KR20210150281A

KR20210150281A - 비지상 네트워크 시스템에서 랜덤 액세스를 수행하는 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20210150281A
Application number: KR1020210062704A
Authority: KR
Inventors: 최수한
Original assignee: 단국대학교 산학협력단
Priority date: 2020-06-03
Filing date: 2021-05-14
Publication date: 2021-12-10

Abstract

본 명세서는 비지상 네트워크 시스템에서 랜덤 액세스를 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 이러한 본 명세서는 비지상 네트워크 노드로부터 전송되는 동기 신호 블록에 기반하여 상기 비지상 네트워크의 셀 검색을 수행하는 단계, 상기 셀 검색이 완료된 후, 상기 비지상 네트워크의 셀에 관한 랜덤 액세스 관련 정보를 상기 비지상 네트워크 노드로부터 수신하는 단계, 상기 비지상 네트워크의 셀에 관련된 랜덤 액세스 채널의 주파수 자원 영역을 기반으로 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하는 단계, 및 상기 생성된 랜덤 액세스 프리앰블을 상기 비지상 네트워크 노드로 전송하는 단계를 포함하는 비지상 네트워크 시스템에서 단말에 의한 초기 접속 수행방법을 개시한다. 비지상 네트워크 시스템에서 랜덤 액세스를 수행시 성능 열화를 줄일 수 있다.

Description

비지상 네트워크 시스템에서 랜덤 액세스를 수행하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PERFORMING RANDOM ACCESS IN NON-TERRESTRIAL NETWORK SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비지상 네트워크 시스템에서 랜덤 액세스를 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

3GPP는 Release(Rel)-15에서 최초의 글로벌 5G NR(New Radio) 표준을 완성함으로써 5G의 상업적 적용에 대한 길을 열었다. 이와 더불어, 5G의 활성화와 생태계 확장을 위해 NR의 진화 단계 중 하나로서 NR 기반 비지상 네트워크(Non-Terrestrial Network, NTN)를 고려하고 있다. NTN은 광범위한 서비스 커버리지 기능과 우주/항공 플랫폼의 물리적 공격 및 자연 재해에 대한 취약성 감소로 인해 지상 5G 네트워크가 서비스되지 않은 지역(고립된 또는 외진 지역, 항공기 또는 선박에 탑승) 및 서비스가 취약한 지역(교외나 시골 지역)에서 비용에 효율적인 방식으로 5G 서비스를 제공할 수 있다. 또한 M2M 및 IoT 장치 또는 이동 플랫폼(항공기, 선박, 고속열차, 버스 등)에 탑승한 승객에게 서비스 연속성을 제공하거나 미래의 철도, 해상, 항공 통신과 같은 주요 통신에 대해 어디서나 이용할 수 있는 신뢰도가 높은 5G 서비스 지원을 가능하게 만든다. 이와 함께, 네트워크 가장자리 또는 사용자 터미널로의 데이터 전달을 위한 효율적인 멀티캐스트/브로드캐스트 리소스를 제공하여 5G 네트워크의 가용성을 지원할 수 있다. 이러한 이점들은 단독으로 운영되는 NTN 또는 지상과 비지상의 통합 네트워크를 통해 제공될 수 있으며, 운송, 공공 안전, 미디어 및 엔터테인먼트, eHealth, 에너지, 농업, 금융, 자동차 등의 분야에서 영향을 미칠 것으로 기대된다.

본 발명의 기술적 과제는 비지상 네트워크 시스템에서 랜덤 액세스를 수행하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 비지상 네트워크 시스템에서 단말에 의한 초기 접속 수행방법을 제공한다. 상기 방법은 비지상 네트워크 노드로부터 전송되는 동기 신호 블록(synchronization signal block : SSB)에 기반하여 상기 비지상 네트워크의 셀 검색을 수행하는 단계, 상기 셀 검색이 완료된 후, 상기 비지상 네트워크의 셀에 관한 랜덤 액세스(Random Access: RA) 관련 정보를 상기 비지상 네트워크 노드로부터 수신하는 단계, 상기 비지상 네트워크의 셀에 관련된 RA 채널의 주파수 자원 영역을 기반으로 RA 프리앰블을 생성하는 단계, 및 상기 생성된 RA 프리앰블을 상기 비지상 네트워크 노드로 전송하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 RA 관련 정보는 지상 네트워크 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역의 시작점을 지시하는 제1 오프셋 정보와, 상기 비지상 네트워크 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역의 시작점을 지시하는 제2 오프셋 정보를 포함한다.

일 측면에서, 상기 비지상 네트워크 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역의 크기는, 상기 지상 네트워크 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역 보다 더 클 수 있다.

다른 측면에서, 상기 비지상 네트워크 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역은 복수의 영역으로 구분되고, 상기 RA 관련 정보는 상기 복수의 영역의 위치를 지시하는 정보를 더 포함할 수 있다.

또 다른 측면에서, 상기 RA 프리앰블의 인덱스는 상기 복수의 영역 중 미리 정해진 어느 하나의 영역에 매핑될 수 있다.

또 다른 측면에서, 상기 RA 관련 정보는, 상기 RA 프리앰블의 인덱스가 매핑되는 영역을 지시하는 정보를 더 포함할 수 있다.

또 다른 측면에서, 상기 RA 프리앰블의 인덱스는 인덱스 모듈러 연산에 기반하여 상기 복수의 영역 중 어느 하나의 영역에 매핑될 수 있다.

또 다른 측면에서, 상기 복수의 영역들 중 적어도 하나는 URLLC(Ultra Reliable Low Latency Communication) 패킷을 이용하는 단말 전용일 수 있다.

또 다른 측면에서, 상기 방법은 상기 생성된 RA 프리앰블의 전송에 대한 응답으로서, 상기 비지상 네트워크 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역에 기반하여 계산된 RA-RNTI(Random Access-Radio Network Temporary Identifier)로서 스크램블된 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 상기 비지상 네트워크 노드로부터 수신하는 단계, 및 상기 PDCCH에 의해 지시되는 랜덤 액세스 응답 메시지를 상기 비지상 네트워크 노드로부터 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 비지상 네트워크 시스템에서 기지국에 의한 초기 접속 수행 방법을 제공한다. 상기 방법은 비지상 네트워크의 셀 검색을 위해 동기 신호 블록(synchronization signal block : SSB)을 단말로 전송하는 단계, 상기 단말에 의한 셀 검색이 완료된 후, 상기 비지상 네트워크의 셀에 관한 랜덤 액세스(Random Access: RA) 관련 정보를 상기 단말로 전송하는 단계, 및 상기 비지상 네트워크의 셀에 관련된 RA 채널의 주파수 자원 영역을 기반으로 생성된 RA 프리앰블을 상기 단말로부터 수신하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 RA 관련 정보는 지상 네트워크 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역의 시작점을 지시하는 제1 오프셋 정보와, 상기 비지상 네트워크 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역의 시작점을 지시하는 제2 오프셋 정보를 포함할 수 있다.

또 다른 측면에서, 상기 방법은 상기 생성된 RA 프리앰블의 전송에 대한 응답으로서, 상기 비지상 네트워크 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역에 기반하여 계산된 RA-RNTI(Random Access-Radio Network Temporary Identifier)로서 스크램블된 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 상기 단말로 전송하는 단계, 및 상기 PDCCH에 의해 지시되는 랜덤 액세스 응답 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 비지상 네트워크 시스템에서 초기 접속을 수행하는 단말을 제공한다. 상기 단말은 비지상 네트워크의 노드로부터 전송되는 동기 신호 블록(synchronization signal block : SSB)에 기반하여 상기 비지상 네트워크의 셀 검색을 수행하고, 상기 비지상 네트워크의 셀에 관련된 랜덤 액세스(Random Access: RA) 채널의 주파수 자원 영역을 기반으로 RA 프리앰블을 생성하는 프로세서, 및 상기 셀 검색이 완료된 후 상기 비지상 네트워크의 셀에 관한 RA 관련 정보를 상기 비지상 네트워크 노드로부터 수신하고, 상기 비지상 네트워크의 셀에 관련된 RA 채널의 주파수 자원 영역을 기반으로 RA 프리앰블을 생성하며, 상기 생성된 RA 프리앰블을 상기 비지상 네트워크 노드로 전송하는 송수신부를 포함한다. 여기서 상기 RA 관련 정보는 지상 네트워크 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역의 시작점을 지시하는 제1 오프셋 정보와, 상기 비지상 네트워크 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역의 시작점을 지시하는 제2 오프셋 정보를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 비지상 네트워크 시스템에서 초기 접속을 수행하는 비지상 네트워크의 노드를 제공한다. 상기 노드는 동기 신호 블록(synchronization signal block : SSB)을 생성하고, 비지상 네트워크의 셀에 관한 랜덤 액세스(Random Access: RA) 관련 정보를 생성하는 프로세서, 및 상기 비지상 네트워크의 셀 검색을 위해 상기 SSB를 단말로 전송하고, 상기 단말에 의한 셀 검색이 완료된 후 상기 RRC 메시지를 상기 단말로 전송하며, 상기 비지상 네트워크의 셀에 관련된 RA 채널의 주파수 자원 영역을 기반으로 생성된 RA 프리앰블을 상기 단말로부터 수신하는 송수신부를 포함한다. 여기서 상기 RA 관련 정보는 지상 네트워크의 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역의 시작점을 지시하는 제1 오프셋 정보와, 상기 비지상 네트워크의 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역의 시작점을 지시하는 제2 오프셋 정보를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 서로 다른 셀 커버리지를 제공하는 복수의 기지국을 포함하는 이동통신 시스템에서 단말에 의한 초기 접속 수행방법을 제공한다. 상기 방법은 제1 기지국으로부터 전송되는 동기 신호 블록(synchronization signal block : SSB)에 기반하여 상기 제1 기지국의 셀 검색을 수행하는 단계, 상기 셀 검색이 완료된 후, 상기 제1 기지국의 셀과 겹치거나 인접한 제2 기지국의 셀에 관한 랜덤 액세스(Random Access: RA) 관련 정보를 상기 제1 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 제2 기지국의 셀에 관련된 RA 채널의 주파수 자원 영역을 기반으로 RA 프리앰블을 생성하는 단계, 및 상기 생성된 RA 프리앰블을 상기 제2 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다.

