WO2015083997A1 - 커버리지 확장을 위한 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법 및 mtc 기기 - Google Patents

커버리지 확장을 위한 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법 및 mtc 기기 Download PDF

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WO2015083997A1
WO2015083997A1 PCT/KR2014/011612 KR2014011612W WO2015083997A1 WO 2015083997 A1 WO2015083997 A1 WO 2015083997A1 KR 2014011612 W KR2014011612 W KR 2014011612W WO 2015083997 A1 WO2015083997 A1 WO 2015083997A1
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random access
prach
mtc device
reset
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황대성
안준기
양석철
이윤정
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엘지전자 주식회사
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    • H04W74/0838—Random access procedures, e.g. with 4-step access using contention-free random access [CFRA]

Definitions

  • the present invention relates to mobile communications.
  • 3GPP LTE long term evolution
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications 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
  • MIMO multiple input multiple output
  • LTE-A 3GPP LTE-Advanced
  • the physical channel in LTE is a downlink channel PDSCH (Physical Downlink) Shared Channel (PDCCH), Physical Downlink Control Channel (PDCCH), Physical Uplink Shared Channel (PUSCH), which is an uplink channel, Physical Uplink Control Channel (PUCCH), and Physical Random Access Channel (PRACH).
  • PDSCH Physical Downlink Shared Channel
  • PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • PUSCH Physical Uplink Shared Channel
  • PRACH Physical Random Access Channel
  • MTC Machine Type Communication
  • the service optimized for MTC communication may be different from the service optimized for human to human communication.
  • MTC communication has different market scenarios, data communication, low cost and effort, potentially very large number of MTC devices, wide service area and Low traffic (traffic) per MTC device may be characterized.
  • the present disclosure aims to solve the above-mentioned problem.
  • a method of performing a random access procedure is a method of performing a random access procedure for coverage enhancement, and includes a random access preamble to a specific cell. transmitting (random access preamble) repeatedly according to a preset repetition level; Resetting the repetition level on the basis of a predetermined setting scheme when a random access response is not received within a random access response window; And retransmitting the random access preamble repeatedly according to the reset repetition level.
  • the preset method is a method of setting the repetition level as an initial repetition level, wherein the initial repetition level is the lowest repetition level that can be set or is transmitted to a user equipment (UE) or machine type communication (MTC) device. It may be the repetition level selected based on the measurement.
  • UE user equipment
  • MTC machine type communication
  • the preset method may be a method of increasing one previously set repetition level.
  • the preset method may be a method of increasing a previously set repetition level when the preamble transmission power (P PRACH ) is the configured UE transmit power.
  • the preset scheme is a repetition previously set when the preamble transmission power (P PRACH ) at the time of power ramping is greater than or equal to the configured UE transmit power. It may be a way to increase the level by one.
  • the preset scheme may be a scheme in which the repetition level is reset based on total PRACH power, wherein the total PRACH power corresponds to a power of subframes corresponding to a repeatedly transmitted random access preamble. It can be a combined value.
  • the preset method may be a method of resetting the repetition level according to repetition level information included in the PDCCH order when a random access procedure starts with a PDCCH order.
  • a method of performing a random access procedure comprises: transmitting a message 3 (msg3) when a random access response is received; Resetting the previously set repetition level on the basis of a predetermined additional setting method if message 4 (msg4) is not received until the contention resolution timer expires; The method may further include repeatedly retransmitting the random access preamble according to the repetition level reset based on the additional setting method.
  • the additional setting method maintains the previously set repetition level when the received random access response includes a backoff indicator, and the received random access response provides a backoff indicator. If not included, it may be a method of increasing the previously set repetition level.
  • the additional setting method may be a method of setting the previously set repetition level to a repetition level corresponding to the message 3, wherein the repetition level corresponding to the message 3 is an initial repetition level or before the message 3
  • the repetition level corresponds to a random access preamble that successfully transmits through retransmission
  • the initial repetition level is the lowest repetition level that can be set or is determined by a user equipment (UE) or a machine type communication (MTC) device. It may be a repetition level selected on a measurement basis.
  • the received random access response may include a repetition level field
  • the additional setting method may be a method of resetting the previously set repetition level according to the repetition level field.
  • the additional setting method may be performed by selecting a case in which a total PRACH power is smaller during power ramping and changing a previously set repetition level.
  • the power may be a sum of powers of subframes corresponding to the random access preamble transmitted repeatedly.
  • the additional setting method may be a method of resetting the previously set repetition level according to repetition level information included in the PDCCH order when a random access procedure starts with a PDCCH order.
  • An MTC device for achieving the above object is a machine type communication (MTC) device performing a random access procedure for coverage enhancement, and includes a random access preamble to a specific cell.
  • a transmitter / receiver for repeatedly transmitting a preamble according to a preset repetition level; If a random access response is not received within a random access response window, the repetition level is reset based on a preset setting scheme, and the random access is according to the reset repetition level. It may include a processor for controlling the transceiver to repeatedly retransmit the preamble (random access preamble).
  • the transceiver transmits message 3 (msg3), and the processor receives message 4 (msg4) until the contention resolution timer expires. If not, the transmission / reception to reset the repetition level previously set based on the preset additional setting method, and to retransmit the random access preamble repeatedly according to the repetition level reset based on the additional setting method. It may be to control wealth.
  • the reception and decoding performance of the base station (eNodeB) for the MTC device located in the coverage extension area of the base station is improved to perform an efficient and excellent random access procedure (random access procedure) There is this.
  • 1 is a wireless communication system.
  • FIG. 2 shows a structure of a radio frame according to FDD in 3GPP LTE.
  • 3 shows a structure of a downlink radio frame according to TDD in 3GPP LTE.
  • FIG. 4 is an exemplary diagram illustrating a resource grid for one uplink or downlink slot in 3GPP LTE.
  • 5 shows a structure of a downlink subframe.
  • FIG. 6 shows a structure of an uplink subframe in 3GPP LTE.
  • FIG. 7 is a comparative example of a single carrier system and a carrier aggregation system.
  • FIG. 8 illustrates cross-carrier scheduling in a carrier aggregation system.
  • 9A illustrates a contention-based random access method.
  • 9B illustrates a non-competition based random access method.
  • MTC machine type communication
  • 10B is an illustration of cell coverage extension for an MTC device.
  • FIG. 11 is an exemplary diagram illustrating a PRACH transmission or retransmission method according to one disclosure of the present specification.
  • FIG. 12 is an exemplary view illustrating a random access procedure in CASE A according to the first disclosure of the present specification.
  • FIG. 13 is an exemplary view illustrating a random access procedure in CASE B according to the second disclosure of the present specification.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating a wireless communication system in which the present disclosure is implemented.
  • LTE includes LTE and / or LTE-A.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • base station which is used hereinafter, generally refers to a fixed station for communicating with a wireless device, and includes an evolved-nodeb (eNodeB), an evolved-nodeb (eNB), a base transceiver system (BTS), and an access point (e.g., a fixed station). Access Point) may be called.
  • eNodeB evolved-nodeb
  • eNB evolved-nodeb
  • BTS base transceiver system
  • access point e.g., a fixed station.
  • UE User Equipment
  • MS mobile station
  • UT user terminal
  • SS subscriber station
  • MT mobile terminal
  • 1 is a wireless communication system.
  • a wireless communication system includes at least one base station (BS) 20.
  • Each base station 20 provides a communication service for a particular geographic area (generally called a cell) 20a, 20b, 20c.
  • the cell can in turn be divided into a number of regions (called sectors).
  • the UE typically belongs to one cell, and the cell to which the UE belongs is called a serving cell.
  • a base station that provides a communication service for a serving cell is called a serving BS. Since the wireless communication system is a cellular system, there are other cells adjacent to the serving cell. Another cell adjacent to the serving cell is called a neighbor cell.
  • a base station that provides communication service for a neighbor cell is called a neighbor BS. The serving cell and the neighbor cell are determined relatively based on the UE.
  • downlink means communication from the base station 20 to the UE 10
  • uplink means communication from the UE 10 to the base station 20.
  • the transmitter may be part of the base station 20 and the receiver may be part of the UE 10.
  • the transmitter may be part of the UE 10 and the receiver may be part of the base station 20.
  • a wireless communication system can be largely divided into a frequency division duplex (FDD) method and a time division duplex (TDD) method.
  • FDD frequency division duplex
  • TDD time division duplex
  • uplink transmission and downlink transmission are performed while occupying different frequency bands.
  • uplink transmission and downlink transmission are performed at different times while occupying the same frequency band.
  • the channel response of the TDD scheme is substantially reciprocal. This means that the downlink channel response and the uplink channel response are almost the same in a given frequency domain. Therefore, in a TDD based wireless communication system, the downlink channel response can be obtained from the uplink channel response.
  • the downlink transmission by the base station and the uplink transmission by the UE cannot be performed at the same time.
  • uplink transmission and downlink transmission are performed in different subframes.
  • FIG. 2 shows a structure of a radio frame according to FDD in 3GPP LTE.
  • the radio frame illustrated in FIG. 2 may refer to section 5 of 3GPP TS 36.211 V10.4.0 (2011-12) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 10)".
  • E-UTRA Evolved Universal Terrestrial Radio Access
  • Physical Channels and Modulation Release 10
  • a radio frame includes 10 subframes, and one subframe includes two slots. Slots in a radio frame are numbered from 0 to 19 slots.
  • 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.
  • the structure of the radio frame is merely an example, and the number of subframes included in the radio frame or the number of slots included in the subframe may be variously changed.
  • one slot may include a plurality of OFDM symbols. How many OFDM symbols are included in one slot may vary depending on a cyclic prefix (CP).
  • CP cyclic prefix
  • 3 shows a structure of a downlink radio frame according to TDD in 3GPP LTE.
  • a subframe having indexes # 1 and # 6 is called a special subframe and includes a downlink pilot time slot (DwPTS), a guard period (GP), and an uplink pilot time slot (UpPTS).
  • DwPTS is used for initial cell search, synchronization or channel estimation at the UE.
  • UpPTS is used to synchronize channel estimation at the base station with uplink transmission synchronization of the UE.
  • GP is a section for removing interference caused by the uplink due to the multipath delay of the downlink signal between the uplink and the downlink.
  • DL subframe In TDD, a downlink (DL) subframe and an uplink (UL) subframe coexist in one radio frame.
  • Table 1 shows an example of configuration of a radio frame.
  • 'D' represents a DL subframe
  • 'U' represents a UL subframe
  • 'S' represents a special subframe.
  • the UE may know which subframe is the DL subframe or the UL subframe according to the configuration of the radio frame.
  • FIG. 4 is an exemplary diagram illustrating a resource grid for one uplink or downlink slot in 3GPP LTE.
  • an uplink slot or a downlink slot includes a plurality of OFDM symbols in a time domain and includes N RB resource blocks ( RBs ) in a frequency domain. .
  • the RB is a resource allocation unit and includes a plurality of subcarriers in one slot. For example, if one slot includes 7 OFDM symbols in the time domain and the resource block includes 12 subcarriers in the frequency domain, one resource block includes 7 ⁇ 12 resource elements (REs). It may include.
  • REs resource elements
  • 5 shows a structure of a downlink subframe.
  • the DL (downlink) 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
  • physical channels include a physical downlink shared channel (PDSCH), a physical uplink shared channel (PUSCH), a physical downlink control channel (PDCCH), a physical control format indicator channel (PCFICH), and a physical hybrid (PHICH).
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • PDCCH physical downlink control channel
  • PCFICH physical control format indicator channel
  • PHICH physical hybrid
  • ARQ Indicator Channel Physical Uplink Control Channel
  • the PCFICH transmitted in the first OFDM symbol of a subframe carries a control format indicator (CFI) regarding the number of OFDM symbols (that is, the size of a control region) used for transmission of control channels in the subframe.
  • CFI control format indicator
  • the wireless device first receives the CFI on the PCFICH and then monitors the PDCCH.
  • the PCFICH does not use blind decoding and is transmitted on a fixed PCFICH resource of a subframe.
  • the PHICH carries a positive-acknowledgement (ACK) / negative-acknowledgement (NACK) signal for a UL hybrid automatic repeat request (HARQ).
  • ACK positive-acknowledgement
  • NACK negative-acknowledgement
  • HARQ UL hybrid automatic repeat request
  • the Physical Broadcast Channel (PBCH) is transmitted in the preceding four OFDM symbols of the second slot of the first subframe of the radio frame.
  • the PBCH carries system information necessary for the wireless device to communicate with the base station, and the system information transmitted through the PBCH is called a master information block (MIB).
  • MIB master information block
  • SIB system information block
  • the PDCCH includes resource allocation and transmission format of downlink-shared channel (DL-SCH), resource allocation information of uplink shared channel (UL-SCH), paging information on PCH, system information on DL-SCH, and random access transmitted on PDSCH. Resource allocation of higher layer control messages such as responses, sets of transmit power control commands for individual UEs in any UE group, activation of voice over internet protocol (VoIP), and the like.
  • a plurality of PDCCHs may be transmitted in the control region, and the UE may monitor the plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH is transmitted on an aggregation of one or several consecutive control channel elements (CCEs).
  • CCEs control channel elements
  • CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH with a coding rate according to a state of a radio channel.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups.
  • 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.
  • 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 UE, and attaches a cyclic redundancy check (CRC) to the control information.
  • CRC cyclic redundancy check
  • the CRC masks a unique radio network temporary identifier (RNTI) according to the owner or purpose of the PDCCH. If the PDCCH is for a specific UE, a unique identifier of the UE, for example, a cell-RNTI (C-RNTI) may be masked to the CRC. Alternatively, if the PDCCH is for a paging message, a paging indication identifier, for example, p-RNTI (P-RNTI), may be masked to the CRC.
  • RNTI radio network temporary identifier
  • SI-RNTI system information-RNTI
  • RA-RNTI random access-RNTI
  • blind decoding is used to detect the PDCCH.
  • Blind decoding is a method of demasking a desired identifier in a cyclic redundancy check (CRC) of a received PDCCH (referred to as a candidate PDCCH) and checking a CRC error to determine whether the corresponding PDCCH is its control channel.
  • the base station determines the PDCCH format according to the DCI to be sent to the wireless device, attaches the CRC to the DCI, and masks a unique identifier (RNTI) to the CRC according to the owner or purpose of the PDCCH.
  • RNTI unique identifier
  • 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 PDCCH 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.
  • a DCI format and a search space to be monitored are determined according to a transmission mode (TM) of the PDSCH.
  • TM transmission mode
  • 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 terminals configured in an open-loop spatial multiplexing mode
  • DCI format 2B is used for resource allocation for dual-layer beamforming of the PDSCH.
  • DCI format 2C DCI format 2C is used for resource allocation for up to eight layers of closed-loop SU-MIMO or MU-MIMO operation.
  • DCI format 2D DCI format 2C is used for resource allocation of up to eight layers.
  • 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
  • DCI format 4 Used for PUSCH scheduling of uplink (UL) cell operating in multi-antenna port transmission mode
  • DCI format 0 is described and includes a field as shown in the following table.
  • Table 4 field Number of bits Carrier indicator 0 bit or 3 bit Flag for format0 / format1A differentiation 1 bit Frequency hopping (FH) flag 1 bit Resource block assignment and hopping resource allocation Modulation and coding scheme (MCS) and redundancy version (RV) 5 bit New data indicator (NDI) 1 bit TPC 2 bit Cyclic shift for DM RS and OCC index 3 bit UL index 2 bit Downlink Assignment Index (DAI) 2 bit CSI request 1 bit or 2 bit SRS request 0 bit or 1 bit Resource allocation type 1 bit
  • FH Frequency hopping
  • MCS Resource block assignment and hopping resource allocation Modulation and coding scheme
  • RV redundancy version
  • NDI New data indicator
  • TPC bit Cyclic shift for DM RS and OCC index 3 bit UL index 2 bit
  • DAI Downlink Assignment Index
  • FIG. 6 shows a structure of an uplink subframe in 3GPP LTE.
  • an uplink subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • a physical uplink control channel (PUCCH) for transmitting uplink control information is allocated to the control region.
  • the data area is allocated a PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) for transmitting data (in some cases, control information may also be transmitted).
  • 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 a first slot and a second slot.
  • the frequency occupied by RBs belonging to the RB 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 UE may obtain 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 resource block pair allocated to a PUCCH in a subframe.
  • the uplink control information transmitted on the PUCCH includes a hybrid automatic repeat request (HARQ) acknowledgment (ACK) / non-acknowledgement (NACK), a channel quality indicator (CQI) indicating a downlink channel state, and an uplink radio resource allocation request. (scheduling request).
  • HARQ hybrid automatic repeat request
  • ACK acknowledgment
  • NACK non-acknowledgement
  • CQI channel quality indicator
  • the PUSCH is mapped to the UL-SCH, which is a transport channel.
