WO2017213375A1 - 무선 통신 시스템에서 하향링크 동기를 측정하는 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 하향링크 동기를 측정하는 방법 및 장치 Download PDF

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WO2017213375A1
WO2017213375A1 PCT/KR2017/005657 KR2017005657W WO2017213375A1 WO 2017213375 A1 WO2017213375 A1 WO 2017213375A1 KR 2017005657 W KR2017005657 W KR 2017005657W WO 2017213375 A1 WO2017213375 A1 WO 2017213375A1
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terminal
base station
preamble
synchronization signal
signal transmission
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PCT/KR2017/005657
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변일무
강지원
조희정
한진백
김희진
심현진
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엘지전자 주식회사
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    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H04W76/11—Allocation or use of connection identifiers

Definitions

  • the present disclosure relates to wireless communication, and more particularly, to a method for measuring downlink synchronization in a wireless communication system and a device using the same.
  • Wireless communication systems are widely deployed to provide various kinds of communication services such as voice and data.
  • the purpose of a wireless communication system is to allow a large number of terminals to perform reliable communication regardless of location and mobility.
  • a wireless communication system is a multiple access system capable of supporting communication with a plurality of terminals by sharing available radio resources.
  • radio resources include time, frequency, code, transmit power, and the like.
  • multiple access systems include time division multiple access (TDMA) systems, code division multiple access (CDMA) systems, frequency division multiple access (FDMA) systems, orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) systems, and single carrier frequency (SC-FDMA). division multiple access) system.
  • TDMA time division multiple access
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • the base station appropriately allocates radio resources to terminals in the cell through scheduling.
  • the terminal may transmit control information or user data to the base station by using the allocated radio resource.
  • the control information transmission method and the user data transmission method may be different.
  • a radio resource allocation scheme for control information and a radio resource allocation scheme for user data may also be different. Therefore, the radio resource for the control information and the radio resource for the user data may be different.
  • the base station may manage a radio resource reserved for control information and a radio resource reserved for user data.
  • the terminal in the idle state must precede the RRC connection configuration and data connection configuration before performing data transmission.
  • RRC connection logical connection between the base station and the terminal
  • MME mobility management entity
  • S1 connection / interface EPS connection
  • the present disclosure provides a method and apparatus for measuring downlink synchronization in a wireless communication system.
  • the present specification proposes a method and apparatus for measuring downlink synchronization based on a connectionless transmission procedure in a wireless communication system.
  • the apparatus includes a radio frequency (RF) unit for transmitting and receiving radio signals and a processor coupled to the RF unit.
  • RF radio frequency
  • connectionless transmission procedure may correspond to a procedure for transmitting data to the base station in a state in which the terminal is not connected to the base station.
  • the state in which connection with the base station is not established may correspond to an RRC unconnected state, an idle state, or an inactive state.
  • the connection transmission procedure may correspond to a procedure in which the terminal transmits data to the base station after the RRC connection and data connection with the base station is established.
  • numerology may be a length of a subframe (TTI length), a subcarrier spacing, a number of symbols of a subframe, and / or a CP length.
  • the terminal transmits a preamble for requesting synchronization signal transmission resources to the base station.
  • the terminal is not connected to the base station (not connected state), the base station and the downlink synchronization is in a state of matching.
  • the terminal receives a response signal for the preamble from the base station.
  • the response signal includes location information of a synchronization signal transmission resource of a neighbor base station. That is, even when the terminal is in the unconnected state, by receiving the location information of the synchronization signal transmission resources of the neighboring base station from the base station which is currently downlink synchronization, it is possible to efficiently match the downlink synchronization even if the terminal moves to another cell.
  • the terminal may receive the identifier of the neighboring base station from the neighboring base station.
  • the terminal may transmit a preamble requesting an update of the location information of the synchronization signal transmission resource to the neighboring base station. That is, when the terminal determines that the neighbor base station is a base station that needs to update the location information of the synchronization signal transmission resource through the identifier of the neighbor base station, the terminal may transmit a preamble (message 1) requesting the update.
  • the terminal may transmit a preamble requesting an update of the location information of the synchronization signal transmission resource to the base station out of coverage of the neighboring base station.
  • the response signal may further include transmission period information of the synchronization signal.
  • the terminal may detect the synchronization signal for a time indicated by the transmission period information of the synchronization signal.
  • the preamble may be selected according to the moving speed of the terminal.
  • the synchronization signal transmission resource may be configured in consideration of wider coverage.
  • the synchronization signal transmission resource may be configured in consideration of narrower coverage.
  • Location information of the synchronization signal transmission resource may be determined according to the preamble. That is, the base station may inform the terminal of different synchronization signal transmission resource lists for each type of preamble.
  • the downlink control information of the response signal may be masked and transmitted with a temporary identifier.
  • the temporary identifier may change according to an identifier of the base station or the preamble.
  • the terminal may receive preamble information to be used in the second tracking area through a paging signal.
  • the preamble may be determined based on the preamble information. That is, the terminal may manage the preamble on a tracking area basis.
  • the preamble may be transmitted during the time interval for receiving the paging signal.
  • the base station may set a period for transmitting the preamble and a period for transmitting the paging signal.
  • the UE may jointly process an operation of transmitting a preamble and receiving a paging signal every specific period. This is efficient in terms of power consumption reduction of the terminal.
  • the overhead of the non-connected UE can detect the synchronization signal, and the detection speed of the synchronization signal can be increased.
  • FIG. 1 illustrates a wireless communication system to which the present specification is applied.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a radio protocol structure for a user plane.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a radio protocol architecture for a control plane.
  • FIG. 4 illustrates an operation performed between a terminal and a base station in a contention-based random access procedure.
  • 5 shows a procedure and time required for establishing a connection in 3GPP LTE.
  • FIG. 6 shows the time required for an uplink resource allocation scheme through a scheduling request in 3GPP LTE.
  • FIG. 7 illustrates a time required for an uplink resource allocation scheme through scheduling request and buffer status report in 3GPP LTE.
  • FIG. 8 shows a network environment showing a tracking area.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a tracking area update procedure.
  • FIG 10 shows an example of a tier 1 TRP and a tier 2 TRP according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 illustrates an example of updating a list of synchronization signal resource information within an interval for receiving a paging signal according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a procedure for measuring downlink synchronization in a wireless communication system to which a plurality of numerologies are applied according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a device in which an embodiment of the present specification 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 with 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 in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3rd Generation Partnership Project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of an Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • LTE long term evolution
  • E-UMTS Evolved UMTS
  • E-UTRAN Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network
  • LTE Long Term Evolution
  • the E-UTRAN includes a base station (BS) 20 that provides a control plane and a user plane to a user equipment (UE).
  • the terminal 10 may be fixed or mobile and may be called by other terms such as a mobile station (MS), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a mobile terminal (MT), a wireless device (Wireless Device), and the like.
  • the base station 20 refers to a fixed station communicating with the terminal 10, and may be referred to by 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 base stations 20 may be connected to each other through an X2 interface.
  • the base station 20 is connected to a Serving Gateway (S-GW) through an MME (Mobility Management Entity) and an S1-U through an Evolved Packet Core (EPC) 30, more specifically, an S1-MME through an S1 interface.
  • S-GW Serving Gateway
  • MME Mobility Management Entity
  • EPC Evolved Packet Core
  • EPC 30 is composed of MME, S-GW and P-GW (Packet Data Network-Gateway).
  • the MME has information about the access information of the terminal or the capability of the terminal, and this information is mainly used for mobility management of the terminal.
  • S-GW is a gateway having an E-UTRAN as an endpoint
  • P-GW is a gateway having a PDN as an endpoint.
  • the radio interface between the terminal and the base station is called a Uu interface.
  • Layers of the radio interface protocol between the terminal and the network are based on the lower three layers of the Open System Interconnection (OSI) reference model, which is widely known in communication systems.
  • OSI Open System Interconnection
  • L2 second layer
  • L3 third layer
  • the RRC Radio Resource Control
  • the RRC layer located in the third layer plays a role of controlling radio resources between the terminal and the network.
  • the RRC layer exchanges an RRC message between the terminal and the base station.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a radio protocol architecture for a user plane.
  • 3 is a block diagram illustrating a radio protocol structure for a control plane.
  • the user plane is a protocol stack for user data transmission
  • the control plane is a protocol stack for control signal transmission.
  • a physical layer (PHY) layer provides an information transfer service to a higher layer using a physical channel.
  • the physical layer is connected to a medium access control (MAC) layer, which is an upper layer, through a transport channel. Data is moved between the MAC layer and the physical layer through the transport channel. Transport channels are classified according to how and with what characteristics data is transmitted over the air interface.
  • MAC medium access control
  • the physical channel may be modulated by an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme and utilizes time and frequency as radio resources.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • the functions of the MAC layer include mapping between logical channels and transport channels and multiplexing / demultiplexing into transport blocks provided as physical channels on transport channels of MAC service data units (SDUs) belonging to the logical channels.
  • the MAC layer provides a service to a Radio Link Control (RLC) layer through a logical channel.
  • RLC Radio Link Control
  • RLC layer Functions of the RLC layer include concatenation, segmentation, and reassembly of RLC SDUs.
  • QoS Quality of Service
  • the RLC layer has a transparent mode (TM), an unacknowledged mode (UM), and an acknowledged mode (Acknowledged Mode).
  • TM transparent mode
  • UM unacknowledged mode
  • Acknowledged Mode acknowledged mode
  • AM Three modes of operation (AM).
  • AM RLC provides error correction through an automatic repeat request (ARQ).
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • Functions of the Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer in the user plane include delivery of user data, header compression, and ciphering.
  • the functionality of the Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer in the control plane includes the transfer of control plane data and encryption / integrity protection.
  • the RRC (Radio Resource Control) layer is defined only in the control plane.
  • the RRC layer is responsible for the control of logical channels, transport channels, and physical channels in connection with configuration, re-configuration, and release of RBs.
  • RB means a logical path provided by the first layer (PHY layer) and the second layer (MAC layer, RLC layer, PDCP layer) for data transmission between the terminal and the network.
  • the establishment of the RB means a process of defining characteristics of a radio protocol layer and a channel to provide a specific service, and setting each specific parameter and operation method.
  • RB can be further divided into SRB (Signaling RB) and DRB (Data RB).
  • the SRB is used as a path for transmitting RRC messages in the control plane
  • the DRB is used as a path for transmitting user data in the user plane.
  • the UE If there is an RRC connection between the RRC layer of the UE and the RRC layer of the E-UTRAN, the UE is in an RRC connected state, otherwise it is in an RRC idle state. do.
  • the downlink transmission channel for transmitting data from the network to the UE includes a BCH (Broadcast Channel) for transmitting system information and a downlink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or control messages.
  • Traffic or control messages of a downlink multicast or broadcast service may be transmitted through a downlink SCH or may be transmitted through a separate downlink multicast channel (MCH).
  • the uplink transport channel for transmitting data from the terminal to the network includes a random access channel (RACH) for transmitting an initial control message and an uplink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or control messages.
  • RACH random access channel
  • SCH uplink shared channel
  • BCCH broadcast control channel
  • PCCH paging control channel
  • CCCH common control channel
  • MCCH multicast control channel
  • MTCH multicast traffic
  • FIG. 4 illustrates an operation performed between a terminal and a base station in a contention-based random access procedure.
  • the UE may randomly select a random access preamble within a group of random access preambles indicated by system information or a handover command, and select a PRACH resource capable of transmitting the random access preamble. And then transmit the selected random access preamble to the base station (step 1).
  • the terminal may attempt to receive a response to the random access preamble in the random access response reception window indicated by the system information or the handover command (step 2).
  • the random access information may be transmitted in the form of a MAC PDU, and the MAC PDU may be transmitted on a physical downlink shared channel (PDSCH).
  • the physical downlink control channel (PDCCH) is transmitted so that the terminal can properly receive the information transmitted on the physical downlink shared channel (PDSCH). That is, the physical downlink control channel (PDCCH) includes information on a terminal to receive the physical downlink shared channel (PDSCH), frequency and time information of radio resources of the PDSCH, a transmission format of the PDSCH, and the like.
  • the terminal can properly receive a random access response transmitted on the PDSCH according to the information of the PDCCH.
  • the random access response may include a random access preamble identifier ID, an UL grant, a temporary C-RNTI, a time alignment command (TAC), and the like.
  • the random access preamble identifier is included in the random access response, which informs the UE of information such as uplink grant (UL Grant), temporary C-RNTI, information about time alignment command is valid (available), and the like.
  • the random access preamble identifier is necessary because it may include random access information for one or more terminals in one random access response.
  • the random access preamble identifier may be the same as the random access preamble selected by the terminal in step 1.
  • the terminal may process each piece of information included in the random access response. That is, the terminal stores the temporary C-RNTI.
  • the terminal uses an uplink grant to transmit data stored in the buffer of the terminal to the base station or to transmit newly generated data to the base station (step 3).
  • the terminal identifier must be included in data included in the uplink grant (message 3). This is because, in the contention-based random access procedure, the base station cannot determine which terminals are performing the random access procedure, and then the terminals must be identified for contention resolution.
  • two different ways may be provided to include the terminal identifier.
  • the first method is to transmit the cell identifier of the terminal through the uplink grant as to whether the terminal has already received the valid cell identifier allocated in the corresponding cell prior to the random access procedure.
  • the second method is to transmit a terminal unique identifier if the terminal does not receive a valid cell identifier prior to the random access procedure. In general, the unique identifier of the terminal is longer than the cell identifier.
  • step 3 if the terminal transmits data through the uplink grant, the terminal starts a contention resolution timer.
  • the terminal After transmitting data with an identifier through an uplink grant included in the random access response, the terminal waits for an indication or instruction of a base station for contention resolution. That is, the terminal attempts to receive the PDCCH to receive a specific message (step 4).
