WO2015012666A1 - Mtc를 위한 신호 전송 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동일 신호의 반복 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것으로서, 제1 물리 랜덤 액세스 채널(Physical Random Access Channel, PRACH) 신호를 제1 PRACH 자원을 이용하여 제1 반복 횟수 만큼 반복 전송하는 단계; 상기 제1 PRACH 신호에 대한 랜덤 액세스 응답(Random Access Response, RAR)을 수신하는 단계; 및 스케줄링 요청을 위한 제2 PRACH 신호를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 제2 PRACH 신호의 전송을 위해 복수의 PRACH 자원이 미리 설정되고, 상기 복수의 PRACH 자원에 대해 서로 다른 제2 복수의 반복 횟수가 미리 설정되며, 상기 제1 PRACH 자원이 상기 복수의 PRACH 자원 중 하나와 일치하는 경우, 상기 제2 PRACH 신호는 상기 제1 PRACH 자원을 이용하여 상기 제1 PRACH 자원에 대해 설정된 반복 횟수만큼 반복 전송되고, 상기 제1 반복 횟수가 상기 제2 복수의 반복 횟수 중 하나와 일치하는 경우, 상기 제2 PRACH 신호는 상기 복수의 PRACH 자원 중에서 상기 제1 반복 횟수에 대응되는 PRACH 자원을 이용하여 상기 제1 반복 횟수만큼 반복 전송되는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

Description

MTC를 위한 신호 전송 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에서 신호 전송 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 MTC(Machine Type Communication)를 위한 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
무선 통신 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 통신 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다. 무선 통신 시스템에서 단말은 기지국으로부터 하향링크(downlink; DL)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 상향링크(uplink; UL)를 통해 기지국으로 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류 및 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 효율적인 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 데 있다. 구체적으로, 본 발명의 목적은 MTC를 위한 효율적인 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 커버리지 개선을 위한 효율적인 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 데 있다. 구체적으로, 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 커버리지 개선을 위해 동일한 신호의 반복 송수신이 수행되는 경우 효율적인 신호의 구성 및 송수신 타이밍을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스 과정에 수반되는 정보를 효율적으로 시그널링/설정하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 데 있다. 구체적으로, 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 커버리지 개선을 위한 반복 전송 기반의 랜덤 액세스 과정에 수반되는 정보를 효율적으로 시그널링/설정하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상으로, 동일 신호의 반복 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 송수신하는 방법이 개시되며, 상기 방법은 제1 물리 랜덤 액세스 채널(Physical Random Access Channel, PRACH) 신호를 제1 PRACH 자원을 이용하여 제1 반복 횟수 만큼 반복 전송하는 단계; 상기 제1 PRACH 신호에 대한 랜덤 액세스 응답(Random Access Response, RAR)을 수신하는 단계; 및 스케줄링 요청을 위한 제2 PRACH 신호를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 제2 PRACH 신호의 전송을 위해 복수의 PRACH 자원이 미리 설정되고, 상기 복수의 PRACH 자원에 대해 서로 다른 제2 복수의 반복 횟수가 미리 설정되며, 상기 제1 PRACH 자원이 상기 복수의 PRACH 자원 중 하나와 일치하는 경우, 상기 제2 PRACH 신호는 상기 제1 PRACH 자원을 이용하여 상기 제1 PRACH 자원에 대해 설정된 반복 횟수만큼 반복 전송되고, 상기 제1 반복 횟수가 상기 제2 복수의 반복 횟수 중 하나와 일치하는 경우, 상기 제2 PRACH 신호는 상기 복수의 PRACH 자원 중에서 상기 제1 반복 횟수에 대응되는 PRACH 자원을 이용하여 상기 제1 반복 횟수만큼 반복 전송될 수 있다.
본 발명의 다른 양상으로, 동일 신호의 반복 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 단말이 개시되며, 상기 단말은 RF(Radio Frequency) 유닛; 및 상기 RF 유닛과 동작시 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 제1 물리 랜덤 액세스 채널(Physical Random Access Channel, PRACH) 신호를 제1 PRACH 자원을 이용하여 제1 반복 횟수 만큼 반복 전송하고, 상기 제1 PRACH 신호에 대한 랜덤 액세스 응답(Random Access Response, RAR)을 수신하고, 스케줄링 요청을 위한 제2 PRACH 신호를 전송하도록 구성되며, 상기 제2 PRACH 신호의 전송을 위해 복수의 PRACH 자원이 미리 설정되고, 상기 복수의 PRACH 자원에 대해 서로 다른 제2 복수의 반복 횟수가 미리 설정되며, 상기 제1 PRACH 자원이 상기 복수의 PRACH 자원 중 하나와 일치하는 경우, 상기 제2 PRACH 신호는 상기 제1 PRACH 자원을 이용하여 상기 제1 PRACH 자원에 대해 설정된 반복 횟수만큼 반복 전송되고, 상기 제1 반복 횟수가 상기 제2 복수의 반복 횟수 중 하나와 일치하는 경우, 상기 제2 PRACH 신호는 상기 복수의 PRACH 자원 중에서 상기 제1 반복 횟수에 대응되는 PRACH 자원을 이용하여 상기 제1 반복 횟수만큼 반복 전송될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 PRACH 자원이 상기 복수의 PRACH 자원 중 하나와 일치하지 않고, 상기 제1 반복 횟수가 상기 제2 복수의 반복 횟수 중 하나와 일치하지 않는 경우, 상기 제2 PRACH 신호는 상기 복수의 PRACH 자원 중에서 상기 제1 반복 횟수를 초과하는 최소 반복 횟수에 대응되는 PRACH 자원을 이용하여 전송될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 PRACH 자원이 상기 복수의 PRACH 자원 중 하나와 일치하지 않고, 상기 제1 반복 횟수가 상기 제2 복수의 반복 횟수 중 하나와 일치하지 않는 경우, 상기 제2 PRACH 신호는 상기 복수의 PRACH 자원 중에서 상기 제1 반복 횟수 미만이면서 최대 반복 횟수에 대응되는 PRACH 자원을 이용하여 전송될 수 있다.
바람직하게는, 상위 계층 신호 또는 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 신호를 통해 시그널링되는 PRACH 반복 횟수가 있는 경우, 상기 제2 PRACH 신호는 상기 복수의 PRACH 자원 중에서 상기 시그널링된 반복 횟수에 대응되는 PRACH 자원을 이용하여 전송될 수 있다.
바람직하게는, 상기 랜덤 액세스 응답의 수신을 위해 제1 복수의 반복 횟수가 설정되며, 상기 랜덤 액세스 응답이 상기 제1 복수의 반복 횟수 중에서 특정 반복 횟수를 이용하여 수신된 경우, 상기 제2 PRACH 신호에 대한 응답 신호는 상기 특정 반복 횟수를 이용하여 수신될 수 있다.
바람직하게는, 상기 랜덤 액세스 응답의 수신을 위해 제1 복수의 반복 횟수가 설정되며, 상기 제1 복수의 반복 횟수 각각은 상기 제1 PRACH 신호의 전송을 위해 사용된 자원에 각각 대응되며, 상기 제2 PRACH 신호에 대한 응답 신호는 상기 제1 PRACH 신호의 전송을 위해 사용된 자원에 대응되는 반복 횟수를 이용하여 수신될 수 있다.
본 발명에 의하면, 무선 통신 시스템에서 효율적으로 신호를 송수신할 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 의하면, MTC를 위한 무선 통신 시스템에서 효율적으로 신호를 송수신할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 무선 통신 시스템에서 커버리지 개선을 위한 신호 송수신을 효율적으로 수행할 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 의하면, 무선 통신 시스템에서 커버리지 개선을 위해 동일한 신호의 반복 송수신이 수행되는 경우 신호를 효율적으로 구성하고 송수신 타이밍을 효율적으로 결정할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스 과정에 수반되는 정보를 효율적으로 시그널링/설정할 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 의하면, 무선 통신 시스템에서 커버리지 개선을 위한 반복 전송 기반의 랜덤 액세스 과정에 수반되는 정보를 효율적으로 시그널링/설정할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
첨부 도면은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되며, 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명에서 이용될 수 있는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 예시한다.
도 2는 본 발명에서 이용될 수 있는 무선 프레임(radio frame)의 구조를 예시한다.
도 3은 본 발명에서 이용될 수 있는 하향링크 슬롯을 위한 자원 그리드를 예시한다.
도 4는 본 발명에서 이용될 수 있는 하향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 5는 서브프레임에 E-PDCCH를 할당하는 예를 나타낸다.
도 6은 LTE(-A) 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 7은 랜덤 접속 과정(Random Access Procedure)을 예시한다.
도 8은 본 발명에 따른 번들 구간을 예시한다.
도 9와 도 10은 본 발명에 따른 방법을 예시한다.
도 11은 본 발명에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다.
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 접속 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 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution) 시스템은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부이고 LTE-A(Advanced) 시스템은 3GPP LTE의 진화된 버전이다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 원리가 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 원리를 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 3GPP LTE/LTE-A 표준에 따른 시스템 뿐만 아니라 다른 3GPP 표준, IEEE 802.xx 표준 또는 3GPP2 표준에 따른 시스템에도 적용될 수 있으며, 차세대 통신 시스템에도 적용될 수 있다.
무선 접속 시스템에서 단말은 하향링크(DL: Downlink)를 통해 기지국으로부터 정보를 수신하고, 상향링크(UL: Uplink)를 통해 기지국으로 정보를 전송한다. 기지국과 단말이 송수신하는 정보는 일반 데이터 정보 및 다양한 제어 정보를 포함하고, 이들이 송수신 하는 정보의 종류/용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
도 1은 본 발명에서 이용될 수 있는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 예시한다.
전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 단말은 단계 S101에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 단말은 기지국으로부터 주동기 채널(Primary Synchronization Channel, P-SCH) 및 부동기 채널(Secondary Synchronization Channel, S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID(cell identity) 등의 정보를 획득한다. 그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 브로드캐스트 채널(Physical Broadcast Channel, PBCH)을 수신하여 셀 내 브로드캐스트 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal, DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 단말은 단계 S102에서 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 및 물리 하향링크 제어 채널 정보에 따른 물리 하향링크 공유 채널(Physical Downlink Shared Channel, PDSCH)을 수신하여 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.
이후, 단말은 기지국에 접속을 완료하기 위해 단계 S103 내지 단계 S106과 같은 랜덤 접속 과정(Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 단말은 물리 랜덤 접속 채널(Physical Random Access Channel, PRACH)을 통해 프리앰블(preamble)을 전송하고(S103), 물리 하향링크 제어 채널 및 이에 대응하는 물리 하향링크 공유 채널을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S104). 경쟁 기반 랜덤 접속(contention based random access)의 경우 추가적인 물리 랜덤 접속 채널의 전송(S105)과 물리 하향링크 제어 채널 및 이에 대응하는 물리 하향링크 공유 채널 수신(S106)과 같은 충돌 해결 절차(contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상향/하향링크 신호 전송 절차로서 물리 하향링크 제어 채널/물리 하향링크 공유 채널 수신(S107) 및 물리 상향링크 공유 채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)/물리 상향링크 제어 채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 전송(S108)을 수행할 수 있다. 단말이 기지국으로 전송하는 제어 정보를 통칭하여 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information, UCI)라고 지칭한다. UCI는 HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement/Negative-ACK), SR(Scheduling Request), CSI(Channel State Information) 등을 포함한다. CSI는 CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), RI(Rank Indication) 등을 포함한다. UCI는 일반적으로 PUCCH를 통해 전송되지만, 제어 정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우 PUSCH를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청/지시에 의해 PUSCH를 통해 UCI를 비주기적으로 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명에서 이용될 수 있는 무선 프레임(radio frame)의 구조를 예시한다. 셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상향/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임(subframe, SF) 단위로 이루어지며, 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. LTE(-A) 시스템에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2 무선 프레임 구조를 지원한다.
도 2(a)는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 하향링크 무선 프레임은 10개의 서브프레임으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 시간 도메인(time domain)에서 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(Transmission Time Interval)라 한다. 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1 ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5 ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 도메인에서 복수의 OFDM 심볼을 포함하고, 주파수 도메인(frequency domain)에서 다수의 자원 블록(resource block, RB)을 포함한다. LTE(-A) 시스템에서는 하향링크에서 OFDM을 사용하므로, OFDM 심볼이 하나의 심볼 구간을 나타낸다. OFDM 심볼은 또한 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간으로 지칭될 수 있다. 자원 할당 단위로서의 자원 블록(RB)은 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 서브캐리어(subcarrier)를 포함할 수 있다.
하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 순환 전치(Cyclic Prefix, CP)의 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP에는 확장 CP(extended CP)와 표준(normal) CP(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 표준(normal) CP에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장 CP에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 표준(normal) CP인 경우보다 적다. 예를 들어, 확장 CP의 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장 CP가 사용될 수 있다.
도 2(b)는 타입 2 무선 프레임의 구조를 예시한다. 타입 2 무선 프레임은 2개의 하프 프레임(half frame)으로 구성되며, 각 하프 프레임은 5개의 서브프레임으로 구성되며 하향링크 구간(예, DwPTS(Downlink Pilot Time Slot)), 보호 구간(Guard Period, GP), 상향링크 구간(예, UpPTS(Uplink Pilot Time Slot))을 포함한다. 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. 예를 들어, 하향링크 구간(예, DwPTS)는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. 예를 들어, 상향링크 구간(예, UpPTS)은 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 예를 들어, 상향링크 구간(예, UpPTS)은 기지국에서 채널 추정을 위한 SRS(Sounding Reference Signal)이 전송될 수 있고, 상향링크 전송 동기를 맞추기 위한 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 나르는 PRACH(Physical Random Access Channel)이 전송될 수 있다. 보호 구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다. 표 1은 TDD 모드에서 무선 프레임 내 서브프레임들의 DL-UL 구성(Uplink-Downlink Configuration)을 예시한다.
표 1
Figure PCTKR2014006891-appb-T000001
표 1에서, D는 하향링크 서브프레임(downlink subframe, DL SF)을, U는 상향링크 서브프레임(uplink subframe, UL SF)을, S는 특별(special) 서브프레임을 나타낸다. 특별 서브프레임은 하향링크 구간(예, DwPTS), 보호 구간(예, GP), 상향링크 구간(예, UpPTS)을 포함한다. 표 2는 특별 서브프레임의 구성을 예시한다.
표 2
Figure PCTKR2014006891-appb-T000002
상기 설명된 무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 3은 본 발명에서 이용될 수 있는 하향링크 슬롯을 위한 자원 그리드를 예시한다.
도 3을 참조하면, 하향링크 슬롯은 시간 도메인에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원 블록(RB)은 주파수 도메인에서 12개의 서브캐리어를 포함하는 것으로 예시되었다. 그러나, 본 발명이 이로 제한되는 것은 아니다. 자원 그리드 상에서 각각의 요소는 자원 요소(Resource Element, RE)로 지칭된다. 하나의 RB는 12×7 RE들을 포함한다. 하향링크 슬롯에 포함된 RB의 개수 NDL는 하향링크 전송 대역에 의존한다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.
도 4는 본 발명에서 이용될 수 있는 하향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 4를 참조하면, 서브프레임 내에서 첫 번째 슬롯의 앞에 위치한 최대 3(또는 4)개의 OFDM 심볼이 제어 채널 할당을 위한 제어 영역에 해당한다. 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)가 할당되는 데이터 영역에 해당하며, 데이터 영역의 기본 자원 단위는 RB이다. LTE(-A) 시스템에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 예는 PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid ARQ Indicator Channel) 등을 포함한다.
PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심볼에서 전송되고 서브프레임 내에서 제어 채널의 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 개수에 관한 정보를 나른다. PCFICH는 4개의 자원 요소 그룹(Resource Element Group, REG)으로 구성되고, 각각의 REG는 셀 ID에 기초하여 제어 영역 내에 균등하게 분산된다. 하나의 REG(Resource Element Group)는 4개의 자원 요소로 구성될 수 있다. PCFICH는 1 내지 3(또는 2 내지 4)의 값을 지시하며 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)로 변조된다. PHICH는 상향링크 전송에 대한 응답으로 HARQ ACK/NACK 신호를 나른다. PHICH 기간(duration)에 의해 설정된 하나 이상의 OFDM 심볼들에서 CRS 및 PCFICH(첫 번째 OFDM 심볼)를 제외하고 남은 REG 상에 PHICH가 할당된다. PHICH는 주파수 도메인 상에서 최대한 분산된 3개의 REG에 할당된다. PHICH에 대해서는 이하에서 보다 자세히 설명한다.
PDCCH는 서브프레임의 처음 n개 OFDM 심볼(이하, 제어 영역) 내에 할당된다. 여기에서, n은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 DCI(Downlink Control Information)라고 한다. PDCCH는 하향링크 공유 채널(downlink shared channel, DL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, 상향링크 공유 채널(uplink shared channel, UL-SCH)의 전송 포맷 및 자원 할당 정보, 페이징 채널(paging channel, PCH) 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상에서 전송되는 랜덤 접속 응답과 같은 상위 계층 제어 메시지의 자원 할당 정보, 단말 그룹 내의 개별 단말들에 대한 Tx 파워 제어 명령 세트, Tx 파워 제어 명령, VoIP(Voice over IP)의 활성화 지시 정보 등을 나른다. 더욱 구체적으로, DCI 포맷은 용도에 따라 호핑 플래그(hopping flag), RB 할당, MCS(Modulation Coding Scheme), RV(Redundancy Version), NDI(New Data Indicator), TPC(Transmit Power Control), 사이클릭 쉬프트 DM-RS(DeModulation Reference Signal), CQI(Channel Quality Information) 요청, HARQ 프로세스 번호, TPMI(Transmitted Precoding Matrix Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator) 확인(confirmation) 등의 정보를 선택적으로 포함한다.
복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 복수의 연속된 제어 채널 요소(control channel element, CCE)들의 집합(aggregation) 상에서 전송된다. PDCCH를 구성하는 CCE 개수를 CCE 집합 레벨(aggregation level)이라고 지칭한다. CCE는 PDCCH에 무선 채널 상태에 기초한 코딩 레이트를 제공하는데 사용되는 논리적 할당 유닛이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group, REG)에 대응한다. PDCCH의 포맷 및 PDCCH 비트의 개수는 CCE의 개수에 따라 결정된다. 기지국은 단말에게 전송될 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(cyclic redundancy check)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자 또는 사용 목적에 따라 식별자(예, RNTI(radio network temporary identifier))로 마스킹 된다. 예를 들어, PDCCH가 특정 단말을 위한 것일 경우, 해당 단말의 식별자(예, cell-RNTI (C-RNTI))가 CRC에 마스킹 될 수 있다. PDCCH가 페이징 메시지를 위한 것일 경우, 페이징 식별자(예, paging-RNTI (P-RNTI))가 CRC에 마스킹 될 수 있다. PDCCH가 시스템 정보(보다 구체적으로, 시스템 정보 블록(system information block, SIC))를 위한 것일 경우, SI-RNTI(system information RNTI)가 CRC에 마스킹 될 수 있다. PDCCH가 랜덤 접속 응답을 위한 것일 경우, RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹 될 수 있다. PDCCH가 상향링크 전력 제어를 위한 것일 경우, TPC-RNTI(Transmit Power Control-RNTI)가 이용될 수 있으며 TPC-RNTI는 PUCCH 전력 제어를 위한 TPC-PUCCH-RNTI와 PUSCH 전력 제어를 위한 TPC-PUSCH-RNTI를 포함할 수 있다. PDCCH가 멀티캐스트 제어 채널(Multicast Control Channel, MCCH)을 위한 것일 경우, M-RNTI(Multimedia Broadcast Multicast Service-RNTI)가 이용될 수 있다.
각각의 PDCCH는 하나 이상의 CCE(Control Channel Element)를 이용해 전송되고, 각각의 CCE는 9세트의 4개 자원 요소에 대응한다. 4개 자원 요소는 REG(Resource Element Group)로 지칭된다. 4개의 QPSK 심볼이 한 REG에 맵핑된다. 참조 신호에 할당된 자원 요소는 REG에 포함되지 않으며, 이로 인해 주어진 OFDM 심볼 내에서 REG의 총 개수는 셀-특정(cell-specific) 참조 신호의 존재 여부에 따라 달라진다.
표 3은 PDCCH 포맷에 따른 CCE 개수, REG 개수, PDCCH 비트 수를 나타낸다.
표 3
Figure PCTKR2014006891-appb-T000003
CCE들은 연속적으로 번호가 매겨지어 사용되고, 디코딩 프로세스를 단순화 하기 위해, n CCEs로 구성된 포맷을 갖는 PDCCH는 n의 배수와 동일한 수를 갖는 CCE에서만 시작될 수 있다. 특정 PDCCH의 전송을 위해 사용되는 CCE의 개수는 채널 조건에 따라 기지국에 의해 결정된다. 예를 들어, PDCCH가 좋은 하향링크 채널(예, 기지국에 가까움)를 갖는 단말을 위한 것인 경우, 하나의 CCE로도 충분할 수 있다. 그러나, 나쁜 채널(예, 셀 경계에 가까움)을 갖는 단말의 경우, 충분한 로버스트(robustness)를 얻기 위해 8개의 CCE가 사용될 수 있다. 또한, PDCCH의 파워 레벨이 채널 조건에 맞춰 조절될 수 있다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보는 DCI(Downlink Control Information)라고 지칭된다. 다양한 DCI 포맷이 용도에 따라 정의된다. 구체적으로, 상향링크 스케줄링을 위해 DCI 포맷 0, 4(이하, UL 그랜트)가 정의되고, 하향링크 스케줄링을 위해 DCI 포맷 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 2, 2A, 2B, 2C(이하, DL 그랜트)가 정의된다. DCI 포맷은 용도에 따라 호핑 플래그(hopping flag), RB 할당, MCS(Modulation Coding Scheme), RV(Redundancy Version), NDI(New Data Indicator), TPC(Transmit Power Control), 사이클릭 쉬프트 DM-RS(DeModulation Reference Signal), CQI(Channel Quality Information) 요청, HARQ 프로세스 번호, TPMI(Transmitted Precoding Matrix Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator) 확인(confirmation) 등의 정보를 선택적으로 포함한다.
기지국은 단말에게 전송될 제어 정보에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 에러 검출을 위한 CRC(cyclic redundancy check)를 부가한다. CRC는 PDCCH의 소유자나 용도에 따라 식별자(예, RNTI(radio network temporary identifier))로 마스킹 된다. 다른 말로, PDCCH는 식별자(예, RNTI)로 CRC 스크램블 된다.
LTE(-A) 시스템에서는 각각의 단말을 위해 PDCCH가 위치할 수 있는 제한된 세트의 CCE 위치를 정의한다. 단말이 자신의 PDCCH를 찾을 수 있는 제한된 세트의 CCE 위치는 검색 공간(Search Space, SS)으로 지칭될 수 있다. LTE(-A) 시스템에서, 검색 공간은 각각의 PDCCH 포맷에 따라 다른 사이즈를 갖는다. 또한, UE-특정(UE-specific) 및 공통(common) 검색 공간이 별도로 정의된다. 기지국은 단말에게 PDCCH가 검색 공간의 어디에 있는지에 관한 정보를 제공하지 않기 때문에 단말은 검색 공간 내에서 PDCCH 후보(candidate)들의 집합을 모니터링 하여 자신의 PDCCH를 찾는다. 여기서, 모니터링(monitoring)이란 단말이 수신된 PDCCH 후보들을 각각의 DCI 포맷에 따라 복호화를 시도하는 것을 말한다. 검색 공간에서 PDCCH를 찾는 것을 블라인드 검출(blind decoding 또는 blind detection)이라 한다. 블라인드 검출을 통해, 단말은 자신에게 전송된 PDCCH의 식별(identification)과 해당 PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보의 복호화를 동시에 수행한다. 예를 들어, C-RNTI로 PDCCH를 디마스킹(de-masking) 한 경우, CRC 에러가 없으면 단말은 자신의 PDCCH를 검출한 것이다. UE-특정 검색 공간(UE-Specific Search Space, USS)은 각 단말을 위해 개별적으로 설정되고, 공통 검색 공간(Common Search Space, CSS)의 범위는 모든 단말에게 알려진다. USS 및 CSS는 오버랩 될 수 있다. 상당히 작은 검색 공간을 가진 경우, 특정 단말을 위한 검색 공간에서 일부 CCE 위치가 할당된 경우 남는 CCE가 없기 때문에, 주어진 서브프레임 내에서 기지국은 가능한 모든 단말에게 PDCCH를 전송할 CCE 자원들을 찾지 못할 수 있다. 위와 같은 블록킹이 다음 서브프레임으로 이어질 가능성을 최소화하기 위하여 USS의 시작 위치는 단말-특정 방식으로 호핑된다.
표 4는 CSS 및 USS의 사이즈를 나타낸다.
표 4
Figure PCTKR2014006891-appb-T000004
블라인드 디코딩(Blind Decoding, BD)의 총 회수에 따른 계산 부하를 통제 하에 두기 위해, 단말은 정의된 모든 DCI 포맷을 동시에 검색하도록 요구되지 않는다. 일반적으로, USS 내에서 단말은 항상 포맷 0과 1A를 검색한다. 포맷 0과 1A는 동일 사이즈를 가지며 메시지 내의 플래그에 의해 구분된다. 또한, 단말은 추가 포맷을 수신하도록 요구될 수 있다(예, 기지국에 의해 설정된 PDSCH 전송모드에 따라 1, 1B 또는 2). CSS에서 단말은 포맷 1A 및 1C를 검색한다. 또한, 단말은 포맷 3 또는 3A를 검색하도록 설정될 수 있다. 포맷 3 및 3A는 포맷 0 및 1A와 동일한 사이즈를 가지며, 단말-특정 식별자 보다는, 서로 다른 (공통) 식별자로 CRC를 스크램블링 함으로써 구분될 수 있다.
전송모드(Transmission Mode, TM)에 따른 PDSCH 전송 기법과, DCI 포맷들의 정보 컨텐츠를 아래에 나열하였다.
전송모드
● 전송모드 1: 단일 기지국 안테나포트로부터의 전송
● 전송모드 2: 전송 다이버시티
● 전송모드 3: 개-루프 공간 다중화
● 전송모드 4: 폐-루프 공간 다중화
● 전송모드 5: 다중-사용자 MIMO(Multiple Input Multiple Output)
● 전송모드 6: 폐-루프 랭크-1 프리코딩
● 전송모드 7: 단일-안테나 포트(포트 5) 전송
● 전송모드 8: 이중 레이어 전송(포트 7 및 8) 또는 단일-안테나 포트(포트 7 또는 8) 전송
● 전송모드 9~10: 최대 8개의 레이어 전송(포트 7 ~14) 또는 단일-안테나 포트(포트 7 또는 8) 전송
DCI 포맷
● 포맷 0: PUSCH 전송을 위한 자원 그랜트
● 포맷 1: 단일 코드워드 PDSCH 전송(전송모드 1, 2 및 7)을 위한 자원 할당
● 포맷 1A: 단일 코드워드 PDSCH(모든 모드)를 위한 자원 할당의 콤팩트 시그널링
● 포맷 1B: 랭크-1 폐-루프 프리코딩을 이용하는 PDSCH(모드 6)를 위한 콤팩트 자원 할당
● 포맷 1C: PDSCH(예, 페이징/브로드캐스트 시스템 정보)를 위한 매우 콤팩트 한 자원 할당
● 포맷 1D: 다중-사용자 MIMO를 이용하는 PDSCH(모드 5)를 위한 콤팩트 자원 할당
● 포맷 2: 폐-루트 MIMO 동작의 PDSCH(모드 4)를 위한 자원 할당
● 포맷 2A: 개-루프 MIMO 동작의 PDSCH(모드 3)를 위한 자원 할당
● 포맷 3/3A: PUCCH 및 PUSCH를 위해 2-비트/1-비트 파워 조정 값을 갖는 파워 컨트롤 커맨드
● 포맷 4: 다중-안테나 포트 전송 모드로 설정된 셀에서 PUSCH 전송을 위한 자원 그랜트
DCI 포맷은 TM-전용(dedicated) 포맷과 TM-공통(common) 포맷으로 분류될 수 있다. TM-전용 포맷은 해당 TM에만 설정된 DCI 포맷을 의미하고, TM-공통 포맷은 모든 TM에 공통으로 설정된 DCI 포맷을 의미한다. 예를 들어, TM 8의 경우 DCI 포맷 2B가 TM-전용 DCI 포맷이고, TM 9의 경우 DCI 포맷 2C가 TM-전용 DCI 포맷이고, TM 10의 경우 DCI 포맷 2D가 TM-전용 DCI 포맷일 수 있다. 또한, DCI 포맷 1A는 TM-공통 DCI 포맷일 수 있다.
도 5는 서브프레임에 E-PDCCH를 할당하는 예를 나타낸다. 기존 LTE 시스템에서 PDCCH는 제한된 OFDM 심볼들을 통해 전송되는 등의 한계가 있다. 따라서, LTE-A에서는 보다 유연한 스케줄링을 위해 E-PDCCH(enhanced PDCCH)를 도입하였다.
도 5를 참조하면, 제어 영역(예, 도 4 참조)에는 기존 LTE(-A)에 따른 PDCCH(편의상, Legacy PDCCH, L-PDCCH)가 할당될 수 있다. L-PDCCH 영역은 L-PDCCH가 할당될 수 있는 영역을 의미한다. 문맥에 따라, L-PDCCH 영역은 제어 영역, 제어 영역 내에서 실제로 PDCCH가 할당될 수 있는 제어 채널 자원 영역(즉, CCE 자원), 또는 PDCCH 검색 공간을 의미할 수 있다. 한편, 데이터 영역(예, 도 4 참조) 내에 PDCCH가 추가로 할당될 수 있다. 데이터 영역에 할당된 PDCCH를 E-PDCCH라고 지칭한다. 도시된 바와 같이, E-PDCCH를 통해 제어 채널 자원을 추가 확보함으로써, L-PDCCH 영역의 제한된 제어 채널 자원으로 인한 스케줄링 제약을 완화할 수 있다. 데이터 영역에서 E-PDCCH와 PDSCH는 FDM(Frequency Division Multiplexing) 방식으로 다중화 된다.
구체적으로, E-PDCCH는 DM-RS(Demodulation Reference Signal)에 기반해 검출/복조될 수 있다. E-PDCCH는 시간 축 상에서 PRB(Physical Resource Block) 페어(pair)에 걸쳐 전송되는 구조를 가진다. E-PDCCH 기반 스케줄링이 설정되는 경우, 어느 서브프레임에서 E-PDCCH 전송/검출을 수행할지를 지정해줄 수 있다. E-PDCCH는 USS에만 구성될 수 있다. 단말은 E-PDCCH 전송이 허용되도록 설정된 서브프레임(이하, E-PDCCH 서브프레임)에서 L-PDCCH CSS와 E-PDCCH USS에 대해서만 DCI 검출을 시도하고, E-PDCCH 전송이 허용되지 않도록 설정된 서브프레임(즉, 논-E-PDCCH 서브프레임)에서는 L-PDCCH CSS와 L-PDCCH USS에 대해 DCI 검출을 시도할 수 있다.
L-PDCCH와 마찬가지로, E-PDCCH는 DCI를 나른다. 예를 들어, E-PDCCH는 하향링크 스케줄링 정보, 상향링크 스케줄링 정보를 나를 수 있다. E-PDCCH/PDSCH 과정 및 E-PDCCH/PUSCH 과정은 도 1의 단계 S107 및 S108을 참조하여 설명한 것과 동일/유사하다. 즉, 단말은 E-PDCCH를 수신하고 E-PDCCH에 대응되는 PDSCH를 통해 데이터/제어 정보를 수신할 수 있다. 또한, 단말은 E-PDCCH를 수신하고 E-PDCCH에 대응되는 PUSCH를 통해 데이터/제어 정보를 송신할 수 있다. 한편, 기존의 LTE는 제어 영역 내에 PDCCH 후보 영역(이하, PDCCH 검색 공간)을 미리 예약하고 그곳의 일부 영역에 특정 단말의 PDCCH를 전송하는 방식을 택하고 있다. 따라서, 단말은 블라인드 디코딩을 통해 PDCCH 검색 공간 내에서 자신의 PDCCH를 얻어낼 수 있다. 유사하게, E-PDCCH도 사전 예약된 자원 중 일부 또는 전체에 걸쳐 전송될 수 있다.
