KR20220061851A

KR20220061851A - 통신 시스템에서 랜덤 액세스를 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20220061851A
Application number: KR1020210140367A
Authority: KR
Inventors: 박지수; 김일규; 정희상; 최용석; 김준형; 노고산
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2020-11-06
Filing date: 2021-10-20
Publication date: 2022-05-13

Abstract

통신 시스템에서 랜덤 액세스를 위한 방법 및 장치가 개시된다. 단말의 동작 방법은, 프라이머리-RA 절차를 위한 프라이머리-RA 설정 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계, 세컨더리-RA 절차를 위한 세컨더리-RA 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 프라이머리-RA 설정 정보에 의해 지시되는 프라이머리-RA 자원을 사용하여 프라이머리-RA 프리앰블을 상기 기지국에 전송하는 단계, 상기 프라이머리-RA 프리앰블에 대한 응답으로, 상기 프라이머리-RA 절차 대신에 상기 세컨더리-RA 절차의 수행을 지시하는 세컨더리-RA 지시 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계, 및 상기 세컨더리-RA 설정 정보에 의해 지시되는 세컨더리-RA 자원을 사용하여 세컨더리-RA 프리앰블을 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함한다.

Description

통신 시스템에서 랜덤 액세스를 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR RANDOM ACCESS IN COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 통신 시스템에서 랜덤 액세스 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 단말들의 랜덤 액세스 요청을 처리하기 위한 랜덤 액세스 기술에 관한 것이다.

정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 대표적인 무선 통신 기술로 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 LTE(long term evolution), NR(new radio) 등이 있다. LTE는 4G(4th Generation) 무선 통신 기술들 중에서 하나의 무선 통신 기술일 수 있고, NR은 5G(5th Generation) 무선 통신 기술들 중에서 하나의 무선 통신 기술일 수 있다.

4G 통신 시스템(예를 들어, LTE를 지원하는 통신 시스템)의 상용화 이후에 급증하는 무선 데이터의 처리를 위해, 4G 통신 시스템의 주파수 대역(예를 들어, 6GHz 이하의 주파수 대역)뿐만 아니라 4G 통신 시스템의 주파수 대역보다 높은 주파수 대역(예를 들어, 6GHz 이상의 주파수 대역)을 사용하는 5G 통신 시스템(예를 들어, NR을 지원하는 통신 시스템)이 고려되고 있다. 5G 통신 시스템은 eMBB(enhanced Mobile BroadBand), URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 및 mMTC(massive Machine Type Communication)을 지원할 수 있다.

통신 시스템(예를 들어, 4G 통신 시스템 또는 5G 통신 시스템)에서, 동기 획득, 전력 제어, 상향링크 자원 요청, 시스템 정보 요청, 캐리어 집성(carrier aggregation)에 따른 보조 셀(secondary cell) 추가, BFR(beam failure recovery), 및/또는 핸드오버(handover)를 위해 랜덤 액세스 절차(random access procedure)가 수행될 수 있다. 랜덤 액세스 절차에서 단말은 RA(random access) 프리앰블(preamble)을 PRACH(physical random access channel)를 통해 기지국에 전송할 수 있다. 특히, 복수의 단말들은 동일한 RA 프리앰블을 동일한 PRACH를 통해 기지국에 전송할 수 있다. 이 경우, 기지국은 RA 프리앰블에 대한 응답으로 하나의 RAR(random access response)를 단말에 전송할 수 있다. 따라서 복수의 단말들이 랜덤 액세스를 시도하였음에도 불구하고, 하나의 단말에 대한 랜덤 액세스 절차만이 수행될 수 있다.

상향링크 자원들 중에서 PRACH 자원들의 점유율은 높을 수 있다. PRACH 자원들의 점유율이 증가할 수록 비용은 증가할 수 있다. 따라서 RA 절차의 성능을 향상시키기 위해 PRACH 자원들(예를 들어, RA 오케이션(occasion))을 증가시키는 것은 제한될 수 있다. RA 프리앰블의 전송 부하와 상관없이, PRACH를 위해 많은 자원 블록(resource block)들은 점유(예를 들어, 예약)될 수 있고, 이로 인해 불필요한 무선 자원들은 낭비될 수 있다. 특히, TDD(time division duplex) 프레임 구조가 사용되는 경우, 예약된 PRACH 자원들은 상향링크와 하향링크의 비율에 영향을 줄 수 있다. 따라서 PRACH 자원들을 효율적으로 운용하기 위한 방법들이 필요할 수 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 통신 시스템에서 PRACH(physical random access channel) 자원들을 효율적으로 운용하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 단말의 동작 방법은, 프라이머리-RA 절차를 위한 프라이머리-RA 설정 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계, 세컨더리-RA 절차를 위한 세컨더리-RA 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 프라이머리-RA 설정 정보에 의해 지시되는 프라이머리-RA 자원을 사용하여 프라이머리-RA 프리앰블을 상기 기지국에 전송하는 단계, 상기 프라이머리-RA 프리앰블에 대한 응답으로, 상기 프라이머리-RA 절차 대신에 상기 세컨더리-RA 절차의 수행을 지시하는 세컨더리-RA 지시 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계, 및 상기 세컨더리-RA 설정 정보에 의해 지시되는 세컨더리-RA 자원을 사용하여 세컨더리-RA 프리앰블을 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함한다.

상기 세컨더리-RA 설정 정보는 "상기 프라이머리-RA 프리앰블의 전송 전", "상기 프라이머리-RA 프리앰블에 대한 응답의 수신 전", 혹은 "상기 프라이머리-RA 프리앰블에 대한 응답의 수신 절차"에서 상기 기지국으로부터 수신될 수 있다.

상기 프라이머리-RA 자원 및 상기 세컨더리-RA 자원 각각은 PRACH 오케이션, RA 프리앰블 인덱스, 또는 RSI 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다

상기 세컨더리-RA 자원은 상기 프라이머리-RA 자원과 독립적으로 설정될 수 있거나, 상기 세컨더리-RA 자원은 상기 프라이머리-RA 자원과 중첩되도록 설정될 수 있다.

상기 세컨더리-RA 설정 정보는 시스템 정보, RRC 메시지, MAC CE, 상기 프라이머리-RA 프리앰블에 대한 응답인 프라이머리-RAR, 또는 DCI 중에서 적어도 하나를 통해 수신될 수 있다.

상기 세컨더리-RA 지시 정보는 상기 프라이머리-RA 프리앰블의 전송 자원을 기초로 결정된 RA-RNTI에 의해 스크램블링되는 DCI 또는 상기 프라이머리-RA 프리앰블에 대한 응답인 프라이머리-RAR에 포함될 수 있다.

상기 세컨더리-RA 설정 정보에 의해 지시되는 상기 세컨더리-RA 자원은 상기 세컨더리-RA 지시 정보가 수신된 경우에 활성화될 수 있다.

상기 단말의 동작 방법은 세컨더리-RA 유효 시간 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 세컨더리-RA 지시 정보에 의해 활성화되는 상기 세컨더리-RA 자원은 상기 세컨더리-RA 유효 시간 정보에 의해 지시되는 유효 시간 동안에 사용될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 기지국의 동작 방법은, 프라이머리-RA 절차를 위한 프라이머리-RA 설정 정보를 전송하는 단계, 세컨더리-RA 절차를 위한 세컨더리-RA 설정 정보를 전송하는 단계, 상기 프라이머리-RA 설정 정보에 의해 지시되는 프라이머리-RA 자원을 통해 프라이머리-RA 프리앰블을 단말로부터 수신하는 단계, 상기 프라이머리-RA 절차 대신에 상기 세컨더리-RA 절차의 수행을 지시하는 세컨더리-RA 지시 정보를 상기 단말에 전송하는 단계, 및 상기 세컨더리-RA 설정 정보에 의해 지시되는 세컨더리-RA 자원을 통해 세컨더리-RA 프리앰블을 상기 단말로부터 수신하는 단계를 포함한다.

상기 세컨더리-RA 설정 정보는 "상기 프라이머리-RA 프리앰블의 수신 전", "상기 프라이머리-RA 프리앰블에 대한 응답의 전송 전", 혹은 "상기 프라이머리-RA 프리앰블에 대한 응답의 전송 절차"에서 상기 단말에 전송될 수 있다.

상기 프라이머리-RA 자원 및 상기 세컨더리-RA 자원 각각은 PRACH 오케이션, RA 프리앰블 인덱스, 또는 RSI 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 세컨더리-RA 설정 정보는 시스템 정보, RRC 메시지, MAC CE, 또는 DCI 중에서 적어도 하나를 통해 전송될 수 있다.

상기 세컨더리-RA 지시 정보는 상기 프라이머리-RA 프리앰블의 전송 자원을 기초로 결정된 RA-RNTI에 의해 스크램블링되는 DCI 또는 상기 프라이머리-RA 프리앰블에 대한 응답인 프라이머리-RAR을 통해 전송될 수 있다.

상기 세컨더리-RA 설정 정보에 의해 지시되는 상기 세컨더리-RA 자원은 상기 세컨더리-RA 지시 정보가 전송된 경우에 활성화될 수 있다.

상기 기지국의 동작 방법은 세컨더리-RA 유효 시간 정보를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 세컨더리-RA 지시 정보에 의해 활성화되는 상기 세컨더리-RA 자원은 상기 세컨더리-RA 유효 시간 정보에 의해 지시되는 유효 시간 동안에 사용될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3 실시예에 따른 단말은 프로세서, 상기 프로세서와 전자적으로 통신하는 메모리, 및 상기 메모리에 저장되는 명령들을 포함하며, 상기 명령들이 상기 프로세서에 의해 실행되는 경우, 상기 명령들은 상기 단말이, 프라이머리-RA 절차를 위한 프라이머리-RA 설정 정보를 기지국으로부터 수신하고, 세컨더리-RA 절차를 위한 세컨더리-RA 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신하고, 상기 프라이머리-RA 설정 정보에 의해 지시되는 프라이머리-RA 자원을 사용하여 프라이머리-RA 프리앰블을 상기 기지국에 전송하고, 상기 프라이머리-RA 프리앰블에 대한 응답으로, 상기 프라이머리-RA 절차 대신에 상기 세컨더리-RA 절차의 수행을 지시하는 세컨더리-RA 지시 정보를 상기 기지국으로부터 수신하고, 그리고 상기 세컨더리-RA 설정 정보에 의해 지시되는 세컨더리-RA 자원을 사용하여 세컨더리-RA 프리앰블을 상기 기지국에 전송하는 것을 야기하도록 동작한다.

