KR20200083681A - Tdd를 지원하는 무선 통신 시스템에서 nprach 프리앰블을 송수신하기 위한 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents
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Abstract
본 명세서는 TDD를 지원하는 무선 통신 시스템에서 NPRACH 프리앰블을 전송하는 방법을 제공한다.
보다 구체적으로, 단말에 의해 수행되는 상기 방법은 심볼 그룹들을 포함하는 NPRACH 프리앰블의 반복 수에 대한 제어 정보를 포함하는 NPRACH 설정 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 NPRACH 설정 정보에 기초하여 심볼 그룹의 주파수 호핑을 통해 상기 NPRACH 프리앰블을 반복하여 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 심볼 그룹의 주파수 위치는 시작 서브캐리어와 관련된 제 1 파라미터와 주파수 호핑과 관련된 제 2 파라미터에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 단말에 의해 수행되는 상기 방법은 심볼 그룹들을 포함하는 NPRACH 프리앰블의 반복 수에 대한 제어 정보를 포함하는 NPRACH 설정 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 NPRACH 설정 정보에 기초하여 심볼 그룹의 주파수 호핑을 통해 상기 NPRACH 프리앰블을 반복하여 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 심볼 그룹의 주파수 위치는 시작 서브캐리어와 관련된 제 1 파라미터와 주파수 호핑과 관련된 제 2 파라미터에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 명세서는 NB-IoT (narrowband-internet of things)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 TDD를 지원하는 무선 통신 시스템에서 NPRACH 프리앰블(preamble)을 송수신 하기 위한 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족 현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스에 대한 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.
차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연(End-to-End Latency), 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다. 이를 위하여 이중 연결성(Dual Connectivity), 대규모 다중 입출력(Massive MIMO: Massive Multiple Input Multiple Output), 전이중(In-band Full Duplex), 비직교 다중접속(NOMA: Non-Orthogonal Multiple Access), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.
본 명세서는 TDD 시스템에서의 NPRACH preamble을 반복하여 전송하는 경우, 홀수 번째 NPRACH preamble의 심볼 그룹의 주파수 위치(또는 subcarrier index)와 짝수 번째 NPRACH preamble의 심볼 그룹의 주파수 위치(subcarrier index) 간의 규칙을 새롭게 정의함에 목적이 있다.
또한, 본 명세서는 TDD 시스템에서 NPRACH preamble의 연속하는 심볼 그룹들을 전송할 수 있는 유효한 상향링크 서브프래임(valid UL subframe)이 존재하지 않는 경우에 대한 해결 방법을 제공함에 목적이 있다.
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 명세서는 시간 분할 듀플렉싱(time division duplexing, TDD)를 지원하는 무선 통신 시스템에서 NPRACH(Narrowband Physical Random Access Channel) 프리앰블(preamble)을 전송하는 방법에 있어서, 단말에 의해 수행되는 방법은, 심볼 그룹들을 포함하는 NPRACH 프리앰블의 반복 수에 대한 제어 정보를 포함하는 NPRACH 설정 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 NPRACH 설정 정보에 기초하여 심볼 그룹의 주파수 호핑(frequency hopping)을 통해 상기 NPRACH 프리앰블을 반복하여 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, 상기 심볼 그룹의 주파수 위치는 시작 서브캐리어와 관련된 제 1 파라미터와 주파수 호핑과 관련된 제 2 파라미터에 기초하여 결정되며, 제 1 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 MAC 레이어(layer)에 의해 결정되며, 제 2 NPRACH 프리앰블의 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 1 NPRACH 프리앰블의 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터와, 슈도 랜덤 시퀀스(pseudo random sequence) 및 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 심볼 그룹 인덱스에 기초하여 생성되는 제 3 파라미터에 의해 정의되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 제 2 파라미터는 0부터 11 중 어느 하나에 해당하는 서브캐리어 인덱스인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 NPRACH 프리앰블은 연속하는 2개의 심볼 그룹들과 4개의 심볼 그룹들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 NPRACH 프리앰블의 프리앰블 포맷은 0, 1 또는 2인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 제 1 값 및 제 2 값에 기초하여 결정되며, 상기 제 1 값은 상기 제 1 NPRACH 프리앰블의 상기 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터의 값이며, 상기 제 2 값은 슈도 랜덤 시퀀스(pseudo random sequence) 및 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 상기 첫 번째 심볼 그룹의 인덱스에 기초하여 생성되는 값인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 제 1 값이 짝수인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터의 값은 상기 제 1 값과 상기 제 2 값에 기초하여 홀수로 정의되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 제 1 값이 0, 2, 4, 6, 8 또는 10이고, 상기 제 2 값이 0, 2, 4, 6, 8 또는 10인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 2 값에 1을 더한 값인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 제 1 값이 0, 2, 4, 6, 8 또는 10이고, 상기 제 2 값이 1, 3, 5, 7, 9 또는 11인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 2 값인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 제 1 값이 홀수인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터의 값은 상기 제 1 값과 상기 제 2 값에 기초하여 짝수로 정의되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 제 1 값이 1, 3, 5, 7, 9 또는 11이고, 상기 제 2 값이 0, 2, 4, 6, 8 또는 10인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 2 값인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 제 1 값이 1, 3, 5, 7, 9 또는 11이고, 상기 제 2 값이 1, 3, 5, 7, 9 또는 11인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 2 값에 1을 뺀 값인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 제 3 값 및 제 4 값에 기초하여 결정되며, 상기 제 3 값은 상기 제 1 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터의 값이며, 상기 제 4 값은 슈도 랜덤 시퀀스(pseudo random sequence) 및 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 상기 세 번째 심볼 그룹의 인덱스에 기초하여 생성되는 값인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 제 3 값이 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이고, 상기 제 4 값이 0, 1, 2, 3, 4 또는 5인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 4 값에 6을 더한 값인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 제 3 값이 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이고, 상기 제 4 값이 6, 7, 8, 9, 10 또는 11인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 4 값인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 제 3 값이 6, 7, 8, 9, 10 또는 11이고, 상기 제 4 값이 0, 1, 2, 3, 4 또는 5인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 4 값인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 제 3 값이 6, 7, 8, 9, 10 또는 11이고, 상기 제 4 값이 6, 7, 8, 9, 10 또는 11인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 4 값에 6을 뺀 값인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 제 3 파라미터는 
에 의해 정의되며, 상기 
는 상기 제 1 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서는 시간 분할 듀플렉싱(time division duplexing, TDD)를 지원하는 무선 통신 시스템에서 NPRACH(Narrowband Physical Random Access Channel) 프리앰블(preamble)을 전송하는 방법에 있어서, 단말에 의해 수행되는 방법은, 심볼 그룹들을 포함하는 NPRACH 프리앰블의 반복 수에 대한 제 1 정보를 포함하는 NPRACH 설정 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 NPRACH 설정 정보에 기초하여 심볼 그룹들 간 주파수 호핑(frequency hopping)을 통해 상기 NPRACH 프리앰블을 반복하여 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하되, 심볼 그룹의 주파수 위치는 시작 서브캐리어와 관련된 제 1 파라미터와 주파수 호핑과 관련된 제 2 파라미터에 기초하여 결정되며, 상기 NPRACH 프리앰블은 첫 번째 연속하는 3개의 심볼 그룹들과 두 번째 연속하는 3개의 심볼 그룹들을 포함하고, 상기 첫 번째 연속하는 3개의 심볼 그룹들 중 첫 번째 심볼 그룹과 상기 두 번째 연속하는 3개의 심볼 그룹들 중 첫 번째 심볼 그룹은 MAC 레이어(layer)와, 슈도 랜덤 시퀀스(pseudo random sequence) 및 심볼 그룹 인덱스에 기초하여 생성되는 파라미터에 의해 각각 정의되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에서 상기 방법은 상향링크-하향링크 구성(uplink-downlink configuration)과 관련된 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 설정 정보에 기초하여 상기 연속하는 심볼 그룹들을 전송할 유효한(valid) 상향링크 서브프래임이 존재하지 않는 경우, 상기 연속하는 심볼 그룹들을 드롭(drop)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서는 NPRACH preamble의 반복 전송에서 홀수 번째 NPRACH preamble의 주파수 위치와 짝수 번째 NPRACH preamble의 주파수 위치 간의 관계를 새롭게 정의함으로써, 수신단에서 NPRACH preamble에 대한 수신 성능을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서는 NPRACH preamble에 포함되는 연속하는 심볼 그룹들이 전송될 valid UL subframe이 존재하지 않는 경우, 연속하는 심볼 그룹들을 드롭함으로써 다른 신호와의 충돌을 줄일 수 있는 효과가 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 컴포넌트 캐리어 및 캐리어 병합의 일례를 나타낸다.
도 6은 캐리어 병합을 지원하는 시스템의 셀의 구분을 예시한 도면이다.
도 7은 NPRACH 프리앰블의 심볼 그룹의 일례를 나타낸 도이다.
도 8은 NB-IoT 시스템에서의 NPRACH 프리앰블 포맷의 일례를 나타낸다.
도 9는 NPRACH 프리앰블의 반복과 임의 호핑 방법의 일례를 나타낸 도이다.
도 10은 본 명세서에서 제안하는 TDD NPRACH preamble format의 일례를 나타낸 도이다.
도 11은 본 명세서에서 제안하는 preamble 전송 방법의 일례를 나타낸 도이다.
도 12는 본 명세서에서 제안하는 TDD NPRACH preamble 포맷의 일례를 나타낸 도이다.
도 13은 본 명세서에서 제안하는 preamble 전송의 일례를 나타낸 도이다.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 enhanced preamble의 전송 방법의 일례를 나타낸 순서도이다.
도 15는 본 명세서에서 제안하는 enhanced preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 순서도이다.
도 16은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF 없이 NPRACH preamble을 전송하는 방법의 일례를 나타낸 도이다.
도 17은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 일례를 나타낸 도이다.
도 18은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 19는 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 20은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 21은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 22는 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 23은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF 없이 NPRACH preamble을 전송하는 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 24는 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 25는 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 26은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 27은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 28은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 29는 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 30은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가지는 NPRACH preamble 전송의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 31은 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble format 1-a의 일례를 나타낸 도이다.
도 32는 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble format의 일례를 나타낸 도이다.
도 33은 본 명세서에서 제안하는 NPRACH preamble format 1과 repetition number=4를 가진 NPRACH hopping pattern의 일례를 나타낸 도이다.
도 34는 본 명세서에서 제안하는 NPRACH preamble format 0 및 repetition number=4를 가진 NPRACH hopping pattern의 일례를 나타낸 도이다.
도 35는 본 명세서에서 제안하는 NPRACH 프리앰블을 전송하기 위한 단말의 동작 방법의 일례를 나타낸 순서도이다.
도 36은 본 명세서에서 제안하는 NPRACH 프리앰블을 반복하여 수신하기 위한 기지국의 동작 방법의 일례를 나타낸 순서도이다.
도 37은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 38은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도의 또 다른 예시이다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 컴포넌트 캐리어 및 캐리어 병합의 일례를 나타낸다.
도 6은 캐리어 병합을 지원하는 시스템의 셀의 구분을 예시한 도면이다.
도 7은 NPRACH 프리앰블의 심볼 그룹의 일례를 나타낸 도이다.
도 8은 NB-IoT 시스템에서의 NPRACH 프리앰블 포맷의 일례를 나타낸다.
도 9는 NPRACH 프리앰블의 반복과 임의 호핑 방법의 일례를 나타낸 도이다.
도 10은 본 명세서에서 제안하는 TDD NPRACH preamble format의 일례를 나타낸 도이다.
도 11은 본 명세서에서 제안하는 preamble 전송 방법의 일례를 나타낸 도이다.
도 12는 본 명세서에서 제안하는 TDD NPRACH preamble 포맷의 일례를 나타낸 도이다.
도 13은 본 명세서에서 제안하는 preamble 전송의 일례를 나타낸 도이다.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 enhanced preamble의 전송 방법의 일례를 나타낸 순서도이다.
도 15는 본 명세서에서 제안하는 enhanced preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 순서도이다.
도 16은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF 없이 NPRACH preamble을 전송하는 방법의 일례를 나타낸 도이다.
도 17은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 일례를 나타낸 도이다.
도 18은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 19는 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 20은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 21은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 22는 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 23은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF 없이 NPRACH preamble을 전송하는 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 24는 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 25는 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 26은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 27은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 28은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 29는 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 30은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가지는 NPRACH preamble 전송의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 31은 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble format 1-a의 일례를 나타낸 도이다.
도 32는 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble format의 일례를 나타낸 도이다.
도 33은 본 명세서에서 제안하는 NPRACH preamble format 1과 repetition number=4를 가진 NPRACH hopping pattern의 일례를 나타낸 도이다.
도 34는 본 명세서에서 제안하는 NPRACH preamble format 0 및 repetition number=4를 가진 NPRACH hopping pattern의 일례를 나타낸 도이다.
도 35는 본 명세서에서 제안하는 NPRACH 프리앰블을 전송하기 위한 단말의 동작 방법의 일례를 나타낸 순서도이다.
도 36은 본 명세서에서 제안하는 NPRACH 프리앰블을 반복하여 수신하기 위한 기지국의 동작 방법의 일례를 나타낸 순서도이다.
도 37은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 38은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도의 또 다른 예시이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
본 명세서에서 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 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. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.
이하에서, 하향링크(DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access), NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템 일반
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
3GPP LTE/LTE-A에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다.
도 1에서 무선 프레임의 시간 영역에서의 크기는 T_s=1/(15000*2048)의 시간 단위의 배수로 표현된다. 하향링크 및 상향링크 전송은 T_f=307200*T_s=10ms의 구간을 가지는 무선 프레임으로 구성된다.
도 1의 (a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 타입 1 무선 프레임은 전이중(full duplex) 및 반이중(half duplex) FDD에 모두 적용될 수 있다.
무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성된다. 하나의 무선 프레임은 T_slot=15360*T_s=0.5ms 길이의 20개의 슬롯으로 구성되고, 각 슬롯은 0부터 19까지의 인덱스가 부여된다. 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 연속적인 2개의 슬롯(slot)으로 구성되고, 서브프레임 i는 슬롯 2i 및 슬롯 2i+1로 구성된다. 하나의 서브프레임을 전송하는데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)이라 한다. 예를 들어, 하나의 서브 프레임은 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms일 수 있다.
FDD에서 상향링크 전송 및 하향링크 전송은 주파수 도메인에서 구분된다. 전이중 FDD에 제한이 없는 반면, 반이중 FDD 동작에서 단말은 동시에 전송 및 수신을 할 수 없다.
하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원블록(RB: Resource Block)을 포함한다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 OFDM 심볼은 하나의 심볼 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것이다. OFDM 심볼은 하나의 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간이라고 할 수 있다. 자원 블록(resource block)은 자원 할당 단위이고, 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 부 반송파(subcarrier)를 포함한다.
도 1의 (b)는 타입 2 프레임 구조(frame structure type 2)를 나타낸다.
타입 2 무선 프레임은 각 153600*T_s=5ms의 길이의 2개의 하프 프레임(half frame)으로 구성된다. 각 하프 프레임은 30720*T_s=1ms 길이의 5개의 서브프레임으로 구성된다.
TDD 시스템의 타입 2 프레임 구조에서 상향링크-하향링크 구성(uplink-downlink configuration)은 모든 서브프레임에 대하여 상향링크와 하향링크가 할당(또는 예약)되는지 나타내는 규칙이다.
표 1은 상향링크-하향링크 구성을 나타낸다.
표 1을 참조하면, 무선 프레임의 각 서브프레임 별로, 'D'는 하향링크 전송을 위한 서브프레임을 나타내고, 'U'는 상향링크 전송을 위한 서브프레임을 나타내며, 'S'는 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(GP: Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot) 3가지의 필드로 구성되는 스페셜 서브프레임(special subframe)을 나타낸다.
DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. GP는 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.
각 서브프레임 i는 각 T_slot=15360*T_s=0.5ms 길이의 슬롯 2i 및 슬롯 2i+1로 구성된다.
상향링크-하향링크 구성은 7가지로 구분될 수 있으며, 각 구성 별로 하향링크 서브프레임, 스페셜 서브프레임, 상향링크 서브프레임의 위치 및/또는 개수가 다르다.
하향링크에서 상향링크로 변경되는 시점 또는 상향링크에서 하향링크로 전환되는 시점을 전환 시점(switching point)이라 한다. 전환 시점의 주기성(Switch-point periodicity)은 상향링크 서브프레임과 하향링크 서브프레임이 전환되는 양상이 동일하게 반복되는 주기를 의미하며, 5ms 또는 10ms가 모두 지원된다. 5ms 하향링크-상향링크 전환 시점의 주기를 가지는 경우에는 스페셜 서브프레임(S)은 하프-프레임 마다 존재하고, 5ms 하향링크-상향링크 전환 시점의 주기를 가지는 경우에는 첫번째 하프-프레임에만 존재한다.
모든 구성에 있어서, 0번, 5번 서브프레임 및 DwPTS는 하향링크 전송만을 위한 구간이다. UpPTS 및 서브프레임 서브프레임에 바로 이어지는 서브프레임은 항상 상향링크 전송을 위한 구간이다.
이러한, 상향링크-하향링크 구성은 시스템 정보로써 기지국과 단말이 모두 알고 있을 수 있다. 기지국은 상향링크-하향링크 구성 정보가 바뀔 때마다 구성 정보의 인덱스만을 전송함으로써 무선 프레임의 상향링크-하향링크 할당상태의 변경을 단말에 알려줄 수 있다. 또한, 구성 정보는 일종의 하향링크 제어정보로서 다른 스케줄링 정보와 마찬가지로 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 통해 전송될 수 있으며, 방송 정보로서 브로드캐스트 채널(broadcast channel)을 통해 셀 내의 모든 단말에 공통으로 전송될 수도 있다.
표 2는 스페셜 서브프레임의 구성(DwPTS/GP/UpPTS의 길이)을 나타낸다.
도 1의 예시에 따른 무선 프레임의 구조는 하나의 예시에 불과하며, 무선 프레임에 포함되는 부 반송파의 수 또는 서브 프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 12개의 부 반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
자원 그리드 상에서 각 요소(element)를 자원 요소(resource element)하고, 하나의 자원 블록(RB: resource block)은 12 × 7 개의 자원 요소를 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록들의 수 N^DL은 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다.
상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 앞의 최대 3개의 OFDM 심볼들이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)이 할당되는 데이터 영역(data region)이다. 3GPP LTE에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 일례로 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 등이 있다.
PCFICH는 서브 프레임의 첫번째 OFDM 심볼에서 전송되고, 서브 프레임 내에 제어 채널들의 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼들의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향 링크에 대한 응답 채널이고, HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)에 대한 ACK(Acknowledgement)/NACK(Not-Acknowledgement) 신호를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보(DCI: downlink control information)라고 한다. 하향링크 제어정보는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 또는 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령을 포함한다.
PDCCH는 DL-SCH(Downlink Shared Channel)의 자원 할당 및 전송 포맷(이를 하향링크 그랜트라고도 한다.), UL-SCH(Uplink Shared Channel)의 자원 할당 정보(이를 상향링크 그랜트라고도 한다.), PCH(Paging Channel)에서의 페이징(paging) 정보, DL-SCH에서의 시스템 정보, PDSCH에서 전송되는 랜덤 액세스 응답(random access response)과 같은 상위 레이어(upper-layer) 제어 메시지에 대한 자원 할당, 임의의 단말 그룹 내 개별 단말들에 대한 전송 파워 제어 명령들의 집합, VoIP(Voice over IP)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH들은 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH들을 모니터링할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 복수의 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합으로 구성된다. CCE는 무선 채널의 상태에 따른 부호화율(coding rate)을 PDCCH에 제공하기 위하여 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)들에 대응된다. PDCCH의 포맷 및 사용 가능한 PDCCH의 비트 수는 CCE들의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율 간의 연관 관계에 따라 결정된다.
기지국은 단말에게 전송하려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(이를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라고 한다.)가 마스킹된다. 특정의 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유한 식별자, 예를 들어 C-RNTI(Cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(Paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보, 더욱 구체적으로 시스템 정보 블록(SIB: system information block)를 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(system information RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위하여, RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)이 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)이 할당된다. 단일 반송파 특성을 유지하기 위해 하나의 단말은 PUCCH와 PUSCH을 동시에 전송하지 않는다.
하나의 단말에 대한 PUCCH에는 서브 프레임 내에 자원 블록(RB: Resource Block) 쌍이 할당된다. RB 쌍에 속하는 RB들은 2개의 슬롯들의 각각에서 서로 다른 부 반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당된 RB 쌍은 슬롯 경계(slot boundary)에서 주파수 도약(frequency hopping)된다고 한다.
캐리어 병합 일반
본 발명의 실시예들에서 고려하는 통신 환경은 멀티 캐리어(Multi-carrier) 지원 환경을 모두 포함한다. 즉, 본 발명에서 사용되는 멀티 캐리어 시스템 또는 캐리어 병합(CA: Carrier Aggregation) 시스템이라 함은 광대역을 지원하기 위해서, 목표로 하는 광대역을 구성할 때 목표 대역보다 작은 대역폭(bandwidth)을 가지는 1개 이상의 컴포넌트 캐리어(CC: Component Carrier)를 병합(aggregation)하여 사용하는 시스템을 말한다.
본 발명에서 멀티 캐리어는 캐리어의 병합(또는, 반송파 집성)을 의미하며, 이때 캐리어의 병합은 인접한(contiguous) 캐리어 간의 병합뿐 아니라 비 인접한(non-contiguous) 캐리어 간의 병합을 모두 의미한다. 또한, 하향링크와 상향링크 간에 집성되는 컴포넌트 캐리어들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 컴포넌트 캐리어(이하, 'DL CC'라 한다.) 수와 상향링크 컴포넌트 캐리어(이하, 'UL CC'라 한다.) 수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 집성이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 집성이라고 한다. 이와 같은 캐리어 병합은 반송파 집성, 대역폭 집성(bandwidth aggregation), 스펙트럼 집성(spectrum aggregation) 등과 같은 용어와 혼용되어 사용될 수 있다.
두 개 이상의 컴포넌트 캐리어가 결합되어 구성되는 캐리어 병합은 LTE-A 시스템에서는 100MHz 대역폭까지 지원하는 것을 목표로 한다. 목표 대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 캐리어를 결합할 때, 결합하는 캐리어의 대역폭은 기존 IMT 시스템과의 호환성(backward compatibility) 유지를 위해서 기존 시스템에서 사용하는 대역폭으로 제한할 수 있다. 예를 들어서 기존의 3GPP LTE 시스템에서는 {1.4, 3, 5, 10, 15, 20}MHz 대역폭을 지원하며, 3GPP LTE-advanced 시스템(즉, LTE-A)에서는 기존 시스템과의 호환을 위해 상기의 대역폭들만을 이용하여 20MHz보다 큰 대역폭을 지원하도록 할 수 있다. 또한, 본 발명에서 사용되는 캐리어 병합 시스템은 기존 시스템에서 사용하는 대역폭과 상관없이 새로운 대역폭을 정의하여 캐리어 병합을 지원하도록 할 수도 있다.
LTE-A 시스템은 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용한다.
상술한 캐리어 병합 환경은 다중 셀(multiple cells) 환경으로 일컬을 수 있다. 셀은 하향링크 자원(DL CC)과 상향링크 자원(UL CC) 한 쌍의 조합으로 정의되나, 상향링크 자원은 필수 요소는 아니다. 따라서, 셀은 하향링크 자원 단독, 또는 하향링크 자원과 상향링크 자원으로 구성될 수 있다. 특정 단말이 단 하나의 설정된 서빙 셀(configured serving cell)을 가지는 경우 1개의 DL CC와 1개의 UL CC를 가질 수 있으나, 특정 단말이 2개 이상의 설정된 서빙 셀을 가지는 경우에는 셀의 수만큼의 DL CC를 가지며 UL CC의 수는 그와 같거나 그보다 작을 수 있다.
또는, 그 반대로 DL CC와 UL CC가 구성될 수도 있다. 즉, 특정 단말이 다수의 설정된 서빙 셀을 가지는 경우 DL CC의 수보다 UL CC가 더 많은 캐리어 병합 환경도 지원될 수 있다. 즉, 캐리어 병합(carrier aggregation)은 각각 캐리어 주파수(셀의 중심 주파수)가 서로 다른 둘 이상의 셀들의 병합으로 이해될 수 있다. 여기서, 말하는 '셀(Cell)'은 일반적으로 사용되는 기지국이 커버하는 영역으로서의 '셀'과는 구분되어야 한다.
LTE-A 시스템에서 사용되는 셀은 프라이머리 셀(PCell: Primary Cell) 및 세컨더리 셀(SCell: Secondary Cell)을 포함한다. P셀과 S셀은 서빙 셀(Serving Cell)로 사용될 수 있다. RRC_CONNECTED 상태에 있지만 캐리어 병합이 설정되지 않았거나 캐리어 병합을 지원하지 않는 단말의 경우, P셀로만 구성된 서빙 셀이 단 하나 존재한다. 반면, RRC_CONNECTED 상태에 있고 캐리어 병합이 설정된 단말의 경우 하나 이상의 서빙 셀이 존재할 수 있으며, 전체 서빙 셀에는 P셀과 하나 이상의 S셀이 포함된다.
서빙 셀(P셀과 S셀)은 RRC 파라미터를 통해 설정될 수 있다. PhysCellId는 셀의 물리 계층 식별자로 0부터 503까지의 정수값을 가진다. SCellIndex는 S셀을 식별하기 위하여 사용되는 간략한(short) 식별자로 1부터 7까지의 정수값을 가진다. ServCellIndex는 서빙 셀(P셀 또는 S셀)을 식별하기 위하여 사용되는 간략한(short) 식별자로 0부터 7까지의 정수값을 가진다. 0값은 P셀에 적용되며, SCellIndex는 S셀에 적용하기 위하여 미리 부여된다. 즉, ServCellIndex에서 가장 작은 셀 ID (또는 셀 인덱스)을 가지는 셀이 P셀이 된다.
P셀은 프라이머리 주파수(또는, primary CC) 상에서 동작하는 셀을 의미한다. 단말이 초기 연결 설정(initial connection establishment) 과정을 수행하거나 연결 재-설정 과정을 수행하는데 사용될 수 있으며, 핸드오버 과정에서 지시된 셀을 지칭할 수도 있다. 또한, P셀은 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 셀 중 제어관련 통신의 중심이 되는 셀을 의미한다. 즉, 단말은 자신의 P셀에서만 PUCCH를 할당 받아 전송할 수 있으며, 시스템 정보를 획득하거나 모니터링 절차를 변경하는데 P셀만을 이용할 수 있다. E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access)은 캐리어 병합 환경을 지원하는 단말에게 이동성 제어 정보(mobilityControlInfo)를 포함하는 상위 계층의 RRC 연결 재설정(RRCConnectionReconfigutaion) 메시지를 이용하여 핸드오버 절차를 위해 P셀만을 변경할 수도 있다.
