WO2016122120A1 - Method and apparatus for performing random access by using multi-qos preambles in wireless communication system - Google Patents

Method and apparatus for performing random access by using multi-qos preambles in wireless communication system Download PDF

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WO2016122120A1
WO2016122120A1 PCT/KR2015/014343 KR2015014343W WO2016122120A1 WO 2016122120 A1 WO2016122120 A1 WO 2016122120A1 KR 2015014343 W KR2015014343 W KR 2015014343W WO 2016122120 A1 WO2016122120 A1 WO 2016122120A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sequence
rach preamble
random access
sequences
enb
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/014343
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
김기태
강지원
이길봄
박경민
김희진
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00Wireless channel access
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00Wireless channel access
    • H04W74/08Non-scheduled access, e.g. ALOHA

Definitions

  • the present invention relates to wireless communications, and more particularly, to a method and apparatus for performing random access using a multi-QoS preamble in a wireless communication system.
  • 3rd generation partnership project (3GPP) long-term evolution (LTE) is a technology that enables high-speed packet communication. Many schemes have been proposed for the purposes of LTE, including reduced costs for users and suppliers, improved quality of service, and increased coverage and system capacity. 3GPP LTE is a higher layer requirement that requires reduced cost per bit, increased service availability, flexible frequency usage, simple structure, open interface and proper power consumption of the terminal.
  • a random access procedure may be performed in 3GPP LTE.
  • the main uses of the random access procedure are uplink initial access and short message transmission.
  • WCDMA Wideband Code Division Multiple Access
  • initial network access and short message transmission are achieved through a random access procedure.
  • 3GPP LTE a short message is not transmitted through a random access procedure.
  • a random access channel (RACH) for a random access procedure is transmitted separately from an uplink data transmission channel. More specifically, the random access procedure in 3GPP LTE may be performed in the following cases.
  • timing advance is needed for UE positioning for positioning purposes in RRC_CONNECTED.
  • RRC_IDLE RRC idle state
  • RRC_CONNECTED e.g., initial connection or tracking area update
  • a UE that fails to obtain UL synchronization or does not maintain UL synchronization acquires UL time synchronization using a random access procedure.
  • the eNB evolved NodeB
  • the eNB may schedule transmission resources maintained orthogonality.
  • the UL transmission of the UE is possible only if the UL synchronization between the UE and the UE is established, and scheduling for data transmission may be received from the eNB. That is, through a random access procedure, the unsynchronized UE may perform radio access through a transmission scheme that is orthogonal or does not overlap as much as possible.
  • the RACH preamble transmitted in the random access procedure to obtain UL synchronization is operated based on non-coherent detection. Accordingly, the eNB may recognize the RACH preamble transmitted simultaneously from a plurality of UEs at a specific time point as a collision. Meanwhile, a RACH preamble transmitted by a specific UE is detected by the eNB without collision according to a service type or emergency connection of the UE, and thus a random access procedure of the specific UE needs to be successfully performed. That is, an improvement of the random access procedure to prevent the collision of the RACH preamble is required.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for performing random access using a multiple quality of service (QoS) preamble in a wireless communication system.
  • the present invention improves the structure of a random access channel (RAC) preamble of the existing random access procedure, and provides a method and apparatus for providing priority connection support in consideration of service type and emergency of a user equipment (UE). do.
  • the present invention provides a method and apparatus for receiving a RACH preamble generated by using a combination of a plurality of sequences and preferentially transmitting a random access response to a UE that has transmitted the RACH preamble.
  • a method for performing a random access procedure by an evolved NodeB (eNB) in a wireless communication system.
  • the method receives a first random access channel (RACH) preamble generated from a combination of a plurality of sequences from a first user equipment (UE), receives a second RACH preamble from a second UE, and the first Sending a random access response only to the UE.
  • RACH random access channel
  • a method of performing a random access procedure by a user equipment (UE) in a wireless communication system includes transmitting a random access channel (RACH) preamble generated using a combination of a plurality of sequences to an eNB, and receiving a random access response from the eNB.
  • RACH random access channel
  • FIG. 1 illustrates a cellular system
  • FIG. 2 shows a structure of a radio frame in 3GPP LTE.
  • 3 shows a resource grid for one DL slot.
  • FIG. 4 shows a structure of a DL subframe.
  • 5 shows a structure of an UL subframe.
  • FIG. 6 illustrates a contention based random access procedure
  • FIG. 7 shows an example of a structure of a RACH preamble.
  • FIG. 10 shows an example of an output of a receiver that receives a sequence in a CAZAC sequence set.
  • 11 shows an example of an asymmetric CAZAC sequence set.
  • FIG. 13 shows an example in which a RACH preamble collides in a contention based random access procedure.
  • FIG. 14 shows a time-frequency resource at which a UE transmits a RACH preamble.
  • 16 shows an example of detecting a plurality of RACH preambles transmitted by a plurality of UEs in the same PRACH resource.
  • 17 shows an example of transmitting a random access response when a plurality of RACH preambles are detected in the same PRACH resource.
  • FIG. 19 illustrates an example of a RACH preamble sequence using characteristics of a multi-QoS sequence according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 illustrates detection of a RACH preamble sequence using characteristics of a multi-QoS sequence according to an embodiment of the present invention.
  • 21 shows an example of a random access procedure using a RACH preamble generated based on a combination sequence according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 shows an example of detection of a RACH preamble according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 illustrates a method of performing a random access procedure by an eNB according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 illustrates a method of performing a random access procedure by a UE according to an embodiment of the present invention.
  • 25 is a block diagram of a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented by a radio technology such as universal terrestrial radio access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as global system for mobile communications (GSM) / general packet radio service (GPRS) / enhanced data rates for GSM evolution (EDGE).
  • GSM global system for mobile communications
  • GPRS general packet radio service
  • EDGE enhanced data rates for GSM evolution
  • OFDMA may be implemented by wireless technologies such as Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, evolved UTRA (E-UTRA), and the like.
  • IEEE 802.16m is an evolution of IEEE 802.16e and provides backward compatibility with systems based on IEEE 802.16e.
  • UTRA is part of a universal mobile telecommunications system (UMTS).
  • 3rd generation partnership project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of evolved UMTS (E-UMTS) using evolved-UMTS terrestrial radio access (E-UTRA), which employs OFDMA in downlink and SC in uplink -FDMA is adopted.
  • LTE-A (advanced) is the evolution of 3GPP LTE.
  • cellular system 10 includes at least one base station (BS) 11.
  • BS 11 provides communication services for specific geographic regions (generally called cells) 15a, 15b, 15c. The cell can in turn be divided into a number of regions (called sectors).
  • a user equipment (UE 12) may be fixed or mobile, and may have a mobile station (MS), a mobile terminal (MS), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device, a PDA, and the like. (personal digital assistant), wireless modem (wireless modem), a handheld device (handheld device) may be called other terms.
  • BS 11 generally refers to a fixed point of communication with UE 12 and may be referred to in other terms, such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point, and the like.
  • eNB evolved-NodeB
  • BTS base transceiver system
  • access point and the like.
  • the UE typically belongs to one cell, and the cell to which the UE belongs is called a serving cell.
  • An eNB that provides a communication service for a serving cell is called a serving eNB.
  • the cellular system includes another cell adjacent to the serving cell. Another cell adjacent to the serving cell is called a neighbor cell.
  • An eNB that provides a communication service for a neighbor cell is called a neighbor eNB.
  • the serving cell and the neighbor cell are determined relatively based on the UE.
  • DL downlink
  • UL uplink
  • DL means communication from eNB 11 to UE 12
  • UL means communication from UE 12 to eNB 11.
  • the transmitter may be part of the eNB 11 and the receiver may be part of the UE 12.
  • the transmitter may be part of the UE 12 and the receiver may be part of the eNB 11.
  • the wireless communication system may be any one of a multiple-input multiple-output (MIMO) system, a multiple-input single-output (MIS) system, a single-input single-output (SISO) system, and a single-input multiple-output (SIMO) system.
  • MIMO multiple-input multiple-output
  • MISO multiple-input single-output
  • SISO single-input single-output
  • SIMO single-input multiple-output
  • the MIMO system uses multiple transmit antennas and multiple receive antennas.
  • the MISO system uses multiple transmit antennas and one receive antenna.
  • the SISO system uses one transmit antenna and one receive antenna.
  • the SIMO system uses one transmit antenna and multiple receive antennas.
  • the transmit antenna means a physical or logical antenna used to transmit one signal or stream
  • the receive antenna means a physical or logical antenna used to receive one signal or stream.
  • a radio frame includes 10 subframes.
  • the subframe includes two slots in the time domain.
  • the time taken to transmit one subframe is defined as a transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • the length of one subframe may be 1 ms
  • the length of one slot may be 0.5 ms.
  • One slot includes a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols in the time domain. Since 3GPP LTE uses OFDMA in the DL, the OFDM symbol is for representing one symbol period.
  • the OFDM symbol may be called another name according to the multiple access scheme. For example, when SC-FDMA is used as a UL multiple access scheme, it may be referred to as an SC-FDMA symbol.
  • a resource block (RB) includes a plurality of consecutive subcarriers in one slot in resource allocation units.
  • the structure of the radio frame is merely an example. Accordingly, the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, or the number of OFDM symbols included in the slot may be variously changed.
  • Wireless communication systems can be largely divided into frequency division duplex (FDD) and time division duplex (TDD).
  • FDD frequency division duplex
  • TDD time division duplex
  • UL transmission and DL transmission are performed while occupying different frequency bands.
  • the UL transmission and the DL 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 DL channel response and the UL channel response are almost the same in a given frequency domain. Therefore, in a TDD based wireless communication system, the DL channel response has an advantage that can be obtained from the UL channel response.
  • the DL transmission by the eNB and the UL transmission by the UE cannot be performed at the same time.
  • UL transmission and DL transmission are performed in different subframes.
  • a DL slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain.
  • one DL slot includes 7 OFDM symbols and one RB includes 12 subcarriers in the frequency domain, but is not limited thereto.
  • Each element on the resource grid is called a resource element.
  • One RB contains 7x12 resource elements.
  • the number N DL of resource blocks included in the DL slot depends on the DL transmission bandwidth.
  • the structure of the UL slot may also be the same as the structure of the DL slot.
  • the number of OFDM symbols and the number of subcarriers can be variously changed according to the length of the cyclic prefix (CP), the frequency interval, and the like.
  • CP cyclic prefix
  • the number of OFDM symbols is 7 for a normal CP and the number of OFDM symbols is 6 for an extended CP.
  • the number of subcarriers in one OFDM symbol may be selected and used among 128, 256, 512, 1024, 1536 and 2048.
  • a maximum of 3 OFDM symbols of a first slot in a subframe is a control region to which a control channel is allocated.
  • the remaining OFDM symbols correspond to data regions to which a physical downlink shared channel (PDSCH) is allocated.
  • Examples of DL control channels used in 3GPP LTE may include a physical control format indicator channel (PCFICH), a physical downlink control channel (PDCCH), a physical HARQ indicator channel (PHICH), and the like.
  • the PCFICH is transmitted in the first OFDM symbol of a subframe and carries information related to the number of OFDM symbols used for transmission of a control channel in the subframe.
  • the PHICH is a response to the UL transmission and carries a hybrid automatic repeat request (HARQ) acknowledgment / non-acknowledgement (ACK) signal.
  • Control information transmitted through the PDCCH is downlink control information (DCI).
  • the DCI includes UL or DL scheduling information or a UL transmit power control (TPC) command for any UE group.
  • the PDCCH includes a resource allocation and transmission format of a downlink-shared channel (DL-SCH), resource allocation information of an uplink shared channel (UL-SCH), paging information on a paging channel, system information on a DL-SCH, and a random transmission on a PDSCH.
  • Resource allocation of higher layer control messages such as access responses, aggregation of TPC 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.
  • the UE may monitor the plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH is transmitted on an aggregation of one or several consecutive control channel elements (CCEs).
  • CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH having a coding rate according to a state of a radio channel.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups (REGs).
  • the format of the PDCCH and the number of possible bits of the PDCCH are determined by the correlation between the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs.
  • the eNB determines the PDCCH format according to the DCI to be transmitted to the UE, and attaches a cyclic redundancy check (CRC) to the control information.
  • CRC is scrambled with a 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 scrambled in the CRC.
  • RNTI radio network temporary identifier
  • a paging indication identifier eg, p-RNTI (P-RNTI)
  • P-RNTI p-RNTI
  • SI-RNTI system information-RNTI
  • RA-RNTI random access-RNTI
  • a UL subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain.
  • the control region is allocated a physical uplink control channel (PUCCH) for transmitting UL control information.
  • the data area is allocated a physical uplink shared channel (PUSCH) for transmitting user data.
  • the UE may support simultaneous transmission of PUSCH and PUCCH.
  • PUCCH for one UE is allocated to an RB pair in a subframe. Resource blocks belonging to the RB pair occupy different subcarriers in each of the first slot and the second slot. This is called that the RB pair allocated to the PUCCH is frequency-hopped at the slot boundary.
  • the UE may obtain a frequency diversity gain by transmitting UL control information through different subcarriers over time.
  • the UL control information transmitted on the PUCCH may include HARQ ACK / NACK, a channel quality indicator (CQI) indicating a DL channel state, a scheduling request (SR) that is a UL radio resource allocation request, and the like.
  • PUSCH is mapped to UL-SCH, which is a transport channel.
  • the UL data transmitted on the PUSCH may be a transport block that is a data block for the UL-SCH transmitted during TTI.
  • the transport block may be user information.
  • the UL data may be multiplexed data.
  • the multiplexed data may be data obtained by multiplexing a transport block for UL-SCH and control information.
  • the control information multiplexed on the data may include a CQI, a precoding matrix indicator (PMI), a HARQ, a rank indicator (RI), and the like.
  • the UL data may be composed of control information only.
  • the random access procedure may be divided into a contention-based random access procedure and a contention-free random access procedure.
  • a contention-based random access procedure different UEs are allowed to simultaneously access the eNB using the same RACH preamble. Thus, competition may occur. To handle this competition, additional competition resolution steps are needed.
  • FIG. 6 illustrates a contention based random access procedure
  • the UE sends a RACH preamble to the eNB.
  • the RACH preamble may be referred to as "message 1".
  • the RACH preamble may include a RA-RNTI.
  • RA-RNTI may be determined as (1 + t_id + 10 * f_id).
  • t _id is the index of the first subframe of a specific PRACH (physical random access channel) ( 0 ⁇ t_id ⁇ 10)
  • f_id is an index of a specific PRACH in the, the sub-frame according to the ascending order in the frequency domain (0 ⁇ f_id ⁇ 6).
  • the eNB can obtain the RA-RNTI by decoding the RACH preamble.
  • the eNB sends a random access response to the UE.
  • the random access response may be called "message 2".
  • the random access response may include RA-RNTI, TA, temporary C-RNTI and resource block allocation (ie, UL grant for L2 / L3 message) obtained by the eNB decoding the RACH preamble.
  • the UE may decode the random access response to obtain resource block allocation and a modulation and coding scheme (MCS) configuration.
  • MCS modulation and coding scheme
  • the eNB may be configured to receive the RRC connection request message via DCI format 0.
  • step S62 the UE sends an L2 / L3 message, that is, an RRC connection request message to the eNB.
  • the RRC connection request message may be called "message 3".
  • the UE may send the RRC Connection Request message using the temporary C-RNTI obtained from the random access response.
  • step S63 when the eNB successfully decoded the RRC connection request message sent by the UE, and transmits the HARQ ACK to the UE.
  • the UE can know that the random access procedure is successful. This process is called competitive resolution.
  • the eNB sends an RRC connection setup message to the UE using the temporary C-RNTI in response to the RRC connection request message.
  • the RRC connection establishment message may be called "message 4".
  • the RRC connection establishment message may include a C-RNTI. From this time, the UE and the eNB may exchange messages using the C-RNTI.
  • step S60 If the UE has not received the HARQ ACK, it may return to step S60 again to transmit the RACH preamble to the eNB.
  • the eNB may indicate which RACH preamble each UE will transmit. For this purpose, the UE must be in the connected state (RRC_CONNECTED) before the random access procedure. For example, a non-competition based random access procedure may be performed during handover.
  • the eNB first sends a RACH preamble assignment to the UE.
  • the UE transmits to the eNB a RACH preamble including an indication of the RA-RNTI and L2 / L3 message size according to the received RACH preamble allocation.
  • the eNB receives the RACH preamble, the eNB sends a random access response to the UE that includes a timing advance (TA), C-RNTI, and UL grant for L2 / L3 messages. Accordingly, the non-competition based random access procedure may be completed.
  • TA timing advance
  • C-RNTI C-RNTI
  • UL grant for L2 / L3 messages.
  • the RACH preamble includes a CP, a sequence, and a guard time (GT).
  • CP absorbs maximum channel delay spread and round trip time (RTT), while GT absorbs RTT.
  • the CP is generated by inserting the second half of the existing OFDM symbol into the CP section of the RACH preamble. Through this, periodic correlation may be possible in the eNB receiving the RACH preamble.
  • the RACH preamble transmitted by the UE close to the eNB is received without delay at the eNB, and the RACH preamble transmitted by the UE far away from the eNB is received later with a propagation delay at the eNB.
  • the random access procedure may proceed according to the detection position of the RACH preamble transmitted by each UE through periodic correlation.
  • multiple sequences may be used for the RACH preamble.
  • auto-correlation based ZC (Zadoff-Chu) sequence and cross-correlation based Pseudo-random sequence may be used for the RACH preamble.
  • ZC Zero-Chu
  • Pseudo-random sequence may be used for the RACH preamble.
  • an autocorrelation-based sequence may be used in a situation where intracellular interference is small, and a cross correlation sequence may be used in a situation where intracellular interference is large.
  • a ZC sequence of length 839 may be used for the RACH preamble.
  • the ZC sequence used for the RACH preamble may satisfy the following condition.
  • Intracell interference between different RACH preambles using the same frequency-time RACH resources is relatively small.
  • Intracell interference can be optimized according to cell size. That is, making smaller orthogonal preambles may improve the detection performance of the eNB.
  • the detection complexity of the eNB is relatively small.
  • PN pseudo-noise
  • CAZAC constant amplitude zero auto-correlation
  • each sequence in the CAZAC sequence set has different cyclic shifting (cyclic shifting) (0, 1, 2, and 3).
  • each sequence in the CAZAC sequence set is mapped to a specific bit.
  • each sequence becomes one signature having specific information.
  • [0 0] is set for a sequence with cyclic shifting
  • [0 1] is set for a sequence with cyclic shifting 1
  • [1 0] is set for a sequence with cyclic shifting 2
  • cyclic shifting is 3 [1 1] is mapped to each sequence. That is, in FIG. 8, the transmitter may transmit two bits of information.
  • the receiver can identify it and determine the information mapped to that sequence. For example, if the receiver identifies a sequence where cyclic shifting is zero, the receiver may know that the transmitter has transmitted information of [0 0]. Assuming an additive white Gaussian noise (AWGN) channel and an environment free of noise, the receiver can identify the transmitted sequence by looking for the output with the largest magnitude.
  • AWGN additive white Gaussian noise
  • a CAZAC sequence set defined in FIG. 8 may significantly degrade performance in a multipath environment.
  • a CAZAC sequence set may be defined in consideration of a zero-correlation zone (ZAC) which is an effective delay period.
  • ZAC zero-correlation zone
  • each sequence in the CAZAC sequence set has different cyclic shifts (0, 4, 8, and 12). That is, compared to the CAZAC sequence set of FIG. 8, each sequence in the CAZAC sequence set of FIG. 9 is generated with a cyclic shifting interval of four.
  • the interval may be determined by the channel effective delay period L (the position of the last tap of the channel on the time axis).
  • FIG. 10 shows an example of an output of a receiver that receives a sequence in a CAZAC sequence set.
  • FIG. 10 corresponds to an output of a receiver that receives a sequence having a cyclic shift of 0 in FIG. 9 under the assumption that there is no receiver noise.
