KR20230007224A - Random access control method, and base station - Google Patents

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KR20230007224A
KR20230007224A KR1020220043823A KR20220043823A KR20230007224A KR 20230007224 A KR20230007224 A KR 20230007224A KR 1020220043823 A KR1020220043823 A KR 1020220043823A KR 20220043823 A KR20220043823 A KR 20220043823A KR 20230007224 A KR20230007224 A KR 20230007224A
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base station
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KR1020220043823A
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Inventor
진 후
지에리우
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한양대학교 에리카산학협력단
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Abstract

Embodiments of the present invention may provide a random access control method and a base station. Specifically, a random access control method and base station, which can increase resource use efficiency by allocating a preamble resource according to service quality and priority, can be provided. Especially, the embodiments may provide the random access control method and the base station which can solve the congestion for large-scale activation since the base station estimates the number of active terminals based on the number of idle preambles to allocate a preamble resource according to service quality and priority and adjust a transmission probability.

Description

랜덤 액세스 제어 방법 및 기지국{RANDOM ACCESS CONTROL METHOD, AND BASE STATION}Random access control method and base station {RANDOM ACCESS CONTROL METHOD, AND BASE STATION}

본 실시예들은 랜덤 액세스 제어 방법 및 기지국에 관한 것이다.The present embodiments relate to a random access control method and a base station.

최근에 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. 특히, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 또한, 모바일 인터넷 및 사물 인터넷으로부터의 수요가 증가함에 따라, 모바일 트래픽의 증가는 2020년까지 2010년(4G 시대)의 거의 1000배 증가하고, 사용자 장치 연결(user equipment connection)의 수는 170억개 이상일 것으로 예상될 수 있다. 이러한 대규모 연결은 엄청난 확장성 뿐만 아니라 주기성, 지연 중요도 및 서비스 품질(Quality of Service, QoS) 요구 사항의 다양한 특성으로 인해 많은 문제가 발생될 수 있다. Recently, the Internet has evolved from a human-centered connection network in which humans generate and consume information to an Internet of Things (IoT) network in which information is exchanged between distributed components such as objects and processed. In order to implement IoT, technical elements such as sensing technology, wired/wireless communication and network infrastructure, service interface technology, and security technology are required, and recently, sensor networks for connection between objects and machine to machine , M2M), and MTC (Machine Type Communication) technologies are being studied. In particular, various attempts are being made to apply the 5G communication system to the IoT network. In addition, as the demand from the mobile Internet and Internet of Things increases, the increase in mobile traffic will increase almost 1000 times by 2020 compared to 2010 (4G era), and the number of user equipment connections will exceed 17 billion. can be expected to Such a large-scale connection can cause many problems due to various characteristics of periodicity, delay importance, and quality of service (QoS) requirements, as well as tremendous scalability.

랜덤 액세스 절차(Random Access Procedure, RAP)는 대부분의 장치가 기지국에 연결하는 첫 번째 단계로, 기지국과의 연결을 설정하는 중요한 방법일 수 있다. 특히, 연결된 장치의 양이 레거시 네트워크의 인간 중심 연결을 훨씬 초과하므로 셀룰러 IoT용 랜덤 액세스 절차에서 주요 변환이 필요할 수 있다. 또한, 랜덤 액세스 절차는 사물인터넷을 위한 매체접근제어계층에서의 무선접속 방식을 지원할 수 있다. 다만, 랜덤 액세스 절차는 IoT 디바이스들의 접근 그룹(Access Class)에 따른 접속을 제한하는 반면에, 접근 그룹의 서비스 품질(Quality of Service, QoS) 에 따른 프리앰블(Preamble) 자원할당은 지원하지 않는 문제점이 있다. A random access procedure (RAP) is the first step for most devices to connect to a base station, and may be an important method for establishing a connection with a base station. In particular, major transformations may be required in random access procedures for cellular IoT as the amount of connected devices far exceeds human-centric connectivity in legacy networks. In addition, the random access procedure may support a wireless access method in a medium access control layer for the Internet of Things. However, while the random access procedure restricts access according to the access class of IoT devices, it does not support preamble resource allocation according to the quality of service (QoS) of the access group. there is.

따라서, IoT 디바이스들의 서비스 품질 및 우선순위(Priority)에 따라 프리앰블(Preamble) 자원을 할당함으로써, 자원사용 효율을 개선할 수 있는 랜덤액세스 제어 방법 및 장치를 필요로 하고 있다.Therefore, there is a need for a random access control method and apparatus capable of improving resource use efficiency by allocating preamble resources according to service quality and priority of IoT devices.

이러한 배경에서, 본 실시예들은 서비스 품질 및 우선순위에 따라 프리앰블(Preamble) 자원을 할당함으로써, 자원사용 효율을 개선할 수 있는 랜덤 액세스 제어 방법 및 기지국을 제공하는데 있다.Against this background, the present embodiments are to provide a random access control method and a base station capable of improving resource use efficiency by allocating preamble resources according to service quality and priority.

일 측면에서, 본 실시예들은 기지국이 단말의 랜덤 액세스 통신을 제어하는 방법에 있어서, 우선 순위 정보에 따라 사용 가능한 프리앰블을 분할하기 위해 중첩되지 않는 복수의 프리앰블 그룹을 생성하는 그룹 생성 단계, 시간 슬롯마다 유휴(Idle) 프리앰블 수에 기초하여 각각의 프리앰블 그룹에 해당되는 활성 단말의 수를 추정하는 단말 수 추정 단계 및 각각의 시간 슬롯에서 추정된 활성 단말의 수에 기초로 단말 별 서비스율을 산출하여 우선 순위 정보에 대한 가중치를 설정하고, 가중치를 이용하여 프리앰블 그룹에 대한 프리앰블 수를 동적으로 할당하는 프리앰블 할당 단계를 포함하는 랜덤 액세스 방법을 제공할 수 있다.In one aspect, the present embodiments are a method for a base station to control random access communication of a terminal, including a group generation step of generating a plurality of non-overlapping preamble groups to divide usable preambles according to priority information, time slots estimating the number of active terminals corresponding to each preamble group based on the number of idle preambles for each preamble group; and calculating the service rate for each terminal based on the estimated number of active terminals in each time slot. It is possible to provide a random access method including a preamble allocation step of setting weights for priority information and dynamically allocating the number of preambles for a preamble group using the weights.

다른 측면에서, 본 실시예들은 랜덤 엑세스 통신을 제어하는 기지국에 있어서, 우선 순위 정보에 따라 사용 가능한 프리앰블을 분할하기 위해 중첩되지 않는 복수의 프리앰블 그룹을 생성하고, 시간 슬롯마다 유휴(Idle) 프리앰블 수에 기초하여 각각의 프리앰블 그룹에 해당되는 활성 단말의 수를 추정하며, 각각의 시간 슬롯에서 추정된 활성 단말의 수에 기초로 단말 별 서비스율을 산출하여 우선 순위 정보에 대한 가중치를 설정하고, 가중치를 이용하여 프리앰블 그룹에 대한 프리앰블 수를 동적으로 할당하는 제어부, 적어도 하나 이상의 단말로 프리앰블 수에 의해 산출된 전송 확률을 전송하는 송신부 및 단말로부터 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 수신하는 수신부를 포함하는 랜덤 액세스 방법을 제공할 수 있다.In another aspect, the present embodiments generate a plurality of non-overlapping preamble groups to divide usable preambles according to priority information in a base station controlling random access communication, and the number of idle preambles per time slot The number of active terminals corresponding to each preamble group is estimated based on, a service rate for each terminal is calculated based on the estimated number of active terminals in each time slot, and weights for priority information are set. A control unit for dynamically allocating the number of preambles for a preamble group using , a transmitter for transmitting the transmission probability calculated by the number of preambles to at least one or more terminals, and a receiver for receiving a random access preamble from the terminal. It is possible to provide a random access method that does.

본 실시예들에 의하면, 서비스 품질 및 우선순위에 따라 프리앰블(Preamble) 자원을 할당함으로써, 자원사용 효율을 개선할 수 있는 랜덤 액세스 제어 방법 및 기지국을 제공할 수 있다. According to the present embodiments, it is possible to provide a random access control method and a base station capable of improving resource use efficiency by allocating preamble resources according to service quality and priority.

도 1은 본 실시예가 적용될 수 있는 NR 무선 통신 시스템에 대한 구조를 간략하게 도시한 도면이다.
도 2는 본 실시예가 적용될 수 있는 NR 시스템에서의 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이다.
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 CORESET에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 실시예에 따른 기지국 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 실시예에 따른 기지국 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 실시예에 따른 시스템 모델을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 실시예에 따른 네트워크 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 실시예에 따른 프리앰블 할당을 위한 제 1 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 실시예에 따른 프리앰블 할당을 위한 제 2 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 실시예에 따른 프리앰블 할당을 위한 제 3 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 실시예에 따른 단말 별 서비스율에 대한 평균 액세스 지연을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 실시예에 따른 제 1 알고리즘의 성능을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 실시예에 따른 제 2 알고리즘의 성능을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 실시예에 따른 제 3 알고리즘의 성능을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a diagram schematically illustrating the structure of an NR wireless communication system to which this embodiment can be applied.
2 is a diagram for explaining a frame structure in an NR system to which this embodiment can be applied.
3 is a diagram for explaining a resource grid supported by a radio access technology to which this embodiment can be applied.
4 is a diagram for explaining a bandwidth part supported by a radio access technology to which this embodiment can be applied.
5 is a diagram exemplarily illustrating a synchronization signal block in a radio access technology to which this embodiment can be applied.
6 is a diagram for explaining a random access procedure in a radio access technology to which this embodiment can be applied.
7 is a diagram for explaining CORESET.
8 is a diagram for explaining an operation of a base station according to the present embodiment.
9 is a diagram for explaining the configuration of a base station according to the present embodiment.
10 is a diagram for explaining a system model according to the present embodiment.
11 is a diagram for explaining a network scenario according to the present embodiment.
12 is a diagram for explaining a first algorithm for preamble allocation according to this embodiment.
13 is a diagram for explaining a second algorithm for preamble allocation according to the present embodiment.
14 is a diagram for explaining a third algorithm for preamble allocation according to this embodiment.
15 is a diagram for explaining an average access delay with respect to a service rate for each terminal according to the present embodiment.
16 is a diagram for explaining the performance of the first algorithm according to the present embodiment.
17 is a diagram for explaining the performance of the second algorithm according to the present embodiment.
18 is a diagram for explaining the performance of the third algorithm according to this embodiment.

이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 기술 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.DETAILED DESCRIPTION Some embodiments of the present disclosure are described in detail below with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to components of each drawing, the same components may have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present embodiments, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present technical idea, the detailed description may be omitted. When "comprises", "has", "consists of", etc. mentioned in this specification is used, other parts may be added unless "only" is used. In the case where a component is expressed in the singular, it may include the case of including the plural unless otherwise explicitly stated.

또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. Also, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the components of the present disclosure. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, sequence, order, or number of the corresponding component is not limited by the term.

구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속"되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다. In the description of the positional relationship of components, when it is described that two or more components are "connected", "coupled" or "connected", the two or more components are directly "connected", "coupled" or "connected". "It may be, but it will be understood that two or more components and other components may be further "interposed" and "connected", "coupled" or "connected". Here, other components may be included in one or more of two or more components that are “connected”, “coupled” or “connected” to each other.

구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.In the description of the temporal flow relationship related to components, operation methods, production methods, etc., for example, "after", "continued to", "after", "before", etc. Alternatively, when a flow sequence relationship is described, it may also include non-continuous cases unless “immediately” or “directly” is used.

한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.On the other hand, when a numerical value or corresponding information (eg, level, etc.) for a component is mentioned, even if there is no separate explicit description, the numerical value or its corresponding information is not indicated by various factors (eg, process factors, internal or external shocks, noise, etc.) may be interpreted as including an error range that may occur.

본 명세서에서의 무선 통신 시스템은 음성, 데이터 패킷 등과 같은 다양한 통신 서비스를 무선자원을 이용하여 제공하기 위한 시스템을 의미하며, 단말과 기지국 또는 코어 네트워크 등을 포함할 수 있다. A wireless communication system in the present specification refers to a system for providing various communication services such as voice and data packets using radio resources, and may include a terminal, a base station, or a core network.

이하에서 개시하는 본 실시예들은 다양한 무선 접속 기술을 사용하는 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예들은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(timedivision multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(singlecarrier frequency division multiple access) 또는 NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 기술에 적용될 수 있다. 또한, 무선 접속 기술은 특정 접속 기술을 의미하는 것뿐만 아니라 3GPP, 3GPP2, WiFi, Bluetooth, IEEE, ITU 등 다양한 통신 협의기구에서 제정하는 각 세대별 통신 기술을 의미할 수 있다. 예를 들어, CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced datarates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical andelectronics engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA(evolved-UMTSterrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. 이와 같이 본 실시예들은 현재 개시되거나 상용화된 무선 접속 기술에 적용될 수 있고, 현재 개발 중이거나 향후 개발될 무선 접속 기술에 적용될 수도 있다. The present embodiments disclosed below may be applied to wireless communication systems using various wireless access technologies. For example, the present embodiments include code division multiple access (CDMA), frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access (TDMA), orthogonal frequency division multiple access (OFDMA), and singlecarrier frequency division multiple access (SC-FDMA). Alternatively, it may be applied to various radio access technologies such as non-orthogonal multiple access (NOMA). In addition, wireless access technology may mean not only a specific access technology, but also a communication technology for each generation established by various communication consultative organizations such as 3GPP, 3GPP2, WiFi, Bluetooth, IEEE, and ITU. For example, CDMA may be implemented as a radio technology such as universal terrestrial radio access (UTRA) or CDMA2000. TDMA may be implemented with a radio technology such as global system for mobile communications (GSM)/general packet radio service (GPRS)/enhanced datarates for GSM evolution (EDGE). OFDMA may be implemented with a wireless technology such as institute of electrical and electronic engineers (IEEE) 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, evolved UTRA (E-UTRA), and the like. IEEE 802.16m is an evolution of IEEE 802.16e, and provides backward compatibility with a system based on IEEE 802.16e. UTRA is part of the universal mobile telecommunications system (UMTS). 3rd generation partnership project (3GPP) long term evolution (LTE) is a part of evolved UMTS (E-UMTS) that uses evolved-UMTSterrestrial radio access (E-UTRA). Adopt FDMA. As such, the present embodiments may be applied to currently disclosed or commercialized radio access technologies, and may also be applied to radio access technologies currently under development or to be developed in the future.

한편, 본 명세서에서의 단말은 무선 통신 시스템에서 기지국과 통신을 수행하는 무선 통신 모듈을 포함하는 장치를 의미하는 포괄적 개념으로서, WCDMA, LTE(Long Term Evolution), NR(New Radio), HSPA 및 IMT-2020(5G 또는 New Radio) 등에서의 UE(User Equipment)는 물론, GSM에서의 MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선 기기(wireless device) 등을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 단말은 사용 형태에 따라 스마트 폰과 같은 사용자 휴대 기기가 될 수도 있고, V2X 통신 시스템에서는 차량, 차량 내의 무선 통신 모듈을 포함하는 장치 등을 의미할 수도 있다. 또한, 기계 형태 통신(Machine Type Communication) 시스템의 경우에 기계 형태 통신이 수행되도록 통신 모듈을 탑재한 MTC 단말, M2M 단말, URLLC 단말 등을 의미할 수도 있다. Meanwhile, a terminal in the present specification is a comprehensive concept meaning a device including a wireless communication module that communicates with a base station in a wireless communication system, and includes WCDMA, LTE (Long Term Evolution), NR (New Radio), HSPA, and IMT. -Including UE (User Equipment) in 2020 (5G or New Radio), MS (Mobile Station), UT (User Terminal), SS (Subscriber Station), wireless device in GSM, etc. concept should be interpreted. In addition, the terminal may be a user portable device such as a smart phone depending on the type of use, or may mean a vehicle or a device including a wireless communication module in the vehicle in the V2X communication system. In addition, in the case of a machine type communication system, it may mean an MTC terminal, an M2M terminal, a URLLC terminal, etc. equipped with a communication module to perform machine type communication.

