WO2018203628A1 - 임의 접속 채널 신호를 전송하는 방법과 사용자기기, 및 임의 접속 채널 신호를 수신하는 방법 및 기지국 - Google Patents

임의 접속 채널 신호를 전송하는 방법과 사용자기기, 및 임의 접속 채널 신호를 수신하는 방법 및 기지국 Download PDF

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resource
slot
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고현수
김기준
윤석현
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엘지전자 주식회사
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    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/0091—Signaling for the administration of the divided path

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system.
  • the present invention relates to a method and apparatus for transmitting / receiving random access channel (RACH) signals.
  • RACH random access channel
  • M2M smartphone-to-machine communication
  • smart phones and tablet PCs which require high data transmission rates
  • M2M smartphone-to-machine communication
  • carrier aggregation technology, cognitive radio technology, etc. to efficiently use more frequency bands, and the like, increase the data capacity transmitted within a limited frequency.
  • Multi-antenna technology, multi-base station cooperation technology, and the like are developing.
  • a typical wireless communication system performs data transmission / reception over one downlink (DL) band and one uplink (UL) band corresponding thereto (frequency division duplex (FDD) mode). Or a predetermined radio frame divided into an uplink time unit and a downlink time unit in a time domain, and perform data transmission / reception through uplink / downlink time units (time division duplex). (for time division duplex, TDD) mode).
  • a base station (BS) and a user equipment (UE) transmit and receive data and / or control information scheduled in a predetermined time unit, for example, a subframe (SF). Data is transmitted and received through the data area set in the uplink / downlink subframe, and control information is transmitted and received through the control area set in the uplink / downlink subframe.
  • the carrier aggregation technique can collect a plurality of uplink / downlink frequency blocks to use a wider frequency band and use a larger uplink / downlink bandwidth, so that a greater amount of signals can be processed simultaneously than when a single carrier is used. .
  • a node is a fixed point capable of transmitting / receiving a radio signal with a UE having one or more antennas.
  • a communication system having a high density of nodes can provide higher performance communication services to the UE by cooperation between nodes.
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • RAT legacy radio access technology
  • massive machine type communication for connecting a plurality of devices and objects to provide various services anytime and anywhere is one of the major issues to be considered in next-generation communication.
  • next generation radio access technology has been discussed in consideration of eMBB communication, mMTC, ultra-reliable and low latency communication (URLLC), and the like.
  • a method for transmitting a random access channel (RACH) signal by a user equipment in a wireless communication system includes: receiving RACH configuration information including preamble format information indicating a first format; And transmitting the RACH preamble of the first format.
  • the RACH preamble of the first format includes a cyclic prefix (CP) portion and a sequence portion in the time domain.
  • the RACH preamble of the first format satisfies the following:
  • the CP length of the RACH preamble of the first format is N times the CP length N CP of the OFDM symbol, where N is the number of OFDM symbols used for transmission of the RACH preamble. And greater than one.
  • a user equipment for transmitting a random access channel (RACH) signal in a wireless communication system.
  • the user device comprises a transceiver and a processor configured to control the transceiver.
  • the processor is configured to: control the transceiver to receive RACH configuration information including preamble format information indicating a first format; And control the transceiver to transmit the RACH preamble of the first format.
  • the RACH preamble of the first format includes a cyclic prefix (CP) portion and a sequence portion in the time domain.
  • CP cyclic prefix
  • the RACH preamble of the first format satisfies the following:
  • the CP length of the RACH preamble of the first format is N times the CP length N CP of the OFDM symbol, where N is the number of OFDM symbols used for transmission of the RACH preamble. And greater than one.
  • a method for a base station to receive a random access channel (RACH) signal in a wireless communication system.
  • the method includes: transmitting RACH configuration information including preamble format information indicating a first format; And detecting the RACH preamble of the first format.
  • the RACH preamble of the first format includes a cyclic prefix (CP) portion and a sequence portion in the time domain.
  • the RACH preamble of the first format satisfies the following:
  • the CP length of the RACH preamble of the first format is N times the CP length N CP of the OFDM symbol, where N is the number of OFDM symbols used for transmission of the RACH preamble. And greater than one.
  • a base station for receiving a random access channel (RACH) signal in a wireless communication system.
  • the base station includes a transceiver and a processor configured to control the transceiver.
  • the processor is configured to: control the transceiver to transmit RACH configuration information including preamble format information indicating a first format; And detect the RACH preamble of the first format.
  • the RACH preamble of the first format includes a cyclic prefix (CP) portion and a sequence portion in the time domain.
  • CP cyclic prefix
  • the RACH preamble of the first format satisfies the following:
  • the CP length of the RACH preamble of the first format is N times the CP length N CP of the OFDM symbol, where N is the number of OFDM symbols used for transmission of the RACH preamble. And greater than one.
  • the length of the RACH preamble of the first format may be equal to the total length of OFDM symbols used for transmission of the RACH preamble of the first format.
  • the first format may be a preamble format consisting of a CP portion of length N * 144 * T s and a sequence portion of length N * 2048 * T s .
  • T s is the sampling time.
  • 144 * T s may be equal to N CP
  • 2048 * T s may be equal to the data portion length per OFDM symbol.
  • the first format may be a preamble format in which N is 2, a preamble format in which N is 4, or a preamble format in which N is 6.
  • the sequence portion may comprise N times a Zadoff Chu sequence of length 139.
  • the RACH configuration information may further include information about a slot for RACH.
  • the user equipment is a synchronization signal detected by the user equipment from among the RACH resources of the slot; signal, SS) if the RACH resource associated with the block is not the last RACH resource of the slot in the time domain, and transmits the RACH preamble of the first format in the associated RACH resource, and if the associated RACH resource is the last RACH resource of the slot
  • the RACH preamble of the second format may be transmitted in the associated resource.
  • the base station determines that the last RACH resource of the slot is in the time domain of the RACH resources of the slot.
  • the RACH resource may attempt to detect the RACH preamble of the first format, and the RACH preamble of the second format may be detected on the last RACH resource.
  • the second format may be a preamble format involving a guard time without a signal after a sequence portion in the RACH preamble format of the second format.
  • any access channel suitable for the NR system can be transmitted by the UE and received by the BS.
  • the random access channel can be transmitted / received efficiently, the throughput of the NR system can be improved.
  • FIG. 1 illustrates a random access preamble format in an existing LTE / LTE-A system.
  • NR new radio access technology
  • FIG. 3 abstractly illustrates a hybrid beamforming structure in terms of a transceiver unit (TXRU) and a physical antenna.
  • TXRU transceiver unit
  • NR 4 illustrates a cell of a new radio access technology (NR) system.
  • NR new radio access technology
  • FIG. 5 illustrates an SS block transmission and an RACH resource linked to an SS block.
  • FIG. 6 illustrates the configuration / format of a random access channel (RACH) preamble and a receiver function.
  • RACH random access channel
  • Rx receiving
  • Figure 11 is a BC is illustrated how to set the mini slot in a slot (SLOT RACH) for RACH for a valid case.
  • Figure 12 BC is illustrated another method for setting a mini slot in a slot (SLOT RACH) for RACH for a valid case.
  • Figure 13 is an illustration of how to set the mini slot in a slot (SLOT RACH) for RACH for if BC is not valid.
  • FIG. 14 illustrates a method of setting a mini slot using a guard time.
  • 15 shows an example of transmitting data by performing mini-slot concatenation with a valid BC and the same length as a regular slot.
  • 19 shows an example of allocation of a RACH preamble sequence.
  • FIG 21 illustrates an RACH setup interval according to the present invention.
  • 25 and 26 illustrate the alignment of the RACH preamble in the slot.
  • FIG. 27 illustrates RACH preamble formats according to the present invention for increasing the CP length to align the RACH preamble with a symbol boundary.
  • FIG. 28 illustrates RACH preamble mapping according to RACH resources and preamble repetition counts for a slot consisting of 7 symbols.
  • 29 illustrates a null OFDM symbol located after the RACH symbol.
  • FIG. 30 illustrates a method of multiplexing RACH resources within a slot.
  • 31 illustrates a transmission format of a two symbol long RACH preamble aligned with two symbols.
  • FIG. 32 illustrates preamble formats corresponding to preamble format 1 of Table 9.
  • 36 is a block diagram showing the components of the transmitter 10 and the receiver 20 for carrying out the present invention.
  • multiple access systems include code division multiple access (CDMA) systems, frequency division multiple access (FDMA) systems, time division multiple access (TDMA) systems, orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) systems, and single carrier frequency (SC-FDMA).
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • MCD division multiple access
  • MCDMA multi-carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented in a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented in radio technologies such as Global System for Mobile Communication (GSM), General Packet Radio Service (GPRS), Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE) (i.e., GERAN), and the like.
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in wireless technologies such as Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 (WiFi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE802-20, evolved-UTRA (E-UTRA), and the like.
  • IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
  • WiFi WiFi
  • WiMAX WiMAX
  • IEEE802-20 evolved-UTRA
  • UTRA is part of Universal Mobile Telecommunication System (UMTS)
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • LTE Long Term Evolution
  • 3GPP LTE adopts OFDMA in downlink (DL) and SC-FDMA in uplink (UL).
  • LTE-advanced (LTE-A) is an evolution of 3GPP LTE.
  • the present invention will be described on the assumption that the present invention is applied to a 3GPP based communication system, for example, LTE / LTE-A, NR.
  • a 3GPP based communication system for example, LTE / LTE-A, NR.
  • the technical features of the present invention are not limited thereto.
  • the following detailed description is described based on a mobile communication system corresponding to a 3GPP LTE / LTE-A / NR system, except for the matters specific to 3GPP LTE / LTE-A / NR, Applicable to any mobile communication system.
  • an eNB allocates a downlink / uplink time / frequency resource to a UE, and the UE receives a downlink signal according to the allocation of the eNB and transmits an uplink signal.
  • it can be applied to contention-based communication such as WiFi.
  • an access point (AP) or a control node controlling the access point allocates resources for communication between a UE and the AP, whereas a competition-based communication technique connects to an AP. Communication resources are occupied through contention among multiple UEs that are willing to.
  • CSMA carrier sense multiple access
  • MAC probabilistic media access control
  • the transmitting device determines if another transmission is in progress before attempting to send traffic to the receiving device. In other words, the transmitting device attempts to detect the presence of a carrier from another transmitting device before attempting to transmit. When the carrier is detected, the transmission device waits for transmission to be completed by another transmission device in progress before initiating its transmission.
  • CSMA is a communication technique based on the principle of "sense before transmit” or “listen before talk”.
  • Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA / CD) and / or Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA / CA) are used as a technique for avoiding collision between transmission devices in a contention-based communication system using CSMA.
  • CSMA / CD is a collision detection technique in a wired LAN environment. First, a PC or a server that wants to communicate in an Ethernet environment checks if a communication occurs on the network, and then another device If you are sending on the network, wait and send data.
  • CSMA / CD monitors the collisions to allow flexible data transmission.
  • a transmission device using CSMA / CD detects data transmission by another transmission device and adjusts its data transmission using a specific rule.
  • CSMA / CA is a media access control protocol specified in the IEEE 802.11 standard.
  • WLAN systems according to the IEEE 802.11 standard use a CA, that is, a collision avoidance method, without using the CSMA / CD used in the IEEE 802.3 standard.
  • the transmitting devices always detect the carrier of the network, and when the network is empty, wait for a certain amount of time according to their location on the list and send the data.
  • Various methods are used to prioritize and reconfigure transmission devices within a list.
  • a collision may occur, in which a collision detection procedure is performed.
  • Transmission devices using CSMA / CA use specific rules to avoid collisions between data transmissions by other transmission devices and their data transmissions.
  • the expression “assuming” may mean that the subject transmitting the channel transmits the channel so as to correspond to the "assuming”.
  • the subject receiving the channel may mean that the channel is received or decoded in a form conforming to the "home", provided that the channel is transmitted to conform to the "home”.
  • a channel is punctured in a specific resource except that a signal of the channel is mapped to the specific resource in the resource mapping process of the channel, but a signal portion mapped to the punctured resource is transmitted when the channel is transmitted.
  • a specific resource to be punctured is counted as a resource of the corresponding channel in the resource mapping process of the corresponding channel, a signal mapped to the specific resource among the signals of the corresponding channel is not actually transmitted.
  • the receiving device of the corresponding channel receives, demodulates or decodes the corresponding channel on the assumption that the signal portion mapped to the punctured specific resource is not transmitted.
  • the rate-matching of a channel in a specific resource means that the channel is not mapped to the specific resource at all in the resource mapping process of the channel and thus is not used for transmission of the channel.
  • a rate-matched specific resource is not counted as a resource of the corresponding channel at all in the resource mapping process of the corresponding channel.
  • the receiving device of the corresponding channel receives, demodulates, or decodes the corresponding channel, assuming that a rate-matched specific resource is not used for mapping and transmission of the corresponding channel.
  • the UE may be fixed or mobile, and various devices which communicate with a base station (BS) to transmit and receive user data and / or various control information belong to the same.
  • BS Base station
  • UE Terminal Equipment
  • MS Mobile Station
  • MT Mobile Terminal
  • UT User Terminal
  • SS Subscribe Station
  • wireless device PDA (Personal Digital Assistant), wireless modem
  • a BS generally refers to a fixed station communicating with the UE and / or another BS, and communicates with the UE and another BS to exchange various data and control information.
  • the BS may be referred to in other terms such as ABS (Advanced Base Station), Node-B (NB), evolved-NodeB (NB), Base Transceiver System (BTS), Access Point, and Processing Server (PS).
  • ABS Advanced Base Station
  • Node-B Node-B
  • NB evolved-NodeB
  • BTS Base Transceiver System
  • gNB Base Station of the new radio access technology network
  • gNB the base station of the new radio access technology network
  • a node refers to a fixed point capable of transmitting / receiving a radio signal by communicating with a UE.
  • Various forms of gNBs may be used as nodes regardless of their name.
  • the node may be a BS, an NB, an eNB, a pico-cell eNB (PeNB), a home eNB (HeNB), a gNB, a relay, a repeater, or the like.
  • the node may not be gNB.
  • it may be a radio remote head (RRH), a radio remote unit (RRU).
  • RRHs, RRUs, etc. generally have lower power levels than gNB's power level.
  • RRH / RRU or less, RRH / RRU is typically connected to the gNB by a dedicated line, such as an optical cable, so that RRH / RRU and gNB are generally compared to cooperative communication by gNBs connected by wireless lines.
  • a dedicated line such as an optical cable
  • RRH / RRU and gNB are generally compared to cooperative communication by gNBs connected by wireless lines.
  • cooperative communication can be performed smoothly.
  • At least one antenna is installed at one node.
  • the antenna may mean a physical antenna or may mean an antenna port, a virtual antenna, or an antenna group. Nodes are also called points.
  • a cell refers to a certain geographic area in which one or more nodes provide communication services. Therefore, in the present invention, communicating with a specific cell may mean communicating with a gNB or a node that provides a communication service to the specific cell.
  • the downlink / uplink signal of a specific cell means a downlink / uplink signal from / to a gNB or a node providing a communication service to the specific cell.
  • the cell providing uplink / downlink communication service to the UE is particularly called a serving cell.
  • the channel state / quality of a specific cell means a channel state / quality of a channel or communication link formed between a gNB or a node providing a communication service to the specific cell and a UE.
  • a UE may transmit a downlink channel state from a specific node to a CRS (s) in which antenna port (s) of the specific node are transmitted on a Cell-specific Reference Signal (CRS) resource allocated to the specific node; / Or can be measured using the CSI-RS (s) transmitted on the Channel State Information Reference Signal (CSI-RS) resources.
  • CRS Cell-specific Reference Signal
  • the 3GPP-based communication system uses the concept of a cell to manage radio resources.
  • Cells associated with radio resources are distinguished from cells in a geographic area.
  • a "cell” in a geographic area may be understood as coverage in which a node can provide services using a carrier, and a "cell” of radio resources is a bandwidth (frequency) that is a frequency range configured by the carrier. bandwidth, BW).
  • Downlink coverage which is a range in which a node can transmit valid signals
  • uplink coverage which is a range in which a valid signal can be received from a UE, depends on a carrier carrying the signal, so that the coverage of the node is determined by the radio resources used by the node. It is also associated with the coverage of the "cell”.
  • the term "cell” can sometimes be used to mean coverage of a service by a node, sometimes a radio resource, and sometimes a range within which a signal using the radio resource can reach a valid strength.
  • a "cell" associated with a radio resource is defined as a combination of DL resources and UL resources, that is, a combination of a DL component carrier (CC) and a UL CC.
  • the cell may be configured with DL resources alone or with a combination of DL resources and UL resources.
  • the linkage between the carrier frequency of the DL resource (or DL CC) and the carrier frequency of the UL resource (or UL CC) is indicated by system information.
  • SIB2 System Information Block Type 2
  • the carrier frequency means a center frequency of each cell or CC.
  • a cell operating on a primary frequency is referred to as a primary cell (Pcell) or a PCC
  • a cell operating on a secondary frequency (or SCC) is referred to as a secondary cell.
  • cell, Scell) or SCC The carrier corresponding to the Pcell in downlink is called a DL primary CC (DL PCC), and the carrier corresponding to the Pcell in the uplink is called a UL primary CC (DL PCC).
  • Scell refers to a cell that can be configured after RRC (Radio Resource Control) connection establishment is made and can be used for providing additional radio resources.
  • RRC Radio Resource Control
  • the Scell may form a set of serving cells for the UE with the Pcell.
  • the carrier corresponding to the Scell in downlink is called a DL secondary CC (DL SCC)
  • the carrier corresponding to the Scell in the uplink is called a UL secondary CC (UL SCC).
  • DL SCC DL secondary CC
  • UL SCC UL secondary CC
  • the 3GPP-based communication standard provides downlink physical channels corresponding to resource elements carrying information originating from an upper layer and downlink corresponding to resource elements used by the physical layer but not carrying information originating from an upper layer.
  • Physical signals are defined.
  • a physical downlink shared channel (PDSCH), a physical broadcast channel (PBCH), a physical multicast channel (PMCH), a physical control format indicator channel (physical control) format indicator channel (PCFICH), physical downlink control channel (PDCCH) and physical hybrid ARQ indicator channel (PHICH) are defined as downlink physical channels, reference signal and synchronization signal Is defined as downlink physical signals.
  • a reference signal also referred to as a pilot, refers to a signal of a predefined special waveform that the gNB and the UE know from each other.
  • a cell specific RS, UE- UE-specific RS, positioning RS (PRS), and channel state information RS (CSI-RS) are defined as downlink reference signals.
  • the 3GPP LTE / LTE-A standard corresponds to uplink physical channels corresponding to resource elements carrying information originating from a higher layer and resource elements used by the physical layer but not carrying information originating from an upper layer. Uplink physical signals are defined.
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • PUCCH physical uplink control channel
  • PRACH physical random access channel
  • DMRS demodulation reference signal
  • SRS sounding reference signal
  • Physical Downlink Control CHannel / Physical Control Format Indicator CHannel (PCFICH) / PHICH (Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel) / PDSCH (Physical Downlink Shared CHannel) are respectively DCI (Downlink Control Information) / CFI ( Means a set of time-frequency resources or a set of resource elements that carry downlink format ACK / ACK / NACK (ACKnowlegement / Negative ACK) / downlink data, and also a Physical Uplink Control CHannel (PUCCH) / Physical (PUSCH) Uplink Shared CHannel / PACH (Physical Random Access CHannel) means a set of time-frequency resources or a set of resource elements that carry uplink control information (UCI) / uplink data / random access signals, respectively.
  • DCI Downlink Control Information
  • CFI Means a set of time-frequency resources or a set of resource elements that carry downlink format ACK / ACK
  • the PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH / PUCCH / PUSCH / PRACH resource is referred to below:
  • the expression that the user equipment transmits the PUCCH / PUSCH / PRACH is hereinafter referred to as uplink control information / uplink on or through PUSCH / PUCCH / PRACH, respectively.
  • the gNB transmits PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH is used for downlink data / control information on or through PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH, respectively. It is used in the same sense as sending it.
  • CRS / DMRS / CSI-RS / SRS / UE-RS is assigned or configured OFDM symbol / subcarrier / RE to CRS / DMRS / CSI-RS / SRS / UE-RS symbol / carrier / subcarrier / RE It is called.
  • an OFDM symbol assigned or configured with a tracking RS (TRS) is called a TRS symbol
  • a subcarrier assigned or configured with a TRS is called a TRS subcarrier
  • an RE assigned or configured with a TRS is called a TRS RE.
  • a subframe configured for TRS transmission is called a TRS subframe.
  • a subframe in which a broadcast signal is transmitted is called a broadcast subframe or a PBCH subframe
  • a subframe in which a sync signal (for example, PSS and / or SSS) is transmitted is a sync signal subframe or a PSS / SSS subframe. It is called.
  • OFDM symbols / subcarriers / RE to which PSS / SSS is assigned or configured are referred to as PSS / SSS symbols / subcarriers / RE, respectively.
  • the CRS port, the UE-RS port, the CSI-RS port, and the TRS port are an antenna port configured to transmit CRS, an antenna port configured to transmit UE-RS, and an antenna configured to transmit CSI-RS, respectively.
  • Port an antenna port configured to transmit TRS.
  • Antenna ports configured to transmit CRSs may be distinguished from each other by the location of REs occupied by the CRS according to the CRS ports, and antenna ports configured to transmit UE-RSs may be UE-RS according to the UE-RS ports.
  • the RSs may be distinguished from each other by locations of REs occupied, and antenna ports configured to transmit CSI-RSs may be distinguished from each other by locations of REs occupied by the CSI-RSs according to the CSI-RS ports. Therefore, the term CRS / UE-RS / CSI-RS / TRS port may be used as a term for a pattern of REs occupied by CRS / UE-RS / CSI-RS / TRS in a certain resource region.
  • 3GPP LTE / LTE-A standard document for example, 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.212, 3GPP TS 36.213, 3GPP TS 36.321 and 3GPP TS 36.331 and the like, and 3GPP NR standard documents such as 3GPP TS 38.211, 3GPP TS 38.212, 3GPP 38.213, 3GPP 38.214, 3GPP 38.215, 3GPP TS 38.321 and 3GPP TS 36.331 and the like.
  • the UE when a UE is powered on or wants to access a new cell, the UE acquires time and frequency synchronization with the cell and detects a physical layer cell ID N cell ID of the cell. A cell search procedure such as detect is performed. To this end, the UE receives a synchronization signal from the eNB, for example, a primary synchronization signal (PSS) and a secondary synchronization signal (SSS) to synchronize with the eNB, and synchronizes with the eNB. , ID) and the like can be obtained. After the initial cell discovery, the UE may perform a random access procedure to complete the access to the eNB.
  • PSS primary synchronization signal
  • SSS secondary synchronization signal
  • the UE may transmit a preamble through a physical random access channel (PRACH) and receive a response message for the preamble through a PDCCH and a PDSCH.
  • PRACH physical random access channel
  • the UE may perform PDCCH / PDSCH reception and PUSCH / PUCCH transmission as a general uplink / downlink signal transmission procedure.
  • the random access process is also referred to as a random access channel (RACH) process.
  • RACH random access channel
  • the random access procedure is used for various purposes, such as initial access, random access procedure, initial access, uplink synchronization coordination, resource allocation, handover, and the like.
  • a UE After transmitting the RACH preamble, the UE attempts to receive a random access response (RAR) within a pre-set time window.
  • RAR random access response
  • a UE is a PDCCH having a random access RNTI (RA-RNTI) (hereinafter, RA-RNTI PDCCH) (eg, CRC in PDCCH is masked as RA-RNTI) within a time window. Attempt detection.
  • the UE Upon detecting the RA-RNTI PDCCH, the UE checks whether there is a RAR for itself in the PDSCH corresponding to the RA-RNTI PDCCH.
  • the RAR includes timing advance (TA) information indicating timing offset information for UL synchronization, UL resource allocation information (UL grant information), a temporary terminal identifier (eg, temporary cell-RNTI, TC-RNTI), and the like. .
  • the UE may perform UL transmission (eg, Msg3) according to the resource allocation information and the TA value in the RAR.
  • HARQ is applied to UL transmission corresponding to the RAR. Therefore, after transmitting the Msg3, the UE may receive reception response information (eg, PHICH) corresponding to the Msg3.
  • FIG. 1 illustrates a random access preamble format in an existing LTE / LTE-A system.
  • the random access preamble that is, the RACH preamble is composed of a cyclic prefix of a length T CP and a sequence part of the length T SEQ in the physical layer.
  • the T SEQ of the parameter values T CP is listed in the following table and depends on the frame structure and the random access configuration.
  • the preamble format is controlled by higher layers.
  • PRACH configuration information is signaled through system information and mobility control information of a cell.
  • the PRACH configuration information indicates a root sequence index, a cyclic shift unit ( N CS ) of a Zadoff-Chu sequence, a length of a root sequence, a preamble format, and the like, to be used for a RACH procedure in a corresponding cell.
  • N CS cyclic shift unit
  • the preamble format, and the PRACH opportunity, when the RACH preamble can be transmitted is indicated by the PRACH configuration index that is part of the RACH configuration information (section 5.7 and 3GPP TS 36.331 of 3GPP TS 36.211). See " PRACH - Config ".
  • the length of the ZC sequence used for the RACH preamble is determined according to the preamble format (see Table 4).
  • the RACH preamble is transmitted in a UL subframe. Transmission of the random access preamble is restricted to certain time and frequency resources. These resources are referred to as PRACH resources, and the PRACH resources are numbered in order of subframe number in the radio frame, followed by increasing PRBs in the frequency domain, so that index 0 corresponds to the lower number PRB and subframe in the radio frame. Lose. Random access resources are defined according to the PRACH configuration index (see 3GPP TS 36.211 standard document). The PRACH configuration index is given by the higher layer signal (sent by the eNB).
  • the sequence portion of the RACH preamble uses a Zadoff-Chu sequence.
  • Preamble sequences for the RACH are generated from Zadoff-Chu sequences with zero correlation zone, generated from one or several root Zadoff-Chu sequences.
  • the network configures a set of preamble sequences that the UE is allowed to use.
  • the set of 64 preamble sequences in a cell first contains all available cyclic shifts of the root Zadoff-Chu sequence with logical index RACH_ROOT_SEQUENCE, in order of increasing cyclic shift.
  • RACH_ROOT_SEQUENCE is broadcast as part of the system information (of that cell). If 64 preamble sequences cannot be generated from a single root Zadoff-Chu sequence, additional preamble sequences are obtained from root sequences with consecutive logical indices until all 64 preamble sequences are found. (obtain).
  • the logical root sequence order is cyclic and logical index 0 is contiguous to logical index 837.
  • the relationship between the logical root sequence index and the physical root sequence index u is given by Table 2 for preamble formats 0-3 and by Table 3 for preamble format 4.
  • Logical root sequence number Physical root sequence number u (in increasing order of the corresponding logical sequence number) 0-23 129, 710, 140, 699, 120, 719, 210, 629, 168, 671, 84, 755, 105, 734, 93, 746, 70, 769, 60, 779, 2, 837, 1, 838 24-29 56, 783, 112, 727, 148, 691 30-35 80, 759, 42, 797, 40, 799 36 ⁇ 41 35, 804, 73, 766, 146, 693 42-51 31, 808, 28, 811, 30, 809, 27, 812, 29, 810 52-63 24, 815, 48, 791, 68, 771, 74, 765, 178, 661, 136, 703 64-75 86, 753, 78, 761, 43, 796, 39, 800, 20, 819, 21, 818 76-89 95, 744, 202, 637, 190, 649, 181, 658,
  • the u-th root Zadoff-Chu sequence is defined by the following equation.
  • N CS is given by Table 5 for preamble formats 0-3 and by Table 6 for preamble format 4.
  • the parameter zeroCorrelationZoneConfig is provided by the upper layer.
  • the parameter High-speed-flag provided by the upper layer determines whether an unrestricted set or a restricted set should be used.
  • variable d u is a cyclic shift corresponding to the Doppler transition of size 1 / T SEQ , and is given by the following equation.
  • the time-continuous random access signal s ( t ), which is the baseband signal of the RACH, is defined by the following equation.
  • ⁇ PRACH is a match (conform) the amplitude (amplitude) the scaling factor (factor) for the transmitted power P PRACH specific to 3GPP TS 36.213
  • k 0 n RA PRB N RB sc N UL RB N RB sc / 2.
  • N RB sc represents the number of subcarriers constituting one RB.
  • N UL RB represents the number of RBs in a UL slot and depends on the UL transmission bandwidth. Location in the frequency domain is controlled by parameter n RA PRB , derived from section 5.7.1 of 3GPP TS 36.211.
  • Factor K ⁇ f / ⁇ f RA accounts for the difference in subcarrier spacing between random access preamble and uplink data transmission (account for).
  • the fixed (fixed) to determine the frequency offset parameter ⁇ domain position in the preamble of the random access sub-carrier interval is variable ⁇ f RA and physical resource blocks for the random access preamble is given by the following table.
  • the subcarrier spacing ⁇ f is 15 kHz or 7.5 kHz, but as shown in Table 7, the subcarrier spacing ⁇ f RA for the random access preamble is 1.25 kHz or 0.75 kHz.
  • Massive MTC which connects multiple devices and objects to provide various services anytime and anywhere, is also one of the major issues to be considered in next-generation communication.
  • a communication system design considering a service / UE that is sensitive to reliability and latency has been discussed.
  • next generation RAT considering such advanced mobile broadband communication, Massive MTC, and Ultra-Reliable and Low Latency Communication (URLLC) is being discussed.
  • URLLC Ultra-Reliable and Low Latency Communication
  • 3GPP is working on the next generation mobile communication system after EPC.
  • the technology is referred to as a new RAT (new RAT, NR) or 5G RAT.
  • NR communication systems are required to support significantly better performance than existing fourth generation (4G) systems in terms of data rate, capacity, latency, energy consumption and cost.
  • 4G fourth generation
  • NR systems need to make significant advances in the area of bandwidth, spectral, energy, signaling efficiency, and cost per bit.
  • the new RAT system uses an OFDM transmission scheme or a similar transmission scheme.
  • the new RAT system may follow different OFDM parameters than the OFDM parameters of LTE.
  • the new RAT system can follow the legacy of existing LTE / LTE-A but have a larger system bandwidth (eg, 100 MHz).
  • one cell may support a plurality of neurology. That is, UEs operating with different numerologies may coexist in one cell.
  • the radio frame used in the 3GPP LTE / LTE-A system has a length of 10 ms (307200 T s ) and consists of 10 equally sized subframes (SF). Numbers may be assigned to 10 subframes in one radio frame.
  • the basic time unit for LTE is T s .
  • Each subframe has a length of 1 ms and consists of two slots. 20 slots in one radio frame may be sequentially numbered from 0 to 19. Each slot is 0.5ms long.
  • the time for transmitting one subframe is defined as a transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • the time resource may be classified by a radio frame number (also called a radio frame index), a subframe number (also called a subframe number), a slot number (or slot index), and the like.
  • TTI means an interval at which data can be scheduled. For example, in the current LTE / LTE-A system, a UL grant or a DL grant has an opportunity every 1 ms, and there are not multiple UL / DL grant opportunities within a time shorter than 1 ms. Therefore, the TTI is 1ms in the existing LTE / LTE-A system.
  • NR new radio access technology
  • a slot structure in which a control channel and a data channel are time division multiplexed (TDM) is considered in the fifth generation new RAT.
  • the hatched region indicates a transmission region of a DL control channel (eg, PDCCH) carrying DCI
  • a black part shows a transmission region of an UL control channel (eg, PUCCH) carrying UCI.
  • DCI is control information delivered to the UE by the gNB
  • the DCI is UL specific information such as information on cell configuration that the UE needs to know, DL specific information such as DL scheduling, and UL grant. Information and the like.
  • the UCI is control information delivered from the UE to the gNB, and the UCI may include a HARQ ACK / NACK report on DL data, a CSI report on a DL channel state, and a scheduling request (SR).
  • SR scheduling request
  • the symbol regions 1 to 12 may be used for transmission of a physical channel (eg, PDSCH) that carries downlink data, and may be used for transmission of a physical channel (eg, PUSCH) that carries uplink data. May be used.
  • a physical channel eg, PDSCH
  • PUSCH physical channel
  • DL transmission and UL transmission are sequentially performed in one slot, and transmission / reception of DL data and reception / transmission of UL ACK / NACK for the DL data are performed in the one slot.
  • a time gap is required for a gNB and a UE to switch from a transmission mode to a reception mode or a process of switching from a reception mode to a transmission mode.
  • some OFDM symbols at the time of switching from DL to UL in the slot structure are set to a guard period (GP).
  • the DL control channel is TDM and the data channel, and the control channel, PDCCH, is spread over the entire system band and transmitted.
  • the bandwidth of a system is expected to reach at least 100 MHz, which makes it difficult to spread the control channel over the entire band.
  • Monitoring the entire band for downlink control channel reception for the UE to transmit / receive data may impair battery consumption and efficiency of the UE. Therefore, in the present invention, the DL control channel may be transmitted by being localized or distributed in the system band, that is, some frequency bands in the channel band.
  • a basic transmission unit is a slot.
  • the slot duration may consist of 14 symbols with a normal cyclic prefix (CP) or 12 symbols with an extended CP.
  • the slot is scaled with time as a function of the used subcarrier spacing. That is, as the subcarrier spacing increases, the slot length becomes shorter. For example, if the number of symbols per slot is 14, if the number of slots in the frame of 10 ms is 10 for the 15 kHz subcarrier spacing, the number is 20 for the 30 kHz subcarrier spacing and 40 for the 60 kHz subcarrier spacing. The larger the subcarrier spacing, the shorter the OFDM symbol length.
  • the number of OFDM symbols in a slot depends on whether it is a normal CP or an extended CP and does not depend on the subcarrier spacing.
  • the actual sampling times for subcarrier intervals of 30 kHz, 60 kHz, and 120 kHz are 1 / (2 * 15000 * 2048) seconds, 1 / (4 * 15000 * 2048) seconds, and 1 / (8 * 15000 * 2048) seconds, respectively. Will be.
  • the fifth generation mobile communication system which is recently discussed, considers using a high frequency band, that is, a millimeter frequency band of 6 GHz or more, to transmit data while maintaining a high data rate to a large number of users using a wide frequency band.
  • 3GPP uses this as the name NR, which is referred to as NR system in the present invention.
  • the millimeter frequency band has a frequency characteristic that the signal attenuation with the distance is very rapid due to the use of a frequency band too high. Therefore, NR systems using bands of at least 6 GHz or more narrow beams that solve the problem of reduced coverage due to abrupt propagation attenuation by collecting and transmitting energy in a specific direction rather than omnidirectionally to compensate for abrupt propagation characteristics. narrow beam) transmission scheme.
  • narrow beam narrow beam
  • the wavelength is shortened to allow the installation of a plurality of antenna elements in the same area.
  • a total of 100 antenna elements can be installed in a two-dimension arrangement in 0.5 lambda (wavelength) intervals on a panel of 5 by 5 cm.
  • mmW it is considered to use a plurality of antenna elements to increase the beamforming gain to increase coverage or to increase throughput.
  • a beamforming scheme in which a base station or a UE transmits the same signal by using a phase difference appropriate to a large number of antennas is mainly considered.
  • Such beamforming methods include digital beamforming that creates a phase difference in a digital baseband signal, analog beamforming that uses a time delay (ie, cyclic shift) in a modulated analog signal to create a phase difference, digital beamforming, and an analog beam.
  • Having a transceiver unit (TXRU) to enable transmission power and phase adjustment for each antenna element enables independent beamforming for each frequency resource.
  • the millimeter frequency band should be used by a large number of antennas to compensate for rapid propagation attenuation, and digital beamforming is equivalent to the number of antennas, so RF components (eg, digital-to-analog converters (DACs), mixers, power Since an amplifier (power amplifier, linear amplifier, etc.) is required, there is a problem in that the cost of a communication device increases in order to implement digital beamforming in the millimeter frequency band. Therefore, when a large number of antennas are required, such as the millimeter frequency band, the use of analog beamforming or hybrid beamforming is considered.
  • DACs digital-to-analog converters
  • the analog beamforming method maps a plurality of antenna elements to one TXRU and adjusts the beam direction with an analog phase shifter.
  • Such an analog beamforming method has a disadvantage in that only one beam direction can be made in the entire band and thus frequency selective beamforming (BF) cannot be performed.
  • Hybrid BF is an intermediate form between digital BF and analog BF, with B TXRUs, which is fewer than Q antenna elements.
  • B TXRUs which is fewer than Q antenna elements.
  • the direction of beams that can be simultaneously transmitted is limited to B or less.
  • digital beamforming processes the digital baseband signal to be transmitted or received so that multiple beams can be used to transmit or receive signals simultaneously in multiple directions, while analog beamforming can transmit or receive signals. Since beamforming is performed in a modulated state of the received analog signal, the signal cannot be simultaneously transmitted or received in multiple directions beyond the range covered by one beam.
  • a base station communicates with a plurality of users at the same time by using a broadband transmission or a multi-antenna characteristic.
  • a base station uses analog or hybrid beamforming and forms an analog beam in one beam direction, due to the characteristics of analog beamforming Only users within the same analog beam direction can communicate.
  • the RACH resource allocation and resource utilization scheme of the base station according to the present invention to be described later is proposed to reflect the constraints caused by the analog beamforming or hybrid beamforming characteristics.
  • FIG. 3 abstractly illustrates a hybrid beamforming structure in terms of a transceiver unit (TXRU) and a physical antenna.
  • TXRU transceiver unit
  • analog beamforming refers to an operation in which an RF unit (also called a transceiver) performs precoding (or combining).
  • the baseband unit and the RF unit perform precoding (or combining), respectively, which reduces the number of RF chains and the number of D / A (or A / D) converters.
  • the hybrid beamforming structure may be represented by N TXRUs and M physical antennas.
  • the digital beamforming for the L data layers to be transmitted at the transmitting end can be represented by an N-by-L matrix, and then the converted N digital signals are converted into analog signals via TXRU and then into an M-by-N matrix.
  • the expressed analog beamforming is applied.
  • the number of digital beams is L
  • the number of analog beams is N.
  • the base station is designed to change the analog beamforming on a symbol basis, so that a direction for supporting more efficient beamforming for a UE located in a specific area is being considered.
  • N TXRUs and M RF antennas are defined as one antenna panel
  • the NR system considers to introduce a plurality of antenna panels to which hybrid beamforming independent of each other is applicable.
  • the analog beams advantageous for signal reception may be different for each UE, and thus, the base station is applied to at least a synchronization signal, system information, and paging in a specific slot or subframe (SF).
  • SF slot or subframe
  • a new RAT system that is, a NR system, which is a 5G wireless communication system.
  • the logical network should be able to support a variety of services with different requirements (e.g. eMBB, mMTC, URLLC, etc.), and in the physical layer system of the NR system will have variable neurology depending on the various services.
  • a method of supporting an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme is considered.
  • an OFDM scheme (or a multiple access scheme) having a neutrality independent of each other in each time and frequency resource region may be considered.
  • the NR system is required to support higher communication capacity (eg, data yield, etc.).
  • a method of performing data transmission by using a plurality of transmit (or receive) antennas may be considered.
  • an RF chain for example, a chain composed of RF elements such as a power amplifier and a down converter
  • digital-to-analog are applied to each antenna.
  • D / A digital-to-analog
  • a / D analog-to-digital converters
  • NR 4 illustrates a cell of a new radio access technology (NR) system.
  • NR new radio access technology
  • a method in which a plurality of TRPs constitute one cell is discussed, unlike one base station forming one cell in a conventional wireless communication system such as LTE.
  • the cell is configured, even if the TRP serving the UE is changed, seamless communication is possible, and thus, mobility management of the UE is easy.
  • PSS / SSS is transmitted omni-direction, whereas signals such as PSS / SSS / PBCH are rotated omg-directionally by the gNB applying mmWave.
  • a method of beamforming a beam and transmitting the beam is considered.
  • transmitting / receiving a signal while rotating the beam direction is referred to as beam sweeping or beam scanning.
  • beam sweeping refers to transmitter side behavior
  • beam scanning refers to receiver side behavior, for example, assuming that gNB can have up to N beam directions, PSS / for each of N beam directions, respectively.
  • Transmit signals such as SSS / PBCH ie, gNB transmits synchronization signals such as PSS / SSS / PBCH for each direction while sweeping directions that it may have or want to support, or gNB has N beams
  • PSS / SSS / PBCH may be transmitted / received for each beam group, where one beam group may include one or more beams.
  • a signal such as PSS / SSS / PBCH transmitted in the same direction may be defined as one SS block, and a plurality of SS blocks may exist in one cell.
  • SS block division SS block index may be used, for example, when PSS / SSS / PBCH is transmitted in 10 beam directions in one system, PSS / SSS / PBCH in the same direction may constitute one SS block. It can be understood that there are 10 SS blocks in the system, and in the present invention, the beam index may be interpreted as an SS block index.
  • FIG. 5 illustrates an SS block transmission and an RACH resource linked to an SS block.
  • the process of finding the optimal beam direction between the gNB and the UE is called a beam acquisition process, and the process of continuously tracking the optimal beam direction is called a beam tracking process.
  • the beam acquisition process involves 1) an initial connection when a UE first attempts to connect to a gNB, 2) a handover that the UE passes from one gNB to another gNB, and 3) an optimal beam during beam tracking to find an optimal beam between the UE and the gNB. Is lost and communication with the gNB is unable to maintain an optimal communication state or has entered a state in which communication is not possible, i.e., beam recovery to recover beam failure.
  • a multi-step beam acquisition process for beam acquisition in an environment using multiple beams is discussed.
  • the gNB and the UE proceed with connection setup using a wide beam in an initial access stage, and after the connection setup is completed, the gNB and the UE use a narrow beam. Communicate with optimum quality.
  • Various methods are discussed for beam acquisition of an NR system, which will be mainly discussed in the present invention, but the methods most actively discussed are as follows.
  • the gNB is optimal for the UE to find the gNB in the initial access phase, i.e. perform cell search or cell acquisition and measure the channel quality per beam of the wide beam to use in the first phase of beam acquisition.
  • a synchronization block is transmitted for each wide beam.
  • the UE performs cell search for the sync block for each beam, and performs downlink beam acquisition using the beam-by-beam detection result.
  • the UE performs the RACH process to inform the gNB it finds that it wants to connect.
  • the gNB may identify a sync block transmitted for each beam and an RACH resource to be used for RACH transmission. Connect or associate When the UE performs the RACH process using the RACH resource associated with the optimal beam direction found by the UE, the gNB obtains information on the downlink beam suitable for the UE in the process of receiving the RACH preamble.