  • the uplink data transmitted on the PUSCH may be a transport block which is a data block for the UL-SCH transmitted during the transmission time interval (TTI).
  • the transport block may be user information.
  • the uplink data may be multiplexed data.
  • the multiplexed data may be a multiplexed transport block and control information for the UL-SCH.
  • control information multiplexed with data may include a CQI, a precoding matrix indicator (PMI), a HARQ, a rank indicator (RI), and the like.
  • the uplink data may consist of control information only.
  • CA carrier aggregation
  • the carrier aggregation system refers to aggregating a plurality of component carriers (CC).
  • CC component carriers
  • a cell may mean a combination of a downlink component carrier and an uplink component carrier or a single downlink component carrier.
  • a cell may be divided into a primary cell, a secondary cell, and a serving cell.
  • a primary cell means a cell operating at a primary frequency, and is a cell in which a UE performs an initial connection establishment procedure or a connection reestablishment procedure with a base station, or is indicated as a primary cell in a handover process. It means a cell.
  • the secondary cell refers to a cell operating at the secondary frequency, and is established and used to provide additional radio resources once the RRC connection is established.
  • a plurality of CCs that is, a plurality of serving cells, may be supported.
  • Such a carrier aggregation system may support cross-carrier scheduling.
  • Cross-carrier scheduling is a resource allocation of a PDSCH transmitted on another component carrier through a PDCCH transmitted on a specific component carrier and / or other components other than the component carrier basically linked with the specific component carrier.
  • a scheduling method for resource allocation of a PUSCH transmitted through a carrier is a scheduling method for resource allocation of a PUSCH transmitted through a carrier.
  • FIG. 7 is a comparative example of a single carrier system and a carrier aggregation system.
  • a single carrier in uplink and downlink.
  • the bandwidth of the carrier may vary, but only one carrier is allocated to the UE.
  • a carrier aggregation (CA) system a plurality of component carriers (DL CC A to C, UL CC A to C) may be allocated to the UE.
  • a component carrier (CC) refers to a carrier used in a carrier aggregation system and may be abbreviated as a carrier. For example, three 20 MHz component carriers may be allocated to allocate a 60 MHz bandwidth to the UE.
  • the carrier aggregation system may be divided into a contiguous carrier aggregation system in which aggregated carriers are continuous and a non-contiguous carrier aggregation system in which aggregated carriers are separated from each other.
  • a carrier aggregation system simply referred to as a carrier aggregation system, it should be understood to include both the case where the component carrier is continuous and the case where it is discontinuous.
  • the number of component carriers aggregated between the downlink and the uplink may be set differently. The case where the number of downlink CCs and the number of uplink CCs are the same is called symmetric aggregation, and when the number is different, it is called asymmetric aggregation.
  • the target carrier may use the bandwidth used by the existing system as it is for backward compatibility with the existing system.
  • the 3GPP LTE system supports bandwidths of 1.4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, and 20 MHz, and the 3GPP LTE-A system may configure a bandwidth of 20 MHz or more 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.
  • the configuration refers to a state in which reception of system information necessary for data transmission and reception for a corresponding cell is completed.
  • the configuration may include a general process of receiving common physical layer parameters required for data transmission and reception, media access control (MAC) layer parameters, or parameters required for a specific operation in the RRC layer.
  • MAC media access control
  • the cell in the configuration complete state may exist in an activation or deactivation state.
  • activation means that data is transmitted or received or is in a ready state.
  • the UE may monitor or receive the control channel (PDCCH) and the data channel (PDSCH) of the activated cell in order to identify resources allocated to the UE (which may be frequency, time, etc.).
  • PDCCH control channel
  • PDSCH data channel
  • Deactivation means that transmission or reception of traffic data is impossible, and measurement or transmission of minimum information is possible.
  • the UE may receive system information (SI) required for packet reception from the deactivated cell.
  • SI system information
  • the UE does not monitor or receive the control channel (PDCCH) and the data channel (PDSCH) of the deactivated cell in order to check resources allocated to it (may be frequency, time, etc.).
  • FIG. 8 illustrates cross-carrier scheduling in a carrier aggregation system.
  • the base station may set a PDCCH monitoring DL CC (monitoring CC) set.
  • the PDCCH monitoring DL CC set is composed of some DL CCs among the aggregated DL CCs, and when cross-carrier scheduling is set, the UE performs PDCCH monitoring / decoding only for the DL CCs included in the PDCCH monitoring DL CC set. In other words, the base station transmits the PDCCH for the PDSCH / PUSCH to be scheduled only through the DL CC included in the PDCCH monitoring DL CC set.
  • PDCCH monitoring DL CC set may be set UE-specific, UE group-specific, or cell-specific.
  • three DL CCs (DL CC A, DL CC B, and DL CC C) are aggregated, and DL CC A is set to PDCCH monitoring DL CC.
  • the UE may receive the DL grant for the PDSCH of the DL CC A, the DL CC B, and the DL CC C through the PDCCH of the DL CC A.
  • the DCI transmitted through the PDCCH of the DL CC A may include the CIF to indicate which DCI the DLI is.
  • Random access is used for the terminal to obtain uplink synchronization with the base station or receive uplink radio resources. Random access may be divided into contention-based random access and contention-free random access.
  • 9A illustrates a contention-based random access method.
  • the UE 100 selects one random access preamble randomly from a set of random access preambles indicated by system information or a handover command.
  • a radio resource capable of transmitting the random access preamble is selected to transmit the selected random access preamble (message 1: Msg 1).
  • the radio resource may be a specific subframe, which may be to select a physical random access channel (PRACH).
  • the UE 100 After transmitting the random access preamble, the UE 100 attempts to receive a random access response (RAR) in a random access response reception window (RAR window) indicated through system information or a handover command, and thus random An access response (RAR, message 2: Msg2) is received (S1112).
  • RAR random access response
  • RAR window a random access response reception window indicated through system information or a handover command
  • RAR, message 2: Msg2 random An access response
  • the random access response (RAR) may be transmitted in a MAC protocol data unit (PDU) format.
  • PDU MAC protocol data unit
  • Random Access Response includes Random Access Preamble Identifier (ID), UL Grant (Uplink Radio Resource), Temporary Cell Radio Network Temporary Identifier (C-RNTI), and Synchronization Correction Command (eg, Timing Advance Command (TAC)). Can be. Since one random access response (RAR) may include random access response information for one or more UEs 100, the random access preamble identifier may include the included UL Grant, temporary C-RNTI and synchronization correction command (eg, Timing Advance Command). TAC) may be included to inform which UE 100 is valid.
  • the random access preamble identifier may be an identifier for the random access preamble received by the base station (eNodeB) 200.
  • a synchronization correction command (eg, a Timing Advance Command (TAC)) may be included as information for the UE 100 to adjust uplink synchronization.
  • the random access response may be indicated by a random access identifier on the PDCCH, that is, a random access radio network temporary identifier (RA-RNTI).
  • RA-RNTI random access radio network temporary identifier
  • the UE 100 Upon receipt of a random access response (RAR) valid for itself, the UE 100 processes the information contained in the random access response (RAR) and transmits the scheduled transmission to the base station (eNodeB) 200 (message 3: Msg 3). To perform (S1113). That is, the UE 100 applies a synchronization correction command (eg, a Timing Advance Command (TAC)) and stores a temporary C-RNTI.
  • TAC Timing Advance Command
  • the UL grant transmits data stored in a buffer of the UE 100 or newly generated data to the base station (eNodeB) 200. In this case, information for identifying the UE 100 should be included. This is because the base station (eNodeB) 200 cannot determine which UEs 100 perform random access in the contention-based random access procedure, and thus need to identify the UEs 100 in order to resolve the collision.
  • the UE 100 After the UE 100 transmits a scheduled message (ie, MSG3) including its identifier through a radio resource allocated by the UL Grant included in the random access response (RAR), the base station (eNodeB) for conflict resolution. It waits for the instruction of 200 (message 4: Msg 4) (S1114). That is, it attempts to receive a PDCCH to receive a specific message.
  • a scheduled message ie, MSG3
  • RAR random access response
  • 9B illustrates a non-competition based random access method.
  • non- contention-based random access can be terminated by the UE 100 receiving a random access response.
  • Non-competition based random access may be initiated by request, such as handover and / or command of base station (eNodeB) 200.
  • request such as handover and / or command of base station (eNodeB) 200.
  • eNodeB base station
  • contention based random access may also be performed.
  • the UE 100 is assigned a designated random access preamble with no possibility of collision from the base station (eNodeB) 200.
  • the allocation of the random access preamble may be performed through the handover command and the PDCCH command (S1121).
  • the UE 100 After the UE 100 receives an assigned random access preamble for itself, the UE 100 transmits the corresponding random access preamble to the base station (eNodeB) 200 (S1122).
  • the base station eNodeB
  • the base station (eNodeB) 200 When the base station (eNodeB) 200 receives the random access preamble, the base station (eNodeB) 200 transmits a random access response (RAR) to the UE 100 in response thereto (S1123).
  • RAR random access response
  • MTC machine type communication
  • Machine Type Communication is an exchange of information through the base station 200 between MTC devices 100 without human interaction or information through a base station between the MTC device 100 and the MTC server 700. Say exchange.
  • the MTC server 700 is an entity that communicates with the MTC device 100.
  • the MTC server 700 executes an MTC application and provides an MTC specific service to the MTC device.
  • the MTC device 100 is a wireless device that provides MTC communication and may be fixed or mobile.
  • the services offered through MTC are different from those in existing human-involved communications, and there are various categories of services such as tracking, metering, payment, medical services, and remote control. exist. More specifically, services provided through the MTC may include meter reading, level measurement, utilization of surveillance cameras, inventory reporting of vending machines, and the like.
  • the uniqueness of the MTC device is that the amount of data transmitted is small and the up / down link data transmission and reception occur occasionally. Therefore, it is effective to lower the cost of the MTC device and reduce battery consumption in accordance with such a low data rate.
  • the MTC device is characterized by low mobility, and thus has a characteristic that the channel environment hardly changes.
  • 10B is an illustration of cell coverage extension for an MTC device.
  • the base station when transmitting a PRACH (or PRACH preamble) as a general base station, the base station may have difficulty in receiving the PRACH transmitted from the MTC device located in the coverage extension region of the cell.
  • the first disclosure of the present specification aims to suggest a solution to this problem.
  • one disclosure of the present specification provides a plurality of preambles when a MTC device 100 located in a coverage extension region transmits a PRACH to a base station. repetition level). For example, when the received signal, such as under the bridge, underground, MTC device 100 exists in a weak location (for example, cell coverage extension area), according to one disclosure of the present specification, the MTC device 100 is random The access preamble may be repeated and transmitted. In this case, the base station may also repeatedly transmit a random access response (ie, MSG2) to the MTC device to the random access preamble. Then, the MTC device 100 may repeatedly transmit a message (ie, MSG3) scheduled by the random access response again.
  • MSG2 random access response
  • MSG3 a message
  • the base station may repeatedly transmit the MSG4.
  • the base station may transmit the MSG4. If the MSG4 is not received from the MTC device 100, there may be a problem in that the MTC device 100 may technically obscure whether to retransmit the random access preamble at the same repetition level or to change the repetition level.
  • the second disclosure of the present specification is intended to propose a solution to solve such problems.
  • the second disclosure of the present disclosure retransmits a PRACH when the base station does not properly receive the PRACH, and performs power ramping or changes the specific repetition level. Retransmit the PRACH.
  • a method of performing a random access procedure according to the first disclosure of the present specification is a method in which a Machine Type Communication (MTC) device located in a coverage enhancement region performs a random access procedure.
  • the method may include generating a random access preamble to a specific cell and repeatedly transmitting the generated random access preamble according to a predetermined repetition level.
  • MTC Machine Type Communication
  • FIG. 11 is an exemplary diagram illustrating a PRACH transmission or retransmission method according to one disclosure of the present specification.
  • the MTC device 100 may initially transmit a PRACH preamble to a base station eNodeB according to a specific repetition level (T100).
  • T100 a specific repetition level
  • the specific repetition level may be '3' as shown in FIG.
  • the MTC device 100 may retransmit the PRACH preamble.
  • the MTC device 100 may retransmit the PRACH preamble by changing the specific repetition level or performing power ramping.
  • retransmission CASE 1 (T110) represents a case in which the PRACH preamble is retransmitted by changing only the repetition level (from '3' to '4'), and retransmission CASE 2 (T120) represents power ramping.
  • the PRACH preamble is retransmitted by changing only the number of times of execution (from 2 times to 3 times), and the retransmission CASE 3 (T130) represents a case of retransmitting the PRACH preamble by changing both the repetition level and the number of times of power ramping. .
  • the repetition level for the PRACH may be changed when retransmission of the PRACH is performed in a situation such as an RAR reception failure or an Msg4 reception failure in a contention resolution process after initial transmission.
  • an increase in repetition level may be considered along with power ramping for the PRACH.
  • Increasing the repetition level may mean that the number of repetitions during PRACH retransmission increases.
  • Exemplary measures for increasing power ramping and repetition levels include allowing the repetition level to increase after a certain level of power ramping, or a repetition level. It may be considered to allow power ramping to be performed after changing the level.
  • power ramping or a change in repetition level is performed using the current PRACH total power as a parameter.
  • the total PRACH power may refer to a sum of powers for various subframes corresponding to repeated PRACHs.
  • the total number of (re) transmissions for the PRACH preamble may be set according to the following first to third methods. Can be.
  • the first method may be a method of expressing a final (re) transmission count for the PRACH preamble as a single parameter in consideration of both power ramping and an increase in repetition level.
  • the parameter “preambleTransMax” means the total number of (re) transmissions of the PRACH preamble and may be set in the MTC device through a higher layer signal from the base station.
  • the number of times of power ramping may be specified for each repetition level.
  • the designation method it may be designated in advance or may be set in a high layer for each repetition level.
  • the second method may be a method of setting the maximum number of times of power ramping to a single parameter.
  • the parameter may be, for example, "preambleTransMax", and then, as the repetition level increases, the actual number of PRACH preamble (re) transmissions is actually configured at "preambleTransMax" and the corresponding base station (eNodeB). It may be set to a parameter indicating a repetition level.
  • the total number of (re) transmissions of the PRACH preamble may be set to “preambleTransMax * (# of repetition levels)”.
  • the third method may be a method of setting a maximum number of times of power ramping for each repetition level.
  • the parameter may be expressed as preambleTransMax_m for a repetition level m, and the total number of (re) transmissions of the PRACH preamble is configured by the base station (eNodeB). It may be expressed as the sum of the maximum number of times of power ramping for.
  • retransmission for the PRACH may be performed when the following CASE A or CASE B is generated.
  • CASE A may occur when a random access response (RAR) corresponding to a corresponding PRACH is not received in a random access response window (RAR window) set after initial PRACH transmission.
  • RAR random access response
  • CASE B may occur in a situation in which the user equipment (UE) or the MTC device 100 does not receive Msg4 until the contention resolution timer set in the contention resolution process expires.
  • the setting of the repetition level for the PRACH may be specified the same for the above two situations, CASE A and CASE B, respectively. May be
  • the first aspect of the repetition level setting method for PRACH in CASE A i.e., a situation in which no random access response (RAR) has been received
  • CASE B i.e., in which Msg4 is not received
  • a method of performing a random access procedure is a method of performing a random access procedure for coverage enhancement, wherein a predetermined repetition level of a random access preamble to a specific cell is preset. repetitive transmission according to the level and if a random access response is not received within the random access response window, resetting the repetition level and the reset repetition level. Accordingly, the method may include retransmitting the random access preamble repeatedly.
  • the repetition level may be reset based on a preset method.
  • the preset method may be a method of resetting the repetition level to a lowest repetition level that can be set or a repetition level selected based on a measurement by the MTC device.
  • the preset method may be a method of increasing one previously set repetition level.
  • the preset method may be a method of increasing one previously set repetition level when the preamble transmission power (P PRACH ) is the configured UE transmit power. .
  • the preset scheme may be performed when the preamble transmission power (P PRACH ) when performing power ramping is greater than or equal to the configured UE transmit power. It may be a method of increasing one set repetition level.
  • the preset method may be performed when the transmission power of the random access preamble reaches a maximum transmission power set in the MTC device or when the preamble transmission power is greater than or equal to the maximum transmission power when power ramping is performed. It may be a way to increase the existing repetition level by one.
  • the preset scheme is a scheme in which the repetition level is reset based on a total PRACH power, wherein the total PRACH power includes subframes corresponding to a random access preamble transmitted repeatedly. It may be the sum of the power.
  • the preset method may be a method of resetting the repetition level according to repetition level information included in the PDCCH order when a random access procedure starts with a PDCCH order.
