KR20180006211A - 무선 통신 시스템에서 임의 접근을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 4G(4th generation) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G(5th generation) 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 무선 통신 시스템에서 리모트 노드(remote node)의 동작 방법은, 채널 추정을 위한 시간 구간 중 일부 시간 구간 동안 호스트 노드(host node)들로부터 수신된 기준 신호(reference signal)들에 기초하여 상기 호스트 노드들과 상기 리모트 노드 사이의 순시적 채널의 상태들을 각각 결정하는 과정과, 상기 결정된 순시적 채널의 상태들에 기초하여 상기 호스트 노드들 중에서 랜덤 액세스(random access)를 위한 호스트 노드를 결정하는 과정과, 상기 결정된 호스트 노드와의 상기 리모트 노드 간의 채널의 상태를 나타내는 값이 임계 값보다 큰 경우, 상기 호스트 노드에게 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하는 과정을 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 임의 접근을 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR RANDOM ACCESS IN WIRELESS COMMUNICATNON SYSTEM}
일반적으로, 아래의 설명들은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
4G(4th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE(Long Term Evolution) 시스템 이후(Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 송신률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
*5또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀(advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network, cloud RAN), 초고밀도 네트워크(ultra-dense network), 기기 간 통신(Device to Device communication, D2D), 무선 백홀(wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신(cooperative communication), CoMP(Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거(interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation, ACM) 방식인 FQAM(Hybrid Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude Modulation) 및 SWSC(Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(Non Orthogonal Multiple Access), 및 SCMA(Sparse Code Multiple Access) 등이 개발되고 있다.
사용자에게 무선 통신 서비스를 제공하기 위하여, 리모트 노드(remote node)는 일반적으로 상위 노드(예: 호스트 노드(host node))로의 접속을 위해 랜덤 액세스(random access)를 수행한다. 상기 리모트 노드가 상기 랜덤 액세스를 시도하는 경우, 채널의 상태 또는 다른 신호와의 간섭 때문에 상기 랜덤 액세스를 위한 신호가 호스트 노드로 전달되지 않을 수 있으며, 또한 호스트 노드가 상기 랜덤 액세스를 거부할 수 있다. 이러한 이유로 랜덤 액세스가 실패하는 경우, 리모트 노드는 랜덤 액세스가 성공할 때까지 반복적으로 랜덤 액세스를 시도하게 된다. 이러한 반복적인 랜덤 액세스 시도는 상기 랜덤 액세스를 수행하는 리모트 노드의 전력 소모를 야기할 수 있으며, 다른 리모트 노드에게 간섭을 야기할 수 있다.
따라서, 높은 성공 확률을 가지는 랜덤 액세스를 수행하기 위한 장치 및 방법이 요구된다.
아래의 설명들은, 랜덤 액세스의 성능을 향상시키기 위한 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
무선 통신 시스템에서 리모트 노드(remote node)의 동작 방법은, 채널 추정을 위한 시간 구간 중 일부 시간 구간 동안 호스트 노드(host node)들로부터 수신된 기준 신호(reference signal)들에 기초하여 상기 호스트 노드들과 상기 리모트 노드 사이의 순시적 채널의 상태들을 각각 결정하는 과정과, 상기 결정된 순시적 채널의 상태들에 기초하여 상기 호스트 노드들 중에서 랜덤 액세스(random access)를 위한 호스트 노드를 결정하는 과정과, 상기 결정된 호스트 노드와의 상기 리모트 노드 간의 채널의 상태를 나타내는 값이 임계 값보다 큰 경우, 상기 호스트 노드에게 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하는 과정을 포함한다.
무선 통신 시스템에서 리모트 노드의 장치는, 신호를 송신하거나 수신하는 송수신부(transceiver)와, 상기 송수신부와 기능적으로 결합되고 상기 송수신부의 동작을 제어하는 제어부(controller)를 포함하고, 상기 제어부는, 복수의 호스트 노드들로부터 수신된 기준 신호(reference signal)들에 기초하여 상기 리모트 노드와 상기 복수의 호스트 노드들과의 채널의 상태들을 측정하고, 상기 채널의 상태들에 기초하여 랜덤 액세스(random access)를 수행할 호스트 노드를 결정하고, 상기 송수신부는, 상기 결정된 호스트 노드와의 채널의 상태가 일정한 전송 조건을 만족하는 경우, 상기 호스트 노드로 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신한다.
무선 통신 시스템에서 호스트 노드의 방법은, 리모트 노드에게 채널 추정을 위한 기준 신호를 송신하는 과정과, 상기 리모트 노드로부터 랜덤 액세스를 위한 신호를 수신하는 과정을 포함하고, 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 수신한 호스트 노드는, 상기 기준 신호에 따른 순시적 채널 상태에 기반하여 복수의 호스트 노드들 중에서 결정된 호스트 노드고, 상기 랜덤 액세스를 위한 신호는, 상기 호스트 노드와 상기 리모트 노드와의 채널 상태가 전송 조건을 만족할 경우 전송된다.
무선 통신 시스템에서 호스트 노드의 장치는, 신호를 송신하거나 수신하는 송수신부(transceiver)와, 상기 송수신부와 기능적으로 결합되고 상기 송수신부의 동작을 제어하는 제어부(controller)를 포함하고, 상기 송수신부는, 리모트 노드로 채널 추정을 위한 기준 신호(reference signal)을 송신하고, 상기 리모트 노드로부터 랜덤 액세스(random access)를 위한 신호를 수신하고, 상기 랜덤 액세스를 위한 신호는, 복수의 호스트 노드들 중에서 상기 기준 신호에 따른 순시적 채널의 상태에 기초하여 상기 랜덤 액세스를 수행할 것으로 결정된 상기 호스트 노드와 상기 리모트 노드와의 채널의 상태가 전송 조건을 만족할 경우 송신된다.
보다 완전한 이해를 위해, 첨부된 도면을 참조하여 아래의 설명들이 이루어진다. 도면에서 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 랜덤 액세스 절차의 예를 도시한다.
도 2는 랜덤 액세스를 위한 호스트 노드(host node)를 결정하는 절차의 예를 도시한다.
도 3은 리모트 노드(remote node)가 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 호스트 노드를 결정하는 절차의 예를 도시한다.
도 4는 랜덤 액세스를 수행하는 리모트 노드의 동작 흐름의 예를 도시한다.
도 5는 채널 적응형 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 위한 전송 조건의 예를 도시한다.
도 6은 랜덤 액세스를 위한 신호의 송신 여부를 결정하기 위한 리모트 노드의 동작 흐름의 예를 도시한다.
도 7은 순시적 채널 측정을 통해 랜덤 액세스를 위한 타겟 호스트 노드를 결정하는 리모트 노드의 동작 흐름의 예를 도시한다.
도 8은 순시적 채널 측정을 통해 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하는 절차의 예를 도시한다.
도 9는 순시적 채널 측정을 통해 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하는 리모트 노드의 동작 흐름의 예를 도시한다.
도 10은 TDD(time division duplex) 무선 통신 시스템에서 같은 시점에 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 수행하는 경우에 대한 시간 슬롯의 예를 도시한다.
도 11는 TDD 무선 통신 시스템에서 다른 시점에 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 수행하는 경우에 대한 시간 슬롯의 예를 도시한다.
도 12은 FDD(frequency division duplex) 무선 통신 시스템에서 같은 시점에 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 수행하는 경우에 대한 시간 슬롯의 예를 도시한다.
도 13은 FDD 무선 통신 시스템에서 다른 시점에 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 수행하는 경우에 대한 시간 슬롯의 예를 도시한다.
도 14는 FDD 무선 통신 시스템에서 호스트 노드들이 비동기화된 경우에 대한 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 위한 시간 슬롯의 예를 도시한다.
도 15은 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송의 성능을 나타내는 그래프의 예를 도시한다.
도 16는 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송의 성능을 나타내는 그래프의 다른 예를 도시한다.
도 17은 무선 통신 시스템에서 리모트 노드의 하드웨어 구성의 예를 도시한다.
본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.
이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 랜덤 액세스를 수행하기 위한 장치 및 방법에 대하여 설명한다.
이하 설명에서 사용되는 신호를 지칭하는 용어(예: 기준 신호, 랜덤 액세스를 위한 신호), 네트워크 객체(network entity)들을 지칭하는 용어(예: 리모트 노드, 호스트 노드), 장치의 구성 요소(예: 송수신기, 제어부)를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.
또한, 이하 본 발명에서는 설명의 편의를 위해, W-CDMA(Wide Code Division Multiple Access) 및 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용할 것이나, 이하 본 발명은 상기 용어 및 명칭들에 한정되지 않으며, 다른 규격을 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.
랜덤 액세스(random access)는 무선 통신 시스템에서 리모트 노드가 무선 통신을 수행하기 위해 호스트 노드에 접속하기 위한 절차로서, 리모트 노드는 초기 접속 또는 핸드오버가 필요한 경우, 랜덤 액세스를 수행할 호스트 노드를 결정하고, 결정된 호스트 노드와 랜덤 액세스를 수행할 수 있다. 예를 들면, 3GPP의 W-CDMA(Wide Code Division Multiple Access), LTE 또는 3GPP2의 cdma200등의 이동 통신 시스템에서는 랜덤 액세스 채널에 대하여 정의하고 있으며, 랜덤 액세스 채널을 통해 랜덤 액세스가 수행된다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE(Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 기기 간 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 통신적으로 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집하고, 분석함으로써 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology) 기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
한편, 고속 통신을 위한 기술을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들면, 빔포밍, MIMO(multiple input multiple output), 및 안테나 어레이(antenna array) 등과 같은 기법들을 IoT 망에 이용하기 위한 시도들이 이루어지고 있다.
IoT 환경에서의 리모트 노드는 적은 용량의 데이터를 긴 주기로 송신하는 경우가 많다. 예를 들면, 무선 채널을 통해 사용자의 전력 사용량을 상위 노드(서버 등)에게 송신하는 계량기는 사용자의 전력 사용량을 나타내는 정보와 상기 계량기의 ID(identifier) 정보를 포함하는 수 비트로 구성된 데이터를 상위 노드 등에게 송신할 수 있다. 이러한 계량기는 통신 서비스를 이용하는 사용자들의 수가 상대적으로 적은 도서 산간 지역에서 더 유용할 수 있다. 또한, 통신 서비스를 이용하는 사용자들의 수가 적은 지역은 상대적으로 적은 인프라스트럭쳐(예: 호스트 노드 등)를 구비하고 있기 때문에, 상기 인프라스트럭쳐와 계량기 사이의 거리가 상대적으로 길 수 있다.
한편, 적은 용량의 데이터를 송신하더라도, 상술한 계량기와 같은 MTC 장치는 호스트 노드(예: 기지국)에 데이터를 송신하기 위하여 반드시 랜덤 액세스를 수행하여야 한다. 계량기와 호스트 노드 사이의 거리가 상대적으로 긴 경우, 계량기는 먼 곳에 있는 호스트 노드로 적은 용량의 데이터를 송신하기 위하여 높은(higher) 전력으로 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하여야 한다. 또한, 계량기와 호스트 노드 사이의 거리가 상대적으로 긴 경우, 상기 계량기는, 랜덤 액세스를 성공하기 위하여, 반복적으로 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하여야 할 수 있다. 이러한 높은 전력으로 반복 전송되는 랜덤 액세스를 위한 신호는, 랜덤 액세스를 수행하고자 하는 다른 리모트 노드와 다른 호스트 노드에게 간섭을 야기할 수 있다.
또한, 호스트 노드와 계량기 사이의 거리가 상대적으로 긴 경우, 계량기 또는 호스트 노드로부터 송신되는 신호는 상기 호스트 노드와 상기 계량기 사이의 채널 상태에 상대적으로 많은 영향을 받을 수 있다. 상기 송신되는 신호가 상기 랜덤 액세스를 위한 신호인 경우, 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하기 위하여, 상기 호스트 노드와 상기 계량기 사이의 채널의 상태에 따라 적응적으로 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하는 것이 요구될 수 있다.
도 1은 랜덤 액세스 절차의 예를 도시한다. 도 1은 WCDMA 규격에서 리모트 노드와 호스트 노드 간의 랜덤 액세스 절차를 예시하는 도면일 수 있다.
도 1을 참고하면, 순방향 채널(forward channel)은 호스트 노드가 리모트 노드에게 송신하는 신호를 위한 채널이다. 상기 순방향 채널은 하향링크 채널로 지칭될 수도 있다. 예를 들면, 상기 순방향 채널은 AP-AICH(access preamble-acquisition indication channel)을 포함할 수 있다.
역방향 채널(reverse channel)은 상기 리모트 노드가 상기 호스트 노드에게 송신하는 신호를 위한 채널이다. 상기 역방향 채널은 상향링크 채널로 지칭될 수도 있다. 예를 들면, 상기 역방향 채널은 RACH(random access channel)을 포함할 수 있다.
상기 리모트 노드는 초기 동기(initial synchronization)를 획득하기 위하여 프리앰블(preamble)을 상기 RACH를 통해 송신한다. 예를 들면, 상기 리모트 노드는 상기 프리앰블을 포함하는 접근 프로브(access probe 0, AP0)(100)를 상기 RACH를 통해 상기 호스트 노드에게 송신할 수 있다.
상기 리모트 노드가 tp-p(102) 시간 동안 호스트 노드로부터 AP0(100)에 대한 응답 신호를 수신하지 못한 경우, 상기 리모트 노드는 AP0(100)의 송신 전력보다 P(104)만큼 높은 송신 전력에 기반하여 상기 RACH를 통해 상기 프리앰블을 포함하는 AP1(110)을 상기 호스트 노드에게 송신할 수 있다. 다시 말해, tp-p(102) 동안 상기 AP0(100)에 대한 응답 신호를 수신하지 못한 경우, 상기 리모트 노드는 상기 AP0(100)의 송신을 통한 랜덤 액세스가 실패한 것으로 판정할 수 있다. 상기 실패한 것으로 판정된 랜덤 액세스를 성공시키기 위하여, 상기 리모트 노드는 상기 AP0(100)의 송신 전력보다 높은 송신 전력에 기반하여 상기 AP1(110)를 상기 호스트 노드에게 송신함으로써 랜덤 액세스를 재차 시도할 수 있다.