본 명세서의 기지국 또는 셀은 네트워크 측면에서 단말과 통신하는 종단을 지칭하며, 노드-B(Node-B), eNB(evolved Node-B), gNB(gNode-B), LPN(Low Power Node), 섹터(Sector), 싸이트(Site), 다양한 형태의 안테나, BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 포인트(예를 들어, 송신포인트, 수신포인트, 송수신포인트), 릴레이 노드(Relay Node), 메가 셀, 매크로 셀, 마이크로 셀, 피코 셀, 펨토 셀, RRH(Remote Radio Head), RU(Radio Unit), 스몰 셀(small cell) 등 다양한 커버리지 영역을 모두 포괄하는 의미이다. 또한, 셀은 주파수 도메인에서의 BWP(Bandwidth Part)를 포함하는 의미일 수 있다. 예를 들어, 서빙 셀은 단말의 Activation BWP를 의미할 수 있다. A base station or cell in this specification refers to an end that communicates with a terminal in terms of a network, and includes Node-B (Node-B), eNB (evolved Node-B), gNB (gNode-B), LPN (Low Power Node), Sector, site, various types of antennas, base transceiver system (BTS), access point, point (e.g. transmission point, reception point, transmission/reception point), relay node ), mega cell, macro cell, micro cell, pico cell, femto cell, remote radio head (RRH), radio unit (RU), and small cell. Also, a cell may mean including a bandwidth part (BWP) in the frequency domain. For example, the serving cell may mean the activation BWP of the terminal.

앞서 나열된 다양한 셀은 하나 이상의 셀을 제어하는 기지국이 존재하므로 기지국은 두 가지 의미로 해석될 수 있다. 1) 무선 영역과 관련하여 메가 셀, 매크로 셀, 마이크로 셀, 피코 셀, 펨토 셀, 스몰 셀(small cell)을 제공하는 장치 그 자체이거나, 2) 무선 영역 그 자체를 지시할 수 있다. 1)에서 소정의 무선 영역을 제공하는 장치들이 동일한 개체에 의해 제어되거나 무선 영역을 협업으로 구성하도록 상호 작용하는 모든 장치들을 모두 기지국으로 지시한다. 무선 영역의 구성 방식에 따라 포인트, 송수신 포인트, 송신 포인트, 수신 포인트 등은 기지국의 일 실시예가 된다. 2)에서 사용자 단말의 관점 또는 이웃하는 기지국의 입장에서 신호를 수신하거나 송신하게 되는 무선 영역 그 자체를 기지국으로 지시할 수도 있다.Since there is a base station controlling one or more cells in the various cells listed above, the base station can be interpreted in two meanings. 1) In relation to the radio area, it may be a device itself that provides a mega cell, macro cell, micro cell, pico cell, femto cell, or small cell, or 2) it may indicate the radio area itself. In 1), all devices providing a predetermined radio area are controlled by the same entity or all devices interacting to form a radio area cooperatively are directed to the base station. A point, transmission/reception point, transmission point, reception point, etc., according to a configuration method of a radio area, becomes an embodiment of a base station. In 2), the radio area itself in which signals are received or transmitted may be indicated to the base station from the viewpoint of the user terminal or the neighboring base station.

본 명세서에서 셀(Cell)은 송수신 포인트로부터 전송되는 신호의 커버리지 또는 송수신 포인트(transmission point 또는 transmission/reception point)로부터 전송되는 신호의 커버리지를 가지는 요소 반송파(component carrier), 그 송수신 포인트 자체를 의미할 수 있다.In this specification, a cell refers to a component carrier having coverage of a signal transmitted from a transmission/reception point or a coverage of a signal transmitted from a transmission/reception point (transmission point or transmission/reception point), and the transmission/reception point itself. can

상향링크(Uplink, UL, 또는 업링크)는 단말에 의해 기지국으로 데이터를 송수신하는 방식을 의미하며, 하향링크(Downlink, DL, 또는 다운링크)는 기지국에 의해 단말로 데이터를 송수신하는 방식을 의미한다. 하향링크(downlink)는 다중 송수신 포인트에서 단말로의 통신 또는 통신 경로를 의미할 수 있으며, 상향링크(uplink)는 단말에서 다중 송수신 포인트로의 통신 또는 통신 경로를 의미할 수 있다. 이때, 하향링크에서 송신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 또한, 상향링크에서 송신기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있다.Uplink (UL, or uplink) means a method of transmitting and receiving data from a terminal to a base station, and downlink (DL, or downlink) means a method of transmitting and receiving data from a base station to a terminal do. Downlink may mean communication or a communication path from multiple transmission/reception points to a terminal, and uplink may mean communication or communication path from a terminal to multiple transmission/reception points. In this case, in the downlink, the transmitter may be a part of a multi-transmission/reception point, and the receiver may be a part of a terminal. Also, in uplink, a transmitter may be a part of a terminal, and a receiver may be a part of a multi-transmission/reception point.

상향링크와 하향링크는, PDCCH(Physical Downlink Control CHannel), PUCCH(Physical Uplink Control CHannel) 등과 같은 제어 채널을 통하여 제어 정보를 송수신하고, PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel), PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel) 등과 같은 데이터 채널을 구성하여 데이터를 송수신한다. 이하에서는 PUCCH, PUSCH, PDCCH 및 PDSCH 등과 같은 채널을 통해 신호가 송수신되는 상황을 'PUCCH, PUSCH, PDCCH 및 PDSCH를 전송, 수신한다'는 형태로 표기하기도 한다.In uplink and downlink, control information is transmitted and received through control channels such as a physical downlink control channel (PDCCH) and a physical uplink control channel (PUCCH), and a physical downlink shared channel (PDSCH) and a physical uplink shared channel (PUSCH). It configures the same data channel to transmit and receive data. Hereinafter, a situation in which signals are transmitted and received through channels such as PUCCH, PUSCH, PDCCH, and PDSCH may be expressed as 'transmitting and receiving PUCCH, PUSCH, PDCCH, and PDSCH'.

설명을 명확하게 하기 위해, 이하에서는 본 기술 사상을 3GPP LTE/LTE-A/NR(New RAT) 통신 시스템을 위주로 기술하지만 본 기술적 특징이 해당 통신 시스템에 제한되는 것은 아니다.For clarity of explanation, 3GPP LTE/LTE-A/NR (New RAT) communication system is mainly described in the following technical idea, but the technical features are not limited to the corresponding communication system.

3GPP에서는 4G(4th-Generation) 통신 기술에 대한 연구 이후에 ITU-R의 차세대 무선 접속 기술의 요구사항에 맞추기 위한 5G(5th-Generation)통신 기술을 개발한다. 구체적으로, 3GPP는 5G 통신 기술로 LTE-Advanced 기술을 ITU-R의 요구사항에 맞추어 향상시킨 LTE-A pro와 4G 통신 기술과는 별개의 새로운 NR 통신 기술을 개발한다. LTE-A pro와 NR은 모두 5G 통신 기술을 의미하는 것으로, 이하에서는 특정 통신 기술을 특정하는 경우가 아닌 경우에 NR을 중심으로 5G 통신 기술을 설명한다. 3GPP develops 5G (5th-Generation) communication technology to meet the requirements of ITU-R's next-generation wireless access technology after research on 4G (4th-Generation) communication technology. Specifically, 3GPP develops a new NR communication technology separate from LTE-A pro and 4G communication technology, which has improved LTE-Advanced technology to meet the requirements of ITU-R as a 5G communication technology. Both LTE-A pro and NR refer to 5G communication technology. Hereinafter, 5G communication technology will be described focusing on NR when a specific communication technology is not specified.

NR에서의 운영 시나리오는 기존 4G LTE의 시나리오에서 위성, 자동차, 그리고 새로운 버티컬 등에 대한 고려를 추가하여 다양한 동작 시나리오를 정의하였으며, 서비스 측면에서 eMBB(Enhanced Mobile Broadband) 시나리오, 높은 단말 밀도를 가지되 넓은 범위에 전개되어 낮은 데이터 레이트(data rate)와 비동기식 접속이 요구되는 mMTC(Massive Machine Communication) 시나리오, 높은 응답성과 신뢰성이 요구되고 고속 이동성을 지원할 수 있는 URLLC(Ultra Reliability and Low Latency) 시나리오를 지원한다.Operating scenarios in NR defined various operating scenarios by adding consideration to satellites, automobiles, and new verticals in the existing 4G LTE scenarios. It is deployed in the range to support mMTC (Massive Machine Communication) scenarios that require low data rates and asynchronous access, and URLLC (Ultra Reliability and Low Latency) scenarios that require high responsiveness and reliability and can support high-speed mobility. .

이러한 시나리오를 만족하기 위해서 NR은 새로운 waveform 및 프레임 구조 기술, 낮은 지연속도(Low latency) 기술, 초고주파 대역(mmWave) 지원 기술, 순방향 호환성(Forward compatible) 제공 기술이 적용된 무선 통신 시스템을 개시한다. 특히, NR 시스템에서는 순방향(Forard) 호환성을 제공하기 위해서 유연성 측면에서 다양한 기술적 변화를 제시하고 있다. NR의 주요 기술적 특징은 아래에서 도면을 참조하여 설명한다.In order to satisfy this scenario, NR discloses a wireless communication system to which a new waveform and frame structure technology, low latency technology, mmWave support technology, and forward compatible technology are applied. In particular, the NR system proposes various technical changes in terms of flexibility in order to provide forward compatibility. The main technical features of NR are described below with reference to the drawings.

<NR 시스템 일반><NR System General>

도 1은 본 실시예가 적용될 수 있는 NR 시스템에 대한 구조를 간략하게 도시한 도면이다. 1 is a diagram schematically showing the structure of an NR system to which this embodiment can be applied.

도 1을 참조하면, NR 시스템은 5GC(5G Core Network)와 NR-RAN파트로 구분되며, NG-RAN은 사용자 평면(SDAP/PDCP/RLC/MAC/PHY) 및 UE(User Equipment)에 대한 제어 평면(RRC) 프로토콜 종단을 제공하는 gNB와 ng-eNB들로 구성된다. gNB 상호 또는 gNB와 ng-eNB는 Xn 인터페이스를 통해 상호 연결된다. gNB와 ng-eNB는 각각 NG 인터페이스를 통해 5GC로 연결된다. 5GC는 단말 접속 및 이동성 제어 기능 등의 제어 평면을 담당하는 AMF (Access and Mobility Management Function)와 사용자 데이터에 제어 기능을 담당하는 UPF (User Plane Function)를 포함하여 구성될 수 있다. NR에서는 6GHz 이하 주파수 대역(FR1, Frequency Range 1)과 6GHz 이상 주파수 대역(FR2, Frequency Range 2)에 대한 지원을 모두 포함한다.Referring to FIG. 1, the NR system is divided into 5GC (5G Core Network) and NR-RAN parts, and NG-RAN controls the user plane (SDAP / PDCP / RLC / MAC / PHY) and UE (User Equipment) It consists of gNBs and ng-eNBs providing plane (RRC) protocol termination. The gNB mutual or gNB and ng-eNB are interconnected through the Xn interface. gNB and ng-eNB are each connected to 5GC through NG interface. 5GC may include an Access and Mobility Management Function (AMF) in charge of a control plane such as terminal access and mobility control functions, and a User Plane Function (UPF) in charge of a control function for user data. NR includes support for both frequency bands below 6 GHz (FR1, Frequency Range 1) and above 6 GHz frequency band (FR2, Frequency Range 2).

gNB는 단말로 NR 사용자 평면 및 제어 평면 프로토콜 종단을 제공하는 기지국을 의미하고, ng-eNB는 단말로 E-UTRA 사용자 평면 및 제어 평면 프로토콜 종단을 제공하는 기지국을 의미한다. 본 명세서에서 기재하는 기지국은 gNB 및 ng-eNB를 포괄하는 의미로 이해되어야 하며, 필요에 따라 gNB 또는 ng-eNB를 구분하여 지칭하는 의미로 사용될 수도 있다. gNB means a base station that provides NR user plane and control plane protocol termination to a terminal, and ng-eNB means a base station that provides E-UTRA user plane and control plane protocol termination to a terminal. The base station described in this specification should be understood as encompassing gNB and ng-eNB, and may be used to refer to gNB or ng-eNB separately as needed.

<NR 웨이브 폼, 뉴머롤러지 및 프레임 구조><NR wave form, numerology and frame structure>

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. In NR, a CP-OFDM waveform using a cyclic prefix is used for downlink transmission, and CP-OFDM or DFT-s-OFDM is used for uplink transmission. OFDM technology is easy to combine with multiple input multiple output (MIMO) and has the advantage of using a low-complexity receiver with high frequency efficiency.

한편, NR에서는 전술한 3가지 시나리오별로 데이터 속도, 지연속도, 커버리지 등에 대한 요구가 서로 상이하기 때문에 임의의 NR 시스템을 구성하는 주파수 대역을 통해 각각의 시나리오별 요구사항을 효율적으로 만족시킬 필요가 있다. 이를 위해서, 서로 다른 복수의 뉴머롤러지(numerology) 기반의 무선 자원을 효율적으로 멀티플렉싱(multiplexing)하기 위한 기술이 제안되었다. On the other hand, in NR, since the requirements for data rate, latency, coverage, etc. are different for each of the three scenarios described above, it is necessary to efficiently satisfy the requirements for each scenario through a frequency band constituting an arbitrary NR system. . To this end, a technique for efficiently multiplexing radio resources based on a plurality of different numerologies has been proposed.

구체적으로, NR 전송 뉴머롤러지는 서브캐리어 간격(sub-carrier spacing)과 CP(Cyclic prefix)에 기초하여 결정되며, 아래 표 1과 같이 15 kHz를 기준으로 μ 값이 2의 지수 값으로 사용되어 지수적으로 변경된다.Specifically, the NR transmission numerology is determined based on the sub-carrier spacing and cyclic prefix (CP), and as shown in Table 1 below, the μ value is used as an exponent of 2 based on 15 kHz, changed adversely.

μμ 서브캐리어 간격subcarrier spacing Cyclic prefixCyclic prefix Supported for dataSupported for data Supported for synchSupported for synch 00 1515 NormalNormal YesYes YesYes 1One 3030 NormalNormal YesYes YesYes 22 6060 Normal, ExtendedNormal, Extended YesYes NoNo 33 120120 NormalNormal YesYes YesYes 44 240240 NormalNormal NoNo YesYes

위 표 1과 같이 NR의 뉴머롤러지는 서브캐리어 간격에 따라 5가지로 구분될 수 있다. 이는 4G 통신 기술 중 하나인 LTE의 서브캐리어 간격이 15 kHz로 고정되는 것과는 차이가 있다. 구체적으로, NR에서 데이터 전송을 위해서 사용되는 서브캐리어 간격은 15, 30, 60, 120 kHz 이고, 동기 신호 전송을 위해서 사용되는 서브캐리어 간격은 15, 30, 120, 240 kHz 이다. 또한, 확장 CP는 60 kHz 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. 15 kHz 서브캐리어 간격의 경우에 하나의 서브프레임은 1개의 슬롯(slot)으로 구성되고, 각 슬롯은 14개의 OFDM 심볼(symbol)로 구성된다. As shown in Table 1 above, the numerology of NR can be classified into five types according to the subcarrier spacing. This is different from the fact that the subcarrier interval of LTE, which is one of 4G communication technologies, is fixed at 15 kHz. Specifically, in NR, subcarrier intervals used for data transmission are 15, 30, 60, and 120 kHz, and subcarrier intervals used for synchronization signal transmission are 15, 30, 120, and 240 kHz. In addition, the extended CP is applied only to the 60 kHz subcarrier spacing. Meanwhile, a frame structure in NR is defined as a frame having a length of 10 ms composed of 10 subframes having the same length of 1 ms. One frame may be divided into half frames of 5 ms, and each half frame includes 5 subframes. In the case of a 15 kHz subcarrier spacing, one subframe consists of one slot, and each slot consists of 14 OFDM symbols.

도 2는 본 실시예가 적용될 수 있는 NR 시스템에서의 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이다. 2 is a diagram for explaining a frame structure in an NR system to which this embodiment can be applied.

도 2를 참조하면, 슬롯은 노멀 CP의 경우에 고정적으로 14개의 OFDM 심볼로 구성되나, 슬롯의 시간 도메인에서 길이는 서브캐리어 간격에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 15 kHz 서브캐리어 간격을 가지는 뉴머롤러지의 경우에 슬롯은 1ms 길이로 서브프레임과 동일한 길이로 구성된다. 이와 달리, 30 kHz 서브캐리어 간격을 가지는 뉴머롤러지의 경우에 슬롯은 14개의 OFDM 심볼로 구성되나, 0.5ms의 길이로 하나의 서브프레임에 두 개의 슬롯이 포함될 수 있다. 즉, 서브프레임과 프레임은 고정된 시간 길이를 가지고 정의되며, 슬롯은 심볼의 개수로 정의되어 서브캐리어 간격에 따라 시간 길이가 달라질 수 있다. Referring to FIG. 2, a slot is fixedly composed of 14 OFDM symbols in the case of a normal CP, but the length of the slot in the time domain may vary according to the subcarrier interval. For example, in the case of a numerology having a 15 kHz subcarrier interval, a slot is 1 ms long and has the same length as a subframe. In contrast, in the case of numerology having a 30 kHz subcarrier interval, a slot is composed of 14 OFDM symbols, but two slots may be included in one subframe with a length of 0.5 ms. That is, subframes and frames are defined with a fixed time length, and slots are defined by the number of symbols, and the time length may vary according to subcarrier intervals.