상기 세컨더리-RA 설정 정보는 시스템 정보, RRC 메시지, MAC CE, 또는 DCI 중에서 적어도 하나를 통해 수신될 수 있다.

상기 명령들은 상기 단말이 세컨더리-RA 유효 시간 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 것을 더 야기하도록 동작할 수 있으며, 상기 세컨더리-RA 지시 정보가 수신된 경우, 상기 세컨더리-RA 자원은 상기 세컨더리-RA 유효 시간 정보에 의해 지시되는 유효 시간 동안에 활성화될 수 있다.

본 출원에 의하면, 프라이머리-RA(random access) 자원들 및 세컨더리-RA 자원들이 설정될 수 있다. 특정 조건(들)이 만족하는 경우, 프라이머리-RA 절차 대신에 세컨더리-RA 절차(예를 들어, 보조 RA 절차)는 수행될 수 있다. 세컨더리-RA 절차는 세컨더리-RA 자원들을 사용하여 수행될 수 있다. 이 경우, RA 절차의 부하는 감소할 수 있고, 상향링크 자원의 낭비는 감소할 수 있다. 또한, RA 절차의 성공 확률은 향상될 수 있고, 통신 시스템의 신뢰성 및 성능은 향상될 수 있다.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 통신 시스템에서 RA 프리앰블 시퀀스의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4는 통신 시스템에서 PRACH의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 5는 통신 시스템에서 경쟁 기반의 랜덤 액세스(CBRA) 절차의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.
도 6은 통신 시스템에서 비경쟁 랜덤 액세스(CFRA) 절차의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.
도 7은 통신 시스템에서 경쟁 기반의 랜덤 액세스(CBRA) 절차의 제2 실시예를 도시한 순서도이다.
도 8은 통신 시스템에서 RAO 설정 방법의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 9는 통신 시스템에서 RAO 설정 방법의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 10은 통신 시스템에서 RAO 설정 방법의 제3 실시예를 도시한 개념도이다.
도 11은 통신 시스템에서 경쟁 기반의 랜덤 액세스(CBRA) 절차의 제3 실시예를 도시한 순서도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 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.

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.

본 출원의 실시예들에서, "A 및 B 중에서 적어도 하나"는 "A 또는 B 중에서 적어도 하나" 또는 "A 및 B 중 하나 이상의 조합들 중에서 적어도 하나"를 의미할 수 있다. 또한, 본 출원의 실시예들에서, "A 및 B 중에서 하나 이상"은 "A 또는 B 중에서 하나 이상" 또는 "A 및 B 중 하나 이상의 조합들 중에서 하나 이상"을 의미할 수 있다.

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 가진 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 실시예들이 적용되는 통신 시스템(communication system)이 설명될 것이다. 통신 시스템은 4G 통신 시스템(예를 들어, LTE(long-term evolution) 통신 시스템, LTE-A 통신 시스템), 5G 통신 시스템(예를 들어, NR(new radio) 통신 시스템) 등일 수 있다. 4G 통신 시스템은 6GHz 이하의 주파수 대역에서 통신을 지원할 수 있고, 5G 통신 시스템은 6GHz 이하의 주파수 대역뿐만 아니라 6GHz 이상의 주파수 대역에서 통신을 지원할 수 있다. 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템은 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 통신 시스템에 적용될 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 통신 네트워크(network)와 동일한 의미로 사용될 수 있고, "LTE"는 "4G 통신 시스템", "LTE 통신 시스템" 또는 "LTE-A 통신 시스템"을 지시할 수 있고, "NR"은 "5G 통신 시스템" 또는 "NR 통신 시스템"을 지시할 수 있다.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 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)을 포함할 수 있다. 또한, 통신 시스템(100)은 코어 네트워크(core network)(예를 들어, S-GW(serving-gateway), P-GW(PDN(packet data network)-gateway), MME(mobility management entity))를 더 포함할 수 있다. 통신 시스템(100)이 5G 통신 시스템(예를 들어, NR(new radio) 시스템)인 경우, 코어 네트워크는 AMF(access and mobility management function), UPF(user plane function), SMF(session management function) 등을 포함할 수 있다.

복수의 통신 노드들(110 내지 130)은 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 통신 프로토콜(예를 들어, LTE 통신 프로토콜, LTE-A 통신 프로토콜, NR 통신 프로토콜 등)을 지원할 수 있다. 복수의 통신 노드들(110 내지 130)은 CDMA(code division multiple access) 기술, WCDMA(wideband CDMA) 기술, TDMA(time division multiple access) 기술, FDMA(frequency division multiple access) 기술, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기술, Filtered OFDM 기술, CP(cyclic prefix)-OFDM 기술, DFT-s-OFDM(discrete Fourier transform-spread-OFDM) 기술, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기술, SC(single carrier)-FDMA 기술, NOMA(Non-orthogonal Multiple Access) 기술, GFDM(generalized frequency division multiplexing) 기술, FBMC(filter bank multi-carrier) 기술, UFMC(universal filtered multi-carrier) 기술, SDMA(Space Division Multiple Access) 기술 등을 지원할 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.

도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.

프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)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(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 기지국들(base stations)(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2), 복수의 단말들(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 셀 커버리지(cell coverage) 내에 제4 기지국(120-1), 제3 단말(130-3) 및 제4 단말(130-4)이 속할 수 있다. 제2 기지국(110-2)의 셀 커버리지 내에 제2 단말(130-2), 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)이 속할 수 있다. 제3 기지국(110-3)의 셀 커버리지 내에 제5 기지국(120-2), 제4 단말(130-4), 제5 단말(130-5) 및 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다. 제4 기지국(120-1)의 셀 커버리지 내에 제1 단말(130-1)이 속할 수 있다. 제5 기지국(120-2)의 셀 커버리지 내에 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다.

여기서, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 NB(NodeB), eNB(evolved NodeB), gNB, ABS(advanced base station), HR-BS(high reliability-base station), BTS(base transceiver station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node), RAS(radio access station), MMR-BS(mobile multihop relay-base station), RS(relay station), ARS(advanced relay station), HR-RS(high reliability-relay station), HNB(home NodeB), HeNB(home eNodeB), RSU(road side unit), RRH(radio remote head), TP(transmission point), TRP(transmission and reception point), 매크로(macro) 셀, 피코(pico) 셀, 마이크로(micro) 셀, 펨토(femto) 셀 등으로 지칭될 수 있다.

복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 UE(user equipment), TE(terminal equipment), AMS(advanced mobile station), HR-MS(high reliability-mobile station), 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), OBU(on board unit) 등으로 지칭될 수 있다.

기지국 및 단말은 전방향성 빔(omnidirectional beam), 섹터(sector) 빔, 또는 스팟(spot) 빔을 사용하여 통신을 수행할 수 있다. 전방향성 빔은 전방향성 안테나를 사용하여 형성될 수 있고, 스팟 빔은 빔포밍(beamforming) 안테나를 사용하여 형성될 수 있다.

한편, 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 링크(ideal backhaul link) 또는 논(non)-아이디얼 백홀 링크를 통해 서로 연결될 수 있고, 아이디얼 백홀 링크 또는 논-아이디얼 백홀 링크를 통해 서로 정보를 교환할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 링크 또는 논-아이디얼 백홀 링크를 통해 코어 네트워크와 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.

또한, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 MIMO 전송(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint) 전송, 캐리어 집성(carrier aggregation, CA) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 단말 간 직접 통신(device to device communication, D2D)(또는, ProSe(proximity services)), IoT(Internet of Things) 통신, 이중 연결성(dual connectivity, DC) 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, 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 셀 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 D2D를 제어할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각의 제어에 의해 D2D를 수행할 수 있다.

다음으로, 통신 시스템에서 통신 노드의 동작 방법들이 설명될 것이다. 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.

통신 시스템(예를 들어, 4G 통신 시스템 또는 5G 통신 시스템)에서, 동기 획득, 전력 제어, 상향링크 자원 요청, 및/또는 핸드오버(handover)를 위해 랜덤 액세스 절차(random access procedure)가 수행될 수 있다. RA(random access) 자원들은 RA 프리앰블(preamble)의 송수신을 위해 사용되는 RAO(PRACH(physical random access channel) occasion), RA 프리앰블을 구별하기 위해 사용되는 RAPIdx(RA preamble index), 및/또는 빔 매핑을 위해 사용되는 RSI(reference signal index)를 포함할 수 있다. RA 프리앰블은 자기 상관 특성을 가지는 시퀀스(sequence)로 구성될 수 있다. RSI는 SSB(synchronization signal block) 인덱스(예를 들어, SS/PBCH 블록 인덱스) 및/또는 CSI-RS(channel state information reference signal) 인덱스일 수 있다. 기지국과 단말 간의 랜덤 액세스 절차는 RA 자원들(예를 들어, RAO 및 RAPIdx)에 의해 구별될 수 있다.

RAO는 RA 프레임블의 송수신을 위한 시간-주파수 자원들일 수 있다. 시간 영역에서 RAO의 길이는 서브캐리어 간격(subcarrier spacing), 프리앰블 포맷 등에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 시간 영역에서 RAO의 길이는 하나 이상의 심볼들, 하나 이상의 슬롯들, 또는 서브프레임의 길이일 수 있다. 주파수 영역에서 RAO는 시스템 대역폭(예를 들어, 대역폭 부분(bandwidth part)) 내에서 하나 이상의 서브캐리어들로 구성될 수 있다.