  • the terminal attempts to receive the PDCCH to receive a specific message (step 4).
  • two ways exist to receive the PDCCH. As described above, when the terminal identifier transmitted through the uplink grant is a cell identifier, the terminal attempts to receive the PDCCH using its cell identifier. If the terminal identifier transmitted through the uplink grant is a unique identifier of the terminal, the terminal attempts to receive the PDCCH using the temporary C-RNTI included in the random access response.
  • the terminal determines that the random access procedure was successfully performed and completes the random access procedure.
  • the UE checks the data (message 4) transmitted by the PDSCH indicated by the PDCCH. If the unique identifier of the terminal is included in the data, the terminal determines that the random access procedure has been successfully performed and completes the random access procedure.
  • the terminal in the idle state must precede the RRC connection configuration and data connection configuration before performing data transmission. This means that both a logical connection between the base station and the terminal (RRC connection), a mobility management entity (MME) and a logical connection between the terminal (S1 connection / interface, EPS connection) is established.
  • RRC connection a logical connection between the base station and the terminal
  • MME mobility management entity
  • S1 connection / interface a logical connection between the terminal
  • 5 shows a procedure and time required for establishing a connection in 3GPP LTE.
  • the UE first performs an RRC connection establishment 510 with an eNB before transmitting data.
  • the terminal receives system information such as a master information block (MIB) and a system information block (SIB) from the base station.
  • the terminal transmits a random access preamble through the RACH resource and receives a random access response in response thereto. Thereafter, the terminal transmits an RRC connection request message to the base station, and receives the RRC connection setup message from the base station.
  • the RRC connection setup 510 may be performed.
  • the UE When the RRC connection configuration 510 is performed with the base station, the UE performs security configuration and data connection configuration 520 for a wireless link with a mobility management entity (MME).
  • MME mobility management entity
  • the base station makes a service request to the MME, and the MME sends an initial context setup request to the base station.
  • the base station transmits a security mode command and an RRC connection reconfiguration message to the terminal.
  • the terminal transmits a security mode complete and an RRC connection reconfiguration complete message to the base station.
  • the base station transmits an initial context setup request to the MME.
  • the UE may perform security setting and data connection setting 520 for the MME and the wireless link.
  • a total of 35.5 ms is required for the RRC connection setup 510, and a total of 49.5 ms is required for the security and data connection setup 520 for the wireless link. It takes
  • the terminal must go through a step of making a scheduling request to the base station.
  • a procedure for transmitting uplink data and a delay thereof are described below with reference to FIGS. 6 and 7.
  • FIG. 6 shows the time required for an uplink resource allocation scheme through a scheduling request in 3GPP LTE.
  • the terminal makes a scheduling request (SR) to the base station, and the base station transmits a UL grant to the terminal.
  • the terminal decodes the UL grant for a certain period and encodes a buffer status report (BSR). Thereafter, the terminal transmits the encoded BSR to the base station, the base station transmits a UL grant to the terminal, the terminal transmits data to the base station according to the UL grant.
  • the uplink resource allocation scheme through the scheduling request of the terminal may generate a total delay of 9.5 ms.
  • FIG. 7 illustrates a time required for an uplink resource allocation scheme through scheduling request and buffer status report in 3GPP LTE.
  • the terminal transmits data and BSR to the base station, and the base station transmits a UL grant to the terminal.
  • the terminal decodes the UL grant for a certain period and encodes data and BSR. Thereafter, the terminal transmits the encoded data and the BSR to the base station, the base station transmits a UL grant to the terminal, the terminal transmits data to the base station according to the UL grant.
  • the uplink resource allocation scheme through the scheduling request and the buffer status report of the terminal may generate a delay of 17.5 ms in total.
  • the time taken to occupy radio resources and transmit data of the terminal switched to the connected state may take a total of 9.5 ms to 17.5 ms. Since the connection state switching time of the terminal in the idle state takes a total of 85ms, the total time required for transmitting data by the terminal in the idle state may be 94ms ⁇ 102.5ms. Therefore, the connectionless transmission scheme may be considered to reduce the delay time due to the switching state of the terminal.
  • a terminal having no data to transmit transitions to an idle state for power saving or network overhead reduction.
  • the idle terminal needs to switch to the connected state in order to transmit and receive data.
  • the connection state switching process generates a plurality of signaling between the base station and the terminal.
  • battery consumption increases and a delay occurs before data transmission. Therefore, even when the terminal transmits or receives a small amount of data once or twice, it is inefficient to perform connection establishment. Therefore, by applying a connectionless transmission scheme, the number of signaling for connection establishment can be reduced, thereby efficiently reducing transmission delay and battery consumption.
  • a terminal having no data to transmit switches to a discontinuous reception mode or an idle state in order to save power or reduce network overhead.
  • handover is performed when the terminal moves between the base stations.
  • signaling overhead of a radio section for performing handover is increased.
  • the terminal when a communication base station having a small coverage, such as a road side unit is installed, there is a disadvantage that the terminal must perform a very frequent handover. Therefore, the connectionless transmission scheme can be used to reduce the signaling overhead of the wireless section due to handover.
  • TA 8 illustrates a network environment illustrating a tracking area (TA).
  • the base station includes an apparatus for processing radio signal (Remote Radio Head (RRH), or Radio Unit (RUH)) and an apparatus for processing digital signal, or Digital Unit (DU). It can be implemented separately).
  • RRH Remote Radio Head
  • RRUH Radio Unit
  • DU Digital Unit
  • the network environment includes a plurality of radio signal processing units (RU) 810, a plurality of digital signal processing units (DU # 1-DU # n) 820, a tracking area management unit 830, and an MME 840. do.
  • the tracking area management device 830 may be connected to a femto gateway (not shown).
  • the tracking area management device 830 may be separately implemented as shown in FIG. 8, or may be implemented in the DU 820.
  • the RU 810 processes the radio signal and converts and amplifies the digital signal received from the DU 820 into a radio frequency (RF) signal according to a frequency band.
  • RU 810 is installed in the service area.
  • the set of RUs forms the tracking regions TA # 1-TA # m.
  • the DU 820 encrypts or decrypts a wireless digital signal and is connected to the core network.
  • One DU 820 may manage a plurality of RUs 810.
  • the DU 820 may be connected to at least one tracking area.
  • the MME 840 manages a Tracking Area Identifier (TAI) list.
  • the MME 840 transmits a tracking area identifier list of the terminal to the terminal.
  • the MME 840 requests the base stations of the tracking area where the terminal is located to transmit a paging message.
  • the MME 840 requests the base stations of the tracking area where the terminal is located to transmit a paging message.
  • the tracking area management device 830 is connected to at least one DU.
  • the tracking area management apparatus 830 dynamically maps a plurality of RUs connected to the DUs DU # 1-DU # n to dynamically generate a tracking area.
  • the tracking area management device 830 receives a tracking area identifier list of the terminal from the MME 840.
  • the tracking area management device 830 reconfigures the tracking area identifier list of the terminal based on the terminal movement information and the network setting information.
  • the terminal movement information is information for estimating the terminal movement path and is calculated based on the terminal movement pattern or history.
  • the network configuration information may include resource information of the RU / DU, geographic information of the RU, and the like.
  • the MME 840 constructs a tracking area identifier list based on the RU / DU information set at the time of initial installation. I can not know. However, since the tracking area management apparatus 840 knows the information related to the RU / DU, the tracking area management apparatus 840 may reconfigure the tracking area identifier list by dynamically mapping the RUs. Through this, the tracking area management device 830 may reduce paging messages unnecessarily sent by the RU.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a tracking area update procedure.
  • the MME 940 obtains information on the tracking area after the movement of the terminal through a tracking area update (TAU) procedure.
  • TAU tracking area update
  • the base station 920 in TA # 1 and the base station 930 in TA # 2 are distinguished from each other.
  • the terminal 910 transmits a tracking area update request (TAU request) message to the base station 920 (S910).
  • the tracking area update request message includes a tracking area code (TAC) to which the base station 920 belongs, for example, TAC10.
  • TAC tracking area code
  • the base station 920 transfers the tracking area update request message to the MME 940 (S920).
  • the MME 940 transmits a TAU Accept message for allowing the tracking area update to the terminal 910 (S930).
  • the MME 940 generates a tracking area identifier (TAI) list based on TACs including the TAC10 received from the terminal 910, for example, TAC09, TAC10, and TAC11.
  • TAI tracking area identifier
  • the MME 940 transmits a TAU grant message including a tracking area identifier list to the terminal 910.
  • the tracking area identifier list is a tracking area related to the terminal 910.
  • the terminal 910 moves to change the access point to the base station 930 (S940).
  • the terminal 910 does not update the tracking area in an area included in the tracking area identifier list.
  • the base station 930 is a base station to which a tracking area code, for example, TAC20, which is not included in the tracking area identifier list
  • the terminal 910 performs the tracking area update as follows.
  • the terminal 910 transmits a tracking area update request message to the base station 930 (S950), and the base station 930 transmits a tracking area update request message to the MME 940 (S960).
  • the MME 940 transmits a TAU Accept message including the updated tracking area identifier list to the terminal 910 (S970).
  • the updated tracking area identifier list may include, for example, TAC19, TAC20, and TAC21.
  • numerology may be a length of a subframe (TTI length), a subcarrier spacing, a number of symbols of a subframe, and / or a CP length.
  • first method there may be a method of applying only one numerology to a single carrier, and second, a method of applying multiple numerologies to a single carrier.
  • the first method has a simple implementation, but the resource utilization is poor because the available bandwidth is determined for each numerology.
  • the second method is more complex to implement than the first method, but the resource utilization is good because the bandwidth used by each new technology can be freely adjusted.
  • a second method a method of applying multiple numerologies even on a single carrier.
  • the introduction of multiple numerologies on a single carrier in 3GPP is currently under discussion.
  • the bandwidth allocated to each numerology may vary from cell to cell. Accordingly, the position of a resource for transmitting a synchronization signal (for example, PSS or SSS) of each numerology may change for each cell.
  • a synchronization signal for example, PSS or SSS
  • the base station does not know the location of the terminal. Therefore, there is a problem that the base station can not indicate the synchronization signal transmission resource for each cell of the cell to the terminal.
  • the terminal that does not know the transmission position of the synchronization signal needs to estimate the synchronization signal for all candidate resource groups, which causes a lot of overhead for the terminal.
  • a non-connection state terminal includes both an active state terminal in which a connection is released and a sleep state terminal.
  • a unit for managing the movement of the non-connection state terminal is referred to as a tracking area (TA), but may have a different feature from the tracking area in the existing LTE system.
  • the terminal may have a different tracking area for each state.
  • the terminal may separately have a tracking area for connectionless transmission and a tracking area for idle state.
  • the terminal intends to perform communication in various numerologies, it may have a different tracking area for each numerology.
  • the present specification has been described on the basis of a single carrier multi-numeric technology, it can be extended without modification to the multi-carrier single numerology and multi-carrier multi-numeric communication system.
  • different carriers correspond to different numerologies.
  • the present specification proposes a procedure (procedure 1) for efficiently matching downlink synchronization when a disconnected terminal moves to a different cell in a next-generation communication system to which a plurality of numerologies are applied.
  • the UE in the disconnected state transmits a specific preamble (message 1), and the TRP receiving the specific preamble transmits information (message 2) of the synchronization signal transmission resource of the adjacent TRP to the UE.
  • the specific preamble may be a preamble in the random access procedure and may be defined in advance.
  • the UE in the disconnected state must synchronize downlink synchronization with an arbitrary TRP in order to receive a paging signal.
  • locations of resources for transmitting synchronization signals may be different for each TRP.
  • the UE does not know the synchronization signal transmission position in advance, it requires a lot of overhead because it must attempt to detect the synchronization signal for all candidates.
  • a maximum of 10 * X ms time is required to synchronize when the number of resources capable of transmitting the synchronization signal is X and the synchronization signal transmission interval is 10 ms. It takes
  • since synchronization is frequently performed several times to accurately synchronize the time required for actual synchronization increases more than this.
  • the proposed procedure is characterized in that, even if a collision occurs in message 1, message 2 is transmitted without contention resolution. This is because message 2 is transmitted in a multicast manner to all terminals requesting message 1.
  • the information in message 2 includes a list of synchronization signal transmission resources of the adjacent TRP.
  • the location of the synchronization signal transmission resource may differ for each TRP. Therefore, the location information of the synchronization signal transmission resources of neighboring TRPs are listed and transmitted.
  • the list of synchronization signal transmission resources does not map one-to-one to the TRP identifier. That is, the TRP does not indicate the identifiers of neighboring TRPs and simply transmits a list of the location information of the synchronization signal transmission resource.
  • FIG 10 shows an example of a tier 1 TRP and a tier 2 TRP according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 it shows a case in which a current UE generates a synchronization signal transmission resource list in consideration of a Tier 1 TRP and a Tier 2 TRP based on a TRP having synchronized synchronization.
  • the tier 1 TRP may correspond to the TRP belonging to the tier 1
  • the tier 2 TRP may correspond to the TRP belonging to the tier 2.
  • the present embodiment assumes a case in which the terminal has high mobility and belongs to a small cell.
  • the terminal may update the synchronization signal transmission resource. That is, 1) when the terminal synchronizes with the TRP belonging to Tier 2 and the identifier of the TRP belonging to Tier 2 is determined to be a TRP that should request the updating of the synchronization signal transmission resource, the terminal may update the synchronization signal transmission resource. Send message 1. Also, even if the identifier of the TRP belonging to the tier 2 does not belong to the identifier of the TRP to which the synchronization signal transmission resource list included in the message 2 is applied, the terminal transmits the message 1 to update the synchronization signal transmission resource.
  • the TRP transfers the TRP identifier to which the synchronization signal transmission resource list is applied and the TRP identifier to request the update of the synchronization signal transmission resource list to the terminal so that the terminal can transmit message 1 for the update of the synchronization signal transmission resource.
