WO2024058329A1 - 무선 통신 시스템에서의 랜덤 액세스 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서의 랜덤 액세스 방법 및 장치 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to random access technology in a wireless communication system, and more specifically, to random access technology for supporting Doppler shift-robust random access (RA) in terrestrial cells, satellite cells, etc.
  • RA Doppler shift-robust random access
  • LTE long term evolution
  • NR new radio
  • 3GPP 3rd generation partnership project
  • the NR communication network can provide communication services to terminals located on the ground (terrestrial). Recently, the demand for communication services for airplanes, drones, satellites, etc. located not only on the ground but also in non-terrestrial areas is increasing, and for this purpose, a non-terrestrial network (NTN) ) technologies are being discussed.
  • NTN non-terrestrial network
  • the propagation delay of a signal between each terminal and the base station may be different due to different locations between terminals.
  • timing advance (TA) operation based on the RA procedure can be used.
  • TA timing advance
  • the propagation delay between the terminal and the base station is relatively large, the cell coverage is relatively wide, and the influence of Doppler shift can be significant. Therefore, in addition to the RA procedure designed based on the terrestrial network, RA technology to improve RA performance in NTN may be required.
  • the purpose of the present invention to achieve the above requirements is to provide a random access method and device that supports RA operation that is robust to Doppler shift even in an NTN where cell coverage is wide and the influence of Doppler shift is relatively high.
  • a method of operating a terminal includes receiving random access channel (RACH) configuration information from a base station included in a first network, based on the RACH configuration information, Generating a random access (RA) preamble including a plurality of different preamble sequences, mapping the RA preamble to a first frequency domain, and mapping the RA preamble mapped to the first frequency domain to the base station. It includes the step of transmitting to, wherein the size of the bandwidth occupied by the first frequency region and the size of the bandwidth occupied by PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) in the first network are in an integer multiple relationship with each other based on the RACH configuration information. It can be set to have.
  • RACH random access channel
  • PUSCH Physical Uplink Shared Channel
  • Generating the RA preamble includes confirming information of a first format to be applied to the RA preamble based on information received from the base station, and generating the RA preamble based on the first format.
  • the subcarrier spacing (SCS) set for the RA preamble may be set to have an integer multiple relationship with the SCS set for the PUSCH.
  • Generating the RA preamble includes confirming information of a first format to be applied to the RA preamble based on information received from the base station, and generating the RA preamble based on the first format.
  • the length of the RA preamble in the first format is an integer multiple of the length of the RA preamble used in the RA procedure in a second network that is different from the first network and has at least some overlapping coverage with the first network. It can be set to have a relationship.
  • the step of generating the RA preamble includes generating a first preamble sequence and a second preamble sequence, which are Zadoff-Chu sequences that have the same size and are generated based on different root values, and It may include generating the RA preamble so that the first and second preamble sequences are arranged consecutively in the time domain with one cyclic prefix (CP) in between.
  • CP cyclic prefix
  • the step of generating the RA preamble includes generating a first preamble sequence and a second preamble sequence, which are Zadoff-Chu sequences that have the same size and are generated based on different root values, and the first and second preamble sequences. It may include generating the RA preamble so that the preamble sequence is arranged continuously in the time domain.
  • the step of generating the RA preamble includes generating a first preamble sequence and a second preamble sequence, which are Zadoff-Chu sequences that have the same size and are generated based on different root values, and the first and second preamble sequences. It may include generating the RA preamble so that the preamble sequence is arranged continuously in the frequency domain.
  • a method of operating a base station includes transmitting random access channel (RACH) configuration information to one or more terminals included in a first network including the base station, the one Receiving, from a first terminal among the above terminals, an RA preamble mapped and transmitted in a first frequency domain based on the RACH configuration information, and based on a plurality of different preamble sequences included in the RA preamble, A step of performing TA (timing advance) estimation for the terminal, wherein the size of the bandwidth occupied by the first frequency region and the size of the bandwidth occupied by the PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) in the first network are, Based on RACH configuration information, they can be set to have an integer multiple relationship with each other.
  • RACH random access channel
  • Transmitting information for the RA procedure includes checking the size of the cell of the base station, comparing the size of the cell with a first size standard, and determining if the size of the cell exceeds the first size standard. In this case, it may include generating information for the RA procedure including information in a first format applied to the RA preamble, and transmitting the information for the RA procedure to the one or more terminals.
  • the subcarrier spacing (SCS) set for the RA preamble may be set to have an integer multiple relationship with the SCS set for the PUSCH.
  • the length of the RA preamble in the first format has an integer multiple relationship with the length of the RA preamble used in the RA procedure in a second network that is different from the first network and has at least some overlapping coverage with the first network. It can be set to:
  • the RA preamble has a first preamble sequence and a second preamble sequence, which are Zadoff-Chu sequences that have the same size and are generated based on different root values, and form one CP (cyclic prefix) in the time domain. It may be configured to be arranged continuously with an interposer.
  • the RA preamble has a first preamble sequence and a second preamble sequence, which are Zadoff-Chu sequences that have the same size and are generated based on different root values, and are continuous in the time domain with one CP (cyclic prefix) in between. It can be configured to be arranged appropriately.
  • the RA preamble may be configured so that a first preamble sequence and a second preamble sequence, which are Zadov-Chu sequences that have the same size and are generated based on different root values, are arranged continuously in the frequency domain.
  • the terminal includes a processor, and the processor receives random access channel (RACH) configuration information from a base station included in the first network. , Based on the RACH configuration information, generate a random access (RA) preamble including a plurality of different preamble sequences, map the RA preamble to a first frequency region, and map the RA preamble to the first frequency region. Operates to cause transmission of the mapped RA preamble to the base station, and the size of the bandwidth occupied by the first frequency region and the size of the bandwidth occupied by the PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) in the first network are, Based on RACH configuration information, they can be set to have an integer multiple relationship with each other.
  • RACH random access channel
  • the processor determines information of a first format to be applied to the RA preamble, based on information received from the base station, and generates the RA preamble based on the first format. It operates to further cause generation, and in the first format, the subcarrier spacing (SCS) set for the RA preamble may be set to have an integer multiple relationship with the SCS set for the PUSCH. .
  • SCS subcarrier spacing
  • the processor determines information of a first format to be applied to the RA preamble, based on information received from the base station, and generates the RA preamble based on the first format. Operates to further cause to generate, wherein the length of the RA preamble in the first format is used in an RA procedure in a second network that is different from the first network and has at least some overlapping coverage with the first network. It can be set to have an integer multiple relationship with the length of the RA preamble.
  • the processor When generating the RA preamble, the processor causes the terminal to generate a first preamble sequence and a second preamble sequence, which are Zadoff-Chu sequences that have the same size and are generated based on different root values.
  • the RA preamble may be generated, and the RA preamble may be further generated such that the first and second preamble sequences are arranged consecutively in the time domain with one cyclic prefix (CP) in between.
  • CP cyclic prefix
  • the processor When generating the RA preamble, the processor generates a first preamble sequence and a second preamble sequence, which are Zadoff-Chu sequences that have the same size and are generated based on different root values, and The RA preamble may be further operated to cause generation of the RA preamble such that the first and second preamble sequences are arranged consecutively in the time domain.
  • the processor When generating the RA preamble, the processor generates a first preamble sequence and a second preamble sequence, which are Zadoff-Chu sequences that have the same size and are generated based on different root values, and It may further operate to cause the RA preamble to be generated such that the first and second preamble sequences are arranged consecutively in the frequency domain.
  • the bandwidth of PRACH used by the UE for the RA procedure for the satellite base station in a communication system including NTN is n of the bandwidth of PRACH in the PUSCH or terrestrial network. It can be set to 1/1 (n is a natural number greater than 1).
  • the RA preamble may be configured to include a plurality of different preamble sequences in the time domain or frequency domain.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a communication system.
  • Figure 2 is a block diagram showing an embodiment of a communication node constituting a communication system.
  • FIG. 3 is a flowchart to explain an embodiment of a random access (RA) procedure in a communication system.
  • RA random access
  • Figures 4a and 4b are flowcharts for explaining the first embodiment of the RA preamble structure in a communication system.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining propagation delay according to the locations of satellites and terminals constituting a non-terrestrial network in an embodiment of a communication system.
  • Figures 6a and 6b are conceptual diagrams for explaining a second embodiment of the RA preamble structure in a communication system.
  • Figures 7a and 7b are conceptual diagrams to explain an embodiment of a method for mapping an RA preamble to the frequency domain in a communication system.
  • Figures 8a and 8b are conceptual diagrams for explaining a third embodiment of the RA preamble structure in a communication system.
  • 9A and 9B are conceptual diagrams for explaining a fourth embodiment of the RA preamble structure in a communication system.
  • Figure 10 is a conceptual diagram for explaining the fifth embodiment of the RA preamble structure in a communication system.
  • Figure 11 is a conceptual diagram for explaining an embodiment of a delay time calculation method according to the fifth embodiment of the RA preamble structure in a communication system.
  • first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention.
  • the term and/or includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.
  • “at least one of A and B” may mean “at least one of A or B” or “at least one of combinations of one or more of A and B.” Additionally, in embodiments of the present application, “one or more of A and B” may mean “one or more of A or B” or “one or more of combinations of one or more of A and B.”
  • a communication system to which embodiments according to the present invention are applied will be described.
  • Communication systems to which embodiments of the present invention are applied are not limited to those described below, and embodiments of the present invention can be applied to various communication systems.
  • communication system may be used in the same sense as communication network.
  • network refers to, for example, wireless Internet such as WiFi (wireless fidelity), mobile Internet such as WiBro (wireless broadband internet) or WiMax (world interoperability for microwave access), and GSM (global system for mobile communication).
  • wireless Internet such as WiFi (wireless fidelity)
  • mobile Internet such as WiBro (wireless broadband internet) or WiMax (world interoperability for microwave access)
  • GSM global system for mobile communication
  • 2G mobile communication networks such as CDMA (code division multiple access)
  • 3G mobile communication networks such as WCDMA (wideband code division multiple access) or CDMA2000, HSDPA (high speed downlink packet access) or HSUPA (high speed uplink packet access)
  • WCDMA wideband code division multiple access
  • HSDPA high speed downlink packet access
  • HSUPA high speed uplink packet access
  • 4G mobile communication networks such as 3.5G mobile communication networks, LTE (long term evolution) networks or LTE-Advanced networks, 5G mobile communication networks, B5G mobile communication networks (6G mobile communication networks, etc
  • terminal refers to a mobile station, mobile terminal, subscriber station, portable subscriber station, user equipment, and access terminal. It may refer to the like, and may include all or part of the functions of a terminal, a mobile station, a mobile terminal, a subscriber station, a portable subscriber station, a user device, an access terminal, etc.
  • a desktop computer laptop computer, tablet PC, wireless phone, mobile phone, smart phone, and smart watch that can communicate with terminals.
  • smart watch smart glass
  • e-book reader portable multimedia player
  • portable game console navigation device
  • digital camera digital multimedia broadcasting player
  • digital voice digital audio recorder digital audio player
  • digital picture recorder digital picture player
  • digital video recorder digital video player
  • digital video player digital video player
  • base station refers to an access point, radio access station, node B, evolved node B, base transceiver station, and MMR ( It may refer to a mobile multihop relay)-BS, etc., and may include all or part of the functions of a base station, access point, wireless access station, Node B, eNodeB, transmitting and receiving base station, and MMR-BS.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a communication system.
  • the communication system 100 includes a plurality of communication nodes 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6).
  • a plurality of communication nodes are 4G communication (e.g., long term evolution (LTE), LTE-A (advanced)), 5G communication (e.g., new radio (NR)) specified in the 3rd generation partnership project (3GPP) standard. ), etc. can be supported.
  • 4G communications can be performed in frequency bands below 6 GHz
  • 5G communications can be performed in frequency bands above 6 GHz as well as below 6 GHz.
  • a plurality of communication nodes may use a communication protocol based on code division multiple access (CDMA), a communication protocol based on wideband CDMA (WCDMA), a communication protocol based on time division multiple access (TDMA), Communication protocol based on FDMA (frequency division multiple access), communication protocol based on OFDM (orthogonal frequency division multiplexing), communication protocol based on Filtered OFDM, communication protocol based on CP (cyclic prefix)-OFDM, DFT-s-OFDM (discrete Fourier transform-spread-OFDM)-based communication protocol, OFDMA (orthogonal frequency division multiple access)-based communication protocol, SC (single carrier)-FDMA-based communication protocol, NOMA (Non-orthogonal Multiple Access), GFDM (generalized frequency) division multiplexing)-based communication protocols, FBMC (filter bank multi-carrier)-based communication protocols, UFMC (universal filtered multi-carrier)-based communication protocols, and
  • CDMA code division multiple access
  • the communication system 100 may further include a core network.
  • the core network may include a serving-gateway (S-GW), a packet data network (PDN)-gateway (P-GW), a mobility management entity (MME), etc. there is.
  • the core network may include a user plane function (UPF), a session management function (SMF), and an access and mobility management function (AMF).
  • UPF user plane function
  • SMF session management function
  • AMF access and mobility management function
  • a plurality of communication nodes (110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-) constituting the communication system 100 4, 130-5, 130-6) Each can have the following structure.
  • Figure 2 is a block diagram showing an embodiment of a communication node constituting a communication system.
  • the communication node 200 may include at least one processor 210, a memory 220, and a transmitting and receiving device 230 that is connected to a network and performs communication. Additionally, the communication node 200 may further include an input interface device 240, an output interface device 250, a storage device 260, etc. Each component included in the communication node 200 is connected by a bus 270 and can communicate with each other.
  • each component included in the communication node 200 may be connected through an individual interface or individual bus centered on the processor 210, rather than the common bus 270.
  • the processor 210 may be connected to at least one of the memory 220, the transmission/reception device 230, the input interface device 240, the output interface device 250, and the storage device 260 through a dedicated interface. .
  • the processor 210 may execute a program command stored in at least one of the memory 220 and the storage device 260.
  • the processor 210 may refer to a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed.
  • Each of the memory 220 and the storage device 260 may be comprised of at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium.
  • the memory 220 may be comprised of at least one of read only memory (ROM) and random access memory (RAM).
  • the communication system 100 includes a plurality of base stations (110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) and a plurality of terminals (130- 1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6).
  • the communication system 100 that includes may be referred to as an “access network.”
  • Each of the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 may form a macro cell.
  • Each of the fourth base station 120-1 and the fifth base station 120-2 may form a small cell.
  • the fourth base station 120-1, the third terminal 130-3, and the fourth terminal 130-4 may belong to the cell coverage of the first base station 110-1.
  • the second terminal 130-2, the fourth terminal 130-4, and the fifth terminal 130-5 may belong to the cell coverage of the second base station 110-2.
  • the fifth base station 120-2, the fourth terminal 130-4, the fifth terminal 130-5, and the sixth terminal 130-6 may belong to the cell coverage of the third base station 110-3. there is.
  • the first terminal 130-1 may belong to the cell coverage of the fourth base station 120-1.
  • the sixth terminal 130-6 may belong to the cell coverage of the fifth base station 120-2.
  • each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 includes a NodeB, an evolved NodeB, a base transceiver station (BTS), Radio base station, radio transceiver, access point, access node, road side unit (RSU), radio remote head (RRH), transmission point (TP), TRP ( transmission and reception point), eNB, gNB, etc.
  • BTS base transceiver station
  • RSU road side unit
  • RRH radio remote head
  • TP transmission point
  • TRP transmission and reception point
  • eNB transmission and reception point
  • a plurality of terminals each include a user equipment (UE), a terminal, an access terminal, and a mobile device.
  • each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may operate in different frequency bands or may operate in the same frequency band.
  • Each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may be connected to each other through an ideal backhaul link or a non-ideal backhaul link.
  • information can be exchanged with each other through an ideal backhaul link or a non-ideal backhaul link.
  • Each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may be connected to the core network through an ideal backhaul link or a non-ideal backhaul link.
  • Each of the plurality of base stations (110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) transmits the signal received from the core network to the corresponding terminal (130-1, 130-2, 130-3, 130). -4, 130-5, 130-6), and the signal received from the corresponding terminal (130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) is sent to the core network. can be transmitted to.
  • each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 performs MIMO transmission (e.g., single user (SU)-MIMO, multi user (MU)- MIMO, massive MIMO, etc.), coordinated multipoint (CoMP) transmission, carrier aggregation (CA) transmission, transmission in an unlicensed band, direct device to device communication (D2D) (or ProSe ( proximity services)), etc. can be supported.
  • MIMO transmission e.g., single user (SU)-MIMO, multi user (MU)- MIMO, massive MIMO, etc.
  • CoMP coordinated multipoint
  • CA carrier aggregation
  • D2D direct device to device communication
  • ProSe proximity services
  • the second base station 110-2 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4 based on the SU-MIMO method, and the fourth terminal 130-4 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4 based on the SU-MIMO method.
  • a signal can be received from the second base station 110-2.
  • the second base station 110-2 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5 based on the MU-MIMO method, and the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5 can each receive a signal from the second base station 110-2 by the MU-MIMO method.
  • Each of the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4 based on the CoMP method, and the fourth terminal 130-4 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4.
  • the terminal 130-4 can receive signals from the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 using the CoMP method.