일 측면에서, 상기 제1 기지국은 지상 네트워크에 포함되고, 상기 제2 기지국은 비지상 네트워크에 포함될 수 있다.

다른 측면에서, 상기 제1 기지국은 비지상 네트워크에 포함되고, 상기 제2 기지국은 지상 네트워크에 포함될 수 있다.

다른 측면에서, 상기 제1 기지국과 상기 제2 기지국은 상기 단말에 대해 이중 연결(dual connnectivity : DC)을 지원할 수 있다.

다른 측면에서, 상기 RA 관련 정보는 시스템 정보 또는 RRC 메시지에 포함되어 전송될 수 있다.

비지상 네트워크 시스템에서 랜덤 액세스를 수행 시 성능 열화를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송 방법이 적용될 수 있는 NR 시스템을 나타내는 예시도이다.
도 3은 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술이 지원하는 자원 그리드를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술이 지원하는 대역폭 파트를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술에서의 동기 신호 블록을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술에서의 랜덤 액세스 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예가 적용될 수 있는 비지상 네트워크 구조의 다양한 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 증강된 PRACH 주파수 자원을 설명하는 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 증강된 PRACH 주파수 자원과 랜덤 액세스 프리앰블 그룹간의 매핑 관계를 도시한 것이다.
도 10a는 일 실시예에 따른 단말과 네트워크 노드 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10b는 다른 실시예에 따른 단말과 네트워크 노드 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10c는 다른 실시예에 따른 단말과 네트워크 노드 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 실시예가 구현되는 단말과 네트워크 노드를 나타낸다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

본 명세서에서 "제1", "제2", "A", "B" 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. 또한 "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

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.

본 명세서에서 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 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.

본 명세서에서 사용되는 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 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 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템(100)은 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)로 구성될 수 있다.

복수의 통신 노드들 각각은 적어도 하나의 통신 프로토콜을 지원할 수 있다. 예를 들어, 복수의 통신 노드들 각각은 CDMA(Code Division Multiple Access) 기반의 통신 프로토콜, WCDMA(Wideband CDMA) 기반의 통신 프로토콜, TDMA(Time Division Multiple Access) 기반의 통신 프로토콜, FDMA(Frequency Division Multiple Access) 기반의 통신 프로토콜, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기반의 통신 프로토콜, SC(Single Carrier)-FDMA 기반의 통신 프로토콜, NOMA(Non-Orthogonal Multiple Access) 기반의 통신 프로토콜, SDMA(space division multiple access) 기반의 통신 프로토콜 등을 지원할 수 있다.

무선 통신 시스템(100)은 복수의 기지국들(base stations)(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)과 복수의 단말들(user equipments)(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다.

제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 매크로 셀(macro cell)을 형성할 수 있다. 제4 기지국(120-1) 및 제5 기지국(120-2) 각각은 스몰 셀(small cell)을 형성할 수 있다. 제1 기지국(110-1)의 커버리지(coverage) 내에 제4 기지국(120-1), 제3 단말(130-3) 및 제4 단말(130-4)이 속할 수 있다. 제2 기지국(110-2)의 커버리지 내에 제2 단말(130-2), 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)이 속할 수 있다. 제3 기지국(110-3)의 커버리지 내에 제5 기지국(120-2), 제4단말(130-4), 제5 단말(130-5) 및 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다. 제4 기지국(120-1)의 커버리지 내에 제1 단말(130-1)이 속할 수 있다. 제5 기지국(120-2)의 커버리지 내에 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다.

여기서, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 노드B(NodeB), 고도화 노드B(evolved NodeB), 차세대 노드 B(next generation Node B, gNB), BTS(Base Transceiver Station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node), 노변 장치(road side unit, RSU), DU(Digital Unit), CDU(Cloud Digital Unit), RRH(Radio Remote Head), RU(Radio Unit), TP(Transmission Point), TRP(transmission and reception point), 중계 노드(relay node) 등으로 지칭될 수 있다. 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 터미널(terminal), 액세스 터미널(access terminal), 모바일 터미널(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 모바일 스테이션(mobile station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), 노드(node), 다바이스(device) 등으로 지칭될 수 있다.

복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 셀룰러(cellular) 통신(예를 들어, 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 LTE(long term evolution), LTE-A(advanced), NR(new Radio) 등)을 지원할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있고, 또는 동일한 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀(ideal backhaul) 또는 논(non)-아이디얼 백홀을 통해 서로 연결될 수 있고, 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 서로 정보를 교환할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 코어(core) 네트워크(미도시)와 연결될 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 코어 네트워크로부터 수신한 신호를 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)에 전송할 수 있고, 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)로부터 수신한 신호를 코어 네트워크에 전송할 수 있다.

복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 OFDMA 기반의 하향링크(downlink) 전송을 지원할 수 있고, SC-FDMA 기반의 상향링크(uplink) 전송을 지원할 수 있다. 또한, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 전송(예를 들어, SU(Single User)- MIMO, MU(Multi User)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(Coordinated Multipoint) 전송, 캐리어 어그리게이션(carrier aggregation) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 단말 간 직접(device to device, D2D) 통신(또는, ProSe(proximity services) 등을 지원할 수 있다. 여기서, 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)과 대응하는 동작 및/또는 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)에 의해 지원되는 동작을 수행할 수 있다.

예를 들어, 제2 기지국(110-2)은 SU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 SU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 또는, 제2 기지국(110-2)은 MU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 MU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 CoMP 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 CoMP 방식에 의해 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 자신의 커버리지 내에 속한 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)과 CA 방식을 기반으로 신호를 송수신할 수 있다.

제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 제4 단말(130-4)과 제5 단말(130-5) 간의 D2D 통신을 코디네이션(coordination)할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각의 코디네이션에 의해 D2D 통신을 수행할 수 있다.

이하에서, 통신 노드들 중에서 제1 통신 노드에서 수행되는 방법(예를 들어, 신호의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 신호의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 즉, 단말의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 기지국은 단말의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 기지국의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 단말은 기지국의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다.

또한 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.

최근에는 스마트폰(smartphone) 및 IoT(Internet of Things) 단말들의 보급이 빠르게 확산됨에 따라, 통신 망을 통해 주고받는 정보의 양이 증가하고 있다. 이에 따라, 차세대 무선 접속 기술에서는 기존의 통신 시스템(또는 기존의 무선 접속 기술(radio access technology))보다 더 많은 사용자들에게 더 빠른 서비스를 제공하는 환경(예: 향상된 이동 광대역 통신(enhanced mobile broadband communication))이 고려될 필요가 있다. 이를 위해, 다수의 기기들 및 사물(object)들을 연결하여 서비스를 제공하는 MTC(Machine Type Communication)을 고려하는 통신 시스템의 디자인이 논의되고 있다. 또한, 통신의 신뢰성(reliability) 및/또는 지연(latency)에 민감한 서비스(service) 및/또는 단말(terminal) 등을 고려하는 통신 시스템(예: URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication)의 디자인도 논의되고 있다.

이하 본 명세서에서, 설명의 편의를 위하여, 상기 차세대 무선 접속 기술은 New RAT(Radio Access Technology)으로 지칭되며, 상기 New RAT이 적용되는 무선 통신 시스템은 NR(New Radio) 시스템으로 지칭된다. 본 명세서에서 NR과 관련한 주파수, 프레임, 서브프레임, 자원, 자원블럭, 영역(region), 밴드, 서브밴드, 제어채널, 데이터채널, 동기신호, 각종 참조신호, 각종 신호 또는 각종 메시지는 과거 또는 현재 사용되는 의미 또는 장래 사용되는 다양한 의미로 해석될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 전송 방법이 적용될 수 있는 NR 시스템을 나타내는 예시도이다.

3GPP에서 표준화 작업 중에 있는 차세대 무선통신 기술인 NR은 LTE 대비 향상된 데이터 전송율을 제공하고, 세분화되고 구체화된 사용 시나리오(usage scenario) 별로 요구되는 다양한 QoS 요구사항(requirements)을 만족시킬 수 있는 무선 액세스 기술이다. 특히 NR의 대표적 사용 시나리오로서 eMBB(enhancement Mobile BroadBand), mMTC(massive MTC) 및 URLLC(Ultra Reliable and Low Latency Communications)가 정의되었다. 각각의 시나리오 별 요구사항을 만족하기 위한 방법으로서 LTE 대비 유연한(flexible) 프레임 구조(frame structure)가 제공된다. NR의 프레임 구조에서는 다중 서브캐리어(multiple subcarrier) 기반의 프레임 구조를 지원한다. 기본 서브캐리어 스페이싱(SubCarrier Spacing, SCS)는 15kHz가 되며, 15kHz*2^n으로 총 5 가지 SCS 종류를 지원한다.

