KR101814051B1

KR101814051B1 - 무선 통신 시스템에서 낮은 지연을 가지는 상향링크 데이터 전송 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101814051B1
Application number: KR1020167018045A
Authority: KR
Inventors: 이은종; 정재훈; 한진백; 김진민; 최국헌; 노광석
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2014-11-17
Publication date: 2018-01-02
Anticipated expiration: 2034-11-17
Also published as: WO2015129985A1; US20160366704A1; JP2017511033A; US10015824B2; JP6441373B2; CN106465401B; KR20160102448A; CN106465401A

Abstract

본 명세서는 무선 통신 시스템에서 낮은 지연(low latency)을 요구하는 상향링크 데이터(UL data)의 전송 방법에 있어서, 단말에 의해 수행되는 상기 방법은 기지국으로부터 경쟁 기반 PUSCH존(Contention based PUSCH Zone)과 관련된 제어정보를 수신하는 단계, 상기 수신된 제어정보에 기초하여, 상기 기지국으로 상향링크 데이터를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 경쟁 기반 PUSCH 존은 기지국으로부터 상향링크 그랜트(UL Grant) 할당 없이 단말의 상향링크 데이터를 전송할 수 있는 자원 영역이며, 상기 제어정보는 상기 단말이 수행하는 특정 프로시저의 종류를 구별하기 위해 상기 특정 프로시저의 종류 별로 할당되는 프로시저 구별 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 낮은 지연을 가지는 상향링크 데이터 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING UPLINK DATA HAVING LOW LATENCY IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 명세서는 낮은 지연(low latency)을 가지는 상향링크 데이터를 전송하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

LTE(Long Term Evolution) 시스템의 경우, 자원 활용을 극대화하기 위해 기지국 스케줄링 기반의 자원 할당 과정을 통해 data를 송수신하는 방법을 사용한다.

이는 단말이 전송할 데이터가 있는 경우 우선적으로 기지국으로 상향링크 자원(UL resource) 할당을 요청하고, 기지국으로부터 할당된 상향링크 자원(UL resource)만을 이용하여 데이터를 전송할 수 있게 된다.

이는 단말의 상향링크 데이터(UL data) 전송 뿐만 아니라 전체 프로시저에 있어서도 지연(latency)을 초래하게 된다.

특히, 단말이 전송할 상향링크 데이터가 low latency를 요구하는 data인 경우, 이와 같이 지연이 발생하는 경우 서비스 품질을 나쁘게 만드는 원인이 될 수 있다.

본 명세서는 (광대역) 무선 통신 시스템에서 단말의 프로시저 지연을 최소화 하기 위해 단말의 상향링크 자원 할당을 경쟁 기반으로 점유할 수 있는 방법을 제공함에 목적이 있다.

즉, 본 명세서는 경쟁 기반PUSCH zone(Contention based PUSCH Zone:CP 존) 설정을 통해 단말이 UL data를 바로 전송할 수 있는 방법을 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 명세서는 단말의 프로시저 지연 및 전체 셀 자원의 활용도를 모두 만족시키도록 UL Grant 기반의 data 전송 방법과 CP 존 기반의 data 전송 방법을 선택적으로 운영하는 방법을 제공함에 목적이 있다.

즉, 본 명세서는 low latency를 요구하는 지연에 민감한 단말과 서비스를 위해서만 CP 존을 사용하게 하고, 지연에 민감하지 않는(tolerant) 단말 및 서비스에 대해서는 UL grant 기반의 프로시저를 수행하도록 하는 방법을 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 명세서는 기지국에서 단말이 수행하는 프로시저의 종류(UL grant 기반 data 전송 또는 CP 존 기반 data 전송)를 구별하기 위한 방법을 제공함에 목적이 있다.

본 명세서에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

또한, 본 명세서에서 상기 경쟁 기반 PUSCH 존은 적어도 하나의 경쟁 PUSCH 자원 블록(Contention PUSCH Resource Block:CPRB)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 상향링크 데이터는 상기 CPRB를 통해 상기 기지국으로 전송되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 프로시저 구별 정보는 CP 존(Contention based PUSCH Zone) 기반 RACH 프로시저를 위해 사용되는 제 1 PRACH Preamble Sequence와 CP 존을 이용하지 않는 일반적인 RACH 프로시저를 위해 사용되는 제 2 PRACH Preamble Sequence를 포함하는 PRACH Preamble Sequence Set인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 상향링크 데이터는 RRC(Radio Resource Control) 요청 메시지이며, 상기 제 1 PRACH Preamble Sequence를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하며, 상기 RRC 요청 메시지는 상기 제 1 PRACH Preamble Sequence와 동시에 또는 연속적으로 전송되며, 상기 RRC 요청 메시지는 상기 경쟁 기반 PUSCH 존을 통해 전송되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서는 상기 기지국으로부터 PRACH Preamble Sequence를 할당받는 단계를 포함하며, 상기 제어정보는 상기 PRACH Preamble Sequence를 할당받는 단계를 통해 전송되며, 상기 상향링크 데이터는 RRC(Radio Resource Control) 요청 메시지이며, 상기 RRC 요청 메시지는 상기 경쟁 기반 PUSCH 존을 통해 전송되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 제어정보는 상향링크 자원 영역에서 CP 존이 할당된 자원 영역을 나타내는 CP 존 자원 영역 정보 또는 CP 존 내 CPRB의 총 개수 및 이용 가능한 CPRB의 정보를 나타내는 CPRB 관련 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 CPRB는 랜덤하게 선택 또는 PRACH Premable에 기초하여 선택 또는 단말 ID(IDentifier)에 기초하여 선택되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 상향링크 데이터는 버퍼 상태 보고(Buffer Status Report:BSR) 메시지이며, 상기 버퍼 상태 보고(Buffer Status Report:BSR) 메시지는 상기 경쟁 기반 PUSCH 존을 통해 전송되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서는 상기 기지국으로 실제 데이터(Actual Data)를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 실제 데이터는 상기 BSR 메시지와 함께 상기 경쟁 기반 PUSCH 존을 통해 전송되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 제어정보는 각 CPRB에 매핑된 단말을 나타내는 CPRB-단말 매핑 정보 또는 CP 존을 이용할 수 있는 서비스들을 나타내는 서비스 타입 정보 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 RRC 요청 메시지 전송 단계 또는 상기 BSR 메시지 전송 단계는 상기 경쟁 기반 PUSCH 존을 이용할 수 있는 단말이거나 상기 기지국으로 전송할 상향링크 데이터가 상기 경쟁 기반 PUSCH 존을 이용할 수 있는 서비스와 관련된 것인 경우 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서에서 상기 제어정보는 SIB(System Information Block), MIB(Master Information Block) 또는 제어 메시지(Control Message) 중 어느 하나를 통해 전송되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서는 상기 기지국과 초기 접속 과정(initial access procedure)을 수행하는 단계를 더 포함하며, 상기 제어정보는 상기 초기 접속 과정을 통해 상기 단말이 low latency를 요구하는 단말일 경우 상기 기지국으로부터 전송되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 명세서는 무선 통신 시스템에서 낮은 지연(low latency)을 요구하는 상향링크 데이터(UL data)를 전송하는 단말에 있어서, 외부와 무선 또는 유선으로 통신하기 위한 통신부; 및 상기 통신부와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 기지국으로부터 경쟁 기반 PUSCH존(Contention based PUSCH Zone)과 관련된 제어정보를 수신하도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 수신된 제어정보에 기초하여, 상기 기지국으로 상향링크 데이터를 전송하도록 상기 통신부를 제어하되, 상기 경쟁 기반 PUSCH 존은 기지국으로부터 상향링크 그랜트(UL Grant) 할당 없이 단말의 상향링크 데이터를 전송할 수 있는 자원 영역이며, 상기 제어정보는 상기 단말이 수행하는 특정 프로시저의 종류를 구별하기 위해 상기 특정 프로시저의 종류 별로 할당되는 프로시저 구별 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 명세서는 contention based PUSCH zone 설정을 통해 단말이 UL data를 바로 전송할 수 있도록 함으로써 전체 프로시저의 지연을 최소화시키는 효과가 있다.

또한, 본 명세서는 UL Grant 기반의 data 전송 방법과 CP 존 기반의 data 전송 방법을 선택적으로 운영함으로써, 단말의 프로시저 지연 및 전체 셀 자원의 활용도를 모두 만족시키는 효과가 있다.

또한, 본 명세서는 기지국에서 단말이 수행하는 프로시저의 종류를 미리 알 수 있어, 단말로 전송 또는 단말로부터 수신해야 하는 정보들을 신속하고 정확하게 인식할 수 있어 전체 프로시저의 지연을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 명세서는 CP 존을 이용하여 RACH 프로시저를 수행하는 경우, 4 step RACH 프로시저를 2 step RACH 프로시저로 수행할 수 있게 함으로써 전체 initial access 프로시저의 지연을 줄일 수 있는 효과가 있다.

즉, 동일 TTI 이내에서 preamble과 CP zone이 함께 존재하는 구조인 경우, 종래에 15.5ms 이었던 initial random access 프로시저를 최소 6.5ms까지 줄일 수 있는 효과가 있다.

그러나, 제안하는 contention based PUSCH zone의 사용은 동시에 RACH를 수행하는 단말이 많아질수록 contention based PUSCH Resource Block을 점유하는 과정에서 단말 사이에 PUSCH resource collision이 발생할 수 있다.

또한, 본 명세서는 셀 내의 CP 존을 통해 UL resource를 점유하고자 하는 단말의 수를 제한적으로 지정할 수 있어, 다수의 단말들이 contention based PUSCH Resource Block(CPRB)를 점유하는 과정에서 발생할 수 있는 CPRB 자원 충돌을 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 E-UTRAN(evolved universal terrestrial radio access network)의 네트워크 구조의 일 예를 나타낸 도이다.
도 2A는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조의 일 예를 나타내고, 도 2B는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조의 일 예를 나타낸다.
도 3은 3GPP LTE-A 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 4는 3GPP LTE-A에서 무선 프레임 구조의 일 예를 나타낸다.
도 5는 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)의 일 예를 나타낸 도이다.
도 6은 하향링크 서브 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도이다.
도 7은 상향링크 서브 프레임 구조의 일 예를 나타낸 도이다.
도 8A 및 도 8B는 LTE 시스템에서 랜덤 접속 과정(Random Access Procedure)의 일 예를 나타낸 도이다.
도 9A 및 도 9B는 LTE 시스템에서 기지국 스케쥴링 기반의 상향링크 자원 할당 과정의 일 예를 나타내는 도이다.
도 10A는 CP 존 설정의 일 예를 나타내며, 도 10B는 CP 존을 구성하는 경쟁 PUSCH 자원 블록(Contention PUSCH Resource Block:CPRB)의 일 예를 나타낸 도이다.
도 11은 CP 존 설정의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 12는 CP 존과 관련된 정보 전송 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 13A 내지 도 13C는 랜덤 접속 과정에서 CP 존을 이용하는 경우 PRACH 및 CP 존 설정의 일 예를 나타낸 도이다.
도 14A는 경쟁 기반의 랜덤 접속 과정에서 CP 존을 이용하는 일 예를 나타내며, 도 14B는 비경쟁 기반의 랜덤 접속 과정에서 CP 존을 이용하는 일 예를 나타낸 도이다.
도 15A는 CP 존을 이용한 UL 자원 할당 과정(3-step)의 일 예를 나타내며, 도 15B는 CP 존을 이용한 UL 자원 할당 과정(1-step)의 일 예를 나타낸 도이다.
도 16은 CP 존을 이용하는 RACH 프로시저에서 RRC 메시지 전송 관련 충돌이 발생하는 경우와 충돌이 발생하지 않는 경우의 일 예를 나타낸다.
도 17은 CP 존을 이용하는 RACH 프로시저에서 CPRB를 통한 RRC 메시지 전송의 실패를 최소화하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 18A 및 도 18B는 CP 존을 이용하는 RACH 프로시저에서 CPRB를 통한 RRC 메시지 전송의 실패를 최소화하기 위한 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 19A 및 도 19B는 CP 존을 이용하는 RACH 프로시저에서 CPRB를 통한 RRC 메시지 전송의 실패를 최소화하기 위한 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 20A 및 도 20B는 CP 존을 이용하는 RACH 프로시저에서 CPRB를 통한 RRC 메시지 전송의 실패를 최소화하기 위한 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 21은 CP 존을 이용하는 RACH 프로시저에서 CPRB를 통한 RRC 메시지 전송의 실패를 최소화하기 위한 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 22A 및 도22B는 본 명세서에서 제안하는 RACH 프로시저에서 특정 단말 또는 특정 서비스에서만 CP 존을 사용하도록 하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 23은 본 명세서에서 제안하는 CP 존을 특정 단말을 위해서 사용하게 하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 24는 본 명세서에서 제안하는 CP 존을 특정 단말을 위해서 사용하게 하기 위한 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.
도 25는 본 명세서에서 제안하는 CP 존을 특정 서비스를 위해 사용하게 하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 도이다.
도 26은 본 명세서에서 제안하는 기지국 및 단말의 내부 블록도의 일 예를 나타낸 도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.

본 명세서에서 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.

이하에서, 하향링크(DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

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), NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 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)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.

본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.

시스템 일반

도 1은 E-UTRAN(evolved universal terrestrial radio access network)의 네트워크 구조의 일 예를 나타낸다.