  • a downlink beam acquisition result eg, beam index
  • the question is whether the UE and / or TRP can accurately determine the Tx beam and / or reception (Rx) beam direction between the UE and a transmission and reception point (TRP).
  • beam sweeping for repetitive signal transmission or signal reception may be considered according to TRP (eg, eNB) or TX / RX reciprocal capability of the UE.
  • TX / RX mutual capability is also referred to as TX / RX beam correspondence at TRP and UE.
  • the UE may not shoot the uplink signal in the beam direction in which the downlink signal is received.
  • TX / RX beam correspondence in TRP if the TRP can determine the TRP RX beam for the corresponding uplink reception based on the downlink measurement of the UE with respect to the one or more TX beams of the TRP and / or the TRP is one or more of the TRP If it is possible to determine the TRP TX beam for the downlink transmission based on the TRP 'uplink measurement for the RX beams, then it is valid.
  • the UE can determine the UE RX beam for uplink transmission based on the downlink measurement of the UE with respect to the one or more RX beams of the UE and / or the UE is capable of determining one or more of the UE If the UE TX beam for the downlink reception can be determined based on an indication of the TRP based on the uplink measurement for the TX beams, it is held.
  • an RACH signal used for initial access to a gNB may be configured using the following elements.
  • Cyclic prefix prevents interference from previous / forward (OFDM) symbols and binds the RACH preamble signals arriving at the gNB with various time delays in one same time zone. That is, if the CP is configured to match the cell maximum radius, the RACH preambles transmitted by the UEs in the cell in the same resource are brought into the RACH reception window corresponding to the RACH preamble length set by the gNB for RACH reception.
  • the length of the CP is generally set equal to or greater than the maximum round trip delay.
  • Preamble A sequence is defined for the gNB to detect that a signal has been transmitted, and the preamble serves to carry this sequence.
  • Guard time A period defined to prevent the RACH signal transmitted from the furthest from the gNB in RACH coverage to be delayed so that the RACH signal entering the gNB does not interfere with the signal coming after the RACH symbol duration.
  • the GT may not be defined as a RACH signal since the UE does not transmit a signal during this period.
  • FIG. 6 illustrates the configuration / format of the RACH preamble and the receiver function.
  • the UE transmits the RACH signal on the designated RACH resource in accordance with the system timing of the gNB obtained through the synchronization signal.
  • the gNB will receive signals from several UEs.
  • the gNB generally performs the process illustrated in FIG. 5 for RACH reception. Since the CP is set above the maximum round trip delay for the RACH signal, the gNB may set any point between the maximum round trip delay and the CP length as a boundary for signal reception. If the boundary point is set as a starting point for receiving a signal, and correlation is applied to a signal corresponding to the length corresponding to the sequence length from the starting point, the gNB can obtain the existence of the RACH signal and the cyclic shift information.
  • an RACH signal enters the gNB from various directions, and the gNB changes the beam direction by changing the beam direction for receiving the RACH from various directions.
  • Detection of the preamble ie, PRACH
  • the gNB can only perform RACH reception in one direction at a time. For this reason, the RACH preamble and RACH procedures need to be designed to enable the gNB to properly perform RACH preamble detection.
  • the present invention is directed to a RACH preamble and / or RACH procedure for an NR system, in particular for a high frequency band to which beamforming can be applied, taking into account the case where beam correspondence (BC) is valid in the gNB and when BC is not valid. Suggest.
  • BC beam correspondence
  • Rx receiving
  • the gNB may shift the beam direction even if the receiving beam is formed in the transmission beam direction of the SS block.
  • the RACH preamble may be set in the format illustrated in FIG. 7A so that beam scanning for performing / attempting RACH preamble detection may be performed.
  • the gNB forms a receive beam in the beam direction used to transmit the SS block for one RACH resource and then in that direction. RACH preamble detection only needs to be performed. Accordingly, the RACH preamble may be set in the format illustrated in FIG. 7B.
  • the RACH signal and the RACH resource should be configured by reflecting two purposes of the RACH process of downlink beam acquisition reporting and downlink preferred beam reporting of the UE and beam scanning according to BC of the gNB. .
  • RACH signal may be configured in the following form.
  • the RACH resource element is a basic unit through which the UE transmits a RACH signal. Since different RACH resource elements may be used for RACH signal transmission by different UEs, a CP is inserted into the RACH signal in each RACH resource element. Since protection for signals between UEs is already maintained by the CP, the GT is unnecessary between RACH resource elements.
  • RACH resource is defined as a set of contiguous RACH resource elements connected with one SS block.
  • a CP may be inserted into the RACH signal in each RACH resource. Since the signal detection distortion due to time delay is prevented by the CP, the GT is unnecessary between the RACH resource and the RACH resource.
  • a PUSCH / PUCCH may be allocated after the RACH resource and thus a GT may be inserted before the PUSCH / PUCCH.
  • RACH resource set is a set of contiguous RACH resources. When there are a plurality of SS blocks in a cell and RACH resources connected to each of the plurality of SS blocks are contiguously contiguous, the contiguous RACH resources may be defined as one RACH resource set.
  • the GT is inserted at the end of the RACH resource set where the RACH resource set made up of RACH resources can meet other signals such as PUSCH / PUCCH. As mentioned above, since GT is a period in which no signal is transmitted, it may not be defined as a signal. GT is not shown separately in FIG. 8.
  • RACH preamble repetition When configuring a RACH preamble for receiving beam scanning of the gNB, that is, when the gNB configures the RACH preamble format so that the gNB can perform receiving beam scanning, it is within the RACH preamble. If the same signal (i.e., the same sequence) is repeated, the repeated signal itself acts as a CP, and thus no CP is required between the repeated signals, but when the preamble is repeated within the RACH preamble using other signals, the preamble and the preamble CP is required in between. GT is not needed between the RACH preamble and the RACH preamble.
  • the present invention will be described assuming repetition of the same signal. For example, when the RACH preamble is configured in the form of 'CP + preamble + preamble', the present invention is described assuming that the preambles in the RACH preamble are formed in the same sequence.
  • FIG. 8 illustrates RACH resources for a plurality of SS blocks and an RACH preamble in each RACH resource from a gNB's perspective
  • gNB receives RACH preamble in each RACH resource on a corresponding cell in a time domain in which the RACH resources are configured. Try.
  • the UE does not transmit the RACH preamble in each of the RACH resources for all SS blocks of the cell, but rather the RACH resource (s) linked with a particular SS block (s) (eg, SS block (s) with good reception quality). It transmits its own RACH preamble through.
  • different RACH resource elements or different RACH resources may be used for RACH preamble transmission by different UEs.
  • FIG. 9 illustrates a RACH resource set.
  • FIG. 9 (a) illustrates a case where two RACH resource elements are configured per RACH resource on a cell of a gNB in which BC is valid
  • FIG. 9 (b) illustrates one RACH per RACH resource on a cell of a gNB in which BC is valid. It illustrates the case where resource elements are set.
  • two RACH preambles may be transmitted in an RACH resource linked to an SS block.
  • FIG. 9B one RACH preamble may be transmitted in an RACH resource linked to the SS block.
  • the RACH resource set may be configured as shown in FIG. 9 to use the RACH signal configuration characteristic described in FIG. 8 and maximize the efficiency of the RACH resource.
  • RACH resources or RACH resource elements may be configured to be used completely continuously without allocating an empty interval between RACH resources in the RACH resource set.
  • the following problem may occur.
  • each OS is aligned with the boundary of OS # 1 / OS # 2 / OS # 3.
  • RACH preamble detection can be performed while receiving a data / control signal by forming an Rx beam at Rx, when performing beam scanning on RACH resources corresponding to SS block # 2, data / control in a section corresponding to OS # 4
  • the beam direction for receiving the signal and the beam direction for receiving the RACH preamble do not match, which may cause a problem in detecting the RACH preamble.
  • the frequency allocated as the RACH resource when the gNB performs beam scanning while changing the direction of the reception beam for receiving the RACH signal and the timing of changing the reception beam deviates from the OFDM symbol boundary defined for the data or control channel.
  • the problem may occur that the resource use / allocation efficiency of the data or control channel serviced in the frequency domain rather than the resource decreases.
  • the present invention allows the gNB to perform RACH preamble detection while changing the beam direction in a multi-beam scenario, and at the same time, the gNB uses all radio resources other than the RACH resource for the data and control channel. In order to be able to do so, it is proposed to allocate the RACH resources in a structure aligned with the OFDM symbol boundary. For example, when the BC is valid, the RACH resource or the RACH preamble transmitted through the RACH resource may be aligned with the OFDM symbol boundary in two ways, as illustrated in FIG. 10.
  • 10 is illustrated to illustrate the present invention regarding boundary alignment of RACH resources. 10 illustrates an example in which two RACH resource elements may be transmitted in one RACH resource while BC is valid. If BC is not valid, as illustrated in FIG. 7 (a) or FIG. 8 (a), one RACH preamble may consist of one CP and a plurality of consecutive preambles. The present invention can be applied. Only one RACH resource element may be transmitted in one RACH resource, and in this case, the present invention may be applied.
  • One of the methods of matching the OFDM symbol boundary with the RACH resource boundary is, as illustrated in FIG. 10 (a), that the RACH preamble detection capability by the gNB, the coverage of the gNB, and the RACH preamble After reflecting the subcarrier spacing, the CP length and the preamble length of the RACH preamble are determined, and then the RACH resource element is set using this.
  • the gNB may set the RACH resource by determining the number of RACH resource elements per RACH resource by reflecting the RACH resource capacity.
  • the gNB sets the RACH resource (s) to match the boundary of each of the RACH resources to use in succession with the OFDM symbol (s) boundary to use for the data and control channel.
  • an empty interval may occur between RACH resources.
  • This empty section may be set to a section in which no signal is transmitted.
  • the signal may be additionally transmitted by post-fix only for the last RACH resource element in the RACH resource. That is, a UE transmitting a RACH preamble using the last RACH resource element in the time domain among the RACH resource elements in the RACH resource adds a post-fix signal to its RACH preamble and transmits the last RACH. The UE transmitting the RACH preamble using the RACH resource element rather than the resource element may transmit the postfix signal without adding the postfix signal.
  • Another of the methods of matching the OFDM symbol boundary with the RACH resource boundary is based on the length of the CP to align the RACH resource boundary with the OFDM symbol boundary, as illustrated in FIG. Set the length of the preamble.
  • the length of the ZC sequence used to generate the preamble is set to 839 or 139 according to the preamble format as shown in Table 4.
  • the preamble sequence There is a risk of changing the characteristics of the ZC sequence. Therefore, when the RACH preamble format is determined and the RACH resource element is determined per RACH resource, it is possible to increase the length of the CP above the length determined in the RACH preamble format so that the length of the RACH preamble is fixed but the RACH resource is aligned with the OFDM symbol boundary. .
  • the length of each preamble in the RACH preamble is fixed to maintain the characteristics of the preamble sequence, and the length of the CP is increased according to the OFDM symbol boundary, thereby transmitting / receiving through the boundary of the RACH resource, that is, the RACH resource.
  • the boundary of the RACH preamble is aligned with the boundary of the OFDM symbol for transmission of data / control channel (ie, normal OFDM symbol).
  • the gNB is set to increase only the CP length of some RACH resource elements (ie, set to increase only the length of CP of some RACH preambles), or is set to appropriately lengthen the CP length of all RACH resource elements (ie, CP length of each RACH preamble can be set to appropriately increase).
  • the gNB configures a RACH resource in a time domain composed of OFDM symbols
  • the gNB sets a preamble format indicating a CP length and a sequence part length, and the sequence part length is a preamble to be included in the corresponding RACH preamble.
  • the preamble format is a positive integer multiple of the length of the preamble obtained from a specific length (eg, the length of the ZC sequence for the RACH), and the CP length is equal to the total length of the general OFDM symbols minus the length of the preamble portion. Can be set and signaled. If the lengths of the OFDM symbols are all the same, the RACH preamble format according to the present invention is OFDM equal to the sum of the CP length and the positive integer multiple of the predefined length of the preamble (eg, the preamble length obtained from the ZC sequence of the defined length). It will be defined to be equal to multiple times the symbol length.
  • each UE When the UE detects an SS block of a cell and generates a RACH preamble to be transmitted in an RACH resource associated with the SS block, each UE to be included in the RACH preamble using a sequence of a specific length (eg, a ZC sequence) according to a preamble format set by the gNB.
  • a preamble is generated and a CP is added before the preamble or the repetition (s) of the preamble to generate the RACH preamble.
  • Method 1 and method 2 can be equally applied even when BC is not valid and gNB performs Rx beam scanning. If BC is valid for Method 1 and Method 2, the RACH preamble is likely to be configured in a format that includes one preamble, whereas if BC is not valid, it is likely that the RACH preamble is configured to include repetition of the preamble. Except that it is high, Method 1 and Method 2 described with reference to FIG. 10 may be similarly applied to a case where the gNB intends to perform Rx beam scanning because BC is not valid. For example, if the BC is not valid and the gNB intends to perform Rx beam scanning, the gNB has a preamble format (eg, FIG. 7 (a) or FIG.
  • a preamble format eg, FIG. 7 (a) or FIG.
  • the RACH preamble includes repetition of the preamble.
  • the RACH resource allocation scheme proposed in the present invention is to efficiently use a frequency resource other than the frequency resource occupied by the RACH resource in one slot or multiple slots used for the RACH resource as a data resource or a control channel resource. . Therefore, in order to efficiently use data / control channel resources in consideration of RACH resources, the gNB should schedule data or control channels using information on what units beams are formed for slots allocated as RACH resources. In addition, the UE may transmit data or a data channel based on the information by receiving information on which unit of OFDM symbols the gNB performs scheduling. To this end, two methods may be considered in order for the gNB to schedule the data or control channel in the time domain to which the RACH resource is allocated.
  • the channel to be scheduled When a RACH resource is scheduled in the time domain to which it is allocated, the channel to be scheduled must be included in one beam region, so that the time length of the resource to which the channel is allocated must be shorter than the time length of the RACH resource, and for a single RACH resource, Short slots may be included.
  • the gNB If the gNB operates by setting the direction of the beam for each RACH resource, and the time unit in which the gNB allocates resources to the UE in the time domain where the RACH resource is allocated and the time domain where the RACH resource is not allocated does not match, the gNB allocates the RACH resource.
  • a slot for scheduling is defined in this occupied time domain, and information related to this should be informed to the UE.
  • a slot used for scheduling in the time domain occupied by the RACH resource is called a mini slot. In this structure, there are some considerations for data or control channel transmission through the mini slot. For example, the following should be considered.
  • Figure 11 is a BC is illustrated how to set the mini slot in a slot (SLOT RACH) for RACH for a valid case.
  • the UE knows all about the RACH resources used by the gNB through the system information. Therefore, a minimum set of OFDM symbols including all allocated RACH resources per SS block may be defined as one mini slot.
  • the gNB performs scheduling at the time when the RACH resource is allocated, the UE interprets the mini slot as the length of the TTI and transmits data or a control channel.
  • the UE must determine which mini slot to transmit the data / control channel. There are two ways to determine the mini slot to be used for the transmission of the data / control channel by the UE.
  • the UE may designate which mini slot to transmit in the slot through the DCI.
  • the UE performs beam tracking continuously in the multi-beam scenario. At this time, if the UE has previously received information from the gNB about which SS block the serving beam currently being served is connected to, the UE is in the same time domain as the RACH resource associated with the SS block associated with the serving beam. Is interpreted as the time it has to transmit. If there is no RACH resource associated with the SS block related to the serving beam of the UE in the slot scheduled by the UE, the UE may determine that a beam mismatch has occurred.
  • Figure 12 BC is illustrated another method for setting a mini slot in a slot (SLOT RACH) for RACH for a valid case.
  • Defining multiple mini slots for slots to which RACH resources are allocated is basically defined as multiple minis for slots to which RACH resources are allocated, except that there are multiple mini slots in a slot to which one RACH resource is allocated. Similar to defining a slot. It operates in the same manner as the method shown in FIG. 11, but as illustrated in FIG. 12, a minimum set of OFDM symbols including all of the RACH resources is divided into several and each is defined as a mini slot. In this case, the gNB should inform the UE how to divide the minimum set of OFDM symbols including the RACH resource primarily. For example, the gNB may indicate to the UE how the minimum OFDM symbols including the RACH resource in the form of a bitmap are divided.
  • the gNB should indicate to which mini-slot of the plurality of mini-slots the scheduled UE should perform data / control channel transmission.
  • the gNB may indicate directly through the DCI which mini slot to transmit data / control channel, or in advance (e.g., which mini slot to use when the UE is scheduled in the time domain to which the RACH resource is allocated; Upon setup).
  • a mini slot to be used may be determined by a predetermined rule by using information shared by the UE and the gNB, such as a UE ID.
  • Figure 13 is an illustration of how to set the mini slot in a slot (SLOT RACH) for RACH for if BC is not valid.
  • the gNB performs beam scanning while changing the beam direction of the receiver in a slot to which one RACH resource is allocated. Therefore, it can be operated in a manner similar to the case where the BC is valid and there are a plurality of mini slots in the slot to which the RACH resource is allocated.
  • information on how to perform beam scanning on a minimum set of OFDM symbols including RACH resources and information about which SS block each beam is connected to is transmitted. This information can be used by the UE as information on which mini-slot can be scheduled.
  • the UE may receive the data / control channel to which mini slot is scheduled among the plurality of mini slots that can be scheduled in the same manner as in the method mentioned in FIG. It may be defined by a predefined rule using information promised or shared between the gNB and the UE.
  • the data / control channel may transmit a mini slot defined for the time domain of the RACH resource.
  • the grant-free scheduling and the signal format of the data / control channel to be transmitted by the UE through the grant-free scheduling i.e., through the grant-free resource
  • the transport block size may be increased according to a predetermined rule in proportion to the mini slot length compared to the previously set signal format. For example, if the signal format to be transmitted for grant-free scheduling is defined to use two OFDM symbols, and the length of the mini slot in the RACH slot is three OFDM symbols, the data / control channel of the grant-free scheduling is taken over.
  • the possible transport block size can be increased by 1.5 times.
  • FIG. 14 illustrates a method of setting a mini slot using a guard time.
  • the gNB may configure the RACH resource in one slot and freely set the reception beam for the remaining free slot in the remaining slot even if the gNB does not use the guard time or part of the interval set for the guard time. Therefore, the gNB informs the UE about the mini slot that can be used independently of the beam for receiving the RACH resource in the slot together with the information related to the RACH resource, and the UE may have dynamic scheduling for the mini slot configured at the guard time. It can be expected.
  • the location of the allocated mini slot (s) may be used in the aforementioned methods (e.g., methods of indicating the length, location, beam direction, etc. of the mini slot set in the RACH slot).
  • a control channel may be configured to have a short length and transmitted in a part of one slot.
  • schemes for transmitting a downlink control channel in the front part of the slot and an uplink control channel in the last part of the slot are discussed with respect to one slot. Called the short PUCCH.
  • the short PUCCH may be transmitted in the aforementioned mini slot because the channel is configured to be transmitted in the last 1 or 2 symbols of the slot.
  • a short PUCCH may not be located unconditionally at the end of the slot.
  • the UE may transmit a beam in the same direction as the beam that is being serviced (ie, a gNB Rx beam, or a UE Tx beam corresponding to the gNB Rx beam) or gNB.
  • a beam previously formed a link for a short PUCCH that is, a gNB Rx beam or a UE Tx beam corresponding to the gNB Rx beam
  • the PUCCH may be transmitted at the last symbol position in the mini slot, or at a symbol position determined by a symbol position or a rule designated by the gNB through signaling.
  • the UE may drop the short PUCCH transmission when there is no beam in the same direction as the beam that is being serviced or a beam where the gNB previously forms a link to the short PUCCH.
  • the data or control channel may be transmitted through a long slot transmitted over the RACH resource set period. This may be referred to as mini slot concatenation which uses the aforementioned mini slots in concatenation.
  • FIG. 15 shows an example of transmitting data by performing mini-slot concatenation with a valid BC and the same length as a regular slot.
  • FIG. 15 illustrates insertion of a reference slot and transmission of concatenated mini slots in the RACH resource interval when BC is valid.
  • one data packet may be transmitted over a long slot obtained by concatenating mini slots to be the same length as a regular slot. In this case, one data packet is transmitted divided into mini slots in a long slot.
  • the gNB informs the UE of information related to reception beamforming (eg, association information with the SS block) by OFDM symbol (when BC is not valid) or by RACH resource (when BC is valid) in the RACH resource time domain.
  • reception beamforming e.g, association information with the SS block
  • the reception beam of the gNB is changed during signal transmission by the UE, so reception of the data channel is smooth. It may not be done.
  • a reference signal structure for concatenated mini slots allocated to the RACH resource interval may be defined.
  • the UE that is allocated the data or control channel of the mini slot format concatenated to the RACH resource interval should transmit a reference signal of the concatenated mini slot format.
  • concatenated mini slots may be used to use beam diversity characteristics.
  • the gNB may efficiently use the time resource to which the RACH resource is allocated by transmitting a PUSCH or a PUCCH in the RACH resource region.
  • the gNB performs beam tracking on the transmission beam or the reception beam to maintain the beam having the best quality as the serving beam in order to maintain the service stably in the multi-beam environment. Therefore, the gNB uses a characteristic of the gNB to change the reception beam in the slot period in which the RACH resource is allocated, thereby allowing the UE to define a plurality of RSs for repetitive transmission or beam tracking for each RACH resource region of a PUSCH, a long PUCCH, or a short PUCCH. By instructing to transmit over mini slots of the gNB may measure the quality for the gNB receive beam or the UE transmit beam and perform beam tracking.
  • a physical channel transmission in accordance with a characteristic may be indicated in a time domain to which an RACH resource is allocated, and this may be used as a resource for beam tracking.
  • the gNB instructs the UE to transmit a physical channel in a UE Tx beam corresponding to each of the mini slot (s) set in the time domain to which the RACH resource is allocated, and each mini slot My physical channel can be used for beam tracking.
  • the gNB informs the UE of the beam direction change information, and the UE transmits a reference signal to each received beam of the gNB according to this information and a predefined rule. Insert and send.
  • the gNB may use the reference signal as a signal for channel estimation for a received beam period or a signal quality measurement signal for beam tracking using the transmitted reference signal.
  • the gNB When transmitting a PUSCH or a long PUCCH transmitted for reception at a gNB through beam diversity, the gNB attempts to receive a signal for each reception beam period, and thus antenna gain may exhibit different characteristics. Therefore, the UE may differently set the transmit power of the PUSCH / PUCCH for each reception beam direction (eg, for each RACH resource region). To this end, the gNB may inform the UE to separately set reference channel / signal information and power control parameters for calculating pathloss for open loop power control for each RACH resource region. The UE uses this information to set and transmit different transmit powers for each RACH resource time domain.
  • the same transmit power should be maintained for each RACH resource region in order to measure the quality of a received signal by the gNB. Therefore, in this case, only one reference channel / signal for one power control is required, and if the gNB informs the information on the reference channel / signal or is previously defined by a rule, the UE uses the reference channel / signal.
  • the PUSCH / PUCCH may be transmitted by determining the magnitude of the transmission power and applying the transmission power to all areas equally.
  • the gNB For each UL channel, the gNB informs the UE whether the UL data or the control channel through the RACH resource transmission time domain, that is, the time domain in which the RACH resource is set in the corresponding cell, is for beam diversity or beam tracking. According to the purpose, the UE may perform a power control operation.
  • the PRACH configuration includes time / frequency information of the RACH resource and may be included in the remaining minimum system information (RMI).
  • the RMSI may be interpreted as SIB1 (System Information Block 1), and is system information that the UE should acquire after receiving a Master System Information Block (MIB) through a physical broadcast channel (PBCH).
  • SIB1 System Information Block 1
  • MIB Master System Information Block
  • PBCH physical broadcast channel
  • the UE may transmit a PRACH message 1 (Msg1) on a designated time and frequency resource using a preamble of one of the preamble sets included in the PRACH configuration.
  • Msg1 PRACH message 1
  • the preamble format in the PRACH configuration information may also provide the CP length, the number of repetitions, the subcarrier spacing and the sequence length.
  • the RACH resource configuration in the time domain will be described.
  • the RACH resource may mean a time / frequency resource to which the PRACH Msg1 can be transmitted.
  • the RACH resources are associated with the SS block in order to be able to identify the preferred downlink transmission beam direction, and each RACH resource in the time domain is associated with the SS block index.
  • the RACH resource set in the time domain may be defined in view of the default periodicity of the SS block in the cell. Multiple occupancy RACH resources associated with one SS block may be in the RACH resource set in the time domain. Referring to FIG. 16, the SS block period and the RACH resource set period may be set as illustrated in FIG. 16. The period of the RACH resource set may be determined based on the SS block period, and a plurality of RACH resources may be set within the period of the RACH resource set. Meanwhile, the period of the RACH resource set may be set by the PRACH configuration information as described above, and in this case, the period of the RACH resource set may be the same as the PRACH configuration period. In the present invention, the PRACH configuration period, that is, the RACH configuration period may mean a time period during which a set of RACH resource (s) appears according to the corresponding RACH configuration.
  • each time instance to which an RACH resource is allocated is called a RACH opportunity. That is, considering only the time domain and the frequency domain without considering the sequence domain, one RACH resource may be referred to as one RACH opportunity. If the period of the RACH resource set is determined based on the SS block period, the correct timing instance may be indicated as an offset from the transmission timing of the SS block associated with that RACH resource. The exact location of the RACH opportunities in the RACH resource set is also provided to the UE.
  • Each RACH resource set is set using an SS block period. Since the exact starting position in the time domain may be different for each RACH resource set corresponding to the SS block, the timing offset from each SS block to the corresponding RACH resource set may be signaled.
  • the duration of the RACH resource is determined by the PRACH preamble format.
  • the length (eg, preamble format) of the RACH preamble including the guard time is set according to cell coverage.
  • the number of preamble repetitions also determines the duration of the RACH resource. Therefore, the setting of the RACH resource includes the number of RACH sequence repetitions for indicating the preamble length as well as the RACH preamble format for the CP length.
  • the initial downlink beam acquisition process is preferentially performed through detection of the SS block having the best reception quality.
  • information about a downlink beam preferred by the UE is informed to the base station through an initial RACH process. Therefore, in the NR system, the information on the beam index corresponding to the SS block detected by the UE may be indirectly informed through the location of resources for RACH preamble transmission.
  • the RACH resources are linked to each SS block, and the UE informs the base station about the beam index in the form of RACH resources connected to each SS block. That is, by transmitting the PRACH using the RACH resources associated with the SS block detected by the UE, the UE can inform the base station of its preferred downlink beam, that is, the SS block.
  • the RACH resource may be allocated based on the basic transmission period of the SS block used in the initial access step.
  • RACH resources may also be allocated intermittently compared to the basic transmission period. Therefore, the present invention proposes to define a slot to which the RACH resource is allocated as an RACH slot, and to allocate the period of the RACH slot as a multiple of the basic transmission period of the SS block.
  • the period of the RACH slot may be related to the RACH configuration period set by the above-described PRACH configuration information, and the period between RACH slots at the same location or having the same index within one RACH configuration period is the RACH configuration period. May be the same as Information on the RACH time resource among the RACH resource allocation information transmitted to the UE by the network / gNB may include the following.
  • Period of RACH slot expressed as a function of multiple of SS block period or SS block period
  • Offset value for indicating the correct position without ambiguity when the period of the RACH slot for the period of the SS block is greater than one. At this time, the offset value is set based on the subframe number 0.
  • the number of RACH resources which is a point at which the UE can perform RACH transmission, may be basically the same as the number of SS blocks.
  • the RACH resource includes all the time, frequency, and code domain resources that can transmit the RACH preamble.
  • the RACH resource generally includes a time / frequency resource block for transmitting the RACH preamble. Used in the sense.
  • the RACH resource mentioned together with the preamble sequence may be used as a concept including a sequence domain, that is, a code domain.
  • the RACH resources are one RACH resource in terms of time / frequency resources, but may correspond to a plurality of RACH resources in consideration of the sequence domain. .
  • the same time / frequency resource may be allocated for RACH resources associated with multiple SS blocks. . That is, multiple SS blocks may be associated with one RACH time-frequency resource.
  • SS blocks for RACH resources may be distinguished by preamble indexes or preamble index sets used in the RACH resource. That is, the number of RACH resources may be allocated equal to or less than the number of SS blocks.
  • the base station determines in which time / frequency region to allocate the RACH resource, and informs the UE of the information related thereto through the system information.
  • the UE since one or two subframes configure RACH slots according to the preamble format, when a base station designates a specific subframe location through PRACH configuration information, the UE knows the location of the RACH resource in the time domain.
  • the NR system needs different types of information according to the configuration and environment of the base station.
  • the RACH preamble defines a short-length base sequence for reasons of robustness to high Doppler frequencies, Rx beam scanning, and TDD / FDD-consistent design.
  • the RACH time resource location is very variable depending on the base station or the environment.
  • the system may be configured of a plurality of small cells of very small size.
  • the length of the RACH preamble can be very short, and it is possible to set the RACH slot in which a plurality of RACH preambles can be transmitted in the time domain.
  • RACH time resource information may be provided to the UE as illustrated in FIG. 18.
  • the time resource related information of the RACH resource that is, the PRACH time resource information may include the following information:
  • preamble format ie CP length, sequence length
  • number of sequence repetitions for RACH resource ie CP length, sequence length
  • Preamble sequences in LTE and NR systems consist of a root sequence that determines the base sequence, and a combination of orthogonal cover sequences and cyclically shifted versions of sequences with zero correlation characteristics within each root sequence.
  • a plurality of root sequences may be allocated to secure a large number of preamble sequences in the RACH resource.
  • the cross correlation between root sequences is cyclically shifted, and the orthogonal cover sequence is greater than the cross correlation between different sequences.
  • a large cross-correlation between the sequences for a beam direction different from the beam direction with respect to the UE may have a large increase in RACH reception performance. Does not affect Therefore, if multiple RACH resources share the same time / frequency resource, each RACH resource is preferably composed of preamble sequences with as little cross correlation as possible.
  • the preamble sequences having different cyclic shift versions in the same root sequence are preferentially.
  • preamble sequences having different orthogonal cover sequences in the same root sequence may be allocated to RACH resources associated with the same beam, that is, one SS block, and then different root sequence indices may be allocated.
  • preamble sequences may be allocated to RACH time / frequency resources as illustrated in FIG. 19.
  • 19 shows an example of allocation of a RACH preamble sequence.
  • ⁇ 15, 27, 127, 138 ⁇ is allocated as a root sequence, and an orthogonal cover ⁇ 0, 1 ⁇ and a cyclic shift version ⁇ 0 for each root sequence. , 1, 2, 3 ⁇ are assigned.
  • a ZC index composed of an OCC index and a cyclic shift version is first assigned to the RACH resource associated with the N-th SS block, and two root sequences ⁇ RACH preamble sequence set consisting of 15, 27 ⁇ is allocated.
  • the RACH preamble sequence set is allocated to the RACH resource associated with the (N + 1) -th SS block in the same order.
  • the base station informs the information for configuring the RACH preamble sequence set for each RACH resource, and determines the order of the RACH preamble sequences in the RACH preamble sequence set according to a predefined rule.
  • the predefined rule preferentially increases the RACH preamble sequence index with respect to ⁇ OCC index, cyclic shift version ⁇ , and then increases the next RACH preamble sequence index based on the root sequence index. That is, the RACH preamble sequence index is preferentially increased according to the order of low cross correlation between sequences.
  • the PRACH configuration may provide RACH resources in the frequency domain. In situations where the UE is not yet connected to the cell, when the UE attempts to transmit a PRACH, it may not be aware of the full system bandwidth or resource block indexing.
  • the UE can easily acquire the exact location of the RACH resource.
  • the synchronization signal is transmitted at the center of the system bandwidth.
  • the transmission bandwidth of the RACH preamble has a fixed value in the 15 kHz default subcarrier spacing of the PSS / SSS / PBCH.
  • the transmission bandwidth of the RACH preamble may be fixed at 1.08 MHz in the default subcarrier spacing of 15 kHz.
  • the transmission bandwidth of the RACH preamble is 1.08 MHz
  • the transmission bandwidth of the SS block assuming a 15 kHz subcarrier interval is four times the RACH transmission bandwidth.
  • the network needs to provide the exact location of the RACH resources in the frequency domain within the SS block.
  • the network configures the RACH resource outside the SS block in which the PSS / SSS / PBCH is transmitted, the information on the RACH resource should be signaled based on the bandwidth of the SS block and the bandwidth of the RACH. At this time, the total system bandwidth is indexed in units of SS block bandwidth.
  • the short ZC sequence may cause a sequence shortage in time resources (defined as CP and RACH preamble).
  • time resources defined as CP and RACH preamble.
  • multiple time and frequency resources in the RACH slot can be allocated for the RACH resource, and the gNB needs to inform the UE how many time resources are used in the RACH slot in addition to the frequency resource information.
  • a root code i.e. root sequence
  • a cyclic shift version of the root code is added to the preamble index before using another route code due to the zero cross correlation feature. It is mapped first.
  • Sequences with zero cross correlation properties may be assigned first for the RCH preamble, where zero cross correlation is provided by a cyclic shift version and a defined orthogonal cover (if defined).
  • a root code is assigned
  • an orthogonal cover is assigned by a predefined rule or setting, and a cyclic shift version with the root code and the orthogonal cover is mapped to a preamble index.
  • the PRACH configuration signaled to the UE by the gNB may include the following parameters:
  • RACH resource allocation in time / frequency domain preamble format (CP duration and number of repetitions of ZC sequence)
  • Sequence information root code index, orthogonal cover index (if defined), cyclic transition length
  • the transmission beam direction of the base station refers to the beam direction of the SS block as described above, and may additionally refer to the corresponding RS when the UE can observe / measure a specific RS other than the SS block in the initial access state.
  • the specific RS may be a CSI-RS.
  • a plurality of SS blocks may be formed and transmitted according to the number of beams of a base station.
  • Each SS block may have a unique index, and the UE may infer the index of the SS block to which the PSS / SSS / PBCH belongs by detecting the PSS / SSS and decoding the PBCH.
  • the system information transmitted by the base station includes RACH configuration information.
  • the RACH configuration information includes a list of a plurality of RACH resources, information for identifying the plurality of RACH resources, and connection information for each RACH resource and SS block. It may include.
  • the RACH resource is limited to the time / frequency resource as well as the RACH resource to the time / frequency resource to which the UE can transmit the PRACH preamble.
  • the following describes not only the RACH position on the time axis but also a method for indicating the RACH position on the frequency axis.
  • one RACH resource is connected to one or more SS blocks, and RACH resources contiguous on a time axis have been defined as RACH resource sets.
  • a plurality of RACH resource sets contiguous on the frequency axis are defined as one RACH resource block.
  • a RACH resource block may be defined as a time / frequency chunk in which RACH resources are aggregated, and each RACH resource in the RACH resource block has a unique index determined by time / frequency location.
  • RACH resource indexes in the RACH resource block are mapped by specific rules.
  • the RACH resource index may be given in the manner of frequency-time order or time-frequency order.
  • RACH resources in the RACH resource block may be indexed as follows.
  • the unit of time axis length in the RACH resource block may be determined by the RACH preamble format, and the unit of frequency axis length may be in units of RACH resource bandwidth (for example, 1.08 MHz) or resource block group (RBG).
  • RACH resource bandwidth for example, 1.08 MHz
  • RBG resource block group
  • a plurality of RACH resource blocks may be designated in one system / cell for the purpose of SS block number or system information transmission.
  • a large restriction may be placed on the uplink / downlink data service.
  • Contiguous RACH resources may be set as RACH resource blocks on the frequency axis, and each of the set RACH resource blocks may be discontinuously arranged. Accordingly, a plurality of RACH resource blocks may be configured, and each RACH resource block may also have a unique index.
  • RACH configuration interval an interval in which the RACH resource block (s) is set (hereinafter, RACH configuration interval) may be designated in one system / cell, and one or more RACH blocks may exist in the RACH configuration interval.
  • 21 illustrates an RACH setup interval according to the present invention.
  • Information that the network / gNB should inform the UE may include the length of the RACH configuration interval, the number of RACH resource blocks (ie, RACH blocks), the location of each RACH block, and the like. As illustrated in FIG. 21, the interval between each RACH block in the RACH establishment interval may be notified to the UE.
  • the network / gNB informs the relative position, such as the number of slots from RACH block # 0 or offset information in absolute time units, as the RACH block position information, or the start slot index of the RACH block within the RACH configuration interval for each RACH. You can also tell each block directly.
  • the relative position such as the number of slots from RACH block # 0 or offset information in absolute time units, as the RACH block position information, or the start slot index of the RACH block within the RACH configuration interval for each RACH. You can also tell each block directly.
  • Each RACH resource in the RACH resource block may have a unique configuration.
  • the generation frequency and period of the RACH resource may be different for each RACH resource, and may be connected to a specific SS block, CSI-RS, or downlink beam direction for each RACH resource. If there is such a connection, information about the connection is also provided to the UE. 22 exemplarily shows a configuration for each RACH resource in the RACH resource block. Slot indexes that can be reserved as RACH resources within a particular RACH resource period may be defined in the standard document, and different configuration numbers may be assigned according to the frequency of occurrence of the RACH resource as illustrated in FIG. 22.
  • the network / gNB may inform the UE of what frequency / period the particular RACH resource has by generating a specific configuration number through the system information.
  • the network may inform the UE of the number of RACH resource blocks (ie, RACH blocks) and start time (eg, slot index) for each RACH resource block.
  • the network informs the UE about each RACH resource block
  • the network informs the number of RACH resources Nt on the time axis and the number Nf of RACH resources on the frequency axis. Nt and Nf may be different for each RACH resource block.
  • the network / gNB maps the RACH resource indexes according to the time / frequency location of the RACH resources in the RACH resource block, and informs (period number) of the period / occurrence frequency for each RACH resource, the SS block or CSI to be connected. Inform the UE of information such as an RS index.
  • the period / occurrence frequency for each RACH resource can be notified by indicating a specific configuration number set according to the frequency of occurrence of the RACH resource as described above.
  • the RACH preamble format may be set for each RACH resource.
  • all RACH preamble formats may be configured identically in the system, but in reality, the subcarrier spacing, the number of repetitions, and the like may be maintained in the RACH resource block, but the above-described RACH preamble formats may be differently set among the RACH resource blocks. have.
  • the number of repetitions of the RACH preamble is set to be the same in the same RACH resource block
  • each of the RACH resources included in the RACH resource block may be configured to use a different preamble sequence.
  • each of the RACH resources in the RACH resource block may be set to have a different root index or cyclic shift (CS) version.
  • CS cyclic shift
  • the network performs a process of identifying time / frequency resources, that is, RACH resources, for RACH preamble transmission.
  • the RACH resource index is determined by the RACH resource block index and the RACH resource index in the RACH resource block, and the RACH resource generation frequency / period for each RACH resource index corresponds to each of the plurality of RACH configuration numbers. Can be.
  • the network transmits RACH preamble information available for each RACH resource to the UE, and transmits the connected SS block index or CSI-RS index information. Through this, when the UE intends to perform the RACH for a specific downlink beam direction, the UE may acquire information on the RACH time / frequency resource and the preamble resource to be used, and may perform the RACH by using the corresponding resource.
  • the RACH preamble format described with reference to FIG. 10 will be described in detail.
  • the relationship between the RACH resource according to the present invention and the RACH preamble format according to the present invention, and the RACH preamble formats according to the present invention are UL slots of the NR system, The alignment with the slot boundary is described.
  • the sequence portion of the RACH preamble in LTE uses a 839-length Zadoff Chu sequence with a subcarrier spacing (SCS) of 1.25 kHz, and the RACH preamble in LTE usually occupies a subframe of 1 ms.
  • the RACH preamble formats in the LTE system are listed in Table 1. Even if they have the same sequence length, when the coverage to be supported by the RACH preambles is different, the RACH preambles may have different CP lengths. The longer the CP length, the greater the coverage that the corresponding cell can support, and the shorter the CP length, the smaller the coverage that the cell can support. The longer the length of the sequence constituting the preamble, the more energy can be collected and received at the receiving end, so that the combining gain can be obtained, and thus the detection performance of the RACH can be improved.
  • two kinds of RACH sequences may be defined. Similar to LTE, a long sequence for supporting wide coverage and a short sequence for RACH repetition of a UE and an Rx beam sweep of a base station may be defined.
  • the short sequence provides high speed support in addition to the purpose of RACH repetition by the UE and Rx beam sweeping by the base station, and the delay of the communication system being critical by not reserving the resource as a UL resource too long. It is also intended to provide immediate service for the service.
  • the long RACH sequence for wide coverage support can be introduced into the NR system in a similar form by borrowing it or modifying it as it is of LTE.
  • a preamble format is designed for the purpose, and the RACH resource to which the corresponding RACH preamble is transmitted should be able to match well with the UL PUSCH transmission.
  • FIG. 23 illustrates a slot structure.
  • FIG. 23 (a) illustrates an intra slot slot structure having 14 symbols
  • FIG. 23 (b) illustrates an intra slot slot structure having 7 symbols.
  • one slot is composed of seven symbols or 14 symbols.
  • DD / UD means that downlink data or uplink data may be scheduled to a corresponding symbol.
  • Gap / DC / DD means that a gap, downlink control, or downlink data may be transmitted after a downlink control (DL control, DC) symbol, which is the first symbol.
  • DL control downlink control
  • the present invention proposes a method in which a network can efficiently use RACH resources and uplink data (eg, PUSCH) resources.
  • the SCS of the short RACH sequence uses the same value as the default PUSCH SCS of the corresponding cell, thereby making it possible to match the sampling rates of the PRACH and the PUSCH.
  • RACH preamble format in an OFDM symbol Since transmitting a single symbol RACH preamble using a short RACH sequence as shown in FIG. 24 has a CP length that is too short, the coverage that can be supported by the corresponding RACH preamble becomes too small. Therefore, the one symbol RACH preamble does not actually function as a RACH preamble. You may not be able to. Accordingly, in the present invention, when transmitting a short RACH sequence, two symbols are the unit of the smallest RACH symbol, and if necessary, the length of CP is increased or the number of RACH symbols is extended to control the number of repetitions. The number of RACH symbols can be extended to a multiple of the basic unit.
  • FIGS. 25 and 26 illustrate the alignment of the RACH preamble in the slot.