도 2을 참조하면, NG-RAN(Next Generation-Radio Access Network)은 NG-RAN 사용자 평면(SDAP/PDCP/RLC/MAC/PHY) 및 UE(User Equipment)에 대한 제어 평면(RRC) 프로토콜 종단을 제공하는 gNB들로 구성된다. 여기서 NG-C는 NG-RAN과 5GC(5 Generation Core) 사이의 NG2 레퍼런스 포인트(reference point)에 사용되는 제어 평면 인터페이스를 나타낸다. NG-U는 NG-RAN과 5GC 사이의 NG3 레퍼런스 포인트에 사용되는 사용자 평면 인터페이스를 나타낸다.

gNB는 Xn 인터페이스를 통해 상호 연결되고, NG 인터페이스를 통해 5GC로 연결된다. 보다 구체적으로, gNB는 NG-C 인터페이스를 통해 AMF(Access and Mobility Management Function)로 연결되고, NG-U 인터페이스를 통해 UPF(User Plane Function)로 연결된다.

도 2의 NR 시스템에서는 다수의 뉴머롤로지(numerology)들이 지원될 수 있다. 여기서, 뉴머롤로지는 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)과 CP(Cyclic Prefix) 오버헤드에 의해 정의될 수 있다. 이 때, 다수의 서브캐리어 간격은 기본 서브캐리어 간격을 정수로 스케일링(scaling) 함으로써 유도될 수 있다. 또한, 매우 높은 반송파 주파수에서 매우 낮은 서브캐리어 간격이 이용되지 않는다고 가정될지라도, 이용되는 뉴머롤로지는 주파수 대역과 독립적으로 선택될 수 있다.

또한, NR 시스템에서는 다수의 뉴머롤로지에 따른 다양한 프레임 구조들이 지원될 수 있다.

NR에서는 하향링크 전송을 위해서 Cyclic prefix를 사용하는 CP-OFDM 웨이브 폼을 사용하고, 상향링크 전송을 위해서 CP-OFDM 또는 DFT-s-OFDM을 사용한다. OFDM 기술은 MIMO(Multiple Input Multiple Output)와 결합이 용이하며, 높은 주파수 효율과 함께 저 복잡도의 수신기를 사용할 수 있다는 장점을 가지고 있다.

한편, NR에서는 전술한 3가지 시나리오 별로 데이터 속도, 지연속도, 커버리지 등에 대한 요구가 서로 상이하기 때문에 임의의 NR 시스템을 구성하는 주파수 대역을 통해 각각의 시나리오 별 요구사항을 효율적으로 만족시킬 필요가 있다. 이를 위해서, 서로 다른 복수의 뉴머롤러지(numerology) 기반의 무선 자원을 효율적으로 멀티플렉싱(multiplexing)하기 위한 기술이 제안되었다.

구체적으로, NR 전송 뉴머롤러지는 서브캐리어 간격(sub-carrier spacing)과 CP(Cyclic prefix)에 기초하여 결정되며, 아래 표 1과 같이 15kHz를 기준으로 μ 값이 2의 지수 값으로 사용되어 지수적으로 변경된다.

서브캐리어 간격(kHz)	Cyclic prefix	Supported for data	Supported for synch
15	Normal	Yes	Yes
30	Normal	Yes	Yes
60	Normal,Extended	Yes	No
120	Normal	Yes	Yes
240	Normal	No	Yes

위 표 1과 같이 NR의 뉴머롤러지는 서브캐리어 간격에 따라 5가지로 구분될 수 있다. 이는 4G 통신 기술 중 하나인 LTE의 서브캐리어 간격이 15kHz로 고정되는 것과는 차이가 있다. 구체적으로, NR에서 데이터 전송을 위해서 사용되는 서브캐리어 간격은 15, 30, 60, 120kHz이고, 동기 신호 전송을 위해서 사용되는 서브캐리어 간격은 15, 30, 120, 240kHz이다. 또한, 확장 CP는 60kHz 서브캐리어 간격에만 적용된다. 한편, NR에서의 프레임 구조(frame structure)는 1ms의 동일한 길이를 가지는 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되는 10ms의 길이를 가지는 프레임(frame)이 정의된다. 하나의 프레임은 5ms의 하프 프레임으로 나뉠 수 있으며, 각 하프 프레임은 5개의 서브프레임을 포함한다. 15kHz 서브캐리어 간격의 경우에 하나의 서브프레임은 1개의 슬롯(slot)으로 구성되고, 각 슬롯은 14개의 OFDM 심볼(symbol)로 구성된다.

NR에서의 물리 자원(physical resource)과 관련하여, 안테나 포트(antenna port), 자원 그리드(resource grid), 자원 요소(resource element), 자원 블록(resource block), 대역폭 파트(bandwidth part) 등이 고려된다.

안테나 포트는 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널이 동일한 안테나 포트 상의 다른 심볼이 운반되는 채널로부터 추론될 수 있도록 정의된다. 하나의 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널의 광범위 특성(large-scale property)이 다른 안테나 포트 상의 심볼이 운반되는 채널로부터 추론될 수 있는 경우, 2 개의 안테나 포트는 QC/QCL(quasi co-located 혹은 quasi co-location) 관계에 있다고 할 수 있다. 여기에서, 광범위 특성은 지연 확산(Delay spread), 도플러 확산(Doppler spread), 주파수 시프트(Frequency shift), 평균 수신 파워(Average received power) 및 수신 타이밍(Received Timing) 중 하나 이상을 포함한다.

도 3은 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술이 지원하는 자원 그리드를 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 자원 그리드(Resource Grid)는 NR이 동일 캐리어에서 복수의 뉴머롤러지를 지원하기 때문에 각 뉴머롤러지에 따라 자원 그리드가 존재할 수 있다. 또한, 자원 그리드는 안테나 포트, 서브캐리어 간격, 전송 방향에 따라 존재할 수 있다.

자원 블록(resource block)은 12개의 서브캐리어로 구성되며, 주파수 도메인 상에서만 정의된다. 또한, 자원 요소(resource element)는 1개의 OFDM 심볼과 1개의 서브캐리어로 구성된다. 따라서, 도 3에서와 같이 하나의 자원 블록은 서브캐리어 간격에 따라 그 크기가 달라질 수 있다. 또한, NR에서는 자원 블록 그리드를 위한 공통 참조점 역할을 수행하는 "Point A"와 공통 자원 블록, 가상 자원 블록 등을 정의한다.

도 4는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술이 지원하는 대역폭 파트를 설명하기 위한 도면이다.

NR에서는 캐리어 대역폭이 20MHz로 고정된 LTE와 달리 서브캐리어 간격 별로 최대 캐리어 대역폭이 50MHz에서 400MHz로 설정된다. 따라서, 모든 단말이 이러한 캐리어 대역폭을 모두 사용하는 것을 가정하지 않는다. 이에 따라서 NR에서는 도 4에 도시된 바와 같이 캐리어 대역폭 내에서 대역폭 파트(BWP)를 지정하여 단말이 사용할 수 있다. 또한, 대역폭 파트는 하나의 뉴머롤러지와 연계되며 연속적인 공통 자원 블록의 서브 셋으로 구성되고, 시간에 따라 동적으로 활성화될 수 있다. 단말에는 상향링크 및 하향링크 각각 최대 4개의 대역폭 파트가 구성되고, 주어진 시간에 활성화된 대역폭 파트를 이용하여 데이터가 송수신된다.

페어드 스펙트럼(paired spectrum)의 경우 상향링크 및 하향링크 대역폭 파트가 독립적으로 설정되며, 언페어드 스펙트럼(unpaired spectrum)의 경우 하향링크와 상향링크 동작 간에 불필요한 주파수 리튜닝(re-tunning)을 방지하기 위해서 하향링크와 상향링크의 대역폭 파트가 중심 주파수를 공유할 수 있도록 쌍을 이루어 설정된다.

NR에서 단말은 기지국에 접속하여 통신을 수행하기 위해서 셀 검색 및 랜덤 액세스 절차를 수행한다.

셀 검색은 기지국이 전송하는 동기 신호 블록(SSB, Synchronization Signal Block)를 이용하여 단말이 해당 기지국의 셀에 동기를 맞추고, 물리계층 셀 ID를 획득하며, 시스템 정보를 획득하는 절차이다.

도 5는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술에서의 동기 신호 블록을 예시적으로 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, SSB는 각각 1개 심볼 및 127개 서브 캐리어를 점유하는 PSS(Primary Synchronization Signal) 및 SSS(Secondary Synchronization Signal) 및 3개의 OFDM 심볼 및 240 개의 서브캐리어에 걸쳐있는 PBCH로 구성된다.

단말은 시간 및 주파수 도메인에서 SSB를 모니터링하여 SSB를 수신한다.

SSB는 5ms 동안 최대 64번 전송될 수 있다. 다수의 SSB는 5ms 시간 내에서 서로 다른 전송 빔으로 전송되며, 단말은 전송에 사용되는 특정 하나의 빔을 기준으로 볼 때에는 20ms의 주기마다 SSB가 전송된다고 가정하고 검출을 수행한다. 5ms 시간 내에서 SSB 전송에 사용할 수 있는 빔의 개수는 주파수 대역이 높을수록 증가할 수 있다. 예를 들어, 3GHz 이하에서는 최대 4개의 SSB 빔 전송이 가능하며, 3~6GHz까지의 주파수 대역에서는 최대 8개, 6GHz 이상의 주파수 대역에서는 최대 64개의 서로 다른 빔을 사용하여 SSB를 전송할 수 있다.