  • Each of a plurality of base stations (110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) has a terminal (130-1, 130-2, 130-3, 130-4) within its cell coverage. , 130-5, 130-6), and signals can be transmitted and received based on the CA method.
  • the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 each control D2D between the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5. and each of the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5 can perform D2D under the control of each of the second base station 110-2 and the third base station 110-3. .
  • the corresponding second communication node is a method corresponding to the method performed in the first communication node.
  • the corresponding transmitting node may perform an operation corresponding to the operation of the receiving node.
  • the corresponding receiving node may perform an operation corresponding to the operation of the transmitting node.
  • a UE may connect to a base station or a cell formed by the base station.
  • the base station may transmit a Primary Synchronization Signal (PSS), Secondary Synchronization Signal (SSS), etc. in the downlink.
  • PSS Primary Synchronization Signal
  • SSS Secondary Synchronization Signal
  • multiple PSSs within one Synchronization Signal Block (SSB) may be the same or different from each other.
  • the PSS of one cell can have three different values depending on the physical layer cell ID of the cell. For example, three cell IDs within one cell ID group may each correspond to different PSS.
  • the UE may request connection establishment with a cell or communication network through a process commonly called random access.
  • random access can be used for the following purposes.
  • the UE can notify the base station that there is a random access attempt and allow the base station to estimate the delay time between the UE and the base station (or the relative position or distance of the UE with respect to the cell base station). . Estimation of the delay time can be used to adjust the uplink timing so that the uplink signals of all UEs can be simultaneously received by the base station.
  • the RA preamble may be transmitted through time-frequency resources such as PRACH (Physical Random Access Channel).
  • PRACH Physical Random Access Channel
  • the base station or communication network may transmit information about which time-frequency resources can be used for RA preamble transmission to UEs within the cell in a broadcast manner. As a random access process, the UE can select one preamble to transmit on the PRACH.
  • the length of the RA preamble area in the time domain may vary depending on the preamble setting.
  • the random access resource may be set to 1ms, but in some cases, a longer RA preamble may be set.
  • the base station's uplink scheduler may simply avoid scheduling UEs in a plurality of consecutive subframes, leaving an arbitrarily long random access area.
  • FIG. 3 is a flowchart to explain an embodiment of a random access (RA) procedure in a communication system.
  • RA random access
  • the communication system 300 may be the same or similar to the communication system described with reference to FIG. 1.
  • the communication system 300 may include one or more UEs 310 and a base station 320 to which the UEs 310 connect.
  • the UE 310 is the terminals 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, and 130-6 described with reference to FIG. 1 or the communication node 200 described with reference to FIG. 2. It may be the same or similar to .
  • the base station 320 is the same as or similar to the base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 described with reference to FIG. 1 or the communication node 200 described with reference to FIG. 2. can do.
  • FIG. 3 an embodiment in which one UE 310 and one base station 320 perform a random access procedure through a random access channel will be described. However, this is only an example for convenience of explanation, and embodiments of the present invention are not limited thereto.
  • the UE 310 may not be connected to a cell.
  • the base station 320 may transmit synchronization information and/or system information to the UE 310 (S330). Synchronization information transmitted from the base station 320 to the UE 310 may be transmitted through a synchronization signal.
  • Synchronization information transmitted from the base station 320 to the UE 310 may be transmitted through a synchronization signal.
  • synchronization information may be transmitted through a synchronization signal block (SSB) consisting of a primary synchronization signal (PSS) and a secondary synchronization signal (SSS).
  • System information transmitted from the base station 320 to the UE 310 may be transmitted through a system information block (SIB), SIBx, or master information block (MIB).
  • SIB system information block
  • MIB master information block
  • System information may be transmitted through a broadcasting channel (BCH).
  • BCH broadcasting channel
  • the UE 310 may receive synchronization information and/or system information transmitted from the base station 320 in a cell search state (S330).
  • the UE 310 may perform downlink (DL) timing synchronization based on information transmitted from the base station 320 (S340). For example, the UE 310 may perform DL timing synchronization based on the time when synchronization information and system information transmitted from the base station 320 are received.
  • DL downlink
  • the UE 310 may generate an RA preamble (or RACH preamble) based on parameters included in information transmitted from the base station 320.
  • the UE 310 may transmit the generated RA preamble to the base station 320 (S350).
  • S350 base station 320
  • An embodiment of the RA preamble transmitted by the UE 310 to the base station in step S350 will be described in more detail with reference to FIGS. 4A and 4B.
  • the base station 320 may receive the RA preamble transmitted from the UE 310 (S350).
  • the base station 320 may obtain the RA preamble sequence (or preamble sequence) from the RA preamble transmitted from the UE 310 (S360).
  • the base station 320 may calculate a timing advance (TA) value based on the RA preamble transmitted from the UE 310 (S360).
  • TA timing advance
  • the base station 320 may estimate the uplink transmission timing of the UE 310 based on the RA preamble transmitted from the UE 310.
  • the base station 320 may generate an RA response (RAR) based on the RA preamble transmitted from the UE 310.
  • the base station 320 may transmit the RAR to the UE 310 (S370).
  • the RAR transmitted from the base station 320 to the UE 310 may include a preamble ID (identifier), an uplink (UL) grant, TA information, etc.
  • the UE 310 may receive the RAR transmitted from the base station 320 (370).
  • the UE 310 may perform UL timing synchronization based on the RAR transmitted from the base station 320 (S380).
  • the UE 310 may perform TA adjustment based on TA information included in the RAR transmitted from the base station 320.
  • the UE 310 may perform UL timing synchronization to adjust UL transmission timing based on the RAR transmitted from the base station 320.
  • the UE 310 may request resources from the base station 320 based on the UL transmission timing adjusted in step S380 (S390).
  • the UE 310 may perform communication with the base station 320 based on resources allocated by the base station 320 according to the resource request in step S390.
  • Figures 4a and 4b are flowcharts for explaining the first embodiment of the RA preamble structure in a communication system.
  • a UE that is not connected to a cell may perform an RA procedure to connect to the cell (or base station).
  • the UE may transmit an RA preamble to the base station in the RA procedure.
  • the UE and base station may be the same or similar to the UE 310 and base station 320 described with reference to FIG. 3.
  • the RA preamble that the UE transmits to the base station in the RA procedure may be the same or similar to the RA preamble described with reference to step S350 of FIG. 3.
  • the RA preamble may be composed of a cyclic prefix (CP), a preamble sequence, a guard time (GT), etc.
  • the preamble sequence may be configured as, for example, a Zadoff-Chu sequence.
  • this is only an example for convenience of explanation, and the embodiment of the communication system is not limited to this.
  • the UE Before starting the random access procedure, the UE can obtain downlink synchronization through a cell search process. Meanwhile, since the location of the UE within the cell is not known to the base station before uplink synchronization is established, uncertainty may exist in uplink timing. Here, as the size of the cell increases, uncertainty in uplink timing may also increase.
  • GT guard time
  • GT can be placed within each RA preamble or before/after the RA preamble to respond to uncertainty in transmission timing that flexibly occurs depending on the distance between communication nodes.
  • the UE may transmit an RA preamble to the base station while obtaining DL timing synchronization based on information received from the base station. That is, the UE may transmit the RA preamble to the base station while not yet obtaining UL timing synchronization. Accordingly, uncertainty may exist in UL timing, and as the cell size increases, uncertainty in UL timing may also increase.
  • a GT may be placed within each RA preamble, or before/after the RA preamble.
  • the length of GT may be defined as a value greater than the sum of the difference in round trip delay (RTD) time between the UE closest to the base station and the UE farthest away and the multipath channel delay time.
  • a cyclic prefix may be used in the transmission process of the RA preamble.
  • the length of CP may be defined as a value larger than the round-trip delay time difference between the UE closest to the base station and the UE furthest away.
  • the length of CP may be set to be the same or similar to the length of GT.
  • the RA preamble may have one of a plurality of formats.
  • a plurality of formats that the RA preamble may have may include, for example, format 0, format 1, format 2, and format 3 shown in FIG. 4B.
  • the lengths of CP and GT may each be configured to be equal to or similar to 0.1 ms
  • the length of the preamble sequence may be configured to be equal to or similar to 0.8 ms.
  • Format 0 can support cells with a radius of 15 km.
  • formats 1, 2, and 3 can support cells with radii of 78km, 30km, and 100km, respectively.
  • formats 2 and 3 the same preamble sequence may be transmitted repeatedly twice. This can be seen as a configuration to increase energy gain.
  • a plurality of formats that the RA preamble may have may be the same or similar to those shown in Table 1.
  • Format 0 to 3 shown in FIG. 4B or formats shown in Table 1 may be formats determined based on the terrestrial network.
  • the formats of the RA preamble determined based on the terrestrial network may not be easy to support cells with a radius exceeding 100 km.
  • the formats of the RA preamble determined based on the terrestrial network may not be appropriate for use in the RA procedure in a non-terrestrial network (NTN) cell.
  • NTN non-terrestrial network
  • NTN may include satellites such as Low Earth Orbit (LEO), Medium Earth Orbit (MEO), or Geostationary Earth Orbit (GEO). NTNs can have larger Doppler shifts, larger cell areas, and stricter power limitations than in terrestrial networks.
  • the NTN may include LEO satellites traveling at 7.5 km/s or faster, which may result in a Doppler shift of 20 ppm or more.
  • the NTN may have a cell size of 100 km or more in radius, such as a GEO satellite cell with a cell radius of about 1000 km or a LEO satellite cell of 200 km or more.
  • the base station may set a GT (or CP) larger than the GT (or CP) proposed in the above-mentioned formats.
  • the base station may set a larger GT (or CP) by not scheduling any uplink transmission in the subframe that finally follows the RA resource.
  • the round-trip delay time difference between UEs may exceed the length of CP. Therefore, frequency domain processing cannot be performed through one observation window (or FFT (Fast Fourier Transform) window), and time domain processing may have to be performed through a plurality of observation windows. Because of this, the complexity of the receiving end or receiver can be improved and the preamble acquisition time can be increased.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • an RA technology capable of processing a low-complexity frequency domain while maintaining compatibility with the RA procedure determined based on the terrestrial network may be required.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining propagation delay according to the locations of satellites and terminals constituting a non-terrestrial network in an embodiment of a communication system.
  • communication system 500 may include an NTN.
  • the communication system 500 includes one or more UEs 511 and 512, one or more satellite base stations 520 to which the UEs 511 and 512 are connected, and a ground station (e.g., a ground gateway, a ground base station, a local earth station, LES), etc.) (530), etc. may be included.
  • a ground station e.g., a ground gateway, a ground base station, a local earth station, LES), etc.
  • the parameters shown in FIG. 5 can each be defined as follows.
  • Equation 1 the difference ⁇ t 1,2 of the propagation delay times t i for each of the UEs 511 and 512 can be defined as Equation 1.
  • t i can be defined as Equation 2 based on the speed of light c.
  • the difference ⁇ t 1,2 of propagation delay times t i for each of the UEs 511 and 512 may be determined based on satellite altitude, embossment, beam coverage, etc.
  • the length of the RA preamble and/or the length of the CP for NTN may be set to 3.26 ms or more.
  • Figures 6a and 6b are conceptual diagrams for explaining a second embodiment of the RA preamble structure in a communication system.
  • a UE may perform an RA procedure to access a cell (or base station).
  • the UE may transmit an RA preamble to the base station in the RA procedure.
  • the communication system may include NTN.
  • the UE and base station may be the same or similar to the UEs 511 and 512 and the satellite base station 520 described with reference to FIG. 5 .
  • terrestrial networks and NTNs can coexist. If the radius of the cell to which the UE wishes to access is 100 km or less, the RA procedure may be performed based on any one of the RA preamble formats described with reference to FIG. 4B. Meanwhile, if the radius of the cell to which the UE wishes to access exceeds 100 km, the UE may generate an RA preamble with a structure described with reference to FIGS. 6A and 6B in the RA procedure and transmit it to the base station.
  • the RA preamble may be composed of CP, preamble sequence, GT, etc.
  • CP can have a length as long as T CP
  • a preamble sequence can have a length as long as T SEQ
  • GT can have a length as long as T GT .
  • the section in which the preamble sequence is placed in the time domain may be referred to as an 'observation window'.
  • the observation window can be fixed in the time domain for one-shot detection. For example, a base station performing an RA procedure with UEs can obtain the preamble sequence included in the RA preamble transmitted by the UEs through monitoring in a fixed observation window section for one-shot detection.
  • the RA preamble may have one of a plurality of formats.
  • a plurality of formats that the RA preamble may have may include, for example, format D0, format D1, format D2, format D3, etc. shown in FIG. 6B.
  • the RA preamble of format D0 to format D3 may have a bandwidth of 200 kHz or 180 kHz in the frequency domain.
  • the RA preamble of format D0 may have a length of 8ms in the time domain, the length of CP and GT may each be 1.6ms, and the length of the preamble sequence may be 4.8ms.
  • the RA preamble of format D1 may have a length of 12 ms, the length of CP and GT may each be 3.6 ms, and the length of the preamble sequence may be 4.8 ms.
  • the RA preamble of format D2 may have a length of 13 ms, the length of CP and GT may each be 1.7 ms, and the length of the preamble sequence may be 9.6 ms.
  • the RA preamble of format D3 may have a length of 17ms, the length of CP and GT may each be 3.7ms, and the length of the preamble sequence may be 9.6ms.
  • format D0 to format D3 may be configured the same or similar to those shown in Table 2.
  • Ts may refer to the sampling period.
  • the preamble sequences of formats D0 and D1 may be configured as, for example, a Zadoff-Chu sequence that is generated based on root u and has a size of 839.
  • the preamble sequences of formats D2 and D3 may be configured such that the Zadoff-Chu sequence, which is generated based on the root u and has a size of 839, is repeated twice.
  • the preamble sequence may be composed of a type of sequence other than the Zadov-Chu sequence.
  • the RA preamble structure for supporting NTN described with reference to FIGS. 6A and 6B maintains compatibility with the RA preamble structure or data transmission block structure for supporting the terrestrial network described with reference to FIGS. 4A and 4B, but does not cause interference.
  • a multiplexing method such as Equation 3 can be applied.
  • Equation 3 may mean the number of RBs for UL transmission, May mean the number of resource blocks (RB) or physical resource blocks (PRB) initially allocated for the RA procedure. Can be defined based on a setting value defined in a higher layer, or Equation 4, etc.
  • the RA preamble structure for NTN, etc., described with reference to FIG. 6B may require compatibility with the RA preamble structure for terrestrial networks described with reference to FIG. 4B.
  • the size of the bandwidth occupied in the frequency domain by the RA preamble structure for NTN, etc. described with reference to FIG. 6b is n of the size of the bandwidth occupied in the frequency domain by the RA preamble structure for the terrestrial network described with reference to FIG. 4b. It can be set to correspond to 1/100.
  • n may be 6, but this is only an example for convenience of explanation, and the embodiment of the communication system is not limited to this.
  • the RA preamble (or RACH signal) can be generated as shown in Equation 5.
  • Equation 5 t may have the value 0 ⁇ t ⁇ T SEQ +T CP .
  • ⁇ PRACH may correspond to a scaling index for determining transmission power.
  • k 0 is or It can be defined as follows.
  • parameter By the position of the RA preamble (or RACH signal) in the frequency domain can be determined as shown in Equation 5.
  • K may represent the difference or ratio between subcarrier spacing (SCS) ( ⁇ f RA ) for RA and SCS ( ⁇ f) for UL data transmission.
  • SCS subcarrier spacing
  • K ⁇ f/ ⁇ f RA .
  • ⁇ may correspond to an offset value indicating the location of the RA preamble in the frequency domain.
  • Values such as ⁇ f RA , ⁇ , K , etc. may be defined as values for maintaining orthogonality to prevent interference while maintaining compatibility between networks.
  • values of ⁇ f RA , ⁇ , K , etc. may be defined as shown in Table 3.
  • Figures 7a and 7b are conceptual diagrams to explain an embodiment of a method for mapping an RA preamble to the frequency domain in a communication system.
  • the RA preamble transmitted by the UE to the base station through PRACH is a PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) signal transmitted by the UE to the base station. It can be mapped to the frequency domain in different ways. Alternatively, it may be mapped to PUSCH in the same or similar manner as shown in FIGS. 7A and/or 7B.
  • the subcarrier spacing (SCS) of PUSCH and the SCS of PRACH may be set to have an integer multiple relationship.
  • the SCS of PUSCH may be 72 times the SCS of PRACH.
  • the SCS of PRACH can be set to have a value of 1/72 of the SRS of PUSCH. This may correspond to the K value being set to 72 in Table 3.
  • 12 subcarriers can occupy a bandwidth of 180kHz
  • PRACH 864 subcarriers can occupy a bandwidth of 180kHz.
  • a guard band with a predetermined bandwidth may be placed at the top and/or bottom of the PRACH in the frequency domain.
  • a guard band corresponding to the size of 1/n (n is an integer) of the PUSCH subcarrier may be placed at the top and/or bottom of the PRACH.
  • the size of the total bandwidth occupied by the PRACH used in the RA procedure in the NTN is the size of the total bandwidth occupied by the PRACH used in the RA procedure in the PUSCH or terrestrial network of 1080 kHz. It can be set to correspond to 1/6.
