WO2018084331A1 - Rrc 연결 요청을 전송하는 방법 및 이를 위한 단말 - Google Patents

Rrc 연결 요청을 전송하는 방법 및 이를 위한 단말 Download PDF

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    • H04W74/0836—Random access procedures, e.g. with 4-step access with 2-step access

Definitions

  • the present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a method for transmitting an RRC connection request and a terminal for the same.
  • Random access in LTE system is used for several purposes as follows.
  • the random access process When the radio link is first formed, the random access process also performs the purpose of allocating a C-RNTI which is a unique identifier to the terminal. Random access may be used in a contention-based or contention-free manner.
  • An object of the present invention is to provide a method for a terminal to transmit an RRC connection request in a wireless communication system.
  • Another object of the present invention is to provide a terminal for transmitting an RRC connection request in a wireless communication system.
  • a method for transmitting an RRC connection request by a terminal in a wireless communication system comprising: receiving information of a base station beam index from a base station; Receiving information on a mapping relationship between the base station beam index and an uplink reference signal port from the base station; Selecting a preferred base station beam index based on the information of the base station beam index; And transmitting an RRC connection request message indicating the selected base station beam index.
  • the selected base station beam index may be the base station beam index most preferred by the terminal or the second base station beam index.
  • Information about the base station beam index and the mapping relationship between the base station beam index and the uplink reference signal port may be received through a RACH response (Random Access CHannel Response) message, a downlink control information (DCI) or an RRC message.
  • the RRC message may include a message of a system information block (SIB) type.
  • the method further includes transmitting a RACH preamble to the base station, wherein the RACH response message may be received as a response to the RACH preamble.
  • the selected base station beam index may include an index of a base station beam having a largest reference signal received power (RSRP) or a highest reference signal received quality (RSRQ).
  • the uplink reference signal port may include an uplink demodulation reference signal (DMRS) port.
  • the RRC connection request message may be transmitted through an uplink RS signal port corresponding to the selected base station beam index, and the RRC connection request message may include information on the selected base station beam index.
  • the base station may indicate a beam to the terminal based on the beam fed back from the terminal.
  • the terminal determines the beam indication of the base station based on a preferred base station transmitted beam (preferred gNB Tx beam) beam fed back by the terminal.
  • a terminal for transmitting an RRC connection request receives information of the base station beam index from the base station, and upstream from the base station beam index from the base station
  • a receiver configured to receive information about a mapping relationship with a link reference signal port
  • a processor configured to select a preferred base station beam index based on the information of the base station beam index
  • a transmitter configured to transmit an RRC connection request message indicating the selected base station beam index.
  • the selected base station beam index may be the base station beam index most preferred by the terminal or the second base station beam index.
  • the receiver may receive information on a mapping relationship between the base station beam index and the uplink RS signal port through a RACH response message or an RRC message.
  • the RRC message may be a system information block (SIB) type message.
  • the transmitter may transmit a RACH preamble to the base station, and the receiver may receive the RACH response message as a response to the RACH preamble.
  • the selected base station beam index may include an index of a base station beam having a largest reference signal received power (RSRP) or a highest reference signal received quality (RSRQ).
  • RSRP reference signal received power
  • RSRQ highest reference signal received quality
  • the RRC connection request message may be transmitted through an uplink reference signal port corresponding to the selected base station beam index, and the RRC connection request message may include information on the selected base station beam index.
  • the uplink reference signal port may include an uplink demodulation reference signal (DMRS) port.
  • DMRS uplink demodulation reference signal
  • the RRC connection request method according to the present invention may release the contention between terminals, thereby further improving the decoding performance of the base station.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a base station 105 and a terminal 110 in a wireless communication system 100.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating two step contention resolution in the RACH procedure.
  • FIG. 3 is a diagram for describing the RACH procedure proposed in FIG. 2 in more detail.
  • 4 is an exemplary diagram for describing an effective channel of terminals having the same or different beams.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a RACH procedure according to the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram exemplarily illustrating a base station beam pattern.
  • FIG. 7 is an exemplary diagram for describing content of receiving a RACH preamble through four reception beams in connection with Embodiment 1.
  • FIG. 7 is an exemplary diagram for describing content of receiving a RACH preamble through four reception beams in connection with Embodiment 1.
  • FIG. 8 is an exemplary diagram for describing a mapping relationship between a DMRS port index and a beam index
  • FIG. 9 is an exemplary diagram for explaining an RACH response according to a mapping rule.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an effect according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a RACH response for indicating a BSI reporting method.
  • FIG. 12 is an exemplary diagram for explaining information included in a RACH response according to the present invention.
  • a terminal collectively refers to a mobile or fixed user terminal device such as a user equipment (UE), a mobile station (MS), an advanced mobile station (AMS), and the like.
  • the base station collectively refers to any node of the network side that communicates with the terminal such as a Node B, an eNode B, a Base Station, and an Access Point (AP).
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • AMS advanced mobile station
  • AP Access Point
  • a user equipment may receive information from a base station through downlink, and the terminal may also transmit information through uplink.
  • the information transmitted or received by the terminal includes data and various control information, and various physical channels exist according to the type and purpose of the information transmitted or received by the terminal.
  • 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
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3rd Generation Partnership Project (3GPP) long term evolution (LTE) employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink as part of Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA.
  • LTE-A Advanced is an evolution of 3GPP LTE.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a base station 105 and a terminal 110 in a wireless communication system 100.
  • the wireless communication system 100 may include one or more base stations and / or one or more base stations. It may include a terminal.
  • the base station 105 includes a transmit (Tx) data processor 115, a symbol modulator 120, a transmitter 125, a transmit / receive antenna 130, a processor 180, a memory 185, and a receiver ( 190, a symbol demodulator 195, and a receive data processor 197.
  • the terminal 110 transmits (Tx) the data processor 165, the symbol modulator 170, the transmitter 175, the transmit / receive antenna 135, the processor 155, the memory 160, the receiver 140, and the symbol. It may include a demodulator 155 and a receive data processor 150.
  • the base station 105 and the terminal 110 are provided with a plurality of transmit and receive antennas. Accordingly, the base station 105 and the terminal 110 according to the present invention support a multiple input multiple output (MIMO) system. In addition, the base station 105 according to the present invention may support both a single user-MIMO (SU-MIMO) and a multi-user-MIMO (MU-MIMO) scheme.
  • MIMO multiple input multiple output
  • SU-MIMO single user-MIMO
  • MU-MIMO multi-user-MIMO
  • the transmit data processor 115 receives the traffic data, formats the received traffic data, codes it, interleaves and modulates (or symbol maps) the coded traffic data, and modulates the symbols ("data"). Symbols ").
  • the symbol modulator 120 receives and processes these data symbols and pilot symbols to provide a stream of symbols.
  • the symbol modulator 120 multiplexes the data and pilot symbols and sends it to the transmitter 125.
  • each transmission symbol may be a data symbol, a pilot symbol, or a signal value of zero.
  • pilot symbols may be sent continuously.
  • the pilot symbols may be frequency division multiplexed (FDM), orthogonal frequency division multiplexed (OFDM), time division multiplexed (TDM), or code division multiplexed (CDM) symbols.
  • Transmitter 125 receives the stream of symbols and converts it into one or more analog signals, and further adjusts (eg, amplifies, filters, and frequency upconverts) the analog signals to provide a wireless channel. Generates a downlink signal suitable for transmission via the transmission antenna 130, the transmission antenna 130 transmits the generated downlink signal to the terminal.
  • the receiving antenna 135 receives the downlink signal from the base station and provides the received signal to the receiver 140.