S셀은 세컨더리 주파수(또는, Secondary CC) 상에서 동작하는 셀을 의미할 수 있다. 특정 단말에 P셀은 하나만 할당되며, S셀은 하나 이상 할당될 수 있다. S셀은 RRC 연결이 설정이 이루어진 이후에 구성 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용될 수 있다. 캐리어 병합 환경에서 설정된 서빙 셀 중에서 P셀을 제외한 나머지 셀들, 즉 S셀에는 PUCCH가 존재하지 않는다. E-UTRAN은 S셀을 캐리어 병합 환경을 지원하는 단말에게 추가할 때, RRC_CONNECTED 상태에 있는 관련된 셀의 동작과 관련된 모든 시스템 정보를 특정 시그널(dedicated signal)을 통해 제공할 수 있다. 시스템 정보의 변경은 관련된 S셀의 해제 및 추가에 의하여 제어될 수 있으며, 이 때 상위 계층의 RRC 연결 재설정 (RRCConnectionReconfigutaion) 메시지를 이용할 수 있다. E-UTRAN은 관련된 S셀 안에서 브로드캐스트하기 보다는 단말 별로 상이한 파라미터를 가지는 특정 시그널링(dedicated signaling) 할 수 있다.
초기 보안 활성화 과정이 시작된 이후에, E-UTRAN은 연결 설정 과정에서 초기에 구성되는 P셀에 부가하여 하나 이상의 S셀을 포함하는 네트워크를 구성할 수 있다. 캐리어 병합 환경에서 P셀 및 S셀은 각각의 컴포넌트 캐리어로서 동작할 수 있다. 이하의 실시 예에서는 프라이머리 컴포넌트 캐리어(PCC)는 P셀과 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 세컨더리 컴포넌트 캐리어(SCC)는 S셀과 동일한 의미로 사용될 수 있다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 컴포넌트 캐리어 및 캐리어 병합의 일례를 나타낸다.
도 5의 (a)는 LTE 시스템에서 사용되는 단일 캐리어 구조를 나타낸다. 컴포넌트 캐리어에는 DL CC와 UL CC가 있다. 하나의 컴포넌트 캐리어는 20MHz의 주파수 범위를 가질 수 있다.
도 5의 (b)는 LTE_A 시스템에서 사용되는 캐리어 병합 구조를 나타낸다. 도 5의 (b)의 경우에 20MHz의 주파수 크기를 갖는 3개의 컴포넌트 캐리어가 결합된 경우를 나타낸다. DL CC와 UL CC가 각각 3 개씩 있으나, DL CC와 UL CC의 개수에 제한이 있는 것은 아니다. 캐리어 병합의 경우 단말은 3개의 CC를 동시에 모니터링할 수 있고, 하향링크 신호/데이터를 수신할 수 있고 상향링크 신호/데이터를 송신할 수 있다.
만약, 특정 셀에서 N개의 DL CC가 관리되는 경우에는, 네트워크는 단말에 M (M≤N)개의 DL CC를 할당할 수 있다. 이때, 단말은 M 개의 제한된 DL CC 만을 모니터링하고 DL 신호를 수신할 수 있다. 또한, 네트워크는 L (L≤M≤N)개의 DL CC에 우선순위를 주어 주된 DL CC를 단말에 할당할 수 있으며, 이러한 경우 UE는 L 개의 DL CC는 반드시 모니터링해야 한다. 이러한 방식은 상향링크 전송에도 똑같이 적용될 수 있다.
하향링크 자원의 반송파 주파수(또는 DL CC)와 상향링크 자원의 반송파 주파수(또는, UL CC) 사이의 링키지(linkage)는 RRC 메시지와 같은 상위계층 메시지나 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어, SIB2(System Information Block Type2)에 의해서 정의되는 링키지에 의해서 DL 자원과 UL 자원의 조합이 구성될 수 있다. 구체적으로, 링키지는 UL 그랜트를 나르는 PDCCH가 전송되는 DL CC와 상기 UL 그랜트를 사용하는 UL CC간의 맵핑 관계를 의미할 수 있으며, HARQ를 위한 데이터가 전송되는 DL CC(또는 UL CC)와 HARQ ACK/NACK 신호가 전송되는 UL CC(또는 DL CC)간의 맵핑 관계를 의미할 수도 있다.
도 6은 캐리어 병합을 지원하는 시스템의 셀의 구분을 예시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 설정된 셀(configured cell)은 도 5에서와 같이 기지국의 셀 중에서 측정 보고를 근거로 캐리어 병합할 수 있도록 한 셀로서 단말별로 설정될 수 있다. 설정된 셀은 PDSCH 전송에 대한 ack/nack 전송을 위한 자원을 미리 예약해 놓을 수 있다. 활성화된 셀(activated cell)은 설정된 셀 중에서 실제로 PDSCH/PUSCH를 전송하도록 설정된 셀로서 PDSCH/PUSCH 전송을 위한 CSI(Channel State Information) 보고와 SRS(Sounding Reference Signal) 전송을 수행하게 된다. 비활성화된 셀(de-activated cell)은 기지국의 명령 또는 타이머 동작에 의해서 PDSCH/PUSCH 전송을 하지 않도록 하는 셀로서 CSI 보고 및 SRS 전송도 중단할 수 있다.
이하, 협대역 물리 임의 접속 채널(narrowband physical random access channel)에 대해 살펴보기로 한다.
물리 계층 랜덤 액세스 프리앰블은 단일-서브캐리어 주파수 호핑 심볼 그룹들에 기초한다.
상기 심볼 그룹은 도 7에 도시되며, 길이 T CP 인 하나의 CP(cyclic prefix)와 전체 길이 T SEQ 를 가지는 5개의 동일한 심볼들의 시퀀스를 포함한다.
상기 물리 계층 랜덤 액세스 프리앰블의 파라미터들은 아래 표 3에 기재되어 있다.
즉, 도 7은 NPRACH 프리앰블의 심볼 그룹의 일례를 나타낸 도이며, 표 3은 random access preamble parameters의 일례를 나타낸 표이다.
갭(gap)들 없이 전송되는 4 심볼 그룹들을 포함하는 NPRACH premable은 
번 전송된다.
랜덤 액세스 프리앰블의 전송은, MAC layer에 의해 트리거되는 경우, 특정 시간 및 주파수 자원들로 제한된다.
상위 계층에 의해 제공되는 NPRACH configuration은 다음 파라미터들을 포함한다.
- NPRACH 자원 주기(resource periodicity) 
(nprach-Periodicity),
- NPRACH에 할당되는 첫 번째 서브캐리어의 주파수 위치 
(nprach-SubcarrierOffset),
- NPRACH에 할당되는 서브캐리어들의 개수 
(nprach-NumSubcarriers),
- 경쟁 기반(contention based) NPRACH 랜덤 액세스에 할당되는 시작 서브캐리어들(starting sub-carriers)의 개수 
(nprach-NumCBRA-StartSubcarriers),
- 시도(attempt) 별 NPRACH 반복 개수 
(numRepetitionsPerPreambleAttempt),
- NPRACH 시작 시간(starting time) 
(nprach-StartTime),
- 멀티 톤 msg3 전송을 위한 UE 지원의 지시(indication)을 위해 예약된 NPRACH 서브 캐리어 범위에 대한 시작 서브캐리어 인덱스를 계산하기 위한 비율 
(nprach-SubcarrierMSG3-RangeStart).
NPRACH 전송은 
를 만족하는 무선 프레임의 시작 이후 
시간 단위(time unit)에서만 시작할 수 있다.
경쟁 기반 랜덤 액세스에 할당되는 NPRACH 시작 서브캐리어들은 서브캐리어들의 2세트 즉, 
및 
로 쪼개진다. 여기서, 2번째 세트가 존재하는 경우, 2번째 세트는 멀티-톤 msg3 전송에 대한 UE 지원을 지시한다.
NPRACH 전송의 주파수 위치는 
서브캐리어들 내에서 제한된다. 주파수 호핑은 12 서브캐리어들 내에서 사용되며, i번째 심볼 그룹(symbol group)의 주파수 위치는 
에 의해 주어지며, 
이고, 수학식 1에 따른다.
[수학식 1]
여기서, 
는 
로부터 MAC layer에 의해 선택되는 서브캐리어이다. 그리고, psedo random 생성기(generator)는 
로 초기화된다.
기저대역 신호 생성(Baseband signal generation)
심볼 그룹(symbol group) i에 대한 시간-연속한(time-continuous) 랜덤 액세스 신호 
는 아래 수학식 2에 의해 정의된다.
[수학식 2]
여기서, 
이며, 
는 전송 파워 
를 따르기 위해 진폭 스케일링 요소(amplitude scaling factor)이며, 
, 
는 랜덤 액세스 프리앰블과 업링크 데이터 전송 사이의 서브캐리어 간격에서 차이를 설명한다.
그리고, 주파수 영역에서의 위치는 파라미터 
에 의해 조절된다.
변수 
는 아래 표 4에 의해 주어진다.
즉, 표 4는 random access baseband parameters의 일례를 나타낸 표이다.
PUSCH-Config
IE PUSCH-ConfigCommon은 PUSCH 및 PUCCH에 대한 공통 PUSCH 구성 및 참조 신호 구성을 지정하는 데 사용된다. IE PUSCH-ConfigDedicated는 UE 특정 PUSCH 구성을 지정하는 데 사용된다.
표 5에서, symPUSCH-UpPTS는 UpPTS에서 PUSCH 전송을 위해 설정된 데이터 심볼의 개수를 나타낸다.
sym2, sym3, sym4, sym5 및 sym6 값들은 normal cyclic prefix를 위해 사용될 수 있으며, sym1, sym2, sym3, sym4 및 sym5 값들은 extended cyclic prefix를 위해 사용될 수 있다.
물리 자원 매핑(Mapping to physical resources)
UpPTS에 대해, dmrsLess-UpPts가 'true'로 설정되면, 물리 자원 매핑은 special subframe의 2번째 슬롯의 
심볼에서 시작할 것이고, 그렇지 않으면 상기 물리 자원 매핑은 special subframe의 2번째 슬롯의 
에서 시작한다.
<본 발명 관련 내용>
이하, 본 명세서에서 제안하는 셀룰러(cellular) IoT (Internet of Things)를 지원하는 NB(NarrowBand)-IoT 시스템에서 시간 분할 듀플렉싱(time division duplexing, TDD)을 지원할 때(즉, 프레임 구조 타입 2(frame structure type 2)를 지원할 때), 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)의 설계(design) 방법에 대해 살펴보기로 한다. 상술한 바와 같이, NB-IoT 시스템에서 이용되는 랜덤 액세스 프리앰블은 NRACH(Narrowband Random Access Channel) 프리앰블로 지칭될 수도 있다.
먼저, 협대역(narrowband, NB)-LTE는 LTE 시스템의 1 PRB(Physical Resource Block)에 해당하는 시스템 대역폭(system BW)를 갖는 낮은 복잡도(complexity), 낮은 파워 소비(power consumption)을 지원하기 위한 시스템을 의미할 수 있다. 이는 주로 machine-type communication(MTC)와 같은 장치(device)를 셀룰러 시스템에서 지원하여 사물 인터넷(internet of things, IoT)을 구현하기 위한 통신 방식으로 이용될 수 있다.
NB-IoT 시스템은 서브캐리어 간격(subcarrier spacing) 등의 OFDM 파라미터(parameter)들을 기존의 시스템(즉, LTE 시스템)에서와 같은 것을 사용함으로써, 추가적인 대역(band) 할당 없이 legacy LTE band에 1 PRB를 NB-LTE 용으로 할당하여 주파수를 효율적으로 사용할 수 있는 장점이 있을 수도 있다. 이하, 본 명세서에서는 NB-IoT 시스템이 LTE 시스템을 기준으로 하여 설명되지만, 본 명세서에서 제안하는 방법들이 차세대 통신 시스템(예: NR(New RAT)시스템 등)에 확장하여 적용될 수도 있음은 물론이다.
NB-LTE의 물리 채널(physical channel)은 하향링크(downlink)의 경우, NPSS/NSSS, NPBCH, NPDCCH/NEPDCCH, NPDSCH 등으로 정의되며, 기존의 시스템(즉, LTE 시스템)와 구별하기 위해 N을 더해서 지칭될 수 있다.
기존의 시스템(예: 3GPP Rel.14)까지의 FDD(Frequency Division Duplexing) NB-IoT에서 이용되는 NPRACH 프리앰블은 두 가지 format이 있으며, 구체적인 형태는 도 8과 같을 수 있다.
도 8은 NB-IoT 시스템에서의 NPRACH 프리앰블 포맷의 일례를 나타낸다.
도 8을 참고하면, NPRACH 프리앰블은 단일 톤 전송(single tone transmission)에 이용되며, 3.75kHz의 서브캐리어 간격을 가지고 있다. 또한, 다섯 개의 심볼들과 하나의 순환 프리픽스(cyclic prefix, CP)가 결합되어 하나의 심볼 그룹(symbol group)을 구성할 수 있다.
이 때, NPRACH 프리앰블 포맷 0(NPRACH preamble format 0)는 66.66us인 CP와 다섯 개의 연속된 266.66us인 심볼들로 구성되며, NPRACH 프리앰블 포맷 1(NPRACH preamble format 1)은 266.66us인 CP와 다섯 개의 연속된 266.66us인 심볼들로 구성될 수 있다. 이 경우, NPRACH 프리앰블 포맷 0의 심볼 그룹의 길이는 1.4ms이며, NPRACH 프리앰블 포맷 1의 심볼 그룹의 길이는 1.6 ms일 수 있다.
또한, 반복(repetition)(즉, 반복 전송)을 위한 기본 단위는 4개의 심볼 그룹들로 구성될 수 있다. 즉, 하나의 반복을 수행(또는 형성)하기 위하여 4개의 심볼 그룹들이 이용될 수 있다. 이에 따라, 하나의 반복을 구성하고 있는 4개의 연속된 심볼 그룹들의 길이는 NPRACH 프리앰블 포맷 0의 경우 5.6ms이며, NPRACH 프리앰블 포맷 1의 6.4ms일 수 있다.
또한, 도 9와 같이, NPRACH 프리앰블은 서브캐리어 간격만큼의 간격을 가진 첫 번째 호핑(1st hopping)과 서브캐리어 간격의 6배만큼의 간격을 가진 두 번째 호핑(2nd hopping)을 하도록 설정될 수 있다.
도 9는 NPRACH 프리앰블의 반복과 임의 호핑 방법의 일례를 나타낸 도이다.
다만, 차세대 NB-IoT 시스템(예: 3GPP Rel.15에서의 NB-IoT)에서 고려되는 TDD(즉, 상술한 프레임 구조 타입 2(frame structure type 2))에서는, 기존 LTE 시스템의 UL/DL 구성(UL/DL configuration)을 고려하면 기존 NB-IoT(예: 3GPP Rel. 14의 legacy NB-IoT)에서의 NPRACH 프리앰블 포맷을 그대로 이용하는 것이 어려울 수 있다. 단, TDD 독립형 모드(standalone mode)는 새로운 UL/DL 구성을 도입하여 기존 NB-IoT의 NPRACH 프리앰블 포맷을 이용하도록 설정할 수는 있으나, 일반적으로 고려하고 있는 인-밴드 모드(in-band mode) 및/또는 가드 밴드 모드(guard band mode)는 기존 NB-IoT의 NPRACH 프리앰블 포맷을 그대로 사용하기는 쉽지 않을 수 있다.
이하, 본 명세서는 frame structure type 2(i.e., TDD 또는 unpaired spectrum)이 NB-IoT system에 적용되어 새로운 NRACH preamble format들이 도입되었을 때, 그에 따른 NPRACH configuration 방법 및 preamble repetition 규칙에 대해 제안한다.
이하, 본 명세서에서 제안하는 실시 예들 및/또는 방법들(즉, 본 발명의 사상)은 랜덤 액세스 채널(PRACH) 외의 다른 채널에도 확장하여 적용될 수 있으며, 단일 톤 전송(single-tone transmission) 방식뿐만 아니라 다중 톤 전송(multi-tone transmission) 방식에도 확장될 수 있음은 물론이다.
또한, 앞서 언급한 바와 같이, 본 명세서에서 제안하는 실시 예들 및/또는 방법들은 LTE 시스템뿐만 아니라, 차세대 통신 시스템(예: NR 시스템)에도 확장하여 적용될 수 있음은 물론이다.
또한, 본 명세서에서 제안하는 실시 예들 및/또는 방법들은 TDD에서의 인-밴드 모드(in-band mode) 또는 가드 밴드 모드(guard band mode)를 중심으로 설명되나, 독립형 모드(standalone mode)에서도 본 명세서에서 제안하는 방법이 적용될 수 있음은 물론이다.
또한, 본 명세서에서 제안하는 실시 예들 및/또는 방법들은 설명의 편의를 위하여 구분된 것일 뿐, 어느 실시 예 및/또는 방법의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예 및/또는 방법에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시 예 및/또는 방법의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수도 있다.
NPRACH 설정(configuration) 및 프리앰블 반복 규칙(preamble repetition rule)
먼저, 본 명세서에 제안하는 NPRACH 설정 및 프리앰블 반복 규칙에 대해 살펴본다.
본 명세서에서 사용되는 '연속 전송 시간(consecutive transmission time, TC)'는 연속적으로 전송되는 특정 개수의 symbol group들과 Guard time을 포함하는 총 시간 지속 시간(time duration)을 의미하며, 아래의 2가지 case(case 1, case 2)에 따라 서로 다르게 정의될 수 있다.
먼저, 하나의 NPRACH preamble은 도 7에서 살핀 바와 같이, 적어도 하나의 심볼 그룹(symbol group)을 포함하며, 하나의 심볼 그룹은 길이 TCP를 가지는 CP(cyclic prefix)와 전체 길이 TSEQ를 가지는 N개의 동일한 심볼들의 시퀀스를 포함한다.
그리고, 하나의 NPRACH preamble (반복 유닛, repetition unit)에서 전체 심볼 그룹들의 개수는 P로 표현되며, 시간에서 연속하는 심볼 그룹들의 개수는 G로 표현된다.
특징적으로, 앞서 살핀 표 1에 따라 TC는 1ms, 2ms 또는 3ms 중 하나의 값을 가질 수 있다.
추가적으로, TC가 UpPTS symbol까지 사용하는 경우, 앞선 TC에 xms (0< x <1 인 실수, e.g., UpPTS 2 symbol들을 사용하는 preamble format인 경우 x는 약 142.695 us)가 추가될 수 있다.
(Case 1)
P = G 이면, TC는 P개의 symbol group(i.e., P개의 CP, P개의 SEQ)과 GT를 포함한 time duration으로 정의될 수 있다.
(Case 2)
P > G 이면, TC는 G개의 symbol group(i.e., G개의 CP, G개의 SEQ)과 GT를 포함한 time duration으로 정의될 수 있다.
여기서, P는 preamble을 구성하는 symbol group들의 총 개수를 나타내며, P개의 symbol group들이 모여서 1회의 preamble transmission을 나타낸다.
즉, preamble transmission 1회는 P개의 symbol group이 모두 전송되었을 때를 1회로 정의한다.
또한, G는 연속하는 UL SF(i.e., 최대 3개의 UL SFs) 내에 back-to-back으로 전송되는 symbol group들의 총 개수를 나타낸다.
특징적으로, 상기 case 2의 경우, P는 G의 배수가 된다. (e.g., P = 2G).
또한, SEQ는 하나의 symbol group에 속하는 symbol의 숫자로, 이 값은 N으로 표현된다.
다음, 방법 1 및 방법 2를 통해 NPRACH configuration 및 repetition rule에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
(방법 1)
방법 1은 Legacy LTE/e-MTC에서의 PRACH configuration 방법과 유사한 방법에 관한 것이다.
우선, TC와 UL/DL configuration 별로 각각 전송 가능한 UL SF들의 조합을 서로 다른 값들을 갖는 여러 개의 set로 미리 설정한다.
그리고, 기지국이 system information (e.g., SIB2-NB)를 통해 NPRACH configuration index로 단말에 전달(carry)한다고 설정한다.
이때, 단말에 전송 가능하다는 것은 다음과 같이 설명될 수 있다.
예를 들어, TC가 1ms이고, UL/DL configuration이 '1'인 경우, 10ms 내에 존재하는 4개의 UL SF들 모두 다 starting UL SF으로 지정될 수 있다.
하지만, TC가 3ms이면, 연속된 3개의 UL SF들이 존재하는 UL/DL configuration(i.e., UL/DL configuration #0, #3, #6)의 연속된 3개의 UL SF들 중 맨 앞 UL SF만 starting UL SF으로 지정될 수 있다.
한편, 앞서 언급한 각 NPRACH configuration index 별로 실제 preamble을 전송할 수 있는 UL SF은 미리 결정되어, 표준 문서에 표로서 미리 정의될 수도 있다(표 7 참고).
본 명세서에서 preamble은 특별한 언급이 없는 한 NPRACH preamble을 지칭할 수 있다.
추가적으로, preamble repetition (이때, repetition number는 system information (e.g,, SIB2-NB)를 통해 configure될 수 있음)을 위해, 기지국은 앞서 정의한 실제 preamble을 전송할 수 있는 UL SF들 중 preamble 전송을 위한 starting UL SF 정보를 system information (e.g., SIB2-NB)를 통해 전달한다고 설정할 수 있다.
추가적으로, 기지국은 상기 starting UL SF 간의 주기 또한 system information (e.g., SIB2-NB)를 통해 단말로 전달한다고 설정할 수 있다.
상기 starting UL SF 정보를 전달하는 구체적인 방법에 대해 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
NPRACH configuration index 값과 UL/DL configuration 정보를 통해 10ms radio frame 구간 중 단말이 preamble을 전송할 수 있다고 허락 받은 subframe(s)을 나열했을 때, 기지국은 absolute subframe number가 작은 subframe (i.e., 시간상 먼저 존재하는 subframe)부터 absolute subframe number가 커지는 순서대로(즉, 오름차순으로(ascending order)) 각 subframe에 0부터 최대 5까지 숫자를 부여할 수 있다.
여기서, 숫자를 부여하는 것은 인덱싱을 수행하는 것을 의미할 수 있다.
그리고, 기지국은 단말에게 0부터 최대 5까지의 숫자 중 하나를 골라서 starting UL SF 이라고 지정해 줄 수 있다. 즉, 기지국은 0부터 5까지 indexing된 UL SF 중 하나를 단말로 알려줄 수 있다.
이때, 기지국은 동일 CE level에 포함되어 있는 다수 개의 단말들이 동일한 subframe에 NPRACH preamble을 전송하도록 설정하는 것이 preamble decoding 측면에서 바람직할 수 있다.
만약 동일 CE level에 포함되어 있는 다수 개의 단말들에게 동일 radio frame에 starting subframe이 두 개 이상 설정되는 경우, 서로 다른 starting point에서 전송된 preamble들에 대해 기지국은 decoding을 수행하기가 어려울 수 있다.
단, 예외적으로 NPRACH configuration에 포함되어 있는 repetition number가 작아서, 다수의 단말들이 서로 다른 starting point에서 preamble을 전송하더라도 서로의 preamble들에게 영향을 주지 않는 경우, 두 개 이상의 starting subframe이 설정되는 것도 가능할 수 있다.
이때, absolute subframe number는 '(radio) frame 
에서 subframe i 는 absolute subframe number 
를 가진다. 여기서, 
는 system frame number이다.'와 같이 결정될 수 있다.
위의 방법은, 앞서 언급한 특정 주기 별로 항상 동일한 UL SF에 preamble을 전송할 수 있도록 함과 동시에 항상 동일한 UL SF에 preamble을 전송하지 못한다는 특징이 있다.
또한, 앞서 언급한 starting UL SF부터 preamble 전송을 시작하여 실제 preamble을 전송할 수 있는 UL SF (i.e., 이는 NPRACH configuration을 통해 단말이 알 수 있음)을 사용하여 단말은 configure 받은 repetition number 만큼 preamble을 전송한다고 설정할 수 있다.
이때, 연속하여 전송 가능한 UL SF들 내에서의 preamble의 연속 전송 여부는 문제가 되지 않는다는 특징이 있다.
따라서, 연속하여 전송 가능한 UL SF들 내에서 단말들이 preamble을 연속하여 전송하는 것을 원하는 기지국이라면, NPRACH configuration을 통해 실제 preamble을 전송할 수 있는 UL SF이 연속적으로 구성되어 있는 NPRACH configuration index를 단말에 configure해야 한다.
NPRACH configuration에 대한 표의 예시를 들기 위해, 본 명세서는 TDD NPRACH preamble format으로 표 6과 같이 4개의 preamble format들이 define 되었다고 가정할 수 있다.
이때, N은 심볼 그룹 내 심볼들의 개수를 나타내며, G는 연속하는 UL SF(s)에서 Back-to-Back으로 전송되는 심볼 그룹들의 개수를 나타내며, P는 preamble에서 심볼 그룹들의 개수를 나타내며, TS는 1/30.72 (us)이다.
표 6은 TDD NPRACH preamble 포맷들의 일례를 나타낸 표이다.
상기 표 6의 preamble format 0, 1, 2, 3을 그림으로 표현하면 도 10의 (a), (b), (c), (d)와 같이 각각 나타낼 수 있다.
도 10은 본 명세서에서 제안하는 TDD NPRACH preamble format의 일례를 나타낸 도이다.
도 10과 같이 preamble format이 정의되었다고 가정했을 때, 각 preamble format과 UL/DL configuration에 따라서 표 7은 NPRACH configuration table의 일례를 나타낸다.
이때, 표 7의 총 state는 예시를 위함이고, 이와 다른 값을 가질 수 있음은 자명하다.
포맷의 각 triple 
는 특정 random access resource의 위치를 지시한다. 여기서, 
는 각각 모드 radio frame들에서, 짝수(even) radio frame들에서, 홀수(odd) radio frame들에서 자원이 다시 발생하는지 여부를 지시한다. 
는 random access resource가 각각 첫 번째 half frame 또는 두 번째 half frame에서 위치하는지 여부를 지시한다. 여기서 
는 preamble이 시작하는 상향링크 서브프래임 번호이며, 2개의 연속하는 downlink-to-uplink switch point들 사이에서 첫 번째 상향링크 서브프래임에서 0부터 카운트된다.
