WO2013115571A1 - Ｍｔｃ 단말을 위한 연결 설정 방법 및 장치 - Google Patents

Ｍｔｃ 단말을 위한 연결 설정 방법 및 장치 Download PDF

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WO2013115571A1
WO2013115571A1 PCT/KR2013/000775 KR2013000775W WO2013115571A1 WO 2013115571 A1 WO2013115571 A1 WO 2013115571A1 KR 2013000775 W KR2013000775 W KR 2013000775W WO 2013115571 A1 WO2013115571 A1 WO 2013115571A1
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WO
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base station
terminal
mtc
random access
mtc terminal
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PCT/KR2013/000775
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English (en)
French (fr)
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이윤정
안준기
양석철
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엘지전자 주식회사
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Publication date
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    • H04W48/12—Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery using downlink control channel
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/0005—Control or signalling for completing the hand-off
    • H04W36/0055—Transmission or use of information for re-establishing the radio link
    • H04W36/0072—Transmission or use of information for re-establishing the radio link of resource information of target access point
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/70—Services for machine-to-machine communication [M2M] or machine type communication [MTC]
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    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H04W52/0209—Power saving arrangements in terminal devices
    • H04W52/0225—Power saving arrangements in terminal devices using monitoring of external events, e.g. the presence of a signal
    • H04W52/0245—Power saving arrangements in terminal devices using monitoring of external events, e.g. the presence of a signal according to signal strength
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to wireless communications, and more particularly, to a connection establishment method for a machine type communication (MTC) user equipment and an apparatus using the same.
  • MTC machine type communication
  • Machine type communication is a form of data communication that includes one or more entities that do not require human interaction. That is, MTC refers to the concept of communication through a network by a mechanical device rather than a user equipment (UE).
  • the mechanical device used for MTC is called MTC terminal.
  • the characteristics of the MTC terminal is different from that of a general terminal.
  • the number of MTC terminals that can be covered by a base station is much larger than that of a general terminal.
  • the number of MTC terminals covered by one base station may be hundreds to thousands of units.
  • the size of data transmitted or received by the MTC terminal is smaller than that of a general terminal.
  • the type of data is limited.
  • 3GPP Long Term Evolution Long Term Evolution
  • UMTS Universal Mobile Telecommunication System
  • 3GPP LTE uses Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) in downlink and Single Carrier-Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) in uplink.
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier-Frequency Division Multiple Access
  • 3GPP LTE-A LTE-advanced
  • Cell discovery and connection establishment in the LTE system and the LTE-A system are performed based on a primary synchronization signal (PSS) / secondary synchronization signal (SSS) and random access.
  • PSS primary synchronization signal
  • SSS secondary synchronization signal
  • the existing cell discovery process and connection establishment process defined in the LTE system and the LTE-A system are based on a general terminal. Since the MTC terminal is expected to have a lower specification than the general terminal, a cell discovery process and a connection establishment process for the MTC terminal need to be newly defined.
  • An object of the present invention is to provide a cell search method and an apparatus using the same for a terminal operating in a machine type communication (MTC) user equipment and coverage (limited).
  • MTC machine type communication
  • Another object of the present invention is to provide a method for establishing a connection for an MTC terminal and a terminal operating in a limited coverage area, and an apparatus using the same.
  • a connection establishment method for a machine type communication (MTC) user quipment in a wireless communication system includes the steps of an MTC terminal receiving system information from at least one neighbor base station, the MTC terminal determining at least one candidate base station based on the system information, and the MTC terminal receiving the at least one Determining a final base station based on a signal strength of a candidate base station, and transmitting, by the MTC terminal, a random access preamble to the final base station.
  • the system information includes information about whether to support the MTC terminal.
  • the at least one candidate base station is a base station supporting the MTC terminal.
  • the system information may include an MTC subframe pattern index indicating a subframe in which the random access preamble is transmitted.
  • the random access preamble may be an MTC dedicated preamble.
  • the random access preamble may be transmitted in a narrower bandwidth than the bandwidth in which the system information is received.
  • the system information may be received with a bandwidth of 20 MHz, and the random access preamble may be transmitted with a bandwidth narrower than 20 MHz.
  • the system information may be received through a physical broadcast channel (PBCH), and the random access preamble may be transmitted through a physical random access channel (PRACH).
  • PBCH physical broadcast channel
  • PRACH physical random access channel
  • the final base station may be a base station having the strongest signal strength among the at least one candidate base station.
  • the last base station may be a base station searched first among candidate base stations whose signal strength is greater than a predetermined threshold.
  • a machine type communication (MTC) user quipment in a wireless communication system includes a RF (radio freqeuncy) unit for transmitting and receiving a radio signal and a processor connected to the RF unit.
  • the processor receives system information from at least one neighbor base station, determines at least one candidate base station based on the system information, and determines a final base station based on a signal strength of the at least one candidate base station. And transmit a random access preamble to the final base station.
  • the system information includes information about whether to support the MTC terminal.
  • the at least one candidate base station is a base station supporting the MTC terminal.
  • a machine type communication (MTC) terminal having a low specification can efficiently perform cell search and connection establishment.
  • the power of the MTC terminal can be saved.
  • 1 shows a structure of a radio frame in 3GPP LTE.
  • FIG. 2 shows an example of a resource grid for one downlink slot.
  • 3 shows a structure of a downlink subframe.
  • FIG. 4 shows an example in which a reference signal and a control channel are arranged in a DL subframe of 3GPP LTE.
  • ePDCCH enhanced Physical Downlink Control Channel
  • FIG. 6 shows a structure of an uplink subframe.
  • FIG. 7 shows an example of a subframe structure of a single carrier system and a carrier aggregation system.
  • FIG. 8 shows an example of a subframe structure of a 3GPP LTE-A system that is cross-carrier scheduled through CIF.
  • 9 is a flowchart illustrating a random access procedure in 3GPP LTE.
  • FIG. 11 illustrates a neighbor cell discovery and connection establishment scenario of an MTC terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a connection setting method for an MTC terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented by a radio technology such as universal terrestrial radio access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as global system for mobile communications (GSM) / general packet radio service (GPRS) / enhanced data rates for GSM evolution (EDGE).
  • GSM global system for mobile communications
  • GPRS general packet radio service
  • EDGE enhanced data rates for GSM evolution
  • OFDMA may be implemented by wireless technologies such as Institute of Electrical and Electronics 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 systems based on IEEE 802.16e.
  • UTRA is part of a universal mobile telecommunications system (UMTS).
  • 3rd generation partnership project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of evolved UMTS (E-UMTS) using evolved-UMTS terrestrial radio access (E-UTRA), which employs OFDMA in downlink and SC in uplink -FDMA is adopted.
  • LTE-A (advanced) is the evolution of 3GPP LTE.
  • the user equipment may be fixed or mobile, and may include a mobile station (MS), a mobile terminal (MT), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device, and a personal digital assistant (PDA). It may be called other terms such as digital assistant, wireless modem, handheld device.
  • MS mobile station
  • MT mobile terminal
  • UT user terminal
  • SS subscriber station
  • PDA personal digital assistant
  • a base station generally refers to a fixed station communicating with a terminal, and may be referred to in other terms such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point (AP), and the like.
  • eNB evolved-NodeB
  • BTS base transceiver system
  • AP access point
  • LTE includes LTE and / or LTE-A.
  • 1 shows a structure of a radio frame in 3GPP LTE.
  • a radio frame includes 10 subframes.
  • One subframe includes two consecutive slots. Slots in a radio frame are numbered with slots # 0 through # 19.
  • the time taken for one subframe to be transmitted is called a transmission time interval (TTI).
  • TTI may be referred to as a scheduling unit for data transmission.
  • one radio frame may have a length of 10 ms
  • one subframe may have a length of 1 ms
  • one slot may have a length of 0.5 ms.
  • One slot includes a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols in the time domain and a plurality of subcarriers in the frequency domain.
  • the OFDM symbol is used to represent one symbol period since 3GPP LTE uses OFDMA in downlink, and may be called a different name according to a multiple access scheme.
  • SC-FDMA when SC-FDMA is used as an uplink multiple access scheme, the OFDM symbol may be referred to as an SC-FDMA symbol.
  • a resource block (RB) includes a plurality of consecutive subcarriers in one slot in resource allocation units.
  • the structure of the radio frame of FIG. 1 is merely an example. Accordingly, the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, or the number of OFDM symbols included in the slot may be variously changed.
  • 3GPP LTE defines that one slot includes 7 OFDM symbols in a normal cyclic prefix (CP), and one slot includes 6 OFDM symbols in an extended CP. .
  • FIG. 2 shows an example of a resource grid for one downlink slot.
  • the downlink slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain and N RB resource blocks in the frequency domain.
  • the number N RB of resource blocks included in the downlink slot depends on a downlink transmission bandwidth set in a cell.
  • N RB in LTE system may be any one of 6 to 110.
  • One resource block includes a plurality of subcarriers in the frequency domain.
  • the structure of the uplink slot may also be the same as that of the downlink slot.
  • Each element on the resource grid is called a resource element (RE).
  • an exemplary resource block includes 7 ⁇ 12 resource elements including 7 OFDM symbols in the time domain and 12 subcarriers in the frequency domain, but the number of OFDM symbols and the number of subcarriers in the resource block is equal to this. It is not limited. The number of OFDM symbols and the number of subcarriers can be variously changed according to the length of the CP, frequency spacing, and the like.
  • 3 shows a structure of a downlink subframe.
  • a downlink (DL) subframe is divided into a control region and a data region in the time domain.
  • the control region includes up to three OFDM symbols preceding the first slot in the subframe, but the number of OFDM symbols included in the control region may be changed.
  • a physical downlink control channel (PDCCH) and another control channel are allocated to the control region, and a PDSCH is allocated to the data region.
  • PDCH physical downlink control channel
  • DCI downlink control information
  • PDSCH also called DL grant
  • PUSCH resource allocation also called UL grant
  • VoIP Voice over Internet Protocol
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI to be sent to the terminal, attaches a cyclic redundancy check (CRC) to the DCI, and unique identifier according to the owner or purpose of the PDCCH (this is called a Radio Network Temporary Identifier) Mask to the CRC.
  • CRC cyclic redundancy check
  • a unique identifier of the terminal for example, a C-RNTI (Cell-RNTI) may be masked to the CRC.
  • a paging indication identifier for example, P-RNTI (P-RNTI)
  • P-RNTI P-RNTI
  • SI-RNTI system information-RNTI
  • RA-RNTI random access-RNTI
  • TPC-RNTI may be masked to the CRC to indicate a transmit power control (TPC) command for a plurality of terminals.
  • the control region in the subframe includes a plurality of control channel elements (CCEs).
  • the CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH with a coding rate according to a state of a radio channel and corresponds to a plurality of resource element groups (REGs).
  • the REG includes a plurality of resource elements.
  • the format of the PDCCH and the number of bits of the PDCCH are determined according to the correlation between the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs.
  • One REG includes four REs and one CCE includes nine REGs.
  • ⁇ 1, 2, 4, 8 ⁇ CCEs may be used to configure one PDCCH, and each element of ⁇ 1, 2, 4, 8 ⁇ is called a CCE aggregation level.
  • the number of CCEs used for transmission of the PDDCH is determined by the base station according to the channel state. For example, one CCE may be used for PDCCH transmission for a UE having a good downlink channel state. Eight CCEs may be used for PDCCH transmission for a UE having a poor downlink channel state.
  • a control channel composed of one or more CCEs performs interleaving in units of REGs and is mapped to physical resources after a cyclic shift based on a cell identifier is performed.
  • the UE cannot know which CCE aggregation level or DCI format is transmitted at which position in the PDCCH of the control region. Since a plurality of PDCCHs may be transmitted in one subframe, the UE monitors the plurality of PDCCHs in every subframe. Here, monitoring means that the UE attempts to decode the PDCCH according to the PDCCH format.
  • a search space is used to reduce the burden of blind decoding.
  • the search space may be referred to as a monitoring set of the CCE for the PDCCH.
  • the UE monitors the PDCCH in the corresponding search space.
  • the search space is divided into a common search space and a UE-specific search space.
  • the common search space is a space for searching for a PDCCH having common control information.
  • the common search space includes 16 CCEs ranging from CCE indexes 0 to 15, and supports a PDCCH having a CCE aggregation level of ⁇ 4, 8 ⁇ .
  • PDCCHs (DCI formats 0 and 1A) carrying UE specific information may also be transmitted in the common search space.
  • the UE-specific search space supports a PDCCH having a CCE aggregation level of ⁇ 1, 2, 4, 8 ⁇ .
  • Table 1 below shows the number of PDCCH candidates monitored by the UE.
  • the size of the search space is determined by Table 1, and the starting point of the search space is defined differently from the common search space and the terminal specific search space.
  • the starting point of the common search space is fixed regardless of the subframe, but the starting point of the UE-specific search space is for each subframe according to the terminal identifier (eg, C-RNTI), the CCE aggregation level, and / or the slot number within the radio frame. Can vary.
  • the terminal specific search space and the common search space may overlap.
  • the search space S (L) k is defined as a set of PDCCH candidates.
  • the CCE corresponding to the PDCCH candidate m in the search space S (L) k is given as follows.
  • N CCE, k can be used for transmission of the PDCCH in the control region of subframe k.
  • the control region includes a set of CCEs numbered from 0 to N CCE, k ⁇ 1.
  • M (L) is the number of PDCCH candidates at CCE aggregation level L in a given search space.
  • variable Y k is defined as follows.
  • n s is a slot number in a radio frame.
  • a DCI format and a search space to be monitored are determined according to a transmission mode of the PDSCH.
  • the following table shows an example of PDCCH monitoring configured with C-RNTI.
  • the uses of the DCI format are classified as shown in the following table.
