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KR102121849B1 - 무선 통신 시스템에서 단말이 임의 접속 과정을 수행하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 단말이 임의 접속 과정을 수행하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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KR102121849B1
KR102121849B1 KR1020147008967A KR20147008967A KR102121849B1 KR 102121849 B1 KR102121849 B1 KR 102121849B1 KR 1020147008967 A KR1020147008967 A KR 1020147008967A KR 20147008967 A KR20147008967 A KR 20147008967A KR 102121849 B1 KR102121849 B1 KR 102121849B1
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 단말이 임의 접속 절차를 수행하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 무선 통신시스템에서 단말이 임의 접속 절차(Random Access Procedure)를 수행하는 방법으로서, 단말의 제어 채널 구성 정보에 따라 제 1 하향링크 제어 채널을 위한 제 1 검색 영역 및 제 2 하향링크 제어 채널을 위한 제 2 검색 영역 중 적어도 하나를 설정하는 단계 및 제 1 검색 영역 및 제 2 검색 영역 중 적어도 하나를 블라인드 디코딩(blind decoding)하여 하향링크 데이터 채널을 검출하는 단계를 포함하며, 제 1 하향링크 제어 채널과 제 2 하향링크 제어 채널은 상이한 지시자(indicator)를 이용하여 검출되는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 단말이 임의 접속 과정을 수행하는 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR ALLOWING TERMINAL TO PERFORM RANDOM ACCESS STEP IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND DEVICE THEREFOR}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 무선 통신 시스템에서 단말이 임의 접속 과정을 수행하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification 그룹 Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.
도 1을 참조하면, E-UMTS는 단말(User Equipment; UE)과 기지국(eNode B; eNB), 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.
한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.44, 3, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향링크(Downlink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향 링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향 링크(Uplink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향 링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망(Core Network; CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.
무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.
본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 단말이 하향링크 제어 채널을 수신하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상인, 무선 통신시스템에서 단말이 임의 접속 절차(Random Access Procedure)를 수행하는 방법은, 임의 접속 프리앰블(Random Access Preamble; RA preamble) 메시지를 송신하는 단계; 제 1 하향링크 제어 채널을 위한 제 1 검색 영역 및 제 2 하향링크 제어 채널을 위한 제 2 검색 영역 중 적어도 하나를 임의 접속 응답을 위한 검색 영역으로 설정하는 단계; 상기 임의 접속 응답을 위한 검색 영역을 블라인드 디코딩(blind decoding)하여 임의 접속 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양상인, 무선 통신 시스템에서 임의 접속 절차를 수행하는 단말은, 무선 주파수(Radio Frequency: RF) 유닛; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 임의 접속 프리앰블(Random Access Preamble; RA preamble) 메시지를 송신하고, 제 1 하향링크 제어 채널을 위한 제 1 검색 영역 및 제 2 하향링크 제어 채널을 위한 제 2 검색 영역 중 적어도 하나를 임의 접속 응답을 위한 검색 영역으로 설정하며, 상기 임의 접속 응답을 위한 검색 영역을 블라인드 디코딩(blind decoding)하여 임의 접속 응답 메시지를 수신한다.
나아가, 상기 제 1 검색 영역과 상기 제 2 검색 영역은 서로 상이한 주파수 자원에 할당되는 것을 특징으로 할 수 있으며, 바람직하게는 상기 임의 접속 응답을 위한 검색 영역은 PRACH 주파수 오프셋(PRACH-frequencyoffset)으로 지시될 수 있다.
나아가, 상기 제 1 검색 영역과 상기 제 2 검색 영역은 서로 상이한 시간 자원에 할당되는 것을 특징으로 할 수 있으며, 바람직하게는 상기 임의 접속 응답을 위한 검색 영역은 특정 라디오 프레임(radio frame) 또는 특정 서브프레임으로 지시될 수 있다.
나아가, 상기 제 1 검색 영역과 상기 제 2 검색 영역은 서로 상이한 프리앰블 포맷(preamble format) 또는 프리앰블 시퀀스 인덱스(preamble sequence index)에 의하여 구분되는 것을 특징으로 할 수 있다.
나아가, 상기 임의 접속 응답을 위한 검색 영역은, 상기 제 1 검색 영역 및 상기 제 2 검색 영역 중 간섭량이 적은 검색 영역인 것을 특징으로 할 수 있다.
나아가, 상기 임의 접속 응답 메시지를 수신하는 단계는, 기지국이 상기 제 1 검색 영역 및 상기 제 2 검색 영역에 존재하는 간섭량이 적은 검색 영역을 이용하여 전송한 하향링크 제어 채널에 기반하여 임의 접속 응답 메시지를 수신하는 것을 특징으로 할 수 있다.
나아가, 상기 임의 접속 응답을 위한 검색 영역에 기반하여 충돌 해결 메시지를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
나아가, 임의 접속 프리앰블(RA Preamble)을 할당하는 단계를 더 포함하며, 상기 임의 접속 응답을 위한 검색 영역은 상기 임의 접속 프리앰블을 수신하기 위하여 사용된 검색 영역인 것을 특징으로 할 수 있다.
나아가, 상기 임의 접속 절차를 위한 검색 영역을 제외한 다른 검색 영역에 기반하여 충돌 해결 메시지를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
나아가, 임의 접속 프리앰블(RA Preamble)을 할당하는 단계를 더 포함하며, 상기 임의 접속 응답을 위한 검색 영역은 상기 임의 접속 프리앰블을 수신하기 위하여 사용된 검색 영역을 제외한 다른 검색 영역인 것을 특징으로 할 수 있다.
나아가, 상기 임의 접속 절차를 위한 상기 제 1 하향링크 제어 채널과 제 2 하향링크 제어 채널은 서로 상이한 구성 반송파를 이용하여 전송되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 단말은 복수의 검색 영역을 블라인드 디코딩하여 임의 접속 응답 메시지를 수신하기 위한 제어 정보를 검출하므로, 인접 셀로부터의 간섭 효과를 완화시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 제한된 제어 채널의 용량으로 인한 문제를 추가적인 지시자를 이용한 별도의 제어 채널을 사용함으로써 해결할 수 있다.
본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례인 3GPP LTE 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 예시한다.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 3GPP 시스템에 이용되는 임의 접속 과정 중 경쟁 기반 임의 접속 절차(contention-based Random Access Procedure)를 나타내는 도면이다.
도 5는 3GPP 시스템에 이용되는 임의 접속 과정 중 비경쟁 기반 임의 접속 절차(non-contention-based Random Access Procedure)를 나타내는 도면이다.
도 6은 다중 안테나 통신 시스템의 구성도이다.
도 7은 LTE 시스템에서 사용되는 하향 링크 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 8은 LTE 시스템에서 하향링크 제어 채널을 구성하는데 사용되는 자원 단위를 나타내는 도면이다.
도 9는 차세대 통신 시스템에서 다중 노드 시스템을 예시하는 도면이다.
도 10은 E-PDCCH와 E-PDCCH에 의하여 스케줄링되는 PDSCH를 예시하는 도면이다.
도 11은 다수의 셀로 구성된 시스템에서 간섭을 나타내기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 다수의 지시자에 따른 검색 영역을 이용하는 임의 접속 과정을 나타내기 위한 순서도이다.
도 13는 본 발명의 일 실시예에 따라 다수의 지시자에 따른 특정 주파수 영역에 관한 검색 영역을 이용하는 임의 접속 과정을 나타내기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 다수의 지시자에 따른 특정 시간 영역에 관한 검색 영역을 이용하는 임의 접속 과정을 나타내기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 다수의 지시자에 따른 특정 프리앰블에 관한 검색 영역을 이용하는 임의 접속 과정을 나타내기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라 다수의 지시자에 따른 검색 영역중 단말이 간섭량을 고려하는 임의 접속 과정을 나타내기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따라 다수의 지시자에 따른 검색 영역 중 기지국이 간섭량을 고려하는 임의 접속 과정을 나타내기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따라 수신한 메시지와 관련된 특정 검색 영역을 이용하는 단말의 임의 접속 과정을 나타내기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로서 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화된 버전이다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
무선 통신 시스템에서 사용자 기기는 기지국으로부터 하향링크(Downlink, DL)를 통해 정보를 수신하고, 사용자 기기는 기지국으로 상향링크(Uplink, UL)를 통해 정보를 전송한다. 기지국과 사용자 기기가 송수신하는 정보는 데이터 및 다양한 제어 정보를 포함하고, 이들이 송수신 하는 정보의 종류/용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말(User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
제 1 계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Trans안테나 포트 Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향 링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향 링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.
제 2 계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제 2 계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 제2계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.
제 3 계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제 2 계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
기지국(eNB)을 구성하는 하나의 셀은 1.4, 3, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.
도 3은 3GPP LTE 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 사용자 기기는 단계 S301에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 사용자 기기는 기지국으로부터 주동기 채널(Primary Synchronization Channel, P-SCH) 및 부동기 채널(Secondary Synchronization Channel, S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득한다. 그 후, 사용자 기기는 기지국으로부터 물리방송채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 사용자 기기는 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal, DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 사용자 기기는 단계 S302에서 물리하향링크제어채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 및 물리하향링크제어채널 정보에 따른 물리하향링크공유 채널(Physical Downlink Control Channel, PDSCH)을 수신하여 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.
이후, 사용자 기기는 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S303 내지 단계 S306과 같은 임의 접속 과정(Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 사용자 기기는 물리임의접속채널(Physical Random Access Channel, PRACH)을 통해 프리앰블(preamble)을 전송하고(S303), 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304). 경쟁 기반 임의 접속의 경우 추가적인 물리임의접속채널의 전송(S305) 및 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널 수신(S306)과 같은 충돌해결절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 절차를 수행한 사용자 기기는 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 물리하향링크제어채널/물리하향링크공유채널 수신(S307) 및 물리상향링크공유채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)/물리상향링크제어채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 전송(S308)을 수행할 수 있다. 사용자 기기가 기지국으로 전송하는 제어 정보를 통칭하여 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information, UCI)라고 지칭한다. UCI는 HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement/Negative-ACK), SR(Scheduling Request), CSI(Channel State Information) 등을 포함한다. 본 명세서에서, HARQ ACK/NACK은 간단히 HARQ-ACK 혹은 ACK/NACK(A/N)으로 지칭된다. HARQ-ACK은 포지티브 ACK(간단히, ACK), 네거티브 ACK(NACK), DTX 및 NACK/DTX 중 적어도 하나를 포함한다. CSI는 CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), RI(Rank Indication) 등을 포함한다. UCI는 일반적으로 PUCCH를 통해 전송되지만, 제어 정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우 PUSCH를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청/지시에 의해 PUSCH를 통해 UCI를 비주기적으로 전송할 수 있다.