E-UTRAN 시스템은 기존 UTRAN 시스템에서 진화한 시스템으로, 예를 들어, 3GPP LTE-A 시스템일 수 있다. E-UTRAN은 단말에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane) 프로토콜을 제공하는 기지국(eNB)들로 구성되고, 기지국들은 X2 인터페이스를 통해 연결된다. X2 사용자 평면 인터페이스(X2-U)는 기지국들 사이에 정의된다. X2-U 인터페이스는 사용자 평면 PDU(packet data unit)의 보장되지 않은 전달(non guaranteed delivery)을 제공한다. X2 제어 평면 인터페이스(X2-CP)는 두 개의 이웃 기지국 사이에 정의된다. X2-CP는 기지국 간의 컨텍스트(context) 전달, 소스 기지국과 타겟 기지국 사이의 사용자 평면 터널의 제어, 핸드오버 관련 메시지의 전달, 상향링크 부하 관리 등의 기능을 수행한다. 기지국은 무선인터페이스를 통해 단말과 연결되고 S1 인터페이스를 통해 EPC(evolved packet core)에 연결된다. S1 사용자 평면 인터페이스(S1-U)는 기지국과 서빙 게이트웨이(S-GW: serving gateway) 사이에 정의된다. S1 제어 평면 인터페이스(S1-MME)는 기지국과 이동성 관리 개체(MME: mobility management entity) 사이에 정의된다. S1 인터페이스는 EPS(evolved packet system) 베어러 서비스 관리 기능, NAS(non-access stratum) 시그널링 트랜스포트 기능, 네트워크 쉐어링, MME 부하 밸런싱 기능 등을 수행한다. S1 인터페이스는 기지국과 MME/S-GW 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.

도 2는 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol) 구조를 나타낸다. 도 2A는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타내고, 도 2B는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 통신 시스템의 기술분야에 공지된 널리 알려진 개방형 시스템 간 상호접속(OSI: open system interconnection) 표준 모델의 하위 3 계층에 기초하여 제1 계층(L1), 제2 계층 (L2) 및 제3 계층 (L3)으로 분할될 수 있다. 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(physical layer), 데이터링크 계층(data link layer) 및 네트워크 계층(network layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터 정보 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack) 사용자 평면(user plane)과 제어신호(signaling) 전달을 위한 프로토콜 스택인 제어 평면(control plane)으로 구분된다.

제어평면은 단말과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자 평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다. 이하, 무선 프로토콜의 제어평면과 사용자평면의 각 계층을 설명한다.

제1 계층(L1)인 물리 계층(PHY: physical layer)은 물리 채널(physical channel)을 사용함으로써 상위 계층으로의 정보 송신 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리 계층은 상위 레벨에 위치한 매체 접속 제어(MAC: medium access control) 계층으로 전송 채널(transport channel)을 통하여 연결되고, 전송 채널을 통하여 MAC 계층과 물리 계층 사이에서 데이터가 전송된다. 전송 채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다. 그리고, 서로 다른 물리 계층 사이, 송신단의 물리 계층과 수신단의 물리 계층 간에는 물리 채널(physical channel)을 통해 데이터가 전송된다. 물리 계층은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식으로 변조되며, 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.

물리 계층에서 사용되는 몇몇 물리 제어 채널들이 있다. 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH: physical downlink control channel)는 단말에게 페이징 채널(PCH: paging channel)와 하향링크 공유 채널(DL-SCH: downlink shared channel)의 자원 할당 및 상향링크 공유 채널(UL-SCH: uplink shared channel)과 관련된 HARQ(hybrid automatic repeat request) 정보를 알려준다. 또한, PDCCH는 단말에게 상향링크 전송의 자원 할당을 알려주는 상향링크 승인(UL grant)를 나를 수 있다. 물리 제어 포맷 지시자 채널(PDFICH: physical control format indicator channel)는 단말에게 PDCCH들에 사용되는 OFDM 심볼의 수를 알려주고, 매 서브프레임마다 전송된다. 물리 HARQ 지시자 채널(PHICH: physical HARQ indicator channel)는 상향링크 전송의 응답으로 HARQ ACK(acknowledge)/NACK(non-acknowledge) 신호를 나른다. 물리 상향링크 제어 채널(PUCCH: physical uplink control channel)은 하향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK, 스케줄링 요청 및 채널 품질 지시자(CQI: channel quality indicator) 등과 같은 상향링크 제어 정보를 나른다. 물리 상향링크 공유 채널(PUSCH: physical uplink shared channel)은 UL-SCH을 나른다.

제2 계층(L2)의 MAC 계층은 논리 채널(logical channel)을 통하여 상위 계층인 무선 링크 제어(RLC: radio link control) 계층에게 서비스를 제공한다. 또한, MAC 계층은 논리 채널과 전송 채널 간의 맵핑 및 논리 채널에 속하는 MAC 서비스 데이터 유닛(SDU: service data unit)의 전송 채널 상에 물리 채널로 제공되는 전송 블록(transport block)으로의 다중화/역다중화 기능을 포함한다.

제2 계층(L2)의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 RLC SDU의 연결(concatenation), 분할(segmentation) 및 재결합(reassembly)을 포함한다. 무선 베어러(RB: radio bearer)가 요구하는 다양한 QoS(quality of service)를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명 모드(TM: transparent mode), 비확인 모드(UM: unacknowledged mode) 및 확인 모드(AM: acknowledge mode)의 세 가지의 동작 모드를 제공한다. AM RLC는 ARQ(automatic repeat request)를 통해 오류 정정을 제공한다. 한편, MAC 계층이 RLC 기능을 수행하는 경우에 RLC 계층은 MAC 계층의 기능 블록으로 포함될 수 있다.

제2 계층(L2)의 패킷 데이터 컨버전스 프로토콜(PDCP: packet data convergence protocol) 계층은 사용자 평면에서 사용자 데이터의 전달, 헤더 압축(header compression) 및 암호화(ciphering) 기능을 수행한다. 헤더 압축 기능은 작은 대역폭을 가지는 무선 인터페이스를 통하여 IPv4(internet protocol version 4) 또는 IPv6(internet protocol version 6)와 같은 인터넷 프로토콜(IP: internet protocol) 패킷을 효율적으로 전송되게 하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어 정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄이는 기능을 의미한다. 제어 평면에서의 PDCP 계층의 기능은 제어 평면 데이터의 전달 및 암호화/무결정 보호(integrity protection)을 포함한다.

제3 계층(L3)의 최하위 부분에 위치한 무선 자원 제어(RRC: radio resource control) 계층은 제어 평면에만 정의된다. RRC 계층은 단말과 네트워크 간의 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 단말과 네트워크는 RRC 계층을 통해 RRC 메시지를 서로 교환한다. RRC 계층은 무선 베어러들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련하여 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널을 제어한다. 무선 베어러는 단말과 네트워크 사이의 데이터 전송을 위하여 제2 계층(L2)에 의하여 제공되는 논리적인 경로를 의미한다. 무선 베어러가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 것을 의미한다. 무선 베어러는 다시 시그널링 무선 베어러(SRB: signaling RB)와 데이터 무선 베어러(DRB: data RB) 두 가지로 나눠 질 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.

RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(non-access stratum) 계층은 세션 관리(session management)와 이동성 관리(mobility management) 등의 기능을 수행한다.

eNB를 구성하는 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 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 전송채널(downlink transport channel)은 시스템 정보를 전송하는 방송 채널(BCH: broadcast channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH, 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 DL-SCH 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 DL-SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 멀티캐스트 채널(MCH: multicast channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널(uplink transport channel)로는 초기 제어메시지를 전송하는 랜덤 액세스 채널(RACH: random access channel), 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 UL-SCH(uplink shared channel)가 있다.

논리 채널(logical channel)은 전송 채널의 상위에 있으며, 전송 채널에 맵핑된다. 논리 채널은 제어 영역 정보의 전달을 위한 제어 채널과 사용자 영역 정보의 전달을 위한 트래픽 채널로 구분될 수 있다. 논리채널로는 방송 제어 채널(BCCH: broadcast control channel), 페이징 제어 채널(PCCH: paging control channel), 공통 제어 채널(CCCH: common control channel), 전용 제어 채널(DCCH: dedicated control channel), 멀티캐스트 제어 채널(MCCH: multicast control channel), 전용 트래픽 채널(DTCH: dedicated traffic channel), 멀티캐스트 트래픽 채널(MTCH: multicast traffic channel) 등이 있다.

단말과 MME의 제어 평면에 위치한 NAS 계층에서 단말의 이동성을 관리하기 위하여 EMM(EPS mobility management) 등록 상태(EMM-REGISTERED) 및 EMM 등록 해제 상태(EMM-DEREGISTERED)가 정의될 수 있다. EMM 등록 상태 및 EMM 등록 해제 상태는 단말과 MME에게 적용될 수 있다. 단말의 전원을 최초로 켠 경우와 같이 초기 단말은 EMM 등록 해제 상태에 있으며, 이 단말이 네트워크에 접속하기 위해서 초기 접속(initial attach) 절차를 통해 해당 네트워크에 등록하는 과정을 수행한다. 접속 절차가 성공적으로 수행되면 단말 및 MME는 EMM 등록 상태로 천이(transition)된다.

또한, 단말과 네트워크 간 시그널링 연결(signaling connection)을 관리하기 위하여 ECM(EPS connection management) 연결 상태(ECM-CONNECTED) 및 ECM 아이들 상태(ECM-IDLE)가 정의될 수 있다. ECM 연결 상태 및 ECM 아이들 상태 또한 단말과 MME에게 적용될 수 있다. ECM 연결은 단말과 기지국 간에 설정되는 RRC 연결과 기지국과 MME 간에 설정되는 S1 시그널링 연결로 구성된다. RRC 상태는 단말의 RRC 계층과 기지국의 RRC 계층이 논리적으로 연결(connection)되어 있는지 여부를 나타낸다. 즉, 단말의 RRC 계층과 기지국의 RRC 계층이 연결되어 있는 경우, 단말은 RRC 연결 상태(RRC_CONNECTED)에 있게 된다. 단말의 RRC 계층과 기지국의 RRC 계층이 연결되어 있지 않은 경우, 단말은 RRC 아이들 상태(RRC_IDLE)에 있게 된다.

네트워크는 ECM 연결 상태에 있는 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있고, 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면, 네트워크는 ECM 아이들 상태에 있는 단말의 존재를 파악할 수 없으며, 코어 네트워크(CN: core network)가 셀보다 더 큰 지역 단위인 트래킹 영역(tracking area) 단위로 관리한다. 단말이 ECM 아이들 상태에 있을 때에는 단말은 트래킹 영역에서 유일하게 할당된 ID를 이용하여 NAS에 의해 설정된 불연속 수신(DRX: Discontinuous Reception)을 수행한다. 즉, 단말은 단말-특정 페이징 DRX 사이클 마다 특정 페이징 기회에 페이징 신호를 모니터링함으로써 시스템 정보 및 페이징 정보의 브로드캐스트를 수신할 수 있다. 또한, 단말이 ECM 아이들 상태에 있을 때에는 네트워크는 단말의 컨텍스트(context) 정보를 가지고 있지 않다. 따라서 ECM 아이들 상태의 단말은 네트워크의 명령을 받을 필요 없이 셀 선택(cell selection) 또는 셀 재선택(cell reselection)과 같은 단말 기반의 이동성 관련 절차를 수행할 수 있다. ECM 아이들 상태에서 단말의 위치가 네트워크가 알고 있는 위치와 달라지는 경우, 단말은 트래킹 영역 업데이트(TAU: tracking area update) 절차를 통해 네트워크에 해당 단말의 위치를 알릴 수 있다. 반면, 단말이 ECM 연결 상태에 있을 때에는 단말의 이동성은 네트워크의 명령에 의해서 관리된다. ECM 연결 상태에서 네트워크는 단말이 속한 셀을 안다. 따라서, 네트워크는 단말로 또는 단말로부터 데이터를 전송 및/또는 수신하고, 단말의 핸드오버와 같은 이동성을 제어하고, 주변 셀에 대한 셀 측정을 수행할 수 있다.

위와 같이, 단말이 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 ECM 연결 상태로 천이하여야 한다. 단말의 전원을 최초로 켠 경우와 같이 초기 단말은 EMM 상태와 마찬가지로 ECM 아이들 상태에 있으며, 단말이 초기 접속(initial attach) 절차를 통해 해당 네트워크에 성공적으로 등록하게 되면 단말 및 MME는 ECM 연결 상태로 천이(transition)된다. 또한, 단말이 네트워크에 등록되어 있으나 트래픽이 비활성화되어 무선 자원이 할당되어 있지 않은 경우 단말은 ECM 아이들 상태에 있으며, 해당 단말에 상향링크 혹은 하향링크 새로운 트래픽이 발생되면 서비스 요청(service request) 절차를 통해 단말 및 MME는 ECM 연결 상태로 천이(transition)된다.

도 3은 3GPP LTE-A 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.

전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 단말은 S301 단계에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 단말은 기지국으로부터 주 동기 채널(P-SCH: primary synchronization channel) 및 부 동기 채널(S-SCH: secondary synchronization channel)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID(identifier) 등의 정보를 획득한다.

그 후, 단말은 기지국으로부터 물리 방송 채널(PBCH: physical broadcast channel) 신호를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 단말은 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(DL RS: downlink reference signal)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.

초기 셀 탐색을 마친 단말은 S302 단계에서 PDCCH 및 PDCCH 정보에 따른 PDSCH 을 수신하여 조금 더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.

이후, 단말은 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S303 내지 단계 S306과 같은 랜덤 액세스 절차(random access procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 단말은 물리 랜덤 액세스 채널(PRACH: physical random access channel)을 통해 프리앰블(preamble)을 전송하고(S303), PDCCH 및 이에 대응하는 PDSCH을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304). 경쟁 기반 랜덤 액세스의 경우, 단말은 추가적인 PRACH 신호의 전송(S305) 및 PDCCH 신호 및 이에 대응하는 PDSCH 신호의 수신(S306)과 같은 충돌 해결 절차(contention resolution procedure)를 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 절차를 수행한 단말은 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 PDCCH 신호 및/또는 PDSCH 신호의 수신(S307) 및 물리 상향링크 공유 채널(PUSCH) 신호 및/또는 물리 상향링크 제어 채널(PUCCH) 신호의 전송(S308)을 수행할 수 있다.