상기 호스트 노드는, 상기 랜덤 액세스 채널을 통해 상기 리모트 노드로부터 AP1(110)을 수신한 경우, tp-ai(120) 시간 동안 대기한 후 AP1(110)와 동일한 시그너쳐(signature)를 포함하는 신호를 또 다른 하향링크 채널인 AICH(130)을 통해 상기 리모트 노드로 송신한다. 비록 미 도시되었으나, 상기 리모트 노드는 상기 AICH(130)을 통해 상기 호스트 노드로부터 상기 AP(110)과 동일한 시그너쳐를 포함하는 신호를 수신할 수 있다. 상기 AP1(110)과 동일한 시그너쳐를 포함하는 신호를 수신한 상기 리모트 노드는 상기 수신된 신호를 복조함으로써 상기 수신된 신호에 포함된 시그너쳐와 포착 확인자(acquisition indicator)를 획득할 수 있다. 미 도시되었으나, 상기 획득된 포착 확인자를 통해 상기 호스트 노드가 상기 랜덤 액세스를 ACK(acknowledge)하였음을 확인한 경우, 상기 리모트 노드는 tp-mag 시간만큼 대기한 후, 상기 RACH를 통해 상기 호스트 노드에게 데이터를 송신할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 리모트 노드는 상기 RACH를 통해 AP1(110)에 상응하는 송신 전력에 기반하여 접근 프로브를 송신할 수 있다. 예를 들면, 상기 AICH를 통해 ACK 메시지를 수신한 경우, 상기 리모트 노드는 랜덤 액세스를 위한 메시지를 상기 RACH를 통해 상기 호스트 노드에게 송신할 수 있다. 상기 랜덤 액세스를 위한 메시지의 시간 길이는 일반적으로 10 밀리 세컨드(millisecond, ms)이다.
LTE는 3GPP에서 제정한 또 다른 이동 통신 시스템의 표준이다. 주파수 분할 이중화(frequency division duplex, FDD) 기반의 LTE 시스템에서도 도 1과 유사한 랜덤 액세스 절차가 수행될 수 있다. 예를 들면, LTE규격에서, 상기 리모트 노드(예: UE, User Equipment)는, PRACH(physical random access channel)를 통해 상기 호스트 노드(예: eNB, evolved NodeB)에게 랜덤 액세스를 위한 프리앰블을 송신할 수 있다. 상기 호스트 노드가 상기 PRACH를 통해 상기 랜덤 액세스를 위한 프리앰블을 수신한 경우, 상기 호스트 노드는 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)을 통해 상향링크 채널에 대한 자원을 할당하기 위한 신호를 송신할 수 있다. 상기 상향링크 채널에 대한 자원을 할당하기 위한 신호를 수신하는 것에 대응하여, 상기 리모트 노드는 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)을 통해 상기 호스트 노드에게 데이터를 송신할 수 있다. 일반적으로 상기 PUSCH의 길이는 1ms 이다.
일반적으로, 랜덤 액세스 절차에서 리모트 노드는 개 루프 전력 제어 기법(open loop power control scheme)을 이용하여 랜덤 액세스를 수행할 호스트 노드를 결정할 수 있으며, 상기 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 전력을 결정할 수 있다. 상기 개 루프 전력 제어 기법은 송신 전력 등을 결정한 상기 호스트 노드와의 협상 절차 없이, 상기 호스트 노드와 상기 리모트 노드 간의 채널의 상태에 기반하여 송신 전력을 결정하는 기법이다. 예를 들면, 랜덤 액세스를 수행하는 상기 리모트 노드는 지정된(designated) 시간 동안 순방향 채널을 통해 수신된 신호의 수신 전력을 측정함으로써 채널의 상태가 가장 좋은 호스트 노드를 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 타겟 호스트 노드로 결정할 수 있다. 또한, 상기 리모트 노드는 상기 결정된 송신 전력에 기반하여 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 상기 결정된 타겟 호스트 노드에게 송신할 수 있다. 상기 지정된 시간은 상기 리모트 노드 또는 상기 리모트 노드를 포함하는 시스템의 설정에 따라 다양한 값을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 지정된 시간은 수십 ms 또는 그 이상일 수 있다. 예를 들면, 80ms 정도이다.
일부 실시 예들에서, 리모트 노드는 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 때, 리모트 노드의 식별자(identifier, ID)를 이용할 수 있다. 또 다른 일부 실시 예들에서, 리모트 노드는 호스트 노드와 미리 정의된 전송 조건을 설정할 수 있으며, 미리 정의된 조건에서 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 수 있다. 미리 정의된 조건이 만족되는 경우에만 리모트 노드가 랜덤 액세스를 위한 신호를 호스트 노드에게 송신함으로써 리모트 노드는 리모트 노드의 ID 전부 또는 일부를 호스트 노드에 송신하지 않을 수 있으며, 이 경우에도 호스트 노드는 미리 정의된 조건을 확인함으로써 리모트 노드를 식별할 수 있다. 리모트 노드는 리모트 노드의 ID 전부 또는 일부를 생략함으로써 메시지의 길이를 감소시킬 수 있으며, 결과적으로 랜덤 액세스를 수행할 때 또는 그 이후에 호스트 노드로 송신하는 정보의 용량을 감소시킬 수 있다. 이러한 과정을 통해 리모트 노드는 호스트 노드로 데이터를 송신하기 위한 상향링크 채널의 용량을 실질적으로 증가시킬 수 있다.
도 2는 랜덤 액세스를 위한 호스트 노드를 결정하는 절차의 예를 도시한다.
도 2를 참고하면, 리모트 노드는 채널 측정 기간(interval)(202) 동안 상기 리모트 노드와 호스트 노드들 사이의 채널의 상태를 측정(201)한다. 상기 채널 측정 기간(202)은 상기 리모트 노드가 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하기 위한 호스트 노드(즉, 상기 리모트 노드가 랜덤 액세스를 수행할 타겟 호스트 노드)을 결정하기 위해, 상기 리모트 노드와 상기 호스트 노드들 사이의 채널의 상태를 측정하는 구간일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 리모트 노드는 상기 채널 측정 기간(202) 동안 수신되는 기준 신호(reference signal)을 이용하여 상기 리모트 노드와 상기 호스트 노드들 사이의 채널의 상태를 측정할 수 있다. 상기 리모트 노드는 상기 수신된 기준 신호에 기반하여 상기 리모트 노드와 상기 호스트 노드들 간의 채널의 상태를 나타내기 위한 정보를 결정할 수 있다.
상기 기준 신호는 호스트 노드와 리모트 노드가 모두 알고 있는 미리 지정된 신호일 수 있다. 예를 들면, 상기 기준 신호는 호스트 노드의 서빙 셀에 위치한 리모트 노드들에게 공통적으로 송신되는 셀-특정 기준 신호(cell-specific reference signal, CS-RS), 채널의 상태 피드백을 위한 채널의 상태 지시자(channel state indicator, CSI) 기준 신호(CSI-RS), 또는 복조용 기준 신호(demodulation reference signal, DMRS) 등을 포함할 수 있다. 상기 기준 신호는 파일럿 신호(pilot signal)로 지칭될 수도 있다. 상기 기준 신호는 파일럿 신호(pilot signal)로 지칭될 수도 있다. 상기 리모트 노드와 상기 호스트 노드들 간의 채널의 상태를 나타내기 위한 정보는, 채널 행렬(channel matrix), 채널 이득(channel gain), 채널 품질(예: SINR(signal to interference plus noise ratio)), PMI(precoding matrix index) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일반적으로, 리모트 노드는 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 호스트 노드를 결정하기 위해 상대적으로 긴 시간 동안 호스트 노드와 리모트 노드 간의 채널의 상태를 측정한다. 랜덤 액세스 이후 리모트 노드는 상대적으로 긴 시간 동안 호스트 노드에게 데이터를 송신하거나 호스트 노드로부터 데이터를 수신하기 때문에, 상기 리모트 노드는 상대적으로 긴 시간 동안 채널의 상태에 대한 측정을 수행함으로써 호스트 노드들과 리모트 노드 사이의 채널들 중에서 통계적으로 장기간(long-term)의 채널의 상태가 좋은 채널을 선택한다. 예를 들면, 리모트 노드가 다른 리모트 노드(또는 객체(peer))과 통화하기 위하여 호스트 노드에 접속하는 경우, 통화는 상대적으로 장기간의 데이터 송수신을 요구하므로, 리모트 노드는 장기간의 채널 측정을 통해 통계적으로 더 좋은 채널의 상태를 갖는 호스트 노드로 랜덤 액세스를 수행할 것을 결정한다.
그러나, 이 경우, 순시적인 페이딩(instantaneous fading) 또는 짧은 기간(short term fading) 환경의 채널의 상태를 반영하여 랜덤 액세스를 송신할 것을 기대하기는 어렵다. 또한, 주파수 분할 이중화(frequency division duplex, FDD) 통신 시스템에서는 리모트 노드가 채널 측정을 수행하는 하향링크와 랜덤 액세스를 송신하는 상향링크의 채널의 상태가 주파수 선택성(frequency selectivity)에 의해 다를 수 있다. 따라서, 일반적인 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 기법을 이용하는 리모트 노드는 채널의 상태를 반영한 효율적인 랜덤 액세스 호스트 노드의 선택 및 송신 전력의 결정에 있어서 어려움을 겪을 수 있다.
리모트 노드가 랜덤 액세스 트리거링 이벤트(예: 초기 접속 또는 핸드오버)가 발생함을 감지하면, 상기 리모트 노드는 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 것을 결정한다. 상기 랜덤 액세스를 위한 신호는 랜덤 액세스를 위하여 리모트 노드가 호스트 노드에게 송신하는 신호이다. 예들 들면, 상기 랜덤 액세스를 위한 신호는 랜덤 액세스 요청 메시지를 포함할 수 있다. 다른 예를 들면, 상기 랜덤 액세스를 위한 신호는 랜덤 액세스 프리앰블을 포함하거나 랜덤 액세스를 위한 정보와 리모트 노드가 송신하고자 하는 데이터를 함께 포함할 수 있다.
리모트 노드는 랜덤 액세스를 수행할 호스트 노드와 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송에 있어서 필요한 전력을 결정할 수 있다. 예를 들면, 리모트 노드는 채널 측정 기간 동안 측정한 각 호스트 노드와의 채널의 상태에 따라 랜덤 액세스를 수행할 호스트 노드를 결정하고, 결정된 호스트 노드로 송신될 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 전력을 결정할 수 있다. 그리고, 리모트 노드는 상기 결정된 호스트 노드에게 상기 결정된 송신 전력으로 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신(203)한다.
리모트 노드는 랜덤 액세스 요청 메시지에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다. 상기 응답 메시지는 랜덤 액세스 성공 또는 실패 여부, 동기 정보, 또는 자원 할당을 위한 정보를 포함할 수 있다. 상기 결정된 호스트 노드로부터 수신된 응답 신호가 랜덤 액세스의 실패를 알리는 정보를 포함하거나, 상기 결정된 호스트 노드로부터 지정된 시간 동안 응답 신호가 수신되지 않는 경우, 리모트 노드는 랜덤 액세스가 실패되었다고 판단할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 랜덤 액세스가 실패되었다는 판정에 대응하여, 상기 리모트 노드는 랜덤 액세스를 다시 수행하기 위하여 상기 호스트 노드와의 채널 측정을 재차 수행할 수 있다. 상기 재차 수행된 채널 측정 결과, 채널의 상태가 좋아졌다고 판단되는 경우, 상기 리모트 노드는 다시 한번 상기 호스트 노드로 랜덤 액세스를 시도할 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 상기 결정된 호스트 노드와의 랜덤 액세스가 실패되었다고 판단된 경우, 상기 리모트 노드는 복수의 호스트 노드로부터 수신된 기준 신호에 기초하여 채널 측정을 다시 수행할 수 있다. 상기 리모트 노드는 상기 다시 수행된 채널 측정 결과를 이용하여 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하기 위한 호스트 노드를 다시 선택할 수 있다. 또 다른 일부 실시 예들에서, 랜덤 액세스가 실패되었다는 판정에 대응하여 다시 선택된 호스트 노드에 대하여, 상기 리모트 노드는 상기 다시 선택된 호스트 노드와 상기 리모트 노드 사이의 채널의 상태에 기반하여 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 지 여부를 결정할 수도 있다.
도 3은 리모트 노드가 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 호스트 노드를 결정하는 절차의 예를 도시한다.
도 3을 참고하면, 리모트 노드(301)은 다른 개체(peer)와 통신을 수행하는 장치일 수 있다. 상기 리모트 노드(301)은 이동성을 갖는 장치일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 리모트 노드(301)은 휴대폰, 스마트폰, 음악 재생기, 휴대용 게임 콘솔, 네비게이션 시스템, 랩탑 컴퓨터일 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 상기 리모트 노드(301)은 IoT 서비스를 제공하기 위해 무선 링크를 통해 데이터를 송신하거나 수신하는 장치일 수 있다. 예들 들면, 상기 리모트 노드(301)은 미리 정해진 주기마다 사용자의 전력 사용량에 대한 정보를 서버에게 송신하는 계량기와 같은 MTC 장치 또는 M2M 통신을 수행하는 장치일 수 있다. 상기 리모트 노드(301)은 이동 통신 시스템에서는 단말(terminal), 사용자 장치(user equipment, UE), 전자 장치(electronic device), 또는 이동국(mobile station, MS)으로 지칭될 수 있으며, 무선 랜(wireless LAN(Local Access Network)) 시스템에서는 STA(station)등으로 지칭될 수 있다.