도 6은 LTE(-A) 시스템에서 사용되는 상향링크 서브프레임의 구조를 예시한다.
도 6을 참조하면, 상향링크 서브프레임은 복수(예, 2개)의 슬롯을 포함한다. 슬롯은 CP 길이에 따라 서로 다른 수의 SC-FDMA 심볼을 포함할 수 있다. 일 예로, 표준(normal) CP의 경우 슬롯은 7개의 SC-FDMA 심볼을 포함할 수 있다. 상향링크 서브프레임은 주파수 도메인에서 데이터 영역과 제어 영역으로 구분된다. 데이터 영역은 PUSCH를 포함하고 음성 등의 데이터 신호를 전송하는 데 사용된다. 제어 영역은 PUCCH를 포함하고 제어 정보를 전송하는 데 사용된다. PUCCH는 주파수 축에서 데이터 영역의 양끝 부분에 위치한 RB 쌍(RB pair)(예, m=0,1,2,3)을 포함하며 슬롯을 경계로 홉핑한다.
PUCCH는 다음의 제어 정보를 전송하는 데 사용될 수 있다.
- SR(Scheduling Request): 상향링크 UL-SCH 자원을 요청하는 데 사용되는 정보이다. OOK(On-Off Keying) 방식을 이용하여 전송된다.
- HARQ ACK/NACK: PDSCH 상의 하향링크 데이터 패킷에 대한 응답 신호이다. 하향링크 데이터 패킷이 성공적으로 수신되었는지 여부를 나타낸다. 단일 하향링크 코드워드(CodeWord, CW)에 대한 응답으로 ACK/NACK 1비트가 전송되고, 두 개의 하향링크 코드워드에 대한 응답으로 ACK/NACK 2비트가 전송된다.
- CQI(Channel Quality Indicator): 하향링크 채널에 대한 피드백 정보이다. MIMO(Multiple Input Multiple Output) 관련 피드백 정보는 RI(Rank Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), PTI(Precoding Type Indicator) 등을 포함한다. 서브프레임 당 20비트가 사용된다.
도 7은 랜덤 접속 과정(Random Access Procedure)을 예시한다.
랜덤 접속 과정은 상향으로 짧은 길이의 데이터를 전송하기 위해 사용된다. 예를 들어, 랜덤 접속 과정은 RRC_IDLE에서의 초기 접속, 무선 링크 실패 후의 초기 접속, 랜덤 접속 과정을 요구하는 핸드오버, RRC_CONNECTED 중에 랜덤 접속 과정이 요구되는 상향/하향링크 데이터 발생시에 수행된다. RRC 연결 요청 메시지(RRC Connection Request Message)와 셀 갱신 메시지(Cell Update Message), URA 갱신 메시지(URA Update Message) 등의 일부 RRC 메시지도 랜덤 접속 과정을 이용하여 전송된다. 논리채널 CCCH(Common Control Channel), DCCH(Dedicated Control Channel), DTCH(Dedicated Traffic Channel)가 전송채널 RACH에 매핑될 수 있다. 전송채널 RACH는 물리채널 PRACH(Physical Random Access Channel)에 매핑된다. 단말의 MAC 계층이 단말 물리계층에 PRACH 전송을 지시하면, 단말 물리계층은 먼저 하나의 접속 슬롯(access slot)과 하나의 시그너처(signature)를 선택하여 PRACH 프리앰블을 상향으로 전송한다. 랜덤 접속 과정은 경쟁 기반(contention based) 과정과 비경쟁 기반(non-contention based) 과정으로 구분된다.
도 7을 참조하면, 단말은 시스템 정보를 통해 기지국으로부터 랜덤 접속에 관한 정보를 수신하여 저장한다. 그 후, 랜덤 접속이 필요하면, 단말은 랜덤 접속 프리앰블(Random Access Preamble; 메시지 1 또는 Msg1이라고도 함)을 기지국으로 전송한다(S710). 기지국이 상기 단말로부터 랜덤 접속 프리앰블을 수신하면, 상기 기지국은 랜덤 접속 응답 메시지(Random Access Response; 메시지 2 또는 Msg2라고도 함)를 단말에게 전송한다(S720). 구체적으로, 상기 랜덤 접속 응답 메시지에 대한 하향 스케줄링 정보는 RA-RNTI(Random Access-RNTI)로 CRC 마스킹되어 L1/L2 제어 채널(PDCCH) 상에서 전송될 수 있다. RA-RNTI로 마스킹된 하향 스케줄링 신호를 수신한 단말은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)로부터 랜덤 접속 응답 메시지를 수신하여 디코딩할 수 있다. 그 후, 단말은 상기 랜덤 접속 응답 메시지에 자신에게 지시된 랜덤 접속 응답 정보가 있는지 확인한다. 자신에게 지시된 랜덤 접속 응답 정보가 존재하는지 여부는 단말이 전송한 프리앰블에 대한 RAID(Random Access preamble ID)가 존재하는지 여부로 확인될 수 있다. 상기 랜덤 접속 응답 정보는 동기화를 위한 타이밍 옵셋 정보를 나타내는 타이밍 어드밴스(Timing Advance; TA), 상향링크에 사용되는 무선자원 할당정보, 단말 식별을 위한 임시 식별자(예: Temporary C-RNTI) 등을 포함한다. 단말은 랜덤 접속 응답 정보를 수신하면, 상기 응답 정보에 포함된 무선자원 할당 정보에 따라 상향링크 SCH(Uplink Shared Channel)로 상향링크 전송(메시지 3 또는 Msg3이라고도 함)을 수행한다(S730). 기지국은 단말로부터 상기 상향링크 전송을 수신한 후에, 경쟁 해결(contention resolution)을 위한 메시지(메시지 4 또는 Msg4라고도 함)를 단말에게 전송한다(S740).
비경쟁 기반 과정의 경우, 단말이 랜덤 접속 프리앰블을 전송(S710)하기 전에 기지국이 비경쟁 랜덤 접속 프리앰블(Non-contention Random Access Preamble)을 단말에게 할당할 수 있다. 비경쟁 랜덤 접속 프리앰블은 핸드오버 명령(handover command)나 PDCCH와 같은 전용 시그널링(dedicated signaling)을 통해 할당될 수 있다. 단말은 비경쟁 랜덤 접속 프리앰블을 할당받는 경우 S710 단계와 유사하게 할당받은 비경쟁 랜덤 접속 프리앰블을 기지국으로 전송할 수 있다. 기지국은 상기 단말로부터 비경쟁 랜덤 접속 프리앰블을 수신하면, S720 단계와 유사하게 상기 기지국은 랜덤 접속 응답을 단말에게 전송할 수 있다.
상기 설명된 랜덤 접속 과정에서 랜덤 접속 응답(S720)에 대해서는 HARQ가 적용되지 않지만 랜덤 접속 응답에 대한 상향링크 전송이나 경쟁 해결을 위한 메시지에 대해서는 HARQ가 적용될 수 있다. 따라서, 랜덤 접속 응답에 대해서 단말은 ACK/NACK을 전송할 필요가 없다.
LTE-A의 차기 시스템은 계량기 검침, 수위 측정, 감시 카메라의 활용, 자판기의 재고보고 등의 데이터 통신을 위주로 하는 저가/저사양의 단말(UE)을 구성하는 것을 고려하고 있다. 이러한 UE를 편의상 MTC(Machine Type Communication) UE 또는 낮은 복잡도를 갖는 타입의 UE(low complexity type UE)라고 지칭한다. MTC UE의 경우 전송 데이터량이 적고 상향링크/하향링크 데이터 송수신이 가끔씩 발생하기 때문에 이러한 낮은 데이터 전송률에 맞춰서 단말기의 단가를 낮추고 배터리 소모를 줄이는 것이 효율적이다. MTC UE의 경우 이동성이 적은 것을 특징으로 하므로 채널 환경이 거의 변하지 않는 특성을 지니고 있다. 한편, MTC UE가 빌딩, 공장뿐만 아니라 지하실(basement) 등과 같이 커버리지 제한적인(coverage-limited) 장소에 설치되는 열악한 상황까지 고려하여 각 채널/신호 별로 MTC UE를 위한 반복 전송 방법 등과 같은 다양한 커버리지 향상(coverage enhancement) 기법들이 현재 논의되고 있다.
본 명세서에서 기존 LTE-A 시스템에 따른 UE는 보통(normal) UE 또는 제1 타입 UE라고 지칭되고, MTC UE는 제2 타입 UE 또는 LCT(Low Complexity Type) UE라고 지칭될 수 있다. 혹은, (반복이 적용되지 않는) 보통 커버리지를 갖는 UE를 제1 타입 UE라고 지칭하고 (반복이 적용되는) 커버리지 제한적인 UE를 제2 타입 UE 또는 LCT UE라고 지칭할 수 있다. 혹은, 동일 신호/채널의 반복이 적용되지 않는 UE를 제1 타입 UE라고 지칭하고 반복이 적용되는 UE를 제2 타입 UE 또는 CE(Coverage Enhanced) UE라고 지칭할 수 있다. 예를 들어, 제2 타입 UE의 경우 수신 안테나 개수가 감소될 수 있고, 지원하는 TB(Transport Block)의 개수가 감소될 수 있고, 송수신 주파수 범위가 감소될 수 있다. 보다 구체적인 예로, 제2 타입 UE는 하나의 송수신 안테나를 가지고, 1개의 TB만을 지원하며, 6개 RB(Resource Block) 이하의 주파수 범위만을 지원할 수 있다.
커버리지 제한적인 환경에서 신호가 전송될 경우 노이즈에 비해 신호의 세기가 미약할 수 있다. 하지만, 동일한 신호/채널을 반복 전송할 경우 신호의 세기는 계속 축적되어 세기가 강해질 수 있는 반면 노이즈는 랜덤한 특성을 가지므로 서로 상쇄되어 일정한 수준에서 유지될 수 있다. 따라서, 커버리지 제한적인 환경에서 동일한 신호의 반복 전송을 통해 커버리지를 개선하는 효과를 달성할 수 있다.
한편, 랜덤 액세스 과정에서의 커버리지 개선(coverage enhancement)을 고려하면 PRACH 프리앰블 전송뿐만 아니라 이와 연관되어 전송되는 신호/채널, 즉 예를 들어 랜덤 액세스 응답(Random Access Response, RAR) 및 이로부터 스케줄링되는 PUSCH(또는 Msg3) 등에도 (시간 도메인) 반복이 적용될 수 있다. 따라서, 이러한 반복 전송 동작을 위해서는 각 신호/채널 별로 어떠한 자원(예, 코드/시간/주파수)을 사용하여 몇 번의 반복이 적용/수행되는지가, 해당 신호/채널 전송 이전에 미리 시그널링/설정되어야 할 수 있다. 또한, PRACH 프리앰블 및/또는 RAR 및/또는 해당 RAR을 스케줄링하는 PDCCH에 반복이 적용됨을 감안하여, 이에 적합한 RAR 수신(및/또는 RA-RNTI 검출) 가능 구간 및 RA-RNTI 결정 방식이 고려되어야 할 필요가 있다. 본 명세서에서 RAR 수신(및/또는 RA-RNTI 검출) 가능 구간을 간략히 RAR 윈도우라고 지칭한다.
본 발명에서는, 제2 타입 UE의 커버리지 개선을 위한 반복 전송 기반의 랜덤 액세스 과정에 수반되는 정보 및 파라미터에 대한 시그널링/설정 방법을 제안한다. 본 명세서에서 PRACH 자원은 PRACH 프리앰블 전송에 사용되는 시퀀스/서브프레임(SF)/주파수 대역 등의 조합을 지칭할 수 있다. 또한, 본 명세서에서, 동일한 신호의 반복 전송을 위한 하나의 반복 횟수에 대응되는 신호/채널 반복 전송 구간을 편의상 “번들(bundle)” 또는 “번들 구간(bundle interval)”이라 칭한다. 각 신호/채널은 커버리지 개선을 위해 독립적인 반복 횟수로 반복 전송되도록 설정될 수 있으며, 반복 횟수는 “1”을 포함할 수 있다. 반복 횟수가 1인 경우, 반복없이 한번 전송하는 것을 의미하며, 이때의 번들 구간은 1개 서브프레임이 될 수 있다. 또한, 본 발명에서 언급되는 PDCCH의 경우 PDCCH와 EPDCCH를 모두 포함할 수 있으며, CCE의 경우에도 CCE와 ECCE를 모두 포함할 수 있다. 본 명세서에서 반복 전송(repeated transmission)은 간략히 반복(repetition)이라고 지칭될 수 있다. 설명에 앞서, 랜덤 액세스 과정과 관련한 몇 가지 용어들을 정리하면 다음과 같다.
1) PRACH : 특정 시퀀스/SF/주파수 대역 조합을 사용하여 전송되는 PRACH 프리앰블(UE to eNB)
A. PRACH의 반복 횟수를 편의상 Np로 정의
B. PRACH 반복의 경우, 프리앰블 포맷 전체에 대하여 (Np번의) 반복을 적용하거나 혹은 프리앰블 내 시퀀스 부분에 대해서만 (Np번의) 반복을 적용하는 방식이 고려될 수 있음
2) RAR : TA(Timing Advance) 등을 포함한 PRACH 프리앰블 응답 메시지를 전송하는 PDSCH(eNB to UE)
RAR-PDCCH : RAR에 대한 DL 그랜트를 전송하는 PDCCH(eNB to UE)
A. RAR 및 RAR-PDCCH의 반복 횟수를 각각 Nr 및 Nd로 정의
3) Msg3 : RAR에 포함된 UL 그랜트를 기반으로 전송되는 PUSCH(UE to eNB)
A. Msg3의 반복 횟수를 Nm로 정의
도 8은 본 발명에 따른 번들 구간을 예시한다.
도 8을 참조하면, 동일한 채널/신호가 하나의 서브프레임에서 일회 송수신되며 총 N번의 반복 횟수로 N(>0)개의 서브프레임에 걸쳐 특정 오프셋을 가지고 송수신될 수 있다. 이 경우, 채널/신호가 처음 송수신되는 서브프레임을 번들 시작 서브프레임(도 8의 S)이라고 지칭하고, 채널/신호가 마지막으로 송수신되는 서브프레임을 번들 종료 서브프레임이라고 지칭하며, 번들 시작 서브프레임에서 번들 종료 서브프레임까지의 구간을 번들 또는 번들 구간이라고 지칭할 수 있다. 또한, 번들 또는 번들 구간에서 채널/신호가 송수신되는 서브프레임을 번들 구성 서브프레임이라고 지칭할 수 있다. 따라서, 번들 시작 서브프레임(도 8의 S)으로부터 각 번들 구성 서브프레임마다 동일한 채널/신호가 송수신될 수 있다. 또한, 번들 구간을 구성하는 각 서브프레임은 특정 오프셋(k)을 가지도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 특정 오프셋(k)이 1인 경우 번들 구간은 연속된 N개의 서브프레임으로 구성될 수 있다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 번들 구간이 연속된 서브프레임으로 구성되는 것을 가정하지만 본 발명은 오프셋이 1보다 큰 값을 가지는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
■ RAR 전송 관련 정보
일반적으로 RAR 전송은 RAR-PDCCH에 의해 스케줄링될 수 있다(예, 도 7 참조). 따라서 일반적인 경우, RAR 전송 관련 정보(간략히 RAR-info라 지칭)는 다음 정보들 중 전체 혹은 일부를 포함할 수 있다. 아래에서 RAR-PDCCH 반복 횟수(Nd), RAR-PDCCH 번들 구성/시작 SF 정보, RAR-PDCCH가 전송되는 제어 채널 자원 정보, 및/또는 CFI 정보는 RAR-PDCCH 전송 관련 정보라고 지칭될 수 있다.