도 3은 통신 시스템에서 RA 프리앰블 시퀀스의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 3을 참조하면, 셀마다 64개의 RA 프리앰블 시퀀스들이 설정될 수 있다. 64개의 RA 프리앰블 시퀀스들 중에서 일부 RA 프리앰블 시퀀스들은 CBRA(contention-based random access) 절차를 위해 사용될 수 있고, 나머지 RA 프리앰블 시퀀스들은 CFRA(contention-free random access) 절차를 위해 사용될 수 있다. CBRA 절차를 위해 사용되는 RA 프리앰블 시퀀들은 2개의 집합들(예를 들어, 프리앰블 집합 #0, 프리앰블 집합 #1)로 분류될 수 있다. 기지국은 프리앰블 집합 #0~1의 설정 정보를 단말에 전송할 수 있다. 프리앰블 집합 #0~1의 설정 정보는 RRC(radio resource control) 메시지 및/또는 시스템 정보에 포함될 수 있다.

CBRA 절차가 수행되는 경우, 단말은 프리앰블 집합 #0 또는 #1에서 하나의 RA 프리앰블 시퀀스를 랜덤하게 선택할 수 있다. 단말은 선택된 RA 프리앰블 시퀀스를 사용하여 RA 프리앰블을 생성할 수 있고, 생성된 RA 프리앰블을 PRACH를 통해 기지국에 전송할 수 있다. 단말에 의해 사용되는 프리앰블 집합은 RA MSG 3을 통해 전송될 데이터의 크기 및/또는 단말의 전송 전력을 기초로 결정될 수 있다. 예를 들어, RA MSG 3을 통해 전송될 데이터의 크기가 임계값 이상인 경우, 단말은 프리앰블 집합 #0 내에서 선택된 RA 프리앰블 시퀀스를 사용하여 생성된 RA 프리앰블을 기지국에 전송할 수 있다. RA MSG 3을 통해 전송될 데이터의 크기가 임계값 미만인 경우, 단말은 프리앰블 집합 #1 내에서 선택된 RA 프리앰블 시퀀스를 사용하여 생성된 RA 프리앰블을 기지국에 전송할 수 있다. 이 경우, 기지국은 단말에 할당될 상향링크 자원의 크기를 결정하기 위해 단말로부터 수신된 RA 프리앰블의 시퀀스가 속한 프리앰블 집합을 참조할 수 있다.

도 4는 통신 시스템에서 PRACH의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 4를 참조하면, 주파수 영역에서 PRACH는 하나 이상의 자원 블록들(resource blocks)(예를 들어, 6개의 자원 블록들)로 구성될 수 있다. RA 프리앰블의 길이 및 PRACH에 할당된 RB(resource block)의 개수(예를 들어, PUSCH 점유에 대한 RB의 개수)는 아래 표 1과 같이 정의될 수 있다.

PRACH에 할당된 RB의 개수(

)(예를 들어, PUSCH 점유에 대한 RB의 개수)는 PRACH 프리앰블의 길이(

), PRACH 프리앰블을 위한 서브캐리어 간격(

), PUSCH를 위한 서브캐리어 간격(

)에 기초하여 결정될 수 있다. 다양한 뉴머놀러지(numerology)(예를 들어, PRACH 프리앰블의 길이, PRACH 프리앰블을 위한 서브캐리어 간격, 및/또는 PUSCH를 위한 서브캐리어 간격)에 따르면, PRACH 무선 자원의 크기(예를 들어, PRACH에 할당된 RB의 개수(

))는 최소 3개의 RB들과 최대 24개의 RB들 사이일 수 있다.

상향링크 자원들 내에서 PRACH 자원의 점유율은 높을 수 있다. PRACH 자원들의 점유율이 증가할 수록 비용은 증가할 수 있다. 따라서 RA 절차의 성능을 향상시키기 위해 PRACH 자원들(예를 들어, RAO)을 증가시키는 것은 제한될 수 있다.

RAO는 접속 지연 시간, 랜덤 액세스 절차의 부하 및/또는 성공 확률을 고려하여 서브프레임 또는 슬롯마다 할당될 수 있다. 또는, RA 프리앰블의 전송 기회를 증가키시기 위해, 하나의 서브프레임 또는 하나의 슬롯에 복수의 RAO들이 설정될 수 있다. 이 경우, 복수의 RAO들은 주파수 축에서 다중화 될 수 있다. 통신 시스템에서 RAO의 개수가 증가할수록, 다른 데이터, 정보, 및/또는 신호의 전송을 위해 사용될 자원들이 감소할 수 있다. 따라서 통신 시스템에서 자원 사용의 효율성이 저하될 수 있다.

RAO는 기지국에 의해 설정될 수 있다. RAO, RAPIdx, 및 RSI는 RA 프리앰블의 부하에 관계없이 미리 설정된 시간 동안에 예약 상태로 유지될 수 있다. 전송될 RA 프리앰블이 존재하지 않는 경우에도 RAO는 예약 상태로 유지되기 때문에, 무선 자원이 낭비될 수 있다. 또한, RA 프리앰블 시퀀스의 개수를 증가시키는 경우, 수신 복잡도가 증가할 수 있다.

도 5는 통신 시스템에서 경쟁 기반의 랜덤 액세스(CBRA) 절차의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.

도 5를 참조하면, 통신 시스템은 기지국 및 단말을 포함할 수 있다. 기지국은 도 1에 도시된 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)일 수 있고, 단말은 도 1에 도시된 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)일 수 있다. 기지국 및 단말은 도 2에 도시된 통신 노드(200)와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다.

단말은 기지국으로부터 동기 신호(예를 들어, SS/PBCH(synchronization signal/physical broadcast channel) 블록)를 수신할 수 있고, 동기 신호에 기초하여 하향링크 프레임의 동기(예를 들어, 하향링크 타이밍)를 획득할 수 있다. 여기서, 동기 신호(예를 들어, SS/PBCH 블록)는 PSS(primary synchronization signal) 및 SSS(secondary synchronization signal)를 포함할 수 있다. 또한, 단말은 기지국으로부터 수신된 시스템 정보(예를 들어, SIB(system information block)) 및/또는 RRC 메시지(예를 들어, RRCReconfiguration 메시지)로부터 PRACH 설정 정보를 획득할 수 있다. 시스템 정보는 불특정 사용자를 위한 공통 설정 정보(common configuration information)일 수 있고, RRC 메시지는 특정 사용자를 위한 전용 설정 정보(dedicated configuration information)일 수 있다. PRACH 설정 정보는 PRACH의 시간-주파수 자원들을 지시하는 정보, RA 프리앰블을 생성하기 위해 필요한 파라미터(예를 들어, 프리앰블 집합 #0~1의 설정 정보) 등을 포함할 수 있다. 또는, PRACH 설정 정보는 시스템 정보 대신에 다른 메시지(예를 들어, RRC 메시지)를 통해 기지국에서 단말로 전송될 수 있다.

PRACH 설정 정보가 획득된 경우, 랜덤 액세스 절차가 수행될 수 있다. 랜덤 액세스 절차는 기지국에 의해 초기화 될 수 있다. 단말은 프리앰블 집합 #0 또는 #1 내에서 하나의 RA 프리앰블 시퀀스를 랜덤하게 선택할 수 있다. 단말에 의해 사용되는 프리앰블 집합은 기지국에 의해 지시될 수 있다. 단말은 선택된 RA 프리앰블 시퀀스를 사용하여 RA 프리앰블을 생성할 수 있고, 생성된 RA 프리앰블을 기지국에 전송할 수 있다(S510). RA 프리앰블은 기지국에 의해 설정된 PRACH(예를 들어, RAO)를 통해 전송될 수 있다. RA 프리앰블은 "RA MSG(message) 1"로 지칭될 수 있다.

기지국은 PRACH(예를 들어, RAO)에서 모니터링 동작을 수행함으로써 RA 프리앰블을 수신할 수 있다. 기지국은 수신된 RA 프리앰블에 기초하여 해당 단말을 위한 TA(timing advanced) 값을 추정할 수 있다. TA 값은 상향링크 프레임의 동기를 맞추기 위해 사용될 수 있다. 기지국은 TA 값, RA MSG 3의 전송을 위한 자원 할당 정보 등을 포함하는 RAR(random access response)을 생성할 수 있고, RAR을 단말에 전송할 수 있다(S520). RAR은 "RA MSG 2"로 지칭될 수 있다. 다른 방법으로, RAR은 PDCCH(physical downlink control channel)를 통해 전송되는 DCI(downlink control information)로 대체될 수 있다. 이 경우, 단계 S520에서 기지국은 DCI를 단말에 전송할 수 있다.

단말은 기지국으로부터 RAR을 수신할 수 있고, RAR에 포함된 TA 값에 기초하여 상향링크 프레임의 동기를 획득할 수 있다. 통신 시스템과의 연결을 위해 수행되는 랜덤 액세스 절차의 경우, 단말은 단말 식별자를 포함하는 RA MSG 3을 기지국에 전송할 수 있다(S530). 단말이 통신 시스템에 연결된 후에 수행되는 랜덤 액세스 절차의 경우, 단말은 기지국에 의해 할당된 식별자(예를 들어, C-RNTI(cell-radio network temporary identifier))를 포함하는 RA MSG 3을 기지국에 전송할 수 있다(S530).

기지국은 단말로부터 RA MSG 3을 수신할 수 있다. 기지국은 RA MSG 3에 대한 응답으로 RA MSG 4를 단말에 전송할 수 있다(S540). RA MSG 4는 RA MSG 3에 포함된 식별자를 포함할 수 있다. 기지국으로부터 RA MSG 4가 수신된 경우, 단말은 경쟁이 해소된 것으로 판단할 수 있다. 즉, 단계 S530 및 단계 S540은 경쟁 해소(contention resolution)를 위해 수행될 수 있다.

도 6은 통신 시스템에서 비경쟁 랜덤 액세스(CFRA) 절차의 제1 실시예를 도시한 순서도이다.

도 6을 참조하면, 통신 시스템은 기지국, 단말 #1, 및 단말 #2를 포함할 수 있다. 기지국은 도 1에 도시된 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)일 수 있고, 단말 #1 및 단말 #2 각각은 도 1에 도시된 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)일 수 있다. 기지국, 단말 #1 및 단말 #2는 도 2에 도시된 통신 노드(200)와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다.