  • the identifier of the TRP belonging to the tier 2 may be the TRP identifier to request the update of the synchronization signal transmission resource list.
  • the terminal may request an update of the synchronization signal transmission resource list. This is because the UE has moved out of the synchronization signal transmission resource list.
  • message 2 may include the synchronization signal transmission period information along with the synchronization signal transmission resource list of the adjacent TRP. If the synchronization signal transmission period is different for each TRP, it is necessary to inform the synchronization signal transmission period for each synchronization signal transmission resource. The reason is that if the synchronization signal transmission period of any TRP is T, the UE may attempt to synchronize the synchronization signal for a minimum time T or more to synchronize the synchronization.
  • the TRP may inform the synchronizing signal transmission resource list of the neighboring TRP included in message 2 for each numerology. It is assumed that a terminal can arbitrarily select a pneumatic signal to receive a paging signal or establish a connection. In this case, the terminal should have a synchronization signal transmission resource list for each new technology.
  • the TRP informs different synchronization signal transmission resource lists for each preamble type. It is necessary for a terminal having a high moving speed to configure a synchronization signal transmission resource in consideration of the TRP of Tier 2 of FIG. 10. A terminal with a slow moving speed may be sufficient to configure a synchronization signal transmission resource in consideration of the TRP of Tier 1 of FIG. 10. Therefore, the preamble to be transmitted by the UE is selected according to the moving speed, and the TRP transmits different synchronization signal transmission resource lists according to the type of the preamble.
  • the TRP masks the downlink control signal included in the message 2 with a temporary identifier (eg, RNTI) previously agreed upon so that the terminal can receive the message 2.
  • a temporary identifier eg, RNTI
  • the temporary identifier changes according to the TRP.
  • the synchronization signal transmission resource list for the neighboring TRP may change for each TRP. Therefore, when the terminal receives the synchronization signal transmission resource list from the TRP 1, the temporary identifier (RNTI) should be changed according to the TRP in order to prevent the terminal from receiving a signal transmitted by the TRP 2.
  • RNTI temporary identifier
  • TRP_ID a TRP identifier
  • K an arbitrary integer
  • f () is a function that maps an input value to RNTI.
  • the temporary identifier mapping rule according to the TRP identifier is a value previously shared with the terminal and the TRP or determined in the system.
  • Adjacent TRPs have different TRP identifiers so that the UE can distinguish TRPs. Therefore, if the TRP identifier is used, a temporary identifier used for message 2 transmission can be set differently.
  • the RNTI value mapped according to the preamble may change.
  • the received synchronization signal transmission resource list may change according to the preamble type.
  • different RNTI values must be mapped according to the preamble type so that the UE can correctly receive its desired signal.
  • the preamble to be used in message 1 is managed in a tracking area unit.
  • the terminal moves from tracking area 1 to tracking area 2, the terminal receives preamble information to be used in tracking area 2 through a paging signal.
  • the terminal in the disconnected state manages mobility in units of a tracking area. Therefore, it is reasonable to manage the preamble for message 1 on a tracking area basis.
  • the preamble to be used in the message 1 may vary according to the TRP identifier as well as the tracking area. If the resources for transmitting the preamble are identical between neighboring TRPs, it is necessary to distinguish the TRP that the UE requests for updating.
  • the preamble to be used in the message 1 may vary according to the moving speed of the terminal as well as the tracking area. It is necessary for a terminal having a high moving speed to configure a synchronization signal transmission resource in consideration of the TRP of Tier 2 of FIG. 10. A terminal with a slow moving speed may be sufficient to configure a synchronization signal transmission resource in consideration of the TRP of Tier 1 of FIG. 10. Therefore, the preamble to be transmitted by the UE is selected according to the moving speed, and the TRP transmits different synchronization signal transmission resource lists according to the type of the preamble.
  • FIG. 11 illustrates an example of updating a list of synchronization signal resource information within an interval for receiving a paging signal according to an embodiment of the present specification.
  • TRP base station sets T_list, which is a period for transmitting message 1 to the terminal.
  • T_list may be set separately from T_paging, which is a period of receiving a paging signal.
  • N is an integer greater than one.
  • the start points of the T_list and the T_paging are set such that the terminal transmits the message 1 within the t interval.
  • FIG. 11 illustrates an example in which the UE updates the synchronization signal transmission resource list in the t period 1110 by adjusting the starting points of T_list and T_paging.
  • the UE may arbitrarily transmit message 1 without the BS indicating.
  • the terminal in the disconnected state may determine a time point of performing the random access procedure according to the needs of the terminal (for example, generation of uplink data).
  • the UE is expected to move to a TRP that does not have a synchronization signal transmission resource list in consideration of its own moving speed and cell coverage, it is necessary to allow the terminal to request an update of the synchronization signal transmission resource list.
  • the terminal may transmit message 1. However, if it is expected to leave the TRP included in the synchronization signal transmission resource list before the next paging signal is transmitted (before the next paging signal period), the terminal wakes up and transmits message 1. In order to efficiently use the power of the terminal, it is preferable to transmit message 1 when the terminal wakes up to receive the paging signal.
  • the terminal when the terminal switches to the disconnected state, the terminal receives tracking region information, preamble information for each tracking region, and a synchronization signal transmission resource list of an adjacent TRP.
  • the synchronization signal transmission period information and the information on the synchronization signal transmission resource list for each new technology may also be received.
  • the present specification proposes another procedure (procedure 2) for efficiently matching downlink synchronization when a disconnected terminal moves to a different cell in a next generation communication system to which a large number of numerologies are applied.
  • the procedure for the terminal to update the synchronization signal transmission resource list of the neighbor TRP may be configured in four steps including messages 1 to 4 of the random access procedure.
  • message 1 is a preamble for connectionless transmission that the terminal transmits to the base station
  • message 2 is a response signal to the preamble transmitted by the base station to the terminal.
  • Message 3 is a signal that the terminal transmits uplink data to the base station using the scheduling information of the message 2
  • message 4 is a response signal transmitted by the base station to the terminal for the uplink data to the synchronization signal transmission resource list of the adjacent TRP Are transmitted, including.
  • the terminal can determine whether the signal transmitted in the message 3 is successful and whether the collision with another terminal is released.
  • Procedure 2 is to perform the technique of Procedure 1 during a connectionless transmission procedure.
  • the terminal in the disconnected state transmits message 1 for data transmission, and the disconnected transmission is completed at the time when the message 4 is received.
  • the terminal requiring the synchronization signal transmission resource list of the neighbor TRP may request this in message 3.
  • the base station transmits the message 4 including the synchronization signal transmission resource list of the adjacent TRP.
  • message 4 of procedure 2 may include the synchronization signal transmission resource list of the adjacent TRP.
  • a previously agreed temporary identifier eg, RNTI
  • the base station masks the signal of message 2 and / or message 4 using the temporary identifier.
  • the terminal transmits an identifier for requesting an update of the synchronization signal transmission resource list of the neighboring TRP.
  • the base station does not manage mobility of the UE in the disconnected state, and thus, the UE needs to request an update of the synchronization signal transmission resource list of the neighbor TRP.
  • the preamble constituting message 1 of the UE in a non-connected state may be part or all of the preamble constituting message 1 in procedure 1.
  • the terminal using the preamble used for both message 1 of the procedure 1 and message 1 in the disconnected state may receive the synchronization signal transmission resource list of the adjacent TRP when receiving the message 2.
  • the present specification proposes another procedure (procedure 3) for efficiently matching downlink synchronization when a disconnected terminal moves to a different cell in a next generation communication system to which a large number of numerologies are applied. This focuses on the need for an authentication procedure when the terminal, which is powered off, first accesses the base station while the power is turned on.
  • the procedure for the terminal to update the synchronization signal transmission resource list of the neighbor TRP may be configured in four steps including messages 1 to 4 of the random access procedure.
  • message 1 is a preamble for connectionless transmission that the terminal transmits to the base station
  • message 2 is a response signal to the preamble transmitted by the base station to the terminal.
  • Message 3 is a signal that the terminal transmits the authentication information to the base station using the scheduling information of the message 2
  • message 4 is a response signal transmitted by the base station to the terminal for the authentication information, including the synchronization signal transmission resource list of the adjacent TRP Is sent.
  • the terminal can determine whether the authentication is completed as well as whether or not the collision with the other terminal.
  • Procedure 3 is based on procedure 1, but can be used to transmit the synchronization signal transmission resource list of the TRP only to the authenticated terminal. To this end, a procedure in which the terminal sends information for authentication through message 3 is added, and the base station transmits the synchronization signal transmission resource list of the neighboring TRP with the completion of authentication while transmitting message 4.
  • Message 4 of Procedure 3 may include a synchronization signal transmission resource list of the adjacent TRP.
  • a previously agreed temporary identifier eg, RNTI
  • the base station masks the signal of message 2 and / or message 4 using the temporary identifier.
  • the present specification proposes another procedure (procedure 4) for efficiently matching downlink synchronization when a disconnected terminal moves to a different cell in a next generation communication system to which a large number of numerologies are applied. This is a technique for identifying the synchronization signal transmission position of the adjacent TRP even if the terminal does not transmit the preamble.
  • All TRPs may transmit a synchronization signal transmission position of an adjacent TRP to a signal broadcast in coverage, such as a system information block (SIB).
  • SIB system information block
  • the adjacent signal synchronization information may be transmitted to the n-th SIB.
  • the terminal must decode up to the nth SIB to determine the synchronization signal transmission position. Therefore, it is necessary to inform the UE of the index of the SIB including the synchronization signal transmission position in advance or make an appointment in advance.
  • synchronization signal transmission information of tier 1 TRPs may be transmitted through the SIB.
  • the procedure 1 may be followed.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a procedure for measuring downlink synchronization in a wireless communication system to which a plurality of numerologies are applied according to an embodiment of the present specification.
  • connectionless transmission procedure may correspond to a procedure for transmitting data to the base station in a state in which the terminal is not connected to the base station.
  • the state in which connection with the base station is not established may correspond to an RRC unconnected state, an idle state, or an inactive state.
  • the connection transmission procedure may correspond to a procedure in which the terminal transmits data to the base station after the RRC connection and data connection with the base station is established.
  • numerology may be a length of a subframe (TTI length), a subcarrier spacing, a number of symbols of a subframe, and / or a CP length.
  • step S1210 the terminal transmits a preamble for requesting synchronization signal transmission resources to the base station.
  • the terminal is not connected to the base station (not connected state), the base station and the downlink synchronization is in a state of matching.
  • step S1220 the terminal receives a response signal for the preamble from the base station.
  • the response signal includes location information of a synchronization signal transmission resource of a neighbor base station. That is, even when the terminal is in the unconnected state, by receiving the location information of the synchronization signal transmission resources of the neighboring base station from the base station which is currently downlink synchronization, it is possible to efficiently match the downlink synchronization even if the terminal moves to another cell.
  • the terminal may receive the identifier of the neighboring base station from the neighboring base station.
  • the terminal may transmit a preamble requesting an update of the location information of the synchronization signal transmission resource to the neighboring base station. That is, when the terminal determines that the neighbor base station is a base station that needs to update the location information of the synchronization signal transmission resource through the identifier of the neighbor base station, the terminal may transmit a preamble (message 1) requesting the update.
  • the terminal may transmit a preamble requesting an update of the location information of the synchronization signal transmission resource to the base station out of coverage of the neighboring base station.
  • the response signal may further include transmission period information of the synchronization signal.
  • the terminal may detect the synchronization signal for a time indicated by the transmission period information of the synchronization signal.
  • the preamble may be selected according to the moving speed of the terminal.
  • the synchronization signal transmission resource may be configured in consideration of wider coverage.
  • the synchronization signal transmission resource may be configured in consideration of narrower coverage.
  • Location information of the synchronization signal transmission resource may be determined according to the preamble. That is, the base station may inform the terminal of different synchronization signal transmission resource lists for each type of preamble.
  • the downlink control information of the response signal may be masked and transmitted with a temporary identifier.
  • the temporary identifier may change according to an identifier of the base station or the preamble.
  • the terminal may receive preamble information to be used in the second tracking area through a paging signal.
  • the preamble may be determined based on the preamble information. That is, the terminal may manage the preamble on a tracking area basis.
  • the preamble may be transmitted during the time interval for receiving the paging signal.
  • the base station may set a period for transmitting the preamble and a period for transmitting the paging signal.
  • the UE may jointly process an operation of transmitting a preamble and receiving a paging signal every specific period. This is efficient in terms of power consumption reduction of the terminal.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a device in which an embodiment of the present specification is implemented.
  • the wireless device 1300 may include a processor 1310, a memory 1320, and a radio frequency (RF) unit 1330.
  • the processor 1310 may be configured to implement the above-described functions, procedures, and methods. Layers of a radio interface protocol may be implemented in a processor. The processor 1310 may perform a procedure for driving the above-described operation.
  • the memory 1320 is operatively connected to the processor 1310, and the RF unit 1350 is operatively connected to the processor 1310.
  • the processor 1310 may include an application-specific integrated circuit (ASIC), another chipset, a logic circuit, and / or a data processing device.
  • the memory 1320 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium, and / or other storage device.
  • the RF unit 1330 may include a baseband circuit for processing a radio signal.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in the memory 1320 and executed by the processor 1310.
  • the memory 1320 may be inside or outside the processor 1310 and may be connected to the processor 1310 through various well-known means.

