KR20220000814A

KR20220000814A - 장거리 통신을 위한 랜덤 액세스 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20220000814A
Application number: KR1020210075202A
Authority: KR
Inventors: 김지형
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2020-06-26
Filing date: 2021-06-10
Publication date: 2022-01-04

Abstract

장거리 통신을 위한 단말의 랜덤 액세스 방법은 기지국으로부터 랜덤 액세스를 위한 설정 정보를 수신하는 단계; 상기 단말이 GNSS 기능을 구비하고 있는지 여부를 판단하는 단계; 상기 단말의 GNSS 기능 구비 여부에 따라서, 상기 랜덤 액세스를 위한 설정 정보에서 상기 단말에게 필요한 RACH 기회 설정 정보를 판단하는 단계; 및 상기 RACH 기회 설정 정보에 기초하여 자신에게 할당된 RACH 기회(들)을 판단하고, 상기 RACH 기회(들) 중에서 선택된 SSB에 연관된 RACH 기회를 이용하여 랜덤 액세스 절차를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

장거리 통신을 위한 랜덤 액세스 방법 및 장치{Random access Method and apparatus for long-distance communication}

본 발명은 장거리 통신을 위한 랜덤 액세스(random access) 방법 및 장치에 관한 것이다.

산악지역, 사막지역, 도서지역 및 해양 등 셀룰러 음영지역과 지진, 해일 및 전쟁 등 각종 재난에 따른 지상망 붕괴 지역에서 발생할 수 있는 통신 두절에 대비한 이동 위성통신 기술의 개발이 필요하다. 재난, 재해로 인해 지상망이 붕괴되었을 때에도 위성통신망은 유지되므로 재난, 재해가 발생한 지역이 외부와 단절되지 않고 연결되어 개개인의 생존과 안전의 유지를 가능하게 한다.

또한, 통신 인프라가 없는 산간, 오지 등과 같이, 종래에는 통신이 불가능하였던 지역에도 이동통신 서비스를 제공하는, 초연결 사회의 구축을 위해서도 이동 위성통신 기술의 필요성이 높아 지고 있다.

3GPP(3rd generation partnership project)에서는 5G NR(new radio) 기술에 기반하여, 비지상(non-terrestrial) 기지국(예를 들어, 위성 기지국 또는 비행선 등의 비행 플랫폼(airborne platform)을 이용하는 기지국)을 이용하는 NTN(non-terrestrial network)의 표준화를 진행 중에 있다.

비지상네트워크는 지상통신과 비교하여 상대적으로 긴 왕복 지연시간(round trip time delay)과 높은 도플러 시프트 환경을 가지므로 이에 대한 솔루션 개발이 필요하다. 특히, 긴 왕복지연시간은 데이터 랜덤 접속 절차(random access procedure)에 큰 영향을 미친다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 장거리 통신을 위한 랜덤 액세스 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 장거리 통신을 위한 랜덤 액세스 방법이 적용되는 장치의 구성을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 장거리 통신을 위한, 단말의 랜덤 액세스 방법으로, 기지국으로부터 랜덤 액세스를 위한 설정 정보를 수신하는 단계; 상기 단말이 GNSS(Global Navigation Satellite System) 기능을 구비하고 있는지 여부를 판단하는 단계; 상기 단말의 GNSS 기능 구비 여부에 따라서, 상기 랜덤 액세스를 위한 설정 정보에서 상기 단말에게 필요한 RACH(random access channel) 기회(occasion) 설정 정보를 판단하는 단계; 및 상기 RACH 기회 설정 정보에 기초하여 자신에게 할당된 RACH 기회(들)을 판단하고, 상기 RACH 기회(들) 중에서 선택된 SSB(synchronization signal block)에 연관된 RACH 기회를 이용하여 랜덤 액세스 절차를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 PRACH 기회들은 GNSS 기능을 구비한 단말들(UE_G)와 GNSS 기능을 구비하지 않은 단말들(UE_O)에게 TDM(time division multiplexing) 및/또는 FDM(frequency division multiplexing) 방식으로 분리되어 할당될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 장거리 통신에서의 랜덤 액세스 성능이 향상될 수 있다. 즉, 단말의 GNSS(Global Navigation Satellite System) 기능 구비 여부에 따라서 분리된 RACH 기회(occasion)들을 할당할 수 있다. 구체적으로, GNSS 기능을 구비한 단말은 위치(position), 속도(velocity), 및/또는 시각(timing)를 정확하게 추정할 수 있으므로 상대적으로 짧은 간격을 가지는 RACH 기회들이 할당될 수 있고, 반대로 GNSS를 구비하지 않은 단말에게는 상대적으로 긴 간격을 가지는 RACH 기회들이 할당될 수 있다. 따라서, 효율적인 자원 운용을 통해서 제한된 RACH 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 단말들을 위한 RACH 기회들이 FDM 방식으로 분리되어 배치된 예를 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 단말들을 위한 RACH 기회들이 FDM/TDM 혼합 방식으로 분리되어 배치된 예를 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 액세스 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 장거리 통신을 위한 랜덤 액세스를 수행하기 위한 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