  • the receiver first selects one of the largest y- i in each ZCZ and compares them to select the ZCZ having the largest value. That is, the receiver can select the first ZCZ.
  • the receiver can identify the sequence sent by the transmitter.
  • the multi-QoS sequences may be generated based on an asymmetric CAZAC sequence set.
  • An asymmetric CAZAC sequence set refers to a CAZAC sequence set having different intervals of cyclic shifting between sequences in the time domain.
  • the CAZAC sequence set described with reference to FIGS. 8 and 9 may be referred to as a symmetric CAZAC sequence set since the intervals of cyclic shifting between sequences are equal to 1 and 4.
  • bits may be mapped to each sequence so that sequences having a small difference in cyclic shifting share a specific bit.
  • information of high importance may be mapped to shared bits.
  • each sequence in the CAZAC sequence set has different cyclic shifts (0, 3, 8, and 11), and the intervals of the cyclic shifts between the sequences are not the same (3 and 5).
  • sequences having a small difference in cyclic shifting may be grouped into one group. That is, in FIG. 11, a sequence with cyclic shifting of 0 and 3 is grouped into group A, and a sequence with cyclic shifting of 8 and 11 is grouped into group B.
  • the bits may be mapped to each sequence such that the first bit is the same in each group and the second bit is different from each other.
  • FIG. 11 each sequence in the CAZAC sequence set has different cyclic shifts (0, 3, 8, and 11), and the intervals of the cyclic shifts between the sequences are not the same (3 and 5).
  • sequences having a small difference in cyclic shifting may be grouped into one group. That is, in FIG. 11, a sequence with cyclic shifting of 0 and 3 is grouped into group A, and a sequence with cycl
  • [0] is mapped to the first bit in the sequence of group A, and [1] is mapped to the first bit in the sequence of group B.
  • [0 0] is shown for a sequence having cyclic shifting of 0, [0 1] for a sequence having cyclic shifting of 3, [1 1] for a sequence having cyclic shifting of 8, and 11 for cyclic shifting. [1 0] is mapped to each sequence.
  • the interval of cyclic shifting between sequences in each group is 3, while the interval of cyclic shifting between groups is 5.
  • the probability that the sequence with cyclic shifting is 3 is mistaken for the sequence with cyclic shifting is 0 is higher than the probability that the sequence with cyclic shifting is mistaken as the sequence with 8.
  • the first bit shared in the group is less likely to cause an error than the second bit shared in the group. Therefore, information of high importance may be mapped to the first bit, and information of relatively low importance may be mapped to the second bit.
  • the asymmetric CAZAC sequence set is generated by different cyclic shifting intervals between the sequences, and thus the probability of false in a group and the probability of false in a group may vary.
  • information having different importance that is, different QoS
  • QoS is mapped according to a probability of being mistaken in and between groups, a multi-QoS sequence may be finally transmitted.
  • the following information is an example of high importance information.
  • Packet identifier The UE reads the packet ID to determine whether the currently received packet is its own. If it's not yours, you can do power saving by discarding the received packet without any further decoding. That is, if the packet ID is incorrectly determined, the system yield can be greatly reduced by losing the packet itself. Therefore, the packet ID may be considered as high importance information.
  • BSSID Basic service set ID of the Wi-Fi system:
  • a dense environment in which a large number of BSSs exist can be supported.
  • the UE reads the BSSID and recognizes that packet transmission is occurring in its BSS, the UE may delay its packet transmission even when it is determined that the channel is idle. This is because when the packet is sent by the receiver, the receiver AP needs to receive a large number of packets, so that decoding may be difficult due to a collision problem. Therefore, the BSSID may be considered as high importance information.
  • Bandwidth information For example, if bit information is mapped to each sequence in the CAZAC sequence set as described above, bandwidth information of 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz, and 160 MHz may be mapped.
  • Examples of information of low importance include the number of transmit antennas or the enhanced PDCCH (EPDCCH) location.
  • the information is detected by blind decoding.
  • blind decoding must be performed several times, which can increase the delay and complexity of the system. If the information is transmitted through a signaling scheme, the disadvantages can be reduced or eliminated. And, if the information transmitted through the signaling scheme is not correct, it can be detected again by the existing blind decoding scheme. That is, since the error can be repaired, the effect due to the failure of information transmission is relatively small. As a result, recoverable information can be classified into less important information.
  • FIG. 12 shows another example of an asymmetric CAZAC sequence set.
  • Sequence A / B constitutes one group
  • sequence C / D constitutes another group.
  • the interval of cyclic shifting in each group is W
  • the interval of cyclic shifting between groups is 2W.
  • a bit can be mapped to each sequence so that sequences in a group with a small interval of cyclic shifting share a particular bit.
  • the first bit mapped to the sequence is a bit shared in each group
  • the second bit is a bit not shared in each group. [0] is mapped to the first bit in sequence A / B and [1] is mapped to the first bit in sequence C / D.
  • information of high importance may be mapped to bits shared in the group, and information of low importance may be mapped to bits not shared in the group. For example, a cell ID having high importance may be mapped to bits shared within a group, and control channel information having low importance may be mapped to bits not shared within a group.
  • FIG. 13 shows an example in which a RACH preamble collides in a contention based random access procedure. All UEs use the contention-based random access procedure described in FIG. 6 above for UL synchronization acquisition and can transmit their RACH preamble using a specific time-frequency resource. In this case, if two or more RACH preambles are transmitted from the plurality of UEs through the same time-frequency resource, a collision may occur when the eNB detects the RACH preambles, and the random access procedure of each UE may be restarted. That is, in FIG. 13, when the RACH preamble of UE # 0 and the RACH preamble of UE # 1 are transmitted through the same time-frequency resource, collision of the RACH preamble occurs.
  • the eNB cannot recognize the collision upon detecting the RACH preamble, the actual collision occurs but the eNB cannot know it. In this case, all of the UEs with which the RACH preamble collides may receive a random access response, and all of the UEs with which the collision has occurred may transmit an RRC connection request message to the eNB.
  • the eNB that receives the RRC connection request message from the collision-prone UE may recognize the collision of the RACH preamble and may restart the random access procedure. If the eNB can recognize the collision upon detecting the RACH preamble, the UE cannot receive a random access response for the RACH preamble.
  • the eNB receiving the RACH preamble may transmit a random access response after 3ms.
  • the size of ra-ResponseWindowSize of RACH - ConfigCommon information element (IE) is set to 2 ⁇ 10ms. Therefore, a difference of up to 12 ms may occur between the reception of the RACH preamble and the transmission of the random access response.
  • the UE may recognize whether the RACH preamble collides after 12 ms at maximum, and retransmits the RACH preamble after waiting for reception of the random access response for up to 12 ms. If UE # 0 and UE # 1 retransmitting the RACH preamble by the collision of the RACH preamble use the same RACH preamble again, the collision may occur again.
  • FIG. 14 shows a time-frequency resource at which a UE transmits a RACH preamble.
  • a PRACH resource according to a PRACH configuration index 6 is configured in a frame structure type 1, that is, an FDD frame.
  • the region checked in FIG. 14 is a PRACH resource region, that is, an area in which the UE maps and transmits a sequence for the RACH preamble. If UE # 0 and UE # 1 select the same preamble sequence and select the same PRACH resource region to transmit the RACH preamble, collision of the RACH preamble occurs.
  • FIG. 15 shows an example of collision of a RACH preamble.
  • two correlation peaks are detected in one ZCZ.
  • the eNB assumes two or more UEs have selected the same RACH preamble and recognizes the collision.
  • FIG. 16 shows an example of detecting a plurality of RACH preambles transmitted by a plurality of UEs in the same PRACH resource.
  • RACH preambles transmitted by three UEs of UE # 0, UE # 1, and UE # 2 are simultaneously detected.
  • the PRACH resources transmitting the RACH preamble are the same, it may be assumed that the RA-RNTI is also the same (in case of FDD).
  • the random access response is scheduled by DCI format 1A scrambled with 16 bits of RA-RNTI and transmitted through PDCCH, and then transmitted through PDSCH.
  • the PDCCH is divided into a common search space (CSS) searched by all UEs in a cell and a UE-specific search space (USS) for finding a DCI corresponding to each UE.
  • the RA-RNTI is Passed through CSS
  • CSS is not very large and must be used for various cell common information such as P-RNTI, SI-RNTI, TPC-PUCCH-RNTI, TPC-PUSCH-RNTI, etc.
  • transmission of a random access response is always performed. Cannot be used for
  • the eNB sequentially processes the N CSS UEs having the largest peak power.
  • the random access response may be selected and transmitted, or the random access response may be distributed to subframes within the random access response window to schedule the random access response.
  • FIG. 17 shows an example of transmitting a random access response when a plurality of RACH preambles are detected in the same PRACH resource.
  • a CSS can support only one UE for each subframe, and the size of the random access response window is 2ms (2 subframes).
  • the eNB # UE # 0 and UE # 1 may be selected to transmit a random access response through the PDSHC.
  • UE # 2 that is not selected may retransmit the RACH preamble.
  • the eNB should transmit the random access response of a specific UE with a long delay or perform the RACH preamble retransmission procedure without transmitting the random access response.
  • the TDD frame is configured as [D S U U U D S U U U].
  • D denotes a DL subframe
  • S denotes a special subframe
  • U denotes a UL subframe. That is, six UL subframes, two DL subframes, and two special subframes exist in one TDD frame.
  • UE # 0 and UE # 4 having the largest peak powers are selected and a random access response is transmitted only to the corresponding UE, and the remaining UEs perform the RACH preamble retransmission procedure. Will be performed.
  • Retransmitted RACH Preamble Even by the above-described method, as long as there is another RACH preamble transmitted on basically the same PRACH resource, the retransmitted RACH preamble may continue to collide. That is, the detection of the retransmitted RACH preamble cannot be completely guaranteed. Therefore, the random access procedure needs to be improved in such a manner as to prioritize detection to the retransmitted RACH preamble. For example, the random access procedure may be improved such that the retransmission UE is preferentially selected to receive the random access response by sending additional information on the sequence of RACH preambles.
  • determination information to help the eNB select the UE to retransmit the corresponding RACH preamble may be added to the RACH preamble in the form of a signature.
  • the determination information should not affect or minimize the existing RACH preamble detection.
  • Low latency request UE or RACH of emergency connection There may be a UE requesting emergency link establishment, which also needs to perform a random access procedure in order to obtain UL synchronization, and due to collision of the RACH preamble, the RACH preamble A situation in which retransmission may occur. Accordingly, the random access procedure needs to be improved in such a manner as to prioritize detection to the RACH preamble transmitted by the low latency request UE or the RACH preamble corresponding to the emergency connection.
  • determination information to help the eNB select the low latency request UE may be added to the RACH preamble in the form of a signature. However, the determination information should not affect or minimize the existing RACH preamble detection.
  • the present invention proposes a specific method of defining asymmetric CAZAC sequence set using a multi-QoS QoS sequence and using the same in the RACH preamble, so that the random access response can be preferentially transmitted for RAN preamble detection of a specific UE.
  • the eNB may detect the sequence further transmitted in addition to the existing RACH preamble detection. Through this, UL synchronization acquisition of the UE retransmitting the RACH preamble or the low latency request UE may be supported first.
  • the eNB may detect the retransmitted RACH preamble and transmit a random access response to the UE.
  • the eNB may preferentially detect the corresponding RACH preamble and transmit a random access response to the low latency request UE even if a collision occurs in the corresponding RACH preamble.
  • the RACH preamble sequence may be generated such that the cyclic shift N CS between sequences in the same sequence group is the same, and that the cyclic shift offset between different sequence groups is different by a predetermined value.
  • a first sequence group may be generated such that a cyclic shift between sequences becomes N CS .
  • the existing ZC sequence used for generating the RACH preamble sequence may be applied as it is.
  • FIG. 19 illustrates an example of a RACH preamble sequence using characteristics of a multi-QoS sequence according to an embodiment of the present invention.
  • a sequence length N ZC 20 and the number of sequence groups are three.
  • a first sequence group may be generated such that a cyclic shift between sequences becomes N CS .
  • N CS 5
  • N off, 2 2.
  • N CS 5
  • N off, 3 3.
  • the eNB may obtain correlation based peak power as shown in FIG. 20.
  • the characteristics of the above-described multi-QoS sequences are applied to the RACH preamble sequence of 3GPP LTE / LTE-A as follows.
  • the ZC sequence of the root index u may be defined by Equation 1.
  • N ZC is the length of the ZC sequence.
  • the RACH preamble sequence having the image tube region N CS may be represented by Equation 2.
  • equation (2) the cyclic shift C v can be given by equation (3).
  • the characteristics of the multi-QoS sequences are applied to the cyclic shift C v of the RACH preamble sequence of Equation 3 according to an embodiment of the present invention, they are as follows.
  • the cyclic shift of the first sequence group is equal to vN CS as in Equation 3, but the cyclic shift of the second sequence group is represented by Equation 4.
  • the cyclic shift of the third sequence group may be defined by Equation 5.
  • N off 2, which is a cyclic shift offset of the second sequence group
  • N off, 3 which is a cyclic shift offset of the third sequence group
  • N off, 3 is added to the cyclic shift of the third sequence group.
  • a UE when transmitting the RACH preamble, may transmit a sequence composed of a specific combination of sequences belonging to different sequence groups, alone or in addition to an existing RACH preamble sequence.
  • a sequence composed of a specific combination of sequences belonging to different sequence groups refers to the above-described multi QoS sequence, and may be referred to as a combination sequence hereinafter.
  • the combination rule of the sequence may be predefined between the eNB and the UE. When three or more priorities of UL synchronization acquisition are set, different combination rules may be defined according to the priority.
  • the UE may select the number of sequence groups used for generating the final RACH preamble sequence according to a specific pattern.
  • the UE may perform power control of each sequence group according to the purpose.
  • Equation 7 Based on the sequence of each sequence group represented by Equation 6, a multi-QoS sequence may be generated by Equation 7.
  • multi-QoS sequences are calculated by adding the weight i j to the same i th sequence of each sequence group.
  • the QoS sequence s may be generated as shown in Equation 8.
  • the following procedure may follow the existing RACH preamble transmission procedure as it is.
  • the RACH preamble generated based on the multi-QoS sequences or combination sequences may be transmitted by a UE that preferentially acquires UL synchronization. That is, the multi-QoS sequence or the combination sequence itself may be used for the purpose of priority information of the random access response of the UE.
  • the RACH preamble generated based on the multi-QoS sequences or combination sequences may indicate a combination of sequences having a cyclic shift offset N off, g ⁇ 0 between sequence groups as described above.
  • a conventional RACH preamble that is not generated based on a multi-QoS sequence or a combination sequence may be transmitted by a general UE. That is, the multi-QoS sequence or the combination sequence itself may be used for the purpose of priority information of the random access response of the UE.
  • step S100 the first UE transmits a RACH preamble including the combined sequence or the multi QoS sequence to the eNB.
  • the transmission of the RACH preamble including the combined sequence or the multi-QOS sequence by the first UE may be information implicitly indicating that the collision of the random access procedure has occurred and the retransmission procedure is being performed.
  • step S101 the second UE transmits a RACH preamble not including the combined sequence or the multi QoS sequence to the eNB.
  • the RACH preamble transmitted by the first UE and the RACH preamble transmitted by the second UE are not the same.
  • step S110 the eNB selects the first UE that transmitted the RACH preamble including the combination sequence.
  • step S120 the eNB may transmit a random access response only to the selected first UE, and the first UE may perform a subsequent random access procedure. Through this, the random access response may be preferentially provided to the first UE retransmitting the RACH preamble, thereby reducing the UL synchronization acquisition delay through the RACH.
  • Table 1 shows an example in which a UE uses a combination sequence or a multi-QOS sequence in transmitting a RACH preamble according to the purpose.
  • Sequence of first sequence group Combination Sequence or Multi QoS Sequence purpose send X -General Upward Acquisition send send Fast UL Sync Acquisition with RACH Preamble Retransmission Fast UL Sync Acquisition with Low Delay Request or Emergency Service Request
  • the eNB when the UE transmits the RACH preamble generated based on the multi-QoS sequences or combination sequences, the eNB detects this.
  • the eNB may detect the final received output according to equation (9).
  • N ZC is a length of a signal or sequence
  • r is a reception vector on a time axis
  • s (i) is an i-th cyclically shifted sequence vector
  • y i is a final reception output.
  • the final RACH preamble transmitted by the UE may be represented by Equation 10.
  • the ratio of transmit power of each sequence is set to 3: 1: 2. Therefore, when the total transmission power is P, the weights ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 3 for each sequence may be set as in Equation (11).
  • 22 shows an example of detection of a RACH preamble according to an embodiment of the present invention.
  • 22 illustrates detection of a RACH preamble based on the above-described multi QoS.
  • the RACH preamble based on the multi-QoS sequence is distinguished from the existing RACH preamble. Therefore, the eNB may preferentially transmit a random access response to a UE that transmits the RACH preamble based on the multi-QoS sequence. If the cyclic shift offsets N off, g between the sequence groups cannot be distinguished due to channel delay, correlation peaks cannot be distinguished. Therefore, one correlation peak may be assumed and the same procedure as in the conventional random access procedure may be followed.
  • FIG. 23 illustrates a method of performing a random access procedure by an eNB according to an embodiment of the present invention.
  • the eNB receives from the first UE a first RACH preamble generated using a combination of a plurality of sequences.
  • the eNB receives a second RACH preamble from the second UE.
  • the combination of the plurality of sequences may be the above-described multi QoS sequence or combination sequence. That is, each of the plurality of sequences may belong to a different sequence group. The different sequence groups may have different cyclic shift offsets.
  • the combination of the plurality of sequences may correspond to the sum of the plurality of sequences. Alternatively, the combination of the plurality of sequences may correspond to the sum of the plurality of sequences in consideration of weights for each of the plurality of sequences.
  • the first RACH preamble may be a retransmitted RACH preamble or a RACH preamble for low latency request or emergency service connection.
  • the eNB transmits a random access response only to the first UE.
  • the eNB may receive an RRC connection request message from the first UE.
  • FIG. 24 illustrates a method of performing a random access procedure by a UE according to an embodiment of the present invention.
  • the UE transmits the generated RACH preamble to the eNB using a combination of a plurality of sequences.
  • the UE receives a random access response from the eNB.
  • the combination of the plurality of sequences may be the above-described multi QoS sequence or combination sequence. That is, each of the plurality of sequences may belong to a different sequence group. The different sequence groups may have different cyclic shift offsets.
  • the combination of the plurality of sequences may correspond to the sum of the plurality of sequences. Alternatively, the combination of the plurality of sequences may correspond to the sum of the plurality of sequences in consideration of weights for each of the plurality of sequences.
  • the first RACH preamble may be a retransmitted RACH preamble or a RACH preamble for low latency request or emergency service connection.
  • 25 is a block diagram of a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • the eNB 800 may include a processor 810, a memory 820, and a transceiver 830.
  • Processor 810 may be configured to implement the functions, processes, and / or methods described herein. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 810.
  • the memory 820 is connected to the processor 810 and stores various information for driving the processor 810.
  • the transceiver 830 is connected to the processor 810 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the UE 900 may include a processor 910, a memory 920, and a transceiver 930.
  • Processor 910 may be configured to implement the functions, processes, and / or methods described herein. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 910.
  • the memory 920 is connected to the processor 910 and stores various information for driving the processor 910.
  • the transceiver 930 is connected to the processor 910 to transmit and / or receive a radio signal.
  • Processors 810 and 910 may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory 820, 920 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium, and / or other storage device.
  • the transceivers 830 and 930 may include a baseband circuit for processing radio frequency signals.
  • 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 the memory 820, 920 and executed by the processor 810, 910.
  • the memories 820 and 920 may be inside or outside the processors 810 and 910, and may be connected to the processors 810 and 910 by various well-known means.

