이다. N ^RB _sc는 하나의 RB를 구성하는 부반송파의 개수를 나타낸다. N ^UL _RB은 UL 슬롯에서의 RB 의 개수를 나타내며, UL 전송 대역폭에 의존한다. 주파수 도메인 내 위치 위치(location)는, 3GPP TS 36.211의 섹션 5.7.1로부터 도출(derive)되는, 파라미터 n ^RA _PRB에 의해 제어된다. 인자(factor) K = △f/△f _RA는 임의 접속 프리앰블과 상향링크 데이터 전송 사이의 부반송파 간격의 차이를 설명한다(account for). 임의 접속 프리앰블을 위한 부반송파 간격인 변수 △f _RA와 물리 자원 블록들 내 상기 임의 접속 프리앰블의 주파수=도메인 위치를 결정하는 고정된(fixed) 오프셋인 변수 φ는 다음 표에 의해 주어진다.

Preamble format	△f _RA	φ
0 ~ 3	1250Hz	7
4	7500Hz	2

LTE/LTE-A 시스템에서 부반송파 간격 △f는 15kHz 혹은 7.5kHz이지만, 표 7에 주어진 바와 같이 임의 접속 프리앰블을 위한 부반송파 간격 △f _RA는 1.25kHz 혹은 0.75kHz이다.도 4는 SS 블록 전송 및 SS 블록에 링크된 RACH 자원을 예시한 것이다.gNB가 하나의 UE와 통신하기 위해서는 상기 gNB와 상기 UE 간 최적의 빔 방향이 무엇인지를 알아내야 하고, 상기 UE가 움직임에 따라 최적의 빔 방향도 변할 것이므로 최적의 빔 방향을 지속적으로 추적해야 한다. gNB와 UE 간 최적의 빔 방향을 알아내는 과정을 빔 획득(beam acquisition) 과정이라 하고, 최적의 빔 방향을 지속적으로 추적하는 과정을 빔 추적(beam tracking) 과정이라 한다. 빔 획득 과정은 1) UE가 gNB에 최초로 접속을 시도하는 초기 접속, 2) UE가 하나의 gNB로부터 다른 gNB로 넘어가는 핸드오버, 3) UE와 gNB 간 최적 빔을 찾는 빔 트랙킹 수행 중에 최적 빔을 잃어버리고 상기 gNB과 통신이 최적의 통신 상태를 지속할 수 없거나 통신이 불가능한 상태로 들어간 상태, 즉, 빔 실패(beam failure)를 복구하기 위한 빔 회복(beam recovery) 등에 필요하다.

현재 개발중인 NR 시스템의 경우, 다중 빔을 사용하는 환경에서 빔 획득을 위해 다단계의 빔 획득 과정이 논의되고 있다. 다단계 빔 획득 과정에서, gNB와 UE가 초기 접속 단계(stage)에서는 넓은(wide) 빔을 이용하여 연결 셋업을 진행하고, 연결 셋업이 완료된 후 상기 gNB와 상기 UE는 좁은(narrow) 빔을 이용하여 최적의 품질로 통신을 수행한다. 본 발명에서 주로 논의할 NR 시스템의 빔 획득을 위해 여러 가지 방식이 논의되고 있으나, 현재 가장 활발하게 논의되는 방식은 다음과 같다.

1) gNB는 UE가 초기 접속 단계에서 gNB을 찾고, 즉, 셀 탐색(cell search) 혹은 셀 획득(cell acquisition)을 수행하고 넓은 빔의 빔별 채널 품질을 측정하여 빔 획득의 일차 단계에서 사용할 최적의 넓은 빔을 찾을 수 있도록 하기 위해서 넓은 빔별로 동기 블록(synchronization block)을 전송한다. 2) UE는 빔별 동기 블록에 대해 셀 탐색을 수행하고, 빔별 셈 검출(detection) 결과를 이용하여 하향링크 빔 획득을 수행한다. 3) UE는 자신이 찾아낸 gNB에 자신이 접속하려는 것을 알려주기 위해 RACH 과정을 수행하게 된다. 4) UE가 RACH 과정과 동시에 넓은 빔 레벨로 하향링크 빔 획득 결과(예, 빔 인덱스)를 gNB에게 알려줄 수 있도록 하기 위해서, 상기 gNB는 빔별로 전송된 동기 블록과 RACH 전송을 위해 사용될 RACH 자원을 연결 혹은 연관시켜 놓는다. UE는 자신이 찾은 최적의 빔 방향과 연결된 RACH 자원을 이용하여 RACH 과정을 수행하면, gNB는 RACH 프리앰블을 수신하는 과정에서 상기 UE에게 적합한 하향링크 빔에 대한 정보를 얻게 된다.

<빔 대응성(beam correspondence, BC)>

다중-빔 환경에서는 UE와 전송 및 수신 포인트(transmission and reception point, TRP) 사이의 Tx 빔 및/또는 수신(reception, Rx) 빔 방향을 UE 및/또는 TRP가 정확히 결정할 수 있느냐가 문제된다. 다중-빔 환경에서 TRP(예, eNB) 혹은 UE의 TX/RX 상호(reciprocal) 능력(capability)에 따라서 신호 전송을 반복 혹은 신호 수신을 위한 빔 스위핑이 고려될 수 있다. TX/RX 상호 능력은 TRP 및 UE에서의 TX/RX 빔 대응성(correspondence)라고도 한다. 다중-빔 환경에서 TRP 및 UE에서 TX/RX 상호 능력이 유효하지(hold) 않으면 UE는 자신이 하향링크 신호를 수신한 빔 방향으로 상향링크 신호를 쏘지 못할 수 있다. UL의 최적 경로와 DL의 최적 경로가 다를 수 있기 때문이다. TRP에서의 TX/RX 빔 대응성은, TRP가 TRP의 하나 이상의 TX 빔들에 관한 UE의 하향링크 측정을 기초로 해당 상향링크 수신을 위한 TRP RX 빔을 결정할 수 있으면 및/또는 TRP가 TRP의 하나 이상의 RX 빔들에 관한 TRP'의 상향링크 측정을 기초로 해당 하향링크 전송에 대한 TRP TX 빔을 결정할 수 있으면, 유효하다(hold). UE에서의 TX/RX 빔 대응성은, UE가 UE의 하나 이상의 RX 빔들에 관한 UE의 하향링크 측정을 기초로 해당 상향링크 전송을 위한 UE RX 빔을 결정할 수 있으면 및/또는 UE가 UE의 하나 이상의 TX 빔들에 관한 상향링크 측정을 기반으로 한 TRP의 지시(indication)를 기초로 해당 하향링크 수신에 대한 UE TX 빔을 결정할 수 있으면, 유효하다(hold).

LTE 시스템 및 NR 시스템에서 gNB로의 초기 접속, 즉, 상기 gNB가 사용하는 셀을 통한 상기 gNB로의 초기 접속을 위해 사용하는 RACH 신호는 다음 요소들을 이용하여 구성될 수 있다.

* 순환 프리픽스(cyclic prefix, CP): 이전/앞 (OFDM) 심볼로부터 들어오는 간섭을 막아주고, 다양한 시간 지연을 갖고 gNB에 도착하는 RACH 프리앰블 신호들을 하나의 동일한 시간대에 묶어주는 역할을 한다. 즉, 셀 최대 반경에 부합하도록 CP를 설정하면 상기 셀 내의 UE들이 동일한 자원에서 전송한 RACH 프리앰블들이 RACH 수신을 위해 gNB가 설정한 RACH 프리앰블 길이에 해당하는 RACH 수신 윈도우 내에 들어오게 된다. CP의 길이는 일반적으로 최대 라운드 트립 딜레이(maximum round trip delay)보다 같거나 크게 설정된다.

* 프리앰블: 신호가 전송되었음을 gNB가 검출하기 위한 시퀀스가 정의되며, 프리앰블은 이 시퀀스를 나르는 역할을 한다.

* 가드 시간(guard time, GT): RACH 커버리지 상 gNB와 가장 먼 곳으로부터 전송되어 지연되어 상기 gNB에 들어오는 RACH 신호가 RACH 심볼 구간(duration) 이후에 들어오는 신호에 간섭을 주지 않도록 하기 위해 정의된 구간으로서, 이 구간 동안 UE는 신호를 전송하지 않기 때문에 GT는 RACH 신호로서 정의되지 않을 수도 있다.

도 5는 RACH 프리앰블의 구성/포맷과 수신기 기능(function)을 예시한 것이다.

UE는 동기 신호를 통해 얻은 gNB의 시스템 타이밍에 맞춰서 지정된 RACH 자원을 통해 RACH 신호를 전송한다. gNB는 여러 UE로부터의 신호들을 수신하게 된다. gNB는 일반적으로 RACH 수신을 위해 도 5에 예시된 과정을 수행한다. RACH 신호에 대해서 CP는 최대 라운드 트립 딜레이 이상으로 설정되기 때문에, gNB는 최대 라운드 트립 딜레이와 CP 길이 사이의 임의의 지점이 신호 수신을 위한 경계(boundary)로 설정할 수 있다. 상기 경계 지점을 신호 수신을 위한 시작점으로 정하고, 이 시작점으로부터 시퀀스 길이에 해당하는 길이만큼의 신호에 대해서 상관(correlation)을 적용하면, gNB는 RACH 신호의 존재 여부와 순환 천이 정보를 얻을 수 있다.

gNB가 운용하는 통신 환경이 밀리미터 대역과 같이 다중 빔을 사용하는 환경의 경우, RACH 신호가 여러 방향으로부터 상기 gNB에 들어오게 되며, 상기 gNB는 여러 방향으로부터 들어오는 RACH 수신을 위해 빔 방향을 바꿔가면서 RACH 프리앰블(즉, PRACH)에 대한 검출을 수행해야 한다. 앞서 언급한 바와 같이 아날로그 빔을 사용하는 경우, gNB는 하나의 시점에는 한 방향에 대해서만 RACH 수신을 수행할 수 밖에 없다. 이러한 이유로 인해 gNB가 RACH 프리앰블 검출을 적절하게 수행할 수 있도록 하기 위한 RACH 프리앰블 및 RACH 과정이 설계될 필요가 있다. 본 발명은 gNB에서 빔 대응성(beam correspondence, BC)가 유효한 경우와 BC가 유효하지 않은 경우를 고려하여 NR 시스템, 특히, 빔포밍이 적용될 수 있는 고주파 대역을 위한 RACH 프리앰블 및/또는 RACH 과정을 제안한다.

도 6은 NR에서 사용되는 무선 프레임의 구조를 예시한다.

NR에서 상향링크 및 하향링크 전송은 프레임으로 구성된다. 무선 프레임은 10ms의 길이를 가지며, 2개의 5ms 하프-프레임(Half-Frame, HF)으로 정의된다. 하프-프레임은 5개의 1ms 서브프레임(Subframe, SF)으로 정의된다. 서브프레임은 하나 이상의 슬롯으로 분할되며, 서브프레임 내 슬롯 개수는 SCS(Subcarrier Spacing)에 의존한다. 각 슬롯은 CP(cyclic prefix)에 따라 12개 또는 14개의 OFDM(A) 심볼을 포함한다. 보통 CP가 사용되는 경우, 각 슬롯은 14개의 심볼을 포함한다. 확장 CP가 사용되는 경우, 각 슬롯은 12개의 심볼을 포함한다. 여기서, 심볼은 OFDM 심볼 (혹은, CP-OFDM 심볼), SC-FDMA 심볼 (혹은, DFT-s-OFDM 심볼)을 포함할 수 있다.

표 8은 보통 CP가 사용되는 경우, SCS에 따라 슬롯 별 심볼의 개수, 프레임 별 슬롯의 개수와 서브프레임 별 슬롯의 개수가 달라지는 것을 예시한다.

