WO2018092963A1 - 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스 방법 Download PDF

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이장원
문석재
이현석
김경원
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연세대학교 산학협력단
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Definitions

  • the present invention relates to a random access method in a wireless communication system, and more particularly, to a random access method in which a plurality of wireless terminals can succeed in random access in an environment in which wireless terminals attempt massive connectivity.
  • a plurality of wireless terminals can succeed in random access, and the average connection delay time and power consumption of the wireless terminals can be reduced.
  • the wireless terminals When a plurality of wireless terminals transmit the same preamble, the wireless terminals receive the same random access response message from the base station. That is, since the TC-RNTIs received by the wireless terminals are the same, the wireless terminals transmit a random number of 48 bits or their own identity information in the terminal identification message and transmit them through the same PUSCH (Physical Uplink Shared Channel). .
  • PUSCH Physical Uplink Shared Channel
  • the base station informs the radio terminal of the demodulation fact by using a contention cancellation message.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
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Abstract

본 발명은 무선 단말들이 대규모 접속을 시도하는 환경에서, 복수의 무선 단말들이 랜덤 액세스에 성공할 수 있는 랜덤 액세스 방법에 관한 기술이 개시된다. 개시된 무선 단말의 랜덤 액세스 방법은 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 전송하는 단계; 상기 기지국으로부터 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하는 단계; 상기 기지국으로부터 전송된 단말식별 메시지의 전송 방식 정보를 이용하여, 상기 단말식별 메시지를 기지국으로 전송하는 단계; 및 상기 기지국으로부터 경쟁해소 메시지를 수신하는 단계를 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스 방법
본 발명은 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스 방법에 관한 것으로서, 무선 단말들이 대규모 접속(massive connectivity)을 시도하는 환경에서, 복수의 무선 단말들이 랜덤 액세스에 성공할 수 있는 랜덤 액세스 방법에 관한 것이다.
기존 LTE/LTE-A 통신 시스템에서 무선 단말들은, 네트워크 접속을 위해 랜덤 액세스(random access) 과정을 수행한다.
랜덤 액세스 단계의 첫 단계에서, 무선 단말들은 랜덤 액세스 프리앰블 시퀀스 중 하나를 무작위로 선택하여 기지국으로 전송한다. 따라서, 이 경우 다수의 단말들이 동일한 프리앰블 시퀀스를 선택하는 경우가 발생할 수 있다.
기지국은 프리앰블을 검출하여 검출된 프리앰블에 대한 응답 메시지를 전송한다. 해당 프리앰블을 전송한 무선 단말들은 동일한 응답 메시지를 수신하고, 응답 메시지에 포함되어 있는 상향링크 자원에 자신의 신원에 대한 정보를 포함하고 있는 단말식별 메시지를 보내게 된다.
따라서 다수의 무선 단말이 같은 프리앰블 시퀀스를 선택한 경우, 여러 단말이 동시에 동일한 시간-주파수 상의 상향링크 자원으로 단말식별 메시지를 전송하게 되므로, 기지국은 해당 메시지를 검출 및 복조하는데 실패하거나 한 단말의 메시지만을 성공적으로 검출 및 복조할 수 있다.
만약, 기지국이 단말식별 메시지를 성공적으로 검출 및 복조한 경우, 기지국은 해당 메시지를 전송한 무선 단말의 신원 정보를 포함한 경쟁해소 메시지를 전송하여, 단말식별 메시지를 전송한 무선 단말들 사이의 경쟁을 해소시켜 준다. 이 때, 기지국이 단말식별 메시지 검출에 실패한 무선 단말들은, 랜덤 액세스 과정이 실패했음을 선언하고 첫 단계인 프리앰블 전송부터 랜덤 액세스 절차를 다시 시작한다.