  • FIGS. 25 and 26 illustrate symbol locations where RACH preambles can be transmitted, i.e., RACH resources within a slot, when the RACH preamble has 2, 4, 6, 12 symbol lengths. It is.
  • RACH (x) denotes the number of repetitions of the preamble (that is, the number of repetitions of the RACH sequence).
  • RACH (x) denotes x symbol RACH, x symbol RACH resources, Or x symbol RACH preambles.
  • the corresponding RACH preamble occupies all slots of 1 ms length.
  • a signal other than the RACH preamble is transmitted in a slot immediately adjacent to the slot after the corresponding RACH preamble is transmitted, that is, when DL control / data or UL control / data is transmitted, the last end of the 14-time repeated RACH preamble It is necessary to protect the adjacent data / control signals by inserting a guard time (GT) to not transmit a signal for a certain time.
  • GT guard time
  • FIG. 25A illustrates a preamble format that may be used when the corresponding slot is a UL only slot.
  • the longest RACH preamble format is shown in FIG. 25 (b).
  • FIGS. 25 and 26 show the location where RACH preamble can be transmitted in one slot.
  • FIG. 25 shows the exception of the first and last symbols such that the first symbol of the slot is used for DL control and protects the UL control region of the last symbol, except for FIG. 25 (a), which is a 14 symbol long RACH preamble format.
  • FIG. 26 illustrates cases in which the DL control signal of the first symbol is avoided, the second symbol is emptied in consideration of the DL to UL switching time of the base station, and the RACH preamble is transmitted from the third symbol.
  • the RACH signal has priority over the UL control in the symbol period. That is, when a specific time / frequency resource in the time / frequency region in which the UE should transmit UL control is set as the RACH resource, the UE drops the UL control transmission in the corresponding time / frequency resource.
  • a plurality of RACH resources may be configured in one slot configured for RACH, and the RACH resources may be contiguous with each other. If the network configures a plurality of RACH resources when they are contiguous on the time axis, the GT does not need to be inserted between contiguous RACH resources under the premise that the CP length of the RACH preambles transmitted in the concatenated RACH resources is sufficient. That is, if the set of RACH resources concatenated on the time axis is called a RACH block (or RACH burst), GT does not need to be inserted into the RACH preamble transmitted in the RACH resource in the RACH block.
  • a RACH block or RACH burst
  • inserting GT means not transmitting a signal during a corresponding time period, that is, nulling the corresponding time period.
  • the GT is inserted into the RACH preamble transmitted from the RACH resource located at the rearmost part of the RACH block in the RACH block, that is, by setting a gap time during which a signal is not transmitted for a predetermined time interval, thereby transmitting other signals transmitted after the RACH preamble.
  • Protect the signal In the case of the RACH preamble format including repetition of the preamble, even if the preamble is repeated, a continuous signal is transmitted in the RACH resource.
  • the CP length may be increased as the number of repetitions increases, that is, as the number of symbols used for RACH transmission increases.
  • the data transmission format in the two symbols is configured in the form of CP-data-CP-data, i.e. CP + data in one of the two symbols, in another symbol.
  • CP + data is transmitted, but in the case of the RACH preamble, the RACH preamble may be transmitted in the form of CP-CP-Sequence-Sequence- (GT) for coverage extension.
  • FIG. 27 illustrates RACH preamble formats according to the present invention for increasing the CP length to align the RACH preamble with a symbol boundary.
  • FIG. 27 illustrates RACH preamble formats according to the present invention for increasing the CP length to align the RACH preamble with a symbol boundary.
  • the cell coverage supported by the RACH preamble format can be extended by repeating the RACH preamble, that is, by repeating the RACH sequence.
  • a GT is located in the last RACH resource located in the RACH block.
  • FIG. 28 illustrates RACH preamble mapping according to RACH resources and preamble repetition counts for a slot consisting of 7 symbols.
  • a GT is inserted into the RACH resource immediately before the data / control signal. In other words, the GT is emptied without transmitting a signal.
  • 29 illustrates a null OFDM symbol located after the RACH symbol.
  • the signal is subsequently protected by inserting a GT at the end of the contiguous RACH resources, i.e. at the last position of the RACH block.
  • Another way to protect the signal after the RACH is to empty the symbol after the RACH resource, i.e. immediately after the RACH block. That is, no signal is transmitted in the symbol immediately after the RACH block. If the symbol after the RACH block is empty, the GT does not need to be inserted in the last symbol of the RACH block. That is, by emptying the symbol immediately after the RACH block, the corresponding null OFDM symbol can be used as the GT, and a signal transmitted after the corresponding null OFDM symbol can be protected.
  • the base station may signal in advance to the UE or be defined in the standard. For example, while the base station delivers the PRACH configuration to the UE, it may signal that a particular symbol is nulled. Or, if the base station configures the RACH resources in contiguous time, the UE receives all of this information, and a symbol between the UE and the base station is nulled at a time when consecutive RACH resources are terminated, that is, a symbol immediately after the RACH block. Can be.
  • whether the symbol immediately after the RACH block is nulled may be signaled, and if the base station instructs to null the symbol immediately after the RACH block, the UE nulls the symbol immediately after the RACH block, but the GT is included in the RACH preamble in the RACH block. Do not include. If a UE that receives a command not to null the symbol immediately after the RACH block transmits a preamble in the RACH resource that is most trailing on the time axis within the RACH block, the UE does not transmit a signal after transmitting the preamble. Is set in the corresponding RACH resource.
  • An advantage of this method of concatenating RACH resources on the time axis is that a GT is not required to be inserted in every RACH preamble. This is because the CP length of the RACH preamble transmitted in the RACH resource immediately following the one RACH preamble is sufficiently long, so that the CP can be used as a GP of the RACH preamble transmitted in the previous RACH resource. Therefore, the present invention proposes to index RACH resources first on the time axis and then on the frequency axis. That is, referring to FIG. 20, RACH resources are first set along the time axis. Then, when the RACH resources are insufficient, the RACH resources can be set by extending to the frequency axis. Therefore, indexing of the RACH resources in the RACH block is preferably performed first on the time axis.
  • FIG. 30 illustrates a method of multiplexing RACH resources within a slot.
  • RACH (x) denotes the number of repetitions of the preamble in the corresponding RACH resource (i.e., the number of repetitions of the RACH sequence).
  • RACH (x) denotes x symbol RACH and x symbol RACH. It is referred to as a resource or x symbol RACH preamble.
  • target DL reception directions between RACH resources located at different frequencies at the same time must be the same. That is, the reception direction of the base station should be the same.
  • the reception direction of a base station for six symbol RACH resources (“RACH (6)” in FIG. 30) starting from a symbol having symbol index 3 and the corresponding RACH resources at that time The base station reception directions of the RACH 4 and the RACH 2 should be the same, which is nested by, i.e., located within the symbol boundary of the RACH 6.
  • the RACH 6 may be used for a RACH preamble format having a RACH sequence repeated six times, and may be associated with the RACH 6 in a time interval of the RACH 6.
  • RACH 4 and RACH 2 have one RACH for RACH preamble format with 4 repeated RACH sequences and one RACH for RACH preamble format with 2 repeated RACH sequences.
  • the method of configuring different RACH resources by varying the length of the RACH sequence even though it is associated with the same SS block and, consequently, by changing the RACH preamble format, is contention-free with contention-based RACH resources. It may be used to distinguish RACH resources or may be used to configure a separate RACH resource for a system information request when the RACH transmission is used for a system information request.
  • the RACH resource for contention-based initial access occupies a long length (ie, a large number of symbols), and is used for a purpose such as handover or request for system information, which is likely that the UE knows the coverage of the target cell to some extent.
  • the RACH resource for occupying a relatively short length ie, a small number may be transmitted.
  • the RACH preamble format in the NR system is specifically proposed.
  • the present invention provides a data symbol in one OFDM symbol (ie, a valid symbol interval, corresponding to a pure data / information signal) of 2048 * T s and CP of 144 * T s.
  • one OFDM symbol length available for data transmission is (2048 + 144) * T s .
  • T s is the sampling time.
  • T s is omitted when referring to the symbol length for convenience of description.
  • Table 8 shows a neuralology based on one OFDM symbol length of a preamble having a subcarrier spacing of 15 kHz and a RACH sequence length of 139.
  • the effective symbol length 2048 is the length of the non-CP portion of the OFDM symbol interval.
  • Table 8 shows 15 kHZ SCS and 2048.
  • Effective symbol length ( T s ) 2048 CP length ( T s ) 144 Sequence length 139 Subcarrier spacing (kHz) 15 Multipath profile (usec) 4.69 Sampling frequency (MHz) 30.72
  • T s is scaled in inverse proportion to the T s value for 15kHz, depending on how many times the SCS is 15kHz.
  • the effective symbol length and the CP length of the OFDM symbol are maintained at 2048 and 144 as basic principles.
  • Table 9 illustrates the preamble formats for the preamble sequence with 15kHz SCS
  • Table 10 illustrates the preamble formats for the preamble sequence with 30kHz SCS
  • Table 11 illustrates the preamble formats for the preamble sequence with 60kHz SCS
  • Table 12 illustrates the preamble formats for the preamble sequence with 120kHz SCS.
  • the guard period is set in the OFDM symbol after the end of the RACH burst for the preamble format A1 or A2.
  • the effective symbol length is the length of the information portion other than CP in the RACH preamble, that is, the length T SEQ of the sequence portion.
  • FIG. 31 illustrates a transmission format of a two symbol length RACH preamble (hereinafter, referred to as two symbol RACH preamble) aligned with two symbols.
  • the RACH resource of two symbols length is set to the UE transmitting the RACH preamble, and the RACH preamble format corresponding to the RACH resource is indicated, the UE has a CP after 288 sample lengths as illustrated in FIG. 31.
  • a 2048 sample length preamble is repeatedly transmitted two times.
  • the cell coverage that the RACH preamble can support depends on how the base station receives the RACH preamble as illustrated in FIG. 31.
  • FIG. 32 illustrates preamble formats corresponding to preamble format 1 of Table 9.
  • FIG. 32 (a) shows A2 (hereinafter referred to as preamble format 1-A2) of preamble format 1 of Table 9, and
  • FIG. 32 (b) shows A1 (hereinafter referred to as preamble format 1-) of preamble format 1 of Table 9 A1) is shown and
  • FIG. 32 (c) shows B of preamble format 1 (hereinafter, preamble format 1-B) in Table 9.
  • FIG. 32 shows A2 (hereinafter referred to as preamble format 1-A2) of preamble format 1 of Table 9
  • FIG. 32 (b) shows A1 (hereinafter referred to as preamble format 1-) of preamble format 1 of Table 9 A1) is shown
  • FIG. 32 (c) shows B of preamble format 1 (hereinafter, preamble format 1-B) in Table 9.
  • FIG. 32 (a) shows A2 (hereinafter referred to as preamble format 1-A2) of
  • the base station receives the RACH preamble on the assumption that the preamble is a signal in which the preamble is repeated once.
  • the base station assumes that portions other than the 2048 length sequence are CP and GP (guard period, same as GT).
  • the base station assumes a maximum of 2048 samples after the sequence of the RACH preamble according to the preamble formats 1 to A2 as GP and receives the RACH preamble.
  • the CP length may be regarded as 2336 and the GP length 2048 from the viewpoint of base station reception, and the number of repetitions of the RACH preamble is 1. Due to its generous GP length, the format can support a maximum cell radius of 9297m.
  • the base station may receive the RACH preamble transmitted by the UE in the form as shown in FIG. 31 as a signal in which the preamble sequence signal is repeated twice. That is, referring to FIG. 32 (b), it may be assumed that the CP length is 288 and the length of the sequence portion is 4096.
  • the sequence portion of the RACH preamble may be understood as a signal in which a sequence having a length of 2048 is repeated twice. This corresponds to preamble format 1-A1.
  • the GP can be secured by nulling a symbol that follows the RACH resource, i.e., trailing the RACH resource.
  • the actual GP length is limited by the trailing CP length. That is, in the case of the GP of the RACH preamble, a symbol may be nulled after the RACH preamble or a CP of a signal transmitted in the subsequent symbol may be used as a GP. In the latter case, a CP of a subsequent signal may be used as a GP. The length cannot be greater than the length of the CP. In other words, if the RACH resources are contiguous in the time domain, the signal following any one of the consecutive RACH resources that is not the last RACH resource is a RACH preamble and the RACH preamble adjacent to the RACH resource is preamble format 1-.
  • the CP length of the RACH preamble is 288.
  • the maximum radius that the preamble format can support is limited by the CP and GP lengths.
  • the maximum cell radius supported by the preamble format 1-A1 format is 703 m.
  • the CP-sequence-GP may be designed to be included in one RACH resource. That is, the UE repeatedly transmits the sequence twice as shown in FIG. 31, but the base station secures both the CP and the GP within the corresponding RACH preamble transmission interval and detects the sequence.
  • the base station may regard the maximum number of repetitions of the sequence as one. If one RACH preamble occupies N symbols, the base station may regard the number of repetitions of the sequence as N-1 times.
  • the preamble format 3-B is a corresponding RACH resource interval, that is, 6 OFDM symbols, as described above for the preamble format 1-B.
  • the UE transmits a CP six times as long as the data CP, and then repeatedly transmits the same preamble six times.
  • the base station receives this, it is assumed that the preamble has been repeated five times in order to secure the GP in the corresponding RACH resource, and the repetition gain for the RACH preamble is 5 instead of 6. Since the UE repeatedly transmits the same preamble six times, when the base station desires to acquire six repetition gains (preamble format 3-A1), the maximum cell radius supported by the corresponding preamble sequence is 3516 m and five repetition gains are obtained. In case of obtaining (preamble format 3-A2), the maximum cell radius that can be supported by the corresponding preamble sequence is 9297m.
  • the base station may obtain six repetition gains from the RACH preamble. If the cell radius is larger than this, the base station can obtain only 5 repetition gains.
  • the numbers of the preamble formats 1, 2, 3, 4, and 5 in Tables 9 to 12 are values indicating how many times the UE will repeatedly transmit the preamble for several symbol periods.
  • Preamble Format 1 repeats twice (or 2 symbols)
  • Preamble Format 2 repeats 4 (or 4 symbols)
  • Preamble Format 3 repeats 6 (or 6 symbols)
  • Preamble Format 4 repeats 12 ( Or 12 symbols)
  • preamble format 5 means 14 repetitions (or 14 symbols).
  • A1, A2, and B relate to how the base station detects the corresponding signal according to the cell radius of the base station.
  • the cyclic shift value of (ie, N CS ) may vary. That is, when the cell radius is large, using mutually adjacent CSs for Zadoff Chu sequences having the same root index may impair the performance of the RACH. Therefore, in such a case, it is better to use / assign CSs having large differences.
  • the preamble formats 4 and 5 repeat the preamble 12 times and 14 times, respectively. Unlike the preamble formats 1,2 and 3, the formats A1 or A2 have little gain compared to the format B. Can be. In the preamble formats 1,2 and 3, the gain of the format A1 or A2 compared to the format B supports a wide cell radius, whereas in the preamble formats 4 and 5, a plurality of RACH resources having a corresponding length are continuously present in the slot. It is hard to see. In particular, in the preamble format 5, since all 14 symbols are used as RACH resources, in order to extend the cell radius, one symbol after the 14 symbols must be set to GP and nulled.
  • preamble format 5 is forced to utilize only the GP that can be secured in the RACH resource. Therefore, in the preamble format 5, the maximum cell radius is determined by the GP that can be secured within 14 symbols, rather than the additional GP that can be additionally secured. Like preamble format 5, preamble format 4 determines a maximum cell radius by a GP that can be secured in an RACH resource. Thus, it may be desirable for preamble formats 4 and 5 to support only format B rather than formats A1 and / or A2.
  • the format A2 and the format B can obtain the same repetition gain, whereas the format B can support a smaller cell radius than the format A2. Accordingly, in the case of preamble formats 1,2 and 3, it may be preferable to support only format A1 and / or A2 and not support format B.
  • format A1 and A2 or format B may be virtually meaningless, but for this purpose it is necessary to clarify the cell radius to be supported by the RACH preamble format when specifying the RACH preamble format.
  • the formats may be defined separately from each other.
  • the CS of the PRACH preamble is different due to the difference in cell radius that each format can support, and thus the set of CS values that the UE can select.
  • the network indicates the same RACH preamble format, for example, in Tables 9 to 12, the preamble format is designated only by the numbers of the preamble formats 1/2/3/4/5, and each format according to the coverage supported by the base station. Other CS values may be designated and signaled.
  • RACH preamble formats of the present invention has been made on the basis of the 15kHz SCS of Table 9, the above description of the present invention is similarly applied to the preamble formats of Tables 10 to 12 having other SCSs.
  • the supporting cell radius is scaled down by the length of the SCS.
  • the preamble format proposed by the present invention may be described in several ways as described below.
  • the short sequence-based RACH preamble is configured to match N times (N is a natural number greater than 1) of the OFDM symbol used for data transmission.
  • N is a natural number greater than 1
  • the RACH preamble may be configured to be shorter than or equal to a length corresponding to M times the length of the OFDM symbol.
  • the RACH preamble is configured to be shorter than the length corresponding to K times the OFDM symbol length.
  • M 2,4,6,12,14
  • Time and frequency interval resources for a short sequence based RACH preamble may be defined.
  • M RACH resources are configured using time / frequency resources
  • RACH resources are configured using time first.
  • a plurality of physical time / frequency resources for transmitting the RACH preamble are required.
  • the position that can be set as the RACH resource in a specific slot is related to the number of repetitions of the preamble of the RACH preamble.
  • the exact location of the RACH resource for example, the symbol number, is determined by the slot format in the slot set as the RACH resource.
  • an exact resource position for transmitting the RACH preamble for each RACH preamble format is determined according to the slot type of the RACH slot.
  • the RACH slot type may be indicated to the UE through the RACH configuration and fixed semi-statically.
  • indicating the RACH slot type indicates the number and location of symbols in which the DL control channel and the UL control channel in the corresponding slot can be transmitted, and can be understood as a slot format indication.
  • the location and number of RACH resources in a slot is determined by the RACH configuration.
  • FIGS. 33 to 35 illustrate the location of RACH resources in a slot according to the RACH slot type.
  • the RACH slot types proposed in FIGS. 33 to 35 are only examples, and in addition to the starting positions illustrated in FIGS. 33 to 35, the RACH resource may be started at a point in time designated by the system at any point in the slot.
  • the network must set up one or more RACH resources (ie, RACH time / frequency resources) and inform the UE of this.
  • the RACH resource refers to a time / frequency resource in which one RACH preamble format can be transmitted.
  • the RACH preamble format used for each RACH resource should be designated and signaled.
  • the OFDM symbol length of the RACH resource is determined by the RACH preamble format, and using the RACH preamble format information designated for each RACH resource, the UE determines the symbol length of the RACH resource (ie, the number of OFDM symbols). Can be seen.
  • the symbol duration for each preamble format means the length of the preamble, that is, the number of OFDM symbols occupied by the preamble format by repetition of the preamble.
  • the base station may designate the preamble format in common to the RACH resources without specifying the preamble format for each RACH resource.
  • the RACH resources may be divided into RACH resource groups (eg, a long RACH preamble group, a short RACH preamble group, etc.), and a preamble format may be designated for each RACH resource group.
  • RACH resource groups eg, a long RACH preamble group, a short RACH preamble group, etc.
  • a preamble format may be designated for each RACH resource group.
  • the network may signal one of the preamble formats 1, 2, 3, 4, and 5. Can be. For example, if the preamble format signaled by the network is preamble format 2, one RACH resource is composed of 4 symbols.
  • TDM time division multiplexing
  • the network may signal a set of RACH preamble format for each RACH resource set in succession.
  • a set of RACH preamble formats for example, ⁇ A1, B ⁇ , ⁇ A1, A1 ⁇ , ⁇ A2, A2 ⁇ , or
  • the RACH preamble format applicable to the RACH resource block in the form of ⁇ A2, B ⁇ , ⁇ , etc. may be signaled to be applied equally to each RACH resource block or to all RACH resource blocks.
  • the UE uses preamble format 1-B in the last RACH resource among successive RACH resources, and preamble format in all other RACH resource (s) except the last RACH resource.
  • Use 1-A1 That is, when the network signals the combination of formats, for example, when the ⁇ A1, B ⁇ combination is signaled, the UE indicates that the RACH resource associated with the detected SS block is the last RACH of the RACH resources of the RACH slot in the time domain. If it is not a resource, the RACH preamble of the preamble format A1 is transmitted in the associated RACH resource, and if the associated RACH resource is the last RACH resource of the RACH slot, the RACH preamble of the preamble format B is transmitted.
  • a unique index may be assigned to each RACH resource for identification of each RACH resource.
  • Information to be specified for each RACH resource index is as follows.
  • Associated SS block index (or indexes): When there are a plurality of associated SS block indexes, the preamble sequence resources are classified and signaled for each SS block.
  • Sequence resources for the RACH preamble: Root index information, cyclic shift information, etc. of the RACH preamble that can be used in the corresponding RACH resource are signaled.
  • RACH Preamble Format The preamble format used in the corresponding RACH resource and the length (eg, number of symbols) of the RACH resource are indicated.
  • Time domain Information Time information of the corresponding RACH resource.
  • the time domain information may include:
  • Type information of a slot to which the corresponding RACH resource belongs that is, RACH slot type information; And / or
  • the information indicating the symbol position in the slot to which the RACH resource belongs may be information about a symbol number at which the corresponding RACH resource starts and a duration (eg, number of symbols) of the corresponding RACH resource.
  • the information indicating the symbol position in the slot to which the RACH resource belongs may be information indicating how many times the corresponding RACH resource is located in the RACH slot.
  • the number of RACH resources and the number of symbols in the RACH slot may be inferred by the UE according to the RACH preamble format, and it is possible to find out from which symbol the RACH resource starts in the slot through the above-described RACH slot type information.
  • the RACH resource unit number in the slot ie, RACH resource in the RACH slot
  • Frequency Domain Information Frequency location information of the corresponding RACH resource. For the purpose of informing a reference point for the frequency location of the RACH resource, information about the lowest (or highest) frequency location where the RACH resource may be located may be signaled. For example, the frequency location at which the RACH resource block described above begins is signaled. The frequency location information of the RACH resource may be signaled as RACH resource common information in the RACH configuration. The bandwidth of the RACH resource, ie the RACH bandwidth, is signaled.
  • the subband size of the RACH resource may be determined depending on the RACH preamble format, and the RACH bandwidth when the long sequence based preamble is used is different from the RACH bandwidth when the short sequence based preamble is used. Can be determined. That is, when the preamble format is signaled for each RACH resource or for each RACH resource group, the UE can easily find the RACH bandwidth of the long sequence based preamble and the RACH bandwidth of the short sequence based preamble in consideration of the subcarrier spacing.
  • 36 is a block diagram showing the components of the transmitter 10 and the receiver 20 for carrying out the present invention.
  • the transmitter 10 and the receiver 20 are radio frequency (RF) units 13 and 23 capable of transmitting or receiving radio signals carrying information and / or data, signals, messages, and the like, and in a wireless communication system.
  • the device is operatively connected to components such as the memory 12 and 22, the RF unit 13 and 23, and the memory 12 and 22, which store various types of information related to communication, and controls the components.
  • a processor (11, 21) configured to control the memory (12, 22) and / or the RF unit (13, 23), respectively, to perform at least one of the embodiments of the invention described above.
  • the memories 12 and 22 may store a program for processing and controlling the processors 11 and 21, and may temporarily store input / output information.
  • the memories 12 and 22 may be utilized as buffers.
  • the processors 11 and 21 typically control the overall operation of the various modules in the transmitter or receiver. In particular, the processors 11 and 21 may perform various control functions for carrying out the present invention.
  • the processors 11 and 21 may also be called controllers, microcontrollers, microprocessors, microcomputers, or the like.
  • the processors 11 and 21 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof.
  • application specific integrated circuits ASICs
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • the firmware or software when implementing the present invention using firmware or software, may be configured to include a module, a procedure, or a function for performing the functions or operations of the present invention, and configured to perform the present invention.
  • the firmware or software may be provided in the processors 11 and 21 or stored in the memory 12 and 22 to be driven by the processors 11 and 21.
  • the processor 11 of the transmission apparatus 10 is predetermined from the processor 11 or a scheduler connected to the processor 11 and has a predetermined encoding and modulation on a signal and / or data to be transmitted to the outside. After performing the transmission to the RF unit 13. For example, the processor 11 converts the data sequence to be transmitted into K layers through demultiplexing, channel encoding, scrambling, and modulation.
  • the coded data string is also called a codeword and is equivalent to a transport block, which is a data block provided by the MAC layer.
  • One transport block (TB) is encoded into one codeword, and each codeword is transmitted to a receiving device in the form of one or more layers.
  • the RF unit 13 may include an oscillator for frequency upconversion.
  • the RF unit 13 may include N t transmit antennas, where N t is a positive integer of 1 or more.
  • the signal processing of the receiver 20 is the reverse of the signal processing of the transmitter 10.
  • the RF unit 23 of the receiving device 20 receives a radio signal transmitted by the transmitting device 10.
  • the RF unit 23 may include N r receive antennas, and the RF unit 23 frequency down-converts each of the signals received through the receive antennas to restore the baseband signal. .
  • the RF unit 23 may include an oscillator for frequency downconversion.
  • the processor 21 may decode and demodulate a radio signal received through a reception antenna to restore data originally transmitted by the transmission apparatus 10.
  • the RF units 13, 23 have one or more antennas.
  • the antenna transmits a signal processed by the RF units 13 and 23 to the outside under the control of the processors 11 and 21, or receives a radio signal from the outside to receive the RF unit 13. , 23).
  • Antennas are also called antenna ports.
  • Each antenna may correspond to one physical antenna or may be configured by a combination of more than one physical antenna elements.
  • the signal transmitted from each antenna can no longer be decomposed by the receiver 20.
  • a reference signal (RS) transmitted in correspondence with the corresponding antenna defines the antenna as viewed from the perspective of the receiver 20, and whether the channel is a single radio channel from one physical antenna or includes the antenna.
  • RS reference signal
  • the receiver 20 enables channel estimation for the antenna. That is, the antenna is defined such that a channel carrying a symbol on the antenna can be derived from the channel through which another symbol on the same antenna is delivered.
  • the antenna In the case of an RF unit supporting a multi-input multi-output (MIMO) function for transmitting and receiving data using a plurality of antennas, two or more antennas may be connected.
  • the RF unit may be referred to as a transceiver.
  • the RF units 13 and 23 may support receive beamforming and transmit beamforming.
  • the RF units 13 and 23 may be configured to perform the functions illustrated in FIG. 3.
  • the UE operates as the transmitter 10 in the uplink and the receiver 20 in the downlink.
  • the gNB operates as the receiving device 20 in the uplink and the transmitting device 10 in the downlink.
  • a processor, a transceiver, and a memory provided in the UE are referred to as a UE processor, a UE transceiver, and a UE memory, respectively, and a processor, a transceiver, and a memory included in the gNB are referred to as a gNB processor, a gNB transceiver, and a gNB memory, respectively.
  • the gNB processor of the present invention controls the gNB transceiver to transmit the RACH configuration information according to the present invention.
  • the RACH configuration information may indicate a preamble format, and the preamble format is one of preamble formats according to the present invention.
  • the RACH configuration information may include information indicating a slot in which the RACH preamble can be transmitted, that is, a slot (hereinafter, RACH slot) in which the RACH resource is set.
  • the RACH slot information may include information indicating the number of RACH time resources in the RACH slot.
  • the RACH configuration information may include preamble sequence information that can be used in the RACH resource.
  • the gNB processor may control the gNB transceiver to receive a signal in an RACH resource within a RACH slot.
  • the gNB processor may attempt to detect the RACH preamble according to the preamble format corresponding to the RACH resource. For example, if the RACH configuration information indicates preamble format 1-A1 (see Tables 9-12), the gNB processor may attempt to detect a RACH preamble that conforms to preamble format 1-A1. As another example, if the RACH configuration information indicates a preamble format that is a combination of the preamble formats A1 and B proposed in the present invention, the gNB processor may use a RACH resource that is not the last RACH resource in the time domain among consecutive RACH resources in the RACH slot. The RACH preamble may be detected according to the preamble format A1, and the RACH preamble detection may be attempted according to the preamble B on the last RACH resource.
  • the UE transceiver of the present invention receives the RACH configuration information, and the UE processor controls the UE transceiver to transmit a RACH preamble based on the RACH configuration information. For example, when the UE transceiver receives RACH configuration information including preamble format information indicating the preamble format A1 proposed in the present invention, the UE processor transmits the RACH preamble of the preamble format A1 to the UE transceiver. To control.
  • the RACH preamble includes a CP portion and a sequence portion in the time domain.
  • the UE processor generates the RACH preamble to conform to the preamble format according to the preamble format information in the RACH configuration information, and controls the UE transceiver to transmit the RACH preamble. do.
  • the UE processor has a CP length N of an OFDM symbol for data in which the CP length of the RACH preamble is the same as the SCS for the RACH preamble.
  • the RACH preamble may be generated to be N times CP .
  • N is the number of OFDM symbols used for transmission of the RACH preamble and may be greater than one.
  • the length of the sequence portion of the RACH preamble also increases in proportion to N.
  • the UE processor may generate the sequence portion to include N times the Zadoff Chu sequence of length 139.
  • the UE processor may generate the RACH preamble to be equal to N times the OFDM symbol for data having the same SCS as the SCS for the RACH preamble.
  • the UE processor may control the UE transceiver to transmit the RACH preamble consistent with N boundaries of N OFDM symbols for data. For example, the UE processor generates a RACH preamble of preamble format A1 to be equal to the total length of N OFDM symbols used for transmission of the RACH preamble, and transmits the RACH preamble at the beginning of the N OFDM symbols.
  • the UE transceiver can be controlled to
  • the preamble format information in the RACH configuration information may indicate a combination of preamble format A1 or A2 and preamble format B. For example, if a combination of preamble format 1-A1 and preamble format 1-B is indicated, if the RACH resource to be used for RACH transmission by the user equipment is not the last RACH resource in the time domain of the RACH slot, the preamble format 1-A1 is used.
  • the RACH preamble is generated and the UE transceiver is controlled to transmit the RACH preamble in the RACH resource.
  • the RACH preamble is generated according to preamble format 1-B, and the UE transceiver is controlled to control the RACH preamble in the RACH resource. send.
  • the UE processor controls the UE transceiver to transmit the RACH preamble in an RACH resource associated with the detected SS block on a cell.
  • a plurality of SS blocks are transmitted on a cell, and the UE processor may select an SS block according to a specific criterion among the detected SS block (s), and use the RACH resource associated with the selected SS block for the RACH preamble transmission.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

무선 통신 시스템에서 사용자기기는 제1 포맷을 지시하는 프리앰블 포맷 정보를 포함하는 RACH 설정 정보를 수신하고, 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블을 전송한다. 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블은 시간 도메인에서 순환 프리픽스(cyclic prefix, CP) 부분과 시퀀스 부분을 포함한다. 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블은 다음을 만족한다: 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블의 CP 길이는 OFDM 심볼의 CP 길이 NCP의 N배인, 여기서, N은 RACH 프리앰블의 전송에 사용되는 OFDM 심볼들의 개수이고 1보다 크다.

Description

임의 접속 채널 신호를 전송하는 방법과 사용자기기, 및 임의 접속 채널 신호를 수신하는 방법 및 기지국
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 특히, 임의 접속 채널(random access channel, RACH) 신호를 전송/수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
기기간(Machine-to-Machine, M2M) 통신과, 높은 데이터 전송량을 요구하는 스마트폰, 태블릿 PC 등의 다양한 장치 및 기술이 출현 및 보급되고 있다. 이에 따라, 셀룰러 망에서 처리될 것이 요구되는 데이터 양이 매우 빠르게 증가하고 있다. 이와 같이 빠르게 증가하는 데이터 처리 요구량을 만족시키기 위해, 더 많은 주파수 대역을 효율적으로 사용하기 위한 반송파 집성(carrier aggregation) 기술, 인지 무선(cognitive radio) 기술 등과, 한정된 주파수 내에서 전송되는 데이터 용량을 높이기 위한 다중 안테나 기술, 다중 기지국 협력 기술 등이 발전하고 있다.
일반적인 무선 통신 시스템은 하나의 하향링크(downlink, DL) 대역과 이에 대응하는 하나의 상향링크(uplink, UL) 대역을 통해 데이터 송/수신을 수행(주파수 분할 듀플렉스(frequency division duplex, FDD) 모드의 경우)하거나, 소정 무선 프레임(Radio Frame)을 시간 도메인(time domain)에서 상향링크 시간 유닛과 하향링크 시간 유닛으로 구분하고, 상/하향링크 시간 유닛을 통해 데이터 송/수신을 수행(시 분할 듀플렉스(time division duplex, TDD) 모드의 경우)한다. 기지국(base station, BS)와 사용자기기(user equipment, UE)는 소정 시간 유닛(unit), 예를 들어, 서브프레임(subframe, SF) 내에서 스케줄링된 데이터 및/또는 제어 정보를 송수신한다. 데이터는 상/하향링크 서브프레임에 설정된 데이터 영역을 통해 송수신되고, 제어 정보는 상/하향링크 서브프레임에 설정된 제어 영역을 통해 송수신된다. 이를 위해, 무선 신호를 나르는 다양한 물리 채널이 상/하향링크 서브프레임에 설정된다. 이에 반해 반송파 집성 기술은 보다 넓은 주파수 대역을 사용하기 위하여 복수의 상/하향링크 주파수 블록들을 모아 더 큰 상/하향링크 대역폭을 사용함으로써 단일 반송파가 사용될 때에 비해 많은 양의 신호가 동시에 처리될 수 있다.
한편, UE가 주변에서 접속(access)할 수 있는 노드(node)의 밀도가 높아지는 방향으로 통신 환경이 진화하고 있다. 노드라 함은 하나 이상의 안테나를 구비하여 UE와 무선 신호를 전송/수신할 수 있는 고정된 지점(point)을 말한다. 높은 밀도의 노드를 구비한 통신 시스템은 노드들 간의 협력에 의해 더 높은 성능의 통신 서비스를 UE에게 제공할 수 있다.
더 많은 통신 장치가 더 큰 통신 용량을 요구함에 따라, 레거시 무선 접속 기술(radio access technology, RAT)에 비해 향상된 모바일 광대역(enhanced mobile broadband, eMBB) 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한, 복수의 장치 및 객체(object)를 서로 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하기 위한 대규모 기계 타입 통신(massive machine type communication, mMTC)는 차세대 통신에서 고려해야 할 주요 쟁점 중 하나이다.
또한, 신뢰도 및 대기 시간에 민감한 서비스/UE를 고려하여 설계될 통신 시스템에 대한 논의가 진행 중이다. 차세대(next generation) 무선 액세스 기술의 도입은 eMBB 통신, mMTC, 초 신뢰성 및 저 대기 시간 통신(ultra-reliable and low latency communication, URLLC) 등을 고려하여 논의되고 있다.
새로운 무선 통신 기술의 도입에 따라, 기지국이 소정 자원영역에서 서비스를 제공해야 하는 UE들의 개수가 증가할 뿐만 아니라, 상기 기지국이 서비스를 제공하는 UE들과 전송/수신하는 데이터와 제어정보의 양이 증가하고 있다. 기지국이 UE(들)과의 통신에 이용 가능한 무선 자원의 양은 유한하므로, 기지국이 유한한 무선 자원을 이용하여 상/하향링크 데이터 및/또는 상/하향링크 제어정보를 UE(들)로부터/에게 효율적으로 수신/전송하기 위한 새로운 방안이 요구된다.
아울러, 기술에 발달에 따라 딜레이(delay) 혹은 지연(latency)을 극복하는 것이 중요한 문제로 떠오르고 있다. 딜레이/지연에 따라 성능이 중대하게 좌우되는 어플리케이션들이 증가하고 있다. 따라서 기존 시스템에서보다 딜레이/지연을 줄이기 위한 방안이 요구된다.
또한 고주파 대역을 이용하여 새로운 무선 접속 기술을 지원하는 시스템에서 신호를 전송/수신 방법이 요구된다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상으로, 무선 통신 시스템에서 사용자기기가 임의 접속 채널(random access channel, RACH) 신호를 전송하는 방법이 제공된다. 상기 방법은: 제1 포맷을 지시하는 프리앰블 포맷 정보를 포함하는 RACH 설정 정보를 수신; 및 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블을 전송하는 것을 포함한다. 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블은 시간 도메인에서 순환 프리픽스(cyclic prefix, CP) 부분과 시퀀스 부분을 포함하여 구성된다. 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블은 다음을 만족한다: 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블의 CP 길이는 OFDM 심볼의 CP 길이 NCP의 N배인, 여기서, N은 RACH 프리앰블의 전송에 사용되는 OFDM 심볼들의 개수이고 1보다 크다.
본 발명의 다른 양상으로, 무선 통신 시스템에서 임의 접속 채널(random access channel, RACH) 신호를 전송하는 사용자기기가 제공된다. 상기 사용자기기는 트랜시버, 및 상기 트랜시버를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하여 구성된다. 상기 프로세서는: 제1 포맷을 지시하는 프리앰블 포맷 정보를 포함하는 RACH 설정 정보를 수신하도록 상기 트랜시버를 제어; 및 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블을 전송하도록 상기 트랜시버를 제어하도록 구성된다. 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블은 시간 도메인에서 순환 프리픽스(cyclic prefix, CP) 부분과 시퀀스 부분을 포함하여 구성된다. 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블은 다음을 만족한다: 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블의 CP 길이는 OFDM 심볼의 CP 길이 NCP의 N배인, 여기서, N은 RACH 프리앰블의 전송에 사용되는 OFDM 심볼들의 개수이고 1보다 크다.
본 발명의 또 다른 양상으로, 무선 통신 시스템에서 기지국이 임의 접속 채널(random access channel, RACH) 신호를 수신하는 방법이 제공된다. 상기 방법은: 제1 포맷을 지시하는 프리앰블 포맷 정보를 포함하는 RACH 설정 정보를 전송; 및 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블을 검출하는 것을 포함하한다. 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블은 시간 도메인에서 순환 프리픽스(cyclic prefix, CP) 부분과 시퀀스 부분을 포함하여 구성된다. 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블은 다음을 만족한다: 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블의 CP 길이는 OFDM 심볼의 CP 길이 NCP의 N배인, 여기서, N은 RACH 프리앰블의 전송에 사용되는 OFDM 심볼들의 개수이고 1보다 크다.
본 발명의 또 다른 양상으로, 무선 통신 시스템에서 임의 접속 채널(random access channel, RACH) 신호를 수신하는 기지국이 제공된다. 상기 기지국은 트랜시버, 및 상기 트랜시버를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하여 구성된다. 상기 프로세서는: 제1 포맷을 지시하는 프리앰블 포맷 정보를 포함하는 RACH 설정 정보를 전송하도록 상기 트랜시버를 제어; 및 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블을 검출하도록 구성된다. 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블은 시간 도메인에서 순환 프리픽스(cyclic prefix, CP) 부분과 시퀀스 부분을 포함하여 구성된다. 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블은 다음을 만족한다: 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블의 CP 길이는 OFDM 심볼의 CP 길이 NCP의 N배인, 여기서, N은 RACH 프리앰블의 전송에 사용되는 OFDM 심볼들의 개수이고 1보다 크다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블의 길이는 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블의 전송에 사용되는 OFDM 심볼들의 총 길이와 같을 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 제1 포맷은 길이 N*144*T s인 CP 부분과 길이 N*2048*T s인 시퀀스 부분으로 이루어진 프리앰블 포맷일 수 있다. 여기서 T s는 샘플링 시간이다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 144*T s는 NCP와 같고, 2048*T s는 OFDM 심볼별 데이터 부분 길이와 같을 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 제1 포맷은 N이 2인 프리앰블 포맷, N이 4인 프리앰블 포맷 또는 N이 6인 프리앰블 포맷일 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 시퀀스 부분은 길이 139인 Zadoff Chu 시퀀스를 N번 포함할 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 RACH 설정 정보는 RACH용 슬롯에 관한 정보를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 프리앰블 포맷 정보가 상기 제1 프리앰블 포맷 및 제2 프리앰블 포맷의 조합을 지시하면, 상기 사용자기기는 상기 슬롯의 RACH 자원들 중에서 상기 사용자기기가 검출한 동기 신호(synchronization signal, SS) 블록과 연관된 RACH 자원이 상기 시간 도메인에서 상기 슬롯의 마지막 RACH 자원이 아니면 상기 연관된 RACH 자원에서 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블을 전송하고, 상기 연관된 RACH 자원이 상기 슬롯의 마지막 RACH 자원이면 상기 연관된 자원에서 상기 제2 포맷의 RACH 프리앰블을 전송할 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 프리앰블 포맷 정보가 상기 제1 프리앰블 포맷 및 제2 프리앰블 포맷의 조합을 지시하면, 상기 기지국은 상기 슬롯의 RACH 자원들 중 상기 시간 도메인에서 상기 슬롯의 마지막 RACH 자원이 아닌 RACH 자원에서는 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블에 대한 검출을 시도하고, 상기 마지막 RACH 자원에서는 상기 제2 포맷의 RACH 프리앰블에 대한 검출을 시도할 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 제2 포맷은 상기 제2 포맷의 RACH 프리앰블 포맷 내 시퀀스 부분 뒤에 신호가 없는 가드 시간을 수반하는 프리앰블 포맷일 수 있다.
상기 과제 해결방법들은 본 발명의 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명에 따르면, NR 시스템에 적합한 임의 접속 채널이 UE에 의해 전송되고 BS에 의해 수신될 수 있다. 임의 접속 채널이 효율적으로 전송/수신될 수 있게 됨에 따라, NR 시스템의 처리량이 좋아질 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 기존 LTE/LTE-A 시스템에서 임의 접속 프리앰블 포맷을 예시한 것이다.
도 2는 새로운 무선 접속 기술(new radio access technology, NR)에서 이용 가능한 슬롯 구조를 예시한 것이다.
도 3은 송수신기 유닛(transceiver unit, TXRU) 및 물리적 안테나 관점에서 하이브리드 빔포밍 구조를 추상적으로 도시한 것이다.
도 4는 새로운 무선 접속 기술(new radio access technology, NR) 시스템의 셀을 예시한 것이다.
도 5는 SS 블록 전송 및 SS 블록에 링크된 RACH 자원을 예시한 것이다.
도 6은 임의 접속 채널(random access channel, RACH) 프리앰블의 구성/포맷과 수신기 기능(function)을 예시한 것이다.
도 7은 RACH 프리앰블을 수신하기 위해 gNB에 형성되는 수신(receiving, Rx) 빔을 예시한 것이다.