  • Receiver 140 adjusts the received signal (eg, filtering, amplifying, and frequency downconverting), and digitizes the adjusted signal to obtain samples.
  • the symbol demodulator 145 demodulates the received pilot symbols and provides them to the processor 155 for channel estimation.
  • the symbol demodulator 145 also receives a frequency response estimate for the downlink from the processor 155 and performs data demodulation on the received data symbols to obtain a data symbol estimate (which is an estimate of the transmitted data symbols). Obtain and provide data symbol estimates to a receive (Rx) data processor 150. Receive data processor 150 demodulates (ie, symbol de-maps), deinterleaves, and decodes the data symbol estimates to recover the transmitted traffic data.
  • the processing by symbol demodulator 145 and receiving data processor 150 is complementary to the processing by symbol modulator 120 and transmitting data processor 115 at base station 105, respectively.
  • the terminal 110 is on the uplink, and the transmit data processor 165 processes the traffic data to provide data symbols.
  • the symbol modulator 170 may receive and multiplex data symbols, perform modulation, and provide a stream of symbols to the transmitter 175.
  • the transmitter 175 receives and processes a stream of symbols to generate an uplink signal.
  • the transmit antenna 135 transmits the generated uplink signal to the base station 105.
  • the transmitter and the receiver in the terminal and the base station may be configured as one radio frequency (RF) unit.
  • RF radio frequency
  • an uplink signal is received from the terminal 110 through the reception antenna 130, and the receiver 190 processes the received uplink signal to obtain samples.
  • the symbol demodulator 195 then processes these samples to provide received pilot symbols and data symbol estimates for the uplink.
  • the received data processor 197 processes the data symbol estimates to recover the traffic data transmitted from the terminal 110.
  • Processors 155 and 180 of the terminal 110 and the base station 105 respectively instruct (eg, control, coordinate, manage, etc.) operations at the terminal 110 and the base station 105, respectively.
  • Respective processors 155 and 180 may be connected to memory units 160 and 185 that store program codes and data.
  • the memory 160, 185 is coupled to the processor 180 to store the operating system, applications, and general files.
  • the processors 155 and 180 may also be referred to as controllers, microcontrollers, microprocessors, microcomputers, or the like.
  • the processors 155 and 180 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs Field programmable gate arrays
  • the firmware or software may be configured to include a module, a procedure, or a function for performing the functions or operations of the present invention, and to perform the present invention.
  • the firmware or software configured to be may be provided in the processors 155 and 180 or stored in the memory 160 and 185 to be driven by the processors 155 and 180.
  • the layers of the air interface protocol between the terminal and the base station between the wireless communication system (network) are based on the lower three layers of the open system interconnection (OSI) model, which is well known in the communication system. ), And the third layer L3.
  • the physical layer belongs to the first layer and provides an information transmission service through a physical channel.
  • a Radio Resource Control (RRC) layer belongs to the third layer and provides control radio resources between the UE and the network.
  • the terminal and the base station may exchange RRC messages through the wireless communication network and the RRC layer.
  • the processor 155 of the terminal and the processor 180 of the base station process the signals and data, except for the function of receiving or transmitting the signal and the storage function of the terminal 110 and the base station 105, respectively.
  • the following description does not specifically refer to the processors 155 and 180.
  • the processors 155 and 180 it may be said that a series of operations such as data processing is performed rather than a function of receiving or transmitting a signal.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating two step contention resolution in the RACH procedure.
  • the base station may transmit a message 2 including a RACH response to the UE. Thereafter, the terminal may transmit a message (message 3) for the RRC connection request to the base station.
  • message 3 information about multiple DMRS candidates that can be used together with the RRC connection request may be transmitted in message 3.
  • the UE may randomly select one of the multiple DMRS candidates and transmit an uplink DMRS. In this case, even if the two terminals perform the RRC connection request using the same resource, if the selected DMRS is different, the base station can successfully decode all of the RRC connection requests of the two terminals.
  • FIG. 3 is a diagram for describing the RACH procedure proposed in FIG. 2 in more detail.
  • 3 illustrates a two stage contention resolution based RACH procedure. 3 shows that collision can be primarily avoided by each UE selecting an arbitrary RACH preamble in collision release 1, and c collision can be secondarily avoided by selecting each DMRS in collision release 2. . As a result, by additionally using the collision release 2, it is possible to significantly lower the RACH collision probability of the terminals.
  • 4 is an exemplary diagram for describing an effective channel of terminals having the same or different beams.
  • case I indicates that two terminals exist simultaneously in beam 1
  • case II indicates that two terminals exist in beams 1/2. If two terminals simultaneously transmit data to the base station using the same time / frequency resources, the signal received from the two terminals at the base station may be expressed as Equation 1 below.
  • each base station beam corresponds 1: 1 with the receiving antenna of each base station.
  • r1 and r2 each represent a received signal from the 1/2 antenna.
  • S A and S B represent data of two terminals A and B.
  • HaB represents a channel between the antenna a and the terminal B.
  • the channel matrix has a large power in the first row, while the second row has a relatively low power. If the power of the second row is very small, the base station must decode the transmission data of the two terminals in a non-orthogonal multiple access (NOMA) scheme. In this case, the performance of the NOMA can be expected only if the received power difference between the two terminals is large. However, if the two terminals perform power control, the power difference between the two received signals is reduced, so that the performance is drastically lowered. In contrast, in case II, the diagonal term of the channel matrix has a large power, whereas the off-diagonal term has a relatively low power. In this case, the base station can easily decode the transmission data of the two terminals using a linear filter (for example, MMSE).
  • MMSE linear filter
  • the DMRS port index is associated with the beam index preferred by the terminal, the contention can be resolved (resolved), and a method for recording a preferred beam index additionally. Suggest.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a RACH procedure according to the present invention.
  • the RACH-based initial access of the terminal is defined as follows.
  • the UE may transmit a RACH proamble to the eNB.
  • the base station may receive the RACH preamble of the terminal through the message I using the multi-beam.
  • the base station may transmit a RAR (RACH Response) to the terminal through Message II, and the RAR includes information on an uplink resource allocated for the terminal.
  • RAR RACH Response
  • the beam is excellent in terms of the reception power of the terminal.
  • the excellent beam in terms of the received power means, for example, a beam having a high RSRP (Reference Signal Received Power) or a high RSRP (Reference Signal Receive Quality) for a received signal from a base station.
  • the terminal may transmit an RRC connection request to the base station using the allocated uplink resource.
  • the UE may transmit BSI (Beam State Information) to the base station through the RRC connection request.
  • BSI Beam State Information
  • FIG. 6 is a diagram exemplarily illustrating a base station beam pattern.
  • the base station may not accurately determine which beam is a beam preferred by the terminal. In this case, the base station can know the best beam of the terminal only by explicitly receiving the BSI from the terminal in step message III.
  • the best beam refers to the best beam of the base station from the point of view of a specific terminal, and as an example, a beam having the highest RSRP or the best RSRQ may be the best beam.
  • the base station may include the information on the mapping rule between the base station beam index and the uplink DMRS port in the RACH response to the terminal.
  • the UE uses a DMRS port that matches the index of the preferred beam based on the mapping rule.
  • the base station may interpret the beam corresponding to the DMRS selected by the terminal as the preferred base station transmission beam of the corresponding terminal.
  • FIG. 7 is an exemplary diagram for describing content of receiving a RACH preamble through four reception beams in connection with Embodiment 1.
  • FIG. 7 is an exemplary diagram for describing content of receiving a RACH preamble through four reception beams in connection with Embodiment 1.
