WO2018030809A1 - Nb-iot에서 페이징 신호를 수신하는 방법 및 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법 - Google Patents

Nb-iot에서 페이징 신호를 수신하는 방법 및 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법 Download PDF

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WO2018030809A1
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prb
anchor
iot
paging signal
wireless device
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황승계
안준기
이윤정
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엘지전자 주식회사
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    • H04W74/00—Wireless channel access
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    • H04W74/0833—Random access procedures, e.g. with 4-step access

Definitions

  • the present invention relates to mobile communications.
  • 3GPP LTE long term evolution
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • 3GPP LTE uses orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) in downlink and single carrier-frequency division multiple access (SC-FDMA) in uplink.
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier-frequency division multiple access
  • MIMO multiple input multiple output
  • LTE-A 3GPP LTE-Advanced
  • a physical channel is a downlink channel PDSCH (Physical Downlink Shared) Channel (PDCCH), Physical Downlink Control Channel (PDCCH), Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel (PHICH), Physical Uplink Shared Channel (PUSCH) and PUCCH (Physical Uplink Control Channel).
  • PDSCH Physical Downlink Shared
  • PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • PHICH Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel
  • PUSCH Physical Uplink Shared Channel
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • IoT Internet of Things
  • IoT communication can be widely used only when its price is low due to its characteristics.
  • the NB IoT may communicate using only one Physical Resource Block (PRB).
  • PRB Physical Resource Block
  • the present disclosure aims to solve the above-mentioned problem.
  • the present disclosure provides a method for a wireless device supporting a narrowband-internet of things (NB-IoT) radio access technology (RAT) to receive a paging signal.
  • the method includes receiving weight values for uneven paging distribution; Selecting any one of a list of carriers comprising a non-anchor physical resource block (PRB) based on the weight values; And receiving the paging signal through the selected non-anchor PRB.
  • the non-anchor PRB may cause the wireless device to assume that at least one or a plurality of predetermined signals will not be transmitted, but may assume that a paging signal is transmitted.
  • an identifier of the wireless device may be used.
  • time timing information may be further considered.
  • the time timing information may include a system frame number (SFN).
  • the method may further comprise receiving the list of carriers.
  • the weight values may be received in the form of a list.
  • the weight values in the list may be arranged in the order of PRBs.
  • the weight values may be received via a radio resource control (RRC) signal.
  • RRC radio resource control
  • the predetermined signal may include one or more of a narrowband primary synchronization signal (NPSS), a narrowband secondary synchronization signal (NSSS), and a narrowband physical broadcast channel (NPBCH).
  • NPSS narrowband primary synchronization signal
  • NSSS narrowband secondary synchronization signal
  • NPBCH narrowband physical broadcast channel
  • the present disclosure provides a method for performing a random access procedure by a wireless device supporting a narrowband-internet of things (NB-IoT) radio access technology (RAT).
  • the method includes receiving a list of carriers comprising a non-anchor physical resource block (PRB); Selecting a PRB in the list to perform a random access procedure; And performing a random access procedure through the selected PRB.
  • PRB non-anchor physical resource block
  • one or more of an identifier and a coverage extension (CE) level of the wireless device may be considered.
  • the PRB to perform the random access procedure may include an uplink PRB to transmit a random access preamble and a downlink PRB to receive a random access response (RAR).
  • RAR random access response
  • the present disclosure provides a wireless device supporting a narrowband-internet of things (NB-IoT) radio access technology (RAT).
  • the wireless device includes a transceiver; It may include a processor for controlling the transceiver.
  • the processor receiving the weight values for an uneven paging distribution; Selecting one of a list of carriers including a non-anchor physical resource block (PRB) based on the weight values, and receiving the paging signal via the selected non-anchor PRB Can be performed.
  • the non-anchor PRB may cause the wireless device to assume that at least one or a plurality of predetermined signals will not be transmitted, but may assume that a paging signal is transmitted.
  • 1 is a wireless communication system.
  • FIG. 2 shows a structure of a radio frame according to FDD in 3GPP LTE.
  • 3 is a flowchart illustrating a random access procedure in 3GPP LTE.
  • FIG 4A illustrates an example of Internet of Things (IoT) communication.
  • IoT Internet of Things
  • 4B is an illustration of cell coverage extension or augmentation for IoT devices.
  • 5A and 5B are exemplary views illustrating examples of subbands in which an IoT device operates.
  • FIG. 6 shows an example of a time resource that can be used for NB-IoT in M-frame units.
  • FIG. 7 is another exemplary diagram illustrating time resources and frequency resources that can be used for NB IoT.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of non-equivalent PRB selection in accordance with one scheme of the first disclosure.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a wireless communication system in which the present disclosure is implemented.
  • LTE includes LTE and / or LTE-A.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • base station which is used hereinafter, generally refers to a fixed station for communicating with a wireless device, and includes an evolved-nodeb (eNodeB), an evolved-nodeb (eNB), a base transceiver system (BTS), and an access point (e.g., a fixed station). Access Point) may be called.
  • eNodeB evolved-nodeb
  • eNB evolved-nodeb
  • BTS base transceiver system
  • access point e.g., a fixed station.
  • UE User Equipment
  • MS mobile station
  • UT user terminal
  • SS subscriber station
  • MT mobile terminal
  • 1 is a wireless communication system.
  • a wireless communication system includes at least one base station (BS) 20.
  • Each base station 20 provides a communication service for a particular geographic area (generally called a cell) 20a, 20b, 20c.
  • the cell can in turn be divided into a number of regions (called sectors).
  • the UE typically belongs to one cell, and the cell to which the UE belongs is called a serving cell.
  • a base station that provides a communication service for a serving cell is called a serving BS. Since the wireless communication system is a cellular system, there are other cells adjacent to the serving cell. Another cell adjacent to the serving cell is called a neighbor cell.
  • a base station that provides communication service for a neighbor cell is called a neighbor BS. The serving cell and the neighbor cell are determined relatively based on the UE.
  • downlink means communication from the base station 20 to the UE 10
  • uplink means communication from the UE 10 to the base station 20.
  • the transmitter may be part of the base station 20 and the receiver may be part of the UE 10.
  • the transmitter may be part of the UE 10 and the receiver may be part of the base station 20.
  • a wireless communication system can be largely divided into a frequency division duplex (FDD) method and a time division duplex (TDD) method.
  • FDD frequency division duplex
  • TDD time division duplex
  • uplink transmission and downlink transmission are performed while occupying different frequency bands.
  • uplink transmission and downlink transmission are performed at different times while occupying the same frequency band.
  • the channel response of the TDD scheme is substantially reciprocal. This means that the downlink channel response and the uplink channel response are almost the same in a given frequency domain. Therefore, in a TDD based wireless communication system, the downlink channel response can be obtained from the uplink channel response.
  • the downlink transmission by the base station and the uplink transmission by the UE cannot be performed at the same time.
  • uplink transmission and downlink transmission are performed in different subframes.
  • a radio frame includes 10 subframes, and one subframe includes two slots. Slots in a radio frame are numbered from 0 to 19 slots.
  • the time taken for one subframe to be transmitted is called a transmission time interval (TTI).
  • TTI may be referred to as a scheduling unit for data transmission.
  • one radio frame may have a length of 10 ms
  • one subframe may have a length of 1 ms
  • one slot may have a length of 0.5 ms.
  • the structure of the radio frame is merely an example, and the number of subframes included in the radio frame or the number of slots included in the subframe may be variously changed.
  • one slot may include a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols. How many OFDM symbols are included in one slot may vary depending on a cyclic prefix (CP).
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • One slot includes N RB resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • N RB resource blocks For example, in the LTE system, the number of resource blocks (RBs), that is, N RBs may be any one of 6 to 110.
  • a resource block is a resource allocation unit and includes a plurality of subcarriers in one slot. For example, if one slot includes 7 OFDM symbols in the time domain and the resource block includes 12 subcarriers in the frequency domain, one resource block may include 7x12 resource elements (REs). Can be.
  • REs resource elements
  • physical channels include a physical downlink shared channel (PDSCH), a physical uplink shared channel (PUSCH), a physical downlink control channel (PDCCH), a physical control format indicator channel (PCFICH), and a physical hybrid (PHICH).
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • PDCCH physical downlink control channel
  • PCFICH physical control format indicator channel
  • PHICH physical hybrid
  • ARQ Indicator Channel Physical Uplink Control Channel
  • the uplink channel includes a PUSCH, a PUCCH, a sounding reference signal (SRS), and a physical random access channel (PRACH).
  • PUSCH PUSCH
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • SRS sounding reference signal
  • PRACH physical random access channel
  • Degree 3 is 3GPP In LTE A flowchart illustrating a random access process.
  • the random access procedure is used for the UE 10 to obtain UL synchronization or to allocate UL radio resources to the base station, that is, the eNodeB 20.
  • the UE 10 receives a root index and a physical random access channel (PRACH) configuration index from the eNodeB 20.
  • PRACH physical random access channel
  • Each cell has 64 candidate random access preambles defined by a Zadoff-Chu (ZC) sequence, and the root index is a logical index for the UE to generate 64 candidate random access preambles.
  • ZC Zadoff-Chu
  • the PRACH configuration index indicates a specific subframe and a preamble format capable of transmitting the random access preamble.
  • UE 10 transmits a randomly selected random access preamble to eNodeB 20.
  • the UE 10 selects one of the 64 candidate random access preambles. Then, the corresponding subframe is selected by the PRACH configuration index.
  • UE 10 transmits the selected random access preamble in the selected subframe.
  • the eNodeB 20 Upon receiving the random access preamble, the eNodeB 20 sends a random access response (RAR) to the UE 10.
  • RAR random access response
  • the random access response is detected in two steps. First, the UE 10 detects a PDCCH masked with a random access-RNTI (RA-RNTI). The UE 10 receives a random access response in a medium access control (MAC) protocol data unit (PDU) on the PDSCH indicated by the detected PDCCH.
  • MAC medium access control
  • CA carrier aggregation
  • the carrier aggregation system refers to aggregating a plurality of component carriers (CC).
  • CC component carriers
  • a cell may mean a combination of a downlink component carrier and an uplink component carrier or a single downlink component carrier.
  • a cell may be divided into a primary cell, a secondary cell, and a serving cell.
  • a primary cell means a cell operating at a primary frequency, and is a cell in which a UE performs an initial connection establishment procedure or a connection reestablishment procedure with a base station, or is indicated as a primary cell in a handover process. It means a cell.
  • the secondary cell refers to a cell operating at the secondary frequency, and is established and used to provide additional radio resources once the RRC connection is established.
  • a plurality of CCs that is, a plurality of serving cells, may be supported.
  • Such a carrier aggregation system may support cross-carrier scheduling.
  • Cross-carrier scheduling is a resource allocation of a PDSCH transmitted on another component carrier through a PDCCH transmitted on a specific component carrier and / or other components other than the component carrier basically linked with the specific component carrier.
  • a scheduling method for resource allocation of a PUSCH transmitted through a carrier is a scheduling method for resource allocation of a PUSCH transmitted through a carrier.
  • IoT Internet of Things
  • the IoT refers to the exchange of information through the base station 200 between the IoT devices 100 without human interaction or the exchange of information through the base station 200 between the IoT device 100 and the server 700.
  • IoT communication is referred to as CIoT (Cellular Internet of Things) in that it communicates with a cellular base station.
  • Such IoT communication is a kind of machine type communication (MTC). Therefore, the IoT device may be referred to as an MTC device.
  • MTC machine type communication
  • IoT services are differentiated from services in a communication involving a conventional person, and may include various categories of services such as tracking, metering, payment, medical field services, and remote control.
  • IoT services may include meter reading, water level measurement, the use of surveillance cameras, and inventory reporting on vending machines.
  • IoT communication has a small amount of data to be transmitted and rarely generates up and down data transmission and reception, it is desirable to lower the unit cost of the IoT device 100 and reduce battery consumption in accordance with a low data rate.
  • the IoT device 100 since the IoT device 100 has a feature of low mobility, the IoT device 100 has a characteristic that the channel environment is hardly changed.
  • the base station transmits a downlink channel to the IoT device located in the coverage extension (CE) or coverage enhancement (CE) area, the IoT device Will have difficulty receiving it.
  • the base station if an IoT device located in the CE region simply transmits an uplink channel, the base station has difficulty receiving it.
  • a downlink channel or an uplink channel may be repeatedly transmitted on several subframes.
  • transmitting uplink / downlink channels repeatedly on a plurality of subframes is called a bundle transmission.
  • the IoT device or the base station may increase the decoding success rate by receiving a bundle of downlink / uplink channels on various subframes and decoding some or all of the bundle.
  • the device is working Subsidiary For example It is an illustration .
  • the IoT device may use a subband (subband) of about 1.4 MHz, for example. Can be.
  • the region of the sub-band in which such IoT devices operate may be located in the center region (eg, six PRBs) of the system bandwidth of the cell, as shown in FIG. 5A.
  • multiple subbands of an IoT device may be placed in one subframe for multiplexing in subframes between IoT devices, and different subbands between IoT devices may be used.
  • most IoT devices may use a subband other than the center region (eg, six PRBs) of the system band of the cell.
  • Such IoT communication operating on the reduced bandwidth may be called NB (Narrow Band) IoT communication or NB CIoT communication.
  • NB- IoT For example, a time resource that can be used for the purpose of an M-frame unit is shown.
  • a frame that may be used for NB-IoT may be called an M-frame, and the length may be, for example, 60 ms.
  • a subframe that can be used for NB IoT may be called an M-subframe, and the length may be 6ms for example.
  • the M-frame may include ten M-subframes.
  • Each M-subframe may include two slots, and each slot may be 3ms for example.
  • a slot that can be used for NB IoT may have a length of 2ms, so the subframe may have a length of 4ms and the frame may have a length of 40ms. This will be described in more detail with reference to FIG. 7.
  • a physical channel or a physical signal transmitted on a slot in an uplink of an NB-IoT includes N symb UL SC-FDMA symbols in a time domain and in a frequency domain. N sc UL subcarriers are included.
  • the uplink physical channel may be divided into a narrowband physical uplink shared channel (NPUSCH) and a narrowband physical random access channel (NPRACH).
  • NPUSCH narrowband physical uplink shared channel
  • NPRACH narrowband physical random access channel
  • the physical signal may be a narrowband demodulation reference signal (NDMRS).
  • the uplink bandwidths of the N sc UL subcarriers during the slot are as follows.
  • a slot is defined as an index pair (k, l).
  • the downlink physical channel in the NB-IoT includes a narrowband physical downlink shared channel (NPDSCH), a narrowband physical broadcast channel (NPBCH), and a narrowband physical downlink control channel (NPDCCH).
  • the downlink physical signal includes a narrowband reference signal (NRS), a narrowband synchronization signal (NSS), and a narrowband positioning reference signal (NPRS).
  • the NSS includes a narrowband primary synchronization signal (NPSS) and a narrowband secondary synchronization signal (NSSS).
  • NB-IoT is a communication method for a wireless device using a bandwidth (that is, narrowband) reduced according to low-complexity / low-cost.
  • This NB-IoT communication aims to allow a large number of wireless devices to be connected on the reduced bandwidth.
  • NB-IoT communication aims to support wider cell coverage than cell coverage in the existing LTE communication.
  • the carrier having the reduced bandwidth includes only one PRB when the subcarrier spacing is 15 kHz, as can be seen with reference to Table 1 above. That is, NB-IoT communication may be performed using only one PRB.
  • the PRB to which the wireless device connects to receive the base station may be referred to as an anchor PRB (or anchor carrier).
  • the wireless device may be allocated an additional PRB from a base station in addition to the anchor PRB (or anchor carrier).
  • the PRB which the wireless device does not expect to receive the NPSS / NSSS / NPBCH / SIB-NB from may be referred to as a non-anchor PRB (or non-anchor carrier).