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Abstract

Provided are a method and an apparatus for performing random access by using multi-quality of service (QoS) preambles in a wireless communication system. An evolved NodeB (eNB) receives, from a first user equipment (UE), a first random access channel (RACH) preamble generated using a plurality of sequence combinations, and also receives a second RACH preamble from a second UE. The eNB transmits a random access response only to the first UE. The first RACH preamble can be a re-transmitted RACH preamble or an RACH preamble for a low delay request or an emergency service connection.

Description

무선 통신 시스템에서 멀티 QOS 프리앰블을 이용하여 랜덤 액세스를 수행하는 방법 및 장치Method and apparatus for performing random access using multi QOS preamble in wireless communication system
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 멀티 QoS 프리앰블을 이용하여 랜덤 액세스를 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to wireless communications, and more particularly, to a method and apparatus for performing random access using a multi-QoS preamble in a wireless communication system.
3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long-term evolution)는 고속 패킷 통신을 가능하게 하는 기술이다. 사용자 및 공급자의 비용 감소, 서비스 품질 향상 및 커버리지와 시스템 용량의 확장 및 향상을 포함하는 LTE의 목적을 위하여 많은 방식들이 제안되어 왔다. 3GPP LTE는 상위 계층의 요구사항으로써, 비트 당 감소된 비용, 증가한 서비스 유용성, 유연한 주파수 사용, 단순한 구조, 오픈 인터페이스 및 단말의 적절한 파워 소비를 요구한다.3rd generation partnership project (3GPP) long-term evolution (LTE) is a technology that enables high-speed packet communication. Many schemes have been proposed for the purposes of LTE, including reduced costs for users and suppliers, improved quality of service, and increased coverage and system capacity. 3GPP LTE is a higher layer requirement that requires reduced cost per bit, increased service availability, flexible frequency usage, simple structure, open interface and proper power consumption of the terminal.
3GPP LTE에서 랜덤 액세스 절차가 수행될 수 있다. 랜덤 액세스 절차의 주요 용도는 상향링크 초기 접속과 짧은 메시지 전송이다. WCDMA(wideband code division multiple access)에서는 랜덤 액세스 절차를 통해 초기 네트워크 접속과 짧은 메시지 전송이 이루어졌다. 다만, 3GPP LTE에서는 랜덤 액세스 절차를 통해 짧은 메시지가 전송되지 않는다. 또한 3GPP LTE에서, 랜덤 액세스 절차를 위한 랜덤 액세스 채널(RACH; random access channel)은 상향링크 데이터 전송 채널과는 별개로 전송된다. 보다 구체적으로, 3GPP LTE에서 랜덤 액세스 절차는 다음과 같은 경우에 수행될 수 있다.A random access procedure may be performed in 3GPP LTE. The main uses of the random access procedure are uplink initial access and short message transmission. In WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access), initial network access and short message transmission are achieved through a random access procedure. However, in 3GPP LTE, a short message is not transmitted through a random access procedure. In addition, in 3GPP LTE, a random access channel (RACH) for a random access procedure is transmitted separately from an uplink data transmission channel. More specifically, the random access procedure in 3GPP LTE may be performed in the following cases.
(1) 상향링크(UL; uplink) 동기화가 되어 있지 않은 RRC(radio resource control) 연결 상태(RRC_CONNECTED)의 단말(UE; user equipment)이 새로운 UL 데이터 또는 제어 정보를 전송할 필요가 있을 때(예를 들어, 이벤트-트리거 되는 측정 보고)(1) When a user equipment (UE) in a radio resource control (RRC) connected state (RRC_CONNECTED) that is not uplink (UL) synchronized needs to transmit new UL data or control information (for example, For example, to report the event-triggered measurement
(2) UL 동기화가 되어 있지 않은 RRC_CONNECTED의 UE가 새로운 하향링크(DL; downlink) 데이터를 수신하고, 그에 따라 UL에서 대응하는 ACK/NACK(acknowledgement/non-acknowledgement)를 전송할 필요가 있을 때(2) When the UE of RRC_CONNECTED that is not UL synchronized receives new downlink (DL) data and needs to transmit corresponding ACK / NACK (acknowledgement / non-acknowledgement) accordingly in UL.
(3) RRC_CONNECTED의 UE가 현재 서빙 셀로부터 타겟 셀로 핸드오버 할 때(3) When UE of RRC_CONNECTED hands over from the current serving cell to the target cell
(4) RRC_CONNECTED에서 포지셔닝 목적으로, UE 포지셔닝을 위하여 타이밍 어드밴스(timing advance)가 필요할 때(4) When timing advance is needed for UE positioning for positioning purposes in RRC_CONNECTED.
(5) RRC 아이들 상태(RRC_IDLE)에서 RRC_CONNECTED로 천이할 때(예를 들어, 초기 접속 또는 트래킹 영역 업데이트)(5) When transitioning from RRC idle state (RRC_IDLE) to RRC_CONNECTED (e.g., initial connection or tracking area update)
(6) 무선 링크 실패로부터 복구할 때(6) When recovering from a radio link failure
일반적으로 UL 동기를 획득하지 못하거나, UL 동기를 유지하지 못한 UE는 랜덤 액세스 절차를 이용하여 UL 시간 동기를 획득한다. UE의 UL 동기가 획득된 경우, eNB(evolved NodeB)는 직교성이 유지된 전송 자원을 스케줄링 할 수 있다. UE와 사이의 UL 동기가 형성되어 있는 경우에만 UE의 UL 전송이 가능하며, 데이터 전송을 위한 스케줄링을 eNB로부터 받을 수 있다. 즉, 랜덤 액세스 절차를 통해, 동기화되지 않은 UE가 직교하거나 또는 최대한 겹치지 않는 전송 기법을 통해서 무선 접속을 수행할 수 있다.In general, a UE that fails to obtain UL synchronization or does not maintain UL synchronization acquires UL time synchronization using a random access procedure. When UL synchronization of the UE is obtained, the eNB (evolved NodeB) may schedule transmission resources maintained orthogonality. The UL transmission of the UE is possible only if the UL synchronization between the UE and the UE is established, and scheduling for data transmission may be received from the eNB. That is, through a random access procedure, the unsynchronized UE may perform radio access through a transmission scheme that is orthogonal or does not overlap as much as possible.
일반적으로 UL 동기를 획득하기 위해 랜덤 액세스 절차에서 전송되는 RACH 프리앰블은 논-코히어런트 검출(non-coherent detection)을 기반으로 운용된다. 따라서, eNB는 특정한 시점에 복수의 UE로부터 동시에 전송된 RACH 프리앰블을 충돌로 인식할 수 있다. 한편, UE의 서비스 타입 또는 긴급 접속 등에 따라 특정 UE가 전송하는 RACH 프리앰블이 충돌 없이 eNB에 의하여 검출되고, 그에 따라 특정 UE의 랜덤 액세스 절차가 성공적으로 수행될 필요가 있다. 즉, RACH 프리앰블의 충돌을 방지하기 위한 랜덤 액세스 절차의 개선이 요구된다.In general, the RACH preamble transmitted in the random access procedure to obtain UL synchronization is operated based on non-coherent detection. Accordingly, the eNB may recognize the RACH preamble transmitted simultaneously from a plurality of UEs at a specific time point as a collision. Meanwhile, a RACH preamble transmitted by a specific UE is detected by the eNB without collision according to a service type or emergency connection of the UE, and thus a random access procedure of the specific UE needs to be successfully performed. That is, an improvement of the random access procedure to prevent the collision of the RACH preamble is required.
본 발명 기술적 과제는 무선 통신 시스템에서 멀티 QoS(quality of service) 프리앰블을 이용하여 랜덤 액세스를 수행하는 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다. 본 발명은 기존의 랜덤 액세스 절차의 RACH(random access channel) 프리앰블의 구조를 개선하여, 단말(UE; user equipment)의 서비스 타입, 긴급함의 여부를 고려하여 우선 연결 지원을 제공하는 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명은 복수의 시퀀스의 조합을 이용하여 생성된 RACH 프리앰블을 수신하고, 해당 RACH 프리앰블을 전송한 UE에게 우선적으로 랜덤 액세스 응답을 전송하는 방법 및 장치를 제공한다.An object of the present invention is to provide a method and apparatus for performing random access using a multiple quality of service (QoS) preamble in a wireless communication system. The present invention improves the structure of a random access channel (RAC) preamble of the existing random access procedure, and provides a method and apparatus for providing priority connection support in consideration of service type and emergency of a user equipment (UE). do. The present invention provides a method and apparatus for receiving a RACH preamble generated by using a combination of a plurality of sequences and preferentially transmitting a random access response to a UE that has transmitted the RACH preamble.
일 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 eNB(evolved NodeB)에 의한 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 복수의 시퀀스의 조합을 이용하여 생성된 제1 RACH(random access channel) 프리앰블을 제1 UE(user equipment)로부터 수신하고, 제2 RACH 프리앰블을 제2 UE로부터 수신하고, 및 상기 제1 UE로만 랜덤 액세스 응답을 전송하는 것을 포함한다.In one aspect, a method is provided for performing a random access procedure by an evolved NodeB (eNB) in a wireless communication system. The method receives a first random access channel (RACH) preamble generated from a combination of a plurality of sequences from a first user equipment (UE), receives a second RACH preamble from a second UE, and the first Sending a random access response only to the UE.
다른 양태에 있어서, 무선 통신 시스템에서 UE(user equipment)에 의한 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 복수의 시퀀스의 조합을 이용하여 생성된 RACH(random access channel) 프리앰블을 eNB로 전송하고, 및 상기 eNB로부터 랜덤 액세스 응답을 수신하는 것을 포함한다. In another aspect, a method of performing a random access procedure by a user equipment (UE) in a wireless communication system is provided. The method includes transmitting a random access channel (RACH) preamble generated using a combination of a plurality of sequences to an eNB, and receiving a random access response from the eNB.
기존의 랜덤 액세스 절차의 재설계 없이 특정 UE에게 우선적으로 랜덤 액세스 응답을 부여할 수 있다.It is possible to give a random access response preferentially to a specific UE without redesigning the existing random access procedure.
도 1은 셀룰러 시스템을 나타낸다.1 illustrates a cellular system.
도 2는 3GPP LTE에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.2 shows a structure of a radio frame in 3GPP LTE.
도 3은 하나의 DL 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸다.3 shows a resource grid for one DL slot.
도 4는 DL 서브프레임의 구조를 나타낸다.4 shows a structure of a DL subframe.
도 5는 UL 서브프레임의 구조를 나타낸다.5 shows a structure of an UL subframe.
도 6은 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 나타낸다.6 illustrates a contention based random access procedure.
도 7은 RACH 프리앰블의 구조의 일 예를 나타낸다.7 shows an example of a structure of a RACH preamble.
도 8은 CAZAC 시퀀스 집합의 일 예를 나타낸다.8 shows an example of a CAZAC sequence set.
도 9는 CAZAC 시퀀스 집합의 또 다른 예를 나타낸다.9 shows another example of a CAZAC sequence set.
도 10은 CAZAC 시퀀스 집합 내의 시퀀스를 수신한 수신기의 출력의 일 예를 나타낸다. 10 shows an example of an output of a receiver that receives a sequence in a CAZAC sequence set.
도 11은 비대칭 CAZAC 시퀀스 집합의 일 예를 나타낸다.11 shows an example of an asymmetric CAZAC sequence set.
도 12는 비대칭 CAZAC 시퀀스 집합의 또 다른 예를 나타낸다.12 shows another example of an asymmetric CAZAC sequence set.
도 13은 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차에서 RACH 프리앰블이 충돌하는 일 예를 나타낸다. 13 shows an example in which a RACH preamble collides in a contention based random access procedure.
도 14는 UE가 RACH 프리앰블이 전송되는 시간-주파수 자원을 나타낸다. 14 shows a time-frequency resource at which a UE transmits a RACH preamble.
도 15는 RACH 프리앰블의 충돌의 일 예를 나타낸다. 15 shows an example of collision of a RACH preamble.
도 16은 동일한 PRACH 자원에서 복수의 UE가 전송한 복수의 RACH 프리앰블을 검출하는 예를 나타낸다. 16 shows an example of detecting a plurality of RACH preambles transmitted by a plurality of UEs in the same PRACH resource.
도 17은 동일한 PRACH 자원에서 복수의 RACH 프리앰블이 검출되었을 때 랜덤 액세스 응답을 전송하는 예를 나타낸다.17 shows an example of transmitting a random access response when a plurality of RACH preambles are detected in the same PRACH resource.
도 18은 TDD 프레임에서 복수의 RACH 프리앰블이 검출되었을 때 랜덤 액세스 응답을 전송하는 예를 나타낸다. 18 shows an example of transmitting a random access response when a plurality of RACH preambles are detected in a TDD frame.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 QoS 시퀀스의 특성을 이용한 RACH 프리앰블 시퀀스의 일 예를 나타낸다.19 illustrates an example of a RACH preamble sequence using characteristics of a multi-QoS sequence according to an embodiment of the present invention.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 QoS 시퀀스의 특성을 이용한 RACH 프리앰블 시퀀스의 검출을 나타낸다.20 illustrates detection of a RACH preamble sequence using characteristics of a multi-QoS sequence according to an embodiment of the present invention.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 조합 시퀀스를 기반으로 생성된 RACH 프리앰블을 이용한 랜덤 액세스 절차의 일 예를 나타낸다. 21 shows an example of a random access procedure using a RACH preamble generated based on a combination sequence according to an embodiment of the present invention.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 RACH 프리앰블의 검출의 일 예를 나타낸다. 22 shows an example of detection of a RACH preamble according to an embodiment of the present invention.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 eNB에 의한 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법을 나타낸다. 23 illustrates a method of performing a random access procedure by an eNB according to an embodiment of the present invention.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 UE에 의한 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법을 나타낸다. 24 illustrates a method of performing a random access procedure by a UE according to an embodiment of the present invention.
도 25는 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다. 25 is a block diagram of a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)을 제공한다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA(evolved-UMTS terrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.The following techniques include code division multiple access (CDMA), frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access (TDMA), orthogonal frequency division multiple access (OFDMA), single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA), and the like. It can be used in various wireless communication systems. CDMA may be implemented by a radio technology such as universal terrestrial radio access (UTRA) or CDMA2000. TDMA may be implemented with wireless technologies such as global system for mobile communications (GSM) / general packet radio service (GPRS) / enhanced data rates for GSM evolution (EDGE). OFDMA may be implemented by wireless technologies such as Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, evolved UTRA (E-UTRA), and the like. IEEE 802.16m is an evolution of IEEE 802.16e and provides backward compatibility with systems based on IEEE 802.16e. UTRA is part of a universal mobile telecommunications system (UMTS). 3rd generation partnership project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of evolved UMTS (E-UMTS) using evolved-UMTS terrestrial radio access (E-UTRA), which employs OFDMA in downlink and SC in uplink -FDMA is adopted. LTE-A (advanced) is the evolution of 3GPP LTE.
설명을 명확하게 하기 위해, LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.For clarity, the following description focuses on LTE-A, but the technical features of the present invention are not limited thereto.
도 1은 셀룰러 시스템을 나타낸다. 도 1을 참조하면, 셀룰러 시스템(10)은 적어도 하나의 기지국(11; BS; base station)을 포함한다. BS(11)는 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(15a, 15b, 15c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다. 단말(12; UE; user equipment)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), MT(mobile terminal), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device), PDA(personal digital assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. BS(11)는 일반적으로 UE(12)와 통신하는 고정된 지점을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.1 illustrates a cellular system. Referring to FIG. 1, cellular system 10 includes at least one base station (BS) 11. BS 11 provides communication services for specific geographic regions (generally called cells) 15a, 15b, 15c. The cell can in turn be divided into a number of regions (called sectors). A user equipment (UE 12) may be fixed or mobile, and may have a mobile station (MS), a mobile terminal (MS), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a wireless device, a PDA, and the like. (personal digital assistant), wireless modem (wireless modem), a handheld device (handheld device) may be called other terms. BS 11 generally refers to a fixed point of communication with UE 12 and may be referred to in other terms, such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point, and the like.
UE는 통상적으로 하나의 셀에 속하는데, UE가 속한 셀을 서빙 셀(serving cell)이라 한다. 서빙 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 eNB를 서빙 eNB라 한다. 셀룰러 시스템은 서빙 셀에 인접하는 다른 셀을 포함한다. 서빙 셀에 인접하는 다른 셀을 인접 셀(neighbor cell)이라 한다. 인접 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 eNB를 인접 eNB라 한다. 서빙 셀 및 인접 셀은 UE를 기준으로 상대적으로 결정된다. The UE typically belongs to one cell, and the cell to which the UE belongs is called a serving cell. An eNB that provides a communication service for a serving cell is called a serving eNB. The cellular system includes another cell adjacent to the serving cell. Another cell adjacent to the serving cell is called a neighbor cell. An eNB that provides a communication service for a neighbor cell is called a neighbor eNB. The serving cell and the neighbor cell are determined relatively based on the UE.
이 기술은 하향링크(DL; downlink) 또는 상향링크(UL; uplink)에 사용될 수 있다. 일반적으로 DL은 eNB(11)에서 UE(12)로의 통신을 의미하며, UL은 UE(12)에서 eNB(11)으로의 통신을 의미한다. DL에서 송신기는 eNB(11)의 일부분이고, 수신기는 UE(12)의 일부분일 수 있다. UL에서 송신기는 UE(12)의 일부분이고, 수신기는 eNB(11)의 일부분일 수 있다.This technique can be used for downlink (DL) or uplink (UL). In general, DL means communication from eNB 11 to UE 12, and UL means communication from UE 12 to eNB 11. In the DL, the transmitter may be part of the eNB 11 and the receiver may be part of the UE 12. In the UL, the transmitter may be part of the UE 12 and the receiver may be part of the eNB 11.
무선 통신 시스템은 MIMO(multiple-input multiple-output) 시스템, MISO(multiple-input single-output) 시스템, SISO(single-input single-output) 시스템 및 SIMO(single-input multiple-output) 시스템 중 어느 하나일 수 있다. MIMO 시스템은 다수의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다. MISO 시스템은 다수의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SISO 시스템은 하나의 전송 안테나와 하나의 수신 안테나를 사용한다. SIMO 시스템은 하나의 전송 안테나와 다수의 수신 안테나를 사용한다. 이하에서, 전송 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 전송하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미하고, 수신 안테나는 하나의 신호 또는 스트림을 수신하는 데 사용되는 물리적 또는 논리적 안테나를 의미한다.The wireless communication system may be any one of a multiple-input multiple-output (MIMO) system, a multiple-input single-output (MIS) system, a single-input single-output (SISO) system, and a single-input multiple-output (SIMO) system. Can be. The MIMO system uses multiple transmit antennas and multiple receive antennas. The MISO system uses multiple transmit antennas and one receive antenna. The SISO system uses one transmit antenna and one receive antenna. The SIMO system uses one transmit antenna and multiple receive antennas. Hereinafter, the transmit antenna means a physical or logical antenna used to transmit one signal or stream, and the receive antenna means a physical or logical antenna used to receive one signal or stream.
도 2는 3GPP LTE에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 무선 프레임은 10개의 서브프레임을 포함한다. 서브프레임은 시간 영역에서 2개의 슬롯을 포함한다. 하나의 서브프레임을 전송하는 데에 걸리는 시간은 TTI(transmission time interval)로 정의된다. 예를 들어, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms일 수 있고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심벌을 포함한다. 3GPP LTE가 DL에서 OFDMA를 사용하므로, OFDM 심벌은 하나의 심벌 구간을 표현하기 위한 것이다. OFDM 심벌은 다중 접속 방식에 따라 다른 명칭으로 불릴 수 있다. 예를 들어, UL 다중 접속 방식으로 SC-FDMA가 사용될 경우 SC-FDMA 심벌이라고 할 수 있다. 자원 블록(RB; resource block)는 자원 할당 단위로 하나의 슬롯에서 복수의 연속하는 부반송파를 포함한다. 상기 무선 프레임의 구조는 일 예에 불과한 것이다. 따라서 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 개수나 서브프레임에 포함되는 슬롯의 개수, 또는 슬롯에 포함되는 OFDM 심벌의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.2 shows a structure of a radio frame in 3GPP LTE. 2, a radio frame includes 10 subframes. The subframe includes two slots in the time domain. The time taken to transmit one subframe is defined as a transmission time interval (TTI). For example, the length of one subframe may be 1 ms, and the length of one slot may be 0.5 ms. One slot includes a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols in the time domain. Since 3GPP LTE uses OFDMA in the DL, the OFDM symbol is for representing one symbol period. The OFDM symbol may be called another name according to the multiple access scheme. For example, when SC-FDMA is used as a UL multiple access scheme, it may be referred to as an SC-FDMA symbol. A resource block (RB) includes a plurality of consecutive subcarriers in one slot in resource allocation units. The structure of the radio frame is merely an example. Accordingly, the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, or the number of OFDM symbols included in the slot may be variously changed.