  • DCI format 0 Used for PUSCH scheduling
  • DCI format 1 Used for scheduling one PDSCH codeword
  • DCI format 1A Used for compact scheduling and random access of one PDSCH codeword
  • DCI format 1B Used for simple scheduling of one PDSCH codeword with precoding information
  • DCI format 1C Used for very compact scheduling of one PDSCH codeword
  • DCI format 1D Used for simple scheduling of one PDSCH codeword with precoding and power offset information
  • DCI format 2 Used for PDSCH scheduling of terminals configured in closed loop spatial multiplexing mode
  • DCI format 2A Used for PDSCH scheduling of UEs configured in an open-loop spatial multiplexing mode
  • DCI format 3 Used to transmit TPC commands of PUCCH and PUSCH with 2-bit power adjustments
  • DCI format 3A Used to transmit TPC commands of PUCCH and PUSCH with 1-bit power adjustment
  • FIG. 4 shows an example in which a reference signal and a control channel are arranged in a DL subframe of 3GPP LTE.
  • the control region includes the preceding three OFDM symbols, and the data region in which the PDSCH is transmitted includes the remaining OFDM symbols.
  • PCFICH, PHICH and / or PDCCH are transmitted in the control region.
  • the CFI of the PCFICH indicates three OFDM symbols.
  • the region excluding the resource for transmitting the PCFICH and / or PHICH becomes the PDCCH region for monitoring the PDCCH.
  • a Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH), a Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel (PHICH), and / or a PDCCH are transmitted.
  • the CFI of the PCFICH indicates three OFDM symbols.
  • the region excluding the resource for transmitting the PCFICH and / or PHICH becomes the PDCCH region for monitoring the PDCCH.
  • Various reference signals are also transmitted in the subframe.
  • the CRS (cell-specific reference signal) can be received by all terminals in the cell, and is transmitted over the entire downlink band.
  • 'R0' is a resource element (RE) through which a CRS is transmitted for a first antenna port
  • 'R1' is a RE through which a CRS is transmitted for a second antenna port
  • 'R2' is a third antenna port.
  • 'R3' indicates the RE through which the CRS for the fourth antenna port is transmitted.
  • RS sequence r l, ns (m) for CRS is defined as follows.
  • N maxRB is the maximum number of RBs
  • ns is a slot number in a radio frame
  • l is an OFDM symbol number in a slot.
  • the pseudo-random sequence c (i) is defined by a Gold sequence of length 31 as follows.
  • Nc 1600
  • N cell ID is a physical cell identity (PCI) of a cell
  • N CP 1 in a normal CP
  • N CP 0 in an extended CP.
  • a UE-specific reference signal may be transmitted.
  • the CRS is transmitted in the entire region of the subframe
  • the URS is transmitted in the data region of the subframe and used for demodulation of the corresponding PDSCH.
  • 'R5' indicates the RE to which the URS is transmitted.
  • URS is also called a dedicated reference signal (DRS) or a demodulation reference signal (DM-RS).
  • DRS dedicated reference signal
  • DM-RS demodulation reference signal
  • the URS is transmitted only in the RB to which the corresponding PDSCH is mapped.
  • R5 is displayed in addition to the region in which the PDSCH is transmitted, but this is to indicate the location of the RE to which the URS is mapped.
  • URS is used only by a terminal receiving a corresponding PDSCH.
  • RS sequence r ns (m) for US is the same as Equation (3).
  • m 0, 1, ..., 12 N PDSCH, RB -1, N PDSCH, RB is the number of RB of the corresponding PDSCH transmission.
  • n RNTI is an identifier of a terminal.
  • n SCID is a parameter obtained from a DL grant (eg, DCI format 2B or 2C) associated with PDSCH transmission.
  • the URS supports MIMO (Multiple Input Multiple Ouput) transmission.
  • the RS sequence for the URS may be spread in the following spreading sequence.
  • a layer may be defined as an information path input to a precoder.
  • the rank is the number of non-zero eigenvalues of the MIMO channel matrix, which is equal to the number of layers or the number of spatial streams.
  • the layer may correspond to an antenna port for distinguishing a URS and / or a spreading sequence applied to the URS.
  • the PDCCH is monitored in a limited region called a control region in a subframe, and the CRS transmitted in all bands is used for demodulation of the PDCCH.
  • the type of control information is diversified and the amount of control information is increased, the scheduling flexibility is inferior to the existing PDCCH alone.
  • an enhanced PDCCH ePDCCH
  • ePDCCH enhanced PDCCH
  • ePDCCH enhanced Physical Downlink Control Channel
  • the subframe may include zero or one PDCCH region 410 and zero or more ePDCCH regions 420 and 430.
  • the ePDCCH regions 420 and 430 are regions where the UE monitors the ePDCCH.
  • the PDCCH region 410 is located in up to four OFDM symbols before the subframe, but the ePDCCH regions 420 and 430 may be flexibly scheduled in the OFDM symbols after the PDCCH region 410.
  • One or more ePDCCH regions 420 and 430 may be designated to the terminal, and the terminal may monitor the ePDCCH in the designated ePDCCH regions 420 and 430.
  • Information about the number / location / size of the ePDCCH regions 420 and 430 and / or subframes for monitoring the ePDCCH may be informed by the base station through an RRC message to the terminal.
  • the PDCCH may be demodulated based on the CRS.
  • a DM (demodulation) RS rather than a CRS, may be defined for demodulation of the ePDCCH.
  • the associated DM RS may be transmitted in the corresponding ePDCCH region 420, 430.
  • RS sequence r ns (m) for the associated DM RS is the same as Equation (3).
  • m 0, 1, ..., 12N RB -1
  • N RB is the maximum number of RB.
  • ns is a slot number in a radio frame
  • ID is a cell index associated with a corresponding ePDCCH region
  • n ePDCCH SCID is a parameter given from higher layer signaling.
  • Each ePDCCH region 420 and 430 may be used for scheduling for different cells.
  • the ePDCCH in the ePDCCH region 420 may carry scheduling information for the first cell
  • the ePDCCH in the ePDCCH region 430 may carry scheduling information for the second cell.
  • the same precoding as that of the ePDCCH may be applied to the DM RS in the ePDCCH regions 420 and 430.
  • FIG. 6 shows a structure of an uplink subframe.
  • the uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • the control region is allocated a physical uplink control channel (PUCCH) for transmitting uplink control information.
  • the data region is allocated a physical uplink shared channel (PUSCH) for transmitting data.
  • PUCCH physical uplink control channel
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • PUCCH for one UE is allocated to an RB pair in a subframe.
  • Resource blocks belonging to a resource block pair occupy different subcarriers in each of the first slot and the second slot.
  • the frequency occupied by the resource block belonging to the resource block pair allocated to the PUCCH is changed based on a slot boundary. This is called that the RB pair allocated to the PUCCH is frequency-hopped at the slot boundary.
  • the terminal may obtain a frequency diversity gain by transmitting uplink control information through different subcarriers over time.
  • m is a location index indicating a logical frequency domain location of a pair of resource blocks allocated to a PUCCH in a subframe.
  • the uplink control information transmitted on the PUCCH includes a hybrid automatic repeat request (HARQ) acknowledgment (ACK), a channel quality indicator (CQI) indicating a downlink channel state, a scheduling request (SR) which is an uplink radio resource allocation request, and the like.
  • HARQ hybrid automatic repeat request
  • CQI channel quality indicator
  • SR scheduling request
  • CA carrier aggregation
  • the CA may be called another name such as bandwidth aggregation.
  • CA means that when a wireless communication system attempts to support broadband, one or more carriers having a bandwidth smaller than the target broadband are collected to form a broadband.
  • a target carrier may use the bandwidth used by the existing system as it is for backward compatibility with the existing system.
  • bandwidths of 1.4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, and 20 MHz are supported, and in 3GPP LTE-A, a bandwidth of 20 MHz or more can be configured using only the bandwidth of the 3GPP LTE system.
  • broadband can be configured by defining new bandwidth without using the bandwidth of the existing system.
  • a plurality of base stations and terminals can communicate through up to five cells.
  • Five cells may correspond to a bandwidth of up to 100 MHz. That is, the CA environment represents a case in which a specific UE has two or more configured serving cells (hereinafter, referred to as cells) having different carrier frequencies.
  • the carrier frequency represents the center frequency of the cell.
  • the cell represents a combination of DL resources and optionally UL resources. That is, the cell must include DL resources, and may optionally include UL resources combined with the DL resources.
  • the DL resource may be a DL component carrier (CC).
  • the UL resource may be a UL CC.
  • the linkage between the carrier frequency of the DL CC and the carrier frequency of the UL CC may be indicated by system information transmitted on the DL CC.
  • the system information may be system information block type2 (SIB2).
  • FIG. 7 shows an example of a subframe structure of a single carrier system and a carrier aggregation system.
  • FIG. 7- (a) shows a single carrier system. Assume that the system bandwidth of Fig. 7- (a) is 20 MHz. Since the number of carriers is one, the bandwidth of the DL CC transmitted by the base station and the UL CC transmitted by the terminal are also 20 MHz. The base station performs DL transmission through the DL CC, the terminal performs UL transmission through the UL CC.
  • the downlink bandwidth consists of DL CC A, DL CC B, and DL CC C each having a bandwidth of 20 MHz.
  • the uplink bandwidth consists of UL CC A, UL CC B, and UL CC C, each having a bandwidth of 20 MHz.
  • the base station performs DL transmission through DL CC A, DL CC B and DL CC C, and the terminal performs UL transmission through UL CC A, UL CC B and UL CC C.
  • DL CC A and UL CC A, DL CC B and UL CC B, DL CC C and UL CC C may correspond to each other.
  • cross carrier scheduling may be applied.
  • a PDCCH on a specific DL CC may schedule a PDSCH on any one of a plurality of DL CCs or may schedule a PUSCH on any one of a plurality of UL CCs.
  • a carrier indicator field may be defined for cross carrier scheduling.
  • CIF may be included in the DCI format transmitted on the PDCCH. The presence or absence of the CIF in the DCI format may be indicated by the higher layer semi-statically or UE-specifically.
  • the CIF may indicate a DL CC on which the PDSCH is scheduled or an UL CC on which the PUSCH is scheduled.
  • the CIF may be fixed 3 bits and may exist in a fixed position regardless of the size of the DCI format. If there is no CIF in the DCI format, the PDCCH on a specific DL CC may schedule a PDSCH on the same DL CC or may schedule a PUSCH on a UL CC connected to the specific DL CC.
  • the base station may allocate the PDCCH monitoring DL CC set to reduce the complexity of blind decoding of the terminal.
  • the PDCCH monitoring DL CC set is part of the entire DL CC, and the UE performs blind decoding only on the PDCCH in the PDCCH monitoring DL CC set. That is, in order to schedule the PDSCH and / or PUSCH for the UE, the base station may transmit the PDCCH through only the DL CCs in the PDCCH monitoring DL CC set.
  • the PDCCH monitoring DL CC set may be configured to be UE specific, UE group specific, or cell specific.
  • FIG. 8 shows an example of a subframe structure of a 3GPP LTE-A system that is cross-carrier scheduled through CIF.
  • a first DL CC of three DL CCs is configured as a PDCCH monitoring DL CC. If cross carrier scheduling is not performed, each DL CC transmits each PDCCH to schedule a PDSCH. When cross carrier scheduling is performed, only the first DL CC set as the PDCCH monitoring DL CC transmits the PDCCH.
  • the PDCCH transmitted on the first DL CC schedules the PDSCH of the second DL CC and the third DL CC as well as the PDSCH of the first DL CC using the CIF.
  • the second DL CC and the third DL CC not configured as the PDCCH monitoring DL CC do not transmit the PDCCH.
  • the UE may transmit uplink control information such as channel state information (CSI), ACK / NACK signal, etc. received, detected, or measured from one or more DL CCs to a base station through a predetermined UL CC.
  • the CSI may include a CQI, a precoding matrix indicator (PMI), a rank indicaotr (RI), and the like.
  • PMI precoding matrix indicator
  • RI rank indicaotr
  • the terminal when the terminal needs to transmit an ACK / NACK signal for data received from a plurality of DL CCs, the terminal multiplexes a plurality of ACK / NACK signals for data received from each DL CC. (multiplexing) or bundling (bundling) may be transmitted to the base station through the PUCCH of one UL CC.
  • 3GPP LTE there are three cases in which ACK / NACK signal transmission for a DL CC is required.
  • An ACK / NACK signal for PDSCH transmission indicated by a corresponding PDCCH in subframe nk may be transmitted in subframe n.
  • k ⁇ K and K is a set of M elements ⁇ k 0 , k 1 , ..., k M-1 ⁇ according to the subframe n and the UL / DL configuration. This is a case where an ACK / NACK signal for a general PDSCH is transmitted.
  • An ACK / NACK signal for a PDCCH of a subframe (n-k) indicating release of DL semi-persistent scheduling (SPS) may be transmitted in subframe n.
  • K is a set of M elements ⁇ k 0, k 1,..., k M ⁇ 1 ⁇ according to the subframe n and the UL / DL configuration.
  • the ACK / NACK signal for the PDCCH indicating activation of the DL SPS is not transmitted.
  • An ACK / NACK signal for PDSCH transmission without a corresponding PDCCH in subframe nk may be transmitted in subframe n.
  • k ⁇ K and K is a set of M elements ⁇ k 0 , k 1 , ..., k M-1 ⁇ according to the subframe n and the UL / DL configuration. This is a case where an ACK / NACK signal for SPS is transmitted.
  • K is referred to as a bundling window. That is, the bundling window refers to one or more DL subframes corresponding to the ACK / NACK signal in one UL subframe.
  • Machine type communication is a form of data communication that includes one or more entities that do not require human interaction. That is, MTC refers to the concept of communication through a network by a mechanical device rather than a terminal used by humans.
  • the mechanical device used for MTC is called MTC terminal.
  • the characteristics of the MTC terminal is different from that of a general terminal.
  • the MTC terminal has the following characteristics.