  • the wireless device performed an operation related to a paging signal (for example, monitoring of an NPDCCH including scheduling information and receiving an NPDSCH including a paging signal) on an anchor PRB (or anchor carrier).
  • an operation related to a paging signal for example, monitoring of an NPDCCH including scheduling information and receiving an NPDSCH including a paging signal
  • an anchor PRB or anchor carrier
  • the wireless device performed an operation related to a random access procedure on an anchor PRB (or anchor carrier).
  • an anchor PRB or anchor carrier
  • operations related to a random access procedure are excessively concentrated on the anchor carrier.
  • the present specification describes an apparatus operating on a bandwidth reduced according to low-complexity / low-capability / low-specification / low-cost. This is called an LC device or a bandwidth reduced (BL) device or an NB-IoT device.
  • the first disclosure of the present specification is directed to preventing a procedure related to paging in a system (or radio access technology (RAT)) supporting narrow band internet of things (NB-IoT) from being concentrated on a specific anchor PRB (or anchor carrier). Suggest ways to do it.
  • RAT radio access technology
  • NB-IoT narrow band internet of things
  • the first disclosure of the present specification proposes ways to distribute the load on an anchor PRB (or anchor carrier) by allowing a procedure related to paging in a non-anchor PRB in a system supporting NB-IoT. do.
  • the NB-IoT device may select an anchor PRB (or anchor carrier) based on its ID (or UE ID).
  • an anchor PRB or anchor carrier
  • a non-anchor PRB or non-anchor carrier
  • the base station may hop a PRB to transmit a paging signal.
  • the base station can prevent an increase in load caused by transmitting a paging signal in several PRBs at the same time.
  • another CSS associated with a common search space (CSS) for a paging signal may be set.
  • a system (or RAT) supporting NB-IoT will be described for convenience, but for receiving synchronization signals (eg, NPSS and NSSS) and SIB like the concept of anchor PRB (or anchor carrier). It may also be applied to a case in which a PRB (or group of PRBs) distributes traffic related to a paging signal in a separately defined system.
  • synchronization signals eg, NPSS and NSSS
  • SIB like the concept of anchor PRB (or anchor carrier). It may also be applied to a case in which a PRB (or group of PRBs) distributes traffic related to a paging signal in a separately defined system.
  • One way to prevent the paging signal from concentrating on a particular anchor PRB (or anchor carrier) may be to reset the anchor PRB (or anchor carrier).
  • the anchor PRB (or anchor carrier) eg, the first anchor PRB
  • the anchor PRB (or anchor carrier) eg, the first anchor PRB
  • the anchor PRB May remain and may set another PRB to a new anchor PRB (or anchor carrier) (eg, a second anchor PRB).
  • the NB-IoT device reverts to the first anchor PRB (or anchor carrier) (eg, the first anchor PRB).
  • An operation to perform on an existing NB-IoT anchor PRB (or anchor carrier) such as an operation related to NPSS / NSSS / NPBCH / SIB-NB by camping on the new anchor PRB) (eg, the second anchor PRB) without going back. You can do it as it is.
  • the NB-IoT device should be able to obtain information on other PRBs (or other carriers) and select a new anchor PRB (or anchor carrier) (eg, a second anchor PRB) among the other PRBs.
  • the NB-IoT device is configured to provide information (eg, anchor type PRB or anchor type carrier) about the anchor type PRB (or anchor type carrier) through the anchor PRB (or anchor carrier) (for example, the first anchor PRB) that is initially connected. Frequency position, etc.) can be obtained.
  • the anchor type PRB refers to PRBs in which the base station may become an anchor PRB (or anchor carrier) as a PRB for transmitting a signal such as NPSS / NSSS / NPBCH / SIB-NB.
  • anchor type PRB information may be included in information received by the NB-IoT device from the base station in the initial access process, such as the SIB-NB.
  • the NB-IoT device may newly reset its anchor PRB (or anchor carrier).
  • the NB-IoT device may select a new anchor PRB using its ID (eg, UE ID).
  • the NB-IoT device may select a new anchor PRB (or anchor carrier) through a function using the number of anchor type PRBs and its ID (eg, UE ID).
  • the number of NB-IoT devices having a probability number similarly distributed in each anchor type PRB can be prevented from concentrating the NB-IoT devices in a specific anchor PRB (or anchor carrier).
  • the base station when the base station performs DL (downlink) transmission associated with the paging signal, the base station also displays the information of the anchor PRB (or anchor carrier) selected by the NB-IoT device based on the ID (eg, UE ID) of the NB-IoT device. I can figure it out.
  • the paging signal is transmitted through the NPDSCH. Scheduling information for the NPDSCH including the paging signal is transmitted through the NPDCCH on the CSS. Therefore, there is an advantage that the base station can send a paging signal only in the PRB in which the CSS for monitoring the NPDCCH exists.
  • the base station If the base station does not know which PRB the NB-IoT device expects to present in the PRB for monitoring the NPDCCH associated with the paging signal, the base station transmits the paging signal for the NB-IoT device in all PRBs. This will cause excessive traffic.
  • the anchor type PRB may be determined among PRBs that meet the criteria of the channel raster.
  • the base station may select PRBs matching the desired criteria among PRBs matching the channel raster and select the anchor PRB (or anchor carrier). Or, it may not be used for initial connection of NB-IoT devices because it does not meet the criteria of the channel raster, but may be made to transmit a new anchor type PRB by transmitting information such as NPSS / NSSS / NPBCH / SIB-NB as necessary. .
  • the PRB used in the subsequent NPRACH process may follow the reset anchor PRB (or anchor carrier).
  • the procedure related to the paging signal is defined to be performed only at the anchor PRB (or anchor carrier).
  • This section proposes to set up additional PRBs to NB IoT devices for paging signal-related procedures as a way to distribute the overload due to paging signals from anchor PRBs (or anchor carriers).
  • the setting of the additional PRB may be performed through the anchor PRB (or anchor carrier), or the non-anchor PRB (or NB-IoT device does not expect information such as NPSS / NSSS / NPBCH / SIB-NB).
  • Non-anchor carrier Non-anchor carrier
  • the PRB expecting the paging signal may be notified by the base station through a message such as SIB-NB.
  • the NB-IoT device receives the information on the PRB for the paging signal through the anchor PRB (or anchor carrier), and monitors the NPDCCH in the CSS on the PRB.
  • the NB IoT device may monitor the CSS on the PRB to receive a paging signal on the PRB according to one of the following three implementation options.
  • Option 2 There is a non-anchor PRB (or non-anchor carrier) corresponding to each anchor PRB (or anchor carrier), or each anchor PRB (or by transmitting a paging signal directly from the anchor PRB (or anchor carrier).
  • a non-anchor PRB or non-anchor carrier
  • a plurality of PRBs for a paging signal compared to an anchor PRB (or anchor carrier) are operated, and each NB-IoT device determines a PRB to receive a paging signal according to its ID among the plurality of PRBs.
  • the plurality of PRBs for the paging signal may be shared between the anchor PRBs (or anchor carriers) or may be owned independently of each other.
  • Option 1 is a method in which a procedure related to a paging signal is concentrated and performed in one PRB.
  • one PRB may be determined as one of a plurality of anchor PRBs (or anchor carriers), or may be non-anchor PRBs (or non-anchor carriers) defined for paging signal purposes.
  • Option 2 includes one or more anchor PRBs (or anchor carriers), and a PRB for processing a paging signal for each anchor PRB (or anchor carrier) is configured differently.
  • the base station may further determine a PRB for the paging signal for each anchor PRB (or anchor carrier).
  • the PRB additionally determined may be an anchor PRB (or anchor carrier) or a non-anchor PRB (or non-anchor carrier).
  • one additional PRB may be shared and used together for a paging signal.
  • Option 3 is an implementation of operating two or more PRBs for a paging signal based on the ID (eg, UE ID) of the NB-IoT device.
  • the plurality of PRBs may be shared by each anchor PRB (or anchor carrier) or may be independently determined for each anchor PRB (or anchor carrier).
  • the PRB used for the paging signal may be an anchor PRB (or anchor carrier) or may be a non-anchor PRB (or non-anchor carrier).
  • the base station may use the non-anchor PRB. It is also possible to transmit some signals / messages related to NPSS / NSSS / NPBCH / SIB-NB on (or non-anchor carrier).
  • the NB-IoT device stays in DRX mode for a long time and wakes up, only the minimized signal information is returned, rather than returning to the anchor PRB to receive all NPSS / NSSS / NPBCH / SIB-NB to receive a synchronization signal (e.g., NSS).
  • a synchronization signal e.g., NSS.
  • Received by the PRB and may be time-synchronized through the minimized signal information.
  • some of the non-anchor PRBs (or non-anchor carriers) may be dedicated to a predetermined specific use (eg, paging procedure use).
  • a PRB in which subsequent operation of NPRACH is performed may use a PRB such as a PRB in which a paging signal is performed.
  • the NB-IoT device in the idle state may select the anchor PRBs (or anchor carriers) by a specific rule. If not selected, the base station must transmit a paging signal in all PRBs in order to transmit paging signal information. This may be a waste of limited resources in view of the base station. In order to prevent this, this section proposes a method of hopping a PRB in which a base station transmits a paging signal over time.
  • the base station may determine one PRB for transmitting a paging signal at a specific transmission timing according to a specific rule, and may not transmit information related to the paging signal in the remaining PRBs.
  • the NB-IoT device can know the rule for determining the PRB used by the base station for the paging signal, the NB-IoT device can monitor the NPDCCH on the CSS to receive the paging signal after selecting the PRB matching the rule. have. For example, when there are N PRBs available for the paging signal, the base station may sequentially select the N PRBs as PRBs for the paging signal.
  • the NB-IoT device may receive information on the PRB to which the paging signal is transmitted from the base station through a downlink channel such as SIB-NB so as to know in advance.
  • information for determining timing such as SFN
  • the base station and the NB-IoT device determine a PRB associated with a paging signal at a corresponding timing by using a correlation between the index or number of PRBs and timing information such as SFN based on the above information, and receiving a paging signal at the corresponding PRB. You can monitor the NPDCCH on CSS.
  • Detailed operations of the NB-IoT device according to the present scheme may be divided by the following implementation options according to a method of determining the PRB.
  • the NB-IoT device receives information such as NPSS / NSSS / NPBCH / SIB-NB before monitoring the paging signal.
  • the operation to be performed may be one of the following two types. (1) The NB-IoT device can acquire information such as NPSS / NSSS / NPBCH / SIB-NB through its anchor PRB (or anchor carrier). (2) The NB-IoT device may acquire information such as NPSS / NSSS / NPBCH / SIB-NB through the PRB for monitoring the paging signal.
  • the NB-IoT device may use NPSS only through its anchor PRB (or anchor carrier). Information such as / NSSS / NPBCH / SIB-NB can be obtained. If the NB-IoT device acquires information of NPSS / NSSS / NPBCH / SIB-NB through another anchor type PRB in option 2, the base station should inform the NB-IoT device of all anchor type PRB information.
  • the PRB in which the NB-IoT device performs the operation of the NPRACH may use the same PRB as the PRB in which the paging signal is performed.
  • the anchor PRB (or anchor carrier) to which it is first connected may be used as a PRB for NPRACH.
  • the PRB associated with the paging signal is determined to be other than the anchor PRB (or anchor carrier) to which the NB-IoT device is connected, CSS to monitor the PDCCH including scheduling information of the paging signal is also present on the PRB where the paging signal is received. Can be arranged to. If the CSS to monitor the PDCCH including scheduling information of the paging signal is operated in a PRB other than the anchor PRB (or anchor carrier), the manner in which the CSS for the purpose other than the paging signal is operated may also be changed. For example, an operation method of the SIB change notification may be determined by an operation method of the paging signal PRB.
  • the manner of operation of the SIB change notification may be determined by the DRX configuration.
  • the SIB change notification may be sent in the same PRB as the paging signal PRB. Can be.
  • the NPDCCH including the scheduling information for the SIB change notification does not separately operate CSS, there is an advantage in terms of resource efficiency.
  • the DRX settings are identical to each other (for example, the DRX settings related to the paging signal and the DRX settings related to the SIB change notification are the same), there may be cases where the PRBs of the paging signal and the SIB change notification are different. .
  • the paging signal may be set to be sent on a PRB other than the anchor PRB, but the SIB change notification may be set to be sent on the anchor PRB (or anchor carrier).
  • a PRB associated with a paging signal and a PRB for SIB change notification may be set differently.
  • the NB-IoT device may perform a monitoring operation by selecting any one CSS among CSS in which NPDCCH including scheduling information of a paging signal exists and CSS in which NPDCCH including scheduling information of SIB change notification exist. .
  • the time interval and SIB change notification for the NB-IoT device to detect the NPDCCH on the CSS related to the paging signal within the DRX on period The time interval for detecting the NPDCCH on the CSS related to may be divided.
  • the DRX cycle related to the SIB change notification may be different from the DRX cycle required for the paging signal.
  • the NB-IoT device may not always need to operate on the same DRX to attempt to receive the SIB change notification.
  • the PRB to which the SIB change notification is delivered may be the same as or different from the PRB to which the paging signal is delivered. In other cases, it may be determined differently according to the load degree of each PRB.
  • the SIB change notification may be delivered in the same PRB as the paging signal.
  • the main purpose is to minimize the load of the PRB for the paging signal, the NB IoT device may try to receive the SIB change notification at the anchor PRB (or anchor carrier).
  • the NB-IoT device may determine priority information and monitor CSS on the corresponding PRB. For example, assuming that little change in SIB occurs in the system, the NB-IoT device may monitor CSS on the PRB associated with the paging signal because the probability of receiving a paging signal is higher than the probability of receiving a SIB change notification. Can be.
  • the NB-IoT device For another example, if the DRX of the SIB change notification is longer than the DRX of the paging signal, you can defer the CSS associated with the paging signal to be monitored at the next DRX timing, so that you can receive both information sooner. have. Criteria for which the NB-IoT device selects may be assumed to be information that both the NB-IoT device and the base station know. In this case, the base station can prevent unnecessary repetition of the same information. At this time, if the NB-IoT device cannot monitor on the CSS related to the SIB change notification due to the monitoring of the CSS related to the paging signal, the NB-IoT device changes the SIB before the next DRX on interval or before switching to the connected mode. Monitoring can be performed on the CSS related to the notification, or SIB1 can be received to directly check whether the SIB has been changed.
  • the CSS setting method described so far may be used in combination with the method for determining the PRB associated with the paging signal described above.
  • the above-mentioned methods may be used independently of each other, but two or more methods may be used in combination with each other.
  • a first scheme for resetting anchor PRBs (or anchor carriers) may be used in combination with a third scheme associated with PRB hopping.
  • the NB-IoT device may determine the anchor PRB (or anchor carrier) to be reset from the first anchor PRB (or anchor carrier) and then attempt to receive a paging signal on the PRB determined according to the PRB hopping pattern.
  • the criterion for allocating a PRB for paging signal usage to the UE may be defined to be uniformly distributed across all PRBs, but may be determined such that the number of NB-IoT devices monitoring each PRB is non-uniform.
  • a signal related to a paging signal may be monitored only by an anchor PRB (or anchor carrier), but the NB-IoT is improved according to the proposal of the present specification.
  • the IoT device may perform monitoring on a non-anchor PRB (or non-anchor carrier).
  • the number of NB-IoT devices according to the standard specification of the existing 3GPP Release 13 connected to one base station and the improved NB according to the proposal herein
  • the number of NB-IoT devices to be processed in the anchor PRB (or anchor carrier) and the non-anchor PRB (or non-anchor carrier) may vary.
  • the efficiency of the resources of the PRB may be reduced due to the number of different NB-IoT devices.