  • the SCS of PRACH may be set to have a value of 1/36 of the SRS of PUSCH, as shown in FIG. 7a.
  • a guard band may be placed at the upper and/or lower end of PRACH in a wider band than that in FIG. 7A.
  • 72 subcarriers occupy a bandwidth of 1080kHz
  • 864 subcarriers including 839 subcarriers corresponding to the preamble sequence and guard bands placed at the upper and lower ends of PRACH occupy a bandwidth of 1080kHz. It can be occupied.
  • the SCS (or bandwidth) applied to the RA procedure and the SCS (or bandwidth) applied to data transmission such as PUSCH may be set to have an integer multiple relationship.
  • the same (or compatible) FFT block, IFFT block, band filter, etc. can be used in different networks or different procedures (RA procedure, data transmission, etc.). Additionally, in this case, since the terminal can transmit higher power per bandwidth, a large link margin can be secured.
  • the size of the remaining bandwidth generated through frequency domain mapping as shown in FIG. 7A may have an integer multiple relationship with the size of one bandwidth for a data channel such as PUSCH. Additionally, because the bandwidth length decreases instead of the sequence length increasing, the time-frequency resources required for the RA procedure may not increase even though the RTD time increases. Through this, compatibility between resource scheduling operations for different networks or different procedures (RA procedures, data transmission, etc.) can be maintained.
  • the RA preamble may be arranged as described with reference to FIGS. 6A and 6B in the time domain and as described with reference to FIGS. 7A and 7B in the frequency domain.
  • the transmission power density for the RA preamble increases and RA coverage can be expanded.
  • RA technology that can effectively detect delay time even in situations where Doppler shift is large may be required.
  • Figures 8a and 8b are conceptual diagrams for explaining a third embodiment of the RA preamble structure in a communication system.
  • a UE may perform an RA procedure to access a cell (or base station).
  • the UE may transmit an RA preamble to the base station in the RA procedure.
  • the communication system may include NTN.
  • the UE and base station may be the same or similar to the UEs 511 and 512 and the satellite base station 520 described with reference to FIG. 5 .
  • terrestrial networks and NTNs can coexist.
  • the UE may generate an RA preamble with the structure described with reference to FIGS. 8A and 8B in the RA procedure and transmit it to the base station.
  • the RA preamble may consist of one or more CPs, one or more preamble sequences, one or more GTs, etc.
  • each CP can have a length equal to T CP
  • each preamble sequence can have a length equal to T SEQ
  • each GT can have a length equal to T GT .
  • the section in which the preamble sequence is placed in the time domain may be referred to as an 'observation window'.
  • one RA preamble may be configured to include two CPs, two preamble sequences, and one GT.
  • the sections in which two preamble sequences are placed in the time domain may be referred to as 'first observation window' and 'second observation window', respectively.
  • the first and second observation windows can be fixed in the time domain for one-shot detection.
  • the base station performing the RA procedure with the UEs obtains two preamble sequences included in the RA preamble transmitted by each UE through monitoring in the first and second fixed observation window sections for one-shot detection. can do.
  • the base station can detect the preamble using a one-shot detection method in the frequency domain of each of the first and second observation windows shown in FIGS. 5A and 5B.
  • the RA preamble may have one of a plurality of formats.
  • a plurality of formats that the RA preamble may have may include, for example, format D0' and format D1' shown in FIG. 8B.
  • RA preambles such as format D0' and format D1' may have a bandwidth of 200 kHz or 180 kHz in the frequency domain.
  • the RA preamble of format D0' may have a length of 15 ms in the time domain, the length of two CPs may consist of 1.6 ms each, the length of the two preamble sequences may consist of 4.8 ms each, and GT The length of can be configured to be 2.2ms.
  • the RA preamble of format D1' may have a length of 21 ms, the length of the two CPs may be 31.6 ms each, the length of the two preamble sequences may be 4.8 ms each, and the length of the GT may be 4.8 ms each. It can be configured as 4.2ms.
  • the two preamble sequences constituting the RA preamble may be defined as different sequences.
  • the RA preamble may be configured to include a first preamble sequence and a second preamble sequence, which are Zadoff-Chu sequences with a size of 839.
  • the first preamble sequence may be generated based on the root u
  • the second preamble sequence may be generated based on the root w.
  • delay time detection can be easily performed even if a frequency transition occurs, as shown in Equation 7 below.
  • a mapping relationship between different root values may need to be additionally established. For example, when two preamble sequences are generated based on two different root values as shown in Figures 8a and 8b, the root value of the second preamble sequence is set to the root value of the first preamble sequence in consideration of compatibility between networks. A defining method based on can be used.
  • the complexity of the operation for detecting the delay time will be lowered as shown in Equation 8. This can make it easier to maintain compatibility.
  • Equations 6 to 8, 839 is only a value presented as an example for convenience of explanation, and the third embodiment of the RA preamble structure is not limited to this.
  • 839 can be replaced with another value corresponding to the sequence length.
  • a CP may be placed between the first preamble sequence and the second preamble sequence.
  • the cell radius is large, so the number of UEs attempting RA for one base station at the same time may be greater than in land mobile communication, and therefore the frequency of collisions between RA preambles may be relatively high.
  • the CP By placing the CP between the first preamble sequence and the second preamble sequence, the possibility of collision between RA preambles can be lowered, the probability of false alarm or mis-detection can be lowered, and the RA procedure performance can be improved.
  • the embodiment of the communication system is not limited to this.
  • the CP may not be arranged between the first preamble sequence and the second preamble sequence to save resources used in the RA procedure.
  • 9A and 9B are conceptual diagrams for explaining a fourth embodiment of the RA preamble structure in a communication system.
  • a UE may perform an RA procedure to access a cell (or base station).
  • the UE may transmit an RA preamble to the base station in the RA procedure.
  • the communication system may include NTN.
  • the UE and base station may be the same or similar to the UEs 511 and 512 and the satellite base station 520 described with reference to FIG. 5 .
  • terrestrial networks and NTNs can coexist.
  • the UE may generate an RA preamble with the structure described with reference to FIGS. 9A and 9B in the RA procedure and transmit it to the base station.
  • content that overlaps with that described with reference to FIGS. 1 to 8B may be omitted.
  • the UE when transmitting the RA preamble once, the UE may simultaneously transmit a plurality of CP-preamble sequence pairs of the same structure in the frequency domain.
  • Figure 9a shows an embodiment in which the UE simultaneously transmits two CP-preamble sequence pairs of the same structure in the frequency domain.
  • this is only an example for convenience of explanation and the embodiment of the communication system is not limited to this.
  • the RA preamble may have one of a plurality of formats.
  • a plurality of formats that the RA preamble may have may include, for example, format D0'' and format D1'' shown in FIG. 9B.
  • the two preamble sequences constituting the RA preamble may be defined as different sequences.
  • the RA preamble has a size of 839 and can be configured to simultaneously include a first preamble sequence and a second preamble sequence, which are Zadoff-Chu sequences generated based on roots u and w, respectively, in the frequency domain.
  • the UE may operate to simultaneously transmit the first RA preamble including the first preamble sequence and the second RA preamble including the second preamble sequence to the base station through distinct and continuous frequency resources.
  • the UE transmits a CP-preamble sequence pair, which has the same structure and includes two different preamble sequences, to the base station simultaneously through different frequency resources, improving delay time detection performance at the base station receiving the RA preamble. It can be.
  • a plurality of preamble sequences are used in the frequency axis rather than the time axis. (or preambles) may be transmitted together.
  • the GT section is reduced compared to the third embodiment of the RA preamble structure, so the resource section for the RA procedure can be reduced. Through this, the capacity of the system can be increased.
  • the base station can detect the preamble and delay time using a one-shot detection method in the frequency domain with only one fixed observation window. You can have the advantage of having it.
  • the base station must use multiple narrowband filters to simultaneously receive multiple (for example, two) preamble sequences from the same time resource, and the terminal must simultaneously receive two preamble sequences using different frequencies. Because transmission is required, communication performance deterioration, such as PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) characteristic deterioration, may occur.
  • PAPR Peak-to-Average Power Ratio
  • either the third or fourth embodiments of the RA preamble structure may be selectively applied.
  • the frequency axis position of the first preamble sequence observed in the first observation window is P1
  • the frequency axis of the second preamble sequence observed in the first observation window is P1.
  • P1 and P2 may be determined to be the same as or similar to any one of Equations 6 to 8.
  • Figure 10 is a conceptual diagram for explaining the fifth embodiment of the RA preamble structure in a communication system.
  • a UE may perform an RA procedure to access a cell (or base station).
  • the UE may transmit an RA preamble to the base station in the RA procedure.
  • the communication system may include NTN.
  • the UE and base station may be the same or similar to the UEs 511 and 512 and the satellite base station 520 described with reference to FIG. 5 .
  • terrestrial networks and NTNs can coexist.
  • the UE may generate an RA preamble with the structure described with reference to FIG. 10 in the RA procedure and transmit it to the base station.
  • content that overlaps with that described with reference to FIGS. 1 to 9B may be omitted.
  • the GEO satellite system can form cells of 500 km or more (e.g., 1000 km, 2000 km, etc.) by global beam.
  • the difference in round-trip delay (RTD) time between UEs may be large. If the difference in RTD time between UEs is larger than the size of the CP of the RA preamble, it may not be easy to perform one-shot detection of the RA preamble in the frequency domain through a fixed window. Meanwhile, in order to solve this problem, in order to detect the RA preamble based on a non-fixed (i.e. moving) window, receiver complexity may increase and the time to perform the RA preamble detection operation becomes longer. The amount of calculations and computing power required for processing may increase.
  • a method of detecting the RA preamble by setting multiple fixed windows that exist at CP intervals using any one of the RA preamble structures described with reference to FIGS. 4A to 9B may be used.
  • this RA preamble detection method if the CP length is small, the number of fixed windows requiring processing may increase, but it can have the advantage of reducing resources for the entire RA operation. Therefore, a standard may be needed to appropriately determine the length of CP by considering implementation complexity and efficiency of resource use.
  • an extended CP with an extended length corresponding to the RTD time difference between UEs can be configured.
  • the length of the extended CP may be set based on an integer multiple of the CP length or preamble sequence length in any one of the embodiments of the RA preamble structure described with reference to FIGS. 4A to 9B.
  • the preamble sequence and the CP sequence in at least one of the embodiments of the RA preamble structure described with reference to FIGS. 4A to 9B can be used the same or similarly. Therefore, fewer implementation changes to the communication node may be required, and the compatibility of the communication system may be maintained at a high level.
  • the shorter the length of the RA preamble the more robust it can be to Doppler shift.
  • the short RA preamble may need to be composed of preamble sequences that are duplicated (or repeated) more times than the long RA preamble.
  • the length T CP_EXT of the extended CP corresponding to the RTD time difference between UEs may be defined the same as or similar to Equation 9.
  • T SEQ may mean the preamble sequence length in any one of the embodiments of the RA preamble structure described with reference to FIGS. 4A to 9B.
  • T CP may mean the CP length in any one of the embodiments of the RA preamble structure described with reference to FIGS. 4A to 9B.
  • N may refer to the number of fixed windows required.
  • the length of the extended CP, T CP_EXT can be determined as the sum of the length of the preamble sequence having the length of T SEQ repeated N-1 times and the length of T CP . N can be determined as in Equation 10.
  • T RTD_MAX may mean the maximum RTD time difference between UEs supported by the communication system or satellite system.
  • Figure 10 can be seen as showing an embodiment where N is 4. That is, the maximum RTD time between UEs supported by the system may be greater than or equal to the length of the extended CP, T CP_EXT .
  • T SEQ the fifth embodiment of the RA preamble structure in the communication system is not limited to this.
  • the base station may receive a plurality of RA preambles transmitted by a plurality of UEs (eg, UE #1 to UE #12) in the PRACH location.
  • a plurality of UEs eg, UE #1 to UE #12
  • the timing at which the plurality of RA preambles arrive at the base station may be determined differently depending on the distance between the plurality of UEs and the base station.
  • the RA preamble transmitted by each UE includes one CP with a length of T CP and a plurality of (e.g., 4) preamble sequences (#i(1) to 4) with a length of T SEQ . It can be composed of #i(4)).
  • repeated preamble sequences may be configured identically to each other.
  • repeated preamble sequences may be defined based on different root values, the same as or similar to the third embodiment of the RA preamble structure shown in FIG. 8B.
  • the base station may perform detection of the RA preamble in the first to fourth observation windows.
  • the base station can detect the sequence and location of RA preambles transmitted from UE #1 to UE #3 in the first observation window.
  • the base station can detect the sequence and location of RA preambles transmitted from UE #1 to UE #6 in the second observation window.
  • the base station can detect the sequence and location of RA preambles transmitted from UE #1 to UE #9 in the third observation window.
  • the base station can detect the sequence and location of RA preambles transmitted from UE #1 to UE #12 in the fourth observation window.
  • Figure 11 is a conceptual diagram for explaining an embodiment of a delay time calculation method according to the fifth embodiment of the RA preamble structure in a communication system.
  • a UE may perform an RA procedure to access a cell (or base station).
  • the UE may transmit an RA preamble to the base station in the RA procedure.
  • the communication system may include NTN.
  • the communication system may be the same or similar to the communication system described with reference to FIG. 10.
  • the UE and base station may be the same or similar to the UE and base station described with reference to FIG. 10.
  • content that overlaps with that described with reference to FIGS. 1 to 10 may be omitted.
  • the base station can detect the RA preamble in a one-shot manner in the frequency domain of a plurality of observation window sections (S1101).
  • the base station can detect the delay time for each detection result in each observation window section (S1101).
  • the base station can check how many consecutive observation window sections the RA preamble transmitted by the UE was detected (S1103).
  • the base station may calculate the actual delay time of the RA preamble based on the number of consecutive observation window sections in which the RA preamble transmitted by the UE is detected (S1105).
  • the UE calculates the actual delay time T RD of the RA preamble based on the N delay times detected in step S1101 as shown in Equation 11. You can.
  • Delay time T RD can be calculated as in Equation 12.
  • the UE can calculate the actual delay time T RD of the RA preamble based on one delay time detected in step S1101 as shown in Equation 13.
  • the base station may determine that detection of the RA preamble failed.
  • the bandwidth of PRACH used by the UE for the RA procedure for the satellite base station in a communication system including NTN is n of the bandwidth of PRACH in the PUSCH or terrestrial network. It can be set to 1/1 (n is a natural number greater than 1).
  • the RA preamble may be configured to include a plurality of different preamble sequences in the time domain or frequency domain.
  • Computer-readable recording media include all types of recording devices that store information that can be read by a computer system. Additionally, computer-readable recording media can be distributed across networked computer systems so that computer-readable programs or codes can be stored and executed in a distributed manner.
  • computer-readable recording media may include hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, etc.
  • Program instructions may include not only machine language code such as that created by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc.
  • a block or device corresponds to a method step or feature of a method step.
  • aspects described in the context of a method may also be represented by corresponding blocks or items or features of a corresponding device.
  • Some or all of the method steps may be performed by (or using) a hardware device, such as a microprocessor, programmable computer, or electronic circuit, for example. In some embodiments, at least one or more of the most important method steps may be performed by such an apparatus.
  • a programmable logic device e.g., a field programmable gate array
  • a field-programmable gate array may operate in conjunction with a microprocessor to perform one of the methods described herein. In general, the methods are preferably performed by some hardware device.

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Abstract

무선 통신 시스템에서의 랜덤 액세스 방법 및 장치의 일 실시예에 따른 단말의 동작 방법은, 제1 네트워크에 포함되는 기지국으로부터 RACH(random access channel) 설정 정보를 수신하는 단계, 상기 RACH 설정 정보에 기초하여, 서로 상이한 복수의 프리앰블 시퀀스들을 포함하는 랜덤 액세스(random access, RA) 프리앰블을 생성하는 단계, 상기 RA 프리앰블을 제1 주파수 영역에 매핑하는 단계, 및 상기 제1 주파수 영역에 매핑된 상기 RA 프리앰블을 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하며, 상기 제1 주파수 영역이 점유하는 대역폭의 크기와 상기 제1 네트워크에서 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 점유하는 대역폭의 크기는, 상기 RACH 설정 정보에 기초하여 서로 정수배 관계를 가지도록 설정될 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서의 랜덤 액세스 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에서의 랜덤 액세스 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 지상 셀, 위성 셀 등에서 도플러 천이에 강인한 랜덤 액세스(random access, RA)를 지원하기 위한 랜덤 액세스 기술에 관한 것이다.
정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 대표적인 무선 통신 기술로 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 LTE(long term evolution), NR(new radio) 등이 있다. LTE는 4G(4th Generation) 무선 통신 기술들 중에서 하나의 무선 통신 기술일 수 있고, NR은 5G(5th Generation) 무선 통신 기술들 중에서 하나의 무선 통신 기술일 수 있다.
NR 통신 네트워크는 지상(terrestrial)에 위치한 단말들에 통신 서비스를 제공할 수 있다. 최근 지상뿐만 아니라 비-지상(non-terrestrial)에 위치한 비행기, 드론(drone), 위성(satellite) 등을 위한 통신 서비스의 수요가 증가하고 있으며, 이를 위해 비-지상 네트워크(non-terrestrial network, NTN)를 위한 기술들이 논의되고 있다.