단말이 기지국으로 전송하는 제어정보를 통칭하여 상향링크 제어정보(UCI: uplink control information)라고 지칭한다. UCI는 HARQ-ACK/NACK, 스케줄링 요청(SR: scheduling request), 채널 품질 지시자(CQI), 프리코딩 행렬 지시자(PMI: precoding matrix indicator), 랭크 지시자(RI: rank indication) 정보 등을 포함한다.

LTE-A 시스템에서 UCI는 일반적으로 PUCCH를 통해 주기적으로 전송되지만, 제어정보와 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 3GPP LTE-A에서 무선 프레임의 구조를 나타낸다.

셀룰라 OFDM 무선 패킷 통신 시스템에서, 상향링크/하향링크 데이터 패킷 전송은 서브프레임(subframe) 단위로 이루어지며, 한 서브프레임은 다수의 OFDM 심볼을 포함하는 일정 시간 구간으로 정의된다. 3GPP LTE-A 표준에서는 FDD(Frequency Division Duplex)에 적용 가능한 타입 1 무선 프레임(radio frame) 구조와 TDD(Time Division Duplex)에 적용 가능한 타입 2의 무선 프레임 구조를 지원한다. FDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 다른 주파수 대역을 차지하면서 이루어진다. TDD 방식에 의하면 상향링크 전송과 하향링크 전송이 같은 주파수 대역을 차지하면서 서로 다른 시간에 이루어진다. TDD 방식의 채널 응답은 실질적으로 상호적(reciprocal)이다. 이는 주어진 주파수 영역에서 하향링크 채널 응답과 상향링크 채널 응답이 거의 동일하다는 것을 의미한다. 따라서, TDD에 기반한 무선통신 시스템에서 하향링크 채널 응답은 상향링크 채널 응답으로부터 얻어질 수 있는 장점이 있다. TDD 방식은 전체 주파수 대역을 상향링크 전송과 하향링크 전송이 시분할되므로 기지국에 의한 하향링크 전송과 단말에 의한 상향링크 전송이 동시에 수행될 수 없다. 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서브프레임 단위로 구분되는 TDD 시스템에서, 상향링크 전송과 하향링크 전송은 서로 다른 서브프레임에서 수행된다.

도 4A는 타입 1 무선 프레임의 구조를 예시한다. 하향링크 무선 프레임(radio frame)은 10개의 서브프레임(subframe)으로 구성되고, 하나의 서브프레임은 시간 영역(time domain)에서 2개의 슬롯(slot)으로 구성된다. 하나의 서브프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(transmission time interval)라 한다. 예를 들어 하나의 서브프레임의 길이는 1ms이고, 하나의 슬롯의 길이는 0.5ms 일 수 있다. 하나의 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함하고, 주파수 영역에서 다수의 자원 블록(RB: Resource Block)을 포함한다. 3GPP LTE-A는 하향링크에서 OFDMA를 사용하므로 OFDM 심볼은 하나의 심볼 구간(symbol period)을 표현하기 위한 것이다. OFDM 심볼은 하나의 SC-FDMA 심볼 또는 심볼 구간이라고 할 수 있다. 자원 할당 단위로서의 자원 블록은, 하나의 슬롯에서 복수의 연속적인 부 반송파(subcarrier)를 포함한다.

하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 순환 전치(CP: Cyclic Prefix)의 구성(configuration)에 따라 달라질 수 있다. CP에는 확장 순환 전치(extended CP)와 일반 순환 전치(normal CP)가 있다. 예를 들어, OFDM 심볼이 일반 순환 전치에 의해 구성된 경우, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 7개일 수 있다. OFDM 심볼이 확장 순환 전치에 의해 구성된 경우, 한 OFDM 심볼의 길이가 늘어나므로, 한 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 일반 순환 전치인 경우보다 적다. 확장 순환 전치의 경우에, 예를 들어, 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 6개일 수 있다. 단말이 빠른 속도로 이동하는 등의 경우와 같이 채널상태가 불안정한 경우, 심볼간 간섭을 더욱 줄이기 위해 확장 순환 전치가 사용될 수 있다.

일반 순환 전치가 사용되는 경우 하나의 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하므로, 하나의 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼을 포함한다. 이때, 각 서브프레임의 처음 최대 3 개의 OFDM 심볼은 PDCCH(physical downlink control channel)에 할당되고, 나머지 OFDM 심볼은 PDSCH(physical downlink shared channel)에 할당될 수 있다.

도 4B는 타입 2 프레임 구조(frame structure type 2)를 나타낸다. 타입 2 무선 프레임은 2개의 하프 프레임(half frame)으로 구성되며, 각 하프 프레임은 5개의 서브프레임으로 구성되고, 1개의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성된다. 5개의 서브프레임 중 특히, 스페셜 서브프레임(special subframe)은 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), 보호구간(GP: Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)로 구성된다. DwPTS는 단말에서의 초기 셀 탐색, 동기화 또는 채널 추정에 사용된다. UpPTS는 기지국에서의 채널 추정과 단말의 상향링크 전송 동기를 맞추는 데 사용된다. 보호구간은 상향링크와 하향링크 사이에 하향링크 신호의 다중경로 지연으로 인해 상향링크에서 생기는 간섭을 제거하기 위한 구간이다.

상술한 무선 프레임의 구조는 하나의 예시에 불과하며, 무선 프레임에 포함되는 서브 프레임의 수 또는 서브 프레임에 포함되는 슬롯의 수, 슬롯에 포함되는 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다.

도 5는 하나의 하향링크 슬롯에 대한 자원 그리드(resource grid)를 예시한 도면이다.

도 5을 참조하면, 하나의 하향링크 슬롯은 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼을 포함한다. 여기서, 하나의 하향링크 슬롯은 7개의 OFDM 심볼을 포함하고, 하나의 자원 블록은 주파수 영역에서 12개의 부 반송파를 포함하는 것을 예시적으로 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

자원 그리드 상에서 각 요소(element)를 자원 요소(RE: resource element)하고, 하나의 자원 블록은 12 × 7 개의 자원 요소를 포함한다. 자원 그리드 상의 자원 요소는 슬롯 내 인덱스 쌍(pair)(k, l)에 의해 식별될 수 있다. 여기서, k(k=0, …, NRB×12-1)는 주파수 영역 내 부 반송파 인덱스이고, l(l=0,...,6)은 시간 영역 내 OFDM 심벌 인덱스이다. 하향링크 슬롯에 포함되는 자원 블록들의 수(NRB)는 하향링크 전송 대역폭(bandwidth)에 종속한다. 상향링크 슬롯의 구조는 하향링크 슬롯의 구조와 동일할 수 있다.

도 6은 하향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.

도 6을 참조하면, 서브 프레임내의 첫번째 슬롯에서 앞의 최대 3개의 OFDM 심볼들이 제어 채널들이 할당되는 제어 영역(control region)이고, 나머지 OFDM 심볼들은 PDSCH이 할당되는 데이터 영역(data region)이다. 3GPP LTE-A에서 사용되는 하향링크 제어 채널의 일례로 PCFICH, PDCCH, PHICH 등이 있다.

PCFICH는 서브 프레임의 첫번째 OFDM 심볼에서 전송되고, 서브 프레임 내에 제어 채널들의 전송을 위하여 사용되는 OFDM 심볼들의 수(즉, 제어 영역의 크기)에 관한 정보를 나른다. PHICH는 상향 링크에 대한 응답 채널이고, HARQ에 대한 ACK/NACK 신호를 나른다. PDCCH를 통해 전송되는 제어 정보를 하향링크 제어정보(DCI: downlink control information)라고 한다. 하향링크 제어정보는 상향링크 자원 할당 정보, 하향링크 자원 할당 정보 또는 임의의 단말 그룹에 대한 상향링크 전송(Tx) 파워 제어 명령을 포함한다.

기지국은 단말에게 보내려는 DCI에 따라 PDCCH 포맷을 결정하고, 제어 정보에 CRC(cyclic redundancy check)를 붙인다. CRC에는 PDCCH의 소유자(owner)나 용도에 따라 고유한 식별자(RNTI: radio network temporary identifier)가 마스킹(masking)된다. 특정 단말을 위한 PDCCH라면 단말의 고유 식별자(예를 들어 C-RNTI(cell-RNTI))가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또는, 페이징 메시지를 위한 PDCCH라면 페이징 지시 식별자(예를 들어 P-RNTI(paging-RNTI))가 CRC에 마스킹될 수 있다. 시스템 정보 블록(SIB: system information block)을 위한 PDCCH라면 시스템 정보 식별자(SI-RNTI(system information-RNTI))가 CRC에 마스킹될 수 있다. 또한, 단말의 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 대한 응답인 랜덤 액세스 응답을 지시하기 위해 RA-RNTI(random access-RNTI)가 CRC에 마스킹될 수 있다.

도 7은 상향링크 서브 프레임의 구조를 나타낸다.

도 7을 참조하면, 상향링크 서브 프레임은 주파수 영역에서 제어 영역과 데이터 영역으로 나눌 수 있다. 제어 영역에는 상향링크 제어 정보를 나르는 PUCCH이 할당된다. 데이터 영역은 사용자 데이터를 나르는 PUSCH이 할당된다. 상위 계층에서 지시되는 경우, 단말은 PUSCH와 PUCCH의 동시 전송을 지원할 수 있다. 하나의 단말에 대한 PUCCH에는 서브 프레임 내에 자원 블록 쌍(pair)이 할당된다. PUCCH에 할당되는 자원 블록 쌍에 속하는 자원 블록들은 슬롯 경계(slot boundary)를 기준으로 2개의 슬롯들의 각각에서 서로 다른 부 반송파를 차지한다. 이를 PUCCH에 할당된 자원 블록 쌍은 슬롯 경계에서 주파수 도약(frequency hopping)된다고 한다.

랜덤 접속 과정(RACH 프로시저)

도 8A 및 도 8B는 LTE 시스템에서 랜덤 접속 과정(Random Access Procedure)의 일 예를 나타낸다.

랜덤 접속 과정은 RRC_IDLE에서의 초기 접속, 무선 링크 실패 후의 초기 접속, 랜덤 접속 과정을 요구하는 핸드오버, RRC_CONNECTED 중에 랜덤 접속 과정이 요구되는 상향링크 또는 하향링크 데이터 발생 시에 수행된다. RRC 연결 요청 메시지(RRC Connection Request Message)와 셀 갱신 메시지(Cell Update Message), URA(UTRAN Registration Area) 갱신 메시지(URA Update Message) 등의 일부 RRC 메시지도 랜덤 접속 과정을 이용하여 전송된다. 논리채널 CCCH(Common Control Channel), DCCH(Dedicated Control Channel), DTCH(Dedicated Traffic Channel)가 전송채널 RACH에 매핑될 수 있다. 전송채널 RACH는 물리채널 PRACH(Physical Random Access Channel)에 매핑된다.

단말의 MAC 계층이 단말 물리계층에 PRACH 전송을 지시하면, 단말 물리계층은 먼저 하나의 접속 슬롯(access slot)과 하나의 시그너처(signature)를 선택하여 PRACH 프리앰블을 상향으로 전송한다. 랜덤 접속 과정은 경쟁 기반(Contention based)의 랜덤 접속 과정과 비경쟁 기반(Non-contention based)의 랜덤 접속 과정으로 구분된다.

도 8A는 경쟁 기반(Contention based)의 랜덤 접속 과정의 일 예를 나타내며, 도 8B는 비경쟁 기반(Non-contention based)의 랜덤 접속 과정의 일 예를 나타낸다.

먼저, 경쟁 기반의 랜덤 접속 과정에 대해 도 8A를 참조하여 살펴보기로 한다.

단말은 시스템 정보를 통해 기지국으로부터 랜덤 접속에 관한 정보를 수신하여 저장한다. 이후, 랜덤 접속이 필요한 경우, 단말은 랜덤 접속 프리앰블(Random Access Preamble; 메시지 1이라고도 함)을 기지국으로 전송한다(S801).

기지국이 상기 단말로부터 랜덤 접속 프리앰블을 수신하면, 상기 기지국은 랜덤 접속 응답 메시지(Random Access Response; 메시지 2라고도 함)를 단말에게 전송한다(S802). 구체적으로, 상기 랜덤 접속 응답 메시지에 대한 하향 스케쥴링 정보는 RA-RNTI(Random Access-Radio Network Temporary Identifier)로 CRC 마스킹되어 L1 또는 L2 제어채널(PDCCH) 상에서 전송될 수 있다. RA-RNTI로 마스킹된 하향 스케쥴링 신호를 수신한 단말은 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)로부터 랜덤 접속 응답 메시지를 수신하여 디코딩할 수 있다. 이후, 단말은 상기 랜덤 접속 응답 메시지에 자신에게 지시된 랜덤 접속 응답 정보가 있는지 확인한다.

자신에게 지시된 랜덤 접속 응답 정보가 존재하는지 여부는 단말이 전송한 프리앰블에 대한 RAID(Random Access Preamble ID)가 존재하는지 여부로 확인될 수 있다.

상기 랜덤 접속 응답 정보는 동기화를 위한 타이밍 옵셋 정보를 나타내는 TA(Timing Alignment), 상향링크에 사용되는 무선자원 할당 정보, 단말 식별을 위한 임시 식별자(예: Temporary C-RNTI) 등을 포함한다.

단말은 랜덤 접속 응답 정보를 수신하는 경우, 상기 응답 정보에 포함된 무선자원 할당 정보에 따라 상향링크 SCH(Uplink Shared Channel)로 상향링크 전송(메시지 3이라고도 표현함)을 수행한다(S803). 여기서, 상향링크 전송은 스케쥴된 전송(Scheduled Transmission)으로 표현될 수도 있다.

기지국은 단말로부터 상기 상향링크 전송을 수신한 후에, 경쟁 해결(contention resolution)을 위한 메시지(메시지 4라고도 표현함)를 하향링크 공유 채널(Downlink Shared Channel:DL-SCH)을 통해 단말에게 전송한다(S804).