- RAR 반복 횟수(Nr)
- RAR 번들 구성/시작 SF 정보
- RAR 전송이 시작되는 OFDM 심볼 정보
- RAR-PDCCH 반복 횟수(Nd)
- RAR-PDCCH 번들 구성/시작 SF 정보
- RAR-PDCCH가 전송되는 제어 채널 자원(예, PDCCH 후보(candidate) 및/또는 CCE 인덱스) 정보 및 CFI(Control Format Indicator) 정보(즉, PDCCH 등의 제어 채널 전송용으로 사용/가정되는 OFDM 심볼 수/구간)
RAR 전송 관련 정보(RAR-info)는 (특정) SIB를 통해 시그널링/설정될 수 있다. 해당 (특정) SIB는 일반 UE들도 수신 가능한 기존 레거시 SIB이거나, 또는 전체 혹은 특정 제2 타입 UE들만 수신 가능한 새로운 형태의 제2 타입 전용(second-type-dedicated) SIB일 수 있다. 기존 레거시 SIB는 LTE-A에서 규정된 SIB를 지칭하며, RAR 전송 관련 정보가 기존 레거시 SIB를 통해 시그널링되는 경우 기존 레거시 SIB에 추가적으로 포함된 형태로 시그널링될 수 있다. RAR 전송 관련 정보가 제2 타입 전용 SIB를 통해 시그널링되는 경우, 예를 들어 커버리지 개선이 요구되는 제2 타입 UE들만 수신 가능한 SIB일 수 있다.
또는, 커버리지 개선 요구량 별로 RAR 전송 관련 정보들이 룩업 테이블(look-up table) 형태로 정의될 수 있다. 이 경우 별도의 추가적인 시그널링/설정 과정 없이 제2 타입 UE는 룩업 테이블 내에서 자신의 커버리지 조건에 부합하는 정보를 참조하여 이를 기반으로 RAR 전송 관련 동작을 수행할 수 있다.
또한, 공통 검색 공간(CSS)를 통해 (혹은 UE-공통 RNTI 기반으로) 전송되는 임의의 PDCCH에 대한 반복 관련 정보가 RAR-info에 포함되어 혹은 RAR-info와는 별도로 (특정) SIB(혹은 RAR, 혹은 UE-특정 RRC 시그널링)를 통해 시그널링/설정될 수 있다. 공통 검색 공간(CSS)를 통해 (혹은 UE-공통 RNTI 기반으로) 전송되는 임의의 PDCCH에 대한 반복 관련 정보는 RAR-PDCCH 반복 관련 정보를 포함하여 시그널링/설정되거나 혹은 RAR-PDCCH 반복 관련 정보와는 별도로 시그널링/설정될 수 있다. UE-공통 RNTI는 예를 들어 SI-RNTI, P-RNTI, RA-RNTI, TPC-PUCCH-RNTI, TPC-PUSCH-RNTI, 또는 M-RNTI를 포함할 수 있다. CSS(혹은 UE-공통 RNTI) 기반의 PDCCH에 대한 반복 관련 정보는 예를 들어 PDCCH 반복 횟수 및 PDCCH 번들 구성/시작 SF 정보, PDCCH가 전송되는 제어 채널 자원 정보 및 CFI 정보 등의 전체 혹은 특정 일부를 지칭할 수 있다.
또한, CSS(혹은, UE-공통 RNTI) 기반의 PDCCH 반복 관련 정보는 CSS(혹은, UE-공통 RNTI) 기반 PDCCH로부터 스케줄링되는 PDSCH/PUSCH 반복 관련 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, CSS(혹은, UE-공통 RNTI) 기반 PDCCH로부터 스케줄링되는 PDSCH/PUSCH 반복 관련 정보는 PDSCH/PUSCH 반복 횟수 및 PDSCH/PUSCH 번들 구성/시작 SF 정보, PDSCH 전송 시작 OFDM 심볼 정보, PHICH 전송 유무 및 PHICH 반복 관련 정보, HARQ-ACK 전송 유무 및 HARQ-ACK 반복 관련 정보 등의 전체 혹은 특정 일부를 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, PHICH 반복 관련 정보는 PHICH 반복 횟수 및 PHICH 번들 구성/시작 SF 정보, 이에 대응되는 PHICH 자원 할당 정보 등의 전체 혹은 일부를 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, HARQ-ACK 반복 관련 정보는 HARQ-ACK 반복 횟수 및 HARQ-ACK 번들 구성/시작 SF 정보, 이에 대응되는 PUCCH 자원 할당 정보 등의 전체 혹은 특정 일부를 포함할 수 있다.
한편, CSS(혹은 UE-공통 RNTI) 기반의 PDCCH 반복 관련 정보 (및 대응되는 PDSCH/PUSCH 반복 관련 정보)는 DCI 포맷 종류/용도 및/또는 DCI 페이로드 사이즈 별로 독립적으로 설정될 수 있다. 예를 들어, DCI 포맷 종류/용도에 따라 DCI 포맷 0/1A와 DCI 포맷 3/3A와 DCI 포맷 1C에 각각 독립적인 반복 관련 정보가 설정될 수 있으며, 혹은 DCI 페이로드 사이즈에 따라 DCI 포맷 0/1A/3/3A와 DCI 포맷 1C에 각각 독립적인 반복 관련 정보가 설정될 수 있다. 또한, CSS(혹은 UE-공통 RNTI) 기반의 PDCCH 반복 관련 정보(및 대응되는 PDSCH/PUSCH 반복 관련 정보)는 RNTI 종류 및/또는 용도 별로도 독립적으로 설정될 수 있다. 예를 들어, UE-공통 RNTI와 UE-특정 RNTI에 각각 독립적인 반복 관련 정보가 설정될 수 있으며, 혹은 UE-특정 RNTI와 TPC-PUCCH/PUSCH-RNTI와 RA/SI/P-RNTI(또는 RA-RNTI와 SI/P-RNTI)에 각각 독립적인 반복 관련 정보가 설정될 수 있다.
또 다른 방식으로, 제어 시그널링에 수반되는 오버헤드 및 지연(latency)을 줄이기 위해 RAR-PDCCH 전송 없이 RAR만 (반복을 적용하여) 전송하는 방법을 고려할 수 있다. 이 경우, (RAR-PDCCH 반복 관련 정보를 제외하고) RAR 반복 횟수(Nr) 및 RAR 번들 구성/시작 SF 정보, RAR 전송이 시작되는 OFDM 심볼 정보, 그리고 RAR 전송에 할당된 RB 자원을 비롯한 RAR 스케줄링 정보(예, MCS 레벨 및/또는 TB 사이즈) 등이 (전체 혹은 특정 일부) RAR-info에 포함되어 (특정) SIB을 통해 시그널링/설정될 수 있다.
또는 반대로, RAR(이를 포함하는 PDSCH) 전송 없이 RAR-PDCCH만 (반복을 적용하여) 전송하는 방법 또한 고려할 수 있다. 이 경우, UE는 해당 RAR-PDCCH를 RAR로 간주한 상태에서 동작할 수 있다. 또한 이 경우, (RAR 전송 관련 정보를 제외하고) RAR-PDCCH 반복 횟수(Nd) 및 RAR-PDCCH 번들 구성/시작 SF 정보, RAR-PDCCH가 전송되는 제어 채널 자원 정보 및 CFI 정보 등이 (전체 혹은 특정 일부) RAR-info에 포함되어 (특정) SIB을 통해 시그널링/설정될 수 있다. 이 경우, RAR-PDCCH를 구성하는 특정 필드 (조합) 내에 RAR 관련 내용(예, TA(Timing Advance), Temporary-C-RNTI, Msg3를 위한 UL 그랜트) 전체 혹은 일부가 포함될 수 있다. 혹은, Msg3를 위한 UL 그랜트(및/또는 Temporary-C-RNTI)는 (특정) SIB을 통해 사전에 미리 설정될 수 있다.
본 발명의 일 예에서, PRACH 자원 혹은 PRACH 자원 세트는 서로 다른 커버리지 개선 요구량에 대응되어 할당될 수 있으며, PRACH 자원 혹은 PRACH 자원 세트 별로 대응되는 RAR 전송 관련 정보(RAR-info)가 다르게 (혹은 독립적으로) 설정될 수 있다. 예를 들어, 커버리지 개선 요구량은 측정된 경로 손실(measured path-loss) 및/또는 요구되는 SNR(Signal-to-Noise Ratio)/SINR(Signal-to-Interference plus Noise Ratio)로서 정의될 수 있다. UE는 자신의 커버리지 조건(예, 측정된 경로 손실 값 혹은 이를 토대로 산출되는 커버리지 개선 요구량(예, SNR 또는 SINR) 등)에 따라 특정 PRACH 자원을 선택/전송한 후 해당 특정 PRACH 자원에 설정/결부된 RAR 전송 관련 정보(RAR-info)에 부합하는 RAR 검출/수신 동작을 수행할 수 있다.
한편, PDSCH 및/또는 PDCCH 전송 관련 정보도 동일/유사한 방식으로(예를 들어, PRACH 자원 (세트) 및/또는 커버리지 개선 요구량 별로) 시그널링/설정될 수 있다. PDSCH 및/또는 PDCCH 전송 관련 정보는 RAR 전송 관련 정보(RAR-info)를 일반화하여 혹은 RAR 전송 관련 정보(RAR-info)와는 별도로 시그널링/설정될 수 있다. 예를 들어, PDSCH 및/또는 PDCCH 전송 관련 정보는 PDSCH 반복 횟수 및 PDSCH 번들 구성/시작 SF 정보, PDSCH 시작 OFDM 심볼 정보, PDCCH 반복 횟수 및 PDCCH 번들 구성/시작 SF 정보, PDCCH 전송 제어 채널 자원 및 (PCFICH 수신을 수행할지 아니면 생략할지 여부를 포함한) CFI 정보, (PDSCH가 대응되는 PDCCH 전송을 수반하지 않는 형태로 반복 전송되는 경우) PDSCH 스케줄링 정보(예, MCS 레벨 및/또는 TB 사이즈), PDSCH 수신에 대한 HARQ-ACK 전송 유무 및/또는 HARQ-ACK 반복 횟수/번들 정보 중 전체 혹은 특정 일부를 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, UE는 자신의 커버리지 조건에 대응되는 PDSCH/PDCCH 전송 관련 정보를 기반으로 이에 부합하는 PDSCH/PDCCH 수신 동작을 수행할 수 있다.
한편, PSS(Primary Synchronization Signal)/SSS(Secondary Synchronization Signal) 및/또는 PBCH(Physical Broadcast Channel) 검출/수신 과정에서 UE가 자신의 커버리지(예, 측정된 경로 손실, 요구되는 S(I)NR)에 문제가 있다고 판단하는 경우, 실제 CFI 정보 설정을 위한 시그널링을 eNB로부터 수신하기 전까지 UE가 (예를 들어, PDCCH 검출/수신 등을 위해) 가정해야 할 CFI 정보가 사전에 정의되어있어야 할 수 있다. UE가 자신의 커버리지에 문제가 있다고 판단하는 경우는 예를 들어 PSS/SSS 검출을 위한 수신 결합(combining)/획득(acquisition) 시간이 일반적인 레거시 UE의 경우에 비해 상대적으로 증가하거나 그리고/또는 레거시 PBCH 외에 반복되는 추가적인(additional) PBCH까지 포함한 PBCH 번들의 수신을 통해야만 MIB(Master Information Block)를 검출하게 되는 경우를 포함할 수 있다.
이에, 커버리지 제한적인(coverage-limited) 상황에서 실제 CFI 정보 설정을 위한 시그널링을 eNB로부터 수신하기 전까지, UE는 (PCFICH에 대한 검출/수신 동작을 생략하고) 자신이 액세스한 셀의 시스템 대역폭(BW)에 정의된 최대 CFI 값 혹은 시스템 BW과 무관하게 하나의 특정 CFI 값을 가정/간주한 상태에서 동작할 것을 제안한다. 예를 들어, UE는 해당 CFI 값을 가정했을 때의 (가능한 최소) PDSCH 시작 OFDM 심볼 인덱스를 가정/간주한 상태에서 동작할 수 있다. 추가적으로, 실제 PDSCH 시작 OFDM 심볼 정보 설정을 위한 시그널링을 eNB로부터 수신하기 전까지, UE는 상기 최대 CFI 값 혹은 특정 CFI 값에 대응되는 제어 채널 심볼 구간 바로 다음 심볼부터 PDSCH 매핑이 시작된다고 가정/간주한 상태에서 동작할 수 있다. 또한, 실제 HARQ-ACK 피드백 관련 정보 설정을 위한 시그널링을 eNB로부터 수신하기 전까지, UE는 PDSCH 수신에 대한 HARQ-ACK 전송 동작을 생략할 수 있다.
또 다른 방법으로, UE-공통 데이터를 전송하는 PDSCH(“UE-공통 PDSCH”라고 지칭)에 대해서는 (시스템 대역폭(BW)에 따른) 최대 CFI 값 혹은 (시스템 대역폭(BW)에 무관한) 특정 CFI 값을 가정/간주한 상태에서 동작하고, UE-특정(UE-specific) 데이터를 전송하는 PDSCH(“UE-특정 PDSCH”라고 지칭)에 대해서는 UE-공통 PDSCH에 대응되는 상기 CFI 값과 상이한 CFI 값을 가정/간주한 상태에서 동작하거나 혹은 해당 UE-특정 PDSCH에 대해서만 별도의 독립적인 CFI 정보(및/또는 PDSCH 시작 심볼 정보)가 시그널링/설정될 수 있다. UE-공통 PDSCH는 예를 들어 SIB 및/또는 페이징 및/또는 RAR 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, UE는 해당 CFI 값을 가정했을 때의 (가능한 최소) PDSCH 시작 OFDM 심볼 인덱스를 가정/간주한 상태에서 동작할 수 있다.
한편, CFI 정보(및/또는 PDSCH 시작 심볼 정보)는 PBCH 또는 SIB 또는 RAR 또는 Msg4를 통해 시그널링/설정되거나, 혹은 (미리 지정된 주기를 가지고 전송되는) 별도의 특정 브로드캐스트(broadcasting) 신호/채널을 통해 UE-공통으로 시그널링/설정될 수 있다.
■ Msg3 전송 관련 정보
Msg3 전송 관련 정보는 다음 정보들의 전체 혹은 특정 일부를 포함할 수 있다. Msg3 전송 관련 정보는 간략히 Msg3-info라 지칭될 수 있다.
- Msg3 반복 횟수(Nm)
- Msg3 번들 구성/시작 SF 정보
- Msg3 수신에 대한 PHICH 전송 유무. PHICH 전송이 생략되도록 설정된 경우에는 PHICH 기반의 비적응적 자동 재전송(non-adaptive automatic retransmission)은 허용되지 않을 수 있으며, UL 그랜트 기반의 적응적 재전송(adaptive retransmission)만 허용될 수 있음
- PHICH 반복 횟수/번들 정보
Msg3 전송 관련 정보(Msg3-info)는 (특정) SIB 혹은 RAR을 통해 시그널링/설정될 수 있다. 또는, RAR 전송 관련 정보(RAR-info) 경우와 유사하게 커버리지 개선 요구량 별로 상기 정보들이 룩업 테이블(look-up table) 형태로 정의될 수 있다. 이 경우 별도의 추가적인 시그널링/설정 과정 없이 제2 타입 UE는 룩업 테이블 내에서 자신의 커버리지 조건에 부합하는 정보를 참조하여 이를 기반으로 Msg3 전송 관련 동작을 수행할 수 있다.