SCS (15*2^u)	N^slot _symb	N^frame,u _slot	N^subframe,u _slot
15KHz (u=0)	14	10	1
30KHz (u=1)	14	20	2
60KHz (u=2)	14	40	4
120KHz (u=3)	14	80	8
240KHz (u=4)	14	160	16

* N^slot _symb: 슬롯 내 심볼의 개수* N^frame,u _slot: 프레임 내 슬롯의 개수* N^subframe,u _slot: 서브프레임 내 슬롯의 개수표 9는 확장 CP가 사용되는 경우, SCS에 따라 슬롯 별 심볼의 개수, 프레임 별 슬롯의 개수와 서브프레임 별 슬롯의 개수가 달라지는 것을 예시한다.

SCS (15*2^u)	N^slot _symb	N^frame,u _slot	N^subframe,u _slot
60KHz (u=2)	12	40	4

NR 시스템에서는 하나의 단말에게 병합되는 복수의 셀들간에 OFDM(A) 뉴모놀로지(numerology)(예, SCS, CP 길이 등)가 상이하게 설정될 수 있다. 이에 따라, 동일한 개수의 심볼로 구성된 시간 자원(예, SF, 슬롯 또는 TTI)(편의상, TU(Time Unit)로 통칭)의 (절대 시간) 구간이 병합된 셀들간에 상이하게 설정될 수 있다. 도 7은 NR 프레임의 슬롯 구조를 예시한다. 슬롯은 시간 도메인에서 복수의 심볼을 포함한다. 예를 들어, 보통 CP의 경우 하나의 슬롯이 7개의 심볼을 포함하나, 확장 CP의 경우 하나의 슬롯이 6개의 심볼을 포함한다. 반송파는 주파수 도메인에서 복수의 부반송파를 포함한다. RB(Resource Block)는 주파수 도메인에서 복수(예, 12)의 연속한 부반송파로 정의된다. BWP(Bandwidth Part)는 주파수 도메인에서 복수의 연속한 (P)RB로 정의되며, 하나의 뉴모놀로지(numerology)(예, SCS, CP 길이 등)에 대응될 수 있다. 반송파는 최대 N개(예, 5개)의 BWP를 포함할 수 있다. 데이터 통신은 활성화된 BWP를 통해서 수행되며, 하나의 단말한테는 하나의 BWP만 활성화 될 수 있다. 자원 그리드에서 각각의 요소는 자원요소(Resource Element, RE)로 지칭되며, 하나의 복소 심볼이 매핑될 수 있다.도 8은 자기-완비(self-contained) 슬롯의 구조를 예시한다. NR 시스템에서 프레임은 하나의 슬롯 내에 DL 제어 채널, DL 또는 UL 데이터, UL 제어 채널 등이 모두 포함될 수 있는 자기-완비 구조를 특징으로 한다. 예를 들어, 슬롯 내의 처음 N개의 심볼은 DL 제어 채널을 전송하는데 사용되고(이하, DL 제어 영역), 슬롯 내의 마지막 M개의 심볼은 UL 제어 채널을 전송하는데 사용될 수 있다(이하, UL 제어 영역). N과 M은 각각 0 이상의 정수이다. DL 제어 영역과 UL 제어 영역의 사이에 있는 자원 영역(이하, 데이터 영역)은 DL 데이터 전송을 위해 사용되거나, UL 데이터 전송을 위해 사용될 수 있다. 일 예로, 다음의 구성을 고려할 수 있다. 각 구간은 시간 순서대로 나열되었다.1. DL only 구성

2. UL only 구성

3. Mixed UL-DL 구성

- DL 영역 + GP(Guard Period) + UL 제어 영역

- DL 제어 영역 + GP + UL 영역

* DL 영역: (i) DL 데이터 영역, (ii) DL 제어 영역 + DL 데이터 영역

* UL 영역: (i) UL 데이터 영역, (ii) UL 데이터 영역 + UL 제어 영역

DL 제어 영역에서는 PDCCH가 전송될 수 있고, DL 데이터 영역에서는 PDSCH가 전송될 수 있다. UL 제어 영역에서는 PUCCH가 전송될 수 있고, UL 데이터 영역에서는 PUSCH가 전송될 수 있다. PDCCH에서는 DCI(Downlink Control Information), 예를 들어 DL 데이터 스케줄링 정보, UL 데이터 스케줄링 정보 등이 전송될 수 있다. PUCCH에서는 UCI(Uplink Control Information), 예를 들어 DL 데이터에 대한 ACK/NACK(Positive Acknowledgement/Negative Acknowledgement) 정보, CSI(Channel State Information) 정보, SR(Scheduling Request) 등이 전송될 수 있다. GP는 기지국과 단말이 송신 모드에서 수신 모드로 전환하는 과정 또는 수신 모드에서 송신 모드로 전환하는 과정에서 시간 갭을 제공한다. 서브프레임 내에서 DL에서 UL로 전환되는 시점의 일부 심볼이 GP로 설정될 수 있다.

한편, NR 시스템은 넓은 주파수 대역을 이용하여 다수의 사용자에게 높은 전송율을 유지하면서 데이터 전송을 하기 위해 높은 초고주파 대역, 즉, 6GHz 이상의 밀리미터 주파수 대역을 이용하는 방안을 고려하고 있다. 3GPP에서는 이를 NR이라는 이름으로 사용하고 있으며, 본 발명에서는 앞으로 NR 시스템으로 칭한다. 하지만 밀리미터 주파수 대역은 너무 높은 주파수 대역을 이용하는 것으로 인해 거리에 따른 신호 감쇄가 매우 급격하게 나타나는 주파수 특성을 갖는다. 따라서, 적어도 6GHz 이상의 대역을 사용하는 NR 시스템은 급격한 전파 감쇄 특성을 보상하기 위해 신호 전송을 전방향이 아닌 특정 방향으로 에너지를 모아서 전송함으로써 급격한 전파 감쇄로 인한 커버리지의 감소 문제를 해결하는 좁은 빔(narrow beam) 전송 기법을 사용한다. 그러나 하나의 좁은 빔만을 이용하여 서비스하는 경우, 하나의 기지국이 서비스를 할 범위가 좁아지므로 기지국은 다수의 좁은 빔을 모아서 광대역으로 서비스를 하게 된다.

밀리미터 주파수 대역, 즉, 밀리미터 파장(millimeter wave, mmW) 대역에서는 파장이 짧아져서 동일 면적에 다수 개의 안테나 요소(element)의 설치가 가능해진다. 예를 들어, 1cm의 정도의 파장을 갖는 30GHz 대역에서 5 by 5cm의 패널(panel)에 0.5 람다(lamda) (파장) 간격으로 2-차원(dimension) 배열 형태로 총 100개의 안테나 요소 설치가 가능하다. 그러므로 mmW에서는 다수 개의 안테나 요소를 사용하여 빔포밍 이득을 높여 커버리지를 증가시키거나, 처리량(throughput)을 높이는 것이 고려된다.

밀리미터 주파수 대역에서 좁은 빔을 형성하기 위한 방법으로, 기지국이나 UE에서 많은 수의 안테나에 적절한 위상차를 이용하여 동일한 신호를 전송함으로써 특정한 방향에서만 에너지가 높아지게 하는 빔포밍 방식이 주로 고려하고 있다. 이와 같은 빔포밍 방식에는 디지털 기저대역(baseband) 신호에 위상차를 만드는 디지털 빔포밍, 변조된 아날로그 신호에 시간 지연(즉, 순환 천이)을 이용하여 위상차를 만드는 아날로그 빔포밍, 디지털 빔포밍과 아날로그 빔포밍을 모두 이용하는 하이브리드 빔포밍 등이 있다. 안테나 요소별로 전송 파워 및 위상 조절이 가능하도록 트랜시버 유닛(transceiver unit, TXRU)을 가지면 주파수 자원별로 독립적인 빔포밍이 가능하다. 그러나 100여 개의 안테나 요소 모두에 TXRU를 설치하기에는 가격 측면에서 실효성이 떨어지는 문제를 있다. 즉, 밀리미터 주파수 대역은 급격한 전파 감쇄 특성을 보상하기 위해 많은 수의 안테나가 사용해야 하고, 디지털 빔포밍은 안테나 수에 해당하는 만큼 RF 컴포넌트(예, 디지털 아날로그 컨버터(DAC), 믹서(mixer), 전력 증폭기(power amplifier), 선형 증폭기(linear amplifier) 등)를 필요로 하므로, 밀리미터 주파수 대역에서 디지털 빔포밍을 구현하려면 통신 기기의 가격이 증가하는 문제점이 있다. 그러므로 밀리미터 주파수 대역과 같이 안테나의 수가 많이 필요한 경우에는 아날로그 빔포밍 혹은 하이브리드 빔포밍 방식의 사용이 고려된다. 아날로그 빔포밍 방식은 하나의 TXRU에 다수 개의 안테나 요소를 매핑하고 아날로그 위상 천이기(analog phase shifter)로 빔(beam)의 방향을 조절한다. 이러한 아날로그 빔포밍 방식은 전체 대역에 있어서 하나의 빔 방향만을 만들 수 있어 주파수 선택적 빔포밍(beamforming, BF)을 해줄 수 없는 단점이 있다. 하이브리드 BF는 디지털 BF와 아날로그 BF의 중간 형태로 Q개의 안테나 요소보다 적은 개수인 B개의 TXRU를 갖는 방식이다. 하이브리드 BF의 경우, B개의 TXRU와 Q개의 안테나 요소의 연결 방식에 따라서 차이는 있지만, 동시에 전송할 수 있는 빔의 방향은 B개 이하로 제한되게 된다.

앞서 언급한 바와 같이 디지털 빔포밍은 전송할 혹은 수신된 디지털 기저대역 신호에 대해 신호 처리를 하므로 다중의 빔을 이용하여 동시에 여러 방향으로 신호를 전송 혹은 수신할 수 있는 반면에, 아날로그 빔포밍은 전송할 혹은 수신된 아날로그 신호를 변조된 상태에서 빔포밍을 수행하므로 하나의 빔이 커버하는 범위를 넘어가는 다수의 방향으로 신호를 동시에 전송 혹은 수신할 수 없다. 통상 기지국은 광대역 전송 혹은 다중 안테나 특성을 이용하여 동시에 다수의 사용자와 통신을 수행하게 되는데, 기지국이 아날로그 혹은 하이브리드 빔포밍을 사용하고 하나의 빔 방향으로 아날로그 빔을 형성하는 경우에는 아날로그 빔포밍의 특성상 동일한 아날로그 빔 방향 안에 포함되는 사용자들과만 통신할 수 밖에 없다. 후술될 본 발명에 따른 RACH 자원 할당 및 기지국의 자원 활용 방안은 아날로그 빔포밍 혹은 하이브리드 빔포밍 특성으로 인해서 생기는 제약 사향을 반영하여 제안된다.

도 9는 송수신기 유닛(transceiver unit, TXRU) 및 물리적 안테나 관점에서 하이브리드 빔포밍 구조를 추상적으로 도시한 것이다.