  • the MTC device 100 sets a random access preamble (Msg1) to a specific cell in a predetermined repetition level. It can be repeatedly transmitted according to (S110).
  • Msg1 random access preamble
  • the base station (eNodeB) 200 may transmit a random access response (RAR: Msg2) corresponding to the random access preamble to the MTC device 100 (S1112).
  • RAR random access response
  • the MTC device 100 when the MTC device 100 does not properly receive a random access response in the RAR window (CASE A: RAR reception failure in the RAR window), the MTC device 100 repetition level (repetition) level) can be reset (S120).
  • the MTC device 100 may reset the repetition level based on a preset method.
  • the MTC device 100 may repeatedly retransmit the random access preamble according to the reset repetition level (S130).
  • the preset method in CASE A may correspond to any one of the following methods.
  • the A-1 method may be a method of changing a repetition level of a PRACH for retransmission based on a repetition level of an initially transmitted PRACH. That is, the method A-1 may be a method of setting the repetition level as an initial repetition level.
  • the initial repetition level may be a lowest repetition level or may be a repetition level selected by the user equipment (UE) or the MTC device 100 based on a measurement.
  • UE user equipment
  • the preset method may be a method of resetting the repetition level to a lowest repetition level that can be set or a repetition level selected based on a measurement by the MTC device.
  • A-2 may be a method of simply increasing the repetition level upon retransmission of the PRACH preamble.
  • the MTC device 100 may increase the repetition level of the retransmission PRACH by one.
  • the A-2 method may be a method of increasing the previously set repetition level.
  • the A-3 scheme may be a scheme in which a repetition level is set in consideration of a situation of PRACH power.
  • the MTC device 100 may increase the repetition level by one and maintain the rest if the power of the previous PRACH is P CMAX, c (i).
  • the MTC device 100 may increase the previously set repetition level when the preamble transmission power (P PRACH ) is the configured UE transmit power.
  • the MTC device 100 increases one repetition level and maintains otherwise when the PRACH power is greater than P CMAX, c (i) at power ramping at the power of the previous PRACH. You can.
  • the MTC device 100 may be configured when the preamble transmission power (P PRACH ) is greater than the configured UE transmit power when performing power ramping. You can increase the repetition level by one.
  • P PRACH preamble transmission power
  • the preset scheme may include a preamble transmission power when the transmission power of the random access preamble reaches the maximum transmission power set in the MTC device or when power ramping is performed. In this case, it may be a method of increasing an existing repetition level.
  • the MTC device 100 may determine whether to perform power ramping or to change the repetition level in consideration of the total power for the repeated PRACH. have.
  • the total power may be interpreted as a sum of power per subframe with respect to subframes corresponding to the repeated PRACH.
  • the configuration scheme according to the A-3 scheme is a manner in which the repetition level is reset based on total PRACH power, wherein the total PRACH power corresponds to a random access preamble transmitted repeatedly. It may mean the sum of the power of the subframes.
  • the MTC device 100 may select a case in which the total PRACH power is small among power ramping and repetition level change at the previous PRACH power.
  • the additional setting method according to the method A-3 selects and performs a case where the total PRACH power is smaller during power ramping and changing the previously set repetition level.
  • the total PRACH power means the sum of the powers of the subframes corresponding to the random access preamble transmitted repeatedly.
  • the A-4 method may be a method of setting a repetition level of the PRACH according to repetition level information included in the PDCCH order when the PRACH is set to the PDCCH order.
  • the A-4 method may be a method of resetting the repetition level according to repetition level information included in the PDCCH order when a random access procedure starts with a PDCCH order.
  • the method of performing a random access procedure according to the second aspect is a method of performing a random access procedure for coverage enhancement, comprising: generating a random access preamble to a specific cell and generating the random access preamble Repeatedly transmitting the randomized random access preamble according to a predetermined repetition level, and if a random access response is received, transmitting a scheduled message (or msg3: message 3) and a contention resolution timer. If message 4 (msg4) is not received until the timer expires, re-transmitting the random access preamble repeatedly by resetting the previously set repetition level and resetting the random access preamble according to the reset repetition level. It may include the step.
  • the previously set repetition level may be reset based on a preset additional setting scheme.
  • the additional setting scheme may include maintaining the previously set repetition level when the received random access response includes a backoff indicator, and receiving the back random access response with a backoff indicator. If it does not include an indicator, it may be a way to increase the previously set repetition level.
  • the existing repetition level is set to a repetition level corresponding to the scheduled message, wherein the repetition level corresponding to the scheduled message is the lowest repetition level that can be set.
  • the repetition level selected based on the measurement and the repetition level corresponding to the random access preamble finally transmitted successfully through retransmission of the scheduled message may be one.
  • the received random access response may include a repetition level field
  • the additional setting method may be a method of resetting the previously set repetition level according to the repetition level field.
  • the additional setting method is a method of selecting and performing a case where the total PRACH power is smaller during power ramping and changing the previously set repetition level.
  • the total PRACH power may be a sum of powers of subframes corresponding to a random access preamble transmitted repeatedly.
  • the additional setting method may be a method of resetting the previously set repetition level according to repetition level information included in the PDCCH order when a random access procedure starts with a PDCCH order.
  • FIG. 13 is an exemplary diagram illustrating a random access procedure in CASE B according to the second aspect.
  • the MTC device 100 repeats a random access preamble (Msg1) to a specific cell according to a preset repetition level. Can be transmitted (S210).
  • Msg1 random access preamble
  • S210 Can be transmitted
  • the base station (eNodeB) 200 may transmit a random access response (RAR: Msg2) corresponding to the random access preamble to the MTC device 100 (S1112).
  • RAR random access response
  • the MTC device 100 processes the information included in the random access response (RAR), and performs the scheduled transmission to the base station (eNodeB) 200. (S1113).
  • the MTC device 100 receives a random access response (RAR) and transmits data including its identifier through the assigned UL Grant, and then waits for an instruction of the eNodeB 200 to resolve the collision ( S1114).
  • RAR random access response
  • the MTC device 100 when the MTC device 100 does not properly receive the Msg4 until the contention resolution timer expires (CASE B: Msg4 reception failure), the MTC device 100 is a repetition level It may be reset (S220).
  • the MTC device 100 may reset the repetition level based on a preset additional setting method.
  • the MTC device 100 may retransmit the random access preamble repeatedly according to the reset repetition level (S230).
  • the predetermined additional setting method in CASE B may correspond to any one of the following methods.
  • the B-1 method may be a method of setting a repetition level of the PRACH according to the presence or absence of a subheader of a backoff indicator in a random access response (RAR).
  • RAR random access response
  • the MTC device 100 increases the repetition level of the PRACH, and the backoff indicator subheader in the random access response (RAR). If there is a backoff indicator subheader, the repetition level of the PRACH may not be increased.
  • the B-1 scheme maintains the previously set repetition level when the received random access response includes a backoff indicator, and the received random access response includes a backoff indicator.
  • the received random access response includes a backoff indicator.
  • it may mean a method of increasing the previously set repetition level.
  • the B-2 method may be a method of changing a repetition level of the PRACH to a repetition level of the initially transmitted PRACH. That is, the B-2 method may be a method of setting the repetition level as an initial repetition level.
  • the initial repetition level may be a lowest repetition level or may be a repetition level selected by the user equipment (UE) or the MTC device 100 based on a measurement.
  • UE user equipment
  • the additional setting method may be a method of resetting the repetition level to a lowest repetition level that can be set or a repetition level selected based on a measurement by the MTC device.
  • the B-3 method may be a method of setting the repetition level of the PRACH corresponding to the scheduled message Msg3 to the repetition level of the retransmission PRACH.
  • the PRACH repetition level corresponding to the scheduled message may be a repetition level used at the initial transmission or may be a repetition level corresponding to a successful PRACH prior to the transmission of the last scheduled message through retransmission.
  • the additional setting method according to the B-3 method is a method of setting the previously set repetition level to a repetition level corresponding to the scheduled message, wherein the repetition level corresponding to the scheduled message is settable. It may be one of the lowest repetition level, the repetition level selected based on the measurement by the MTC device, and the repetition level corresponding to the random access preamble finally transmitted successfully through the previous retransmission of the scheduled message.
  • the B-4 method may include a repetition level field in a random access response (RAR), and may set a repetition level for a PRACH retransmitted using the repetition level field.
  • RAR random access response
  • the received random access response includes a repetition level field
  • the additional setting method resets the previously set repetition level according to the repetition level field.
  • the B-5 method may be a method of simply increasing the repetition level upon retransmission of the PRACH preamble.
  • the MTC device 100 may increase the repetition level of the retransmission PRACH by one.
  • the B-5 method may be a method of increasing one previously set repetition level.
  • the B-6 method maintains the repetition level when retransmission of the PRACH preamble.
  • the B-7 method may be a method in which a repetition level is set in consideration of a situation of PRACH power.
  • the MTC device 100 may increase the repetition level by one and maintain the rest if the power of the previous PRACH is P CMAX, c (i).
  • the MTC device 100 may increase the previously set repetition level when the preamble transmission power (PPRACH) is the configured UE transmit power.
  • PPRACH preamble transmission power
  • the MTC device 100 increases one repetition level and maintains otherwise when the PRACH power is greater than P CMAX, c (i) at power ramping at the power of the previous PRACH. You can.
  • the MTC device 100 may be configured when the preamble transmission power (P PRACH ) is greater than the configured UE transmit power when performing power ramping. You can increase the repetition level by one.
  • P PRACH preamble transmission power
  • the additional setting scheme may include a preamble transmission power when the transmission power of the random access preamble reaches a maximum transmission power set in the MTC device or when power ramping is performed.
  • the existing repetition level may be increased by one.
  • the MTC device 100 may include power ramping in consideration of total power of repeated PRACHs. May be performed or the repetition level may be changed.
  • the total power may be interpreted as a sum of power per subframe with respect to subframes corresponding to the repeated PRACH.
  • the additional setting scheme according to the B-7 scheme is a scheme in which the repetition level is reset based on total PRACH power, wherein the total PRACH power corresponds to a random access preamble transmitted repeatedly. It may mean the sum of the power of the subframes.
  • the MTC device 100 may select a case in which the total PRACH power is small among power ramping and repetition level change at the previous PRACH power.
  • the additional setting method according to the B-7 method selects and performs a case where the total PRACH power is smaller during power ramping and changing the previously set repetition level.
  • the total PRACH power means the sum of the powers of the subframes corresponding to the random access preamble transmitted repeatedly.
  • the B-8 scheme may be a method of setting a repetition level of the PRACH according to repetition level information included in the PDCCH order when the PRACH is set to the PDCCH order.
  • the B-8 method may be a method of resetting the repetition level according to repetition level information included in the PDCCH order when a random access procedure starts with a PDCCH order.
  • the backoff delay parameter may be included in the random access response (RAR), and if not included, the backoff delay for the user equipment (UE) or the MTC device 100. (backoff delay) value can be set to zero.
  • the backoff delay value may be set to 0.
  • the backoff delay is set to the backoff delay parameter.
  • the UE or MTC device 100 may randomly select a value between '0' and 'backoff delay parameter' to set a backoff delay, and retransmit after delaying the PRACH by a value corresponding to the set backoff delay.
  • the maximum number of subframes occupied by PRACH is three, but when considering repetition for PRACH, a larger number of subframes may be occupied. In this case, existing subframes may be occupied.
  • the effect of preventing collision between PRACHs that are repeatedly transmitted may be small. Therefore, it is necessary to efficiently change the backoff delay.
  • a method of setting a repetition level as a parameter when setting the backoff delay may be a very good method.
  • the final backoff delay value is determined according to the repetition level.
  • a manner of changing the randomly selected value may be considered.
  • a method of determining a final backoff delay value by multiplying the number of repetition levels from a randomly selected value may be considered.
  • the MTC device 100 may support mobility.
  • a situation in which the MTC device 100 performs a handover from a current serving cell or a source cell to a target cell may be considered.
  • UL timing In order for the MTC device 100 to access a target cell to receive UE-specific DL channels or to transmit UL channels, UL timing needs to be adjusted. There may be.
  • a higher layer for the repetition level may inform the MTC device 100 of the repetition level. This allows a suitable repetition level for the retransmission PRACH preamble to be set.
  • it may be a method of providing SFN-offset information with respect to the SFN of the target cell or the SFN of the source cell to the MTC device 100 during the hand error.
  • the SFN for the target cell and the SFN for the source cell are the same at the time of handover to the MTC device 100.
  • the meaning of the same SFN means that a radio frame of the same SFN overlaps more than half of two cells (the time difference of the frame i of the two cells is 153600 ⁇ T Within S ). This interpretation may be possible because the operations of the MTC device 100, including random access and (E) PDCCH repetition, are operated with SFN as a parameter.
  • Embodiments of the present invention described so far may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof. Specifically, it will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating a wireless communication system in which the present disclosure is implemented.
  • the base station 200 includes a processor 201, a memory 202, and an RF unit (RF (radio frequency) unit (RF) unit 203).
  • the memory 202 is connected to the processor 201 and stores various information for driving the processor 201.
  • the RF unit 203 is connected to the processor 201 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the processor 201 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 201.
  • the MTC device 100 includes a processor 101, a memory 102, and an RF unit 103.
  • the memory 102 is connected to the processor 101 and stores various information for driving the processor 101.
  • the RF unit 103 is connected to the processor 101 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the processor 101 implements the proposed functions, processes and / or methods.
  • 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.
  • An MTC device is a machine type communication (MTC) device that performs a random access procedure for coverage enhancement, and has a preset repetition level of a random access preamble to a specific cell. If a random access response is not received within the random access response window and the transceiver repeatedly transmitting according to the repetition level, the repetition level is reset and the reset repetition is performed. And a processor for controlling the transceiver to repeatedly retransmit the random access preamble according to a level.
  • MTC machine type communication
  • the transceiver transmits message 3 (msg3), and the processor receives message 4 (msg4) until the contention resolution timer expires. If not, it may be to control the transceiver to reset the previously set repetition level and to retransmit the random access preamble repeatedly according to the reset repetition level.
  • the transceiver may be a component corresponding to the RF unit 103 or configured to include the RF unit 103.
  • the reception and decoding performance of the base station (eNodeB) for the MTC device located in the coverage extension area of the base station is improved to perform an efficient and excellent random access procedure (random access procedure) There is this.

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Abstract

본 명세서의 일 개시는 커버리지 확장(coverage enhancement)을 위한 랜덤 액세스 절차(random access procedure)를 수행하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 특정 셀로의 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 미리 설정된 반복 레벨(repetition level)에 따라 반복하여 전송하는 단계와; 랜덤 액세스 응답 윈도우(random access response window) 내에서 랜덤 액세스 응답(random access response)이 수신되지 않는 경우, 상기 반복 레벨을 재설정하는 단계와; 상기 재설정된 반복 레벨에 따라 상기 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 반복하여 재전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

커버리지 확장을 위한 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법 및 MTC 기기
본 발명은 이동통신에 관한 것이다.
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 향상인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 3GPP 릴리이즈(release) 8로 소개되고 있다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier-frequency division multiple access)를 사용한다. 최대 4개의 안테나를 갖는 MIMO(multiple input multiple output)를 채용한다. 최근에는 3GPP LTE의 진화인 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)에 대한 논의가 진행 중이다.
3GPP TS 36.211 V10.4.0 (2011-12) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 10)"에 개시된 바와 같이, LTE에서 물리채널은 하향링크 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), 상향링크 채널인 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel), PUCCH(Physical Uplink Control Channel), PRACH(Physical Random Access Channel)로 나눌 수 있다.
한편, 최근에는 사람과의 상호 작용(human interaction) 없이, 즉 사람의 개입 없이 장치간 또는 장치와 서버간에 일어나는 통신, 즉 MTC(Machine Type Communication)에 대한 연구가 활발히 되고 있다. 상기 MTC는 인간이 사용하는 단말이 아닌 기계 장치가 기존 무선 통신 네트워크를 이용하여 통신하는 개념을 일컫는다.
상기 MTC의 특성은 일반적인 단말과 다르므로, MTC 통신에 최적화된 서비스는 사람 대 사람(human to human) 통신에 최적화된 서비스와 다를 수 있다. MTC 통신은 현재의 이동 네트워크 통신 서비스(Mobile Network Communication Service)와 비교하여, 서로 다른 마켓 시나리오(market scenario), 데이터 통신, 적은 비용과 노력, 잠재적으로 매우 많은 수의 MTC 기기들, 넓은 서비스 영역 및 MTC 기기 당 낮은 트래픽(traffic) 등으로 특징될 수 있다.