  • the MTC terminal once deployed, performs direct communication with the base station without human interaction. Therefore, the communication pattern of the MTC terminal can be predicted in advance, and is static compared to the communication between the user and the base station.
  • the MTC terminal has limited battery usage. Therefore, there is a need for an efficient energy management mechanism.
  • the MTC terminal is fixedly arranged in one place and does not move. Even in the case of an MTC terminal having mobility, a moving pattern is predetermined.
  • Cell discovery and connection establishment in the LTE system and the LTE-A system are performed based on a primary synchronization signal (PSS) / secondary synchronization signal (SSS) and random access.
  • PSS primary synchronization signal
  • SSS secondary synchronization signal
  • the existing cell discovery process and connection establishment process defined in the LTE system and the LTE-A system are based on a general terminal.
  • the MTC terminal coexists with the general terminal to perform the same cell discovery mechanism, but since the MTC terminal is expected to have a lower specification than the general terminal, the MTC terminal is identical to the existing cell discovery process and the connection establishment process. May be difficult to perform.
  • the MTC terminal since the use of a battery is limited in the MTC terminal, it is important that the MTC terminal consumes minimal energy and accesses the network when the MTC terminal is turned on or returned from the power saving mode. Therefore, a cell search process and a connection establishment process for the MTC terminal need to be newly defined.
  • the description based on the MTC terminal but those skilled in the art to which the present invention pertains may easily apply the technical spirit of the present invention to a general terminal.
  • the technical idea of the present invention can be applied to a terminal having a lower specification, such as a terminal having a narrower bandwidth for transmitting data, or a terminal operating in a limited coverage area.
  • the random access procedure is used for the terminal to obtain UL synchronization with the base station or to be allocated UL radio resources.
  • the RRC connection is initialized through the random access process.
  • the terminal receives a root index and a physical random access channel (PRACH) configuration index from the base station.
  • Each cell has 64 candidate random access preambles defined by a Zadoff-Chu (ZC) sequence, and the root index is a logical index for the UE to generate 64 candidate random access preambles.
  • ZC Zadoff-Chu
  • the PRACH configuration index indicates a specific subframe and a preamble format capable of transmitting the random access preamble.
  • the terminal transmits a randomly selected random access preamble to the base station (S910).
  • the terminal selects one of 64 candidate random access preambles.
  • the corresponding subframe is selected by the PRACH configuration index.
  • the terminal transmits the selected random access preamble in the selected subframe.
  • the base station receiving the random access preamble sends a random access response (RAR) to the terminal (S920).
  • RAR random access response
  • the random access response is detected in two steps. First, the UE detects a PDCCH masked with a random access-RNTI (RA-RNTI). A random access response in a medium access control (MAC) protocol data unit (PDU) is received on the PDSCH indicated by the DL grant on the detected PDCCH.
  • MAC medium access control
  • the random access response may include a timing advance command (TAC), a UL grant, and a temporary C-RNTI.
  • TAC timing advance command
  • UL grant UL grant
  • C-RNTI temporary C-RNTI
  • the TAC is information indicating a time synchronization value sent by the base station to the terminal to maintain UL time alignment.
  • the terminal updates the UL transmission timing by using the time synchronization value.
  • the time alignment timer (Time Alignment Timer) is started or restarted. Only when the time synchronization timer is in operation, the terminal may perform UL transmission.
  • the UL grant is a UL resource used for transmission of a scheduling message.
  • the terminal transmits a message scheduled according to the UL grant in the random access response to the base station (S930).
  • the number of random access preamble sequences available in the current LTE system is limited. Therefore, as the number of terminals to be performed by the random access procedure increases, the probability that the random access procedures of the respective terminals collide with each other increases. Therefore, the MTC terminal does not affect the effective throughput, latency, quality of service (QoS), etc. of the existing terminal, and the MTC terminal having a lower specification than the general terminal performs a cell discovery process and a connection establishment process.
  • PBCH physical broadcast channel
  • a random access preamble for an MTC terminal are proposed as follows.
  • (1) include information related to whether to support the MTC terminal in the PBCH
  • the base station informs the system information and the like through the PBCH. At this time, the base station may inform the information related to whether it supports the MTC terminal through the PBCH.
  • the base station may define a field indicating whether to support the MTC terminal, and transmit it on the PBCH.
  • the base station may transmit the MTC subframe pattern index on the PBCH.
  • the MTC subframe pattern index is a newly defined index for an MTC terminal that does not follow the cell connection process of LTE lease 8-10.
  • the MTC terminal transmits a random access preamble based on the MTC subframe pattern index. That is, the MTC subframe pattern index indicates a subframe in which the MTC terminal transmits a random access preamble.
  • the base station may inform the information related to whether or not the base station supports the MTC terminal through the method in which the PBCH is decoded.
  • the base station may broadcast additional PBCH in addition to the existing PBCH.
  • the additional PBCH may be transmitted in a resource region different from that of the existing PBCH.
  • the MTC terminal may be set to first attempt to connect to a cell supporting the MTC terminal or to attempt to connect only to a cell supporting the MTC terminal.
  • the number of sequences of random access preambles available in the LTE system is limited. Therefore, by using a dedicated preamble for the MTC terminal, it is possible to reduce the impact on the existing terminal.
  • the base station knows that the terminal is the MTC terminal in order to provide an appropriate service to the MTC terminal.
  • the base station receives the dedicated preamble for the MTC terminal, it can be seen that the terminal is the MTC terminal.
  • the base station may determine whether to attempt a connection with the MTC terminal by receiving a dedicated preamble for the MTC terminal.
  • the base station may determine whether to accept the request of the MTC terminal, according to its capacity.
  • the MTC terminal may acquire information related to whether the base station supports the MTC terminal based on signaling performed before acquiring the system information through the PBCH.
  • the base station may change the period and / or resource region for transmitting the PSS / SSS.
  • the MTC terminal may determine whether the corresponding base station supports the MTC terminal based on the period in which the PSS / SSS is detected and / or the resource region and the cell ID obtained through the PSS / SSS.
  • the base station may change the period and / or resource region for transmitting the CRS / CSI-RS.
  • the MTC terminal may determine whether the corresponding base station supports the MTC terminal based on a period and / or a resource region in which the CRS / CSI-RS is detected.
  • FIG. 11 illustrates a neighbor cell discovery and connection establishment scenario of an MTC terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the MTC terminal receives the PSS / SSS from the base station (S1110).
  • the MTC terminal performs a synchronization process with the base station based on the PSS / SSS.
  • the MTC terminal detects the SSS, detects radio frame timing, and obtains a cell ID.
  • the MTC terminal detects the slot timing by detecting the PSS, and obtains a physical layer ID.
  • the MTC terminal receives system information from the first base station through the PBCH (S1120).
  • the PBCH may include information related to whether the first base station supports the MTC terminal. In the scenario of FIG. 11, it is assumed that the first base station supports the MTC terminal.
  • the MTC terminal transmits a random access preamble to the first base station (S1130).
  • the random access preamble may be a dedicated preamble for the MTC terminal.
  • the first base station Upon receiving the random access preamble, the first base station transmits a random access response to the MTC terminal (S1140).
  • the MTC terminal receiving the random access response may transmit a scheduled message to the first base station according to the UL grant in the random access response.
  • neighbor cell search may be performed as required by the MTC terminal and / or the base station.
  • neighbor cell search may be performed only at the request of the serving base station.
  • the first base station transmits a message instructing to perform the neighbor cell search to the MTC terminal (S1150).
  • the MTC terminal receives system information through the PBCH from the second and third base stations (S1160).
  • the PBCH may include information related to whether the second and third base stations support the MTC terminal. In the scenario of FIG. 11, it is assumed that the second base station does not support the MTC terminal and the third base station supports the MTC terminal.
  • the MTC terminal transmits a random access preamble to a base station supporting the MTC terminal. That is, in the scenario of FIG. 11, the MTC terminal transmits a random access preamble to the third base station (S1170).
  • the random access preamble may be a dedicated preamble for an MTC terminal.
  • the third base station Upon receiving the random access preamble, the third base station transmits a random access response to the MTC terminal (S1180). Receiving the random access response, the MTC terminal may transmit a scheduled message according to the UL grant in the random access response to the third base station.
  • the MTC terminal may receive a PBCH including information related to whether the base station supports the MTC terminal, and may select a base station supporting the MTC terminal as a candidate base station from a plurality of base stations.
  • the MTC terminal may simplify cell selection and reduce energy consumption by selecting the first cell that satisfies the threshold during initial setup.
  • the base station may determine whether to accept the request of the MTC terminal according to its capacity. For example, in the scenario of FIG. 11, when the capacity of the third base station is the limit, the third base station may inform the MTC terminal that it can no longer support the MTC terminal through a random access response. In this case, the MTC terminal searches for and selects another base station capable of supporting itself.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a connection setting method for an MTC terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the MTC terminal receives system information through the PBCH from at least one neighboring base station (S1210).
  • the system information may include information related to whether to support the MTC terminal.
  • the system information may include a field indicating whether to support the MTC terminal.
  • the system information may include an MTC subframe pattern index.
  • the MTC subframe pattern index indicates a subframe in which the MTC terminal transmits a random access preamble.
  • the MTC terminal performs cell searching based on the system information.
  • the MTC terminal determines at least one base station supporting the MTC terminal among the plurality of base stations as a candidate base station (S1220).
  • the MTC terminal determines a final base station among at least one candidate base station (S1230).
  • the MTC terminal may determine the final base station based on the strength of the downlink signal of the candidate base station.
  • the candidate base station having the largest strength of the downlink signal may be determined as the final base station.
  • the candidate base station searched first among the candidate base stations having a strength of the downlink signal greater than a predetermined threshold may be determined as the final base station.
  • Cell selection is simplified, and energy consumption of the MTC terminal can be reduced.
  • the MTC terminal transmits a random access preamble to the final base station (S1240).
  • the random access preamble may be an MTC dedicated preamble transmitted with a narrower bandwidth than a random access preamble transmitted by an existing terminal.
  • the MTC terminal may transmit a random access preamble using a bandwidth narrower than 20 MHz. That is, the MTC terminal may transmit a random access preamble through a PRACH set to a narrower bandwidth than 20 MHz.
  • the PBCH through which system information is received is set to a bandwidth of 20 MHz.
  • the MTC terminal transmits a random access preamble in a subframe indicated by the MTC subframe pattern index.
  • the base station can quickly inform the MTC terminal of information related to whether the base station supports the MTC terminal, and the MTC terminal can search for the base station to be accessed quickly and efficiently using the information.
  • the base station obtains information related to the specification of the terminal from the MTC terminal, for example, information related to whether the MTC terminal has a lower specification than the general terminal, thereby enabling the specific MTC terminal to use a specific resource and code.
  • the present invention also proposes a radio resource management (RMM) method and a channel measurement / estimation method for an MTC terminal in an LTE system.
  • RRM radio resource management
  • the RRM method and the channel measurement / estimation method defined in the existing LTE system can be further simplified.
  • the MTC terminal supports only a single rank, 1 radio access technology (RAT), single input single output (SISO), or transmission diversity (MIMO). It is expected to use multiple inputs. That is, the MTC terminal is expected to support only transmission mode 1 or 2 defined in the LTE system. Accordingly, the MTC terminal does not need to use MIMO-related parameters such as PMI, precoding type indicator (PTI), and RI.
  • RAT radio access technology
  • SISO single input single output
  • MIMO transmission diversity
  • the MTC terminal intermittently transmits and receives data, and may use only limited bandwidth.
  • the RRC_IDLE state is entered whenever the sleep cycle starts, and sometimes wake-up to process pending paging data or uplink data. do. Since the random access process is performed every time the user wakes up, the MTC terminal uses aperiodic CSI triggered by a random access response grant.
  • the MTC terminal does not transmit MIMO related parameters such as PMI, PTI, RI, and sets aperiodic CSI to report wideband CQI.
  • MIMO related parameters such as PMI, PTI, RI, and sets aperiodic CSI to report wideband CQI.
  • the following table shows the modified PUSCH CSI reporting mode.
  • Mode 1-0 Wideband Feedback: The UE may report one wideband CQI value calculated by assuming transmission on the set S subband.
  • the MTC terminal may not perform the periodic CSI report. That is, the MTC terminal may be configured to perform CSI reporting only when aperiodic CSI reporting is commanded from the base station through a paging message.
  • the MTC terminal reports the CSI together with the transmission of ACK / NACK for the paging message or the uplink transmission triggered by the paging message, even if there is no separate CSI request. Can be performed.
  • the PUCCH format 2 series may be used. In this case, the MTC terminal may assume that CSI is multiplexed with ACK / NACK and transmitted through a predetermined PUSCH.
  • the LTE system is designed mainly for users with dynamic movement patterns and traffic patterns.
  • the MTC terminal has a characteristic of having a predetermined movement pattern or being fixed at the same place as a smart metering or highway traffic monitoring MTC device.
  • the MTC terminal has a feature of performing periodic data transmission. If the MTC terminal is fixed, since the channel condition does not change rapidly for a long time, the measurement report is preferably performed at a long interval. In this case, the MTC terminal may maintain the RRC_Connected mode having a long DRX cycle and estimate the channel using the periodic CSI measurement report.
  • the present invention proposes a new transmission mode for a terminal having a fixed and intermittent transmission pattern, for example, an MTC terminal.
  • Transmission mode 10 single base station antenna mode having the characteristics of fixed channel estimation / measurement reporting
  • the base station and the terminal can expect the measurement report result to be similar to the previous measurement report result, except under special circumstances (eg, interference from neighboring cells).
  • the terminal and / or the base station may instruct to check whether the position of the terminal has changed or an unexpected change has occurred.
  • the fixed UE may periodically perform CSI reporting and may report only the CQI of the selected subband.