Msg3 번들 전송의 시작 SF 타이밍은 RAR(혹은 이에 대응되는 PDCCH) 번들 전송의 시작 혹은 종료 SF 타이밍을 기준으로 결정될 수 있다. 예를 들어, Msg3 번들 전송의 시작 SF 타이밍은 RAR(혹은 이에 대응되는 PDCCH) 번들 전송의 시작 혹은 종료 SF 타이밍에 특정 SF 오프셋이 더해진 SF 타이밍으로 결정될 수 있다. 특정 SF 오프셋은 예를 들어 Msg3 전송 관련 정보(Msg3-info)에 포함되어 시그널링/설정되거나 혹은 특정한 값으로 사전에 미리 정의될 수 있다.
또한, Msg3에 대한 재전송을 스케줄링하는 UL 그랜트 전송 및/또는 Msg3에 대한 경쟁 해결(contention resolution)을 위해 전송되는 특정 PDSCH(이를, “Msg4”라 칭함)를 스케줄링하는 DL 그랜트 전송 등을 목적으로 UE-특정 검색 공간(USS)을 통해(혹은 UE-특정 RNTI를 기반으로) PDCCH가 반복 전송될 수 있다. UE-특정 RNTI는 예를 들어 임시 C-RNTI(temporary C-RNTI), C-RNTI, SPS C-RNTI를 포함할 수 있다. USS(혹은 UE-특정 RNTI) 기반의 PDCCH에 대한 반복 관련 정보는 Msg3 전송 관련 정보(Msg3-info)에 포함되어 혹은 Msg3 전송 관련 정보(Msg3-info)와 별도로 (특정) SIB 혹은 RAR (혹은 UE-특정 RRC 시그널링)을 통해 시그널링/설정될 수 있다. 또한, USS(혹은 UE-특정 RNTI) 기반의 PDCCH에 대한 반복 관련 정보는 CSS(혹은 UE-공통 RNTI) 기반의 PDCCH 반복 관련 정보(및 이에 대응되는 PDSCH/PUSCH 반복 관련 정보)와 독립적으로 시그널링/설정될 수 있다. USS(혹은 UE-특정 RNTI) 기반의 PDCCH에 대한 반복 관련 정보는 예를 들어 PDCCH 반복 횟수 및 PDCCH 번들 구성/시작 SF 정보, PDCCH가 전송되는 제어 채널 자원 정보 및 CFI 정보 등의 전체 혹은 특정 일부를 지칭할 수 있다.
또한, USS(혹은, UE-특정 RNTI) 기반의 PDCCH 반복 관련 정보는 USS(혹은, UE-특정 RNTI) 기반 PDCCH로부터 스케줄링되는 PDSCH/PUSCH 반복 관련 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, PDSCH/PUSCH 반복 관련 정보는 PDSCH/PUSCH 반복 횟수 및 PDSCH/PUSCH 번들 구성/시작 SF 정보, PDSCH 전송 시작 OFDM 심볼 정보, PHICH 전송 유무 및 PHICH 반복 관련 정보, HARQ-ACK 전송 유무 및 HARQ-ACK 반복 관련 정보 등의 전체 혹은 특정 일부를 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, PHICH 반복 관련 정보는 PHICH 반복 횟수 및 PHICH 번들 구성/시작 SF 정보, 이에 대응되는 PHICH 자원 할당 정보 등의 전체 혹은 특정 일부를 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, HARQ-ACK 반복 관련 정보는 HARQ-ACK 반복 횟수 및 HARQ-ACK 번들 구성/시작 SF 정보, 이에 대응되는 PUCCH 자원 할당 정보 등의 전체 혹은 특정 일부를 포함할 수 있다.
한편, USS(혹은 UE-특정 RNTI) 기반의 PDCCH 반복 관련 정보(및 대응되는 PDSCH/PUSCH 반복 관련 정보)도 DCI 포맷 종류 혹은 DCI 페이로드 사이즈 별로 독립적으로 설정될 수 있다. 예를 들어, TM-공통 DCI 포맷(예, DCI 포맷 0/1A)과 DL TM-전용 DCI 포맷(예, DCI 포맷 1/1B/1D/2/2A/2B/2C/2D)과 UL TM-전용 DCI 포맷(예, DCI 포맷 4)에 각각 독립적인 반복 관련 정보가 설정될 수 있다.
또한, 앞서 설명된 바와 같이 PRACH 자원 혹은 PRACH 자원 세트는 서로 다른 커버리지 개선 요구량(예, 측정된 경로 손실(measured path-loss) 또는 요구되는 SNR/SINR)에 대응되어 할당될 수 있으며, PRACH 자원 혹은 PRACH 자원 세트 별로 대응되는 Msg3 전송 관련 정보(Msg3-info)가 다르게(혹은 독립적으로) 설정될 수 있다. UE는 자신의 커버리지 조건에 따라 특정 PRACH 자원을 선택/전송한 후 해당 특정 PRACH 자원에 설정/결부된 Msg3 전송 관련 정보(Msg3-info)에 부합하는 Msg3 전송 동작 및 대응되는 PHICH 수신 동작을 수행할 수 있다.
한편, Msg3-info를 일반화하여 혹은 Msg3-info와는 별도로 PUSCH 전송 관련 정보가 동일/유사한 방식으로(예를 들어, PRACH 자원 (세트) 및/또는 커버리지 개선 요구량 별로) 시그널링/설정될 수 있다. 일례로 UE는 자신의 커버리지 조건에 대응되는 PUSCH 전송 관련 정보를 기반으로 이에 부합하는 PUSCH 전송 동작을 수행할 수 있다. PUSCH 전송 관련 정보는 예를 들어 PUSCH 반복 횟수 및 PUSCH 번들 구성/시작 SF 정보, PHICH 전송 유무 및/또는 PHICH 반복 횟수/번들 정보 중 전체 혹은 특정 일부를 포함할 수 있다.
한편, 앞서 설명된 바와 유사하게, 커버리지 제한적인(coverage-limited) 상황에서 실제 PHICH 전송 관련 정보 설정을 위한 시그널링을 eNB로부터 수신하기 전까지, UE는 (PHICH에 대한 검출/수신 동작 및) PHICH 기반의 비적응적 자동 재전송 동작을 생략하고 UL 그랜트 기반의 적응적 재전송만을 수행하도록 동작할 수 있다.
■ RAR 윈도우 설정 방법
기존 시스템(예, LTE-A 시스템)에서 RAR 윈도우의 시작 서브프레임(SF)은 PRACH 프리앰블 전송이 종료되는 SF 타이밍에 특정 SF 오프셋(예, 3개의 서브프레임)이 더해진 SF 타이밍으로 결정될 수 있다. RAR 윈도우의 사이즈는 SIB를 통해 시그널링되는 값으로 설정될 수 있으며, 예를 들어 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 또는 10개의 서브프레임일 수 있다. RAR 윈도우 사이즈는 Nw로 정의될 수 있다. 따라서, PRACH 및/또는 RAR-PDCCH 및/또는 RAR 전송에 반복이 적용되는 경우, 이에 대응되는 RAR 윈도우의 시작 SF 및 사이즈는 각 채널의 반복 횟수 및/또는 번들 구간을 감안하여 결정되어야 할 수 있다. 만일 특정 채널의 번들이 연속적인 SF들로 구성되지 않는 경우, 번들 구간(또는 번들 내 SF 개수)은 반복 횟수보다 커질 수 있다.
먼저, RAR 윈도우 시작 SF의 경우에는 PRACH 번들의 마지막 PRACH 프리앰블 전송이 종료되는 SF 타이밍을 기준으로 결정될 수 있다. 예를 들어, RAR 윈도우 시작 SF은 PRACH 번들의 마지막 PRACH 프리앰블 전송 서브프레임에 특정 SF 오프셋(예, 3 SF)이 더해진 SF 타이밍(이를 SF #K라고 가정)으로 결정될 수 있다. 다른 예로, RAR 윈도우 시작 SF은 SF #K를 포함하여 해당 SF #K 이후 가장 가까운 (가능한) RAR-PDCCH 번들 시작 SF 타이밍(또는 가장 가까운 (가능한) RAR 번들 시작 SF 타이밍) 등으로 결정될 수 있다.
RAR 윈도우 사이즈의 경우에는 RAR-PDCCH 번들과 이에 대응되는 RAR 번들이 전송될 수 있는 전체 구간(이를 Ba로 정의)을 기반으로 결정될 수 있다. RAR 윈도우 사이즈에 대응되는 전체 구간(Ba)은 (RAR-PDCCH 번들 중) 최초 RAR-PDCCH 전송 시점부터 (이에 대응되는 RAR 번들 중) 마지막 RAR 전송 시점까지에 해당하는 SF 구간에 해당하며, (Nd + Nr)개의 SF 구간을 의미할 수 있다. 예를 들어, Ba는 max(Nd, Nr) + a1 혹은 Nd + Nr + a2의 형태가 될 수 있으며, 여기서 max(Nd, Nr)은 Nd와 Nr중 최대값을 나타내고, a1은 0을 포함한 양의 정수, a2는 -1과 0을 포함한 양의 정수를 나타낸다. 다른 예로, 최종 RAR 윈도우 사이즈는 Ba에 SIB를 통해 시그널링되는 Nw를 더한 값 혹은 곱한 값을 기반으로 결정되거나, 또는 Nw개의 (가능한) Ba를 포함하는 구간을 기반으로 결정될 수 있다.
또는, RAR 윈도우 사이즈는 RAR-PDCCH 번들 전송 구간(Bd로 정의)과 RAR 번들 전송 구간(Br로 정의)을 기반으로 결정될 수 있다. RAR-PDCCH 번들 전송 구간(Bd)은 하나의 RAR-PDCCH 번들에 대응되는 최초 RAR-PDCCH 전송 시점부터 마지막 RAR-PDCCH 전송 시점까지에 해당하는 SF 구간을 의미할 수 있으며, 예를 들어 Nd + b 개의 SF 구간을 의미할 수 있는데 b는 0을 포함한 양의 정수이다. RAR 번들 전송 구간(Br)은 하나의 RAR 번들에 대응되는 최초 RAR (PDSCH) 전송 시점부터 마지막 RAR (PDSCH) 전송 시점까지에 해당하는 SF 구간을 의미할 수 있으며, 예를 들어 Nr + b 개의 SF 구간을 의미할 수 있다. 다른 예로, 최종 RAR 윈도우 사이즈는 Bd에 Nw를 곱한 값에 Br을 더한 값(Bd × Nw + Br)을 기반으로 결정되거나, 또는 Nw개의 (가능한) Bd를 포함하는 구간(Bw로 정의)에 해당 Bw 내 마지막 RAR-PDCCH 번들에 대응되는 RAR 번들 구간 Br을 더한 값(Bw + Br + a, a는 0보다 크거나 같은 정수)을 기반으로 결정될 수 있다.
또 다른 방법으로, 앞서 설명된 바와 유사하게, PRACH 자원 혹은 PRACH 자원 세트 별로 개별/독립적인 RAR 윈도우 사이즈(또는 이를 결정하는 데 사용되는 특정 파라미터 값)를 설정할 수 있으며, RAR 윈도우 사이즈(또는 이를 결정하는 데 사용되는 특정 파라미터 값)는 RAR-info에 포함되어 ((특정) SIB을 통해) 시그널링/설정될 수 있다.
한편, (반복이 적용되지 않은) 보통 커버리지(normal-coverage) UE의 PRACH 전송과 (반복이 적용된) 커버리지 제한적인(coverage-limited) UE의 PRACH 번들 전송간에 그리고/또는 서로 다른 반복을 가지는 PRACH 번들 전송들 간에 다중화(예, CDM(Code Division Multiplexing) 및/또는 TDM(Time Division Multiplexing) 및/또는 FDM(Frequency Division Multiplexing)가 적용되는 경우를 고려할 수 있다. 이 경우, (오버랩될 수 있는 복수 UE로부터의 PRACH 신호에 대한 구분을 위해) UE로부터 전송된(즉, eNB에서 수신된) PRACH (번들) 신호에 대응되는 반복 횟수(Np)가 RAR(혹은, RAR-PDCCH)에 포함되어 전송/시그널링될 수 있다. 그리고/또는, 해당 PRACH (번들) 신호 전송과 관련한 시간 및/또는 주파수 자원 정보가 RAR(혹은, RAR-PDCCH)에 포함되어 전송/시그널링될 수 있다. 예를 들어, PRACH (번들) 신호 전송과 관련한 시간 및/또는 주파수 자원 정보는 PRACH 번들 신호의 시작/구성 SF (타이밍) 정보 (및/또는 이에 대응되는 SFN 정보) 및/또는 PRACH 신호가 전송된 주파수 대역 정보(예, 주파수 영역상 인덱스) 등을 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 방법을 예시한다.
도 9를 참조하면, 단말은 S902 단계에서 특정 PRACH 자원을 이용하여 PRACH 신호를 전송할 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, PRACH 자원은 PRACH 프리앰블 전송에 사용되는 시퀀스/서브프레임(SF)/주파수 대역 등의 조합을 지칭할 수 있다. 또한, PRACH 자원 혹은 PRACH 자원 세트는 서로 다른 커버리지 개선 요구량에 대응되어 할당될 수 있으며, UE는 자신의 커버리지 조건(예, 측정된 경로 손실 값 혹은 이를 토대로 산출되는 커버리지 개선 요구량(예, SNR 또는 SINR) 등)에 따라 특정 PRACH 자원을 선택하여 PRACH 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, PRACH 신호는 PRACH 프리앰블에 해당할 수 있다.
S904 단계에서, 단말은 S902 단계에서 전송한 PRACH 신호에 대한 응답으로 특정 시간 구간(예, RAR 윈도우)에서 RAR 신호를 수신할 수 있다. 만일 단말이 제1 타입 UE(또는 보통 커버리지 UE 또는 반복이 적용되지 않는 UE)인 경우, 단말은 S902 단계에서 PRACH 신호를 전송한 서브프레임에서 특정 SF 오프셋(예, 3)이 더해진 서브프레임 타이밍에서 RAR 신호를 수신할 수 있다. 이 경우 RAR 윈도우 사이즈는 SIB를 통해 시그널링되는 값으로 설정될 수 있으며, 예를 들어 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 또는 10개의 서브프레임일 수 있다.
반면, 단말이 제2 타입 UE(또는 LCT UE 또는 제한적인 커버리지를 갖는 UE 또는 반복이 적용되는 UE)인 경우, 단말은 PRACH 번들 동안 PRACH 신호를 반복 전송할 수 있으며, 본 발명에 따른 RAR 윈도우 시작 SF에서 RAR 윈도우 사이즈에 해당하는 구간에서 RAR 신호를 수신/검출할 수 있다. 이 경우, RAR 윈도우 시작 SF는 PRACH 번들의 마지막 PRACH 신호 전송 서브프레임에서 특정 서브프레임 오프셋(예, 3)이 더해진 서브프레임 타이밍으로 결정되거나, 혹은 결정된 서브프레임 이후 가장 가까운 RAR-PDCCH 번들 시작 SF 타이밍(또는 가장 가까운 RAR 번들 시작 SF 타이밍)으로 결정될 수 있다.
또한, 단말이 제2 타입 UE인 경우, RAR 윈도우 사이즈는 RAR-PDCCH 번들과 이에 대응되는 RAR 번들이 전송될 수 있는 전체 구간(이를 Ba로 정의)을 기반으로 결정되거나(예, max(Nd, Nr) + a1 혹은 Nd + Nr + a2) 혹은 RAR-PDCCH 번들 전송 구간(Bd로 정의)과 RAR 번들 전송 구간(Br로 정의)을 기반으로 결정될 수 있다(예, Bd × Nw + Br 또는 Bw + Br + a).
또한, 제1 타입 UE과 제2 타입 UE의 PRACH 전송들 또는 제2 타입 UE의 PRACH 전송들 간에 다중화가 적용되는 것을 고려하여, S904 단계에서 수신되는 RAR 신호는 S902 단계에서 전송된 PRACH 신호의 반복 전송 횟수(Np)에 관한 정보를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 별도로, S904 단계의 RAR 신호는 S902 단계의 PRACH 신호 전송과 관련한 시간 및/또는 주파수 자원 정보를 포함할 수 있다. 이들 정보를 이용하여 단말은 오버랩될 수 있는 복수 UE로부터의 PRACH 신호를 구분할 수 있다.