  • FIG. 7 illustrates that a base station receives RACH preambles of two terminals A and B through four reception beams.
  • the two terminals A and B may know what beam is most suitable for them by using a beam reference signal (BRS). That is, it can be seen that the terminal A beam 1 and the terminal B beam 4 are optimal beams.
  • BRS beam reference signal
  • the base station defines a single RACH response (RAR) for the terminal A using the first beam as the transmission beam to the terminal A, and transmits it to the terminal A, and uses the fourth beam as the transmission beam to the terminal B, the terminal Only one RACH response for B can be defined and transmitted to UE B.
  • RAR RACH response
  • FIG. 8 is an exemplary diagram for describing a mapping relationship between a DMRS port index and a beam index
  • FIG. 9 is an exemplary diagram for explaining an RACH response according to a mapping rule.
  • DMRS ports 40 to 43 can be defined.
  • 40 is beam 1 and 41 is beam 2.
  • 43 may be mapped to beam 4.
  • the base station may include information on the mapping rule between the DMRS port index and the beam index in the RACH response (RAR) described in FIG. 7 and transmit the information to the terminals.
  • RAR RACH response
  • the terminal A transmits a message (message 3) for requesting an RRC connection to the base station by using the DMRS port 40 and the terminal B using the DMRS port 43. That is, each terminal uses a DMRS port as a signature for transmitting a preferred beam index. Even if UE A and UE B simultaneously transmit the same RACH preamble, when UE A and UE B select different beams (that is, when different DMRSs are selected), the BS transmits a message transmitted by UE A and UE B. 3 can be decoded respectively. As a result, the RACH collision probability can be reduced. Moreover, this allows the base station to have high performance in terms of decoding.
  • UE A and UE B select different DMRSs even though they are in the same beam, RACH collision can be avoided.
  • the NOMA decoding performance of two terminals (terminal A and terminal B) belonging to the same beam from the base station's point of view is not good when the power difference of the received signal from the two terminals is small.
  • the decoding performance of the base station is lowered when the power difference of the received signal from the two terminals is small.
  • the terminal A selects a different DMRS port so that the terminal B transmits message 3 using different beams as a result. It is more effective to increase the decoding performance of the base station.
  • a resource for example, PUSCH resource
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an effect according to the first embodiment.
  • the RACH preamble signal may be transmitted to the base station reception beam 3 through the reflector (particularly, 3 Beam 1 and beam 4 are adjacent).
  • the base station since the received signal power level of the 3rd and 4th beams of the base station is increased, the base station cannot distinguish whether the current situation is case I or case II in FIG. 9.
  • the base station should allocate the PUSCH resources for Msg III to both the terminal A and the terminal B, respectively. That is, since only UE B is actually transmitted, only one PUSCH resource is required, but resource allocation is caused by allocating two resources. However, when using the method related to the first embodiment, the base station allocates only one PUSCH resource, and the terminal B selects a DMRS corresponding to beam 4 and transmits it to the base station.
  • the terminal A and the terminal B can select the DMRS corresponding to the third and fourth beams, respectively, so that no collision occurs.
  • the terminal A and the terminal B can select the DMRS corresponding to the third and fourth beams, respectively, so that no collision occurs.
  • the base station may inform each terminal of the mapping rule between the DMRS port index and the beam index through RRC (eg, Syetem Information Block (SIB)) signaling. That is, the base station may inform each terminal of the mapping rule as shown in FIG. 9 through RRC signaling or the like instead of the RACH response.
  • RRC Syetem Information Block
  • the base station may inform the user equipment whether to transmit the index of a beam preferred by the user equipment using a DMRS port or multiplex uplink control information (UCI) on the PUSCH through the RACH response or the RRC signaling.
  • UCI uplink control information
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a RACH response for indicating a BSI reporting method.
  • the base station may request one or more beams preferred by the terminal from the viewpoint of beam operation.
  • the base station may transmit information to the UE by including the information on the PUSCH resources allocated for BSI reporting in the RACH response.
  • the base station will inform the terminal by using a field of the RACH response whether the terminal should inform the index of the beam preferred by the terminal by using the DMRS port or by transmitting in a multiplexed manner with uplink control information on the PUSCH. Can be. For example, by setting the field to '0', the UE may instruct to report the index of the preferred beam using the DMRS port.
  • the field may be set to '1' so that the UE
  • the PUSCH may be instructed to be transmitted by multiplexing the index (UCI) of the preferred beam.
  • the field may be located at the middle or the end of the RACH response, not at the beginning.
  • the UE prefers the beam to the DMRS port index.
  • the preferred beam may be defined as one of the following two types.
  • the DMRS port index may indicate a 1st prefer (best) beam or a 2nd prefered beam.
  • the base station may require explicit signaling for a best beam preferred by the terminal.
  • the DMRS port index represents the first preferred (best) beam.
  • the terminal may select a DMRS port index mapped to the best beam and transmit a signal using a DMRS port corresponding to the selected DMRS port index.
  • the base station may receive a signal from the corresponding terminal through the DMRS port of the selected DMRS port index, and may recognize what the most preferred beam of the terminal is based on the mapping rule information between the beam index and the DMRS port index.
  • the base station may implicitly know the best beam of the terminal.
  • the DMRS port index can be used to indicate the second preferred beam.
  • the UE may select a DMRS port index mapped to the second preferred beam and transmit a signal through a DMRS port corresponding to the selected DMRS port index.
  • the base station may receive a signal from the corresponding terminal through the DMRS port of the selected DMRS port index, and recognize the second preferred beam of the terminal based on the mapping rule information between the beam index and the DMRS port index. .
  • the base station may inform the terminal as to whether to map the DMRS port index to the most preferred beam or the second preferred beam through RRC signaling or RACH response.
  • FIG. 12 is an exemplary diagram for describing information included in a RACH response according to the present invention.
  • the base station may include a field indicating whether the DMRS port index indicates the most preferred beam or the second preferred beam in the RACH response and transmit the fields to the terminals. For example, by setting the field to '0', the DMRS port index may be set to indicate a beam most preferred by the terminal. Alternatively, by setting the field to '1', the DMRS port index may be set to two terminals. Second, it may be set to indicate a preferred beam. In this case, the field may be located at the middle or the end of the RACH response, not at the beginning.
  • the present invention relates to the DMRS port index in the RRC connection request (message 3) to the beam index preferred by the terminal, to resolve the competition (resolve), and to report a preferred beam index additionally Suggest.
  • the base station may indicate a beam to the terminal based on the beam fed back from the terminal.
  • the terminal determines the beam indication of the base station based on the preferred base station transmit beam (preferred gNB Tx beam) beam fed back by the terminal.
  • the base station interprets that the terminal prefers the base station 4 transmission beam.
  • the terminal interprets the beam indication as the base station transmit beam 3 when the bit is '0', and the terminal transmits the beam indication as the base station transmit beam 4 when the bit is '1'. can do.
  • the terminal may interpret the beam indication sent by the base station based on the beam information fed back by the terminal.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • each of the embodiments presented in the present invention may be implemented individually, but each embodiment may be implemented in a combined form.
  • the method of transmitting an RRC connection request by the terminal in a wireless communication system can be applied industrially in various wireless communication systems such as 3GPP LTE / LTE-A, 5G system.