도 8은 RACH 신호 및 RACH 자원과 관련하여 본 발명의 설명에 사용되는 용어들을 설명하기 위해 도시된 것이다.
도 9는 RACH 자원 세트를 예시한 것이다.
도 10은 RACH 자원의 경계 정렬에 관한 본 발명을 설명하기 위해 도시된 것이다.
도 11은 BC가 유효한 경우에 대한 RACH용 슬롯(SLOTRACH) 내에 미니 슬롯을 설정하는 방법을 예시한 것이다.
도 12는 BC가 유효한 경우에 대한 RACH용 슬롯(SLOTRACH) 내에 미니 슬롯을 설정하는 다른 방법을 예시한 것이다.
도 13은 BC가 유효하지 경우에 대한 RACH용 슬롯(SLOTRACH) 내에 미니 슬롯을 설정하는 방법을 예시한 것이다.
도 14는 가드 시간을 이용하여 미니 슬롯을 설정하는 방법을 예시한 것이다.
도 15는 BC가 유효하고 정규 슬롯과 동일한 길이로 미니 슬롯 연접(concatenation)을 수행하여 데이터를 전송하는 예를 도시한 것이다.
도 16 및 도 17은 시간 도메인에서의 RACH 자원 설정을 예시한 것이다.
도 18은 RACH 시간 자원 정보를 예시한 것이다.
도 19는 RACH 프리앰블 시퀀스의 할당 예를 나타낸 것이다.
도 20은 RACH 자원 블록을 예시한 것이다.
도 21은 본 발명에 따른 RACH 설정 구간을 예시한 것이다.
도 22는 RACH 자원 블록 내 RACH 자원별 설정을 예시한 것이다.
도 23은 슬롯 구조를 예시한 것이다.
도 24는 OFDM 심볼 내 RACH 프리앰블 포맷을 예시한 것이다.
도 25 및 도 26은 슬롯 내 RACH 프리앰블의 정렬을 예시한 것이다.
도 27은 CP 길이를 늘려 RACH 프리앰블과 심볼 경계를 정렬시키는 본 발명에 따른 RACH 프리앰블 포맷들을 예시한 것이다.
도 28은 7개 심볼로 구성된 슬롯에 대한 RACH 자원과 프리앰블 반복 횟수에 따른 RACH 프리앰블 매핑을 예시한 것이다.
도 29는 RACH 심볼 이후에 위치하는 널 OFDM 심볼을 예시한 것이다.
도 30은 슬롯 내에 RACH 자원들을 다중화하는 방법을 예시한 것이다.
도 31은 2개 심볼과 정렬되는 2개 심볼 길이의 RACH 프리앰블의 전송 포맷을 예시한 것이다.
도 32는 표 9의 프리앰블 포맷 1에 해당하는 프리앰블 포맷들을 예시한 것이다.
도 33 내지 도 35는 RACH 슬롯 타입에 따른 슬롯 내 RACH 자원의 위치를 예시한 것이다.
도 36은 본 발명을 수행하는 전송장치(10) 및 수신장치(20)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
이하에서 설명되는 기법(technique) 및 장치, 시스템은 다양한 무선 다중 접속 시스템에 적용될 수 있다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다. CDMA는 UTRA (Universal Terrestrial Radio Access) 또는 CDMA2000과 같은 무선 기술(technology)에서 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communication), GPRS(General Packet Radio Service), EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution) (i.e., GERAN) 등과 같은 무선 기술에서 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11(WiFi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE802-20, E-UTRA(evolved-UTRA) 등과 같은 무선 기술에서 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)의 일부이며, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA를 이용하는 E-UMTS의 일부이다. 3GPP LTE는 하향링크(downlink, DL)에서는 OFDMA를 채택하고, 상향링크(uplink, UL)에서는 SC-FDMA를 채택하고 있다. LTE-A(LTE-advanced)는 3GPP LTE의 진화된 형태이다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 본 발명이 3GPP 기반 통신 시스템, 예를 들어, LTE/LTE-A, NR에 적용되는 경우를 가정하여 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명이 이동통신 시스템이 3GPP LTE/LTE-A/NR 시스템에 대응하는 이동통신 시스템을 기초로 설명되더라도, 3GPP LTE/LTE-A/NR에 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의(any) 이동 통신 시스템에도 적용 가능하다.
예를 들어, 본 발명은 3GPP LTE/LTE-A 시스템과 같이 eNB가 UE에게 하향링크/상향링크 시간/주파수 자원을 할당하고 UE가 eNB의 할당에 따라 하향링크 신호를 수신하고 상향링크 신호를 전송하는 비-경쟁 기반(non-contention based) 통신뿐만 아니라, WiFi와 같은 경쟁 기반(contention based) 통신에도 적용될 수 있다. 비-경쟁 기반 통신 기법은 접속 포인트(access point, AP) 혹은 상기 접속 포인트를 제어하는 제어 노드(node)가 UE와 상기 AP 사이의 통신을 위한 자원을 할당함에 반해 경쟁 기반 통신 기법은 AP에 접속하고자 하는 다수의 UE들 사이의 경쟁을 통해 통신 자원이 점유된다. 경쟁 기반 통신 기법에 대해 간략히 설명하면, 경쟁 기반 통신 기법의 일종으로 반송파 감지 다중 접속(carrier sense multiple access, CSMA)이 있는데, CSMA는 노드 혹은 통신 기기가 주파수 대역(band)와 같은, 공유 전송 매체(shared transmission medium)(공유 채널이라고도 함) 상에서 트래픽(traffic)을 전송하기 전에 동일한 공유 전송 매체 상에 다른 트래픽이 없음을 확인하는 확률적(probabilistic) 매체 접속 제어(media access control, MAC) 프로토콜(protocol)을 말한다. CSMA에서 전송 장치는 수신 장치에 트래픽을 보내는 것을 시도하기 전에 다른 전송이 진행 중인지를 결정한다. 다시 말해, 전송 장치는 전송을 시도하기 전에 다른 전송 장치로부터의 반송파(carrier)의 존재를 검출(detect)하는 것을 시도한다. 반송파가 감지되면 전송 장치는 자신의 전송을 개시하기 전에 진행 중인 다른 전송 장치에 의해 전송이 완료(finish)되기를 기다린다. 결국, CSMA는 "sense before transmit" 혹은 "listen before talk" 원리를 기반으로 한 통신 기법이라 할 수 있다. CSMA를 이용하는 경쟁 기반 통신 시스템에서 전송 장치들 사이의 충돌을 회피하기 위한 기법으로 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 및/또는 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)가 사용된다. CSMA/CD는 유선 랜 환경에서 충돌 검출 기법으로서 이더넷(ethernet) 환경에서 통신을 하고자 하는 PC(Personal Computer)나 서버(server)가 먼저 네트워크 상에서 통신이 일어나고 있는지 확인한 후, 다른 장치(device)가 데이터를 상기 네트워크 상에서 실어 보내고 있으면 기다렸다가 데이터를 보낸다. 즉 2명 이상의 사용자(예, PC, UE 등)가 동시에 데이터를 실어 보내는 경우, 상기 동시 전송들 사이에 충돌이 발생하는데, CSMA/CD는 상기 충돌을 감시하여 유연성 있는 데이터 전송이 이루어질 수 있도록 하는 기법이다. CSMA/CD를 사용하는 전송 장치는 특정 규칙을 이용하여 다른 전송 장치에 의한 데이터 전송을 감지하여 자신의 데이터 전송을 조절한다. CSMA/CA는 IEEE 802.11 표준에 명시되어 있는 매체 접근 제어 프로토콜이다. IEEE 802.11 표준에 따른 WLAN 시스템은 IEEE 802.3 표준에서 사용되던 CSMA/CD를 사용하지 않고 CA, 즉, 충돌을 회피하는 방식을 사용하고 있다. 전송 장치들은 항상 네트워크의 반송파를 감지하고 있다가, 네트워크가 비어있을 때 목록에 등재된 자신의 위치에 따라 정해진 만큼의 시간을 기다렸다가 데이터를 보낸다. 목록 내에서 전송 장치들 간의 우선순위를 정하고, 이를 재설정(reconfiguration)하는 데에는 여러 가지 방법들이 사용된다. IEEE 802.11 표준의 일부 버전에 따른 시스템에서는, 충돌이 일어날 수 있으며, 이때에는 충돌 감지 절차가 수행된다. CSMA/CA를 사용하는 전송 장치는 특정 규칙을 이용하여 다른 전송 장치에 의한 데이터 전송과 자신의 데이터 전송 사이의 충돌을 회피한다.
후술하는 본 발명의 실시예들에서 "가정한다"는 표현은 채널을 전송하는 주체가 해당 "가정"에 부합하도록 상기 채널을 전송함을 의미할 수 있다. 상기 채널을 수신하는 주체는 상기 채널이 해당 "가정"에 부합하도록 전송되었다는 전제 하에, 해당 "가정"에 부합하는 형태로 상기 채널을 수신 혹은 복호하는 것임을 의미할 수 있다.
본 발명에서 특정 자원에서 채널이 펑처링된다고 함은 상기 채널의 자원 매핑 과정에서 상기 채널의 신호가 상기 특정 자원에 매핑은 되지만 상기 채널이 전송될 때 상기 펑처링되는 자원에 매핑된 신호 부분은 제외된 채 전송되는 것을 의미한다. 다시 말해, 펑처링되는 특정 자원은 해당 채널의 자원 매핑 과정에서 상기 해당 채널의 자원으로 카운트되기는 하지만, 상기 해당 채널의 신호들 중 상기 특정 자원에 매핑된 신호는 실제로는 전송되지 않는다. 상기 해당 채널의 수신 장치는 펑처링된 특정 자원에 매핑된 신호 부분은 전송되지 않았다고 가정하고 상기 해당 채널을 수신 혹은 복조 혹은 복호한다. 이에 반해 특정 자원에서 채널이 레이트-매칭된다고 함은 상기 채널의 자원 매핑 과정에서 상기 채널이 상기 특정 자원에 아예 매핑되지 않음으로써 상기 채널의 전송에 사용되지 않는 것을 의미한다. 다시 말해 레이트-매칭되는 특정 자원은 해당 채널의 자원 매핑 과정에서 아예 상기 해당 채널의 자원으로 카운트되지 않는다. 상기 해당 채널의 수신 장치는 레이트-매칭된 특정 자원이 아예 상기 해당 채널의 매핑 및 전송에 사용되지 않는다고 가정하고 상기 해당 채널을 수신 혹은 복조 혹은 복호한다.
본 발명에 있어서, UE는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기지국(base station, BS)과 통신하여 사용자데이터 및/또는 각종 제어정보를 송수신하는 각종 기기들이 이에 속한다. UE는 (Terminal Equipment), MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscribe Station), 무선기기(wireless device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등으로 불릴 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, BS는 일반적으로 UE 및/또는 다른 BS와 통신하는 고정국(fixed station)을 말하며, UE 및 타 BS와 통신하여 각종 데이터 및 제어정보를 교환한다. BS는 ABS(Advanced Base Station), NB(Node-B), eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 접속 포인트(Access Point), PS(Processing Server) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 특히, UTRAN의 기지국은 Node-B로, E-UTRAN의 기지국은 eNB로, 새로운 무선 접속 기술 네트워크(new radio access technology network)의 기지국은 gNB로 불린다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, BS를 gNB로 통칭한다.
본 발명에서 노드(node)라 함은 UE와 통신하여 무선 신호를 전송/수신할 수 있는 고정된 지점(point)을 말한다. 다양한 형태의 gNB들이 그 명칭에 관계없이 노드로서 이용될 수 있다. 예를 들어, BS, NB, eNB, 피코-셀 eNB(PeNB), 홈 eNB(HeNB), gNB, 릴레이(relay), 리피터(repeater) 등이 노드가 될 수 있다. 또한, 노드는 gNB가 아니어도 될 수 있다. 예를 들어, 무선 리모트 헤드(radio remote head, RRH), 무선 리모트 유닛(radio remote unit, RRU)가 될 수 있다. RRH, RRU 등은 일반적으로 gNB의 전력 레벨(power level) 더욱 낮은 전력 레벨을 갖는다. RRH 혹은 RRU 이하, RRH/RRU)는 일반적으로 광 케이블 등의 전용 회선(dedicated line)으로 gNB에 연결되어 있기 때문에, 일반적으로 무선 회선으로 연결된 gNB들에 의한 협력 통신에 비해, RRH/RRU 와 gNB에 의한 협력 통신이 원활하게 수행될 수 있다. 일 노드에는 최소 하나의 안테나가 설치된다. 상기 안테나는 물리 안테나를 의미할 수도 있으며, 안테나 포트, 가상 안테나, 또는 안테나 그룹을 의미할 수도 있다. 노드는 포인트(point)라고 불리기도 한다.
본 발명에서 셀(cell)이라 함은 하나 이상의 노드가 통신 서비스를 제공하는 일정 지리적 영역을 말한다. 따라서, 본 발명에서 특정 셀과 통신한다고 함은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 gNB 혹은 노드와 통신하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 특정 셀의 하향링크/상향링크 신호는 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 gNB 혹은 노드로부터의/로의 하향링크/상향링크 신호를 의미한다. UE에게 상/하향링크 통신 서비스를 제공하는 셀을 특히 서빙 셀(serving cell)이라고 한다. 또한, 특정 셀의 채널 상태/품질은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 gNB 혹은 노드와 UE 사이에 형성된 채널 혹은 통신 링크의 채널 상태/품질을 의미한다. 3GPP 기반 통신 시스템에서, UE는 특정 노드로부터의 하향링크 채널 상태를 상기 특정 노드의 안테나 포트(들)이 상기 특정 노드에 할당된 CRS (Cell-specific Reference Signal) 자원 상에서 전송되는 CRS(들) 및/또는 CSI-RS(Channel State Information Reference Signal) 자원 상에서 전송하는 CSI-RS(들)을 이용하여 측정할 수 있다.
한편, 3GPP 기반 통신 시스템은 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용하고 있는데, 무선 자원과 연관된 셀(cell)은 지리적 영역의 셀(cell)과 구분된다.
지리적 영역의 "셀"은 노드가 반송파를 이용하여 서비스를 제공할 수 있는 커버리지(coverage)라고 이해될 수 있으며, 무선 자원의 "셀"은 상기 반송파에 의해 설정(configure)되는 주파수 범위인 대역폭(bandwidth, BW)와 연관된다. 노드가 유효한 신호를 전송할 수 있는 범위인 하향링크 커버리지와 UE로부터 유효한 신호를 수신할 수 있는 범위인 상향링크 커버리지는 해당 신호를 나르는 반송파에 의해 의존하므로 노드의 커버리지는 상기 노드가 사용하는 무선 자원의 "셀"의 커버리지와 연관되기도 한다. 따라서 "셀"이라는 용어는 때로는 노드에 의한 서비스의 커버리지를, 때로는 무선 자원을, 때로는 상기 무선 자원을 이용한 신호가 유효한 세기로 도달할 수 있는 범위를 의미하는 데 사용될 수 있다.
한편, 3GPP 통신 표준은 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용한다. 무선 자원과 연관된 "셀"이라 함은 하향링크 자원(DL resources)와 상향링크 자원(UL resources)의 조합, 즉, DL 컴포넌트 반송파(component carrier, CC) 와 UL CC의 조합으로 정의된다. 셀은 DL 자원 단독, 또는 DL 자원과 UL 자원의 조합으로 설정될(configured) 수 있다. 반송파 집성이 지원되는 경우, DL 자원(또는, DL CC)의 반송파 주파수(carrier frequency)와 UL 자원(또는, UL CC)의 반송파 주파수(carrier frequency) 사이의 링키지(linkage)는 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어, 시스템 정보 블록 타입 2(System Information Block Type2, SIB2) 링키지(linkage)에 의해서 DL 자원과 UL 자원의 조합이 지시될 수 있다. 여기서, 반송파 주파수라 함은 각 셀 혹은 CC의 중심 주파수(center frequency)를 의미한다. 이하에서는 1차 주파수(primary frequency) 상에서 동작하는 셀을 1차 셀(primary cell, Pcell) 혹은 PCC로 지칭하고, 2차 주파수(Secondary frequency)(또는 SCC) 상에서 동작하는 셀을 2차 셀(secondary cell, Scell) 혹은 SCC로 칭한다. 하향링크에서 Pcell에 대응하는 반송파는 하향링크 1차 CC(DL PCC)라고 하며, 상향링크에서 Pcell에 대응하는 반송파는 UL 1차 CC(DL PCC)라고 한다. Scell이라 함은 RRC(Radio Resource Control) 연결 개설(connection establishment)이 이루어진 이후에 설정 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공을 위해 사용될 수 있는 셀을 의미한다. UE의 성능(capabilities)에 따라, Scell이 Pcell과 함께, 상기 UE를 위한 서빙 셀의 모음(set)을 형성할 수 있다. 하향링크에서 Scell에 대응하는 반송파는 DL 2차 CC(DL SCC)라 하며, 상향링크에서 상기 Scell에 대응하는 반송파는 UL 2차 CC(UL SCC)라 한다. RRC_CONNECTED 상태에 있지만 반송파 집성이 설정되지 않았거나 반송파 집성을 지원하지 않는 UE의 경우, Pcell로만 설정된 서빙 셀이 단 하나 존재한다.
3GPP 기반 통신 표준은 상위 계층으로부터 기원한 정보를 나르는 자원 요소들에 대응하는 하향링크 물리 채널들과, 물리 계층에 의해 사용되나 상위 계층으로부터 기원하는 정보를 나르지 않는 자원 요소들에 대응하는 하향링크 물리 신호들을 정의된다. 예를 들어, 물리 하향링크 공유 채널(physical downlink shared channel, PDSCH), 물리 브로드캐스트 채널(physical broadcast channel, PBCH), 물리 멀티캐스트 채널(physical multicast channel, PMCH), 물리 제어 포맷 지시자 채널(physical control format indicator channel, PCFICH), 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel, PDCCH) 및 물리 하이브리드 ARQ 지시자 채널(physical hybrid ARQ indicator channel, PHICH)들이 하향링크 물리 채널들로서 정의되어 있으며, 참조 신호와 동기 신호가 하향링크 물리 신호들로서 정의되어 있다. 파일럿(pilot)이라고도 지칭되는 참조 신호(reference signal, RS)는 gNB와 UE가 서로 알고 있는 기정의된 특별한 파형의 신호를 의미하는데, 예를 들어, 셀 특정적 RS(cell specific RS), UE-특정적 RS(UE-specific RS, UE-RS), 포지셔닝 RS(positioning RS, PRS) 및 채널 상태 정보 RS(channel state information RS, CSI-RS)가 하향링크 참조 신호로서 정의된다. 3GPP LTE/LTE-A 표준은 상위 계층으로부터 기원한 정보를 나르는 자원 요소들에 대응하는 상향링크 물리 채널들과, 물리 계층에 의해 사용되나 상위 계층으로부터 기원하는 정보를 나르지 않는 자원 요소들에 대응하는 상향링크 물리 신호들을 정의하고 있다. 예를 들어, 물리 상향링크 공유 채널(physical uplink shared channel, PUSCH), 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH), 물리 임의 접속 채널(physical random access channel, PRACH)가 상향링크 물리 채널로서 정의되며, 상향링크 제어/데이터 신호를 위한 복조 참조 신호(demodulation reference signal, DMRS)와 상향링크 채널 측정에 사용되는 사운딩 참조 신호(sounding reference signal, SRS)가 정의된다.
본 발명에서 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)/PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)/PHICH((Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel)/PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)은 각각 DCI(Downlink Control Information)/CFI(Control Format Indicator)/하향링크 ACK/NACK(ACKnowlegement/Negative ACK)/하향링크 데이터를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 또한, PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)/PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)/PRACH(Physical Random Access CHannel)는 각각 UCI(Uplink Control Information)/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 본 발명에서는, 특히, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH에 할당되거나 이에 속한 시간-주파수 자원 혹은 자원요소(Resource Element, RE)를 각각 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH RE 또는 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH 자원이라고 칭한다. 이하에서 사용자기기가 PUCCH/PUSCH/PRACH를 전송한다는 표현은, 각각, PUSCH/PUCCH/PRACH 상에서 혹은 통해서 상향링크 제어정보/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다. 또한, gNB가 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH를 전송한다는 표현은, 각각, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH 상에서 혹은 통해서 하향링크 데이터/제어정보를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다.
이하에서는 CRS/DMRS/CSI-RS/SRS/UE-RS가 할당된 혹은 설정된(configured) OFDM 심볼/부반송파/RE를 CRS/DMRS/CSI-RS/SRS/UE-RS 심볼/반송파/부반송파/RE라고 칭한다. 예를 들어, 트랙킹 RS(tracking RS, TRS)가 할당된 혹은 설정된 OFDM 심볼은 TRS 심볼이라고 칭하며, TRS가 할당된 혹은 설정된 부반송파는 TRS 부반송파라 칭하며, TRS가 할당된 혹은 설정된 RE 는 TRS RE라고 칭한다. 또한, TRS 전송을 위해 설정된(configured) 서브프레임을 TRS 서브프레임이라 칭한다. 또한 브로드캐스트 신호가 전송되는 서브프레임을 브로드캐스트 서브프레임 혹은 PBCH 서브프레임이라 칭하며, 동기 신호(예를 들어, PSS 및/또는 SSS)가 전송되는 서브프레임을 동기 신호 서브프레임 혹은 PSS/SSS 서브프레임이라고 칭한다. PSS/SSS가 할당된 혹은 설정된(configured) OFDM 심볼/부반송파/RE를 각각 PSS/SSS 심볼/부반송파/RE라 칭한다.
본 발명에서 CRS 포트, UE-RS 포트, CSI-RS 포트, TRS 포트라 함은 각각 CRS를 전송하도록 설정된(configured) 안테나 포트, UE-RS를 전송하도록 설정된 안테나 포트, CSI-RS를 전송하도록 설정된 안테나 포트, TRS를 전송하도록 설정된 안테나 포트를 의미한다. CRS들을 전송하도록 설정된 안테나 포트들은 CRS 포트들에 따라 CRS가 점유하는 RE들의 위치에 의해 상호 구분될 수 있으며, UE-RS들을 전송하도록 설정된(configured) 안테나 포트들은 UE-RS 포트들에 따라 UE-RS가 점유하는 RE들의 위치에 의해 상호 구분될 수 있으며, CSI-RS들을 전송하도록 설정된 안테나 포트들은 CSI-RS 포트들에 따라 CSI-RS가 점유하는 RE들의 위치에 의해 상호 구분될 수 있다. 따라서 CRS/UE-RS/CSI-RS/TRS 포트라는 용어가 일정 자원 영역 내에서 CRS/UE-RS/CSI-RS/TRS가 점유하는 RE들의 패턴을 의미하는 용어로서 사용되기도 한다.
본 발명에서 사용되는 용어 및 기술 중 구체적으로 설명되지 않은 용어 및 기술에 대해서는 3GPP LTE/LTE-A 표준 문서, 예를 들어, 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.212, 3GPP TS 36.213, 3GPP TS 36.321 및 3GPP TS 36.331 등과, 3GPP NR 표준 문서, 예를 들어, 3GPP TS 38.211, 3GPP TS 38.212, 3GPP 38.213, 3GPP 38.214, 3GPP 38.215, 3GPP TS 38.321 및 3GPP TS 36.331 등을 참조할 수 있다.
LTE/LTE-A 시스템에서 UE는 전원이 켜지거나 새로이 셀에 접속하고자 하는 경우 상기 셀과의 시간 및 주파수 동기를 획득하고 상기 셀의 물리 계층 셀 식별자(physical layer 셀 IDentity) N cell ID를 검출(detect)하는 등의 셀 탐색(initial cell search) 과정(procedure)을 수행한다. 이를 위해, UE 는 eNB로부터 동기신호, 예를 들어, 1차 동기신호(Primary Synchronization Signal, PSS) 및 2차 동기신호(Secondary Synchronization Signal, SSS)를 수신하여 eNB와 동기를 맞추고, 셀 식별자(identity, ID) 등의 정보를 획득할 수 있다. 초기 셀 탐색을 마친 UE는 eNB로의 접속을 완료하기 위해 임의 접속 과정(random access procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 UE는 물리 임의 접속 채널(physical random access channel, PRACH)을 통해 프리앰블(preamble)을 전송하고, PDCCH 및 PDSCH을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다. 상술한 바와 같은 절차를 수행한 UE는 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH/PDSCH 수신 및 PUSCH/PUCCH 전송을 수행할 수 있다. 상기 임의 접속 과정은 임의 접속 채널(random access channel, RACH) 과정으로도 지칭된다. 임의 접속 과정은 초기 접속, 임의 접속 과정은 초기 접속, 상향링크 동기 조정, 자원 할당, 핸드오버 등의 용도로 다양하게 사용된다.
RACH 프리앰블을 전송한 뒤, UE는 미리-설정된 시간 윈도우 내에서 임의 접속 응답(random access response, RAR) 수신을 시도한다. 구체적으로, LTE/LTE-A 시스템에서 UE는 시간 윈도우 내에서 RA-RNTI(Random Access RNTI)를 갖는 PDCCH(이하, RA-RNTI PDCCH)(예, PDCCH에서 CRC가 RA-RNTI로 마스킹됨)의 검출을 시도한다. RA-RNTI PDCCH 검출 시, UE는 RA-RNTI PDCCH에 대응하는 PDSCH 내에 자신을 위한 RAR이 존재하는지 확인한다. RAR은 UL 동기화를 위한 타이밍 오프셋 정보를 나타내는 타이밍 어드밴스(timing advance, TA) 정보, UL 자원 할당 정보(UL 그랜트 정보), 임시 단말 식별자(예, temporary cell-RNTI, TC-RNTI) 등을 포함한다. UE는 RAR 내의 자원 할당 정보 및 TA 값에 따라 UL 전송(예, Msg3)을 수행할 수 있다. RAR에 대응하는 UL 전송에는 HARQ가 적용된다. 따라서, UE는 Msg3 전송한 후, Msg3에 대응하는 수신 응답 정보(예, PHICH)를 수신할 수 있다.
도 1은 기존 LTE/LTE-A 시스템에서 임의 접속 프리앰블 포맷을 예시한 것이다.
기존 LTE/LTE-A 시스템에서 임의 접속 프리앰블, 즉, RACH 프리앰블은 물리 계층에서 길이 T CP의 순환 전치(cyclic prefix) 및 길이 T SEQ의 시퀀스 부분으로 구성된다. 파라미터 값들 T CP의 T SEQ는 다음 표에 리스트되어 있으며, 프레임 구조와 임의 접속 설정(configuration)에 의존한다. 프리앰블 포맷은 상위 계층에 의해 제어된다. 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 셀의 시스템 정보 및 이동성 제어 정보를 통해 PRACH 설정 정보를 시그널링된다. 상기 PRACH 설정 정보는 해당 셀 내 RACH 과정에 사용될, 루트 시퀀스 인덱스, Zadoff-Chu 시퀀스의 순환 천이 유닛(N CS), 루트 시퀀스의 길이, 프리앰블 포맷 등을 나타낸다. 3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 프리앰블 포맷, 그리고 RACH 프리앰블이 전송될 수 있는 때인 PRACH 기회(opportunity)는 상기 RACH 설정 정보의 일부인 PRACH 설정 인덱스에 의해 지시된다(3GPP TS 36.211의 섹션 5.7 및 3GPP TS 36.331의 "PRACH - Config" 참조). RACH 프리앰블에 사용되는 ZC 시퀀스의 길이는 프리앰블 포맷에 따라 정해져 있다(표 4 참조).
Preamble format T CP T SEQ
0 3168·T s 24576·T s
1 21024·T s 24576·T s
2 6240·T s 2·24576·T s
3 21024·T s 2·24576·T s
4 448·T s 4096·T s
LTE/LTE-A 시스템에서 RACH 프리앰블은 UL 서브프레임에서 전송된다. 임의 접속 프리앰블의 전송은 특정 시간 및 주파수 자원들에 제한(restrict)된다. 이러한 자원들을 PRACH 자원들이라고 하며, PRACH 자원들은, 인덱스 0가 무선 프레임에서 낮은 번호의 PRB 및 서브프레임에 대응하도록, 상기 무선 프레임 내 서브프레임 번호와, 주파수 도메인에서 PRB들의 증가 순으로 번호가 매겨진다. 임의 접속 자원들이 PRACH 설정 인덱스에 따라 정의된다(3GPP TS 36.211 표준 문서 참조). PRACH 설정 인덱스는 (eNB에 의해 전송되는) 상위 계층 신호에 의해 주어진다.
RACH 프리앰블 중 시퀀스 부분(이하 프리앰블 시퀀스)는 Zadoff-Chu 시퀀스를 이용한다. RACH를 위한 프리앰블 시퀀스들은 하나 또는 몇 개의 루트 Zadoff-Chu 시퀀스들로부터 생성된, 제로 상관 존을 갖는 Zadoff-Chu 시퀀스들로부터 생성된다. 네트워크는 UE가 사용하는 것이 허용(allow)되는 프리앰블 시퀀스들의 세트를 설정(configure)한다. 기존 LTE/LTE-A 시스템에서, 각 셀 내에서 이용 가능한 64개 프리앰블 시퀀스들이 있다. 셀 내 64개 프리앰블 시퀀스들의 세트는 먼저, 증가하는(increasing) 순환 천이(cyclic shift)의 순서(order)로, 논리(logical) 인덱스 RACH_ROOT_SEQUENCE를 갖는 루트 Zadoff-Chu 시퀀스의 모든 이용 가능한 순환 천이들을 포함시키는 것에 의해 찾아진다(found). 여기서 RACH_ROOT_SEQUENCE는 (해당 셀의) 시스템 정보의 일부로서 브로드캐스트된다. 64 프리앰블 시퀀스들이 단일 루트 Zadoff-Chu 시퀀스로부터 생성될 수 없는 경우에, 상기 64개 프리앰블 시퀀스들이 모두 찾아질 때까지 추가(additional) 프리앰블 시퀀스들이 연속적(consecutive) 논리 인덱스들을 갖는 루트 시퀀스들로부터 얻어진다(obtain). 상기 논리 루트 시퀀스 순서(order)는 순환적(cyclic)하며, 논리 인덱스 0가 논리 인덱스 837에 연속적이다. 논리 루트 시퀀스 인덱스와 물리 루트 시퀀스 인덱스 u 사이의 관계는 프리앰블 포맷들 0-3에 대해서는 표 2에 의해 주어지고, 프리앰블 포맷 4에 대해서는 표 3에 의해 주어진다.
Logical root sequence number Physical root sequence number u (in increasing order of the corresponding logical sequence number)
0~23 129, 710, 140, 699, 120, 719, 210, 629, 168, 671, 84, 755, 105, 734, 93, 746, 70, 769, 60, 779, 2, 837, 1, 838
24~29 56, 783, 112, 727, 148, 691
30~35 80, 759, 42, 797, 40, 799
36~41 35, 804, 73, 766, 146, 693
42~51 31, 808, 28, 811, 30, 809, 27, 812, 29, 810
52~63 24, 815, 48, 791, 68, 771, 74, 765, 178, 661, 136, 703
64~75 86, 753, 78, 761, 43, 796, 39, 800, 20, 819, 21, 818
76~89 95, 744, 202, 637, 190, 649, 181, 658, 137, 702, 125, 714, 151, 688
90-115 217, 622, 128, 711, 142, 697, 122, 717, 203, 636, 118, 721, 110, 729, 89, 750, 103, 736, 61, 778, 55, 784, 15, 824, 14, 825
116~135 12, 827, 23, 816, 34, 805, 37, 802, 46, 793, 207, 632, 179, 660, 145, 694, 130, 709, 223, 616
136~167 228, 611, 227, 612, 132, 707, 133, 706, 143, 696, 135, 704, 161, 678, 201, 638, 173, 666, 106, 733, 83, 756, 91, 748, 66, 773, 53, 786, 10, 829, 9, 830
168~203 7, 832, 8, 831, 16, 823, 47, 792, 64, 775, 57, 782, 104, 735, 101, 738, 108, 731, 208, 631, 184, 655, 197, 642, 191, 648, 121, 718, 141, 698, 149, 690, 216, 623, 218, 621
204~263 152, 687, 144, 695, 134, 705, 138, 701, 199, 640, 162, 677, 176, 663, 119, 720, 158, 681, 164, 675, 174, 665, 171, 668, 170, 669, 87, 752, 169, 670, 88, 751, 107, 732, 81, 758, 82, 757, 100, 739, 98, 741, 71, 768, 59, 780, 65, 774, 50, 789, 49, 790, 26, 813, 17, 822, 13, 826, 6, 833
264~327 5, 834, 33, 806, 51, 788, 75, 764, 99, 740, 96, 743, 97, 742, 166, 673, 172, 667, 175, 664, 187, 652, 163, 676, 185, 654, 200, 639, 114, 725, 189, 650, 115, 724, 194, 645, 195, 644, 192, 647, 182, 657, 157, 682, 156, 683, 211, 628, 154, 685, 123, 716, 139, 700, 212, 627, 153, 686, 213, 626, 215, 624, 150, 689
328~383 225, 614, 224, 615, 221, 618, 220, 619, 127, 712, 147, 692, 124, 715, 193, 646, 205, 634, 206, 633, 116, 723, 160, 679, 186, 653, 167, 672, 79, 760, 85, 754, 77, 762, 92, 747, 58, 781, 62, 777, 69, 770, 54, 785, 36, 803, 32, 807, 25, 814, 18, 821, 11, 828, 4, 835
384~455 3, 836, 19, 820, 22, 817, 41, 798, 38, 801, 44, 795, 52, 787, 45, 794, 63, 776, 67, 772, 72, 767, 76, 763, 94, 745, 102, 737, 90, 749, 109, 730, 165, 674, 111, 728, 209, 630, 204, 635, 117, 722, 188, 651, 159, 680, 198, 641, 113, 726, 183, 656, 180, 659, 177, 662, 196, 643, 155, 684, 214, 625, 126, 713, 131, 708, 219, 620, 222, 617, 226, 613
456~513 230, 609, 232, 607, 262, 577, 252, 587, 418, 421, 416, 423, 413, 426, 411, 428, 376, 463, 395, 444, 283, 556, 285, 554, 379, 460, 390, 449, 363, 476, 384, 455, 388, 451, 386, 453, 361, 478, 387, 452, 360, 479, 310, 529, 354, 485, 328, 511, 315, 524, 337, 502, 349, 490, 335, 504, 324, 515
514~561 323, 516, 320, 519, 334, 505, 359, 480, 295, 544, 385, 454, 292, 547, 291, 548, 381, 458, 399, 440, 380, 459, 397, 442, 369, 470, 377, 462, 410, 429, 407, 432, 281, 558, 414, 425, 247, 592, 277, 562, 271, 568, 272, 567, 264, 575, 259, 580
562~629 237, 602, 239, 600, 244, 595, 243, 596, 275, 564, 278, 561, 250, 589, 246, 593, 417, 422, 248, 591, 394, 445, 393, 446, 370, 469, 365, 474, 300, 539, 299, 540, 364, 475, 362, 477, 298, 541, 312, 527, 313, 526, 314, 525, 353, 486, 352, 487, 343, 496, 327, 512, 350, 489, 326, 513, 319, 520, 332, 507, 333, 506, 348, 491, 347, 492, 322, 517
630~659 330, 509, 338, 501, 341, 498, 340, 499, 342, 497, 301, 538, 366, 473, 401, 438, 371, 468, 408, 431, 375, 464, 249, 590, 269, 570, 238, 601, 234, 605
660~707 257, 582, 273, 566, 255, 584, 254, 585, 245, 594, 251, 588, 412, 427, 372, 467, 282, 557, 403, 436, 396, 443, 392, 447, 391, 448, 382, 457, 389, 450, 294, 545, 297, 542, 311, 528, 344, 495, 345, 494, 318, 521, 331, 508, 325, 514, 321, 518
708~729 346, 493, 339, 500, 351, 488, 306, 533, 289, 550, 400, 439, 378, 461, 374, 465, 415, 424, 270, 569, 241, 598
730~751 231, 608, 260, 579, 268, 571, 276, 563, 409, 430, 398, 441, 290, 549, 304, 535, 308, 531, 358, 481, 316, 523
752~765 293, 546, 288, 551, 284, 555, 368, 471, 253, 586, 256, 583, 263, 576
766-777 242, 597, 274, 565, 402, 437, 383, 456, 357, 482, 329, 510
778~789 317, 522, 307, 532, 286, 553, 287, 552, 266, 573, 261, 578
790~795 236, 603, 303, 536, 356, 483
796~803 355, 484, 405, 434, 404, 435, 406, 433
804~809 235, 604, 267, 572, 302, 537
810~815 309, 530, 265, 574, 233, 606
816~819 367, 472, 296, 543
820~837 336, 503, 305, 534, 373, 466, 280, 559, 279, 560, 419, 420, 240, 599, 258, 581, 229, 610
Figure PCTKR2018004959-appb-T000001
u-번째 루트 Zadoff-Chu 시퀀스는 다음 수학식에 의해 정의된다.
Figure PCTKR2018004959-appb-M000001
Preamble format N ZC
0 ~ 3 839
4 139
상기 u-번째 루트 Zadoff-Chu 시퀀스로부터, 길이 N ZC-1의 제로 상관 존들을 갖는 임의 접속 프리앰블들이 x u,v(n) = x u((n+C v) mod N ZC)에 따른 순환 천이들에 의해 정의된다. 여기서 상기 순환 천이는 다음 수학식에 의해 주어진다.
Figure PCTKR2018004959-appb-M000002
N CS는 프리앰블 포맷들 0~3에 대해 표 5에 의해 주어지고, 프리앰블 포맷 4에 대해 표 6에 의해 주어진다.
zeroCorrelationZoneConfig N CS value
Unrestricted set Restricted set
0 0 15
1 13 18
2 15 22
3 18 26
4 22 32
5 26 38
6 32 46
7 38 55
8 46 68
9 59 82
10 76 100
11 93 128
12 119 158
13 167 202
14 279 237
15 419 -
zeroCorrelationZoneConfig N CS value
0 2
1 4
2 6
3 8
4 10
5 12
6 15
7 N/A
8 N/A
9 N/A
10 N/A
11 N/A
12 N/A
13 N/A
14 N/A
15 N/A
파라미터 zeroCorrelationZoneConfig 상위 계층에 의해 제공된다. 상위 계층에 의해 제공되는 파라미터 High-speed-flag는 제한되지 않은(unrestricted) 세트 또는 제한된(restricted) 세트가 사용되어야 하는지를 결정한다.
변수(variable) d u는 크기 1/T SEQ의 도플러 천이에 해당하는 순환 천이이고, 다음 수학식에 의해 주어진다.
Figure PCTKR2018004959-appb-M000003
p는 (pu) mod N ZC = 1를 충족하는(fulfil) 가장 작은(smallest) 음이 아닌 정수이다. 순환 천이들의 제한된 세트들에 대한 파라미터들은 d u에 의존한다. N ZC ≤ d u<N ZC/3에 대해, 파라미터들이 다음과 같이 주어진다.
Figure PCTKR2018004959-appb-M000004
N ZC/3≤ d u<(N ZC-N CS)/2에 대해, 파라미터들이 다음과 같이 주어진다.
Figure PCTKR2018004959-appb-M000005
d u의 모든 다른 값들에 대해, 제한된 세트 내에 아무런 순환 천이들이 없다.
RACH의 기저대역(baseband) 신호인 시간-연속(time-continuous) 임의 접속 신호 s(t)는 다음 수학식에 의해 정의된다.
Figure PCTKR2018004959-appb-M000006
여기서 0≤t<T SEQ-T CP, βPRACH는 3GPP TS 36.213에 특정된 전송 전력 PPRACH에 맞추기(conform) 위한 진폭(amplitude) 스케일링 인자(factor)이며, k 0 = n RA PRB N RB sc - N UL RB N RB sc/2이다. N RB sc는 하나의 RB를 구성하는 부반송파의 개수를 나타낸다. N UL RB은 UL 슬롯에서의 RB 의 개수를 나타내며, UL 전송 대역폭에 의존한다. 주파수 도메인 내 위치 위치(location)는, 3GPP TS 36.211의 섹션 5.7.1로부터 도출(derive)되는, 파라미터 n RA PRB에 의해 제어된다. 인자(factor) K = △f/△f RA는 임의 접속 프리앰블과 상향링크 데이터 전송 사이의 부반송파 간격의 차이를 설명한다(account for). 임의 접속 프리앰블을 위한 부반송파 간격인 변수 △f RA와 물리 자원 블록들 내 상기 임의 접속 프리앰블의 주파수=도메인 위치를 결정하는 고정된(fixed) 오프셋인 변수 φ는 다음 표에 의해 주어진다.
Preamble format △f RA φ
0 ~ 3 1250Hz 7
4 7500Hz 2
LTE/LTE-A 시스템에서 부반송파 간격 △f는 15kHz 혹은 7.5kHz이지만, 표 7에 주어진 바와 같이 임의 접속 프리앰블을 위한 부반송파 간격 △f RA는 1.25kHz 혹은 0.75kHz이다.
더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존의 무선 접속 기술(radio access technology, RAT)에 비해 향상된 모바일 브로드밴드 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 매시브(massive) MTC 역시 차세대 통신에서 고려될 주요 이슈 중 하나이다. 아울러 신뢰성(reliability) 및 지연(latency)에 민감한 서비스/UE를 고려한 통신 시스템 디자인이 논의되고 있다. 이와 같이 진보된 모바일 브로드밴드 통신, 매시브 MTC, URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 RAT의 도입이 논의되고 있다. 현재 3GPP에서는 EPC 이후의 차세대 이동 통신 시스템에 대한 스터디를 진행 중에 있다. 본 발명에서는 편의상 해당 기술을 새 RAT (new RAT, NR) 혹은 5G RAT라고 칭한다.
NR 통신 시스템은, 데이터 레이트, 용량(capacity), 지연(latency), 에너지 소비 및 비용 면에서, 기존 4세대(4G) 시스템보다 상당히 나은 성능을 지원할 것이 요구된다. 따라서, NR 시스템은 대역폭, 스펙트럴, 에너지, 시그널링 효율, 및 비트당 비용(cost)의 영역에서 상당한 진보를 이룰 필요가 있다.
