KR20210014333A - Methods and apparatuses for random access using random power backoff - Google Patents

Methods and apparatuses for random access using random power backoff Download PDF

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KR20210014333A
KR20210014333A KR1020190092245A KR20190092245A KR20210014333A KR 20210014333 A KR20210014333 A KR 20210014333A KR 1020190092245 A KR1020190092245 A KR 1020190092245A KR 20190092245 A KR20190092245 A KR 20190092245A KR 20210014333 A KR20210014333 A KR 20210014333A
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이태진
박일군
김윤민
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성균관대학교산학협력단
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    • H04W74/002Transmission of channel access control information

Abstract

The present invention relates to a random access method using random power backoff, and a device thereof. According to one embodiment of the present invention, the random access method using random power backoff comprises the steps of: receiving a first message including a preamble randomly selected from a terminal; transmitting, to the terminal, a second message including a fixed power backoff value or a power backoff range; receiving a third message by separating the same from a message received from another terminal using the received power of the third message received from the terminal; and transmitting, to the terminal, a fourth message which is a confirmation message with respect to the received third message. The present invention can improve random access efficiency.

Description

랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUSES FOR RANDOM ACCESS USING RANDOM POWER BACKOFF}Random access method and apparatus using random power backoff TECHNICAL FIELD [METHODS AND APPARATUSES FOR RANDOM ACCESS USING RANDOM POWER BACKOFF}

본 발명은 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a random access method and apparatus using random power backoff.

종래의 4G 통신의 랜덤 액세스 과정에서는 단말이 랜덤으로 선택한 프리앰블을 PRACH(Physical Random Access Channel)을 통해 기지국으로 전송한다. 프리앰블을 수신한 기지국은 단말들과의 거리에 따라 발생하는 프리앰블 신호 도착시각의 차이로 동일 프리앰블의 충돌 여부를 판단할 수 있다. 하지만, 유사한 거리에 있는 단말들이 동일 프리앰블을 전송하면, 기지국은 충돌이 발생하였음에도 프리앰블 충돌을 감지할 수 없다. 이후, 기지국은 프리앰블을 전송한 단말에 RAR(Random Access Response) 메시지를 전송하여 제3 메시지(Msg3) 전송을 위한 자원을 할당해준다. 이때, RAR 메시지는 제3 메시지(Msg3) 전송과정에서 발생하는 충돌을 피하기 위해 프리앰블 전송시 충돌이 감지되지 않은 단말들로만 전송된다. 이후, 단말은 제3 메시지(Msg3)를 기지국에 전송하며 연결요청을 수행한다. 그러나, 프리앰블 충돌이 발생하였음에도 감지가 안 된 경우에는 동일한 자원에서 다수의 단말이 제3 메시지(Msg3)를 전송하여 충돌이 발생하고, 랜덤 액세스가 실패하게 된다.In the conventional random access procedure of 4G communication, a preamble randomly selected by the terminal is transmitted to the base station through a physical random access channel (PRACH). The base station receiving the preamble may determine whether the same preamble collides with a difference in the arrival time of the preamble signal, which occurs according to the distance between the terminals. However, when UEs at a similar distance transmit the same preamble, the base station cannot detect the preamble collision even though a collision occurs. Thereafter, the base station allocates resources for transmission of a third message (Msg3) by transmitting a random access response (RAR) message to the terminal transmitting the preamble. At this time, the RAR message is transmitted only to terminals for which no collision has been detected during transmission of the preamble in order to avoid collision occurring during transmission of the third message (Msg3). Thereafter, the terminal transmits a third message (Msg3) to the base station and performs a connection request. However, if detection is not performed even though a preamble collision occurs, a plurality of terminals transmit a third message (Msg3) in the same resource to cause collision, and random access fails.

5G 통신 기술은 통신자원을 시간과 주파수 영역뿐만 아니라 코드나 전력을 활용하여 자원을 나누어 사용할 수 있는 비직교 다중접속 기술을 제공한다. 4G 통신 기술에서 사용하고 있는 직교 다중접속(OMA, Orthogonal Multiple Access)에서는 단말이 특정 시간 및 주파수 대역에서 직교성을 이용하여 통신자원을 사용하기 때문에, 특정 통신자원은 하나의 단말만 사용할 수 있다. 그러나, 비직교 다중접속 기술은 기지국에 포함된 수신기에서 SIC(Successive Interference Cancellation) 기법을 활용하여 다수의 단말이 동일한 통신자원을 사용할 수 있다.The 5G communication technology provides a non-orthogonal multiple access technology that can divide and use communication resources in the time and frequency domains as well as by using code or power. In orthogonal multiple access (OMA) used in 4G communication technology, since the terminal uses communication resources using orthogonality in a specific time and frequency band, only one terminal can use a specific communication resource. However, in the non-orthogonal multiple access technology, a plurality of terminals can use the same communication resource by using a successive interference cancellation (SIC) scheme in a receiver included in the base station.

최근, 수신전력 차이를 활용하여 동일자원 내에서 여러 신호를 분리해낼 수 있는 비직교 기술을 활용한 NORA(Non-orthogonal Rancom Access) 방법이 연구되었다. NORA에서는 기지국이 프리앰블 충돌을 감지한 경우 제3 메시지(Msg3) 충돌을 회피하기 위해 RAR 메시지에 새로운 필드를 추가하여 파워 백오프 값을 단말에 전송한다. 각 단말은 수신한 파워 백오프 값을 통해 전송전력을 계산하여 제3 메시지(Msg3)를 기지국으로 전송한다. 기지국은 수신전력 차이가 존재하는 다수의 제3 메시지(Msg3)들을 수신하고 SIC 기법을 활용하여 제3 메시지(Msg3)를 성공적으로 수신함으로써 랜덤 액세스 충돌 문제를 개선할 수 있다. 그러나, NORA 방법은 여전히 프리앰블 충돌이 발생하였으나 감지되지 않은 단말들의 제3 메시지(Msg3) 충돌 문제를 해결할 수 없는 문제가 존재한다.Recently, the NORA (Non-orthogonal Rancom Access) method using a non-orthogonal technique capable of separating multiple signals within the same resource by utilizing the difference in received power has been studied. In NORA, when the base station detects a preamble collision, a new field is added to the RAR message to avoid collision with the third message (Msg3), and a power backoff value is transmitted to the terminal. Each terminal calculates transmission power based on the received power backoff value and transmits a third message (Msg3) to the base station. The base station may improve the random access collision problem by receiving a plurality of third messages Msg3 having a difference in reception power and successfully receiving the third message Msg3 using the SIC technique. However, the NORA method still has a problem in that a preamble collision occurs, but the third message (Msg3) collision problem of undetected terminals cannot be solved.

본 발명의 실시예들은 무선 네트워크 환경(예컨대, 5G)에서 비직교 다중접속 기술을 이용하여 프리앰블 충돌이 감지된 경우와 프리앰블 충돌이 감지되지 않은 경우에 랜덤 액세스를 위한 메시지(예컨대, Msg3)의 충돌을 회피할 수 있는, 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스 방법 및 장치를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention collide a message (eg, Msg3) for random access when a preamble collision is detected and a preamble collision is not detected using a non-orthogonal multiple access technology in a wireless network environment (eg, 5G) To provide a random access method and apparatus using random power backoff that can avoid

본 발명의 실시예들은 무선 네트워크 환경에서 단말이 이동 통신망에 접속하기 위해 수행하는 랜덤 액세스 과정에서 발생하는 메시지(예컨대, Msg3) 충돌을 완화함으로써, 종래의 랜덤 액세스 방법(예컨대, 4G 통신의 랜덤 액세스 방법 또는 NORA 방법) 보다 랜덤 접속효율 및 지연시간 성능을 향상시킬 수 있는, 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스 방법 및 장치를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention mitigate collisions of messages (eg, Msg3) occurring in a random access process performed by a terminal to access a mobile communication network in a wireless network environment, thereby mitigating a conventional random access method (eg, random access of 4G communication). Method or NORA method) to provide a random access method and apparatus using random power backoff that can improve random access efficiency and delay time performance.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선 네트워크 환경에서 기지국에 의해 수행되는 랜덤 액세스 방법에 있어서, 단말로부터 랜덤하게 선택된 프리앰블이 포함된 제1 메시지를 수신하는 단계; 상기 단말에 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위가 포함된 제2 메시지를 전송하는 단계; 상기 단말로부터 기지국 연결요청을 위한 제3 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 단말에 상기 수신된 제3 메시지에 대한 확인 메시지인 제4 메시지를 전송하는 단계를 포함하는, 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a random access method performed by a base station in a wireless network environment, the method comprising: receiving a first message including a randomly selected preamble from a terminal; Transmitting a second message including a fixed power backoff value or a power backoff range to the terminal; Receiving a third message for a base station connection request from the terminal; And transmitting a fourth message, which is a confirmation message for the received third message, to the terminal. A random access method using random power backoff may be provided.

상기 제2 메시지를 전송하는 단계는, 상기 수신된 프리앰블의 충돌 여부를 감지하고, 상기 감지된 프리앰블의 충돌 여부에 따라 상기 단말에 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위가 포함된 제2 메시지를 전송할 수 있다.The transmitting of the second message may include detecting whether the received preamble collides, and transmitting a second message including a fixed power backoff value or a power backoff range to the terminal according to whether the detected preamble collides. Can be transmitted.

상기 제2 메시지를 전송하는 단계는, 상기 수신된 프리앰블의 파워 딜레이 프로파일(PDP, Power Delay Profile)을 통해 상기 수신된 프리앰블의 충돌 여부를 감지할 수 있다.In the transmitting of the second message, whether or not the received preamble collides may be detected through a power delay profile (PDP) of the received preamble.

상기 제2 메시지를 전송하는 단계는, 상기 수신된 프리앰블의 충돌이 감지되면, 상기 단말에 고정 파워 백오프 값이 포함된 제2 메시지를 전송할 수 있다.In the transmitting of the second message, when a collision of the received preamble is detected, a second message including a fixed power backoff value may be transmitted to the terminal.

상기 제2 메시지를 전송하는 단계는, 상기 수신된 프리앰블의 충돌이 감지되지 않으면, 상기 단말에 파워 백오프 범위가 포함된 제2 메시지를 전송할 수 있다.In the transmitting of the second message, if collision of the received preamble is not detected, a second message including a power backoff range may be transmitted to the terminal.