다수의 안테나가 사용되는 경우, 디지털 빔포밍과 아날로그 빔포밍을 결합한 하이브리드 빔포밍 기법이 대두되고 있다. 이때, 아날로그 빔포밍 (또는 RF 빔포밍)은 트랜시버 (혹은 RF 유닛)이 프리코딩 (또는 컴바이닝)을 수행하는 동작을 의미한다. 하드브리드 빔포밍에서 기저대역(baseband) 유닛과 트랜시버 (혹은 RF 유닛)은 각각 프리코딩 (또는 컴바이닝)을 수행하며, 이로 인해 RF 체인(chain) 수와 D/A (또는 A/D) 컨버터의 개수를 줄이면서도 디지털 빔포밍에 근접하는 성능을 낼 수 있다는 장점이 있다. 편의상 하이브리드 빔포밍 구조는 N개 TXRU와 M개의 물리적 안테나로 표현될 수 있다. 전송 단에서 전송할 L개 데이터 레이어에 대한 디지털 빔포밍은 N-by-L 행렬로 표현될 수 있고, 이후 변환된 N개 디지털 신호는 TXRU를 거쳐 아날로그 신호로 변환된 다음 M-by-N 행렬로 표현되는 아날로그 빔포밍이 적용된다. 도 9에서 디지털 빔의 개수는 L이며, 아날로그 빔의 개수는 N이다. 더 나아가 NR 시스템에서는 아날로그 빔포밍을 심볼 단위로 변경할 수 있도록 기지국을 설계하여, 특정한 지역에 위치한 UE에게 보다 효율적인 빔포밍을 지원하는 방향이 고려되고 있다. 더 나아가서 N개의 TXRU와 M개의 RF 안테나를 하나의 안테나 패널(panel)로서 정의될 때, NR 시스템에서는 서로 독립적인 하이브리드 빔포밍이 적용 가능한 복수의 안테나 패널을 도입하는 방안까지 고려되고 있다. 이와 같이 기지국이 복수의 아날로그 빔을 활용하는 경우, UE별로 신호 수신에 유리한 아날로그 빔이 다를 수 있으므로, 적어도 동기 신호, 시스템 정보, 페이징 등에 대해서는 특정 슬롯 혹은 서브프레임(subframe, SF)에서 기지국이 적용할 복수 아날로그 빔들을 심볼별로 바꾸어 모든 UE들이 수신 기회를 가질 수 있도록 하는 빔 스위핑 동작이 고려되고 있다.

도 10은 하향링크 전송 과정에서 동기 신호와 시스템 정보에 대한 빔 스위핑(Beam sweeping) 동작을 도식화 한 것이다. 도 9에서 New RAT 시스템의 시스템 정보가 방송(Broadcasting)되는 물리적 자원 또는 물리 채널을 xPBCH (physical broadcast channel)로 명명한다. 이때, 한 심볼 내에서 서로 다른 안테나 패널에 속하는 아날로그 빔(Analog beam)들이 동시에 전송될 수 있으며, 아날로그 빔(Analog beam) 별 채널을 측정하기 위해, 도 9에 나타나 있는 바와 같이, 특정 안테나 패널에 대응되는 단일 아날로그 빔(Analog beam)을 위해 전송되는 참조 신호(Reference signal; RS)인 Beam RS (BRS)를 도입하는 방안이 논의되고 있다. 상기 BRS는 복수의 안테나 포트에 대해 정의될 수 있으며, BRS의 각 안테나 포트는 단일 아날로그 빔(Analog beam)에 대응될 수 있다. 이때, BRS와는 달리, 동기 신호(Synchronization signal) 또는 xPBCH는 임의의 UE가 잘 수신할 수 있도록 아날로그 빔 그룹(Analog beam group)에 포함된 모든 아날로그 빔(Analog beam)을 위해 전송될 수 있다.

도 11은 새로운 무선 접속 기술(new radio access technology, NR) 시스템의 셀을 예시한 것이다.

도 11을 참조하면, NR 시스템에서는 기존 LTE 등의 무선 통신 시스템에 하나의 기지국이 하나의 셀을 형성하던 것과는 달리 복수의 TRP가 하나의 셀을 구성하는 방안이 논의되고 있다 복수의 TRP가 하나의 셀을 구성하면, UE를 서비스하는 TRP가 변경되더라고 끊김 없는 통신이 가능하여 UE의 이동성 관리가 용이하다는 장점이 있다.

LTE/LTE-A 시스템에서 PSS/SSS는 전-방위적(omni-direction)으로 전송되는 것에 반해서, mmWave를 적용하는 gNB가 빔 방향을 전-방위적으로 돌려가면서 PSS/SSS/PBCH 등의 신호를 빔포밍하여 전송하는 방법이 고려되고 있다. 이와 같이 빔 방향을 돌려가면서 신호를 전송/수신하는 것을 빔 스위핑(beam sweeping) 혹은 빔 스캐닝이라 한다. 본 발명에서 "빔 스위핑'은 전송기 측 행동이고, "빔 스캐닝"은 수신기 측 행동을 나타낸다. 예를 들어 gNB가 최대 N개의 빔 방향을 가질 수 있다고 가정하면, N개의 빔 방향에 대해서 각각 PSS/SSS/PBCH 등의 신호를 전송한다. 즉 gNB는 자신이 가질 수 있는 혹은 지원하고자 하는 방향들을 스위핑하면서 각각의 방향에 대해서 PSS/SSS/PBCH 등의 동기 신호들을 전송한다. 혹은 gNB가 N개의 빔을 형성할 수 있는 경우, 몇 개씩의 빔들이 묶여 하나의 빔 그룹으로 구성할 수 있으며, 빔 그룹별로 PSS/SSS/PBCH를 전송/수신될 수 있다. 이 때, 하나의 빔 그룹은 하나 이상의 빔을 포함한다. 동일 방향으로 전송되는 PSS/SSS/PBCH 등의 신호가 하나의 SS 블록으로 정의될 수 있으며, 한 셀 내에 복수의 SS 블록들이 존재할 수 있다. 복수의 SS 블록들이 존재하는 경우, 각 SS 블록의 구분을 위해서 SS 블록 인덱스가 사용될 수 있다. 예를 들여, 한 시스템에서 10개의 빔 방향으로 PSS/SSS/PBCH가 전송되는 경우, 동일 방향으로의 PSS/SSS/PBCH이 하나의 SS 블록을 구성할 수 있으며, 해당 시스템에서는 10개의 SS 블록들이 존재하는 것으로 이해될 수 있다. 본 발명에서 빔 인덱스는 SS 블록 인덱스로 해석될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른, PRACH 송수신을 위한 시작 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼, PRACH Occasion 및 PRACH 슬롯 등의 결정 방법에 대해서 상세하게 살펴보도록 한다.

본격적인 설명에 앞서, 도 12 내지 도 14를 통해 본 발명에 따른 단말 및 기지국의 개략적인 동작과정을 살펴보도록 한다.

도 12를 참조하면, 단말은 PRACH 자원에 관한 정보, 즉, PRACH 설정(Configuration) 정보를 수신하고(S1201), 상기 PRACH 자원에 관한 정보를 기반으로 PRACH를 위한 시작 OFDM 심볼, PRACH 슬롯 및 PRACH 슬롯에 포함된 PRACH Occasion에 대한 수에 관한 정보를 획득한다(S1203). 이 때, S1203에서 상기 PRACH 자원에 관한 정보를 기반으로 PRACH를 위한 시작 OFDM 심볼, PRACH 슬롯 및 PRACH 슬롯에 포함된 PRACH Occasion에 대한 수에 관한 정보를 획득하는 방법은 후술하는 구체적인 실시 예들을 따를 수 있다.

그 후, 단말은 수신된 SS 블록 등을 참조하여, 상기 획득된 정보들에 기반한 PRACH Occasion들 중 어느 하나의 PRACH Occasion에서 PRACH를 전송한다(S1205).

상술한 도 12에 따른 단말의 동작 과정을 도 13을 통해 기지국 측면에서 살펴보면, 기지국은 단말에게 PRACH 자원에 관한 정보, 즉, PRACH 설정(Configuration) 정보를 전송하고(S1301), 상기 PRACH 자원에 관한 정보를 기반으로 설정되는 PRACH Occasion들 중 어느 하나의 PRACH Occasion을 통해 PRACH를 단말로부터 수신한다(S1303). 이 때, 상기 PRACH 자원에 관한 정보를 기반으로 설정되는 PRACH Occasion들의 결정 방법은 후술하는 구체적인 실시 예들에 기반할 수 있다.

도 14를 통해 본 발명에 따른 실시 예들의 개략적인 동작을 살펴보면, 기지국은 단말에게 PRACH 자원에 관한 정보, 즉, PRACH 설정 정보를 전송하고(S1401), 단말은 상기 수신한 PRACH 자원에 관한 정보를 기반으로 PRACH를 위한 시작 OFDM 심볼, PRACH 슬롯 및 PRACH 슬롯에 포함된 PRACH Occasion에 대한 수에 관한 정보를 획득한다(S1403). 이 때, S1403에서 상기 PRACH 자원에 관한 정보를 기반으로 PRACH를 위한 시작 OFDM 심볼, PRACH 슬롯 및 PRACH 슬롯에 포함된 PRACH Occasion에 대한 수에 관한 정보를 획득하는 방법은 후술하는 구체적인 실시 예들을 따를 수 있다.

그 후, 단말은 수신된 SS 블록 등을 참조하여, 상기 획득된 정보들에 기반한 PRACH Occasion들 중 어느 하나의 PRACH Occasion에서 PRACH를 전송한다(S1405).

이제, 본격적으로 S1203 및 S1403에서의 PRACH Occasion 등을 결정하기 위한 PRACH 설정 (Configuration) 및 PRACH 절차에 대해 살펴보도록 한다.

한편, 후술하는 실시 예에서 설명되는 RMSI(Remaining Minimum System Information)은 PBCH를 통해 획득된 MIB(Master Information Block)을 기반으로 획득되는 시스템 정보로서, SIB1 (System Information Block 1)으로도 명명될 수 있다. 반면, OSI(Other System Information)은 Minimum System Information인 MIB와 RMSI를 제외한 시스템 정보를 의미한다.

또한, CORESET이란 단말이 PDCCH 후보들을 모니터링 할 수 있는, 모니터링 기회(Occasion)들을 포함하는 영역이다. 즉, PDCCH를 모니터링 하기 위한 하나 이상의 검색 공간(Search Space) 또는 검색 공간 집합(Search Space Set)을 포함하는 영역을 의미한다.

1. 시작 OFDM 심볼과 시간 도메인(domain) PRACH Occasions의 수

(1) 시작 OFDM 심볼

준 정적(semi-static) UL/DL 설정(Configuration)이 RMSI에 의해 지시되는 경우, PRACH Occasion들은 상향링크 부분에 존재한다.

다시 말해, RMSI에 의해 지시되는 UL/DL 설정(Configuration)에 DL/UL/Unknown/Flexible 중 어느 하나로 지시된 슬롯들 내에 PRACH Occasion이 설정된 경우, 상향링크로 지시된 슬롯들 내에 할당된 PRACH Occasion들은 유효하다.

한편, Flexible로 지정된 슬롯들 내에 할당된 PRACH Occasion들은 SS/PBCH 블록 또는 하향링크가 수신되고 일정 갭(gap) 이후의 OFDM 심볼에 할당된 PRACH Occasion이 유효할 수 있다.

만약, OSI에 의해 준 정적 UL/DL 설정이 지시되는 경우, 상기 준 정적 UL/DL 설정에 의해 지시되는 단면 스펙트럼(Unpaired Spectrum)의 심볼 인덱스는 물리 심볼 인덱스를 의미한다. 한편, NR 표준 스펙 38.321에서 셀 특정 UL/DL 설정(Configuration)에 대한 정보는 RMSI에서 정의된다.

또한, PRACH 설정을 위한 표에서 시작 OFDM 심볼은 2보다 클 수 있고, 짧은 시퀀스를 위한 시작 OFDM 심볼 인덱스는 0 또는 2일 수 있다. 한편, NR에서 셀 특정 준 정적 UL/DL 설정(Configuration)은 슬롯들과 OFDM 심볼들로 구성될 수 있다. 즉, 슬롯 내의 일부 OFDM 심볼들은 상향링크를 위한 OFDM 심볼들로 설정(Configuration)될 수 있고, 어느 슬롯이 PRACH 슬롯으로 지시되면, UE는 상기 PRACH 슬롯 내에서 PRACH 프리앰블을 전송 할 수 있다.