  • there may be a problem that the NB-IoT device monitoring the paging signal is concentrated in a specific PRB.
  • the base station can make the distribution of NB-IoT devices uniform or non-uniform on PRBs to which paging signals are transmitted.
  • the criterion to which the NB-IoT device is allocated to each PRB may be expressed as a weight based function. At this time, the value of the weight may be determined by any integer.
  • a PRB list listing the selectable PRBs may be generated.
  • the order between PRBs may be determined on the list, and according to a specific condition such as ID (eg, UE ID) of the NB-IoT device, the PRB index for the specific NB-IoT device may be determined.
  • ID eg, UE ID
  • This concept can be extended to apply to the PRB method of non-uniformly distributed selection.
  • a criterion for the NB-IoT device to select the paging signal PRB may be determined to follow a non-uniform variance rule.
  • the PRBs may be unevenly selected using weights.
  • the weight value of a particular PRB may be defined as the number of times the PRB appears in the list. For example, if one anchor PRB (or anchor carrier) and one non-anchor PRB (or non-anchor carrier) are used for paging signal purposes, the anchor PRB (or anchor carrier) has a weight of w 1 , An anchor PRB (or non-anchor carrier) may be weighted with w 2 .
  • the PRB list used by the NB-IoT device and the base station may be as shown in the following example.
  • PRB a and PRB n represent anchor PRBs (or anchor carriers) and non-anchor PRBs (or non-anchor carriers), respectively.
  • the NB-IoT device and the base station may determine the PRB index for the paging signal in the corresponding PRB list. Since the non-anchor PRB has a higher number of appearances in the PRB list as described above, there is a higher probability that the non-anchor PRB (or non-anchor carrier) is selected as the paging signal PRB.
  • PRB a PRB n1 , PRB n2 , PRB n1 , PRB n2 ⁇
  • PRB It is a flowchart which shows the example of selecting.
  • the base station using the NB IoT RAT transmits a list of non-anchor PRBs to the NB IoT device.
  • the base station also transmits information about the weight values to the NB IoT device.
  • the base station and the NB IoT device then select a non-anchor PRB in the list based on the weight value.
  • the ID (ie UE ID) of the NB IoT device may be used.
  • the base station transmits a paging signal on the selected non-anchor PRB.
  • the NB IoT device receives a paging signal on the selected non-anchor PRB.
  • the weight values may be received in a list form as shown in Example 3 below.
  • the weight values in the list may be arranged in the order of PRB.
  • the weight value for the i th PRB may be located at the i th position in the list.
  • the NB-IoT device may select a PRB having the smallest index among PRBs having a weight greater than a value calculated using the sum of the weight values in the list and the UE ID.
  • the above statement may also apply to a PRB group in which specific PRBs are bound. That is, the NB-IoT device and the base station may perform the selection in units of PRB groups based on the weight. For example, groups may be generated based on whether the anchor PRB / non-anchor PRB (or non-anchor carrier) and weighted for each group. Alternatively, even in the same non-anchor PRB (or non-anchor carrier), n groups of non-anchor PRBs may be set by defining a plurality of groups.
  • the method proposed in this section may be used in combination with the first to third methods described above.
  • the anchor PRB (or anchor carrier) to be reset in the first scheme may be selected by a weight-based selection method of this section.
  • the second scheme it is possible to determine which PRB to select in the presence of one or more anchor PRBs (or anchor carriers) and non-anchor PRBs (or non-anchor carriers) based on the weight of this section.
  • the weight of this section may be used so that the probability of selecting each PRB follows a non-uniform variance distribution in the PRB selection process for hopping by the NB-IoT device.
  • the base station may transmit the weight value proposed in this section to the NB-IoT device through information such as an RRC signal or a DCI.
  • the base station may signal an index value indicating the specific weight in the table to the NB-IoT device.
  • the BS may transmit an indication for turning on / off the weight value to the NB-IoT device.
  • the weight value is not designated for every PRB (or PRB group), but may be determined as a ratio of weights between PRBs (or PRB groups). For example, the value of the weights used in the generation of the PRB list may be determined by the ratio of what the weight of the non-anchor PRB (or non-anchor carrier) has to the anchor PRB (or anchor carrier). have.
  • the second disclosure of this specification proposes methods for distributing operations associated with PRACH to non-anchor PRBs (or non-anchor carriers) in a system (or RAT) supporting NB-IoT.
  • a PRB for receiving a synchronization signal for example, NSS
  • system information is separately defined, such as the concept of an anchor PRB (or anchor carrier).
  • anchor PRB or anchor carrier
  • the NB-IoT device may select the NPRACH resource based on its ID (eg, UE ID) to prevent traffic related to the NPRACH from being concentrated on a specific PRB.
  • ID eg, UE ID
  • an NPRACH-related operation is performed by using an anchor PRB (or anchor carrier) to which an NB-IoT device is connected.
  • anchor PRB or anchor carrier
  • the probability of collisions may increase due to the nature of NB-IoT performing contention-based random access and multiple NB-IoT devices attempting to connect at the same time. have.
  • the first scheme proposes a method in which an NB-IoT device selects an NPRACH resource based on its ID (eg, UE ID).
  • Anchor PRBs may be reconfigured as one way to avoid concentrating the load of NPRAHCs on a particular anchor PRB (or anchor carrier). According to this, an NB-IoT device initially connected to a base station through an anchor PRB (or anchor carrier) may continue to stay at that anchor PRB (or anchor carrier), or reset another PRB to a new anchor PRB (or anchor carrier). It may be.
  • the NB-IoT device may obtain information about the location and number of anchor type PRBs (that is, PRBs that can be operated as anchors) from system information from the base station.
  • the anchor type PRB means a PRB capable of transmitting an NPSS / NSSS / NPBCH / SIB-NB by a base station.
  • Information about the anchor type PRB may be obtained by an NB-IoT device such as SIB-NB through an initial access procedure in an anchor PRB (or anchor carrier).
  • the base station and the NB-IoT device may perform reconfiguration of the anchor PRB (or anchor carrier) based on the information of the anchor type PRB and the ID (ie, UE ID) of the NB-IoT device.
  • the selection of the anchor PRB to be reset may be performed as a function of the anchor type PRB and the ID of the NB-IoT device.
  • NB-IoT devices camping on the anchor PRB (or anchor carrier) can be stochastically distributed evenly.
  • the NB-IoT device which resets the anchor PRB (or anchor carrier) may continue camping on the reset anchor PRB (or anchor carrier) until the anchor type PRB information is changed.
  • the NB-IoT device should not reset the anchor PRB (or anchor carrier) until the notification of the change of the SIB information, such as the SIB change notification, is received. It may be.
  • Non-anchor PRB Perform random access procedure on (or non-anchor carrier)
  • an NPRACH related operation ie, a random access procedure
  • an NB-IoT device In order for an NB-IoT device to perform an NPRACH operation on a non-anchor PRB (or non-anchor carrier), two options may be considered.
  • NB-IoT device camps on a non-anchor PRB (or non-anchor carrier) to monitor downlink signals other than NPSS / NSSS / NPBCH / SIB-NB
  • NB-IoT device only performs NPRACH related operations on non-anchor PRB (or non-anchor carrier)
  • the NB-IoT device after the NB-IoT device initially connects to the anchor PRB (or anchor carrier), the non-anchor PRB (or non-anchor carrier) for operation other than NPSS / NSSS / NPBCH / SIB-NB.
  • the NB-IoT device should receive information about the non-anchor PRB (or non-anchor carrier) through the anchor PRB (or anchor carrier).
  • the base station may transmit information on the non-anchor PRB (or non-anchor carrier) to the NB-IoT device through the SIB-NB.
  • the base station may determine traffic conditions of the anchor PRB (or anchor carrier) and whether additional PRBs are available to determine which PRB the NB-IoT device should select for NPRACH operation.
  • the NB-IoT device may stay in the anchor PRB (or anchor carrier) or may be assigned a non-anchor PRB (or non-anchor carrier).
  • the NB-IoT device After receiving the information, the NB-IoT device performs an operation such as NPDCCH monitoring and / or NPRACH RAR window monitoring on CSS in the non-anchor PRB (or non-anchor carrier).
  • an operation such as NPDCCH monitoring and / or NPRACH RAR window monitoring on CSS in the non-anchor PRB (or non-anchor carrier).
  • the NB-IoT device performs only operations related to the NPRACH on the non-anchor PRB (or non-anchor carrier). In that manner, NPDCCH monitoring on CSS related to the paging signal, SIB change notification, SC-PtM, etc. will still be performed at the anchor PRB (or anchor carrier). That is, only operations related to the NPRACH are performed in the non-anchor PRB (or non-anchor carrier). To this end, the NB-IoT device should receive information about the non-anchor PRB (or non-anchor carrier) through the anchor PRB (or anchor carrier). The base station may inform the NB-IoT device via the SIB-NB information about the non-anchor PRB (or non-anchor carrier).
  • an NB-IoT device receiving a paging signal, information on a PRB to perform an operation related to NPRACH may be set through the paging signal.
  • the base station may determine the traffic conditions of the anchor PRB (or anchor carrier) and whether additional PRBs are available to determine which PRB the NB-IoT device should select for the NPRACH operation.
  • the NB-IoT device may stay in the anchor PRB (or anchor carrier) or may be assigned a non-anchor PRB (or non-anchor carrier).
  • the NB-IoT device performs the non-anchor PRB (or non-anchor carrier) assigned an operation such as NPRACH RAR window monitoring.
  • the NB-IoT device aligns the PRB for monitoring NPDCCH on CSS related to the paging signal, SIB change notification, SC-PtM, etc. and the PRB for observing NPSS / NSSS / NPBCH / SIB-NB.
  • the frequency of the operation of skipping the PRB may be smaller than the option 1-1.
  • the NB-IoT device may be one of an anchor PRB (or anchor carrier) and one or more configurable non-anchor PRBs (or non-anchor carriers). NPRACH operation may be performed by selecting a PRB. The NB-IoT device may select the PRB for the NPRACH according to one of the following options.
  • the NB-IoT device may determine a PRB for NPRACH using its ID. In this case, the number of NB-IoT devices allocated to PRBs usable for NPRACH use may be distributed evenly.
  • the NB-IoT device may determine a PRB for NPRACH according to its CE level (or repetition level). According to this option, the base station may support different CE levels (or repetition levels) for each PRB. For the option, the base station may inform the NB-IoT device through the anchor PRB (or anchor carrier) about information on the CE level (or repetition level) supported by each PRB available for NPRACH. The information may be transmitted through the SIB-NB.
  • Each NB-IoT device can determine its CE level (or repetition level) according to RSRP (Reference Signals Received Power). When the NB-IoT device determines its CE level (or repetition level), it determines the index of the PRB to perform the NPRACH based on the information on the PRBs for the NPRACH use received through the anchor PRB (or anchor carrier). Can be. In this case, each NB-IoT device can variably determine the degree of repetition level that meets its requirements, thereby reducing the waste of resources and the probability of transmission failure. Option 2-3 may be applied to an idle NB-IoT device that receives a paging signal.
  • RSRP Reference Signals Received Power
  • the base station may set the information on the PRB for the NB-IoT device to perform the NPRACH to the NB-IoT device through the paging signal.
  • the flexible PRB can be determined as compared to the manner in which the PRB of the NPRACH is set through the SIB-NB.
  • the uplink resource may be determined based on the ID (ie, UE ID) of the NB-IoT device.
  • the uplink grant for the idle NB-IoT device is to be transmitted in the corresponding anchor PRB (or anchor carrier). Therefore, when NB-IoT devices are concentrated in a specific anchor PRB (or anchor carrier), the probability of collision between NB-IoT devices increases during random access preamble transmission.
  • the number of uplink PRBs corresponding to one downlink PRB may be one or more.
  • the NB-IoT device determines a PRB for NPRACH preamble transmission among a plurality of uplink PRBs.
  • the NB-IoT device may obtain information on the location and number of available uplink PRBs from system information.
  • the base station may inform the NB-IoT device of the information through an SIB-NB transmitted through an anchor PRB (or anchor carrier).
  • the NB-IoT device may select a PRB to be used for uplink transmission related to the NPRACH procedure using one of the following options based on the obtained information.
  • Option 3-1) Setting uplink PRB based on NB-IoT device ID (ie UE ID)
  • the NB-IoT device may select an uplink PRB to be used for NPRACH preamble transmission based on the available uplink PRB information and its ID. In this case, a probability equally equal number of NB-IoT devices can be distributed to each uplink PRB.
  • the NB-IoT device may determine an uplink PRB to be used for NPRACH preamble transmission according to its CE level (or repetition level).
  • the base station may support different CE levels (or repetition levels) for each PRB. To this end, the base station may inform the NB-IoT device through the anchor PRB (or anchor carrier) information on the CE level (or repetition level) supported by each PRB available for NPRACH.
  • the information may be transmitted through the SIB-NB.
  • Each NB-IoT device can determine the CE level (or repetition level) that it needs based on RSRP.
  • the option 3-1 and the option 3-2 may be used in combination with the above-described option 2-1 and option 2-2, respectively.
  • the uplink PRB may be determined using option 3-1.
  • the uplink PRB may be determined using option 3-2.
  • an uplink PRB used by an NB-IoT device that successfully competes in uplink in a random access response (RAR) is used.
  • Information about may be included. The information makes it possible to distinguish each uplink PRB without restricting the number of patterns of preambles used for each uplink PRB resource.
  • the base station may select a downlink PRB that expects an RAR through a preamble pattern transmitted by the NB-IoT device. For example, when the preamble patterns usable for each uplink PRB are classified, the base station may distinguish the downlink PRBs for which the NB-IoT device expects RAR by classifying the preamble patterns sent by the NB-IoT device.
  • the method of selecting the random access preamble PRB for each NB-IoT device may be determined according to a criterion for selecting the downlink PRB by the NB-IoT device.
  • the NB-IoT device may determine its own preamble pattern by using each selection criterion.
  • a preamble pattern to be transmitted to an NB-IoT device expecting a specific downlink PRB may be specified by using information transmitted through an anchor PRB (or anchor carrier).
  • the uplink timing reference of the NB-IoT device may be one of the following methods.
  • the transmission timing of the random access preamble in the non-anchor PRB may be determined based on the downlink reception timing (downlink subframe reception timing) of the anchor PRB (or anchor carrier).
  • RRC signaling of a PRB for example, an anchor PRB (or anchor carrier) or a PRB connected to a PRB to which a random access preamble is transmitted
  • a PRB for example, an anchor PRB (or anchor carrier) or a PRB connected to a PRB to which a random access preamble is transmitted
  • RRC signaling dedicated to SIB or NB-IoT devices may be informed to the NB-IoT device or to the NB-IoT device through the PDCCH command.
  • the NB-IoT device (or LC device or BL device) can efficiently perform a random access procedure and can also receive a paging signal.
  • Embodiments of the present invention described so far may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof. Specifically, it will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 9 illustrates a wireless communication system in which the present disclosure is implemented. Block diagram .
  • the base station 200 includes a processor 201, a memory 202, and a transceiver (or radio frequency (RF) unit) 203.
  • the memory 202 is connected to the processor 201 and stores various information for driving the processor 201.
  • the transceiver unit (or RF unit) 203 is connected to the processor 201 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the processor 201 implements the proposed functions, processes and / or methods. In the above-described embodiment, the operation of the base station may be implemented by the processor 201.
  • the wireless device (eg, NB-IoT device) 100 includes a processor 101, a memory 102, and a transceiver (or RF unit) 103.
  • the memory 102 is connected to the processor 101 and stores various information for driving the processor 101.
  • the transceiver unit (or RF unit) 103 is connected to the processor 101 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the processor 101 implements the proposed functions, processes and / or methods.
  • the processor may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device.
  • the RF unit may include a baseband circuit for processing a radio signal.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.