상기 파워 백오프 범위는, 미리 설정된 단말 구역별로 구분된 복수의 파워 백오프 범위로 나누어질 수 있다.The power back-off range may be divided into a plurality of power back-off ranges divided for each predetermined terminal area.

상기 복수의 파워 백오프 범위는, 기지국과의 거리를 기준으로 하는 복수의 통신 범위에 따라 미리 설정된 복수의 구역과 대응될 수 있다.The plurality of power backoff ranges may correspond to a plurality of pre-set areas according to a plurality of communication ranges based on a distance to a base station.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 무선 네트워크 환경에서 단말에 의해 수행되는 랜덤 액세스 방법에 있어서, 복수의 프리앰블 중에서 랜덤하게 선택된 프리앰블이 포함된 제1 메시지를 기지국에 전송하는 단계; 상기 기지국으로부터 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위가 포함된 제2 메시지를 수신하는 단계; 상기 수신된 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위에 따른 전송전력으로 상기 기지국에 제3 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 기지국으로부터 상기 전송된 제3 메시지에 대한 확인 메시지인 제4 메시지를 수신하는 단계를 포함하는, 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스 방법이 제공될 수 있다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, there is provided a random access method performed by a terminal in a wireless network environment, comprising: transmitting a first message including a preamble randomly selected from among a plurality of preambles to a base station; Receiving a second message including a fixed power backoff value or a power backoff range from the base station; Transmitting a third message to the base station with a transmission power according to the received fixed power backoff value or a power backoff range; And receiving a fourth message that is a confirmation message for the transmitted third message from the base station. A random access method using random power backoff may be provided.

상기 기지국에 제3 메시지를 전송하는 단계는, 상기 기지국으로부터 고정 파워 백오프 값을 수신한 경우, 상기 수신된 고정 파워 백오프 값을 이용하여 전송전력을 산출할 수 있다. In the transmitting of the third message to the base station, when a fixed power backoff value is received from the base station, transmission power may be calculated by using the received fixed power backoff value.

상기 기지국에 제3 메시지를 전송하는 단계는, 상기 기지국으로부터 파워 백오프 범위를 수신한 경우, 상기 수신된 파워 백오프 범위 중에서 랜덤으로 파워 백오프 값을 선택하고, 상기 선택된 파워 백오프 값을 이용하여 전송전력을 산출할 수 있다.The step of transmitting the third message to the base station is, when receiving a power backoff range from the base station, randomly selecting a power backoff value from the received power backoff range, and using the selected power backoff value. Thus, the transmission power can be calculated.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 무선 네트워크 환경에서 랜덤 액세스(RA, Random Access)를 위해 단말과 통신하는 통신 모듈; 적어도 하나의 프로그램을 저장하는 메모리; 및 상기 통신 모듈 및 상기 메모리와 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써, 상기 통신 모듈을 통해, 단말로부터 랜덤하게 선택된 프리앰블이 포함된 제1 메시지를 수신하고, 상기 단말에 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위가 포함된 제2 메시지를 전송하고, 상기 단말로부터 기지국 연결요청을 위한 제3 메시지를 수신하고, 상기 단말에 상기 수신된 제3 메시지에 대한 확인 메시지인 제4 메시지를 전송하는, 기지국이 제공될 수 있다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, a communication module for communicating with a terminal for random access (RA) in a wireless network environment; A memory for storing at least one program; And a processor connected to the communication module and the memory, wherein the processor receives, through the communication module, a first message including a randomly selected preamble from a terminal by executing the at least one program, and the Transmitting a second message including a fixed power backoff value or a power backoff range to the terminal, receiving a third message for a base station connection request from the terminal, and a confirmation message for the received third message to the terminal A base station may be provided that transmits the phosphorus fourth message.

상기 프로세서는, 상기 수신된 프리앰블의 충돌 여부를 감지하고, 상기 감지된 프리앰블의 충돌 여부에 따라 상기 단말에 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위가 포함된 제2 메시지를 전송할 수 있다.The processor may detect whether the received preamble collides, and transmit a second message including a fixed power backoff value or a power backoff range to the terminal according to whether the detected preamble collides.

상기 프로세서는, 상기 수신된 프리앰블의 파워 딜레이 프로파일(PDP, Power Delay Profile)을 통해 상기 수신된 프리앰블의 충돌 여부를 감지할 수 있다.The processor may detect whether the received preamble collides through a power delay profile (PDP) of the received preamble.

상기 프로세서는, 상기 수신된 프리앰블의 충돌이 감지되면, 상기 단말에 고정 파워 백오프 값이 포함된 제2 메시지를 전송할 수 있다.When a collision of the received preamble is detected, the processor may transmit a second message including a fixed power backoff value to the terminal.

상기 프로세서는, 상기 수신된 프리앰블의 충돌이 감지되지 않으면, 상기 단말에 파워 백오프 범위가 포함된 제2 메시지를 전송할 수 있다.If the collision of the received preamble is not detected, the processor may transmit a second message including a power backoff range to the terminal.

상기 파워 백오프 범위는, 미리 설정된 단말 구역별로 구분된 복수의 파워 백오프 범위로 나누어질 수 있다.The power back-off range may be divided into a plurality of power back-off ranges divided for each predetermined terminal area.

상기 복수의 파워 백오프 범위는, 기지국과의 거리를 기준으로 하는 복수의 통신 범위에 따라 미리 설정된 복수의 구역과 대응될 수 있다.The plurality of power backoff ranges may correspond to a plurality of pre-set areas according to a plurality of communication ranges based on a distance to a base station.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 무선 네트워크 환경에서 랜덤 액세스(RA, Random Access)를 위해 기지국과 통신하는 통신 모듈; 적어도 하나의 프로그램을 저장하는 메모리; 및 상기 통신 모듈 및 상기 메모리와 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써, 상기 통신 모듈을 통해, 복수의 프리앰블 중에서 랜덤하게 선택된 프리앰블이 포함된 제1 메시지를 기지국에 전송하고, 상기 기지국으로부터 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위가 포함된 제2 메시지를 수신하고, 상기 수신된 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위에 따른 전송전력으로 상기 기지국에 제3 메시지를 전송하고, 상기 기지국으로부터 상기 전송된 제3 메시지에 대한 확인 메시지인 제4 메시지를 수신하는, 단말이 제공될 수 있다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, a communication module that communicates with a base station for random access (RA) in a wireless network environment; A memory for storing at least one program; And a processor connected to the communication module and the memory, wherein the processor, by executing the at least one program, transmits a first message including a preamble randomly selected from a plurality of preambles to a base station through the communication module. A third message to the base station by transmitting, receiving a second message including a fixed power backoff value or a power backoff range from the base station, and transmitting power according to the received fixed power backoff value or a power backoff range A terminal may be provided, which transmits and receives a fourth message, which is a confirmation message for the transmitted third message from the base station.

상기 프로세서는, 상기 기지국으로부터 고정 파워 백오프 값을 수신한 경우, 상기 수신된 고정 파워 백오프 값을 이용하여 전송전력을 산출할 수 있다.When receiving a fixed power backoff value from the base station, the processor may calculate the transmission power using the received fixed power backoff value.

상기 프로세서는, 상기 기지국으로부터 파워 백오프 범위를 수신한 경우, 상기 수신된 파워 백오프 범위 중에서 랜덤으로 파워 백오프 값을 선택하고, 상기 선택된 파워 백오프 값을 이용하여 전송전력을 산출할 수 있다.When receiving a power backoff range from the base station, the processor may randomly select a power backoff value from the received power backoff range and calculate a transmission power by using the selected power backoff value. .

본 발명의 실시예들은 무선 네트워크 환경(예컨대, 5G)에서 비직교 다중접속 기술을 이용하여 프리앰블 충돌이 감지된 경우와 프리앰블 충돌이 감지되지 않은 경우에 랜덤 액세스를 위한 메시지(예컨대, Msg3)의 충돌을 회피할 수 있다.Embodiments of the present invention collide a message (eg, Msg3) for random access when a preamble collision is detected and a preamble collision is not detected using a non-orthogonal multiple access technology in a wireless network environment (eg, 5G) Can be avoided.

본 발명의 실시예들은 무선 네트워크 환경에서 단말이 이동 통신망에 접속하기 위해 수행하는 랜덤 액세스 과정에서 발생하는 메시지(예컨대, Msg3) 충돌을 완화함으로써, 종래의 랜덤 액세스 방법(예컨대, 4G 통신의 랜덤 액세스 방법 또는 NORA 방법) 보다 랜덤 접속효율 및 지연시간 성능을 향상시킬 수 있다.Embodiments of the present invention mitigate collisions of messages (eg, Msg3) occurring in a random access process performed by a terminal to access a mobile communication network in a wireless network environment, thereby mitigating a conventional random access method (eg, random access of 4G communication). Method or NORA method), the random access efficiency and delay time performance can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 파워 백오프 방법이 적용된 네트워크 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 액세스 방법을 수행하는 단말들의 동작 예시를 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 사용되는 SIC 기법을 이용한 메시지 수신 동작을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 사용되는 고정 파워 백오프 값 및 파워 백오프 범위가 추가된 랜덤 액세스 응답 메시지를 나타낸 도면이다.
도 5는 기지국의 통신범위를 여러 개의 구역으로 분류한 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 랜덤 액세스 방법이 적용된 무선 네트워크 구조를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 랜덤 액세스 방법을 수행하는 단말들의 동작 예시를 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국에 의해 수행되는 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말에 의해 수행되는 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스를 위한 기지국의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스를 위한 단말의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이션에서 사용한 파라미터를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예와 비교 방법들에 따른 경쟁 단말 수 변화에 따른 랜덤 액세스 평균 지연시간를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예와 비교 방법들에 따른 랜덤 액세스 경쟁 단말 수에 따른 단말의 랜덤 액세스 접속 효율를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예와 다른 실시예에 따른 랜덤 액세스 방법들에서 랜덤 액세스 경쟁 단말 수에 따른 단말의 랜덤 액세스 평균 지연시간을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예와 다른 실시예에 따른 랜덤 액세스 방법들에서 랜덤 액세스 경쟁 단말 수에 따른 단말의 랜덤 액세스 접속 효율을 나타낸 도면이다.
1 is a diagram showing a network structure to which a random power backoff method according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a flowchart illustrating an example of operations of terminals performing a random access method according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a message reception operation using the SIC technique used in an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a random access response message to which a fixed power backoff value and a power backoff range are added used in an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing a communication range of a base station is classified into several areas.
6 is a diagram illustrating a structure of a wireless network to which a random access method according to another embodiment of the present invention is applied.
7 is a flowchart illustrating an operation example of terminals performing a random access method according to another embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a random access method using random power backoff performed by a base station according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a random access method using random power backoff performed by a terminal according to an embodiment of the present invention.
10 is a block diagram illustrating a configuration of a base station for random access using random power backoff according to an embodiment of the present invention.
11 is a block diagram illustrating a configuration of a terminal for random access using random power backoff according to an embodiment of the present invention.
12 is a diagram showing parameters used in a simulation according to an embodiment of the present invention.
13 is a diagram illustrating an average random access delay time according to a change in the number of competing terminals according to an embodiment of the present invention and comparison methods.
14 is a diagram illustrating random access access efficiency of a terminal according to the number of competing random access terminals according to an embodiment of the present invention and comparison methods.
15 is a diagram illustrating an average random access delay time of a terminal according to the number of competing random access terminals in random access methods according to an embodiment of the present invention and another embodiment.
16 is a diagram showing random access access efficiency of a terminal according to the number of random access competing terminals in random access methods according to an embodiment of the present invention and another embodiment.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail.