<OFDM 뉴머롤로지>
새로운 RAT 시스템은 OFDM 전송 방식 또는 이와 유사한 전송 방식을 사용한다. 새로운 RAT 시스템은 LTE의 OFDM 파라미터들과는 다른 OFDM 파라미터들을 따를 수 있다. 또는 새로운 RAT 시스템은 기존의 LTE/LTE-A의 뉴머롤로지를 그대로 따르나 더 큰 시스템 대역폭(예, 100MHz)를 지닐 수 있다. 또는 하나의 셀이 복수 개의 뉴머롤로지들을 지원할 수도 있다. 즉, 서로 다른 뉴머롤리지로 동작하는 하는 UE들이 하나의 셀 안에서 공존할 수 있다.
<서브프레임 구조>
3GPP LTE/LTE-A 시스템에서 사용되는 무선프레임은 10ms(307200T s)의 길이를 가지며, 10개의 균등한 크기의 서브프레임(subframe, SF)으로 구성된다. 일 무선프레임 내 10개의 서브프레임에는 각각 번호가 부여될 수 있다. 여기에서, T s는 샘플링 시간을 나타내고, T s=1/(2048*15kHz)로 표시된다. LTE용 기본(basic) 시간 유닛은 T s이다. 각각의 서브프레임은 1ms의 길이를 가지며 2개의 슬롯으로 구성된다. 일 무선프레임 내에서 20개의 슬롯들은 0부터 19까지 순차적으로 넘버링될 수 있다. 각각의 슬롯은 0.5ms의 길이를 가진다. 일 서브프레임을 전송하기 위한 시간은 전송 시간 간격(transmission time interval, TTI)로 정의된다. 시간 자원은 무선 프레임 번호(혹은 무선 프레임 인덱스라고도 함)와 서브프레임 번호(혹은 서브프레임 번호라고도 함), 슬롯 번호(혹은 슬롯 인덱스) 등에 의해 구분될 수 있다. TTI라 함은 데이터가 스케줄링될 수 있는 간격을 의미한다. 예를 들어, 현재 LTE/LTE-A 시스템에서 UL 그랜트 혹은 DL 그랜트의 전송 기회(opportunity)는 1ms마다 존재하고, 1ms보다 짧은 시간 내에 UL/DL 그랜트 기회(opportunity)가 여러 번 존재하지는 않는다. 따라서, 기존 LTE/LTE-A 시스템에서 TTI는 1ms이다.
도 2는 새로운 무선 접속 기술(new radio access technology, NR)에서 이용 가능한 슬롯 구조를 예시한 것이다.
데이터 전송 지연을 최소화하기 위하여 5세대 새로운 RAT에서는 제어 채널과 데이터 채널이 시간 분할 다중화(time division multiplexing, TDM)되는 슬롯 구조가 고려되고 있다.
도 2에서 빗금 친 영역은 DCI를 나르는 DL 제어 채널(예, PDCCH)의 전송 영역을 나타내고, 검정색 부분은 UCI를 나르는 UL 제어 채널(예, PUCCH)의 전송 영역을 나타낸다. 여기서 DCI는 gNB가 UE에게 전달하는 제어 정보이며, 상기 DCI는 상기 UE가 알아야 하는 셀 설정(configuration)에 관한 정보, DL 스케줄링 등의 DL 특정적(specific) 정보, 그리고 UL 그랜트 등과 같은 UL 특정적 정보 등을 포함할 수 있다. 또한 UCI는 UE가 gNB에게 전달하는 제어 정보이며, 상기 UCI는 DL 데이터에 대한 HARQ ACK/NACK 보고, DL 채널 상태에 대한 CSI 보고, 그리고 스케줄링 요청 (scheduling request, SR) 등을 포함할 수 있다.
도 2에서 심볼 인덱스 1부터 심볼 인덱스 12까지의 심볼들 영역에서는 하향링크 데이터를 나르는 물리 채널(예, PDSCH)의 전송에 사용될 수도 있고, 상향링크 데이터를 나르는 물리 채널(예, PUSCH)의 전송에 사용될 수도 있다. 도 2의 슬롯 구조에 의하면, 1개의 슬롯 내에서 DL 전송과 UL 전송의 순차적으로 진행되어, DL 데이터의 전송/수신과 상기 DL 데이터에 대한 UL ACK/NACK의 수신/전송이 상기 1개의 슬롯 내에서 이루어질 수 있다. 결과적으로 데이터 전송 에러 발생시에 데이터 재전송까지 걸리는 시간을 줄이게 되며, 이로 인해 최종 데이터 전달의 지연이 최소화될 수 있다.
이러한 슬롯 구조에서는, gNB와 UE가 전송 모드에서 수신 모드로의 전환 과정 또는 수신 모드에서 전송 모드로의 전환 과정을 위한 시간 갭(time gap)이 필요하다. 이러한 전송 모드와 수신 모드 간 전환 과정을 위하여 슬롯 구조에서 DL에서 UL로 전환되는 시점의 일부 OFDM 심볼이 가드 기간(guard period, GP)로 설정되게 된다.
기존 LTE/LTE-A 시스템에서 DL 제어 채널은 데이터 채널과 TDM되며, 제어 채널인 PDCCH는 시스템 전 대역으로 퍼져서 전송된다. 그러나 새로운 RAT에서는 한 시스템의 대역폭이 대략 최소 100MHz에 달할 것으로 예상되는 바, 제어 채널을 전 대역으로 확산시켜 전송시키기에는 무리가 있다. UE가 데이터 전송/수신을 위해서 하향링크 제어 채널 수신을 위해서 전 대역을 모니터링하는 것은 UE의 배터리 소모 증대 및 효율성을 저해할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 DL 제어 채널이 시스템 대역, 즉, 채널 대역 내 일부 주파수 대역에서 로컬라이즈(localize)되어 전송되거나 분산(distribute)되어 전송될 수 있다.
NR 시스템에서 기본 전송 유닛(basic transmission unit)는 슬롯이다. 슬롯 구간(duration)은 정규(normal) 순환 프리픽스(cyclic prefix, CP)를 갖는 14개 심볼들로 이루어지거나, 확장 CP를 갖는 12개의 심볼들로 이루어질 수 있다. 또한, 슬롯은 사용된 부반송파 간격의 함수로서 시간으로 스케일링된다. 즉, 부반송파 간격이 커지면 슬롯의 길이는 짧아진다. 예를 들어, 슬롯 당 심볼의 개수가 14인 경우, 10ms의 프레임 내 슬롯의 개수가 15kHz 부반송파 간격에 대해서는 10개라면, 30kHz 부반송파 간격에 대해서는 20개, 60kHz 부반송파 간격에 대해서는 40개가 된다. 부반송파 간격이 커지면 OFDM 심볼의 길이도 짧아진다. 슬롯 내 OFDM 심볼의 개수는 정규 CP인지 아니면 확장 CP인지에 따라 달라지며, 부반송파 간격에 따라 달라지지 않는다. LTE용 기본 시간 유닛인 T s는 LTE의 기본 부반송파 간격 15kHz와 최대 FFT 크기 2048을 고려하여 T s = 1/(15000*2048)초로 정의되며, 이는 15kHz 부반송파 간격에 대한 샘플링 시간이기도 하다. NR 시스템에서는 15kHz의 부반송파 간격 외에 다양한 부반송파 간격이 사용될 수 있고, 부반송파 간격과 해당 시간 길이는 반비례하므로, 15kHz보다 큰 부반송파 간격들에 대응하는 실제 샘플링 시간은 T s = 1/(15000*2048)초보다 짧아진다. 예를 들어, 부반송파 간격 30kHz, 60kHz, 120kHz에 대한 실제 샘플링 시간은 각각 1/(2*15000*2048)초, 1/(4*15000*2048)초, 1/(8*15000*2048)초가 될 것이다.
<아날로그 빔포밍(analog beamforming)>
최근 논의되고 있는 5세대 이동 통신 시스템은 넓은 주파수 대역을 이용하여 다수의 사용자에게 높은 전송율을 유지하면서 데이터 전송을 하기 위해 높은 초고주파 대역, 즉, 6GHz 이상의 밀리미터 주파수 대역을 이용하는 방안을 고려하고 있다. 3GPP에서는 이를 NR이라는 이름으로 사용하고 있으며, 본 발명에서는 앞으로 NR 시스템으로 칭한다. 하지만 밀리미터 주파수 대역은 너무 높은 주파수 대역을 이용하는 것으로 인해 거리에 따른 신호 감쇄가 매우 급격하게 나타나는 주파수 특성을 갖는다. 따라서, 적어도 6GHz 이상의 대역을 사용하는 NR 시스템은 급격한 전파 감쇄 특성을 보상하기 위해 신호 전송을 전방향이 아닌 특정 방향으로 에너지를 모아서 전송함으로써 급격한 전파 감쇄로 인한 커버리지의 감소 문제를 해결하는 좁은 빔(narrow beam) 전송 기법을 사용한다. 그러나 하나의 좁은 빔만을 이용하여 서비스하는 경우, 하나의 기지국이 서비스를 할 범위가 좁아지므로 기지국은 다수의 좁은 빔을 모아서 광대역으로 서비스를 하게 된다.
밀리미터 주파수 대역, 즉, 밀리미터 파장(millimeter wave, mmW) 대역에서는 파장이 짧아져서 동일 면적에 다수 개의 안테나 요소(element)의 설치가 가능해진다. 예를 들어, 1cm의 정도의 파장을 갖는 30GHz 대역에서 5 by 5cm의 패널(panel)에 0.5 람다(lamda) (파장) 간격으로 2-차원(dimension) 배열 형태로 총 100개의 안테나 요소 설치가 가능하다. 그러므로 mmW에서는 다수 개의 안테나 요소를 사용하여 빔포밍 이득을 높여 커버리지를 증가시키거나, 처리량(throughput)을 높이는 것이 고려된다.
밀리미터 주파수 대역에서 좁은 빔을 형성하기 위한 방법으로, 기지국이나 UE에서 많은 수의 안테나에 적절한 위상차를 이용하여 동일한 신호를 전송함으로써 특정한 방향에서만 에너지가 높아지게 하는 빔포밍 방식이 주로 고려하고 있다. 이와 같은 빔포밍 방식에는 디지털 기저대역(baseband) 신호에 위상차를 만드는 디지털 빔포밍, 변조된 아날로그 신호에 시간 지연(즉, 순환 천이)을 이용하여 위상차를 만드는 아날로그 빔포밍, 디지털 빔포밍과 아날로그 빔포밍을 모두 이용하는 하이브리드 빔포밍 등이 있다. 안테나 요소별로 전송 파워 및 위상 조절이 가능하도록 트랜시버 유닛(transceiver unit, TXRU)을 가지면 주파수 자원별로 독립적인 빔포밍이 가능하다. 그러나 100여 개의 안테나 요소 모두에 TXRU를 설치하기에는 가격 측면에서 실효성이 떨어지는 문제를 있다. 즉, 밀리미터 주파수 대역은 급격한 전파 감쇄 특성을 보상하기 위해 많은 수의 안테나가 사용해야 하고, 디지털 빔포밍은 안테나 수에 해당하는 만큼 RF 컴포넌트(예, 디지털 아날로그 컨버터(DAC), 믹서(mixer), 전력 증폭기(power amplifier), 선형 증폭기(linear amplifier) 등)를 필요로 하므로, 밀리미터 주파수 대역에서 디지털 빔포밍을 구현하려면 통신 기기의 가격이 증가하는 문제점이 있다. 그러므로 밀리미터 주파수 대역과 같이 안테나의 수가 많이 필요한 경우에는 아날로그 빔포밍 혹은 하이브리드 빔포밍 방식의 사용이 고려된다. 아날로그 빔포밍 방식은 하나의 TXRU에 다수 개의 안테나 요소를 매핑하고 아날로그 위상 천이기(analog phase shifter)로 빔(beam)의 방향을 조절한다. 이러한 아날로그 빔포밍 방식은 전체 대역에 있어서 하나의 빔 방향만을 만들 수 있어 주파수 선택적 빔포밍(beamforming, BF)을 해줄 수 없는 단점이 있다. 하이브리드 BF는 디지털 BF와 아날로그 BF의 중간 형태로 Q개의 안테나 요소보다 적은 개수인 B개의 TXRU를 갖는 방식이다. 하이브리드 BF의 경우, B개의 TXRU와 Q개의 안테나 요소의 연결 방식에 따라서 차이는 있지만, 동시에 전송할 수 있는 빔의 방향은 B개 이하로 제한되게 된다.
앞서 언급한 바와 같이 디지털 빔포밍은 전송할 혹은 수신된 디지털 기저대역 신호에 대해 신호 처리를 하므로 다중의 빔을 이용하여 동시에 여러 방향으로 신호를 전송 혹은 수신할 수 있는 반면에, 아날로그 빔포밍은 전송할 혹은 수신된 아날로그 신호를 변조된 상태에서 빔포밍을 수행하므로 하나의 빔이 커버하는 범위를 넘어가는 다수의 방향으로 신호를 동시에 전송 혹은 수신할 수 없다. 통상 기지국은 광대역 전송 혹은 다중 안테나 특성을 이용하여 동시에 다수의 사용자와 통신을 수행하게 되는데, 기지국이 아날로그 혹은 하이브리드 빔포밍을 사용하고 하나의 빔 방향으로 아날로그 빔을 형성하는 경우에는 아날로그 빔포밍의 특성상 동일한 아날로그 빔 방향 안에 포함되는 사용자들과만 통신할 수 밖에 없다. 후술될 본 발명에 따른 RACH 자원 할당 및 기지국의 자원 활용 방안은 아날로그 빔포밍 혹은 하이브리드 빔포밍 특성으로 인해서 생기는 제약 사향을 반영하여 제안된다.
<하이브리드 아날로그 빔포밍(hybrid analog beamforming)>
도 3은 송수신기 유닛(transceiver unit, TXRU) 및 물리적 안테나 관점에서 하이브리드 빔포밍 구조를 추상적으로 도시한 것이다.
다수의 안테나가 사용되는 경우, 디지털 빔포밍과 아날로그 빔포밍을 결합한 하이브리드 빔포밍 기법이 대두되고 있다. 이때, 아날로그 빔포밍 (또는 RF 빔포밍)은 RF 유닛(트랜시버라고도 함)이 프리코딩 (또는 컴바이닝)을 수행하는 동작을 의미한다. 하드브리드 빔포밍에서 기저대역(baseband) 유닛과 RF 유닛은 각각 프리코딩 (또는 컴바이닝)을 수행하며, 이로 인해 RF 체인(chain) 수와 D/A (또는 A/D) 컨버터의 개수를 줄이면서도 디지털 빔포밍에 근접하는 성능을 낼 수 있다는 장점이 있다. 편의상 하이브리드 빔포밍 구조는 N개 TXRU와 M개의 물리적 안테나로 표현될 수 있다. 전송 단에서 전송할 L개 데이터 레이어에 대한 디지털 빔포밍은 N-by-L 행렬로 표현될 수 있고, 이후 변환된 N개 디지털 신호는 TXRU를 거쳐 아날로그 신호로 변환된 다음 M-by-N 행렬로 표현되는 아날로그 빔포밍이 적용된다. 도 3에서 디지털 빔의 개수는 L이며, 아날로그 빔의 개수는 N이다. 더 나아가 NR 시스템에서는 아날로그 빔포밍을 심볼 단위로 변경할 수 있도록 기지국을 설계하여, 특정한 지역에 위치한 UE에게 보다 효율적인 빔포밍을 지원하는 방향이 고려되고 있다. 더 나아가서 N개의 TXRU와 M개의 RF 안테나를 하나의 안테나 패널(panel)로서 정의될 때, NR 시스템에서는 서로 독립적인 하이브리드 빔포밍이 적용 가능한 복수의 안테나 패널을 도입하는 방안까지 고려되고 있다. 이와 같이 기지국이 복수의 아날로그 빔을 활용하는 경우, UE별로 신호 수신에 유리한 아날로그 빔이 다를 수 있으므로, 적어도 동기 신호, 시스템 정보, 페이징 등에 대해서는 특정 슬롯 혹은 서브프레임(subframe, SF)에서 기지국이 적용할 복수 아날로그 빔들을 심볼별로 바꾸어 모든 UE들이 수신 기회(opportunity)를 가질 수 있도록 하는 빔 스위핑 동작이 고려되고 있다.
최근 3GPP 표준화 단체에서는 5G 무선 통신 시스템인 새로운 RAT 시스템, 즉, NR 시스템에서 단일 물리 네트워크 상에 복수의 논리 네트워크를 구현하는 네트워크 슬라이싱이 고려되고 있다. 상기 논리 네트워크는 다양한 요구 조건을 갖는 다양한 서비스들(예, eMBB, mMTC, URLLC 등)를 지원할 수 있어야 하며, NR 시스템의 물리 계층 시스템에서는 상기 다양한 서비스들에 따를 가변적인(variable) 뉴머롤로지를 가질 수 있는 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) 방식을 지원하는 방안이 고려되고 있다. 다시 말해 상기 NR 시스템에서는 시간 및 주파수 자원 영역(region)마다 서로 독립적인 뉴머롤러지를 갖는 OFDM 방식 (또는 다중 접속(multiple access) 방식)이 고려될 수 있다.
또한, 최근 스마트 기기들의 등장으로 데이터 트래픽이 급격하게 증가함에 따라 NR 시스템에서는 더욱 높은 통신 용량(예, 데이터 수율 등)을 지원하도록 요구되고 있다. 상기 통신 용량을 높이는 한 가지 방안으로 다수의 전송 (또는 수신) 안테나를 활용하여 데이터 전송을 수행하는 방안을 고려될 수 있다. 상기 다수의 안테나에 대해 디지털 빔포밍을 적용하고자 하는 경우, 각 안테나마다 RF 체인(예, 전력 증폭기(power amplifier), 하향 컨버터(down converter) 등 RF 소자들로 이루어진 체인)과 디지털-to-아날로그(digital-to-analog, D/A) 또는 아날로그-to-디지털(analog-to-digital, A/D) 컨버터가 필요하며 이와 같은 구조는 높은 하드웨어 복잡도와 높은 전력 소모를 유발하여 실용적이지 않을 수 있다. 따라서 NR 시스템에서는 다수의 안테나가 사용되는 경우, 앞서 언급된, 디지털 빔포밍과 아날로그 빔포밍을 혼용하는 하이브리드 빔포밍 기법이 대두되고 있다.
도 4는 새로운 무선 접속 기술(new radio access technology, NR) 시스템의 셀을 예시한 것이다.
도 4를 참조하면, NR 시스템에서는 기존 LTE 등의 무선 통신 시스템에 하나의 기지국이 하나의 셀을 형성하던 것과는 달리 복수의 TRP가 하나의 셀을 구성하는 방안이 논의되고 있다 복수의 TRP가 하나의 셀을 구성하면, UE를 서비스하는 TRP가 변경되더라고 끊김 없는 통신이 가능하여 UE의 이동성 관리가 용이하다는 장점이 있다.
LTE/LTE-A 시스템에서 PSS/SSS는 전-방위적(omni-direction)으로 전송되는 것에 반해서, mmWave를 적용하는 gNB가 빔 방향을 전-방위적으로 돌려가면서 PSS/SSS/PBCH 등의 신호를 빔포밍하여 전송하는 방법이 고려되고 있다. 이와 같이 빔 방향을 돌려가면서 신호를 전송/수신하는 것을 빔 스위핑(beam sweeping) 혹은 빔 스캐닝이라 한다. 본 발명에서 "빔 스위핑'은 전송기 측 행동이고, "빔 스캐닝"은 수신기 측 행동을 나타낸다. 예를 들어 gNB가 최대 N개의 빔 방향을 가질 수 있다고 가정하면, N개의 빔 방향에 대해서 각각 PSS/SSS/PBCH 등의 신호를 전송한다. 즉 gNB는 자신이 가질 수 있는 혹은 지원하고자 하는 방향들을 스위핑하면서 각각의 방향에 대해서 PSS/SSS/PBCH 등의 동기 신호들을 전송한다. 혹은 gNB가 N개의 빔을 형성할 수 있는 경우, 몇 개씩의 빔들이 묶여 하나의 빔 그룹으로 구성할 수 있으며, 빔 그룹별로 PSS/SSS/PBCH를 전송/수신될 수 있다. 이 때, 하나의 빔 그룹은 하나 이상의 빔을 포함한다. 동일 방향으로 전송되는 PSS/SSS/PBCH 등의 신호가 하나의 SS 블록으로 정의될 수 있으며, 한 셀 내에 복수의 SS 블록들이 존재할 수 있다. 복수의 SS 블록들이 존재하는 경우, 각 SS 블록의 구분을 위해서 SS 블록 인덱스가 사용될 수 있다. 예를 들여, 한 시스템에서 10개의 빔 방향으로 PSS/SSS/PBCH가 전송되는 경우, 동일 방향으로의 PSS/SSS/PBCH이 하나의 SS 블록을 구성할 수 있으며, 해당 시스템에서는 10개의 SS 블록들이 존재하는 것으로 이해될 수 있다. 본 발명에서 빔 인덱스는 SS 블록 인덱스로 해석될 수 있다.
도 5는 SS 블록 전송 및 SS 블록에 링크된 RACH 자원을 예시한 것이다.
gNB가 하나의 UE와 통신하기 위해서는 상기 gNB와 상기 UE 간 최적의 빔 방향이 무엇인지를 알아내야 하고, 상기 UE가 움직임에 따라 최적의 빔 방향도 변할 것이므로 최적의 빔 방향을 지속적으로 추적해야 한다. gNB와 UE 간 최적의 빔 방향을 알아내는 과정을 빔 획득(beam acquisition) 과정이라 하고, 최적의 빔 방향을 지속적으로 추적하는 과정을 빔 추적(beam tracking) 과정이라 한다. 빔 획득 과정은 1) UE가 gNB에 최초로 접속을 시도하는 초기 접속, 2) UE가 하나의 gNB로부터 다른 gNB로 넘어가는 핸드오버, 3) UE와 gNB 간 최적 빔을 찾는 빔 트랙킹 수행 중에 최적 빔을 잃어버리고 상기 gNB과 통신이 최적의 통신 상태를 지속할 수 없거나 통신이 불가능한 상태로 들어간 상태, 즉, 빔 실패(beam failure)를 복구하기 위한 빔 회복(beam recovery) 등에 필요하다.
현재 개발중인 NR 시스템의 경우, 다중 빔을 사용하는 환경에서 빔 획득을 위해 다단계의 빔 획득 과정이 논의되고 있다. 다단계 빔 획득 과정에서, gNB와 UE가 초기 접속 단계(stage)에서는 넓은(wide) 빔을 이용하여 연결 셋업을 진행하고, 연결 셋업이 완료된 후 상기 gNB와 상기 UE는 좁은(narrow) 빔을 이용하여 최적의 품질로 통신을 수행한다. 본 발명에서 주로 논의할 NR 시스템의 빔 획득을 위해 여러 가지 방식이 논의되고 있으나, 현재 가장 활발하게 논의되는 방식은 다음과 같다.
1) gNB는 UE가 초기 접속 단계에서 gNB을 찾고, 즉, 셀 탐색(cell search) 혹은 셀 획득(cell acquisition)을 수행하고 넓은 빔의 빔별 채널 품질을 측정하여 빔 획득의 일차 단계에서 사용할 최적의 넓은 빔을 찾을 수 있도록 하기 위해서 넓은 빔별로 동기 블록(synchronization block)을 전송한다. 2) UE는 빔별 동기 블록에 대해 셀 탐색을 수행하고, 빔별 셈 검출(detection) 결과를 이용하여 하향링크 빔 획득을 수행한다. 3) UE는 자신이 찾아낸 gNB에 자신이 접속하려는 것을 알려주기 위해 RACH 과정을 수행하게 된다. 4) UE가 RACH 과정과 동시에 넓은 빔 레벨로 하향링크 빔 획득 결과(예, 빔 인덱스)를 gNB에게 알려줄 수 있도록 하기 위해서, 상기 gNB는 빔별로 전송된 동기 블록과 RACH 전송을 위해 사용될 RACH 자원을 연결 혹은 연관시켜 놓는다. UE는 자신이 찾은 최적의 빔 방향과 연결된 RACH 자원을 이용하여 RACH 과정을 수행하면, gNB는 RACH 프리앰블을 수신하는 과정에서 상기 UE에게 적합한 하향링크 빔에 대한 정보를 얻게 된다.
<빔 대응성(beam correspondence, BC)>
다중-빔 환경에서는 UE와 전송 및 수신 포인트(transmission and reception point, TRP) 사이의 Tx 빔 및/또는 수신(reception, Rx) 빔 방향을 UE 및/또는 TRP가 정확히 결정할 수 있느냐가 문제된다. 다중-빔 환경에서 TRP(예, eNB) 혹은 UE의 TX/RX 상호(reciprocal) 능력(capability)에 따라서 신호 전송을 반복 혹은 신호 수신을 위한 빔 스위핑이 고려될 수 있다. TX/RX 상호 능력은 TRP 및 UE에서의 TX/RX 빔 대응성(correspondence)라고도 한다. 다중-빔 환경에서 TRP 및 UE에서 TX/RX 상호 능력이 유효하지(hold) 않으면 UE는 자신이 하향링크 신호를 수신한 빔 방향으로 상향링크 신호를 쏘지 못할 수 있다. UL의 최적 경로와 DL의 최적 경로가 다를 수 있기 때문이다. TRP에서의 TX/RX 빔 대응성은, TRP가 TRP의 하나 이상의 TX 빔들에 관한 UE의 하향링크 측정을 기초로 해당 상향링크 수신을 위한 TRP RX 빔을 결정할 수 있으면 및/또는 TRP가 TRP의 하나 이상의 RX 빔들에 관한 TRP'의 상향링크 측정을 기초로 해당 하향링크 전송에 대한 TRP TX 빔을 결정할 수 있으면, 유효하다(hold). UE에서의 TX/RX 빔 대응성은, UE가 UE의 하나 이상의 RX 빔들에 관한 UE의 하향링크 측정을 기초로 해당 상향링크 전송을 위한 UE RX 빔을 결정할 수 있으면 및/또는 UE가 UE의 하나 이상의 TX 빔들에 관한 상향링크 측정을 기반으로 한 TRP의 지시(indication)를 기초로 해당 하향링크 수신에 대한 UE TX 빔을 결정할 수 있으면, 유효하다(hold).
LTE 시스템 및 NR 시스템에서 gNB로의 초기 접속, 즉, 상기 gNB가 사용하는 셀을 통한 상기 gNB로의 초기 접속을 위해 사용하는 RACH 신호는 다음 요소들을 이용하여 구성될 수 있다.
* 순환 프리픽스(cyclic prefix, CP): 이전/앞 (OFDM) 심볼로부터 들어오는 간섭을 막아주고, 다양한 시간 지연을 갖고 gNB에 도착하는 RACH 프리앰블 신호들을 하나의 동일한 시간대에 묶어주는 역할을 한다. 즉, 셀 최대 반경에 부합하도록 CP를 설정하면 상기 셀 내의 UE들이 동일한 자원에서 전송한 RACH 프리앰블들이 RACH 수신을 위해 gNB가 설정한 RACH 프리앰블 길이에 해당하는 RACH 수신 윈도우 내에 들어오게 된다. CP의 길이는 일반적으로 최대 라운드 트립 딜레이(maximum round trip delay)보다 같거나 크게 설정된다.
* 프리앰블: 신호가 전송되었음을 gNB가 검출하기 위한 시퀀스가 정의되며, 프리앰블은 이 시퀀스를 나르는 역할을 한다.
* 가드 시간(guard time, GT): RACH 커버리지 상 gNB와 가장 먼 곳으로부터 전송되어 지연되어 상기 gNB에 들어오는 RACH 신호가 RACH 심볼 구간(duration) 이후에 들어오는 신호에 간섭을 주지 않도록 하기 위해 정의된 구간으로서, 이 구간 동안 UE는 신호를 전송하지 않기 때문에 GT는 RACH 신호로서 정의되지 않을 수도 있다.
도 6은 RACH 프리앰블의 구성/포맷과 수신기 기능(function)을 예시한 것이다.
UE는 동기 신호를 통해 얻은 gNB의 시스템 타이밍에 맞춰서 지정된 RACH 자원을 통해 RACH 신호를 전송한다. gNB는 여러 UE로부터의 신호들을 수신하게 된다. gNB는 일반적으로 RACH 수신을 위해 도 5에 예시된 과정을 수행한다. RACH 신호에 대해서 CP는 최대 라운드 트립 딜레이 이상으로 설정되기 때문에, gNB는 최대 라운드 트립 딜레이와 CP 길이 사이의 임의의 지점이 신호 수신을 위한 경계(boundary)로 설정할 수 있다. 상기 경계 지점을 신호 수신을 위한 시작점으로 정하고, 이 시작점으로부터 시퀀스 길이에 해당하는 길이만큼의 신호에 대해서 상관(correlation)을 적용하면, gNB는 RACH 신호의 존재 여부와 순환 천이 정보를 얻을 수 있다.
gNB가 운용하는 통신 환경이 밀리미터 대역과 같이 다중 빔을 사용하는 환경의 경우, RACH 신호가 여러 방향으로부터 상기 gNB에 들어오게 되며, 상기 gNB는 여러 방향으로부터 들어오는 RACH 수신을 위해 빔 방향을 바꿔가면서 RACH 프리앰블(즉, PRACH)에 대한 검출을 수행해야 한다. 앞서 언급한 바와 같이 아날로그 빔을 사용하는 경우, gNB는 하나의 시점에는 한 방향에 대해서만 RACH 수신을 수행할 수 밖에 없다. 이러한 이유로 인해 gNB가 RACH 프리앰블 검출을 적절하게 수행할 수 있도록 하기 위한 RACH 프리앰블 및 RACH 과정이 설계될 필요가 있다. 본 발명은 gNB에서 빔 대응성(beam correspondence, BC)가 유효한 경우와 BC가 유효하지 않은 경우를 고려하여 NR 시스템, 특히, 빔포밍이 적용될 수 있는 고주파 대역을 위한 RACH 프리앰블 및/또는 RACH 과정을 제안한다.
도 7은 RACH 프리앰블을 수신하기 위해 gNB에 형성되는 수신(receiving, Rx) 빔을 예시한 것이다.
BC가 유효하지 않은 경우, SS 블록에 대해서 RACH 자원이 링크되어 있더라도 gNB는 SS 블록의 전송 빔 방향으로 수신 빔을 형성한다 하더라도 빔 방향이 어긋날 수 있으므로, 다수개의 방향에 대해서 즉 수신 빔을 바꿔가면서 RACH 프리앰블 검출을 수행/시도하는 빔 스캐닝을 수행할 수 있도록, 도 7(a)에 예시된 포맷으로 RACH 프리앰블이 설정될 수 있다. 반면에, BC가 유효한 경우, 동기 신호 블록(SS 블록)에 대해서 RACH 자원이 링크되어 있기 때문에 gNB는 하나의 RACH 자원에 대해 SS 블록을 전송하기 위해 사용한 빔 방향으로 수신 빔을 형성하여 그 방향에 대해서만 RACH 프리앰블 검출을 수행하면 된다. 따라서, 도 7(b)에 예시된 포맷으로 RACH 프리앰블이 설정될 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, UE의 하향링크 빔 획득 보고 및 하향링크 선호(preferred) 빔 보고와 gNB의 BC에 따른 빔 스캐닝이라는 RACH 과정의 두 가지 목적을 반영하여, RACH 신호 및 RACH 자원이 구성되어야 한다.
도 8은 RACH 신호 및 RACH 자원과 관련하여 본 발명의 설명에 사용되는 용어들을 설명하기 위해 도시된 것이다. 이하 본 발명에서는 RACH 신호가 다음과 같은 형태로 설정될 수 있다.
* RACH 자원 요소(RACH resource element): RACH 자원 요소는 UE가 RACH 신호를 전송하는 기본 유닛이다. 다른 RACH 자원 요소들은 각각 다른 UE들에 의해 RACH 신호 전송을 위해 사용될 수 있으므로, 각 RACH 자원 요소 내 RACH 신호에 CP가 삽입된다. UE들 간 신호들에 대한 보호는 이미 CP에 의해 유지되므로, GT는 RACH 자원 요소들 간에는 불필요하다.
* RACH 자원(RACH resource): RACH 자원은 하나의 SS 블록과 연결되어 있는 연접한 RACH 자원 요소들의 집합으로 정의된다. RACH 자원이 연속적으로 인접하여 할당되는 경우, RACH 자원 요소들과 마찬가지로 연속한 두 RACH 자원들이 각각 다른 UE에 의한 신호 전송을 위해 사용될 수 있으므로 각 RACH 자원 내 RACH 신호에 CP가 삽입될 수 있다. CP에 의해 시간 지연에 의한 신호 검출 왜곡이 방지되므로 RACH 자원과 RACH 자원 사이에 GT는 불필요하다. 단 RACH 자원 하나만으로 구성되는 경우, 즉, RACH 자원이 연속적으로 구성되지 않은 경우, RACH 자원 뒤에 PUSCH/PUCCH가 할당될 수 있으므로 PUSCH/PUCCH 앞에 GT가 삽입될 수 있다.
* RACH 자원 세트(RACH resource set): RACH 자원 세트는 연속한 RACH 자원들의 집합이다. 셀에 다수의 SS 블록이 존재하고 상기 다수의 SS 블록들에 각각(respectively) 연결된 RACH 자원들이 연접할 경우, 상기 연속한 RACH 자원들이 하나의 RACH 자원 세트로 정의될 수 있다. RACH 자원들로 이루어진 RACH 자원 세트가 PUSCH/PUCCH와 같은 다른 신호와 만날 수 있는 부분인 RACH 자원 세트의 마지막에 GT가 삽입된다. GT는 앞서 언급한 바와 같이 신호를 전송하지 않는 구간이므로 신호로서 정의되지 않을 수 있다. GT는 도 8에 따로 도시되지는 않는다.
* RACH 프리앰블 반복(RACH preamble repetition): gNB의 수신 빔 스캐닝을 위한 RACH 프리앰블을 구성하는 경우, 즉, gNB가 자신이 수신 빔 스캐닝을 수행할 수 있도록 RACH 프리앰블 포맷을 설정하는 경우, RACH 프리앰블 내에서 동일한 신호(즉, 동일 시퀀스)가 반복되면 반복되는 신호 자체가 CP 역할을 하므로 반복되는 신호들 사이에 CP가 필요하지 않지만, 다른 신호들 이용하여 프리앰블이 RACH 프리앰블 내에서 반복하는 경우에는 프리앰블과 프리앰블 사이에 CP가 필요하다. RACH 프리앰블과 RACH 프리앰블 사이에는 GT가 필요하지 않다. 이하에서는 동일 신호의 반복을 가정하여 본 발명을 설명된다. 예를 들어, RACH 프리앰블이 'CP + 프리앰블 + 프리앰블'의 형태로 구성되는 경우, 상기 RACH 프리앰블 내 프리앰블들은 동일한 시퀀스로 이루어진다고 가정하여, 본 발명이 설명된다.
도 8은 gNB의 관점에서 복수의 SS 블록들에 대한 RACH 자원들과 각 RACH 자원 내 RACH 프리앰블이 도시한 것이며, gNB는 상기 RACH 자원들이 설정된 시간 영역에서 해당 셀 상의 각 RACH 자원 내 RACH 프리앰블의 수신을 시도한다. UE는 셀의 모든 SS 블록들에 대한 RACH 자원들 각각에서 RACH 프리앰블을 전송하는 것이 아니라, 특정 SS 블록(들)(예, 수신 품질이 좋은 SS 블록(들))과 링크된 RACH 자원(들)을 통해 자신의 RACH 프리앰블을 전송한다. 앞서 언급된 바와 같이 서로 다른 RACH 자원 요소들 혹은 서로 다른 RACH 자원들은 서로 다른 UE에 의한 RACH 프리앰블 전송에 사용될 수 있다.
도 9는 RACH 자원 세트를 예시한 것이다. 도 9(a)는 BC가 유효한 gNB의 셀 상에 RACH 자원 당 2개 RACH 자원 요소들이 설정된 경우를 예시한 것이고, 도 9(b)는 BC가 유효한 gNB의 셀 상에 RACH 자원 당 1개 RACH 자원 요소들이 설정된 경우를 예시한 것이다. 도 9(a)에 의하면 SS 블록에 링크된 RACH 자원 내에서 2개의 RACH 프리앰블이 전송될 수 있다. 도 9(b)에 의하면 SS 블록에 링크된 RACH 자원 내에서 1개의 RACH 프리앰블이 전송될 수 있다.
도 8에서 설명된 RACH 신호 구성 특성을 이용하고 RACH 자원의 효율성을 최대화하도록 RACH 자원 세트가 도 9와 같이 구성될 수 있다. 도 9에 예시된 바와 같이 RACH 자원의 사용/할당 효율성을 높이기 위해서는 RACH 자원 세트 내 RACH 자원들 간에 빈 구간을 할당하지 않고 RACH 자원들 혹은 RACH 자원 요소들이 완전히 연속해서 사용될 수 있도록 설정될 수 있다.
하지만 도 9와 같이 RACH 자원을 설정하는 경우 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다. 1) BC가 유효하고 SS 블록 #N에 해당하는 RACH 자원의 수신을 위해 gNB가 SS 블록 #N의 방향으로 빔을 형성하여 수신하는 경우, 데이터 혹은 제어 채널을 위해 정의된 OFDM 심볼(OFDM symbol, OS)의 중간에서 수신 빔이 변경되기 때문에 RACH 자원으로 할당된 주파수 자원 이외의 자원을 부분적으로만 사용할 수 밖에 없는 문제점이 발생한다. 즉, 도 9(a)의 예에서 볼 수 있듯이 SS 블록 #1을 수신하기 위해 gNB가 수신 빔을 형성하면, OS #4는 데이터 채널 혹은 제어 채널 용으로 사용할 수 없는 문제점이 발생하게 된다. 2) BC가 유효하지 않아 gNB가 RACH 자원 요소 내에서 Rx 빔 스캐닝을 수행할 때, SS 블록 #1에 대응하는 RACH 자원에 대해서는 OS#1/OS#2/OS#3의 경계에 맞추어서 OS 각각에서 Rx 빔을 형성하여 데이터/제어 신호를 수신하면서 RACH 프리앰블 검출을 수행할 수 있으나, SS 블록 #2에 해당하는 RACH 자원에 대한 빔 스캐닝을 수행할 때 OS#4에 해당하는 구간에서 데이터/제어 신호의 수신을 위한 빔 방향과 RACH 프리앰블 수신을 위한 빔 방향이 맞지 않아 RACH 프리앰블을 검출하는 데 문제가 발생할 수 있다.
정리하면, RACH 신호 수신을 위해 gNB이 수신 빔의 방향을 변경하면서 빔 스캐닝을 수행하고 수신 빔을 변경하는 시점이 데이터 혹은 제어 채널을 위해 정의되는 OFDM 심볼 경계와 어긋나는 경우, RACH 자원으로서 할당된 주파수 자원이 아닌 주파수 영역에서 서비스되는 데이터 혹은 제어 채널의 자원 사용/할당 효율성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 다중 빔 시나리오에서 gNB가 빔 방향을 변경하면서 RACH 프리앰블 검출을 수행할 수 있도록 함과 동시에 상기 gNB가 RACH 자원 이외의 모든 무선 자원을 데이터 및 제어 채널을 위해 사용할 수 있도록 하기 위해, OFDM 심볼 경계와 정렬(align)되는 구조로 RACH 자원을 할당할 것을 제안한다. BC가 유효한 경우를 예로 들면, RACH 자원 혹은 상기 RACH 자원을 통해 전송되는 RACH 프리앰블은, 도 10에 예시된 바와 같이, 2가지 방법으로 OFDM 심볼 경계와 정렬될 수 있다.
도 10은 RACH 자원의 경계 정렬에 관한 본 발명을 설명하기 위해 도시된 것이다. 도 10은 BC가 유효하면서 하나의 RACH 자원에 2개의 RACH 자원 요소가 전송될 수 있는 경우를 예로 한 것이다. BC가 유효하지 않은 경우, 도 7(a) 또는 도 8(a)에서 예시된 바와 같이, 하나의 RACH 프리앰블이 하나의 CP와 복수의 연속한 프리앰블들로 구성될 수 있으며, 이 경우에도 이하의 본 발명이 적용될 수 있다. 하나의 RACH 자원에 하나의 RACH 자원 요소만 전송될 수도 있으며, 이 경우에도 이하의 본 발명이 적용될 수 있다.
1) OFDM 심볼 경계와 RACH 자원 경계를 일치시키는 방법들 중 하나(이하 방법 1)는, 도 10(a)에 예시된 바와 같이, gNB에 의한 RACH 프리앰블 검출 능력, 상기 gNB의 커버리지, RACH 프리앰블의 부반송파 간격을 반영하여, RACH 프리앰블의 CP 길이와 프리앰블 길이를 정한 후, 이를 이용하여 RACH 자원 요소를 설정한다. gNB는 RACH 자원 용량(capacity)를 반영하여 RACH 자원당 RACH 자원 요소 수를 정하여 RACH 자원을 설정할 수 있다. gNB는 연속하여 사용할 RACH 자원들 각각의 경계를 데이터 및 제어 채널을 위해 사용할 OFDM 심볼(들) 경계와 일치하도록 RACH 자원(들)을 설정한다. 이 경우, RACH 자원들 간에는 빈 구간이 발생할 수 있다. 이 빈 구간은 아무 신호도 전송하지 않는 구간으로 설정될 수 있다. 혹은 RACH 자원 내 마지막 RACH 자원 요소에 한해서만 포스트픽스(post-fix)로 신호가 추가로 전송될 수 있다. 즉, RACH 자원 내 RACH 자원 요소들 중 시간 도메인에서 가장 마지막 RACH 자원 요소를 사용하여 RACH 프리앰블을 전송하는 UE는 자신의 RACH 프리앰블에 포스트픽스(post-fix) 신호를 추가하여 전송하고, 상기 마지막 RACH 자원 요소가 아닌 RACH 자원 요소를 사용하여 RACH 프리앰블을 전송하는 UE는 포스트픽스 신호를 추가하지 않은 채 전송할 수 있다.