도 4는 경쟁기반 임의 접속 절차에서 단말과 기지국 사이에서 수행되는 동작 과정을 나타낸 도면이다.
경쟁 기반 임의 접속 절차에서 단말은 시스템 정보 또는 핸드오버 명령을 통해 지시되는 임의 접속 프리앰블들의 그룹 내에서 임의 접속 프리앰블을 임의적으로 선택할 수 있고, 상기 임의 접속 프리앰블을 전송할 수 있는 PRACH 자원을 선택할 수 있으며, 기지국으로 선택된 임의 접속 프리앰블을 전송할 수 있다(단계 1).
단말이 임의 접속 프리앰블을 전송한 후, 시스템 정보 또는 핸드오버 명령을 통하여 지시된 임의 접속 응답 수신 윈도우내의 임의 접속 프리앰블에 대한 응답의 수신을 시도할 수 있다(단계 2). 구체적으로, 임의 접속 정보는 MAC PDU의 형태로 전송되고, MAC PDU는 물리 하향링크 공유 채널 (PDSCH) 상에서 전송될 수 있다. 또한 물리 하향링크 공유 채널 (PDSCH) 상에서 전송되는 정보를 단말이 적절하게 수신할 수 있도록 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH)가 전송된다. 즉, 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH)는 물리 하향링크 공유 채널 (PDSCH)를 수신할 단말에 대한 정보, PDSCH 의 무선 자원들의 주파수 및 시간 정보, PDSCH의 전송 포맷 등을 포함한다. 여기에서 물리 하향링크 제어 채널이 성공적으로 수신되면, 단말은 PDCCH의 정보에 따라 PDSCH 상에서 전송되는 임의 접속 응답을 적절하게 수신할 수 있다. 임의 접속 응답은 임의 접속 프리앰블 식별자 ID, 상향링크 그랜트(UL Grant), 일시적 C-RNTI(Temporary C-RNTI), 시간 정렬 명령(Time Alignment Command; TAC) 등을 포함할 수있다. 여기에서 임의 접속 프리앰블 식별자가 임의 접속 응답에 포함되는데 이는 상향링크 그랜트(UL Grant), 일시적 C-RNTI, 시간 정렬 명령에 관한 정보가 유효한 정보들 중에서 어떤 정보인지를 단말에게 통보하기 위함이고, 이와 같이 임의 접속 프리앰블 식별자는 하나의 임의 접속 응답에 하나 또는 그 이상의 단말들을 위한 임의 접속 정보를 포함할 수 있기 때문에 필요하다. 여기에서, 임의 접속 프리앰블 식별자는 단계 1에서 단말에 의해 선택된 임의 접속 프리앰블과 동일할 수 있다.
단말이 자신에게 유효한 임의 접속 응답을 수신하면, 단말은 임의 접속 응답에 포함된 정보 각각을 처리할 수 있다. 즉, 단말은 일시적 C-RNTI를 저장한다. 또한 단말은 단말의 버퍼에 저장된 데이터를 기지국으로 전송하거나 또는 새롭게 생성된 데이터를 기지국으로 전송하기 위해 상향 링크 그랜트를 사용한다(단계 3). 여기에서, 단말 식별자는 필수적으로 상향링크 그랜트에 포함되는 데이터에 포함되어야 한다. 그 이유는 경쟁기반 임의 접속 절차에 있어서, 기지국은 어느 단말들이 임의 접속 절차를 수행하고 있는지 판단할 수 없고, 이후에 단말들이 경쟁 해결을 위하여 식별되어야 하기 때문이다. 여기에서, 단말 식별자를 포함하기 위하여 두 가지 다른 방식이 제공될 수 있다. 첫 번째 방식은 임의 접속 절차에 앞서 단말이 해당 셀 내에서 할당된 유효 셀 식별자를 이미 수신하였는지에 관하여 상향링크 그랜트를 통해 단말의 셀 식별자를 전송하는 것이다. 역으로, 두번째 방식은 임의 접속 절차에 앞서 단말이 유효한 셀 식별자를 수신하지 않았으면 단말 고유의 식별자를 전송하는 것이다. 일반적으로, 단말의 고유 식별자(unique identifier)는 셀 식별자보다 더 길다. 단계 3 에서, 만일 단말이 상향링크 그랜트를 통하여 데이터를 전송하였다면, 단말은 경쟁 해결 타이머를 시작한다.
임의 접속 응답에 포함된 상향링크 그랜트를 통해 식별자와 함께 데이터를 전송한 후, 단말은 경쟁 해결을 위한 기지국의 지시(indication)을 기다린다. 즉, 단말은 특정 메시지를 수신하기 위하여 PDCCH 의 수신을 시도한다(단계 4). 여기에서, PDCCH 를 수신하기 위해 두 가지 방식이 존재한다. 상술한 바와 같이 상향링크 그랜트를 통해 전송되는 단말 식별자가 셀 식별자인 경우, 단말은 자신의 셀 식별자를 이용하여 PDCCH의 수신을 시도한다. 상향링크 그랜트를 통해 전송되는 단말 식별자가 단말의 고유 식별자인 경우, 단말은 임의 접속 응답에 포함된 일시적 C-RNTI를 사용하여 PDCCH의 수신을 시도한다. 이후, 전자에 있어서, PDCCH 가 경쟁 해결 타이머가 만료되기 전에 셀 식별자를 통해 수신되면, 단말은 임의 접속 절차가 성공적으로 수행되었다고 판단하고 임의 접속 절차를 완료한다. 후자에 있어서, PDCCH가 경쟁 해결 타이머가 만료되기 전에 일시적 셀 식별자를 통해 수신되면, 단말은 PDCCH가 지시하는 PDSCH에 의해 전송되는 데이터를 체크한다. 만일 단말의 고유 식별자가 데이터에 포함되어 있으면, 단말은 임의 접속 절차가 성공적으로 수행되었다고 판단하고 임의 접속 절차를 완료한다.
도 5는 비경쟁 기반 임의 접속 절차에 있어서, 단말과 기지국 사이에서 수행되는 동작 과정을 나타내는 도면이다. 경쟁 기반 임의 접속 절차와 비교해 볼 때, 비경쟁 기반 임의 접속 절차는 임의 접속 프리앰블에 대한 임의 접속 응답 정보를 수신함으로서 성공적으로 수행되었다고 판단되고, 이로써 임의 접속 절차는 완료된다.
일반적으로 비경쟁 기반 임의 접속 절차는 다음과 같은 두가지 경우에서 수행된다. 하나는 핸드오버 절차이고 다른 하나는 기지국의 명령에 의한 요청이 있는 경우이다. 의심할 여지 없이, 경쟁 기반 임의 접속 절차 또한, 이와 같은 두가지 경우에 수행될 수 있다. 첫번째로, 비경쟁 기반 임의 접속 절차에 있어서, 경쟁 가능성 없이 전용 임의 접속 프리앰블을 기지국으로부터 수신하는 것이 중요하다. 여기에서, 핸드오버 명령과 PDCCH 명령은 임의 접속 프리앰블을 할당하기 위해 수행될 수 있다. 이후, 기지국으로부터 단말 전용의 임의 접속 프리앰블이 할당되면, 단말은 프리앰블을 기지국으로 전송한다. 이후, 임의 접속 정보를 수신하는 방법은 경쟁기반 임의 접속 절차의 그것과 동일하다.
비경쟁 기반의 임의 접속 절차는 기지국이 단말에 대하여 비경쟁 기반 임의 접속 절차를 시작하도록 지시함에 따라 개시된다. 이 경우, 기지국은 임의 접속 절차 내내 사용될 특정 프리앰블을 선택하고, 선택된 프리앰블을 단말에게 직접 통보한다. 예를 들어, 만일 기지국이 단말에게 임의 접속 프리앰블 식별자 번호 4 (즉, RAPID=4)를 사용할 것을 통보하면, 단말은 RAPID=4 에 해당하는 고유 프리앰블을 사용하여 비경쟁 임의 접속 절차를 수행할 수 있다.
이하 MIMO 시스템에 대하여 설명한다. MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)는 복수개의 송신안테나와 복수개의 수신안테나를 사용하는 방법으로서, 이 방법에 의해 데이터의 송수신 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 무선 통신 시스템의 송신단 혹은 수신단에서 복수개의 안테나를 사용함으로써 용량을 증대시키고 성능을 향상 시킬 수 있다. 이하 본 문헌에서 MIMO를 '다중 안테나'라 지칭할 수 있다.
다중 안테나 기술에서는, 하나의 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않는다. 그 대신 다중 안테나 기술에서는 여러 안테나에서 수신된 데이터 조각(fragment)을 한데 모아 병합함으로써 데이터를 완성한다. 다중 안테나 기술을 사용하면, 특정된 크기의 셀 영역 내에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나, 또는 특정 데이터 전송 속도를 보장하면서 시스템 커버리지(coverage)를 증가시킬 수 있다. 또한, 이 기술은 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있다. 다중 안테나 기술에 의하면, 단일 안테나를 사용하던 종래 기술에 의한 이동 통신에서의 전송량 한계를 극복할 수 있다.
본 발명에서 설명하는 다중 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도가 도 6에 도시되어 있다. 송신단에는 송신 안테나가 NT개 설치되어 있고, 수신단에서는 수신 안테나가 NR개가 설치되어 있다. 이렇게 송신단 및 수신단에서 모두 복수개의 안테나를 사용하는 경우에는, 송신단 또는 수신단 중 어느 하나에만 복수개의 안테나를 사용하는 경우보다 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 채널 전송 용량의 증가는 안테나의 수에 비례한다. 따라서, 전송 레이트가 향상되고, 주파수 효율이 향상된다 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트를 Ro라고 한다면, 다중 안테나를 사용할 때의 전송 레이트는, 이론적으로, 아래 수학식 1과 같이 최대 전송 레이트 Ro에 레이트 증가율 Ri를 곱한 만큼 증가할 수 있다. 여기서 Ri는 NT와 NR 중 작은 값이다.
Figure 112014032466527-pct00001
예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는, 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 이와 같은 다중 안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후, 실질적으로 데이터 전송률을 향상시키기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있으며, 이들 중 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.
현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구, 다중안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구, 그리고 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발한 연구가 진행되고 있다.
다중 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링 하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 NT개의 송신 안테나와 NR개의 수신 안테나가 존재하는 것을 가정한다. 먼저, 송신 신호에 대해 살펴보면, NT개의 송신 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 NT개이므로, 전송 정보를 하기의 수학식 2와 같은 벡터로 나타낼 수 있다.