그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it is to be understood to include all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element. The term and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. Should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, in order to facilitate an overall understanding, the same reference numerals are used for the same elements in the drawings, and duplicate descriptions for the same elements are omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 파워 백오프 방법이 적용된 네트워크 구조를 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing a network structure to which a random power backoff method according to an embodiment of the present invention is applied.

본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 파워 백오프 방법을 도 1에 도시된 무선 네트워크를 예로 들어 설명하기로 한다. 도 1에 도시된 무선 네트워크는 하나의 기지국(100)과 4개의 단말들(200)로 구성되어 있다. 단말 1(UE 1)과 단말 2(UE 2)는 프리앰블 2(Preamble 2)를 선택하고 단말 3(UE 3)과 단말 4(UE 4)는 프리앰블 5(UE 5)를 선택한다. 기지국(eNB, eNode B)(100)은 단말 1(UE 1)과 단말 2(UE 2)가 동일 프리앰블을 전송하여 충돌이 발생하였음을 감지하였고, 단말 3(UE 3)과 단말 4(UE 4)가 동일 프리앰블을 전송하였지만 해당 프리앰블의 충돌을 감지하지 못하였다고 가정하기로 한다. A method of random power backoff according to an embodiment of the present invention will be described by taking the wireless network shown in FIG. 1 as an example. The wireless network shown in FIG. 1 includes one base station 100 and four terminals 200. Terminal 1 (UE 1) and UE 2 (UE 2) select Preamble 2, and UE 3 and UE 4 select Preamble 5 (UE 5). The base station (eNB, eNode B) 100 sensed that a collision occurred by transmitting the same preamble between terminal 1 (UE 1) and terminal 2 (UE 2), and terminal 3 (UE 3) and terminal 4 (UE 4) ) Has transmitted the same preamble, but it is assumed that the collision of the corresponding preamble has not been detected.

본 발명의 일 실시예는 무선 네트워크(예컨대, 5G 네트워크) 환경에서 단말(UE, 200)이 랜덤 액세스(RA, Random Access)를 수행할 때 비직교 다중접속(NOMA, Non-orthogonal Multiple Access)기술을 활용하여 제3 메시지(Msg3)의 충돌 문제를 개선할 수 있다. 여기서, 제3 메시지(Msg3)는 상향링크 데이터 전송을 위해 기지국에 연결을 요청하는 메시지이다. 구체적으로, 단말들의 프리앰블(Preamble) 전송 이후, 기지국(eNB/gNB)(100)은 RAR(Random Access Response) 메시지를 전송할 때 프리앰블 충돌이 감지된 경우(Detected collision)에는 고정된 파워 백오프 값을 해당 단말들에 전송한다. 반면, 기지국(100)은 프리앰블 충돌이 감지되지 않은 경우(Undetected collision)에는 파워 백오프 범위를 해당 단말들에 전송한다. 이를 통해, 기지국(100)은 다수의 제3 메시지(Msg3)를 수신하더라도 수신전력 차이를 이용하여 제3 메시지(Msg3)를 성공적으로 인식할 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 다수의 단말(200)이 접속을 시도하는 5G 네트워크 환경에서 단말(200)의 랜덤 액세스 접속 효율과 접속 지연시간을 향상시킬 수 있다.An embodiment of the present invention is a non-orthogonal multiple access (NOMA, Non-orthogonal Multiple Access) technology when a terminal (UE, 200) performs random access (RA) in a wireless network (eg, 5G network) environment. It is possible to improve the collision problem of the third message (Msg3) by utilizing. Here, the third message Msg3 is a message for requesting connection to the base station for uplink data transmission. Specifically, after transmission of the preamble of the terminals, the base station (eNB/gNB) 100 sets a fixed power backoff value when a preamble collision is detected when transmitting a random access response (RAR) message. It transmits to the corresponding terminals. On the other hand, when the preamble collision is not detected (Undetected collision), the base station 100 transmits the power backoff range to the corresponding terminals. Through this, the base station 100 may successfully recognize the third message Msg3 by using the difference in reception power even when receiving a plurality of third messages Msg3. An embodiment of the present invention can improve the random access access efficiency and access delay time of the terminal 200 in a 5G network environment in which a plurality of terminals 200 attempt access.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 액세스 방법을 수행하는 단말들의 동작 예시를 나타낸 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating an example of operations of terminals performing a random access method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 액세스 방법은 하기의 단계를 통해 수행된다. The random access method according to an embodiment of the present invention is performed through the following steps.

단계 S101에서, 단말(200)이 먼저 프리앰블을 선택하여 기지국(100)에 전송한다. 동일한 프리앰블을 전송한 단말 1(UE 1)과 단말 2(UE 2)가 같은 자원에서 프리앰블을 기지국(100)에 전송하게 되고, 동일한 프리앰블을 전송한 단말 3(UE 3)과 단말 4(UE 4)가 같은 자원에서 프리앰블을 기지국(100)에 전송하게 된다. 기지국(100)이 단말(200)로부터 수신한 프리앰블의 충돌 여부를 판단한다. In step S101, the terminal 200 first selects a preamble and transmits it to the base station 100. Terminal 1 (UE 1) and terminal 2 (UE 2) that transmitted the same preamble transmit the preamble to the base station 100 on the same resource, and terminal 3 (UE 3) and terminal 4 (UE 4) that transmitted the same preamble ) Transmits the preamble to the base station 100 in the same resource. The base station 100 determines whether the preamble received from the terminal 200 collides.

단계 S102에서, 기지국(100)이 프리앰블 충돌을 감지하여 고정 파워 백오프 값을 단말(200)에 전송하거나, 프리앰블 충돌을 감지하지 못하여 파워 백오프 범위를 RAR 메시지를 통해 단말들로 전송한다. 일례로, 기지국(100)은 프리앰블 충돌이 감지된 단말 1(UE 1)과 단말 2(UE 2)로 고정 파워 백오프 값 1과 2를 선택하여 RAR 메시지로 전송한다. 또한, 기지국(100)은 프리앰블 충돌이 감지되지 않은 단말 3(UE 3)과 단말 4(UE 4)로 랜덤 파워 백오프 범위 {1, 2, ..., n}를 전송한다.In step S102, the base station 100 detects a preamble collision and transmits a fixed power backoff value to the terminal 200, or does not detect a preamble collision and transmits a power backoff range to the terminals through an RAR message. For example, the base station 100 selects fixed power backoff values 1 and 2 to UE 1 and UE 2 in which a preamble collision is detected, and transmits the RAR message. In addition, the base station 100 transmits a random power backoff range {1, 2, ..., n} to UE 3 (UE 3) and UE 4 (UE 4) in which preamble collision is not detected.

단계 S103에서, 단말(200)은 고정 파워 백오프 값을 파워 백오프 값으로 결정하거나, 또는 파워 백오프 범위에서 랜덤 파워 백오프 값을 선택한다. 일례로, 단말 3(UE 3)과 단말 4(UE 4)는 수신한 파워 백오프 범위 내에서 랜덤으로 파워 백오프 값을 선택한다. 단말 3(UE 3)과 단말 4(UE 4)는 파워 백오프 값을 1과 3으로 결정한다. In step S103, the terminal 200 determines the fixed power backoff value as the power backoff value, or selects a random power backoff value in the power backoff range. For example, UE 3 and UE 4 randomly select a power backoff value within the received power backoff range. Terminal 3 (UE 3) and UE 4 (UE 4) determine power backoff values as 1 and 3.

단계 S104에서, 단말(200)이 결정된 파워 백오프 값을 기반으로 송신전력을 계산하여 제3 메시지(Msg3)를 기지국(100)에 전송하고, 기지국(100)은 SIC 기법을 활용하여 제3 메시지(Msg3)를 수신한다. 일례로, 단말 1(UE 1)과 단말 2(UE 2)는 고정 파워 백오프 값 1과 2에 대응하는 제3 메시지(Msg3)의 전송전력을 계산한다. 단말 3(UE 3)과 단말 4(UE 4)는 결정된 파워 백오프 값 1과 3을 이용하여 제3 메시지(Msg3)의 전송전력을 계산한다. 그리고 단말 1(UE 1) 내지 단말 4(UE 4)는 계산된 제3 메시지(Msg3)의 전송전력으로 제3 메시지(Msg3)를 기지국(100)으로 전송한다. 기지국(100)은 SIC 기법을 활용하여 단말 1, 2, 3, 4의 제3 메시지(Msg3)를 모두 분리하여 수신할 수 있다.In step S104, the terminal 200 calculates transmission power based on the determined power backoff value and transmits a third message (Msg3) to the base station 100, and the base station 100 uses the SIC technique to transmit the third message. (Msg3) is received. For example, UE 1 and UE 2 calculate the transmission power of the third message Msg3 corresponding to the fixed power backoff values 1 and 2. Terminal 3 (UE 3) and UE 4 (UE 4) calculate the transmission power of the third message (Msg3) by using the determined power backoff values 1 and 3. In addition, UE 1 to UE 4 transmits the third message Msg3 to the base station 100 with the calculated transmission power of the third message Msg3. The base station 100 may separately receive all of the third messages Msg3 of terminals 1, 2, 3, and 4 by using the SIC technique.