최근에는, MTC 기기를 위해서 기지국의 셀 커버리지(coverage)를 확장하는 것을 고려하고 있으며, 셀 커버리지 확장(Coverage Extension)을 위한 다양한 기법들의 논의되고 있다. 그런데, 셀의 커버리지가 확장될 경우에, 기지국이 일반적인 UE에게 전송하듯이 하항링크 채널을 전송하는 경우, 셀 커버리지 확장 영역에 위치한 MTC 기기는 이를 수신하는데 어려움을 겪게 된다. 마찬가지로 MTC 기기가 셀 커버리지 확장 영역에 위치하였음에도 일반적인 방식으로 상향링크 채널을 기지국으로 전송하는 경우, 상기 기지국은 수신하는데 어려움을 겪을 수 있다. 특히, 상향링크 채널 중 PRACH는 그 특성상 상기 기지국이 수신하는데 더 어려움을 겪을 수 있다.
따라서, 본 명세서의 개시는 전술한 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 제1 개시에 따른 랜덤 액세스 절차 수행 방법은 커버리지 확장(coverage enhancement)을 위한 랜덤 액세스 절차(random access procedure)를 수행하는 방법으로서, 특정 셀로의 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 미리 설정된 반복 레벨(repetition level)에 따라 반복하여 전송하는 단계와; 랜덤 액세스 응답 윈도우(random access response window) 내에서 랜덤 액세스 응답(random access response)이 수신되지 않는 경우, 미리 결정된 설정 방식을 근거로 상기 반복 레벨을 재설정하는 단계와; 상기 재설정된 반복 레벨에 따라 상기 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 반복하여 재전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 미리 설정된 방식은, 상기 반복 레벨을 초기 반복 레벨로 설정하는 방식이되, 상기 초기 반복 레벨은, 설정 가능한 가장 낮은 반복 레벨이거나 사용자 장치(UE: User Equipment) 또는 MTC(Machine Type Communication) 기기에 의한 측정 기반으로 선택된 반복 레벨인 것일 수 있다.
또한, 상기 미리 설정된 방식은, 기존에 설정된 반복 레벨을 하나 증가시키는 방식일 수 있다.
또한, 상기 미리 설정된 방식은, 프리앰블 전송 파워(PPRACH: preamble transmission power)가 설정 UE 전송 전력(the configured UE transmit power)인 경우에 기존에 설정된 반복 레벨을 하나 증가시키는 방식일 수 있다.
또한, 상기 미리 설정된 방식은, 파워 램핑(power ramping)을 수행할 시의 프리엠블 전송 파워(PPRACH: preamble transmission power)가 설정 UE 전송 전력(the configured UE transmit power) 이상인 경우에 기존에 설정된 반복 레벨을 하나 증가시키는 방식일 수 있다.
또한, 상기 미리 설정된 방식은, 상기 반복 레벨이 전체 PRACH 전력(total PRACH power)을 근거로 재설정되는 방식이되, 상기 전체 PRACH 전력은, 반복적으로 전송되는 랜덤 액세스 프리앰블에 대응되는 서브플레임들의 전력을 합한 값일 수 있다.
또한, 상기 미리 설정된 방식은, 랜덤 액세스 절차가 PDCCH order로 시작되는 경우에 상기 PDCCH order에 포함된 반복 레벨 정보에 따라서 상기 반복 레벨을 재설정하는 방식일 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 제2 개시에 따른 랜덤 액세스 절차 수행 방법은, 랜덤 액세스 응답이 수신된 경우, 메시지 3(msg3: message 3)을 전송하는 단계와; 경쟁 해결 타이머(contention resolution timer)가 만료되기 전까지 메시지 4(msg4: message 4)가 수신되지 않는 경우, 미리 결정된 추가 설정 방식을 근거로 기존에 설정된 반복 레벨을 재설정하는 단계와; 상기 추가 설정 방식을 근거로 재설정된 반복 레벨에 따라 상기 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 반복하여 재전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 추가 설정 방식은, 상기 수신된 램덤 액세스 응답이 백오프 인디케이터(backoff indicator)를 포함하는 경우, 상기 기존에 설정된 반복 레벨을 유지시키고, 상기 수신된 램덤 액세스 응답이 백오프 인디케이터(backoff indicator)를 포함하지 않는 경우, 상기 기존에 설정된 반복 레벨을 증가시키는 방식일 수 있다.
또한, 상기 추가 설정 방식은, 상기 기존에 설정된 반복 레벨을 상기 메시지 3에 대응되는 반복 레벨로 설정하는 방식이되, 상기 메시지 3에 대응되는 반복 레벨은, 초기 반복 레벨이거나 상기 메시지 3의 이전에 재전송을 통해 최종적으로 전송이 성공한 랜덤 액세스 프리엠블에 대응되는 반복 레벨이고, 상기 초기 반복 레벨은, 설정 가능한 가장 낮은 반복 레벨이거나 사용자 장치(UE: User Equipment) 또는 MTC(Machine Type Communication) 기기에 의한 측정 기반으로 선택된 반복 레벨일 수 있다.
또한, 상기 수신된 랜덤 액세스 응답은 반복 레벨 필드(repetition level field)를 포함하고, 상기 추가 설정 방식은, 상기 반복 레벨 필드에 따라 상기 기존에 설정된 반복 레벨을 재설정하는 방식일 수 있다.
또한, 상기 추가 설정 방식은, 파워 램핑(power ramping)의 수행 및 상기 기존에 설정된 반복 레벨의 변경 중 전체 PRACH 전력(total PRACH power)이 더 작은 경우를 선택하여 수행하는 방식이되, 상기 전체 PRACH 전력은, 반복적으로 전송되는 랜덤 액세스 프리앰블에 대응되는 서브플레임들의 전력을 합한 값일 수 있다.
또한, 상기 추가 설정 방식은, 랜덤 액세스 절차가 PDCCH order로 시작되는 경우에 상기 PDCCH order에 포함된 반복 레벨 정보에 따라서 상기 기존에 설정된 반복 레벨을 재설정하는 방식일 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 명세서의 일 개시에 따른 MTC 기기는, 커버리지 확장(coverage enhancement)을 위한 랜덤 액세스 절차를 수행하는 MTC(Machine Type Communication) 기기로서, 특정 셀로의 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 미리 설정된 반복 레벨(repetition level)에 따라 반복하여 전송하는 송수신부와; 랜덤 액세스 응답 윈도우(random access response window) 내에서 랜덤 액세스 응답(random access response)이 수신되지 않는 경우, 미리 설정된 설정 방식을 근거로 상기 반복 레벨을 재설정하고, 상기 재설정된 반복 레벨에 따라 상기 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 반복하여 재전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 송수신부는, 랜덤 액세스 응답이 수신된 경우, 메시지 3(msg3: message 3)을 전송하고, 상기 프로세서는, 경쟁 해결 타이머(contention resolution timer)가 만료되기 전까지 메시지 4(msg4: message 4)가 수신되지 않는 경우, 미리 설정된 추가 설정 방식을 근거로 기존에 설정된 반복 레벨을 재설정하고, 상기 추가 설정 방식을 근거로 재설정된 반복 레벨에 따라 상기 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 반복하여 재전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 것일 수 있다.
본 명세서의 개시에 의하면, 전술한 종래 기술의 문제점이 해결되게 된다. 보다 구체적으로, 본 명세서의 개시에 의하면, 기지국의 커버리지 확장 영역에 위치한 MTC 기기에 대한 기지국(eNodeB)의 수신 성능 및 복호 성능이 향상되어 효율적이고 우수한 랜덤 액세스 절차(random access procedure)이 수행되는 이점이 있다.
도 1은 무선 통신 시스템이다.
도 2는 3GPP LTE에서 FDD에 따른 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 3은 3GPP LTE에서 TDD에 따른 하향링크 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
도 4는 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 또는 하향링크슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 5는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6은 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 7은 단일 반송파 시스템과 반송파 집성 시스템의 비교 예이다.
도 8은 반송파 집성 시스템에서 교차 반송파 스케줄링을 예시한다.
도 9a는 경쟁기반 랜덤 액세스 방법을 나타내는 도면이다.
도 9b는 비경쟁기반 랜덤 액세스 방법을 나타내는 도면이다.
도 10a는 MTC(Machine Type communication) 통신의 일 예를 나타낸다.
도 10b는 MTC 기기를 위한 셀 커버리지 확장의 예시이다.
도 11은 본 명세서의 일 개시에 따른 PRACH 전송 또는 재전송 방법을 나타내는 예시도이다.
도 12는 본 명세서의 제1 개시에 따른 CASE A에 있어서의 랜덤 액세스 절차 나타낸 예시도이다.
도 13은 본 명세서의 제2 개시에 따른 CASE B에 있어서의 랜덤 액세스 절차 나타낸 예시도이다.
도 14는 본 명세서의 개시가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
이하에서는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 3GPP LTE(long term evolution) 또는 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)를 기반으로 본 발명이 적용되는 것을 기술한다. 이는 예시에 불과하고, 본 발명은 다양한 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다. 이하에서, LTE라 함은 LTE 및/또는 LTE-A를 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.
이하에서 사용되는 용어인 기지국은, 일반적으로 무선기기와 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNodeB(evolved-NodeB), eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
그리고 이하, 사용되는 용어인 UE(User Equipment)는, 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기기(Device), 무선기기(Wireless Device), 단말(Terminal), MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), MT(mobile terminal) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템이다.
도 1을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 무선 통신 시스템은 적어도 하나의 기지국(base station: BS)(20)을 포함한다. 각 기지국(20)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(20a, 20b, 20c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다..
UE은 통상적으로 하나의 셀에 속하는데, UE이 속한 셀을 서빙 셀(serving cell)이라 한다. 서빙 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 서빙 기지국(serving BS)이라 한다. 무선 통신 시스템은 셀룰러 시스템(cellular system)이므로, 서빙 셀에 인접하는 다른 셀이 존재한다. 서빙 셀에 인접하는 다른 셀을 인접 셀(neighbor cell)이라 한다. 인접 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 인접 기지국(neighbor BS)이라 한다. 서빙 셀 및 인접 셀은 UE을 기준으로 상대적으로 결정된다.
이하에서, 하향링크는 기지국(20)에서 UE(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크는 UE(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(20)의 일부분이고, 수신기는 UE(10)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 UE(10)의 일부분이고, 수신기는 기지국(20)의 일부분일 수 있다.
한편, 무선 통신 시스템은 크게 FDD(frequency division duplex) 방식과 TDD(time division duplex) 방식으로 나눌 수 있다. FDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하면서 이루어진다. TDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 같은 주파수 대역을 차지하면서 서로 다른 시간에 이루어진다. TDD 방식의 채널 응답은 실질적으로 상호적(reciprocal)이다. 이는 주어진 주파수 영역에서 하향링크 채널 응답과 상향링크 채널 응답이 거의 동일하다는 것이다. 따라서, TDD에 기반한 무선통신 시스템에서 하향링크 채널 응답은 상향링크 채널 응답으로부터 얻어질 수 있는 장점이 있다. TDD 방식은 전체 주파수 대역을 상향링크 전송과 하향링크 전송이 시분할되므로 기지국에 의한 하향링크 전송과 UE에 의한 상향링크 전송이 동시에 수행될 수 없다. 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서브프레임 단위로 구분되는 TDD 시스템에서, 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 서브프레임에서 수행된다.
이하에서는, LTE 시스템에 대해서 보다 상세하게 알아보기로 한다.
도 2는 3GPP LTE에서 FDD에 따른 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 2에 도시된 무선 프레임은 3GPP TS 36.211 V10.4.0 (2011-12) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 10)"의 5절을 참조할 수 있다.
도 2를 참조하면, 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)을 포함하고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)을 포함한다. 무선 프레임 내 슬롯은 0부터 19까지 슬롯 번호가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 전송시간구간(Transmission Time interval: TTI)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.
무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수 등은 다양하게 변경될 수 있다.
한편, 하나의 슬롯은 복수의 OFDM 심볼을 포함할 수 있다. 하나의 슬롯에 몇개의 OFDM 심볼이 포함되는지는 순환전치(cyclic prefix: CP)에 따라 달라질 수 있다.
도 3은 3GPP LTE에서 TDD에 따른 하향링크 무선 프레임의 구조를 나타낸다.
이는 3GPP TS 36.211 V10.4.0 (2011-12) "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 10)"의 4절을 참조할 수 있으며, TDD(Time Division Duplex)를 위한 것이다.
인덱스 #1과 인덱스 #6을 갖는 서브프레임은 스페셜 서브프레임이라고 하며, DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), GP(Guard Period) 및 UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)을 포함한다. DwPTS는 UE에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 UE의 상향 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. GP은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구ㄴ간이다.
TDD에서는 하나의 무선 프레임에 DL(downlink) 서브프레임과 UL(Uplink) 서브프레임이 공존한다. 표 1은 무선 프레임의 설정(configuration)의 일 예를 나타낸다.
표 1
UL-DL 설정 스위치 포인트 주기(Switch-point periodicity) 서브프레임 인덱스
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 5 ms D S U U U D S U U U
1 5 ms D S U U D D S U U D
2 5 ms D S U D D D S U D D
3 10 ms D S U U U D D D D D
4 10 ms D S U U D D D D D D
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'D'는 DL 서브프레임, 'U'는 UL 서브프레임, 'S'는 스페셜 서브프레임을 나타낸다. 기지국으로부터 UL-DL 설정을 수신하면, UE은 무선 프레임의 설정에 따라 어느 서브프레임이 DL 서브프레임 또는 UL 서브프레임인지를 알 수 있다.
도 4는 3GPP LTE에서 하나의 상향링크 또는 하향링크슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸 예시도이다.
도 4를 참조하면, 상향링크 슬롯 또는 하향링크 슬롯은 시간 영역(time domain)에서 복수의 OFDM 심벌을 포함하고, 주파수 영역(frequency domain)에서 NRB 개의 자원블록(resource block: RB)을 포함한다.
자원블록(RB)은 자원 할당 단위로, 하나의 슬롯에서 복수의 부반송파를 포함한다. 예를 들어, 하나의 슬롯이 시간 영역에서 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 자원블록은 주파수 영역에서 12개의 부반송파를 포함한다면, 하나의 자원블록은 7×12개의 자원요소(resource element: RE)를 포함할 수 있다.
도 5는 하향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 5에서는 노멀 CP를 가정하여 예시적으로 하나의 슬롯 내에 7 OFDM 심벌이 포함하는 것으로 도시하였다.
DL(downlink) 서브프레임은 시간 영역에서 제어영역(control region)과 데이터영역(data region)으로 나누어진다. 제어영역은 서브프레임내의 첫 번째 슬롯의 앞선 최대 3개의 OFDM 심벌을 포함하나, 제어영역에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 바뀔 수 있다. 제어영역에는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel) 및 다른 제어채널이 할당되고, 데이터영역에는 PDSCH가 할당된다.
3GPP LTE에서 물리채널은 데이터 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 및 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.
서브프레임의 첫 번째 OFDM 심벌에서 전송되는 PCFICH는 서브프레임내에서 제어채널들의 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수(즉, 제어영역의 크기)에 관한 CFI(control format indicator)를 나른다. 무선기기는 먼저 PCFICH 상으로 CFI를 수신한 후, PDCCH를 모니터링한다.
PDCCH와 달리, PCFICH는 블라인드 복호를 사용하지 않고, 서브프레임의 고정된 PCFICH 자원을 통해 전송된다.
PHICH는 UL HARQ(hybrid automatic repeat request)를 위한 ACK(positive-acknowledgement)/NACK(negative-acknowledgement) 신호를 나른다. 무선기기에 의해 전송되는 PUSCH 상의 UL(uplink) 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 PHICH 상으로 전송된다.
PBCH(Physical Broadcast Channel)은 무선 프레임의 첫 번째 서브프레임의 두 번째 슬롯의 앞선 4개의 OFDM 심벌에서 전송된다. PBCH는 무선기기가 기지국과 통신하는데 필수적인 시스템 정보를 나르며, PBCH를 통해 전송되는 시스템 정보를 MIB(master information block)라 한다. 이와 비교하여, PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 전송되는 시스템 정보를 SIB(system information block)라 한다.
PDCCH는 DL-SCH(downlink-shared channel)의 자원 할당 및 전송 포맷, UL-SCH(uplink shared channel)의 자원 할당 정보, PCH 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 랜덤 액세스 응답과 같은 상위 계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 UE 그룹 내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및 VoIP(voice over internet protocol)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, UE은 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합(aggregation) 상으로 전송된다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)에 대응된다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트수가 결정된다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(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 그룹내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및/또는 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화를 포함할 수 있다.
기지국은 UE에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(cyclic redundancy check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(radio network temporary identifier: RNTI)가 마스킹된다. 특정 UE을 위한 PDCCH라면 UE의 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 정보 블록(system information block: SIB)을 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자, SI-RNTI(system information-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다. UE의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.