예를 들어, 도 15에서 볼 수 있는 것과 같이, PRACH와 서로 상이한 뉴머롤로지를 사용하거나 슬롯의 일부에서 전송되는 SS/PBCH 블록 또는 RMSI를 위한 PDSCH가 슬롯의 앞쪽에서 전송되면, PRACH 프리앰블은 OFDM 심볼 인덱스 #7부터 전송 될 수 있다. 따라서, PRACH Occasion이 하향링크 설정 및 SS/PBCH 블록과 충돌하지 않게 하려면, PRACH를 위한 시작 OFDM 심볼은 '7'이어야 한다.

또한, 한 슬롯 내에서 사용 가능한 상향링크 OFDM 심볼의 수가 12보다 작은 경우, 상향링크 전송을 위해 설정(Configuration)된 슬롯의 후반부에서 PRACH가 전송될 수 있다. 만약, 한 슬롯 내에서 이용 가능한 상향링크 OFDM 심볼의 수가 7보다 작으면, 해당 슬롯에서 PRACH 전송은 허용되지 않는다.

(2) PRACH 슬롯 내에서 시간 도메인(domain) PRACH Occasion들의 수

PRACH 프리앰블 포맷 'C0'에 대한 PRACH 슬롯 내의 시간 도메인 PRACH Occasion의 수가 4 였지만, PRACH 프리앰블 포맷 'C0'는 2 개의 OFDM 심볼 구간(duration)을 갖기 때문에, PRACH 프리앰블 포맷 'C0'에 대한 시간 도메인 PRACH Occasion의 수는 '6'으로 변경되어야 한다. 또한, PRACH 프리앰블 포맷 B1 및 A1/B1의 수는 하나의 값으로 설정(Configuration)되어야 하며, 해당 값은 6이 될 수 있다.

즉, 프리앰블 포맷이 B1, A1/B1 또는 C0인 경우, PRACH 슬롯 당 시간 도메인 PRACH Occasion들의 최대 수는 6일 수 있다.

NR에서는 A1, A1/B1, B1 등의 유사한 PRACH 프리앰블 포맷들이 도입되었으며, 각각의 PRACH 프리앰블 포맷들은 시작 OFDM 심볼에 따라 다르게 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 16(a)에서 보는 것과 같이 시작 OFDM 심볼의 인덱스가 '0'인 경우에는 A1/B1, A2/B2, A3/B3보다 넓은 커버리지를 제공 할 수 있는 PRACH 프리앰블 포맷인, PRACH 프리앰블 포맷 A1, A2, A3이 적용되어야 한다. 또한, 마지막 2 개의 OFDM 심볼 중 하나는 보호 구간으로 사용되며, 다른 하나의 OFDM 심볼은 PUCCH, SRS 등과 같은 상향링크 신호 전송을 위해 사용될 수 있다.

즉, 시작 OFDM 심볼의 인덱스가 '0'인 경우 PRACH 프리앰블 포맷은 A1, A2, A3, B4, C0 및 C2가 적용될 수 있다.

한편, 도 16(b)를 참조하면, 시작 OFDM 심볼 인덱스가 '2'인 경우에는 PRACH 슬롯의 마지막 부분에 가드 OFDM 심볼을 할당할 수 없기 때문에 PRACH 프리앰블 포맷 A1/B1, B1, A2/B2, A3/B3이 사용되어야 한다. 즉, 시작 OFDM 심볼 인덱스가 '2'인 경우에는 12개의 OFDM 심볼들이 PRACH 전송을 위해 사용될 수 있다.

즉, 시작 OFDM 심볼의 인덱스가 '2'인 경우, PRACH 프리앰블 포맷은 A1/B1, B1, A2/B2, A3/B3, B4, C0 및 C2를 사용할 수 있다.

유사하게, 도 16(c)를 보면, 시작 OFDM 심볼 인덱스가 '7'인 경우에는 PRACH 프리앰블 포맷 A1, A2, A3이 적용될 수 있다. 즉, 시작 OFDM 심볼 인덱스가 '7'인 경우에 6개의 OFDM 심볼들이 PRACH 전송을 위해 사용될 수 있으며, 나머지 하나의 심볼은 SRS 전송 혹은 PUCCH 전송을 위해 사용될 수 있다.

즉, 시작 OFDM 심볼 인덱스가 '7'인 경우, PRACH 프리앰블 포맷은 A1, A3, C0 및 C4를 사용할 수 있다.

2. FR1을 위한 PRACH 설정 및 양면 스펙트럼(paired spectrum)

(1) 긴 시퀀스 기반 PRACH 프리앰블 포맷

PRACH 설정(Configuration) 주기는 10, 20, 40, 80 및 160ms 중 어느하나일 수 있다. 이 중, 40, 80 및 160ms의 주기에 대한 PRACH 설정 표를 정의할 필요가 있는데, 이를 정의하기 위한 가장 간단한 방법은 서브프레임 번호에 따라 x의 값을 수정하는 것이다.

예를 들어, 각 PRACH 프리앰블 포맷에 대해 다음과 같은 값을 정의할 수 있다.

1) PRACH 프리앰블 포맷 0, 1, 3

- x=16, y=1, subframe={{1},{4},{7},{9}}

- x=8, y=1, subframe={{1},{4},{7},{9}}

- x=4, y=1, subframe={{1},{4},{7},{9}}

2) PRACH 프리앰블 포맷 2

- x=16, y=1, subframe={1}

- x=8, y=1, subframe={1}

한편, 밀도(density)가 1 미만인 PRACH 설정(Configuration)에 대해, UE는 핸드 오버 목적으로 현재 셀과 타겟 셀의 무선 프레임 I 간의 상대 시간 차이의 절대 값을 153600Ts 미만으로 가정할 수 있다.

(2) 짧은 시퀀스 기반 PRACH 프리앰블 포맷

짧은 시퀀스 기반 PRACH 프리앰블 포맷들 중에서, 보다 넓은 커버리지를 제공할 수 있는 PRACH 프리앰블 포맷들이 FDD를 위해 적용 되어야 한다. 즉, FDD를 위해서 PRACH 프리엠블 포맷 A1, A2, A3, B4, C0 및 C2가 적용되어야 한다. 또한, FDD의 경우 PRACH 프리앰블은 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송 될 수 있다. 따라서 FDD의 경우에는 시작 OFDM 심볼이 '0'이라는 단일 값으로 결정될 수 있다.

한편, PRACH 설정(Configuration)에서, 짧은 시퀀스 기반 PRACH 프리앰블은 1ms의 구간(duration)을 갖기 때문에, PRACH 프리앰블 포맷 0에 대해 정의된 시간 위치와 동일한 시간 위치를 가질 수 있다.

한편, 짧은 시퀀스 기반 PRACH 프리앰블 포맷을 위한 PRACH 설정(Configuration)에 대하여 다음과 같은 값들이 적용될 수 있다.

- x=16, y=1, subframe={{1},{4},{7},{9}}

- x=8, y=1, subframe={{1},{4},{7},{9}}

- x=4, y=1, subframe={{1},{4},{7},{9}}

- x=2, y=1, subframe = {{1},{4},{7},{9}}

- x=1, y=1, subframe={{1},{4},{7},{1,6},{2,7},{3,8},{1,4,7},

{2,5,8},{3,6,9},{0,2,4,6,8},{1,3,5,7,9},{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}, {9}}

또한, 짧은 시퀀스 기반 PRACH 프리앰블 포맷의 경우, PRACH 슬롯에서의 PRACH Occasion들의 수는 각 PRACH 프리앰블 포맷에 따라 다음과 같이 달라질 수 있다.

- PRACH 프리앰블 포맷 A1, C0: 6,

- PRACH 프리앰블 포맷 A2, C2: 3,

- PRACH 프리앰블 포맷 A3: 2,

- PRACH 프리앰블 포맷 B4: 1

한편, 서브프레임 내에서 PRACH 슬롯은 1개 존재한다.

3. 단면 스펙트럼(unpaired spectrum)을 위한 PRACH 프리앰블 포맷들

단면 스펙트럼(Unpaired Spectrum)의 경우, 모든 PRACH 프리앰블 포맷, 즉, PRACH 프리앰블 포맷 A1, A1/B1, B1, A2, A2/B2, A3, A3/B3, B4, C0 및 C2가 적용될 수 있다. 단면 스펙트럼의 경우에, 셀 특정 UL/DL 설정(Configuration), PDCCH 자원 예약(reservation) 등의 조건 내에서 동작하기 위해, 시작 OFDM 심볼이 지시될 수 있다. 즉, 단면 스펙트럼의 경우, PRACH 프리앰블 포맷에 따라 시작 OFDCM 심볼이 정의될 수 있다.

구체적으로 시작 OFDM 심볼에 따른 PRACH 프리앰블 포맷은 다음과 같이 결정될 수 있다.

- 시작 OFDM 심볼 인덱스 '0'인 경우, PRACH 프리앰블 포맷 A1, A2, A3, B4, C0 및 C2이 사용될 수 있다.

- 시작 OFDM 심볼 인덱스 '2'인 경우, PRACH 프리앰블 포맷 A1/B1, B1, A2/B2, A3/B3, B4, C0 및 C2이 사용될 수 있다.

- 슬롯 내에 사용 가능한 PRACH OFDM 심볼의 수가 12개 이하이고, 시작 OFDM 심볼 인덱스 '7'인 경우, PRACH 프리앰블 포맷 A1, A3, C0 및 C2가 사용될 수 있다.

또한, PRACH 슬롯 내에 할당될 수 있는 최대 PRACH Occasion의 수 또한, PRACH 프리앰블 포맷 및 시작 OFDM 심볼에 의해 결정될 수 있다.

구체적으로, 시작 OFDM 심볼 인덱스가 '0' 또는 '2'인 경우, 각 PRACH 프리앰블 포맷에 따른, PRACH Occasion의 수는 다음과 같을 수 있다.

- PRACH 프리앰블 포맷 A1, A1/B1, C0: 6,

- PRACH 프리앰블 포맷 B1, A2, C2: 3,

- PRACH 프리앰블 포맷 A2/B2, A3, A3/B3:2,

- PRACH 프리앰블 포맷 B4: 1,

한편, 시작 OFDM 심볼 인덱스가 '7'인 경우, 각 PRACH 프리앰블 포맷에 따른, PRACH Occasion의 수는 다음과 같을 수 있다.

- PRACH 프리앰블 포맷 A1: 3

- PRACH 프리앰블 포맷 A3: 1

- PRACH 프리앰블 포맷 C0, C2: 2

한편, FR1에서 서브프레임 내에 존재하는 PRACH 슬롯의 수는 1이고, FR 2에서 하나의 슬롯 내에 존재하는 PRACH 슬롯의 수는 1이다.

NR 시스템에서는 셀 특정 준-정적 DL/UL 설정(Configuration)이 주기 내의 슬롯 수와 슬롯 내의 OFDM 심볼 수를 포함한다. 또한 NR은 DL/UL 설정 주기에 대한 다양한 값을 정의한다. 따라서, 상향링크 슬롯들의 위치는 셀 특정 준-정적 DL/UL 설정(Configuration) 및 주기(Period)에 의해 결정된다. 또한, 상향링크를 위한 슬롯들의 수는 가변적이다. 그러므로, PRACH Occasion에 대한 정확한 서브프레임 인덱스 및 슬롯 인덱스를 정의하는 것이 중요한데, 이를 위한 한가지 방법은 상향링크 슬롯들이 주기(period)의 마지막 지점에서부터 위치하기 때문에 DL/UL 설정(Configuration) 주기(period)의 마지막 지점에서부터 PRACH Occasion을 정의할 수 있다.

4. 단면 스펙트럼(Unpaired Spectrum) 및 FR1 에서의 PRACH 설정

SS/PBCH 블록 전송 및 RMSI 검색 공간(Search Space) 상황을 고려할 때, 도 17 (a)와 같이 슬롯 앞쪽의 적어도 2 개의 서브 프레임이 하향링크 및 'Unknown'으로 할당 될 수 있다. 이 경우, DL/UL이 5ms주기 내에 설정(Configuration) 될 때 PRACH Occasion으로서 최대 6 개의 서브프레임, 예를 들어, 인덱스 #2, #3, #4, #7, #8 및 #9의 서브프레임이 사용될 수 있다. 즉, 상향링크 전송을 위한 후보 서브프레임을 사용하여, PRACH 설정(Configuration)을 구성 할 수 있다.