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.

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. "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 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.

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 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

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.

본 발명에 따른 실시예들은 장거리 통신에 적합한 랜덤 액세스(random access)를 위한 자원 할당 방법 및 장치를 제공한다. 이하에서, 본 발명에 따른 실시예들은 3GPP NR(New Radio) 이동 통신 시스템을 참조하여 설명되며, 3GPP NR 이동 통신 시스템의 동작을 규정하는 하기 선행문헌들이 참조된다.

선행문헌 1: 3GPP TS 38.211 V16.0.0, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; NR; Physical channels and modulation (Release 16)"

선행문헌 2: 3GPP TS 38.212 V16.0.0, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; NR; Multiplexing and channel coding (Release 16)"

선행문헌 3: 3GPP TS 38.213 V16.0.0, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; NR; Physical layer procedures for data (Release 16)"

선행문헌 4: 3GPP TS 38.214 V16.0.0, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; NR; Physical layer procedures for data (Release 16)"

선행문헌 5: 3GPP TS 38.321 V15.8.0, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; NR; Physical layer procedures for data (Release 15)"

선행문헌 6: 3GPP TS 38.331 V15.8.0, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; NR; Radio Resource Control (RRC) protocol specification (Release 15)"

선행문헌 7: 3GPP TS 38.133 V16.2.0, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; NR; Requirements for support of radio resource management (Release 16)"

선행문헌 8: 3GPP TS 38.104 V16.2.0, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; NR; Base Station (BS) radio transmission and reception (Release 16)"

선행문헌 9: 3GPP TR 38.811 V15.2.0, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Study on New Radio (NR) to support non-terrestrial networks (Release 15)"

선행문헌 10: 3GPP TR 38.821 V1.1.0, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Solutions for NR to support non-terrestrial networks (NTN) (Release 16)"

선행문헌 11: 3GPP TR 22.829 V17.1.0, "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Enhancement for Unmanned Aerial Vehicles; Stage 1 (Release 17)"

이하에서, '기지국'은 지상 통신에서의 통상적인 기지국 또는 선행문헌 6에 기술된 위성 기지국일 수 있다. 이때, 위성 기지국은 선행문헌 9 및 10에 기술된 transparent 위성(HAPS(high-altitude platform station system), LEO(low earth orbit), MEO(medium earth orbit), GEO(geostationary equatorial orbit) 등) 또는 regenerative 위성(HAPS, LEO, MEO, GEO 등)일 수 있다. 설명의 편의상, '위성 기지국'은 비지상(non-terrestrial) 기지국 또는 이동 기지국을 대표하는 용어로 사용된다. 그러나, 이하에서 설명되는 실시예들은 위성 기지국 뿐만 아니라 선행문헌 11에 기술된 무인기(unmanned aerial vehicle)에 탑재된 기지국(UAV on-board base station (UBS))에도 적용될 수도 있다. 각 기지국은 대응되는 영역(예를 들어, 하나의 빔당 또는 하나의 셀 당 해당 영역, 하나의 셀에 다중 빔이 존재할 수 있음)에 통신 서비스를 지원한다.

랜덤 액세스(random access) 절차는 선행문헌 1 내지 8에서 기술하고 있듯이 접속 관련(accessRelated), 빔 실패 복구(beamFailureRecovery), 동기와 함께 재구성(reconfigurationWithSync), 업링크 재동기(ulUnSynchronized), 스케쥴링 요청 실패(schedulingRequestFailure), 가용 PUCCH 자원 없음(noPUCCHResourceAvailable), sCell 추가 TA 조정(sCellAdditionTAAdjestment), OSI 요청(requestForOtherSI) 등의 상황에서 수행될 수 있다. 아래 기술하는 파라미터들은 하나의 예로 제시된다.