호스트 노드(311 내지 313)은 상기 리모트 노드(301)에 무선 통신 서비스를 제공할 수 있다. 예를 들면, 상기 호스트 노드(311 내지 313)은 커버리지(coverage) 영역 내의 상기 리모트 노드(301)이 다른 개체와 통신을 수행할 수 있도록 제어 정보를 제공할 수 있다. 다른 예를 들면, 상기 호스트 노드(311 내지 313)은 상기 커버리지 영역 내의 상기 리모트 노드(301)에게 데이터를 송신하거나, 상기 리모트 노드(301)로부터 데이터를 수신할 수도 있다. 상기 호스트 노드는 이동 통신 시스템에서는 기지국(base station), 또는 eNB로 지칭될 수 있으며, 무선 랜 시스템에서는 AP(access point)등으로 지칭될 수 있다.
상술한 바와 같이, 리모트 노드는 무선 통신을 위해 초기 접속 또는 핸드오버가 요구되는 경우, 랜덤 액세스를 수행한다. 도 3에 도시된 것과 같이, 셀의 경계 영역, 즉, 핸드오버 영역에 위치한 리모트 노드는 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 위해 상기 호스트 노드들(311 내지 313)과 상기 리모트 노드 간의 채널의 상태를 측정(또는 결정)할 수 있다. 상기 리모트 노드(301)은 상기 측정된 채널의 상태에 기반하여 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 호스트 노드를 결정할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 리모트 노드(301)은, 상기 결정된 호스트 노드에게 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 결정된 호스트 노드와 상기 리모트 노드(301) 사이의 채널의 상태가 지정된 기준보다 낮다고 판단되는 경우, 상기 리모트 노드(301)은 상기 결정된 호스트 노드에게 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하지 않을 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 결정된 호스트 노드와 상기 리모트 노드(301) 사이의 채널의 상태가 지정된 기준과 같거나 지정된 기준보다 높다고 판단되는 경우, 상기 리모트 노드(301)은 상기 결정된 호스트 노드에게 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 수 있다.
상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하기 위한 호스트 노드를 결정하는 과정과, 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 것인지 여부를 결정하는 과정을 통해, 상기 리모트 노드는 랜덤 액세스 절차를 통해 소비되는 전력을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 결정된 호스트 노드와 상기 리모트 노드 사이의 채널의 상태가 불량함에도 불구하고, 상기 리모트 노드가 랜덤 액세스를 시도하는 경우, 상기 시도된 랜덤 액세스는 실패될 수 있다. 상기 리모트 노드는 호스트 노드와의 동기를 획득하기 위하여, 재차 랜덤 액세스를 시도할 수 있다. 상기 결정된 호스트 노드와 상기 리모트 노드 사이의 채널의 상태가 여전히 불량한 경우, 상기 재차 시도된 랜덤 액세스 또한 실패할 수 있다. 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하기 위한 호스트 노드를 결정하는 과정과, 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 것인지 여부를 결정하는 과정을 통해, 상기 리모트 노드는 실패할 확률이 높은 랜덤 액세스 절차를 시도하지 않음으로써, 랜덤 액세스를 통해 소비되는 전력을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하기 위한 호스트 노드를 결정하는 과정과, 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 것인지 여부를 결정하는 과정을 통해, 전체 시스템은 불필요한 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 방지함으로써 보다 높은 랜덤 액세스 성공률을 보장할 수 있다.
일반적으로 리모트 노드가 채널 측정을 위해 이용하는 시간은 수십 ms 또는 그 이상이다. 이 경우, 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송에 있어서 단 기간의 페이딩(short term fading)을 반영하기 어렵다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 리모트 노드는 장시간 동안의 채널의 상태에 대한 측정 결과 대신 순시적인 채널의 상태에 대한 측정 결과를 이용한다. 즉, 리모트 노드는 채널 측정을 위한 전체 시간 구간 중 일부 구간에 대하여 수신된 기준 신호들을 이용하여 채널 측정을 수행한다. 리모트 노드에 의해 측정되는 순시적인 채널의 상태는 수 ms 수준의 매우 짧은 시간 내에서의 채널 상태이다. 순시적인 채널 상태는 매우 짧은 시간 동안의 채널 상태이므로, 해당 시간 동안 채널의 상태는 크게 변하지 않는다.
리모트 노드의 이동으로 인해 채널의 상태가 빠르게 변하는 고속 페이딩(fast fading) 환경의 경우, 채널의 상태의 변동 폭이 크기 때문에 리모트 노드는 순시적 채널 측정을 위해 짧은 기간 동안의 채널의 상태를 결정한다. 고속 페이딩 환경에서의 채널 측정은 짧은 시간 구간 내에서 수신된 기준 신호만을 이용할 수 있다. 실시 예에 따라, 리모트 노드는 기준 신호들이 수신된 시간 구간들 사이에서 선형 보간을 수행하는 RSTI(reference signal time interpolation), 또는 MMSE(minimum mean square error)와 같은 기법을 이용하여 고속 페이딩 환경에서의 순시적인 채널 측정을 수행할 수 있다.
도 4는 랜덤 액세스를 수행하는 리모트 노드의 동작 흐름의 예를 도시한다.
도 4를 참고하면, 401 단계에서, 리모트 노드는 순시 채널의 상태를 측정한다. 상기 순시 채널의 상태는 상대적으로 짧은 기간(short-term) 동안 수신된 기준 신호에 기반하여 측정된 채널의 상태일 수 있다. 달리 표현하면, 상기 순시 채널의 상태는 짧은 기간 페이딩(short-term fading)을 반영한 채널의 상태일 수 있다. 상기 순시 채널의 상태는 상대적으로 긴 기간(long-term) 동안 수신된 기준 신호에 기반하여 측정된 채널의 상태와 다를 수 있다. 예를 들면, 상기 짧은 기간은 10ms 이내의 기간을 의미할 수 있고, 상기 긴 기간은 수십 ms 정도의 기간을 의미할 수 있다. 고속 페이딩 환경을 고려하기 위해, 상기 리모트 노드는 짧은 기간 동안 복수의 호스트 노드들로부터 채널 측정을 위한 기준 신호들을 수신할 수 있다. 상기 수신된 기준 신호들에 기반하여 상기 리모트 노드는 상기 복수의 호스트 노드들과 상기 리모트 노드 사이의 순시적 채널의 상태를 나타내기 위한 정보를 결정할 수 있다. 예를 들면, 상기 순시적 채널의 상태를 나타내기 위한 정보는 순시적 채널에 대한 채널 이득 또는 채널 품질일 수 있다.
일부 실시 예에서, 채널 측정을 위한 시간 구간은 리모트 노드가 송신하고자 하는 데이터의 용량 또는 호스트 노드와의 예상 접속 시간에 따라 다르게 설정될 수 있다. 다시 말해, 리모트 노드가 송신하고자 하는 데이터의 용량이 매우 작거나 또는 단기간의 무선 접속이 필요한 경우, 리모트 노드는 짧은 시간 구간 동안만 호스트 노드에 접속하면 되므로, 긴 시간 구간 동안의 채널의 상태의 측정 대신 짧은 시간 구간 동안의 채널의 상태의 측정을 수행한다. 반대로, 리모트 노드가 송신하고자 하는 용량이 크거나 또는 장기간의 무선 접속이 필요한 경우, 리모트 노드는 긴 시간 구간 동안의 채널의 상태를 측정한다. 예를 들어, 리모트 노드가 IoT 환경에서의 계량기인 경우, 한 달에 한 번 수십 비트들의 데이터 송신만이 필요하므로, 상기 리모트 노드는 장기간의 채널 측정 대신 수 ms 수준의 채널 측정만을 수행한다. 반면에, 리모트 노드가 영상 통화와 같이 긴 시간 동안 큰 용량의 데이터 송수신이 필요한 경우 수십 ms 또는 그 이상의 시간 구간 동안 채널 측정을 수행한다.
403 단계에서, 리모트 노드는 랜덤 액세스를 수행할 호스트 노드를 결정한다. 리모트 노드는 채널 측정을 통해 획득된 정보에 기초하여 랜덤 액세스를 수행할 호스트 노드를 결정한다. 셀 경계 영역, 즉, 핸드오버 영역에 위치한 리모트 노드는 랜덤 액세스 성공 가능성을 높이고 다른 호스트 노드 또는 리모트 노드에 영향을 미칠 수 있는 간섭을 최소화하기 위하여 적절한 호스트 노드를 선택할 필요가 있다.
상기 리모트 노드는 상기 결정된 순시 전력 상태에 기반하여 복수의 호스트 노드들 중에서 상기 랜덤 액세스를 수행할 호스트 노드를 결정할 수 있다. 상기 복수의 호스트 노드들은 상기 리모트 노드에게 기준 신호를 송신한 호스트 노드일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 복수의 호스트 노드들은 상기 리모트 노드가 긴 기간 동안 수신된 기준 신호를 통해 필터링한 후보 호스트 노드일 수 있다. 예들 들어, 상기 리모트 노드는 상기 랜덤 액세스를 수행할 호스트 노드를 결정하기 위하여, 긴 기간 동안 기준 신호를 수신할 수 있다. 상기 긴 기간 동안 수신된 기준 신호에 기반하여 상기 리모트 노드는 주변 호스트 노드들 중에서 상기 랜덤 액세스를 수행하기 위한 상기 복수의 호스트 노드들을 결정할 수 있다. 상기 리모트 노드는 짧은 기간 동안 상기 결정된 복수의 호스트 노드들로부터 수신되는 기준 신호에 기반하여 상기 복수의 호스트 노드들과 상기 리모트 노드 사이의 채널의 상태를 결정할 수 있다. 상기 리모트 노드는, 403 단계에서와 같이, 상기 결정된 채널의 상태에 기반하여 상기 복수의 호스트 노드들 중에서 상기 랜덤 액세스를 수행할 하나의 호스트 노드를 결정할 수 있다.
예를 들어, 401 단계에서 리모트 노드가 상대적으로 짧은 기간 동안 제1 호스트 노드 및 제2 호스트 노드로부터 송신된 기준 신호를 수신한 경우, 상기 리모트 노드는 상기 제1 호스트 노드와 상기 리모트 노드 사이의 채널의 상태를 나타내기 위한 정보로서 제1 채널 이득을 결정할 수 있고, 상기 제2 호스트 노드와 상기 리모트 노드 사이의 채널의 상태를 나타내기 위한 정보로서 제2 채널 이득을 결정할 수 있다. 상기 결정된 제1 채널 이득이 0.5이고, 상기 결정된 제2 채널 이득이 0.7인 경우, 상기 리모트 노드는, 403 단계에서, 더 큰 채널 이득을 갖는 상기 제2 호스트 노드를 상기 랜덤 액세스를 수행할 호스트 노드로 결정할 수 있다.
405 단계에서, 리모트 노드는 403 단계에서 결정된 호스트 노드에게 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 것인지 여부를 결정한다. 상기 리모트 노드는 불필요한 랜덤 액세스의 수행을 방지하기 위해(즉, 실패 확률이 높다고 판단되는 랜덤 액세스를 수행하지 않기 위해), 상기 리모트 노드와 상기 결정된 호스트 노드 사이의 채널의 상태를 나타내기 위한 정보에 기반하여, 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 것인지 여부를 결정할 수 있다.
리모트 노드는 랜덤 액세스를 수행할 것으로 결정된 호스트 노드와의 채널 이득이 임계 값 이상인 경우에만 랜덤 액세스를 위한 신호를 결정된 호스트 노드에게 송신할 수 있다. 예를 들어, 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송에 대한 임계 값이 0.5이고 상기 결정된 호스트 노드와의 상기 리모트 노드 간의 채널 이득이 0.7인 경우, 리모트 노드는 결정된 호스트 노드에게 상향링크 채널을 통해 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 것을 결정할 수 있다. 다른 예를 들어, 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 위한 임계 값이 0.5이고 상기 결정된 호스트 노드와 상기 리모트 노드 간의 채널 이득이 0.4인 경우, 리모트 노드는 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하지 않고 대기할 수 있다.
만약 전송 조건이 만족되지 않는 경우, 상기 리모트 노드는 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하지 않고, 전송 조건이 만족할 때까지 대기할 수 있다. 다시 말해, 상기 리모트 노드는 상기 결정된 호스트 노드와 상기 리모트 노드 간의 채널의 상태가 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 조건을 만족할 때까지 상기 결정된 호스트 노드로부터 채널 측정을 위한 기준 신호를 수신하고, 수신된 기준 신호를 이용하여 상기 결정된 호스트 노드와의 채널의 상태를 측정한다. 예를 들어, 리모트 노드가 가장 채널의 상태가 좋은 호스트 노드에게 제1호스트 노드를 선택하였으나, 제1호스트 노드로의 채널의 상태가 전송 조건을 만족하지 아니한 경우, 다음 시간 구간 동안 제1호스트 노드로부터 수신된 기준 신호를 이용하여 제1 호스트 노드와의 채널의 상태를 측정하고, 측정된 채널의 상태가 전송 조건을 만족하는 경우 제1 호스트 노드에게 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신한다.
다른 일부 실시 예에서, 상기 리모트 노드는 전송 조건이 만족되지 않는 경우 다음 시간 구간에서 복수의 호스트 노드로부터 수신된 기준 신호를 이용하여 호스트 노드를 다시 선택하고 다시 선택된 호스트 노드에 대하여 전송 조건 만족 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 리모트 노드는 최초에 제1 호스트 노드를 선택하였으나, 제1 호스트 노드에 대한 채널의 상태가 전송 조건을 만족하지 아니한 경우, 리모트 노드는 다음 시간 구간 동안 복수의 호스트 노드로부터 수신된 기준 신호들을 측정하여 다른 호스트 노드인 제2 호스트 노드를 선택하고 전송 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다. 한편, 실시 예에 따라 리모트 노드는 최초에 복수의 호스트 노드들 사이의 채널 측정 값의 차이에 따라 전송 조건이 만족되지 아니한 경우에 호스트 노드를 다시 선택할 것인지 선택된 호스트 노드에 대하여 계속하여 채널 측정을 수행할 것인지 여부를 결정할 수 있다.