따라서 기존 LTE 시스템의 경우, 같은 프리앰블을 선택한 단말들 사이의 경쟁에서 최대 하나의 무선 단말이 접속에 성공할 수 있는 구조를 갖고 있다. 특히, 매우 많은 숫자의 무선 단말들이 동시에 네트워크에 접속 시도를 하는 IoT 환경에서는, 제한된 숫자의 프리앰블 시퀀스로 인해 다수의 무선 단말이 같은 프리앰블 시퀀스를 선택하는 프리앰블 충돌이 매우 자주 발생할 수 밖에 없다. 기존 시스템의 경우, 최대 하나의 무선 단말 만이 랜덤 액세스에 성공할 수 있기 때문에, 많은 무선 단말들이 랜덤 액세스 실패 및 재시도를 수행하며, 이는 결국 무선 단말들의 평균 접속 지연시간 (average access delay)의 증가 및 소모 에너지 증가 등의 문제점을 초래한다.
본 발명은 무선 단말들이 대규모 접속을 시도하는 환경에서, 복수의 무선 단말들이 랜덤 액세스에 성공할 수 있는 랜덤 액세스 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 무선 단말의 랜덤 액세스 방법에 있어서, 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 전송하는 단계; 상기 기지국으로부터 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하는 단계; 상기 기지국으로부터 전송된 단말식별 메시지의 전송 방식 정보를 이용하여, 상기 단말식별 메시지를 기지국으로 전송하는 단계; 및 상기 기지국으로부터 경쟁해소 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 랜덤 액세스 방법을 제공한다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 무선 단말의 랜덤 액세스 방법에 있어서, 기지국으로부터 브로드캐스팅되는 단말식별 메시지에 대한 제1전송 방식 정보를 수신하는 단계; 랜덤 액세스 프리앰블을 상기 기지국으로 전송하는 단계; 상기 기지국으로부터 제2전송 방식 정보를 포함하는 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하는 단계; 상기 제1 및 제2전송 방식 정보를 이용하여, 상기 단말식별 메시지를 기지국으로 전송하는 단계; 및 상기 기지국으로부터 경쟁해소 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 랜덤 액세스 방법을 제공한다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기지국의 랜덤 액세스 처리 방법에 있어서, 랜덤 액세스 프리앰블을 복수의 무선 단말로부터 수신하는 단계; 상기 무선 단말로 랜덤 액세스 응답 메시지를 전송하는 단계; 상기 무선 단말이 단말식별 메시지의 전송 방식 정보를 이용하여 전송한, 상기 단말식별 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 무선 단말로 경쟁해소 메시지를 전송하는 단계를 포함하며, 상기 전송 방식 정보는 상기 기지국으로부터 상기 무선 단말로 제공되는 랜덤 액세스 처리 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 무선 단말의 대규모 접속 환경에서도, 복수의 무선 단말이 랜덤 액세스에 성공할 수 있으며, 무선 단말들의 평균 접속 지연시간 및 소모되는 전력이 감소될 수 있다.
도 1은 LTE 통신 시스템에서의 랜덤 액세스 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 무선 단말의 랜덤 액세스 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 랜덤 액세스 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
전술된 바와 같이, 종래 LTE/LTE-A 통신 시스템에서는, 동일한 프리앰블의 충돌로 인해, 다수의 단말들이 랜덤 액세스에 실패하며, 최대 하나의 단말만 랜덤 액세스에 성공한다.
이에 본 발명은, 다수의 무선 단말들이 동일한 프리앰블을 선택하여 전송하더라도, 동시에 다수의 무선 단말이 랜덤 액세스할 수 있는 방법을 제안한다. 이를 위해 본 발명은, 랜덤 액세스 응답 메시지에서 지정된 상향링크 시간-주파수 자원에, 여러 무선 단말이 단말식별 메시지를 전송할 경우에도, 기지국이 단말식별 메시지들을 각각 검출 및 복조할 수 있는 방법을 제안한다. 단말식별 메시지 전송은 기지국이 제공하는 전송 방법 정보에 따라 수행될 수 있으며, 일실시예로서, 비직교 다중 접속(NOMA, non-orthogonal multiple access) 방식의 전송 방법이 이용될 수 있다.
차세대 이동통신을 통해 제공될 주요 서비스 중 하나로 거론되고 있는 사물인터넷(IoT, Internet of Things)은, 관련 통신 서비스 사업자와 제조사를 중심으로 지속적인 성장을 위한 핵심 동력으로 각광받고 있으며 현재 관련 시장이 빠르게 성장 중에 있다. IoT 환경에서는 기존의 이동 통신망 대비 네트워크에 접속하려는 단말들의 수가 더 많으며, 확률적으로 다수의 단말들이 동시에 같은 프리앰블을 전송할 가능성이 기존보다 높아진다.