기지국은 PRACH 설정 정보를 단말 #1 및 단말 #2 각각에 전송할 수 있다(S610). PRACH 설정 정보는 RA 자원(예를 들어, RAO, RAPIdx, RSI)을 지시할 수 있다. RA 자원들(예를 들어, RAO, RAPIdx, RSI)은 서로 매핑 관계를 가질 수 있다. 단말 #1을 위한 RA 자원은 단말 #2를 위한 RA 자원과 다를 수 있다. 단말들 각각에 서로 다른 RA 자원이 할당되기 때문에, RA 자원이 한정된 통신 환경에서 랜덤 액세스 절차에 참여 가능한 단말의 개수에 제약이 있을 수 있다. 단말 #1은 기지국으로부터 획득된 PRACH의 설정 정보에 기초하여 RA 프리앰블 #1을 생성할 수 있고, 생성된 RA 프리앰블 #1을 기지국에 의해 설정된 PRACH를 통해 기지국에 전송할 수 있다(S620). 단말 #2는 기지국으로부터 획득된 PRACH의 설정 정보에 기초하여 RA 프리앰블 #2를 생성할 수 있고, 생성된 RA 프리앰블 #2를 기지국에 의해 설정된 PRACH를 통해 기지국에 전송할 수 있다(S630).

RA 프리앰블의 생성을 위해 사용되는 RA 프리앰블 시퀀스는 PRACH의 설정 정보(예를 들어, RAPIdx)에 의해 지시될 수 있다. RA 프리앰블 #1의 생성을 위해 사용되는 RA 프리앰블 시퀀스는 RA 프리앰블 #2의 생성을 위해 사용되는 RA 프리앰블 시퀀스와 다를 수 있다. RA 프리앰블 #1이 전송되는 PRACH는 RA 프리앰블 #2가 전송되는 PRACH와 다를 수 있다. 또는, RA 프리앰블 #1이 전송되는 PRACH는 RA 프리앰블 #2가 전송되는 PRACH와 동일할 수 있다.

기지국은 단말 #1을 위해 설정된 PRACH를 모니터링함으로써 RA 프리앰블 #1을 수신할 수 있다. 기지국은 RA 프리앰블 #1에 대한 응답으로 RAR #1을 단말 #1에 전송할 수 있다(S640). 기지국으로부터 RAR #1이 수신된 경우, 단말 #1은 랜덤 액세스 절차가 성공적으로 완료된 것으로 판단할 수 있다. 기지국은 단말 #2를 위해 설정된 PRACH를 모니터링함으로써 RA 프리앰블 #2를 수신할 수 있다. 기지국은 RA 프리앰블 #2에 대한 응답으로 RAR #2를 단말 #2에 전송할 수 있다(S650). 기지국으로부터 RAR #2가 수신된 경우, 단말 #2는 랜덤 액세스 절차가 성공적으로 완료된 것으로 판단할 수 있다. 미리 설정된 시간 내에 RAR이 수신되지 않은 경우, 해당 단말은 랜덤 액세스 절차를 다시 수행할 수 있다.

도 7은 통신 시스템에서 경쟁 기반의 랜덤 액세스(CBRA) 절차의 제2 실시예를 도시한 순서도이다.

도 7을 참조하면, 통신 시스템은 기지국, 단말 #1, 및 단말 #2를 포함할 수 있다. 기지국은 도 1에 도시된 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)일 수 있고, 단말 #1 및 단말 #2 각각은 도 1에 도시된 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)일 수 있다. 기지국, 단말 #1, 단말 #2는 도 2에 도시된 통신 노드(200)와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다.

기지국은 PRACH 설정 정보를 단말 #1 및 단말 #2 각각에 전송할 수 있다(S710). PRACH 설정 정보는 RA 자원(예를 들어, RAO, RAPIdx, RSI)을 지시할 수 있다. RA 자원들(예를 들어, RAO, RAPIdx, RSI)은 서로 매핑 관계를 가질 수 있다. RAPIdx는 도 3에 도시된 프리앰블 집합 #0 및 #1 중에서 하나를 지시할 수 있다. 단말 #1을 위한 RA 자원은 단말 #2를 위한 RA 자원과 동일할 수 있다.

단말 #1은 기지국으로부터 획득된 PRACH 설정 정보에 기초하여 RA 프리앰블 #1을 생성할 수 있다. 예를 들어, 단말 #1은 PRACH 설정 정보에 의해 지시되는 프리앰블 집합 내에서 하나의 RA 프리앰블 시퀀스를 선택할 수 있고, 선택된 RA 프리앰블 시퀀스를 사용하여 RA 프리앰블 #1을 생성할 수 있다. 단말 #1은 PRACH의 설정 정보에 의해 지시되는 PRACH를 통해 RA 프리앰블 #1을 전송할 수 있다(S720).

단말 #2는 기지국으로부터 획득된 PRACH 설정 정보에 기초하여 RA 프리앰블 #2를 생성할 수 있다. 예를 들어, 단말 #2는 PRACH 설정 정보에 의해 지시되는 프리앰블 집합 내에서 하나의 RA 프리앰블 시퀀스를 선택할 수 있고, 선택된 RA 프리앰블 시퀀스를 사용하여 RA 프리앰블 #2를 생성할 수 있다. 단말 #2는 PRACH 설정 정보에 의해 지시되는 PRACH를 통해 RA 프리앰블 #2를 전송할 수 있다(S730).

RA 프리앰블 #1의 생성을 위해 사용된 RA 프리앰블 시퀀스는 RA 프리앰블 #2의 생성을 위해 사용된 RA 프리앰블 시퀀스와 동일할 수 있고, RA 프리앰블 #1이 전송되는 PRACH는 RA 프리앰블 #2가 전송되는 PRACH와 동일할 수 있다. 이 경우, RA 프리앰블 #1은 RA 프리앰블 #2와 충돌될 수 있다. 예를 들어, 기지국은 RA 프리앰블 #1과 RA 프리앰블 #2를 구별하지 못할 수 있다. 단말 #1~2로부터 복수의 RA 프리앰블들이 전송되었음에도 불구하고, 기지국은 하나의 RA 프리앰블이 전송된 것으로 판단할 수 있다.

따라서 기지국은 하나의 RA 프리앰블에 대한 응답으로 하나의 RAR을 전송할 수 있다(S740). RAR은 RA 프리앰블의 생성을 위해 사용된 RA 프리앰블 시퀀스의 식별자(RAPID), RA MSG 3의 전송을 위한 자원 할당 정보 등을 포함할 수 있다. RAR은 RA 프리앰블이 수신된 PRACH(예를 들어, RAO)의 시간-주파수 자원들에 기초하여 결정된 RA(random access)-RNTI를 사용하여 전송될 수 있다. 단말 #1 및 단말 #2는 해당 RA 프리앰블이 전송된 PRACH(예를 들어, RAO)의 시간-주파수 자원들에 기초하여 결정된 RA-RNTI를 사용하여 RAR 수신을 위한 모니터링 동작을 수행할 수 있다.

단말 #1 및 단말 #2 각각은 기지국으로부터 RAR을 수신할 수 있다. 단말 #1은 RAR에 의해 지시되는 자원을 사용하여 단말 #1의 경쟁해소를 위한 단말 식별자(예를 들어, C-RNTI 혹은 UE Contention Resolution Identity)를 포함하는 RA MSG 3을 기지국에 전송할 수 있다(S750). 단말 #2는 RAR에 의해 지시되는 자원을 사용하여 단말 #2의 경쟁해소를 위한 단말 식별자(예를 들어, C-RNTI 혹은 UE Contention Resolution Identity)를 포함하는 RA MSG 3을 기지국에 전송할 수 있다(S760). 즉, 단말 #1의 RA MSG 3이 전송되는 자원은 단말 #2의 RA MSG 3이 전송되는 자원과 동일할 수 있다. 단말 #1 및 단말 #2는 하나의 RAR를 사용하여 접속을 시도할 수 있다.

기지국은 단말 #1 또는 단말 #2의 RA MSG 3을 수신할 수 있다. 단말 #2의 RA MSG 3이 수신된 경우, 기지국은 단말 #2의 식별자(예를 들어, C-RNTI 혹은 UE Contention Resolution Identity)를 포함하는 RA MSG 4를 생성할 수 있고, RA MSG 4를 전송할 수 있다(S770). 단말 #2는 기지국으로부터 RA MSG 4를 수신할 수 있다. RA MSG 4에 포함된 식별자(예를 들어, 단말 #2의 C-RNTI 혹은 UE Contention Resolution Identity)가 RA MSG 3를 통해 전송한 단말 #2의 식별자와 동일한 경우에, 단말 #2는 랜덤 액세스 절차가 성공적으로 완료된 것으로 판단할 수 있다.

단말 #1은 기지국으로부터 RA MSG 4를 수신할 수 있다. RA MSG 4에 포함된 식별자(예를 들어, 단말 #2의 C-RNTI 혹은 UE Contention Resolution Identity)가 단말 #1의 식별자와 다른 경우에, 단말 #1은 랜덤 액세스 절차가 실패한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 단말 #1은 랜덤 액세스 절차를 다시 수행할 수 있다. 단말 #1은 RA MSG 4의 수신 전까지 랜덤 액세스 절차가 실패한 것을 알지 못할 수 있다. 랜덤 액세스 절차가 실패에 따라, 단말 #1은 랜덤 액세스 절차를 다시 수행해야 하는 경우, 단말 #1은 백오프(backoff) 시간 이후에 RA MSG 1을 다시 전송할 수 있다. 이 경우, 단말 #1에서 경쟁에 따른 접속 지연이 발생할 수 있다.