(1) RACH(random access channel) 기회(occasion) 설정

NTN 시스템에서 단말들은 GNSS(Global Navigation Satellite System) 기능의 유무에 따라서, GNSS 기능을 구비한 단말들(UE_G)과 GNSS 기능을 구비하지 않은 단말들(UE_O)로 구분될 수 있다. 따라서, 단말들(UE_G)과 단말들(UE_O)에 대해서 랜덤 액세스가 적용하는 상황에 따라 단말들(UE_G)과 단말들(UE_O)에게 RACH 기회(들)(occasion)이 분리되어 배치될 수 있다. 단말은 본인이 속한 RACH 기회에서 PRACH 프리앰블을 전송하여 랜덤 액세스 절차를 진행할 수 있다.

여기서, GNSS 기능이 있는 단말(UE_G)은 본인의 위치(position), 속도(velocity), 및/또는 시각(timing)을 추정할 수 있는 단말일 수 있다. 단말(UE_G)과 단말(UE_O)은 기지국으로부터 전달되는 파라미터들 및 상황에 따라 다른 프리앰블 포맷과 RACH 기회를 선택하여 랜덤 액세스 절차를 진행할 수 있다.

랜덤 액세스 절차가 진행되는 상황은 선행문헌 1내지 8에서 기술하고 있는 것과 같이 {accessRelated, beamFailureRecovery, reconfigurationWithSync, ulUnSynchronized, schedulingRequestFailure, noPUCCHResourceAvailable, sCellAdditionTAAdjestment, requestForOtherSI} 중 하나일 수 있다.

단말들(UE_G)과 단말들(UE_O)을 위한 RACH 기회들은 FDM(frequency division multiplexing), TDM(time division multiplexing), 또는 FDD/TDM 혼합(hybrid) 방식으로 분리되어 배치될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 단말들을 위한 RACH 기회들이 FDM 방식으로 분리되어 배치된 예를 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 단말들(UE_G)과 단말들(UE_O)를 위한 RACH 기회들은 주파수 영역에서 분리되어 있다. 또한, 단말들(UE_G)과 단말들(UE_O)에는 RACH 기회들을 할당하는 방식 및 랜덤 액세스를 위한 프리앰블 포맷도 다르게 적용될 수 있다. 예컨대, 단말(UE_O)은 단말(UE_G)에 비해 상대적으로 시간 축으로 긴 길이를 가지는 프리앰블(preamble) 포맷을 사용할 수 있으며, 단말(UE_O)들을 위한 RACH 기회들 간의 간격도 상대적으로 클 수 있다. 또한, 단말(UE_O)에 대해서는 임의의 SSB(synchronization signal block)에 대응되는 RACH 기회가 다른 SSB의 RACH 기회와 중복되지 않도록 설정될 수 있다. 반면, 단말(UE_G)에 대해서는 임의의 SSB에 대응되는 RACH 기회가 다른 SSB의 RACH 기회와 중복되지 않도록 설정될 수 있다. TDM 방식이 적용될 경우, 도 1에서 예시된 FDM 방식과 달리, 단말들(UE_G)과 단말들(UE_O)을 위한 RACH 기회들이 시간 영역에서 분리될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 단말들을 위한 RACH 기회들이 FDM/TDM 혼합 방식으로 분리되어 배치된 예를 도시한 개념도이다.

도 2를 참조하면, 단말들(UE_G)과 단말들(UE_O)을 위한 RACH 기회들이 TDM/FDM 혼합 방식에 의해서 분리될 수 있다. 이 경우, 단말들(UE_O)을 위한 RACH 기회와 단말들(UE_G)을 위한 RACH 기회가 일부 중첩(overlapped)되어 설정될 수 있다.

도 2를 참조하면, 단말들f(UE_O)을 위한 RACH 기회들(검은색으로 채워져서 표현)는 단말들(UE_G)을 위한 RACH 기회들 중 시간적으로 첫번째 및 세번째 RACH 기회들에 중복 할당될 수 있다. 단말들(UE_O)과 단말들(UE_G)에 대해서 서로 다른 프리앰블 포맷들 또는 동일한 프리앰블 포맷이 설정될 수 있다. 즉, 중첩되어 수신되어도 서로 구분될 수 있도록 프리앰블 포맷들이 설정될 수 있다.