Landscapes

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Abstract

무선 통신 시스템에서 하향링크 동기를 획득하는 방법 및 기기가 제공된다. 제안되는 무선 통신 시스템은 다중 뉴머놀로지가 적용되어 하향링크 동기 신호의 자원 위치가 달라지는 환경을 가진다. 구체적으로, 단말은 동기 신호 전송 자원을 요청하는 프리앰블을 기지국으로 전송한다. 단말은 기지국으로부터 프리앰블에 대한 응답 신호를 수신한다. 이때, 단말은 기지국과 연결 설정이 되지 않고, 기지국과 하향링크 동기는 맞춰진 상태이다. 응답 신호는 인접 기지국의 동기 신호 전송 자원의 위치 정보를 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 하향링크 동기를 측정하는 방법 및 장치
본 명세서는 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 하향링크 동기를 측정하는 방법 및 이를 사용한 기기에 관한 것이다.
무선 통신 시스템은 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 무선 통신 시스템의 목적은 다수의 단말이 위치와 이동성에 관계없이 신뢰할 수 있는(reliable) 통신을 할 수 있도록 하는 것이다.
일반적으로 무선 통신 시스템은 가용한 무선 자원을 공유하여 다수의 단말과의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 무선 자원의 예로는 시간, 주파수, 코드, 전송 파워 등이 있다. 다중 접속 시스템의 예들로는 TDMA(time division multiple access) 시스템, CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
기지국은 스케줄링을 통해 셀 내 단말들마다 무선 자원을 적절히 할당한다. 단말은 할당 받은 무선 자원을 이용하여 기지국에게 제어정보를 전송하거나, 사용자 데이터를 전송할 수 있다. 그런데, 제어정보 전송 방식과 사용자 데이터 전송 방식은 다를 수 있다. 또, 제어정보를 위한 무선 자원 할당 방식과 사용자 데이터를 위한 무선 자원 할당 방식 역시 다를 수 있다. 따라서, 제어정보를 위한 무선 자원과 사용자 데이터를 위한 무선 자원은 서로 다를 수 있다. 기지국은 제어정보를 위해 예약된 무선 자원과 사용자 데이터를 위해 예약된 무선 자원을 구분하여 관리할 수 있다.
3GPP LTE 시스템에서 유휴 상태(idle state)인 단말은 데이터 전송을 수행하기 전에 RRC 연결 설정 및 데이터 연결 설정을 선행해야 한다. 이는 기지국과 단말 간 논리적 연결(RRC connection)과 MME(Mobility Management Entity)와 단말 간 논리적 연결(S1 connection / interface, EPS connection)이 모두 설정되는 것으로 단말이 데이터 전송을 수행하기 위해서는 상기 연결 설정을 위해 필요한 시간만큼 시간이 더 소요된다. 다만, 단말이 작은 용량의 데이터를 한두 번 전송 또는 수신하는 경우에 연결 설정을 하는 것은 비효율적이다. 따라서, 이를 해결하기 위한 비연결 전송(connectionless transmission) 기법을 고려해볼 수 있다.
본 명세서는 무선 통신 시스템에서 하향링크 동기를 측정하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 명세서는 무선 통신 시스템에서 비연결 전송 절차를 기반으로 하향링크 동기를 측정하는 방법 및 장치를 제안한다.
상기 장치는 무선신호를 전송 및 수신하는 RF(radio frequency)부 및 상기 RF부에 연결되는 프로세서를 포함한다.
먼저 용어를 정리하면, 비연결 전송 절차는 단말이 기지국과 연결 설정이 되지 않은 상태에서 기지국으로 데이터를 전송하는 절차에 대응할 수 있다. 기지국과 연결 설정이 되지 않은 상태는 RRC unconnected state, 유휴 상태(idle state) 또는 비활성화 상태(inactive state)에 대응할 수 있다. 연결 전송 절차는 단말이 기지국과 RRC 연결 및 데이터 연결이 설정된 후에 기지국으로 데이터를 전송하는 절차에 대응할 수 있다. 뉴머놀로지란 고신뢰 저지연을 목적으로 하는 차세대 무선 통신 시스템에서 사용될 수 있는 다양한 수치에 대응할 수 있다. 예를 들어, 뉴머놀로지는 서브프레임의 길이(TTI 길이), 서브캐리어 간격(subcarrier spacing), 서브프레임의 심벌 수 및/또는 CP 길이 등이 될 수 있다.
먼저, 단말은 동기 신호 전송 자원을 요청하는 프리앰블(preamble)을 기지국으로 전송한다. 이때, 상기 단말은 기지국과 연결 설정이 되지 않고(비연결 상태), 기지국과 하향링크 동기는 맞춰진 상태이다.
단말은 기지국으로부터 상기 프리앰블에 대한 응답 신호를 수신한다. 상기 응답 신호는 인접 기지국의 동기 신호 전송 자원의 위치 정보를 포함한다. 즉, 단말은 비연결 상태라 하더라도 현재 하향링크 동기를 맞춘 기지국으로부터 인접 기지국의 동기 신호 전송 자원의 위치 정보를 수신함으로써, 단말이 다른 셀로 이동하더라도 하향링크 동기를 효율적으로 맞출 수 있도록 한다.
또한, 상기 동기 신호 전송 자원의 위치 정보의 업데이트가 필요한 경우가 있다. 만약 단말이 상기 동기 신호 전송 자원의 위치 정보가 적용되는 인접 기지국의 커버리지 내에서 이동하는 경우, 단말은 인접 기지국으로부터 인접 기지국의 식별자를 수신할 수 있다. 그리고 단말은 상기 동기 신호 전송 자원의 위치 정보의 업데이트를 요청하는 프리앰블을 상기 인접 기지국으로 전송할 수 있다. 즉, 단말이 인접 기지국의 식별자를 통해, 인접 기지국이 동기 신호 전송 자원의 위치 정보의 업데이트가 필요한 기지국인 것을 확인하면, 단말은 업데이트를 요청하는 프리앰블(메시지 1)을 전송할 수 있다.
만약 단말이 상기 동기 신호 전송 자원의 위치 정보가 적용되는 인접 기지국의 커버리지를 벗어나는 경우, 단말은 상기 동기 신호 전송 자원의 위치 정보의 업데이트를 요청하는 프리앰블을 상기 인접 기지국의 커버리지를 벗어난 기지국으로 전송할 수 있다.
또한, 상기 응답 신호는 동기 신호의 전송 주기 정보를 더 포함할 수 있다. 단말은 상기 동기 신호의 전송 주기 정보가 지시하는 시간 동안 상기 동기 신호를 검출할 수 있다.
또한, 상기 프리앰블은 단말의 이동 속도에 따라 선택될 수 있다. 단말의 이동 속도가 빠른 경우에는 보다 넓은 커버리지를 고려하여 동기 신호 전송 자원을 구성할 수 있다. 단말의 이동 속도가 느린 경우에는 보다 좁은 커버리지를 고려하여 동기 신호 전송 자원을 구성할 수 있다.
상기 동기 신호 전송 자원의 위치 정보는 상기 프리앰블에 따라 결정될 수 있다. 즉, 기지국은 프리앰블의 종류 별로 서로 다른 동기 신호 전송 자원 리스트를 단말에게 알려줄 수 있다.
상기 응답 신호의 하향링크 제어정보는 임시 식별자로 마스킹되어 전송될 수 있다. 상기 임시 식별자는 상기 기지국의 식별자 또는 상기 프리앰블에 따라 변화될 수 있다. 상기 기지국의 식별자 또는 상기 프리앰블에 따라 서로 다른 임시 식별자 값으로 하향링크 제어정보를 마스킹함으로써, 단말은 자신이 원하는 신호를 정확히 수신할 수 있다.
또한, 단말이 제1 트래킹 영역(tracking area)에서 제2 트래킹 영역으로 이동하는 경우, 단말은 상기 제2 트래킹 영역에서 사용할 프리앰블 정보를 페이징 신호(paging signal)을 통해 수신할 수 있다. 상기 프리앰블은 상기 프리앰블 정보를 기반으로 결정될 수 있다. 즉, 단말은 트래킹 영역 단위로 프리앰블을 관리할 수 있다.
또한, 상기 프리앰블은 상기 페이징 신호를 수신할 수 있는 시간 구간 동안 전송될 수 있다. 기지국은 프리앰블을 전송하는 주기와 페이징 신호를 전송하는 주기를 설정할 수 있다. 이때, 상기 두 주기의 시작점을 고려하여 특정 주기 마다 단말이 프리앰블을 전송하고 페이징 신호를 수신하는 동작을 공동으로 처리할 수 있다. 이는, 단말의 소비전력 감소 측면에서 효율적이다.
제안하는 기법을 이용하면 단일 반송파 내 다중 뉴머놀로지가 허용되는 차세대 통신 시스템에서 비연결 상태의 단말이 동기 신호를 검출할 때 오버헤드를 감소시킬 수 있고 동시에 동기 신호의 검출 속도를 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 명세서가 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 사용자 평면에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.
도 3은 제어 평면에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.
도 4는 경쟁기반 랜덤 액세스 절차에서 단말과 기지국 사이에서 수행되는 동작과정을 나타낸다.
도 5는 3GPP LTE에서 연결 설정을 위한 절차 및 소요 시간을 나타낸다.
도 6은 3GPP LTE에서 스케줄링 요청을 통한 상향링크 자원 할당 방식의 소요 시간을 나타낸다.
도 7은 3GPP LTE에서 스케줄링 요청 및 버퍼상태 보고를 통한 상향링크 자원 할당 방식의 소요 시간을 나타낸다.
도 8은 트래킹 영역을 도시한 네트워크 환경을 나타낸다.
도 9는 트래킹 영역 업데이트 절차의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 10은 본 명세서의 실시예에 따른 티어 1 TRP와 티어 2 TRP의 일례를 나타낸다.
도 11은 본 명세서의 실시예에 따른 페이징 신호를 수신하는 구간 내 동기 신호 자원 정보의 리스트를 업데이트하는 일례를 나타낸다.
도 12는 본 명세서의 실시예에 따른 다수의 뉴머놀로지가 적용된 무선 통신 시스템에서 하향링크 동기를 측정하는 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 13은 본 명세서의 실시예가 구현되는 기기를 나타낸 블록도이다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier-frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다. 이는 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network), 또는 LTE(Long Term Evolution)/LTE-A 시스템이라고도 불릴 수 있다.
E-UTRAN은 단말(10; User Equipment, UE)에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), MT(mobile terminal), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core, 30), 보다 상세하게는 S1-MME를 통해 MME(Mobility Management Entity)와 S1-U를 통해 S-GW(Serving Gateway)와 연결된다.
EPC(30)는 MME, S-GW 및 P-GW(Packet Data Network-Gateway)로 구성된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이며, P-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.
단말과 기지국간의 무선 인터페이스를 Uu 인터페이스라 한다. 단말과 네트워크 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1계층), L2(제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있는데, 이 중에서 제1계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제3계층에 위치하는 RRC(Radio Resource Control) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 기지국간 RRC 메시지를 교환한다.
도 2는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다. 도 3은 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다. 사용자 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.
도 2 및 3을 참조하면, 물리계층(PHY(physical) layer)은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리계층은 상위 계층인 MAC(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있다. 전송채널을 통해 MAC 계층과 물리계층 사이로 데이터가 이동한다. 전송채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다.
서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신기와 수신기의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조될 수 있으며, 시간과 주파수를 무선자원으로 활용한다.
MAC 계층의 기능은 논리채널과 전송채널간의 맵핑 및 논리채널에 속하는 MAC SDU(service data unit)의 전송채널 상으로 물리채널로 제공되는 전송블록(transport block)으로의 다중화/역다중화를 포함한다. MAC 계층은 논리채널을 통해 RLC(Radio Link Control) 계층에게 서비스를 제공한다.
RLC 계층의 기능은 RLC SDU의 연결(concatenation), 분할(segmentation) 및 재결합(reassembly)를 포함한다. 무선베어러(Radio Bearer; RB)가 요구하는 다양한 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명모드(Transparent Mode, TM), 비확인 모드(Unacknowledged Mode, UM) 및 확인모드(Acknowledged Mode, AM)의 세 가지의 동작모드를 제공한다. AM RLC는 ARQ(automatic repeat request)를 통해 오류 정정을 제공한다.
사용자 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 사용자 데이터의 전달, 헤더 압축(header compression) 및 암호화(ciphering)를 포함한다. 제어 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 제어 평면 데이터의 전달 및 암호화/무결정 보호(integrity protection)를 포함한다.
RRC(Radio Resource Control) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 RB들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다.
RB는 단말과 네트워크간의 데이터 전달을 위해 제1 계층(PHY 계층) 및 제2 계층(MAC 계층, RLC 계층, PDCP 계층)에 의해 제공되는 논리적 경로를 의미한다. RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다. RB는 다시 SRB(Signaling RB)와 DRB(Data RB) 두가지로 나누어 질 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.
단말의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(RRC connected state)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 아이들 상태(RRC idle state)에 있게 된다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향링크 전송채널로는 시스템정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel)과 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 하향링크 SCH(Shared Channel)이 있다. 하향링크 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 하향링크 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향링크 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향링크 전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향링크 SCH(Shared Channel)가 있다.
전송채널 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
도 4는 경쟁기반 랜덤 액세스 절차에서 단말과 기지국 사이에서 수행되는 동작과정을 나타낸다.
우선, 경쟁 기반의 랜덤 액세스에서 단말은 시스템 정보 또는 핸드오버 명령을 통해 지시되는 랜덤 액세스 프리앰블들의 그룹 내에서 랜덤 액세스 프리앰블을 임의적으로 선택할 수 있고, 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수 있는 PRACH 자원을 선택할 수 있고, 이어서 기지국으로 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수 있다 (단계 1).