한편, 이동 통신 네트워크에서 단말 간의 상이한 위치로 인해 각 단말과 기지국간 신호의 전파 지연(propagation delay)이 상이할 수 있다. 단말 간의 상이한 전파 지연으로 인한 간섭을 줄이기 위하여, RA 절차에 기초한 TA(timing advance) 동작이 사용될 수 있다. 특히, NTN의 경우 상대적으로 단말과 기지국 간의 전파 지연 값이 크고, 셀 커버리지가 상대적으로 넓으며, 도플러 천이의 영향이 크게 나타날 수 있다. 따라서, 지상 네트워크를 기준으로 설계된 RA 절차 외에 NTN에서의 RA 성능을 향상시키기 위한 RA 기술이 요구될 수 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
상기와 같은 요구를 달성하기 위한 본 발명의 목적은, 셀 커버리지가 넓고 도플러 천이의 영향이 상대적으로 높은 NTN에서도 도플러 천이에 강인한 RA 동작을 지원하는 랜덤 액세스 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 통신 시스템의 일 실시예에서 단말의 동작 방법은, 제1 네트워크에 포함되는 기지국으로부터 RACH(random access channel) 설정 정보를 수신하는 단계, 상기 RACH 설정 정보에 기초하여, 서로 상이한 복수의 프리앰블 시퀀스들을 포함하는 랜덤 액세스(random access, RA) 프리앰블을 생성하는 단계, 상기 RA 프리앰블을 제1 주파수 영역에 매핑하는 단계, 및 상기 제1 주파수 영역에 매핑된 상기 RA 프리앰블을 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하며, 상기 제1 주파수 영역이 점유하는 대역폭의 크기와 상기 제1 네트워크에서 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 점유하는 대역폭의 크기는, 상기 RACH 설정 정보에 기초하여 서로 정수배 관계를 가지도록 설정될 수 있다.
상기 RA 프리앰블을 생성하는 단계는, 상기 기지국으로부터 수신되는 정보에 기초하여, 상기 RA 프리앰블에 적용될 제1 포맷의 정보를 확인하는 단계, 및 상기 제1 포맷에 기초하여 상기 RA 프리앰블을 생성하는 단계를 포함하며, 상기 제1 포맷에서, 상기 RA 프리앰블에 대하여 설정되는 부반송파 간격(subcarrier spacing, SCS)은 상기 PUSCH에 대하여 설정되는 SCS와 서로 정수배 관계를 가지도록 설정될 수 있다.
상기 RA 프리앰블을 생성하는 단계는, 상기 기지국으로부터 수신되는 정보에 기초하여, 상기 RA 프리앰블에 적용될 제1 포맷의 정보를 확인하는 단계, 및 상기 제1 포맷에 기초하여 상기 RA 프리앰블을 생성하는 단계를 포함하며, 상기 제1 포맷에서 상기 RA 프리앰블의 길이는, 상기 제1 네트워크와 상이하며 상기 제1 네트워크와 적어도 일부의 중복되는 커버리지를 가지는 제2 네트워크에서 RA 절차에 사용되는 RA 프리앰블의 길이와 정수배 관계를 가지도록 설정될 수 있다.
상기 RA 프리앰블을 생성하는 단계는, 서로 동일한 크기를 가지며 서로 상이한 루트 값에 기초하여 생성되는 자도프-추(Zadoff-Chu) 시퀀스들인 제1 프리앰블 시퀀스 및 제2 프리앰블 시퀀스를 생성하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 프리앰블 시퀀스가 시간 영역에서 하나의 CP(cyclic prefix)를 사이에 두고 연속되게 배치되도록 상기 RA 프리앰블을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 RA 프리앰블을 생성하는 단계는, 서로 동일한 크기를 가지며 서로 상이한 루트 값에 기초하여 생성되는 자도프-추 시퀀스들인 제1 프리앰블 시퀀스 및 제2 프리앰블 시퀀스를 생성하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 프리앰블 시퀀스가 시간 영역에서 연속되게 배치되도록 상기 RA 프리앰블을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 RA 프리앰블을 생성하는 단계는, 서로 동일한 크기를 가지며 서로 상이한 루트 값에 기초하여 생성되는 자도프-추 시퀀스들인 제1 프리앰블 시퀀스 및 제2 프리앰블 시퀀스를 생성하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 프리앰블 시퀀스가 주파수 영역에서 연속되게 배치되도록 상기 RA 프리앰블을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 통신 시스템의 일 실시예에서 기지국의 동작 방법은, 상기 기지국이 포함된 제1 네트워크에 포함되는 하나 이상의 단말로 RACH(random access channel) 설정 정보를 전송하는 단계, 상기 하나 이상의 단말 중 제1 단말로부터, 상기 RACH 설정 정보에 기초하여 제1 주파수 영역에 매핑되어 전송된 RA 프리앰블을 수신하는 단계, 및 상기 RA 프리앰블에 포함되는 서로 상이한 복수의 프리앰블 시퀀스들에 기초하여, 상기 단말에 대한 TA(timing advance) 추정을 수행하는 단계를 포함하며, 상기 제1 주파수 영역이 점유하는 대역폭의 크기와 상기 제1 네트워크에서 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 점유하는 대역폭의 크기는, 상기 RACH 설정 정보에 기초하여 서로 정수배 관계를 가지도록 설정될 수 있다.
상기 RA 절차를 위한 정보를 전송하는 단계는, 상기 기지국의 셀의 크기를 확인하는 단계, 상기 셀의 크기와 제1 크기 기준을 비교하는 단계, 상기 셀의 크기가 상기 제1 크기 기준을 초과할 경우, 상기 RA 프리앰블에 적용되는 제1 포맷의 정보를 포함하는 상기 RA 절차를 위한 정보를 생성하는 단계, 및 상기 RA 절차를 위한 정보를 상기 하나 이상의 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 포맷에서, 상기 RA 프리앰블에 대하여 설정되는 부반송파 간격(subcarrier spacing, SCS)은 상기 PUSCH에 대하여 설정되는 SCS와 서로 정수배 관계를 가지도록 설정될 수 있다.
상기 제1 포맷에서 상기 RA 프리앰블의 길이는, 상기 제1 네트워크와 상이하며 상기 제1 네트워크와 적어도 일부의 중복되는 커버리지를 가지는 제2 네트워크에서 RA 절차에 사용되는 RA 프리앰블의 길이와 정수배 관계를 가지도록 설정될 수 있다.
상기 RA 프리앰블은, 서로 동일한 크기를 가지며 서로 상이한 루트 값에 기초하여 생성되는 자도프-추(Zadoff-Chu) 시퀀스들인 제1 프리앰블 시퀀스 및 제2 프리앰블 시퀀스가 시간 영역에서 하나의 CP(cyclic prefix)를 사이에 두고 연속되게 배치되도록 구성될 수 있다.
상기 RA 프리앰블은, 서로 동일한 크기를 가지며 서로 상이한 루트 값에 기초하여 생성되는 자도프-추 시퀀스들인 제1 프리앰블 시퀀스 및 제2 프리앰블 시퀀스가 시간 영역에서 하나의 CP(cyclic prefix)를 사이에 두고 연속되게 배치되도록 구성될 수 있다.
상기 RA 프리앰블은, 서로 동일한 크기를 가지며 서로 상이한 루트 값에 기초하여 생성되는 자도프-추 시퀀스들인 제1 프리앰블 시퀀스 및 제2 프리앰블 시퀀스가 주파수 영역에서 연속되게 배치되도록 구성될 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 통신 시스템의 일 실시예에서 단말은 프로세서(processor)를 포함하며, 상기 프로세서는 상기 단말이, 제1 네트워크에 포함되는 기지국으로부터 RACH(random access channel) 설정 정보를 수신하고, 상기 RACH 설정 정보에 기초하여, 서로 상이한 복수의 프리앰블 시퀀스들을 포함하는 랜덤 액세스(random access, RA) 프리앰블을 생성하고, 상기 RA 프리앰블을 제1 주파수 영역에 매핑하고, 그리고 상기 제1 주파수 영역에 매핑된 상기 RA 프리앰블을 상기 기지국으로 전송하는 것을 야기하도록 동작하며, 상기 제1 주파수 영역이 점유하는 대역폭의 크기와 상기 제1 네트워크에서 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 점유하는 대역폭의 크기는, 상기 RACH 설정 정보에 기초하여 서로 정수배 관계를 가지도록 설정될 수 있다.
상기 RA 프리앰블을 생성하는 경우, 상기 프로세서는 상기 단말이, 상기 기지국으로부터 수신되는 정보에 기초하여, 상기 RA 프리앰블에 적용될 제1 포맷의 정보를 확인하고, 그리고 상기 제1 포맷에 기초하여 상기 RA 프리앰블을 생성하는 것을 더 야기하도록 동작하며, 상기 제1 포맷에서, 상기 RA 프리앰블에 대하여 설정되는 부반송파 간격(subcarrier spacing, SCS)은 상기 PUSCH에 대하여 설정되는 SCS와 서로 정수배 관계를 가지도록 설정될 수 있다.
상기 RA 프리앰블을 생성하는 경우, 상기 프로세서는 상기 단말이, 상기 기지국으로부터 수신되는 정보에 기초하여, 상기 RA 프리앰블에 적용될 제1 포맷의 정보를 확인하고, 그리고 상기 제1 포맷에 기초하여 상기 RA 프리앰블을 생성하는 것을 더 야기하도록 동작하며, 상기 제1 포맷에서 상기 RA 프리앰블의 길이는, 상기 제1 네트워크와 상이하며 상기 제1 네트워크와 적어도 일부의 중복되는 커버리지를 가지는 제2 네트워크에서 RA 절차에 사용되는 RA 프리앰블의 길이와 정수배 관계를 가지도록 설정될 수 있다.
상기 RA 프리앰블을 생성하는 경우, 상기 프로세서는 상기 단말이, 서로 동일한 크기를 가지며 서로 상이한 루트 값에 기초하여 생성되는 자도프-추(Zadoff-Chu) 시퀀스들인 제1 프리앰블 시퀀스 및 제2 프리앰블 시퀀스를 생성하고, 그리고 상기 제1 및 제2 프리앰블 시퀀스가 시간 영역에서 하나의 CP(cyclic prefix)를 사이에 두고 연속되게 배치되도록 상기 RA 프리앰블을 생성하는 것을 더 야기하도록 동작할 수 있다.
상기 RA 프리앰블을 생성하는 경우, 상기 프로세서는 상기 단말이, 서로 동일한 크기를 가지며 서로 상이한 루트 값에 기초하여 생성되는 자도프-추 시퀀스들인 제1 프리앰블 시퀀스 및 제2 프리앰블 시퀀스를 생성하고, 그리고 상기 제1 및 제2 프리앰블 시퀀스가 시간 영역에서 연속되게 배치되도록 상기 RA 프리앰블을 생성하는 것을 더 야기하도록 동작할 수 있다.
상기 RA 프리앰블을 생성하는 경우, 상기 프로세서는 상기 단말이, 서로 동일한 크기를 가지며 서로 상이한 루트 값에 기초하여 생성되는 자도프-추 시퀀스들인 제1 프리앰블 시퀀스 및 제2 프리앰블 시퀀스를 생성하고, 그리고 상기 제1 및 제2 프리앰블 시퀀스가 주파수 영역에서 연속되게 배치되도록 상기 RA 프리앰블을 생성하는 것을 더 야기하도록 동작할 수 있다.
무선 통신 시스템에서의 랜덤 액세스 방법 및 장치의 일 실시예에 따르면, NTN을 포함하는 통신 시스템에서 UE가 위성 기지국에 대한 RA 절차를 위하여 이용하는 PRACH의 대역폭은 PUSCH 또는 지상 네트워크에서의 PRACH의 대역폭의 n분의 1(n는 1보다 큰 자연수)로 설정될 수 있다. 또한 RA 프리앰블은 시간 영역 또는 주파수 영역에서 서로 상이한 복수의 프리앰블 시퀀스를 포함하도록 구성될 수 있다. 이를 통해 셀 커버리지가 넓고 도플러 천이의 영향이 상대적으로 높은 NTN에서, 지상 네트워크를 기준으로 결정된 RA 절차와의 호환성을 유지하면서도 복잡도가 낮은 RA 절차가 수행될 수 있다.
도 1은 통신 시스템의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 통신 시스템에서 랜덤 액세스(random access, RA) 절차의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4a 및 도 4b는 통신 시스템에서 RA 프리앰블 구조의 제1 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 통신 시스템의 일 실시예에서 비-지상 네트워크를 구성하는 위성과 단말의 위치에 따른 전파 지연(propagation delay)을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6a 및 도 6b는 통신 시스템에서 RA 프리앰블 구조의 제2 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7a 및 도 7b는 통신 시스템에서 RA 프리앰블을 주파수 영역에 매핑하는 방식의 일 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 8a 및 도 8b는 통신 시스템에서 RA 프리앰블 구조의 제3 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 9a 및 도 9b는 통신 시스템에서 RA 프리앰블 구조의 제4 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 통신 시스템에서 RA 프리앰블 구조의 제5 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 11은 통신 시스템에서 RA 프리앰블 구조의 제5 실시예에 따른 지연 시간 계산 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 출원의 실시예들에서, "A 및 B 중에서 적어도 하나"는 "A 또는 B 중에서 적어도 하나" 또는 "A 및 B 중 하나 이상의 조합들 중에서 적어도 하나"를 의미할 수 있다. 또한, 본 출원의 실시예들에서, "A 및 B 중에서 하나 이상"은 "A 또는 B 중에서 하나 이상" 또는 "A 및 B 중 하나 이상의 조합들 중에서 하나 이상"을 의미할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템(communication system)이 설명될 것이다. 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템은 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 통신 시스템에 적용될 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 통신 네트워크(network)와 동일한 의미로 사용될 수 있다.
명세서 전체에서 망(network)은, 예를 들어, WiFi(wireless fidelity)와 같은 무선인터넷, WiBro(wireless broadband internet) 또는 WiMax(world interoperability for microwave access)와 같은 휴대인터넷, GSM(global system for mobile communication) 또는 CDMA(code division multiple access)와 같은 2G 이동통신망, WCDMA(wideband code division multiple access) 또는 CDMA2000과 같은 3G 이동통신망, HSDPA(high speed downlink packet access) 또는 HSUPA(high speed uplink packet access)와 같은 3.5G 이동통신망, LTE(long term evolution) 망 또는 LTE-Advanced 망과 같은 4G 이동통신망, 5G 이동통신망, B5G 이동통신망(6G 이동통신망 등) 등을 포함할 수 있다.
명세서 전체에서 단말(terminal)은 이동국(mobile station), 이동 단말(mobile terminal), 가입자국(subscriber station), 휴대 가입자국(portable subscriber station), 사용자 장치(user equipment), 접근 단말(access terminal) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, 이동국, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
여기서, 단말로 통신이 가능한 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 태블릿(tablet) PC, 무선전화기(wireless phone), 모바일폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 스마트 워치(smart watch), 스마트 글래스(smart glass), e-book 리더기, PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 디지털 카메라(digital camera), DMB(digital multimedia broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player) 등을 사용할 수 있다.
명세서 전체에서 기지국(base station)은 접근점(access point), 무선 접근국(radio access station), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved nodeB), 송수신 기지국(base transceiver station), MMR(mobile multihop relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 기지국, 접근점, 무선 접근국, 노드B, eNodeB, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 통신 시스템의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 복수의 통신 노드들은 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 4G 통신(예를 들어, LTE(long term evolution), LTE-A(advanced)), 5G 통신(예를 들어, NR(new radio)) 등을 지원할 수 있다. 4G 통신은 6GHz 이하의 주파수 대역에서 수행될 수 있고, 5G 통신은 6GHz 이하의 주파수 대역뿐만 아니라 6GHz 이상의 주파수 대역에서 수행될 수 있다.
예를 들어, 4G 통신 및 5G 통신을 위해 복수의 통신 노드들은 CDMA(code division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, WCDMA(wideband CDMA) 기반의 통신 프로토콜, TDMA(time division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, FDMA(frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, Filtered OFDM 기반의 통신 프로토콜, CP(cyclic prefix)-OFDM 기반의 통신 프로토콜, DFT-s-OFDM(discrete Fourier transform-spread-OFDM) 기반의 통신 프로토콜, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SC(single carrier)-FDMA 기반의 통신 프로토콜, NOMA(Non-orthogonal Multiple Access), GFDM(generalized frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, FBMC(filter bank multi-carrier) 기반의 통신 프로토콜, UFMC(universal filtered multi-carrier) 기반의 통신 프로토콜, SDMA(Space Division Multiple Access) 기반의 통신 프로토콜 등을 지원할 수 있다.
또한, 통신 시스템(100)은 코어 네트워크(core network)를 더 포함할 수 있다. 통신 시스템(100)이 4G 통신을 지원하는 경우, 코어 네트워크는 S-GW(serving-gateway), P-GW(PDN(packet data network)-gateway), MME(mobility management entity) 등을 포함할 수 있다. 통신 시스템(100)이 5G 통신을 지원하는 경우, 코어 네트워크는 UPF(user plane function), SMF(session management function), AMF(access and mobility management function) 등을 포함할 수 있다.