한편, CBRA 절차에서 복수의 단말들이 동일한 PRACH 자원(예를 들어, 동일한 RAO)에서 동일한 RA 프리앰블(예를 들어, RA MSG 1)을 전송한 경우, RA 프리앰블들 간의 충돌이 발생할 수 있다. 이 경우, 복수의 단말들은 경쟁 해소를 위한 RA MSG 4의 수신 상태에 기초하여 CBRA 절차의 성공 여부를 판단할 수 있다. 따라서 RA MSG 4의 수신 전까지 랜덤 액세스 절차가 성공한 것을 알지 못하고, RA MSG 3의 경쟁 해소에서 실패한 경우 랜덤 액세스 절차를 다시 수행해야 함에 따라 RA 프리앰블들 간의 충돌에 따른 RA 절차를 통한 접속 지연이 발생할 수 있다. RA 프리앰블의 전송 부하가 증가하는 경우, 경쟁 해소 실패에 따른 RA 절차(예를 들어, CBRA 절차)의 성공 확률 및 처리량(throughput)은 감소할 수 있다. RA 프리앰블들 간의 충돌이 감지된 경우, 단말(들)은 미리 설정된 시간(예를 들어, 백오프 시간)이 지난 후에 RA 절차를 다시 시도할 수 있다. 따라서 RA 프리앰블들 간의 충돌 및/또는 경쟁 해소 실패에 따라 접속 지연이 발생할 수 있다.

기지국에 접속하고자 하는 단말은 RA 자원을 사용하여 랜덤 액세스 절차를 수행할 수 있다. CFRA 절차 및 CBRA 절차에서 동일한 RA 프리앰블 시퀀스를 사용하여 생성된 복수의 RA 프리앰블들이 동일한 PRACH를 통해 전송되는 경우, 하나의 RA 프리앰블에 따른 랜덤 액세스 절차의 성공이 보장될 수 있고, 나머지 RA 프리앰블(들)에 따른 랜덤 액세스 절차(들)은 실패할 수 있다. 즉, 동일한 PRACH를 통해 복수의 RA 프리앰블들이 전송되는 경우에도, 기지국은 복수의 RA 프리앰블들에 대한 응답으로 하나의 RAR만을 전송할 수 있다. 따라서 랜덤 액세스 절차의 성공 확률은 감소할 수 있다.

랜덤 액세스 절차를 수행하는 단말들이 증가함으로써 CFRA 절차를 위한 RA 자원이 부족해질 수 있고, 이에 따라 단말은 CFRA 절차 대신에 CBRA 절차를 수행할 수 있다. 이 경우, CBRA 절차를 수행하는 단말들이 증가하게 되고, 이에 따라 랜덤 액세스 절차의 성공 확률은 급격히 감소할 수 있다. 랜덤 액세스 절차의 성공 확률을 향상시키기 위해, RA 자원들의 양은 증가될 수 있다. RA 자원은 RAO, RAPIdx, 및/또는 RSI를 포함할 수 있다. RA 자원들(예를 들어, RAO, RAPIdx, 및/또는 RSI)은 서로 매핑 관계를 가질 수 있다.

RA 자원들의 양을 증가시키기 위해, RAO의 개수를 증가시키는 방안이 고려될 수 있다. 이 경우, 특정 시간 구간(예를 들어, 서브프레임 또는 슬롯)에서 RAO의 개수(예를 들어, 랜덤 액세스 기회)가 증가될 수 있다. 그러나 PRACH를 위해 할당된 많은 무선 자원들(예를 들어, RB)이 요구되므로, 통신 시스템에서 자원 사용 효율이 저하될 수 있다.

RA 자원들의 양을 증가시키기 위해, RA 프리앰블 시퀀스의 개수를 증가시키는 방안이 고려될 수 있다. 단말에 의해 선택 가능한 RA 프리앰블 시퀀스의 개수가 증가되는 경우, RA 프리앰블의 충돌 확률이 감소할 수 있다. 그러나 RA 프리앰블 시퀀스의 개수가 증가하는 경우, RA 프리앰블 시퀀스를 검출하는 기지국에서 수신 복잡도가 증가할 수 있고, RA 프리앰블 시퀀스의 처리 시간이 증가할 수 있다.

한정된 RA 자원을 사용하여 랜덤 액세스 절차가 수행되는 경우, 랜덤 액세스를 시도하는 단말들이 많을수록 RA 프리앰블의 충돌 확률이 증가할 수 있다. 이에 따라, 랜덤 액세스의 실패에 따른 랜덤 액세스 절차가 다시 수행될 수 있고, 접속 지연이 발생할 수 있다. 또한, CFRA 절차에서 단말에게 할당될 RA 자원이 부족한 경우, 해당 단말은 CFRA 절차 대신에 CBRA 절차를 수행할 수 있다. 이 경우, 단말은 RA MSG 3-4의 송수신 절차를 추가로 수행하므로, 랜덤 액세스 절차의 수행 시간이 증가할 수 있다.

한편, 5G 통신 시스템에서 빔 실패(beam failure)가 검출된 경우에 BFR(beam failure recovery) 절차가 수행될 수 있다. BFR 절차는 전용(dedicated) 채널(예를 들어, PRACH)을 통해 수행될 수 있다. 기지국은 BFR 절차를 위한 PRACH 설정 정보(예를 들어, 전용 RA 자원)를 단말에 전송할 수 있다. 만일, RA 자원의 부족으로 인하여 BFR 절차를 위한 전용 RA 자원이 할당될 수 없는 경우, BFR 절차는 CBRA 절차에 기초하여 수행될 수 있다. 이 경우, RA MSG 3-4의 송수신 절차가 추가로 수행될 수 있고, 이에 따라 랜덤 액세스 절차의 수행 시간이 증가할 수 있다.

한편, RA 절차는 프라이머리(primary)-RA 절차 및 세컨더리(secondary)-RA 절차로 분류될 수 있다. 랜덤 액세스의 타입 및/또는 목적에 따라, 프라이머리-RA 절차 또는 세컨더리-RA 절차가 사용될 수 있다. 프라이머리-RA 절차는 기본적으로 수행될 수 있고, 세컨더리-RA 절차는 보조(secondary) RA 절차일 수 있다. 프라이머리-RA 절차는 4단계 RA 절차일 수 있고, 세컨더리-RA 절차는 2단계 RA 절차일 수 있다. 또한, 프라이머리-RA 절차는 2단계 RA 절차일 수 있고, 세컨더리-RA 절차는 4단계 RA 절차일 수 있다. 기지국은 프라이머리-RA 절차를 위한 프라이머리-RA 자원들(예를 들어, RA 프리앰블, RAO, RSI 등)을 설정할 수 있다. 또한, 기지국은 세컨더리-RA 절차를 위한 세컨더리-RA 자원들(예를 들어, RA 프리앰블, RAO, RSI 등)을 설정할 수 있다. 세컨더리-RA 자원들은 가상으로 설정될 수 있다. 세컨더리-RA 자원들은 프라이머리-RA 자원들에 기초하여 추정될 수 있다. 예를 들어, 기지국 및/또는 단말은 프라이머리-RA 자원들을 제외한 자원들을 프라이머리-RA 자원들로 추정할 수 있다. 프라이머리-RA 자원들은 세컨더리-RA 자원들과 다를 수 있다. 예를 들어, 프라이머리-RA 자원들에 의해 지시되는 시간 자원들(예를 들어, 심볼, 슬롯, 미니-슬롯, 서브프레임)은 세컨더리-RA 자원들에 의해 지시되는 시간 자원들(예를 들어, 심볼, 슬롯, 미니-슬롯, 서브프레임)과 다를 수 있다. 프라이머리-RA 자원들에 의해 지시되는 주파수 자원들(예를 들어, 캐리어, 서브채널, RB, BWP(bandwidth part))은 세컨더리-RA 자원들에 의해 지시되는 주파수 자원들(예를 들어, 캐리어, 서브채널, RB, BWP)과 다를 수 있다.

기지국은 프라이머리-RA 절차를 위한 설정 정보(예를 들어, 프라이머리-RA 자원들) 및/또는 세컨더리-RA 절차를 위한 설정 정보(예를 들어, 세컨더리-RA 자원들)를 단말에 전송할 수 있다. 프라이머리-RA 절차를 위한 설정 정보는 프라이머리-RA 설정 정보로 지칭될 수 있고, 세컨더리-RA 절차를 위한 설정 정보는 세컨더리-RA 설정 정보로 지칭될 수 있다. 단말은 기지국으로부터 프라이머리-RA 설정 정보 및/또는 세컨더리-RA 설정 정보를 수신할 수 있다. 프라이머리-RA 설정 정보가 오직 수신된 경우, 단말은 프라이머리-RA 설정 정보에 기초하여 세컨더리-RA 자원들을 추정할 수 있다.

프라이머리-RA 절차 및 세컨더리-RA 절차 중에서 프라이머리-RA 절차가 우선적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 프라이머리-RA 절차는 도 5 내지 도 7에 도시된 RA 절차일 수 있다. 단말은 프라이머리-RA 설정 정보에 기초하여 프라이머리-RA 절차를 수행할 수 있다. 즉, 단말은 프라이머리-RA 자원들을 사용하여 프라이머리-RA 프리앰블을 기지국에 전송할 수 있다. 기지국은 프라이머리-RA 프리앰블을 단말로부터 수신할 수 있다. 기지국은 특정 조건(들)이 만족하는 경우에 프라이머리-RA 절차 대신에 세컨더리-RA 절차를 수행하는 것으로 결정할 수 있다. 특정 조건(들)이 만족하지 않는 경우, 기지국은 프라이머리-RA 절차를 수행할 수 있다. 예를 들어, 특정 조건(들)은 아래와 같을 수 있다.