무선 통신 시스템은 크게 FDD(frequency division duplex) 방식과 TDD(time division duplex) 방식으로 나눌 수 있다. FDD 방식에 의하면 UL 전송과 DL 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하면서 이루어진다. TDD 방식에 의하면 UL 전송과 DL 전송이 같은 주파수 대역을 차지하면서 서로 다른 시간에 이루어진다. TDD 방식의 채널 응답은 실질적으로 상호적(reciprocal)이다. 이는 주어진 주파수 영역에서 DL 채널 응답과 UL 채널 응답이 거의 동일하다는 것이다. 따라서, TDD에 기반한 무선통신 시스템에서 DL 채널 응답은 UL 채널 응답으로부터 얻어질 수 있는 장점이 있다. TDD 방식은 전체 주파수 대역을 UL 전송과 DL 전송이 시분할되므로 eNB에 의한 DL 전송과 UE에 의한 UL 전송이 동시에 수행될 수 없다. UL 전송과 DL 전송이 서브프레임 단위로 구분되는 TDD 시스템에서, UL 전송과 DL 전송은 서로 다른 서브프레임에서 수행된다. Wireless communication systems can be largely divided into frequency division duplex (FDD) and time division duplex (TDD). According to the FDD scheme, UL transmission and DL transmission are performed while occupying different frequency bands. According to the TDD scheme, the UL transmission and the DL 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 DL channel response and the UL channel response are almost the same in a given frequency domain. Therefore, in a TDD based wireless communication system, the DL channel response has an advantage that can be obtained from the UL channel response. In the TDD scheme, since the UL transmission and the DL transmission are time-divided over the entire frequency band, the DL transmission by the eNB and the UL transmission by the UE cannot be performed at the same time. In a TDD system in which UL transmission and DL transmission are divided in subframe units, UL transmission and DL transmission are performed in different subframes.
도 3은 하나의 DL 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 나타낸다. 도 3을 참조하면, DL 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심벌을 포함한다. 여기서, 하나의 DL 슬롯은 7 OFDM 심벌을 포함하고 하나의 RB는 주파수 영역에서 12 부반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 자원 그리드 상의 각 요소를 자원 요소(resource element)라 한다. 하나의 RB는 7×12 자원 요소를 포함한다. DL 슬롯에 포함되는 자원 블록의 수 NDL은 DL 전송 대역폭에 종속한다. UL 슬롯의 구조도 DL 슬롯의 구조와 동일할 수 있다. OFDM 심벌의 수와 부반송파의 수는 CP(cyclic prefix)의 길이, 주파수 간격 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 노멀 CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 7이고, 확장 CP의 경우 OFDM 심벌의 수는 6이다. 하나의 OFDM 심벌에서 부반송파의 수는 128, 256, 512, 1024, 1536 및 2048 중 하나를 선정하여 사용할 수 있다. 3 shows a resource grid for one DL slot. Referring to FIG. 3, a DL slot includes a plurality of OFDM symbols in the time domain. Here, one DL slot includes 7 OFDM symbols and one RB includes 12 subcarriers in the frequency domain, but is not limited thereto. Each element on the resource grid is called a resource element. One RB contains 7x12 resource elements. The number N DL of resource blocks included in the DL slot depends on the DL transmission bandwidth. The structure of the UL slot may also be the same as the structure of the DL slot. The number of OFDM symbols and the number of subcarriers can be variously changed according to the length of the cyclic prefix (CP), the frequency interval, and the like. For example, the number of OFDM symbols is 7 for a normal CP and the number of OFDM symbols is 6 for an extended CP. The number of subcarriers in one OFDM symbol may be selected and used among 128, 256, 512, 1024, 1536 and 2048.
도 4는 DL 서브프레임의 구조를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 서브프레임 내의 첫 번째 슬롯의 앞선 최대 3 OFDM 심벌은 제어 채널이 할당되는 제어 영역이다. 나머지 OFDM 심벌은 PDSCH(physical downlink shared channel)가 할당되는 데이터 영역에 대응한다. 3GPP LTE에서 사용되는 DL 제어 채널의 예시로 PCFICH(physical control format indicator channel), PDCCH(physical downlink control channel), PHICH(physical HARQ indicator channel) 등을 포함할 수 있다. PCFICH는 서브프레임의 첫 번째 OFDM 심벌에서 전송되며, 서브프레임 내에서 제어 채널의 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 개수와 관련된 정보를 나른다. PHICH는 UL 전송에 대한 응답이며, HARQ(hybrid automatic repeat request) ACK/NACK(acknowledgement/non-acknowledgement) 신호를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보는 DCI(downlink control information)이다. DCI는 UL 또는 DL 스케줄링 정보 또는 임의의 UE 그룹을 위한 UL 전송 전력 제어(TPC; transmit power control) 명령을 포함한다. 4 shows a structure of a DL subframe. Referring to FIG. 4, a maximum of 3 OFDM symbols of a first slot in a subframe is a control region to which a control channel is allocated. The remaining OFDM symbols correspond to data regions to which a physical downlink shared channel (PDSCH) is allocated. Examples of DL control channels used in 3GPP LTE may include a physical control format indicator channel (PCFICH), a physical downlink control channel (PDCCH), a physical HARQ indicator channel (PHICH), and the like. The PCFICH is transmitted in the first OFDM symbol of a subframe and carries information related to the number of OFDM symbols used for transmission of a control channel in the subframe. The PHICH is a response to the UL transmission and carries a hybrid automatic repeat request (HARQ) acknowledgment / non-acknowledgement (ACK) signal. Control information transmitted through the PDCCH is downlink control information (DCI). The DCI includes UL or DL scheduling information or a UL transmit power control (TPC) command for any UE group.
PDCCH는 DL-SCH(downlink-shared channel)의 자원 할당 및 전송 포맷, UL-SCH(uplink shared channel)의 자원 할당 정보, 페이징 채널 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 TPC 명령의 집합 및 VoIP(voice over internet protocol)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있다. UE는 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합(aggregation) 상으로 전송된다. CCE는 무선 채널의 상태에 따른 부호화율을 가지는 PDCCH를 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 REG(resource element group)에 대응한다. The PDCCH includes a resource allocation and transmission format of a downlink-shared channel (DL-SCH), resource allocation information of an uplink shared channel (UL-SCH), paging information on a paging channel, system information on a DL-SCH, and a random transmission on a PDSCH. Resource allocation of higher layer control messages such as access responses, aggregation of TPC 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. The UE may monitor the plurality of PDCCHs. The PDCCH is transmitted on an aggregation of one or several consecutive control channel elements (CCEs). CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH having a coding rate according to a state of a radio channel. The CCE corresponds to a plurality of resource element groups (REGs).
CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트 수가 결정된다. eNB는 UE에게 전송하려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(cyclic redundancy check)를 붙인다. CRC는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(RNTI; radio network temporary identifier)로 스크램블링 된다. 특정 UE를 위한 PDCCH라면 UE의 고유 식별자, 예를 들어 C-RNTI(cell-RNTI)가 CRC에 스크램블링 될 수 있다. 또는, 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자, 예를 들어 P-RNTI(paging-RNTI)가 CRC에 스크램블링 될 수 있다. 시스템 정보를 위한 PDCCH라면 SI-RNTI(system information-RNTI)가 CRC에 스크램블링 될 수 있다. UE의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 스크램블링 될 수 있다.The format of the PDCCH and the number of possible bits of the PDCCH are determined by the correlation between the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs. The eNB determines the PDCCH format according to the DCI to be transmitted to the UE, and attaches a cyclic redundancy check (CRC) to the control information. The CRC is scrambled with a 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 scrambled in the CRC. Alternatively, if the PDCCH is for a paging message, a paging indication identifier, eg, p-RNTI (P-RNTI), may be scrambled in the CRC. If the PDCCH is for system information, the system information-RNTI (SI-RNTI) may be scrambled in the CRC. A random access-RNTI (RA-RNTI) may be scrambled in the CRC to indicate a random access response that is a response to the transmission of the random access preamble of the UE.
도 5는 UL 서브프레임의 구조를 나타낸다. 도 5를 참조하면, UL 서브프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나뉠 수 있다. 제어 영역은 UL 제어 정보가 전송되기 위한 PUCCH(physical uplink control channel)이 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터가 전송되기 위한 PUSCH(physical uplink shared channel)이 할당된다. 상위 계층에서 지시되는 경우, UE는 PUSCH와 PUCCH의 동시 전송을 지원할 수 있다. 하나의 UE에 대한 PUCCH는 서브프레임에서 자원 블록 쌍(RB pair)으로 할당된다. RB 쌍에 속하는 자원 블록은 제1 슬롯과 제2 슬롯 각각에서 서로 다른 부반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당되는 RB 쌍이 슬롯 경계에서 주파수가 홉핑(frequency-hopped)되었다고 한다. UE는 시간에 따라 UL 제어 정보를 서로 다른 부반송파를 통해 전송함으로써, 주파수 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 5 shows a structure of an UL subframe. Referring to FIG. 5, a UL subframe may be divided into a control region and a data region in the frequency domain. The control region is allocated a physical uplink control channel (PUCCH) for transmitting UL control information. The data area is allocated a physical uplink shared channel (PUSCH) for transmitting user data. If indicated in the higher layer, the UE may support simultaneous transmission of PUSCH and PUCCH. PUCCH for one UE is allocated to an RB pair in a subframe. Resource blocks belonging to the RB pair occupy different subcarriers in each of the first slot and the second slot. This is called that the RB pair allocated to the PUCCH is frequency-hopped at the slot boundary. The UE may obtain a frequency diversity gain by transmitting UL control information through different subcarriers over time.
PUCCH 상으로 전송되는 UL 제어 정보는 HARQ ACK/NACK, DL 채널 상태를 나타내는 CQI(channel quality indicator), UL 무선 자원 할당 요청인 SR(scheduling request) 등을 포함할 수 있다. PUSCH는 전송 채널인 UL-SCH에 맵핑된다. PUSCH 상으로 전송되는 UL 데이터는 TTI 동안 전송되는 UL-SCH를 위한 데이터 블록인 전송 블록일 수 있다. 전송 블록은 사용자 정보일 수 있다. 또는, UL 데이터는 다중화된(multiplexed) 데이터일 수 있다. 다중화된 데이터는 UL-SCH를 위한 전송 블록과 제어 정보가 다중화하여 얻어진 데이터일 수 있다. 예를 들어, 데이터에 다중화되는 제어 정보는 CQI, PMI(precoding matrix indicator), HARQ, RI(rank indicator) 등을 포함할 수 있다. 또는 UL 데이터는 제어 정보만으로 구성될 수도 있다.The UL control information transmitted on the PUCCH may include HARQ ACK / NACK, a channel quality indicator (CQI) indicating a DL channel state, a scheduling request (SR) that is a UL radio resource allocation request, and the like. PUSCH is mapped to UL-SCH, which is a transport channel. The UL data transmitted on the PUSCH may be a transport block that is a data block for the UL-SCH transmitted during TTI. The transport block may be user information. Alternatively, the UL data may be multiplexed data. The multiplexed data may be data obtained by multiplexing a transport block for UL-SCH and control information. For example, the control information multiplexed on the data may include a CQI, a precoding matrix indicator (PMI), a HARQ, a rank indicator (RI), and the like. Alternatively, the UL data may be composed of control information only.
랜덤 액세스 절차는 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차와 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차로 구분될 수 있다. 먼저, 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차에서는 서로 다른 UE가 동일한 RACH 프리앰블을 이용하여 동시에 eNB에 접근하는 것이 허용된다. 따라서, 경쟁이 발생할 수 있다. 이러한 경쟁을 처리하기 위하여, 추가적인 경쟁 해결 단계가 필요하다. The random access procedure may be divided into a contention-based random access procedure and a contention-free random access procedure. First, in the contention-based random access procedure, different UEs are allowed to simultaneously access the eNB using the same RACH preamble. Thus, competition may occur. To handle this competition, additional competition resolution steps are needed.
도 6은 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 나타낸다.6 illustrates a contention based random access procedure.
단계 S60에서, UE는 RACH 프리앰블을 eNB로 전송한다. RACH 프리앰블은 "메시지 1"로 불릴 수 있다. RACH 프리앰블은 RA-RNTI를 포함할 수 있다. RA-RNTI는 (1+t_id+10*f_id)로 결정될 수 있다. t_id는 특정된 PRACH(physical random access channel)의 첫 번째 서브프레임의 인덱스이며(0≤t_id<10), f_id는 주파수 영역에서 오름차순에 따른, 그 서브프레임 내에서 특정된 PRACH의 인덱스이다(0≤f_id<6). eNB는 RACH 프리앰블을 디코딩하여 RA-RNTI를 얻을 수 있다.In step S60, the UE sends a RACH preamble to the eNB. The RACH preamble may be referred to as "message 1". The RACH preamble may include a RA-RNTI. RA-RNTI may be determined as (1 + t_id + 10 * f_id). t _id is the index of the first subframe of a specific PRACH (physical random access channel) ( 0≤t_id <10), f_id is an index of a specific PRACH in the, the sub-frame according to the ascending order in the frequency domain (0 ≦ f_id <6). The eNB can obtain the RA-RNTI by decoding the RACH preamble.
단계 S61에서, eNB는 랜덤 액세스 응답을 UE로 전송한다. 랜덤 액세스 응답은 "메시지 2"로 불릴 수 있다. 랜덤 액세스 응답은 eNB가 RACH 프리앰블을 디코딩하여 얻은 RA-RNTI, TA, 임시 C-RNTI 및 자원 블록 할당(즉, L2/L3 메시지를 위한 UL 그랜트)를 포함할 수 있다. UE는 랜덤 액세스 응답을 디코딩하여, 자원 블록 할당 및 MCS (modulation and coding scheme) 구성을 얻을 수 있다. eNB는 DCI 포맷 0를 통해 RRC 연결 요청 메시지를 수신하도록 구성할 수 있다. In step S61, the eNB sends a random access response to the UE. The random access response may be called "message 2". The random access response may include RA-RNTI, TA, temporary C-RNTI and resource block allocation (ie, UL grant for L2 / L3 message) obtained by the eNB decoding the RACH preamble. The UE may decode the random access response to obtain resource block allocation and a modulation and coding scheme (MCS) configuration. The eNB may be configured to receive the RRC connection request message via DCI format 0.
단계 S62에서, UE는 L2/L3 메시지, 즉 RRC 연결 요청 메시지를 eNB로 전송한다. RRC 연결 요청 메시지는 "메시지 3"으로 불릴 수 있다. UE는 랜덤 액세스 응답으로부터 얻은 임시 C-RNTI를 이용하여 RRC 연결 요청 메시지를 전송할 수 있다.In step S62, the UE sends an L2 / L3 message, that is, an RRC connection request message to the eNB. The RRC connection request message may be called "message 3". The UE may send the RRC Connection Request message using the temporary C-RNTI obtained from the random access response.
단계 S63에서, eNB는 UE가 보낸 RRC 연결 요청 메시지를 성공적으로 디코딩 한 경우, HARQ ACK을 해당 UE로 전송한다. UE는 이를 통해 랜덤 액세스 절차가 성공했음을 알 수 있다. 이러한 과정을 경쟁 해결 과정이라 부른다. 보다 상세하게, eNB는 RRC 연결 요청 메시지에 대한 응답으로 임시 C-RNTI를 이용하여 RRC 연결 설정 메시지를 UE로 전송한다. RRC 연결 설정 메시지는 "메시지 4"로 불릴 수 있다. RRC 연결 설정 메시지는 C-RNTI를 포함할 수 있다. 이때부터, UE와 eNB는 C-RNTI를 이용하여 메시지를 교환할 수 있다.In step S63, when the eNB successfully decoded the RRC connection request message sent by the UE, and transmits the HARQ ACK to the UE. The UE can know that the random access procedure is successful. This process is called competitive resolution. In more detail, the eNB sends an RRC connection setup message to the UE using the temporary C-RNTI in response to the RRC connection request message. The RRC connection establishment message may be called "message 4". The RRC connection establishment message may include a C-RNTI. From this time, the UE and the eNB may exchange messages using the C-RNTI.
만약 UE가 HARQ ACK을 수신하지 못했다면, 다시 단계 S60으로 돌아가 RACH 프리앰블을 eNB로 전송할 수 있다.If the UE has not received the HARQ ACK, it may return to step S60 again to transmit the RACH preamble to the eNB.
비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차에서는 타이밍 제한의 이유로 경쟁이 허용되지 않는다. eNB는 각 UE가 언제 어떤 RACH 프리앰블을 전송할지를 지시할 수 있다. 이를 위해서, UE는 랜덤 액세스 절차 이전에 연결 상태(RRC_CONNECTED)에 있어야 한다. 예를 들어, 핸드오버 중에 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 수행될 수 있다. 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차에서, 먼저 eNB가 RACH 프리앰블 할당을 UE로 전송한다. UE는 수신한 RACH 프리앰블 할당에 따라 RA-RNTI 및 L2/L3 메시지 크기에 대한 지시를 포함하는 RACH 프리앰블을 eNB로 전송한다. RACH 프리앰블을 수신한 eNB는 타이밍 어드밴스(TA; timing advance), C-RNTI 및 L2/L3 메시지를 위한 UL 그랜트를 포함하는 랜덤 액세스 응답을 UE로 전송한다. 이에 따라 비경쟁 기반 랜덤 액세스 절차가 완료될 수 있다.In the non-competition based random access procedure, contention is not allowed for timing limitation. The eNB may indicate which RACH preamble each UE will transmit. For this purpose, the UE must be in the connected state (RRC_CONNECTED) before the random access procedure. For example, a non-competition based random access procedure may be performed during handover. In a contention free random access procedure, the eNB first sends a RACH preamble assignment to the UE. The UE transmits to the eNB a RACH preamble including an indication of the RA-RNTI and L2 / L3 message size according to the received RACH preamble allocation. Receiving the RACH preamble, the eNB sends a random access response to the UE that includes a timing advance (TA), C-RNTI, and UL grant for L2 / L3 messages. Accordingly, the non-competition based random access procedure may be completed.
도 7은 RACH 프리앰블의 구조의 일 예를 나타낸다. 도 7을 참조하면, RACH 프리앰블은 CP, 시퀀스, 가드 시간(GT; guard time)으로 구성된다. CP는 최대 채널 지연 스프레드(maximum channel delay spread) 및 왕복 시간(RTT; round trip time)를 흡수하며, GT는 RTT를 흡수한다. CP는 기존의 OFDM 심벌의 후반부를 RACH 프리앰블의 CP 구간에 삽입하여 생성된다. 이를 통해 RACH 프리앰블을 수신하는 eNB에서 주기적 상관(periodic correlation)이 가능할 수 있다. UE는 eNB와 동기화 되었다고 가정하고 (즉, TA = 0ms) RACH 프리앰블을 전송할 수 있다. 따라서 eNB와 가까운 UE가 전송한 RACH 프리앰블은 eNB에서 지연 없이 수신되며, eNB에서 멀리 떨어진 UE가 전송한 RACH 프리앰블은 eNB에서 전파 지연을 가지고 뒤에 수신된다. 이때 eNB는 각 UE가 전송한 시퀀스를 알고 있기 때문에, 주기적 상관을 통해서 각 UE가 전송한 RACH 프리앰블의 검출 위치에 따라 랜덤 액세스 절차를 진행할 수 있다.7 shows an example of a structure of a RACH preamble. Referring to FIG. 7, the RACH preamble includes a CP, a sequence, and a guard time (GT). CP absorbs maximum channel delay spread and round trip time (RTT), while GT absorbs RTT. The CP is generated by inserting the second half of the existing OFDM symbol into the CP section of the RACH preamble. Through this, periodic correlation may be possible in the eNB receiving the RACH preamble. The UE may transmit the RACH preamble on the assumption that it is synchronized with the eNB (ie, TA = 0 ms). Therefore, the RACH preamble transmitted by the UE close to the eNB is received without delay at the eNB, and the RACH preamble transmitted by the UE far away from the eNB is received later with a propagation delay at the eNB. In this case, since the eNB knows the sequence transmitted by each UE, the random access procedure may proceed according to the detection position of the RACH preamble transmitted by each UE through periodic correlation.