2) OFDM 심볼 경계와 RACH 자원 경계를 일치시키는 방법들 중 다른 하나(이하 방법 2)는, 도 10(b)에 예시된 바와 같이, RACH 자원 경계를 OFDM 심볼 경계와 정렬시키기 위해 CP의 길이 및 프리앰블의 길이를 설정한다. 하지만 RACH 자원당 RACH 자원 요소의 수가 변화할 수 있기 때문에 RACH 프리앰블의 길이를 OFDM 심볼 경계에 맞추어 변경하는 경우 상기 RACH 프리앰블 내 프리앰블 시퀀스의 특성이 바뀔 위험이 있다. 즉, 프리앰블의 생성에 사용되는 ZC 시퀀스의 길이는 표 4에 나타난 바와 같이 프리앰블 포맷에 따라 839 또는 139로 정해져 있는데, RACH 프리앰블의 길이를 OFDM 심볼 경계에 맞추기 위해 프리앰블의 길이를 조절할 경우, 프리앰블 시퀀스인 ZC 시퀀스의 특성이 바뀔 위험이 있다. 따라서 RACH 프리앰블 포맷이 정해지고 RACH 자원당 RACH 자원요소가 정해지면, RACH 프리앰블의 길이는 고정하되 RACH 자원이 OFDM 심볼 경계와 정렬되도록 CP의 길이를 RACH 프리앰블 포맷의 설정에서 정해진 길이보다 키우는 것이 가능하다. 즉, 이 방법은 프리앰블 시퀀스의 특성을 유지되도록 RACH 프리앰블 내 각 프리앰블의 길이는 고정하고, CP의 길이를 OFDM 심볼 경계에 맞춰 늘림으로써 RACH 자원의 경계, 즉, 상기 RACH 자원을 통해 전송/수신되는 RACH 프리앰블의 경계를 데이터/제어 채널의 전송용 OFDM 심볼(즉, 일반 OFDM 심볼) 경계와 맞추는 것이다. 이 경우, gNB는 일부 RACH 자원 요소의 CP 길이만 키우도록 설정(즉, 일부 RACH 프리앰블의 CP의 길이만 키우도록 설정)하거나, 혹은 모든 RACH 자원 요소의 CP 길이를 적절하게 키우도록 설정(즉, 각 RACH 프리앰블의 CP 길이를 적절하게 키우도록 설정)할 수 있다. 따라서, 예를 들어, gNB가 OFDM 심볼들로 구성된 시간 영역에 RACH 자원을 설정하는 경우, 상기 gNB는 CP 길이와 시퀀스 부분 길이를 나타내는 프리앰블 포맷을 설정하는데, 시퀀스 부분 길이는 해당 RACH 프리앰블에 포함될 프리앰블의 개수에 따라 특정 길이(예, RACH를 위한 ZC 시퀀스의 길이)로부터 얻어진 프리앰블 길이의 양의 정수 배이고, CP 길이는 상기 일반 OFDM 심볼들의 총 길이에서 상기 프리앰블 부분 길이를 뺀 값과 같도록 프리앰블 포맷을 설정하여 시그널링할 수 있다. OFDM 심볼들의 길이가 모두 같은 경우, 본 발명에 따른 RACH 프리앰블 포맷은 프리앰블의 기정의된 길이(예, 기정의된 길이의 ZC 시퀀스로부터 얻어진 프리앰블 길이)의 양의 정수 배와 CP 길이의 합이 OFDM 심볼 길이의 복수 배와 같도록 정의될 것이다. UE는 셀의 SS 블록을 검출하고 상기 SS 블록과 연결된 RACH 자원에서 전송할 RACH 프리앰블을 생성할 때 gNB가 설정한 프리앰블 포맷에 따라 특정 길이의 시퀀스(예, ZC 시퀀스)를 이용하여 RACH 프리앰블에 포함될 각 프리앰블을 생성하고 CP를 상기 프리앰블 혹은 상기 프리앰블의 반복(들) 앞에 부가하여 상기 RACH 프리앰블을 생성한다.
방법 1과 방법 2는 BC가 유효하지 않아 gNB가 Rx 빔 스캐닝을 수행하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 방법 1과 방법 2에 대해 BC가 유효한 경우에는 RACH 프리앰블이 하나의 프리앰블을 포함하는 포맷으로 구성될 가능성이 높은 반면, BC가 유효하지 않은 경우에는 RACH 프리앰블이 프리앰블의 반복을 포함하도록 구성될 가능성이 높다는 점을 제외하면, 도 10을 참고하여 설명된 방법 1과 방법 2는 BC가 유효하지 않아 gNB가 Rx 빔 스캐닝을 수행하고자 하는 경우에도 마찬가지로 적용될 수 있다. 예를 들어, BC가 유효하지 않아 gNB가 Rx 빔 스캐닝을 수행하고자 하는 경우에는 상기 gNB는 RACH 프리앰블이 프리앰블의 반복을 포함하는 형태로 프리앰블 포맷(예, 도 7(a) 혹은 도 8(a) 참조)을 설정하여 시그널링하되, 방법 1의 형태로 RACH 자원을 설정하여 일 RACH 자원의 끝부터 다음 RACH 자원의 시작 직전까지를 빈 구간 혹은 포스트픽스 구간으로 보아 RACH 프리앰블(들)을 모니터링하거나, 혹은 방법 2의 형태로 RACH 자원을 구성하여 RACH 프리앰블의 경계가 OFDM 심볼 경계와 일치한다고 가정하여 상기 gNB가 설정한 각 RACH 자원 내에서 RACH 프리앰블(들)을 모니터링할 수 있다.
본 발명에서 제안된 상기 RACH 자원 할당 방안은 RACH 자원을 위해 사용되는 하나의 슬롯 혹은 다수의 슬롯에서 RACH 자원이 점유하는 주파수 자원 이외의 주파수 자원을 데이터 자원 혹은 제어 채널 자원으로 효율적으로 사용하기 위한 것이다. 그러므로 RACH 자원을 고려한 데이터/제어 채널 자원의 효율적 사용을 위해서, gNB는 RACH 자원으로 할당한 슬롯에 대해서 빔을 어떤 단위로 형성하는지에 관한 정보를 이용하여 데이터 혹은 제어 채널을 스케줄링해야 한다. 또한 UE는 gNB가 어떤 단위의 OFDM 심볼 단위로 스케줄링을 수행하는지에 관한 정보를 수신함으로써 상기 정보를 기반으로 데이터 혹은 데이터 채널을 전송할 수 있다. 이를 위해 gNB가 데이터 혹은 제어 채널을 RACH 자원이 할당된 시간 영역에 스케줄링하도록 하기 위해 두 가지 방법이 고려될 수 있다.
* 미니 슬롯 할당
RACH 자원이 할당된 시간 영역에 스케줄링되는 경우, 스케줄링되는 채널은 하나의 빔 영역에 포함되어야 하므로 그 채널이 할당된 자원의 시간 길이는 RACH 자원의 시간 길이보다 짧아야 하고, 하나의 RACH 자원에 대해서 다수개의 짧은 길이의 슬롯이 포함될 수 있다.
gNB가 RACH 자원별로 빔의 방향을 설정하여 동작하고 RACH 자원이 할당된 시간 영역과 RACH 자원이 할당되지 않은 시간 영역에서 gNB가 UE에게 자원을 할당하는 시간 단위가 일치하지 않는 경우, gNB는 RACH 자원이 차지하는 시간 영역에서 스케줄링을 위한 슬롯을 정의하고, 이와 관련된 정보를 UE에게 알려주어야 한다. 이하에서는, RACH 자원이 차지하는 시간 영역에서 스케줄링에 사용되는 슬롯을 미니 슬롯이라고 칭한다. 이와 같은 구조에서 미니 슬롯을 통해서 데이터 혹은 제어 채널이 전송되기 위해서는 몇 가지 고려해야 할 사항들이 있다. 예를 들어 다음과 같은 사항들이 고려되어야 한다.
1) RACH 자원이 할당된 슬롯에 대해 하나의 미니 슬롯을 정의하는 경우:
도 11은 BC가 유효한 경우에 대한 RACH용 슬롯(SLOTRACH) 내에 미니 슬롯을 설정하는 방법을 예시한 것이다.
UE는 시스템 정보를 통해서 gNB가 사용하는 RACH 자원들에 대한 정보를 모두 알고 있다. 그러므로 SS 블록당 할당된 RACH 자원을 모두 포함하는 최소의 OFDM 심볼들의 집합이 하나의 미니 슬롯으로 정의될 수 있다. 그리고 gNB가 RACH 자원이 할당된 시간에 스케줄링을 수행하는 경우, UE는 미니 슬롯을 TTI의 길이로 해석해서 데이터 혹은 제어 채널을 전송한다. 하나의 정규(normal) 슬롯 내에 다수개의 미니 슬롯이 포함되는 경우, UE는 어느 미니 슬롯을 통해서 데이터/제어 채널을 전송해야 할지 결정해야 한다. UE가 데이터/제어 채널의 전송에 사용할 미니 슬롯을 결정하는 방법에는 크게 다음 두 가지가 있을 수 있다.
> A. gNB가 상향링크 데이터/제어 채널의 전송을 스케줄링하는 경우, DCI를 통해서 슬롯 내에서 어느 미니 슬롯을 통해 전송해야 하는지를 UE에게 지정해줄 수 있다.
> B. UE는 다중 빔 시나리오에서 지속적으로 빔 추적을 수행한다. 이 때, UE가 자신이 현재 서비스받고 있는 서빙 빔이 어느 SS 블록과 연결되어 있는지에 관한 정보를 gNB으로부터 사전에 전달받았다면, 상기 UE는 서빙 빔과 연관된 SS 블록과 연결된 RACH 자원과 동일한 시간 영역을 자신이 전송해야 할 시간으로 해석한다. UE가 스케줄링 받은 슬롯 내에 상기 UE의 서빙 빔과 관계되는 SS 블록과 연결된 RACH 자원이 존재하지 않는 경우, 상기 UE는 빔 불일치(mismatch)가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
2) RACH 자원이 할당된 슬롯에 대해 다수 개의 미니 슬롯을 정의하는 경우:
도 12는 BC가 유효한 경우에 대한 RACH용 슬롯(SLOTRACH) 내에 미니 슬롯을 설정하는 다른 방법을 예시한 것이다.
RACH 자원이 할당된 슬롯에 대해 다수 개의 미니 슬롯을 정의하는 것은 하나의 RACH 자원이 할당된 슬롯 내에 다수 개의 미니 슬롯들이 존재한다는 점을 제외하고는 기본적으로 RACH 자원이 할당된 슬롯에 대해 다수 개의 미니 슬롯을 정의하는 것과 유사하다. 도 11에서 제시된 방법과 동일하게 동작하되, 도 12에 예시된 바와 같이, RACH 자원을 모두 포함하는 최소한의 OFDM 심볼들의 집합이 몇 개로 나뉘고 각각이 미니 슬롯으로 정의된다. 이 경우, gNB는 일차적으로 RACH 자원을 포함하는 최소한의 OFDM 심볼들의 집합을 어떻게 나누어서 사용할 것인지를 UE에게 알려주어야 한다. 예를 들어, gNB는 비트맵의 형태로 RACH 자원을 포함하는 최소한의 OFDM 심볼들이 어떻게 나누어지는지를 UE에게 지시할 수 있다. 혹은, RACH 자원을 포함하는 최소한의 OFDM 심볼들 다수개의 동일한 등분으로 나눌 수 있는 경우 할당하는 미니 슬롯의 개수를 알려줄 수도 있다. 또한 스케줄링 받은 UE가 다수 개의 미니 슬롯들 중에서 어느 미니 슬롯을 통해 데이터/제어 채널의 전송을 수행해야 하는지를 gNB가 지시해주어야 한다. gNB는 어느 미니 슬롯을 통해 데이터/제어 채널의 전송을 수행해야 하는지를 DCI를 통해서 직접적으로 지시하거나, RACH 자원이 할당된 시간 영역에서 UE가 스케줄링될 경우 어느 미니 슬롯을 사용할지를 사전에(예, 연결 셋업 시에) 상기 UE에게 알려줄 수 있다. 혹은, UE ID와 같은 상기 UE와 상기 gNB가 공유하고 있는 정보를 이용하여 사전에 정해진 규칙에 의해 사용할 미니 슬롯이 결정되는 것도 가능하다.
3) BC가 유효하지 않아서 프리앰블 반복 동안 빔 스캐닝이 수행되는 경우:
도 13은 BC가 유효하지 경우에 대한 RACH용 슬롯(SLOTRACH) 내에 미니 슬롯을 설정하는 방법을 예시한 것이다.
BC가 유효하지 않은 경우에는 앞서 언급한 바와 같이 gNB는 하나의 RACH 자원이 할당된 슬롯 내에서 수신기의 빔 방향을 바꿔가면서 빔 스캐닝을 수행하게 된다. 그러므로 BC가 유효하고 RACH 자원이 할당된 슬롯 내에 다수 개의 미니 슬롯이 존재하는 경우와 유사한 방식으로 운용될 수 있다. 이를 위해서 도 12에서 설명된 방법과 유사하게 RACH 자원을 포함하는 최소한의 OFDM 심볼들의 집합에 대해서 빔 스캐닝을 어떻게 수행할 것인지에 대한 정보와 각각의 빔이 어떤 SS 블록과 연결되어 있는지에 대한 정보를 전달하고, 이 정보를 상기 UE는 자신이 어떤 미니 슬롯에 스케줄링을 받을 수 있는지에 대한 정보로서 이용할 수 있다. 이 경우, UE는 자신이 스케줄링 받을 수 있는 다수 개의 미니 슬롯들 중 데이터/제어 채널이 어느 미니 슬롯에 스케줄링 된 것인지는 도 12에서 언급된 방법과 유사하게 DCI를 통해서 전달받거나 RRC 신호를 통해서 사전에 미리 약속되거나 혹은 gNB와 UE가 공유하는 정보를 이용하여 사전에 정의된 규칙에 의해 정의될 수 있다.
4) 그랜트-프리(grant-free) 스케줄링의 경우:
> A. UE가 그랜트-프리 자원에서 전송하는 데이터/제어 채널의 시간 자원이 RACH 자원과 겹치는 경우, 상기 데이터/제어 채널이 상기 RACH 자원의 시간 영역에 대해 정의된 미니 슬롯으로 전송할 수 있다. 그런데 그랜트-프리 스케줄링이고 UE가 상기 그랜트-프리 스케줄링을 통해, 즉, 그랜트-프리 자원을 통해 전송할 데이터/제어 채널의 신호 포맷이 정규 슬롯이거나 정규 슬롯보다 짧은 슬롯이지만 RACH 자원 영역에 대해 정의된 미니 슬롯보다는 길이가 긴 경우, 그리고 상기 미니 슬롯의 길이가 정규 슬롯의 길이에 비해 너무나 짧아서 상기 미니 슬롯을 통한 데이터/제어 채널의 전송이 지정한 코딩율에 비해서 너무 높아지는 경우, 상기 UE는 i) 전송을 드랍하거나 ii) 수송 블록 크기(transport block size)를 변경하거나 iii) 다수 개의 미니 슬롯이 이용 가능한 경우에는 다수개의 미니 슬롯들을 이용하여 해당 데이터/제어 채널을 전송할 수 있다. 반면에 미니 슬롯의 길이로 전송하더라도 지정한 코딩율에 비해서 낮은 경우에는 지정되어 있는 수송 블록의 크기로 전송할 수도 있다.
> B. 그랜트-프리 스케줄링이고 UE가 상기 그랜트-프리 스케줄링을 통해, 즉, 그랜트-프리 자원을 통해 전송할 데이터/제어 채널의 신호 포맷이 미니 슬롯보다 짧은 길이인 경우에는 앞서 언급한 방식을 통해 정해진 미니 슬롯 위치를 통해서 정상적으로 전송할 수 있다. 즉, 그랜트-프리 스케줄링을 통한 데이터/제어 채널이 시간 도메인에서 미니 슬롯보다 짧은 길이의 자원을 필요로하는 경우, UE는 RACH 자원(즉, RACH 프리앰블)의 길이에 맞춰서 설정된 미니-슬롯들 중 상기 데이터/제어 채널과 동일한 gNB Rx 빔에 해당하는 미니-슬롯을 통해 상기 데이터/제어 채널을 전송한다. 이 때, 수송 블록 크기를 기존에 설정된 신호 포맷 대비 미니 슬롯 길이에 비례해서 사전에 정한 규칙에 따라 키울 수 있다. 예를 들어, 그랜트-프리 스케줄링으로 전송할 신호 포맷이 2개 OFDM 심볼을 사용하는 것으로 정의되고, RACH 슬롯 내 미니 슬롯의 길이가 3개 OFDM 심볼일 경우, 그랜트-프리 스케줄링의 데이터/제어 채널이 나를 수 있는 수송 블록 크기가 1.5배로 증가될 수 있다.
5) 가드 시간 혹은 빈 구간(blank duration)에 미니 슬롯 할당:
도 14는 가드 시간을 이용하여 미니 슬롯을 설정하는 방법을 예시한 것이다.
gNB는 가드 시간으로 설정된 구간의 일부 혹은 가드 시간의 용도가 아니더라도 하나의 슬롯 내에 RACH 자원을 구성하고 남은 슬롯 내 빈 구간에 대해서는 자유롭게 수신 빔을 설정할 수 있다. 그러므로 gNB는 RACH 자원과 관련된 정보와 함께 슬롯 내에서 RACH 자원 수신을 위한 빔과 독립적으로 사용할 수 있는 미니 슬롯에 관한 정보를 UE에게 알려주고, 상기 UE는 가드 시간에 설정된 미니 슬롯에 대해 동적 스케줄링이 있을 것이라고 기대할 수 있다. 할당된 미니 슬롯(들)의 위치는 앞서 언급된 방법들(예, RACH 슬롯 내에 설정되는 미니 슬롯의 길이, 위치, 빔 방향 등을 알려주는 방법들)이 사용될 수 있다.
6) 짧은 PUCCH 자원 할당:
TDD 시스템의 경우, 제어 채널을 짧은 길이로 구성하여 하나의 슬롯 내 일부 구간에 전송하는 방식이 가능하다. NR 시스템의 경우, 하나의 슬롯에 대해서 슬롯의 앞 부분에는 하향링크 제어 채널을, 슬롯의 마지막 부분에는 상향링크 제어 채널을 전송하는 방식들이 논의되고 있으며, 특히, 이와 같이 전송되는 상향링크 제어 채널을 짧은 PUCCH라고 부른다. 짧은 PUCCH는, 슬롯의 마지막 1~2개의 심볼에 전송되도록 채널이 구성되기 때문에, 앞서 언급한 미니 슬롯으로 전송될 수 있다. 하지만 앞서 언급된 바와 같이 하나의 슬롯 내에서 빔 방향이 변할 수 있기 때문에 짧은 PUCCH를 슬롯의 마지막 부분에 무조건 위치시킬 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 그러므로 짧은 PUCCH가 RACH 자원이 할당된 슬롯 영역에 스케줄링되는 경우, UE는 자신이 서비스 받고 있는 빔과 동일한 방향의 빔(즉, gNB Rx 빔, 혹은 상기 gNB Rx 빔에 상응하는 UE Tx 빔) 혹은 gNB가 사전에 짧은 PUCCH에 대해서 링크를 형성해준 빔(즉, gNB Rx 빔, 혹은 상기 gNB Rx 빔에 상응하는 UE Tx 빔)이 존재하는 미니 슬롯에서 짧은 PUCCH 전송을 수행한다. 이 때, PUCCH는 미니 슬롯 내 마지막 심볼 위치, 혹은 gNB가 시그널링을 통해서 지정하는 심볼 위치 혹은 규칙에 의해 결정되는 심볼 위치에서 전송될 수 있다. 하지만 UE는 자신이 서비스 받고 있는 빔과 동일한 방향의 빔 혹은 gNB가 사전에 짧은 PUCCH에 대해서 링크를 형성해준 빔이 존재하지 않는 경우에는 상기 짧은 PUCCH 전송을 드랍할 수 있다.
* 미니 슬롯 연접(concatenation)
RACH 자원 세트에 대한 수신 빔을 형성하는 단계에서 RACH 자원별 수신 빔의 방향이 크게 다르지 않은 경우, RACH 자원 세트 구간을 걸쳐서 전송하는 긴 슬롯을 통해 데이터 혹은 제어 채널이 전송되는 것도 가능하다. 이를 앞서 언급된 미니 슬롯들을 연접해서 사용하는 미니 슬롯 연접이라 칭할 수 있다.
도 15는 BC가 유효하고 정규 슬롯과 동일한 길이로 미니 슬롯 연접을 수행하여 데이터를 전송하는 예를 도시한 것이다. 특히, 도 15는 BC가 유효한 경우, RACH 자원 구간에서 연접된 미니 슬롯의 전송 및 참조 신호의 삽입을 예시한 것이다. 예를 들어, 정규 슬롯과 동일한 길이가 되도록 미니 슬롯들이 연접하여 얻어진 긴 슬롯(long slot)에 걸쳐 하나의 데이터 패킷이 전송될 수 있다. 이 경우, 하나의 데이터 패킷이 긴 슬롯 내 미니 슬롯들에 나뉘어 전송된다.
이와 같이 연접된 미니 슬롯들을 이용한 데이터 전송의 경우, gNB가 SS 블록 전송 방향 정보를 이용하여 RACH 자원별 수신 빔을 형성하기 때문에 UE는 각각 SS 블록을 가장 좋은 품질로 수신할 수 있는 방향으로 신호를 전송하는 것이 바람직하다. 그러므로 gNB는 RACH 자원 시간 영역에서 (BC가 유효하지 않은 경우) OFDM 심볼별로 혹은 (BC가 유효한 경우) RACH 자원별로 수신 빔 형성과 관련된 정보(예, SS 블록과의 연관 정보)를 UE에게 알려준다. 이 때, 연결된 미니 슬롯들을 전송하고 정규 슬롯에 대해서 정의된 포맷으로 참조 신호(reference signal)을 전송하는 경우에 UE에 의한 신호 전송 중에 gNB의 수신 빔의 방향이 변하므로 데이터 채널의 수신이 원활하게 이루어지지 못할 수 있다. 그러므로 gNB의 수신 빔 방향의 변화를 반영하여 gNB의 수신 빔 방향 변화의 단위로 참조 신호가 삽입되는 것이 필요하다. 이를 위해서는 RACH 자원 구간에 할당되는 연접된 미니 슬롯들을 위한 참조 신호 구조가 정의되는 것이 좋다. RACH 자원 구간에 연접된 미니 슬롯 포맷의 데이터 혹은 제어 채널을 할당 받은 UE는 연접된 미니 슬롯 포맷의 참조 신호를 전송해야 한다.
PUSCH 혹은 PUCCH 전송 시, PUSCH 혹은 PUCCH의 UE Tx 빔 방향에 대해 안정적인 하나의 gNB Rx 빔이 존재하지 않거나, 다수의 빔이 유사한 품질을 갖는 경우, 빔 다이버시티 특성을 이용할 수 있도록 연접된 미니 슬롯을 통해 PUSCH 혹은 PUCCH을 전송함으로써 PUSCH 혹은 긴 PUCCH의 안정적인 수신이 가능하다. 이러한 경우, gNB는 RACH 자원 영역에서 PUSCH 혹은 PUCCH를 전송함으로써 RACH 자원이 할당된 시간 자원을 효율적으로 이용할 수 있다.
추가적으로 gNB는 다중 빔 환경에서 서비스를 안정적으로 유지하기 위해서 가장 좋은 품질을 갖는 빔을 서빙 빔으로 유지하도록 전송 빔 혹은 수신 빔에 대한 빔 트랙킹을 수행하게 된다. 그러므로 gNB는 RACH 자원이 할당된 슬롯 구간 내에서 상기 gNB가 수신 빔을 바꾸는 특성을 이용하여 UE가 PUSCH, 긴 PUCCH, 혹은 짧은 PUCCH의 RACH 자원 영역별 반복 전송 혹은 빔 트랙킹을 위해 정의되는 RS를 다수의 미니 슬롯들에 걸쳐서 전송하도록 지시함으로써 상기 gNB는 gNB 수신 빔 혹은 UE 전송 빔에 대한 품질을 측정하고 빔 트랙킹을 수행할 수도 있다. 즉, 빔 트랙킹에 대한 자원의 효율적 이용을 위해 RACH 자원이 할당된 시간 영역에 대해 특성에 맞는 물리 채널 전송을 지시하고, 이를 빔 트랙킹을 위한 자원으로 이용할 수 있다. 다시 말해, 빔 트랙킹에 대한 자원의 효율적 이용을 위해 gNB는 RACH 자원이 할당된 시간 영역에 설정된 미니 슬롯(들) 각각에 부합하는 UE Tx 빔으로 물리 채널을 전송하도록 UE에게 지시하고, 각 미니 슬롯 내 물리 채널을 빔 트랙킹을 위해 사용할 수 있다. 빔 트랙킹을 위한 신호를 UE가 효율적으로 전송하도록 위해서는 위에서 언급한 것처럼 gNB가 빔 방향의 변경 정보를 UE에게 알려주며, 상기 UE는 이 정보와 사전에 정의된 규칙에 따라서 참조 신호를 gNB의 수신 빔별로 삽입하여 전송한다. gNB는 이와 같이 전송된 참조 신호를 이용하여 수신 빔 구간에 대한 채널 추정용 신호 혹은 빔 트랙킹을 위한 신호 품질 측정용 신호로 상기 참조 신호를 사용할 수 있다.
빔 다이버시티를 통한 gNB에서의 수신을 위해 전송된 PUSCH 혹은 긴 PUCCH 전송 시, 상기 gNB는 수신 빔 구간별로 신호의 수신을 시도하게 되므로, 안테나 이득이 다른 특성을 보일 수 있다. 그러므로 상기 UE는 수신 빔 방향별(예, RACH 자원 영역별)로 PUSCH/PUCCH의 전송 전력을 다르게 설정할 수 있다. 이를 위해서 상기 gNB는 상기 UE에게 각각의 RACH 자원 영역별로 개루프(open loop) 전력 제어용 경로손실(pathloss) 계산을 위한 참조 채널/신호 정보 및 전력 제어 파라미터를 별도로 설정하도록 알려줄 수 있다. UE는 이 정보를 이용하여 RACH 자원 시간 영역별로 상이한 전송 전력을 설정하여 전송한다.
이와 달리 빔 트랙킹(혹은 빔 관리)을 위한 용도로 신호를 다수 개의 RACH 자원 영역별로 전송 시에는 gNB에 의한 수신 신호의 품질을 측정하기 위해서 RACH 자원 영역별로 동일한 전송 전력이 유지되어야 한다. 그러므로 이 경우에는 하나의 전력 제어를 위한 참조 채널/신호가 하나만 필요하고, 상기 참조 채널/신호에 대한 정보를 gNB가 알려주거나 규칙에 의해 사전에 정의되면, UE는 상기 참조 채널/신호를 이용하여 전송 전력의 크기를 결정하고 상기 전송 전력을 모든 영역에 동일하게 적용하여 PUSCH/PUCCH를 전송할 수 있다.
각 UL 채널별로, gNB는 RACH 자원 전송 시간 영역, 즉, 해당 셀에 RACH 자원이 설정된 시간 영역을 통한 UL 데이터 혹은 제어 채널이 빔 다이버시티를 위한 용도인지 빔 트랙킹을 위한 용도인지를 UE에게 알려주고 상기 용도에 맞추어서 상기 UE가 전력 제어 동작을 수행하도록 할 수 있다.
< PRACH 설정>
PRACH 설정은 RACH 자원의 시간/주파수 정보를 포함하며, 나머지 최소 시스템 정보(Remaining Minimum System Information, RMSI)에 포함될 수 있다. RMSI 는 SIB1(System Information Block 1)로 해석될 수 있으며, PBCH(Physical Broadcast Channel)를 통해서 MIB(Master System Information Block) 수신 이후 UE가 획득해야 하는 시스템 정보이다. PRACH 설정 정보를 수신하면, UE는 PRACH 설정에 포함된 프리앰블 세트 중 하나의 프리앰블을 사용하여, 지정된 시간 및 주파수 자원 상에서 PRACH 메시지 1(Msg1)을 전송할 수 있다. PRACH 설정 정보 내 프리앰블 포맷은 또한 CP 길이, 반복 횟수, 부반송파 간격 및 시퀀스 길이 등을 제공할 수 있다. 이하, PRACH 설정에 관한 세부 사항에 대해 살펴보도록 한다.
1. 시간 도메인에서의 RACH 자원 설정
도 16 및 도 17은 시간 도메인에서의 RACH 자원 설정을 예시한 것이다.
도 16 내지 도 17을 참조하여, 시간 도메인에서의 RACH 자원 설정에 대해서 살펴보도록 한다. 여기서, RACH 자원은 PRACH Msg1이 전송될 수 있는 시간/주파수 자원을 의미할 수 있다. 특히 RACH 자원은 선호되는 하향링크 전송 빔 방향을 식별할 수 있도록 하기 위하여 SS 블록과 연관되며, 시간 도메인에서의 각 RACH 자원은 SS 블록 인덱스와 연관된다.
또한, 시간 도메인에서의 RACH 자원 세트는 셀 내에서 SS 블록의 디폴트 주기(default periodicity)의 관점에서 정의될 수 있다. 하나의 SS 블록과 연관된 다수 개 기회(occasion)의 RACH 자원들이 시간 도메인에서 상기 RACH 자원 세트 내에 있을 수 있다. 도 16을 참조하면, SS 블록 주기 및 RACH 자원 세트 주기가 도 16에 예시된 바와 같이 설정될 수 있다. RACH 자원 세트의 주기는 SS 블록 주기에 기초하여 결정될 수 있고, RACH 자원 세트의 주기 내에서 다수의 RACH 자원들이 설정될 수 있다. 한편, 상기 RACH 자원 세트의 주기는, 상술한 것과 같이 PRACH 설정 정보에 의해 설정될 수 있으며, 이러한 경우, RACH 자원 세트의 주기는 PRACH 설정 주기와 동일할 수 있다. 본 발명에서 PRACH 설정 주기, 즉, RACH 설정 주기는 해당 RACH 설정에 따른 RACH 자원(들)의 세트가 나타나는 시간 주기를 의미할 수 있다.
도 16에서 RACH 자원이 할당되는 각각의 시간 인스턴스(time instance)는 RACH 기회(occasion)이라 명명된다. 즉, 시퀀스 도메인을 고려하지 않고 시간 도메인 및 주파수 도메인만을 고려하면, 하나의 RACH 자원은 하나의 RACH 기회(occasion)로 칭해질 수 있다. RACH 자원 세트의 주기가 SS 블록 주기를 기반으로 결정된다면, 정확한 타이밍 인스턴스(timing instance)는 해당 RACH 자원과 연관된 SS 블록의 전송 타이밍으로부터의 오프셋으로서 지시될 수 있다. RACH 자원 세트 내의 RACH 기회(occasion)들의 정확한 위치도 UE에게 제공된다.
도 17은 SS 블록과 RACH 자원 간 연관을 지시하는 방법을 예시한 것이다. 각 RACH 자원 세트는 SS 블록 주기를 이용하여 설정된다. 시간 도메인에서의 정확한 시작 위치는 SS 블록에 대응하는 RACH 자원 세트마다 상이할 수 있으므로, 각각의 SS 블록으로부터 대응 RACH 자원 세트까지의 타이밍 오프셋이 시그널링될 수 있다.
RACH 자원의 지속기간(duration)은 PRACH 프리앰블 포맷에 의해 결정된다. 가드 시간을 포함하는 RACH 프리앰블의 길이(예, 프리앰블 포맷)는 셀 커버리지에 따라 설정된다. 또한, 프리앰블 반복의 횟수는 RACH 자원의 지속기간(duration)을 결정한다. 그러므로, RACH 자원의 설정은 CP 길이에 대한 RACH 프리앰블 포맷과 더불어, 프리앰블 길이의 지시를 위한 RACH 시퀀스 반복 횟수를 포함한다.
한편, 상술한 바와 같이, 다중 빔을 사용하는 NR 시스템에서 초기 하향링크 빔 획득 과정은, 가장 좋은 수신 품질을 갖는 SS 블록에 대한 검출을 통해 우선적으로 이루어진다. 이를 통해, UE가 선호하는 downlink beam에 관한 정보를, 초기 RACH 과정을 통해서 기지국에 알려준다. 따라서, NR 시스템에서는 UE가 검출한 SS 블록에 해당하는 빔 인덱스에 관한 정보를, RACH 프리앰블 전송을 위한 자원의 위치를 통해서 간접적으로 알려줄 수 있다. 예를 들어, 도 5를 통해 상술한 것과 같이, RACH 자원은 각각의 SS 블록에 링크되어 있으며, UE는 기지국에게 각각의 SS 블록에 연결된 RACH 자원의 형태로 빔 인덱스에 관한 정보를 알려준다. 즉, 자신이 검출한 SS 블록과 연관된 RACH 자원을 이용하여 PRACH 전송함으로써 UE는 기지국에게 자신이 선호하는 하향링크 빔, 즉, SS 블록을 알려줄 수 있다.
이와 같이 기본적으로 RACH 자원의 시간/주파수 자원은 SS 블록과 연결되어 있기 때문에, 초기 접속 단계에서 사용하는 SS 블록의 기본 전송 주기를 기반으로 RACH 자원이 할당되는 것이 좋다. 다만, 기지국의 셀에 위치한 UE의 수가 적은 경우에는, RACH 자원도 기본 전송 주기에 비해 간헐적으로 할당될 수도 있다. 그러므로, 본 발명에서는 RACH 자원이 할당된 슬롯을 RACH 슬롯으로 정의하고, RACH 슬롯의 주기를 SS 블록의 기본 전송 주기의 배수로 할당할 것을 제안한다. 상술한 설명에서는 다중 빔 환경을 기준으로 설명했지만, 단일 빔 환경에서도 동일한 구조를 유지하기 위해 동일한 방식으로 RACH 자원을 할당하는 것이 효율적일 수 있다. 또한 상기 RACH 슬롯의 주기는 상술한 PRACH 설정 정보에 의해 설정되는 RACH 설정 주기에 연관될 수 있으며, 하나의 RACH 설정 주기 내에서 동일한 위치에 있는 혹은 동일한 인덱스를 가지는 RACH 슬롯 간의 주기는 상기 RACH 설정 주기와 동일할 수 있다. 네트워크/gNB가 UE에게 전송하는 RACH 자원 할당 정보 중 RACH 시간 자원에 대한 정보는 다음을 포함할 수 있다.
1) 연관된 SS 블록 인덱스
2) SS 블록으로부터 RACH 슬롯의 위치
3) SS 블록 주기의 배수 혹은 SS 블록 주기의 함수로 표현되는 RACH 슬롯의 주기
4) SS 블록의 주기에 대한 RACH 슬롯의 주기가 1보다 클 때, 모호성 없이 정확한 위치를 알려주기 위한 오프셋 값. 이 때, 상기 오프셋 값은 서브프레임 번호 0을 기준으로 설정된다.
이와 같이 RACH 자원이 할당되는 시간/주파수 자원이 SS 블록과 연결되는 경우, UE가 RACH 전송을 할 수 있는 시점인 RACH 자원의 수는 기본적으로 SS 블록의 수와 동일할 수 있다. 일반적으로, RACH 자원은, RACH 프리앰블을 전송할 수 있는 시간, 주파수, 코드 도메인 자원을 모두 포함하지만, 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 일반적으로 RACH 자원이 RACH 프리앰블을 전송할 수 있는 시간/주파수 자원 블록의 의미로 사용된다. 다만, 프리앰블 시퀀스와 함께 언급되는 RACH 자원은 시퀀스 도메인, 즉, 코드 도메인을 포함하는 개념으로 사용되기도 한다. 예를 들어, RACH 자원들이 동일 시간/주파수 자원을 공유한다고 표현되는 경우, 상기 RACH 자원들은 시간/주파수 자원의 관점에서는 하나의 RACH 자원이지만, 시퀀스 도메인까지 고려하면 복수 개의 RACH 자원에 해당할 수 있다.
하지만, 기지국 내에 존재하는 UE의 수가 크지 않은 환경에서는 SS 블록마다 다른 RACH 자원이 할당되는 것은 비효율적일 수 있다. 따라서, 기지국이 동일한 수신 빔으로 RACH 프리앰블들을 수신할 수 있거나, 동시에 다수 개의 빔을 통해서 RACH 프리앰블들을 수신할 수 있다면, 다수 개의 SS 블록과 연결된 RACH 자원에 대해서 동일한 시간/주파수 자원을 할당될 수도 있다. 즉 다수 개의 SS 블록이 하나의 RACH 시간-주파수 자원과 연관될 수도 있다. 이 경우, RACH 자원에 대한 SS 블록들은 상기 RACH 자원에서 사용되는 프리앰블 인덱스들 또는 프리앰블 인덱스 세트들에 의해 구분될 수 있다. 즉, RACH 자원의 수는 SS 블록의 수와 같거나 작게 할당될 수 있다.
기지국은 RACH 자원을 어느 시간/주파수 영역에 할당할지를 결정하고, 이에 관련된 정보를 시스템 정보를 통해 UE에게 알려준다. LTE 시스템의 경우, 프리앰블 포맷에 따라, 하나 또는 2개의 서브프레임이 RACH 슬롯을 구성했기 때문에, 기지국이 PRACH 설정 정보를 통해 특정 서브프레임 위치를 지정해주면, UE는 시간 도메인에서 RACH 자원의 위치를 알 수 있었다. 반면, NR 시스템은 기지국의 설정 및 환경에 따라서 이와 다른 형태의 정보를 필요로 한다. 특히 NR 시스템에서 RACH 프리앰블은 높은(high) 도플러 주파수에 대한 강건성(robustness), 수신 빔 스캐닝(Rx beam scanning), TDD/FDD에 일치된 설계 등의 이유로 짧은 길이의 기본 시퀀스를 정의하고, 이를 빔 스캐닝 및 커버리지 확보를 위해 기본 시퀀스를 반복하는 형태로 설정하므로, 기지국 혹은 환경에 따라서 RACH 시간 자원 위치가 매우 가변적일 가능성이 있다. 더불어, NR 시스템에서는 매우 작은 크기의 다수의 스몰 셀들로 시스템이 구성될 수도 있다. 이러한 경우, RACH 프리앰블의 길이가 매우 짧아질 수 있으며, 시간 도메인에서 다수 개의 RACH 프리앰블이 전송될 수 있는 RACH 슬롯이 설정되는 것이 가능하다. 예를 들어, 도 18에 예시된 바와 같이 RACH 시간 자원 정보가 UE에게 제공될 수 있다.
도 18은 RACH 시간 자원 정보를 예시한 것이다. RACH 자원의 시간 자원 관련 정보, 즉, PRACH 시간 자원 정보는 다음과 같은 정보를 포함할 수 있다:
1) RACH 자원의 SS 블록 위치에 대한 RACH 자원/슬롯의 상대적 위치 혹은, SS 주기에 대한 RACH 슬롯의 위치;
2) RACH 슬롯 내에서 RACH 자원의 시작하는 OFDM 심볼의 위치;
3) RACH 자원에 대한 프리앰블 포맷(즉, CP 길이, 시퀀스 길이) 및 시퀀스 반복 횟수; 및/또는
4) 상술한 것과 같이 정의된 RACH 자원을 시간 축으로 몇 개 할당할지에 대한 정보. 다수 개의 RACH 자원들이 할당되고 상기 다수 개의 RACH 자원들이 시간 축 상에서 연속(consecutive)하지 않는 경우, 각각의 위치에 대응하는 정보, 예를 들어, 각각의 RACH 자원에 대한 상대적 위치 혹은 절대적 위치.
한편, 다수 개의 SS 블록과 연결된 RACH 자원이 동일한 시간/주파수 자원을 공유하더라도, UE는 빔 획득 정보를 기지국에 전달하기 위해서 동일한 시간/주파수 자원에 대해서 어느 SS 블록과 연결된 RACH 자원에 대한 것인지를 구분하여 RACH 프리앰블을 전송해야 한다. 이를 위해서 하나의 RACH 자원 내에서 이용 가능한 프리앰블 시퀀스들이 SS 블록 별로 나누어서 할당될 필요가 있다. LTE 및 NR 시스템에서의 프리앰블 시퀀스들은 기본 시퀀스를 결정하는 루트 시퀀스, 그리고 각 루트 시퀀스 내에서 제로 상관 특성을 갖는 순환 천이된 버전의 시퀀스들 및 직교 커버 시퀀스의 조합으로 구성된다. 이 때, 자원의 효율성을 높이기 위해, RACH 자원 내에서 프리앰블 시퀀스의 개수를 많이 확보하기 위해서 다수 개의 루트 시퀀스가 할당될 수도 있다. 일반적으로 루트 시퀀스들 간의 교차 상환(cross correlation)이 순환 천이된 버전이 다른 혹은 직교 커버 시퀀스가 다른 시퀀스들 간의 교차 상관보다 크다. 또한, UE에 적합한 빔과는 상이한 빔에서 들어오는 신호는 빔 특성에 의해 수신 신호가 약하므로, UE에 대한 빔 방향과 상이한 빔 방향에 대해서는 해당 시퀀스들 간에 교차 상관이 조금 크더라도 RACH 수신 성능에 큰 영향을 주지 않는다. 그러므로, 동일한 시간/주파수 자원을 다수 개의 RACH 자원들이 공유하는 경우, 각각의 RACH 자원은 가능하면 작은 교차 상관을 가지는 프리앰블 시퀀스들로 구성되는 것이 좋다. 만약, 상술한 실시 예와 같이, RACH 프리앰블 시퀀스들이 루트 시퀀스와 상기 루트 시퀀스 내 순환 천이 버전 혹은 직교 커버 시퀀스가 다른 시퀀스들의 조합으로 구성되는 경우, 우선적으로 동일 루트 시퀀스 내 순환 천이 버전이 다른 프리앰블 시퀀스 혹은 동일 루트 시퀀스 내 직교 커버 시퀀스가 다른 프리앰블 시퀀스들이 동일 빔, 즉, 하나의 SS 블록과 연결된 RACH 자원들에 대해 할당되고, 그 다음으로 서로 상이한 루트 시퀀스 인덱스들이 할당될 수 있다. 예를 들어, 도 19에 예시된 바와 같이 프리앰블 시퀀스들이 RACH 시간/주파수 자원에 할당될 수 있다.
도 19는 RACH 프리앰블 시퀀스의 할당 예를 나타낸 것이다.