(2) 파라미터 설정

상술된 방식에 따라, 랜덤 액세스의 상황에 따라 단말들(UE_O)과 단말들(UE_G)의 RACH 기회들을 구분하기 위해 해당 파라미터들이 개별적으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 선행문헌 1 내지 8에 기초한 상향링크 대역폭 부분(bandwidth part, BWP)의 설정 정보를 포함하는 BWP-UplinkCommon내에 NTN의 랜덤 액세스를 위한 RACH-ConfigCommonNTN(가칭) 정보 요소(information element, IE)가 구성될 수 있다.

또한, RACH-ConfigCommonNTN은 단말들(UE_O)을 위한 RACH-ConfigCommon_O와 단말들(UE_G)을 위한 RACH-ConfigCommon_G로 구성될 수 있다. 여기에서, RACH-ConfigCommonNTN, RACH-ConfigCommon_O, 또는 RACH-ConfigCommon_G는 하나의 예시적인 명칭들이며 본 발명의 실시예들이 이러한 명칭에 한정되지 않는다. 즉, 단말들(UE_O)과 단말들(UE_G)에게 구분되는 파라미터들을 전달하기 위한 목적을 수행하기 위해서, 다른 명칭을 가진 IE들이 구성되거나 기존 IE들에 분리된 파라미터들이 추가되는 형태로도 구성될 수 있다.

RACH-ConfigCommon_O와 RACH-ConfigCommon_G는 선행문헌 1 내지 8에 기술된 RACH-ConfigCommon의 역할을 단말(UE_G)와 단말(UE_O) 각각에 대해서 수행하기 위한 파라미터들로 설정될 수 있다. 다만, RACH 기회와 매핑되는 SSB나 CSI-RS(channel state information-reference signal)는 단말들(UE_O)과 단말들(UE_G)에 대해 구분되는 별개의 파라미터들에 의해 설정되지 않고, 선행문헌 1 내지 8에 설정된 것과 동일한 파라미터들(예컨대, ServingCellConfigCommon의 ssb- PositionsInBurst, BeamFailureRecoveryConfig의 BFR-SSB-Resoruce, PRACH Mask index 등)에 의해 설정될 수 있다.

이하에서는, 랜덤 액세스 절차가 수행되는 상황에 따른 파라미터의 구성에 대해서 상술한다.

초기 접속(initial access)의 경우, 단말(UE_O)는 SIB1(system information block 1)(또는 OSI(other system information))에 포함된 ServingCellConfigCommon과 BWPUplinkCommon의 RACH-ConfigCommonNTN의 RACH-ConfigCommon_O를 통해 RACH 기회를 설정할 수 있다. 구체적으로, 단말(UE_O)는 RACH-ConfigCommon_O를 통해서 선행문헌 1 내지 8에 기술된 ServingCellConfigCommon에 정의된 파라미터 ssb-perRACHOccasionAndCB-PreamblesPerSSB와 동일한 파라미터에 의해 유효한 PRACH 기회 당 SS/PBCH 블록당 경합 기반(contention-based) 프리앰블들의 수 R 및 하나의 PRACH 기회와 연관된 SS/PBCH 블록의 수 N를 지시받고, totalNumberOfRA-Preabmle 파라미터에 의해 전체 RA 프리앰블들의 수를 지시받을 수 있다, 또한, 선행문헌 1 내지 8에 기술된 RACH-ConfigCommon와 유사하게 RACH-ConfigCommon_O에 속한 RACHConfigGeneric을 통해 prach-ConfigurationIndex, msg1-FDM, 및 msg1-FrequencyStart 등을 지시받을 수 있다.