한편, 통신 시스템(100)을 구성하는 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.
프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 기지국들(base stations)(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2), 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 및 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함하는 통신 시스템(100)은 "액세스 네트워크"로 지칭될 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 매크로 셀(macro cell)을 형성할 수 있다. 제4 기지국(120-1) 및 제5 기지국(120-2) 각각은 스몰 셀(small cell)을 형성할 수 있다. 제1 기지국(110-1)의 셀 커버리지(cell coverage) 내에 제4 기지국(120-1), 제3 단말(130-3) 및 제4 단말(130-4)이 속할 수 있다. 제2 기지국(110-2)의 셀 커버리지 내에 제2 단말(130-2), 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)이 속할 수 있다. 제3 기지국(110-3)의 셀 커버리지 내에 제5 기지국(120-2), 제4 단말(130-4), 제5 단말(130-5) 및 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다. 제4 기지국(120-1)의 셀 커버리지 내에 제1 단말(130-1)이 속할 수 있다. 제5 기지국(120-2)의 셀 커버리지 내에 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다.
여기서, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 노드B(NodeB), 고도화 노드B(evolved NodeB), BTS(base transceiver station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node), RSU(road side unit), RRH(radio remote head), TP(transmission point), TRP(transmission and reception point), eNB, gNB 등으로 지칭될 수 있다.
복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 UE(user equipment), 터미널(terminal), 액세스 터미널(access terminal), 모바일 터미널(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 모바일 스테이션(mobile station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), 노드(node), 디바이스(device), IoT(Internet of Thing) 장치, 탑재 장치(mounted module/device/terminal 또는 on board device/terminal 등) 등으로 지칭될 수 있다.
한편, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있고, 또는 동일한 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 링크(ideal backhaul link) 또는 논(non)-아이디얼 백홀 링크를 통해 서로 연결될 수 있고, 아이디얼 백홀 링크 또는 논-아이디얼 백홀 링크를 통해 서로 정보를 교환할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 링크 또는 논-아이디얼 백홀 링크를 통해 코어 네트워크와 연결될 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 코어 네트워크로부터 수신한 신호를 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)에 전송할 수 있고, 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)로부터 수신한 신호를 코어 네트워크에 전송할 수 있다.
또한, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 MIMO 전송(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint) 전송, CA(carrier aggregation) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 단말 간 직접 통신(device to device communication, D2D)(또는, ProSe(proximity services)) 등을 지원할 수 있다. 여기서, 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)과 대응하는 동작, 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)에 의해 지원되는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 기지국(110-2)은 SU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 SU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 또는, 제2 기지국(110-2)은 MU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 MU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다.
제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 CoMP 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 CoMP 방식에 의해 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 자신의 셀 커버리지 내에 속한 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)과 CA 방식을 기반으로 신호를 송수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 제4 단말(130-4)과 제5 단말(130-5) 간의 D2D를 제어할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각의 제어에 의해 D2D를 수행할 수 있다.
다음으로, 무선 통신 시스템에서의 랜덤 액세스 방법들이 설명될 것이다. 여기서, 통신 노드들 중에서 제1 통신 노드에서 수행되는 방법(예를 들어, 신호의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 신호의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 이를테면, 수신 노드의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 송신 노드는 수신 노드의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 송신 노드의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 수신 노드는 송신 노드의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다.
통신 시스템의 일 실시예에서, UE는 기지국 또는 기지국이 형성하는 셀에 접속할 수 있다. 여기서, UE의 셀과의 동기 획득 과정인 셀 탐색 절차를 위하여, 기지국은 PSS(Primary Synchronization Signal), SSS(Secondary Synchronization Signal) 등을 하향링크 송신할 수 있다. 한 셀 내에서 한 동기 신호 블록(Synchronization Signal Block, SSB) 내의 복수의 PSS는 서로 동일 또는 상이할 수 있다. 한 셀의 PSS는 셀의 물리계층 셀 ID에 따라 3개의 서로 다른 값을 가질 수 있다. 이를테면, 하나의 셀 ID 그룹 내의 3개의 셀 ID는 각각 서로 다른 PSS에 대응될 수 있다.
한편, UE는 흔히 랜덤 액세스(random access, 또는 임의 접속)라고 불리는 과정을 통하여 셀 또는 통신망과의 연결 설정을 요청할 수 있다. 이를테면, 랜덤 액세스는 다음과 같은 목적들을 위하여 사용될 수 있다.
- 초기 접속 시 상향링크 동기를 형성하려는 목적
- 초기 접속으로서 무선링크를 형성하려는 목적(RRC_IDLE에서 RRC_CONNECTED로 이동)
- 무선링크 실패 이후 무선링크를 재형성하려는 목적
- 핸드오버로서 새로운 셀과의 상향링크 동기를 형성하려는 목적
- 단말이 RRC_CONNECTED 상태에 있으나 상향링크는 동기화되지 않았을 때, 상향링크 혹은 하향링크 데이터가 도달하는 경우에 상향링크 동기를 형성하려는 목적
- PUCCH(Physical Uplink Control Channel)상으로 지정된 스케줄링 요청 자원이 없는 경우에 스케줄링 요청을 하는 목적
- UE 특정 식별자인, C-RNTI의 할당 절차를 수행하려는 목적
UE는 기지국에 RA(random access) 프리앰블을 전송함으로써, 랜덤 액세스 시도가 있음을 알리고 기지국이 UE와 기지국 사이의 지연 시간(또는, 셀 기지국에 대한 UE의 상대적인 위치 또는 거리)을 추정하도록 할 수 있다. 지연 시간에 대한 추정은, 모든 UE의 상향링크 신호가 기지국에 동시에 수신될 수 있도록 상향링크 타이밍을 조절하는데 사용될 수 있다. 랜덤 액세스에서 RA 프리앰블은 PRACH(Physical Random Access Channel) 등의 시간-주파수 자원을 통해 전송될 수 있다. 기지국 또는 통신망은 어떤 시간-주파수 자원이 RA 프리앰블 전송에 사용될 수 있는지에 대한 정보를, 셀 내의 UE들에게 브로드캐스트 방식으로 전송할 수 있다. 랜덤 액세스 과정으로서 UE는, PRACH상으로 전송할 하나의 프리앰블을 선택할 수 있다.
시간영역에서 RA 프리앰블 영역의 길이는 프리앰블 설정에 따라 달라질 수 있다. 통신 시스템의 일 실시예에서 랜덤 엑세스 자원은 1ms로 설정될 수 있지만, 경우에 따라서는 더 긴 RA 프리앰블이 설정될 수도 있다. 기지국의 상향링크 스케줄러는 단순히 복수 개의 연속된 서브프레임들에서 UE들의 스케줄링을 피함으로써, 임의의 긴 랜덤 엑세스 영역을 남겨둘 수도 있다.
도 3은 통신 시스템에서 랜덤 액세스(random access, RA) 절차의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 통신 시스템(300)은 도 1을 참조하여 설명한 통신 시스템과 동일 또는 유사할 수 있다. 통신 시스템(300)은 하나 이상의 UE(310) 및 UE(310)가 접속하는 기지국(320)을 포함할 수 있다. UE(310)는 도 1을 참조하여 설명한 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 또는 도 2를 참조하여 설명한 통신 노드(200)와 동일 또는 유사할 수 있다. 기지국(320)은 도 1을 참조하여 설명한 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 또는 도 2를 참조하여 설명한 통신 노드(200)와 동일 또는 유사할 수 있다. 이하, 도 3을 참조하여 하나의 UE(310) 및 하나의 기지국(320)이 랜덤 액세스 채널(random access channel)을 통해 랜덤 액세스(random access) 절차를 수행하는 실시예에 대해 설명한다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 본 발명의 실시예는 이에 국한되지 않는다.
UE(310)는 셀에 접속되지 않은 상태일 수 있다. 기지국(320)은 UE(310)로 동기 정보 및/또는 시스템 정보를 전송할 수 있다(S330). 기지국(320)이 UE(310)로 전송하는 동기 정보는 동기 신호(synchronization signal)를 통해 전송될 수 있다. 이를테면, 동기 정보는 PSS(primary synchronization signal) 및 SSS(secondary synchronization signal) 등으로 구성되는 동기 신호 블록(synchronization signal block, SSB)을 통해 전송될 수 있다. 기지국(320)이 UE(310)로 전송하는 시스템 정보는 SIB(system information block), SIBx, 또는 MIB(master information block) 등을 통해 전송될 수 있다. 시스템 정보는 BCH(broadcasting channel)을 통해 전송될 수 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 하나의 예시일 뿐이며, 본 발명의 실시예는 여기에 국한되지 않는다.
UE(310)는 셀 탐색 상태에서 기지국(320)으로부터 전송된 동기 정보 및/또는 시스템 정보를 수신할 수 있다(S330). UE(310)는 기지국(320)으로부터 전송된 정보에 기초하여 하향링크(downlink, DL) 타이밍 동기화를 수행할 수 있다(S340). 이를테면, UE(310)는 기지국(320)으로부터 전송된 동기 정보 및 시스템 정보가 수신된 시점을 기초로, DL 타이밍 동기화를 수행할 수 있다.
UE(310)는 기지국(320)으로부터 전송된 정보에 포함된 파라미터들에 기초하여, RA 프리앰블(또는 RACH 프리앰블)을 생성할 수 있다. UE(310)는 생성된 RA 프리앰블을 기지국(320)으로 전송할 수 있다(S350). S350 단계에서 UE(310)가 기지국으로 전송하는 RA 프리앰블의 일 실시예에 대해서는, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
기지국(320)은 UE(310)로부터 전송된 RA 프리앰블을 수신할 수 있다(S350). 기지국(320)은 UE(310)로부터 전송된 RA 프리앰블에서 RA 프리앰블 시퀀스(또는 프리앰블 시퀀스)를 획득할 수 있다(S360). 기지국(320)은 UE(310)로부터 전송된 RA 프리앰블에 기초하여 타이밍 어드밴스(timing advance, TA) 값을 계산할 수 있다(S360). 다르게 표현하면, 기지국(320)은 UE(310)로부터 전송된 RA 프리앰블에 기초하여 UE(310)의 상향링크 전송 타이밍을 추정할 수 있다.
기지국(320)은 UE(310)로부터 전송된 RA 프리앰블에 기초하여 RA 응답(RA response, RAR)을 생성할 수 있다. 기지국(320)은 RAR을 UE(310)로 전송할 수 있다(S370). 기지국(320)이 UE(310)로 전송하는 RAR은 프리앰블 ID(identifier), 상향링크(uplink, UL) 그랜트(grant), TA 정보 등을 포함할 수 있다.
UE(310)는 기지국(320)으로부터 전송된 RAR을 수신할 수 있다(370). UE(310)는 기지국(320)으로부터 전송된 RAR에 기초하여 UL 타이밍 동기화를 수행할 수 있다(S380). 이를테면, UE(310)는 기지국(320)으로부터 전송된 RAR에 포함된 TA 정보 등에 기초하여 TA 조정을 수행할 수 있다. 다르게 표현하면, UE(310)는 기지국(320)으로부터 전송된 RAR에 기초하여 UL 전송 타이밍을 조정하는 UL 타이밍 동기화를 수행할 수 있다. UE(310)는 S380 단계에서 조정된 UL 전송 타이밍에 기초하여, 기지국(320)에 자원 요청을 수행할 수 있다(S390). UE(310)는 S390 단계에서의 자원 요청에 따라 기지국(320)에서 할당되는 자원에 기초하여 기지국(320)과의 통신을 수행할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 통신 시스템에서 RA 프리앰블 구조의 제1 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 통신 시스템에서 셀(또는 기지국)에 접속되지 않은 UE는 셀(또는 기지국)에 접속하기 위하여 RA 절차를 수행할 수 있다. UE는 RA 절차에서 기지국으로 RA 프리앰블을 전송할 수 있다. 여기서, UE 및 기지국은 도 3을 참조하여 설명한 UE(310) 및 기지국(320)과 동일 또는 유사할 수 있다. UE가 RA 절차에서 기지국으로 전송하는 RA 프리앰블은 도 3의 S350 단계를 참조하여 설명한 RA 프리앰블과 동일 또는 유사할 수 있다.
도 4a를 참조하면, 통신 시스템의 일 실시예에서 RA 프리앰블은 CP(cyclic prefix), 프리앰블 시퀀스, GT(guard time) 등으로 구성될 수 있다. 여기서, 프리앰블 시퀀스는 이를테면 자도프-추(Zadoff-Chu) 시퀀스로서 구성될 수 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 통신 시스템의 실시예는 이에 국한되지 않는다.
랜덤 엑세스 절차를 시작하기 이전에, UE는 셀 탐색 과정을 통하여 하향링크 동기를 획득할 수 있다. 한편, 상향링크 동기가 형성되기 이전에는 셀 내의 UE의 위치가 기지국에 알려져 있지 않으므로 상향링크 타이밍에 불확실성이 존재할 수 있다. 여기서, 셀의 크기가 커질수록 상향링크 타이밍의 불확실성도 커질 수 있다. 타이밍의 불확실성을 고려하고 랜덤 엑세스에 사용되지 않은 뒤따르는 부프레임 (Subframe)들과의 간섭을 피하기 위하여, RA 프리앰블의 전송 과정에서 GT(guard time)이 사용될 수 있다. GT는 통신 노드 간의 거리에 따라 유동적으로 발생하는 전송 타이밍의 불확실성에 대응하기 위하여 각각의 RA 프리앰블 내에, 또는 RA 프리앰블 전/후에 배치될 수 있다.
이를테면 UE는 도 3의 S330 내지 S350 단계를 참조하여 설명한 바와 같이, 기지국으로부터 수신되는 정보에 기초하여 DL 타이밍 동기를 획득한 상태에서 RA 프리앰블을 기지국으로 전송할 수 있다. 즉, UE는 아직 UL 타이밍 동기를 획득하지 못한 상태에서 RA 프리앰블을 기지국으로 전송할 수 있다. 이에 따라 UL 타이밍에는 불확실성이 존재할 수 있으며, 셀 크기가 커질수록 UL 타이밍의 불확실성도 커질 수 있다. 이와 같은 UL 타이밍의 불확실성을 극복하고, RA 프리앰블의 전 및/또는 후에 배치되는 서브프레임들과의 간섭을 피하기 위하여, GT가 각각의 RA 프리앰블 내에, 또는 RA 프리앰블 전/후에 배치될 수 있다. 이를 위하여, GT의 길이는 기지국에 가장 가까이 있는 UE와 가장 멀리 있는 UE 사이의 왕복 지연(round trip delay, RTD) 시간의 차와 다중경로 채널 지연 시간의 합보다 큰 값으로 정의되어야 할 수 있다.
한편, RA 프리앰블의 전송 과정에서 CP(cyclic prefix)가 사용될 수 있다. 이를 이용하여 기지국에서 복잡도가 낮은 주파수 영역 프로세싱이 가능할 수 있다. 이를 위해 CP의 길이는 기지국에 가장 가까이에 있는 UE와 가장 멀리에 있는 UE 사이의 왕복지연시간 차보다 큰 값으로 정의되어야 할 수 있다. CP의 길이는 GT의 길이와 동일 또는 유사하게 설정될 수 있다.
도 4b를 참조하면, RA 프리앰블은 복수의 포맷들 중 어느 하나의 포맷을 가질 수 있다. RA 프리앰블이 가질 수 있는 복수의 포맷들은, 이를테면 도 4b에 도시된 포맷 0, 포맷 1, 포맷 2, 포맷 3 등을 포함할 수 있다. 포맷 0에서는 CP와 GT의 길이가 각각 0.1ms와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있고, 프리앰블 시퀀스의 길이가 0.8ms와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다. 포맷 0은 반경 15km 규모의 셀까지 지원할 수 있다. 한편, 포맷 1, 2 및 3은 각각 반경 78km, 30km 및 100km 규모의 셀까지 지원할 수 있다. 포맷 2 및 3에서는 동일한 프리앰블 시퀀스가 2번 반복되어 전송될 수 있다. 이는 에너지 이득을 높이기 위한 구성으로 볼 수 있다.
한편, 통신 시스템의 일 실시예에서, RA 프리앰블이 가질 수 있는 복수의 포맷들은 표 1에 표시된 것과 동일 또는 유사할 수 있다.
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도 4b에 도시된 포맷 0 내지 3, 또는 표 1에 표시된 포맷들은 지상 네트워크를 기준으로 결정된 포맷들일 수 있다. 이와 같이 지상 네트워크를 기준으로 결정된 RA 프리앰블의 포맷들은 반경 100 km를 초과하는 규모를 가지는 셀을 지원하기 용이하지 않을 수 있다. 다르게 표현하면, 지상 네트워크를 기준으로 결정된 RA 프리앰블의 포맷들은 비-지상 네트워크(non-terrestrial network, NTN) 셀에서의 RA 절차에 사용하기 적절치 않을 수 있다.