다음으로, 비경쟁 기반의 랜덤 접속 과정에 대해 도 8B를 참조하여 살펴보기로 한다.

단말이 랜덤 접속 프리앰블을 전송하기 전에 기지국이 비경쟁 랜덤 접속 프리앰블(Non-contention Random Access Preamble)을 단말에게 할당한다(S811).

비경쟁 랜덤 접속 프리앰블은 핸드오버 명령이나 PDCCH와 같은 전용 시그널링(Dedicated Signalling)을 통해 할당될 수 있다. 단말은 비경쟁 랜덤 접속 프리앰블을 할당받은 경우, 기지국으로 할당된 비경쟁 랜덤 접속 프리앰블을 전송한다(S812).

이후, 상기 기지국은 경쟁 기반 랜덤 접속 과정에서의 S802단계와 유사하게 랜덤 접속 응답(Random Access Response; 메시지 2라고도 표현함)을 단말에게 전송할 수 있다(S813).

상기 설명된 랜덤 접속 과정에서 랜덤 접속 응답에 대해서는 HARQ가 적용되지 않지만, 랜덤 접속 응답에 대한 상향링크 전송이나 경쟁 해결을 위한 메시지에 대해서는 HARQ가 적용될 수 있다. 따라서, 랜덤 접속 응답에 대해서 단말은 ACK 또는 NACK을 전송할 필요가 없다.

기지국 스케쥴링 기반 UL 자원 할당 과정

도 9A 및 도 9B는 LTE 시스템에서 기지국 스케쥴링 기반의 상향링크 자원 할당 과정의 일 예를 나타내는 도이다.

도 9A는 5단계(5-step) 상향링크 자원 할당 과정의 일 예를 나타낸 도이고, 도 9B는 3단계(3-step) 상향링크 자원 할당 과정의 일 예를 나타낸 도이다.

도 9A는 단말이 버퍼 상태 보고(BSR: buffer status reporting)를 위한 상향링크 무선 자원이 단말에 할당되지 않은 경우에 실제 데이터를 위한 상향링크 자원 할당 과정을 예시하고, 도 9B는 단말이 BSR를 위한 상향링크 무선 자원이 단말에 할당되어 있는 경우에 실제 데이터를 위한 상향링크 자원 할당 과정을 예시한다.

LTE 시스템에서는 상향링크 무선 자원의 효율적 사용을 위하여, 기지국이 각 단말 별로 어떤 종류의 데이터를 얼마만큼 상향링크로 전송하는지를 알아야 한다.

따라서, 단말은 직접 자신이 전송하고자 하는 상향링크 데이터에 관한 정보를 기지국으로 전달하고, 기지국은 이에 기반하여 해당 단말에 상향링크 데이터 전송을 위한 자원을 할당한다.

이 경우, 단말이 기지국으로 전달하는 상향링크 데이터에 관한 정보는 자신의 버퍼에 저장되어 있는 상향링크 데이터의 양으로서, 이를 버퍼 상태 보고(BSR: Buffer Status Report)라고 지칭한다. BSR은 단말이 현재 TTI(Transmission Time Interval)에서 PUSCH 상의 자원이 할당되고, 보고 이벤트(reporting event)가 트리거링된 경우 MAC 제어 요소(MAC control element)를 통해 전송된다.

먼저, 5-step 상향링크 자원 할당 과정에 대해 도 9A를 참조하여 살펴보기로 한다.

단말은 PUSCH 자원을 할당 받기 위하여 상향링크 스케줄링 요청(UL scheduling request)을 기지국으로 전송한다(S901).

스케줄링 요청은 보고 이벤트(reporting event)가 발생되었으나 단말이 현재 TTI에서 PUSCH 상에서 스케줄링되지 않은 경우, 단말이 상향링크 전송을 위한 PUSCH 자원을 할당 받기 위하여 기지국에 요청하기 위해 이용된다. 즉, 단말은 정규적 버퍼 상태 보고(regular BSR)가 트리거(trigger)되었으나 BSR을 기지국에 전송하기 위한 상향링크 무선 자원을 가지지 않을 때 PUCCH 상에 SR을 전송한다.

단말은 SR을 위한 PUCCH 자원이 설정되었는지 여부에 따라 단말은 PUCCH를 통해 SR을 전송하거나 또는 랜덤 액세스 절차를 개시한다. 구체적으로, SR이 전송될 수 있는 PUCCH 자원은 단말 특정적으로 상위 계층(예를 들어, RRC 계층)에 의하여 설정되며, SR 설정은(SR configuration)은 SR 전송주기(SR periodicity) 및 SR 서브프레임 오프셋 정보를 포함한다.

단말은 기지국으로부터 BSR 전송을 위한 PUSCH 자원에 대한 UL grant를 수신하면(S902), 할당된 PUSCH 자원을 통해 트리거링된 정규적 BSR을 기지국으로 전송한다(S903).

기지국은 BSR을 통해 실제 단말이 상향링크로 전송할 데이터의 양을 확인하고 실제 데이터 전송을 위한 PUSCH 자원에 대한 UL grant를 단말에 전송한다(S904). 실제 데이터 전송을 위한 UL grant를 수신한 단말은 할당된 PUSCH 자원을 통해 실제 상향링크 데이터를 기지국으로 전송한다(S905).

도 9B를 참조하면, 단말이 BSR 전송을 위한 PUSCH 자원이 이미 할당된 경우로, 단말은 할당된 PUSCH 자원을 통해 BSR을 전송하며, 이와 함께 스케줄링 요청을 함께 BSR을 기지국에 전송한다(S911). 이어, 기지국은 BSR을 통해 실제 단말이 상향링크로 전송할 데이터의 양을 확인하고 실제 데이터 전송을 위한 PUSCH 자원에 대한 UL grant를 단말에 전송한다(S912). 실제 데이터 전송을 위한 UL grant를 수신한 단말은 할당된 PUSCH 자원을 통해 실제 상향링크 데이터를 기지국으로 전송한다(S913).

이하에서, 5G 시스템(또는 Future IMT-Advanced 시스템)에서 단말의 제어 플레인 지연(C-plane latency)을 최소화하기 위한 방법으로서, 경쟁 기반의 PUSCH 존(Contention based PUSCH zone, 이하 ‘CP 존’이라 한다.) 정의, CP 존 설정 방법, CP 존 이용 방법 등과 관련된 사항들에 대해 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

CP 존 정의 및 설정

도 10A는 CP 존 설정의 일 예를 나타내며, 도 10B는 CP 존을 구성하는 경쟁 PUSCH 자원 블록(Contention PUSCH Resource Block:CPRB)의 일 예를 나타낸 도이다.

도 10A 는 FDD(Frequency Division Duplex)의 경우 CP 존 설정의 일 예를 나타낸다.

먼저, CP 존이라 함은 단말의 상향링크 데이터(UL data)전송과 관련하여 기지국으로부터 별도의 자원 할당 스케쥴링 없이 단말이 바로 UL data를 전송할 수 있는 영역을 의미한다.

상기 CP 존의 경우, low latency를 요구하는 단말의 UL data 전송에 주로 사용될 수 있다.

도 10A를 참조하면, 1010은 PUCCH가 전송되는 자원 영역이며, 1020은 CP 존에 해당한다.

상기 CP 존은 UL data를 전송할 수 있는 PUSCH 영역의 특정 자원 영역에 할당될 수 있다. 즉, 상기 CP 존은 하나의 서브프래임(Sub-Frame:SF) 또는 하나 이상의 연속된 Sub-Frame에 할당될 수 있으며, 특정 Sub-Frame 에는 상기 CP 존이 할당되지 않을 수 있다.

도 10B는 CPRB를 나타내는 것으로, CP 존은 하나 이상의 CPRB로 구성될 수 있다.

CPRB는 하나의 단말이 점유할 수 있는 CP 존 내 자원 영역을 나타내는 것으로, 하나의 CPRB(1030)에 하나의 단말이 매핑되나, 이에 한정되지 않고 단말의 능력, 단말이 전송할 UL data 양 등을 고려하여 하나의 단말에 다수의 CPRB가 매핑될 수도 있고, 복수의 단말이 하나의 CPRB를 공유할 수도 있다.

도 10B에 도시된 바와 같이, 하나의 CP 존에는 N(N은 자연수)개의 CPRB가 정의될 수 있다.

일 예로, CP 존을 이용하는 단말이 3개가 있고(단말 1, 단말 2, 단말 3), CP 존을 구성하는 CPRB가 4개(CPRB #1, CPRB #2, CPRB #3, CPRB #4) 있는 경우, 단말 1에는 CPRB #1, 단말 2에는 CPRB #2, 단말 3에는 CPRB #3이 각각 할당될 수 있다.

여기서, 각각의 단말에 할당되는 CPRB는 기지국에 의해 설정되거나 기지국으로부터 CP 존의 CPRB 관련 정보를 단말이 수신한 경우에는 각 단말이 원하는 CPRB 를 기지국으로 요청함으로써 할당될 수도 있다.

또한, 기지국에서 CPRB를 각각의 단말에 할당함에 있어서, 셀에서 수용할 수 있는 단말 수(또는 사용자 수)가 제한적인 스몰 셀(small cell)의 경우, 상기 기지국은 셀에 진입한 단말과 CPRB를 1대1로 매핑할 수 있다.

예를 들어, small cell 에서 수용할 수 있는 최대 단말의 수가 N개인 경우, 상기 small cell의 기지국은 N개의 단말을 위한 CP 존을 미리 할당하고, N개를 초과하는 단말에 대해서는 셀 진입을 허용하지 않음으로써, 셀 내 단말과 CPRB가 1대1로 매핑되도록 할 수 있다.

만약, 단말과 CPRB의 1 대 1 매핑 방법을 단말의 셀 진입 후 RACH 프로시저를 위해 사용하는 경우에는 단말이 셀에 진입하기 전에 단말과 기지국 사이에 암시적으로(implicit하게) CPRB 할당 방법이 서로 약속된다. 즉, 매크로 셀(macro cell)과 연결성이 있는 단말이 dual connectivity 를 통해 small cell과의 연결을 추가하는 경우, 상기 small cell과 상기 macro cell 사이의 백홀 인터페이스(backhaul interface)를 통해 단말에게 미리 CPRB를 할당해줄 수 있다.

여기서, dual connectivity란 anchor-booster, carrier aggregation 또는 simultaneous multi-RAT communication 등과 같은 기술을 말한다.

즉, CP 존이 설정된 셀에 위치한 단말은 low latency를 요구하는 UL data가 있는 경우, 상기 UL data 전송을 위한 기지국의 스케줄링 없이(UL Grant 없이) 단말은 설정된 CP 존을 통해 UL data를 기지국으로 바로 전송할 수 있다.

CP 존은 low latency를 요구하는 단말의 UL data 전송의 경우라면 폭넓게 사용되는 것이 바람직하나, CP 존은 특정 프로시저 내에서 전송될 UL data (일 예로, 랜덤 접속 과정의 RRC 요청 메시지 및/또는 NAS 요청 메시지, BSR 프로시저 내 BSR 전송 등)에 대해서만 제한적으로 사용될 수도 있다.

또한, CP 존은 도 11에 도시된 바와 같이, 프로시저 별로 다르게 설정될 수도 있다.

CP 존은 목적에 따라 하나 이상의 존으로 정의될 수 있다. 예를 들면, RACH 프로시저를 위해 설정되는 CP 존 영역과 BSR 프로시저를 위해 설정되는 CP 존 영역은 구별되게 설정될 수 있다. 즉, 다른 목적으로 정의되는 각 CP 존은 다른 Sub-Frame에 각각 설정되거나 동일 Sub-Frame 내 다른 자원 영역에 각각 설정될 수 있다.

도 11에서, RACH 프로시저를 위한 CP 존과 BSR 등 다른 프로시저를 위한 CP 존이 다르게 설정되었음을 볼 수 있다.

CP 존 관련 정보 전송 방법

도 12는 CP 존과 관련된 정보 전송 방법의 일 예를 나타낸 도이다.

특정 셀에 CP 존이 설정되어 있는 경우, 기지국(또는 특정 셀)은 (특정 셀 내) 단말들에게 상기 특정 셀에 설정된 CP 존 관련 제어정보를 전송한다(S1210).

여기서, 특정 셀은 펨토 셀, 피코 셀, 마이크로 셀 등과 같은 스몰 셀(Small Cell) 또는 매크로 셀을 의미할 수 있다.

상기 CP 존 관련 제어정보는 상기 특정 셀에 CP 존이 설정되었는지 여부를 나타내는 CP 존 설정 알림 정보를 포함한다.

또한, 상기 CP 존 관련 제어정보는 상기 특정 셀에 CP 존이 설정되어 있는 경우, 상기 CP 존 구성 등 상기 CP 존 설정과 관련된 정보인 CP 존 설정 정보를 더 포함한다.

상기 CP 존 설정 정보는 CP 존이 설정된 상향링크 자원(UL resource) 정보, CP 존 내 CPRB로 전송될 수 있는 데이터 전송과 관련된 정보를 포함할 수 있다.

상기 CP 존이 설정된 상향링크 자원 정보는 Resource utilization을 고려하여 CP 존이 설정되지 않은 UL Sub-Frame의 정보를 포함할 수도 있다.

앞에서도 살핀 바와 같이, 하나의 CP 존은 하나 이상의 단말들이 점유할 수 있는 N(자연수)개의 CPRB들로 구성될 수 있다.

상기 CP 존이 설정된 상향링크 자원 정보는 특정 시점에 임의의 한 단말이 CP 존의 자원을 점유하고자 시도할 수 있는 CP 존의 개수(M)를 나타내는 값을 포함할 수 있다.

여기서, N*M의 값은 특정 시점에 임의의 한 단말이 선택(또는 점유)할 수 있는 CPRB의 총 수를 나타낸다.