  • the fixed terminal can be used for various purposes. Since channel estimation by the fixed terminal is stable, the channel estimation can be used to detect a change in the physical position of the fixed terminal. That is, it is possible to provide a physical security / monitoring capability to the fixed terminal. According to the method, there is an advantage that the battery consumption of the terminal can be reduced compared to techniques such as global positioning system (GPS), network-based location detection technology generally used for detecting physical location.
  • GPS global positioning system
  • network-based location detection technology generally used for detecting physical location.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • the base station 50 includes a processor 51, a memory 52, and an RF unit 53.
  • the memory 52 is connected to the processor 51 and stores various information for driving the processor 51.
  • the RF unit 53 is connected to the processor 51 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the processor 51 implements the proposed functions, processes and / or methods. In the above-described embodiment, the operation of the base station may be implemented by the processor 51.
  • the terminal 60 includes a processor 61, a memory 62, and an RF unit 63.
  • the memory 62 is connected to the processor 61 and stores various information for driving the processor 61.
  • the RF unit 63 is connected to the processor 61 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the processor 61 implements the proposed functions, processes and / or methods. In the above-described embodiment, the operation of the terminal may be implemented by the processor 61.
  • the processor may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device.
  • the RF unit may include a baseband circuit for processing a radio signal.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

무선 통신 시스템에서 MTC(machine type communication) 단말(user quipment)을 위한 연결 설정(establishment) 방법이 제공된다. MTC 단말은 적어도 하나의 이웃(neighbor) 기지국으로부터 시스템 정보를 수신한다. 상기 시스템 정보는 상기 MTC 단말을 지원하는지 여부에 관한 정보를 포함한다. 상기 MTC 단말은 상기 시스템 정보에 기반하여 적어도 하나의 후보 기지국을 결정한다. 상기 적어도 하나의 후보 기지국은 상기 MTC 단말을 지원하는 기지국이다. 상기 MTC 단말은 상기 적어도 하나의 후보 기지국의 신호의 세기에 기반하여 최종 기지국을 결정한다. 상기 MTC 단말은 상기 최종 기지국으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다.

Description

ＭＴＣ 단말을 위한 연결 설정 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 MTC(machine type communication) 단말(user equipment)를 위한 연결 설정(establishment) 방법 및 이를 이용하는 장치에 관한 것이다.
무선 통신 기술이 발달함에 따라, 일반적인 사용자 대 기지국 간의 통신이 아닌 다양한 형태의 무선 통신 시스템이 등장하고 있다.
MTC(machine type communication)는 사람의 상호 작용(interaction)이 필요하지 않은 하나 이상의 개체(entity)를 포함하는 데이터 통신의 한 형태이다. 즉, MTC는 사람이 사용하는 단말(user equipment, UE)이 아닌 기계 장치가 네트워크를 통해 통신을 개념을 일컫는다. MTC에 이용되는 기계 장치를 MTC 단말이라 한다.
MTC 단말의 특성은 일반적인 단말의 특성과 다르다. 첫째, 기지국에 의해 커버될 수 있는 MTC 단말의 수는 일반적인 단말에 비해 훨씬 많다. 하나의 기지국이 커버하는 MTC 단말의 수는 수 백 내지 수 천 단위가 될 수 있다. 둘째, MTC 단말이 송신하거나 수신하는 데이터의 크기는 일반적인 단말에 비해 작다. 또한, 데이터의 종류도 한정적이다.
한편, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)는 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)의 향상된 형태이며, 3GPP release 8로 소개된다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 사용하고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)를 사용한다. 최근에는 3GPP LTE의 진화된 형태인 3GPP LTE-A(LTE-advanced)가 논의되고 있다.
LTE 시스템과 LTE-A 시스템에서의 셀 탐색과 연결 설정(establishment)은 PSS(Primary Synchronization Signal)/SSS(Secondary Synchronization Signal) 및 랜덤 액세스(random access)에 기반하여 수행된다. LTE 시스템 및 LTE-A 시스템에 정의되어 있는 기존의 셀 탐색 과정과 연결 설정 과정은 일반적인 단말을 기준으로 한다. MTC 단말은 일반적인 단말보다 낮은 사양(specification)을 가질 것으로 예상되므로, MTC 단말을 위한 셀 탐색 과정과 연결 설정 과정이 새로이 정의될 필요가 있다.
본 발명의 목적은 MTC(machine type communication) 단말(user equipment) 및 커버리지(coverage)가 제한적인 곳에서 동작하는 단말을 위한 셀 탐색 방법 및 이를 이용하는 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 MTC 단말 및 커버리지(coverage)가 제한적인 곳에서 동작하는 단말을 위한 연결 설정 방법 및 이를 이용하는 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 MTC(machine type communication) 단말(user quipment)을 위한 연결 설정(establishment) 방법이 제공된다. 상기 방법은 MTC 단말이 적어도 하나의 이웃(neighbor) 기지국으로부터 시스템 정보를 수신하는 단계, 상기 MTC 단말이 상기 시스템 정보에 기반하여 적어도 하나의 후보 기지국을 결정하는 단계, 상기 MTC 단말이 상기 적어도 하나의 후보 기지국의 신호의 세기에 기반하여 최종 기지국을 결정하는 단계 및 상기 MTC 단말이 상기 최종 기지국으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 단계를 포함한다. 상기 시스템 정보는 상기 MTC 단말을 지원하는지 여부에 관한 정보를 포함한다. 상기 적어도 하나의 후보 기지국은 상기 MTC 단말을 지원하는 기지국이다.
상기 시스템 정보는 상기 랜덤 액세스 프리앰블이 전송되는 서브프레임을 지시하는 MTC 서브프레임 패턴 인덱스를 포함할 수 있다.
상기 랜덤 액세스 프리앰블은 MTC 전용(dedicated) 프리앰블일 수 있다. 상기 랜덤 액세스 프리앰블은 상기 시스템 정보가 수신되는 대역폭보다 좁은 대역폭으로 전송될 수 있다. 상기 시스템 정보는 20MHz의 대역폭으로 수신되고, 상기 랜덤 액세스 프리앰블은 20MHz보다 좁은 대역폭으로 전송될 수 있다.
상기 시스템 정보는 PBCH(physical broadcast channel)를 통해 수신되고, 상기 랜덤 액세스 프리앰블은 PRACH(physical random access channel)를 통해 전송될 수 있다.
상기 최종 기지국은 상기 적어도 하나의 후보 기지국 중에서 신호의 세기가 가장 센 기지국일 수 있다.
상기 최종 기지국은 상기 신호의 세기가 소정의 임계값보다 큰 후보 기지국 중에서 가장 먼저 탐색된 기지국일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서의 MTC(machine type communication) 단말(user quipment)이 제공된다. 상기 단말은 무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(radio freqeuncy)부 및 상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는 적어도 하나의 이웃(neighbor) 기지국으로부터 시스템 정보를 수신하고, 상기 시스템 정보에 기반하여 적어도 하나의 후보 기지국을 결정하고, 상기 적어도 하나의 후보 기지국의 신호의 세기에 기반하여 최종 기지국을 결정하고 및 상기 최종 기지국으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다. 상기 시스템 정보는 상기 MTC 단말을 지원하는지 여부에 관한 정보를 포함한다. 상기 적어도 하나의 후보 기지국은 상기 MTC 단말을 지원하는 기지국이다.
낮은 사양(specification)을 가지는 MTC(machine type communication) 단말이 셀 탐색 및 연결 설정을 효율적으로 수행할 수 있다.
MTC 단말의 파워를 절약할 수 있다.
도 1은 3GPP LTE에서 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 2는 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 3GPP LTE의 DL 서브프레임에서 기준 신호(reference signal)와 제어 채널이 배치되는 예를 나타낸다.
도 5는 ePDCCH(enhanced Physical Downlink Control Channel)를 갖는 서브프레임의 일 예이다.
도 6은 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 7은 단일 반송파 시스템과 반송파 집합 시스템의 서브프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 8은 CIF를 통하여 크로스 캐리어 스케줄링되는 3GPP LTE-A 시스템의 서브프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 9는 3GPP LTE에서 랜덤 액세스 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 랜덤 액세스 응답의 일 예를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 MTC 단말의 이웃(neighbor) 셀 탐색 및 연결 설정 시나리오이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 MTC 단말을 위한 연결 설정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical and electronics 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-UMTS terrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
단말(user equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), MT(mobile terminal), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선 기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대 기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
기지국은 일반적으로 단말과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point, AP) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
이하에서는 3GPP release 8을 기반으로 하는 3GPP LTE를 기반으로 본 발명이 적용되는 것을 기술한다. 이는 예시에 불과하고 본 발명은 다양한 무선 통신 네트워크에 적용될 수 있다. 이하에서, LTE라 함은 LTE 및/또는 LTE-A를 포함한다.
도 1은 3GPP LTE에서 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
이는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) TS 36.211 V10.3.0 (2011-09) "Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation (Release 10)"의 5절을 참조할 수 있다.
도 1을 참조하면, 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)을 포함한다. 하나의 서브프레임은 2개의 연속적인 슬롯(slot)을 포함한다. 무선 프레임 내 슬롯은 #0부터 #19까지 슬롯 번호가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. TTI는 데이터 전송을 위한 스케줄링 단위라 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 무선 프레임의 길이는 10ms이고, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
하나의 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다. OFDM 심벌은 3GPP LTE가 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 하나의 심벌 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것으로, 다중 접속 방식에 따라 다른 명칭으로 불리울 수 있다. 예를 들어, 상향링크 다중 접속 방식으로 SC-FDMA가 사용될 경우, OFDM 심벌은 SC-FDMA 심벌이라고 할 수 있다. 자원 블록(resource block, RB)은 자원 할당 단위로 하나의 슬롯에서 복수의 연속하는 부반송파를 포함한다.
도 1의 무선 프레임의 구조는 일 예에 불과한 것이다. 따라서 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 개수나 서브프레임에 포함되는 슬롯의 개수, 또는 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 다양하게 변경될 수 있다. 3GPP LTE는 노멀(normal) 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix, CP)에서 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 확장(extended) CP에서 하나의 슬롯은 6개의 OFDM 심벌을 포함하는 것으로 정의하고 있다.
도 2는 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸다.
하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심벌을 포함하고, 주파수 영역에서 NRB개의 자원 블록을 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록의 수 NRB 는 셀에서 설정되는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 예를 들어, LTE 시스템에서 NRB는 6 내지 110 중 어느 하나일 수 있다. 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 복수의 부반송파를 포함한다. 상향링크 슬롯의 구조도 상기 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
자원 그리드 상의 각 요소(element)를 자원 요소(resource element, RE)라 한다. 자원 그리드 상의 자원 요소는 슬롯 내 인덱스 쌍(pair) (k,l)에 의해 식별될 수 있다. 여기서, k(k=0,...,NRB×12-1)는 주파수 영역 내 부반송파 인덱스이고, l(l=0,...,6)은 시간 영역 내 OFDM 심벌 인덱스이다.
여기서, 하나의 자원 블록은 시간 영역에서 7 OFDM 심벌, 주파수 영역에서 12 부반송파로 구성되는 7×12 자원 요소를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 자원 블록 내 OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 이에 제한되는 것은 아니다. OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 CP의 길이, 주파수 간격(frequency spacing) 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
도 3은 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
DL(downlink) 서브프레임은 시간 영역에서 제어 영역(control region)과 데이터 영역(data region)으로 나누어진다. 제어 영역은 서브프레임 내의 첫 번째 슬롯의 앞선 최대 3개의 OFDM 심벌을 포함하나, 제어 영역에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 바뀔 수 있다. 제어 영역에는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 및 다른 제어 채널이 할당되고, 데이터 영역에는 PDSCH가 할당된다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어 정보(downlink control information, DCI)라고 한다. DCI는 PDSCH의 자원 할당(이를 DL 그랜트(downlink grant)라고도 한다), PUSCH의 자원 할당(이를 UL 그랜트(uplink grant)라고도 한다), 임의의 UE 그룹 내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및/또는 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화 등을 포함할 수 있다.
기지국은 단말에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정한 후 DCI에 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 붙이고, PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(이를 RNTI(Radio Network Temporary Identifier)라고 한다)를 CRC에 마스킹한다.
특정 단말을 PDCCH라면 단말의 고유 식별자, 예를 들어 C-RNTI(Cell-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(Paging-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보를 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(system information-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. 복수의 단말에 대한 TPC(transmit power control) 명령을 지시하기 위해 TPC-RNTI가 CRC에 마스킹될 수 있다.
서브프레임 내의 제어 영역은 복수의 CCE(control channel element)를 포함한다. CCE는 무선 채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위로, 복수의 REG(resource element group)에 대응된다. REG는 복수의 자원요소(resource element)를 포함한다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트수가 결정된다.
하나의 REG는 4개의 RE를 포함하고, 하나의 CCE는 9개의 REG를 포함한다. 하나의 PDCCH를 구성하기 위해 {1, 2, 4, 8}개의 CCE를 사용할 수 있으며, {1, 2, 4, 8} 각각의 요소를 CCE 집합 레벨(aggregation level)이라 한다.
PDDCH의 전송에 사용되는 CCE의 개수는 기지국이 채널 상태에 따라 결정한다. 예를 들어, 좋은 하향링크 채널 상태를 갖는 단말에게는 하나의 CCE를 PDCCH 전송에 사용할 수 있다. 나쁜(poor) 하향링크 채널 상태를 갖는 단말에게는 8개의 CCE를 PDCCH 전송에 사용할 수 있다.
하나 또는 그 이상의 CCE로 구성된 제어 채널은 REG 단위의 인터리빙을 수행하고, 셀 ID(identifier)에 기반한 순환 쉬프트(cyclic shift)가 수행된 후에 물리적 자원에 매핑된다.