초기 접속의 경우, 단말(UE_G)는 SIB1(system information block 1)(또는 OSI(other system information))에 포함된 ServingCellConfigCommon과 BWPUplinkCommon의 RACH-ConfigCommonNTN의 RACH-ConfigCommon_G를 통해 RACH 기회를 설정할 수 있다. 구체적으로, 단말(UE_G)는 RACH-ConfigCommon_G를 통해서 선행문헌 1 내지 8에 기술된 ServingCellConfigCommon에 정의된 파라미터 ssb-perRACHOccasionAndCB-PreamblesPerSSB와 동일한 파라미터에 의해 유효한 PRACH 기회 당 SS/PBCH 블록당 경합 기반(contention-based) 프리앰블들의 수 R 및 하나의 PRACH 기회와 연관된 SS/PBCH 블록의 수 N를 지시받을 수 있다, 또한, 선행문헌 1 내지 8에 기술된 RACH-ConfigCommon와 유사하게 RACH-ConfigCommon_G에 속한 RACHConfigGeneric을 통해 prach-ConfigurationIndex, msg1-FDM, 및 msg1-FrequencyStart 등을 지시받을 수 있다.

빔 장애 복구(beam failure recovery)의 경우, 상위 계층(RRC(radio resource control) 또는 MAC-CE(control element)) 메시지를 통해 구성되는 RACH 기회들은 선행문헌 1 내지 8에 정의된 CFRA(contention-free random access)를 위한 BemaFailureRecoveryConfig에 속한 RACH-ConfigGeneric에 대해 단말(UE_O)와 단말(UE_G)를 구분하지 않고 하나의 RACH-ConfigGeneric로 구성될 수 있다. 즉, 단말(UE_O)와 단말(UE_G)는 모두 BemaFailureRecoveryConfig에 포함된 RACH 기회 파라미터들과 해당 RACH-ConfigGeneric에 속한 RACH 기회 파라미터들을 이용하여 RACH 기회를 설정할 수 있다. CBRA(contention-based random access)로 전환시 적용하는 RACH 기회들에 대해서는 단말(UE_O)와 단말(UE_G) 모두 앞서 설명된 RACH-ConfigCommon_G에 속한 파라미터를 이용하여 RACH 기회를 설정할 수 있다.

동기 재구성(reconfiguration with sync, 예컨대 핸드오버)의 경우, 선행문헌 1 내지 8에 정의된 RRC 구성과 관련하여 Rach-ConfigDedicatedNTN(가칭)을 통해 RACH 기회들이 할당될 수 있다. 이 경우 rach-ConfigDedicated에 포함된 RACH 기회들을 위한 파라미터들도 초기 접속의 경우와 유사하게 단말(UE_O)와 단말(UE_G)을 위해 각각 구분이 되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, ssb-perRACH-Occasion, totalNumberOfRA-Preabmles, RACH-ConfigGeneric, cfra 필드 등이 단말(UE_O)과 단말(UE_G)에 대해 각각 구성될 수 있다. 단말(UE_O)과 단말(UE_G)은 각각 구분되는 해당 파라미터를 제공받아 RACH 기회를 설정할 수 있다. Rach-COnfigDedicated에 해당 파라미터가 없는 경우 선행문헌 1 내지 8에 규정된 바와 같이 RACH-ConfigCommon 파라미터를 따르되 단말(UE_O)과 단말(UE_G)은 모두 각각이 속한 RACH-ConfigCommon 파라미터를 따른다.

SI 요청(SI-request)의 경우, 선행문헌 1 내지 8과 같이 단말들은 SI-ScheudlingInfor의 RACH-ConfigGeneric 등을 통해 RACH 기회를 설정받을 수 있다. 이 경우에 대해 단말(UE_O)과 단말(UE_G)을 구분하지 않고 하나의 IE가 구성될 수 있다. 해당 파라미터가 구성되지 않은 경우, RACH 기회에 대해서는 단말(UE_O)과 단말(UE_G)는 모두 RACH-ConfigCommon_G에 속한 파라미터를 이용하여 RACH 기회를 설정할 수 있다.

다른 실시예에서, 상술된 바와 같이 단말들(UE_O)과 단말들(UE_G)의 RACH 기회들이 FDM으로 구분되는 경우는 단말들(UE_O)과 단말들(UE_G)에게 서로 다른 파라미터들이 할당되지 않고 동일한 파라미터들이 공유될 수 있다. 다만, 단말들(UE_O)과 단말들(UE_G)에게 서로 다른 msg1-FrequencyStart 파라미터들만이 할당되어 RACH 기회들을 설정하도록 할 수 있다.