상기 랜덤 액세스를 전송한 후, 단말은 상기 시스템 정보 또는 핸드오버 명령을 통해 지시된 랜덤 액세스 응답 수신 윈도우내의 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답의 수신을 시도할 수 있다 (단계 2). 구체적으로, 상기 랜덤 액세스 정보는 MAC PDU의 형태로 전송되고, 상기 MAC PDU는 물리 하향링크 공유채널 (PDSCH) 상에서 전송될 수 있다. 또한, 상기 물리 하향링크 공유채널 (PDSCH) 상에서 전송되는 정보를 단말이 적적하게 수신할 수 있도록 상기 물리 하향링크 제어 채널 (PDCCH)가 전송된다. 즉, 상기 물리 하향링크 제어 채널 (PDCCH)은 상기 물리 하향링크 공유채널 (PDSCH)를 수신할 단말에 대한 정보, 상기 PDSCH의 무선 자원들의 주파수 및 시간 정보, 상기 PDSCH의 전송 포맷 등을 포함한다. 여기에서, 상기 물리 하향링크 제어채널이 성공적으로 수신되면, 상기 단말은 상기 PDCCH의 정보에 따라 상기 PDSCH상에서 전송되는 랜덤 액세스 응답을 적절하게 수신할 수 있다. 상기 랜덤 액세스 응답은 랜덤 액세스 프리앰블 식별자ID, 상향링크 그랜트(UL Grant), 일시적 C-RNTI(temporary C-RNTI), 시간 정렬 명령(Time Alignment Command; TAC) 등을 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 랜덤 액세스 프리앰블 식별자가 상기 랜덤 액세스 응답에 포함되는데 이는 상향링크 그랜트(UL Grant), 일시적 C-RNTI, 시간 정렬 명령에 관한 정보가 유효한 (사용가능한) 등 중에 어떤 정보인지를 단말에게 통보하기 위함이고, 이와 같이 상기 랜덤 액세스 프리앰블 식별자는 하나의 랜덤 액세스 응답에 하나 또는 그 이상의 단말들을 위한 랜덤 액세스 정보를 포함할 수 있기 때문에 필요하다. 여기에서, 상기 랜덤 액세스 프리앰블 식별자는 상기 단계 1에서 단말에 의해 선택된 랜덤 액세스 프리앰블과 동일 할 수 있다.
상기 단말이 자신에게 유효한 랜덤 액세스 응답을 수신하면, 단말은 상기 랜덤 액세스 응답에 포함된 정보 각각을 처리할 수 있다. 즉, 상기 단말은 상기 일시적 C-RNTI를 저장한다. 또한, 단말은 단말의 버퍼에 저장된 데이터를 기지국으로 전송하거나 또는 새롭게 생성된 데이터를 기지국으로 전송하기 위해 상향 링크 그랜트를 사용한다 (단계 3). 여기에서, 단말 식별자는 필수적으로 상기 상향링크 그랜트 (메시지 3) 에 포함되는 데이터에 포함되어야 한다. 그 이유는 상기 경쟁기반 랜덤 액세스 절차에 있어서, 기지국은 어느 단말들이 상기 랜덤 액세스 절차를 수행하고 있는지 판단할 수 없고, 이후에 단말들이 경쟁해결을 위해 식별되어야 하기 때문이다. 여기에서, 단말식별자를 포함하기 위해 두 가지 다른 방식이 제공될 수 있다. 첫 번째 방식은 랜덤 액세스 절차에 앞서 단말이 해당 셀 내에서 할당된 유효 셀 식별자를 이미 수신했는지에 관하여 상향링크 그랜트를 통해 단말의 셀 식별자를 전송하는 것이다. 역으로, 두 번째 방식은 상기 랜덤 액세스 절차에 앞서 단말이 유효한 셀 식별자를 수신하지 않았으면 단말 고유의 식별자를 전송하는 것이다. 일반적으로, 단말의 고유 식별자 (unique identifier)는 상기 셀 식별자보다 더 길다. 단계 3에서, 만일 단말이 상향링크 그랜트를 통해 데이터를 전송하였다면, 단말은 경쟁 해결 타이머를 시작한다.
상기 랜덤 액세스 응답에 포함된 상향링크 그랜트를 통해 식별자와 함께 데이터를 전송한 후, 단말은 경쟁 해결을 위한 기지국의 지시 (indication or instruction)를 기다린다. 즉, 단말은 특정 메시지를 수신하기 위해 PDCCH의 수신을 시도한다 (단계 4). 여기에서, PDCCH를 수신하기 위해 두 가지 방식이 존재한다. 상술한 바와 같이, 상향링크 그랜트를 통해 전송되는 단말 식별자가 셀 식별자인 경우, 상기 단말은 자신의 셀 식별자를 이용하여 PDCCH의 수신을 시도한다. 상향링크 그랜트를 통해 전송되는 단말 식별자가 단말의 고유 식별자인 경우, 단말은 상기 랜덤 액세스 응답에 포함된 일시적 C-RNTI를 사용하여 PDCCH의 수신을 시도한다. 이후, 전자에 있어서, 상기 PDCCH (메시지 4)가 상기 경쟁 해결 타이머가 만료되기 전에 셀 식별자를 통해 수신되면, 단말은 상기 랜덤 액세스 절차가 성공적으로 수행되었다고 판단하고 상기 랜덤 액세스 절차를 완료한다. 후자에 있어서, 상기 PDCCH가 상기 경쟁해결 타이머가 만료되기 전에 일시적 셀 식별자를 통해 수신되면, 단말은 PDCCH가 지시하는 PDSCH에 의해 전송되는 데이터 (메시지 4)를 체크한다. 만일 상기 단말의 고유 식별자가 상기 데이터에 포함되어 있으면, 단말은 상기 랜덤 액세스 절차가 성공적으로 수행되었다고 판단하고 상기 랜덤 액세스 절차를 완료한다.
이하에서는 비연결 전송(connectionless transmission)에 대해 설명한다.
3GPP LTE 시스템에서 유휴 상태(idle state)인 단말은 데이터 전송을 수행하기 전에 RRC 연결 설정 및 데이터 연결 설정을 선행해야 한다. 이는 기지국과 단말 간 논리적 연결(RRC connection)과 MME(Mobility Management Entity)와 단말 간 논리적 연결(S1 connection / interface, EPS connection)이 모두 설정되는 것을 의미한다.
도 5는 3GPP LTE에서 연결 설정을 위한 절차 및 소요 시간을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 단말은 데이터를 전송하기 전에 먼저 기지국(eNB)과 RRC 연결 설정(510)을 수행한다. 단말은 기지국으로부터 MIB(Master Information Block) 및 SIB(System Information Block)와 같은 시스템 정보를 수신한다. 그리고, 단말은 RACH 자원을 통해 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하고 이에 대한 응답으로 랜덤 액세스 응답을 수신한다. 이후에, 단말은 RRC 연결 요청 메시지를 기지국으로 전송하고, RRC 연결 설정 메시지를 기지국으로부터 수신한다. 단말이 RRC 연결 설정 완료(RRC connection setup complete) 메시지를 기지국으로 전송하면 RRC 연결 설정(510)이 수행될 수 있다.
단말은 기지국과 RRC 연결 설정(510)이 수행되면, MME(Mobility Management Entity)와 무선 링크에 대한 보안 설정 및 데이터 연결 설정(520)을 수행한다. 기지국이 MME로 서비스 요청을 하고, MME는 기지국으로 초기 컨텍스트 설정 요청(initial context setup request)을 전송한다. 기지국은 단말로 보안 모드 명령(security mode command) 및 RRC 연결 재구성(RRC connection reconfiguration) 메시지를 전송한다. 단말은 기지국으로 보안 모드 완료(security mode complete) 및 RRC 연결 재구성 완료(RRC connection reconfiguration complete) 메시지를 전송한다. 이후에, 기지국은 MME로 초기 컨텍스트 설정 응답(initial context setup request)을 전송한다. 이로써, 단말은 MME와 무선 링크에 대한 보안 설정 및 데이터 연결 설정(520)을 수행할 수 있다.
RRC 연결 설정(510)을 위해서는 총 35.5ms가 소요되고, 무선 링크에 대한 보안 설정 및 데이터 연결 설정(520)을 위해서는 총 49.5ms가 소요되므로, 유휴 상태인 단말의 연결 상태 전환 시간은 총 85ms가 소요된다.
단말의 연결 상태 전환 후에 상향링크 데이터를 전송하고자 한다면, 단말은 기지국에 스케줄링 요청을 하는 단계를 거쳐야 한다. 상향링크 데이터를 전송하는 절차와 이로 인한 지연은 이하의 도 6 및 도 7에서 설명한다.
도 6은 3GPP LTE에서 스케줄링 요청을 통한 상향링크 자원 할당 방식의 소요 시간을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 단말은 기지국으로 스케줄링 요청(scheduling request; SR)을 하고, 기지국은 단말로 UL grant를 전송한다. 단말은 일정 기간 동안 UL grant를 복호(decoding)하고 BSR(Buffer Status Report)을 인코딩한다. 이후에, 단말은 기지국으로 인코딩한 BSR을 전송하고, 기지국은 단말로 UL grant를 전송하고, 상기 UL grant에 따라 단말은 기지국으로 데이터를 전송한다. 이렇게 단말의 스케줄링 요청을 통한 상향링크 자원 할당 방식은 총 9.5ms의 지연을 발생시킬 수 있다.
도 7은 3GPP LTE에서 스케줄링 요청 및 버퍼상태 보고를 통한 상향링크 자원 할당 방식의 소요 시간을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 단말은 기지국으로 데이터 및 BSR을 전송하고, 기지국은 단말로 UL grant를 전송한다. 단말은 일정 기간 동안 UL grant를 복호(decoding)하고 데이터 및 BSR을 인코딩한다. 이후에, 단말은 기지국으로 인코딩한 데이터 및 BSR을 전송하고, 기지국은 단말로 UL grant를 전송하고, 상기 UL grant에 따라 단말은 기지국으로 데이터를 전송한다. 이렇게 단말의 스케줄링 요청 및 버퍼상태 보고를 통한 상향링크 자원 할당 방식은 총 17.5ms의 지연을 발생시킬 수 있다.
즉, 연결 상태로 전환한 단말의 무선자원 점유 및 데이터를 전송하는 시간은 총 9.5ms~17.5ms가 소요될 수 있다. 유휴 상태인 단말의 연결 상태 전환 시간은 총 85ms가 소요되므로, 유휴 상태인 단말이 데이터를 전송하기 위해 소요되는 총 시간은 94ms~102.5ms가 될 수 있다. 따라서, 단말의 연결 상태 전환에 따라 지연되는 시간을 줄이기 위해 비연결 전송 기법을 고려할 수 있다.
일반적으로, 전송할 데이터가 없는 단말은 파워 세이빙(power saving) 또는 네트워크 오버헤드 감소를 위해 유휴 상태로 전환한다. 유휴 상태인 단말이 데이터를 송수신하기 위해서는 연결 상태로 전환해야 한다. 연결 상태 전환 과정은 기지국과 단말 간 다수의 시그널링을 발생시킨다. 다수의 시그널링을 처리하기 위해서 단말은 신호를 여러 번 전송해야 하므로 배터리 소모가 증가하고 데이터 전송 전까지 지연이 발생하는 단점이 있다. 그러므로, 단말이 작은 용량의 데이터를 한두 번 전송 또는 수신하는 경우에도 연결 설정을 수행하는 것은 비효율적이다. 따라서, 비연결 전송 기법을 적용하여 연결 설정을 위한 시그널링 수를 감소시켜 전송 지연과 배터리 소모를 효율적으로 감소시킬 수 있다.
일반적으로, 전송할 데이터가 없는 단말은 파워 세이빙(power saving) 또는 네트워크 오버헤드 감소를 위해 불연속 수신 상태(discontinuous reception mode) 또는 유휴 상태로 전환한다. 기지국이 연결 설정을 유지하고 있는 불연속 수신 상태에서는 단말이 기지국 사이를 이동할 때 핸드오버를 수행하게 된다. 그러나, 단일 기지국에 매우 많은 단말이 연결되어 있고 모든 단말이 이동 단말인 상황에서는 핸드오버를 수행하기 위한 무선 구간의 시그널링 오버헤드가 증가하는 단점이 있다. 또한, Road Side Unit과 같이 작은 커버리지를 갖는 통신 기지국이 설치된 경우에는 단말이 매우 잦은 핸드오버를 수행해야하는 단점이 존재한다. 그러므로, 핸드오버로 인한 무선 구간의 시그널링 오버헤드를 감소시키기 위해서 비연결 전송 기법을 사용할 수 있다.
도 8은 트래킹 영역(Tracking Area; TA)을 도시한 네트워크 환경을 나타낸다.
도 8을 참조하면, 기지국은 무선 신호 처리장치(apparatus for processing radio signal, Remote Radio Head(RRH), 또는 Radio Unit(RU))와 디지털 신호 처리 장치(apparatus for processing digital signal, 또는 Digital Unit(DU))로 분리되어 구현될 수 있다.
네트워크 환경은 복수의 무선 신호 처리 장치(RU)(810), 복수의 디지털 신호 처리 장치(DU#1-DU#n)(820), 트래킹 영역 관리 장치(830), 및 MME(840)을 포함한다. 트래킹 영역 관리 장치(830)은 펨토 게이트웨이(미도시)와 연결될 수 있다. 트래킹 영역 관리 장치(830)은 도 8과 같이 별도로 구현될 수 있고, DU(820)에 구현될 수도 있다.
RU(810)은 무선 신호를 처리하는 부분으로 DU(820)으로부터 수신한 디지털 신호를 주파수 대역에 따라 무선 주파수(Radio Frequency, RF) 신호로 변환하고 증폭한다. RU(810)은 서비스 지역에 설치된다. RU의 집합은 트래킹 영역들(TA#1-TA#m)을 형성한다.
DU(820)은 무선 디지털 신호를 암호화 또는 복호화하며, 코어 네트워크에 연결되어 있다. 하나의 DU(820)이 복수의 RU(810)을 관리할 수 있다. DU(820)은 적어도 하나의 트래킹 영역에 연결될 수 있다.