단계 S105에서, 기지국(100)은 제3 메시지(Msg3)에 대한 확인 메시지인 제4 메시지(Msg4)를 단말(200)에 응답한다. 일례로, 기지국(100)은 단말 1(UE 1), 단말 2(UE 2), 단말 3(UE 3), 및 단말 4(UE 4)에 제4 메시지(Msg4)를 전송하며, 랜덤 액세스 과정이 완료된다.In step S105, the base station 100 responds to the terminal 200 with a fourth message Msg4, which is a confirmation message for the third message Msg3. As an example, the base station 100 transmits a fourth message (Msg4) to terminal 1 (UE 1), terminal 2 (UE 2), terminal 3 (UE 3), and terminal 4 (UE 4), and a random access process This is done.

한편, 단말(200)은 랜덤 액세스를 수행하기 위해 기지국(100)으로부터 랜덤 액세스를 수행하기 위한 PRACH 자원정보를 수신한다. 단말(200)은 PRACH 자원정보에서 사용 가능한 프리앰블 중, 랜덤으로 하나를 선택하여 기지국(100)으로 전송한다. 다수의 동일 프리앰블을 수신한 기지국(100)은 각 프리앰블의 PDP(Power Delay Profile)를 통해 프리앰블 충돌을 판별할 수 있다. 기지국(100)이 프리앰블 충돌을 감지한 경우 프리앰블 TA(Timing Advance)에 따라 고유한 고정 파워 백오프 값을 RAR 메시지에 추가해서 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 통해 단말(200)에 전송한다. 기지국(100)이 프리앰블 충돌을 감지하지 못한 경우 동일한 파워 백오프 범위를 RAR 메시지에 추가하여 PDCCH를 통해 단말(200)에 전송한다. 이러한 RAR 메시지를 수신한 단말들(200)은 프리앰블 TA 값에 따라 자신에게 할당된 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위를 확인한다. RAR 메시지를 통해 파워 백오프 범위를 수신한 경우 단말(200)은 파워 백오프 범위 내에서 랜덤으로 파워 백오프 값(

Figure pat00001
)을 선택한다. 단말(200)은 고정 파워 백오프 값을 수신한 경우 해당값을 파워 백오프 값(
Figure pat00002
)으로 설정한다. 단말(200)은 결정된 파워 백오프 값(
Figure pat00003
)과 하기의 [수학식 1]을 통해 Msg3 전송전력을 구할 수 있다.Meanwhile, the terminal 200 receives PRACH resource information for performing random access from the base station 100 in order to perform random access. The terminal 200 randomly selects one of the preambles available in the PRACH resource information and transmits it to the base station 100. The base station 100 that has received a plurality of the same preambles may determine the preamble collision through a power delay profile (PDP) of each preamble. When the base station 100 detects a preamble collision, a unique fixed power backoff value according to the preamble TA (Timing Advance) is added to the RAR message and transmitted to the terminal 200 through a physical downlink control channel (PDCCH). If the base station 100 does not detect the preamble collision, the same power backoff range is added to the RAR message and transmitted to the terminal 200 through the PDCCH. Upon receiving the RAR message, the terminals 200 check a fixed power backoff value or a power backoff range assigned to them according to the preamble TA value. When receiving the power backoff range through the RAR message, the terminal 200 randomly receives the power backoff value (
Figure pat00001
Select ). When the terminal 200 receives a fixed power backoff value, the terminal 200 uses the power backoff value (
Figure pat00002
). The terminal 200 determines the determined power backoff value (
Figure pat00003
) And the following [Equation 1] to obtain the Msg3 transmission power.

Figure pat00004
Figure pat00004

Figure pat00005
: 경로 손실이 0dB일 때 RB(Resource Block)당 수신 전력
Figure pat00005
: Received power per RB (Resource Block) when the path loss is 0dB

Figure pat00006
: 단말의 최대 송신전력
Figure pat00006
: Maximum transmission power of the terminal

Figure pat00007
: 상향링크에서 사용가능한 RB 개수
Figure pat00007
: Number of RBs available in uplink

Figure pat00008
: 하향링크에서 추정된 경로 손실
Figure pat00008
: Path loss estimated in downlink

Figure pat00009
: 단말(200)의 전송 전력
Figure pat00009
: Transmission power of the terminal 200

Figure pat00010
: 기지국(100)으로부터 받은 파워 백오프 값
Figure pat00010
: Power backoff value received from the base station 100

Figure pat00011
: 파워 백오프 오프셋(offset) 값
Figure pat00011
: Power backoff offset value

Figure pat00012
: 전력 제어로 인해 증가된 전송 전력 감소율
Figure pat00012
: Increased transmission power reduction rate due to power control

단말들(200)은 할당받은 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 자원에서 [수학식 1]을 통해 결정된 제3 메시지(Msg3) 전송전력을 사용하여 기지국(100)으로 제3 메시지(Msg3)를 전송한다. 기지국(100)은 수신전력 차이가 나타나는 제3 메시지(Msg3)들을 SIC 기법을 활용하여 전력이 큰 순서부터 순차적으로 분리하여 수신할 수 있다. 기지국(100)은 수신한 제3 메시지(Msg3)에 해당하는 단말들(200)로 제4 메시지(Msg4)를 전송하고 제4 메시지(Msg4)를 수신한 단말들(200)은 랜덤 액세스를 성공하게 된다.The terminals 200 transmit a third message (Msg3) to the base station 100 by using the transmission power of the third message (Msg3) determined through [Equation 1] in the allocated Physical Uplink Shared Channel (PUSCH) resource. . The base station 100 may sequentially separate and receive the third messages Msg3 in which the difference in reception power appears, starting from the order in which the power is large, using the SIC technique. The base station 100 transmits the fourth message (Msg4) to the terminals 200 corresponding to the received third message (Msg3), and the terminals 200 that receive the fourth message (Msg4) succeed in random access. Is done.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 사용되는 SIC 기법을 이용한 메시지 수신 동작을 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a message reception operation using the SIC technique used in an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 기지국(100)은 SIC 기법을 활용하여 다수의 단말(200)이 동일한 통신자원을 사용할 수 있게 한다. 기지국(100)은 다수의 단말(200)로부터 수신된 전력 차이가 있는 제3 메시지를 모두 분리하여 수신할 수 있다.As shown in FIG. 3, the base station 100 enables a plurality of terminals 200 to use the same communication resource by using the SIC technique. The base station 100 may separate and receive all third messages having a power difference received from a plurality of terminals 200.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 사용되는 고정 파워 백오프 값 및 파워 백오프 범위가 추가된 랜덤 액세스 응답 메시지를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a random access response message to which a fixed power backoff value and a power backoff range are added used in an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 고정 파워 백오프 값 및 파워 백오프 범위를 RAR 메시지에 포함시키기 위해, 도 4와 같이 파워 백오프 값(Power back-off value)과 파워 백오프 범위(Power back-off Range) 필드가 RAR 메시지에 새로 정의된다.As shown in FIG. 4, in order to include a fixed power back-off value and a power back-off range in the RAR message, a power back-off value and a power back-off range as shown in FIG. off Range) field is newly defined in the RAR message.

도 5는 기지국의 통신범위를 여러 개의 구역으로 분류한 것을 나타낸 도면이다.5 is a diagram showing a communication range of a base station is classified into several areas.

본 발명의 다른 실시예는 프리앰블 충돌이 발생하였지만 기지국(100)이 감지하지 못한 경우에 발생하는 제3 메시지(Msg3) 충돌을 방지하고자 한다. 이를 위해, 기지국(100)과의 거리를 기준으로 하여 기지국(100)의 통신범위는 여러 개의 구역으로 분류된다. 본 발명의 다른 실시예는 각 구역에 서로 다른 랜덤 파워 백오프 범위를 할당해주는 방식으로 랜덤 엑세스 충돌 문제를 개선할 수 있다. Another embodiment of the present invention is to prevent a third message (Msg3) collision that occurs when a preamble collision occurs but the base station 100 does not detect it. To this end, the communication range of the base station 100 is classified into a number of zones based on the distance to the base station 100. Another embodiment of the present invention can improve the random access collision problem by allocating different random power backoff ranges to each zone.

도 5에 도시된 바와 같이, 기지국(100)과의 거리를 기준으로 하여 기지국(100)의 통신범위는 여러 개의 구역으로 분류된다. 프리앰블 충돌이 발생하였으나 감지되지 않은 경우, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국(100)은 구역별 다른 랜덤 파워 백오프 범위를 RAR 메시지를 통해 단말들에 전송한다. 구역이 다른 단말들은 수신한 랜덤 파워 백오프 범위가 서로 다름으로써 단말들이 랜덤으로 선택한 파워 백오프도 다르다. 단말들은 서로 다른 파워 백오프 값으로 각자의 제3 메시지(Msg3) 전송전력을 계산하고, 그 전력으로 기지국(100)에 제3 메시지(Msg3)를 전송한다. 이후 기지국(100)은 수신전력 차이가 있는 제3 메시지(Msg3)를 수신하고, SIC 기법을 활용하여 제3 메시지(Msg3)들을 분리할 수 있다. 이를 통해 본 발명의 다른 실시예는 랜덤 액세스 지연시간 및 접속효율 성능을 향상시킬 수 있다.As shown in FIG. 5, the communication range of the base station 100 is classified into several zones based on the distance to the base station 100. When a preamble collision occurs but is not detected, the base station 100 according to another embodiment of the present invention transmits a different random power backoff range for each zone to the terminals through RAR messages. Terminals with different zones have different received random power backoff ranges, and thus power backoffs randomly selected by the terminals are also different. The terminals calculate their respective third message (Msg3) transmission power with different power backoff values, and transmit the third message (Msg3) to the base station 100 with the power. Thereafter, the base station 100 may receive the third message Msg3 having a difference in reception power, and may separate the third messages Msg3 using the SIC technique. Through this, another embodiment of the present invention can improve random access delay time and access efficiency performance.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 랜덤 액세스 방법이 적용된 무선 네트워크 구조를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a structure of a wireless network to which a random access method according to another embodiment of the present invention is applied.