한편, IAB(integrated access and backhaul)의 RACH 기회들을 설정할 때 적용되는 파라미터 {prach-ConfigurationPeriodScaling-r16, prach- ConfigurationFrameOffset-r16, prach-ConfigurationSOffset-r16}(선행문헌 1의 표 6.3.3.2-2~6.3.3.2-4에 적용)는 동일한 목적으로 장거리통신 단말을 위해 제공될 수 있다. 장거리통신 단말용 해당 파라미터는 RACHConfigCommonNTN 또는 RACH-ConfigDedicatedNTN에 포함되어 단말(UE_O)과 단말(UE_G)이 공동으로 적용할 수도 있다. 또는, 해당 파라미터들은 단말들(UE_O)과 단말들(UE_G)에 대해 별도로 구성될 수도 있다. 단말들(UE_O)과 단말들(UE_G)은 상술된 각 경우에 대해 해당 파라미터를 적용하여 RACH 기회를 설정할 수 있다.

한편, 2-step 랜덤 액세스(또는 type-2 랜덤 액세스) 절차의 경우에 대해서는 상술된 단말들(UE_O)과 단말들(UE_G)을 구분하지 않고 RACH 기회들을 설정하는 경우의 파라미터들과 단말들(UE_G)을 위한 RACH 기회들을 설정하는 경우의 파라미터들에 대해 선행문헌 1 내지 8에서 적용하는 방식을 따른다. 즉, 단말들(UE_O)과 단말들(UE_G)에게 별도로 RACH 기회들을 설정하는 경우, 단말들(UE_O)의 파라미터들은 구성하지 않는다.

상술된 파라미터들을 통해 단말은 선행문헌 1 내지 8에 기술된 바와 같이, 단일 PRACH 기회 내에서 프리앰블 인덱스의 순서가 증가, 주파수 다중화 PRACH 경우에 대한 주파수 자원 인덱스의 순서가 증가, PRACH 슬롯 내에서 시간 다중화 된 PRACH 경우에 대한 시간 자원 인덱스의 순서가 증가, PRACH 슬롯에 대한 인덱스 순서 증가하는 순으로 유효한 PRACH 기회에 대한 매핑을 수행할 수 있다.

(3) RNTI 구성

선행문헌 1 내지 8에 따르면 랜덤 액세스를 위한 RNTI(RA-RNTI)는 RACH 기회와 연관되며, RA-RNTI는 아래 수학식 1에 의해 결정될 수 있다.

[수학식 1]

여기서 s_id는 심볼 인덱스, t_id는 프레임 인덱스, f_id는 주파수축에서 RACH 기회 인덱스, ul_carrier_id는 업링크 유형에 따른 인덱스이다.

단말들(UE_O)과 단말들(UE_G)에 대해서 FDM 방식으로 RACH 기회를 분리하여 설정하는 경우, 수학식 1을 따르면 단말들(UE_O)과 단말들(UE_G)의 RA-RNTI가 겹치는 경우가 발생할 수 있다. 이를 완화하기 위해 f_id를 구분할 수 있다.

일 실시예에서, 단말들(UE_G)의 f_id는 단말들(UE_O)의 최대 f_id 이후로 설정할 수 있다. 예를 들어, 단말들(UE_G)의 msg1-FDM이 4이고 단말들(UE_O)의 msg1_FDM이 8인 경우 단말들(UE_G)에는 f_id를 0부터 3까지 적용하고 단말들(UE_O)에는 f_id를 4부터 7까지 적용한다. 이를 위해, 단말들(UE_O)과 단말들(UE_G)의 msg1-FDM을 디코딩하고, msg1-FDM이 큰 쪽에 해당하는 단말들(전술된 예에서 UE_O)은 작은 쪽의 단말들(전술된 예에서 UE_G)의 msg1-FDM값 이후부터 f_id를 시작한다.

다른 실시예에서, 단말들(UE_O)과 단말들(UE_G)의 RACH-ConfigGeneric에 msg1-FDM-start 파라미터를 구성하여 f_id의 시작 값을 설정할 수 있다. Msg1-FDM-start가 구성되지 않은 경우 f_id는 0부터 시작한다.

다른 실시예에서, 단말들(UE_O)(또는 단말들(UE_G)(시스템 설정에 따라))의 f_id는 msg1-FDM/2+1부터 시작하여 cyclic shift로 해당 msg1-FDM개를 f_id로 설정한다.