Landscapes

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

Abstract

본 명세서의 개시는 NB-IoT(narrowband-internet of things) RAT(radio access technology)를 지원하는 무선 기기가 페이징 신호를 수신하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 비-균등한(uneven) 페이징 분산(distribution)을 위한 가중치 값들을 수신하는 단계와; 비-앵커(non-anchor) PRB(physical resource block)를 포함하는 반송파의 리스트 중에서 어느 하나를 상기 가중치 값들에 기초하여 선택하는 단계와; 그리고 상기 선택된 비-앵커 PRB를 통해 상기 페이징 신호를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서 상기 비-앵커 PRB는 적어도 하나 또는 복수의 미리 정해진 신호들은 전송되지 않을 것이라고 상기 무선 기기가 가정하도록 하지만, 페이징 신호는 전송된다고 가정하도록 할 수 있다.

Description

NB-IOT에서 페이징 신호를 수신하는 방법 및 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법
본 발명은 이동통신에 관한 것이다.
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 향상인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 3GPP 릴리이즈(release) 8로 소개되고 있다. 3GPP LTE는 하향링크에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)를 사용하고, 상향링크에서 SC-FDMA(Single Carrier-frequency division multiple access)를 사용한다. 최대 4개의 안테나를 갖는 MIMO(multiple input multiple output)를 채용한다. 최근에는 3GPP LTE의 진화인 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)에 대한 논의가 진행 중이다.
3GPP TS 36.211 V10.4.0 (2011-12) "Evolved Universal Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 10)"에 개시된 바와 같이, LTE에서 물리채널은 하향링크 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel), 상향링크 채널인 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)와 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.
한편, 최근에 IoT(Internet of Things) 통신이 주목받고 있다. IoT는 인간 상호작용(human interaction)을 수반하지 않은 통신을 말한다. 이와 같은 IoT 통신을 셀룰러 기반의 LTE 시스템에 수용하려고 하는 논의가 시작되고 있다.
그런데, 기존의 LTE 시스템은 고속의 데이터 통신을 지원하는 것을 목적으로 설계되어 왔기에, 고가의 통신 방식으로 여겨져 왔다.
그러나 IoT 통신은 그 특성상 가격이 저가여야만 널리 보급되어 사용될 수 있다.
따라서, 원가 절감의 일환으로 대역폭을 축소시키는 논의들이 있어 왔다. 이를 NB(narrow band) IoT라고 한다. 상기 NB IoT에서는 하나의 PRB(Physical Resource Block)만을 사용하여 통신할 수 있다.
그러나 이와 같이 하나의 PRB만을 사용할 경우, 페이징 신호가 하나의 PRB에 집중됨으로써, 과부하 문제가 발생할 수 있다. 또한, 랜덤 액세스 절차와 관련된 트래픽이 하나의 PRB에 집중됨으로써, 과부하 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 명세서의 개시는 전술한 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 개시는 NB-IoT(narrowband-internet of things) RAT(radio access technology)를 지원하는 무선 기기가 페이징 신호를 수신하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 비-균등한(uneven) 페이징 분산(distribution)을 위한 가중치(weight) 값들을 수신하는 단계와; 비-앵커(non-anchor) PRB(physical resource block)를 포함하는 반송파의 리스트 중에서 어느 하나를 상기 가중치 값들에 기초하여 선택하는 단계와; 그리고 상기 선택된 비-앵커 PRB를 통해 상기 페이징 신호를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서 상기 비-앵커 PRB는 적어도 하나 또는 복수의 미리 정해진 신호들은 전송되지 않을 것이라고 상기 무선 기기가 가정하도록 하지만, 페이징 신호는 전송된다고 가정하도록 할 수 있다.
상기 선택 단계에서, 상기 무선 기기의 식별자가 이용될 수 있다. 상기 선택 단계에서, 시간 타이밍 정보가 더 고려될 수 있다. 상기 시간 타이밍 정보는 SFN(system frame number)을 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 반송파의 리스트를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 가중치 값들은 리스트 형태로 수신될 수 있다.
상기 리스트 내에서 상기 가중치 값들은 PRB들의 순서대로 정렬되어 있을 수 있다.
상기 가중치 값들은 RRC(radio resource control) 시그널을 통해 수신될 수 있다.
상기 미리 정해진 신호는: NPSS(narrowband primary synchronization signal), NSSS(narrowband secondary synchronization signal) 그리고 NPBCH(narrowband physical broadcast channel) 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 개시는 NB-IoT(narrowband-internet of things) RAT(radio access technology)를 지원하는 무선 기기가 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 비-앵커(non-anchor) PRB(physical resource block)를 포함하는 반송파의 리스트를 수신하는 단계와; 랜덤 액세스 절차를 수행할 PRB를 상기 리스트 내에서 선택하는 단계와; 상기 선택된 PRB를 통해 랜덤 액세스 절차를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 선택하는 단계에서 상기 무선 기기의 식별자 및 커버리지 확장(CE) 수준 중에서 하나 이상이 고려될 수 있다.
상기 랜덤 액세스 절차를 수행할 PRB는 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 상향링크 PRB와, 그리고 랜덤 액세스 응답(RAR)을 수신할 하향링크 PRB를 포함할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 개시는 NB-IoT(narrowband-internet of things) RAT(radio access technology)를 지원하는 무선 기기를 제공한다. 상기 무선 기기는 송수신부와; 상기 송수신부를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 비-균등한(uneven) 페이징 분산(distribution)을 위한 가중치 값들을 수신하는 과정과; 비-앵커(non-anchor) PRB(physical resource block)를 포함하는 반송파의 리스트 중에서 어느 하나를 상기 가중치 값들에 기초하여 선택하는 과정과, 상기 선택된 비-앵커 PRB를 통해 상기 페이징 신호를 수신하는 과정을 수행할 수 있다. 여기서 상기 비-앵커 PRB는 적어도 하나 또는 복수의 미리 정해진 신호들은 전송되지 않을 것이라고 상기 무선 기기가 가정하도록 하지만, 페이징 신호는 전송된다고 가정하도록 할 수 있다.
본 명세서의 개시에 의하면, 전술한 종래 기술의 문제점이 해결되게 된다.
도 1은 무선 통신 시스템이다.
도 2는 3GPP LTE에서 FDD에 따른 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 3은 3GPP LTE에서 랜덤 액세스 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4a는 IoT(Internet of Things) 통신의 일 예를 나타낸다.
도 4b는 IoT 기기를 위한 셀 커버리지 확장 또는 증대의 예시이다.
도 5a 및 도 5b는 IoT 기기가 동작하는 부대역의 예를 나타낸 예시도이다.
도 6은 NB-IoT을 위해 사용될 수 있는 시간 자원을 M-프레임 단위로 나타낸 예를 나타낸다.
도 7은 NB IoT를 위해 사용될 수 있는 시간 자원과 주파수 자원을 나타낸 다른 예시도이다.
도 8은 제1 개시의 일 방안에 따라 비-균등하게 PRB를 선택하는 예를 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 명세서의 개시가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다.
이하에서는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 3GPP LTE(long term evolution) 또는 3GPP LTE-A(LTE-Advanced)를 기반으로 본 발명이 적용되는 것을 기술한다. 이는 예시에 불과하고, 본 발명은 다양한 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다. 이하에서, LTE라 함은 LTE 및/또는 LTE-A를 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.
이하에서 사용되는 용어인 기지국은, 일반적으로 무선기기와 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNodeB(evolved-NodeB), eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
그리고 이하, 사용되는 용어인 UE(User Equipment)는, 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기기(Device), 무선기기(Wireless Device), 단말(Terminal), MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), MT(mobile terminal) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템이다.
도 1을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 무선 통신 시스템은 적어도 하나의 기지국(base station: BS)(20)을 포함한다. 각 기지국(20)은 특정한 지리적 영역(일반적으로 셀이라고 함)(20a, 20b, 20c)에 대해 통신 서비스를 제공한다. 셀은 다시 다수의 영역(섹터라고 함)으로 나누어질 수 있다.
UE은 통상적으로 하나의 셀에 속하는데, UE이 속한 셀을 서빙 셀(serving cell)이라 한다. 서빙 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 서빙 기지국(serving BS)이라 한다. 무선 통신 시스템은 셀룰러 시스템(cellular system)이므로, 서빙 셀에 인접하는 다른 셀이 존재한다. 서빙 셀에 인접하는 다른 셀을 인접 셀(neighbor cell)이라 한다. 인접 셀에 대해 통신 서비스를 제공하는 기지국을 인접 기지국(neighbor BS)이라 한다. 서빙 셀 및 인접 셀은 UE을 기준으로 상대적으로 결정된다.
이하에서, 하향링크는 기지국(20)에서 UE(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크는 UE(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(20)의 일부분이고, 수신기는 UE(10)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 UE(10)의 일부분이고, 수신기는 기지국(20)의 일부분일 수 있다.
한편, 무선 통신 시스템은 크게 FDD(frequency division duplex) 방식과 TDD(time division duplex) 방식으로 나눌 수 있다. FDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하면서 이루어진다. TDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 같은 주파수 대역을 차지하면서 서로 다른 시간에 이루어진다. TDD 방식의 채널 응답은 실질적으로 상호적(reciprocal)이다. 이는 주어진 주파수 영역에서 하향링크 채널 응답과 상향링크 채널 응답이 거의 동일하다는 것이다. 따라서, TDD에 기반한 무선통신 시스템에서 하향링크 채널 응답은 상향링크 채널 응답으로부터 얻어질 수 있는 장점이 있다. TDD 방식은 전체 주파수 대역을 상향링크 전송과 하향링크 전송이 시분할되므로 기지국에 의한 하향링크 전송과 UE에 의한 상향링크 전송이 동시에 수행될 수 없다. 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서브프레임 단위로 구분되는 TDD 시스템에서, 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 서브프레임에서 수행된다.
이하에서는, LTE 시스템에 대해서 보다 상세하게 알아보기로 한다.
도 2는 3GPP LTE에서 FDD에 따른 무선 프레임(radio frame)의 구조를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 무선 프레임은 10개의 서브프레임(subframe)을 포함하고, 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯(slot)을 포함한다. 무선 프레임 내 슬롯은 0부터 19까지 슬롯 번호가 매겨진다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 전송시간구간(Transmission Time interval: TTI)라 한다. TTI는 데이터 전송을 위한 스케줄링 단위라 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 무선 프레임의 길이는 10ms이고, 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다.
무선 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 무선 프레임에 포함되는 서브프레임의 수 또는 서브프레임에 포함되는 슬롯의 수 등은 다양하게 변경될 수 있다.
한편, 하나의 슬롯은 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함할 수 있다. 하나의 슬롯에 몇개의 OFDM 심볼이 포함되는지는 순환 전치(cyclic prefix: CP)에 따라 달라질 수 있다.
하나의 슬롯은 주파수 영역(frequency domain)에서 NRB 개의 자원블록(RB)을 포함한다. 예를 들어, LTE 시스템에서 자원블록(RB)의 개수, 즉 NRB은 6 내지 110 중 어느 하나일 수 있다.
자원블록(resource block: RB)은 자원 할당 단위로, 하나의 슬롯에서 복수의 부반송파를 포함한다. 예를 들어, 하나의 슬롯이 시간 영역에서 7개의 OFDM 심벌을 포함하고, 자원블록은 주파수 영역에서 12개의 부반송파를 포함한다면, 하나의 자원블록은 7x12개의 자원요소(resource element: RE)를 포함할 수 있다.
3GPP LTE에서 물리채널은 데이터 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 및 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.
상향링크 채널은 PUSCH, PUCCH, SRS(Sounding Reference Signal), PRACH(Physical Random Access Channel)을 포함한다.
도 3는 3GPP LTE에서 랜덤 액세스 과정을 나타낸 흐름도이다.
랜덤 액세스 과정은 UE(10)가 기지국, 즉 eNodeB(20)과 UL 동기를 얻거나 UL 무선자원을 할당받기 위해 사용된다.
UE(10)는 루트 인덱스(root index)와 PRACH(physical random access channel) 설정 인덱스(configuration index)를 eNodeB(20)로부터 수신한다. 각 셀마다 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스에 의해 정의되는 64개의 후보(candidate) 랜덤 액세스 프리앰블이 있으며, 루트 인덱스는 단말이 64개의 후보 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하기 위한 논리적 인덱스이다.
랜덤 액세스 프리앰블의 전송은 각 셀마다 특정 시간 및 주파수 자원에 한정된다. PRACH 설정 인덱스는 랜덤 액세스 프리앰블의 전송이 가능한 특정 서브프레임과 프리앰블 포맷을 지시한다.
UE(10)은 임의로 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 eNodeB(20)로 전송한다. UE(10)은 64개의 후보 랜덤 액세스 프리앰블 중 하나를 선택한다. 그리고, PRACH 설정 인덱스에 의해 해당되는 서브프레임을 선택한다. UE(10)은 은 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 선택된 서브프레임에서 전송한다.
상기 랜덤 액세스 프리앰블을 수신한 eNodeB(20)은 랜덤 액세스 응답(random access response, RAR)을 UE(10)로 보낸다. 랜덤 액세스 응답은 2단계로 검출된다. 먼저 UE(10)은 RA-RNTI(random access-RNTI)로 마스킹된 PDCCH를 검출한다. UE(10)은 검출된 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 MAC(Medium Access Control) PDU(Protocol Data Unit) 내의 랜덤 액세스 응답을 수신한다.
<반송파 집성>
이제 반송파 집성(carrier aggregation: CA) 시스템에 대해 설명한다.
반송파 집성 시스템은 다수의 요소 반송파(component carrier: CC)를 집성하는 것을 의미한다. 이러한 반송파 집성에 의해서, 기존의 셀의 의미가 변경되었다. 반송파 집성에 의하면, 셀이라 함은 하향링크 요소 반송파와 상향링크 요소 반송파의 조합, 또는 단독의 하향링크 요소 반송파를 의미할 수 있다.
또한, 반송파 집성에서 셀은 프라이머리 셀(primary cell)과 세컨더리 셀(secondary cell), 서빙 셀(serving cell)로 구분될 수 있다. 프라이머리 셀은 프라이머리 주파수에서 동작하는 셀을 의미하며, UE이 기지국과의 최초 연결 확립 과정(initial connection establishment procedure) 또는 연결 재확립 과정을 수행하는 셀, 또는 핸드오버 과정에서 프라이머리 셀로 지시된 셀을 의미한다. 세컨더리 셀은 세컨더리 주파수에서 동작하는 셀을 의미하며, 일단 RRC 연결이 확립되면 설정되고 추가적인 무선 자원을 제공하는데 사용된다.
상술한 바와 같이 반송파 집성 시스템에서는 단일 반송파 시스템과 달리 복수의 요소 반송파(CC), 즉, 복수의 서빙 셀을 지원할 수 있다.
이러한 반송파 집성 시스템은 교차 반송파 스케줄링을 지원할 수 있다. 교차 반송파 스케줄링(cross-carrier scheduling)은 특정 요소 반송파를 통해 전송되는 PDCCH를 통해 다른 요소 반송파를 통해 전송되는 PDSCH의 자원 할당 및/또는 상기 특정 요소 반송파와 기본적으로 링크되어 있는 요소 반송파 이외의 다른 요소 반송파를 통해 전송되는 PUSCH의 자원 할당을 할 수 있는 스케줄링 방법이다.
< IoT (Internet of Things) 통신>
한편, 이하 IoT에 대해서 설명하기로 한다.
도 4a는 IoT (Internet of Things) 통신의 일 예를 나타낸다.
IoT는 인간 상호작용(human interaction)을 수반하지 않은 IoT 기기(100)들 간에 기지국(200)을 통한 정보 교환 또는 IoT 기기(100)와 서버(700) 간에 기지국(200)을 통한 정보 교환을 말한다. 이와 같이 IoT 통신이 셀룰러 기지국을 통하는 점에서, CIoT(Cellular Internet of Things)라고 부르기도 한다.