MME(840)은 트래킹 영역 식별자(Tracking Area Identifier, TAI) 목록을 관리한다. MME(840)은 단말로 단말의 트래킹 영역 식별자 목록을 전송한다. MME(840)은 단말이 위치하는 트래킹 영역의 기지국들에게 페이징 메시지의 전송을 요청한다. MME(840)은 단말에게 전송할 데이터 패킷이 있는 경우, 단말이 위치하는 트래킹 영역의 기지국들에게 페이징 메시지의 전송을 요청한다.
트래킹 영역 관리 장치(830)는 적어도 하나의 DU에 연결된다. 트래킹 영역 관리 장치(830)은 DU들(DU#1-DU#n)에 연결된 복수의 RU를 동적으로 매핑하여 트래킹 영역을 동적으로 생성한다.
트래킹 영역 관리 장치(830)은 MME(840)으로부터 단말의 트래킹 영역 식별자 목록을 수신한다. 그리고 트래킹 영역 관리 장치(830)은 단말 이동 정보와 네트워크 설정 정보를 기초로 단말의 트래킹 영역 식별자 목록을 재구성한다. 단말 이동 정보는 단말 이동 경로를 예측한 정보로서, 단말 이동 패턴이나 히스토리를 기초로 계산된다. 네트워크 설정 정보는 RU/DU의 자원 정보, RU의 지리적 정보 등을 포함할 수 있다.
가상화 기술을 기초로 RU와 DU가 동적으로 연결되는 통신 시스템에서, MME(840)은 초기 설치 시 설정된 RU/DU 정보를 기초로 트래킹 영역 식별자 목록을 구성할 뿐, 동적으로 변경되는 RU/DU를 알 수 없다. 그러나, 트래킹 영역 관리 장치(840)은 RU/DU에 관계된 정보를 알기 때문에, RU들을 동적으로 매핑하여 트래킹 영역 식별자 목록을 재구성할 수 있다. 이를 통해, 트래킹 영역 관리 장치(830)은 RU에서 불필요하게 보내는 페이징 메시지를 줄일 수 있다.
도 9는 트래킹 영역 업데이트 절차의 일례를 나타내는 흐름도이다.
만약, TA#1 내에 있는 단말(910)이 TA#2로 이동하는 경우, MME(940)은 트래킹 영역 업데이트(Tracking Area Update; TAU) 절차를 통해 단말의 이동 후 트래킹 영역에 대한 정보를 획득한다. 여기서, TA#1 내에 속하는 기지국(920)과 TA#2 내에 속하는 기지국(930)은 서로 구별된다.
도 9를 참조하면 단말(910)은 기지국(920)에게 트래킹 영역 업데이트 요청(TAU request) 메시지를 전송한다(S910). 트래킹 영역 업데이트 요청 메시지는 기지국(920)이 속한 트래킹 영역 코드(Tracking Area Code; TAC), 예를 들면 TAC10을 포함한다.
기지국(920)은 트래킹 영역 업데이트 요청 메시지를 MME(940)에게 전달한다(S920).
MME(940)은 트래킹 영역 업데이트를 허락하는 TAU 허락(TAU Accept) 메시지를 단말(910)에게 전송한다(S930). MME(940)은 단말(910)으로부터 수신한 TAC10을 포함하는 TAC들, 예를 들면, TAC09, TAC10, TAC11을 기반으로 트래킹 영역 식별자(Tracking Area Identifier, TAI) 목록을 생성한다. MME(940)은 트래킹 영역 식별자 목록을 포함하는 TAU 허락 메시지를 단말(910)에게 전송한다. 트래킹 영역 식별자 목록은 단말(910)에게 관계된 트래킹 영역이다.
단말(910)이 이동하여 기지국(930)으로 접속점을 변경한다(S940). 단말(910)은 트래킹 영역 식별자 목록에 포함된 지역에서는 트래킹 영역 업데이트를 하지 않는다. 그런데, 기지국(930)이 트래킹 영역 식별자 목록에 포함되지 않은 트래킥 영역 코드, 예를 들면, TAC20이 설정된 기지국인 경우, 단말(910)은 다음과 같이 트래킹 영역 업데이트를 수행한다.
단말(910)은 기지국(930)에게 트래킹 영역 업데이트 요청 메시지를 전송하고(S950), 기지국(930)은 트래킹 영역 업데이트 요청 메시지를 MME(940)에게 전달한다(S960).
MME(940)은 업데이트된 트래킹 영역 식별자 목록을 포함하는 TAU 허락(TAU Accept) 메시지를 단말(910)에게 전송한다(S970). 업데이트된 트래킹 영역 식별자 목록은 예를 들면, TAC19, TAC20, TAC21을 포함할 수 있다.
차세대 통신 시스템에서는 다양한 산업의 IoT(Internet of Things) 서비스가 도입될 것으로 여겨진다. IoT 서비스는 서로 다른 요구 조건을 가지므로 이를 만족시키기 위해서는 다양한 뉴머놀로지(numerology)가 필요하다. 따라서, 차세대 통신 시스템에서는 다양한 뉴머놀로지가 도입될 것으로 예상된다. 뉴머놀로지란 고신뢰 저지연을 목적으로 하는 차세대 무선 통신 시스템에서 사용될 수 있는 다양한 수치에 대응할 수 있다. 예를 들어, 뉴머놀로지는 서브프레임의 길이(TTI 길이), 서브캐리어 간격(subcarrier spacing), 서브프레임의 심벌 수 및/또는 CP 길이 등이 될 수 있다.
다양한 뉴머놀로지를 도입하는 방법은 크게 2가지로 나눌 수 있다. 첫째로, 단일 반송파에는 하나의 뉴머놀로지만 적용하는 방식과 둘째로, 단일 반송파에서도 다중 뉴머놀로지를 적용하는 방식이 있을 수 있다. 첫 번째 방식은 구현이 간단한 장점이 있으나 각 뉴머놀로지 별로 사용 가능한 대역폭이 정해져 있으므로 자원 활용도(resource utilization)가 나쁘다. 두 번째 방식은 첫 번째 방식보다 구현이 복잡하지만 각 뉴머놀로지 별 사용 대역폭을 자유롭게 조정할 수 있으므로 자원 활용도가 좋다. 차세대 통신 시스템에서는 서비스의 다양화가 예상되고 셀마다 요구하는 서비스의 종류가 다를 수 있으므로 두 번째 방식(단일 반송파에서도 다중 뉴머놀로지를 적용하는 방식)을 적용하는 것이 필요하다. 일례로, 현재 3GPP에서 단일 반송파에 다중 뉴머놀로지를 도입하는 것이 논의되고 있다.
각 셀에 소속된 단말들의 수 및 단말들이 요구하는 서비스의 종류는 셀마다 다르므로 셀마다 각 뉴머놀로지에 할당하는 대역폭이 다를 수 있다. 이에 따라 셀마다 각 뉴머놀로지의 동기 신호(예를 들어, PSS 또는 SSS)를 전송하는 자원의 위치가 변화할 수 있다.
비연결 상태 단말의 경우에는 기지국이 단말의 위치를 파악하지 못한다. 그러므로 기지국이 단말에게 각 셀의 뉴머놀로지 별 동기 신호 전송 자원을 지시해줄 수 없는 문제점이 있다. 동기 신호의 전송 위치를 모르는 단말은 모든 후보 자원군에 대해서 동기 신호를 추정하는 것이 필요하고, 이는 단말에게 많은 오버헤드를 일으킨다.
본 명세서에서 비연결 상태 단말은 연결이 해제된 활성화(active) 상태 단말과 휴면(sleep) 상태 단말을 모두 포함한다. 본 명세서에서는 비연결 상태 단말의 이동을 관리하는 단위를 트래킹 영역(Tracking Area; TA)로 명명하지만, 기존 LTE 시스템에서의 트래킹 영역과는 다른 특징을 가질 수 있다. 일례로 단말은 각 상태 별로 서로 다른 트래킹 영역을 가질 수 있다. 구체적으로 단말은 비연결 전송을 위한 트래킹 영역과 유휴 상태(idle state)를 위한 트래킹 영역을 별도로 가질 수 있다. 또한, 단말이 다양한 뉴머놀로지에서 통신을 수행하고자 하는 경우에는 뉴머놀로지 별로 서로 다른 트래킹 영역을 가질 수 있다.
또한, 본 명세서는 단일 반송파 다중 뉴머놀로지를 기본으로 하여 기술하였으나, 다중 반송파 단일 뉴머놀로지와 다중 반송파 다중 뉴머놀로지 통신 시스템에도 변경 없이 확장이 가능하다. 다중 반송파 단일 뉴머놀로지에서는 서로 다른 반송파가 서로 다른 뉴머놀로지에 대응된다.
즉, 본 명세서에서는 다수의 뉴머놀로지가 적용된 차세대 통신 시스템에서 연결이 해제된 단말이 서로 다른 셀로 이동할 때 하향링크 동기를 효율적으로 일치시키기 위한 절차(절차 1)를 제안한다.
일례로, 비연결 상태의 단말은 특정 프리앰블(메시지 1)을 전송하고, 특정 프리앰블을 수신한 TRP는 인접 TRP의 동기 신호 전송 자원의 정보(메시지 2)를 단말에게 전송한다. 여기서, 특정 프리앰블은 랜덤 액세스 절차에서의 프리앰블이 될 수 있고, 사전에 정의될 수 있다.
비연결 상태의 단말은 페이징 신호를 수신하기 위해 임의의 TRP와 하향링크 동기를 맞추어야 한다. 다중 뉴머놀로지가 적용된 통신 시스템에서는 TRP마다 동기 신호를 전송하는 자원의 위치가 다를 수 있다. 만약 단말이 동기 신호 전송 위치를 사전에 파악하지 못하면 모든 후보에 대해서 동기 신호의 검출을 시도해야 하므로 많은 오버헤드가 소요된다. 일반적으로 단말은 한 순간에 하나의 동기 신호에 대해서만 검출을 시도하므로 동기 신호 전송이 가능한 자원의 개수가 X개이고 동기 신호 전송 간격이 10ms인 경우에 동기를 맞추기 위해서는 최대 10*X ms만큼의 시간이 소요된다. 또한, 동기를 정확히 맞추기 위해서 여러 번 동기를 맞추는 경우가 빈번하므로 실제 동기를 맞추기 위해 소요되는 시간은 이보다 증가한다.
상기 서술한 단점을 해결하기 위해 단말이 현재 하향링크 동기를 맞춘 TRP로부터 동기 신호 전송 자원에 대한 정보를 수신하는 절차를 제안한다. 또한, 제안한 절차에서는 메시지 1에서 충돌이 발생하더라도 충돌 해제(contention resolution)를 하지 않고, 메시지 2를 전송하는 것을 특징으로 한다. 메시지 2는 메시지 1을 요청한 모든 단말에게 멀티캐스트(multicast) 방식으로 전송되기 때문이다.
메시지 2의 정보는 인접 TRP의 동기 신호 전송 자원의 리스트를 포함한다. TRP 별로 동기 신호 전송 자원의 위치가 다를 수 있다. 따라서, 인접 TRP들의 동기 신호 전송 자원의 위치 정보를 리스트로 만들어서 전송한다. 다만, 단말은 동기를 맞추기 전에는 TRP로부터 정보를 받아올 수 없으므로, 동기 신호 전송 자원의 리스트는 TRP 식별자에 일대일 매핑(mapping)하지 않는다. 즉, TRP는 인접 TRP들의 식별자를 표시하지는 않고 단순히 동기 신호 전송 자원의 위치 정보를 리스트화 시켜서 전송한다.
도 10은 본 명세서의 실시예에 따른 티어 1 TRP와 티어 2 TRP의 일례를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 현재 단말이 동기를 일치시킨 TRP를 기준으로 티어(Tier) 1 TRP와 티어 2 TRP를 고려하여 동기 신호 전송 자원 리스트를 생성시킨 경우를 나타낸다. 여기서, 티어 1 TRP는 티어 1에 속한 TRP에 대응하고, 티어 2 TRP는 티어 2에 속한 TRP에 대응할 수 있다. 또한, 본 실시예는 단말이 이동성이 높고 소형 셀에 속한 경우를 가정한다.
만약 단말이 티어 2에 도달하여 티어 2에 속한 TRP와 동기를 맞춘 경우라면 단말은 동기 신호 전송 자원을 업데이트할 수 있다. 즉, 1) 단말이 티어 2에 속한 TRP와 동기를 일치시킨 후 티어 2에 속한 TRP의 식별자가 동기 신호 전송 자원의 업데이트를 요청해야 하는 TRP로 판단되면, 단말은 동기 신호 전송 자원의 업데이트를 위해 메시지 1을 전송한다. 또한, 2) 티어 2에 속한 TRP의 식별자가 메시지 2에 포함된 동기 신호 전송 자원 리스트가 적용되는 TRP의 식별자 중에 속하지 않는 경우에도 단말은 동기 신호 전송 자원의 업데이트를 위해 메시지 1을 전송한다.
단말이 동기 신호 전송 자원의 업데이트를 위해 메시지 1을 전송할 수 있도록, TRP는 동기 신호 전송 자원 리스트가 적용되는 TRP 식별자와 동기 신호 전송 자원 리스트의 업데이트를 요청해야 하는 TRP 식별자를 단말로 전달한다. 1)과 2)의 경우 모두 티어 2에 속한 TRP의 식별자가 동기 신호 전송 자원 리스트의 업데이트를 요청해야 하는 TRP 식별자가 될 수 있다.
또한, 2)와 같이 단말이 동기를 일치시킨 TRP가 동기 신호 전송 자원 리스트에 존재하지 않는 TRP라면, 단말은 동기 신호 전송 자원 리스트의 업데이트를 요청할 수 있다. 이는 단말이 동기 신호 전송 자원 리스트 밖으로 이동했음을 의미하기 때문이다.