한편, NR은 스케줄링의 기본 단위를 슬롯으로 정의하고, 무선 구간의 전송 지연을 감소시키기 위해서 미니 슬롯(또는 서브 슬롯 또는 non-slot based schedule)도 도입하였다. 넓은 서브캐리어 간격을 사용하면 하나의 슬롯의 길이가 반비례하여 짧아지기 때문에 무선 구간에서의 전송 지연을 줄일 수 있다. 미니 슬롯(또는 서브 슬롯)은 URLLC 시나리오에 대한 효율적인 지원을 위한 것으로 2, 4, 7개 심볼 단위로 스케줄링이 가능하다. Meanwhile, NR defines a basic unit of scheduling as a slot, and introduces a mini-slot (or sub-slot or non-slot based schedule) to reduce transmission delay in a radio section. When a wide subcarrier interval is used, the length of one slot is shortened in inverse proportion to a transmission delay in a radio section. Mini-slots (or sub-slots) are for efficient support of URLLC scenarios and can be scheduled in units of 2, 4, or 7 symbols.

또한, NR은 LTE와 달리 상향링크 및 하향링크 자원 할당을 하나의 슬롯 내에서 심볼 레벨로 정의하였다. HARQ 지연을 줄이기 위해 전송 슬롯 내에서 바로 HARQ ACK/NACK을 송신할 수 있는 슬롯 구조가 정의되었으며, 이러한 슬롯 구조를 자기 포함(self-contained) 구조로 명명하여 설명한다. Also, unlike LTE, NR defines uplink and downlink resource allocation at the symbol level within one slot. In order to reduce HARQ delay, a slot structure capable of directly transmitting HARQ ACK/NACK within a transmission slot has been defined, and this slot structure is named and described as a self-contained structure.

NR에서는 총 256개의 슬롯 포맷을 지원할 수 있도록 설계되었으며, 이중 62개의 슬롯 포맷이 3GPP Rel-15에서 사용된다. 또한, 다양한 슬롯의 조합을 통해서 FDD 또는 TDD 프레임을 구성하는 공통 프레임 구조를 지원한다. 예를 들어, 슬롯의 심볼이 모두 하향링크로 설정되는 슬롯 구조와 심볼이 모두 상향링크로 설정되는 슬롯 구조 및 하향링크 심볼과 상향링크 심볼이 결합된 슬롯 구조를 지원한다. 또한, NR은 데이터 전송이 하나 이상의 슬롯에 분산되어 스케줄링됨을 지원한다. 따라서, 기지국은 슬롯 포맷 지시자(SFI, Slot Format Indicator)를 이용하여 단말에 슬롯이 하향링크 슬롯인지, 상향링크 슬롯인지 또는 플렉시블 슬롯인지를 알려줄 수 있다. 기지국은 단말 특정하게(UE-specific) RRC 시그널링을 통해서 구성된 테이블의 인덱스를 SFI를 이용하여 지시함으로써 슬롯 포맷을 지시할 수 있으며, DCI(Downlink Control Information)를 통해서 동적으로 지시하거나 RRC를 통해서 정적 또는 준정적으로 지시할 수도 있다. NR is designed to support a total of 256 slot formats, of which 62 slot formats are used in 3GPP Rel-15. In addition, a common frame structure constituting an FDD or TDD frame is supported through a combination of various slots. For example, a slot structure in which all symbols of a slot are set to downlink, a slot structure in which all symbols of a slot are set to uplink, and a slot structure in which downlink symbols and uplink symbols are combined are supported. NR also supports that data transmissions are distributed and scheduled over one or more slots. Therefore, the base station can inform the terminal whether the slot is a downlink slot, an uplink slot, or a flexible slot using a slot format indicator (SFI). The base station may indicate the slot format by indicating the index of the table configured through UE-specific RRC signaling using SFI, dynamically indicating through DCI (Downlink Control Information), or static or static through RRC. It can also be given quasi-statically.

<NR 물리 자원 ><NR physical resources>

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.Regarding physical resources in NR, antenna ports, resource grids, resource elements, resource blocks, bandwidth parts, etc. are considered do.

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.An antenna port is defined such that the channel on which a symbol on an antenna port is carried can be inferred from the channel on which other symbols on the same antenna port are carried. Two antenna ports are quasi co-located or QC/QCL (quasi co-located or quasi co-location). Here, the wide range characteristics include one or more of delay spread, Doppler spread, frequency shift, average received power, and received timing.

도 3은 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술이 지원하는 자원 그리드를 설명하기 위한 도면이다. 3 is a diagram for explaining a resource grid supported by a radio access technology to which this embodiment can be applied.

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. Referring to FIG. 3 , since NR supports a plurality of numerologies in the same carrier, a resource grid may exist according to each numerology. Also, resource grids may exist according to antenna ports, subcarrier intervals, and transmission directions.

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. A resource block consists of 12 subcarriers and is defined only in the frequency domain. Also, a resource element is composed of one OFDM symbol and one subcarrier. Accordingly, as shown in FIG. 3, the size of one resource block may vary according to the subcarrier interval. In addition, in NR, “Point A”, which serves as a common reference point for the resource block grid, and common resource blocks and virtual resource blocks are defined.

도 4는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술이 지원하는 대역폭 파트를 설명하기 위한 도면이다. 4 is a diagram for explaining a bandwidth part supported by a radio access technology to which this embodiment can be applied.

NR에서는 캐리어 대역폭이 20Mhz로 고정된 LTE와 달리 서브캐리어 간격별로 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. In NR, unlike LTE where the carrier bandwidth is fixed at 20Mhz, the maximum carrier bandwidth is set from 50Mhz to 400Mhz for each subcarrier interval. Therefore, it is not assumed that all terminals use all of these carrier bandwidths. Accordingly, in NR, as shown in FIG. 4, a bandwidth part (BWP) can be designated and used by a UE within a carrier bandwidth. In addition, the bandwidth part is associated with one numerology, is composed of a subset of consecutive common resource blocks, and can be dynamically activated according to time. Up to four bandwidth parts each of uplink and downlink are configured in the terminal, and data is transmitted and received using the active bandwidth part at a given time.

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.In the case of paired spectrum, the uplink and downlink bandwidth parts are set independently, and in the case of unpaired spectrum, to prevent unnecessary frequency re-tuning between downlink and uplink operations. For this purpose, the bandwidth parts of downlink and uplink are paired to share a center frequency.

<NR 초기 접속><NR initial connection>

NR에서 단말은 기지국에 접속하여 통신을 수행하기 위해서 셀 검색 및 랜덤 액세스 절차를 수행한다. In NR, a UE accesses a base station and performs a cell search and random access procedure to perform communication.

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. Cell search is a procedure in which a UE synchronizes with a cell of a corresponding base station using a synchronization signal block (SSB) transmitted by the base station, acquires a physical layer cell ID, and obtains system information.

도 5는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술에서의 동기 신호 블록을 예시적으로 도시한 도면이다. 5 is a diagram exemplarily illustrating a synchronization signal block in a radio access technology to which this embodiment can be applied.

도 5를 참조하면, SSB는 각각 1개 심볼 및 127개 서브캐리어를 점유하는 PSS(primarysynchronization signal) 및 SSS(secondary synchronization signal) 및 3개의 OFDM 심볼 및 240 개의 서브캐리어에 걸쳐있는 PBCH로 구성된다. Referring to FIG. 5, the SSB consists of a primary synchronization signal (PSS) and a secondary synchronization signal (SSS) occupying 1 symbol and 127 subcarriers, and a PBCH spanning 3 OFDM symbols and 240 subcarriers.

단말은 시간 및 주파수 도메인에서 SSB를 모니터링하여 SSB를 수신한다. The UE receives the SSB by monitoring the SSB in the time and frequency domains.

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. SSB can be transmitted up to 64 times in 5 ms. A plurality of SSBs are transmitted in different transmission beams within 5 ms, and the UE performs detection assuming that SSBs are transmitted every 20 ms period based on one specific beam used for transmission. The number of beams usable for SSB transmission within 5ms may increase as the frequency band increases. For example, up to 4 SSB beams can be transmitted below 3 GHz, SSBs can be transmitted using up to 8 different beams in a frequency band of 3 to 6 GHz, and up to 64 different beams in a frequency band of 6 GHz or higher.

SSB는 하나의 슬롯에 두 개가 포함되며, 서브캐리어 간격에 따라 아래와 같이 슬롯 내에서의 시작 심볼과 반복 횟수가 결정된다.Two SSBs are included in one slot, and the start symbol and the number of repetitions within the slot are determined according to the subcarrier interval as follows.

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 모니터링하는 후보 주파수 위치인 동기 래스터(synchronization raster)를 이용하여 SSB를 모니터링한다. 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. On the other hand, SSB is not transmitted at the center frequency of the carrier bandwidth, unlike SS of conventional LTE. That is, the SSB can be transmitted even in a place other than the center of the system band, and a plurality of SSBs can be transmitted in the frequency domain when wideband operation is supported. Accordingly, the UE monitors the SSB using a synchronization raster that is a candidate frequency location for monitoring the SSB. The carrier raster and synchronization raster, which are the center frequency location information of the channel for initial access, are newly defined in NR, and the synchronization raster has a wider frequency interval than the carrier raster, so it can support fast SSB search of the terminal. can

단말은 SSB의 PBCH를 통해서 MIB를 획득할 수 있다. MIB(Master Information Block)는 단말이 네트워크가 브로드캐스팅하는 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. The UE may acquire the MIB through the PBCH of the SSB. MIB (Master Information Block) includes minimum information for the terminal to receive the remaining system information (RMSI, Remaining Minimum System Information) broadcast by the network. In addition, the PBCH includes information about the position of the first DM-RS symbol in the time domain, information for monitoring SIB1 by the UE (eg, SIB1 numerology information, information related to SIB1 CORESET, search space information, PDCCH related parameter information, etc.), offset information between the common resource block and the SSB (the location of the absolute SSB within the carrier is transmitted through SIB1), and the like. Here, the SIB1 numerology information is equally applied to some messages used in the random access procedure for accessing the base station after the UE completes the cell search procedure. For example, the numerical information of SIB1 may be applied to at least one of messages 1 to 4 for a random access procedure.

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. The aforementioned RMSI may mean System Information Block 1 (SIB1), and SIB1 is periodically (eg, 160 ms) broadcast in a cell. SIB1 includes information necessary for the terminal to perform an initial random access procedure, and is periodically transmitted through the PDSCH. In order for the terminal to receive SIB1, it needs to receive numerology information used for SIB1 transmission and CORESET (Control Resource Set) information used for SIB1 scheduling through the PBCH. The UE checks scheduling information for SIB1 using the SI-RNTI in CORESET, and acquires SIB1 on PDSCH according to the scheduling information. The remaining SIBs except for SIB1 may be transmitted periodically or may be transmitted according to the request of the terminal.

도 6는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 접속 기술에서의 랜덤 액세스 절차를 설명하기 위한 도면이다. 6 is a diagram for explaining a random access procedure in a radio access technology to which this embodiment can be applied.

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. Referring to FIG. 6, when cell search is completed, the terminal transmits a random access preamble for random access to the base station. The random access preamble is transmitted through PRACH. Specifically, the random access preamble is transmitted to the base station through a PRACH composed of contiguous radio resources in a periodically repeated specific slot. In general, when a UE initially accesses a cell, a contention-based random access procedure is performed, and when random access is performed for beam failure recovery (BFR), a non-contention-based random access procedure is performed.

단말은 전송한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답을 수신한다. 랜덤 액세스 응답에는 랜덤 액세스 프리앰블식별자(ID), UL Grant (상향링크 무선자원), 임시 C-RNTI(Temporary Cell - Radio Network Temporary Identifier) 그리고 TAC(Time Alignment 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, 임시 C-RNTI 그리고 TAC가 어느 단말에게 유효한지를 알려주기 위하여 포함될 수 있다. 랜덤 액세스 프리앰블식별자는 기지국이 수신한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한식별자일 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 의해지시될 수 있다.The terminal receives a random access response to the transmitted random access preamble. The random access response may include a random access preamble identifier (ID), UL Grant (uplink radio resource), temporary C-RNTI (Temporary Cell-Radio Network Temporary Identifier), and TAC (Time Alignment Command). Since one random access response may include random access response information for one or more terminals, the random access preamble identifier may be included to indicate to which terminal the included UL Grant, temporary C-RNTI, and TAC are valid. The random access preamble identifier may be an identifier for the random access preamble received by the base station. The TAC may be included as information for the UE to adjust uplink synchronization. The random access response may be indicated by a random access identifier on the PDCCH, that is, a random access-radio network temporary identifier (RA-RNTI).

유효한 랜덤 액세스 응답을 수신한 단말은 랜덤 액세스 응답에 포함된 정보를 처리하고, 기지국으로 스케줄링된 전송을 수행한다. 예를 들어, 단말은 TAC을 적용시키고, 임시 C-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.Upon receiving a valid random access response, the terminal processes information included in the random access response and performs scheduled transmission to the base station. For example, the UE applies TAC and stores the temporary C-RNTI. In addition, data stored in the buffer of the terminal or newly generated data is transmitted to the base station using the UL grant. In this case, information capable of identifying the terminal must be included.

마지막으로 단말은 경쟁 해소를 위한 하향링크 메시지를 수신한다.Finally, the terminal receives a downlink message for contention resolution.

<NR CORESET><NR CORESET>

NR에서의 하향링크 제어채널은 1~3 심볼의 길이를 가지는 CORESET(Control Resource Set)에서 전송되며, 상/하향 스케줄링 정보와 SFI(Slot format Index), TPC(Transmit Power Control) 정보 등을 전송한다. The downlink control channel in NR is transmitted in a CORESET (Control Resource Set) having a length of 1 to 3 symbols, and transmits up/down scheduling information, SFI (Slot Format Index), TPC (Transmit Power Control) information, etc. .

이와 같이 NR에서는 시스템의 유연성을 확보하기 위해서, CORESET 개념을 도입하였다. CORESET(Control Resource Set)은 하향링크 제어 신호를 위한 시간-주파수 자원을 의미한다. 단말은 CORESET 시간-주파수 자원에서 하나 이상의 검색 공간을 사용하여 제어 채널 후보를 디코딩할 수 있다. CORESET 별 QCL(Quasi CoLocation) 가정을 설정하였으며, 이는 종래 QCL에 의해서 가정되는 특성인 지연 스프레드, 도플러 스프레드, 도플러 쉬프트, 평균 지연 외에 아날로그 빔 방향에 대한 특성을 알리기 위한 목적으로 사용된다. In this way, NR introduced the CORESET concept to secure system flexibility. CORESET (Control Resource Set) means time-frequency resources for downlink control signals. The UE may decode the control channel candidate using one or more search spaces in the CORESET time-frequency resource. A Quasi CoLocation (QCL) assumption for each CORESET is set, which is used for the purpose of notifying the characteristics of the analog beam direction in addition to the delay spread, Doppler spread, Doppler shift, and average delay, which are characteristics assumed by the conventional QCL.

도 7은 CORESET에 대해서 설명하기 위한 도면이다. 7 is a diagram for explaining CORESET.

도 7을 참조하면, CORESET은 하나의 슬롯 내에서 캐리어 대역폭 내에서 다양한 형태로 존재할 수 있으며, 시간 도메인 상에서 CORESET은 최대 3개의 OFDM 심볼로 구성될 수 있다. 또한, CORESET은 주파수 도메인 상에서 캐리어 대역폭까지 6개의 자원 블록의 배수로 정의된다. Referring to FIG. 7 , a CORESET may exist in various forms within a carrier bandwidth within one slot, and a CORESET may consist of up to three OFDM symbols in the time domain. In addition, CORESET is defined as a multiple of 6 resource blocks up to the carrier bandwidth in the frequency domain.

첫 번째 CORESET은 네트워크로부터 추가 구성 정보 및 시스템 정보를 수신할 수 있도록 초기 대역폭 파트 구성의 일부로 MIB를 통해서 지시된다. 기지국과의 연결 설정 후에 단말은 RRC 시그널링을 통해서 하나 이상의 CORESET 정보를 수신하여 구성할 수 있다.The first CORESET is indicated through the MIB as part of the initial bandwidth part configuration to allow additional configuration and system information to be received from the network. After establishing a connection with the base station, the terminal may receive and configure one or more CORESET information through RRC signaling.

본 명세서에서 NR(New Radio)과 관련한 주파수, 프레임, 서브프레임, 자원, 자원블록, 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.In this specification, a frequency, frame, subframe, resource, resource block, region, band, subband, control channel, data channel, synchronization signal, various reference signals, various signals, or various messages related to NR (New Radio) can be interpreted in various meanings used in the past or currently used or in the future.