전송 조건이 만족되는 경우, 리모트 노드는 선택된 호스트 노드에게 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 수 있다. 랜덤 액세스를 위한 신호가 호스트 노드로 송신되고 랜덤 액세스가 성공된 경우, 리모트 노드는 호스트 노드에게 상향링크를 통해 송신하고자 하는 데이터를 송신할 수 있다. 만약 랜덤 액세스가 성공하지 아니한 경우, 리모트 노드는 도 4에 도시된 단계들을 다시 수행할 수 있다.
403 단계와 405 단계는 도 4에 도시된 바와 같은 선후 관계를 통해 수행될 수도 있고, 동시에 수행될 수도 있다.
상술한 401 단계 내지 405 단계에서의 절차를 통해, 상기 리모트 노드는 실패 확률이 상대적으로 높은 랜덤 액세스를 수행하지 않을 수 있다. 상기 리모트 노드는, 채널의 상태에 따라 랜덤 액세스를 선택적으로 수행함으로써, 랜덤 액세스를 위한 소비 전력을 감소시킬 수 있다. 또한, 상술한 401 단계 내지 405 단계에서의 동작을 통해, 상기 리모트 노드와 실질적으로 동일한 동작을 수행하거나 유사한 동작을 수행하는 리모트 노드들을 포함하는 시스템은 높은 랜덤 액세스 성공률을 확보할 수 있다. 또한, 상술한 401 단계 내지 405 단계에서의 동작을 통해, 불필요한 랜덤 액세스를 감소시킴으로써, 일반적인 랜덤 액세스를 시도하는 다른 리모트 노드들의 랜덤 액세스 성공률 또한 개선시킬 수 있다.
도 5는 채널 적응형 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 위한 전송 조건의 예를 도시한다. 도 5는 도 4의 405 단계에 있어서 리모트 노드가 전송 조건을 만족하는지 여부를 결정하기 위한 기준의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 통해 본 발명에서 이용하는 채널 적응형 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 설명한다. 도 5를 참고하면, 채널 적응형 랜덤 액세스를 위한 임계 값이 존재한다. 여기서, 상기 임계 값은 리모트 노드가 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 것인지 여부를 결정하기 위하여 이용되는 값이다. 상기 임계 값은 채널의 상태를 나타내기 위한 값에 따라 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 채널의 상태를 나타내기 위한 값이 채널 이득인 경우, 상기 임계 값은 0.5로 설정될 수 있다. 또 다른 예에서, 상기 채널의 상태를 나타내기 위한 값이 SINR인 경우, 상기 임계 값은 0.9로 설정될 수 있다. 도 5는 상기 채널의 상태를 나타내기 위한 값이 채널 이득인 경우 임계 값이 일정한 값을 갖는 예를 도시한다. 리모트 노드는 채널 측정을 통해 획득한 채널 이득이 상기 임계 값 이상이면 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하고, 채널 이득이 상기 임계 값보다 작으면 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하지 아니한다.
도 5의 실시 예는 상기 임계 값이 시간에 따라 일정한 값을 갖는 경우를 도시한다. 그러나, 실시 예에 따라 전송 임계 값은 시간에 따라 변화할 수 있다. 일부 실시 예에서, 리모트 노드가 랜덤 액세스를 위해 채널의 상태가 좋아질 때까지 긴 시간 동안 대기하는 것을 원하지 않을 경우, 상기 랜덤 액세스를 위한 상기 임계 값이 시간에 따라 감소하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 5에서 점선으로 표시된 전송 임계 값은 선형으로 감소할 수 있다. 또는, 도 5의 점선이 일정한 시간 구간마다 낮아질 수 있다. 상기 리모트 노드의 필요에 따라 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 것인지 여부를 판단하기 위한 전송 임계 값은 시간에 따라 다르게 설정될 수 있다. 이러한 전송 임계 값 설정에 의해, 상기 리모트 노드는 일정한 수준 이상의 채널의 상태일 때 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하여 상기 랜덤 액세스 성공 확률을 높일 수 있으면서, 지나치게 상기 랜덤 액세스를 위한 대기 시간을 감소시킬 수도 있다.
랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 것인지 여부를 결정하기 위한 전송 임계 값은 다양하게 설정될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 임계 값은 상기 리모트 노드가 송신하고자 하는 데이터 송신 량에 따라 다르게 설정될 수 있다. 상기 리모트 노드가 송신하고자 하는 데이터의 용량이 큰 경우, 리모트 노드는 큰 용량의 데이터를 송신하기 위하여 채널의 상태가 상대적으로 좋은 경우에 송신할 필요가 있다. 따라서 리모트 노드가 큰 용량의 데이터를 송신하고자 하는 경우, 상기 임계 값은 크게 설정될 수 있고, 상기 리모트 노드가 송신하고자 하는 데이터의 용량이 작은 경우, 상기 임계 값은 작게 설정될 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 상기 임계 값은 상기 리모트 노드가 송신하고자 하는 데이터의 송신 품질 요구에 대한 정보(예: 서비스 품질, 또는 QoS(quality of service))에 따라 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 리모트 노드가 송신하고자 하는 데이터가 음성 통화(예: VoLTE(voice over LTE))를 위한 패킷인 경우, 높은 수준의 송신 품질이 요구된다. 리모트 노드가 높은 수준의 송신 품질을 요구하는 데이터를 송신하기 위한 랜덤 액세스를 수행하는 경우, 상기 전송 임계 값은 상대적으로 크게 설정될 수 있다. 또 다른 실시 예에서, 상기 리모트 노드는 인접한 리모트 노드들의 수에 따라 상기 전송 임계 값이 설정될 수 있다. 리모트 노드는 호스트 노드 또는 상기 인접한 리모트 노드들로부터 수신되는 신호로부터 상기 리모트 노드와 인접한 리모트 노드들의 수를 확인할 수 있다. 상기 인접한 리모트 노드들의 수가 큰 경우, 상기 인접한 리모트 노드들이 같은 호스트 노드로 랜덤 액세스를 시도할 가능성이 크다고 볼 수 있으므로, 상기 리모트 노드의 랜덤 액세스의 실패 확률이 높아진다. 따라서, 상기 리모트 노드는 상기 인접한 리모트 노드들의 수가 큰 경우, 상기 전송 임계 값을 크게 설정할 수 있다. 리모트 노드는 채널의 상태가 더 좋은 경우에 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신함으로써 인접한 리모트 노드가 많은 경우에도 상기 리모트 노드의 랜덤 액세스 성공 확률을 높일 수 있다.
일반적인 시 분할 이중화(time division duplex, TDD) 통신 방식에서 리모트 노드는 채널 상호성(channel reciprocity)에 따라 하향링크 채널의 상태에 대한 측정을 통해 상향링크 채널의 상태를 추정(또는 결정)할 수 있다. 즉, TDD 통신 시스템에서 리모트 노드는 하향링크 채널을 통해 호스트 노드로부터 수신되는 기준 신호에 기초하여 상향링크 채널의 상태를 추정(또는 결정)할 수 있다. 상향링크 채널의 상태에 대한 측정 정보에 기초하여, 상기 리모트 노드는 채널의 상태가 좋은 경우에만 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하고, 그렇지 않은 경우에는 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하지 않는다. 상기 리모트 노드는 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하는 대신 대기 상태로 동작함으로써 성공 확률이 낮은 랜덤 액세스를 수행하지 아니하고 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송에 요구되는 송신 전력을 보존할 수 있다.
본 개시는 복수의 호스트 노드들의 커버리지 내 경계 영역에 위치한 리모트 노드가 보다 효율적으로 랜덤 액세스를 수행하기 위하여, 채널 상태에 따라 적응적으로 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하기 위한 기법을 제안한다. 상기 경계 영역은 무선 통신 시스템에서 셀들 사이의 경계 영역일 수 있다. 예를 들면, 상기 경계 영역은 핸드오버 영역일 수 있다. 랜덤 액세스를 수행하고자 하는 리모트 노드가 상기 경계 영역에 위치한 리모트 노드는 일반적으로 호스트 노드로부터 먼 거리에 위치하므로, 더 낮은 전력으로 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 필요가 있다. 또한, 리모트 노드가 과도하게 높은 전력으로 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 경우 상기 랜덤 액세스를 위한 신호는 다른 호스트 노드에게 큰 간섭을 유발할 수 있기 때문에, 리모트 노드가 낮은 전력으로 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하는 것은 필수적이다.
본 발명에서는 셀 경계 영역에 위치한 리모트 노드가 시간에 따라 변화하는 채널을 고려하여 최적의 채널의 상태를 갖는 호스트 노드를 선택하고, 상기 선택된 호스트 노드에게 최소한의 전력으로 랜덤 액세스를 수행하기 위한 기법을 제안한다.
도 6은 랜덤 액세스를 위한 신호의 송신 여부를 결정하기 위한 리모트 노드의 동작 흐름의 예를 도시한다.
도 6을 참고하면, 601 단계에서, 리모트 노드는 랜덤 액세스를 수행할 호스트 노드로의 채널에 대한 채널 이득 값을 결정한다. 601 단계에서 상기 랜덤 액세스를 수행할 호스트 노드를 결정하는 과정은 도 4의 403 단계에서의 동작과 실질적으로(substantially) 동일하거나 유사한 방식으로 수행될 수 있다. 또한, 601 단계는, 랜덤 액세스를 수행할 호스트 노드를 결정하기 위해 채널 이득을 결정하는 과정을 도시하고 있지만, 상기 채널 이득과 유사한 특성(characteristic)을 가지는 다양한 지표들이 601 단계에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 리모트 노드, 채널 이득 대신, SINR 등의 채널 품질 값을 이용할 수 있다. 채널 이득 대신 다른 지표가 이용되는 경우, 603 단계에서의 임계 값은 상기 이용되는 다른 지표에 대응하는 다른 값으로 변경될 수 있다.
603 단계에서, 리모트 노드는 상기 결정된 채널 이득 값이 임계 값보다 큰 지 여부를 결정한다. 다시 말해, 상기 리모트 노드는 상기 결정된 호스트 노드와 채널의 상태가 일정한 수준 이상인지 여부를 판단한다. 상기 리모트 노드는, 랜덤 액세스의 성공 확률을 높이기 위하여 상기 채널의 상태가 일정한 수준 이상인 경우, 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하기 위하여 채널의 상태를 나타내기 위한 값(예: 채널 이득)을 결정하고, 결정된 채널의 상태를 나타내기 위한 값과 임계 값을 비교한다. 상기 결정된 채널 이득 값이 임계 값보다 큰 경우, 리모트 노드는 605 단계의 과정(또는 동작)을 수행할 수 있다. 이와 달리, 상기 결정된 채널 이득 값이 임계 값보다 작거나 같은 경우, 리모트 노드는 607 단계의 과정(또는 동작)을 수행할 수 있다.
605 단계에서, 리모트 노드는 선택된 호스트 노드에게 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신한다. 다시 말해, 상기 결정된 채널 이득이 임계 값보다 크다고 판단한 것에 대응하여, 상기 리모트 노드는 상기 결정된 호스트 노드에게 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 것을 결정한다. 상기 랜덤 액세스를 위한 신호는, 채널의 상태가 좋은 경우 송신되기 때문에, 상기 송신되는 신호가 랜덤 액세스를 위한 신호가 채널의 페이딩에 의해 상기 랜덤 액세스가 실패할 가능성은 낮아질 수 있다. 따라서, 호스트 노드는 높은 확률로 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 수신할 수 있다. 달리 표현하면, 601 단계 및 603 단계에서의 동작을 통해 상기 리모트 노드의 상기 랜덤 액세스는 상대적으로 높은 성공 확률을 가질 수 있다.
607 단계에서, 리모트 노드는 다음 시간 구간 동안 기준 신호를 수신하고 채널 측정을 수행한다. 603 단계에서 채널의 상태가 일정 수준 이하인 것으로 판단한 것에 대응하여, 상기 리모트 노드는 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하지 않고 대기한다. 채널의 상태가 좋지 않은 경우, 상기 랜덤 액세스를 위한 신호는 채널의 페이딩에 의해 불충분한 세기 또는 품질로 송신될 확률이 크다. 예를 들면, 상기 렌덤 액세스 신호는 채널의 페이딩에 의해 일정 신호 강도 이하의 세기로 송신되거나, 일정 SINR 이하의 품질을 가질 수 있다. 상기 채널의 페이딩에 의해 불충분한 세기 또는 품질로 송신된 상기 랜덤 액세스를 위한 신호는 상기 결정된 호스트 노드에 도달하지 못할 수 있다. 또한, 상기 채널의 페이딩에 의해 불충분한 세기 또는 품질로 송신된 상기 랜덤 액세스를 위한 신호가 상기 호스트 노드에 도달하더라도, 상기 랜덤 액세스를 위한 신호는 불충분한 세기 또는 품질에 의해 호스트 노드에서 디코딩에 실패할 수 있다. 상기 리모트 노드는 채널의 상태가 좋지 않을 때 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하지 않음으로써, 상기 랜덤 액세스에 의해 소비되는 불필요한 전력 소모를 방지할 수 있다. 또한, 상기 리모트 노드는 채널의 상태가 좋지 않을 때 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하지 않음으로써, 다른 개체에게 미칠 수 있는 간섭을 감소시킬 수 있으며, 다른 리모트 노드의 상기 호스트 노드에 대한 랜덤 액세스 성공 확률을 높일 수 있다. 상술한 바와 같은 채널 적응형 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송에 의해, 전체 시스템의 성능이 향상될 수 있다.
607 단계 이후, 일부 실시 예에서 리모트 노드는 도 6의 601 단계로 진행하여 결정된 호스트 노드에 대한 채널 이득 값을 다시 획득하고 해당 호스트 노드로의 랜덤 액세스 여부를 결정할 수 있다. 다른 일부 실시 예에서 리모트 노드는 채널 측정을 통해 랜덤 액세스를 전송할 수 있는 후보 호스트 노드들의 집합을 다시 선택하는 과정을 병행할 수 있다.
도 7은 순시적 채널 측정을 통해 랜덤 액세스를 위한 타겟 호스트 노드를 결정하는 리모트 노드의 동작 흐름의 예를 도시한다.