한편, FR1에서의 PRACH 설정(Configuration)을 위해 다음과 같은 값들이 사용될 수 있다.

- x=16, y=1, subframe={{3},{4},{8},{9}}

- x=8, y=1, subframe={{3},{4},{8},{9}}

- x=4, y=1, subframe={{3},{4},{8},{9}}

- x=2, y=1, subframe = {{3},{4},{8},{9}}

- x=1,y=1,subframe={{3},{4},{8},{9},{3,4},{8,9},{2,3,4},{7,8,9},

{3,4,8,9},{5,6,7,8,9}.{4,5,6,7,8,9}}

(1) 긴 시퀀스 기반 PRACH 프리앰블

FR 1 및 Unpaired Spectrum을 위한 임의 접속 설정(Configuration)은 아래의 [표 10]과 같이 현재 정의된다.

Format 0,3	Format 1	Format 2
x=16, y=1, subframe={{9}} x=8, y=1, subframe={{9}} x=4, y=1, subframe={{9}} x=2, y=0, subframe = {{4},{9}} x=2, y=1, subframe = {{4},{9}} x=1,y=0,subframe={{1},{2},{3},{4},{5},{6},{7},{8},{9},{1,6},{1,6},{2,7},{3,8},{4,9}, {8,9},{3,4,8},{3,4,9},{4,8,9},{7,8,9}, {1,4,6,9},{3,4,8,9},{6,7,8,9},{1,3,5,7,9}}	x=16, y=1, subframe={{7}} x=8, y=1, subframe={{7}} x=4, y=1, subframe={{7}} x=2, y=0, subframe = {{7}} x=2, y=1, subframe = {{7}} x=1, y=0, subframe={{7}}	x=16, y=1, subframe={{6}} x=8, y=1, subframe={{6}} x=4, y=1, subframe={{6}} x=2, y=0, subframe = {{6}} x=2, y=1, subframe = {{6}} x=1, y=0, subframe = {{6}}

[표 10]을 참조하면, 총 71 (= 30 + 6 + 6 + 29) 개의 엔트리가 긴 시퀀스 기반 PRACH 프리앰블에 할당됨을 알 수 있다. [표 10]을 기반으로 FR1과 단면 스펙트럼(Unpaired Spectrum)을 위한 짧은 시퀀스 기반 PRACH 프리앰블에 대한 설정(Configuration)을 정의 할 필요가 있다. 만약, FR1 및 양면 스펙트럼(Paired Spectrum)에 대한 짧은 시퀀스 기반 PRACH 프리앰블의 설정(Configuration)을 보면, PRACH 프리앰블 포맷 당 약 20 개의 엔트리가 사용된다. 유사하게, 짧은 시퀀스 기반 PRACH 프리앰블 포맷 당 20 개의 엔트리를 가정하면, 짧은 시퀀스 기반 RACH 프리앰블에 대해 적어도 200 개(= 10개의 PRACH 프리앰블 포맷 수 * 20 개의 엔트리)의 엔트리가 필요하지만, 긴 시퀀스 기반 PRACH 프리앰블 포맷을 위한 엔트리를 제외한 나머지 엔트리는 256-71=185개로 짧은 시퀀스 기반 PRACH 프리앰블을 위한 엔트리로 충분하지 않다.

특히, 단면 스펙트럼(Unpaired Spectrum)을 위한 시작 OFDM 심볼의 값이 여러 가지로 정해질 수 있음을 고려하면, 짧은 시퀀스 기반 RPACH 프리앰블을 위해서 200 개 이상의 엔트리가 요구된다. 따라서, 긴 시퀀스 기반 PRACH 프리앰블의 설정(Configuration)에 대한 엔트리는 감소되어야 한다. 짧은 시퀀스 기반 PRACH 프리앰블을 위해 약 200 개의 엔트리를 제공한다고 가정하면, 긴 시퀀스 기반 PRACH 프리앰블의 설정(Configuration)에 대해 약 54 개의 엔트리가 할당 될 수 있으며, PRACH 프리앰블 포맷 0, 1, 2, 3들에 대해 각각 22, 6, 6 및 22 개의 엔트리를 가정 할 수 있다.

상술한 내용들을 참조하여, 도 17(b)를 보면, FR1에서 DL/UL 설정(Configuration)이 5ms 및 10ms 주기 내에 설정(Configuration) 될 때 #3, #4, #7, #8 및 #9의 인덱스를 가지는 5 개의 서브 프레임들이 PRACH Occasion 할당에 사용될 수 있다. 또한, DL/UL 설정(Configuration)을 위한 2.5ms 주기의 경우, #1 및 #6의 인덱스를 가지는 2 개의 서브 프레임들이 PRACH Occasion으로서 할당될 수 있다.

또한, [표 10]에 따르면, 단면 스펙트럼(Unpaired Spectrum)의 SSB 전송 영역 및 RMSI 검색 공간(Search Space)을 위해 DL/UL 설정(Configuration) 주기에서 앞부분에 위치한 서브프레임을 하향링크 및 'Unknown'으로 할당할 수 있다. 또한, 중간 또는 마지막 부분의 서브프레임은 PRACH Occasion으로 할당할 수 있다.

예를 들어, DL/UL 설정(Configuration) 주기가 10ms인 경우, 10ms 구간(duration) 내의 마지막 두 서브프레임들 (즉, 인덱스 8 및 9의 서브프레임)이 PRACH Occasion으로 사용될 수 있다. 또한, DL/UL 설정(Configuration) 주기가 2ms인 경우, 10ms 구간(duration) 내의 5 개의 서브프레임들 (즉, 인덱스 1,3,5,7 및 9의 서브프레임)이 PRACH Occasion으로 사용될 수 있다. 그러므로, 긴 시퀀스를 위한 PRACH 설정(Configuration) 표인 [표 10]을 보면, 몇몇 엔트리가 DL/UL 설정에 적합하지 않다는 것을 알 수 있다. 특히, 아래의 엔트리는 DL/UL 설정에 적합하지 않다.

- x=1,y=0,subframe={{1}, {2}, {5}, {6}, {7}, {1,6}, {1,6}, {2,7}, {3,8}, {3,4,8}, {1,4,6,9}}

한편, [표 10]과 같은 PRACH 설정(Configuration)은 셀 간 PRACH Occasion들 간의 충돌을 피하는 데 도움이 될 수 있다. 그러나, 서빙 셀 내에서, gNB가 DL/UL 설정 주기(period)의 앞부분에서 SSB 및 RSMI PDCCH/PDSCH를 전송할 때, SSB 및 RSMI PDCCH/PDSCH를 전송을 위한 하향링크 채널과 PRACH Occasion 사이의 충돌 확률은 더 높아질 수 있다. 결과적으로, PRACH 주기 내의 PRACH Occasion의 수가 감소 될 수 있다. 따라서, [표 10]의 적어도 일부 엔트리를 제거하는 것이 좋다.

즉, 아래과 같이 [표 10]의 포맷 0, 3의 파라미터를 수정하는 것이 좋다.

- x=1,y=0, subframe={{3}, {4}, {8}, {9}, {4,9}, {3,4}, {8,9}, {3,4,9}, {4,8,9}, {7,8,9}, {3,4,8,9}, {1,3,5,7,9}}

상술한 바에 따라 수정한 결과가 도 19에 나타난다. 즉, 도 19는 FR1에서의 PRACH Occasion을 위한 서브프레임 인덱스 및 단면 스펙트럼(Unpaired Spectrum)을 도시한다. 도 19를 참조하면, 서브프레임의 수정된 인덱스가 DL/UL 설정(Configuration) 주기(period)의 끝 부분인, 2ms, 2,5ms, 5ms, 10ms에 정렬됨을 알 수 있다.

도 19를 참조하면, 연속적인 두 개의 서브프레임인, 인덱스 {3, 4}의 서브프레임들이 DL/UL 설정(Configuration) 주기가 5ms인 경우 유용하다. 마찬가지로 2.5ms 주기의 DL/UL 설정(Configuration)을 고려하면 인덱스 {1, 6}의 서브프레임들이 필요할 수도 있다. 따라서, 인덱스{1, 6}의 서브프레임들의 시작 OFDM 심볼은 인덱스 #7의 OFDM 심볼이 될 수 있다.

(2) 짧은 시퀀스 기반 PRACH 프리앰블

짧은 시퀀스 기반의 PRACH 프리앰블의 경우, 긴 시퀀스 기반 PRACH 프리앰블에 대해 정의된 PRACH Occasion에 대한 서브프레임 인덱스를 고려해야 한다. 이를 기반으로, PRACH 설정(Configuration)의 상단에서 PRACH 포맷에 따라 PRACH Occasion의 서브프레임 인덱스를 수정할 수 있다.

짧은 시퀀스 기반 PRACH 프리앰블을 위한 PRACH 설정(Configuration)을 위해 짧은 시퀀스 기반 PRACH 프리앰블에 설정 파라미터는 다음과 같을 수 있다.

- x=16, y=1, subframe={{9}}

- x=8, y=1, subframe={{9}}

- x=4, y=1, subframe={{9}}

- x=2, y=0, subframe = {{4},{9}}

- x=2, y=1, subframe = {{4},{9}}

- x=1, y=0, subframe={{3},{4},{8},{9},{1,6},{4,9},{3,4},{8,9},

{3,4,9},{4,8,9},{7,8,9}, {1,4,6,9},{3,4,8,9},{1,3,5,7,9}}

구체적으로, 짧은 시퀀스 기반 PRACH의 설정(Configuration)은 다양한 주기(period)를 지원하도록 구성된다. 그러나, [표 10]에 긴 주기에 대한 엔트리가 없기 때문에, 포맷 A1, A2, A3, B1, B4, C0 및 C4 등의 일부 PRACH 프리앰블 포맷을 위한 160ms, 80ms 및 40ms과 같은 긴 주기(period)의 설정이 정의된다.

또한, 긴 주기를 위한 더 많은 엔트리가 할당되지만, 20ms 주기를 위해서는 다른 포맷을 위해 정의된 두 개의 엔트리, 즉, 슬롯 인덱스 집합(set) {2,3,4,7,8,9} 및 {7,9}는 포맷 A2를 위한 엔트리에 포함되지 않는다. 각 포맷의 설정(configuration)을 정렬하기 위해 아래와 같이 더 많은 엔트리를 사용할 수 있다.