도 8은 본 실시예에 따른 기지국 동작을 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram for explaining an operation of a base station according to the present embodiment.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 기지국이 랜덤 액세스 통신을 제어하는 방법은 중첩되지 않는 복수의 프리앰블 그룹을 생성하는 그룹 생성 단계를 포함할 수 있다(S810). 일 예로, 랜덤 액세스 통신을 제어하는 기지국은 중첩되지 않는 복수의 프리앰블 그룹을 생성하여 사용 가능한 랜덤 액세스 프리앰블을 동적으로 분할할 수 있다. 또한, 단말은 요구 사항에 따라 서로 다른 우선 순위 정보로 분류될 수 있으며, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 선택하여 랜덤 액세스 절차를 시작할 수 있다. 이에 따라, 우선 순위 정보가 서로 다른 단말에게는 서로 다른 랜덤 액세스 절차(Random Access Procedure, RAP)의 성공 기회가 제공될 수 있다. Referring to FIG. 8 , a method for controlling random access communication by a base station according to the present embodiment may include a group generating step of generating a plurality of non-overlapping preamble groups (S810). For example, a base station controlling random access communication may dynamically divide usable random access preambles by generating a plurality of non-overlapping preamble groups. In addition, the UE may be classified into different priority information according to requirements, and the UE may start a random access procedure by selecting a random access preamble. Accordingly, terminals having different priority information may be provided with different chances of succeeding in a random access procedure (RAP).

일 실시예에 따른 기지국이 랜덤 액세스 통신을 제어하는 방법은 각각의 프리앰블 그룹에 해당되는 활성 단말의 수를 추정하는 단말 수 추정 단계를 포함할 수 있다(S820). 일 예로, 랜덤 액세스 통신을 제어하는 기지국은 시간 슬롯마다 유휴(Idle) 프리앰블 수에 기초하여 각각의 프리앰블 그룹에 해당되는 활성 단말의 수를 추정할 수 있다. 예를 들어, 랜덤 액세스 통신을 제어하는 기지국은 각각의 시간 슬롯에서 베이지안 추정(Bayesian estimation)을 이용하여 활성 단말에 대해 프리앰블이 유휴 상태일 확률을 산출하고, 시간 슬롯의 끝에서 활성 단말에 대한 사후 분포를 추정할 수 있다. 또한, 랜덤 액세스 통신을 제어하는 기지국은 시간 슬롯마다 갱신되는 사후 분포의 평균으로부터 이전 시간 슬롯에서 추정된 활성 단말의 수를 감산하여 활성 단말의 수에 대한 변화량을 산출할 수 있다. 그리고, 기지국은 산출된 변화량에 기초하여 활성 단말의 수를 시간 슬롯마다 갱신할 수 있다. A method for controlling random access communication by a base station according to an embodiment may include a step of estimating the number of active terminals corresponding to each preamble group (S820). For example, a base station controlling random access communication may estimate the number of active terminals corresponding to each preamble group based on the number of idle preambles for each time slot. For example, a base station controlling random access communication calculates a probability that a preamble is in an idle state for an active terminal by using Bayesian estimation in each time slot, and at the end of the time slot, a posteriori for the active terminal is calculated. distribution can be estimated. In addition, the base station controlling random access communication may calculate a change in the number of active terminals by subtracting the number of active terminals estimated in the previous time slot from the average of the posterior distribution updated for each time slot. In addition, the base station may update the number of active terminals for each time slot based on the calculated amount of change.

다른 예를 들어, 랜덤 액세스 통신을 제어하는 기지국은 성공 프리앰블 수의 평균에 기초하여 우선 순위 정보에 대한 처리량을 최대화하는 ACB(Access Class Barring) 인자를 산출할 수 있다. 그리고, 랜덤 액세스 통신을 제어하는 기지국은 ACB 인자를 이용하여 우선 순위 정보에 대한 활성 단말의 수를 추정할 수 있다. 구체적으로, 랜덤 액세스 통신을 제어하는 기지국은 ACB 인자를 이용하여 성공 프리앰블 수의 평균에 대한 최대값을 산출하고, 활성 단말의 수에 대한 성공 프리앰블 수의 평균 최대값의 비율로 우선 순위 정보에 따른 단말 별 서비스율을 산출할 수 있다. 여기서, 성공 프리앰블 수의 평균은 특정 우선 순위 정보를 가지는 활성 단말의 수에 대해 특정 프리앰블의 전송이 성공할 확률을 계산하여 산출될 수 있다. 또한, ACB 인자는 시간 슬롯마다 추정된 활성 단말의 수 및 할당된 프리앰블의 수가 변경됨에 따라 갱신될 수 있다. For another example, a base station controlling random access communication may calculate an access class barring (ACB) factor maximizing throughput for priority information based on the average number of successful preambles. And, the base station controlling random access communication can estimate the number of active terminals for priority information using the ACB factor. Specifically, the base station controlling random access communication calculates the maximum value of the average number of successful preambles using the ACB factor, and calculates the maximum value of the average number of successful preambles to the number of active terminals according to the priority information. A service rate for each terminal may be calculated. Here, the average number of successful preambles may be calculated by calculating a probability that transmission of a specific preamble succeeds for the number of active terminals having specific priority information. Also, the ACB factor may be updated according to the change in the estimated number of active terminals and allocated preambles for each time slot.

또 다른 예를 들어, 랜덤 액세스 통신을 제어하는 기지국은 연속된 시간 슬롯에서 추정된 활성 단말의 수가 증가하면, 부스팅 인자를 이용하여 활성 단말의 수를 변경할 수 있다. 부스팅 인자는 새로운 활성 단말의 추가를 반영하기 위해 이용될 수 있다. 구체적으로, 랜덤 액세스 통신을 제어하는 기지국은 연속된 시간 슬롯에서 활성 단말의 수가 증가하면, 활성 단말의 증가량과 부스팅 인자를 곱하여 기존 활성 단말의 수에 추가할 수 있다. 반면에, 활성 단말의 수가 증가하지 않으면, 부스팅 인자를 0으로 설정하여 기존 활성 단말의 수를 유지할 수 있다. For another example, the base station controlling random access communication may change the number of active terminals using a boosting factor when the estimated number of active terminals increases in consecutive time slots. A boosting factor may be used to reflect the addition of a new active terminal. Specifically, when the number of active terminals increases in consecutive time slots, the base station controlling random access communication may multiply the number of active terminals by a boosting factor and add the number to the existing number of active terminals. On the other hand, if the number of active terminals does not increase, the boosting factor may be set to 0 to maintain the number of existing active terminals.

일 실시예에 따른 기지국이 랜덤 액세스 통신을 제어하는 방법은 각각의 시간 슬롯에서 추정된 활성 단말의 수에 기초하여 프리앰블 수를 동적으로 할당하는 프리앰블 할당 단계를 포함할 수 있다(S830). 일 예로, 랜덤 액세스 통신을 제어하는 기지국은 각각의 시간 슬롯에서 추정된 활성 단말의 수를 기초로 단말 별 서비스율(Service rate)을 산출하여 우선 순위 정보에 대한 가중치를 설정할 수 있다. 그리고, 랜덤 액세스 통신을 제어하는 기지국은 설정된 가중치를 이용하여 프리앰블 그룹에 대한 프리앰블 수를 동적으로 할당할 수 있다. 예를 들어, 랜덤 액세스 통신을 제어하는 기지국은 제한된 전체 프리앰블 수를 활성 단말의 수와 가중치에 선형적으로 비례하도록 각각의 프리앰블 그룹에 할당할 수 있다. 다른 예를 들어, 랜덤 액세스 통신을 제어하는 기지국은 단말 별 서비스율을 유지하기 위한 기준 프리앰블 수를 산출하고, 기준 프리앰블 수에 기초하여 우선 순위 정보가 높은 프리앰블 그룹부터 순차적으로 프리앰블 수를 할당할 수 있다. 다만, 남아있는 프리앰블 수가 기준 프리앰블 수보다 적으면, 활성 단말의 수와 가중치에 비례하도록 남아있는 프리앰블 수를 할당할 수 있다. 여기서, 기준 프리앰블 수는 특정 지연 조건을 충족하는데 필요한 우선 순위 정보에 대한 최소 단말 별 서비스율과 활성 단말의 수를 이용하여 산출될 수 있다.A method for controlling random access communication by a base station according to an embodiment may include a preamble allocation step of dynamically allocating the number of preambles based on the estimated number of active terminals in each time slot (S830). For example, a base station controlling random access communication may set a weight for priority information by calculating a service rate for each terminal based on the estimated number of active terminals in each time slot. And, the base station controlling the random access communication may dynamically allocate the number of preambles to the preamble group using the set weight. For example, a base station controlling random access communication may allocate a limited total number of preambles to each preamble group linearly proportional to the number of active terminals and their weights. For another example, the base station controlling random access communication may calculate the number of reference preambles for maintaining the service rate for each terminal, and sequentially allocate the number of preambles from a preamble group having higher priority information based on the number of reference preambles. there is. However, if the number of remaining preambles is less than the reference number of preambles, the number of remaining preambles may be allocated in proportion to the number of active terminals and weights. Here, the reference number of preambles may be calculated using the minimum service rate per terminal for priority information required to satisfy a specific delay condition and the number of active terminals.

도 9는 본 실시예에 따른 기지국 구성을 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for explaining the configuration of a base station according to the present embodiment.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 의한 랜덤 엑세스 통신을 제어하는 기지국(1000)은 제어부(910), 수신부(920) 및 송신부(930)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9 , a base station 1000 controlling random access communication according to the present embodiment may include a controller 910, a receiver 920, and a transmitter 930.

일 예로, 제어부(910)는 중첩되지 않는 복수의 프리앰블 그룹을 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어부(910)는 사용 가능한 랜덤 액세스 프리앰블을 동적으로 분할하기 위해 우선 순위 정보에 따라 중첩되지 않는 복수의 프리앰블 그룹을 생성할 수 있다. 이에 따라, 우선 순위 정보가 서로 다른 단말에 대해 다른 랜덤 액세스 절차(Random Access Procedure, RAP)의 성공 기회를 제공할 수 있다. For example, the controller 910 may generate a plurality of non-overlapping preamble groups. For example, the control unit 910 may generate a plurality of non-overlapping preamble groups according to priority information in order to dynamically divide usable random access preambles. Accordingly, it is possible to provide success opportunities of different random access procedures (RAPs) for terminals having different priority information.

일 예로, 제어부(910)는 시간 슬롯마다 유휴(Idle) 프리앰블 수에 기초하여 각각의 프리앰블 그룹에 해당되는 활성 단말의 수를 추정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(910)는 각각의 시간 슬롯에서 베이지안 추정(Bayesian estimation)을 이용하여 활성 단말에 대해 프리앰블이 유휴 상태일 확률을 산출하고, 시간 슬롯의 끝에서 활성 단말에 대한 사후 분포를 추정할 수 있다. 또한, 제어부(910)는 시간 슬롯마다 갱신되는 사후 분포의 평균으로부터 이전 시간 슬롯에서 추정된 활성 단말의 수를 감산하여 활성 단말의 수에 대한 변화량을 산출할 수 있다. 그리고, 제어부(910)는 산출된 변화량에 기초하여 활성 단말의 수를 시간 슬롯마다 갱신할 수 있다. For example, the controller 910 may estimate the number of active terminals corresponding to each preamble group based on the number of idle preambles for each time slot. For example, the controller 910 calculates the probability that the preamble is in an idle state for an active terminal using Bayesian estimation in each time slot, and estimates a posterior distribution for the active terminal at the end of the time slot. can do. In addition, the controller 910 may calculate the amount of change in the number of active terminals by subtracting the number of active terminals estimated in the previous time slot from the average of the posterior distribution updated for each time slot. Also, the controller 910 may update the number of active terminals for each time slot based on the calculated amount of change.

다른 예를 들어, 제어부(910)는 성공 프리앰블 수의 평균에 기초하여 우선 순위 정보에 대한 처리량을 최대화하는 ACB(Access Class Barring) 인자를 산출하여 우선 순위 정보에 대한 활성 단말의 수를 추정할 수 있다. 구체적으로, 제어부(910)는 ACB 인자를 이용하여 성공 프리앰블 수의 평균에 대한 최대값을 산출하고, 활성 단말의 수에 대한 성공 프리앰블 수의 평균 최대값의 비율로 우선 순위 정보에 따른 단말 별 서비스율을 산출할 수 있다. 여기서, 성공 프리앰블 수의 평균은 특정 우선 순위 정보를 가지는 활성 단말의 수에 대해 특정 프리앰블의 전송이 성공할 확률을 계산하여 산출될 수 있다. 또한, ACB 인자는 시간 슬롯마다 추정된 활성 단말의 수 및 할당된 프리앰블의 수가 변경됨에 따라 갱신될 수 있다. For another example, the control unit 910 may estimate the number of active terminals for priority information by calculating an Access Class Barring (ACB) factor that maximizes throughput for priority information based on the average number of successful preambles. there is. Specifically, the controller 910 calculates the maximum value of the average number of successful preambles using the ACB factor, and uses the ratio of the maximum average value of the number of successful preambles to the number of active terminals to provide service for each terminal according to the priority information. rate can be calculated. Here, the average number of successful preambles may be calculated by calculating a probability that transmission of a specific preamble succeeds for the number of active terminals having specific priority information. Also, the ACB factor may be updated according to the change in the estimated number of active terminals and allocated preambles for each time slot.

또 다른 예를 들어, 제어부(910)는 연속된 시간 슬롯에서 추정된 활성 단말의 수가 증가하면, 부스팅 인자를 이용하여 활성 단말의 수를 변경할 수 있다. 부스팅 인자는 새로운 활성 단말의 추가를 반영하기 위해 이용될 수 있다. 구체적으로, 제어부(910)는 연속된 시간 슬롯에서 활성 단말의 수가 증가하면, 활성 단말의 증가량과 부스팅 인자를 곱하여 기존 활성 단말의 수에 추가할 수 있다. 반면에, 활성 단말의 수가 증가하지 않으면, 부스팅 인자를 0으로 설정하여 기존 활성 단말의 수를 유지할 수 있다. For another example, when the estimated number of active terminals increases in consecutive time slots, the controller 910 may change the number of active terminals using a boosting factor. A boosting factor may be used to reflect the addition of a new active terminal. Specifically, when the number of active terminals increases in consecutive time slots, the controller 910 may multiply the number of active terminals by a boosting factor and add the number to the number of existing active terminals. On the other hand, if the number of active terminals does not increase, the boosting factor may be set to 0 to maintain the number of existing active terminals.

일 예로, 제어부(910)는 각각의 시간 슬롯에서 추정된 활성 단말의 수에 기초하여 프리앰블 수를 동적으로 할당할 수 있다. 예를 들어, 제어부(910)는 각각의 시간 슬롯에서 추정된 활성 단말의 수를 기초로 단말 별 서비스율(Service rate)을 산출하여 우선 순위 정보에 대한 가중치를 설정할 수 있다. 그리고, 제어부(910)는 설정된 가중치를 이용하여 프리앰블 그룹에 대한 프리앰블 수를 동적으로 할당할 수 있다. 구체적으로, 제어부(910)는 제한된 전체 프리앰블 수를 활성 단말의 수와 가중치에 선형적으로 비례하도록 각각의 프리앰블 그룹에 할당할 수 있다. 또는, 제어부(910)는 단말 별 서비스율을 유지하기 위한 기준 프리앰블 수를 산출하고, 기준 프리앰블 수에 기초하여 우선 순위 정보가 높은 프리앰블 그룹부터 순차적으로 프리앰블 수를 할당할 수 있다. 다만, 남아있는 프리앰블 수가 기준 프리앰블 수보다 적으면, 활성 단말의 수와 가중치에 비례하도록 남아있는 프리앰블 수를 할당할 수 있다. 여기서, 기준 프리앰블 수는 특정 지연 조건을 충족하는데 필요한 우선 순위 정보에 대한 최소 단말 별 서비스율과 활성 단말의 수를 이용하여 산출될 수 있다.For example, the controller 910 may dynamically allocate the number of preambles based on the estimated number of active terminals in each time slot. For example, the controller 910 may set a weight for priority information by calculating a service rate for each terminal based on the number of active terminals estimated in each time slot. And, the control unit 910 can dynamically allocate the number of preambles to the preamble group using the set weight. Specifically, the control unit 910 may allocate the limited total number of preambles to each preamble group linearly proportional to the number of active terminals and their weights. Alternatively, the control unit 910 may calculate the number of reference preambles for maintaining the service rate for each terminal, and sequentially allocate the number of preambles from a preamble group having higher priority information based on the number of reference preambles. However, if the number of remaining preambles is less than the reference number of preambles, the number of remaining preambles may be allocated in proportion to the number of active terminals and weights. Here, the reference number of preambles may be calculated using the minimum service rate per terminal for priority information required to satisfy a specific delay condition and the number of active terminals.