(4) 타이밍 설정

선행문헌 1 내지 8에 따르면, 랜덤 액세스 응답에 대해 단말이 윈도우 내의 대응하는 RA-RNTI에 의해 스크램블링 된 CRC를 갖는 DCI 포맷 1_0을 검출하지 않거나, 단말이 윈도우 내의 대응하는 PDSCH에서 전송 블록을 정확하게 수신하지 않거나, 단말로부터의 PRACH 전송과 관련된 RAPID를 상위 계층이 식별하지 못하는 경우, 상위 계층에 의해 PRACH를 전송하도록 요청되는 경우, 단말은 윈도우의 마지막 심볼 또는 PDSCH 수신의 마지막 심볼 이후에 N_T,1+0.75 msec 이내에서 PRACH를 전송할 것으로 예상한다.

NTN과 같은 장거리 통신에서는 긴 RTT를 고려해야 하기 때문에, 본 발명의 일 실시예는 O_ffset의 추가를 제안한다. 다시 말해, 단말은 N_T,1+0.75+K_offset msec 이내에서 PRACH를 전송할 것으로 예상할 수 있다. 여기서 N_T,1은 DCI 포맷 1_0을 전달하는 PDCCH, 추가 PDSCH DM-RS가 구성될 때 해당 PDSCH, 그리고 해당 PRACH에 대한 부반송파 간격(SCS) 구성들 중에 가장 작은 SCS 구성에 해당하는 μ를 가정하여 단말 처리 능력(processing capability) 1에 대한 PDSCH 처리 시간에 대응하는 N₁개의 심볼들에 대응되는 시간 간격이다. μ=0에 대해, 단말은 N_1,0=14로 가정한다. 1.25 kHz 또는 5 kHz SCS를 사용하는 PRACH 전송의 경우, 단말은 SCS 구성 μ=0을 가정하여 N₁을 결정할 수 있다. Ko_ffset은 RTT로 인한 오프셋으로 긴 RTT로 인해 기지국이 타이밍 할당을 위해 단말에게 상위 계층 파라미터(RRC나 MAC-CE) 또는 DCI를 통해 지시될 수 있다. K_offset은 SCS 구성(즉, numerology)에 따라 변경될 수 있다.

한편, 선행문헌 1 내지 8에 따르면, 단말에게 C-RNTI가 제공되지 않은 경우 RAR UL 그랜트에 의해 스케줄링 된 PUSCH 전송에 응답하여, 단말은 UE 경합 해결(contention resolution) ID를 포함하는 PDSCH를 스케줄링하는 대응하는 TC-RNTI에 의해 스크램블링 된 CRC를 갖는 DCI 포맷 1_0을 검출하려고 시도한다. UE 경합 해결 ID를 통한 PDSCH 수신에 응답하여, 단말은 PUCCH를 통해 HARQ-ACK 정보를 전송한다. PUCCH 전송은 PUSCH 전송과 동일한 활성 UL BWP 내에서 수행될 수 있다. PDSCH 수신의 마지막 심볼과 HARQ-ACK 정보를 가지는 대응하는 PUCCH 전송의 첫 번째 심볼 사이의 최소 시간은 N_T,1+0.5 msec와 동일하다. 본 발명의 일 실시예는 RTT를 고려해야 하기 때문에 K_offset 추가를 제안한다. 다시 말해, 최소 시간은 N_T,1+0.5+K_{offset_1} msec 와 동일할 수 있다. 여기서 K_{offset_1}은 RTT로 인한 오프셋으로 긴 RTT로 인해 기지국이 타이밍 할당을 위해 단말에게 상위 계층 파라미터(RRC나 MAC-CE) 또는 DCI를 통해 지시될 수 있다. K_{offset_1}은 SCS 구성(즉, numerology)에 따라 변경될 수 있다.

K_{offset_1}은 위에 기술한 K_offset과 동일하거나 대체될 수 있다. 여기서 N_T,1은 추가적인 PDSCH DM-RS가 구성될 때 단말 처리 능력 1에 대한 PDSCH 처리 시간에 대응하는 N₁ 심볼들의 지속 시간이다. μ=0에 대해, 단말은 N_1,0=14를 가정한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 랜덤 액세스 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 3에 도시된 랜덤 액세스 방법은 장거리 통신에 적용될 수 있다. 구체적으로, 도 3에 도시된 랜덤 액세스 방법은 NTN 시스템에 적용될 수 있다. 이하에서는 단말의 동작을 기준으로 랜덤 액세스 방법을 설명하지만, 해당 단말이 랜덤 액세스 방법을 수행하는 대상이 되는 기지국은 단말의 동작에 상응하는 동작을 수행할 수 있다.