1) PRACH 프리앰블 포맷 A2, B4, A1/B1, A2/B2, A3/B4을 위한 엔트리

- 다른 포맷을 위해 정의된 엔트리 중 포맷 A2를 위한 엔트리

	A2	2	1	2,3,4,7,8,9	0	1	3	4
	A2	2	1	7,9	0	1	3	4

- 다른 포맷을 위해 정의된 엔트리 중 포맷 B4를 위한 엔트리

	B4	2	1	9	0	1	1	12
	B4	1	0	9	0	1	1	12

- 160ms, 80ms 및 40ms과 같은 긴 주기(period)의 설정 및 다른 포맷을 위해 정의된 엔트리 중 를 위한 포맷 A1/B1을 위한 엔트리

A1/B1	16	1	9	2	2	6	2
A1/B1	8	1	9	2	2	6	2
A1/B1	4	1	9	2	1	6	2
A1/B1	2	1	2,3,4,7,8,9	2	1	6	2
A1/B1	1	0	3,4,8,9	2	1	6	2

- 160ms, 80ms 및 40ms과 같은 긴 주기(period)의 설정 및 다른 포맷을 위해 정의된 엔트리 중 를 위한 포맷 A2/B2를 위한 엔트리

A2/B2	16	1	9	2	2	3	4
A2/B2	8	1	9	2	2	3	4
A2/B2	4	1	9	2	1	3	4
A2/B2	2	1	2,3,4,7,8,9	2	1	3	4
A2/B2	2	1	7,9	2	1	3	4

- 160ms, 80ms 및 40ms과 같은 긴 주기(period)의 설정 및 다른 포맷을 위해 정의된 엔트리 중 를 위한 포맷 A3/B3를 위한 엔트리

A3/B3	16	1	9	2	2	6
A3/B3	8	1	9	2	2	6
A3/B3	4	1	9	2	2	6
A3/B3	2	1	2,3,4,7,8,9	2	2	6
A3/B3	1	0	3,4,8,9	1	2	6

5. 단면 스펙트럼(Unpaired Spectrum) 및 FR2 에서의 PRACH 설정

도 18을 참조하면, FR2의 경우, 120kHz 부반송파 간격에 대해 1.25ms의 더 짧은 주기(period)가 정의되고, 주기의 마지막 슬롯은 상향링크를 위해 할당될 수 있다. 또한, 2.5ms 주기(period)의 경우, 주기의 마지막 슬롯이 PRACH Occasion을 위한 후보가 될 수 있다. 따라서, 적어도 #9, #19, #29, #39의 인덱스를 가지는 4개의 슬롯들은 PRACH Occasion으로서 할당될 수 있다. 또한, FR2의 경우, SS/PBCH 블록의 최대 수가 L=64로 상당히 크고, RMSI 탐색 윈도우 기회(RMSI Search Window Occasion)이 넓을 수도 있다. 따라서, PRACH Occasion을 위한 상향링크 슬롯은 5ms 또는 10ms 주기의 마지막 부분에 할당 될 수 있다.

구체적으로, 셀 특정 UL/DL 설정(Configuration)의 주기에 따른 PRACH Occasion은 다음과 같다.

- 1.25ms주기(period)의 경우, #4, #9, #14, #19, #24, #29, #34, #39의 인덱스를 가지는 8개의 슬롯들의 후반부가 PRACH 전송을 위해 사용 가능한 PRACH Occasion이 될 수 있고, 상기 8개의 슬롯들은 120kHz의 부반송파 간격을 가질 수 있다.

- 2.5ms주기의 경우, #8, #9, #18, #19, #28, #29, #38, #39의 인덱스를 가지는 8개의 슬롯들의 후반부가 PRACH 전송을 위해 사용 가능한 PRACH Occasion이 될 수 있고, 상기 8개의 슬롯들은 120kHz의 부반송파 간격을 가질 수 있다.

- 5ms 주기의 경우, 주기의 마지막 부분에 있는 #16, #17, #18, #19, #36, #37, #38, #39의 인덱스를 가지는 일부 슬롯들이 PRACH Occasion으로 사용될 수 있다.

- 10ms 주기의 경우, 주기의 마지막 부분에 있는 #32 내지 #39의 인덱스를 가지는 일부 슬롯들이 PRACH Occasion으로 사용될 수 있다.

한편, FR2에서의 PRACH 설정(Configuration)을 위한 값들은 다음과 같을 수 있다.

- x=16, y=1, subframe={{9},{19},{29},{39}}

- x=8, y=1, subframe={{9},{19},{28},{39}}

- x=4, y=1, subframe={{9},{19},{28},{39}}

- x=2, y=1, subframe = {{9},{19},{29},{39}}

- x=1, y=1, subframe={{9},{19},{29},{39},{9,29},{19,39},{9,28,29},

{19,38,39}, {8,18,28,38},{9,19,29,39},{35,36,37,38,39},{18,19,36,37,38,39}}

6. SSB의 마지막 심볼 및/또는 하향링크 부분 이후의 OFDM 심볼 갭(gap)

앞서 살펴보았듯이, FR1과 FR2에서, PRACH 슬롯에서 상향링크 부분 및 X 부분에 할당되면서, SSB 앞에 선행하거나 충돌하지 않는 PRACH Occasion만이 유효하다. 다시 말하면, 유효한 PRACH Occasion은 SSB의 마지막 심볼 및/또는 하향링크 부분 이후의 적어도 N 개의 심볼들 이후에 위치한다. 즉, SSB의 마지막 심볼 및/또는 하향링크 부분 이후의 적어도 N 개의 갭(gap)을 두고 위치한다.

여기서, 얼마나 많은 OFDM 심볼이 하향링크와 상향링크 사이의 갭으로 필요한지에 살펴본다. 상기 갭은 Msg.1, 즉, PRACH 프리앰블의 부반송파 간격을 기준으로 정해지며, 상기 Msg.1의 부반송파 간격이 15/30/60 kHz인 경우, N = 2 이다. 한편, Msg.1의 부반송파 간격이 120kHz의 경우, 상이한 뉴머롤로지를 갖는 OFDM 심볼들 간의 멀티플렉싱을 고려하면, DL/UL 스위칭 갭으로서 짝수 개의 OFDM 심볼들을 채택하는 것이 가능하다. 따라서, Msg. 1의 부반송파 간격이 120kHz인 경우, N = 2가 될 수 있다.

한편, 두 개의 OFDM 심볼이 스위칭 갭으로 요구되면, PRACH 슬롯에서 시작 OFDM 심볼의 인덱스도 이에 부합하게 설정할 필요가 있다. 예를 들어, 도 20(a)를 참조하면, 부반송파 간격이 15kHz인 경우, 첫 번째 SSB의 마지막 심볼 인덱스는 5이다. 따라서, 두 개의 OFDM 심볼이 DL/UL 갭으로 요구되면, UE는 인덱스 8을 갖는 OFDM 심볼로부터 PRACH 프리앰블을 전송할 수 있다. 도 20(b)를 참조할 때, FR2의 경우, 즉, 부반송파 간격이 120kHz인 경우에도 부반송파 간격이 15kHz인 경우와 유사한 것을 볼 수 있다.

그러므로, PRACH Occasion의 시작 OFDM 심볼 인덱스를 짝수 인덱스로 정의해야 한다. FR1 및 TDD를 위한 PRACH 설정(Configuration) 표에서, 포맷 A1, A2 및 A3에 대한 시작 OFDM 심볼의 인덱스는 '8'로 정의될 수 있다. 또한, FR2 및 TDD를 위한 PRACH 설정 표에서, 포맷 A1, A2, A3 및 C2에 대한 시작 OFDM 심볼의 인덱스도 '8'로 정의될 수 있다. 또한, FR1 및 TDD를 위한 PRACH 설정 표에서, 포맷 A2/B2에 대한 시작 OFDM 심볼의 인덱스는 '2'로 정의될 수 있다.

7. 타겟 셀을 위한 SFN(Super Frame Number) 정보 및 프레임 경계(Boundary)

NR에서는, PRACH 설정(Configuration)의 가장 짧은 주기(period)가 10ms이므로, UE는 핸드 오버를 수행할 때, 프레임 경계 정보를 획득해야 한다. 3GHz 이하의 주파수 범위에서, NR UE는 PBCH DMRS 시퀀스로부터 프레임 경계 정보를 얻을 수 있다. 반면에, 3GHz 이상의 주파수 대역의 경우, PBCH 디코딩 없이 타겟 셀에 대한 프레임 경계 정보를 알려주는 방법을 정의 할 필요가 있다. 또한, NR에서 10ms 주기의 PRACH 엔트리가 설정되더라도 SSB 대 PRACH Occasion 간의 연관 패턴주기가 10ms보다 길면, 타깃 셀의 SFN 정보가 요구 될 수 있다.

TDD에서 gNB가 2.5ms 이내에서 타이트하게 동기화되고 동일한 SFN이 타겟 셀에 적용된다고 가정 할 수 있다. 그러나 FDD에서는 타이트한 동기화를 가정하기가 어렵다. 따라서, gNB가 핸드 오버 명령(command)을 통해 UE로 서빙 셀과 타겟 셀 사이의 SFN 오프셋과 같은 SFN 정보를 제공할 수 있다.

8. PRACH 설정 주기 내의 PRACH Occasion들의 총 개수

PRACH 설정에 포함된, 서브프래임 내의 PRACH 슬롯의 수, PRACH 슬롯 내의 PRACH Occasion의 수, PRACH 설정 인덱스 당 서브프레임의 수, 2비트 값으로 표시되는 시간 인스턴스 내의 FDMed PRACH Occasion들의 수 및 PRACH 설정 주기를 곱하여 PRACH Occasion의 총 수를 계산할 수 있다.

또한, UE는 상기의 정보에 기초하여, 2차원 시간/주파수 영역 상에서의 PRACH Occasion의 총 수를 도출할 수 있다.

9. 유효 PRACH 자원 또는 유효 PRACH Occasion을 SS/ PBCH 블록에 맵핑 시키기 위한 규칙

PRACH 설정 주기 내에서 할당될 수 있는 PRACH Occasion의 총 개수가 정해진다면, 각 SS/PBCH 블록들을 PRACH Occasion에 맵핑하는 방법이 결정되어야 한다. 만약, SS/PBCH 블록 당 PRACH Occasion의 수가 하나라면, 즉, SS/PBCH 블록 및 PRACH Occasion의 일대일 맵핑이 이루어진 다면, 각 SS/PBCH 블록들을 PRACH Occasion에 맵핑하는 방법은 쉽게 결정될 수 있다. 왜냐하면, SS/PBCH 블록을 순차적인 방식으로 PRACH Occasion에 맵핑하면 되기 때문이다. 유사하게, FDMed PRACH Occasion이 있는 경우, SS/PBCH 블록은 먼저 FDM된 PRACH Occasion에 맵핑된 이후에, 시간 영역의 PRACH Occasion에 맵핑되는 것이 바람직하다. 이 때, PRACH Occasion의 시간 주기는 PRACH 설정 주기에 의해 설정되어야 한다. 즉, 매 시간 주기에서 SSB 버스트 집합(SSB Burst Set)에 포함된 첫번째 실제로 전송된 SS/PBCH 블록은 첫번째 PRACH Occasion에 맵핑된다.

보다 일반적인 맵핑 규칙을 만들기 위해 다음 매개 변수를 가정 해볼 수 있다.

- X: 총 RACH Occasion의 수

- N_{SSB_per_RO}: RACH Occasion 당 SS 블록의 수

- N_{seq_per_SSB_per_RO}: RACH 전송 Occasion에 대한 SS 블록 당 CBRA 프리앰블의 수

- M: SS 블록 당 RACH Occasion의 수, M은 N_seq _{_per_SSB}/ N_seq _{_per_SSB_per_} _RO에 의해 획득됨

- Fd: 하나의 SS 블록에 동시에 맵핑될 수 있는 RACH Occasion의 수

1) M≥1 인 경우,

SS 블록이 다수의 RACH Occasion들과 맵핑되는 일 대 다 맵핑 관계를 이루고, M의 값이 M> 1 인 정수이고, Fd = 1 인 경우, TDMed M개 RACH Occasion이 순차적으로 하나의 SS 블록에 맵핑될 수 있다.

다시 말해, RACH Occasion 당 SS 블록의 수인 1/M 값이 1보다 작은 경우, SS 블록은 M만큼의 RACH Occasion들에 맵핑될 수 있으며, 이 때, 하나의 SS 블록에 맵핑되는 RACH Occasion들은 연속된 RACH Occasion들일 수 있다.

만약, Fd> 1 인 경우, M RACH Occasion은 주파수-시간 순으로 SS 블록에 맵핑된다. 바람직하게는, M은 Fd의 배수인 경우, 단일 SS 블록이 일정 시간 동안 FDM 된 RACH Occasion에 맵핑될 수 있다. 만약, 다수의 SS 블록이 동일한 시간 내에서 하나의 RACH Occasion에 맵핑되는 경우에는, 네트워크가 동시에 다수의 SS 블록들에 대응하는 빔들을 수신 할 수 있는 방향임이 보장되어야 한다.