표 7은 NPRACH configuration의 일례를 나타낸 표이다.
단말이 NPRACH configuration index, available UL SF, preamble repetition number, NPRACH periodicity, UL/DL configuration 등을 기지국으로부터 SIB를 통해 수신한 경우의 preamble 전송 방법에 대해 예를 들어 살펴본다.
만약 단말이 NPRACH configuration index를 '24'로 configure 받고(표 7 참고), starting UL SF을 (앞서 언급한 0 ~ 5 중 하나를 선택 전송하는 방법을 사용) '2'로 configure 받고, preamble repetition number를 '8'로 configure 받고, NPRACH periodicity를 '80ms'로 configure 받고, UL/DL configuration을 '#1'로 configure 받았다면, 단말은 도 11과 같이 preamble을 전송할 수 있다. 도 11은 본 명세서에서 제안하는 preamble 전송 방법의 일례를 나타낸 도이다.
여기서, NPRACH configuration index가 24이므로, preamble format은 0이 되고, preamble의 전송 가능한 UL subframe은 UL/DL configuration #1에 존재하는 모든 UL subframe들이 된다.
또한, preamble starting point는 configure 받은 starting UL SF이 2이고, start radio frame rule 및 NPRACH periodicity 등을 고려할 때, 1110일 수 있다.
그리고, repetition number가 8이기 때문에, single preamble (i.e., 3개의 연속된 symbol group들)이 8개의 UL SF들에 걸쳐서 반복 전송되는 것을 볼 수 있다.
추가적으로, 오랜 시간 동안 UL SF을 점유하는 preamble 전송으로 인해 다른 UE들의 UL data가 전송되지 못하는 경우가 발생할 수 있다.
따라서, NPRACH preamble 전송 중간에 다른 UE들의 UL data transmission을 위한 UL SF gap이 정의될 수 있다.
이와 같은 UL SF gap은 기지국이 system information(e.g., SIB2-NB)을 통해 configurable 하게 단말로 전송한다고 설정될 수 있다.
상기 UL SF gap을 알려줄 수 있는 방법에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
(대안 1)
UL SF gap을 단말이 건너 뛰어야 할 UL SF 개수로 정의하고, 기지국이 NPRACH configuration과 함께 system information (e.g., SIB2-NB)을 통해 해당 정보를 단말로 전송
예를 들어, 상기 UL SF gap은 {1SF, 2SF, 3SF, 4SF, 5SF, 6SF, 8SF, 16SF, 32SF} 등과 같이 특정 set으로 표준 문서에 미리 지정 또는 정의될 수 있다.
특징적으로, configure된 preamble repetition 값이 특정 값 NConsecutive_TX (e.g., NConsecutive_TX = 16)(또는 제 1 특정 값) 이상일 때에만, 기지국이 UL SF gap을 configure 가능하다고 설정할 수 있다.
추가적으로, 특정 값 MConsecutive_TX (e.g., 32)(또는 제 2 특정 값)만큼의 preamble repetition이 끝난 후에, UL SF gap이 올 수 있도록 configurable 하게 설정될 수 있다.
특징적으로, MConsecutive_TX을 기지국이 전송하지 않았다면, 상기 MConsecutive_TX은 앞서 정의한 NConsecutive_TX이 될 수 있다.
이때, NConsecutive_TX ≤ MConsecutive_TX이 바람직할 수 있다.
(대안 2)
UL SF gap을 NPRACH preamble 전송 주기로 정의하고, 기지국이 NPRACH configuration과 함께 system information (e.g., SIB2-NB)을 를 통해 해당 정보를 단말로 전송할 수 있다.
예를 들어, 상기 UL SF gap은 {5ms, 10ms}와 같이 표준 문서에 미리 지정 또는 정의될 수 있다.
특징적으로, 대안 2는 UpPTS symbol을 사용해야 하는 preamble format을 기지국이 configure할 때 적용될 수 있다.
여기서，preamble repetition이 1보다 클 때, preamble 전송 주기를 5ms 또는 10ms로 설정하여 항상 UpPTS symbol + UL SF 에 preamble이 전송될 수 있도록 설정할 수 있다.
(대안 3)
대안 3은 Hopping flag를 전송하여 특정 carrier에 NPRACH preamble 전송을 위해 오래 점유하는 것을 방지할 수 있는 방법이다.
앞서 살핀 대안들이 동시에 적용되어 사용될 수도 있다. 즉, 대안 1과 대안 3의 조합, 또는 대안 2와 대안 3의 조합 등이 가능할 수 있다.
만일, UL SF gap 관련 parameter(e.g., UL SF gap 또는 NPRACH preamble transmission period)를 기지국이 전송하지 않았거나 또는, 기지국이 전송했는데 단말이 수신하지 못한 경우, 미리 configure된 starting UL SF부터 preamble 전송을 시작하여 실제 preamble을 전송할 수 있는 UL SF (i.e., 이는 NPRACH configuration을 통해 단말이 알 수 있음)을 통해 configure 받은 repetition number 만큼 전송하도록 설정할 수 있다.
추가적으로, 만약 UpPTS symbol(이때, UpPTS symbol의 수는 configurable)을 사용해야 하는 preamble format (e.g., TC 가 1ms 보다 약간 큰 preamble format, 이때 해당 TC 는 2ms 보다는 작아야 바람직함)을 사용하고, 아직 전송하지 못한 repetition 횟수가 남아있는 상황을 고려할 때, 기지국이 UL SF gap 관련 parameter를 단말로 전송하지 않았다면 (i.e., configure된 starting UL SF부터 시작하여 실제 preamble을 전송할 수 있는 UL SF 들을 사용하여 preamble repetition 전송을 해도 되는 경우), 다음과 같은 방법들 중 하나로 동작할 수 있다.
즉, 단말은 잔여(remaining) repetition 횟수가 없어질 때까지 다음과 같은 방법 들 중 하나를 반복한다고 설정할 수 있다.
또한, 기지국은 UpPTS symbol을 사용해야 하는 preamble format을 사용하는 경우, special SF 바로 뒤에 위치한 UL SF(i.e., 연속된 UL SF 중 첫 번째 UL SF)이 포함되도록 NPRACH configuration index table을 구성하는 것이 바람직하다.
(대안 A)
(Configure된 UpPTS symbol의 수) × (실제 preamble을 전송할 수 있는 UL SF 들 중 consecutive UL SF의 수)만큼을 preamble 전송을 위해 사용할 수 있는 UpPTS symbol의 수라고 간주한다.
그리고, 상기 계산된 UpPTS symbol의 수만큼 앞당겨서 preamble 전송의 starting point라고 생각하고, consecutive UL SF의 수만큼 TC에 해당하는 preamble (or mini-preamble)을 반복하여 전송한다.
이때, mini-preamble은 preamble의 부분 집합으로, mini-preamble이 모여서 하나의 preamble을 이루는 구조가 고려될 수 있다.
(대안 B)
Configure된 UpPTS symbol의 수만큼 앞당겨서 starting point라고 생각하고, 실제 preamble을 전송할 수 있는 UL SF 들 중 consecutive UL SF의 수만큼 TC에 해당하는 preamble (or mini-preamble)을 반복하여 전송할 수 있다.
이때, 반복 전송되는 symbol group들의 끝부분이 실제 preamble을 전송할 수 없는 UL SF 또는 DL SF의 영역을 침범하기 때문에, 마지막 symbol group의 symbol들 중 실제 preamble을 전송할 수 없는 UL SF 또는 DL SF 영역을 침범한 만큼의 symbol(s)을 drop하고, 해당 time duration을 GT에 포함한다고 설정할 수 있다.
단, symbol group을 이루는 symbol의 수가 N인데, drop해야 하는 symbol의 수가 N인 경우, 위의 대안 B를 사용하지 않는 것이 바람직할 수 있다.
그 이유는, 해당 N개의 symbol들을 drop한다는 것은 symbol group의 CP만을 제외하고 모두 drop한다는 의미일 수 있다.
이는 바로 앞에 전송된 symbol group과의 frequency gap (e.g.，3.75 kHz, 22.5 kHz 등)을 기지국에서 사용할 수 없기 때문이다.
대안 B가 대안 A에 비해 UpPTS symbol을 적게 사용하기 때문에 legacy LTE에 주는 영향이 적을 수 있다. 하지만, 단말은 symbol group을 이루는 특정 symbol(들)을 drop해야 하기 때문에, MCL 측면에서 손해가 발생할 수 있다.
(대안 C)
Configure된 UpPTS symbol의 수만큼 앞당겨서 starting point라고 생각하고, 실제 preamble을 전송할 수 있는 UL SF 들 중 consecutive UL SF의 수만큼 TC에 해당하는 preamble (or mini-preamble)을 반복하여 전송할 수 있다.
이때, 반복 전송되는 symbol group들의 끝부분이 실제 preamble을 전송할 수 없는 UL SF 또는 DL SF을 침범하기 때문에, 앞서 살핀 대안 B와는 다르게 마지막 TC 에 해당하는 preamble (or mini-preamble)을 postpone 한다고 설정하고, 해당 time duration을 GT에 포함한다고 설정할 수 있다.
이때, postpone은 마지막으로 전송한 preamble과는 연속하지 않는, 그리고 special SF 바로 다음에 위치한 UL SF이 실제 preamble을 전송할 수 있는 UL SF인 경우, 단말은 해당 UL SF으로부터 configure된 UpPTS symbol의 수만큼 앞당겨서 전송 point라고 생각하고, 앞서 보내지 못한 TC에 해당하는 preamble (or mini-preamble)을 전송할 수 있다.
추가적으로, 표 6의 format 0가 Case 1에서 Case 2로 바뀌고, 추가적으로 TC가 2ms인 경우, G=3 및 P=6의 format 2A가 고려되면 최종적으로 아래 표 8과 같이 5개의 format이 정의될 수 있다.
앞서 설명한 예시에서 고려한 format 0는 G=3 및 P=3이었으나, 표 8의 경우 G=3 및 P=6을 고려하고 있다.
따라서, G=3 및 P=3의 repetition 2의 경우가 G=3 및 P=6의 repetition 1의 경우와 같다고 볼 수 있다.
표 8은 TDD NPRACH preamble format들의 일례를 나타낸 표이다.
표 8의 preamble format 0, 1, 2A, 2, 3을 그림으로 표현하면 도 12의 (a), (b), (c), (d), (e)와 같이 각각 나타낼 수 있다.
즉, 도 12는 본 명세서에서 제안하는 TDD NPRACH preamble 포맷의 일례를 나타낸 도이다.
이러한 경우를 고려했을 때, 앞의 표 7은 아래 표 9와 같이 적용할 수 있다. 표 9는 일례이며, table의 총 state 역시 일례이며, 이와 다른 값을 가질 수 있음은 자명하다.
특징적으로, 표 9는 기존 LTE TDD에서 사용하고 있는 table의 값들 중 resource를 여러 carrier들에 할당한 case를 제외한 모든 case들을 포함하고 있다. 앞서 설명한 예시에서 표 9가 적용될 수 있음은 자명하다.
표 9는 NPRACH 설정의 일례를 나타낸 표이다.
추가적으로, 상기 표 9를 각 preamble format의 TC 값에 따라 3가지 table(i.e., 1ms, 2ms, 3ms)을 별도로 만들어서 기지국은 preamble format 정보와 available UL SF 정보(i.e., NPRACH configuration table)를 분리해서 SIB(e.g., SIB2-NB, SIB22-NB)를 통해 configure 해준다고 설정할 수 있다.
이때, CE level 별로 preamble format이 동일하게 설정될 수 있는데, 이에 대한 근거는 다음과 같다.
최초 단말이 preamble을 전송할 carrier를 선택할 때, 동일 CE level에서 복수 개의 carrier들 중 configure 받을 확률을 통해 하나의 carrier를 선택하도록 되어 있다.
그런데 만약 다른 carrier를 선택했다고 해서 동일 CE level에 있는 단말들이 서로 다른 preamble format을 전송할 수 있는 경우, 이는 바람직하지 않은 동작이 되기 때문이다. Preamble format을 지시해주는 table은 아래 표 10과 같이 3bits의 정보를 사용하여 설정될 수 있다.
표 10은 TDD NPRACH preamble 포맷의 일례를 나타낸 표이다.
추가적으로, UL/DL configuration 정보가 SIB1-NB에 전송되기 때문에 단말은 SIB1-NB를 보고 UL/DL configuration을 알 수 있으며, consecutive UL SF이 몇 개인지도 알 수 있다.
그리고, consecutive UL SF 개수에 따라서 사용할 수 있는 preamble format이 미리 지정되어 있는 경우, 단말은 UL/DL configuration에 따라서 미리 정의된 table을 참고하여 SIB(e.g., SIB2-NB)를 통해 preamble format을 configure 받는다고 설정될 수 있다.
특징적으로, UL/DL configuration #2와 #5는 consecutive UL SF 개수가 1이므로, TC가 1 × 30720 TS인 preamble format들만(i.e., preamble format 0 and preamble format 1) configure될 수 있다고 설정할 수 있다.
따라서, 단말은 UL/DL configuration #2와 #5인 경우, 표 10을 참고하는 대신 표 11을 참고하여, 1bit 만을 사용하여 NPRACH preamble format을 configure 받을 수 있다.
추가로, UL/DL configuration #1과 #4(만약 #6도 사용한다면 #6까지 포함)는 (minimum) consecutive UL SF의 개수가 2이므로, TC가 1 × 30720 TS, 그리고 2 × 30720 TS인 preamble format들만(i.e., preamble format 0, preamble format 1, preamble format 2A, and preamble format 2) configure될 수 있다고 설정할 수 있다.
따라서, 단말은 UL/DL configuration #1와 #4인 경우(만약 #6도 사용한다면 #6까지 포함), 표 10을 참고하는 대신 표 12를 참고하여 2 bits 만을 사용하여 NPRACH preamble format을 configure 받을 수 있다.
추가로, UL/DL configuration #3 (만약 #6도 사용한다면 #6까지 포함)은 (maximum) consecutive UL SE의 개수가 3이므로, TC가 1 × 30720 TS, 2 × 30720 TS 그리고 3 × 30720 TS 인 preamble format들까지 (i.e., preamble format 0, preamble format 1, preamble format 2A, preamble format 2, and preamble format 3) configure될 수 있다고 설정할 수 있다.
따라서, 단말은 UL/DL configuration #3 (만약 #6도 사용한다면 #6까지 포함)에는 표 10을 참고하여 3bits를 사용하여 NPRACH preamble format을 configure 받을 수 있다.
표 11은 TDD NPRACH preamble 포맷의 일례를 나타낸 표이다.
표 12는 TDD NPRACH preamble 포맷의 일례를 나타낸 표이다.
한편, preamble format의 TC 값에 따라서 적용할 수 있는 available UL SF에 대한 표가 미리 정해진다고 설정될 수 있다.
즉, 단말이 configure 받는 preamble format에 따라 또는 preamble format의 length에 따라 참조해야 할 available UL SF에 대한 table이 각각 정해진다고 설정될 수 있다.
예를 들어, 앞의 표 8을 고려할 때, format 0과 format 1을 사용한다고 configure 받은 단말들은 표 13을 참고하여 available UL SF 정보를 알아낸다고 할 수 있고, format 2A와 format 2를 사용한다고 configure 받은 단말들은 표 14를 참고하여 available UL SF 정보를 알아낸다고 할 수 있고, format 3를 사용한다고 configure 받은 단말들은 표 15를 참고하여 available UL SF 정보를 알아낸다고 할 수 있다.
이렇게 분리해서 정보를 전송할 때의 장점은, 모든 NPRACH configuration 들을(각 CE level 별, 각 carrier 별) 위해 항상 6bits (i.e., 64 states) 값을 독립적으로 전송할 때에 비해 SIB를 통해 전송해야 하는 정보의 양이 줄어들 수 있다.
구체적인 예를 들면, 하나의 기지국이 최대로 설정할 수 있는 NPRACH configuration의 수는 3(max CE level)×16(1 + max non-carrier number)=48 개이고, 각 resource 당 6 bits가 필요하기 때문에 총 최대 48 × 6 = 288 bits가 필요하다.
하지만, 각 CE level 별로 3bits를 사용하여 preamble format을(i,e., 0, 1, 2A, 2, 3) 결정해주고, 각 resource 당 최대 5bits가(i.e., 표 8이 32 state이므로) 요구되므로, 3(max CE level)×3(max preamble format) + 3(max CE level)×16(1 + max non-anchor carrier number)×5 = 249 bits가 요구된다.
만약 모든 CE level에 preamble format 3을 사용하는 경우, 각 resource 당 3 bits가 필요하기 때문에, 3(max CE level)×3(max preamble format) + 3(max CE level)×16(1+max nor-anchor carrier number)×3 = 153 bits 가 요구된다.
따라서, 최대 135 bits(약 46%)가 줄어들 수 있다.
추가로, 앞서 제안한 UL/DL configuration에 따라 configure 할 수 있는 preamble format의 수가 달라질 수 있다고 가정하면, 최대 141 bits(약 49%)가 줄어들 수 있다.
표 13은 TC=1ms (표 6에서 format 0, format 1)에 대한 NPRACH 설정 table의 일례를 나타낸 표이다.
표 14는 TC=2ms (표 6에서 format 2A, format 2)에 대한 NPRACH 설정 table의 일례를 나타낸 표이다.
표 15는 TC=3ms (표 6에서 format 3)에 대한 NPRACH 설정 table의 일례를 나타낸 표이다.
추가적으로, TDD NB-IoT에서 기존 UL/DL configuration #0과 #6을 사용하지 않을 것으로 예상되기 때문에, 이를 반영하게 되면 상기 표 9, 표 13, 표 14 및 표 15는 아래의 표 16, 표 17, 표 18 및 표 19와 같이 변경하여 사용할 수 있다.
이러한 경우, 상기 언급했던 장점이 더 두드러지게 나타나게 된다. 즉, 기존에 총 최대 48 × 6 = 288 bits 가 필요했었다면, 각 CE level 별로 3bits 를 사용하여 preamble format을(i.e., 0, 1, 2A, 2, 3) 결정해주고, 각 resource 당 최대 4bits가(i.e., 표 17이 16 state이므로) 필요하게 되므로, 3(max CE level) × 3(max preamble format) + 3(max CE level)×l6(1+max non-anchor carrier number)×4 = 201 bits가 필요하게 된다.
만약 모든 CE level에 preamble format 3을 사용하는 경우에는 각 resource 당 2bits가 필요하기 때문에, 3(max CE level)×3(max preamble format) + 3(max CE level)×16(1+max non-anchor carrier number)×2 = 105 bits가 필요하게 된다.
즉, 최대 183 bits(약 64%)가 줄어들 수 있다.
추가로, 앞서 제안한 UL/DL configuration에 따라 configure 할 수 있는 preamble format의 수가 달라질 수 있다고 가정하면, 최대 189 bits(약 66%)가 줄어들 수 있다.
표 16은 UL/DL configuration #0 및 #6 없이 NPRACH configuration의 일례를 나타낸 표이다.
표 17은 UL/DL configuration #0 및 #6 없이 TC=1ms(표 6에서 format 0, format 1)에 대한 NPRACH configuration의 일례를 나타낸 표이다.
표 18은 UL/DL configuration #0 및 #6 없이 TC=2ms(표 6에서 format 2A, format 2)에 대한 NPRACH configuration의 일례를 나타낸 표이다.
표 19는 UL/DL configuration #0 및 #6 없이 TC=1ms(표 6에서 format 3)에 대한 NPRACH configuration의 일례를 나타낸 표이다.
추가적으로, 동일 CE level에서 각각 사용하기로 설정된 preamble format과 같은 공통 정보는 SIB(e.g., SIB2-NB)를 통해 configure 된다고 설정할 수 있다.
특징적으로, operation mode에 관계 없이 NPRACH configuration을 구성한 모든 carrier (anchor + non-anchor(s))에서 항상 해당 공통 정보가 적용된다고 설정할 수 있다.
추가로, 각 carrier(anchor를 제외한 non-carrier들)에 따라 추가 field를 사용하여 독립적으로(non-anchor configuration이므로 SIB22-NB에서 configure됨) 상기 정보가 configure됨으로써 변경 가능하다고도 설정할 수 있다.
즉, 해당 추가 field가 없는 경우, SIB(e.g., SIB2-NB)로 전달된 공통 정보가 적용된다고 설정할 수 있다.
특징적으로, 이러한 추가 동작은 standalone mode에서 도입될 수 있다.
더 나아가, 동일 CE level에서 정의될 available UL SF까지도 SIB(e.g., SIB2-NB)를 통해 전송된 공통 정보가 사용된다고 설정할 수도 있다.
특징적으로 operation mode에 관계 없이 NPRACH configuration을 구성한 모든 carrier (anchor + non-anchor(s))에서 항상 해당 공통 정보가 적용된다고 설정할 수 있다.
추가로, 각 carrier(anchor를 제외한 non-carrier들)에 따라 추가 field를 사용하여 독립적으로(non-anchor configuration이므로 SIB22-NB에서 configure됨) 상기 정보가 configure됨으로써 변경 가능하다고도 설정할 수 있다.
즉, 해당 추가 field가 없는 경우, SIB(e.g., SIB2-NB)로 전달된 공통 정보가 적용된다고 설정할 수 있다.
특징적으로, 이러한 추가 동작은 standalone mode에서 도입될 수 있다.
위의 방식이 도입되면 더 많은 bits가 줄어들 수 있는 장점이 있지만, carrier에 상관없이 available UL SF의 위치가 동일하기 때문에 아마 anchor carrier의 UL resource의 양이 bottleneck이 되어 non-anchor carrier의 resource를 효율적으로 사용하지 못할 수도 있다.
하지만, SIB로 전송해야 하는 정보의 양이 적다는 장점 때문에 위의 방법이 고려될 수도 있다.
추가적으로 CE level, carrier 종류에 상관없이 사용할 preamble format 그리고/또는 available UL SF가 SIB(e.g., SIB2-NB)를 통해 전송된 공통 정보가 사용된다고 설정할 수 있다.
이렇게 설정하는 경우 획기적으로 configure되는 정보의 양이 줄어든다는 장점이 있으나, CE level 별로 서로 다른 MCL을 지원하기 위한 factor 가 repetition number만으로 제한된다는 단점, 그리고/또는 resource utilization의 관점에서 단점이 존재한다.
추가적으로, 기지국은 특정 NPRACH preamble format에 따라 Repetition number 1을 사용할지 여부에 대해 단말에게 SIB(e.g., SIB2-NB)를 통해 configure 해줄 수 있다.
특징적으로, 해당 정보는 CE level 그리고/또는 carrier 종류에 관계 없이 같은 값을 갖는 공통 정보일 수 있다.
구체적으로 설명하면, 상기 표 6에 정의된 5가지 포맷 중 G=2, P=4인 format 1, format 2, format 3을 특정 기지국이 단말들로 configure 하려 할 때, Repetition number 1을 사용하는지 여부를 선택하여 알려준다고 설정할 수 있다.
이때, 실제 사용될 repetition number도 configure 해야 하는 것은 자명하다.
상기 내용을 알려주는 방법은 첫 번째로, (1) repetition number set은 FDD와 같은 값(i.e., {n1, n2, n4, n8, n16, n32, n64, n128})으로 미리 표준 문서에 정의해 두고, SIB를 통해 1bit flag를 사용하여 repetition #1의 사용 여부를 on 또는 off로 알려줄 수도 있다.
이 방법은 추가 1bit만으로 해당 정보를 알려줄 수 있다는 장점이 있다. 두 번째로, (2) 다른 방법은 repetition #1을 포함하거나 포함하지 않는 서로 다른 두 개의 Repetition number set들 중 하나를 SIB(e.g., SIB2-NB)를 통해 단말에게 configure 해줄 수 있다.
예를 들어, 서로 다른 두 개의 repetition number set은 {n1, n2, n4, n8, n16, n32, n64, n128}과 {n2, n4, n8, n16, n24, n32, n64, n128}로 구성될 수 있다.
이 방법은 repetition #1을 사용하지 않는 대신 n24와 같은 중간 값을 하나 더 포함함으로써, 기지국 측면에서 좀더 효율적으로 UL resource를 사용할 수 있는 장점을 가진다.
이와 같이 기지국이 선택적으로 repetition number를 선택하는 이유는 기지국 implementation에 따라서 repetition #1을 사용해도 성능이 보장될 때(e.g., ML type receiver)도 있고, repetition #1을 사용하는 경우 성능이 보장 되지 않을 때(e.g., Differential type receiver)도 있기 때문이다.
앞서 살핀 제안, 방법, 대안들은 후술할 방법 2에서도 적용 가능함은 물론이거니와 이와 다른 방법에서도 적용 가능함은 자명하다.
(방법 2)
방법 2는 먼저 TC와 UL/DL configuration에 따라 전송 가능한 starting UL SF을 설정하고, 기지국이 system information (e.g., SIB2-NB)을 통해 NPRACH configuration index로 단말에 전송하는 방법에 관한 것이다.
이때，특징적으로 각 NPRACH configuration index 별로 starting UL SF은 (복수 개도 가능하지만) 1개인 것이 바람직하다.
그 이유는, 동일 CE level에 의해 configure된 NPRACH resource들에 전송될 preamble의 시작 SF은 하나로 통일되는 것이 기지국 수신 및 decoding 측면에서 유리하기 때문이다.
추가적으로, preamble repetition(이때, repetition number는 system information (e.g., SIB2-NB)를 통해 configure됨)을 위해, starting UL SF 간의 주기는 system information (e.g., SIB2-NB)를 통해 전송된다고 설정할 수 있다.
이 방법은, 방법 2와는 다르게 starting SF이 정의되고, 단말이 해당 stating SF에 preamble 전송을 시작할 것을 결정하는 경우, 단말은 starting UL SF부터 시작하여 이후 존재하는 UL SF들을 사용하여 configure 받은 repetition number만큼 preamble을 전송한다고 설정할 수 있다.
즉, 방법 2가 앞서 살핀 방법 1의 special case라고 생각할 수도 있으나, 방법 1보다 NPRACH configuration index를 더 적게 구성할 수 있다는 장점이 있다.
즉, 방법 2는 SIB의 overload가 감소된다.
예를 들어, 이에 대한 table을 구성하는 경우, 표 20과 같을 수 있는데, 이를 표 7과 비교해보면, 표 20이 표 7보다 더 적은 state 만을 가지고 구성되는 것을 확인할 수 있다.
표 20는 NPRACH configuration의 일례를 나타낸 표이다.