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Abstract

무선통신 시스템에서 단말이 RRC 연결 요청을 전송하는 방법은, 기지국으로부터 상기 기지국 빔 인덱스의 정보를 수신하는 단계; 상기 기지국 빔 인덱스와 상향링크 참조신호 포트와의 맵핑 관계에 대한 정보를 수신하는 단계; 상기 기지국 빔 인덱스의 정보에 기초하여 선호하는 기지국 빔 인덱스를 선택하는 단계; 및 상기 맵핑 관계에 대한 정보에 기초하여 상기 선택된 기지국 빔 인덱스에 대응하는 상향링크 참조신호 포트를 이용하여 RRC 연결 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

RRC 연결 요청을 전송하는 방법 및 이를 위한 단말
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는, RRC 연결 요청을 전송하는 방법 및 이를 위한 단말에 관한 것이다.
본 발명을 설명하기에 앞서 LTE 시스템에서의 Random Access 프로시저에 대해 간략히 설명한다. LTE 시스템에서 랜덤 엑세스는 다음과 같은 몇 가지 목적으로 사용된다.
1)초기 접속을 통하여 무선링크를 형성하려는 목적(RRC_IDLE에서 RRC_CONNECTED로 이동)
2) 무선링크 실패 이후 무선링크를 재형성하려는 목적
3) 핸드오버를 통하여 새로운 셀과의 상향링크 동기를 형성하려는 목적
4) 단말이 RRC_CONNECTED 상태에 있으나 상향링크는 동기화되지 않았을 때, 상향링크 혹은 하향링크 데이터가 도달하는 경우에 상향링크 동기를 형성하려는 목적
5) 상향링크 측정을 기반으로 한 위치측정 방식을 사용할 경우 위치측정의 목적
6) PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)상으로 지정된 스케줄링 요청 자원이 없는 경우에 스케줄링 요청을 하는 목적
상기 목적들 중에서 상향링크 동기를 획득하는 것이 가장 주요한 목적 중 하나이다. 최초로 무선 링크를 형성할 때, 랜덤 엑세스 과정은 단말에 유일한 식별자인 C-RNTI를 할당하는 목적도 수행한다. 랜덤 엑세스에는 경쟁-기반(contention-based) 혹은 비경쟁-기반(contention-free)의 방식이 사용될 수 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 무선통신 시스템에서 단말이 RRC 연결 요청을 전송하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 무선통신 시스템에서 RRC 연결 요청을 전송하는 단말을 제공하는 데 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.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 무선통신 시스템에서 단말이 RRC 연결 요청을 전송하는 방법은, 기지국으로부터 기지국 빔 인덱스의 정보를 수신하는 단계; 상기 기지국으로부터 상기 기지국 빔 인덱스와 상향링크 참조신호 포트와의 맵핑 관계에 대한 정보를 수신하는 단계; 상기 기지국 빔 인덱스의 정보에 기초하여 선호하는 기지국 빔 인덱스를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 기지국 빔 인덱스를 가리키는 RRC 연결 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 선택된 기지국 빔 인덱스는 단말이 가장 선호하는 기지국 빔 인덱스이거나 혹은 두 번째로 선호하는 기지국 빔 인덱스 일 수 있다.
상기 기지국 빔 인덱스의 정보와 상기 기지국 빔 인덱스와 상향링크 참조신호 포트와의 맵핑 관계에 대한 정보는 RACH 응답(Random Access CHannel Response) 메시지, DCI(Downlink Control Information) 또는 RRC 메시지를 통해 수신될 수 있다. 상기 RRC 메시지는 시스템 정보 블록(System Information Block, SIB) 타입의 메시지를 포함할 수 있다. 상기 방법은, RACH 프리앰블을 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하며, 상기 RACH 응답 메시지는 상기 RACH 프리앰블에 대한 응답으로서 수신될 수 있다.
상기 선택된 기지국 빔 인덱스는 RSRP(Reference Signal Received Power)가 가장 크거나 RSRQ(Reference Signal Received Quality)가 가장 높은 값을 가지는 기지국 빔의 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 상향링크 참조신호 포트는 상향링크 복조용 참조신호(DMRS) 포트를 포함할 수 있다.
상기 방법에서, 상기 RRC 연결 요청 메시지는 상기 선택된 기지국 빔 인덱스에 대응하는 상향링크 참조신호 포트를 통해 전송될 수 있고, 상기 RRC 연결 요청 메시지는 상기 선택된 기지국 빔 인덱스에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기 방법에서, 기지국은 상기 단말로부터 피드백된 빔을 기준으로 단말에게 빔을 indication해 줄 수 있다. 단말은 기지국의 빔 indication을 자신이 피드백한 선호하는 기지국 송신 빔(preferred gNB Tx beam) 빔을 기준으로 판단한다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 무선통신 시스템에서 RRC 연결 요청(Radio Resource Control connection request)을 전송하는 단말은, 기지국으로부터 기지국 빔 인덱스의 정보를 수신하고, 상기 기지국으로부터 상기 기지국 빔 인덱스와 상향링크 참조신호 포트와의 맵핑 관계에 대한 정보를 수신하도록 설정된 수신기; 상기 기지국 빔 인덱스의 정보에 기초하여 선호하는 기지국 빔 인덱스를 선택하도록 설정된 프로세서; 및 상 상기 선택된 기지국 빔 인덱스를 가리키는 RRC 연결 요청 메시지를 전송하도록 설정된 송신기를 포함할 수 있다. 상기 선택된 기지국 빔 인덱스는 단말이 가장 선호하는 기지국 빔 인덱스이거나 혹은 두 번째로 선호하는 기지국 빔 인덱스 일 수 있다.
상기 수신기는 상기 기지국 빔 인덱스와 상향링크 참조신호 포트와의 맵핑 관계에 대한 정보는 RACH 응답(Random Access CHannel Response) 메시지 또는 RRC 메시지를 통해 수신할 수 있다. 상기 RRC 메시지는 시스템 정보 블록(System Information Block, SIB) 타입의 메시지일 수 있다.
상기 송신기는 RACH 프리앰블을 상기 기지국으로 전송하고, 상기 수신기는 상기 RACH 응답 메시지를 상기 RACH 프리앰블에 대한 응답으로서 수신할 수 있다.
상기 선택된 기지국 빔 인덱스는 RSRP(Reference Signal Received Power)가 가장 크거나 RSRQ(Reference Signal Received Quality)가 가장 높은 값을 가지는 기지국 빔의 인덱스를 포함할 수 있다.
상기 RRC 연결 요청 메시지는 상기 선택된 기지국 빔 인덱스에 대응하는 상향링크 참조신호 포트를 통해 전송될 수 있고, 상기 RRC 연결 요청 메시지는 상기 선택된 기지국 빔 인덱스에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기 상향링크 참조신호 포트는 상향링크 복조용 참조신호(DMRS) 포트를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 RRC 연결 요청 방법에 의해 단말들 간의 경쟁을 해제하여, 추가적으로 기지국의 디코딩 성능을 향상시킬 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 무선통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 RACH 프로시저에서 두 단계의 경쟁 레졸루션(Two step contention resolution)을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에서 제안한 RACH procedure를 더 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 동일 혹은 서로 다른 빔들을 가지는 단말들의 유효 채널(Effective channel)을 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 RACH 프로시저를 예시한 도면이다.
도 6은 기지국 빔 패턴을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 실시예 1과 관련하여 4개의 수신 빔을 통해 RACH 프리앰블을 수신하는 내용을 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 8은 DMRS 포트 인덱스와 빔 인덱스 간의 맵핑 관계를 설명하기 위한 예시적인 도면이고, 도 9는 맵핑 규칙에 따른 RACH 응답을 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 10은 실시예 1에 따른 효과를 설명하기 위한 예시한 도면이다.