또한, 메시지 2는 인접 TRP의 동기 신호 전송 자원 리스트와 더불어 동기 신호 전송 주기 정보를 포함할 수 있다. 만약, 동기 신호 전송 주기가 TRP마다 다르다면, 동기 신호 전송 자원 별로 동기 신호 전송 주기를 알려주는 것이 필요하다. 그 이유는 임의의 TRP의 동기 신호 전송 주기가 T라면 단말은 최소 시간 T 이상 동안 동기 신호 검출을 시도해야 동기를 일치시킬 수 있기 때문이다.
또한, TRP는 메시지 2에 포함된 인접 TRP의 동기 신호 전송 자원 리스트를 뉴머놀로지 별로 알려줄 수 있다. 단말이 페이징 신호를 수신하거나 연결을 설정할 뉴머놀로지를 임의로 선택할 수 있는 경우를 가정한다. 이 경우 단말은 뉴머놀로지 별로 동기 신호 전송 자원 리스트를 가지고 있어야 한다.
또한, TRP는 프리앰블 종류 별로 서로 다른 동기 신호 전송 자원 리스트를 알려준다. 이동속도가 빠른 단말은 도 10의 티어 2의 TRP까지 고려해서 동기 신호 전송 자원을 구성하는 것이 필요하다. 이동속도가 느린 단말은 도 10의 티어 1의 TRP까지 고려해서 동기 신호 전송 자원을 구성해도 충분할 수 있다. 그러므로, 이동속도에 따라 단말이 전송할 프리앰블이 선택되고, TRP는 프리앰블의 종류에 따라 서로 다른 동기 신호 전송 자원 리스트를 전송한다.
다른 예로, TRP는 메시지 2를 단말이 수신할 수 있도록 사전에 합의된 임시 식별자(예를 들어, RNTI)로 메시지 2에 포함된 하향링크 제어신호를 마스킹한다. 여기서, 임시 식별자는 TRP에 따라서 변화한다. TRP마다 인접 TRP에 대한 동기 신호 전송 자원 리스트가 변화할 수 있다. 그러므로, 단말이 TRP 1으로부터 동기 신호 전송 자원 리스트를 수신하는 경우, 단말이 TRP 2가 전송하는 신호를 수신하지 않도록 하기 위해서는 TRP에 따라서 임시 식별자(RNTI)가 변화되어야 한다.
상술한 일례를 보다 구체화하여, TRP 식별자에 따라서 서로 다른 임시 식별자(RNTI) 값이 매핑되는 기법을 제안한다. 일례로, RNTI=f(mod(TRP_ID,K))로 설정할 수 있다. 여기서, TRP_ID는 TRP 식별자이고, K는 임의의 정수이고, f()는 입력 값을 RNTI에 매핑하는 함수이다. TRP 식별자에 따른 임시 식별자 매핑 규칙은 사전에 단말과 TRP와 공유하거나 시스템에서 정해진 값이다.
단말이 TRP를 구분할 수 있도록 인접한 TRP는 서로 다른 TRP 식별자를 갖는다. 그러므로, TRP 식별자를 이용하면 메시지 2 전송 시 사용하는 임시 식별자를 다르게 설정할 수 있다.
또한, TRP가 동일하더라도 프리앰블에 따라서 매핑되는 RNTI 값이 변화할 수도 있다. 일례로, 단일 TRP에 프리앰블 1과 프리앰블 2가 동기 신호 전송 자원의 업데이트를 위해 할당된 경우 각각의 임시 식별자는 RNTI_1=f_1(mod(TRP_ID,K)) 및 RNTI_2=f_2(mod(TRP_ID,K))로 할당할 수 있다. 즉, 프리앰블 종류에 따라서, 수신하는 동기 신호 전송 자원 리스트가 변화할 수 있다. 이 경우, 프리앰블 종류에 따라 서로 다른 RNTI 값이 매핑되어야만 단말은 자신이 원하는 신호를 정확히 수신할 수 있다.
다른 예로, 메시지 1에서 사용할 프리앰블은 트래킹 영역(tracking area) 단위로 관리한다. 단말이 트래킹 영역 1에서 트래킹 영역 2로 이동하는 경우 단말은 페이징 신호를 통해 트래킹 영역 2에서 사용할 프리앰블 정보를 수신한다. 비연결 상태의 단말은 트래킹 영역 단위로 이동성을 관리한다. 그러므로 트래킹 영역 단위로 메시지 1을 위한 프리앰블을 관리하는 것이 타당하다.
또한, 메시지 1에서 사용할 프리앰블은 트래킹 영역뿐만 아니라 TRP 식별자에 따라서 달라질 수 있다. 만약 인접 TRP 들간에서 프리앰블을 전송하는 자원이 동일한 경우에 단말이 업데이트를 요청한 TRP를 구분하기 위해 필요하다.
또한, 메시지 1에서 사용할 프리앰블은 트래킹 영역뿐만 아니라 단말의 이동속도에 따라서 달라질 수 있다. 이동속도가 빠른 단말은 도 10의 티어 2의 TRP까지 고려해서 동기 신호 전송 자원을 구성하는 것이 필요하다. 이동속도가 느린 단말은 도 10의 티어 1의 TRP까지 고려해서 동기 신호 전송 자원을 구성해도 충분할 수 있다. 그러므로, 이동속도에 따라 단말이 전송할 프리앰블이 선택되고, TRP는 프리앰블의 종류에 따라 서로 다른 동기 신호 전송 자원 리스트를 전송한다.
도 11은 본 명세서의 실시예에 따른 페이징 신호를 수신하는 구간 내 동기 신호 자원 정보의 리스트를 업데이트하는 일례를 나타낸다.
TRP(기지국)가 단말에게 메시지 1을 전송하는 주기인 T_list를 설정한다. T_list는 페이징 신호를 수신하는 주기인 T_paging과 별도로 설정될 수 있다.
이때, T_list=N*T_paging 또는 T_paging=N*T_list로 설정한다. 여기서, N은 1보다 큰 정수이다. 또한, 페이징 신호의 수신을 위해 단말이 깨어나는 구간(1110)의 길이를 t라고 할 때, 단말이 t 구간 내에서 메시지 1을 전송하는 경우가 생기도록 T_list와 T_paging의 시작 점을 설정한다.
단말의 소비전력 감소를 위해 유휴 상태(idle state)의 단말이 한번 깨어난 경우에 페이징 신호의 수신과 메시지 1의 전송을 동시에 처리한다면 효과적일 것이다. 그러므로, T_list와 T_paging을 정수배 관계로 설정하고 특정 주기마다 페이징 신호의 수신과 메시지 1의 전송을 동시에 처리할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 도 11은 T_list와 T_paging의 시작점을 조정해서 t 구간(1110) 내에서 단말이 동기 신호 전송 자원 리스트를 업데이트하는 일례를 나타낸다.
다른 예로, 단말은 기지국의 지시 없이 임의로 메시지 1을 전송할 수 있다. 비연결 상태의 단말은 랜덤 액세스 절차를 수행하는 시점을 단말의 필요(예를 들어, 상향링크 데이터가 발생)에 의해서 결정할 수 있다. 이와 유사하게, 단말도 자신의 이동속도와 셀 커버리지 등을 고려하여 자신이 동기 신호 전송 자원 리스트를 보유하지 않은 TRP로 이동할 것이 예상되면 동기 신호 전송 자원 리스트의 업데이트를 요청할 수 있도록 하는 것이 필요하다.
또한, 단말은 페이징 신호를 수신하기 위해 깨어났다면, 메시지 1을 전송할 수 있다. 다만, 다음 페이징 신호가 전송되기 이전(다음 페이징 신호 주기 이전에)에 동기 신호 전송 자원 리스트에 포함된 TRP를 벗어나는 것으로 예상되는 경우에는 단말은 깨어나서 메시지 1을 전송한다. 단말의 전력을 효율적으로 사용하기 위해서는, 페이징 신호의 수신을 위해 단말이 깨어난 경우에 메시지 1을 전송하는 것이 바람직하다.
다른 예로, 단말이 비연결 상태로 전환 시, 트래킹 영역 정보, 트래킹 영역 별 프리앰블 정보, 인접 TRP의 동기 신호 전송 자원 리스트를 수신한다. 또한, 앞서 기술한 동기 신호 전송 주기 정보와 뉴머놀로지 별 동기 신호 전송 자원 리스트에 대한 정보도 함께 수신할 수 있다.
또한, 본 명세서에서는 다수의 뉴머놀로지가 적용된 차세대 통신 시스템에서 연결이 해제된 단말이 서로 다른 셀로 이동할 때 하향링크 동기를 효율적으로 일치시키기 위한 다른 절차(절차 2)를 제안한다.
단말이 인접 TRP의 동기 신호 전송 자원 리스트를 업데이트 하기 위한 절차는 랜덤 액세스 절차의 메시지 1 내지 메시지 4를 포함한 4단계로 구성될 수 있다. 첫째로, 메시지 1은 단말이 기지국에 전송하는 비연결 전송을 위한 프리앰블이고, 메시지 2는 기지국이 단말에게 전달하는 프리앰블에 대한 응답 신호이다. 메시지 3는 메시지 2의 스케줄링 정보를 이용해서 단말이 기지국에 상향링크 데이터를 전송하는 신호이고, 메시지 4는 상향링크 데이터에 대해서 기지국이 단말에게 전송하는 응답 신호로 인접 TRP의 동기 신호 전송 자원 리스트를 포함하여 전송된다. 메시지 4의 응답 신호를 통해 단말은 자신이 메시지 3에서 전송한 신호의 성공 여부 및 다른 단말과의 충돌 해제 여부를 파악할 수 있다.
절차 2는 절차 1의 기법을 비연결 전송 절차 중에 수행하는 것이다. 비연결 상태의 단말은 데이터 전송을 위해 메시지 1을 전송하며, 메시지 4를 수신하는 시점에 비연결 전송이 완료된다. 인접 TRP의 동기 신호 전송 자원 리스트가 필요한 단말은 메시지 3에서 이를 요청할 수 있다. 따라서, 기지국은 메시지 4에 인접 TRP의 동기 신호 전송 자원 리스트를 포함시켜 전송한다.
즉, 절차 2의 메시지 4에는 인접 TRP의 동기 신호 전송 자원 리스트가 포함될 수 있다. 또한, 메시지 2 및 메시지 4를 수신하기 위해서는 사전에 합의된 임시 식별자(예를 들어, RNTI)를 설정할 수 있다. 기지국은 임시 식별자를 사용하여 메시지 2 및/또는 메시지 4의 신호를 마스킹한다.
또한, 비연결 상태의 단말이 메시지 3를 전송하는 경우 인접 TRP의 동기 신호 전송 자원 리스트의 업데이트를 요청하는 식별자를 전송한다. 절차 1과 달리 절차 2에서 기지국은 비연결 상태의 단말의 이동성을 관리하지 않으므로, 단말이 스스로 인접 TRP의 동기 신호 전송 자원 리스트의 업데이트를 요청하는 동작이 필요하다.
또한, 비연결 상태의 단말의 메시지 1을 구성하는 프리앰블은 절차 1에서의 메시지 1을 구성하는 프리앰블의 일부 또는 전부가 될 수 있다. 절차 1의 메시지 1과 비연결 상태의 메시지 1에 모두 사용되는 프리앰블을 이용한 단말은 메시지 2를 수신하는 경우 인접 TRP의 동기 신호 전송 자원 리스트를 수신할 수 있다. 이 경우, 메시지 3 전송 시 단말은 동기 신호 전송 자원 리스트의 업데이트를 요청하지 않는다.
또한, 본 명세서에서는 다수의 뉴머놀로지가 적용된 차세대 통신 시스템에서 연결이 해제된 단말이 서로 다른 셀로 이동할 때 하향링크 동기를 효율적으로 일치시키기 위한 또 다른 절차(절차 3)를 제안한다. 이는 전원이 꺼져있던 단말이 전원이 켜지면서 기지국에 처음 접속할 때 인증 절차가 필요하다는 것에 착안한다.
단말이 인접 TRP의 동기 신호 전송 자원 리스트를 업데이트 하기 위한 절차는 랜덤 액세스 절차의 메시지 1 내지 메시지 4를 포함한 4단계로 구성될 수 있다. 첫째로, 메시지 1은 단말이 기지국에 전송하는 비연결 전송을 위한 프리앰블이고, 메시지 2는 기지국이 단말에게 전달하는 프리앰블에 대한 응답 신호이다. 메시지 3는 메시지 2의 스케줄링 정보를 이용해서 단말이 기지국에 인증 정보를 전송하는 신호이고, 메시지 4는 인증 정보에 대해서 기지국이 단말에게 전송하는 응답 신호로 인접 TRP의 동기 신호 전송 자원 리스트를 포함하여 전송된다. 메시지 4의 응답 신호를 통해 단말은 다른 단말과의 충돌 해제 여부와 함께 인증 완료 여부를 파악할 수 있다.
절차 3은 절차 1을 기본으로 하지만, 인증받은 단말에게만 TRP의 동기 신호 전송 자원 리스트를 전송하고자 할 때 사용할 수 있다. 이를 위해, 메시지 3를 통해 단말이 인증을 위한 정보를 보내는 절차가 추가되며, 기지국은 메시지 4를 전송하면서 인증 완료와 함께 인접 TRP의 동기 신호 전송 자원 리스트를 전송한다.
절차 3의 메시지 4에는 인접 TRP의 동기 신호 전송 자원 리스트가 포함될 수 있다. 또한, 메시지 2 및 메시지 4를 수신하기 위해서는 사전에 합의된 임시 식별자(예를 들어, RNTI)를 설정할 수 있다. 기지국은 임시 식별자를 사용하여 메시지 2 및/또는 메시지 4의 신호를 마스킹한다.