도 6에 도시된 무선 네트워크는 하나의 기지국(100)과 4개의 단말(200)로 구성되어 있다. 그중에 단말 2(UE 2), 단말 3(UE 3), 단말 4(UE 4)는 동일한 구역에 위치해 있고 단말 1(UE 1)은 다른 구역에 위치해 있다. 단말 1(UE 1)과 단말 2(UE 2)는 프리앰블 4를 선택하고 단말 3(UE 3)과 단말 4(UE 4)는 프리앰블 2를 선택한다. 기지국(100)은 단말 1(UE 1)과 단말 2(UE 2)는 프리앰블 충돌과 단말 3(UE 3)과 단말 4(UE 4)의 프리앰블 충돌을 감지하지 못하였다고 가정하였다.The wireless network shown in FIG. 6 includes one base station 100 and four terminals 200. Among them, terminal 2 (UE 2), terminal 3 (UE 3), and terminal 4 (UE 4) are located in the same zone, and terminal 1 (UE 1) is located in a different zone. Terminal 1 (UE 1) and UE 2 (UE 2) select preamble 4, and UE 3 and UE 4 (UE 4) select preamble 2. The base station 100 assumed that UE 1 (UE 1) and UE 2 (UE 2) did not detect a preamble collision and a preamble collision between UE 3 (UE 3) and UE 4 (UE 4).

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 랜덤 액세스 방법을 수행하는 단말들의 동작 예시를 나타낸 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating an operation example of terminals performing a random access method according to another embodiment of the present invention.

단계 S201에서, 동일한 프리앰블을 전송한 단말 1(UE 1)과 단말 2(UE 2)는 같은 자원에서 제3 메시지(Msg3)를 전송하게 되고, 단말 3(UE 3)과 단말 4(UE 4)가 같은 자원에서 제3 메시지(Msg3)를 전송하게 된다. In step S201, terminal 1 (UE 1) and terminal 2 (UE 2) transmitting the same preamble transmit a third message (Msg3) in the same resource, and terminal 3 (UE 3) and terminal 4 (UE 4) Will transmit the third message (Msg3) in the same resource.

단계 S202에서, 기지국(100)은 단말 1(UE 1)과 단말 2(UE 2)는 랜덤 파워 백오프 범위 {1, 2, …, 5}를 전송하고 단말 3(UE 3)과 단말 4(UE 4)로 랜덤 파워 백오프 범위 {6, 7, …, 10}를 전송한다.In step S202, the base station 100 is the terminal 1 (UE 1) and the terminal 2 (UE 2) a random power backoff range {1, 2, ... , 5} and a random power backoff range {6, 7,… to UE 3 and UE 4) , 10}.

단계 S203에서, 단말 1(UE 1)은 랜덤으로 파워 백오프 값 2를 선택하였고 단말 2(UE 2)는 파워 백오프 값을 7을 선택한다. 그리고 단말 3(UE 3)은 랜덤으로 파워 백오프 값 6을 선택하고, 단말 4(UE 4)는 랜덤으로 파워 백오프 값 9를 선택한다. In step S203, UE 1 (UE 1) randomly selects a power backoff value 2, and UE 2 (UE 2) selects a power backoff value of 7. And UE 3 (UE 3) randomly selects a power backoff value 6, and UE 4 (UE 4) randomly selects a power backoff value 9.

단계 S204에서, 단말들은 각자 대응하는 제3 메시지(Msg3) 전송전력을 선택된 파워 백오프 값을 이용하여 계산하고, 결정된 전송전력으로 제3 메시지(Msg3)를 기지국(100)으로 전송한다. 단말 1(UE 1)과 단말 2(UE 2)는 선택된 파워 백오프 값이 2와 7로 서로 다름에 따라 수신 전력도 다르기에 기지국(100)은 SIC 기법을 활용하여 단말 1(UE 1)과 단말 2(UE 2)의 제3 메시지(Msg3)를 분리하여 수신할 수 있다. 또한, 단말 3(UE 3)과 단말 4(UE 4)는 선택된 파워 백오프 값이 6과 9로 서로 다름에 따라 수신 전력도 다르기에 기지국(100)은 SIC 기법을 활용하여 단말 3(UE 3)과 단말 4(UE 4)의 제3 메시지(Msg3)를 분리하여 수신할 수 있다. In step S204, the terminals each calculate the transmission power of the corresponding third message Msg3 using the selected power backoff value, and transmits the third message Msg3 to the base station 100 with the determined transmission power. Terminal 1 (UE 1) and UE 2 (UE 2) have different received powers as the selected power backoff values are 2 and 7, so the base station 100 uses the SIC technique to The third message Msg3 of UE 2 may be separated and received. In addition, since UE 3 (UE 3) and UE 4 (UE 4) have different received powers as the selected power backoff values are different from each other to 6 and 9, the base station 100 uses the SIC technique to use the terminal 3 (UE 3). ) And the third message Msg3 of UE 4 may be separately received.

이후, 단계 S205에서, 기지국(100)은 단말 1(UE 1), 단말 2(UE 2), 단말 3(UE 3) 및 단말 4(UE 4)는 제4 메시지(Msg4)를 전송하며, 단말 1(UE 1), 단말 2(UE 2), 단말 3(UE 3) 및 단말 4(UE 4)는 랜덤 액세스 과정이 완료된다. Thereafter, in step S205, the base station 100 transmits a fourth message (Msg4) to terminal 1 (UE 1), terminal 2 (UE 2), terminal 3 (UE 3), and terminal 4 (UE 4), and 1 (UE 1), terminal 2 (UE 2), terminal 3 (UE 3), and terminal 4 (UE 4) complete the random access process.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국에 의해 수행되는 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스 방법을 나타낸 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a random access method using random power backoff performed by a base station according to an embodiment of the present invention.

단계 S301에서, 기지국(100)은 단말(200)로부터 랜덤하게 선택된 프리앰블이 포함된 제1 메시지를 수신한다. In step S301, the base station 100 receives a first message including a randomly selected preamble from the terminal 200.

단계 S302에서, 기지국(100)은 프리앰블 충돌이 감지되는지를 확인한다.In step S302, the base station 100 checks whether a preamble collision is detected.

단계 S303에서, 기지국(100)은 프리앰블 충돌이 감지되면, 단말(200)에 고정 파워 백오프 값이 포함된 제2 메시지를 전송한다. In step S303, when a preamble collision is detected, the base station 100 transmits a second message including a fixed power backoff value to the terminal 200.

반면, 단계 S304에서, 기지국(100)은 프리앰블 충돌이 감지되지 않으면, 단말(200)에 파워 백오프 범위가 포함된 제2 메시지를 전송한다. On the other hand, in step S304, if the preamble collision is not detected, the base station 100 transmits a second message including a power backoff range to the terminal 200.

단계 S305에서, 기지국(100)은 단말(200)로부터 수신된 제3 메시지의 수신전력을 이용하여 다른 단말(200)로부터 수신된 메시지와 분리하여 제3 메시지를 수신한다. In step S305, the base station 100 receives the third message by separating it from the message received from the other terminal 200 by using the reception power of the third message received from the terminal 200.

단계 S306에서, 기지국(100)은 단말(200)에 제3 메시지에 대한 확인 메시지인 제4 메시지를 전송한다. In step S306, the base station 100 transmits a fourth message, which is a confirmation message for the third message, to the terminal 200.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말에 의해 수행되는 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스 방법을 나타낸 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a random access method using random power backoff performed by a terminal according to an embodiment of the present invention.

단계 S401에서, 단말(200)은 복수의 프리앰블 중에서 랜덤하게 선택된 프리앰블이 포함된 제1 메시지를 기지국(100)에 전송한다. In step S401, the terminal 200 transmits a first message including a preamble randomly selected from among a plurality of preambles to the base station 100.

단계 S402에서, 단말(200)은 기지국(100)으로부터 고정 파워 백오프 값이 수신되는지를 확인한다.In step S402, the terminal 200 checks whether a fixed power backoff value is received from the base station 100.

단계 S403에서, 단말(200)은 기지국(100)으로부터 고정 파워 백오프 값이 수신되면, 고정 파워 백오프 값을 이용하여 전송전력을 산출한다. In step S403, when a fixed power backoff value is received from the base station 100, the terminal 200 calculates transmission power by using the fixed power backoff value.

반면, 단계 S404에서, 단말(200)은 기지국(100)으로부터 고정 파워 백오프 값이 수신되지 않으면 즉, 파워 백오프 범위가 수신되면, 수신된 파워 백오프 범위 중에서 랜덤으로 파워 백오프 값을 선택한다. On the other hand, in step S404, if a fixed power backoff value is not received from the base station 100, that is, when a power backoff range is received, the terminal 200 randomly selects a power backoff value from the received power backoff range. do.

단계 S405에서, 단말(200)은 선택된 파워 백오프 값을 이용하여 전송전력을 산출한다.In step S405, the terminal 200 calculates transmission power using the selected power backoff value.

단계 S406에서, 단말(200)은 기지국(100)에 산출된 전송전력으로 제3 메시지를 전송한다.In step S406, the terminal 200 transmits a third message to the base station 100 with the calculated transmission power.

단계 S407에서, 단말(200)은 기지국(100)으로부터 제3 메시지에 대한 확인 메시지인 제4 메시지를 수신한다.In step S407, the terminal 200 receives a fourth message, which is a confirmation message for the third message, from the base station 100.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스를 위한 기지국의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.10 is a block diagram illustrating a configuration of a base station for random access using random power backoff according to an embodiment of the present invention.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국(100)은, 통신 모듈(110), 메모리(120) 및 프로세서(130)를 포함한다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 기지국(100)이 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 기지국(100)이 구현될 수 있다.As shown in FIG. 10, the base station 100 according to an embodiment of the present invention includes a communication module 110, a memory 120, and a processor 130. However, not all of the illustrated components are essential components. The base station 100 may be implemented by more components than the illustrated components, or the base station 100 may be implemented by fewer components than the illustrated components.

이하, 도 10의 기지국(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.Hereinafter, a detailed configuration and operation of each component of the base station 100 of FIG. 10 will be described.

통신 모듈(110)은 무선 네트워크 환경에서 랜덤 액세스(RA, Random Access)를 위해 단말(200)과 통신한다. The communication module 110 communicates with the terminal 200 for random access (RA) in a wireless network environment.

메모리(120)는 적어도 하나의 프로그램을 저장한다.The memory 120 stores at least one program.

프로세서(130)는 통신 모듈(110) 및 메모리(120)와 연결된다.The processor 130 is connected to the communication module 110 and the memory 120.