단말이 NPRACH configuration index, available UL SF, preamble repetition number, NPRACH periodicity, UL/DL configuration 등을 기지국으로부터 SIB를 통해 전송 받은 경우에 대해 예를 들어 살펴본다.
만약 단말이 NPRACH configuration index을 '8'로 configure 받고(표 20 참고), preamble repetition number를 '8'로 configure 받고, NPRACH periodicity를 '80ms'로 configure 받고, UL/DL configuration을 '#1'로 configure 받는 경우, 도 13과 같이 단말은 preamble을 전송할 수 있다.
여기서, NPRACH configuration index가 8이므로, preamble format은 0이 되고, starting UL subframe은 second half frame의 두 번째 존재하는 UL subframe이 된다.
참고로, 방법 2는 특별한 제한 사항이 없으면 모든 UL subframe에서 preamble이 전송될 수 있다고 설정하고 있다.
또한, preamble starting point는 start radio frame rule 및 NPRACH periodicity 등을 고려할 때, 1310일 수 있다.
또한, Repetition number가 8이었기 때문에, single preamble(i.e., 3개의 연속된 symbol group들)이 8개의 UL SF들에 걸쳐서 반복 전송되는 것을 볼 수 있다.
특정적으로, positive hopping과 negative hopping이 preamble repetition 전송 중에 공존하는 것으로 설정할 경우, 다음과 같은 규칙을 사용한다고 설정할 수 있다.
(규칙 I)
최초 Preamble은 (FDD에서와 유사하게) 임의로 선택된 subcarrier index에 따라서 positive hopping 혹은 negative hopping으로 전송된다고 설정할 수 있다.
(규칙 II-1)
단말이 직전 UL SF에 preamble을 전송했고, 바로 다음에 preamble을 전송할 수 있는 UL SF이 존재하는 경우, 앞서 전송한 hopping의 반대 방향(직전에 positive hopping이었다면, 이번엔 negative hopping, 직전에 negative hopping이었다면, 이번엔 positive hopping)의 hopping으로 전송할 수 있는 subcarrier들 중 하나를 random하게 선택하여 preamble을 전송한다고 설정할 수 있다.
(규칙 II-2)
단말이 직전 UL SF에 preamble을 전송했고, 바로 다음에 preamble을 전송할 수 있는 UL SF이 존재하지 않는 경우(i.e., 다음 SF이 downlink subframe인 경우), 이후 존재하는 preamble의 전송이 가능한 첫 번째 UL SF에 임의로 선택된 subcarrier index에 따라서 positive hopping 혹은 negative hopping을 사용하여 preamble을 전송한다고 설정할 수 있다.
이와 같은 규칙은, single preamble이 1ms내로 들어오도록 정의된 preamble format에 대해서 적용 가능할 뿐만 아니라, single preamble이 분리 전송 가능한 G개의 symbol group들의 합으로 이루어진 경우에도 적용할 수 있다.
도 13은 본 명세서에서 제안하는 preamble 전송의 일례를 나타낸 도이다.
추가적으로, 오랜 시간 동안 UL SF을 점유하는 preamble의 전송으로 인해, 다른 UE들이 UL data를 전송하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.
따라서, NPRACH preamble 전송 중간에 다른 UE들의 UL data transmission을 위한 UL SF gap이 정의될 수 있다.
이와 같은 UL SF gap은 기지국이 system information(e.g., SIB2-NB)을 통해 configurable하게 전송한다고 설정할 수 있다.
이하, 상기 UL SF gap을 알려줄 수 있는 방법에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
(대안 1)
대안 1은, UL SF gap을 단말이 건너 뛰어야 할 UL SF의 개수로 정의하고, 기지국이 NPRACH configuration과 함께 system information (e.g., SIB2-NB)을 통해 단말에 전송하는 방법에 관한 것이다.
상기 UL SF gap은 예를 들어, {1SF, 2SF, 3SF, 4SF, 5SF, 6SF, 8SF, 16SF, 32SF} 등과 같이 특정 set으로 표준 문서에 미리 지정 또는 정의될 수 있다.
특징적으로, configure된 preamble repetition 값이 특정 값 NConsecutive_TX (e.g., NConsecutive_TX = 16)(또는 제 1 특정 값) 이상일 때에만, 기지국이 상기 UL SF gap을 configure 가능하다고 설정할 수 있다.
추가적으로, 특정 값 MConsecutive_TX (e.g., 32)(또는 제 2 특정 값)만큼의 preamble repetition이 끝난 후에 상기 UL SF gap이 정의될 수 있도록 configurable하게 설정할 수 있다.
특징적으로, 상기 MConsecutive_TX 값을 기지국이 전송하지 않았다면, 상기 MConsecutive_TX 값은 앞서 정의한 상기 NConsecutive_TX 값이 될 수 있다.
이때, NConsecutive_TX ≤ MConsecutive_TX으로 정의되는 것이 바람직할 수 있다.
(대안 2)
UL SF gap을 NPRACH preamble 전송 주기로 정의하고, 기지국이 NPRACH configuration과 함께 system information (e.g., SIB2-NB)을 를 통해 해당 정보를 단말로 전송할 수 있다.
예를 들어, 상기 UL SF gap은 {5ms, 10ms}와 같이 표준 문서에 미리 지정 또는 정의될 수 있다.
특징적으로, 대안 2는 UpPTS symbol을 사용해야 하는 preamble format을 기지국이 configure할 때 적용될 수 있다.
여기서, preamble repetition이 1보다 클 때, preamble 전송 주기를 5ms 또는 10ms로 설정하여 항상 UpPTS symbol + UL SF 에 preamble이 전송될 수 있도록 설정할 수 있다.
(대안 3)
대안 3은 Hopping flag를 전송하여 특정 carrier에 NPRACH preamble 전송을 위해 오래 점유하는 것을 방지할 수 있는 방법이다.
앞서 살핀 대안들이 동시에 적용되어 사용될 수도 있다. 즉, 대안 1과 대안 3의 조합, 또는 대안 2와 대안 3의 조합 등이 가능할 수 있다.
만일, UL SF gap 관련 parameter(e.g., UL SF gap 또는 NPRACH preamble transmission period)를 기지국이 전송하지 않았거나 또는, 기지국이 전송했는데 단말이 수신하지 못한 경우, 미리 configure된 starting UL SF부터 preamble 전송을 시작하여 실제 preamble을 전송할 수 있는 UL SF (i.e., 이는 NPRACH configuration을 통해 단말이 알 수 있음)을 통해 configure 받은 repetition number 만큼 전송하도록 설정할 수 있다.
추가적으로, 만약 UpPTS symbol(이때, UpPTS symbol의 수는 configurable)을 사용해야 하는 preamble format(e.g., TC 가 1ms 보다 약간 큰 preamble format, 이때 해당 TC 는 2ms 보다는 작아야 바람직함)을 사용하고, 아직 전송하지 못한 repetition 횟수가 남아있는 상황을 고려할 때, 기지국이 UL SF gap 관련 parameter를 단말로 전송하지 않았다면 (i.e., configure된 starting UL SF부터 시작하여 실제 preamble을 전송할 수 있는 UL SF 들을 사용하여 preamble repetition 전송을 해도 되는 경우), 다음과 같은 방법들 중 하나로 동작할 수 있다.
즉, 단말은 잔여(remaining) repetition 횟수가 없어질 때까지 다음과 같은 방법 들 중 하나를 반복한다고 설정할 수 있다.
(대안 A)
(Configure된 UpPTS symbol의 수) × (실제 preamble을 전송할 수 있는 UL SF 들 중 consecutive UL SF의 수)만큼을 preamble 전송을 위해 사용할 수 있는 UpPTS symbol의 수라고 간주한다.
그리고, 상기 계산된 UpPTS symbol의 수만큼 앞당겨서 preamble 전송의 starting point라고 생각하고, consecutive UL SF의 수만큼 TC에 해당하는 preamble (or mini-preamble)을 반복하여 전송한다.
이때, mini-preamble은 preamble의 부분 집합으로, mini-preamble이 모여서 하나의 preamble을 이루는 구조가 고려될 수 있다.
(대안 B)
Configure된 UpPTS symbol의 수만큼 앞당겨서 starting point라고 생각하고, 실제 preamble을 전송할 수 있는 UL SF 들 중 consecutive UL SF의 수만큼 TC에 해당하는 preamble (or mini-preamble)을 반복하여 전송할 수 있다.
이때, 반복 전송되는 symbol group들의 끝부분이 실제 preamble을 전송할 수 없는 UL SF 또는 DL SF의 영역을 침범하기 때문에, 마지막 symbol group의 symbol들 중 실제 preamble을 전송할 수 없는 UL SF 또는 DL SF 영역을 침범한 만큼의 symbol(s)을 drop하고, 해당 time duration을 GT에 포함한다고 설정할 수 있다.
단, symbol group을 이루는 symbol의 수가 N인데, drop해야 하는 symbol의 수가 N인 경우, 위의 대안 B를 사용하지 않는 것이 바람직할 수 있다.
그 이유는, 해당 N개의 symbol들을 drop한다는 것은 symbol group의 CP만을 제외하고 모두 drop한다는 의미일 수 있다.
이는 바로 앞에 전송된 symbol group과의 frequency gap (e.g., 3.75 kHz, 22.5 kHz 등)을 기지국에서 사용할 수 없기 때문이다.
대안 B가 대안 A에 비해 UpPTS symbol을 적게 사용하기 때문에 legacy LTE에 주는 영향이 적을 수 있다. 하지만, 단말은 symbol group을 이루는 특정 symbol(들)을 drop해야 하기 때문에, MCL 측면에서 손해가 발생할 수 있다.
(대안 C)
Configure된 UpPTS symbol의 수만큼 앞당겨서 starting point라고 생각하고, 실제 preamble을 전송할 수 있는 UL SF 들 중 consecutive UL SF의 수만큼 TC에 해당하는 preamble (or mini-preamble)을 반복하여 전송할 수 있다.
이때, 반복 전송되는 symbol group들의 끝부분이 실제 preamble을 전송할 수 없는 UL SF 또는 DL SF을 침범하기 때문에, 앞서 살핀 대안 B와는 다르게 마지막 TC 에 해당하는 preamble (or mini-preamble)을 postpone 한다고 설정하고, 해당 time duration을 GT에 포함한다고 설정할 수 있다.
이때, postpone은 마지막으로 전송한 preamble과는 연속하지 않는, 그리고 special SF 바로 다음에 위치한 UL SF이 실제 preamble을 전송할 수 있는 UL SF인 경우, 단말은 해당 UL SF으로부터 configure된 UpPTS symbol의 수만큼 앞당겨서 전송 point라고 생각하고, 앞서 보내지 못한 TC에 해당하는 preamble (or mini-preamble)을 전송할 수 있다.
방법 1에서와 같이 방법 2에서도 표 6의 5가지 preamble format들이 define되었을 때를 반영하게 되면, 표 20은 표 21로 바꿔서 적용될 수 있다.
이 때, 표 21은 UL/DL configuration #0과 #6을 사용하지 않는 것을 가정한다.
표 21은 UL/DL configuration #0 and #6 없이 NPRACH configuration의 일례를 나타낸 표이다.
NB-IoT에 대한 강화에서 설정 가능한 세부 사항들(configurable details in enhancement for NB-IoT)
다음으로, NB-IoT에 대한 강화(enhancement)에서 설정 가능한 세부 사항들에 대해 살펴본다.
Rel. 15의 NB-IoT의 경우, FDD에서 사용되고 있는 legacy NPRACH format에 대한 reliability/range enhancement가 진행되고 있다.
이런 가운데 reliability enhancement를 위해 symbol level scrambling 및 symbol group level scrambling 등이 상기의 해결책으로 제시되고 있다.
이하에서는, NPRACH enhancement를 위해 기존 preamble format에 추가로 symbol level scrambling을 적용한다고 할 때, 단말이 scrambling을 수행할 symbol의 개수를 기지국이 configure해주는 방법에 대해 살펴본다.
즉, SIB(e.g., SIB2, SIB22 등)를 통해 기지국은 단말에게 NPRACH preamble을 전송할 때, symbol level scrambling을 지원하는 경우, 동일한 값을 scrambling할 symbol의 개수를 configure 해준다고 설정할 수 있다.
특징적으로, configure 할 수 있는 symbol의 수(e.g., X)는 single symbol group이 가질 수 있는 최대 symbol의 수(i.e., 6)보다 작거나 같아야 한다.
예를 들어, X는 1, 2, 3, 6 등이 될 수 있다. 여기서, 4와 5도 고려될 수 있지만, 바람직하게는 single symbol group이 가질 수 있는 최대 symbol의 수에 대한 약수들을 고려하는 것이 바람직하다.
이는 최대 symbol의 수를 동일하게 나눌 수 있는 값들이기 때문이다.
예를 들어, 6개의 symbol들이 동일한 값으로 scrambling되는 경우, 이는 곧 symbol group level scrambling과 같다고 볼 수 있다.
이 방법을 적용하게 되면, 인접 cell 간의 NPRACH reliability를 향상 시킬 수 있다는 장점이 있다.
특징적으로, 동일 사업자 별로 인접한 곳에 설치된 여러 cell들은 동일한 값을 사용하는 것이 inter-cell interference를 감소시키는 측면에서 바람직할 수 있다.
추가적으로, X가 될 수 있는 case들이 많아지는 경우, 주로 사용할 값을 미리 정하여 table화하여 기지국이 지시한다고 설정할 수 있다.
추가적으로, 기지국이 동일한 값을 scrambling할 symbol의 개수를 configure 해준다고 설정할 수도 있으나, symbol level과 symbol group level 중 하나를 선택하여 지시할 수 있다고 설정할 수 있다.
이 방법은 앞서 언급한 방법 중 X를 1과 6 중에 선택하는 것과 동일한 결과를 가져올 수 있다.
이 방법 또한, 인접 cell 간의 NPRACH reliability를 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
특징적으로, 동일 사업자 별로 인접한 곳에 설치된 여러 cell들은 동일한 값을 사용하는 것이 inter-cell interference를 감소시키는 측면에서 바람직할 수 있다.
추가적으로, 기지국은 SIB(e.g., SIB2 및/또는 SIB22)를 통해 legacy NPRACH resource configuration과 더불어 enhanced preamble을 사용할 수 있는지 여부에 대해 explicit하게 (e.g., 1bit additional field) 단말로 지시해준다고 설정할 수 있다.
또한, 기지국은 해당 legacy NPRACH resource의 resource partitioning을 통해 enhanced preamble을 위한 영역을 지시해줄 수 있다.
해당 정보는 cell specific 및/또는 CE level specific하게 전송될 수도 있지만, NPRACH resource specific(i.e., independent)하게 전송되는 것이 바람직할 수 있다.
그 이유는 각 NPRACH resource 별로 독립적으로 configure할 수 있기 때문에 항상 NPRACH resource의 크기가 동일하다는 보장이 없기 때문이다.
또한, 기지국이 enhanced preamble을 위한 NPRACH resource를 구성했을 때, 특정 조건에 따라서 enhanced UE는 enhanced preamble만 전송하거나, legacy preamble만 전송하거나 또는 enhanced preamble 및 legacy preamble 중 어느 하나를 전송해도 상관없을 수 있다.
예를 들어, 단말이 측정한 RSRP(reference signal received power) 값에 따라, 또는 단말이 측정한 RSRP 값과 기지국으로부터 configure 받은 threshold 값을 통해 결정된 CE level 값에 따라 특정 preamble만(e.g., enhanced preamble 및/또는 legacy preamble) 전송할 수도 있다.
이는, reliability enhancement는 inter-cell interference를 줄이는 목적이 있기 때문에, cell center에 위치한 UE(i.e., RSRP 값이 좋은 UE 또는 CE level이 낮은 UE)는 legacy preamble만으로도 성능이 보장될 수 있기 때문에, legacy preamble과 enhanced preamble 중 어느 것을 사용하더라도 문제가 되지 않는다.
반면, cell edge에 위치한 UE(i.e., RSRP 값이 좋지 않은 UE 혹은 CE level이 높은 UE)는 reliability enhancement를 위해 enhanced preamble을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
추가적으로, legacy NPRACH resource를 공유하는 enhanced preamble에 대해서, 기지국은 각 CE level 및/또는 각 carrier 별로 독립적으로 enhanced preamble을 위한 resource 영역을 configure 해준다고 설정할 수 있다.
기지국에서 resource를 효율적으로 관리한다는 측면 및 관련 legacy configuration이 각 CE level, 각 carrier 별로 독립적으로 configuration 되고 있기 때문에 해당 방법이 바람직할 수 있다.
이 때, enhanced preamble의 전송을 원하는 단말은 동일한 CE level 안에서 다수 개의 carrier들에 구성된 NPRACH resource들을 보고, enhanced preamble을 위한 resource가 할당된 carrier들 중에서 하나를 선택하여 MSG1을 전송한다고 설정할 수 있다.
여기서, MSG1은 preamble을 의미한다.
보다 구체적으로 설명하면, 현재 동일 CE level에서 MSG1을 전송하기 위한 carrier는 확률을 통해 결정되는데, 이때 anchor carrier를 선택하기 위한 확률을 SIB를 통해 configure 받고, 하나 또는 다수 개의 non-anchor carrier들 중 하나를 선택하기 위한 확률은 (1 - nprach-ProbabilityAnchor)/(non-anchor NPRACH resources의 개수)와 같이 결정된다.
nprach-ProbabilityAnchor/non-anchor NPRACH resources의 개수의 표현은 nprach-ProbabilityAnchor 값을 non-anchor NPRACH resources의 개수로 나누는 것을 의미한다.
만약 종래 방식대로 carrier를 선택하는 경우, enhanced preamble을 전송하기를 원하는 단말이 미리 결정된 확률을 통해 carrier를 선택한 후, 확인 결과 해당 NPRACH resource가 enhanced preamble을 전송하기 위한 resource가 할당되지 않았을 수도 있기 때문에 이는 바람직한 동작이 아니게 된다.
따라서, enhanced preamble을 전송하기를 원하는 단말은 위의 non-anchor carrier들 중 하나를 선택하기 위한 확률의 수식에 들어가는 parameter의 값을 다음과 같이 변경할 수 있다.
동일한 CE level 안에서 다수 개의 carrier들에 구성된 NPRACH resource들을 확인하고, anchor carrier에 enhanced preamble을 위한 resource가 할당되지 않는 경우, 단말은 nprach-ProbabilityAnchor를 0으로 간주하고, non-anchor carrier를 선택하기 위한 확률을 결정한다.
그리고/또는, 상기 수식의 non-anchor NPRACH resources의 개수에 대한 값은 enhanced preamble을 위한 resource가 할당된 non-anchor carrier의 수를 사용하여 non-anchor carrier를 선택하기 위한 확률을 결정한다고 설정할 수 있다.
이와 같이 동작하는 경우, enhanced preamble의 전송을 원하는 단말은 언제나 enhanced preamble을 전송하기 위한 resource가 할당된 carrier를 선택할 수 있게 된다.
추가적으로, 상기 제안한 방법에서, enhanced preamble의 전송을 원하는 단말들이 동일한 CE level 안에서 다수 개의 carrier들에 꾸려진 NPRACH resource들을 확인하고, enhanced preamble을 위한 resource가 할당된 carrier들 중에서 하나를 선택하여 MSG1을 전송하려 했으나, enhanced preamble을 위한 resource가 할당된 carrier가 없는 경우에는 다음 제시하는 방법들((1) / (2)) 중 하나로 동작한다고 설정할 수 있다.
(1) Enhanced preamble을 위한 resource가 할당된 carrier가 없기 때문에 legacy preamble을 위한 resource가 할당된 carrier들 중 하나를 legacy 동작과 동일하게 configure받은 확률을 통해 선택하여 legacy preamble을 전송한다고 설정할 수 있다.
이 방법은 enhanced preamble을 전송하려 했던 단말이 enhanced preamble을 위한 resource가 구성된 carrier가 없더라도 하나의 carrier를 선택하여 preamble을 전송하는 것이 legacy RACH procedure를 따라갈 수 있다는 점에서 바람직하다.
즉, enhanced preamble을 전송하기 위한 NPRACH resource를 구성한 carrier가 없었기 때문에 legacy NPRARCH resource를 구성한 carrier에 legacy preamble을 전송했으나, 미리 약속된 시도 횟수 동안 RAR(random access response)를 수신하지 못한 경우, 단말은 다음 CE level로 옮겨 가고 그 다음에 상기 제안했던 방법과 같이 해당 CE level 안에서 enhanced preamble을 위한 NPRACH resource를 구성하는 carrier들 중 하나를 선택하여 enhanced preamble을 전송한다고 설정할 수 있다.
이 때에도 동일하게 해당 CE level 안에서 enhanced preamble을 위한 NPRACH resource를 구성하는 carrier가 없다면 legacy NPRACH resource를 구성하는 carrier들 중 하나를 선택하여 legacy preamble을 전송하도록 설정할 수 있다.
앞서 살핀 방법에 대한 흐름을 순서도로 나타내면 도 14와 같이 나타낼 수 있다.
도 14는 본 명세서에서 제안하는 enhanced preamble의 전송 방법의 일례를 나타낸 순서도이다.
(2) Enhanced preamble을 위한 resource가 할당된 carrier가 없기 때문에, 단말은 다음 CE level로 옮겨서 해당 CE level 안에서 다수 개의 carrier 들에 구성된 NPRACH resource들을 확인하고, enhanced preamble을 위한 resource가 할당된 carrier들 중에서 하나를 선택하여 enhanced preamble을 전송한다고 설정할 수 있다.
해당 방법은 enhanced preamble을 전송하려 했던 단말이 enhanced preamble의 전송을 항상 우선시 할 수 있다는 점에서 장점이 있다.
만일 최종 CE level까지 갔는데 해당 CE level에 enhanced preamble을 전송할 수 있는 NPRACH resource가 구성된 carrier가 없는 경우, 최초 CE level로 돌아와서 legacy preamble을 전송하기 위한 RACH procedure를 시작한다고 설정할 수 있다.
이후의 방법은 legacy RACH procedure와 동일하게 동작한다고 할 수 있다. (2)의 방법을 적용했을 때의 흐름을 순서도로 나타내면 도 15와 같다.
도 15는 본 명세서에서 제안하는 enhanced preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 순서도이다.
도 14 및 도 15와 같이, enhanced MSG1을 전송하려는 UE라는 것은 higher layer로부터 enhanced MSG1을 전송하도록 configure받은 UE를 나타낼 수 있고(e.g., NPDCCH order), 또는 enhanced MSG1을 전송할 수 있는 UE라는 것을 의미할 수도 있다.
상기 enhanced preamble은 FDD enhancement preamble을 의미할 수도 있고, EDT request 용도의 preamble을 의미할 수도 있다.
추가적으로, 특정 NPRACH resource에 enhanced preamble 전송을 위한 영역을 구성하고, 해당 영역을 또 나누어서 단말의 MSG3 multi-tone capability를 알려주는 영역으로 사용한다고 설정할 수 있다.
하지만, 이미 contention free 영역에 enhanced preamble의 전송을 위한 영역을 구성하는 것을 고려하고 있기 때문에, 해당 resource 영역이 좁아서 MSG multi-tone capability를 알려주는 영역은 따로 설정하지 않는 것이 바람직할 수 있다.
따라서, enhanced preamble의 전송을 위한 영역에 MSG1을 전송하는 단말은, MSG3은 항상 single tone을 전송하는 것을 기대한다고 설정할 수 있다.
여기서, MSG3은 RAR(또는 MSG2)에 대응하여 단말이 기지국으로 전송하는 UL 전송을 의미할 수 있다.
이 경우, 상기 enhanced preamble을 전송한 단말은 RAR을 legacy 단말과 다르게 해석한다고 설정할 수 있다.
이에 관한 구체적인 방법은, RAR UL grant에 있는 1bit uplink subcarrier spacing field를 enhanced preamble을 위해 미리 할당된 RAPID를 추가로 표현해주기 위해 사용한다고 설정할 수도 있다.
해당 RAR이 enhanced preamble을 수신한 기지국이 전송했다는 confirmation을 위한 enhanced preamble flag 용도로 사용될 수도 있다.
이러한 경우, 특징적으로 6bits subcarrier indication field에 subcarrier spacing을 포함하여 표 22와 같이 적용된다고 설정할 수 있다.
단말은 6bits 정보를 받아서 allocated subcarrier 및 uplink subcarrier spacing까지 알 수 있게 된다.
표 22는 subcarrier indication 및 UL subcarrier spacing field (6 bits)의 일례를 나타낸 표이다.
더 나아가, enhanced preamble 전송을 위한 영역에 MSG1을 전송하는 단말은, MSG3은 항상 single tone의 전송을 기대한다고 설정하는 경우, 특정 NPRACH resource에 legacy preamble을 전송하면서 Msg3 multi-tone capability를 알릴 수 있는 영역과 enhanced preamble 전송을 위한 영역이 같이 존재하는 경우, Msg3 multi-tone capability를 알릴 수 있는 영역에 legacy preamble을 전송한다고 설정할 수 있다.
이는, Msg3 multi-tone capability를 알릴 수 있는 영역을 해당 NPRACH resource에 구성했다는 것 자체가 해당 NPRACH resource를 선택한 단말의 RSRP가 좋을 것이라는 것을 나타내고, 이는 해당 단말이 cell 중심에 있을 확률이 높다는 의미일 수 있다.
따라서, 단말은 inter cell interference 혹은 cell range enhancement 등을 위해 필요한 enhanced preamble을 전송할 필요가 없어지게 되므로, Msg3 multi-tone capability를 알릴 수 있는 영역에 legacy preamble을 전송하는 것이 바람직한 동작일 수 있다.
TDD NB-IoT에 대한 유효하지 않는 subframe 핸들링(Invalid subframe handling for TDD NB-IoT)
다음으로, TDD NB-IoT에 대한 유효하지 않는 subframe 핸들링 방법에 대해 살펴본다.
TDD NB-IoT에서, 기지국이 구성한 NPRACH resource에 단말이 NPRACH preamble을 전송할 때, 특정 구간 동안의 invalid UL subframe bitmap 정보를 받아서 해당 invalid subframe에 대해 단말이 취할 수 있는 방법은 여러 가지가 있을 수 있으며, 이를 정리하면 다음과 같다.
(방법 1)
방법 1은 Invalid UL subframe bitmap 정보에 관계 없이 사전에 구성된 NPRACH resource에 configure된 NPRACH format을 configure된 repetition number만큼 반복 전송하는 방법에 관한 것이다.