이러한 IoT 통신은 MTC(Machine Type communication)의 일종이다. 따라서, IoT 기기를 MTC 기기라고 부를 수도 있다.
IoT 서비스는 종래 사람이 개입되는 통신에서의 서비스와 차별성을 가지며, 추적(tracking), 계량(metering), 지불(payment), 의료 분야 서비스, 원격 조정 등 다양한 범주의 서비스가 포함될 수 있다. 예를 들어, IoT 서비스에는 계량기 검침, 수위 측정, 감시 카메라의 활용, 자판기의 재고 보고 등이 포함될 수 있다.
IoT 통신은 전송 데이터량이 적으며, 상향 또는 하향링크 데이터 송수신이 드물게 발생하는 특징을 가지므로, 낮은 데이터 전송률에 맞춰서 IoT 기기(100)의 단가를 낮추고 배터리 소모량을 줄이는 것이 바람직하다. 또한, IoT 기기(100)는 이동성이 적은 특징을 가지므로, 채널 환경이 거의 변하지 않는 특성을 지니고 있다.
도 4b는 IoT 기기를 위한 셀 커버리지 확장 또는 증대의 예시이다.
최근에는, IoT 기기(100)를 위해서 기지국의 셀 커버리지를 확장 또는 증대하는 것을 고려하고 있으며, 셀 커버리지 확장 또는 증대를 위한 다양한 기법들의 논의되고 있다.
그런데, 셀의 커버리지가 확장 또는 증대될 경우에, 기지국이 상기 커버리지 확장(coverage extension: CE) 또는 커버리지 증대(coverage enhancement: CE) 지역에 위치하는 IoT 기기에게 하향링크 채널을 전송하면, 상기 IoT 기기는 이를 수신하는데 어려움을 겪게 된다. 마찬가지로, CE 지역에 위치하는 IoT 기기가 상향링크 채널을 그냥 전송하면, 기지국은 이를 수신하는데 어려움을 겪게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 하향링크 채널 또는 상향링크 채널이 여러 서브프레임 상에서 반복되어 전송될 수 있다. 이와 같이 여러 서브프레임 상에서 반복하여 상향링크/하향링크 채널을 전송하는 것을 묶음(bundle) 전송이라고 한다.
그러면, 상기 IoT 기기 또는 기지국은 하향링크/상향링크 채널의 묶음을 여러 서브프레임들 상에서 수신하고, 묶음의 일부 또는 또는 전체를 디코딩함으로써, 디코딩 성공율을 높일 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 IoT 기기가 동작하는 부대역의 예를 나타낸 예시도이다 .
IoT 기기의 원가 절감(low-cost)을 위한 한가지 방안으로, 도 5a에 도시된 바와 같이 셀의 시스템 대역폭과 무관하게, 상기 IoT 기기는 예를 들어 1.4 MHz 정도의 부대역(부대역)을 사용할 수 있다.
이때, 이러한 IoT 기기가 동작하는 부대역의 영역은 도 5a에 도시된 것과 같이 상기 셀의 시스템 대역폭의 중심 영역(예컨대, 가운데 6개의 PRB)에 위치할 수도 있다.
혹은 도 5b에 도시된 바와 같이, IoT 기기간의 서브프레임 내 다중화를 위해 IoT 기기의 부대역을 하나의 서브프레임에 여러 개 두어, IoT 기기 간 다른 부대역을 사용할 수 있다. 이때, 대다수의 IoT 기기는 상기 셀의 시스템 대역의 중심 영역(예컨대, 가운데 6개의 PRB)이 아닌 다른 부대역을 사용할 수도 있다.
이와 같이 축소된 대역폭 상에서 동작하는 IoT 통신을 NB(Narrow Band) IoT 통신 혹은 NB CIoT 통신이라고 부를 수 있다.
도 6은 NB- IoT을 위해 사용될 수 있는 시간 자원을 M-프레임 단위로 나타낸 예를 나타낸다.
도 6을 참조하면, NB-IoT를 위해 사용될 수 있는 프레임은 M-프레임으로 불릴 수 있고, 길이는 예시적으로 60ms일 수 있다. 또한, NB IoT를 위해 사용될 수 있는 서브프레임은 M-서브프레임으로 불릴 수 있고, 길이는 예시적으로 6ms 일 수 있다. 따라서, M-프레임은 10개의 M-서브프레임을 포함할 수 있다.
각 M-서브프레임은 2개의 슬롯을 포함할 수 있으며, 각 슬롯은 예시적으로 3ms 일 수 있다.
그러나, 도 6에 도시된 바와 달리, NB IoT를 위해 사용될 수 있는 슬롯은 2ms 길이를 가질 수도 있고, 그에 따라 서브프레임은 4ms 길이를 갖고, 프레임은 40ms 길이를 가질 수도 있다. 이에 대해서는 도 7을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 7은 NB IoT를 위해 사용될 수 있는 시간 자원과 주파수 자원을 나타낸 다른 예시도이다 .
도 7을 참조하면, NB-IoT의 상향링크에서 슬롯 상에 전송된 물리채널 또는 물리신호는 시간 영역(time domain)에서 N symb UL개의 SC-FDMA 심벌을 포함하고, 주파수 영역(frequency domain)에서 N sc UL개의 부반송파(subcarriers)를 포함한다. 상향링크의 물리채널은 NPUSCH(Narrowband Physical Uplink Shared Channel) 및 NPRACH(Narrowband Physical Random Access Channel)로 나눌 수 있다. 그리고, NB-IoT에서 물리신호는 NDMRS(Narrowband DeModulation Reference Signal)가 될 수 있다.
NB-IoT에서 T slot 슬롯 동안 N sc UL개의 부반송파의 상향링크 대역폭은 다음과 같다.
Subcarrier spacing N sc UL T slot
f = 3.75kHz 48 61440*Ts
f = 15kHz 12 15360*Ts
NB-IoT에서 자원 그리드의 각 자원요소(RE)는 시간 영역과 주파수 영역을 지시하는 k = 0,..., N sc UL-1 이고 l = 0,..., N symb UL-1일 때, 슬롯 내에서 인덱스 쌍 (k, l)로 정의될 수 있다.
NB-IoT에서 하향링크의 물리채널은 NPDSCH(Narrowband Physical Downlink Shared Channel), NPBCH(Narrowband Physical Broadcast Channel), NPDCCH(Narrowband Physical Downlink Control Channel)를 포함한다. 그리고 하향 물리 신호는 NRS(Narrowband reference signal), NSS(Narrowband synchronization signal), 그리고 NPRS(Narrowband positioning reference signal)를 포함한다. 상기 NSS는 NPSS(Narrowband primary synchronization signal)와 NSSS(Narrowband secondary synchronization signal)를 포함한다.
한편, NB-IoT는 저-복잡도(low-complexity)/저-비용(low-cost)에 따라 축소된 대역폭(즉, 협대역)을 사용하는 무선 기기를 위한 통신 방식이다. 이러한 NB-IoT 통신은 상기 축소된 대역폭 상에서 수 많은 무선 기기가 접속될 수 있도록 하는 것을 목표로 하고 있다. 나아가, NB-IoT 통신은 기존 LTE 통신에서의 셀 커버리지 보다 더 넓은 셀 커버리지를 지원하는 것을 목표로 하고 있다.
한편, 상기 축소된 대역폭을 갖는 반송파는 위 표 1을 참조하여 알 수 있는 바와 같이 부반송파 간격(subcarrier spacing)이 15kHz인 경우, 하나의 PRB만을 포함한다. 즉, NB-IoT 통신은 하나의 PRB만을 이용해 수행될 수 있다. 여기서, 무선 기기가 기지국으로부터 NPSS/NSSS/NPBCH/SIB-NB가 전송되는 것으로 가정하고 이를 수신하기 위해 접속하는 PRB를 앵커 PRB(혹은 앵커 반송파)라고 부를 수 있다. 한편, 상기 무선 기기는 상기 앵커 PRB(혹은 앵커 반송파)외에, 기지국으로부터 추가적인 PRB를 할당받을 수 있다. 여기서, 상기 추가적인 PRB 중에서, 상기 무선 기기가 상기 기지국으로부터 NPSS/NSSS/NPBCH/SIB-NB의 수신을 기대하지 않는 PRB를 비-앵커 PRB(혹은 비-앵커 반송파)라고 부를 수 있다.
한편, 기존 NB-IoT 통신에서 무선 기기는 앵커 PRB(또는 앵커 반송파) 상에서 페이징 신호와 관련된 동작(예를 들어, 스케줄링 정보를 포함하는 NPDCCH의 모니터링 및 페이징 신호를 포함하는 NPDSCH의 수신)을 수행하였다. 그러나, 상기 앵커 반송파에 많은 무선 기기가 접속되어 있는 경우, 페이징 신호와 관련된 동작들이 상기 앵커 반송파에 과도하게 집중되는 문제점이 있었다.
다른 한편, 기존 NB-IoT 통신에서 무선 기기는 앵커 PRB(또는 앵커 반송파) 상에서 랜덤 액세스 절차(random access procedure)와 관련된 동작을 수행하였다. 그러나, 상기 앵커 반송파에 많은 무선 기기가 접속되어 있는 경우, 랜덤 액세스 절차와 관련된 동작들이 상기 앵커 반송파에 과도하게 집중되는 문제점이 있었다.
<본 명세서의 개시>
이하, 본 명세서는 저-복잡도(low-complexity)/저-기능(low-capability)/저-사양(low-specification)/저-비용(low-cost)에 따라 축소된 대역폭 상에서 동작하는 기기를 LC 기기 또는 BL(bandwidth reduced) 기기 또는 NB-IoT 기기라고 부르기로 한다.
I. 제1 개시
본 명세서의 제1 개시는 NB-IoT(Narrow Band Internet of Things)를 지원하는 시스템(또는 RAT(radio access technology))에서 페이징과 관련된 절차가 특정 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)에 집중되는 것을 방지하기 위한 방안들을 제시한다.
보다 구체적으로, 본 명세서의 제1 개시는 NB-IoT를 지원하는 시스템에서 비-앵커 PRB에서 페이징과 관련된 절차가 수행될 수 있도록 함으로써, 앵커 PRB(또는 앵커 반송파) 상의 부하를 분산시키는 방안들을 제시한다.
본 명세서의 제1 개시에 따른 방안들에 대해서 간략하게 소개하면 다음과 같다. 예를 들어 일 방안에 따르면, NB-IoT 기기는 자신의 ID(또는 UE ID)에 기반하여 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 선택할 수 있다. 이러한 방안에 따르면 기지국은 NB-IoT 기기에 선택적으로 페이징 신호를 전송할 PRB를 결정할 수 있기 때문에, 페이징 신호로 인한 부하를 감소시킬 수 있는 장점이 있다. 다른 일 방안에 따르면, 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)를 페이징 절차를 위해 사용할 수 있다. 이 방안에 따르면, 앵커 PRB(또는 앵커 반송파) 상의 부하가 감소될 수 있다. 또 다른 일 방안에 따르면, 기지국은 페이징 신호를 전송할 PRB를 호핑할 수 있다. 이러한 방안에 따르면, 기지국은 동시에 여러 PRB에서 페이징 신호를 전송함으로써 발생하는 부하의 증가를 방지할 수 있다. 또 다른 일 방안에 따르면, 페이징 신호를 위한 CSS(common search space)와 연계된 다른 CSS가 설정될 수 있다.
이하에서 후술되는 내용은 편의상 NB-IoT를 지원하는 시스템(혹은 RAT)에 국한되어 설명되나, 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)의 개념과 같이 동기 신호(예컨대, NPSS 및 NSSS)와 SIB를 수신하기 위한 PRB(혹은 PRB 그룹)가 따로 정의된 시스템에서 페이징 신호와 관련된 트래픽을 분산하는 경우에도 적용될 수 있다.
I-1. 제1 방안: 페이징 로드 밸런싱을 위한 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)의 재설정
페이징 신호가 특정 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)에 집중되는 것을 방지하기 위한 한 가지 방안으로, 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 재설정하는 방안이 있을 수 있다. 이러한 방안에 따르면, NB-IoT 기기는 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)(예컨대, 제1 앵커 PRB)를 통해 기지국에 최초 접속한 이후, 해당 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)(예컨대, 제1 앵커 PRB)에 계속 머무를 수도 있으며, 다른 PRB를 새로운 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)(예컨대, 제2 앵커 PRB)로 설정할 수도 있다.
상기 다른 PRB를 상기 새로운 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)(예컨대, 제2 앵커 PRB)로 재설정하게 되면, NB-IoT 기기는 최초의 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)(예컨대, 제1 앵커 PRB)에 다시 돌아갈 필요 없이 상기 새로운 앵커 PRB)(예컨대, 제2 앵커 PRB)에 캠프 온하여 NPSS/NSSS/NPBCH/SIB-NB과 관련된 동작 등 기존의 NB-IoT 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)에서 수행하기 위한 동작들을 그대로 수행할 수 있다.
이를 위해서는 NB-IoT 기기는 다른 PRB(또는 다른 반송파)들에 대한 정보를 획득하고, 상기 다른 PRB들 중에서 새로운 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)(예컨대, 제2 앵커 PRB)를 선택할 수 있어야 한다. 구체적으로, NB-IoT 기기는 최초 접속하는 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)(예컨대, 제1 앵커 PRB)를 통해 앵커 타입 PRB(또는 앵커 타입 반송파)에 대한 정보(예컨대, 앵커 타입 PRB 또는 앵커 타입 반송파의 주파수 위치 등)를 획득할 수 있다. 상기 앵커 타입 PRB(또는 앵커 타입 반송파)는 기지국이 NPSS/NSSS/NPBCH/SIB-NB 등의 신호를 전송하는 PRB로 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)가 될 수 있는 가능성이 있는 PRB들을 의미한다. 이와 같은 앵커 타입 PRB에 대한 정보는 SIB-NB 등과 같이 NB-IoT 기기가 최초 액세스 과정에서 기지국로부터 수신하는 정보 내에 포함될 수 있다.
상기 앵커 타입 PRB에 대한 정보를 바탕으로, NB-IoT 기기는 자신의 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 새로이 재설정할 수 있다. NB-IoT 기기는 자신의 ID(예컨대 UE ID)를 이용하여, 새로운 앵커 PRB를 선택할 수도 있다. 예를 들어, NB-IoT 기기는 앵커 타입 PRB의 개수와 자신의 ID(예컨대 UE ID)를 이용한 함수를 통해, 새로운 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 선택할 수도 있다. 이러한 경우, 각 앵커 타입 PRB에 확률적으로 비슷한 숫자의 NB-IoT 기기가 분산되어 특정 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)에 NB-IoT 기기가 집중되는 현상을 방지할 수 있다. 한편, 기지국이 페이징 신호와 관련된 DL(downlink) 전송을 수행할 때, NB-IoT 기기의 ID(예컨대 UE ID)를 기준으로 NB-IoT 기기가 선택한 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)의 정보를 기지국도 알아 낼 수 있다. 이때, 페이징 신호는 NPDSCH를 통해 전달된다. 상기 페이징 신호를 포함하는 NPDSCH에 대한 스케줄링 정보는 CSS상의 NPDCCH를 통해 전달된다. 그러므로, 기지국은 NPDCCH의 모니터링을 위한 CSS가 존재하는 PRB에서만 페이징 신호를 보낼 수 있다는 장점이 있다. 만약 NB-IoT 기기가 페이징 신호와 관련된 NPDCCH를 모니터링하기 위한 CSS를 어떤 PRB에 존재할 것이라고 기대하고 있는지 대한 정보를 기지국이 모른다면, 상기 기지국은 해당 NB-IoT 기기에 대한 페이징 신호를 모든 PRB에서 전송해야 하며 이는 과도한 트래픽을 유발하게 된다.