RACH 프리앰블에 여러 시퀀스가 사용될 수 있다. 대표적으로, 자기 상관(auto-correlation) 기반의 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스와 교차 상관(cross-correlation) 기반의 Pseudo-random 시퀀스가 RACH 프리앰블을 위하여 사용될 수 있다. 일반적으로 셀 내 간섭이 작은 상황에서는 자기 상관 기반의 시퀀스가, 셀 내 간섭이 큰 상황에서는 교차 상관 시퀀스가 사용될 수 있다. 3GPP LTE에서 길이가 839인 ZC 시퀀스가 RACH 프리앰블을 위하여 사용될 수 있다. RACH 프리앰블을 위하여 사용되는 ZC 시퀀스는 다음과 같은 조건을 만족할 수 있다.Multiple sequences may be used for the RACH preamble. Typically, auto-correlation based ZC (Zadoff-Chu) sequence and cross-correlation based Pseudo-random sequence may be used for the RACH preamble. In general, an autocorrelation-based sequence may be used in a situation where intracellular interference is small, and a cross correlation sequence may be used in a situation where intracellular interference is large. In 3GPP LTE, a ZC sequence of length 839 may be used for the RACH preamble. The ZC sequence used for the RACH preamble may satisfy the following condition.
- 같은 주파수-시간 RACH 자원을 사용하는 서로 다른 RACH 프리앰블 간의 셀 내 간섭이 비교적 작다.Intracell interference between different RACH preambles using the same frequency-time RACH resources is relatively small.
- 셀 내 간섭이 셀 크기에 따라 최적화될 수 있다. 즉, 작은 셀일수록 더 많은 직교 프리앰블을 만드는 것이 eNB의 검출 성능을 향상시킬 수 있다.Intracell interference can be optimized according to cell size. That is, making smaller orthogonal preambles may improve the detection performance of the eNB.
- 직교 프리앰블의 수가 많을수록 검출 성능이 향상된다. (3GPP LTE는 64 시그니처(signature), WCDMA는 16 시그니처)-The greater the number of orthogonal preambles, the better the detection performance. (64 signatures for 3GPP LTE, 16 signatures for WCDMA)
- eNB의 검출 복잡도가 비교적 작다.the detection complexity of the eNB is relatively small.
- 고속 이동 단말을 지원할 수 있다.Can support a high speed mobile terminal.
시그니처 간의 셀 내 간섭이 큰 때에는 PN(pseudo-noise) 시퀀스가 RACH 프리앰블을 위하여 사용될 수 있다.When intra-cell interference between signatures is large, a pseudo-noise (PN) sequence may be used for the RACH preamble.
이하, CAZAC(constant amplitude zero auto-correlation) 시퀀스에 대해서 설명한다.Hereinafter, a constant amplitude zero auto-correlation (CAZAC) sequence will be described.
도 8은 CAZAC 시퀀스 집합의 일 예를 나타낸다. 도 8을 참조하면, CAZAC 시퀀스 집합 내의 각 시퀀스는 서로 다른 순환 쉬프팅(순환 쉬프팅) (0, 1, 2 및 3)을 가진다. 또한, CAZAC 시퀀스 집합 내의 각 시퀀스는 특정 비트와 맵핑된다. 이때, 각 시퀀스는 특정 정보를 가지는 하나의 시그니처가 된다. 도 8을 참조하면, 순환 쉬프팅이 0인 시퀀스에는 [0 0]이, 순환 쉬프팅이 1인 시퀀스에는 [0 1]이, 순환 쉬프팅이 2인 시퀀스에는 [1 0]이, 순환 쉬프팅이 3인 시퀀스에는 [1 1]이 각각 맵핑된다. 즉, 도 8에서 송신기는 2비트의 정보를 전송할 수 있다.8 shows an example of a CAZAC sequence set. Referring to FIG. 8, each sequence in the CAZAC sequence set has different cyclic shifting (cyclic shifting) (0, 1, 2, and 3). In addition, each sequence in the CAZAC sequence set is mapped to a specific bit. At this time, each sequence becomes one signature having specific information. Referring to FIG. 8, [0 0] is set for a sequence with cyclic shifting 0, [0 1] is set for a sequence with cyclic shifting 1, [1 0] is set for a sequence with cyclic shifting 2, and cyclic shifting is 3 [1 1] is mapped to each sequence. That is, in FIG. 8, the transmitter may transmit two bits of information.
송신기가 CAZAC 시퀀스 집합 내의 하나의 시퀀스를 전송하면, 수신기는 이를 식별하여 해당 시퀀스에 맵핑된 정보를 결정할 수 있다. 예를 들어, 수신기가 순환 쉬프팅이 0인 시퀀스를 식별하면, 수신기는 송신기가 [0 0]의 정보를 전송했음을 알 수 있다. AWGN(additive white Gaussian noise) 채널 및 잡음이 없는 환경을 가정하면, 수신기는 가장 큰 크기를 갖는 출력값을 찾아 전송된 시퀀스를 식별할 수 있다.When the transmitter transmits one sequence in the CAZAC sequence set, the receiver can identify it and determine the information mapped to that sequence. For example, if the receiver identifies a sequence where cyclic shifting is zero, the receiver may know that the transmitter has transmitted information of [0 0]. Assuming an additive white Gaussian noise (AWGN) channel and an environment free of noise, the receiver can identify the transmitted sequence by looking for the output with the largest magnitude.
한편, 도 8에서 정의된 CAZAC 시퀀스 집합은 다중 경로 환경에서 성능이 크게 열화 될 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 3GPP LTE 등의 상용화된 시스템에서는 유효 지연 구간인 영상관 영역(ZAC; zero-correlation zone)을 고려하여 CAZAC 시퀀스 집합을 정의할 수 있다.Meanwhile, the CAZAC sequence set defined in FIG. 8 may significantly degrade performance in a multipath environment. In order to solve this problem, in a commercialized system such as 3GPP LTE, a CAZAC sequence set may be defined in consideration of a zero-correlation zone (ZAC) which is an effective delay period.
도 9는 CAZAC 시퀀스 집합의 또 다른 예를 나타낸다. 도 9를 참조하면, CAZAC 시퀀스 집합 내의 각 시퀀스는 서로 다른 순환 쉬프팅 (0, 4, 8 및 12)을 가진다. 즉, 도 8의 CAZAC 시퀀스 집합과 비교하여 도 9의 CAZAC 시퀀스 집합 내의 각 시퀀스는 순환 쉬프팅의 간격을 4로 하여 생성된다. 이때, 간격은 채널 유효 지연 구간 L(시간 축에서 채널의 마지막 탭의 위치)에 의해 결정될 수 있다.9 shows another example of a CAZAC sequence set. 9, each sequence in the CAZAC sequence set has different cyclic shifts (0, 4, 8, and 12). That is, compared to the CAZAC sequence set of FIG. 8, each sequence in the CAZAC sequence set of FIG. 9 is generated with a cyclic shifting interval of four. In this case, the interval may be determined by the channel effective delay period L (the position of the last tap of the channel on the time axis).
도 10은 CAZAC 시퀀스 집합 내의 시퀀스를 수신한 수신기의 출력의 일 예를 나타낸다. 도 10은 수신기 잡음이 없는 환경을 가정했을 때, 도 9에서 순환 쉬프팅이 0인 시퀀스를 수신한 수신기의 출력에 해당한다. 도 10을 참조하면, ZCZ의 크기 W는 시퀀스의 최대 순환 쉬프팅(=L)으로 결정될 수 있다. 수신기는 먼저 각 ZCZ에서 가장 큰 y-i을 하나씩 선택하고, 이들을 비교하여 가장 큰 값을 갖는 ZCZ을 선택한다. 즉, 수신기는 첫 번째 ZCZ를 선택할 수 있다. 첫 번째 ZCZ에는 다른 ZCZ과 달리 크기가 큰 출력값 {y0, y1, y2, y3} 4개가 존재하며, 이는 지연 스프레드의 영향으로 발생한 것이다. 그러나, ZCZ의 크기 W를 채널 유효 지연 구간 L보다 크게 설정함으로써, 수신기는 송신기가 보낸 시퀀스를 식별할 수 있다. 10 shows an example of an output of a receiver that receives a sequence in a CAZAC sequence set. FIG. 10 corresponds to an output of a receiver that receives a sequence having a cyclic shift of 0 in FIG. 9 under the assumption that there is no receiver noise. Referring to FIG. 10, the size W of ZCZ may be determined as the maximum cyclic shifting (= L) of a sequence. The receiver first selects one of the largest y- i in each ZCZ and compares them to select the ZCZ having the largest value. That is, the receiver can select the first ZCZ. In the first ZCZ, unlike the other ZCZ, there are four large output values {y 0 , y 1 , y 2 , y 3 }, which are caused by the delay spread. However, by setting the size W of ZCZ to be greater than the channel effective delay period L, the receiver can identify the sequence sent by the transmitter.
한편, 시퀀스 간의 순환 쉬프팅의 간격이 작을수록 더 많은 시그니처가 정의될 수 있다. 예를 들어, 도 9에서 순환 쉬프팅의 간격이 1로 설정되는 경우, 총 16개의 시그니처가 정의될 수 있다. On the other hand, the smaller the interval of cyclic shifting between sequences, the more signatures can be defined. For example, when the interval of cyclic shifting is set to 1 in FIG. 9, a total of 16 signatures may be defined.
이하, 멀티 QoS(quality of service) 시퀀스에 대해서 설명한다. 멀티 QoS 시퀀스는 비대칭 CAZAC 시퀀스 집합을 기반으로 생성될 수 있다. 비대칭 CAZAC 시퀀스 집합은 시간 영역에서 시퀀스 간의 순환 쉬프팅의 간격이 서로 다른 CAZAC 시퀀스 집합을 의미한다. 반면, 도 8 및 도 9에서 설명된 CAZAC 시퀀스 집합은 시퀀스 간의 순환 쉬프팅의 간격이 1 및 4로 동일하므로, 대칭 CAZAC 시퀀스 집합이라 할 수 있다. 비대칭 CAZAC 시퀀스 집합에서 순환 쉬프팅의 차이가 작은 시퀀스들이 특정 비트를 공유하도록 각 시퀀스에 비트가 맵핑될 수 있다. 그리고 공유되는 비트에 중요도가 높은 정보가 맵핑될 수 있다.The following describes a multiple quality of service (QoS) sequence. The multi-QoS sequences may be generated based on an asymmetric CAZAC sequence set. An asymmetric CAZAC sequence set refers to a CAZAC sequence set having different intervals of cyclic shifting between sequences in the time domain. On the other hand, the CAZAC sequence set described with reference to FIGS. 8 and 9 may be referred to as a symmetric CAZAC sequence set since the intervals of cyclic shifting between sequences are equal to 1 and 4. In the asymmetric CAZAC sequence set, bits may be mapped to each sequence so that sequences having a small difference in cyclic shifting share a specific bit. In addition, information of high importance may be mapped to shared bits.
도 11은 비대칭 CAZAC 시퀀스 집합의 일 예를 나타낸다. 도 11을 참조하면, CAZAC 시퀀스 집합 내의 각 시퀀스는 서로 다른 순환 쉬프팅 (0, 3, 8 및 11)을 가지며, 각 시퀀스 간의 순환 쉬프팅의 간격은 동일하지 않다(3과 5). 이때 순환 쉬프팅의 차이가 작은 시퀀스들이 하나의 그룹으로 묶일 수 있다. 즉, 도 11에서 순환 쉬프팅이 0과 3인 시퀀스가 그룹 A로, 순환 쉬프팅이 8과 11인 시퀀스가 그룹 B로 묶인다. 그리고 각 그룹 내에서 첫 번째 비트는 동일하게, 두 번째 비트는 서로 다르도록 각 시퀀스에 비트가 맵핑될 수 있다. 도 11에서, 그룹 A의 시퀀스에는 첫 번째 비트로 [0]이 맵핑되며, 그룹 B의 시퀀스에는 첫 번째 비트로 [1]이 맵핑된다. 결과적으로 도 11에서, 순환 쉬프팅이 0인 시퀀스에는 [0 0]이, 순환 쉬프팅이 3인 시퀀스에는 [0 1]이, 순환 쉬프팅이 8인 시퀀스에는 [1 1]이, 순환 쉬프팅이 11인 시퀀스에는 [1 0]이 각각 맵핑된다.11 shows an example of an asymmetric CAZAC sequence set. Referring to FIG. 11, each sequence in the CAZAC sequence set has different cyclic shifts (0, 3, 8, and 11), and the intervals of the cyclic shifts between the sequences are not the same (3 and 5). In this case, sequences having a small difference in cyclic shifting may be grouped into one group. That is, in FIG. 11, a sequence with cyclic shifting of 0 and 3 is grouped into group A, and a sequence with cyclic shifting of 8 and 11 is grouped into group B. The bits may be mapped to each sequence such that the first bit is the same in each group and the second bit is different from each other. In FIG. 11, [0] is mapped to the first bit in the sequence of group A, and [1] is mapped to the first bit in the sequence of group B. In FIG. As a result, in FIG. 11, [0 0] is shown for a sequence having cyclic shifting of 0, [0 1] for a sequence having cyclic shifting of 3, [1 1] for a sequence having cyclic shifting of 8, and 11 for cyclic shifting. [1 0] is mapped to each sequence.
위와 같이 비대칭적 CAZAC 시퀀스 집합이 구성되는 경우, 각 그룹 내에서 시퀀스 간의 순환 쉬프팅의 간격은 3인 반면, 그룹 간의 순환 쉬프팅의 간격은 5이다. 이때, 순환 쉬프팅이 3인 시퀀스가 순환 쉬프팅이 0인 시퀀스로 오인될 확률이 순환 쉬프팅이 8인 시퀀스로 오인될 확률보다 높다. 즉, 그룹 내에서 공유되는 첫 번째 비트가 그룹 내에서 공유되지 않는 두 번째 비트보다 오류가 발생할 확률이 작다. 따라서, 첫 번째 비트에는 중요도가 높은 정보가 맵핑되고, 두 번째 비트에는 상대적으로 중요도가 낮은 정보가 맵핑될 수 있다.When the asymmetric CAZAC sequence set is configured as above, the interval of cyclic shifting between sequences in each group is 3, while the interval of cyclic shifting between groups is 5. In this case, the probability that the sequence with cyclic shifting is 3 is mistaken for the sequence with cyclic shifting is 0 is higher than the probability that the sequence with cyclic shifting is mistaken as the sequence with 8. In other words, the first bit shared in the group is less likely to cause an error than the second bit shared in the group. Therefore, information of high importance may be mapped to the first bit, and information of relatively low importance may be mapped to the second bit.
결과적으로, 비대칭 CAZAC 시퀀스 집합은 시퀀스 간의 순환 쉬프팅의 간격을 다르게 하여 생성되고, 이에 따라 그룹 내에서의 오인 확률과 그룹 간의 오인 확률이 달라질 수 있다. 서로 다른 중요도, 즉 서로 다른 QoS를 가지는 정보가 그룹 내 및 그룹 간의 오인 확률에 따라 맵핑됨에 따라, 최종적으로 multi-QoS 시퀀스가 전송될 수 있다.As a result, the asymmetric CAZAC sequence set is generated by different cyclic shifting intervals between the sequences, and thus the probability of false in a group and the probability of false in a group may vary. As information having different importance, that is, different QoS, is mapped according to a probability of being mistaken in and between groups, a multi-QoS sequence may be finally transmitted.
다음의 정보는 중요도가 높은 정보의 예시이다.The following information is an example of high importance information.
- 패킷 ID(identifier): UE는 패킷 ID를 읽어 현재 수신한 패킷이 자신의 것인지를 판단한다. 만약 자신의 것이 아니라면 더 이상 디코딩을 하지 않고 수신된 패킷을 버림으로써 파워 세이빙을 할 있다. 즉, 패킷 ID를 잘못 판단하는 경우, 패킷 자체를 잃음으로써 시스템 수율이 크게 감소할 수 있다. 따라서, 패킷 ID는 중요도가 높은 정보로 고려될 수 있다.Packet identifier (ID): The UE reads the packet ID to determine whether the currently received packet is its own. If it's not yours, you can do power saving by discarding the received packet without any further decoding. That is, if the packet ID is incorrectly determined, the system yield can be greatly reduced by losing the packet itself. Therefore, the packet ID may be considered as high importance information.
- Wi-Fi 시스템의 BSSID (basic service set ID): 차세대 Wi-Fi 시스템에서 많은 수의 BSS가 존재하는 밀집 환경(dense environment)가 지원될 수 있다. 이 때 UE는 BSSID를 읽어 자신의 BSS 내에 패킷 전송이 일어나고 있음을 인지하면 채널이 아이들(idle)하다고 판단이 되는 경우에도 자신의 패킷 전송을 지연할 수 있다. 자신이 패킷을 전송할 경우, 수신자인 AP가 다수의 패킷을 수신해야 하기 때문에 충돌 문제로 디코딩이 어려울 수 있기 때문이다. 따라서, BSSID는 중요도가 높은 정보로 고려될 수 있다.Basic service set ID (BSSID) of the Wi-Fi system: In a next-generation Wi-Fi system, a dense environment in which a large number of BSSs exist can be supported. At this time, if the UE reads the BSSID and recognizes that packet transmission is occurring in its BSS, the UE may delay its packet transmission even when it is determined that the channel is idle. This is because when the packet is sent by the receiver, the receiver AP needs to receive a large number of packets, so that decoding may be difficult due to a collision problem. Therefore, the BSSID may be considered as high importance information.
- 대역폭 정보: 예를 들어 상술한 실시예와 같이 CAZAC 시퀀스 집합 내의 각 시퀀스에 비트의 정보가 맵핑 된다면, 20MHz, 40MHz, 80MHz, 160MHz의 대역폭 정보가 맵핑 될 수 있다.Bandwidth information: For example, if bit information is mapped to each sequence in the CAZAC sequence set as described above, bandwidth information of 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz, and 160 MHz may be mapped.
중요도가 낮은 정보의 예시로서, 전송 안테나 개수 또는 EPDCCH(enhanced PDCCH) 위치 등이 있다. 일반적으로 상기 정보는 블라인드 디코딩 방식으로 검출된다. 그러나, 블라인드 디코딩은 여러 번 수행되어야 하며, 이는 시스템의 지연과 복잡도를 증가시킬 수 있다. 만약 상기 정보가 시그널링 방식을 통해 전송되면, 상기 단점들을 줄이거나 없앨 수 있다. 그리고, 만약 시그널링 방식을 통해 전송된 정보가 맞지 않는 경우, 기존의 블라인드 디코딩 방식으로 다시 검출할 수 있다. 즉, 에러를 복구할 수 있기 때문에, 정보 전달 실패로 인한 영향은 비교적 작다. 결과적으로, 복구가 가능한 정보는 중요도가 낮은 정보로 분류될 수 있다.Examples of information of low importance include the number of transmit antennas or the enhanced PDCCH (EPDCCH) location. In general, the information is detected by blind decoding. However, blind decoding must be performed several times, which can increase the delay and complexity of the system. If the information is transmitted through a signaling scheme, the disadvantages can be reduced or eliminated. And, if the information transmitted through the signaling scheme is not correct, it can be detected again by the existing blind decoding scheme. That is, since the error can be repaired, the effect due to the failure of information transmission is relatively small. As a result, recoverable information can be classified into less important information.