예를 들어, 1개의 CP 존에 4개의 CPRB를 가지는 동일한 목적의 CP 존이 2개인 경우(2개의 CP 존이 하나의 CP 그룹 형성), 단말은 8(4*2)개의 후보(candidate) CPRB를 갖을 수 있다.

상기 설정된 CPRB로 전송될 수 있는 데이터 전송과 관련된 정보로는, 단말 마다의 최대 자원 블록 크기(Maximum resource block size), MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨, 초기 전송 전력 기준신호(initial transmission power reference) 등이 있을 수 있다.

상기 CP 존 관련 제어 정보는 브로드캐스트 메시지(Broadcast Message)로 전송되거나 특정 단말을 위해 유니캐스트 메시지(unicast message)로 전송될 수 있다.

구체적으로, 상기 CP 존 관련 제어 정보는 아래와 같은 4가지 방식으로 전송될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 방식으로 전송될 수 있음은 물론이다.

첫 번째로, CP 존 관련 제어 정보는 MIB(Master Information Block)를 통해 단말로 전송될 수 있다. Essential physical layer information을 전송하는 MIB에 상기 CP 존 관련 제어 정보가 포함될 수 있다.

두 번째로, CP 존 관련 제어 정보는 기존의 SIB-x를 통해 단말로 전송될 수 있다.

SIB-x를 통해 전송되는 경우는, 초기 망 접속을 위해 CP 존이 설정되는 경우로서 상기 CP 존 관련 제어 정보는 SIB-2에 포함되어 전송될 수 있다.

일 예로, RACH 프로시저를 위해 CP 존이 설정되는 경우, SIB-2에 CP 존에 대한 정보를 추가하여 단말이 셀에 접속하기 전에 contention based RRC connection request 메시지 전송(예: 2-step RA)을 통해 셀에 접속할 수 있음을 미리 인지하도록 한다.

세 번째로, CP 존 관련 제어 정보는 새로운 SIB-y를 통해 단말로 전송될 수 있다.

즉, 망 접속 이후의 프로시저를 위해 CP 존이 설정되는 경우, 새로운 SIB 정의를 통해 전송될 수 있다.

여기서, 기지국은 새로운 SIB 정보를 수신해야 하는 셀임을 알리는 indication을 MIB, SIB-1 또는 SIB-2에 포함시켜 단말로 전송할 수 있다.

네 번째로, CP 존 관련 제어 정보는 새로운 control message를 통해 unicast 방식으로 특정 단말에게 전송될 수 있다.

단말이 셀에 접속한 경우, CP 존을 이용할 필요가 있는 단말에게만 상기 CP 존 관련 제어정보를 유니캐스트 메시지를 통해 전송함으로써, 상기 CP 존 관련 제어 정보를 특정 단말만이 수신하도록 할 수 있다.

이 경우, 단말은 셀에 접속(또는 진입)하는 경우, CP 존 이용을 알리는 정보를 셀 접속 시 기지국으로 전송하는 메시지 등에 포함시켜 기지국으로 전송함으로써, 기지국이 상기 단말로 CP 존 관련 제어정보를 유니캐스트 메시지를 통해 전송하게 할 수 있다.

상기 CP 존 설정 알림 정보 및 상기 CP 존 설정 정보는 앞서 살핀 바와 같이, 상기 CP 존 관련 제어 정보에 포함되어 다양한 형식(SIB, MIB, Unicast Message 등)으로 단말들에게 전송될 수도 있고, 상기 CP 존 알림 정보와 상기 CP 존 설정 정보가 각각 다른 메시지 등을 통해 따로 전송될 수도 있다.

여기서, 상기 CP 존 설정 알림 정보와 상기 CP 존 설정 정보가 따로 전송되는 경우에도 앞서 살펴본 SIB, MIB, Unicast Message 등 다양한 형식을 통해 전송될 수 있음은 물론이다.

도 13A 내지 도 13C는 랜덤 접속 과정에서 CP 존을 이용하는 경우 PRACH 및 CP 존 설정의 일 예를 나타낸 도이다.

단말이 CP 존을 이용하여 RACH 프로시저를 수행하는 경우, 상기 단말은 RACH preamble sequence와 함께 또는 연속적으로 CP 존을 통해 RRC 메시지를 기지국으로 전송할 수 있다.

즉, CP 존 기반의 RACH 프로시저의 경우, 단말은 RACH Preamble Sequence 전송 후에 Random Access Response 메시지를 통해 UL grant를 수신한 경우만 RRC message를 전송하는 일반적인 RACH 프로시저와 달리, 기지국으로 RACH Preamble Sequence와 RRC 메시지를 동일 시간 또는 연속된 시간 자원을 이용하여 전송할 수 있다.

먼저, 도 13A는 PRACH와 CP 존이 Intra sub frame 방식으로 설정된 일 예를 나타낸 도이다.

Intra sub frame 설정 방식은 동일 sub frame 내에서 PRACH 자원 영역 및 CP 존 자원 영역이 다른 자원으로 나뉘어 할당(TDM 또는 FDM)되는 것을 의미한다.

도 13A의 첫 번째 도면은 동일 sub frame 에서 PRACH 자원 영역과 CP 존 자원 영역이 다른 시간 자원으로 할당되는 것을 나타내며, 도 13A의 두 번째 도면은 동일 sub frame 에서 PRACH 자원 영역과 CP 존 자원 영역이 다른 주파수 자원으로 할당되는 것을 나타낸다.

도 13B 는 PRACH와 CP 존이 Inter sub frame 방식으로 설정된 일 예를 나타낸 도이다.

Inter sub frame 설정 방식은 PRACH 자원 영역 및 CP 존 자원 영역이 인접한 sub frame 의 자원 즉, 다른 TTI로 나뉘어 할당되는 것을 의미한다.

도 13B를 참조하면, CP 존 자원 영역은 PRACH 자원 영역이 할당된 sub frame 다음 sub frame 에 할당되어 있는 것을 볼 수 있다.

도 13C는 PRACH와 CP 존이 Intra sub frame 방식과 Inter sub frame 방식이 혼합되어 설정된 일 예를 나타낸다.

즉, Intra sub frame 방식과 Inter sub frame 방식의 혼합 방식은 셀 내의 자원 활용을 최대화하기 위해, 특정 sub frame에서 PRACH 자원 영역 또는 CP 존 자원 영역을 설정하지 않는 방식을 의미한다.

도 13C를 참조하면, 하나의 sub frame 에 PRACH만 할당되고, 다음 sub frame 에는 PRACH 자원 영역 및 CP 존 자원 영역이 함께 할당되어 있는 것을 볼 수 있다.

여기서, PRACH 자원 영역 및 CP 존 자원 영역은 다른 주파수 자원을 사용하여 할당되어 있음을 알 수 있다.

도 13A 내지 13C 방식 이외에도 PRACH와 CP 존의 자원 영역 설정 방법은 셀 운용 기법에 따라 다양한 방식으로 설정될 수 있다.

CP 존 기반의 RACH 프로시저 및 BSR 프로시저

이하에서, RACH 프로시저 및 BSR 프로시저에서 CP 존을 사용하는 방법에 대해 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

먼저, RACH 프로시저에서 CP 존을 사용하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.

RACH 프로시저에서 CP 존을 사용하는 경우, 단말은 CP 존을 아래 1 내지 3에 해당하는 RRC+NAS request 메시지 전송을 위해 UL resource로 사용할 수 있다.

즉, 경쟁 기반의 랜덤 접속 과정(4-step RACH 프로시저)의 경우, 도 8A의 메시지 3 전송을 위해 CP 존을 사용할 수 있다. 또한, 비경쟁 기반의 랜덤 접속 과정(3-step RACH 프로시저)의 경우, 도 8B의 RACH 프로시저 이후의 RRC message 전송을 위해 UL resource로 CP 존을 사용할 수 있다.

CP 존을 통해 전송되는 RRC 요청 메시지는 RACH가 수행되는 프로시저에 따라 아래 메시지 중 하나에 해당될 수 있다.

1. 초기 접속(Initial access)을 위해 RACH 프로시저를 수행하는 경우, CP 존을 통해 전송하는 RRC 요청 메시지는 RRC connection request 메시지이다.

2. 핸드오버(HO)를 위해 RACH 프로시저를 수행하는 경우, CP 존을 통해 전송하는 RRC 요청 메시지는 RRC connection reconfiguration complete 메시지이다.

3. RRC 연결 재확립(RRC connection re-establishment)을 위해 RACH 프로시저를 수행하는 경우, CP 존을 통해 전송하는 RRC 요청 메시지는 RRC connection re-establishment request 메시지이다.

도 14A는 경쟁 기반의 랜덤 접속 과정에서 CP 존을 이용하는 일 예를 나타내며, 도 14B는 비경쟁 기반의 랜덤 접속 과정에서 CP 존을 이용하는 일 예를 나타낸다.

도 14A를 참조하면, 단말은 PRACH를 통해 RACH preamble Sequence를 전송하며 이와 동시에 또는 연속적으로 CP 존을 통해(구체적으로는 CP 존의 CPRB를 통해) RRC 메시지를 기지국으로 전송한다(S1401).

이후, 상기 기지국은 RRC 응답 메시지로서 경쟁 해결(Contention Resolution)을 상기 단말로 전송한다(S1402).

즉, 단말은 기지국으로부터 따로 UL grant 없이 CP 존을 통해 RRC 메시지를 전송함으로써, 기지국으로부터 UL Grant를 수신하고, 이를 통해 RRC 메시지를 전송하는데 걸리는 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

즉, 단말은 CP 존을 통해 경쟁 기반의 랜덤 접속 과정을 수행함으로써, 메시지 3을 RACH preamble Sequence와 동시에 또는 연속적으로 전송하여 2-step RACH 프로시저를 수행할 수 있다.

도 14B를 참조하면, 단말은 기지국으로부터 RACH Preamble Sequence를 할당 받은 후(S1411), 상기 할당받은 Preamble Sequence와 동시에 또는 연속적으로 RRC message를 기지국으로 전송한다(S1412). 여기서, 상기 할당 받은 Preamble Sequence는 PRACH를 통해 전송되며, RRC 메시지는 CP 존의 CPRB를 통해 기지국으로 전송된다.

이후, 상기 기지국은 상기 단말로 랜덤 접속에 대한 응답으로 랜덤 접속 응답(Random Access Response) 메시지를 전송한다(S1413).

이와 같이, CP 존을 통해 RRC 메시지를 전송하는 경우, RACH 프로시저 이후에 전송될 수 있었던 RRC 메시지를 RACH 프로시저를 수행하면서 동시에 전송함으로써 전체 RRC 프로시저(예: Hand Over(HO) execution)를 더욱 빠르게 수행할 수 있다.

상기 도 14A 및 도 14B에서, 단말은 기지국으로 RACH Preamble 전송을 생략할 수도 있다.

단말의 RACH Preamble 전송이 생략되는 경우는 RACH 프로시저에서 상향링크 동기(UL synchronization)를 위한 timing alignment(TA) 값이 기지국으로부터 DL data 수신을 통해 단말에게 미리 획득한 경우이다.

즉, 단말은 GPS를 사용하거나 기지국 사이의 time difference 값을 미리 획득함으로써 상기 TA값을 미리 획득할 수 있다.

단말의 RACH 프리앰블 전송이 생략되는 경우, 단말은 도 14A 및 도 14B의 S1401, S1412단계에 해당하는 RRC 메시지만 CPRB를 통해 기지국으로 전송함으로써 RACH 프로시저를 수행하게 된다.

결과적으로, RACH 프로시저를 위해 CP 존을 이용하는 경우, RACH 프로시저는 아래와 같이 CP 존을 이용하지 않는 일반적인 RACH 프로시저와 다르게 된다.

경쟁 기반의 랜덤 접속 과정: 4-step RACH 프로시저에서 2-step RACH 프로시저로.

비경쟁 기반의 랜덤 접속 과정: 3-step RACH 프로시저 + RRC 메시지 전송 에서 RRC 메시지 전송을 포함하는 3-step RACH 프로시저로.

다음으로, BSR 프로시저에서 CP 존을 사용하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.

도 9A 및 도 9B에서 살핀 바와 같이, CP 존을 이용하지 않는 일반적인 기지국 스케쥴링 기반의 상향링크 자원 할당 방식에는 5-step UL 자원 할당 과정과 3-step UL 자원 할당 과정이 있다.

여기서, 5-step UL 자원 할당 과정은 단말이 기지국으로 UL 스케쥴링을 요청하고, 기지국이 단말로 BSR을 위한 UL Grant를 전송하고, 이를 통해 단말이 기지국으로 BSR을 전송한다.

이후, 기지국은 단말의 실제 데이터 전송을 위한 UL Grant를 단말로 전송하고, 단말은 상기 UL Grant를 통해 실제 데이터를 기지국으로 전송하는 5-step 과정으로 이루어진다.

또한, 3-step UL 자원 할당 과정은 단말이 기지국으로 UL 스케쥴링 요청과 동시에 BSR을 전송하고, 기지국은 단말의 실제 데이터 전송을 위한 UL Grant를 단말로 전송한다. 이후, 단말은 실제 데이터를 상기 UL Grant를 통해 기지국으로 전송하는 3-step 과정으로 이루어진다.

CP 존을 이용하는 기지국 스케쥴링 기반의 UL 자원 할당 과정은 도 15A 및 도 15B에 도시된 바와 같이 5-step의 경우 3-step으로, 3-step의 경우 1-step의 UL 자원 할당 과정으로 변경된다.

도 15A는 CP 존을 이용한 UL 자원 할당 과정(3-step)의 일 예를 나타내며, 도 15B는 CP 존을 이용한 UL 자원 할당 과정(1-step)의 일 예를 나타낸다.