프로세서(130)는, 상기 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써, 통신 모듈(110)을 통해, 단말(200)로부터 랜덤하게 선택된 프리앰블이 포함된 제1 메시지를 수신하고, 상기 단말(200)에 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위가 포함된 제2 메시지를 전송하고, 상기 단말(200)로부터 수신된 제3 메시지의 수신전력을 이용하여 다른 단말(200)로부터 수신된 메시지와 분리하여 상기 제3 메시지를 수신하고, 상기 단말(200)에 상기 수신된 제3 메시지에 대한 확인 메시지인 제4 메시지를 전송한다.By executing the at least one program, the processor 130 receives, through the communication module 110, a first message including a randomly selected preamble from the terminal 200, and provides a fixed power to the terminal 200. A second message including a backoff value or a power backoff range is transmitted, and the third message is separated from the message received from the other terminal 200 by using the received power of the third message received from the terminal 200. A message is received, and a fourth message, which is a confirmation message for the received third message, is transmitted to the terminal 200.

실시예들에 따르면, 프로세서(130)는, 수신된 프리앰블의 충돌 여부를 감지하고, 그 감지된 프리앰블의 충돌 여부에 따라 단말(200)에 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위가 포함된 제2 메시지를 전송할 수 있다.According to embodiments, the processor 130 detects whether the received preamble collides, and according to whether the detected preamble collides, the terminal 200 includes a fixed power backoff value or a power backoff range. 2 Can send messages.

실시예들에 따르면, 프로세서(130)는 수신된 프리앰블의 파워 딜레이 프로파일(PDP, Power Delay Profile)을 통해 수신된 프리앰블의 충돌 여부를 감지할 수 있다.According to embodiments, the processor 130 may detect whether a received preamble collides through a power delay profile (PDP) of the received preamble.

실시예들에 따르면, 프로세서(130)는 수신된 프리앰블의 충돌이 감지되면, 상기 단말(200)에 고정 파워 백오프 값이 포함된 제2 메시지를 전송할 수 있다.According to embodiments, when a collision of a received preamble is detected, the processor 130 may transmit a second message including a fixed power backoff value to the terminal 200.

실시예들에 따르면, 프로세서(130)는 수신된 프리앰블의 충돌이 감지되지 않으면, 단말(200)에 파워 백오프 범위가 포함된 제2 메시지를 전송할 수 있다.According to embodiments, if the collision of the received preamble is not detected, the processor 130 may transmit the second message including the power backoff range to the terminal 200.

실시예들에 따르면, 파워 백오프 범위는, 미리 설정된 단말(200) 구역별로 구분된 복수의 파워 백오프 범위로 나누어질 수 있다.According to embodiments, the power back-off range may be divided into a plurality of power back-off ranges divided for each zone of the terminal 200 set in advance.

실시예들에 따르면, 복수의 파워 백오프 범위는, 기지국(100)과의 거리를 기준으로 하는 복수의 통신 범위에 따라 미리 설정된 복수의 구역과 대응될 수 있다.According to embodiments, a plurality of power backoff ranges may correspond to a plurality of preset areas according to a plurality of communication ranges based on a distance to the base station 100.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스를 위한 단말의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.11 is a block diagram illustrating a configuration of a terminal for random access using random power backoff according to an embodiment of the present invention.

도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말(200)은 통신 모듈(210), 메모리(220) 및 프로세서(230)를 포함한다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 단말(200)이 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 단말(200)이 구현될 수 있다.As shown in FIG. 11, the terminal 200 according to an embodiment of the present invention includes a communication module 210, a memory 220, and a processor 230. However, not all of the illustrated components are essential components. The terminal 200 may be implemented by more components than the illustrated components, or the terminal 200 can be implemented by fewer components.

이하, 도 11의 단말(200)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.Hereinafter, a detailed configuration and operation of each component of the terminal 200 of FIG. 11 will be described.

통신 모듈(210)은 무선 네트워크 환경에서 랜덤 액세스(RA, Random Access)를 위해 기지국(100)과 통신한다. The communication module 210 communicates with the base station 100 for random access (RA) in a wireless network environment.

메모리(220)는 적어도 하나의 프로그램을 저장한다.The memory 220 stores at least one program.

프로세서(230)는 통신 모듈(210) 및 메모리(220)와 연결된다.The processor 230 is connected to the communication module 210 and the memory 220.

프로세서(230)는, 상기 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써, 복수의 프리앰블 중에서 랜덤하게 선택된 프리앰블이 포함된 제1 메시지를 기지국(100)에 전송하고, 기지국(100)으로부터 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위가 포함된 제2 메시지를 수신하고, 수신된 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위를 이용하여 전송전력을 산출하고, 기지국(100)에 상기 산출된 전송전력으로 제3 메시지를 전송하고, 기지국(100)으로부터 상기 전송된 제3 메시지에 대한 확인 메시지인 제4 메시지를 수신한다.By executing the at least one program, the processor 230 transmits a first message including a preamble randomly selected among a plurality of preambles to the base station 100, and transmits a fixed power backoff value or power from the base station 100. Receives a second message including a backoff range, calculates a transmission power using the received fixed power backoff value or a power backoff range, and transmits a third message to the base station 100 using the calculated transmission power Then, a fourth message, which is a confirmation message for the transmitted third message, is received from the base station 100.

실시예들에 따르면, 프로세서(230)는 기지국(100)으로부터 고정 파워 백오프 값을 수신한 경우, 수신된 고정 파워 백오프 값을 이용하여 전송전력을 산출할 수 있다.According to embodiments, when receiving a fixed power backoff value from the base station 100, the processor 230 may calculate the transmission power by using the received fixed power backoff value.

프로세서(230)는 기지국(100)으로부터 파워 백오프 범위를 수신한 경우, 수신된 파워 백오프 범위 중에서 랜덤으로 파워 백오프 값을 선택하고, 선택된 파워 백오프 값을 이용하여 전송전력을 산출할 수 있다.When receiving the power backoff range from the base station 100, the processor 230 may randomly select a power backoff value from the received power backoff range, and calculate the transmission power using the selected power backoff value. have.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이션에서 사용한 파라미터를 나타낸 도면이다.12 is a diagram showing parameters used in a simulation according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 액세스 방법과 종래 4G에서의 랜덤 액세스 방법(비교 방법 1), NORA에서 제안한 랜덤 액세스 방법(비교 방법 2)에서 랜덤 액세스 지연시간과 접속 효율을 비교하였다. 시뮬레이션에서 사용한 파라미터는 도 12와 같이 설정하였다. 랜덤 액세스 경쟁에 참여하는 단말 수를 10∼200개로 변경해가며 성능을 평가하였으며, 단말(200)과 기지국(100)의 거리는 랜덤으로 설정하였다. 또한 프리앰블 전송 후 5ms 내에 RAR 메시지를 수신하지 못하면 프리앰블을 재전송하고, 제3 메시지(Msg3) 충돌 시 단말(200)은 0부터 20ms 내 임의의 시간 후에 랜덤 액세스를 재시도 한다.The random access delay time and access efficiency were compared between the random access method according to an embodiment of the present invention, the random access method in 4G (Comparative Method 1) and the random access method (Comparative Method 2) proposed by NORA. The parameters used in the simulation were set as shown in FIG. 12. Performance was evaluated by changing the number of terminals participating in random access competition from 10 to 200, and the distance between the terminal 200 and the base station 100 was set to be random. In addition, if the RAR message is not received within 5 ms after transmission of the preamble, the preamble is retransmitted, and when the third message Msg3 collides, the terminal 200 retries random access after a random time within 0 to 20 ms.

도 13은 본 발명의 일 실시예와 비교 방법들에 따른 경쟁 단말 수 변화에 따른 랜덤 액세스 평균 지연시간를 나타낸 도면이다.13 is a diagram illustrating an average random access delay time according to a change in the number of competing terminals according to an embodiment of the present invention and comparison methods.

본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 액세스 방법(본 발명1)과 비교 방법들은 모두 단말의 수가 증가할수록 평균 액세스 지연시간은 지수 함수로 증가하는 것을 확인할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 액세스 방법(본 발명1)에서는 기지국(100)이 프리앰블 충돌을 감지할 때뿐만 아니라 감지하지 못할 때도 랜덤 액세스 과정의 성능을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 액세스 방법(본 발명1)이 다른 비교 방법들보다 랜덤 액세스 평균 지연 시간이 감소하는 것을 확인하였다. 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 액세스 방법(본 발명1)을 통해 랜덤 액세스 평균 지연시간 성능이 향상됨에 따라, 단말(200)이 랜덤 액세스에서 소모되는 에너지를 절약함으로써 단말(200)의 에너지 효율을 증가시킬 수 있다. In both the random access method (invention 1) and the comparison method according to an embodiment of the present invention, it can be seen that as the number of terminals increases, the average access delay time increases in an exponential function. In the random access method (invention 1) according to an embodiment of the present invention, it is possible to improve the performance of the random access procedure when the base station 100 detects a preamble collision as well as when it does not. Accordingly, it was confirmed that the random access method (invention 1) according to an embodiment of the present invention decreases the average random access delay time compared to other comparison methods. As the random access average delay time performance is improved through the random access method (invention 1) according to an embodiment of the present invention, the energy efficiency of the terminal 200 is saved by saving energy consumed by the terminal 200 in random access. Can increase

도 14는 본 발명의 일 실시예와 비교 방법들에 따른 랜덤 액세스 경쟁 단말 수에 따른 단말의 랜덤 액세스 접속 효율를 나타낸 도면이다.14 is a diagram showing random access access efficiency of a terminal according to the number of competing random access terminals according to an embodiment of the present invention and comparison methods.

본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 액세스 방법(본 발명1)이 비교 방법들 보다 랜덤 액세스 접속 효율이 높은 것을 확인하였다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 액세스 방법(본 발명1)과 비교 방법들은 단말의 수가 증가함에 따라 접속 효율이 증가하다가 다시 감소하는 것을 확인할 수 있다. 단말 수가 프리앰블 수 보다 적은 경우에는 사용하지 않는 프리앰블이 존재해서 접속 효율이 낮고 단말 수가 많아짐에 따라 사용하지 않는 프리앰블 수는 적어지지만 프리앰블 전송 시 충돌이 증가해 접속 효율이 감소한다.It was confirmed that the random access method according to an embodiment of the present invention (the present invention 1) has higher random access access efficiency than the comparison methods. In addition, it can be seen that the random access method (invention 1) and the comparison method according to an embodiment of the present invention increase access efficiency and then decrease again as the number of terminals increases. When the number of terminals is less than the number of preambles, access efficiency is low due to the presence of unused preambles, and as the number of terminals increases, the number of unused preambles decreases, but collisions increase during preamble transmission, thereby reducing access efficiency.