3GPP LTE에서는 PDCCH의 검출을 위해 블라인드 복호를 사용한다. 블라인드 복호는 수신되는 PDCCH(이를 후보(candidate) PDCCH라 함)의 CRC(Cyclic Redundancy Check)에 원하는 식별자를 디마스킹하고, CRC 오류를 체크하여 해당 PDCCH가 자신의 제어채널인지 아닌지를 확인하는 방식이다. 기지국은 무선기기에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정한 후 DCI에 CRC를 붙이고, PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(RNTI)를 CRC에 마스킹한다.
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.
PDCCH의 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.
단말이 C-RNTI를 기반으로 PDCCH를 모니터링할 때, PDSCH의 전송 모드(transmission mode: TM)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
전송 모드 1 DCI 포맷 1A 공용 및 단말 특정 단일 안테나 포트, 포트 0
DCI 포맷 1 단말 특정 단일 안테나 포트, 포트 0
전송 모드 2 DCI 포맷 1A 공용 및 단말 특정 전송 다이버시티(transmit diversity)
DCI 포맷 1 단말 특정 전송 다이버시티
전송 모드 3 DCI 포맷 1A 공용 및 단말 특정 전송 다이버시티
DCI 포맷 2A 단말 특정 CDD(Cyclic Delay Diversity) 또는 전송 다이버시티
전송 모드 4 DCI 포맷 1A 공용 및 단말 특정 전송 다이버시티
DCI 포맷 2 단말 특정 폐루프 공간 다중화(closed-loop spatial multiplexing)
전송 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
전송 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
전송 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
전송 모드 9 DCI 포맷 1A 공용 및 단말 특정 비-MBSFN 서브프레임: PBCH 안테나 포트의 개수가 1이면, 단독의 안테나 포트로서 포트 0이 사용되고, 그렇지 않으면, 전송 다이버시티(Transmit Diversity)MBSFN 서브프레임: 단독의 안테나 포트로서, 포트 7
DCI 포맷 2C 단말 특정 8개까지의 전송 레이어, 포트7-14가 사용됨 또는 단독의 안테나 포트로서 포트 7 또는 포트 8이 사용됨
전송 모드 10 DCI 포맷 1A 공용 및 단말 특정 비-MBSFN 서브프레임: PBCH 안테나 포트의 개수가 1이면, 단독의 안테나 포트로서 포트 0이 사용되고, 그렇지 않으면, 전송 다이버시티(Transmit Diversity)MBSFN 서브프레임: 단독의 안테나 포트로서, 포트 7
DCI 포맷 2D 단말 특정 8개까지의 전송 레이어, 포트7-14가 사용됨 또는 단독의 안테나 포트로서 포트 7 또는 포트 8이 사용됨
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 전력 오프셋(power 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 2B DCI 포맷 2B는 PDSCH의 듀얼 레이어(dual-layer) 빔포밍을 위한 자원 할당을 위해 사용된다.
DCI 포맷 2C DCI 포맷 2C는 8개 레이어(layer)까지의 페-루프 SU-MIMO 또는 MU-MIMO 동작을 위한 자원 할당을 위해서 사용된다.
DCI 포맷 2D DCI 포맷 2C는 8개 레이어 까지의 자원 할당을 위해서 사용된다.
DCI 포맷 3 2비트 전력 조정(power adjustments)을 가진 PUCCH 및 PUSCH의 TPC 명령의 전송에 사용
DCI 포맷 3A 1비트 전력 조정을 가진 PUCCH 및 PUSCH의 TPC 명령의 전송에 사용
DCI 포맷 4 다중 안테나 포트 전송 모드로 동작하는 상향링크(UL) 셀의 PUSCH 스케줄링에 사용
예를 들어, 3GPP TS 36.212 V10.2.0 (2011-06)의 5.3.3.1.1절을 참조하여, DCI 포맷 0을 설명하면 아래의 표에 나타난 바와 같은 필드를 포함한다.
표 4
필드 비트수
Carrier indicator 0 비트 또는 3 비트
Flag for format0/format1A differentiation 1 비트
FH(Frequency hopping) flag 1비트
Resource block assignment and hopping resource allocation
MCS(Modulation and coding scheme) and RV(redundancy version) 5비트
NDI(New data indicator) 1비트
TPC 2비트
Cyclic shift for DM RS and OCC index 3비트
UL index 2비트
DAI(Downlink Assignment Index) 2비트
CSI request 1 비트 또는 2 비트
SRS request 0 비트 또는 1 비트
Resource allocation type 1비트
도 6은 3GPP LTE에서 상향링크 서브프레임의 구조를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 상향링크 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나뉠 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보가 전송되기 위한 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)가 할당된다. 데이터 영역은 데이터(경우에 따라 제어 정보도 함께 전송될 수 있다)가 전송되기 위한 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 할당된다.
하나의 UE에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원블록 쌍(RB pair)으로 할당된다. 자원블록 쌍에 속하는 자원블록들은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. PUCCH에 할당되는 자원블록 쌍에 속하는 자원블록이 차지하는 주파수는 슬롯 경계(slot boundary)를 기준으로 변경된다. 이를 PUCCH에 할당되는 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수가 홉핑(frequency-hopped)되었다고 한다.
UE이 상향링크 제어 정보를 시간에 따라 서로 다른 부반송파를 통해 전송함으로써, 주파수 다이버시티(frequency diversity) 이득을 얻을 수 있다. m은 서브프레임 내에서 PUCCH에 할당된 자원블록 쌍의 논리적인 주파수 영역 위치를 나타내는 위치 인덱스이다.
PUCCH 상으로 전송되는 상향링크 제어정보에는 HARQ(hybrid automatic repeat request) ACK(acknowledgement)/NACK(non-acknowledgement), 하향링크 채널 상태를 나타내는 CQI(channel quality indicator), 상향링크 무선 자원 할당 요청인 SR(scheduling request) 등이 있다.
PUSCH는 전송 채널(transport channel)인 UL-SCH에 맵핑된다. PUSCH 상으로 전송되는 상향링크 데이터는 전송시간구간(TTI) 동안 전송되는 UL-SCH를 위한 데이터 블록인 전송 블록(transport block)일 수 있다. 상기 전송 블록은 사용자 정보일 수 있다. 또는, 상향링크 데이터는 다중화된(multiplexed) 데이터일 수 있다. 다중화된 데이터는 UL-SCH를 위한 전송 블록과 제어정보가 다중화된 것일 수 있다. 예를 들어, 데이터에 다중화되는 제어정보에는 CQI, PMI(precoding matrix indicator), HARQ, RI (rank indicator) 등이 있을 수 있다. 또는 상향링크 데이터는 제어정보만으로 구성될 수도 있다.
이제 반송파 집성(carrier aggregation: CA) 시스템에 대해 설명한다.
반송파 집성 시스템은 다수의 요소 반송파(component carrier: CC)를 집성하는 것을 의미한다. 이러한 반송파 집성에 의해서, 기존의 셀의 의미가 변경되었다. 반송파 집성에 의하면, 셀이라 함은 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파의 조합, 또는 단독의 하향링크 요소 반송파를 의미할 수 있다.
또한, 반송파 집성에서 셀은 프라이머리 셀(primary cell)과 세컨더리 셀(secondary cell), 서빙 셀(serving cell)로 구분될 수 있다. 프라이머리 셀은 프라이머리 주파수에서 동작하는 셀을 의미하며, UE이 기지국과의 최초 연결 확립 과정(initial connection establishment procedure) 또는 연결 재확립 과정을 수행하는 셀, 또는 핸드오버 과정에서 프라이머리 셀로 지시된 셀을 의미한다. 세컨더리 셀은 세컨더리 주파수에서 동작하는 셀을 의미하며, 일단 RRC 연결이 확립되면 설정되고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용된다.
상술한 바와 같이 반송파 집성 시스템에서는 단일 반송파 시스템과 달리 복수의 요소 반송파(CC), 즉, 복수의 서빙 셀을 지원할 수 있다.
이러한 반송파 집성 시스템은 교차 반송파 스케줄링을 지원할 수 있다. 교차 반송파 스케줄링(cross-carrier scheduling)은 특정 요소 반송파를 통해 전송되는 PDCCH를 통해 다른 요소 반송파를 통해 전송되는 PDSCH의 자원 할당 및/또는 상기 특정 요소 반송파와 기본적으로 링크되어 있는 요소 반송파 이외의 다른 요소 반송파를 통해 전송되는 PUSCH의 자원 할당을 할 수 있는 스케줄링 방법이다.
도 7은 단일 반송파 시스템과 반송파 집성 시스템의 비교 예이다.
도 7의 (a)을 참조하면, 단일 반송파 시스템에서는 상향링크와 하향링크에 하나의 반송파만을 UE에게 지원한다. 반송파의 대역폭은 다양할 수 있으나, UE에게 할당되는 반송파는 하나이다. 반면, 도 7의 (b)을 참조하면, 반송파 집성(carrier aggregation: CA) 시스템에서는 UE에게 복수의 요소 반송파(DL CC A 내지 C, UL CC A 내지 C)가 할당될 수 있다. 요소 반송파(component carrier: CC)는 반송파 집성 시스템에서 사용되는 반송파를 의미하며 반송파로 약칭할 수 있다. 예를 들어, UE에게 60MHz의 대역폭을 할당하기 위해 3개의 20MHz의 요소 반송파가 할당될 수 있다.
반송파 집성 시스템은 집성되는 반송파들이 연속되어 있는 연속(contiguous) 반송파 집성 시스템과 집성되는 반송파들이 서로 떨어져 있는 불연속(non-contiguous) 반송파 집성 시스템으로 구분될 수 있다. 이하에서 단순히 반송파 집성 시스템이라 할 때, 이는 요소 반송파가 연속인 경우와 불연속인 경우를 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 하향링크와 상향링크 간에 집성되는 요소 반송파들의 수는 다르게 설정될 수 있다. 하향링크 CC 수와 상향링크 CC 수가 동일한 경우를 대칭적(symmetric) 집성이라고 하고, 그 수가 다른 경우를 비대칭적(asymmetric) 집성이라고 한다.
1개 이상의 요소 반송파를 집성할 때 대상이 되는 요소 반송파는 기존 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)을 위하여 기존 시스템에서 사용하는 대역폭을 그대로 사용할 수 있다. 예를 들어 3GPP LTE 시스템에서는 1.4MHz, 3MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz 및 20MHz의 대역폭을 지원하며, 3GPP LTE-A 시스템에서는 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.
한편, 반송파 집성에서 특정 세컨더리 셀을 통하여 패킷(packet) 데이터의 송수신이 이루어지기 위해서는, UE은 먼저 특정 세컨더리 셀에 대해 설정(configuration)을 완료해야 한다. 여기서, 설정(configuration)이란 해당 셀에 대한 데이터 송수신에 필요한 시스템 정보 수신을 완료한 상태를 의미한다. 예를 들어, 설정(configuration)은 데이터 송수신에 필요한 공통 물리계층 파라미터들, 또는 MAC(media access control) 계층 파라미터들, 또는 RRC 계층에서 특정 동작에 필요한 파라미터들을 수신하는 전반의 과정을 포함할 수 있다. 설정 완료된 셀은, 패킷 데이터가 전송될 수 있다는 정보만 수신하면, 즉시 패킷의 송수신이 가능해지는 상태이다.
설정완료 상태의 셀은 활성화(Activation) 혹은 비활성화(Deactivation) 상태로 존재할 수 있다. 여기서, 활성화는 데이터의 송신 또는 수신이 행해지거나 준비 상태(ready state)에 있는 것을 말한다. UE은 자신에게 할당된 자원(주파수, 시간 등일 수 있음)을 확인하기 위하여 활성화된 셀의 제어채널(PDCCH) 및 데이터 채널(PDSCH)을 모니터링 혹은 수신할 수 있다.
비활성화는 트래픽 데이터의 송신 또는 수신이 불가능하고, 측정이나 최소 정보의 송신/수신이 가능한 것을 말한다. UE은 비활성화 셀로부터 패킷 수신을 위해 필요한 시스템 정보(System Information: SI)를 수신할 수 있다. 반면, UE은 자신에게 할당된 자원(주파수, 시간 등일 수도 있음)을 확인하기 위하여 비활성화된 셀의 제어채널(PDCCH) 및 데이터 채널(PDSCH)을 모니터링 혹은 수신하지 않는다.
도 8은 반송파 집성 시스템에서 교차 반송파 스케줄링을 예시한다.
도 8을 참조하면, 기지국은 PDCCH 모니터링 DL CC(모니터링 CC) 집합을 설정할 수 있다. PDCCH 모니터링 DL CC 집합은 집성된 전체 DL CC들 중 일부 DL CC로 구성되며, 교차 반송파 스케줄링이 설정되면 UE은 PDCCH 모니터링 DL CC 집합에 포함된 DL CC에 대해서만 PDCCH 모니터링/복호를 수행한다. 다시 말해, 기지국은 PDCCH 모니터링 DL CC 집합에 포함된 DL CC를 통해서만 스케줄링하려는 PDSCH/PUSCH에 대한 PDCCH를 전송한다. PDCCH 모니터링 DL CC 집합은 UE 특정적(UE-specific), UE 그룹 특정적(UE group-specific), 또는 셀 특정적(cell-specific)으로 설정될 수 있다.
도 8에서는 3개의 DL CC(DL CC A, DL CC B, DL CC C)가 집성되고, DL CC A가 PDCCH 모니터링 DL CC로 설정된 예를 나타내고 있다. UE은 DL CC A의 PDCCH를 통해 DL CC A, DL CC B, DL CC C의 PDSCH에 대한 DL 그랜트를 수신할 수 있다. DL CC A의 PDCCH를 통해 전송되는 DCI에는 CIF가 포함되어 어느 DL CC에 대한 DCI인지를 나타낼 수 있다.
이하 일반적인 랜덤 액세스 방법에 대해 설명한다. 랜덤 액세스는 단말이 기지국과 상향링크 동기를 얻거나 상향링크 무선자원을 할당 받기 위해 사용된다. 랜덤 액세스는 경쟁 기반 랜덤 액세스(contention based random access)와 비경쟁 랜덤 액세스로 구분될 수 있다.
도 9a는 경쟁기반 랜덤 액세스 방법을 나타내는 도면이다.
도 9a을 참조하면, UE(100)은 시스템 정보 또는 핸드오버 명령(handover command)를 통해 지시된 랜덤 액세스 프리앰블의 집합에서 임의로(randomly) 하나의 랜덤 액세스 프리앰블을 선택한다. 그리고 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수 있는 무선 자원을 선택하여 선택된 랜덤 액세스 프리앰블(메시지 1: Msg 1)을 전송한다(S1111). 상기 무선 자원은 특정 서브 프레임일 수 있으며, 이는 PRACH(Physical Random Access Channel)을 선택하는 것일 수 있다.
UE(100)은 랜덤 액세스 프리앰블 전송 후에, 시스템 정보 또는 핸드오버 명령을 통해 지시된 랜덤 액세스 응답 수신 윈도우(RAR window) 내에, 랜덤 액세스 응답(Random Access Response: RAR) 수신을 시도하고, 이에 따라 랜덤 액세스 응답(RAR, 메시지 2: Msg2)을 수신한다(S1112). 랜덤 액세스 응답(RAR)은 MAC PDU(Protocol　data unit) 포맷으로 전송될 수 있다.
랜덤 액세스 응답(RAR)에는 랜덤 액세스 프리앰블 식별자(ID), UL Grant (상향링크 무선자원), 임시 C-RNTI (Temporary Cell Radio Network Temporary Identifier) 그리고 동기 보정 명령(예컨대 Timing Advance Command: TAC) 이 포함될 수 있다. 하나의 랜덤 액세스 응답(RAR)에는 하나 이상의 UE(100)들을 위한 랜덤 액세스 응답 정보가 포함될 수 있기 때문에, 랜덤 액세스 프리앰블 식별자는 포함된 UL Grant, 임시 C-RNTI 그리고 동기 보정 명령(예컨대 Timing Advance Command: TAC)이 어느 UE(100)에게 유효한지를 알려주기 위하여 포함될 수 있다. 랜덤 액세스 프리앰블 식별자는 기지국(eNodeB)(200)이 수신한 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 식별자일 수 있다. 동기 보정 명령(예컨대 Timing Advance Command: TAC)은 UE(100)이 상향 링크 동기를 조정하기 위한 정보로서 포함될 수 있다. 랜덤 액세스 응답은 PDCCH상의 랜덤 액세스 식별자, 즉 RA-RNTI(Random Access Radio Network Temporary Identifier)에 의해 지시될 수 있다.