SSB는 하나의 슬롯에 두 개가 포함되며, 서브캐리어 간격에 따라 슬롯 내에서의 시작 심볼과 반복 횟수가 결정된다.

한편, SSB는 종래 LTE의 SS와 달리 캐리어 대역폭의 센터 주파수에서 전송되지 않는다. 즉, SSB는 시스템 대역의 중심이 아닌 곳에서도 전송될 수 있고, 광대역 운영을 지원하는 경우 주파수 도메인 상에서 복수의 SSB가 전송될 수 있다. 이에 따라서, 단말은 SSB를 모니터링 하는 후보 주파수 위치인 동기 래스터(synchronization raster)를 이용하여 SSB를 모니터링 한다. 초기 접속을 위한 채널의 중심 주파수 위치 정보인 캐리어래스터(carrier raster)와 동기 래스터는 NR에서 새롭게 정의되었으며, 동기 래스터는 캐리어래스터에 비해서, 주파수 간격이 넓게 설정되어 있어서, 단말의 빠른 SSB 검색을 지원할 수 있다.

단말은 SSB의 PBCH를 통해서 MIB를 획득할 수 있다. MIB(Master Information Block)는 단말이 네트워크가 브로드캐스팅 하는 나머지 시스템 정보(RMSI, Remaining Minimum System Information)를 수신하기 위한 최소 정보를 포함한다. 또한, PBCH는 시간 도메인 상에서의 첫 번째 DM-RS 심볼의 위치에 대한 정보, SIB1을 단말이 모니터링하기 위한 정보(예를 들어, SIB1 뉴머롤러지 정보, SIB1 CORESET에 관련된 정보, 검색 공간 정보, PDCCH 관련 파라미터 정보 등), 공통 자원 블록과 SSB 사이의 오프셋 정보(캐리어 내에서의 절대 SSB의 위치는 SIB1을 통해서 전송) 등을 포함할 수 있다. 여기서, SIB1 뉴머롤러지 정보는 단말이 셀 검색 절차를 완료한 이후에 기지국에 접속하기 위한 랜덤 액세스 절차에서 사용되는 일부 메시지에서도 동일하게 적용된다. 예를 들어, 랜덤 액세스 절차를 위한 메시지 1 내지 4 중 적어도 하나에 SIB1의 뉴머롤러지 정보가 적용될 수 있다.

전술한 RMSI는 SIB1(System Information Block 1)을 의미할 수 있으며, SIB1은 셀에서 주기적으로(ex, 160ms) 브로드캐스팅 된다. SIB1은 단말이 초기 랜덤 액세스 절차를 수행하는데 필요한 정보를 포함하며, PDSCH를 통해서 주기적으로 전송된다. 단말이 SIB1을 수신하기 위해서는 PBCH를 통해서 SIB1 전송에 사용되는 뉴머롤러지 정보, SIB1의 스케줄링에 사용되는 CORESET(Control Resource Set) 정보를 수신해야 한다. 단말은 CORESET 내에서 SI-RNTI를 이용하여 SIB1에 대한 스케줄링 정보를 확인하고, 스케줄링 정보에 따라 SIB1을 PDSCH 상에서 획득한다. SIB1을 제외한 나머지 SIB들은 주기적으로 전송될 수도 있고, 단말의 요구에 따라 전송될 수도 있다.

도 6은 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술에서의 랜덤 액세스 절차를 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 셀 검색이 완료되면 단말은 기지국으로 랜덤 액세스를 위한 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다. 랜덤 액세스 프리앰블은 PRACH를 통해서 전송된다. 구체적으로, 랜덤 액세스 프리앰블은 주기적으로 반복되는 특정 슬롯에서 연속된 무선 자원으로 구성되는 PRACH를 통해서 기지국으로 전송된다. 일반적으로, 단말이 셀에 초기 접속하는 경우에 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 수행되며, 빔 실패 복구(BFR, Beam Failure Recovery)를 위해서 랜덤 액세스를 수행하는 경우에는 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 수행된다.

단말은 전송한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답을 수신한다. 랜덤 액세스 응답에는 랜덤 액세스 프리앰블식별자(ID), UL Grant (상향링크 무선자원), TC-RNTI(Temporary Cell - Radio Network Temporary Identifier) 그리고 TAC(Time Advance Command) 이 포함될 수 있다. 하나의 랜덤 액세스 응답에는 하나 이상의 단말들을 위한 랜덤 액세스 응답 정보가 포함될 수 있기 때문에, 랜덤 액세스 프리앰블식별자는 포함된 UL Grant, TC-RNTI 그리고 TAC가 어느 단말에게 유효한지를 알려주기 위하여 포함될 수 있다. 랜덤 액세스 프리앰블식별자는 기지국이 수신한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 식별자일 수 있다. TAC는 단말이 상향 링크 동기를 조정하기 위한 정보로서 포함될 수 있다. 랜덤 액세스 응답은 PDCCH상의 랜덤 액세스 식별자, 즉 RA-RNTI(Random Access - Radio Network Temporary Identifier)에 의해 지시될 수 있다.

유효한 랜덤 액세스 응답을 수신한 단말은 랜덤 액세스 응답에 포함된 정보를 처리하고, 기지국으로 스케줄링된 전송을 수행한다. 예를 들어, 단말은 TAC을 적용시키고, TC-RNTI를 저장한다. 또한, UL Grant를 이용하여, 단말의 버퍼에 저장된 데이터 또는 새롭게 생성된 데이터를 기지국으로 전송한다. 이 경우 단말을 식별할 수 있는 정보가 포함되어야 한다.

비지상 네트워크(Non-Terrestrial Network)

비지상 네트워크(Non-Terrestrial Network)란 HAPS(High Altitude Platform)과 같은 airborne vehicles 또는 위성과 같은 spaceborne vehicle을 사용하는 네트워크 또는 네트워크의 세그먼트를 나타낸다. 3GPP에서 정의하는 NTN에 따르면, 인공위성은 단말과 무선 통신으로 연결되어 단말에게 무선접속 서비스를 제공하는 하나의 네트워크 노드이다. 일 측면에서, NTN에서 인공위성은 지상 네트워크에서 기지국과 동일 또는 유사한 기능 및 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 단말의 입장에서 보면 인공위성은 또 하나의 기지국으로 인식될 수 있다. 그러한 측면에서, 본 명세서에 소개되는 인공위성은 넓은 의미에서 기지국에 포함되는 개념일 수 있다. 즉, 당업자는 기지국을 묘사하거나 기지국의 기능을 설명하는 실시예들로부터 기지국을 인공위성으로 치환된 형태의 실시예를 자명하게 도출할 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 그러한 실시예들을 명시적으로 개시하지 않더라도 그러한 실시예들은 본 명세서 및 본 발명의 기술적 사상의 범주에 해당한다.

3GPP에서는 전술한 위성 또는 항공 운송 차량을 이용하는 비지상 네트워크에서 NR 동작을 지원하는 기술에 대한 개발을 진행하고 있다. 그러나, 비지상 네트워크에서 기지국과 단말 간의 거리는 지상 기지국을 이용하는 지상 네트워크보다 길다. 이에 따라 매우 큰 라운드 트립 지연(RTD: Round Trip Delay)이 발생할 수 있다. 예를 들어, 고도 35,768km에 위치하는 GEO (Geostationary Earth Orbiting)를 사용하는 NTN 시나리오에서 RTD는 544.751ms이며, 고도 229km에 위치하는 HAPS를 사용하는 NTN 시나리오에서 RTD는 3.053ms인 것으로 알려져 있다. 또한, LEO (Low Earth Orbiting) 위성 시스템을 이용하는 NTN 시나리오에서의 RTD는 25.76ms까지 나타날 수 있다. 이와 같이, 비지상 네트워크에서 NR 프로토콜이 적용되는 통신 동작을 수행하기 위해서는 이러한 전파 지연 하에서도 기지국과 단말이 NR 동작을 수행할 수 있도록 지원하는 기술이 요구된다.

도 7은 일 실시예가 적용될 수 있는 비지상 네트워크 구조의 다양한 형태를 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 비지상 네트워크는 상공에 위치하는 장치를 이용하여 단말이 무선통신을 수행하는 구조로 설계될 수 있다. 일 예로, 비지상 네트워크는 710 구조와 같이 단말과 기지국(gNB) 사이에 위성 또는 항공 운송 장치가 위치하여 통신을 중계해주는 구조로 구현될 수 있다. 다른 예로, 비지상 네트워크는 720 구조와 같이, 기지국(gNB) 기능의 일부 또는 전부를 위성 또는 항공 운송 장치가 수행하여 단말과 통신을 수행하는 구조로 구현될 수도 있다. 또 다른 예로, 비지상 네트워크는 730 구조와 같이 릴레이 노드와 기지국(gNB) 사이에 위성 또는 항공 운송 장치가 위치하여 통신을 중계해주는 구조로 구현될 수 있다. 또 다른 예로, 비지상 네트워크는 740 구조와 같이, 기지국(gNB) 기능의 일부 또는 전부를 위성 또는 항공 운송 장치가 수행하여 릴레이 노드와 통신을 수행하는 구조로 구현될 수도 있다.