도 11은 BSI 리포팅 방법을 알려주기 위한 RACH 응답을 도시한 도면이다.
도 12는은 본 발명에 따른 RACH 응답에 포함된 정보를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 3GPP LTE, LTE-A 시스템, 5G 통신 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP LTE, LTE-A의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), AMS(Advanced Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station, AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.
이동 통신 시스템에서 단말(User Equipment)은 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
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 데이터 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.
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.
도 1은 무선통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도이다.
무선 통신 시스템(100)을 간략화하여 나타내기 위해 하나의 기지국(105)과 하나의 단말(110)(D2D 단말을 포함)을 도시하였지만, 무선 통신 시스템(100)은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 단말을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 기지국(105)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(115), 심볼 변조기(120), 송신기(125), 송수신 안테나(130), 프로세서(180), 메모리(185), 수신기(190), 심볼 복조기(195), 수신 데이터 프로세서(197)를 포함할 수 있다. 그리고, 단말(110)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(165), 심볼 변조기(170), 송신기(175), 송수신 안테나(135), 프로세서(155), 메모리(160), 수신기(140), 심볼 복조기(155), 수신 데이터 프로세서(150)를 포함할 수 있다. 송수신 안테나(130, 135)가 각각 기지국(105) 및 단말(110)에서 하나로 도시되어 있지만, 기지국(105) 및 단말(110)은 복수 개의 송수신 안테나를 구비하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국(105) 및 단말(110)은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 지원한다. 또한, 본 발명에 따른 기지국(105)은 SU-MIMO(Single User-MIMO) MU-MIMO(Multi User-MIMO) 방식 모두를 지원할 수 있다.
하향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(115)는 트래픽 데이터를 수신하고, 수신한 트래픽 데이터를 포맷하여, 코딩하고, 코딩된 트래픽 데이터를 인터리빙하고 변조하여(또는 심볼 매핑하여), 변조 심볼들("데이터 심볼들")을 제공한다. 심볼 변조기(120)는 이 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여, 심볼들의 스트림을 제공한다.
심볼 변조기(120)는, 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하여 이를 송신기 (125)로 전송한다. 이때, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 제로의 신호 값일 수도 있다. 각각의 심볼 주기에서, 파일럿 심볼들이 연속적으로 송신될 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM), 시분할 다중화(TDM), 또는 코드 분할 다중화(CDM) 심볼일 수 있다.
송신기(125)는 심볼들의 스트림을 수신하여 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한, 이 아날로그 신호들을 추가적으로 조절하여(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업 컨버팅(upconverting) 하여, 무선 채널을 통한 송신에 적합한 하향링크 신호를 발생시킨다. 그러면, 송신 안테나(130)는 발생된 하향링크 신호를 단말로 전송한다.
단말(110)의 구성에서, 수신 안테나(135)는 기지국으로부터의 하향링크 신호를 수신하여 수신된 신호를 수신기(140)로 제공한다. 수신기(140)는 수신된 신호를 조정하고(예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 다운컨버팅(downconverting)), 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(145)는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 이를 프로세서(155)로 제공한다.
또한, 심볼 복조기(145)는 프로세서(155)로부터 하향링크에 대한 주파수 응답 추정치를 수신하고, 수신된 데이터 심볼들에 대해 데이터 복조를 수행하여, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치를 획득하고, 데이터 심볼 추정치들을 수신(Rx) 데이터 프로세서(150)로 제공한다. 수신 데이터 프로세서(150)는 데이터 심볼 추정치들을 복조(즉, 심볼 디-매핑(demapping))하고, 디인터리빙(deinterleaving)하고, 디코딩하여, 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
심볼 복조기(145) 및 수신 데이터 프로세서(150)에 의한 처리는 각각 기지국(105)에서의 심볼 변조기(120) 및 송신 데이터 프로세서(115)에 의한 처리에 대해 상보적이다.
단말(110)은 상향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(165)는 트래픽 데이터를 처리하여, 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기(170)는 데이터 심볼들을 수신하여 다중화하고, 변조를 수행하여, 심볼들의 스트림을 송신기(175)로 제공할 수 있다. 송신기(175)는 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 상향링크 신호를 발생시킨다. 그리고 송신 안테나(135)는 발생된 상향링크 신호를 기지국(105)으로 전송한다. 단말 및 기지국에서의 송신기 및 수신기는 하나의 RF(Radio Frequency) 유닛으로 구성될 수도 있다.
기지국(105)에서, 단말(110)로부터 상향링크 신호가 수신 안테나(130)를 통해 수신되고, 수신기(190)는 수신한 상향링크 신호를 처리되어 샘플들을 획득한다. 이어서, 심볼 복조기(195)는 이 샘플들을 처리하여, 상향링크에 대해 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치를 제공한다. 수신 데이터 프로세서(197)는 데이터 심볼 추정치를 처리하여, 단말(110)로부터 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
단말(110) 및 기지국(105) 각각의 프로세서(155, 180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(155, 180)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리 유닛(160, 185)들과 연결될 수 있다. 메모리(160, 185)는 프로세서(180)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.
프로세서(155, 180)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(155, 180)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(155, 180)에 구비될 수 있다.
한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(155, 180) 내에 구비되거나 메모리(160, 185)에 저장되어 프로세서(155, 180)에 의해 구동될 수 있다.
단말과 기지국이 무선 통신 시스템(네트워크) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어들은 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 레이어를 기초로 제 1 레이어(L1), 제 2 레이어(L2), 및 제 3 레이어(L3)로 분류될 수 있다. 물리 레이어는 상기 제 1 레이어에 속하며, 물리 채널을 통해 정보 전송 서비스를 제공한다. RRC(Radio Resource Control) 레이어는 상기 제 3 레이어에 속하며 UE와 네트워크 사이의 제어 무선 자원들을 제공한다. 단말, 기지국은 무선 통신 네트워크와 RRC 레이어를 통해 RRC 메시지들을 교환할 수 있다.
본 명세서에서 단말의 프로세서(155)와 기지국의 프로세서(180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)이 신호를 수신하거나 송신하는 기능 및 저장 기능 등을 제외하고, 신호 및 데이터를 처리하는 동작을 수행하지만, 설명의 편의를 위하여 이하에서 특별히 프로세서(155, 180)를 언급하지 않는다. 특별히 프로세서(155, 180)의 언급이 없더라도 신호를 수신하거나 송신하는 기능이 아닌 데이터 처리 등의 일련의 동작들을 수행한다고 할 수 있다.
도 2는 RACH 프로시저에서 두 단계의 경쟁 레졸루션(Two step contention resolution)을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 단말(UE)이 기지국(eNB)으로 RACH 프리앰블을 포함하는 메시지(message 1)를 전송하면, 기지국은 RACH 응답을 포함하는 메시지(메시지 2)를 단말로 전송할 수 있다. 이후, 단말은 기지국으로 RRC 연결 요청을 위한 메시지(message 3)를 전송할 수 있다. 이때, message 3에는 RRC 연결 요청과 함께 사용가능한 multiple DMRS(DeModulation Reference Signal) 후보에 대한 정보가 전송될 수 있다. 단말은 상기 DMRS 후보(multiple DMRS 후보) 중 하나를 임의로 선택하여 상향링크 DMRS을 전송할 수 있다. 이 경우, 두 단말이 동일한 자원을 이용하여 RRC 연결 요청을 수행하더라도 선택한 DMRS 가 서로 다른 경우, 기지국은 두 단말의 RRC 연결 요청을 모두 성공적으로 디코딩할 수 있다.