도 12는 비대칭 CAZAC 시퀀스 집합의 또 다른 예를 나타낸다. 도 12를 참조하면, 길이 N=6W인 4개의 시퀀스 A, B, C 및 D가 비대칭 CAZAC 시퀀스 집합을 구성한다. 시퀀스 A/B가 하나의 그룹을 구성하고, 시퀀스 C/D가 또 하나의 그룹을 구성한다. 각 그룹 내의 순환 쉬프팅의 간격은 W, 그룹 간의 순환 쉬프팅의 간격은 2W로 서로 다르다. 이때, 시퀀스가 인접한 두 시퀀스 중 하나로 오인될 확률이 서로 다름을 알 수 있다. 예를 들어, 시퀀스 B가 시퀀스 A로 오인될 확률이 시퀀스 C로 오인될 확률보다 크다. 이에 따라, 순환 쉬프팅의 간격이 작은, 그룹 내의 시퀀스들이 특정 비트를 공유하도록 각 시퀀스에 비트가 맵핑될 수 있다. 도 12에서는, 시퀀스에 맵핑되는 첫 번째 비트가 각 그룹 내에서 공유되는 비트로, 두 번째 비트가 각 그룹 내에서 공유되지 않는 비트가 된다. 시퀀스 A/B에는 첫 번째 비트로 [0]이, 시퀀스 C/D에는 첫 번째 비트로 [1]이 맵핑된다. 그리고, 그룹 내에서 공유되는 비트에는 중요도가 높은 정보가, 그룹 내에서 공유되지 않는 비트에는 중요도가 낮은 정보가 맵핑될 수 있다. 예를 들어, 그룹 내에서 공유되는 비트에는 중요도가 높은 셀 ID가, 그룹 내에서 공유되지 않는 비트에는 중요도가 낮은 제어 채널 정보가 맵핑될 수 있다.12 shows another example of an asymmetric CAZAC sequence set. Referring to FIG. 12, four sequences A, B, C, and D having a length of N = 6W constitute an asymmetric CAZAC sequence set. Sequence A / B constitutes one group, and sequence C / D constitutes another group. The interval of cyclic shifting in each group is W, and the interval of cyclic shifting between groups is 2W. At this time, it can be seen that the probability that the sequence is mistaken as one of two adjacent sequences is different. For example, the probability that sequence B is mistaken for sequence A is greater than the probability that it is mistaken for sequence C. Accordingly, a bit can be mapped to each sequence so that sequences in a group with a small interval of cyclic shifting share a particular bit. In FIG. 12, the first bit mapped to the sequence is a bit shared in each group, and the second bit is a bit not shared in each group. [0] is mapped to the first bit in sequence A / B and [1] is mapped to the first bit in sequence C / D. In addition, information of high importance may be mapped to bits shared in the group, and information of low importance may be mapped to bits not shared in the group. For example, a cell ID having high importance may be mapped to bits shared within a group, and control channel information having low importance may be mapped to bits not shared within a group.
랜덤 액세스 절차에서 RACH 프리앰블의 충돌에 대해서 설명한다. A collision of the RACH preamble in the random access procedure will be described.
도 13은 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차에서 RACH 프리앰블이 충돌하는 일 예를 나타낸다. 모든 UE는 UL 동기 획득을 위해 위의 도 6에서 설명된 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 사용하며, 특정 시간-주파수 자원을 이용하여 자신의 RACH 프리앰블을 전송할 수 있다. 이때 복수의 UE로부터 2개 이상 RACH 프리앰블이 동일한 시간-주파수 자원을 통해 전송되면, eNB가 RACH 프리앰블을 검출할 때 충돌이 발생하여 각 UE의 랜덤 액세스 절차가 재시작 될 수 있다. 즉, 도 13에서 UE #0의 RACH 프리앰블과 UE #1의 RACH 프리앰블이 동일한 시간-주파수 자원을 통해 전송되면, RACH 프리앰블의 충돌이 발생한다. 13 shows an example in which a RACH preamble collides in a contention based random access procedure. All UEs use the contention-based random access procedure described in FIG. 6 above for UL synchronization acquisition and can transmit their RACH preamble using a specific time-frequency resource. In this case, if two or more RACH preambles are transmitted from the plurality of UEs through the same time-frequency resource, a collision may occur when the eNB detects the RACH preambles, and the random access procedure of each UE may be restarted. That is, in FIG. 13, when the RACH preamble of UE # 0 and the RACH preamble of UE # 1 are transmitted through the same time-frequency resource, collision of the RACH preamble occurs.
eNB가 RACH 프리앰블 검출 시 충돌을 인식할 수 없는 경우, 실제 충돌은 발생하지만 eNB는 이를 알 수 없다. 이때 RACH 프리앰블이 충돌한 UE는 모두 랜덤 액세스 응답을 수신할 수 있고, 충돌이 발생한 UE는 모두 RRC 연결 요청 메시지를 eNB로 전송할 수 있다. 충돌이 발생한 UE로부터 RRC 연결 요청 메시지를 수신한 eNB는 RACH 프리앰블의 충돌을 인식하고 랜덤 액세스 절차를 재시작 할 수 있다. eNB가 RACH 프리앰블 검출 시 충돌을 인식할 수 있는 경우, 해당 UE는 RACH 프리앰블에 대한 랜덤 액세스 응답을 받을 수 없다. If the eNB cannot recognize the collision upon detecting the RACH preamble, the actual collision occurs but the eNB cannot know it. In this case, all of the UEs with which the RACH preamble collides may receive a random access response, and all of the UEs with which the collision has occurred may transmit an RRC connection request message to the eNB. The eNB that receives the RRC connection request message from the collision-prone UE may recognize the collision of the RACH preamble and may restart the random access procedure. If the eNB can recognize the collision upon detecting the RACH preamble, the UE cannot receive a random access response for the RACH preamble.
한편, RACH 프리앰블을 수신한 eNB는 3ms 후에 랜덤 액세스 응답을 전송할 수 있다. 그러나 RACH - ConfigCommon IE(information element)의 ra-ResponseWindowSize의 크기는 2~10ms로 설정된다. 따라서 RACH 프리앰블의 수신과 랜덤 액세스 응답의 전송에는 최대 12ms의 차이가 발생할 수 있다. 결국, UE는 최대 12ms 이후에나 RACH 프리앰블의 충돌 여부를 인식할 수 있으며, 최대 12ms 동안 랜덤 액세스 응답의 수신을 대기한 후 RACH 프리앰블을 재전송한다. 만약, RACH 프리앰블의 충돌에 의해 RACH 프리앰블을 재전송하는 UE #0과 UE #1이 다시 동일한 RACH 프리앰블을 사용하면, 충돌은 다시 발생할 수 있다.Meanwhile, the eNB receiving the RACH preamble may transmit a random access response after 3ms. However, the size of ra-ResponseWindowSize of RACH - ConfigCommon information element (IE) is set to 2 ~ 10ms. Therefore, a difference of up to 12 ms may occur between the reception of the RACH preamble and the transmission of the random access response. As a result, the UE may recognize whether the RACH preamble collides after 12 ms at maximum, and retransmits the RACH preamble after waiting for reception of the random access response for up to 12 ms. If UE # 0 and UE # 1 retransmitting the RACH preamble by the collision of the RACH preamble use the same RACH preamble again, the collision may occur again.
도 14는 UE가 RACH 프리앰블이 전송되는 시간-주파수 자원을 나타낸다. 도 14에서 프레임 구조 타입 1, 즉 FDD 프레임에서 PRACH 구성 인덱스 6에 따른 PRACH 자원이 설정된다고 가정한다. 도 14에서 체크된 영역이 PRACH 자원 영역, 즉 UE가 RACH 프리앰블을 위한 시퀀스를 맵핑하여 전송하는 영역이다. 만일 UE #0와 UE #1이 동일한 프리앰블 시퀀스를 선택하고, 동일한 PRACH 자원 영역을 선택하여 RACH 프리앰블을 전송하면, RACH 프리앰블의 충돌이 발생한다.14 shows a time-frequency resource at which a UE transmits a RACH preamble. In FIG. 14, it is assumed that a PRACH resource according to a PRACH configuration index 6 is configured in a frame structure type 1, that is, an FDD frame. The region checked in FIG. 14 is a PRACH resource region, that is, an area in which the UE maps and transmits a sequence for the RACH preamble. If UE # 0 and UE # 1 select the same preamble sequence and select the same PRACH resource region to transmit the RACH preamble, collision of the RACH preamble occurs.
도 15는 RACH 프리앰블의 충돌의 일 예를 나타낸다. 도 15를 참조하면, 하나의 ZCZ에서 2개의 상관 피크(correlation peak)가 검출된다. 따라서, eNB는 2개 이상의 UE가 동일한 RACH 프리앰블을 선택한 것으로 가정하고 충돌을 인식한다. 15 shows an example of collision of a RACH preamble. Referring to FIG. 15, two correlation peaks are detected in one ZCZ. Thus, the eNB assumes two or more UEs have selected the same RACH preamble and recognizes the collision.
다음으로, 특정 PRACH 자원에서 다수의 RACH 프리앰블이 검출된 경우 랜덤 액세스 응답을 전송하는 경우를 설명한다. 일반적으로 RACH 프리앰블의 자원은 다중으로 할당할 수 있지만, eNB가 RACH 프리앰블 검출 시 다수 자원에 대한 상관 피크를 검출해야 하기 때문에, 도 14에서 상술한 바와 같이 일반적으로 시간 영역의 PRACH 구성을 통해서 자원 스케줄링을 수행한다.Next, a case in which a random access response is transmitted when a plurality of RACH preambles are detected in a specific PRACH resource will be described. In general, although the resources of the RACH preamble can be allocated in multiple numbers, since eNBs should detect correlation peaks for multiple resources when detecting the RACH preamble, resource scheduling is generally performed through the PRACH configuration in the time domain as described above with reference to FIG. 14. Do this.
도 16은 동일한 PRACH 자원에서 복수의 UE가 전송한 복수의 RACH 프리앰블을 검출하는 예를 나타낸다. 도 16을 참조하면, UE #0, UE #1 및 UE #2의 3개의 UE가 전송한 RACH 프리앰블이 동시에 검출된다. 이때 RACH 프리앰블을 전송한 PRACH 자원이 같다고 가정하였기 때문에, RA-RNTI도 동일하다고 가정할 수 있다(FDD의 경우). 16 shows an example of detecting a plurality of RACH preambles transmitted by a plurality of UEs in the same PRACH resource. Referring to FIG. 16, RACH preambles transmitted by three UEs of UE # 0, UE # 1, and UE # 2 are simultaneously detected. In this case, since it is assumed that the PRACH resources transmitting the RACH preamble are the same, it may be assumed that the RA-RNTI is also the same (in case of FDD).
한편, 랜덤 액세스 응답은 16 비트의 RA-RNTI로 스크램블링 되고 PDCCH를 통해 전송되는 DCI 포맷 1A에 의해 스케줄링 되어, PDSCH를 통해 전송된다. PDCCH는 셀 내 모든 UE가 검색하는 공통 탐색 영역(CSS; common search space)와 UE별로 자신에 해당하는 DCI를 찾는 UE 특정 탐색 영역(USS; UE-specific search space)로 구분되는데, RA-RNTI는 CSS를 통해 전달된다. 그러나 CSS는 용량이 크지 않고, RA-RNTI 외에도 P-RNTI, SI-RNTI, TPC-PUCCH-RNTI, TPC-PUSCH-RNTI 등과 같은 다양한 셀 공통 정보를 위해 사용되어야 하므로, 항상 랜덤 액세스 응답의 전송을 위해서 사용될 수는 없다.Meanwhile, the random access response is scheduled by DCI format 1A scrambled with 16 bits of RA-RNTI and transmitted through PDCCH, and then transmitted through PDSCH. The PDCCH is divided into a common search space (CSS) searched by all UEs in a cell and a UE-specific search space (USS) for finding a DCI corresponding to each UE. The RA-RNTI is Passed through CSS However, since CSS is not very large and must be used for various cell common information such as P-RNTI, SI-RNTI, TPC-PUCCH-RNTI, TPC-PUSCH-RNTI, etc., in addition to RA-RNTI, transmission of a random access response is always performed. Cannot be used for
따라서, eNB CSS의 PDCCH 용량이 NCSS로 제한되고, 특정 PRACH 자원에서 NCSS보다 큰 NRA 개의 UE가 전송한 RACH 프리앰블이 검출된 경우, eNB는 가장 큰 피크 전력을 가지는 NCSS개의 UE를 순차적으로 선택하여 랜덤 액세스 응답을 전송하거나, 랜덤 액세스 응답 창(windows) 내에 있는 서브프레임에게 랜덤 액세스 응답을 분배하여 스케줄링 할 수 있다. Therefore, when the PDCCH capacity of the eNB CSS is limited to N CSS and a RACH preamble transmitted by N RA UEs larger than N CSS is detected in a specific PRACH resource, the eNB sequentially processes the N CSS UEs having the largest peak power. The random access response may be selected and transmitted, or the random access response may be distributed to subframes within the random access response window to schedule the random access response.
도 17은 동일한 PRACH 자원에서 복수의 RACH 프리앰블이 검출되었을 때 랜덤 액세스 응답을 전송하는 예를 나타낸다. 도 17에서 각 서브프레임마다 CSS는 하나의 UE만을 지원할 수 있고, 랜덤 액세스 응답 창의 크기는 2ms(2 서브프레임)인 것으로 가정한다. 도 17을 참조하면, UE #0, UE #1 및 UE #2가 전송한 RACH 프리앰블 중 가장 큰 피크 전력을 가지는 RACH 프리앰블은 UE #0 및 UE #1이 전송한 RACH 프리앰블이므로, eNB는 UE #0과 UE #1을 선택하여 랜덤 액세스 응답을 PDSHC를 통해 전송할 수 있다. 선택되지 못한 UE #2는 RACH 프리앰블을 재전송할 수 있다.17 shows an example of transmitting a random access response when a plurality of RACH preambles are detected in the same PRACH resource. In FIG. 17, it is assumed that a CSS can support only one UE for each subframe, and the size of the random access response window is 2ms (2 subframes). Referring to FIG. 17, since the RACH preamble having the largest peak power among the RACH preambles transmitted by UE # 0, UE # 1, and UE # 2 is a RACH preamble transmitted by UE # 0 and UE # 1, the eNB # UE # 0 and UE # 1 may be selected to transmit a random access response through the PDSHC. UE # 2 that is not selected may retransmit the RACH preamble.
추가로 TDD의 경우, UL/DL 구성에 따라 복수의 UE가 랜덤 액세스 응답을 모두 전송해야 하는 CSS의 용량이 절대적으로 부족할 수 있다. 따라서 이러한 경우, eNB는 특정 UE의 랜덤 액세스 응답을 긴 지연을 가지고 전송하거나, 랜덤 액세스 응답을 전송하지 않고 RACH 프리앰블 재전송 절차를 수행하여야 한다. In addition, in the case of TDD, the capacity of CSS that a plurality of UEs must transmit all random access responses may be absolutely insufficient according to the UL / DL configuration. Therefore, in this case, the eNB should transmit the random access response of a specific UE with a long delay or perform the RACH preamble retransmission procedure without transmitting the random access response.
도 18은 TDD 프레임에서 복수의 RACH 프리앰블이 검출되었을 때 랜덤 액세스 응답을 전송하는 예를 나타낸다. 도 18에서 PRACH 구성 인덱스는 6이고, UL/DL 구성 인덱스는 0인 것을 가정한다. TDD 프레임의 UL/DL 구성 인덱스가 0일 때, TDD 프레임은 [D S U U U D S U U U]와 같이 구성된다. D는 DL 서브프레임, S는 특수(special) 서브프레임, U는 UL 서브프레임을 나타낸다. 즉, 하나의 TDD 프레임에 UL 서브프레임이 6개, DL 서브프레임이 2개, 특수 서브프레임이 2개 존재한다. RACH 프리앰블을 전송할 수 있는 UL 서브프레임에 비해, 랜덤 액세스 응답을 전송할 수 있는 DL 서브프레임이 절대적으로 부족함을 알 수 있다. 또한, 도 18에서 서브프레임 #2에서 UE #0, UE #1 및 UE #2가 RACH 프리앰블을 전송하고, 서브프레임 #3에서 UE #3, UE #4 및 UE #5가 RACH 프리앰블을 전송하며, 랜덤 액세스 응답 창의 크기가 6ms 설정되는 것으로 가정한다. 이러한 경우, 다음 무선 프레임의 첫 번째 DL 서브프레임에서 해당 UE들에 대한 랜덤 액세스 응답을 모두 전송해야 한다. 그러나, CSS가 지원할 수 있는 UE의 개수가 2개로 제한된다면, 가장 큰 피크 전력을 가지는 UE #0과 UE #4가 선택되어 해당 UE로만 랜덤 액세스 응답이 전송되고, 나머지 UE는 RACH 프리앰블 재전송 절차를 수행하게 된다.18 shows an example of transmitting a random access response when a plurality of RACH preambles are detected in a TDD frame. In FIG. 18, it is assumed that the PRACH configuration index is 6 and the UL / DL configuration index is 0. When the UL / DL configuration index of the TDD frame is 0, the TDD frame is configured as [D S U U U D S U U U]. D denotes a DL subframe, S denotes a special subframe, and U denotes a UL subframe. That is, six UL subframes, two DL subframes, and two special subframes exist in one TDD frame. It can be seen that there is an absolute shortage of DL subframes capable of transmitting random access responses compared to UL subframes capable of transmitting RACH preambles. In addition, in FIG. 18, UE # 0, UE # 1, and UE # 2 transmit RACH preambles in subframe # 2, and UE # 3, UE # 4, and UE # 5 transmit RACH preambles in subframe # 3. It is assumed that the size of the random access response window is set to 6 ms. In this case, all random access responses for the corresponding UEs should be transmitted in the first DL subframe of the next radio frame. However, if the number of UEs that CSS can support is limited to two, UE # 0 and UE # 4 having the largest peak powers are selected and a random access response is transmitted only to the corresponding UE, and the remaining UEs perform the RACH preamble retransmission procedure. Will be performed.
상술한 바와 같이 복수의 RACH 프리앰블이 검출되었을 때 특정 UE에 대한 랜덤 액세스 응답만을 전송하는 경우, 다음과 같은 상황에서 랜덤 액세스 절차의 개선이 요구될 수 있다.As described above, when only a random access response for a specific UE is transmitted when a plurality of RACH preambles are detected, improvement of a random access procedure may be required in the following situations.
(1) 재전송되는 RACH 프리앰블: 상술한 방법에 의하여도, 기본적으로 동일한 PRACH 자원에서 전송되는 다른 RACH 프리앰블이 존재하는 한, 재전송되는 RACH 프리앰블도 계속하여 충돌할 수 있다. 즉, 재전송되는 RACH 프리앰블의 검출이 완벽하게 보장될 수 없다. 따라서, 재전송되는 RACH 프리앰블에 검출의 우선 순위를 부여하는 방식으로 랜덤 액세스 절차가 개선될 필요가 있다. 예를 들어, RACH 프리앰블의 시퀀스 상에 추가 정보를 보내는 방식을 통해 재전송 UE가 우선적으로 선택되어 랜덤 액세스 응답을 수신할 수 있도록, 랜덤 액세스 절차가 개선될 수 있다. 즉, eNB가 해당 RACH 프리앰블을 재전송하는 UE를 선택할 수 있도록 돕는 판단 정보가 시그니처 형태로 RACH 프리앰블에 추가될 수 있다. 단, 해당 판단 정보는 기존의 RACH 프리앰블 검출에 영향을 주지 않거나 영향을 최소화하여야 한다.(1) Retransmitted RACH Preamble: Even by the above-described method, as long as there is another RACH preamble transmitted on basically the same PRACH resource, the retransmitted RACH preamble may continue to collide. That is, the detection of the retransmitted RACH preamble cannot be completely guaranteed. Therefore, the random access procedure needs to be improved in such a manner as to prioritize detection to the retransmitted RACH preamble. For example, the random access procedure may be improved such that the retransmission UE is preferentially selected to receive the random access response by sending additional information on the sequence of RACH preambles. That is, determination information to help the eNB select the UE to retransmit the corresponding RACH preamble may be added to the RACH preamble in the form of a signature. However, the determination information should not affect or minimize the existing RACH preamble detection.