상술한 바를 정리하면 다음의 [표 16]과 같다.

	M = 1	M > 1
Fd = 1	Each SSB is mapped to a RO in a sequential manner in time domain.	One SSB is associated with TDMed N_{RO_per_SSB} RACH occasions.
Fd > 1	Each SSB is mapped to a RO in frequency-first and time-next manner according to the sequential order of SSB index.	One SSB is associated with N_RO _{_per_SSB} RACH occasions. The RACH occassions are mapped to a SSB in the frequency-first and time-next manner according to the sequential order of SSB index.

2) M< 1 인 경우

이제, 다수의 SS 블록들이 하나의 RACH Occasion에 맵핑되는 경우, 즉, 다 대 일 맵핑이 이루어지는 경우를 살펴보도록 한다. M의 값이 0 <M <1 이라면, 1/M = N에서, N은 하나의 RACH Occasion에 맵핑되는 SS 블록들의 수라고 정의하고, 다수의 SS 블록들은 하나의 RACH Occasion에 CDM되며, 다수의 SS 블록들에 대응하는 빔 방향들은 네트워크가 동시에 수신할 수 있는 방향이라고 가정한다.

RACH 프리앰블 인덱스가 RACH Occasion에 64개의 RACH 프리앰블 인덱스가 할당되는 것과 같이, 최대로 할당된다면, SS 블록들 각각에 맵핑된 RACH 프리앰블들은 RACH 프리앰블이 SDM (Spatial Division Multiple Access)방식으로 수신된다는 가정하에서, RACH 수신 성능을 증가시키기 위해, comb-type으로 맵핑될 수 있다. 다시 말해, 2 개의 SS 블록들이 하나의 RACH Occasion에 매핑된다면, 다른 RACH 프리앰블 인덱스들은 상기 2개의 SS 블록에 맵핑된다. 이 때, RACH 프리앰블의 수신 성능이 향상될 수 있도록 SS 블록 당 할당된 실제 순환 시프트는 N * Ncs 로 정의된다.

한편, 다수의 SS 블록이 하나의 RACH Occasion과 관련될 때, 각 SS 블록에 대한 CBRA의 프리앰블 인덱스는 RACH 성능 향상을 위해 비연속적으로 매핑될 수 있다. 또한, 다수의 SS 블록을 여러 개의 RACH Occassion에 맵핑하는 것을 고려할 수도 있지만, 이러한 맵핑 방식은 구현의 복잡성을 가져오기 때문에 맵핑 유형에서 제외하는 것이 더 좋다.

10. PRACH 절차(Procedure)를 위한 CORESET과 검색 공간(Search Space)

PRACH 절차를 위한 CORESET 및 검색 공간에 대해서는 명확하지 않지만, PRACH 절차를 위한 CORESET, 즉, msg.2/3/4 수신을 위한 CORESET은 RMSI의 CORESET과 동일해야 한다. msg.2/3/4의 검색 공간은 설정된(Configuration) 구간(duration) 내의 모든 슬롯들이어야 한다. 즉, msg.2의 RAR (Random Access Response) 윈도우와 msg.3/4를 위해 설정된(Configuration) 구간(duration)을 모두 포함해야 한다.

11. PRACH 마스크 인덱스 (PRACH Mask Index)

PRACH 마스크는 4 비트이며 RRC와 PDCCH 모두를 통해 사용된다. PRACH 마스크 인덱스는 아래의 [표 17]과 같다.

PRACH mask Index	Allowed RACH occasion
0	All
1	RACH occasion index 1
2	RACH occasion index 2
3	RACH occasion index 3
4	RACH occasion index 4
5	RACH occasion index 5
6	RACH occasion index 6
7	RACH occasion index 7
8	RACH occasion index 8
9	Every even RACH occasion
10	Every odd RACH occasion
11	Reserved
12	Reserved
13	Reserved
14	Reserved
15	Reserved

PRACH Occasion 그룹에서, 지시된 SSB 인덱스에 대응하는 상대적인 PRACH Occasion 인덱스를 지시하기 위한 3비트는, 특정 SSB 인덱스가 연속된 PRACH Occasion들에 매핑되는 것을 가정할 수 있다. 즉, PRACH Occasion 당 SSB는 1/N인 것으로 가정할 수 있다. 한편, 3 비트가 논리적으로 연속된 8 개의 PRACH Occasion 중 하나의 PRACH Occasion을 지시하기 위해 사용될 수 있다. 상술한 바에 기초하여, [표 17]에서 나타나는 3 개의 상태 (즉, all, every even RACH Occasion 및 every odd RACH Occasion을 정의할 수 있다. 여기서, 상대적인 PRACH Occasion 인덱스의 정의가 불명확하며, 따라서, PRACH Occasion을 인덱스 하는 방법을 명확히 하는 것이 필요하다. 도 17은 지시된 SSB 인덱스에 해당하는 PRACH Occasion에 대한 인덱싱의 예를 보여준다.도 21을 참조하여, PRACH 마스크에 대한 PRACH Occasion 인덱싱을 정의하면 다음과 같다.

- SSB과 PRACH Occasion 의 연관 패턴 주기 (최대 160ms) 내에서 지시된 SSB 인덱스를 위해 사용 가능한 PRACH Occasion 의 수를 계산.

- 상기 PRACH Occasion 인덱스 #0~#7은 첫번째 PRACH Occasion 에서 최종 PRACH Occasion까지 주기적으로 매핑.

- 하나의 PRACH Occasion 그룹은 논리적으로 연속된 8 개의 PRACH Occasion 로 구성.

- 지시된 PRACH Occasion 인덱스는 모든 PRACH Occasion 그룹에 적용.

12.PRACH 절차(procedure)를 위한 CORESET/Search Space

(1) PRACH 절차(procedure)를 위한 CORESET(Control Resource Set)

UE가 PRACH Occasion에서 PRACH 프리앰블을 전송 한 후, UE는 설정된 RAR 윈도우 내에서 RAR을 모니터링한다. RAR은 PDSCH를 통해 전송되기 때문에, UE는 RA-RNTI를 사용하는 해당 PDCCH를 모니터링하고, RAR을 스케줄링하는 DCI (Downlink Control Indicator)를 통해 RAR을 위한 PDSCH가 전송되는 시간-주파수 정보를 획득할 수 있다. 그러므로, RAR을 스케줄링하기 위한 DCI의 잠재적인 심볼 및 슬롯 위치인 제어 자원 세트 (CORESET)는 PRACH 설정(Configuration) 정보를 통해 네트워크가 단말에게 지시할 수 있다. 구체적으로, PRACH 절차를 위한 CORESET에 관한 정보는 RMSI에 포함된 PRACH 설정(Configuration)을 통해 전달될 수 있다.

만약, PRACH 절차를 위한 CORESET 설정(Configuration)이 설정되지 않으면, RMSI 수신을 위한 CORESET이 PRACH 절차를 위해 사용된다. 즉, PRACH 절차 동안 msg.2/msg.3 재전송/msg.4 스케줄링과 같은 PDCCH 전송에 관련된 모든 메시지들은 동일한 CORESET을 공유한다.

(2) PRACH 절차를 위한 모니터링 윈도우

UE는 PRACH 프리앰블을 전송한 후에 설정된 윈도우 내에서 RAR을 모니터링한다. 또한, 다중 빔 동작으로 인해 RAR에 대한 DCI뿐만 아니라 msg. 3 재전송/msg. 4 스케줄링을 위한 DCI도 상기 설정된 윈도우 내에서 모니터링된다.

구체적으로, 각 메시지를 위한 윈도우 크기가 반드시 상이할 필요가 없으므로 RAR 수신, msg. 3 재전송을 위한 DCI 및 msg. 4 스케쥴링 수신을 위한 DCI를 위해 설정된 윈도우의 크기는 동일할 수 있다. 한편, RAR 수신을 위한 모니터링 윈도우는 UE가 PRACH 프리앰블을 전송 한 후 최소 타이밍 갭을 고려한 첫번째 '유효한' 하향링크 슬롯부터 시작한다. 이와 유사하게, msg. 3 재전송/msg. 4 스케쥴링에 대한 모니터링 윈도우는 UE가 msg. 3를 전송한 후, 첫번째 유효한 하향링크 슬롯부터 시작한다.

(3) PRACH 절차를 위한 모니터링 Occasions

UE는 PRACH 메시지 수신을 위해 모니터링 윈도우 내의 모든 슬롯을 모니터링하는 것이 바람직하다. 따라서, UE가 모니터링 해야 하는 각 슬롯 내의 모니터링 대상이 되는 심볼, 즉 모니터링 Occasion을 명확히 할 필요가 있다. 브로드캐스트 시스템 정보가 SSB 인덱스들과 연관되어 전송되는 것과 달리, PRACH 절차를 위한 메시지는 반드시 SSB 인덱스와 연관될 필요는 없다.

하나의 슬롯 내에 할당되는 RAR 수신을 위한 후보 모니터링 Occasion은 UE에 알려질 수도 있고, PRACH 메시지들을 위한 DCI들이 모니터링 윈도우 내의 각 슬롯에서 지시된 모니터링 Occasion 상에서 전송될 수 있다.

만약, PBCH를 통해 RMSI 수신을 위한 모니터링 횟수가 하나의 슬롯에서 1로 지시되면, 시스템 내의 모든 UE는 모니터링 윈도우 동안 각 슬롯의 첫번째 심볼부터 시작하여 PDCCH 모니터링 Occasion을 모니터링한다.

만약, 한 슬롯에서 지시된 모니터링 Occasion이 2 인 경우, UE는 슬롯에서 모니터링할 모니터링 Occasion, 즉, UE가 모니터링을 슬롯의 첫 번째 심볼부터 시작할 것인지 아니면 심볼 #2, #3 또는 #7과 같이 슬롯 중간에서 모니터링을 시작할지에 대해 파악해야 한다. 한편, 모니터링 Occasion은 SSB 인덱스와 연관되어 있으며, SSB 인덱스가 이미 RA-RNTI 생성과 연관되어 있기 때문에 RA-RNTI 값과 모니터링 Occasion을 연관시키는 것이 더 간단할 수 있다.

예를 들어, RA-RNTI값이 짝수이면, UE는 모니터링 윈도우 내의 모든 슬롯의 첫 번째 심볼에서 시작하는 모니터링 Occasion 내에서 PDCCH 검출을 시도할 수 있다. 만약, RA-RNTI값이 홀수이면, UE는 모니터링 윈도우 내의 모든 슬롯의 중간에 위치한 모니터링 Occasion에서 PDCCH의 검출을 시도한다.

도 22는 무선 장치 (10)와 네트워크 노드 (20) 사이의 통신의 예를 도시하는 블록도이다. 여기서, 네트워크 노드 (20)는 도 22의 무선 장치 또는 UE로 대체 될 수 있다.

본 명세서에서 무선 장치 (10) 또는 네트워크 노드(20)는 하나 이상의 다른 무선 장치, 네트워크 노드 및/또는 네트워크의 다른 요소와 통신하기 위한 트랜시버(Transceiver)(11, 21)를 포함한다. 트랜시버(11, 21)는 하나 이상의 송신기, 하나 이상의 수신기 및/또는 하나 이상의 통신 인터페이스를 포함 할 수 있다.