도 7을 참고하면, 701 단계에서, 리모트 노드는 호스트 노드로부터 동작 관련 파라미터를 수신하고 채널의 상태를 측정한다. 상기 파라미터는, 호스트 노드에 대한 정보를 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 상기 파라미터는, 호스트 노드의 ID 또는 랜덤 액세스 채널에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 리모트 노드와 상기 호스트 노드가 속한 통신 시스템이 LTE 규격의 통신 시스템인 경우, 상기 리모트 노드는 호스트 노드로부터 랜덤 액세스 설정(random access configuration)에 대한 정보를 수신할 수 있다. 상기 리모트 노드는 상기 파라미터에 기반하여 상기 동작 관련 파라미터를 송신한 호스트 노드를 식별할 수 있다. 또한, 상기 리모트 노드는 상기 파라미터를 이용하여 랜덤 액세스를 수행할 수 있다.
703 단계에서, 리모트 노드는 랜덤 액세스를 위한 후보 호스트 노드를 결정한다. 상기 리모트 노드는 상기 측정된 채널의 상태에 기초하여 후보 호스트 노드를 결정할 수 있다. 여기서 측정되는 채널의 상태는 긴 기간(예: 수십 ms 또는 그 이상) 채널의 상태일 수 있다. 상기 긴 기간 채널의 상태에 기초하여, 상기 리모트 노드는 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 위한 후보 호스트 노드를 결정한다.
705 단계에서, 리모트 노드는 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 사건(event)이 발생하는지 여부를 판단한다. 여기서 상기 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 사건은 호스트 노드로의 초기 접속 또는 핸드오버 사건과 같이 랜덤 액세스가 요구되는 사건일 수 있다.
상기 후보 호스트 노드의 결정을 위한 기준은 다양할 수 있다. 일부 실시 예에서, 일정한 기준 값 이상의 채널 이득을 갖는 호스트 노드가 후보 호스트 노드로 결정될 수 있다. 다른 일부 실시 예에서, 채널 이득이 높은 순서대로 일정 개수(예: Nc개)의 호스트 노드가 후보 호스트 노드로 결정될 수 있다. 일부 실시 예에서, 상기 랜덤 액세스 사건이 발생하지 아니한 경우, 상기 리모트 노드는 후보 호스트 노드만을 결정한 상태에서 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 사건이 발생할 때까지 대기할 수 있다.
705 단계에서, 상기 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 사건이 발생한 경우, 상기 리모트 노드는 707 단계로 진행하여 순시 채널 측정을 통해 랜덤 액세스 타겟 호스트 노드와 랜덤 액세스 전송 여부를 결정할 수 있다. 707 단계에 리모트 노드는 후보 호스트 노드를 결정하기 위한 시간보다 짧은 시간 구간, 즉 짧은 기간(예: 수ms)의 순시적 채널의 상태를 측정한다. 이후, 상기 리모트 노드는 순시 채널의 상태에 기초하여 랜덤 액세스를 수행할 타겟 호스트 노드를 결정한다. 707 단계에서, 상기 랜덤 액세스를 수행할 타겟 호스트 노드는 703단계에서 결정된 후보 호스트 노드 집합 내에서 선택될 수 있다. 또한, 707 단계에서 전송 조건을 만족하지 못해 긴 시간 동안 707 상태에 머무르게 된다면, 추가적으로 상기 리모트 노드는 호스트 노드들과의 채널 상태를 측정함으로써 랜덤 액세스를 위한 신호를 전송할 후보 호스트 노드의 집합을 갱신할 수 있다.
도 8은 순시적 채널 측정을 통해 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하는 절차의 예를 도시한다. 도 8은 리모트 노드의 동작 방법을 예시한다. 이때, 리모트 노드는 제1 호스트 노드(811), 제2 호스트 노드(812)를 포함하는 복수의 호스트 노드들 사이의 셀 경계에 위치한다.
도 8을 참고하면, 리모트 노드는 제1 측정 기간(801) 동안 제1 호스트 노드(811) 및 제2호스트 노드(812)을 포함하는 복수의 호스트 노드들로부터 수신된 기준 신호들을 이용하여 복수의 호스트 노드들과 상기 리모트 노드 사이의 채널의 상태를 측정한다. 상기 제1 측정 기간은 수십 ms 또는 그 이상의 긴 시간 구간으로서, 상기 리모트 노드가 측정하게 되는 채널의 상태는 상대적으로 긴 시간 동안의 채널의 상태다. 상기 제1 측정 기간 동안 측정된 채널의 상태에 기초하여 상기 리모트 노드는 복수의 호스트 노드들 중에서 랜덤 액세스를 위한 순시 채널의 상태를 측정할 후보 호스트 노드를 결정한다. 긴 시간 구간 동안 채널의 상태가 좋은 호스트 노드가 순시 채널의 상태도 좋을 가능성이 크기 때문이다. 후보 호스트 노드를 결정하기 위한 기준은 실시 예에 따라 다양할 수 있다. 도 8은 Nc=2(여기서, Nc는 후보 호스트 노드의 개수)인 경우, 즉, 2개의 호스트 노드를 후보 호스트 노드로 결정하는 경우를 예시한다. 일부 실시 예들에서, 상기 리모트 노드는 제1 측정 기간 동안 채널의 상태를 측정한 이후 랜덤 액세스 트리거링 이벤트가 발생하는지 여부를 판단한다. 다른 일부 실시 예들에서, 상기 리모트 노드는 랜덤 액세스 트리거링 이벤트가 발생한 이후 긴 시간 구간 동안 채널 측정을 수행하고 후보 호스트 노드를 결정할 수 있다.
순시 채널 측정을 수행할 후보 호스트 노드를 결정한 이후, 상기 리모트 노드는 제2 측정 기간(802) 동안 결정된 후보 호스트 노드로부터 수신된 기준 신호를 이용하여 후보 호스트 노드에 대한 순시적 채널의 상태를 측정한다. 상기 제2 측정 기간(802)은 제1 측정 기간(801)에 비해 짧은 기간으로서, 수 ms 수준의 매우 짧은 시간 내에서의 채널 상태이다. 제1 측정 기간(801) 동안 채널의 상태는 크게 변하지 않는다.
상기 제2 측정 기간(802)은 다양하게 설정될 수 있다. 일부 실시 예에서, 리모트 노드가 송신하고자 하는 데이터의 용량이 큰 경우, 상기 제2 측정 기간(802)은 길게 설정될 수 있다. 다른 일부 실시 예에서, 상기 제2 측정 기간(802)는 채널의 변화 정도에 따라 설정될 수 있는데, 상기 리모트 노드의 이동 속도 또는 도플러 시프트(Doppler shift)가 큰 경우, 상기 제2 측정 기간(802)은 짧게 설정될 수 있다.
또 다른 일부 실시 예에서, 상기 리모트 노드는 제2 측정 기간(802)가 종료된 이후 일정 시간 후에 또 다른 단기간의 채널 측정을 수행할 수 있다. 이 때, 단기간의 채널 측정을 수행하는 기간을 제2 측정 기간(802)과 동일하게 설정할 수 있다. 또 다른 일부 실시 예에서, 상기 리모트 단말은 상기 단기간의 채널 측정을 수행하는 기간을 시간에 따라 가변적으로 설정할 수 있다.
또 다른 일부 실시 예에서, 상기 제1 측정 기간(801)과 상기 제2 측정 기간(802)이 분리되어 설정될 수 있다. 이 경우, 도플러 시프트에 따라 상기 제1 측정 기간(801)과 상기 제2 측정 기간(802) 사이의 간격을 조절할 수 있다. 예를 들어, 도플러 시프트가 큰 경우 채널의 변화 정도가 크다고 볼 수 있으므로, 상기 제1 측정 기간(801)과 상기 제2 측정 기간(802) 사이를 짧게 설정함으로써 상기 제1 측정 기간(801)에서 결정된 후보 호스트 노드가 제2 측정 기간(802)에서도 유효한 후보 호스트 노드가 되도록 설정할 수 있다.
상기 리모트 노드는 상기 제2 측정 기간(802) 동안 측정된 채널의 상태에 기초하여 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 타겟 호스트 노드와 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 여부를 결정한다. 상기 타겟 호스트 노드와 랜덤 액세스를 위한 신호의 송신 여부는 동시에 결정될 수도 있고, 순차적으로 결정될 수도 있다. 추가적으로, 상기 리모트 노드는 상기 결정된 호스트 노드와의 채널의 상태에 기초하여 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 위한 전력을 결정할 수 있다. 만약 상기 리모트 노드가 상기 제1 호스트 노드(811)를 랜덤 액세스를 위한 호스트 노드로서 결정하였고, 상기 리모트 노드와 상기 제1 호스트 노드(811)와의 채널 이득이 임계 값 이상인 경우(즉, 상기 제1 호스트 노드(811)로 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 것을 결정한 경우), 상기 제1 호스트 노드(811)와의 채널 이득에 기초하여 상기 제1 호스트 노드에게 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하기 위한 전력을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 호스트 노드(811)와의 채널 이득이 임계 값 이상이라도 채널 이득의 값이 크지 아니한 경우, 다시 말해, 채널 이득이 다른 임계 값보다 작은 경우, 상기 리모트 노드는 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 전력을 상대적으로 크게 설정하여 송신할 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 제1 호스트 노드(811)와 상기 리모트 노드 간의 채널 이득이 큰 경우, 리모트 노드는 상대적으로 작은(lower) 전력으로 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 수 있다. 채널의 상태에 따라 전력을 조절함으로써, 리모트 노드는 랜덤 액세스를 위한 전력을 효율적으로 관리할 수 있다.
상향링크 송신 시간 슬롯 중 일부 시간 구간 동안(803)에서 리모트 노드는 결정된 호스트 노드에게 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신한다. 예를 들어, 랜덤 액세스를 위한 신호의 송신을 위한 시간 구간은 하향 링크 슬롯의 종료 시점으로부터 T1시간 이후일 수 있다. 순시적인 채널의 상태에 기초하여 타겟 호스트 노드 및 송신 전력을 조절하여 송신함으로써 상기 리모트 노드는 전력 소모를 감소시킬 수 있다. 또한, 순시적인 채널의 상태에 기초하여 타겟 호스트 노드 및 송신 전력을 조절하여 송신함으로써, 상기 리모트 노드는 상기 제2 호스트 노드(812)와 같은 다른 호스트 노드 또는 다른 리모트 노드들에게 주는 간섭을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 리모트 노드는 채널의 상태가 좋은 경우에만 랜덤 액세스를 위한 신호를 제1 호스트 노드(811)로 송신하므로, 제1 호스트 노드(811)와의 랜덤 액세스 성공 확률을 높일 수 있다. 또한, 채널의 상태가 나쁜 경우, 상기 리모트 노드는 제1 호스트 노드(811)로 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하지 않기 때문에 제1 호스트 노드의 랜덤 액세스 채널로 수신되는 다른 리모트 노드들에게 간섭을 주지 않으면서, 경쟁 기반 랜덤 액세스에 있어서 다른 리모트 노드들의 랜덤 액세스 성공 확률을 높일 수 있게 된다.
도 9는 순시적 채널 측정을 통해 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하는 리모트 노드의 동작 흐름의 예를 도시한다. 도 9의901 단계에서 909 단계는 도 7의 701단계에서 709 단계에 대응되고, 도 9의 911 단계 내지 915 단계는 도 6의 603 내지 607 단계에 대응될 수 있다. 도 9의 각 단계에서 리모트 노드는 도 6과 도 7에 기술된 동작과 실질적으로 동일하거나 유사한 동작을 수행할 수 있다.
901 단계에서, 리모트 노드는 호스트 노드로부터 동작 관련 파라미터를 수신하고, 채널의 상태에 대한 측정을 수행한다. 903 단계에서, 리모트 노드는 랜덤 액세스를 위한 신호를 전송할 후보 호스트 노드를 결정한다. 905 단계에서, 리모트 노드는 랜덤 액세스를 위한 신호를 전송할 사건이 발생하는지 여부를 판단한다. 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 사건이 발생하지 아니한 경우, 상기 리모트 노드는 903 단계로 돌아가서, 다시 후보 호스트 노드를 결정한다. 일부 실시 예에서, 905 단계에서 랜덤 액세스 전송 사건이 발생하지 않는 경우, 상기 리모트 노드는 901 단계로 돌아가서 재차 호스트 노드로부터 파라미터와 기준 신호를 수신하여 채널 상태를 측정할 수 있다. 다른 일부 실시 예에서, 리모트 노드는 랜덤 액세스 신호를 전송할 사건이 발생하는 경우, 후보 호스트 노드를 결정할 수 있다. 다시 말해, 903 단계와 905 단계는 서로 바뀔 수 있다.
랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 사건이 발생하는 경우, 상기 리모트 노드는 907 단계로 진행한다. 907 단계에서, 리모트 노드는 랜덤 액세스 타겟 호스트 노드와 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 여부를 결정한다. 909 단계에서, 상기 리모트 노드는 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 위한 조건이 만족되는 지 여부를 판단한다. 상기 랜덤 액세스를 위한 전송 조건이 만족되는 경우, 상기 리모트 노드는 911 단계로 진행하여 랜덤 액세스를 수행할 것으로 결정된 호스트 노드에게 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신한다. 상기 랜덤 액세스를 위한 전송 조건이 만족되지 아니한 경우, 상기 리모트 노드는 913 단계로 진행하여 다음 랜덤 액세스 시도를 위한 기준 신호를 수신한다. 일부 실시 예에서, 상기 리모트 노드는 913 단계 대신 901 또는 903 단계로 진행할 수 있다. 이 경우, 상기 리모트 노드는 랜덤 액세스를 위한 후보 호스트 노드를 다시 선택할 수 있다. 이 경우에는 이미 랜덤 액세스 전송 사건이 발생한 상태이므로, 리모트 노드는 전송 후보 호스트 노드들에 대한 선택 및 상기 후보 호스트 노드들에 대한 짧은 시간 동안의 채널 측정을 병행하여 수행하면서 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 여부를 판단할 수 있다. 상기 리모트 노드가 913 단계 대신 901 단계로 진행하는 것은 일정한 주기마다 이루어 질 수 있다.