본 발명에 따르면, 무선 단말의 대규모 접속 환경에서도, 복수의 무선 단말이 랜덤 액세스에 성공할 수 있으며, 무선 단말들의 평균 접속 지연시간 (average access delay) 및 소모되는 전력이 감소될 수 있다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 LTE 통신 시스템에서의 랜덤 액세스 방법을 설명하기 위한 도면이다.
LTE 통신 시스템에서 네트워크에 접속하려는 무선 단말은 RACH(Random Access Channel)을 통해, 셀 내에 자신의 신원인 C-RNTI를 획득하고 네트워크에 접속하기 위해 랜덤 액세스 단계를 수행한다.
랜덤 액세스 과정은 경쟁 기반(contention-based) 방식과 비경쟁 (contention-free) 방식의 두 가지 방식으로 나누어진다.
경쟁 기반 랜덤 액세스 방식에서 무선 단말은, 랜덤 액세스 프리앰블을 랜덤하게 선택하여 전송하므로, 다수의 무선 단말이 동일한 프리앰블을 동시에 전송하는 경우에, 프리앰블 충돌로 인하여 무선 단말들이 랜덤 액세스 재시도를 많이 하는 문제가 발생할 수 있다.
비경쟁 방식에서 무선 단말은, 해당 단말 전용 프리앰블을 할당받아 충돌없이 프리앰블을 전송할 수 있다.
일반적으로 네트워크에 접속하려는 대부분의 무선 단말은 경쟁 기반 랜덤 액세스 과정을 수행하며, 예외적으로 핸드오버를 하는 경우와 같이, 랜덤 액세스를 빠르게 수행해야 하는 경우 비경쟁 방식을 수행한다.
네트워크에 접속을 시도하려는 무선 단말은, 랜덤 액세스 과정에 앞서서, 기지국이 브로드캐스팅하는 랜덤 액세스 관련 시스템 정보(SIB2, System Information Block 2)를 수신한다. SIB2에는 RACH와 연관된 파라미터, 예를 들어, PRACH(Physical Random Access Channel) configuration index, RAR 윈도우 크기, 경쟁해소 타이머, 최대 재전송 회수, 프리앰블 전송 전력 정보 등이 포함되며, 무선 단말은 이러한 정보를 이용하여 랜덤 액세스 과정을 수행한다.
LTE 통신 시스템에서의 랜덤 액세스 방법은 크게 4단계를 포함한다. 도 1을 참조하여 각 단계에 대해 설명하기로 한다.
< 프리앰블 전송>
무선 단말은 SIB2를 수신(S110)하여, 64개의 프리앰블 시퀀스 중 경쟁 기반 랜덤 액세스로 사용가능한 프리앰블 시퀀스의 집합을 확인한다. 그리고 무선 단말은 랜덤 액세스 프리앰블 시퀀스 중 하나를 랜덤하게 선택하고 CP(Cyclic Prefix)를 붙여서, PRACH를 통해 기지국으로 전송(S120)한다.
무선 단말은 하향링크의 RSRP(Reference Signal Received Power)의 평균치를 측정하여 경로손실을 추정하고 프리앰블 전송 전력을 결정한다. 이 때, 다수의 무선 단말이 동일한 프리앰블 시퀀스를 선택하더라도, 기지국은 프리앰블 검출과정에서 이를 인지하지 못한다.
<랜덤 액세스 응답 메시지 전송>
기지국은 무선 단말로부터 전송된 프리앰블을 검출하고, 무선 단말로 랜덤 액세스 응답(RAR, Random Access Response) 메시지를 전송(S130)한다. 랜덤 액세스 응답 메시지는 RA-RNTI(Random Access Radio Network Temporary Identifier)를 사용하는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)에 의해 지정되는 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)을 통해 무선 단말로 전송된다.
랜덤 액세스 응답 메시지는 검출된 프리앰블 정보, 상향링크 동기화를 위한 타이밍 정렬 지시 정보, 단말식별 메시지 전송을 위한 상향링크 자원 정보, 무선 단말에 할당된 TC-RNTI(Temporary C-RNTI), 백오프(backoff) 지시자 등과 같은 정보를 포함한다.