도 9에 도시되지 않았지만, 단말은 RAR 신호를 스케줄링하는 하향링크 제어 정보(또는 PDCCH 신호)를 수신할 수 있다. 이 경우, 하향링크 제어 정보(또는 PDCCH 신호)는 RA-RNTI 정보로 마스킹(또는 스크램블)될 수 있다. 이하에서는 RA-RNTI 정보를 결정하는 방법에 대해 설명한다.
■ RA-RNTI 결정 방법
기존 시스템(예, LTE-A 시스템)에서 RA-RNTI 값은 PRACH 프리앰블 전송이 시작되는 SF 타이밍(T_id로 정의) 및 해당 PRACH 프리앰블의 주파수 영역상 인덱스 (F_id로 정의)의 함수로 결정될 수 있다. 예를 들어, RA-RNTI = 1 + T_id + 10×F_id 에 의해 결정될 수 있다. 따라서, PRACH 전송에 반복이 적용되는 경우, 이에 대응되는 RA-RNTI 값은 PRACH의 반복 횟수 및/또는 번들 구간을 감안하여 결정되어야 할 수 있다.
PRACH 전송에 반복이 적용되는 경우, T_id는 PRACH 번들의 최초 PRACH 프리앰블 전송이 시작되는 SF 타이밍 혹은 마지막 PRACH 프리앰블 전송이 종료되는 SF 타이밍으로 결정될 수 있다. F_id는 해당 T_id을 통해 전송되는 PRACH 프리앰블(즉, PRACH 번들의 최초 혹은 마지막 PRACH 프리앰블)의 주파수 영역상 인덱스로 결정될 수 있다. 또한, (T_id와 F_id에 더하여 추가적으로) PRACH 반복 횟수(Np)에 따라 RA-RNTI 값을 결정하는 것을 제안한다. 따라서, 본 발명에 따르면 RA-RNTI 값이 Np 값의 함수로 결정될 수 있다. 보다 구체적으로, PRACH 프리앰블 전송 관련 정보(예, PRACH 전송 SF 타이밍 T_id 및/또는 주파수 영역상 인덱스 F_id)가 동일한 경우, RA-RNTI 값은 Np 값에 따라 달리 결정될 수 있다.
또는, 각 PRACH 자원 (세트)가 서로 다른 (다양한) 전송 타이밍 및 반복 횟수를 기반으로 서로 공존/경쟁하는 상황을 고려할 경우, T_id 및/또는 F_id(특히, T_id)에 따라 RA-RNTI 값을 구분하는 것이 용이하지 않을 수 있다. 따라서, PRACH 전송에 반복이 적용되는 상황에서 RA-RNTI 값 결정시, T_id(및/또는 F_id) 값이 사용되지 않도록 지정/설정될 수 있다.
한편, PRACH 번들 전송(예, PRACH 프리앰블이 반복되어 전송되는 형태)이 적용되는 경우 반복으로 인해 PRACH 전송 구간이 (복수의 무선 프레임(radio frame)에 걸쳐) 확장되는 것을 감안하여, SFN(System Frame Number) (및/또는 PRACH 반복 횟수 Np 혹은 하나의 PRACH 반복이 구성되는 서브프레임 구간(duration)(예, 최초 PRACH 프리앰블이 전송되는 서브프레임부터 마지막 PRACH 프리앰블이 전송되는 서브프레임까지의 구간)) 및 SF 번호(number)/인덱스(index)를 파라미터로 사용하여 (최초) PRACH 프리앰블 전송이 시작되는 타이밍이 설정될 수 있다. 예를 들어, 특정 PRACH 프리앰블 번들의 전송이 시작되는 타이밍은 SFN #N(및 해당 SFN 내 특정 SF 번호/인덱스)로 설정되고, 다른 PRACH 프리앰블 번들의 전송 시작 타이밍은 SFN #N과 상이한 SFN #M(및 해당 SFN 내 특정 SF 번호/인덱스)로 설정될 수 있다. 또한, RA-RNTI(혹은, 이를 결정하는 T_id) 값도 (복수의 무선 프레임(radio frame)에 걸쳐 확장되는) PRACH 번들 전송 구간을 감안하여 (최초 혹은 마지막) PRACH 프리앰블 전송이 시작/종료되는 시점에 대응되는 SFN(및/또는 SF 번호/인덱스)의 함수로 결정될 수 있다.
또한, (반복이 적용되지 않은) 보통 커버리지 UE의 PRACH 전송과 (반복이 적용된) 커버리지 제한적인 UE의 PRACH 번들 전송간 그리고/또는 서로 다른 반복을 가지는 PRACH 번들 전송들간 CDM(Code Division Multiplexing)이 적용되는 경우를 고려하면, RA-RNTI 값은 대응되는 PRACH 신호가 가지는 루트 시퀀스 인덱스(root sequence index)(혹은, 루트 시퀀스 인덱스와 순환 시프트(cyclic shift) 값의 조합)의 함수로 결정될 수 있다.
또 다른 방법으로, PRACH 자원 혹은 PRACH 자원 세트 별로 독립적인 전용(dedicated) RA-RNTI 값을 지정/설정할 수 있다. 따라서, 상기와 같은 별도의 산출 과정 없이(예를 들어, T_id 및/또는 F_id 값에 무관하게) RA-RNTI 값이 사전에 결정될 수 있다. PRACH 자원 혹은 PRACH 자원 세트 별로 독립적인 전용(dedicated) RA-RNTI 값은 RAR-info에 포함되어 ((특정) SIB을 통해) 시그널링/설정될 수 있다.
■ 스케줄링 요청을 위한 PRACH 전송
기존 시스템(예, LTE-A 시스템)에서 UE는 스케줄링 요청(Scheduling Request, SR)이 요구되는 경우, 만약 SR 용도의 PUCCH 자원이 미리 할당되어 있으면 해당 PUCCH 자원을 이용하여 (positive) SR 신호를 전송하고, 그렇지 않은 경우에는 임의의 PRACH 프리앰블을 선택하여 전송함으로써 스케줄링 요청을 수행한다. 한편, 커버리지 제한적인(coverage-limited) 환경(또는 PRACH를 포함한 각종 UL 채널/신호가 반복되어 전송되는 상황)에서 만약 UE에게 SR 용도로 별도의 PUCCH 자원이 할당되지 않은 경우를 가정하면, 해당 UE는 스케줄링 요청이 요구되는 경우 서로 다른 반복 횟수가 설정된 복수의 PRACH 자원 (세트) 중에서 기존과 유사하게 임의의 PRACH 자원을 선택하여 (해당 PRACH 자원에 대응되는 반복 횟수만큼) 전송할 수 있다. 하지만, 선택된 PRACH 자원(이에 대응되는 반복)의 성능이 해당 UE에게 요구되는 커버리지 개선 요구량보다 1) 낮은 경우 추가적인 PRACH 재전송이 요구되고 2) 너무 높은 경우 불필요하게 많은 PRACH 자원을 소모하게 되어, 결국 UL 자원 활용 측면에서 불필요한 오버헤드 및/또는 간섭을 야기할 수 있다.
이에, 커버리지 제한적인 상황에서 UE가 스케줄링 요청 용도로 (반복 기반의) PRACH를 선택/전송하는 경우, 다음과 같이 PRACH 자원이 선택될 수 있다.
- 해당 UE가 초기(initial) 랜덤 액세스 과정(혹은, 가장 최근 (마지막으로) 수행된 (경쟁 기반(contention-based)) 랜덤 액세스 과정)에서 선택/전송했던 PRACH 자원 중 수신에 성공한 RAR에 대응되는 PRACH 자원, 혹은
- 수신에 성공한 RAR에 대응되는 PRACH 자원과 동일한 반복 횟수가 설정된 임의의 PRACH 자원, 혹은
- (해당 반복 횟수가 설정된 PRACH 자원이 존재하지 않는 경우) 해당 반복 횟수를 초과하는 최소 반복 횟수(혹은, 해당 반복 횟수 미만이면서 최대 반복 횟수)가 설정된 임의의 PRACH 자원
또 다른 방법으로, 스케줄링 요청 용도로 사용할 PRACH 자원 및 전송 관련 정보(예, 대응되는 반복 횟수 및/또는 번들 시작/구성 SF 등)를 별도로 할당하는 방안을 고려할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 방법의 흐름도를 예시한다. 도 10의 예에서, PRACH 신호의 전송을 위해 복수의 PRACH 자원 (세트)가 미리 설정되고, 복수의 PRACH 자원 (세트)에 대해 서로 다른 반복 횟수가 미리 설정되며, 단말은 미리 설정된 복수의 PRACH 자원 (세트) 중에서 PRACH 자원을 선택하여 (해당 PRACH 자원에 대응되는 반복 횟수만큼) PRACH 신호를 전송한다고 가정한다.
도 10을 참조하면, S1002 단계에서, 단말은 초기 랜덤 액세스 과정(혹은 가장 최근 랜덤 액세스 과정)을 수행하기 위해 제1 PRACH 자원을 이용하여 제1 PRACH 신호를 (제1 PRACH 자원에 대응되는 반복 횟수만큼) 반복 전송할 수 있다. 그런 다음, S1004 단계에서, 단말은 제1 PRACH 신호에 대한 RAR 신호를 성공적으로 수신할 수 있다.
S1006 단계에서, 단말은 스케줄링 요청을 위한 제2 PRACH 신호를 전송할 수 있다. 이 경우, 스케줄링 요청을 위한 제2 PRACH 신호 전송을 위한 PRACH 자원은 앞서 설명된 바와 같이 수신에 성공한 RAR 신호에 대한 제1 PRACH 신호를 기반으로 결정될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 PRACH 자원이 미리 설정된 복수의 PRACH 자원 (세트) 중 하나와 일치하는 경우, 상기 제2 PRACH 신호는 제1 PRACH 자원을 이용하여 제1 PRACH 자원에 대해 설정된 반복 횟수만큼 반복 전송될 수 있다.
다른 예로, 제1 PRACH 신호의 반복 횟수가 복수의 PRACH 자원 (세트)에 대해 미리 설정된 반복 횟수 중 하나와 일치하는 경우, 제2 PRACH 신호는 제1 PRACH 신호의 반복 횟수에 대응되는 PRACH 자원을 이용하여 제1 PRACH 신호의 반복 횟수만큼 반복 전송될 수 있다.
또 다른 예로, 제1 PRACH 자원이 복수의 PRACH 자원 (세트)와 일치하지 않고, 제1 PRACH 신호의 반복 횟수가 복수의 PRACH 자원 (세트)에 대해 미리 설정된 반복 횟수와 일치하지 않는 경우, 제2 PRACH 신호는 복수의 PRACH 자원 중에서 제1 PRACH 신호의 반복 횟수를 초과하는 최소 반복 횟수(또는 제1 PRACH 신호의 반복 횟수 미만이면서 최대 반복 횟수)에 대응되는 PRACH 자원을 이용하여 전송될 수 있다.
또한, eNB로부터의 지시(예, PDCCH 오더(order) 수신 등)에 의해 수행되는 PRACH 전송의 경우에도 상기와 유사하게 PRACH 자원 및 전송 관련 정보(예, 대응되는 반복 횟수 및/또는 번들 시작/구성 SF 등)가 설정될 수 있다. 그리고/또는, (상기 PRACH 자원 및 전송 관련 정보를 편의상 “PRACH-rep info set”이라 칭하면) 서로 다른 PRACH 반복 횟수를 가지는 복수의 PRACH-rep info set이 설정될 수 있으며, 이를 기반으로 UE는 (예를 들어, PDCCH 오더를 수신하는 경우) 최소(smallest) 반복 횟수를 가지는 PRACH 번들부터 전송하고 이에 대응되는 RAR 수신/검출에 실패하는 (예를 들어, 이후 다시 PDCCH 오더를 수신하는) 경우 그 다음 최소(2nd smallest) 반복 횟수를 가지는 PRACH 번들을 전송하는 방식으로 PRACH 반복 횟수를 증가시킬 수 있다. 또 다른 방법으로, (하나 혹은 복수의 PRACH-rep info set이 미리 설정된 상태에서) PRACH 번들 전송을 위한 반복 횟수(혹은, 이에 상응하는 정보)가 PDCCH 오더를 통해 직접 지시(indication)될 수 있다.
한편, (상기 제안을 일반화하여) 초기 액세스(initial access) 혹은 최근 랜덤 액세스 과정에서 RAR 수신에 성공한 PRACH 반복 횟수에 상응하는 PRACH 자원을 선택하는 방법을 방법 1(Method 1)이라 정의하고, (SIB를 제외한 (UE-specific) RRC 시그널링 등의) 상위 계층 신호 혹은 PDCCH (오더) 신호 등을 통해 별도로 할당된 PRACH 반복 횟수에 대응되는 PRACH 자원을 선택하는 방법을 방법 2(Method 2)라 정의하고, SIB에 설정된 PRACH 중 가장 작은 반복 횟수에 대응되는 PRACH 자원을 선택하는 방법을 방법 3(Method 3)이라 정의하고, SIB에 설정된 PRACH 중 특정 측정(measurement)(예, RSRP(Reference Signal Received Power))을 기반으로 추정(estimate)된 반복 횟수에 대응되는 PRACH 자원을 선택하는 방법을 방법 4(Method 4)로 각각 정의할 경우, (RRC 연결 모드 상태에서) PRACH 전송 시에 방법 1을 적용할지 아니면 다른 방법(방법 2 또는 3 또는 4)을 적용할지 여부 및/또는 방법 3을 적용할지 아니면 방법 4를 적용할지 여부를 (UE-공통 혹은 UE-특정한 방식으로) UE에게 설정해줄 수 있다.
한편, 상기 방법들(예, 방법 3 또는 4)의 경우 어느 단계/시기/상황에 수행되는 랜덤 액세스 과정인지에 따라 서로 다른 방법이 적용될 수 있다. 예를 들어, 초기 액세스(initial access) 내지는 RRC 유휴 모드(Idle mode) 상태에서의 랜덤 액세스인지 혹은 RRC 연결 모드(connected mode) 상태에서의 랜덤 액세스인지 등에 따라 서로 다른 방법이 적용될 수 있다. 일례로, (초기 액세스를 포함한) RRC 유휴 모드(Idle mode) 상태에서는 반복을 기반으로 동작하는 커버리지 제한적인 상황을 고려한 복수 SF 구간에 걸친 (평균적인 의미(average-sense)에서의) 측정(예, RSRP)에 대한 지연(latency) 증가 및/또는 정확도(accuracy) 저하가 상대적으로 커질 가능성이 있다. 따라서, (초기 액세스를 포함한) RRC 유휴 모드(Idle mode) 상태에서의 랜덤 액세스 과정의 경우에는(혹은, 초기 액세스의 경우에만) 방법 3이 적용될 수 있다. 반면, 측정 지연/정확도 부담이 상대적으로 적을 수 있는 RRC 연결 모드(connected mode) 상태에서의 랜덤 액세스 과정의 경우에는(혹은, 초기 액세스를 제외한 나머지 모든 경우) 방법 4가 적용될 수 있다.
■ DL/UL간 상이한 커버리지 향상(coverage enhancement, CE) 지원
일부 UE의 경우 DL 커버리지와 UL 커버리지가 상이할 수 있다. 예를 들어, 일부 UE의 경우, UL 커버리지에 대해서는 적정 수준의 UL 성능/동작 보장을 위해 UL 채널/신호 전송에 반복 적용이 요구되는(이를 “UL CE 모드”라 지칭) 반면 DL 커버리지에 대해서는 DL 채널/신호 전송에의 반복 적용 없이도 적정 수준의 DL 수신 성능/동작이 보장될 수 있다(이를 “DL non-CE 모드”라 지칭). 이러한 UE의 경우, 초기 액세스 단계에서의 UL 채널/신호(예, PRACH 및/또는 Msg3) 전송에는 복수 SF에 걸쳐 반복이 적용되는 반면 DL 채널/신호(예, RAR 및/또는 Msg4)의 경우에는 기존처럼 반복없이 하나의 SF을 통해서만 한번 전송/수신되는 동작(즉, UL CE 모드와 DL non-CE 모드의 조합)이 지원되도록 관련 정보/파라미터를 사전에 설정해주는 것이 전체 시스템 오버헤드/지연 관점에서 효율적일 수 있다.