일 예로, 수신부(920)는 단말로부터 선택된 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 수신할 수 있다. 또한, 수신부(920)는 단말로부터 연결 설정 메시지인 제 3 메시지를 수신할 수도 있다. For example, the receiving unit 920 may receive a random access preamble selected from the terminal. Also, the receiving unit 920 may receive a third message that is a connection establishment message from the terminal.

일 예로, 송신부(930)는 적어도 하나 이상의 단말로 프리앰블 수에 의해 산출된 전송 확률을 전송할 수 있다. 예를 들어, 전송 확률은 프리앰블 그룹에 할당된 랜덤 액세스 프리앰블의 수와 랜덤 액세스 통신을 수행하려는 활성 단말의 수에 기초하여 산출된 것일 수 있다. 또한, 송신부(930)는 단말로부터 수신한 랜덤 액세스 프리앰블의 식별자를 포함하는 랜덤 액세스 응답(RAR) 메시지를 해당 단말에게 전송할 수 있다. 여기서, 랜덤 액세스 응답 메시지는 타이밍 명령과 상향 링크 자원(uplink resource)를 포함할 수 있다. 또한, 송신부(930)는 성공적으로 디코딩된 제 3 메시지를 전송한 단말로 경쟁 해결 메시지인 제 4 메시지를 전송할 수 있다. 여기서, 제 3 메시지는 RRC 연결 설정을 위해 전송되는 RRC Connection Request Message 일 수 있고, 제 4 메시지는 Connection Resolution Message 일 수 있다.For example, the transmitter 930 may transmit the transmission probability calculated by the number of preambles to at least one or more terminals. For example, the transmission probability may be calculated based on the number of random access preambles allocated to the preamble group and the number of active terminals to perform random access communication. In addition, the transmitter 930 may transmit a random access response (RAR) message including an identifier of the random access preamble received from the terminal to the corresponding terminal. Here, the random access response message may include a timing command and an uplink resource. Also, the transmitter 930 may transmit a fourth message, which is a contention resolution message, to a terminal that has successfully transmitted the decoded third message. Here, the third message may be an RRC Connection Request Message transmitted for RRC connection establishment, and the fourth message may be a Connection Resolution Message.

이 외에도 제어부(1020)는 전술한 본 개시를 수행하기에 필요한 미리 설정된 알고리즘을 이용하여 하여 랜덤 액세스 프리앰블을 분할하는 동작 및 전송 확률을 산출하는 동작 제어에 따른 전반적인 기지국(1000)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 수신부(920)와 송신부(930)는 전술한 본 개시를 수행하기에 필요한 신호나 메시지, 데이터를 단말과 송수신하는데 사용될 수 있다.In addition to this, the control unit 1020 controls the overall operation of the base station 1000 according to the operation of dividing the random access preamble and calculating the transmission probability by using a preset algorithm necessary for performing the present disclosure described above. can In addition, the receiving unit 920 and the transmitting unit 930 may be used to transmit/receive signals, messages, or data necessary for performing the above-described present disclosure to and from the terminal.

이하에서는 기지국이 단말의 랜덤 액세스 통신을 제어하기 위해서 미리 설정된 알고리즘을 이용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 동적으로 분할하고 전송 확률을 산출하는 구체적인 동작에 대해서 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 또한, 이하에서는 액세스 포인트(AP)는 전술한 기지국을 의미할 수 있고, MTC(Machine Type Communication)장치는 전술한 단말을 의미할 수 있다. 다만 이는 설명하기 위한 일 예로 MTC 장치는 랜덤 엑세스 방식이 적용될 수 있고 무선 통신이 가능한 장치이면 이에 한정되지는 않는다. Hereinafter, a detailed operation in which a base station dynamically divides a random access preamble and calculates a transmission probability using a preset algorithm to control random access communication of a terminal will be described in detail with reference to the drawings. In addition, hereinafter, an access point (AP) may mean the aforementioned base station, and a machine type communication (MTC) device may mean the aforementioned terminal. However, this is an example for explanation, and the MTC device is not limited thereto as long as it is a device to which a random access method can be applied and wireless communication is possible.

도 10은 본 실시예에 따른 시스템 모델을 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for explaining a system model according to the present embodiment.

도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 대규모 단말 연결이 이루어지는 시스템 모델을 설명할 수 있다. 일 예로, 시스템 모델은 매개 변수 i에 의해 인덱싱된 우선 순위 정보를 일반화할 수 있다. 또한, 시스템 모델에 포함되는 MTC 장치는 다양한 요구 사항과 우선 순위 정보에 의해 다양한 서비스와 응용 프로그램을 수용할 수 있다. 그 중에서 일부 장치는 즉각적인 데이터 전송을 필요로 하는 반면에 다른 장치는 데이터 전송의 지연을 허용할 수 있다. 다만, 모든 장치는 제한된 수의 프리앰블을 통해 랜덤 액세스 절차를 시도할 수 있다. 따라서, 긴급한 데이터 전송이 필요한 장치는 높은 우선 순위 정보로 분류되고, 데이터 전송이 주기적이거나 지연을 허용하는 장치는 낮은 우선 순위 정보로 분류될 수 있다. Referring to FIG. 10, a system model in which a large-scale terminal connection is made according to the present embodiment can be described. For example, the system model may generalize priority information indexed by parameter i. In addition, the MTC device included in the system model can accommodate various services and application programs according to various requirements and priority information. Among them, some devices require immediate data transmission, while others may tolerate delay in data transmission. However, all devices may attempt a random access procedure through a limited number of preambles. Accordingly, a device requiring urgent data transmission may be classified as high priority information, and a device that allows periodic data transmission or delay may be classified as low priority information.

예를 들어, 우선 순위 정보는 매개 변수 i의 값이 감소함에 따라 증가하는 것을 의미할 수 있다. 즉, 매개 변수 i가 1로 인덱싱된 우선 순위 정보는 매개 변수 i가 2로 인덱싱된 우선 순위 정보보다 높은 우선 순위를 가질 수 있다. 도 10과 같이, 임의의 우선 순위 정보를 갖는 단말은 셀에서 임의의 위치에 있을 수 있다. 우선 순위 정보가 i인 활성 단말의 수는 i = 1, 2,..., N에 대해 ni로 표현할 수 있다. 여기서 활성 단말은 패킷 전송을 대기중인 장치를 의미할 수 있다. 이러한 활성 단말은 기지국(1000)과의 통신을 수행하여 셀룰러 사물인터넷(Cellular IoT)을 실현할 수 있다.For example, the priority information may mean increasing as the value of parameter i decreases. That is, priority information indexed as 1 for parameter i may have a higher priority than priority information indexed as 2 for parameter i. As shown in FIG. 10, a UE having arbitrary priority information may be located in an arbitrary position in a cell. The number of active terminals with priority information i can be expressed as n i for i = 1, 2, ..., N. Here, the active terminal may mean a device waiting for packet transmission. Such an active terminal may perform communication with the base station 1000 to realize cellular IoT.

일 예로, 시스템 모델은 각 시간 슬롯 t에서 제한된 수의 프리앰블을 우선 순위 정보에 따라 할당할 수 있다. 예를 들어, 시스템 모델은 각 시간 슬롯 t에서 우선 순위 정보 i에 대해 프리앰블 수 Mi를 할당하며,

Figure pat00001
이 될 수 있다. 여기서, M은 셀에서 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 위해 사용 가능한 전체 프리앰블 수를 의미할 수 있다. M은 고정된 값이고, Mi 와 ni는 시간에 따라 변경되는 값일 수 있다. 각 시간 슬롯은 5ms마다 주기적으로 나타날 수 있는 RACH(Random Access Channel)을 의미할 수 있다. 구체적인 예를 들면, LTE 와 5G-New Radio(NR)는 사용 가능한 전체 프리앰블 수는 64개로 제한될 수 있다. 일반적으로 기지국은 64개 중 일부 프리앰블을 경합 없는 랜덤 액세스 절차를 위해 사용할 수 있다. 3GPP 표준에서는 54개의 프리앰블이 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차에 사용될 수 있다. For example, the system model may allocate a limited number of preambles in each time slot t according to priority information. For example, the system model allocates the number of preambles M i for priority information i in each time slot t,
Figure pat00001
This can be. Here, M may mean the total number of preambles usable for a contention-based random access procedure in a cell. M is a fixed value, and M i and n i may be values that change over time. Each time slot may mean a Random Access Channel (RACH) that may periodically appear every 5 ms. For a specific example, LTE and 5G-New Radio (NR) may limit the total number of usable preambles to 64. In general, a base station may use some of the 64 preambles for a contention-free random access procedure. In the 3GPP standard, 54 preambles can be used for contention-based random access procedures.

일 예로, 시스템 모델은 단말의 활성화 동작을 위해 여러 수학적 분포를 사용하여 모델링될 수 있다. 예를 들어, 시스템 모델은 활성 단말에 대해 푸아송 분포(Poisson distribution)를 트래픽 모델로 사용하여 모델링될 수 있다. 푸아송 분포는 평균 도달률을 사용하여 간단하게 특성화할 수 있고 메모리가 없는 속성을 가지므로 가장 일반적인 방법일 수 있다. 또한, 시스템 모델은 푸아송 분포 이외에도 베타 분포(Beta distribution) 및 균일 분포(Uniform distribution)를 트래픽 모델로 사용하여 모델링될 수 있다. 특히, 베타 분포는 집중된 짧은 시간 동안 폭발적인 신규 도착을 반영할 수 있어 대규모 시스템 모델에 적합할 수 있다. 3GPP 보고서에 따르면, 베타 분포는 많은 수의 단말이 고도로 동기화된 방식으로 네트워크에 액세스를 시도하는 극단적인 시나리오를 모델링할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 활성 단말은 단기간에 대규모 연결 활성화를 고려하려면, 배타 분포를 따른다고 가정할 수 있다. 수학식 1은 매개 변수 α= 3이고, β= 4를 갖는 배타 분포를 따르는 활성 단말을 표현할 수 있다. For example, a system model may be modeled using various mathematical distributions for an activation operation of a terminal. For example, a system model may be modeled using a Poisson distribution for active terminals as a traffic model. The Poisson distribution is probably the most general method, as it can be characterized simply using the average arrival rate and has the property of having no memory. In addition, the system model may be modeled using a beta distribution and a uniform distribution as traffic models in addition to the Poisson distribution. In particular, the beta distribution can reflect bursts of new arrivals in a concentrated short period of time, making it suitable for large-scale system models. According to the 3GPP report, the beta distribution can model extreme scenarios where a large number of terminals attempt to access the network in a highly synchronized manner. For example, active terminals may be assumed to follow an exclusive distribution in order to consider large-scale connection activation in a short period of time. Equation 1 can express active terminals following an exclusive distribution with parameters α = 3 and β = 4.

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, B(α,β)는 베타 함수

Figure pat00003
이고, TA는 활성화 기간을 의미할 수 있다. where B(α,β) is the beta function
Figure pat00003
, and T A may mean an activation period.

도 11은 본 실시예에 따른 네트워크 시나리오를 설명하기 위한 도면이다. 11 is a diagram for explaining a network scenario according to the present embodiment.

도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 네트워크 시나리오는 다수의 단말이 네트워크 중심에 있는 기지국으로 패킷을 보내는 구조일 수 있다. 이 때, 패킷을 전송하고자 하는 단말의 수는 서비스 품질(Qos) 별 또는 우선 순위 정보 별로 실시간으로 변경될 수 있다. 이에 따라, 단말은 후술할 알고리즘에 따라 할당된 프리앰블을 할당된 전송 확률로 전송할 수 있다. 즉, 도 11은 각각의 우선 순위 정보에 따라 단말의 수가 다르고, 그에 따른 할당된 프리앰블이 다른 현상에 대한 일 예일 수 있다. 일 예로, 기지국은 사용 가능한 경쟁 기반 램덤 액세스 프리앰블을 중첩되지 않는 복수의 프리앰블 그룹으로 분할할 수 있다. 그리고, 기지국은 분할된 프리앰블 그룹에 기초하여 우선 순위 정보가 다른 단말에 대해 다른 랜덤 액세스 절차의 성공 기회를 제공할 수 있다. 결과적으로, 단말은 매핑된 프리앰블 그룹에 할당된 프리앰블 중에서만 프리앰블을 선택하여 랜덤 액세스 절차를 시작할 수 있다. 예를 들어, 높은 우선 순위 정보에 해당되는 단말은 의료 애플리케이션, 재난 관리 애플리케이션 등과 같이 지연 감도가 높은 장치일 수 있다. 반면에, 낮은 우선 순위 정보에 해당되는 단말은 스마트 센서 애플리케이션 등과 같이 지연 허용 장치일 수 있다. 다른 예를 들어, 높은 우선 순위 정보에 해당되는 단말의 수가 많으면, 우선 순위 정보에 할당되는 프리앰블 수가 더 많음에도 불구하고 랜덤 액세스 절차의 처리량이 낮을 수 있고, 평균 지연도 높을 수 있다. 반면에, 높은 우선 순위 정보에 해당되는 단말의 수가 적을 때, 할당되는 프리앰블 수가 너무 많으면 제한된 전체 프리앰블 수에 따라 낮은 우선 순위 정보에서 불필요한 혼잡이 발생할 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 기지국이 각각의 우선 순위 정보에 해당되는 활성 단말의 수를 추정하는 것은 심각한 혼잡을 완화하여 랜덤 액세스 절차의 성능을 향상시키기 위해 중요한 방법일 수 있다. Referring to FIG. 11 , the network scenario according to the present embodiment may be a structure in which a plurality of terminals send packets to a base station at the center of the network. At this time, the number of terminals to transmit packets may be changed in real time for each quality of service (Qos) or priority information. Accordingly, the UE can transmit the allocated preamble with the allocated transmission probability according to an algorithm to be described later. That is, FIG. 11 may be an example of a phenomenon in which the number of terminals is different according to each priority information and the allocated preamble is different accordingly. For example, the base station may divide available contention-based random access preambles into a plurality of non-overlapping preamble groups. In addition, the base station may provide different random access procedure success opportunities to terminals having different priority information based on the divided preamble groups. As a result, the UE can start the random access procedure by selecting a preamble only from preambles allocated to the mapped preamble group. For example, a terminal corresponding to high priority information may be a device having high delay sensitivity, such as a medical application or a disaster management application. On the other hand, a terminal corresponding to low-priority information may be a delay-tolerant device such as a smart sensor application. For another example, if the number of terminals corresponding to the high priority information is large, the throughput of the random access procedure may be low and the average delay may be high even though the number of preambles allocated to the priority information is larger. On the other hand, if the number of allocated preambles is too large when the number of terminals corresponding to high priority information is small, unnecessary congestion may occur in low priority information according to the limited total number of preambles. Accordingly, estimating the number of active terminals corresponding to each priority information by the base station according to the present embodiment may be an important method to improve the performance of the random access procedure by alleviating severe congestion.

도 12는 본 실시예에 따른 프리앰블 할당을 위한 제 1 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.12 is a diagram for explaining a first algorithm for preamble allocation according to this embodiment.

도 12를 참조하면, 본 실시예에 따라 제 1 알고리즘이 프리앰블 수를 동적으로 제어하는 절차를 설명할 수 있다. 일 예로, 기지국은 제 1 알고리즘을 이용하여 우선 순위 정보에 따라 프리앰블 수를 동적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 제 1 알고리즘을 이용하여 시간에 따라 변경되는 각 우선 순위 정보에 해당되는 활성 단말의 수를 베이지안 추정을 이용하여 추정함으로써 프리앰블 수를 동적으로 할당할 수 있다. Referring to FIG. 12, a procedure for dynamically controlling the number of preambles by the first algorithm according to the present embodiment can be described. For example, the base station may dynamically control the number of preambles according to priority information using the first algorithm. For example, the base station may dynamically allocate the number of preambles by estimating the number of active terminals corresponding to each priority information changed over time using the first algorithm using Bayesian estimation.