도 10은 TDD 무선 통신 시스템에서 같은 시점에 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 수행하는 경우에 대한 시간 슬롯의 예를 도시한다.
TDD 통신 방식에 따르면, 하향링크와 상향링크는 동일한 주파수 영역 내에서 시간에 따라 분할된다. 일부 실시 예에서, 상향링크와 하항링크를 위한 시간 구간들의 비율은 달라질 수 있다. 예를 들면 상향링크 시간 구간 길이: 하향링크 시간 구간 길이 = 7:3과 같이 구성될 수 있다. 도 10을 참고하면, TDD 방식의 통신 시스템에서 호스트 노드들 각각이 송신하는 신호는 모두 시간적으로 동기화되어 있다. 호스트 노드들 간의 시간적 동기는 이른바 GPS(global positioning system) 또는 망 동기를 통해 달성 가능하다. 또한, 한 기지국이 여러 섹터를 서비스하는 경우에는 추가적인 동작 없이 시간 동기가 획득될 수 있다.
호스트 노드들 각각은 하향링크를 통해 채널 측정을 위한 기준 신호를 리모트 노드로 송신할 수 있다. 상기 리모트 노드는 수신된 기준 신호를 이용하여 채널의 상태를 측정할 수 있다. 이 때, 셀 경계 영역에 위치한 리모트 노드는 복수의 호스트 노드들로부터 송신된 기준 신호들을 수신하고, 기준 신호들 각각을 이용하여 각 호스트 노드와의 채널의 상태를 측정한다. 이 때, 리모트 노드는 가장 좋은 채널의 상태를 갖는 호스트 노드를 선택하고 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 수행할 수 있다. 가장 좋은 채널의 상태를 갖는 호스트 노드를 선택하기 위한 기준은 채널 이득, 성공적인 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 위해 요구되는 송신 전력, 수신된 기준 신호의 레벨이 될 수 있다. 또한, 리모트 노드는 가장 좋은 채널의 상태를 갖는 호스트 노드와의 채널의 상태가 일정한 전송 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 만약, 상기 호스트 노드와의 채널의 상태가 전송 조건을 만족하지 않는다면, 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하지 아니하고, 상기 호스트 노드와의 채널의 상태가 전송 조건을 만족할 때까지 대기한다. 반면, 상기 호스트 노드와의 채널의 상태가 전송 조건을 만족하면 상향링크 송신 시간 구간에 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 수행한다.
도 10을 참고하여 설명하면, 인접한 두 개의 호스트 노드에서 같은 시간에 기준 신호를 전송한다. 그러므로, 리모트 노드는 한 번의 채널 측정으로 두 개의 호스트 노드와의 채널 상태를 측정할 수 있으므로, 채널 측정에 소모되는 전력을 감소시킬 수 있다.
도 10을 참고하면, 하향링크 종료 시점에서 T1 시간 이후 상향링크 랜덤 액세스를 송신할 수 있는 시간 슬롯(1002)이 존재한다. 리모트 노드는 상기 시간 슬롯에서 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신한다. 도 10의 실시 예에서, 리모트 노드(1010)가 제1 호스트 노드(1011)로 랜덤 액세스를 송신할 수 있는 시간 슬롯의 시간적 위치와 제2 호스트 노드(1012)로 랜덤 액세스를 송신할 수 있는 시간 슬롯의 시간적 위치가 동일한 경우를 도시한다. 이 때, 리모트 노드(1010)가 제1 호스트 노드(1011)에게 랜덤 액세스를 송신할 것을 결정하면, 리모트 노드(1010)는 제1 호스트 노드(1011)에게 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하고, 리모트 노드(1010)가 제2 호스트 노드(1012)에게 랜덤 액세스를 송신할 것을 결정하면, 리모트 노드(1010)는 제2 호스트 노드(1012)에게 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신한다. 일부 실시 예에서, 리모트 노드(1010)가 제1 호스트 노드(1011)에게 랜덤 액세스를 송신할 때와 제2 호스트 노드(1012)에게 랜덤 액세스를 송신하는 경우마다 각각 다른 시퀀스(sequence)들을 이용할 수 있으며, 상기 다른 시퀀스들을 통해 호스트 노드는 리모트 노드가 랜덤 액세스를 수행하고자 하는 호스트 노드를 구분할 수 있다.
일부 실시 예에서, 리모트 노드는 순시적인 채널 측정에 기초하여 랜덤 액세스를 송신할 호스트 노드와 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 여부를 동시에 판단할 수 있다. 즉, 리모트 노드는 단 기간의 페이딩(short term fading) 환경에서 채널의 상태가 크게 변하지 않는 짧은 시간 구간 내에서 채널 측정을 수행할 수 있고, 짧은 시간 구간 내에서의 채널 측정 결과에 기초하여 랜덤 액세스를 수행할 호스트 노드를 선택할 수 있으며 동시에 선택된 호스트 노드로의 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 여부를 결정할 수 있다. 도 10의 실시 예에서 채널 측정을 위한 시간 구간과 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 위한 시간 구간은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 랜덤 액세스를 위환 신호의 송신을 위한 시간 구간은 1ms에서 10ms이내가 되도록 설정될 수 있다. 그러나, 낮은 송신 전력을 먼 거리까지 랜덤 액세스를 위한 신호를 전송하여야 하는 경우에 있어서는, 랜덤 액세스를 위한 신호의 송신을 위한 시간이 더 길게 설정될 수 있다.
비록 도 10의 실시 예에서 각 TDD 시스템의 호스트 노드들 사이의 시간 동기가 맞춰진 경우를 가정하여 설명하였으나, 호스트 노드들 사이의 시간 동기가 맞춰지지 아니한 경우에도 본 발명의 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 기법은 유효하다. 이 경우, 리모트 노드는 일정 시간 윈도우(window) 동안 각 호스트 노드들로부터 수신되는 기준 신호를 이용하여 채널 측정을 수행하고, 랜덤 액세스를 수행할 호스트 노드와 상기 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 여부를 판단할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에서, 전송 임계 값은 가장 낮은 값(실질적으로 0)으로 설정할 경우, 리모트 노드는 순시적인 채널에 대한 상태에 기초하여 랜덤 액세스를 수행할 최적의 호스트 노드를 선택하고 선택된 호스트 노드에게 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신한다.
도 10은 TDD 통신 시스템에서 시간 동기가 맞춰진 경우 리모트 노드가 다른 호스트 노드에게 동일한 시점에 복수의 호스트 노드에게 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하는 실시 예를 도시한다. 상기 리모트 노드는 동일한 시점에 복수의 호스트 노드에게 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신함으로써 호스트 노드마다 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 타이밍을 고려하지 아니하면서 간단하게 기준 신호를 이용한 채널 측정 이후 시간 슬롯에 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 수 있고, 따라서, 상기 리모트 노드에게 요구되는 계산 복잡도를 감소시킬 수 있다. 다만 이 경우, 특정 시간 구간에 더 많은 간섭이 발생하거나, 채널의 상태가 일정하지 않은 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우를 고려하여, 각 호스트 노드에게 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 수행할 수 있는 시간 구간이 서로 다르도록 설정될 수 있다.
도 11은 TDD 무선 통신 시스템에서 다른 시점에 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 수행하는 경우에 대한 시간 슬롯의 예를 도시한다. 도 10의 실시 예와 비교하여, 도 11은 리모트 노드(1110)이 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하기 위해 할당된 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 슬롯이 호스트 노드마다 다르게 설정된 실시 예를 도시한다.
도 11을 참고하면, 리모트 노드(1110)이 제1 호스트 노드(1111)을 랜덤 액세스를 수행할 호스트 노드로 선택하는 경우와 제2 호스트 노드(1112)를 랜덤 액세스를 수행할 호스트 노드로 선택하는 경우에 대하여 랜덤 액세스를 위한 시간 구간은 각각 다르게 구성된다. 구체적으로, 리모트 노드(1110)이 제1 호스트 노드(1111)로 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 것으로 결정한 경우, 리모트 노드(1110)은 하향링크를 위한 시간 슬롯(1101)이 종료되고 T1 이후 랜덤 액세스를 위한 신호를 제1 호스트 노드(1111)송신하고, 리모트 노드가 제2 호스트 노드(1112)로 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 것으로 결정한 경우, 리모트 노드는 하향링크를 위한 시간 슬롯(1101)이 종료되고 T2 이후 랜덤 액세스를 위한 신호를 제2 호스트 노드(1112)로 송신한다. 각 호스트 노드 마다 다른 시간 슬롯에 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하기 위하여 리모트 노드는 각 호스트 노드에 대한 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 슬롯을 합한 만큼 전체 호스트 노드에 대한 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 슬롯(1102)을 확보할 필요가 있다. 상기 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 슬롯은 랜덤 액세스를 위한 호스트 노드의 개수에 따라 달라질 수 있다.
도 11의 실시 예와 같이 다른 호스트 노드에 대하여 각각 다른 시간 구간에 리모트 노드가 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하도록 설정함으로써, 각 호스트 노드에게 영향을 줄 수 있는 간섭의 양이 감소될 수 있다.
상술한 TDD 무선 통신 시스템은 물론, 다양한 실시 예들은 FDD 무선 통신 시스템에도 적용될 수 있다. FDD 무선 통신 시스템은 상향링크 신호와 하향링크 신호가 다른 주파수 자원을 통해 송신되는 시스템이다. TDD 무선 통신 시스템과 비교하여, FDD 무선 통신 시스템은 주파수 선택성에 의해 채널 측정을 위해 기준 신호가 수신되는 채널과 리모트 노드가 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하는 채널이 각각 다르다. 따라서, TDD 무선 통신 시스템과 같이 하향링크를 통해 송신되는 기준 신호를 통해 측정된 채널의 상태는 리모트 노드가 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하는 상향링크 채널과 다를 수 있다.
하향링크 채널과 상향링크 채널이 상이한 FDD 무선 통신 시스템에 있어서, 리모트 노드의 순시적 채널 측정을 위하여 호스트 노드는 상향링크 신호를 위해 할당된 자원을 통해 채널 측정을 위한 기준 신호를 송신할 수 있다. 즉, 기준 신호는 하향링크 신호임에도 불구하고, 호스트 노드는 일시적으로 상향링크 신호를 위해 할당된 자원을 이용하여 기준 신호를 송신한다. 상기 기준 신호를 송신하는 시간 구간 동안 리모트 노드가 상향 링크로 신호를 송신하지 않기 위하여, 표준 규격을 통해 상기 시간 구간을 정의하거나, 호스트 노드가 리모트 노드로 제어 메시지를 송신함으로써 상기 시간 구간을 설정할 수 있다.
리모트 노드는 상향링크 채널을 통해 수신된 기준 신호를 이용하여 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 상향링크 채널의 순시적 채널의 상태를 측정할 수 있다. 그리하여, 리모트 노드는 측정된 순시적 채널의 상태에 기초하여 랜덤 액세스를 송신할 호스트 노드와 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 여부를 결정할 수 있다. 호스트 노드가 상향링크 채널을 통해 하향링크 신호인 기준 신호를 송신할 경우 다른 상향링크 신호와의 충돌 문제가 발생할 수 있으나, 리모트 노드가 측정하고자 하는 채널의 상태는 매우 짧은 시간의 순시적 채널의 상태이므로, 호스트 노드가 기준 신호를 송신하는 시간도 매우 짧으므로 충돌 문제가 발생할 가능성은 매우 낮을 것이다. 일부 실시 예에서, 호스트 노드는 서빙 셀에 위치한 리모트 노드들과의 협의 절차를 통해 기준 신호를 송신하는 시간 동안 상기 리모트 노드들이 해당 자원을 통해 신호를 송신하지 못하도록 함으로써 하향링크 신호를 송신할 상향링크 자원을 확보할 수 있다.
한편, 리모트 노드는 채널 측정을 수행하기 이전에 각 호스트 노드들로부터 각 호스트 노드들에 대한 정보를 수신할 수 있으며, 상기 정보를 통해 리모트 노드는 호스트 노드가 언제 상향링크 자원을 통해 기준신호를 송신하는지에 대해 알 수 있다. 상기 기준 신호가 송신되는 시점에 리모트 노드는 상기 기준 신호를 수신하고 각 호스트 노드와의 채널의 상태를 측정할 수 있다. 또한, 상기 리모트 노드는 상기 기준 신호가 전송되는 시점에는 상향 링크 채널 신호를 송신하지 않도록 설정될 수 있다.
도 7 내지 도 9에 도시된 실시 예에 상술한 바와 같은 FDD 시스템에서의 상향링크를 통한 기준 신호 송신을 적용하면, 후보 호스트 노드의 선택을 위한 리모트 노드의 긴 기간 채널 측정에 있어서는 호스트 노드가 하향링크 자원을 통해 기준신호를 송신하고, 랜덤 액세스를 위한 호스트 노드의 선택을 위한 리모트 노드의 순시적 채널 측정을 위하여는 호스트 노드가 상향링크 자원을 통해 기준 신호를 송신할 수 있다. 구체적으로, 후보 호스트 노드 선택을 위한 채널 측정에 있어서는 FDD 시스템이라 하더라도 리모트 노드는 하향링크 채널을 통해 송신되는 기준 신호를 이용하여 채널 측정을 수행한다. 그 이유는 리모트 노드의 후보 호스트 노드 선택을 위한 긴 기간 채널 측정은 상대적으로 긴 시간이 걸리는 과정이므로 호스트 노드가 하향링크 신호인 기준 신호를 송신하기 위하여 상향링크 자원에서 긴 시간 자원을 이용하는 것은 적합하지 아니하다는 점, FDD 시스템에서 하향링크와 상향링크가 다르더라도 장기적 관점에서는 그 차이가 그리 크지 아니하다는 점, 그리고 후보 호스트 노드를 결정하기 위한 것이므로 정밀한 채널 추정이 요구되지 아니하다는 점 때문이다. 그러나, 랜덤 액세스를 수행할 호스트 노드와 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 여부를 결정하기 위한 순시적 채널 측정에 있어서는, 짧은 시간이 요구되고 정밀한 채널 측정이 요구되는 바, 호스트 노드는 상향링크 자원을 통해 기준 신호를 송신하고, 리모트 노드는 상향링크 자원을 통해 수신되는 기준 신호를 통해 상향링크 채널을 측정할 수 있다. 그러나, 리모트 노드는 상향링크 주파수 대역을 통해 호스트 노드가 전송하는 기준 신호를 바탕으로 긴 시간의 채널 측정을 수행할 수도 있다. 또한, 하향링크 주파수 대역을 통해 송신되는 기준 신호와 상향링크로 호스트 노드가 전송하는 신호를 모두 사용하여 긴 시간의 채널 측정을 수행할 수도 있다.