자신에게 유효한 랜덤 액세스 응답(RAR)을 수신하면, UE(100)은 랜덤 액세스 응답(RAR)에 포함된 정보를 처리하고, 기지국(eNodeB)(200)에게 스케쥴링된 전송(메시지 3: Msg 3)을 수행한다(S1113). 즉, UE(100)은 동기 보정 명령(예컨대 Timing Advance Command: TAC) 을 적용시키고, 임시 C-RNTI를 저장한다. 또한, UL Grant를 이용하여, UE(100)의 버퍼에 저장된 데이터 또는 새롭게 생성된 데이터를 기지국(eNodeB)(200)으로 전송한다. 이 경우 UE(100)을 식별할 수 있는 정보가 포함되어야 한다. 이는 경쟁 기반 랜덤 접속 과정에서는 기지국(eNodeB)(200)이 어떤 UE(100)들이 랜덤 액세스를 수행하는지 판단할 수 없어, 이후 충돌 해결을 하기 위해 UE(100)을 식별할 필요가 있기 때문이다.
UE(100)은 랜덤 액세스 응답(RAR)내에 포함된 UL Grant에 의해 할당된 무선 자원을 통해 자신의 식별자를 포함한 스케줄링된 메시지(즉, MSG3)를 전송한 이후, 충돌 해결을 위해 기지국(eNodeB)(200)의 지시(메시지 4: Msg 4)를 기다린다(S1114). 즉, 특정 메시지를 수신하기 위해 PDCCH의 수신을 시도한다.
도 9b는 비경쟁기반 랜덤 액세스 방법을 나타내는 도면이다.
경쟁기반 랜덤 액세스와 달리, 비경쟁 기반 랜덤 액세스는 UE(100)이 랜덤 액세스 응답을 수신함으로써 종료될 수 있다.
비경쟁 기반 랜덤 액세스는, 핸드오버 및/또는 기지국(eNodeB)(200)의 명령과 같이 요청에 의하여 개시될 수 있다. 다만, 전술한 두 경우에서 경쟁 기반 랜덤 액세스 역시 수행될 수 있다.
UE(100)은 기지국(eNodeB)(200)으로부터 충돌의 가능성이 없는 지정된 랜덤 액세스 프리앰블을 할당 받는다. 랜덤 액세스 프리앰블을 할당 받는 것은 핸드오버 명령과 PDCCH 명령을 통하여 수행될 수 있다(S1121).
UE(100)은 자신을 위하여 지정된 랜덤 액세스 프리앰블을 할당 받은 후에, 해당하는 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국(eNodeB)(200)으로 전송한다(S1122).
기지국(eNodeB)(200)은 랜덤 액세스 프리앰블을 수신하면 이에 대한 응답으로 랜덤 액세스 응답(RAR)을 UE(100)에게 전송한다(S1123).
한편, 이하 MTC에 대해서 설명하기로 한다.
도 10a는 MTC(Machine Type communication) 통신의 일 예를 나타낸다.
MTC(Machine Type Communication)는 인간 상호작용(human interaction)을 수반하지 않은 MTC 기기(100)들 간에 기지국(200)을 통한 정보 교환 또는 MTC 기기(100)와 MTC 서버(700) 간에 기지국을 통한 정보 교환을 말한다.
MTC 서버(700)는 MTC 기기(100)와 통신하는 개체(entity)이다. MTC 서버(700)는 MTC 애플리케이션을 실행하고, MTC 기기에게 MTC 특정 서비스를 제공한다.
MTC 기기(100)는 MTC 통신을 제공하는 무선 기기로, 고정되거나 이동성을 가질 수 있다.
MTC를 통해 제공되는 서비스는 기존의 사람이 개입하는 통신에서의 서비스와는 차별성을 가지며, 추적(Tracking), 계량(Metering), 지불(Payment), 의료 분야 서비스, 원격 조정 등 다양한 범주의 서비스가 존재한다. 보다 구체적으로, MTC를 통해 제공되는 서비스는 계량기 검침, 수위측정, 감시 카메라의 활용, 자판기의 재고보고 등이 있을 수 있다.
MTC 기기의 특이성은 전송 데이터량이 적고 상/하향 링크 데이터 송수신이 가끔씩 발생하기 때문에 이러한 낮은 데이터 전송률에 맞춰서 MTC 기기의 단가를 낮추고 배터리 소모를 줄이는 것이 효율적이다. 이러한 MTC 기기는 이동성이 적은 것을 특징으로 하며, 따라서 채널 환경이 거의 변하지 않는 특성을 지니고 있다.
도 10b는 MTC 기기를 위한 셀 커버리지 확장의 예시이다.
최근에는, MTC 기기(100)를 위해서 기지국의 셀 커버리지를 확장하는 것을 고려하고 있으며, 셀 커버리지 확장을 위한 다양한 기법들의 논의되고 있다.
그런데, 셀의 커버리지가 확장될 경우에, 기지국이 일반적인 UE에게 전송하듯이 PDSCH와 상기 PDSCH에 대한 스케줄링 정보를 포함하는 PDCCH를 상기 커버리지 확장 지역에 위치하는 MTC 기기에게 전송하면, 상기 MTC 기기는 이를 수신하는데 어려움을 겪게 된다.
또한, 일반적인 기지국으로 전송하듯이 PRACH(또는 PRACH preamble)를 전송하는 경우, 기지국은 상기 셀의 커버리지 확장 영역에 위치한 MTC 기기로부터 전송되는 PRACH를 수신하는데 어려움을 겪을 수 있다.
따라서, 본 명세서의 제1 개시는 이러한 문제점을 해결하는 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다.
전술한 문제점을 해결하고자 하는 목적을 달성하기 위해, 본 명세서의 일 개시는 커버리지 확장 영역에 위치하는 MTC 기기(100)가 기지국에게 PRACH를 전송하는 경우에 복수의 프리앰블(preamble)을 특정 반복 레벨(repetition level)로 반복하여 전송하도록 한다. 예를 들어, MTC 기기(100) 교량 밑, 지하 등 수신 신호가 약한 위치(예를 들어, 셀 커버리지 확장 영역)에 존재하는 경우, 본 명세서의 일 개시에 따르면, 상기 MTC 기기(100)는 랜덤 액세스 프리앰블을 반복(repetition)하여 전송할 수 있다. 이때, 상기 기지국은 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답(즉, MSG2)도 마찬가지로 반복하여 상기 MTC 기기로 전송할 수 있다. 그러면, 상기 MTC 기기(100)는 다시 상기 랜덤 액세스 응답에 의해 스케줄링된 메시지(즉, MSG3)를 반복하여 전송할 수 있다. 나아가서, 상기 기지국은 MSG4도 반복적으로 전송할 수 있다.다른 한편, 상기 MTC 기기(100)가 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 반복하여 전송하였음에도 기지국으로부터 랜덤 응답을 수신하지 못한 경우, 혹은 MSG3를 반복하여 전송하였음에도 기지국으로부터 MSG4를 수신하지 못한 경우, 상기 MTC 기기(100)는 이전과 동일한 반복 레벨로 랜덤 액세스 프리앰블을 재전송하는지 아니면 반복 레벨을 변경하여 재전송해야 하는지가 기술적으로 모호해지는 문제점이 또한 발생할 수 있다.
따라서, 본 명세서의 제2 개시는 이러한 문제점 마저 해결할 수 있는 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다.
전술한 문제점을 해결하고자 하는 목적을 달성하기 위해, 본 명세서의 제2 개시는 기지국이 PRACH를 제대로 수신하지 못하는 경우에 PRACH를 재전송하되 파워 램핑(Power Ramping)을 수행하거나 상기 특정 반복 레벨을 변경하여 PRACH를 재전송하도록 한다.
이하, 본 명세서의 개시들에 대해서 도면을 참고하여 순차적으로 설명하기로 한다.
I. 본 명세서의 제1 개시
본 명세서의 제1 개시에 따른 랜덤 액세스 절차(random access procedure)의 수행 방법은 커버리지 확장(coverage enhancement) 지역에 위치한 MTC(Machine Type Communication) 기기가 랜덤 액세스 절차(random access procedure)를 수행하는 방법으로서, 특정 셀로의 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 생성하는 단계와 상기 생성된 램덤 액세스 프리앰블을 미리 설정된 반복 레벨(repetition level)에 따라 반복하여 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
도 11은 본 명세서의 일 개시에 따른 PRACH 전송 또는 재전송 방법을 나타내는 예시도이다.
도 11을 참조하면, 본 명세서에 제1 개시에 따른 MTC 기기(100)는 초기에 PRACH 프리앰블을 특정 반복 레벨에 따라 기지국(eNodeB)에 전송할 수 있다(T100).
예를 들어, 상기 특정 반복 레벨은 도 11에 도시된 바와 같이‘3’일 수 있다.
기지국이 초기 PRACH 프리앰블을 제대로 수신하지 못한 경우에 MTC 기기(100)는 PRACH 프리앰블을 재전송할 수 있다.
이 때, MTC 기기(100)는 상기 특정 반복 레벨을 변경하거나 파워 램핑을 수행하여 PRACH 프리앰블을 재전송할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이 재전송 CASE 1(T110)은 반복 레벨만을 변경(기존 ‘3’에서 ‘4’로 변경)하여 PRACH 프리앰블을 재전송하는 경우를 나타내며, 재전송 CASE 2(T120)는 파워 램핑의 수행 횟수만을 변경(기존 2회에서 3회로 변경)하여 PRACH 프리앰블을 재전송하는 경우를 나타내며, 재전송 CASE 3(T130)은 반복 레벨과 파워 램핑의 수행 횟수 모두를 변경하여 PRACH 프리앰블을 재전송하는 경우를 나타낸다.
PRACH에 대한 반복 레벨은(repetition level)은 초기 전송 이후에 RAR 수신 실패 혹은 충돌 해결(contention resolution) 과정에서 Msg4 수신 실패 등의 상황에서 PRACH의 재전송(retransmission)이 수행되는 경우에 변경될 수 있다.
이 경우에 PRACH에 대한 파워 램핑(power ramping)과 함께 반복 레벨(repetition level)의 증가가 고려될 수 있다.
상기 반복 레벨(repetition level)의 증가는 PRACH 재전송 시에 반복하는 횟수가 증가하는 것을 의미할 수 있다.
파워 램핑(power ramping)과 반복 레벨(repetition level)의 증가에 대한 예시적인 방안으로는 파워 램핑(power ramping)이 일정 수준이 진행된 이후에 반복 레벨(repetition level)이 증가되도록 하거나, 반복 레벨(repetition level)을 변화한 이후에 파워 램핑(power ramping)이 수행되도록 하는 것이 고려될 수 있다.
또한, 현재의 전체 PRACH 전력(PRACH total power)를 파라미터로 사용하여 파워 램핑(power ramping) 혹은 반복 레벨(repetition level)의 변경이 수행되는 것이 고려될 수 있다.
상기 전체 PRACH 전력은 반복되는 PRACH(repeated PRACH)에 대응되는 여러 서브프레임들(subframes)에 대한 전력(power) 합을 의미할 수 있다.
파워 램핑(Power ramping)이 일정 수준 진행된 이후에 반복 레벨(repetition level)이 증가되는 방식에서 PRACH 프리앰블(preamble)에 대한 전체 (재)전송 횟수는 아래의 제 1 방식 내지 제 3 방식에 따라 설정될 수 있다.
먼저, 제 1 방식은 파워 램핑(Power ramping)과 반복 레벨(repetition level)의 증가를 모두 고려하여 PRACH 프리앰블(preamble)에 대한 최종 (재)전송 횟수를 단일 파라미터로 표현하는 방식일 수 있다.
일례로 파라미터 “preambleTransMax”는 PRACH 프리앰블의 전체 (재)전송 횟수를 의미하고, 기지국으로부터의 상위 계층 시그널을 통해 MTC 기기에 설정될 수 있다.
그리고 각 반복 레벨 별로 파워 램핑(power ramping)의 수행 횟수기 지정될 수 있다. 지정 방법의 일례로는 미리 지정되거나, 각 반복 레벨 별로 high layer에서 설정하는 것이 고려될 수도 있다.
다음으로, 제 2 방식은 파워 램핑(Power ramping)의 최대 수행 횟수를 단일 파라미터로 설정하는 방식일 수 있다.
상기 파라미터는 “preambleTransMax”를 일례로 들 수 있으며, 이후에 반복 레벨(repetition level) 증가에 따라서 실제로 PRACH preamble (재)전송에 대한 전체 횟수는 “preambleTransMax”와 해당 기지국(eNodeB)에서 설정된(configured) 반복 레벨(repetition level)을 나타내는 파라미터로 설정될 수 있다.
설정의 일례로는 PRACH 프리앰블(preamble)의 (재)전송에 대한 전체 횟수가 “preambleTransMax * (# of repetition levels)” 로 설정될 수 있다.
마지막으로, 제 3 방식은 각 반복 레벨(repetition level)별로 파워 램핑(Power ramping)의 최대 수행 횟수를 설정하는 방식일 수 있다.
해당 파라미터는 반복 레벨(repetition level) m에 대해서 preambleTransMax_m으로 표현될 수 있으며, PRACH 프리앰블(preamble)의 (재)전송에 대한 전체 횟수는 해당 기지국(eNodeB)에서 설정된(configured) 반복 레벨(repetition level)에 대한 파워 램핑(Power ramping)의 최대 수행 횟수의 합으로 표현될 수 있다.
II. 본 명세서의 제2 개시
한편, PRACH에 대한 재전송(retransmission)은 다음과 같은 CASE A 또는 CASE B가 발생된 경우에 이루어질 수 있다.
CASE A는 초기 PRACH 전송 이후에 설정된 랜덤 액세스 응답 윈도우(RAR window: random access response window)에서 해당 PRACH에 대응되는 랜덤 액세스 응답(RAR)을 수신하지 못한 경우에 발생할 수 있다.
CASE B는 충돌 해결(contention resolution) 과정에서 설정된 충돌 해결 타이머(contention resolution timer)가 만료되기 전까지 해당 사용자 장치(UE) 또는 MTC 기기(100)가 Msg4를 수신하지 못하는 상황에서 발생할 수 있다.
CASE A 또는 CASE B가 발생하여 PRACH 프리앰블이 재전송(retransmission)되는 경우에 PRACH에 대한 반복 레벨의 설정은 위의 두 상황인 CASE A 및 CASE B에 대하여 동일하게 지정될 수도 있고, 각각 다른 방식으로 설정될 수도 있다.
따라서, 이하에서는, CASE A(즉, 랜덤 액세스 응답(RAR)을 수신하지 못한 상황)에 있어서 PRACH에 대한 반복 레벨 설정 방법에 관한 제1 양태와, CASE B(즉, Msg4를 수신하지 못하는 상황)에 있어서 PRACH에 대한 반복 레벨 설정 방법에 관한 제2 양태에 대해서 설명하기로 한다.
<본 명세서의 제2 개시에서 제1 양태>
제1 양태에 따른 랜덤 액세스 절차 수행 방법은 커버리지 확장(coverage enhancement)을 위한 랜덤 액세스 절차(random access procedure)의 수행 방법으로서, 특정 셀로의 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 미리 설정된 반복 레벨(repetition level)에 따라 반복하여 전송하는 단계와 랜덤 액세스 응답 윈도우(random access response window) 내에서 랜덤 액세스 응답(random access response)이 수신되지 않는 경우, 상기 반복 레벨을 재설정하는 단계와 상기 재설정된 반복 레벨에 따라 상기 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 반복하여 재전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 반복 레벨을 재설정 하는 단계에서는, 미리 설정된 방식에 기초하여 상기 반복 레벨이 재설정되는 것일 수 있다.
일례로 상기 미리 설정된 방식은, 상기 반복 레벨을 설정 가능한 가장 낮은 반복 레벨 또는 상기 MTC 기기에 의한 측정 기반으로 선택된 반복 레벨로 재설정하는 방식일 수 있다.
또 다른 일례로 상기 미리 설정된 방식은, 기존에 설정된 반복 레벨을 하나 증가시키는 방식일 수 있다.
또 다른 일례로 상기 미리 설정된 방식은, 프리엠블 전송 파워(PPRACH: preamble transmission power)가 설정 UE 전송 전력(the configured UE transmit power)인 경우에 기존에 설정된 반복 레벨을 하나 증가시키는 방식일 수 있다.
또 다른 일례로 상기 미리 설정된 방식은, 파워 램핑(power ramping)을 수행할 시의 프리엠블 전송 파워(PPRACH: preamble transmission power)가 설정 UE 전송 전력(the configured UE transmit power) 이상인 경우에 기존에 설정된 반복 레벨을 하나 증가시키는 방식일 수 있다.
다른 말로, 상기 미리 설정된 방식은, 상기 랜덤 액세스 프리앰블의 전송 파워가 상기 MTC 기기에 설정된 최대 전송 파워에 도달하거나 파워 램핑(power ramping)을 수행할 시의 프리엠블 전송 파워가 상기 최대 전송 파워 이상인 경우에 기존에 설정된 반복 레벨을 하나 증가시키는 방식일 수 있다.