일 예로, 기지국은 각 우선 순위 정보에 해당되는 활성 단말의 수를 추정할 수 있다. 그리고, 기지국은 모든 시간 슬롯에서 추정된 활성 단말의 수를 기반으로 우선 순위 정보에 대한 프리앰블 수를 할당할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 베이지안 추정을 이용하여 이전 시간 슬롯 t-1에서의 선험적 분포와 현재 시간 슬롯 t에서의 분포를 통해 각 시간 슬롯의 끝에서 활성 단말에 대한 사후 분포를 추정할 수 있다. 이후, 사후 분포는 갱신된 사전 분포로써 다음 시간 슬롯 t+1에 적용될 수 있다. 이에 따라, 추정된 활성 단말의 수는 재귀 베이지안 추정을 이용하여 시간에 따라 지속적으로 갱신될 수 있다. 구체적으로, 활성 단말의 분포는 각 시간 슬롯에서 활성 단말의 수에 대한 확률을 푸아송 분포를 적용하여 근사화한 것일 수 있다. 푸아송 분포는 평균만 사용하여 분포를 결정함에 따라 추정 프로세스를 단순화할 수 있다. 우선 순위 정보 i에 해당되는 활성 단말의 수 ni의 확률이 평균 v인 푸아송 분포를 수학식 2와 같이 표현할 수 있다. For example, the base station may estimate the number of active terminals corresponding to each priority information. And, the base station may allocate the number of preambles for priority information based on the estimated number of active terminals in all time slots. For example, the base station can estimate the a posteriori distribution for the active terminal at the end of each time slot through the a priori distribution in the previous time slot t-1 and the distribution in the current time slot t using Bayesian estimation. Then, the posterior distribution can be applied to the next time slot t+1 as an updated prior distribution. Accordingly, the estimated number of active terminals may be continuously updated over time using recursive Bayesian estimation. Specifically, the distribution of active terminals may be approximated by applying a Poisson distribution to the probability of the number of active terminals in each time slot. The Poisson distribution can simplify the estimation process by using only the mean to determine the distribution. A Poisson distribution with an average probability v of the number n i of active terminals corresponding to priority information i can be expressed as Equation 2.

Figure pat00004
Figure pat00004

그리고, 다음 시간 슬롯의 ni는 v를 시간 슬롯 별로 갱신하여 추정할 수 있다. 또한, 이항 분포(Binomial distribution)는 추정된 분포를 근사화하는 다른 방법일 수 있다. 하지만, 대규모 연결 시스템과 같이 규모가 큰 경우는 푸아송 분포로 수렴될 수 있다. And, n i of the next time slot can be estimated by updating v for each time slot. Also, the binomial distribution can be another way of approximating the estimated distribution. However, in the case of a large scale, such as a large-scale connected system, it can converge to the Poisson distribution.

다른 예를 들어, 기지국은 시간 슬롯마다 유휴(Idle) 프리앰블 수에 기초하여 사후 분포의 평균을 추정할 수 있다. 활성 단말은 우선 순위 정보 i에 매핑된 프리앰블 Mi에서 프리앰블을 랜덤하게 선택할 수 있다. 따라서, 활성 단말이 프리앰블을 선택할 확률은 1/Mi일 수 있다. 그리고, 우선 순위 정보 i에 해당되는 활성 단말에 대해 프리앰블 I가 유휴 상태일 확률은 수학식 3과 같이 표현할 수 있다. For another example, the base station may estimate the mean of the posterior distribution based on the number of idle preambles per time slot. An active UE may randomly select a preamble from preamble M i mapped to priority information i. Accordingly, the probability that the active terminal selects the preamble may be 1/M i . In addition, the probability that preamble I is in an idle state for an active terminal corresponding to priority information i can be expressed as Equation 3.

Figure pat00005
Figure pat00005

여기서, Pe(I│Mi)는 프리앰블 Mi 중에서 프리앰블 I가 활성 단말 ni에 의해 선택되지 않을 확률을 의미할 수 있다. P(Mi-I)는 나머지 Mi-I 중에서 적어도 하나의 프리앰블이 선택되지 않을 확률을 의미할 수 있다. 또한, ni개의 활성 단말이 있을 때 I개의 유휴 프리앰블이 관찰될 결합 확률은 수학식 4와 같이 표현할 수 있다. Here, P e (I│M i ) may mean a probability that preamble I among preambles M i is not selected by active UE n i . P(M i -I) may mean a probability that at least one preamble among the remaining M i -I is not selected. In addition, the joint probability of observing I idle preambles when there are n i active terminals can be expressed as Equation 4.

Figure pat00006
Figure pat00006

결과적으로, ni에 대한 무조건적인 유휴 프리앰블의 확률은 가능한 모든 ni에 대한 P(I,ni)를 합산하여 수학식 5와 같이 표현할 수 있다. As a result, the unconditional idle preamble probability for n i can be expressed as Equation 5 by summing P(I,ni) for all possible n i .

Figure pat00007
Figure pat00007

또한, I개의 유휴 프리앰블이 있을 때, ni 개의 활성 단말에 대한 사후 분포는 수학식 6과 같이 표현할 수 있다. Also, when there are I idle preambles, the posterior distribution for ni active UEs can be expressed as Equation 6.

Figure pat00008
Figure pat00008

그리고, 사후 분포의 평균은 수학식 7과 같이 표현할 수 있다.And, the mean of the posterior distribution can be expressed as Equation 7.

Figure pat00009
Figure pat00009

사후 분포의 평균 E[ni│Mi]는 슬롯마다 갱신될 수 있다. 또한, 활성 단말의 수에 대한 변화량은 사후 분포의 평균으로부터 이전 시간 슬롯에서 추정된 활성 단말의 수 v와의 차이로 산출되며, 수학식 8과 같이 표현할 수 있다. The mean E[n i │M i ] of the posterior distribution may be updated for each slot. In addition, the amount of change in the number of active terminals is calculated as the difference from the mean of the posterior distribution to the number v of active terminals estimated in the previous time slot, and can be expressed as Equation 8.

Figure pat00010
Figure pat00010

일 예로, 기지국은 추정된 활성 단말의 수를 기초로 단말 별 서비스율(Service rate)을 산출하여 우선 순위 정보를 구분할 수 있다. 즉, 높은 우선 순위 정보는 높은 단말 별 서비스율을 수반할 수 있다. 예를 들어, 우선 순위 정보 i에 ni개의 활성 단말이 있는 경우, 우선 순위 정보에 할당되는 프리앰블 수는 Mi라 가정할 수 있다. 그러면, k번째 프리앰블의 성공 확률은 수학식 9와 같이 표현할 수 있다. For example, the base station may classify priority information by calculating a service rate for each terminal based on the estimated number of active terminals. That is, high priority information may be accompanied by a high service rate for each terminal. For example, if there are n i active terminals in priority information i, it can be assumed that the number of preambles allocated to the priority information is M i . Then, the success probability of the k-th preamble can be expressed as Equation 9.

Figure pat00011
Figure pat00011

또한, 해당 결합 확률은 수학식 10과 같이 표현할 수 있다. In addition, the corresponding joint probability can be expressed as Equation 10.

Figure pat00012
Figure pat00012

여기서, 활성 단말의 분포는 평균 v인 푸아송 분포(φni(v))일 수 있다. 따라서, k번째 프리앰블의 성공 확률은 수학식 11과 같이 표현할 수 있다. Here, the distribution of active terminals may be a Poisson distribution (φ ni (v)) with an average v. Therefore, the success probability of the kth preamble can be expressed as Equation 11.

Figure pat00013
Figure pat00013

결과적으로, 처리량은 각 시간 슬롯에서 성공 프리앰블 수의 평균일 수 있고, 수학식 12와 같이 표현할 수 있다.As a result, the throughput can be the average of the number of successful preambles in each time slot and can be expressed as Equation (12).

Figure pat00014
Figure pat00014

단말 별 서비스율은 처리량을 이용하여 수학식 13과 같이 표현할 수 있다.The service rate for each terminal can be expressed as in Equation 13 using the throughput.

Figure pat00015
Figure pat00015

이에 따라, 기지국은 각 우선 순위 정보에 대한 단말 별 서비스율을 산출하면 우선 순위 정보와 비교할 수 있다. 높은 우선 순위 정보가 높은 단말 별 서비스율을 가지기 때문에, 기지국은 i 번째 우선 순위 정보에 가중치

Figure pat00016
를 설정할 수 있다. 즉, i 번째 우선 순위 정보의 단말 별 서비스율은 가중치
Figure pat00017
에 비례할 수 있다. 이는 수학식 14와 같이 표현할 수 있다. Accordingly, when the base station calculates the service rate for each terminal for each priority information, it can compare it with the priority information. Since high priority information has a high service rate per UE, the base station assigns a weight to the i-th priority information.
Figure pat00016
can be set. That is, the service rate for each terminal of the i-th priority information is
Figure pat00017
can be proportional to This can be expressed as in Equation 14.

Figure pat00018
Figure pat00018

또한, 수학식 4는

Figure pat00019
으로 표현할 수 있다. 여기서,
Figure pat00020
는 우선 순위 정보에 대한 가중치로 실제 조건에 따라 설정되며, 변수 x는 비례 계수일 수 있다. Also, Equation 4 is
Figure pat00019
can be expressed as here,
Figure pat00020
Is a weight for the priority information and is set according to actual conditions, and the variable x may be a proportional coefficient.

이에 따라, 기지국은 i번째 우선 순위 정보에 대해 할당되는 프리앰블 수를 산출할 수 있다. 이는 수학식 15와 같이 표현할 수 있다. Accordingly, the base station can calculate the number of preambles allocated for the i-th priority information. This can be expressed as in Equation 15.

Figure pat00021
Figure pat00021

여기서, x는 비례 계수로 수학식 16을 만족하는 값일 수 있다. Here, x is a proportionality coefficient and may be a value that satisfies Equation 16.

Figure pat00022
Figure pat00022

즉, 기지국은 우선 순위 정보와 관련된 활성 단말의 수를 추정하여 우선 순위 정보 i에 할당된 프리앰블 수를 제어할 수 있다. That is, the base station can control the number of preambles allocated to the priority information i by estimating the number of active terminals related to the priority information.

구체적인 예를 들면, 제 1 알고리즘에서 사용 가능한 전체 프리앰블이 모든 우선 순위 정보에 균일하게 분포되도록 초기 설정될 수 있다. 그리고, 평균 활성 단말의 수는 우선 순위 정보에 할당된 프리앰블 수와 같도록 초기 설정될 수 있다. 다만, 초기 설정은 제 1 알고리즘의 전체 결과에 영향을 미치지 않을 수 있다. For example, it may be initially set so that all preambles usable in the first algorithm are uniformly distributed over all priority information. Also, the average number of active terminals may be initially set to be the same as the number of preambles allocated to the priority information. However, the initial setting may not affect the overall result of the first algorithm.

그리고, 제 1 알고리즘에서 활성 단말의 수는 각 우선 순위 정보와 관련된 현재 유휴(Idle) 프리앰블 수에 기초하여 갱신될 수 있다. 이러한, 활성 단말의 수는 성공적으로 랜덤 액세스를 수행할 수 있는 단말의 추가 및 제거를 반영하여 변경될 수 있다. And, in the first algorithm, the number of active terminals may be updated based on the current number of idle preambles associated with each priority information. The number of active terminals may be changed by reflecting the addition and removal of terminals capable of successfully performing random access.

그리고, 제 1 알고리즘에서, 활성 단말의 증가는 i번째 우선 순위 정보에 대해 부스팅 인자 ηi를 이용하여 처리될 수 있다. 활성 단말의 수가 연속된 시간 슬롯에서 증가되면, 활성 단말의 수는 부스팅 인자를 이용하여 변경될 수 있다. And, in the first algorithm, an increase in active terminals may be processed using a boosting factor ηi for the i-th priority information. If the number of active terminals is increased in successive time slots, the number of active terminals may be changed using a boosting factor.

그리고, 제 1 알고리즘에서 프리앰블 분포는 갱신된 활성 단말의 수에 기초하여 다시 계산될 수 있다. 다만, 프리앰블이 각 시간 슬롯마다 다시 할당되는 것은 실질적으로 어렵기 때문에, 프리앰블이 재할당되는 기간은 매개 변수 Tupdate로 조절될 수 있다.And, in the first algorithm, the preamble distribution may be recalculated based on the updated number of active terminals. However, since it is practically difficult to re-allocate the preamble for each time slot, the period during which the preamble is re-allocated can be controlled by the parameter T update .

그리고, 제 1 알고리즘에서, 활성 단말의 수는 성공적인 랜덤 액세스를 수행한 평균 활성 단말의 수를 감산하여 추가로 갱신될 수 있다. And, in the first algorithm, the number of active terminals may be further updated by subtracting the average number of active terminals that have performed successful random access.

도 13은 본 실시예에 따른 프리앰블 할당을 위한 제 2 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.13 is a diagram for explaining a second algorithm for preamble allocation according to the present embodiment.

도 13을 참조하면, 본 실시예에 따라 제 2 알고리즘이 프리앰블 수를 동적으로 제어하는 절차를 설명할 수 있다. 일 예로, 기지국은 제 2 알고리즘을 이용하여 ACB(Access Class Barring) 메커니즘에 따라 일부 활성 프리앰블 수를 동적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 ACB 메커니즘을 통해 단말이 랜덤 액세스 절차를 시도하는 것을 제한할 수 있다. 그러면 단말은 대기 후 랜덤 액세스 절차를 재시도할 수 있다. 따라서, ACB 메커니즘은 단말의 수가 많을 때 혼잡 제어에 적합할 수 있다. 구체적으로, ACB 메커니즘에서 활성 단말은 0에서 1 사이의 난수(q)를 생성하고 ACB 인자(p)와 비교할 수 있다. ACB 인자(p)가 난수(q)보다 크면 단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 선택할 수 있고, 남은 랜덤 액세스 절차를 진행할 수 있다. 반면에, ACB 인자(p)가 난수(q)보다 작으면 현재 시간 슬롯에서의 랜덤 액세스 절차는 차단되고 다음 시간 슬롯에서 다시 시도할 수 있다. 따라서, 기지국은 ACB 인자(p)를 적절하게 선택함으로써 제한된 프리앰블 수에 대해 단말의 수를 제한할 수 있다. 즉, 기지국은 ACB 인자(p)를 각 우선 순위 정보에 독립적으로 할당할 수 있다. 그리고, 기지국은 활성 단말의 수를 추정함과 동시에 최적으로 제어되는 ACB 인자(p)를 고려한 우선 순위 정보에 대해 프리앰블 수를 할당할 수 있다. Referring to FIG. 13, a procedure for dynamically controlling the number of preambles by the second algorithm according to the present embodiment can be described. For example, the base station may dynamically control some active preamble numbers according to an access class barring (ACB) mechanism using the second algorithm. For example, the base station may restrict the terminal from attempting a random access procedure through an ACB mechanism. Then, the terminal may retry the random access procedure after waiting. Therefore, the ACB mechanism may be suitable for congestion control when the number of terminals is large. Specifically, in the ACB mechanism, an active terminal may generate a random number (q) between 0 and 1 and compare it with an ACB factor (p). If the ACB factor p is greater than the random number q, the terminal can select a random access preamble and proceed with the remaining random access procedures. On the other hand, if the ACB factor (p) is smaller than the random number (q), the random access procedure in the current time slot is blocked and can be tried again in the next time slot. Therefore, the base station can limit the number of terminals for the limited number of preambles by appropriately selecting the ACB factor (p). That is, the base station can independently allocate the ACB factor (p) to each priority information. In addition, the base station may estimate the number of active terminals and allocate the number of preambles for priority information considering the optimally controlled ACB factor (p).

일 예로, 기지국은 각 우선 순위 정보에 대한 ACB 인자를 이용하여 활성 단말의 수를 추정할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 우선 순위 정보 i가 ACB 인자 p를 나타내는 경우, ni개의 활성 단말에서 I개의 유휴 프리앰블이 관찰될 확률을 수학식 17과 같이 표현할 수 있다. For example, the base station may estimate the number of active terminals using an ACB factor for each priority information. For example, when the priority information i indicates the ACB factor p, the base station may express the probability that I idle preambles are observed in n i active terminals as shown in Equation 17.

Figure pat00023
Figure pat00023

또한, 수학식 17은 베이지안 규칙을 적용하면 수학식 18과 같이 표현할 수 있다.In addition, Equation 17 can be expressed as Equation 18 by applying the Bayesian rule.

Figure pat00024
Figure pat00024

ni의 추정된 분포가 평균 v를 가진 푸아송 분포를 따를 때, 사후 분포의 평균은 수학식 19와 같이 표현할 수 있다. When the estimated distribution of n i follows the Poisson distribution with mean v, the mean of the posterior distribution can be expressed as Equation 19.

Figure pat00025
Figure pat00025

여기서, Ep[ni│I]는 우선 순위 정보i의 활성 단말 수에 대한 추정 평균을 의미할 수 있다. 또한, 우선 순위 정보 i인 ni개의 활성 단말이 k번째 프리앰블 전송에 성공할 확률은 수학식 20과 같이 표현할 수 있다. Here, Ep[n i │I] may mean an estimated average of the number of active terminals of priority information i. In addition, the probability that n i active terminals having priority information i can successfully transmit the k th preamble can be expressed as Equation 20.

Figure pat00026
Figure pat00026

그리고, ni에 대한 무조건적인 k번째 프리앰블의 성공 확률은 수학식 21과 같이 표현할 수 있다.And, the unconditional success probability of the k-th preamble for n i can be expressed as Equation 21.