또한, 상기 트랜시버(11, 21)는 하나 이상의 안테나를 구비할 수 있다. 안테나는, 프로세싱 칩(12, 22)의 제어 하에 본 발명의 일 실시예에 따라, 트랜시버(11, 21)에 의해 처리된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 프로세싱 칩(12, 22)으로 전달하는 기능을 수행한다. 안테나는 안테나 포트로 불리기도 한다. 각 안테나는 하나의 물리 안테나에 해당하거나 하나보다 많은 물리 안테나 요소(element)의 조합에 의해 구성될(configured) 수 있다. 각 안테나로부터 전송된 신호는 무선 장치(10) 또는 네트워크 노드 (20) 에 의해 더는 분해될 수 없다. 해당 안테나에 대응하여 전송된 참조신호(reference signal, RS)는 무선 장치(10) 또는 네트워크 노드 (20) 관점에서 본 안테나를 정의하며, 채널이 일 물리 안테나로부터의 단일(single) 무선 채널인지 혹은 상기 안테나를 포함하는 복수의 물리 안테나 요소(element)들로부터의 합성(composite) 채널인지에 관계없이, 상기 무선 장치(10) 또는 네트워크 노드 (20)로 하여금 상기 안테나에 대한 채널 추정을 가능하게 한다. 즉, 안테나는 상기 안테나 상의 심볼을 전달하는 채널이 상기 동일 안테나 상의 다른 심볼이 전달되는 상기 채널로부터 도출될 수 있도록 정의된다. 복수의 안테나를 이용하여 데이터를 송수신하는 다중 입출력(Multi-Input Multi-Output, MIMO) 기능을 지원하는 트랜시버의 경우에는 2개 이상의 안테나와 연결될 수 있다.

본 발명에서 트랜시버(11, 21)은 수신 빔포밍과 전송 빔포밍을 지원할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서 트랜시버(11,21)은 도 9 내지 도 11에 예시된 기능을 수행하도록 구성될 수 있다.

또한, 무선 장치 (10) 또는 네트워크 노드(20)는 프로세싱 칩(12, 22)을 포함한다. 프로세싱 칩(12, 22)은 프로세서 (13, 23)와 같은 적어도 하나의 프로세서 및 메모리 (14, 24)와 같은 적어도 하나의 메모리 장치를 포함 할 수 있다.

프로세싱 칩(12, 22)은 본 명세서에서 설명된 방법들 및/또는 프로세스들 중 적어도 하나 이상을 제어할 수 있다. 다시 말해, 상기 프로세싱 칩(12, 22)은 본 명세서에 기재된 적어도 하나 이상의 실시 예들이 수행되도록 구성 될 수 있다.

프로세서(13, 23)는 본 명세서에서 설명된 무선 장치(10) 또는 네트워크 노드(20)의 기능을 수행하기 위한 적어도 하나의 프로세서를 포함한다.

예를 들어, 하나 이상의 프로세서는 도 22의 하나 이상의 트랜시버(11, 21)를 제어하여, 정보를 송수신할 수 있다.

또한, 프로세싱 칩(12, 22)에 포함된 프로세서(13, 23)는 상기 무선 장치(10) 또는 네트워크 노드(20) 외부로 전송될 신호 및/또는 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 트랜시버(11, 21)에 전송한다. 예를 들어, 프로세서(13, 23)는 전송하고자 하는 데이터 열을 역다중화 및 채널 부호화, 스크램블링, 변조과정 등을 거쳐 K 개의 레이어로 변환한다. 부호화된 데이터 열은 코드워드로 지칭되기도 하며, MAC 계층이 제공하는 데이터 블록인 수송 블록과 등가이다. 일 수송블록(transport block, TB)은 일 코드워드로 부호화되며, 각 코드워드는 하나 이상의 레이어의 형태로 수신장치에 전송되게 된다. 주파수 상향 변환을 위해 트랜시버(11, 21)는 오실레이터(oscillator)를 포함할 수 있다. 트랜시버(11, 21)는 N_t 개(N_t 는 1 이상의 양의 정수)의 전송 안테나를 포함할 수 있다.

또한, 프로세싱 칩(12, 22)은 데이터, 프로그래밍 가능한 소프트웨어 코드 및/또는 본 명세서에 설명된 실시 예들을 수행하기 위한 다른 정보를 저장하도록 구성된 메모리 (14, 24)를 포함한다.

다시 말해 본 명세서에 따른 실시 예에서, 메모리 (14, 24)는 프로세서 (13, 23)와 같은 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행(executed)될 때, 프로세서 (13, 23)로 하여금 도 22의 프로세서 (13, 23)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하게 하거나, 도 1 내지 도 21을 기반으로 본 명세서에 설명된 실시 예들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드(15, 25)를 저장한다.

구체적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 무선장치 (10)의 프로세싱 칩(12)은, 특정 구간 내에서의 PRACH 자원 할당에 관련된 정보를 수신하도록 트랜시버(21)를 제어하고, 상기 정보를 기반으로 하나 이상의 슬롯에 할당된 PRACH Occasion에서 상기 PRACH를 전송하도록 트랜시버(21)를 제어한다. 이 때, 상기 특정 구간 내의 마지막 슬롯에 PRACH Occasion이 할당될 수 있다.

예를 들어, 부반송파 간격이 15kHz인 슬롯들에 대해 PRACH Occasion을 할당할 때, 상기 특정 구간이 10ms 이면, 인덱스 #9의 슬롯에 PRACH Occasion을 할당될 수 있다. 반면, 특정 구간이 5ms이면, 인덱스 #4, #9인 슬롯에 PRACH Occasion이 할당될 수 있다.

또한, 상기 특정 구간 내의 마지막 슬롯만이 상기 PRACH Occasion이 할당되는 서브프레임이 될 수 있다. 한편, 특정 구간 내의 마지막 3개의 슬롯들 중 적어도 하나에 PRACH Occasion이 할당될 수 있다. 예를 들어, 부반송파 간격이 15kHz인 슬롯들에 대해 PRACH Occasion을 할당할 때, 상기 특정 구간이 10ms 이면, 인덱스 #7, #8 및 #9의 슬롯에 PRACH Occasion이 할당될 수 있다. 반면, 상기 특정 구간이 5ms이면, 인덱스 #2, #3, #4, #7, #8 및 #9 슬롯에 PRACH Occasion이 할당될 수 있다.

또한, 하향링크 수신과 PRACH 전송과의 충돌을 방지하기 위하여, 특정 구간의 앞쪽 2개의 슬롯에는 PRACH Occasion이 할당되지 않을 수 있다. 예를 들어, 부반송파 간격이 15kHz인 슬롯들에 대해 PRACH Occasion을 할당할 때, 상기 특정 구간이 10ms 이면, 인덱스 #0, #1 슬롯에는 PRACH Occasion이 할당되지 않을 수 있다. 반면, 상기 특정 구간이 5ms이면, 인덱스 #0, #1, #5, #6 슬롯들에는 PRACH Occasion이 할당되지 않을 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 노드(20)의 프로세싱 칩(22)은, 특정 구간 내에서의 PRACH 자원 할당에 관련된 정보를 전송하도록 트랜시버(11)를 제어하고, 상기 정보를 기반으로 하나 이상의 슬롯에 할당된 PRACH Occasion에서 상기 PRACH를 수신하도록 트랜시버(11)를 제어한다. 이 때, 상기 특정 구간 내의 마지막 슬롯에 PRACH Occasion이 할당될 수 있다.

또한, 상기 특정 구간 내의 마지막 슬롯만이 상기 PRACH Occasion이 할당되는 서브프레임이 될 수 있다.

한편, 특정 구간 내의 마지막 3개의 슬롯들 중 적어도 하나에 PRACH Occasion이 할당될 수 있다. 예를 들어, 부반송파 간격이 15kHz인 슬롯들에 대해 PRACH Occasion을 할당할 때, 상기 특정 구간이 10ms 이면, 인덱스 #7, #8 및 #9의 슬롯에 PRACH Occasion이 할당될 수 있다. 반면, 상기 특정 구간이 5ms이면, 인덱스 #2, #3, #4, #7, #8 및 #9 슬롯에 PRACH Occasion이 할당될 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

상술한 바와 같은 물리 임의 접속 채널을 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치는 5세대 NewRAT 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 5세대 NewRAT 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

10: 무선 장치 11: 무선 장치의 트랜시버 12: 무선 장치의 프로세싱 칩 13: 무선 장치의 프로세서 14: 무선 장치의 메모리 15: 무선 장치의 소프트웨어 코드 20: 네트워크 노드 21: 네트워크 노드의 트랜시버 22: 네트워크 노으듸 프로세싱 칩 23: 네트워크 노드의 프로세서 24: 네트워크 노드의 메모리 25: 네트워크 노드의 소프트웨어 코드

Claims

무선 통신 시스템에서, 단말이 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)를 전송하는 방법에 있어서,
PRACH 자원 할당에 대한 정보를 수신하고,
상기 정보를 기반으로 PRACH 슬롯 내에 할당되는 하나 이상의 PRACH 기회(Occasion) 중, 어느 하나의 PRACH 기회(Occasion)에서 상기 PRACH를 전송하는 것을 포함하되,
상기 하나 이상의 PRACH 기회(Occasions)의 수는,
상기 PRACH를 위한 프리앰블 포맷 및 시작 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼에 기반하는,
PRACH 전송 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 프리앰블 포맷 및 시작 OFDM 심볼은,
상기 정보를 통해 획득되는,
PRACH 전송 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 PRACH 기회(Occasion)는,
상기 PRACH 슬롯 내에서, 상기 시작 OFDM 심볼부터 연속적으로 할당되는,
PRACH 전송 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 PRACH 기회(Occasion)의 최대 수는, 6인,
PRACH 전송 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 프리앰블 포맷이 2개의 OFDM 심볼의 구간을 가지는 경우,
상기 하나 이상의 PRACH 기회(Occasion)의 수는 6인,
PRACH 전송 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 PRACH 기회(Occasion)은,
상기 PRACH 슬롯의 후반부에만 할당되는,
PRACH 전송 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 프리앰블 포맷이 4개의 OFDM 심볼의 구간을 가지는 경우,
상기 시작 OFDM 심볼은, 9인,
PRACH 전송 방법.
무선 통신 시스템에서, 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)를 전송하는 통신 장치에 있어서,
메모리; 및
상기 메모리와 연결된 프로세서;를 포함하고,
상기 프로세서는,
PRACH 자원 할당에 대한 정보를 수신하고,
상기 정보를 기반으로 PRACH 슬롯 내에 할당되는 하나 이상의 PRACH 기회(Occasion) 중, 어느 하나의 PRACH 기회(Occasion)에서 상기 PRACH를 전송하는 것을 제어하는 것을 포함하되,
상기 하나 이상의 PRACH 기회(Occasions)의 수는,
상기 PRACH를 위한 프리앰블 포맷 및 시작 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼에 기반하는,
통신 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 프리앰블 포맷 및 시작 OFDM 심볼은,
상기 정보를 통해 획득되는,
통신 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 하나 이상의 PRACH 기회(Occasion)은,
상기 PRACH 슬롯 내에서, 상기 시작 OFDM 심볼부터 연속적으로 할당되는,
통신 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 하나 이상의 PRACH 기회(Occasion)의 최대 수는, 6인,
통신 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 프리앰블 포맷이 2개의 OFDM 심볼의 구간을 가지는 경우,
상기 하나 이상의 PRACH 기회(Occasion)의 수는 6인,
통신 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 하나 이상의 PRACH 기회(Occasion)은,
상기 PRACH 슬롯의 후반부에만 할당되는,
통신 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 프리앰블 포맷이 4개의 OFDM 심볼의 구간을 가지는 경우,
상기 시작 OFDM 심볼은, 9인,
통신 장치.
무선 통신 시스템에서, 기지국이 물리 임의 접속 채널(Physical Random Access Channel; PRACH)를 수신하는 방법에 있어서,
PRACH 자원 할당에 대한 정보를 전송하고,
상기 정보를 기반으로 PRACH 슬롯 내에 할당되는 하나 이상의 PRACH 기회(Occasion) 중, 어느 하나의 PRACH 기회(Occasion)에서 상기 PRACH를 수신하는 것을 포함하되,
상기 하나 이상의 PRACH 기회(Occasions)의 수는,
상기 PRACH를 위한 프리앰블 포맷 및 시작 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼에 기반하는,
PRACH 수신 방법.