한편, 단말은 자신의 PDCCH가 제어영역 내의 어떤 위치에서 어떤 CCE 집합 레벨이나 DCI 포맷을 사용하여 전송되는지 알 수 없다. 하나의 서브프레임 내에서 복수의 PDCCH가 전송될 수 있으므로, 단말은 매 서브프레임마다 복수의 PDCCH들을 모니터링한다. 여기서, 모니터링이란 단말이 PDCCH 포맷에 따라 PDCCH의 디코딩을 시도하는 것을 말한다.
3GPP LTE에서는 블라인드 디코딩으로 인한 부담을 줄이기 위해, 검색 공간(search space)을 사용한다. 검색 공간은 PDCCH를 위한 CCE의 모니터링 집합(monitoring set)이라 할 수 있다. 단말은 해당되는 검색 공간 내에서 PDCCH를 모니터링한다.
검색 공간은 공용 검색 공간(common search space)과 단말 특정 검색 공간(UE-specific search space)로 나뉜다. 공용 검색 공간은 공용 제어 정보를 갖는 PDCCH를 검색하는 공간으로 CCE 인덱스 0~15까지 16개의 CCE로 구성되고, {4, 8}의 CCE 집합 레벨을 갖는 PDCCH을 지원한다. 하지만 공용 검색 공간에도 단말 특정 정보를 나르는 PDCCH (DCI 포맷 0, 1A)가 전송될 수도 있다. 단말 특정 검색 공간은 {1, 2, 4, 8}의 CCE 집합 레벨을 갖는 PDCCH을 지원한다.
다음 표 1은 단말에 의해 모니터링되는 PDCCH 후보의 개수를 나타낸다.
표 1
Search Space Type Aggregation level L Size [in CCEs] Number of PDCCH candidates DCI formats
UE-specific 1 6 6 0, 1, 1A,1B,1D, 2, 2A
2 12 6
4 8 2
8 16 2
Common 4 16 4 0, 1A, 1C, 3/3A
8 16 2
검색 공간의 크기는 상기 표 1에 의해 정해지고, 검색 공간의 시작점은 공용 검색 공간과 단말 특정 검색 공간이 다르게 정의된다. 공용 검색 공간의 시작점은 서브프레임에 상관없이 고정되어 있지만, 단말 특정 검색 공간의 시작점은 단말 식별자(예를 들어, C-RNTI), CCE 집합 레벨 및/또는 무선 프레임 내의 슬롯 번호에 따라 서브프레임마다 달라질 수 있다. 단말 특정 검색 공간의 시작점이 공용 검색 공간 내에 있을 경우, 단말 특정 검색 공간과 공용 검색 공간은 중복될(overlap) 수 있다.
집합 레벨 L∈{1,2,4,8}에서 검색 공간 S(L) k는 PDCCH 후보의 집합으로 정의된다. 검색 공간 S(L) k의 PDCCH 후보 m에 대응하는 CCE는 다음과 같이 주어진다.
수학식 1
Figure PCTKR2013000775-appb-M000001
여기서, i=0,1,...,L-1, m=0,...,M(L)-1, NCCE,k는 서브프레임 k의 제어 영역 내에서 PDCCH의 전송에 사용할 수 있는 CCE의 전체 개수이다. 제어 영역은 0부터 NCCE,k-1로 넘버링된 CCE들의 집합을 포함한다. M(L)은 주어진 검색 공간에서의 CCE 집합 레벨 L에서 PDCCH 후보의 개수이다.
단말에 CIF(carrier indicator field)가 설정되면, m'=m+M(L)ncif이다. ncif는 CIF의 값이다. 단말에 CIF가 설정되지 않으면, m'=m이다.
공용 검색 공간에서, Yk는 2개의 집합 레벨, L=4 및 L=8에 대해 0으로 셋팅된다.
집합 레벨 L의 단말 특정 검색 공간에서, 변수 Yk는 다음과 같이 정의된다.
수학식 2
Figure PCTKR2013000775-appb-M000002
여기서, Y-1=nRNTI≠0, A=39827, D=65537, k=floor(ns/2), ns는 무선 프레임내의 슬롯 번호(slot number)이다.
단말이 C-RNTI를 기반으로 PDCCH를 모니터링할 때, PDSCH의 전송 모드(transmission mode)에 따라 모니터링할 DCI 포맷과 검색 공간이 결정된다. 다음 표는 C-RNTI가 설정된 PDCCH 모니터링의 예를 나타낸다.
표 2
전송모드 DCI 포맷 검색 공간 PDCCH에 따른 PDSCH의 전송모드
모드 1 DCI 포맷 1A 공용 및 단말 특정 단일 안테나 포트, 포트 0
DCI 포맷 1 단말 특정 단일 안테나 포트, 포트 0
모드 2 DCI 포맷 1A 공용 및 단말 특정 전송 다이버시티(transmit diversity)
DCI 포맷 1 단말 특정 전송 다이버시티
모드 3 DCI 포맷 1A 공용 및 단말 특정 전송 다이버시티
DCI 포맷 2A 단말 특정 CDD(Cyclic Delay Diversity) 또는 전송 다이버시티
모드 4 DCI 포맷 1A 공용 및 단말 특정 전송 다이버시티
DCI 포맷 2 단말 특정 폐루프 공간 다중화(closed-loop spatial multiplexing)
모드 5 DCI 포맷 1A 공용 및 단말 특정 전송 다이버시티
DCI 포맷 1D 단말 특정 MU-MIMO(Multi-user Multiple Input Multiple Output)
모드 6 DCI 포맷 1A 공용 및 단말 특정 전송 다이버시티
DCI 포맷 1B 단말 특정 폐루프 공간 다중화
모드 7 DCI 포맷 1A 공용 및 단말 특정 PBCH 전송 포트의 수가 1이면, 싱 글 안테나 포트, 포트 0, 아니면, 전송 다이버시티
DCI 포맷 1 단말 특정 단일 안테나 포트, 포트 5
모드 8 DCI 포맷 1A 공용 및 단말 특정 PBCH 전송 포트의 수가 1이면, 싱 글 안테나 포트, 포트 0, 아니면, 전송 다이버시티
DCI 포맷 2B 단말 특정 이중 계층(dual layer) 전송(포트 7 또는 8), 또는 싱 글 안테나 포트, 포트 7 또는 8
DCI 포맷의 용도는 다음 표와 같이 구분된다.
표 3
DCI 포맷 내 용
DCI 포맷 0 PUSCH 스케줄링에 사용
DCI 포맷 1 하나의 PDSCH 코드워드(codeword)의 스케줄링에 사용
DCI 포맷 1A 하나의 PDSCH 코드워드의 간단(compact) 스케줄링 및 랜덤 액세스 과정에 사용
DCI 포맷 1B 프리코딩 정보를 가진 하나의 PDSCH 코드워드의 간단 스케줄링에 사용
DCI 포맷 1C 하나의 PDSCH 코드워드(codeword)의 매우 간단(very compact) 스케줄링에 사용
DCI 포맷 1D 프리코딩 및 파워 오프셋(pwwer offset) 정보를 가진 하나의 PDSCH 코드워드의 간단 스케줄링에 사용
DCI 포맷 2 폐루프 공간 다중화 모드로 설정된 단말들의 PDSCH 스케줄링에 사용
DCI 포맷 2A 개루프(open-loop) 공간 다중화 모드로 설정된 단말들의 PDSCH 스케줄링에 사용
DCI 포맷 3 2비트 파워 조정(power adjustments)을 가진 PUCCH 및 PUSCH의 TPC 명령의 전송에 사용
DCI 포맷 3A 1비트 파워 조정을 가진 PUCCH 및 PUSCH의 TPC 명령의 전송에 사용
도 4는 3GPP LTE의 DL 서브프레임에서 기준 신호(reference signal)와 제어 채널이 배치되는 예를 나타낸다.
제어 영역은 앞선 3개의 OFDM 심벌을 포함하고, PDSCH가 전송되는 데이터 영역은 나머지 OFDM 심벌들을 포함한다.
제어 영역 내에서는 PCFICH, PHICH 및/또는 PDCCH가 전송된다. PCFICH의 CFI는 3개의 OFDM 심벌을 가리킨다. 제어 영역에서 PCFICH 및/또는 PHICH가 전송되는 자원을 제외한 영역이 PDCCH를 모니터링하는 PDCCH 영역이 된다.
제어 영역 내에서는 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 및/또는 PDCCH가 전송된다. PCFICH의 CFI는 3개의 OFDM 심벌을 가리킨다. 제어 영역에서 PCFICH 및/또는 PHICH가 전송되는 자원을 제외한 영역이 PDCCH를 모니터링하는 PDCCH 영역이 된다.
서브프레임에는 또한 다양한 기준 신호가 전송된다.
CRS(cell-specific reference signal)은 셀 내 모든 단말이 수신할 수 있고, 전 하향링크 대역에 걸쳐서 전송된다. 도 4에서, 'R0'는 제1 안테나 포트에 대한 CRS가 전송되는 RE(resource element), 'R1'는 제2 안테나 포트에 대한 CRS가 전송되는 RE, 'R2'는 제3 안테나 포트에 대한 CRS가 전송되는 RE, 'R3'는 제4 안테나 포트에 대한 CRS가 전송되는 RE를 가리킨다.
CRS를 위한 RS 시퀀스 rl,ns(m)은 다음과 같이 정의된다.
수학식 3
Figure PCTKR2013000775-appb-M000003
여기서, m=0,1,...,2NmaxRB-1, NmaxRB는 RB의 최대 개수, ns는 무선 프레임내 슬롯 번호, l은 슬롯내 OFDM 심벌 번호이다.
의사 난수 시퀀스(pseudo-random sequence) c(i)는 다음과 같은 길이 31의 골드(Gold) 시퀀스에 의해 정의된다.
수학식 4
Figure PCTKR2013000775-appb-M000004
여기서, Nc=1600, 첫번째 m-시퀀스는 x1(0)=1, x1(n)=0, m=1,2,...,30으로 초기화된다.
두번째 m-시퀀스는 각 OFDM 심벌의 시작에서 cinit=210(7(ns+1)+l+1)(2Ncell ID+1)+2Ncell ID+NCP로 초기화된다. Ncell ID는 셀의 PCI(physical cell identity)이고, 정규 CP 에서 NCP=1, 확장 CP에서 NCP=0이다.
또한, URS(UE-specific Reference Signal)가 전송될 수 있다. CRS가 서브프레임의 전 영역에서 전송되지만, URS는 서브프레임의 데이터 영역 내에서 전송되고, 대응하는 PDSCH의 복조에 사용된다. 도 4에서, 'R5'는 URS가 전송되는 RE를 가리킨다. URS는 DRS(dedicated Reference Signal) 또는 DM-RS(Demodulation Reference Signal)이라고도 한다.
URS는 대응하는 PDSCH가 맵핑되는 RB에서만 전송된다. 도 4에는 PDSCH가 전송되는 영역외에도 R5가 표시되어 있지만, 이는 URS가 맵핑되는 RE의 위치를 나타내기 위한 것이다.
URS는 대응하는 PDSCH를 수신하는 단말만이 사용한다. US를 위한 RS 시퀀스 rns(m)은 수학식 3과 동일하다. 이때, m=0,1,...,12NPDSCH,RB-1 이고, NPDSCH,RB는 대응하는 PDSCH 전송의 RB 개수이다. 의사 난수 시퀀스 생성기는 각 서브프레임의 시작에서 cinit=(floor(ns/2)+1)(2Ncell ID+1)216+nRNTI로 초기화된다. nRNTI는 단말의 식별자이다.
URS는 단일 안테나를 통해 전송될 수 있지만, 다중 안테나를 통해 전송될 수도 있다. URS가 다중 안테나를 통해 전송되는 경우, 의사 난수 시퀀스 생성기는 각 서브프레임의 시작에서 cinit=(floor(ns/2)+1)(2Ncell ID+1)216+nSCID로 초기화된다. nSCID는 PDSCH 전송과 관련된 DL 그랜트(예를 들어, DCI 포맷 2B 또는 2C)로부터 얻어지는 파라미터이다.
URS는 MIMO(Multiple Input Multiple Ouput) 전송을 지원한다. 안테나 포트 또는 계층(layer)에 따라 URS를 위한 RS 시퀀스는 다음과 같은 확산 시퀀스로 확산될 수 있다.
표 4
계층 [ w(0) w(1) w(2) w(3) ]
1 [ +1 +1 +1 +1 ]
2 [ +1 -1 +1 -1 ]
3 [ +1 +1 +1 +1 ]
4 [ +1 -1 +1 -1 ]
5 [ +1 +1 -1 -1 ]
6 [ -1 -1 +1 +1 ]
7 [ +1 -1 -1 +1 ]
8 [ -1 +1 +1 -1 ]
계층(layer)은 프리코더로 입력되는 정보 경로(information path)로 정의될 수 있다. 랭크(rank)는 MIMO 채널 행렬의 영이 아닌 고유값(non-zero eigenvalue)의 수로, 계층의 개수 또는 공간 스트림의 개수와 같다. 계층은 URS를 구분하는 안테나 포트 및/또는 URS에 적용되는 확산 시퀀스에 대응될 수 있다.
한편, PDCCH는 서브프레임내의 제어 영역이라는 한정된 영역에서 모니터링되고, 또한 PDCCH의 복조를 위해서는 전 대역에서 전송되는 CRS가 사용된다. 제어 정보의 종류가 다양해지고, 제어 정보의 양이 증가함에 따라 기존 PDCCH 만으로는 스케줄링의 유연성이 떨어진다. 또한, CRS 전송으로 인한 부담을 줄이기 위해, ePDCCH(enhanced PDCCH)의 도입되고 있다.
도 5는 ePDCCH(enhanced Physical Downlink Control Channel)를 갖는 서브프레임의 일 예이다.