Figure pat00027
Figure pat00027

또한, 기지국은 우선 순위 정보 i에 대한 처리량을 효과적으로 나타낼 수 있는 성공 프리앰블 수의 평균을 산출할 수 있다. 성공 프리앰블 수의 평균은 수학식 22와 같이 표현할 수 있다. In addition, the base station can calculate the average of the number of successful preambles that can effectively represent the throughput for priority information i. The average number of successful preambles can be expressed as Equation 22.

Figure pat00028
Figure pat00028

기지국은 우선 순위 정보 i에 대한 처리량을 최대화하는 ACB 인자(p*)를 산출할 수 있다. ACB 인자(p*)는 수학식 23과 같이 표현할 수 있다. The base station may calculate an ACB factor (p*) that maximizes throughput for priority information i. The ACB factor (p*) can be expressed as in Equation 23.

Figure pat00029
Figure pat00029

일 예로, 기지국은 ACB 인자를 이용하여 상기 우선 순위 정보에 대한 활성 단말의 수를 추정할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 ACB 인자(p*)를 이용하여 우선 순위 정보에 대한 평균 활성 단말의 수를 수학식 24와 같이 산출할 수 있다. For example, the base station may estimate the number of active terminals for the priority information using the ACB factor. For example, the base station may calculate the average number of active terminals for priority information as shown in Equation 24 using the ACB factor (p*).

Figure pat00030
Figure pat00030

평균 활성 단말의 수는 유휴 프리앰블의 수와 할당된 프리앰블 수를 기반으로 각 시간 슬롯마다 갱신될 수 있다. 특히, 이전 시간 슬롯에서 추정된 평균 활성 단말과의 차이값은 수학식 25와 같이 표현할 수 있다.The average number of active terminals may be updated for each time slot based on the number of idle preambles and the number of allocated preambles. In particular, the difference value from the average active terminal estimated in the previous time slot can be expressed as Equation 25.

Figure pat00031
Figure pat00031

또한, 최대 처리량은 ACB 인자(p*)를 적용하여 수학식 26과 같이 표현할 수 있다. In addition, the maximum throughput can be expressed as in Equation 26 by applying the ACB factor (p*).

Figure pat00032
Figure pat00032

따라서, 기지국은 i 번째 우선 순위 정보에 대한 단말 별 서비스율을 산출할 수 있다. 단말 별 서비스율은 수학식 27과 같이 표현할 수 있다. Accordingly, the base station can calculate the service rate for each terminal for the i-th priority information. The service rate for each terminal can be expressed as Equation 27.

Figure pat00033
Figure pat00033

또한, 단말 별 서비스율은 우선 순위 정보에 일치하는 가중치를 적용하여 수학식 28과 같이 표현할 수 있다. In addition, the service rate for each terminal can be expressed as in Equation 28 by applying a weight corresponding to the priority information.

Figure pat00034
Figure pat00034

따라서, 우선 순위 정보 i에 할당된 프리앰블 수는 수학식 29와 같이 표현할 수 있다. Accordingly, the number of preambles allocated to priority information i can be expressed as Equation 29.

Figure pat00035
Figure pat00035

경쟁 기반 랜덤 액세스 절차에서 전체 프리앰블 수가 M 일 수 있다. 이 때, 전체 프리앰블 수 M은 Mi에 의해 수학식 30과 같이 표현할 수 있다. In the contention-based random access procedure, the total number of preambles may be M. At this time, the total number of preambles M can be expressed as Equation 30 by M i .

Figure pat00036
Figure pat00036

여기서, 변수 x는 수학식 31과 같이 표현할 수 있다.Here, the variable x can be expressed as in Equation 31.

Figure pat00037
Figure pat00037

각각의 우선 순위 정보에 대한 프리앰블 수는 수학식 32와 같이 표현할 수 있다. The number of preambles for each priority information can be expressed as Equation 32.

Figure pat00038
Figure pat00038

즉, 기지국은 제한된 전체 프리앰블 수를 활성 단말의 수와 가중치에 선형적으로 비례하도록 각각의 프리앰블 그룹에 할당할 수 있다. That is, the base station may allocate the limited total number of preambles to each preamble group in linear proportion to the number of active terminals and their weights.

구체적인 예를 들면, 기지국은 제 2 알고리즘을 통해 ACB(Access Class Barring) 메커니즘을 통해 서로 다른 우선 순위 정보에 대한 프리앰블 수를 동적으로 제어할 수 있다. 제 2 알고리즘의 성능은 제 1 알고리즘의 성능과는 차이가 있을 수 있다. For a specific example, the base station may dynamically control the number of preambles for different priority information through an access class barring (ACB) mechanism through the second algorithm. The performance of the second algorithm may differ from that of the first algorithm.

제 2 알고리즘에서 평균 활성 단말의 수를 추정하는 방법은 제 1 알고리즘과 차이가 있을 수 있다. 즉, 제 2 알고리즘에서 평균 활성 단말의 수는 간단한 대수 계산을 통해 갱신된다는 점에서 차이가 있다. A method of estimating the average number of active terminals in the second algorithm may be different from that of the first algorithm. That is, there is a difference in that the average number of active terminals in the second algorithm is updated through a simple algebraic calculation.

반면에, 제 2 알고리즘에서 활성 단말의 증가는 i번째 우선 순위 정보에 대해 부스팅 인자 ηi를 이용하여 처리될 수 있다. 이는 제 1 알고리즘과 유사할 수 있다. On the other hand, in the second algorithm, an increase in active terminals may be processed using a boosting factor ηi for the i-th priority information. This may be similar to the first algorithm.

그리고, 제 2 알고리즘에서, 서로 다른 우선 순위 정보에 대한 프리앰블은 수학식 32에 의해 재할당될 수 있다. 또한, 제 2 알고리즘에서 활성 단말의 수는 성공적인 랜덤 액세스를 수행한 평균 활성 단말의 수를 감산하여 추가로 갱신될 수 있다. And, in the second algorithm, preambles for different priority information can be reallocated by Equation 32. Also, in the second algorithm, the number of active terminals may be further updated by subtracting the average number of active terminals that have performed successful random access.

마지막으로, 제 2 알고리즘에서 ACB 인자(p)는 모든 시간 슬롯에서 프리앰블 및 활성 단말의 수가 변경됨에 따라 갱신될 수 있다. Finally, in the second algorithm, the ACB factor (p) can be updated as the number of preambles and active terminals changes in every time slot.

도 14는 본 실시예에 따른 프리앰블 할당을 위한 제 3 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.14 is a diagram for explaining a third algorithm for preamble allocation according to this embodiment.

도 14을 참조하면, 본 실시예에 따라 제 3 알고리즘이 프리앰블 수를 동적으로 제어하는 절차를 설명할 수 있다. 일 예로, 기지국은 제 3 알고리즘을 이용하여 특정 지연 조건에 따라 프리앰블 수를 동적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 단말 별 서비스율에 대한 최소 제한 조건에 따라 프리앰블 수를 할당할 수 있다. 예를 들어, 단말은 각각 다른 지연 허용 오차를 가질 수 있다. 이러한 지연에 대한 제한 조건은 우선 순위 정보에서도 중요하나 제한된 자원으로 인해 독립적으로 고려하는 것은 불가능할 수 있다. 따라서, 기지국은 제 3 알고리즘을 통해 우선 순위 정보와 서비스 품질(QoS)간의 상관 관계를 반영하여 가중치를 설정할 수 있다. 제 1 알고리즘 및 제 2 알고리즘은 단말 별 서비스율을 산출하기 위해 우선 순위 정보에 가중치를 설정하였으나, 제 3 알고리즘은 우선 순위 간의 상관관계를 반영하여 가중치를 설정할 수 있다. 반면에, 제 3 알고리즘은 각 우선 순위 정보에서 특정 지연 조건을 만족하기 위해 단말 별 서비스율에 대한 최소 제한 조건을 설정할 수 있다. 구체적으로, si(i=1,...,N)는 특정 지연 조건을 만족하기 위해 필요한 우선 순위 정보에 대한 최소 단말 별 서비스율을 의미할 수 있다. 제 2 알고리즘에서, 프리앰블 수는 최소 단말 별 서비스율을 유지하기 위해 Mi=sivie로 산출될 수 있다. 그리고 제 3 알고리즘에서, 프리앰블은 산출된 프리앰블 수를 이용하여 할당될 수 있다. 즉, 기지국은 우선 순위 정보가 높은 것부터 순차적으로 프리앰블을 할당하되, 남아있는 프리앰블 수가 최소 제한 조건에 만족하지 않으면 나머지 우선 순위 정보에 비례적으로 프리앰블을 할당할 수 있다. Referring to FIG. 14, a procedure for dynamically controlling the number of preambles by the third algorithm according to the present embodiment can be described. For example, the base station may dynamically control the number of preambles according to a specific delay condition using the third algorithm. For example, the base station may allocate the number of preambles according to the minimum limiting condition for the service rate of each terminal. For example, UEs may have different delay tolerances. The limiting condition for this delay is important even in priority information, but it may be impossible to consider it independently due to limited resources. Accordingly, the base station may set the weight by reflecting the correlation between priority information and quality of service (QoS) through the third algorithm. The first and second algorithms set weights on priority information to calculate the service rate for each terminal, but the third algorithm may set weights by reflecting the correlation between priorities. On the other hand, the third algorithm may set a minimum limiting condition for the service rate of each terminal in order to satisfy a specific delay condition in each priority information. Specifically, s i (i = 1, ..., N) may mean a minimum service rate for each terminal for priority information required to satisfy a specific delay condition. In the second algorithm, the number of preambles may be calculated as M i =s i v i e in order to maintain a minimum service rate per UE. And in the third algorithm, the preamble may be allocated using the calculated number of preambles. That is, the base station allocates preambles sequentially from the highest priority information, but if the number of remaining preambles does not satisfy the minimum limiting condition, it can allocate preambles in proportion to the remaining priority information.

도 15는 본 실시예에 따른 단말 별 서비스율에 대한 평균 액세스 지연을 설명하기 위한 도면이다. 15 is a diagram for explaining an average access delay with respect to a service rate for each terminal according to the present embodiment.

도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 제 1 알고리즘 및 제 2 알고리즘이 적용된 시뮬레이션 결과를 설명할 수 있다. 일 예로, 시뮬레이션 결과는 단말 별 서비스율에 대한 평균 액세스 지연 성능으로 확인할 수 있다. 예를 들어, 제 1 알고리즘이 적용된 시뮬레이션(1510) 결과에 따르면, 단말 별 서비스율이 높을수록 평균 액세스 지연 성능이 낮게 나타날 수 있다. 또한, 평균 지연이 서로 다른 단말의 수에서도 유사하게 나타날 수 있다. 구체적으로, 제 1 알고리즘이 적용된 시뮬레이션(1510)에서 i 번째 우선 순위 정보의 단말 별 서비스율이

Figure pat00039
로 주어지면, 프리앰블 수는 각각의 Si에 대해
Figure pat00040
를 사용하여 산출될 수 있다. 그리고, 각 단말은 Mi 개의 프리앰블 중 하나를 전송할 수 있다. Referring to FIG. 15 , simulation results to which the first and second algorithms according to the present embodiment are applied can be described. For example, the simulation result can be confirmed as an average access delay performance for service rates for each terminal. For example, according to the result of the simulation 1510 to which the first algorithm is applied, the higher the service rate for each terminal, the lower the average access delay performance. Also, the average delay may be similar even in the number of different terminals. Specifically, in the simulation 1510 to which the first algorithm is applied, the service rate for each terminal of the ith priority information is
Figure pat00039
Given that, the number of preambles is for each Si
Figure pat00040
can be calculated using And, each terminal can transmit one of M i preambles.

다른 예를 들어, 제 2 알고리즘이 적용된 시뮬레이션(1520) 결과에 따르면, 평균 지연이 서로 다른 단말의 수에서도 거의 동일하게 나타날 수 있다. 구체적으로, 제 2 알고리즘이 적용된 시뮬레이션(1520)에서 단말 별 서비스율이

Figure pat00041
로 주어지면, 프리앰블 수는
Figure pat00042
일 수 있다. 또한, ACB 인자는
Figure pat00043
로 설정될 수 있다. For another example, according to the result of the simulation 1520 to which the second algorithm is applied, the average delay may appear almost the same even in the number of different terminals. Specifically, in the simulation 1520 to which the second algorithm is applied, the service rate for each terminal is
Figure pat00041
Given that, the number of preambles is
Figure pat00042
can be Also, the ACB factor is
Figure pat00043
can be set to

제 1 알고리즘이 적용된 시뮬레이션(1510) 및 제 2 알고리즘이 적용된 시뮬레이션(1520)에서 평균 지연 곡선은 ACB 메커니즘의 유무에 관계 없이 거의 겹치게 나타날 수 있다. 단말 별 서비스율이 0.3,0.5 및 0.7일 때, 각각의 평균 액세스 지이 3.3, 2.1 및 1.7일 수 있다. 이는 단말 별 서비스율이 각 단말에 대응하기 때문이다. 이에 따라, 단말 별 서비스율은 제 1 알고리즘이 적용된 시뮬레이션(1510) 및 제 2 알고리즘이 적용된 시뮬레이션(1520)의 결과를 적용하여 주어진 평균 지연 성능에 따라 적합하게 산출될 수 있다. Average delay curves in the simulation 1510 to which the first algorithm is applied and the simulation 1520 to which the second algorithm is applied may appear almost overlapped regardless of the presence or absence of the ACB mechanism. When the service rates for each terminal are 0.3, 0.5, and 0.7, the respective average access rates may be 3.3, 2.1, and 1.7. This is because the service rate for each terminal corresponds to each terminal. Accordingly, the service rate for each terminal may be appropriately calculated according to a given average delay performance by applying the results of the simulation 1510 to which the first algorithm is applied and the simulation 1520 to which the second algorithm is applied.

도 16은 본 실시예에 따른 제 1 알고리즘의 성능을 설명하기 위한 도면이다.16 is a diagram for explaining the performance of the first algorithm according to the present embodiment.

도 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 제 1 알고리즘이 다양한 우선 순위 정보를 포함하는 시나리오에 적용된 시뮬레이션 결과를 설명할 수 있다. 예를 들어, 시뮬레이션 결과는 제 1 알고리즘에 따른 우선 순위 정보 별 처리량의 성능으로 나타날 수 있다. 이 때, 각 우선 순위 정보에서 신규 활성 단말이 푸아송 패턴으로 추가된다고 가정할 수 있다. 또한, 총 시뮬레이션 시간은 105 개의 시간 슬롯으로 설정되고, Tupdate는 1, 전체 프리앰블 수는 54개로 설정될 수 있다. 우선 순위 정보에 대한 가중치는 r1:r2:r3:r4=4:3:2:1로 설정되고, 해당 단말의 도달률 [4λ,3λ,2λ,1λ]일 수 있다. 여기서, λ는 정규화된 도달률로 간주될 수 있다. 구체적으로, 시뮬레이션 결과는 λ가 클수록 심각한 혼잡 결과로 모든 알고리즘의 처리량이 0으로 나타날 수 있다. 활성 단말의 수가 정확한 이상, 제 1 알고리즘이 적용된 처리량은 이상적인 알고리즘의 처리량 93%에 해당되는 지점(λ=1.45)에서 최대 제한으로 이동될 수 있다. Referring to FIG. 16 , simulation results applied to scenarios in which the first algorithm according to the present embodiment includes various priority information can be described. For example, the simulation result may be expressed as throughput performance for each priority information according to the first algorithm. At this time, it can be assumed that a new active terminal is added in a Poisson pattern in each priority information. Also, the total simulation time may be set to 105 time slots, T update may be set to 1, and the total number of preambles may be set to 54. The weight for the priority information is set to r 1 :r 2 :r 3 :r 4 =4:3:2:1, and may be the reach rate of the corresponding terminal [4λ,3λ,2λ,1λ]. Here, λ can be regarded as a normalized reach rate. Specifically, simulation results show that the throughput of all algorithms is 0 as a result of severe congestion as λ is larger. As long as the number of active terminals is accurate, the throughput to which the first algorithm is applied can be moved to the maximum limit at the point corresponding to 93% of the throughput of the ideal algorithm (λ = 1.45).

도 17은 본 실시예에 따른 제 2 알고리즘의 성능을 설명하기 위한 도면이다.17 is a diagram for explaining the performance of the second algorithm according to the present embodiment.