무선 단말은 SIB2에 지정된 시간 윈도우 내에서 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하며, 지정된 원도우 내에 메시지를 수신하지 못할 경우, 백오프 지시자 값에 따라 소정 시간 대기한 후, 전송 전력을 증가시켜 랜덤 액세스 프리앰블을 재전송한다.
<단말 식별 메시지 전송>
무선 단말은 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신한 후, 단말 식별 메시지(RRC Connection Request) 를 기지국으로 전송(S140)한다.
복수의 무선 단말들이 동일한 프리앰블을 전송한 경우, 무선 단말들은 기지국으로부터 동일한 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신한다. 즉, 무선 단말들이 수신한 TC-RNTI가 동일하기 때문에, 무선 단말들은 48 비트의 임의의 수 혹은 자신의 고유 신원 정보를 단말식별 메시지에 포함하여, 동일한 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)을 통해 전송한다.
또한 전송된 프리앰블이 동일한 경우, 동일한 같은 자원에 여러 단말들이 동시에 단말식별 메시지를 전송하여 충돌이 발생하고, 기지국은 모든 무선 단말의 메시지를 복조하지 못하거나, 수신 전력이 강한 하나의 무선 단말의 메시지만을 복조할 수 있다.
프리앰블을 전송한 모든 단말의 단말 식별 메시지가 기지국에 의해 복조되지 못하는 경우에는, 모든 단말들은 시스템에서 정해진 최대 회수만큼 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 재전송을 한 후에, 다시 프리앰블을 전송한다.
하나의 무선 단말이 복조에 성공하는 경우, 기지국은 경쟁해소 메시지를 이용하여, 복조 사실을 무선 단말에 알린다.
<경쟁 해소 메시지 전송>
단말 식별 메시지를 수신한 기지국은 경쟁 해소 메시지를 전송(S150)하여, 어느 무선 단말의 단말 식별 메시지가 복조에 성공하였는지 알린다.
기지국은 단말식별 메시지의 복조가 성공한 무선 단말이 있는 경우, 복조된 단말식별 메시지에 포함된 무선 단말의 48 비트 신원 정보를 포함한 경쟁해소 메시지를 무선 단말들로 전송한다. 무선 단말들은 신원 정보를 확인하여 자신이 전송한 단말식별 메시지가 복조되었는지 여부를 확인할 수 있다.
복조된 단말식별 메시지를 전송한 무선 단말은, TC-RNTI를 자신의 C-RNTI로 설정하고, 경쟁 해소 메시지에 대한 응답 메시지(ACK)를 기지국으로 전송한다.
경쟁 해소 메시지에 자신의 신원 정보가 포함되지 않은 무선 단말은 응답 메시지 전송없이, 랜덤 액세스 실패를 선언하고 랜덤 액세스 과정을 다시 시도한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에서는 LTE 통신 시스템에서 2개의 무선 단말(210, 220)이 경쟁 기반 랜덤 액서스를 수행하는 방법이 일실시예로서 설명된다.
기지국(230)은 시스템 정보를 브로드캐스팅(S210)하며, 이 때, 단말식별 메시지에 대한 제1전송 방식 정보를 시스템 정보에 포함시켜 전송한다. 제1전송 방식 정보는, 제1 및 제2무선 단말이 서로 동일한 프리앰블을 전송하더라도, 서로 다른 자원을 통해 단말식별 메시지를 전송할 수 있도록 하기 위한 정보로서, 서로 다른 무선 단말에서 단말 식별 메시지를 전송하기 위한 정보와 단말식별 메시지를 기지국에서 검출하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 제1전송 방식 정보는 일실시예로서, 코드북 정보 및 파일럿 정보를 포함할 수 있다.
LTE 시스템에서 OFDMA 방식이 지원되나, 단말식별 메시지 전송을 위해 최근 논의되고 있는 SCMA(Sparce Code Multiple Access) 기반의 NOMA(Non-Orthogonal Multiple Access) 방식이 일실시예로서 사용될 수 있다.