앵커 타입 PRB는 채널 라스터(channel raster)의 기준에 맞는 PRB들 중에서 정해질 수도 있다. 기지국은 채널 라스터의 기준에 맞는 PRB들 중 원하는 기준에 맞는 PRB들을 골라 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)로 선정할 수 있다. 또는, 채널 라스터의 기준에 맞지 않아 NB-IoT 기기의 최초 접속에는 사용될 수 없지만 필요에 의해 NPSS/NSSS/NPBCH/SIB-NB과 같은 정보들을 전송하도록 정하여 새로운 앵커 타입 PRB가 되도록 만들어 줄 수도 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 재설정할 경우 그 이후 수반되는 NPRACH 과정에서 사용하는 PRB는 재설정된 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 따를 수도 있다.
I-2. 제2 방안: 비-앵커 PRB (또는 비-앵커 반송파) 상에서 페이징 신호와 관련된 NPDCCH를 모니터링할 CSS에 대한 지시
기존 3GPP 릴리즈 13에 기반한 표준 규격에서는 페이징 신호와 관련된 절차를 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)에서만 수행하도록 정해져 있다. 본 절에서는 페이징 신호로 인한 과부하를 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)로부터 분산시켜 내기 위한 한가지 방안으로 페이징 신호와 관련된 절차를 위해, 추가적인 PRB를 NB IoT 기기에게 설정해주는 방안을 제안한다. 이 경우 상기 추가적인 PRB의 설정은 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 통해 수행될 수도 있고, 혹은 NB-IoT 기기가 NPSS/NSSS/NPBCH/SIB-NB과 같은 정보를 기대하지 않는 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)에서 수행될 수도 있다.
NB IoT 기기가 CSS 상에서 NPDCCH를 모니터링한 후 페이징 신호를 기대하는 PRB는 기지국이 SIB-NB와 같은 메시지를 통해 알려줄 수 있다. NB-IoT 기기는 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 통해 페이징 신호를 위한 PRB에 대한 정보를 지시받고, 해당 PRB 상의 CSS에서 NPDCCH를 모니터링하게 된다. NB IoT 기기는 아래와 같은 3가지 구현 옵션들 중 하나에 따른 PRB 상에서 페이징 신호를 수신하기 위해, 해당 PRB 상의 CSS를 모니터링할 수 있다.
옵션 1) 모든 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)들 각각 동작하는 기기들에 대한 페이징 신호는 단일 PRB를 통해 전송됨
옵션 2) 각 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)에 대응되는 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)가 존재하거나, 해당 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)에서 페이징 신호를 직접 전송함으로써, 각 앵커 PRB(또는 앵커 반송파) 별로 페이징 신호를 수행하는 PRB를 구분함
옵션 3) 앵커 PRB(또는 앵커 반송파) 대비 페이징 신호를 위한 PRB를 복수개 운용하고, 각 NB-IoT 기기는 상기 복수개의 PRB들 중에서 자신의 ID에 따라 페이징 신호를 수신할 PRB를 결정함. 이때, 페이징 신호를 위한 복수개의 PRB는 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)간에 공유될 수도 있으며, 서로 독립적으로 소유할 수도 있다.
상기 옵션 1은 페이징 신호와 관련된 절차를 하나의 PRB로 집중하여 수행하는 방식이다. 이때 하나의 PRB는 다수의 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)들 중 하나로 결정될 수 도 있으며, 페이징 신호 용도를 위해 따로 정의된 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)일 수도 있다. 상기 옵션 2는 하나 이상의 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)가 있고, 각 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)별로 페이징 신호를 처리하는 PRB가 각각 다르게 설정되는 구현예이다. 이를 위해, 기지국은 각 앵커 PRB(또는 앵커 반송파) 별로 페이징 신호를 위한 PRB를 추가로 정해줄 수도 있다. 이때 추가적으로 정해지는 PRB는 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)일 수도 있으며 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)일 수도 있다. 또한 2개 이상의 앵커 PRB에 대응하여, 페이징 신호를 위해 하나의 추가적인 PRB가 함께 공유되어 사용될 수도 있다. 상기 옵션 3은 NB-IoT 기기의 ID(예컨대 UE ID)에 기반하여 페이징 신호를 위한 PRB를 2개 이상을 운용하는 구현예이다. 이때 복수개의 PRB는 각 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)들이 공유하는 형태일 수도 있으며, 앵커 PRB(또는 앵커 반송파) 별로 독립적으로 정해질 수도 있다. 또한, 페이징 신호에 사용되는 PRB는 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)일 수도 있으며 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)일 수도 있다.
한편, NB IoT 기기가 동기 신호(예컨대, NSS)를 수신하기 위해 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)와 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)를 오고 가는 동작을 줄이기 위해, 기지국은 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)에서 NPSS/NSSS/NPBCH/SIB-NB과 관련된 일부 신호/메시지를 전송하도록 할 수도 있다. 일례로 NB-IoT 기기가 DRX 모드에 오래 머물렀다가 깨어날 경우 동기 신호(예컨대 NSS)를 수신하기 위해 다시 앵커 PRB로 돌아가 모든 NPSS/NSSS/NPBCH/SIB-NB를 수신하기 보다는, 최소화된 신호 정보만을 해당 PRB에서 수신하고, 상기 최소화된 신호 정보를 통해 시간 동기를 맞출 수도 있다. 또는, 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)들 중 일부는 미리 정해진 특정 용도(예컨대, 페이징 절차 용도)로 전용될 수 있다.
비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)가 페이징 신호 용도로 사용되는 경우 그 이후 수반되는 NPRACH의 동작이 수행되는 PRB는 페이징 신호가 수행되는 PRB와 같은 PRB를 사용할 수도 있다.
I-3. 제3 방안: 페이징 신호를 위한 PRB의 호핑
기존 3GPP 릴리즈 13에 기반한 표준 규격을 따르면서, 하나의 기지국이 다수의 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 운용할 때, 유휴 상태에 있는 NB-IoT 기기가 특정 규칙에 의해 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 선택하지 않는 경우, 기지국은 페이징 신호 정보를 송신하기 위해 모든 PRB에서 페이징 신호를 전송해야 한다. 이는 기지국의 관점에서 한정된 자원의 낭비가 될 수 있다. 이를 방지하기 위해 본 절에서는 기지국이 페이징 신호를 전송하는 PRB를 시간에 따라 호핑하는 방안을 제안한다. 기지국은 특정 규칙에 따라 특정 전송 타이밍에 페이징 신호를 전송하는 PRB를 하나로 정하고, 나머지 PRB에서는 페이징 신호와 관련된 정보를 송신하지 않을 수 있다. 이때 기지국이 페이징 신호를 위해 사용하는 PRB를 결정하는 규칙을 NB-IoT 기기가 알수 있다면, 상기 NB-IoT 기기는 상기 규칙에 맞는 PRB를 선택한 후 페이징 신호의 수신을 위해 CSS 상의 NPDCCH를 모니터링할 수 있다. 일례로 페이징 신호를 위해 사용 가능한 PRB가 N개 존재하는 경우, 기지국은 N개의 PRB를 순차적으로 페이징 신호를 위한 PRB로 선택할 수 있다. 이와 같은 동작을 위해 NB-IoT 기기는 기지국으로부터 페이징 신호가 전송될 PRB에 대한 정보를 SIB-NB와 같은 하향링크 채널을 통해 수신하여 미리 알 수 있도록 할 수 있다. 또한 PRB의 호핑에 관한 시간 축의 규칙을 정하기 위해 SFN와 같이 타이밍을 결정하는 정보를 활용할 수 있다. 기지국과 NB-IoT 기기는 상기 정보들을 바탕으로 PRB의 인덱스 또는 개수와, SFN과 같은 타이밍 정보의 상관 관계를 이용하여, 해당 타이밍에 페이징 신호와 관련된 PRB를 결정하고, 해당 PRB에서 페이징 신호의 수신을 위해 CSS 상의 NPDCCH를 모니터링할 수 있다.
본 방안에 따른 NB-IoT 기기의 상세 동작은 PRB를 결정하는 방식에 따라 하기의 구현 옵션들에 의해 구분될 수 있다.
옵션 1) 페이징 신호를 위해 사용되는 PRB는 앵커 PRB이도록 함
옵션 2) 페이징 신호를 위해 사용되는 PRB가 비-앵커 PRB이여도 가능하도록 허용
상기 옵션 1의 경우 페이징 신호가 전송되는 PRB는 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)로 국한되기 있기 때문에, NB-IoT 기기가 페이징 신호를 모니터링 하기 전에 NPSS/NSSS/NPBCH/SIB-NB와 같은 정보를 수신하기 위해 수행하는 동작은 하기의 두 가지 중 하나일 수 있다. (1) NB-IoT 기기는 자신의 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 통해 NPSS/NSSS/NPBCH/SIB-NB와 같은 정보를 취득할 수 있다. (2) NB-IoT 기기는 페이징 신호를 모니터링하는 PRB를 통해 NPSS/NSSS/NPBCH/SIB-NB와 같은 정보를 취득할 수 있다. 한편, 상기 옵션 2의 경우 페이징 신호가 전송되는 PRB에서 NPSS/NSSS/NPBCH/SIB-NB와 같은 정보가 전송된다는 보장이 없기 때문에 NB-IoT 기기는 자신의 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 통해서만 NPSS/NSSS/NPBCH/SIB-NB와 같은 정보를 취득할 수 있다. 만약 상기 옵션 2에서 NB-IoT 기기가 다른 앵커 타입 PRB를 통해 NPSS/NSSS/NPBCH/SIB-NB의 정보를 취득하기 위해서는 기지국이 NB-IoT 기기에게 모든 앵커 타입 PRB에 대한 정보를 알려 주어야 한다.
페이징 신호 용도의 PRB가 호핑되는 경우, NB-IoT 기기가 NPRACH의 동작을 수행하는 PRB는 페이징 신호가 수행되는 PRB와 같은 PRB를 사용할 수도 있다. 또는 자신이 최초 접속한 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 NPRACH를 위한 PRB로 사용할 수도 있다.
I-4. 제4 방안: CSS 설정
페이징 신호와 관련된 PRB가 NB-IoT 기기가 접속한 앵커 PRB(또는 앵커 반송파) 이외로 정해질 경우, 페이징 신호의 스케줄링 정보를 포함하는 PDCCH를 모니터링할 CSS도 상기 페이징 신호가 수신되는 PRB 상에 존재하도록 정해질 수 있다. 만약 페이징 신호의 스케줄링 정보를 포함하는 PDCCH를 모니터링할 CSS가 앵커 PRB(또는 앵커 반송파) 이외의 다른 PRB에서 운용될 경우, 페이징 신호 이외의 목적의 CSS가 운용되는 방식 또한 변경될 수 있다. 일례로 SIB 변경 통지(change notification)의 운용 방식이 페이징 신호 PRB의 운용 방식에 의해 결정될 수 있다.
SIB 변경 통지의 운용 방식은 DRX 설정에 의해 결정될 수 있다.
만약 DRX 설정이 페이징 신호와 SIB 변경 통지 간에 동일한 경우(예를 들어, 페이징 신호와 관련된 DRX 설정과 SIB 변경 통지와 관련된 DRX 설정이 동일한 경우), SIB 변경 통지는 페이징 신호 PRB와 같은 PRB에서 전송될 수 있다. 이 경우, SIB 변경 통지에 대한 스케줄링 정보를 포함하는 NPDCCH가 존재할 CSS를 별도로 운용하지 않기 때문에 자원 효율 측면에서 유리하다는 장점이 있다. 반대로, DRX 설정은 서로 간에 동일하지만(예를 들어, 페이징 신호와 관련된 DRX 설정과 SIB 변경 통지와 관련된 DRX 설정은 서로 동일하지만), 페이징 신호와 SIB 변경 통지의 PRB가 서로 다른 경우가 있을 수 있다. 예를 들어, 페이징 신호는 앵커 PRB와는 다른 PRB 상에 전송되도록 설정되지만, SIB 변경 통지는 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 통해 전송되도록 설정될 수 있다. 또는 페이징 신호와 관련된 PRB와 SIB 변경 통지를 위한 PRB가 각각 다르게 설정될 수 있다. 이 경우 NB-IoT 기기는 페이징 신호의 스케줄링 정보를 포함하는 NPDCCH가 존재하는 CSS와 SIB 변경 통지의 스케줄링 정보를 포함하는 NPDCCH가 존재하는 CSS 중에서 어느 하나의 CSS를 선택하여 모니터링 동작을 수행할 수 있다. 하지만 NB-IoT 기기가 상기 두 CSS 중에서 어느 하나를 임의로 선택한다면, 다른 하나의 수신은 놓칠 수 있으므로 DRX on 구간 안에서 NB-IoT 기기가 페이징 신호와 관련된 CSS 상의 NPDCCH를 검출할 시간 구간과 SIB 변경 통지와 관련된 CSS 상의 NPDCCH를 검출할 시간 구간을 나누어 놓을 수 있다.
다른 한편, SIB 변경 통지와 페이징 신호를 위한 DRX 설정이 서로 다른 경우도 있을 수 있다. 이러한 경우는 SIB 변경 통지와 관련된 DRX 주기와 페이징 신호에 요구되는 DRX 주기가 서로 다른 경우일 수 있다. 예를 들어, SIB의 변화가 거의 없는 시스템에서는 SIB 변경 통지를 수신 시도하기 위해 NB-IoT 기기가 항상 같은 DRX에 동작할 필요가 없을 수 있다. 이 경우 SIB 변경 통지가 전달되는 PRB는 페이징 신호가 전달되는 PRB와 같을 수도 있고 혹은 다를 수도 있다. 다른 경우에는, 각 PRB의 부하 정도에 따라 다르게 결정될 수 있다. 일례로, 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)의 부하를 분산시키기 것이 중요 목적이라면, 페이징 신호를 위한 PRB가 별도로 정해지는 시스템에서는, SIB 변경 통지는 페이징 신호와 같은 PRB에서 전달될 수 수 있다. 또는 페이징 신호를 위한 PRB의 부하를 최소화 시키는 것이 중요 목적이라면, NB IoT 기기가 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)에서 SIB 변경 통지를 수신 시도하도록 할 수 있다.
서로 다른 DRX 설정이 결정되어 사용되는 경우, SIB 변경 통지와 페이징 신호를 위한 DRX 타이밍이 서로 충돌하는 구간이 발생할 수도 있다. 이 경우 NB-IoT 기기는 우선시 되는 정보를 결정하고, 해당하는 PRB 상에서 CSS를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 시스템에서 SIB의 변화가 거의 발생하지 않는다고 가정할 경우 SIB 변경 통지가 수신될 확률보다 페이징 신호가 수신될 확률이 더 높기 때문에 NB-IoT 기기는 페이징 신호와 관련된 PRB 상에서 CSS를 모니터링할 수 있다. 또 다른 예를 들어, SIB 변경 통지의 DRX가 페이징 신호의 DRX에 비해 긴 경우, 페이징 신호와 관련된 CSS를 다음 순서의 DRX 타이밍에 모니터링하도록 연기함으로써, 보다 빠른 시간 내에 두 정보를 모두 수신하도록 정할 수 있다. NB-IoT 기기가 어느 것을 선택하는지에 대한 기준은 NB-IoT 기기와 기지국이 모두 알고 있는 정보로 가정할 수 있다. 이러한 경우 기지국은 같은 정보의 불필요한 반복을 예방할 수 있다. 이때, NB-IoT 기기가 페이징 신호와 관련된 CSS의 모니터링으로 인하여, SIB 변경 통지와 관련된 CSS 상에서 모니터링을 수행하지 못할 경우, NB-IoT 기기는 다음 DRX on 구간 이전이나 연결 모드로 전환하기 전에 SIB 변경 통지와 관련된 CSS 상에서 모니터링을 수행하거나, 혹은 SIB1을 수신하여 SIB 변경 여부를 직접 확인할 수 있다.