도 3은 도 2에서 제안한 RACH procedure를 더 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 두 단계 경쟁 레졸루션 기반 RACH 프로시저를 도시하고 있다. 도 3은 충돌 해제 1에서 각 단말이 임의의 RACH 프리앰블을 선택함으로써 충돌을 1차적으로 회피할 수 있으며, 충돌 해제 2에서는 각 단말이 임의의 DMRS을 선택함으로써 c충돌을 2차적으로 회피할 수 있다. 결과적으로, 충돌 해제 2를 추가적으로 이용함으로써, 단말들의 RACH 충돌 확률을 크게 낮출 수 있다.
도 4는 동일 혹은 서로 다른 빔들을 가지는 단말들의 유효 채널(Effective channel)을 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 4에서 case I은 두 단말이 1번 빔에 동시에 존재함을 나타내며, case II는 두 단말이 각각 1번/2번 빔에 존재함을 나타낸다. 만약 두 단말이 동시에 동일한 시간/주파수 자원을 이용하여 기지국으로 데이터를 전송하는 경우, 기지국에서 두 단말로부터 수신한 신호는 다음 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2016012521-appb-M000001
먼저, 각 기지국 빔은 각각의 기지국의 수신 안테나와 1:1 대응한다. 그리고, r1, r2는 각각 1/2번 수신 안테나에서의 수신 신호를 나타낸다. 그리고, SA, SB는 A, B 두 단말의 데이터를 나타낸다. 그리고, HaB는 a번 안테나와 B 단말 간의 채널을 나타낸다.
Case I의 경우, 채널 행렬은 첫 번째 행이 큰 파워를 갖는 반면, 두 번째 행은 상대적으로 적은 파워를 갖는다. 만약 두 번째 행의 파워가 매우 작다면, 기지국은 두 단말의 전송 데이터를 NOMA(Non Orthogonal Multiple Access) 방식으로 디코딩 해야만 한다. 이 경우, 두 단말의 수신 파워 차가 커야만 상기 NOMA의 성능을 기대할 수 있다. 그러나, 만약 두 단말이 파워 제어를 하는 경우 두 수신 신호의 파워 차가 작아지므로, 성능이 급격하게 낮아지게 된다. 이에 비해, case II의 경우, 채널 행렬의 대각(diagonal) term은 큰 파워를 갖는 반면, off-diagonal term은 상대적으로 적은 파워를 갖는다. 이 경우, 기지국은 두 단말의 전송 데이터를 선형 필터(예를 들어, MMSE)을 사용하여 손쉽게 디코딩할 할 수 있다.
동일 시간/주파수 자원을 사용하는 두 단말이 서로 다른 빔에서 정의되는 것이, 동일 빔에서 정의되는 것보다 디코딩 관점에서 높은 성능을 보장한다. 본 발명에서는, RRC 연결 요청(또는 message 3)에서 DMRS 포트 인덱스를 단말이 선호하는(preferred) 빔 인덱스와 연관시켜, 경쟁을 해제(resolve)하고, 추가적으로 선호하는 빔 인덱스를 리포딩할 수 있는 기법을 제안한다.
도 5는 본 발명에 따른 RACH 프로시저를 예시한 도면이다.
단말의 RACH 기반의 초기 접속(initial access)는 다음과 같이 정의된다. 단말(UE)은 기지국(eNB)으로 RACH 프로앰블을 전송할 수 있다. 기지국은 multi-beam을 이용하여 단말의 RACH 프리앰블을 Message I을 통해 수신할 수 있다. 그리고, 기지국은 단말에게 RAR(RACH Response)을 Message II를 통해 전송할 수 있고, RAR은 상기 단말을 위해 할당된 상향링크 자원에 대한 정보를 포함하고 있다.
이때, 상기 multi-beam 중 최소 한 빔은 단말 관점에서 선호하는 빔이다. 즉, 단말의 수신 파워 관점에서 우수한 빔이다. 수신 파워 관점에서 우수한 빔이란 예를 들어, 기지국으로부터의 수신 신호에 대한 RSRP(Reference Signal Received Power)가 크거나 혹은 RSRP (Reference Signal Receive Quality)가 높은 빔을 말한다. 단말은 상기 할당된 상향링크 자원을 이용하여 RRC 연결 요청을 기지국으로 전송할 수 있다. 이때, 단말은 RRC 연결 요청을 통해 기지국으로 BSI (Beam State Information)을 전송할 수 있다.
도 6은 기지국 빔 패턴을 예시적으로 나타낸 도면이다.
만약, 두 단말이 동일한 RACH 프리앰블을 이용하여 동시에 전송하는 경우, 충돌이 발생하게 된다. Full beam-level 채널 상호성(reciprocity)이 성립하지 않거나, 기지국 수신 빔이 도 6의 case II와 같이 정의된 경우, 기지국은 단말이 선호하는 빔이 어떤 빔인지 정확하게 파악할 수 없게 될 수 있다. 이 경우, 기지국은 message III 단계에서 단말로부터 BSI을 명시적으로 수신하여야만 단말의 best beam을 알 수 있다. 이하 내용에서, best beam은 특정 단말 입장에서 기지국의 가장 좋은 빔을 의미하며, 일 예로서 앞서 언급한 RSRP가 가장 높은 빔이거나 RSRQ가 가장 좋은 빔이 best beam일 수 있다.
실시예 1
기지국은 RACH response에 기지국 빔 인덱스와 상향링크 DMRS 포트 간의 맵핑 규칙에 대한 정보를 포함하여 단말에 전송할 수 있다. UE는 message 3 (or RRC connection request) 전송 시, 상기 맵핑 규칙을 바탕으로 prefer하는 빔의 index와 일치하는 DMRS port을 사용한다. 기지국은 message 3(msg 3)을 디코딩한 후, 단말이 선택한 DMRS에 대응하는 빔을 해당 단말의 preferred 기지국 송신 빔으로 해석할 수 있다.
도 7은 실시예 1과 관련하여 4개의 수신 빔을 통해 RACH 프리앰블을 수신하는 내용을 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 7은 기지국이 4개의 수신 빔을 통해 두 단말(A, B)의 RACH 프리앰블을 수신하는 것을 도시하고 있다. 이때, 두 단말 A, B는 BRS (Beam Reference Signal)을 이용하여 자신에게 가장 적합한 빔이 무엇인지를 알 수 있다. 즉, 단말 A는 1번 빔, 단말 B는 4번 빔이 최적의 빔이라는 것을 알 수 있다.
한편, 두 단말 A, B가 동일한 시간-주파수 자원에 동일한 RACH 프리앰블을 전송함을 가정한다. 이 경우, 기지국은 단말 A에게는 1번 빔을 송신 빔으로 이용하여 단말 A를 위한 하나의 RACH 응답(RAR)만을 정의하여 단말 A에게 전송하고, 단말 B에게는 4번 빔을 송신 빔으로 이용하여 단말 B를 위한 하나의 RACH 응답만을 정의하여 단말 B에게 전송해 줄 수 있다.
도 8은 DMRS 포트 인덱스와 빔 인덱스 간의 맵핑 관계를 설명하기 위한 예시적인 도면이고, 도 9는 맵핑 규칙에 따른 RACH 응답을 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 8을 참조하면, DMRS 포트 40~43번까지 4개가 정의될 수 있으며, 일 예로서, 40번은 1번 빔, 41번은 2번 빔,…, 43번은 4번 빔으로 맵핑될 수 있다. 도 9에 도시한 바와 같이, 기지국은 DMRS 포트 인덱스와 빔 인덱스 간의 맵핑 규칙에 대한 정보를 도 7에서 설명한 RACH 응답(RAR)에 포함시켜 단말들에게 각각 전송해 줄 수 있다.