Figure 112014032466527-pct00002
한편, 각각의 전송 정보
Figure 112014032466527-pct00003
에 있어 전송 전력을 다르게 할 수 있으며, 이때 각각의 전송 전력을
Figure 112014032466527-pct00004
라 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보를 벡터로 나타내면 하기의 수학식 3과 같다.
Figure 112014032466527-pct00005
또한,
Figure 112014032466527-pct00006
를 전송 전력의 대각행렬
Figure 112014032466527-pct00007
를 이용하여 나타내면 하기의 수학식 4와 같다.
Figure 112014032466527-pct00008
한편, 전송전력이 조정된 정보 벡터
Figure 112014032466527-pct00009
에 가중치 행렬
Figure 112014032466527-pct00010
가 적용되어 실제 전송되는 NT 개의 송신신호(transmitted signal)
Figure 112014032466527-pct00011
가 구성되는 경우를 고려해 보자. 여기서, 가중치 행렬은 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 수행한다. 이와 같은 전송신호
Figure 112014032466527-pct00012
는 벡터
Figure 112014032466527-pct00013
를 이용하여 하기의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. 여기서
Figure 112014032466527-pct00014
는 i 번째 송신안테나와 j번째 정보 간의 가중치를 의미한다.
Figure 112014032466527-pct00015
는 가중치 행렬(Weight Matrix) 또는 프리코딩 행렬(Precoding Matrix)이라고 불린다.
Figure 112014032466527-pct00016
일반적으로, 채널 행렬의 랭크의 물리적인 의미는, 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다. 따라서 채널 행렬의 랭크(rank)는 서로 독립인(independent) 행(row) 또는 열(column)의 개수 중에서 최소 개수로 정의되므로, 행렬의 랭크는 행(row) 또는 열(column)의 개수보다 클 수 없게 된다. 수식적으로 예를 들면, 채널 행렬 H의 랭크(rank(H))는 수학식 6과 같이 제한된다.
Figure 112014032466527-pct00017
또한, 다중 안테나 기술을 사용해서 보내는 서로 다른 정보 각각을 '전송 스트림(Stream)' 또는 간단하게 '스트림' 으로 정의하기로 하자. 이와 같은 '스트림' 은 '레이어 (Layer)' 로 지칭될 수 있다. 그러면 전송 스트림의 개수는 당연히 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수인 채널의 랭크 보다는 클 수 없게 된다. 따라서, 채널 행렬이 H는 아래 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112014032466527-pct00018
여기서 "# of streams"는 스트림의 수를 나타낸다. 한편, 여기서 한 개의 스트림은 한 개 이상의 안테나를 통해서 전송될 수 있음에 주의해야 한다.
한 개 이상의 스트림을 여러 개의 안테나에 대응시키는 여러 가지 방법이 존재할 수 있다. 이 방법을 다중 안테나 기술의 종류에 따라 다음과 같이 설명할 수 있다. 한 개의 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 다이버시티 방식으로 볼 수 있고, 여러 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 멀티플렉싱 방식으로 볼 수 있다. 물론 그 중간인 공간 다이버시티와 공간 멀티플렉싱의 혼합(Hybrid)된 형태도 가능하다.
도 7은 하향 링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채널을 예시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성되어 있다. 서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3개의 OFDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13∼11개의 OFDM 심볼은 데이터 영역으로 사용된다. 도면에서 R1 내지 R4는 안테나 0 내지 3에 대한 기준 신호(Reference Signal(RS) 또는 Pilot Signal)를 나타낸다. RS는 제어 영역 및 데이터 영역과 상관없이 서브프레임 내에 일정한 패턴으로 고정된다. 제어 채널은 제어 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당되고, 트래픽 채널도 데이터 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당된다. 제어 영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH(Physical Downlink Control CHannel) 등이 있다.
PCFICH는 물리 제어 포맷 지시자 채널로서 매 서브프레임 마다 PDCCH에 사용되는 OFDM 심볼의 개수를 단말에게 알려준다. PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치하며 PHICH 및 PDCCH에 우선하여 설정된다. PCFICH는 4개의 REG(Resource Element 그룹)로 구성되고, 각각의 REG는 셀 ID(Cell IDentity)에 기초하여 제어 영역 내에 분산된다. 하나의 REG는 4개의 RE(Resource Element)로 구성된다. RE는 하나의 부반송파×하나의 OFDM 심볼로 정의되는 최소 물리 자원을 나타낸다. PCFICH 값은 대역폭에 따라 1 내지 3 또는 2 내지 4의 값을 지시하며 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)로 변조된다.
PHICH는 물리 HARQ(Hybrid - Automatic Repeat and request) 지시자 채널로서 상향 링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK을 나르는데 사용된다. 즉, PHICH는 UL HARQ를 위한 DL ACK/NACK 정보가 전송되는 채널을 나타낸다. PHICH는 1개의 REG로 구성되고, 셀 특정(cell-specific)하게 스크램블(scrambling) 된다. ACK/NACK은 1 비트로 지시되며, BPSK(Binary phase shift keying)로 변조된다. 변조된 ACK/NACK은 확산 인자(Spreading Factor; SF) = 2 또는 4로 확산된다. 동일한 자원에 매핑되는 복수의 PHICH는 PHICH 그룹을 구성한다. PHICH 그룹에 다중화되는 PHICH의 개수는 확산 코드의 개수에 따라 결정된다. PHICH (그룹)은 주파수 영역 및/또는 시간 영역에서 다이버시티 이득을 얻기 위해 3번 반복(repetition)된다.
PDCCH는 물리 하향 링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n개의 OFDM 심볼에 할당된다. 여기에서, n은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH는 하나 이상의 CCE(Control Channel Element)로 구성된다. PDCCH는 전송 채널인 PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)의 자원할당과 관련된 정보, 상향 링크 스케줄링 그랜트(Uplink Scheduling Grant), HARQ 정보 등을 각 단말 또는 단말 그룹에게 알려준다. PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)는 PDSCH를 통해 전송된다. 따라서, 기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어 정보 또는 특정한 서비스 데이터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 전송 및 수신한다.
PDSCH의 데이터가 어떤 단말(하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며, 상기 단말들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩(decoding)을 해야하는지에 대한 정보 등은 PDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어, 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예, 주파수 위치) 및 "C"라는 전송형식정보(예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우, 셀 내의 단말은 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 PDCCH를 모니터링하고, "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면, 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.
도 8은 LTE 시스템에서 하향링크 제어 채널을 구성하는데 사용되는 자원 단위를 나타낸다. 특히, 도 6의 (a)는 기지국의 송신 안테나의 개수가 1 또는 2개인 경우를 나타내고, 도 8의 (b)는 기지국의 송신 안테나의 개수가 4개인 경우를 나타낸다. 송신 안테나의 개수에 따라 RS(Reference Signal) 패턴만 상이할 뿐 제어 채널과 관련된 자원 단위의 설정 방법은 동일하다.
도 8을 참조하면, 하향링크 제어 채널의 기본 자원 단위는 REG(Resource Element Group)이다. REG는 RS를 제외한 상태에서 4개의 이웃한 자원 요소(RE)로 구성된다. REG는 도면에 굵은 선으로 도시되었다. PCFICH 및 PHICH는 각각 4개의 REG 및 3개의 REG를 포함한다. PDCCH는 CCE(Control Channel Elements) 단위로 구성되며 하나의 CCE는 9개의 REG를 포함한다.
단말은 자신에게 L개의 CCE로 이루어진 PDCCH가 전송되는지를 확인하기 위하여 M(L)(≥L)개의 연속되거나 특정 규칙으로 배치된 CCE를 확인하도록 설정된다. 단말이 PDCCH 수신을 위해 고려해야 하는 L 값은 복수가 될 수 있다. 단말이 PDCCH 수신을 위해 확인해야 하는 CCE 집합들을 검색 영역(search space)이라고 한다. 일 예로, LTE 시스템은 검색 영역을 표 1과 같이 정의하고 있다.
Figure 112014032466527-pct00019
여기에서, CCE 집성 레벨 L은 PDCCH를 구성하는 CCE 개수를 나타내고, Sk (L)은 CCE 집성 레벨 L의 검색 영역을 나타내며, M(L)은 집성 레벨 L의 검색 영역에서 모니터링해야 하는 후보 PDCCH의 개수이다.
검색 영역은 특정 단말에 대해서만 접근이 허용되는 단말 특정 검색 영역(UE-specific search space)과 셀 내의 모든 단말에 대해 접근이 허용되는 공통 검색 영역(common search space)로 구분될 수 있다. 단말은 CCE 집성 레벨이 4 및 8인 공통 검색 영역을 모니터하고, CCE 집성 레벨이 1, 2, 4 및 8인 단말-특정 검색 영역을 모니터한다. 공통 검색 영역 및 단말 특정 검색 영역은 오버랩될 수 있다.
또한, 각 CCE 집성 레벨 값에 대하여 임의의 단말에게 부여되는 PDCCH 검색 영역에서 첫 번째(가장 작은 인덱스를 가진) CCE의 위치는 단말에 따라서 매 서브프레임마다 변화하게 된다. 이를 PDCCH 검색 영역 해쉬(hashing)라고 한다.
상기 CCE는 시스템 대역에 분산될 수 있다. 보다 구체적으로, 논리적으로 연속된 복수의 CCE가 인터리버(interleaver)로 입력될 수 있으며, 상기 인터리버는 입력된 복수의 CCE를 REG 단위로 뒤섞는 기능을 수행한다. 따라서, 하나의 CCE를 이루는 주파수/시간 자원은 물리적으로 서브프레임의 제어 영역 내에서 전체 주파수/시간 영역에 흩어져서 분포한다. 결국, 제어 채널은 CCE 단위로 구성되지만 인터리빙은 REG 단위로 수행됨으로써 주파수 다이버시티(diversity)와 간섭 랜덤화(interference randomization) 이득을 최대화할 수 있다.
현재의 무선통신환경은 M2M(Machine-to-Machine) 통신 및 높은 데이터 전송량을 요구하는 다양한 디바이스의 출현 및 보급으로 셀룰러 망에 대한 데이터 요구량이 매우 빠르게 증가하고 있다. 높은 데이터 요구량을 만족시키기 위해 통신 기술은 더 많은 주파수 대역을 효율적으로 사용하기 위한 반송파 집성(carrier aggregation) 기술 등과 한정된 주파수 내에서 데이터 용량을 높이기 위해 다중 안테나 기술, 다중 기지국 협력 기술 등으로 발전하고 있고, 통신 환경은 사용자 주변에 액세스 할 수 있는 노드의 밀도가 높아지는 방향으로 진화한다. 이러한 높은 밀도의 노드를 갖춘 시스템은 노들 간의 협력에 의해 더 높은 시스템 성능을 보일 수 있다. 이러한 방식은 각 노드가 독립적인 기지국(Base Station (BS), Advanced BS (ABS), Node-B (NB), eNode-B (eNB), Access Point (AP) 등)으로 동작하여 서로 협력하지 않을 때보다 훨씬 우수한 성능을 갖는다.