도 12은 FDD 무선 통신 시스템에서 같은 시점에 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 수행하는 경우에 대한 시간 슬롯의 예를 도시한다. 도 12는 FDD 통신 시스템의 상향링크를 도시한다. 도 12를 참조하면, 제1 호스트 노드(1211)과 제2 호스트 노드(1212)는 리모트 노드로 채널 측정을 위한 기준 신호를 송신한다. 일부 실시 예에서, 제1 호스트 노드(1211)와 제2 호스트 노드(1212)는 상향링크를 위해 할당된 자원을 통해 기준 신호를 송신할 수 있다. 상기 기준 신호가 송신되는 시점은 호스트 노드와 리모트 노드 사이에 미리 정의될 수 있다.
도 12는 각 호스트 노드가 송신하는 신호가 서로 시간적으로 동기화되어 있는 경우를 가정한다. 호스트 노드들 간의 시간적 동기는 이른바 GPS(global positioning system) 또는 망 동기를 통해 달성 가능하다. 또한, 한 호스트 노드가 여러 섹터를 서비스하는 경우에는 추가적인 동작 없이 시간 동기가 획득될 수 있다.
도 12를 참고하면, 시가적으로 동기화된 제1 호스트 노드(1211)와 제2 호스트 노드(1212)는 동일한 시간 슬롯(1201)에서 기준 신호1과 기준 신호 2를 각각 리모트 노드(1210)로 송신한다. 기준 신호1과 기준 신호2를 수신한 리모트 노드(1210)는 각각의 호스트 노드에 대한 채널 측정을 수행한다. 채널 측정 결과에 기초하여, 리모트 노드는 랜덤 액세스를 송신할 호스트 노드와 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 여부를 결정할 수 있다. 랜덤 액세스를 송신할 것으로 결정한 경우, 리모트 노드는 채널 측정을 위한 시간 구간이 끝나고 T1 이후 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 슬롯(1202)에서 제1 호스트 노드(1211) 또는 제2 호스트 노드(1212)로 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 수 있다.
상기 리모트 노드(1210)은 동일한 시점에 복수의 호스트 노드에게 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신함으로써 호스트 노드 마다 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 타이밍을 고려하지 아니하면서 간단하게 기준 신호를 이용한 채널 측정 이후 시간 슬롯에 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 수 있고, 따라서, 상기 리모트 노드(1210)에게 요구되는 계산 복잡도를 감소시킬 수 있다. 다만, 이 경우, 특정 시간 구간에 더 많은 간섭이 발생하거나, 채널의 상태가 일정하지 않은 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우를 고려하여, 각 호스트 노드에게 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 수행할 수 있는 시간 구간이 서로 다르도록 설정될 수 있다.
도 13은 FDD 무선 통신 시스템에서 다른 시점에 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 수행하는 경우에 대한 시간 슬롯의 예를 도시한다. 도 12의 실시 예와 비교하여, 도 13은 리모트 노드(1310)가 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하기 위해 할당된 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 슬롯이 호스트 노드 마다 다르게 설정된 실시 예를 도시한다.
TDD 무선 통신 시스템에 대한 도 11과 유사하게, 리모트 노드(1310)가 제1 호스트 노드(1310)로 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 것으로 결정한 경우, 리모트 노드(1310)는 채널 측정을 위한 시간 구간(1301)이 종료되고 T1 이후 랜덤 액세스를 위한 신호를 제1 호스트 노드(1311)로 송신하고, 리모트 노드가 제2 호스트 노드(1312)로 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 것으로 결정한 경우, 리모트 노드는 채널 측정을 위한 시간 구간(1301)이 종료되고 T2 이후 랜덤 액세스를 위한 신호를 제2 호스트 노드(1312)로 송신한다. 도 11에서 설명한 바와 마찬가지로, 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 슬롯(1302)는 구현에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
도 13의 실시 예와 같이 다른 호스트 노드에 대하여 각각 다른 시간 구간에 리모트 노드(1310)가 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하도록 설정함으로써, 각 호스트 노드에게 영향을 줄 수 있는 간섭의 양을 감소시킬 수 있다.
도 14는 FDD 무선 통신 시스템에서 호스트 노드들이 비동기화된 경우에 대한 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 위한 시간 슬롯의 예를 도시한다. 도 14의 실시 예에 따른 제1 호스트 노드(1411)와 제2 호스트 노드(1412)는 시간적으로 비동기화된 호스트 노드들 이므로, 각각 다른 시간 동안 채널 측정을 위한 기준 신호를 송신한다.
도 14를 참고하면, 각 호스트 노드 마다 채널 측정을 위한 기준 신호를 송신하는 시간 구간이 각각 다르다. 각 호스트 노드는 상향링크 신호를 위한 일부 시간 및 주파수 자원을 통해 상향링크 채널 측정을 위한 기준 신호를 송신한다. 리모트 노드(1410)는 호스트 노드 탐색 절차를 통해 근처에 위치한 호스트 노드와 그 호스트 노드의 송신 시간에 대한 정보를 획득할 수 있다. 또한, 리모트 노드는 획득된 송신 시간에 대한 정보로부터 기준 신호의 전송 시간에 대하여 알 수 있다. 구체적으로, 리모트 노드는 미리 획득된 제1 호스트 노드(1411)와 제2 호스트 노드(1412)의 기준 신호 송신 시간에 대한 정보로부터 제1 호스트 노드(1411)가 기준 신호를 송신하는 시간 구간(1401)과 제2 호스트 노드(1412)가 기준 신호를 송신하는 시간 구간(1403)을 알 수 있다.
리모트 노드는 각 호스트 노드가 송신한 기준 신호에 기초하여 각각의 호스트 노드에 대한 순시적 채널의 상태를 측정할 수 있으며, 측정된 채널의 상태로부터 랜덤 액세스를 위한 호스트 노드와 전송 조건의 만족 여부를 결정할 수 있다. 구체적으로 도 14를 참고하면, 제1 호스트 노드(1411)로의 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 슬롯(1402)이 제1 호스트 노드(1411)의 기준 신호 송신 슬롯으로부터 T1이후에 위치하고, 제2 호스트 노드(1412)로의 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 슬롯(1404)이 제2 호스트 노드(1412)의 기준 신호 송신 슬롯으로부터 T1이후에 위치한다. 리모트 노드(1410)는 제1 호스트 노드(1411)에게 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 것을 결정한 경우 제1 호스트 노드(1411)로의 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 슬롯(1402)에서 제1 호스트 노드(1411)로 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하고, 제2 호스트 노드(1412)에게 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 것을 결정한 경우 제2 호스트 노드(1412)로의 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 슬롯(1404)에서 제2 호스트 노드(1412)로 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신한다.
일부 실시 예들에서, 리모트 노드(1410)가 랜덤 액세스를 수행할 호스트 노드를 선택하는 동작은 미리 수행될 수 있다. 다시 말해, 리모트 노드(1410)는 채널 측정을 위한 시간 구간(1401) 이전에 시간적으로 동기화되지 아니한 제1 호스트 노드(1411)와 제2 호스트 노드(1412)로부터 일정 시간 윈도우 동안 기준 신호들을 각각 수신하고, 수신된 기준 신호들에 기초하여 제1 호스트 노드(1411) 또는 제2 호스트 노드(1412)에게 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 것을 미리 결정할 수 있다. 만약 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 호스트 노드로 제1 호스트 노드(1411)가 선택된 경우, 리모트 노드는 제1 호스트 노드(1411)로의 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 슬롯(1402)에 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하고, 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 호스트 노드로 제2 호스트 노드(1412)가 선택된 경우, 리모트 노드는 제2 호스트 노드(1412)로의 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 슬롯(1404)에 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신한다.
결정된 호스트 노드에게 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하기 이전에 리모트 노드(1410)는 랜덤 액세스를 위한 전송 조건이 만족되는지 여부를 판단한다. 전송 조건이 전송 조건이 만족되면, 리모트 노드는 해당 호스트 노드에게 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신할 수 있다. 상기 랜덤 액세스를 위한 신호는 송신하고자 하는 호스트 노드에 할당된 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송 슬롯에 송신되며, 또한 상기 랜덤 액세스를 위한 신호는 상기 호스트 노드에 대응하는 시퀀스들 중 하나를 이용하여 구성된다.
한편, 본 개시에서 이용하는 채널 측정 및 랜덤 액세스를 위한 상향링크 차원에 대한 정보는 호스트 노드와 리모트 노드 사이에 사전에 공유된다. 즉, 호스트 노드는 어떠한 모드로 시스템이 동작하는지에 대한 정보를 리모트 노드에게 브로드캐스트함으로써 리모트 노드에게 해당 정보를 알려줄 수 있다. 또한, 동작 모드에 대한 정보 외에 관련 파라미터들에 대한 정보 또한 호스트 노드로부터 브로드캐스트됨으로써 리모트 노드와 호스트 노드 사이에서 공유된다.
도 15은 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송의 성능을 나타내는 그래프의 예를 도시한다.
도 15를 참고하면, 도 15의 그래프에서, 가로축은 평균 비트 에너지 대 잡음 비를 나타내고, 세로축은 호스트 노드에서 랜덤 액세스를 위한 신호의 손실 확률을 나타낸다.
채널의 상태를 나타내는 값으로서, 채널 이득 모델은 아래의 수학식 1과 같이 정의된다.
Figure pat00001
수학식 1에서
Figure pat00002
는 리모트 노드와 리모트 노드에 인접한 i번째 호스트 노드 사이의 채널 이득,
Figure pat00003
는 리모트 노드와 리모트 노드에 인접한 i번째 호스트 노드 사이의 평균 경로 손실(average path loss),
Figure pat00004
는 시 변 페이딩 성분(time varying fading component)을 나타낸다.
랜덤 액세스를 위해 선택된 타겟 호스트 노드에 대한 채널 이득은 아래의 수학식 2와 같이 결정될 수 있다.
Figure pat00005
수학식 2에서, N은 리모트 노드에서 수신된 기준 신호들의 개수이고, 선택된 타겟 호스트 노드에 대한 채널 이득
Figure pat00006
는 리모트 노드에서 수신된 기준 신호들로부터 측정된 채널 이득들
Figure pat00007
중 가장 큰 값이 된다.
도 15에서의 시뮬레이션 환경은 다음과 같다. 리모트 노드로부터 인접한 호스트 노드의 개수는 3개이며, 도플러 주파수는 10헤르츠(Hertz, Hz), 채널 모델은 레일리 페이딩 채널(Rayleigh fading channel)이다.
도 15는 인접 호스트 노드가 한 개, 두 개, 세 개 있는 경우에 대하여 동일한 송신 전력을 사용하였을 때의 호스트 노드의 랜덤 액세스를 위한 신호 검출 성능을 나타낸다. 도 15를 참고하면, 여러 개의 호스트 노드가 있는 경우 호스트 노드의 랜덤 액세스를 위한 신호 검출 성능(즉, 랜덤 액세스가 성공할 확률)이 향상됨을 알 수 있다.
도 16는 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송의 성능을 나타내는 그래프의 다른 예를 도시한다. 도 16에서의 시뮬레이션 환경은 도 15의 환경과 동일하다.
도 16을 참조하면, 가로축은 랜덤 액세스에서의 시간 딜레이를 나타내고, 세로축은 확률 밀도 함수(probability density function)을 나타낸다. 상술한 바와 같이, 도 4 내지 도 9에 따른 랜덤 액세스를 수행할 경우, 채널의 상태가 좋아지는 시점을 기다려야 하기 때문에 시간 딜레이가 발생한다. 도 16의 그래프는 셀의 개수가 3개일 때 평균적으로 시간 딜레이가 적은 곳에 샘플들이 가장 많이 분포함을 나타낸다. 달리 표현하면, 리모트 노드에 인접한 호스트 노드의 개수가 많아 질수록 랜덤 액세스를 위한 시간 딜레이가 감소함을 알 수 있다.
도 17은 무선 통신 시스템에서 리모트 노드의 하드웨어 구성의 예를 도시한다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 17에 도시된 바와 같이 리모트 노드는 안테나(antenna) (1700), 수신기(receiver) (1710), 채널 측정기(channel estimator) (1720), 수신용 주파수 발진기(reception frequency oscillator) (1730), 제어부(controller) (1740), 송신기(transmitter) (1750), 송신 주파수 발진기(transmission frequency oscillator) (1760)를 포함하여 구성된다.
상기 안테나(1700)는 무선 채널을 통해 송신되는 신호를 수신하거나 리모트 노드가 송신하고자 하는 신호를 무선 채널을 통해 송신한다. 도 17에서는 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 리모트 노드는 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 수신기(1710)은 상기 안테나(1700)로부터 제공받은 신호로부터 데이터를 복원한다. 예를 들어, 상기 수신기(1710) RF(radio frequency) 수신 블록(RF reception block), 복조 블록(demodulation block), 채널 복호 블록(channel decoding block) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 RF 수신 블록은 필터(filter) 및 RF 전처리부 (RF preprocessor)등으로 구성될 수 있다. 상기 채널 복호 블록은 복조기(demodulator), 디인터리버(deinterleaver) 및 채널 디코더(channel decoder) 등으로 구성될 수 있다.