도 15A에 도시된 바와 같이, CP 존을 이용하는 기지국 스케쥴링 기반의 3-step UL 자원 할당 과정은 기지국으로부터 BSR을 위한 UL Grant를 단말이 수신하지 않고, 단말이 직접 CP 존을 통해 BSR을 기지국으로 전송한다(S1502).

이후, 상기 기지국으로부터 실제 데이터 전송을 위한 UL Grant를 수신하고, 상기 수신된 UL Grant를 이용하여 상기 단말은 상기 기지국으로 실제 데이터를 전송한다(S1503~S1504).

또한, 도 15B에 도시된 바와 같이, 단말은 CP 존을 이용하여 기지국으로 실제 데이터와 함께 BSR을 전송할 수 있다(S1512).

따라서, CP 존을 이용하여 UL 자원 할당 과정을 수행하는 경우, 일반적인 5-step UL 자원 할당 과정은 3-step UL 자원 할당 과정으로, 일반적인 3-step UL 자원 할당 과정은 1-step UL 자원 할당 과정으로 변경된다.

여기서, CP 존을 이용하여 UL 자원 할당 과정(3-step 및 1-step)을 수행하기 위해서는 먼저, 기지국이 단말로 앞서 살핀 CP 존 관련 제어정보를 전송하게 된다(S1501, S1511).

상기 CP 존 관련 제어정보는 시스템 관련 정보이기 때문에 SIB을 통해 전송되는 것이 바람직할 수 있으나 이에 한정되지 않고 다양한 방식으로 전송될 수 있다.

살핀 바와 같이, CP 존을 이용하여 UL 자원 할당 과정을 수행하는 경우, 단말이 기지국으로 UL resource를 요청하고, 기지국으로부터 UL resource를 할당 받는 시간을 줄일 수 있기 때문에, 일반적인 기지국 스케쥴링 기반의 UL resource 할당 과정에 비해 전체 procedure latency를 줄일 수 있는 효과가 있다.

CPRB 충돌 최소화하기 위한 방법

이하에서, 둘 이상의 단말들이 CP 존을 통해 UL data 전송 시, 발생할 수 있는 충돌을 해결하기 위한 방법에 대해 RACH 프로시저를 수행하는 경우를 일 예로 들어 구체적으로 살펴보기로 한다.

먼저, CP 존은 RACH 프로시저를 수행하려는 단말들이 경쟁을 통해 자원 즉, CPRB를 점유하기 때문에, CPRB를 점유하는 과정에서 collision이 발생할 수 있다.

이는 둘 이상의 단말이 서로 다른 RACH preamble sequence를 선택하더라도 PUSCH resource 동시 점유를 통한 collision으로 인해 RACH 프로시저의 실패를 일으킬 수 있는 문제가 있다.

도 16은 2개의 CPRB를 가지는 CP 존을 통해 두 단말이 동시에 RACH 프로시저를 수행하는 경우, RRC 메시지 전송에서 충돌이 발생하는 경우와 충돌이 발생하지 않는 경우의 일 예를 나타낸다.

먼저, 도 16의 왼쪽 부분은 RRC 메시지 전송에서 충돌이 발생하는 경우를 나타낸다.

단말 1 및 단말 2는 첫 번째 sub frame의 PRACH 영역에서 서로 다른 RACH Preamble Sequence를 각각 기지국으로 전송한다.

이후, 단말 1 및 단말 2는 다음(두 번째) sub frame에 설정된 CP 존의 CPRB #2를 통해 RRC 메시지를 기지국으로 전송한다. 이 경우, 단말 1 및 단말 2의 동일한 CPRB(CPRB #2) 점유로 인해 충돌이 발생하여, 결과적으로 단말 1 및 단말 2의 RRC 메시지 전송은 실패하게 된다.

이와 달리, 도 16의 오른쪽 부분은 RRC 메시지 전송에서 충돌이 발생하지 않는 경우를 나타낸다.

단말 1 및 단말 2는 7번째 sub frame의 PRACH 영역에서 서로 다른 RACH Preamble Sequence를 각각 기지국으로 전송한다.

이후, 단말 1은 다음(8번째) sub frame에 할당된 CP 존의 CPRB #2를 통해 RRC 메시지를 기지국으로 전송하고, 단말 2는 다음(8번째) sub frame에 할당된 CP 존의 CPRB #1를 통해 RRC 메시지를 기지국으로 전송한다.

이 경우, 단말 1 및 단말 2는 동일한 CPRB를 점유하지 않아 CPRB 충돌이 발생하지 않기 때문에 각 단말의 RRC 메시지는 성공적으로 전송된다.

도 17은 CP 존을 이용하여 RACH 프로시저를 수행하는 경우, CPRB를 임의로 선택함으로써 CPRB를 통한 RRC 메시지 전송의 실패를 최소화하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 도이다.

즉, 각 단말들은 PRACH를 전송하는 시점의 CP 존에서 CPRB를 랜덤하게 선택하고, 각 단말들에 의해 랜덤하게 선택된 CPRB를 통해 RRC 메시지를 기지국으로 전송하는 방법이다.

여기서, 각 단말에 의해 랜덤하게 선택된 CPRB가 단말들에 의해 동시에 점유됨으로써 RRC 메시지의 전송이 실패한 경우, 각 단말들은 back-off time을 이용하여 RACH 프로시저를 재수행하게 된다(RACH Preamble 및 RRC 메시지 재전송).

즉, 각 단말들이 RACH 프로시저를 재수행하는 경우, 또 다시 CPRB 동시 점유로 인한 충돌이 발생되지 않도록 하기 위해, RACH 프로시저 재수행을 위한 back-off time이 각 단말마다 다르게 설정된다.

여기서, 상기 back-off time은 기지국에 의해 또는 단말의 요청에 의해 설정될 수 있다.

일 예로, 상기 back-off time은 단말 1의 RACH Preamble 및 RRC 메시지 전송이 끝나고, 다음 주기에 단말 2의 Preamble 및 RRC 메시지 전송이 될 수 있도록 설정될 수 있다.

여기서, PRACH를 전송하지 않도록 RACH 프로시저가 설계된 경우에도, 앞서 살핀 랜덤하게 CPRB를 선택하는 방법은 동일하게 적용될 수 있다.

도 17을 참조하여 구체적으로 살펴보면, 단말 1 및 단말 2는 첫 번째 sub frame에 할당된 PRACH 영역을 통해 서로 다른 RACH Preamble Sequence를 기지국으로 전송한다.

이후, 단말 1 및 단말 2는 각각 CP 존을 이용할 CPRB를 랜덤하게 선택하는데, 도 17에 도시된 바와 같이, CPRB #2가 동일하게 선택되었다.

여기서, 각 단말들이 CPRB를 랜덤하게 선택하는 시점은 기지국으로부터 CP 존 관련 제어정보를 수신, 각 단말들이 RACH Preamble를 전송 또는 각 단말들이 CP 존의 CPRB를 통해 RRC 메시지를 전송하는 시점일 수 있다.

따라서, 선택된 CPRB #2를 통해 단말 1 및 단말 2가 RRC 메시지를 전송하는 경우, 각 단말의 RRC 메시지 전송은 실패하게 된다.

이후, 단말 1 및 단말 2는 RRC 메시지 타이머가 만료된 다음, RACH 프로시저 재수행을 위해 각 단말에 적용된 back-off time이 지난 후에 각각 PRACH를 통해 Preamble을 전송하고, 단말 1 및 단말 2에서 랜덤하게 선택된 CPRB #2를 통해 RRC 메시지를 기지국으로 전송한다.

즉, 단말 1 및 단말 2는 서로 다르게 적용되는 back-off time을 이용하여 이전에 랜덤하게 선택된 CPRB를 그대로 사용하여 RRC 메시지를 기지국으로 전송한다.

여기서, 단말 1 및 단말 2는 back-off time이 지난 후에 다시 CPRB를 랜덤하게 선택할 수도 있다. 다만, CPRB 동시 점유로 인한 충돌을 최소화하기 위해 이미 선택된 CPRB를 통해 RRC 메시지를 전송하는 것이 바람직할 수 있다.

여기서, 각 단말에 적용되는 back-off time에 대한 정보는 RRC 메시지 충돌이 일어난 경우 기지국이 각 단말로 전송할 수 있다. 이 경우, 기지국은 각 단말들 중 우선 순위가 높은 UL data 등을 고려하여 각 단말에 back-off time을 서로 다르게 설정할 수 있다.

도 17에서, back-off time이 더 짧은 단말 2가 CP 존의 CPRB #2를 통해 먼저 RRC 메시지를 기지국으로 전송하고, 다음 CP 존이 할당되는 주기에 단말 1은 CPRB #2를 통해 RRC 메시지를 기지국으로 전송한다.

도 18A 및 도 18B는 CP 존을 이용하여 RACH 프로시저를 수행하는 경우, 임의로 선택되는 프리앰블에 기초하여 CPRB를 암시적으로 선택함으로써 CPRB를 통한 RRC 메시지 전송의 실패를 최소화하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 도이다.

즉, 단말이 RACH preamble sequence를 랜덤하게 선택하거나(경쟁 기반의 RACH 프로시저 경우) 기지국으로부터 할당 받은RACH preamble sequence를(비경쟁 기반의 RACH 프로시저 경우) 기반으로 단말이 사용할 CPRB를 선택하도록 하는 방법이다.

도 18A 및 도 18B에 따른 CPRB를 암시적으로 선택하는 방법은 아래 수학식 의 모듈로(modulo) 연산을 통해 수행된다.

단말이 선택하는 CPRB(#)=modulo(선택된 RACH Preamble Sequence % N)

여기서, N은 RACH preamble을 전송하는 단말이 점유할 수 있는 CPRB의 총 개수를 나타낸다. 또한, N 값은 시스템 정보 등을 통해 기지국으로부터 수신되는 값이다.

비경쟁 기반의 RACH 프로시저의 경우, 단말은 기지국으로부터 미리 할당 받은 RACH preamble sequence를 기반으로 CPRB를 점유하기 때문에, 기지국은 비경쟁 기반의 RACH 프로시저를 수행할 단말들끼리 CPRB 점유에 있어 충돌이 발생하지 않도록 사전에 RACH preamble sequence를 각 단말들로 할당할 수 있다.

도 18A는 CPRB가 TDM(Time Division Multiplexing)방식으로 할당된 일 예이며, 도 18B는 CPRB가 FDM(Frequency Division Multiplexing)방식으로 할당된 일 예를 나타낸다.

도 18A 및 도 18B에 도시된 바와 같이, 단말 1은 RACH preamble sequence #2를 선택하고, 단말 2는 RACH preamble sequence #4를 선택하며, CP 존의 CPRB 총 개수는 4이다.

여기서, 단말 1 및 단말 2가 선택하는 CPRB를 상기 수학식 1에 의해 계산하는 경우, 단말 1이 선택하는 CPRB는 CPRB #2(modulo(2/4))이고, 단말 2가 선택하는 CPRB는 CPRB #0(modulo(4/4))이 된다.

따라서, 단말 1은 CPRB #2를 통해 RRC 메시지를 기지국으로 전송하며, 단말 2는 CPRB #0을 통해 RRC 메시지를 기지국으로 전송한다.

이하에서, 도 18A 및 도 18B의 방법에 의해 CPRB 충돌이 발생한 경우, 충돌을 해결하기 위한 방법에 대해 경쟁 기반의 RACH 프로시저와 비경쟁 기반의 RACH 프로시저로 나누어 살펴보기로 한다.

먼저, 경쟁 기반의 RACH 프로시저의 경우, 두 개 이상의 단말이 동일한 시간에 동일 RACH preamble을 선택하거나 N배수의 동일 RACH preamble을 선택함에 의해 동일한 CPRB가 선택된 경우, CPRB 충돌이 발생할 수 있다.

이 경우, 기지국은 각 단말들로 CP 존을 이용하지 않는 일반적인 4-step RACH 프로시저를 수행할 것을 지시하는 정보를 전송한다.

도 19A를 참조하여 구체적으로 살펴보면, 단말 1 및 단말 2는 임의로 선택한 RACH Preamble을 기지국으로 전송한다(S1901).

이후, 단말 1 및 단말 2는 (수학식 1에 의해) CPRB를 선택하지만, 동일한 CPRB 선택으로 인해 단말 1 및 단말 2의 RRC 메시지 전송은 실패하게 된다(S1902).

이후, 기지국이 CPRB 충돌로 인한 RRC 메시지 전송의 실패를 인식하는 경우, 각 단말들로 CP 존 이용없이 일반적인 4-step RACH 프로시저를 수행할 것을 지시하는 정보를 각 단말들의 RACH Preamble 수신에 의해 결정되는 각각의 RA-RNTI를 이용하여 각 단말들로 Preamble 응답을 전송한다(S1903). 기지국이 단말 1에 전송하는 RA-RNTI는 y이고, 단말 2에 전송하는 RA-RNTI는 x임을 알 수 있다.

이후, 단말 1 및 단말 2는 기지국으로 RRC 연결 요청 메시지를 전송하고(S1904), 기지국은 RRC 연결 설정(RRC Connection Setup) 메시지를 단말 1 및 단말 2로 전송한다(S1905).

다음으로, 비경쟁 기반의 RACH 프로시저의 경우, 기지국이 RACH preamble sequence를 단말로 할당하기 때문에, 기지국은 RACH preamble sequence를 통해 CPRB를 선택하는 단말들 사이에 CPRB 충돌이 없도록 RACH preamble을 할당한다(S1911).

기지국으로부터 RACH Preamble을 수신한 단말은 preamble sequence 번호와 N(CP 존의 CPRB 총 수)을 이용한 모듈러(mod) 연산을 통해 RRC request 메시지를 기지국으로 전송한다.

도 19B를 참고하여 구체적으로 살펴보면, 기지국은 단말 1 및 단말 2로 (수학식 1에 의해 선택되는) CPRB가 충돌되지 않도록 단말 1에 Preamble x를, 단말 2에 Preamble y를 각각 할당한다.