비직교 다중 접속(NOMA) 방식은 동일한 시간, 주파수, 공간 자원 상에 두 대 이상의 무선 단말에 대한 데이터를 동시에 전송하여 주파수 효율을 향상시키는 기술이며, SCMA는 비직교 다중 접속 방식에서의 복잡도를 줄이기 위해 데이터를 다중 차원 채널 코드 워드에 분산하는 방식이다.
즉, 단말식별 메시지 전송에 SCMA 기반의 NOMA 방식이 이용될 경우, 무선 단말은 기지국으로부터 제공된 코드북 정보에서, 전송에 이용할 코드북을 랜덤하게 선택하여 부호화한 후 단말식별 메시지를 전송할 수 있으며, 기존 자원 이외 코드 자원을 추가로 이용함으로써 결국, 단말식별 메시지를 전송하기 위한 자원의 양이 늘어난 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.
또한 기지국 입장에서는, 랜덤 액세스 프리앰블이 동일하여 무선 단말에 동일한 자원이 할당되더라도, 단말 식별 메시지의 복호화에 이용된 코드북이 다를 경우, 서로 다른 자원을 통해 메시지가 전송되는 것이므로, 블라인드 검출(blind detection)을 통해 단말 식별 메시지를 검출할 수 있고 결국, 복수의 무선 단말이 랜덤 액세스에 성공할 수 있다. 그리고 랜덤 액세스 프리앰블이 서로 다르고, 복호화에 이용된 코드북이 동일하더라도, 랜덤 액세스 응답 메시지를 통해 서로 다른 자원이 무선 단말에 할당되기 때문에, 기지국에서 단말 식별 메시지가 검출될 수 있다.
제1 및 제2무선 단말(210, 220)은 랜덤 액세스 프리앰블을 랜덤하게 선택하여 기지국(230)으로 전송(S220)한다.
기지국(230)은 랜덤 액세스 프리앰블에 응답하여, 랜덤 액세스 응답 메시지를 제1 및 제2무선 단말(210, 220)로 전송(S230)한다. 이 때, 전술된 바와 같이, 제1 및 제2무선 단말의 프리앰블이 동일한 경우, 랜덤 액세스 응답 메시지에 포함된 자원 정보는 동일하다.
본 발명에서는 랜덤 액세스 응답 메시지에 제2전송 방식 정보가 포함될 수 있으며, 제2전송 방식 정보는 단말 식별 메시지 전송을 위한 변조 방식 정보 및 부호화율(code rate) 정보를 포함할 수 있다.
전술된 실시예에서는 전송 방식 정보가 각각 SIB2 및 랜덤 액세스 응답 메시지에 포함되는 경우가 설명되었으나, 이는 통신 방식이나 실시예에 따라 달라질 수 있다. 즉, 예를 들어, 전송 방식 정보는 시스템 정보에 모두 포함되어 전송되거나 또는 별도의 메시지를 통해 무선 단말로 제공될 수 있다.
제1 및 제2무선 단말(210, 220)은, 전송한 프리앰블 인덱스와 RAR 메시지에 포함된 프리앰블 인덱스가 동일한지 확인한다. 수신한 프리앰블의 인덱스와 전송한 프리앰블 인덱스가 일치하는 무선 단말은, RAR 메시지에 포함된 TC-RNTI를 자신의 임시 신원으로 설정하고, 단말식별 메시지를 전송하기 위한 상향링크 동기를 맞춘다.
그리고 제1 및 제2무선 단말(210, 220)은 수신된 코드북 정보를 이용하여 단말 식별 메시지를 부호화할 코드북을 랜덤하게 선택(S240, S250)한다. 제1 및 제2무선 단말(210, 220) 각각은 선택한 제1 및 제2코드북, 그리고 변조 정보 및 부호화 정보를 이용하여 단말 식별 메시지를 부호화한후, 파일럿 정보를 이용하여 기지국(230)으로 전송(S260)한다.
전술된 바와 같이, 제1 및 제2무선 단말(210, 220)이 랜덤 액세스 응답 메시지에 포함된 자원 정보를 이용하여 동일한 PUSCH 자원으로 전송하더라도, 서로 다른 코드북을 이용하여 메시지를 부호화할 경우, 코드 도메인 상에서 단말 식별 메시지는 구분될 수 있기 때문에, 기지국은 메시지의 복호가 가능하다.