도 19를 참조하면, 하나의 시간/주파수 자원에 대해서, 루트 시퀀스로 {15, 27, 127, 138}가 할당되고, 각각의 루트 시퀀스에 대해서 직교 커버 {0, 1} 및 순환 천이 버전 {0, 1, 2, 3}가 할당된다. 이 때, 상기 시간/주파수 자원에 대해서 두 개의 RACH 자원이 할당되는 경우, N-th SS 블록과 연결된 RACH 자원에 대해 OCC 인덱스와 순환 천이 버전으로 구성된 ZC 인덱스가 우선 할당되고, 두 개의 루트 시퀀스 {15, 27}로 구성되는 RACH 프리앰블 시퀀스 세트가 할당된다. (N+1)-th SS 블록과 연결된 RACH 자원에 대해서도 동일한 순서로 RACH 프리앰블 시퀀스 세트가 할당된다. 기지국은 RACH 자원을 UE에게 알려주기 위해서, RACH 자원별 RACH 프리앰블 시퀀스 세트를 구성하기 위한 정보를 알려주고, 사전에 정의된 규칙에 의해 RACH 프리앰블 시퀀스 세트 내의 RACH 프리앰블 시퀀스들의 순서를 결정한다. 이 때, 상기 사전에 정의된 규칙은 {OCC 인덱스, 순환 천이 버전}에 대해서 우선적으로 RACH 프리앰블 시퀀스 인덱스를 증가시키고, 다음으로 루트 시퀀스 인덱스를 기준으로 다음 RACH 프리앰블 시퀀스 인덱스를 증가시킨다. 즉, 시퀀스 간 교차 상관이 특성이 낮은 순서에 따라 우선적으로 RACH 프리앰블 시퀀스 인덱스가 증가된다.
2. 주파수 도메인에서의 RACH 자원 설정
PRACH 설정은 주파수 도메인에서 RACH 자원을 제공할 수 있다. UE가 아직 셀에 접속되어 있지 않은 상황에서, UE가 PRACH 전송을 시도할 때, 전체 시스템 대역폭 또는 자원 블록 인덱싱을 인식하지 못할 수 있다.
LTE 시스템에서는 동기화 신호가 시스템 대역폭의 중심에서 전송되고 PBCH는 시스템 대역폭을 제공하므로 UE는 RACH 자원의 정확한 위치를 쉽게 획득할 수 있었다. 그러나, NR의 경우에는 동기화 신호가 시스템 대역폭의 중심에서 전송되는 것이 보장되지 않는다. 따라서, NR의 경우, UE가 PRACH를 전송하기 위한 자원 블록 인덱싱을 얻는 것이 쉽지 않을 수 있다. 그러므로, 주파수 도메인에서 RACH 자원 위치를 제공하는 방법이 요구된다.
IDLE 모드의 UE들은 SS 블록에 기초하여 주파수 동기를 획득하므로, RACH 자원의 주파수 위치에 관한 정보는 SS 블록 대역폭의 관점에서 제공되는 것이 좋다. 즉, 주파수 도메인에서의 RACH 자원은 UE가 SS 블록을 검출하는 SS 블록 대역폭 내에 위치되어야 한다. RACH 프리앰블의 전송 대역폭은 PSS/SSS/PBCH의 15kHz 디폴트 부반송파 간격에서 고정된 값을 가진다. 예를 들면, RACH 프리앰블의 전송 대역폭은 15kHz의 디폴트 부반송파 간격에서 1.08MHz로 고정될 수 있다. 그리고, RACH 프리앰블의 전송 대역폭이 1.08MHz인 경우, 15kHz 부반송파 간격을 가정한 SS 블록의 전송 대역폭은 RACH 전송 대역폭의 4배이다. 네트워크는 SS 블록 내의 주파수 도메인에서 RACH 자원의 정확한 위치를 제공할 필요가 있다.
만약, 네트워크가 PSS/SSS/PBCH가 전송되는 SS 블록의 밖에 RACH 자원을 설정하는 경우, 상기 RACH 자원에 대한 정보는 SS 블록의 대역폭 및 RACH의 대역폭을 기반으로 시그널링되어야 한다. 이 때, 전체 시스템 대역폭은 SS 블록 대역폭의 단위로 인덱싱된다.
3. 시간 도메인에서의 자원들의 수
NR PRACH 프리앰블을 위해 짧은 ZC 시퀀스로 사용되는 경우, 상기 짧은 ZC 시퀀스는 (CP 및 RACH 프리앰블로 정의된) 시간 자원에서 시퀀스 부족을 야기할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, RACH 슬롯 내 다수의 시간 및 주파수 자원들이 RACH 자원을 위해 할당될 수 있고, gNB는 주파수 자원 정보 외에 RACH 슬롯에서 얼마나 많은 시간 자원들이 사용되는지를 UE에게 알릴 필요가 있다.
4. 시퀀스 정보
LTE 시스템에서는, 64개의 시퀀스가 RACH 자원에 할당되며, 루트 코드(즉, 루트 시퀀스)가 할당되면, 제로 교차 상관 특성으로 인해 다른 루트 코드를 사용하기 전에 상기 루트 코드의 순환 시프트 버전이 프리앰블 인덱스에 먼저 매핑된다.
NR-PRACH에서도 동일한 특성이 재사용될 수 있다. 제로 교차 상관 특성을 가지는 시퀀스들이 RCH 프리앰블을 위해 먼저 할당될 수 있으며, 여기서 제로 교차 상관은 순환 천이 버전 및 (정의되면) 기정의된 직교 커버에 의해 제공된다. 루트 코드가 할당되면, 직교 커버는 사전 정의된 규칙 또는 설정에 의해 할당되고, 상기 루트 코드 및 상기 직교 커버를 갖는 순환 시프트 버전이 프리앰블 인덱스에 매핑된다.
요약하면, gNB에 의해 UE에 시그널링되는 PRACH 설정은 다음 파라미터들을 포함할 수 있다:
- 시간/주파수 도메인에서의 RACH 자원 할당: 프리앰블 포맷 (CP 지속 시간 및 ZC 시퀀스의 반복 횟수)
- 시퀀스 정보: 루트 코드 인덱스, (정의되면) 직교 커버 인덱스, 순환 천이 길이
5. RACH 자원과 SS 블록 인덱스 사이의 연계
이하에서는 초기 접속 상태에서 기지국의 전송 빔 방향과 RACH 자원에 대한 연결 정보를 UE에게 시그널링하는 방법이 구체적으로 설명된다. 기지국의 전송 빔 방향이라 함은, 상술한 바와 같이 SS 블록의 빔 방향을 지칭하며, 추가적으로 UE가 초기 접속 상태에서 SS 블록 이외에 특정 RS를 관측/측정할 수 있는 경우, 해당 RS를 지칭할 수 있다. 예를 들면, 상기 특정 RS는 CSI-RS일 수 있다.
NR에서는 기지국의 빔 개수에 따라 다수 개의 SS 블록이 형성되어 전송될 수 있다. 그리고 각각의 SS 블록마다 고유의 인덱스를 가질 수 있고, UE는 PSS/SSS를 검출하고 PBCH를 디코딩함으로써, 해당 PSS/SSS/PBCH가 속하는 SS 블록의 인덱스를 유추할 수 있다. 이후, 기지국이 전송하는 시스템 정보에는 RACH 설정 정보가 포함되는데, 상기 RACH 설정 정보는 다수의 RACH 자원에 대한 리스트, 상기 다수의 RACH 자원을 식별하기 위한 정보 및 각 RACH 자원과 SS 블록에 대한 연결 정보를 포함할 수 있다.
상술한 설명에서 RACH 자원을 UE가 PRACH 프리앰블을 전송할 수 있는 시간/주파수 자원으로 한정한 것과 마찬가지로 후술하는 설명에서도 RACH 자원은 시간/주파수 자원으로 한정된다. 이하에서는 시간 축에서의 RACH 위치뿐 아니라 주파수 축에서의 RACH 위치를 지시하기 위한 방법도 기술된다. 상기에서 하나의 RACH 자원은 하나 이상의 SS 블록과 연결되고, 시간 축으로 연속해 있는 RACH 자원들을 RACH 자원 세트로 정의한 바 있다. 시간 축뿐만 아니라 주파수 축으로 연속해 있는 복수 개의 RACH 자원 세트를 하나의 RACH 자원 블록으로 정의한다.
도 20은 RACH 자원 블록을 예시한 것이다.
도 20에 예시된 바와 같이, RACH 자원 블록은 RACH 자원들이 모여 있는 하나의 시간/주파수 청크로 정의될 수 있으며, RACH 자원 블록 내의 각각의 RACH 자원은 시간/주파수 위치에 의해서 결정되는 고유의 인덱스를 갖는다.
RACH 자원 블록 내의 RACH 자원 인덱스는 특정 규칙에 의해서 맵핑된다. 예를 들어, 주파수-시간 순서 혹은 시간-주파수 순서의 방식으로 RACH 자원 인덱스가 부여될 수 있다. 예를 들어, 도 20을 참조하면, 주파수-시간 순서 방식의 경우, RACH 자원 블록 내 RACH 자원들이 다음과 같이 인덱싱될 수 있다.
- RACH 자원 #0 (시간, 주파수): (0,0),
- RACH 자원 #1: (1, 0)
- RACH 자원 #2: (2, 0)
- 쪋쪋쪋.
여기서 RACH 자원 블록에서 시간 축 길이의 단위는 RACH 프리앰블 포맷에 의해 결정될 수 있으며, 주파수 축 길이의 단위는 RACH 자원 대역폭(예를 들면, 1.08MHz) 또는 자원 블록 그룹(Resource Block Group, RBG) 단위에 의해서 결정될 수 있다.
한편, UE가 특정 RACH 프리앰블을 전송함으로써 시스템 정보 전송을 요청하는 경우, 한 시스템/셀 내에는 SS 블록 개수 또는 시스템 정보 전송의 목적을 위하여 다수의 RACH 자원 블록이 지정될 수 있다. 특히, SS 블록의 개수가 많은 경우, 상기 언급한 바와 같이 각각의 SS 블록에 해당하는 RACH 자원을 모두 연속되게 설정할 경우, 상향링크/하향링크 데이터 서비스에 큰 제약이 가해질 수 있으므로, 네트워크는 시간/주파수 축으로 연속적인 RACH 자원을 RACH 자원 블록으로 설정하고, 상기 설정된 RACH 자원 블록 각각을 불연속적으로 배치할 수 있다. 따라서, 복수 개의 RACH 자원 블록이 설정될 수 있으며, 각각의 RACH 자원 블록 역시 고유의 인덱스를 가질 수 있다.
다시 말해, RACH 자원 블록(들)이 설정된 구간(이하, RACH 설정 구간)이 하나의 시스템/셀 내에서 지정될 수 있으며, 상기 RACH 설정 구간 내에서 하나 이상의 RACH 블록이 존재할 수 있다. 도 21은 본 발명에 따른 RACH 설정 구간을 예시한 것이다. 네트워크/gNB가 UE에게 알려줘야 하는 정보에는 RACH 설정 구간의 길이, RACH 자원 블록(즉, RACH 블록)의 개수, 각 RACH 블록의 위치 등이 있을 수 있다. 도 21에 예시된 바와 같이, RACH 설정 구간 내 각 RACH 블록 간 간격이 UE에게 통지될 수 있다. 예를 들어, 네트워크/gNB는 RACH 블록 #0으로부터의 슬롯 개수 또는 절대 시간 단위의 오프셋 정보와 같은 상대적 위치를 RACH 블록 위치 정보로서 알려주거나, RACH 설정 구간 내에서 RACH 블록의 시작 슬롯 인덱스를 각 RACH 블록별로 직접적으로 알려줄 수도 있다.
RACH 자원 블록 내의 RACH 자원마다 고유의 설정을 가질 수도 있다. 이 경우, 각 RACH 자원마다 RACH 자원의 발생 빈도 및 주기가 다를 수 있으며, 각 RACH 자원마다 특정 SS 블록, CSI-RS 또는 하향링크 빔 방향과 연결될 수 있다. 이러한 연결 관계가 있는 경우, 상기 연결 관계에 대한 정보도 UE에게 제공된다. 도 22는 RACH 자원 블록 내 RACH 자원별 설정을 예시한 것이다. 특정 RACH 자원 주기 내에서 RACH 자원으로 예약될 수 있는 슬롯 인덱스들이 표준 문서에 정의될 수 있으며, 도 22에 예시된 바와 같이 RACH 자원의 발생 빈도에 따라서 서로 다른 설정 번호가 할당될 수 있다. 네트워크/gNB는 시스템 정보를 통해 특정 설정 번호를 알림으로써, 특정 RACH 자원이 어떠한 발생 빈도/주기를 갖는지를 UE에게 알려줄 수 있다.
네트워크는 UE에게 RACH 자원 블록(즉, RACH 블록)의 개수 및 RACH 자원 블록별 시작 시점(예, 슬롯 인덱스)를 알려줄 수 있다. 더불어, 네트워크는 각 RACH 자원 블록에 대한 정보를 UE에게 알려줄 때, 시간 축에서의 RACH 자원 개수(Nt), 주파수 축에서의 RACH 자원의 수(Nf)를 알려준다. Nt 및 Nf는 RACH 자원 블록 별로 상이할 수 있다. 네트워크/gNB는 RACH 자원 블록 내에서 RACH 자원 인덱스들을 RACH 자원들의 시간/주파수 위치에 따라서 맵핑하고, 각 RACH 자원별로 주기/발생 빈도를 알려주는 정보(예, 설정 번호), 연결되는 SS 블록 또는 CSI-RS 인덱스 등의 정보를 UE에게 알려준다. 이 때, 상기 각 RACH 자원별 주기/발생 빈도는 상술한 바와 같이, RACH 자원의 발생 빈도에 따라 설정된 특정 설정 번호를 지시함으로써 알려줄 수 있다.
또한, RACH 프리앰블 포맷은 RACH 자원별로 설정될 수 있다. 물론, 시스템에서 모든 RACH 프리앰블 포맷을 동일하게 구성할 수도 있으나, 현실적으로는 RACH 자원 블록 내에서는 부반송파 간격, 반복 횟수 등을 동일하게 유지하되, RACH 자원 블록 간에는 상술한 RACH 프리앰블 포맷을 상이하게 설정될 수 있다. 다만, 동일 RACH 자원 블록 내에서 RACH 프리앰블의 반복 횟수는 동일하게 설정되지만, 해당 RACH 자원 블록에 포함된 각각의 RACH 자원들은 서로 다른 프리앰블 시퀀스를 사용하도록 설정될 수도 있다. 예를 들어, RACH 자원 블록 내 각각의 RACH 자원들은 루트 인덱스 또는 순환 천이(cyclic shift, CS) 버전 등이 서로 다르게 설정될 수 있다.
RACH 설정에 대한 시그널링 관점에서 다시 정리하면, 네트워크는 RACH 프리앰블 전송을 위한 시간/주파수 자원, 즉, RACH 자원을 식별하는 과정을 수행한다. 이를 위해, 본 발명에서, RACH 자원 인덱스는 RACH 자원 블록 인덱스와 RACH 자원 블록 내의 RACH 자원 인덱스에 의해서 결정되며, 각 RACH 자원 인덱스 별의 RACH 자원 발생 빈도/주기는 복수의 RACH 설정 넘버들 각각에 대응할 수 있다. 추가적으로, 네트워크는 각 RACH 자원별로 사용할 수 있는 RACH 프리앰블 정보를 UE에게 전송하고, 연결되어 있는 SS 블록 인덱스 또는 CSI-RS 인덱스 정보를 전송한다. 이를 통해, UE는 특정 하향링크 빔 방향에 대해서 RACH를 수행하고자 할 때, 사용할 RACH 시간/주파수 자원 및 프리앰블 자원에 대한 정보를 획득할 수 있고, 해당 자원을 이용하여 RACH를 수행할 수 있다.
<슬롯/ 심볼 경계 정렬을 위한 RACH 프리앰블 포맷들>
이하에서는 도 10를 참조하여 설명된 RACH 프리앰블 포맷에 대해 자세히 설명한다. 도 10에서 설명한 NR에서의 RACH 프리앰블 포맷의 특징 및 요건을 고려하여, 본 발명에 따른 RACH 자원과 본 발명에 다른 RACH 프리앰블 포맷과의 관계, 그리고 본 발명의 RACH 프리앰블 포맷들이 NR 시스템의 UL 슬롯, 슬롯 경계(boundary)와 어떻게 정렬(align)되는지가 설명된다.
일반적으로 LTE에서의 RACH 프리앰블의 시퀀스 부분은 1.25kHz의 부반송파 간격(subcarrier spacing, SCS)을 갖는 길이 839의 Zadoff Chu 시퀀스를 사용하며, LTE의 RACH 프리앰블은 보통 1ms의 서브프레임을 차지한다. LTE 시스템에서의 RACH 프리앰블 포맷들은 표 1에 나열되어 있다. 동일한 시퀀스 길이를 갖더라도 RACH 프리앰블들이 지원하고자 하는 커버리지가 다른 경우 상기 RACH 프리앰블들은 서로 다른 CP 길이를 가질 수 있다. CP 길이가 길수록 해당 셀이 지원할 수 있는 커버리지가 크고, CP 길이가 짧을수록 해당 셀이 지원할 수 있는 커버리지가 작다. 프리앰블을 구성하는 시퀀스의 길이가 길수록, 수신단에서 더 많은 에너지를 모아서 수신할 수 있으므로 컴바이닝 이득을 얻을 수 있고, 따라서 RACH의 검출 성능이 개선될 수 있다.
NR 시스템에서는 두 가지 종류의 RACH 시퀀스가 정의될 수 있는데, LTE와 유사하게 넓은 커버리지를 지원하기 위한 목적의 긴 시퀀스와 UE의 RACH 반복 및 기지국의 Rx 빔 스위핑을 위한 짧은 시퀀스가 정의될 수 있다. 짧은 시퀀스는 UE에 의한 RACH 반복 및 기지국에 의한 Rx 빔 스위핑의 목적 이외에 고속(high speed) 지원, 그리고 자원을 지나치게 길게 UL 자원으로 예약(reserve)하지 않음으로써 통신 시스템이 지연이 치명적(critical)인 서비스에 대해서 즉시 서비스할 수 있도록 하기 위한 목적도 있다.
넓은 커버리지 지원을 위한 긴 RACH 시퀀스는 LTE의 그것을 그대로 차용하거나 일부 변형하여 유사한 형태로 NR 시스템에 도입될 수 있다. 다만, 짧은 RACH 시퀀스는 그 목적에 맞게 프리앰블 포맷이 설계되고 해당 RACH 프리앰블이 전송되는 RACH 자원이 UL PUSCH 전송과 잘 어울릴 수 있어야 한다.
도 23은 슬롯 구조를 예시한 것이다. 특히 도 23(a)는 14개 심볼을 갖는 슬롯 내 슬롯 구조를 예시한 것이고, 도 23(b)는 7개 심볼을 갖는 슬롯 내 슬롯 구조를 예시한 것이다. NR에서는 1개 슬롯을 7개 심볼들 혹은 14개 심볼들로 구성하는 것을 고려하고 있다. 도 23에서 "DD/UD"는 해당 심볼에 하향링크 데이터 혹은 상향링크 데이터가 스케줄링될 수 있음을 의미한다. 마찬가지로, 도 23에서 "Gap/DC/DD"은 첫 번째 심볼인 하향링크 제어(DL control, DC) 심볼 후에 갭, 혹은 하향링크 제어, 혹은 하향링크 데이터가 전송될 수 있음을 의미한다.
본 발명에서는 네트워크가 RACH 자원과 상향링크 데이터(예, PUSCH) 자원을 효율적으로 운용할 수 있는 방법을 제안한다. 본 발명에서는 짧은 RACH 시퀀스의 SCS은 해당 셀의 디폴트 PUSCH SCS와 동일한 값을 사용함으로써, PRACH와 PUSCH의 샘블링 레이트를 맞출 수 있게 한다.
도 24는 OFDM 심볼 내 RACH 프리앰블 포맷을 예시한 것이다. 도 24와 같이 짧은 RACH 시퀀스를 이용하여 1개 심볼 RACH 프리앰블을 전송하는 것은 CP 길이가 너무 짧아서 해당 RACH 프리앰블이 지원할 수 있는 커버리지가 너무 작아지므로, 1개 심볼 RACH 프리앰블은 사실상 RACH 프리앰블로서의 기능을 하지 못할 수 있다. 따라서, 본 발명은 짧은 RACH 시퀀스를 전송 시 2개 심볼을 가장 작은 RACH 심볼의 단위로 하고, 필요에 따라서 CP의 길이를 증가시키거나, RACH 심볼들의 개수를 확장하여 반복 횟수를 조절한다. RACH 심볼들의 개수는 기본 단위의 배수로 확장될 수 있다.
도 25 및 도 26은 슬롯 내 RACH 프리앰블의 정렬을 예시한 것이다. 특히, 도 25 및 도 26은 RACH 프리앰블이 2, 4, 6, 12개 심볼 길이를 갖는 경우, 14개의 심볼을 갖는 슬롯 내에 RACH 프리앰블들이 전송될 수 있는 심볼 위치들, 즉 슬롯 내의 RACH 자원들을 예시한 것이다. 도 25 및 도 26에서 "RACH(x)"는 x는 프리앰블의 반복 횟수(즉, RACH 시퀀스의 반복 횟수)를 나타내며, 이하 "RACH(x)"는 x개 심볼 RACH, x개 심볼 RACH 자원, 혹은 x개 심볼 RACH 프리앰블로 칭해진다.
도 25(a)를 참조하면, 14개 심볼 RACH의 경우, 즉, 1개 심볼 길이의 RACH 프리앰블이 14회 반복되는 RACH의 경우, 해당 RACH 프리앰블은 1ms 길이의 슬롯을 모두 차지하게 된다. 해당 RACH 프리앰블이 전송되는 슬롯 이후 바로 인접하는 슬롯에서 RACH 프리앰블 이외의 다른 신호가 전송되는 경우, 즉, DL 제어/데이터 혹은 UL 제어/데이터가 전송되는 경우, 14회 반복하는 RACH 프리앰블의 맨 마지막 끝에 가드 시간(guard time, GT)를 삽입하여 일정 시간 동안 신호를 전송하지 않음으로써 상기 인접하는 데이터/제어 신호를 보호해야 한다. 마찬가지로, 한 프리앰블을 12회 반복하는 RACH의 경우, 예를 들어, 도 25(b)의 12개 심볼 RACH의 경우, 상기 RACH 바로 직후 심볼에 RACH 프리앰블이 아닌 다른 데이터/제어 신호가 전송되면, 해당 RACH 프리앰블의 뒷 부분에 GT를 삽입한다. 도 25(a)은 해당 슬롯이 UL 단독(only) 슬롯인 경우에 사용될 수 있는 프리앰블 포맷을 예시한 것이다. DL 제어로서 해당 슬롯의 첫 번째 OFDM 심볼이 사용되고, UL 제어 전송을 위해서 마지막 14번째 심볼이 예약(reserve)된 경우, 가장 긴 길이의 RACH 프리앰블 포맷은 도 25(b)이다.
DL 제어를 위해 1개 심볼 및 UL 제어를 위해 1개 심볼이 사용된다고 가정하면, 2개 심볼 RACH, 4개 심볼 RACH, 6개 심볼 RACH에 대해, 한 슬롯 내에서 RACH 프리앰블이 전송될 수 있는 위치들이 도 25 및 도 26에 예시된다. 도 25는, 14 심볼 길이의 RACH 프리앰블 포맷인 도 25(a)를 제외하고는, 슬롯의 첫 번째 심볼이 DL 제어로 사용하고 마지막 심볼의 UL 제어 영역을 보호하도록, 첫 번째와 마지막 심볼을 제외한 위치에 RACH 자원을 설정한 경우들을 도시한 것이다. 도 26은 첫 번째 심볼의 DL 제어 신호를 피하고, 기지국의 DL to UL 스위칭 타임을 고려하여 두 번째 심볼을 비우고, 세 번째 심볼부터 RACH 프리앰블을 전송을 하는 경우들을 도시한 것이다. RACH 프리앰블이 슬롯의 마지막 심볼인 UL 제어 영역까지 차지하도록 설정된 경우, 해당 심볼 구간에서 UL 제어보다 RACH 신호가 우선하게 된다. 즉, UE가 UL 제어를 전송해야 하는 시간/주파수 영역 내 특정 시간/주파수 자원이 RACH 자원으로 설정된 경우, 상기 UE는 해당 시간/주파수 자원에서의 UL 제어 전송을 드랍한다.
도 25 및 도 26의 (b) 내지 (e)에 도시된 바와 같이, RACH를 위해 설정된 한 슬롯 내에서 복수 개의 RACH 자원들이 설정될 수 있으며, 해당 RACH 자원들은 서로 연속(consecutive)할 수 있다. 네트워크가 복수 개의 RACH 자원을 설정함에 있어서 이들이 시간 축에서 연접하는 경우, 연접하는 RACH 자원들에서 전송되는 RACH 프리앰블들의 CP 길이가 충분하다는 전제 하에서 연접하는 RACH 자원들 간에는 GT가 삽입할 필요가 없다. 즉, 시간 축으로 연접하는 RACH 자원들의 세트를 RACH 블록(혹은 RACH 버스트)라 하면, RACH 블록 내의 RACH 자원에서 전송되는 RACH 프리앰블에는 GT가 삽입될 필요는 없다. 여기서 GT를 삽입한다는 것은 해당 시간 구간 동안 신호 전송을 하지 않는 것, 즉, 해당 시간 구간을 널링하는 것을 의미한다. RACH 블록 내에서 시간 축으로 가장 뒤쪽에 위치하는 RACH 자원에서 전송되는 RACH 프리앰블에는 GT를 삽입함으로써, 즉, 일정 시간 구간 동안 신호 전송을 하지 않는 갭 시간을 설정해 둠으로써, 상기 RACH 프리앰블 이후 전송되는 다른 신호를 보호한다. 프리앰블의 반복을 포함하는 RACH 프리앰블 포맷의 경우, 프리앰블이 반복되더라도 RACH 자원 내에서는 연속적인 신호가 전송되는 것이다.
RACH 프리앰블을 반복하여 전송하는 경우, 반복 횟수가 증가할수록, 즉, RACH 전송에 사용하는 심볼 개수가 증가할수록 CP 길이를 증가시킬 수 있다. 2개 심볼을 예로 들면, 2개 심볼 내 데이터 전송 포맷은 CP-데이터-CP-데이터의 형태로 구성되지만, 즉, 상기 2개 심볼들 중 1개 심볼 내에서 CP+데이터, 다른 1개 심볼 내에서 CP+데이터가 전송되지만, RACH 프리앰블의 경우에는 커버리지 확장을 위해서 CP-CP-시퀀스-시퀀스-(GT)의 형태로 RACH 프리앰블이 전송될 수 있다. 도 27은 CP 길이를 늘려 RACH 프리앰블과 심볼 경계를 정렬시키는 본 발명에 따른 RACH 프리앰블 포맷들을 예시한 것이다. 구체적으로 도 27은 RACH 프리앰블의 반복 횟수에 따라서 CP 길이를 늘린다. 이에 따라 RACH 프리앰블을 반복, 즉, RACH 시퀀스를 반복함으로써, 해당 RACH 프리앰블 포맷이 지원하는 셀 커버리지를 확장시킬 수 있다. 도 27의 RACH 프리앰블 포맷에서는, 시간 도메인에서, RACH 블록 내 맨 마지막에 위치하는 RACH 자원 내에 GT가 위치한다.
도 28은 7개 심볼로 구성된 슬롯에 대한 RACH 자원과 프리앰블 반복 횟수에 따른 RACH 프리앰블 매핑을 예시한 것이다. 전술한 바와 같이, RACH 자원 이후에 다른 데이터/제어 신호가 전송되는 경우, 상기 데이터/제어 신호의 바로 직전 RACH 자원에는 GT가 삽입된다. 즉, GT 동안에는 신호를 전송하지 않고 비운다.
도 29는 RACH 심볼 이후에 위치하는 널 OFDM 심볼을 예시한 것이다.
연접하는 RACH 자원들이 끝나는 지점, 즉, RACH 블록의 맨 마지막 위치에 GT가 삽입됨으로써 이후 신호가 보호된다. RACH 이후의 신호를 보호하는 다른 방법은 RACH 자원 이후, 즉, RACH 블록 직후의 심볼을 비우는 것이다. 즉, RACH 블록 직후의 심볼에 아무런 신호도 전송되지 않는 것이다. RACH 블록 이후의 심볼이 비워지는 경우, RACH 블록의 맨 마지막 심볼에 GT가 삽입될 필요가 없다. 즉, RACH 블록 직후 심볼을 비움으로써 해당 널 OFDM 심볼을 GT로서 사용하고, 해당 널 OFDM 심볼 이후에 전송되는 신호를 보호할 수 있다. 특정 OFDM 심볼이 널링되는 것에 대해서는 기지국이 UE에게 사전에 시그널링하거나 표준에서 규정될 수 있다. 예를 들어, 기지국이 UE에게 PRACH 설정을 전달하면서, 특정 심볼이 널링된다고 시그널링할 수 있다. 혹은, 기지국이 RACH 자원들을 시간 상에서 연접하여 설정하는 경우, UE는 이러한 정보를 모두 수신하게 되는데, 연속하는 RACH 자원들이 종료되는 시점, 즉 RACH 블록 직후의 심볼은 널링하는 것으로 UE와 기지국 사이에 약속될 수 있다. 혹은, RACH 블록 직후의 심볼이 널링되는지 여부가 시그널링될 수 있으며, RACH 블록 직후의 심볼을 널링하라고 기지국이 명령한 경우, UE는 RACH 블록 직후의 심볼을 널링하되, RACH 블록 내의 RACH 프리앰블에는 GT를 포함시키지 않는다. RACH 블록 직후의 심볼을 널링하지 않는다는 명령을 수신한 UE가 RACH 블록 내에서 시간 축으로 가장 후행하는 RACH 자원 내에서 프리앰블을 전송할 경우, 상기 UE는 상기 프리앰블을 전송한 이후에 신호를 전송하지 않는 GT를 해당 RACH 자원 내에 설정한다.
RACH 자원을 시간 축으로 연접하는 본 방법의 장점은 매 RACH 프리앰블마다 GT를 삽입하지 않아도 된다는 것이다. 일 RACH 프리앰블에 이어 바로 후행하는 RACH 자원에서 전송되는 RACH 프리앰블의 CP 길이가 충분히 길므로, 해당 CP를 이전 RACH자원에서 전송된 RACH 프리앰블의 GP로서 사용할 수 있기 때문이다. 따라서, 본 발명에서는 RACH 자원들을 시간 축으로 먼저 인덱싱하고, 이후 주파수 축으로 인덱싱할 것을 제안한다. 즉, 도 20을 참조하면, RACH 자원들은 먼저 시간 축에 따라 설정된다. 그리고 나서 RACH 자원이 부족한 경우, 주파수 축으로 확장하여 RACH 자원이 설정될 수 있다. 따라서 RACH 블록 내의 RACH 자원들의 인덱싱은 시간 축에서 먼저 수행되는 것이 좋다.
이하에서는 서로 다른 반복 길이를 갖는 RACH 프리앰블 포맷을 위한 RACH 자원들을 동일 슬롯 내에 다중화 방법을 도 30을 참조하여 설명한다. 도 30은 슬롯 내에 RACH 자원들을 다중화하는 방법을 예시한 것이다. 도 30에서 "RACH(x)"는 x는 해당 RACH 자원에서의 프리앰블의 반복 횟수(즉, RACH 시퀀스의 반복 횟수)를 나타내며, 이하 "RACH(x)"는 x개 심볼 RACH, x개 심볼 RACH 자원, 혹은 x개 심볼 RACH 프리앰블로 칭해진다.
다중 빔을 고려했을 때, 동일 시간에서의 서로 다른 주파수에 위치하는 RACH 자원들 간의 타겟 DL 수신 방향은 동일해야 한다. 즉, 기지국의 수신 방향이 동일해야 하는 것이다. 예를 들어, 도 30(a)를 참조하면, 심볼 인덱스 3인 심볼에서 시작하는 6개 심볼 RACH 자원(도 30에서 "RACH(6)")에 대한 기지국의 수신 방향과 해당 시점에서 해당 RACH 자원에 의해 네트스(nest)되는, 즉, RACH(6)의 심볼 경계 내에 위치하는, RACH(4)와 RACH(2)의 기지국 수신 방향은 동일해야 한다. 이는 RACH 자원들과 연관되어 있는 기지국의 DL 채널/신호가 동일해야 함을 뜻하며, 대표적으로 해당 RACH 자원들과 연관된 SS 블록의 인덱스가 동일함을 의미할 수 있다. 예를 들어, 도 30(a)를 참조하면, RACH(6)는 6회 반복된 RACH 시퀀스를 갖는 RACH 프리앰블 포맷을 위해 사용될 수 있고, 상기 RACH(6)의 시간 구간 내 상기 RACH(6)와 다른 주파수 상에서는 RACH(4) 및 RACH(2)는 4회 반복된 RACH 시퀀스를 갖는 RACH 프리앰블 포맷을 위한 1개 RACH(4) 및 2회 반복된 RACH 시퀀스를 갖는 RACH 프리앰블 포맷을 위한 1개 RACH(2)가 시간 축에서 연속하여 설정될 수 있으며, 상기 RACH(6)의 시간 구간 내 또 다른 주파수 상에서는 3개 RACH(2)가 시간 축에서 연속하여 설정될 수 있다. 이와 같이 동일 SS 블록과 연관되어 있음에도 RACH 시퀀스의 길이를 달리하여, 결과적으로, RACH 프리앰블 포맷을 달리하여, 서로 다른 RACH 자원들을 설정하는 이 방법은 경쟁 기반 RACH 자원과 경쟁-자유(contention-free) RACH 자원을 구분하는 데 사용되거나, RACH 전송이 시스템 정보 요청에 사용되는 경우에 시스템 정보 요청용으로 별도의 RACH 자원을 설정하는 데 활용될 수 있다. 일반적으로 경쟁 기반의 초기 접속을 위한 RACH 자원은 긴 길이(즉, 많은 개수)의 심볼을 차지하고, UE가 타겟 셀의 커버리지를 어느 정도 파악하고 있을 가능성이 높은 핸드 오버나 시스템 정보 요청 등의 목적을 위한 RACH 자원은 상대적으로 짧은 길이(즉, 적은 개수)의 심볼을 차지하여 전송될 수 있다.
이하에서는 전술한 본 발명을 바탕으로 NR 시스템에서의 RACH 프리앰블 포맷을 구체적으로 제안한다. NR 시스템을 위한 RACH 프리앰블 포맷과 관련하여 본 발명은 한 OFDM 심볼 내의 데이터 심볼(즉, 유효 심볼 구간으로서, 순수 데이터/정보 신호에 해당)의 길이는 2048*T s, CP 길이는 144*T s를 가정하였다. 따라서 데이터 전송에 이용 가능한 한 개 OFDM 심볼 길이는 (2048+144)*T s이다. 여기서 T s는 샘플링 시간이다. 이하에서는 설명의 편의를 위해서 심볼 길이를 언급할 때 T s는 생략한다. 표 8은 부반송파 간격 15kHz이고 RACH 시퀀스 길이 139인 프리앰블의 한 OFDM 심볼 길이 기준의 뉴머롤러지를 나타낸 것이다. 표 8에서 유효 심볼 길이 2048은 OFDM 심볼 구간 중 CP가 아닌 부분의 길이이다. 특히, 표 8은 15kHZ SCS 및 2048 FFT를 기준으로 샘플링 주파수가 30.72MHz인 경우에 시간 샘플링 단위를 T s=1/(15000*2048)라고 할 때 슬롯을 구성하는 OFDM 심볼의 뉴머롤러지를 나타낸다. 이때 길이 144인 CP가 지원하는 다중경로(multipath) 프로파일은 최대 4.68usec이다.
Effective symbol length (T s) 2048
CP length (T s) 144
Sequence length 139
Subcarrier spacing (kHz) 15
Multipath profile (usec) 4.69
Sampling frequency (MHz) 30.72
SCS가 30kHz, 60kHz, 120kHz에 대한 뉴머롤러지에서 T s는 해당 SCS가 15kHz의 몇 배인지에 따라 15kHz에 대한 T s 값에 반비례하도록 스케일링된다. 다만, OFDM 심볼의 유효 심볼 길이 및 CP 길이는 기본 원칙은 2048과 144로 유지된다.
다음 표들은 본 발명에 따른 프리앰블 포맷들을 나타낸 것이다. 특히, 표 9는 15kHz SCS인 프리앰블 시퀀스(preamble sequence with 15kHz SCS)의 경우 프리앰블 포맷들을 예시한 것이고, 표 10은 30kHz SCS인 프리앰블 시퀀스(preamble sequence with 30kHz SCS)의 경우 프리앰블 포맷들을 예시한 것이며, 표 11은 60kHz SCS인 프리앰블 시퀀스(preamble sequence with 60kHz SCS)의 경우 프리앰블 포맷들을 예시한 것이고, 표 12는 120kHz SCS인 프리앰블 시퀀스(preamble sequence with 120kHz SCS)의 경우 프리앰블 포맷들을 예시한 것이다. 표 9 내지 표 11에서 가드 기간(guard period)는 프리앰블 포맷 A1 또는 A2를 위한 RACH 버스트의 끝(end) 후의 OFDM 심볼에 설정된다.
Figure PCTKR2018004959-appb-T000002
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표 9 내지 표 12에서 유효 심볼 길이(effective symbol length)는 RACH 프리앰블에서 CP가 아닌 정보 부분의 길이, 즉, 시퀀스 부분의 길이 T SEQ이다.
표 9의 프리앰블 포맷 1을 기준으로 본 발명에서 제안하는 NR용 프리앰블 포맷을 상세히 설명고자 한다. 프리앰블 포맷 1은 RACH 프리앰블이 2개 심볼 길이이며, 동일한 프리앰블이 2개 심볼에 걸쳐서 2회 반복된다. 도 31은 2개 심볼과 정렬되는 2개 심볼 길이의 RACH 프리앰블(이하, 2개 심볼 RACH 프리앰블)의 전송 포맷을 예시한 것이다. RACH 프리앰블을 전송하는 UE에게 2개 심볼 길이의 RACH 자원이 설정되고, 해당 RACH 자원에 부합하는 RACH 프리앰블 포맷이 지시되는 경우, 상기 UE는 도 31에 예시된 바와 같이 288개 샘플 길이만큼의 CP 이후 2048개 샘플 길이의 프리앰블을 2회 반복하여 전송한다. 다만, 기지국이 도 31에 예시된 것과 같은 RACH 프리앰블을 수신할 때 어떤 방식으로 수신하는 지에 따라서 상기 RACH 프리앰블이 지원할 수 있는 셀 커버리지가 달라진다.
도 32는 표 9의 프리앰블 포맷 1에 해당하는 프리앰블 포맷들을 예시한 것이다. 특히 도 32(a)는 표 9의 프리앰블 포맷 1의 A2(이하, 프리앰블 포맷 1-A2)를 도시한 것이고, 도 32(b)는 표 9의 프리앰블 포맷 1의 A1(이하, 프리앰블 포맷 1-A1)를 도시한 것이고, 도 32(c)는 표 9의 프리앰블 포맷 1의 B(이하, 프리앰블 포맷 1-B)를 도시한 것이다.
도 32(a)를 참조하면, 예를 들어, 표 9의 프리앰블 포맷 1-A2는 기지국이 프리앰블이 1회 반복된 신호라고 가정하고 RACH 프리앰블을 수신한다. 이 경우, 상기 기지국은 2048 길이의 시퀀스 이외의 부분은 CP와 GP(가드 기간, GT와 동일)로 가정한다. 단, 기지국은 상기 프리앰블 포맷 1-A2에 따른 RACH 프리앰블의 시퀀스 이후의 최대 2048 샘플을 GP로 가정하고 상기 RACH 프리앰블을 수신한다. RACH 자원들이 서로 연접하는 경우, 상기 연접하는 RACH 자원들의 CP 길이가 충분하기 때문에, 후행하는 RACH 프리앰블의 CP 구간만큼을 GP로 가정하고 RACH 프리앰블을 수신하더라도, 인접 RACH 자원에서 다른 RACH 프리앰블을 수신하는 데 문제가 없게 된다. 따라서, 표 9의 프리앰블 포맷 1-A2의 경우, 기지국 수신 관점에서 CP 길이는 2336, GP 길이는 2048로 간주될 수 있으며, RACH 프리앰블의 반복 횟수는 1이 된다. 넉넉한 GP 길이로 인해서, 해당 포맷은 최대 셀 반경 9297m까지 지원할 수 있다.
이와 달리, 셀 반경이 작은 셀의 경우, 도 31과 같은 형태로 UE가 전송한 RACH 프리앰블에 대해서 기지국은 프리앰블 시퀀스 신호가 2회 반복된 신호로 간주하고 수신할 수 있다. 즉, 도 32(b)를 참조하면, CP 길이를 288, 시퀀스 부분의 길이를 4096이라 가정할 수 있으며, 해당 RACH 프리앰블의 시퀀스 부분은 길이 2048인 시퀀스가 2회 반복된 신호로 이해할 수 있다. 이는 프리앰블 포맷 1-A1에 해당한다. 물론, GP는 해당 RACH 자원의 뒤에 오는, 즉, 해당 RACH 자원에 후행하는 심볼을 널링함으로써 확보될 수 있다. 혹은, 상기 후행하는 심볼의 CP 길이 내로 들어오는 경우는 사실상의 GP 길이는 후행하는 CP 길이에 의해서 한정된다. 즉, RACH 프리앰블의 GP의 경우, 상기 RACH 프리앰블 이후 심볼을 널링하거나 상기 이후 심볼에서 전송되는 신호의 CP를 GP로서 사용할 수 있으나, 후자의 경우는 이후 신호의 CP를 GP로 사용하는 것이므로 상기 GP의 길이가 상기 CP의 길이보다 클 수 없다. 다시 말해, RACH 자원들이 시간 도메인에서 연속하는 경우, 연속하는 RACH 자원들 중 마지막 RACH 자원이 아닌 임의의 일 RACH 자원 다음에 오는 신호가 RACH 프리앰블이고 상기 RACH 자원에 인접한 상기 RACH 프리앰블이 프리앰블 포맷 1-A1인 경우 상기 RACH 프리앰블의 CP 길이는 288이 된다. 결국, 프리앰블 포맷 1-A1의 경우, CP 및 GP 길이에 의해서 해당 프리앰블 포맷이 지원할 수 있는 최대 반경이 제한되게 되는 것이다. 표 9에 나타난 바와 같이 RACH 프리앰블이 15kHz를 가정했을 때, 프리앰블 포맷 1-A1 포맷이 지원하는 최대 셀 반경은 703m가 된다.
이와 달리 프리앰블 포맷 1-B의 경우, CP-시퀀스-GP가 모두 하나의 RACH 자원 내에 포함되도록 설계될 수 있다. 즉, UE는 도 31에 도시된 바와 같이 시퀀스를 2회 반복해서 전송하지만, 기지국은 해당 RACH 프리앰블 전송 구간 내에서 CP와 GP 를 모두 확보하여 시퀀스를 검출한다. 이 경우, 도 32(c)를 참조하면, 기지국은 일 RACH 프리앰블이 2개 심볼을 차지하는 경우에는 시퀀스의 최대 반복 횟수를 1회로 간주할 수 있다. 만약 일 RACH 프리앰블이 N개 심볼을 차지하는 경우에는 기지국은 시퀀스의 반복 횟수를 N-1회로 간주할 수 있다.