도 15는 본 발명의 일 실시예와 다른 실시예에 따른 랜덤 액세스 방법들에서 랜덤 액세스 경쟁 단말 수에 따른 단말의 랜덤 액세스 평균 지연시간을 나타낸 도면이다.15 is a diagram illustrating an average random access delay time of a terminal according to the number of competing random access terminals in random access methods according to an embodiment of the present invention and another embodiment.

거리 차이에 따른 랜덤 파워 백오프 방법(본 발명 2)이 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 액세스 방법(본 발명 1) 보다 랜덤 액세스 평균 지연시간이 낮은 것을 확인할 수 있다.It can be seen that the random power backoff method according to the distance difference (Invention 2) has a lower average random access delay time than the random access method (Invention 1) according to an embodiment of the present invention.

도 16은 본 발명의 일 실시예와 다른 실시예에 따른 랜덤 액세스 방법들에서 랜덤 액세스 경쟁 단말 수에 따른 단말의 랜덤 액세스 접속 효율을 나타낸 도면이다.16 is a diagram illustrating random access access efficiency of a terminal according to the number of random access competing terminals in random access methods according to an embodiment of the present invention and another embodiment.

거리 차이에 따른 랜덤 파워 백오프 방법(본 발명 2)이 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 액세스 방법(본 발명 1) 보다 랜덤 액세스 접속 효율이 높은 것을 확인할 수 있다.It can be seen that the random power backoff method according to the distance difference (Invention 2) has higher random access access efficiency than the random access method (Invention 1) according to an embodiment of the present invention.

상술한 본 발명의 실시예들에 따른 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 본 발명의 실시예들에 따른 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다.The random access method using random power backoff according to the above-described embodiments of the present invention may be implemented as a computer-readable code on a computer-readable recording medium. The random access method using random power backoff according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable recording medium.

프로세서에 의해 실행 가능한 적어도 하나의 프로그램을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 상기 적어도 하나의 프로그램은 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금: 통신 모듈을 통해, 단말로부터 랜덤하게 선택된 프리앰블이 포함된 제1 메시지를 수신하고, 상기 단말에 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위가 포함된 제2 메시지를 전송하고, 상기 단말로부터 수신된 제3 메시지의 수신전력을 이용하여 다른 단말로부터 수신된 메시지와 분리하여 상기 제3 메시지를 수신하고, 상기 단말에 상기 수신된 제3 메시지에 대한 확인 메시지인 제4 메시지를 전송하게 하는 명령어들을 포함하는, 비 일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체가 제공될 수 있다.A non-transitory computer-readable storage medium including at least one program executable by a processor, wherein when the at least one program is executed by the processor, the processor causes: a preamble randomly selected from a terminal through a communication module Receiving the included first message, transmitting a second message including a fixed power backoff value or power backoff range to the terminal, and using the received power of the third message received from the terminal from another terminal A non-transitory computer-readable storage medium comprising instructions for receiving the third message separately from the received message, and transmitting a fourth message, which is a confirmation message for the received third message, to the terminal. I can.

한편, 프로세서에 의해 실행 가능한 적어도 하나의 프로그램을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 상기 적어도 하나의 프로그램은 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금: 복수의 프리앰블 중에서 랜덤하게 선택된 프리앰블이 포함된 제1 메시지를 기지국에 전송하고, 상기 기지국으로부터 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위가 포함된 제2 메시지를 수신하고, 상기 수신된 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위를 이용하여 전송전력을 산출하고, 상기 기지국에 상기 산출된 전송전력으로 제3 메시지를 전송하고, 상기 기지국으로부터 상기 전송된 제3 메시지에 대한 확인 메시지인 제4 메시지를 수신하게 하는 명령어들을 포함하는, 비 일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체가 제공될 수 있다.Meanwhile, as a non-transitory computer-readable storage medium including at least one program executable by a processor, when the at least one program is executed by the processor, the processor causes: a preamble randomly selected from a plurality of preambles Transmitting the included first message to the base station, receiving a second message including a fixed power backoff value or power backoff range from the base station, and using the received fixed power backoff value or power backoff range Non-temporary, including instructions for calculating transmission power, transmitting a third message to the base station with the calculated transmission power, and receiving a fourth message, which is a confirmation message for the transmitted third message from the base station A computer-readable storage medium may be provided.

상술한 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.The above-described method according to the present invention may be implemented as a computer-readable code on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all types of recording media in which data that can be decoded by a computer system is stored. For example, there may be read only memory (ROM), random access memory (RAM), magnetic tape, magnetic disk, flash memory, optical data storage device, and the like. In addition, the computer-readable recording medium can be distributed in a computer system connected through a computer communication network, and stored and executed as code that can be read in a distributed manner.

이상, 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although described above with reference to the drawings and examples, it does not mean that the protection scope of the present invention is limited by the drawings or examples, and those skilled in the art It will be appreciated that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope.

구체적으로, 설명된 특징들은 디지털 전자 회로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 또는 그들의 조합들 내에서 실행될 수 있다. 특징들은 예컨대, 프로그래밍 가능한 프로세서에 의한 실행을 위해, 기계 판독 가능한 저장 디바이스 내의 저장장치 내에서 구현되는 컴퓨터 프로그램 제품에서 실행될 수 있다. 그리고 특징들은 입력 데이터 상에서 동작하고 출력을 생성함으로써 설명된 실시예들의 함수들을 수행하기 위한 지시어들의 프로그램을 실행하는 프로그래밍 가능한 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 설명된 특징들은, 데이터 저장 시스템으로부터 데이터 및 지시어들을 수신하기 위해, 및 데이터 저장 시스템으로 데이터 및 지시어들을 전송하기 위해, 결합된 적어도 하나의 프로그래밍 가능한 프로세서, 적어도 하나의 입력 디바이스, 및 적어도 하나의 출력 디바이스를 포함하는 프로그래밍 가능한 시스템 상에서 실행될 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들 내에서 실행될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 소정 결과에 대해 특정 동작을 수행하기 위해 컴퓨터 내에서 직접 또는 간접적으로 사용될 수 있는 지시어들의 집합을 포함한다. 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 해석된 언어들을 포함하는 프로그래밍 언어 중 어느 형태로 쓰여지고, 모듈, 소자, 서브루틴(subroutine), 또는 다른 컴퓨터 환경에서 사용을 위해 적합한 다른 유닛으로서, 또는 독립 조작 가능한 프로그램으로서 포함하는 어느 형태로도 사용될 수 있다.Specifically, the described features may be implemented in digital electronic circuitry, or computer hardware, firmware, or combinations thereof. Features may be executed in a computer program product implemented in storage in a machine-readable storage device, for example, for execution by a programmable processor. And the features can be performed by a programmable processor executing a program of directives to perform the functions of the described embodiments by operating on input data and generating output. The described features include at least one programmable processor, at least one input device, and at least one output coupled to receive data and directives from the data storage system and to transmit data and directives to the data storage system. It can be executed within one or more computer programs that can be executed on a programmable system including the device. A computer program includes a set of directives that can be used directly or indirectly within a computer to perform a specific action on a given result. A computer program is written in any form of a programming language, including compiled or interpreted languages, and is included as a module, element, subroutine, or other unit suitable for use in another computer environment, or as a independently operable program. It can be used in any form.

지시어들의 프로그램의 실행을 위한 적합한 프로세서들은, 예를 들어, 범용 및 특수 용도 마이크로프로세서들 둘 모두, 및 단독 프로세서 또는 다른 종류의 컴퓨터의 다중 프로세서들 중 하나를 포함한다. 또한 설명된 특징들을 구현하는 컴퓨터 프로그램 지시어들 및 데이터를 구현하기 적합한 저장 디바이스들은 예컨대, EPROM, EEPROM, 및 플래쉬 메모리 디바이스들과 같은 반도체 메모리 디바이스들, 내부 하드 디스크들 및 제거 가능한 디스크들과 같은 자기 디바이스들, 광자기 디스크들 및 CD-ROM 및 DVD-ROM 디스크들을 포함하는 비휘발성 메모리의 모든 형태들을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 ASIC들(application-specific integrated circuits) 내에서 통합되거나 또는 ASIC들에 의해 추가될 수 있다.Suitable processors for execution of a program of directives include, for example, both general and special purpose microprocessors, and either a single processor or multiple processors of a different kind of computer. Storage devices suitable for implementing computer program directives and data implementing the described features are, for example, semiconductor memory devices such as EPROM, EEPROM, and flash memory devices, magnetic devices such as internal hard disks and removable disks. Devices, magneto-optical disks, and all types of non-volatile memory including CD-ROM and DVD-ROM disks. The processor and memory may be integrated within application-specific integrated circuits (ASICs) or added by ASICs.

이상에서 설명한 본 발명은 일련의 기능 블록들을 기초로 설명되고 있지만, 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is described on the basis of a series of functional blocks, but is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications and changes within the scope not departing from the technical spirit of the present invention It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which this invention pertains.

전술한 실시예들의 조합은 전술한 실시예에 한정되는 것이 아니며, 구현 및/또는 필요에 따라 전술한 실시예들 뿐 아니라 다양한 형태의 조합이 제공될 수 있다.Combinations of the above-described embodiments are not limited to the above-described embodiments, and combinations of various types as well as the above-described embodiments may be provided according to implementation and/or need.

전술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the above-described embodiments, the methods are described on the basis of a flow chart as a series of steps or blocks, but the present invention is not limited to the order of steps, and certain steps may occur in a different order or concurrently with other steps as described above. I can. In addition, those of ordinary skill in the art understand that the steps shown in the flowchart are not exclusive, other steps are included, or one or more steps in the flowchart may be deleted without affecting the scope of the present invention. You can understand.

전술한 실시예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.The foregoing embodiments include examples of various aspects. Although not all possible combinations for representing the various aspects can be described, those of ordinary skill in the art will recognize that other combinations are possible. Accordingly, the present invention will be said to cover all other replacements, modifications and changes falling within the scope of the following claims.