단말 A는 40번 DMRS 포트, 단말 B는 43번 DMRS 포트를 이용하여 RRC 연결 요청을 위한 메시지(message 3)를 기지국으로 전송한다. 즉, 각 단말은 DMRS 포트를 선호하는 빔 인덱스(prefer beam index) 전송을 위한 시그너처(signature)로 이용한다. 단말 A 및 단말 B가 동일한 RACH 프리앰블을 동시에 전송하더라도, 단말 A 및 단말 B가 서로 다른 빔을 선택하는 경우(즉, 서로 다른 DMRS을 선택하는 경우), 기지국은 단말 A 및 단말 B가 전송한 message 3을 각각 디코딩할 수 있다. 결과적으로, RACH 충돌 확률을 줄일 수 있다. 더욱이, 이는 기지국이 디코딩 관점에서 높은 성능을 갖는다.
단말 A 및 단말 B가 동일 빔에 있더라도 서로 다른 DMRS을 선택하는 경우, RACH 충돌을 피할 수 있다. 그러나, 기지국 입장에서 동일한 빔에 속한 두 단말 (단말 A 및 단말 B)에 대한 NOMA 디코딩 성능은 두 단말로부터 수신 신호의 파워 차가 작은 경우에는 성능이 좋지 않다. 결과적으로, 두 단말이 동일한 빔을 통해 서로 다른 DMRS를 전송하더라도, 두 단말로부터의 수신 신호의 파워 차가 작은 경우에 기지국의 디코딩의 성능이 낮아지게 된다.
이러한 이유로, 상기 제안한 방식과 같이, 단말 A 및 단말 B가 동일한 빔을 이용하여 전송하는 것 보다는 단말 A가 단말 B가 서로 다른 DMRS 포트를 선택함으로써 결과적으로 서로 다른 빔을 이용하여 message 3을 전송하도록 하는 것이, 기지국의 디코딩 성능을 높여주는데 더 효과적이다. 또한, 상기 제안한 방식을 이용하는 경우 각 단말이 선호하는 빔을 리포팅해 주기 위한 자원(예를 들어, PUSCH 자원)을 따로 정의하지 않아도 되는 장점이 있다.
도 10은 실시예 1에 따른 효과를 설명하기 위한 예시한 도면이다.
한편, 단말 B(도 9에서 B로 표기) 4번 기지국 수신 빔으로 RACH preamble (Msg 1)을 전송하더라도, 반사체를 통해 3번 기지국 수신 빔으로 상기 RACH preamble 신호가 전송될 수 있다 (특히, 3번 빔과 4번 빔이 인접한 경우). 이 경우, 기지국의 3번/4번 빔의 수신 신호 파워 레벨이 크게 됨으로, 결과적으로 기지국은 도 9에서 현재 상황이 case I인지 case II인지를 구분할 수 없다.
만약 case I이라고 기지국이 가정하는 경우, 기지국은 단말 A, 단말 B 모두에게 Msg III에 대한 PUSCH 자원을 각각 할당해야만 한다. 즉, 실제로는 단말 B만이 전송하였기에 하나의 PUSCH자원만이 필요하지만 두 개의 자원을 할당함으로써 자원 낭비를 가져온다. 그러나, 제안한 실시예 1과 관련된 방법을 사용하는 경우, 기지국은 하나의 PUSCH 자원만을 할당하고, 단말 B는 4번 빔에 해당하는 DMRS을 선택하여 기지국으로 전송한다.
또한, 단말 A, 단말 B 모두가 있다고 하더라도, 단말 A, 단말 B는 각각 3번, 4번 빔에 해당하는 DMRS을 선택할 수 있으므로 충돌이 발생하지 않게 된다. 결과적으로, 제안한 방법을 사용하는 경우, 도 9와 같이 기지국 입장에서 모호성(ambiguity)가 발생하더라도, 과도한 자원을 Msg III전송에 할당하지 않아도 되는 장점이 있다.
한편, 기지국은 DMRS 포트 인덱스와 빔 인덱스 간의 맵핑 규칙은 RRC(예를 E들어, Syetem Information Block (SIB)) 시그널링 등을 통해 각 단말에게 알려줄 수도 있다. 즉, 기지국은 도 9에 도시한 것과 같은 맵핑 규칙을 RACH 응답이 아닌 RRC 시그널링 등을 통해 각 단말에게 알려줄 수도 있다.
실시예 2
기지국은 단말이 선호하는 빔의 인덱스를 DMRS 포트를 이용하여 알려줄 지 혹은 PUSCH에 상향링크 제어 정보(UCI)를 다중화하여 전송해 줄지 여부를 RACH 응답 혹은 RRC 시그널링등을 통해 단말에게 알려줄 수 있다.
도 11은 BSI 리포팅 방법을 알려주기 위한 RACH 응답을 도시한 도면이다.
기지국은 빔 운영 관점에서 단말이 선호하는 빔을 1개 이상 요청할 수 있다. 이 경우, 기지국은 단말이 BSI 리포팅을 위해 할당된 PUSCH 자원에 대한 정보를 RACH 응답에 포함시켜 단말에 전송해 줄 수 있다. 기지국은 단말이 선호하는 빔의 인덱스를 단말이 DMRS 포트를 이용하여 알려주어야 하는 지 혹은 PUSCH 상에서 상향링크 제어 정보로 다중화된 방식으로 전송하여 알려주어야 하는지를 RACH 응답의 한 필드를 이용하여 단말에게 알려 줄 수 있다. 예를 들어, 상기 필드를 '0'으로 설정하여, 단말은 DMRS 포트를 이용하여 선호하는 빔의 인덱스를 리포팅하도록 하는 지시할 수 있고, 이와 달리, 상기 필드를 '1'로 설정하여, 단말이 PUSCH에 상기 선호하는 빔의 인덱스(UCI)를 다중화하여 전송하도록 지시할 수 있다. 이때, 상기 필드는 RACH 응답의 맨 처음이 아닌 중간 혹은 마지막에 위치할 수도 있다.
실시예 3
실시예 1에서, 단말이 선호하는 빔을 DMRS 포트 인덱스로 알려주고 있다. 이때, 상기 선호하는 빔은 다음 두 가지 중 하나로 정의될 수 있다. 예를 들어, DMRS 포트 인덱스는 가장 선호하는(1st prefer (best)) 빔을 나타내거나, 두 번째로 선호하는 빔(2nd prefer beam)을 나타낼 수도 있다.
DMRS 포트 인덱스는 가장 선호하는(1st prefer (best)) 빔을 나타내는 경우의 단말/기지국의 동작
먼저, Full beam level 채널 reciprocity가 성립하지 않거나, 기지국 수신 빔이 도 6의 case II와 같이 정의된 경우, 기지국에서는 단말이 선호하는 빔 (best beam)에 대한 명시적인 시그널링이 필요할 수 있다. 이를 위해, DMRS 포트 인덱스는 가장 선호하는 빔(1st prefer (best) beam)을 나타낸다.
이 경우, 단말은 가장 선호하는 빔(best beam)와 맵핑되는 DMRS 포트 인덱스를 선택하고, 상기 선택된 DMRS 포트 인덱스에 대응하는 DMRS 포트를 이용하여 신호를 전송할 수 있다. 기지국은 상기 선택된 DMRS 포트 인덱스의 DMRS 포트를 통해 해당 단말로부터 신호를 수신하고, 빔 인덱스 및 DMRS 포트 인덱스 간의 맵핑 규칙정보에 기초하여 해당 단말의 가장 선호하는 빔이 무엇인지를 인식할 수 있다.