서브프레임은 0 또는 하나의 PDCCH 영역(410) 및 0 또는 그 이상의 ePDCCH 영역(420, 430)을 포함할 수 있다.
ePDCCH 영역(420, 430)은 단말이 ePDCCH를 모니터링하는 영역이다. PDCCH 영역(410)은 서브프레임의 앞선 최대 4개의 OFDM 심벌내에서 위치하지만, ePDCCH 영역(420, 430)은 PDCCH 영역(410) 이후의 OFDM 심벌에서 유연하게 스케줄링될 수 있다.
단말에 하나 이상의 ePDCCH 영역(420, 430)이 지정될 수 있고, 단말은 지정된 ePDCCH 영역(420, 430)에서 ePDCCH를 모니터링할 수 있다.
ePDCCH 영역(420, 430)의 개수/위치/크기 및/또는 ePDCCH를 모니터링할 서브프레임에 관한 정보는 기지국이 단말에 RRC 메시지 등을 통해 알려줄 수 있다.
PDCCH 영역(410)에서는 CRS를 기반으로 PDCCH를 복조할 수 있다. ePDCCH 영역(420, 430)에서는 ePDCCH의 복조를 위해 CRS가 아닌 DM(demodulation) RS를 정의할 수 있다. 연관된 DM RS는 대응하는 ePDCCH 영역(420, 430)에서 전송될 수 있다.
연관된 DM RS를 위한 RS 시퀀스 rns(m)은 수학식 3과 동일하다. 이때, m=0,1,...,12NRB-1 이고, NRB는 최대 RB의 개수이다. 의사 난수 시퀀스 생성기는 각 서브프레임의 시작에서 cinit=(floor(ns/2)+1)(2NePDCCH,ID+1)216+nePDCCH,SCID로 초기화될 수 있다. ns는 무선 프레임내 슬롯 번호, NePDCCH,ID는 해당되는 ePDCCH 영역과 관련된 셀 인덱스, nePDCCH,SCID는 상위 계층 시그널링으로부터 주어지는 파라미터이다.
각 ePDCCH 영역(420, 430)은 서로 다른 셀을 위한 스케줄링에 사용될 수 있다. 예를 들어, ePDCCH 영역(420)내의 ePDCCH는 제1 셀을 위한 스케줄링 정보를 나르고, ePDCCH 영역(430)내의 ePDCCH는 제2 셀을 위한 스케줄링 정보를 나를 수 있다.
ePDCCH 영역(420, 430)에서 ePDCCH가 다중 안테나를 통해 전송될 때, ePDCCH 영역(420, 430) 내의 DM RS는 ePDCCH와 동일한 프리코딩이 적용될 수 있다.
PDCCH가 전송 자원 단위로 CCE를 사용하는 것과 비교하여, ePDCCH를 위한 전송 자원 단위를 eCCE(enhanced Control Channel Element)라 한다. 집합 레벨(aggregation level)은 ePDCCH를 모니터링하는 자원 단위로 정의될 수 있다. 예를 들어, 1 ECCE가 ePDCCH를 위한 최소 자원이라고 할 때, 집합 레벨 L={1, 2, 4, 8, 16}과 같이 정의될 수 있다.
도 6은 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나뉠 수 있다. 상기 제어 영역은 상향링크 제어 정보가 전송되기 위한 PUCCH(physical uplink control channel)이 할당된다. 상기 데이터 영역은 데이터가 전송되기 위한 PUSCH(physical uplink shared channel)이 할당된다.
하나의 단말에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원 블록 쌍(RB pair)으로 할당된다. 자원 블록 쌍에 속하는 자원 블록들은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. PUCCH에 할당되는 자원 블록 쌍에 속하는 자원 블록이 차지하는 주파수는 슬롯 경계(slot boundary)를 기준으로 변경된다. 이를 PUCCH에 할당되는 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수가 홉핑(frequency-hopped)되었다고 한다. 단말이 상향링크 제어 정보를 시간에 따라 서로 다른 부반송파를 통해 전송함으로써, 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. m은 서브프레임 내에서 PUCCH에 할당된 자원 블록 쌍의 논리적인 주파수 영역 위치를 나타내는 위치 인덱스이다.
PUCCH 상으로 전송되는 상향링크 제어 정보에는 HARQ(hybrid automatic repeat request) ACK(acknowledgement), 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQI(channel quality indicator), 상향링크 무선 자원 할당 요청인 SR(scheduling request) 등이 있다.
한편, 높은 데이터 전송률에 대한 요구가 높아지고 있고, 이에 따라 3GPP LTE-A에서는 복수의 셀을 지원하는 반송파 집합(carrier aggregation, CA)이 적용될 수 있다. CA는 대역폭 집합(bandwidth aggregation) 등의 다른 명칭으로 불릴 수 있다. CA는 무선 통신 시스템이 광대역을 지원하려고 할 때 목표로 하는 광대역보다 작은 대역폭을 가지는 1개 이상의 반송파를 모아서 광대역을 구성하는 것을 의미한다. 1개 이상의 반송파를 모을 때 대상이 되는 반송파는 기존 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)을 위하여 기존 시스템에서 사용하는 대역폭을 그대로 사용할 수 있다. 예를 들어 3GPP LTE에서는 1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz 및 20MHz의 대역폭을 지원하며, 3GPP LTE-A에서는 상기 3GPP LTE 시스템의 대역폭만을 이용하여 20MHz 이상의 광대역을 구성할 수 있다. 또는 기존 시스템의 대역폭을 그대로 사용하지 않고 새로운 대역폭을 정의하여 광대역을 구성할 수도 있다.
복수의 기지국과 단말은 최대 5개까지의 셀들을 통해 통신할 수 있다. 5개의 셀은 최대 100MHz이 대역폭에 대응될 수 있다. 즉, CA 환경은 특정 단말이 반송파 주파수(carrier frequency)가 서로 다른 2개 이상의 구성 서빙 셀(configured serving cell, 이하 셀이라 한다)을 가지는 경우를 나타낸다. 반송파 주파수는 셀의 중심 주파수(center frequency)를 나타낸다.
셀은 DL 자원과 선택적으로(optionally) UL 자원의 결합을 나타낸다. 즉, 셀은 DL 자원을 반드시 포함하며, DL 자원과 결합되는 UL 자원은 선택적으로 포함할 수 있다. DL 자원은 DL 구성 반송파(component carrier, CC)일 수 있다. UL 자원은 UL CC일 수 있다. 특정 단말이 하나의 구성 서빙 셀을 가지는 경우, 하나의 DL CC와 하나의 UL CC를 가질 수 있다. 특정 단말이 2개 이상의 셀을 가지는 경우, 셀의 개수만큼의 DL CC와 셀의 개수보다 작거나 같은 개수의 UL CC를 가질 수 있다. 즉, 현재 3GPP LTE-A에서 CA가 지원되는 경우, DL CC의 개수는 UL CC의 개수보다 항상 많거나 같을 수 있다. 그러나 3GPP LTE-A 이후의 릴리즈(release)에서는 DL CC의 개수가 UL CC의 개수보다 적은 CA가 지원될 수도 있다.
DL CC의 반송파 주파수와 UL CC의 반송파 주파수의 연결(linkage)은 DL CC 상으로 전송되는 시스템 정보에 의해서 지시될 수 있다. 상기 시스템 정보는 SIB2(system information block type2)일 수 있다.
도 7은 단일 반송파 시스템과 반송파 집합 시스템의 서브프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 7-(a)는 단일 반송파 시스템을 나타낸다. 도 7-(a)의 시스템 대역폭은 20MHz인 것을 가정한다. 반송파의 개수가 1개이므로, 기지국이 전송하는 DL CC의 대역폭과 단말이 전송하는 UL CC의 대역폭도 각각 20MHz이다. 기지국은 DL CC를 통해서 DL 전송을 수행하고, 단말은 UL CC를 통해서 UL 전송을 수행한다.
도 7-(b)는 반송파 집합 시스템을 나타낸다. 도 7-(b)의 시스템 대역폭은 60MHz인 것을 가정한다. 하향링크 대역폭은 각각 20MHz의 대역폭을 가지는 DL CC A, DL CC B 및 DL CC C로 구성된다. 상향링크 대역폭은 각각 20MHz의 대역폭을 가지는 UL CC A, UL CC B 및 UL CC C로 구성된다. 기지국은 DL CC A, DL CC B 및 DL CC C를 통해서 DL 전송을 수행하고, 단말은 UL CC A, UL CC B 및 UL CC C를 통해서 UL 전송을 수행한다. DL CC A와 UL CC A, DL CC B와 UL CC B, DL CC C와 UL CC C는 서로 대응될 수 있다.
CA 환경이 도입됨에 따라, 크로스 캐리어 스케줄링(cross carrier scheduling)이 적용될 수 있다. 크로스 캐리어 스케줄링을 통해 특정 DL CC 상의 PDCCH가 복수의 DL CC 중 어느 하나의 DL CC 상의 PDSCH를 스케줄링하거나, 복수의 UL CC 중 어느 하나의 UL CC 상의 PUSCH를 스케줄링할 수 있다. 크로스 캐리어 스케줄링을 위하여 반송파 지시자 필드(carrier indicator field, CIF)가 정의될 수 있다. CIF는 PDCCH 상으로 전송되는 DCI 포맷에 포함될 수 있다. DCI 포맷 내의 CIF의 존재 여부는 반정적(semi-statically) 또는 단말 특정하게 상위 계층에 의해서 지시될 수 있다. 크로스 캐리어 스케줄링이 수행될 때, CIF는 PDSCH가 스케줄링되는 DL CC 또는 PUSCH가 스케줄링되는 UL CC를 지시할 수 있다. CIF는 고정된 3비트일 수 있으며, DCI 포맷의 크기에 관계 없이 고정된 위치에 존재할 수 있다. DCI 포맷 내에 CIF가 존재하지 않는 경우, 특정 DL CC 상의 PDCCH는 동일한 DL CC 상의 PDSCH를 스케줄링하거나, 상기 특정 DL CC와 SIB2 연결된 UL CC 상의 PUSCH를 스케줄링할 수 있다.
CIF를 이용하여 크로스 캐리어 스케줄링이 수행되는 경우, 기지국은 단말의 블라인드 디코딩(blind decoding)의 복잡도(complexity)를 줄이기 위하여 PDCCH 모니터링 DL CC 집합을 할당할 수 있다. PDCCH 모니터링 DL CC 집합은 전체 DL CC의 일부이며, 단말은 PDCCH 모니터링 DL CC 집합 내의 PDCCH에 대하여만 블라인드 디코딩을 수행한다. 즉, 단말에 대하여 PDSCH 및/또는 PUSCH를 스케줄링하기 위하여, 기지국은 PDCCH 모니터링 DL CC 집합 내의 DL CC만을 통하여 PDCCH를 전송할 수 있다. PDCCH 모니터링 DL CC 집합은 단말 특정(UE specific)하게, 단말 그룹(UE group specific) 특정하게 또는 셀 특정(cell specific)하게 설정될 수 있다.
도 8은 CIF를 통하여 크로스 캐리어 스케줄링되는 3GPP LTE-A 시스템의 서브프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 3개의 DL CC 중 제1 DL CC가 PDCCH 모니터링 DL CC로 설정된다. 크로스 캐리어 스케줄링이 수행되지 않는 경우, 각 DL CC는 각 PDCCH를 전송하여 PDSCH를 스케줄링한다. 크로스 캐리어 스케줄링이 수행되는 경우, PDCCH 모니터링 DL CC로 설정된 제1 DL CC만이 PDCCH를 전송한다. 제1 DL CC 상으로 전송되는 PDCCH는 CIF를 이용하여 제1 DL CC의 PDSCH 뿐만 아니라 제2 DL CC 및 제3 DL CC의 PDSCH를 스케줄링한다. PDCCH 모니터링 DL CC로 설정되지 않은 제2 DL CC 및 제3 DL CC는 PDCCH를 전송하지 않는다.
또한, 단말은 하나 이상의 DL CC로부터 수신, 검출 또는 측정된 채널 상태 정보(channel state information, CSI), ACK/NACK 신호 등의 상향링크 제어 정보 등을 미리 정해진 하나의 UL CC를 통해 기지국으로 전송할 수 있다. CSI는 CQI, PMI(precoding matrix indicator), RI(rank indicaotr) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말이 복수의 DL CC들로부터 수신한 데이터에 대한 ACK/NACK 신호를 전송해야 할 필요가 있을 때, 단말은 각각의 DL CC로부터 수신한 데이터에 대한 복수의 ACK/NACK 신호들을 다중화(multiplexing) 또는 번들링(bundling)하여 하나의 UL CC의 PUCCH를 통해 기지국으로 전송할 수 있다. 3GPP LTE에서 DL CC에 대한 ACK/NACK 신호의 전송이 필요한 경우는 다음의 3가지가 있다.
1) 서브프레임 (n-k)에서 대응되는 PDCCH에 의하여 지시되는 PDSCH 전송에 대한 ACK/NACK 신호가 서브프레임 n에서 전송될 수 있다. k∈K이며, K는 서브프레임 n 및 UL/DL 구성(configuration)에 따른 M개의 원소 집합 {k0,k1,...,kM-1}이다. 이는 일반적인 PDSCH에 대한 ACK/NACK 신호가 전송되는 경우이다.
2) DL SPS(semi-persistent scheduling)의 해제(release)를 지시하는 서브프레임 (n-k)의 PDCCH에 대한 ACK/NACK 신호가 서브프레임 n에서 전송될 수 있다. k∈K이며, K는 서브프레임 n 및 UL/DL 구성(configuration)에 따른 M개의 원소 집합 {k0,k1,...,kM-1}이다. DL SPS의 활성화(activation)를 지시하는 PDCCH에 대한 ACK/NACK 신호는 전송하지 않는다.
3) 서브프레임 (n-k)에서 대응되는 PDCCH가 없는 PDSCH 전송에 대한 ACK/NACK 신호가 서브프레임 n에서 전송될 수 있다. k∈K이며, K는 서브프레임 n 및 UL/DL 구성(configuration)에 따른 M개의 원소 집합 {k0,k1,...,kM-1}이다. 이는 SPS에 대한 ACK/NACK 신호가 전송되는 경우이다.