방법 1은 간단하다는 측면에서 장점이 있으나, 만일 해당 subframe이 DL valid SF인 경우 해당 subframe에 전송하는 NPRACH preamble이 해당 단말 주위에 있는 단말들의 downlink reception에 강한 간섭을 줄 수 있다는 단점을 가질 수 있다.
(방법 1-1)
방법 1-1은 앞서 살핀 방법 1과 유사하지만 약간 다를 수 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 방법 1-1은 Invalid UL subframe bitmap 정보에 관계 없이 사전에 구성된 NPRACH resource에 configure된 NPRACH format을 configure된 repetition number만큼 반복 전송하지만, invalid UL subframe에 전송하는 preamble(i.e., symbol 또는 symbol group(s) 또는 single repetition unit)은 전송 전력을 특정 값 이하로 설정하고 전송하는 방법에 관한 것으로, 이는 인접 단말들에 주는 강한 간섭을 줄여줄 수 있다는 장점을 갖는다.
(방법 2)
방법 2는 Invalid UL subframe bitmap 정보를 보고 사전에 구성된 NPRACH resource와 비교하여 다음 방법 들 중 하나를 선택하여 적용한다고 설정할 수 있다.
(방법 2-1)
방법 2-1은 Invalid UL subframe을 제외한 영역에 미리 configure된 NPRACH format을 미리 configure된 repetition number 만큼 반복 전송하는 것이다.
(방법 2-2)
방법 2-2는 Invalid UL subframe을 포함하는 곳에 전체 또는 일부의 symbol group을 전송해야 할 때, 해당 symbol group(s)에 해당하는 부분을 제외하고, configure된 NPRACH format을 미리 configure된 repetition number 만큼 반복하여 전송하는 것이다.
(방법 2-3)
방법 2-3은 Invalid UL subframe을 포함하는 곳에 전체 또는 일부의 symbol group을 전송해야 할 때, 해당 symbol group(s)을 포함하는 복수 개의 back-to-back transmitted symbol groups을 제외한 영역에 미리 configure된 NPRACH format을 미리 configure된 repetition number 만큼 반복하여 전송하는 것이다.
(방법 2-4)
방법 2-4는 Invalid UL subframe을 포함하는 곳에 전체 또는 일부의 symbol group을 전송해야 할 때, 해당 symbol group(s)을 포함하는 single preamble (i.e., single repetition unit)을 제외한 영역에 미리 configured된 NPRACH format을 미리 configured repetition number 만큼 반복하여 전송하는 것이다.
(방법 2-5)
방법 2-5는 Invalid UL subframe을 포함하는 곳에 전체 또는 일부의 symbol group을 전송해야 할 때, 해당 symbol group(s)을 포함하는 radio frame을 제외한 영역에 미리 configure된 NPRACH format을 미리 configure된 repetition number 만큼 반복하여 전송하는 것이다.
상기 방법에 언급된 "특정 영역을 제외한다" 라는 말의 의미는 다음과 같이 서로 다른 방식으로 적용될 수 있다.
(a) 특정 영역에 해당하는 만큼의 preamble 전송 횟수도 총 반복 전송 횟수에 포함된다고 설정할 수 있다. 해당 방법은 사전에 구성된 NPRACH resource의 시작점과 끝점이 invalid UL subframe의 유무에 관계 없이 항상 일정하다는 특징을 갖는다.
해당 방법을 사용하는 경우, NPRACH resource 내에 존재하는 invalid UL subframe 개수에 관계 없이 NPRACH preamble이 시간 축으로 점유하는 NPRACH resource가 일정하다는 장점이 있다.
이는, 곧 invalid UL subframe 개수에 관계 없이 preamble의 전송은 지연이 발생하지 않는다는 장점이 있다.
(b) 특정 영역에 해당하는 만큼의 preamble 전송 횟수는 총 반복 전송 횟수에 포함되지 않는다고 설정할 수 있다.
해당 방법은 사전에 구성된 NPRACH resource의 시작점과 끝점이 invalid UL subframe의 유무에 따라 다르게 설정될 수 있다.
해당 방법을 사용하는 경우, NPRACH resource 내에 존재하는 invalid UL subframe 개수에 관계없이 미리 configure 된 repetition number 만큼 항상 preamble을 반복하여 전송하기 때문에 NPRACH reliability 측면에서 최초 기대했던 성능이 유지된다는 장점이 있다.
특징적으로, 이와 같은 방법이 상기 (방법 2-1) 내지 (방법 2-3)에 적용될 때, 단말은 preamble을 전송하려 했지만, 전송하지 못한 혹은 일부만 전송한 preamble의 hopping pattern을 포함하는 back-to-back으로 전송되는 symbol group들을 바로 다음에 존재하는 valid UL subframe에 전송한다고 설정할 수 있다.
이와 같이 설정하는 경우, 차별 알고리즘(differential algorithm)을 고려할 때, pair가 되는 호핑 거리(hopping distance)들은 누락되지 않고 가능한 가까이 전송된다는 장점이 있다.
특징적으로, 연속된 UL subframe들 중 하나 또는 다수 개가 invalid UL subframe이 되어, 단말은 SIB를 통해 configure 받은 preamble format을 사용하여 back-to-back으로 전송해야 하는 symbol group들이 back-to-back으로 전송이 불가능할 경우, 연속된 UL subframe들 중 일부가 valid UL subframe일지라도 바로 해당 영역에 전송하지 않고, 이후 존재하는 연속된 valid UL subframe에 전송한다고 설정할 수 있다.
이때, 연속된 valid UL subframe의 개수는 당연히 configure 받은 preamble format을 사용하여 back-to-back 전송이 가능한 만큼의 시간 영역이 확보되어야 한다.
특징적으로, 상기 제안한 방법들은 preamble format의 종류에 따라 다르게 설정될 수 있다.
예를 들어, 1ms 안에 전송될 수 있도록 고려된 preamble format 0 또는 preamble format 1과 같은 경우, 상기 (방법 2-3), (방법 2-4), (방법 2-5) 중 하나를 적용한다고 설정할 수 있다.
그리고, 그 외의 다른 preamble format들은 (i.e., format 2, 2A, 3) (방법 2-1), (방법 2-2), (방법 2-3), (방법 2-4), (방법 2-5) 중 하나를 적용한다고 설정할 수 있다.
그리고, 각 preamble format 별로 독립적인 방법이 적용된다고 설정할 수 있다.
앞서 제안한 방법들에 대해 관련 도면을 참고하여 살펴본다.
첫 번째 예시로, UL/DL configuration #1에서 표 8의 preamble format 2A(i.e., 후술할 preamble format 1-a)가 configure되고, repetition number는 4로 configure된 상황을 고려하면 도 16과 같다.
도 16은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF 없이 NPRACH preamble을 전송하는 방법의 일례를 나타낸 도이다.
도 16과 같은 전송을 기대하는 상황에서, 해당 NPRACH resource에 invalid SF이 존재할 때, 상기 제안한 방법 중 (방법 2-5)의 (a)방법을 적용하고, 세부적으로 (방법 2-1)부터 (방법 2-5)까지의 방법들을 적용하면 도 17부터 도 20과 같이 나타낼 수 있다.
도 17은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 일례를 나타낸 도이다.
도 17은 (방법 2-5)의 (a) 및 (방법 2-1)에 대한 NPRACH preamble 전송의 일례를 나타낸다.
도 18은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 18은 (방법 2-5)의 (a) 및 (방법 2-2)에 대한 NPRACH preamble 전송의 일례를 나타낸다.
도 19는 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 19는 (방법 2-5)의 (a) 및 (방법 2-3)에 대한 NPRACH preamble 전송의 일례를 나타낸다.
도 20은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 20은 (방법 2-5)의 (a) 및 (방법 2-4) 또는 (방법 2-5)에 대한 NPRACH preamble 전송의 일례를 나타낸다.
추가적으로, 도 16과 같은 전송을 기대하는 상황에서 해당 NPRACH resource에 invalid SF이 존재할 때, 상기 제안한 방법 중 (방법 2-5)의 (b) 방법을 적용하고, 세부적으로 (방법 2-1)부터 (방법 2-5)까지의 방법들을 적용하면 도 21 및 도 22와 같이 나타낼 수 있다.
도 21은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 21은 (방법 2-5)의 (b) 및 (방법 2-1) 또는 (방법 2-2) 또는 (방법 2-3)에 대한 NPRACH preamble 전송의 일례를 나타낸다.
도 22는 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 22는 (방법 2-5)의 (b) 및 (방법 2-4) 또는 (방법 2-5)에 대한 NPRACH preamble 전송의 일례를 나타낸다.
두 번째 예시로, UL/DL configuration #1에서 표 8의 preamble format 0(i.e., 후술할 agreement 상의 preamble format 0-a)이 configure되고, repetition number는 8로 configure된 상황을 고려하면 도 23과 같다.
도 23은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF 없이 NPRACH preamble을 전송하는 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 23과 같은 전송을 기대하는 상황에서 해당 NPRACH resource에 invalid SF이 존재할 때, 상기 제안한 방법 중 (방법 2-5)의 (a)방법을 적용하고, 세부적으로 (방법 2-1)부터 (방법 2-5)까지의 방법을 적용하면 도 24부터 도 26과 같이 나타낼 수 있다.
도 24는 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 24는 (방법 2-5)의 (a) 및 (방법 2-1) 또는 (방법 2-2) 또는 (방법 2-3)에 대한 NPRACH preamble 전송의 일례를 나타낸다.
도 25는 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 25는 (방법 2-5)의 (a) 및 (방법 2-4)에 대한 NPRACH preamble 전송의 일례를 나타낸다.
도 26은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 26은 (방법 2-5)의 (a) 및 (방법 2-5)에 대한 NPRACH preamble 전송의 일례를 나타낸다.
추가적으로, 도 23과 같은 전송을 기대하는 상황에서 해당 NPRACH resource에 invalid SF이 존재할 때, 상기 제안한 방법들 중 (방법 2-5)의 (b)방법을 적용하고, 세부적으로 (방법 2-1)부터 (방법 2-5)까지의 방법들을 적용하면, 도 27부터 도 29와 같이 나타낼 수 있다.
도 27은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 27은 (방법 2-5)의 (b) 및 (방법 2-1) 또는 (방법 2-2) 또는 (방법 2-3)에 대한 NPRACH preamble 전송의 일례를 나타낸다.
도 28은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 28은 (방법 2-5)의 (b) 및 (방법 2-4)에 대한 NPRACH preamble 전송의 일례를 나타낸다.
도 29는 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble의 전송 방법의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 29는 (방법 2-5)의 (b) 및 (방법 2-5)에 대한 NPRACH preamble 전송의 일례를 나타낸다.
추가적으로, 상기 제안한 방법들은, 특정 preamble repetition number, 특정 MSG1의 재전송 횟수, 특정 effective symbol의 수에 따라 조건부로 상기 방법들을 조합하는 것도 고려할 수 있다.
예를 들면, SIB로부터 configure 받은 preamble repetition number가 Nrep (e.g., Nrep = 64) 미만인 경우, 상기 제안한 방법 중 (방법 2-5)의 (b) 방법을 사용한다고 설정할 수 있다.
preamble repetition number가 Nrep 이상인 경우, 상기 제안한 방법 중 (방법 2-5)의 (a) 방법을 사용한다고 설정할 수 있다.
이와 같이 설정하는 근거는 repetition number가 충분히 많을 때에는 invalid UL subframe에 걸쳐서 전송하지 못하거나 혹은 낮은 전송 전력으로 전송한 몇 개의 preamble이 존재하더라도 유사한 성능이 보장 될 수 있다.
하지만, repetition number가 충분하지 않은 경우, invalid UL subframe에 걸쳐서 전송하지 못하거나 혹은 낮은 전송 전력으로 전송한 몇 개의 preamble 때문에 성능이 보장되지 않을 수 있기 때문이다.
또 다른 일례로, MSG1의 재전송 횟수가 Nmsg1 (e.g., Nmsg1 = 10)번 미만인 경우, 상기 제안한 방법 중 (방법 2-5)의 (a) 방법을 사용한다고 설정할 수 있고, MSG1의 재전송 횟수가 Nmsg1 번 이상인 경우, 상기 제안한 방법 중 (방법 2-5)의 (b) 방법을 사용한다고 설정할 수 있다.
이와 같이 설정하는 근거는, MSG1의 재전송 횟수가 작은 경우, invalid UL subframe에 걸쳐서 전송하지 못하거나 혹은 낮은 전송 전력으로 전송한 몇 개의 preamble이 존재한다고 설정할 수 있다.
하지만, MSG1의 재전송 횟수가 큰 경우, 이전보다 더 많은 effective symbol을 전송해야 preamble에 대한 디코딩 성공 확률이 높아질 수 있기 때문이다.
추가적으로, 단말이 SIB로부터 configure 받은 preamble format을 기본적으로 전송하다가 invalid UL subframe을 만나는 경우, 미리 약속된 다른 preamble format을 사용하여 전송한다고 설정할 수 있다.
예를 들면, 단말이 SIB로부터 preamble format 2A(후술할 agreement의 preamble format 1-a)를 전송하도록 기지국으로부터 configure 받았으나, 2개의 consecutive UL SF들 중 하나가 invalid UL SF이 되었다면, 나머지 하나의 valid UL SF에 preamble format 0(i.e., 후술할 agreement의 preamble format 0-a)를 전송한다고 설정할 수 있다.
이와 같이, 경우에 따라 어떤 preamble format을 전송해야 하는지는 표준 문서에 미리 정의할 수도 있으며, SIB configuration을 통해 단말로 알려준다고 설정할 수도 있다.
특징적으로, 기본적으로 전송하는 preamble format에 비해 invalid UL subframe 때문에 선택되는 preamble format은 그 effective symbol의 수가 작아야 바람직하다(i.e., N이 줄어들어야).
여기서, G값, P값 등은 동일할 수 있다고 설정될 수 있다.
이와 같은 근거는, 동일 G, P에 대해 single hopping pattern을 사용할 수 있기 때문에, 실제 전송되는 preamble format이 다를지라도 hopping pattern이 유지될 수 있다는 장점이 있다.
특징적으로, standalone mode에서 consecutive UL SF이 불규칙적인 UL/DL configuration에 적용될 때, 상기 방법이 적용될 수도 있다.
해당 방법에 대해 그림으로 표현하면 도 30과 같이 나타낼 수 있다.
도 30은 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가지는 NPRACH preamble 전송의 또 다른 일례를 나타낸 도이다.
추가적으로, 단말은 SIB로부터 configure 받은 NPRACH resource 내에 invalid UL subframe이 특정 개수보다 많은 경우에는 configure 받은 preamble format을 사용하지 않고, 미리 약속된 다른 preamble format을 사용하여 전송한다고 설정할 수 있다.
특징적으로, 특정 invalid UL subframe의 개수는 NPRACH resource에 해당하는 UL subframe의 특정 비율만큼으로 결정될 수도 있고, 구체적인 숫자로 결정될 수도 있다.
특징적으로, 위의 방식은 CP length가 달라질 수 있기 때문에, 이 방법을 적용할 수 있을지 여부도 SIB를 통해 단말로 알려줄 수 있다.
그리고, 기지국은 단말의 RSRP가 좋은 경우 해당 방법을 사용하여 support하는 cell coverage가 작은 preamble format을 사용해도 동작할 수 있다고 설정할 수 있다.
그리고, TDD NPRACH의 전송은 
를 달성하는 radio frame의 시작 후 
시간 유닛(time unit)인 첫 번째 valid UL subframe에서 시작한다.
G개의 심볼 그룹들을 back-to-back으로 전송할 연속적인 valid UL subframe들이 충분하게 존재하지 않을 때, NPRACH preamble의 G개의 symbol group들은 드롭(drop)된다.
여기서, 'drop'의 의미는 송신단에서 신호를 puncturing 또는 rate matching하여 신호를 전송하지 않음을 의미할 수 있다.
다시 말하면, TDD 시스템에서, invalid UL subframe과 G개의 심볼 그룹들의 전송이 중첩되는 경우, 상기 G개의 심볼 그룹들은 드롭된다.
위의 두 문장에 따르면, 미리 약속된 수식을 만족하는 radio frame 이후 가장 먼저 존재하는 valid UL subframe이 NPRACH preamble의 전송 시작점이 된다.
그리고, 연속적으로 G개의 symbol group이 전송될 만큼의 valid UL subframe이 존재하지 않는 경우, 상기 G개의 symbol group은 drop 되게 된다.
위의 방법이 NPRACH repetition number가 어느 정도 큰 경우에는 문제 없이 동작할 수도 있으나, repetition number가 1, 2와 같이 작은 경우, invalid UL subframe의 존재에 따라 전체 preamble 전송의 반을 drop 하거나, 혹은 전체 preamble의 전송을 drop하는 경우도 발생할 수 있다.
예를 들어, UL/DL configuration #1을 사용하고 있는 기지국이 NPRACH preamble format 1-a를 사용하도록 configure한 상황에서 Repetition number가 '1'인 경우, NPRACH starting UL SF과 invalid UL SF이 도 31(a)와 같이 존재하는 경우, 전체 preamble의 절반만 전송하게 된다.
더 나아가서, 같은 상황에 NPRACH starting UL SF과 invalid UL SF이 도 31(b)와 같이 존재하는 경우, 전체 preamble이 전송되지 않게 된다.
이러한 상황에도 단말은 RAR을 받기 위해 해당 search space를 모니터링 하게 될 것이고, 이는 쓸데 없는 energy 낭비 현상을 만들게 된다.
도 31은 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble format 1-a의 일례를 나타낸 도이다.
따라서, 위와 같은 문제를 해결하기 위해, 다음과 같은 방법들이 고려될 수 있다.
(해결 방법 1)
해결 방법 1은 최소 G개의 symbol group이 전송될 수 있을 만큼 충분한 개수의 valid UL SF이 연속적으로 존재하는 경우에 한해 그 중 가장 첫 번째 valid UL SF이 TDD NPRACH starting SF이 될 수 있도록 설정하는 것이다.
즉, 하나의 valid UL SF만 있더라도 NPRACH preamble의 전송을 시작할 수 있으나, 상기 발생하는 문제를 최소한이라도 해결하기 위해서, 즉 최초 preamble의 첫 G개의 symbol group은 항상 전송되도록 한다.
이를 위해, 최소 G개의 symbol group이 전송될 수 있을 만큼 충분한 개수의 valid UL SF이 연속적으로 존재하는 경우에 한해 그 중 가장 첫 번째 valid UL SF이 TDD NPRACH starting SF이 될 수 있도록 설정할 수 있다.
이렇게 설정하는 경우, repetition number가 작은 경우에도 최소 symbol group들이 전송되는 것이 보장될 수 있다는 장점이 있다.
(해결 방법 2)
해결 방법 2는 전체 preamble 전송 중 invalid UL SF에 의해 drop되는 비율에 따라서 관련 RAR을 전달하는 NPDSCH를 scheduling하는 DCI가 전송될 수 있는 search space (i.e., Type2-NPDCCH common search space)를 모니터링을 하지 않고, 이어지는 NPRACH resource에 preamble을 재전송 하도록 설정하는 것이다.
이 방법은, 전체 preamble 전송 중 drop 되는 비율에 따라서 쓸데없이 energy를 낭비하지 않게 된다.
예를 들어, 전체 preamble 전송 중 drop되는 비율이 50%보다 크거나 같은 경우, 즉 도 31(a)의 예시와 같은 경우, 단말은 해당 preamble은 기지국에서 당연히 수신하지 못했을 것이라고 간주하고, 관련 RAR을 담은 NPDSCH를 scheduling하는 DCI가 전송될 수 있는 search space 모니터링을 하지 않도록 설정하고, 다음 이어지는 NPRACH resource에 재전송을 하도록 설정할 수 있다.
이때, 재전송 절차는 기존 NB-IoT의 표준 문서에 정의된 방법을 따라간다고 설정할 수 있다.
특징적으로, 이렇게 설정된 경우, 기지국에서도 RAR을 전송하지 않도록 설정할 수 있다.
이 방법을 사용하는 경우, 단말은 필요 없는 search space를 모니터링 하지 않아도 된다는 장점이 있기 때문에, battery saving 측면에서 효과가 있다.
추가적으로, 앞서 제안한 해결 방법 2에서 더 나아가, 전체 preamble 전송 중 invalid UL SF에 의해 drop되는 비율이 extremely하게 큰 경우(e.g., drop 되는 비율이 100% 인 경우), 관련 RAR을 전달하는 NPDSCH를 scheduling하는 DCI가 전송될 수 있는 search space (i.e., Type2-NPDCCH common search space)를 모니터링을 하지 않고, 이어지는 NPRACH resource에 power lamping 없이 preamble을 재전송 하도록 설정할 수도 있다.
특징적으로, 상기 power lamping 없이 재전송을 하는 경우, PREAMBLE TRANSMISSION COUNTER를 증가시키지 않는 방법이 고려될 수 있다. 이는 preamble이 거의 실질적으로 전송되지 않았다고 판단할 수 있기 때문에, power lamping 없이 한번 더 기회를 주는 개념으로 이해될 수 있다.
앞서 언급한 agreement 중 두 번째 문장(G개의 심볼 그룹들을 back-to-back으로 전송할 연속적인 valid UL subframe들이 충분하지 않을 때, NPRACH의 G개의 symbol groups은 드롭(drop)된다.)을 통해, NPRACH resource 중에, invalid UL subframe이 존재하여 NPRACH preamble 중 G symbol group이 drop 되는 경우, 특정 valid UL subframe이 NPRACH, NPUSCH 등 어떤 것으로도 사용되지 않고 버려지는 경우가 발생할 수 있다.
따라서, 이와 같은 resource의 낭비 현상을 해결하기 위해, NPRACH resource 중 G symbol group이 drop되어 발생하는 valid UL subframe을 위해 NPUSCH 등이 사용되도록 설정할 수 있다.
특징적으로, 이때 사용될 NPRACH preamble format은 1, 2, 1-a와 같이 2ms 이상을 점유하는 것들이 대상이 될 수 있다.
즉, 도 32은 위와 같은 상황의 일례를 나타낸다.
도 32에 대해 보다 구체적으로 살펴보면, UL/DL configuration #1을 사용하고 있는 기지국이 NPRACH preamble format 1-a을 사용하도록 configure하였고, NPRACH repetition number가 4라고 가정하는 경우 이때, NPRACH resource로 설정해 놓은 구간 중 2개의 consecutive UL SF 중 앞선 UL SF은 valid이고, 뒤따르는 UL SF은 invalid인 경우, 2개의 symbol group들은 drop되고, 앞선 valid UL SF 중 NPRACH resource 영역(도 32의 네모 표시 SF(3210))은 어떤 것으로도 사용되지 않고 버려지게 된다.
따라서, 해당 영역에 NPUSCH가 전송되도록 설정할 수 있다.
즉, NPUSCH를 scheduling 받은 다른 UE들도 invalid SF configuration 및 NPRACH resource configuration을 알 수 있기 때문에, NPRACH resource 중 어떤 valid UL SF이 버려지는지 미리 알 수 있고, NPUSCH를 전송할 때 버려진 valid UL SF이 사용될 수 있다.
도 32는 본 명세서에서 제안하는 invalid UL SF를 가진 NPRACH preamble format의 일례를 나타낸 도이다.
특징적으로, 모든 NPUSCH scheduling에 위의 방법이 적용될 수는 없고, NPUSCH scheduling 정보와 NPRACH resource configuration, 버려진 valid UL SF의 개수 등을 파악하여 해당 valid UL SF에 NPUSCH를 전송할 수 있는지 여부를 단말이 결정할 수 있다.
다시 말하면, 버려진 valid UL SF을 사용하길 원하는 단말은, NPRACH resource configuration을 통해 확인한 NPRACH resource가 점유하기로 되어 있는 frequency의 영역이 해당 단말이 scheduling받은 NPUSCH의 frequency 영역을 포함하는 경우에만 해당 valid UL SF에 NPUSCH를 전송하도록 설정할 수 있다.
즉, 단말이 scheduling 받은 NPUSCH의 frequency 영역이 NPRACH resource configuration을 통해 확인한 NPRACH resource가 점유하기로 되어 있는 frequency의 영역보다 큰 경우, 또는 NPRACH resource가 점유하기로 되어 있는 frequency의 영역을 벗어나는 경우, 상기 단말은 해당 valid UL SF에 NPUSCH를 전송하지 못하게 된다.
이렇게 설정하는 이유는, 애초에 NPRACH resource를 위한 영역이 아닌 곳에는 기지국이 이미 다른 UE를 위해 NPUSCH를 scheduling 했을 수도 있기 때문이다.
이렇게 설정하게 되면, 버려지는 valid UL SF이 줄어듬으로써 resource를 효율적으로 사용할 수 있으며, NPUSCH transmission의 latency가 조금은 향상될 수 있다.
특징적으로, 상기 언급한 invalid UL SF은 valid UL SF으로 지정되지 않은 UL SF으로 해석될 수도 있지만, DL SF으로 해석될 수도 있으며, special SF으로 해석될 수도 있다.
즉, 추후 UL/DL configuration #6이 TDD NB-IoT에 도입되는 경우를 고려하면 다음과 같을 수 있다.
UL/DL configuration #6는 DSUUU DSUUD로 UL SF이 5ms마다 3개와 2개로 동일하지 않은 것이 특징적이다.
만약 UL/DL configuration #6에 G개의 symbol group들이 3ms를 점유하는 TDD NPRACH format 2와 유사한 format을 사용하기로 결정하는 경우, #7 SF 및 # 8SF에 해당하는 2개의 연속된 UL SF들은 항상 valid UL SF일지라도 뒤따르는 DL SF 때문에 TDD NPRACH format 2와 유사한 format을 사용할 수 없게 되고, 해당 UL SF들은 버려지게 된다.
이 때도 상기 제안한 방법을 적용하여 NPUSCH가 전송된다고 설정할 수 있다.
특징적으로, UL/DL configuration #6에 G개의 symbol group이 3ms를 점유하는 TDD NPRACH format을 사용하는 경우, NPRACH resource는 3개의 연속된 UL SF들로만 구성될 수 있다.
즉, 2개의 연속된 UL SF들은 처음부터 NPRACH resource에서 배제된다고 설정할 수도 있다.
NPRACH resource에서 배제된 UL SF은 NPUSCH 전송에 사용될 수 있다.
추가적으로, UL/DL configuration #6에 G개의 symbol group들이 2ms를 점유하는 TDD NPRACH format 1 또는 format 1-a와 유사한 format을 사용하기로 결정하는 경우, #2 UL SF에서 symbol group의 전송을 시작할 것인지 또는 #3 UL SF에서 symbol group의 전송을 시작할 것인지가 결정되어야 한다.