NTN은 LEO(Low Earth Orbit), MEO(Medium Earth Orbit) 또는 GEO(Geostationary Earth Orbit) 등의 위성을 포함할 수 있다. NTN은 지상 네트워크에서보다 도플러 천이가 크고, 셀 영역이 넓고, 전력 제한이 엄격할 수 있다. 이를테면, 통신 시스템의 일 실시예에서, NTN은 7.5 km/s 또는 그 이상의 빠른 속도로 이동하는 LEO 위성을 포함할 수 있고, 이 경우 20ppm 이상의 도플러 천이가 발생할 수 있다. 또는, NTN은 1000km 정도의 셀 반경을 가지는 GEO 위성 셀 및 200km 이상의 LEO 위성 셀 등 반경 100km 이상의 셀 크기를 가질 수 있다.
한편, 기지국은 상술한 포맷들에서 제안된 GT(또는 CP)보다 더 큰 GT(또는 CP)를 설정할 수도 있다. 이를테면, 기지국은 마지막으로 RA 자원에 뒤따르는 서브프레임에 아무런 상향링크 전송도 스케줄링하지 않음으로써, 더 큰 GT(또는 CP)를 설정할 수도 있다.
NTN에서는 UE들 간의 왕복지연시간 차가 CP의 길이를 초과할 수 있다. 따라서, 하나의 관찰 윈도우(또는 FFT(Fast Fourier Transform) 윈도우)를 통하여 주파수 영역 프로세싱을 수행하지 못하고, 복수의 관찰 윈도우들을 통하여 시간 영역 프로세싱을 수행해야 할 수 있다. 이로 인해, 수신단 또는 수신기의 복잡도가 향상되고 프리앰블 획득 시간이 길어질 수 있다.
NTN과 같은 통신 네트워크에서 지상 네트워크를 기준으로 결정된 RA 절차와의 호환성을 유지하면서 복잡도가 낮은 주파수 영역의 프로세싱이 가능한 RA 기술이 요구될 수 있다.
도 5는 통신 시스템의 일 실시예에서 비-지상 네트워크를 구성하는 위성과 단말의 위치에 따른 전파 지연(propagation delay)을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5을 참조하면, 통신 시스템(500)은 NTN을 포함할 수 있다. 통신 시스템(500)은 하나 이상의 UE(511, 512) 및 UE(511, 512)가 접속하는 하나 이상의 위성 기지국(520)과, 지상국(이를테면, 지상 게이트웨이, 지상 기지국, 로컬 지구국(local earth station, LES) 등)(530) 등을 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 파라미터들은 각각 다음과 같이 정의될 수 있다.
- h: 위성 기지국 고도(Satellite height)
- rE: 지구 반지름(Earth radius)
- di: 위성 기지국과 각 UE 간의 거리(Satellite-terminal distance)
- αi: 위성 기지국에서 수직면을 기준으로 하여 각 UE가 위치한 각도
- βi: 지구 중심에서 수직면을 기준으로 하여 각 UE가 위치한 각도
- θi: 각 UE 또는 지상국에서의 양각(elevation angle)
여기서, UE들(511, 512) 각각에 대한 전파 지연 시간 ti의 차 Δt1,2는 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2023004664-appb-img-000002
여기서, ti는 빛의 속도 c에 기초하여 수학식 2와 같이 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2023004664-appb-img-000003
즉, 통신 시스템(500)에서 UE들(511, 512) 각각에 대한 전파 지연 시간 ti의 차 Δt1,2는 위성 고도, 양각, 빔 커버리지 등에 기초하여 결정될 수 있다. 이를테면, 통신 시스템(500)의 일 실시예에서, NTN을 위한 RA 프리앰블의 길이 및/또는 CP의 길이는 3.26ms 이상으로 설정되어야 할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 통신 시스템에서 RA 프리앰블 구조의 제2 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 통신 시스템에서 UE는 셀(또는 기지국)에 접속하기 위하여 RA 절차를 수행할 수 있다. UE는 RA 절차에서 기지국으로 RA 프리앰블을 전송할 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 NTN을 포함할 수 있다. UE 및 기지국은 도 5를 참조하여 설명한 UE(511, 512) 및 위성 기지국(520)과 동일 또는 유사할 수 있다. 통신 시스템에는 지상 네트워크 및 NTN이 공존할 수 있다. UE가 접속하고자 하는 셀의 반경이 100km 이하일 경우, 도 4b를 참조하여 설명한 RA 프리앰블 포맷들 중 어느 하나의 포맷에 기초하여 RA 절차가 수행될 수 있다. 한편, UE가 접속하고자 하는 셀의 반경이 100km를 초과할 경우, UE는 RA 절차에서 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명되는 구조를 가지는 RA 프리앰블을 생성하여 기지국으로 전송할 수 있다.
도 6a를 참조하면, 통신 시스템의 일 실시예에서 RA 프리앰블은 CP, 프리앰블 시퀀스, GT 등으로 구성될 수 있다. 시간 영역에서 CP는 TCP 만큼의 길이를 가질 수 있고, 프리앰블 시퀀스는 TSEQ 만큼의 길이를 가질 수 있고, GT는 TGT 만큼의 길이를 가질 수 있다. 시간 영역에서 프리앰블 시퀀스가 배치되는 구간을 '관찰 윈도우(observation window)'와 같이 칭할 수 있다. 관찰 윈도우는 원-샷 검출(one-shot detection)을 위하여 시간영역 상에서 고정될 수 있다. 이를테면, UE들과 RA 절차를 수행하는 기지국은 원-샷 검출을 위해 고정된 관찰 윈도우 구간에서의 모니터링을 통하여 UE들이 전송한 RA 프리앰블에 포함된 프리앰블 시퀀스를 획득할 수 있다.
도 6b를 참조하면, RA 프리앰블은 복수의 포맷들 중 어느 하나의 포맷을 가질 수 있다. RA 프리앰블이 가질 수 있는 복수의 포맷들은, 이를테면 도 6b에 도시된 포맷 D0, 포맷 D1, 포맷 D2, 포맷 D3 등을 포함할 수 있다. 여기서, 포맷 D0 내지 포맷 D3의 RA 프리앰블은 주파수 영역에서 200kHz 또는 180kHz의 대역폭을 가질 수 있다. 포맷 D0의 RA 프리앰블은 시간 영역에서 8ms의 길이를 가질 수 있고, CP와 GT의 길이가 각각 1.6ms로 구성될 수 있고, 프리앰블 시퀀스의 길이가 4.8ms로 구성될 수 있다. 포맷 D1의 RA 프리앰블은 12ms의 길이를 가질 수 있고, CP와 GT의 길이가 각각 3.6ms로 구성될 수 있고, 프리앰블 시퀀스의 길이가 4.8ms로 구성될 수 있다. 포맷 D2의 RA 프리앰블은 13ms의 길이를 가질 수 있고, CP와 GT의 길이가 각각 1.7ms로 구성될 수 있고, 프리앰블 시퀀스의 길이가 9.6ms로 구성될 수 있다. 포맷 D3의 RA 프리앰블은 17ms의 길이를 가질 수 있고, CP와 GT의 길이가 각각 3.7ms로 구성될 수 있고, 프리앰블 시퀀스의 길이가 9.6ms로 구성될 수 있다. 이를테면, 포맷 D0 내지 포맷 D3은 표 2에 표시된 것과 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다.
Figure PCTKR2023004664-appb-img-000004
표 2에서, Ts는 샘플링 주기를 의미할 수 있다. 이를테면, Ts는 TS=1/(15000X2048)의 값을 가질 수 있다. 포맷 D0 및 D1의 프리앰블 시퀀스는, 이를테면 루트(root) u에 기초하여 생성되며 839만큼의 크기를 가지는 자도프-추(Zadoff-Chu) 시퀀스로서 구성될 수 있다. 한편, 포맷 D2 및 D3의 프리앰블 시퀀스는, 이를테면 루트 u에 기초하여 생성되며 839만큼의 크기를 가지는 자도프-추 시퀀스가 두 번 반복되도록 구성될 수 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 통신 시스템의 실시예는 이에 국한되지 않는다. 이를테면, 각각의 RA 프리앰블 포맷에서 프리앰블 시퀀스는 자도프-추 시퀀스가 아닌 다른 종류의 시퀀스로서 구성될 수도 있다.
도 6a 및 6b를 참조하여 설명한 NTN을 지원하기 위한 RA 프리앰블 구조가 도 4a 및 4b를 참조하여 설명한 지상 네트워크를 지원하기 위한 RA 프리앰블 구조 또는 데이터 전송 블록 구조와의 호환성을 유지하면서도 간섭 발생이 발생하지 않도록 직교성을 유지하기 위하여 수학식 3과 같은 다중화 방식이 적용될 수 있다.
Figure PCTKR2023004664-appb-img-000005
수학식 3에서
Figure PCTKR2023004664-appb-img-000006
는 UL 전송을 위한 RB의 수를 의미할 수 있고,
Figure PCTKR2023004664-appb-img-000007
는 RA 절차를 위해 처음 할당되는 자원 블록(resource block, RB) 또는 물리적 자원 블록(physical resource block, PRB)의 수를 의미할 수 있다.
Figure PCTKR2023004664-appb-img-000008
는 상위 계층에서 정의되는 설정값, 또는 수학식 4 등에 기초하여 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2023004664-appb-img-000009
도 6b를 참조하여 설명한 NTN 등을 위한 RA 프리앰블 구조는, 도 4b를 참조하여 설명한 지상 네트워크를 위한 RA 프리앰블 구조와의 호환성을 필요로 할 수 있다. 이를 위하여, 도 6b를 참조하여 설명한 NTN 등을 위한 RA 프리앰블 구조가 주파수 영역에서 점유하는 대역폭의 크기는, 도 4b를 참조하여 설명한 지상 네트워크를 위한 RA 프리앰블 구조가 주파수 영역에서 점유하는 대역폭 크기의 n분의 1에 해당하도록 설정될 수 있다. 여기서, n는 6일 수 있으나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며 통신 시스템의 실시예는 이에 국한되지 않는다. 이와 같은 설정을 위하여, RA 프리앰블(또는 RACH 신호)은 수학식 5와 같이 생성될 수 있다.
Figure PCTKR2023004664-appb-img-000010
수학식 5에서, t는 0≤t<TSEQ+TCP 의 값을 가질 수 있다. βPRACH는 전송 전력을 결정하기 위한 크기 조절 지수에 해당할 수 있다.
Figure PCTKR2023004664-appb-img-000011
는 RA 프리앰블 시퀀스에 해당할 수 있다. k0는
Figure PCTKR2023004664-appb-img-000012
또는
Figure PCTKR2023004664-appb-img-000013
와 같이 정의될 수 있다. 파라미터
Figure PCTKR2023004664-appb-img-000014
에 의하여, 수학식 5와 같은 RA 프리앰블(또는 RACH 신호)의 주파수 도메인 상에서의 위치가 결정될 수 있다. K는 RA를 위한 부반송파 간격(subcarrier spacing, SCS)(ΔfRA)와 UL 데이터 전송을 위한 SCS(Δf)의 차이 또는 비율을 나타낼 수 있다. 이를테면, K=Δf/ΔfRA 일 수 있다. φ는 주파수 영역에서 RA 프리앰블의 위치를 지시하는 오프셋 값에 해당할 수 있다. ΔfRA, φ, K 등의 값은, 네트워크 간의 호환성을 유지하면서도 간섭 발생이 발생하지 않도록 직교성을 유지하기 위한 값으로 정의될 수 있다. 이를테면, 통신 시스템의 일 실시예에서 ΔfRA, φ, K 등의 값은 표 3과 같이 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2023004664-appb-img-000015
도 6a, 도 6b, 표 3 등을 참조하여 설명한 설정값들은 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 통신 시스템의 실시예는 이에 국한되지 않는다.
도 7a 및 도 7b는 통신 시스템에서 RA 프리앰블을 주파수 영역에 매핑하는 방식의 일 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 통신 시스템의 일 실시예에서 UE가 PRACH(Physical Random Access Channel)을 통하여 기지국으로 전송하는 RA 프리앰블은, UE가 기지국으로 전송하는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 신호와 상이한 방식으로 주파수 영역에 매핑될 수 있다. 또는, 도 7a 및/또는 도 7b에 도시된 것과 동일 또는 유사한 방식으로 PUSCH에 매핑될 수 있다.
도 7a를 참조하면, PUSCH의 부반송파 간격(subcarrier spacing, SCS)과 PRACH의 SCS는 정수배의 관계를 가지도록 설정될 수 있다. 이를테면, PUSCH의 SCS는 PRACH의 SCS의 72배일 수 있다. 다르게 표현하면, PRACH의 SCS는 PUSCH의 SRS의 1/72의 값을 가지도록 설정될 수 있다. 이는 표 3에서 K 값이 72로 설정된 것에 대응될 수 있다. 이 경우, PUSCH에서는 12개의 부반송파들이 180kHz 만큼의 대역폭을 점유하는 한편 PRACH에서는 864개의 부반송파들이 180kHz 만큼의 대역폭을 점유할 수 있다. 여기서, 간섭의 영향을 줄이기 위하여 주파수 영역에서 PRACH의 상단 및/또는 하단에 소정의 대역폭만큼의 보호 대역(guard band)이 배치될 수 있다. 이를테면, PRACH의 상단 및/또는 하단에, PUSCH 부반송파의 1/n(n은 정수) 크기에 해당하는 보호 대역이 배치될 수 있다.
도 7a에 도시된 실시예를 다르게 표현하면, NTN에서의 RA 절차에서 사용되는 PRACH가 점유하는 총 대역폭의 크기는 PUSCH 또는 지상 네트워크에서의 RA 절차에서 사용되는 PRACH가 점유하는 총 대역폭의 크기 1080kHz의 1/6에 해당하도록 설정될 수 있다.
도 7b를 참조하면, PRACH의 SCS는 도 7a에서와 같이 PUSCH의 SRS의 1/36의 값을 가지도록 설정될 수 있다. 여기서 PRACH와 PUSCH가 동일한 크기의 대역폭을 점유하도록, PRACH의 상단 및/또는 하단에 보호 대역이 도 7a에서보다 넓은 대역에서 배치될 수 있다. 이를테면, PUSCH에서는 72개의 부반송파들이 1080kHz 만큼의 대역폭을 점유하고, PRACH에서는 프리앰블 시퀀스에 대응되는 839개의 부반송파들을 포함하는 864개의 부반송파들과 PRACH의 상단 및 하단에 배치된 보호 대역이 1080kHz 만큼의 대역폭을 점유할 수 있다.
도 7a 및 도 7b를 참조하여 설명한 바와 같이 RA 절차에 적용되는 SCS(또는 대역폭)와 PUSCH 등의 데이터 전송에 적용되는 SCS(또는 대역폭)가 정수배 관계를 가지도록 설정될 수 있다. 이를 통하여, 서로 다른 네트워크 또는 서로 다른 절차(RA 절차, 데이터 전송 등)에서 동일한(또는 호환되는) FFT 블록, IFFT 블록, 대역 필터 등이 사용될 수 있다. 또한, 이 경우 단말에서 대역폭당 더 높은 전력을 송신할 수 있기 때문에, 많은 링크 마진이 확보될 수 있다.
또한, 도 7a 등에서와 같은 주파수 영역 매핑을 통하여 발생하는 잔여 대역폭의 크기는, PUSCH 등 데이터 채널을 위한 1개의 대역폭의 크기와 정수배 관계를 가질 수 있다. 또한, 시퀀스 길이가 증가하는 대신 대역폭 길이가 줄어들기 때문에, RTD 시간이 증가함에도 불구하고 RA 절차에 소요되는 시간-주파수 자원이 증가하지 않을 수 있다. 이를 통하여, 서로 다른 네트워크 또는 서로 다른 절차(RA 절차, 데이터 전송 등)를 위한 자원 스케줄링 동작들 간의 호환성이 유지될 수 있다.
통신 시스템의 일 실시예에서, RA 프리앰블은 시간 영역에서 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명한 바와 같이 배치되고 주파수 영역에서 도 7a 및 도 7b를 참조하여 설명한 바와 같이 배치될 수 있다. 이 경우, RA 프리앰블에 대한 전송 전력 밀도가 증가하여 RA 커버리지가 확장될 수 있다. 한편, 도플러 천이의 영향이 큰 일부 NTN 환경에서의 RA 성능 보장을 위하여는, 도플러 천이가 큰 상황에서도 효과적으로 지연 시간 검출을 수행할 수 있는 RA 기술이 요구될 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 통신 시스템에서 RA 프리앰블 구조의 제3 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 통신 시스템에서 UE는 셀(또는 기지국)에 접속하기 위하여 RA 절차를 수행할 수 있다. UE는 RA 절차에서 기지국으로 RA 프리앰블을 전송할 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 NTN을 포함할 수 있다. UE 및 기지국은 도 5를 참조하여 설명한 UE(511, 512) 및 위성 기지국(520)과 동일 또는 유사할 수 있다. 통신 시스템에는 지상 네트워크 및 NTN이 공존할 수 있다. UE는 RA 절차에서 도 8a 및 도 8b를 참조하여 설명되는 구조를 가지는 RA 프리앰블을 생성하여 기지국으로 전송할 수 있다.
통신 시스템의 일 실시예에서 RA 프리앰블은 하나 이상의 CP, 하나 이상의 프리앰블 시퀀스, 하나 이상의 GT 등으로 구성될 수 있다. 시간 영역에서 각각의 CP는 TCP 만큼의 길이를 가질 수 있고, 각각의 프리앰블 시퀀스는 TSEQ 만큼의 길이를 가질 수 있고, 각각의 GT는 TGT 만큼의 길이를 가질 수 있다. 시간 영역에서 프리앰블 시퀀스가 배치되는 구간을 '관찰 윈도우'와 같이 칭할 수 있다.