DMRS 포트 인덱스는 두 번째로 선호하는(2nd prefer) 빔을 나타내는 경우의 단말/기지국의 동작
Full beam level 채널 reciprocity가 성립하거나, 기지국 수신 빔이 도 6의 case I과 같이 정의된 경우, 기지국은 단말의 가장 선호하는(best) 빔을 암시적으로 알 수 있다. 따라서, DMRS 포트 인덱스는 두 번째로 선호하는 빔을 나타내는데 사용될 수 있다. 이 경우, 단말은 두 번째로 선호하는 빔과 맵핑되는 DMRS 포트 인덱스를 선택하고, 선택된 DMRS 포트 인덱스에 해당하는 DMRS 포트를 통해 신호를 전송할 수 있다. 기지국은 상기 선택된 DMRS 포트 인덱스의 DMRS 포트를 통해 해당 단말로부터 신호를 수신하고, 빔 인덱스 및 DMRS 포트 인덱스 간의 맵핑 규칙정보에 기초하여 해당 단말이 두 번째로 선호하는 빔이 무엇인지를 인식할 수 있다.
기지국은 RRC 시그널링 또는 RACH 응답 등을 통해 DMRS 포트 인덱스를 가장 선호하는 빔으로 맵핑할 지, 두 번째 선호하는 빔으로 맵핑할 지에 대해 단말에게 알려 줄 수 있다.
도 12는 본 발명에 따른 RACH 응답에 포함된 정보를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
기지국이 DMRS 포트 인덱스가 단말이 가장 선호하는 빔을 지시하는지 혹은 두 번째로 선호하는 빔을 지시하는지 여부를 알려주는 필드를 RACH 응답에 포함시켜 단말들에게 각각 전송해 줄 수 있다. 예를 들어, 상기 필드를 '0'으로 설정하여 DMRS 포트 인덱스는 단말이 가장 선호하는 빔을 지시하는 것으로 설정할 수 있고, 이와 달리, 상기 필드를 '1'로 설정하여 DMRS 포트 인덱스는 단말이 두 번째로 선호하는 빔을 지시하는 것으로 설정할 수 있다. 이때, 상기 필드는 RACH 응답의 맨 처음이 아닌 중간 혹은 마지막에 위치할 수도 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 RRC 연결 요청(message 3)에서 DMRS 포트 인덱스를 단말이 선호하는 빔 인덱스와 연관시켜, 경쟁을 해제(resolve)하고, 추가적으로 선호하는 빔 인덱스를 리포팅해 주는 방법을 제안한다.
본 발명에서, 기지국은 상기 단말로부터 피드백받은 빔을 기준으로 단말에게 빔을 indication해 줄 수 있다. 단말은 기지국의 빔 indication을 자신이 피드백한 선호하는 기지국 송신 빔(preferred gNB Tx beam) 빔을 기준으로 판단하게 된다. 일 예로서, 단말이 4번 DMRS을 선택하여 기지국으로 msg 3을 전송한 경우, 기지국은 해당 단말이 4번 기지국 송신 빔을 선호한 것으로 해석한다. 추후, 기지국이 예를 들어, 1 bit로 빔 indication하는 경우, 상기 비트가 ‘0’일 때 단말은 3번 기지국 송신 빔을, ‘1’일 때는 단말은 4번 기지국 송신 빔으로 빔 indication을 해석할 수 있다.
결과적으로, 단말은 자신이 피드백한 빔 정보를 바탕으로 기지국이 보낸 beam indication을 해석할 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. 또한, 본 발명에서 제시된 실시예들 각각은 개별적으로 실시될 수도 잇지만 각 실시예들이 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 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.
무선통신 시스템에서 단말이 RRC 연결 요청을 전송하는 방법은 3GPP LTE/LTE-A, 5G 시스템 등 다양한 무선통신 시스템에서 산업상으로 적용이 가능하다.

Claims (12)

  1. 무선통신 시스템에서 단말이 RRC 연결 요청(Radio Resource Control connection request)을 전송하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 기지국 빔 인덱스의 정보를 수신하는 단계;
    상기 기지국으로부터 상기 기지국 빔 인덱스와 상향링크 참조신호 포트와의 맵핑 관계에 대한 정보를 수신하는 단계;
    상기 기지국 빔 인덱스의 정보에 기초하여 선호하는 기지국 빔 인덱스를 선택하는 단계; 및
    상기 맵핑 관계에 대한 정보에 기초하여 상기 선택된 기지국 빔 인덱스에 대응하는 상향링크 참조신호 포트를 이용하여 RRC 연결 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함하는, RRC 연결 요청 전송 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기지국 빔 인덱스와 상향링크 참조신호 포트와의 맵핑 관계에 대한 정보는 RACH 응답(Random Access CHannel Response) 메시지, DCI(Downlink Control Information) 또는 RRC 메시지를 통해 수신되는, RRC 연결 요청 전송 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 선택된 기지국 빔 인덱스는 RSRP(Reference Signal Received Power)가 가장 크거나 RSRQ(Reference Signal Received Quality)가 가장 높은 값을 가지는 기지국 빔의 인덱스를 포함하는, RRC 연결 요청 전송 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 상향링크 참조신호 포트는 상향링크 복조용 참조신호(DMRS) 포트를 포함하는, RRC 연결 요청 전송 방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 RRC 메시지는 시스템 정보 블록(System Information Block, SIB) 타입의 메시지를 포함하는, RRC 연결 요청 전송 방법.
  6. 제 2항에 있어서,
    RACH 프리앰블을 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하며,
    상기 RACH 응답 메시지는 상기 RACH 프리앰블에 대한 응답으로서 수신되는, RRC 연결 요청 전송 방법.
  7. 무선통신 시스템에서 RRC 연결 요청(Radio Resource Control connection request)을 전송하는 단말에 있어서,
    기지국으로부터 기지국 빔 인덱스의 정보를 수신하고, 상기 기지국 빔 인덱스와 상향링크 참조신호 포트와의 맵핑 관계에 대한 정보를 수신하도록 설정된 수신기;
    상기 기지국 빔 인덱스의 정보에 기초하여 선호하는 기지국 빔 인덱스를 선택하도록 설정된 프로세서; 및
    상기 맵핑 관계에 대한 정보에 기초하여 상기 선택된 기지국 빔 인덱스에 대응하는 상향링크 참조신호 포트를 이용하여 RRC 연결 요청 메시지를 전송하도록 설정된 송신기를 포함하는, 단말.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 수신기는 상기 기지국 빔 인덱스의 정보와 상기 기지국 빔 인덱스와 상향링크 참조신호 포트와의 맵핑 관계에 대한 정보는 RACH 응답(Random Access CHannel Response) 메시지 또는 RRC 메시지를 통해 수신하는, 단말.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 선택된 기지국 빔 인덱스는 RSRP(Reference Signal Received Power)가 가장 크거나 RSRQ(Reference Signal Received Quality)가 가장 높은 값을 가지는 기지국 빔의 인덱스를 포함하는, 단말.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 상향링크 참조신호 포트는 상향링크 복조용 참조신호(DMRS) 포트를 포함하는, 단말.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 RRC 메시지는 시스템 정보 블록(System Information Block, SIB) 타입의 메시지를 포함하는, 단말.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 송신기는 RACH 프리앰블을 상기 기지국으로 전송하고,
    상기 수신기는 상기 RACH 응답 메시지를 상기 RACH 프리앰블에 대한 응답으로서 수신하는, 단말.
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