(2) 저지연 요구 UE 또는 긴급 접속의 RACH: 긴급한 링크 설정을 요구하는 UE가 존재할 수 있는데, 이러한 UE 역시 UL 동기를 획득하기 위해서는 랜덤 액세스 절차를 수행하여야 하고, RACH 프리앰블의 충돌로 인하여 RACH 프리앰블을 재전송하는 상황이 발생할 수 있다. 따라서, 저지연 요구 UE가 전송하는 RACH 프리앰블 또는 긴급 접속에 대응하는 RACH 프리앰블에 검출의 우선 순위를 부여하는 방식으로 랜덤 액세스 절차가 개선될 필요가 있다. 이때에도 eNB가 저지연 요구 UE를 선택할 수 있도록 돕는 판단 정보가 시그니처 형태로 RACH 프리앰블에 추가될 수 있다. 단, 해당 판단 정보는 기존의 RACH 프리앰블 검출에 영향을 주지 않거나 영향을 최소화하여야 한다.(2) Low latency request UE or RACH of emergency connection: There may be a UE requesting emergency link establishment, which also needs to perform a random access procedure in order to obtain UL synchronization, and due to collision of the RACH preamble, the RACH preamble A situation in which retransmission may occur. Accordingly, the random access procedure needs to be improved in such a manner as to prioritize detection to the RACH preamble transmitted by the low latency request UE or the RACH preamble corresponding to the emergency connection. In this case, determination information to help the eNB select the low latency request UE may be added to the RACH preamble in the form of a signature. However, the determination information should not affect or minimize the existing RACH preamble detection.
상술한 바와 같이 2개 이상의 UE가 전송하는 RACH 프리앰블이 충돌하는 경우, 빠른 UL 동기 획득이 요구되는 특정 UE가 전송하는 RACH 프리앰블이 우선적으로 검출되도록 랜덤 액세스 절차를 개선할 필요가 있다. 따라서, 본 발명은 멀티 QoS 시퀀스를 이용한 비대칭 CAZAC 시퀀스 집합을 정의하여 이를 RACH 프리앰블에 사용함으로써, 특정 UE의 RAN 프리앰블 검출에 대해서 우선적으로 랜덤 액세스 응답을 전송할 수 있는 구체적인 방법을 제안한다. eNB는 기존의 RACH 프리앰블 검출에 더해 추가로 전송된 시퀀스를 검출할 수 있다. 이를 통해, RACH 프리앰블을 재전송하는 UE나 저지연 요구 UE의 UL 동기 획득을 우선적으로 지원할 수 있다. 예를 들어, 특정 UE가 RACH 프리앰블을 재전송하는 경우, 해당 RACH 프리앰블에 충돌이 발생하더라도 eNB는 재전송되는 RACH 프리앰블을 검출하여 해당 UE에 랜덤 액세스 응답을 전송할 수 있다. 또는, 저지연 요구 UE가 RACH 프리앰블을 전송하는 경우, 해당 RACH 프리앰블에 충돌이 발생하더라도 eNB는 해당 RACH 프리앰블을 우선적으로 검출하여 저지연 요구 UE에게 랜덤 액세스 응답을 전송할 수 있다. As described above, when the RACH preambles transmitted by two or more UEs collide, it is necessary to improve the random access procedure so that the RACH preamble transmitted by a specific UE requiring fast UL synchronization is first detected. Accordingly, the present invention proposes a specific method of defining asymmetric CAZAC sequence set using a multi-QoS QoS sequence and using the same in the RACH preamble, so that the random access response can be preferentially transmitted for RAN preamble detection of a specific UE. The eNB may detect the sequence further transmitted in addition to the existing RACH preamble detection. Through this, UL synchronization acquisition of the UE retransmitting the RACH preamble or the low latency request UE may be supported first. For example, when a specific UE retransmits the RACH preamble, even if a collision occurs in the RACH preamble, the eNB may detect the retransmitted RACH preamble and transmit a random access response to the UE. Alternatively, when the low latency request UE transmits the RACH preamble, the eNB may preferentially detect the corresponding RACH preamble and transmit a random access response to the low latency request UE even if a collision occurs in the corresponding RACH preamble.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따라 멀티 QoS 시퀀스의 특성을 이용하여 RACH 프리앰블 시퀀스를 생성하는 방법을 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 동일한 시퀀스 그룹 내에서 시퀀스 간의 순환 쉬프트 NCS는 동일하게, 서로 다른 시퀀스 그룹 간의 순환 쉬프트 오프셋은 정해진 값만큼 서로 다르도록 RACH 프리앰블 시퀀스가 생성될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 먼저 시퀀스 간의 순환 쉬프트가 NCS가 되도록 제1 시퀀스 그룹이 생성될 수 있다. 이때 기존의 RACH 프리앰블 시퀀스 생성에 사용되는 ZC 시퀀스가 그대로 적용될 수 있다. 그리고, 시퀀스 그룹 간의 순환 쉬프트 오프셋 Noff,g가 설정될 수 있다. g는 그룹 인덱스로 g=1,2,3,...,NG의 값을 가지며 NG는 전체 시퀀스 그룹의 개수이다. First, a method of generating a RACH preamble sequence using characteristics of a multi-QoS sequence according to an embodiment of the present invention will be described. According to an embodiment of the present invention, the RACH preamble sequence may be generated such that the cyclic shift N CS between sequences in the same sequence group is the same, and that the cyclic shift offset between different sequence groups is different by a predetermined value. In detail, first, a first sequence group may be generated such that a cyclic shift between sequences becomes N CS . In this case, the existing ZC sequence used for generating the RACH preamble sequence may be applied as it is. In addition, the cyclic shift offsets N off and g between sequence groups may be set. g is a group index and g = 1,2,3, ..., N G and N G is the total number of sequence groups.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 QoS 시퀀스의 특성을 이용한 RACH 프리앰블 시퀀스의 일 예를 나타낸다. 도 19에서 시퀀스의 길이 NZC=20이고, 시퀀스 그룹의 개수가 3개인 것으로 가정한다. 먼저, 시퀀스 간의 순환 쉬프트가 NCS가 되도록 제1 시퀀스 그룹이 생성될 수 있다. 이때 기존의 RACH 프리앰블 시퀀스와 동일한 특성을 가지도록 생성될 수 있다. 도 18에서 NCS=5인 것으로 가정한다. 그리고, 제2 시퀀스 그룹은 그룹 내에서 시퀀스 간의 순환 쉬프트는 NCS=5로 제1 시퀀스 그룹과 동일하나, 시퀀스가 전체적으로 추가로 순환 쉬프트 되도록 순환 쉬프트 오프셋 Noff,2가 설정될 수 있다. 도 18에서 Noff,2=2인 것으로 가정한다. 마찬가지로, 제3 시퀀스 그룹은 그룹 내에서 시퀀스 간의 순환 쉬프트는 NCS=5로 제1 시퀀스 그룹과 동일하나, 시퀀스가 전체적으로 추가로 순환 쉬프트 되도록 순환 쉬프트 오프셋 Noff,3가 설정될 수 있다. 도 18에서 Noff,3=3인 것으로 가정한다. 19 illustrates an example of a RACH preamble sequence using characteristics of a multi-QoS sequence according to an embodiment of the present invention. In FIG. 19, it is assumed that a sequence length N ZC = 20 and the number of sequence groups are three. First, a first sequence group may be generated such that a cyclic shift between sequences becomes N CS . At this time, it may be generated to have the same characteristics as the existing RACH preamble sequence. In FIG. 18, it is assumed that N CS = 5. In the second sequence group, the cyclic shift between sequences in the group is equal to the first sequence group with N CS = 5, but the cyclic shift offset N off, 2 may be set such that the sequence is further cyclically shifted. In FIG. 18, it is assumed that N off, 2 = 2. Similarly, in the third sequence group, the cyclic shift between sequences in the group is equal to the first sequence group with N CS = 5, but the cyclic shift offset N off, 3 may be set such that the sequence is further cyclically shifted as a whole. In FIG. 18, it is assumed that N off, 3 = 3.
시퀀스 그룹 간의 순환 쉬프트 오프셋 Noff,g은 시스템에 따라 적응적으로 설정되거나 변경될 수 있다. 또한, 기본적으로 제1 시퀀스 그룹의 순환 쉬프트 오프셋 Noff,1=0으로 가정할 수 있다. 한편, 영상관 영역은 UE가 전송한 RACH 프리앰블의 채널 지연을 고려하여 수신기 출력이 관찰되는 영역을 의미한다. 따라서 시퀀스 그룹 간의 순환 쉬프트 오프셋과 채널 지연 윈도우 WD 사이에는 max(Noff,g) + WD < NCS의 관계가 있어야 시퀀스 검출의 모호성을 예방할 수 있다. 이때 왕복 지연은 없다고 가정한다.The cyclic shift offset N off, g between sequence groups may be adaptively set or changed depending on the system. Also, it may be assumed that the cyclic shift offset N off, 1 = 0 of the first sequence group basically. Meanwhile, the video tube region refers to a region where the receiver output is observed in consideration of the channel delay of the RACH preamble transmitted by the UE. Therefore , the relationship between max (N off, g ) + W D <N CS is required between the cyclic shift offset between the sequence groups and the channel delay window W D to prevent ambiguity of sequence detection. It is assumed that there is no round trip delay.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 QoS 시퀀스의 특성을 이용한 RACH 프리앰블 시퀀스의 검출을 나타낸다. 만약 UE가 도 19에서 설명된 시퀀스 그룹 1, 2, 3의 시퀀스를 모두 전송하였고, 채널 지연이 없는 이상적인 통신 환경을 가정하면, eNB는 도 20과 같은 상관 기반의 피크 전력을 얻을 수 있다.20 illustrates detection of a RACH preamble sequence using characteristics of a multi-QoS sequence according to an embodiment of the present invention. If the UE has transmitted all the sequences of the sequence groups 1, 2, and 3 described in FIG. 19, and assumes an ideal communication environment without channel delay, the eNB may obtain correlation based peak power as shown in FIG. 20.
상술한 멀티 QoS 시퀀스의 특성을 3GPP LTE/LTE-A의 RACH 프리앰블 시퀀스에 적용하면 다음과 같다. 기존의 LTE/LTE-A에서 루트 인덱스 u의 ZC 시퀀스는 수학식 1로 정의될 수 있다.The characteristics of the above-described multi-QoS sequences are applied to the RACH preamble sequence of 3GPP LTE / LTE-A as follows. In the existing LTE / LTE-A, the ZC sequence of the root index u may be defined by Equation 1.
<수학식 1><Equation 1>
Figure PCTKR2015014343-appb-I000001
Figure PCTKR2015014343-appb-I000001
수학식 1에서 NZC는 ZC 시퀀스의 길이이다. 이때 영상관 영역 NCS를 가지는 RACH 프리앰블 시퀀스는 수학식 2로 표현될 수 있다.In Equation 1, N ZC is the length of the ZC sequence. In this case, the RACH preamble sequence having the image tube region N CS may be represented by Equation 2.
<수학식 2><Equation 2>
Figure PCTKR2015014343-appb-I000002
Figure PCTKR2015014343-appb-I000002
수학식 2에서, 순환 쉬프트 Cv는 수학식 3으로 주어질 수 있다.In equation (2), the cyclic shift C v can be given by equation (3).
<수학식 3><Equation 3>
Figure PCTKR2015014343-appb-I000003
Figure PCTKR2015014343-appb-I000003
수학식 3의 RACH 프리앰블 시퀀스의 순환 쉬프트 Cv에 본 발명의 일 실시예에 따라 멀티 QoS 시퀀스의 특성을 적용하면 다음과 같다. 수학식 3에서 제한되지 않은 집합(unrestricted sets)을 예시로 들어 설명하면, 제1 시퀀스 그룹의 순환 쉬프트는 수학식 3과 같이 vNCS로 동일하나, 제2 시퀀스 그룹의 순환 쉬프트는 수학식 4로, 제3 시퀀스 그룹의 순환 쉬프트는 수학식 5로 정의될 수 있다.When the characteristics of the multi-QoS sequences are applied to the cyclic shift C v of the RACH preamble sequence of Equation 3 according to an embodiment of the present invention, they are as follows. As an example, the unrestricted sets in Equation 3 will be described. The cyclic shift of the first sequence group is equal to vN CS as in Equation 3, but the cyclic shift of the second sequence group is represented by Equation 4. The cyclic shift of the third sequence group may be defined by Equation 5.
<수학식 4><Equation 4>
Figure PCTKR2015014343-appb-I000004
Figure PCTKR2015014343-appb-I000004
<수학식 5><Equation 5>
Figure PCTKR2015014343-appb-I000005
Figure PCTKR2015014343-appb-I000005
수학식 4를 참조하면, 제2 시퀀스 그룹의 순환 쉬프트에 제2 시퀀스 그룹의 순환 쉬프트 오프셋인 Noff,2가 더해짐을 알 수 있다. 또한, 수학식 5를 참조하면, 제3 시퀀스 그룹의 순환 쉬프트에 제3 시퀀스 그룹의 순환 쉬프트 오프셋인 Noff,3가 더해짐을 알 수 있다.Referring to Equation 4, it can be seen that N off, 2, which is a cyclic shift offset of the second sequence group , is added to the cyclic shift of the second sequence group. In addition, referring to Equation 5, it can be seen that N off, 3, which is a cyclic shift offset of the third sequence group , is added to the cyclic shift of the third sequence group.
본 발명의 일 실시예에 따라 멀티 QoS 시퀀스를 기반으로 생성된 RACH 프리앰블을 전송하는 방법을 설명한다. UL 동기 획득이 우선적으로 요구되는 UE는 RACH 프리앰블을 전송할 때 서로 다른 시퀀스 그룹에 속한 시퀀스들의 특정 조합으로 구성된 시퀀스를 단독으로 또는 기존의 RACH 프리앰블 시퀀스에 더하여 전송할 수 있다. 서로 다른 시퀀스 그룹에 속한 시퀀스들의 특정 조합으로 구성된 시퀀스는 상술한 멀티 QoS 시퀀스를 말하며, 이하에서 조합 시퀀스로 불릴 수 있다. 시퀀스의 조합 규칙은 eNB와 UE 간에 미리 정의될 수 있으며, UL 동기 획득의 우선권이 3개 이상 설정되는 경우, 우선권에 따라 서로 다른 조합 규칙이 정의될 수 있다. 또한, UE는 특정 패턴에 따라 최종 RACH 프리앰블 시퀀스 생성에 사용되는 시퀀스 그룹의 개수를 선택할 수 있다. 또한, UE는 목적에 따라 각 시퀀스 그룹의 전력 제어를 수행할 수 있다.A method of transmitting a RACH preamble generated based on a multi-QoS sequence according to an embodiment of the present invention will be described. When a UL synchronization acquisition is required first, a UE, when transmitting the RACH preamble, may transmit a sequence composed of a specific combination of sequences belonging to different sequence groups, alone or in addition to an existing RACH preamble sequence. A sequence composed of a specific combination of sequences belonging to different sequence groups refers to the above-described multi QoS sequence, and may be referred to as a combination sequence hereinafter. The combination rule of the sequence may be predefined between the eNB and the UE. When three or more priorities of UL synchronization acquisition are set, different combination rules may be defined according to the priority. In addition, the UE may select the number of sequence groups used for generating the final RACH preamble sequence according to a specific pattern. In addition, the UE may perform power control of each sequence group according to the purpose.
멀티 QoS 시퀀스 또는 조합 시퀀스를 기반으로 생성된 RACH 프리앰블을 전송하는 방법을 구체적으로 설명한다. 먼저, 각 시퀀스 그룹의 시퀀스는 수학식 6과 같이 표현될 수 있다. 수학식 1에서 si(j)는 j번째 그룹(j=1,2,3,...)의 i번째 시퀀스(i=0,1,2,...)를 나타낸다.A method of transmitting a RACH preamble generated based on a multi QoS sequence or a combination sequence will be described in detail. First, the sequence of each sequence group may be expressed as in Equation 6. In Equation 1 s i (j) represents the i-th sequence (i = 0, 1, 2, ...) of the j-th group (j = 1, 2, 3, ...).
<수학식 6><Equation 6>
Figure PCTKR2015014343-appb-I000006
Figure PCTKR2015014343-appb-I000006
수학식 6에서 표현된 각 시퀀스 그룹의 시퀀스를 기반으로, 멀티 QoS 시퀀스는 수학식 7에 의해 생성될 수 있다.Based on the sequence of each sequence group represented by Equation 6, a multi-QoS sequence may be generated by Equation 7.
<수학식 7><Equation 7>
Figure PCTKR2015014343-appb-I000007
Figure PCTKR2015014343-appb-I000007
수학식 7을 참조하면, 멀티 QoS 시퀀스는 각 시퀀스 그룹의 동일한 i번째 시퀀스에 가중치 αj를 부여하여 합산한 것으로 계산된다. 예를 들어, 제1 그룹의 첫 번째 시퀀스가 s0 (1)=[s0,s1,s2,s3,...,s19]T이고 제2 시퀀스 그룹의 첫 번째 시퀀스가 s0 (2)=[s18,s19,s0,s1,...,s17]T이며, 각 시퀀스의 가중치 α12=1로 가정하면, UE가 최종적으로 전송하는 멀티 QoS 시퀀스 s는 수학식 8과 같이 생성될 수 있다.Referring to Equation 7, multi-QoS sequences are calculated by adding the weight i j to the same i th sequence of each sequence group. For example, the first sequence of the first group is s 0 (1) = [s 0 , s 1 , s 2 , s 3 , ..., s 19 ] T and the first sequence of the second sequence group is s 0 (2) = [s 18 , s 19 , s 0 , s 1 , ..., s 17 ] T , and assuming that the weight of each sequence α 1 = α 2 = 1, the UE finally transmits the multi The QoS sequence s may be generated as shown in Equation 8.
<수학식 8><Equation 8>
Figure PCTKR2015014343-appb-I000008
Figure PCTKR2015014343-appb-I000008
이하 절차는 기존의 RACH 프리앰블 전송 절차를 그대로 따를 수 있다.The following procedure may follow the existing RACH preamble transmission procedure as it is.