- 조건 1: 프라이머리-RA 절차의 실패 확률이 높은 경우(예를 들어, 프라이머리-RA 절차의 실패 확률이 기준값 이상인 경우)

- 조건 2: 프라이머리-RA 절차에서 RA 프리앰블들이 충돌하는 경우

- 조건 3: 프라이머리-RA 자원들이 혼잡한 경우

- 조건 4: 빠른 RA 절차가 필요한 경우

프라이머리-RA 절차 대신에 세컨더리-RA 절차가 수행되는 것으로 결정된 경우, 기지국은 세컨더리-RA 절차가 수행되는 것을 지시하는 정보를 포함하는 DCI 및/또는 RAR(예를 들어, 프라이머리-RAR)을 단말에 전송할 수 있다. 여기서, DCI의 CRC(cyclic redundancy check)는 프라이머리-RA 프리앰블의 전송 자원에 기초로 결정된 프라이머리-RA-RNTI에 의해 스크램블링될 수 있다. 단말은 기지국으로부터 DCI 및/또는 RAR을 수신할 수 있다. DCI 및/또는 RAR이 세컨더리-RA 절차가 수행되는 것을 지시하는 정보를 포함하는 경우, 단말은 프라이머리-RA 절차 대신에 세컨더리-RA 절차가 수행되는 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 단말은 세컨더리-RA 자원들을 사용하여 세컨더리-RA 프리앰블을 기지국에 전송할 수 있다. 즉, 프라이머리-RA 절차에 따른 RA MSG 3 대신에 세컨더리-RA 프리앰블이 전송될 수 있다. 기지국은 단말로부터 세컨더리-RA 프리앰블을 수신할 수 있고, 이에 대한 응답으로 세컨더리-RAR을 단말에 전송할 수 있다. 단말은 세컨더리-RA 프리앰블에 대한 응답인 세컨더리-RAR을 기지국으로부터 수신할 수 있다.

도 8은 통신 시스템에서 RAO 설정 방법의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 8을 참조하면, 슬롯 #n은 PRACH 슬롯으로 설정될 수 있고, PRACH 슬롯 내에서 프라이머리-RA 절차를 위한 프라이머리-RAO(들) 및 세컨더리-RA 절차를 위한 세컨더리-RAO(들)이 설정될 수 있다. 하나의 PRACH 슬롯 내에서 7개의 RAO들은 설정될 수 있다. n은 0 이상의 정수일 수 있다. 프라이머리-RAO(들)은 시간 도메인에서 세컨더리-RAO(들)과 중첩되지 않을 수 있다. 프라이머리-RAO(들)이 설정된 주파수 자원(들)은 세컨더리-RAO(들)이 설정된 주파수 자원(들)과 동일할 수 있다. 또는, 프라이머리-RAO(들)이 설정된 주파수 자원(들)은 세컨더리-RAO(들)이 설정된 주파수 자원(들)과 다를 수 있다.

도 8에 도시된 실시예에서, 프라이머리-RAO(들)이 설정되지 않은 자원들은 세컨더리-RAO(들)을 위해 사용될 수 있다. 세컨더리-RAO(들)은 단말에 명시적으로 지시될 수 있다. 또는, 세컨더리-RAO(들)은 단말에 명시적으로 지시되지 않을 수 있다. 이 경우, 기지국 및/또는 단말은 PRACH 슬롯 내에서 프라이머리-RAO(들)을 위해 설정되지 않은 자원을 세컨더리-RAO(들)인 것으로 추정할 수 있다. 세컨더리-RA 절차의 수행이 지시되기 전까지, 세컨더리-RAO(들)은 다른 상향링크 통신(예를 들어, PUSCH(physical uplink shared channel) 전송 및/또는 PUCCH(physical uplink control channel) 전송)을 위해 사용될 수 있다. 세컨더리-RA 절차의 수행이 지시되면, 세컨더리-RAO(들)은 세컨더리-RA 절차를 위한 PRACH로 사용될 수 있다. 즉, 세컨더리-RA 절차의 수행이 지시되기 전까지 세컨더리-RAO(들)은 비활성화될 수 있고, 세컨더리-RA 절차의 수행이 지시된 경우에 세컨더리-RAO(들)은 활성화될 수 있다.

다른 방법으로, 도 8에 도시된 실시예에서, 프라이머리-RAO(들)이 설정된 일부 자원들은 세컨더리-RAO(들)을 위해 사용될 수 있다. 프라이머리-RAO(들)은 세컨더리-RAO(들)과 중첩될 수 있다. 세컨더리-RAO(들)은 단말에 명시적으로 지시될 수 있다. 세컨더리-RA 절차의 수행이 지시되면, 세컨더리-RAO(들)은 세컨더리-RA 절차를 위한 PRACH로 사용될 수 있다. 즉, 프라이머리-RA 절차가 수행되는 경우, 슬롯 #n 내에서 RAO(들)은 프라이머리-RAO(들)로 사용될 수 있다. 세컨더리-RA 절차가 수행되는 경우, 슬롯 #n 내에서 프라이머리-RAO(들) 중 일부 RAO(들)은 세컨더리-RAO(들)로 사용될 수 있다. 프라이머리-RAO(들)이 설정된 주파수 자원(들)은 세컨더리-RAO(들)이 설정된 주파수 자원(들)과 동일할 수 있다.

도 9는 통신 시스템에서 RAO 설정 방법의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.

도 9를 참조하면, 슬롯 #n 및 슬롯 #n+1은 PRACH 슬롯으로 설정될 수 있고, 슬롯 #n 내에서 프라이머리-RA 절차를 위한 프라이머리-RAO(들)이 설정될 수 있고, 슬롯 #n+1 내에서 세컨더리-RA 절차를 위한 세컨더리-RAO(들)이 설정될 수 있다. 즉, 슬롯 #n은 타입1-PRACH 슬롯일 수 있고, 슬롯 #n+1은 타입2-PRACH 슬롯일 수 있다. 하나의 PRACH 슬롯 내에서 7개의 RAO들은 설정될 수 있다. n은 0 이상의 정수일 수 있다. 슬롯 #n과 슬롯 #n+1은 연속한 슬롯들일 수 있다. 또는, 슬롯 #n은 슬롯 #n+1과 연속하지 않을 수 있다. 프라이머리-RAO(들)이 설정된 주파수 자원(들)은 세컨더리-RAO(들)이 설정된 주파수 자원(들)과 동일할 수 있다. 또는, 프라이머리-RAO(들)이 설정된 주파수 자원(들)은 세컨더리-RAO(들)이 설정된 주파수 자원(들)과 다를 수 있다. 프라이머리-RAO(들)이 설정된 주파수 자원(들)과 세컨더리-RAO(들)이 설정된 주파수 자원(들)이 다른 경우, 프라이머리-RAO(들)과 세컨더리-RAO(들)의 PRACH 슬롯은 동일한 슬롯 #n에 설정될 수 있다.

도 9에 도시된 실시예에서, 프라이머리-RAO(들)이 설정되지 않은 자원들은 세컨더리-RAO(들)을 위해 사용될 수 있다. 세컨더리-RA 절차의 수행이 지시되기 전까지, 세컨더리-RAO(들)은 다른 상향링크 통신(예를 들어, PUSCH 전송 및/또는 PUCCH 전송)을 위해 사용될 수 있다. 세컨더리-RA 절차의 수행이 지시되면, 세컨더리-RAO(들)은 세컨더리-RA 절차를 위한 PRACH로 사용될 수 있다. 즉, 세컨더리-RA 절차의 수행이 지시되기 전까지 세컨더리-RAO(들)은 비활성화될 수 있고, 세컨더리-RA 절차의 수행이 지시된 경우에 세컨더리-RAO(들)은 활성화될 수 있다.

도 10은 통신 시스템에서 RAO 설정 방법의 제3 실시예를 도시한 개념도이다.

도 10을 참조하면, 슬롯 #n 및 슬롯 #n+1은 PRACH 슬롯으로 설정될 수 있고, 슬롯 #n 및 슬롯 #n+1 내에서 프라이머리-RA 절차를 위한 프라이머리-RAO(들)이 설정될 수 있다. 하나의 PRACH 슬롯 내에서 7개의 RAO들은 설정될 수 있다. n은 0 이상의 정수일 수 있다. 프라이머리-RAO(들)이 설정된 슬롯 #n 및 슬롯 #n+1 중에서 하나의 슬롯(예를 들어, 슬롯 #n+1)에서 세컨더리-RAO(들)이 설정될 수 있다. 슬롯 #n+1 내에서 프라이머리-RAO(들)과 세컨더리-RAO(들)은 서로 중첩될 수 있다. 프라이머리-RA 절차가 수행되는 경우, 슬롯 #n+1 내에서 RAO(들)은 프라이머리-RAO(들)로 사용될 수 있다. 세컨더리-RA 절차가 수행되는 경우, 슬롯 #n+1 내에서 RAO(들)은 세컨더리-RAO(들)로 사용될 수 있다.

슬롯 #n과 슬롯 #n+1은 연속한 슬롯들일 수 있다. 또는, 슬롯 #n은 슬롯 #n+1과 연속하지 않을 수 있다. 프라이머리-RAO(들)이 설정된 주파수 자원(들)은 세컨더리-RAO(들)이 설정된 주파수 자원(들)과 동일할 수 있다. 또는, 프라이머리-RAO(들)이 설정된 주파수 자원(들)은 세컨더리-RAO(들)이 설정된 주파수 자원(들)과 다를 수 있다.

도 11은 통신 시스템에서 경쟁 기반의 랜덤 액세스(CBRA) 절차의 제3 실시예를 도시한 순서도이다.

도 11을 참조하면, 통신 시스템은 기지국, 단말 #1, 및 단말 #2를 포함할 수 있다. 기지국은 도 1에 도시된 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)일 수 있고, 단말 #1 및 단말 #2 각각은 도 1에 도시된 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)일 수 있다. 기지국, 단말 #1, 단말 #2는 도 2에 도시된 통신 노드(200)와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다.

기지국은 프라이머리-RA 설정 정보 및/또는 세컨더리-RA 설정 정보를 생성할 수 있다. 프라이머리-RA 설정 정보는 프라이머리-RA 자원들(예를 들어, RA 프리앰블, RAO, RSI 등)의 정보를 포함할 수 있고, 세컨더리-RA 설정 정보는 세컨더리-RA 자원들(예를 들어, RA 프리앰블, RAO, RSI 등)의 정보를 포함할 수 있다. 프라이머리-RA 자원들 및 세컨더리-RA 자원들은 도 8 내지 도 10에 도시된 실시예들에 기초하여 설정될 수 있다. 프라이머리-RA 자원들(예를 들어, RA 프리앰블, RAO, RSI 등)은 서로 매핑 관계를 가질 수 있다. 세컨더리-RA 자원들(예를 들어, RA 프리앰블, RAO, RSI 등)은 서로 매핑 관계를 가질 수 있다. 세컨더리-RA 자원들은 프라이머리-RA 자원들에 기초하여 설정될 수 있다. 세컨더리-RA 자원들은 프라이머리-RA 자원들과 구별될 수 있다.