도 8a를 참조하면, 통신 시스템의 일 실시예에서 하나의 RA 프리앰블은 2개의 CP, 2개의 프리앰블 시퀀스 및 1개의 GT를 포함하도록 구성될 수 있다. 시간 영역에서 2개의 프리앰블 시퀀스가 배치되는 구간을 각각 '제1 관찰 윈도우' 및 '제2 관찰 윈도우'와 같이 칭할 수 있다. 제1 및 제2 관찰 윈도우는 원-샷 검출을 위하여 시간영역 상에서 고정될 수 있다. 이를테면, UE들과 RA 절차를 수행하는 기지국은 원-샷 검출을 위해 고정된 제1 및 제2 관찰 윈도우 구간에서의 모니터링을 통하여 각각의 UE가 전송한 RA 프리앰블에 포함된 2개의 프리앰블 시퀀스들을 획득할 수 있다. 기지국은 도 5a 및 도 5b에 도시된 제1 관찰 윈도우 및 제2 관찰 윈도우 각각의 주파수 도메인에서 원-샷 검출 방식으로 프리앰블을 검출할 수 있다.
도 8b를 참조하면, RA 프리앰블은 복수의 포맷들 중 어느 하나의 포맷을 가질 수 있다. RA 프리앰블이 가질 수 있는 복수의 포맷들은, 이를테면 도 8b에 도시된 포맷 D0', 포맷 D1' 등을 포함할 수 있다. 여기서, 포맷 D0' 및 포맷 D1' 등의 RA 프리앰블은 주파수 영역에서 200kHz 또는 180kHz의 대역폭을 가질 수 있다. 포맷 D0'의 RA 프리앰블은 시간 영역에서 15ms의 길이를 가질 수 있고, 2개의 CP의 길이가 각각 1.6ms로 구성될 수 있고, 2개의 프리앰블 시퀀스의 길이가 각각 4.8ms로 구성될 수 있고, GT의 길이가 2.2ms로 구성될 수 있다. 포맷 D1'의 RA 프리앰블은 21ms의 길이를 가질 수 있고, 2개의 CP의 길이가 각각31.6ms로 구성될 수 있고, 2개의 프리앰블 시퀀스의 길이가 각각 4.8ms로 구성될 수 있고, GT의 길이가 4.2ms로 구성될 수 있다.
포맷 D0' 및 포맷 D1'에서, RA 프리앰블를 구성하는 2개의 프리앰블 시퀀스들은 서로 다른 시퀀스로 정의될 수 있다. 이를테면, RA 프리앰블은 839만큼의 크기를 가지는 자도프-추(Zadoff-Chu) 시퀀스들인 제1 프리앰블 시퀀스 및 제2 프리앰블 시퀀스를 포함하도록 구성될 수 있다. 여기서, 제1 프리앰블 시퀀스는 루트 u에 기초하여 생성될 수 있고, 제2 프리앰블 시퀀스는 루트 w에 기초하여 생성될 수 있다. 이와 같이 RA 프리앰블이 동일한 구조를 가지며 서로 다르게 설정되는 2개의 프리앰블 시퀀스들을 포함하도록 구성함으로써, RA 프리앰블을 수신한 기지국에서의 지연 시간 검출 성능이 향상될 수 있다. 이를테면, 다른 루트 값을 가지는 자도프-추 시퀀스로 구성된 동일 구조의 프리앰블들이 동시에 송수신됨으로써, 상대적으로 큰 도플러 천이가 발생하는 상황에서도 지연 시간 검출이 용이하게 수행될 수 있다.
제1 관찰 윈도우에서 관측되는 프리앰블 시퀀스의 주파수 축 위치를 P1이라 하고, 제2 관찰 윈도우에서 관측되는 프리앰블 시퀀스의 주파수 축 위치를 P2라 할 때, P1 및 P2는 수학식 6과 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2023004664-appb-img-000016
이 경우, 아래의 수학식 7과 같이 주파수 천이가 발생하더라도 용이하게 지연 시간 검출이 수행될 수 있다.
Figure PCTKR2023004664-appb-img-000017
서로 다른 루트 값들에 기반한 자도프-추 시퀀스들을 사용하여 상이한 프리앰블(또는 프리앰블 시퀀스)을 생성할 경우, 서로 다른 루트 값들 간의 매핑 관계가 추가적으로 설정되어야 할 수 있다. 이를테면, 도 8a 및 도 8b에서와 같이 2개의 서로 다른 루트 값들에 기초하여 2개의 프리앰블 시퀀스들을 생성할 경우, 네트워크들 간의 호환성을 고려하여 두 번째 프리앰블 시퀀스의 루트 값을 첫 번째 프리앰블 시퀀스의 루트 값에 기초하여 정의하는 방식이 사용될 수 있다.
만약 제2 프리앰블 시퀀스의 루트 w를 제1 프리앰블 시퀀스의 루트 u의 극성이 반전된 값으로 설정할 경우(즉, w=-u), 수학식 8에서와 같이 지연 시간 검출을 위한 연산의 복잡도가 낮아질 수 있으며, 호환성 유지에 용이할 수 있다.
Figure PCTKR2023004664-appb-img-000018
수학식 6 내지 수학식 8에서, 839는 설명의 편의를 위하여 예시로서 제시된 수치일 뿐이며, RA 프리앰블 구조의 제3 실시예는 이에 국한되지 않는다. 이를테면, 수학식 6 내지 수학식 8에서, 839는 시퀀스 길이에 해당하는 다른 값으로 대체될 수 있다.
도 8a 및 도 8b에서, 제1 프리앰블 시퀀스 및 제2 프리앰블 시퀀스 사이에는 CP가 배치될 수 있다. NTN의 경우 셀 반경이 커서, 동시에 하나의 기지국에 대해 RA를 시도하는 UE의 수가 지상 이동통신에서보다 많을 수 있고, 따라서 RA 프리앰블들 간의 충돌의 빈도 가 상대적으로 높을 수 있다. 제1 프리앰블 시퀀스 및 제2 프리앰블 시퀀스 사이에 CP가 배치됨으로써, RA 프리앰블들 간의 충돌 가능성이 낮아질 수 있고, 오알람(false alarm) 또는 오검출(mis-detection)의 확률이 낮아질 수 있고, RA 절차의 성능이 향상될 수 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 통신 시스템의 실시예는 이에 국한되지 않는다. 이를테면, 통신 시스템의 다른 실시예에서는 RA 절차에 사용되는 자원의 절약을 위하여 제1 프리앰블 시퀀스 및 제2 프리앰블 시퀀스 사이에 CP가 배치되지 않을 수도 있다.
도 9a 및 도 9b는 통신 시스템에서 RA 프리앰블 구조의 제4 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 통신 시스템에서 UE는 셀(또는 기지국)에 접속하기 위하여 RA 절차를 수행할 수 있다. UE는 RA 절차에서 기지국으로 RA 프리앰블을 전송할 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 NTN을 포함할 수 있다. UE 및 기지국은 도 5를 참조하여 설명한 UE(511, 512) 및 위성 기지국(520)과 동일 또는 유사할 수 있다. 통신 시스템에는 지상 네트워크 및 NTN이 공존할 수 있다. UE는 RA 절차에서 도 9a 및 도 9b를 참조하여 설명되는 구조를 가지는 RA 프리앰블을 생성하여 기지국으로 전송할 수 있다. 이하 도 9a 및 도 9b를 참조하여 RA 프리앰블 구조의 제4 실시예를 설명함에 있어서, 도 1 내지 도 8b를 참조하여 설명한 것과 중복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 9a를 참조하면, 통신 시스템의 일 실시예에서 UE는 RA 프리앰블을 1회 전송함에 있어서, 주파수 영역에서 동일한 구조의 CP-프리앰블 시퀀스 쌍을 동시에 복수 개 전송할 수 있다. 도 9a에는 주파수 영역에서 UE가 동일한 구조의 CP-프리앰블 시퀀스 쌍을 동시에 2개 전송하는 실시예가 도시되어 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며 통신 시스템의 실시예는 이에 국한되지 않는다.
도 9b를 참조하면, RA 프리앰블은 복수의 포맷들 중 어느 하나의 포맷을 가질 수 있다. RA 프리앰블이 가질 수 있는 복수의 포맷들은, 이를테면 도 9b에 도시된 포맷 D0'', 포맷 D1'' 등을 포함할 수 있다. 포맷 D0'' 및 포맷 D1''에서, RA 프리앰블를 구성하는 2개의 프리앰블 시퀀스들은 서로 다른 시퀀스로 정의될 수 있다. 이를테면, RA 프리앰블은 839만큼의 크기를 가지며 각각 루트 u 및 w에 기초하여 생성되는 자도프-추 시퀀스들인 제1 프리앰블 시퀀스 및 제2 프리앰블 시퀀스를, 주파수 영역에서 동시에 포함하도록 구성될 수 있다. 또는, UE는 제1 프리앰블 시퀀스를 포함하는 제1 RA 프리앰블과, 제2 프리앰블 시퀀스를 포함하는 제2 RA 프리앰블을 서로 구분되며 연속되는 주파수 자원을 통해 동시에 기지국으로 전송하도록 동작할 수도 있다. 이와 같이 UE가 서로 동일한 구조를 가지며 서로 다른 2개의 프리앰블 시퀀스를 포함하는 CP-프리앰블 시퀀스 쌍을 서로 다른 주파수 자원을 통하여 동시에 기지국으로 전송함으로써, RA 프리앰블을 수신한 기지국에서의 지연 시간 검출 성능이 향상될 수 있다.
도 8a 및 도 8b를 참조하여 설명한 RA 프리앰블 구조의 제3 실시예에서와 달리, 도 9a 및 도 9b를 참조하여 설명한 RA 프리앰블 구조의 제4 실시예에서는 시간 축이 아니라 주파수 축에서 복수의 프리앰블 시퀀스(또는 프리앰블)들이 함께 전송될 수 있다. 이 경우, RA 프리앰블 구조의 제3 실시예에서보다 GT 구간이 줄어서, RA 절차를 위한 자원 구간이 감소될 수 있다. 이를 통해, 시스템의 용량이 증대될 수 있다.
한편, RA 프리앰블 구조의 제3 실시예에서와 달리, RA 프리앰블 구조의 제4 실시예에서는 기지국이 1개의 고정된 관찰 윈도우만을 가지고 주파수 도메인에서 원-샷 검출 방식으로 프리앰블 및 지연 시간을 검출할 수 있다는 장점을 가질 수 있다. 다만, 이 경우 기지국은 동시에 복수 개(이를테면, 2개)의 프리앰블 시퀀스를 동일 시간 자원에서 수신하기 위하여 복수 개의 협대역 필터를 사용하여야 하고, 단말은 2개의 프리앰블 시퀀스를 서로 다른 주파수를 이용하여 동시에 전송해야 하므로, PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) 특성 열화 등의 통신 성능 열화가 발생할 수 있다. 다만, 이 경우 3dB의 PAPR 성능 열화가 발생하더라도 협대역 전송으로 인해 7dB 이상의 성능 이득이 발생할 수 있어서, 전반적인 통신 성능은 향상될 수 있다. 통신 환경 또는 통신 노드들의 성능 조건 등에 기초하여, RA 프리앰블 구조의 제3 실시예 및 제4 실시예 중 어느 하나가 선택적으로 적용될 수 있다.
RA 프리앰블 구조의 제4 실시예에 따르면, 각각의 UE에 대하여 제1 관찰 윈도우에서 관측되는 제1 프리앰블 시퀀스의 주파수 축 위치를 P1이라 하고, 제1 관찰 윈도우에서 관측되는 제2 프리앰블 시퀀스의 주파수 축 위치를 P2라 할 때, P1 및 P2는 수학식 6 내지 수학식 8 중 어느 하나와 동일 또는 유사하게 결정될 수 있다.
도 10은 통신 시스템에서 RA 프리앰블 구조의 제5 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 10을 참조하면, 통신 시스템에서 UE는 셀(또는 기지국)에 접속하기 위하여 RA 절차를 수행할 수 있다. UE는 RA 절차에서 기지국으로 RA 프리앰블을 전송할 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 NTN을 포함할 수 있다. UE 및 기지국은 도 5를 참조하여 설명한 UE(511, 512) 및 위성 기지국(520)과 동일 또는 유사할 수 있다. 통신 시스템에는 지상 네트워크 및 NTN이 공존할 수 있다. UE는 RA 절차에서 도 10을 참조하여 설명되는 구조를 가지는 RA 프리앰블을 생성하여 기지국으로 전송할 수 있다. 이하 도 10를 참조하여 RA 프리앰블 구조의 제5 실시예를 설명함에 있어서, 도 1 내지 도 9b를 참조하여 설명한 것과 중복되는 내용은 생략될 수 있다.
통신 시스템의 일 실시예에서는 GEO 위성 시스템이 글로벌 빔에 의하여 500km 이상(이를테면, 1000km, 2000km 등)의 셀을 형성할 수 있다. 이와 같이 넓은 규모의 셀에서는, UE들 간의 왕복 지연(RTD) 시간의 차이가 클 수 있다. UE들 간의 RTD 시간의 차이가 RA 프리앰블의 CP의 크기보다 클 경우, 고정된 윈도우를 통하여 주파수 도메인에서 원-샷으로 RA 프리앰블의 검출을 수행하기 용이하지 않을 수 있다. 한편, 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 고정되지 않은(즉, 움직이는) 윈도우 기반으로 RA 프리앰블을 검출하는 방식을 위하여는, 수신기 복잡도가 증가할 수 있고, RA 프리앰블 검출 동작을 수행하는 시간이 길어짐으로 인하여 처리에 소요되는 연산량 및 컴퓨팅 파워가 증가할 수 있다.
통신 시스템의 일 실시예에서는 도 4a 내지 도 9b를 참조하여 설명된 RA 프리앰블 구조 중 어느 하나를 이용하여, CP 간격으로 존재하는 다중의 고정 윈도우를 설정하여 RA 프리앰블을 검출하는 방식이 사용될 수 있다. 이와 같은 RA 프리앰블 검출 방식에서, CP의 길이가 작을 경우 처리가 필요한 고정 윈도우의 개수가 증가할 수 있지만, 전체 RA 동작을 위한 자원이 감소한다는 장점을 가질 수 있다. 따라서, 구현 복잡도와 자원 이용의 효율성을 고려하여 CP의 길이를 적절히 결정하기 위한 기준이 필요할 수 있다.
도 10에 도시된 RA 프리앰블 구조의 제5 실시예에서는, UE들 간의 RTD 시간 차이에 대응되는 확장된 길이를 가지는 확장된 CP가 구성될 수 있다. 확장된 CP의 길이는, 도 4a 내지 도 9b를 참조하여 설명한 RA 프리앰블 구조의 실시예들 중 어느 하나에서의 CP 길이 또는 프리앰블 시퀀스 길이의 정수배에 기초하여 설정될 수 있다. 이와 같이 확장된 CP의 길이가 설정됨으로써, 도 4a 내지 도 9b를 참조하여 설명한 RA 프리앰블 구조의 실시예들 중 적어도 하나에서의 프리앰블 시퀀스 및 CP 시퀀스가 동일 또는 유사하게 활용될 수 있다. 따라서 통신 노드의 구현 변경이 적게 요구될 수 있고, 통신 시스템의 호환성이 높게 유지될 수 있다.
통신 시스템의 일 실시예에서, RA 프리앰블은 길이가 짧을수록 도플러 천이에 강인할 수 있다. 한편, 길이가 짧은 RA 프리앰블은 길이가 긴 RA 프리앰블과 동일한 RTD 시간 차이를 지원하기 위해서는, 길이가 긴 RA 프리앰블보다 많은 횟수로 중복된(또는 반복되는) 프리앰블 시퀀스들로 구성되어야 할 수 있다.
구체적으로는, UE들 간의 RTD 시간 차이에 대응되는 확장된 CP의 길이 TCP_EXT는 수학식 9와 동일 또는 유사하게 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2023004664-appb-img-000019
수학식 9에서, TSEQ는 도 4a 내지 도 9b를 참조하여 설명한 RA 프리앰블 구조의 실시예들 중 어느 하나에서의 프리앰블 시퀀스 길이를 의미할 수 있다. TCP는 도 4a 내지 도 9b를 참조하여 설명한 RA 프리앰블 구조의 실시예들 중 어느 하나에서의 CP 길이를 의미할 수 있다. N은 필요한 고정 윈도우의 수를 의미할 수 있다. 확장된 CP의 길이 TCP_EXT는 TSEQ 만큼의 길이를 가지는 프리앰블 시퀀스가 N-1회 반복 배치된 길이와, TCP의 길이의 합으로 결정될 수 있다. N은 수학식 10과 같이 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2023004664-appb-img-000020
TRTD_MAX는 통신 시스템 또는 위성 시스템이 지원하는 UE 간의 최대 RTD 시간 차이를 의미할 수 있다. 도 10에는 N이 4인 실시예가 도시된 것으로 볼 수 있다. 즉, 시스템이 지원하는 UE 간의 최대 RTD 시간은 확장된 CP의 길이 TCP_EXT 보다 크거나 같을 수 있다. TCP_EXT의 길이는 TCP 만큼의 길이를 가지는 1개의 CP 및 TSEQ 만큼의 길이를 가지는 3개의 프리앰블 시퀀스들의 총 길이와 동일할 수 있다. 즉, TRTD_MAX≥TCP_EXT=3(TSEQ)+TCP 일 수 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 통신 시스템에서 RA 프리앰블 구조의 제5 실시예는 이에 국한되지 않는다.