본 발명의 일 실시예에 따라, 멀티 QoS 시퀀스 또한 조합 시퀀스를 기반으로 생성된 RACH 프리앰블을 이용하여, 랜덤 액세스 절차의 충돌을 저하하는 방법을 설명한다. 구체적으로, 멀티 QoS 시퀀스 또는 조합 시퀀스를 기반으로 생성된 RACH 프리앰블은 UL 동기를 우선적으로 획득하려는 UE가 전송할 수 있다. 즉, 멀티 QoS 시퀀스 또는 조합 시퀀스 자체가 해당 UE의 랜덤 액세스 응답의 우선 순위 정보의 용도로 활용될 수 있다. 멀티 QoS 시퀀스 또는 조합 시퀀스를 기반으로 생성된 RACH 프리앰블은 상술한 바와 같이 시퀀스 그룹 간의 순환 쉬프트 오프셋 Noff,g≠0인 시퀀스의 조합을 나타낼 수 있다. 또한, 멀티 QoS 시퀀스 또는 조합 시퀀스를 기반으로 생성되지 않은, 즉, 기존의 RACH 프리앰블은 일반적인 UE가 전송할 수 있다. 즉, 멀티 QoS 시퀀스 또는 조합 시퀀스 자체가 해당 UE의 랜덤 액세스 응답의 우선 순위 정보의 용도로 활용될 수 있다. 멀티 QoS 시퀀스 또는 조합 시퀀스를 기반으로 생성되지 않은 RACH 프리앰블은 같이 시퀀스 그룹 간의 순환 쉬프트 오프셋 Noff,g=0인 시퀀스의 조합을 나타낼 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a method of reducing collisions in a random access procedure by using a RACH preamble generated based on a multi-QoS sequence also a combination sequence will be described. In detail, the RACH preamble generated based on the multi-QoS sequences or combination sequences may be transmitted by a UE that preferentially acquires UL synchronization. That is, the multi-QoS sequence or the combination sequence itself may be used for the purpose of priority information of the random access response of the UE. The RACH preamble generated based on the multi-QoS sequences or combination sequences may indicate a combination of sequences having a cyclic shift offset N off, g ≠ 0 between sequence groups as described above. In addition, a conventional RACH preamble that is not generated based on a multi-QoS sequence or a combination sequence may be transmitted by a general UE. That is, the multi-QoS sequence or the combination sequence itself may be used for the purpose of priority information of the random access response of the UE. The RACH preamble not generated based on the multi-QoS sequences or combination sequences may represent a combination of sequences having a cyclic shift offset N off, g = 0 between the sequence groups.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 조합 시퀀스를 기반으로 생성된 RACH 프리앰블을 이용한 랜덤 액세스 절차의 일 예를 나타낸다. 단계 S100에서, 제1 UE는 조합 시퀀스 또는 멀티 QoS 시퀀스를 포함하는 RACH 프리앰블을 eNB로 전송한다. 제1 UE가 조합 시퀀스 또는 멀티 QoS 시퀀스를 포함하는 RACH 프리앰블을 전송하는 것은 이전에 랜덤 액세스 절차의 충돌이 발생하여 재전송 절차를 수행 중인 것을 암묵적으로 의미하는 정보일 수 있다. 단계 S101에서, 제2 UE는 조합 시퀀스 또는 멀티 QoS 시퀀스를 포함하지 않는 RACH 프리앰블을 eNB로 전송한다. 제1 UE가 전송하는 RACH 프리앰블과 제2 UE가 전송하는 RACH 프리앰블은 동일하지 않다. 단계 S110에서, eNB는 조합 시퀀스를 포함하는 RACH 프리앰블을 전송한 제1 UE를 선택한다. 단계 S120에서, eNB는 선택된 제1 UE로만 랜덤 액세스 응답을 전송하고, 제1 UE는 이후의 랜덤 액세스 절차를 수행할 수 있다. 이를 통해, RACH 프리앰블을 재전송하는 제1 UE에게 랜덤 액세스 응답을 우선적으로 제공하여 RACH를 통한 UL 동기 획득 지연을 감소시킬 수 있다. 표 1은 UE가 RACH 프리앰블을 전송함에 있어, 목적에 따라 조합 시퀀스 또는 멀티 QoS 시퀀스를 사용하는 예를 나타낸다.21 shows an example of a random access procedure using a RACH preamble generated based on a combination sequence according to an embodiment of the present invention. In step S100, the first UE transmits a RACH preamble including the combined sequence or the multi QoS sequence to the eNB. The transmission of the RACH preamble including the combined sequence or the multi-QOS sequence by the first UE may be information implicitly indicating that the collision of the random access procedure has occurred and the retransmission procedure is being performed. In step S101, the second UE transmits a RACH preamble not including the combined sequence or the multi QoS sequence to the eNB. The RACH preamble transmitted by the first UE and the RACH preamble transmitted by the second UE are not the same. In step S110, the eNB selects the first UE that transmitted the RACH preamble including the combination sequence. In step S120, the eNB may transmit a random access response only to the selected first UE, and the first UE may perform a subsequent random access procedure. Through this, the random access response may be preferentially provided to the first UE retransmitting the RACH preamble, thereby reducing the UL synchronization acquisition delay through the RACH. Table 1 shows an example in which a UE uses a combination sequence or a multi-QOS sequence in transmitting a RACH preamble according to the purpose.
제1 시퀀스 그룹의시퀀스 Sequence of first sequence group 조합 시퀀스 또는멀티 QoS 시퀀스Combination Sequence or Multi QoS Sequence 목적purpose
전송send XX - 일반 상향 동기 획득-General Upward Acquisition
전송send 전송send - RACH 프리앰블 재전송에 따른 빠른 UL 동기 획득- 저지연 요구 또는 긴급 서비스 요구에 따른 빠른 UL 동기 획득Fast UL Sync Acquisition with RACH Preamble Retransmission Fast UL Sync Acquisition with Low Delay Request or Emergency Service Request
본 발명의 일 실시예에 따라, UE가 멀티 QoS 시퀀스 또는 조합 시퀀스를 기반으로 생성된 RACH 프리앰블을 전송하는 경우, eNB가 이를 검출하는 방법을 설명한다. eNB는 수학식 9에 따라 최종 수신 출력을 검출할 수 있다. 수학식 4에서, NZC는 신호 또는 시퀀스의 길이, r은 시간 축에서의 수신 벡터, s(i)는 i번째 순환 쉬프트 된 시퀀스 벡터, yi는 최종 수신 출력이다.According to an embodiment of the present invention, when the UE transmits the RACH preamble generated based on the multi-QoS sequences or combination sequences, the eNB detects this. The eNB may detect the final received output according to equation (9). In Equation 4, N ZC is a length of a signal or sequence, r is a reception vector on a time axis, s (i) is an i-th cyclically shifted sequence vector, and y i is a final reception output.
<수학식 9><Equation 9>
Figure PCTKR2015014343-appb-I000009
Figure PCTKR2015014343-appb-I000009
기존의 RACH 프리앰블과는 달리, 멀티 QoS 시퀀스를 기반으로 하는 RACH 프리앰블은 채널 지연이 발생하지 않을 경우 여러 개의 피크가 쌍으로(pair-wise) 검출된다. 예를 들어 시퀀스 길이 NZC=839, 순환 쉬프트 NCS=119, Noff,2=20, Noff,3=30이라 가정하고, 또한, UE는 제 1,2,3 시퀀스 그룹의 4번째 시퀀스를 합산하여 최종 RACH 프리앰블을 생성한다고 가정한다. UE가 전송하는 최종 RACH 프리앰블은 수학식 10에 의해 표현될 수 있다.Unlike conventional RACH preambles, RACH preambles based on multi-QoS sequences have multiple peaks detected pair-wise when no channel delay occurs. For example, suppose that the sequence length N ZC = 839, the cyclic shift N CS = 119, N off, 2 = 20, N off, 3 = 30, and the UE is the fourth sequence of the first 1,2,3 sequence groups Suppose we sum to produce the final RACH preamble. The final RACH preamble transmitted by the UE may be represented by Equation 10.
<수학식 10><Equation 10>
Figure PCTKR2015014343-appb-I000010
Figure PCTKR2015014343-appb-I000010
이때 각 시퀀스의 송신 전력의 비율이 3:1:2로 설정된다고 가정한다. 따라서 전체 송신 전력을 P라고 할 때 각 시퀀스에 대한 가중치 α1, α2 및 α3는 수학식 11과 같이 설정될 수 있다.In this case, it is assumed that the ratio of transmit power of each sequence is set to 3: 1: 2. Therefore, when the total transmission power is P, the weights α1, α2, and α3 for each sequence may be set as in Equation (11).
<수학식 11><Equation 11>
Figure PCTKR2015014343-appb-I000011
Figure PCTKR2015014343-appb-I000011
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 RACH 프리앰블의 검출의 일 예를 나타낸다. 도 22는 상술한 멀티 QoS를 기반으로 하는 RACH 프리앰블의 검출을 나타낸다. 도 22를 참조하면, UE가 전송한 제1,2,3 시퀀스 그룹의 4번째 시퀀스는 4번째 영상관 영역의 크기 NCS=119 안에서 3개 프리앰블이 동시에 검출된다. 이와 같이 멀티 QoS 시퀀스를 기반으로 하는 RACH 프리앰블은 기존의 RACH 프리앰블과 구분되며, 따라서 eNB는 멀티 QoS 시퀀스를 기반으로 하는 RACH 프리앰블을 전송한 UE에게 랜덤 액세스 응답을 우선적으로 전송할 수 있다. 만약 시퀀스 그룹 간의 순환 쉬프트 오프셋 Noff,g가 채널 지연에 의해 구분이 불가능할 경우에는 상관 피크의 구분이 불가능하므로, 하나의 상관 피크로 가정하고 기존의 랜덤 액세스 절차와 동일한 절차를 따를 수 있다.22 shows an example of detection of a RACH preamble according to an embodiment of the present invention. 22 illustrates detection of a RACH preamble based on the above-described multi QoS. Referring to FIG. 22, three preambles are simultaneously detected in a size N CS = 119 of a fourth picture tube region of a fourth sequence of a first, second, and third sequence group transmitted by a UE. As such, the RACH preamble based on the multi-QoS sequence is distinguished from the existing RACH preamble. Therefore, the eNB may preferentially transmit a random access response to a UE that transmits the RACH preamble based on the multi-QoS sequence. If the cyclic shift offsets N off, g between the sequence groups cannot be distinguished due to channel delay, correlation peaks cannot be distinguished. Therefore, one correlation peak may be assumed and the same procedure as in the conventional random access procedure may be followed.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 eNB에 의한 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법을 나타낸다. 23 illustrates a method of performing a random access procedure by an eNB according to an embodiment of the present invention.
단계 S200에서, eNB는 복수의 시퀀스의 조합을 이용하여 생성된 제1 RACH 프리앰블을 제1 UE로부터 수신한다. 단계 S210에서, eNB는 제2 RACH 프리앰블을 제2 UE로부터 수신한다. 상기 복수의 시퀀스의 조합은 상술한 멀티 QoS 시퀀스 또는 조합 시퀀스일 수 있다. 즉, 상기 복수의 시퀀스 각각은 서로 다른 시퀀스 그룹에 속할 수 있다. 상기 서로 다른 시퀀스 그룹은 각각 서로 다른 순환 쉬프트 오프셋을 가질 수 있다. 상기 복수의 시퀀스의 조합은 상기 복수의 시퀀스의 합에 대응할 수 있다. 또는, 상기 복수의 시퀀스의 조합은 상기 복수의 시퀀스 각각에 대한 가중치를 고려한 상기 복수의 시퀀스의 합에 대응할 수 있다. 상기 제1 RACH 프리앰블은 재전송되는 RACH 프리앰블이거나, 또는 저지연 요구 또는 긴급 서비스 접속을 위한 RACH 프리앰블일 수 있다. 단계 S220에서, eNB는 상기 제1 UE로만 랜덤 액세스 응답을 전송한다. eNB는 상기 제1 UE로부터 RRC 연결 요청 메시지를 수신할 수 있다. In step S200, the eNB receives from the first UE a first RACH preamble generated using a combination of a plurality of sequences. In step S210, the eNB receives a second RACH preamble from the second UE. The combination of the plurality of sequences may be the above-described multi QoS sequence or combination sequence. That is, each of the plurality of sequences may belong to a different sequence group. The different sequence groups may have different cyclic shift offsets. The combination of the plurality of sequences may correspond to the sum of the plurality of sequences. Alternatively, the combination of the plurality of sequences may correspond to the sum of the plurality of sequences in consideration of weights for each of the plurality of sequences. The first RACH preamble may be a retransmitted RACH preamble or a RACH preamble for low latency request or emergency service connection. In step S220, the eNB transmits a random access response only to the first UE. The eNB may receive an RRC connection request message from the first UE.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 UE에 의한 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법을 나타낸다. 24 illustrates a method of performing a random access procedure by a UE according to an embodiment of the present invention.
단계 S300에서, UE는 복수의 시퀀스의 조합을 이용하여 생성된 RACH 프리앰블을 eNB로 전송한다. 단계 S310에서, UE는 상기 eNB로부터 랜덤 액세스 응답을 수신한다. 상기 복수의 시퀀스의 조합은 상술한 멀티 QoS 시퀀스 또는 조합 시퀀스일 수 있다. 즉, 상기 복수의 시퀀스 각각은 서로 다른 시퀀스 그룹에 속할 수 있다. 상기 서로 다른 시퀀스 그룹은 각각 서로 다른 순환 쉬프트 오프셋을 가질 수 있다. 상기 복수의 시퀀스의 조합은 상기 복수의 시퀀스의 합에 대응할 수 있다. 또는, 상기 복수의 시퀀스의 조합은 상기 복수의 시퀀스 각각에 대한 가중치를 고려한 상기 복수의 시퀀스의 합에 대응할 수 있다. 상기 제1 RACH 프리앰블은 재전송되는 RACH 프리앰블이거나, 또는 저지연 요구 또는 긴급 서비스 접속을 위한 RACH 프리앰블일 수 있다.In step S300, the UE transmits the generated RACH preamble to the eNB using a combination of a plurality of sequences. In step S310, the UE receives a random access response from the eNB. The combination of the plurality of sequences may be the above-described multi QoS sequence or combination sequence. That is, each of the plurality of sequences may belong to a different sequence group. The different sequence groups may have different cyclic shift offsets. The combination of the plurality of sequences may correspond to the sum of the plurality of sequences. Alternatively, the combination of the plurality of sequences may correspond to the sum of the plurality of sequences in consideration of weights for each of the plurality of sequences. The first RACH preamble may be a retransmitted RACH preamble or a RACH preamble for low latency request or emergency service connection.
도 25는 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다. 25 is a block diagram of a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
eNB(800)는 프로세서(processor; 810), 메모리(memory; 820) 및 송수신부(transceiver; 830)를 포함할 수 있다. 프로세서(810)는 본 명세서에서 설명된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현하도록 구성될 수 있다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(810)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(820)는 프로세서(810)와 연결되어, 프로세서(810)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신부(830)는 프로세서(810)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.The eNB 800 may include a processor 810, a memory 820, and a transceiver 830. Processor 810 may be configured to implement the functions, processes, and / or methods described herein. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 810. The memory 820 is connected to the processor 810 and stores various information for driving the processor 810. The transceiver 830 is connected to the processor 810 to transmit and / or receive a radio signal.
UE(900)는 프로세서(910), 메모리(920) 및 송수신부(930)를 포함할 수 있다. 프로세서(910)는 본 명세서에서 설명된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현하도록 구성될 수 있다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(910)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(920)는 프로세서(910)와 연결되어, 프로세서(910)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신부(930)는 프로세서(910)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.The UE 900 may include a processor 910, a memory 920, and a transceiver 930. Processor 910 may be configured to implement the functions, processes, and / or methods described herein. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 910. The memory 920 is connected to the processor 910 and stores various information for driving the processor 910. The transceiver 930 is connected to the processor 910 to transmit and / or receive a radio signal.
프로세서(810, 910)은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(820, 920)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 송수신부(830, 930)는 무선 주파수 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 메모리(820, 920)에 저장되고, 프로세서(810, 910)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(820, 920)는 프로세서(810, 910) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(810, 910)와 연결될 수 있다. Processors 810 and 910 may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices. The memory 820, 920 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium, and / or other storage device. The transceivers 830 and 930 may include a baseband circuit for processing radio frequency signals. When the embodiment is implemented in software, 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 the memory 820, 920 and executed by the processor 810, 910. The memories 820 and 920 may be inside or outside the processors 810 and 910, and may be connected to the processors 810 and 910 by various well-known means.
상술한 예시적인 시스템에서, 상술된 본 발명의 특징에 따라 구현될 수 있는 방법들은 순서도를 기초로 설명되었다. 편의상 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로 설명되었으나, 청구된 본 발명의 특징은 단계들 또는 블록들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 다른 단계와 상술한 바와 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. In the exemplary system described above, methods that may be implemented in accordance with the above-described features of the present invention have been described based on a flowchart. For convenience, the methods have been described as a series of steps or blocks, but the claimed features of the present invention are not limited to the order of steps or blocks, and certain steps may occur in the same order as other steps and in a different order than described above. In addition, those skilled in the art will appreciate that the steps shown in the flowcharts are not exclusive and that other steps may be included or one or more steps in the flowcharts may be deleted without affecting the scope of the present invention.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 eNB(evolved NodeB)에 의한 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법에 있어서,In the method for performing a random access procedure by an evolved NodeB (eNB) in a wireless communication system,
    복수의 시퀀스의 조합을 이용하여 생성된 제1 RACH(random access channel) 프리앰블을 제1 UE(user equipment)로부터 수신하고;Receive, from a first user equipment (UE), a first random access channel (RACH) preamble generated using a combination of a plurality of sequences;
    제2 RACH 프리앰블을 제2 UE로부터 수신하고; 및Receive a second RACH preamble from a second UE; And
    상기 제1 UE로만 랜덤 액세스 응답을 전송하는 것을 포함하는 방법.Transmitting a random access response only to the first UE.
  2. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 복수의 시퀀스 각각은 서로 다른 시퀀스 그룹에 속하는 것을 특징으로 하는 방법.Wherein each of the plurality of sequences belongs to a different sequence group.
  3. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 서로 다른 시퀀스 그룹은 각각 서로 다른 순환 쉬프트 오프셋을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.Wherein the different sequence groups each have a different cyclic shift offset.
  4. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 복수의 시퀀스의 조합은 상기 복수의 시퀀스의 합에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.The combination of the plurality of sequences corresponds to the sum of the plurality of sequences.
  5. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 복수의 시퀀스의 조합은 상기 복수의 시퀀스 각각에 대한 가중치를 고려한 상기 복수의 시퀀스의 합에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.And the combination of the plurality of sequences corresponds to the sum of the plurality of sequences taking into account weights for each of the plurality of sequences.
  6. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제1 RACH 프리앰블은 재전송되는 RACH 프리앰블인 것을 특징으로 하는 방법.Wherein the first RACH preamble is a RACH preamble retransmitted.
  7. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제1 RACH 프리앰블은 저지연 요구 또는 긴급 서비스 접속을 위한 RACH 프리앰블인 것을 특징으로 하는 방법.Wherein the first RACH preamble is a RACH preamble for low latency request or emergency service connection.
  8. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제1 UE로부터 RRC(radio resource control) 연결 요청 메시지를 수신하는 것을 더 포함하는 방법.And receiving a radio resource control (RRC) connection request message from the first UE.
  9. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 복수의 시퀀스의 조합을 생성하는 것을 더 포함하는 방법.Generating a combination of the plurality of sequences.
  10. 무선 통신 시스템에서 UE(user equipment)에 의한 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법에 있어서,A method of performing a random access procedure by a user equipment (UE) in a wireless communication system,
    복수의 시퀀스의 조합을 이용하여 생성된 RACH(random access channel) 프리앰블을 eNB로 전송하고; 및Transmit a random access channel (RACH) preamble generated using the combination of the plurality of sequences to the eNB; And
    상기 eNB로부터 랜덤 액세스 응답을 수신하는 것을 포함하는 방법. Receiving a random access response from the eNB.
  11. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 복수의 시퀀스 각각은 서로 다른 시퀀스 그룹에 속하는 것을 특징으로 하는 방법.Wherein each of the plurality of sequences belongs to a different sequence group.
  12. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 서로 다른 시퀀스 그룹은 각각 서로 다른 순환 쉬프트 오프셋을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.Wherein the different sequence groups each have a different cyclic shift offset.
  13. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 복수의 시퀀스의 조합은 상기 복수의 시퀀스의 합에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.The combination of the plurality of sequences corresponds to the sum of the plurality of sequences.
  14. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 복수의 시퀀스의 조합은 상기 복수의 시퀀스 각각에 대한 가중치를 고려한 상기 복수의 시퀀스의 합에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.And the combination of the plurality of sequences corresponds to the sum of the plurality of sequences taking into account weights for each of the plurality of sequences.
  15. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 RACH 프리앰블은 재전송되는 RACH 프리앰블이거나, 또는 저지연 요구 또는 긴급 서비스 접속을 위한 RACH 프리앰블인 것을 특징으로 하는 방법.Wherein the RACH preamble is a retransmitted RACH preamble or a RACH preamble for low latency request or emergency service connection.
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