이후, 단말 1 및 단말 2는 할당받은 RACH preamble sequence와 함께 또는 연속적으로 각 단말에 의해 선택된 CPRB를 통해 RRC 요청 메시지를 기지국으로 전송한다(S1912~S1913).

이후, 기지국은 단말 1 및 단말 2로 preamble 응답 메시지 또는 RRC 응답 메시지를 전송한다(S1914).

여기서, S1911 내지 S1914 단계들은 동일 TTI에서 수행된다.

도 20A 및 도 20B는 FDR(Full Duplex Relay) 단말들을 위해 도 18A 및 도 18B의 방법을 수행하는 일 예를 나타낸 도이다.

여기서, 단말들은 FDR(Full Duplex Relay)을 수행할 수 있는 단말임을 가정한다. 즉, FDR 단말은 자신이 RACH preamble sequence를 전송할 때 동시에 RACH preamble을 전송하는 주변 단말의 RACH preamble을 수신할 수 있는 단말을 말한다.

FDR 단말은 주변 단말들이 선택한 RACH preamble sequence를 모두 획득할 수 있다.

따라서, CPRB 충돌을 해결하기 위해, 전송되는 RACH preamble sequence 번호의 내림차순 또는 오름차순에 따라 각 단말들에게 CPRB가 선택됨으로써, CPRB 충돌을 해결하는 방법이다.

일 예로서, RACH Preamble sequence의 순서대로 순차적으로 CPRB가 할당되도록 하였으나, 작은 값의 preamble sequence를 선택한 단말이 항상 우선순위를 가질 수 있기 때문에, 다양한 순서로 조합된 CPRB 선택 방법이 적용될 수 있음은 물론이다.

도 20A 및 도 20B는 FDR이 적용된 단말의 내림차순에 의한 CPRB 선택의 일 예를 나타낸 도이다.

도 20A 및 도 20B를 참고하여 구체적으로 살펴보면, 단말 1은 Preamble Sequence #2를 선택, 단말 2는 Preamble Sequence #4를 선택, 단말 3은 Preamble Sequence #8을 선택한다. 각 단말들은 다른 단말들이 어떤 Preamble Sequence를 선택하였는지를 알 수 있다.

Preamble Sequence 가 단말 1, 단말 2, 단말 3의 순서 즉, 내림차순으로 정해져 있기 때문에, 각 단말들에 할당되는 CPRB도 내림차순으로 할당되도록 된다.

여기서, 가용한 CPRB가 2개이기 때문에 단말 2개에만 CPRB가 할당된다.

즉, 단말 1에 낮은 번호에 해당하는 CPRB #0이 할당되고, 다음으로 단말 2에 CPRB #1이 할당된다. 단말 3의 경우, 가용한 CPRB가 없기 때문에 CPRB가 할당되지 않는다.

따라서, 단말 1 및 단말 2는 각각 선택된 CPRB #0, CPRB #1을 통해 RRC 메시지를 기지국으로 전송하며, 단말 3은 해당 시점(서브프래임)에서 기지국으로의 RRC 메시지 전송을 포기하고, back-off time 후에 가용한 CPRB를 이용하여 RRC 메시지를 기지국으로 전송한다.

여기서, 단말 3은 back-off time 후에 단말 1 및 단말 2에 CPRB 할당 방식과 동일하게 내림차순에 의해 CPRB #0이 할당될 수 있다.

다만, 단말 3의 CPRB 이용 시점에 다른 단말들의 CPRB 이용이 있는 경우, 단말 3은 다른 단말들과의 관계에서 Preamble Sequence 번호의 내림차순을 고려하여 CPRB가 할당될 수 있다.

도 21은 CP 존을 이용하여 RACH 프로시저를 수행하는 경우, 단말 ID에 기반하여 CPRB를 암시적으로 선택함으로써 CPRB를 통한 RRC 메시지 전송의 실패를 최소화하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 도이다.

먼저, 기지국은 단말로 CPRB 관련 정보를 시스템 정보를 통해 전송한다(S2101).

이후, 단말은 단말 ID에 기초하여 하기 수학식 2에 따라 CPRB를 선택할 수 있다(S2102).

즉, 단말 ID(IDentifier) 기반의 CPRB 선택은 아래 수학식을 이용하여 수행된다.

단말이 선택하는 CPRB(#)=modulo(단말 ID % N)

여기서, N은 RACH 프로시저를 수행하는 단말이 점유할 수 있는 CPRB의 총 개수를 의미하고, N 값은 시스템 관련 정보로서 시스템 정보(SIB)를 통해 단말로 전송될 수 있다.

상기 단말 ID는 globally unique UE ID(IMSI, GUTI, S-TMSI, IP 주소(PDN 주소))일 수도 있고, 또는 셀 내에서 단말을 구별하기 위해 사용되는 C-RNTI와 같은 UE ID일 수도 있다. 즉, 상기 단말 ID는 셀룰러 망에서 다양하게 사용되는 UE ID일 수 있다.

이후, 단말은 선택된 CPRB를 통해 기지국으로 UL data를 전송한다(S2103).

마찬가지로, 단말 ID 기반의 CPRB 선택 방법은 RACH preamble을 전송하지 않는 RACH 프로시저 또는 RACH 프로시저가 아닌 다른 목적의 프로시저에서도 동일하게 적용될 수 있다.

이하에서, 본 명세서에서 제안하는 특정 단말에 대해서만 또는 특정 서비스에 대해서만 CP 존을 이용하도록 하는 방법에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

이하에서 기술하는 방법들은 RACH 프로시저, (기지국 스케쥴링 기반) UL 자원 할당 프로시저(BSR 프로시저) 등 모든 프로시저에 적용가능하나, 설명의 편의를 위해 RACH 프로시저의 경우를 일 예로 들어 구체적으로 살펴보기로 한다.

CP 존을 특정 단말에 대해서만 또는 특정 서비스에 대해서만 사용하도록 하는 방법은 무선 통신 시스템에서 low latency를 만족시키면서 동시에 전체 셀 자원의 효율을 극대화하기 위한 것으로, CP 존을 이용하지 않는 UL grant 기반의 UL data 전송과 CP 존을 이용하는 UL data 직접 전송을 상황에 따라 선택적으로 사용하기 위함이다.

이하에서, CP 존을 이용하지 않는 일반적인 RACH 프로시저를 ‘4-step RACH 프로시저’ 또는 ‘일반적 RACH 프로시저’로, CP 존을 이용하는 RACH 프로시저를 ‘2-step RACH 프로시저’ 또는 ‘CP 존 기반 RACH 프로시저’로 표현하기로 한다.

도 22A 및 도22B는 본 명세서에서 제안하는 RACH 프로시저에서 특정 단말 또는 특정 서비스에서만 CP 존을 사용하도록 하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 도이다.

구체적으로, 도 22A는 CP 존을 이용할 수 없는 단말 또는 특정 서비스에서의 RACH 프로시저를 나타내며, 도 22B는 CP 존을 이용할 수 있는 단말 또는 특정 서비스에서의 RACH 프로시저를 나타낸다.

먼저, 기지국은 UL Grant 없이 단말의 UL data 전송을 위한 CP 존(Contention based PUSCH Zone)을 UL 자원 영역에 설정한다. 여기서, 상기 CP 존은 특정 단말 또는 특정 서비스와 관련된 UL data의 전송을 위해서만 설정될 수 있다.

이후, 상기 기지국은 상기 설정된 CP 존과 관련된 제어정보를 단말로 전송한다(S2201).

여기서, 상기 제어정보는 단말이 수행하는 특정 프로시저의 종류(또는 타입)를 구별(또는 인식)하기 위해 특정 프로시저의 종류별로 할당되는 프로시저 구별 정보를 포함한다.

구체적으로, 상기 프로시저 구별 정보는 단말이 CP 존을 이용하여 특정 프로시저(예: CP 존 기반 RACH 프로시저, CP 존 기반 BSR 프로시저 등)를 수행하는지 또는 CP 존을 이용하지 않고 특정 프로시저(예:일반적 RACH 프로시저, 일반적 BSR 프로시저 등)를 수행하는지 기지국에서 인식하기 위한 정보를 말한다.

상기 프로시저 구별 정보는 CP존 기반 RACH 프로시저를 위해 사용되는 제 1 PRACH Preamble Sequence Set과 일반적 RACH 프로시저를 위해 사용되는 제 2 PRACH Preamble Sequence Set을 포함하는 PRACH(Physical Random Access Channel) Preamble Sequence Set일 수 있다.

또 다른 일 예로, 상기 프로시저 구별 정보는 CP 존 기반 RACH 프로시저를 위해 사용되는 제 1 PRACH Preamble 자원 영역과 일반적 RACH 프로시저를 위해 사용되는 제 2 PRACH Preamble 자원 영역을 포함하는 PRACH Preamble 자원 영역 정보일 수 있다.

또한, 상기 제어정보는 특정 셀이 CP 존이 설정된 셀임을 알리기 위한 CP 존 설정 알림 정보, UL 자원 영역에서 CP 존이 할당된 자원 영역을 나타내는 CP 존 자원 영역 정보, CP 존 내 포함되는 CPRB의 총 개수를 나타내는 CPRB 개수 정보, CP 존에서 이용할 수 있는 CPRB의 개수/번호 등을 나타내는 CPRB 이용 가능 정보 등을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어정보는 CP 존을 이용할 수 있는 단말을 지시하는 Indication 정보, CPRB별로 할당된 단말을 나타내는 CPRB-단말 매핑 정보, CP 존을 이용할 수 있는 서비스를 나타내는 CP 존 이용 서비스 타입 정보 등을 더 포함할 수 있다.

상기 제어 정보는 시스템과 관련된 정보로서, SIB(System Information Block), MIB(Master Information Block) 등을 통해 전송될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다른 Control 메시지 또는 새로운 Control 메시지를 통해 전송되거나 특정 단말에게만 unicast 방식으로 전송될 수 있다.

이후, 상기 단말은 상기 수신된 제어정보에 기초하여 자신이 CP 존을 이용할 수 있는 단말인지 또는 전송할 UL data가 CP 존을 이용할 수 있는 서비스와 관련된 data인지를 확인한다.

상기 확인 결과, CP 존을 이용할 수 있는 단말이거나 전송할 UL data가 CP 존을 이용할 수 있는 서비스와 관련된 것인 경우, 도 22B에 도시된 단계들이 수행된다.

즉, 상기 단말은 CP 존 기반 RACH 프로시저를 위해 사용되는 PRACH Preamble Sequence를 상기 기지국으로 전송한다(S2212).

이후, 상기 기지국은 상기 단말로부터 수신된 PRACH Preamble Sequence를 통해 상기 단말이 수행하는 RACH 프로시저의 종류가 CP 존 기반 RACH 프로시저임을 인식하고, 상기 단말로부터 RRC 및 NAS 요청 메시지를 수신한다(S2213).

여기서, 상기 RRC 및 NAS 요청 메시지는 CP 존을 통해 상기 단말로부터 수신된다.

이후, 상기 기지국은 상기 RRC 및 NAS 요청 메시지에 대한 응답으로 RRC 응답 메시지를 상기 단말로 전송한다(S2214).

여기서, 상기 확인 결과, CP 존을 이용할 수 없는 단말이거나 전송할 UL data가 CP 존을 이용할 수 없는 서비스와 관련된 것인 경우, 도 22A에 도시된 단계들이 수행된다.

즉, 상기 단말은 일반적 RACH 프로시저를 위해 사용되는 PRACH Preamble Sequence를 상기 기지국으로 전송한다(S2202).

이후, 상기 기지국은 상기 단말로부터 수신된 PRACH Preamble Sequence를 통해 상기 단말이 수행하는 프로시저의 종류가 일반적 RACH 프로시저임을 인식하고, 상기 단말로 상기 수신된 PRACH Preamble Sequence에 대한 응답으로서 Preamble 응답을 전송한다(S2203).

이후, 상기 단말은 상기 기지국으로 RRC 및 NAS 요청 메시지를 CP 존을 이용하지 않고 전송한다(S2204).

이후, 상기 기지국은 상기 단말로 RRC 및 NAS 요청 메시지에 대한 응답으로 RRC 응답 메시지를 전송한다(S2205).

이상에서는 경쟁 기반의 랜덤 접속 과정을 예로 들어 설명하였으나, 비경쟁 기반의 랜덤 접속 과정에서도 상기 도 22A 및 도 22B의 방법은 동일하게 적용될 수 있다.

User-Specific CP 존 사용 방법

이하에서, CP 존을 특정 단말을 위해서 그리고 특정 서비스를 위해서 사용하기 위한 방법에 대해 도 23 내지 도 25를 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 23은 본 명세서에서 제안하는 CP 존을 특정 단말을 위해서 사용하게 하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 도이다.

구체적으로, 도 23은 셀에 진입한 단말이 low latency를 요구하는 단말(예: M2M(Machine-to-Machine) 단말)인 경우 CP 존의 CPRB를 할당하는 방법을 나타낸다.

도 23에 도시된 바와 같이, 단말과 기지국은 초기 접속 과정(initial access procedure)을 수행한다(S2301). 상기 초기 접속 과정을 통해서, 상기 기지국은 상기 단말이 low latency를 요구하는 단말인지 아닌지를 알 수 있다.

여기서, 상기 기지국은 상기 단말이 low latency를 요구하는 단말이라고 인식한 경우, 상기 기지국은 상기 단말이 CP 존을 통해 UL data를 전송할 수 있도록 상기 단말을 위해 CP 존의 CPRB를 할당한다.

이후, 상기 기지국은 상기 할당된 CPRB 관련 정보를 상기 단말로 전송한다(S2302).

이후, 상기 단말은 상기 할당받은 CPRB를 통해 UL data를 상기 기지국으로 전송한다(S2303).

여기서, 상기 단말이 주기적으로 small data를 전송하는 단말인 경우, 상기 단말은 상기 할당받은 CPRB를 통해 주기적으로 또는 고정적으로 UL data를 상기 기지국으로 전송할 수 있다.