도 9는 차세대 통신 시스템에서 다중 노드 시스템을 예시하는 도면이다.
도 9 를 참조하면, 모든 노드가 하나의 컨트롤러에 의해 송수신을 관리 받아 개별 노드가 하나의 셀의 일부 안테나 집단처럼 동작을 한다면, 이 시스템은 하나의 셀을 형성하는 분산 다중 노드 시스템(distributed multi node system; DMNS)으로 볼 수 있다. 이 때 개별 노드들은 별도의 Node ID 를 부여 받을 수도 있고, 별도의 Node ID 없이 셀 내의 일부 안테나처럼 동작할 수도 있다. 그러나, 노드들이 서로 다른 셀 식별자(Cell identifier; ID)를 갖는다면 이는 다중 셀 시스템으로 볼 수 있다. 이러한 다중 셀이 커버리지에 따라 중첩 형태로 구성된다면 이를 다중 티어 네트워크(multi-tier network)라고 부른다.
한편, Node-B, eNode-B, PeNB), HeNB, RRH(Remote Radio Head), 릴레이 및 분산 안테나 등이 노드가 될 수 있으며 하나의 노드에는 최소 하나의 안테나가 설치된다. 노드는 전송 포인트(Transmission Point)라 불리기도 한다. 노드(node)는 통상 일정 간격이상으로 떨어진 안테나 그룹을 일컫지만, 본 발명에서는 노드를 간격에 상관없이 임의의 안테나 그룹으로 정의하더라도 적용할 수 있다.
상술한 다중 노드 시스템 및 릴레이 노드의 도입으로 인하여, 다양한 통신 기법의 적용이 가능해져 채널 품질 개선이 이루어질 수 있지만, 앞서 언급한 MIMO 기법 및 셀 간 협력 통신 기법을 다중 노드 환경에 적용하기 위해서는 새로운 제어 채널의 도입이 요구되고 있다. 이러한 필요로 인해 새롭게 도입이 거론되고 있는 제어 채널이 E-PDCCH(Enhanced-PDCCH) 이며, 기존의 제어 영역(이하, PDCCH 영역)이 아닌 데이터 영역(이하 PDSCH 영역으로 기술)에 할당하는 것으로 결정되었다. 결론적으로, 이러한 E-PDCCH를 통해 각 단말 별로 노드에 대한 제어 정보를 전송이 가능해져 기존의 PDCCH 영역이 부족할 수 있는 문제 역시 해결할 수 있다. 참고로, E-PDCCH는 기존의 레거시 단말에게는 제공되지 않고, LTE-A 단말만이 수신할 수 있다.
즉, 이와 같이 E-PDCCH는 셀 간에 간섭이 존재하는 환경하에서 기존 LTE 시스템(LTE Realese 8/9/10)의 PDCCH 가 간섭으로 인하여 성능이 열화될 경우, 좋은 대안으로 이용될 수 있다.
도 10은 E-PDCCH와 E-PDCCH에 의하여 스케줄링되는 PDSCH를 예시하는 도면이다.
도 10을 참조하면, E-PDCCH는 일반적으로 데이터를 전송하는 PDSCH 영역의 일부분을 정의하여 사용할 수 있으며, 단말은 자신의 E-PDCCH 유무를 검출하기 위한 블라인드 디코딩(blind decoding) 과정을 수행해야 한다. E-PDCCH는 기존의 PDCCH와 동일한 스케줄링 동작(즉, PDSCH, PUSCH 제어)을 수행하지만, RRH와 같은 노드에 접속한 단말의 개수가 증가하면 PDSCH 영역 안에 보다 많은 수의 E-PDCCH가 할당되어 단말이 수행해야 할 블라인드 디코딩의 횟수가 증가하여 복잡도가 높아질 수 있는 단점은 존재할 수 있다. 도 10은 E-PDCCH의 할당에 대한 일 실시예에 불과하며, E-PDCCH 및 E-PDCCH에 기반하여 검출되는 PDSCH 등은 도시된 예와 다른 주파수 및 시간 자원을 이용하여 다른 형태로 구현될 수 도 있다.
도 11은 eNB1 이 UE와 하향링크 통신을 하는 경우 eNB2가 eNB1 과 UE 간의 하향링크 통신에 간섭을 주고 받는 일례를 나타낸다. 특히, 도 11 에서 eNB1과 eNB2는 공통의 채널(co-channel)을 이용하여 하향링크 통신을 수행한다고 가정하였다.
본 발명에서는 다수의 셀(Cell) 간에 간섭(Interferece)의 영향을 최소화하여 단말이 임의 접속 절차(RACH; Random Access Procedure)를 수행할 수 있는 방안을 제안한다.
이하에서는 제안 방식에 대하여 경쟁 기반 임의 접속 절차(contention-based random access procedure)를 기반으로 설명하나, 비경쟁 기반 임의 접속 절차(contention-free random access procedure) 상에서도 확장 적용 가능할 것이다.
단말은 특정 셀로 임의 접속 메시지(Random Access Message; RA Message)를 전송하기 전에, 우선 시스템 정보 블록(예를 들어, SIB-2 정보)를 디코딩하여 (예를 들어,) PRACH-ConfigurationIndex 와 같은 임의 접속 설정(RA configuration) 또는 주파수 영역에서 임의 접속 메시지 전송에 이용될 자원의 위치(예를 들어, PRACH-FrequencyOffset)를 알 수 있다. 예를 들어, 임의 접속 설정(예를 들어, PRACH-ConfigurationIndex)을 통해서 단말은 RA 프리앰블 포맷(Preamble format), RA 메시지가 전송되는 시스템 프레임 넘버(System Frame Number; SFN)의 종류(예를 들어, even, any, N/A), 해당 SFN내에서 RA 메시지가 전송되는 서브 프레임 넘버(subframe number)를 알 수 있다. 또 다른 예를 들어, PRACH 주파수 오프셋(PRACH-FrequencyOffset)을 통하여 단말이 주파수 영역에서 RA 메시지가 전송되는 위치를 알 수 있도록 구현될 수도 있다.
단말은 수신한 정보를 이용하여 임의 접속 메시지를 특정 기지국에 전송하고, 이에 대한 임의 접속 응답(random access response; RAR) 메시지를 해당 기지국(eNB)으로부터 수신하게 된다. 여기서, 일례로 레거시(legacy) LTE 시스템(예를 들어, Release-8/9/10)에서 단말은 RA-RNTI(Random Access-Radio Network Temporary Indicator)를 기반으로 (혹은 이용하여) 하향링크 제어 채널(Physical Downlink Control Channel; PDCCH)의 공통 검색 영역(Common Search Space; CSS)을 블라인드 디코딩(blind decoding)하고, 블라인드 디코딩에서 검출된 PDCCH의 정보를 통하여 지시되는 임의 접속 응답 메시지를 수신한다.
그러나, 셀 간에 간섭이 존재하는 환경에서 특정 셀의 하향링크 제어 채널 영역에 인접 셀로부터의 강한 간섭이 존재할 수 있으므로, 기존 하향링크 제어 채널의 공통 검색 영역 (혹은 단말 특정 검색 영역 (UE-specific Search Space; USS) 보다 E-PDCCH의 검색 영역(search space) (예를 들어, E-PDCCH CSS 혹은 USS)를 이용하는 것이 더욱 효과적일 수 있다.
따라서, 본 발명은 셀 간에 간섭이 존재하는 환경 하에서 단말이 임의 접속 절차를 수행할 때, 무선 자원 측면에서 분리되어 존재하는 복수의 검색 영역(Search Space)들 (예를 들어, CSS 혹은 USS)을 (효율적으로) 이용하여 임의 접속 응답 메시지를 수신하도록 구현함으로써, 단말이 간섭이 완화된 제어 채널 기반의 임의 접속 절차 수행하거나, 기지국(eNB)으로부터 전송되는 임의 접속 응답 메시지를 효과적으로 (혹은 상대적으로 간섭이 완화된 상태로) 수신하는 방법을 제안한다.
더불어, 본 발명이 반송파 집성(Carrier Aggregation; CA) 기법이 적용된 시스템에 있어서는 상기 분리된 복수의 검색 영역(search space)들은 동일한 구성 반송파(Component Carrier; CC) (혹은 셀)에 동시에 존재할 수도 있고, 상이한 구성 반송파에 각각 존재하도록 구현될 수 있다. 또한, 각각의 검색 영역(예를 들어, CSS 혹은 USS)은 레거시 PDCCH 또는 레거시 PDCCH 이외의 사전에 정의된 특정 자원 영역 혹은 특정 채널 영역(예를 들어, E-PDCCH와 같은 제어 채널 영역 혹은 데이터 채널 영역) 상에 존재하도록 구현될 수 있을 것이다.
추가적으로 상기 분리된 복수의 검색 영역(search space)들은 (사전에 정의된) 동일한 E-PDCCH Set 상에 동시에 존재할 수도 있고, (사전에 정의된) 서로 다른 E-PDCCH Set 상에 각각 존재하도록 구현될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 임의 접속 절차를 나타낸 참고도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명에서 기지국(eNB)은 단말에게 SIB(System Information Block) 혹은 RRC 시그널링(Radio Resource Control Signaling)와 같은 상위 계층 시그널링 (예를 들어, 단말의 비초기 접속(non-initial access) 동작 수행 및 상향링크 타이밍이 동기화된 상황에 적용되는 시그널링 타입) 등을 이용하여, 단말이 속한 통신 시스템 상에서 레거시 PDCCH와는 별도의 하향링크 제어 체널(예를 들어, E-PDCCH)를 지원한다는 정보를 제공할 수 있다(S1201).
단말이 별도의 하향링크 제어 채널을 지원받을 수 있다는 정보를 제공받은 경우, 단말은 PDCCH의 검색 영역(예를 들어, PDCCH CSS)와 별도의 하향링크 제어 채널(예를 들어, E-PDCCH)의 검색 영역 (예를 들어, PDCCH CSS 혹은 E-PDCCH USS) 중 적어도 하나를 블라인드 디코딩한다(S1202). 단말이 블라인드 디코딩을 통해 임의 접속 응답 메시지를 위한 제어 정보를 검출한 경우, 이를 기반으로 임의 접속 응답 메시지를 수신한다(S1203). 또한, 이와 같은 동작을 통해서 단말은 간섭이 완화된 임의 접속 절차 혹은 임의 접속 응답 메시지 수신 동작을 수행할 수 가 있다.