100: 기지국
200: 단말
110: 통신 모듈
120: 메모리
130: 프로세서
210: 통신 모듈
220: 메모리
230: 프로세서
100: base station
200: terminal
110: communication module
120: memory
130: processor
210: communication module
220: memory
230: processor

Claims (20)

무선 네트워크 환경에서 기지국에 의해 수행되는 랜덤 액세스 방법에 있어서,
단말로부터 랜덤하게 선택된 프리앰블이 포함된 제1 메시지를 수신하는 단계;
상기 단말에 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위가 포함된 제2 메시지를 전송하는 단계;
상기 단말로부터 기지국 연결요청을 위한 제3 메시지를 수신하는 단계; 및
상기 단말에 상기 수신된 제3 메시지에 대한 확인 메시지인 제4 메시지를 전송하는 단계를 포함하는, 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스 방법.
In a random access method performed by a base station in a wireless network environment,
Receiving a first message including a randomly selected preamble from a terminal;
Transmitting a second message including a fixed power backoff value or a power backoff range to the terminal;
Receiving a third message for a base station connection request from the terminal; And
And transmitting a fourth message, which is a confirmation message for the received third message, to the terminal.
제1항에 있어서,
상기 제2 메시지를 전송하는 단계는,
상기 수신된 프리앰블의 충돌 여부를 감지하고, 상기 감지된 프리앰블의 충돌 여부에 따라 상기 단말에 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위가 포함된 제2 메시지를 전송하는, 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스 방법.
The method of claim 1,
Transmitting the second message,
Random using random power backoff for detecting whether the received preamble collides, and transmitting a second message including a fixed power backoff value or a power backoff range to the terminal according to whether the detected preamble collides Access method.
제2항에 있어서,
상기 제2 메시지를 전송하는 단계는,
상기 수신된 프리앰블의 파워 딜레이 프로파일(PDP, Power Delay Profile)을 통해 상기 수신된 프리앰블의 충돌 여부를 감지하는, 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스 방법.
The method of claim 2,
Transmitting the second message,
A random access method using random power backoff for detecting whether the received preamble collides through a power delay profile (PDP) of the received preamble.
제2항에 있어서,
상기 제2 메시지를 전송하는 단계는,
상기 수신된 프리앰블의 충돌이 감지되면, 상기 단말에 고정 파워 백오프 값이 포함된 제2 메시지를 전송하는, 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스 방법.
The method of claim 2,
Transmitting the second message,
When the collision of the received preamble is detected, transmitting a second message including a fixed power backoff value to the terminal, a random access method using random power backoff.
제2항에 있어서,
상기 제2 메시지를 전송하는 단계는,
상기 수신된 프리앰블의 충돌이 감지되지 않으면, 상기 단말에 파워 백오프 범위가 포함된 제2 메시지를 전송하는, 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스 방법.
The method of claim 2,
Transmitting the second message,
If the collision of the received preamble is not detected, transmitting a second message including a power backoff range to the terminal, random access method using random power backoff.
제1항에 있어서,
상기 파워 백오프 범위는,
미리 설정된 단말 구역별로 구분된 복수의 파워 백오프 범위로 나누어지는, 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스 방법.
The method of claim 1,
The power back-off range is,
Random access method using random power backoff, which is divided into a plurality of power backoff ranges divided for each predetermined terminal area.
제6항에 있어서,
상기 복수의 파워 백오프 범위는,
기지국과의 거리를 기준으로 하는 복수의 통신 범위에 따라 미리 설정된 복수의 구역과 대응되는, 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스 방법.
The method of claim 6,
The plurality of power backoff ranges,
A random access method using random power backoff corresponding to a plurality of preset areas according to a plurality of communication ranges based on a distance to a base station.
무선 네트워크 환경에서 단말에 의해 수행되는 랜덤 액세스 방법에 있어서,
복수의 프리앰블 중에서 랜덤하게 선택된 프리앰블이 포함된 제1 메시지를 기지국에 전송하는 단계;
상기 기지국으로부터 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위가 포함된 제2 메시지를 수신하는 단계;
상기 수신된 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위에 따른 전송전력으로 상기 기지국에 제3 메시지를 전송하는 단계; 및
상기 기지국으로부터 상기 전송된 제3 메시지에 대한 확인 메시지인 제4 메시지를 수신하는 단계를 포함하는, 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스 방법.
In a random access method performed by a terminal in a wireless network environment,
Transmitting a first message including a preamble randomly selected from among a plurality of preambles to a base station;
Receiving a second message including a fixed power backoff value or a power backoff range from the base station;
Transmitting a third message to the base station with a transmission power according to the received fixed power backoff value or a power backoff range; And
And receiving a fourth message, which is a confirmation message for the transmitted third message, from the base station.
제8항에 있어서,
상기 기지국에 제3 메시지를 전송하는 단계는,
상기 기지국으로부터 고정 파워 백오프 값을 수신한 경우, 상기 수신된 고정 파워 백오프 값을 이용하여 전송전력을 산출하는, 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스 방법.
The method of claim 8,
Transmitting the third message to the base station,
When a fixed power backoff value is received from the base station, a transmission power is calculated using the received fixed power backoff value.
제8항에 있어서,
상기 기지국에 제3 메시지를 전송하는 단계는,
상기 기지국으로부터 파워 백오프 범위를 수신한 경우, 상기 수신된 파워 백오프 범위 중에서 랜덤으로 파워 백오프 값을 선택하고, 상기 선택된 파워 백오프 값을 이용하여 전송전력을 산출하는, 랜덤 파워 백오프를 이용한 랜덤 액세스 방법.
The method of claim 8,
Transmitting the third message to the base station,
When a power backoff range is received from the base station, random power backoff is performed by selecting a power backoff value at random from the received power backoff range and calculating transmission power using the selected power backoff value. Random access method used.
무선 네트워크 환경에서 랜덤 액세스(RA, Random Access)를 위해 단말과 통신하는 통신 모듈;
적어도 하나의 프로그램을 저장하는 메모리; 및
상기 통신 모듈 및 상기 메모리와 연결된 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써,
상기 통신 모듈을 통해, 단말로부터 랜덤하게 선택된 프리앰블이 포함된 제1 메시지를 수신하고,
상기 단말에 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위가 포함된 제2 메시지를 전송하고,
상기 단말로부터 기지국 연결요청을 위한 제3 메시지를 수신하고,
상기 단말에 상기 수신된 제3 메시지에 대한 확인 메시지인 제4 메시지를 전송하는, 기지국.
A communication module that communicates with a terminal for random access (RA) in a wireless network environment;
A memory for storing at least one program; And
And a processor connected to the communication module and the memory,
The processor, by executing the at least one program,
Through the communication module, receiving a first message including a randomly selected preamble from the terminal,
Transmitting a second message including a fixed power backoff value or power backoff range to the terminal,
Receiving a third message for a base station connection request from the terminal,
The base station transmitting a fourth message that is a confirmation message for the received third message to the terminal.
제11항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 수신된 프리앰블의 충돌 여부를 감지하고, 상기 감지된 프리앰블의 충돌 여부에 따라 상기 단말에 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위가 포함된 제2 메시지를 전송하는, 기지국.
The method of claim 11,
The processor,
The base station for detecting whether the received preamble collides, and transmitting a second message including a fixed power backoff value or a power backoff range to the terminal according to whether the detected preamble collides.
제12항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 수신된 프리앰블의 파워 딜레이 프로파일(PDP, Power Delay Profile)을 통해 상기 수신된 프리앰블의 충돌 여부를 감지하는, 기지국.
The method of claim 12,
The processor,
The base station for detecting whether or not the received preamble collides through a power delay profile (PDP) of the received preamble.
제12항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 수신된 프리앰블의 충돌이 감지되면, 상기 단말에 고정 파워 백오프 값이 포함된 제2 메시지를 전송하는, 기지국.
The method of claim 12,
The processor,
When a collision of the received preamble is detected, transmitting a second message including a fixed power backoff value to the terminal.
제12항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 수신된 프리앰블의 충돌이 감지되지 않으면, 상기 단말에 파워 백오프 범위가 포함된 제2 메시지를 전송하는, 기지국.
The method of claim 12,
The processor,
When the collision of the received preamble is not detected, transmitting a second message including a power backoff range to the terminal.
제11항에 있어서,
상기 파워 백오프 범위는,
미리 설정된 단말 구역별로 구분된 복수의 파워 백오프 범위로 나누어지는, 기지국.
The method of claim 11,
The power back-off range is,
The base station divided into a plurality of power back-off ranges divided by preset terminal zones.
제16항에 있어서,
상기 복수의 파워 백오프 범위는,
기지국과의 거리를 기준으로 하는 복수의 통신 범위에 따라 미리 설정된 복수의 구역과 대응되는, 기지국.
The method of claim 16,
The plurality of power backoff ranges,
A base station corresponding to a plurality of preset areas according to a plurality of communication ranges based on a distance to the base station.
무선 네트워크 환경에서 랜덤 액세스(RA, Random Access)를 위해 기지국과 통신하는 통신 모듈;
적어도 하나의 프로그램을 저장하는 메모리; 및
상기 통신 모듈 및 상기 메모리와 연결된 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 프로그램을 실행함으로써,
상기 통신 모듈을 통해, 복수의 프리앰블 중에서 랜덤하게 선택된 프리앰블이 포함된 제1 메시지를 기지국에 전송하고,
상기 기지국으로부터 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위가 포함된 제2 메시지를 수신하고,
상기 수신된 고정 파워 백오프 값 또는 파워 백오프 범위에 따른 전송전력으로 상기 기지국에 제3 메시지를 전송하고,
상기 기지국으로부터 상기 전송된 제3 메시지에 대한 확인 메시지인 제4 메시지를 수신하는, 단말.
A communication module communicating with a base station for random access (RA) in a wireless network environment;
A memory for storing at least one program; And
And a processor connected to the communication module and the memory,
The processor, by executing the at least one program,
Transmitting a first message including a preamble randomly selected from among a plurality of preambles to the base station through the communication module,
Receiving a second message including a fixed power backoff value or a power backoff range from the base station,
Transmitting a third message to the base station with a transmission power according to the received fixed power backoff value or power backoff range,
Receiving a fourth message, which is a confirmation message for the transmitted third message from the base station.
제18항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 기지국으로부터 고정 파워 백오프 값을 수신한 경우, 상기 수신된 고정 파워 백오프 값을 이용하여 전송전력을 산출하는, 단말.
The method of claim 18,
The processor,
When receiving a fixed power backoff value from the base station, calculating a transmission power by using the received fixed power backoff value.
제18항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 기지국으로부터 파워 백오프 범위를 수신한 경우, 상기 수신된 파워 백오프 범위 중에서 랜덤으로 파워 백오프 값을 선택하고, 상기 선택된 파워 백오프 값을 이용하여 전송전력을 산출하는, 단말.
The method of claim 18,
The processor,
When a power backoff range is received from the base station, a power backoff value is randomly selected from the received power backoff range, and transmission power is calculated using the selected power backoff value.
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