만약 #2 UL SF에서 symbol group의 전송이 시작된다고 설정하는 경우, #4 UL SF이 valid UL SF일지라도 항상 NPRACH를 위해서는 사용할 수 없기 때문에 해당 UL SF도 NPUSCH를 위해 사용한다고 설정할 수 있다.
#2 UL SF에서 symbol group의 전송을 시작한다고 설정하는 경우의 장점은, 일반적으로 DL SF 바로 앞 UL SF부터 invalid UL SF으로 바뀌는 경향이 있기 때문에, 3개의 UL SF 중 앞 두 개를 사용하는 경우 해당 preamble의 drop 확률이 낮아질 수 있다.
만약 #3 UL SF에서 symbol group의 전송을 시작한다고 설정하면, #2 UL SF이 valid UL SF일지라도 NPRACH를 위해서는 사용할 수 없기 때문에 해당 UL SF도 NPUSCH를 위해 사용한다고 설정할 수 있다.
#3 UL SF에서 symbol group 전송을 시작한다고 설정하는 경우의 장점은, UpPTS와 #2 UL SF을 함께 NPUSCH 전송에 사용할 수 있다는 점이다.
특징적으로, UL/DL configuration #6에 G개의 symbol group이 2ms를 점유하는 TDD NPRACH format을 사용하는 경우, NPRACH resource는 special SF 바로 다음 따라오는 2개의 연속된 UL SF들로만 구성될 수도 있고, DL SF 바로 앞에 존재하는 2개의 연속된 UL SF들로만 구성될 수도 있다.
여기서, NPRACH resource에서 배제된 UL SF은 NPUSCH 전송에 사용될 수 있다.
TDD NB-IoT preamble format에 대한 시작 subcarrier 선택을 위한 방법(Methods of starting subcarrier selection for TDD NB-IoT preamble formats)
다음으로, TDD NB-IoT preamble format들에 대한 시작 subcarrier 선택에 대한 방법에 대해 살펴본다.
앞서 살핀 표 8에서, G=2 그리고 P=4인 preamble format 1, 2, 3 (i.e., 후술할 agreement의 preamble format 0, 1, 2)에 대하여 다음과 같은 hopping pattern이 설명될 수 있다.
즉, SIB로 configure된 repetition number가 '1'인 경우, 표 23에 설정된 hopping pattern을 따라간다고 할 수 있다.
이는 미리 약속된 random 한 방법으로 선택된 starting subcarrier index에 따라 single preamble unit 내의 hopping pattern이 결정될 수 있다.
특징적으로, 미리 약속된 random한 방법은 FDD NB-IoT에서 사용되는 방법과 같다고 할 수 있다.
표 23은 G=2 및 P=4를 가진 NPRACH preamble format에 대한 시작 서브캐리어 인덱스 및 hopping pattern들의 일례를 나타낸 표이다.
더 나아가, SIB로 configure된 repetition number가 2 이상인 경우, 홀수 번째 preamble unit과 짝수 번째 preamble unit에 서로 다른 rule이 적용된다고 설정할 수 있다.
홀수 번째 preamble unit은 미리 약속된 random한 방법으로 선택된 starting subcarrier index에 따라 single repetition unit 내의 hopping pattern이 결정될 수 있다.
특징적으로, 미리 약속된 random한 방법은 FDD NB-IoT에서 사용되는 방법과 같다고 할 수 있다.
다음으로, 짝수 번째 preamble unit(e.g., N번 째 preamble unit이라고 하면, N은 짝수)은 바로 직전에 전송된 홀수 번째 preamble unit(e.g., N-1번째 preamble unit이 된다)이 선택한 starting subcarrier index에 따라 선택할 수 있는 subcarrier index set이 결정된다고 설정할 수 있으며, 이는 표 24와 같이 설정될 수 있다.
이와 같이 설정하면 짝수 번째의 preamble unit이 갖는 hopping pattern과 홀수 번째의 preamble unit이 갖는 hopping pattern이 대칭으로 이루어져 differential receiver를 사용하는 경우 더 좋은 성능을 낼 수 있다는 장점을 갖는다.
표 24는 G=2 및 P=4를 가진 NPRACH preamble format에 대한 짝수 번째(even-numbered)의 preamble 반복 유닛에 대한 후보 시작 subcarrier 인덱스들의 일례를 나타낸 표이다.
이에 더해, 짝수 번째(i.e., N번째) preamble unit이 선택할 수 있는 starting subcarrier candidate들 중 실제로 전송할 starting subcarrier를 결정하는 방법은 다음과 같이 정리할 수 있다.
다음 제안 방법들을 통해 subcarrier index가 결정되면, 최종적으로 표 24를 통해 hopping pattern이 결정된다고 설정할 수 있다.
(제안 방법 1)
N 번째 preamble unit이 선택할 수 있는 starting subcarrier candidate들은 N-1번째 preamble unit이 선택했던 starting subcarrier index 값에 따라 미리 결정되고, N 번째 preamble unit은 선택할 수 있는 starting subcarrier candidate들 중 미리 약속된 random한 방법으로 선택된다고 설정할 수 있다.
특징적으로, 미리 약속된 random한 방법은 FDD NB-IoT에서 사용되는 방법과 같게 적용하고, 추가 동작을 도입할 수 있다.
예를 들어, FDD NB-IoT의 NPRACH에서 사용했던 방법을 통해 0부터 11 중 하나의 값을 선택하게 되면, 단말은 modular 3 또는 나누기 3의 나머지 값과 같은 특정 방법을 기본으로 사용하여 미리 결정된 3개 중 하나를 선택한다고 설정할 수 있다.
특정 실시 예로, modular 3을 기본으로 사용하여 미리 결정된 3개 중 하나를 선택하는 방법은 수학식 3과 같이 나타낼 수 있으며, 이를 table로 나타내면 표 25와 같이 나타낼 수 있다.
하기 수학식 3의 SCsel는 짝수 번째(even-numbered)의 preamble repetition unit에 대한 시작 subcarrier index이고, SCtmp는 FDD NB-IoT NPRACH에서 사용했던 방법을 통해 0부터 11 중 하나의 값을 선택한 값이고, SCoffset은 홀수 번째(odd-numbered) preamble repetition unit의 시작 subcarrier index 값에 따라 미리 결정된 값이라고 설정할 수 있다.
특징적으로, 이때, SCoffset는 짝수 번째(even-numbered)의 preamble repetition unit에 대한 시작 subcarrier index(SCsel)들 중 가장 작은 index로 설정될 수 있다.
이 방법이 사용되는 경우, randomization하게 starting subcarrier index를 선택할 수 있기 때문에, inter-cell 간의 interference가 줄어든다는 장점이 있다.
[수학식 3]
표 25는 G=2 및 P=4를 가진 NPRACH preamble format에 대한 짝수 번째 preamble 반복 유닛에 대한 시작 subcarrier index의 일례를 나타낸 표이다.
(제안 방법 2)
N번째 preamble unit이 선택할 수 있는 starting subcarrier candidate들은 N-1번째 preamble unit이 선택했던 starting subcarrier index 값에 따라 미리 결정된다.
그리고, N번째 preamble unit은 선택할 수 있는 starting subcarrier candidate 들 중 미리 약속된 방법을 통해 결정되어 있고, 해당 index가 선택된다고 설정할 수 있다.
특징적으로, 미리 약속된 방법은 N-1번째 preamble unit이 선택했던 starting subcarrier index값 및/또는 Cell ID 및/또는 RA-RNTI 값 및/또는 해당 NPRACH preamble unit을 전송하는 subframe index 등을 기반으로 결정된다고 설정할 수 있다.
예를 들어, 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
N-1번째 preamble unit이 선택했던 starting subcarrier index 값 그리고, Cell ID를 동시에 사용하여 N번째 preamble unit이 선택할 starting subcarrier index 값을 설정하는 방법에 대해 나타내면, 표 26부터 표 28까지 설정될 수 있다.
특징적으로, 최대 64 = 1296 가지의 서로 다른 table이 설정될 수 있지만, 이 예시는 서로 다른 3개의 table을 Cell ID mod 3을 통해 선택하는 것을 나타낸다.
표 26은 Cell ID mod 3 = 0일 때, G=2 및 P=4를 가진 NPRACH preamble format에 대한 짝수 번째 preamble 반복 유닛에 대한 시작 subcarrier index의 일례를 나타낸 표이다.
표 27은 Cell ID mod 3 = 1일 때, G=2 및 P=4를 가진 NPRACH preamble format에 대한 짝수 번째 preamble 반복 유닛에 대한 시작 subcarrier index의 일례를 나타낸 표이다.
표 28은 Cell ID mod 3 = 2일 때, G=2 및 P=4를 가진 NPRACH preamble format에 대한 짝수 번째 preamble 반복 유닛에 대한 시작 subcarrier index의 일례를 나타낸 표이다.
제안 방법 2가 사용되는 경우, starting subcarrier index가 특정 N-1번째 preamble unit이 선택했던 starting subcarrier index 값 별로 및/또는 특정 cell ID 별로 및/또는 RA-RNTI 값 별로 randomization하게 선택될 수 있기 때문에, inter-cell 간의 interference가 줄어든다는 장점이 있다.
또한, 동일한 cell 내에서는 짝수 번째 preamble unit이 선택될 수 있는 subcarrier들이 홀수 번째 preamble unit이 선택한 starting subcarrier 값에 따라 미리 결정되기 때문에, 동일한 cell이 설정해 놓은 resource 내에서 서로 다른 단말이 random하게 전송한 preamble들이 충돌할 확률이 낮아진다는 장점이 있다.
(제안 방법 3)
제안 방법 3은, N 번째 preamble unit이 선택할 수 있는 starting subcarrier index가 N-1번째 preamble unit이 선택했던 starting subcarrier index 값에 따라 미리 결정된다고 설정할 수 있다. 이에 대해 구체적인 예를 들면 다음과 같다.
N-1번째 preamble unit이 선택했던 starting subcarrier index 값에 따라 N번째 preamble unit이 선택해야 할 starting subcarrier index는 미리 정해질 수 있고, 이를 수학식으로 나타내면 수학식 4 및 5와 같이 설정할 수 있으며, 이를 table로 나타내면 표 30과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 4]
[수학식 5]
표 30은 G=2 및 P=4를 가진 NPRACH preamble format에 대한 짝수 번째 preamble repetition unit에 대한 시작 subcarrier index의 일례를 나타낸 표이다.
이처럼, 특정 N-1번째 preamble unit이 선택했던 starting subcarrier index 값 별로 starting subcarrier index를 선택하는 방법은 동일한 cell 내에서는 짝수 번째 preamble unit이 선택할 수 있는 subcarrier들이 홀수 번째 preamble unit이 선택한 starting subcarrier 값에 따라 미리 결정되기 때문에, 동일한 cell이 설정해 놓은 resource 내에서 서로 다른 단말이 random하게 전송한 preamble들이 충돌할 확률이 낮아진다는 장점이 있다.
앞서 살핀 제안 방법들의 구체적인 예시는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐 본 명세서에서 제안하는 기술적 사상이 예시로 든 특정 값에 제한되지 않음은 당연하다.
앞서 언급했던 표 8에서 G=2 그리고 P=4인 preamble format 1, 2, 3 (i.e., 후술할 agreement의 preamble format 0, 1, 2)에 대하여 다음과 같은 hopping pattern이 설명될 수 있다.
아래 agreement는 repetition number=1일 때 (format 0, 1, 2) G=2, P=4에 대한 것이다.
Preamble repetition unit에서 첫 번째 및 세 번째 symbol group들의 tone index는 (SFN 및 cell specific pseudo-random sequence)에 의해 선택된다. Hopping pattern mapping에 대한 initial tone index는 아래 표 31과 같다.
Hopping pattern mapping에 대한 initial tone index는 표 31을 따른다.
홀수 preamble 반복 유닛에서 첫 번째 symbol group들의 tone index는 (SFN 및 cell specific pseudo-random sequence)에 의해 선택된다.
첫 번째 및 세 번째 심볼 그룹에 대해 주어진 톤 인덱스로 전송되는 홀수 preamble에 대해, phase error들을 제거하는 것을 목표로 하여, 짝수 preamble에서 첫 번째 및 세 번째 심볼 그룹에 대한 candidate tone index는 (SFN 및) cell specific pseudo-random sequence에 의해 선택되고, 표 32와 같이 대역폭의 반대쪽 절반에 있는 tone index 중 하나로 제한된다.
FDD의 경우, 이와 유사한 hopping pattern은 3GPP 표준 문서 36.211의 수학식으로 표현되고 있기 때문에, TDD에서도 이와 유사한 수학식으로 표현될 수 있다.
FDD(frame structure type 1)에서, hopping pattern을 표현하는 수학식은 다음 수학식 6 및 수학식 7과 같을 수 있다.
구체적으로, 수학식 6은 preamble format들 0 및 1에 대해 G=4 및 P=4인 경우의 hopping pattern을 나타내고, 수학식 7은 preamble format 2에 대해 G=6 및 P=6인 경우의 hopping pattern을 나타낸다.
[수학식 6]
수학식 6에서, 
를 가진 
는 
로부터 MAC layer에 의해 선택되는 subcarrier이며, c(i)는 아래 수학식 8과 같이 정의된다. 그리고, pseudo random sequence generator는 
로 초기화될 것이다.
[수학식 7]
여기서, f(-1)=0, 
를 가진 
는 
로부터 MAC layer에 의해 선택되는 subcarrier이며, c(i)는 아래 수학식 8과 같이 정의된다. 그리고, pseudo random sequence generator는 
로 초기화될 것이다.
[수학식 8]
여기서, 
이며, 
이다.
후술할 TDD(frame structure type 2)에서의 hopping pattern에 대한 부분 중 FDD에서의 hopping pattern 부분과 동일한 부분은 앞서 설명한 내용, 기호 등의 의미를 참고하기로 한다.
특징적으로, Pseudo random hopping은 preamble repetition number가 N일 때, 총 2N 번 순차적으로 호출(또는 발생)되는 형태일 수 있으며, symbol group index (i.e., i)에 따라서 하나의 수식으로 표현될 수 있다.
이 때, '순차적'이라는 의미는 Pseudo random hopping이 필요한 각 symbol group의 subcarrier index가 선택될 때, symbol group index가 커지는 순서(또는 오름차순)에 따라 Pseudo random sequence를 순차적으로 generation한다는 것이다.
P=4이므로, 하나의 preamble은 4개의 symbol group들을 포함하지만, 짝수 번째 preamble의 subcarrier index는 홀수 번째 preamble의 subcarrier index에 의존적인 형태를 갖는다.
예를 들어, 홀수 번째 preamble의 (첫 번째 심볼 그룹의) subcarrier index가 짝수인 경우, 짝수 번째 preamble의 (첫 번째 심볼 그룹의) subcarrier index는 홀수이어야 하고, 홀수 번째 preamble의 subcarrier index가 홀수인 경우, 짝수 번째 preamble의 subcarrier index는 짝수이어야 한다.
이와 같이, 홀수 번째 preamble의 subcarrier index와 짝수 번째 preamble의 subcarrier index가 서로 달라야 NPRACH 프리앰블 간의 충돌이 발생하지 않아 수신단에서의 성능이 좋아지게 된다.
하지만, G=2 및 P=4의 NPRACH preamble의 반복 전송에서 FDD에서의 frequency hopping 규칙을 적용하였을 경우, 홀수 번째 preamble의 subcarrier index (또는 홀수 번째 preamble의 subcarrier index)와 짝수 번째 preamble의 subcarrier index (또는 짝수 번째 preamble의 subcarrier index) 간 위의 rule이 만족되지 않을 수 있다.
따라서, TDD 시스템에서, G=2 및 P=4를 가지는 NPRACH preamble의 반복 전송 방법에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
P=4일 때, 8개의 symbol group들마다 hopping pattern은 반복되는 형태를 갖기 때문에, 아래 수학식 9와 같이 modular 8이 고려된다.
표준 문서 TS 36.211에 나와 있는 FDD 형태를 참고하여 위의 방법을 정의하는 경우 아래 수학식 9와 같다.
아래 수학식 9에서, 
와 
가 수정되거나 또는 추가된 부분이며, 나머지는 표준 문서 TS 36.211에 정의된 FDD 형태와 동일하다.
[수학식 9]
NPRACH transmission의 주파수 위치는 
sub-carriers로 제한된다. Frequency hopping은 12개의 subcarrier들에서 사용된다.
여기서, i번째(ith) symbol group의 주파수 위치는 
로 주어지며, 
로 정의될 수 있다.
양(quantity) 
는 frame structure에 의존한다.
그리고, 
를 가진 
는 
로부터 MAC layer에 의해 선택되는 subcarrier이며, pseudo random sequence c(i)는 상기 수학식 8과 같이 정의되고, pseudo random sequence generator는 
로 초기화될 것이다.
특징적으로, 짝수 번째 preamble의 subcarrier index가 12개 중 하나가 아닌 6개 중 하나를 선택해야 되는 상황에서, 상기 수학식 9에 사용된 방법을 설명하면 다음과 같다.
i mod 8 = 4 를 만족하는 ith symbol group은 표 34와 같은 방식으로 선택된다.
이러한 방식을 사용하면 pseudo random sequence를 통해 선택한 값으로부터 ±1 subcarrier 만큼씩 이동하기 때문에 수학식 표현이 간단해 진다는 장점이 있다.
표 34는 i mod 8 = 4일 때, subcarrier index의 일례를 나타낸다.
추가적으로, 짝수 번째 preamble의 subcarrier index가 12개 중 하나가 아닌 6개 중 하나를 선택해야 되는 상황에서, 실제로 12개 중 하나가 아닌 6개 중 하나를 선택하는 방식으로 적용하면 표 35와 같은 방법이 고려될 수 있다.
표 35는 i mod 8 = 4일 때, subcarrier index의 일례를 나타낸다.
위의 방식을 사용하여 상기 수학식 9를 수정하면 아래 수학식 10과 같이 표현할 수 있다.
즉, 수학식 10에 해당하는 위의 방식은 수학식 9에 해당하는 방식에 비해 수학식의 표현이 간단하다는 장점이 있다.
또한, 6개 중 하나를 선택하는 것이라는 의미가 수학식에 명확하게 드러나게 된다. 아래 수학식 10 중 
가 수정/추가된 부분이며, 나머지는 표준 문서 TS 36.211에 정의된 FDD 형태와 동일하다.
[수학식 10]
NPRACH transmission의 주파수 위치는 
sub-carriers로 제한된다. Frequency hopping은 12개의 subcarrier들 내에서 사용된다.
여기서, i번째(ith) symbol group의 주파수 위치는 
로 주어지며, 
이다.
그리고, 
를 가진 
는 
로부터 MAC layer에 의해 선택되는 subcarrier이며, c(i)는 상기 수학식 8과 같이 정의된다. 그리고, pseudo random sequence generator는 
로 초기화될 것이다.
상기 제안한 수학식을 기반으로 preamble format 1(i.e., agreement의 preamble format 0)을 사용하고, repetition number가 4인 경우의 예는 도 33과 같다.
도 33을 참고하여 살펴보면, odd 번째 preamble (i.e., 1st and 3rd)의 1st symbol group (i.e., i mod 8 = 0)과 3rd symbol group (i.e., i mod 8 = 2)은 12개의 subcarrier index들 중 하나를 선택할 수 있는 것을 나타낸다.
그리고, even 번째 preamble (i.e., 2nd and 4th)의 1st symbol group (i.e., i mod 8 = 4)과 3rd symbol group (i.e., i mod 8 = 6)은 바로 앞에 전송된 odd 번째 preamble의 1st symbol group과 3rd symbol group이 가졌던 subcarrier index에 따라서 6개 중에 하나를 선택할 수 있는 것을 나타낸다.
도 33은 본 명세서에서 제안하는 NPRACH preamble format 1과 repetition number=4를 가진 NPRACH hopping pattern의 일례를 나타낸 도이다.
추가적으로, MAC layer에서 2개의 initial 값을 선택하고, Pseudo random sequence generator를 두 개로 사용하는 방법에 대해 수식으로 표현하면 다음 수학식 11과 같다.
특징적으로, 두 개의 Pseudo random sequence generator의 initialization 값은 PCID(physical cell ID)를 기반으로 생성되는데 하나는 기존과 같은 
일 수 있고, 다른 하나는 
와 같을 수 있다.
위의 방법은 MAC layer에서 2개의 initial 값을 선택해주어야 하기 때문에 2개의 initial 값들 중 첫 번째 값을 RAPID로 결정한다고 설정할 수 있다.
[수학식 11]
NPRACH transmission의 주파수 위치는 
sub-carriers로 제한된다. Frequency hopping은 12개의 subcarrier들 내에서 사용된다.
여기서, i번째(ith) symbol group의 주파수 위치는 
로 주어지며, 
이다.
그리고, 
를 가진 
는 
로부터 MAC layer에 의해 선택되는 첫 번째 subcarrier이며, 
를 가진 
는 
로부터 MAC layer에 의해 선택되는 두 번째 subcarrier이며, c(i)는 상기 수학식 8과 같이 정의된다.
그리고, pseudo random sequence generator는 
로 초기화될 것이다.
또한, pseudo random sequence 
는 상기 수학식 8과 같이 정의되며, pseudo random sequence generator는 
로 초기화될 것이다.
추가적으로, MAC layer에서 2개의 initial 값을 선택했지만, Pseudo random sequence generator는 하나를 사용하는 방법을 수식으로 표현하면 다음 수학식 12와 같다. 이 방법은 MAC layer에서 2개의 initial 값을 선택해 줘야 하기 때문에, 2개의 initial 값들 중 첫 번 째 값을 RAPID로 결정한다고 설정할 수 있다.
[수학식 12]
NPRACH transmission의 주파수 위치는 
sub-carriers로 제한된다. Frequency hopping은 12개의 subcarrier들 내에서 사용된다.
여기서, i번째(ith) symbol group의 주파수 위치는 
로 주어지며, 
이다.
그리고, 
를 가진 
는 
로부터 MAC layer에 의해 선택되는 첫 번째 subcarrier이며, 
를 가진 
는 
로부터 MAC layer에 의해 선택되는 두 번째 subcarrier이며, c(i)는 상기 수학식 8과 같이 정의된다.
그리고, pseudo random sequence generator는 
로 초기화될 것이다.
또한, 표 8 중 G=3 및 P=6인 preamble format 0, 2A (i.e., agreement의 preamble format 0-a, 1-a)에 대하여 다음과 같은 hopping pattern이 설명될 수 있다.
아래 agreement는 (format 0-a, 1-a) G=3, P=6에 대한 것이다.
Preamble repetition unit에서 첫 번째 및 네 번째 symbol group들의 tone index는 (SFN 및 cell specific pseudo-random sequence)에 의해 선택된다. Hopping pattern mapping에 대한 첫 번째 및 네 번째 symbol group들의 initial tone index는 아래 표 36 및 표 37과 같다.
아래 표 36은 repetition unit에서 2번째 및 3번째 symbol group에 대한 hopping pattern들의 일례를 나타낸다.
아래 표 37은 repetition unit에서 5번째 및 6번째 symbol group에 대한 hopping pattern들의 일례를 나타낸다.
앞서 살핀 것과 마찬가지로, FDD의 경우 이와 유사한 hopping pattern이 표준 문서 TS 36.211에 정의되어 있기 때문에, TDD에서도 이와 유사한 수식으로 정의될 수 있다.
특징적으로, Pseudo random hopping은 preamble repetition number가 N일 때, 총 2N 번 순차적으로 호출되는 형태일 수 있으며, symbol group index (i.e., i)에 따라서 하나의 수식으로 표현될 수 있다.
이 때, '순차적'이라는 의미는 Pseudo random hopping이 필요한 각 symbol group의 subcarrier index를 선택할 때, symbol group index가 커지는 순서에 따라 Pseudo random sequence를 순차적으로 generation한다는 것이다.
특징적으로, P=6이므로, 하나의 preamble은 6개의 symbol group들을 갖기 때문에, 6개의 symbol group 마다 hopping pattern이 반복되는 형태를 갖게 되므로 modular 6이 고려되었다.
표준 문서 TS 36.211에 정의된 형태를 참고하여 작성하면 아래와 같다.
아래 수학식 중 
가 수정/추가된 부분이며, 나머지는 표준 문서 TS 36.211에 정의된 FDD 형태와 동일하다.
[수학식 13]
NPRACH transmission의 주파수 위치는 
sub-carriers로 제한된다. Frequency hopping은 12개의 subcarrier들 내에서 사용된다.
여기서, i번째(ith) symbol group의 주파수 위치는 
로 주어지며, 
이다.
그리고, 
를 가진 
는 
로부터 MAC layer에 의해 선택되는 subcarrier이며, c(i)는 상기 수학식 8과 같이 정의된다. 그리고, pseudo random sequence generator는 
로 초기화될 것이다.
상기 제안한 수학식 13을 기반으로 preamble format 0(i.e., agreement의 preamble format 0-a) 를 사용하고, repetition number가 4인 경우의 일례는 도 34와 같다.
도 34를 참고하여 살펴보면, 매 preamble의 1st symbol group (i.e., i mod 6 = 0)과 4th symbol group (i.e., i mod 6 = 3)은 12개의 subcarrier index들 중 하나를 선택할 수 있는 것을 나타낸다.
특징적으로, G=3 및 P=6의 경우는 앞서 살핀 G=2 및 P=4의 경우 대비 'not available subcarrier candidate'가 존재하지 않음을 볼 수 있다.
도 34는 본 명세서에서 제안하는 NPRACH preamble format 0 및 repetition number=4를 가진 NPRACH hopping pattern의 일례를 나타낸 도이다.
상기 수학식 13의 
에 CID와 더불어 SFN이 같이 고려될 수 있는데, 이는 inter cell interference 감소 측면에서 장점이 있다.
예를 들면, 
과 같이 설정될 수 있다.
여기서, 상기 수학식 15와 FDD에서 정의되는 수학식과의 차이는 연속하는 3개의 심볼 그룹들 중 첫 번째 심볼 그룹의 주파수 위치(또는 서브캐리어 인덱스)를 결정하는 것과 관련된 함수이다.
즉, TDD는 수학식 15와 같이 f(i/3)을 사용하고, FDD는 f(i/4)를 사용한다.
TDD에서 f(i/3)이 사용되는 기술적 이유는, (i) UL/DL configuration에 의해 1ms에서 연속하는 심볼 그룹들의 개수가 3개로 제한될 수 있고, 첫 번째 연속하는 심볼 그룹들과 두 번째 연속하는 심볼 그룹들에서 각각 첫 번째 심볼 그룹 간의 충돌을 최소화하기 위해 pseudo random sequence를 적용하기 위함이고, (ii) f(i/3)을 적용해야 pseudo random suquence를 오름차순으로 끊김없이 사용할 수 있기 때문이다.