또 다른 일례로 상기 미리 설정된 방식은, 상기 반복 레벨이 전체 PRACH 전력(total PRACH power)을 근거로 재설정되는 방식이되, 상기 전체 PRACH 전력은, 반복적으로 전송되는 랜덤 액세스 프리앰블에 대응되는 서브플레임들의 전력을 합한 값인 것일 수 있다.
또 다른 일례로 상기 미리 설정된 방식은, 랜덤 액세스 절차가 PDCCH order로 시작되는 경우에 상기 PDCCH order에 포함된 반복 레벨 정보에 따라서 상기 반복 레벨을 재설정하는 방식일 수 있다.
도 12는 제1 양태에 따른 CASE A에 있어서의 랜덤 액세스 절차 나타낸 예시도이다.
도 12를 참조하여 본 명세서에 개시된 제1 개시에 따른 랜덤 액세스 절차에 대해 살펴보면, 먼저 MTC 기기(100)가 특정 셀로의 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble: Msg1)을 미리 설정된 반복 레벨(repetition level)에 따라 반복하여 전송할 수 있다(S110).
다음으로, 기지국(eNodeB, 200)은 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대응되는 랜덤 액세스 응답(RAR: Msg2)을 MTC 기기(100)에 전송할 수 있다(S1112).
다음으로, MTC 기기(100)가 랜덤 액세스 응답 수신 윈도우(RAR window) 내에 랜덤 액세스 응답을 제대로 수신하지 못하는 경우(CASE A: RAR window 내 RAR 수신 실패), MTC 기기(100)는 반복 레벨(repetition level)을 재설정할 수 있다(S120).
이 때, MTC 기기(100)는 상기 반복 레벨을 미리 설정된 방식을 근거로 재설정할 수 있다.
다음으로, MTC 기기(100)는 상기 재설정된 반복 레벨에 따라 상기 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 반복하여 재전송할 수 있다(S130).
CASE A에 있어서 상기 미리 설정된 방식은 이하의 방식들 중 어느 하나에 해당할 수 있다.
- 제 A-1 방식
제 A-1 방식은 초기에 전송된 PRACH의 반복 레벨(repetition level)을 기준으로 재전송을 위한 PRACH의 반복 레벨(repetition level)을 변경하는 방식일 수 있다. 즉, 제 A-1 방식은 상기 반복 레벨을 초기 반복 레벨로 설정하는 방식일 수 있다.
초기 반복 레벨이란 lowest repetition level 일수도 있고, 사용자 장치(UE) 또는 MTC 기기(100)가 측정(measurement) 기반으로 선택한 반복 레벨일 수도 있다.
다른 의미로, 상기 미리 설정된 방식은, 상기 반복 레벨을 설정 가능한 가장 낮은 반복 레벨 또는 상기 MTC 기기에 의한 측정 기반으로 선택된 반복 레벨로 재설정하는 방식일 수 있다.
- 제 A-2 방식
제 A-2 방식은 PRACH 프리앰블의 재전송 시 반복 레벨을 단순히 증가시키는 방식일 수 있다.
일례로, MTC 기기(100)는 재전송 PRACH의 반복 레벨(repetition level)을 하나 증가시킬 수 있다.
즉, 제 A-2 방식은 기존에 설정된 반복 레벨을 하나 증가시키는 방식인 것일 수 있다.
- 제 A-3 방식
제 A-3 방식은 PRACH power의 상황을 고려하여 반복 레벨(repetition level)이 설정되는 방식일 수 있다.
일례로 MTC 기기(100)는 이전 PRACH의 power가 PCMAX,c(i)인 경우에 반복 레벨을 하나 증가시키고 그 외에는 유지시킬 수 있다.
다른 말로, MTC 기기(100)는 프리앰블 전송 파워(PPRACH: preamble transmission power)가 설정 UE 전송 전력(the configured UE transmit power)인 경우에 기존에 설정된 반복 레벨을 하나 증가시킬 수 있다.
또 다른 일례로, MTC 기기(100)는 이전 PRACH의 power에서 파워 램핑(power ramping) 시에 PRACH 전력이 PCMAX,c(i) 이상인 경우에 반복 레벨(repetition level)을 하나 증가시키고 그 외에는 유지시킬 수 있다.
다른 말로, MTC 기기(100)는 파워 램핑(power ramping)을 수행할 시의 프리엠블 전송 파워(PPRACH: preamble transmission power)가 설정 UE 전송 전력(the configured UE transmit power) 이상인 경우에 기존에 설정된 반복 레벨을 하나 증가시킬 수 있다.
또한 다른 말로, 상기 미리 설정된 방식은, 상기 랜덤 액세스 프리앰블의 전송 파워가 상기 MTC 기기에 설정된 최대 전송 파워에 도달하거나 파워 램핑(power ramping)을 수행할 시의 프리엠블 전송 파워가 상기 최대 전송 파워 이상인 경우에 기존에 설정된 반복 레벨을 하나 증가시키는 방식일 수 있다.
또 다른 일례로, MTC 기기(100)는 반복되는 PRACH(Repeated PRACH)에 대한 전체 전력(total power)를 고려하여 파워 램핑(power ramping)을 수행할 지 반복 레벨(repetition level)을 변경할지 결정할 수 있다.
상기 전체 전력(total power)는 반복되는 PRACH에 대응되는 서브프레임들(subframes)에 대하여 서브프레임(subframe)당 전력(power)을 합한 값으로 해석될 수 있다.
다른 말로, 제 A-3 방식에 따른 설정 방식은 상기 반복 레벨이 전체 PRACH 전력(total PRACH power)을 근거로 재설정되는 방식이되, 상기 전체 PRACH 전력은, 반복적으로 전송되는 랜덤 액세스 프리앰블에 대응되는 서브플레임들의 전력을 합한 값을 의미하는 것일 수 있다.
이 경우, MTC 기기(100)는 이전 PRACH power에서 파워 램핑(power ramping)의 수행과 반복 레벨(repetition level) 변경 중에서 전체 PRACH 전력(total PRACH power)가 작은 경우를 선택할 수 있다.
즉, 제 A-3 방식에 따른 추가 설정 방식은, 파워 램핑(power ramping)의 수행 및 상기 기존에 설정된 반복 레벨의 변경 중 전체 PRACH 전력(total PRACH power)이 더 작은 경우를 선택하여 수행하는 방식이되, 상기 전체 PRACH 전력은, 반복적으로 전송되는 랜덤 액세스 프리앰블에 대응되는 서브플레임들의 전력을 합한 값을 의미한다.
- 제 A-4 방식
제 A-4 방식은 PRACH가 PDCCH order로 설정되는 경우에 PDCCH order에 포함된 반복 레벨(repetition level) 정보에 따라서 PRACH의 반복 레벨(repetition level)을 설정하는 방식일 수 있다.
다른 말로, 제 A-4 방식은 랜덤 액세스 절차가 PDCCH order로 시작되는 경우에 상기 PDCCH order에 포함된 반복 레벨 정보에 따라서 상기 반복 레벨을 재설정하는 방식일 수 있다.
<본 명세서의 제2 개시에서 제2 양태>
제2 양태에 따른 랜덤 액세스 절차 수행 방법은 커버리지 확장(coverage enhancement)을 위한 랜덤 액세스 절차(random access procedure)의 수행 방법으로서, 특정 셀로의 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 생성하는 단계와 상기 생성된 램덤 액세스 프리앰블을 미리 설정된 반복 레벨(repetition level)에 따라 반복하여 전송하는 단계와 랜덤 액세스 응답이 수신된 경우, 스케줄링된 메시지 (또는 msg3: message 3)를 전송하는 단계와 경쟁 해결 타이머(contention resolution timer)가 만료되기 전까지 메시지 4(msg4: message 4)가 수신되지 않는 경우, 기존에 설정된 반복 레벨을 재설정하는 단계와 상기 재설정된 반복 레벨에 따라 상기 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 반복하여 재전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기존에 설정된 반복 레벨을 재설정하는 단계에서는, 미리 설정된 추가 설정 방식에 기초하여, 상기 기존에 설정된 반복 레벨이 재설정되는 것일 수 있다.
일례로, 상기 추가 설정 방식은, 상기 수신된 램덤 액세스 응답이 백오프 인디케이터(backoff indicator)를 포함하는 경우, 상기 기존에 설정된 반복 레벨을 유지시키고, 상기 수신된 램덤 액세스 응답이 백오프 인디케이터(backoff indicator)를 포함하지 않는 경우, 상기 기존에 설정된 반복 레벨을 증가시키는 방식일 수 있다.
또 다른 일례로, 상기 기존에 설정된 반복 레벨을 상기 스케줄링된 메시지에 대응되는 반복 레벨로 설정하는 방식이되, 상기 스케줄링된 메시지에 대응되는 반복 레벨은, 설정 가능한 가장 낮은 반복 레벨, MTC 기기에 의한 측정 기반으로 선택된 반복 레벨 및 상기 스케줄링된 메시지의 이전에 재전송을 통해 최종적으로 전송이 성공한 랜덤 액세스 프리엠블에 대응되는 반복 레벨 중 어느 하나인 것일 수 있다.
또 다른 일례로, 상기 수신된 랜덤 액세스 응답은 반복 레벨 필드(repetition level field)를 포함하고, 상기 추가 설정 방식은, 상기 반복 레벨 필드에 따라 상기 기존에 설정된 반복 레벨을 재설정하는 방식일 수 있다.
또 다른 일례로, 상기 추가 설정 방식은, 파워 램핑(power ramping)의 수행 및 상기 기존에 설정된 반복 레벨의 변경 중 전체 PRACH 전력(total PRACH power)이 더 작은 경우를 선택하여 수행하는 방식이되, 상기 전체 PRACH 전력은, 반복적으로 전송되는 랜덤 액세스 프리앰블에 대응되는 서브플레임들의 전력을 합한 값일 수 있다.
또 다른 일례로, 상기 추가 설정 방식은, 랜덤 액세스 절차가 PDCCH order로 시작되는 경우에 상기 PDCCH order에 포함된 반복 레벨 정보에 따라서 상기 기존에 설정된 반복 레벨을 재설정하는 방식일 수 있다.
도 13은 제2 양태에 따른 CASE B에 있어서의 랜덤 액세스 절차 나타낸 예시도이다.
도 13을 참조하여 제2 양태에 따른 랜덤 액세스 절차에 대해 살펴보면, 먼저 MTC 기기(100)가 특정 셀로의 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble: Msg1)을 미리 설정된 반복 레벨(repetition level)에 따라 반복하여 전송할 수 있다(S210).
다음으로, 기지국(eNodeB, 200)은 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대응되는 랜덤 액세스 응답(RAR: Msg2)을 MTC 기기(100)에 전송할 수 있다(S1112).
다음으로, 자신에게 유효한 랜덤 액세스 응답(RAR)을 수신하면, MTC 기기(100)는 랜덤 액세스 응답(RAR)에 포함된 정보를 처리하고, 기지국(eNodeB)(200)에게 스케쥴링된 전송을 수행한다(S1113).
다음으로 MTC 기기(100)는 랜덤 액세스 응답(RAR)을 수신하여 할당 받은 UL Grant를 통해 자신의 식별자를 포함한 데이터를 전송한 이후, 충돌 해결을 위해 기지국(eNodeB)(200)의 지시를 기다린다(S1114).
다음으로, MTC 기기(100)가 충돌 해결 타이머(contention resolution timer)가 만료되기 전까지 해당 Msg4를 제대로 수신하지 못하는 경우(CASE B: Msg4 수신 실패), MTC 기기(100)는 반복 레벨(repetition level)을 재설정할 수 있다(S220).
이 때, MTC 기기(100)는 상기 반복 레벨을 미리 설정된 추가 설정 방식을 근거로 재설정할 수 있다.
다음으로, MTC 기기(100)는 상기 재설정된 반복 레벨에 따라 상기 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 반복하여 재전송할 수 있다(S230).
CASE B에 있어서 상기 미리 결정된 추가 설정 방식은 이하의 방식들 중 어느 하나에 해당될 수 있다.
- 제 B-1 방식
제 B-1 방식은 랜덤 액세스 응담(RAR)에 백오프 인디케이터(backoff indicator)의 서브헤더(subheader) 유무에 따라서 PRACH의 반복 레벨(repetition level)을 설정하는 방식일 수 있다.
일례로, MTC 기기(100)는 랜덤 액세스 응답(RAR)에 백오프 인디케이터 서브헤더(backoff indicator subheader)가 없는 경우에는 PRACH의 반복 레벨을 증가시키고, 랜덤 액세스 응답(RAR)에 백오프 인디케이터 서브헤더(backoff indicator subheader)가 있는 경우에는 PRACH의 반복 레벨을 증가시키지 않을 수 있다.
다른 말로, 제 B-1 방식은, 상기 수신된 램덤 액세스 응답이 백오프 인디케이터(backoff indicator)를 포함하는 경우, 상기 기존에 설정된 반복 레벨을 유지시키고, 상기 수신된 램덤 액세스 응답이 백오프 인디케이터(backoff indicator)를 포함하지 않는 경우, 상기 기존에 설정된 반복 레벨을 증가시키는 방식을 의미하는 것일 수 있다.
- 제 B-2 방식
제 B-2 방식은 초기에 전송된 PRACH의 반복 레벨(repetition level)로 PRACH의 반복 레벨(repetition level)을 변경하는 방식일 수 있다. 즉, 제 B-2 방식은 상기 반복 레벨을 초기 반복 레벨로 설정하는 방식일 수 있다.
초기 반복 레벨이란 lowest repetition level 일수도 있고, 사용자 장치(UE) 또는 MTC 기기(100)가 측정(measurement) 기반으로 선택한 반복 레벨일 수도 있다.
다른 의미로, 상기 추가 설정 방식은, 상기 반복 레벨을 설정 가능한 가장 낮은 반복 레벨 또는 상기 MTC 기기에 의한 측정 기반으로 선택된 반복 레벨로 재설정하는 방식일 수 있다.
- 제 B-3 방식
제 B-3 방식은 스케줄링된 메시지(Msg3)에 대응되는 PRACH의 반복 레벨을 재전송 PRACH의 반복 레벨로 설정하는 방식일 수 있다.
상기 스케줄링된 메시지에 대응되는 PRACH 반복 레벨은 초기 전송 시에 이용된 반복 레벨 일 수도 있고, 재전송을 통해 최종으로 스케줄링된 메시지 전송 이전에 성공한 PRACH에 대응되는 반복 레벨 일 수도 있다.
다른 말로 제 B-3 방식에 따른 추가 설정 방식은, 상기 기존에 설정된 반복 레벨을 상기 스케줄링된 메시지에 대응되는 반복 레벨로 설정하는 방식이되, 상기 스케줄링된 메시지에 대응되는 반복 레벨은, 설정 가능한 가장 낮은 반복 레벨, MTC 기기에 의한 측정 기반으로 선택된 반복 레벨 및 상기 스케줄링된 메시지의 이전에 재전송을 통해 최종적으로 전송이 성공한 랜덤 액세스 프리엠블에 대응되는 반복 레벨 중 어느 하나인 것일 수 있다.
- 제 B-4 방식
제 B-4 방식은 랜덤 액세스 응답(RAR)에 반복 레벨 필드(repetition level field)가 포함되고, 상기 반복 레벨 필드를 이용해 재전송하는 PRACH에 대한 반복 레벨을 설정하는 방식일 수 있다.
즉, 제 B-4 방식에 따르면, 상기 수신된 랜덤 액세스 응답은 반복 레벨 필드(repetition level field)를 포함하며, 상기 추가 설정 방식은, 상기 반복 레벨 필드에 따라 상기 기존에 설정된 반복 레벨을 재설정하는 방식일 수 있다.
- 제 B-5 방식
제 B-5 방식은 PRACH 프리앰블의 재전송 시 반복 레벨을 단순히 증가시키는 방식일 수 있다.
일례로, MTC 기기(100)는 재전송 PRACH의 반복 레벨(repetition level)을 하나 증가시킬 수 있다.
즉, 제 B-5 방식은 기존에 설정된 반복 레벨을 하나 증가시키는 방식인 것일 수 있다.
- 제 B-6 방식
제 B-6 방식은 PRACH 프리앰블의 재전송 시 반복 레벨을 그대로 유지하는 방식이다.
- 제 B-7 방식
제 B-7 방식은 PRACH power의 상황을 고려하여 반복 레벨(repetition level)이 설정되는 방식일 수 있다.
일례로 MTC 기기(100)는 이전 PRACH의 power가 PCMAX,c(i)인 경우에 반복 레벨을 하나 증가시키고 그 외에는 유지시킬 수 있다.