따라서, 본 명세서에서는 코어망과 연계되어 단말과 통신을 수행하는 구성을 네트워크 노드 또는 기지국으로 기재하여 설명하나, 이는 전술한 airborne vehicles 또는 spaceborne vehicle을 의미할 수 있다. 필요에 따라, 네트워크 노드 또는 기지국은 동일한 장치를 의미할 수도 있고, 비지상 네트워크 구조에 따라 서로 다른 장치를 구분하기 위해서 사용될 수도 있다.

즉, 네트워크 노드 또는 기지국은 비지상 네트워크 구조에서 단말과 데이터를 송수신하고, 단말의 접속 절차 및 데이터 송수신 절차를 제어하는 장치를 의미한다. 따라서, airborne vehicles 또는 spaceborne vehicle 장치가 기지국의 기능을 일부 또는 전부 수행하는 경우에 네트워크 노드 또는 기지국은 airborne vehicles 또는 spaceborne vehicle 장치를 의미할 수 있다. 이와 달리, airborne vehicles 또는 spaceborne vehicle가 별도의 지상 기지국의 신호를 중계해주는 역할을 수행하는 경우에 네트워크 노드 또는 기지국은 지상 기지국을 의미할 수도 있다.

이하에서 제공하는 각 실시예는 NR 기지국을 통해 NR 단말에 적용될 수도 있고, LTE 기지국을 통해 LTE 단말에 적용될 수 있다. 또한, 이하에서 제공하는 각 실시예는 5G 시스템(또는 5G Core Network)를 통해 연결된 eLTE 기지국에 연결하는 LTE 단말에 적용될 수 있고, LTE와 NR 무선연결을 동시에 제공하는 EN-DC(E-UTRA NR Dual Connectivity) 단말 또는 NE-DC (NR E-UTRA Dual Connectivity) 단말에 적용될 수도 있다.

비지상 네트워크에서의 랜덤 액세스 절차

NR에서 상향링크 동기 설정을 위해 단말은 네트워크 노드에 해당 RACH 기회(RACH occasion: RO)에 대해 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하며, 네트워크 노드는 랜덤 액세스 프리앰블을 수신 후 TA (timing advance) 추정을 통해 단말과의 동기 설정에 활용할 수 있다. 단말은 네트워크 노드와의 지연시간 차이에 따라 서로 다른 시간에 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하고, 네트워크 노드는 다수의 랜덤 액세스 프리앰블을 각각 검출하기 위해서 여러 시나리오에 따른 다양한 랜덤 액세스 프리앰블 포맷과 랜덤 액세스 프리앰블 모니터링 기간이 설정된다. NR 규격에서 가장 긴 랜덤 액세스 프리앰블 포맷은 0.68ms 정도의 단말 간 지연 차이를 수용할 수 있다. 그러나, NTN에서 최대지연차이는 10.3ms까지 커질 수 있으므로, 서로 다른 Preamble receiving window들이 겹치고, 네트워크 노드가 수신한 랜덤 액세스 프리앰블이 어느 RO에 대한 것인지 모호해지는 문제가 발생할 수 있다.

이 경우, 최대지연을 고려하여, 연속된 RACH 기회 간의 시간 간격을 적절히 크게 설계함으로써, 랜덤 액세스 프리앰블 수신의 모호성이 해결될 수 있다. 그러나, RACH 기회들 사이의 시간 간격이 늘어난 상황에서, 한 셀내에서 존재하는 모든 단말들이 여전히 하나의 RACH 기회 동안 한정된 개수(i.e. 64개)의 프리앰블 시퀀스를 이용하여 랜덤 액세스 절차를 수행해야 하므로, 결국 하나의 RACH 기회 동안 수용해야 하는 랜덤 액세스 프리앰블의 용량이 부족하게 된다. 게다가, 한 RACH 기회에서 제공되는 총 프리앰블 시퀀스들 중 일부는 비경쟁 기반(non-contention based) 랜덤 액세스를 위한 자원으로 할당되고, 나머지가 경쟁 기반 랜덤 액세스를 위한 프리앰블 시퀀스로 할당되기 때문에, 이러한 프리앰블 시퀀스 용량의 부족 현상을 가중시킨다. 이는 결국 초기 접속에 가장 중요한 랜덤 액세스 절차의 성능 열화를 야기하는 문제가 있으며, 따라서 이를 해결할 수 있는 방안이 요구된다.

증강된 PRACH 주파수 자원

일 실시예는, 하나의 RACH 기회에서 랜덤 액세스 프리앰블의 전송을 위해 할당된 주파수 자원(이하 PRACH 주파수 자원)을 확장, 증가 또는 추가하는 방법을 포함한다. 예를 들어, NTN 셀이 아닌 환경(예를 들어, TN 셀)에서 하나의 셀내에서 가용한 랜덤 액세스 프리앰블의 주파수 자원(예를 들어 1.08MHz)에 더하여, NTN 셀을 위해 사용되는 추가적인 주파수 자원을 제공한다.

일 측면에서, NTN을 위해 추가된 주파수 자원을 포함하는 PRACH 주파수 자원(이하 증강된(enhanced) PRACH 주파수 자원)은, 복수의 영역(또는 복수의 자원블록그룹)으로 구분될 수 있다.

도 8은 일 실시예에 따른 증강된 PRACH 주파수 자원을 설명하는 도면이다.

도 8을 참조하면, 단일 RACH 기회에서 하나의 셀 #k 내에서의 증강된 PRACH 주파수 자원은 FA(Frequency Area)0, FA1, FA2, FA3과 같이 구분된 복수의 영역들을 포함한다. 즉, NTN이 아닌 네트워크 노드(예컨대 TN 기지국)에서 설정된 PRACH 주파수 자원이 FA0이라면, NTN의 네트워크 노드(예컨대 위성)에서는 FA1 내지 FA3과 같이 PRACH 주파수 자원의 설정이 추가된다. 각 FA에는 동일한 수의 자원블록들이 포함될 수 있다.

여기서, 증강된 PRACH 주파수 자원을 4구간으로 정의한 것은 예시에 불과하며, 4구간보다 더 적게 또는 많게 정의될 수 있음은 물론이다. 또한 하나의 FA의 주파수 밴드 크기를 1.08MHz로 표시하였으나, 이 또한 예시이다.

한편, 이러한 증강된 PRACH 주파수 자원에 관한 정보는 셀 특정한 PRACH 설정 정보에 포함되거나, 단말에 특정한 다른 RRC 메시지에 포함되거나, 시스템 정보(예를 들어 SIB1 또는 SIB2)에 포함되어 네트워크 노드로부터 단말로 전송될 수 있다.

일 측면에서, 증강된 PRACH 주파수 자원에 관한 정보는, FA0, FA1, FA2, FA3의 구체적인 위치를 지시할 수 있다. 예를 들어, 증강된 PRACH 주파수 자원에 관한 정보는, FA0의 주파수 오프셋, FA1의 주파수 오프셋, FA2의 주파수 오프셋, FA3의 주파수 오프셋을 전부 지시할 수 있다. 증강된 PRACH 주파수 자원에 관한 정보는, FA0의 인덱스, FA1의 인덱스, FA2의 인덱스, FA3의 인덱스를 전부 지시할 수 있다. 이때, 각 FA의 대역폭은 모두 동일하게 설정된 것으로서, 셀(NTN의 셀, TN의 셀)마다 그 크기가 다를 수도 있다. 각 FA의 대역폭은 단말과 네트워크 노드 간에 미리 알고 있는 정보일 수도 있고, 상기 증강된 PRACH 주파수 자원에 관한 정보에 별도로 포함되는 정보일 수도 있다.

다른 측면에서, 증강된 PRACH 주파수 자원에 관한 정보는 셀마다 다를 수 있다. 예를 들어, 셀 #i에서 증강된 PRACH 주파수 자원은 FA0, FA2, FA4, FA6이고, 셀 #i와 인접한 셀 #j에서 증강된 PRACH 주파수 자원은 FA1, FA3, FA5, FA6과 같이 스케줄링 또는 설계될 수 있다.

증강된 PRACH 주파수 자원과 프리앰블 그룹 매핑

한편, 상기와 같은 증강된 PRACH 주파수 자원에 기반하여 단말이 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 방법은 도 9와 같다.

도 9는 일 실시예에 따른 증강된 PRACH 주파수 자원과 랜덤 액세스 프리앰블 그룹간의 매핑 관계를 도시한 것이다.

도 9를 참조하면, 셀 #k 내의 RACH 기회 #n에서 총 64개의 랜덤 액세스 프리앰블들은 FA의 수에 맞게 4개의 프리앰블 그룹으로 분류되고, 각 프리앰블 그룹은 특정한 FA에 매핑된다. 그리고, 단일 RACH 기회에서의 랜덤 액세스 프리앰블은 그것이 속한 그룹에 따라 상기 FA0, FA1, FA2, FA3 중 어느 하나의 영역을 통해 전송될 수 있다.

셀내 프리앰블 그룹과 FA간의 매핑 방법은 다음과 같은 실시예들을 포함할 수 있다.