단말은 기지국으로부터 랜덤 액세스를 위한 설정 정보를 수신할 수 있다(S310). 이때, 해당 설정 정보는 시스템 정보(SIB1 또는 OSI)로 수신되거나 RRC 메시지로서 수신될 수 있다. 예컨대, 단말은 SIB1 또는 OSI에 포함된 ServingCellConfigCommon과 BWPUplinkCommon의 RACH-ConfigCommonNTN IE를 수신할 수 있다.

다음으로, 단말은 자신이 GNSS 기능을 구비하고 있는지 여부를 판단할 수 있으며(S320), 단말은 GNSS 기능의 구비 여부에 따라서 기지국으로부터 수신된 설정 정보에서 자신에게 필요한 랜덤 액세스를 위한 설정 정보(즉, RACH 기회 설정을 위한 설정 정보)를 판단할 수 있다.

예컨대, GNSS 기능을 구비한 단말(UE_G)는 SIB1 또는 OSI에 포함된 ServingCellConfigCommon과 BWPUplinkCommon의 RACH-ConfigCommonNTN에서 RACH-ConfigCommon_G를 자신에게 필요한 RACH 기회 설정 정보로 판단할 수 있다(S331). 한편, GNSS 기능을 구비하지 않은 단말(UE_O)는 RACH-ConfigCommonNTN에서 RACH-ConfigCommon_O를 자신에게 필요한 PRACH 기회 설정 정보로 판단할 수 있다(S332).

다음으로, 단말은 자신에게 필요한 PRACH 기회 설정 정보에 기초하여 자신에게 설정된 PRACH 기회들을 결정할 수 있다(S340).

다음으로, 단말은 선택된 SSB(예컨대, RSRP(received signal reference power) 또는 다른 기준에 의해서 선택된 SSB)에 연관된 PRACH 기회를 상기 단계(S340)에서 결정된 PRACH 기회들 중에서 선택하고, 선택된 PRACH 기회에서 PRACH 프리앰블을 전송하여 상기 기지국에 대한 랜덤 액세스 절차를 수행할 수 있다(S350).

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 장거리 통신을 위한 랜덤 액세스를 수행하기 위한 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

도 4에서 예시되는 장치는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 수행하기 위한 단말 또는 해당 단말에 상응하는 동작을 수행하는 기지국일 수 있다.

도 4를 참조하면, 통신 노드(400)는 적어도 하나의 프로세서(410), 메모리(420) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(430)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(400)는 입력 인터페이스 장치(440), 출력 인터페이스 장치(450), 저장 장치(460) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(400)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(470)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.

프로세서(410)는 메모리(420) 및 저장 장치(460) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(410)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(420) 및 저장 장치(460) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(520)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬, 램, 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 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.

Claims

장거리 통신을 위한, 단말의 랜덤 액세스 방법으로,
기지국으로부터 랜덤 액세스를 위한 설정 정보를 수신하는 단계;
상기 단말이 GNSS(Global Navigation Satellite System) 기능을 구비하고 있는지 여부를 판단하는 단계;
상기 단말의 GNSS 기능 구비 여부에 따라서, 상기 랜덤 액세스를 위한 설정 정보에서 상기 단말에게 필요한 RACH(random access channel) 기회(occasion) 설정 정보를 판단하는 단계; 및
상기 RACH 기회 설정 정보에 기초하여 자신에게 할당된 RACH 기회(들)을 판단하고, 상기 RACH 기회(들) 중에서 선택된 SSB(synchronization signal block)에 연관된 RACH 기회를 이용하여 랜덤 액세스 절차를 수행하는 단계를 포함하고,
상기 PRACH 기회들은 GNSS 기능을 구비한 단말들(UE_G)와 GNSS 기능을 구비하지 않은 단말들(UE_O)에게 TDM(time division multiplexing) 및/또는 FDM(frequency division multiplexing) 방식으로 분리되어 할당되는,
단말의 랜덤 액세스 방법.