만약, 반송파 집성(CA) 기법이 적용된 시스템에서 본 발명이 실시되는 경우를 가정하면, 이 때, 단말은 특정 구성 반송파(CC)에 할당된 (혹은 설정된) PDCCH와 E-PDCCH의 검색 영역을 블라인드 디코딩하거나, 특정 구성 반송파(CC#1)의 PDCCH 검색 영역 (e예를 들어, PDCCH CSS)과 다른 구성 반송파(CC#2)의 E-PDCCH 검색 영역 (예를 들어, E-PDCCH USS)을 블라인드 디코딩함으로써, 간섭이 완화된 단말의 임의 접속 절차 혹은 임의 접속 응답 메시지 수신 동작이 수행되도록 구현될 수 도 있다.
이하에서는 본 발명의 제안 방법에 대한 설명의 편의를 위해 기지국(eNB)로부터 전송되는 임의 접속 응답 메시지를 무선 자원 측면에서 분리된 2 개의 검색 영역(예컨대, CSS 혹은 USS)으로 정의되는 SS#A 및 SS#B를 이용하여 수신하는 상황을 가정한다. 여기서, 본 발명에서 정의되는 검색 영역들 (i.e., SS#A 혹은 SS#B)은 레거시 PDCCH 영역에 존재할 수 도 있으나, 레거시 PDCCH와 별도로 정의된 하향링크 제어 채널 영역(예를 들어, E-PDCCH)에 존재할 수 도 있으며, 검색 영역은 공통 검색 영역(Common Search Space) 혹은 단말 특정 검색 영역 (UE-specific Search Space)를 포함한다.
또한 반송파 집성(CA) 기법이 적용된 시스템 하에서 개별 검색 영역은 동일한 구성 반송파상에 존재할 수 있으며, 상이한 구성 반송파에 개별적으로 존재할 수 있다고 가정한다. 추가적으로 본 발명의 제안 방식들은 단말이 사전에 정의된 다수 개의 분리된 검색 영역(예를 들어, CSS 혹은 USS)을 통해서 임의 접속 절차 혹은 임의 접속 응답 메시지 수신 동작을 수행하는 일반적인 경우에서도 확장 적용 가능하다.
＜제 1 실시예＞
본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 기지국은 단말이 임의 접속 메시지를 송신하기 위한 특정 주파수 영역을 설정하고, 단말은 기지국이 설정한 특정 주파수 영역, 보다 구체적으로 상기 특정 주파수 영역에 대응하는 (혹은 연동된) 검색 영역에 기반하여, 임의 접속 응답 메시지를 수신할 수 있다.
도 13을 참조하면, 기지국(eNB)이 사전에 임의 접속 메시지가 전송되는 주파수 영역을 다수개의 그룹으로 분할하여, 각각의 분할된 그룹에 대응하는 (혹은 연동된) 검색 영역(예컨대, CSS 혹은 USS)에 대한 정보 (혹은 분할된 주파수 영역 그룹들에 대한 정보)를 (예를 들어,)상위 계층 시그널 혹은 물리 계층 시그널과 같은 사전에 정의된 시그널을 통해서 단말에게 전달할 수 있다(S1301).
즉, 기지국은 각각의 주파수 그룹에서 이용되는 검색 영역(SS)을 SS#A 와 SS#B 로 구분하여 단말에게 이에 관한 정보를 사전에 정의된 시그널 (예를 들어, 상위 계층 시그널 혹은 물리 계층 시그널)을 통해서 제공할 수 있다.
또는, 단말이 임의 접속 메시지를 전송하는 특정 주파수 영역만이 사전에 설정된 SS#A 와 SS#B을 기반으로 임의 접속 절차 혹은 임의 접속 응답 메시지 수신 동작이 수행된다고 설정될 수 있으며, 이와 관련된 정보를 기지국이 단말에게 전달 할 수 있다.
예를 들어, 상기 동작 관련 정보들 (예컨대, 분할된 주파수 영역 그룹들에 대한 정보 혹은 분할된 주파수 그룹에 대응하거나 연동된 검색 영역 (예컨대, CSS 혹은 USS)에 대한 정보 등)은 기지국이 단말에게 사전에 정의된 시스템 정보 전송 채널 (예컨대, SIB 혹은 PBCH(Physical Broadcast CHannel)) 혹은 RRC 시그널링 (예를 들어, 단말의 비초기 접속(non-initial access) 동작 수행 및 상향링크 타이밍이 동기화된 상황에 적용되는 시그널링 타입) 등을 통하여 제공할 수 있다.
본 제 1 실시예에서는, 기지국이 주파수 영역상에서 임의 접속 메시지가 전송되는 위치를 단말에게 지시하는 정보(예를 들어, PRACH-FrequencyOffset)가 포함된 레거시 SIB 를 단말에게 전송한다고 가정한다. 이 경우, 상기 제안 방식의 동작 관련 정보들 (예를 들어, 분할된 주파수 영역 그룹들에 대한 정보 혹은 분할된 주파수 그룹에 대응하는 (혹은 연동된) 검색 영역 (예를 들어, CSS 혹은 USS)에 대한 정보 등)을 수신한 단말은 해당 레거시 SIB 를 디코딩한 후, 단말이 임의 접속 메시지를 전송하도록 설정된 주파수 영역의 위치가 어떠한 주파수 그룹에 해당되는지를 파악할 수 있다. 또한, 단말은 상기 제안 방식의 동작 관련 정보들을 기반으로 해당 주파수 그룹에 대응하거나 연동되는 검색 영역 (예를 들어, CSS 혹은 USS)에 대한 정보를 파악할 수 가 있으며, 해당 검색 영역을 기반으로 임의 접속 절차 혹은 임의 접속 응답 메시지 수신 동작을 효율적으로 수행할 수 가 있다.
일례로, 단말은 임의 접속 메시지 전송을 위한 주파수 그룹에 대응하거나 연동되는 검색 영역 SS #A 혹은 SS #B를 기반으로 임의 접속 응답 메시지를 수신한다.
바람직하게 기지국은 단말에게 사전에 상기 제안 방식 적용에 대한 지시자(예를 들어, 1 비트(bit)를 가지는 지시자)를 사전에 정의된 시스템 정보 전송 채널 (예를 들어, SIB 혹은 PBCH(Physical Broadcast CHannel)) 혹은 RRC 시그널링 (예를 들어, 단말의 비초기 접속(non-initial access) 동작 수행 및 상향링크 타이밍이 동기화된 상황에 적용되는 시그널링 타입) 등을 통하여 제공할 수 있다.
＜제 2 실시예＞
본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 기지국은 시간 영역의 자원을 특정 단위로 분할하고, 단말이 임의 접속 응답 메시지를 수신하기 위한 시간 영역의 자원과 관련된 정보 (혹은 특정 시간 영역에서 단말이 수신할 임의 접속 응답 메시지가 CSS 혹은 USS 중 특정 검색 영역을 기반으로 전송되는 지에 대한 정보)를 사전에 정의된 시그널 (예를 들어, 상위 계층 시그널 혹은 물리 계층 시그널) 상의 지시자를 통해서 알려줄 수 있다.
도 14를 참조하면, 기지국은 시간 영역의 자원을 라디오 프레임(radio frame) 단위 혹은 서브 프레임(Sub-frame) 단위 혹은 이들의 그룹으로 구성되는 시간 단위로 분할하고, 특정 시간 영역 혹은 특정 시점에서 단말이 수신할 임의 접속 응답 메시지가 특정 CSS 혹은 특정 USS 영역에 해당하는 특정 검색 영역을 기반으로 전송되는 지에 대한 정보를 단말에게 알려줄 수 있다. 예를 들어, 기지국은 비트-맵(bit-map) 형태의 지시자(indicator)를 통하여 단말에게 특정 시간 영역 혹은 특정 시점에 대응하는 (혹은 연동된) 검색 영역에 대한 정보를 제공할 수 있다.
따라서, 상기 동작 관련 정보들 (예를 들어, 시간 영역의 자원을 분할하기 위한 사전에 정의된 특정 단위에 대한 정보 혹은 특정 시간 영역 혹은 특정 시점에 대응하는 (혹은 연동된) 검색 영역에 대한 정보 등)은 기지국이 단말에게 사전에 정의된 시스템 정보 전송 채널 (예를 들어, SIB 혹은 PBCH(Physical Broadcast CHannel)) 혹은 RRC 시그널링 (예를 들어, 단말의 비초기 접속(non-initial access) 동작 수행 및 상향링크 타이밍이 동기화된 상황에 적용되는 시그널링 타입) 등을 통하여 제공할 수 있다. 일례로, 상기 지시자가 사전에 정의된 길이 (혹은 주기)의 비트-맵(bit-map) 형태로 구현될 경우, 해당 비트-맵(bit-map)을 구성하는 각각의 비트는 특정 단위의 시간 영역 또는 특정 시점에서 수신되는 임의 접속 응답 메시지가 어떠한 검색 영역을 기반으로 전송되는지를 단말에게 알려주는 역할을 한다.
본 발명의 제 2 실시예에서, 시간 영역의 자원이 라디오 프레임(radio frame)단위로 구분되었다고 가정한다. 이와 같은 상황 하에서 상기 설명한 제안 방식이 적용될 경우, 만약 특정 라디오 프레임(radio frame)에 해당되는 비트-맵(bit-map)의 비트(bit)가 "0"으로 설정되었다면 SS #A 를 기반으로 임의 접속 응답 메시지를 수신하며, 만약 특정 라디오 프레임(radio frame)에 해당되는 비트-맵(bit-map)의 비트(bit)가 "1"로 설정되었다면 SS #B 기반의 임의 접속 응답 메시지를 수신한다고 규칙을 설정할 수 가 있다.
또는, 본 발명의 제 2 실시예의 다른 방식에 따르면 상기 지시자는 사전에 정의된 단위로 분할된 특정 시간 영역을 가리키는 인덱스(index)의 형태로 구현될 수 있다.