일례로서, 랜덤 액세스 프리앰블 1번~16번은 제0 프리앰블 그룹에 속하고, 랜덤 액세스 프리앰블 17번~32번은 제1 프리앰블 그룹에 속하며, 랜덤 액세스 프리앰블 33번~48번은 제2 프리앰블 그룹에 속하고, 랜덤 액세스 프리앰블 49번~64번은 제3 프리앰블 그룹에 속하도록 설계될 수 있다. 그리고, 제0 프리앰블 그룹은 FA0에 매핑되고, 제1 프리앰블 그룹은 FA1에 매핑되며, 제2 프리앰블 그룹은 FA2에 매핑되고, 제3 프리앰블 그룹은 FA3에 매핑될 수 있다. 따라서, 단말이 랜덤하게 선택한 시퀀스에 의해 랜덤 액세스 프리앰블 18번을 생성하였다면, 그것은 제2 프리앰블 그룹에 속하므로 FA1를 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다. 그리고 동일한 셀에 속하는 서로 다른 단말들은 FA0, FA1, FA2, FA3 중 어느 하나의 FA를 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다. 네트워크 노드 또한 하나의 셀에 속하는 서로 다른 단말들로부터 FA0, FA1, FA2, FA3를 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 수신할 수 있다.

이러한 셀내 프리앰블 그룹과 FA간의 매핑 정보는 네트워크 노드와 단말간에 미리 알고 있는 정보일 수도 있고, 네트워크 노드가 단말에게 RRC 메시지(i.e. 시스템 정보 또는 PRACH 설정 정보)를 통해 전송해주는 정보일 수도 있다.

다른 예로서, 셀 #k 내의 RACH 기회 #n에서 각 FA에는 64개의 랜덤 액세스 프리앰블들이 포함될 수 있다. 즉, FA0, FA1, FA2, FA3은 각각 64개의 랜덤 액세스 프리앰블들을 포함할 수 있다. 이 경우, 1번~64번의 랜덤 액세스 프리앰블들이 제0 프리앰블 그룹으로서 FA0에 매핑되고, 65번~128번의 랜덤 액세스 프리앰블들이 제1 프리앰블 그룹으로서 FA1에 매핑되며, 129번~192번의 랜덤 액세스 프리앰블들이 제2 프리앰블 그룹으로서 FA2에 매핑되고, 193번~256번의 랜덤 액세스 프리앰블들이 제3 프리앰블 그룹으로서 FA3에 매핑될 수 있다.

그리고 동일한 셀에 속하는 서로 다른 단말들은 FA0, FA1, FA2, FA3 중 어느 하나의 FA를 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다. 네트워크 노드 또한 하나의 셀에 속하는 서로 다른 단말들로부터 FA0, FA1, FA2, FA3를 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 수신할 수 있다.

또 다른 예로서, 프리앰블 그룹과 FA간의 매핑은 프리앰블 시퀀스 또는 프리앰블 인덱스에 기반한 모듈러 연산을 통해 결정될 수 있다. 상기 모듈러 연산은 단말과 네트워크 노드가 모두 수행하는 동작에 해당할 수 있다. 예를 들어, 모듈러 연산은 다음의 수학식과 같이 정의될 수 있다.

수학식 1을 참조하면, 총 4개의 FA가 존재하고 랜덤 액세스 프리앰블 인덱스가 20인 경우, 모듈러 연산 결과는 0이므로 20번 랜덤 액세스 프리앰블은 FA0을 통해 전송된다. 이와 같이 단말은 모듈러 연산을 통해 각 랜덤 액세스 프리앰블이 전송될 FA를 결정할 수 있다.

이 밖에도, 다수의 단말의 랜덤 액세스시 충돌 가능성을 좀 더 낮추기 위해, 단말이 고유 ID 정보에 기반하여 랜덤 시퀀스를 선택하도록 구성될 수 있다.

또 다른 예로서, 증강된 PRACH 주파수 자원에 기반한 랜덤 액세스 수행 시, 네트워크 노드는 비경합 기반(contention-free-based) 랜덤 액세스를 수행하는 단말에게는 다른 단말과는 다른 전용의(dedicated) RACH 기회를 부여할 수 있다. 여기서, 비경합 기반의 랜덤 액세스를 수행하는 단말은 예를 들어 TN 네트워크 노드에서 NTN 네트워크 노드로의 핸드오버 또는 그 반대로의 핸드오버를 수행하는 단말을 포함할 수 있다. 또는, 비경합 기반의 랜덤 액세스를 수행하는 단말은 URLLC 패킷의 송수신을 수행하는 단말을 포함할 수 있다. 이러한 특정 단말의 그룹에 전용의 RACH 기회를 부여하기 위해, 네트워크 노드는 증강된 PRACH 주파수 자원들 중 특정 FA를 상기 특정 단말의 그룹에 전용으로 할당할 수 있다. 이 경우, 네트워크 노드는 RA 관련 정보 내에서 msg1-FDM과 msg1-FrequencyStart 값을 모두 다르게 설정하여 상기 특정 단말의 그룹에게 전송한다.

증강된 PRACH 자원과 RA-RNTI

도 6에서 설명된 바와 같이, 네트워크 노드에 의해 전송되는 랜덤 액세스 응답 메시지(msg2)은 PDCCH상의 랜덤 액세스 식별자, 즉 RA-RNTI에 의해 지시된다. 이러한 RA-RNTI는 다음의 수학식에 의해 계산될 수 있다.

수학식 2를 참조하면, s_id는 PRACH의 첫 OFDM 심볼의 인덱스이고, t_id는 시스템 프레임 내에서 PRACH의 첫번째 슬롯이며, f_id는 주파수 영역에서 PRACH의 인덱스이고, ul_carrier_id는 랜덤 액세스 프리앰블의 전송을 위해 사용되는 상향링크 캐리어의 인덱스이다.

여기서, f_id는 본 실시예에 따른 FA의 인덱스 또는 FA의 주파수 오프셋과 연관될 수 있다. 그런데, 본 실시예에 따른 증강된 PRACH 주파수 자원에 따르면, 수학식 2에서의 f_id는 그 범위가 수정될 수 있다. 예를 들어, NR 시스템에서 0≤f_id＜8이고, LTE 시스템에서 0≤f_id＜6인 반면, 본 실시예에 따른 NTN 시스템에서 0≤f_id＜(9 ~15)로 정의될 수 있다.

RA-RNTI의 계산에 사용되는 f_id에 관한 범위가 셀 또는 시스템마다 달리 설정되어야 할 수 있으므로, 네트워크 노드는 통신 시스템 또는 버전에 따라 다른 범위의 f_id들이 적용되어야 함을 지시하는 정보를 단말로 전송할 수 있다. 예를 들어, 시스템마다 다른 파라미터(f, f', f")를 추가로 두어 i) default 제1 시스템 (0≤f_id ＜ 8), ii) 제2 시스템 (0≤f'_id ＜ 9), iii) 제3 시스템 (0≤f"_id ＜ 16) 등으로 달리 설정하고, NTN 전용으로 ii), iii)를 선택적으로 운용할 수 있다.

단말과 네트워크 노드는 모두 상기와 같은 f_id의 설정을 기반으로 RA-RNTI를 계산하는 동작을 수행할 수 있다. 즉, 단말은 특정한 FA를 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 네트워크 노드로 전송한 뒤, 네트워크 노드로부터 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하기 의해 상기 FA를 기반으로 RA-RNTI를 계산할 수 있다. 또한, 네트워크 노드는 상기 단말로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 수신한 뒤, 해당 FA를 기반으로 RA-RNTI를 계산하고, 계산된 RA-RNTI로서 스크램블된 PDCCH를 생성하여 단말로 전송할 수 있다.

도 10a는 일 실시예에 따른 단말과 네트워크 노드 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 10a를 참조하면, 비지상 네트워크(Non-Terrestrial Network)를 이용하여 통신을 수행하는 기지국은 비지상 네트워크 셀의 랜덤 액세스(RA) 관련 정보를 단말로 전송한다(S1010). 일례로서, RA 관련 정보는 루트 시퀀스 인덱스 필드, PRACH 설정 인덱스(index) 필드, PRACH 주파수 오프셋 필드를 포함할 수 있다. RA 관련 정보는 시스템 정보 또는 RRC 메시지에 포함되어 전송될 수 있다.

일 측면에서, RA 관련 정보는 랜덤 액세스 프리앰블의 전송을 위해 할당되는 주파수 영역의 크기(또는 자원블록의 개수) 필드를 포함할 수 있다.

다른 측면에서, RA 관련 정보는 증강된 PRACH 주파수 자원에 관한 정보를 더 포함할 수 있다.

또 다른 측면에서, 프리앰블 그룹과 FA간의 매핑 정보를 더 포함할 수 있다.

단말은 비지상 네트워크 셀에서 증강된 PRACH 주파수 자원 중 FA #x를 이용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 네트워크 노드로 전송한다(S1020). 예를 들어, 단말은 시스템 정보를 수신한 이후에 비지상 네트워크 셀에 접속하기 위해서 랜덤 액세스 절차를 수행할 수 있다. 이때, 단말은 RA 관련 정보를 이용하여 일정 개수의 프리앰블 중 하나를 선택하여 전송할 수 있다.

이후, 단말과 기지국은 전술된 수학식 2에 따른 RA-RNTI를 계산한다. 그리고 네트워크 노드는 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답 정보를 포함하는 랜덤 액세스 응답 메시지를 단말로 전송한다(S1030). 예를 들어, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블 전송 자원정보에 기초하여 설정되는 랜덤 액세스 응답 윈도우 내에서 랜덤 액세스 응답 메시지의 수신 여부를 모니터링한다. 만약, 랜덤 액세스 응답 윈도우 내에서 랜덤 액세스 프리앰블 전송과 관련된 임시 식별자로 식별되는 랜덤 액세스 응답 메시지가 수신되면, 단말은 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신한다.