추가적으로, MAC layer에서 2개의 initial 값이 선택되고, Pseudo random sequence generator를 두 개로 사용하는 방법에 대해 수식으로 표현하면 수학식 14와 같다.
특징적으로, 두 개의 Pseudo random sequence generator의 initialization 값은 PCID를 기반으로 생성되는데, 하나는 기존과 같은 
일 수 있고, 다른 하나는 
와 같을 수 있다.
이 방법은 MAC layer에 의해 2개의 initial 값이 선택되어야 하기 때문에, 2개의 initial 값들 중 첫 번째 값이 RAPID로 결정될 수 있다.
[수학식 14]
NPRACH transmission의 주파수 위치는 
sub-carriers로 제한된다. Frequency hopping은 12개의 subcarrier들에서 사용된다.
여기서, i번째(ith) symbol group의 주파수 위치는 
로 주어지며, 
이다.
양(quantity) 
는 frame structure에 의존한다.
그리고, 
를 가진 
는 
로부터 MAC layer에 의해 선택되는 첫 번째 subcarrier이며, 
를 가진 
는 
로부터 MAC layer에 의해 선택되는 두 번째 subcarrier이며, pseudo random sequence c(i)는 상기 수학식 8과 같이 정의되고, pseudo random sequence generator는 
로 초기화될 것이다.
또한, pseudo random sequence 
는 상기 수학식 8과 같이 정의되며, pseudo random sequence generator는 
로 초기화될 것이다.
추가적으로, MAC layer에서 2개의 initial 값을 선택했지만, Pseudo random sequence generator는 하나를 사용하는 방법에 대해 수식으로 표현하면 다음 수학식 15와 같다.
이 방법은 MAC layer에서 2개의 initial 값을 선택해줘야 하기 때문에 2개의 initial 값들 중 첫 번째 값을 RAPID로 결정한다고 설정할 수 있다.
[수학식 15]
NPRACH transmission의 주파수 위치는 
sub-carriers로 제한된다. Frequency hopping은 12개의 subcarrier들 내에서 사용된다.
여기서, i번째(ith) symbol group의 주파수 위치는 
로 주어지며, 
이다.
그리고, 
를 가진 
는 
로부터 MAC layer에 의해 선택되는 첫 번째 subcarrier이며, 
를 
는 
로부터 MAC layer에 의해 선택되는 두 번째 subcarrier이며, pseudo random sequence c(i)는 상기 수학식 8과 같이 정의된다.
그리고, pseudo random sequence generator는 
로 초기화될 것이다.
추가적으로, MAC layer에서 2개의 독립적인 값이 선택되는 경우, 2개의 독립적인 tone index의 조합에 따라 RAPID가 결정된다고 설정할 수 있다.
즉, 종래에는 MAC layer에서 1개의 값이 선택되었고, 그 값이 RAPID가 되는 system이었지만, 본 명세서에서 제안하는 방법은 2개의 독립적인 값을 사용한 특정 수식을 통하여 RAPID가 생성된다고 설정할 수 있다.
예를 들어, MAC layer에서 첫 번째 선택한 값이 N이고, 두 번째 선택한 값이 M이라고 할 때, RAPID 값은
와 같다고 설정될 수 있다.
이때, 특징적으로 
는 12가 될 수 있다. 이때, 
은 해당 NPRACH resource에 할당된 total subcarrier의 개수이고, N과 M은 
중에서 하나가 선택된다고 설정할 수 있다.
동일한 결과를 내지만 약간 다르게 표현하면, RAPID 값은 
과 같다고 설정될 수 있다.
여기서, N은 
중에서 하나가 선택되고, M은 
중에서 하나가 선택된다고 설정할 수 있다.
이때, 특징적으로 
는 12가 될 수 있다.
이해의 편의를 위해, 구체적인 값(또는 숫자)를 대입해보면, 
가 12인 경우, 총 RAPID 값은 12*12=144가 되고, 
가 24인 경우 총 RAPID 값은 24*12=288이 될 수 있다.
이와 같이 설정하는 경우, 총 RAPID 값은 기존 64개보다 많아지게 되고 (i.e., 가장 큰 값이 576이므로, 총 10bits가 필요), 이에 따라 RAR에서 기존 PAPID 값을 나타내는 field(i.e., 6bits)와 reserved bits를 사용한 new field(e.g., 4bits)의 조합으로 RAPID 값을 표현해준다고 설정할 수 있다.
이 방법을 사용하는 경우, 최대 RAPID 값이 기존 FDD NPRACH의 최대 RAPID 값인 48개보다 더 많아질 수 있다는 장점이 있고, 단말이 RACH procedure를 수행함에 있어서 더 높은 자유도를 가질 수 있다는 장점이 있다.
도 35는 본 명세서에서 제안하는 NPRACH 프리앰블을 전송하기 위한 단말의 동작 방법의 일례를 나타낸 순서도이다.
구체적으로, 도 35는 시간 분할 듀플렉싱(time division duplexing, TDD)를 지원하는 무선 통신 시스템에서 NPRACH(Narrowband Physical Random Access Channel) 프리앰블(preamble)을 전송하는 단말의 동작 방법을 나타낸다.
먼저, 단말은 심볼 그룹들을 포함하는 NPRACH 프리앰블의 반복 수에 대한 제어 정보를 포함하는 NPRACH 설정 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 기지국으로부터 수신한다(S3510).
상기 상위 계층 시그널링은 RRC signaling일 수 있다.
그리고, 상기 단말은 상기 NPRACH 설정 정보에 기초하여 심볼 그룹의 주파수 호핑(frequency hopping)을 통해 상기 NPRACH 프리앰블을 반복하여 상기 기지국으로 전송한다(S3520).
상기 NPRACH 프리앰블은 연속하는 2개의 심볼 그룹들과 4개의 심볼 그룹들을 포함할 수 있다.
상기 NPRACH 프리앰블의 프리앰블 포맷은 0, 1 또는 2일 수 있다.
상기 심볼 그룹의 주파수 위치는 시작 서브캐리어와 관련된 제 1 파라미터와 주파수 호핑과 관련된 제 2 파라미터에 기초하여 결정될 수 있다.
구체적으로, 상기 심볼 그룹의 주파수 위치
는 
와 같이 표현될 수 있다.
상기 제 1 파라미터는 nstart를 나타내며, 상기 제 2 파라미터는 
를 나타낸다.
상기 NPRACH 프리앰블이 N번 반복되는 경우, 차례대로 제 1 NPRACH 프리앰블, 제 2 NPRACH 프리앰블, 제 3 NPRACH 프리앰블, …, 제 N NPRACH 프리앰블로 표현될 수 있다.
제 1 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 MAC 레이어(layer)에 의해 결정될 수 있다.
그리고, 제 2 NPRACH 프리앰블의 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 1 NPRACH 프리앰블의 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터와, 슈도 랜덤 시퀀스(pseudo random sequence) 및 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 심볼 그룹 인덱스에 기초하여 생성되는 제 3 파라미터에 의해 정의될 수 있다.
상기 제 2 파라미터는 0부터 11 중 어느 하나에 해당하는 서브캐리어 인덱스로서, 서브캐리어 0 내지 서브캐리어 11을 나타낼 수 있다.
상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대해 주파수 호핑이 적용된 주파수의 위치가 결정되는 방법에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
여기서, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹은 첫 번째 심볼 그룹부터 5번째에 해당하는 심볼 그룹을 의미하는 것으로, 심볼 그룹 인덱스(i)가 4인 심볼 그룹을 의미할 수 있다.
상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 제 1 값 및 제 2 값에 기초하여 결정된다.
상기 제 1 값은 상기 제 1 NPRACH 프리앰블의 상기 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터의 값이며, 상기 제 2 값은 슈도 랜덤 시퀀스(pseudo random sequence) 및 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 상기 첫 번째 심볼 그룹의 인덱스에 기초하여 생성되는 값일 수 있다.
상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터가 결정되는 규칙(rule)에 대해 보다 상세히 설명한다.
먼저, 상기 제 1 값이 짝수인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터의 값은 상기 제 1 값과 상기 제 2 값에 기초하여 홀수로 정의될 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 값이 0, 2, 4, 6, 8 또는 10이고, 상기 제 2 값이 0, 2, 4, 6, 8 또는 10인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 2 값에 1을 더한 값일 수 있다.
또한, 상기 제 1 값이 0, 2, 4, 6, 8 또는 10이고, 상기 제 2 값이 1, 3, 5, 7, 9 또는 11인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 2 값일 수 있다.
또는, 상기 제 1 값이 홀수인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터의 값은 상기 제 1 값과 상기 제 2 값에 기초하여 짝수로 정의될 수 있다.
또한, 상기 제 1 값이 1, 3, 5, 7, 9 또는 11이고, 상기 제 2 값이 0, 2, 4, 6, 8 또는 10인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 2 값일 수 있다.
또한, 상기 제 1 값이 1, 3, 5, 7, 9 또는 11이고, 상기 제 2 값이 1, 3, 5, 7, 9 또는 11인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 2 값에 1을 뺀 값일 수 있다.
위에 설명을 수학식으로 표현하면 앞서 살핀 수학식 9와 같다.
다음으로, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터가 결정되는 규칙(rule)에 대해 보다 상세히 설명한다.
상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 제 3 값 및 제 4 값에 기초하여 정의될 수 있다.
상기 제 3 값은 상기 제 1 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터의 값이며, 상기 제 4 값은 슈도 랜덤 시퀀스(pseudo random sequence) 및 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 상기 세 번째 심볼 그룹의 인덱스에 기초하여 생성되는 값인 것을 특징으로 하는 방법.
예를 들어, 상기 제 3 값이 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이고, 상기 제 4 값이 0, 1, 2, 3, 4 또는 5인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 4 값에 6을 더한 값일 수 있다.
또한, 상기 제 3 값이 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이고, 상기 제 4 값이 6, 7, 8, 9, 10 또는 11인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 4 값일 수 있다.
상기 제 3 값이 6, 7, 8, 9, 10 또는 11이고, 상기 제 4 값이 0, 1, 2, 3, 4 또는 5인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 4 값일 수 있다.
그리고, 상기 제 3 값이 6, 7, 8, 9, 10 또는 11이고, 상기 제 4 값이 6, 7, 8, 9, 10 또는 11인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 4 값에 6을 뺀 값일 수 있다.
상기 제 3 파라미터는 
에 의해 정의될 수 있으며, 상기 
는 상기 제 1 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터일 수 있다.
앞서 살핀, 제 1 NPRACH 프리앰블과 상기 제 2 NPRACH 프리앰블에 포함되는 각 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 앞서 살핀 수학식 9에 의해 정의될 수 있다.
추가적으로, 상기 단말은 상향링크-하향링크 구성(uplink-downlink configuration)과 관련된 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신할 수 있다.
그리고, 상기 단말은 상기 설정 정보에 기초하여 상기 연속하는 심볼 그룹들을 전송할 유효한(valid) 상향링크 서브프래임이 존재하지 않는 경우, 상기 연속하는 심볼 그룹들을 드롭(drop)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
앞서 살핀 파라미터들은 단말에 의해 결정되는 파라미터일 수도 있거나 또는 단말의 칩(또는 단말의 프로세서) 내에 미리 정의 또는 구현된 파라미터일 수도 있다.
상기 단말의 칩 내에 미리 정의 또는 구현된 파라미터라는 의미는 단말이 특정 값 또는 특정 절차를 수행하기 위해 해당 파라미터를 계산 또는 결정 등을 하는 동작을 수행하지 않는다는 의미로 해석될 수 있다.
도 35, 도 37 및 도 38을 참고하여 NPRACH 프리앰블을 반복하여 전송하기 위한 방법이 단말에서 구현되는 내용에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
시간 분할 듀플렉싱(time division duplexing, TDD)를 지원하는 무선 통신 시스템에서 NPRACH(Narrowband Physical Random Access Channel) 프리앰블(preamble)을 전송하는 단말은 무선 신호를 전송하기 위한 transmitter, 무선 신호를 수신하기 위한 receiver 및 상기 transmitter 및 receiver와 기능적으로 연결되는 processor를 포함할 수 있다.
단말의 프로세서는 심볼 그룹들을 포함하는 NPRACH 프리앰블의 반복 수에 대한 제어 정보를 포함하는 NPRACH 설정 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 기지국으로부터 수신하도록 상기 receiver를 제어한다. 상기 상위 계층 시그널링은 RRC signaling일 수 있다.
그리고, 상기 단말의 프로세서는 상기 NPRACH 설정 정보에 기초하여 심볼 그룹의 주파수 호핑(frequency hopping)을 통해 상기 NPRACH 프리앰블을 반복하여 상기 기지국으로 전송하도록 상기 transmitter를 제어한다.
상기 NPRACH 프리앰블은 연속하는 2개의 심볼 그룹들과 4개의 심볼 그룹들을 포함할 수 있다.
상기 NPRACH 프리앰블의 프리앰블 포맷은 0, 1 또는 2일 수 있다.
상기 심볼 그룹의 주파수 위치는 시작 서브캐리어와 관련된 제 1 파라미터와 주파수 호핑과 관련된 제 2 파라미터에 기초하여 결정될 수 있다.
구체적으로, 상기 심볼 그룹의 주파수 위치
는 
와 같이 표현될 수 있다.
상기 제 1 파라미터는 nstart를 나타내며, 상기 제 2 파라미터는 
를 나타낸다.
상기 NPRACH 프리앰블이 N번 반복되는 경우, 차례대로 제 1 NPRACH 프리앰블, 제 2 NPRACH 프리앰블, 제 3 NPRACH 프리앰블, …, 제 N NPRACH 프리앰블로 표현될 수 있다.
제 1 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 MAC 레이어(layer)에 의해 결정될 수 있다.
그리고, 제 2 NPRACH 프리앰블의 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 1 NPRACH 프리앰블의 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터와, 슈도 랜덤 시퀀스(pseudo random sequence) 및 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 심볼 그룹 인덱스에 기초하여 생성되는 제 3 파라미터에 의해 정의될 수 있다.
여기서, 상기 제 3 파라미터는 단말에 의해 결정되는 파라미터일 수도 있거나 또는 단말의 칩(또는 단말의 프로세서) 내에 미리 정의 또는 구현된 파라미터일 수도 있다.
상기 단말의 칩 내에 미리 정의 또는 구현된 파라미터라는 의미는 단말이 특정 값 또는 특정 절차를 수행하기 위해 해당 파라미터를 계산 또는 결정 등을 하는 동작을 수행하지 않는다는 의미로 해석될 수 있다.
상기 제 2 파라미터는 0부터 11 중 어느 하나에 해당하는 서브캐리어 인덱스로서, 서브캐리어 0 내지 서브캐리어 11을 나타낼 수 있다.
상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대해 주파수 호핑이 적용된 주파수의 위치가 결정되는 방법에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
여기서, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹은 첫 번째 심볼 그룹부터 5번째에 해당하는 심볼 그룹을 의미하는 것으로, 심볼 그룹 인덱스(i)가 4인 심볼 그룹을 의미할 수 있다.
상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 제 1 값 및 제 2 값에 기초하여 결정된다.
상기 제 1 값은 상기 제 1 NPRACH 프리앰블의 상기 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터의 값이며, 상기 제 2 값은 슈도 랜덤 시퀀스(pseudo random sequence) 및 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 상기 첫 번째 심볼 그룹의 인덱스에 기초하여 생성되는 값일 수 있다.
상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터가 결정되는 규칙(rule)에 대해 보다 상세히 설명한다.
먼저, 상기 제 1 값이 짝수인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터의 값은 상기 제 1 값과 상기 제 2 값에 기초하여 홀수로 정의될 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 값이 0, 2, 4, 6, 8 또는 10이고, 상기 제 2 값이 0, 2, 4, 6, 8 또는 10인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 2 값에 1을 더한 값일 수 있다.
또한, 상기 제 1 값이 0, 2, 4, 6, 8 또는 10이고, 상기 제 2 값이 1, 3, 5, 7, 9 또는 11인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 2 값일 수 있다.
또는, 상기 제 1 값이 홀수인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터의 값은 상기 제 1 값과 상기 제 2 값에 기초하여 짝수로 정의될 수 있다.
또한, 상기 제 1 값이 1, 3, 5, 7, 9 또는 11이고, 상기 제 2 값이 0, 2, 4, 6, 8 또는 10인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 2 값일 수 있다.
또한, 상기 제 1 값이 1, 3, 5, 7, 9 또는 11이고, 상기 제 2 값이 1, 3, 5, 7, 9 또는 11인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 2 값에 1을 뺀 값일 수 있다.
위에 설명을 수학식으로 표현하면 앞서 살핀 수학식 9와 같다.
다음으로, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터가 결정되는 규칙(rule)에 대해 보다 상세히 설명한다.
상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 제 3 값 및 제 4 값에 기초하여 정의될 수 있다.
상기 제 3 값은 상기 제 1 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터의 값이며, 상기 제 4 값은 슈도 랜덤 시퀀스(pseudo random sequence) 및 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 상기 세 번째 심볼 그룹의 인덱스에 기초하여 생성되는 값인 것을 특징으로 하는 방법.
예를 들어, 상기 제 3 값이 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이고, 상기 제 4 값이 0, 1, 2, 3, 4 또는 5인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 4 값에 6을 더한 값일 수 있다.
또한, 상기 제 3 값이 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이고, 상기 제 4 값이 6, 7, 8, 9, 10 또는 11인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 4 값일 수 있다.
상기 제 3 값이 6, 7, 8, 9, 10 또는 11이고, 상기 제 4 값이 0, 1, 2, 3, 4 또는 5인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 4 값일 수 있다.
그리고, 상기 제 3 값이 6, 7, 8, 9, 10 또는 11이고, 상기 제 4 값이 6, 7, 8, 9, 10 또는 11인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 4 값에 6을 뺀 값일 수 있다.
상기 제 3 파라미터는 
에 의해 정의될 수 있으며, 상기 
는 상기 제 1 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터일 수 있다.
앞서 살핀, 제 1 NPRACH 프리앰블과 상기 제 2 NPRACH 프리앰블에 포함되는 각 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 앞서 살핀 수학식 9에 의해 정의될 수 있다.
추가적으로, 상기 단말의 프로세서는 상향링크-하향링크 구성(uplink-downlink configuration)과 관련된 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신하도록 상기 receiver를 제어하고, 상기 설정 정보에 기초하여 상기 연속하는 심볼 그룹들을 전송할 유효한(valid) 상향링크 서브프래임이 존재하지 않는 경우, 상기 연속하는 심볼 그룹들을 드롭(drop)하도록 제어할 수 있다.
도 35를 참고하여, G=3, P=6인 경우의 NPRACH 프리앰블 전송 방법에 대해 살펴본다.
먼저, 단말은 심볼 그룹들을 포함하는 NPRACH 프리앰블의 반복 수에 대한 제 1 정보를 포함하는 NPRACH 설정 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 기지국으로부터 수신한다.
그리고, 상기 NPRACH 설정 정보에 기초하여 심볼 그룹들 간 주파수 호핑(frequency hopping)을 통해 상기 NPRACH 프리앰블을 반복하여 상기 기지국으로 전송한다.
여기서, 심볼 그룹의 주파수 위치는 시작 서브캐리어와 관련된 제 1 파라미터와 주파수 호핑과 관련된 제 2 파라미터에 기초하여 결정되며, 이에 대한 보다 구체적인 내용은 도 35의 설명을 참고한다.
상기 NPRACH 프리앰블은 첫 번째 연속하는 3개의 심볼 그룹들과 두 번째 연속하는 3개의 심볼 그룹들을 포함할 수 있다.
상기 첫 번째 연속하는 3개의 심볼 그룹들 중 첫 번째 심볼 그룹과 상기 두 번째 연속하는 3개의 심볼 그룹들 중 첫 번째 심볼 그룹은 MAC 레이어(layer)와, 슈도 랜덤 시퀀스(pseudo random sequence) 및 심볼 그룹 인덱스에 기초하여 생성되는 파라미터에 의해 각각 정의될 수 있다.
상기 NPRACH 프리앰블에 포함되는 각 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 앞서 살핀 수학식 13에 의해 정의될 수 있다.
추가적으로, 상기 단말은 상향링크-하향링크 구성(uplink-downlink configuration)과 관련된 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신할 수 있다.
그리고, 상기 단말은 상기 설정 정보에 기초하여 상기 연속하는 심볼 그룹들을 전송할 유효한(valid) 상향링크 서브프래임이 존재하지 않는 경우, 상기 연속하는 심볼 그룹들을 드롭(drop)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 36은 본 명세서에서 제안하는 NPRACH 프리앰블을 반복하여 수신하기 위한 기지국의 동작 방법의 일례를 나타낸 순서도이다.
구체적으로, 도 36은 시간 분할 듀플렉싱(time division duplexing, TDD)를 지원하는 무선 통신 시스템에서 NPRACH(Narrowband Physical Random Access Channel) 프리앰블(preamble)을 수신하는 기지국의 동작 방법을 나타낸다.
먼저, 기지국은 심볼 그룹들을 포함하는 NPRACH 프리앰블의 반복 수에 대한 제어 정보를 포함하는 NPRACH 설정 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 단말로 전송한다(S3610). 상기 상위 계층 시그널링은 RRC signaling일 수 있다.
그리고, 상기 기지국은 심볼 그룹의 주파수 호핑(frequency hopping)을 통해 상기 NPRACH 프리앰블을 반복하여 상기 단말로부터 수신한다(S3620).
상기 NPRACH 프리앰블은 연속하는 2개의 심볼 그룹들과 4개의 심볼 그룹들을 포함할 수 있다.
상기 NPRACH 프리앰블의 프리앰블 포맷은 0, 1 또는 2일 수 있다.
상기 심볼 그룹의 주파수 위치는 시작 서브캐리어와 관련된 제 1 파라미터와 주파수 호핑과 관련된 제 2 파라미터에 기초하여 결정될 수 있다.
구체적으로, 상기 심볼 그룹의 주파수 위치
는 
와 같이 표현될 수 있다.
상기 제 1 파라미터는 nstart를 나타내며, 상기 제 2 파라미터는 
를 나타낸다.
상기 NPRACH 프리앰블이 N번 반복되는 경우, 차례대로 제 1 NPRACH 프리앰블, 제 2 NPRACH 프리앰블, 제 3 NPRACH 프리앰블, …, 제 N NPRACH 프리앰블로 표현될 수 있다.
제 1 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 MAC 레이어(layer)에 의해 결정될 수 있다.
그리고, 제 2 NPRACH 프리앰블의 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 1 NPRACH 프리앰블의 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터와, 슈도 랜덤 시퀀스(pseudo random sequence) 및 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 심볼 그룹 인덱스에 기초하여 생성되는 제 3 파라미터에 의해 정의될 수 있다.
상기 제 2 파라미터는 0부터 11 중 어느 하나에 해당하는 서브캐리어 인덱스로서, 서브캐리어 0 내지 서브캐리어 11을 나타낼 수 있다.
상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대해 주파수 호핑이 적용된 주파수의 위치가 결정되는 방법에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
여기서, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹은 첫 번째 심볼 그룹부터 5번째에 해당하는 심볼 그룹을 의미하는 것으로, 심볼 그룹 인덱스(i)가 4인 심볼 그룹을 의미할 수 있다.
상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 제 1 값 및 제 2 값에 기초하여 결정된다.
상기 제 1 값은 상기 제 1 NPRACH 프리앰블의 상기 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터의 값이며, 상기 제 2 값은 슈도 랜덤 시퀀스(pseudo random sequence) 및 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 상기 첫 번째 심볼 그룹의 인덱스에 기초하여 생성되는 값일 수 있다.
상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터가 결정되는 규칙(rule)에 대해 보다 상세히 설명한다.
먼저, 상기 제 1 값이 짝수인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터의 값은 상기 제 1 값과 상기 제 2 값에 기초하여 홀수로 정의될 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 값이 0, 2, 4, 6, 8 또는 10이고, 상기 제 2 값이 0, 2, 4, 6, 8 또는 10인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 2 값에 1을 더한 값일 수 있다.
또한, 상기 제 1 값이 0, 2, 4, 6, 8 또는 10이고, 상기 제 2 값이 1, 3, 5, 7, 9 또는 11인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 2 값일 수 있다.
또는, 상기 제 1 값이 홀수인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터의 값은 상기 제 1 값과 상기 제 2 값에 기초하여 짝수로 정의될 수 있다.
또한, 상기 제 1 값이 1, 3, 5, 7, 9 또는 11이고, 상기 제 2 값이 0, 2, 4, 6, 8 또는 10인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 2 값일 수 있다.
또한, 상기 제 1 값이 1, 3, 5, 7, 9 또는 11이고, 상기 제 2 값이 1, 3, 5, 7, 9 또는 11인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 2 값에 1을 뺀 값일 수 있다.
위에 설명을 수학식으로 표현하면 앞서 살핀 수학식 9와 같다.
다음으로, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터가 결정되는 규칙(rule)에 대해 보다 상세히 설명한다.
상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 제 3 값 및 제 4 값에 기초하여 정의될 수 있다.
상기 제 3 값은 상기 제 1 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터의 값이며, 상기 제 4 값은 슈도 랜덤 시퀀스(pseudo random sequence) 및 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 상기 세 번째 심볼 그룹의 인덱스에 기초하여 생성되는 값인 것을 특징으로 하는 방법.
예를 들어, 상기 제 3 값이 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이고, 상기 제 4 값이 0, 1, 2, 3, 4 또는 5인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 4 값에 6을 더한 값일 수 있다.
또한, 상기 제 3 값이 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이고, 상기 제 4 값이 6, 7, 8, 9, 10 또는 11인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 4 값일 수 있다.
상기 제 3 값이 6, 7, 8, 9, 10 또는 11이고, 상기 제 4 값이 0, 1, 2, 3, 4 또는 5인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 4 값일 수 있다.
그리고, 상기 제 3 값이 6, 7, 8, 9, 10 또는 11이고, 상기 제 4 값이 6, 7, 8, 9, 10 또는 11인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 4 값에 6을 뺀 값일 수 있다.
상기 제 3 파라미터는 
에 의해 정의될 수 있으며, 상기 
는 상기 제 1 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터일 수 있다.
앞서 살핀, 제 1 NPRACH 프리앰블과 상기 제 2 NPRACH 프리앰블에 포함되는 각 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 앞서 살핀 수학식 9에 의해 정의될 수 있다.