또한, 본 명세서에서는 다수의 뉴머놀로지가 적용된 차세대 통신 시스템에서 연결이 해제된 단말이 서로 다른 셀로 이동할 때 하향링크 동기를 효율적으로 일치시키기 위한 다른 절차(절차 4)를 제안한다. 이는 단말이 프리엠블을 전송하지 않더라도 인접 TRP의 동기 신호 전송 위치를 파악할 수 있도록 하는 기법이다.
모든 TRP들은 SIB(System Information Block)와 같이 커버리지 내에 브로드캐스팅 되는 신호에 인접 TRP의 동기 신호 전송 위치를 전송할 수 있다. 이 때, 단말은 페이징 신호 수신을 위해서 깨어난 경우 SIB를 복호함으로써 인접 TRP의 동기 신호 전송 위치를 파악할 수 있다.
일례로, 인접 신호 동기 정보가 n번째 SIB에 전송될 수 있다. 이 경우 단말은 동기 신호 전송 위치를 파악하기 위해서는 n번째 SIB까지 복호해야 한다. 그러므로 사전에 동기 신호 전송 위치가 포함되는 SIB의 인덱스를 단말에게 알려주거나 사전에 약속을 하는 것이 필요하다.
일례로, SIB를 통해 많은 정보의 양을 보낼 수 없으므로, 티어 1 TRP들의 동기 신호 전송 정보만 SIB를 통해서 전송할 수 있다. 이 때, 단말이 티어 2와 같이 보다 많은 TRP들의 동기 신호 전송 정보를 파악하고자 하는 경우에는 절차 1을 따르도록 할 수 있다.
도 12는 본 명세서의 실시예에 따른 다수의 뉴머놀로지가 적용된 무선 통신 시스템에서 하향링크 동기를 측정하는 절차를 나타낸 흐름도이다.
먼저 용어를 정리하면, 비연결 전송 절차는 단말이 기지국과 연결 설정이 되지 않은 상태에서 기지국으로 데이터를 전송하는 절차에 대응할 수 있다. 기지국과 연결 설정이 되지 않은 상태는 RRC unconnected state, 유휴 상태(idle state) 또는 비활성화 상태(inactive state)에 대응할 수 있다. 연결 전송 절차는 단말이 기지국과 RRC 연결 및 데이터 연결이 설정된 후에 기지국으로 데이터를 전송하는 절차에 대응할 수 있다. 뉴머놀로지란 고신뢰 저지연을 목적으로 하는 차세대 무선 통신 시스템에서 사용될 수 있는 다양한 수치에 대응할 수 있다. 예를 들어, 뉴머놀로지는 서브프레임의 길이(TTI 길이), 서브캐리어 간격(subcarrier spacing), 서브프레임의 심벌 수 및/또는 CP 길이 등이 될 수 있다.
먼저, 단계 S1210에서, 단말은 동기 신호 전송 자원을 요청하는 프리앰블(preamble)을 기지국으로 전송한다. 이때, 상기 단말은 기지국과 연결 설정이 되지 않고(비연결 상태), 기지국과 하향링크 동기는 맞춰진 상태이다.
단계 S1220에서, 단말은 기지국으로부터 상기 프리앰블에 대한 응답 신호를 수신한다. 상기 응답 신호는 인접 기지국의 동기 신호 전송 자원의 위치 정보를 포함한다. 즉, 단말은 비연결 상태라 하더라도 현재 하향링크 동기를 맞춘 기지국으로부터 인접 기지국의 동기 신호 전송 자원의 위치 정보를 수신함으로써, 단말이 다른 셀로 이동하더라도 하향링크 동기를 효율적으로 맞출 수 있도록 한다.
또한, 상기 동기 신호 전송 자원의 위치 정보의 업데이트가 필요한 경우가 있다. 만약 단말이 상기 동기 신호 전송 자원의 위치 정보가 적용되는 인접 기지국의 커버리지 내에서 이동하는 경우, 단말은 인접 기지국으로부터 인접 기지국의 식별자를 수신할 수 있다. 그리고 단말은 상기 동기 신호 전송 자원의 위치 정보의 업데이트를 요청하는 프리앰블을 상기 인접 기지국으로 전송할 수 있다. 즉, 단말이 인접 기지국의 식별자를 통해, 인접 기지국이 동기 신호 전송 자원의 위치 정보의 업데이트가 필요한 기지국인 것을 확인하면, 단말은 업데이트를 요청하는 프리앰블(메시지 1)을 전송할 수 있다.
만약 단말이 상기 동기 신호 전송 자원의 위치 정보가 적용되는 인접 기지국의 커버리지를 벗어나는 경우, 단말은 상기 동기 신호 전송 자원의 위치 정보의 업데이트를 요청하는 프리앰블을 상기 인접 기지국의 커버리지를 벗어난 기지국으로 전송할 수 있다.
또한, 상기 응답 신호는 동기 신호의 전송 주기 정보를 더 포함할 수 있다. 단말은 상기 동기 신호의 전송 주기 정보가 지시하는 시간 동안 상기 동기 신호를 검출할 수 있다.
또한, 상기 프리앰블은 단말의 이동 속도에 따라 선택될 수 있다. 단말의 이동 속도가 빠른 경우에는 보다 넓은 커버리지를 고려하여 동기 신호 전송 자원을 구성할 수 있다. 단말의 이동 속도가 느린 경우에는 보다 좁은 커버리지를 고려하여 동기 신호 전송 자원을 구성할 수 있다.
상기 동기 신호 전송 자원의 위치 정보는 상기 프리앰블에 따라 결정될 수 있다. 즉, 기지국은 프리앰블의 종류 별로 서로 다른 동기 신호 전송 자원 리스트를 단말에게 알려줄 수 있다.
상기 응답 신호의 하향링크 제어정보는 임시 식별자로 마스킹되어 전송될 수 있다. 상기 임시 식별자는 상기 기지국의 식별자 또는 상기 프리앰블에 따라 변화될 수 있다. 상기 기지국의 식별자 또는 상기 프리앰블에 따라 서로 다른 임시 식별자 값으로 하향링크 제어정보를 마스킹함으로써, 단말은 자신이 원하는 신호를 정확히 수신할 수 있다.
또한, 단말이 제1 트래킹 영역(tracking area)에서 제2 트래킹 영역으로 이동하는 경우, 단말은 상기 제2 트래킹 영역에서 사용할 프리앰블 정보를 페이징 신호(paging signal)을 통해 수신할 수 있다. 상기 프리앰블은 상기 프리앰블 정보를 기반으로 결정될 수 있다. 즉, 단말은 트래킹 영역 단위로 프리앰블을 관리할 수 있다.
또한, 상기 프리앰블은 상기 페이징 신호를 수신할 수 있는 시간 구간 동안 전송될 수 있다. 기지국은 프리앰블을 전송하는 주기와 페이징 신호를 전송하는 주기를 설정할 수 있다. 이때, 상기 두 주기의 시작점을 고려하여 특정 주기 마다 단말이 프리앰블을 전송하고 페이징 신호를 수신하는 동작을 공동으로 처리할 수 있다. 이는, 단말의 소비전력 감소 측면에서 효율적이다.
도 13은 본 명세서의 실시예가 구현되는 기기를 나타낸 블록도이다.
무선장치(1300)는 프로세서(1310), 메모리(1320), RF(radio frequency) 유닛(1330)을 포함할 수 있다.
프로세서(1310)는 상술한 기능, 절차, 방법들을 구현하도록 설정될 수 있다. 라디오 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층(layer)들은 프로세서에 구현될 수 있다. 프로세서(1310)는 상술한 동작을 구동하기 위한 절차를 수행할 수 있다. 메모리(1320)는 동작적으로 프로세서(1310)에 연결되고, RF 유닛(1350)은 프로세서(1310)에 동작적으로 연결된다.
프로세서(1310)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(1320)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(1330)는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(1320)에 저장되고, 프로세서(1310)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(1320)는 프로세서(1310) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 널리 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1310)와 연결될 수 있다.
상술한 일례들에 기초하여 본 명세서에 따른 다양한 기법들이 도면과 도면 부호를 통해 설명되었다. 설명의 편의를 위해, 각 기법들은 특정한 순서에 따라 다수의 단계나 블록들을 설명하였으나, 이러한 단계나 블록의 구체적 순서는 청구항에 기재된 발명을 제한하는 것이 아니며, 각 단계나 블록은 다른 순서로 구현되거나, 또 다른 단계나 블록들과 동시에 수행되는 것이 가능하다. 또한, 통상의 기술자라면 간 단계나 블록이 한정적으로 기술된 것이나 아니며, 발명의 보호 범위에 영향을 주지 않는 범위 내에서 적어도 하나의 다른 단계들이 추가되거나 삭제되는 것이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.
상술한 실시예는 다양한 일례를 포함한다. 통상의 기술자라면 발명의 모든 가능한 일례의 조합이 설명될 수 없다는 점을 알 것이고, 또한 본 명세서의 기술로부터 다양한 조합이 파생될 수 있다는 점을 알 것이다. 따라서 발명의 보호범위는, 이하 청구항에 기재된 범위을 벗어나지 않는 범위 내에서, 상세한 설명에 기재된 다양한 일례를 조합하여 판단해야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 무선통신시스템에서 단말이 하향링크 동기를 맞추는 방법에 있어서,
    동기 신호 전송 자원을 요청하는 프리앰블(preamble)을 기지국으로 전송하는 단계;
    상기 기지국으로부터 상기 프리앰블에 대한 응답 신호를 수신하는 단계;
    상기 응답 신호는 인접 기지국의 동기 신호 전송 자원의 위치 정보를 포함하고,
    상기 단말은, 상기 기지국과 연결 설정이 되지 않고, 상기 기지국과 하향링크 동기는 맞춰진 상태인
    방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단말이 상기 동기 신호 전송 자원의 위치 정보가 적용되는 인접 기지국의 커버리지 내에서 이동하는 경우,
    상기 인접 기지국으로부터 상기 인접 기지국의 식별자를 수신하는 단계; 및
    상기 동기 신호 전송 자원의 위치 정보의 업데이트를 요청하는 프리앰블을 상기 인접 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단말이 상기 동기 신호 전송 자원의 위치 정보가 적용되는 인접 기지국의 커버리지를 벗어나는 경우,
    상기 동기 신호 전송 자원의 위치 정보의 업데이트를 요청하는 프리앰블을 상기 인접 기지국의 커버리지를 벗어난 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 응답 신호는 동기 신호의 전송 주기 정보를 더 포함하고,
    상기 동기 신호의 전송 주기 정보가 지시하는 시간 동안 상기 동기 신호를 검출하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프리앰블은 상기 단말의 이동 속도에 따라 선택되고,
    상기 동기 신호 전송 자원의 위치 정보는 상기 프리앰블에 따라 결정되는
    방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 응답 신호의 하향링크 제어정보는 임시 식별자로 마스킹되어 전송되고,
    상기 임시 식별자는 상기 기지국의 식별자 또는 상기 프리앰블에 따라 변화되는
    방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단말이 제1 트래킹 영역(tracking area)에서 제2 트래킹 영역으로 이동하는 경우, 상기 제2 트래킹 영역에서 사용할 프리앰블 정보를 페이징 신호(paging signal)을 통해 수신하는 단계를 더 포함하되,
    상기 프리앰블은 상기 프리앰블 정보를 기반으로 결정되는
    방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프리앰블은 상기 페이징 신호를 수신할 수 있는 시간 구간 동안 전송되는
    방법.
  9. 무선통신시스템에서 하향링크 동기를 맞추는 단말에 있어서,
    무선신호를 전송 및 수신하는 RF(radio frequency)부; 및
    상기 RF부에 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는
    동기 신호 전송 자원을 요청하는 프리앰블(preamble)을 기지국으로 전송하고,
    상기 기지국으로부터 상기 프리앰블에 대한 응답 신호를 수신하고,
    상기 응답 신호는 인접 기지국의 동기 신호 전송 자원의 위치 정보를 포함하고,
    상기 단말은, 상기 기지국과 연결 설정이 되지 않고, 상기 기지국과 하향링크 동기는 맞춰진 상태인
    단말.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 단말이 상기 동기 신호 전송 자원의 위치 정보가 적용되는 인접 기지국의 커버리지 내에서 이동하는 경우, 상기 프로세서는
    상기 인접 기지국으로부터 상기 인접 기지국의 식별자를 수신하고, 및
    상기 동기 신호 전송 자원의 위치 정보의 업데이트를 요청하는 프리앰블을 상기 인접 기지국으로 전송하는
    단말.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 단말이 상기 동기 신호 전송 자원의 위치 정보가 적용되는 인접 기지국의 커버리지를 벗어나는 경우, 상기 프로세서는
    상기 동기 신호 전송 자원의 위치 정보의 업데이트를 요청하는 프리앰블을 상기 인접 기지국의 커버리지를 벗어난 기지국으로 전송하는
    단말.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 응답 신호는 동기 신호의 전송 주기 정보를 더 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 동기 신호의 전송 주기 정보가 지시하는 시간 동안 상기 동기 신호를 검출하는
    단말.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 프리앰블은 상기 단말의 이동 속도에 따라 선택되고,
    상기 동기 신호 전송 자원의 위치 정보는 상기 프리앰블에 따라 결정되는
    단말.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 응답 신호의 하향링크 제어정보는 임시 식별자로 마스킹되어 전송되고,
    상기 임시 식별자는 상기 기지국의 식별자 또는 상기 프리앰블에 따라 변화되는
    단말.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 단말이 제1 트래킹 영역(tracking area)에서 제2 트래킹 영역으로 이동하는 경우,
    상기 프로세서는, 상기 제2 트래킹 영역에서 사용할 프리앰블 정보를 페이징 신호(paging signal)을 통해 수신하고,
    상기 프리앰블은 상기 프리앰블 정보를 기반으로 결정되는
    단말.
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