상술한 설명에서, K는 번들링 창(bundling window)라 한다. 즉, 번들링 창은 하나의 UL 서브프레임에서의 ACK/NACK 신호에 대응되는 하나 이상의 DL 서브프레임을 말한다. FDD 시스템에서 M=1이며, K={k0}={4}이다.
한편, 무선 통신 기술이 발달함에 따라, 일반적인 사용자 대 기지국 간의 통신이 아닌 다양한 형태의 무선 통신 시스템이 등장하고 있다.
MTC(machine type communication)는 사람의 상호 작용(interaction)이 필요하지 않은 하나 이상의 개체(entity)를 포함하는 데이터 통신의 한 형태이다. 즉, MTC는 사람이 사용하는 단말이 아닌 기계 장치가 네트워크를 통해 통신을 개념을 일컫는다. MTC에 이용되는 기계 장치를 MTC 단말이라 한다.
MTC 단말의 특성은 일반적인 단말의 특성과 다르다. 예를 들어, MTC 단말은 다음과 같은 특성을 가진다.
(1) MTC 단말은 한 번 배치되면 사람의 상호 작용 없이 직접 기지국과의 통신을 수행한다. 따라서, MTC 단말의 통신 패턴은 미리 예측될 수 있으며, 사용자 대 기지국 간의 통신과 비교하여 고정적(static)이다.
(2) MTC 단말과 기지국 간에 데이터를 주고받는 활성화 통신 구간은 드물게 존재한다. 또한, 활성화 통신 구간 내에서도 MTC 단말과 기지국 간에 주고받는 데이터의 크기는 매우 작으며, 데이터의 종류도 제한적이다.
(3) MTC 단말은 배터리의 사용이 제한적이다. 따라서, 효율적인 에너지 관리 메커니즘이 필요하다.
(4) 일반적으로 MTC 단말은 한 장소에 고정적으로 배치되어 이동하지 않는다. 이동성을 가진 MTC 단말의 경우에도 이동하는 패턴이 미리 결정되어 있다.
LTE 시스템과 LTE-A 시스템에서의 셀 탐색과 연결 설정(establishment)은 PSS(Primary Synchronization Signal)/SSS(Secondary Synchronization Signal) 및 랜덤 액세스(random access)에 기반하여 수행된다. LTE 시스템 및 LTE-A 시스템에 정의되어 있는 기존의 셀 탐색 과정과 연결 설정 과정은 일반적인 단말을 기준으로 한다. MTC 단말이 일반적인 단말과 공존하여 동일한 셀 탐색 메커니즘을 수행하는 것이 이상적이나, MTC 단말은 일반적인 단말보다 낮은 사양(specification)을 가질 것으로 예상되므로, MTC 단말이 기존의 셀 탐색 과정과 연결 설정 과정을 동일하게 수행하는데에 어려움이 있을 수 있다. 또한, MTC 단말은 배터리의 사용이 제한적이므로, MTC 단말의 전원을 켰을 때 또는 절전모드에서 복귀하였을 때, MTC 단말이 최소한의 에너지를 소비하여 네트워크에 접속하는 것이 중요하다. 따라서, MTC 단말을 위한 셀 탐색 과정과 연결 설정 과정이 새로이 정의될 필요가 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해, MTC 단말을 기반으로 기술하지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상을 일반적인 단말에도 용이하게 적용할 수 있을 것이다. 예를 들어, 데이터를 송신하는 대역폭이 일반적인 단말보다 좁은 단말과 같이 낮은 사양을 가지는 단말이나 커버리지(coverage)가 제한적인 곳에서 동작하는 단말에도 본 발명의 기술적 사상을 적용할 수 있다.
도 9는 3GPP LTE에서 랜덤 액세스 과정을 나타낸 흐름도이다. 랜덤 액세스 과정은 단말이 기지국과 UL 동기를 얻거나 UL 무선 자원을 할당 받기 위해 사용된다. 랜덤 액세스 과정을 통해 RRC 연결이 초기설정(initialize)된다.
단말은 루트 인덱스(root index)와 PRACH(physical random access channel) 설정 인덱스(configuration index)를 기지국으로부터 수신한다. 각 셀마다 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스에 의해 정의되는 64개의 후보(candidate) 랜덤 액세스 프리앰블이 있으며, 루트 인덱스는 단말이 64개의 후보 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하기 위한 논리적 인덱스이다.
랜덤 액세스 프리앰블의 전송은 각 셀마다 특정 시간 및 주파수 자원에 한정된다. PRACH 설정 인덱스는 랜덤 액세스 프리앰블의 전송이 가능한 특정 서브프레임과 프리앰블 포맷을 지시한다.
단말은 임의로 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 전송한다(S910). 단말은 64개의 후보 랜덤 액세스 프리앰블 중 하나를 선택한다. 그리고, PRACH 설정 인덱스에 의해 해당되는 서브프레임을 선택한다. 단말은 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 선택된 서브프레임에서 전송한다.
상기 랜덤 액세스 프리앰블을 수신한 기지국은 랜덤 액세스 응답(radom access response, RAR)을 단말로 보낸다(S920). 랜덤 액세스 응답은 2단계로 검출된다. 먼저 단말은 RA-RNTI(random access-RNTI)로 마스킹된 PDCCH를 검출한다. 그리고, 검출된 PDCCH 상의 DL 그랜트에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 MAC(Medium Access Control) PDU(Protocol Data Unit) 내의 랜덤 액세스 응답을 수신한다.
도 10은 랜덤 액세스 응답의 일 예를 나타낸다.
랜덤 액세스 응답은 TAC(Timing Advance Command), UL 그랜트, 임시 C-RNTI를 포함할 수 있다.
TAC는 기지국이 단말에게 UL 시간 동기(time alignment)를 유지하기 위해 보내는 시간 동기 값을 지시하는 정보이다. 단말은 상기 시간 동기 값을 이용하여, UL 전송 타이밍을 갱신한다. 단말이 시간 동기를 갱신하면, 시간 동기 타이머(Time Alignment Timer)를 개시 또는 재시작한다. 시간 동기 타이머가 동작 중일 때만 단말은 UL 전송이 가능하다.
UL 그랜트는 스케줄링 메시지의 전송에 사용되는 UL 자원이다.
다시 도 9를 참조하면, 단말은 랜덤 액세스 응답 내의 UL 그랜트에 따라 스케줄링된 메시지를 기지국으로 전송한다(S930).
한편, 상술한 바와 같이, 현재의 LTE 시스템에서 이용가능(available)한 랜덤 액세스 프리앰블 시퀀스의 수는 제한되어 있다. 따라서, 랜덤 액세스 과정이 수행하고자 하는 단말의 수가 증가하면, 각각의 단말들의 랜덤 액세스 과정이 서로 충돌할 가능성이 높아진다. 따라서, MTC 단말이 기존 단말의 유효처리율(goodput), 지연(latency), QoS(quality of service) 등에 영향을 미치지 않게 하고, 일반적인 단말보다 낮은 사양을 가지는 MTC 단말이 셀 탐색 과정과 연결 설정 과정을 효율적으로 수행할 수 있도록, 다음과 같이 MTC 단말을 위한 PBCH(physical broadcast channel)와 랜덤 액세스 프리앰블을 제안한다.
(1) PBCH에 MTC 단말을 지원하는지 여부에 관련된 정보를 포함
- 기지국은 PBCH를 통해 시스템 정보 등을 알린다. 이때, 기지국은 PBCH를 통해 자신이 MTC 단말을 지원하는지 여부에 관련된 정보를 알릴 수 있다.
- 예를 들어, 기지국은 MTC 단말을 지원하는지 여부를 지시하는 필드를 정의하고, PBCH를 통해 이를 전송할 수 있다.
- 예를 들어, 기지국은 PBCH를 통해 MTC 서브프레임 패턴 인덱스를 전송할 수 있다. 상기 MTC 서브프레임 패턴 인덱스는 LTE lease 8-10의 셀 연결 과정을 따르지 않는 MTC 단말을 위해 새로이 정의되는 인덱스로서, MTC 단말은 MTC 서브프레임 패턴 인덱스에 기반하여 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다. 즉, MTC 서브프레임 패턴 인덱스는 MTC 단말이 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 서브프레임을 지시한다.
- 예를 들어, 기지국은 PBCH가 디코딩되는 방법을 통해 자신이 MTC 단말을 지원하는지 여부에 관련된 정보를 알릴 수 있다.
- 예를 들어, 기지국은 기존의 PBCH 이외에 추가적인 PBCH를 브로드캐스트할 수 있다. 상기 추가적인 PBCH는 기존의 PBCH가 전송되는 자원 영역과 다른 자원 여역에서 전송될 수 있다.
- MTC 단말은 MTC 단말을 지원하는 셀에 우선적으로 연결을 시도하는 것으로 설정되거나, MTC 단말을 지원하는 셀에만 연결을 시도하는 것으로 설정될 수 있다.
(2) MTC 단말을 위한 전용(dedicated) 랜덤 액세스 프리앰블을 사용
- 상술한 바와 같이, LTE 시스템에서 이용가능한 랜덤 액세스 프리앰블의 시퀀스의 수는 제한되어 있다. 따라서, MTC 단말을 위한 전용 프리앰블을 사용함으로써, 기존 단말에 미치는 영향을 줄일 수 있다.
- 또한, MTC 단말이 기존 단말과 다른 능력(capability)를 가지고 있는 경우, 기지국은 MTC 단말에 적절한 서비스를 제공하기 위해 해당 단말이 MTC 단말임을 아는 것이 바람직하다. 기지국은 MTC 단말을 위한 전용 프리앰블을 수신함으로써, 해당 단말이 MTC 단말임을 알 수 있다.
- 기지국은 MTC 단말을 위한 전용 프리앰블을 수신함으로써, MTC 단말과의 연결을 시도할지를 결정할 수 있다. 기지국은 자신의 능력(capacity)에 따라, MTC 단말의 요청을 수용할지 여부를 결정할 수도 있다.
(3) 그 밖의 방법
- MTC 단말은 PBCH를 통해 시스템 정보를 획득하기 전에 수행되는 시그널링에 기반하여 기지국이 MTC 단말을 지원하는지 여부에 관련된 정보를 획득할 수 있다.
- 예를 들어, 기지국은 PSS/SSS를 전송하는 주기 및/또는 자원 영역을 변경할 수 있다. MTC 단말은 PSS/SSS가 검출되는 주기 및/또는 자원 영역, PSS/SSS를 통해 획득한 셀 ID 등에 기반하여, 해당 기지국이 MTC 단말을 지원하는지 여부를 판단할 수 있다.
- 예를 들어, 기지국은 CRS/CSI-RS를 전송하는 주기 및/또는 자원 영역을 변경할 수 있다. MTC 단말은 CRS/CSI-RS가 검출되는 주기 및/또는 자원 영역 등에 기반하여에 기반하여, 해당 기지국이 MTC 단말을 지원하는지 여부를 판단할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 MTC 단말의 이웃(neighbor) 셀 탐색 및 연결 설정 시나리오이다.
MTC 단말은 기지국으로부터 PSS/SSS를 수신한다(S1110). MTC 단말은 상기 PSS/SSS에 기반하여 기지국과의 동기화(synchronization) 과정을 수행한다. MTC 단말은 SSS를 검출하여 무선 프레임 타이밍을 검출하고, 셀 ID를 획득한다. MTC 단말은 PSS를 검출하여 슬롯 타이밍을 검출하고, 물리 계층 ID를 획득한다.
MTC 단말은 제1 기지국으로부터 PBCH를 통해 시스템 정보를 수신한다(S1120). 상술한 바와 같이, 상기 PBCH는 제1 기지국이 MTC 단말을 지원하는지 여부에 관련된 정보를 포함할 수 있다. 도 11의 시나리오에서, 제1 기지국은 MTC 단말을 지원하는 것으로 가정한다.
MTC 단말은 제1 기지국으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다(S1130). 상술한 바와 같이, 상기 랜덤 액세스 프리앰블은 MTC 단말을 위한 전용 프리앰블일 수 있다.
랜덤 액세스 프리앰블을 수신한 제1 기지국은 랜덤 액세스 응답을 MTC 단말로 전송한다(S1140). 랜덤 액세스 응답을 수신한 MTC 단말은 랜덤 액세스 응답 내의 UL 그랜트에 따라 스케줄링된 메시지를 제1 기지국으로 전송할 수 있다
한편, 이웃(neighbor) 셀 탐색이 MTC 단말 및/또는 기지국의 필요에 따라 수행될 수 있다. MTC 단말이 고정적인 경우, 이웃 셀 탐색은 서빙 기지국의 요청에 의해서만 수행될 수 있다. 다시 도 11을 참조하면, 제1 기지국은 MTC 단말에 이웃 셀 탐색을 수행할 것을 지시하는 메시지를 전송한다(S1150).
MTC 단말은 제 2 및 제3 기지국으로부터 PBCH를 통해 시스템 정보를 수신한다(S1160). 상기 PBCH는 제 2 및 제3 기지국이 MTC 단말을 지원하는지 여부에 관련된 정보를 포함할 수 있다. 도 11의 시나리오에서, 제2 기지국은 MTC 단말을 지원하지 않고, 제3 기지국은 MTC 단말을 지원한다고 가정한다.
MTC 단말은 MTC 단말을 지원하는 기지국으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다. 즉, 도 11의 시나리오에서, MTC 단말은 제3 기지국으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다(S1170). 상기 랜덤 액세스 프리앰블은 MTC 단말을 위한 전용 프리앰블 일 수 있다.
랜덤 액세스 프리앰블을 수신한 제3 기지국은 랜덤 액세스 응답을 MTC 단말로 전송한다(S1180). 랜덤 액세스 응답을 수신한 MTC 단말은 랜덤 액세스 응답 내의 UL 그랜트에 따라 스케줄링된 메시지를 제3 기지국으로 전송할 수 있다.