지금까지 설명한 CSS 설정 방안은 위에서 설명한 페이징 신호와 관련된 PRB를 결정하는 방안과 조합되어 사용될 수 있다. 구체적으로, 위에서 언급된 방안들은 각각 독립적으로 사용될 수도 있지만, 2개 이상의 방안이 서로 조합되어 사용될 수도 있다. 예를 들어, 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 재설정하는 제1 방안은 PRB 호핑과 관련된 제3 방안과 조합되어 사용될 수 있다. NB-IoT 기기는 최초 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)로부터 재설정되는 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 결정한 다음, PRB 호핑 패턴에 따라 결정되는 PRB 상에서 페이징 신호를 수신 시도할 수도 있다.
I-5. 제5 방안: 비-균등한(Non-uniform) PRB 할당
UE에 페이징 신호 용도의 PRB를 할당하는 기준은 모든 PRB에 균등(uniform)하게 분포하도록 정할 수도 있지만 각 PRB를 모니터링하는 NB-IoT 기기의 수가 비-균등하도록 정할 수도 있다. 예를 들어, 기존 3GPP 릴리즈 13의 표준 규격에 따른 NB-IoT 기기의 경우 페이징 신호와 관련된 신호를 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)에서만 모니터링할 수 있도록 정해져 있으나, 본 명세서의 제안에 따라 개선되는 NB-IoT 기기는 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파) 상에서 모니터링을 수행할 수 있다. 이와 같은 상황에서 페이징 신호와 관련된 동작이 모든 가능한 PRB들로 분산되도록 할 경우, 하나의 기지국에 연결된 기존 3GPP 릴리즈 13의 표준 규격에 따른 NB-IoT 기기의 개수와 본 명세서의 제안에 따라 개선된 NB-IoT 기기의 개수에 따라, 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)와 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)에서 처리해야 하는 NB-IoT 기기의 수가 각기 달라질 수 있다. 이 경우에는 서로 다른 NB-IoT 기기의 개수로 인해 PRB의 자원에 대한 효율성가 떨어질 수 있다. 특히, 페이징 신호를 모니터링하는 NB-IoT 기기가 특정 PRB에 집중되는 문제가 발생할 수 있다.
본 절에서 제안하는 방안에서는 기지국이 페이징 신호를 전송할 PRB들 상에서 NB-IoT 기기의 분포가 균등하게 혹은 비균등하게 되도록 할 수 있다. 각 PRB에 NB-IoT 기기가 할당되는 기준은 가중치 기반의 함수로 표현될 수 있다. 이때 가중치의 값은 임의의 정수로 정해질 수 있다.
먼저, PRB를 균등하게 분산 선택하는 방식에 따르면, 두 개 이상의 PRB가 페이징 신호 용도로 선택 가능한 경우를 고려할 때, 선택 가능한 PRB들을 나열한 PRB 리스트가 생성될 수 있다. 상기 리스트 상에서 PRB들 간의 순번을 정하여 두고, NB-IoT 기기의 ID(예컨대 UE ID)와 같은 특정 조건에 따라, 특정 NB-IoT 기기에 맞는 순번의 PRB 인덱스를 결정하도록 할 수 있다. 이러한 개념을 확장하여 PRB를 비균등하게 분산 선택하는 방식에도 적용할 수 있다.
다음으로, NB-IoT 기기가 페이징 신호 PRB를 선택하는 기준이 비-균등한 분산 규칙을 따르도록 정할 수 있다. PRB를 비균등하게 분산 선택하는 방식에 따르면, 가중치를 사용하여 PRB를 비균등하게 선택할 수 있다. 특정 PRB의 가중치 값은 해당 PRB가 리스트 내에 등장하는 횟수로 정의할 수도 있다. 예를 들어, 하나의 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)와 하나의 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)를 페이징 신호 용도로 사용할 경우, 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)에는 w1의 가중치가, 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)에는 w2의 가중치가 적용될 있다. 이 때 w1=1, w2=2일 경우를 가정하면, NB-IoT 기기와 기지국이 사용하는 PRB 리스트는 아래의 예시와 같을 수 있다.
[예시 1]
{PRBa, PRBn, PRBn}
상기 예시에서 PRBa와 PRBn은 각각 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)와 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)를 표현한다. NB-IoT 기기와 기지국은 해당 PRB 리스트 내에서 페이징 신호를 위한 PRB 인덱스를 결정할 수 있다. 위와 같은 PRB 리스트 내에서 비-앵커 PRB가 등장 횟수가 더 높으므로, 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)가 페이징 신호 PRB로 선택될 확률이 좀 더 높이지게 된다.
한편, 상기 리스트 내에 PRB 선택의 확산(divergence)를 높이기 위해, PRB 리스트 내에서 순번이 결정되는 순서는 뒤섞일(shuffling) 수 있다. 예를 들어, 리스트 상에서 같은 PRB가 연속적으로 존재할 경우, PRB 호핑의 효과를 얻을 수가 없다. 따라서 PRB 리스트를 생성할 때, 최대한 같은 PRB가 연속되지 않도록 구성하는 것이 효과적일 수 있다. 예를 들어, 리스트 내에 w1 가중치를 갖는 하나의 앵커 PRB와 w2 가중치를 갖는 n개의 비-앵커 PRB가 포함되는 것을 가정하고, w1=2, w2=3, 그리고 n=2를 가정할 때, PRB 리스트는 아래와 같을 수 있다.
[예시 2]
{PRBa, PRBn1, PRBn2, PRBn1, PRBn2}
도 8은 제1 개시의 일 방안에 따라 비-균등하게 PRB를 선택하는 예를 나타낸 흐름도이다.
도 8을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, NB IoT RAT을 사용하는 기지국은 비-앵커 PRB들의 리스트를 NB IoT 기기에게 전송한다.
그리고, 상기 기지국은 가중치 값들에 대한 정보를 또한 NB IoT 기기에게 전송한다.
그러면, 상기 기지국과 상기 NB IoT 기기는 상기 가중치 값에 기초하여, 상기 리스트 내의 비-앵커 PRB를 선택한다. 상기 선택에서 상기 NB IoT 기기의 ID(즉, UE ID)가 사용될 수 있다.
상기 기지국은 상기 선택된 비-앵커 PRB 상에서 페이징 신호를 전송한다. 상기 NB IoT 기기는 상기 선택된 비-앵커 PRB 상에서 페이징 신호를 수신한다.
상기 가중치 값들은 아래의 예시 3과 같이 리스트 형태로 수신될 수 있다.
[예시 3]
{w1, w2, w3, w4, w5, w6, w7, w8, w9, w10, w11, w12, w13, w14, w15, w16}
상기 리스트 내의 상기 가중치 값들은 PRB의 순서데로 정렬되어 있을 수 있다. 예를 들어, i번째 PRB에 대한 가중치 값은 상기 리스트 내에서 i번째에 위치할 수 있다.
상기 NB-IoT 기기는 상기 리스트 내의 가중치 값들의 총합과 UE ID를 이용하여 산출되는 값 보다 큰 가중치를 갖는 PRB들 중에서 가장 작은 인덱스를 갖는 PRB를 선택할 수 있다.
언급한 내용은 특정 PRB들이 묶여 있는 PRB 그룹에도 적용될 수 있다. 즉, NB-IoT 기기와 기지국은 가중치를 기반으로 PRB 그룹 단위로 선택을 수행할 수도 있다. 일례로 앵커 PRB / 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파) 여부를 기준으로 그룹을 생성하고, 각 그룹에 대해 가중치를 부여할 수 있다. 또는 같은 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파) 내에서도 다수의 그룹을 정하여 n개의 비-앵커 PRB 그룹을 설정할 수도 있다.
본 절에서 제안하는 방안은 상기에서 설명한 제1 방안 내지 제3 방안과 조합되어 사용될 수 있다. 일례로 제1 방안에서 재설정될 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)는 본 절의 가중치 기반의 선택 방식으로 선택될 수 있다. 또한, 제2 방안에 따라 한 개 이상의 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)와 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)가 존재하는 상황에서 어떠한 PRB를 선택할지를 본 절의 가중치 기반으로 결정할 수 있다. 또한, 제 3 방안에 따라 NB-IoT 기기가 호핑하기 위한 PRB 선택 과정에서 각 PRB를 선택할 확률이 비-균등한 분산 분포를 따르도록, 본 절의 가중치를 사용할 수도 있다.
본 절에서 제안하는 가중치 값을 기지국은 RRC 시그널이나 DCI와 같은 정보를 통해 NB-IoT 기기에게 전달해줄 수 있다. 이때, 상기 가중치 값이 사전에 테이블로 정리되어 있을 경우, 상기 기지국은 상기 테이블 내의 상기 특정 가중치를 지칭하는 인덱스 값을 상기 NB-IoT 기기에게 시그널링 해줄 수 있다. 또는 가중치 값이 사전에 정의되어 있는 경우, 상기 가중치 값의 적용하는 여부를 on/off하기 위한 인디케이션을 상기 기지국이 상기 NB-IoT 기기에게 전달해줄 수도 있다. 또한 가중치의 값은 모든 PRB (또는 PRB group)별로 지정되지 않고, PRB (또는 PRB group) 간의 가중치의 비율로 정해질 수 있다. 예를 들어, 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 기준으로 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)의 가중치가 어떠한 값을 갖는지의 비율을 통해 PRB 리스트의 생성에 사용되는 가중치의 값이 정해질 수도 있다.
II. 제2 개시
본 명세서의 제 2 개시는 NB-IoT를 지원하는 시스템(또는 RAT)에서 PRACH와 관련된 동작을 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)로 분산시키기 위한 방안들을 제시한다.
이하의 내용은 편의상 NB-IoT 기술에 국한되어 설명되나, 후술하는 내용은 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)의 개념과 같이 동기 신호(예컨대 NSS)와 시스템 정보를 수신하기 위한 PRB가 따로 정의된 시스템에 대해서도, 랜덤 액세스 절차와 관련된 트래픽을 분산하기 위한 목적이 있는 경우라면, 적용될 수 있다.
II-1. 제1 방안: NPRACH를 위한 하향링크 PRB의 설정
제1 방안에 따르면, NPRACH와 관련된 트래픽이 특정 PRB에 집중되는 것을 방지하기 위해 NB-IoT 기기가 NPRACH 자원을 자신의 ID(예컨대 UE ID) 기반으로 선택하도록 할 수 있다. 기존 3GPP 릴리즈 13 표준 규격에 따르면, NB-IoT 기기가 접속한 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 이용해 NPRACH와 관련된 동작을 수행하도록 되어 있다. 하지만 특정 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)에 NB-IoT 기기가 집중된 경우, 경쟁 기반 랜덤 액세스를 수행하는 NB-IoT의 특성상 다수의 NB-IoT 기기가 동시에 접속을 시도하여 충돌이 발생할 확률이 증가할 수 있다.
따라서, 제 1 방안에서는 NB-IoT 기기가 자신의 ID(예컨대 UE ID)를 기반으로 NPRACH 자원을 선택하는 방안을 제안한다.
II-1-1. 앵커 PRB (또는 앵커 반송파) 재설정
NPRAHC의 부하를 특정 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)에 집중되는 것을 방지하기 위한 한가지 방안으로 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 재설정할 수 있다. 이에 따르면, 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 통해 기지국에 최초 접속한 NB-IoT 기기는 해당 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)에 계속 머무를 수도 있고, 다른 PRB를 새로운 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)로 재설정할 수도 있다.
상기 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 재설정하기 위해서, NB-IoT 기기는 기지국으로부터의 시스템 정보로부터 앵커 타입 PRB(즉, 앵커로 동작될 수 있는 PRB)의 위치와 개수에 대한 정보를 획득할 수 있다. 이때, 앵커 타입 PRB라 함은 기지국이 NPSS/NSSS/NPBCH/SIB-NB를 송신할 수 있는 PRB를 의미한다. 상기 앵커 타입 PRB에 대한 정보는 SIB-NB와 같이 NB-IoT 기기가 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)에서 초기 액세스 과정을 통해 얻을 수 있다. 상기 기지국과 상기 NB-IoT 기기는 상기 앵커 타입 PRB의 정보와 상기 NB-IoT 기기의 ID(즉, UE ID)를 기반으로 상기 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)의 재설정을 수행할 수 있다. 상기 재설정될 앵커 PRB의 선정은 앵커 타입 PRB와 NB-IoT 기기의 ID의 함수 관계로 수행될 수 있다. 이에 의하면, 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)에 캠프-온 하는 NB-IoT 기기가 확률적으로 균등하게 분포될 수 있다. 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 재설정한 NB-IoT 기기는 앵커 타입 PRB 정보가 변경되기 전까지는 상기 재설정된 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)에 계속 캠프 온할 수 있다. 만약 SIB-NB를 통해 앵커 타입 PRB에 대한 정보가 수신되는 경우에는, SIB 변경 통지와 같이 SIB 정보가 변경되었다는 알림을 수신하기 전까지는 NB-IoT 기기가 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 재설정 않도록 할 수도 있다.
II-1-2. 비-앵커 PRB (또는 비-앵커 반송파) 상에서 랜덤 액세스 절차 수행
NPRACH로 인한 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)의 부하를 줄이기 위한 방안으로 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)에서 NPRACH 관련 동작(즉, 랜덤 액세스 절차)를 수행하도록 할 수 있다. NB-IoT 기기가 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)에서 NPRACH 동작을 수행하기 위해서는 다음과 같은 두 가지 옵션을 고려할 수 있다.
옵션 1-1) NB-IoT 기기가 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)에 캠프-온하여 NPSS/NSSS/NPBCH/SIB-NB 이외의 하향링크 신호를 모니터링
옵션 1-2) NB-IoT 기기가 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파) 상에서 NPRACH 관련 동작만을 수행
상기 옵션 1-1에 따르면, NB-IoT 기기가 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)에 최초 접속한 이후, NPSS/NSSS/NPBCH/SIB-NB 이외의 동작을 위해 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)에 캠프-온하는 동작을 고려한다. 이를 위해 NB-IoT 기기는 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 통해 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)에 대한 정보를 수신해야 한다. 기지국은 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)에 대한 정보를 SIB-NB를 통해 NB-IoT 기기에게 전달할 수 있다. 상기 기지국은 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)의 트래픽 상황과 추가적인 PRB의 가용 여부를 파악하여 NB-IoT 기기가 NPRACH 동작을 위해 어떠한 PRB를 선택해야 하는지 결정할 수 있다. 이때, NB-IoT 기기는 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)에 머무를 수도 있으며, 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)를 할당 받을 수도 있다. 해당 정보를 수신한 이후, NB-IoT 기기는 CSS 상의 NPDCCH 모니터링 및/또는 NPRACH RAR 윈도우 모니터링 등의 동작을 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)에서 수행하게 된다. 상기 옵션 1-1 사용할 경우 옵션 1-2 에 비해 더 많은 트래픽을 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)로부터 덜어낼 수 있게 된다.