상기 채널 추정부(1720)는 상기 수신기(1710)로부터 제공받은 수신 신호를 이용하여 하향링크 채널을 추정한다. 에를 들어, 상기 채널 추정부(1720)는 하향링크 채널을 통해 수신된 기준 신호를 이용하여 수신 전력을 측정할 수 있다.
상기 수신 주파수 발진기(1730)는 상기 수신기(1710)에서 신호를 수신하기 위한 주파수를 생성한다. 일반적으로 FDD 모드에서 수신 주파수와 송신 주파수는 다르게 설정된다.
상기 제어부(1740)는 리모트 노드의 식별자와 시간 정보를 바탕으로 랜덤 액세스를 위한 신호의 전송을 위해 사용할 채널을 선택하고, 랜덤 액세스 채널로 송신할 메시지를 생성한다. 또한, 상기 제어부(1740)는 랜덤 액세스 채널을 통해 신호를 송신하기 위해 상기 송신기(1750)을 제어한다. 제어부는 프로세서(processor), 처리 회로(processing circuitry)로 지칭될 수 있다.
상기 송신기(1750)는 상기 제어부(1740)의 제어에 따라 랜덤 액세스 채널을 통해 호스트 노드에게 송신할 신호를 생성한다. 즉, 상기 송신기(1750)은 상기 제어부(1740)에서 생성한 메시지를 랜덤 액세스 채널을 통해 호스트 노드에게 송신할 신호를 생성한다. 즉, 상기 송시기(1750)는 상기 제어부(1740)에서 생성한 메시지를 랜덤 액세스 채널을 통해 호스트 노드에게 송신한 신호를 무선 자원을 통해 송신을 위한 형태로 변환하여 상기 안테나(1700)로 제공한다. 예를 들어, 상기 송신기(1750)는 신호 생성 블록, 채널 부호 블록, 변조 블록, RF 송신 블록 등을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 채널 부호 블록은 변조기(modulator), 인터리버(interleaver), 및 채널 인코더(channel encoder) 등으로 구성될 수 있다. 상기 RF 송신 블록은 필터 및 RF 전처리기(RF preprocessor) 등으로 구성될 수 있다.
상기 송신 주파수 발진기(1760)은 제어부(1740)의 제어에 따라 송신기(1750)의 신호 송신을 위해 필요한 송신 주파수를 가지는 신호(예: 정현파)를 생성한다.
비록 도 17에서는 한편, 수신기(1710), 수신 주파수 발진기(1730), 송신기(1750), 송신 주파수 발진기(1760)가 별도의 모듈인 것으로 도시되어 있으나, 수신기(1710), 수신 주파수 발진기(1730), 송신기(1750), 송신 주파수 발진기(1760)는 하나의 모듈로 구성될 수 있고, 이 경우 상기 모듈은 송수신기(transceiver) 또는 통신부(communication unit)로 지칭될 수 있다. 또한 도 17에서 채널 측정기(1720)와 제어부(1740)은 별도의 모듈인 것으로 도시되어 있으나, 채널 측정기(1720)은 제어부(1740)에 포함될 수 있다.
한편 호스트 노드의 구조는 도 17의 구조와 유사하다. 다만 제어부의 동작과 실질적으로 송신되는 신호가 다르다. 호스트 노드는 제어부에서 리모트 노드가 랜덤 액세스를 위해 사용한 채널을 통해 리모트 노드의 리모트 노드 식별자 정보를 획득할 수 있다. 만약 사용한 채널의 정보로 리모트 노드 식별자의 모든 정보를 획득하지 못하는 경우 그 이후에 송신되는 메시지에 포함된 메시지의 정보와 사용한 채널의 정보에 기초하여 리모트 노드의 리모트 노드 식별자를 알 수 있다. 또한, 상기 호스트 노드는 코어 네트워크와 통신하기 위한 백홀 통신부(backhaul communication unit)와 같은 구성을 더 포함할 수 있다.
본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 상기 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템에서 리모트 노드(remote node)의 동작 방법에 있어서,
    채널 추정을 위한 시간 구간 중 일부 시간 구간 동안 호스트 노드(host node)들로부터 수신된 기준 신호(reference signal)들에 기초하여 상기 호스트 노드들과 상기 리모트 노드 사이의 순시적 채널의 상태들을 각각 결정하는 과정과,
    상기 결정된 순시적 채널의 상태들에 기초하여 상기 호스트 노드들 중에서 랜덤 액세스(random access)를 위한 호스트 노드를 결정하는 과정과,
    상기 결정된 호스트 노드와의 상기 리모트 노드 간의 채널의 상태를 나타내기 위한 값이 임계 값보다 큰 경우, 상기 호스트 노드에게 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하는 과정을 포함하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 순시적 채널의 상태들을 각각 결정하는 과정은,
    상기 채널 추정을 위한 시간 구간 중 제1 시간 구간 동안 호스트 노드들로부터 수신된 기준 신호들에 기초하여 상기 호스트 노드들에 대한 롱 텀(long term) 채널의 상태들을 각각 결정하는 과정과,
    상기 롱 텀 채널의 상태들에 기초하여 상기 랜덤 액세스를 위한 후보 호스트 노드들을 결정하는 과정과,
    상기 채널 추정을 위한 시간 구간 중 제2 시간 구간 동안 상기 후보 호스트 노드들로부터 수신된 기준 신호들에 기초하여 상기 랜덤 액세스를 위한 순시적 채널의 상태들을 각각 결정하는 과정을 포함하고,
    상기 제2 시간 구간은, 상기 제1 시간 구간보다 긴 시간 구간인 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 시간 구간은, 상기 리모트 노드와 상기 후보 호스트 노드 간의 채널의 상태를 나타내는 값이 일정 범위 이내인 시간 구간인 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 채널의 상태를 나타내는 값은, 채널 이득, 또는 SINR(signal to interference plus noise ratio) 중 하나인 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 랜덤 액세스를 위한 신호는, 상기 호스트 노드들 마다 다른 시간 슬롯에서 송신되도록 설정되는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은, 하향링크 신호와 상향링크 신호가 다른 주파수를 통해 송수신되는 주파수 분할 이중화(frequency division duplex, FDD) 시스템이고,
    상기 기준 신호들은, 상기 일부 시간 구간 동안 상기 상향링크 신호를 위해 할당된 주파수 자원을 통해 호스트 노드로부터 리모트 노드로 수신되는 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 순시적 채널의 상태들을 각각 결정하는 과정은,
    상기 호스트 노드들이 서로 시간적으로 동기화된 경우, 동일한 시간 구간 동안 호스트 노드로부터 리모트 노드로 송신되는 기준 신호들에 기초하여 상기 순시적 채널의 상태들을 각각 결정하고,
    상기 호스트 노드들이 서로 시간적으로 비동기화된 경우, 상이한 시간 구간 동안 호스트 노드로부터 리모트 노드로 송신되는 기준 신호들에 기초하여 상기 순시적 채널의 상태들을 각각 결정하는 과정을 포함하는 방법.
  8. 무선 통신 시스템에서 리모트 노드(remote node)의 장치에 있어서,
    제어부와,
    상기 제어부와 기능적으로 결합된 송수신부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    채널 추정을 위한 시간 구간 중 일부 시간 구간 동안 호스트 노드(host node)들로부터 수신된 기준 신호(reference signal)들에 기초하여 상기 호스트 노드들과 상기 리모트 노드 사이의 순시적 채널의 상태들을 각각 결정하고,
    상기 결정된 순시적 채널의 상태들에 기초하여 상기 호스트 노드들 중에서 랜덤 액세스(random access)를 위한 호스트 노드를 결정하도록 설정되며,
    상기 송수신부는,
    상기 결정된 호스트 노드와 상기 리모트 노드 간의 채널의 상태를 나타내기 위한 값이 임계 값보다 큰 경우, 상기 호스트 노드에게 상기 랜덤 액세스를 위한 신호를 송신하도록 설정되는 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 채널 추정을 위한 시간 구간 중 제1 시간 구간 동안 호스트 노드들로부터 수신된 기준 신호들에 기초하여 상기 호스트 노드들에 대한 롱 텀(long term) 채널의 상태들을 각각 결정하고, 상기 롱 텀 채널의 상태들에 기초하여 상기 랜덤 액세스를 위한 후보 호스트 노드들을 결정하고, 상기 채널 추정을 위한 시간 구간 중 제2 시간 구간 동안 상기 후보 호스트 노드들로부터 수신된 기준 신호들에 기초하여 상기 랜덤 액세스를 위한 순시적 채널의 상태들을 각각 결정하고,
    상기 제2 시간 구간은, 상기 제1 시간 구간보다 긴 시간 구간인 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 시간 구간은, 상기 리모트 노드와 상기 후보 호스트 노드 간의 채널의 상태를 나타내는 값이 일정 범위 이내인 시간 구간인 장치.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 채널의 상태를 나타내는 값은, 채널 이득, 또는 SINR(signal to interference plus noise ratio) 중 하나인 장치.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 랜덤 액세스를 위한 신호는, 상기 호스트 노드들 마다 다른 시간 슬롯에서 송신되도록 설정되는 장치.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은, 하향링크 신호와 상향링크 신호가 다른 주파수를 통해 송수신되는 주파수 분할 이중화(frequency division duplex, FDD) 시스템이고,
    상기 기준 신호들은, 상기 일부 시간 구간 동안 상기 상향링크 신호를 위해 할당된 주파수 자원을 통해 호스트 노드로부터 리모트 노드로 수신되는 장치.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 호스트 노드들이 서로 시간적으로 동기화된 경우, 동일한 시간 구간 동안 호스트 노드로부터 리모트 노드로 송신되는 기준 신호들에 기초하여 상기 순시적 채널의 상태들을 각각 결정하고, 상기 호스트 노드들이 서로 시간적으로 비동기화된 경우, 상이한 시간 구간 동안 호스트 노드로부터 리모트 노드로 송신되는 기준 신호들에 기초하여 상기 순시적 채널의 상태들을 각각 결정하는 장치.
  15. 무선 통신 시스템에서 호스트 노드(host node)의 장치에 있어서,
    제어부와,
    상기 제어부와 기능적으로 결합된 송수신부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    채널 추정을 위한 기준 신호(reference signal)을 송신하고, 상기 리모트 노드로부터 랜덤 액세스(random access)를 위한 신호를 수신하도록 설정되며,
    상기 랜덤 액세스를 수신한 호스트 노드는,
    상기 기준 신호에 따른 순시적 채널의 상태에 기반하여 복수의 호스트 노드들 중에서 결정된 호스트 노드고,
    상기 랜덤 액세스를 위한 신호는,
    상기 호스트 노드와 상기 리모트 노드와의 채널의 상태가 전송 조건을 만족하는 경우 송신되는 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 순시적 채널의 상태는,
    채널 추정을 위한 시간 구간 중 제1 시간 구간 동안 상기 복수의 호스트 노드들로부터 리모트 노드로 송신된 기준 신호들에 기초하여 결정된 랜덤 액세스를 위한 적어도 하나의 후보 호스트 노드 중에서 상기 채널 추정을 위한 시간 구간 중 제2 시간 구간 동안 상기 후보 호스트 노드로부터 수신된 기준 신호들에 기초하여 결정된 상기 랜덤 액세스를 위한 순시적 채널의 상태를 포함하고,
    상기 제2 시간 구간은, 상기 제1 시간 구간보다 긴 시간 구간인 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제2 시간 구간은, 상기 리모트 노드와 상기 후보 호스트 노드 간의 채널의 상태를 나타내는 값이 일정 범위 이내인 시간 구간인 장치.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 채널의 상태를 나타내는 값은, 채널 이득, 또는 SINR(signal to interference plus noise ratio) 중 하나인 장치.
  19. 청구항 15에 있어서,
    상기 랜덤 액세스를 위한 신호는, 호스트 노드들마다 다른 시간 슬롯에서 리모트 노드로부터 송신되도록 설정되는 방법.
  20. 청구항 15에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은, 하향링크 신호와 상향링크 신호가 다른 주파수를 통해 송수신되는 주파수 분할 이중화(frequency division duplex, FDD) 시스템이고,
    상기 기준 신호들은, 상기 일부 시간 구간 동안 상기 상향링크 신호를 위해 할당된 주파수 자원을 통해 상기 호스트 노드로부터 리모트 노드로 송신되는 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020184965A1 (ko) * 2019-03-13 2020-09-17 엘지전자 주식회사 사이드링크를 지원하는 무선통신시스템에서 복수의 안테나 리모트 유닛들을 제어하는 방법 및 이를 위한 장치
KR102217772B1 (ko) * 2019-10-11 2021-02-19 에스케이텔레콤 주식회사 컨텐츠를 나눈 컨텐츠 조각을 전송하는 방법 및 그 방법을 수행하는 단말

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6963421B2 (ja) * 2017-06-12 2021-11-10 株式会社東芝 無線通信装置及び無線通信方法
US20230318785A1 (en) * 2022-04-04 2023-10-05 Qualcomm Incorporated Non-overlapped cross-link interference reference signal transmission and reception windows

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008111606A1 (ja) * 2007-03-13 2008-09-18 Sharp Kabushiki Kaisha 移動通信システム、移動局装置、基地局装置及び移動通信方法
US9319880B2 (en) 2010-09-15 2016-04-19 Intel Corporation Reformatting data to decrease bandwidth between a video encoder and a buffer
US8897267B2 (en) * 2011-04-04 2014-11-25 Qualcomm Incorporated System and method for enabling softer handover by user equipment in a non-dedicated channel state
CN105340334B (zh) * 2013-04-03 2019-03-15 谷歌技术控股有限责任公司 用于小区发现的方法和设备

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020184965A1 (ko) * 2019-03-13 2020-09-17 엘지전자 주식회사 사이드링크를 지원하는 무선통신시스템에서 복수의 안테나 리모트 유닛들을 제어하는 방법 및 이를 위한 장치
KR102217772B1 (ko) * 2019-10-11 2021-02-19 에스케이텔레콤 주식회사 컨텐츠를 나눈 컨텐츠 조각을 전송하는 방법 및 그 방법을 수행하는 단말

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