상술한 시나리오에 따르면, MTC 단말은 해당 기지국이 MTC 단말을 지원하는지 여부에 관련된 정보를 포함하는 PBCH를 수신하고, 복수의 기지국 중에서 MTC 단말을 지원하는 기지국을 후보 기지국으로 선택할 수 있다. 후보 기지국이 복수인 경우, MTC 단말은 초기 설정(initial setup) 동안 임계값을 만족하는 첫 번째 셀을 선택함으로써 셀 선택을 단순화하고, 에너지 소비를 줄일 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 기지국은 MTC 단말로부터 전용 프리앰블을 수신하면, 자신의 능력(capacity)에 따라 MTC 단말의 요청을 수용할지 여부를 결정할 수도 있다. 예컨대, 도 11의 시나리오에서, 제3 기지국은 제3 기지국의 능력(capacity)가 한계인 경우, 이를 랜덤 액세스 응답을 통해 MTC 단말을 더 이상 지원할 수 없음을 MTC 단말에 알릴 수 있다. 상기 경우, MTC 단말은 자신을 지원할 수 있는 다른 기지국을 탐색 및 선택한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 MTC 단말을 위한 연결 설정 방법을 나타낸 흐름도이다.
MTC 단말은 적어도 하나의 이웃 기지국으로부터 PBCH를 통해 시스템 정보를 수신한다(S1210). 상술한 바와 같이, 상기 시스템 정보는 MTC 단말을 지원하는지 여부에 관련된 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 시스템 정보는 MTC 단말을 지원하는지 여부를 지시하는 필드를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 시스템 정보는 MTC 서브프레임 패턴 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 MTC 서브프레임 패턴 인덱스는 MTC 단말이 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 서브프레임을 지시한다.
MTC 단말은 상기 시스템 정보에 기반하여 셀 탐색을 수행한다. MTC 단말은 복수의 기지국 중에서 MTC 단말을 지원하는 적어도 하나의 기지국을 후보 기지국으로 결정한다(S1220).
MTC 단말은 적어도 하나의 후보 기지국 중에서 최종 기지국을 결정한다(S1230). MTC 단말은 후보 기지국의 하향링크 신호의 세기에 기반하여 최종 기지국을 결정할 수 있다.
예를 들어, 하향링크 신호의 세기가 가장 큰 후보 기지국을 최종 기지국으로 결정할 수 있다.
예를 들어, 하향링크 신호의 세기가 소정의 임계값보다 큰 후보 기지국 중 가장 먼저 탐색된 후보 기지국을 최종 기지국으로 결정할 수 있다. 셀 선택이 단순화되고, MTC 단말의 에너지 소비를 줄일 수 있다.
MTC 단말은 최종 기지국으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다(S1240). 상기 랜덤 액세스 프리앰블은 기존 단말이 전송하는 랜덤 액세스 프리앰블보다 좁은 대역폭으로 전송되는 MTC 전용 프리앰블일 수 있다.
예를 들어, 기존 단말이 20MHz 대역폭을 이용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 것에 대비하여, MTC 단말은 20MHz보다 좁은 대역폭을 이용하여 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수 있다. 즉, MTC 단말은 20MHz보다 좁은 대역폭으로 설정된 PRACH를 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수 있다. 반면에, 시스템 정보가 수신되는 PBCH는 20MHz의 대역폭으로 설정된다.
단계 S1210를 통해 MTC 서브프레임 패턴 인덱스를 수신한 경우, MTC 단말은 상기 MTC 서브프레임 패턴 인덱스가 지시하는 서브프레임에서 랜덤 액세스 프리앰블을 전송한다.
상술한 방법을 통해, 기지국은 자신이 MTC 단말을 지원하는지 여부에 관련된 정보를 MTC 단말에 빠르게 알려줄 수 있으며, MTC 단말은 상기 정보를 이용하여 접속할 기지국을 빠르고 효율적으로 탐색할 수 있다. 또한, 기지국은 MTC 단말로부터 단말의 사양에 관련된 정보, 예컨대 MTC 단말이 일반적인 단말보다 낮은 사양을 가지고 있는지에 관련된 정보를 획득함으로써, 해당 MTC 단말에 특정 자원과 코드 등을 사용하게 할 수 있다.
한편, 본 발명은 LTE 시스템에서 MTC 단말을 위한 무선 자원 관리(radio resource management, RRM) 방법 및 채널 측정/추정 방법을 또한 제안한다. 후술할 방법에 따르면, 기존의 LTE 시스템에서 정의되는 RRM 방법 및 채널 측정/추정 방법을 좀 더 단순화할 수 있다.
복잡도(complexity)가 낮고 저가의 하드웨어를 구현하기 위해, MTC 단말은 단일(single) 랭크, 1 RAT(radio access technology), SISO(single input single output) 또는 전송 다이버시티(diversity)만을 지원하는 MIMO(multiple input multiple output)를 사용할 것으로 예상된다. 즉, MTC 단말은 LTE 시스템에서 정의되는 전송 모드 1 또는 2만을 지원할 것으로 예상된다. 따라서, MTC 단말은 PMI, PTI(precoding type indicator), RI와 같은 MIMO 관련 파라미터를 이용할 필요가 없다.
또한, MTC 단말은 간헐적으로 데이터를 데이터를 송신 및 수신하며, 제한된 대역폭만을 이용할 수도 있다. MTC 단말이 긴 휴면(sleep) 사이클을 가지는 경우, 휴면 주기가 시작할 때마다 RRC_IDLE 상태로 들어가며, 계류(pending) 중인 페이징(paging) 데이터 또는 상향링크 데이터를 처리하기 위해 가끔 웨이크업(wake-up)한다. 웨이크업을 할 때마다 랜덤 액세스 과정이 수행되므로, MTC 단말은 랜덤 액세스 응답 그랜트에 의해 트리거되는 비주기적 CSI가 주로 사용된다.
상술한 특성을 고려하여, MTC 단말은 PMI, PTI, RI와 같은 MIMO 관련 파라미터를 전송하지 않고, 비주기적 CSI는 광대역(wideband) CQI를 보고하는 것으로 설정하는 것이 바람직하다. 하기의 표는 변경된 PUSCH CSI 보고 모드를 나타낸다.
표 5
Figure PCTKR2013000775-appb-T000001
- 모드 1-0(광대역 피드백): 단말은 집합 S 부대역(subband)을 통한 전송을 가정함으로써 계산되는 하나의 광대역 CQI 값을 보고할 수 있다.
또한, MTC 단말은 주기적 CSI 보고가 설정되어 있다고 하더라도, 주기적 CSI 보고를 수행하지 않을 수 있다. 즉, MTC 단말은 페이징 메시지 등을 통해 기지국으로부터 비주기적 CSI 보고를 명령받을 때에만 CSI 보고를 수행하는 것으로 설정될 수 있다. 페이징 메시지를 통해 비주기적 CSI 보고를 명령받은 경우, MTC 단말은, 별도의 CSI 요청이 없더라도, 상기 페이징 메시지에 대한 ACK/NACK의 전송 또는 상기 페이징 메시지를에 의해 트리거된 상향링크 전송과 함께 CSI 보고를 수행할 수 있다. ACK/NACK의 전송과 함께 CSI 보고가 수행되는 경우, PUCCH 포맷 2 계열이 사용될 수 있다. 상기 경우, MTC 단말은 CSI가 ACK/NACK과 다중화(multiplex)되어 소정의 PUSCH을 통해 전송된다고 가정할 수 있다.
한편, LTE 시스템은 이동 패턴 및 트래픽 패턴이 동적인 사용자를 주로 고려하여 설계되었다. 반면에, MTC 단말은 스마트 계량(metering) 또는 고속도로 교통 감시 MTC 기기와 같이 소정의 이동 패턴을 가지거나 같은 장소에 고정되어 있는 특징이 있다. 또한, MTC 단말은 주기적 데이터 전송을 수행하는 특징이 있다. MTC 단말이 고정적이라면, 채널 상황이 오랜 시간 동안 급격하게 변화하지 않으므로, 측정 보고는 긴 간격을 두고 수행하는 것이 바람직하다. 상기 경우에 있어서, MTC 단말은 긴 DRX 사이클을 가지는 RRC_Connected 모드를 유지하고, 주기적 CSI 측정 보고를 이용하여 채널을 추정하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명은 고정적이고 간헐적인 전송 패턴을 가지는 단말, 예컨대 MTC 단말을 위한 새로운 전송 모드를 제안한다.
- 전송 모드 10: 고정적인 채널 추정/측정 보고의 특성을 가지는 단일 기지국 안테나 모드
새로운 전송 모드를 설정함으로써, 기지국과 단말은 특수한 상황(예컨대 이웃 셀로부터 간섭이 발생)을 제외하면, 측정 보고 결과가 이전 측정 보고 결과와 유사할 것을 기대할 수 있다. 따라서, 측정 보고 결과가 갑작스럽게 변화되는 경우, 단말 및/기지국은 "단말의 위치가 변화하였는지 또는 기대하지 않은 변화가 있었는지"를 확인할 것을 지시할 수 있다. 이때, 고정적 단말은 RRC_Connected 모드가 유지되는 동안, 주기적으로 CSI 보고를 수행할 수 있으며, 선택된 부대역의 CQI만을 보고할 수도 있다.
또한, 새로운 전송 모드를 설정함으로써, 고정적 단말을 여러 용도로 사용할 수 있다. 고정적 단말에 의한 채널 추정은 안정적이므로, 상기 채널 추정을 고정적 단말의 물리적 위치 변화를 탐지하는데에 사용할 수 있다. 즉, 고정적 단말에 물리적인 보안/감시 능력을 제공할 수 있다. 상기 방법에 따르면, 일반적으로 물리적 위치를 탐지하기 위해 사용되는 GPS(global positioning system), 네트워크 기반의 위치 탐지 기술 등의 기법에 비해 단말의 배터리 소모를 줄일 수 있다는 장점이 있다.
도 13은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
기지국(50)은 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52) 및 RF부(RF(radio frequency) unit, 53)을 포함한다. 메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 프로세서(51)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(53)는 프로세서(51)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(51)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시예에서 기지국의 동작은 프로세서(51)에 의해 구현될 수 있다.
단말(60)은 프로세서(61), 메모리(62) 및 RF부(63)을 포함한다. 메모리(62)는 프로세서(61)와 연결되어, 프로세서(61)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(63)는 프로세서(61)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(61)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시예에서 단말의 동작은 프로세서(61)에 의해 구현될 수 있다.
프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (13)

  1. 무선 통신 시스템에서 MTC(machine type communication) 단말(user quipment)을 위한 연결 설정(establishment) 방법에 있어서,
    MTC 단말이 적어도 하나의 이웃(neighbor) 기지국으로부터 시스템 정보를 수신하되, 상기 시스템 정보는 상기 MTC 단말을 지원하는지 여부에 관한 정보를 포함하는 단계;
    상기 MTC 단말이 상기 시스템 정보에 기반하여 적어도 하나의 후보 기지국을 결정하되, 상기 적어도 하나의 후보 기지국은 상기 MTC 단말을 지원하는 기지국인 단계;
    상기 MTC 단말이 상기 적어도 하나의 후보 기지국의 신호의 세기에 기반하여 최종 기지국을 결정하는 단계; 및
    상기 MTC 단말이 상기 최종 기지국으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시스템 정보는 상기 랜덤 액세스 프리앰블이 전송되는 서브프레임을 지시하는 MTC 서브프레임 패턴 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 프리앰블은 MTC 전용(dedicated) 프리앰블인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 프리앰블은 상기 시스템 정보가 수신되는 대역폭보다 좁은 대역폭으로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 시스템 정보는 20MHz의 대역폭으로 수신되고,
    상기 랜덤 액세스 프리앰블은 20MHz보다 좁은 대역폭으로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 시스템 정보는 PBCH(physical broadcast channel)를 통해 수신되고,
    상기 랜덤 액세스 프리앰블은 PRACH(physical random access channel)를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 최종 기지국은 상기 적어도 하나의 후보 기지국 중에서 신호의 세기가 가장 센 기지국인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 최종 기지국은 상기 신호의 세기가 소정의 임계값보다 큰 후보 기지국 중에서 가장 먼저 탐색된 기지국인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 무선 통신 시스템에서의 MTC(machine type communication) 단말(user quipment)에 있어서,
    무선 신호를 송신 및 수신하는 RF(radio freqeuncy)부; 및
    상기 RF부와 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는
    적어도 하나의 이웃(neighbor) 기지국으로부터 시스템 정보를 수신하되, 상기 시스템 정보는 상기 MTC 단말을 지원하는지 여부에 관한 정보를 포함하고;
    상기 시스템 정보에 기반하여 적어도 하나의 후보 기지국을 결정하되, 상기 적어도 하나의 후보 기지국은 상기 MTC 단말을 지원하는 기지국이고;
    상기 적어도 하나의 후보 기지국의 신호의 세기에 기반하여 최종 기지국을 결정하고; 및
    상기 최종 기지국으로 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하는 것을 특징으로 하는 단말.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 시스템 정보는 상기 랜덤 액세스 프리앰블이 전송되는 서브프레임을 지시하는 MTC 서브프레임 패턴 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 프리앰블은 상기 시스템 정보가 수신되는 대역폭보다 좁은 대역폭으로 전송되는 것을 특징으로 하는 단말.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 시스템 정보는 20MHz의 대역폭으로 수신되고,
    상기 랜덤 액세스 프리앰블은 20MHz보다 좁은 대역폭으로 전송되는 것을 특징으로 하는 단말.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 최종 기지국은 상기 신호의 세기가 소정의 임계값보다 큰 후보 기지국 중에서 가장 먼저 탐색된 기지국인 것을 특징으로 하는 단말.
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