또는 커버리지 향상을 위해 반복이 수행되는 경우, PDCCH 자체에도 반복이 될 수 있기 때문에, 크로스 서브프레임(cross-SF) 스케줄링이 사용될 수 있다. 크로스-SF 스케줄링은 데이터 송수신과 이를 위한 그랜트 정보 송수신이 서로 다른 서브프레임에서 일어나는 것을 의미한다. 예를 들어, PDCCH 번들 내 마지막 PDCCH가 SF #n 에 전송되는 경우, SF #(n+1)에 PDSCH 번들 내 시작 PDSCH가 전송될 수 있다. 반복 수가 1인 경우에는 크로스-SF 스케줄링이 사용되지 않는 것을 고려할 수 있다. 예를 들어, PDCCH 번들 사이즈가 1인 경우 이러한 크로스-SF 스케줄링이 사용되지 않는다고 단말은 가정할 수 있다. 크로스-SF 스케줄링은 하나의 예이며, PDCCH 번들 사이즈가 1이거나 DL 채널/신호들에 대한 번들 사이즈가 1인 경우에 대해 단말이 번들 사이즈가 1보다 큰 경우와 다르게 가정하는 것을 포함할 수 있다. 이는 UL 채널/신호 전송의 번들 사이즈가 1보다 큰 경우에 커버리지 향상 모드가 인에이블(enable)되었다고 가정하는 상황에서 특이하다고 할 수 있다.
이러한 방식으로 동작할 수 있는 단말을 기지국이 판단하기 위한 방안으로, 제2 타입 전용 SIB를 통해 반복 횟수가 2 이상으로 설정된 특정 PRACH(및/또는 Msg3) 자원에 대응되는 RAR(및/또는 Msg4) 및 이에 대응되는 PDCCH 반복 횟수를 1로(즉, 기존처럼 반복 없이 한번만 전송되도록) 설정할 수 있다. 따라서, 해당 제2 타입 전용 SIB를 수신한 UE가 해당 특정 PRACH 자원을 사용하여 PRACH 프리앰블 전송을 수행하는 경우, 이에 대응되는 RAR(및/또는 Msg4) 전송은 해당 제2 타입 전용 SIB의 설정에 맞추어 반복없이 기존처럼 하나의 SF을 통해 수신하도록 동작할 수 있다. 이때, RAR에 대한 수신 타이밍/구간(duration)(예, RAR 윈도우 시작/구성 SF) 역시 기존 방식을 그대로 적용하거나, 혹은 기존 방식과 (반복 횟수가 1로 적용된) CE 모드 방식 중 어느 방식을 적용할지를 설정할 수 있다. 이 경우, RAR이 전송되는 타이밍 혹은 반복 횟수로 단말은 어떤 방식으로 동작할 것인가를 판단할 수 있다. 예를 들어, RAR이 전송된 SF이 커버리지 향상 모드 방식으로 전송하는 경우 사용될 수 없는 SF에 해당되었다면, 이는 RAR이 보통 커버리지 모드로 전송되었음을 의미하므로, 단말은 보통 커버리지 모드로 동작한다고 가정할 수 있다. 또 다른 방식으로는, 크로스-SF 스케줄링이 적용되었는지 아닌지에 따라 CE 모드 혹은 기존 방식을 결정할 수 있다. 또는 커버리지 향상 모드와 보통 커버리지 모드 중에서 어느 모드로 동작할지를 RAR에서 시그널링해주거나 SIB에 PRACH 반복 레벨/횟수 설정 시 함께 설정될 수 있다.
또 다른 방안으로, 기존 레거시 SIB를 통해 (반복이 적용되지 않는 기존 레거시 PRACH 자원과는 별도로) 반복 전송이 적용되는(예를 들어, 2 이상의 반복 횟수를 가지는) 제2 타입 전용 PRACH 자원을 설정할 수 있다. 이 경우, 레거시 SIB에 설정된 해당 제2 타입 전용 PRACH 자원을 사용하여 PRACH 프리앰블 전송을 수행하는 UE는, 이에 대응되는 RAR(및/또는 Msg4) 및 이에 대응되는 PDCCH 전송을 기존처럼 (반복없이) 하나의 SF을 통해 수신하도록 동작할 수 있다. 이때에도, RAR에 대한 수신 타이밍/구간(예, RAR 윈도우 시작/구성 SF) 역시 기존 방식을 그대로 적용하거나, 혹은 기존 방식과 (반복 횟수가 1로 적용된) CE 모드 방식 중 어느 방식을 적용할지를 설정할 수 있다. 이 경우, RAR이 전송되는 타이밍 혹은 반복 횟수로 단말은 어떤 방식으로 동작할 것인가를 판단할 수 있다. 예를 들어, RAR이 전송된 SF이 커버리지 향상 모드 방식으로 전송하는 경우 사용될 수 없는 SF에 해당되었다면, 이는 RAR이 보통 커버리지 모드로 전송되었음을 의미하므로, 단말은 보통 커버리지 모드로 동작한다고 가정할 수 있다. 또 다른 방식으로는, 크로스-SF 스케줄링이 적용되었는지 아닌지에 따라 CE 모드 혹은 기존 방식을 결정할 수 있다. 또는 커버리지 향상 모드와 보통 커버리지 모드 중 어느 모드로 동작할지를 RAR에서 시그널링해주거나 SIB에 PRACH 반복 레벨/횟수 설정 시 함께 설정될 수 있다.
한편, UE의 수신 버퍼 사용 부담을 줄이기 위해 반복 기반의 커버리지 향상이 적용되는 UE의 경우에는 PDCCH 반복 전송 구간과 이에 대응되는 PDSCH 반복 전송 구간이 서로 겹치지 않게 구성되도록 설정될 수 있다. 이와 같은 구성은 “크로스-SF 스케줄링”이라 지칭될 수 있다. 이 경우, UL CE 모드와 DL non-CE 모드의 조합이 적용되는 UE에 대해서는 예외적으로, UL 전송에 반복이 적용되더라도 DL 전송에 대해서는 기존 방식(즉, PDCCH와 이에 대응되는 PDSCH가 동일한 하나의 SF을 통해 전송되는 방식)이 그대로 적용될 수 있다. 그랜트 정보(또는 PDCCH)와 이에 의해 스케줄링되는 데이터(또는 PDSCH)가 동일 서브프레임을 통해 전송되는 방식은 “동일-SF 스케줄링(same-SF scheduling)”이라 지칭될 수 있다. 다른 방식으로, 해당 UE의 경우에 크로스-SF 스케줄링 방식과 동일-SF 스케줄링 방식 중 어느 방식을 적용할지를 (SIB 등을 통해) 미리 알려줄 수 있다. 또 다른 방식으로, 상기 2가지 방식(크로스-SF 스케줄링 방식과 동일-SF 스케줄링 방식) 중 해당 UE에 디폴트(default)로 적용될 방식을 미리 정의해놓거나 혹은 SIB 등을 통해 설정해놓은 상태에서 동작하다가, 추가적인 특정 시그널링(예, UE-특정 RRC 시그널링 등)을 통해 적용되는 방식이 변경/설정될 수 있다.
■ 단일 UL CE(Coverage Enhancement) 레벨에 복수 DL CE 레벨을 설정
또 다른 방안으로, UL 커버리지 개선 요구량(편의상, UL CE 레벨로 칭함) 별로 대응되는 PRACH 반복 횟수(및/또는 Msg3 반복 횟수 등)가 독립적으로(또는 상이하게) 설정되는 상황에서, 상기와 같은 다양한(또는 상이한) UL/DL CE 레벨 조합을 지원하기 위해 하나의 UL CE 레벨에 복수의 서로 다른 DL CE 레벨(예를 들어, RAR 반복 횟수 및/또는 Msg4 반복 횟수 등)이 대응되도록 설정하는 방식을 고려할 수 있다. 여기서, 각 UL CE 레벨에는 PRACH(및/또는 Msg3)를 비롯한 UL 채널/신호(예, PUSCH 및/또는 PUCCH) 전송에 적용되는 반복 횟수 및 구성 SF 정보 등이 대응/설정될 수 있으며, DL CE 레벨에는 RAR(및/또는 Msg4)을 비롯한 DL 채널/신호(예, PDSCH 및/또는 PDCCH) 전송에 적용되는 반복 횟수 및 구성 SF 정보 등이 대응/설정될 수 있다. 또한, 상기와 반대로, 하나의 DL CE 레벨에 복수의 서로 다른 UL CE 레벨이 대응되도록 설정하는 방식도 가능하다.
일례로, 하나의 특정 UL CE 레벨에 대응되는 PRACH 반복 횟수(Np)에 복수(예, 2개)의 서로 다른 RAR 반복 횟수 Nr_1과 Nr_2가 대응되도록 설정할 수 있다. UE는 해당 PRACH에 대한 Np번의 반복 전송을 수행한 후 해당 2개의 RAR 반복 횟수 (즉, Nr_1과 Nr_2) 각각을 가정한 상태에서 RAR 수신/검출 동작을 수행하여 (Nr_1과 Nr_2중) 수신/검출에 성공한 RAR에 대응되는 최종 Nr값을 자신의 DL CE 레벨로 결정할 수 있다. 그런 다음, 이에 대응되는 DL 채널/신호 반복 설정을 적용하여 이후 DL 수신 동작을 수행할 수 있다. 이 경우, 만약 복수의 반복 횟수에 대해 RAR 수신/검출이 동시에 성공하는 경우, UE는 해당 복수 개의 RAR 반복 횟수 중 가장 작은 값에 대응되는 반복 설정을 자신의 DL CE 레벨로 결정할 수 있다. 가장 작은 값에 대응되는 반복 설정을 DL CE 레벨로 결정함으로써 DL 자원 오버헤드 측면에서 바람직할 수 있다. 설명의 편의를 위해, 복수의 반복 횟수에 대해 RAR 수신/검출 동작을 수행하여 수신/검출에 성공한 RAR에 대응되는 DL 채널/신호 반복 설정을 적용하는 과정을 “RAR BD(Blind Decoding)”라 지칭한다.
한편, 하나의 UL CE 레벨에 복수의 DL CE 레벨이 대응되도록 설정하는 또 다른 방안으로, PRACH 반복 횟수(및 이를 포함한 UL 반복 횟수 및 전송 SF 구성 정보)는 해당 복수의 DL CE 레벨에 동일하게 대응/설정해놓은 상태에서 각 DL CE 레벨 별로 대응되는 PRACH 프리앰블 자원이 (적용되는 반복 횟수는 동일하되) 시간/주파수/코드 상으로 구분되도록 설정될 수 있다. 또한, 반대로 하나의 DL CE 레벨에 복수의 UL CE 레벨이 대응되도록 설정하는 또 다른 방안으로, RAR 반복 횟수(및 이를 포함한 DL 반복 횟수 및 전송 SF 구성 정보)는 해당 복수의 UL CE 레벨에 동일하게 대응/설정해놓은 상태에서 각 UL CE 레벨 별로 대응되는 RAR(및/또는 이를 스케줄링하는 PDCCH) 전송 자원이 시간/주파수/코드율(code rate) 등의 관점에서 구분되도록 설정될 수 있다.
단일 UL CE 레벨에 복수 DL CE 레벨이 대응/설정되는 경우에 대한 PRACH 전력 램핑(power ramping) 방식은, 산출된 하나의 UE 전송 전력 값을 하나의 PRACH 반복 횟수에 대응되는 모든 PRACH 자원에 대해 순차적으로 적용한 다음 램핑업(ramping-up)된 (하나의) UE 전력을 다시 모든 PRACH 자원에 순차적으로 적용하는 방식으로 수행될 수 있다. 이때 하나의 UE 전송 전력이 복수 PRACH 자원에 적용되는 순서는 대응되는 DL CE 레벨(예, DL 채널/신호 반복 횟수)이 낮은 레벨부터 높은 레벨순으로 순차적으로 수행될 수 있다.
일례로, 하나의 PRACH 반복 횟수 Np에 할당된 복수(예, 2개)의 PRACH 자원 1과 2에 각각 서로 다른 RAR 반복 횟수 Nr_1과 Nr_2(예, Nr_1 < Nr_2)가 대응되도록 설정될 수 있다. 초기 (첫 번째) UE 전송 전력이 Pu이고 전력 램핑(power ramping)이 적용된 다음 (두 번째) UE 전력이 Pu + Pr이라 가정하면, 해당 UE는 먼저 낮은 Nr_1 값에 대응되는 PRACH 자원 1에 전력 Pu 값을 적용하여 PRACH 전송을 수행하고, 다음 (RAR 수신에 실패하면) 높은 Nr_2 값에 대응되는 PRACH 자원 2에 다시 전력 Pu 값을 그대로 적용하여 PRACH 전송을 수행할 수 있으며, 이후 (RAR 수신에 성공할 때까지) PRACH 자원 1에 Pu + Pr을 적용, PRACH 자원 2에 Pu + Pr을 적용, PRACH 자원 1에 Pu + 2Pr을 적용, PRACH 자원 2에 Pu + 2Pr을 적용하는 방식으로 순차적인 PRACH 전송을 수행할 수 있다.
하나의 PRACH 반복 레벨(및 이를 포함한 UL 반복 횟수 및 전송 SF 구성 정보)에 복수의 DL CE 레벨을 설정하는 또 다른 방법으로, PRACH 신호에 사용되는 UE의 전송 전력 값/범위(혹은 이를 유추할 수 있는 정보) 별로 (적용되는 반복 횟수는 동일하되 시간/주파수/코드 상으로 구분 가능한) 서로 다른 PRACH 자원을 대응/설정해놓은 상태에서, PRACH 신호 전송에 사용되는 전송 전력 및/또는 전송 자원에 따라 서로 다른 DL CE 레벨을 적용하여 DL 수신 동작을 수행하도록 설정할 수 있다.
일례로, (UE의 전송 전력을 Pu로 정의하면) 하나의 PRACH 반복 횟수 Np에 할당된 복수(예, 2개)의 PRACH 자원 1과 2에 각각 서로 다른 UE 전송 전력 범위 Pu 범위 1(Pu-range 1)(예, X≤ Pu < Y)와 Pu 범위 2(Pu-range 2)(예, Y ≤Pu < Z)가 적용되도록 설정될 수 있다. 또한, 해당 복수의 PRACH 자원 1과 2(혹은 Pu-range 1과 2)에는 각각 서로 다른 RAR 반복 횟수 Nr_1과 Nr_2가 대응되도록 설정될 수 있다. 이에 따라, UE는 (측정된 경로 손실(pathloss) 등을 토대로 한) 초기 전력 설정(initial power setting) 및 PRACH 전력 램핑(power ramping) 등의 적용을 통해 결정된 Pu가 Pu 범위 1 내의 값이면 이에 대응되는 PRACH 자원 1을 통해 전송한 후 반복 횟수 Nr_1을 가정한 상태에서 RAR 수신/검출 동작을 수행할 수 있다. Pu가 Pu 범위 2 내의 값이면 이에 대응되는 PRACH 자원 2을 통해 전송한 후 반복 횟수 Nr_2를 가정한 상태에서 RAR 수신/검출 동작을 수행할 수 있다.
또는, 하나의 PRACH 반복 레벨(및 이를 포함한 UL 반복 횟수 및 전송 SF 구성 정보)에 하나 혹은 복수의 DL CE 레벨을 설정해놓은 상태에서, PRACH 신호에 사용되는 UE의 전송 전력 값/범위(혹은 이를 유추할 수 있는 정보) 별로 서로 다른 PRACH 자원을 대응/설정하여 PRACH 신호에 적용되는 전송 전력에 따라 서로 다른 PRACH 자원을 사용하도록 설정할 수 있다. 서로 다른 PRACH 자원의 경우, 적용되는 반복 횟수는 동일하되 시간/주파수/코드 상으로 구분 가능할 수 있으며, DL CE 레벨과의 별도의 대응/설정 없이 PRACH 신호에 적용되는 전송 전력에 따라 사용되도록 설정될 수 있다. 해당 UE에 대한 DL CE 레벨은 RAR BD를 통해 결정되거나 그리고/또는 이후 적절한 과정을 통해 설정/재설정될 수 있다.