추가적으로, 상기 기지국은 상향링크-하향링크 구성(uplink-downlink configuration)과 관련된 설정 정보를 상기 단말로 전송할 수 있다.
여기서, 상기 연속하는 심볼 그룹들을 전송할 유효한(valid) 상향링크 서브프래임이 존재하지 않는 경우, 상기 연속하는 심볼 그룹들은 드롭(drop)될 수 있다.
앞서 살핀 파라미터들은 기지국에 의해 결정되는 파라미터일 수도 있거나 또는 기지국의 칩(또는 단말의 프로세서) 내에 미리 정의 또는 구현된 파라미터일 수도 있다.
상기 기지국의 칩 내에 미리 정의 또는 구현된 파라미터라는 의미는 기지국이 특정 값 또는 특정 절차를 수행하기 위해 해당 파라미터를 계산 또는 결정 등을 하는 동작을 수행하지 않는다는 의미로 해석될 수 있다.
도 36 내지 도 38을 참고하여 NPRACH 프리앰블을 반복하여 수신하기 위한 방법이 기지국에서 구현되는 내용에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
시간 분할 듀플렉싱(time division duplexing, TDD)를 지원하는 무선 통신 시스템에서 NPRACH(Narrowband Physical Random Access Channel) 프리앰블(preamble)을 수신하는 기지국은 무선 신호를 전송하기 위한 transmitter, 무선 신호를 수신하기 위한 receiver 및 상기 transmitter 및 receiver와 기능적으로 연결되는 processor를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 기지국의 프로세서는 심볼 그룹들을 포함하는 NPRACH 프리앰블의 반복 수에 대한 제어 정보를 포함하는 NPRACH 설정 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 단말로 전송하도록 상기 transmitter를 제어한다. 상기 상위 계층 시그널링은 RRC signaling일 수 있다.
그리고, 상기 기지국의 프로세서는 심볼 그룹의 주파수 호핑(frequency hopping)을 통해 상기 NPRACH 프리앰블을 반복하여 상기 단말로부터 수신하도록 상기 receiver를 제어한다.
상기 NPRACH 프리앰블은 연속하는 2개의 심볼 그룹들과 4개의 심볼 그룹들을 포함할 수 있다.
상기 NPRACH 프리앰블의 프리앰블 포맷은 0, 1 또는 2일 수 있다.
상기 심볼 그룹의 주파수 위치는 시작 서브캐리어와 관련된 제 1 파라미터와 주파수 호핑과 관련된 제 2 파라미터에 기초하여 결정될 수 있다.
구체적으로, 상기 심볼 그룹의 주파수 위치
는 
와 같이 표현될 수 있다.
상기 제 1 파라미터는 nstart를 나타내며, 상기 제 2 파라미터는 
를 나타낸다.
상기 NPRACH 프리앰블이 N번 반복되는 경우, 차례대로 제 1 NPRACH 프리앰블, 제 2 NPRACH 프리앰블, 제 3 NPRACH 프리앰블, …, 제 N NPRACH 프리앰블로 표현될 수 있다.
제 1 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 MAC 레이어(layer)에 의해 결정될 수 있다.
그리고, 제 2 NPRACH 프리앰블의 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 1 NPRACH 프리앰블의 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터와, 슈도 랜덤 시퀀스(pseudo random sequence) 및 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 심볼 그룹 인덱스에 기초하여 생성되는 제 3 파라미터에 의해 정의될 수 있다.
상기 제 2 파라미터는 0부터 11 중 어느 하나에 해당하는 서브캐리어 인덱스로서, 서브캐리어 0 내지 서브캐리어 11을 나타낼 수 있다.
상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대해 주파수 호핑이 적용된 주파수의 위치가 결정되는 방법에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
여기서, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹은 첫 번째 심볼 그룹부터 5번째에 해당하는 심볼 그룹을 의미하는 것으로, 심볼 그룹 인덱스(i)가 4인 심볼 그룹을 의미할 수 있다.
상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 제 1 값 및 제 2 값에 기초하여 결정된다.
상기 제 1 값은 상기 제 1 NPRACH 프리앰블의 상기 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터의 값이며, 상기 제 2 값은 슈도 랜덤 시퀀스(pseudo random sequence) 및 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 상기 첫 번째 심볼 그룹의 인덱스에 기초하여 생성되는 값일 수 있다.
상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터가 결정되는 규칙(rule)에 대해 보다 상세히 설명한다.
먼저, 상기 제 1 값이 짝수인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터의 값은 상기 제 1 값과 상기 제 2 값에 기초하여 홀수로 정의될 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 값이 0, 2, 4, 6, 8 또는 10이고, 상기 제 2 값이 0, 2, 4, 6, 8 또는 10인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 2 값에 1을 더한 값일 수 있다.
또한, 상기 제 1 값이 0, 2, 4, 6, 8 또는 10이고, 상기 제 2 값이 1, 3, 5, 7, 9 또는 11인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 2 값일 수 있다.
또는, 상기 제 1 값이 홀수인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터의 값은 상기 제 1 값과 상기 제 2 값에 기초하여 짝수로 정의될 수 있다.
또한, 상기 제 1 값이 1, 3, 5, 7, 9 또는 11이고, 상기 제 2 값이 0, 2, 4, 6, 8 또는 10인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 2 값일 수 있다.
또한, 상기 제 1 값이 1, 3, 5, 7, 9 또는 11이고, 상기 제 2 값이 1, 3, 5, 7, 9 또는 11인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 2 값에 1을 뺀 값일 수 있다.
위에 설명을 수학식으로 표현하면 앞서 살핀 수학식 9와 같다.
다음으로, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터가 결정되는 규칙(rule)에 대해 보다 상세히 설명한다.
상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 제 3 값 및 제 4 값에 기초하여 정의될 수 있다.
상기 제 3 값은 상기 제 1 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터의 값이며, 상기 제 4 값은 슈도 랜덤 시퀀스(pseudo random sequence) 및 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 상기 세 번째 심볼 그룹의 인덱스에 기초하여 생성되는 값인 것을 특징으로 하는 방법.
예를 들어, 상기 제 3 값이 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이고, 상기 제 4 값이 0, 1, 2, 3, 4 또는 5인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 4 값에 6을 더한 값일 수 있다.
또한, 상기 제 3 값이 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이고, 상기 제 4 값이 6, 7, 8, 9, 10 또는 11인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 4 값일 수 있다.
상기 제 3 값이 6, 7, 8, 9, 10 또는 11이고, 상기 제 4 값이 0, 1, 2, 3, 4 또는 5인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 4 값일 수 있다.
그리고, 상기 제 3 값이 6, 7, 8, 9, 10 또는 11이고, 상기 제 4 값이 6, 7, 8, 9, 10 또는 11인 경우, 상기 제 2 NPRACH 프리앰블의 세 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 상기 제 4 값에 6을 뺀 값일 수 있다.
상기 제 3 파라미터는 
에 의해 정의될 수 있으며, 상기 
는 상기 제 1 NPRACH 프리앰블의 첫 번째 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터일 수 있다.
앞서 살핀, 제 1 NPRACH 프리앰블과 상기 제 2 NPRACH 프리앰블에 포함되는 각 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 앞서 살핀 수학식 9에 의해 정의될 수 있다.
추가적으로, 상기 기지국의 프로세서는 상향링크-하향링크 구성(uplink-downlink configuration)과 관련된 설정 정보를 상기 단말로 전송하도록 상기 transmitter를 제어한다.
여기서, 상기 연속하는 심볼 그룹들을 전송할 유효한(valid) 상향링크 서브프래임이 존재하지 않는 경우, 상기 연속하는 심볼 그룹들은 드롭(drop)될 수 있다.
앞서 살핀 파라미터들은 기지국에 의해 결정되는 파라미터일 수도 있거나 또는 기지국의 칩(또는 단말의 프로세서) 내에 미리 정의 또는 구현된 파라미터일 수도 있다.
상기 기지국의 칩 내에 미리 정의 또는 구현된 파라미터라는 의미는 기지국이 특정 값 또는 특정 절차를 수행하기 위해 해당 파라미터를 계산 또는 결정 등을 하는 동작을 수행하지 않는다는 의미로 해석될 수 있다.
도 36을 참고하여, G=3, P=6인 경우의 NPRACH 프리앰블 수신 방법에 대해 살펴본다.
먼저, 기지국은 심볼 그룹들을 포함하는 NPRACH 프리앰블의 반복 수에 대한 제 1 정보를 포함하는 NPRACH 설정 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 단말로 전송한다.
그리고, 상기 기지국은 심볼 그룹들 간 주파수 호핑(frequency hopping)을 통해 상기 NPRACH 프리앰블을 반복하여 상기 단말로부터 수신한다.
여기서, 심볼 그룹의 주파수 위치는 시작 서브캐리어와 관련된 제 1 파라미터와 주파수 호핑과 관련된 제 2 파라미터에 기초하여 결정되며, 이에 대한 보다 구체적인 내용은 도 36의 설명을 참고한다.
상기 NPRACH 프리앰블은 첫 번째 연속하는 3개의 심볼 그룹들과 두 번째 연속하는 3개의 심볼 그룹들을 포함할 수 있다.
상기 첫 번째 연속하는 3개의 심볼 그룹들 중 첫 번째 심볼 그룹과 상기 두 번째 연속하는 3개의 심볼 그룹들 중 첫 번째 심볼 그룹은 MAC 레이어(layer)와, 슈도 랜덤 시퀀스(pseudo random sequence) 및 심볼 그룹 인덱스에 기초하여 생성되는 파라미터에 의해 각각 정의될 수 있다.
상기 NPRACH 프리앰블에 포함되는 각 심볼 그룹에 대한 제 2 파라미터는 앞서 살핀 수학식 13에 의해 정의될 수 있다.
추가적으로, 상기 기지국은 상향링크-하향링크 구성(uplink-downlink configuration)과 관련된 설정 정보를 상기 단말로 전송할 수 있다.
그리고, 상기 기지국은 상기 연속하는 심볼 그룹들을 전송할 유효한(valid) 상향링크 서브프래임이 존재하지 않는 경우, 상기 연속하는 심볼 그룹들을 드롭(drop)할 수 있다.
본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반
도 37은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 37을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(3710)과 기지국 영역 내에 위치한 다수의 단말(3720)을 포함한다.
상기 기지국과 단말은 각각 무선 장치로 표현될 수도 있다.
기지국은 프로세서(processor, 3711), 메모리(memory, 3712) 및 RF 모듈(radio frequency module, 3713)을 포함한다. 프로세서(3711)는 앞서 도 1 내지 도 16에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 메모리는 프로세서와 연결되어, 프로세서를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF 모듈은 프로세서와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
단말은 프로세서(3721), 메모리(3722) 및 RF 모듈(3723)을 포함한다.
프로세서는 앞서 도 1 내지 도 36에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 메모리는 프로세서와 연결되어, 프로세서를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF 모듈은 프로세서와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
메모리(3712, 3722)는 프로세서(3711, 3721) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.
또한, 기지국 및/또는 단말은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.
안테나(3714, 3724)는 무선 신호를 송신 및 수신하는 기능을 한다.
도 38은 본 명세서에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 무선 통신 장치의 블록 구성도의 또 다른 예시이다.
도 38을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(3810)과 기지국 영역 내에 위치한 다수의 단말(3820)을 포함한다. 기지국은 송신 장치로, 단말은 수신 장치로 표현될 수 있으며, 그 반대도 가능하다. 기지국과 단말은 프로세서(processor, 3811,3821), 메모리(memory, 3814,3824), 하나 이상의 Tx/Rx RF 모듈(radio frequency module, 3815,3825), Tx 프로세서(3812,3822), Rx 프로세서(3813,3823), 안테나(3816,3826)를 포함한다. 프로세서는 앞서 살핀 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 보다 구체적으로, DL(기지국에서 단말로의 통신)에서, 코어 네트워크로부터의 상위 계층 패킷은 프로세서(3811)에 제공된다. 프로세서는 L2 계층의 기능을 구현한다. DL에서, 프로세서는 논리 채널과 전송 채널 간의 다중화(multiplexing), 무선 자원 할당을 단말(3820)에 제공하며, 단말로의 시그널링을 담당한다. 전송(TX) 프로세서(3812)는 L1 계층 (즉, 물리 계층)에 대한 다양한 신호 처리 기능을 구현한다. 신호 처리 기능은 단말에서 FEC(forward error correction)을 용이하게 하고, 코딩 및 인터리빙(coding and interleaving)을 포함한다. 부호화 및 변조된 심볼은 병렬 스트림으로 분할되고, 각각의 스트림은 OFDM 부반송파에 매핑되고, 시간 및/또는 주파수 영역에서 기준 신호(Reference Signal, RS)와 멀티플렉싱되며, IFFT (Inverse Fast Fourier Transform)를 사용하여 함께 결합되어 시간 영역 OFDMA 심볼 스트림을 운반하는 물리적 채널을 생성한다. OFDM 스트림은 다중 공간 스트림을 생성하기 위해 공간적으로 프리코딩된다. 각각의 공간 스트림은 개별 Tx/Rx 모듈(또는 송수신기,3815)를 통해 상이한 안테나(3816)에 제공될 수 있다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 전송을 위해 각각의 공간 스트림으로 RF 반송파를 변조할 수 있다. 단말에서, 각각의 Tx/Rx 모듈(또는 송수신기,3825)는 각 Tx/Rx 모듈의 각 안테나(3826)을 통해 신호를 수신한다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 RF 캐리어로 변조된 정보를 복원하여, 수신(RX) 프로세서(3823)에 제공한다. RX 프로세서는 layer 1의 다양한 신호 프로세싱 기능을 구현한다. RX 프로세서는 단말로 향하는 임의의 공간 스트림을 복구하기 위해 정보에 공간 프로세싱을 수행할 수 있다. 만약 다수의 공간 스트림들이 단말로 향하는 경우, 다수의 RX 프로세서들에 의해 단일 OFDMA 심볼 스트림으로 결합될 수 있다. RX 프로세서는 고속 푸리에 변환(FFT)을 사용하여 OFDMA 심볼 스트림을 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환한다. 주파수 영역 신호는 OFDM 신호의 각각의 서브 캐리어에 대한 개별적인 OFDMA 심볼 스트림을 포함한다. 각각의 서브캐리어 상의 심볼들 및 기준 신호는 기지국에 의해 전송된 가장 가능성 있는 신호 배치 포인트들을 결정함으로써 복원되고 복조된다. 이러한 연 판정(soft decision)들은 채널 추정 값들에 기초할 수 있다. 연판정들은 물리 채널 상에서 기지국에 의해 원래 전송된 데이터 및 제어 신호를 복원하기 위해 디코딩 및 디인터리빙되다. 해당 데이터 및 제어 신호는 프로세서(3821)에 제공된다.
UL(단말에서 기지국으로의 통신)은 단말(3820)에서 수신기 기능과 관련하여 기술된 것과 유사한 방식으로 기지국(3810)에서 처리된다. 각각의 Tx/Rx 모듈(3825)는 각각의 안테나(3826)을 통해 신호를 수신한다. 각각의 Tx/Rx 모듈은 RF 반송파 및 정보를 RX 프로세서(3823)에 제공한다. 프로세서(3821)는 프로그램 코드 및 데이터를 저장하는 메모리 (3824)와 관련될 수 있다. 메모리는 컴퓨터 판독 가능 매체로서 지칭될 수 있다.
이상에서 설명된 실시 예들은 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 실시 예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시 예는 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 실시 예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 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.
본 발명은 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE/LTE-A 시스템 이외에도 NR 등 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.
Claims (19)
- 시간 분할 듀플렉싱(time division duplexing, TDD)를 지원하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 NPRACH(Narrowband Physical Random Access Channel) 프리앰블(preamble)을 전송하는 방법에 있어서,
NPRACH 설정 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 단말(user equipment)로 전송하는 단계,
상기 NPRACH 설정 정보는 프리앰블 반복 단위(preamble repetition unit)의 반복 횟수에 대한 정보를 포함하고; 및
상기 단말로부터, 상기 반복 횟수에 대한 정보에 기반하여 반복하여 전송되는 복수의 프리앰블 반복 단위들로 구성된 NPRACH 프리앰블을 수신하는 단계를 포함하되,
상기 복수의 프리앰블 반복 단위들의 각 프리앰블 반복 단위는 4 심볼 그룹들(symbol groups)로 구성되고,
상기 4 심볼 그룹들의 2 심볼 그룹들 단위로 제1 두(2) 심볼 그룹들과 제2 두 심볼 그룹들 각각은 시간 영역(time domain)에서 연속적이고,
상기 복수의 프리앰블 반복 단위들의 심볼 그룹들은 (i) 주파수 영역(frequency domain)에서 주파수 호핑(frequency hopping)을 이용하여 전송되고, (ii) 상기 시간 영역에서 i0 에 따라 인덱싱되며,
심볼 그룹 i의 주파수 위치(frequency location)는 (i) 시작 주파수 위치(starting frequency location)와 관련된 제1 파라미터와 (ii) 상기 주파수 호핑과 관련된 제2 파라미터에 기반하여 결정되며,
i > 0 이고, i가 짝수인 상기 심볼 그룹 i에 대해, 상기 심볼 그룹 i의 상기 제2 파라미터는 상기 심볼 그룹 i-1의 제2 파라미터와 무관하게 결정되며,
i > 0 이고, i가 짝수인 상기 심볼 그룹 i에 대해, 상기 심볼 그룹 i의 상기 제2 파라미터는 (i) 상기 제2 파라미터의 초기 값 및 (ii) 슈도 랜덤 시퀀스(pseudo random sequence)에 기반하여 생성되는 함수에 기반하여 결정되며, 상기 제2 파라미터의 상기 초기 값은 MAC 레이어(layer)에 의해 결정되는, 방법. - 제 1항에 있어서,
각 심볼 그룹은 순환 전치(cyclic prefix, CP)와 다수의 심볼들로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1항에 있어서,
i > 0 이고, i가 홀수인 상기 심볼 그룹 i에 대해, 상기 심볼 그룹 i의 상기 제2 파라미터는 상기 심볼 그룹 i-1의 제2 파라미터에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 3항에 있어서,
i>0 이고, i가 홀수인 심볼 그룹 i에 대한 상기 제2 파라미터는 상기 심볼 그룹 i-1에 대한 상기 제2 파라미터와 +1, -1, +6 또는 -6 중 하나와의 합과 동일한 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1항에 있어서,
심볼 그룹 i=2에 대한 상기 제2 파라미터는
와 같으며,
상기는 상기 제2 파라미터의 상기 초기 값이며,
은 미리 정의된(pre-defined) 함수이며,
는 상기 NPRACH 프리앰블의 상기 주파수 호핑을 위한 주파수 위치로 이용할 수 있는 서브 캐리어의 전체 수인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서,
i > 0인 각 심볼 그룹에 대하여, 상기 제2 파라미터는 상기 제1 파라미터에 의해 주어진 상기 시작 주파수 위치에 대한 주파수 호핑 오프셋(offset)의 양(amount)을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1항에 있어서,
각 프리앰블 반복 단위는 상기 제1 두 심볼 그룹들과 상기 제2 두 심볼 그룹들이 시간 갭(time gap)에 의해 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 NPRACH 프리앰블의 프리앰블 포맷은 프리앰플 포맷 0, 프리앰플 포맷 1 또는 프리앰플 포맷 2 중 하나인 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1항에 있어서,
i > 0 이고, i mod 8 의 값이 4 또는 6 인 심볼 그룹 i에 대해, 상기 심볼 그룹 i의 상기 제2 파라미터는 (i) 상기 제2 파라미터의 초기 값, (ii) 상기 함수 및 (iii) 심볼 그룹 i-4의 제2 파라미터에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 9항에 있어서,
심볼 그룹 인덱스 i=4인, 두 번째 프리앰블 반복 단위의 초기(initial) 심볼 그룹에 대한 상기 제2 파라미터는 심볼 그룹 인덱스 i=0인, 초기 프리앰블 반복 단위의 초기 심볼 그룹의 상기 제2 파라미터에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 10항에 있어서,
상기 초기 프리앰블 반복 단위의 상기 초기 심볼 그룹에 대한 상기 제2 파라미터가 짝수인 경우, 상기 두 번째 프리앰블 반복 단위의 초기 심볼 그룹에 대한 상기 제 2 파라미터가 홀수인 것을 특징으로 하는 방법. - 제 11항에 있어서,
상기 초기 프리앰블 반복 단위의 상기 초기 심볼 그룹의 상기 제2 파라미터가 홀수인 경우, 상기 두 번째 프리앰블 반복 단위의 상기 초기 심볼 그룹에 대한 상기 제 2 파라미터는 짝수인 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 심볼 그룹 i의 상기 주파수 위치는 상기 단말에게 설정된 다수의 서브캐리어들 중 하나에 대응되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 제1 파라미터는와 동일하며,
는 상기 NPRACH 프리앰블에 할당된 초기 서브 캐리어의 주파수 위치를 나타내고,
은 상기 제2 파라미터의 상기 초기 값과 관련되며,
은 상기 NPRACH 프리앰블의 상기 주파수 호핑의 주파수 위치로서 이용 가능한 서브캐리어의 전체 수인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 심볼 그룹들의 상기 주파수 호핑의 패턴은 8 심볼 그룹들마다 반복되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1항에 있어서,
상향링크-하향링크 구성(uplink-downlink configuration) 정보를 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함하며,
상기 상향링크-하향링크 설정 정보에 기초하여, 연속하는 심볼 그룹들을 전송할 유효한(valid) 상향링크 서브프래임이 존재하지 않는 경우, 상기 연속하는 심볼 그룹들이 드롭(drop)되는 것을 특징으로 하는 방법. - 시간 분할 듀플렉싱(time division duplexing, TDD)를 지원하는 무선 통신 시스템에서 기지국이 NPRACH(Narrowband Physical Random Access Channel) 프리앰블(preamble)을 수신하는 방법에 있어서,
NPRACH 설정 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 단말(user equipment)로 전송하는 단계,
상기 NPRACH 설정 정보는 프리앰블 반복 단위(preamble repetition unit)의 반복 횟수에 대한 정보를 포함하고; 및
상기 단말로부터, 상기 반복 횟수에 대한 정보에 기반하여 반복하여 전송되는 복수의 프리앰블 반복 단위들로 구성된 NPRACH 프리앰블을 수신하는 단계를 포함하되,
상기 복수의 프리앰블 반복 단위들의 각 프리앰블 반복 단위는 시간 영역에서 첫 번째 연속하는 3개의 심볼 그룹들과 두 번째 연속하는 3개의 심볼 그룹들을 포함하는 6 심볼 그룹들(symbol groups)로 구성되고,
상기 복수의 프리앰블 반복 단위들의 심볼 그룹들은 (i) 주파수 영역(frequency domain)에서, 주파수 호핑(frequency hopping)을 이용하여 전송되며, (ii) 시간 영역에서, i0 에 따라 인덱싱되며,
심볼 그룹 i의 주파수 위치(frequency location)은 (i) 시작 주파수 위치(starting frequency location)과 관련된 제1 파라미터와 (ii) 상기 주파수 호핑과 관련된 제2 파라미터에 기반하여 결정되며,
i>0 이고, imod6=0 또는 3인 심볼 그룹 i에 대한 상기 제2 파라미터는 (i) 상기 제2 파라미터의 초기 값 및 (ii) 슈도 랜덤 시퀀스(pseudo random sequence) 및 i/3에 기반하여 생성되는 함수에 기반하여 결정되며,
상기 제2 파라미터의 상기 초기 값은 MAC 레이어(layer)에 의해 결정되는, 방법. - 제 17항에 있어서,
상향링크-하향링크 구성(uplink-downlink configuration) 정보를 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함하고,
상기 상향링크-하향링크 설정 정보에 기초하여, 연속하는 심볼 그룹들을 전송할 유효한(valid) 상향링크 서브프래임이 존재하지 않는 경우, 상기 연속하는 심볼 그룹들이 드롭(drop)되는 것을 특징으로 하는 방법. - 시간 분할 듀플렉싱(time division duplexing, TDD)를 지원하는 무선 통신 시스템에서 NPRACH(Narrowband Physical Random Access Channel) 프리앰블(preamble)을 수신하는 기지국에 있어서, 상기 기지국은,
적어도 하나의 송수신기(transceiver),
적어도 하나의 프로세서, 및
적어도 하나의 메모리를 포함하되, 상기 적어도 하나의 메모리는 상기 적어도 하나의 프로세서와 기능적으로 연결되고, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행되는 동작들에 대한 명령들을 저장하며, 상기 동작들은:
NPRACH 설정 정보를 상위 계층 시그널링을 통해 단말(user equipment)로 전송하는 단계,
상기 NPRACH 설정 정보는 프리앰블 반복 단위(preamble repetition unit)의 반복 횟수에 대한 정보를 포함하고; 및
상기 단말로부터, 상기 반복 횟수에 대한 정보에 기반하여 반복하여 전송되는 복수의 프리앰블 반복 단위들로 구성된 NPRACH 프리앰블을 수신하는 단계를 포함하되,
상기 복수의 프리앰블 반복 단위들의 각 프리앰블 반복 단위는 4 심볼 그룹들(symbol groups)로 구성되고,
상기 4 심볼 그룹들의 2 심볼 그룹들 단위로 제1 두(2) 심볼 그룹들과 제2 두 심볼 그룹들 각각은 시간 영역(time domain)에서 연속적이고,
상기 복수의 프리앰블 반복 단위들의 심볼 그룹들은 (i) 주파수 영역(frequency domain)에서 주파수 호핑(frequency hopping)을 이용하여 전송되고, (ii) 상기 시간 영역에서 i0 에 따라 인덱싱되며,
심볼 그룹 i의 주파수 위치(frequency location)는 (i) 시작 주파수 위치(starting frequency location)와 관련된 제1 파라미터와 (ii) 상기 주파수 호핑과 관련된 제2 파라미터에 기반하여 결정되며,
i > 0 이고, i가 짝수인 상기 심볼 그룹 i에 대해, 상기 심볼 그룹 i의 상기 제2 파라미터는 심볼 그룹 i-1의 제2 파라미터와 무관하게 결정되며,
i > 0 이고, i가 짝수인 상기 심볼 그룹 i에 대해, 상기 심볼 그룹 i의 상기 제2 파라미터는 (i) 상기 제2 파라미터의 초기 값 및 (ii) 슈도 랜덤 시퀀스(pseudo random sequence)에 기반하여 생성되는 함수에 기반하여 결정되며, 상기 제2 파라미터의 상기 초기 값은 MAC 레이어(layer)에 의해 결정되는, 기지국.
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