도 24는 본 명세서에서 제안하는 CP 존을 특정 단말을 위해서 사용하게 하기 위한 방법의 또 다른 일 예를 나타낸 도이다.

도 24는 시스템 정보 등을 통해 이용 가능한 CPRB를 단말에게 미리 알림으로써 해당 단말이 도 17 내지 도 21에서 살펴본 바와 같이, 랜덤하게 또는 Preamble 기반으로 또는 단말 ID 기반으로 CPRB를 선택하도록 하는 방법을 나타낸다.

도 24에 도시된 바와 같이, 기지국은 자신의 셀에서 아직 단말에게 점유되지 않은 이용 가능한 CPRB에 대한 정보를 단말에게 전송한다(S2401). 여기서, 상기 CPRB에 대한 정보는 시스템 정보 등을 통해 전송될 수 있다.

즉, 상기 기지국은 이용 가능한 CPRB #0, 3, 5, 6에 대한 정보를 상기 단말로 전송한다. 여기서, CPRB #1, 2, 4, 7은 이미 다른 단말들에게 할당된 것으로 이용 가능하지 않는 CPRB에 해당된다.

기지국은 다른 단말들에게 기 할당된 CPRB가 다른 단말들의 사용 종료로 이용 가능하게 되는 경우, 단말들에게 이용 가능한 CPRB에 대한 정보를 추가적으로 전송할 수 있다.

이후, 상기 단말은 이용 가능한 CPRB에 대한 정보를 확인하고, 상기 이용 가능한 CPRB(CPRB #0, 3, 5, 6) 중 하나를 선택하고(CPRB #3) 이를 통해 상기 기지국으로 UL data를 전송한다.

여기서, 상기 단말은 PRACH를 통해 Preamble Sequence를 전송하고, 이와 동시에 또는 연속적으로 상기 선택된 CPRB #3을 통해 RRC 연결 요청 메시지를 상기 기지국으로 전송한다(S2402).

이후, 상기 기지국은 상기 단말로 RRC 연결 셋업(RRC Connection Setup)을 알리는 메시지를 전송한다(S2403).

이후, 상기 기지국은 주기적 또는 이벤트 드리븐(Event-Driven) 방식으로 상기 단말로 이용 가능한 CPRB(CPRB #0, 5, 6)에 대한 정보를 알릴 수 있다(S2404).

이후, 상기 단말은 CPRB를 통해 UL data를 전송할 필요가 있는 경우, 이용 가능한 CPRB 중 하나를 선택하고, 이를 통해 UL data를 상기 기지국으로 전송할 수 있다.

즉, 상기 단말은 BSR 을 위해 기지국으로부터 별도의 자원 할당을 받지 않고도 상기 이용 가능한 CPRB(CPRB #0, 5, 6)를 통해 상기 기지국으로 BSR을 전송할 수 있다(S2405).

이후, 상기 기지국은 상기 단말로 UL data 전송을 위한 UL Grant를 전송한다(S2406).

여기서, 단말이 한 번 점유한 CPRB는 해당 셀에 연결성이 있는 경우, 지속적으로 또는 (반)고정적으로 상기 단말에 의해 점유될 수 있다.

Service-Specific CP 존 사용 방법

도 25는 본 명세서에서 제안하는 CP 존을 특정 서비스를 위해 사용하게 하기 위한 방법의 일 예를 나타낸 도이다.

기지국은 자신의 셀에 설정된 CP존 및 CP 존의 CPRB에 대한 정보를 시스템 정보를 통해 단말에게 전송한다(S2501).

상기 시스템 정보는 CPRB를 이용할 수 있는 서비스 타입을 나타내는 CP 존 이용 서비스 타입 정보를 포함한다.

이후, 상기 단말은 상기 수신된 시스템 정보를 통해, 상기 기지국으로 전송할 UL data가 CPRB를 이용할 수 있는 서비스와 관련된 것인지를 확인한다(S2502).

여기서, 상기 단말이 paging 수신 시 CP 존의 CPRB를 통해 initial access를 수행하는 경우, 상기 단말은 paging을 수신하면서 관련 데이터에 대한 서비스 타입도 함께 수신한다. 이를 통해, 상기 단말은 전송할 UL data가 CP 존의 CPRB를 이용할 수 있는 서비스와 관련된 것인지를 알 수 있다.

이 경우, 상기 CP 존 이용 서비스 타입 정보는 상기 페이징 메시지에 포함되어 전송될 수 있다.

상기 확인 결과, CPRB를 통해 UL data의 전송이 가능한 경우, 상기 단말은 상기 CPRB를 통해 UL data를 상기 기지국으로 전송한다(S2503).

마찬가지로, 단말이 셀 진입 후, BSR 프로시저를 수행할 경우에도 BSR을 발생시킨 UL data가 CP 존의 CPRB를 이용할 수 있는 서비스와 관련된 것인지의 확인을 통해, 단말은 CPRB를 통해 기지국으로 UL data를 전송할 수 있다.

도 26은 본 명세서에서 제안하는 기지국 및 단말의 내부 블록도의 일 예를 나타낸 도이다.

도 26에 도시된 바와 같이, 기지국(2610) 및 단말(2620)은 통신부(송수신부, RF 유닛,2613,2623), 프로세서(2611,2621) 및 메모리(2612,2622)를 포함한다.

이외에도 상기 기지국 및 단말은 입력부 및 출력부를 더 포함할 수 있다.

상기 통신부(2613,2623), 프로세서(2611,2621), 입력부, 출력부 및 메모리(2612,2622)는 본 명세서에서 제안하는 방법을 수행하기 위해 기능적으로 연결되어 있다.

통신부(송수신부 또는 RF유닛,2613,2623)는 PHY 프로토콜(Physical Layer Protocol)로부터 만들어진 정보를 수신하면, 수신한 정보를 RF 스펙트럼(Radio-Frequency Spectrum)으로 옮기고, 필터링(Filtering), 증폭(Amplification) 등을 수행하여 안테나로 송신한다. 또한, 통신부는 안테나에서 수신되는 RF 신호(Radio Frequency Signal)을 PHY 프로토콜에서 처리 가능한 대역으로 옮기고, 필터링을 수행하는 기능을 한다.

그리고, 통신부는 이러한 송신과 수신 기능을 전환하기 위한 스위치(Switch) 기능도 포함할 수 있다.

프로세서(2611,2621)는 본 명세서에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서에 의해 구현될 수 있다.

상기 프로세서는 제어부, controller, 제어 유닛, 컴퓨터 등으로 표현될 수도 있다.

즉, 상기 프로세서는 기지국으로부터 경쟁 기반 PUSCH존(Contention based PUSCH Zone)과 관련된 제어정보를 수신하도록 상기 통신부를 제어하며, 상기 수신된 제어정보에 기초하여, 상기 기지국으로 상향링크 데이터를 전송하도록 상기 통신부를 제어한다.

메모리(2612,2622)는 프로세서와 연결되어, CP 존 기반의 UL data 전송의 수행을 위한 프로토콜이나 파라미터를 저장한다.

프로세서(2611,2621)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 통신부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다.

모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.

출력부(디스플레이부 또는 표시부)는 프로세서에 의해 제어되며, 키입력부에서 발생되는 키입력 신호 및 프로세서로부터의 각종 정보 신호와 함께, 상기 프로세서에서 출력되는 정보들을 출력한다.

나아가, 설명의 편의를 위하여 각 도면을 나누어 설명하였으나, 각 도면에 서술되어 있는 실시 예들을 병합하여 새로운 실시 예를 구현하도록 설계하는 것도 가능하다. 그리고, 당업자의 필요에 따라, 이전에 설명된 실시 예들을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체를 설계하는 것도 본 발명의 권리범위에 속한다.

본 명세서에 따른 CP 존 기반의 UL data 전송 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

한편, 본 명세서의 CP 존 기반의 UL data 전송 방법은 네트워크 디바이스에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

또한, 이상에서는 본 명세서의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 명세서는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

그리고, 당해 명세서에서는 물건 발명과 방법 발명이 모두 설명되고 있으며, 필요에 따라 양 발명의 설명은 보충적으로 적용될 수가 있다.

본 명세서는 낮은 지연(low latency)을 가지는 상향링크 데이터의 전송을 이용하는 것에 있다.

Claims

무선 통신 시스템에서 낮은 지연(low latency)을 요구하는 상향링크 데이터(UL data)의 전송 방법에 있어서, 단말에 의해 수행되는 상기 방법은,
기지국으로부터 경쟁 기반 PUSCH 존(Contention based PUSCH Zone:CP 존)과 관련된 제어정보를 수신하는 단계,
상기 수신된 제어정보에 기초하여, 상기 기지국으로 상향링크 데이터를 전송하는 단계를 포함하되,
상기 경쟁 기반 PUSCH 존은 기지국으로부터 상향링크 그랜트(UL Grant) 할당 없이 단말의 상향링크 데이터를 전송할 수 있는 자원 영역이며,
상기 제어정보는 상기 단말이 수행하는 특정 프로시저의 종류를 구별하기 위해 상기 특정 프로시저의 종류 별로 할당되는 프로시저 구별 정보를 포함하며,
상기 프로시저 구별 정보는 경쟁 기반 PUSCH 존 기반 RACH(Random Access Channel) 프로시저를 위해 사용되는 제 1 PRACH(Physical Random Access Channel) Preamble Sequence와 경쟁 기반 PUSCH 존을 이용하지 않는 일반적인 RACH 프로시저를 위해 사용되는 제 2 PRACH Preamble Sequence를 포함하는 PRACH Preamble Sequence Set인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 경쟁 기반 PUSCH 존은,
적어도 하나의 경쟁 PUSCH 자원 블록(Contention PUSCH Resource Block:CPRB)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2항에 있어서, 상기 상향링크 데이터는,
상기 CPRB를 통해 상기 기지국으로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 상향링크 데이터는 RRC(Radio Resource Control) 요청 메시지이며,
상기 제 1 PRACH Preamble Sequence를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하며,
상기 RRC 요청 메시지는 상기 제 1 PRACH Preamble Sequence와 동시에 또는 연속적으로 전송되며,
상기 RRC 요청 메시지는 상기 경쟁 기반 PUSCH 존을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 기지국으로부터 PRACH Preamble Sequence를 할당받는 단계를 포함하며,
상기 제어정보는 상기 PRACH Preamble Sequence를 할당받는 단계를 통해 전송되며,
상기 상향링크 데이터는 RRC(Radio Resource Control) 요청 메시지이며,
상기 RRC 요청 메시지는 상기 경쟁 기반 PUSCH 존을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제어정보는,
상향링크 자원 영역에서 CP 존이 할당된 자원 영역을 나타내는 CP 존 자원 영역 정보 또는 CP 존 내 CPRB의 총 개수 및 이용 가능한 CPRB의 정보를 나타내는 CPRB 관련 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 3항에 있어서,
상기 CPRB는 랜덤하게 선택 또는 PRACH Premable에 기초하여 선택 또는 단말 ID(IDentifier)에 기초하여 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 상향링크 데이터는 버퍼 상태 보고(Buffer Status Report:BSR) 메시지이며,
상기 버퍼 상태 보고(Buffer Status Report:BSR) 메시지는 상기 경쟁 기반 PUSCH 존을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9항에 있어서,
상기 기지국으로 실제 데이터(Actual Data)를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 실제 데이터는 상기 BSR 메시지와 함께 상기 경쟁 기반 PUSCH 존을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 5항 또는 제 9항에 있어서, 상기 제어정보는,
각 CPRB에 매핑된 단말을 나타내는 CPRB-단말 매핑 정보 또는 CP 존을 이용할 수 있는 서비스들을 나타내는 서비스 타입 정보 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 상향링크 데이터는,
상기 경쟁 기반 PUSCH 존을 이용할 수 있는 단말이거나 상기 기지국으로 전송할 상향링크 데이터가 상기 경쟁 기반 PUSCH 존을 이용할 수 있는 서비스와 관련된 것인 경우 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제어정보는,
SIB(System Information Block), MIB(Master Information Block) 또는 제어 메시지(Control Message) 중 어느 하나를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 기지국과 초기 접속 과정(initial access procedure)을 수행하는 단계를 더 포함하며,
상기 제어정보는 상기 초기 접속 과정을 통해 상기 단말이 low latency를 요구하는 단말일 경우 상기 기지국으로부터 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
무선 통신 시스템에서 낮은 지연(low latency)을 요구하는 상향링크 데이터(UL data)를 전송하는 단말에 있어서,
외부와 무선 또는 유선으로 통신하기 위한 통신부; 및
상기 통신부와 기능적으로 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,
기지국으로부터 경쟁 기반 PUSCH 존(Contention based PUSCH Zone:CP 존)과 관련된 제어정보를 수신하도록 상기 통신부를 제어하며,
상기 수신된 제어정보에 기초하여, 상기 기지국으로 상향링크 데이터를 전송하도록 상기 통신부를 제어하되,
상기 경쟁 기반 PUSCH 존은 기지국으로부터 상향링크 그랜트(UL Grant) 할당 없이 단말의 상향링크 데이터를 전송할 수 있는 자원 영역이며,
상기 제어정보는 상기 단말이 수행하는 특정 프로시저의 종류를 구별하기 위해 상기 특정 프로시저의 종류 별로 할당되는 프로시저 구별 정보를 포함하며,
상기 프로시저 구별 정보는 경쟁 기반 PUSCH 존 기반 RACH(Random Access Channel) 프로시저를 위해 사용되는 제 1 PRACH(Physical Random Access Channel) Preamble Sequence와 경쟁 기반 PUSCH 존을 이용하지 않는 일반적인 RACH 프로시저를 위해 사용되는 제 2 PRACH Preamble Sequence를 포함하는 PRACH Preamble Sequence Set인 것을 특징으로 하는 단말.