이후, 단말은 RRC 연결을 요청하는 요청 정보를 포함하는 MSG 3를 전송한다(S1040). 예를 들어, MSG 3는 상향링크 전송을 위해서 요구되는 무선자원 할당을 요청하는 정보가 포함될 수 있다.

도 10b 및 도 10c는 다른 실시예에 따른 단말과 네트워크 노드 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 10b 및 도 10c는 TN 셀과 NTN 셀이 적어도 일부 겹치는 환경(예컨대 TN과 NTN Dual Connectivity(DC) 상황 또는 TN에서 NTN 커버리지로 핸드오버의 상황)에서 TN과 NTN이 연계되는 랜덤 액세스 관련 절차 또는 시그널링에 관한 것이다.

본 명세서에서는 다양한 DC 시나리오가 가능하다. 일례로서, DC는 TN 기지국이 마스터 노드로서 TN 셀을 제공하고, NTN 기지국이 세컨더리 노드로서 NTN 셀을 제공하는 경우를 포함할 수 있다. 다른 예로서, DC는 NTN 기지국이 마스터 노드로서 NTN 셀을 제공하고, TN 기지국이 세컨더리 노드로서 TN 셀을 제공하는 경우를 포함할 수 있다.

본 명세서에 따른 DC에서는 NTN 셀의 커버리지가 TN 셀의 커버리지를 포함할 수도 있고, 일부 겹칠 수도 있다.또한, 본 명세서에서 TN 기지국은 E-UTRA를 지원하는 eNodeB를 포함하고, NTN 기지국은 NR을 지원하는 gNodeB를 포함할 수 있다.

도 10b를 참조하면, TN 기지국은 NTN 셀에 관한 RA 관련 정보를 단말로 전송한다(S1011). 단계 S1011은, 예를 들어 TN 기지국이 DC에 기반하여 NTN 셀을 제공하는 다른 NTN 기지국과 협력하여 단말과 통신하는 환경에서 수행될 수 있다. 이 경우 상기 NTN 셀은 TN 셀에 인접하거나 TN 셀을 포함할 수 있다. 또는, 단계 S1011은, 예를 들어 단말이 TN 셀에서 NTN 셀로의 핸드오버하는 환경에서 수행될 수도 있다.

단계 S1011에서, RA 관련 정보는 RRC 메시지에 포함되어 전송될 수도 있고, 시스템 정보에 포함되어 전송될 수도 있다.

단계 S1011에서, 단말은 NTN 셀에 관한 RA 관련 정보를 TN 기지국으로부터 수신한다. DC 환경에서, 단말은 TN 기지국과 NTN 기지국에 동시에 연결되지만 NTN 셀에 관한 RA 관련 정보는 NTN 기지국이 아닌 TN 기지국으로부터 수신한다. 또는, 단말은 TN 셀에서 NTN 셀로의 핸드오버 이전에 NTN 셀에 관한 RA 관련 정보를 RRC 메시지를 통해 TN 기지국으로부터 미리 수신함으로써 핸드오버를 보다 용이하게 수행할 수 있다.

RA 관련 정보는 루트 시퀀스 인덱스 필드, PRACH 설정 인덱스(index) 필드, PRACH 주파수 오프셋 필드를 포함할 수 있다.

다른 측면에서, RA 관련 정보는 NTN 셀을 위한 증강된 PRACH 주파수 자원에 관한 정보를 더 포함할 수 있다.

단말은 NTN 셀에서 증강된 PRACH 주파수 자원 중 FA #x를 이용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 NTN 기지국으로 전송한다(S1021). 예를 들어, 단말은 RA 관련 정보를 수신한 이후에 NTN 셀에 접속하기 위해서 랜덤 액세스 절차를 수행할 수 있다. 이때, 단말은 RA 관련 정보를 이용하여 일정 개수의 프리앰블 중 하나를 선택하여 전송할 수 있다.

이후, 단말과 NTN 기지국은 전술된 수학식 2에 따른 RA-RNTI를 계산한다. 그리고 NTN 기지국은 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답 정보를 포함하는 랜덤 액세스 응답 메시지를 단말로 전송한다(S1031). 예를 들어, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블 전송 자원정보에 기초하여 설정되는 랜덤 액세스 응답 윈도우 내에서 랜덤 액세스 응답 메시지의 수신 여부를 모니터링한다. 만약, 랜덤 액세스 응답 윈도우 내에서 랜덤 액세스 프리앰블 전송과 관련된 임시 식별자로 식별되는 랜덤 액세스 응답 메시지가 수신되면, 단말은 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신한다.

이후, 단말은 RRC 연결을 요청하는 요청 정보를 포함하는 MSG 3를 NTN 기지국으로 전송한다(S1041). 예를 들어, MSG 3는 상향링크 전송을 위해서 요구되는 무선자원 할당을 요청하는 정보가 포함될 수 있다.

도 10c를 참조하면, NTN 기지국은 TN 셀에 관한 RA 관련 정보를 단말로 전송한다(S1012). 단계 S1012는, 예를 들어 NTN 기지국이 DC에 기반하여 TN 셀을 제공하는 다른 TN 기지국과 협력하여 단말과 통신하는 환경에서 수행될 수 있다. 이 경우 상기 NTN 셀은 TN 셀에 인접하거나 TN 셀을 포함할 수 있다. 또는, 단계 S1012는, 예를 들어 단말이 NTN 셀에서 TN 셀로의 핸드오버하는 환경에서 수행될 수도 있다.

단계 S1012에서, RA 관련 정보는 RRC 메시지에 포함되어 전송될 수도 있고, 시스템 정보에 포함되어 전송될 수도 있다.

단계 S1012에서, 단말은 TN 셀에 관한 RA 관련 정보를 NTN 기지국으로부터 수신한다. DC 환경에서, 단말은 NTN 기지국과 TN 기지국에 동시에 연결되지만 TN 셀에 관한 RA 관련 정보는 TN 기지국이 아닌 NTN 기지국으로부터 수신한다. 또는, 단말은 NTN 셀에서 TN 셀로의 핸드오버 이전에 TN 셀에 관한 RA 관련 정보를 RRC 메시지를 통해 NTN 기지국으로부터 미리 수신함으로써 핸드오버를 보다 용이하게 수행할 수 있다.

다른 측면에서, RA 관련 정보는 TN 셀을 위한 PRACH 주파수 자원에 관한 정보를 더 포함할 수 있다.

단말은 TN 셀에서 PRACH 주파수 자원 중 FA #x를 이용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 TN 기지국으로 전송한다(S1022). 예를 들어, 단말은 RA 관련 정보를 수신한 이후에 TN 셀에 접속하기 위해서 랜덤 액세스 절차를 수행할 수 있다. 이때, 단말은 RA 관련 정보를 이용하여 일정 개수의 프리앰블 중 하나를 선택하여 전송할 수 있다.

이후, 단말과 TN 기지국은 전술된 수학식 2에 따른 RA-RNTI를 계산한다. 그리고 TN 기지국은 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답 정보를 포함하는 랜덤 액세스 응답 메시지를 단말로 전송한다(S1032). 예를 들어, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블 전송 자원정보에 기초하여 설정되는 랜덤 액세스 응답 윈도우 내에서 랜덤 액세스 응답 메시지의 수신 여부를 모니터링한다. 만약, 랜덤 액세스 응답 윈도우 내에서 랜덤 액세스 프리앰블 전송과 관련된 임시 식별자로 식별되는 랜덤 액세스 응답 메시지가 수신되면, 단말은 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신한다.

이후, 단말은 RRC 연결을 요청하는 요청 정보를 포함하는 MSG 3를 TN 기지국으로 전송한다(S1042). 예를 들어, MSG 3는 상향링크 전송을 위해서 요구되는 무선자원 할당을 요청하는 정보가 포함될 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예가 구현되는 단말과 네트워크 노드를 나타낸다.

도 11을 참조하면, 단말(1100)은 프로세서(processor; 1110), 메모리(memory; 1120) 및 송수신부(1130)를 포함한다. 프로세서(1110)는 본 명세서에서 설명된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현하도록 구성될 수 있다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1110)에서 구현될 수 있다.

프로세서(1110)는 본 명세서에서 설명된 단말의 기능, 과정 및/또는 방법을 구현하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 단말에 관한 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1110)에서 구현될 수 있다.

메모리(1120)는 프로세서(1110)와 연결되어, 프로세서(1110)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신부(1130)는 프로세서(1110)와 연결되어, 네트워크 노드(1200)로 무선 신호를 전송하거나, 네트워크 노드(1200)로부터 무선 신호를 수신한다.

네트워크 노드(1200)는 프로세서(1210), 메모리(1220) 및 송수신부(1230)를 포함한다. 본 실시예에서 네트워크 노드(1200)는 비지상 네트워크의 노드로서, 본 명세서에 따른 무선접속절차를 수행하는 인공 위성을 포함할 수 있다. 또는, 본 실시예에서 네트워크 노드(1200)는 지상 네트워크의 노드로서, 본 명세서에 따른 무선접속절차를 수행하는 기지국을 포함할 수 있다.

프로세서(1210)는 본 명세서에서 설명된 네트워크 노드 또는 기지국의 기능, 과정 및/또는 방법을 구현하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 네트워크 노드 또는 기지국에 관한 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1210)에서 구현될 수 있다. 메모리(1220)는 프로세서(1210)와 연결되어, 프로세서(1210)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신부(1230)는 프로세서(1210)와 연결되어, 단말(1100)로 무선 신호를 전송하거나, 단말(1100)로부터 무선 신호를 수신한다.