도 10에 도시된 실시예에서, 기지국은 PRACH 오케이션에서 복수의 UE들(이를테면, UE #1 내지 UE #12)이 전송한 복수의 RA 프리앰블들을 수신할 수 있다. 여기서, 복수의 RA 프리앰블들이 기지국에 도달하는 시점은, 복수의 UE들과 기지국 간의 거리에 따라서 다르게 결정될 수 있다.
각각의 UE(UE #i)가 전송한 RA 프리앰블은 TCP 만큼의 길이를 가지는 1개의 CP 및 TSEQ 만큼의 길이를 가지는 복수개(이를테면, 4개)의 프리앰블 시퀀스들(#i(1) 내지 #i(4))로 구성될 수 있다. 여기서, 반복되는 프리앰블 시퀀스들은 서로 동일하게 구성될 수 있다. 또는, 반복되는 프리앰블 시퀀스들은 도 8b에 도시된 RA 프리앰블 구조의 제3 실시예에서와 동일 또는 유사하게, 서로 상이한 루트값에 기초하여 정의될 수도 있다.
기지국은 제1 내지 제4 관찰 윈도우에서 RA 프리앰블의 검출을 수행할 수 있다. 기지국은 제1 관찰 윈도우에서 UE #1 내지 UE #3로부터 전송된 RA 프리앰블들의 시퀀스 및 위치를 검출할 수 있다. 기지국은 제2 관찰 윈도우에서 UE #1 내지 UE #6으로부터 전송된 RA 프리앰블들의 시퀀스 및 위치를 검출할 수 있다. 기지국은 제3 관찰 윈도우에서 UE #1 내지 UE #9로부터 전송된 RA 프리앰블들의 시퀀스 및 위치를 검출할 수 있다. 기지국은 제4 관찰 윈도우에서 UE #1 내지 UE #12로부터 전송된 RA 프리앰블들의 시퀀스 및 위치를 검출할 수 있다.
도 11은 통신 시스템에서 RA 프리앰블 구조의 제5 실시예에 따른 지연 시간 계산 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 11을 참조하면, 통신 시스템에서 UE는 셀(또는 기지국)에 접속하기 위하여 RA 절차를 수행할 수 있다. UE는 RA 절차에서 기지국으로 RA 프리앰블을 전송할 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 NTN을 포함할 수 있다. 통신 시스템은 도 10을 참조하여 설명한 통신 시스템과 동일 또는 유사할 수 있다. UE 및 기지국은 도 10을 참조하여 설명한 UE 및 기지국과 동일 또는 유사할 수 있다. 이하 도 11을 참조하여 RA 프리앰블 구조의 제5 실시예에 따른 지연 시간 계산 방법의 일 실시예를 설명함에 있어서, 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명한 것과 중복되는 내용은 생략될 수 있다.
기지국은 복수의 관찰 윈도우 구간들의 주파수 도메인에서 원-샷 방식으로 RA 프리앰블의 검출을 수행할 수 있다(S1101). 기지국은 각각의 관찰 윈도우 구간들에서의 검출 결과 별 지연시간을 검출할 수 있다(S1101).
기지국은 UE가 전송한 RA 프리앰블이 몇 개의 연속된 관찰 윈도우 구간들에서 검출되었는지를 확인할 수 있다(S1103). 기지국은 UE가 전송한 RA 프리앰블이 검출된 연속된 관찰 윈도우 구간들의 개수에 기초하여, RA 프리앰블의 실제 지연 시간을 계산할 수 있다(S1105).
만약 UE가 전송한 RA 프리앰블이 N개의 연속된 관찰 윈도우 구간들에서 검출되었을 경우, UE는 S1101 단계에서 검출된 N개의 지연 시간에 기초하여 RA 프리앰블의 실제 지연 시간 TRD을 수학식 11과 같이 계산할 수 있다.
Figure PCTKR2023004664-appb-img-000021
만약 UE가 전송한 RA 프리앰블이 N-k개(k는 1 이상이고 N 미만인 자연수)의 연속된 관찰 윈도우 구간들에서 검출되었을 경우, UE는 S1101 단계에서 검출된 N-k개의 지연 시간에 기초하여 RA 프리앰블의 실제 지연 시간 TRD을 수학식 12와 같이 계산할 수 있다.
Figure PCTKR2023004664-appb-img-000022
만약 UE가 전송한 RA 프리앰블이 1개의 관찰 윈도우 구간에서 검출되었을 경우, UE는 S1101 단계에서 검출된 1개의 지연 시간에 기초하여 RA 프리앰블의 실제 지연 시간 TRD을 수학식 13과 같이 계산할 수 있다.
Figure PCTKR2023004664-appb-img-000023
만약 UE가 전송한 RA 프리앰블이 어떤 관찰 윈도우 구간에서도 검출되지 않았을 경우, 기지국은 RA 프리앰블의 검출에 실패한 것으로 판단할 수 있다.
무선 통신 시스템에서의 랜덤 액세스 방법 및 장치의 일 실시예에 따르면, NTN을 포함하는 통신 시스템에서 UE가 위성 기지국에 대한 RA 절차를 위하여 이용하는 PRACH의 대역폭은 PUSCH 또는 지상 네트워크에서의 PRACH의 대역폭의 n분의 1(n는 1보다 큰 자연수)로 설정될 수 있다. 또한 RA 프리앰블은 시간 영역 또는 주파수 영역에서 서로 상이한 복수의 프리앰블 시퀀스를 포함하도록 구성될 수 있다. 이를 통해 셀 커버리지가 넓고 도플러 천이의 영향이 상대적으로 높은 NTN에서, 지상 네트워크를 기준으로 결정된 RA 절차와의 호환성을 유지하면서도 복잡도가 낮은 RA 절차가 수행될 수 있다.
무선 통신 시스템에서의 랜덤 액세스 방법 및 장치의 실시예들이 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 본 출원의 명세서 상에 기재된 구성들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 정보가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시 예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 적어도 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.
실시 예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어, 필드 프로그래머블 게이트 어레이)가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 실시 예들에서, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field-programmable gate array)는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서(microprocessor)와 함께 작동할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.
이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 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.

Claims (19)

  1. 단말의 동작 방법으로서,
    제1 네트워크에 포함되는 기지국으로부터 RACH(random access channel) 설정 정보를 수신하는 단계;
    상기 RACH 설정 정보에 기초하여, 서로 상이한 복수의 프리앰블 시퀀스들을 포함하는 랜덤 액세스(random access, RA) 프리앰블을 생성하는 단계;
    상기 RA 프리앰블을 제1 주파수 영역에 매핑하는 단계; 및
    상기 제1 주파수 영역에 매핑된 상기 RA 프리앰블을 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 주파수 영역이 점유하는 대역폭의 크기와 상기 제1 네트워크에서 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 점유하는 대역폭의 크기는, 상기 RACH 설정 정보에 기초하여 서로 정수배 관계를 가지도록 설정되는,
    단말의 동작 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 RA 프리앰블을 생성하는 단계는,
    상기 기지국으로부터 수신되는 정보에 기초하여, 상기 RA 프리앰블에 적용될 제1 포맷의 정보를 확인하는 단계; 및
    상기 제1 포맷에 기초하여 상기 RA 프리앰블을 생성하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 포맷에서, 상기 RA 프리앰블에 대하여 설정되는 부반송파 간격(subcarrier spacing, SCS)은 상기 PUSCH에 대하여 설정되는 SCS와 서로 정수배 관계를 가지도록 설정되는,
    단말의 동작 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 RA 프리앰블을 생성하는 단계는,
    상기 기지국으로부터 수신되는 정보에 기초하여, 상기 RA 프리앰블에 적용될 제1 포맷의 정보를 확인하는 단계; 및
    상기 제1 포맷에 기초하여 상기 RA 프리앰블을 생성하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 포맷에서 상기 RA 프리앰블의 길이는, 상기 제1 네트워크와 상이하며 상기 제1 네트워크와 적어도 일부의 중복되는 커버리지를 가지는 제2 네트워크에서 RA 절차에 사용되는 RA 프리앰블의 길이와 정수배 관계를 가지도록 설정되는,
    단말의 동작 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 RA 프리앰블을 생성하는 단계는,
    서로 동일한 크기를 가지며 서로 상이한 루트 값에 기초하여 생성되는 자도프-추(Zadoff-Chu) 시퀀스들인 제1 프리앰블 시퀀스 및 제2 프리앰블 시퀀스를 생성하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 프리앰블 시퀀스가 시간 영역에서 하나의 CP(cyclic prefix)를 사이에 두고 연속되게 배치되도록 상기 RA 프리앰블을 생성하는 단계를 포함하는,
    단말의 동작 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 RA 프리앰블을 생성하는 단계는,
    서로 동일한 크기를 가지며 서로 상이한 루트 값에 기초하여 생성되는 자도프-추 시퀀스들인 제1 프리앰블 시퀀스 및 제2 프리앰블 시퀀스를 생성하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 프리앰블 시퀀스가 시간 영역에서 연속되게 배치되도록 상기 RA 프리앰블을 생성하는 단계를 포함하는,
    단말의 동작 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 RA 프리앰블을 생성하는 단계는,
    서로 동일한 크기를 가지며 서로 상이한 루트 값에 기초하여 생성되는 자도프-추 시퀀스들인 제1 프리앰블 시퀀스 및 제2 프리앰블 시퀀스를 생성하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 프리앰블 시퀀스가 주파수 영역에서 연속되게 배치되도록 상기 RA 프리앰블을 생성하는 단계를 포함하는,
    단말의 동작 방법.
  7. 기지국의 동작 방법으로서,
    상기 기지국이 포함된 제1 네트워크에 포함되는 하나 이상의 단말로 RACH(random access channel) 설정 정보를 전송하는 단계;
    상기 하나 이상의 단말 중 제1 단말로부터, 상기 RACH 설정 정보에 기초하여 제1 주파수 영역에 매핑되어 전송된 RA 프리앰블을 수신하는 단계; 및
    상기 RA 프리앰블에 포함되는 서로 상이한 복수의 프리앰블 시퀀스들에 기초하여, 상기 단말에 대한 TA(timing advance) 추정을 수행하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 주파수 영역이 점유하는 대역폭의 크기와 상기 제1 네트워크에서 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 점유하는 대역폭의 크기는, 상기 RACH 설정 정보에 기초하여 서로 정수배 관계를 가지도록 설정되는,
    기지국의 동작 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 RA 절차를 위한 정보를 전송하는 단계는,
    상기 기지국의 셀의 크기를 확인하는 단계;
    상기 셀의 크기와 제1 크기 기준을 비교하는 단계;
    상기 셀의 크기가 상기 제1 크기 기준을 초과할 경우, 상기 RA 프리앰블에 적용되는 제1 포맷의 정보를 포함하는 상기 RA 절차를 위한 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 RA 절차를 위한 정보를 상기 하나 이상의 단말로 전송하는 단계를 포함하는,
    기지국의 동작 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 포맷에서, 상기 RA 프리앰블에 대하여 설정되는 부반송파 간격(subcarrier spacing, SCS)은 상기 PUSCH에 대하여 설정되는 SCS와 서로 정수배 관계를 가지도록 설정되는,
    기지국의 동작 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 포맷에서 상기 RA 프리앰블의 길이는, 상기 제1 네트워크와 상이하며 상기 제1 네트워크와 적어도 일부의 중복되는 커버리지를 가지는 제2 네트워크에서 RA 절차에 사용되는 RA 프리앰블의 길이와 정수배 관계를 가지도록 설정되는,
    기지국의 동작 방법.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 RA 프리앰블은, 서로 동일한 크기를 가지며 서로 상이한 루트 값에 기초하여 생성되는 자도프-추(Zadoff-Chu) 시퀀스들인 제1 프리앰블 시퀀스 및 제2 프리앰블 시퀀스가 시간 영역에서 하나의 CP(cyclic prefix)를 사이에 두고 연속되게 배치되도록 구성된,
    기지국의 동작 방법.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 RA 프리앰블은, 서로 동일한 크기를 가지며 서로 상이한 루트 값에 기초하여 생성되는 자도프-추 시퀀스들인 제1 프리앰블 시퀀스 및 제2 프리앰블 시퀀스가 시간 영역에서 하나의 CP(cyclic prefix)를 사이에 두고 연속되게 배치되도록 구성된,
    기지국의 동작 방법.
  13. 청구항 7에 있어서,
    상기 RA 프리앰블은, 서로 동일한 크기를 가지며 서로 상이한 루트 값에 기초하여 생성되는 자도프-추 시퀀스들인 제1 프리앰블 시퀀스 및 제2 프리앰블 시퀀스가 주파수 영역에서 연속되게 배치되도록 구성된,
    기지국의 동작 방법.
  14. 단말로서,
    프로세서(processor)를 포함하며,
    상기 프로세서는 상기 단말이,
    제1 네트워크에 포함되는 기지국으로부터 RACH(random access channel) 설정 정보를 수신하고;
    상기 RACH 설정 정보에 기초하여, 서로 상이한 복수의 프리앰블 시퀀스들을 포함하는 랜덤 액세스(random access, RA) 프리앰블을 생성하고;
    상기 RA 프리앰블을 제1 주파수 영역에 매핑하고; 그리고
    상기 제1 주파수 영역에 매핑된 상기 RA 프리앰블을 상기 기지국으로 전송하는 것을 야기하도록 동작하며,
    상기 제1 주파수 영역이 점유하는 대역폭의 크기와 상기 제1 네트워크에서 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)가 점유하는 대역폭의 크기는, 상기 RACH 설정 정보에 기초하여 서로 정수배 관계를 가지도록 설정되는,
    단말.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 RA 프리앰블을 생성하는 경우, 상기 프로세서는 상기 단말이,
    상기 기지국으로부터 수신되는 정보에 기초하여, 상기 RA 프리앰블에 적용될 제1 포맷의 정보를 확인하고; 그리고
    상기 제1 포맷에 기초하여 상기 RA 프리앰블을 생성하는 것을 더 야기하도록 동작하며,
    상기 제1 포맷에서, 상기 RA 프리앰블에 대하여 설정되는 부반송파 간격(subcarrier spacing, SCS)은 상기 PUSCH에 대하여 설정되는 SCS와 서로 정수배 관계를 가지도록 설정되는,
    단말.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 RA 프리앰블을 생성하는 경우, 상기 프로세서는 상기 단말이,
    상기 기지국으로부터 수신되는 정보에 기초하여, 상기 RA 프리앰블에 적용될 제1 포맷의 정보를 확인하고; 그리고
    상기 제1 포맷에 기초하여 상기 RA 프리앰블을 생성하는 것을 더 야기하도록 동작하며,
    상기 제1 포맷에서 상기 RA 프리앰블의 길이는, 상기 제1 네트워크와 상이하며 상기 제1 네트워크와 적어도 일부의 중복되는 커버리지를 가지는 제2 네트워크에서 RA 절차에 사용되는 RA 프리앰블의 길이와 정수배 관계를 가지도록 설정되는,
    단말.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 RA 프리앰블을 생성하는 경우, 상기 프로세서는 상기 단말이,
    서로 동일한 크기를 가지며 서로 상이한 루트 값에 기초하여 생성되는 자도프-추(Zadoff-Chu) 시퀀스들인 제1 프리앰블 시퀀스 및 제2 프리앰블 시퀀스를 생성하고; 그리고
    상기 제1 및 제2 프리앰블 시퀀스가 시간 영역에서 하나의 CP(cyclic prefix)를 사이에 두고 연속되게 배치되도록 상기 RA 프리앰블을 생성하는 것을 더 야기하도록 동작하는,
    단말.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 RA 프리앰블을 생성하는 경우, 상기 프로세서는 상기 단말이,
    서로 동일한 크기를 가지며 서로 상이한 루트 값에 기초하여 생성되는 자도프-추 시퀀스들인 제1 프리앰블 시퀀스 및 제2 프리앰블 시퀀스를 생성하고; 그리고
    상기 제1 및 제2 프리앰블 시퀀스가 시간 영역에서 연속되게 배치되도록 상기 RA 프리앰블을 생성하는 것을 더 야기하도록 동작하는,
    단말.
  19. 청구항 14에 있어서,
    상기 RA 프리앰블을 생성하는 경우, 상기 프로세서는 상기 단말이,
    서로 동일한 크기를 가지며 서로 상이한 루트 값에 기초하여 생성되는 자도프-추 시퀀스들인 제1 프리앰블 시퀀스 및 제2 프리앰블 시퀀스를 생성하고; 그리고
    상기 제1 및 제2 프리앰블 시퀀스가 주파수 영역에서 연속되게 배치되도록 상기 RA 프리앰블을 생성하는 것을 더 야기하도록 동작하는,
    단말.
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