예를 들어, 기지국은 사전에 시간 영역의 자원을 라디오 프레임(radio frame) 단위 혹은 서브 프레임(Sub-frame) 단위 혹은 이들의 그룹으로 구성되는 (사전에 정의된) 시간 단위로 분할하고, 단말에게 사전에 정의된 시간 단위로 분할된 특정 시간 영역의 인덱스 (index) (혹은 번호)에 따라서 해당 시간 영역에서 수신되는 임의 접속 응답 메시지가 어떠한 검색 영역 (예를 들어, CSS 혹은 USS)을 기반으로 전송되는지에 대한 규칙을 단말에게 알려 줄 수 도 있다. 여기서, 상기 동작 관련 정보들 (예를 들어, 시간 영역의 자원을 분할하기 위한 사전에 정의된 특정 단위에 대한 정보 혹은 특정 시간 영역의 인덱스 (index) (혹은 번호)에 대응하는 (혹은 연동된) 검색 영역 설정에 대한 정보 혹은 사전에 정의된 시간 단위로 분할된 특정 시간 영역에 대한 인덱싱 (또는 넘버링) 방법에 대한 정보 등)은 기지국이 단말에게 사전에 정의된 시스템 정보 전송 채널 (예를 들어, SIB 혹은 PBCH(Physical Broadcast CHannel)) 혹은 RRC 시그널링 (예를 들어, 단말의 비초기 접속(non-initial access) 동작 수행 및 상향링크 타이밍이 동기화된 상황에 적용되는 시그널링 타입) 등을 통하여 제공할 수 있다. 또한, 단말은 사전에 정의된 시간 단위로 분할된 특정 시간 영역의 인덱스 (index) (혹은 번호)에 대응하는 (혹은 연동된) 검색 영역을 기반으로 해당 시간 영역에서 수신되는 임의 접속 응답 메시지를 수신한다.
예를 들어, 상기 제안 방식을 기반으로 시간 영역의 자원이 라디오 프레임 단위로 구분되는 경우, 라디오 프레임 인덱스가 짝수인 경우에는 단말은 SS #A 기반의 임의 접속 응답 메시지 수신하며, 라디오 프레임 인덱스가 홀수인 경우에는 단말은 SS #B 기반으로 임의 접속 응답 메시지를 수신하도록 규칙이 정의될 수 가 있다.
바람직하게 기지국은 단말에게 사전에 상기 제안 방식 적용에 대한 지시자(예를 들어, 1 비트(bit)를 가지는 지시자)를 사전에 정의된 시스템 정보 전송 채널 (예를 들어, SIB 혹은 PBCH(Physical Broadcast CHannel)) 혹은 RRC 시그널링 (예를 들어, 단말의 비초기 접속(non-initial access) 동작 수행 및 상향링크 타이밍이 동기화된 상황에 적용되는 시그널링 타입) 등을 통하여 제공할 수 있다.
＜제 3 실시예＞
기지국은 단말이 임의 접속 메시지를 전송할 때 사용하는 프리앰블 포맷(preamble format) 또는 프리앰블 시퀀스 인덱스(preamble sequence index) 정보들을 이용하여 단말이 (해당 정보와 연동된) 특정 검색 영역을 기반으로 임의 접속 응답 메시지를 수신하도록 지시할 수 있다.
도 15를 참조하면, 기지국은 프리앰블 포맷(preamble format) 또는 프리앰블 시퀀스 인덱스(preamble sequence index) 정보들을 다수 개의 그룹으로 분할하고, 분할된 그룹에 대응하는 (혹은 연동된) 검색 영역과 관련된 정보를 단말에게 알려줄 수 가 있다. 단말은 수신된 상기 동작 관련 정보들을 기반으로 임의 접속 메시지를 전송할 때 사용하는 프리앰블 포맷(preamble format) 또는 프리앰블 시퀀스 인덱스(preamble sequence index)가 해당되는 그룹의 종류 혹은 해당 그룹에 대응하는 (혹은 연동된) 특정 검색 영역에 대한 정보를 알 수 가 있으며, 단말은 해당 그룹에 대응하는 (혹은 연동된) 특정 검색 영역(예를 들어, SS #A 또는 SS #B)에 대하여 임의 접속 응답 메시지의 제어 정보 검출을 위한 블라인드 디코딩 동작을 수행한다. 여기서, 단말이 블라인드 디코딩을 통해 임의 접속 응답 메시지를 위한 제어 정보를 검출한 경우, 이를 기반으로 임의 접속 응답 메시지를 수신한다. 여기서, 상기 동작 관련 정보들 (예를 들어, 프리앰블 포맷(preamble format) 또는 프리앰블 시퀀스 인덱스(preamble sequence index) 정보들을 다수 개의 그룹으로 분할하는 방법에 대한 정보 혹은 분할된 그룹에 대응하는 (혹은 연동된) 검색 영역 설정과 관련된 정보 등)은 기지국이 단말에게 사전에 정의된 시스템 정보 전송 채널 (예를 들어, SIB 혹은 PBCH(Physical Broadcast CHannel)) 혹은 RRC 시그널링 (예를 들어, 단말의 비초기 접속(non-initial access) 동작 수행 및 상향링크 타이밍이 동기화된 상황에 적용되는 시그널링 타입) 등을 통하여 제공할 수 있다.
또는, 단말이 임의 접속 메시지를 전송할 때 이용하는 특정 프리앰블 포맷(preamble format) 또는 프리앰블 시퀀스 인덱스(preamble sequence index)만이 사전에 설정된 SS#A 와 SS#B을 기반하여 임의 접속 절차 혹은 임의 접속 응답 메시지 수신 동작이 수행되도록 설정할 수 도 있으며, 해당 관련 정보를 기지국이 단말에게 전달 할 수 가 있다. 예를 들어, 상기 동작 관련 정보들 (예를 들어, 사전에 설정된 SS#A 와 SS#B을 기반으로 임의 접속 절차 혹은 임의 접속 응답 메시지 수신 동작이 정의된 특정 프리앰블 포맷(preamble format) 또는 프리앰블 시퀀스 인덱스(preamble sequence index) 정보 혹은 해당 특정 프리앰블 포맷(preamble format) 또는 프리앰블 시퀀스 인덱스(preamble sequence index) 정보에 대응하는 (혹은 연동된) 검색 영역 (예를 들어, CSS 혹은 USS)에 대한 정보 등)은 기지국이 단말에게 사전에 정의된 시스템 정보 전송 채널 (예를 들어, SIB 혹은 PBCH(Physical Broadcast CHannel)) 혹은 RRC 시그널링 (예를 들어, 단말의 비초기 접속(non-initial access) 동작 수행 및 상향링크 타이밍이 동기화된 상황에 적용되는 시그널링 타입) 등을 통하여 제공할 수 있다.
바람직하게 기지국은 단말에게 사전에 상기 제안 방식 적용에 대한 지시자(예를 들어, 1 비트(bit)를 가지는 지시자)를 사전에 정의된 시스템 정보 전송 채널 (예를 들어, SIB 혹은 PBCH(Physical Broadcast CHannel)) 혹은 RRC 시그널링 (예를 들어, 단말의 비초기 접속(non-initial access) 동작 수행 및 상향링크 타이밍이 동기화된 상황에 적용되는 시그널링 타입) 등을 통하여 제공할 수 있다.
＜제 4 실시예＞
본 발명의 제 4 실시예에 따르면, 기지국이 단말에게 분할된 검색 영역 (예를 들어, CSS 혹은 USS)에 각각 대응하는 (혹은 연동된) 임의 접속 설정 정보를 제공하고, 단말이 분할된 검색 영역들 상의 (인접 셀로부터 들어오는) 간섭 양을 고려하여 (상대적으로 낮은 간섭 양이 감지되는) 특정 검색 영역에 대응하는 (혹은 연동된) 임의 접속 설정 정보를 기반으로 임의 접속 절차 혹은 해당 검색 영역을 기반으로 임의 접속 응답 메시지 수신 동작을 수행하도록 규칙을 정할 수 도 있다. 여기서, 일례로 분할된 검색 영역들 상의 간섭 양은 사전에 정의된 참조 신호 (예를 들어, CSI-RS 혹은 CRS 혹은 DM-RS)을 기반으로 단말에 의해 측정될 수 가 있으며, 또한, 해당 측정 정보는 사전에 정의된 상향링크 시그널 (여기서, 일례로 해당 정보는 단말이 선택한 임의 접속 설정 정보를 기지국에게 알려주는 용도로도 해석될 수 가 있음)을 통해서 단말이 기지국에게 알려줄 수 도 있다. 또한, 상기 동작 관련 정보들 (예를 들어, 분할된 검색 영역들에 대한 설정 정보 또는 검색 영역들 상의 간섭 양 측정 용도로 이용되는 참조 신호에 대한 정보 등)은 기지국이 단말에게 사전에 정의된 시스템 정보 전송 채널 (예를 들어, SIB 혹은 PBCH(Physical Broadcast CHannel)) 혹은 RRC 시그널링 (예를 들어, 단말의 비초기 접속(non-initial access) 동작 수행 및 상향링크 타이밍이 동기화된 상황에 적용되는 시그널링 타입) 등을 통하여 제공할 수 있다.
도 16을 참조하면, 기지국은 단말에게 각각의 검색영역 SS #A 와 SS #B 와 연동된 임의 접속 설정 정보들을 제공할 수 있다. 또한, 기지국은 단말로부터 수신되는 임의 접속 메시지 (설정 정보)를 통해서 단말이 검색 영역들 상의 간섭 양을 기반으로 선택한 특정 임의 접속 설정 정보(예를 들어, PRACH-ConfigurationIndex, PRACH-FrequencyOffset, preamble sequence index, preamble format, etc)를 알 수 있다. 따라서, 기지국은 해당 단말이 선택한 임의 접속 설정 정보에 해당하는 (혹은 연동된) 검색 영역을 기반으로 임의 접속 응답 메시지를 전송해 줄 수 가 있다.
일례로, 단말이 기지국으로부터 검색 영역(SS) #A 와 검색 영역(SS) #B에 각각 해당하는 (혹은 연동된) 임의 접속 설정 정보들(RA 설정 정보들)을 수신하고, 단말은 SS #A 및 SS #B 상에 인접 셀로부터 들어오는 간섭 양을 고려하여 만약 SS #A가 SS #B보다 간섭 양이 적게 검출된다면 SS #A와 연동된 임의 접속 설정 정보를 기반으로 임의 접속 절차를 수행하거나 혹은 (단말이 선택한 임의 접속 설정 정보와 연동된) SS #A을 기반으로 임의 접속 응답 메시지 수신 동작을 수행할 수 가 있다.
바람직하게 기지국은 단말에게 사전에 상기 제안 방식 적용에 대한 지시자(예를 들어, 1 비트(bit)를 가지는 지시자)를 사전에 정의된 시스템 정보 전송 채널 (예를 들어, SIB 혹은 PBCH(Physical Broadcast CHannel)) 혹은 RRC 시그널링 (예를 들어, 단말의 비초기 접속(non-initial access) 동작 수행 및 상향링크 타이밍이 동기화된 상황에 적응되는 시그널링 타입) 등을 통하여 제공할 수 있다.