다른 말로, MTC 기기(100)는 프리앰블 전송 파워(PPRACH: preamble transmission power)가 설정 UE 전송 전력(the configured UE transmit power)인 경우에 기존에 설정된 반복 레벨을 하나 증가시킬 수 있다.
또 다른 일례로, MTC 기기(100)는 이전 PRACH의 power에서 파워 램핑(power ramping) 시에 PRACH 전력이 PCMAX,c(i) 이상인 경우에 반복 레벨(repetition level)을 하나 증가시키고 그 외에는 유지시킬 수 있다.
다른 말로, MTC 기기(100)는 파워 램핑(power ramping)을 수행할 시의 프리엠블 전송 파워(PPRACH: preamble transmission power)가 설정 UE 전송 전력(the configured UE transmit power) 이상인 경우에 기존에 설정된 반복 레벨을 하나 증가시킬 수 있다.
또한 다른 말로, 상기 추가 설정 방식은, 상기 랜덤 액세스 프리앰블의 전송 파워가 상기 MTC 기기에 설정된 최대 전송 파워에 도달하거나 파워 램핑(power ramping)을 수행할 시의 프리엠블 전송 파워가 상기 최대 전송 파워 이상인 경우에 기존에 설정된 반복 레벨을 하나 증가시키는 방식일 수 있다.또 다른 일례로, MTC 기기(100)는 반복되는 PRACH(Repeated PRACH)에 대한 전체 전력(total power)를 고려하여 파워 램핑(power ramping)을 수행할 지 반복 레벨(repetition level)을 변경할지 결정할 수 있다.
상기 전체 전력(total power)는 반복되는 PRACH에 대응되는 서브프레임들(subframes)에 대하여 서브프레임(subframe)당 전력(power)을 합한 값으로 해석될 수 있다.
다른 말로, 제 B-7 방식에 따른 추가 설정 방식은 상기 반복 레벨이 전체 PRACH 전력(total PRACH power)을 근거로 재설정되는 방식이되, 상기 전체 PRACH 전력은, 반복적으로 전송되는 랜덤 액세스 프리앰블에 대응되는 서브플레임들의 전력을 합한 값을 의미하는 것일 수 있다.
이 경우, MTC 기기(100)는 이전 PRACH power에서 파워 램핑(power ramping)의 수행과 반복 레벨(repetition level) 변경 중에서 전체 PRACH 전력(total PRACH power)가 작은 경우를 선택할 수 있다.
즉, 제 B-7 방식에 따른 추가 설정 방식은, 파워 램핑(power ramping)의 수행 및 상기 기존에 설정된 반복 레벨의 변경 중 전체 PRACH 전력(total PRACH power)이 더 작은 경우를 선택하여 수행하는 방식이되, 상기 전체 PRACH 전력은, 반복적으로 전송되는 랜덤 액세스 프리앰블에 대응되는 서브플레임들의 전력을 합한 값을 의미한다.
- 제 B-8 방식
제 B-8 방식은 PRACH가 PDCCH order로 설정되는 경우에 PDCCH order에 포함된 반복 레벨(repetition level) 정보에 따라서 PRACH의 반복 레벨(repetition level)을 설정하는 방식일 수 있다.
다른 말로, 제 B-8 방식은 랜덤 액세스 절차가 PDCCH order로 시작되는 경우에 상기 PDCCH order에 포함된 반복 레벨 정보에 따라서 상기 반복 레벨을 재설정하는 방식일 수 있다.
III. 본 명세서의 추가적 개시
<백오프 지연(Backoff delay)의 설정>
이하에서는 본 명세서의 추가적 개시에 따른 반복 레벨에 따른 백오프 지연(Backoff delay)을 설정하는 방법에 대해 상술한다.
기존 3GPP LTE Rel-10 시스템에서 백오프 지연 파라미터(backoff delay parameter)는 랜덤 액세스 응답(RAR)에서 포함될 수 있으며, 포함되지 않는 경우에는 사용자 장치(UE) 또는 MTC 기기(100)에 대하여 백오프 지연(backoff delay) 값이 0으로 설정될 수 있다.
그리고 PDCCH order에 의한 PRACH의 경우에도 백오프 지연(backoff delay) 값은 0으로 설정될 수 있다.
랜덤 액세스 응답(RAR)에 백오프 지연 파라미터가 포함된 경우, 백오프 지연(backoff delay)은 백오프 지연 파라미터로 설정된다.
충돌 해결(contention resolution) 과정에서 Msg4를 충돌 해결 타이머(contention resolution timer) 만료 전에 받지 못한 사용자 장치(UE) 또는 MTC 기기(100)가 PRACH를 재전송하는 경우에, 사용자 장치(UE) 또는 MTC 기기(100)는 ‘0’에서 ‘backoff delay parameter’사이의 값을 랜덤하게 선택하여 백오프 지연으로 설정하고, PRACH를 상기 설정된 백오프 지연에 해당하는 값 만큼 지연시킨 후에 재전송할 수 있다.
기존에는 PRACH가 점유하는 서브프레임들(subframes)의 수가 최대 3개였으나, PRACH에 대한 반복(repetition)을 고려할 경우에는 이보다 많은 수의 서브프레임들(subframes)이 점유될 수도 있으며, 이 경우에는 기존의 백오프 지연(backoff delay) 설정 방법으로는 반복적으로 전송되는 PRACH간의 충돌 여지 방지 효과가 작을 수 있으므로 이를 효율적으로 변화시킬 필요가 있다.
즉, 백오프 지연(backoff delay)의 설정 시에 반복 레벨(repetition level)을 파라미터로 설정하는 방식이 매우 좋은 방식일 수 있다.
일례로, 사용자 장치(UE) 또는 MTC 기기(100)가 백오프 지연 값으로 ‘0’에서 ‘backoff delay parameter’ 사이의 값을 랜덤하게 선택했을 때, 최종 백오프 지연 값은 반복 레벨에 따라서 상기 랜덤하게 선택된 값을 변경하는 방식이 고려될 수 있다.
보다 구체적인 예를 들면, 랜덤하게 선택한 값에서 반복 레벨 횟수를 곱하여 최종 백오프 지연 값을 결정하는 방식이 고려될 수 있다.
또는 반복 레벨 별로 미리 설정된 보정 값을 상기 랜덤하게 선택한 값에 곱하거나 더하는 방식이 고려될 수 있다.
<핸드오버(Handover) 시의 PRACH에 대한 반복 레벨의 설정 >
이하에서는 본 명세서의 추가적 개시에 따른 핸드오버(Handover) 시의 PRACH에 대한 반복 레벨의 설정 방법에 대해 상술한다.
MTC 기기(100)는 이동성(mobility)을 지원할 수도 있다.
이 경우, MTC 기기(100)가 현재 서빙 셀(serving cell) 혹은 소스 셀(source cell)로부터 타겟 셀(target cell)로 핸드오버(handover)를 하는 상황이 고려될 수 있다.
해당 MTC 기기(100)가 타겟 셀(target cell)에 접근(access)하여 UE-specific DL 채널들(channels)을 수신하거나 UL 채널들(channels)을 송신하기 위해서는 UL 타이밍(timing)이 맞춰질 필요가 있을 수 있다.
이 경우, 핸드오버(Handover) 과정에서 타겟 셀(target cell)에 대한 PRACH 프리앰블 전송 시에 반복 레벨(repetition level)을 더 높은 층(higher layer)이 상기 반복 레벨을 MTC 기기(100)에게 알려 줄 수 있으며, 이를 통해 재전송 PRACH 프리앰블에 대한 적합한 반복 레벨이 설정될 수 있다.
또한, 핸드오보 시에 MTC 기기(100)에 타겟 셀에 대한 SFN 혹은 소스 셀의 SFN 대비 SFN-offset 정보를 제공하는 방안이 될 수 있다.
또 다른 방법으로는 MTC 기기(100)에 대한 핸드오버 시에 타겟 셀에 대한 SFN과 소스 셀에 대한 SFN이 동일하다고 가정하는 방안이 있을 수 있다.
여기서, SFN이 동일하다는 의미는 두 셀(cell)에 대한 동일 SFN의 라디오 프레임(radio frame)이 절반 이상 겹치는 경우(두 셀의 프레임(frame) i에 대한 시간 차이(time difference)가 153600·TS 이내)로 해석할 수 있다. 이러한 해석은 랜덤 액세스(random access) 및 (E)PDCCH 반복(repetition) 등을 포함한 MTC 기기(100)의 동작들이 SFN을 파라미터로 동작되기 때문에 가능할 수 있다.
지금까지 설명한, 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 구체적으로는 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 14는 본 명세서의 개시가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
기지국(200)은 프로세서(processor, 201), 메모리(memory, 202) 및 RF부(RF(radio freq상기 MTC 기기ncy) unit, 203)을 포함한다. 메모리(202)는 프로세서(201)와 연결되어, 프로세서(201)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(203)는 프로세서(201)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(201)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 기지국의 동작은 프로세서(201)에 의해 구현될 수 있다.
MTC 기기(100)는 프로세서(101), 메모리(102) 및 RF부(103)을 포함한다. 메모리(102)는 프로세서(101)와 연결되어, 프로세서(101)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(103)는 프로세서(101)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(101)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다.
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.
본 명세서의 일 개시에 따른 MTC 기기는, 커버리지 확장(coverage enhancement)을 위한 랜덤 액세스 절차를 수행하는 MTC(Machine Type Communication) 기기로서, 특정 셀로의 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 미리 설정된 반복 레벨(repetition level)에 따라 반복하여 전송하는 송수신부와 랜덤 액세스 응답 윈도우(random access response window) 내에서 랜덤 액세스 응답(random access response)이 수신되지 않는 경우, 상기 반복 레벨을 재설정하고, 상기 재설정된 반복 레벨에 따라 상기 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 반복하여 재전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 송수신부는, 랜덤 액세스 응답이 수신된 경우, 메시지 3(msg3: message 3)을 전송하고, 상기 프로세서는, 경쟁 해결 타이머(contention resolution timer)가 만료되기 전까지 메시지 4(msg4: message 4)가 수신되지 않는 경우, 기존에 설정된 반복 레벨을 재설정하고, 상기 재설정된 반복 레벨에 따라 상기 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 반복하여 재전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 것일 수 있다.
여기서, 상기 송수신부는 상기 RF부(103)에 대응되거나 상기 RF부(103)을 포함하여 구성되는 구성요소일 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.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 명세서의 개시에 의하면, 전술한 종래 기술의 문제점이 해결되게 된다. 보다 구체적으로, 본 명세서의 개시에 의하면, 기지국의 커버리지 확장 영역에 위치한 MTC 기기에 대한 기지국(eNodeB)의 수신 성능 및 복호 성능이 향상되어 효율적이고 우수한 랜덤 액세스 절차(random access procedure)이 수행되는 이점이 있다.

Claims (16)

  1. 커버리지 확장(coverage enhancement) 지역에 위치한 MTC(Machine Type Communication) 기기가 랜덤 액세스 절차(random access procedure)를 수행하는 방법으로서,
    특정 셀로의 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 생성하는 단계와;
    상기 생성된 램덤 액세스 프리앰블을 미리 설정된 반복 레벨(repetition level)에 따라 반복하여 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 절차 수행 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    랜덤 액세스 응답 윈도우(random access response window) 내에서 랜덤 액세스 응답(random access response)이 수신되지 않는 경우, 상기 반복 레벨을 재설정하는 단계와;
    상기 재설정된 반복 레벨에 따라 상기 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 반복하여 재전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 절차 수행 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 반복 레벨을 재설정 하는 단계에서는,
    미리 설정된 방식에 기초하여 상기 반복 레벨이 재설정되는 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 절차 수행 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 미리 설정된 방식은,
    상기 반복 레벨을 설정 가능한 가장 낮은 반복 레벨 또는 상기 MTC 기기에 의한 측정 기반으로 선택된 반복 레벨로 재설정하는 방식인 것인 랜덤 액세스 절차 수행 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 미리 설정된 방식은,
    기존에 설정된 반복 레벨을 하나 증가시키는 방식인 것인 랜덤 액세스 절차 수행 방법.
  6. 제3항에 있어서, 상기 미리 설정된 방식은,
    상기 랜덤 액세스 프리앰블의 전송 파워가 상기 MTC 기기에 설정된 최대 전송 파워에 도달하거나 파워 램핑(power ramping)을 수행할 시의 프리엠블 전송 파워가 상기 최대 전송 파워 이상인 경우에 기존에 설정된 반복 레벨을 하나 증가시키는 방식인 것인 랜덤 액세스 절차 수행 방법.
  7. 제3항에 있어서, 상기 미리 설정된 방식은,
    상기 반복 레벨이 전체 PRACH 전력(total PRACH power)을 근거로 재설정되는 방식이되,
    상기 전체 PRACH 전력은,
    반복적으로 전송되는 랜덤 액세스 프리앰블에 대응되는 서브플레임들의 전력을 합한 값인 랜덤 액세스 절차 수행 방법.
  8. 제3항에 있어서, 상기 미리 설정된 방식은,
    랜덤 액세스 절차가 PDCCH order로 시작되는 경우에 상기 PDCCH order에 포함된 반복 레벨 정보에 따라서 상기 반복 레벨을 재설정하는 방식인 것인 랜덤 액세스 절차 수행 방법.
  9. 제2항에 있어서,
    랜덤 액세스 응답이 수신된 경우, 스케줄링된 메시지를 전송하는 단계와;
    경쟁 해결 타이머(contention resolution timer)가 만료되기 전까지 메시지 4(msg4: message 4)가 수신되지 않는 경우, 기존에 설정된 반복 레벨을 재설정하는 단계와;
    상기 재설정된 반복 레벨에 따라 상기 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 반복하여 재전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 절차 수행 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 기존에 설정된 반복 레벨을 재설정하는 단계에서는,
    미리 설정된 추가 설정 방식에 기초하여, 상기 기존에 설정된 반복 레벨이 재설정되는 것을 특징으로 하는 랜덤 액세스 절차 수행 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 추가 설정 방식은,
    상기 수신된 램덤 액세스 응답이 백오프 인디케이터(backoff indicator)를 포함하는 경우, 상기 기존에 설정된 반복 레벨을 유지시키고,
    상기 수신된 램덤 액세스 응답이 백오프 인디케이터(backoff indicator)를 포함하지 않는 경우, 상기 기존에 설정된 반복 레벨을 증가시키는 방식인 것인 랜덤 액세스 절차 수행 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 추가 설정 방식은,
    상기 기존에 설정된 반복 레벨을 상기 스케줄링된 메시지에 대응되는 반복 레벨로 설정하는 방식이되,
    상기 스케줄링된 메시지에 대응되는 반복 레벨은,
    설정 가능한 가장 낮은 반복 레벨, MTC 기기에 의한 측정 기반으로 선택된 반복 레벨 및 상기 스케줄링된 메시지의 이전에 재전송을 통해 최종적으로 전송이 성공한 랜덤 액세스 프리엠블에 대응되는 반복 레벨 중 어느 하나인 것인 랜덤 액세스 절차 수행 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 수신된 랜덤 액세스 응답은 반복 레벨 필드(repetition level field)를 포함하고,
    상기 추가 설정 방식은,
    상기 반복 레벨 필드에 따라 상기 기존에 설정된 반복 레벨을 재설정하는 것인 랜덤 액세스 절차 수행 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 추가 설정 방식은,
    파워 램핑(power ramping)의 수행 및 상기 기존에 설정된 반복 레벨의 변경 중 전체 PRACH 전력(total PRACH power)이 더 작은 경우를 선택하여 수행하는 방식이되,
    상기 전체 PRACH 전력은,
    반복적으로 전송되는 랜덤 액세스 프리앰블에 대응되는 서브플레임들의 전력을 합한 값인 랜덤 액세스 절차 수행 방법.
  15. 커버리지 확장(coverage enhancement) 지역에 위치하여 랜덤 액세스 절차를 수행하는 MTC(Machine Type Communication) 기기로서,
    특정 셀로의 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 미리 설정된 반복 레벨(repetition level)에 따라 반복하여 전송하는 송수신부와;
    랜덤 액세스 응답 윈도우(random access response window) 내에서 랜덤 액세스 응답(random access response)이 수신되지 않는 경우, 상기 반복 레벨을 재설정하고, 상기 재설정된 반복 레벨에 따라 상기 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 반복하여 재전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 MTC 기기.
  16. 제15항에 있어서, 상기 송수신부는,
    랜덤 액세스 응답이 수신된 경우, 스케줄링된 메시지를 전송하고,
    상기 프로세서는,
    경쟁 해결 타이머(contention resolution timer)가 만료되기 전까지 메시지 4(msg4: message 4)가 수신되지 않는 경우, 기존에 설정된 반복 레벨을 재설정하고, 상기 재설정된 반복 레벨에 따라 상기 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 반복하여 재전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 것인 MTC 기기.
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