프로세서(1110, 1210)은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(1120, 1220)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래시 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 송수신부(1130, 1230)는 무선 주파수 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(1120, 1220)에 저장되고, 프로세서(1110, 1210)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(1120, 1220)는 프로세서(1110, 1210) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1110, 1210)와 연결될 수 있다.

상술한 예시적인 시스템에서, 상술된 본 발명의 특징에 따라 구현될 수 있는 방법들은 순서도를 기초로 설명되었다. 편의상 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로 설명되었으나, 청구된 본 발명의 특징은 단계들 또는 블록들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 다른 단계와 상술한 바와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 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.

Claims

비지상 네트워크 시스템에서 단말에 의한 초기 접속 수행방법으로서,
비지상 네트워크의 노드로부터 전송되는 동기 신호 블록(synchronization signal block : SSB)에 기반하여 상기 비지상 네트워크의 셀 검색을 수행하는 단계;
상기 셀 검색이 완료된 후, 상기 비지상 네트워크의 셀에 관한 랜덤 액세스(Random Access: RA) 관련 정보를 상기 비지상 네트워크 노드로부터 수신하는 단계;
상기 비지상 네트워크의 셀에 관련된 RA 채널의 주파수 자원 영역을 기반으로 RA 프리앰블을 생성하는 단계; 및
상기 생성된 RA 프리앰블을 상기 비지상 네트워크의 노드로 전송하는 단계를 포함하되,
상기 RA 관련 정보는 지상 네트워크의 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역의 시작점을 지시하는 제1 오프셋 정보와, 상기 비지상 네트워크의 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역의 시작점을 지시하는 제2 오프셋 정보를 포함함을 특징으로 하는, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 비지상 네트워크의 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역의 크기는, 상기 지상 네트워크의 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역 보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 비지상 네트워크의 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역은 복수의 영역으로 구분되고,
상기 RA 관련 정보는 상기 복수의 영역의 위치를 지시하는 정보를 더 포함함을 특징으로 하는, 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 RA 프리앰블의 인덱스는 상기 복수의 영역 중 미리 정해진 어느 하나의 영역에 매핑되는 것을 특징으로 하는, 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 RA 관련 정보는,
상기 RA 프리앰블의 인덱스가 매핑되는 영역을 지시하는 정보를 더 포함함을 특징으로 하는, 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 RA 프리앰블의 인덱스는 인덱스 모듈러 연산에 기반하여 상기 복수의 영역 중 어느 하나의 영역에 매핑되는 것을 특징으로 하는, 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 복수의 영역들 중 적어도 하나는 URLLC(Ultra Reliable Low Latency Communication) 패킷을 이용하는 단말 전용인 것을 특징으로 하는, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 생성된 RA 프리앰블의 전송에 대한 응답으로, 상기 비지상 네트워크의 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역에 기반하여 계산된 RA-RNTI(Random Access-Radio Network Temporary Identifier)로서 스크램블된 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 상기 비지상 네트워크의 노드로부터 수신하는 단계; 및
상기 PDCCH에 의해 지시되는 랜덤 액세스 응답 메시지를 상기 비지상 네트워크의 노드로부터 수신하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 RA 관련 정보는 시스템 정보 또는 RRC 메시지에 포함되어 전송됨을 특징으로 하는, 방법.
비지상 네트워크 시스템에서 기지국에 의한 초기 접속 수행 방법으로서,
비지상 네트워크의 셀 검색을 위해 동기 신호 블록(synchronization signal block : SSB)을 단말로 전송하는 단계;
상기 단말에 의한 셀 검색이 완료된 후, 상기 비지상 네트워크의 셀에 관한 랜덤 액세스(Random Access: RA) 관련 정보를 상기 단말로 전송하는 단계; 및
상기 비지상 네트워크의 셀에 관련된 RA 채널의 주파수 자원 영역을 기반으로 생성된 RA 프리앰블을 상기 단말로부터 수신하는 단계를 포함하되,
상기 RA 관련 정보는 지상 네트워크의 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역의 시작점을 지시하는 제1 오프셋 정보와, 상기 비지상 네트워크의 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역의 시작점을 지시하는 제2 오프셋 정보를 포함함을 특징으로 하는, 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 비지상 네트워크의 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역의 크기는, 상기 지상 네트워크의 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역 보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 비지상 네트워크의 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역은 복수의 영역으로 구분되고,
상기 RA 관련 정보는 상기 복수의 영역의 위치를 지시하는 정보를 더 포함함을 특징으로 하는, 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 RA 프리앰블의 인덱스는 상기 복수의 영역 중 미리 정해진 어느 하나의 영역에 매핑되는 것을 특징으로 하는, 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 RA 관련 정보는,
상기 RA 프리앰블의 인덱스가 매핑되는 영역을 지시하는 정보를 더 포함함을 특징으로 하는, 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 RA 프리앰블의 인덱스는 인덱스 모듈러 연산에 기반하여 상기 복수의 영역 중 어느 하나의 영역에 매핑되는 것을 특징으로 하는, 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 복수의 영역들 중 적어도 하나는 URLLC(Ultra Reliable Low Latency Communication) 패킷을 이용하는 단말 전용인 것을 특징으로 하는, 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 생성된 RA 프리앰블의 전송에 대한 응답으로서, 상기 비지상 네트워크의 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역에 기반하여 계산된 RA-RNTI(Random Access-Radio Network Temporary Identifier)로서 스크램블된 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)를 상기 단말로 전송하는 단계; 및
상기 PDCCH에 의해 지시되는 랜덤 액세스 응답 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는, 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 RA 관련 정보는 시스템 정보 또는 RRC 메시지에 포함되어 전송됨을 특징으로 하는, 방법.
비지상 네트워크 시스템에서 초기 접속을 수행하는 단말로서,
비지상 네트워크의 노드로부터 전송되는 동기 신호 블록(synchronization signal block : SSB)에 기반하여 상기 비지상 네트워크의 셀 검색을 수행하고, 상기 비지상 네트워크의 셀에 관련된 랜덤 액세스(Random Access: RA) 채널의 주파수 자원 영역을 기반으로 RA 프리앰블을 생성하는 프로세서; 및
상기 셀 검색이 완료된 후 상기 비지상 네트워크의 셀에 관한 RA 관련 정보를 상기 비지상 네트워크 노드로부터 수신하고, 상기 비지상 네트워크의 셀에 관련된 RA 채널의 주파수 자원 영역을 기반으로 RA 프리앰블을 생성하며, 상기 생성된 RA 프리앰블을 상기 비지상 네트워크 노드로 전송하는 송수신부를 포함하되,
상기 RA 관련 정보는 지상 네트워크 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역의 시작점을 지시하는 제1 오프셋 정보와, 상기 비지상 네트워크 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역의 시작점을 지시하는 제2 오프셋 정보를 포함함을 특징으로 하는, 단말.
비지상 네트워크 시스템에서 초기 접속을 수행하는 비지상 네트워크의 노드로서,
동기 신호 블록(synchronization signal block : SSB)을 생성하고, 비지상 네트워크의 셀에 관한 랜덤 액세스(Random Access: RA) 관련 정보를 생성하는 프로세서; 및
상기 비지상 네트워크의 셀 검색을 위해 상기 SSB를 단말로 전송하고, 상기 단말에 의한 셀 검색이 완료된 후 상기 RRC 메시지를 상기 단말로 전송하며, 상기 비지상 네트워크의 셀에 관련된 RA 채널의 주파수 자원 영역을 기반으로 생성된 RA 프리앰블을 상기 단말로부터 수신하는 송수신부를 포함하되,
상기 RA 관련 정보는 지상 네트워크의 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역의 시작점을 지시하는 제1 오프셋 정보와, 상기 비지상 네트워크의 셀에 관한 RA 채널의 주파수 자원 영역의 시작점을 지시하는 제2 오프셋 정보를 포함함을 특징으로 하는, 비지상 네트워크의 노드.
서로 다른 셀 커버리지를 제공하는 복수의 기지국을 포함하는 이동통신 시스템에서 단말에 의한 초기 접속 수행방법으로서,
제1 기지국으로부터 전송되는 동기 신호 블록(synchronization signal block : SSB)에 기반하여 상기 제1 기지국의 셀 검색을 수행하는 단계;
상기 셀 검색이 완료된 후, 상기 제1 기지국의 셀과 겹치거나 인접한 제2 기지국의 셀에 관한 랜덤 액세스(Random Access: RA) 관련 정보를 상기 제1 기지국으로부터 수신하는 단계;
상기 제2 기지국의 셀에 관련된 RA 채널의 주파수 자원 영역을 기반으로 RA 프리앰블을 생성하는 단계; 및
상기 생성된 RA 프리앰블을 상기 제2 기지국으로 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 하는, 방법.
제 21 항에 있어서,
상기 제1 기지국은 지상 네트워크에 포함되고, 상기 제2 기지국은 비지상 네트워크에 포함되는 것을 특징으로 하는, 방법.
제 21 항에 있어서,
상기 제1 기지국은 비지상 네트워크에 포함되고, 상기 제2 기지국은 지상 네트워크에 포함되는 것을 특징으로 하는, 방법.
제 21 항에 있어서,
상기 제1 기지국과 상기 제2 기지국은 상기 단말에 대해 이중 연결(dual connnectivity : DC)을 지원하는 것을 특징으로 하는, 방법.
제 21 항에 있어서,
상기 RA 관련 정보는 시스템 정보 또는 RRC 메시지에 포함되어 전송됨을 특징으로 하는, 방법.