기지국은 프라이머리-RA 설정 정보를 시스템 정보 또는 RRC 메시지 중에서 적어도 하나를 사용하여 전송할 수 있다(S1110). 또한, 기지국은 세컨더리-RA 설정 정보를 시스템 정보, RRC 메시지, MAC CE, DCI, 또는 RAR 중에서 적어도 하나를 사용하여 전송할 수 있다. 세컨더리-RA 설정 정보는 단계 S1110에서 프라이머리-RA 설정 정보와 함께 전송될 수 있다. 다른 방법으로, 세컨더리-RA 설정 정보는 프라이머리-RA 설정 정보와 독립적으로 전송될 수 있다. 시스템 정보는 SIB(system information block)일 수 있다. RRC 메시지는 셀-특정(cell-specific) RRC 메시지 또는 단말-특정(UE-specific) RRC 메시지일 수 있다. RRC 메시지는 단말을 위해 전용으로 할당된 C-RNTI에 의해 지시될 수 있다. 세컨더리-RA 설정 정보가 전송되는 DCI는 프라이머리-RA 절차에 따른 프라이머리-RA-RNTI에 의해 스크램블링되는 DCI일 수 있다. 세컨더리-RA 설정 정보가 전송되는 RAR은 프라이머리-RA 절차에 따른 프라이머리-RAR일 수 있다.

단말 #1 및 단말 #2는 기지국으로부터 프라이머리-RA 설정 정보 및/또는 세컨더리-RA 설정 정보를 수신할 수 있다. 단말 #1 및 단말 #2 각각은 프라이머리-RA 설정 정보에 의해 지시되는 프라이머리-RA 자원을 사용하여 프라이머리-RA 프리앰블을 기지국에 전송할 수 있다(S1120). 프라이머리-RA 프리앰블은 4단계 RA 절차에 따른 RA MSG 1 또는 2단계 RA 절차에 따른 RA MSG A일 수 있다. 기지국은 프라이머리-RA 설정 정보에 의해 지시되는 타입1-자원들에서 모니터링 동작을 수행함으로써 프라이머리-RA 프리앰블을 검출할 수 있다(S1130). 예를 들어, 단계 S1130에서 기지국은 단말 #1의 프라이머리-RA 프리앰블 및 단말 #2의 프라이머리-RA 프리앰블을 검출할 수 있다. 단말 #1의 프라이머리-RA 프리앰블 및 단말 #2의 프라이머리-RA 프리앰블이 동일한 프라이머리-RA 자원을 사용하여 전송된 경우, 단말 #1의 프라이머리-RA 프리앰블은 단말 #2의 프라이머리-RA 프리앰블과 충돌할 수 있다.

단계 S1130의 수행 후에, 기지국은 세컨더리-RA 절차의 수행 여부를 결정할 수 있다(S1140). 기지국은 특정 조건(들)이 만족하는 경우에 세컨더리-RA 절차가 수행되는 것으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 특정 조건은 "프라이머리-RA 절차의 실패 확률이 높은 경우", "프라이머리-RA 절차에서 RA 프리앰블들이 충돌하는 경우", "프라이머리-RA 자원들이 혼잡한 경우", 또는 "빠른 RA 절차가 필요한 경우" 중에서 적어도 하나일 수 있다. 기지국은 단말 #1을 위해 프라이머리-RA 절차가 수행되는 것으로 결정할 수 있고, 단말 #2를 위해 세컨더리-RA 절차가 수행되는 것으로 결정할 수 있다.

단계 S1150에서 기지국은 DCI 및/또는 프라이머리-RAR을 단말 #1에 전송할 수 있다. DCI는 프라이머리-RAR의 전송 자원을 지시할 수 있다. DCI의 CRC는 단말 #1의 프라이머리-RA 프리앰블의 전송 자원을 기초로 결정된 프라이머리-RA-RTNI에 의해 스크램블링될 수 있다. 프라이머리-RAR은 4단계 RA 절차에 따른 RA MSG 2 또는 2단계 RA 절차에 따른 RA MSG B일 수 있다. 단말 #1은 DCI 및/또는 프라이머리-RAR을 기지국으로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, 단말 #1은 프라이머리-RA-RNTI를 사용하여 DCI를 기지국으로부터 수신할 수 있고, DCI에 의해 지시되는 전송 자원에서 프라이머리-RAR를 기지국으로부터 수신할 수 있다. 4단계 RA 절차가 수행되는 경우, 단계 S1150의 수행 후에 단말 #1과 기지국 간의 RA MSG 3 및 4의 교환 절차가 수행될 수 있다.

단계 S1160에서 기지국은 DCI 및/또는 프라이머리-RAR을 단말 #2에 전송할 수 있다. DCI는 프라이머리-RAR의 전송 자원을 지시할 수 있다. DCI의 CRC는 "단말 #2의 프라이머리-RA 프리앰블의 전송 자원을 기초로 결정된 프라이머리-RA-RTNI" 또는 "단말 #2에 전용으로 할당된 C(cell)-RNTI"에 의해 스크램블링될 수 있다. DCI는 세컨더리-RA 설정 정보, 세컨더리-RA 지시 정보, 및/또는 세컨더리-RA 유효 시간 정보를 포함할 수 있다. 단계 S1110에서 세컨더리-RA 설정 정보가 전송되지 않은 경우, 단계 S1160에서 DCI는 세컨더리-RA 설정 정보를 포함할 수 있다. 세컨더리-RA 지시 정보는 세컨더리-RA 절차가 수행되는 것을 지시할 수 있다. 세컨더리-RA 지시 정보가 전송되는 경우, 세컨더리-RA 설정 정보에 따른 세컨더리-RA 자원들은 활성화(예를 들어, 인에이블)될 수 있다. 세컨더리-RA 유효 시간이 설정된 경우, 세컨더리-RA 자원들의 상태는 해당 유효 시간 동안에 활성화(예를 들어, 인에이블) 상태로 유지될 수 있다. 즉, 세컨더리-RA 자원들은 해당 유효 시간 동안에 사용될 수 있다.

세컨더리-RA 설정 정보는 단계 S1110 또는 DCI를 통해 전송될 수 있고, "세컨더리-RA 지시 정보" 또는 "세컨더리-RA 지시 정보 및 세컨더리-RA 유효 시간 정보"는 DCI에 포함될 수 있다. 이 경우, 단계 S1160에서 프라이머리-RAR은 전송되지 않을 수 있다. 다른 방법으로, 세컨더리-RA 설정 정보는 단계 S1110 또는 DCI를 통해 전송될 수 있고, "세컨더리-RA 지시 정보" 또는 "세컨더리-RA 지시 정보 및 세컨더리-RA 유효 시간 정보"는 프라이머리-RAR에 포함될 수 있다. 이 경우, 단계 S1160에서 DCI 및 프라이머리-RAR은 모두 전송될 수 있다. 다른 방법으로, "세컨더리-RA 설정 정보 및 세컨더리-RA 지시 정보" 또는 "세컨더리-RA 설정 정보, 세컨더리-RA 지시 정보, 및 세컨더리-RA 유효 시간 정보"는 프라이머리-RAR에 포함될 수 있다.

또한, 다른 방법으로, 세컨더리-RA 설정 정보는 단계 S1110 를 통해 전송되지 않을 수 있고, 세컨더리-RA 지시 정보는 DCI 또는 프라이머리-RAR을 통해 전송될 수 있다. 이 경우, 세컨더리-RA 지시 정보는 "세컨더리-RA 설정 정보"를 더 포함할 수 있다.

단계 S1160에서 단말 #2는 기지국으로부터 DCI 및/또는 프라이머리-RAR을 수신할 수 있다. 즉, 단말 #2는 세컨더리-RA 설정 정보, 세컨더리-RA 지시 정보, 및/또는 세컨더리-RA 유효 시간 정보를 수신할 수 있다. 세컨더리-RA 지시 정보가 수신된 경우, 단말 #2는 세컨더리-RA 설정 정보에 따른 세컨더리-RA 자원들이 활성화(예를 들어, 인에이블)되는 것으로 판단할 수 있다. 세컨더리-RA 유효 시간이 설정된 경우, 단말은 세컨더리-RA 자원들이 해당 유효 시간 동안에 활성화(예를 들어, 인에이블)되는 것으로 판단할 수 있다. 따라서 단말 #2는 프라이머리-RA 절차 대신에 세컨더리-RA 절차를 수행할 수 있다.

세컨더리-RA 지시 정보는 세컨더리-RA의 활성화 여부를 나타내는 지시자, 세컨더리-RA 전용의 세컨더리-RA 자원(PRACH 오케이션, RA 프리앰블 인덱스, 또는 RSI), 단말 식별자, 혹은 단말 그룹 식별자 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

단말 #2는 세컨더리-RA 자원들을 사용하여 세컨더리-RA 프리앰블을 기지국에 전송할 수 있다(S1170). 4단계 RA 절차에서 세컨더리-RA 프리앰블은 RA MSG 1일 수 있다. 2단계 RA 절차에서 세컨더리-RA 프리앰블은 RA MSG A일 수 있다. 기지국은 세컨더리-RA 자원들에서 모니터링 동작을 수행함으로써 단말 #2의 세컨더리-RA 프리앰블을 수신할 수 있다. 기지국은 세컨더리-RA 프리앰블에 대한 세컨더리-RAR을 단말 #2에 전송할 수 있다(S1180). 예를 들어, 단계 S1180에서 기지국은 DCI 및/또는 세컨더리-RAR을 단말 #2에 전송할 수 있다. DCI는 세컨더리-RAR의 전송 자원을 지시할 수 있고, DCI의 CRC는 세컨더리-RA 프리앰블의 전송 자원을 기초로 결정된 세컨더리-RA-RNTI에 의해 스크램블링될 수 있다. 4단계 RA 절차에서 세컨더리-RAR은 RA MSG 2일 수 있다. 2단계 RA 절차에서 세컨더리-RAR은 RA MSG B일 수 있다.