도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 제 2 알고리즘이 적용된 시뮬레이션 결과를 설명할 수 있다. ACB(Access Class Barring) 메커니즘이 적용됨에 따라 제 2 알고리즘의 성능은 제 1 알고리즘의 성능과는 상당히 다를 수 있다. 일부 활성 프리앰블 수를 동적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 시뮬레이션 결과는 제 2 알고리즘에 따른 우선 순위 정보 별 처리량의 성능으로 나타날 수 있다. 이 때, 처리량이 포화 지점 이후에도 안정적으로 유지되는 것을 확인할 수 있다. 이는 ACB 메커니즘이 혼잡 제어 기능을 수행하기 때문일 수 있다. Referring to FIG. 17, simulation results to which the second algorithm according to the present embodiment is applied can be explained. As an Access Class Barring (ACB) mechanism is applied, the performance of the second algorithm may be significantly different from that of the first algorithm. Some number of active preambles can be dynamically controlled. For example, the simulation result may be expressed as throughput performance for each priority information according to the second algorithm. At this time, it can be confirmed that the throughput is stably maintained even after the saturation point. This may be because the ACB mechanism performs a congestion control function.

도 18은 본 실시예에 따른 제 3 알고리즘의 성능을 설명하기 위한 도면이다.18 is a diagram for explaining the performance of the third algorithm according to this embodiment.

도 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 제 3 알고리즘이 적용된 시뮬레이션 결과를 설명할 수 있다. 일 예로, 제 3 알고리즘은 더 높은 우선 순위 정보에서 단말 별 서비스율이 유지되도록 설계된 알고리즘일 수 있다. 예를 들어, 시뮬레이션 결과는 제 3 알고리즘에 따른 우선 순위 정보 별 처리량의 성능으로 나타날 수 있다. 이 때, 시뮬레이션은 우선 순위 정보 1,2 및 3에 대해 단말 별 서비스율을 각각 0.7,0.5 및 0.3으로 설정될 수 있다. 또한, 제 3 알고리즘이 적용된 시뮬레이션 결과는 처리량이 제 2 알고리즘이 적용된 시뮬레이션 결과와 유사하게 나타날 수 있다. Referring to FIG. 18, simulation results to which the third algorithm according to the present embodiment is applied can be described. For example, the third algorithm may be an algorithm designed to maintain a service rate for each terminal in higher priority information. For example, the simulation result may be expressed as throughput performance for each priority information according to the third algorithm. At this time, the simulation may set service rates for each terminal to 0.7, 0.5, and 0.3 for priority information 1, 2, and 3, respectively. In addition, the simulation result to which the third algorithm is applied may show a throughput similar to that of the simulation result to which the second algorithm is applied.

이상에서 설명한 바와 같이 본 개시에 의하면, 랜덤 액세스 제어 방법 및 기지국을 제공할 수 있다. 특히, 서비스 품질 및 우선 순위에 따라 프리앰블 자원을 할당함으로써, 자원 사용 효율을 개선할 수 있는 랜덤 액세스 제어 방법 및 기지국을 제공할 수 있다. 구체적으로 기지국은 유휴 프리앰블 수에 기초하여 활성 단말의 수를 추정하여 서비스 품질 및 우선 순위에 따른 프리앰블 자원을 할당하고 전송 확률을 조절함으로써, 대규모 활성화에 대한 혼잡을 해결할 수 있는 랜덤 액세스 제어 방법 및 기지국을 제공할 수 있다.As described above, according to the present disclosure, a random access control method and a base station can be provided. In particular, it is possible to provide a random access control method and a base station capable of improving resource use efficiency by allocating preamble resources according to service quality and priority. Specifically, the base station estimates the number of active terminals based on the number of idle preambles, allocates preamble resources according to service quality and priority, and adjusts transmission probability, thereby solving congestion for large-scale activation, and a random access control method and base station can provide.

전술한 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 실시예들 중 본 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계, 구성, 부분들은 전술한 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 위에서 개시한 표준 문서들에 의해 설명될 수 있다.The above-described embodiments may be supported by standard documents disclosed in at least one of IEEE 802, 3GPP, and 3GPP2, which are wireless access systems. That is, among the present embodiments, steps, configurations, and parts not described to clearly reveal the present technical idea may be supported by the above-mentioned standard documents. In addition, all terms disclosed in this specification may be explained by the standard documents disclosed above.

상술한 본 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.The present embodiments described above may be implemented through various means. For example, the present embodiments may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러 또는 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.In the case of hardware implementation, the method according to the present embodiments includes one or more ASICs (Application Specific Integrated Circuits), DSPs (Digital Signal Processors), DSPDs (Digital Signal Processing Devices), PLDs (Programmable Logic Devices), FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), processors, controllers, microcontrollers, or microprocessors.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 장치, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.In the case of implementation by firmware or software, the method according to the present embodiments may be implemented in the form of a device, procedure, or function that performs the functions or operations described above. The software codes may be stored in a memory unit and driven by a processor. The memory unit may be located inside or outside the processor and exchange data with the processor by various means known in the art.

또한, 위에서 설명한 "시스템", "프로세서", "컨트롤러", "컴포넌트", "모듈", "인터페이스", "모델", 또는 "유닛" 등의 용어는 일반적으로 컴퓨터 관련 엔티티 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행 중인 소프트웨어를 의미할 수 있다. 예를 들어, 전술한 구성요소는 프로세서에 의해서 구동되는 프로세스, 프로세서, 컨트롤러, 제어 프로세서, 개체, 실행 스레드, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수 있지만 이에 국한되지 않는다. 예를 들어, 컨트롤러 또는 프로세서에서 실행 중인 애플리케이션과 컨트롤러 또는 프로세서가 모두 구성 요소가 될 수 있다. 하나 이상의 구성 요소가 프로세스 및/또는 실행 스레드 내에 있을 수 있으며, 구성 요소들은 하나의 장치(예: 시스템, 컴퓨팅 디바이스 등)에 위치하거나 둘 이상의 장치에 분산되어 위치할 수 있다.Also, the terms "system", "processor", "controller", "component", "module", "interface", "model", or "unit" as described above generally refer to computer-related entities hardware, hardware and software. can mean a combination of, software or running software. For example, but is not limited to, a process driven by a processor, a processor, a controller, a control processor, an object, a thread of execution, a program, and/or a computer. For example, a component can be both an application running on a controller or processor and a controller or processor. One or more components may reside within a process and/or thread of execution, and components may reside on one device (eg, system, computing device, etc.) or may be distributed across two or more devices.

이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 기술 사상의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present disclosure, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the technical idea. In addition, since the present embodiments are not intended to limit the technical idea of the present disclosure, but to explain, the scope of the present technical idea is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present disclosure should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of rights of the present disclosure.

Claims (16)

기지국이 랜덤 액세스 통신을 제어하는 방법에 있어서,
우선 순위 정보에 따라 사용 가능한 프리앰블을 분할하기 위해 중첩되지 않는 복수의 프리앰블 그룹을 생성하는 그룹 생성 단계;
시간 슬롯마다 유휴(Idle) 프리앰블 수에 기초하여 각각의 프리앰블 그룹에 해당되는 활성 단말의 수를 추정하는 단말 수 추정 단계; 및
각각의 시간 슬롯에서 추정된 상기 활성 단말의 수를 기초로 단말 별 서비스율(Service rate)을 산출하여 상기 우선 순위 정보에 대한 가중치를 설정하고, 상기 가중치를 이용하여 프리앰블 그룹에 대한 프리앰블 수를 동적으로 할당하는 프리앰블 할당 단계;를 포함하는 랜덤 액세스 방법.
A method for controlling random access communication by a base station,
a group creation step of generating a plurality of non-overlapping preamble groups to divide usable preambles according to priority information;
estimating the number of active terminals corresponding to each preamble group based on the number of idle preambles for each time slot; and
A service rate for each UE is calculated based on the number of active UEs estimated in each time slot, weights for the priority information are set, and the number of preambles for a preamble group is dynamically determined using the weights. Random access method comprising a; preamble allocation step of allocating to.
제 1 항에 있어서,
상기 단말 수 추정 단계는,
각각의 시간 슬롯에서 베이지안 추정(Bayesian estimation)을 이용하여 활성 단말에 대해 프리앰블이 유휴 상태일 확률을 산출하고, 상기 시간 슬롯의 끝에서 활성 단말에 대한 사후 분포를 추정하는 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 방법.
According to claim 1,
The step of estimating the number of terminals,
A random access method characterized by calculating a probability that a preamble is in an idle state for an active terminal using Bayesian estimation in each time slot, and estimating a posterior distribution for the active terminal at the end of the time slot. .
제 2 항에 있어서,
상기 단말 수 추정 단계는,
시간 슬롯마다 갱신되는 사후 분포의 평균으로부터 이전 시간 슬롯에서 추정된 활성 단말의 수를 감산하여 활성 단말의 수에 대한 변화량을 산출하고, 상기 변화량에 기초하여 상기 활성 단말의 수를 갱신하는 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 방법.
According to claim 2,
The step of estimating the number of terminals,
Calculating a change in the number of active terminals by subtracting the number of active terminals estimated in a previous time slot from the average of the posterior distribution updated for each time slot, and updating the number of active terminals based on the change amount random access method.
제 1 항에 있어서,
상기 단말 수 추정 단계는,
성공 프리앰블 수의 평균에 기초하여 상기 우선 순위 정보에 대한 처리량을 최대화하는 ACB(Access Class Barring) 인자를 산출하고, 상기 ACB 인자를 이용하여 상기 우선 순위 정보에 대한 활성 단말의 수를 추정하는 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 방법.
According to claim 1,
The step of estimating the number of terminals,
Based on the average of the number of successful preambles, an Access Class Barring (ACB) factor maximizing throughput for the priority information is calculated, and the number of active terminals for the priority information is estimated using the ACB factor. Random access method with.
제 4 항에 있어서,
상기 성공 프리앰블 수의 평균은,
특정 우선 순위 정보를 가지는 활성 단말의 수에 대해 특정 프리앰블의 전송이 성공할 확률을 계산하여 산출되는 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 방법.
According to claim 4,
The average number of successful preambles is
A random access method characterized in that the calculation is made by calculating the probability that transmission of a specific preamble succeeds for the number of active terminals having specific priority information.
제 1 항에 있어서,
상기 단말 수 추정 단계는,
연속된 시간 슬롯에서 추정된 활성 단말의 수가 증가하면, 부스팅 인자를 이용하여 상기 활성 단말의 수를 변경하는 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 방법.
According to claim 1,
In the step of estimating the number of terminals,
and changing the number of active terminals using a boosting factor when the estimated number of active terminals increases in consecutive time slots.
제 1 항에 있어서,
상기 프리앰블 할당 단계는,
제한된 전체 프리앰블 수를 상기 활성 단말의 수와 상기 가중치에 선형적으로 비례하도록 각각의 프리앰블 그룹에 할당하는 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 방법.
According to claim 1,
The preamble allocation step,
A random access method characterized in that allocating a limited total number of preambles to each preamble group in linear proportion to the number of active terminals and the weight.
제 1 항에 있어서,
상기 프리앰블 할당 단계는,
상기 단말 별 서비스율을 유지하기 위한 기준 프리앰블 수를 산출하고, 상기 기준 프리앰블 수에 기초하여 상기 우선 순위 정보가 높은 프리앰블 그룹부터 순차적으로 상기 프리앰블 수를 할당하되,
남아있는 프리앰블 수가 상기 기준 프리앰블 수보다 적으면, 상기 활성 단말의 수와 상기 가중치에 비례하도록 상기 남아있는 프리앰블 수를 할당하는 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 방법.
According to claim 1,
The preamble allocation step,
calculating the number of reference preambles for maintaining the service rate for each terminal, and sequentially allocating the number of preambles from the preamble group having the highest priority information based on the number of reference preambles;
and allocating the remaining number of preambles in proportion to the number of active terminals and the weight when the number of remaining preambles is less than the reference number of preambles.
랜덤 액세스 통신을 제어하는 기지국에 있어서,
우선 순위 정보에 따라 사용 가능한 프리앰블을 분할하기 위해 중첩되지 않는 복수의 프리앰블 그룹을 생성하고, 시간 슬롯마다 유휴(Idle) 프리앰블 수에 기초하여 각각의 프리앰블 그룹에 해당되는 활성 단말의 수를 추정하며, 각각의 시간 슬롯에서 추정된 상기 활성 단말의 수를 기초로 단말 별 서비스율(Service rate)을 산출하여 상기 우선 순위 정보에 대한 가중치를 설정하고, 상기 가중치를 이용하여 프리앰블 그룹에 대한 프리앰블 수를 동적으로 할당하는 제어부;
적어도 하나 이상의 단말로 상기 프리앰블 수에 의해 산출된 전송 확률을 전송하는 송신부; 및
상기 단말로부터 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 수신하는 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
In a base station controlling random access communication,
A plurality of non-overlapping preamble groups are generated to divide usable preambles according to priority information, and the number of active terminals corresponding to each preamble group is estimated based on the number of idle preambles for each time slot, A service rate for each UE is calculated based on the number of active UEs estimated in each time slot, weights for the priority information are set, and the number of preambles for a preamble group is dynamically determined using the weights. A control unit that allocates to;
a transmitter for transmitting the transmission probability calculated by the number of preambles to at least one or more terminals; and
A base station comprising a receiver for receiving a random access preamble from the terminal.
제 9 항에 있어서,
상기 제어부는,
각각의 시간 슬롯에서 베이지안 추정(Bayesian estimation)을 이용하여 활성 단말에 대해 프리앰블이 유휴 상태일 확률을 산출하고, 상기 시간 슬롯의 끝에서 활성 단말에 대한 사후 분포를 추정하는 것을 특징으로 하는 기지국.
According to claim 9,
The control unit,
A base station characterized by calculating a probability that a preamble is in an idle state for an active terminal using Bayesian estimation in each time slot, and estimating a posterior distribution for an active terminal at the end of the time slot.
제 10 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 시간 슬롯마다 갱신되는 사후 분포의 평균으로부터 이전 시간 슬롯에서 추정된 활성 단말의 수를 감산하여 활성 단말의 수에 대한 변화량을 산출하고, 상기 변화량에 기초하여 상기 활성 단말의 수를 갱신하는 것을 특징으로 하는 기지국.
According to claim 10,
The control unit,
A change in the number of active terminals is calculated by subtracting the number of active terminals estimated in a previous time slot from the average of the posterior distribution updated for each time slot, and the number of active terminals is updated based on the variation. base station to.
제 9 항에 있어서,
상기 제어부는,
성공 프리앰블 수의 평균에 기초하여 상기 우선 순위 정보에 대한 처리량을 최대화하는 ACB(Access Class Barring) 인자를 산출하고, 상기 ACB 인자를 이용하여 상기 우선 순위 정보에 대한 활성 단말의 수를 추정하는 것을 특징으로 하는 기지국.
According to claim 9,
The control unit,
Based on the average of the number of successful preambles, an Access Class Barring (ACB) factor maximizing throughput for the priority information is calculated, and the number of active terminals for the priority information is estimated using the ACB factor. base station to.
제 12 항에 있어서,
상기 성공 프리앰블 수의 평균은,
특정 우선 순위 정보를 가지는 활성 단말의 수에 대해 특정 프리앰블의 전송이 성공할 확률을 계산하여 산출되는 것을 특징으로 하는 기지국.
According to claim 12,
The average number of successful preambles is
The base station characterized in that the calculation is calculated by calculating the probability that transmission of a specific preamble succeeds for the number of active terminals having specific priority information.
제 9 항에 있어서,
상기 제어부는,
연속된 시간 슬롯에서 추정된 활성 단말의 수가 증가하면, 부스팅 인자를 이용하여 상기 활성 단말의 수를 변경하는 것을 특징으로 하는 기지국.
According to claim 9,
The control unit,
When the estimated number of active terminals increases in consecutive time slots, the base station changes the number of active terminals using a boosting factor.
제 9 항에 있어서,
상기 제어부는,
제한된 전체 프리앰블 수를 상기 활성 단말의 수와 상기 가중치에 선형적으로 비례하도록 각각의 프리앰블 그룹에 할당하는 것을 특징으로 하는 기지국.
According to claim 9,
The control unit,
A base station characterized in that allocating a limited total number of preambles to each preamble group in linear proportion to the number of active terminals and the weight.
제 9 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 단말 별 서비스율을 유지하기 위한 기준 프리앰블 수를 산출하고, 상기 기준 프리앰블 수에 기초하여 상기 우선 순위 정보가 높은 프리앰블 그룹부터 순차적으로 상기 프리앰블 수를 할당하되, 남아있는 프리앰블 수가 상기 기준 프리앰블 수 보다 적으면, 상기 활성 단말의 수와 상기 가중치에 비례하도록 상기 남아있는 프리앰블 수를 할당하는 것을 특징으로 하는 기지국.
According to claim 9,
The control unit,
The number of reference preambles for maintaining the service rate for each terminal is calculated, and based on the number of reference preambles, the number of preambles is sequentially allocated from the preamble group having the higher priority information, and the number of remaining preambles is greater than the number of reference preambles. If less, the base station allocates the remaining number of preambles in proportion to the number of active terminals and the weight.
KR1020220043823A 2021-07-05 2022-04-08 Random access control method, and base station KR20230007224A (en)

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