또한, 하나의 PRACH 반복 레벨(및 이를 포함한 UL 반복 횟수 및 전송 SF 구성 정보)에 하나 혹은 복수의 DL CE 레벨을 설정해놓은 상태에서, (상기와 같은 PRACH 전송 전력/자원간 별도의 대응/설정 없이 혹은 해당 설정이 주어진 상황에서) 수신/검출된 RAR에 대응되는 PRACH (반복) 전송 시에 사용된 UE의 전송 전력(혹은 이를 유추할 수 있는) 정보를 해당 UE가 Msg3 전송(혹은 이후 PUSCH 전송)을 통해 eNB에 직접 보고할 수 있다. eNB는 이를 토대로 해당 UE에 적용될 이후 UL CE 레벨(예, UL 채널/신호 반복 횟수 등)을 적절하게 재설정할 수 있다. 이 경우에도, 해당 UE에 대한 DL CE 레벨은 RAR BD를 통해 결정되거나 그리고/또는 이후 적절한 과정을 통해 설정/재설정될 수 있다.
한편, 상기 모든 방식들에서 동일 반복 횟수를 가지면서 시간/주파수/코드 상으로 구분 가능한 서로 다른 PRACH 자원의 경우, 각각에 독립적인 (상이한) UL 채널/신호(예, (Msg3를 비롯한) PUSCH 및/또는 PUCCH) 반복 횟수 및 전송 SF 구성 정보가 대응되도록 설정될 수 있다. 특정 PRACH 자원 전송에 대응되는 RAR 수신/검출에 성공한 UE는 이후 (Msg3를 비롯한) UL 전송에 대하여 해당 특정 PRACH 자원에 대응/설정된 UL 반복 정보를 적용할 수 있다.
■ 제2 타입 UE 식별 및 지원 방안
앞서 설명된 바와 같이, 커버리지 제한적인 UE(또는 CE를 위해 반복 전송을 수행하도록 설정된 UE)를 위해 기존 레거시 UE가 사용하는 레거시 PRACH 자원과 (CDM/TDM/FDM 등에 의해) 구분되는 (반복 전송을 적용하는) 별도의 PRACH 자원(CE PRACH 자원이라 지칭)가 설정될 수 있다. 또한, 복수의 CE 레벨에 부합하는 PRACH 반복 전송을 위해 각 CE 레벨 별로 (서로 다른 반복 횟수를 적용하는 그리고/또는 CDM/TDM/FDM 등으로 구분되는) 서로 다른 CE PRACH자원이 할당될 수 있다.
한편, 제2 타입 단말의 저가/저사양화를 위한 기술로는 수신 안테나 수의 감소, 최대 TB 사이즈의 감소, 수신 버퍼 사이즈의 감소 등을 고려할 수 있다. 특히 수신 버퍼 사이즈 감소의 경우에는 수신 대상 주파수 구간/범위를 축소(예를 들어, 적은 개수의 특정 RB만으로 한정)하는 형태로 구현될 수 있다. 한편, PDCCH를 비롯한 각종 제어 채널(예, PCFICH, PHICH)의 경우에는 이를 구성하는 RE/REG/CCE 등이 인터리빙 등의 일련의 과정을 통해 전체 시스템 BW에 걸쳐/퍼져 전송되는 구조이므로, 해당 제어 채널에 대해서는 수신 주파수 구간/범위(즉, 수신 대역폭)의 축소가 어려울 수 있다. 이와는 달리, 데이터 채널인 PDSCH의 경우에는 eNB의 스케줄링에 따라 이를 구성하는 RE 등이 특정 주파수 자원(예, 특정 RB 영역)에만 국한되어 전송되는 구조이므로, 이에 대한 수신 대역폭(예, RB 수)을 축소시킴으로써 수신 데이터 버퍼 사이즈를 감소시킬 수 있다. 편의상, 이러한 기술로 구현되는 저가/저사양의 제2 타입 UE를 “저가(low-cost) UE”라 지칭하고, 이러한 저가(low-cost) UE에게 할당되는 (최대) 데이터 스케줄링/수신 (가능) 대역폭을 “스케줄링 대역폭(BWLC)”이라 지칭하며, 실제 저가(low-cost) UE에게 스케줄링되는 데이터의 전송은 해당 스케줄링 대역폭에 속하는 RB들로 제한될 수 있다.
이러한 저가(low-cost) UE를 지원하기 위해 eNB는 초기 액세스를 위한 RACH 과정에서부터 (해당 저가(low-cost) UE를 식별/인식하여) RAR 및 Msg4에 대응되는 PDSCH가 스케줄링 대역폭(BWLC) 내의 RB들을 통해서만 전송/수신되도록 스케줄링하는 것이 필요할 수 있다. 이를 위해, 저가(low-cost) UE를 위해 다시 레거시 PRACH 자원과 구분되는 별도의 PRACH 자원(LC PRACH 자원이라 지칭)을 설정하여 eNB가 (저가 UE로부터의) LC PRACH 자원 전송에 대응되는 RAR/Msg4의 스케줄링을 스케줄링 대역폭(BWLC) 내에서만 수행할 수 있다. 하지만, PRACH 반복 전송이 요구되는 커버리지 제한적인 저가 UE(CE LC UE라 지칭)까지 고려할 경우, 상기와 유사하게 각 CE 레벨 별로 구분되는 서로 다른 CE PRACH 자원(CE LC PRACH 자원이라 지칭)을 할당할 수도 있다. 하지만, CE LC PRACH의 할당은 너무 많은 PRACH 자원 차원화(dimensioning)로 인해 전체 시스템 관점에서 PRACH 전송 자원 부족 및 PRACH 수신 성능 저하를 유발할 수 있다.
이를 위한 한가지 방안으로, CE가 요구되지 않는 LC UE(non-CE LC UE)를 위해서만 레거시 PRACH 자원과 구분되는 별도의 LC PRACH 자원을 설정하고, CE 레벨 별 CE PRACH 자원은 CE가 요구되는 (LC UE와 LC 타입이 아닌 UE까지 포함한) 모든 CE UE에 공통적으로 설정하는 방식을 고려할 수 있다. 추가적으로, 해당 LC PRACH 자원 설정 정보는 대응되는 RAR 및/또는 Msg4가 스케줄링될 수 있는 스케줄링 대역폭 정보를 포함될 수 있다. 유사하게, 해당 (CE 레벨 별) CE PRACH 자원 설정 정보는 대응되는 RAR 및/또는 Msg4가 스케줄링될 수 있는 스케줄링 대역폭 정보를 포함할 수 있다.
상기 방안에서, non-CE LC UE의 경우에는 UE가 LC PRACH 자원을 선택/전송함으로써 eNB가 LC 타입을 식별/인식할 수 있다. 반면, CE LC UE의 경우 UE가 CE PRACH 자원을 선택/전송하는 것만으로는 eNB가 LC 타입을 식별/인식하는 것이 불가능하므로 이러한 CE LC UE의 경우에는 Msg3를 통해 자신이 LC 타입임을 eNB에 알릴 수 있다. 또는, eNB가 RAR에 2개의 UE 타입(즉, LC 타입 또는 non-LC 타입) 각각에 대응되는 Msg3 전송 자원을 달리 할당(예, 서로 다른 RB 및/또는 서로 다른 DMRS 순환 시프트(cyclic shift)를 사용하도록 할당)함으로써 Msg3 수신 자원에 따라 UE 타입을 식별/인식하는 것도 가능하다. 이 방법은 non-CE LC UE에게 별도의 LC PRACH 자원이 설정되지 않은 경우에도 적용 가능하다.
이상에서 제2 타입 UE의 커버리지 개선을 위해 반복 송수신을 수행하는 경우를 중심으로 설명하였지만, 본 발명의 원리는 반복 송수신이 수행되는 경우에만 제한적으로 적용될 수 있는 것이 아님은 이해될 것이다. 특히, 본 발명은 반복 송수신이 수행되지 않는 상황에서도 동일/유사하게 적용될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
도 11은 본 발명에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다.
도 11을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(BS, 1110) 및 단말(UE, 1120)을 포함한다. 무선 통신 시스템이 릴레이를 포함하는 경우, 기지국 또는 단말은 릴레이로 대체될 수 있다.
기지국(1110)은 프로세서(1112), 메모리(1114) 및 무선 주파수(Radio Frequency: RF) 유닛(1116)을 포함한다. 프로세서(1112)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(1114)는 프로세서(1112)와 연결되고 프로세서(1112)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(1116)은 프로세서(1112)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 단말(1120)은 프로세서(1122), 메모리(1124) 및 무선 주파수 유닛(1126)을 포함한다. 프로세서(1122)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(1124)는 프로세서(1122)와 연결되고 프로세서(1122)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(1126)은 프로세서(1122)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 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, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명에 따른 방법들은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등과 같은 소프트웨어 코드로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 명령어 및/또는 데이터와 같은 형태로 컴퓨터 판독가능한 매체에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독가능한 매체는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명은 단말, 기지국 등과 같은 무선 통신 장치에 사용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 동일 신호의 반복 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말이 신호를 송수신하는 방법에 있어서,
    제1 물리 랜덤 액세스 채널(Physical Random Access Channel, PRACH) 신호를 제1 PRACH 자원을 이용하여 제1 반복 횟수 만큼 반복 전송하는 단계;
    상기 제1 PRACH 신호에 대한 랜덤 액세스 응답(Random Access Response, RAR)을 수신하는 단계; 및
    스케줄링 요청을 위한 제2 PRACH 신호를 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 제2 PRACH 신호의 전송을 위해 복수의 PRACH 자원이 미리 설정되고, 상기 복수의 PRACH 자원에 대해 서로 다른 제2 복수의 반복 횟수가 미리 설정되며,
    상기 제1 PRACH 자원이 상기 복수의 PRACH 자원 중 하나와 일치하는 경우, 상기 제2 PRACH 신호는 상기 제1 PRACH 자원을 이용하여 상기 제1 PRACH 자원에 대해 설정된 반복 횟수만큼 반복 전송되고,
    상기 제1 반복 횟수가 상기 제2 복수의 반복 횟수 중 하나와 일치하는 경우, 상기 제2 PRACH 신호는 상기 복수의 PRACH 자원 중에서 상기 제1 반복 횟수에 대응되는 PRACH 자원을 이용하여 상기 제1 반복 횟수만큼 반복 전송되는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 PRACH 자원이 상기 복수의 PRACH 자원 중 하나와 일치하지 않고, 상기 제1 반복 횟수가 상기 제2 복수의 반복 횟수 중 하나와 일치하지 않는 경우, 상기 제2 PRACH 신호는 상기 복수의 PRACH 자원 중에서 상기 제1 반복 횟수를 초과하는 최소 반복 횟수에 대응되는 PRACH 자원을 이용하여 전송되는, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 PRACH 자원이 상기 복수의 PRACH 자원 중 하나와 일치하지 않고, 상기 제1 반복 횟수가 상기 제2 복수의 반복 횟수 중 하나와 일치하지 않는 경우, 상기 제2 PRACH 신호는 상기 복수의 PRACH 자원 중에서 상기 제1 반복 횟수 미만이면서 최대 반복 횟수에 대응되는 PRACH 자원을 이용하여 전송되는, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상위 계층 신호 또는 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 신호를 통해 시그널링되는 PRACH 반복 횟수가 있는 경우, 상기 제2 PRACH 신호는 상기 복수의 PRACH 자원 중에서 상기 시그널링된 반복 횟수에 대응되는 PRACH 자원을 이용하여 전송되는, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 응답의 수신을 위해 제1 복수의 반복 횟수가 설정되며,
    상기 랜덤 액세스 응답이 상기 제1 복수의 반복 횟수 중에서 특정 반복 횟수를 이용하여 수신된 경우, 상기 제2 PRACH 신호에 대한 응답 신호는 상기 특정 반복 횟수를 이용하여 수신되는, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 응답의 수신을 위해 제1 복수의 반복 횟수가 설정되며, 상기 제1 복수의 반복 횟수 각각은 상기 제1 PRACH 신호의 전송을 위해 사용된 자원에 각각 대응되며,
    상기 제2 PRACH 신호에 대한 응답 신호는 상기 제1 PRACH 신호의 전송을 위해 사용된 자원에 대응되는 반복 횟수를 이용하여 수신되는, 방법.
  7. 동일 신호의 반복 전송을 지원하는 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 단말에 있어서,
    RF(Radio Frequency) 유닛; 및
    상기 RF 유닛과 동작시 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는
    제1 물리 랜덤 액세스 채널(Physical Random Access Channel, PRACH) 신호를 제1 PRACH 자원을 이용하여 제1 반복 횟수 만큼 반복 전송하고,
    상기 제1 PRACH 신호에 대한 랜덤 액세스 응답(Random Access Response, RAR)을 수신하고,
    스케줄링 요청을 위한 제2 PRACH 신호를 전송하도록 구성되며,
    상기 제2 PRACH 신호의 전송을 위해 복수의 PRACH 자원이 미리 설정되고, 상기 복수의 PRACH 자원에 대해 서로 다른 제2 복수의 반복 횟수가 미리 설정되며,
    상기 제1 PRACH 자원이 상기 복수의 PRACH 자원 중 하나와 일치하는 경우, 상기 제2 PRACH 신호는 상기 제1 PRACH 자원을 이용하여 상기 제1 PRACH 자원에 대해 설정된 반복 횟수만큼 반복 전송되고,
    상기 제1 반복 횟수가 상기 제2 복수의 반복 횟수 중 하나와 일치하는 경우, 상기 제2 PRACH 신호는 상기 복수의 PRACH 자원 중에서 상기 제1 반복 횟수에 대응되는 PRACH 자원을 이용하여 상기 제1 반복 횟수만큼 반복 전송되는, 단말.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 PRACH 자원이 상기 복수의 PRACH 자원 중 하나와 일치하지 않고, 상기 제1 반복 횟수가 상기 제2 복수의 반복 횟수 중 하나와 일치하지 않는 경우, 상기 제2 PRACH 신호는 상기 복수의 PRACH 자원 중에서 상기 제1 반복 횟수를 초과하는 최소 반복 횟수에 대응되는 PRACH 자원을 이용하여 전송되는, 단말.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 PRACH 자원이 상기 복수의 PRACH 자원 중 하나와 일치하지 않고, 상기 제1 반복 횟수가 상기 제2 복수의 반복 횟수 중 하나와 일치하지 않는 경우, 상기 제2 PRACH 신호는 상기 복수의 PRACH 자원 중에서 상기 제1 반복 횟수 미만이면서 최대 반복 횟수에 대응되는 PRACH 자원을 이용하여 전송되는, 단말.
  10. 제7항에 있어서,
    상위 계층 신호 또는 물리 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 신호를 통해 시그널링되는 PRACH 반복 횟수가 있는 경우, 상기 제2 PRACH 신호는 상기 복수의 PRACH 자원 중에서 상기 시그널링된 반복 횟수에 대응되는 PRACH 자원을 이용하여 전송되는, 단말.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 응답의 수신을 위해 제1 복수의 반복 횟수가 설정되며,
    상기 랜덤 액세스 응답이 상기 제1 복수의 반복 횟수 중에서 특정 반복 횟수를 이용하여 수신된 경우, 상기 제2 PRACH 신호에 대한 응답 신호는 상기 특정 반복 횟수를 이용하여 수신되는, 단말.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스 응답의 수신을 위해 제1 복수의 반복 횟수가 설정되며, 상기 제1 복수의 반복 횟수 각각은 상기 제1 PRACH 신호의 전송을 위해 사용된 자원에 각각 대응되며,
    상기 제2 PRACH 신호에 대한 응답 신호는 상기 제1 PRACH 신호의 전송을 위해 사용된 자원에 대응되는 반복 횟수를 이용하여 수신되는, 단말.
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