기지국(230)은 파일럿 정보를 이용하여 단말 식별 메시지를 검출한다. 기지국(230)은 예를 들어, MPA(Message Passing Algorithm)와 같은, ML(Maximum-Likelihood) 기반의 SCMA 수신단 검출기법을 이용하여, 제1 및 제2무선 단말(210, 220)별로 단말 식별 메시지를 복조할 수 있다.
기지국(230)은 단말 식별 메시지를 복조하고, 복조된 단말 식별 메시지를 전송한 제1 및 제2무선 단말(210, 220)에 각각 서로 다른 C-RNTI를 할당(S270)한다. 종래에는 최대 하나의 무선 단말의 단말 식별 메시지만이 복조되기 때문에, 랜덤 액세스 응답 메시지에 포함된 TC-RNTI를 C-RNTI로 사용하는데 문제가 없었지만, 본 발명에서는 복수의 단말 식별 메시지가 복조될 수 있기 때문에, 단말별로 식별될 수 있는 C-RNTI가 할당될 필요가 있다.
기지국(230)이 무선 단말별로 할당된 C-RNTI를 포함시켜 경쟁 해소 메시지를 제1 및 제2무선 단말(210, 220)로 전송하면, 제1 및 제2무선 단말(210, 220)은 48 비트 신원 정보를 이용하여 자신의 C-RNTI를 검출한다. 그리고 TC-RNTI는 폐기하고, C-RNTI를 자신의 식별값으로 설정하여 기지국(230)로 응답 메시지를 전송한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 무선 단말의 랜덤 액세스 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 무선 단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 전송(S310)하고, 기지국으로부터 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신(S320)한다.
그리고 기지국으로부터 전송된 단말식별 메시지의 전송 방식 정보를 이용하여, 단말식별 메시지를 기지국으로 전송(S330)한다.
전송 방식 정보는 코드북 정보, 변조 정보, 부호화율 정보 및 기지국의 단말식별 메시지 검출을 위한 파일럿 정보를 포함할 수 있다. 이 때, 코드북 정보 및 파일럿 정보는 SIB2에 포함되어 기지국으로부터 브로드캐스팅되며, 변조 정보 및 부호화율 정보는 랜덤 액세스 응답 메시지에 포함될 수 있다.
무선 단말은 기지국으로부터 경쟁해소 메시지를 수신(S340)하며, 무선 단말에 대한 C-RNTI를 포함할 수 있다. 무선 단말은 경쟁해소 메시지에서, C-RNTI를 검출하고, 경쟁해소 메시지에 대한 응답 메시지를 기지국으로 전송한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 랜덤 액세스 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 기지국은 랜덤 액세스 프리앰블을 복수의 무선 단말로부터 수신(S410)하고, 무선 단말로 랜덤 액세스 응답 메시지를 전송(S420)한다.
그리고, 무선 단말이 단말식별 메시지의 전송 방식 정보를 이용하여 전송한, 단말식별 메시지를 수신(S430)한다. 전송 방식 정보는 기지국으로부터 무선 단말로 제공되며, 코드북 정보, 변조 정보, 부호화율 정보 및 기지국의 단말식별 메시지 검출을 위한 파일럿 정보를 포함할 수 있다. 그리고 코드북 정보 및 파일럿 정보는 SIB2에 포함되어 기지국으로부터 브로드캐스팅되며, 변조 정보 및 부호화율 정보는 랜덤 액세스 응답 메시지에 포함될 수 있다.
기지국은 단말식별 메시지 수신에 응답하여, 무선 단말로 경쟁해소 메시지를 전송(S440)한다. 이 때, 기지국은 단말식별 메시지를 복조하여, 프리앰블을 전송한 무선 단말 중, 복조된 단말식별 메시지를 전송한 무선 단말 각각에 대한 C-RNTI를 생성하고, C-RNTI를 포함하는 경쟁해소 메시지를, 복조된 단말식별 메시지를 전송한 무선 단말로 전송한다.
앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (12)

  1. 무선 통신 시스템에서 무선 단말의 랜덤 액세스 방법에 있어서,
    랜덤 액세스 프리앰블을 기지국으로 전송하는 단계;
    상기 기지국으로부터 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하는 단계;
    상기 기지국으로부터 전송된 단말식별 메시지의 전송 방식 정보를 이용하여, 상기 단말식별 메시지를 기지국으로 전송하는 단계; 및
    상기 기지국으로부터 경쟁해소 메시지를 수신하는 단계
    를 포함하는 랜덤 액세스 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전송 방식 정보는
    코드북 정보, 변조 정보, 부호화율(code rate) 정보 및 상기 기지국의 단말식별 메시지 검출을 위한 파일럿 정보
    를 포함하는 랜덤 액세스 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 코드북 정보 및 파일럿 정보는
    SIB2에 포함되어 상기 기지국으로부터 브로드캐스팅되며,
    상기 변조 정보 및 부호화율 정보는
    상기 랜덤 액세스 응답 메시지에 포함되는
    랜덤 액세스 방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 단말식별 메시지를 기지국으로 전송하는 단계는
    상기 코드북 정보에서 랜덤하게 선택된 코드북을 이용하여, 상기 단말식별 메시지를 전송하는
    랜덤 액세스 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 경쟁해소 메시지는
    상기 무선 단말에 대한 C-RNTI를 포함하며,
    상기 무선 단말은
    상기 C-RNTI를 검출하고, 상기 경쟁해소 메시지에 대한 응답 메시지를 상기 기지국으로 전송하는
    랜덤 액세스 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 전송 방식은
    SCMA(Sparce Code Multiple Access) 기반의 NOMA(Non-Orthogonal Multiple Access) 방식인
    랜덤 액세스 방법.
  7. 무선 통신 시스템에서 무선 단말의 랜덤 액세스 방법에 있어서,
    기지국으로부터 브로드캐스팅되는, 단말식별 메시지에 대한 제1전송 방식 정보를 수신하는 단계;
    랜덤 액세스 프리앰블을 상기 기지국으로 전송하는 단계;
    상기 기지국으로부터 제2전송 방식 정보를 포함하는 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하는 단계;
    상기 제1 및 제2전송 방식 정보를 이용하여, 상기 단말식별 메시지를 기지국으로 전송하는 단계; 및
    상기 기지국으로부터 경쟁해소 메시지를 수신하는 단계
    를 포함하는 랜덤 액세스 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제1전송 방식 정보는
    코드북 정보 및 상기 기지국의 단말식별 메시지 검출을 위한 파일럿 정보를 포함하며,
    상기 제2전송 방식 정보는
    변조 정보 및 부호화율 정보를 포함하는
    랜덤 액세스 방법.
  9. 무선 통신 시스템에서 기지국의 랜덤 액세스 처리 방법에 있어서,
    랜덤 액세스 프리앰블을 복수의 무선 단말로부터 수신하는 단계;
    상기 무선 단말로 랜덤 액세스 응답 메시지를 전송하는 단계;
    상기 무선 단말이 단말식별 메시지의 전송 방식 정보를 이용하여 전송한, 상기 단말식별 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 무선 단말로 경쟁해소 메시지를 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 전송 방식 정보는 상기 기지국으로부터 상기 무선 단말로 제공되는
    랜덤 액세스 처리 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 전송 방식 정보는
    코드북 정보, 변조 정보, 부호화율 정보 및 상기 기지국의 단말식별 메시지 검출을 위한 파일럿 정보
    를 포함하는 랜덤 액세스 처리 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 코드북 정보 및 파일럿 정보는
    SIB2에 포함되어 상기 기지국으로부터 브로드캐스팅되며,
    상기 변조 정보 및 부호화율 정보는
    상기 랜덤 액세스 응답 메시지에 포함되는
    랜덤 액세스 처리 방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 경쟁해소 메시지를 전송하는 단계는
    상기 단말식별 메시지를 복조하는 단계;
    상기 무선 단말 중, 복조된 단말식별 메시지를 전송한 무선 단말 각각에 대한 C-RNTI를 생성하는 단계; 및
    상기 C-RNTI를 포함하는 경쟁해소 메시지를, 상기 복조된 단말식별 메시지를 전송한 무선 단말로 전송하는 단계
    를 포함하는 랜덤 액세스 처리 방법.
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