＜제 5 실시예＞
본 발명의 제 5 실시예에 따르면, 기지국이 분할된 검색 영역들 상의 (인접 셀로부터 들어오는) 간섭 양을 고려하여 (상대적으로 낮은 간섭 양이 존재하는) 특정 검색 영역 (예를 들어, CSS 혹은 USS)을 기반으로 임의 접속 응답 메시지 송신 동작을 수행하도록 규칙을 정할 수 도 있다. 여기서, 일례로 특정 기지국이 측정하는 분할된 검색 영역들 상의 (인접 셀로부터의) 간섭 양은 사전에 정의된 참조 신호 (예를 들어, CSI-RS, CRS, DM-RS 혹은 SRS)을 기반으로 수행될 수 가 있으며, 또한, 간섭 측정에 이용되는 참조 신호에 대한 정보는 사전에 정의된 시그널 (예를 들어, X2 인터페이스)을 통해서 기지국 간에 교환 혹은 공유 될 수 가 있다.
도 17을 참조하면, 단말의 관점에서는 기지국이 어떠한 검색 영역을 기반으로 (단말이 이전 시점에서 전송한 임의 접속 메시지에 대한) 임의 접속 응답 메시지를 전송하는지를 (즉각적으로) 알 수 없으므로, 검색 영역 후보로 선정될 수 있는 검색 영역들을 모두 자신의 RA-RNTI(Random Access-Radio Network Temporary Indicator) (혹은 사전에 정의된 특정 값의 RA-RNTI (예를 들어, 해당 RA-RNTI 정보는 사전에 정의된 시스템 정보 전송 채널 (예를 들어, SIB 혹은 PBCH(Physical Broadcast CHannel)) 혹은 RRC 시그널링 (예를 들어, 단말의 비초기 접속(non-initial access) 동작 수행 및 상향링크 타이밍이 동기화된 상황에 적용되는 시그널링 타입)을 통해서 기지국이 단말에게 알려줄 수 있음)를 기반으로 (임의 접속 응답 메시지의 제어 정보 검출을 위한) 블라인드 디코딩을 수행해야 한다. 여기서, 상기 동작 관련 정보들 (예를 들어, 분할된 검색 영역들에 대한 설정 정보 등)은 기지국이 단말에게 사전에 정의된 시스템 정보 전송 채널 (예를 들어, SIB 혹은 PBCH(Physical Broadcast CHannel)) 혹은 RRC 시그널링 (예를 들어, 단말의 비초기 접속(non-initial access) 동작 수행 및 상향링크 타이밍이 동기화된 상황에 적용되는 시그널링 타입) 등을 통하여 제공할 수 있다.
다만, LTE 시스템하에서 레거시 단말이 임의 접속 응답 메시지를 수신하기 위하여 검색 영역(SS) #A (예를 들어, CSS 혹은 USS)만을 블라인드 디코딩하면 되는데, 상기 제안 방식에서 검색 영역(SS) #A에서 임의 접속 응답 메시지를 위한 제어 정보를 검출하지 못하는 경우에 추가적으로 검색 영역(SS #B)에 대한 블라인드 디코딩을 수행하게 된다고 할지라도, 단말이 수행하는 검색 영역들에 대한 (기존의) 최대 블라인드 디코딩 시도 횟수를 초과하지 않도록 규칙이 설정될 수 도 있다. 또 다른 실시 예로 사전에 정의된 규칙에 따라서 후보 검색 영역들에 대한 AL (aggregation level) 별 블라인드 디코딩 횟수 분할이 수행될 수 도 있으며, 또한, 일례로 특정 하나의 단말의 관점에서 후보 검색 영역들에 대한 전체 블라인드 디코딩 시도 횟수가 사전에 정의된 최대 블라인드 디코딩 시도 횟수를 초과하지 않도록 설정될 수 가 있다. 여기서, 이러한 동작과 관련된 정보 (예를 들어, 후보 검색 영역들에 대한 AL (aggregation level) 별 블라인드 디코딩 횟수 분할 정보 혹은 최대 블라인드 디코딩 시도 횟수 정보 등)는 기지국이 단말에게 사전에 정의된 시스템 정보 전송 채널 (예를 들어, SIB, PBCH(Physical Broadcast CHannel)) 혹은 RRC 시그널링 (예를 들어, 단말의 비초기 접속(non-initial access) 동작 수행 및 상향링크 타이밍이 동기화된 상황에 적용되는 시그널링 타입) 등을 통하여 제공할 수 있다.
일례로, 단말은 기지국으로부터 분할된 검색 영역들과 관련된 정보를 수신하고, 해당 기지국은 제안 방식에 따라 후보 검색 영역들 중에 상대적으로 적은 간섭 양이 존재하는 특정 검색 영역을 기반으로 임의 접속 응답 메시지를 전송한다. 따라서, 단말은 후보 검색 영역들에 대하여 사전에 정의된 규칙, 예를 들어, 사전에 설정된 우선 순위를 기반으로 후보 검색 영역들에 대한 순차적인 블라인드 디코딩 수행하는 등의 규칙에 따라 블라인드 디코딩을 수행함으로써, 임의 접속 응답 메시지를 수신할 수 있다. 이 때, 바람직하게 기지국은 단말에게 사전에 이와 같은 동작 규칙 적용에 대한 지시자(예를 들어, 1 비트(bit)를 가지는 지시자)를 사전에 정의된 시스템 정보 전송 채널 (예를 들어, SIB, PBCH(Physical Broadcast CHannel)) 혹은 (단말의 비초기 접속(non-initial access) 동작 수행 및 상향링크 타이밍이 동기화된 상황에 적용되는) RRC 시그널링 등을 통하여 제공할 수 있다.
＜제 6 실시예＞
본 발명의 제 6 실시예에 따르면, 단말이 자신이 전송한 임의 접속 메시지에 대한 임의 접속 응답 메시지를 특정 검색 영역 (예를 들어, CSS 혹은 USS)을 기반으로 수신할 경우, 이후의 임의 접속 절차를 수행함에 있어서, 해당 특정 검색 영역을 기반으로 임의 접속 절차 관련 메시지들을 송수신하도록 규칙을 정할 수 있다. 일례로, 도 4와 같이 경쟁 기반 임의 접속 절차(contention-based random access procedure)가 수행될 경우, 단말은 임의 접속 응답 메시지(단계 2)를 수신한 특정 검색 영역을 기반으로 충돌 해결 메시지(단계 4)를 수신하거나, 도 5 와 같이 비경쟁 기반 임의 접속 절차(contention-free random access procedure)가 수행될 경우, 할당된 (dedicated) RA 프리앰블 정보가 수신된 (단계 0) 특정 검색 영역을 기반으로 임의 접속 응답 메시지(단계 2)를 수신할 수 있다. 여기서, 이러한 동작과 관련된 정보 (예를 들어, 분할된 검색 영역들에 대한 정보 등)는 기지국이 단말에게 사전에 정의된 시스템 정보 전송 채널 (예를 들어, SIB, PBCH(Physical Broadcast CHannel)) 혹은 단말의 비초기 접속(non-initial access) 동작 수행 및 상향링크 타이밍이 동기화된 상황에 적용되는 RRC 시그널링 등을 통하여 제공할 수 있다.
일례로, 도 18을 참조하여 설명하면, 제안 방식에 따라 단말이 기지국으로부터 특정 검색 영역을 기반으로 임의 접속 응답 메시지를 수신한 경우, 단말이 임의 접속 응답 메시지를 수신할 때에 이용한 해당 특정 검색 영역을 기반으로 충돌 해결 메시지를 수신할 수 있다.
또는, 단말이 임의 접속 응답 메시지를 수신할 때에 이용한 특정 검색 영역과는 다른 검색 영역을 이용하여 이후의 추가적인 임의 접속 절차 관련 메시지의 송수신이 수행되도록 설정될 수 있다. 여기서, 일례로 임의 접속 응답 메시지 수신 이후의 추가적인 임의 접속 절차 관련 메시지의 송수신이 수행되는 검색 영역에 대한 정보는 기지국이 단말에게 사전에 정의된 시스템 정보 전송 채널 (예를 들어, SIB, PBCH(Physical Broadcast CHannel)) 혹은 단말의 비초기 접속(non-initial access) 동작 수행 및 상향링크 타이밍이 동기화된 상황에 적용되는 RRC 시그널링) 등을 통하여 제공할 수 있다.
예를 들어, 비경쟁 기반 임의 접속 절차가 수행될 경우, 단말은 사전에 정의된 규칙에 따라 할당(dedicated)되는 임의 접속 프리앰블 (RA preamble assignment) 정보가 수신될 때에 이용된 특정 검색 영역과는 다른 검색 영역에 기반하여 이후의 임의 접속 응답 메시지를 수신하도록 구현될 수 있다. 또 다른 일례로 경쟁 기반 임의 접속 절차가 수행될 경우, 단말은 사전에 정의된 규칙에 따라 임의 접속 응답 메시지가 수신될 때에 이용된 특정 검색 영역과는 다른 검색 영역에 기반하여 이후의 충돌 해결 메시지를 수신하도록 구현될 수 있다.
바람직하게는, 기지국은 단말에게 사전에 이와 같은 동작 규칙 적용에 대한 지시자(예를 들어, 1 비트(bit)를 가지는 지시자)를 사전에 정의된 시스템 정보 전송 채널 (예를 들어, SIB, PBCH(Physical Broadcast CHannel)) 혹은 단말의 비초기 접속(non-initial access) 동작 수행 및 상향링크 타이밍이 동기화된 상황에 적용되는 RRC 시그널링 등을 통하여 제공할 수 있다.