단말 #2는 기지국으로부터 DCI 및/또는 세컨더리-RAR를 수신할 수 있다. 예를 들어, 단말 #2는 세컨더리-RA-RNTI를 사용하여 DCI를 기지국으로부터 수신할 수 있고, DCI에 의해 지시되는 전송 자원에서 세컨더리-RAR를 기지국으로부터 수신할 수 있다. 4단계 RA 절차가 수행되는 경우, 단계 S1180의 수행 후에 단말 #2와 기지국 간의 RA MSG 3 및 4의 교환 절차가 수행될 수 있다.

상술한 실시예들에 의하면, 통신 시스템에서 RA 절차의 부하 또는 필요에 따라 RA 자원들의 증가 없이 세컨더리-RA 자원들은 동적으로 설정될 수 있다. 세컨더리-RA 자원들은 보조 자원들일 수 있다. 이 경우, 상향링크 자원들의 낭비는 감소할 수 있다. 세컨더리-RA 자원들은 단말의 특성에 따라 설정될 수 있고, 이에 따라 RA 절차에서 경쟁은 분산될 수 있고, RA 프리앰블의 전송 기회는 증가할 수 있다. 따라서 RA 절차의 성공 확률은 증가할 수 있고, 통신 시스템의 신뢰성 및 성능은 향상될 수 있다. RA 절차를 수행하는 단말들이 증가하는 경우, CFRA 절차를 위한 RA 자원들은 부족할 수 있다. 세컨더리-RA 자원들은 보조적으로 사용됨으로써 RA 절차의 성공 확률은 향상될 수 있고, 빔 실패 복구 절차 및/또는 RLF(radio link failure) 복구 절차는 신속히 수행될 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(rom), 램(ram), 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

통신 시스템에서 단말의 동작 방법으로서,
프라이머리-RA(random access) 절차를 위한 프라이머리-RA 설정 정보를 기지국으로부터 수신하는 단계;
세컨더리-RA 절차를 위한 세컨더리-RA 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계;
상기 프라이머리-RA 설정 정보에 의해 지시되는 프라이머리-RA 자원을 사용하여 프라이머리-RA 프리앰블을 상기 기지국에 전송하는 단계;
상기 프라이머리-RA 프리앰블에 대한 응답으로, 상기 프라이머리-RA 절차 대신에 상기 세컨더리-RA 절차의 수행을 지시하는 세컨더리-RA 지시 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
상기 세컨더리-RA 설정 정보에 의해 지시되는 세컨더리-RA 자원을 사용하여 세컨더리-RA 프리앰블을 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하는, 단말의 동작 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 세컨더리-RA 설정 정보는 "상기 프라이머리-RA 프리앰블의 전송 전", "상기 프라이머리-RA 프리앰블에 대한 응답의 수신 전", 혹은 "상기 프라이머리-RA 프리앰블에 대한 응답의 수신 절차"에서 상기 기지국으로부터 수신되는, 단말의 동작 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 프라이머리-RA 자원 및 상기 세컨더리-RA 자원 각각은 PRACH(physical random access channel) 오케이션, RA 프리앰블 인덱스, 또는 RSI(reference signal index) 중에서 적어도 하나를 포함하는, 단말의 동작 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 세컨더리-RA 자원은 상기 프라이머리-RA 자원과 독립적으로 설정되거나, 상기 세컨더리-RA 자원은 상기 프라이머리-RA 자원과 중첩되도록 설정되는, 단말의 동작 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 세컨더리-RA 설정 정보는 시스템 정보, RRC(radio resource control) 메시지, MAC(medium access control) CE(control element), 상기 프라이머리-RA 프리앰블에 대한 응답인 프라이머리-RAR(random access response), 또는 DCI(downlink control information) 중에서 적어도 하나를 통해 수신되는, 단말의 동작 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 세컨더리-RA 지시 정보는 상기 프라이머리-RA 프리앰블의 전송 자원을 기초로 결정된 RA-RNTI(radio network temporary identifier)에 의해 스크램블링되는 DCI 또는 상기 프라이머리-RA 프리앰블에 대한 응답인 프라이머리-RAR(random access response)에 포함되는, 단말의 동작 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 세컨더리-RA 설정 정보에 의해 지시되는 상기 세컨더리-RA 자원은 상기 세컨더리-RA 지시 정보가 수신된 경우에 활성화되는, 단말의 동작 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 단말의 동작 방법은,
세컨더리-RA 유효 시간 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함하고,
상기 세컨더리-RA 지시 정보에 의해 활성화되는 상기 세컨더리-RA 자원은 상기 세컨더리-RA 유효 시간 정보에 의해 지시되는 유효 시간 동안에 사용되는, 단말의 동작 방법.
통신 시스템에서 기지국의 동작 방법으로서,
프라이머리-RA(random access) 절차를 위한 프라이머리-RA 설정 정보를 전송하는 단계;
세컨더리-RA 절차를 위한 세컨더리-RA 설정 정보를 전송하는 단계;
상기 프라이머리-RA 설정 정보에 의해 지시되는 프라이머리-RA 자원을 통해 프라이머리-RA 프리앰블을 단말로부터 수신하는 단계;
상기 프라이머리-RA 절차 대신에 상기 세컨더리-RA 절차의 수행을 지시하는 세컨더리-RA 지시 정보를 상기 단말에 전송하는 단계; 및
상기 세컨더리-RA 설정 정보에 의해 지시되는 세컨더리-RA 자원을 통해 세컨더리-RA 프리앰블을 상기 단말로부터 수신하는 단계를 포함하는, 기지국의 동작 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 세컨더리-RA 설정 정보는 "상기 프라이머리-RA 프리앰블의 수신 전", "상기 프라이머리-RA 프리앰블에 대한 응답의 전송 전", 혹은 "상기 프라이머리-RA 프리앰블에 대한 응답의 전송 절차"에서 상기 단말에 전송되는, 기지국의 동작 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 프라이머리-RA 자원 및 상기 세컨더리-RA 자원 각각은 PRACH(physical random access channel) 오케이션, RA 프리앰블 인덱스, 또는 RSI(reference signal index) 중에서 적어도 하나를 포함하는, 기지국의 동작 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 세컨더리-RA 설정 정보는 시스템 정보, RRC(radio resource control) 메시지, MAC(medium access control) CE(control element), 또는 DCI(downlink control information) 중에서 적어도 하나를 통해 전송되는, 기지국의 동작 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 세컨더리-RA 지시 정보는 상기 프라이머리-RA 프리앰블의 전송 자원을 기초로 결정된 RA-RNTI(radio network temporary identifier)에 의해 스크램블링되는 DCI 또는 상기 프라이머리-RA 프리앰블에 대한 응답인 프라이머리-RAR(random access response)을 통해 전송되는, 기지국의 동작 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 세컨더리-RA 설정 정보에 의해 지시되는 상기 세컨더리-RA 자원은 상기 세컨더리-RA 지시 정보가 전송된 경우에 활성화되는, 기지국의 동작 방법.
청구항 14에 있어서,
상기 기지국의 동작 방법은,
세컨더리-RA 유효 시간 정보를 전송하는 단계를 더 포함하고,
상기 세컨더리-RA 지시 정보에 의해 활성화되는 상기 세컨더리-RA 자원은 상기 세컨더리-RA 유효 시간 정보에 의해 지시되는 유효 시간 동안에 사용되는, 기지국의 동작 방법.
통신 시스템에서 단말로서,
프로세서(processor);
상기 프로세서와 전자적(electronic)으로 통신하는 메모리(memory); 및
상기 메모리에 저장되는 명령들(instructions)을 포함하며,
상기 명령들이 상기 프로세서에 의해 실행되는 경우, 상기 명령들은 상기 단말이,
프라이머리-RA(random access) 절차를 위한 프라이머리-RA 설정 정보를 기지국으로부터 수신하고;
세컨더리-RA 절차를 위한 세컨더리-RA 설정 정보를 상기 기지국으로부터 수신하고;
상기 프라이머리-RA 설정 정보에 의해 지시되는 프라이머리-RA 자원을 사용하여 프라이머리-RA 프리앰블을 상기 기지국에 전송하고;
상기 프라이머리-RA 프리앰블에 대한 응답으로, 상기 프라이머리-RA 절차 대신에 상기 세컨더리-RA 절차의 수행을 지시하는 세컨더리-RA 지시 정보를 상기 기지국으로부터 수신하고; 그리고
상기 세컨더리-RA 설정 정보에 의해 지시되는 세컨더리-RA 자원을 사용하여 세컨더리-RA 프리앰블을 상기 기지국에 전송하는 것을 야기하도록 동작하는, 단말.
청구항 16에 있어서,
상기 세컨더리-RA 설정 정보는 "상기 프라이머리-RA 프리앰블의 전송 전", "상기 프라이머리-RA 프리앰블에 대한 응답의 수신 전", 혹은 "상기 프라이머리-RA 프리앰블에 대한 응답의 수신 절차"에서 상기 기지국으로부터 수신되는, 단말.
청구항 16에 있어서,
상기 세컨더리-RA 설정 정보는 시스템 정보, RRC(radio resource control) 메시지, MAC(medium access control) CE(control element), 또는 DCI(downlink control information) 중에서 적어도 하나를 통해 수신되는, 단말.
청구항 16에 있어서,
상기 세컨더리-RA 지시 정보는 상기 프라이머리-RA 프리앰블의 전송 자원을 기초로 결정된 RA-RNTI(radio network temporary identifier)에 의해 스크램블링되는 DCI 또는 상기 프라이머리-RA 프리앰블에 대한 응답인 프라이머리-RAR(random access response)에 포함되는, 단말.
청구항 16에 있어서,
상기 명령들은 상기 단말이,
세컨더리-RA 유효 시간 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 것을 더 야기하도록 동작하며,
상기 세컨더리-RA 지시 정보가 수신된 경우, 상기 세컨더리-RA 자원은 상기 세컨더리-RA 유효 시간 정보에 의해 지시되는 유효 시간 동안에 활성화되는, 단말.