본 발명을 좀 더 일반화하기 위하여 RACH 프리앰블 전송을 위해 6개 심볼을 사용하는 경우를 예로 하여 설명한다. RACH 프리앰블의 SCS=15kHz인 표 9를 들어 설명한다. RACH 프리앰블의 전송에 6개 심볼을 사용하는 RACH 프리앰블 포맷을 프리앰블 포맷 3라 하면, 프리앰블 포맷 3-B은 프리앰블 포맷 1-B에 대해 앞서 설명한 바와 마찬가지로, 해당 RACH 자원 구간, 즉, 6개 OFDM 심볼 구간 동안 UE는 데이터 CP의 6배 길이의 CP를 전송하고 이어서 동일 프리앰블을 6회 반복하여 전송한다. 그러나 기지국이 이를 수신할 때에는 해당 RACH 자원 내에서 GP를 확보하기 위해서 프리앰블이 5회 반복되었다고 가정하며, 해당 RACH 프리앰블에 대한 반복 이득(gain)은 6이 아닌 5가 얻어지게 된다. UE가 동일 프리앰블을 6회 반복하여 전송하므로, 기지국이 6회 반복 이득을 획득하고자 하는 경우(프리앰블 포맷 3-A1)에는 해당 프리앰블 시퀀스가 지원하는 최대 셀 반경은 3516m가 되고, 5회 반복 이득을 획득하고자 하는 경우(프리앰블 포맷 3-A2)에는 해당 프리앰블 시퀀스가 지원할 수 있는 최대 셀 반경은 9297m가 되는 것이다. 다시 말해 6회 반복된 프리앰블을 갖는 프리앰블 포맷으로 RACH 프리앰블을 전송하도록 UE에게 명령했을 때, 기지국의 셀 반경이 3516m보다 작은 경우에는 상기 기지국은 상기 RACH 프리앰블로부터 6회 반복 이득을 획득할 수 있으나, 이보다 큰 셀 반경을 지원한다면 상기 기지국이 얻을 수 있는 반복 이득은 5회 밖에 되지 않는다.
다시 말해, 표 9 내지 표 12에서 프리앰블 포맷 1, 2, 3, 4, 5의 숫자는 UE가 RACH 프리앰블을 몇 개의 심볼 구간 동안 프리앰블을 몇 회 반복하여 전송할 것인지에 관한 것을 지시하는 값이다. 프리앰블 포맷 1은 2회 반복(혹은 2개 심볼), 프리앰블 포맷 2는 4회 반복(혹은 4개 심볼), 프리앰블 포맷 3은 6회 반복(혹은 6개 심볼), 프리앰블 포맷 4는 12개 반복(혹은 12개 심볼), 프리앰블 포맷 5는 14회 반복(혹은 14개 심볼)을 의미한다. 표 9 내지 표 12에서 A1, A2, B는 기지국의 셀 반경에 따라서 상기 기지국이 해당 신호를 어떤 식으로 검출할 것인지에 관한 것이다. 기지국이 RACH 프리앰블을 어떤 식으로 검출할 것인지에 관한 것은 구현 이슈(implementation issue)일 수도 있으나, 상기 기지국이 어떤 식으로 검출을 수행하는 지에 따라서 UE가 사용할 수 있는 혹은 상기 기지국이 할당할 수 있는 RACH 시퀀스의 순환 천이 값(즉, N CS)이 달라질 수 있다. 즉, 셀 반경이 큰 경우, 동일 루트 인덱스를 갖는 Zadoff Chu 시퀀스에 대해 상호 인접한 CS들을 사용하는 것은 RACH의 성능을 저해할 수 있다. 따라서 이러한 경우는 서로 차이가 큰 CS들을 사용/할당하도록 하는 것이 좋다.
표 9 내지 표 12에서 프리앰블 포맷 4, 5는 각각 프리앰블을 12회, 14회 반복하는 포맷인데, 프리앰블 포맷 1,2,3와 달리, 포맷 A1 혹은 A2가 포맷 B에 비해 갖는 이득이 거의 없다고 볼 수 있다. 프리앰블 포맷 1,2,3에서 포맷 A1 혹은 A2가 포맷 B에 비해 갖는 이득은 넓은 셀 반경을 지원함에 반해, 프리앰블 포맷 4,5에서는 슬롯 내에서 해당 길이를 갖는 복수 개의 RACH 자원들이 연속적으로 존재한다고 보기 어렵다. 특히 프리앰블 포맷 5의 경우 14개 심볼을 모두 RACH 자원으로 사용하게 되므로 셀 반경 확장을 위해서는 14개 심볼 이후의 한 심볼을 GP로 설정하여 널링해야 하는데, 이후 슬롯의 DL 제어 채널 전송이 일어날 심볼을 널링하는 것이 부담스러우므로, 프리앰블 포맷 5는 어쩔 수 없이 RACH 자원 내에서 확보할 수 있는 GP만을 활용할 수 밖에 없다. 따라서 프리앰블 포맷 5의 경우, 추가적으로 확보할 수 있는 GP보다는, 14개 심볼 내에서 확보될 수 있는 GP에 의해서 최대 셀 반경이 결정된다. 프리앰블 포맷 4도 프리앰블 포맷 5와 마찬가지로 RACH 자원 내에서 확보될 수 있는 GP에 의해서 최대 셀 반경이 결정된다. 따라서, 프리앰블 포맷 4, 5우는 포맷 A1 및/또는 A2보다는 포맷 B만을 지원하는 것이 바람직할 수 있다.
반면, 프리앰블 포맷 1,2,3의 경우, 포맷 A2와 포맷 B는 동일한 반복 이득을 얻을 수 있는데 반해서 포맷 B가 포맷 A2에 비해서 지원할 수 있는 셀 반경이 더 작다. 따라서, 프리앰블 포맷 1,2,3의 경우는 포맷 A1 및/또는 A2만을 지원하고, 포맷 B을 지원하지 않는 것이 바람직할 수 있다.
NR 표준 문서 상에서, 포맷 A1과 A2 혹은 포맷 B의 구분은 사실상 무의미 할 수 있겠으나, RACH 프리앰블 포맷을 규정할 때 해당 RACH 프리앰블 포맷에 의해 지원하고자 하는 셀 반경을 명확하게 해야 하므로, 이러한 목적을 위해서 해당 포맷들이 서로 구분되어 정의될 수 있다. 특히 포맷 A1과 A2의 경우, 각 포맷이 지원할 수 있는 셀 반경의 차이로 인해서, PRACH 프리앰블의 CS가 달라지고, 이에 따라서 UE가 선택할 수 있는 CS 값의 세트가 달라진다. 물론, 네트워크가 동일한 RACH 프리앰블 포맷을 지시함으로써, 예를 들면, 표 9 내지 12에서 프리앰블 포맷 1/2/3/4/5의 숫자로만 프리앰블 포맷을 지정하고, 기지국이 지원하는 커버리지에 따라서 각 포맷별 CS 값을 달리 지정해서 시그널링할 수도 있다.
상기에서 본 발명의 RACH 프리앰블 포맷들에 대한 설명은 표 9의 15kHz SCS를 대표로 하여 이루어졌으나, 다른 SCS을 갖는 표 10 내지 표 12의 프리앰블 포맷들에도 전술한 본 발명의 설명이 마찬가지로 적용된다. 물론, 지원하는 셀 반경은 SCS의 길이에 의해서 스케일링 다운(down)된다.
본 발명에서 제안하는 프리앰블 포맷은 다음과 같은 몇 가지 방안으로 변형되어 기술될 수 있다.
* 방안 1) 짧은 시퀀스 기반의 RACH 프리앰블은 데이터 전송에 사용되는 OFDM 심볼의 길이의 N배(N은 1보다 큰 자연수)에 맞춰지도록 구성된다. 여기서, 시퀀스를 최대 M번 반복하는 경우에 RACH 프리앰블은 OFDM 심볼 길이의 M배에 해당하는 길이와 같거나 이보다 짧게 구성될 수 있다. 반면, 시퀀스를 최대 K번(K는 M보다 큰 자연수) 반복하는 경우에 RACH 프리앰블은 OFDM 심볼 길이의 K배에 해당하는 길이 보다 짧게 구성된다. 예를 들어, 14개 OFDM 심볼로 구성되는 슬롯에서 RACH 프리앰블을 전송하는 경우, 짧은 시퀀스 기반의 RACH 프리앰블은 시퀀스가 M번 반복(예, M=2,4,6,12,14)되고 각각 CP도 붙여진다. 이 때, RACH 프리앰블의 길이에 따라서는 RACH 프리앰블이 슬롯 내에서 시간적으로 다수개의 자원으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 14개 OFDM 심볼로 구성되는 슬롯에서 시퀀스가 6번 반복되는 RACH 프리앰블을 위해서는 상기 슬롯 내에서 시간으로 구분되는 2개의 RACH 자원들이 있을 수 있다. 반면, 시퀀스가 12번 반복되는 RACH 프리앰블을 위해서는 슬롯 내에서 시간으로 구분되는 RACH 자원 1개가 있을 수 있다. M=12,14인 경우 OFDM 심볼 길이의 M배보다 짧은 길이의 RACH 프리앰블을 정의된다. 반면, M=2,4,6인 경우에는 OFDM 심볼 길이의 M배보다 짧은 길이의 RACH 프리앰블뿐만 아니라, 같은 길이의 RACH 프리앰블이 정의될 수 있다.
* 방안 2) 짧은 시퀀스 기반의 RACH 프리앰블을 위한 시간 및 주파수 구간의 자원이 정의될 수 있다. 이 때, M개의 RACH 자원을 시간/주파수 자원을 사용하여 구성하는 경우, 시간을 먼저 사용하여 RACH 자원을 구성한다.
NR의 다중 빔 환경에서 RACH 프리앰블을 전송하기 위한 물리적인 시간/주파수 자원은 복수 개가 필요하다. 특정 슬롯에서 RACH 자원으로 설정될 수 있는 위치는 RACH 프리앰블의 프리앰블 반복 횟수와 연관되어 있다. 물론, RACH 자원으로 설정되는 슬롯에서의 슬롯 포맷에 의해서 정확한 RACH 자원의 위치, 예를 들어, 심볼 번호가 결정된다. RACH 자원이 설정되는 슬롯을 RACH 슬롯이라 하면, RACH 슬롯의 슬롯 타입에 따라서, RACH 프리앰블 포맷별로 RACH 프리앰블을 전송할 수 있는 정확한 자원 위치가 결정된다. RACH 슬롯 타입은 RACH 설정(configuration)을 통해 UE에게 지시되어 준-정적(semi-static)으로 고정될 수 있다. 여기서, RACH 슬롯 타입을 지시한다는 것은 해당 슬롯에서의 DL 제어 채널 및 UL 제어 채널이 전송될 수 있는 심볼의 개수 및 위치를 지시하는 것으로서, 슬롯 포맷 지시로 이해될 수 있다. 슬롯 내의 RACH 자원의 위치 및 개수는 RACH 설정에 의해서 결정된다.
도 33 내지 도 35는 RACH 슬롯 타입에 따른 슬롯 내 RACH 자원의 위치를 예시한 것이다. 도 33 내지 도 35에 제안된 RACH 슬롯 타입들은 예시에 불과하며, 도 33 내지 도 35에 예시된 시작 위치들 외에도, RACH 자원은 해당 슬롯의 어느 시점에서든 시스템에서 지정하는 시점에서 시작될 수 있다.
도 33 내지 도 35를 참조하면, 기지국은 RACH 자원을 UE에게 시그널링할 때, 각 RACH 자원이 속하는 슬롯의 슬롯 타입 및 해당 슬롯에서 각 RACH 자원이 몇 번째 자원인지, 몇 개의 OFDM 심볼로 구성되는 지 등의 정보가 함께 제공한다. 네트워크는 하나 이상의 RACH 자원(즉, RACH 시간/주파수 자원)을 설정하고, 이를 UE에게 알려야 한다. 여기서 RACH 자원이라 함은 하나의 RACH 프리앰블 포맷이 전송될 수 있는 시간/주파수 자원을 지칭한다. 각 RACH 자원마다 사용되는 RACH 프리앰블 포맷이 지정되어 시그널링되어야 한다. 표 9 내지 표 12로부터 알 수 있듯이, RACH 프리앰블 포맷에 의해서 RACH 자원의 OFDM 심볼 길이가 결정되며, RACH 자원별로 지정되는 RACH 프리앰블 포맷 정보를 이용하여 UE는 RACH 자원의 심볼 길이(즉, OFDM 심볼 개수)를 알 수 있다. 본 발명에 따른 프리앰블 포맷들을 예시한 표 9 내지 표 12에서 각 프리앰블 포맷별 심볼 지속기간(symbol duration)는 프리앰블의 길이, 정확히는 프리앰블의 반복에 의해 해당 프리앰블 포맷이 차지하는 OFDM 심볼들의 개수를 의미한다. 다만, 초기 접속 등을 위한 휴지(IDLE) 상태에서 사용되는 RACH 프리앰블의 지속기간(duration)의 경우, 네트워크가 복수 개의 RACH 자원을 설정한다고 하더라도 RACH 자원별로 프리앰블 지속기간을 다르게 설정할 이유가 거의 없다. 왜냐하면, 해당 셀이 지원하는 최대 셀 커버리지를 지원해야 하기 때문에, 어떤 RACH 자원에서의 프리앰블 지속기간은 길게 설정하고 다른 RACH 자원에서의 프리앰블 지속기간은 짧게 설정해야 할 이유가 없기 때문이다. 따라서, RACH 자원별로 프리앰블 지속기간을 동일하게 설정한다면, 기지국은 RACH 자원별로 프리앰블 포맷을 지정해 주지 않고, RACH 자원들에 공통적(common)으로 프리앰블 포맷을 지정해 줄 수 있다. 혹은 RACH 자원들을 RACH 자원 그룹(예, 긴 RACH 프리앰블 그룹, 짧은 RACH 프리앰블 그룹 등)으로 구분하고, RACH 자원 그룹별로 프리앰블 포맷을 지정해 줄 수 있다. RACH 자원들에 공통적으로 혹은 RACH 자원 그룹별로 프리앰블 포맷을 지정해 주는 경우, 앞서 표 9 내지 표 12를 참조하여 설명된 바와 같이, 네트워크는 프리앰블 포맷 1, 2, 3, 4, 5 중에서 하나를 시그널링할 수 있다. 예를 들어, 네트워크가 시그널링한 프리앰블 포맷이 프리앰블 포맷 2라면, 하나의 RACH 자원은 4개의 심볼로 구성된다. 4개 OFDM 심볼 길이의 RACH 자원 3개가 예약(reserve)되는 경우, 연속적으로 시간 분활 다중화(time division multiplexing, TDM)되는 3개의 RACH 자원들에 대해서 선행하는 첫 번째, 두 번째 RACH 자원들에서는 포맷 A(즉, 포맷 A1 또는 포맷 A2)를 프리앰블 포맷으로 적용하고, RACH 블록의 마지막 RACH 자원에는 포맷 B를 프리앰블 포맷으로 적용하도록 강제될 수 있다. 즉, RACH 블록의 마지막 RACH 자원에서 RACH 프리앰블을 전송할 때 UE로 하여금 갭 구간을 반드시 삽입하도록 하는 것이다.
혹은 RACH 자원들이 연속적으로 존재하는 경우, 네트워크는 연속적으로 설정된 각 RACH 자원에 대해서 RACH 프리앰블 포맷의 세트를 시그널링할 수 있다. 예를 들어, 프리앰블 포맷 1이 사용되고, 3개의 연속한 RACH 자원들이 설정되는 경우, RACH 프리앰블 포맷의 세트, 예를 들어, {A1, B}, {A1, A1}, {A2, A2}, 혹은 {A2, B}, 쪋 등의 형태로 RACH 자원 블록에 적용할 수 있는 RACH 프리앰블 포맷을 RACH 자원 블록별로, 혹은 모든 RACH 자원 블록에 동일하게 적용되도록 시그널링할 수 있다. 네트워크가 {A1, B} 조합을 시그널링한 경우, UE는 연속하는 RACH 자원들 중에서 마지막 RACH 자원에서는 프리앰블 포맷 1-B를 사용하고, 상기 마지막 RACH 자원을 제외한 나머지 RACH 자원(들)에서는 모두 프리앰블 포맷 1-A1을 사용한다. 즉, 네트워크가 포맷들의 조합을 시그널링한 경우, 예를 들어, {A1, B} 조합을 시그널링한 경우, UE는 검출한 SS 블록과 연관된 RACH 자원이 시간 도메인에서 RACH 슬롯의 RACH 자원들 중 마지막 RACH 자원이 아니면 상기 연관된 RACH 자원에서 프리앰블 포맷 A1의 RACH 프리앰블을 전송하고, 상기 연관된 RACH 자원이 상기 RACH 슬롯의 마지막 RACH 자원이면 프리앰블 포맷 B의 RACH 프리앰블을 전송한다.
네트워크가 설정하는 하나 이상의 RACH 자원이 있을 때, 각 RACH 자원에 대한 식별을 위해서, RACH 자원마다 고유의 인덱스가 부여될 수 있다. RACH 자원 인덱스마다 특정되어야 하는 정보는 다음과 같다.
> 연관된 SS 블록 인덱스(혹은 인덱스들): 연관된 SS 블록 인덱스가 복수 개인 경우, SS 블록별로 프리앰블 시퀀스 자원을 구분해서 시그널링한다.
> RACH 프리앰블을 위한 시퀀스 자원들(예, 루트 인덱스, CS들 등): 해당 RACH 자원에서 사용될 수 있는 RACH 프리앰블의 루트 인덱스 정보, 순환 천이 정보 등이 시그널링된다.
> RACH 프리앰블 포맷: 해당 RACH 자원에서 사용되는 프리앰블 포맷, RACH 자원의 길이(예, 심볼 개수)가 지시된다.
> 시간 도메인 정보: 해당 RACH 자원의 시간 정보. 시간 도메인 정보는 다음을 포함할 수 있다:
i. 해당 RACH 자원이 속하는 슬롯 인덱스, 프레임 번호;
ii. 해당 RACH 자원이 속하는 슬롯의 타입 정보, 즉, RACH 슬롯 타입 정보; 및/또는
iii. 해당 RACH 자원이 속하는 슬롯 내의 심볼 위치. RACH 자원이 속하는 슬롯 내의 심볼 위치를 나타내는 정보는 해당 RACH 자원이 시작되는 심볼 번호와 해당 RACH 자원의 지속기간(예, 심볼 개수)에 관한 정보일 수 있다. 혹은, RACH 자원이 속하는 슬롯 내의 심볼 위치를 나타내는 정보는 해당 RACH 자원이 RACH 슬롯 내의 몇 번째에 위치하는 RACH 자원인지를 지시하는 정보일 수 있다. RACH 슬롯 내에서 RACH 자원의 개수 및 심볼 개수는 RACH 프리앰블 포맷에 의해서 UE가 유추할 수 있으며, 상기 기술한 RACH 슬롯 타입 정보를 통해서 RACH 자원이 슬롯 내에서 몇 번째 심볼부터 시작하는 지를 알아낼 수 있다. 이러한 정보는, 예를 들어, 도 33 내지 도 35를 참조하면, 슬롯 내의 RACH 자원 유닛 번호(즉, RACH 슬룻 내 RACH 자원)은 RACH 프리앰블 포맷의 길이(즉, 지속기간)에 따라서 다음과 같이 시그널링될 수 있다:
(a) 12개 심볼인 프리앰블 포맷의 경우 생략가능
(b) 6개 심볼인 프리앰블 포맷의 경우 1 비트 (0 or 1)
(c) 4개 심볼인 프리앰블 포맷의 경우 2 비트
(d) 3개 심볼인 프리앰블 포맷의 경우 2 비트
(e) 2개 심볼인 프리앰블 포맷의 경우 3 비트
(f) 1 개 심볼인 프리앰블 포맷의 경우 4 비트
> 주파수 도메인 정보: 해당 RACH 자원의 주파수 위치 정보. RACH 자원의 주파수 위치에 대한 기준점을 알리기 위한 목적으로, RACH 자원이 위치할 수 있는 가장 낮은(혹은 가장 높은) 주파수 위치에 대한 정보가 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 앞서 설명된 RACH 자원 블록이 시작되는 주파수 위치가 시그널링된다. RACH 자원의 주파수 위치 정보는 RACH 설정 내에서 RACH 자원 공통(common) 정보로서 시그널링될 수 있다. RACH 자원의 대역폭, 즉, RACH 대역폭이 시그널링된다. 혹은, RACH 자원의 서브밴드 크기, 즉, RACH 대역폭은 RACH 프리앰블 포맷에 의존적으로 결정될 수 있으며, 긴 시퀀스 기반의 프리앰블이 사용될 때의 RACH 대역폭과 짧은 시퀀스 기반의 프리앰블이 사용될 때의 RACH 대역폭이 서로 다르게 결정될 수 있다. 즉, 프리앰블 포맷이 각 RACH 자원별 혹은 RACH 자원 그룹별로 시그널링되면, UE는 부반송파 간격을 고려하여, 긴 시퀀스 기반의 프리앰블의 RACH 대역폭과 짧은 시퀀스 기반의 프리앰블의 RACH 대역폭을 쉽게 알아낼 수 있다..
도 36은 본 발명을 수행하는 전송장치(10) 및 수신장치(20)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
전송장치(10) 및 수신장치(20)는 정보 및/또는 데이터, 신호, 메시지 등을 나르는 무선 신호를 전송 또는 수신할 수 있는 RF(Radio Frequency) 유닛(13, 23)과, 무선통신 시스템 내 통신과 관련된 각종 정보를 저장하는 메모리(12, 22), 상기 RF 유닛(13, 23) 및 메모리(12, 22) 등의 구성요소와 동작적으로 연결되어, 상기 구성요소를 제어하여 해당 장치가 전술한 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나를 수행하도록 메모리(12, 22) 및/또는 RF 유닛(13, 23)을 제어하도록 구성된(configured) 프로세서(11, 21)를 각각 포함한다.
메모리(12, 22)는 프로세서(11, 21)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 정보를 임시 저장할 수 있다. 메모리(12, 22)가 버퍼로서 활용될 수 있다.
프로세서(11, 21)는 통상적으로 전송장치 또는 수신장치 내 각종 모듈의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 프로세서(11, 21)는 본 발명을 수행하기 위한 각종 제어 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(11, 21)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 불릴 수 있다. 프로세서(11, 21)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(11, 21)에 구비될 수 있다. 한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(11, 21) 내에 구비되거나 메모리(12, 22)에 저장되어 프로세서(11, 21)에 의해 구동될 수 있다.
전송장치(10)의 프로세서(11)는 상기 프로세서(11) 또는 상기 프로세서(11)와 연결된 스케줄러로부터 스케줄링되어 외부로 전송될 신호 및/또는 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 RF 유닛(13)에 전송한다. 예를 들어, 프로세서(11)는 전송하고자 하는 데이터 열을 역다중화 및 채널 부호화, 스크램블링, 변조과정 등을 거쳐 K 개의 레이어로 변환한다. 부호화된 데이터 열은 코드워드로 지칭되기도 하며, MAC 계층이 제공하는 데이터 블록인 수송 블록과 등가이다. 일 수송블록(transport block, TB)은 일 코드워드로 부호화되며, 각 코드워드는 하나 이상의 레이어의 형태로 수신장치에 전송되게 된다. 주파수 상향 변환을 위해 RF 유닛(13)은 오실레이터(oscillator)를 포함할 수 있다. RF 유닛(13)은 N t 개(N t 는 1 이상의 양의 정수)의 전송 안테나를 포함할 수 있다.
수신장치(20)의 신호 처리 과정은 전송장치(10)의 신호 처리 과정의 역으로 구성된다. 프로세서(21)의 제어 하에, 수신장치(20)의 RF 유닛(23)은 전송장치(10)에 의해 전송된 무선 신호를 수신한다. 상기 RF 유닛(23)은 N r 개의 수신 안테나를 포함할 수 있으며, 상기 RF 유닛(23)은 수신 안테나를 통해 수신된 신호 각각을 주파수 하향 변환하여(frequency down-convert) 기저대역 신호로 복원한다. RF 유닛(23)은 주파수 하향 변환을 위해 오실레이터를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(21)는 수신 안테나를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)를 수행하여, 전송장치(10)가 본래 전송하고자 했던 데이터를 복원할 수 있다.
RF 유닛(13, 23)은 하나 이상의 안테나를 구비한다. 안테나는, 프로세서(11, 21)의 제어 하에 본 발명의 일 실시예에 따라, RF 유닛(13, 23)에 의해 처리된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 RF 유닛(13, 23)으로 전달하는 기능을 수행한다. 안테나는 안테나 포트로 불리기도 한다. 각 안테나는 하나의 물리 안테나에 해당하거나 하나보다 많은 물리 안테나 요소(element)의 조합에 의해 구성될(configured) 수 있다. 각 안테나로부터 전송된 신호는 수신장치(20)에 의해 더는 분해될 수 없다. 해당 안테나에 대응하여 전송된 참조신호(reference signal, RS)는 수신장치(20)의 관점에서 본 안테나를 정의하며, 채널이 일 물리 안테나로부터의 단일(single) 무선 채널인지 혹은 상기 안테나를 포함하는 복수의 물리 안테나 요소(element)들로부터의 합성(composite) 채널인지에 관계없이, 상기 수신장치(20)로 하여금 상기 안테나에 대한 채널 추정을 가능하게 한다. 즉, 안테나는 상기 안테나 상의 심볼을 전달하는 채널이 상기 동일 안테나 상의 다른 심볼이 전달되는 상기 채널로부터 도출될 수 있도록 정의된다. 복수의 안테나를 이용하여 데이터를 송수신하는 다중 입출력(Multi-Input Multi-Output, MIMO) 기능을 지원하는 RF 유닛의 경우에는 2개 이상의 안테나와 연결될 수 있다. 본 발명에서 RF 유닛은 트랜시버로 칭해지기도 한다.
본 발명에서 RF 유닛(13, 23)은 수신 빔포밍과 전송 빔포밍을 지원할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서 RF 유닛(13,23)은 도 3에 예시된 기능을 수행하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 있어서, UE는 상향링크에서는 전송장치(10)로 동작하고, 하향링크에서는 수신장치(20)로 동작한다. 본 발명의 실시예들에 있어서, gNB는 상향링크에서는 수신장치(20)로 동작하고, 하향링크에서는 전송장치(10)로 동작한다. 이하, UE에 구비된 프로세서, 트랜시버 및 메모리를 UE 프로세서, UE 트랜시버 및 UE 메모리라 각각 칭하고, gNB에 구비된 프로세서, 트랜시버 및 메모리를 gNB 프로세서, gNB 트랜시버 및 gNB 메모리라 각각 칭한다.
본 발명의 gNB 프로세서는 본 발명에 따른 RACH 설정 정보를 전송하도록 gNB 트랜시버를 제어한다. 상기 RACH 설정 정보는 프리앰블 포맷을 나타낼 수 있으며, 상기 프리앰블 포맷은 본 발명에 따른 프리앰블 포맷들 중에 하나이다. 상기 RACH 설정 정보는 RACH 프리앰블이 전송될 수 있는 슬롯, 즉, RACH 자원이 설정된 슬롯(이하, RACH 슬롯)을 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 상기 RACH 슬롯 정보는 RACH 슬롯 내 RACH 시간 자원들의 개수를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 상기 RACH 설정 정보는 RACH 자원에서 사용될 수 있는 프리앰블 시퀀스 정보를 포함할 수 있다. 상기 gNB 프로세서는 RACH 슬롯 내 RACH 자원에서 신호를 수신하도록 상기 gNB 트랜시버를 제어할 수 있다. 상기 gNB 프로세서는 상기 RACH 자원에 해당하는 프리앰블 포맷에 따라 RACH 프리앰블의 검출을 시도할 수 있다. 예를 들어, 상기 RACH 설정 정보가 프리앰블 포맷 1-A1(표 9 내지 표 12 참조)을 나타내면, 상기 gNB 프로세서는 프리앰블 포맷 1-A1에 부합하는 RACH 프리앰블을 검출하도록 시도할 수 있다. 다른 예로, 상기 RACH 설정 정보가 본 발명에서 제안된 프리앰블 포맷 A1과 B의 조합인 프리앰블 포맷을 나타내면, 상기 gNB 프로세서는 RACH 슬롯 내 연속한 RACH 자원들 중 시간 도메인에서 마지막 RACH 자원이 아닌 RACH 자원에서는 프리앰블 포맷 A1에 따라 RACH 프리앰블을 검출을 시도하고, 마지막 RACH 자원에서는 프리앰블 B에 따라 RACH 프리앰블 검출을 시도할 수 있다.
본 발명의 UE 트랜시버는 상기 RACH 설정 정보를 수신하고, UE 프로세서는 상기 RACH 설정 정보를 바탕으로 RACH 프리앰블을 전송하도록 상기 UE 트랜시버를 제어한다. 예를 들어, UE 트랜시버가 본 발명에서 제안된 프리앰블 포맷 A1을 지시하는 프리앰블 포맷 정보를 포함하는 RACH 설정 정보를 수신한 경우, 상기 UE 프로세서는 상기 프리앰블 포맷 A1의 RACH 프리앰블을 전송하도록 상기 UE 트랜시버를 제어한다. RACH 프리앰블은 시간 도메인에서 CP 부분과 시퀀스 부분을 포함하는데, UE 프로세서는 상기 RACH 설정 정보 내 프리앰블 포맷 정보에 따른 프리앰블 포맷에 부합하도록 RACH 프리앰블을 생성하고, 상기 UE 트랜시버를 제어하여 상기 RACH 프리앰블을 전송한다. 예를 들어, 상기 RACH 설정 정보가 지시하는 프리앰블 포맷이 상기 프리앰블 포맷 A1인 경우, 상기 UE 프로세서는 RACH 프리앰블의 CP 길이가 상기 RACH 프리앰블용 SCS와 같은 SCS를 사용하는 데이터용 OFDM 심볼의 CP 길이 NCP의 N배가 되도록 상기 RACH 프리앰블을 생성할 수 있다. 여기서, N은 RACH 프리앰블의 전송에 사용되는 OFDM 심볼들의 개수이고 1보다 큰 값일 수 있다. 예를 들어, 표 9 내지 표 12를 참조하면, 프리앰블 포맷 1-A1을 나타내는 RACH 설정 정보를 수신한 경우에는 N=2, 프리앰블 포맷 2-A1을 나타내는 RACH 설정 정보를 수신한 경우에는 N=4, 프리앰블 포맷 3-A1을 나타내는 RACH 설정 정보를 수신한 경우에는 N=6가 되도록 RACH 프리앰블을 생성할 수 있다. RACH 프리앰블의 시퀀스 부분의 길이도 N에 비례하여 증가한다. 상기 UE 프로세서는 길이 139인 Zadoff Chu 시퀀스를 N번 포함하도록 상기 시퀀스 부분을 생성할 수 있다. 상기 UE 프로세서는 본 발명에서 프리앰블 포맷 A1 혹은 A2의 경우, RACH 프리앰블용 SCS와 동일 SCS를 갖는 데이터용 OFDM 심볼의 N배와 같도록 상기 RACH 프리앰블을 생성할 수 있다. 상기 UE 프로세서는 상기 RACH 프리앰블을 데이터용 OFDM 심볼 N개의 경계와 일치하게 전송하도록 상기 UE 트랜시버를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 UE 프로세서는 프리앰블 포맷 A1의 RACH 프리앰블을 상기 RACH 프리앰블의 전송에 사용되는 N개 OFDM 심볼들의 총 길이와 같도록 생성하고, 상기 N개 OFDM 심볼들의 시작에 맞춰 상기 RACH 프리앰블을 전송하도록 상기 UE 트랜시버를 제어할 수 있다.
상기 RACH 설정 정보 내 상기 프리앰블 포맷 정보가 프리앰블 포맷 A1 혹은 A2와 프리앰블 포맷 B의 조합을 지시할 수도 있다. 예를 들어, 프리앰블 포맷 1-A1 및 프리앰블 포맷 1-B의 조합이 지시된 경우, 상기 사용자기기가 RACH 전송에 사용할 RACH 자원이 RACH 슬롯의 시간 도메인에서 마지막 RACH 자원이 아니면 프리앰블 포맷 1-A1에 따라 RACH 프리앰블을 생성하고, 상기 UE 트랜시버를 제어하여 상기 RACH 프리앰블을 상기 RACH 자원에서 전송한다. 이에 반해 상기 사용자기기가 RACH 전송에 사용할 RACH 자원이 RACH 슬롯의 시간 도메인에서 마지막 RACH 자원이면 프리앰블 포맷 1-B에 따라 RACH 프리앰블을 생성하고, 상기 UE 트랜시버를 제어하여 상기 RACH 프리앰블을 상기 RACH 자원에서 전송한다. 상기 UE 프로세서는 셀 상에서 검출된 SS 블록과 연결된 RACH 자원에서 상기 RACH 프리앰블을 전송하도록 상기 UE 트랜시버를 제어한다. 셀 상에서 복수의 SS 블록들이 전송되고, 상기 UE 프로세서가 검출된 SS 블록(들) 중 특정 기준에 따라 SS 블록을 선택하고, 상기 선택된 SS 블록과 연관된 RACH 자원을 상기 RACH 프리앰블 전송에 사용할 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
상술한 바와 같은 임의 접속 채널을 전송하는 방법 및 이를 위한 장치는, 5세대 NewRAT 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 5세대 NewRAT 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템에서 사용자기기가 임의 접속 채널(random access channel, RACH) 신호를 전송함에 있어서,
    제1 포맷을 지시하는 프리앰블 포맷 정보를 포함하는 RACH 설정 정보를 수신; 및
    상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블을 전송하는 것을 포함하며,
    상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블은 시간 도메인에서 순환 프리픽스(cyclic prefix, CP) 부분과 시퀀스 부분을 포함하고,
    상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블은 다음을 만족하는:
    상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블의 CP 길이는 OFDM 심볼의 CP 길이 NCP의 N배인, 여기서, N은 RACH 프리앰블의 전송에 사용되는 OFDM 심볼들의 개수이고 1보다 큰,
    RACH 신호 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블의 길이는 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블의 전송에 사용되는 OFDM 심볼들의 총 길이와 같은,
    RACH 신호 전송 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 포맷은 길이 N*144*T s인 CP 부분과 길이 N*2048*T s인 시퀀스 부분으로 이루어진 프리앰블 포맷인, 여기서 T s는 샘플링 시간,
    RACH 신호 전송 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    144*T s는 NCP와 같고, 2048*T s는 OFDM 심볼별 데이터 부분 길이와 같은,
    RACH 신호 전송 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 포맷은 N이 2, 4 또는 6인 프리앰블 포맷인,
    RACH 신호 전송 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 시퀀스 부분은 길이 139인 Zadoff Chu 시퀀스를 N번 포함하는,
    RACH 신호 전송 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 RACH 설정 정보는 RACH용 슬롯에 관한 정보를 더 포함하고,
    상기 프리앰블 포맷 정보가 상기 제1 프리앰블 포맷 및 제2 프리앰블 포맷의 조합을 지시하면, 상기 사용자기기는 상기 슬롯의 RACH 자원들 중에서 상기 사용자기기가 검출한 동기 신호(synchronization signal, SS) 블록과 연관된 RACH 자원이 상기 시간 도메인에서 상기 슬롯의 마지막 RACH 자원이 아니면 상기 연관된 RACH 자원에서 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블을 전송하고, 상기 연관된 RACH 자원이 상기 슬롯의 마지막 RACH 자원이면 상기 연관된 자원에서 상기 제2 포맷의 RACH 프리앰블을 전송하며,
    상기 제2 포맷은 상기 제2 포맷의 RACH 프리앰블 포맷 내 시퀀스 부분 뒤에 신호가 없는 가드 시간을 수반하는 프리앰블 포맷인,
    RACH 신호 전송 방법.
  8. 무선 통신 시스템에서 사용자기기가 임의 접속 채널(random access channel, RACH) 신호를 전송함에 있어서,
    트랜시버, 및
    상기 트랜시버를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는:
    제1 포맷을 지시하는 프리앰블 포맷 정보를 포함하는 RACH 설정 정보를 수신하도록 상기 트랜시버를 제어; 및
    상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블을 전송하도록 상기 트랜시버를 제어하도록 구성되고,
    상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블은 시간 도메인에서 순환 프리픽스(cyclic prefix, CP) 부분과 시퀀스 부분을 포함하고,
    상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블은 다음을 만족하는:
    상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블의 CP 길이는 OFDM 심볼의 CP 길이 NCP의 N배인, 여기서, N은 RACH 프리앰블의 전송에 사용되는 OFDM 심볼들의 개수이고 1보다 큰,
    사용자기기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블의 길이는 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블의 전송에 사용되는 OFDM 심볼들의 총 길이와 같은,
    사용자기기.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 포맷은 길이 N*144*T s인 CP 부분과 길이 N*2048*T s인 시퀀스 부분으로 이루어진 프리앰블 포맷인, 여기서 T s는 샘플링 시간,
    사용자기기.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 RACH 설정 정보는 RACH용 슬롯에 관한 정보를 더 포함하고,
    상기 프리앰블 포맷 정보가 상기 제1 프리앰블 포맷 및 제2 프리앰블 포맷의 조합을 지시하면, 상기 프로세서는 상기 슬롯의 RACH 자원들 중에서 상기 사용자기기가 검출한 동기 신호(synchronization signal, SS) 블록과 연관된 RACH 자원이 상기 시간 도메인에서 상기 슬롯의 마지막 RACH 자원이 아니면 상기 연관된 RACH 자원에서 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블을 전송하도록 상기 트랜시버를 제어하고, 상기 연관된 RACH 자원이 상기 슬롯의 마지막 RACH 자원이면 상기 연관된 자원에서 상기 제2 포맷의 RACH 프리앰블을 전송하도록 상기 RF 제어하며,
    상기 제2 포맷은 상기 제2 포맷의 RACH 프리앰블 포맷 내 시퀀스 부분 뒤에 신호가 없는 가드 시간을 수반하는 프리앰블 포맷인,
    사용자기기.
  12. 무선 통신 시스템에서 기지국이 임의 접속 채널(random access channel, RACH) 신호를 수신함에 있어서,
    제1 포맷을 지시하는 프리앰블 포맷 정보를 포함하는 RACH 설정 정보를 전송; 및
    상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블을 검출하는 것을 포함하며,
    상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블은 시간 도메인에서 순환 프리픽스(cyclic prefix, CP) 부분과 시퀀스 부분을 포함하고,
    상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블은 다음을 만족하는:
    상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블의 CP 길이는 OFDM 심볼의 CP 길이 NCP의 N배인, 여기서, N은 RACH 프리앰블의 전송에 사용되는 OFDM 심볼들의 개수이고 1보다 큰,
    RACH 신호 수신 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블의 길이는 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블의 전송에 사용되는 OFDM 심볼들의 총 길이와 같은,
    RACH 신호 수신 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 포맷은 길이 N*144*T s인 CP 부분과 길이 N*2048*T s인 시퀀스 부분으로 이루어진 프리앰블 포맷인, 여기서 T s는 샘플링 시간,
    RACH 신호 수신 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 시퀀스 부분은 길이 139인 Zadoff Chu 시퀀스를 N번 포함하는,
    RACH 신호 수신 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 RACH 설정 정보는 RACH용 슬롯에 관한 정보를 더 포함하고,
    상기 프리앰블 포맷 정보가 상기 제1 프리앰블 포맷 및 제2 프리앰블 포맷의 조합을 지시하면, 상기 기지국은 상기 슬롯의 RACH 자원들 중 상기 시간 도메인에서 상기 슬롯의 마지막 RACH 자원이 아닌 RACH 자원에서는 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블에 대한 검출을 시도하고, 상기 마지막 RACH 자원에서는 상기 제2 포맷의 RACH 프리앰블에 대한 검출을 시도하며,
    상기 제2 포맷은 상기 제2 포맷의 RACH 프리앰블 포맷 내 시퀀스 부분 뒤에 신호가 없는 가드 시간을 수반하는 프리앰블 포맷인,
    RACH 신호 수신 방법.
  17. 무선 통신 시스템에서 기지국이 임의 접속 채널(random access channel, RACH) 신호를 수신함에 있어서,
    트랜시버, 및
    상기 트랜시버를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는:
    제1 포맷을 지시하는 프리앰블 포맷 정보를 포함하는 RACH 설정 정보를 전송하도록 상기 트랜시버를 제어; 및
    상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블을 검출하도록 구성되며,
    상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블은 시간 도메인에서 순환 프리픽스(cyclic prefix, CP) 부분과 시퀀스 부분을 포함하고,
    상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블은 다음을 만족하는:
    상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블의 CP 길이는 OFDM 심볼의 CP 길이 NCP의 N배인, 여기서, N은 RACH 프리앰블의 전송에 사용되는 OFDM 심볼들의 개수이고 1보다 큰,
    기지국.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블의 길이는 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블의 전송에 사용되는 OFDM 심볼들의 총 길이와 같은,
    기지국.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제1 포맷은 길이 N*144*T s인 CP 부분과 길이 N*2048*T s인 시퀀스 부분으로 이루어진 프리앰블 포맷이며, 여기서 T s는 샘플링 시간이고,
    기지국.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 RACH 설정 정보는 RACH용 슬롯에 관한 정보를 더 포함하고,
    상기 프리앰블 포맷 정보가 상기 제1 프리앰블 포맷 및 제2 프리앰블 포맷의 조합을 지시하면, 상기 프로세서는 상기 슬롯의 RACH 자원들 중 상기 시간 도메인에서 상기 슬롯의 마지막 RACH 자원이 아닌 RACH 자원에서는 상기 제1 포맷의 RACH 프리앰블에 대한 검출을 시도하고, 상기 마지막 RACH 자원에서는 상기 제2 포맷의 RACH 프리앰블에 대한 검출을 시도하도록 구성되며,
    상기 제2 포맷은 상기 제2 포맷의 RACH 프리앰블 포맷 내 시퀀스 부분 뒤에 신호가 없는 가드 시간을 수반하는 프리앰블 포맷인,
    기지국.
PCT/KR2018/004959 2017-05-03 2018-04-27 임의 접속 채널 신호를 전송하는 방법과 사용자기기, 및 임의 접속 채널 신호를 수신하는 방법 및 기지국 WO2018203628A1 (ko)

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