본 발명에서는 상술한 실시예들의 조합 형태로 추가적인 방법들이 정의될 수 가 있으며, 일례로 임의 접속 메시지가 전송되는 무선 자원(예를 들어, 시간 혹은/그리고 주파수 자원) 혹은 임의 접속 응답 메시지가 전송되는 무선 자원(예를 들어, 시간 혹은/그리고 주파수 자원)을 사전에 정의된 규칙에 따라 분리하고, 각각의 해당 자원 영역들이 어떠한 검색 영역 (예를 들어, CSS 혹은 USS)과 연동되어 있는지를 기지국이 단말에게 (사전에 정의된) 상위 계층 시그널 또는 하위 계층 시그널상의 지시자 (예를 들어, 비트-맵(bit-map))를 통해서 알려줄 수 가 있다. 여기서, 상기 제안 방식의 동작과 관련된 정보 (예를 들어, 임의 접속 메시지가 전송되는 무선 자원(예를 들어, 시간 혹은/그리고 주파수 자원) 혹은 임의 접속 응답 메시지가 전송되는 무선 자원(예를 들어, 시간 혹은/그리고 주파수 자원)에 대한 분할 정보 혹은 해당 분할된 자원들이 어떠한 검색 영역 (예를 들어, CSS 혹은 USS)과 연동되어 있는지에 대한 정보 등)는 기지국이 단말에게 사전에 정의된 시스템 정보 전송 채널 (예를 들어, SIB, PBCH(Physical Broadcast CHannel)) 혹은 단말의 비초기 접속(non-initial access) 동작 수행 및 상향링크 타이밍이 동기화된 상황에 적용되는 RRC 시그널링 등)을 통하여 제공할 수 있다. 바람직하게는, 기지국은 단말에게 사전에 이와 같은 동작 규칙 적용에 대한 지시자(예를 들어, 1 비트(bit)를 가지는 지시자)를 사전에 정의된 시스템 정보 전송 채널 (예를 들어, SIB, PBCH(Physical Broadcast CHannel)) 혹은 RRC 시그널링 (단말의 비초기 접속(non-initial access) 동작 수행 및 상향링크 타이밍이 동기화된 상황에 적용되는 시그널링 타입 등)을 통하여 제공할 수 있다.
또한 상술한 실시예들은 분할된 검색 영역들이 기존의 제어 정보 전송 채널 (예를 들어, PDCCH) 영역 상에 존재하는 경우뿐만 아니라 사전에 정의된 자원 영역 상의 특정 제어 정보 전송 채널 (예를 들어, E-PDCCH) 영역 상에 존재하는 경우에서도 확장 적용 가능하다. 추가적으로 상술한 실시예들은 초기 접속 용도로 임의 접속 절차를 수행하는 경우뿐만 아니라, 일반적인 상향링크 동기화 상황하에서 임의 접속 메시지 전송이 제어 정보 전송 채널 (예를 들어, PDCCH)을 통해서 트리거링(triggering)되는 경우에서도 확장 적용될 수 있으며, 또한, 상술한 실시 예들은 전체 임의 접속 절차 단계 상에서 적용되거나 혹은 (사전에 정의된) 일부 임의 접속 절차 단계 상에서 적용되도록 규칙을 정할 수도 있다. (예를 들어, 상술한 본 발명의 제 2 실시예와 제 5 실시예는 경쟁 기반 임의 접속 절차가 수행되는 상황 하에서 단계 2와는 독립적으로 단계 4 에서 적용되도록 설정될 수 있으며, 혹은 비경쟁 기반 임의 접속 절차가 수행되는 상황 하에서 단계 1과는 독립적으로 단계 3 에서 적용되도록 설정될 수 있다(도 4 참조)).
더불어, 상술한 실시예들은 인접 셀로부터 들어오는 간섭이 존재하는 모든 환경에서도 확장 적용 가능하며, 반송파 집성(CA) 기법이 적용된 환경 하에서 간섭이 존재하는 경우(예를 들어, 동일 대역(band)의 구성 반송파 (혹은 확장 반송파(extension carrier))를 특정 셀과 인접 셀이 동시에 사용하는 경우 또는 서로 다른 셀들이 사용하는 인트라 대역(intra band) 기반의 구성 반송파 (혹은 확장 반송파(extension carrier))들 사이에 간섭이 존재하는 경우 등)에도 적용이 가능할 것이다. 추가적으로 상술한 실시예들은 기지국이 무선 자원의 용도를 시스템 부하 상태에 따라 동적으로 변경함으로써 서로 다른 셀 간에 간섭이 발생되는 환경 하에서도 확장 적용 가능하다.
상기의 제안 방식들은 eNB와 UE간의 통신 상황뿐만 아니라 'eNB와 RN' 혹은 'RN와 UE' 혹은 'UE와 UE (D2D)' 간의 통신 상황에도 확장 적용될 수 도 있다. 또한 상기의 제안 방식들은 (제어 정보가 기존의 PDCCH 채널 영역 상에 전송되는 경우뿐만 아니라) 제어 정보가 기존의 PDSCH 채널 영역 상에서 전송되는 경우, 즉 E-PDCCH 기반의 통신 (예를 들어, E-PDCCH 기반의 임의 접속 절차 혹은 E-PDCCH 기반의 시스템 정보 (예컨대, E-SIB 혹은 E-PBCH) 수신 동작)이 수행되는 환경에서도 확장 적용 가능할 것이다. 여기서, 상기 제안 방식들은 E-PDCCH Set이 하나가 아닌 다수 개로 설정된 상황 하에서도 확장 적용 가능하다. 추가적으로 상기의 제안 방식들은 셀들 간에 협력 통신이 수행되는 환경 하에서 협력 통신에 참여하는 하는 셀들 간에 특정 참조 신호 (예를 들어, CRS 혹은 CSI-RS 혹은 DM-RS)에 대한 간섭이 존재하는 경우 혹은 협력 통신에 참여하는 셀 집합 이외의 외부 인접 셀들로부터 (협력 통신에 참여하는 셀 집합으로) 간섭이 들어오는 경우에서도 확장 적용 가능하다.
도 19는 본 발명에 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 사용자 기기를 예시한다. 무선 통신 시스템에 릴레이가 포함되는 경우, 백홀 링크에서 통신은 기지국과 릴레이 사이에 이뤄지고 억세스 링크에서 통신은 릴레이와 사용자 기기 사이에 이뤄진다. 따라서, 도면에 예시된 기지국 또는 사용자 기기는 상황에 맞춰 릴레이로 대체될 수 있다.
도 19를 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(BS, 110) 및 사용자 기기(UE, 120)을 포함한다. 기지국(110)은 프로세서(112), 메모리(114) 및 무선 주파수(Radio Frequency, RF) 유닛(116)을 포함한다. 프로세서(112)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(114)는 프로세서(112)와 연결되고 프로세서(112)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(116)은 프로세서(112)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 사용자 기기(120)은 프로세서(122), 메모리(124) 및 RF 유닛(126)을 포함한다. 프로세서(122)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(124)는 프로세서(122)와 연결되고 프로세서(122)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(126)은 프로세서(122)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 기지국(110) 및/또는 사용자 기기(120)은 단일 안테나 또는 다중 안테나를 가질 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
상술한 바와 같은 무선 통신 시스템에서 단말이 임의 접속 절차를 수행하는 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (14)

  1. 무선 통신시스템에서 단말이 임의 접속 절차(Random Access Procedure)를 수행하는 방법으로서,
    임의 접속 프리앰블(Random Access Preamble; RA preamble) 메시지를 송신하는 단계;
    제 1 하향링크 제어 채널을 위한 제 1 검색 영역 및 제 2 하향링크 제어 채널을 위한 제 2 검색 영역 중 적어도 하나를 임의 접속 응답을 위한 검색 영역으로 설정하는 단계;
    상기 임의 접속 응답을 위한 검색 영역을 블라인드 디코딩(blind decoding)하여 임의 접속 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 임의 접속 응답을 위한 검색 영역은, 상기 제 1 검색 영역 및 상기 제 2 검색 영역 중 간섭 양이 적은 검색 영역으로 설정되는,
    임의 접속 절차 수행 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 검색 영역과 상기 제 2 검색 영역은 서로 상이한 주파수 그룹에서 이용되는 것을 특징으로 하는, 임의 접속 절차 수행 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 임의 접속 응답을 위한 검색 영역은 PRACH 주파수 오프셋(PRACH-frequencyoffset)을 포함하는 시스템 정보 전송 채널을 통하여 제공되는, 임의 접속 절차 수행 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 검색 영역과 상기 제 2 검색 영역은 서로 상이한 시간 단위 정보에 의하여 구분되는 것을 특징으로 하는, 임의 접속 절차 수행 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 임의 접속 응답을 위한 검색 영역은 특정 라디오 프레임(radio frame) 또는 특정 서브 프레임을 구분하는 지시자에 의하여 구분되는, 임의 접속 절차 수행 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 검색 영역과 상기 제 2 검색 영역은 서로 상이한 프리앰블 포맷(preamble format) 또는 프리앰블 시퀀스 인덱스(preamble sequence index)에 의하여 구분되는 것을 특징으로 하는, 임의 접속 절차 수행 방법.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 임의 접속 응답 메시지를 수신하는 단계는,
    기지국이 상기 제 1 검색 영역 및 상기 제 2 검색 영역에 존재하는 간섭량이 적은 검색 영역에 기반하여 전송한 하향링크 제어 채널에 따라 임의 접속 응답 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는, 임의 접속 절차 수행 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 임의 접속 응답을 위한 검색 영역에 기반하여 임의 접속 절차를 위한 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는, 임의 접속 절차 수행 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    임의 접속 프리앰블(RA Preamble)을 할당하는 단계를 더 포함하며,
    상기 임의 접속 응답을 위한 검색 영역은 상기 임의 접속 프리앰블이 수신된 검색 영역인, 임의 접속 절차 수행 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 임의 접속 응답을 위한 검색 영역과 다른 검색 영역에 기반하여 임의 접속 절차를 위한 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는, 임의 접속 절차 수행 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    임의 접속 프리앰블(RA Preamble)을 할당하는 단계를 더 포함하며,
    상기 임의 접속 응답을 위한 검색 영역은 상기 임의 접속 프리앰블이 수신된 검색 영역과 다른 검색 영역인, 임의 접속 절차 수행 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 임의 접속 절차를 위한 상기 제 1 하향링크 제어 채널과 제 2 하향링크 제어 채널은 서로 상이한 무선 자원을 이용하여 전송되는 것을 특징으로 하는, 임의 접속 절차 수행 방법.
  14. 무선 통신 시스템에서 임의 접속 절차를 수행하는 단말에 있어서,
    무선 주파수(Radio Frequency: RF) 유닛; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 임의 접속 프리앰블(Random Access Preamble; RA preamble) 메시지를 송신하고, 제 1 하향링크 제어 채널을 위한 제 1 검색 영역 및 제 2 하향링크 제어 채널을 위한 제 2 검색 영역 중 적어도 하나를 임의 접속 응답을 위한 검색 영역으로 설정하며, 상기 임의 접속 응답을 위한 검색 영역을 블라인드 디코딩(blind decoding)하여 임의 접속 응답 메시지를 수신하도록 설정되고,
    상기 임의 접속 응답을 위한 검색 영역은, 상기 제 1 검색 영역 및 상기 제 2 검색 영역 중 간섭 양이 적은 검색 영역으로 설정되는,
    단말.
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