상기 옵션 1-2에 따르면, NB-IoT 기기는 NPRACH와 관련된 동작만을 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)에서 수행하게 된다. 해당 방식에서 페이징 신호, SIB 변경 통지, SC-PtM 등과 관련된 CSS 상의 NPDCCH 모니터링은 여전히 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)에서 수행하게 된다. 즉, NPRACH와 관련된 동작만을 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)에서 수행하게 된다. 이를 위해 NB-IoT 기기는 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 통해 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)에 대한 정보를 수신해야 한다. 기지국은 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)에 대한 정보를 SIB-NB를 통해 NB-IoT 기기에게 알려줄 수 있다. 페이징 신호를 수신한 NB-IoT 기기의 경우 상기 페이징 신호를 통해 NPRACH와 관련된 동작을 수행할 PRB에 대한 정보를 설정받을 수도 있다. 기지국은 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)의 트래픽 상황과 추가적인 PRB의 가용 여부를 파악하여 NB-IoT 기기가 NPRACH 동작을 위해 어떠한 PRB를 선택해야 하는지 결정할 수 있다. 이때 NB-IoT 기기는 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)에 머무를 수도 있으며, 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)를 할당 받을 수도 있다. 해당 정보를 수신한 이후 NB-IoT 기기는 NPRACH RAR 윈도우 모니터링 등의 동작을 할당 받은 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)에서 수행하게 된다. 상기 옵션 1-2 사용할 경우 NB-IoT 기기가 페이징 신호, SIB 변경 통지, SC-PtM 등과 관련된 CSS 상의 NPDCCH를 모니터링하기 위한 PRB와 NPSS/NSSS/NPBCH/SIB-NB를 관측하기 위한 PRB를 정렬시켜 PRB를 건너뛰는 동작의 빈도수가 상기 옵션 1-1에 비해 작을 수 있다.
NPRACH와 관련된 동작이 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)에서 가능할 경우, NB-IoT 기기는 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)와 하나 이상의 설정 가능한 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파) 중에서 하나의 PRB를 선택하여 NPRACH 동작을 수행할 수 있다. NB-IoT 기기는 NPRACH를 위한 PRB를 하기의 옵션들 중 하나에 따라 선택할 수 있다.
옵션 2-1) NB-IoT 기기의 ID(즉, UE ID)기반 PRB 설정
옵션 2-2) CE(coverage enhancement) 레벨 기반 PRB 설정
옵션 2-3) 페이징 신호를 통해 PRB 설정 정보의 전송
상기 옵션 2-1의 경우 NB-IoT 기기는 자신의 ID를 이용해 NPRACH를 위한 PRB를 정할 수 있다. 이 경우, NPRACH 용도로 사용 가능한 PRB들에 할당되는 NB-IoT 기기의 수는 확률적으로 균등하게 분산될 수 있다. 상기 옵션 2-2)의 경우 NB-IoT 기기는 자신의 CE 레벨(또는 반복 레벨)에 맞춰 NPRACH를 위한 PRB를 정할 수 있다. 이 옵션에 따르면, 기지국은 각 PRB 별로 서로 다른 CE 레벨(또는 반복 레벨)을 지원할 수 있다. 상기 옵션을 위해 기지국은 NPRACH 용도로 사용 가능한 각 PRB에서 지원하는 CE 레벨(또는 반복 레벨)에 대한 정보를 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 통해 NB-IoT 기기에게 알려줄 수 있다. 해당 정보는 SIB-NB를 통해 전송될 수 있다. 각 NB-IoT 기기들은 자신에게 필요로 하는 CE 레벨(또는 반복 레벨)을 RSRP(Reference Signals Received Power　)에 따라 정할 수 있다. NB-IoT 기기가 자신의 CE 레벨(또는 반복 레벨)을 정하면, 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 통해 수신한 NPRACH 용도의 PRB들에 대한 정보를 바탕으로 자신이 NPRACH를 수행할 PRB의 인덱스를 결정할 수 있다. 이 경우, 각 NB-IoT 기기는 자신의 요구 조건에 맞는 반복 레벨의 정도를 가변적으로 정할 수 있어 자원의 낭비나, 전송 실패의 확률을 줄일 수 있다. 상기 옵션 2-3의 경우 페이징 신호를 수신한 유휴 상태의 NB-IoT 기기의 경우에 적용할 수 있다. 상기 옵션 2-3의 경우, 상기 기지국은 페이징 신호를 통해 NB-IoT 기기가 NPRACH를 수행하기 위한 PRB에 대한 정보를 NB-IoT 기기에게 설정해줄 수 있다. 이 경우, NPRACH의 PRB가 SIB-NB를 통해 설정되는 방식에 비해 유연한 PRB의 결정이 가능하다는 장점이 있다.
II-2. 제2 방안: NPRACH를 위한 상향링크 PRB의 설정
II-2-1. 상향링크 PRB 설정
NPRACH의 상향링크 충돌 확률을 낮추기 위한 방안으로, 상향링크 자원을 NB-IoT 기기의 ID(즉, UE ID) 기반으로 결정하도록 할 수 있다. 기존 3GPP 릴리즈 13의 표준 규격에 따르면, 유휴 상태의 NB-IoT 기기에 대한 상향링크 그랜트를 해당 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)에서 전송되도록 하고 있다. 따라서 특정 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)에 NB-IoT 기기가 집중될 경우 랜덤 액세스 프리앰블 전송 과정에서 NB-IoT 기기 간의 충돌이 발생할 확률이 증가하게 된다.
본 발명에서 제안하는 방안에 따르면, 하나의 하향링크 PRB에 대응되는 상향링크 PRB의 개수는 하나 이상이 될 수 있다. NB-IoT 기기는 다수의 상향링크 PRB들 중에서 NPRACH 프리앰블 전송을 위한 PRB를 결정하게 된다. 상기 NB-IoT 기기는 시스템 정보로부터 사용 가능한 상향링크 PRB들의 위치와 개수에 대한 정보를 얻을 수 있다. 상기 기지국은 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 통해 전송하는 SIB-NB를 통해 상기 정보를 상기 NB-IoT 기기에게 알려줄 수 있다. NB-IoT 기기는 상기의 취득한 정보를 바탕으로 아래의 옵션 중 하나를 사용하여, NPRACH 절차와 관련된 상향링크 전송에 사용할 PRB를 선택할 수 있다.
옵션 3-1) NB-IoT 기기 ID(즉, UE ID) 기반 상향링크 PRB 설정
옵션 3-2) CE 레벨 기반 상향링크 PRB 설정
상기 옵션 3-2를 사용할 경우 NB-IoT 기기는 사용 가능한 상향링크 PRB 정보와 자신의 ID를 기반으로 NPRACH 프리앰블 전송에 사용할 상향링크 PRB를 선택할 수 있다. 이 방식을 사용할 경우 각 상향링크 PRB에는 확률적으로 균등한 수의 NB-IoT 기기가 분배될 수 있다. 상기 옵션 3-2에 따르면, NB-IoT 기기는 자신의 CE 레벨(또는 반복 레벨)에 맞춰 NPRACH 프리앰블 전송에 사용할 상향링크 PRB를 정할 수 있다. 이러한 옵션 3-2에 따르면, 기지국은 각 PRB 별로 서로 다른 CE 레벨(또는 반복 레벨)을 지원하도록 할 수 있다. 이를 위해, 기지국은 NPRACH 용도로 사용 가능한 각 PRB에서 지원하는 CE 레벨(또는 반복 레벨)에 대한 정보를 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 통해 NB-IoT 기기에게 알려줄 수 있다. 해당 정보는 SIB-NB를 통해 전송될 수 있다. 각 NB-IoT 기기들은 자신에게 필요로 하는 CE 레벨(또는 반복 레벨)을 RSRP에 기초하여 정할 수 있다. 다수의 하향링크 PRB와 다수의 상향링크 PRB가 다양한 조합으로 선택이 가능한 경우, 상기 옵션 3-1과 상기 옵션 3-2는 위에서 설명한 옵션 2-1와 옵션 2-2에 각각 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 하향링크 PRB를 옵션 2-1에 따라 결정할 경우 상향링크 PRB는 옵션 3-1을 이용하여 결정할 수 있다. 또는 하향링크 PRB를 옵션 2-2를 사용하여 결정할 경우 상향링크 PRB는 옵션 3-2를 이용하여 결정할 수 있다.
본 절에서 설명하는 바와 같이 하나의 하향링크 PRB에 다수의 상향링크 PRB가 대응되어 NPRACH 동작이 수행되는 경우, 랜덤 액세스 응답(RAR) 내에는 상향링크 경쟁에 성공한 NB-IoT 기기가 사용한 상향링크 PRB에 대한 정보가 포함될 수 있다. 상기 정보는 각 상향링크 PRB 자원 별 사용되는 프리앰블의 패턴의 개수를 제약하지 않으면서 각 상향링크 PRB에 대한 구분을 가능하도록 만들어 준다.
또한 다수의 하향링크 PRB에 하나의 상향링크 PRB가 대응되어 NPRACH 동작이 수행되는 경우, 기지국은 NB-IoT 기기가 전송하는 프리앰블 패턴을 통해 RAR을 기대하는 하향링크 PRB를 선택할 수 있다. 예를 들어, 각 상향링크 PRB 별로 사용 가능한 프리앰블 패턴을 구분해 놓을 경우, 기지국은 NB-IoT 기기가 보내는 프리앰블 패턴의 구분을 통해 NB-IoT 기기가 RAR을 기대하는 하향링크 PRB를 구분할 수 있다. NB-IoT 기기 별로 랜덤 액세스 프리앰블 PRB를 선택하는 방법은 NB-IoT 기기가 하향링크 PRB를 선택하는 기준에 따라 정해질 수 있다. 일례로 상기 옵션 2-1이나 상기 옵션 2-2 중 하나를 선택하여 하향링크 PRB를 선택한 경우 각 선택 기준을 이용하여 NB-IoT 기기는 자신의 프리앰블 패턴을 결정할 수도 있다. 또는 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)를 통해 전송되는 정보를 이용하여 특정 하향링크 PRB를 기대하는 NB-IoT 기기에게 보내야 하는 프리앰블 패턴을 지정해 줄 수도 있다.
NB-IoT에서 복수개의 상향링크 PRB가 랜덤 액세스 용도로 사용될 경우, NB-IoT 기기의 상향링크 타이밍 기준은 다음과 같은 방법 중 하나일 수 있다.
1) 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)에서의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송 타이밍은 앵커 PRB(또는 앵커 반송파)의 하향링크 수신 타이밍(하향링크 서브프레임 수신 타이밍) 기준으로 결정될 수 있다.
2) 비-앵커 PRB(또는 비-앵커 반송파)에서 랜덤 액세스 프리앰블의 전송 타이밍의 기준이 되는 PRB(예컨대, 앵커 PRB(또는 앵커 반송파) 혹은 랜덤 액세스 프리앰블이 전송되는 PRB와 연결된 PRB)를 RRC 시그널링(혹은 SIB 혹은 NB-IoT 기기 전용 RRC 시그널링)을 통해 NB-IoT 기기에게 알려주거나, PDCCH 명령을 통해서 NB-IoT 기기에게 알려줄 수 있다.
지금까지 설명한 내용에 따르면, NB-IoT 기기(또는 LC 기기 또는 BL 기기)는 효율적으로 랜덤 액세스 절차를 수행할 수 있고, 또한 페이징 신호를 수신할 수 있다.
지금까지 설명한, 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 구체적으로는 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 9는 본 명세서의 개시가 구현되는 무선통신 시스템을 나타낸 블록도이다 .
기지국(200)은 프로세서(processor, 201), 메모리(memory, 202) 및 송수신부(또는 RF(radio frequency)부, 203)을 포함한다. 메모리(202)는 프로세서(201)와 연결되어, 프로세서(201)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신부(또는 RF부)(203)는 프로세서(201)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(201)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 기지국의 동작은 프로세서(201)에 의해 구현될 수 있다.
무선 기기(예컨대 NB-IoT 기기)(100)는 프로세서(101), 메모리(102) 및 송수신부(또는 RF부)(103)를 포함한다. 메모리(102)는 프로세서(101)와 연결되어, 프로세서(101)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신부(또는 RF부)(103)는 프로세서(101)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(101)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다.
프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(r그리고om access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (19)

  1. NB-IoT(narrowband-internet of things) RAT(radio access technology)를 지원하는 무선 기기가 페이징 신호를 수신하는 방법으로서,
    비-균등한(uneven) 페이징 분산(distribution)을 위한 가중치 값들을 수신하는 단계와;
    비-앵커(non-anchor) PRB(physical resource block)를 포함하는 반송파의 리스트 중에서 어느 하나를 상기 가중치 값들에 기초하여 선택하는 단계와; 그리고
    상기 선택된 비-앵커 PRB를 통해 상기 페이징 신호를 수신하는 단계를 포함하고,
    여기서 상기 비-앵커 PRB는 적어도 하나 또는 복수의 미리 정해진 신호들은 전송되지 않을 것이라고 상기 무선 기기가 가정하도록 하지만, 페이징 신호는 전송된다고 가정하도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 선택 단계에서, 상기 무선 기기의 식별자가 이용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 선택 단계에서, 시간 타이밍 정보가 더 고려되고,
    상기 시간 타이밍 정보는 SFN(system frame number)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 반송파의 리스트를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 가중치 값들은 리스트 형태로 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 리스트 내에서 상기 가중치 값들은 PRB들의 순서대로 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 가중치 값들은 RRC(radio resource control) 시그널을 통해 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 미리 정해진 신호는
    NPSS(narrowband primary synchronization signal),
    NSSS(narrowband secondary synchronization signal) 그리고
    NPBCH(narrowband physical broadcast channel) 중에서 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. NB-IoT(narrowband-internet of things) RAT(radio access technology)를 지원하는 무선 기기가 랜덤 액세스 절차를 수행하는 방법으로서,
    비-앵커(non-anchor) PRB(physical resource block)를 포함하는 반송파의 리스트를 수신하는 단계와;
    랜덤 액세스 절차를 수행할 PRB를 상기 리스트 내에서 선택하는 단계와;
    상기 선택된 PRB를 통해 랜덤 액세스 절차를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 선택하는 단계에서
    상기 무선 기기의 식별자 및 커버리지 확장(CE) 수준 중에서 하나 이상이 고려되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 선택 단계에서, 시간 타이밍 정보가 더 고려되고,
    상기 시간 타이밍 정보는 SFN(system frame number)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 랜덤 액세스 절차를 수행할 PRB는
    랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 상향링크 PRB와, 그리고
    랜덤 액세스 응답(RAR)을 수신할 하향링크 PRB를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. NB-IoT(narrowband-internet of things) RAT(radio access technology)를 지원하는 무선 기기로서,
    송수신부와;
    상기 송수신부를 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는
    비-균등한(uneven) 페이징 분산(distribution)을 위한 가중치 값들을 수신하는 과정과;
    비-앵커(non-anchor) PRB(physical resource block)를 포함하는 반송파의 리스트 중에서 어느 하나를 상기 가중치 값들에 기초하여 선택하는 과정과,
    상기 선택된 비-앵커 PRB를 통해 상기 페이징 신호를 수신하는 과정을 수행하고,
    여기서 상기 비-앵커 PRB는 적어도 하나 또는 복수의 미리 정해진 신호들은 전송되지 않을 것이라고 상기 무선 기기가 가정하도록 하지만, 페이징 신호는 전송된다고 가정하도록 하는 것을 특징으로 하는 무선 기기.
  14. 제13항에 있어서, 상기 선택 단계에서, 상기 무선 기기의 식별자가 이용되는 것을 특징으로 하는 무선 기기.
  15. 제13항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 반송파의 리스트를 수신하는 과정을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 무선 기기.
  16. 제13항에 있어서, 상기 가중치 값들은 리스트 형태로 수신되는 것을 특징으로 하는 무선 기기.
  17. 제16항에 있어서, 상기 리스트 내에서 상기 가중치 값들은 PRB들의 순서대로 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 무선 기기.
  18. 제13항에 있어서, 상기 가중치 값들은 RRC(radio resource control) 시그널을 통해 수신되는 것을 특징으로 하는 무선 기기.
  19. 제13항에 있어서, 상기 미리 정해진 신호는
    NPSS(narrowband primary synchronization signal),
    NSSS(narrowband secondary synchronization signal) 그리고
    NPBCH(narrowband physical broadcast channel) 중에서 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 기기.
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